JPS5867939A - アルコ−ル改質ガスエンジンの混合気制御装置 - Google Patents

アルコ−ル改質ガスエンジンの混合気制御装置

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JPS5867939A
JPS5867939A JP56166408A JP16640881A JPS5867939A JP S5867939 A JPS5867939 A JP S5867939A JP 56166408 A JP56166408 A JP 56166408A JP 16640881 A JP16640881 A JP 16640881A JP S5867939 A JPS5867939 A JP S5867939A
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JP
Japan
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gas
alcohol
reformed gas
air
engine
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JP56166408A
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Toshio Hirota
広田 寿男
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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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】 本発明は、自動車用エンジン等として好適なアルコール
改質ブスエンジンの混合気制御装置に関する。
触媒の存在下でアルコールを熱分解させも得た水素及び
−酸化炭素を主成分とする非凝、縮性の可燃性ガス(以
下、改質ガスという)を燃料として供給するようにした
アルコール改質ガスエンジンは、従来のガソリンエンジ
ンに対比して熱効率が高く、しかも、排気が清浄である
ことから自動車用エンジンとして注目され【いる。とこ
ろが、改質ガスのみを燃料として供給する場合は、必ず
しも充分な出力を得ることができないので改質ガスの他
に未改質の液体アルコールな必要に応じて補充供給する
ことが望まれる。又、改質ガスと液体アルコールとを燃
料として供給する場合はエンジンの熱効率、排気特性及
び出力の低下を防止するためにエンジンの運転状態に応
じて混合気の空燃比及びエンジンに供給される改質ガス
と液体アルコールとの重量流量比(以下、・単にガス/
燃比とい5)を制御する必要がある。
このために、従来では例えば特開昭55−104542
号公報に見られるような装置が提案されていたが、必ず
しも満足する制御を行ない得ないという不都合があった
即ち、第1図は上記従来例を示したシステム図であり、
ガス入口1より導入された改質ガスはガス流量計2を経
てガスパルプ3で流量制御されてエンジン4に供給され
る。エアクリーナ5より導入された空気は、並行する一
次空気通路6と二次空気通路1とに流入する。各空気通
路6.7には一次空気パルプ8と二次空気パルプ−とが
設けられ、両パルプロ、lIで流量制御された一次空気
と二次空気とが合流してエンジン4に供給される。
尚、改質ガス及び空気の各入口は大気圧と等しくエンジ
ン40吸入負圧で改質ガス及び空気がそれぞれの通路を
流れ、未改質の液体アル;−ルはアルコールインジェク
タ10で流量を制御されてエンジン4に供給される。
又、前記ガスパルプ3と一次空気パルブ8とはリンク1
1を介して連動されており、運転者が操作するアクセル
ペダル(図示省略)の踏込操作量がアクセルワイヤ12
を介して両バルブ3 、 llk伝達されるが、二次空
気パルプ9はガス流量計2によって検出された改質ガス
の流量に応じて開度調整される。尚、−次空気流量はア
クセルペダルの踏込操作量に対応し、この−次空気流量
に比例してエンジン4の燃料要求流量が設定されるよ5
になっている。そして、改質ガスの流量が充分である時
は要求流量のすべてを改質ガスでまかなうと同時に、二
次空気パルプ11に開いて混合気を希薄化し、逆に、改
質ガスの供給が不充分であるか制量される場合は、燃料
要求流量に対する改質ガスの不足分を液体アルコールの
供給で補なうと同時に、二次空気パルプ1を閉じて混合
気の空気過剰率を小さくするよ5kl、ている。又、上
記のよ5なアルフール供給量の演算は、吸入空気量と改
質ガスの流量とが入力される;ン)a−213で行なわ
れる。
ところで、上記のよ5な従来の混合気制御装置では、ア
クセルワイヤ12及びリンク11を介して操作される一
次空気バルプ8及びガスパルプ3の開度に応じて一次空
気流量と改質ガス流量とが制御され、これら両流量に応
じてアルコール供給量が制御されるようkなっているた
めに、空気流量、改質ガス流量及びアルコール流量の最
