JP2006111140A - フレキシブルフュエル車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 低温始動に必要な燃料蒸発性を確保して、低温始動を確実に行うことのできるフレキシブルフュエル車両を提供する。
【解決手段】 燃料タンク２０に貯留された任意のアルコール濃度のアルコール混合ガソリンを機関に供給して走行するようにしたフレキシブルフュエル車両において、該アルコール混合ガソリンのアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段２８と、外気温を検出する温度検出手段３０と、前記燃料タンクに連通されたガソリン用給油口２１Ｇとアルコール用給油口２１Ａとを有する車両側給油システムと、前記アルコール濃度検出手段および前記温度検出手段の検出結果に基づき、前記車両側給油システムのアルコール用給油口２１Ａのフュエルリッド３２Ａをロック可能なアクチュエータ３８を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、任意のアルコール濃度のアルコール混合ガソリンを機関に供給して走行するようにしたフレキシブルフュエル車両（Flexible Fuel Vehicle）に関する。

石油燃料に対する代替燃料の１つとしてアルコール燃料が有望視されており、アルコール混合ガソリンとして一部では実用化されている例もある。ところが、このアルコール混合ガソリンはガソリン１００％の燃料に比べ、その発熱量や気化特性が異なると共に、そのアルコール濃度によっても特性が異なるので、低温では始動性が極めて悪化することがある。

そこで、かかる低温始動性を向上させる技術として、高濃度アルコール混合ガソリン使用時には、ガソリン中のアルコール濃度に応じて燃料増量制御を行なうことも知られている。

また、特許文献１には、アルコール混合燃料を使用する内燃機関において、給油が行われると燃料ポンプが駆動され、これにより燃料通路内に残存している旧燃料と新たに給油された新燃料とを攪拌することにより、燃料における温度と濃度の不均一解消し、適正な空燃比制御によって運転性を向上させることが開示されている。
さらに、特許文献２には、ガソリン用とアルコール混合燃料用との燃料タンクを仕切壁で仕切って別個に備え、給油されている燃料のアルコール濃度を検出し、アルコール濃度に応じてガソリン用とアルコール混合燃料用との燃料タンクのいずれかに選択的に給油する技術が開示されている。

実用新案登録第２５４０２１４号公報 特開平５−２０９５６５号公報

ところで、冬期に使用される燃料に関しては、所定の気化特性を満たすべく一般的に蒸発圧等の規格が定められて、燃料供給メーカ側でコントロールされて給油ステーション等に供給されているところもある。

しかしながら、ある市場によってはエタノール等のアルコール燃料の使用がユーザに任されているところもあり、このような場合には上述の規格に定められているような蒸発圧を満たす燃料が確実に給油されるとは限らない。仮に、エタノール１００％の燃料がユーザの選択により冬期に使用されるとすると、温度条件によってはその始動が困難になるという問題がある。

しかし、このような問題については、上記特許文献１および２には何ら触れられていない。

そこで、本発明の目的は、低温始動に必要な燃料蒸発性を確保して、低温始動を確実に行うことのできるフレキシブルフュエル車両を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の一形態によるフレキシブルフュエル車両は、燃料タンクに貯留された任意のアルコール濃度のアルコール混合ガソリンを機関に供給して走行するようにしたフレキシブルフュエル車両において、該アルコール混合ガソリン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、外気温を検出する温度検出手段と、前記燃料タンクに連通されたガソリン用給油口とアルコール用給油口とを有する車両側給油システムと、前記アルコール濃度検出手段および前記温度検出手段の検出結果に基づき、前記車両側給油システムのアルコール用給油口の開閉を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

