JPH07238861A - 内燃機関の燃料性状検出装置 - Google Patents

内燃機関の燃料性状検出装置

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JPH07238861A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】燃料の重軽質を、始動後早期に検出する。 【構成】始動後増量補正が施されている最中に（Ｓ
４）、特定の１気筒における噴射量を強制的かつステッ
プ的に変化させる（Ｓ６）。そして、噴射量をステップ
的に変化させてから（Ｓ７）、筒内圧の積分値Ｐｉが前
記噴射量のステップ変化に対応する変化を示すようにな
るまで（Ｓ９）の時間ｔを計測する（Ｓ10）。ここで、
前記時間ｔの長短により燃料の重軽質を検出し（Ｓ1
1）、該検出結果に基づいて冷機時の増量補正量などを
使用燃料に適合する値に修正する（Ｓ12）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料性状検出
装置に関し、詳しくは、使用燃料の気化率を間接的に検
出するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃料性状（使用燃料の重軽質によ
る気化率の違い）を判定して、かかる判定結果に応じ
て、冷機時における燃料供給量の増量補正量を最適化す
る装置が提案されている（特開平５−１９５８４０号公
報参照）。前記特開平５−１９５８４０号公報に開示さ
れる装置は、筒内圧に基づいて機関のサージトルクを検
出し、予め余裕を持って多めに設定されている水温に応
じた増量補正量を、許容レベルを越えるサージトルクが
検出されるまで徐々に減量補正することで、そのときの
使用燃料で要求される（燃料性状に応じた）最低限の増
量補正量が得られるようにしたものであり（図８参
照）、使用燃料の気化率が高ければそれだけ増量補正量
が低く修正されることになる。
【０００３】上記のようにサージトルクを監視しつつ増
量補正量を徐々に減少させる構成であれば、許容限界を
越えるサージトルクの発生を確実に回避しつつ、増量補
正量を必要最小限に抑制できることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来装置では、増量補正量を急激に減少させると、増量補
正の最適レベルを越えて減少補正されて、運転性に影響
する大きなサージトルクが発生する惧れがあるため、増
量補正量の減少補正速度を早くすることができない。
【０００５】従って、最終的に増量補正量の最適レベル
を得るまでに比較長い時間が必要となり、最適な増量補
正量によって排気性状を改善できる期間が限られてしま
うという問題があり、増量補正量の最適レベルへの補正
（換言すれば、燃料性状の検出）をより短時間に終わら
せたいという要求があった。また、上記従来装置を燃料
性状の検出という観点で捉えると、上記従来装置では空
燃比を徐々にリーン化させて燃料性状を検出することに
なるから、最終的に燃料性状が検出されるまでの間で耐
エンスト性が悪化し、また、実質的には安定したアイド
ル運転状態でないと燃料性状の判定が行えず、更に、外
乱に影響され易いという問題があった。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、使用燃料の性状を始動直後の短時間で検出でき、
然も、機関の運転条件に大きく影響されることなく確実
に燃料性状を検出できる燃料性状検出装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのため請求項１の発明
にかかる内燃機関の燃料性状検出装置は、図１に示すよ
うに構成される。図１において、燃料供給手段は、機関
の吸気系に燃料を供給する手段であり、燃料量ステップ
変化手段は、前記燃料供給手段による燃料供給量を強制
的かつステップ的に変化させる。
【０００８】空燃比相関パラメータ検出手段は、機関の
シリンダ内に吸引された混合気の空燃比に相関する運転
状態パラメータを検出する。空燃比変化時間計測手段
は、燃料量ステップ変化手段により燃料供給量をステッ
プ的に変化させた後、該ステップ的変化に対応するシリ
ンダ吸入混合気の空燃比変化が空燃比相関パラメータ検
出手段で検出されるまでの時間を計測する。
【０００９】そして、燃料性状検出手段は、空燃比変化
時間計測手段で計測された時間に基づいて燃料性状を示
すパラメータを設定する。また、請求項２の発明にかか
る装置では、前記燃料供給手段が機関の各気筒毎に設け
られる構成において、前記燃料量ステップ変化手段が一
部の気筒の燃料供給量のみを強制的かつステップ的に変
化させ、前記一部の気筒におけるシリンダ吸入混合気の
空燃比変化に基づき燃料性状を検出させる構成とした。
