JP2005180245A - 空燃比制御システム - Google Patents
空燃比制御システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005180245A JP2005180245A JP2003419755A JP2003419755A JP2005180245A JP 2005180245 A JP2005180245 A JP 2005180245A JP 2003419755 A JP2003419755 A JP 2003419755A JP 2003419755 A JP2003419755 A JP 2003419755A JP 2005180245 A JP2005180245 A JP 2005180245A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- air
- fuel ratio
- engine
- control system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
【課題】 従来の空燃比制御システムにおける使用燃料の判別手法は、排気温度に基づいて判断するものであり、空燃比センサとは別に排気温度センサを用意する必要があるため、製造コストが嵩む等の問題が生じる。
また、従来の判別手法はセンサ類が増加するため、エンジンの統括制御を行うECU等の制御部の負荷が増加する等の問題が生じる。
更に、従来の空燃比制御システムは排気温度センサ等の動作確認等を行うものではないので、排気温度センサが故障して誤計測してしまうと、誤計測のまま使用燃料の判別を行ってしまう問題がある。
【解決手段】 ECU10は、燃料制御弁22(GVM)を所定量(開度G1から開度G2へ)作動させ、このとき計測される空燃比センサ50の計測値の変化量に基づいて、エンジン60に使用される使用燃料を判定する(S170)。
【選択図】図3
また、従来の判別手法はセンサ類が増加するため、エンジンの統括制御を行うECU等の制御部の負荷が増加する等の問題が生じる。
更に、従来の空燃比制御システムは排気温度センサ等の動作確認等を行うものではないので、排気温度センサが故障して誤計測してしまうと、誤計測のまま使用燃料の判別を行ってしまう問題がある。
【解決手段】 ECU10は、燃料制御弁22(GVM)を所定量(開度G1から開度G2へ)作動させ、このとき計測される空燃比センサ50の計測値の変化量に基づいて、エンジン60に使用される使用燃料を判定する(S170)。
【選択図】図3
Description
本発明は、複数種の燃料で運転可能なエンジンにおける空燃比センサの計測値に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムに関するものである。詳しくは、ガスエンジンにおいて、ガス種を判定して空燃比を制御する空燃比制御システムに関するものである。
従来より、複数種の燃料で運転可能なガスエンジンがある。
このようなガスエンジンは、一般的に実際に使用する燃料に応じて制御態様を変化させることによって正常に動作するものである。
しかしながら、例えば、実際に使用する燃料に対応しない制御態様でガスエンジンを動作させた場合には、一酸化炭素(CO)ガス等を多量に排出してしまう問題があった。
そこで、このような問題を回避するための空燃比制御システムの一例としては、下記特許文献1に示すような技術がある。
このようなガスエンジンは、一般的に実際に使用する燃料に応じて制御態様を変化させることによって正常に動作するものである。
しかしながら、例えば、実際に使用する燃料に対応しない制御態様でガスエンジンを動作させた場合には、一酸化炭素(CO)ガス等を多量に排出してしまう問題があった。
そこで、このような問題を回避するための空燃比制御システムの一例としては、下記特許文献1に示すような技術がある。
ところで、上記特許文献1に示されるような従来の使用燃料の判別手法は、排気温度に基づいて判断するものであり、空燃比センサとは別に排気温度センサを用意する必要があるため、製造コストが嵩む等の問題が生じる。
また、従来の判別手法はセンサ類が増加するため、ガスエンジンの統括制御を行うECU等の制御部の負荷が増加する等の問題も生じる。
更に、上述の技術は排気温度センサ等の動作確認等を行うものではないので、排気温度センサが故障して誤計測してしまうと、誤計測のまま使用燃料の判別を行ってしまう問題等もある。
また、従来の判別手法はセンサ類が増加するため、ガスエンジンの統括制御を行うECU等の制御部の負荷が増加する等の問題も生じる。
更に、上述の技術は排気温度センサ等の動作確認等を行うものではないので、排気温度センサが故障して誤計測してしまうと、誤計測のまま使用燃料の判別を行ってしまう問題等もある。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項1においては、複数種の燃料で運転可能なエンジンにおける空燃比センサの計測値に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムにおいて、
燃料制御弁を予め定められた所定量作動させた場合における空燃比センサの計測値の変化量に基づいて使用燃料を判定することを特徴とする空燃比制御システムとして構成されている。
燃料制御弁を予め定められた所定量作動させた場合における空燃比センサの計測値の変化量に基づいて使用燃料を判定することを特徴とする空燃比制御システムとして構成されている。
請求項2においては、複数種の燃料で運転可能なエンジンにおける空燃比センサの計測値に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムにおいて、
エンジンの機関出力とスロットル開度とに基づいて使用燃料を判定することを特徴とする空燃比制御システムとして構成されている。
エンジンの機関出力とスロットル開度とに基づいて使用燃料を判定することを特徴とする空燃比制御システムとして構成されている。
