JP4467122B2

JP4467122B2 - エンジンの燃料性状判定装置およびエンジン制御装置

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Publication number: JP4467122B2
Application number: JP2000023445A
Authority: JP
Inventors: 雄二池田
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2000-02-01
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2020-02-01
Also published as: JP2001214796A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、揮発性の高，低による燃料性状を判定するエンジンの燃料性状判定装置、および、その判定結果に応じて燃料噴射量と点火時期との少なくとも一方を補正するエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両のエンジンに使用される燃料、特にガソリンの揮発性は、仕向地やガソリンスタンド毎に種々相違する。例えば、冬季や極寒冷地等の低温環境下では、エンジンの始動性を良好に保つため、揮発性の高い軽質のガソリンが用いられ、夏季や高温地等の高温環境下ではガソリンの揮発を抑制するため揮発性の低い重質ガソリンが用いられる。また、ガソリンの揮発性は、燃料補給による燃料タンク内の燃料のブレンド等によっても相違する。
このように燃料の揮発性は、環境条件による燃料の質の相違などに起因して変化するが、それはエンジン性能にも直接影響するきわめて重要なファクターになる。
【０００３】
例えば、揮発性が高ければ、それだけ燃料の燃焼効率も上がり、不完全燃焼をなくすことができ、当然のこととしてエンジンの出力を大きく保てる。
また、揮発性が高ければそれだけ気化および霧化しやすいので、インジェクタから噴射された燃料の吸気ポート壁面付着量が減少し、その分、燃料が効率よくエンジンの燃焼室に供給される。燃焼室に燃料が効率よく供給されれば、エンジン出力も大きく保つことができる。
ところが、燃料の揮発性が低くなると、燃料の気化及び霧化の悪化によりエンジンの燃焼性が悪化し、また、燃料の吸気ポート付着量も増加する。そのため、燃料の揮発性が低い場合には、揮発性が高い場合に比べ点火時期を進角補正して燃焼性を改善し、或いは燃料噴射量を増量補正しなければ、適正なエンジン出力を保てなくなる。
【０００４】
このように燃料の揮発性の高，低は、エンジンの出力に大きく影響するので、従来から、揮発性の高，低による燃料性状を判定し、その判定結果に応じて燃料噴射量や点火時期を制御する技術が種々提案されている。
例えば、本出願人は、特開平１１−１３２０９２号公報により、エンジン始動から所定時間に亘り、エンジン回転数と吸入空気量センサにより検出される吸入空気量とを積算し、この吸入空気量積算値とエンジン回転数積算値との比を予め設定した判定しきい値と比較して、燃料の揮発性の高低を判定し、この判定結果に応じて燃料噴射量や点火時期を補正する技術を提案した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記先行例による技術は、吸入空気量センサによる吸入空気量の積算値を用いて燃料性状を判定しているため、吸入空気量センサを備え、吸入空気量とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射量を設定するいわゆるＬジェトロ方式のエンジンしか適用できない。すなわち、エンジン回転数とスロットル弁下流の吸気管圧力とに基づいて燃料噴射量を設定するＤジェトロ方式のエンジンや、エンジン回転数とスロットル開度とに基づいて燃料噴射量を設定するα−Ｎ方式のエンジン等、吸入空気量センサを備えていないエンジンには適用できない不都合がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、吸入空気量センサを備えるＬジェトロ方式のエンジンは勿論のこと、吸入空気量センサを備えていないＤジェトロ方式やα−Ｎ方式等のエンジンにも適用することが可能な汎用性に優れるエンジンの燃料性状判定装置およびエンジン制御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】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、エンジンの運転状態に基づいてエンジンに供給される燃料の性状を判定する燃料性状判定装置において、エンジン始動後、所定時間にわたるエンジンの回転数積算値と燃料噴射量積算値とのそれぞれを算出する積算値算出手段と、エンジン回転数積算値と燃料噴射量積算値との比を求め、この積算値比と予め設定した判定しきい値との比較によって燃料性状を判定する燃料性状判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、エンジンの運転状態に基づいてエンジンに供給される燃料の性状を判定し、その燃料性状に応じて燃料噴射量と点火時期との少なくとも一方を補正するエンジン制御装置において、エンジン始動後、所