JPS62189333A - アルコ−ル・ガソリン混合燃料の空燃比制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアルコール・ガソリン混合燃料の空燃比制御装
置に関する。

〔従来の技術〕

アルコール・ガソリン混合燃料は同じ量の燃料を供給し
てもガソリン中のアルコール濃度によって空燃比が変動
する。従って空燃比を予め定められた空燃比に一敗せし
めようとする場合にはアルコール濃度を知る必要がある
。そのために従来よりアルコール濃度センサを用いて燃
料タンク内の燃料中のアルコール濃度を検出する方法（
特開昭５８−２８５５７号公報および特開昭５６−１５
６４２９号公報）や、燃料タンクから燃料噴射弁に至る
燃料通路内においてアルコール濃度を検出する方法（特
開昭５６−９８５４０号公報および特開昭５６−１０４
１３１号公報）が公知である。

このようにアルコール濃度センサを用いればガソリン中
のアルコール濃度を検出することができるので理論的に
は空燃比を予め定められた空燃比に設定することができ
る。しかしながら実際にはアルコール濃度を応答性よく
正確に検出しうるアルコール濃度センサが開発されてお
らず、従ってこのようなアルコール濃度センサを用いて
も空燃比を正確に制御するのは事実上不可能である。と
ころがガソリン中に含まれるアルコールの組成および濃
度が定まると排気ガス中の水分濃度が一対一の関係で定
まることが判明しており、従って排気ガス中の水分濃度
を検出すればガソリン中に含まれるアルコール濃度を検
出することができる。

一方、水分濃度を高精度で検出可能な湿度計は現在既に
多数のものが存在している。そこで排気ガス中の水分濃
度を検出するために湿度計を排気通路内に配置し、この
湿度計の出力信号からアルコール濃度を検出するように
した内燃機関が本出願人により既に提案されている（特
願昭６０−２２６９６号参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら排気ガス中にはアルコール・ガソリン混合
燃料の供給により生じる水分に加えて、吸入空気中にも
ともと含まれている水分が存在しており、従ってアルコ
ール濃度が一定だとしても大気の湿度が変化すれば排気
ガス中の水分濃度が変化する。斯くして排気ガス中の水
分濃度をどん・なに正確に検出してもこれだけではアル
コール深度を正確に検出することができないという問題
がある。

ｃ問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するために本発明によれば機関吸気通
路内にアルコール・ガソリン混合燃料を供給するための
燃料供給装置を具備した内燃機関において、機関排気通
路内に排気ガス中の水分濃度を検出する主湿度針を配置
すると共に大気中の水分濃度を検出する補助湿度計を具
備し、主湿度計および補助湿度計の出力信号からガソリ
ン中に含まれるアルコールの濃度を検出して燃料供給装
置から供給される燃料量を制御するようにしている。

〔実施例〕

第１図を参照すると、１は機関本体、２はピストン、３
は燃焼室、４は点火栓、５は吸気弁、６は排気弁、７は
吸気ボート、８は排気ボートを夫々示す。吸気ボート７
は吸気枝管９を介して各気筒に対して共通のサージタン
クｌＯに連結され、各吸気枝管９内には夫々燃料噴射弁
１１が配置される。これら燃料噴射弁１１は燃料供給ポ
ンプ１２を介してアルコール・ガソリン混合燃料タンク
１３に連結される。サージタンク１０は吸気ダクト１４
およびエアフローメータ１５を介してエアクリーナ１６
に連結され、吸気ダクト１４内にはアクセルペダルに連
結されたスロットル弁１７が配置される。スロットル弁
１７のスロットル軸にはスロットル弁１７がアイドリン
グ開度にあることを示す信号ＴＨを発生するスロットル
スイッチ１８が取付けられる。また、吸気ダクト１４内
には吸入空気量Ｔａを検出する吸気温センサ１９が配置
される。エアフローメータ１５は吸入空気量Ｑを検出す
るために設けられており、これらエアフローメータ１５
、吸気温センサ１９およびスロットルスイッチ１８は電
子制御ユニット３０に接続される。

一方、排気ボート８は排気マニホルド２０を介して排気
管２１に連結される。排気マニホルド２０内には排気ガ
ス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出器２２が配置さ
れ、排気管２１内には排気ガス中の水分濃度を検出する
主湿度計２３ａが配置される。酸素濃度検出器２２は排
気ガスが酸化雰囲気のときに０．１ボルト程度の出力電
圧を発生し、排気ガスが還元雰囲気のときは０．９ボル
ト程度の出力電圧を発生する。主湿度計２３ａは排気ガ
ス中の水分濃度に比例した出力電圧を発生する。

これら酸素濃度検出器２２および主湿度計２３ａは電子
制御ユニット３０に接続される。また、この主湿度計２
３ａに加えて吸気ダクト１４内には補助湿度計２３ｂが
配置される。この補助湿度計２３ｂは吸入空気中に含ま
れる水分濃度を検出するために設けられており、電子制
御ユニット３０に接続されている。補助湿度計２３ｂは
吸入空気中の水分濃度に比例した出力電圧を発生する。

一方、機関本体１にはディストリビュータ２４が取付け
られる。このディストリビュータ２４にはいずれかの気
筒の例えば吸気上死点を検出するクランク角センサ２５
と、クランクシャフトが３０度回転する毎に出力パルス
を発生するクランク角センサ２６とが取付けられる。こ
れらクランク角センサ２５　、２６は電子制御ユニット
に接続される。

