JPH07286547A - 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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JPH07286547A
JPH07286547A JP7733994A JP7733994A JPH07286547A JP H07286547 A JPH07286547 A JP H07286547A JP 7733994 A JP7733994 A JP 7733994A JP 7733994 A JP7733994 A JP 7733994A JP H07286547 A JPH07286547 A JP H07286547A
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Satoru Watanabe
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料性状の判定中に加速がなされた場合にも
燃料性状の検出を可能とする。 【構成】 燃料供給量を始動後に強制的に空燃比リーン
化方向にステップ変化させ(b)、かかるステップ変化
に対応して燃焼状態(c)が変化するまでの応答時間を
計測し(d)、この時間に基づいて燃料性状(重軽質)
を判定する(e)。燃料性状の判定中にスロットル操作
による加速がなされた場合は、加速検出(f)によって
燃料性状の判定を禁止し(g)、別の手法により、すな
わち、加速検出後の燃焼状態の変化速度を計測し
(h)、この変化速度に基づいて燃料性状を判定する
(i)。但し、サージトルクを検出し(j)、所定値以
上になった場合は、この判定をも禁止する(k)。

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、特に使用燃料の気化率(蒸発しやすさ)
に関連する重軽質を検出するための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関において、使用燃料の性状、具
体的には気化率に関連する重軽質を検出し、これに応じ
て燃料供給量などを補正することが行われており、燃料
性状検出装置としては、燃料中に配置した一対の電極間
の抵抗値の変化から重軽質を検出する重軽質センサが用
いられている(例えば特開平3−271541号公報参
照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
燃料性状検出装置にあっては、専用のセンサを用いるた
め高価になるばかりか、ガソリンへの添加物によって誤
検出を生じるなど、性能面でも大きな問題点があった。
そこで、本出願人により、特願平6−29312号にお
いて、専用のセンサを用いることなく、始動後早期に燃
料性状を検出し得るようにした燃料性状検出装置が提案
されている。
【0004】これは、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入されるのではな
く、燃料の気化率に応じて吸気ポート内壁や吸気バルブ
などに付着する燃料が発生し、燃料が例えば重質で気化
率が低い場合には、供給された燃料のうち前記付着燃料
となる割合(付着率)が高くなって、かなりの供給遅れ
を生じ、逆に、燃料性状が軽質で気化率が高い場合に
は、付着率が低くなって、供給遅れをほとんど生じない
ことに着目したものである。
【0005】よって、機関吸気系への燃料供給量を始動
後に強制的に空燃比リーン化方向にステップ変化させる
一方、機関の燃焼状態を検出して、燃料供給量をステッ
プ変化させた後、このステップ変化に対応する燃焼状態
変化が検出されるまでの時間を計測し、この時間に基づ
いて燃料性状(重軽質)を判定する。しかし、燃料性状
の判定中にスロットル操作による加速がなされた場合、
燃料供給量の増大により誤判定を生じることがあり、仮
に加速を検出して判定を禁止するようにすると、判定の
機会が極端に少なくなって、燃料性状の検出がなされな
くなってしまうことがあり、なお改善の余地があった。
【0006】本発明は、このような実情に鑑み、専用の
センサを用いることなく、始動後早期に使用燃料の性状
を正確に検出することができ、しかも燃料性状の判定中
に加速がなされた場合にも適切に対応することのできる
内燃機関の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】このため、本発明は、図
1に示すように、機関吸気系に燃料を供給する燃料供給
手段aを備える内燃機関において、下記b〜iの手段を
設けて、燃料性状検出装置を構成する。燃料供給量ステ
ップ変化手段bは、前記燃料供給手段aによる燃料供給
量を始動後に強制的に空燃比リーン化方向にステップ変
化させて所定期間その状態を保持する。
【0008】燃焼状態検出手段cは、機関の燃焼状態を
検出する。応答時間計測手段dは、前記燃料供給量ステ
ップ変化手段bにより燃料供給量をステップ変化させた
後、このステップ変化に対応する燃焼状態変化が前記燃
焼状態検出手段cにより検出されるまでの時間を計測す
