JP2002038986A - バイフューエルエンジンの供給燃料制御装置 - Google Patents
バイフューエルエンジンの供給燃料制御装置Info
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- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
ン燃料の消費を抑制して、排気エミッションの低減を図
る。 【解決手段】CNG圧力センサで検出したCNG圧力P
と設定下位値PLとを比較し(S3)、P<PLのとき
はCNGボンベ12に充填されているCNG燃料の残量
が不足しているため、ガソリン用インジェクタ駆動処理
を実行して、供給燃料をガソリン燃料に切換えると共に
(S4)、低車速リミッタV1を設定し(S6)、走行
速度の上限を規制することで運転者にCNG燃料の早期
補給を促す。
Description
料を供給燃料として使用し、気体燃料の残量不足が検出
されたときは供給燃料を液体燃料に切換えるバイフュー
エルエンジンの供給燃料制御装置に関する。
省資源の観点からガソリンや軽油等の液体燃料に対する
代替燃料として圧縮天然ガス(CNG)等の気体燃料が
注目されており、従来の液体燃料と、気体燃料とを選択
的に切換え可能な、いわゆるバイフューエル車が開発さ
れている。
給する燃料(以下、「供給燃料」と称する)をできる限
りCNG燃料とすることで、排気エミッションの改善を
図る技術が種々提案されている。
は、システムが起動された後のCNG燃料の残量を検出
し、通常運転時はCNG燃料を供給燃料として使用し、
CNG燃料の残量不足が検出されたとき、供給燃料をガ
ソリン燃料に自動的に切換え、CNG燃料補給後も、ガ
ソリン燃料の残量が設定値よりも少なくなるまでガソリ
ン燃料の使用を継続する技術が開示されている。
は、CNG燃料の残量不足が検出された場合、供給燃料
がCNG燃料からガソリン燃料に自動的に切換わり、運
転者はガソリン燃料を使い切るまで違和感無く、継続的
な走行が可能となるため、CNG燃料の補給が遅れがち
となり、相対的にガソリン燃料の消費量が増加し、排気
エミッションのより積極的な改善を図る上で問題があ
る。
期補給を運転者に促し、相対的に液体燃料の消費を抑制
して、排気エミッションをより積極的に低減させること
の可能なバイフューエルエンジンの供給燃料制御装置を
提供することを目的とする。
第1発明は、エンジンに液体燃料を供給する液体燃料供
給系と気体燃料を供給する気体燃料供給系とを備え、主
に上記気体燃料を供給燃料として使用するバイフューエ
ルエンジンの供給燃料制御装置において、上記気体燃料
の残量が第1の設定値以下のときは供給燃料を液体燃料
に切換える供給燃料切換え手段と、液体燃料を供給燃料
に設定したときのエンジン出力を制限する出力制限手段
とを備えることを特徴とする。
体燃料を供給燃料として使用し、この気体燃料の残量が
第1の設定値以下、すなわち残量不足を検出したとき、
供給燃料を液体燃料に切換えると共にエンジン出力を制
限して、運転者に気体燃料の補給を促す。
する液体燃料供給系と気体燃料を供給する気体燃料供給
系とを備え、主に上記気体燃料を供給燃料として使用す
るバイフューエルエンジンの供給燃料制御装置におい
て、上記気体燃料の残量が第1の設定値以下のときは供
給燃料を液体燃料に切換える供給燃料切換え手段と、液
体燃料を供給燃料に設定したときのエンジン出力を制限
する出力制限手段と、液体燃料を供給燃料に設定したと
きに変速段をダウンシフトすると上記エンジン出力の制
限を解除する出力制限解除手段とを備えることを特徴と
する。
体燃料を供給燃料として使用し、この気体燃料の残量が
第1の設定値以下、すなわち残量不足を検出したとき、
供給燃料を液体燃料に切換えると共にエンジン出力を制
