JP2000110595A - デュアルフューエルエンジン及びその制御方法 - Google Patents
デュアルフューエルエンジン及びその制御方法Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２次燃料の消費量を増加させる事無く、そし
て、複雑なシーケンスを必要とする事無く、始動性を向
上し且つ低ＮＯｘ化を実現する事が出来るようなデュア
ルフューエルエンジン及びその制御方法の提供。 【解決手段】 主燃料として気体燃料が供給され、２次
燃料として液体燃料が供給されるデュアルフューエルエ
ンジン（２０）において、センサ手段（４２、４４、４
６、４８）により当該エンジン（２０）の運転状態を検
出し、前記センサ手段（４２、４４、４６、４８）の出
力信号に応答して、エンジン（２０）の有効圧縮比を制
御する有効圧縮比調節手段（６０）を、制御手段（５
０）によって制御する。
て、複雑なシーケンスを必要とする事無く、始動性を向
上し且つ低ＮＯｘ化を実現する事が出来るようなデュア
ルフューエルエンジン及びその制御方法の提供。 【解決手段】 主燃料として気体燃料が供給され、２次
燃料として液体燃料が供給されるデュアルフューエルエ
ンジン（２０）において、センサ手段（４２、４４、４
６、４８）により当該エンジン（２０）の運転状態を検
出し、前記センサ手段（４２、４４、４６、４８）の出
力信号に応答して、エンジン（２０）の有効圧縮比を制
御する有効圧縮比調節手段（６０）を、制御手段（５
０）によって制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主燃料として気体
燃料が供給され、２次燃料として液体燃料が供給される
デュアルフューエルエンジン及びその制御方法に関す
る。
燃料が供給され、２次燃料として液体燃料が供給される
デュアルフューエルエンジン及びその制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】主燃料として気体燃料が供給され、２次
燃料として液体燃料が供給されるデュアルフューエルエ
ンジンの従来例が、図７で示されている。
燃料として液体燃料が供給されるデュアルフューエルエ
ンジンの従来例が、図７で示されている。
【０００３】図７において、２次燃料として液体燃料が
供給されるデュアルフューエルエンジン（ガスエンジ
ン）１は負荷装置２と連結されている。そして、エンジ
ン１は２次燃料噴射ノズル３を備え、ノズル３は２次燃
料供給高圧ライン４を介して２次燃料圧送装置５（２次
燃料圧送装置制御装置６により制御されている）に連通
している。そして２次燃料圧送装置５は、２次燃料供給
低圧ライン７を介して２次燃料タンク８に連通してい
る。ここで、図７において、２次燃料は符号Ｆ２で示さ
れている。
供給されるデュアルフューエルエンジン（ガスエンジ
ン）１は負荷装置２と連結されている。そして、エンジ
ン１は２次燃料噴射ノズル３を備え、ノズル３は２次燃
料供給高圧ライン４を介して２次燃料圧送装置５（２次
燃料圧送装置制御装置６により制御されている）に連通
している。そして２次燃料圧送装置５は、２次燃料供給
低圧ライン７を介して２次燃料タンク８に連通してい
る。ここで、図７において、２次燃料は符号Ｆ２で示さ
れている。
【０００４】一方、主燃料であるガス（図１では符号Ｆ
１で示されている）と空気（図１では符号Ａで示されて
いる）との混合気は、スロットルバルブ９（スロットル
バルブ開度制御装置１０によってその開度が制御されて
いる）を介してミキサ１１から供給される。そして空気
Ａの供給に関しては、ミキサ１１は、インタークーラ１
３或いは加熱ヒータ１４、三方弁１５、コンプレッサ１
７を介して図示しない空気取入口に連通している。
１で示されている）と空気（図１では符号Ａで示されて
いる）との混合気は、スロットルバルブ９（スロットル
バルブ開度制御装置１０によってその開度が制御されて
いる）を介してミキサ１１から供給される。そして空気
Ａの供給に関しては、ミキサ１１は、インタークーラ１
３或いは加熱ヒータ１４、三方弁１５、コンプレッサ１
７を介して図示しない空気取入口に連通している。
【０００５】図７で示すようなデュアルフューエルエン
ジンにおいては、窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度を低くする
事（低ＮＯｘ）と高効率とを両立させるために、主燃料
（１次燃料）を気体燃料とし、微量の液体燃料（２次燃
料）によって安定した着火源を作る必要がある。しかし
ながら、この様なデュアルフューエルエンジンにおいて
は始動性に問題が有る事が知られている。
ジンにおいては、窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度を低くする
事（低ＮＯｘ）と高効率とを両立させるために、主燃料
（１次燃料）を気体燃料とし、微量の液体燃料（２次燃
料）によって安定した着火源を作る必要がある。しかし
ながら、この様なデュアルフューエルエンジンにおいて
は始動性に問題が有る事が知られている。
【０００６】従来技術における上述の様な問題に対処す
るため、（１） ２次燃料の供給量を増量する、（２）
スロットルバルブが全開の状態（ＷＯＴ状態）として
ブーストを上げる、（３） 吸入混合気の温度を上昇す
る、等の手法が考えられる。
るため、（１） ２次燃料の供給量を増量する、（２）
スロットルバルブが全開の状態（ＷＯＴ状態）として
ブーストを上げる、（３） 吸入混合気の温度を上昇す
る、等の手法が考えられる。
【０００７】しかし、上記（１）−（３）の手法には以
