JPH055436A - アルコールエンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】１気筒当り２本の燃料噴射弁を有するエンジン
において、アルコール含有燃料を使用する場合の燃料の
微粒化を促進させる。 【構成】エンジン１の運転状態が設定吸気量ライン未満
の場合には、１次側噴射弁１５のみから燃料を噴射し、
運転状態が上記設定吸気量ライン以上の場合には１次側
及び２次側の噴射弁１５，１６の双方から燃料を噴射さ
せる。使用燃料のアルコール濃度が高くなると、上記設
定吸気量ラインを低吸気量側に変更する。これにより、
アルコール濃度が高くて同一出力を得るための燃料量が
増大する場合に、１次側噴射弁１５のみが作動する領域
でその噴射量がアルコール濃度の増大に応じて多くなっ
ても、その一部の燃料が２次側噴射弁１６で分担噴射さ
れるので、燃料の微粒化が良好に確保促進される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルコール含有燃料を
使用するエンジンにおいて、その燃料の微粒化を促進す
るための制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アルコールエンジンの制御装
置として、例えば特開平１ー２４４１３３号公報に開示
されるように、アルコール含有燃料を使用燃料とし、こ
の燃料を燃料噴射弁に供給してエンジンに噴射供給する
と共に、エンジンの排気通路に酸素センサを配置し、該
酸素センサの出力に基いて上記燃料噴射弁からの燃料噴
射量をフィードバック制御することにより、エンジンに
供給する混合気の空燃比を運転状態に応じた設定空燃比
に調整するようにしたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンの
種類には、一気筒当り２本の燃料噴射弁を備え、予め設
定した吸気量ライン未満の運転領域では１次側噴射弁か
ら燃料を噴射し、上記設定吸気量ライン以上の高負荷の
運転領域では２次側の噴射弁からも燃料を噴射供給し
て、エンジン出力の向上を図ったものがある。

【０００４】そこで、上記の如き一気筒当り２本の噴射
弁を備えたエンジンに対してアルコール含有燃料を用い
る場合には、次の憾みがあることが判った。つまり、ア
ルコール燃料はガソリン燃料に比較して発熱量が低い関
係上、使用するアルコール濃度が高いときには、低いと
きに比して、同一出力を発揮するためには燃料量を増量
する必要がある。このため、設定吸気量ライン未満の領
域で１次側噴射弁のみから燃料を噴射する状況では、吸
入空気量に対する燃料量の比率が増大して、燃料の微粒
化が低下する。しかも、アルコール燃料の蒸発潜熱はガ
ソリンに比して３倍程度あるため、その分、その微粒化
の低下は大きく、その結果、燃費が低下する憾みが生じ
る。

【０００５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、上記の如く一気筒当り２本の噴射弁
を備えたエンジンにおいてアルコール含有燃料を使用す
る場合に、そのアルコール濃度が高く、燃料噴射量が多
い状況であっても、燃料の微粒化を促進させて、燃費の
向上を図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明では、１次側噴射弁のみから燃料を噴射する
状況でその噴射量が多い場合には、１次側及び２次側の
噴射弁の双方から燃料を噴射させることにより、燃料を
吸気通路に良好に分散供給し、その微粒化を促進させる
こととする。

【０００７】つまり、請求項１記載の発明の具体的な解
決手段は、図１に示すように、アルコール含有燃料を噴
射する１次側噴射弁１５及び２次側噴射弁１６と、エン
ジンの吸入空気量を検出する吸気量検出手段１４と、該
吸気量検出手段１４により検出した吸入空気量が予め設
定した吸気量ライン未満のとき上記１次側噴射弁１５を
作動させ、上記設定吸気量ライン以上のとき１次側噴射
弁１５及び２次側噴射弁１６を作動させる制御手段とを
備えたアルコールエンジンの制御装置を前提とする。そ
して、上記アルコール含有燃料のアルコール濃度を検出
する濃度検出手段２６と、該濃度検出手段２６により検
出したアルコール濃度が設定値以上に高いとき上記設定
吸気量ラインを低吸入量側に変更する吸気量ライン変更
手段４７とを設ける構成としている。

