JPS61129429A

JPS61129429A - アルコ−ル混合燃料エンジン

Info

Publication number: JPS61129429A
Application number: JP59250160A
Authority: JP
Inventors: Toru Okada; 徹岡田; Kazuhiro Shiraishi; 白石　一洋; Atsushi Isomoto; 磯本　淳; Izumi Arai; 泉新井
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1984-11-27
Filing date: 1984-11-27
Publication date: 1986-06-17

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、アルコールと１４種燃料（例えば、ガソリン
）との混合燃料を主燃料とするエンジン（以下；「アル
コール混合燃料エンジン」という、）に関する。

〔従来の技術〕

一般に、燃料として、メタノール、エタ／−ル等の１０
０％アルコールを用いたり、低温沸点成分を含む添加剤
等を混入しないアルコールを用いたりするアルコールエ
ンジンでは、エンジンの冷態始動および暖機は、がソリ
ンに比べて引火しにくいアルコールの特性によって非常
に困難なものとなる。

すなわち、アルコールはガソリンに比較して、気化潜熱
が太き（（約３倍）、低温沸点成分を含まない単一成分
で構成されており、引火点が高い特性を有しているため
、アルコールエンジンでは低温始動お上りＩｔｌｆｌに
困難を伴う。

そこで、同一エンジンに、アルコールとアルコールより
も燃焼性の高いｊ％種燃料としてのエンジンを個々別々
に供給したり、アルコールとがソリンとの混合燃料を供
給したりすることにより、低温始動性を向上させること
が考えられる。

このようなアルコール混合燃料エンジンでは、混合燃料
におけるアルコールの混合率（以下、［アルフール混合
牢」という、）または、混合燃料におけるガソリンの混
合率（以下、「Ｉｆソリン混合率」という、）を正確に
制御することが必要であり、特に、同一の主燃料タンク
にアルコールとガソリンとの混合燃料を蓄える型式のも
のでは、給油の際に、一方の燃料のみを給油することに
よって、主燃料タンク内のアルコール混合率が変化する
ことが考えられるので、主燃料タンクからエンジンの燃
料供給機構へ供給される混合燃料のアルコール混合率が
変化した場合にも、アルコール混合率が適切な値になる
ように、すなわち、〃ンリン混合率が所定値になるよう
に、アルコール混合率を変化させることが望ましい。

しかも、エンジンの暖機された後などの運転状態におい
ては、なるべくガソリンを減少させて、アルコールを主
体とした混合燃料とすることが望まれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来のアルコール混合燃料エ
ンジンでは、アルコールとがソリンとの混合率に応じて
エンジンの運転パラメータ（空燃比１点火時期、圧縮比
、ＥＧＲ率等）を変更することが望ましい。

すなわち、アルコールとエンシンとの混合率において、
ガソリンの多い状態でエンジンの運転状態を最適の状態
となるように設定した場合に、アルコールの多い混合燃
料を供給すると、アルコールの方がエンシンよりも／ツ
キングの防止効果が高いので進角させた方が、よりエン
ジンの出力特性を向上させることができる。

また、逆にアルコールの多い状態でエンジンの運転状態
を設定した場合に、アルコールの少ない混合燃料を供給
すると、ノッキングする恐れがある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、アルコールと異種燃料との混合燃料のアルコール混合
率に応じて、エンジンの運転パラメータを制御すること
ができるようにした、アルコール混合燃料エンジンを提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため本発明のアルコール混合燃料エンジンは、アル
コールとアルコールよりも燃焼性の高い異種燃料との混
合燃料で作動するエンシンにおいて、同エンジンへ上記
混合燃料を供給する燃料供給機構をそなえ、上記エンジ
ンへ供給される混合燃料におけるアルコールの混合率を
検出しうるアルコール混合率センサが設けられるととも
に、同アルコール混合阜センサからの検出値に応じて上
記エンクンの運転パラメータを制御しうる制御手段が設
けられたことを特徴としている。

〔作　用〕

上述の本発明のアルコール混合燃料エンジンでは、アル
コール混合率センサからの混合燃料のフルフール混合率
を検出して、この検出値に基づき、制御手段により、エ
ンジンの運転パラメータ（過給圧、空燃比１点火時期、
圧縮比、ＥＧＲ率）を制御することができる。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例についで説明すると、
第１〜１１図は本発明の第１実施例としてのアルコール
混合燃料エンジンを示すもので、第１図はその概略構成
図、第２図はその制御要領を説明するための７０−チャ
ート、第３図はその作用を示すグラフ、第４．５図はい
ずれもそのアルコール混合率センサを示す構成図、第６
図はそのアルコール混合率センサの作用を説明するため
のグラフ、第７図はその気化器式燃料供給装置の構成を
示す模式図、第８〜１０図はその作用を説明するための
グツ７、第１１図はその制御要領を示す７０−チャート
であり、第１２〜１５図は本発明の第２実施例としての
アルコール混合燃料エンジンを示すもので、第１２図は
その概略構成図、第１３図はその制御要領を説明するた
めの７０−チャート、第１４．１５図はその作用を説明
するためのグラフであり、第１６〜２０図は本発明の第
３実施例としてのアルコール混合燃料エンジンを示すも
ので、第１６．１７図はいずれもその概略構成図、第１
８〜２０図はいずれもその制御要領を示す７０−チャー
トである。

第１図に示すごとく、本発明のｌｌ５１実施例では、自
動車用往復動式内燃ｆｉｌｌｌ（以下単に「エンジン」
という）Ｅには、その／ツキングの有無を検出する／ツ
クセンサ（／ツキング検出手段）５７が設けられている
。

