JPH0370859A - アルコールエンジンの燃料流量制御装置 - 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、燃料のアルコ−ルミ１１度に応じて燃料ポン
プの燃料流８を可変設定するアルコールエンジンの燃料
流量制御装置に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］近年、ガ
ソリン燃料、アルコール燃料、あるいは、ガソリンとア
ルコールとの混合燃料のいずれによッテも運転可能なＦ
　Ｆ　Ｖ　（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｆｕｅｌ　Ｖｅｈｉｃ
ｌｅ　）用のアルコールエンジンが開発されている。

このＦＦＶ用アルコールエンジンは、例えば、特開昭５
８−２８５５７号公報に開示されているように、燃料の
アルコール濃度をアルコール燃料ザによって検知し、こ
のアルコール濃度により燃料噴１）Ｊ　ｆｆｉを補正し
て理論空燃比に保つように制御されている。

しかしながら、アルコール（アルコール濃度１００％の
燃料）を用いた場合の理論空燃比は、ガソリン（アルコ
ール濃度Ｏ％）を用いた場合に対して略１／２であり、
燃料のアルコール濃度が高くなるほど理論空燃比が低下
する。このため、上記ＦＦＶ用アルコールエンジンにお
いては、従来のガソリンエンジンと同一のエンジン運転
状態では、燃料のアルコール濃度が１００％（ガソリン
０％）の場合、アルコール濃度Ｏ％（ガソリン１００％
）の場合に対しで略２倍の燃料噴射量が必要となり、こ
れに対応してインジェクタへ燃料を供給する燃料ポンプ
の容量〈燃料ポンプによる送油量、ずなわら、燃料流量
）を略２倍にしなければならない。

一般に、通常のガソリンエンジンにおける燃料ポンプの
送油量、すなわち、必要最大燃料流量はエンジンの有す
る最大燃料噴銅鼠に対し若干の余裕度を持って設定され
ている。

ＦＦＶ用アルコールエンジンにおいて、燃料ポンプの必
要最大燃料流量をアルコール１００％の燃料を基準に設
定すると、ガソリン１００％の燃料を用いた場合でも、
エンジンが実際に必要とする最高流量の数倍の燃料が供
給されることになり、最小燃料消費領域（ガソリン１０
０％のアイドル運転）においては過剰供給となり燃料の
リターンＡが非常に多く、エネルギーロスをｔｎ　＜ば
かりか、騒音対策上も好ましくない。

一方、ＦＦＶ用アルコールエンジンにおいて、燃料ポン
プの必要最大燃料流量を、上述した通常のガソリンエン
ジンの送油量のままにしておけば、最大燃料消費領域（
高アルコールｍ度、例えば、アルコール１００％におけ
るエンジン高速回転高負荷運転時）に燃料ポンプの送油
母不足によって燃圧が低下してしまい必要燃料噴射昂を
得られないおそれがある。

また、現在市販されている燃料ポンプはガソリンエンジ
ンの送油量に合せたものが多く、アルコール１００％の
高速回転高負荷運転時に必要とする最大送油量（燃料流
量）を供給できる大型の燃料ポンプはほとんど市販され
ておらず、仮に、このような大型の燃料ポンプを採用し
たとしてｂｉｌｌ装上の問題が残る。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、エネルギ
ーロスを少なくし、かつ、低騒音化を実現するとともに
、大型の燃料ポンプを用いずに、燃料流用不足がなく、
燃料のアルコール濃度に応じて常に最適な燃料流量を得
ることができ、かつ、燃料ポンプのｌ１ｉｌｉｉ装の容
易なアルコールエンジンの燃料流量制御装置を提供する
ことを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明によるアルコールエン
ジンの燃料流量制御装置は、アルコール濃度センサの出
力信号に基づいて燃料のアルコール濃度を算出するアル
コール濃度算出手段と、上記アルコール濃度算出手段で
算出したアルコール濃度に塁づいて、燃料タンクに連通
した複数の燃料ポンプの必要燃料流量を設定するポンプ
流量設定手段とを具備するものである。

［作　用］ 上記構成において、アルコール濃度センサの出力信号に
基づいて燃料のアルコール濃度を鋒出し、このアルコー
ル濃度に基づいて燃料タンクに連通ずる複数の燃料ポン
プの必要流罪を設定し、燃料のアルコール濃度によって
変化する必要最大燃料流量を常に最適に確保する。

［発明の実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は燃料流１１ｉ
１　Ｉ１１御装置の機能ブロック図、第２図はエンジン
制御系の概略図、第３図はアルコール濃度に対する必要
最大燃料流量と燃料ポンプの必要燃料流Ｑとの関係を示
づ説明図、第４図は燃料流星制御手順を示すフローチャ
ートである。