【００１０】また、請求項３の発明にかかる装置では、
前記空燃比相関パラメータ検出手段が、シリンダ吸入混
合気の空燃比に相関する運転状態パラメータとして機関
の筒内圧を検出する構成とした。更に、請求項４の発明
にかかる装置では、前記燃料量ステップ変化手段が、燃
料供給量の強制的な増大又は減少補正を一時的に行い、
前記空燃比変化時間計測手段が、前記補正開始時のステ
ップ的な燃料供給量の変化から当該ステップ的変化に対
応する空燃比変化が検出されるまでの時間を計測する構
成とした。
【００１１】一方、請求項５の発明にかかる装置では、
前記燃料量ステップ変化手段が、所定時間だけ連続的に
燃料供給量を強制的に増大又は減少補正するよう構成さ
れ、前記空燃比変化時間計測手段が、前記所定時間経過
後の補正停止による燃料供給量のステップ的な変化から
当該ステップ的変化に対応する空燃比変化が検出される
までの時間を計測する構成とした。
【００１２】また、請求項６の発明にかかる装置では、
機関の始動動作終了後から所定期間内において前記燃料
供給手段による燃料供給量を機関温度に応じて増量補正
する始動後増量補正手段を備えた構成において、前記燃
料量ステップ変化手段が、前記始動後増量補正手段によ
る増量補正中に燃料供給量を強制的かつステップ的に変
化させる構成とした。
【００１３】また、請求項７の発明にかかる装置は、温
度条件検出手段で検出される機関運転の温度条件が所定
温度を越えるときに、前記燃料性状検出手段による燃料
性状の検出を停止させる高温時検出停止手段を設けて構
成される。更に、請求項８の発明にかかる装置は、前記
空燃比変化時間計測手段による時間計測中に補機負荷変
動検出手段により機関の補機負荷の変動が検出されたと
きに、前記燃料性状検出手段による燃料性状の検出を停
止させる補機負荷変動時検出停止手段を設けて構成され
る。
【００１４】
【作用】請求項１の発明にかかる燃料性状検出装置によ
ると、機関吸気系への燃料供給量のステップ的な変化に
対して、シリンダ内に吸入される混合気の空燃比が、前
記ステップ的に変化した燃料供給量に見合う変化を示す
ようになるまでの時間（タイムラグ）が、燃料性状を示
すデータとして検出される。
【００１５】即ち、燃料を機関吸気系に供給しても、そ
れが全てそのままシリンダ内に吸引されるのではなく、
燃料の気化率に応じて吸気通路内壁や吸気バルブなどに
付着する燃料が発生する。例えば燃料が重質で気化率が
低いと、供給された燃料のうち前記付着燃料となる割合
（付着率）が高くなり、燃料供給量を変化させてもかか
る変化に対応してシリンダ吸入混合気の空燃比が変化す
るまでに大きな応答遅れを生じる。逆に、燃料性状が軽
質で気化率が高い場合には、付着率が低くなり、燃料供
給量の変化に対して応答良くシリンダ吸入混合気の空燃
比変化が生じることになる。
【００１６】このように、燃料供給量の変化に対応して
シリンダ内の空燃比状態が変化するまでの応答遅れ時間
は、使用燃料の重軽質（気化率）によって変化すること
になるので、燃料性状の検出のために強制的に燃料供給
量をステップ的に変化させ、かかる燃料供給量のステッ
プ変化に対応する空燃比変化が発生するするまでの時間
を燃料性状（気化率）に相関するデータとして計測させ
るものである。
【００１７】ここで、請求項２の発明にかかる装置で
は、燃料性状を検出するための燃料供給量の強制的かつ
ステップ的な変化を、全気筒で一斉に行わせるのではな
く、一部気筒のみで行わせ、燃料性状を検出するための
前記強制的な燃料供給量の変化によって機関運転性や排
気性状が大きく悪化することを回避できるようにした。
また、請求項３の発明にかかる装置では、シリンダ吸入
混合気の空燃比によって筒内圧（燃焼圧）の変化が生じ
るので、シリンダ吸入混合気の空燃比に相関する運転状
態パラメータとして機関の筒内圧（燃焼圧）を検出する
ものとした。
【００１８】また、請求項４の発明にかかる装置では、
燃料供給量の強制的な増大又は減少補正を一時的に行わ
せ、該一時的な補正の開始時の燃料供給量のステップ的
な変化から、該増大又は減少補正に対応するシリンダ内
の空燃比状態変化が発生するまでを計測させる構成とし
た。一方、請求項５の発明にかかる装置では、連続的に
燃料供給量を増大又は減少補正し、かかる補正を停止し
てベースの供給量に戻すときのステップ的な変化を起点
として、前記補正停止に対応する空燃比状態の変化が発
生するまでの時間を計測させる構成とした。
【００１９】また、請求項６の発明にかかる装置では、
始動直後の機関運転の安定化のために行われる燃料供給
量の始動後増量が行われているとき、即ち、始動直後で
あって比較的大きな増量補正がなされているときに、燃
料性状の検出のための燃料供給量のステップ的変化を行
わせ、かかるステップ的変化による運転性への影響を回
避しつつ燃料性状の早期検出を図るようにした。