下の様な問題点が存在する。すなわち、上記（１）の手
法により始動時に２次燃料の供給量を増量する事は有効
であるが、省エネルギ或いは低ＮＯｘ化の要請のため、
その増加量は可能な限り低減させる必要性が存在し、そ
の様な必要性に応答するための構造的な工夫が必須とな
る。
下の様な問題点が存在する。すなわち、上記（１）の手
法により始動時に２次燃料の供給量を増量する事は有効
であるが、省エネルギ或いは低ＮＯｘ化の要請のため、
その増加量は可能な限り低減させる必要性が存在し、そ
の様な必要性に応答するための構造的な工夫が必須とな
る。
【０００８】また、上記（２）の手法を採用して、始動
時にＷＯＴ状態にする制御を行う場合には、始動時から
通常運転モードに切り換える際のシーケンスが複雑にな
ってしまう、という問題が存在する。
時にＷＯＴ状態にする制御を行う場合には、始動時から
通常運転モードに切り換える際のシーケンスが複雑にな
ってしまう、という問題が存在する。
【０００９】さらに上記（３）の手法を採用した場合、
すなわち吸入混合気の温度を上昇する方式を採用した場
合には、吸入混合気の温度上昇用の附帯設備が必要にな
ると共に、始動時モードから通常運転モードに切り換え
るシーケンスが複雑になってしまう。
すなわち吸入混合気の温度を上昇する方式を採用した場
合には、吸入混合気の温度上昇用の附帯設備が必要にな
ると共に、始動時モードから通常運転モードに切り換え
るシーケンスが複雑になってしまう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、上述し
たようなデュアルフューエルエンジンを運転するに際し
て、２次燃料の消費量を増加させる事無く、そして、複
雑なシーケンスを必要とする事無く、始動性を向上し且
つ低ＮＯｘ化を実現する事が出来るようなデュアルフュ
ーエルエンジン及びその制御方法を提供する事を目的と
している。
来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、上述し
たようなデュアルフューエルエンジンを運転するに際し
て、２次燃料の消費量を増加させる事無く、そして、複
雑なシーケンスを必要とする事無く、始動性を向上し且
つ低ＮＯｘ化を実現する事が出来るようなデュアルフュ
ーエルエンジン及びその制御方法を提供する事を目的と
している。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のデュアルフュー
エルエンジンは、主燃料として気体燃料が供給され、２
次燃料として液体燃料が供給されるデュアルフューエル
エンジンにおいて、当該エンジンの運転状態を検出する
ためのセンサ手段と、エンジンの有効圧縮比を制御する
有効圧縮比調節手段と、前記センサ手段の出力信号に応
答して前記有効圧縮比調節手段を制御する制御手段、と
を備えた事を特徴としている。
エルエンジンは、主燃料として気体燃料が供給され、２
次燃料として液体燃料が供給されるデュアルフューエル
エンジンにおいて、当該エンジンの運転状態を検出する
ためのセンサ手段と、エンジンの有効圧縮比を制御する
有効圧縮比調節手段と、前記センサ手段の出力信号に応
答して前記有効圧縮比調節手段を制御する制御手段、と
を備えた事を特徴としている。
【００１２】本発明のデュアルフューエルエンジンの実
施に際して、前記センサ手段はデュアルフューエルエン
ジンの水温を検出する水温センサであり、前記制御手段
は当該デュアルフューエルエンジンの始動時制御を行う
べく有効圧縮比調節手段を制御するのが好ましい。
施に際して、前記センサ手段はデュアルフューエルエン
ジンの水温を検出する水温センサであり、前記制御手段
は当該デュアルフューエルエンジンの始動時制御を行う
べく有効圧縮比調節手段を制御するのが好ましい。
【００１３】また、前記センサ手段はデュアルフューエ
ルエンジンのノッキングを検出するノックセンサであ
り、前記制御手段は当該デュアルフューエルエンジンの
ノッキングの発生を抑制するべく有効圧縮比調節手段を
制御するのが好ましい。
ルエンジンのノッキングを検出するノックセンサであ
り、前記制御手段は当該デュアルフューエルエンジンの
ノッキングの発生を抑制するべく有効圧縮比調節手段を
制御するのが好ましい。
【００１４】或いは、前記センサ手段はデュアルフュー
エルエンジンの失火の発生を検出する失火検知センサで
あり、前記制御手段は当該デュアルフューエルエンジン
の失火を抑制するべく有効圧縮比調節手段を制御するの
が好ましい。
エルエンジンの失火の発生を検出する失火検知センサで
あり、前記制御手段は当該デュアルフューエルエンジン
の失火を抑制するべく有効圧縮比調節手段を制御するの
が好ましい。
【００１５】それに加えて、前記センサ手段はデュアル
フューエルエンジンの排気中の窒素酸化物濃度を検出す
る窒素酸化物センサ（ＮＯｘセンサ）であり、前記制御
手段は当該デュアルフューエルエンジンの排気中の窒素
酸化物濃度（ＮＯｘ濃度）を抑制するべく有効圧縮比調
節手段を制御するのが好ましい。
フューエルエンジンの排気中の窒素酸化物濃度を検出す
る窒素酸化物センサ（ＮＯｘセンサ）であり、前記制御
手段は当該デュアルフューエルエンジンの排気中の窒素
酸化物濃度（ＮＯｘ濃度）を抑制するべく有効圧縮比調
節手段を制御するのが好ましい。
【００１６】本発明のデュアルフューエルエンジンの制
御方法は、主燃料として気体燃料が供給され、２次燃料
として液体燃料が供給されるデュアルフューエルエンジ
ンの制御方法において、センサ手段により当該エンジン
の運転状態を検出する検出工程と、エンジンの有効圧縮
