JPH01112153A - メタノール／ガソリン混合燃料の混合率検出装置 - 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】 ［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、例えば内燃機関で燃焼させる際に使用されるメタノ
ール／ガソリン混合燃料の混合率検出装置に関する。

（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
様されており、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１、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、例え
ば光の屈折率・誘電率・静電容量の相違を利用したもの
が考えられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記光の屈折率・誘電率・静電容量の相
違を利用した燃料混合率センサは、最近新たに考えられ
たもので使用実績が少ないため、その検出精度、耐久性
に信頼性がなく、コスト面でも未知であるという問題が
ある。

本発明は上記のような問題点に鑑みなされたもので、使
用実績の少ない混合率センサを使用することなく、安価
にしかも信頼性の高い燃料混合率の検出を行なうことが
可能となるメタノール／ガソリン混合燃料の混合率検出
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
明に係わるメタノール／ガソリン混合燃料の混合率検出
装置は、メタノール及びガソリンを混合した混合燃料が
貯蔵される燃料タンクと、この燃料タンク内に設けられ
該タンク内温度を検出する温度センサと、上記燃料タン
ク内に設けられ該タンク壁面の歪みを検出する歪みセン
サと、上記燃料タンク内に設けられ該タンク内燃料の比
重を計る比重計と、ＣＰＵ等でなる制御装置において予
め記憶されるタンク内温度をパラメータとするタンク内
蒸気圧に対する燃料混合率マツプから上記タンク内温度
、タンク壁面歪み及びタンク内燃料の比重に基づき前記
混合燃料のメタノール及びガソリンの混合率を求める手
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の燃焼室吸
気側に設けられた燃料噴射装置、１３は同排気側に設け
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１
５には点火時期制御信号が、それぞれ各種センサ信号に
基づき動作する制御部１６から与えられる。

つまり、燃料タンク１７から燃料ポンプＰ、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、上記燃料タンク１７の内部には、温度センサ１
８、歪みセンサ１９、燃料計２０１比重計２１が取付け
られ、各センサ信号及び計測信号は制御部１６に出力さ
れる。そして、制御部１６は、上記温度センサ１８、歪
みセンサ１９、燃料計２０、比重計２１から与えられる
燃料タンク１７内の燃料データに応じてその混合率を求
め、混合燃料を燃焼させるに最適な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に出力する。ここで、制御部１６は、タン
ク内温度をパラメータとするタンク内蒸気圧対燃料混合
率のマツプを備えており、上記温度センサ１８により検
出されるタンク内温度と上記歪みセンサ１９により検出
されるタンク壁面歪みから割出されるタンク内蒸気圧と
で、基準とするメタノール／ガソリン燃料混合率が求め
られ、上記比重計２１により得られる燃料比重でデータ
の選択が、また、上記燃料計２０による燃料量から割出
されるタンク内空間容積と上記タンク内温度とから割出
されるタンク内大気圧でデータの補正が行なわれる。

第２図はメタノール混合率（０％、５０％、８０％、１
００％）の混合燃料をそれぞれ燃料タンク１７に貯蔵し
た場合のタンク内温度に対するタンク内蒸気圧の変化を
示すもので、このタンク内温反対タンク内蒸気圧の特性
図において、タンク内温度をある１点くこの場合１００
’　Ｆ＝３８℃）に特定すれば、第３図に示すような、
タンク内蒸気圧に対するメタノール混合率のマツプが得
られる。つまり、予想されるタンク内温度の全てに対応
する多数のタンク内蒸気圧対メタノール混合率マツプを
、制御部１６において予め記憶することで、上記センサ
データに基づき燃料混合率が求められることになる。な
お、上記蒸気圧対混合率マツプにおいて、タンク内蒸気
圧の高い部分で２つの混合率データが得られる範囲が存
在するが、この範囲における２データは比重計２１によ
り得られる混合燃料の比重（大）又は（小）で選択され
る。

すなわち、上記構成のメタノール／ガソリン混合燃料の
混合率検出装置において、燃料タンク１７に設番プられ
た温度センサ１８により検出されるタンク内温度が３８
℃、歪みセンサ１９により検出されるタンク壁面歪みか
ら割出されるタンク内蒸気圧が０．７Ｋｇ／ｃｄとする
と、制御部１６は予め記憶されるタンク内温度３８℃（
＝１００°［）のタンク内蒸気圧対メタノール混合率マ
ツプ（第３図参照）から、タンク内燃料のメタノール混
合率を求める。この場合、タンク内蒸気圧０．７で検出
されるメタノール混合率は、０．８５％及び４４．２５
％の２データ存在するが、制御部１６は比重計２１によ
る燃料比重く小）でメタノール混合率０．８５％を選択
し、比重（大）で４４．２５％を選択する。これにより
、制御部１６において、燃料タンク１７に貯蔵される混
合燃料の混合率が判明することになる。