【００２０】また、請求項７の発明にかかる装置では、
燃料量のステップ的変化に基づく燃料性状の検出を高温
時に停止させる構成とし、高温条件で燃料の気化率の違
いが前記時間計測結果に明確に表れない条件で燃料性状
が誤検出されることを回避する。更に、請求項８の発明
にかかる装置では、燃料量をステップ的に変化させてか
らの経過時間を計測させている途中で、例えばエアコン
やパワステなどの補機負荷の変動（外乱）が発生した場
合には、燃料性状の検出を停止させ、前記外乱影響によ
って燃料性状が誤検出されることを回避する。
【００２１】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。一実施例
を示す図２において、内燃機関１にはエアクリーナ２か
ら吸気ダクト３，スロットル弁４及び吸気マニホールド
５を介して空気が吸入される。吸気マニホールド５の各
ブランチ部には、各気筒別に燃料供給手段としての燃料
噴射弁６が設けられている。
【００２２】この燃料噴射弁６は、ソレノイドに通電さ
れて開弁し、通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁
であって、後述するコントロールユニット12からの駆動
パルス信号により通電制御されて開弁し、図示しない燃
料ポンプから圧送されてプレッシャレギュレータにより
所定の圧力に調整された燃料を、機関１に間欠的に噴射
供給する。
【００２３】機関１の各燃焼室には点火栓７が設けられ
ていて、これにより火花点火してシリンダ内の混合気を
着火燃焼させる。そして、機関１からは、排気マニホー
ルド８，排気ダクト９，触媒10及びマフラー11を介して
排気が排出される。機関への燃料供給を電子制御するた
めに設けられたコントロールユニット12は、ＣＰＵ，Ｒ
ＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイス
等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各
種のセンサからの入力信号を受け、後述の如く演算処理
して、燃料噴射弁６の作動を制御する。
【００２４】前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３
中にエアフローメータ13が設けられていて、機関１の吸
入空気流量Ｑに応じた信号を出力する。また、クランク
角センサ14が設けられていて、基準角度位置毎（例えば
ＴＤＣ毎）の基準角度信号ＲＥＦと、１°又は２°毎の
単位角度信号ＰＯＳとを出力する。ここで、前記基準角
度信号ＲＥＦの周期、或いは、所定時間内における前記
単位角度信号ＰＯＳの発生数を計測することにより、機
関回転速度Ｎｅを算出できる。
【００２５】また、機関１のウォータジャケットの冷却
水温度Ｔｗ（機関温度を代表するパラメータ）を検出す
る温度条件検出手段としての水温センサ15が設けられて
いる。更に、前記各点火栓７には、実開昭６３−１７４
３２号公報に開示されるような点火栓７の座金として装
着されるタイプの筒内圧センサ16が設けられており、各
気筒別に筒内圧を検出できるようになっている。前記筒
内圧センサ16は、リング状に形成される圧電素子及び電
極を含んで構成され、点火栓７とシリンダヘッドとの間
に挟み込まれるものである。
【００２６】尚、前記筒内圧センサ16は、上記のように
点火栓７の座金として装着されるタイプの他、センサ部
を直接燃焼室内に臨ませて筒内圧を絶対圧として検出す
るタイプのものであっても良い。また、コントロールユ
ニット12には、図示しないエアコンスイッチやパワステ
スイッチや各種電気負荷スイッチ（リヤデフォッガース
イッチ等）などのＯＮ・ＯＦＦ信号が、前記各種補機に
よる機関の負荷状態を示す信号として入力されるように
なっている。本実施例において、前記エアコンスイッチ
やパワステスイッチや各種電気負荷スイッチ等が、補機
負荷変動検出手段に相当する。
【００２７】ここにおいて、コントロールユニット12に
内蔵されたマイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭ上
のプログラムに従って演算処理を行い、機関１への燃料
噴射量（噴射パルス幅）Ｔｉを演算し、所定の噴射タイ
ミングにおいて前記燃料噴射量Ｔｉ（燃料供給量）相当
のパルス幅の駆動パルス信号を燃料噴射弁６に出力す
る。
【００２８】前記燃料噴射量Ｔｉは、 燃料噴射量Ｔｉ＝基本噴射量Ｔｐ×各種補正係数Ｃｏ＋
電圧補正分Ｔｓ として算出される。前記基本噴射量Ｔｐは、吸入空気流
量Ｑと機関回転速度Ｎｅとに基づいて決定される基本的
な噴射量であり、電圧補正分Ｔｓは、バッテリ電圧の低
下による無効噴射量の増加に対応するための補正分であ
る。
【００２９】また、前記各種補正係数Ｃｏは、Ｃｏ＝