比を制御する有効圧縮比調節手段を前記センサ手段の出
力信号に応答して制御手段により制御する有効圧縮比制
御工程、とを有する事を特徴としている。
御方法は、主燃料として気体燃料が供給され、２次燃料
として液体燃料が供給されるデュアルフューエルエンジ
ンの制御方法において、センサ手段により当該エンジン
の運転状態を検出する検出工程と、エンジンの有効圧縮
比を制御する有効圧縮比調節手段を前記センサ手段の出
力信号に応答して制御手段により制御する有効圧縮比制
御工程、とを有する事を特徴としている。
【００１７】本発明によるデュアルフューエルエンジン
の制御方法の実施に際しては、前記検出工程では水温セ
ンサによりデュアルフューエルエンジンの水温を検出
し、前記有効圧縮比制御工程では有効圧縮比調節手段を
制御して当該デュアルフューエルエンジンの始動時制御
を行うのが好ましい。
の制御方法の実施に際しては、前記検出工程では水温セ
ンサによりデュアルフューエルエンジンの水温を検出
し、前記有効圧縮比制御工程では有効圧縮比調節手段を
制御して当該デュアルフューエルエンジンの始動時制御
を行うのが好ましい。
【００１８】また、前記検出工程ではノックセンサによ
りデュアルフューエルエンジンのノッキングを検出し、
前記有効圧縮比制御工程では有効圧縮比調節手段を制御
して当該デュアルフューエルエンジンのノッキングの発
生を抑制するのが好ましい。或いは、前記検出工程では
失火検知センサによりデュアルフューエルエンジンの失
火の発生を検出し、前記有効圧縮比制御工程では有効圧
縮比調節手段を制御して当該デュアルフューエルエンジ
ンの失火を抑制するのが好ましい。
りデュアルフューエルエンジンのノッキングを検出し、
前記有効圧縮比制御工程では有効圧縮比調節手段を制御
して当該デュアルフューエルエンジンのノッキングの発
生を抑制するのが好ましい。或いは、前記検出工程では
失火検知センサによりデュアルフューエルエンジンの失
火の発生を検出し、前記有効圧縮比制御工程では有効圧
縮比調節手段を制御して当該デュアルフューエルエンジ
ンの失火を抑制するのが好ましい。
【００１９】それに加えて、前記検出工程では窒素酸化
物センサ（ＮＯｘセンサ）によりデュアルフューエルエ
ンジンの排気中の窒素酸化物濃度（ＮＯｘ濃度）を検出
し、前記有効圧縮比制御工程では有効圧縮比調節手段を
制御して当該デュアルフューエルエンジンの排気中のＮ
Ｏｘ濃度を抑制するのが好ましい。
物センサ（ＮＯｘセンサ）によりデュアルフューエルエ
ンジンの排気中の窒素酸化物濃度（ＮＯｘ濃度）を検出
し、前記有効圧縮比制御工程では有効圧縮比調節手段を
制御して当該デュアルフューエルエンジンの排気中のＮ
Ｏｘ濃度を抑制するのが好ましい。
【００２０】かかる構成を具備する本発明によれば、セ
ンサ手段によりデュアルフューエルエンジンの運転状態
を検出して、エンジンの有効圧縮比を各時点の運転状態
に対して最適に制御する。そのため、始動時或いは通常
運転時の何れにおいても、特別な附帯設備を使用する事
無く、最適な運転が達成できる。
ンサ手段によりデュアルフューエルエンジンの運転状態
を検出して、エンジンの有効圧縮比を各時点の運転状態
に対して最適に制御する。そのため、始動時或いは通常
運転時の何れにおいても、特別な附帯設備を使用する事
無く、最適な運転が達成できる。
【００２１】ここで、有効圧縮比を制御するに際して
は、前記制御手段は、前記センサ手段で検出された各種
数値と運転に最適な有効圧縮比との関係を表したマッ
プ、特性図、或いは演算式を記憶しており、該マップ、
特性図、演算式を用いてセンサ手段の検出値に対応する
有効圧縮比を決定するのが好ましい。この様に構成すれ
ば、有効圧縮比の決定が極めて容易になると共に、始動
時モードと通常運転モードとの切換に際しても、有効圧
縮比を変化させる事でモード切換を実行できるので、モ
ード切換用の複雑なシーケンスを必要としないからであ
る。
は、前記制御手段は、前記センサ手段で検出された各種
数値と運転に最適な有効圧縮比との関係を表したマッ
プ、特性図、或いは演算式を記憶しており、該マップ、
特性図、演算式を用いてセンサ手段の検出値に対応する
有効圧縮比を決定するのが好ましい。この様に構成すれ
ば、有効圧縮比の決定が極めて容易になると共に、始動
時モードと通常運転モードとの切換に際しても、有効圧
縮比を変化させる事でモード切換を実行できるので、モ
ード切換用の複雑なシーケンスを必要としないからであ
る。
【００２２】例えば、センサ手段としてデュアルフュー
エルエンジンの水温を検出する水温センサを使用して、
デュアルフューエルエンジンの水温に応答して有効圧縮
比を制御すれば、デュアルフューエルエンジンの始動時
制御が好適に行われて、始動性が向上する。また、始動
モードから通常運転モードに切り換える時期について
は、デュアルフューエルエンジンの水温を基準とすれば
良い。そして、モード切換そのものについては、始動時
モードに比較して通常運転モードにおいては有効圧縮比
を下げれば良い。
エルエンジンの水温を検出する水温センサを使用して、
デュアルフューエルエンジンの水温に応答して有効圧縮
比を制御すれば、デュアルフューエルエンジンの始動時
制御が好適に行われて、始動性が向上する。また、始動
モードから通常運転モードに切り換える時期について
は、デュアルフューエルエンジンの水温を基準とすれば
良い。そして、モード切換そのものについては、始動時
モードに比較して通常運転モードにおいては有効圧縮比
を下げれば良い。
【００２３】また、センサ手段としてデュアルフューエ
ルエンジンのノッキングを検出するノックセンサを使用
して、デュアルフューエルエンジンのノッキングの有無
