JPH03185349A - 多種燃料内燃エンジンの燃料混合率検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、多種燃料内燃エンジンの燃料混合率検出方法
に関し、特に、ガソリン燃料とアルコール燃料等、燃料
性状がそれぞれ既知の２種の燃料を、これらの何れか一
方の燃料単独、または任意の混合率で混合した燃料によ
り作動可能な内燃エンジンに供給される燃料の混合率を
検出する方法に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）近年、
石化燃料の枯渇と云った燃料事情や、排気ガス特性の向
上の要請等により、アルコール燃料の使用が本格的に検
討され始めている。内燃エンジンの燃料としてアルコー
ルを用いると、排気ガス中の窒素酸化物が低減する等の
メリットがある一方で、始動特性がガソリンより劣ると
いう問題がある。

そこで、始動時にはガソリン燃料を使用し、始動後には
燃料タンクを切り換えてアルコール燃料を使用する案や
、ガソリン燃料とアルコール燃料とを適宜な混合率（ブ
レンド率）で混合し、この混合燃料を使用する案等が提
案されている。

ガソリン燃料とアルコール燃料では、その性状の相違か
ら理論空燃比やオクタン価が異なり、ガソリン燃料及び
アルコール燃料をいずれか単独で、あるいは適宜の混合
率で混合した燃料をエンジンに供給する場合、供給され
る燃料の混合率を正確に検出して、燃料供給量や点火時
期を供給燃料の性状に応じて最適値に調整する必要があ
る。

内燃エンジンに供給される、２種の燃料の混合物である
燃料の混合率を検出する方法として、燃料通路に燃料セ
ンサを取り付け、この燃料センサにより混合率を直接推
定する方法や０２センサを利用する方法が知られている
。

前者の方法では、燃料センサにより燃料の特定の物性値
、例えば、燃料の誘電率、光学屈折率、音速等を検出し
、この燃料センサが検出する特定の物性値から燃料の混
合率を推定している。この燃料センサによる方法は、燃
料給油時等において混合率が急変する場合にも、瞬時に
検出することができて好都合であるが、検出精度が劣る
という問題点がある。

後者の方法は、０２センサにより排気ガス中の酸素濃度
を検出し、エンジンに供給する燃料量を検出した酸素濃
度に応じて補正し、空燃比を所定値（理論空燃比）近傍
にフィードバック制御すると共に、このフィードバック
制御中の酸素濃度に応じた燃料補正量の時間平均を求め
、この平均値から混合率を推定するものである。この方
法は、混合率を精度よく検出することができるが、フィ
ードバック制御が実行されていなければ混合率を検出す
ることが出来ない。特に、冷間始動直後では０２センサ
が活性化しておらず、暖機中は検出不能となる。又、燃
料性状が急変する可能性が最も高い給油直後のエンジン
始動時に、０２センサが活性化していない場合、始動性
の悪化、ないしは始動不能の虞がある。更に、０２セン
サによる混合率の検出が可能状態にあっても、検出時間
遅れが大きく、フィードバック制御時の制御ゲインを大
に設定しないと、燃料混合率の変化に追従してこれを検
出することができない。又、制御ゲインが小に設定され
ている場合には、燃料供給量が不適量に設定される期間
が長くなり、排気ガス特性等が悪化するといった種々の
問題がある。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、燃料性状がそれぞれ既知である２種の燃料の混合
物である燃料の混合率を正確に検出することが出来ると
共に、給油時等において燃料の混合率が急変しても、そ
の混合率の急変を即座に検出することが出来るように図
った多種燃料内燃エンジンの燃料混合率検出方法を提供
することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明に依れば、燃料性状
がそれぞれ既知である２種の燃料の何れによっても作動
可能な内燃エンジンに、これらの燃料を混合し、あるい
は単独で供給される燃料の、前記２種の燃料の混合率を
検出する方法において、前記内燃エンジンに燃料を供給
する燃料通路を流れる燃料の特定の物性値を検出して、
前記２種の燃料の混合率を検出する一方、前記内燃エン
ジンの排気ガス中の酸素濃度を検出して、検出した酸素
濃度に応じて前記内燃エンジンに供給する燃料量を補正
して空燃比を所定値近傍にフィードバック制御すると共
に、このフィードバック制御中の、酸素濃度に応じた燃
料補正量０）平均値を求め、該平均値に応じて、前記特
定の物性値から求めた混合率を補正することを特徴とす
る多種燃料内燃エンジンの燃料混合率検出方法が提供さ
れる。

（作用） 燃料通路を流れる燃料の特定の物性値、例えば、誘電率
、光学屈折率、音速等を検出すれば、燃料混合率の急変
にも対応できる。一方、フィードバック制御中の酸素濃
度に応じた燃料補正量の平均値は、燃料性状の変化に起
因するものが含まれており、この平均値に応じて、上述
の特定の物性値から求めた混合率を補正することにより
、より正確な混合率の検出を可能にする。

このように求めた燃料の混合率は、内燃エンジンに供給
される燃料供給量や点火時期の設定に好適に使用するこ
とが出来る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

燃・供制′装の 第１図は本発明方法が適用される内燃エンジンの燃料供
給制御装置の概略構成を示し、この制御装置は例えば４
気筒ガソリンエンジン（以下単に「エンジン」という）
１２に適用したものである。

このエンジン１２はガソリン燃料単独でも、アルコール
燃料単独でも作動可能であり、更に、これらの２種の燃
料を任意の割合（混合率）で混合した燃料でも作動可能
である。