｛１＋空燃比補正係数ＫMR＋水温増量補正係数ＫTW＋始
動後増量補正係数ＫAS＋加速増量補正係数ＫACC ＋減速
減量補正係数ＫDC＋・・・｝として算出される。前記空
燃比補正係数ＫMRは、機関回転速度Ｎｅと基本噴射量Ｔ
ｐ（機関負荷）に対して最適な空燃比となるように基本
噴射量Ｔｐを補正するための係数であり、水温増量補正
係数ＫTWは冷却水温度Ｔｗが低いときほど噴射量を増大
補正する。また、前記始動後増量補正係数ＫAS（始動後
増量補正手段）は、始動直後に冷却水温度Ｔｗが低いほ
ど噴射量を増量補正するものであり、所定の割合で徐々
にその増量補正量を減じて最終的には０になる。更に、
加速増量補正係数ＫACC 及び減速減量補正係数ＫDCは、
機関の加減速時の空燃比の変動を回避すべく噴射量を増
減補正するものである。
【００３０】ここで、前記各種補正係数Ｃｏによる噴射
量の補正要求は、使用燃料の性状、特に燃料の重軽質
（気化率）によって変化し、気化率の低い重質燃料を使
用しているときには、前記水温増量補正係数ＫTWや加速
増量補正係数ＫACC による増量要求は、気化率の高い軽
質燃料を使用しているときに比べて大きくなる。従っ
て、増量補正要求に対して実際の増量補正レベルが不足
して、これにより空燃比がリーン化して機関運転の安定
性を損なうことがないようにするために、前記水温増量
補正係数ＫTWや加速増量補正係数ＫACC の初期値は、増
量要求レベルが最も高い重質燃料に適合されている。
【００３１】しかしながら、実際の使用燃料が軽質燃料
であると、前記初期値では増量補正量が過剰になって、
排気性状の悪化（ＨＣ濃度の増大）を招くことになって
しまう。そこで、本実施例では、コントロールユニット
12が、以下に示すようにして燃料の重軽質（気化率）を
間接的に検出し、該検出結果に応じて前記水温増量補正
係数ＫTWや加速増量補正係数ＫACC を、実際の使用燃料
に適合する値に修正するようにしてある。
【００３２】図３のフローチャートは、コントロールユ
ニット12による燃料性状（重軽質）の検出及び該検出結
果に基づく各種補正係数の修正制御を示す。尚、本実施
例において、燃料量ステップ変化手段，空燃比変化時間
計測手段，燃料性状検出手段，高温時検出停止手段，補
機負荷変動時検出停止手段としての機能は、前記図３の
フローチャートに示すようにコントロールユニット12が
ソフトウェア的に備えている。
【００３３】また、本実施例では、後述するように、シ
リンダに吸入される混合気の空燃比変化を筒内圧（燃焼
圧）の変化として検出するから、該筒内圧が、機関のシ
リンダ内に吸引された混合気の空燃比に相関する運転状
態パラメータであり、前記筒内圧センサ16が空燃比相関
パラメータ検出手段に相当する。図３のフローチャート
において、まず、ステップ１（図中ではＳ１としてあ
る。以下同様）では、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｗｓ
以下であるか否かを判別する。これは、高温始動時に
は、使用燃料の気化率の違いが明確に表れないためであ
り、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｗｓを越えている場合
には、燃料性状の誤検出を回避すべく、そのまま本プロ
グラムを終了させる。
【００３４】ここで、機関運転の温度条件として、本実
施例では冷却水温度Ｔｗを判別させたが、外気温度や燃
料温度やシリンダヘッド或いはシリンダブロック等の機
関本体の温度を判別させる構成としても良い。冷却水温
度Ｔｗが所定温度Ｔｗｓ以下であると判別されると、ス
テップ２へ進み、後述する時間計測中に前記エアコンや
パワステや各種電気負荷などの機関の補機負荷（外部負
荷）に変動（補機負荷のＯＮ・ＯＦＦ切り換え）が発生
したか否かを判別する。
【００３５】本実施例では、後述するように、燃料量の
強制的な補正から筒内圧積分値Ｐｉの変動が発生するま
での時間に基づいて燃料性状を検出する構成であるか
ら、前述のような補機負荷の変動が発生すると、これが
外乱となって燃料性状の検出精度を悪化させることにな
ってしまう。そこで、燃料性状の検出途中（時間計測途
中）に、前述のような補機負荷の変動が検出されると、
そのまま本プログラムを終了させて、燃料性状の誤検出
を回避する。
【００３６】冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｗｓ以下で、
かつ、補機負荷の変動がないときには、ステップ３へ進
む。ステップ３では、スタータがＯＦＦされてからの経
過時間が、所定時間に達していない状態であるか、前記
所定時間の経過時点であるか、更には、前記所定時間以
上に経過しているかを判別する。
【００３７】尚、前記所定時間は、スタータがＯＦＦさ
れてから機関回転速度Ｎｅが略安定するまでの時間とす
