JP2884472B2

JP2884472B2 - 内燃機関の燃料性状検出装置

Info

Publication number: JP2884472B2
Application number: JP6052180A
Authority: JP
Inventors: 尚己冨澤
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1994-03-23
Filing date: 1994-03-23
Publication date: 1999-04-19
Anticipated expiration: 2014-04-19
Also published as: US5499607A; DE19510592C2; JPH07259629A; DE19510592A1

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、使用燃料の性状、特に気化率を
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（重軽質による気化率の
違い）によって、冷機時における増量補正の要求量が異
なることに鑑み、サージトルクが許容限界を越えない範
囲内で前記増量補正量を最大限に減少修正させること
で、前記増量補正量がそのときの使用燃料に対して過剰
となることを回避するよう構成されたシステムが提案さ
れている（特開平５−１９５８４０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、上記従
来のシステムは、水温に応じた増量補正係数の修正結果
を全気筒に適用させる構成であるため、増量補正の最適
レベル（必要最小値）を越えて修正されてしまうと、機
関の運転性が大きく悪化することになる。このため、増
量補正係数を徐々に減少させて必要最小限の補正レベル
に到達させるための減少速度を上げることができず、結
果的に、最終的な適正レベルを得るまでに時間を要する
という問題があった。

【０００４】また、各気筒の燃料噴射量を同じように補
正しても、各気筒毎に設けられる燃料噴射弁の噴射特性
のばらつきや、空気分配のばらつきなどによって、各気
筒において空燃比にばらつきが生じ、また、機関の吸入
空気量を検出するエアフローメータの検出誤差などがあ
るため、修正制御によって最終的に得られた水温増量補
正係数は、使用燃料の気化率を精度良く表すものではな
かった。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、システムばらつきに影響されず、また、機関の運
転性に大きな影響を与えることなく、燃料性状を早期に
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。

【０００６】

【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、燃焼圧変動検出手段
は、機関の特定気筒における燃焼圧の変動を検出する。

【０００７】また、空燃比制御手段は、前記燃焼圧変動
検出手段で検出される燃焼圧の変動が所定値を越えるよ
うになるまで、前記特定気筒における空燃比を強制的に
変化させる。そして、燃料性状検出手段は、空燃比制御
手段による空燃比の強制的な変化によって前記燃焼圧の
変動が前記所定値を越えるようになったときの前記特定
気筒における空燃比に基づいて燃料の性状を検出する。

【０００８】ここで、請求項２の発明にかかる装置で
は、各気筒毎に燃料供給手段を備え、前記空燃比制御手
段が、前記特定気筒に設けられた燃料供給手段による燃
料供給量のみを強制的に増量又は減量補正することで、
前記特定気筒の空燃比を強制的に変化させる構成とし
た。また、請求項３の発明にかかる装置では、前記燃料
性状検出手段が、前記燃焼圧の変動が前記所定値を越え
るようになったときの前記特定気筒における空燃比を、
特定気筒における燃料供給量の補正値に基づいて検知す
る構成とした。

【０００９】更に、請求項４の発明にかかる装置では、
前記空燃比制御手段が、特定気筒において空燃比を増大
変化させる制御と減少変化させる制御との両方を行い、
前記燃料性状検出手段が、空燃比の両変化方向での検出
結果に基づいて最終的な燃料性状の特定を行なう構成と
した。

【００１０】

【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、特定気筒において燃焼圧の変動が所定値を越える
ようになるまで、空燃比を強制的に変化させる。即ち、
機関におけるリーン燃焼限界又はリッチ燃焼限界は、燃
料の気化率に大きく影響されることになり、一般に燃料
の気化率が低いときほど正常燃焼を維持するために必要
とされる空燃比が小さく（リッチ）になるので、燃焼圧
の変動が所定値を越えるまで空燃比を強制的に変化させ
て、リーン又はリッチ燃焼限界を検知し、かかる燃焼限
界における空燃比に基づいて燃料性状、特に燃料の気化
率を検出させる構成とした。

【００１１】ここで、燃料性状の検出のための空燃比の
強制的な補正を特定気筒に限定して行なわせるから、前
記特定気筒において燃焼圧の変動が生じても、機関運転
に与える影響を抑制できることになる。従って、空燃比
の変化速度を高く設定しても、機関の運転性が大きく悪
化することがなく、また、空燃比を変化させた気筒の燃
焼圧変動を検出させる構成であるから、空燃比変化によ
る燃焼安定性の変化を確実に検出することが可能であ
る。