【０００８】また、請求項２記載の発明では、１次側噴
射弁１５と２次側噴射弁１６との配置位置を特定し、こ
の双方の噴射弁１５，１６を１つの吸気通路に設定距離
隔てて上流側と下流側とに直列に配置する構成としてい
る。

【０００９】さらに、請求項３記載の発明では、噴射弁
の配置位置を他のものに特定して、１次側噴射弁１５を
１次側吸気通路に配設し、２次側噴射弁１６を、上記１
次側吸気通路とは独立し且つ他の設定吸気量ライン以上
のとき開制御される開閉弁が配置された２次側吸気通路
に配設し、上記他の設定吸気量ラインを、吸気量ライン
変更手段による設定吸気量ラインの変更に合せて低吸気
量側に変更する他の吸気量ライン変更手段を設ける構成
としている。

【００１０】

【作用】以上の構成により、請求項１記載の発明では、
設定吸気量ライン未満の運転状態で１次側の噴射弁１５
のみからアルコール含有燃料を噴射供給する状況では、
使用する燃料のアルコール濃度が高いときには、低いと
きに比して、設定吸気量ラインに近い吸気量のときほど
噴射する必要燃料量は増大し、吸入空気量に対する燃料
量の割合が大きくなり、燃料の微粒化が低下する状況で
ある。

【００１１】しかし、アルコール濃度が設定値以上に高
いときには、設定吸気量ラインが低吸気量側に変更され
る。このことにより、アルコール濃度が低い際では１次
側噴射弁１５のみから噴射する領域であった一部の領域
が１次側及び２次側の双方の噴射弁１５，１６から燃料
噴射する領域に変更され、その結果、この変更のあった
領域では、噴射する必要燃料量は多いものの、この燃料
量は１次側噴射弁１５と２次側噴射弁１６との双方から
分散して噴射供給されるので、この供給されたアルコー
ル含有燃料の微粒化が促進される。

【００１２】その場合、特に請求項２記載の発明では、
供給されるアルコール含有燃料の一部が吸気通路の上流
側で噴射され、残る燃料の一部が吸気通路の下流側で噴
射されるので、実質的に燃料量に対する吸入空気量の割
合が大きくなって、供給された燃料の微粒化が一層促進
される。

【００１３】さらに、請求項３記載の発明では、設定吸
気量ラインの変更により２次側噴射弁からも燃料噴射を
行う際には、これに同期して該２次側噴射弁の配置され
た２次側吸気通路の開閉弁が開制御されて、吸気は該２
次側吸気通路を通り、上記２次側噴射弁から噴射された
燃料と共にエンジンに供給される。ここに、１次側及び
２次側の吸気通路は互いに独立しているので、燃料と混
合される吸気も分配されて独立し、より一層燃料の微粒
化が促進される。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明のアルコールエンジンの制御装置によれば、１次側の
噴射弁から噴射するアルコール含有燃料が多くその微粒
化が低下する状況では、強制的に２次側の噴射弁からも
燃料を分配供給するようにしたので、アルコール含有燃
料の微粒化を促進できて、燃費の向上を図ることができ
る。

【００１５】その場合、特に請求項２記載の発明によれ
ば、１次側及び２次側の噴射弁からのアルコール含有燃
料の分散供給を、１つの吸気通路の上流側と下流側とで
行うので、実質的に燃料量に対する吸入空気量の割合を
大きくして、供給されたアルコ−ル含有燃料の微粒化を
一層促進させることができる。

【００１６】さらに、請求項３記載の発明では、互いに
独立した１次側及び２次側の吸気通路に対して燃料を分
散供給したので、アルコール含有燃料の微粒化をより一
層促進させて、燃費の向上を図ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図２以下の図面に基
いて説明する。