（構　成） 第２図において、符号１はＦＦＶ用アルコールエンジン
のエンジンで、図においては水平対向型エンジンを示す
。

このエンジン本体１のシリンダヘッド２に形成した吸気
ボート２ａにインテークマニホルド３が連通され、この
インテークマニホルド３の上流にエアチャンバ４を介し
てスロットルチｔ７ンバ５が連通され、このスロットル
チャンバ５の上流側に吸気管６を介してエアークリーナ
７が取イ１けられている。

また、上記吸気管６の上記エアクリーナ７の直下流に吸
入空気＆センサ（図においては、ホットワイヤ式エアフ
ローメータ）８が介装され、さらに、上記スロットルチ
ャンバ５に設けたスロットルバルブ５ａにスロットルｆ
７ｉ！ａセンサ９ａとスロットルバルブ全開を検出する
アイドルスイッチ９ｂとが連設されている。

また、上記インテークマニホールド３の各気筒の各吸気
ボート２ａの直上流側に、インジェクタ１０が配設され
ている。さらに、上記シリンダへノド２に、その先端を
燃焼室に露♀する点火プラグ１７が気筒毎に取り付ＣＪ
られている。

また、符号１３は燃料タンクで、高アルコール１度時の
燃料消費槌を考慮して比較的大きな容量に設定されてい
る。また、容量が大きくなった分、上記燃料タンク１３
の底部中央に、プロペラシャフト、リヤデフなどをオー
バハングづるための逃げ部１３ａがサドル状に形成され
、上記燃料タンク１３の底部容積部分が上記逃げ部１３
ａにて左右に分割されている。

この燃料タンク１３には、アルコールのみの燃料、ガソ
リンのみの燃料、あるいは、アルコールとノ３ソリンと
の混合燃料、すなわち、燃料補給の際のユーザー事情に
より変化するアルコールａ度を有する燃料が貯留されて
いる。

また、上記燃料タンク１３の左右底部容積部１３ｂ、１
３ｃに同容星の燃料ポンプ１４ａ、１４ｂが各々連通さ
れている。

なお、上記燃料ポンプ１４ａ、１４ｂは、それぞれ通常
のガソリンエンジンにおける燃料ポンプと同−容量とす
る。さらに、この各燃料ポンプ１４ａ、１４ｂの吐出側
に連通ずる燃料通路１９ａが途中で合流された後、上記
各インジェクタ１０に連通されている。ざらに、上記燃
料通路１９ａの合流した部分のやや下流にアルコール濃
度センサ１５が介装されている。

また、上記燃料通路１９ａの上記インジェクタの直上流
に燃料戻り通路１９ｂの一端が連通され、この燃料通路
１９ｂの他端が上記燃料タンク１３の上方からタンク内
上層部に挿通され、その吐出口１９ｃ、１９ｃが二叉に
分岐されて、上記底部容積部１３ｂ、１３ｃの上方にそ
れぞれ臨まされている。

一方、上記燃料戻り通路１９ｂにプレッシャレギュレー
タ１６の動作室１６ａが介装され、この動作室１６ａと
ダイヤフラム１６ｂを介して区画する調圧室１６ｃが、
図中−点鎖線で示づ−如く上記インテークマニホルド３
に連通されている。

そして、上記プレッシャレギュレータ１６により上記イ
ンジェクタ１０の燃料圧力（燃圧）と上記インテークマ
ニホールド３内圧力との差圧を一定に保ち、上記インテ
ーク内圧水−ルド３内圧力変動によって上記インジェク
タ１０からの燃料噴Ｑ・Ｉ　：ｉ’ｒが変動しないよう
制御する。

また、上記エンジン１のクランクシャフト１ｂにクラン
クロータ２１が軸着され、その外周にクランク角、およ
び、エンジン回転数を検出するための電磁ピックアップ
などからなるクランク角センサ２２が対設されている。

さらに、上記インテークマニホールド３に形成されたラ
イザをな寸冷却水通路〈図示せず）に冷１．１１水渇セ
ンサ２５がｌ！！まされている。

また、上記シリンダヘッド２の排気ボート２ｂに連通ず
る排気管２６の集合部に０２センサ２７が臨まされてい
る。なお、符号２８番よ触媒コンバータである。

（制御装置の回路構成） 一方、符号３１は制御装置で、この制御装置３１のＣＰ
ｔＪ　（中央処理演算装置）３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ
３４．および、Ｉ１０インターフェイス３５がパスライ
ン３６を介して互いに接続されており、このＩ１０イン
ターフェイス３５の入力ボートに、上記各センサ８．９
ａ、１５．２２．２５゜２７、および、アイドルスイッ
チ９ｂが接続されている。

