JPH01249933A - アルコール内燃機関の電子制御燃料噴射装置 - 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内燃機関の電子制御燃料噴射装置に
関し、詳しくは、機関加速運転状態において正規噴射と
は別途に追加噴射を行って、加速運転性を向上させるよ
う構成されたものに関する。

〈従来の技術〉 従来、機関加速運転時に追加噴射を行うことで、燃料の
応答遅れを解消するよう構成された内燃機関として、例
えば特開昭６０−２０１０４８号公報等に開示されるよ
うなものがある。

このように機関の加速運転時に追加噴射を行うものでは
、例えば吸気系に介装された絞り弁の単位時間当たりの
開度変化率に基づいて加速判定を行い、加速判定された
ときに正規の燃料噴射が行われている気筒があるときに
は追加噴射を行わず、正規噴射されている気筒がないと
きには最も近くで噴射を終了した気筒に対して正規噴射
の間に割り込ませて追加噴射を行わせる。そして、更に
その後の正規噴射の直後に追加噴射を所定回数だけ行っ
て、加速運転時に空燃比がオーバーリーン化することを
防止するようにしている。ここで、追加噴射における追
加燃料噴射量は、例えば吸気絞り弁の開度変化率９機関
回転速度１機関負荷等に応じて設定される。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、近年、ガソリンの代替燃料としてガソリンに
メタノールやエタノール等のアルコールを混合したアル
コール混合燃料を使用できるように、燃料中のアルコー
ル濃度を検出するアルコールセンサを設け、このアルコ
ールセンサの検出値に基づいて燃料噴射量を制御するよ
う構成された電子制御燃料噴射装置を備えたアルコール
内燃機関が提案されている。

このようなアルコール内燃機関においては、燃料中のア
ルコール濃度に応じて理論空燃比が変化するために、上
記のように燃料中のアルコール濃度に応じて燃料噴射量
を制御するようにしているものであるから、前述のよう
に加速運転時に行う追加噴射においてもそのときのアル
コール濃度に応じて追加燃料噴射量を設定するようにす
べきであるが、追加燃料噴射量を設定してから実際に追
加噴射が終了するまでの間にアルコール濃度が変化する
と、変化後のアルコール濃度に適合しない追加噴射がな
されることになるため、所望の空燃比補正が行えなくな
って加速運転性を損ねてしまうという問題が発生する。

特に、加速判定時のアルコール濃度に基づいてその後複
数回に分けて行われる追加噴射における噴射量を一括し
て設定するようにした場合では、追加燃料噴射量が設定
された後ではアルコール濃度変化に対応することができ
ず、追加噴射量を設定した後にアルコール濃度が変化し
ても加速判定時のアルコール濃度に対応した追加噴射が
なされることになって、空燃比をオーバーリーン化させ
たりオーバーリッチ化させてしまう惧れがあるものであ
る。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、追加噴
射制御時においてアルコール濃度が変化してもこれに追
従した追加噴射制御が行えるようにしてアルコール内燃
機関の加速運転性を向上させることを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、燃料中のア
ルコール濃度を検出するアルコールセンサを備え、該ア
ルコールセンサによって検出された燃料中のアルコール
濃度に応じて機関回転に同期して行われる正規噴射の燃
料噴射量を制御するよう構成されたアルコール内燃機関
の電子制御燃料噴射装置において、 機関の加速運転状態を検出する加速検出手段と、該加速
検出手段により機関の加速運転状態が検出されたときに
前記正規噴射とは別途に行う追加噴射における追加燃料
噴射量を加速運転状態及びアルコール濃度に基づき設定
して追加噴射を制御する追加噴射制御手段と、前記追加
噴射制御手段による追加噴射量設定後の追加噴射制御中
に前記アルコールセンサによって検出されるアルコール
濃度が変化したときに追加燃料噴射量を変化後のアルコ
ール濃度に対応させて修正設定する追加噴射量修正手段
と、を設けるようにした。

