JPH01113558A - 内燃機関の制御装置 - 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、重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
及びガン２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（
Ｇ１００）は１４．７．１００％メタノール燃料の理論
空燃比Ａ／Ｆ　（Ｍｌ　００）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、正確な燃料混合率を把握
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ツプを示すもので、例えば
レギュラガソリンベースの混合率マツプ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
基本マツプ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
混合気を濃クシ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ツプ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酸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、上記基本マツプ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を上げ混合気を薄クシ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、正しいメタノール混
合率を骨、常に最適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＠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及びプレミアムガ
ソリンベースそれぞれの混合率マツプを記憶するマツプ
記憶手段と、上記混合率マツ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、上記内燃機関のノッキングを検出するノ
ックセンサと、上記内燃機関の排ガス濃度を検出する０
２センサと、上記レギュラガソリンベースの混合率マツ
プにより求まる燃料混合率に基づ（制御動作中に上記ノ
ックセンサにより内燃機関のノッキングが検出された場
合には上記プレミアムガソリンベースの混合率マツプを
選択し、上記プレミアムガソリンベースの混合率マツプ
により求まる燃料混合率に基づく制御動作中に上記０２
センサにより所定量以上の排ガス濃度が検出された′場
合には上記レギュラガソリンベースの混合率マツプを選
択するマツプ選択手段とを漏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、点火袋＠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
基づき処理動作する制御部１６から与えられる。

つまり、燃料タンク１７から燃料噴射装置ｆ１２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求まる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
のマツプを記憶して備えており、この混合率マツプ（Ｒ
）又は（Ｐ）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部９及び点火時期制御信号を、各
対応する燃料噴！）ＩＱ＠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、０
２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
、上記ノックセンサ１９からのノッキング検出信号及び
０２センサ２０からの排ガス検出信号に応じて、上記メ
タノール混合率マツプのレギュラガソリンベース（Ｒ）
側とプレミアムガンリンベース（Ｐ）側との選択切換え
処理を行なう。この場合、レギュラガソリンベース（Ｒ
）の混合率マツプによる混合率割出しに応じたエンジン
制御状態において、ノックセンサ１９によりエンジンの
ノッキングが検出されると、上記混合率割出しマツプは
プレミアムガソリンへ−ス（Ｐ）のものに切換えられ、
また、このプレミアムガソリンベース（Ｐ）の混合率マ
ツプによる混合率割出しに応じたエンジン制御状態にお
いて、０２センサ２０により所定量以上の排ガス濃度が
検出されると、上記混合率割出しマツプはレギュラガソ
リンベース（Ｒ）のものに切換えられる。

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おり、制御
部１６内で記憶される混合率の割出しマツプは、初期状
態でレギュラガソリンベースのマツプ（Ｒ）にセットさ
れている。つまり、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、上記
予めセットされたレギュラガソリンベースの混合率マツ
プ（Ｒ）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、レギュラガソリンへ一ス用の混合
率マツプ（Ｒ）から割出すので、正確な混合率データが
求められ、使用燃料に応じた最適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。

ここで、上記レギュラガソリンベースの混合燃料使用に
よるエンジン制御中において、例えば残燃料が少なくな
ることで、燃料タンク１７にプレミアムガソリンを多量
に給油すると、使用燃料はプレミアムガソリンベースの
混合燃料に変わる。

すると、ベースガソリン変化（レギュラベース→プレミ
アムベース）の初期時点においては、未だ上記レギュラ
ベースの混合率マツプ（Ｒ）に基づく混合率の割出しが
行なわれているので、例えば現時点における屈折率セン
サ１８からの屈折率データが以前と同一であれば、マツ
プ上のメタノール混合率は実際より低い値を示す。この
ため、エンジン本体１は、空燃比Ａ／Ｆが高く燃料の薄
い状態で運転されることになり、ノッキングが発生する
。すると、このエンジンノッキング状態は、ノ、ツクセ
ンサ１９により検出されその検出信号が制御部１６に出
力される。制御部１６は、上記ノッキング検出信号が入
力されると、メタノール混合率の割出しマツプを、前記
レギュラベース用（Ｒ）からプレミアムガソリンベース
用のマツプ（Ｐ）に切換え、このマツプ（Ｐ）より得ら
れる燃料混合率に応じた最適空燃比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に出力する。この場合、燃料屈折率に対
するメタノール混合率は、レギュラガソリンベースの混
合燃料使用時に比較して、プレミアムガソリンベースの
混合燃料を使用することで全体的に高い値を示すので、
例えば上記空燃比Ａ／Ｆは低く点火時期は遅くなる方向
に制御され、燃料は濃くなりノッキングは発生しなくな
る。