また、キースイッチのスタート位置を検出するキースイ
ッチスタート位置検出センサ１５．キースイッチのイグ
ニツシ１ン位置を検出するキースイッチイグニフシクン
位置検出センサ１７．燃料キャップの開閉状態を検出す
る燃料キャップセンサ７１．エンジン回転数を検出する
回転数センサ（エンジン回転数検出手段）７２１エンジ
ン負荷を検出する負荷センサ（エンジン負衡検出手段）
７３お上り吸入空気量を検出するエア７ａ−センサ８５
が設けられている。

そして、これらのセンサ５７，１５．１７．７１〜７３
からの検出信号は制御手段としてのコンビエータ１６へ
入力されるようになっている。

また、制御手段１６からの制御信号がインノエクタ７０
へ供給されるようになうていて、これにより、インノエ
クタ７０の開弁時ｍＤｅが制御され、吸気通路３２を通
じてエンジンＥへ供給される燃料量が調整される。

このエンジンＥは、そのシリンダ６０の容積を、クラン
ク軸を回転させるピストン５９とは別のサブピストン６
１によってもｉｌＩ！贅できるよう（二なっており、こ
の調整は、アクチェエータ６２でサブピストン６１を駆
動することにより行なわれる。

この上うに、シリング容積を変更することがで務るので
、圧縮比を変えることができる。

そして、コンビエータ１６から出力されろフルコール、
ガソリンまたはこれらの混合燃料に適した点火進角信号
は、ディストリビエータ５８を介して各点火プラグへ供
給されるようになっている。

なお、第１図中の符号５６はトランスミツシランを示し
でいる。

また、第４図に示すように、アルコールとアルコールと
は別異の異種燃料であるガソリンとの混合燃料を蓄える
主燃料タンク１の内壁１ａに、アルコール混合率センサ
Ｄが配設されており、このアルコール混合率センサ本体
４２には、２つの電？１ｉ４３．４４が所定開隔をおい
て配設されでおり、両電極４３，４４１１１１には直流
電圧源（バフテリ）４５からの設定電圧が印加されるよ
うになっている。

そして、回路４６中には、スイッチ５５が介装されると
ともに、アルコール混合率測定手段を構成する電流計４
７が介装されており、この電流計４７で検出された電流
値は目視により測定されたり、電流計４７の抵抗器のＷ
ｔＩ端部からの電圧値がアンプ４８に送られて、このア
ンプ４８により適宜増幅された信号がＡ／Ｄ変換器４９
暮によりデノタル化された後、制御手段としてのコンピ
ュータ（ＣＰＵ）１６へ混合燃料の混合率情報として送
られるようになっている。

なお、ここで、７ンプ４８およびＡ／Ｄ変換器４９を省
略して、他の変換器等をそなえるようにしてもよい。

アルコール混合率センサＤは上述のごと（構成されてい
るので、アルコールとガソリンとの混合液中のアルコー
ルの混合率を測定するに際して、まずスイッチ５５をオ
ン（閉）状態として、電極４３゜４４闇に所定電圧を印
加し、回路４６中を流れる電流の値を、電流計４７によ
って検出する。

二の電流値は、混合液の電気伝導率（導電率）によって
定まるようになっていで、混合液の電気伝導率は、アル
コールとガソリンとの混合の割合に応じで定まる。

すなわち、アルコールの電気伝導率とγソリンの電気伝
導率とは大きく異なり、ガソリンはほぼ非電気伝導体で
あって、アルコールの電ＩＣ伝導率はガソリンの電気伝
導率よりも大きいことが一般に知られている。

これに上り、アルコールとガソリンとの混合演において
は、第６図に示すようにその混合率に応じては１ｒＩｉ
形に電気伝導率が変化するのである。

そして、このようにして求められた混合率が、アンプ４
８やＡ／Ｄ変換器４９を介してコンピュータ１６へ送ら
れろ。

なお、主燃料タンク１には、第４図に２点鎖線で示すよ
うに、攪拌用スクリュープロペラ５１および図示しない
駆動装置を設けるようにしてもよく、この場合には、ア
ルコールとガソリンとが相分離を起こしても、予め攪拌
することにより、正・確な測定を行なうことができる。

また、アルコール混合率センサＤは、第５図に示すよう
に、主燃料タンク１とインゾェクタ７゜とを連通する燃
料供給路５２に配設してもよく、この場合、燃料ポンプ
５３によりインゾェクタ７゜へ燃料が供給されるように
なっている。

そして、ｔＩ４５図に示すアルコール混合率センサＤで
は、アルコールとエンジンとの相分離がより生じにくく
なっているので、より正確な混合率を求めることができ
る。

なお、混合液に対するガソリンの比率や、アルコールと
ガソリンとの割合を導出するように構成してもよく、電
気伝導率の代わりに電気抵抗率を求めてもよく、さらに
、アルコール混合率センサ本体４２の近傍に温度センサ
を付設して、温度補正を行なうように構成してもよい。

なお、この実施例は、燃料噴射弁（インジェクタ）７０
をそなえたものについてホしたが、第７図に示すように
、気化器２をそなえたものについても適泪できる。

すなわち、アルコールとアルコールとは別異の異種燃料
である（アルコールよりも燃焼性の高い異種燃料である
）ガソリンとの混合燃料を蓄える主燃料タンク１が設け
られており、このタンク１は燃料供給機構ＦＳとしての
気化器２の７０−ト室３へ燃料供給路５２を通じて燃料
としてのアルコールを７０−）３ａで調節しつつ供給す
るようになっている。

さらに、アルコールよりもｍ現性の高い異種燃料として
のガソリンのみを蓄える補助燃料タンク４が設けら枕て
おり、このタンク４は、流量１Ｒ整弁としての電磁式ソ
レノイー弁６を介装された補助通路８を通じて主通路９
を構成するメインウェル１０の上ＷＧ　１０　ａへガソ
リンを供給しうるようになっている。