【００１２】また、請求項２の発明にかかる装置では、
特定気筒に限定される空燃比の強制的な変化を、各気筒
毎に設けられる燃料供給手段の個別制御によって実現さ
せる構成とした。更に、請求項３の発明にかかる装置で
は、燃焼圧の変動が所定値を越えるようになったときの
空燃比を、燃料供給量の補正値、換言すれば、ベース空
燃比に対する補正量に基づいて検知する。

【００１３】また、請求項４の発明にかかる装置では、
空燃比を増大方向に変化させてリーン燃焼限界の空燃比
を求める制御と、逆に、空燃比を減少方向に変化させて
リッチ燃焼限界の空燃比を求める制御との両方を行なわ
せ、両者の検出結果に基づいて最終的に燃料性状を特定
する。上記のようにして、リーン燃焼限界とリッチ燃焼
限界との両方を検出させる構成であれば、気筒間におけ
る空燃比ばらつきや各気筒に共通な空燃比ばらつきの影
響を回避した燃料性状の検出が可能である。

【００１４】

【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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】また、機関１のウォータジャケットの冷却
水温度Ｔｗを検出する水温センサ15が設けられている。
更に、前記各点火栓７には、実開昭６３−１７４３２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。

【００１９】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。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（燃料供給量）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
相当のパルス幅の駆動パルス信号を各燃料噴射弁６に出
力する。

【００２０】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目標空
燃比相当の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。

【００２１】また、前記各種補正係数Ｃｏは、Ｃｏ＝
｛１＋水温増量補正係数Ｋ_TW＋始動後増量補正係数Ｋ_AS
＋加速増量補正係数Ｋ_ACC＋・・・｝として算出され
る。前記水温増量補正係数Ｋ_TWは冷却水温度Ｔｗが低い
ときほど噴射量を増大補正する補正項である。また、前
記始動後増量補正係数Ｋ_ASは、始動直後（クランキング
終了から所定期間内）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、クランキング終了時の水
温Ｔｗに基づいてその初期値が設定され、その後所定の
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Ｋ_ACCは、機関の加速時の
空燃比リーン化を回避すべく噴射量を増量補正するもの
である。

【００２２】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Ｋ_TWや加速
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。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Ｋ_TWや加速増量補正係数Ｋ_ACCの初期値は、増
量要求レベルが最も高い重質燃料（気化率の低い燃料）
に適合されている。

【００２３】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、図３のフローチャート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Ｋ_TWや加速増量補正係数Ｋ
_ACCを、実際の使用燃料の気化率に適合する値に修正す
るよう構成されている。

【００２４】尚、本実施例において、空燃比制御手段，
燃料性状検出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。また、燃焼圧変動検出手段として
の機能は、前記図３のフローチャートに示すコントロー
ルユニット12のソフトウェア機能と、前記筒内圧センサ
16とによって実現される。

【００２５】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、
前記始動後増量補正係数Ｋ_ASによって噴射量の増量補正
が施されている期間中（始動直後）であるか否かを判別
する。ここで、始動後増量補正中であるときには、ステ
ップ２へ進み、燃料性状検出のために燃料噴射量（空燃
比）を強制的に補正する特定の１気筒を判別する。

【００２６】尚、前記燃料性状の検出のために噴射量が
補正される気筒は、予め設定された１気筒に固定しても
良いし、燃料性状の検出毎に異なる気筒を設定させる構
成としても良い。前記特定気筒が判別されると、ステッ
プ３へ進み、当該気筒における筒内圧の積分値Ｐｉの変
動幅ΔＰｉを算出する。

【００２７】前記積分値Ｐｉは、筒内圧Ｐを所定の積分
区間（例えばＴＤＣ〜ＡＴＤＣ30°）において積分した
値であり、前記変動幅ΔＰｉは、前記特定気筒における
前回の積分区間での積分値Ｐｉと最新の積分区間での積
分値Ｐｉとの偏差として求める。尚、前記積分値Ｐｉの
代わりに、所定のクランク角位置における筒内圧Ｐをサ
ンプリングさせる構成としても良いが、積分値Ｐｉがノ
イズの影響を受け難いことから、上記のように前記積分
値Ｐｉを算出させる構成とすることが好ましい。

