JPS58119943A - アルコ−ル改質ガスエンジンの混合気制御装置 - Google Patents
アルコ−ル改質ガスエンジンの混合気制御装置Info
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- JPS58119943A JPS58119943A JP57000605A JP60582A JPS58119943A JP S58119943 A JPS58119943 A JP S58119943A JP 57000605 A JP57000605 A JP 57000605A JP 60582 A JP60582 A JP 60582A JP S58119943 A JPS58119943 A JP S58119943A
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- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
- F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、自動車用原動機等として使用されるアルコー
ル改質ガスエンジンの混合気制御装置に関する。
ル改質ガスエンジンの混合気制御装置に関する。
アルコールを改質して得た水素及び−酸化炭素を主成分
として含む改質ガスを燃料として使用するようにしたア
ルコール改質ガスエンジンは、従来のガソリンエンジン
に対比して熱効率が＾く、しかも、排気が清浄であるこ
とから自動車用エンジンとして注目されている。ところ
が、改質ガスのみでは必ずしも充分な出力を得難いので
、改質ガスの他に未改質のアルコールをエンジンに添加
供給することが望まれる。
として含む改質ガスを燃料として使用するようにしたア
ルコール改質ガスエンジンは、従来のガソリンエンジン
に対比して熱効率が＾く、しかも、排気が清浄であるこ
とから自動車用エンジンとして注目されている。ところ
が、改質ガスのみでは必ずしも充分な出力を得難いので
、改質ガスの他に未改質のアルコールをエンジンに添加
供給することが望まれる。
このように１改質ガスと未改質のアルコールとを燃料と
して供給する場合は、エンジンの運転状態に応じて混合
気の空燃比及び、供給される改質ガスとアルコールとの
重量流量比（以下、ガス／燃比という）を制御してエン
ジンの熱効率、排気特性、出力特性を良好に保持させる
必要がある。
して供給する場合は、エンジンの運転状態に応じて混合
気の空燃比及び、供給される改質ガスとアルコールとの
重量流量比（以下、ガス／燃比という）を制御してエン
ジンの熱効率、排気特性、出力特性を良好に保持させる
必要がある。
即ち、第１図は出願人が先に提案（特開昭５５−１０４
５４２号公報参照）したアルコール改質ガスエンジンの
系統図であり、ガス人口１より導入された改質ガスは、
ガス流量計２を経てガスバルブ３で流量制御されてエン
ジン４に供給される。
５４２号公報参照）したアルコール改質ガスエンジンの
系統図であり、ガス人口１より導入された改質ガスは、
ガス流量計２を経てガスバルブ３で流量制御されてエン
ジン４に供給される。
エアクリーナ５よ〕導入された空気は、並行する一次空
気導入路６と二次空気導入路Ｔとに流入する。両導入路
１７には一次空気バルプ８、二次空気パルプ９が設けら
れ、両パルプ８，９で流量制御された一次空気と二次空
気とが合流してエンジン４に供給される。尚、改質ガス
及び空気の各人口１，５は大気圧と略等しく、エンジン
４の吸入負圧で改質ガス及び空気がそれヤれの通路を流
れ未改質のアに＝−ルはアルコールインジェクタ１０に
より流量を制御されてエンジン４に供給される。又、前
記ガスパルプ３と一次空気バルプ８とは連動装置１１を
