DE112012005503T5

DE112012005503T5 - Brennkraftmaschinensteuergerät

Info

Publication number: DE112012005503T5
Application number: DE112012005503.9T
Authority: DE
Inventors: c/o DENSO CORPORATION Mizobuchi Takeshi; c/o DENSO CORPORATION Wada Minoru; c/o DENSO CORPORATION Takemura Yuichi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2015-01-15
Also published as: JP2013133792A; WO2013099094A1; IN2014CN04743A

Abstract

Ein Kraftstoffinjektor (14) einer Kraftmaschine (10) ist über einen Gasdurchlass an einem Gastank angeschlossen, der einen Gaskraftstoff mit hohem Druck sammelt. In dem Gasdurchlass ist ein Druckverringerungsventil (40) als eine Druckeinstelleinheit vorgesehen, die einen Gaszuführdruck zu dem Kraftstoffinjektor (14) einstellt. Einen ECU (50) erfasst einen Tankdruck als einen Druck in einem Gastank (30). Wenn der erfasste Tankdruck niedriger als ein vorbestimmter Niedrigdruckbeurteilungswert ist, dann wird ein Sollgasdruck als ein Gaszuführdrucksollwert auf Grundlage der erfassten Tankdrucks begrenzt. Wenn ferner der Sollgasdruck begrenzt ist, dann rückt die ECU einen Kraftstoffeinspritzzeitgebung des Kraftstoffinjektors (14) bezüglich einer Bezugszeitgebung vor, die unter einer Beindung eingerichtet ist, dass der Sollgasdruck nicht begrenzt ist.

Description

Querverweis zu verwandten Anmeldungen
Diese Anmeldung basiert auf der am 27. Dezember 2011 eingereichten japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2011-286179 .
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Brennkraftmaschinensteuergerät, das auf ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, die gasförmigen Kraftstoff verwendet, angewendet wird.
Hintergrund
Es ist eine herkömmliche Brennkraftmaschine bekannt, die einen gasförmigen Kraftstoff, etwa komprimiertes Erdgas (CNG), verflüssigtes Propangas (LP-Gas) oder dergleichen verwendet, oder die den gasförmigen Kraftstoff zusammen mit einem flüssigen Kraftstoff wie Benzin verwendet. Die Patentdruckschrift 1 offenbart eine Maßnahme, wenn die Restmenge des in einem Gastank eingefüllten Gaskraftstoffs verringert ist und der Gasdruck in dem Tank abgesenkt ist. Genauer gesagt wird dann, wenn der Gasdruck abgesenkt ist, während ein Fahrzeug fährt, eine Zeit vor dem Auftreten einer Fehlzündung berechnet. Dann, wenn die Zeit vor dem Auftreten der Fehlzündung verstrichen ist, wird die Kraftstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine gestoppt. Das heißt, wenn der Gasdruck abgesenkt ist, wird die Kraftstoffzufuhr nicht sofort gestoppt, sondern die Kraftstoffzufuhr wird fortgeführt, um das Fahren des Fahrzeugs fortzuführen, bis die Fehlzündung auftritt.
Wenn der Tankdruck abgesenkt ist, ist in Übereinstimmung mit der Verringerung des Tankdrucks zudem der zu der Brennkraftmaschine zugeführte Gasdruck (Gaszuführdruck) abgesenkt. In einem solchen Fall wird der Einspritzstrom des in den Brennkraftmaschinenzylinder eingespritzten Gaskraftstoffs abgeschwächt und die Kraftstoffvermischungswirkung wird verringert. Als ein Ergebnis ist anzunehmen, dass der Verbrennungszustand in der Brennkraftmaschine verschlechtert wird.
Druckschriften aus dem Stand der Technik
Patentdruckschrift

Patentdruckschrift 1: Japanisches Patent Nr. 3877468

Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Brennkraftmaschinensteuergerät bereitzustellen, das in der Lage ist, eine ausgezeichnete Verbrennungsbedingung in der Brennkraftmaschine beizubehalten, selbst wenn der Kraftstoffdruck in dem Gastank gesenkt ist.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Brennkraftmaschinensteuergerät, das auf ein Kraftstoffeinspritzsystem angewendet wird, welches einen Gastank, der einen Gaskraftstoff mit hohem Druck sammelt, eine Gaskraftstoffeinspritzeinheit, die den von dem Gastank zugeführten Gaskraftstoff durch einen Gasdurchlass zu einer Brennkraftmaschine einspritzt, und eine Druckeinstelleinheit hat, die in dem Gasdurchlass zum Einstellen eines Gaszuführdrucks zu der Gaskraftstoffeinspritzeinheit vorgesehen ist. Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung hat das Brennkraftmaschinensteuergerät eine Druckerfassungseinheit, die einen Tankdruck als einen Druck in dem Gastank erfasst, eine Druckbegrenzungseinheit, die einen Sollgasdruck als einen Sollwert des Gaszuführdrucks auf Grundlage des erfassten Tankdrucks begrenzt, wenn der durch die Druckerfassungseinheit erfasste Tankdruck niedriger als ein vorbestimmter Niederdruckbeurteilungswert ist, und eine Einspritzsteuereinheit, die die Kraftstoffeinspritzzeitgebung der Gaskraftstoffeinspritzeinheit relativ zu einer Bezugszeitgebung, die unter einer Bedingung aufgestellt wird, in der der Sollgasdruck durch die Druckbeschränkungseinheit nicht beschränkt ist, vorrückt, wenn der Sollgasdruck durch die Druckbegrenzungseinheit begrenzt ist.
Gemäß dem obigen Aufbau wird dann, wenn der Tankdruck infolge einer Verringerung der Restkraftstoffmenge in den Gastank oder dergleichen abgesenkt ist, ein normaler Solldruck, der dann eingerichtet wird, wenn der Tankdruck sichergestellt ist, beschränkt, wodurch der Sollgasdruck eingerichtet wird. In diesem Fall ist es möglich, eine Druckeinstellsteuerung entsprechend des tatsächlichen Tankdrucks durchzuführen. Wenn der Gaszuführdruck in Übereinstimmung mit der Verringerung des Tankdrucks beschränkt (abgesenkt) wird, ist anzunehmen, dass die Mischungswirkung des von der Gaskraftstoffeinspritzeinheit eingespritzten Gaskraftstoffs in dem Brennkraftmaschinenzylinder verringert wird, und als ein Ergebnis, die Verbrennungsbedingung in der Brennkraftmaschine verschlechtert wird. Durch Vorrücken der Kraftstoffeinspritzzeitgebung wird die Gaskraftstoffmischzeit in dem Zylinder sichergestellt, und es ist möglich, eine Verschlechterung der Verbrennungsbedingung in der Brennkraftmaschine zu unterdrücken. Selbst wenn die Kraftstoffeinspritzzeit in Übereinstimmung mit der Verringerung des Gaszuführdrucks verlängert wird, ist es möglich, eine extreme Verspätung der Vollendung der Kraftstoffeinspritzung zu unterdrücken und eine Emissionsverschlechterung durch Vorrücken der Kraftstoffeinspritzzeitgebung zu unterdrücken.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung wird der Festlegungsbereich des Gaszuführdrucks im Vorfeld bestimmt. Die Druckeinstelleinheit stellt den Gaszuführdruck in dem festgelegten Bereich ein. Wenn mit einem oberen Grenzwert des festgelegten Bereichs als ein Niederdruckbeurteilungswert der durch die Druckerfassungseinheit erfasste Tankdruck niedriger als der obere Grenzwert ist und innerhalb des festgelegten Bereichs liegt, beschränkt die Druckbeschränkungseinheit den Sollgasdruck auf den erfassten Tankdruck oder niedriger.
Wenn gemäß dem obigen Aufbau der Tankdruck absenkt wird, ist es möglich, den tatsächlichen Tankdruck oder einen Druck, der niedriger als der tatsächlicher Tankdruck ist, als den Sollgasdruck festzulegen. In diesem Fall ist es möglich, als den Sollgasdruck den erforderlichen Gaszuführdruck oder den Druck, der so nah wie möglich an dem erforderlichen Druck ist, in Übereinstimmung mit der Situation festzulegen. Mit dieser Anordnung ist es möglich, eine Verbrennungsbedingungsänderung in der Brennkraftmaschine zu unterdrücken und eine Fahrzeugfahrleistung beizubehalten.
Wenn gemäß einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung der durch die Druckerfassungseinheit erfasste Tankdruck während eines Betriebs der Brennkraftmaschine niedriger als der obere Grenzwert ist und in dem festgelegten Bereich liegt, dann legt die Druckbegrenzungseinheit einen unteren Grenzwert des Festlegungsbereichs auf den Sollgasdruck fest.
Gemäß dem obigen Aufbau ist es möglich, einen Kraftstoffverbrauch nach der Verringerung des Tankdrucks so gut wie möglich zu unterdrücken. In einem Fall, in dem die Restgasmenge verringert ist, ist es möglich, die Verbrennung in der Brennkraftmaschine so lange wie möglich fortzuführen. Wenn der Tankdruck abgesenkt ist, ist es dementsprechend möglich, die Reichweite durch Abschwächen des Fahrens zu verlängern.
Gemäß einem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung wird im Vorfeld ein Startsolldruck als der Sollgasdruck nach dem Start der Brennkraftmaschine innerhalb des Festlegungsbereichs bestimmt. Wenn nach dem Starten der Brennkraftmaschine der durch die Druckerfassungseinheit erfasste Tankdruck niedriger als der obere Grenzwert ist und innerhalb des Festlegungsbereichs liegt, dann legt die Druckbegrenzungseinheit das Niedrigere aus dem erfassten Tankdruck und dem Startsolldruck als den Sollgasdruck fest.
Wenn gemäß diesem Aufbau der Gaszuführdruck auf Grundlage eines Startsolldrucks nach einem Start der Brennkraftmaschine gesteuert wird, ist es möglich, die Brennkraftmaschine mit einer geeigneten Kraftstoffmenge zu starten, indem der Startsolldruck als der Sollgasdruck festgelegt wird. Wenn ferner der Gaszuführdruck nicht auf Grundlage des Startsolldrucks gesteuert werden kann, ist es möglich, den Gaszuführdruck auf Grundlage des möglichen Maximaldrucks mit dem tatsächlichen Tankdruck als dem Sollgasdruck zu steuern. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die Startfähigkeit der Brennkraftmaschine sicherzustellen.