定時間にわたるエンジンの回転数積算値と燃料噴射量積算値とのそれぞれを算出する積算値算出手段と、エンジン回転数積算値と燃料噴射量積算値との比を求め、この積算値比と予め設定した判定しきい値とを比較して、燃料の揮発性の高，低を判定する燃料性状判定手段と、燃料の揮発性が低いときには、燃料の揮発性が高いときに対して、燃料噴射量の増量補正と点火時期の進角補正との少なくとも一方を実行する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１或いは請求項２記載の発明において、上記燃料性状判定手段は、エンジン回転数積算値を燃料噴射量積算値により除算し、この除算値が判定しきい値以上のとき、燃料の揮発性が高いと判定し、除算値が判定しきい値未満のとき、燃料の揮発性が低いと判定することを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１或いは請求項２記載の発明において、上記燃料性状判定手段は、燃料噴射量積算値をエンジン回転数積算値により除算し、この除算値が判定しきい値未満のとき、燃料の揮発性が高いと判定し、除算値が判定しきい値以上のとき、燃料の揮発性が低いと判定することを特徴とする。
【００１１】
すなわち、請求項１記載の発明は、エンジン始動から所定時間にわたりエンジン回転数の積算値と燃料噴射量の積算値とを算出する。そして、エンジン回転数積算値と燃料噴射量積算値との比を求め、この積算値比と予め設定した判定しきい値との比較によって燃料性状を判定する。ここで、エンジン回転数と燃料噴射量とを用いて燃料性状を判定するため、吸入空気量センサを備えていないエンジンにも適用でき、汎用性に優れる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、エンジン始動から所定時間にわたりエンジン回転数の積算値と燃料噴射量の積算値とを算出する。そして、エンジン回転数積算値と燃料噴射量積算値との比を求め、この積算値比と予め設定した判定しきい値とを比較して、燃料の揮発性の高，低を判定する。そして、燃料の揮発性が低いときには、燃料の揮発性が高いときに対し、燃料噴射量の増量補正と点火時期の進角補正との少なくとも一方を実行する。
【００１３】
その際、請求項３記載の発明のように、エンジン回転数積算値を燃料噴射量積算値により除算し、この除算値が判定しきい値以上のとき、燃料の揮発性が高いと判定し、除算値が判定しきい値未満のとき、燃料の揮発性が低いと判定することが望ましい。または、請求項４記載の発明のように、逆に燃料噴射量積算値をエンジン回転数積算値により除算し、この除算値が判定しきい値未満のとき、燃料の揮発性が高いと判定し、除算値が判定しきい値以上のとき、燃料の揮発性が低いと判定してもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の一形態を説明する。先ず、本発明が適用されるエンジンの全体構成について、図４に従い説明する。同図において、符号１はエンジンであり、本形態においては自動車等の車両用の水平対向式多気筒ガソリンエンジンを示す。エンジン１のシリンダブロック２の左右両バンクには、それぞれシリンダヘッド３を備え、燃焼室４、吸気ポート５、排気ポート６、点火プラグ７、動弁機構等が設けられている。
【００１５】
吸気系として、エンジン１の稼動により、エアインテークチャンバ８を介して導入された空気がエアクリーナ９により浄化され、吸気管１０を介してスロットルチャンバ１１に至るよう構成されている。スロットルチャンバ１１に配設されたスロットル弁１２は、アクセルペダルに連動するとともに、アクセルペダルの踏み込み量に応じて開度が決まる。
【００１６】
また、スロットル弁１２の上流と下流とを短絡するバイパス通路１３に、アイドル回転数制御弁（ＩＳＣ弁）１４が配設されている。ＩＳＣ弁１４は、その開度により、スロットル弁１２の全閉によるアイドル時や減速時に、吸入空気量を制御することで、アイドル回転数を制御し、或いは減速時のエンストを防止するためのものである。
【００１７】
スロットル弁１２の開度によって流量が制御された吸入空気は、エアチャンバ１５、吸気マニホルド１６を介して各気筒に分配され、インジェクタ１７から噴射された燃料（ガソリン）と混合される。インジェクタ１７は吸気マニホルド１６における吸気ポート５の直上流位置に配置され、エンジン１の気筒毎に設けられている。各インジェクタ１７には、燃料タンク１８と連通した燃料配管１９を介して燃料ポンプ２０により圧送され燃料フィルタ２１を経た燃料が供給される。
【００１８】
また、インジェクタ１７から燃料タンク１８への燃料配管の中途に、吸気マニホルド１６に圧力室を連通するプレッシャレギュレータ２２が配設され、プレッシャレギュレータ２２によってインジェクタ１７に供給される燃料の圧力がスロットル弁１２下流の吸気管圧力に対し常時一定の差圧状態に保たれる。これにより、インジェクタ１７の開弁時間により燃料噴射量が的確に制御され得る。すなわち、エンジン１に供給される燃料噴射量は、インジェクタ１７の開弁時間を定める燃料噴射パルス幅に依存し、後述の電子制御装置５０から出力される燃料噴射パルス幅信号により制御される。
【００１９】