介して連動され、−次空気の流量とガスの流量との比が
常用運転域ではほぼ理論空燦比Ｃ空気過剰率がＬＯ）き
なるようになっており、これらは、アクセルワイヤ１２
を介して図示しないアクセルペダルで操作される。尚、
二次空気パルプ９は、ガス流量計２によって計測され九
ガス流量に基づいて制御される。１３はアルコールイン
ジェクタ１０を制御するコントローラであ）、改質ガス
の圧力が充分に高い時は要求流量のすべてを改質ガスで
まかなうと同時に、二次空気パルプ９を開いて混合気を
希薄化する。逆Ｋ、改質ガスの供給圧力が不充分である
か制限される場合は、要求流量に対する改質ガスの不足
分をアルコールの供給で補なうと同時に、二次空気バル
ブ■を閉じて空燃比を理論空燃比に近付ける。
気導入路６と二次空気導入路Ｔとに流入する。両導入路
１７には一次空気バルプ８、二次空気パルプ９が設けら
れ、両パルプ８，９で流量制御された一次空気と二次空
気とが合流してエンジン４に供給される。尚、改質ガス
及び空気の各人口１，５は大気圧と略等しく、エンジン
４の吸入負圧で改質ガス及び空気がそれヤれの通路を流
れ未改質のアに＝−ルはアルコールインジェクタ１０に
より流量を制御されてエンジン４に供給される。又、前
記ガスパルプ３と一次空気バルプ８とは連動装置１１を
介して連動され、−次空気の流量とガスの流量との比が
常用運転域ではほぼ理論空燦比Ｃ空気過剰率がＬＯ）き
なるようになっており、これらは、アクセルワイヤ１２
を介して図示しないアクセルペダルで操作される。尚、
二次空気パルプ９は、ガス流量計２によって計測され九
ガス流量に基づいて制御される。１３はアルコールイン
ジェクタ１０を制御するコントローラであ）、改質ガス
の圧力が充分に高い時は要求流量のすべてを改質ガスで
まかなうと同時に、二次空気パルプ９を開いて混合気を
希薄化する。逆Ｋ、改質ガスの供給圧力が不充分である
か制限される場合は、要求流量に対する改質ガスの不足
分をアルコールの供給で補なうと同時に、二次空気バル
ブ■を閉じて空燃比を理論空燃比に近付ける。
ところが、上記のように焼料要求流量とガス流量との差
を液体アルコールの噴射によってまかなうようＫした場
合は、アルコールインジェクタ（電磁弁）１０をゼロ（
すなわち０Ｎ−ＯＦＦデユーティ比０）から噴射動作し
はじめる必要がある。
を液体アルコールの噴射によってまかなうようＫした場
合は、アルコールインジェクタ（電磁弁）１０をゼロ（
すなわち０Ｎ−ＯＦＦデユーティ比０）から噴射動作し
はじめる必要がある。
しかしながら、噴射開始時には微量の流量調整が困難で
あるので、実際には必要量以上のアルコールが噴射供給
されてしまう結果、第２図に二点鎖線で示すようにアル
コールの供給開始時に燃料供給量が急増してエンジンの
軸トルクが急増する。
あるので、実際には必要量以上のアルコールが噴射供給
されてしまう結果、第２図に二点鎖線で示すようにアル
コールの供給開始時に燃料供給量が急増してエンジンの
軸トルクが急増する。
このために、改質ガスからアルコールへの遷移領域又は
、アルコールの添加開始領域で運転状態が急変すると同
時に、燃費が悪化するという問題点があった。
、アルコールの添加開始領域で運転状態が急変すると同
時に、燃費が悪化するという問題点があった。
本発明は上記の如き従来の問題点に着目してなされたも
のであって、アルコール供給開始時における亀科流量の
不要な増加分を改質ガス流量の減少で適正補正するとと
Ｋより、アルコールへの遷移時に見られたショック及び
蟻費Ｏ悪化を予防することを目的とする。
のであって、アルコール供給開始時における亀科流量の
不要な増加分を改質ガス流量の減少で適正補正するとと
Ｋより、アルコールへの遷移時に見られたショック及び
蟻費Ｏ悪化を予防することを目的とする。
以下に本発明を図示された実施ｆｌＫ基づいて詳細ＫＩ