【００２８】そして、ステップ４では、前記変動幅ΔＰ
ｉと該変動幅ΔＰｉの許容限界に相当する所定値とを比
較する。ステップ４で、前記変動幅ΔＰｉが所定値以下
であると判別されたときには、リッチ燃焼限界を越えて
いないために、筒内圧積分値Ｐｉの大きな変動が生じて
いないものと推定し、ステップ５へ進み、前記始動後増
量補正係数Ｋ_ASを増大補正するための補正量ＡＦＲ（初
期値＝０）を所定値αだけ増大修正し、ステップ６で、
前記増大修正された補正量ＡＦＲを、始動後増量補正係
数Ｋ_ASに加算して補正し、該加算補正された始動後増量
補正係数Ｋ_ASを用いて前記特定気筒における燃料噴射量
Ｔｉを演算させる。

【００２９】前記特定気筒以外の気筒の燃料噴射量Ｔｉ
は、通常の特性で設定される始動後増量補正係数Ｋ_ASを
そのまま用いて算出された燃料噴射量Ｔｉに従って燃料
噴射弁６が制御される。一方、前記特定気筒について
は、前記始動後増量補正係数Ｋ _ASの増大補正量を徐々に
拡大することによって、他気筒に対する燃料増量分が徐
々に拡大し、特定気筒において空燃比が他気筒に比べて
徐々により小さくなる（リッチ化する）ようにしてある
（図７参照）。

【００３０】前記変動幅ΔＰｉが所定値を越えるように
なるまでは、前記ステップ５，６における処理が繰り返
され、特定気筒における空燃比のリッチ変化によってリ
ッチ燃焼限界を越えるようになると、燃焼が不安定化
し、前記変動幅ΔＰｉが所定値を越えるようになる。こ
のとき、ステップ４からステップ７へ進み、そのときの
特定気筒における燃料の増量補正量ＡＦＲを、リッチ燃
焼限界に対応する空燃比を示すデータとしてＡＦＲ_Lに
セットする。

【００３１】燃料の気化率が高い場合には、噴射供給さ
れた燃料が良好に霧化するので、比較的大きな空燃比で
リッチ燃焼限界になってしまうのに対し、燃料の気化率
が低い場合には、噴射供給された燃料が霧化が悪く、よ
り多くの燃料を噴射供給しないと（より空燃比を小さく
しないと）リッチ燃焼限界にならない。そこで、ステッ
プ８では、変動幅ΔＰｉが所定値を越えたときに用いて
いた増量補正値ＡＦＲであるＡＦＲ_Lが大きいときほ
ど、換言すれば、より大きな燃料増量補正が許容された
とき（より小さな空燃比でリッチ燃焼限界になったと
き）ほど、燃料の気化率が低い（重質燃料である）と判
別する。

【００３２】そして、次のステップ９では、前記ステッ
プ８における燃料の重軽質判定結果に基づいて、前記水
温増量補正係数Ｋ_TWや加速増量補正係数Ｋ_ACCを実際の
使用燃料の気化率に適合させるための補正制御を行な
う。前記水温増量補正係数Ｋ_TWや加速増量補正係数Ｋ
_ACCは、使用が予想される燃料の中で最も気化率の低い
重質燃料に予め適合されているから、前記ステップ８に
おける判定で、気化率が比較的高い軽質燃料の使用が判
定されれば、前記ステップ９による補正制御によって、
前記水温増量補正係数Ｋ_TWや加速増量補正係数Ｋ_ACCに
よる増量補正量が抑制されて、使用燃料の要求に対して
過剰な増量補正がなされることを回避できるようにな
る。

【００３３】尚、燃料の気化率（重軽質）の検出結果
は、前記水温増量補正係数Ｋ_TWや加速増量補正係数Ｋ
_ACCの修正制御の他、点火時期の修正などに用いても良
い。このように、上記実施例によると、特定の１気筒の
みの燃料噴射量を他気筒に比べて強制的に徐々に増大補
正し、当該特定気筒における筒内圧積分値Ｐｉの変動幅
ΔＰｉ（換言すれば出力変動）が所定値を越えるように
なるまでに許容された増大補正量（空燃比リッチ化）に
基づいて燃料性状（気化率）を検出させるようにした。

