JP2010019177A - アルコール含有燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アルコール含有燃料噴射制御装置について、制御システムにおけるコストの高騰を伴うことなく、アルコール含有量の異なる様々な種類の使用燃料に対応して的確な空燃比制御を実行する。
【解決手段】エンジン１の燃料噴射制御システムに配設され、空燃比センサとしてのＯ２センサ８による出力信号を検知しながらアルコール含有燃料の噴射をフィードバック式に調整することにより空燃比制御を行うアルコール含有燃料噴射制御装置である電子制御ユニット１４において、制御内容を切替え操作するための切替え手段である切替えスイッチ１５から出力された切替え信号を検知することにより、予め記憶手段に記憶してあるアルコール含有量毎に各々対応した複数種類の制御内容のうち、使用するアルコール含有燃料に適した制御内容に切替えて制御を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、アルコール含有燃料噴射制御装置に関し、殊に、使用するアルコール含有燃料のアルコール含有量に応じて的確な空燃比を実現させるための、アルコール含有燃料噴射制御装置に関する。

ガソリンにアルコールを混合してなるアルコール含有燃料をエンジンの燃料として使用することは古くから行われており、このようなアルコール含有燃料を燃料噴射弁を介しエンジンに供給して、排気通路に設けた酸素センサ等で空燃比を検知しながら燃料噴射をフィードバック制御することにより、運転状態に応じて目標空燃比に調整するものとした、アルコール含有燃料噴射制御装置が普及している。

ところで、アルコールはガソリンと比べて発熱量が低いために、アルコール含有燃料を使用する場合には、フィードバック空燃比制御において増減すべき燃料の量が同一補正値に対しガソリン燃料の場合よりも多量となる。また、同一の空気量に対して燃料供給量を増やした場合には、吸気通路内壁への燃料付着量も多くなりやすい。そのため、ガソリンに対するアルコール含有量が変動した場合は、的確な空燃比を実現するために制御内容を変更する必要が生じる。

ところが、市販のアルコール含有燃料は総てアルコール濃度が一定とは限らず、近年ではＥ１０（１０％）やＥ８０（８０％）等、様々なアルコール含有量の製品が販売されている。従って、所定のアルコール含有量を想定して設定した制御装置で空燃比制御を行う場合、実際にはこれよりも高い濃度或いは低い濃度のアルコール含有燃料を使用する状況が発生することがあり、制御における空燃比補正にズレが生じてエンジンの運転性や燃費の悪化を招くことになる。

この問題に対し、異なるアルコール含有量の燃料を充填または補給することが想定される場合に、アルコール濃度検出手段で使用燃料の実際のアルコール濃度を検出し、検出したアルコール濃度別に混合気の空燃比を補正するための学習値を記憶して更新するものとしたアルコール含有燃料噴射制御装置が、特開平５−５４４６号公報等に提案されている。

このような制御を実行することにより、今回補給した燃料のアルコール濃度が前回とは異なるような場合であっても、空燃比補正のズレを回避することが可能となる。しかしながら、このような燃料噴射制御方法を実施するには、制御システムにおいてアルコール濃度検出センサ等の比較的高価な部品を新たに追加することが必要となる。そのため、例えば構成の簡易さ・コストの低廉さが特に求められる汎用エンジン等においては不利になりやすいため、広く普及するに至っていないのが現状である。
特開平５−５４４６号公報

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、アルコール含有燃料噴射制御装置について、制御システムにおけるコストの高騰を伴うことなく、アルコール含有量の異なる様々な種類の使用燃料に対応して的確な空燃比制御を実行できるようにすることを課題とする。

そこで、本発明は、エンジンの燃料噴射制御システムに配設され、空燃比センサによる出力信号を検知しながらアルコール含有燃料の噴射をフィードバック式に調整することにより空燃比制御を行うアルコール含有燃料噴射制御装置であって、アルコール含有燃料のアルコール含有量毎に各々対応した複数種類の制御内容が予め記憶手段に記憶してあり、制御内容を切替え操作するための切替え手段から出力された切替え信号により使用するアルコール含有燃料に適した前記制御内容に切替えて制御を実行するものとした。