そして、メインウェル１ｏの上部１０ｍよりも上ｆｉｔ
＠の補助通路８には、小径のオリフィス１３が介装され
ている。

電磁式ソレノイド弁６は、常時は開状態となっていて、
水温センサ１４からのエンジン冷却水ないし潤滑油の温
度検出信号が所定温度（例えば６０℃）以下で、かつ、
キースイッチスタート位置検出センサ１５からのエンジ
ン作動検出信号を受けたときに、制御手段（制御回路）
１６からの制御信号により、エンジン始動に連動して開
状態となるようになっている。

また、電磁式ソレノイド弁６は、常時閉状態となってい
て、水温センサ１４からのエンジン冷却水ないし潤滑油
の温度検出信号が所定温度（例えば６０℃）以下で、か
つ、キースイッチイブニラシラン位置検出センサ１７か
らのエンジン暖機検出信号を受けたときに、制御手段１
６からの制御信号により、エンジン暖磯時（冷態状？Ｉ
）に連動して開状態となるようになっている。

そして、このと訃の電磁式ソレノイド弁６の開弁時間は
、制御手段１６からのデユーティ制御信号により、ｌｌ
Ｉ整されるようになっている。

なお、エンジンＥには、ノックセンサ５７がイ寸役され
ており、このノックセンサ５７１こより、エンジンＥの
／ツキング状態を検出した場合に、制御手段１６から電
磁式ツレメイド弁６へ開制御信号を供給する。

また、主燃料タンク１の内’Ｊ１ｇには、アルコール混
合率センサＤが配設されている。

このようにして、７０−ト室３からメインウェル１０へ
供給される混合燃料のフルフール混合率を検出すること
ができ、この検出されたフルフール混合率に応じて、電
磁式ンレノイド弁６を適宜デエーティ制御して、補助燃
料タンク４から補助通路８を通じてメインウェル１０へ
供給されるがプリン量を制御することができる。

メインウェル１０は、７０−ト室３から混合燃料を受け
るとともに、補助燃料タンク４から電磁式ソレノイド弁
６付さの補助通路８を介してガソリンを受けることによ
り、アルコールの量Ｍａに対するガソリンのｔＭｇを適
切な混合比（例えば、Ｍｇ：Ｍａ＋１　：　９　）の近
くで調節することができる。

さらに、メインウヱル１０から電磁式ツレ／イド弁８７
付きの主通路９を通じて吸気通路３２のベンチエリ部２
３のノズル２６へ、上述の混合燃料が供給される。

すなわち、この電磁式ツレ／イド弁８７は制御手段１６
からの制御信号を受けて、ベンチュリ部２３の／ズル２
６へ供給される燃料量を調整することが？きるように構
成されている。

ベンチふり部２３よりも下流側の吸気通路３２には、ス
ロットル弁２２が設けられでおり、このスロットル弁２
２により燃焼室２７へ供給される混合燃料量がｌ１１節
される。

なお、補助燃料タンク４と電磁式ソレノイド弁６との闇
の補助通路８に、燃料ポンプ２８を介装するようにして
もよい。

また、ｆ！に７図中の符号１８はチタークボタン、１９
はチ１−クワイヤ％２０はエフフィルタ、２１はチター
ク弁、２４．２５は通路、５４は始動電動１１’！（ス
ターター）を示している。

燃料供給装置は上述のごとく構成されているので、キー
スイッチ１５からのエンジンの始動（クランキング）状
態情報Ｃ５Ｗと、水温センサ１４からの冷却水温Ｔｗと
、アルコール混合率センサＤからの主燃料中のアルコー
ル混合率（アルコールブレンド率）αとをそれぞれ検出
することにより、第９，１０図に示すように、これらの
図から決定される３次元マー２１から補助ガソリン量を
決定することができる。

以下、第１１図に示す７０−チャートに基づいて説明す
ると、初期設定を行なった後（ステップｉ１）、アルコ
ール混合率（アルコールブレンド率）αを制御手段１６
へ入力しくステップａ２）、冷却水温Ｔｗ、クランキン
グ情報Ｃ３Ｗも同様に入力する（ステップａ３）。

冷却水温Ｔｗが設定水温Ｔｓよりも小さいかどうか判定
して（ステップａ４）、Ｔ−≧Ｔｓであれば、デユーテ
ィ率Ｓをリセットして（ステップａｌｏ）、電磁式ソレ
ノイド弁６を閉じた状態にし、補助ガソリンを供給する
ことなく、現在の主燃料タンク１に蓄えられでいる混合
燃料のみでエンクンＥを始動および回転制御を行なう。

冷却水温Ｔｗｏｆ設定値Ｔｓよりも低い場合には、ステ
ップａ５においてクランキング情報を判定して、クラン
キングされているエンジン始動時（すなわち、Ｃ３Ｗが
オンのとＩ！Ｉ）には、第１マツプから現在の冷却水温
Ｔｗとアルコール混合率ａとに応じた連続的データａＰ
、（第９図中の符号Ｇ、参照）または段階的データΔＰ
、（第９図中の符号Ｇ。

参照）を７ドレスＡｄに設定しくステップａ６）、クラ
ンキングされていないエンジンｌｌ１ｍ時（すなわち、
Ｃ８Ｗがオフのとき）には、第２マツプから現在の冷却
水温Ｔｍとアルコール混合率αとに応じた連続的データ
ΔＰ、（＜ＡＰ＋；第９図中の符号Ｇ、参照）をアドレ
スＡｄに設定する（ステップａ７）。

そして、アドレスＡｄの内容が現在のデユーティ率Ｓと
なっているか判定して（ステップａ８）、Ｓ≠Ａｄであ
れば、アドレスＡｄの内容をデユーティ率Ｓに設定する
（ステップａ９）。