そして、インジェクタ１７からの噴射燃料と吸入空気とによる混合気が、吸気弁２３の開弁によりエンジン１の燃焼室４に流入する。更に、点火系として各点火プラグ７毎にイグナイタ内蔵イグニッションコイル２４からの点火信号が入力するよう接続されている。そして、燃焼室４で圧縮された混合気を点火プラグ７により着火し、混合気を燃焼させることで、エンジン１の駆動力（エンジン出力）が発生する。
【００２０】
一方、排気系としては、燃焼後のガスが、排気弁２５の開弁により燃焼室４から排気ポート６に排出され、各排気ポート６に連通する排気マニホルド２６により合流されて排気管２７に至り、排気管２７に介装された触媒コンバータ２８による酸化還元作用により浄化されてマフラ２９を経て大気に放出するよう構成されている。
【００２１】
次に、エンジン運転状態を検出するための各種センサについて説明する。エンジン負荷の一例としてスロットル弁１２下流の吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ３０がエアチャンバ１５に連通接続されている。また、シリンダブロック２にノックセンサ３１が取付けられると共に、エンジン温度としてエンジン冷却水温を検出するため左右両バンクを連通する冷却水通路３２に冷却水温センサ３３が臨まされ、エンジン１の空燃比状態を検出するため触媒コンバータ２７の直上流にＯ_２センサ３４が装着されている。さらに、スロットル弁１２にスロットル開度センサ３５が連設されている。
【００２２】
また、エンジン１のクランクシャフト３６にクランクロータ３７が軸着され、このクランクロータ３７の外周に電磁ピックアップ等からなるクランク角センサ３８が対設されている。更に動弁機構におけるカムシャフト４０に連設するカムロータ４１に電磁ピックアップ等からなる気筒判別センサ４２が対設されている。クランク角センサ３８、気筒判別センサ４２は、それぞれクランクロータ３７、カムロータ４１に所定間隔毎に形成された突起をエンジン運転に伴い検出し、クランクパルス、気筒判別パルスを出力する。そして、電子制御装置５０において、クランクパルスの入力間隔（突起の検出間隔）の時間からエンジン回転数Ｎｅを算出すると共に、点火時期及び燃料噴射時期等を演算し、更に、クランクパルス及び気筒判別パルスの入力パターンから気筒判別を行う。
【００２３】
次に、図５に基づいて電子制御系の構成について説明する。電子制御装置（ＥＣＵ）５０は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、バックアップＲＡＭ５４、カウンタ・タイマ群５５、及びＩ／Ｏインターフェイス５６をバスラインを介して接続したマイクロコンピュータを中心として構成され、各部に所定の安定化電源を供給する定電圧回路５７、駆動回路５８、Ａ／Ｄ変換機５９等の周辺回路を備えている。
【００２４】
尚、カウンタ・タイマ群５５は、フリーランカウンタ、気筒判別センサ信号（気筒判別パルス）の入力計数用カウンタ等の各種カウンタ、燃料噴射用タイマ、点火用タイマ、定期割込みを発生させるための定期割込み用タイマ、及びシステム異常監視用のウオッチドッグタイマ等の各種タイマを便宜上総称するものであり、その他、各種のソフトウエアカウンタ・タイマを含む。
【００２５】
定電圧回路５７は、２回路のリレー接点を有する電源リレー６０の第１のリレー接点を介してバッテリ６１に接続され、電源リレー６０は、そのリレーコイルの一端が接地され、リレーコイルの他端が駆動回路５８に接続されている。尚、電源リレー６０の第２のリレー接点には、バッテリ６１から各アクチュエータに電源を供給するための電源線が接続されている。また、バッテリ６１には、燃料ポンプリレー６２のリレー接点を介して燃料ポンプ２０が接続されると共に、イグニッションスイッチ６３の一端が接続され、このイグニッションスイッチ６３の他端がＩ／Ｏインターフェイス５６の入力ポートに接続されている。
【００２６】
更に、定電圧回路５７は、直接、バッテリ６１に接続され、バッテリ６１に接続されるイグニッションスイッチ６３のＯＮがＩ／Ｏインターフェイス５６の入力ポートで検出されて電源リレー６０の接点か閉となると、ＥＣＵ５０内の各部へ電源を供給する一方、イグニッションスイッチ６３のＯＮ，ＯＦＦに拘らず、常時、バックアップＲＡＭ５４にバックアップ用の電源を供給する。
【００２７】
また、Ｉ／Ｏインターフェイス５６の入力ポートには、ノックセンサ３１、クランク角センサ３８、気筒判別センサ４２、車速センサ４３が接続され、更に、Ａ／Ｄ変換器５９を介して吸気管圧力センサ３０、スロットル開度センサ３５、冷却水温センサ３３、Ｏ_２センサ３４が接続されると共に、バッテリ電圧ＶＢが入力されてモニタされる。一方、Ｉ／Ｏインターフェイス５６の出力ポートには、ＩＳＣ弁１４、インジェクタ１７、電源リレー６０及び燃料ポンプリレー６２の各リレーコイルが駆動回路５８を介して接続されると共に、イグナイタ内蔵イグニッションコイル２４のイグナイタ２４ａが接続されている。
【００２８】
そして、イグニッションスイッチ６３がＯＮされると、電源リレー６０がＯＮし、定電圧回路５７を介して各部に定電圧が供給され、ＥＣＵ５０が各種制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ５０においてＣＰＵ５１が、ＲＯＭ５２にメモリされている制御プログラムに基づき、Ｉ／Ｏインターフェイス５６を介して各種センサからの検出信号を入力処理し、ＲＡＭ５３に格納された各種データ、学習によりバックアップＲＡＭ５４に格納された各種学習値データ、ＲＯＭ５２に格納されている固定データに基づき、燃料性状を判定し燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅や点火時期の各種制御量の演算に反映する。