適制御が難かしいという不都合があった。49に、改質
ガスの組成や改質反応速度は改質触媒の温度・圧力など
kよって変化するので、流量の制御が難しく、鰹費、排
気特性に悪影響を与えるおそれもあった。
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、アクセル
操作量とエンジン回転速度と改質ガス供給圧力及び排気
中の酸素濃度を介して検出した実際の混合気の空気過剰
率とに基づいて改質ガス、アルコール及び空気の供給量
を高精度に制御して燃費及び排気特性を向上できるよう
kした混合気制御装置を提供することを目的とする。
以下に本発明な嬉1−図〜第5図に示された実施例に基
づいて詳細に説明する。
第2図は本発明の一実施例を示したシステム図であり、
エンジン20の排気系に介装した改質容器21内には改
質加護を収容した改質@22を鋏着しており1図示しな
い燃料タンクから燃料ボン1(図示省略)を経て送り出
された液体のアルコールは、遮断弁23及び逆止弁24
を備えたアルコール通路25からガスクーラ26を介し
て予熱され改質器22に送り込まれる。改質器22に送
り込まれたアルコールは、エンジン20の排気で加熱保
持されている改質触媒で熱分解されて改質ガスとなり、
ガス通路2Tからガスクーラ21iを経文冷却された後
にガネバルブ28で流量を制御されてガスノズル21か
ら吸気通路30を経てエンジン20に供給される。31
はガスマニアオールド、32は改質容器21内に設置し
たダイヤフラム飄排気バイパス弁である。又、ガスパル
プ28の上流には、改質器の改質反応度のパラメータで
ある改質ガスの供給圧力を検出するガス圧力センサ33
と、ガス圧力が異常上昇した時KM弁する安全弁s4と
を設けている。
突気は、図示しないエアクリーナから吸気通路80に導
入されて空気バルブ3sにより流量を制御されて前記ノ
ズル211から供給された改質ガスと共にエンジン20
に供給され、未改質の液体アルコールは、アルコール供
給装置として設けたアルコールインジェクタ36からエ
ンジン20の各吸気ポート部に向つ【噴射供給される。
3Tはアルコールの供給圧力を制御するプレツシャレギ
エレータ、3@は余剰のアルコールを燃料タンクに戻す
リターン通路である。
上記ガスバルブ28、空気バルブ3S及びアルコールイ
ンジェクタ36を制御するフントローラ$111Cは、
運転者が操作するアクセルペダル等の操作量を検出する
操作量センナ40.ガス圧力センサ33、エンジンの回
転速度を検出するエンジン回転速度センサ41.排気中
の酸素鎖度を介して実際に供給されている混合気の空気
過剰率を検出するfAAlI30 露セン+42及び改
質触媒の温良を検出する温度セyす43の出力がそれぞ
れ供給され、これらの各種情報にともなって演算された
改質ガス供給量、空気供給量及びアルー−ル供給量を実
現するようにガスバルブ28、空気バルブ35、アルプ
ールインジェクタs6を制御すると共に、改質触媒の温
度が略一定値となるように排気バイパス弁32の開度を
調整するよ5にしている。44.45はサーボパルプで
ある。
第3図は上記フントローラ311の一例を示すプルツク
ダイアグラムであり、負荷演算ユニット46は、操作量
センサ40で検出したアクセル操作量Sとエンジン回転
速度センサ41で検出したエンジンの回転速度N・とを
入力してエンジン2oの負荷率りを演算し、ガス/#!
比演算二二/ ) 4 Fは負−荷重Lk基づいてl”
1m比αgoを算出する。燃料演算ユニット48は、エ
ンジン回転速度N・と負荷率りとを^力してエンジンの
燃料要求流量atを演算する。
又限界ガス/燃比演算瓢ニット49はガス圧力センti
3から出力されたガス供給圧力1’g k入力して限界
ガス/燃比αga1mを算出し、この限界ガス/燃比α
gt1mを上記ガス/燃比演算エエット4TtJ−ら出
力されたガス/燃比α20をガス/燃比設定エニン−)
50に供給することkより、いずれか小さな値をガス流
量演算エニン)51、アルプール流量演算ユニット52
及び空気過剰率演算エニン)58にそれぞれ供給して改
質容器内圧力が真空となる危険を防止する。尚、改質ガ
スの供給圧力P1が充分に高くて負荷率りが小さい時は
、ガス/燃比αgを高くすると共に空気過剰率λが太き
(なるようkして燃料消費率の向上を図る様になってい
る。
一方、ガス流量演算ユニット51及びアルプール流量演
算ユニット52には前記ガス/燃比α1の他に燃料要求
流量Gfがそれぞれ供給されており、と九ら両入力に基
づいて算出したガス供給量cg及びアルコール供給量a
tを実現させるべくガスバルブ28及びアルコールイン
ジェクタ36が制御される。
そして、上記ガス/燃比αgK基づいて算出された空気
過剰率2oを達成すべく空気バルブ35を駆動して歌人
空気量を制御するが、この空気バルブ3s一度は排気中
の酸素濃度を介して検出した実際の空気過剰率λ、つま
り、排気系に設けた傾斜WO諺七ンサ42の出カーtツ
イードパック補正されるので、改質触媒の温度変化又は
その他の要因によって改質ガスの組成が変化しようとも