請求項3においては、複数種の燃料で運転可能なエンジンにおける空燃比センサの計測値に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムにおいて、
負荷を固定し、予め定められる目標回転数でエンジンを運転する場合における回転数の変動幅に基づいて使用燃料を判定することを特徴とする空燃比制御システムとして構成されている。
負荷を固定し、予め定められる目標回転数でエンジンを運転する場合における回転数の変動幅に基づいて使用燃料を判定することを特徴とする空燃比制御システムとして構成されている。
請求項4においては、前記判定後、判定結果の使用燃料に応じた運転を行ってなる空燃比制御システムとして構成されている。
請求項5においては、前記判定前に空燃比センサの動作確認を行ってなる空燃比制御システムとして構成されている。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
請求項1の構成により、使用燃料の判定に特別なセンサ等を用いることなく、一般的に用いられる空燃比センサを用いることによって、使用燃料を判定することが可能となる。
更に、使用燃料を容易に判定することが可能となるので、エンジンの初期設定時や使用燃料の変更時等における運転状態の切り替えミス等を防止することが可能となる。
更に、使用燃料を容易に判定することが可能となるので、エンジンの初期設定時や使用燃料の変更時等における運転状態の切り替えミス等を防止することが可能となる。
請求項2の構成により、使用燃料を自動的に判定することが可能となってエンジンの運転状態の切り替えミスを防止することが可能になるとともに、エンジンの機関出力とスロットル開度のみで容易に使用燃料を判定することが可能となるので、エンジンの製造コストを増加させることなく、使用燃料を判定することが可能となる。
請求項3の構成により、使用燃料を自動的に判定することが可能となってエンジンの運転状態の切り替えミスを防止することが可能になるとともに、エンジンの機関出力と回転数変動幅のみで容易に使用燃料を判定することが可能となるので、エンジンの製造コストを増加させることなく、使用燃料を判定することが可能となる。
請求項4の構成により、判定結果に応じて、エンジンの運転状態を自動的に切り替えることが可能となり、実際の使用燃料に応じた適切な運転を行うことが可能となってNOx等の発生を抑制することが可能となる。
請求項5の構成により、空燃比センサの故障等の異常による使用燃料の判定ミス等の発生を未然に防止することが可能となって、正確に使用燃料を計測することが可能になる。
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の本発明を実施するための最良の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図1は本発明を実施するための最良の形態に係る空燃比制御システムの概略構成図、図2は空燃比センサ出力(計測値)とGVM(燃料制御弁)開度との関係を示したグラフ、図3は空燃比制御システムが行う一連の処理の一例を示したフローチャート、図4はスロットル開度と機関出力との関係を示したグラフ、図5は空燃比制御システムが行う一連の処理の一例を示したフローチャート、図6は回転数変動幅と機関出力との関係を示したグラフ、図7は空燃比制御システムが行う一連の処理の一例を示したフローチャートである。
図1は本発明を実施するための最良の形態に係る空燃比制御システムの概略構成図、図2は空燃比センサ出力(計測値)とGVM(燃料制御弁)開度との関係を示したグラフ、図3は空燃比制御システムが行う一連の処理の一例を示したフローチャート、図4はスロットル開度と機関出力との関係を示したグラフ、図5は空燃比制御システムが行う一連の処理の一例を示したフローチャート、図6は回転数変動幅と機関出力との関係を示したグラフ、図7は空燃比制御システムが行う一連の処理の一例を示したフローチャートである。
先ず、図1を用いて、本発明を実施するための最良の形態に係る空燃比制御システムの概略構成について説明する。
また、以下で説明する空燃比制御システムのエンジンは、例えば、GHP(Gas Heat Pump)等の動力であるガスエンジンであって、ガソリンエンジン等であっても良い。
先ず、エアクリーナ30より取り入れた空気(外気)と、ガス等の燃料とを混合させることによって混合気を生成するミキサ20について説明する。
ミキサ20は、主として、ベンチュリ23、燃料制御弁22、固定弁21、燃料増量弁27、及びスロットル弁25を具備して概略構成されるものである。
上記エンジン60のピストン45が下降してシリンダ(燃焼室)40内が負圧となってエアクリーナ30からベンチュリ23を介して空気は取り入れられる。
該ベンチュリ23は、空気通路を狭くし、その狭い部分に燃料供給路が連通され、空気流の流れが速くなる部分で負圧を利用して燃料供給路から燃料を吸入して、空気と燃料との混合気を生成する。
上記ベンチュリ23に供給される燃料は、燃料制御弁22によってその量が調節される。
具体的には、燃料制御弁22の弁体を駆動するアクチュエータとしてのソレノイドを、制御手段の一例であるECU10(電子制御装置)で制御することによって該燃料の量を調節している。
また、図1に示すように、ベンチュリ23に燃料を供給する系統としては、上記燃料制御弁22を通過する系統の他に固定弁21を通過する系統がある。
この固定弁21は、予め定められた量の燃料だけをベンチュリ23に供給するためのものである。
したがって、固定弁21の弁はECU10等によって制御されることなく、ミキサ20の製造時若しくは据え付け時等のメンテナンス時に予め調整されるのみであり運用時は一定の開度で固定されるものである。
つまり、ECU10が燃料制御弁22を制御することによって、ベンチュリ23で生成される混合気中の空燃比を変化させることが可能となる。
このようにして生成された混合気は、スロットル弁25に到達し、該スロットル弁25の開度によってスロットル弁25を通過する混合気の流量が変化する。
