JPH045465A - アルコールエンジンの燃料供給装置 - 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］ 本発明は、燃料のアルコール濃度を均一にするアルコー
ルエンジンの燃料供給装置に関する。

［従来の技術］ 近年、燃料事情の悪化、排気清浄化の要請などにより、
従来のガソリンに加えて、代替燃料としてのアルコール
を使用可能なシステムが実用化されつつあり、例えば、
特開昭６１−６５０６６号公報には、アルコール含有量
の少ない燃料と多い燃料を導く２系統の通路のそれぞれ
に燃料ポンプを設けるとともにアルコール含有量の多い
燃料の通路に切換弁を設け、この切換弁を切換えること
により、定常走行時にはアルコール含有量の多い燃料と
アルコール含有量の少ない燃料とを混合してエンジンに
供給し、始動時、加速時にはアルコール含有量の少ない
燃料のみをエンジンに供給する技術が開示されている。

また、ガソリンは勿論のこと、アルコールとガソリンと
の混合燃料、さらには、アルコールのみで走行が可能な
システムが開発されており、このシステムを搭載した自
動車などの車輌（ＮｅＸ１ｂｉｅＦｕｅｌ　Ｖｅｈｉｃ
ｌｅ　、以下、ｒＦＦＶＪと称する）では、燃料のアル
コール濃度（含有率）が、燃料補給の際のユーザー事情
により０％（ガソリンのみ）から１００％（アルコール
のみ）の間で変化しても支障なく走行が可能なようにな
っている。

一般に、アルコール燃料は、空燃比、点火時期の変更な
どにより、基本的には従来のガソリンエンジンの大幅な
変更なしに使用可能であるが、理論空燃比がガソリン燃
料の略半分であるため、上記ＦＦＶにおいては、通常、
燃料のアルコール濃度をエンジンへの燃料供給通路に介
装したアルコール濃度センサにより検出し、このアルコ
ール濃度センサからの出力に基づいてアルコール濃度に
見合った最適な燃料噴射量、点火時期としている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、例えば燃料補給の際にガソリンあるいは
アルコールの一方のみを補給した場合、あるいは、低温
時に燃料タンク内でガソリンとアルコールとか分離して
いる場合などには、燃料供給通路内の燃料のアルコール
濃度が激しく変化し、アルコール濃度センサにより検出
したアルコール濃度に基づく燃料噴射量、点火時期か不
適切となってエンジン始動性の悪化を招く。

さらに、アルコール濃度センサの取付は位置と、インジ
ェクタなどから実際にエンジンへ燃料を供給する位置と
の間には、時間的、空間的なずれか存在するため、上記
アルコール濃度センサによって検出した燃料のアルコー
ル濃度と実際にエンジンに供給される燃料のアルコール
濃度との間には差が生じ、制御性が悪化する。

このため、従来は、燃料タンク内に攪拌装置を設けるな
どの処置が必要となり、蟻装上制約が多いばかりでなく
、コスト上昇を招くという問題があった。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、燃料タン
ク内でアルコール濃度分布が大きく異なる場合において
も、速やかに燃料タンク内のアルコール濃度を均一化し
てエンジンに供給し、制御性の向上を図ることのできる
アルコールエンジンの燃料供給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
ンの燃料供給装置は、燃料ポンプにより圧送した燃料タ
ンクからの燃料をプレッシャレギュレータにより調圧し
てエンジンに供給するとともに、上記プレッシャレギュ
レータからのリターン燃料を上記燃料タンクに戻して燃
料を循環させるアルコールエンジンの燃料供給装置にお
いて、第１図に示すように、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Ｍ１と、上記アルコール
濃度算出手段Ｍ１で算出したアルコール濃度の所定時間
当たりの変化率を算出するアルコール濃度変化率算出手
段Ｍ２と、上記アルコール濃度変化率算出手段Ｍ２で算
出したアルコール濃度の変化率が予め設定した値を越え
たとき、上記燃料ポンプを最大許容運転条件で駆動して
ポンプ吐出量を最大にする最大ポンプ吐出量設定手段Ｍ
３とを備えたものである。

［作　用］ 上記構成によるアルコールエンジンの燃料供給装置ては
、アルコール濃度算出手段Ｍ１により燃料のアルコール
濃度が算出され、このアルコール濃度の所定時間当たり
の変化率かアルコール濃度変化率算出手段Ｍ２により算
出される。

