JPH0810671Y2

JPH0810671Y2 - 燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JPH0810671Y2
Application number: JP1989045871U
Authority: JP
Inventors: 将栗原
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1989-04-19
Filing date: 1989-04-19
Publication date: 1996-03-29
Anticipated expiration: 2004-04-19
Also published as: JPH02137541U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案はアルコール混合燃料を用いたエンジンに適用
する燃料噴射制御装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、自動車用エンジンの燃料としては純正ガソリ
ンが使用されるが、メタノールからなるアルコールを混
合してあるアルコール混合ガソリンが使用される場合が
ある。そして、純正ガソリンとアルコール混合ガソリン
とを比較すると、当然にオクタン価も変ってくるから、
エンジンについての燃料噴射量、点火時期等も異なって
くることになり、アルコール混合燃料用のエンジンが搭
載されている。

ここで、純正ガソリンを用いた場合の基本噴射量T_Pに
ついてみると、吸入空気量をＱ、エンジン回転数をＮ、
定数をＫとすると、基本噴射量T_Pは、 T_P＝Ｋ×Q/N ……（１）として演算される。そして、基本噴射量T_Pを、水温セン
サ、酸素センサ等の各種センサ、エンジンスイッチ、ス
ロットルバルブスイッチ等の各種スイッチからの信号に
基づいて補正し、最終的に噴射弁による燃料噴射量T
_iを、 T_i＝T_P×α×α′×C_OEF＋T_S ……（２）ただし、 α：空燃比フィードバック補正係数 α′：基本空燃比学習補正係数 C_OEF：各種補正係数 T_S ：バッテリ電圧補正係数として演算する。この際、酸素センサからの酸素濃度信
号に基づき、空燃比フィードバック補正係数αを補正す
ると共に、基本噴射量T_Pとエンジン回転数Ｎとから基本
空燃比学習補正係数α′を学習補正することにより、空
燃比（空気と燃料の重量比）A/Fが15:1となるように制
御している。

このように、純正ガソリンの空燃比A/Fは15:1である
が、アルコール混合ガソリンの空燃比は第５図に示すよ
うな特性となり、アルコール濃度が100％では空燃比は
6:1となることが知られている。

従って、アルコール混合ガソリンを使用する場合に
は、（２）式から燃料噴射量T_iを、 T_i＝C_K×T_P×α×α′×C_OEF＋T_S ……（３）ただし、C_K：アルコール濃度によって定まる定数として演算する必要がある。

ここで、アルコール混合ガソリン中のアルコール濃度
を検出するアルコールセンサとしては、ガソリンとアル
コールが有する固有抵抗値からアルコール濃度を検出す
る抵抗式アルコールセンサ、アルコール混合ガソリン中
の誘電率からアルコール濃度を検出する静電容量式アル
コールセンサ、光の透過光量を利用した光学的アルコー
ルセンサ等が検討されている。これら各アルコールセン
サのうち、例えば抵抗式アルコールセンサは、第６図に
示すように、流路となる配管ａの途中に一対の電極b,c
を所定寸法離間して対向配設し、該電極b,c間に介在す
るアルコール混合ガソリンｄのアルコール濃度が高くな
ると抵抗値が低下することに基づき（第７図参照）、該
電極b,cと電圧検出抵抗ｅとを直流電源ｆに直列接続
し、該電圧検出抵抗ｅから導出された出力電圧Ｅの変化
からアルコール濃度を検出するようになっている。

即ち、アルコール濃度Ｃが高くなると電極b,cの抵抗
値が低下するから、電圧検出抵抗ｅからの出力電圧Ｅ
は、第８図に示す如く、アルコール濃度Ｃに正比例した
検出電圧として導出することができる。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、アルコール混合ガソリン使用の自動車にお
いては、アルコール濃度に応じて空燃比が6:1〜15:1ま
での間で約３倍の相違がある。