具体的には、スロットル弁25の弁体はアクチュエータとしてのステッピングモータの駆動によりその開度が変更され、該ステッピングモータは上記ECU10によって制御される。
したがって、スロットル弁25の開度を開くことによって通過する混合気の流量が増加し、他方該開度を閉じることによって通過する混合気の流量が減少する。
また、以下で説明する空燃比制御システムのエンジンは、例えば、GHP(Gas Heat Pump)等の動力であるガスエンジンであって、ガソリンエンジン等であっても良い。
先ず、エアクリーナ30より取り入れた空気(外気)と、ガス等の燃料とを混合させることによって混合気を生成するミキサ20について説明する。
ミキサ20は、主として、ベンチュリ23、燃料制御弁22、固定弁21、燃料増量弁27、及びスロットル弁25を具備して概略構成されるものである。
上記エンジン60のピストン45が下降してシリンダ(燃焼室)40内が負圧となってエアクリーナ30からベンチュリ23を介して空気は取り入れられる。
該ベンチュリ23は、空気通路を狭くし、その狭い部分に燃料供給路が連通され、空気流の流れが速くなる部分で負圧を利用して燃料供給路から燃料を吸入して、空気と燃料との混合気を生成する。
上記ベンチュリ23に供給される燃料は、燃料制御弁22によってその量が調節される。
具体的には、燃料制御弁22の弁体を駆動するアクチュエータとしてのソレノイドを、制御手段の一例であるECU10(電子制御装置)で制御することによって該燃料の量を調節している。
また、図1に示すように、ベンチュリ23に燃料を供給する系統としては、上記燃料制御弁22を通過する系統の他に固定弁21を通過する系統がある。
この固定弁21は、予め定められた量の燃料だけをベンチュリ23に供給するためのものである。
したがって、固定弁21の弁はECU10等によって制御されることなく、ミキサ20の製造時若しくは据え付け時等のメンテナンス時に予め調整されるのみであり運用時は一定の開度で固定されるものである。
つまり、ECU10が燃料制御弁22を制御することによって、ベンチュリ23で生成される混合気中の空燃比を変化させることが可能となる。
このようにして生成された混合気は、スロットル弁25に到達し、該スロットル弁25の開度によってスロットル弁25を通過する混合気の流量が変化する。
具体的には、スロットル弁25の弁体はアクチュエータとしてのステッピングモータの駆動によりその開度が変更され、該ステッピングモータは上記ECU10によって制御される。
したがって、スロットル弁25の開度を開くことによって通過する混合気の流量が増加し、他方該開度を閉じることによって通過する混合気の流量が減少する。
更に、スロットル弁25の下流側(エンジン60側)には、燃料増量弁27が設けられる構成であっても良い。
この燃料増量弁27の機能は、燃料制御弁22より供給される燃料のみでは混合気中に含まれる燃料が不足する場合に開くものである。
具体的には、スロットル弁25の開度(スロットル開度)が全開に近い状態である場合等において、特に混合気の空燃比をリッチ(濃く)にしたい場合に作動するものであって、燃料制御弁で補い切れない制御状態において、補完的に動作するものである。
つまり、この図1に示す燃料増量弁27は、本発明の空燃比制御システムには必ずしも必要な構成要素ではないが、図1においては燃料増量弁27を設けた場合の一例を示している。そこで、以下の説明においては燃料増量弁27が設けられてないものとして説明する。
この燃料増量弁27の機能は、燃料制御弁22より供給される燃料のみでは混合気中に含まれる燃料が不足する場合に開くものである。
具体的には、スロットル弁25の開度(スロットル開度)が全開に近い状態である場合等において、特に混合気の空燃比をリッチ(濃く)にしたい場合に作動するものであって、燃料制御弁で補い切れない制御状態において、補完的に動作するものである。
つまり、この図1に示す燃料増量弁27は、本発明の空燃比制御システムには必ずしも必要な構成要素ではないが、図1においては燃料増量弁27を設けた場合の一例を示している。そこで、以下の説明においては燃料増量弁27が設けられてないものとして説明する。
更に、スロットル弁25を通過した混合気は、エンジン60のシリンダ40内に吸入弁41を介して吸入され、吸入弁41及び排気弁42が閉じた状態でピストン45によって圧縮されて点火プラグ43による点火によって爆発する。
そして、このピストン45の昇降によりクランク軸が回転され、その回転角及び回転数が回転数センサ44により検知され、ECU10に入力される。
上記爆発後の排気ガスは排気弁42を介して排出される。
このとき排気ガス中の空燃比(一般的に酸素)を計測するのが空燃比センサ50であり、排気マニホールド等の排気路に設けられ、ECU10は、上記空燃比センサ50の検出結果に基づいて、シリンダ40に吸入される混合気の空燃比を算出することを可能にしている。
具体的には、空燃比センサ50が計測した結果である計測値(出力)は、電流の大きさ(以下、単に「IP値」とする)として出力されるものであり、このIP値がECU10に入力されることになる。
更に、ここで説明する空燃比センサ50は、排気ガス中に含まれる酸素量が多いほどIP値を大きな値として出力し、他方、排気ガス中に含まれる酸素量が少ないほどIP値を小さな値として出力する特性を有しているものとする。
つまり、IP値と混合気の実際の空燃比とは比例する関係にある。
そこで、ECU10は、実際の混合気の空燃比を目標空燃比に近づけるべく、空燃比センサ50で計測された結果であるIP値が、予めECU10に記憶される目標IP値となるように燃料制御弁22やスロットル弁25を制御している。
また、この目標IP値は、回転数センサ44で検出されるエンジンの回転数や負荷と対応付けられてECU10の記憶手段(例えばROM)に予めマップとして記憶されるものであっても良い。
また、上記空燃比センサ50は、計測を開始する場合は素子自体の温度をある一定の温度にして活性化させる必要があるためヒータ等で暖められる。