により有効圧縮比を制御すれば、通常運転モードにおけ
るノッキングの発生が極めて好適に抑制される。
ルエンジンのノッキングを検出するノックセンサを使用
して、デュアルフューエルエンジンのノッキングの有無
により有効圧縮比を制御すれば、通常運転モードにおけ
るノッキングの発生が極めて好適に抑制される。
【００２４】或いは、センサ手段としてデュアルフュー
エルエンジンの失火の発生を検出する失火検知センサを
使用し、デュアルフューエルエンジンの失火の有無によ
り有効圧縮比を制御すれば、通常運転モードにおける失
火の発生が極めて好適に抑制される。
エルエンジンの失火の発生を検出する失火検知センサを
使用し、デュアルフューエルエンジンの失火の有無によ
り有効圧縮比を制御すれば、通常運転モードにおける失
火の発生が極めて好適に抑制される。
【００２５】さらに、センサ手段としてデュアルフュー
エルエンジンの排気中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセ
ンサを使用し、デュアルフューエルエンジンの排気中の
ＮＯｘ濃度に応答して有効圧縮比を制御すれば、デュア
ルフューエルエンジンの排気中のＮＯｘ濃度が極めて容
易に抑制される。
エルエンジンの排気中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセ
ンサを使用し、デュアルフューエルエンジンの排気中の
ＮＯｘ濃度に応答して有効圧縮比を制御すれば、デュア
ルフューエルエンジンの排気中のＮＯｘ濃度が極めて容
易に抑制される。
【００２６】すなわち本発明によれば、始動性が向上す
るのみならず、通常運転時において、ノッキングの発生
が抑制され、失火の発生が抑制されると共に、排気中の
ＮＯｘ濃度が極めて好適に抑制される。
るのみならず、通常運転時において、ノッキングの発生
が抑制され、失火の発生が抑制されると共に、排気中の
ＮＯｘ濃度が極めて好適に抑制される。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面の図１−図６を参
照しつつ、本発明の実施形態を説明する。図１におい
て、デュアルフューエルエンジン２０には、例えば発電
機の様な負荷装置２１が連結されている。このエンジン
２０の主燃料或いは１次燃料であるガス（例えば天然ガ
ス：図１では矢印Ｆ１で示す）と空気（図１では矢印Ａ
で示す）との混合気は、主燃料供給系２２を介して供給
される。
照しつつ、本発明の実施形態を説明する。図１におい
て、デュアルフューエルエンジン２０には、例えば発電
機の様な負荷装置２１が連結されている。このエンジン
２０の主燃料或いは１次燃料であるガス（例えば天然ガ
ス：図１では矢印Ｆ１で示す）と空気（図１では矢印Ａ
で示す）との混合気は、主燃料供給系２２を介して供給
される。
【００２８】より詳細には、空気Ａはコンプレッサ２３
を介して、加熱ヒータ２４或いはインタークーラ２５の
いずれか一方を経由して、ミキサ２６でガスＦ１と混合
される。そして、ガスＦ１と空気Ａとの混合気は、スロ
ットルバルブ２７を介装した主燃料供給系２２を介し
て、デュアルフューエルエンジン２０に供給される。こ
こで、スロットルバルブ２７の開度は、スロットルバル
ブ開度制御装置２８により制御される。なお、符号２９
は三方弁を示している。
を介して、加熱ヒータ２４或いはインタークーラ２５の
いずれか一方を経由して、ミキサ２６でガスＦ１と混合
される。そして、ガスＦ１と空気Ａとの混合気は、スロ
ットルバルブ２７を介装した主燃料供給系２２を介し
て、デュアルフューエルエンジン２０に供給される。こ
こで、スロットルバルブ２７の開度は、スロットルバル
ブ開度制御装置２８により制御される。なお、符号２９
は三方弁を示している。
【００２９】デュアルフューエルエンジン２０には、２
次燃料である液体燃料を供給するための噴射ノズル３０
が設けられている。図１において、符号Ｆ２で示す液体
燃料は、２次燃料タンク３２に貯蔵されている。そして
液体燃料（２次燃料）は、２次燃料供給低圧ライン３３
を経由して、２次燃料圧送装置制御装置３４で制御され
ている２次燃料圧送装置３５により供給圧を昇圧し、２
次燃料供給高圧ライン３６を介して噴射ノズル３２に供
給されるのである。図１において、符号ＥＸで示すのは
デュアルフューエルエンジン２０の排気系である。以上
の構成については、図７で示す従来のデュアルフューエ
ルエンジンと同様である。
次燃料である液体燃料を供給するための噴射ノズル３０
が設けられている。図１において、符号Ｆ２で示す液体
燃料は、２次燃料タンク３２に貯蔵されている。そして
液体燃料（２次燃料）は、２次燃料供給低圧ライン３３
を経由して、２次燃料圧送装置制御装置３４で制御され
ている２次燃料圧送装置３５により供給圧を昇圧し、２
次燃料供給高圧ライン３６を介して噴射ノズル３２に供
給されるのである。図１において、符号ＥＸで示すのは
デュアルフューエルエンジン２０の排気系である。以上
の構成については、図７で示す従来のデュアルフューエ
ルエンジンと同様である。
【００３０】しかしながら、図１で示すデュアルフュー
エルエンジン２０には、水温センサ４２、ノックセンサ
４４、失火検知センサ（失火検知手段：失火検知装置）
４６が設けられている。そして、排気系ＥＸには、ＮＯ
ｘ（窒素酸化物）センサ４８が設けられている。これ等
の各センサ４２、４４、４６、４８は、それぞれ信号伝
達ラインＣＬ−１、ＣＬ−２、ＣＬ−３、ＣＬ−４を介
して、コントロールユニット（制御手段）５０に検出信
号を出力する。
エルエンジン２０には、水温センサ４２、ノックセンサ