Ｎ明する。
Ｎ明する。
第３図は本発明の一実施例を示すシステム図であり、エ
ンジン２０の排気系に介装した改質容器２１内には改質
触媒を収容した改質器２２を鵜着しておシ、図示しない
燃料タンクからポンプを経て送り出されたアルコールは
、遮断弁２３、逆止弁２４を備えたアルコール通路２５
を通シ、ガスクーラ２６を介して改質器２２に送シ込ま
れる。
ンジン２０の排気系に介装した改質容器２１内には改質
触媒を収容した改質器２２を鵜着しておシ、図示しない
燃料タンクからポンプを経て送り出されたアルコールは
、遮断弁２３、逆止弁２４を備えたアルコール通路２５
を通シ、ガスクーラ２６を介して改質器２２に送シ込ま
れる。
改質器２２に供給されたアルコールは、エンジン２０の
排気熱で加熱保持されている改質触媒で熱分解されて改
質ガスとなシ、ガス通路２７からガスクーラ２６に供給
されてアルコールを熱交換され友後にガスパルプ２８で
流量を制御されてガスノズル２９から吸気通路３０に供
給される。３１はガスマニフオールド、３２は改質器２
２に供給される排気の流量（改質器の加熱容量）を制御
する排気バイパス弁である。
排気熱で加熱保持されている改質触媒で熱分解されて改
質ガスとなシ、ガス通路２７からガスクーラ２６に供給
されてアルコールを熱交換され友後にガスパルプ２８で
流量を制御されてガスノズル２９から吸気通路３０に供
給される。３１はガスマニフオールド、３２は改質器２
２に供給される排気の流量（改質器の加熱容量）を制御
する排気バイパス弁である。
ガスパルプ２８の上流には、改質器２２内での改質反応
のパラメータである改質ガスの供給圧力を検出する圧力
センサ３ｓと、ガス圧力が異常に上昇した時に開く安全
弁３４とを設けている。
のパラメータである改質ガスの供給圧力を検出する圧力
センサ３ｓと、ガス圧力が異常に上昇した時に開く安全
弁３４とを設けている。
空気は図示しないエアクリーナがら空気流量センサ３５
を通ってエアパルプ３６で流量制御されて吸気通路３０
に流入し、前記ノズに２ｓから流入した改質ガスと混合
してエンジン２０に供給される。又、未改質のアルコー
ルは、アルコールインジェクタ３７で流量制御されてエ
ンジン２０１７）各吸気ボート部に噴射供給される。３
８はアルコールの供給圧力を制御するプレッシャレギュ
レータ、３９は余剰のアルコールをタンクに戻すリター
ン通路である。
を通ってエアパルプ３６で流量制御されて吸気通路３０
に流入し、前記ノズに２ｓから流入した改質ガスと混合
してエンジン２０に供給される。又、未改質のアルコー
ルは、アルコールインジェクタ３７で流量制御されてエ
ンジン２０１７）各吸気ボート部に噴射供給される。３
８はアルコールの供給圧力を制御するプレッシャレギュ
レータ、３９は余剰のアルコールをタンクに戻すリター
ン通路である。
上記カスパルプ２８、エアパルプ３６及びアルコールイ
ンジェクタ３Ｔを制御するコントローラ４０には、運転
者が操作するアク七ルペダル等の操作量からアクセル開
度を検出するアク竜ル開度セン？４１と、ガス圧力セン
サ３３と、エンジン２００回転数を検出する回転センサ
４２と、前記空気流量センサ３５と、の出力がそれぞれ
供給され、これら各センサの出力信号に応じて演算した
改質ガス、アルコール、空気の最適供給量を実現すべく
ガスパルプ２８、エアパルプ３６及びアルコールインジ
ェクタ３７を制御するようにしている。４３．４４はサ
ーボバルブである。
ンジェクタ３Ｔを制御するコントローラ４０には、運転
者が操作するアク七ルペダル等の操作量からアクセル開
度を検出するアク竜ル開度セン？４１と、ガス圧力セン
サ３３と、エンジン２００回転数を検出する回転センサ
４２と、前記空気流量センサ３５と、の出力がそれぞれ
供給され、これら各センサの出力信号に応じて演算した