エンジン１２の各気筒につながる吸気マニホルド１４の
それぞれに、各吸気ポートに隣接して電磁式燃料噴射弁
１６が配設されている。吸気マニホルド１４にはサージ
タンク１８を介して吸気管２０の一端が接続されており
、吸気管２０の他端（大気開放端）にはエアクリーナ２
２が取り付けられている。そして、吸気管２０の途中に
はスロットル弁２４が配設されている。各燃料噴射弁１
６へは図示しない燃料ポンプから燃料管（燃料通路）２
５を介し、燃圧レギュレータ２６によって燃料圧が一定
に調整された燃料が供給されるようになっている。

燃料管２５の途中には、燃料センサ６０が配設されてい
る。この燃料センサ６０は、燃料噴射弁１６に供給され
る混合燃料の混合率を検出するためのもので、燃料の特
定の物性値、例えば、誘電率、光学屈折率、音速等を測
定することにより、ガソリン燃料とアルコール燃料の混
合率を検出する。実際には、この特定の物性値に対応し
て燃料センサ６０から電圧値ＶＢが出力され、この電圧
値ＶＢから燃料の混合率が推定される。ここで、混合率
０％はガソリン燃料のみを含有し、１００Ｘはアルコー
ル燃料のみを含有することを意味する。

燃料センサ６０は、電子制御装置（ＥＣＵ）４Ｇの入力
側に電気的に接続され、上述した燃料混合率に対応した
電圧信号ＶＢを電子制御装置４０に供給する。

一方、エンジン１２の各気筒の排気側には排気マニホル
ド３０がそれぞれ接続されており、排気マニホルド３０
の大気側端は排気管３４に接続されている。排気管３４
の途中には三元触媒型の触媒コンバータ３６が配設され
ている。そして、排気マニホルド３０に、排気中の酸素
量を検出する０２センサ４４が取り付けられており、セ
ンサ４４には検出部を高温に保つヒータが備えられてい
る。

０２センサ４４は電子制御装置４ｏの入力側に電気的に
接続されており、電子制御装置４０に酸素濃度検出信号
を供給している。

電子制御装置４０は、図示しない中央演算装置、燃料供
給量を演算するための制御プログラムや種々のプログラ
ム変数等を記憶する記憶装置、入出力装置等により構成
され、上述の記憶装置には、ＲＯＭやＲＡＭの他に、後
述する燃料混合率補正係数値ＫＢ等を、エンジン１２の
停止後も記憶する不揮発性のバッテリバックアップＲＡ
Ｍが含まれる。

前述した各燃料噴射弁１６は電子制御装置４０の出力側
に電気的に接続され、この電子制御装置４０からの駆動
信号により開弁され、詳細は後述するように所要量の燃
料を各気筒に噴射供給する。

電子制御装置４０の入力側にはエンジン１２の運転状態
を検出する種々のセンサ、例えば前述した０２センサ４
４や燃料センサ６０の他に、吸気管２０の大気開放端近
傍に取り付けられ、カルマン渦を検出することにより吸
入空気量に比例した周波数ハルスｆを出力するエアフロ
ーセンサ４２、エアクリーナ２２内に設けられ、吸入空
気温度Ｔａを検出する吸気温センサ４６、スロットル弁
２４の弁開度を検出するスロットル開度センサ４８、カ
ムシャフトに接続されるディストリビュータ３８に設け
られ、上死点あるいはその少し前の所定クランク角度位
置を検出する毎にパルス信号（ＴＤＣ信号）を出力する
クランク角センサ５０、これもディストリビュータ３８
に設けられ、特定の気筒（例えば、第１気筒）が所定の
クランク角度位置（例えば、圧縮上死点あるいはその少
し前の角度位置）にあることを検出する気筒判別センサ
５２、エンジンＩ２の冷却水温を検出する水温センサ５
４、スロットル弁２４の全開位置を検出するアイドルス
イッチ５６、大気圧を検出する大気圧センサ５８、更に
、図示しないがエアコンの作動状態を検出するエアコン
スイッチ、バッテリ電圧を検出するバッテリセンサ等の
各種センサが接続されており、これらのセンサは検出信
号を電子制御装置４０に供給する。

電子制御装置４０の出力側には、点火時期を電子的に制
御する点火時期制御装置７０が接続されると共に、後述
するように燃料センサ６０の故障を警報するアラームラ
ンプ６２が接続されている。

電子制御装置４０は、上述した種々のセンサの検出信号
に基づきエンジン運転状態に応じた燃料噴射量、即ち、
燃料噴射弁１６の開弁時間ＴＩＮＪを演算し、演算した
開弁時間ＴＩＮＪに応じた駆動信号を各燃料噴射弁１６
に供給してこれを開弁し、所要の燃料量を各気筒に噴射
供給させる。電子制御装置４０は次式（１）により上述
の開弁時間ＴＩＮＪを演算する。

ＴＩＮＪ＝ＴＢ＊ＫＡＦ＊ＫＢ＊に＋ＴＤ　　　　　　
　　　・・・・・・（１）ここに、ＴＯは吸入空気量Ａ
／Ｈに応じて設定される基本開弁時間、ＫＡＦは空燃比
補正係数であり、その値は０２センサ出力に応じて設定
される。ＫＢは本発明に係る燃料混合率補正係数であり
、その詳細は後述する。Ｋは、その他の補正係数であり
、その補正値は、例えば、冷却水温ＴＶに応じて設定さ
れる冷却水温補正係数値ＫＴＷ、吸気温度Ｔａに応じて
設定される吸気温補正係数値ＫＴａ、大気圧Ｐａに応じ
て設定される大気圧補正係数値ＫＰａ等に応じて設定さ
れる。ＴＤはバッテリ電圧に応じて設定される無効時間
補正値である。これらの補正係数値及び補正値の演算手
順の詳細は後述する。