【００２９】
そして、演算した燃料噴射量を定める駆動パルス幅信号を、駆動回路５８を介して、所定のタイミングで該当気筒のインジェクタ１７に出力して燃料噴射制御を行い、また、所定のタイミングでイグナイタ２４ａに点火信号を出力して点火時期制御を実行し、ＩＳＣ弁１４に制御信号を出力してアイドル回転数制御等を実行する。
【００３０】
以上の制御系において、揮発性の高，低による燃料性状は、エンジン始動から所定時間にわたる燃料噴射量の積算値と、エンジン回転数の積算値との比に反映されることに着目したもので、ＥＣＵ５０における燃料性状の判定は、エンジン始動から所定時間にわたりエンジン回転数の積算値と燃料噴射量の積算値とを算出する。そして、エンジン回転数積算値と燃料噴射量積算値との比を求め、この積算値比と予め設定した判定しきい値との比較によって燃料性状を判定する。より具体的には、エンジン回転数積算値を燃料噴射量積算値により除算し、この除算値が判定しきい値以上のとき、燃料の揮発性が高いと判定し、除算値が判定しきい値未満のとき、燃料の揮発性が低いと判定する。ここで、エンジン回転数と燃料噴射量とを用いて燃料性状を判定するため、吸入空気量センサを備えていないエンジン１にも適用することが可能となり、汎用性に優れる。
【００３１】
そして、ＥＣＵ５０は、燃料の揮発性の高，低の判定結果に基づき、燃料の揮発性が低いときには、燃料の揮発性が高いときに対し、燃料噴射量の増量補正と点火時期の進角補正との少なくとも一方を実行する。
【００３２】
すなわち、ＥＣＵ５０は、本発明に係る積算値算出手段、燃料性状判定手段、制御手段としての機能を実現し、具体的には図１〜図３に示す各ルーチンにより各手段の機能を実現する。
【００３３】
ここで、本発明の基本原理について説明する。エンジン１の始動直後において、燃料噴射量が同一のもとで、重質燃料（重質のガソリン）の使用により燃料の揮発性が低い場合は、燃料の霧化及び気化が悪化し、インジェクタ１７から燃料を噴射した際に、蒸発燃料量が減少し吸気ポート５の壁面に付着する燃料量が増加するため、燃焼室４内に供給される混合気の空燃比がリーン化すると共に、燃焼室４への液状燃料の供給量が増加する。このため、エンジン１の燃焼が悪化してエンジン回転数Ｎｅの上昇が遅くなる。その結果、燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅Ｔｉの積算値ΣＴｉに対し、エンジン回転数Ｎｅの積算値ΣＮｅが相対的に小さくなり、エンジン回転数積算値ΣＮｅと燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｉとの積算値比ΣＮｅ／ΣＴｉが相対的に小さな値となる。
【００３４】
また、逆に、軽質燃料（軽質のガソリン）の使用により燃料の揮発性が高い場合は、燃料の霧化及び気化が良く、インジェクタ１７から燃料を噴射した際の蒸発燃料量が増加し吸気ポート５の壁面に付着する燃料量が減少すると共に、燃焼室４への液状燃料の供給量が減少し、燃焼室４内に供給される混合気の空燃比が適正化する。このため、相対的にエンジン１の燃焼性が向上し、エンジン始動後のエンジン回転数Ｎｅの上昇が速くなる。その結果、逆に燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｉに対し、エンジン回転数積算値ΣＮｅが相対的に大きくなり、エンジン回転数積算値ΣＮｅと燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｉとの積算値比ΣＮｅ／ΣＴｉが相対的に大きな値となる。
【００３５】
従って、エンジン回転数積算値ΣＮｅと燃料噴射量の積算値に相当する燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｉとの積算値比ΣＮｅ／ΣＴｉを、予め設定した判定しきい値ＦＮと比較することで、燃料性状を的確に把握することが可能となる。そして、吸入空気量を用いることなく、燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅Ｔｉの積算値ΣＴｉを採用して揮発性の高，低による燃料性状を判定するので、吸入空気量センサを備えるＬジェトロ方式のエンジンは勿論のこと、本形態のように、スロットル弁下流の吸気管圧力に基づいて燃料噴射量を設定するＤジェトロ方式のエンジン１や、スロットル開度とエンジン回転数Ｎｅとに基づいて燃料噴射量を設定するα−Ｎ方式のエンジン等、吸入空気量センサを備えていないエンジンにおいても正確に燃料性状を判定することが可能となる。
【００３６】
以下、ＥＣＵ５０による燃料性状判定、燃料噴射制御及び点火時期制御に係わる処理について、図１〜図３のフローチャートを用いて説明する。
【００３７】
図１〜図３は、イグニッションスイッチ６３がＯＮされてシステムに電源が投入され、システムがイニシャライズ（各フラグ、各カウント値のクリア等）された後、所定時間或いは所定周期毎に実行されるルーチンであり、図１の燃料性状判定ルーチンにより、揮発性の高，低による燃料性状を判定し、その判定結果を図２の燃料噴射制御ルーチン、及び図３の点火時期制御ルーチンにおいて、それぞれ燃料噴射量の設定、点火時期の設定に反映させる。