一方、アルコールセンサが故障した場合には第８図に
実線で示す特性の出力電圧Ｅを出力することはできず、
第８図中に点線で示す如く、アルコール濃度に関係な
く、アルコール濃度０％のときの所定の下限電圧E₁以下
またはアルコール濃度100％のときの上限電圧E₂以上を
出力してしまうことがある。ここで、前記下限電圧E₁と
はアルコール濃度Ｃが０％のときの正常な出力電圧より
も低い値をいい、前記上限電圧E₂とはアルコール濃度Ｃ
が100％のときの正常な出力電圧よりも高い値をいう。

このように、アルコールセンサが故障し、正常な検出
電圧を出力しえない場合には、（３）式による燃料噴射
量T_iを演算することができない。即ち、下限電圧E₁以下
の検出電圧であるときには、ガソリン濃度が100％とし
演算され、逆に上限電圧E₂以上の検出電圧であるときに
は、アルコール濃度が100％として演算されてしまう。
この結果、正常なエンジン制御を行なうことができず、
安全走行が阻害され、事故の原因となるという問題点が
ある。

本考案はこのような従来技術の問題点に鑑みなされた
もので、アルコールセンサが故障した場合にも、最低限
度のエンジン走行を可能とした燃料噴射制御装置を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案は、アルコール混
合燃料を貯える燃料タンクと、該燃料タンク内の燃料を
吐出する燃料ポンプと、燃料配管を介して該燃料ポンプ
から供給される燃料をエンジンに噴射する噴射弁とから
なる燃料噴射制御装置において、前記燃料タンク，燃料
ポンプおよび燃料配管を含む燃料供給系統内の所望位置
に設けられ、燃料中のアルコール濃度を検出するアルコ
ール濃度検出手段と、該アルコール濃度検出手段による
出力電圧がアルコール濃度０〜100％に対応する正常な
検出範囲を逸脱した出力電圧であるか否かにより、該ア
ルコール濃度検出手段が故障したか否かを判定する故障
判定手段と、該故障判定手段がアルコール濃度検出手段
の故障と判定したときには、アルコール濃度検出手段か
らの出力電圧を予め定められたアルコール濃度に対応し
た出力電圧に設定して前記噴射弁から噴射される燃料を
制御し、エンジン駆動を行う故障時噴射制御手段と、前
記故障判定手段がアルコール濃度検出手段の故障を判定
したときには、運転者に故障を報知する故障報知手段と
から構成したことを特徴とする。

〔作用〕

このように構成することにより、故障判定手段がアル
コール濃度検出手段からの出力電圧がアルコール濃度０
〜100％に対応する正常な検出範囲を逸脱した出力電圧
となって、該アルコール濃度検出手段が故障したものと
判定したときには、故障時噴射制御手段はアルコール濃
度検出手段からの出力電圧を予め定められたアルコール
濃度に対応した出力電圧、例えば故障直前のアルコール
濃度またはアルコール濃度を50％に対応した出力電圧に
設定し、この出力電圧に基づいて燃料噴射量を演算し、
噴射弁を作動させる。これにより、少なくとも最低限度
のエンジン駆動を可能とする。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図ないし第４図を参照し
つつ、詳細に説明する。

第１図ないし第３図は本考案の第１の実施例を示す。

同図において、１は自動車のエンジンで、該エンジン
１には燃焼室にアルコール混合ガソリンを噴射する噴射
弁２が設けられると共に外気を吸気するインテイクマニ
ホールド３が設けられ、吸気フィルタ４との間には吸入
空気量を計測するエアフローメータ５が設けられてい
る。また、エンジン１には排気マニホールド６が設けら
れ、該排気マニホールド６には酸素センサ（図示せず）
が設けられている。

７はアルコール混合ガソリン８を貯える燃料タンク
で、該燃料タンク７内には当該アルコール混合ガソリン
８を吐出する燃料ポンプ９が設けられている。

10は燃料配管で、該燃料配管10の一端は燃料ポンプ９
の吐出側と接続され、その他端は噴射弁2,圧力レギュレ
ータ11の流入側と接続され、その途中には燃料フィルタ
12,アルコールセンサ13が設けられている。一方、前記
圧力レギュレータ11の流出側はリターン配管14を介して
燃料タンク７と接続されている。ここで、前記アルコー
ルセンサ13は燃料配管10内を流れるアルコール混合ガソ
リン８中のアルコール濃度を検出し、出力電圧Ｅを出力
するためのもので、該アルコールセンサ13としては、例
えば第６図に示す抵抗式アルコールセンサ等が用いられ
る。また、圧力レギュレータ11はインテイクマニホール
ド３内の圧力を制御圧として導くことにより、燃圧と該
インテイクマニホールド３内圧力との差が常に一定とな
るように制御するものである。