また、上記Ｉ１０インターフェイス３５の出力ボートに
は、上記点火プラグ１７がイグナイタ２９を介して接続
されているとともに、駆動回路３８を介して、インジェ
クタ１０．および、燃料ポンプ１４ａ、１４ｂがそれぞ
れ接続されている。

上記ＲＯＭ３３には制御プログラム、固定データが記憶
されている。上記ＲＡＭ３４にはデータ処理した後の上
記各センサの出力信号、および、ＣＰｔＪ３２で演粋処
理したデータが格納されている。

さらに、上記ＣＰｔＪ３２では上記ＲＯＭ３３に記憶さ
れている制御プログラムに従い、上記ＲＡＭ３４に格納
された各種データに基づき、燃料のアルコール濃度に応
じた燃料噴射量、点火時期、燃料ポンプによる必要燃料
流量などを演算する。

（制御装置の機能構成〉 第１図に示すように、上記制ｎ装置３１の燃料流通制御
に係わるＩａ能は、アルコール濃度算出手段４１、ポン
プ流量設定手段４２、燃料ポンプ駆動手段４３で構成さ
れている。

アルコール濃度算出手段４１では、アルコール濃度セン
サ１５の出力信号を読込み、燃料のアルコール濃度Ａを
算出する。

ポンプ流量設定手段４２では、上記アルコール８１度算
出手段４１で算出したアルコール濃度Ａを関数として燃
料ポンプ１４ａ、１４ｂによる必要燃料流量、すなわち
、ポンプ回転数Ｎｐを設定する（Ｎｐ　−ｆ（Ａ）　）
。

前述のように、アルコール濃度Ａが高くなるに従い理論
空燃比が低下し、燃料噴射量を増加させる必要があり、
その分、あるアルコール濃度Ａにおける最大燃料噴割量
を基準に設定する必要最大燃料流量も増加する。

上記燃料ポンプ１４ａ、１４ｂの容Φが同じであるため
、上記燃料通路１９ａの合流部分を通過する燃料流量（
必要最大燃料流量）は各燃料ポンプ１４ａ（１４ｂ）か
ら吐出される流量の２倍となる。したがって、上記必要
最大流量に対応する各燃料ポンプ１４ａ、１４ｂによる
必要燃料流量（ポンプ回転数〉は上記必要最大流量の１
／２になる。

実験によれば、上記アルコール濃度へと上記必要最大燃
料流量との関係は、燃料のアルコール濃度Ａが高くなる
に従い必要最大燃料流量が増大し、第３図の実線に示づ
様にリニアに変化するため、上記燃料ポンプ１４ａ、１
４ｂの必要燃料流量も第３図の破線で示づ様にリニアに
変化し、したがって、この燃料ポンプ１４ａ、１４ｂの
ポンプ回転数Ｎｐを上記アルコール濃度への関数として
求めることができる。

なお、上記燃料ポンプ１４ａ、１４ｂの必要燃料流量に
対応するポンプ回転数Ｎｐを、上記アルコール濃度Ａを
パラメータとして予め実験などから求めたマツプ検索に
より設定してもよい。

燃料ポンプ駆動手段４３では、上記ポンプ流量設定手段
４２で設定したポンプ回転数Ｎｐに対応する駆動信号を
燃料ポンプ１４ａ、１４ｂへ出力する。

上記燃料ポンプ１４ａ、１４ｂを直流モータによって駆
動づる場合、上記燃料ポンプ駆動手段４３からは、上記
ポンプ流量設定手段４２で設定したポンプ回転数Ｎｐに
応じた電圧が出力される。

また、上記燃料ポンプ１４を交流モータによって駆動す
る場合、上記燃料ポンプ駆動手段４３からは上記ポンプ
回転数Ｎｌ）に対応する周波数が出力される。

（制御動作） 次に、上記制御装置３１による燃料流量制御手順を第４
図のフローチャートに従って説明する。

第４図に示すプログラムは制御装置３１の電源がＯＮさ
れてからＯＦＦされるまでの間（エンジン始動からエン
ジン停止までの間）、所定時間毎、あるいは、所定周期
毎に実行される割込みプログラムである。

まず、ステップ５１０１で、アルコール濃度センサ１５
の出力信号を読込み燃料のアルコール濃度へを算出し、
ステップ５１０２へ進む。

ステップ５１０２では、上記ステップ５１０１で算出し
たアルコール濃度Ａに基づいて燃料ポンプ１４ａ。

１４ｂの必要燃料流量、すなわち、ポンプ回転数Ｎｐを
設定し、燃料ポンプ１４ａ、１４ｂへ出力する（Ｎｐ　
＝チ（八））。そして、次回の燃料流凶制御プログラム
が実行されるまでの間、燃料ポンプ１４ａ、１４ｂのポ
ンプ回転数Ｎｐを保持する。