尚、電子制御装置４０は、点火時期制御装置７０にクラ
ンク角信号、冷却水温ＴＶ、吸気温度Ｔａ、大気圧Ｐａ
、燃料混合率等の、最適点火時期を演算するに必要なエ
ンジン運転情報を供給するようになっている。又、電子
制御装置４０はクランク角センサ５０がクランク角で１
８０６毎にＴＤＣ信号を出力することから、このＴＤＣ
信号のパルス発生間隔からエンジン回転数Ｎｅを検出す
ることができる。更に、電子制御装置４０は気筒の点火
順序、即ち、各気筒への燃料供給順序を記憶しており、
上述した気筒判別センサ５２が前述の特定の気筒の所定
クランク角度位置を検出することにより、次にどの気筒
に燃料を噴射供給すればよいか判別することが出来る。

次に、電子制御装置４０による燃料供給制御手順を説明
する。

メインルーチン 第２八図ないし第２Ｄ図はメインルーチンを示し、この
ルーチンは図示しないイグニッションキースイッチがオ
ンと同時に実行が開始され、後述する割込ルーチンの実
行が行われない空き時間に常時繰り返し実行される。

電子制御装置４０は、先ず、第２Ａ図のステップ５２０
０において、各種プログラム変数値、補正係数値等の初
期化を行う。このステップはイグニッションキースイッ
チがオンにされた直後に一回だけ実行され、以後のルー
プではエントリポイントＭｌから後述するステップ５２
０２以降のステップが繰り返し実行されることになる。

尚、このステップ５２００において、後述する燃料混合
率学習補正係数ＫＬＳは所定値１．０に、燃料混合率補
正係数ＫＢ、及び空燃比学習補正係数値ＫＬは、前述し
た不揮発性ＲＡＭに記憶されている値にそれぞれ設定さ
れる。

次に、ステップ５２０２において、各種運転状態値を読
み込む。このステップで読み込まれる運転状態には、水
温センサ５４からの冷却水温信号ＴＶ％０２センサ４４
からの電圧値ＶＯ２、吸気温センサ４６からの吸気温度
信号Ｔａ、大気圧センサ５８からの大気圧信号Ｐａ、ス
ロットル開度センサ４８からのスロットル開度信号θｔ
ｈ等の他に、燃料センサ６０からの燃料物性値信号ＶＢ
が含まれる。これらのセンサからの信号は、図示しない
入力装置により増幅、フィルタリング、Ａ／Ｄ変換等が
実行され、デジタル信号として電子制御装置４０に読み
込まれる。

電子制御装置４０は読み込んだ各種運転状態信号値から
燃料噴射量、即ち、燃料噴射弁１６の開弁時間ＴＩＮＪ
を演算するに必要な各種補正係数を演算する（ステップ
５２０４）。ここで演算される補正係数値としては、冷
却水温ＴＶに応じて設定される水温補正係数値ＫＴＷ、
大気圧Ｐａに応じて設定される大気圧補正係数値ＫＰａ
、吸気温度Ｔａに応じて設定される吸気温度補正係数値
ＫＴａ、バッテリ電圧に応じて設定される無効時間補正
変数値ＴＯ等が含まれる。これらの補正係数値及び補正
変数値の設定の方法は従来公知の種々の方法が適用する
ことが出来る。

次に、電子制御装置４０は燃料センサ６０の出力値ＶＢ
からこのセンサが正常か否かを判別する（ステップ３２
０６）。この判別は、例えば、出力値ＶＢが所定の正常
値範囲内にあるか否かによって判別される。燃料センサ
６０の出力値ＶＢが正常値範囲にない場合（ステップ８
２０６の判別結果が否定（Ｎｏ　）の場合）にはアラー
ムランプ６２を点灯して後述するステップ５２３０に進
む。アラームランプ６２の点灯により運転者は燃料セン
サ６０の故障を認識することができる。一方、ステップ
３２０６の判別結果が肯定（Ｙｅｓ）であり、燃料セン
サ６０が正常の場合、ステップ５２１０に進み、後述す
る検査フラグＦＬＥがセットされているか（ＦＬＥ＝１
であるか）否かを判別する。

この検査フラグＦＬＥは、燃料センサ６０の出力値ＶＢ
が前回値と比較して所定値以上変化した場合に設定され
、燃料混合率の検査を指令するためのプログラム制御変
数である。より詳細には、ステップ８２１０の判別結果
が否定のとき、ステップ５２１２において、燃料センサ
６０の出力値ＶＢの変化が所定値より大であるか否かが
判別される。ステップ５２１２における所定値は、例え
ば、燃料補給により燃料混合率が大きく変化した場合に
これを検出できればよく、僅かなノイズレベルや物性値
の変動により燃料混合率の検査指令が出力されることの
ない適宜値に設定することが望ましい。

例えば、燃料補給がなく、燃料の特定の物性値に大きな
変化がないと云うような場合、ステップ８２１２の判別
結果が否定になり、このような場合には何もせずにステ
ップ５２３０に進む。一方、ステップ３２１２の判別結
果が肯定の場合にはステップ５２１４において検査フラ
グＦＬＥを値ｌにセットすると共に、後述するプログラ
ムタイマ値ＴＤＬ及びＴＳＥをそれぞれ所定値ＴＡ及び
ＴＢに設定した後、ステップ５２３０に進む。

プログラムタイマＴＤＬは、燃料センサ６０によりエン
ジンに供給される燃料の混合率が急変したことを検出し
た後、この検出した燃料が燃料管２５を流れて燃料噴射
弁１６に到達するに要する時間を計時するためのダウン
カウンタであり、前述の所定値ＴＡはこのような輸送遅
れ期間に対応する値に設定されている（第４図参照）。