る。第1の燃料性状判定手段eは、前記応答時間計測手
段dで計測された時間に基づいて燃料性状を判定する。
【0009】加速検出手段fは、前記燃料供給量ステッ
プ変化手段bによる空燃比リーン化期間中の機関のスロ
ットル操作による加速を検出する。第1の判定禁止手段
gは、前記加速検出手段fによる加速検出によって前記
第1の燃料性状判定手段eによる燃料性状の判定を禁止
する。変化速度計測手段hは、前記加速検出手段fによ
る加速検出後、この加速に対応して前記燃焼状態検出手
段cにより検出される燃焼状態の変化速度を計測する。
【0010】第2の燃料性状判定手段iは、前記変化速
度計測手段hで計測された変化速度に基づいて燃料性状
を判定する。更には、これらに加え、下記j,kの手段
を設ける構成とする。サージトルク検出手段jは、前記
燃焼状態検出手段cの検出結果に基づいてサージトルク
を検出する。
【0011】第2の判定禁止手段kは、前記サージトル
ク検出手段jで検出されたサージトルクが所定値以上の
場合に前記第2の燃料性状判定手段iによる燃料性状の
判定を禁止する。ここで、前記燃料供給手段aを機関の
各気筒毎に備え、前記燃料供給量ステップ変化手段b
は、一部の気筒のみ燃料供給量を強制的にステップ変化
させ、前記燃焼状態検出手段cは、前記一部の気筒にお
ける燃焼状態を検出するものであるとよい。
【0012】また、機関の始動直後において前記燃料供
給手段aによる燃料供給量を機関の温度に応じて増量補
正する始動後増量補正手段を備え、前記燃料供給量ステ
ップ変化手段bは、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にステップ変化させるもの
であるとよい。また、前記燃焼状態検出手段cは、筒内
圧力検出手段を有し、筒内圧力に基づいて燃焼状態を検
出するものであるとよく、更に、燃焼状態として図示平
均有効圧力を検出するものであるとよい。
【0013】また、前記第1の燃料性状判定手段eは、
前記応答時間計測手段dで計測された時間が長い程、重
質と判定し、時間が短い程、軽質と判定するものである
とよい。また、前記変化速度計測手段hは、変化速度と
して、加速検出後に燃焼状態が所定の基準状態に達する
までの時間を計測するものであるとよい。
【0014】また、前記第2の燃料性状判定手段iは、
前記変化速度計測手段hで計測された変化速度が遅い
程、重質と判定し、変化速度が早い程、軽質と判定する
ものであるとよい。また、機関の温度を検出し、機関の
温度が所定温度を超えるときに前記第1及び第2の燃料
性状判定手段e,iによる燃料性状の判定を禁止する高
温時判定禁止手段を設けるとよい。
【0015】また、機関の補機負荷の変動を検出し、補
機負荷の変動時に前記第1及び第2の燃料性状判定手段
e,iによる燃料性状の判定を禁止する補機負荷変動時
判定禁止手段を設けるとよい。
【0016】
【作用】燃料が例えば重質で気化率が低い場合には、機
関吸気系へ供給された燃料のうちシリンダに入ることな
く吸気ポートや吸気バルブに付着する割合(付着率)が
高くなるから、燃料供給量を変化させてもかかる変化に
対応して機関の燃焼状態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、付着率が低くなって、燃料供給量の変化に対して
応答良く機関の燃焼状態の変化を生じる。
【0017】このように、燃料供給量の変化に対応して
機関の燃焼状態が変化するまでの応答遅れは、使用燃料
の性状(重軽質)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、燃料供給量を始動後に強制的に
空燃比リーン化方向にステップ変化させ、かかるステッ
プ変化に対応して燃焼状態が変化するまでの応答時間を
計測し、この時間に基づいて燃料性状を判定するのであ
る。
【0018】より具体的には、応答時間が長い程、重質
と判定し、応答時間が短い程、軽質と判定するのであ
る。しかし、燃料性状の判定中にスロットル操作による
加速がなされた場合、燃料供給量の増大により誤判定を
生じることがあるので、空燃比リーン化期間中の機関の
スロットル操作による加速を検出し、加速検出によって
燃料性状の判定を禁止する一方、判定の機会が失われる
のを防止するため、別の手法で燃料性状の判定を行う。
【0019】すなわち、加速検出後、この加速に対応し
て変化する燃焼状態の変化速度(より具体的には、加速
検出後に燃焼状態が所定の基準状態に達するまでの時
間)を計測し、計測された変化速度に基づいて燃料性状
を判定するのである。より具体的には、加速時の燃焼状
態の変化速度が遅い程、重質と判定し、変化速度が早い
程、軽質と判定するのである。
【0020】但し、加速時の燃焼状態の変化速度に基づ
いて燃料性状の判定を行う場合においては、サージトル
クを検出していて、このサージトルクが所定値以上にな
った場合は、誤判定のおそれがあるため、この判定をも
禁止する。また、燃料性状を検出するための燃料供給量
の強制的なステップ変化を、全気筒で一斉に行わせるの
ではなく、一部の気筒のみで行わせることで、燃料性状