【００３８】
尚、本実施の形態においては、軽質燃料の使用による燃料の揮発性が高い場合を基準として、燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅Ｔｉ及び点火時期ＡＤＶが設定される。このため、重質燃料の使用による燃料の揮発性が低いと判定された場合に、燃料噴射量が増量補正されると共に、点火時期ＡＤＶが進角補正される。
【００３９】
先ず、図１の燃料性状判定ルーチンについて説明する。燃料性状判定ルーチンは、システムイニシャライズ後、所定時間（例えば１０msec）毎に実行され、最初のステップ１０１で、燃料性状判定終了フラグＦＥＮＤを参照し、既に燃料性状の判定が終了しているか否かを判断する。
【００４０】
ここで、燃料性状の判定は、ＥＣＵ５０への電源投入によるシステム起動後、エンジン１が始動されてから所定時間の間だけ行われるものであり、この間、燃料性状判定終了フラグＦＥＮＤ＝０に保持される。そして、エンジン１が始動してから所定時間を経過した時点で、燃料性状の判定が行われ、燃料性状の判定後に燃料性状判定終了フラグＦＥＮＤがセット（ＦＥＮＤ＝１）される。そして、燃料性状の判定後、この燃料性状の判定結果に基づいて燃料噴射パルス幅Ｔｉや点火時期ＡＤＶが設定される。
【００４１】
このため、ＦＥＮＤ＝０で、未だ燃料性状の判定が終了していない場合は、ステップ１０１からステップ１０２へ進み、エンジン回転数Ｎｅが０か否かを調べることにより、エンジン始動（エンジン稼動）か否かを判断する。
【００４２】
そして、Ｎｅ＝０でエンジン１が停止状態にある場合は、燃料噴射が行われておらず、且つ、エンジン回転数Ｎｅの上昇が有り得ないため、そのままルーチンを抜ける。
【００４３】
一方、Ｎｅ≠０であり、エンジン１が稼動のエンジン始動後は、ステップ１０３へ進み、ルーチン実行毎に、ステップ１０３，１０４で、それぞれエンジン回転数積算値ΣＮｅ，燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｉに、エンジン回転数Ｎｅ、後述する図２の燃料噴射制御ルーチンにおいて設定され燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅Ｔｉを加算し（ΣＮｅ←ΣＮｅ＋Ｎｅ，ΣＴｉ←ΣＴｉ＋Ｔｉ）、エンジン始動から所定時間にわたるエンジン回転数積算値ΣＮｅ及び燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｉを求める。
【００４４】
そして続くステップ１０５で、エンジン始動後の時間を計時するカウント値ＣＮＴを設定値ＣＳと比較し、エンジン始動後の時間が設定値ＣＳにより定まる所定時間に達したか否かを判断する。ここで、設定値ＣＳは、エンジン始動後、エンジン回転数積算値ΣＮｅ及び燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｉに燃料性状による影響が反映されて、エンジン回転数積算値ΣＮｅと燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｉとの比によって正確に燃料性状を判定し得る時間を予めシミュレーション或いは実験等により求め、本ルーチンの実行周期により定まる時間相当値に換算し、これを設定値ＣＳとしてＲＯＭ５２に固定データとしてメモリされている。
【００４５】
そして、ＣＮＴ＜ＣＳでエンジン始動後の時間が設定値ＣＳにより定まる所定時間に達しておらず、エンジン回転数積算値ΣＮｅ及び燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｉに燃料性状による影響が反映されていないと推定される時には、ステップ１０６へ進み、カウント値ＣＮＴをカウントアップして（ＣＮＴ←ＣＮＴ＋１）、ルーチンを抜ける。
【００４６】
その後、ルーチン実行毎にカウント値ＣＮＴがカウントアップされて、ＣＮＴ≧ＣＳとなり、エンジン始動後の時間が設定値ＣＳにより定まる所定時間に達し、エンジン回転数積算値ΣＮｅ及び燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｉに燃料性状による影響が反映されたと推定された時点でステップ１０５からステップ１０７へ進む。そして、エンジン回転数積算値ΣＮｅを燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｉにより除算して、エンジン回転数積算値ΣＮｅと燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｉとの比、すなわち積算値比ΣＮｅ／ΣＴｉを求め、この積算値比ΣＮｅ／ΣＴｉと予め設定した判定しきい値ＦＮとの比較によって燃料性状を判定する。
【００４７】
ここで、判定しきい値ＦＮは、エンジン始動後、エンジン回転数積算値ΣＮｅ及び燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｉに燃料性状による影響が反映されて、エンジン回転数積算値ΣＮｅと燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｉとの比によって正確に揮発性の高，低による燃料性状を判定し得る判定しきい値を予めシミュレーション或いは実験等により求め、これを判定しきい値ＦＮとしてＲＯＭ５２に固定データとしてメモリされているものである。