【００１８】図２はロータリエンジンの制御装置に本発
明を適用した実施例を示す。同図において、１はロータ
リエンジンであって、該ロータリエンジン１は、２節ト
ロコイド状の内周面２ａを有するロータハウジング２
と、その両側に位置するサイドハウジング３とで形成さ
れたケーシング４内を、略三角形状のロータ５が出力軸
としてのエキセントリックシャフト６に支承されて遊星
回転運動し、該ロータ５の回転に伴ってケーシング４内
を３つの作動室７，７，７に区画して、吸気、圧縮、爆
発、膨張および排気の各行程を順次行うものである。

【００１９】上記サイドハウジング３の一方には、ロー
タ５の側面により開閉される吸気ポート１０が開口さ
れ、該吸気ポート１０には、吸気を作動室７に供給する
１つの吸気通路１１が接続されていて、該吸気通路１１
の上流端はエアクリーナ１２を介して大気に連通すると
共に、吸気通路１１の途中には、吸入空気量を調整する
スロットル弁１３と、該スロットル弁１３の上流側でエ
ンジン１の吸入空気量を検出する吸気量検出手段として
のエアフローセンサ１４と、上記スロットル弁１３の下
流側で燃料を噴射供給する１次側及び２次側の２個の燃
料噴射弁１５，１６とが各々設定距離隔てて直列に配設
され、該１次側噴射弁１５は上記吸気ポート１０の近傍
に配置されている。

【００２０】上記１次側及び２次側の噴射弁１５，１６
は、燃料ポンプ２０を介設した燃料供給通路２１に直列
に接続されると共に、該燃料供給通路２１の上流端は燃
料タンク２２に連通接続されると共に、途中には燃料圧
力を調整するプレッシャーレギュレータ２３と、燃料圧
力の脈動抑制用のダンパー２４とが介設されている。そ
して、余剰燃料は燃料戻し通路２５を経て上記燃料タン
ク２２に戻される。上記燃料タンク２２内には、ガソリ
ンとメタノールとを混合したアルコール含有燃料Ａが貯
溜されていると共に、該アルコール含有燃料Ａのアルコ
ール濃度を例えば周知の光学式により検出する濃度検出
手段としての濃度センサ２６が配置されている。尚、図
中３５，３５は点火プラグ、３６，３６は点火コイルで
ある。

【００２１】また、図１において、４０はスロットル弁
１３の開度を検出する開度センサ、４１はスロットル弁
１３下流側の吸気負圧を検出する負圧センサであって、
該各センサ及び上記濃度センサ２６の検出信号は、内部
にＣＰＵ等を備えたコントローラ４５に入力されてい
る。該コントローラ４５は、上記１次側及び２次側の噴
射弁１５，１６を制御し、運転状態が図６に示すエンジ
ン回転数とスロットル弁開度とで定まる領域のうち、図
中実線で示す設定吸気量ライン未満の領域では１次側噴
射弁１５のみを作動制御し、該設定吸気量ライン以上の
領域では１次側及び２次側の両噴射弁１５，１６を作動
制御するように機能する。

【００２２】次に、上記コントローラ４５による燃料噴
射弁の燃料噴射制御を図３の制御フローに基いて説明す
る。スタートして、ステップＳ１で吸入空気量Ｑの他、
エンジン回転数Ｎｅ、エンジン冷却水温ｔｗ等のエンジ
ン状態の検出信号を入力すると共に、ステップＳ２で外
気条件、例えば外気温度ｔｏ、外気圧力ｐｏ等を入力
し、ステップＳ３で車両の状態、例えば車載エアコンの
状態や自動変速機の変速位置等を入力する。