Insbesondere in einem Fall, in dem der durch die Druckerfassungseinheit erfasste tatsächliche Tankdruck innerhalb des Gaszuführdruckfestlegungsbereichs liegt, wird nach dem Start der Brennkraftmaschine der Niedrigere von dem tatsächlichen Tankdruck und dem Startsolldruck als der Sollgasdruck verwendet. In einem Fall, in dem der untere Grenzwert des Festlegungsbereichs als der Sollgasdruck während eines Betriebs der Brennkraftmaschine verwendet wird, ist es möglich, die Startfähigkeit der Brennkraftmaschine sicherzustellen, und während des Betriebs der Brennkraftmaschine ist es möglich, die Brennkraftmaschine zu betreiben, während der Kraftstoffverbrauch unterdrückt wird. Somit ist es möglich, eine Steuerung zu realisieren, die einem Betriebsstatus entspricht.
Gemäß einem fünften Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung steuert die Einspritzsteuereinheit eine Kraftstoffeinspritzzeitgebung so, dass die Kraftstoffeinspritzung mit der Gaskraftstoffeinspritzeinheit vor dem Auslasskompressionspunkt der Brennkraftmaschine vollendet ist. Gemäß dem vorliegenden Aufbau ist es durch Vollenden der Kraftstoffeinspritzung vor dem Einlasstakt möglich, vorzugsweise ein homogenes Luft-Kraftstoff-Gemisch durch Frischlufteinbringungen in den Zylinder während des Einlasstakts zu erreichen.
Gemäß einem sechsten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung ist die Einspritzsteuereinheit mit einer Ausgabebeschränkungseinheit versehen, die die Ausgabe der Brennkraftmaschine beschränkt, wenn der durch die Druckerfassungseinheit erfasste Tankdruck niedriger als der vorbestimmte Niederdruckbeurteilungswert ist. Gemäß dem vorliegenden Aufbau ist es durch Verhindern eines Betriebs in einem Bereich hoher Ausgabe möglich, einen Betrieb in einem Bereich zu vermeiden, in dem der Kraftstoff nicht ausreichend eingespritzt werden kann, wenn der Gaszuführdruck absenkt ist. Genauer gesagt beschränkt die Ausgabebeschränkungseinheit die Einlassluftmenge in die Brennkraftmaschine und stoppt die Einspritzung der Gaskraftstoffeinspritzeinheit.
Gemäß einem siebten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung wird die Kraftstoffsteuereinheit auf ein Kraftstoffeinspritzsystem angewendet, das zusätzlich zu der Gaskraftstoffeinspritzeinheit eine Flüssigkraftstoffeinspritzeinheit zum Einspritzen von flüssigem Kraftstoff aufweist. Wenn in einem Fall, in dem der Sollgasdruck durch die Druckbegrenzungseinheit begrenzt ist, die Brennkraftmaschine in einem vorbestimmten Schwerlaststatus betrieben wird, wird die Einspritzung von flüssigem Kraftstoff durch die Flüssigkraftstoffeinspritzeinheit durchgeführt. Gemäß dem vorliegendem Aufbau ist es in dem Betriebsbereich, in dem der Gaskraftstoff nicht ausreichend eingespritzt werden kann, wenn der Gaszuführdruck abgesenkt ist, möglich, das Begrenzen des Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine selbst dann zu vermeiden, wenn der Gaszuführdruck abgesenkt ist, indem die Kraftstofffehlmenge mit dem flüssigen Kraftstoff kompensiert wird.
Genauer gesagt kann gemäß einem achten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung eine solche Anordnung vorgesehen sein, dass dann, wenn der durch die Druckerfassungseinheit erfasste Tankdruck niedriger als der untere Grenzwert des vorbestimmten Gaszuführdruckfestlegungsbereichs ist, die Gaskraftstoffeinspritzung durch die Gaskraftstoffeinspritzeinheit verhindert wird, und die Einspritzung von flüssigem Kraftstoff durch die Flüssigkraftstoffeinspritzeinheit durchgeführt wird. In diesem Fall ist es möglich, eine Gaskraftstoffeinspritzung auf Grundlage des Gaszuführdrucks in dem Festlegungsbereich zu steuern und die Verwendung von Gaskraftstoff in einer Situation zu vermeiden, in der die Mischwirkung durch den Einspritzstrahl nicht ohne Schwierigkeit erhalten werden kann.
Gemäß einem neunten Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung wird ein unterer Grenzwert des Gaszuführdrucks zum Starten der Brennkraftmaschine im Vorfeld als ein startfähiger Gasdruck bestimmt. Wenn nach dem Start der Brennkraftmaschine der durch die Druckerfassungseinheit erfasste Tankdruck niedriger als der startfähige Gasdruck ist, dann wird die Gaskraftstoffeinspritzung durch die Gaskraftstoffeinspritzeinheit begrenzt und die Flüssigkraftstoffeinspritzung durch die Flüssigkraftstoffeinspritzeinheit wird durchgeführt.
Wenn gemäß dem vorliegenden Aufbau die Startfähigkeit der Brennkraftmaschine mit Gaskraftstoff nicht sichergestellt werden kann, ist es möglich, die Startfähigkeit der Brennkraftmaschine durch Verwendung des Flüssigkraftstoffs anstelle von oder zusammen mit dem Gaskraftstoff sicherzustellen. Wenn es erforderlich ist, die Gaskraftstoffeinspritzung in eine Kraftmaschine wahlweise unter Verwendung des Gaskraftstoffs und des Flüssigkraftstoffs (Bi-Kraftstoff-Kraftmaschine) zu begrenzen, dann wird die Verwendung des Gaskraftstoffs verhindert und die Brennkraftmaschine wird mit dem Flüssigkraftstoff gestartet. Ferner wird in einer Kraftmaschine, in der ein Verhältnis zwischen dem Gaskraftstoff und dem Flüssigkraftstoff geändert wird (Dual-Kraftstoff-Kraftmaschine), der Gaskraftstoffanteil verringert, während der Flüssigkraftstoffanteil erhöht wird. Zu diesem Zeitpunkt kann die Anordnung derart sein, dass der Gaskraftstoffanteil in Übereinstimmung mit einer Verringerung des Tankdrucks verringert wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden, ausführlichen Beschreibung unter Zusammenschau mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlicher.
1 ist ein schematisches Blockschaubild, das ein Kraftmaschinenkraftstoffeinspritzsystem zeigt.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Kraftmaschinensteuerung in einem Niedrigtankdruckmodus zeigt.
3 ist ein Zeitschaubild, das einen bestimmten Gesichtspunkt des Niedrigtankdruckmodus zeigt.
4 zeigt eine Beziehung zwischen einem Tankdruck und einem Gaszuführdruck in dem Niedrigtankdruckmodus.
5 zeigt eine Beziehung zwischen einem Tankdruck und einem Sollgasdruck in dem Niedrigtankdruckmodus.
6 ist ein schematisches Blockschaubild eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Kraftmaschinensteuerung in dem Niedrigtankdruckmodus gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
8 ist ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen einem Kraftmaschinenbetriebsstatus und einem Kraftstoff gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
9 ist ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen einem Tankdruck und einem Sollgasdruck in dem Niedrigtankdruckmodus gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Kraftmaschinensteuerung in dem Niedrigtankdruckmodus gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
11 ist ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen einem Kraftmaschinenbetriebsstatus und einem verwendeten Kraftstoff gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
12 ist ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen einem Tankdruck und einem Gaszuführdruck in dem Niedrigtankdruckmodus gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt.
Ausführungsbeispiele zum Ausführen der Erfindung
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Im weiteren Verlauf wird ein erstes Ausführungsbeispiel, das die vorliegende Offenbarung implementiert, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist die Implementierung eines Kraftstoffeinspritzsystems für eine mehrzylindrige Kraftmaschine, das für Gaskraftstoff spezialisiert ist, wobei komprimiertes Erdgas als ein Kraftmaschinenkraftstoff verwendet wird. In dem System steuert eine elektronische Steuereinheit (die im Folgenden als ECU bezeichnet ist) einen Kraftmaschinenbetriebsstatus. 1 zeigt die gesamte, schematische Konfiguration des vorliegenden Systems.
In einer in 1 gezeigten Kraftmaschine 10 ist ein Einlassdurchlass 11 mit einem Drosselventil 13 als eine Luftmengeneinstelleinheit vorgesehen, deren Öffnung mit einem Drosselstellglied 12, etwa einem DC-Motor eingestellt wird. Die Öffnung des Drosselventils 13 (Drosselöffnung) wird durch einen (nicht gezeigten) Drosselöffnungssensor erfasst, der in dem Drosselstellglied 12 enthalten ist.
Ferner ist die Kraftmaschine 10 mit einem Kraftstoffinjektor 14 als eine Kraftstoffeinspritzeinheit versehen, die einen Kraftstoff in jeweilige Zylinder der Kraftmaschine 10 einspritzt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Kraftmaschine der Einlassanschlusseinspritzungsbauart verwendet. Der Kraftstoffinjektor 14 ist in der Nähe des Einlassanschlusses vorgesehen. In dem vorliegenden System funktioniert der Kraftstoffinjektor 14 als eine Gaskraftstoffeinspritzeinheit, die einen Gaskraftstoff in die Zylinder der Kraftmaschine 10 einspritzt. Das heißt, der Kraftstoffinjektor 14 ist über ein Gasrohr 15 mit einem Gastank 30 verbunden und in dem Gastank 30 eingefüllter Hochdruckgaskraftstoff (beispielsweise mit 10 bis 30 MPa) wird durch einen in dem Gasrohr 15 ausgebildeten Gasdurchlass zu dem Kraftstoffinjektor 14 zugeführt. Außerdem wird der Hochdruckgaskraftstoff von dem Kraftstoffinjektor 14 in die Zylinder der Kraftmaschine 10 zugeführt. Als der Gaskraftstoff ist zusätzlich zu dem komprimierten Erdgas flüssiges Propangas oder dergleichen erhältlich.