改質ガス、アルコール、空気の最適供給量を実現すべく
ガスパルプ２８、エアパルプ３６及びアルコールインジ
ェクタ３７を制御するようにしている。４３．４４はサ
ーボバルブである。
第４図は本紀コントローラの信号処理手順の一例を示す
ブロックダイアダラムであシ、エアパルプ演算ユニット
４ｓはガス圧力センサ３３から出力されたガス供給圧力
ｐｆと、アクセル開度センサ４１から出力されたアクセ
ル開度Ｓとを入力してエアパルプ開度Ｖａを演算し、と
ａｍ度信号に基ツイテエアパルプ３６を作動させる。こ
の時１、 ガス供給圧力ｐｆが充分に高い場合は、アク
セル開１［ＳＫ対するエアパルプ開［Ｖａの割合を大き
くシ、逆に、ガス供給圧力ｐｆが低い場合はエアパルプ
開１［Ｖａの割合が小さくなる。尚、ガス供給圧力ｐｆ
がゼロである時は、アクセル開［８とエアパルプ開度Ｖ
ａとの割合がアルコールエンジンの場合と同一値に設定
される。
ブロックダイアダラムであシ、エアパルプ演算ユニット
４ｓはガス圧力センサ３３から出力されたガス供給圧力
ｐｆと、アクセル開度センサ４１から出力されたアクセ
ル開度Ｓとを入力してエアパルプ開度Ｖａを演算し、と
ａｍ度信号に基ツイテエアパルプ３６を作動させる。こ
の時１、 ガス供給圧力ｐｆが充分に高い場合は、アク
セル開１［ＳＫ対するエアパルプ開［Ｖａの割合を大き
くシ、逆に、ガス供給圧力ｐｆが低い場合はエアパルプ
開１［Ｖａの割合が小さくなる。尚、ガス供給圧力ｐｆ
がゼロである時は、アクセル開［８とエアパルプ開度Ｖ
ａとの割合がアルコールエンジンの場合と同一値に設定
される。
負荷演算二″ニット４ｓはアクセル開＊Ｓとエンジン回
転数ｎｅとに基づいてエンジン２００１！求負荷、つｔ
シ、負荷率りを演算する。ガス／燃比演算エニツ）４７
は、負荷率りに対するガス／燃比αｔｏを算出し、ガス
供給圧力ＰｒＫ基づいて限界ガス／燃比演算ユニット４
８から出力された限界ガス／燃比αｙｔｍと上記ガス／
燃比α１０とのいずれか少ないほうが選択されてガス／
燃比設定ユニット４９で実際のガス／燃比αｆが設定さ
れるが、アルコールの供給開始時にはガス／燃比αｆ。
転数ｎｅとに基づいてエンジン２００１！求負荷、つｔ
シ、負荷率りを演算する。ガス／燃比演算エニツ）４７
は、負荷率りに対するガス／燃比αｔｏを算出し、ガス
供給圧力ＰｒＫ基づいて限界ガス／燃比演算ユニット４
８から出力された限界ガス／燃比αｙｔｍと上記ガス／
燃比α１０とのいずれか少ないほうが選択されてガス／
燃比設定ユニット４９で実際のガス／燃比αｆが設定さ
れるが、アルコールの供給開始時にはガス／燃比αｆ。
が一定の時間を九は一定の負荷条件のもとでのみ小さく
なるようにしている。
なるようにしている。
歳科演算ユニット５０は、空気流量センサ３５から出力
された吸入空気流量Ｇａとガス／燃比設定ユニット４９
から出力され九ガス／燃比αＶとを入力してエンジンの
燃料要求流量Ｇｆを演算する。尚、この要求流量Ｇｆは
、理論空挑比ｍ□定数をＣとすると となるが、ガス供給圧力Ｐｔが高くて負荷率りが小さい
時はガス／燃比αｆを大きくし丸うえで空気過剰率をも
大きくして熱効率をよシ高くするようＫしている。
された吸入空気流量Ｇａとガス／燃比設定ユニット４９
から出力され九ガス／燃比αＶとを入力してエンジンの
燃料要求流量Ｇｆを演算する。尚、この要求流量Ｇｆは
、理論空挑比ｍ□定数をＣとすると となるが、ガス供給圧力Ｐｔが高くて負荷率りが小さい
時はガス／燃比αｆを大きくし丸うえで空気過剰率をも
大きくして熱効率をよシ高くするようＫしている。
又、上記のようにして得られ九ガス／燃比αｆと燃料要
求流量Ｇｆとをガス流量演算ユニット５１及びアルコー
ル流量演算エニツ）５２に供給して改質ガスの供給量Ｑ
ｆとアルコールの供給量Ｑｔとを算出し、これらの流量
