JP2508762B2

JP2508762B2 - 内燃機関の出力制御装置

Info

Publication number: JP2508762B2
Application number: JP62268323A
Authority: JP
Inventors: 容史常富
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1987-10-26
Filing date: 1987-10-26
Publication date: 1996-06-19
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: JPH01113539A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、ガソリン及びメタノール等、複数種類の燃
料を使用して動力を発生する内燃機関の出力制御装置に
関する。

（従来の技術）一般に、実用化されている自動車のエンジンは、ガソ
リンエンジンとディーゼルエンジンとに二分されるが、
最近、省エネルギ，低公害エンジンの開発が望まれる中
で、ガソリン，軽油以外のメタノール等を燃料とするエ
ンジンが考えられている。このメタノールエンジンは、
ガソリンエンジンに対して、構造的には大きく変化する
点はないが、空燃比、燃料噴射タイミング、点火時期等
を大幅に変更する必要があり、高精度なシステム制御が
要求される。

一方、現状のエンジン制御には、電子制御式のものが
多様されており、起こり得るあらゆる条件下において最
適な制御を行なうことが可能である。したがって、この
電子制御システムを応用することでメタノールエンジン
の制御も可能である。

そこで、上記電子制御システムを利用することで、将
来的には、ガソリン及びメタノールの何れの燃料も使用
できるエンジンの実用化が予想される。この場合、ガソ
リン使用時とメタノール使用時とで、制御装置による空
燃比，点火時期等の制御目標値を変化させればよい。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記のようにガソリンとメタノールと
を切換え、あるいはそれらを混合したそれぞれ混合率の
異なる燃料を切換え、内燃機関で燃焼を図った場合、ガ
ソリン使用時とメタノール使用時とで内燃機関に出力差
が生じるため、燃料切換わりの際のドライバビリティが
悪いという問題がある。

つまり、ガソリン100％の燃料とメタノール100％の燃
料とを使用した場合、例えば同一スロットル開度，同一
機関回転数における軸出力は、ガソリンに比してメタノ
ールの方が約10％程高いため、特に、加速走行中に供給
燃料がガソリンからメタノールに切換わると、ドライバ
は突如加速が強くなった感じを覚え、また、逆にメタノ
ールからガソリンに切換わると、突如加速が弱くなった
感じを覚えることになる。

そこで、上記燃料切換えの際に、例えばガソリン→メ
タノール切換え時には、点火時期や圧縮比等をメタノー
ルに適さない値に設定し急激な出力の上昇を抑え、ドラ
イバビリティの悪化を防ぐことが考えられる。しかし、
これら点火時期制御や圧縮比制御等、エンジン制御がさ
らに複雑になると、コストアップを招くばかりか信頼性
低下の要因となる。

本発明は上記のような問題点に鑑みなされたもので、
コストアップや信頼性の低下を招くことなく、燃料切換
え時におけるドライバビリティの悪化を防止することが
可能となる内燃機関の出力制御装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段及び作用）すなわち本発明に係わる内燃機関の出力制御装置は、
内燃機関出力軸の回転動力で駆動され発電動作するオル
タネータと、上記内燃機関の燃焼室に対する燃料供給経
路に設けられ供給燃料の組成を検出する燃料センサと、
この燃料センサによる供給燃料の組成検出結果に応じて
上記オルタネータの電気負荷を可変するオルタネータ負
荷制御手段とを備え、機関出力軸に掛かる動力負荷を変
えるよう構成したものである。

（実施例）以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図はその構成を示すもので、同図において、11は
エンジン本体、12はこのエンジン本体11の燃焼室吸気側
に設けられた燃料噴射装置、13は同排気側に設けられた
排気管、そして、14a〜14dは各気筒毎に設けられた点火
プラグ、15はその点火装置であり、燃料噴射装置12には
噴射タイミング制御信号が、点火装置15には点火時期制
御信号が、それぞれ各種センサ信号に基づき動作する制
御部16から与えられる。

つまり、燃料タンク17から燃料噴射装置12を介しエン
ジン本体11内の各気筒燃焼室に送込まれた気化燃料は、
点火プラグ14a〜14dの点火動作により着火・爆発・燃焼
し、排気ガスとなって排気管13から外部に排出される。

