JPH0370858A - アルコールエンジンの燃料流量制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野Ｊ 本発明は、燃料のアルコール濃度に応じて並列に配設し
た複数の燃料ポンプを選択的に駆動させるアルコールエ
ンジンの燃料流量制ねり装置に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］近年、ガ
ソリン燃料、アルコール燃料、あるい【よ、ガソリンと
アルコールとの混合燃料のいずれによっても運転可能な
Ｆ　Ｆ　Ｖ　（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｆｕｅｌνｅ旧ｃｌ
ｅ　）用のアルコールエンジンが開発されている。

このＦＦＶ用アルコールエンジンは、例えば、特開昭５
８−２８５５７号公報に開示されているように、燃料の
アルコール濃度をアルコールセン１すによって検知し、
このアルコール濃度により燃料噴射機を補正して理論空
燃比に保つように制御されている。

しかしながら、アルコール（アルコール濃度１ｏＯ％の
燃料〉を用いた場合の理論空燃比は、ガソリン（アルコ
ールｍ度Ｏ％〉を用いた場合に対して略１／２であり、
燃料のアルコール濃度が高くなるほど理論空燃比が低下
する。このため、上記ＦＦＶ用アルコールエンジンにお
いては、従来のガソリンエンジンと同一のエンジン運転
状態では、燃料のアルコール濃度が１００％（ガソリン
０％）の場合、アルコールａ度Ｏ％（ガソリン１００％
）の場合に対して略２倍の燃料噴割恐が必要となり、こ
れに対応してインジェクタへ燃料を供給する燃料ポンプ
の容量（燃料ポンプによる送油量、すなわち、燃料流＋
ｉ’ｔ　）を略２倍にしなければならない。

一般に、通常のガソリンエンジンにおける燃料ポンプの
送油量、すなわち、必要最大燃料流量はエンジンの有す
る最大燃料噴！）−ＩＩに対し若干の余裕度を持って設
定されている。

ＦＦＶ用アルコールエンジンにおいて、燃料ポンプの必
要最大燃料流通をアルコール１００％の燃料を基準に設
定すると、ガソリン１００％の燃料を用いた場合でも、
エンジンが実際に必要とする最高流量の数倍の燃料が供
給されることになり、最小燃料消費領域〈ガソリン１０
０％のアイドル運転）においては過剰供給となり燃料の
リターン拐が非常に多く、エネルギーロスを招くばかり
か、騒音対策上も好ましくない。

一方、ＦＦＶ用アルコールエンジンにおいて、燃料ポン
プの必要最大燃料流量を、上述した通常のガソリンエン
ジンの送油量のままにしておけば、最大燃料消費領ｌｌ
ｌ１ｉ（ｉｉアルコール濃度、例えば、アルコール１０
０％におけるエンジン高速回転高負荷運転Ｂｌ　）に燃
料ポンプによる送油量不足によって燃圧が低下してしま
い必要燃料噴射損を得られないおぞれがある。

また、現在市販されている燃料ポンプはガソリンエンジ
ンの送浦砧に合せたものが多く、アルコール１００％の
高速回転高負荷運転時に必要とする最大燃料流晴を供給
できる大型の燃料ポンプはほとんど市販されておらず、
仮に、このような大型の燃料ポンプを採用したとしても
繕装上の問題が残る。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、エネルで
一ロスを少なくし、かつ、低騒音化を実現するとともに
、大型の燃料ポンプを用いずに、燃料流量不足がなく、
常に最適な燃料はを供給することができ、かつ、燃料ポ
ンプの蟻装の容易なアルコールエンジンの燃料流量制御
装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明によるアルコールエン
ジンの燃料流量制御装置は、アルコール濃度センサの出
力信号に基づいて燃料のアルコール濃度を算出するアル
コール濃度算出手段と、上記アルコール濃度算出手段で
算出したアルコール濃度を基準アルコール濃度と比較し
、その比較結果に基づいて燃料供給通路に並列に配設し
た複数の燃料ポンプの駆動条件を判別するポンプ駆動条
件判別手段とを具備するものである。

［作　用］ 上記構成において、アルコール濃度センサの出力信号に
基づいて燃料のアルコール濃度を算出し、このアルコー
ル濃度と、予め設定した燃料ポンプ駆動切換え用基準ア
ルコール園度とを比較して、燃料供給通路に並列に配設
した複数の燃料ポンプの駆動条件を判別し、アルコール
濃度によって変化する必要最大燃料流量を満足する燃料
流量を確保する。