【００４８】
そして、ΣＮｅ／ΣＴｉ＜ＦＮで、積算値比ΣＮｅ／ΣＴｉが判定しきい値ＦＮ未満のとき、燃料の揮発性が低く、重質の燃料が使用されていると判断して、ステップ１０８へ進み、重質燃料の使用を表す重質燃料フラグＦＦＮをセットし（ＦＦＮ←１）、燃料性状判定の終了によりステップ１１０で、燃料性状判定終了フラグＦＥＮＤをセットして（ＦＥＮＤ←１）、ルーチンを抜ける。
【００４９】
また、ΣＮｅ／ΣＴｉ≧ＦＮで、積算値比ΣＮｅ／ΣＴｉが判定しきい値ＦＮ以上のとき、燃料の揮発性が高く、軽質の燃料が使用されていると判断して、ステップ１０９へ進み、重質燃料フラグＦＦＮをクリアし（ＦＦＮ←０）、ステップ１１０を経てルーチンを抜ける。
【００５０】
そして、この重質燃料フラグＦＦＮが、後述の燃料噴射制御ルーチン（図２）及び点火時期制御ルーチン（図３）において参照され、ＦＦＮ＝１で重質燃料が使用され燃料の揮発性が低いときは、燃料噴射量の増量補正、点火時期の進角補正が行われる。
【００５１】
また、燃料性状判定の終了後は、燃料性状判定終了フラグＦＦＮがセットされることで（ＦＥＮＤ＝１）、ステップ１０１からそのままルーチンを抜ける。
【００５２】
尚、本実施の形態においては、エンジン回転数積算値ΣＮｅを燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｉにより除算し、この除算値ΣＮｅ／ΣＴｉが判定しきい値ＦＮ以上のとき、燃料の揮発性が高いと判定し、除算値ΣＮｅ／ΣＴｉが判定しきい値ＦＮ未満のとき、燃料の揮発性が低いと判定するようにしているが、逆に燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｉをエンジン回転数積算値ΣＮｅにより除算し、この除算値ΣＴｉ／ΣＮｅが判定しきい値ＦＮ未満のとき、燃料の揮発性が高いと判定し、除算値ΣＴｉ／ΣＮｅが判定しきい値ＦＮ以上のとき、燃料の揮発性が低いと判定してもよい。
【００５３】
また、本実施の形態では、燃料噴射量積算値として燃料噴射パルス幅Ｔｉの積算値ΣＴｉを用いて燃料性状を判定しているが、これに代えて、燃料噴射量積算値として後述の燃料噴射制御ルーチンにおいて設定される基本燃料噴射量を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐを用い、基本燃料噴射パルス幅積算値ΣＴｐにより燃料性状を判定してもよい。
【００５４】
次に、図２の燃料噴射制御ルーチンについて説明する。この燃料噴射制御ルーチンは、所定周期毎に実行される。本実施の形態においては、Ｄジェトロ方式により燃料噴射量を設定するもので、先ず、周知のように、ステップ２０１で、吸気管圧力センサ３０により検出されるスロットル弁１２下流の吸気管圧力Ｐとエンジン回転数Ｎｅとに基づいてテーブルを補間計算付で参照して、基本燃料噴射量を定める基本燃料噴射パルス幅Ｔｐを設定する。尚、テーブルに格納されている基本燃料噴射パルス幅Ｔｐは、揮発性の高い軽質燃料使用時に対応するもので、予めシミュレーション或いは実験等により、軽質燃料使用のもとで、エンジン負荷を表すスロットル弁１２下流の吸気管圧力Ｐとエンジン回転数Ｎｅとをパラメータとする運転領域毎に、適正な基本燃料噴射量を得るためのインジェクタ１７の開弁時間を定める基本燃料噴射パルス幅Ｔｐを求め、ＲＯＭ５２にテーブルとしてメモリされている。
【００５５】
次いでステップ２０２で、重質燃料フラグＦＦＮを参照し、ＦＦＮ＝０で揮発性の高い軽質燃料が使用されている時には、ステップ２０３へ進み、重質燃料使用時に燃料増量補正するための重質燃料増量係数ＫＦＮを、補正無しに対応するＫＦＮ＝１．０に設定して、ステップ２０５へ進む。すなわち、重質燃料増量係数ＫＦＮは、揮発性の高い軽質燃料に対応して設定された基本燃料噴射量を、揮発性の低い重質燃料に対応して増量補正するための係数である。従って、重質燃料増量係数ＫＦＮを１．０に設定することは、軽質燃料に対応したテーブル値Ｔｐを補正することなく、そのまま用いることを意味する。
【００５６】
一方、ＦＦＮ＝１で重質燃料が使用されている時には、ステップ２０２からステップ２０４へ進み、重質燃料増量係数ＫＦＮを、燃料増量率を定める設定値ＦＮＳ（ＦＮＳ＞１．０）により設定する。尚、この設定値ＦＮＳは、軽質燃料に対応して設定される基本燃料噴射量（基本燃料噴射パルス幅Ｔｐ）を重質燃料に対応して増量補正するための適正増量率であり、予めシミュレーション或いは実験等により適正値を求め、固定データとしてＲＯＭ５２にメモリされている。
【００５７】
そして、ステップ２０５で、基本燃料噴射パルス幅Ｔｐに、周知の冷却水温補正、加減速補正、全開増量補正、アイドル後増量補正等に係わる各種増量分補正係数ＣＯＥＦと、Ｏ_２センサ３４の出力値に基づき実空燃比を目標空燃比に収束させるための空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡとを乗算して空燃比補正すると共に、空燃比学習により設定される空燃比学習補正係数ＫBLRCを乗算して学習補正し、更に、重質燃料増量係数ＫＦＮを乗算した後、バッテリ電圧ＶＢによって定まる無効パルス幅Ｔｓを加算して、最終的な燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅Ｔｉを演算し（Ｔｉ←Ｔｐ×ＣＯＥＦ×ＬＡＭＢＤＡ×ＫBLRC×ＫＦＮ＋Ｔｓ）、続くステップ２０６で、この燃料噴射パルス幅Ｔｉをセットして、ルーチンを抜ける。