そして、上記アルコール濃度変化率算出手段Ｍ２で算出
したアルコール濃度の変化率が予め設定した値を越えた
とき、最大ポンプ吐出量設定手段Ｍ３により燃料ポンプ
か最大許容運転条件で駆動されてポンプ吐出量が最大に
され、プレッシャレギュレータから燃料タンクへのリタ
ーン燃料が最大量にされて上記燃料タンク内の燃料の循
環量が最大となる。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図以下は本発明の一実施例を示し、第２図はエンジ
ン制御系の概略図、第３図は燃料ポンプ制御手順を示す
フローチャー１へ、第４図は燃料ポンプ制御マツプの説
明図である。

（エンジン制御系の構成） 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４気筒型エンジンを示
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が連通されている。

上記スロットルチャンバ５上流側には吸気管６を介して
エアクリーナ７が取付けられ、上記吸気管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が介装されてい
る。

また、上記スロットルチャンバ５にスロットルバルブ５
ａが介装され、このスロットルバルブ５ａにスロットル
開度センサ９ａとスロットルバルブ全開を検出するアイ
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ルド３の各気筒の燃焼室１
ａに連通ずる各吸入ボート２ａの直上流側にインジェク
タ１０が配設され、さらに、上記シリンダヘッド２の各
気筒毎に、その先端を上記燃焼室】ａに露呈する点火プ
ラグ１１が取付けられている。

上記インジェクタ１０は、燃料供給通路１２を介して燃
料タンク１３に連通され、この燃料タンク１３には、ア
ルコールのみ、またはアルコールとガソリンとの混合燃
料、あるいは、ガソリンのみの、ユーザの燃料補給の際
の事情によりアルコール濃度Ａ（％）の異なる燃料が貯
溜されている。

また、上記燃料供給通路１２には、上記燃料タンク１３
側に直流モータによって駆動される燃料ポンプ１４が介
装され、この燃料ポンプ１４の吐出側にアルコール濃度
センサ１５が介装されている。さらに、上記インジェク
タ１０がプレッシャレギュレータ１６に連通され、この
プレッシャレギュレータ１６によって調圧された燃料が
上記インジェクタ１０から噴射されるとともに、リター
ン燃料が上記プレッシャレギュレータ１６から上記燃料
タンク１３に戻される。

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１７が軸着され、このクランクロータ１７の外
周に、所定のクランク角に対応する突起（あるいはスリ
ット）を検出する電磁ピ・ンクアップなどからなるクラ
ンク角センサ１８が対設されている。

また、上記インテークマニホルド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１９が
臨まされ、上記シリンダヘッド２の排気ボー１〜２ｂに
連通する排気管２０には０２センサ２１が臨まされてい
る。尚、符号２２は触媒コンバータである。

（制御装置の回路構成） 一方、符号３０はマイクロコンピュータなどからなる制
御装置（ＥＣＵ）であり、このＥＣＵ３ＯのＣＰＵ３１
、ＲＯＭＢ２、ＲＡＭ３３、および、１１０インターフ
エース３４がパスライン３５を介して互いに接続されて
、定電圧回路３６がら所定の安定化電圧が供給される。

そして、上記ＥＣＬＪ３０により、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、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の所定時間当た
りの変化率を算出するアルコール濃度変化率算出手段、
及び、上記アルコールｆ度変化率算出手段で算出しなア
ルコール濃度の変化率を予め設定した値と比較し、上記
変化率が上記設定値を越えたとき、上記燃料ポンプを最
大許容運転条件で駆動してポンプ吐出量を最大にする燃
料ポンプ制御手段などの燃料供給系の機能が実現され、
また、燃料噴射制御、点火時期制御などの他の制御機能
が実現される。

上記定電圧回路３６は、ＥＣＵリレー３７のリレー接点
を介してバッテリ３８に接続され、上記ＥＣＵリレー３
７のリレーコイルがキースイッチ３つを介して上記バッ
テリ３８に接続されている。

また、上記Ｉ１０インターフェース３４の入力ボートに
は、上記各センサ８，９ａ、１５，１８゜１９２１、及
び、アイドルスイ・ンチ９ｂが接続されるとともに、上
記ＥＣＵリレー３７のリレー接点が接続されてバッテリ
電圧がモニタされ、方、上記Ｉ１０インターフェース３
４の出力ボートには、イグナイタタ２３が接続されると
ともに、駆動回路４０を介してインジェクタ１０か接続
され、さらに、上記駆動回路４０を介して燃料ポンプ１
４の駆動モータへの印加電圧を調整する電圧制御回路４
１が接続されている。