一方、上記プレミアムガソリンベースの混合燃料使用に
よるエンジン制御中において、例えば残燃料が少なくな
ることで、燃料タンク１７にレギュラガソリンを多量に
給油すると、使用燃料は再びレギュラガソリンベースの
混合燃料に変わる。

すると、ベースガソリン変化（プレミアムベース→レギ
ュラベース）の初期時点においては、未だ上記プレミア
ムガソリンの混合率マツプ（Ｐ）に基づく混合率の割出
しが行なわれているので、例えば現時点における屈折率
センサ１８からの屈折率データが以前と同一であれば、
マツプ上のメタノール混合率は実際より高い値を示す。

このため、エンジン本体１は、空燃比Ａ／Ｆが低く燃料
の濃い状態で運転されることになり、排ガス濃度が濃く
なり悪化する。すると、この排ガス悪化状態は、０２セ
ンサ２０により検出されその排ガス濃度所定口取上の検
出信号が制御部１６に出力される。

制御部１６は、上記排ガス悪化検出信号が入力されると
、メタノール混合率の割出しマツプを、ｄ１１記プレミ
アムベース用（Ｐ）からレギュラガソリンベース用のマ
ツプ（Ｒ）に切換え、このマツプ（Ｒ）より得られる燃
料混合率に応じたＲ適空燃比Ａ／Ｆ及び点火時期を設定
し、そのｉｄＪ　ＩＩＩ信号をそれぞれ燃料噴ＦＪＪ装
置１２及び点火装置１５に出力する。この場合、燃料屈
折率に対するメタノール混合率は、プレミアムガンリン
ベースの混合燃料使用時に比較して、レギュラガソリン
ベースの混合燃料を使用することで全体的に低い値を示
すので、例えば上記空燃比Ａ／Ｆは高く点火時期は速く
なる方向に制御され、燃料は薄くなり排ガスは悪化しな
くなる。

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の変化を、エンジンのノ
ッキング及び排ガスの悪化により検出し、レギュラベー
ス用の混合率マツプ（Ｒ）とプレミアムベース用の混合
率マツプ（Ｐ）とを選択的に切換えエンジン制御を行な
うので、何れの混合燃料を使用しても常に正確なメタノ
ール混合率が求められ、最適な空燃比制御、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及びプレミアムガソリ
ンベースそれぞれの混合率マツプを記憶するマツプ記憶
手段と、上記混合率マツ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、上記内燃機関のノッキングを検出するノック
センサと、上記内燃機関の排ガス濃度を検出する０２セ
ンサと、上記レギュラガソリンベースの混合率マツプに
より求まる燃ｎ混合率に基づく制御動作中に上記ノック
センサにより内燃機関のノッキングが検出された場合に
は上記プレミアムガソリンベースの混合率マツプを選択
し、上記プレミアムガソリンベースの混合率マツプによ
り求まる燃料混合率に基づく制御動作中に上記Ｏ２セン
サにより所定組以上の排ガス濃度が検出された場合には
上記レギュラガソリンベースの混合率マツプを選択する
マツプ選択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、正しいメタノール混合率を得、
常に最適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８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ツプを示
す図である。 １１・・・エンジン本体、１２・・・燃料噴射装置、１
３・・・排気管、１４ａ〜１４ｄ・・・点火プラグ、出
願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第　１　図 ′８２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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及びプレミア
   ムガソリンベースそれぞれの混合率マップを記憶するマ
   ップ記憶手段と、上記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、上記内燃機関のノッキングを検
   出するノックセンサと、上記内燃機関の排ガス濃度を検
   出するＯ＿２センサと、上記レギュラガソリンベースの
   混合率マップにより求まる燃料混合率に基づく制御動作
   中に上記ノックセンサにより内燃機関のノッキングが検
   出された場合には上記プレミアムガソリンベースの混合
   率マップを選択し、上記プレミアムガソリンベースの混
   合率マップにより求まる燃料混合率に基づく制御動作中
   に上記Ｏ＿２センサにより所定量以上の排ガス濃度が検
   出された場合には上記レギュラガソリンベースの混合率
   マップを選択するマップ選択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。