限するが、運転者が変速段をダウンシフトすると、エン
ジン出力の制限を解除する換わりにエンジン音を大きく
して運転者に気体燃料の補給を促す。
切換え手段では、上記気体燃料の残量を比較する上記第
1の設定値と該第1の設定値よりも高い値に設定されて
いる第2の設定値とを備え、上記気体燃料の残量が上記
両設定値の間にあるときは始動時のみ供給燃料を気体燃
料とすることを特徴とする。
体燃料に設定されたとき車速リミッタを設定し、実車速
が該車速リミッタを越えたときエンジン出力を制限する
ことを特徴とする。
始動時に比し走行中は高速側に設定することを特徴とす
る。
記車速リミッタは気体燃料での走行中の平均車速に基づ
いて設定することを特徴とする。
実施の形態を説明する。図1〜図4に本発明の第1実施
の形態を示す。図1には燃料供給系の全体構成図が示さ
れている。
2つの燃料供給系を備え、この両燃料を切換え使用可能
なエンジンであり、吸気側に連通する吸気通路2にスロ
ットル弁3が介装され、排気側に連通する排気通路4に
排気中の有害成分を浄化する触媒5が介装されている。
以下の説明では、液体燃料としてガソリン燃料を使用
し、気体燃料として圧縮天然ガス(CNG)燃料を使用
する場合を例に説明する。
ットル弁3の下流に、噴射方向を吸気弁(図示せず)方
向へ指向させたガソリン燃料噴射用インジェクタ(ガソ
リン用インジェクタ)6が配設されており、このガソリ
ン用インジェクタ6が、ガソリン燃料を貯留する燃料タ
ンク7にガソリン燃料供給ライン8を介して接続されて
いる。
プ9、プレッシャレギュレータ10が介装されており、
燃料ポンプ9によって燃料タンク7内のガソリン燃料が
圧送され、プレッシャレギュレータ10によりスロット
ル弁3下流側の吸気通路2の圧力に対する差圧が一定に
なるように調圧されてガソリン用インジェクタ6に供給
される。
ソリン用インジェクタ6下流に、CNG噴射用のインジ
ェクタ(CNG用インジェクタ)11が配設され、ガス
燃料が高圧で充填されている一対のCNGボンベ12
に、CNG燃料供給ライン13を介して接続されてい
る。CNG燃料供給ライン13には、上流側から、ガス
圧を検出するCNG圧力センサ14、CNG燃料供給ラ
イン13を開閉する主止弁15、プレッシャレギュレー
タ16が介装されている。
てCNG燃料供給ライン13を開放、遮断するもので、
エンジン運転時には開動作されて、CNGボンベ12に
充填されているCNG燃料が供給され、このCNG燃料
はプレッシャレギュレータ16によりスロットル弁3下
流側の吸気通路2の圧力に対する差圧が一定になるよう
に調圧されてCNG用インジェクタ11に供給される。
ン17が接続されており、この燃料充填ライン17に、
逆止弁18、充填弁19が介装され、末端に、図示しな
いCNGスタンド等において燃料充填を行うための充填
口20が設けられている。尚、充填弁19は、図におい
ては、CNGボンベ12にガス燃料を充填する際に手動
操作によって開かれる操作バルブであり、逆止弁18
は、ガス燃料の充填が終了し、充填口20を取り外す際
に、充填口20からガス燃料が流出するのを防止するた
めのものである。
置(ECU)21により運転状態に応じて切換えられ
る。ECU21は、マイクロコンピュータ等で構成され
ており、入力側に、CNG圧力センサ14、冷却水温や
油温等からエンジン温度を検出する温度センサ22を始
めとする各種センサ・スイッチ類が接続され、出力側
に、各インジェクタ6,11、主止弁15を始めとする
各種アクチュエータ類が接続されている。
運転時は、ガソリン燃料に比し排出されるNOx,H
C,CO等の少ないCNG燃料を供給燃料として使用
し、CNG燃料の残量が不足したときのみ供給燃料をガ
ソリン燃料に切換えて使用する制御を行う。
図4に示す供給燃料制御ルーチンに従って実行される。