［発明の実施例Ｊ 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は燃料流量制御
装置の機能ブロック図、第２図はエンジン制御系の概略
図、第３図はアルコール濃度に対する必要Ｒ高燃料流に
と燃料ポンプの燃料流量を示す線図、第４図は燃料流量
制御手順を示すフローチャートである。

（構　成） 第２図において、符号１はＦＦＶ用のアルコールエンジ
ンであり、図においては水平対向型エンジンを示す。

このエンジン１のシリンダヘッド２に形成した吸気ボー
ト２ａにインテークマニホルド３が連通され、このイン
テークマニホルド３の上流にエアチャンバ４を介してス
ロットルチャンバ５が連通され、このスロットルチャン
バ５の上流側に吸気管６を介してエアークリーナ７が取
付けられている。

また、上記吸気＠６の上記エアクリーナ７の直下流に吸
入空気量センサ（図においては、ホットワイヤ式エアフ
ローメータ）８が介装され、ざらに、上記スロットルチ
ャンバ５に設けたスロットルバルブ５ａにスロットル開
度センサ９ａとスロットルバルブ全閉を検出するアイド
ルスイッチ９ｂとが連設されている。

また、上記インテークマニホールド３の各気筒の各吸気
ボート２ｂの直上流側に、インジェクタ１０が配設され
ている。さらに、上記シリンダヘッド２に、そＱ先端を
燃焼室に露呈する点火プラグ１７が気筒毎に取り付けら
れている。

また、符２）１３は燃料タンクで、この燃料タンク１３
に、アルコールのみの燃料、ガソリンのみの燃料、ある
いは、アルコールとガソリンとの混合燃料、すなわち、
燃料補給の際のユーザー事情により変化づるアルコール
濃度を有する燃料が貯留されている。

また、上記燃料タンク１３の底部に形成した溜り部１３
ａ、１３ｂに同一容量、回転数一定の第、第二燃料ポン
プ１４ａ、１４ｂが各々連通されている。

なお、上記第一、第二燃料ポンプ１４ａ、１４ｂは、そ
れぞれ通常のガソリンエンジンにおける燃料ポンプと同
一容量とする。さらに、この各燃料ポンプ１４ａ、１４
ｂの吐出側に連通ずる燃料通路１９ａが途中で合流され
た後、上記各インジェクタ１０に連通されている。さら
に、上記燃料通路１９ａの合流した部分のやや下流にア
ルコール濃度センサ１５が介装されている。

また、上記燃料通路１９ａの上記インジェクタの直上流
に燃料戻り通路１９ｂの一端が連通され、この燃料通路
１９ｂの他端が上記燃料タンク１３の上部に連通されて
いる。

一方、上記燃料戻り通路１９ｂにプレッシャレギュレー
タ１６の動作室１６ａが介装され、この動作室１６ａと
ダイヤフラム１６ｂを介して区画する調圧室１６ｃが、
図中−点鎖線で示す如く上記インテークマニホルド３に
連通されている。そして、上記ブレフシ１フレギユレー
タ１６により上記インジェクタ１０の燃料圧力（燃圧〉
と上記インテークマニホールド３内圧力との差圧を一定
に保ち、上記インテークマニホールド３内圧力変動によ
って上記インジェクタ１０からの燃料噴射量が変動しな
いよう制御する。

また、上記エンジン１のクランクシャフト１ｂにクラン
クロータ２１が軸着され、その外周にクランク角、およ
び、エンジン回転数を検出するための電磁ピックアップ
などからなるクランク角センサ２２が対設されている。

ざらに、上記インテークマニホールド３に形成されたラ
イザをなす冷却水通路（図示せず〉に冷却水温センサ２
５が臨まされている。

また、上記シリンダヘッド２の排気ポート２ｂに連通ず
る排気管２６の集合部に０２センサ２７が臨まされてい
る。なお、符号２８は触媒コンバータである。

（制御装置の回路構成） 一方、符号３１は制御装置で、このイ制御装置３１のＣ
ＰＵ　（中央処理演算装置〉３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ
３４、および、Ｉ１０インターフェイス３５がパスライ
ン３６を介して互いに接続されており、このＩ１０イン
ターフェイス３５の入力ボートに、上記各センサ８．９
ａ、１５，２２，２５゜２７、および、アイドルスイッ
チ９ｂが接続されている。