を実現させるべくガスバルブ２畠とアルコールインジェ
クタ３７とをそれぞれ制御する。
求流量Ｇｆとをガス流量演算ユニット５１及びアルコー
ル流量演算エニツ）５２に供給して改質ガスの供給量Ｑ
ｆとアルコールの供給量Ｑｔとを算出し、これらの流量
を実現させるべくガスバルブ２畠とアルコールインジェ
クタ３７とをそれぞれ制御する。
尚、各ユニット５１．５２の出力信号Ｑｔ、Ｑｔは、
Ｇｔ＝αＶ・Ｇｆ
Ｇｔ、、、（１−αｆ）轡Ｇｆ
で与えられることは勿論である。
即ち、通常の領域では、ガス／燃比αｆを大きくして改
質ガスを主として使用することでエンジン２０の熱効率
を向上できるが、アルコールインジェクタ３１を使用し
九場合は、アルコールの供給がステップ的に開始される
。すなわちアルコールインジェクタ３Ｔはその燃料制御
特性（燃料流量−デユーティ）がほぼリニヤな関係にあ
る範囲内（例えば、５０％付近）で使用するよう図られ
るため、遷移時に所定量の燃料が可及的に供給されると
とＫなる。従って、このアルコールの供給による不要な
増加分だけガス／燃比αｆを小さくして第５図に示すよ
うに改質ガスの供給量を一時的に減少させれば、全体の
燃料流量がなめらかに変化するので、アルコールの供給
開始時の運転ショックが回避され、エンジンの運転性及
び燃費が向上する。
質ガスを主として使用することでエンジン２０の熱効率
を向上できるが、アルコールインジェクタ３１を使用し
九場合は、アルコールの供給がステップ的に開始される
。すなわちアルコールインジェクタ３Ｔはその燃料制御
特性（燃料流量−デユーティ）がほぼリニヤな関係にあ
る範囲内（例えば、５０％付近）で使用するよう図られ
るため、遷移時に所定量の燃料が可及的に供給されると
とＫなる。従って、このアルコールの供給による不要な
増加分だけガス／燃比αｆを小さくして第５図に示すよ
うに改質ガスの供給量を一時的に減少させれば、全体の
燃料流量がなめらかに変化するので、アルコールの供給
開始時の運転ショックが回避され、エンジンの運転性及
び燃費が向上する。
上記実施例では、ガスバルブ２８を可変制御して改質ガ
スの供給量を一時的に減少させるようにしているが、第
６図に示すように１ガスパルプより下流のガス供給通路
５３に補助バルブ５４を設秒、この補助パルプ５４を開
度調整して改質ガスの供給量を一時的に減少させても良
く、あるいは第７図に示すように、オリフィス５５を儂
えた主通路５６と、補助パルプ５４を設けた補助通路５
７とを並設して補助パルプ５４の開閉にともなって改質
ガスの供給量を可変補正することもできる。
スの供給量を一時的に減少させるようにしているが、第
６図に示すように１ガスパルプより下流のガス供給通路
５３に補助バルブ５４を設秒、この補助パルプ５４を開
度調整して改質ガスの供給量を一時的に減少させても良
く、あるいは第７図に示すように、オリフィス５５を儂
えた主通路５６と、補助パルプ５４を設けた補助通路５
７とを並設して補助パルプ５４の開閉にともなって改質
ガスの供給量を可変補正することもできる。
以上説明し丸ように本発明によれば、改質ガスの運転中
のアルコールの添加開始時に一定の時間だ社改質ガスの
流量を減少補正させるようにしたものであるから、通常
のアルコールインジェクタでアルコールを添加供給する
ようにした場合にもアルコールの供給開始時に燃料が必
要量以上に供給されるおそれがなく、エンジンの運転性
と燃費とを向上できると共に１排気特性の悪化を防止で
きる。
のアルコールの添加開始時に一定の時間だ社改質ガスの
流量を減少補正させるようにしたものであるから、通常
のアルコールインジェクタでアルコールを添加供給する
ようにした場合にもアルコールの供給開始時に燃料が必
要量以上に供給されるおそれがなく、エンジンの運転性
と燃費とを向上できると共に１排気特性の悪化を防止で
きる。