その結果、上記燃料ポンプ１４．ａ、１４ｂによって、
燃料タンク１３に貯留されている燃料（アルコールのみ
、ガソリンのみ、あるいは、アルコールとガソリンとの
混合燃料）が燃料タンク１３のに右の底部容積部１３ｃ
、１３ｄから吸込まれ、上記各燃料ポンプ１４ａ、１４
ｂから吐出されたアルコール濃度Ａに対応する必要燃料
流罪により、燃料通路１９ａへ必要最大燃料流量が供給
される。

ぞして、燃圧がプレッシャレギュレータ１６によってイ
ンテークマニホルド内圧力との差圧一定に制御されてイ
ンジェクタ１０から所定タイくングで噴射され、余剰燃
料が燃料戻り通路１９ｂを通り燃料タンク１３内の上部
に臨まされた二叉のｉｌｌ出口１９ｃ、１９ｃから燃料
タンク１３内に戻される。

従って、上記必要最大燃料流量を二個の燃料ポンプ１４
．ａ、１４ｂで制御しているため、特殊な大型の燃料ポ
ンプを用いることなくアルコール濃度○％からアルコー
ルｖ！Ａ度１００％に至るまで、アルコール濃度によっ
て変化する必要最大燃料流量を常に最適に確保すること
ができる。そのため、燃料供給が常に最適状態に維持さ
れ、エネルギーロスが回避され、かつ、低騒音化が実現
される。

また、二個の燃料ポンプ１４ａ、１４ｂを用いたことで
各燃料ポンプ１４ａ、１４ｂを小型にすることができ、
その分、蟻装が容易になる。さらに、燃料タンク１３の
左右に分割された底部容積部１３ｂ、１３ｃの両方から
燃料を吸込むので、その容積部１３ｂ、１３ｃの片方に
燃料が残留することがなく、最後まで燃料を有効に使用
づることかできる。

また、燃料戻り通路１９ｂの二叉に分岐した吐出口１９
Ｇ、１９ｃが上記底部容積部１３ｂ、１３Ｃの上方に臨
まされているので、上記燃料タンク１３内の燃料桟積が
少なくなった場合でも、上記底部容積部１３ｂ、１３ｃ
へほぼ均等に燃料を還元きせることができ、底部容積部
１３ｂあるいは１３ｃの一方への燃料の片寄りが防がれ
て、燃料ポンプ１４ａ１あるいは、１４ｂからのエアの
吸込みを防止することができる。

なお、本発明は上記実施例に限るものではなく、例えば
、燃料ポンプを３個以上並列に配設してもよい。

［発明の効果］ 以上、説明したように本発明によれば、アルコール濃度
センサの出力信号に基づいて燃料のアルコール濃度を算
出するアルコールＣＪ度輝出手段と、上記アルコール′
ｍ度算出手段で算出したアルコール濃度に基づいて、燃
料タンクに連通した複数の燃料ポンプの必要燃料流量を
設定するポンプ流量設定手段とを具備するので、エネル
ギーロスが少なくなり、低騒音化が実現できるとともに
、大型の燃料ポンプを用いることなく燃料流星不足を生
じることなしに、常にアルコール濃度に対応した最適な
燃料流星を得ることができ、かつ１個々の燃料ポンプの
容量を小型化できるため蟻装が容易になるなど優れた効
果が奏される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は燃料流ｆ２ｉ
ｉｉＩＪ御装置の機能ブロック図、第２図はエンジン制
御系の概略図、第３図はアルコール濃度に対する必要最
大燃料流量と燃料ポンプの必要燃料流岳との関係を示す
説明図、第４図は燃料流＋４ｉ制御手順を示すフローチ
ャートである。 １４ａ、１４ｂ・・・燃料ポンプ、１５・・・アルコー
ル濃度センサ、４１・・・アルコール淵度緯出手段、４
２・・・ポンプ流量設定手段、Ａ・・・アルコール濃度
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アルコール濃度センサの出力信号に基づいて燃料のアル
   コール濃度を算出するアルコール濃度算出手段と、 上記アルコール濃度算出手段で算出したアルコール濃度
   に基づいて、燃料タンクに連通した複数の燃料ポンプの
   必要燃料流量を設定するポンプ流量設定手段とを具備す
   ることを特徴とするアルコールエンジンの燃料流量制御
   装置。