一方、プログラムタイマＴＳＥは、燃料センサ６０によ
る燃料混合率の検査期間を計時するためのダウンカウン
タであり、前述の所定値ＴＢは、前述の輸送遅れ期間と
検査期間とを加えた値に設定されている。この燃料混合
率検査期間において燃料センサ６０により連続して燃料
混合率が検出され、検出した燃料混合率の平均値から、
より正確な混合率が検出される。所定値ＴＢは実験的に
設定されるが、前述の所定値ＴＡよりは大きい値に設定
されることは勿論のことである。

燃料センサ６０により燃料の混合率の変化が所定値以上
であることが検出され、検査フラグＦＬＥが値Ｉにセッ
トされると、次のループにおけるステップ８２１０の判
別結果が肯定となり、ステップ３２１６に進んでタイマ
値ＴＤＬが０であるか否かを判別する。タイマ値が所定
値ＴＡに設定された直後ではこの判別結果は当然否定で
あり、この所定値ＴＡに対応する、前述した輸送遅れ期
間が経過するまでステップ５２１６が繰り返し実行され
、その都度判別結果が否定となり、後述する燃料混合率
補正係数更新ステップを実行することなく、第２Ｃ図の
ステップ５２３０に進む。

輸送遅れ期間ＴＡが経過してステップ５２１６の判別結
果が肯定となると、第２Ｂ図のステップ５２２０が実行
される。ステップ５２２０では、プログラムタイマＴＳ
Ｅにより所定期間ＴＢが経過したか否かが判別される。

ステップ３２１６の判別結果が肯定となり、このステッ
プ５２２０が初めて実行される場合には、タイマ値ＴＳ
Ｅは０ではなく、従って判別結果が否定となり、ステッ
プ５２２２が実行されることになる。

ステップ５２２２では、燃料センサ１６の出力値ＶＢに
応じて燃料混合率補正係数値ＫＢを演算し、新しい値に
更新する。第３図は燃料センサ出力ＶＢと、この出力値
ＶＢに応じて演算される燃料混合率捕正保数ＫＢｎとの
関係を示む。この実施例では、燃料供給量の演算がガソ
リンベースで設定さており（即ち、ガソリン１００Ｘの
とき、燃料混合率補正係数値ＫＢは値１．０に設定され
る）、又、燃料センサ１６の出力値は、燃料混合率がア
ルコールの割合がより大となる程、大きい値となり、補
正係数値ＫＢも９、出力値ＶＢの増加に伴って、即ち、
アルコール燃料の増加に伴って増加し、値１．０より大
きい値に設定される。

今回ループで演算された補正係数値ＫＢｎを用いて、次
式（Ａｔ）により補正係数値ＫＢを更新する。

ＫＢ　＝ＣＩＸ　ＫＢｎ−１＋　（１−ＣＩ）　Ｘ　Ｋ
Ｂｒｔ−＝（Ａｌ）ここに、ＫＢｎ−１は燃料混合率補
正係数値の前回更新値であり、ＣＩは１より小さい正の
定数である。

このようにして、タイマ値ＴＳＥが値０になるまで繰り
返しステップ５２２２が実行され、この期間に燃料混合
率補正係数値ＫＢが順次更新されていく。そして、燃料
センサによる検査期間が経過してステップ３２２０の判
別結果が否定になると、ステップ５２２４において検査
フラグＦＬＥが値０にリセットされると共に、ステップ
８２２６において第３のプログラムタイマ値ＴＳＥ２を
所定値ＴＣに設定する。このプログラムタイマＴＳＥ２
は、後述する０２センサ４４による燃料混合率学習補正
係数ＫＬＳの演算期間（０２センサによる補正期間）を
計時するためのダウンカウンタであり（第４図参照）、
所定値ＴＣは実験的に適宜値に設定されている。タイマ
値ＴＳＥ２の設定が終わると第２Ｃ図のステップ５２３
０に進む。

ステップ５２３０では、エンジン１２が、Ｏ２フィード
バック制御を行ってもよい運転状態にあるか否かを判別
する。０２フイードバツク制御を開始するには、例えば
、０２センサ４４が充分に活性化していること、エンジ
ン１２が暖機状態にあること、エンジン１２の始動後所
定時間が経過していること等の条件が同時に成立してい
ることが必要である。

電子制御装置４０はこれらの条件の成立を判別して、そ
の答えが否定の場合にはステップ８２３２〜８２３６を
実行してオーブンループ制御における空燃比補正係数値
ＫＡＦの演算を行なう。

より詳細には、先ず、ステップ５２３２においてフィー
ドバック制御時に使用する積分ゲイン積値Ｉを値０にリ
セットしておく。次に、吸入空気流量Ａ／Ｎとエンジン
回転数Ｎｅとに応じて空燃比補正係数値Ｋ　ＡＦ２を演
算する。吸入空気流量Ａ／Ｎは、後述のクランクパルス
割込ルーチンにおいてエアフローセンサ４２が検出する
エルマンｉパルス数ｆに基づいて演算される。電子制御
装置４０は、その記憶装置に空燃比補正係数テーブルを
記憶しており、このテーブルから吸入空気流量Ａ／Ｎと
エンジン回転数Ｎｅとに応じた空燃比補正係数Ｋ　ＡＦ
２が読み出される。そして、この空燃比補正係数Ｋ　Ａ
Ｆ２と、後述のようにして設定される学習補正係数ＫＬ
　、ＫＬＳとにより、次式（Ａ２）から空燃比補正係数
ＫＡＦを演算する（ステップ３２３６）。