このように、アルコール含有燃料の充填時にその燃料のアルコール含有量が分かるような場合に、安価な部品で構成可能な切替え手段を配設してこれを操作することで、使用燃料のアルコール含有量に適した制御内容（制御プログラム）に燃料噴射制御装置が切替えるものとしたことにより、アルコールセンサ等の高価な部品を要さずにコストの高騰を伴うことなく、アルコール含有量の異なる複数種類の燃料に容易に対応可能として、最適な空燃比制御を実現することができる。

また、このアルコール含有燃料噴射制御装置において、そのアルコール含有量に対応する制御内容の切替えは、記憶手段に予め記憶されたアルコール含有量と制御内容のマップを使用して行われることにすれば、制御装置の処理負担を過剰に増加させることなく、確実な切替えが行える。

さらに、上述したアルコール含有燃料噴射制御装置において、燃料噴射のフィードバック制御中に、目標空燃比に対する実際の空燃比のズレが所定の値を超えた場合にアラームのような警告手段を作動させるものとすれば、エンジンの寿命向上が実現しやすいものとなる。この場合、また、アルコール含有燃料噴射制御装置がエンジンを保護する方向に自動的に制御内容を修正する場合には手間を要さずしてエンジンの保護がより確実なものとなる。

さらにまた、上述したアルコール含有燃料噴射制御装置に対し切替え信号を出力する切替え手段は、切替えスイッチ式またはアナログボリューム式のものであって手動操作可能とすれば、制御内容の容易且つ確実な変更とコストの低廉さとを、両立させることができる。

本発明によれば、切替え手段の操作を起因として、使用燃料のアルコール含有量に適した制御内容に切替えることにより、制御システムにおけるコストの高騰を伴うことなく、アルコール含有量の異なる様々な種類の使用燃料に対応して、的確な空燃比制御を実行することができる。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本実施の形態のアルコール含有燃料噴射制御装置である電子制御ユニット１４を配設したエンジン１の燃料噴射システムの配置図を示している。エンジン１には、クランク角センサ１２、温度センサ１０が配設され、吸気通路には吸気温センサ２、圧力センサ４が配設され、排気通路には０２センサ８が配設されており、これらセンサ類からの出力信号が電子制御ユニット１４に入力されるようになっている。

電子制御ユニット１４は、上述した各信号を検知することにより、エンジン１の運転状態に応じてフィードバック式にインジェクタ５による燃料噴射を調整しながら的確な空燃比制御を実行するとともに、イグニッションドライバ６を介して点火プラグ７の点火時期制御を実行する。

そして、本発明において、手動式の切替え手段である切替えスイッチ１５が電子制御ユニット１４に接続されており、その空燃比制御における制御内容を多段階式に切替え可能となっている。即ち、電子制御ユニット１４の記憶手段には、実験やシミュレーション試験等で求めたアルコール含有量に応じて各々最適な空燃比制御を実現するための制御内容（制御プログラム）が複数種類記憶されている。

そして、このエンジン１を搭載した車両（機器）の運転者（又は管理者）は、図示しない燃料タンクにアルコール含有燃料を充填する際に、その燃料の種類（アルコール含有量）を認識しているのが通常であることから、例えば、前回Ｅ１０を使用していたが今回Ｅ８０を使用する場合に、切替えスイッチ１５をＥ１０用からＥ８０用に切替え操作を行う。

このように、切替えスイッチ１５を用いて多段階的に手動で切替えることで出力された切替え信号を電子制御ユニット１４が受信することにより、使用するアルコール含有燃料の種類に応じて最適な空燃比制御を実現するための制御内容に切替えるようになっている。尚、切替え手段は、スイッチ式のものに限定されず、例えばアナログボリューム式のものとして所定の目盛りの間で多段階式に切り替わるような方式でもよい。