また、上記Ｉ１０インターフェイス３５の出力ボートに
は、上記点火プラグ１７がイグナイタ２９を介して接続
されているとともに、駆動回路３日を介して、インジェ
クタ１０、および、燃料ポンプ１４ａ、１４ｂがそれぞ
れ接続されている。

上記ＲＯＭ３３には制御プログラム、固定データが記憶
されている。上記ＲＡＭ３４にはデータ処理した後の上
記各センサの出力信号、および、ＣＰＵ３２で演算処理
したデータが格納されている。

さらに、上記ＣＰＵ３２では上記ＲＯＭ３３に記憶され
ている制御プログラムに従い、上記ＲＡＭ３４に格納さ
れた各種データに基づき、アルコール濃度に応じた燃料
噴射量、点火時期、ポンプ駆動条件などを演算する。

（制御Ｉ装置の機能構成〉 第１図に示すように、上記制御装置Ｆ／３１の燃料流量
制御に係わる機能は、アルコール濃度算出手段４１、ポ
ンプ駆動条件判別手段４２、第一燃料ポンプ駆動手段４
３、第二燃料ポンプ駆動手段４４から構成されている。

アルコール濃度算出手段４１では、アルコール濃度セン
サ１５の出力信号を読込み、燃料のアルコール濃度Ａを
算出する。

ポンプ駆動条件判別手段４２では、予めＲＯＭ３３に固
定データとして記憶されている％準アルコール濃度ＡＯ
を読出し、該基準アルコール濃度ＡＯと上記アルコール
濃度算出手段４１で算出したアルコール濃度Ａ（％）と
を比較し、上記アルコール１３１度へが上記基準アルコ
ール濃度へ０未満（Ａ＜ＡＯ）の場合、第−燃料ボノブ
駆動手段４３を介して第一燃料ポンプ１４ａへ駆動信号
を出力し、第一燃料ポンプ１４ａのみを駆動させる。

一方、上記アルコール濃度Ａが基準アルコール濃度ＡＯ
以上（Ａ≧ＡＯ）の場合、第一燃料ポンプ駆動手段４３
、および、第二燃料ポンプ駆動手段４４を介して第一、
第二燃料ポンプ１４ａ、１４ｂへ駆動信号を出力し、第
一、第二燃料ポンプ１４ａ、１４ｂを共に駆動させる。

なお、上記基準アルコール濃度ＡＯ４よ、ひとつの燃料
ポンプ１４ａの送油量（燃料流量）が上記必要最大燃料
流量を若干上回る範囲のアルコール濃度に設定されてい
る（例えばＡＯ＝１０〜３０％）。

前述の様に、アルコール濃度Ａが高くなるに従い理論空
燃比が低下し、燃料噴田尾を増加させる必要がある。し
たがって、第３図に一点鎖線で示すように、最大燃料噴
射量を基準に設定する必要最大燃料流量もアルコールｍ
度Ａが高くなるに伴い上昇する。

従って、Ａ＜ＡＯで必要最大燃料流量がひとつの燃料ポ
ンプ１４ａの送油！ａ以下と判別された場合には、第一
燃料ポンプ１４ａのみを駆動し、Ａ≧ＡＯで必要最大燃
料流星がひとつの燃料ポンプ１４ａの送油ａを上回って
いると判別された場合には第一、第二の燃料ポンプ１４
ａ、１４ｂを共に駆動することで必要最大燃料流星を充
分確保する。

〈制御動作） 次に、上記制御装置３１による燃料流量制御手順を第４
図のフローチャートに従って説明する。

第４図に示すプログラムは制御装置３１の電源がＯＮさ
れてからＯＦＦされるまでの間（エンジン始動からエン
ジン停止までの間）、所定時間毎、あるいは、所定周期
毎に実行される割込みプログラムである。