を検出するための燃料供給量のステップ変化によって機
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。
【0021】また、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、すなわ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
量のステップ変化を行わせることで、かかるステップ変
化による機関運転性等への悪影響を回避しつつ燃料性状
の早期検出を図ることができる。
【0022】また、燃焼状態の検出に際しては、筒内圧
力に基づいて燃焼状態を検出し、更には燃焼状態として
図示平均有効圧力を検出することで、燃料供給量のステ
ップ変化に対応する燃焼状態変化を的確にとらえること
ができる。また、機関の温度(例えば冷却水温)を検出
し、機関の温度が所定温度を超えるときには燃料性状の
判定を禁止することにより、高温始動条件で燃料の気化
率の違いが明確に表れない条件で燃料性状が誤検出され
ることを回避することができる。
【0023】また、機関の補機負荷(例えばエアコンや
パワステ)の変動を検出し、補機負荷の変動時には燃料
性状の判定を禁止することにより、外乱の影響によって
燃料性状が誤検出されることを回避することができる。
【0024】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図2は一
実施例を示すシステム図である。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毎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。
【0025】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から機関回
転に同期して出力される駆動パルス信号により通電され
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
噴射する。
【0026】機関1の各気筒の燃焼室には点火栓7が設
けられていて、これにより火花点火して燃焼室内の混合
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。コントロールユニット12は、C
PU、ROM、RAM、A/D変換器及び入出力インタ
ー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。
【0027】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(4気筒
の場合180°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、基準
角度信号REFの周期、あるいは所定時間内における単
位角度信号POSの発生数の計測により、機関回転数N
を算出できる。
【0028】また、機関1のウォータジャケットに臨ま
せて水温センサ15が設けられていて、冷却水温Twに応
じた信号を出力する。また、筒内圧力検出手段として、
点火栓7の座金として装着される圧電型の筒内圧センサ
16が設けられていて、筒内圧力Pに応じた信号を出力す
る。更に、コントロールユニット12には、始動用のスタ
ートスイッチ、スロットル弁4の全閉位置でONとなる
アイドルスイッチ等の他、各種補機の作動用のエアコン
スイッチ、パワステスイッチ等からON・OFF信号が
入力されるが、図示は省略してある。
【0029】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って、燃料噴射量T
iを算出し、機関回転に同期した所定のタイミングにて
Ti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。ここでの燃料噴射量Tiは、Ti=基本燃料
噴射量Tp×各種補正係数COEFとして、算出され
る。
【0030】基本燃料噴射量Tpは、吸入空気流量Qと
機関回転数Nとに基づいて、Tp=K×Q/N(但し、
Kは定数)として、算出される。各種補正係数COEF
は、COEF=1+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 +・・・とし
て、算出される。水温増量補正係数KTWは、冷却水温T
wが低いときほど燃料噴射量を増量補正するためのもの
である。また、始動後増量補正係数KASは、始動後増量
補正手段として、水温増量補正係数KTWより大きなレベ
ルで、始動直後に冷却水温Twが低いときほど燃料噴射
量を増量補正するためのものであり、時間経過と共に所
定の減少率で漸減されて最終的には0になる。更に、加
速増量補正係数KACC は、機関の加速時の空燃比の変動
を回避すべく燃料噴射量を増量補正するためのものであ
る。
【0031】ここで、前記各種補正係数COEFによる
燃料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