ＫＡＦ＝ＫＬＸＫＡＦ２ＸＫＬＳ　　　　　・・・−・
（Ａ２）尚、学習補正係数ＫＬ、ＫＬＳは、前述した不
揮発性ＲＡＭに記憶されている記憶値が使用される。

このようにオープンループ時の空燃比補正係数ＫＡＦの
演算が終了すると、ステップ５２０２に戻って、再びメ
インルーチンの各ステップが繰り返される。

一方、前述のステップ５２３０における判別結果が肯定
、即ち、エンジン１２が０２フイードバツク制御を行っ
てもよい運転状態にあるとき、ステップ５２４０に進み
、前述のタイマ値ＴＳＥ２が値０であるか否かを判別す
る。即ち、プログラムタイマＴＳＥ２が所定期間ＴＣを
カウントダウンし終えているか否かを判別する。この判
別結果が肯定となる場合（ＴＳＥ２＝０）としては、検
査フラグＦＬＥが設定されない通常の０２フイードバツ
ク制御が実行される場合、及び検査フラグＦＬＥが設定
されていても前述した輸送遅れ期間や燃料センサによる
検査期間が未だ経過していない間に０２フイードバツク
制御が実行される場合である。このような場合、電子制
御装置４０はステップ５２４２において、０２フイード
バツク制御に使用する比例ゲイン積値Ｐ及び積分ゲイン
項増減値Δ■をそれぞれ第１の所定値ＰＯ及び所定値Δ
■０に設定して第２Ｄ図のステップ５２５０に進む。

一方、０２センサによる補正期間が終了しておらず、タ
イマ値ＴＳＥ２が０よりで大である場合には、ステップ
５２４４に進み、この場合には、比例ゲイン積値Ｐ及び
積分ゲイン項増減値Δｌを、上述の第１の所定値ＰＯ及
び所定値ΔＩＯよりそれぞれ大きい、第２の所定値ＰＩ
及び所定値ΔＩＩに設定してステップ５２５０に進む。

０２センサによる補正期間（第４図参照）が開始された
場合には、フィードバック制御ゲインを通常のフィード
バック制御ゲインより大に設定して、補正時間遅れを最
小限に抑制しようとするものである。

ステップ５２５０では、０２センサ４４の出力電圧ＶＯ
２が所定基準値Ｖｓより大きいか否かを判別する。そし
て、判別結果が否定であれば、即ち、エンジン１２に供
給される空燃比が理論空燃比より燃料リーン側の値であ
れば、ステップ５２５２に進み、フィードバック補正係
数値ＫＦＢを次式（Ａ３）により演算゛する。

ＫＦＢ＝１＋　（Ｐ／２）　　　　　　　・・・・・・
（Ａ３）ここに、積分ゲイン積値日は、後述するタイム
割込ルーチンにおいて演算され、記憶装置に記憶されて
いる値が用いられる。又、比例ゲイン積値Ｐは、前述の
ステップ５２４２又はステップ５２４４で設定した値が
用いられる。

一方、ステップ５２５０の判別結果が肯定であれば、即
ち、エンジン１２に供給される空燃比が理論空燃比より
燃料リッチ側の値であれば、ステップ５２５４に進み、
フィードバック補正係数値ＫＦＢを次式（Ａ４）により
演算する。

ＫＦＢ＝１−　（Ｐ／２）　　　　　　・・・・・・（
Ａ４）フィードバック補正係数値ＫＦＢの演算が終わる
と、再び前述のタイマ値ＴＳＥ２が値０であるか否かを
判別する。０２センサによる補正期間でなく、この判別
結果が肯定となる場合（ＴＳＥ２＝Ｏ）、電子制御装置
４０はステップ８２５８において、空燃比補正係数値Ｋ
ＡＦを次式（Ａ５）により演算する。

ＫＡＦ＝ＫＦＢ＋ＫＬ　　　　　　　　・・・・・・（
Ａ５）ここに、空燃比学習補正係数値ＫＬは前述した通
り、不揮発性ＲＡＭから読み出され、その係数値ＫＬの
演算方法は後述する。

一方、０２センサによる補正期間中であり、タイマＴＳ
Ｅ２が所定値ＴＣをカウントダウンし終わっていない場
合（ＴＳＥ２＞０）には、ステップ５２５９に進み、次
式（八６）により空燃比補正係数値ＫＡＦを演算する。

ＫＡＦ＝ＫＬｘ　（ＫＦＢ＋ＫＬＳ）　　　・・・・・
・（Ａ６〉ここに、燃料混合率学習補正係数値ＫＬＳは
前述した通り、不揮発性ＲＡＭから読み出され、その係
数値ＫＬＳの演算方法も後述する。

空燃比補正係数ＫＡＦの演算が終了すると、ステップ５
２０２に戻って、再びメインルーチンの各ステップが繰
り返される。

このようにメインルーチンでは、燃料センサ６０により
、常時燃料の混合率の変化を監視し、所定値を超える混
合率の変化が検出されたとき、検出時点から輸送遅れ期
間に対応する所定時間（ＴＡ）の経過を待って燃料セン
サ６０により燃料混合率を検査する。この検査は所定期
間（ＴＢ）に亘って行われ、との検査期間に検出された
燃料混合率からブレンド率係数値ＫＢが演算される。そ
して、燃料センサによる検査期間が終了して、０２セン
サによる補正期間に入ると、この補正期間に設定されて
いる演算式（八６）により空燃比補正係数値ＫＡＰの演
算がおこなわれることになる（第４図参照）。