ここで、上記燃料噴射装置12と燃料タンク17との間の
燃料供給経路には、燃料センサ18を設ける。この燃料セ
ンサ18は、エンジン側に供給される燃料の組成（例えば
ガソリン、メタノール、あるいはその混合率）を検出す
るもので、この燃料センサ18からの燃料組成検出信号は
上記制御部16に供給される。

一方、上記エンジン本体11のクランク軸19に冷却ファ
ン20と共に取付けられたクランクプーリ21の回転動力
は、ベルト22を介しオルタネータ23のファンプーリ23a
に伝達される。上記オルタネータ23は、エンジン本体ク
ランク軸19の回転動力により駆動され発電動作するもの
で、このオルタネータ23にはレギュレータ24が備えら
れ、変動する発電電圧の安定化が図られる。そして、オ
ルタネータ23にはバッテリ25が接続され、発電電圧の充
電がなされる。

上記オルタネータ23のフィールドコイル電圧は、制御
部16からの制御信号により可変可能であり、このオルタ
ネータ23のフィールドコイル電圧可変制御信号は、上記
燃料センサ18により検出される供給燃料の組成データに
基づき出力される。ここで、例えばオルタネータ23のフ
ィールドコイル電圧を低下させると、電気負荷が低下す
ることによりステータコイルとの相互干渉が弱まり、エ
ンジン本体11のクランク軸19に掛かる負荷が軽くなるこ
とになる。

第２図は上記オルタネータ23の一回路例を示すもの
で、L_Fがフィールドコイル、L_Sがステータコイル、そし
てP_WTrがレギュレータ24のパワートランジスタであり、
キースイッチKSを閉じると、チャージランプCL・抵抗R₆
→フィールドコイルL_F→レギュレータ24を介して初期励
磁電流が流れ、同時にランプCLが点灯する。エンジン本
体11が始動してオルタネータ23が発電すると、端子Ｌの
電圧が上昇してランプCL両端の電圧が等しくなりランプ
CLは消灯する。同時に、フィールド電流は、トリオダイ
オードD_Tから供給される。

すなわち、上記構成の内燃機関の出力制御装置におい
て、燃料タンク17には、例えば100％ガソリン燃料（G10
0）及び100％メタノール燃料（M100）がそれぞれの比重
の差から上下２層分離状態（上：ガソリン、下：メタノ
ール）で貯蔵されている。

まず、メタノールが燃料タンク17から吸出され燃料噴
射装置12を介しエンジン本体11内の各気筒燃焼室に送込
まれると、各気筒毎の点火プラグ14a〜14dが、それぞれ
制御部16において予め設定されるメタノール燃料用の点
火時期に同期して点火駆動される。すると、上記燃焼室
内に送込まれたメタノール燃料が、着火・爆発・燃焼
し、クランク軸19に回転動力が発生される。

ここで、第３図に示すように、上記メタノール（M10
0）を燃焼させての加速走行中に、そのメタノール燃料
が消費され、ある時点Ａでガソリン燃料（G100）に切換
わった場合のエンジン出力の状態を以下に述べる。

燃料タンク17内のメタノールが無くなり、代わってガ
ソリンが吸出されると、このメタノールからガソリンへ
の切換わりは燃料センサ18により検出され制御部16に知
らされる。すると、制御部16は、予め定められた燃料セ
ンサ18から燃料噴射装置12までの距離ｌに基づき、噴射
燃料がメタノールからガソリンに切換わる時間Tlを算出
し、この切換わり時間Tlに対応させて上記オルタネータ
23のフィールドコイル電圧を下降制御する。こうする
と、燃焼燃料がメタノールからガソリンに切換わる時点
Ａ、つまりエンジン出力が10％程度低下する時点で、エ
ンジン本体11のクランク軸19に掛かるオルタネータ23の
負荷が軽くなり、実線矢印ａで示すように、実質的な出
力低下は少量に抑えられる。この後、制御部16は、上記
オルタネータ23のフィールドコイル電圧を徐々に規定の
レベルに回復させる。これにより、最終的には、ガソリ
ン燃料G100使用によるエンジン出力に低下するものの、
その出力差に伴うショックは大幅に緩和されるようにな
る。

一方、上記の場合とは逆に、ガソリン（G100）を燃焼
させての加速走行中に、ある時点Ａでエンジン燃焼室に
対する供給燃料がメタノール（M100）に切換わった場合
のエンジン出力の状態を以下に述べる。