【００２３】その後、ステップＳ４で濃度センサ２６の
出力信号に基いて燃料タンク２２内のアルコール含有燃
料Ａのアルコール濃度ＣＡを入力した後、ステップＳ５
で基本噴射パルス幅τｏを演算する。この演算は、吸入
空気量Ｑ及びエンジン回転数Ｎｅに基いて、演算式τｏ
＝ｋ・Ｑ／Ｎｅ（ｋは修正係数である）により算出す
る。続いて、ステップＳ６で外気温度補正量ｋto，水温
補正量ｋtw，大気圧補正量ｋpo，アルコール濃度補正量
ｋCAを演算する。このアルコール濃度補正量ｋCAは、図
４に示すように、アルコール濃度ＣＡが大になるのに応
じて比例的に増大する特性に基いて演算する。

【００２４】その後、ステップＳ７で燃料噴射弁の本数
制御を行うべく運転状態を図６を設定吸気量ラインと比
較する。ここに、図６の設定吸気量ラインは、図５に示
すように使用燃料のアルコール濃度ＣＡの値に応じて変
更される。つまり、図６に実線で示す吸気量ラインにお
ける吸入空気量Ｑｏは、アルコール濃度ＣＡが設定値Ｃ
Ａ1 から他の設定値ＣＡ2 （ＣＡ1 ＜ＣＡ2）に増大す
る間に吸入空気量Ｑ1（Ｑ1 ＜Ｑｏ）に減少する。同様
に、最大スロットル弁開度側のエンジン回転数Ｎｏ、及
び小スロットル弁開度側のエンジン回転数ｎｏも、上記
と同様に設定値Ｎ1 （Ｎ1 ＜Ｎｏ），ｎ1 （ｎ1 ＜ｎ
ｏ）に低下する。従って、図６に破線で示すように、ア
ルコール濃度がＣＡ1 未満の場合には、設定吸気量ライ
ンは実線のラインとなり、アルコール濃度が設定値ＣＡ
1 から他の設定値ＣＡ2 に増大するのに応じて漸次低吸
気量側に変更され、設定値ＣＡ２以上のアルコール濃度
では破線で示す吸気量ラインに設定される。

【００２５】そして、上記ステップＳ７で運転状態が上
記のように設定された吸気量ライン未満の状態では、１
次側噴射弁１５のみの制御時であるので、ステップＳ８
で最終噴射パルス幅τｐを上記基本噴射パルス幅τｏ及
び上記各種補正量に基いて加算算出した後、ステップＳ
９でこの最終噴射パルス幅τｐに対応する燃料を噴射す
るように１次側噴射弁１５のみを作動制御し、噴射実行
して、ステップＳ１に戻る。

【００２６】これに対し、運転状態が設定吸気量ライン
以上の状態では、１次側噴射弁１５及び２次側噴射弁１
６の制御時であるので、ステップＳ１０で両噴射弁の燃
料の分担割合を例えば等分に決定した後、ステップＳ１
１で最終噴射パルス幅τｐを上記と同様に算出した後、
ステップＳ９でこの最終噴射パルス幅τｐに対応する燃
料を噴射するように１次側及び２次側噴射弁１５，１６
を作動制御し、噴射実行して、ステップＳ１に戻る。

【００２７】よって、上記図３の制御フローにおいて、
ステップＳ１及びＳ７により、エアフローセンサ１４に
より検出した吸入空気量Ｑが予め設定した図６に実線で
示す吸気量ライン未満のときには１次側噴射弁１５のみ
を作動させ、該設定吸気量ライン以上のときには１次側
及び２次側の両噴射弁１５，１６を作動させるようにし
た制御手段４６を構成している。また、同制御フローの
ステップＳ７により、濃度センサ２６により検出したア
ルコール濃度ＣＡが設定値ＣＡ1以上に高いときには、
上記図６実線の設定吸気量ラインを低吸入量側に変更す
るようにした吸気量ライン変更手段４７を構成してい
る。

【００２８】したがって、上記実施例においては、使用
燃料のアルコール濃度ＣＡが設定値ＣＡ1 以上に大きい
場合には、設定吸気量ラインは、図６に実線で示す吸気
量ラインから低吸気量側に変更され、アルコール濃度が
設定値ＣＡ2 以上では破線で示す吸気量ラインに変更さ
れる。

