JPH1113568A

JPH1113568A - 内燃機関の燃料性状判定装置

Info

Publication number: JPH1113568A
Application number: JP9168921A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Tanaka; 正明田中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】実際に燃料噴射弁から噴射される燃料の性状
を検出することのできる燃料性状判定装置を提供する。【解決手段】燃料供給管６から燃料検出室７のチャン
バ７０内に所定レベルまで燃料を導入する。必要に応じ
所定温度まで加熱器７３で燃料を加熱し、温度センサ７
４で検出した燃料の温度と、圧力センサ７５で検出した
蒸気圧とから燃料燃料性状を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料性
状を判定する燃料性状判定装置、特に自動車用の燃料性
状判定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関は、基本的に内燃機関の仕様に
応じ指定された燃料を使用して運転される。しかしなが
ら指定された燃料であっても、その性状は、原油の組成
の差、精製の差等によって異なり、また、燃料タンク内
に貯留されている間にも変化していくものである。そし
て、この燃料性状はエンジン内における燃焼混合気の形
成に大きな影響を与えるので、実際にエンジンに供給さ
れる燃料の性状を判定する燃料燃料性状判定装置が開発
されていて、使用される燃料の性状の測定結果に応じて
噴射量等を調整するようにした装置が開発されている。
例えば、自動車用のものとして実開昭６２−１１６１４
４号公報に記載のものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公報の装置におい
ては、燃料タンクの近傍に燃料性状検出室を設け、そこ
に燃料タンクから燃料を導入して燃料蒸気圧を検出し、
その値から燃料性状を判定している。ところが、燃料性
状は、燃料タンクから燃料噴射弁にいたる間にも変化す
る可能性があり、また、燃料補給と性状検出のタイミン
グによっては上記のように燃料タンクの近傍で検出した
燃料性状は実際に燃料噴射弁から噴射される燃料の性状
とは異なるおそれがある。実際に噴射される燃料の性状
と異なる結果を基に燃料噴射量等を調整すると燃焼が悪
化し、始動性が悪くなったり、排気エミッションが悪化
してしまうという問題が発生する。本発明は上記問題に
鑑み、実際に燃料噴射弁から噴射される燃料の性状を検
出することのできる燃料性状判定装置を提供することを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、自動車の内燃機関に供給される燃料の性状を判定す
る燃料性状判定装置であって、燃料に接して燃料性状の
パラメータを検出する燃料性状パラメータ検出手段と、
検出された燃料性状パラメータから燃料性状を判定する
燃料性状検出手段を具備し、燃料性状パラメータ検出手
段がエンジンルーム内の燃料噴射弁近傍に配設されてい
る燃料性状判定装置が提供される。

【０００５】この様に構成された燃料性状判定装置では
燃料に接して燃料性状のパラメータを検出する燃料性状
パラメータ検出手段がエンジンルーム内の燃料噴射弁近
傍に配設され、燃料噴射弁近傍の燃料の性状のパラメー
タが検出され、それにもとづき燃料性状が判定される。

【０００６】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、燃料性状パラメータ検出手段が、燃料噴射弁
に連結されている燃料通路から燃料を取り込み密閉する
燃料検出室と、燃料検出室内に取り込まれた燃料の蒸気
圧を検出する燃料蒸気圧センサとを具備し、燃料検出室
がエンジンルーム内の燃料噴射弁近傍の燃料通路に配設
されている燃料性状判定装置が提供される。この様に構
成された燃料性状判定装置では燃料噴射弁近傍の燃料通
路に配設されている燃料検出室内の燃料の蒸気圧が検出
され、それをもとに燃料性状が判定される。

【０００７】請求項３の発明によれば、請求項２の発明
において、燃料性状パラメータ検出手段が、さらに燃料
検出室内に密閉された燃料を予め定めた所定の温度以上
になるまで加熱する加熱器を有する燃料性状判定装置が
提供される。この様に構成された燃料性状判定装置では
燃料噴射弁近傍の燃料通路に配設されている燃料検出室
内の燃料が予め定めた所定温度以上に加熱された後に蒸
気圧が検出され、それをもとに燃料性状が判定される。

【０００８】請求項４の発明によれば、請求項２の発明
において、燃料検出室が燃料タンクから燃料噴射弁に燃
料を供給する燃料供給ラインに設けられている燃料性状
判定装置が提供される。この様に構成された燃料性状判
定装置では燃料噴射弁近傍の燃料供給ラインに配設され
た燃料検出室内の燃料の蒸気圧が検出され、それをもと
に燃料性状が判定される。