く作用〉 かかる構成において、加速検出手段により機関の加速運
転状態が検出されると、追加噴射制御手段は正規噴射と
は別途に行う追加噴射における追加燃料噴射量を加速検
出手段で検出した加速運転状態及びアルコールセンサで
検出したアルコール濃度に基づいて設定し１．設定した
追加燃料噴射量に応じて追加噴射を制御する。ここで、
前記追加噴射制御手段による追加噴射量設定後の追加噴
射制御中、即ち、追加燃料噴射を設定してから実際に追
加噴射が終了するまでの間に、アルコール濃度が変化し
たときには、加速判定時に設定した追加燃料噴射量では
現在のアルコール濃度に対応していなく所望の空燃比補
正ができないため、追加噴射量修正手段が変化後のアル
コール濃度に対応させて追加燃料噴射量を修正設定する
。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図にシステム概略を示す。図において、１゜は機関
燃焼室であり吸気管１１と排気管１２とが連通接続され
ている。排気管１２の後端には触媒コンバータ１３が介
装されている。また、吸気管１１には、エアクリーナ１
４で浄化された空気が吸気絞り弁１５を介して供給され
る。前記吸気絞り弁１５をバイパスするバイパス通路１
６には、アイドルアジャストスクリュー１７が螺合され
ており、吸気絞り弁１５がアイドル開度に閉じられてい
るときの空気量がこのアイドルアジャストスクリュー１
７により調整される。更に、吸気絞り弁１５をバイパス
するアイドル回転数制御用のバイパス通路１８には、パ
ルス信号によって駆動されそのデユーティ比（開弁駆動
時間割合）に応じて開度が調整される電磁式のアイドル
制御弁１９が設けられている。

２０は燃料タンクであり、アルコール混合燃料（ガソリ
ンにメタノールやエタノール等のアルコールを混合させ
たもの）が貯留されている。そして、この燃料タンク２
０内には撹拌機２１が設けられており、燃料タンク２０
内のアルコール混合燃料を撹拌して均一濃度にするよう
にしである。燃料タンク２０内のアルコール混合燃料は
、燃料ポンプ２２．圧力レギュレータ２３．燃料フィル
ター２４を経て燃料供給パイプ２５を通って燃料噴射弁
２６に至る。燃料噴射弁２６に至って噴射供給されなか
ったアルコール混合燃料はリターン通路２７を介して燃
料タンク２０へ戻される。

燃料室１０には点火プラグ２８が設けられており、この
点火プラグ２８には点火コイル２９．配電器３ｏを介し
て高電圧が印加される。また、排気管１２と吸気管１１
との間には、排気還流通路３２が配されており、この排
気還流（ＥＧＲ）通！３２を介して吸気側に還流される
排気量は排気還流制御弁３１で制御される。

排気管１２には、機関吸入混合気の空燃比と密接な関係
にある排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ３３、触
媒コンバータ１３の温度を検出する温度センサ３４が設
けられている。また、ウォータージャケット内の冷却水
温度Ｔｗを検出する水温センサ３５及び機関回転数Ｎを
検出するクランク角センサ３６が設けられている。更に
、吸気管１１には吸気圧を検出する吸気圧センサ３７、
吸気絞り弁１５の開度を検出する開度センサ３８が設け
られている。尚、本実施例では吸気絞り弁１５の開度変
化率に基づいて機関の加速運転状態を検出するので、前
記開度センサ３８は加速検出手段に相当する。そして、
燃料フィルター２４と燃料噴射弁２６との間の燃料供給
パイプ２５には燃料中のアルコール濃度を静電容量変化
等に基づいて検出するアルコールセンサ３９が設けられ
ている。

上記各センサ３３〜３９の検出信号は、コントロールユ
ニット４０へそれぞれ入力される。コントロールユニッ
ト４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉｌｏ等で構成さ
れるマイクロコンピュータ等を含んで構成され、内部に
最適空燃比、最適点火時期。

最適アイドル回転数等を得るための複数のプログラムが
メモリされている。そして、コントロールユニット４０
の出力はそれぞれアイドル制御弁１９゜燃料噴射弁２６
．配電器３０．排気還流制御弁３１へ与えられる。

ここで、コントロールユニット４０は、機関回転に同期
した正規噴射を制御すると共に、機関加速運転状態にお
いてはこの正規噴射とは別途の追加噴射を制御して、加
速運転時の燃料制御遅れや供給遅れによる空燃比リーン
化を防止する。かかる追加噴射制御を第３図のフローチ
ャートに従って説明する。尚、本実施例において、コン
トロールユニット４０は、追加噴射制御手段、追加噴射
量修正手段を兼ねるものである。

まず、ステップ（図吊では「Ｓ」としである。

以下同様）１では、開度センサ３８によって検出される
吸気絞り弁１５の開度変化に基づいて機関が加速運転状
態であるか否かを判定する。吸気絞り弁工５の開度は、
例えば１０ｍ５毎にサンプリングされるようになってお
り゛、３０．５０．１００ｍ５等の所定単位時間におけ
る開度変化量が開側に所定値以上であるときには加速運
転状態を判定する。