では、先ず、ステップS1で、イグニッションスイッチ
がON動作するまで待機し、イグニッションスイッチが
ONしたとき、ステップS2へ進み、CNG圧力センサ
14で検出したCNGボンベ12内のCNG圧力Pを読
込み、ステップS3へ進む。
1の設定値である設定下位値PLとを比較し、CNGボ
ンベ12に充填されているCNG燃料の残量を調べる。
この設定下位値PLは、CNG用インジェクタ11から
最小限のCNG燃料を噴射させることの可能な限界圧で
あり、予め実験等から求めたものである。
よりエンジン1を駆動させることができないため、ステ
ップS4へ進み、ガソリン用インジェクタ駆動処理を実
行する。このガソリン用インジェクタ駆動処理では、主
止弁15を閉弁し、CNG燃料の供給を遮断すると共に
ガソリン用インジェクタ6の駆動を許可する処理を行
う。
メントパネルに設けられている警告灯等の警告手段を駆
動させて、運転者にCNG燃料の補給を促す警告を行っ
た後、ステップS6ヘ進み、低車速リミッタV1(本実
施の形態では、約40Km/h)を設定した後、ステップS
7へ進み、CNG残量フラグFcnをセットし、ルーチ
ンを終了する。
s=0であり、イグニッションスイッチをONしたとき
イニシャライズされる。
て、ステップS8へ分岐すると、CNG圧力Pと第2の
設定値である設定上位値PHとを比較する。この設定上
位値PHは、CNG燃料を供給燃料として連続走行可能
な圧力の許容限界値であり、予め実験等から求めたもの
である。
Pが設定上位値PHと設定下位値PLとの間にあるとき
は(PH≧P≧PL)、CNG燃料による始動は可能で
あるため、ステップS9進み、CNG用インジェクタ駆
動処理を実行する。
ガソリン用インジェクタ6の駆動を禁止すると共に、C
NG燃料供給ライン13に介装されている主止弁15を
開弁して、CNGボンベ12に充填されているCNG燃
料をCNG用インジェクタ11へ供給する処理を行う。
ソリン燃料切換え条件が成立するまで、待機する。この
始動後ガソリン燃料切換え条件は、温度センサ22で検
出した冷却水温或いは油温、及び触媒温度センサ或いは
排気温センサ(図示せず)で検出した触媒温度或いは排
気温度等に基づき、吸気ポート付近の温度がガソリン燃
料を気化させる温度にまで到達し、且つ触媒5が活性化
したとき、燃料切換え条件成立と判定し、ステップS4
へ戻る。
スイッチをONし、そのときに検出したCNG圧力Pが
設定上位値PHと設定下位値PLとの間にあるときは
(PH≧P≧PL)、エンジン始動から暖機運転の際に
は、CNG用インジェクタ11から噴射されるCNG燃
料を供給燃料として、エンジン1を駆動する。そして、
エンジン1の温度が上昇し、始動後ガソリン燃料切換え
条件が成立すると、ステップS4へ戻り、ガソリン用イ
ンジェクタ駆動処理が実行され、供給燃料がガソリン燃
料に切換えられる。
ているCNG燃料の圧力が低く、CNG燃料による連続
走行が困難な場合であっても、始動及び始動後の暖機運
転程度は可能なCNG圧力を保有しているときは、始動
及び始動後の暖機運転をCNG燃料により行うようにし
たので、始動及び暖機運転時の排気エミッションの改善
が図れる。更に、始動後ガソリン燃料切換え条件が成立
した後、供給燃料をガソリン燃料に切換えるようにした
ので、ガソリン燃料を供給燃料としたときの排気エミッ
ションの浄化性も良好となる。
にはCNG燃料が充分に貯蔵されているため、ステップ
S11へ進み、CNG用インジェクタ駆動処理を実行し
て、ルーチンを終了する。このCNG用インジェクタ駆
動処理は、ステップS9で行われる処理と同一であるた
め、説明を省略する。
設定したCNG残量フラグFcnは、図3、図4に示す
始動後燃料切換え制御ルーチンで読込まれる。
時燃料切換え制御ルーチンが終了した後、起動され、ス
テップS11でCNG残量フラグFcnの値を調べ、F