【０００９】請求項５の発明によれば、請求項２の発明
において、燃料通路が燃料タンクから燃料噴射弁に燃料
を供給する燃料供給ラインと、余剰となった燃料を燃料
噴射弁から燃料タンクに還流する燃料還流ラインを有
し、燃料性状検出室が燃料還流ラインに設けられている
燃料性状判定装置が提供される。この様に構成された燃
料性状判定装置ではこの様に構成された燃料性状判定装
置では燃料噴射弁近傍の燃料還流ラインに配設された燃
料検出室内の燃料の蒸気圧が検出され、それをもとに燃
料性状が判定される。

【００１０】請求項６の発明によれば、請求項１の発明
において、燃料性状パラメータ検出手段が燃料噴射弁か
ら噴射された燃料の噴霧が通る領域に配置されている抵
抗検出センサであって、抵抗検出センサが、予め定めた
電圧が印加されて加熱されるヒータを有し、このヒータ
に予め定めた所定量の燃料が当たったときの抵抗値から
燃料性状を判定するようにされた燃料性状判定装置が提
供される。この様に構成された燃料性状判定装置では予
め定めた電圧が印加されて加熱されるヒータに予め定め
た所定量の燃料が当たったときの抵抗値が検出され、こ
の抵抗値をもとに燃料性状が判定される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施の形
態の構造を概略的に示す図であって、図１において、一
点鎖線で示される車体１００内に２点鎖線で区画された
エンジンルーム２００内にエンジン１が配置されてい
る。エンジン１の吸気マニホールド２には各気筒用の燃
料噴射弁３が配設されている。

【００１２】燃料噴射弁３には車体の後部に配設された
燃料タンク４の燃料が燃料ポンプ５で燃料供給管６を通
って供給される。エンジンルーム２００内にある燃料供
給管６の燃料噴射弁３の近傍には燃料検出室７が配設さ
れている。燃料検出室７の構造は後述するようになって
おり、８、９、１０は燃料検出室７内に導入された燃料
を燃料タンク４内に還流する検出燃料還流管である。２
０は電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）であって、
ＥＣＵ２０はデジタルコンピュータから成り、相互に接
続された入力インターフェイス２１、ＣＰＵ２２、ＲＡ
Ｍ２３、ＲＯＭ２４、出力インターフェイス２５を備え
る。ＣＰＵ２２は入力インターフェイス２１を介して入
力された各センサの信号を基に後述する演算をおこなっ
て本発明の燃料性状判定をおこない、その結果を、燃料
噴射量の制御に反映させるが、その他にも、点火時期の
制御等の多くの制御をおこない、その為に必要な上記以
外の多くのセンサがエンジン１等に取り付けられてい
る。

【００１３】図２は燃料検出室７の構造を示す図であ
る。７０はチャンバであって、バルブ７１は燃料供給管
６から燃料をチャンバ７０に導入する流路７２を開閉す
る。７２はレベルセンサであってチャンバ７０に導入さ
れた燃料のレベルを検出しする。加熱器７３は温度セン
サ７４の検出する燃料温度が予め定めた所定値に達する
まで燃料を加熱する。圧力センサ７５は所定の温度に加
熱されたチャンバ７０内の燃料の蒸気圧を検出する。７
６と７７は検出が終了したときに開弁して燃料を検出燃
料還流管８、９、１０を介して燃料タンク４に還流させ
るためのバルブである。

【００１４】図３は上記のように構成された第１の実施
の形態においてＥＣＵ２０が実行する燃料性状を検出す
るルーチンのフローチャートである。この第１の実施の
形態ではアイドリング運転中に燃料性状の検出を実行す
るが、エンジン停止直後に実行することも可能である。

【００１５】ステップ３１、３２で車両停止で、アイド
リング運転中であるかどうか判定し、いずれも肯定判定
された場合のみステップ３３以下を実行する。車両が停
止中かどうかは車速センサ３１の信号から判定し、アイ
ドリングかどうかはアイドルスイッチ３２の信号から判
定する。ステップ３３ではバルブ７１、７６、７７を開
いて、チャンバ７０内に燃料を導入する。ここで、バル
ブ７１のみならずバルブ７６、７７も開くのは、チャン
バ７０内のレベルが急上昇するのを防ぐためである。そ
して、ステップ３４でチャンバ７０内の燃料のレベルＬ
Ｆが予め定めたＬＦａに達したかどうか判定し、否定判
定されればそのままリターンし、肯定判定されるまで待
つ、そして、肯定判定されたならばステップ３５でバル
ブ７１、７６、７７を閉じる。

【００１６】次に、ステップ３６でチャンバ７０内の燃
料の温度ＴＦが予め定めた値ＴＦａより高いかどうか判
定する。否定された場合はステップ４１に進んで加熱器
をＯＮにしてリターンし、肯定判定されるまで待つ、肯
定判定されたならばステップ３７に進んで加熱器をＯＦ
Ｆにする。そして、ステップ３８で蒸気圧ＰＦと燃料温
度ＴＦを読み込み、ステップ３９で燃料性状を判定す
る。

