JP2518313B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置

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JP2518313B2 JP26972687A JP26972687A JP2518313B2 JP 2518313 B2 JP2518313 B2 JP 2518313B2 JP 26972687 A JP26972687 A JP 26972687A JP 26972687 A JP26972687 A JP 26972687A JP 2518313 B2 JP2518313 B2 JP 2518313B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、メタノール及びガソリンを混合した混合燃
料を燃焼させて動力を発生する内燃機関の制御装置に関
する。
(従来の技術) 例えば、実用化されている自動車のエンジンは、ガソ
リンエンジンとディーゼルエンジンとに二分されるが、
最近、省エネルギ,低公害エンジンの開発が望まれる中
で、ガソリン,軽油以外のメタノール等を燃料とするエ
ンジンが考えられている。このメタノールエンジンは、
ガソリンエンジンに対して、構造的には大きく変化する
点はないが、空燃比、点火時期等を大幅に変更する必要
があり、高精度なシステム制御が要求される。
一方、現状のエンジン制御には、電子制御式のものが
多用されており、起こり得るあらゆる条件下において最
適な制御を行なうことが可能である。したがって、この
電子制御システムを応用することで、将来的には、ガソ
リン及びメタノールあるいはその混合燃料の何れでも使
用できるエンジンの実用化が予想される。
この場合、エンジンに供給される混合燃料のメタノー
ル及びガソリンの混合率を検出し、この検出混合率に応
じた空燃比制御及び点火時期制御等を行なう必要があ
る。
最近、上記のようなメタノール及びガソリンの混合燃
料を使用するエンジンが開発されていることから、その
エンジン制御系に使用する燃料混合率センサとして、光
の屈折率を利用したものが考えられている。すなわち、
混合燃料の光の屈折率を検出し、この屈折率データから
ガソリンに対するメタノールの混合率が求まるものであ
る。ここで、100%ガソリン燃料の理論空燃比A/F(G10
0)は14.7、100%メタノール燃料の理論空燃比A/F(M10
0)は6.5であり、ガソリンに対するメタノールの混合率
が高くなる程空燃比A/Fを低くし混合気を濃くする必要
がある。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記混合燃料の光の屈折率から燃料混
合率を求める場合、得られる屈折率が同一値であって
も、レギュラ(低オクタン価)ガソリンをベースとする
混合燃料の混合率とプレミアム(高オクタン価)ガソリ
ンをベースとする混合燃料の混合率とは異なるため、例
えば給油により燃料ベースがレギュラガソリンとプレミ
アムガソリンとの間で変化すると、正しい燃料混合率を
把握することが困難になり、前記空燃比A/Fを適値に設
定できない等、最適なエンジン制御を行なえない問題が
ある。
第2図はレギュラガソリンベース(R)及びプレミア
ムガソリンベース(P)それぞれのメタノール混合燃料
における光の屈折率対混合率マップを示すもので、例え
ばレギュラガソリンベースの混合率マップRを基本にし
て燃料混合率を求めエンジン制御を行なう場合、プレミ
アムガソリンが多量に給油されることで燃料ベースがレ
ギュラガソリンからプレミアムガソリンに変わると、上
記基本マップRより例えば屈折率aに対応して求まるメ
タノール混合率42%は実際の混合率57%より低いため、
本来、その混合率の上昇に応じて空燃比A/Fを下げ混合
気を濃くしなければならないところ、混合気の薄い状態
でエンジン制御が行なわれることになり、エンジンにノ
ッキングが発生しエンジン破損等の不具合が生じてしま
う。
また、逆にプレミアムガソリンベースの混合率マップ
Pを基本にして燃料混合率を求めエンジン制御を行なう
場合、レギュラガソリンが多量に給油されることで燃料
ベースがプレミアムガソリンからレギュラガソリンに変
わると、上記基本マップPより例えば屈折率aに対応し
て求まるメタノール混合率57%は実際の混合率42%より
高いため、本来、その混合率の低下に応じて空燃比A/F
を上げ混合気を薄くしなければならないところ、混合気
の濃い状態でエンジン制御が行なわれることになり、排
気ガスが悪化する等の不具合が生じてしまう。
本発明は上記のような問題点に鑑みなされたもので、
ベースガソリンの種類変化に拘らず、常に誤差量の少な
いメタノール混合率を得、適切なエンジン制御を行なう
ことが可能となる内燃機関の制御装置を提供することを