第１ｖＡＦｉ従来例の系統図、第２図は燃料制御特性図
、第３図は本発明の一実施例の系統図、第４図は第３図
のコントローラのブロックダイアダラム、第５図は実施
例による燃料の制御特性図、第６図及び第７図はそれぞ
れ本発明の他の実施例のｌ！部の断面図である。 ２０・・・エンジン ２２・・・改質器 ２８・・
・ガスバルブ ３０・・・吸気通路 ３３・・・圧
力センサ ３５・・・空気流量センサ ３６・・・
エアノ（ルブ ３７・・・アルコールインジェクタ
４０・・・コントローラ ４１・・・アクセル開度
センサ４２・・・回転センサ ５４・・・補助／＜ル
プ特許出 願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士笹 島 富二雄
、第３図は本発明の一実施例の系統図、第４図は第３図
のコントローラのブロックダイアダラム、第５図は実施
例による燃料の制御特性図、第６図及び第７図はそれぞ
れ本発明の他の実施例のｌ！部の断面図である。 ２０・・・エンジン ２２・・・改質器 ２８・・
・ガスバルブ ３０・・・吸気通路 ３３・・・圧
力センサ ３５・・・空気流量センサ ３６・・・
エアノ（ルブ ３７・・・アルコールインジェクタ
４０・・・コントローラ ４１・・・アクセル開度
センサ４２・・・回転センサ ５４・・・補助／＜ル
プ特許出 願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士笹 島 富二雄
Claims (1)
- アルコールを改質して得喪可燃成分を主成分とする改質
ガスと未改質のアルコールとをエンジンの各種運転条件
の検出結果に基づいてそれぞれ又は同時に吸気系に供給
制御するようＫし九アルコー＾改質ガスエンジンにおい
て、改質ガスでの運転中のアルコールの添加開始時にア
ルコールを噴射供給するアルコールインジェクタの作動
開始時点から一定の時間又は一定の負荷条件の間だけガ
ス供給量を減少補正する制御手段を設けたことを特徴と
するアルコール改質ガスエンジンの混合気制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57000605A JPS58119943A (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | アルコ−ル改質ガスエンジンの混合気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57000605A JPS58119943A (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | アルコ−ル改質ガスエンジンの混合気制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58119943A true JPS58119943A (ja) | 1983-07-16 |
Family
ID=11478358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57000605A Pending JPS58119943A (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | アルコ−ル改質ガスエンジンの混合気制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58119943A (ja) |
-
1982
- 1982-01-07 JP JP57000605A patent/JPS58119943A/ja active Pending
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