この場合の温度もECU10等によって制御される構成となっている。
そして、このピストン45の昇降によりクランク軸が回転され、その回転角及び回転数が回転数センサ44により検知され、ECU10に入力される。
上記爆発後の排気ガスは排気弁42を介して排出される。
このとき排気ガス中の空燃比(一般的に酸素)を計測するのが空燃比センサ50であり、排気マニホールド等の排気路に設けられ、ECU10は、上記空燃比センサ50の検出結果に基づいて、シリンダ40に吸入される混合気の空燃比を算出することを可能にしている。
具体的には、空燃比センサ50が計測した結果である計測値(出力)は、電流の大きさ(以下、単に「IP値」とする)として出力されるものであり、このIP値がECU10に入力されることになる。
更に、ここで説明する空燃比センサ50は、排気ガス中に含まれる酸素量が多いほどIP値を大きな値として出力し、他方、排気ガス中に含まれる酸素量が少ないほどIP値を小さな値として出力する特性を有しているものとする。
つまり、IP値と混合気の実際の空燃比とは比例する関係にある。
そこで、ECU10は、実際の混合気の空燃比を目標空燃比に近づけるべく、空燃比センサ50で計測された結果であるIP値が、予めECU10に記憶される目標IP値となるように燃料制御弁22やスロットル弁25を制御している。
また、この目標IP値は、回転数センサ44で検出されるエンジンの回転数や負荷と対応付けられてECU10の記憶手段(例えばROM)に予めマップとして記憶されるものであっても良い。
また、上記空燃比センサ50は、計測を開始する場合は素子自体の温度をある一定の温度にして活性化させる必要があるためヒータ等で暖められる。
この場合の温度もECU10等によって制御される構成となっている。
上記空燃比制御システムのエンジン60は、複数種の燃料で運転可能なものであり、空燃比センサの計測値に基づいて混合気の空燃比を制御するものである。
ところで、図2は空燃比センサ50の出力(即ち、空燃比センサ50の計測値)とGVM開度(即ち、燃料制御弁22の開度)との関係を示したものである。
この図2には、使用燃料としてLPG(Liquefied Petroleum Gas)と都市ガス13Aとをエンジン60に用いた場合における、空燃比センサ50の出力と燃料制御弁22の開度との関係を示したものである。
この図2に示すように、都市ガス13AとLPGとを比較すると、同じGVM開度の場合には、都市ガス13Aの場合の方がLPGの場合と比較して空燃比センサ50の出力が大きくなる特性を有することが分かる。
この場合に、例えば、図2に示すようにGVM開度を開度G1から開度G2へ変化させた場合(開から閉に変化させた場合)に、使用燃料がLPGの場合における空燃比センサ50の計測値の変化量はAであり、他方、使用燃料が都市ガス13Aの場合における空燃比センサ50の計測値の変化量はBとなり、B>Aの特性を有していることになる。
即ち、都市ガス13Aの場合における変化量Bの方がLPGの場合における変化量Aよりも大きい特性がある。
そこで、燃料制御弁22を予め定められた所定量(開度G1から開度G2)作動させた場合における空燃比センサ50の計測値の変化量に基づいて使用燃料を判定することが可能となり、その判定を行うための一連の処理の一例を図3に示す。
ところで、図2は空燃比センサ50の出力(即ち、空燃比センサ50の計測値)とGVM開度(即ち、燃料制御弁22の開度)との関係を示したものである。
この図2には、使用燃料としてLPG(Liquefied Petroleum Gas)と都市ガス13Aとをエンジン60に用いた場合における、空燃比センサ50の出力と燃料制御弁22の開度との関係を示したものである。
この図2に示すように、都市ガス13AとLPGとを比較すると、同じGVM開度の場合には、都市ガス13Aの場合の方がLPGの場合と比較して空燃比センサ50の出力が大きくなる特性を有することが分かる。
この場合に、例えば、図2に示すようにGVM開度を開度G1から開度G2へ変化させた場合(開から閉に変化させた場合)に、使用燃料がLPGの場合における空燃比センサ50の計測値の変化量はAであり、他方、使用燃料が都市ガス13Aの場合における空燃比センサ50の計測値の変化量はBとなり、B>Aの特性を有していることになる。
即ち、都市ガス13Aの場合における変化量Bの方がLPGの場合における変化量Aよりも大きい特性がある。
そこで、燃料制御弁22を予め定められた所定量(開度G1から開度G2)作動させた場合における空燃比センサ50の計測値の変化量に基づいて使用燃料を判定することが可能となり、その判定を行うための一連の処理の一例を図3に示す。
以下、図3を用いて、使用燃料を判定するためにECU10が行う一連の処理について説明する。
先ず、作業者等による操作によって、ECU10はエンジン60を起動し(S110)、空燃比センサ50を活性化するべくヒータをONにして空燃比センサ50を暖機する(S120)。
そして、ECU10は、空燃比センサ50の温度が活性化に必要な温度となった場合に、一旦エンジン60の運転を停止する(S130)。
そして、ECU10は、空燃比センサ50に大気(外気)の酸素濃度を計測させるため、エンジン60を起動させるためのセルモータ等の回転電動機によってエンジン60を回転させることによって、空燃比センサ50が設けられる排気マニホールド等の排気系統に大気を流入させて、空燃比センサ50に大気の酸素濃度を計測させる(S140)。
このステップS140の処理によって、空燃比センサ50は大気の酸素濃度(約20%)を計測できるはずであるが、仮に空燃比センサ50に故障等の異常が発生している場合は、上記大気の酸素濃度と異なる値を計測することになるので、本処理により空燃比センサ50の動作確認を行うことが可能となる。
したがって、ステップS140によって、空燃比センサ50の故障等の異常による使用燃料の判定ミス等の発生を未然に防止することが可能となって、正確に使用燃料を計測することが可能になるとともに、空燃比センサ50の異常を検知することが可能となる。