ることが好ましい。スタータがＯＦＦされてから所定時
間が経過していない場合には、そのまま本プログラムを
終了させ、前記所定時間の経過時点でステップ４へ進
む。ステップ４では、前記始動後増量補正係数ＫASによ
る増量補正が施されている状態であるか否かを判別す
る。
【００３８】前記始動後増量補正係数ＫASによる増量補
正は、前述のように、スタータがＯＦＦされたときに増
量補正の初期レベルが冷却水温度Ｔｗに応じて設定され
て、その後徐々に補正レベルが減じられて最終的に増量
補正レベルが０になるものであり（図４参照）、この始
動後増量補正係数ＫASによって前記水温増量補正係数Ｋ
TWによる増量補正レベルよりも更に増量補正して（始動
後増量補正手段）、始動動作終了直後における機関運転
の安定化を図るようにしてある。
【００３９】ステップ４で始動後増量補正係数ＫASによ
る増量補正中でないと判別されたときには、そのまま本
プログラムを終了させ、前記始動後増量補正係数ＫASに
よる増量補正中であるときには、ステップ５へ進む。ス
テップ５では、予め設定した特定の１気筒を判別し、ス
テップ６では、当該特定気筒における燃料噴射量を所定
時間だけ一時的に強制的に増大補正（又は減少補正）す
る（図４参照）。
【００４０】尚、前記増量・減量補正は、燃料噴射量Ｔ
ｉ（噴射パルス幅）の増量・減量補正演算であっても良
いし、増量補正の場合には、燃料噴射量Ｔｉに基づく噴
射パルスの他に増量補正用の追加の噴射パルスを発生さ
せる構成であっも良く、また、噴射圧力の調整などであ
って良く、結果的に噴射供給量を強制的かつステップ的
に増減させることができる方法であれば良い。
【００４１】ここで、前記ステップ６における一時的な
噴射量の増減補正は、後述するように、燃料性状の検出
するために強制的に行わせるものであり、増量補正を行
わせる場合には空燃比のリッチ化を、また、減量補正を
行わせる場合には空燃比のリーン化を招くことになる
が、かかる増減補正を１つの気筒のみで行わせるから、
運転性への影響を最小限に抑制できることになる。
【００４２】また、次のステップ７では、前記特定気筒
における噴射量の増量・減量補正を開始させたタイミン
グ、即ち、前記特定気筒の吸気系に噴射供給される燃料
量がステップ的に増大又は減少変化したタイミングでタ
イマー（ｔ）を起動させる。一方、ステップ３で、スタ
ータがＯＦＦされてからの経過時間が所定時間以上にな
っていると判別されると、ステップ８へ進み、前記噴射
量の強制的な補正を行った特定気筒を判別し、次のステ
ップ９では、前記特定気筒における筒内圧の積分値Ｐｉ
に変動が発生したか否かを判別する。
【００４３】前記積分値Ｐｉは、前記特定気筒に設けら
れる筒内圧センサ16で検出される筒内圧Ｐを少なくとも
爆発行程を含む所定積分区間で積分した値である。そし
て、強制的な燃料増量補正を行った場合には、前記ステ
ップ９では前記積分値Ｐｉが所定以上に増大変化した時
点を検知し、強制的な燃料減少補正を行った場合には、
前記ステップ９では前記積分値Ｐｉが所定以上に減少変
化した時点を検知させる。
【００４４】ステップ９で積分値Ｐｉの変動が検知され
ると、ステップ10へ進み、その時点におけるタイマー
（ｔ）の計測時間（ステップ的な噴射量補正からの経過
時間）を、燃料の重軽質（気化率）を示すパラメータと
してデータ〔ｔ〕にセットする。即ち、燃料を機関吸気
系に供給しても、それが全てそのままシリンダ内に吸引
されるのではなく、燃料の気化率に応じて吸気通路内壁
や吸気バルブなどに付着する燃料が発生する。例えば燃
料が重質で気化率が低いと、供給された燃料のうち前記
付着燃料となる割合（付着率）が高くなり、燃料供給量
をステップ的に変化させてもかかるステップ変化に対応
してシリンダ吸入混合気の空燃比が変化するまでに大き
な応答遅れを生じる。逆に、燃料性状が軽質で気化率が
高い場合には、付着率が低くなり、燃料供給量のステッ
プ的な変化に対して応答良くシリンダ吸入混合気の空燃
比変化が生じることになる。
【００４５】従って、燃料供給量をステップ的に変化さ
せたときに、かかるステップ変化に対応する空燃比変動
が検出されるまでの時間がそのときの使用燃料の重軽質
に相関することになる。ここで、シリンダに吸入される
混合気の空燃比が変化すると燃焼圧（筒内圧）が変化す
ることになるので、シリンダ内の空燃比を直接的に検出
する代わりに、シリンダ内に吸引された混合気の空燃比
に相関する運転状態パラメータとして筒内圧を検出させ
る構成とした。
【００４６】ステップ10で燃料噴射量のステップ的変化
に対する燃焼圧（空燃比）変化の応答遅れ時間〔ｔ〕を
サンプリングすると、ステップ11では、前記応答遅れ時
間〔ｔ〕を燃料性状（重軽質）を示すパラメータに変換
する。そして、ステップ12では、前記燃料の重軽質を示