なお、他の制御７０−により、デユーティ率Ｓの値に基
づいて電磁式ソレノイド弁６のデユーティ制御が行なわ
れるようになっている。

そして、このように、適切なアルコール混合率となった
混合燃料が気化器２のベンチュリ部２３へ送られること
によって、霧化も適切に行なわれ、エンジンの始動が容
易となる。

そして、このエンジンの始動（クランキング）状態が終
了しで、エンジンが暖機状態に移動すると、電磁式ツレ
／イド弁６のデユーティ率が小さくなり、混合燃料のア
ルコール混合率が増大する。

すなわち、エンジンのＩＩＩＩｆｌが促進されると、水
温センサ１４からの温度検出信号が所定温度（例えば、
６０℃）より大きくなり、電磁式ソレノイド弁６が閉作
動されて、気化器２のフインウヱル１０へはガソリンが
供給されず、その分混合燃料の供給量が増加して、混合
燃料とガソリンとの総和が一定量となり、ベンチエリ部
２３からの燃料霧化が適切に行なわれるのである。

また、エンジン始動後に、何らかの原因でエンジンが停
止した場合には、制御手段１６は電磁式ツレ／イド弁６
を閉作動させるので、これによりエンジン燃料の主通路
９内への供給が停止される。

したがってこのような場合、過濃な燃料が供給されるこ
とがなく、再始動性能が向上する。

また、エンジン温度が所定値よりも高いときは、エンジ
ンクランキング中およびエンシン始動後において、電磁
式ブレ／イド弁６が閉じたままであるので％がンリン燃
料が主通路９へ供給されないが、この場合は、アルコー
ル燃料だけで十分にエンジンを作動させることができる
ので、支障はなそして、第８図に示すように、アルコー
ル混合率ａに基づき、制御手段１６により、始動電動槻
（スターター）５４のクランキング時間である低温始動
時間を制御することがでさる。

なお、エンジンの７ツキング時においては、ノックセン
サからのノッキング検出信号により電磁式ソレノイド弁
６が閉状態となって、上述のエンジン冷態始動時ないし
暖機時のときと同様に、エンジンが気化ｌ！２のメイン
ツェル１０へ送られ、エンジンへアルコールとエンジン
との混合燃料が送られ、これにより、エンジンの／ツキ
ングを防１１−することができる。

なお、主通路９と補助通路８とをそれぞれ別体の燃料供
給機構に接続するようにしてもよく、要すれば、エンジ
ンに供給される混合燃料のアルコール混合率を制御しう
るように＃ＩＩ＃、されればよい。

また、異種燃料としては、ライトナフサ、ノエチルエー
テル、Ｎ−ペンタンおよびイソペンタン等の液体燃料が
用いられる。

なお、異種燃料としてはエンジンの代わりに軽油を用い
てもよい。

本発明の第１実施例としてのアルコール混合燃料エンジ
ンは上述のごとく構成されているので、アルコール混合
率センサＤからのアルコール混合率（アルコールブレン
ド率）α、エア７０−センサ８５からの吸入空気量Ｑお
よ１エンツンＥの回転数センサ７２からのエンジン回転
数Ｎを受けて、エンジン運転パラメータとしての圧縮比
を設定することがでべろ。

すなわち、第２図に示すように、アルコール混合率αを
入力しくステップＡＩ）、また、各種運転条件（エンジ
ン回転数Ｎ、スロットル開度θ、吸入空気量Ｑ）を入力
する（ステップＡ２）。

そして、アルコール混合率ａ、Ｉｌ１人空気ｊｌＱとエ
ンジン回転数Ｎとの比Ｑ／Ｎおよびエンジン回転数Ｎに
応じて燃料噴射電磁弁の開弁時間Ｄｅを設定する（ステ
ップＡ３）。

ここで、吸入中％ＩＱは吸気温と大気圧とに応じ補正さ
れているものとする。

また、Ｑ／Ｎは、吸気通路３２内密度（マニホルド内密
度）に比例し、吸気通路３２内密度は吸気通路圧力に比
例するので、このＱ／Ｎ情報はスロットル開度θの情報
と同じくエンジン負荷情報を有していることになる。

すなわち、Ｑ／Ｎ情報から、吸入空気ｆｉＱと燃料供給
量Ｆとの比Ｑ／Ｆ（すなわち、空燃比Ａ／Ｆ）の制御量
を推定することができ、Ｑ／Ｎが大きいときには、Ａ／
Ｆをリッチとして、Ｑ／Ｎが小さいときには、Ａ／Ｆは
リーンとする。

また、フルフール混合率Ｇ、Ｑ／ｉｌｌ報、エンジン回
軟数Ｎ等に応じた基準クランク角からの点火遅角ｔＲを
設定することができろ（ステップＡ４）。

すなわち、アルコールの混合率が多いときには、少ない
と忌と比較して、点火遅角量Ｒを少なくして、進角させ
る。

そして、第３図中の実線に示すように、アルコール混合
率’　＋　Ｑ　／　Ｎ情報およびエンジン回転数Ｎに応
じて圧縮比を設定する（ステップＡＳ）。

このとき、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷（平均有効
圧Ｐｇ）とからなるエンジン出力特性の全域において、
圧縮比は制御されるようになっている。

このようにして、設定された燃料噴射電磁弁の開弁時Ｉ
Ｉ！Ｄｅ、点人遅角ＩＩＲおよび圧縮比となるように、
インジェクタ７０．ディスＦリビュータ５８および７ク
チエエータ６２へそれぞれ制御信号が送られるようにな
っている。

そして、エンジンＥの圧縮比を、エンジンＥの運転条件
により、最適なものに制御することができ、これにより
、エンジン出力、燃費、徘〃ス特性の最適化を）テなう
ことができろ。