また、電子制御ユニット１４は、記憶手段に記憶した複数の制御内容間の切替えを、予め記憶したアルコール含有量と制御内容のマップを使用して行うようになっており、マイコンにおける処理負担の軽減をはかっている。さらに、電子制御ユニット１４には、空燃比のフィードバック制御において、目標空燃比に対する実際の空燃比のズレが予め設定した数値（限界値）を超えた場合に、アラームを発生して運転者（管理者）に異常を知らせるとともに、エンジン出力の低減等、エンジン１を保護する方向に制御内容を自動的に修正するようになっている。

次に、本実施の形態のアルコール含有燃料噴射制御装置である電子制御ユニット１４の制御手順について、図２のフローチャートを用いながら更に詳細に説明する。電子制御ユニット１４に内蔵したマイコンでは、イニシャライズ処理後（Ａ１）、各センサ信号及び切替え信号を取り込み（Ａ２）、アルコール含有量情報の判定を行う（Ａ３）。

そして、アルコール含有量毎に適した制御内容に切替えて（Ａ４）ｏｒ（Ａ５）ｏｒ（Ａ６）、使用燃料のアルコール含有量に応じた空燃比制御、点火時期制御を実行する。これにより、燃費・排ガスともに最適なエンジン制御が行われる。最後に、フィードバックによる空燃比のズレが所定の値を超えていないか自己診断を行って（Ａ７）、異常が生じた際には対応する。この場合、空燃比のズレが大きい状況ではエンジン部品の温度上昇を招くことになるため、エンジン出力低減を可能とするように警告手段であるアラーム信号を発生する。

尚、電子制御ユニット１４に切替え信号を出力するための切替えスイッチ１５は、汎用の安価な部品を利用できることから、従来例においてアルコールセンサ使用する場合と比べて、制御システムにおけるコストを大幅に抑えることができ、制御装置の処理負担を増大させることなく確実な制御内容の切替えを可能としている。

以上、述べたように、アルコール含有燃料噴射制御装置について、本発明により、制御システムにおけるコストの高騰を伴うことなく、アルコール含有量の異なる様々な種類の使用燃料に対応して的確な空燃比制御を実行できるようになった。

本発明の実施の形態を示す配置図。 図１の電子制御ユニットの動作を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１ エンジン、５ インジェクタ、７ 点火プラグ、８ Ｏ２センサ、１４ 電子制御ユニット、１５ 切替えスイッチ

Claims (4)

1. エンジンの燃料噴射制御システムに配設され、空燃比センサによる出力信号を検知しながらアルコール含有燃料の噴射をフィードバック式に調整することにより空燃比制御を行うアルコール含有燃料噴射制御装置であって、アルコール含有燃料のアルコール含有量毎に各々対応した複数種類の制御内容が予め記憶手段に記憶してあり、制御内容を切替え操作するための切替え手段から出力された切替え信号により使用するアルコール含有燃料に適した前記制御内容に切替えて制御を実行することを特徴とするアルコール含有燃料噴射制御装置。
2. 前記アルコール含有量に対応した制御内容の切替えは、前記記憶手段に予め記憶されたアルコール含有量と制御内容のマップを使用して行われることを特徴とする請求項１に記載したアルコール含有燃料噴射制御装置。
3. 燃料噴射のフィードバック制御中に、目標空燃比に対する実際の空燃比のズレが所定の値を超えた場合に警告手段の作動、またはエンジンを保護する方向への制御内容の自動的な修正の少なくとも一方を行うことを特徴とする請求項１または２に記載したアルコール含有燃料噴射制御装置。
4. 前記切替え手段は、切替えスイッチ式またはアナログボリューム式のものであって手動操作可能であること特徴とする請求項１，２または３に記載したアルコール含有燃料噴射制御装置。
   

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