目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段及び作用) すなわち本発明に係わる内燃機関の制御装置は、混合
燃料の光の屈折率を検出する屈折率センサと、この屈折
率センサにより検出される屈折率データに応じて上記混
合燃料の燃料混合率が求まるレギュラガソリンベース用
の混合率マップとプレミアムガソリンベース用の混合率
マップとの中間との混合率マップを記憶するマップ記憶
手段と、このマップ記憶手段にて記憶される混合率マッ
プにより求まる燃料混合率に基づき内燃機関における燃
料供給・点火動作を制御する制御手段とを備えて構成し
たものである。
(実施例) 以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第1図はその構成を示すもので、同図において、11は
エンジン本体、12はこのエンジン本体11の燃料室吸気側
に設けられた燃料噴射装置、13は同期排気側に設けられ
た排気管、そして、14a〜14dは各気筒毎に設けられた点
火プラグ、15はその点火装置であり、例えば燃料噴射装
置12には空燃比制御信号が、点火装置15には点火時期制
御信号が、それぞれ各種センサ信号に基づき処理動作す
る制御部16が与えられる。
つまり、燃料タンク17から燃料噴射装置12を介しエン
ジン本体11内の各気筒燃焼室に送込まれた気化燃料は、
点火プラグ14a〜14dの点火動作により着火・爆発・燃焼
し、排気ガスとなって排気管13から外部に排出される。
ここで、上記燃料噴射装置12に燃料を供給する燃料タ
ンク17の内部には、屈折率センサ18を設ける。この屈折
率センサ18は、燃料タンク17内に貯蔵されるガソリン及
びメタノール混合燃料の光の屈折率を検出するもので、
この屈折率センサ18からの混合燃料屈折率検出信号は上
記制御部16に供給される。ここで、制御部16は、第2図
に示すように、上記屈折率センサ18から与えられる混合
燃料の光の屈折率に応じてガソリンに対するメタノール
混合率が基まるレギュラガソリンベース用の混合率マッ
プ(R)とプレミアムガソリンベース用の混合率マップ
(P)との中間値を示す混合率マップ(O)を記憶して
備えており、この混合率マップ(O)より得られる混合
燃料のメタノール混合率に適応する空燃比制御信号及び
点火時期制御信号を、各対応する燃料噴射装置12及び点
火装置15に設定出力する。
一方、エンジン本体11のシリンダブロックには、ノッ
クセンサ19が取付けられ、エンジン作動中に発生するノ
ッキングを検出し、そのノッキング検出信号を制御部16
に供給する。また、排気管13の集合部分には、O2センサ
20が取付けられ、理論空燃比に対する排ガス濃度を検出
し、その排ガス検出信号を制御部16に供給する。ここ
で、制御部16は、エンジン作動中において、例えば上記
ノックセンサ19からのノッキング検出信号及びO2センサ
20からの排ガス検出信号に応じた、空燃比制御及び点火
時期制御も行なう。
次に、上記構成による内燃機関の制御装置におけるエ
ンジン制御動作について説明する。
すなわち、まず、燃料タンク17には、レギュラガソリ
ンベースのメタノール混合燃料が貯蔵されている。この
状態でエンジン制御を行なうと、制御部16は、屈折率セ
ンサ18により検出される混合燃料の光の屈折率に応じた
メタノール混合率を、前記第2図におけるレギュラ/プ
レミアム中間混合率マップ(O)から割出し、この混合
燃料を燃焼させるに最適な空燃比A/F及び点火時期を設
定し、その制御信号をそれぞれ燃料噴射装置12及び点火
装置15に対して出力する。この場合、レギュラガソリン
ベース混合燃料のメタノール混合率を、上記中間混合率
マップ(O)から割出すので、多少誤差を含む混合率デ
ータが求められるものの、その誤差量は例えばプレミア
ムベース用のマップ(P)を基本使用した場合に比較す
れば極めて微量であり、使用燃料に応じた適切な空燃比
制御及び点火時期制御を行なうことが可能となる。な
お、上記レギュラベース混合燃料の場合、中間混合率マ
ップ(O)から求めたメタノール混合率は、実際より多
少高い値を示すので、空燃比A/Fが低く混合気濃度が濃
い状態となることが考えられるが、排ガスの悪化はO2
ンサ20により検出され、適宜空燃比及び点火時期の補正
が図られる。
次に、例えば燃料タンク17には、プレミアムガソリン
ベースのメタノール混合燃料が貯蔵されている。この状
態でエンジン制御を行なうと、制御部16は、屈折率セン
サ18により検出される混合燃料の光の屈折率に応じたメ
タロール混合率を、前記第2図におけるレギュラ/プレ
ミアム中間混合率マップ(O)から割出し、この混合燃
料を燃焼させるに最適な空燃比A/F及び点火時期を設定
し、その制御信号をそれぞれ燃料噴射装置12及び点火装
置15に対して出力する。この場合、プレミアムガソリン