Der Einlassanschluss und der Auslassanschluss der Kraftmaschine 10 sind mit einem Einlassventil 16 und einem Auslassventil 17 versehen. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird durch Öffnen des Einlassventils 16 in eine Brennkammer 24 eingebracht, und das Abgas wird durch Öffnen des Auslassventils 17 zu einem Auslassdurchlass 18 abgegeben.
Eine Zündkerze 19 ist an dem Zylinderkopf der Kraftmaschine 10 angebracht. Eine Hochspannung wird durch eine Zündvorrichtung, etwa eine Zündspule, zu einer gewünschten Zündzeitgebung an der Zündkerze 19 angelegt. Durch das Anlagen dieser hohen Spannung tritt zwischen gegenüberliegenden Elektroden der jeweiligen Zündkerzen 19 eine Funkenentladung auf und das in die Brennkammer 24 eingebrachte Luft-Kraftstoff-Gemisch wird gezündet, sodass es verbrannt wird.
Der Auslassdurchlass 18 der Kraftmaschine 10 ist mit einem Katalysator 21 versehen, der CO, HC, NOx und dergleichen in dem Abgas reinigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Drei-Wege-Katalysator als der Katalysator 21 verwendet. Außerdem ist an der stromaufwärtigen Seite des Katalysators 21 ein (nicht gezeigter) Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor vorgesehen, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (eine Sauerstoffkonzentration) des Abgases zu erfassen.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 1 ein Kraftstoffzuführsystem ausführlich beschrieben, das einen Kraftstoff zu dem Kraftstoffinjektor 14 der Kraftmaschine 10 zuführt. In 1 ist der in dem Gasrohr 15 ausgebildete Gasdurchlass mit einem Druckverringerungsventil 40 versehen, das den Kraftstoffdruck durch Verringern des Drucks einstellt. Das Druckverringerungsventil 40 ist ein elektromagnetisch angetriebenes Ventil. Es ist möglich, den Gaszuführdruck als den Druck des von dem Gastank 30 zu dem Kraftstoffinjektor 14 zugeführten Kraftstoffs durch Erregen des Druckverringerungsventils 40 variabel zu steuern. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Sollgasdruck als ein Sollwert des Gaszuführdrucks in dem Einstellungsbereich von einem oberen Grenzwert T1 zu einem unteren Grenzwert T2 (beispielsweise 0,3 bis 1,3 MPa) auf Grundlage des Betriebstatus der Kraftmaschine 10 variabel festgelegt. Das Druckverringerungsventil 40 wird auf Grundlage des festgelegten Sollgasdrucks erregt, um den Gaszuführdruck einzustellen.
Ferner ist das Gasrohr 15 mit einem Absperrventil versehen, um die Zirkulation des Gaskraftstoffs in dem Gasdurchlass zuzulassen oder abzusperren. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind eine Vielzahl von Absperrventilen in dem Gasdurchlass vorgesehen. Genauer gesagt ist ein Tankabsperrventil 31 in der Nähe des Gastanks 30 angeordnet, ein erstes Absperrventil 32 ist zwischen dem Tankabsperrventil 31 und dem Druckverringerungsventil 40 angeordnet und ein zweites Absperrventil 33 ist zwischen dem Druckverringerungsventil und dem Kraftstoffinjektor 14 angeordnet. Diese Absperrventile, die normalerweise geschlossene, elektromagnetisch angetriebene Ventile sind, sperren die Zirkulation des Gaskraftstoffs in dem Gasdurchlass zur erregungsfreien Zeit ab und lassen die Zirkulation des Gaskraftstoffs in dem Gasdurchlass zur Erregungszeit zu. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind ein erster Tank und ein zweiter Tank als der Gastank 30 vorgesehen. Jedoch kann lediglich ein Tank als der Gastank 30 vorgesehen sein.
Das Gasrohr 15 ist ferner mit – als ein Sensor, der den Druck des Gaskraftstoffs in dem Gasrohr 15 erfasst – einem ersten Drucksensor 34, der nahe dem Gastank 30 mit Bezug auf das Druckverringerungsventil 40 angeordnet ist, und einem zweiten Drucksensor 35 versehen, der mit Bezug auf das Druckverringerungsventil 40 nahe dem Kraftstoffinjektor 14 angeordnet ist. Ferner ist es – als ein Sensor, der eine Temperatur des Gaskraftstoffs in dem Gasrohr 15 erfasst – mit einem ersten Temperatursensor 36, der mit Bezug auf das Druckverringerungsventil 40 nahe dem Gastank 30 angeordnet ist, und einem zweiten Temperatursensor 37 versehen, der mit Bezug auf das Druckverringerungsventil 40 nahe dem Kraftstoffinjektor 14 angeordnet ist. In dem vorliegenden System wird der Tankdruck als der Druck in dem Gastank 30 auf Grundlage des Erfassungswerts des ersten Drucksensors 34 berechnet und der Gaszuführdruck wird auf Grundlage des Erfassungswerts des zweiten Drucksensors 35 berechnet. In dem vorliegenden System wird der Tankdruck durch den ersten Drucksensor 34 erfasst. Jedoch kann die Anordnung derart sein, dass ein einzelner Drucksensor in dem Gastank 30 vorgesehen ist, um den Tankdruck zu erfassen.
Außerdem hat das vorliegende System verschiedene Sensoren, etwa einen Kühlmitteltemperatursensor 22, der eine Kühlmitteltemperatur erfasst, und einen Kurbelwinkelsensor 23, der ein rechtwinkliges Kurbelwinkelsignal durch einen vorbestimmten Kraftmaschinenkurbelwinkel ausgibt.
Die ECU 50, die hauptsächlich einen Mikrocomputer einschließlich einer CPU, eines ROM, eines RAM und dergleichen hat, wie dies wohl bekannt ist, führt verschiedene Steuerungen an der Kraftmaschine 10 in Übereinstimmung mit dem Kraftmaschinenbetriebsstatus durch Ausführen verschiedener, in dem ROM gespeicherter Steuerprogramme durch. Das heißt, in dem Mikrocomputer der ECU 50 werden jeweilige Erfassungssignale von den zuvor beschriebenen, verschiedenen Sensoren und dergleichen eingegeben, er berechnet eine Kraftstoffeinspritzmenge, eine Einspritzzeitgebung und dergleichen auf Grundlage der verschiedenen Erfassungssignale und steuert den Kraftstoffinjektor 14, die Zündvorrichtung und dergleichen.
Wenn die Restkraftstoffmenge in dem Gastank 30 klein ist, führt der Mikrocomputer der ECU 50 ferner eine Gaszuführdruckeinstellungssteuerung durch, die sich von einer anderen Steuerung unterscheidet, die dann durchgeführt wird, wenn die Restkraftstoffmenge ausreichend sichergestellt ist. Das heißt, wenn der Tankdruck als der Druck in dem Gastank 30 höher als ein vorbestimmter Niedrigdruckbestimmungswert ist, dann richtet der Mikrocomputer einen Sollgasdruck auf Grundlage des Kraftmaschinenbetriebsstatus ein. Der Mikrocomputer stellt den Gaszuführdruck in einem normalen Modus ein, sodass eine Erregungssteuerung des Druckverringerungsventils 40 durchgeführt wird, um den Sollgasdruck zu erhalten. Wenn der erfasste Tankdruck niedriger als der vorbestimmte Niedrigdruckbeurteilungswert ist, dann beschränkt der Mikrocomputer den Sollgasdruck auf Grundlage des Tankdrucks und stellt den Gaszuführdruck in einem Niedrigtankdruckmodus ein, sodass die Erregungssteuerung des Druckverringerungsventils 40 so durchgeführt wird, dass der Sollgasdruck erhalten wird. Gemäß der obigen Druckeinstellsteuerung ist es möglich, die Verbrennung in der Kraftmaschine 10 für eine Zeitspanne, die so lange wie möglich ist, selbst dann fortzuführen, wenn die Restkraftstoffmenge in dem Gastank 30 klein ist, und es ist möglich, die Reichweite zu verlängern.
Wenn die Steuerung zum Beschränken des Gaszuführdrucks in dem Niedrigtankdruckmodus durchgeführt wird, wird andererseits in einigen Fällen die Wirkung des Vermischens des von dem Kraftstoffinjektor 14 in die Zylinder der Kraftmaschine 10 eingespritzten Gaskraftstoffs verringert und infolge der Verringerung der Mischungswirkung wird keine hervorragende Verbrennungsbedingung in der Kraftmaschine 10 erhalten. In diesem Fall ist anzunehmen, dass sich die Emission verschlechtert und dass sich die Verbrennungseffizienz der Kraftmaschine 10 verschlechtert. Dementsprechend wird in dem vorliegenden System dann, wenn der Sollgasdruck in dem Niedrigtankdruckmodus beschränkt ist, die Kraftstoffeinspritzzeitgebung bezüglich einer vorbestimmten Bezugszeitgebung, die dann eingerichtet wird, wenn der Tankdruck sichergestellt ist, vorgerückt, und die Kraftstoffeinspritzung wird so früh wie möglich vollendet. Mit dieser Anordnung wird die Gaskraftstoffvermischungszeit in dem Zylinder sichergestellt und die Verschlechterung der Verbrennungsbedingung in der Kraftmaschine 10 wird unterdrückt.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf ein in 2 gezeigtes Ablaufdiagramm die Kraftmaschinensteuerung in dem Niedrigtankdruckmodus gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Diese Verarbeitung wird zu einer vorbestimmten Zeitspanne durch den Mikrocomputer der ECU 50 ausgeführt.
In 2 wird bei Schritt S100 ein Tankdruck Ptk auf Grundlage des Erfassungswerts des ersten Drucksensors 34 berechnet. Beim nächsten Schritt S101 wird bestimmt, ob der Tankdruck Ptk niedriger als der vorbestimmte Niederdruckbeurteilungswert ist oder nicht. Der Niedrigdruckbeurteilungswert ist ein Schwellenwert zum Bestimmen, ob die Restkraftstoffmenge in dem Gastank 30 verringert ist, und ob eine Möglichkeit besteht, dass das Benzin ausgeht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein oberer Grenzwert T1 (beispielsweise 1,3 MPa) des Gaszuführdruckeinstellungsbereichs als der Niedrigdruckbeurteilungswert festgelegt.