先ず、作業者等による操作によって、ECU10はエンジン60を起動し(S110)、空燃比センサ50を活性化するべくヒータをONにして空燃比センサ50を暖機する(S120)。
そして、ECU10は、空燃比センサ50の温度が活性化に必要な温度となった場合に、一旦エンジン60の運転を停止する(S130)。
そして、ECU10は、空燃比センサ50に大気(外気)の酸素濃度を計測させるため、エンジン60を起動させるためのセルモータ等の回転電動機によってエンジン60を回転させることによって、空燃比センサ50が設けられる排気マニホールド等の排気系統に大気を流入させて、空燃比センサ50に大気の酸素濃度を計測させる(S140)。
このステップS140の処理によって、空燃比センサ50は大気の酸素濃度(約20%)を計測できるはずであるが、仮に空燃比センサ50に故障等の異常が発生している場合は、上記大気の酸素濃度と異なる値を計測することになるので、本処理により空燃比センサ50の動作確認を行うことが可能となる。
したがって、ステップS140によって、空燃比センサ50の故障等の異常による使用燃料の判定ミス等の発生を未然に防止することが可能となって、正確に使用燃料を計測することが可能になるとともに、空燃比センサ50の異常を検知することが可能となる。
次に、ECU10は、再度エンジン60を起動させ(S150)、再度空燃比センサ50を活性化するべくヒータをONにして空燃比センサ50を暖機する(S160)。
ECU10は、既に上述したように、燃料制御弁22(GVM)を所定量(開度G1から開度G2へ)作動させ、このとき計測される空燃比センサ50の計測値の変化量に基づいて、エンジン60に使用される使用燃料を判定する(S170)。
この判定は、具体的には、既に図2を用いて説明した原理に基づいて行い、この場合にECU10に前記開度G1、前記開度G2、前記変化量A、及び前記変化量B等のデータを予め記憶させておき、空燃比センサ50が計測した計測値の変化量と該データとを比較することによって使用燃料を判断する。
即ち、空燃比センサ50による計測値の変化量が、変化量Aに相当する場合は使用燃料がLPGと、他方、変化量Bに相当する場合は使用燃料が都市ガス13Aと判定する。
このように判定を行うことによって、使用燃料の判定に特別なセンサ等を用いることなく、一般的に用いられる空燃比センサを用いることによって、使用燃料を判定することが可能となる。
更に、自動的に使用燃料の種類を判定することが可能となって、エンジン60の運転状態の切り替えミスを防止することが可能となる。
上記ステップS170の判定により、使用燃料が都市ガス13Aと判定された場合には、ECU10は都市ガス13Aに適応する制御態様で燃料制御弁22やスロットル弁25の開度等の制御を行い(S180)、他方、使用燃料がLPGと判定された場合には、ECU10はLPGに適応する制御態様で燃料制御弁22やスロットル弁25の開度等の制御を行う(S190)。
これによって、上記ステップS170で判定された結果に応じて、エンジンの運転状態を自動的に切り替えることが可能となり、実際の使用燃料に応じた適切な運転を行うことが可能となってNOx等の発生を抑制することが可能となる。
ECU10は、既に上述したように、燃料制御弁22(GVM)を所定量(開度G1から開度G2へ)作動させ、このとき計測される空燃比センサ50の計測値の変化量に基づいて、エンジン60に使用される使用燃料を判定する(S170)。
この判定は、具体的には、既に図2を用いて説明した原理に基づいて行い、この場合にECU10に前記開度G1、前記開度G2、前記変化量A、及び前記変化量B等のデータを予め記憶させておき、空燃比センサ50が計測した計測値の変化量と該データとを比較することによって使用燃料を判断する。
即ち、空燃比センサ50による計測値の変化量が、変化量Aに相当する場合は使用燃料がLPGと、他方、変化量Bに相当する場合は使用燃料が都市ガス13Aと判定する。
このように判定を行うことによって、使用燃料の判定に特別なセンサ等を用いることなく、一般的に用いられる空燃比センサを用いることによって、使用燃料を判定することが可能となる。
更に、自動的に使用燃料の種類を判定することが可能となって、エンジン60の運転状態の切り替えミスを防止することが可能となる。
上記ステップS170の判定により、使用燃料が都市ガス13Aと判定された場合には、ECU10は都市ガス13Aに適応する制御態様で燃料制御弁22やスロットル弁25の開度等の制御を行い(S180)、他方、使用燃料がLPGと判定された場合には、ECU10はLPGに適応する制御態様で燃料制御弁22やスロットル弁25の開度等の制御を行う(S190)。
これによって、上記ステップS170で判定された結果に応じて、エンジンの運転状態を自動的に切り替えることが可能となり、実際の使用燃料に応じた適切な運転を行うことが可能となってNOx等の発生を抑制することが可能となる。
次に、図4は、スロットル弁25の開度であるスロットル開度と、エンジン60の機関出力との関係を示したものであり、使用燃料としてLPGと都市ガス13Aとをエンジン60に用いた場合を示している。
尚、エンジン60の機関出力としては、例えば、トルクと回転数と所定の係数とを乗算することによって得られるもの(仕事率)である。
この図4に示すように、都市ガス13AとLPGとを比較すると、同じ機関出力の場合には、都市ガス13Aの場合の方がLPGの場合と比較してスロットル開度が開く特性を有していることが分かる。
そこで、エンジンの機関出力とスロットル開度との関係に基づいて使用燃料を判定することが可能となる。
つまり、図4に示すように、ある機関出力におけるスロットル開度を見た場合に、そのスロットル開度が都市ガス13Aの特性を示すか又はLPGの特性を示すかの境界条件となる閾値(図4中の点線グラフ)を、予めECU10等に記憶させておくことで、ECU10はこの閾値を基準にして使用燃料を判定することが可能となる。
以下では、該判定を行うための一連の処理の一例を図5に示す。
尚、エンジン60の機関出力としては、例えば、トルクと回転数と所定の係数とを乗算することによって得られるもの(仕事率)である。