次に、第１２〜１５図に示す第２実施例につき説明する
。

なお、第１２〜１５図中、第１〜１１図と同じ符号はほ
ぼ同様のものを示しており、第１実施例と同様に、燃料
供給装置およびアルコール混合率センサＤが設けられて
いる。

二のエンジンＥはターボチャーツヤ６４をそなえており
、このターボチャージャ６４は、エンジンＥの排気通路
６３に設けられたタービン６６を有するとともに、エン
ジンＥの吸気通路３２＋４けられたコンプレ２す６５を
有している。

またエンジンＥの排気通路６３には、過給圧を制御する
ウェストデートパルプ６７が設けられており、このウェ
ストデートパルプ６７を開閉駆動するために、アクチュ
エータ６８が設けられている。

このアクチュエータ６８は、例えば圧力応動式のものが
用いられ、そのダイ７７ラム６８ａにロッド６８ｂを介
してウェストゲートパルプ６７が連結されているが、上
記ダイアプラム６８ａで仕切られる圧力室６８ｄには、
吸気通路内圧力導入路７４が接続されるとともに、電磁
式ソレノイド弁７５およびオリフィス７６ａ付きの大気
導入路７６が接続されている。したがってソレノイド弁
７５を閉じた状態では、ある過給圧以上になるとウェス
トデートパルプ６７がＮき始めるが、ンＩ／／イド弁７
５を開くと、アクチェエータ６８の圧力室６８ｄから大
気貴へ圧力が逃げるため、上記過給圧よりも高い過給圧
にならなければ、ウェストデートパルプ６７が１１１１
１１始めない、すなわちツレ／イド弁７５を開くと、最
大過給圧状態をあげることができる。

ところで、エンジンを使用してエンジンＥを作動させる
場合は、フルフールのみを使用する場合に比べて、最大
過給圧を下げなければノッキングを起こしやすくなるが
、逆にアルコールを使用する場合は、ガソリンを使用す
る場合に比べで、最大過給圧を上げることができる。

すなわち、アルコールはガソリンよりもオクタン価が高
く、ノッキングを生じにくく、エンジンとアルコールと
では適正な過給圧が異なるが、このようにウェストデー
トパルプ６７付きターボチャーツヤ６４を有するエンジ
ンＥでは、ウェストデートパルプ６７の作動開始暗部を
制御することによって、最大過給圧をアルコールとエン
ジンとのどちらにも最適な値となるように調整すること
ができる。

そして、コントローラ１６から出力されるアルコール、
７ｙプリンまたはこれらの混合燃料に適した過給圧ｉｌ
ｌ＋整信号線信号チユエータ６Ｂの電磁式／し／イド弁
７５へ供給され、同じくコントローラ１６から出力され
るアルコール、ガソリンまたはこれらの混合燃料に適し
た点火進角信号はディストリビュータ５８を介して各点
火プラグへ供給されるようになっている。

また、第１２図のフンシローラ１６内で行なわれる処理
は、ステップ８１〜Ｂ７から成り、第１３図に示す流れ
図のとおりであるが、この流れ図の考え方１ま第２図に
示すものとほとんど同じであり、異なるところは、ステ
ップＡ５．ステップ８５〜Ｂ８である。

すなわち、ステップＢ５において、第１４図に示すよう
なエンジン出力特性図における過給圧コントロール域で
あるかどうか判定して、過給圧コントロール域であれば
、ステップＢ６においで、第１５図に示すように、エン
ジン回転数Ｎ、Ｑ／Ｎ情報に基づいて過給圧低減係１８
ｘ（＜基準値Ｓ、）を設定する。

このように、ノッキングの生じゃすいエンジン回啄敗Ｎ
の小さいところ（第１５図中の破線参照）でも、過給圧
を適切な値に設定できる。

ついで、第３図中の実線で示すように、アルコール混合
率αに応じたｌ１Ｉｌｆ（α）を用いて、この過給圧低
減係数Ｓｘを修正する（ステップＢフルまた、過給圧コ
ントロール域でなければ、基準値Ｓ０がＳ′に設定され
る（ステップＢ８）。

そして、このＳ′に応じで、電磁式ツレ／イド弁７５ヘ
デエーティ制御信号が送られ、例えば、高負荷時には、
開弁時間が短くなって、ウェストデートパルプ６７は、
すぐ開（ようになる。

なお、第１２図中の符号６９は吸気通路３２の圧力を検
出する圧力センサを示している。

このようにして、この第２実施例の場合も、前述の第１
実施例とほぼ同様の効果ないし利点が得られる。

また、過給圧のほかに、ノッキングが発生しない程度に
点火進角も変えることが行なわれろので、俳〃ス温度の
上昇を防止できる。

次に、第１６〜２０図に示す第３実施例につき説明する
。

なお、第１６〜２０図中、第１〜１５図と同じ符号はほ
ぼ同様のものを示しており、第１実施例と同様に、燃料
供給装置お上りアルコール混合率センサＤが設けらｈで
いる。

このエンジンＥは、吸気通路３２のスロットル弁２２の
配設部分よりも上流側の部分に、電磁式燃料噴射弁（イ
ンノエクタ）７０をそなえたものであり、二の燃料噴射
弁７０ヘコンＹローラ１６からのノ、＜ルス列信号が供
給されることに上り、エンジン連壁状態に応じた燃料が
噴射されるようになっている。

したがって、コントローラ１６からの信号を制御するこ
とにより、燃料噴射量を調整することができ、これによ
り空燃比をｌｌ！整でさる。

ところで、エンジンを使用してエンジンＥを作動させる
場合は、アルコールを使用する場合に比べて、空燃比を
小さく（リンチぎみに）しなければノッキングを起こし
やすくなるが、逆にフルフールを使用する場合は、ガソ
リンを使用する場合に比べで、空燃比を大きく（リーン
ぎみに）することができる、すなわち、エンジンとアル
コールとでは適正な空燃比が異なるが、このように電磁
式燃料噴射弁７０を有するエンジンＥでは、コントロー
ラ１６からのパルス列信号の状態を制御することによっ
て、空燃比をアルコールとガソリンとの混合率に応じて
最適な値となるように調整することができる。