Wenn der Tankdruck Ptk höher als oder gleich wie der Niedrigdruckbeurteilungswert ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S102 vor, bei dem der Ablauf zu dem normalen Modus übergeht, der gemäß einer nicht dargestellten, anderen Routine durchgeführt wird. Das heißt, der Sollgasdruck wird auf Grundlage des Kraftmaschinenbetriebsstatus berechnet und die Erregungssteuerung des Druckverringerungsventils 40 wird durchgeführt, sodass der berechnete Sollgasdruck erhalten wird. Ferner wird auf Grundlage des Kraftmaschinenbetriebsstatus und des Gaszuführdrucks die Kraftstoffeinspritzmenge (Einspritzzeitdauer) durch den Kraftstoffinjektor 14 berechnet und die Zündzeitgebung wird berechnet. In dem normalen Modus wird im Wesentlichen eine Einlasstakteinspritzung derart durchgeführt, dass die Einspritzbeendungszeit dem Einlasstakt entspricht.
Wenn der Tankdruck Ptk niedriger als der Niedrigdruckbeurteilungswert ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S103 vor, bei dem bestimmt wird, ob der Tankdruck Ptk höher als ein vorbestimmter Fahrbeurteilungswert T3 ist oder nicht, der im Vorfeld als ein unterer Grenzwert der Restkraftstoffmenge für das Fahren des Fahrzeugs bestimmt wurde. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Fahrbeurteilungswert T3 auf einen Druckwert festgelegt, der niedriger als ein unterer Grenzwert T2 des Gaszuführdruckeinstellungsbereichs ist. Wenn der Tankdruck Ptk höher als der Fahrbeurteilungswert T3 ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S104 vor, bei dem bestimmt wird, ob es sich um eine Kraftmaschinenstartzeit handelt oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass es sich um die Kraftmaschinenstartzeit handelt, wird die Verarbeitung an den folgenden Schritten S105 bis S110 durchgeführt.
Bei Schritt S105 wird bestimmt, ob der Tankdruck Ptk höher als oder gleich wie der Startsolldruck T0 ist oder nicht. Der Startsolldruck T0 ist ein Sollgasdruck, der bei einer normalen Kraftmaschinenstartzeit (beispielsweise in einem Status, in dem der Tankdruck Ptk höher als der Niedrigdruckbeurteilungswert ist) festgelegt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Startsolldruck T0 im Vorfeld als ein Druckwert festgelegt, der niedriger als der obere Grenzwert T1 und höher als der untere Grenzwert T2 des Gaszuführdruckeinstellungsbereichs ist.
Wenn der Tankdruck Ptk höher als oder gleich wie der Startsolldruck T0 ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S106 vor, bei dem der Startsolldruck T0 als der Sollgasdruck Ptg festgelegt wird. Bei Schritt S107 wird die Einspritzzeitgebung des Kraftstoffinjektors 14 in Hinblick auf ein Einspritzzeitgebungsfestlegungskennfeld für einen normalen Modus berechnet. In dem normalen Modus wird die Kraftstoffeinspritzung zu einer vorbestimmten Einspritzstartzeitgebung durchgeführt. Die Kraftstoffeinspritzmenge (Einspritzzeit) wird in Übereinstimmung mit dem Kraftmaschinenbetriebsstatus und dem Gaszuführdruck geändert. In Übereinstimmung mit der Änderung der Einspritzmenge wird die Einspritzbeendungszeit beliebig geändert. Die Einspritzbeendungszeitgebung entspricht der normalen Kraftmaschinenstartzeit. Eine Winkelposition, die mit Bezug auf den Auslasskompressionspunkt der Kraftmaschine 10 auf spät verstellt ist, ist als ein vorliegender Einspritzsteuerwert festgelegt. Es ist anzumerken, dass die Anordnung derart sein kann, dass in dem normalen Modus die Einspritzbeendungszeitgebung im Vorfeld bestimmt wird und die Einspritzstartzeitgebung beliebig geändert wird, um die Kraftstoffeinspritzung zu der Einspritzbeendungszeitgebung durchzuführen. Die Zündzeitgebung des normalen Kraftmaschinenstarts ist als ein gegenwärtiger Zündsteuerwert festgelegt. Die Erregungssteuerung des Druckverringerungsventils 40 auf Grundlage des festgelegten Sollgasdrucks, die Antriebssteuerung des Kraftstoffinjektors 14 auf Grundlage des Einspritzungssteuerwerts und die Antriebssteuerung der Zündvorrichtung auf Grundlage des Zündsteuerwerts werden durch eine nicht gezeigte andere Routine durchgeführt.
Wenn die Antwort bei Schritt S105 NEIN lautet, d. h. wenn der Tankdruck Ptk niedriger als der Startsolldruck T0 ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S108 vor, bei dem der gegenwärtige Tankdruck Ptk als der Sollgasdruck Ptg festgelegt wird. Außerdem wird bei Schritt S109 die Kraftstoffeinspritzzeitgebung in dem Kraftstoffinjektor 14 in Hinblick auf das Einspritzzeitgebungsfestlegungskennfeld für den Niedrigtankdruckmodus berechnet. In dem Niedrigtankdruckmodus wird die Kraftstoffeinspitzung zu einer vorbestimmten Einspritzbeendungszeitgebung durchgeführt. Die Kraftstoffeinspritzmenge (Einspritzzeit) wird in Übereinstimmung mit dem Kraftmaschinenbetriebsstatus und dem Gaszuführdruck geändert. Die Einspritzstartzeitgebung wird in Übereinstimmung mit der Änderung der Einspritzmenge beliebig geändert.
Wenn der Tankdruck niedrig ist, dann ist der Gaszuführdruck niedriger als zu der normalen Zeit. Somit ist es schwierig, die Kraftstoffmischwirkung durch die Einspritzung zu erhalten. Außerdem wird die Einspritzzeit in Übereinstimmung mit der Verringerung des Gaszuführdrucks länger als zu der normalen Zeit. Wenn die Einspritzung zur selben Zeitgebung wie bei der normalen Zeit gestartet wird, dann wird die Einspritzbeendungszeitgebung weiter verzögert und es besteht eine Möglichkeit einer Emissionsverschlechterung. Unter Berücksichtigung der obigen Situation wird in dem Niedrigtankdruckmodus die Einspritzzeitgebung bezüglich der Einspritzzeitgebung zu der normalen Zeit vorgerückt (auf früh gestellt). Insbesondere in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Einspritzbeendungszeitgebung in dem gesamten Betriebsbereich der Kraftmaschine 10 bezüglich des Auslasskompressionspunkts der Kraftmaschine 10 vorgerückt (auf früh gestellt). Das heißt, in dem Niedrigtankdruckmodus wird die Kraftstoffeinspritzzeitgebung (Einspritzstartzeitgebung) auf Grundlage des Einspritzzeitgebungsfestlegungskennfelds für diesen Modus in dem gesamten Betriebsbereich der Kraftmaschine 10 so festgelegt, dass die Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor 14 durch den Auslasskompressionspunkt vollendet wird, wobei der Auslasskompressionspunkt der Kraftmaschine 10 als Bezugszeitgebung dient. Hinsichtlich der Zündzeitgebung wird der gegenwärtige Zündungssteuerwert unter Berücksichtigung dessen, dass die Kraftstoffeinspritzzeitgebung bezüglich der Kraftstoffeinspritzzeitgebung zu der normalen Zeit vorgerückt ist, bezüglich der normalen Zündzeitgebung vorgerückt.
Bei Schritt S110 wird eine Ausgabebeschränkungsverarbeitung mit Bezug auf die Kraftmaschine 10 durchgeführt. Der Betrieb der Kraftmaschine 10 in einem Hochlastbereich wird durch Überwachen des oberen Drosselöffnungsgrenzwerts begrenzt. Die Ausgabebegrenzungsverarbeitung kann zusammen mit oder anstelle der Überwachung des oberen Drosselöffnungsgrenzwerts durch Unterbrechen des Kraftstoffs (Erhöhen der Häufigkeit der Kraftstoffunterbrechung) an der Kraftmaschine 10 durchgeführt werden.
Während eines Kraftmaschinenbetriebs nach dem Start wird bei Schritt S104 eine negative Bestimmung gemacht, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S111 vor. Bei Schritt S111 wird bestimmt, ob der Tankdruck Ptk höher als oder gleich wie der untere Grenzwert T2 (bspw. 0.3 MPa) des Gaszuführdruckeinstellungsbereichs ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass Ptk ≥ T2 erfüllt ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S112 vor, bei dem der untere Grenzwert T2 als der Sollgasdruck Ptg festgelegt wird. Wenn Ptk < T2 erfüllt ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S113 vor, bei dem der gegenwärtige Tankdruck Ptk als der Sollgasdruck Ptg festgelegt wird. Nach der Verarbeitung bei Schritt S112 oder S113 schreitet der Ablauf zu Schritt S109 vor, bei dem die Kraftstoffeinspritzzeitgebung im Hinblick auf das Einspritzzeitgebungsfestlegungskennfeld für den Niedertankdruckmodus berechnet wird. In dem gesamten Betriebsbereich der Kraftmaschine 10 wird die Kraftstoffeinspritzzeitgebung (Einspritzstartzeitgebung) bezüglich der Einspritzzeitgebung zur normalen Zeit vorgerückt. Während der Auslasskompressionspunkt der Kraftmaschine 10 als die Bezugszeitgebung definiert ist, wird die Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor 14 zum Auslasskompressionspunkt vollendet. Bei Schritt S110 wird die Ausgabebeschränkungsverarbeitung an der Kraftmaschine 10 durchgeführt.