cn=0のときは、ステップS12へ進み、CNG圧力
センサ14で検出したCNGボンベ12内のCNG圧力
Pを読込み、ステップS13で、このCNG圧力Pと設
定上位値PHとを比較し、P≧PHのときは、CNGボ
ンベ12に充填されているCNG燃料により連続走行が
可能であるため、ステップS14へ分岐し、CNG用イ
ンジェクタ駆動処理を継続させて、ルーチンを抜ける。
され、やがてCNG圧力Pが設定上位値PH未満になる
と(P<PH)、ステップS13からステップS15へ
進み、ガソリン用インジェクタ駆動処理を実行する。
尚、このガソリン用インジェクタ駆動処理は、図2のス
テップS4で行われる処理と同一であるため、説明を省
略する。
ルメントパネルに設けられている警告灯等の警告手段を
駆動させて、運転者にCNG燃料の補給を促す警告を行
った後、ステップS17へ進み、高車速リミッタV2
(本実施の形態では、約80Km/h)を設定し、ステップ
S18へ進む。
動変速機を搭載する車両において、運転者の意志で、変
速段のダウンシフト操作が行われた否かを、シフト指令
信号或いはシフトポジション信号等に基づいて判断し、
ダウンシフト操作が行われていないときは、ステップS
19へ進み、実車速Vと高車速リミッタV2とを比較
し、実車速Vが高車速リミッタV2以下のときは、その
ままルーチンを抜ける。
ガソリン燃料に切換えられた場合、車速リミッタを、4
0Km/h等の低速側へいきなり設定されてしまうと、車両
の流れの中で待避操作を行うことが困難となる場合が考
えられるため、道路状況に対応可能な車速(本実施の形
態では、約80Km/h)を高車速リミッタV2として設定
する。
回ったときは、ステップS20へ進み、エンジン出力制
限処理を行った後、ルーチンを抜ける。このエンジン出
力制限処理は、例えば燃料カットを実施し、或いは電子
制御スロットル装置を搭載するエンジンであれば、スロ
ットル弁開度を制御することで、エンジン出力を制限す
る。
ップS18からステップS21へ進み、高車速リミッタ
V2を解除し、ステップS22へ進む。そして、ステッ
プS22で、アップシフト操作が行われたか否かを調
べ、アップシフト操作が行われたときは、ステップS1
7へ戻り、高車速リミッタV2を再び設定する。一方、
アップシフト操作が行われていないときは、そのままル
ーチンを抜ける。
ッタV2を解除することで、回避操作を必要とする状況
下で素早く対応することができる。更に、ダウンシフト
によりエンジン音が大きくなるため、運転者が不快感を
抱き、結果として、CNG燃料の補給が促されるととも
に、アップシフト操作を行わざるを得ない状況が作り出
される。
Fcnが、Fcn=1、すなわちCNG燃料がイグニッ
ションスイッチをONした当初から不足している場合
は、ステップS25へ分岐し、変速段のダウンシフト操
作が行われたか否かを調べ、ダウンシフト操作が行われ
ていないときは、ステップS26へ進み、実車速Vと低
車速リミッタV1とを比較する。そして、V≦V1のと
きは、そのままルーチンを抜け、又、V>V1のとき
は、ステップS27へ進み、エンジン出力制限処理を実
行し、ルーチンを抜ける。このエンジン出力制限処理
は、ステップS20で行われる処理と同様であるため説
明を省略する。
Nした当初から、CNG燃料の残量が不足している場合
は、実車速Vの上限を低車速リミッタV1(本実施の形
態では、約40Km/h)に制限することで、少なくともC
NG燃料を補給するための走行を確保することができる
と共に、車速を低速側で制限することで、運転者にCN
G燃料の早期補給を促すことができる。
作有りと判定したときは、ステップS28へ進み、低車
速リミッタV1を解除し、ステップS29へ進む。そし
て、ステップS29で、アップシフト操作有りか否かを
調べ、アップシフト操作有りのときは、ステップS30