上記本発明の一形態によれば、給油の際に、アルコール濃度検出手段により検出されたアルコール濃度および温度検出手段により検出された温度に基づいて、制御手段により車両側給油システムのアルコール用給油口の開閉が制御される。従って、低温始動が困難となる状態と判定されると、アルコール用給油口が閉じられ、もしくは、開かないように制御され、蒸発圧を満たさない燃料が給油されるのが防止されるので、低温始動に必要な燃料蒸発性を確保でき、フレキシブルフュエル車両の低温始動が可能になる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、フレキシブルフュエル車両の一実施形態に係るシステム構成を示す概略図である。まず、図１において、車両に搭載されるエンジン１０の各気筒の燃焼室には、不図示のエアクリーナから電制スロットル弁の制御を受けて、サージタンクおよび吸気通路１２を介して空気が吸入される。そして、吸気通路１２にアルコール混合ガソリンを噴射するように、電磁式のインジェクタ１４が設けられている。インジェクタ１４は、後述する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）４０からエンジン回転に同期して出力される噴射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、後述のように、所定圧力に調圧されたアルコール混合ガソリンを噴射するようになっている。そして、噴射されたアルコール混合ガソリンは、吸気行程噴射の場合は燃焼室内に拡散して均質な混合気を形成し、後述するＥＣＵ４０からの点火信号に基づき、点火栓１６により点火されて、燃焼する。エンジン１０からの排気は排気通路１８より排出され、排気通路１８には不図示の排気浄化用触媒が介装されている。

ここで、本実施の形態では、インジェクタ１４は、燃料タンク２０からフィードポンプ２２によってアルコール混合ガソリンを供給する燃料供給通路２４に連通されている。また、この燃料供給通路２４には、燃料フィルタ２６と共に、アルコール混合ガソリンのアルコール濃度を誘電率の変化等に基づき検出するアルコール濃度検出手段としての静電容量型のアルコール濃度センサ２８が設けられている。一方、３０は外気の温度を検出する温度検出手段としての温度センサであり、車両の任意の位置に設けられている。
また、上述の燃料タンク２０には、ガソリン用給油口２１Ｇとアルコール用給油口２１Ａとを有する燃料給油通路２１が連通され、これらのガソリン用給油口２１Ｇおよびアルコール用給油口２１Ａはそれぞれに対応するフュエルリッド３２Ｇおよび３２Ａで覆われている。そして、本実施の形態では、これらのフュエルリッド３２Ｇおよび３２Ａは車室内に設けられたフュエルリッドオープンレバー３４の操作により連繋ケーブル３６を介して開成可能とされていると共に、少なくともアルコール用給油口２１Ａを覆うフュエルリッド３２Ａの開閉をロックするアクチュエータ３８が設けられている。かくて、上述の形態により車両側給油システムが構成されている。

ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インター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、各種センサからの入力信号を受け、これに基づいて演算処理して、電制スロットル弁、インジェクタ１４、点火栓１６、フィードポンプ２２、アクチュエータ３８などの作動を制御する。

次に、上記システム構成になる実施形態において、ＥＣＵ４０により行われる制御の一例を、図２に示す制御ルーチンのフローチャートを参照して説明する。この制御ルーチンは所定時間毎に実行されている。なお、フュエルリッドオープンレバー３４が操作されたときに、制御ルーチンがスタートするようにしてもよい。
まず、制御がスタートするとステップＳ２０１において、アルコール濃度センサ２８からの計測値に基づき、現在使用されているアルコール混合ガソリン中のアルコール濃度aが検出され読込まれる。次に、ステップＳ２０２において、温度センサ３０からの計測値に基づき外気温bが検出され、そして、次のステップＳ２０３において、最低外気温biがＥＣＵ４０のＲＡＭに記憶される。なお、最低外気温biは、温度センサ３０で検出された外気温bがＲＡＭに記憶されている最低外気温biと比較され、温度が低い方が新たな最低外気温biとして更新されて記憶される。