ベース混合燃料のメタノール混合率は、上記中間混合率
マップ(O)から割出すので、多少誤差を含む混合率デ
ータが求められるものの、その誤差量は例えばレギュラ
ベース用のマップ(R)を基本使用した場合に比較すれ
ば極めて微量であり、使用燃料に応じた適切な空燃比制
御及び点火時期制御を行なうことが可能となる。なお、
上記プレミアムベース混合燃料の場合、中間混合率マッ
プ(O)から求めたメタノール混合率は、実際より多少
低い値を示すので、空燃比A/Fが高く混合気濃度が薄い
状態となることが考えられるが、ノッキングの発生はノ
ックセンサ19により検出され、適宜空燃比及び点火時期
の補正が図られる。
したがって、上記構成の内燃機関の制御装置によれ
ば、使用混合燃料のベースガソリンがレギュラ/プレミ
アム間で変化した際に、何れの場合でも、レギュラベー
ス用の混合率マップ(R)とプレミアムベース用の混合
率マップ(P)との中間混合率マップ(O)からメタノ
ール混合率を求めエンジン制御を行なうので、上記レギ
ュラベース用及びプレミアムベース用の2つのマップ
(R,P)を記憶せずに済むと共に、何れの混合燃料を使
用しても常に誤差量の少ないメタノール混合率が求めら
れ、適切な空燃比制御、点火時期制御を行なうことがで
きるようになる。
[発明の効果] 以上のように本発明によれば、混合燃料の光の屈折率
を検出する屈折率センサと、この屈折率センサにより検
出される屈折率データに応じて上記混合燃料の燃料混合
率が求まるレギュラガソリンベース用の混合率マップと
プレミアムガソリンベース用の混合率マップとの中間の
混合率マップを記憶するマップ記憶手段と、このマップ
記憶手段にて記憶される混合率マップにより求まる燃料
混合率に基づき内燃機関における燃料供給・点火動作を
制御する制御手段とを備えて構成したので、ベースガソ
リンの種類変化に拘らず、常に誤差量の少ないメタノー
ル混合率を得、適切なエンジン制御を行なうことが可能
になる内燃機関の制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係わる内燃機関の制御装置
を示す構成図、第2図は上記内燃機関の制御装置の制御
部に記憶される混合燃料の光屈折率対混合率マップを示
す図である。 11……エンジン本体、12……燃料噴射装置、13……排気
管、14a〜14d……点火プラグ、15……点火装置、16……
制御部、17……燃料タンク、18……屈折率センサ、19…
…ノックセンサ、20……O2センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 21/41 (56)参考文献 特開 昭60−162035(JP,A) 特開 昭60−75731(JP,A) 特開 昭57−51920(JP,A) 実開 昭60−180737(JP,U) 実開 昭62−132450(JP,U) 実開 昭61−3942(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メタノール/ガソリン混合燃料を使用して
    動力を発生する内燃機関の制御装置において、上記混合
    燃料の光の屈折率を検出する屈折率センサと、この屈折
    率センサにより検出される屈折率データに応じて上記混
    合燃料の燃料混合率が求まるレギュラガソリンベース用
    の混合率マップとプレミアムガソリンベース用の混合率
    マップとの中間の混合率マップを記憶するマップ記憶手
    段と、このマップ記憶手段にて記憶される混合率マップ
    により求まる燃料混合率に基づき上記内燃機関における
    燃料供給・点火動作を制御する制御手段とを具備したこ
    とを特徴とする内燃機関の制御装置。
JP26972687A 1987-10-26 1987-10-26 内燃機関の制御装置 Expired - Lifetime JP2518313B2 (ja)

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JPH041438A (ja) * 1990-04-17 1992-01-06 Hitachi Ltd 内燃機関制御装置
JP4548344B2 (ja) * 2006-01-12 2010-09-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気リフォーマシステム制御装置
BRPI0703260B1 (pt) * 2007-08-06 2018-11-21 Universidade Estadual De Campinas - Unicamp sistema de sensoriamento óptico para combustíveis líquidos

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