へ進み、低車速リミッタV1を再び設定した後、ステッ
プS25へ戻る。又、アップシフト操作無しのときは、
そのままルーチンを抜ける。
ッタV1を解除することで、回避操作を必要とする状況
下で素早く対応することができる。更に、ダウンシフト
によりエンジン音が大きくなるため、運転者が不快感を
抱き、結果として、CNG燃料の補給が促されるととも
に、アップシフト操作を行わざるを得ない状況が作り出
される。
ションスイッチをONしたときのCNG圧力Pから、C
NG燃料の残量を調べ、残量不足のときは、少なくとも
始動は可能か否かを調べ、できる限りCNG燃料を使用
するようにしたので、排気エミッションの積極的な改善
を図ることができる。
る際には、車速リミッタにより車速が制限されるので、
運転者に対してCNG燃料の補給を促し、CNG燃料に
よる走行を早期に再開させることができる。その結果、
ガソリン燃料の消費量が必要最小限となり、排気エミッ
ションのより一層の低減を図ることができる。
始動後燃料切換え制御ルーチンを示す。本実施の形態で
は、走行中に供給燃料がCNG燃料からガソリン燃料に
切換えられる際の高車速リミッタV3を、CNG燃料を
供給燃料として走行中の平均車速に基づいて設定するよ
うにしたものである。
し、第1実施の形態の図2に示す始動時燃料切換え制御
ルーチンが終了した後、本ルーチンが起動されると、先
ず、ステップS31でCNG残量フラグFcnの値を調
べ、Fcn=1のCNG燃料残量不足のときは、ステッ
プS32へ進み、実車速Vと低車速リミッタV1を比較
し、V≦V1のときは、そのままルーチンを抜け、又、
V>V1のときは、ステップS33へ進み、エンジン出
力制限処理を実行し、ルーチンを抜ける。このエンジン
出力の制限処理は、図3のステップS20で行われる処
理と同様であるため、説明を省略する。
きは、ステップS34へ進み、CNG圧力センサ14で
検出したCNGボンベ12内のCNG圧力Pを読込み、
ステップS35で、このCNG圧力Pと設定上位値PH
とを比較し、P≧PHのときは、CNGボンベ12に充
填されているCNG燃料により連続走行が可能であるた
め、ステップS36へ分岐し、CNG用インジェクタ駆
動処理を継続させる。
を所定時間サンプリングし、ステップS38で、サンプ
リングした実車速Vの平均車速Vaveを算出し、記憶
した後、ルーチンを抜ける。
され、やがてCNG圧力Pが設定上位値PH未満になる
と(P<PH)、ステップS35からステップS39へ
進み、ガソリン用インジェクタ駆動処理を実行する。
尚、このガソリン用インジェクタ駆動処理は、図2のス
テップS4で行われる処理と同一であるため、説明を省
略する。
の警告手段を駆動させて、運転者にCNG燃料の補給を
促す警告を行った後、ステップS41へ進み、平均車速
Vaveに基づき、テーブルを参照し、或いは演算によ
り高車速リミッタV3を設定する。この高車速リミッタ
V3を演算により求める場合は、平均車速Vaveに定
数K(K=0.8,0.7等)を乗算して求める(V3=K・
Vave)。
車速リミッタV3とを比較し、実車速Vが高車速リミッ
タV3以下のときは(V≦V3)、そのままルーチンを
抜ける。一方、実車速Vが高車速リミッタV3を上回っ
たときは(V>V3)、ステップS43へ進み、エンジ
ン出力制限処理を行った後、ルーチンを抜ける。このエ
ンジン出力制限処理は、図3のステップS20と同一で
あるため、説明を省略する。
ミッタV3をCNG燃料で走行中の平均車速Vaveに
基づいて設定するようにしたので、一般道路を走行中は
もとより、高速道路を走行中であっても道路状況に適し
た無理のない高車速リミッタV3を設定することができ
る。
行中の実車速Vが車速リミッタV1,V3により制限さ
れている場合に、変速段のダウンシフト操作を手動操作
により行ったときは、車速リミッタV1,V3を解除