さらに、15はマイクロコンピュータ等によって構成さ
れた演算装置で、該演算装置15は第２図に示すように入
出力制御回路16、例えばCPU,MPU等で構成される処理回
路17、例えばROM,RAM等で構成される記憶回路18を含ん
で構成されている。そして、入出力制御回路16の入力側
はエアフローメータ5,アルコールセンサ13,クランク角
センサ19,酸素センサ，水温センサ，車速センサ等の各
種センサ、エンジンスイッチ20,スロットルバルブスイ
ッチ，シフトスイッチ等の各種スイッチ、およびバッテ
リ（いずれも図示せず）と接続され、出力側は噴射弁2,
アルコールセンサ13の故障を報知する報知器21等と接続
されている。なお、前記報知器21は例えばブザー，ラン
プ等が適用され、通常運転室内に設けられる。

また、記憶回路18には第３図に示す噴射量演算処理用
のプログラムが格納されていると共に、その記憶エリア
18Aには現在のアルコール濃度に対する検出電圧Ｅ、ア
ルコール濃度０％のときの所定の下限電圧E₁およびアル
コール濃度100％のときの所定の上限電圧E₂を記憶する
ようになっている。

さらに、演算装置15はエアフローメータ５からの吸入
空気量Ｑとクランク角センサ19からのエンジン回転数Ｎ
とによって、（１）式の基本噴射量T_Pを演算する基本噴
射量演算機能と、アルコールセンサ13からのアルコール
検出濃度Ｃに対応する出力電圧Ｅによって、（３）式か
ら燃料噴射量T_iを演算する機能と、アルコールセンサ13
の出力電圧Ｅをプログラムサイクル毎に記憶し、これを
下限電圧E₁または上限電圧E₂と比較し、該アルコールセ
ンサ13が故障したか否か判定する故障判定機能と、アル
コールセンサ13が故障したと判定したときは、記憶され
ている故障直前のアルコール濃度Ｃ（出力電圧Ｅ）に固
定して燃料噴射制御を行なう故障時噴射量演算機能と、
アルコールセンサ13が故障したときには、報知器21を作
動する故障報知機能と、さらに燃料タンク７にガソリン
のみを給油したときには、通常の噴射制御可能な最低制
御点に噴射量を固定する噴射量固定機能とを有してい
る。

本実施例はこのように構成されるが、次にその作動に
ついて第３図を参照しつつ述べる。

まず、エンジンスイッチ20がONとなって処理がスター
トすると、ステップ１で演算装置15はその処理回路17の
制御のもとにアルコールセンサ13から出力電圧Ｅを読込
む。そして、次のステップ２では、演算装置15はクラン
ク角センサ19からのエンジン回転数Ｎ、エアフローメー
タ５からの吸入空気量Ｑを読込んで（１）式による基本
噴射量T_Pを演算すると共に、ステップ１で読込んだ出力
電圧Ｅ（アルコール濃度Ｃ）、その他の各種センサ，ス
イッチ等からの信号に基づいて、アルコール混合ガソリ
ンの燃料噴射量T_iを演算し、この燃料噴射量T_iに対応し
たパルスデューティの噴射パルスを噴射弁２に出力す
る。これにより、燃料タンク７内のアルコール混合ガソ
リン８は燃料ポンプ9,燃料配管10,燃料フィルタ12,アル
コールセンサ13等を介して噴射弁２に供給され、エンジ
ン１を駆動する。以上のようにして行なわれるステップ
２の処理が通常の噴射制御である。