TW、始動後増量補正係数KAS及び加速増量補正係数K
ACC 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。
【0032】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、始動後増量補正係数K
AS及び加速増量補正係数KAC C 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。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。
【0033】そこで、コントロールユニット12におい
て、図3〜図4の燃料性状検出ルーチンの実行により、
燃料の重軽質を検出し、該検出結果に応じて前記水温増
量補正係数KTW、始動後増量補正係数KAS及び加速増量
補正係数KACC を実際の使用燃料に適合する値に修正す
るのである。図3〜図4の燃料性状検出ルーチンについ
て説明する。
【0034】尚、本ルーチンは所定時間毎に実行され
る。また、本ルーチンにおいて使用される各種フラグF
0〜F3、タイマTr1,Tr2は、コントロールユニ
ット12への電源投入時に実行される初期化ルーチンにて
全て0にクリアされるものとする。ステップ1(図には
S1と記してある。以下同様)では、判定禁止フラグF
0=1又は判定終了フラグF3=1か否かを判定し、F
0=1又はF3=1のときは本ルーチンを終了する。
【0035】判定禁止フラグF0=0かつ判定終了フラ
グF3=0のときはステップ2へ進む。ステップ2で
は、第1判定中フラグF1=1か否かを判定し、F1=
0であればステップ3へ進む。ステップ3では、スター
トスイッチOFF後、所定時間経過したか否かを判定
し、所定時間内の場合は本ルーチンを終了する。ここで
の所定時間はスタートスイッチOFF後に機関回転数N
が略安定するまでに最小限必要な時間とする。
【0036】所定時間経過した時点でステップ4へ進
む。ステップ4では始動後増量補正係数KAS(始動後増
量補正手段)による始動後増量補正中(KAS>0)か否
かを判定し、始動後増量補正中でないときは、ステップ
6で判定禁止フラグF0=1にセットして本ルーチンを
終了する。始動直後の機関運転の安定化のために行われ
る始動後増量が行われているとき、すなわち始動直後で
あって比較的大きな増量補正がなされているときにの
み、燃料性状の検出のための燃料噴射量の空燃比リーン
化方向へのステップ変化を行わせることで、かかるステ
ップ変化による機関運転性等への悪影響を回避しつつ燃
料性状の早期検出を図ることができるからである。
【0037】始動後増量補正中(KAS>0)のときはス
テップ5へ進む。ステップ5では、冷却水温Twが所定
値(例えば40℃)を超えているか否かを判定し、Tw>
40℃のときは、ステップ6で判定禁止フラグF0=1に
セットして本ルーチンを終了する。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ので、燃料性状
の誤検出を回避するためである。従って、この部分が高
温時判定禁止手段に相当する。尚、判定を禁止した時点
で特定気筒の空燃比のリーン化も終了させる。
【0038】Tw≦40℃のときはステップ7へ進む。ス
テップ7では、予め設定した特定の1気筒を判別し、当
該特定気筒における燃料噴射量Tiを、強制的に空燃比
リーン化方向に所定の割合減少補正してステップ変化さ
せ、その後、所定期間(所定回転又は所定時間)その状
態を保持する。この部分が燃料供給量ステップ変化手段
に相当する。
【0039】このように燃料性状判定のためのステップ
変化(リーン化)を一部の気筒のみで行わせることで、
運転性への影響を最小限に抑制できる。次にステップ8
では、第1判定中フラグF1=1にセットして、ステッ
プ9へ進む。第1判定中フラグF1=1のセット後は、
次回以降のルーチン実行時にステップ2からステップ9
へ進む。
【0040】ステップ9では、エアコンやパワステ等の
機関の補機負荷(外部負荷)に変動(ON・OFF切換
え)が発生したか否かを判定し、負荷変動有りのとき
は、ステップ10で判定禁止フラグF0=1にセットして
本ルーチンを終了する。補機負荷(外部負荷)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からである。従って、こ
の部分が補機負荷変動時判定禁止手段に相当する。
【0041】外部負荷の変動がないときはステップ11へ
進む。ステップ11では、第2判定中フラグF2=1か否
かを判定し、F2=0であればステップ12へ進む。ステ
ップ12では、アイドルスイッチのON→OFF変化によ
りスロットル操作による加速有りか否かを判定し、加速
無しであればステップ13へ進む。
【0042】ステップ13では、燃料噴射量を空燃比リー
ン化方向にステップ変化させた特定気筒を判別し、その
特定気筒の筒内圧センサ16により検出される筒内圧力P
を爆発行程における所定クランク角度期間において積分
して図示平均有効圧力IMEPを求め、特定気筒におけ