し、その後、アップシフト操作が行われたときに、再
び、車速リミッタV1,V3を設定するようにしても良
い。
気体燃料の早期補給を運転者に促し、相対的に液体燃料
の消費を抑制して、排気エミッションをより積極的に低
減させることができる等、優れた効果が奏される。
ーチャート
ーチャート(その1)
ーチャート(その2)
ーチンを示すフローチャート
Claims (6)
- 【請求項1】エンジンに液体燃料を供給する液体燃料供
給系と気体燃料を供給する気体燃料供給系とを備え、主
に上記気体燃料を供給燃料として使用するバイフューエ
ルエンジンの供給燃料制御装置において、 上記気体燃料の残量が第1の設定値以下のときは供給燃
料を液体燃料に切換える供給燃料切換え手段と、 液体燃料を供給燃料に設定したときのエンジン出力を制
限する出力制限手段とを備えることを特徴とするバイフ
ューエルエンジンの供給燃料制御装置。 - 【請求項2】エンジンに液体燃料を供給する液体燃料供
給系と気体燃料を供給する気体燃料供給系とを備え、主
に上記気体燃料を供給燃料として使用するバイフューエ
ルエンジンの供給燃料制御装置において、 上記気体燃料の残量が第1の設定値以下のときは供給燃
料を液体燃料に切換える供給燃料切換え手段と、 液体燃料を供給燃料に設定したときのエンジン出力を制
限する出力制限手段と、 液体燃料を供給燃料に設定したときに変速段をダウンシ
フトすると上記エンジン出力の制限を解除する出力制限
解除手段とを備えることを特徴とするバイフューエルエ
ンジンの供給燃料制御装置。 - 【請求項3】上記供給燃料切換え手段では、上記気体燃
料の残量を比較する上記第1の設定値と該第1の設定値
よりも高い値に設定されている第2の設定値とを備え、 上記気体燃料の残量が上記両設定値の間にあるときは始
動時のみ供給燃料を気体燃料とすることを特徴とする請
求項1或いは2記載のバイフューエルエンジンの供給燃
料制御装置。 - 【請求項4】上記出力制限手段では、供給燃料が液体燃
料に設定されたとき車速リミッタを設定し、実車速が該
車速リミッタを越えたときエンジン出力を制限すること
を特徴とする請求項1或いは2記載のバイフューエルエ
ンジンの供給燃料制御装置。 - 【請求項5】上記車速リミッタは、始動時に比し走行中
は高速側に設定することを特徴とする請求項4記載のバ
イフューエルエンジンの供給燃料制御装置。 - 【請求項6】走行中に設定される上記車速リミッタは気
体燃料での走行中の平均車速に基づいて設定することを
特徴とする請求項5記載のバイフューエルエンジンの供
給燃料制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000227174A JP4394265B2 (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | バイフューエルエンジンの供給燃料制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000227174A JP4394265B2 (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | バイフューエルエンジンの供給燃料制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002038986A true JP2002038986A (ja) | 2002-02-06 |
JP4394265B2 JP4394265B2 (ja) | 2010-01-06 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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