燃料タンク17からガソリンに代わってメタノールが吸
出されると、このガソリンからメタノールへの切換わり
は燃料センサ18により検出され制御部16に知らされる。
すると、制御部16は、予め定められた燃料センサ18から
燃料噴射装置12までの距離ｌに基づき、噴射燃料がガソ
リンからメタノールに切換わる時間Tlを算出し、この切
換わり時間Tlがカウントされるまでの間に上記オルタネ
ータ23のフィールドコイル電圧を徐々に下降制御する。
こうすると、燃焼燃料がガソリンからメタノールに切換
わる時点Ａ、つまりエンジン出力が10％程度急激に上昇
するまでの間に、エンジン本体11のクランク軸19に掛か
るオルタネータ23の負荷が次第に軽くなり、破線矢印ｂ
で示すように、予めゆっくりとエンジン出力が上昇す
る。そして、制御部16は、上記燃焼燃料切換わり時間Tl
をカウントすると、オルタネータ23のフィールドコイル
電圧を直ちに規定のレベルに回復させる。この時、上記
クランク軸19に掛かるオルタネータ23の負荷が再び大き
くなるので、予め時間Tlに対応してエンジン出力を上昇
させたことにも相まって、メタノール燃料M100切換わり
によるエンジン出力の急峻な上昇は打消され、その出力
差に伴うショックは大幅に緩和されるようになる。

したがって、上記構成の内燃機関の出力制御装置によ
れば、それぞれ燃焼出力の異なる燃料が切換わる際の、
急峻な出力差を緩やかにできるので、２燃料使用内燃機
関を動力源とする自動車の供給燃料切換え時におけるド
ライバビリティの悪化を防止することができる。

尚、上記実施例では、オルタネータ23のフィールドコ
イル電圧を低下させることで、オルタネータ23自体の負
荷を低下させているが、このオルタネータ負荷を低下さ
せるには、例えばレギュレータ24による調整電圧を低下
させるよう構成してもよい。

また、上記実施例では、加速走行中における燃料切換
え時のエンジン出力状態について説明したが、定速走行
中、減速走行中、その他如何なる走行状態においても、
上記と同様の効果を得ることができる。

さらに、上記実施例における使用燃料は、100％ガソ
リン燃料と100％メタノール燃料としたが、それらを混
合した混合率がそれぞれ異なる２燃料を使用した場合の
段階的な出力差も、上記と同様にして緩和することがで
きる。この場合、燃料センサ18によりガソリンリッチと
メタノールリッチとを検出して、上記出力制御を行なえ
ばよい。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、内燃機関出力軸の回転
動力で駆動され発電動作するオルタネータと、上記内燃
機関の燃焼室に対する燃料供給経路に設けられ供給燃料
の組成を検出する燃料センサと、この燃料センサによる
供給燃料の組成検出結果に応じて上記オルタネータの電
気負荷を可変するオルタネータ負荷制御手段とを備え、
機関出力軸に掛かる動力負荷を変えるよう構成したの
で、複雑なエンジン制御を行なってコストアップや信頼
性の低下を招くことなく、燃料切換え時におけるドライ
バビリティの悪化を防止することが可能になる内燃機関
の出力制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる内燃機関の出力制御
装置を示す構成図、第２図は第１図におけるオルタネー
タの一例を示す回路図、第３図は上記内燃機関の出力制
御装置による出力制御動作を示す図である。 11……エンジン本体、12……燃料噴射装置、14a〜14d…
…点火プラグ、16……制御部、17……燃料タンク、18…
…燃料センサ、19……クランク軸、21……クランクプー
リ、22……ベルト、23……オルタネータ、23a……ファ
ンプーリ、24……レギュレータ、25……バッテリ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数種類の燃料を使用して動力を発生する
内燃機関の出力制御装置において、上記内燃機関出力軸
の回転動力で駆動され発電動作するオルタネータと、上
記内燃機関の燃焼室に対する燃料供給経路に設けられ供
給燃料の組成を検出する燃料センサと、この燃料センサ
による供給燃料の組成検出結果に応じて上記オルタネー
タの電気負荷を可変するオルタネータ負荷制御手段とを
具備したことを特徴とする内燃機関の出力制御装置。