JPS5939970A - エンジンの点火時期制御装置 - 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】 本発明は、エンジンの点火時期制御装置に関する０ 近年、エンジンの燃料としてアルコールを改質器で改質
した水素含有の改質ガスとガソリンとを併用し、該改質
ガスとガソリンとをそれぞれエンジンの吸気系に別糸路
で供給する技術が開発されてきている。しかし、アルコ
ールブレンドガソリンを用いて上記改質ガスとガソリン
とを得る場合、燃料タンク内におけるアルコールとガソ
リンの混合割合が変わると、エンジンの吸気系に対すル
上記改質ガスの供給量が変わり、また、アルコールとガ
ソリンの混合割合が一定でも改質器の性能等に応じて上
記改質ガス供給能カに変化を生じ、結局、吸気糸に供給
されるガソリンに対する改質ガスの量が変化することが
ある。

しかして、上記改質ガス中の水素は燃焼性が良イコとか
ら、改質ガス量が変化するとエンジン燃焼室での燃焼速
度が変化し、エンジンの最適点火時期はエンジン負荷、
エンジン回転数など運転条件に応じて設定される点火時
期と一致しなくなる。

つまり、改質ガス量が多くなると早期着火を引き起こし
、急激な燃焼によって排気ガス中のＮＯＸが増大し、逆
に、改質ガス量が少なくなると、最適点火時期よりも遅
れ側で点火するため燃費が悪くなるという不具合が生じ
る。

これに対して、従来、特開昭６．２−／／Ｊグ．２乙号
公報に記載されている如く、アルコールからの改質ガス
のみを燃料とするエンジンにおいて、点火時期をエンジ
ン回転数、負荷、シリンダ内圧等で制御する提案はある
が、上記改質ガスとガソリンを併用する場合は、ガソリ
ンの量に対する改質ガスの量が問題となり、上記提案で
は点火時期を正確に制御することが困難である。

本発明は、かかる点に鑑み、アルコール改質ガスとガソ
リンとを別糸路で吸気系に供給するようにしたエンジン
において、改質ガスとガソリンとの供給割合を検出し、
改質ガス量が多くなるにしたがってエンジンの点火時期
を遅らせ、ＮＯＸの発生や燃費の悪化を防止したエンジ
ンの点火時期制御装置を提供するものである。

以下、本発明の構成を実施例につき図面に基づいて説明
する。

〈実施例／〉 本例は第／図および第２図に示されている。

１はエンジン、２は該エンジン１の吸気通路、６は同エ
ンジン１の排気通路、４はアルコールとガソリンの混合
燃料を貯留した燃料タンクである。

上記排気通路６には、混合燃料中のアルコールを水素と
一酸化炭素とからなる改質ガスに改質する改質器５が設
けられている。改質器５の内部には、改質触媒を充填し
た燃料通路か配設されており、該燃料通路は入口が前記
燃料タシク４に液状燃料導入通路６を介して接続され、
混合燃料か燃料タンク４からポシプ１５で送られてぐる
ようになっている。そして、この改質器５では燃料通路
の外周囲にエンジン１からの排気ガスを供給し、排気ガ
スの熱を利用して改質触媒の活性を促すようになされて
いる。改質触媒としては、ｐｔ，ｐｄ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｉ
ｒ，Ｏｓ等の貴金属あるいはＮｉ，ＣｏＩＦｅ，Ｃｒ，
Ｚｎ等の卑金属のいずれか７つ又はこれらを組み合わせ
たものが使用される。

一方、改質器５の燃料通路の出口は、逆流阻止用のチェ
ック弁７を介設したガス状燃料導入通路８を介して熱交
換器９に接続されている。この熱交換器９は、その内部
を前記液状燃料導入通路６が通り抜けており、該液状燃
料導入通路６を流れる比較的低温の混合燃料と、改質器
５かも送られる高温のガス状燃料との間で熱交換を行な
わしめ混合燃料を加温するとともに、ガス状燃料を冷却
して改質ガスと液体のガソリンとに分離するようになさ
れている。

上記熱交換器９の土壁には、逆流阻ＩＬ用のチェック弁
１０を介設した改質ガス供給通路１１の一端が接続され
、改質ガス供給通路１１の他端はエンジン１の吸気通路
２の上流側に設けたミキサー１２に接続されている。ま
た、熱交換器９の底壁には、ガンリン供給通路１３の一
端が接続され、ガソリン供給通路１３の他端は前記吸気
通路２の下流側に設けた気化器１４に接続されている。