Wenn der Tankdruck Ptk niedriger als oder gleich wie der Fahrbeurteilungswert T3 ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S114 vor, bei dem die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird. Die Gaskraftstoffzufuhr zu dem Kraftstoffinjektor 14 wird gestoppt, indem die Erregung des Druckverringerungsventils 40 gestoppt wird, um das Druckverringerungsventil 40 zu öffnen. Wenn die Restgasmenge sehr klein ist, ist anzunehmen, dass in Folge eines Kraftstoffmangels eine Fehlzündung auftritt, die eine Emissionsverschlechterung, bei der unverbranntes Gas von der Kraftmaschine 10 zu dem Katalysator 21 zugeführt wird, und ein Überhitzen des Katalysators 21 hervorruft. Wenn Ptk ≤ T3 erfüllt ist, ist es dementsprechend möglich, die Emissionsverschlechterung und die Überhitzung des Katalysators 21 durch Stoppen der Verbrennung in der Kraftmaschine 10 durch die Kraftstoffunterbrechung zu verhindern.
Als nächstes wird ein besonderer Gesichtspunkt des Niedrigtankdruckmodus in Hinblick auf das in 3 gezeigte Zeitschaubild beschrieben. 3 zeigt den Niedrigtankdruckmodus unter der Annahme, dass die Kraftmaschine bereits gestartet wurde.
In 3 wird der Gaszuführdruck während einer Zeitspanne, in der der Tankdruck bei dem oder höher als der obere Grenzwert T1 des Gaszuführdruckeinstellungsbereichs gehalten wird (Zeitspanne vor t11), in dem normalen Modus einstellungsgesteuert. In diesem Fall wird die Einspritzbeendungszeitgebung im Wesentlichen bezüglich des Auslasskompressionspunkts vorgerückt. Wenn der Tankdruck zur Zeitgebung t11 niedriger als der obere Grenzwert T1 des Gaszuführdruckeinstellungsbereichs ist, dann wird der untere Grenzwert T2 des Gaszuführdruckeinstellungsbereichs als der Sollgasdruck als ein Sollwert des Gaszuführdrucks festgelegt. Der Gaszuführdruck wird auf Grundlage des unteren Grenzwerts T2 auf einen konstanten Wert gesteuert. Wie in 3 gezeigt ist, wird mit dieser Anordnung die Verringerung des Tankdrucks schwach, und die Zeitspanne, in der der Gaszuführdruck in dem Einstellungsbereich beibehalten wird, wird verlängert. Zur und nach der Zeitgebung t11 wird die Einspritzbeendungszeitgebung in Übereinstimmung mit der Beschränkung des Gaszuführdrucks auf Grundlage des Tankdrucks bezüglich des Auslasskompressionspunkts vorgerückt und die Kraftstoffeinspritzung wird vor dem Einlasstakt vollendet. Zu der und nach der Zeitgebung t11 wird die Zündzeitgebung bezüglich jener in dem normalen Modus vorgerückt und der obere Grenzwert der Drosselöffnung wird von einer vollständig geöffneten Position auf eine erste Ventilschließposition θ1 geändert, die näher an der Ventilschließposition als an der vollständig geöffneten Position liegt.
Wenn der Tankdruck weiter abgesenkt wird und der Tankdruck zum Zeitpunkt t12 niedriger als der untere Grenzwert T2 des Gaszuführdruckeinstellungsbereichs ist, dann wird der gegenwärtige Tankdruck als der Sollgasdruck festgelegt und der Gaszuführdruck wird auf Grundlage des gegenwärtigen Tankdrucks gesteuert. In Übereinstimmung mit der Verringerung des Tankdrucks wird der obere Grenzwert der Drosselöffnung von der ersten Ventilschließposition θ1 allmählich in Richtung der Ventilschließposition geändert. Zu der Zeitgebung t13, zu der der Tankdruck niedriger als der Fahrbeurteilungswert T3 ist, wird der obere Grenzwert der Drosselöffnung bei einer zweiten Ventilschließposition θ2 (beispielsweise der vollständig geschlossenen Position oder deren benachbarte Position) beibehalten und die Kraftstoffunterbrechung wird durchgeführt.
4 und 5 zeigen jeweils die Beziehung zwischen dem Tankdruck und dem Gaszuführdruck (Sollgasdruck) in dem Niedrigtankdruckmodus nach dem Kraftmaschinenstart und dem Kraftmaschinenbetrieb. Wie in 4 gezeigt ist, wird der Niedrigtankdruckmodus dann durchgeführt, wenn der Tankdruck niedriger als der obere Grenzwert T1 des Gaszuführdruckeinstellungsbereichs ist. In dem Niedrigtankdruckmodus nach dem Kraftmaschinenstart (in dem Fall der gestrichelten Linie in 1), wenn der Tankdruck innerhalb des Bereichs von dem oberen Grenzwert T1 zu dem Startsolldruck T0 liegt, ist der Sollgasdruck der Startsolldruck T0. Innerhalb des Bereichs von dem Startsolldruck T0 zu dem Fahrbeurteilungswert T3 ist der Sollgasdruck der gegenwärtige Tankdruck. Innerhalb des Bereichs unter dem Fahrbeurteilungswert T3 ist die Kraftstoffzufuhr gestoppt. Wenn auf den Kraftmaschinenbetrieb hin, nach dem Start, der Tankdruck innerhalb des Bereichs von dem oberen Grenzwert T1 zu dem unteren Grenzwert T2 liegt, dann ist der Sollgasdruck der untere Grenzwert T2. Innerhalb des Bereichs von dem unteren Grenzwert T2 zu dem Fahrbeurteilungswert T3 ist der Sollgasdruck der gegenwärtige Tankdruck. Innerhalb des Bereichs unter dem Fahrbeurteilungswert T3 ist die Kraftstoffzufuhr gestoppt.
5 zeigt ein Schaubild, in dem der Sollgasdruck nach dem Kraftmaschinenstart und jener nach der Kraftmaschinenbetriebszeit verglichen werden. Wie in 5 gezeigt ist, ist nach dem Kraftmaschinenstart, wenn der Tankdruck niedriger als der Startsolldruck T0 ist, der gegenwärtige Tankdruck als ein möglicher Gaszuführdruckmaximalwert als der Sollgasdruck festgelegt. Mit dieser Anordnung wird die Startfähigkeit so gut wie möglich sichergestellt. Auf den Kraftmaschinenbetrieb hin, nach dem Start, wenn der Tankdruck innerhalb des Gaszuführdruckeinstellungsbereichs liegt, ist der untere Grenzwert T2 des Einstellungsbereichs als der Sollgasdruck festgelegt. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die Steuerung zu vereinfachen und die Verbrennung in der Kraftmaschine 10 für eine Zeitspanne, die so lang wie möglich ist, fortzuführen, wenn die Restkraftstoffmenge verringert ist.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das zuvor ausführlich beschrieben wurde, werden die folgenden hervorragenden Wirkungen erhalten.
Wenn der Tankdruck Ptk in Übereinstimmung mit der Verringerung der Restkraftstoffmenge in dem Gastank 30 abgesenkt ist, wird der Sollgasdruck begrenzt. Somit ist es möglich, eine Druckeinstellungssteuerung durchzuführen, die dem gegenwärtigen Tankdruck entspricht. Wenn der Sollgasdruck begrenzt wird, dann wird die Kraftstoffeinspritzzeitgebung vorgerückt. Somit ist es möglich, die Gaskraftstoffvermischungszeit in dem Zylinder der Kraftmaschine 10 sicherzustellen und die Verschlechterung der Verbrennungsbedingung in der Kraftmaschine 10 zu unterdrücken. Es ist möglich, eine Verspätung der Kraftstoffeinspritzungsvollendung durch Vorrücken der Kraftstoffeinspritzzeitgebung zu unterdrücken. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Emissionsverschlechterung zu unterdrücken.
Die Begrenzung des Gaszuführdrucks auf Grundlage des Tankdrucks Ptk wird durchgeführt, wenn der Tankdruck Ptk niedriger als der obere Grenzwert T1 des Gaszuführdruckeinstellungsbereichs ist. Wenn bei dieser Anordnung der Tankdruck Ptk niedrig ist, ist es möglich, den gegenwärtigen Tankdruck Ptk oder einen Druck, der niedriger als der gegenwärtige Tankdruck Ptk ist, als den Sollgasdruck festzulegen. Das heißt, es ist möglich, einen erforderlichen Gaszuführdruck oder einen Druck, der so nahe wie möglich an dem erforderlichen Gaszuführdruck liegt, in Übereinstimmung mit dieser Situation festzulegen. Mit dieser Anordnung ist es möglich, eine Änderung der Verbrennungsbedingung in der Brennkraftmaschine zu unterdrücken und die Fahrzeugfahrleistung so gut wie möglich beizubehalten.
Wenn der Tankdruck Ptk nach dem Betrieb der Kraftmaschine 10 innerhalb des Gaszuführdruckeinstellungsbereichs liegt, ist der Sollgasdruck Ptg der untere Grenzwert T2 des Einstellungsbereichs. Dementsprechend ist es möglich, den Kraftstoffverbrauch nach der Verringerung des Tankdrucks so gut wie möglich zu unterdrücken, und in einer Situation, in der die Restgasmenge klein ist, ist es möglich, die Verbrennung in der Kraftmaschine 10 so lange wie möglich fortzuführen. Wenn der Tankdruck niedrig ist, ist es dementsprechend möglich, die Reichweite durch Zurückhalten des Fahrens zu verlängern.
Nach dem Start der Kraftmaschine 10 ist in einem Fall, in dem es möglich ist, den Gaszuführdruck auf Grundlage des Startsolldrucks als den Sollgasdruck Ptg zu steuern, wenn der Tankdruck Ptg innerhalb des Gaszuführdruckeinstellbereichs liegt, der Startsolldruck der Sollgasdruck. Dementsprechend ist es möglich, die Kraftmaschine 10 mit einer geeigneten Kraftstoffmenge zu starten. Wenn es nicht möglich ist, den Gaszuführdruck auf Grundlage des Startsolldrucks zu steuern, dann wird der gegenwärtige Tankdruck Ptk als der Sollgasdruck festgelegt. Dementsprechend ist es möglich, den Gaszuführdruck auf Grundlage eines möglichen Maximaldrucks zu steuern und die Startfähigkeit der Kraftmaschine 10 sicherzustellen.