この図4に示すように、都市ガス13AとLPGとを比較すると、同じ機関出力の場合には、都市ガス13Aの場合の方がLPGの場合と比較してスロットル開度が開く特性を有していることが分かる。
そこで、エンジンの機関出力とスロットル開度との関係に基づいて使用燃料を判定することが可能となる。
つまり、図4に示すように、ある機関出力におけるスロットル開度を見た場合に、そのスロットル開度が都市ガス13Aの特性を示すか又はLPGの特性を示すかの境界条件となる閾値(図4中の点線グラフ)を、予めECU10等に記憶させておくことで、ECU10はこの閾値を基準にして使用燃料を判定することが可能となる。
以下では、該判定を行うための一連の処理の一例を図5に示す。
以下、図5を用いて、使用燃料を判定するためにECU10が行う一連の処理について説明する。
先ず、作業者等による操作によって、ECU10はエンジン60を起動し(S210)、エンジン60の回転数を予め定められた規定回転数(例えば、エンジン60の定格回転数、又は目標回転数)で運転する(S220)。
このとき、ECU10は、エンジン60の機関出力を計測し(S230)、続けてスロットル開度を計測する(S240)。
そして、ECU10は、該ステップS240で得られたスロットル開度が、該ステップS230で得られた機関出力における閾値よりも大きいか否かを判断する(S245)。
このステップS245の判断処理は、既に上述したように、ECU10は、機関出力(ステップS230で計測)におけるスロットル開度(ステップS240で計測)が、ECU10等に記憶される閾値以上か否かを判断することによって行われる。
例えば、ステップS230で計測された機関出力Pにおけるスロットル開度(一点鎖線)が、開度CであればC>「閾値」なので使用燃料は都市ガス13Aと判断し、他方、開度DであればD<「閾値」なので使用燃料はLPGと判断する。
したがって、スロットル開度が該閾値よりも大きいと判断された場合に、ECU10は都市ガス13Aに適応する制御態様で燃料制御弁22やスロットル弁25の開度等の制御を行う(S250)。
他方、スロットル開度が該閾値よりも小さいと判断された場合に、ECU10はLPGに適応する制御態様で燃料制御弁22やスロットル弁25の開度等の制御を行う(S260)。
このような処理を行うことによって、使用燃料を自動的に判定することが可能となってエンジン60の運転状態の切り替えミスを防止することが可能になるとともに、エンジンの機関出力とスロットル開度のみで容易に使用燃料を判定することが可能となるので、製造コストを増加させることなく、使用燃料を判定することが可能となる。
先ず、作業者等による操作によって、ECU10はエンジン60を起動し(S210)、エンジン60の回転数を予め定められた規定回転数(例えば、エンジン60の定格回転数、又は目標回転数)で運転する(S220)。
このとき、ECU10は、エンジン60の機関出力を計測し(S230)、続けてスロットル開度を計測する(S240)。
そして、ECU10は、該ステップS240で得られたスロットル開度が、該ステップS230で得られた機関出力における閾値よりも大きいか否かを判断する(S245)。
このステップS245の判断処理は、既に上述したように、ECU10は、機関出力(ステップS230で計測)におけるスロットル開度(ステップS240で計測)が、ECU10等に記憶される閾値以上か否かを判断することによって行われる。
例えば、ステップS230で計測された機関出力Pにおけるスロットル開度(一点鎖線)が、開度CであればC>「閾値」なので使用燃料は都市ガス13Aと判断し、他方、開度DであればD<「閾値」なので使用燃料はLPGと判断する。
したがって、スロットル開度が該閾値よりも大きいと判断された場合に、ECU10は都市ガス13Aに適応する制御態様で燃料制御弁22やスロットル弁25の開度等の制御を行う(S250)。
他方、スロットル開度が該閾値よりも小さいと判断された場合に、ECU10はLPGに適応する制御態様で燃料制御弁22やスロットル弁25の開度等の制御を行う(S260)。
このような処理を行うことによって、使用燃料を自動的に判定することが可能となってエンジン60の運転状態の切り替えミスを防止することが可能になるとともに、エンジンの機関出力とスロットル開度のみで容易に使用燃料を判定することが可能となるので、製造コストを増加させることなく、使用燃料を判定することが可能となる。
次に、図6は、エンジン60の回転数の変動幅と、エンジン60の機関出力との関係を示したものであり、使用燃料としてLPGと都市ガス13Aとをエンジン60に用いた場合を示している。
ここでいう、エンジン60の回転数の変動幅とは、ある回転数を目標値として安定して回転させた場合に、一定時間中における実際の回転数の振れ幅(即ち、振幅)のことである。
即ち、エンジン60を安定的に目標値で回転させている場合であっても、様々な要因によって回転数は若干変動し、この変動によるエンジン60の回転数の変動幅を図6に示すように「回転数変動幅」としている。
この図6に示すように、都市ガス13AとLPGとを比較すると、同じ機関出力の場合には、都市ガス13Aの場合の方がLPGの場合と比較して、回転数変動幅が大きくなる特性を有していることが分かる。
そこで、エンジン60のクランク軸に接続する負荷を固定し、エンジン60を予め定められる目標回転数でエンジンを運転する場合における回転数の変動幅に基づいて使用燃料を判定することが可能となる。
即ち、上述のとおり、負荷を固定し、目標回転数でエンジン60を運転させた状態における機関出力に対する回転数変動幅を見た場合に、その回転数変動幅が都市ガス13Aの特性を示すか又はLPGの特性を示すかの境界条件となる閾値(図6の点線グラフ)を、予めECU10等に記憶させておくことで、ECU10はこの閾値を基準にして使用燃料を判定することが可能となる。
以下では、該判定を行うための一連の処理の一例を図7に示す。
ここでいう、エンジン60の回転数の変動幅とは、ある回転数を目標値として安定して回転させた場合に、一定時間中における実際の回転数の振れ幅(即ち、振幅)のことである。