【００３４】ここで、前記強制的な増量補正によって前
記特定気筒において前記変動幅ΔＰｉを越える出力変動
が発生しても、他気筒については通常の噴射制御によっ
て大きな出力変動を生じないから、強制的な増量補正に
よって機関の運転性が大きく悪化することがなく、ま
た、増量補正による排気性状への影響も比較的少ない。
従って、前記増大補正量を徐々に拡大させる速度を充分
に早めて、早期の燃料性状検出を行なわせることが可能
である。

【００３５】また、全気筒を一斉に補正し、該補正結果
のサージトルク変化を検出させる構成であると、気筒間
の空燃比ばらつきによって、空燃比補正が燃焼安定性に
与えた影響を精度良く捉えることができないが、本実施
例のように、特定の１気筒においてのみ噴射量を補正
し、該補正結果を当該気筒で検出する構成であるから、
空燃比補正による燃焼安定性の変化を確実に検出するこ
とができ、以て、精度良く燃料性状を検出することがで
きる。

【００３６】更に、始動後増量補正中に強制的な燃料補
正を行なわせることで、始動後早期に燃料性状の検出が
行なえ、前記水温増量補正係数Ｋ_TWや加速増量補正係数
Ｋ_AC _Cを使用燃料の気化率に適合させる補正によって得
られる排気性状の改善効果を最大限に得ることができ
る。尚、上記実施例では、変動幅ΔＰｉが所定値を越え
た時点における始動後増量補正係数Ｋ_ASの増量補正量Ａ
ＦＲ_Lに基づいて燃料性状を検出させるようにしたが、
強制的な空燃比（噴射量）補正の開始からの変動幅ΔＰ
ｉが所定値を越えるようになるまでの間の増大補正量Ａ
ＦＲの積分値を用いて燃料性状を特定させる構成として
も良い。

【００３７】ところで、上記図３のフローチャートに示
す実施例では、特定気筒における燃料噴射量を強制的に
増大補正し、当該特定気筒における出力変動（変動幅Δ
Ｐｉ）が所定値を越えるようになる（リッチ燃焼限界）
までに許容される増大補正量に基づいて燃料性状を検出
させる構成としたが、同様にして、燃料噴射量を強制的
に減少補正し（空燃比を強制的に増大変化させ）、リー
ン燃焼限界になるまでの減少補正量に基づいて燃料性状
を検出させることもできる（図７参照）。

【００３８】図４のフローチャートは、特定気筒におけ
る燃料噴射量の強制的な減少補正によって、燃料性状を
検出させる実施例を示すものである。ここで、図４のフ
ローチャートにおける各ステップは、基本的には前記図
３のフローチャートと同じ処理内容であり、始動後増量
補正係数Ｋ_ASの補正に関するステップ（ステップ25，2
6，27）及び燃料の重軽質判定の特性（ステップ28）の
みが異なる。

【００３９】即ち、図４のフローチャートのステップ2
5，26，27では、始動後増量補正係数Ｋ_ASを、徐々にそ
の補正量ＡＦＬを拡大させながら減少補正する構成とな
っており、かかる始動後増量補正係数Ｋ_ASの減少補正を
介して特定気筒の燃料噴射量のみを強制的に減少させ、
特定気筒における空燃比を他気筒に比して徐々に増大変
化（リーン化）させる。そして、特定気筒においてリー
ン燃焼限界に至って変動幅ΔＰｉが所定値を越えるよう
になると（ステップ24）、その時点における始動後増量
補正係数Ｋ_ASの減量補正量ＡＦＬをサンプリングしてＡ
ＦＬ_Lにセットし（ステップ27）、該ＡＦＬ_Lに基づい
て燃料性状（燃料の重軽質）を判別する（ステップ2
8）。

【００４０】燃料の気化率が低いときには、燃料の霧化
性の悪化によって、正常な燃焼を確保するために必要と
される燃料噴射量が、気化率が高いときに比べて多くな
る（空燃比が小さくなる）から、僅かの燃料噴射量の減
少補正で、リーン燃焼限界となって変動幅ΔＰｉが所定
値を越えるようになる。従って、変動幅ΔＰｉが所定値
を越えた時点における始動後増量補正係数Ｋ_ASの減量補
正量ＡＦＬ_Lが比較的小さい場合には、燃料の気化率が
低い重質燃料の使用が予測されることになる。

【００４１】従って、図４のフローチャートのステップ
28では、変動幅ΔＰｉが所定値を越えた時点における減
量補正量ＡＦＬ_Lが小さいほど、換言すれば、許容され
る燃料の減量補正量が小さいときほど、燃料の気化率は
低い（重質）ものとして燃料性状の判別を行なう。上記
のように、燃料噴射量の減少補正（空燃比のリーン変
化）によって燃料性状の検出を行なわせる構成であれ
ば、特定気筒における燃料補正によって排気中のＨＣが
増大することを回避できる。