尚、上記電圧制御回路４１は上記ＥＣＵリレー３７のリ
レー接点を介して直接上記バッテリ３８に接続されてい
る。

また、上記ＲＯＭＢ２には制御プログラム、及び後述す
る燃料ポンプ制御マツプＭＦＰなどの固定データが記憶
されており、また、上記ＲＡＭ３３には、データ処理し
た後の上記各センサ類、スイッチ類の出力信号及び上記
ＣＰＵ３１で演算処理したデータが格納されている。

上記ＣＰＵ３１では上記ＲＯＭ３２に記憶されている制
御プログラムに従い、アルコール濃度センサ１５からの
信号により所定時間毎に燃料供給通路１２内の燃料のア
ルコール濃度を算出し、このアルコール濃度に応じた燃
料噴射量、点火時期などを演算し、インジェクタ１０に
対する駆動パルス幅信号、点火プラグ１１に対する点火
信号などを出力する。

また、上記ＣＰＵ３１では、アルコール濃度の所定時間
毎の値からアルコール濃度変化率を算出し、このアルコ
ール濃度変化率を予め設定した値と比較して燃料ポンプ
１４の駆動条件を設定する。

（動　作） 次に、上記構成による実施例の動作について第３図のフ
ローチャートに従って説明する。

このフローチャートに示すプログラムは、所定時間毎に
起動される割込みルーチンであり、まず、ステップ５１
０１でアルコール濃度センサ１５からの信号に基づいて
アルコール濃度Ａ　ＮＥＷを算出するとともに、前回の
ルーチンにおけるアルコール濃度Ａ　ＯＬＤをＲＡＭ３
３がら読出す。

次いで、ステップ５１０２へ進み、前回のルーチンにお
けるアルコール濃度Ａ　ＯＬＤと今回新たに算出したア
ルコール濃度ＡＮＥ−とから、この割込みルチンの実行
サイクル時間を当たりのアルコール濃度変化率ｄＡ／ｄ
ｔを算出しくｄＡ／ｄｔ−ｄ（ＡＮＥＷ　−ＡＯＬＤ）
／ｄ　ｔ　）　、ステップ１０３へ進む。

ステップ５１０３では、上記ステップ５１０２で算出し
たアルコール濃度変化率ｄＡ／ｄｔの絶対値と設定値Ｓ
ＥＴとを比較し、＋　ｄＡ／ｄ　ｔ　Ｉ　＞　ＳＥＴの
とき、ステップ５１０４へ進んで後述する燃料ポンプ制
御マツプＭＦＰから最大許容電圧Ｖ　ＦＰＨＡＸを読出
し、この最大許容電圧Ｖ　ＦＰＨＡＸを燃料ポンプ１４
に印加してポンプ駆動モータを最大回転数Ｎ　ＦＰＨＡ
Ｘで駆動する。そして、ポンプ吐出量Ｑを最大吐出量Ｑ
　ＦＰＨＡＸとしてステップ８１０６へ進む。

すなわち、低温時に燃料タンク１３内のアルコールとガ
ソリンとが分離した状態となっているとき、あるいは、
燃料タンク１３のアルコール濃度Ａが低い（高い）状態
で、アルコールのみ（ガソリンのみ）が補給されたとき
などには、燃料ポンプ１４によって圧送される燃料供給
通路１２の燃料のアルコール濃度Ａは大きく変動し、時
間的にアルコール分が濃くなったり薄くなったりする。

従って、所定時間当たりのアルコール濃度変化率の絶対
値１ｄＡ／ｄｔｌが設定値ＳＥＴを越えたときには、燃
料タンク１３内の燃料のアルコール濃度分布が場所によ
り大きく異なっていると判別でき、このとき、燃料ポン
プ１４のポンプ吐出量Ｑを最大吐出ｉ　Ｑ　ＦＰＨＡＸ
としてプレッシャレキュレータ］６からのリターン燃料
を最大量とし、燃料タンク１３内の燃料を急速に循環さ
せることにより、上記燃料タンク１３内の燃料のアルコ
ール濃度分布を直ちに均一にすることができる。