なお、第／図中、１６はエアクリーナである。

そうして、上記改質ガス供給通路１１には、第２ν１に
示す如くオリフイス１７が設けられており、オリフイス
１７の上流側と下流側との差圧およびベンチュリ負圧か
ら改質ガスとガソリンとの供給割合を検出し、改質ガス
の割合が多くなるにしたかってエンジンの点火時期を遅
らせるようになされている。

すなわち、第２図において、１８は上記供給割合を検出
する検出器、１９はエンジンの点火時期を制御する点火
時期制御手段、２０は検出器１８の作動を受けて点火時
期制御手段１９の作動を補正する補正手段であり、上記
検出器１８は、ダイヤフラム型の第／アクチュエータ２
１と第２アクチュエータ２２を備える。

第／アクチュエータ２１は、タイヤフラム２３で仕切ら
れた高圧室２４と低圧室２５とを備え、かつ、ダイヤフ
ラム２６（Ｊスプリング２６て高圧室２４側へ付勢され
ている。そして、高圧室２４は上記改質ガス供給通路１
１のオリフィヌ１７の上流側に、また、低圧室２５はオ
リフィス１７の下流側にそれぞれ連通している。また、
第２アクチーエー夕２２は、ダイヤフラム２７で仕切ら
れた負圧室２８と大気室２９とを備え、かつ、ダイヤフ
ラム２７はスプリング３Ｕて大気室２９側へ付勢されて
いる。そして、負圧室２８は吸気通路２の気化器１４の
ベンチュリ部６１に連通し、大気室２９は大気に開放し
７ている。そして、第／アクチュエータ２１のダイヤフ
ラム２６と第２アクチュエータ２２のダイヤフラム２７
とは、それぞれの低圧室２５および負圧室２８を貫ｄす
る連結ロッド３２で連結されている。

一方、点火時期制御千段１９は、真空進角装置を適用し
たもので、吸気通路２におけるスロノトル弁３３の全閉
位置よりも若干上流側でスロノトル弁６３が開いたとき
（第２図のスロノトル弁６３の作動位置）、その下流側
に位置する所謂ＶＣホール位置の負圧が真空進角用ダイ
ヤフラム６４に連通路６５を介して作用するようになさ
れている０また、上記補正手段２０は、真空進角用ダイ
ヤフラム６４に作用する負圧の大きさを検出器１８の作
動により制御するもので、一端が上記連通路３５に連通
し、他端が大気に開放した弁室６６を備え、該弁室６６
の大気開口部に弁休６７が設けられ、該弁体６７が上記
検出器１８の第２アクチュエータ２２のダイヤフラム２
７にロノド６８を介して連結されており、該ロノド６８
の進退により上記弁休６−７が作動して弁室６６の大気
開放面積を調整するようになされている。

次に上記実施例の作動を説明すれは、エンジン１が運転
されると、ポンプ１５の作動番こより燃料タンク４から
混合燃料が改質器５に圧送される。

その際、この混合燃料は熱交換器９で予熱される。

改質器５は排気ガスにより高温に保持されているため、
上記予熱された混合燃料中のアルコールを改質ガスに効
率良く改質するとともに、ガソリンをガス状にする。こ
のガス状になった混合燃料は熱交換器９に送られて冷却
され、改質ガスと液体のガソリンとに分離して熱交換器
９因に貯留される。そして、この通常運転時にはミキサ
ー１２に作用する負圧も大きくなっており、かつ、ポン
プ１５によるポンプ圧もあって、改質ガスはミキサー１
２から吸気通路２へ、また、ガソリンは気化器１４から
吸気通路２へ供給される。

しかして、スロットル弁６６が所定角度開いた状態にあ
るときは、ミキサー１２および気化器１４に作用する負
圧に応じて改質ガスとガソリンとが所定の割合で供給さ
れる。そして、検出器１８の第／アクチュエータ２１の
グイヤフラム２６は改質ガス供給通路１１におけるオリ
フィス１７の上流側と下流側の差圧に応じて所定位置に
付勢されるとともに、第２アクチュエータ２２のダイヤ
フラム２７もそのときのベンチュリ負圧に応じて所定位
置へ付勢され、両ダイヤフラム２６、２７の相対的力関
係で、補正手段２０の人気開放面積が定まっている。