【００１７】ここで、ステップ３９の燃料性状の判定に
ついて説明する。図４は温度に対する飽和蒸気圧の変化
を示す図であって燃料性状により異なる。そこで、温度
ＴＦａ以上の範囲について、図５に示すようなマップを
ＲＯＭ２４に記憶しておき、検出時の燃料の温度と蒸気
圧からＨ、Ｍ、Ｌのいずれの範囲にあるかを判定する。
Ｈの範囲にあれば重質燃料と判定し、Ｍの範囲にあれば
中質燃料と判定し、Ｌの範囲にあれば軽質燃料と判定す
る。そして、ステップ４０でバルブ７６、７７を開いて
終了する。

【００１８】図６は本発明の第２の実施の形態の構成を
示す図である。この第２の実施の形態においては燃料噴
射弁３まで送られたが余剰となった燃料を燃料タンク４
に還流させる還流管１１が備えられていてそこに燃料検
出室１２が配設されている。図７はこの第２の実施の形
態の燃料検出室１２の構造を示した図であって１２０は
チャンバであって１２１と１２１はバルブである。還流
管１１の燃料をチャンバ１２０に適量のみ導入するため
のバルブである。１２３は温度センサである。

【００１９】この第２の実施の形態においては、燃料検
出室１２が還流管１１の途中に直列的に配設されている
ので通常の運転時には余剰燃料を還流できるようにバル
ブ１２１、１２２は開かれていて蒸気圧の検出をおこな
うことができず、運転後の機関停止状態におこなう。図
８がそのフローチャートである。先ず、ステップ８１で
エンジンが停止しているかどうかをイグニッションスイ
ッチ３３の信号から判定し否定判定された場合は何もせ
ずにリターンする。肯定判定された場合にはステップ８
２で燃料の温度ＴＦが予め定めた適正範囲内（例えば、
ＴＦ１とＴＦ２の間）にあるかどうかを判定する。ステ
ップ８２で肯定判定された場合は、ステップ８３でバル
ブ１２１、バルブ１２２を閉じる。そして、第１の実施
の形態の場合と同様にステップ８４で燃料圧力と燃料温
度を読み込み、ステップ８５で燃料性状を判定する。そ
して、ステップ８６でバルブ１２１、１２２を開いて終
了する。

【００２０】図９は本発明の第３の実施の形態の構成を
示す図であって、１つの気筒のマニホールド２に、抵抗
検出センサ１３が取り付けられている。第１の実施の形
態と同様に、燃料還流管を有さない燃料系の場合を示し
ているが燃料還流管のある場合に適用することも可能で
ある。図１０は抵抗検出センサ１３がマニホールド２に
取り付けられた状態を示している。抵抗検出センサ１３
は基部１４とセンサ部１５からなりセンサ部１５は抵抗
線から成るヒータである。

【００２１】図１１は同じ電圧が印加されている時に同
じ量の重質燃料と軽質燃料が吹きつけられたときの抵抗
の変化を示す図である。軽質燃料は気化しやすく熱を奪
い易いのでヒータの温度は下がり抵抗が小さい。一方、
重質燃料は気化しにくくヒータの温度は下がりにくく抵
抗は大きい。この原理を応用して燃料性状を判定する。
なお、判定は、後述の様に機関が運転状態から停止状態
になった時に実行される。そこで、ヒータへ印加する電
圧を一定、ヒータに当てる燃料の量を一定にしたときの
抵抗値が小さければ軽質と判定され、抵抗値が大きけれ
ば重質と判定できるので図１２に示すような判定マップ
を予め定めＲＯＭ２４に記憶しておく。

【００２２】図１３は上記の原理にもとづく燃料性状判
定のルーチンのフローチャートである。燃料量を一定に
するためにエンジン停止時に燃料を所定量だけ噴射する
ものである。ステップ１３０１ではエンジンが停止して
いるかどうかを判定する。肯定判定された場合のみ、ス
テップ１３０２でエンジン水温ＴＷが適切な範囲（例え
ば、予め定めたＴＷａ以上、ＴＷｂ以下）にあるかを判
定する。そしてステップ１３０２でも肯定判定された場
合はステップ１３０２以降を実施する。ステップ１３０
３では燃料ポンプ５をＯＮにし、ステップ１３０４では
ヒータをＯＮにして、ステップ１３０５、１３０６でタ
イマを使って所定時間経過したのを確認してからステッ
プ１３０７で燃料を予め定めた所定量のみ、例えば、１
回のみ噴射する。そして、ステップ１３０８で燃料が噴
射された時の抵抗値ＲＦを読み込み、ステップ１３０９
でその結果から燃料性状を判定する。その後、ステップ
１３１０、１３１１でポンプ、ヒータをそれぞれＯＦＦ
にして終了する。このヒータは通常の運転中にＯＮにし
ておけば、燃料の霧化を促進するために利用することが
できる。