すパラメータに基づいて前記水温増量補正係数ＫTWや加
速増量補正係数ＫACC の初期値（重質燃料に適合されて
いる値）を修正する処理を行い、燃料性状が検出された
後は、使用燃料で要求される必要最小限の増量補正が実
行されるようにする。
【００４７】上記のように、本実施例によると、使用燃
料の性状（重軽質）検出が、一時的な燃料噴射量の増大
補正又は減少補正と、該補正結果がシリンダ内の空燃比
状態の変化として検知されるまでの時間計測とによって
行われるから、早期に燃料性状を特定することが可能で
ある。また、燃料性状が早期に検出されて水温増量補正
係数ＫTWや加速増量補正係数ＫACC がそのときの使用燃
料に適合するように早期に修正されれば、該修正によっ
て得られる排気性状の改善効果を増大させることが可能
となる。
【００４８】また、前記強制的な噴射量の補正を、空燃
比が大幅にリッチ側に設定される始動後増量補正中に行
わせるから、たとえ減少補正を実行させても当該気筒の
燃焼性が大幅に悪化することを回避できる。更に、スタ
ータのＯＦＦから所定時間以上経過していることを噴射
量の強制補正を行う条件とするから、始動動作終了直後
の不安定状態で噴射量の補正がなされてしまうことも回
避できる。
【００４９】また、噴射量の強制的な補正を一部の気筒
のみで然も短時間で終了させることができるから、増量
補正を行わせる場合であっても、排気性状への影響を充
分に小さくできる。また、燃料噴射量をステップ的に変
化させて、かかる噴射量のステップ的変化に対応する燃
焼圧（空燃比）変化が発生するまでの時間を計測させる
構成であり、前記燃焼圧の変化の有無は比較的容易に検
出できることから、運転条件に左右されることが少な
く、また、外乱があっても比較的安定して燃料性状を検
出することが可能であり、特に、本実施例のように筒内
圧積分値Ｐｉに基づいて空燃比変化を捉える構成であれ
ば、明確かつ容易に空燃比変化を検出できる。
【００５０】尚、前記ステップ11において検出された燃
料性状（重軽質）のデータは、イグニッションスイッチ
のＯＦＦによって消滅させても良いが、機関の停止中に
給油が行われなかった場合には、燃料性状に変化はない
もののと見做して前回の運転時に検出した燃料性状デー
タをそのまま継続的に使用させるようにしても良い。と
ころで、上記実施例では、通常の噴射量の強制的な増大
又は減少補正を開始したタイミングから、該補正に対応
する空燃比変動（燃焼圧変化）が生じるまでの時間を計
測させたが、強制的に発生させる噴射量のステップ的変
化は、上記のように通常噴射量からの増大又は減少変化
に限定されるものではなく、強制的に補正された噴射量
から通常の噴射量にステップ的に戻すタイミングで時間
計測を起動させ、前記通常噴射量に戻したことに対応す
る空燃比変化がシリンダ内で生じるまでの時間を計測さ
せる構成であっても良い。
【００５１】以下に、強制的に補正された噴射量を通常
量に戻すときのステップ的な変化が、シリンダ内におけ
る空燃比変化として捉えられるまでの時間を計測して燃
料性状を検出する構成の第２実施例を、図５のフローチ
ャートに基づいて説明する。尚、本第２実施例において
も、燃料量ステップ変化手段，空燃比変化時間計測手
段，燃料性状検出手段，高温時検出停止手段，補機負荷
変動時検出停止手段としての機能は、前記図５のフロー
チャートに示すようにコントロールユニット12がソフト
ウェア的に備えている。また、空燃比相関パラメータ検
出手段は、前記筒内圧センサ16が相当する。
【００５２】図５のフローチャートにおいて、まず、ス
テップ21，22では、前記図３のフローチャートに示され
る実施例と同様に、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｗｓ以
下であり、かつ、筒内圧積分値Ｐｉの変動が検出される
までの時間を計測している途中でエアコンやパワステや
各種電気負荷などの機関の補機負荷（外部負荷）に変動
が発生していないことを確認する。
【００５３】そして、ステップ23では、前記始動後増量
補正係数ＫASによる増量補正中であるか否かを判別し、
始動後増量中であるときにのみステップ24へ進む。ステ
ップ24では、噴射量を強制的に補正する特定の１気筒を
判別し、該特定気筒であるときには、ステップ25へ進
む。ステップ25では、スタータがＯＦＦされてからの経
過時間が、所定時間に達していない状態であるか、前記
所定時間の経過時点であるか、更には、前記所定時間以
上に経過しているかを判別する。
【００５４】そして、スタータがＯＦＦされてからの経
過時間が所定時間以内であるときには、ステップ26へ進
み、始動後増量補正係数ＫASを所定割合増大（又は減
少）補正し、該補正された始動後増量補正係数ＫASを用
いて前記特定気筒用の燃料噴射量Ｔｉを演算させ、該燃
料噴射量Ｔｉに基づいて特定気筒に設けられた燃料噴射