一方、上記ステップ３１０３でｌｄＡ／ｄｔ１≦ＳＥＴ
のときには、上記ステップ５１０３からステップ５１０
５へ進み、上記ステップ５１０７で算出しなアルコール
濃度Ａ　（−ＡＮＥＷ　＞をパラメータとして燃料ポン
プ制御マツプＭＦＰを検索し、燃料ポンプ１４へ印加す
る電圧ＶＦＲを設定し、この設定電圧ＶＦＲを印加して
所定の回転数ＮＦＰで燃料ポンプ１４を駆動し、ステッ
プ８１０６へ進む。

上記燃料ポンプ制御マツプＭＦＰは、第４図に示すよう
に、燃料ポンプ１４のポンプ駆動モータに印加すること
のできる最大許容電圧Ｖ　ＦＰＨＡＸをアルコール濃度
Ａにかかわらず一定とし、また、アルコール濃度Ａが高
くなるに従って増大するインジェクタ１０からの燃料噴
射量を考慮し、予め必要最小限のポンプ回転数ＮＦＰを
実験などにより求め、このポンプ回転数ＮＦＰに対応す
るポンプ駆動モータの印加電圧値ＶＦＰをアルコール濃
度ＡをパラメータとしてＲＯＭ３２にマツプを形成した
ものである。

上記燃料ポンプ制御マツプＭＦＰからは、上述したアル
コール濃度変化率の絶対値１ｄＡ／ｄｔが設定値ＳＥＴ
よりも大きいとき、アルコール濃度Ａにかかわらず最大
許容電圧Ｖ　ＦＰＨＡＸが読出され、また、アルコール
濃度変化率の絶対値ｌｄＡ／ｄｔ１が設定値ＳＥＴ以下
のときには、アルコール濃度Ａに応じてポンプ駆動モー
タの印加電圧値ＶＦＲが読出されて消費電力が低減され
る。

そして、ステップ３１０６でＲＡＭ３３に格納されてい
る前回のアルコール濃度ＡＯＬＤを今回のルーチンで算
出したアルコール濃度ＡＮＥＨによす更新しく’ＡＯＬ
Ｄ←ＡＮＥＷ　）　＝ルーチンを抜ける。

尚、本発明は実施例に限定されることなく、例えば、燃
料ポンプ１４の駆動モータを交流モータとし、周波数制
御によりポンプ回転数ＮＦＰを可変しても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、アルコール濃度算
出手段により燃料のアルコール濃度が算出され、このア
ルコール濃度の所定時間当たりの変化率がアルコール濃
度変化率算出手段により算出される。そして、上記アル
コール濃度の変化率が予め設定した値を越えたとき、最
大ポンプ吐出量設定手段により燃料ポンプが最大許容運
転条件で駆動されてポンプ吐出量が最大にされるため、
プレッシャレギュレータがら燃料タンクへのリターン燃
料が最大量となって燃料タンク内の燃料が急速に循環さ
れ、アルコール濃度が直ちに均一化される。

従って、燃料タンク内でアルコール濃度分布が大きく異
なる場合においても、速やかに燃料タンク内のアルコー
ル濃度を均一化してエンジンに供給することができ、燃
料供給量、点火時期などを最適に保って制御性を向上し
、エンジン始動性の向上、運転フィーリングの向上を図
ることがてきるなど優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示すクレーム対応のブロッ
ク図、第２図以下は本発明の一実施例を示し、第２図は
エンジン制御系の概略図、第３図は燃料ポンプ制御手順
を示すフローチャート、第４図は燃料ポンプ制御マツプ
の説明図である。 Ｍｌ・・・アルコール濃度算出手段 Ｍ２・・・アルコール濃度変化率算出手段Ｍ３・・最大
ポンプ吐出量設定手段 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃料ポンプにより圧送した燃料タンクからの燃料をプレ
   ッシャレギュレータにより調圧してエンジンに供給する
   とともに、上記プレッシャレギュレータからのリターン
   燃料を上記燃料タンクに戻して燃料を循環させるアルコ
   ールエンジンの燃料供給装置において、 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
   の所定時間当たりの変化率を算出するアルコール濃度変
   化率算出手段と、 上記アルコール濃度変化率算出手段で算出したアルコー
   ル濃度の変化率が予め設定した値を越えたとき、上記燃
   料ポンプを最大許容運転条件で駆動してポンプ吐出量を
   最大にする最大ポンプ吐出量設定手段とを備えたことを
   特徴とするアルコールエンジンの燃料供給装置。