【００２９】そのため、変更後の吸気量ラインと図６実
線の設定吸気量ラインとの間の領域では、噴射すべきア
ルコール燃料も多い状況であって、本来は１次側噴射弁
１５のみから燃料を噴射するところ、その噴射燃料の例
えば半分量が２次側噴射弁１６から分散して分担噴射さ
れる。このことにより、図７（ハ）に示すように、１次
側噴射弁１５から噴射される燃料は破線で囲む流量から
実線で囲む流量に低減されると共に、吸気通路１１の吸
気流速は同図（ロ）に示すように一定であるので、同図
（イ）に示すように１次側噴射弁１５から噴射する燃料
流量／空気流速は、破線で示す値から実線で示す値に小
さくなって、その分、噴射アルコール燃料の微粒化が促
進されることになる。

【００３０】しかも、２次側噴射弁１６は吸気通路１１
において１次側噴射弁１５の位置から設定距離隔てた上
流側に配置されているので、この設定距離を適当に決定
すれば、２次側噴射弁１６から噴射された燃料が１次側
噴射弁１５から噴射された燃料の微粒化に影響を与える
ことを十分に抑制でき、噴射燃料の微粒化を一層促進す
ることができる。

【００３１】図８は請求項３記載の発明の実施例を示
す。本実施例では２ロータ式の過給機付きロータリエン
ジン１´の制御装置に適用したものである。

【００３２】つまり、２個のロータハウジング２´，２
´と、その両側に位置するセンターハウジング３ａ´及
び２個のサイドハウジング３ｂ´，３ｂ´とで形成され
た２つのケーシング４´，４´内には、各々ロータ５´
によって作動室７´が区画され、該各作動室７´，７´
には、各々互いに独立した１次側吸気通路５０及び２次
側吸気通路５１が連通している。該各吸気通路５０，５
１には、各々１次側噴射弁１５´が作動室７´近傍に配
置されると共に、２次側噴射弁１６´が作動室７´の近
傍位置よりも上流側に配置されている。

【００３３】上記１次側及び２次側吸気通路５０，５１
は、各々上流側が集合され、この１次側集合吸気通路５
２には１次側スロットル弁５３が配置され、２次側集合
吸気通路５４にも上記１次側スロットル弁５３と連動す
る２次側スロットル弁５５が配置されている。そして、
上記各スロットル弁５３，５５下流側は互いに連通路５
６にて連通されていると共に、該連通路５６の下流側の
２次側集合吸気通路５４には、該通路５４を開閉する常
閉型の開閉弁５７が配置されている。該開閉弁５７には
アクチュエータ５８が接続され、該アクチュエータ５８
は、１次側集合吸気通路５２の吸気負圧がチェック弁６
０を経て導かれる負圧タンク６１と、該負圧タンク６１
の負圧をダイヤフラム機構６２の負圧室６２ａに導く電
磁弁６３とで構成され、該電磁弁６３のＯＮ時には、負
圧タンク６１の負圧をダイヤフラム機構６２の負圧室６
２ａに導いて、そのダイヤフラム６２ｂの偏倚により開
閉弁６３を開作動させるように構成されている。

【００３４】次に、上記電磁弁６３のＯＮ−ＯＦＦ制
御，つまり開閉弁６３の開閉制御を図９の制御フローに
基いて説明する。同図において、スタートして、ステッ
プＳｂ１で各種センサからの信号を読込んだ後、ステッ
プＳｂ２で上記実施例における吸気量ライン変更手段４
７にて変更された設定吸気量ラインを基準に、運転状態
が該設定吸気量ライン未満か否かを判別し、該吸気量ラ
イン未満の運転状態では、ステップＳｂ３で電磁弁６３
をＯＦＦ制御して開閉弁５７を閉じ状態にし、２次側集
合吸気通路５４を閉じる。一方、運転状態が上記の設定
吸気量ライン以上の場合には、上記とは逆にステップＳ
ｂ４で電磁弁６３をＯＮ制御し、開閉弁５７を開制御し
て、２次側吸気通路５４を開く。その他の構成は上記実
施例と同一であるのでその図示及び説明を省略する。