、この組成に応答して実質的に空気過剰率λが最適制御
されて燃費、排気特性が敗善される。
第4WAは本発明の他の実施例のシステム図であり、こ
の実施例では、吸入空気量、つまり、空気供給量をエア
フロメータ54からコ/トセーラ39にフィードバック
供給して空気バルブ35の制御精度を向上させると共に
、燃料要求流量Gf、空気過剰率λ0の演算精度を高く
できるようにしている点で前記実施例と異なるが、他は
同様であるのでその詳細な説明を省略する。尚、第4図
中、5sはエアクリーナ、51iは空気バルブアクチェ
エータ、57はサーボバルブ、58はマツプである。
第6図はガスバルブ及び、空気バルブを開閉駆動するア
クチェエータの一興体例を示す断面図であり、コン)E
l−ttrcta続されたサーボパルプで制御される負
圧が供給される負圧室59を形成するダイアフラム60
に、図示しないバルブのコントロールレバーに至るpラ
ド61を結合固定すると共に、前記負圧室59にダイア
フラムスプリング62を収容することにより、サーボパ
ルプで制御された負圧の強さに応じて移動するダイアフ
ラム60の位置なpラド61を介してコントロールレバ
ーに伝達するようにしているが、アクチュエータは必ず
しも実施例に限定されるものではなく、例えば、リニア
ンレノイド等の電磁アクチュエータを使用しても良い。
尚、第5図中、63はダイ長さ調整用ネジである。
以1説明、たように本発明によれば、アクヤヤ操作量と
エンジン(ロ)転速度と改質ガス供給圧力に基づ一ミ゛
て空気、改質ガス及び液体アルコールの供給量を制御す
ると共K、排気中の酸素”濃度を介して検出した実−の
混谷気の゛門癲過−率に基づいて空気供給量をフィード
バック制御して゛−合気の空気過剰率を制御するように
したものであるから、改質触媒の温度条件及びその他の
要因に応じて改質ガスの組成が変り、あるいは、気圧゛
の変動−゛気温変化等に応じて空気密度が変化しよ5と
も空気過剰率が高精度に制御されるのでエンジンの燃費
及び排気特性が向上する。
第1図は従来例のシステム図、第2図は本発明の一実施
例のシステム図、第3図はボントローラの具体例のブロ
ックダイアグラム、第4図は本′発明の他の実施例のシ
ステム図、第5図はバルブアクチュエータの具体例の断
面図である。
路  33・・・ガス圧力センサ  35・・・φ気パ
ルプ  36・・パアルコールインジェクタ  39・
・・コン°ドp−ラ  40・・・操作量センサ  4
1・・・ニレ−)y@E一度や、ヶ  42−0.傾゛
、”型。3や□ 特許出願人 日産自一本株式会b

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アルスールを熱分解して得た改質ガスと、未改質の液体
    アルコールとを燃料として供給するようにしたアルコー
    ル改質ガスエイシンにおいて、運−私考によって操作さ
    れるアクセルの操作量を検出す、る操作量センサと、エ
    ンジンの回転漣度を検出するエンジン回転速度センナと
    、改質ガスの供給圧力を一検出するガス圧力センサと、
    排気中の酸素濃度を介して混合気の空気過剰率を検出す
    る傾斜型0!センサと、上記各センサから入力されたア
    クセル操作量、エンジン回転速度、ガス供給圧力及び空
    気過剰率の各信号に基づいて空気供給量、改質ガス供給
    量及びアルコール供給量を演算するコントローラと、該
    コントa −9の出力、信号により制御される空気パル
    プ、改質ガス供給装置及びアルコール供給装置と、を備
    えてなるアルコール改質ガスエンジンの混合気制御装置
    。  。
JP56166408A 1981-10-20 1981-10-20 アルコ−ル改質ガスエンジンの混合気制御装置 Pending JPS5867939A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6256743U (ja) * 1985-09-26 1987-04-08
EP0676005A4 (en) * 1992-12-22 1996-12-04 Welsh Technologies Inc METHOD AND DEVICE FOR THE USE OF GASEOUS AND LIQUID FUELS IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6256743U (ja) * 1985-09-26 1987-04-08
EP0676005A4 (en) * 1992-12-22 1996-12-04 Welsh Technologies Inc METHOD AND DEVICE FOR THE USE OF GASEOUS AND LIQUID FUELS IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE.

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