【００４２】以上に、特定気筒の燃料噴射量を増量補正
（空燃比をリッチ化）するか、或いは、減量補正（空燃
比をリーン化）することによって燃料性状の検出を行な
わせる実施例について述べたが、増量補正（リッチ化）
と減量補正（リーン化）とを両方実行させ、両者の検出
結果を用いて最終的に燃料性状を特定させる構成とする
こともできる。

【００４３】図５のフローチャートは、同一の１気筒に
おいて、増量補正による燃料性状の検出（リッチ燃焼限
界の検出）と、減量補正による燃料性状の検出（リーン
燃焼限界の検出）とを時期を分けてそれぞれに実行させ
る実施例を示す。この図５のフローチャートにおいて、
ステップ31では、前記図３のフローチャートに示したス
テップ１〜ステップ７までの処理を実行させる。即ち、
増量補正（空燃比リッチ化）によってリッチ燃焼限界に
なった段階での増量補正量ＡＦＲ _Lをサンプリングする
までの処理を行なわせ、かかるサンプリングデータに基
づいて燃料の気化性を特定するまでは行なわない。

【００４４】ステップ32では、前記ＡＦＲ_Lの検出が完
了しているか否かを判別し、増量補正制御によって前記
ＡＦＲ_Lが得られるまでは、ステップ33以降へ進まな
い。前記ＡＦＲ_Lの検出が完了すると、ステップ32から
ステップ33へ進み、今度は、図４のフローチャートにお
けるステップ21〜ステップ27までの処理を実行させる。
即ち、減量補正（空燃比リーン化）によってリーン燃焼
限界になった段階での減量補正量ＡＦＬ_Lをサンプリン
グするまでの処理を行なわせ、かかるサンプリングデー
タに基づいて燃料の気化性を特定するまでは行なわな
い。

【００４５】そして、ステップ34では、前記減量補正に
よる前記ＡＦＬ_Lの検出が完了しているか否かを判別
し、前記ＡＦＬ_Lの検出完了を待ってステップ35へ進
む。ここで、前記ステップ31におけるリッチ燃焼限界の
検出と、前記ステップ33におけるリーン燃焼限界の検出
との順番を逆にしても良いことは明らかである。ステッ
プ35では、リッチ燃焼限界を示すデータである前記ＡＦ
Ｒ_Lとリーン燃焼限界を示すデータである前記ＡＦＬ_L
との比率Ｘ（＝ＡＦＲ_L／ＡＦＬ_L）を算出する。

【００４６】そして、ステップ36では、前記比率Ｘに基
づいて燃料の重軽質（気化率）を特定する。ここで、前
記ＡＦＲ_L，ＡＦＬ_Lのデータは、エアフローメータ13
の検出誤差や、噴射量補正の対象とする特定気筒におけ
る燃料噴射弁６の噴射特性などの各種ばらつき要因に影
響される。かかるばらつきによって生じている誤差率を
ｋとすると、両者には前記ばらつき要因が略等しく作用
するから、ＡＦＲ←ＡＦＲ（真値）×ｋ及びＡＦＬ←Ａ
ＦＬ（真値）×ｋとなり、実際に検出されたデータＡＦ
Ｒ_L，ＡＦＬ_Lの比率Ｘを算出することで、前記誤差率
ｋの影響をキャンセルことでがきる。

【００４７】従って、上記実施例によると、気筒間にお
ける空燃比ばらつきや各気筒に共通する空燃比制御誤差
の影響を回避して、燃料性状を高精度に検出することが
できる。尚、上記実施例において、比率ＸをＸ＝ＡＦＬ
_L／ＡＦＲ_Lとして算出させて、比率Ｘを燃料の重軽質
データに変換するテーブル特性を変更しても良いことは
明らかである。

【００４８】また、同一気筒におけるＡＦＲ_L，ＡＦＬ
_Lの検出は、始動直後に連続的に実行させる構成として
も良いが、前回の始動時に例えばリッチ燃焼限界（ＡＦ
Ｒ_L）に基づいて燃料性状を検出した場合であって、機
関の停止中に燃料の補給が行なわれなかったときには、
再始動時に今度は同じ気筒でリーン燃焼限界（ＡＦ
Ｌ _L）を検出させ、前回始動時の検出結果（ＡＦＲ_L）
と今回の始動時の検出結果（ＡＦＬ_L）との両方を用い
て燃料性状の検出を再度行なわせ、一旦特定された燃料
性状を修正するようにしても良い。