る図示平均有効圧力IMEPに変動(燃焼状態変化)が
生じたか否かを判定する。
【0043】ここでは、筒内圧力Pに基づいて燃焼状態
を検出することとし、更に、燃焼状態として図示平均有
効圧力IMEPを検出しており、この部分が燃焼状態検
出手段に相当する。図示平均有効圧力IMEPの変動が
検知されるまでは、ステップ14へ進んで、燃料噴射量の
ステップ変化から燃焼状態変化までの応答時間を計測す
べく、第1タイマTr1のインクリメントを続ける。こ
の部分が応答時間計測手段に相当する。
【0044】図示平均有効圧力IMEPの変動が検知さ
れると、ステップ15へ進む。この時点での第1タイマT
r1の値が図6(a) に示すように燃料噴射量のステップ
変化から燃焼状態変化までの応答時間を示すことにな
る。ステップ15では、燃料噴射量のステップ変化から燃
焼状態変化までの応答時間Tr1から、予め定めた図6
(b) に示す如きマップを参照して、燃料の重軽質(度合
い)を判定する。この部分が第1の燃料性状判定手段に
相当する。
【0045】ここで、燃料噴射量のステップ変化から燃
焼状態変化までの応答時間Tr1が長い程、重質と判定
し、応答時間Tr1が短い程、軽質と判定する。燃料が
重質で気化率が低い場合には、供給された燃料のうち吸
気ポートや吸気バルブに付着する割合(付着率)が高く
なって、応答時間Tr1が長くなり、逆に、燃料が軽質
で気化率が高い場合には、付着率が低くなって、応答時
間Tr1が短くなるからである。
【0046】燃料性状(重軽質)の判定後は、ステップ
16で判定終了フラグF3=1にセットする。このように
して、始動直後に燃料性状(重軽質)の検出が可能であ
り、この検出結果に応じて、別ルーチンにより、前記水
温増量補正係数KTW、始動後増量補正係数KAS及び加速
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。すなわち、前記水温増量補正係数KTW等の初期
値(重質燃料に適合されている値)を検出された実際の
使用燃料の重軽質に応じて修正する処理を行い、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。このような早期の修正によって、排気性状の改
善効果を増大させることが可能となる。
【0047】一方、特定気筒の燃料噴射量の空燃比リー
ン化方向へのステップ変化後、燃料性状の判定中である
空燃比リーン化期間中にて、スロットル操作による加速
がなされた場合について説明する。加速検出手段として
のステップ12での判定で、加速が検出されると、ステッ
プ17へ進んで第2判定中フラグF2=1にセットして、
ステップ18へ進む。第2判定中フラグF2=1のセット
後は、次回以降のルーチン実行時にステップ11からステ
ップ18へ進む。これにより、加速検出後はステップ13〜
16が実行されることがなくなり、誤判定が防止される。
従って、この部分が第1の判定禁止手段に相当する。
【0048】ステップ18では、燃料噴射量を空燃比リー
ン化方向にステップ変化させた特定気筒を判別し、その
特定気筒の筒内圧センサ16により検出される筒内圧力P
を爆発行程における所定クランク角度期間において積分
して図示平均有効圧力IMEPを求め、特定気筒におけ
る図示平均有効圧力IMEPが所定値に達したか否かを
判定する。
【0049】図示平均有効圧力IMEPが所定値に達す
るまでは、ステップ19へ進んで、加速検出後の燃焼状態
の変化速度のパラメータとして、加速検出後に図示平均
有効圧力IMEPが所定値に達するまでの時間を計測す
べく、第2タイマTr2のインクリメントを続ける。こ
の部分が変化速度計測手段に相当する。図示平均有効圧
力IMEPが所定値に達したことが検知されると、ステ
ップ20へ進む。この時点での第2タイマTr2の値が図
7(a) に示すように加速検出後に図示平均有効圧力IM
EPが所定値に達するまでの時間(燃焼状態が所定の基
準状態に達するまでの時間)を示すことになる。
【0050】ステップ21では、加速検出後に燃焼状態が
所定の基準状態に達するまでの時間Tr2から、予め定
めた図7(b) に示す如きマップを参照して、燃料の重軽
質(度合い)を判定する。この部分が第2の燃料性状判
定手段に相当する。ここで、加速検出後に燃焼状態が所
定の基準状態に達するまでの時間Tr2が長い程、重質
と判定し、その時間Tr2が短い程、軽質と判定する。
【0051】燃料が重質で気化率が低い場合には、供給
された燃料のうち吸気ポートや吸気バルブに付着する割
合(付着率)が高くなって、加速検出後に燃焼状態が所
定の基準状態に達するまでの時間Tr2が長くなり、逆
に、燃料が軽質で気化率が高い場合には、付着率が低く
なって、その時間Tr2が短くなるからである。燃料性
状(重軽質)の判定後は、ステップ21で判定終了フラグ
F3=1にセットする。
【0052】このようにして、燃料性状の判定中にスロ
ットル操作による加速がなされた場合においても、燃料
性状(重軽質)の検出が可能であり、この検出結果に応
じて、別ルーチンにより、前記水温増量補正係数KTW
始動後増量補正係数KAS及び加速増量補正係数KACC