このように、ステップ２による通常の噴射制御を行な
ったら、次のステップ３では記憶回路18の記憶エリア18
A内にステップ１で読込んだアルコールセンサ13からの
出力電圧Ｅを記憶する。そして、次のステップ４では、
この出力電圧Ｅを記憶エリア18A内に格納してある下限
電圧E₁，上限電圧E₂と比較し、前記出力電圧Ｅがこれら
各電圧E₁，E₂の範囲内であれば、アルコールセンサ13は
正常に作動しているものと判定し、ステップ１に戻って
通常の噴射制御を行なう。一方、出力電圧Ｅが下限電圧
E₁以下または上限電圧E₂以上であれば、アルコール濃度
が０〜100％の範囲を逸脱した出力電圧であるから、ア
ルコールセンサ13が故障したものと判定する。かくし
て、ステップ４が本考案の故障判定手段を構成してい
る。

さて、ステップ４でアルコールセンサ13が故障したと
判定したときには、次のステップ５に進み、記憶回路18
の記憶エリア18Aに記憶した故障直前の出力電圧Ｅによ
り（３）式による燃料噴射量T_iを演算し、この燃料噴射
量T_iに固定する。即ち、アルコールセンサ13が故障した
ということは、通常の噴射制御を行なうことは不可能で
あるが、ステップ３で故障前のプログラムサイクルにお
ける出力電圧Ｅが記憶されているから、新たに燃料を給
油しない限り、燃料タンク７内のアルコール混合ガソリ
ン８のアルコール濃度は、この出力電圧Ｅに基づく値と
変わらないと考えられる。そこで、ステップ５では故障
直前に記憶されたアルコール濃度Ｃによって（３）式の
燃料噴射量T_iを演算するようにして、噴射制御を固定さ
せる。かくして、ステップ５は本考案の故障時噴射制御
手段を構成している。

また、ステップ５の処理を行なったら次のステップ６
に進み、報知器21に作動信号を出力し、運転者にアルコ
ールセンサ13が故障した旨を報知する。従って、ステッ
プ６および報知器21は本考案の故障報知手段を構成す
る。

さらに、ステップ5,6の処理を行なったら、ステップ
７に移り、ガソリンのみを給油したか否か判定し、給油
していなければステップ５〜７による故障時燃料噴射制
御を繰返す。ここで、ステップ７の処理であるが、アル
コールセンサ13が故障したときには、ガソリンのみを給
油することに予め定めておき、燃料タンク７内の液面セ
ンサ、燃料キャップの開閉検出スイッチ等（図示せず）
からの信号を読込み、液面が変化し、またはスイッチが
キャップ開閉を検出したときガソリンを給油したものと
判定するものである。

かくして、ステップ７の処理で「YES」と判定したと
きには、ガソリンが給油され、燃料中のガソリン濃度分
が高くなったものであるから、ステップ８に進んで、通
常の噴射制御可能な最低制御点に燃料噴射量T_iを固定す
る。即ち、これにより、アルコールセンサ13が故障して
も、ガソリンのみを給油するように予め規定しておけ
ば、最低制御点で通常通りの燃料噴射制御が行なわれる
から、自動車は最低限度で走行が可能となる。

なお、燃料残量計により、残量がわかっている場合に
は、その残量と新たに給油した給油量とから新燃料のア
ルコール濃度を算出し、燃料噴射量を固定するようにし
てもよい。

本実施例によれば、アルコールセンサ13が故障したと
きには、故障直前のアルコール混合ガソリンのアルコー
ル濃度で、故障時噴射制御を行なうと共に、運転者にそ
の旨を報知するから、エンジン停止等による自動車事故
を防止でき、かつガソリンを給油した場合の最低限度走
行も可能となる。

次に第４図は本考案の第２の実施例を示す。

本実施例の特徴は、アルコールセンサ13が故障したと
きには、アルコール濃度が50％の燃料であると想定し、
故障時の噴射制御を行なうようにしたことにある。

即ち、第４図において、ステップ11,12,13は第３図中
のステップ1,2,4に対応するもので、ステップ11,12が通
常の燃料噴射制御であり、ステップ13が故障判定手段で
ある。