弁６を駆動させる（図６，図７参照）。
【００５５】一方、ステップ25でスタータがＯＦＦされ
てからの経過時間が所定時間になった時点であると判別
されたときには、ステップ27へ進み、前記ステップ26に
おける始動後増量補正係数ＫASの補正制御を停止させ
る。即ち、スタータがＯＦＦされてからの経過時間が所
定時間になるまでは、特定気筒における噴射量の演算に
用いる始動後増量補正係数ＫASを継続的に補正するが、
前記所定時間に達した時点で補正を停止させ、他の気筒
と同じ通常の噴射量にステップ的に戻すものである。
【００５６】ここで、前記始動後増量補正係数ＫASを強
制的かつ継続的に増大又は減少補正させる所定時間が短
いと、補正状態に対応する空燃比状態に安定する前に補
正が停止されて、補正停止に伴う空燃比変化（燃焼圧変
化）を精度良く検出できなくなるので、前記始動後増量
補正係数ＫASの補正を行わせる所定時間は、少なくとも
空燃比状態が安定する時間が必要となる。
【００５７】ステップ27で始動後増量補正係数ＫASの補
正制御の停止によって前記特定気筒の噴射量を補正され
たレベルから通常レベル（他気筒の噴射量レベル）にス
テップ的に変化させると、次のステップ28では、かかる
通常噴射量へのステップ的変化がシリンダ内における空
燃比（燃焼圧）変化として捉えられるまでの時間を計測
するためにタイマー（ｔ）を起動させる。
【００５８】そして、スタータがＯＦＦされてからの経
過時間が前記所定時間を越えると、ステップ25から今度
はステップ29へ進み、前記特定気筒において、前記所定
時間経過時点で行わせた通常噴射量へのステップ的変化
に対応する筒内圧積分値Ｐｉの変動が発生したか否かを
判別する。前記ステップ26で始動後増量補正係数ＫASを
増量補正した場合には、前記ステップ29において検出さ
れるべき積分値Ｐｉの変動は減少方向の変動となり（図
６参照）、逆に、前記ステップ26で始動後増量補正係数
ＫASを減少補正した場合には、前記ステップ29において
検出されるべき積分値Ｐｉの変動は増大方向の変動とな
る（図７参照）。
【００５９】ステップ29で、筒内圧積分値Ｐｉの変動が
検出されると、ステップ30へ進み、通常噴射量に戻した
とき（ステップ的に噴射量を変化させたとき）に起動さ
せたタイマー（ｔ）の計時時間を、前記ステップ的変化
がシリンダ内の空燃比変動として検出されるまでに要し
た時間としてデータ〔ｔ〕にセットする。そして、次の
ステップ31では、前記計測時間〔ｔ〕に基づいて使用燃
料の重軽質を示すパラメータを設定し、ステップ32で
は、検出された燃料性状に基づいて、水温増量補正係数
ＫTWや加速増量補正係数ＫACC の初期値を修正する処理
を行わせる。
【００６０】尚、上記各実施例では、機関のシリンダ内
に吸引された混合気の空燃比に相関する運転状態パラメ
ータとして、筒内圧（燃焼圧）を検出させる構成がとし
たが、特開平３−９６６４０号公報，特開平１−２４７
７４０号公報等に開示される装置を用いてシリンダ内の
混合気の空燃比を直接的に検出させる構成としても良
い。
【００６１】また、空燃比と密接な関係にある排気中の
酸素濃度を検出する酸素センサを設け、該酸素センサに
よってシリンダ内における空燃比変化を検出させること
も可能である。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、燃
料供給量を強制的かつステップ的に変化させる一方、か
かる燃料供給量のステップ的変化から該変化に対応して
シリンダ内の空燃比が変化するまでの時間を計測させ、
該計測時間に基づいて燃料性状（重軽質）を検出させる
構成としたので、始動直後の早期に燃料性状を検出する
ことができ、また、運転条件や外乱に影響されることな
く安定的に燃料性状を検出できるという効果がある。
【００６３】また、前記強制的かつステップ的な燃料供
給量の変化を、一部気筒でのみ行わせる構成とすること
で、燃料性状の検出のための燃料供給量の補正が、機関
の運転性に大きく影響することを回避できるという効果
がある。更に、燃料供給量のステップ的変化に対応する
空燃比変化を、筒内圧に基づいて検出させる構成とする
ことで、前記空燃比変化を明確かつ容易に検出すること
ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施例を示すシステム概略図。
【図３】第１実施例の燃料性状検出制御を示すフローチ
ャート。
【図４】第１実施例における制御特性を示すタイムチャ
ート。
【図５】第２実施例の燃料性状検出制御を示すフローチ
ャート。
【図６】第２実施例における制御特性を示すタイムチャ
ート。
【図７】第２実施例における制御特性を示すタイムチャ
ート。
