JPH0719124A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 混合燃料を使用する内燃機関において燃料供
給系統を１系統とした場合にも、燃料噴射量および空燃
比を正確に制御することの可能な内燃機関の燃料供給装
置を提供する。 【構成】 燃料タンク１０１の底部に設置された混合比
センサ１３２によって、燃料タンク下部にある燃料が混
合燃料であると判断された場合には制御弁１２２を開弁
して水タンク１２０から燃料タンクに所定量の水を供給
する。水の添加によって燃料タンク内の混合燃料はガソ
リンとアルコールおよび水の混合物とに分離される。よ
って燃料タンクからは内燃機関１１０にまずアルコール
および水の混合物だけが次にガソリンだけが供給される
ため、燃料噴射弁の開弁時間の制御が容易となるだけで
なく空燃比制御も容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料供給装置
に係わり、特にいわゆるフレキシブルフューエル車に使
用する内燃機関の燃料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年自動車の燃料の多様化に対応するた
めに、ガソリンにアルコールを混合して使用するフレキ
シブルフューエル車が開発されている。しかしながらガ
ソリンとアルコールとの混合燃料を混合した状態で使用
した場合には、いわゆる燃料蒸発排出物が増加し高温再
始動性が悪化する。

【０００３】さらにガソリンとアルコールが任意の比率
で混合された燃料に適合して内燃機関を制御するために
は制御装置が複雑となることは避けることはできない。
この問題点を解決するために燃料タンクに水を添加する
ことによりいったん燃料タンク内でガソリンとアルコー
ルに相分離させ、アルコールとガソリンをそれぞれ別個
の供給系統で内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装
置が提案されている（特開昭５８−９６１５５公報参
照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記提案にかか
る内燃機関の燃料供給装置は、燃料タンクで相分離され
たアルコールとガソリンとを別個の燃料系統で内燃機関
に供給するものであるため燃料系統が複雑となる。また
添加する水の量を燃料流量および燃料温度に基づいて決
定しているため、相分離のための必要最小限の量となる
ことは保証されず、完全に相分離をしないあるいはアル
コール内の水の量が多くなり過ぎる場合があった。

【０００５】さらに排気ガスの性状を適正に維持するた
めのいわゆる空燃比制御をアルコールおよびガソリンに
ついて別個に行うため、全体として適正な制御が行われ
ていることは保証されない。本発明は上記問題点に鑑み
なされたものであって、混合燃料を使用する内燃機関に
おいて燃料供給系統を１系統とした場合にも、燃料噴射
量および空燃比を正確に制御することの可能な内燃機関
の燃料供給装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる内燃機関
の燃料供給装置は、ガソリンとアルコールとの混合燃料
を貯蔵する燃料タンクと、燃料タンク底面に接続され内
燃機関に燃料を供給する燃料配管と、燃料タンクに貯蔵
される混合燃料を相分離させるために燃料タンク内に水
を供給する水供給手段と、燃料タンク底面に設置される
混合比率センサと、混合比率センサによってアルコール
が混在していると判断された時に水供給手段に対して混
合比率センサによってアルコールおよび水の混合物の比
率が約１００％であると判断されるまで所定量の水の供
給指令を与える水供給指令手段と、内燃機関に供給され
る燃料がガソリンであるかアルコールであるかによって
燃料噴射弁の開弁時間を切り換える燃料噴射弁開弁制御
手段と、を具備する。

【０００７】

【作用】本発明にかかる内燃機関の燃料供給装置にあっ
ては、混合燃料に水を加えることによりアルコールとガ
ソリンとに完全に分離し、内燃機関にまずアルコールを
その後ガソリンを供給することにより、１つの燃料供給
系統で燃料供給を行った場合にも適切な空燃比制御が行
われる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明にかかる内燃機関の燃料供給装
置の構成図であって、燃料タンク１０１にはガソリンと
アルコールとの混合燃料が貯蔵されている。燃料タンク
１０１の底に接続された上流側燃料供給管１０２から供
給される燃料は噴射ポンプ１０３によって加圧され、下
流側燃料供給管１０４を介してデリバリパイプ１０５に
導かれる。