尚、本実施例では、エンジン１２が０２フイードバツク
制御運転状態にあり、第４図に示す０２センサによる補
正期間にのみ、フィードバックゲインＰ及びΔ■を通常
のフィードバック制御時に適用される値より大きい値Ｐ
ｌ、Δｔｉに設定したが、第２Ｃ図に対応する第５図に
示すように、ステップ５２４０の前に、検査フラグ値Ｆ
ＬＥが値ｌにセットされているか否かを判別するステッ
プを介挿し、検査フラグ値ＦＬＥが値ｌにセットされて
いれば、即ち、燃料センサ６０により燃料温合率が所定
値以上であることが検出されれば、直ちにフィードバッ
クゲインＰ及びΔ！を前述の値Ｐｌ、ΔＩｔに設定する
ようにしてもよい。この場合、第４図の輸送遅れ期間の
開始時点からフィードバックゲインが大きい値に設定さ
れることになり、燃料温合率補正係数値ＫＢの補正が早
期に行なうことができる。

尚、ステップ８２３８の追加に伴って、第２Ｄ図に対応
する第６図に示すように、ステップ８２５６の前に、検
査フラグ値ＦＬＥが値ｌにセットされているか否かを判
別するステップ５２５５を介挿する必要があり、この場
合、前述の輸送遅れ期間の開始時点からステップ５２５
９において空燃比補正係数値ＫＡＦの演算が行なわれる
ことになる。

ｌヱヱ凱点止二Ｌ２ 次に、所定時間毎に割り込み実行されるタイマ割込ルー
チンの説明を行なう。このルーチンは、所定のクロック
パルス信号が発生すると、上述したメインルーチンの実
行に優先して実行され、０２フイードバツク制御に使用
する積分ゲイン積値Ｉが演算されると共に、燃料混合率
学習補正係数値ＫＬＳ及び空燃比学習補正係数値ＫＬが
演算される。

先ず、電子制御装置４０は、エンジン１２が０２フイー
ドバツク制御を行ってもよい運転状態にあるか否かを判
別する（ステップ３３００）。この判別結果が否定の場
合には、ステップ５３０２においてプログラムタイマの
タイマ値Ｔを値０にリセットして後述するステップ５３
５０に進む。

一方、ステップ５３００においてエンジン１２が０２フ
イードバツク制御を行ってもよい運転状態にあると判別
されると、ステップ５３０４に進み、０２センサ４４の
出力電圧”ＶＯ２が所定基準値Ｖｓより大きいか否かを
判別する。そして、判別結果が否定であれば、即ち、エ
ンジン１２に供給される空燃比が理論空燃比より燃料リ
ーン側の値であれば、ステップ５３０６に進み、フィー
ドバック制御ゲインの積分項値Ｉを次式（ＴＩ）により
演算する。

１＝１＋ΔＩ　　　　　　　　　　・・・・・・（ＴＩ
）ここに、積分ゲイン項増減値Δ■は、前述したメイン
ルーチンのステップ５２４２または５２４４で設定され
た値が用いられる。

一方、ステップ５３０４の判別結果が肯定であれば、即
ち、エンジン１２に供給される空燃比が理論空燃比より
燃料リッチ側の値であれば、ステップ５３０８に進み、
フィードバック制御ゲインの積分項値■を次式（Ｔ２〉
により演算する。

１＝Ｉ−ΔＩ　　　　　　　　・・・・・・（Ｔ２）積
分ゲイン積値Ｉの演算が終わると、ステップ５３１０に
進み、エンジン１２が前述した０２フイードバツク制御
運転状態にあり、且つ、エンジン１２が充分に安定して
、学習補正係数ＫＬ及びＫＬＳを演算してもよい運転状
態（学習可能状態）にあるか否かを判別する。実際には
、例えば、エンジン１２が、吸入空気量Ａ／Ｎとエンジ
ン回転数Ｎｅとで判別される、所定運転領域内で運転さ
れていること、冷却水温Ｔｗが所定値以上であること、
０２フイードバツク制御が開始されて所定時間が経過し
ていること等の各条件が成立しているか否かによって学
習可能状態が判別される。

学習可能状態になければ、前述したステップ５３０２に
おいてプログラムタイマのタイマ値Ｔを値０にリセット
して後述するステップ５３５０に進む。一方、学習可能
状態が検出されると、ステップ５３１２に進み、タイマ
値Ｔが所定値ＴＬに等しいか否かを判別する。このタイ
マは所定時間ＴＬを計時するプログラムタイマであり、
学習補正係数ＫＬ及びＫＬＳはこの所定時間ＴＬ毎に新
たな値に更新されるようになっている。

タイマ値Ｔが所定値ＴＬに到達していなければ、ステッ
プ５３１４において、このタイマ値Ｔを値ｌだけインク
リメントして後述めステップ５３５０に進む。この場合
１、学習補正係数ＫＬ及びＫＬＳは新たな値に更新され
ない。

タイマ値Ｔが所定値ＴＬに到達してステップ５３１２の
判別結果が肯定であると、ステップ５３２０に進み、メ
インルーチンで使用したプログラムタイマのタイマ値Ｔ
ＳＥ２が値０であるか否かを判別する。即ち、タイマＴ
ＳＥ２により０２センサによる補正期間中であるか否か
を判別する。この判別結果が肯定（ＴＳＥ２＝０）とな
るのは、前述した通り、検査フラグＦＬＥが設定されな
い通常の０２フイードバツク制御が実行される場合、及
び検査フラグＦＬＥが設定されていても検査フラグが設
定された時点から前述した輸送遅れ期間や燃料センサに
よる検査期間が未だ経過していない間に０２フイードバ
ツク制御が実行されている場合である。このような場合
、電子制御装置４０はステップ５３２２ないし５３２８
を実行し、空燃比学習補正係数ＫＬの演算とその更新を
行なう。