Wenn der Sollgasdruck Pt in dem Niedrigtankdruckmodus beschränkt ist, dann wird die Kraftstoffeinspritzzeitgebung so gesteuert, dass die Kraftstoffeinspritzung zu dem Auslasskompressionspunkt der Kraftmaschine 10 vollendet ist. Dementsprechend ist es möglich, eine vorzuziehende Homogenisierung des Luft-Kraftstoff-Gemischs durch Frischlufteinbringung in die Zylinder in dem Einlasstakt zu erhalten, indem die Kraftstoffeinspritzung vor dem Einlasstakt vollendet wird.
In dem Niedrigtankdruckmodus wird der Betrieb in einem hohen Ausgabebereich verhindert, indem die Ausgabebeschränkung an der Kraftmaschine 10 durchgeführt wird. Dementsprechend ist es möglich, einen Betrieb in einem Bereich zu vermeiden, in dem der Kraftstoff nicht ausreichend eingespritzt wird, wenn der Gaszuführdruck niedrig ist.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben. In dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wurde ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Kraftmaschine, die lediglich eine Gaskraftstoffeinspritzeinheit als eine Kraftstoffeinspritzeinheit hat, beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Offenbarung als ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Kraftmaschine implementiert, die mit einer Kraftstoffeinspritzeinheit versehen ist, die eine Gaskraftstoffeinspritzeinheit und eine Flüssigkraftstoffeinspritzeinheit zum Einspritzen von Flüssigkraftstoff, etwa Benzin, hat, in welcher der Gaskraftstoff und der Flüssigkraftstoff selektiv verwendet werden (Bi-Kraftstoff-Kraftmaschine). Im weiteren Verlauf werden hinsichtlich des Kraftstoffeinspritzsystems gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiels hauptsächlich die Unterschiede zu dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
6 zeigt ein schematisches Blockschaubild des Kraftstoffeinspritzsystems gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. In 6 haben die gleichen bestandteilbildenden Elemente wie jene in 1 die gleichen Bezugszeichen wie jene in 1 und deren Erläuterungen werden ausgelassen. In 6 ist die Kraftmaschine 10 mit einem zweiten Kraftstoffinjektor 61 als eine Flüssigkraftstoffinjektoreinheit versehen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der zweite Kraftstoffinjektor 61 in der Nähe des Einlassanschlusses vorgesehen, jedoch kann auch eine Kraftmaschine der Zylindereinspritzungsbauart verwendet werden, bei der der Kraftstoff direkt in den Zylinder eingespritzt wird.
Der zweite Kraftstoffinjektor 61 ist über ein Flüssigkeitsrohr 62 mit einem Benzintank 63 verbunden. Der Benzinkraftstoff in dem Benzintank 63 wird mit einer Förderpumpe 64 angesaugt, wird dann durch einen in dem Flüssigkeitsrohr 62 ausgebildeten Flüssigkeitsdurchlass zu dem zweiten Kraftstoffinjektor 61 zugeführt und wird zu den Zylindern der Kraftmaschine 10 zugeführt. In der folgenden Beschreibung wird der den Gaskraftstoff einspritzende Kraftstoffinjektor 14 als ein ”erster Kraftstoffinjektor 14” bezeichnet.
Der Mikrocomputer der ECU 50 führt eine Steuerung durch, um in Übereinstimmung mit dem Betriebsstatus der Kraftmaschine 10 den Betrieb der Kraftmaschine 10 in einem Gaskraftstoffmodus, um Kraftstoff (Gaskraftstoff) zu den Zylindern der Kraftmaschine 10 mit dem ersten Kraftstoffinjektor 14 zuzuführen, oder den Betrieb der Kraftmaschine 10 in einem Flüssigkraftstoffmodus auszuwählen, um Kraftstoff (Flüssigkraftstoff) in die Zylinder der Kraftmaschine 10 mit dem zweiten Kraftstoffinjektor 61 zuzuführen. Beispielsweise wird die Kraftmaschine 10 im Wesentlichen in dem Gaskraftstoffmodus betrieben und der Gaskraftstoffmodus wird in Übereinstimmung mit der Kraftmaschinenwassertemperatur, der Restkraftstoffmenge in dem Gastank 30 oder dergleichen in den Flüssigkraftstoffmodus geändert.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wie in dem Fall des zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels, wenn die Restkraftstoffmenge in dem Gastank 30 ausreichend sichergestellt ist (wenn der Tankdruck höher als der vorbestimmte Niedrigdruckbeurteilungswert ist), der Gaszuführdruck in dem normalen Modus einstell-gesteuert, um den Sollgasdruck auf Grundlage des Kraftmaschinenbetriebsstatus festzulegen. Wenn der erfasste Tankdruck niedriger als der vorbestimmte Niedrigdruckbeurteilungswert ist, dann wird der Gaszuführdruck in dem Niedrigtankdruckmodus einstell-gesteuert, um den Sollgasdruck auf Grundlage des Tankdrucks zu begrenzen. Wenn der Sollgasdruck in dem Niedrigtankdruckmodus begrenzt ist, dann wird die Kraftstoffeinspritzzeitgebung bezüglich der im Vorfeld bestimmten Bezugszeitgebung vorgerückt, und die Kraftstoffeinspritzung wird zu einer Zeitgebung, die so früh wie möglich ist, beendet.
Als nächstes wird die Kraftmaschinensteuerung in dem Niedrigtankdruckmodus gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Hinblick auf das Ablaufdiagramm von 7 beschrieben. Diese Verarbeitung wird bei vorbestimmten Zeitspannen durch den Mikrocomputer der ECU 50 ausgeführt. In der Beschreibung von 7 haben die gleichen Teile der Verarbeitung wie jene von 2 die gleichen Schrittnummern wie jene von 2 und deren Erläuterungen werden ausgelassen.
In 7 wird bei Schritten S200 und S201 wie in dem Fall von Schritten S100 und S101 in 2 der Tankdruck Ptk berechnet und es wird bestimmt, ob der Tankdruck Ptk niedriger als der vorbestimmte Niedrigdruckbeurteilungswert ist oder nicht (der obere Grenzwert T1 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel). Wenn der Tankdruck Ptk höher als oder gleich wie der Niedrigdruckbeurteilungswert ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S202, bei dem der Tankzuführdruck in dem normalen Modus einstell-gesteuert wird.
Wenn der Tankdruck Ptk niedriger als der Niedrigdruckbeurteilungswert ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S203 vor, bei dem bestimmt wird, ob der Tankdruck Ptk höher als oder gleich wie der untere Grenzwert T2 des Gaszuführdruckeinstellungsbereich ist. Wenn bestimmt wird, dass Ptk < T2 erfüllt ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S215 vor, bei dem der gegenwärtige Modus auf den Flüssigkraftstoffmodus geändert wird, um den Flüssigkraftstoff in dem gesamten Kraftmaschinenbetriebsbereich zu verwenden. Wenn bestimmt wird, dass Ptk ≥ T2 erfüllt ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S204, bei dem bestimmt wird, ob es sich um eine Kraftmaschinenstartzeit handelt oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass es sich um die Kraftmaschinenstartzeit handelt, dann wird bei Schritt S205 bestimmt, ob der Tankdruck Ptk höher als oder gleich wie ein startfähiger Gasdruck T10 als ein unterer Grenzwert der Gaskraftstoffmenge zum Starten der Kraftmaschine 10 ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass Ptk < T10 erfüllt ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S215 vor, bei dem der gegenwärtige Modus auf den Flüssigkraftstoffmodus geändert wird, um den Flüssigkraftstoff in dem gesamten Kraftmaschinenbetriebsbereich zu verwenden. Wenn bestimmt wird, dass Ptk ≥ T10 erfüllt ist, dann werden bei Schritten S206 bis S210 die gleichen Verarbeitungen wie jene bei Schritten S105 bis S109 in 2 durchgeführt. Das heißt, wenn der Tankdruck Ptk höher als oder gleich wie der Startsolldruck T0 ist, dann wird der Sollgasdruck Ptg auf den Startsolldruck T0 festgelegt. Wenn der Tankdruck Ptk niedriger als der Startsolldruck T0 ist, dann wird der Sollgasdruck Ptg auf den gegenwärtigen Tankdruck Ptk (tatsächlichen Tankdruck) festgelegt und die Einspritzzeitgebung wird so berechnet, dass die Kraftstoffeinspritzung vor dem Auslasskompressionspunkt vollendet ist.
Wenn die Kraftmaschine läuft, dann wird bei Schritt S204 eine negative Bestimmung gemacht, und der Ablauf schreitet zu Schritt S211 vor, bei dem der Sollgasdruck Ptg auf den unteren Grenzwert T2 festgelegt wird. Bei Schritt S212 wird die Einspritzzeit (erforderliche Einspritzzeit) auf Grundlage des Kraftmaschinenbetriebsstatus und des Gaszuführdrucks berechnet. Bei Schritt S213 wird bestimmt, ob die erforderliche Einspritzzeit einen zulässigen Gaseinspritzbereich als einen oberen Grenzwert einer zulässigen Einspritzzeit in dem ersten Kraftstoffinjektor 14 überschreitet. Wenn bestimmt wird, dass die erforderliche Einspritzzeit die zulässige Gaseinspritzzeit überschreitet, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S214 vor, bei dem der Kraftstoffeinspritzmodus in den Flüssigkraftstoffmodus geändert wird. Wenn die erforderliche Einspritzzeit kürzer als oder gleich wie die zulässige Gaseinspritzzeit ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S215 vor, bei dem die Kraftstoffeinspritzzeitgebung (Einspritzstartzeitgebung) des ersten Kraftstoffinjektors 14 so berechnet wird, dass die Kraftstoffeinspritzung mit dem Kraftstoffinjektor 14 mit dem Auslasskompressionspunkt vollendet ist, wobei der Auslasskompressionspunkt der Kraftmaschine 10 als eine Bezugszeitgebung in Hinblick auf das Einspritzzeitgebungsfestlegungskennfeld für den Niedrigtankdruckmodus in dem gesamten Betriebsbereich der Kraftmaschine 10 definiert ist. Mit dieser Anordnung wird die Kraftmaschine 10 in dem Niedrigtankdruckmodus in dem Flüssigkraftstoffmodus in einem Kraftmaschinenbetriebsbereich betrieben, in dem die Einspritzzeit vergleichsweise lang ist, genauer gesagt in dem Bereich der Kraftmaschine 10 mit hoher Drehzahl und hoher Last. Während die Kraftmaschine 10 in den anderen Kraftmaschinenbetriebsbereichen in dem Gaskraftstoffmodus betrieben wird (siehe 8).