【００４９】また、上記実施例では、同じ気筒において
リッチ燃焼限界に相当するデータＡＦＲ_Lとリーン燃焼
限界に相当するデータＡＦＬ_Lとを検出させるようにし
たが、図６のフローチャートに示すように、異なる２つ
の気筒（例えば４気筒機関における＃１気筒と＃３気
筒）において、一方（＃１気筒）では増量補正によって
リッチ燃焼限界（ＡＦＲ_L）を検出させ（ステップ41→
ステップ42）、他方（＃３気筒）では減量補正によって
リーン燃焼限界（ＡＦＬ_L）を検出させ（ステップ41→
ステップ43）、異なる気筒でそれぞれに検出されたデー
タＡＦＲ_LとＡＦＬ_Lとの比率Ｘ（ステップ44）に基づ
いて最終的に燃料性状を特定させる（ステップ45）構成
としても良い。

【００５０】この場合には、エアフローメータの検出誤
差などの各気筒共通の空燃比誤差をキャンセルして燃料
性状の検出を行なわせることができる一方、増量補正と
減量補正とが同時進行されるから、時期を分けて行なわ
せる図５のフローチャートに比べてより早期に燃料性状
が検出されることになる。尚、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な
われた否かを燃料残量の変化等によって検知して、非給
油時には、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。更に、燃料補給が行なわ
れなかった場合であっても、再度燃料性状の検出を行な
わせ、前回始動時の検出結果と、今回の始動時における
検出結果とを比較して、燃料性状を特定させる構成とし
ても良い。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、特
定気筒において燃焼圧の変動が所定値を越えるようにな
るまで、空燃比を強制的に変化させることによって、リ
ーン燃焼限界又はリッチ燃焼限界の空燃比を検出し、以
て、燃料性状（特に燃料の気化率）を検出する構成とし
たので、機関の運転性に影響を与えることなく、また、
空燃比変化による燃焼安定性の変化を確実に捉えること
ができ、燃料性状を早期に精度良く検出することが可能
である。

【００５２】また、リーン燃焼限界の空燃比と、リッチ
燃焼限界の空燃比との両方を検出させる構成とすること
によって、空燃比制御の各種ばらつき要因によって燃料
性状の検出精度が悪化することを回避することが可能と
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】燃料性状検出の第１実施例を示すフローチャー
ト。

【図４】燃料性状検出の第２実施例を示すフローチャー
ト。

【図５】燃料性状検出の第３実施例を示すフローチャー
ト。

【図６】燃料性状検出の第４実施例を示すフローチャー
ト。

【図７】実施例における空燃比制御の特性を示すタイム
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 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 45/00 364 F02D 45/00 368 F02D 41/04 330 F02D 41/06 330 F02D 41/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】機関の特定気筒における燃焼圧の変動を検
出する燃焼圧変動検出手段と、該燃焼圧変動検出手段で検出される燃焼圧の変動が所定
値を越えるようになるまで、前記特定気筒における空燃
比を強制的に変化させる空燃比制御手段と、該空燃比制御手段による空燃比の強制的な変化によって
前記燃焼圧の変動が前記所定値を越えるようになったと
きの前記特定気筒における空燃比に基づいて燃料の性状
を検出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。
【請求項２】各気筒毎に燃料供給手段を備え、前記空燃
比制御手段が、前記特定気筒に設けられた燃料供給手段
による燃料供給量のみを強制的に増量又は減量補正する
ことで、前記特定気筒の空燃比を強制的に変化させるこ
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。
【請求項３】前記燃料性状検出手段が、前記燃焼圧の変
動が前記所定値を越えるようになったときの前記特定気
筒における空燃比を、特定気筒における燃料供給量の補
正値に基づいて検知することを特徴とする請求項２記載
の内燃機関の燃料性状検出装置。
【請求項４】前記空燃比制御手段が、特定気筒において
空燃比を増大変化させる制御と減少変化させる制御との
両方を行い、前記燃料性状検出手段が、空燃比の両変化
方向での検出結果に基づいて最終的な燃料性状の特定を
行なう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。