第１７図に示すごとく、エンジンＥの吸気通路３２と排
気通路６３との間には、排気再循環通路（ＥＧＲ通路）
７７が介装されており、二のＥＧＲ通路７７には、排気
再循環ｆｌ＜　Ｅ　Ｇ　ＲＩＬ）を制御する制御弁（Ｅ
ＧＲ弁）７８が介装されている。

そして、このＥＧＲ弁７８はシングルグイ７７ラム式の
圧力応動装置７９によって開閉駆動される圧力応動型Ｅ
ＧＲ弁としで構成される。

この圧力応動装置７９は、グイ７７ラム７９ａによって
仕切られる２つの作動室７９ｂ、７９ｃをそなえており
、一方の作動室７９ｂは通路８０および通路８１に連通
接続されるとともに、他方の作動室？９ｃは通路８２に
連通接続されている。

通路８０は、吸気通路３２内の電磁式燃料噴射弁７０の
配設ｆｉ分近傍の圧力（はぼ大気圧）を導入するための
もので、この通Ｎ８０の途中には、通路８０を連通遮断
するソレノイド弁８３および第１７フイス８０ａが介装
されている。

また、通路８１は、吸気通路３２内におけるスロットル
弁２２の配設部分の直下流側部分の圧力（この圧力はス
ロットル弁２２の開度が小さい程、高負圧となる）を導
入するためのもので、この通路８１の途中には、オリア
イス８１ａが介設されている。

さらに、通路８２は通路８０にソレノイド弁８３および
オリフィス８０ａを介して接続されており、したがって
この通路８２には、大気圧が導入される。

なお、燃料噴射弁７０はスロットル弁２２よりも上流側
に配設されている。

また、圧力応動装置７９のグイ７７ラム７９ａにはａフ
ドを介しでＥＧＲ弁７８の弁部が取り付けられている。

さらに、一方の作動室７９ｂ内には、ＥＧＲ弁７８を閉
方向に付勢する戻しばね７９ｄが装填されている。

したがって、ソレノイド弁８３を第１７図に示すように
開くと、圧力応動８１１７９の両作動室７９ｂ。

７９ｃ内の圧力が共にほぼ大気圧となって、これにより
戻しばね７９ｄの作用により、ＥＧＲ弁７８は閉じる。

また、ツレ／イド弁８３を閉じると、圧力応動装置７９
の作動室７９ｂ内に通路８１からの負圧が作用するため
、ＥＧＲ弁７８は開く。

すなわちソレノイド弁８３で通路８０をｒＭ閉すること
により、ＥＧＲ弁７８の開閉制御が可能となろ。

ソレノイ１Ｂ　３は、ソレノイドフィル８３ａと、ソレ
ノイドコイル８３ｍの消磁励磁により通路８０を開閉す
る磁性ブランツヤ８３ｂとをそなえており、磁性プラン
ジャ８３ｂは戻しばね８３ｃによって常時通路８０を開
く方向へ付勢されている。

ところで、排気を再循環させろ（ＥＧＲをかける）運転
域は、冷却水温が所定温度（例えば７０゜前後）以上で
あることを条件としで、第１４図に示すＥＧＲコントロ
ール域（運転域）である。

なお、ＥＧＲコントロール域以外の運転域（スロットル
弁全閉カット運転域を含む、）では、ＥＧＲはかけず、
更に水温が上記所定温度よりも低いときは全運転域に亘
ってＥＧＲはかけない。

上述のような制御を実現するためには、ＥＧＲ弁７８の
作動状態を制御すればよいが、そのためにツレ／イド弁
８３の駆動デエーティ比を変えるような制御がなされる
。すなわち、ソレノイド弁８３のツレ／イドコイル８３
ｍには、制御手段としてのコンピュータ１６からのＥＧ
Ｒ弁作動情報を有する制御信号が供給されるようになっ
ている。

コンビエータ１６は、スロットル弁２２の開度（スロッ
トル開度）を検出するスロットル開度センサ８４１点火
基準タイミング情報などでエンジン回転数を検出する回
転数センサ７２．吸入空気量を検出するエフ７０−セン
サ８５．冷却水温を検出する水温センサ１４お上りエン
ランフイドリング状態を検出するアイドルスイッチ８６
からの検出信号を受け、これらの信号を演ＩＥ（？４断
を含む）処理して、上記の制御信号を出力するのである
。

また、ｍ１１７図のコントローラ１６内で行なわれる処
理は、ステップＣ１〜Ｃ８から成り、第１８図に示す流
れ図のとおりであるが、この流れ図の考え方は第２．１
３図に示すものとほとんど同じであり、異なるところは
、ステップＡ５．ステップＣ５〜Ｃ８である。

すなわち、ステップＣ５において、第１４図に示すよう
なエンジン出力特性図におけるＥＧＲコントロール域で
あるかどうか判定して、ＥＧＲコントロール域であれば
、ステップＣ６において、エンジン回啄数Ｎ、スロット
ル閏度θに基づいてＥＧＲ用ソレノイド弁８３の開弁時
間Ｄｒ（≦基準時ｆｆｌ　ｔ　１）を設定する。