電子制御ユニット３０はディジタルコンピュータからな
り、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ
　（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアク
セスメモリ）３３．ｃｐυ（マイクロプロセッサ）３４
、入力ボート３５および出力ボート３６を具備する。入
力ボート３５にはスロットルスイッチ１８およびクラン
ク角センサ２５　、２６が接続され、更に入力ボート３
５には対応するＡＤ変換器３７　、３Ｂ　、　３９　、
４０　、４１を介して夫々吸気温センサ１９、エアフロ
ーメータ１５、機関冷却水温Ｔｂを検出する水温センサ
２７、主湿度計２３ａおよび補助湿度計２３ｂが接続さ
れる。また、入力ボート３５にはコンパレータ４２を介
して酸素濃度検出器２２が接続される。出力ボート３６
は一方では対応する駆動回路４３を介して各燃料噴射弁
・１１に接続され、他方ではイグナイタおよび２次側コ
イル４４を介してディストリビュータ２４に接続される
。

第２図（ａ）は吸入空気が水分を含んでいない場合の排
気ガス中の水分濃度（％）とガソリン燃料中に含まれる
メタノール体積割合（％）との関係を示しており、第２
図（ｂ）は吸入空気が水分を含んでいない場合の排気ガ
ス中の水分濃度（％）とガソリン燃料中に含まれるエタ
ノール体積割合（％）との関係を示す。第２図からガソ
リン中に含まれるアルコールの組成および濃度が定まる
と排気ガス中の水分濃度（％）が一対一の関係で定まり
、従って吸入空気に水分が含まれていない場合には排気
ガス中の水分濃度（％）のみを検出することによってガ
ソリン中に含まれるアルコール濃度を検出できることが
わかる。しかしながら実際には吸入空気は水分を含んで
いる。この場合にはアルコール・ガソリン混合燃料の供
給により生ずる水分の濃度を排気ガス中の水分濃度から
吸入空気中の水分濃度を差引くことによって求めること
ができ、この差引き結果からガソリン中に含まれるアル
コールの濃度を検出することができる。

従って吸入空気が水分を含んでいても排気ガス中の水分
濃度および吸入空気中の水分濃度を検出すればガソリン
中に含まれるアルコール濃度を検出することができる。

このような排気ガス中の水分濃度および吸入空気中の水
分濃度を応答性よくしかも正確に検出可能な湿度計は種
々の形成のものが公知であり、従って排気管２１内に主
湿度計２３ａを配置し、吸気ダクト１４内に補助湿度計
２３ｂを配置することによってガソリン中に含まれるア
ルコール濃度を正゛確に検出することができる。

第３図は成る組成のアルコールの体積割合（％）と理論
空燃比Ａ／Ｆとの関係を示す。第３図かられかるように
アルコールの組成が定まり、アルコール濃度がわかれば
理論空燃比Ａ／Ｆがわかる。

第４図は本発明による空燃比、点火時期制御を実行する
ためのフローチャートを示す。第４図を参照するとまず
始めにステップ５０において吸入空気ｉ１Ｑを表わすエ
アフローメータ１５の出力信号、スロットル弁がアイド
リング開度にあることを表わすスロットルスイッチ１８
の出力信号Ｔ　Ｈ１吸入空気温Ｔａを表わす吸気温セン
サ１９の出力信号、クランク角センサ２５　、２６の出
力信号θ１　。

θ２、機関冷却水温Ｔｂを表わす水温センサ２７の出力
信号、酸素温度検出器２２の出力信号０２、排気ガス中
の水分濃度り、を表わす主湿度計２３ａの出力信号、お
よび吸入空気中の水分濃度Ｄ！を表わす補助湿度計２３
ｂの出力信号が順次入力される０次いでステップ５１で
は排気ガス中の水分濃度り、から吸入空気中の水分濃度
Ｄ２を差引くことによって燃料の供給により生ずる排気
ガス中の水分濃度りが計算される。次いでステップ５２
ではクランク角センサ２６の出力信号から計算される機
関回転数ＮＥ、吸入空気量Ｑ、吸入空気温Ｔａ、スロッ
トル弁１７の開度ＴＨ１機関冷却水温Ｔｂおよび水分濃
度りから目標空燃比および目標点火時期が計算される。

これらＮＥ、Ｑ、Ｔａ、ＴＨ，ＴｂおよびＤと目標空燃
比、目標点火時期ｌの関係は予めＲＯＭ　３２内に記憶
されてる。次いでステップ５３では目積空燃比から噴射
量が計算される。次いでステップ５４では目標空燃比が
理論空燃比である場合には酸素濃度検出器２２の出力信
号により噴射量が補正される。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば湿度計を排気通路およ
び吸気通路内に配置してこれら湿度計の出力信号に基い
て燃料供給量を制御することにより大気中に含まれる水
分の量にかかわらずに空燃比を正確に制御することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は内燃機関の全体図、第２図は吸入空気が水分を
含まない場合の排気ガス中の水分濃度とアルコール濃度
との関係を示す線図、第３図はアルコール濃度と理論空
燃比との関係を示す線図、第４図は本発明における空燃
比、点火時期制御を実行するためのフローチャートであ
る。 ７・・・吸気ボート、　　　　８・・・排気ボート、１
１・・・燃料噴射弁、　　１４・・・排気ダクト、２１
・・・排気管、　　　　２３ａ・・・主湿度計、２３ｂ
−・補助湿度計。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関吸気通路内にアルコール・ガソリン混合燃料を供給
   するための燃料供給装置を具備した内燃機関において、
   機関排気通路内に排気ガス中の水分濃度を検出する主湿
   度計を配置すると共に大気中の水分濃度を検出する補助
   湿度計を具備し、主湿度計および補助湿度計の出力信号
   からガソリン中に含まれるアルコールの濃度を検出して
   上記燃料供給装置から供給される燃料量を制御するよう
   にしたアルコール・ガソリン混合燃料の空燃比制御装置
   。