即ち、ステップ５３２２では、積分ゲイン積値■が０よ
り大であるか否かを判別し、０より大であれば、不揮発
性ＲＡＭに記憶されている学習補正係数ＫＬに所定値Δ
Ｋを加え、これを新たな学習補正係数ＫＬとして記憶す
る。一方、ステップ５３２２の判別結果が否定の場合に
はステップ３３２６において積分ゲイン積値Ｉが０より
小であるか否かを判別し、０より小であれば、学習補正
係数ＫＬから所定値ΔＫを減算して、これを新たな学習
補正係数ＫＬとして記憶する。そして、ステップ８３２
６の判別結果が否定の場合、即ち、積分ゲイン積値！が
値０である場合には空燃比学習補正係数値ＫＬに変更を
加えず、記憶値をそのまま保持する。

空燃比学習補正係数ＫＬの演算・更新ステップの実行が
終了すると、第７Ｃ図のステップ８３４８に進み、タイ
マ値Ｔを０にリセットして、ステップ５３５０に進む。

一方、０２センサによる補正期間中であり、ステップ５
３２０の判別結果が否定の場合、電子制御装置４０はス
テップ５３３０ないし５３３６を実行し、燃料混合率学
習補正係数ＫＬＳの演算とその更新を行なう。

即ち、ステップ５３３０では、積分ゲイン積値■が０よ
り大であるか否かを判別し、０より大であれば、不揮発
性ＲＡＭに記憶されている学習補正係数ＫＬＳに所定値
ΔＫＳを加え、これを新たな学習補正係数ＫＬＳとして
記憶する。一方、ステップ５３３０の判別結果が否定の
場合にはステップ５３３４において積分ゲイン積値■が
０より小であるか否かを判別し、０より小であれば、学
習補正係数ＫＬＳから所定値ΔＫＳを減算して、これを
新たな学習補正係数ＫＬＳとして記憶する。そして、ス
テップ５３３４の判別結果が否定の場合、即ち、積分ゲ
イン積値ｌが値０である場合には燃料混合率学習補正係
数ＫＬＳの記憶値に変更を加えない。

燃料混合率学習補正係数ＫＬＳは、積分ゲイン積値！が
常時値０近傍に収束するように、その値の正負に応じて
微小値ΔＫＳが加減される。従って、学習補正係数値Ｋ
ＬＳは、結果として、酸素濃度に応じて設定される積分
ゲイン積値ｌの時間平均値を意味し、積分ゲイン積値Ｉ
は、エンジン１２への燃料供給量の補正量に対応してい
ると見なせるので、結局、燃料混合率学習補正係数ＫＬ
Ｓは、酸素濃度に応じた燃料補正量の時間平均値に対応
することになる。

上述の学習補正係数ＫＬ及びＫＬＳに加減算する所定値
ΔＫ及びΔＫＳは、より小さい値に設定される程ノイズ
等による一時的な変動に対して影響が少なくなる一方、
燃料混合率等の急変に対する応答性が悪くなるので、こ
れらを考慮して実験的に適宜値に設定される。

燃料混合率学習補正係数ＫＬＳの演算・更新が終了する
と、ステップ５３４０に進み、タイマ値ＴＳＥ２を値ｌ
だけデクリメントした後、この値が値０に等しいか否か
を判別する（ステップ５３４２）。

タイマＴＳＥ２が値０までカウントダウンしていない場
合（判別結果が否定の場合）は、ステップ８３４８でタ
イマ値Ｔを０にリセットした後、後述のステップ５３５
０に進む。

一方、タイマＴＳＥ２が値０までカウントダウンをし終
えた場合、即ち、０２センサによる補正期間が終了した
場合には、ステップ５３４４に進み、次式（Ｔ３）によ
り燃料混合率補正係数値ＫＢを燃料ｄ含率学習補正係数
ＫＬＳにより補正し、補正された値を新たな燃料混合率
補正係数値ＫＢとして記憶する。

ＫＢ＝　ＫＢＸ　ＫＬＳ　　　　　　　・・・−（Ｔ３
）そして、補正を行った後の燃料混合率学習補正係数Ｋ
ＬＳは、その役目が終了して値ｌにリセットされ（ステ
ップ５３４６）、ステップ５３４６においてタイマ値Ｔ
を０にリセットした後、ステップ５３５０に進む。斯く
して、燃料混合率補正係数値ＫＢは、０２センサに応じ
て正確に補正され、エンジン１２に供給される燃料の混
合率に正確に対応することになる。

ステップ５３５０では、輸送遅れ期間を計時するプログ
ラムタイマのタイマ値ＴＤＬが値０にカウントダウンし
終えたか否かを判別し、カウントダウンし終えていれば
、そのままステップ５３５４に進むが、未だ値０に到達
していなければ、ステップ５３５２においてタイマ値Ｔ
ＤＬを値ｌだけ減算してステップ５３５４に進む。

ステップ５３５４では、燃料センサによる検査期間を計
時するプログラムタイマのタイマ値ＴＳＥが値０にカウ
ントダウンし終えたか否かを判別し、カウントダウンし
終えていれば、当該ルーチンを終了するが、未だ値０に
到達していなければ、ステップ８３５６においてタイマ
値ＴＳＥを値ｌだけ減算して当該ルーチンを終了する。

尚、第７Ｂ図に対応する第８図に示すように、ステップ
５３２０の前に、検査フラグ値ＦＬＥが値ｌにセットさ
れているか否かを判別するステップ３３１８を介挿して
もよく、この場合、検査フラグＦＬＥが値ｌにセットさ
れていれば、即ち、燃料センサ６０により燃料混合率が
所定値以上であることが検出されれば、直ちに燃料混合
率学習補正係数ＫＬＳを演算・更新するステップ５３３
０以降を実行することになる。

クランクパルス穿゛ルーチン 第９図は、クランク角センセ５０からのクランクパルス
信号が入力される毎に実行されるクランクパルス割込ル
ーチンのフローチャートを示し、この割込ルーチンは最
優先で実行される。