【００２３】なお、各実施の形態で判定された燃料性状
はＲＡＭ２３に含まれるバックアップＲＡＭに記憶さ
れ、必要に応じて各運転時の燃料噴射量の補正に利用さ
れる。例えば、燃料の性状の影響を大きく受ける始動時
の補正に用いられる。例としては、重質燃料は壁面に付
着し易く混合気がリーンになりやすいので、重質燃料の
場合は軽質燃料の場合にくらべて噴射量を多くするよう
に補正する。

【００２４】

【発明の効果】各請求項の発明によれば、燃料噴射弁近
傍の燃料の燃料性状を検出することができる。特に請求
項６のようにすれば、燃料の霧化を促進することに利用
することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示す図であ
る。

【図２】第１の実施の形態における燃料検出室の構造を
示す図である。

【図３】第１の実施の形態における燃料性状判定のルー
チンのフローチャートである。

【図４】燃料の性状による飽和蒸気圧の差を示す図であ
る。

【図５】図４に基づいた燃料性状判定用のマップであ
る。

【図６】本発明の第２の実施の形態の構成を示す図であ
る。

【図７】第２の実施の形態における燃料検出室の構造を
示す図である。

【図８】第２の実施の形態における燃料性状判定のルー
チンのフローチャートである。

【図９】本発明の第３の実施の形態の構成を示す図であ
る。

【図１０】第３の実施の形態の抵抗検出センサの取り付
け状態を示す図である。

【図１１】燃料の噴霧が当った時のヒータの抵抗の変化
を示す図である。

【図１２】図１１に基づく燃料性状判定用のマップであ
る。

【図１３】第３の実施の形態における燃料性状判定のル
ーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

１…エンジン３…燃料噴射弁４…燃料タンク５…燃料ポンプ６…燃料供給管７…燃料検出室１１…燃料還流管１２…燃料検出室１３…抵抗検出センサ１４…（抵抗検出センサ）基部１５…（抵抗検出センサ）ヒータ７０…（燃料検出室）チャンバ７１、７６、７７…バルブ７３…加熱器７４…温度センサ７５…圧力センサ７８…レベルセンサ１２０…（燃料検出室）チャンバ１２１、１２２…バルブ１２３…温度センサ１２４…圧力センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動車の内燃機関に供給される燃料の性
状を判定する燃料性状判定装置であって、燃料に接して燃料性状のパラメータを検出する燃料性状
パラメータ検出手段と、検出された燃料性状パラメータから燃料性状を判定する
燃料性状判定手段を具備し、燃料性状パラメータ検出手段がエンジンルーム内の燃料
噴射弁近傍に配設されていることを特徴とする燃料性状
判定装置。
【請求項２】燃料性状パラメータ検出手段が、燃料噴
射弁に連結されている燃料通路から燃料を取り込み密閉
する燃料検出室と、燃料検出室内に取り込まれた燃料の
蒸気圧を検出する燃料蒸気圧センサとを具備し、燃料検出室がエンジンルーム内の燃料噴射弁近傍の燃料
通路に配設されていることを特徴とする請求項１に記載
の燃料性状判定装置。
【請求項３】燃料性状パラメータ検出手段が、さらに
燃料検出室内に密閉された燃料を予め定めた所定の温度
以上になるまで加熱する加熱器を有することを特徴とす
る請求項２に記載の燃料性状判定装置。
【請求項４】燃料検出室が燃料タンクから燃料噴射弁
に燃料を供給する燃料供給ラインに設けられていること
を特徴とする請求項２に記載の燃料性状判定装置。
【請求項５】燃料通路が燃料タンクから燃料噴射弁に
燃料を供給する燃料供給ラインと、余剰となった燃料を
燃料噴射弁から燃料タンクに還流する燃料還流ラインを
有し、燃料検出室が燃料還流ラインに設けられているこ
とを特徴とする請求項２に記載の燃料性状判定装置。
【請求項６】燃料性状パラメータ検出手段が燃料噴射
弁から噴射された燃料の噴霧が通る領域に配置されてい
る抵抗検出センサであって、抵抗検出センサが、予め定めた電圧が印加されて加熱さ
れるヒータを有し、このヒータに燃料が当たったときの
抵抗値から燃料性状を判定することを特徴とする請求項
１に記載の燃料性状判定装置。