【００５８】
その結果、重質燃料フラグＦＦＮがクリアされており（ＦＦＮ＝０）、揮発性の高い軽質燃料が使用されているときには、重質燃料増量係数ＫＦＮがＫＦＮ＝１．０に設定されることで、重質燃料増量補正無しとなり、軽質燃料に対応してエンジン運転状態に基づき設定された燃料噴射パルス幅Ｔｉによる駆動パルス信号が、所定タイミングで該当気筒のインジェクタ１７に出力される。そして、燃料噴射パルス幅Ｔｉに相当する量の燃料が噴射され、揮発性の高い軽質燃料の使用時は、軽質燃料対応の適正な燃料噴射量によりエンジン１の良好な燃焼が保たれる。
【００５９】
また、重質燃料の使用により重質燃料フラグＦＦＮがセットされているときには（ＦＦＮ＝１）、重質燃料増量係数ＫＦＮが適正増量率を定める設定値ＦＮＳ（ＦＮＳ＞１．０）により設定されることで、軽質燃料対応の燃料噴射量が重質燃料の使用に対応して増量補正される。これにより、重質燃料使用時の吸気ポート５壁面への燃料付着量の増加等に起因する空燃比のリーン化が補償されてエンジン１の燃焼の悪化が防止される。
【００６０】
従って、揮発性の高，低による燃料性状の相違に対応して、燃料噴射量を最適設定することが可能となり、燃料性状の相違に拘らず常にエンジン１の良好な燃焼性を確保して排気エミッションを改善することができる。
【００６１】
また、燃料噴射制御と並行して図３に示す点火時期制御ルーチンにより点火時期制御が行われる。図３の点火時期制御ルーチンは、所定周期毎に実行されるもので、先ず、ステップ３０１で、エンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとエンジン回転数Ｎｅとに基づいてテーブルを補間計算付で参照して、基本点火時期ＡＤＶBを設定する。尚、本実施の形態においては、テーブルに格納されている基本点火時期ＡＤＶBは、進角値として与えられ、揮発性の高い軽質燃料使用時に対応するものである。そして、この基本点火時期ＡＤＶBは、予めシミュレーション或いは実験等により、軽質燃料使用のもとで、エンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとエンジン回転数Ｎｅとをパラメータとする運転領域毎に適正な点火時期（点火進角値）を求め、ＲＯＭにテーブルとしてメモリされている。
【００６２】
次いでステップ３０２で、ノックセンサ３１の出力により検出されるノックの有無に応じ、周知のように点火時期を遅角，進角補正するためのノック補正値ＡＤＶKを設定する。
【００６３】
そして、ステップ３０３で、重質燃料フラグＦＦＮを参照し、ＦＦＮ＝０で軽質燃料が使用されている時には、ステップ３０４へ進み、重質燃料使用時に点火時期を進角補正するための重質燃料補正進角値ＡＤＶFNを補正無しに対応するＡＤＶFN＝０に設定して、ステップ３０６へ進む。すなわち、重質燃料補正進角値ＡＤＶFNは、揮発性の高い軽質燃料に対応して設定された基本点火時期ＡＤＶBを、揮発性の低い重質燃料に対応して進角補正するための進角補正量である。従って、ＡＤＶFN＝０に設定することは、軽質燃料に対応した基本点火時期ＡＤＶBを補正することなく、そのまま用いることを意味する。
【００６４】
一方、ＦＦＮ＝１で揮発性の低い重質燃料が使用されている時には、ステップ３０３からステップ３０５へ進み、重質燃料補正進角値ＡＤＶFNを、進角補正量を定める設定値ＡＦＮ（ＡＦＮ＞０°）により設定する。尚、この設定値ＡＦＮは、軽質燃料に対応して設定された基本点火時期ＡＤＶBを重質燃料に対応して進角補正するに適正な進角補正量であり、予めシミュレーション或いは実験等により適正値を求め、固定データとしてＲＯＭにメモリされている。
【００６５】
そして、ステップ３０６で、基本点火時期ＡＤＶBに、ノック補正値ＡＤＶKと重質燃料進角補正値ＡＤＶFNとを加算して、最終的な点火時期ＡＤＶを演算し（ＡＤＶ←ＡＤＶB＋ＡＤＶK＋ＡＤＶFN）、続くステップ３０７で、この点火時期ＡＤＶをセットして、ルーチンを抜ける。
【００６６】
その結果、重質燃料フラグＦＦＮがクリアされており（ＦＦＮ＝０）、揮発性の高い軽質燃料が使用されているときには、重質燃料補正進角値ＡＤＶFNがＡＤＶFN＝０に設定されることで、軽質燃料に対応する適正点火時期が設定される。そして、この点火時期ＡＤＶに達した時点で、該当気筒に対する点火信号がカットされ、イグニッションコイル２４の２次側に誘起された高電圧の電流により該当気筒の点火プラグ７がスパークして点火が行われる。従って、軽質燃料の使用時は、軽質燃料に対応する適正点火時期によりエンジンの良好な燃焼が確保される。
【００６７】
また、揮発性の低い重質燃料の使用により重質燃料フラグＦＦＮがセットされているときには（ＦＦＮ＝１）、重質燃料補正進角値ＡＤＶFNが適正進角補正量を定める設定値ＡＦＮにより設定されることで、軽質燃料対応の点火時期が重質燃料の使用に対応して進角補正される。すなわち、重質燃料は燃料の揮発性が低いため、軽質燃料に比べノックが生じ難いため点火時期を進角設定することが可能であり、重質燃料使用時は、軽質燃料対応の点火時期を進角補正することで、燃焼期間を早め、エンジン１の燃焼性の向上を図る。これにより、重質燃料使用時のエンジン1の燃焼性の悪化による図示平均有効圧力の低下を抑制し、重質燃料使用時のエンジン出力の低下を抑制する。