この開弁時間Ｄ「の設定について、ｍ１９．２０図を用
いて詳細に説明する。

まず、ステップＤ１において、ＥＧＲをかける運転域（
ＥＧＲ領域）であるがどうがが判断され、らし前述のよ
うなＥＧＲをかけろ運転域であれば、ステップＤ２にお
いて、スロットル開度θに対応した基本駆動暗闇Ｄｒ（
θ）を読み込み、ついでステップＤ３において、吸入空
気ｌ／エンジン回軽敗（＝Ｑ／Ｎ）に対応した補正係数
に、（Ｑ／Ｎ）を読み込むとともに、ステップＤ４にお
いて、エンジン回転数Ｎに対応した補正係ＩＫ、（Ｎ）
を読み込むことが社なわれる。

ここでＤｒ（θ）、　Ｋ　、（Ｑ／Ｎ　）、　Ｋ　、ｆ
Ｎ　）ｌよそれぞれ１犬元マツプに記憶されている。こ
れにより小容量ＲＯＭでの記憶が可能になろ、また、こ
れらのデータはθ、Ｑ／Ｎ、Ｎの値に応じてすべで記憶
しておく必要はなく、適当な個数のデータが記憶されで
いれば足り、記憶されていないデータは必要に応じ補完
計算によって求められる。なお、Ｑ／Ｎは吸気通路３２
内の圧力（バキューム）に対応している。

すなわち本案施例では、エフ７ｏ−センサ８５からの吸
入空気量情報に基づいて燃料供給制御が行なわれている
ので、この吸入空気１情１１Ｑを利用してバキュームを
算出しているのである。

上記のことから、回転数センサ７２とエアー７０−セン
サ８５とで、吸気通路３２内の圧力を検出するためのセ
ンサが構成されることがわかる。

したがってバキュームＶＰを直接検出するセンサを設け
、このバキュームｖＰに基づきステップＤ３で補正係数
に、（ＶＰ）［これはに、（Ｑ／Ｎ）に対応する１を読
み込むようにしてもよい。

そして、これらのｇｌ報Ｄｒ（θ）、に、（Ｑ／Ｎ）。

に２（Ｎ）に基づき、ステップＤ５において、Ｄｒ＝Ｄ
ｒ（θ）ＸＫ、（Ｑ／Ｎ）ＸＫ２（Ｎ）の演算が行なわ
れ、ステップＤ６でこのＤｒをＲＡＭに記憶する。

なお、ＥＧＲ領域でない場合［水温が低かったり、水温
が所定温度以上でも第１４図のＥＧＲコントロール域以
外の運転域１には、ステップＤ１において、Ｎｏルート
をとり、ステップＤ７でＤｒ＝０として、ステップＤ６
でこのＤｒをＲＡＭに記憶することが行なわれる。

以上のような処理の流れがメインルーチンで行なわれる
が、これとは別に第２０図に示すような例えば２０＠Ｓ
毎のルーチンもコンピュータ１６で実行される。

このルーチンは、３２０図のステップＥ１に示すように
、メインルーチンで得られたＤｒ＃−読み込み、ステッ
プＥ２で、レジスタにＤＣをセットしたのち、ステップ
Ｅ３で、Ｄｒ＝Ｏかどうかの判断を行なう。

もし、ＥＧＲ領域であれば、Ｄ「≠０であるから、ステ
ップＥ３においてＮｏルートをとり、ステップＥ４でフ
レ／イドパルプ８３のソレノイドコイル８３ｍをオン（
励磁）シ、ステップＥ５において、１論Ｓ毎１こＤ「か
ら１をひき、ステップＥ６でＤｒ＝Ｏかどうかの判断が
行なわれる。

Ｄｒ≠０であろなら、ステップＥ６でＮｏルートをとり
、再度ステップＥＳ、Ｅ６の処理をＤｒ＝０になるまで
繰り返す、そしてステップＥ６でＤｒ＝０になると、ス
テップＥ７でソレノイドコイル８３ｍをオフ（消磁）に
する。

なお、Ｄｒはこの例では２０以下の値に設定される。

このようにして、一定周期毎に、Ｄｒ（θ）×Ｋｌ（Ｑ
／Ｎ）ＸＫ２（Ｎ）で決まる所定時間Ｄ「だけＥＧＲ弁
７８を開くことができ、これによりＥＧＲ弁７８のバル
ブリフＦを所望のデエーテイ比で制御することができる
。

また、ＥＧＲ領域でない場合は、ステップＥ３においで
、ＹＥＳルートをとり、ステップＥ７においてソレノイ
ドコイル８３ｍをオフ（消磁）状態にする。これにより
ＥＧＲ弁７８は閉じたままの状態を維持する。

このようにして演算された開弁時開Ｄｒを、第１８図中
のステップＣ７において、第３図中の破線で示すように
、アルコール混合率ａに応じた関数ｆ（ａ）を用いて、
この開弁時開Ｄｒを修正する。

また、ＥＧＲコントロール域でなければ、ゼロが開弁１
？ｌ１ｌＤｒに設定される（ステップＣＢ’）。

このようにして、ＥＧＲＪ域であろ場合は、１次元マツ
プ情報で得られるＤｒ（θ）、に、（Ｑ／Ｎ）およびに
、（Ｎ）から決まる時間Ｄ「に基づくデエーティ制御に
よって、ＥＧＲ弁７８の作動状態（バルブリフト、開閉
状１１）を精度よ＜ＩＩ！！することができるのである
。

なお、ＥＧＲ領域でない場合は、コンピュータ１６によ
ってＤｒ−０とすることが行なわれるので、ＥＧＲ弁７
８が開くことはない。

このようにしで、このｔＩＳ３実施例の場合も、前述の
第１．２実施例とほぼ同様の効果ないし利点が得られる
。

なお、エンジンの運啄パラメータの変更は、各実施例の
ものをそれぞれ適宜岨み合わせて行なってもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明のアルコール混合燃料エン
シン１こよれば、アルコールとアルコールよりも燃焼性
の高い異種燃料との混合燃料で作動するエンジンにおい
て、同エンジンへ上記混合燃料を供給する燃料供給機構
をそなえ、上記エンジンへ供給される混合燃料における
アルコールの混合率を検出しうるアルコール混合率セン
サが設けられろとともに、同アルコール混合率センサか
らの検出値に応じて上記エンジンの運転パラメータを制
御しうる制御手段が設けられるという簡素な構造で、次
のような効果ないし利点を得ること、ができる。