【０００９】内燃機関１１０の気筒に対応して設けられ
る燃料噴射弁１１１、１１２、１１３および１１４は、
それぞれの開弁時間に比例した量の燃料をデリバリパイ
プ１０５から内燃機関１１０に供給する。余剰燃料はデ
リバリパイプ１０５の圧力を調整するプレッシャレギュ
レータ１０６および燃料戻り管１０７によって、燃料タ
ンク１０１に回収される。

【００１０】水タンク１２０に貯蔵された水は、上流側
水供給管１２１、制御弁１２２および下流側水供給管１
２３を介して燃料タンク１０１に供給される。この内燃
機関の燃料供給装置は、例えばマイクロコンピュータで
構成される制御部１３０によって制御される。制御部１
３０は、燃料タンク１０１に設置される温度センサ１３
１で検出される燃料温度、燃料タンク１０１底面に設置
される混合比センサ１３２で検出される燃料タンク１０
１内の燃料の混合比および燃料タンクに設置される燃料
液位センサ１３３によって検出される燃料液位に基づい
て、制御弁１２２の開度および燃料噴射弁１１１、１１
２、１１３および１１４の開弁時間を制御する。

【００１１】図２は制御弁の開度をフィードフォワード
制御するフィードフォワード制御開度設定ルーチンのフ
ローチャートであって、比較的長い所定の時間間隔毎に
実行される。ステップ２１で混合比センサ１３２で検出
される燃料タンク１０１内の燃料の混合比Ｘ、燃料液位
Ｌおよび温度θを読み込む。

【００１２】ステップ２２で混合比Ｘが０％あるいは約
１００％であるか否かが判断され、肯定判定された場
合、即ち燃料タンク１０１の底部に存在する燃料がガソ
リンだけあるいはほぼアルコールおよび水の混合物だけ
であると判定された場合には、特に処理を行わずこのル
ーチンを終了する。ステップ２２で否定判定された場
合、即ち燃料タンク１０１の底部に存在する燃料がガソ
リンとアルコールとの混合燃料である場合にはステップ
２３に進み、混合比Ｘ、燃料液位Ｌおよび温度θの関数
として制御弁１２２の開度Ｖを決定する。

【００１３】次にステップ２４に進み、開度Ｖを出力し
て制御弁１２２を例えばデューティ比制御により所定の
開度に制御してこのルーチンを終了する。即ち燃料タン
ク１０１内に所定量の水を添加することにより、混合燃
料はアルコールは水と親和して下層に、ガソリンは上層
に相分離する。従って内燃機関１１０にはまずアルコー
ルが、次にガソリンが供給される。

【００１４】図３は制御弁の開度をフィードバック制御
するフィードバック制御開度設定ルーチンのフローチャ
ートであって、図２に示すフィードフォワード制御開度
設定ルーチンの代えて使用することができる。ステップ
３１で混合比センサ１３２で検出される燃料タンク１０
１内の燃料の混合比Ｘおよび燃料液位Ｌを読み込む。

【００１５】ステップ３２で混合比Ｘが約０％あるいは
約１００％であるか否かが判断され、肯定判定された場
合、即ち燃料タンク１０１の底部に存在する燃料がガソ
リンだけあるいはアルコールおよび水の混合物だけであ
ると判定された場合には、特に処理を行わずこのルーチ
ンを終了する。ステップ３２で否定判定された場合、即
ち燃料タンク１０１の底部に存在する燃料がガソリンと
アルコールおよび水の混合物との混合燃料である場合に
はステップ３３に進み、混合比Ｘおよび燃料液位Ｌの関
数として制御弁１２２の開度Ｖを決定する。

【００１６】ステップ３４で開度Ｖを出力し、制御弁１
２２を開弁する。ステップ３５で混合比Ｘを読み込み、
ステップ３６で混合比Ｘが約１００％であるか否か、即
ち相分離が完全に完了して燃料タンク１０１下部にアル
コールだけが存在するか否かを判定する。ステップ３６
で否定判定された場合はステップ３４に戻り、制御弁１
２２の開弁を継続する。