４４、失火検知センサ（失火検知手段：失火検知装置）
４６が設けられている。そして、排気系ＥＸには、ＮＯ
ｘ（窒素酸化物）センサ４８が設けられている。これ等
の各センサ４２、４４、４６、４８は、それぞれ信号伝
達ラインＣＬ−１、ＣＬ−２、ＣＬ−３、ＣＬ−４を介
して、コントロールユニット（制御手段）５０に検出信
号を出力する。
【００３１】さらにデュアルフューエルエンジン２０に
は有効圧縮比調節手段６０が設けられており、有効圧縮
比調節手段６０は、各センサ４２、４４、４６、４８の
検出信号に基づいて（換言すればエンジン水温、ノッキ
ングの有無、失火の有無、ＮＯｘ濃度に基づいて）、コ
ントロールユニット５０から信号伝達ラインＣＬ−５を
介して送られる制御信号により作動する。
は有効圧縮比調節手段６０が設けられており、有効圧縮
比調節手段６０は、各センサ４２、４４、４６、４８の
検出信号に基づいて（換言すればエンジン水温、ノッキ
ングの有無、失火の有無、ＮＯｘ濃度に基づいて）、コ
ントロールユニット５０から信号伝達ラインＣＬ−５を
介して送られる制御信号により作動する。
【００３２】図２には、有効圧縮比調節手段６０の１例
が示されている。図２で示す例において、有効圧縮比調
節手段６０は主燃料供給系２２に設けられたロータリー
バルブ機構として構成されている。すなわち、図２で示
す有効圧縮比調節手段６０では、インタークーラ６２、
ロータリーバルブ６４、吸気バルブ６６、吸気バルブ６
６の開閉タイミングを調節するための吸気バルブ用のカ
ム６８、カム６８により吸気バルブを上下動するための
伝達機構６９とを有している。そして、ロータリーバル
ブ６４とカム６８との相対回転を適宜調節する事によ
り、ミラーサイクルエンジンの（公知の）作動原理に基
づいて、図１のデュアルフューエルエンジン２０の有効
圧縮比を制御出来るのである。
が示されている。図２で示す例において、有効圧縮比調
節手段６０は主燃料供給系２２に設けられたロータリー
バルブ機構として構成されている。すなわち、図２で示
す有効圧縮比調節手段６０では、インタークーラ６２、
ロータリーバルブ６４、吸気バルブ６６、吸気バルブ６
６の開閉タイミングを調節するための吸気バルブ用のカ
ム６８、カム６８により吸気バルブを上下動するための
伝達機構６９とを有している。そして、ロータリーバル
ブ６４とカム６８との相対回転を適宜調節する事によ
り、ミラーサイクルエンジンの（公知の）作動原理に基
づいて、図１のデュアルフューエルエンジン２０の有効
圧縮比を制御出来るのである。
【００３３】次に、図３をも参照して、デュアルフュー
エルエンジン２０の始動時の制御について説明する。デ
ュアルフューエルエンジン２０を始動して（ステップＳ
１）、水温センサ４２が作動を開始（ステップＳ２）し
たならば、水温センサ４２で検出されたエンジン水温
（計測された水温）が所定値よりも高いか低いかを判断
する（ステップＳ３）。エンジン始動時においては水温
が上昇していないので、エンジン水温は所定値よりも低
温となり、ステップＳ３は「Ｎｏ」となり、ステップＳ
４で「始動時」と判断される。そして、ステップＳ５に
おいて、有効圧縮比調節手段６０（図１、図２）によ
り、マップや特性図、演算式に基づく演算等で決定され
た数値となるように、有効圧縮比を制御する。
エルエンジン２０の始動時の制御について説明する。デ
ュアルフューエルエンジン２０を始動して（ステップＳ
１）、水温センサ４２が作動を開始（ステップＳ２）し
たならば、水温センサ４２で検出されたエンジン水温
（計測された水温）が所定値よりも高いか低いかを判断
する（ステップＳ３）。エンジン始動時においては水温
が上昇していないので、エンジン水温は所定値よりも低
温となり、ステップＳ３は「Ｎｏ」となり、ステップＳ
４で「始動時」と判断される。そして、ステップＳ５に
おいて、有効圧縮比調節手段６０（図１、図２）によ
り、マップや特性図、演算式に基づく演算等で決定され
た数値となるように、有効圧縮比を制御する。
【００３４】ステップＳ５において、マップや特性図、
演算式に基づく演算等で決定された有効圧縮比は、通常
運転状態の有効圧縮比よりも大きい数値に設定されてい
る。また、明確には図示されてはいないが、マップや特
性図、演算式は、コントロールユニット５０に記憶され
ている。
演算式に基づく演算等で決定された有効圧縮比は、通常
運転状態の有効圧縮比よりも大きい数値に設定されてい
る。また、明確には図示されてはいないが、マップや特
性図、演算式は、コントロールユニット５０に記憶され
ている。
【００３５】ステップＳ５で有効圧縮比が新たな数値に
制御されたならば、再びステップＳ３において、検出さ
れたエンジン水温と所定値とを比較する。エンジン始動
（ステップＳ１）から相当時間が経過して、エンジン水
温が十分に上昇したならば、ステップＳ３は「Ｙｅｓ」
となり、ステップＳ６で「通常運転」であると判断され
る。
制御されたならば、再びステップＳ３において、検出さ
れたエンジン水温と所定値とを比較する。エンジン始動
（ステップＳ１）から相当時間が経過して、エンジン水
温が十分に上昇したならば、ステップＳ３は「Ｙｅｓ」
となり、ステップＳ６で「通常運転」であると判断され
る。
【００３６】そして、ステップＳ７において、有効圧縮
比調節手段６０（図１、図２）により、マップや特性
図、演算式に基づく演算等で決定された有効圧縮比とな
るように、有効圧縮比を制御する。ステップＳ７におい
て、マップや特性図、演算式に基づく演算等で決定され
た新たな有効圧縮比は、それ以前の有効圧縮比、すなわ
ち始動時における有効圧縮比よりも小さい数値に制御さ