ステップ２では、加速時の燃料制御遅れや供給遅れによ
る空燃比リーン化を補正するための追加燃料噴射量Ｔ？
えを、表１に示すように加速度合（吸気絞り弁１５の開
度変化割合が多いときほど大とする）とアルコールセン
サ３９によって検出される燃料中のアルコール濃度ＡＬ
Ｃに応じて設定する。

表１では、ガソリン１００％の場合とアルコール濃度Ａ
ＬＣが８５％であるときのみが設定されているため、上
記以外のアルコール濃度ＡＬＣであるときには、比例計
算によって追加燃料噴射量ＴＴＩを正規燃料噴射量Ｔｉ
の何％に設定すべきであるかを求めるようにする。

このようにして追加燃料噴射量ＴＴ１を設定すると、次
のステップ３ではステップ１における加速判定が初回で
あるか否かを判別する。

そして、加速判定が初回であるときには、ステップ４へ
進み、機関回転に同期した正規噴射（定常運転時では所
望の空燃比制御が可能な燃料噴射）が行われている気筒
があるか否かを判別し、正規噴射が行われている気筒が
ないとき、即ち、正規噴射と正規噴射との間であるとき
には、ステップ５へ進んで最も新しく正規噴射を終了し
た気筒に対して前記追加噴射量Ｔ？大の割込噴射を行わ
せる。

正規噴射における燃料噴射量Ｔｉは所定微小時間毎に演
算されてその度出力用レジスタにセットされるようにな
っており、機関回転に同期した正規噴射タイミングにな
ったところで前記出力用レジスタにセットされている燃
料噴射量Ｔｉが読出されて、その燃料噴射量Ｔｉに相当
する駆動パルス信号が燃料噴射弁２６に出力されるよう
になっているため、ステップ５では出力用レジスタにセ
ットされている正規噴射用の燃料噴射量Ｔｉを読出して
、その何％かの追加燃料噴射量ＴＴ＊に相当する駆動パ
ルス信号を正規噴射タイミングとは無関係に直ちに出力
する。

一方、ステップ２で加速運転判定が初回でないと判別さ
れた場合や、ステップ３で正規の噴射が現在行われてい
る気筒が有ると判別された場合には、ステップ６へ進む
。

ステップ６では、正規の燃料噴射ＩＴｌに追加燃料噴射
量Ｔ？、を追加させて正規の噴射タイミングで燃料噴射
を行わせるべく、出力用レジスタにＴｉ＋Ｔ□をセット
するよう指示する。

このように出力用レジスタにＴ　ｉ　＋　Ｔ　？ｌをセ
ットするようにしておけば、正規の噴射タイミングとな
ったところで、Ｔｉ＋Ｔ□が読み出されて正規の噴射量
よりもそのときの加速度合及びアルコール濃度ＡＬＣに
応じた所定量だけ追加された燃料が噴射供給されること
になる。但し、Ｔ　Ｉ　＋　Ｔ　ｔａの燃料噴射は、ア
ルコール濃度ＡＬＣとは無関係な一定回数を越えて連続
して行われないようにしである。

次のステップ７では、アルコールセンサ３９によって検
出されるアルコール濃度ＡＬＣが変化したか否かを判別
する。前回のアルコール濃度ＡＬＣに対して今回のアル
コール濃度ＡＬＣが変化しているときには次のステップ
８へ進み、前回以前のアルコール濃度ＡＬＣに基づいて
設定された追加燃料噴射量Ｔ’ｔ＊を追加された正規噴
射タイミングでの噴射が行われている最中の気筒がある
か否かを判別する。

即ち、アルコールセンサ３９は、燃料噴射弁２６近傍の
燃料供給パイプ２５に介装されているため、アルコール
センサ３９によって現在検出されているアルコール濃度
ＡＬＣは今後噴射される燃料中のアルコール濃度ＡＬＣ
と略等しいとみることができる。従って、現在のアルコ
ール濃度ＡＬＣと追加燃料噴射量Ｔ？ＩＩの設定に用い
たアルコール濃度ＡＬＣとが異なるときには、所望の追
加燃料噴射が行われないことを意味する。このため、古
いアルコール濃度ＡＬＣ検出値に基づいた追加噴射制御
が行われている気筒があるときには、実際のアルコール
濃度ＡＬＣに即した追加噴射を行わせるべく修正を加え
るものである。