そして、ステップ２０１で読込まれたアルコール濃度aがステップＳ２０４において、閾値Ａ０と比較される。なお、この閾値Ａ０はエンジン１０の特性に合わせて所定のアルコール濃度（例えば、８５％）として、予め設定されている。そこで、アルコール濃度aが閾値Ａ０を超えるときは、ステップＳ２０５に進み、最低外気温biが閾値Ｂ０と比較される。なお、この閾値Ｂ０もエンジン１０の低温始動特性に合わせて所定の温度（例えば、０℃）として、予め設定されている。そこで、最低外気温biが閾値Ｂ０より低いときには、すなわち、アルコール濃度aが閾値Ａ０を超え、且つ、最低外気温biが閾値Ｂ０より低いときには、ステップＳ２０６に進み、アクチュエータ３８がＯＮ作動される。すると、アルコール用給油口２１Ａを覆っているフュエルリッド３２Ａがロックされ、その開成が不可能となる。かくて、蒸発圧を満たさないアルコール燃料が給油されるのが防止される。
一方、ステップＳ２０５の判定において、最低外気温biが閾値Ｂ０より高いときには、アルコールの給油が許容されてもよい場合が存在するので、後述するステップＳ２０７に進む。

他方、ステップＳ２０４の判定でアルコール濃度aが閾値Ａ０を超えない場合、および上述のステップＳ２０５の判定でアルコール濃度aが閾値Ａ０を超えても最低外気温biが閾値Ｂ０より高いときにはステップＳ２０７に進み、燃料タンク２０内のアルコール混合ガソリン燃料の残量が不図示の計量センサにより検出され、燃料タンク２０の容量との関係から最大給油可能量Ｃが算出される。そして、次のステップＳ２０８において、この最大給油可能量Ｃに対応する量のアルコール（濃度１００％）が給油されたと想定した場合の想定アルコール濃度a’が算出される。さらに、次のステップＳ２０９において、この想定アルコール濃度a’が上述の閾値Ａ０と比較され、想定アルコール濃度a’が閾値Ａ０を超えるときは、ステップＳ２０６に進み、アクチュエータ３８がＯＮ作動され、アルコール用給油口２１Ａを覆っているフュエルリッド３２Ａがロックされる。この場合も、フュエルリッド３２Ａの開成が不可能となり、アルコール用給油口２１Ａから蒸発圧を満たさないアルコール燃料が給油されるのが防止される。
一方、ステップＳ２０９における判定の結果、想定アルコール濃度a’が閾値Ａ０を超えないときはステップＳ２１０に進み、アクチュエータ３８がＯＦＦ作動され、アルコール用給油口２１Ａを覆っているフュエルリッド３２Ａのロックが解除される。この場合、少なくともアルコール用給油口２１Ａを覆うフュエルリッド３２Ａのロックが解除されるので、アルコール用給油口２１Ａおよびガソリン給油口２１Ｇのいずれかからも給油が可能となる。

従って、本実施の形態によれば、アルコールの給油が行なわれると低温始動が困難になる状態と判定されると、アルコール用給油口２１Ａを覆うフュエルリッド３２Ａが閉じられた状態でロックされるので、蒸発圧を満たさない燃料が給油されるのが防止される。なお、ガソリンの給油は可能であるから、低温始動に必要な燃料蒸発性を確保でき、フレキシブルフュエル車両の低温始動が可能になる。

本発明に係るフレキシブルフュエル車両の一実施形態に係るシステム構成を示す概略図である。 本発明の一実施形態における制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ エンジン
１２ 吸気通路
１４ インジェクタ
１６ 点火栓
１８ 排気通路
２０ 燃料タンク２０
２１Ａ アルコール用給油口
２１Ｇ ガソリン用給油口
２２ フィードポンプ
２４ 燃料供給通路
２６ 燃料フィルタ２６
２８ アルコール濃度センサ
３０ 温度センサ
３２Ａ アルコール用給油口フュエルリッド
３２Ｇ ガソリン用給油口フュエルリッド
３４ フュエルリッドオープンレバー
３６ 連繋ケーブル
３８ アクチュエータ
４０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）

Claims (1)

1. 燃料タンクに貯留された任意のアルコール濃度のアルコール混合ガソリンを機関に供給して走行するようにしたフレキシブルフュエル車両において、
   該アルコール混合ガソリン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、
   外気温を検出する温度検出手段と、
   前記燃料タンクに連通されたガソリン用給油口とアルコール用給油口とを有する車両側給油システムと、
   前記アルコール濃度検出手段および前記温度検出手段の検出結果に基づき、前記車両側給油システムのアルコール用給油口の開閉を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とするフレキシブルフュエル車両。

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