れている。ステップＳ７において、始動時の有効圧縮比
よりも少ない圧縮比に制御された後、通常運転における
制御が行われる。
比調節手段６０（図１、図２）により、マップや特性
図、演算式に基づく演算等で決定された有効圧縮比とな
るように、有効圧縮比を制御する。ステップＳ７におい
て、マップや特性図、演算式に基づく演算等で決定され
た新たな有効圧縮比は、それ以前の有効圧縮比、すなわ
ち始動時における有効圧縮比よりも小さい数値に制御さ
れている。ステップＳ７において、始動時の有効圧縮比
よりも少ない圧縮比に制御された後、通常運転における
制御が行われる。
【００３７】図示の実施形態においては、通常運転にお
ける制御として、ノックセンサ４４の検出信号に基づく
制御、失火検知センサ４６の検出信号に基づく制御、Ｎ
Ｏｘセンサ４８の検出信号に基づく制御が行われてい
る。各々の制御について、図４−図６を参照して、以下
に説明する。
ける制御として、ノックセンサ４４の検出信号に基づく
制御、失火検知センサ４６の検出信号に基づく制御、Ｎ
Ｏｘセンサ４８の検出信号に基づく制御が行われてい
る。各々の制御について、図４−図６を参照して、以下
に説明する。
【００３８】図４は、ノックセンサ４４（図１）の検出
信号に基づく制御を示している。ノックセンサ４４（図
１）が作動（ステップＳ１０）したならば、デュアルフ
ューエルエンジン２０（図１）がノッキングを発生した
か否かを（ノックセンサ４４により）検出する（ステッ
プＳ１１）。ノッキングが発生しなければ、ステップＳ
１１がＮｏのループを繰り返す。一方、ノッキングが発
生したならば（ステップＳ１１がＹｅｓ）、有効圧縮比
調節手段６０（図１）により、マップや特性図、演算式
に基づいて、有効圧縮比が下がるように制御する（ステ
ップＳ１２）。そして、再びステップＳ１１に戻る。
信号に基づく制御を示している。ノックセンサ４４（図
１）が作動（ステップＳ１０）したならば、デュアルフ
ューエルエンジン２０（図１）がノッキングを発生した
か否かを（ノックセンサ４４により）検出する（ステッ
プＳ１１）。ノッキングが発生しなければ、ステップＳ
１１がＮｏのループを繰り返す。一方、ノッキングが発
生したならば（ステップＳ１１がＹｅｓ）、有効圧縮比
調節手段６０（図１）により、マップや特性図、演算式
に基づいて、有効圧縮比が下がるように制御する（ステ
ップＳ１２）。そして、再びステップＳ１１に戻る。
【００３９】図５は、失火検知センサ４６の検出信号に
基づく制御を示している。失火検知センサ４６（図１）
が作動した（ステップＳ２０）後、デュアルフューエル
エンジン２０（図１）に失火が生じたか否かを（失火検
知センサ４６により）検出する（ステップＳ２１）。失
火が生じない場合にはステップＳ２１がＮｏのループを
繰り返す。失火が生じたならば（ステップＳ２１がＹｅ
ｓ）、有効圧縮比調節手段６０（図１）により、マップ
や特性図、演算式に基づいて、有効圧縮比を上げるよう
に制御する（ステップＳ２２）。以下、ステップＳ２１
或いはステップＳ２２の制御を繰り返す。
基づく制御を示している。失火検知センサ４６（図１）
が作動した（ステップＳ２０）後、デュアルフューエル
エンジン２０（図１）に失火が生じたか否かを（失火検
知センサ４６により）検出する（ステップＳ２１）。失
火が生じない場合にはステップＳ２１がＮｏのループを
繰り返す。失火が生じたならば（ステップＳ２１がＹｅ
ｓ）、有効圧縮比調節手段６０（図１）により、マップ
や特性図、演算式に基づいて、有効圧縮比を上げるよう
に制御する（ステップＳ２２）。以下、ステップＳ２１
或いはステップＳ２２の制御を繰り返す。
【００４０】図６は、ＮＯｘセンサ４８の検出信号に基
づく制御を示している。先ず、排気系ＥＸに介装された
ＮＯｘセンサ４８を作動して（ステップＳ３０）、排気
中のＮＯｘ濃度が許容値よりも濃いか否かを判断する
（ステップＳ３１）。排気中のＮＯｘ濃度が許容値より
も薄ければ、ステップＳ３１がＮｏのループを繰り返
す。一方、排気中のＮＯｘ濃度が許容値よりも濃い場合
（ステップＳ３１がＹｅｓ）には、有効圧縮比調節手段
６０（図１）により、マップや特性図、演算式に基づい
て、有効圧縮比を下げるように制御する（ステップＳ３
２）。以下、ステップＳ３１或いはステップＳ３２の制
御を繰り返す。
づく制御を示している。先ず、排気系ＥＸに介装された
ＮＯｘセンサ４８を作動して（ステップＳ３０）、排気
中のＮＯｘ濃度が許容値よりも濃いか否かを判断する
（ステップＳ３１）。排気中のＮＯｘ濃度が許容値より
も薄ければ、ステップＳ３１がＮｏのループを繰り返
す。一方、排気中のＮＯｘ濃度が許容値よりも濃い場合
（ステップＳ３１がＹｅｓ）には、有効圧縮比調節手段
６０（図１）により、マップや特性図、演算式に基づい
て、有効圧縮比を下げるように制御する（ステップＳ３
２）。以下、ステップＳ３１或いはステップＳ３２の制
御を繰り返す。
【００４１】図示の実施形態はあくまでも例示であり、
本発明の記述的範囲を限定する趣旨ではない。例えば、
図示の実施形態においては、図３−図６で示す制御を全
て実行するように構成されているが、センサ４２、４
４、４６、４８の何れかを省略する事により、対応する
制御を行わないように構成する事も可能である。
本発明の記述的範囲を限定する趣旨ではない。例えば、
図示の実施形態においては、図３−図６で示す制御を全
て実行するように構成されているが、センサ４２、４
４、４６、４８の何れかを省略する事により、対応する
制御を行わないように構成する事も可能である。
【００４２】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、デュアル