実際の使用燃料に適合する値に修正する。図5は図3〜
図4のルーチンと並行して所定時間毎に実行されるルー
チンである。
【0053】ステップ31では、第2判定中フラグF2=
1か否かを判定し、F2=1のときのみステップ32へ進
む。ステップ32では、判定禁止フラグF0=0かつ判定
終了フラグF3=0のときのみステップ33へ進む。従っ
て、加速検出後の燃焼状態の変化速度に基づく燃料性状
の判定中においてのみ、ステップ33へ進む。
【0054】ステップ33では、サージクルクSTを検出
する。すなわち、図示平均有効圧力IMEPの最新値か
ら過去のn個までのデータを記憶しておき、時系列的に
記憶されている図示平均有効圧力(IMEP1 〜IME
n )の隣接するデータ間の偏差の絶対値を積算し、こ
の積算値をサージトルクSTとして検出する(次式参
照)。この部分がサージトルク検出手段に相当する。
【0055】ST=Σ|IMEPi −IMEPi+1 | 但し、i=1〜(n−1) ステップ34では、このサージトルクSTが所定値以上か
否かを判定し、ST≧所定値の場合は、ステップ35へ進
んで、判定禁止フラグF0=1にセットする。これによ
り、燃料性状の判定を禁止して、誤判定を防止する。こ
の部分が第2の判定禁止手段に相当する。尚、判定を禁
止した時点で特定気筒の空燃比のリーン化も終了させ
て、サージトルクの低減を図る。
【0056】本実施例により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
って消滅させてもよいが、バックアップ電源により記憶
保持しておき、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
用するのが望ましい。
【0057】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、燃
料供給量を始動後に強制的に空燃比リーン化方向にステ
ップ変化させ、かかるステップ変化に対応して燃焼状態
が変化するまでの応答時間を計測し、この時間に基づい
て燃料性状を判定することにより、専用のセンサを用い
ることなく、始動後早期に使用燃料の性状を正確に検出
することができる。
【0058】そして、燃料性状の判定中にスロットル操
作による加速がなされた場合、加速検出によって燃料性
状の判定を禁止して、誤判定を防止する一方、別の手法
で適切に燃料性状の判定を行うことで、判定の機会が失
われるのを防止することができる。すなわち、加速検出
後、この加速に対応して変化する燃焼状態の変化速度を
計測し、この変化速度に基づいて燃料性状を判定するこ
とにより、燃料性状を検出可能となる。
【0059】また、このように加速時の燃焼状態の変化
速度に基づいて燃料性状の判定を行う場合においては、
サージトルクを検出していて、このサージトルクが所定
値以上になった場合は、この判定をも禁止することで、
誤判定を防止できる。また、燃料性状を検出するための
燃料供給量のステップ変化を、一部の気筒のみで行わせ
ることで、そのステップ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。
【0060】また、始動後増量が行われているとき、す
なわ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
テップ変化を行わせることで、かかるステップ変化によ
る機関運転性等への悪影響を回避しつつ燃料性状の早期
検出を図ることができる。また、燃焼状態の検出に際し
ては、筒内圧力に基づいて燃焼状態を検出し、更には燃
焼状態として図示平均有効圧力を検出することで、燃料
供給量のステップ変化に対応する燃焼状態変化を的確に
とらえることができる。
【0061】また、機関の温度が所定温度を超えるとき
に燃料性状の判定を禁止することにより、燃料性状の誤
検出を防止できる。また、機関の補機負荷の変動時に燃
料性状の判定を禁止することにより、燃料性状の誤検出
を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図2】 本発明の一実施例を示すシステム図
【図3】 燃料性状検出ルーチンのフローチャート(そ
の1)
【図4】 燃料性状検出ルーチンのフローチャート(そ
の2)
【図5】 判定禁止ルーチンのフローチャート
【図6】 第1の燃料性状判定方法を示す図
【図7】 第2の燃料性状判定方法を示す図
【符号の説明】
1 内燃機関 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 45/00 Q 368 S 19/08 A 41/04 330 L 41/06 330 Z 41/36 A

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】機関吸気系に燃料を供給する燃料供給手段
    を備える内燃機関において、 前記燃料供給手段による燃料供給量を始動後に強制的に
    空燃比リーン化方向にステップ変化させて所定期間その