即ち、エンジン60を安定的に目標値で回転させている場合であっても、様々な要因によって回転数は若干変動し、この変動によるエンジン60の回転数の変動幅を図6に示すように「回転数変動幅」としている。
この図6に示すように、都市ガス13AとLPGとを比較すると、同じ機関出力の場合には、都市ガス13Aの場合の方がLPGの場合と比較して、回転数変動幅が大きくなる特性を有していることが分かる。
そこで、エンジン60のクランク軸に接続する負荷を固定し、エンジン60を予め定められる目標回転数でエンジンを運転する場合における回転数の変動幅に基づいて使用燃料を判定することが可能となる。
即ち、上述のとおり、負荷を固定し、目標回転数でエンジン60を運転させた状態における機関出力に対する回転数変動幅を見た場合に、その回転数変動幅が都市ガス13Aの特性を示すか又はLPGの特性を示すかの境界条件となる閾値(図6の点線グラフ)を、予めECU10等に記憶させておくことで、ECU10はこの閾値を基準にして使用燃料を判定することが可能となる。
以下では、該判定を行うための一連の処理の一例を図7に示す。
以下、図7を用いて、使用燃料を判定するためにECU10が行う一連の処理について説明する。
先ず、作業者等による操作によって、ECU10はエンジン60を起動し(S310)、エンジン60の回転数を予め定められた規定回転数(例えば、エンジン60の定格回転数、又は目標回転数)で運転する(S320)。
このとき、ECU10は、エンジン60の機関出力を計測し(S330)、続けて回転数変動幅を計測する(S340)。
そして、ECU10は、該ステップS340で得られた回転数変動幅が、該ステップS330で得られた機関出力における閾値よりも大きいか否かを判断する(S345)。
このステップS345の判断処理は、既に上述したように、ECU10は、機関出力(ステップS330で計測)における回転数変動幅(ステップS340で計測)が、ECU10等に記憶される閾値以上か否かを判断することによって行われる。
例えば、ステップS330で計測された機関出力Qにおける回転数変動幅(二点鎖線)が、回転数変動幅EであればE>「閾値」なので使用燃料は都市ガス13Aと判断し、他方、回転数変動幅FであればF<「閾値」なので使用燃料はLPGと判断する。
したがって、回転数変動幅が該閾値よりも大きいと判断された場合に、ECU10は都市ガス13Aに適応する制御態様で燃料制御弁22やスロットル弁25の開度等の制御を行う(S350)。
他方、回転数変動幅が該閾値よりも小さいと判断された場合に、ECU10はLPGに適応する制御態様で燃料制御弁22やスロットル弁25の開度等の制御を行う(S360)。
このように処理を行うことによって、使用燃料を自動的に判定することが可能となってエンジン60の運転状態の切り替えミスを防止することが可能になるとともに、エンジンの機関出力と回転数変動幅のみで容易に使用燃料を判定することが可能となるので、製造コストを増加させることなく、使用燃料を判定することが可能となる。
先ず、作業者等による操作によって、ECU10はエンジン60を起動し(S310)、エンジン60の回転数を予め定められた規定回転数(例えば、エンジン60の定格回転数、又は目標回転数)で運転する(S320)。
このとき、ECU10は、エンジン60の機関出力を計測し(S330)、続けて回転数変動幅を計測する(S340)。
そして、ECU10は、該ステップS340で得られた回転数変動幅が、該ステップS330で得られた機関出力における閾値よりも大きいか否かを判断する(S345)。
このステップS345の判断処理は、既に上述したように、ECU10は、機関出力(ステップS330で計測)における回転数変動幅(ステップS340で計測)が、ECU10等に記憶される閾値以上か否かを判断することによって行われる。
例えば、ステップS330で計測された機関出力Qにおける回転数変動幅(二点鎖線)が、回転数変動幅EであればE>「閾値」なので使用燃料は都市ガス13Aと判断し、他方、回転数変動幅FであればF<「閾値」なので使用燃料はLPGと判断する。
したがって、回転数変動幅が該閾値よりも大きいと判断された場合に、ECU10は都市ガス13Aに適応する制御態様で燃料制御弁22やスロットル弁25の開度等の制御を行う(S350)。
他方、回転数変動幅が該閾値よりも小さいと判断された場合に、ECU10はLPGに適応する制御態様で燃料制御弁22やスロットル弁25の開度等の制御を行う(S360)。
このように処理を行うことによって、使用燃料を自動的に判定することが可能となってエンジン60の運転状態の切り替えミスを防止することが可能になるとともに、エンジンの機関出力と回転数変動幅のみで容易に使用燃料を判定することが可能となるので、製造コストを増加させることなく、使用燃料を判定することが可能となる。
10 ECU
22 燃料制御弁
23 ベンチュリ
25 スロットル弁
27 燃料増量弁
50 空燃比センサ
60 エンジン
22 燃料制御弁
23 ベンチュリ
25 スロットル弁
27 燃料増量弁
50 空燃比センサ
60 エンジン
Claims (5)
- 複数種の燃料で運転可能なエンジンにおける空燃比センサの計測値に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムにおいて、
燃料制御弁を予め定められた所定量作動させた場合における空燃比センサの計測値の変化量に基づいて使用燃料を判定することを特徴とする空燃比制御システム。 - 複数種の燃料で運転可能なエンジンにおける空燃比センサの計測値に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムにおいて、
エンジンの機関出力とスロットル開度とに基づいて使用燃料を判定することを特徴とする空燃比制御システム。 - 複数種の燃料で運転可能なエンジンにおける空燃比センサの計測値に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムにおいて、