フューエルエンジンの始動性を向上する事が出来ると共
に、通常運転に際しては、常に、ノッキング或いは失火
を回避して、低ＮＯｘ運転を実現する事が出来るのであ
る。
フューエルエンジンの始動性を向上する事が出来ると共
に、通常運転に際しては、常に、ノッキング或いは失火
を回避して、低ＮＯｘ運転を実現する事が出来るのであ
る。
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図。
【図２】図１の実施形態における有効圧縮比調節手段の
詳細を示す部分拡大断面図。
詳細を示す部分拡大断面図。
【図３】始動時の制御フローチャートを示す図。
【図４】通常運転における制御の１態様のフローチャー
トを示す図。
トを示す図。
【図５】通常運転における図４とは異なる制御のフロー
チャートを示す図。
チャートを示す図。
【図６】通常運転における図４、図５とは異なる制御の
フローチャートを示す図。
フローチャートを示す図。
【図７】従来のデュアルフューエルエンジンを示すブロ
ック図。
ック図。
１、２０…デュアルフューエルエンジン ２、２１…負荷装置 ３、３０…噴射ノズル ４、３６…２次燃料供給高圧ライン ５、３５…２次燃料圧送装置 ６、３４…２次燃料圧送装置制御装置 ７、３３…２次燃料供給低圧ライン ８、３２…液体燃料タンク ９、２７…スロットルバルブ １０、２８…スロットルバルブ開度制御装置 １１、２６…ミキサ １３、２５…インタークーラ １４、２４…加熱ヒータ １５、２９…三方弁 １７、２３…コンプレッサ ２２…主燃料供給系 Ａ…空気 Ｆ１…ガス（主燃料） Ｆ２…液体燃料（２次燃料） ＥＸ…排気系 ４２…水温センサ ４４…ノックセンサ ４６…失火検知センサ ４８…ＮＯｘセンサ ＣＬ−１、ＣＬ−２、ＣＬ−３、ＣＬ−４、ＣＬ−５…
信号伝達ライン ５０…コントロールユニット ６０…有効圧縮比調節手段 ６２…インタークーラ ６４…ロータリーバルブ ６６…吸気バルブ ６８…吸気バルブ用のカム ６９…伝達機構
信号伝達ライン ５０…コントロールユニット ６０…有効圧縮比調節手段 ６２…インタークーラ ６４…ロータリーバルブ ６６…吸気バルブ ６８…吸気バルブ用のカム ６９…伝達機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８Ｚ Ｆターム(参考） 3G084 AA05 BA05 BA22 CA01 DA09 DA10 DA38 EB13 FA07 FA10 FA20 FA24 FA25 FA29 3G092 AA18 AB01 AB06 AB12 DC03 DD03 DE04S EA10 EA25 FA00 FA16 FA17 FA31 FA50 GA01 HA14X HC05Z HC06Z HD05Z HE08Z
Claims (10)
- 【請求項１】 主燃料として気体燃料が供給され、２次
燃料として液体燃料が供給されるデュアルフューエルエ
ンジンにおいて、当該エンジンの運転状態を検出するた
めのセンサ手段と、エンジンの有効圧縮比を制御する有
効圧縮比調節手段と、前記センサ手段の出力信号に応答
して前記有効圧縮比調節手段を制御する制御手段、とを
備えた事を特徴とするデュアルフューエルエンジン。 - 【請求項２】 前記センサ手段はデュアルフューエルエ
ンジンの水温を検出する水温センサであり、前記制御手
段は当該デュアルフューエルエンジンの始動時制御を行
うべく有効圧縮比調節手段を制御する請求項１のデュア
ルフューエルエンジン。 - 【請求項３】 前記センサ手段はデュアルフューエルエ
ンジンのノッキングを検出するノックセンサであり、前
記制御手段は当該デュアルフューエルエンジンのノッキ
ングの発生を抑制するべく有効圧縮比調節手段を制御す
る請求項１のデュアルフューエルエンジン。 - 【請求項４】 前記センサ手段はデュアルフューエルエ
ンジンの失火の発生を検出する失火検知センサであり、
前記制御手段は当該デュアルフューエルエンジンの失火
を抑制するべく有効圧縮比調節手段を制御する請求項１
のデュアルフューエルエンジン。 - 【請求項５】 前記センサ手段はデュアルフューエルエ
ンジンの排気中の窒素酸化物濃度を検出する窒素酸化物
センサであり、前記制御手段は当該デュアルフューエル
エンジンの排気中の窒素酸化物濃度を抑制するべく有効
圧縮比調節手段を制御する請求項１のデュアルフューエ
ルエンジン。 - 【請求項６】 主燃料として気体燃料が供給され、２次
燃料として液体燃料が供給されるデュアルフューエルエ
ンジンの制御方法において、センサ手段により当該エン
ジンの運転状態を検出する検出工程と、エンジンの有効
圧縮比を制御する有効圧縮比調節手段を前記センサ手段
の出力信号に応答して制御手段により制御する有効圧縮
比制御工程、とを有する事を特徴とするデュアルフュー
エルエンジンの制御方法。 - 【請求項７】 前記検出工程では水温センサによりデュ
アルフューエルエンジンの水温を検出し、前記有効圧縮
比制御工程では有効圧縮比調節手段を制御して当該デュ
アルフューエルエンジンの始動時制御を行う請求項６の
デュアルフューエルエンジンの制御方法。 - 【請求項８】 前記検出工程ではノックセンサによりデ
ュアルフューエルエンジンのノッキングを検出し、前記
有効圧縮比制御工程では有効圧縮比調節手段を制御して
当該デュアルフューエルエンジンのノッキングの発生を
抑制する請求項６のデュアルフューエルエンジンの制御
方法。 - 【請求項９】 前記検出工程では失火検知センサにより
デュアルフューエルエンジンの失火の発生を検出し、前
記有効圧縮比制御工程では有効圧縮比調節手段を制御し