電子制御装置４０は、先ず、ステップ５４００において
吸入空気量Ａ／Ｎを演算する。吸入空気量Ａ／Ｎは、前
回のクランクパルスと今回のクランクパルス間に発生し
たカルマン渦パルス数ｆ及びカルマン渦パルス間の周期
データに基づいて演算され、このように演算される空気
量は、クランク角１８０°当りの吸入空気量を表してい
る。尚、前述したエンジン回転数Ｎｅの検出はこのステ
ップで行なわれる。

次いで、電子制御装置４０はステップ５４００で演算し
た吸入空気量Ａ／Ｎに応じて、燃料噴射弁１６の基本開
弁時間ＴＢを演算する（ステップ５４１Ｏ）。このとき
の、基本開弁時間ＴＢは、ガソリン燃料をベースに設定
されており、吸入空気量Ａ／Ｎに対して理論空燃比が得
られる燃料量に対応する開弁時間が演算される。

このようにして求められた基本開弁時間ＴＢと、前述し
た種々の補正係数及び補正値とにより、前記式（１）に
基づき燃料噴射弁１６の開弁時間ＴＩＮＪを演算しくス
テップ３４２０）、演算した開弁時間ＴＩＮＪを噴射タ
イマにセットする（ステップ５４４０）。そして、クラ
ンクパルス信号により当該ルーチンの実行が開始された
時点から、即ち、所定クランク角度位置を検出した時点
から所定時間の経過時に、上述の噴射タイマをトリガし
て、今回ループ時に燃料を噴射すべき気筒に対応する燃
料噴射弁１６に、開弁時間ＴＩＮＪに対応する時間に亘
って駆動信号が出力される（ステップ３４６０）。

かくして、上述のようにして演算された開弁時間ＴＩＮ
Ｊに対応する量の燃料がエンジン１２に噴射供給される
ことになる。

尚、上述の実施例の燃料供給制御装置は各気筒毎に配設
された燃料噴射弁から燃料を各気筒に噴射供給するもの
適用したが、スロットル弁上流に配設される１本の燃料
噴射弁からエンジンに燃料を供給する、いわゆるシング
ルポイント方式の燃料供給制御装置に適用してもよいし
、電子キヤプレタ方式の燃料供給制御装置に適用しても
よい。

又、上述のようにして求めた燃料混合率補正係数値ＫＢ
は、点火時期制御装置７０に供給して、エンジン１２に
供給される燃料の混合率に最適な点火時期の設定に用い
るようにしてもよい。更に、この燃料混合率補正係数値
ＫＢは、排気ガス再循環（ＥＧＲ）やアイドルスピード
制御等の種々のエンジン運転制御に使用することが出来
る。

更に、本発明の燃料混合率検出方法は、ガソリン燃料と
アルコール燃料との混合燃料の混合率検出に限定されず
、燃料性状が既知の２種の燃料が混合された種々の燃料
の混合率の検出に適用できる。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明の多種燃料内燃エンジンの燃
料混合率検出方法に依れば、内燃エンジンに燃料を供給
する燃料通路を流れる燃料の特定の物性値を検出して、
２種の燃料の混合率を検出するようにしたので、燃料補
給時等に燃料の混合率が急変しても、これに追従して短
時間に混合率を検出することができる一方、フィードバ
ック制御中の、酸素濃度に応じた燃料補正量の平均値に
４゜ 応じて、前記特定の物性値から求めた混合率を補正する
ので、混合率の検出がより正確になるというすぐれた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は本発明方法が
実施される燃料供給制御装置の構成の概略を示すブロッ
ク図、第２Ａ図乃至第２Ｄ図は燃料制御手順を示すメイ
ンルーチンのフローチャート、第３図は燃料センサ出力
ＶＢと燃料混合率補正係数値ＫＢｎとの関係を示すグラ
フ、第４図は燃料センサにより燃料混合率の変化が所定
値以上であることを検出した時点と、輸送遅れ期間、燃
料センサによる検査期間、及び０２センサによる補正期
間の各期間との関係を示すタイミングチャート、第５図
は、第２Ｃ図に示す制御手順の変形例を示すフローチャ
ート、第６図は、第２Ｄ図に示す制御手順の変形例を示
すフローチャート、第７Ａ図乃至第７Ｄ図は燃料制御手
順を示すタイマ割込ルーチンのフローチャート、第８図
は、第７Ｂ図に示す制御手順の変形例を示すフローチャ
ート、第９図は燃料制御手順を示すクランクパルス割込
ルーチンのフローチャートである。 １２・・・内燃エンジン、１６・・・燃料噴射弁、２４
・・・スロットル弁、２５・・・燃料通路（燃料管）、
４０・・・電子制御装置、４２・・・エアフローセンサ
、４４・・・０２センサ、４８・・・スロットル開度セ
ンサ、５０・・・クランク角度センサ、６０・・・燃料
センサ、７０・・・点火時期制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　燃料性状がそれぞれ既知である２種の燃料の何れによ
   っても作動可能な内燃エンジンに、これらの燃料を混合
   し、あるいは単独で供給される燃料の、前記２種の燃料
   の混合率を検出する方法において、前記内燃エンジンに
   燃料を供給する燃料通路を流れる燃料の特定の物性値を
   検出して、前記２種の燃料の混合率を検出する一方、前
   記内燃エンジンの排気ガス中の酸素濃度を検出して、検
   出した酸素濃度に応じて前記内燃エンジンに供給する燃
   料量を補正して空燃比を所定値近傍にフィードバック制
   御すると共に、このフィードバック制御中の、酸素濃度
   に応じた燃料補正量の平均値を求め、該平均値に応じて
   、前記特定の物性値から求めた混合率を補正することを
   特徴とする多種燃料内燃エンジンの燃料混合率検出方法
   。