【図８】従来の制御の様子を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１ 機関 ６ 燃料噴射弁 12 コントロールユニット 13 エアフローメータ 14 クランク角センサ 15 水温センサ 16 筒内圧センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 41/06 ３３０ Ｚ 41/14 ３１０ Ｍ 41/36 Ａ Ｇ０１Ｍ 15/00 Ｚ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】機関の吸気系に燃料を供給する燃料供給手
    段と、 該燃料供給手段による燃料供給量を強制的かつステップ
    的に変化させる燃料量ステップ変化手段と、 機関のシリンダ内に吸引された混合気の空燃比に相関す
    る運転状態パラメータを検出する空燃比相関パラメータ
    検出手段と、 前記燃料量ステップ変化手段により燃料供給量をステッ
    プ的に変化させた後、該ステップ的変化に対応するシリ
    ンダ吸入混合気の空燃比変化が前記空燃比相関パラメー
    タ検出手段で検出されるまでの時間を計測する空燃比変
    化時間計測手段と、 該空燃比変化時間計測手段で計測された時間に基づいて
    燃料性状を示すパラメータを設定する燃料性状検出手段
    と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の燃料性
    状検出装置。
  2. 【請求項２】前記燃料供給手段が機関の各気筒毎に設け
    られる一方、前記燃料量ステップ変化手段が一部の気筒
    の燃料供給量のみを強制的かつステップ的に変化させ、
    前記一部の気筒におけるシリンダ吸入混合気の空燃比変
    化に基づき燃料性状を検出させることを特徴とする請求
    項１記載の内燃機関の燃料性状検出装置。
  3. 【請求項３】前記空燃比相関パラメータ検出手段が、シ
    リンダ吸入混合気の空燃比に相関する運転状態パラメー
    タとして機関の筒内圧を検出することを特徴とする請求
    項１又は２のいずれかに記載の内燃機関の燃料性状検出
    装置。
  4. 【請求項４】前記燃料量ステップ変化手段が、燃料供給
    量の強制的な増大又は減少補正を一時的に行い、前記空
    燃比変化時間計測手段が、前記補正開始時のステップ的
    な燃料供給量の変化から当該ステップ的変化に対応する
    空燃比変化が検出されるまでの時間を計測することを特
    徴とする請求項１，２又は３のいずれかに記載の内燃機
    関の燃料性状検出装置。
  5. 【請求項５】前記燃料量ステップ変化手段が、所定時間
    だけ連続的に燃料供給量を強制的に増大又は減少補正す
    るよう構成され、前記空燃比変化時間計測手段が、前記
    所定時間経過後の補正停止による燃料供給量のステップ
    的な変化から当該ステップ的変化に対応する空燃比変化
    が検出されるまでの時間を計測することを特徴とする請
    求項１，２又は３のいずれかに記載の内燃機関の燃料性
    状検出装置。
  6. 【請求項６】機関の始動動作終了後から所定期間内にお
    いて前記燃料供給手段による燃料供給量を機関温度に応
    じて増量補正する始動後増量補正手段を備え、前記燃料
    量ステップ変化手段が、前記始動後増量補正手段による
    増量補正中に燃料供給量を強制的かつステップ的に変化
    させることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５の
    いずれかに記載の内燃機関の燃料性状検出装置。
  7. 【請求項７】機関運転の温度条件を検出する温度条件検
    出手段と、 該温度条件検出手段で検出される温度条件が所定温度を
    越えるときに、前記燃料性状検出手段による燃料性状の
    検出を停止させる高温時検出停止手段と、 を設けたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５又
    は６のいずれかに記載の内燃機関の燃料性状検出装置。
  8. 【請求項８】機関の補機負荷の変動を検出する補機負荷
    変動検出手段と、 前記空燃比変化時間計測手段による時間計測中に前記補
    機負荷変動検出手段により補機負荷の変動が検出された
    ときに、前記燃料性状検出手段による燃料性状の検出を
    停止させる補機負荷変動時検出停止手段と、 を設けたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，
    ６又は７のいずれかに記載の内燃機関の燃料性状検出装
    置。
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