（１）アルコールと異種燃料（例えば、ガソリンまたは
軽油）との混合燃料のアルコール混合率に応じて、エン
ジンの運転パラメータ（過給圧、空燃比１点火時期、圧
縮比、ＥＧＲ率）を最適なものに制御することができる
。

（２）上記ＩＲ１項により、エンジンの運転パラメータ
を、エンジンＥの連壁条件により、最適なものに制御す
ることができ、これにより、エンジン出力、燃費、徘〃
ス特性の最適化をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜１１図は本発明の第１実施例としてのアルコール
混合燃料エンジンを示すもので、第１図はその概略構成
図、第２図はその制御要領を説明するための７０−チャ
ート、第３図はその作用を示すグラフ、第４．５図はい
ずれもそのアルコール混合率センサを示す構成図、第６
図はそのアルコール混合率センサの作用を説明するため
のグラフ、ｆｓ７図はその気化器式燃料供給装置の構成
を示す慎弐図、第８〜１０藺はその作用を説明するため
のグラフ、第１１図はその制御要領を示す７０−チャー
トであり、第１２〜１５図は本発明の第２実施例として
のアルコール混合燃料エンジンを示すもので、第１２図
はその概略構成図、第１３図はその制御要領を説明する
ための７０−チャ−ト、第１４．１５図はその作用を説
明するためのグラフであり、第１６〜２０図は本発明の
第３実施例としてのアルコール混合燃料エンジンを示す
もので、第１６．１７図はいずれもその概略構成図、第
１８〜２０図はいずれもその制御要領を示す７０−チャ
ートである。１・・主燃料タンク、１ａ・・内壁、２・・気化器、３
・・７０−Ｆ室、３ａ・・７０−ト、４・・補助燃料タ
ンク、６・・ｍｆｉｉｌｌ整弁としての電磁式ソレノイ
ド弁、８・・補助通路、９・・主通路、１０・・メイン
ウェル、１０ａ・・メインウェル上部、１２．１３・・
オリフィス、１４・・水温センサ（スイッチ）、１５・
・キースイッチスタート位置検出センサ、１６・・制御
手段（制御回路）としてのコンピュータ（ＣＰＵ）、１
７・・キースイッチイグニフシ１ン位置検出センサ、１
８・・チタークボタン、１９・・チタークワイヤ、２０
・・エアフィルタ、２１・・チ１−り弁、２２・・スロ
ットル弁、２３・・ベンチュ１ｊ４２４゜２５・・通路
、２６・・／Ｘル、２７・・燃焼室、２８・・燃料ポン
プ、３２・・吸気通路、４２・・フルコール混合率セン
サ本体、４３．４４・・電極、４５・・直流電圧源（バ
ッテリ）、４６・・回路、４７・・アルコール混合率測
定手段を構成する電波計、４８・・アンプ、４つ・・Ａ
／Ｄ変換器、５１・・攪拌用スクリュープロペラ、５２
・・燃料供給路、５３・・燃料ポンプ、５４・・始動電
動Ｗ１（スターター）、５５・・スイッチ、５６・・ト
ランスミフシ１ン、５７・・／ツクセンサ（７ノキング
検出手段）、５８・・ディストリビュータ、５９・・ピ
ストン、６０・・シリング、６１・・サブピストン、６
２・・アクチュエータ、６３・・排気通路、６４・・タ
ーボチャーシャ、６５・・コンプレッサ、６６・・ター
ビン、６７・・ウェストデートパルプ、６８・・差圧応
動式アクチュエータ、６８ａ・・ダイア７ラム、６８ｂ
・・ロッド、６８ｃ・・ばね、６８ｄ・・圧力室、６９
・・圧力センサ、７０・・電磁式燃料噴射弁（インノエ
クタ）、７１・・燃料キャンプセンサ、７２・・回転数
センサ、７３・・負荷センサ（負荷検出手段）、７４・
・吸気通路内圧力導入路、７５・・電磁式ソレノイド弁
、７６・・大気導入路、７６ｍ＝６ｍニオリフイス・・
ＥＧＲ通路、７８・・制御弁（ＥＧＲ弁）、７９・・圧
力応動装置、７９＆・・ダイア７ラム、７９ｂ、７９ｃ
・・作動室、７９ｄ−−戻しばね、８０．８１・・通路
、８０ａ。８１ｍ・・オリアイス、８２・・通路、８３・・ソレノ
イド弁、８３ａ・・ソレノイドコイル、８３ｂ・・プラ
ンジャ、８４・・スロットル開度センサ、８５・・エア
７０−センサ、８６・・フイドルスイッチ、８７・・電
磁式ソレノイド弁、Ｄ・・アルコール混合率センサ、Ｅ
・・エンジン、ＦＳ・・燃料供給機構。

Claims

【特許請求の範囲】

アルコールとアルコールよりも燃焼性の高い異種燃料と
の混合燃料で作動するエンジンにおいて、同エンジンへ
上記混合燃料を供給する燃料供給機構をそなえ、上記エ
ンジンへ供給される混合燃料におけるアルコールの混合
率を検出しうるアルコール混合率センサが設けられると
ともに、同アルコール混合率センサからの検出値に応じ
て上記エンジンの運転パラメータを制御しうる制御手段
が設けられたことを特徴とする、アルコール混合燃料エ
ンジン。