【００１７】ステップ３６で肯定判定された場合は、ス
テップ３７に進み制御弁１２２を閉弁してこのルーチン
を終了する。即ちフィードバック制御開度設定ルーチン
によれば、制御弁１２２の開度を設定するために燃料温
度θを取り込む必要がない。図４は内燃機関に燃料を噴
射する燃料噴射弁１１１、１１２、１１３および１１４
の開弁時間の設定ルーチンのフローチャートであって、
所定の内燃機関回転角度毎に実行される。

【００１８】ステップ４１で内燃機関回転数センサ（図
示せず。）で計測される内燃機関回転数Ｎｅ、エアフロ
ーメータ（図示せず。）で計測される吸気流量Ｑおよび
混合比センサ１３２で検出される燃料タンク１０１内の
燃料の混合比Ｘを読み込む。ステップ４２で予めメモリ
内に記憶されたマップを使用して、内燃機関回転数Ｎｅ
および吸気流量Ｑに基づき、燃料がガソリンである場合
の基本開弁時間Ｔｇを演算する。

【００１９】ステップ４３で、基本開弁時間Ｔｇに例え
ば暖機増量等の補正量Ｔｃを加算して燃料がガソリンで
あるとした場合の開弁時間Ｔを算出する。ステップ４４
で混合比Ｘが約１００％であるか否かが判断され、肯定
判定された場合、即ち燃料タンク１０１下部にはアルコ
ールおよび水の混合物だけが存在すると判断された場合
は、ステップ４５に進む。

【００２０】ステップ４５では燃料がガソリンであると
した場合の開弁時間Ｔに予め定めた所定の補正係数ｋを
乗じて開弁時間Ｔを補正し、ステップ４６に進む。ステ
ップ４４で否定判定された場合、即ち燃料タンク１０１
にはガソリンのみが貯蔵されていると判断された場合に
は、直接ステップ４６に進む。ステップ４６では燃料噴
射弁開弁時間Ｔを出力して、このルーチンを終了する。

【００２１】

【発明の効果】本発明にかかる内燃機関の燃料供給装置
によれば、ガソリンとアルコールとが任意の混合比で混
合された場合にも、水を添加して相分離することにより
１つの燃料供給系統によってガソリンあるいはアルコー
ルおよび水の混合物だけを使用して運転することが可能
となり、燃料噴射弁開弁時間の設定およびいわゆる空燃
比制御を容易に行うことが可能となる。

【００２２】また混合比および燃料液位に基づいて最適
な量の水を添加することが可能となるため、分離が不完
全となるあるいはアルコール中に必要以上の水が添加さ
れることが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明にかかる内燃機関の燃料供給装置
の構成図である。

【図２】図２はフィードフォワード制御開度設定ルーチ
ンのフローチャートである。

【図３】図３はフィードバック制御開度設定ルーチンの
フローチャートである。

【図４】図４は燃料噴射弁の開弁時間設定ルーチンのフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１０１…燃料タンク １０３…噴射ポンプ １０５…デリバリパイプ １１０…内燃機関 １１１、１１２、１１３、１１４…燃料噴射弁 １２０…水タンク １２２…制御弁 １３０…制御部 １３１…燃料温度センサ １３２…混合比センサ １３３…液位センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 37/00 Ｈ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガソリンとアルコールとの混合燃料を貯
   蔵する燃料タンクと、 該燃料タンク底面に接続され内燃機関に燃料を供給する
   燃料配管と、 前記燃料タンクに貯蔵される混合燃料を相分離させるた
   めに前記燃料タンク内に水を供給する水供給手段と、か
   らなる内燃機関の燃料供給装置において、 前記燃料タンク底面に設置される混合比率センサと、 該混合比率センサによってアルコールが混在していると
   判断された時に前記水供給手段に対して前記混合比率セ
   ンサによってアルコールおよび水の混合物の比率が約１
   ００％であると判断されるまで所定量の水の供給指令を
   与える水供給指令手段と、 内燃機関に供給される燃料がガソリンであるかアルコー
   ルであるかによって燃料噴射弁の開弁時間を切り換える
   燃料噴射弁開弁制御手段と、を具備する内燃機関の燃料
   供給装置。