【００６８】
これにより、揮発性の高，低による燃料性状の相違に対応して点火時期を最適設定することが可能となり、燃料性状の相違に拘らず常にエンジン１の良好な燃焼性を確保して更なる排気エミッションの改善を図ることができる。
【００６９】
尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更であることは云うまでもない。例えば本実施の形態においては、スロットル弁下流の吸気管圧力Ｐにより燃料噴射量を設定するＤジェトロ方式のエンジンに適用した例につき説明したが、本発明はこれに限定されず、吸入空気量センサを備えずにスロットル開度とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射量を設定するα−Ｎ方式のエンジンや、吸入空気量センサを備えるＬジェトロ方式を採用するエンジンにも適用することが可能であることは云うまでもない。
【００７０】
また、本実施の形態では、燃料性状に応じて燃料噴射量と点火時期との双方を補正しているが、本発明はこれに限定されず、燃料性状に応じて燃料噴射量と点火時期との少なくとも一方を補正してもよい。更に、水平対向式ガソリンエンジンに限定されることなく、種々のエンジンに適用可能であることは云うまでもない。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、エンジン始動から所定時間にわたるエンジン回転数の積算値と燃料噴射量の積算値との積算値比を基準にして燃料性状を判定するので、燃料噴射式のエンジンには全て適用できる。すなわち、吸入空気量センサを備えるＬジェトロ方式のエンジンは勿論のこと、吸入空気量センサを備えず、エンジン回転数とスロットル弁下流の吸気管圧力とに基づいて燃料噴射量を設定するＤジェトロ方式のエンジンや、エンジン回転数とスロットル開度とに基づいて燃料噴射量を設定するα−Ｎ方式のエンジン等にも適用でき、汎用性を著しく向上することができる。
【００７２】
また、この判定結果に基づいて、燃料の揮発性が低いときは、燃料の揮発性が高いときに対し、燃料噴射量の増量補正と点火時期の進角補正との少なくとも一方を実行するので、揮発性の高，低による燃料性状の相違に対応して、燃料噴射量と点火時期との少なくとも一方を最適設定することが可能となり、燃料性状の相違に拘らず常にエンジンの良好な燃焼性を確保することができ、排気エミッションを改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料性状判定ルーチンのフローチャート
【図２】燃料噴射制御ルーチンのフローチャート
【図３】点火時期制御ルーチンのフローチャート
【図４】エンジンの全体構成図
【図５】電子制御系の回路構成図
【符号の説明】
１エンジン
５０電子制御装置（積算値算出手段、燃料性状判定手段、制御手段）
Ｎｅエンジン回転数
ΣＮｅエンジン回転数積算値
Ｔｉ燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）
ΣＴｉ燃料噴射パルス幅積算値（燃料噴射量積算値）
ＦＮ判定しきい値

Claims

エンジンの運転状態に基づいてエンジンに供給される燃料の性状を判定する燃料性状判定装置において、
エンジン始動後、所定時間にわたるエンジンの回転数積算値と燃料噴射量積算値とのそれぞれを算出する積算値算出手段と、
エンジン回転数積算値と燃料噴射量積算値との比を求め、この積算値比と予め設定した判定しきい値との比較によって燃料性状を判定する燃料性状判定手段とを備えたことを特徴とするエンジンの燃料性状判定装置。
エンジンの運転状態に基づいてエンジンに供給される燃料の性状を判定し、その燃料性状に応じて燃料噴射量と点火時期との少なくとも一方を補正するエンジン制御装置において、
エンジン始動後、所定時間にわたるエンジンの回転数積算値と燃料噴射量積算値とのそれぞれを算出する積算値算出手段と、
エンジン回転数積算値と燃料噴射量積算値との比を求め、この積算値比と予め設定した判定しきい値とを比較して、燃料の揮発性の高，低を判定する燃料性状判定手段と、
燃料の揮発性が低いときには、燃料の揮発性が高いときに対して、燃料噴射量の増量補正と点火時期の進角補正との少なくとも一方を実行する制御手段とを備えたことを特徴とするエンジン制御装置。
上記燃料性状判定手段は、エンジン回転数積算値を燃料噴射量積算値により除算し、この除算値が判定しきい値以上のとき、燃料の揮発性が高いと判定し、除算値が判定しきい値未満のとき、燃料の揮発性が低いと判定することを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料性状判定装置或いは請求項２記載のエンジン制御装置。
上記燃料性状判定手段は、燃料噴射量積算値をエンジン回転数積算値により除算し、この除算値が判定しきい値未満のとき、燃料の揮発性が高いと判定し、除算値が判定しきい値以上のとき、燃料の揮発性が低いと判定することを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料性状判定装置或いは請求項２記載のエンジン制御装置。