て当該デュアルフューエルエンジンの失火を抑制する請
求項６のデュアルフューエルエンジンの制御方法。 - 【請求項１０】 前記検出工程では窒素酸化物センサに
よりデュアルフューエルエンジンの排気中の窒素酸化物
濃度を検出し、前記有効圧縮比制御工程では有効圧縮比
調節手段を制御して当該デュアルフューエルエンジンの
排気中の窒素酸化物濃度を抑制する請求項６のデュアル
フューエルエンジンの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10287515A JP2000110595A (ja) | 1998-10-09 | 1998-10-09 | デュアルフューエルエンジン及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10287515A JP2000110595A (ja) | 1998-10-09 | 1998-10-09 | デュアルフューエルエンジン及びその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000110595A true JP2000110595A (ja) | 2000-04-18 |
Family
ID=17718350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10287515A Pending JP2000110595A (ja) | 1998-10-09 | 1998-10-09 | デュアルフューエルエンジン及びその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000110595A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003056159A1 (fr) * | 2001-12-25 | 2003-07-10 | NIIGATA POWER SYSYEMS Co., Ltd. | Moteur thermique bicarburant |
| JP2005337246A (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-08 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg | 内燃機関を制御する方法 |
| JP2008223545A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼制御装置 |
| US7721703B2 (en) | 2007-03-27 | 2010-05-25 | Nissan Motor Co., Ltd. | Combustion control system for internal combustion engine |
| US9175612B2 (en) | 2013-10-29 | 2015-11-03 | Hyundai Motor Company | Method and apparatus for controlling combustion of engine having mixed combustion mode |
-
1998
- 1998-10-09 JP JP10287515A patent/JP2000110595A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003056159A1 (fr) * | 2001-12-25 | 2003-07-10 | NIIGATA POWER SYSYEMS Co., Ltd. | Moteur thermique bicarburant |
| US6814032B2 (en) | 2001-12-25 | 2004-11-09 | Niigata Power Systems Co., Ltd. | Dual fuel engine |
| JP2005337246A (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-08 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg | 内燃機関を制御する方法 |
| JP2008223545A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼制御装置 |
| US7610896B2 (en) | 2007-03-09 | 2009-11-03 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control device for internal combustion engine |
| US7721703B2 (en) | 2007-03-27 | 2010-05-25 | Nissan Motor Co., Ltd. | Combustion control system for internal combustion engine |
| US9175612B2 (en) | 2013-10-29 | 2015-11-03 | Hyundai Motor Company | Method and apparatus for controlling combustion of engine having mixed combustion mode |
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