そして、例えば燃料タンク１７から上記混合率４４．２
５％の混合燃料（Ｍ４４．２５）が吸出されると、制御
部１６は、上記供給燃料（Ｍ４４．２５）を燃焼させる
に最適な空燃比及び点火時期を、予め記憶されるマツプ
等により求め、その空燃比制御信号を燃料噴射装置１２
に、点火時期制御信号を点火装置１５に対して出力する
。こうして、上記混合燃料（Ｍ４４．２５）が燃料噴射
装置１２を介し最適な空燃比に調整されてエンジン本体
１１内の各気筒燃焼室に送込まれると、各気筒毎の点火
プラグ１４ａ〜１４ｄが、それぞれ制御部１６において
予め設定されるＭ４４．２５用の点火時期に同期して点
火駆動される。すると、上記燃焼室内に送込まれた混合
燃料（Ｍ４４．２５）が、確実且つ効率良く着火・爆発
・燃焼し、クランク軸に回転動力が発生される。

したがって、上記構成のメタノール／ガソリン混合燃料
の混合率検出装置によれば、現在まで数多くの使用実績
がある温度センサ１８、歪みセンサ１９、比重計２１を
利用してメタノール混合率を検出するので、信頼性の高
い混合率データを安価に得ることができ、内燃機関の燃
料混合率検出装置として使用した場合、燃料タンク１７
内の燃料混合率が様々に変化しても、その混合率の変化
に応じた確実なエンジン制御が可能になる。

尚、上記実施例では、制御部１６において検出される燃
料混合率に応じて、主に、空燃比及び点火時期の制御デ
ータを求めているが、例えば燃料噴射タイミングや圧縮
比等の制御データも求め、さらに細かなエンジン制御を
行なってもよい。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、メタノール及びガソリン
を混合した混合燃料が貯蔵される燃料タンクと、この燃
料タンク内に設けられ該タンク内温度を検出する温度セ
ンサと、上記燃料タンク内に設けられ該タンク壁面の歪
みを検出する歪みセンサと、上記燃料タンク内に設けら
れ該タンク内燃料の比重を計る比重計と、ＣＰＵ等でな
る制御装置において予め記憶されるタンク内温度をパラ
メータとするタンク内蒸気圧に対する燃料混合率マツプ
から上記タンク内温度、タンク壁面歪み及びタンク内燃
料の比重に基づき前記混合燃料のメタノール及びガソリ
ンの混合率を求める手段とを備えて構成したので、使用
実績の少ない混合率センサを使用することなく、安価に
しかも信頼性の高い燃料混合率の検出を行なうことが可
能になるメタノール／ガソリン混合燃料の混合率検出装
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メタノール／ガソリ
ン混合燃料の混合率検出装置を示す構成図、第２図はメ
タノール混合率（０％、５０％、８０％、１００％）の
混合燃料をそれぞれ燃料タンクに貯蔵した場合のタンク
内温度に対するタンク内蒸気圧の変化を示す図、第３図
は第２図の特性図から得られるタンク内蒸気圧対メタノ
ール混合率マツプを示す図である。 １１・・・エンジン本体、１２・・・燃料噴射装置、１
４８〜１４ｄ・・・点火プラグ、１５・・・点火装置、
１６・・・制御部、１７・・・燃料タンク、１８・・・
温度センサ、１９・・・歪みセンサ、２０・・・燃料計
、２１・・・比重計。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. メタノール及びガソリンを混合した混合燃料が貯蔵され
   る燃料タンクと、この燃料タンク内に設けられ該タンク
   内温度を検出する温度センサと、上記燃料タンク内に設
   けられ該タンク壁面の歪みを検出する歪みセンサと、上
   記燃料タンク内に設けられ該タンク内燃料の比重を計る
   比重計と、予め記憶されるタンク内温度をパラメータと
   するタンク内蒸気圧に対する燃料混合率マップから上記
   タンク内温度、タンク壁面歪み及びタンク内燃料の比重
   に基づき前記混合燃料のメタノール及びガソリンの混合
   率を求める手段とを具備したことを特徴とするメタノー
   ル／ガソリン混合燃料の混合率検出装置。