【００３５】よって、上記の制御フローのステップＳｂ
２により、開閉弁５７を開閉制御する基準としての他の
設定吸気量ラインを、上記吸気量ライン変更手段４７に
よる図６の設定吸気量ラインの変更に合せて低吸気量側
に変更するようにした他の吸気量ライン変更手段６５を
構成している。

【００３６】したがって、本実施例においては、使用燃
料のアルコール濃度が設定値ＣＡ1以上に大きい場合に
は、図６実線の設定吸気量ラインが低吸気量側に変更さ
れるのに伴い、低吸気量の際から２次側噴射弁１６´か
らも燃料が分担供給されると共に、この燃料噴射に合せ
て開閉弁５７が開動作して２次側吸気通路５１からも吸
気が作動室７´に供給される。ここに、１次側吸気通路
５０と２次側吸気通路５１とは互いに独立しており、こ
のため１次側噴射弁１５´から噴射された燃料は１次側
吸気通路５０を流下する吸気により微粒化されると共
に、２次側噴射弁１６´の噴射燃料は２次側吸気通路５
１の吸気により微粒化されるので、合計噴射燃料量が多
くても、その噴射された燃料の微粒化をより一層促進さ
せることができることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】全体概略構成を示す図である。

【図３】燃料噴射制御を示すフローチャート図である。

【図４】アルコール濃度に対する燃料噴射量補正係数の
特性を示す図である。

【図５】アルコール濃度に対する設定吸気量ラインの変
更を示す特性図である。

【図６】設定吸気量ラインの変更の様子を示す説明図で
ある。

【図７】作動説明図である。

【図８】請求項３記載の発明の全体概略構成を示す図で
ある。

【図９】同燃料噴射制御を示すフローチャート図であ
る。

【符号の説明】

１，１´ エンジン １１ 吸気通路 １４ エアーフローセンサ（吸気量検出手
段） １５，１５´ １次側噴射弁 １６，１６´ ２次側噴射弁 ２６ 濃度センサ（濃度検出手段） ４５ コントローラ ４６ 制御手段 ４７ 吸気量ライン変更手段 ５０ １次側吸気通路 ５１ ２次側吸気通路 ５７ 開閉弁 ６５ 他の吸気量ライン変更手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】アルコール含有燃料を噴射する１次側噴射
   弁及び２次側噴射弁と、エンジンの吸入空気量を検出す
   る吸気量検出手段と、該吸気量検出手段により検出した
   吸入空気量が予め設定した吸気量ライン未満のとき上記
   １次側噴射弁を作動させ、上記設定吸気量ライン以上の
   とき１次側噴射弁及び２次側噴射弁を作動させる制御手
   段とを備えるとともに、上記アルコール含有燃料のアル
   コール濃度を検出する濃度検出手段と、該濃度検出手段
   により検出したアルコール濃度が設定値以上に高いとき
   上記設定吸気量ラインを低吸入量側に変更する吸気量ラ
   イン変更手段とを備えたことを特徴とするアルコールエ
   ンジンの制御装置。 【請求項２】１次側噴射弁と２次側噴射弁とは、１つの
   吸気通路に設定距離隔てて上流側と下流側とに直列に配
   置されていることを特徴とする請求項１記載のアルコー
   ルエンジンの制御装置。 【請求項３】１次側噴射弁は１次側吸気通路に配設さ
   れ、２次側噴射弁は上記１次側吸気通路とは独立し且つ
   他の設定吸気量ライン以上のとき開制御される開閉弁が
   配置された２次側吸気通路に配設されるとともに、上記
   他の設定吸気量ラインを、吸気量ライン変更手段による
   設定吸気量ラインの変更に合せて低吸気量側に変更する
   他の吸気量ライン変更手段を備えたことを特徴とする請
   求項１記載のアルコールエンジンの制御装置。