Als nächstes zeigt 9 die Beziehung zwischen dem Tankdruck und dem Gaszuführdruck (Sollgasdruck) in dem Niedrigtankdruckmodus gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils nach einem Kraftmaschinenstart und einer gewöhnlich laufenden Kraftmaschine. Wenn nach dem Kraftmaschinenstart der Tankdruck innerhalb des Gaszuführdruckeinstellungsbereichs T1 bis T2 liegt, wird die Kraftmaschine 10 in dem Gaskraftstoffmodus gestartet, wie in 9 gezeigt ist. Genauer gesagt wird der Sollgasdruck in dem Einstellungsbereich T1 bis T2, wenn der Tankdruck in dem Bereich von dem oberen Grenzwert T1 zu dem Startsollwert T0 fällt, auf den Startsollwert T0 festgelegt. In dem Bereich von dem Startsolldruck T0 zu dem unteren Grenzwert T2 wird der Sollgasdruck auf den gegenwärtigen Tankdruck Ptk festgelegt. Wenn der Tankdruck in einen Druckbereich unter dem unteren Grenzwert T2 fällt, dann wird die Verwendung des Gaskraftstoffs verhindert, und die Kraftmaschine 10 wird in dem Flüssigkraftstoffmodus gestartet. Wenn auf den Kraftmaschinenbetrieb hin, nach dem Start, der Tankdruck in dem Einstellungsbereich von T1 bis T2 fällt, dann wird der Sollgasdruck auf den unteren Grenzwert T2 festgelegt und die Kraftmaschine 10 wird in dem Gaskraftstoffmodus gestartet. Wenn sich der Tankdruck in dem Druckbereich unter dem unteren Grenzwert T2 befindet, dann wird die Kraftmaschine 10 in dem Flüssigkraftstoffmodus gestartet.
Gemäß dem zuvor ausführlich beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel werden zusätzlich zu den Wirkungen des zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels die folgenden hervorragenden Wirkungen erhalten.
Die Kraftmaschine 10 ist mit dem ersten Kraftstoffinjektor 14, der Gaskraftstoff einspritzt, und dem zweiten Kraftstoffinjektor 61, der Flüssigkraftstoff einspritzt, versehen. Der Gaskraftstoff und der Flüssigkraftstoff werden in Übereinstimmung mit einem Betriebsstatus der Kraftmaschine 10 selektiv verwendet. Wenn der Sollgasdruck Ptg in dem Niedrigtankdruckmodus begrenzt ist, dann wird die Flüssigkraftstoffeinspritzung mittels des zweiten Kraftstoffinjektors 61 durchgeführt, um die Kraftmaschine 10 in einem vorbestimmten Hochlaststatus zu starten. Mit dieser Anordnung ist es selbst in einem Betriebsbereich, in dem der Gaszuführdruck niedrig ist und der Gaskraftstoff nicht ausreichend eingespritzt wird, möglich, ein Beschränken des Betriebsbereichs einer Brennkraftmaschine durch Kompensieren der Kraftstofffehlmenge mit dem Flüssigkraftstoff zu verhindern.
Wenn in dem Niedrigtankdruckmodus der Tankdruck Ptk niedriger als der untere Grenzwert T2 des Gaszuführdruckeinstellbereichs ist, dann wird die Gaskraftstoffeinspritzung mittels des ersten Kraftstoffinjektors 14 verhindert, und die Flüssigkraftstoffeinspritzung mittels des zweiten Kraftstoffinjektors 61 wird durchgeführt. In diesem Fall ist es möglich, die Gaskraftstoffeinspritzung auf Grundlage des Gaszuführdrucks innerhalb des Einstellungsbereichs zu steuern und die Verwendung von Gaskraftstoff in einer Situation zu vermeiden, in der die Mischungswirkung durch die Einspritzung nicht ohne Schwierigkeit erhalten werden kann.
Wenn der Tankdruck Ptk niedriger als der startfähige Gasdruck T10 ist und der Kraftmaschinenstart nicht ausschließlich mit dem Gaskraftstoff durchgeführt werden kann, dann wird der Kraftmaschinenstart mit dem Flüssigkraftstoff durchgeführt. Dementsprechend ist es möglich, die Startfähigkeit der Kraftmaschine 10 sicherzustellen.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Das zuvor beschriebene zweite Ausführungsbeispiel zeigt das Kraftstoffeinspritzsystem, das die Gaskraftstoffeinspritzeinheit, die den Gaskraftstoff einspritzt, und die Flüssigkraftstoffeinspritzeinheit hat, die den Flüssigkraftstoff, etwa Benzin einspritzt (siehe 6). Außerdem zeigt das zweite Ausführungsbeispiel eine Bi-Fuel-Kraftmaschine bzw. Zweistoff-Kraftmaschine, bei der Gaskraftstoff und Flüssigkraftstoff wahlweise verwendet werden. In dem dritten Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Offenbarung als das Kraftstoffeinspritzsystem für eine Dual-Kraftstoff-Kraftmaschine implementiert, bei der der Gaskraftstoff und der Flüssigkraftstoff verwendet werden, indem ein Verwendungsverhältnis zwischen dem Gaskraftstoff und dem Flüssigkraftstoff geändert wird. Nachstehend wird hauptsächlich der Unterschied zwischen den Kraftstoffeinspritzsystemen gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und dem zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Da hinsichtlich einer schematischen Konfiguration des Kraftstoffeinspritzsystems gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das System von 6 anwendbar ist, wird dessen Erläuterung ausgelassen.
Der Mikrocomputer der ECU 50 führt eine Steuerung aus, zum in Übereinstimmung mit dem Betriebsstatus der Kraftmaschine 10 eine Kraftstoffeinspritzsteuerung aus dem Gaskraftstoffmodus, in dem der Kraftstoff (Gaskraftstoff) mittels des ersten Kraftstoffinjektors 14 in die Zylinder der Kraftmaschine 10 zugeführt wird, dem Flüssigkraftstoffmodus, in dem der Kraftstoff (Flüssigkraftstoff) mittels des zweiten Kraftstoffinjektors 61 in die Zylinder der Kraftmaschine 10 zugeführt werden, und einem Dual-Kraftstoff-Modus auszuwählen, in dem das Verwendungsverhältnis zwischen dem Gaskraftstoff und dem Flüssigkraftstoff geändert wird und zwei Arten von Kraftstoff gleichzeitig in die Zylinder der Kraftmaschine 10 zugeführt werden. Beispielsweise wird die Kraftmaschine 10 grundlegend in dem Gaskraftstoffmodus betrieben und in Übereinstimmung mit der Kraftmaschinenwassertemperatur, der Restkraftstoffmenge in dem Gastank 30 oder dergleichen wird der Gaskraftstoffmodus in den Dual-Kraftstoff-Modus oder den Flüssigkeitskraftstoffmodus geändert.
In der Dualkraftstoffkraftmaschine wird im Wesentlichen eine Steuerung durchgeführt, die ähnlich zu jener in dem Niedrigtankdruckmodus (7) während eines Betriebs in der Bi-Fuel-Kraftmaschine ist. Jedoch wird nach dem Kraftmaschinenstart, wenn der Tankdruck niedriger als der startfähige Gasdruck ist, und während des Kraftmaschinenbetriebs nach dem Start in dem Fall, dass die Kraftstoffeinspritzzeit (erforderliche Einspritzzeit), die auf Grundlage des Kraftmaschinenbetriebsstatus berechnet wird, länger als die zulässige Einspritzzeit in dem ersten Kraftstoffinjektor 14 ist, eine andere Verarbeitung durchgeführt.
Das heißt, wie in 10 gezeigt ist, wird in dem Niedrigtankdruckmodus gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nach dem Kraftmaschinenbetrieb bei Schritt S311 bestimmt, ob die erforderliche Einspritzzeit länger als die zulässige Gaseinspritzzeit als ein oberer Grenzwert der Einspritzzeit für die unabhängige Verwendung des Gaskraftstoffs ist oder nicht. Wenn die Bestimmung bei Schritt S311 JA lautet, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S312 vor, bei dem der Mangel der Einspritzzeit berechnet wird, indem die zulässige Gaseinspritzzeit von der erforderlichen Gaseinspritzzeit subtrahiert wird. Bei Schritt S313 wird auf Grundlage des Mangels der Einspritzzeit die Einspritzzeit des zweiten Kraftstoffinjektors 61 berechnet. Genauer gesagt wird der Mangel der Einspritzzeit, der dem Einspritzmengenmangel des ersten Kraftstoffinjektors 14 entspricht, in eine Flüssigkraftstoffmenge umgewandelt. Dann wird auf Grundlage der Flüssigkraftstoffmenge die Einspritzzeit des zweiten Kraftstoffinjektors 61 berechnet. Außerdem wird auf Grundlage der Einspritzzeit die Einspritzzeitgebung des zweiten Kraftstoffinjektors 61 berechnet.
Bei Schritt S314 wird die zulässige Gasseinspritzzeit auf die Einspritzzeit des gegenwärtigen ersten Kraftstoffinjektors 14 festgelegt. Bei Schritt S315 wird die Einspritzzeitgebung (Einspritzstartzeitgebung) des ersten Kraftstoffinjektors 14 in Hinblick auf das Einspritzzeitgebungsfestlegungskennfeld für den Niedrigtankdruckmodus berechnet, um die Kraftstoffeinspritzung mittels des Kraftstoffinjektors 14 zu dem Auslasskompressionspunkt als eine Bezugszeitgebung zu vollenden. Auf diese Art wird in Übereinstimmung mit dem Kraftmaschinenbetriebszustand der Gaskraftstoffmodus, der Dualkraftstoffmodus oder der Flüssigkraftstoffmodus ausgewählt, indem die Gaskraftstoffeinspritzzeitgebung begrenzt wird und der Kraftstoffmangel mit Flüssigkraftstoff kompensiert wird. Die Kraftmaschine 10 wird in dem ausgewählten Kraftstoffmodus betrieben. Genauer gesagt wird in Übereinstimmung mit einer Zunahme der Drehzahl oder der Last der Kraftmaschine 10 der Verwendungsanteil des Gaskraftstoffs verringert, während der Verwendungsanteil des Flüssigkraftstoffs erhöht wird (siehe 11).