さて、ステップ13でアルコールセンサ13が故障したも
のと判定したときにはステップ14に進み、アルコールセ
ンサ13からの出力電圧Ｅをアルコール濃度が50％のとき
の出力値に固定し、（３）式による燃料噴射量T_iを演算
し、噴射制御を行なう。即ち、アルコールセンサ13が故
障したら、アルコール濃度は50％のアルコール混合ガソ
リンであったものと仮定し、噴射制御を行なうもので、
これにより、自動車の安全走行を確保する。かくして、
本実施例ではステップ14が本考案の故障時噴射制御手段
を構成している。

さらに、ステップ14の処理が行なわれたら、報知器21
を作動して運転者にアルコールセンサ13の故障を報知
し、処理を終了する。

本実施例はこのように作動するが、第１の実施例と同
様の効果を有する。

なお、実施例では本考案のアルコール濃度検出手段と
して抵抗式アルコールセンサを例示したが、静電容量式
アルコールセンサ等を用いてもよく、この場合にはこの
静電容量式アルコールセンサの下限出力電圧と上限出力
電圧とから故障判定を行なえばよい。

また、アルコール濃度検出手段が故障した場合に故障
時噴射制御手段による制御態様は実施例に限ることな
く、他の制御態様、例えば前給油時のアルコール濃度を
記憶し、これによって制御するようにしてもよい。

〔考案の効果〕

本考案による燃料噴射制御装置は以上詳細に述べた如
くであって、故障判定手段はアルコール濃度検出手段が
故障したか否かを常時監視し、該故障判定手段がアルコ
ール濃度検出手段からの出力電圧がアルコール濃度０〜
100％に対応する正常な検出範囲を逸脱した出力電圧と
なったと判定したときには、故障時噴射制御手段は予め
定めたアルコール濃度に対応した出力電圧に設定して噴
射弁から噴射される燃料を制御すると共に、故障報知手
段によって運転者にアルコール濃度検出手段の故障を報
知する構成としたから、アルコール濃度検出手段が故障
しても、通常の噴射制御可能な燃料噴射量に固定して走
行可能となり、空燃比が大幅に変化してしまうことによ
る突然のエンジン停止事故等を未然に防止することがで
き、自動車の安全走行を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の第１の実施例に係り、第
１図は本実施例による燃料噴射制御装置の全体構成図、
第２図は回路構成を示すブロック図、第３図は噴射量演
算処理を示す流れ図、第４図は本考案の第２の実施例に
よる噴射量演算処理を示す流れ図、第５図ないし第８図
は従来技術に係り、第５図はアルコール濃度と空燃比と
の関係を示す線図、第６図は抵抗式アルコールセンサの
具体的構成を示す構成図、第７図はアルコール濃度と電
極間抵抗との関係を示す線図、第８図はアルコール濃度
と出力電圧との関係を示す線図である。１……エンジン、２……噴射弁、７……燃料タンク、８
……アルコール混合ガソリン、９……燃料ポンプ、10…
…燃料配管、13……アルコールセンサ、15……演算装
置、21……報知器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】アルコール混合燃料を貯える燃料タンク
と、該燃料タンク内の燃料を吐出する燃料ポンプと、燃
料配管を介して該燃料ポンプから供給される燃料をエン
ジンに噴射する噴射弁とからなる燃料噴射制御装置にお
いて、前記燃料タンク，燃料ポンプおよび燃料配管を含
む燃料供給系統内の所望位置に設けられ、燃料中のアル
コール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、該ア
ルコール濃度検出手段による出力電圧がアルコール濃度
０〜100％に対応する正常な検出範囲を逸脱した出力電
圧であるか否かにより、該アルコール濃度検出手段が故
障したか否かを判定する故障判定手段と、該故障判定手
段がアルコール濃度検出手段の故障と判定したときに
は、アルコール濃度検出手段からの出力電圧を予め定め
られたアルコール濃度に対応した出力電圧に設定して前
記噴射弁から噴射される燃料を制御し、エンジン駆動を
行う故障時噴射制御手段と、前記故障判定手段がアルコ
ール濃度検出手段の故障を判定したときには、運転者に
故障を報知する故障報知手段とから構成したことを特徴
とする燃料噴射制御装置。