    状態を保持する燃料供給量ステップ変化手段と、 機関の燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段と、 前記燃料供給量ステップ変化手段により燃料供給量をス
    テップ変化させた後、このステップ変化に対応する燃焼
    状態変化が前記燃焼状態検出手段により検出されるまで
    の時間を計測する応答時間計測手段と、 前記応答時間計測手段で計測された時間に基づいて燃料
    性状を判定する第1の燃料性状判定手段と、 前記燃料供給量ステップ変化手段による空燃比リーン化
    期間中の機関のスロットル操作による加速を検出する加
    速検出手段と、 前記加速検出手段による加速検出によって前記第1の燃
    料性状判定手段による燃料性状の判定を禁止する第1の
    判定禁止手段と、 前記加速検出手段による加速検出後、この加速に対応し
    て前記燃焼状態検出手段により検出される燃焼状態の変
    化速度を計測する変化速度計測手段と、 前記変化速度計測手段で計測された変化速度に基づいて
    燃料性状を判定する第2の燃料性状判定手段と、 を設けて構成した内燃機関の燃料性状検出装置。
  2. 【請求項2】前記燃焼状態検出手段の検出結果に基づい
    てサージトルクを検出するサージトルク検出手段と、 前記サージトルク検出手段で検出されたサージトルクが
    所定値以上の場合に前記第2の燃料性状判定手段による
    燃料性状の判定を禁止する第2の判定禁止手段と、 を設けた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】前記燃料供給手段を機関の各気筒毎に備
    え、 前記燃料供給量ステップ変化手段は、一部の気筒のみ燃
    料供給量を強制的にステップ変化させ、前記燃焼状態検
    出手段は、前記一部の気筒における燃焼状態を検出する
    ものであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載
    の内燃機関の燃料性状検出装置。
  4. 【請求項4】機関の始動直後において前記燃料供給手段
    による燃料供給量を機関の温度に応じて増量補正する始
    動後増量補正手段を備え、 前記燃料供給量ステップ変化手段は、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にステッ
    プ変化させるものであることを特徴とする請求項1〜請
    求項3のいずれか1つに記載の内燃機関の燃料性状検出
    装置。
  5. 【請求項5】前記燃焼状態検出手段は、筒内圧力検出手
    段を有し、筒内圧力に基づいて燃焼状態を検出するもの
    であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか
    1つに記載の内燃機関の燃料性状検出装置。
  6. 【請求項6】前記燃焼状態検出手段は、燃焼状態として
    図示平均有効圧力を検出するものであることを特徴とす
    る請求項5記載の内燃機関の燃料性状検出装置。
  7. 【請求項7】前記第1の燃料性状判定手段は、前記応答
    時間計測手段で計測された時間が長い程、重質と判定
    し、時間が短い程、軽質と判定するものであることを特
    徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載の内
    燃機関の燃料性状検出装置。
  8. 【請求項8】前記変化速度計測手段は、変化速度とし
    て、加速検出後に燃焼状態が所定の基準状態に達するま
    での時間を計測するものであることを特徴とする請求項
    1〜請求項7のいずれか1つに記載の内燃機関の燃料性
    状検出装置。
  9. 【請求項9】前記第2の燃料性状判定手段は、前記変化
    速度計測手段で計測された変化速度が遅い程、重質と判
    定し、変化速度が早い程、軽質と判定するものであるこ
    とを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1つに記
    載の内燃機関の燃料性状検出装置。
  10. 【請求項10】機関の温度を検出し、機関の温度が所定温
    度を超えるときに前記第1及び第2の燃料性状判定手段
    による燃料性状の判定を禁止する高温時判定禁止手段を
    設けたことを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか
    1つに記載の内燃機関の燃料性状検出装置。
  11. 【請求項11】機関の補機負荷の変動を検出し、補機負荷
    の変動時に前記第1及び第2の燃料性状判定手段による
    燃料性状の判定を禁止する補機負荷変動時判定禁止手段
    を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれ
    か1つに記載の内燃機関の燃料性状検出装置。
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