Wenn nach dem Kraftmaschinenstart bei Schritt S205 bestimmt wird, dass der Tankdruck Ptk niedriger als der startfähige Gasdruck T10 ist, dann wird die Verarbeitung bei Schritten S312 bis S314 und S215 durchgeführt. Selbst wenn bei dieser Anordnung eine erforderliche Menge des Gaskraftstoffs für den Kraftmaschinenstart nicht sichergestellt ist, wird die Kraftmaschine 10 durch Kompensieren des Mangels mit dem Flüssigkraftstoff gestartet.
Wie zuvor beschrieben ist, ist es gemäß dem ausführlich beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel in einer Kraftmaschine, in der Gaskraftstoff und Flüssigkraftstoff gleichzeitig verwendet werden können, indem das Verwendungsverhältnis zwischen dem Gaskraftstoff und dem Flüssigkraftstoff geändert wird, möglich, die Verschlechterung der Verbrennungsbedingung in der Kraftmaschine 10 zu unterdrücken und die Emissionsverschlechterung zu unterdrücken, wenn der Tankdruck niedrig ist, ebenso wie in dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel.
(Andere Ausführungsbeispiele)
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Beschreibungen der obigen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann folgendermaßen implementiert werden.
In den obigen Ausführungsbeispielen wird nach dem Kraftmaschinenstart, wenn der Tankdruck zwischen dem oberen Grenzwert T1 und dem unteren Grenzwert T2 liegt, der Sollgasdruck Ptg auf den unteren Grenzwert T2 festgelegt. Jedoch kann der Niedrigere aus den Sollgasdruckwerten, die auf Grundlage des Tankdrucks (tatsächlichen Tankdrucks) Ptk (durchgezogene Linie in 12) und dem Kraftmaschinenbetriebsstatus berechnet werden, festgelegt werden. In diesem Fall ist es möglich, den Gaszuführdruck auf einen möglichen Maximaldruck zu steuern, und es ist möglich, eine Verringerung der Mischwirkung durch die Kraftstoffeinspritzung so gut wie möglich zu unterdrücken.
Wenn der Tankdruck zwischen dem oberen Grenzwert T1 und dem unteren Grenzwert T2 liegt, dann ist der Sollgasdruck Ptg nicht auf den unteren Grenzwert T2 begrenzt. Der Sollgasdruck Ptg kann ein Druckwert sein, der niedriger als der untere Grenzwert T2 ist.
In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Druckbeurteilungswert (der vorbestimmte Niederdruckbeurteilungswert) zum Durchführen des Niedertankdruckmodus der obere Grenzwert T1 des Gaszuführdruckeinstellungsbereichs. Jedoch kann der vorbestimmte Niederdruckeinstellungswert ein anderer Wert als der obere Grenzwert T1 sein. Beispielsweise kann ein Hochdruckwert in dem Gaszuführdruckeinstellungsbereich verwendet werden, oder ein vorbestimmter Wert innerhalb des Einstellungsbereichs kann verwendet werden.
In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Kraftstoffeinspritzzeitgebung so gesteuert, dass die Gaskraftstoffeinspritzung zum Auslasskompressionspunkt vollendet ist. Die Kraftstoffeinspritzzeitgebung kann so gesteuert werden, dass die Kraftstoffeinspritzzeitgebung bezüglich der normalen Zeit vorgerückt ist, wenn der Sollgasdruck in dem Niedertankdruckmodus nicht begrenzt ist. Beispielsweise kann die Anordnung derart sein, dass die Kraftstoffeinspritzzeitgebung so gesteuert wird, dass die Gaskraftstoffeinspritzung zum Zeitpunkt einer Winkelposition unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem Auslasskompressionspunkt vollendet ist.
Die vorliegende Offenbarung wurde in Übereinstimmung mit den Ausführungsbeispielen beschrieben, es ist jedoch so zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsbeispiele und Strukturen begrenzt ist. Die vorliegende Offenbarung beinhaltet verschiedene Modifikationen und Änderungen innerhalb eines Äquivalentsbereichs. Außerdem sind verschiedene Kombinationen und Gesichtspunkte, weiterhin andere Kombinationen und Gesichtspunkte, die lediglich ein Element oder mehr oder weniger als diese Elemente aufweisen, in dem Umfang und Ausmaß der Idee der vorliegenden Offenbarung enthalten.

Claims

Brennkraftmaschinensteuergerät, das auf ein Kraftstoffeinspritzsystem angewendet wird, welches einen Gastank (30), der einen Gaskraftstoff mit hohem Druck sammelt, eine Gaskraftstoffeinspritzeinheit (14), die den von dem Gastank (30) zugeführten Gaskraftstoff durch einen Gasdurchlass zu einer Brennkraftmaschine (10) einspritzt, und eine Druckeinstelleinheit (40) hat, die in dem Gasdurchlass zum Einstellen eines Gaszuführdrucks zu der Gaskraftstoffeinspritzeinheit (14) vorgesehen ist, wobei das Brennkraftmaschinensteuergerät folgendes aufweist: eine Druckerfassungseinheit (34), die einen Tankdruck als einen Druck in dem Gastank (30) erfasst, eine Druckbegrenzungseinheit (50), die einen Sollgasdruck als einen Sollwert des Gaszuführdrucks auf Grundlage des Tankdrucks begrenzt, wenn der durch die Druckerfassungseinheit (34) erfasste Tankdruck niedriger als ein vorbestimmter Niederdruckbeurteilungswert ist, und eine Einspritzsteuereinheit (50), die die Kraftstoffeinspritzzeitgebung der Gaskraftstoffeinspritzeinheit (14) relativ zu einer Bezugszeitgebung, die in einem Status festgelegt wird, in dem der Sollgasdruck durch die Druckbeschränkungseinheit (50) nicht beschränkt ist, vorrückt, wenn der Sollgasdruck durch die Druckbegrenzungseinheit (50) begrenzt ist.
Brennkraftmaschinensteuergerät gemäß Anspruch 1, wobei ein Festlegungsbereich des Gaszuführdrucks im Vorfeld bestimmt wird, die Druckeinstelleinheit (40) den Gaszuführdruck in dem festgelegten Bereich einstellt, und die Druckbeschränkungseinheit (50) den Sollgasdruck auf den erfassten Tankdruck oder niedriger beschränkt, wenn ein oberer Grenzwert des Festlegungsbereichs auf den vorbestimmten Niederdruckbeurteilungswert festgelegt ist und der durch die Druckerfassungseinheit (34) erfasste Tankdruck niedriger als der obere Grenzwert ist und innerhalb des festgelegten Bereichs liegt.
Brennkraftmaschinensteuergerät gemäß Anspruch 2, wobei während eines Betriebs der Brennkraftmaschine (10), wenn der durch die Druckerfassungseinheit erfasste Tankdruck niedriger als der obere Grenzwert ist und in dem festgelegten Bereich liegt, die Druckbegrenzungseinheit (50) einen unteren Grenzwert des Festlegungsbereichs auf den Sollgasdruck festlegt.
Brennkraftmaschinensteuergerät gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei ein Startsolldruck als der Sollgasdruck nach dem Start der Brennkraftmaschine (10) im Vorfeld innerhalb des Festlegungsbereichs bestimmt wird, und nach dem Starten der Brennkraftmaschine (10), wenn der durch die Druckerfassungseinheit (34) erfasste Tankdruck niedriger als der obere Grenzwert ist und innerhalb des Festlegungsbereichs liegt, die Druckbegrenzungseinheit (50) das Niedrigere aus dem erfassten Tankdruck und dem Startsolldruck als den Sollgasdruck festlegt.
Brennkraftmaschinensteuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Einspritzsteuereinheit (50) die Kraftstoffeinspritzzeitgebung so steuert, dass die Gaskraftstoffeinspritzeinheit (14) die Kraftstoffeinspritzung zu einer Zeit eines Auslasskompressionspunkt der Brennkraftmaschine (10) vollendet.
Brennkraftmaschinensteuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einer Ausgabebeschränkungseinheit, die die Ausgabe der Brennkraftmaschine (10) beschränkt, wenn der durch die Druckerfassungseinheit (34) erfasste Tankdruck niedriger als der vorbestimmte Niederdruckbeurteilungswert ist.
Brennkraftmaschinensteuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem zusätzlich zu der Gaskraftstoffeinspritzeinheit (14) eine Flüssigkraftstoffeinspritzeinheit (61) hat, die flüssigen Kraftstoff in die Brennkraftmaschine (10) einspritzt, wobei wenn der Sollgasdruck durch die Druckbegrenzungseinheit (50) begrenzt ist, nach einem Betrieb der Brennkraftmaschine (10) in einem vorbestimmten Schwerlaststatus, der flüssige Kraftstoff durch die Flüssigkraftstoffeinspritzeinheit (61) eingespritzt wird.
Brennkraftmaschinensteuergerät gemäß Anspruch 7, wobei wenn der durch die Druckerfassungseinheit (34) erfasste Tankdruck niedriger als der untere Grenzwert des vorbestimmten Gaszuführdruckfestlegungsbereichs ist, eine Gaskraftstoffeinspritzung durch die Gaskraftstoffeinspritzeinheit (14) verhindert wird, und eine Einspritzung von flüssigem Kraftstoff durch die Flüssigkraftstoffeinspritzeinheit (61) durchgeführt wird.
Brennkraftmaschinensteuergerät gemäß Anspruch 7 oder 8, ein startfähiger Gasdruck als ein unterer Grenzwert des Gaszuführdrucks zum Starten der Brennkraftmaschine (10) im Vorfeld bestimmt, und nach dem Starten der Brennkraftmaschine (10), wenn der durch die Druckerfassungseinheit (34) erfasste Tankdruck niedriger als der startfähige Gasdruck ist, die Gaskraftstoffeinspritzung durch die Gaskraftstoffeinspritzeinheit (14) begrenzt wird und die Flüssigkraftstoffeinspritzung durch die Flüssigkraftstoffeinspritzeinheit (61) durchgeführt wird.