負荷を固定し、予め定められる目標回転数でエンジンを運転する場合における回転数の変動幅に基づいて使用燃料を判定することを特徴とする空燃比制御システム。 - 前記判定後、判定結果の使用燃料に応じた運転を行ってなる請求項1から請求項3のいずれかに記載の空燃比制御システム。
- 前記判定前に空燃比センサの動作確認を行ってなる請求項1記載の空燃比制御システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003419755A JP2005180245A (ja) | 2003-12-17 | 2003-12-17 | 空燃比制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003419755A JP2005180245A (ja) | 2003-12-17 | 2003-12-17 | 空燃比制御システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005180245A true JP2005180245A (ja) | 2005-07-07 |
Family
ID=34781550
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003419755A Pending JP2005180245A (ja) | 2003-12-17 | 2003-12-17 | 空燃比制御システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005180245A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010024859A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Toyota Motor Corp | 可変圧縮比内燃機関及び、可変圧縮比機構の異常判定方法 |
CN113983643A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-01-28 | 海信(广东)空调有限公司 | 空调器的控制方法 |
-
2003
- 2003-12-17 JP JP2003419755A patent/JP2005180245A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010024859A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Toyota Motor Corp | 可変圧縮比内燃機関及び、可変圧縮比機構の異常判定方法 |
CN113983643A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-01-28 | 海信(广东)空调有限公司 | 空调器的控制方法 |
CN113983643B (zh) * | 2021-11-05 | 2023-08-01 | 海信(广东)空调有限公司 | 空调器的控制方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2008026567A1 (fr) | Contrôleur de moteur à combustion interne | |
WO2008090998A1 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2010043531A (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
JP2010053823A (ja) | 内燃機関の空気量制御装置 | |
JP2010174790A (ja) | 空燃比センサの制御装置 | |
WO2011129267A1 (ja) | バイフューエルエンジンの空燃比学習制御装置 | |
JP4483980B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2008163790A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2009228601A (ja) | 空燃比センサの異常診断装置 | |
JP4654946B2 (ja) | 内燃機関の燃料供給装置 | |
JP2009085079A (ja) | 内燃機関の触媒劣化検出装置 | |
JP4775336B2 (ja) | 排気ガスセンサのヒータ制御装置 | |
JP2005180245A (ja) | 空燃比制御システム | |
JPH0861112A (ja) | 内燃機関の燃料噴射量制御装置 | |
JP2010001846A (ja) | 内燃機関の異常診断装置 | |
JP4863119B2 (ja) | 内燃機関の運転制御方法および装置 | |
JP2006328963A (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
JP4883321B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
WO2019218934A1 (zh) | 内燃机长期学习值控制装置 | |
JP2006097510A (ja) | エンジンの空燃比制御装置 | |
JP2008157036A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP5071271B2 (ja) | 圧縮自着火式内燃機関 | |
JP4305268B2 (ja) | 内燃機関の二次エア供給システムとそれを用いた燃料噴射量制御装置 | |
JP7418930B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2008038718A (ja) | エンジンの燃料供給装置 |