この状態において、改質ガスの供給割合が多くなると、
オリフィス１７の上流側と下流側の差圧が大きくなるこ
とにより、第／アクチーエータ２１のグイヤフラム２６
、連結ロソド６２、第２アクチュエータ２２のダイヤフ
ラム２７およびロツド６８を介して補正手段２０の弁体
６７が開方向（第２図では下方冫へ移動し、大気開放面
積が大きくなる。従って、点火時期制御手段１９の真空
進角用ダイヤフラム６４に作用する負圧が小さくなり、
点火時期が遅くなる。

逆に、改質ガスの供給割合がガソリンに比べて少なくな
ると、オリフィス１７の上流側と下流側の差圧が小さく
なり、第／アクチュエータ２１のダイヤフラム２６が高
圧室２４１４１１へ付勢されて補正手段２０の弁体６７
が大気開放面積を減少する方へ（第２図の上方へ）移動
し、点火時期が早められる。

なお、スロノトル弁６６の開度を大きくすると、それに
応じて吸入空気量が増えるとともに、改質ガスおよびガ
ソリンの供給敵か増えるが、両者の供給割合には大きな
変化がない。このとき、オリフィス１７の上流側と下流
側の差圧が犬き〈なるか、同時に第２アクチュエータ２
２の負圧室２８にかかる負圧も大きくなり、結果的には
連結ロノド６２の移動は生じない。つまり、大気開放面
積の変化はなく、点火時期制御手段１９は吸気負圧の変
化のみに応じて点火時期を制御することになる０ 従って、本例においては、第／アクチュエータ２１のダ
イヤフラム２６と第２アクチュエータ２２のダイヤフラ
ム２７がそれぞれ受ける力の相対的関係から改質ガスと
ガソリンとの供給割合が検出されることになる。

〈実施例！〉 木例は第３図にその要部のみを示し、エンジンの吸気系
に供給される改質ガスとガソリンの絶対量から両者の供
給割合を検出し、点火時期を電気的に制御するものであ
る。

すなわち、本例の検出器は、改質ガス供給通路１１に介
設した改質ガス流量センサ４０と、ガソリン供給通路１
６に介設したガンリノ流量センサ４１と、両センサ４０
、４１で検出される流量から改質ガスとガソリンの供給
割合を演算する演算回路４２とからなる。そして、上記
演算回路４２は点火時期制御回路４３とともに補正手段
である点火時期補正回路４４に連係され、該点火時期補
ＩＦ回路４４はディス＾゛一一夕の躯動回路４５に連係
されている。点火時期制御回路にはエンジン負荷センサ
４６およびエンジン回転数センサ４７が連係されている
。

しかして、点火時期制御回路４６は、−１−シジン負荷
セシサ４６およびエンジン回４１ｉ数センサ４７からの
出力信号を受けてそのときの運転状態に応じた点火時期
を設定し、点火時期補正回１洛４４に出力する。点火時
期補正回路４４は、演′Ｉ，’，ｔ’回路４２および点
火時期制御回路４６からの出力１，＝ｉ号を受け、改質
ガスの供給割合が多くなるＣこしたがって、点火時期制
御回路４３で設定された点火時期を遅くするように補正
し、駆動回路４５１こ出力する，、以上のように、本発
明によれば、改質ガスとガソリンの供給割合を検出し、
改質ガスの割合が多くなるにしたがって点火時期を遅ら
せるようにしたため、早期着火による異常燃焼を防正し
てＮＯｘの低減を図ることができ、また、燃費の悪化も
防止することができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示し、第／図は実施例／の
エンジンの燃料供給装置の全体構成図、第．２図は同例
の要部を示す構成図、第３図は実施例２における第２図
と同様の図である。 １・・・・・・エシジシ、２・・・・・・吸気通路、３
・・・・・・排気通路、４・・・・・・燃料タンク、５
・・・・・・改質器、１１・・・・・・改質ガス供給通
路、１６・・・・・・ガソリン供給通路、１８・・・・
・・検出器、１９・・・・・・点火時期制御手段、２０
・・・・・・補正手段、４０・・・・・・改質ガス流１
１セン−サ、４１・・・・・・ガソリン流量センサ、４
６・・・・・・点火時期制御回路、４４・・・・・・点
火時期補正回路３９１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルコールを改質器により改質した水素含有の改
   質ガスとガソリンとをそれぞれ別糸路で吸気系に供給す
   るようにしたエンジンにお込で、エンジンの点火時期を
   制御する点火時期制御手段と、改質ガスとガソリンとの
   供給割合を検出する検出器と、該検出器により検出した
   上記供給割合において、改質ガスの割合が多くなるにし
   たがってエンジンの点火時期を遅らせる補正手段とを設
   けたことを特徴とするエンジンの点火時期制御装置。