まず、ステップ５１０１で、アルコール濃度センサ１５
の出力信号を読込み燃料のアルコール濃度ＡをＯ出し、
ステップ５１０２へ進む。

ステップ５１０２では、予めＲＯＭ３３に記憶されてい
る基準アルコール濃度Ａを読出して上記ステップ３１０
１にて算出したアルコール濃度Ａと比較し、上記アルコ
ール濃度Ａが上記基準アルコール濃度ＡＯ未満（Ａ＜Ａ
Ｏ）の場合、必要最大燃料流量がひとつの燃料ポンプ１
４ａの送油ＥＡ以下と判別してステップ５１０３へ進み
、第一燃料ポンプ１４ａへ駆動信号を出力する。すると
、第一燃料ポンプ１４ａみが駆動し、少ない送油量で燃
料を循環させる。そして、次回の燃料流率制御プログラ
ムが実行されるまでの間、あるいは、制御装置３１の電
源がＯＦＦされるまでの間、第一燃料ポンプ１４ａのみ
の駆動を維持する。

一方、上記ステップ５１０２にでへ≧Δ０で必要最大燃
料流量がひとつの燃料ポンプ１４ａの送油量を上回って
いると判別された場合に（よステップ５１０４へ進み、
第一、第二燃料ポンプ１４ａ、１４ｂへ駆動信号を出力
する。すると上記燃料通路１９ａを流れる燃料通・路を
流れる燃料流量が２倍になり、必要最大流量を充分に確
保することができる。

そして、次回の燃料流量制御プログラムが実行されるま
での間、あるいは、制御装置３１の電源がＯＦＦされる
までの間、第一、第二燃料ポンプ１４、ａ、１４ｂの駆
動を維持する。

なお、プログラムが初回のときには第一燃料ボシブ１４
ａのみを駆動する。

このように、アルコール濃度へに応じて第一燃料ポンプ
１４ａのみ、あるいは、第一、第二燃料ポンプ１４ａ、
１４ｂの双方を選択的に駆動させるので、燃料流量を段
階的に増加させることができる。したがって、比較的低
アルコール温度領域では燃料が過剰供給とならず、また
、比較的高アルコール濃度領域においては、燃料ポンプ
による燃料流量不足を生じることがなく、全運転＃４域
で効率よく燃料供給を行うことができ、その結果、エネ
ルギーロスが回避され、かつ、低騒音化を実現すること
ができる。

また、二個の燃料ポンプ１４ａ、１４ｂを用いたことで
この各燃料ポンプ１４ａ、１４ｂを小型にすることがで
き、その分、躾装が容易になる。

なお、本発明は上記実施例に限るｂのではなく、例えば
、燃料ポンプを３個以上並列に配設し、それらをアルコ
ール濃度に応じて段階的に駆動させることで、必要最大
燃料流量に沿う燃料流星をより緻密に設定することがで
きる。また、燃料ポンプの数を増加させることで、個々
のポンプ容６Ｎをより小型化できる。

［発明の効果］ 以上、説明したように本発明によれば、アルコール濃度
セン勺の出力信号に基づいて燃料のアルコ−ルミ１１度
を算出するアルコール濃度算出手段と、上記アルコール
濃度算出手段で算出したアルコール濃度を基準アルコー
ル濃度と比較し、その比較結果に塁づいて燃料供給通路
に並列に配設した複数の燃料ポンプの駆動条件を判別す
るポンプ駆動条件判別手段とを具備したので、エネルギ
ーロスが少なくなり、低騒音化が実現できるとともに、
大型の燃料ポンプを用いることなく燃料流量不足を生じ
ることなしに、アルコール濃度に対応した燃料を供給す
ることができ、かつ、個々の燃料ポンプの容量を小型化
できるため、蟻装が容易になるなど優れた効果が奏され
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は燃料流星制御
装置の機能ブロック図、第２図はエンジン制御系の概略
図、第３図はアルコール濃度に対づる必要最高燃料流量
と燃料ポンプの燃料流星を示す線図、第４図は燃料流量
制御手順を示すフローチャートである。 １４ａ、１４ｂ・・・燃料ポンプ、１５・・・アルコー
ル濃度センサ、４１・・・アルコール濃度算出手段、４
２・・・ポンプ駆動条件判別手段、Ａ・・・アルコール
濃度。 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アルコール濃度センサの出力信号に基づいて燃料のアル
   コール濃度を算出するアルコール濃度算出手段と、 上記アルコール濃度算出手段で算出したアルコール濃度
   を基準アルコール濃度と比較し、その比較結果に基づい
   て燃料供給通路に並列に配設した複数の燃料ポンプの駆
   動条件を判別するポンプ駆動条件判別手段とを具備する
   ことを特徴とするアルコールエンジンの燃料流量制御装
   置。