ステップ８で前回以前（変化前）のアルコール濃度ＡＬ
Ｃに基づいて追加噴射制御されている気筒が有ると判別
されるとステップ９へ進む。ステップ９ではステップ８
で判別された気筒における噴射量の燃料が、最新のアル
コール濃度ＡＬＣに基づき追加制御された燃料噴射量（
Ｔｉ＋Ｔ？Ｒ）を上回っているか否かを判別する。

そして、最新のアルコール濃度ＡＬＣに基づき追加が必
要とされる燃料が既に噴射されているとき、即ち、最新
のアルコール濃度ＡＬＣで必要とされる追加燃料噴射量
Ｔ’ｔ＊が噴射開始時よりも減少し、噴射開始時のＴｉ
＋ＴＴ、Ｉを噴射供給したのでは余分過ぎるときには、
最新のデータに基づくＴｔ＋Ｔｔ＊を噴射したところで
噴射を途中停止させ（ステップ１０）、余分な追加噴射
が行われることを回避する。

一方、最新のデータ（変化後のアルコール濃度ＡＬＣ）
に基づ（Ｔ　ｉ　＋　Ｔｔ＊が未だ噴射されていない状
態では、更に、噴射を継続させる必要があるので、ステ
ップｌｌへ進んで最新のデータに基づ（Ｔｉ＋Ｔ□を得
るには今後どの位の燃料噴射が必要であるかを求め、こ
の必要噴射量に基づく継続噴射を指示する。アルコール
濃度ＡＬＣ変化によって必要な追加燃料噴射量Ｔｉ、が
増大した場合には、ステップ１１での指示によって追加
燃料噴射量Ｔ□の増大が図られ、現在のアルコール濃度
ＡＬＣに応じた必要量よりも少なく追加噴射されて加速
時の空燃比がリーン化することを防止する。

このように、アルコール濃度ＡＬＣ及び加速度合に基づ
いて設定した追加燃料噴射量Ｔ’ｔｔに基づく追加噴射
を開始した後に、アルコール濃度ＡＬＣが変化した場合
には、変化後のアルコール濃度ＡＬＣに対応すべく噴射
を途中で停止させたり噴射を延長させたりするようにし
たので、加速時に燃料中のアルコール濃度ＡＬＣが変化
しても、変化後のアルコール濃度ＡＬＣに適合した追加
燃料噴射量を得ることができ、加速時の空燃比を所望状
態に制御し得るものである。

尚、本実施例では、シーケンシャル式に正規噴射及び追
加噴射を行うものを前提としたが、同時噴射やグループ
噴射によって燃料噴射が制御されるものであっても、本
実施例と同様に追加噴射終了前にアルコール濃度ＡＬＣ
の変化が検出されたときには変化後のアルコール濃度Ａ
ＬＣに対応した追加噴射量となるように修正することで
、加速時の空燃比制御を向上させ得ることは明らかであ
る。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、機関加速運転時
における追加噴射量設定後の追加噴射制御中に燃料中の
アルコール濃度が変化したときには、追加燃料噴射量を
変化後のアルコール濃度に対応させて修正設定するよう
にしたので、加速途中で燃料中のアルコール濃度が変化
しても、所望の追加燃料噴射量を得て加速時の空燃比を
所望値に制御できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図は同上実施
例における制御内容を示すフローチャートである。 １１・・・吸気管　　１５・・・吸気絞り弁　　２５・
・・燃料供給パイプ　　２６・・・燃料噴射弁　　３８
・・・開度センサ３９・・・アルコールセンサ　　４０
・・・コントロールユニット 特許出願人　　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　富二雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　燃料中のアルコール濃度を検出するアルコールセンサ
   を備え、該アルコールセンサによって検出された燃料中
   のアルコール濃度に応じて機関回転に同期して行われる
   正規噴射の燃料噴射量を制御するよう構成されたアルコ
   ール内燃機関の電子制御燃料噴射装置において、 機関の加速運転状態を検出する加速検出手段と、該加速
   検出手段により機関の加速運転状態が検出されたときに
   前記正規噴射とは別途に行う追加噴射における追加燃料
   噴射量を加速運転状態及びアルコール濃度に基づき設定
   して追加噴射を制御する追加噴射制御手段と、前記追加
   噴射制御手段による追加噴射量設定後の追加噴射制御中
   に前記アルコールセンサによって検出されるアルコール
   濃度が変化したときに追加燃料噴射量を変化後のアルコ
   ール濃度に対応させて修正設定する追加噴射量修正手段
   と、を設けたことを特徴とするアルコール内燃機関の電
   子制御燃料噴射装置。