JP2005214079A - Start and stop control methods for bi-fuel engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はバイフューエルエンジンの始動制御方法並びに停止制御方法、特に低温時に好適な始動制御方法並びに停止制御方法に関する。 The present invention relates to a start control method and a stop control method for a bi-fuel engine, and more particularly to a start control method and a stop control method suitable for low temperatures.
近年、自動車等においては、大気汚染抑制および省資源の観点からガソリンや軽油等の液体燃料に替えて圧縮天然ガス(CNG:Compressed Natural Gas)等の気体燃料が注目されている。しかし、CNGの場合は、ガソリン等に比べてそのエネルギー密度が小さい(ガソリンの20〜30%程度)ので、CNGを使用するエンジンを搭載した車両は、ガソリンを使用するエンジンを搭載した車両に比べて航続距離が短い。また、インフラ整備の遅れから、その充填ステーションの数も十分ではなく、長距離の移動に不安が残っている。そこで、かかる気体燃料と液体燃料との少なくとも一方を切替えてエンジンに供給可能な二元燃料、すなわち、バイフューエルエンジンが提案されている。 2. Description of the Related Art Recently, in automobiles and the like, gaseous fuel such as compressed natural gas (CNG) is attracting attention in place of liquid fuel such as gasoline and light oil from the viewpoint of air pollution control and resource saving. However, in the case of CNG, its energy density is lower than gasoline etc. (about 20-30% of gasoline), so vehicles equipped with engines that use CNG are compared to vehicles equipped with engines that use gasoline. The cruising range is short. In addition, due to delays in infrastructure development, the number of filling stations is not sufficient, and there are concerns about long-distance movement. In view of this, a dual fuel that can be supplied to the engine by switching at least one of the gaseous fuel and the liquid fuel, that is, a bi-fuel engine has been proposed.
かかるバイフューエルエンジンとしては、例えば、特許文献1に記載のものが知られている。このバイフューエルエンジンでは、冷態始動時における燃料付着による未燃ガスの排出を抑制するために、エンジンが冷態状態から所定の暖機状態となるまでは気体燃料噴射弁から気体燃料を噴射し、所定の暖機状態となった後には液体燃料噴射弁から液体燃料を噴射するべく燃料を切替え制御している。
As such a bi-fuel engine, for example, the one described in
一方、バイフューエルエンジンではないが、気体燃料のみを用いたエンジンにおいて、この気体燃料の特性に起因する、気体燃料噴射弁の低温時の貼り付きを解消し、エンジンの始動性を向上させるために、特許文献2には、エンジンの温度が所定値以下のときに、気体燃料噴射弁の駆動信号を通常時に比べ大電流にすると共に通電時間を長くして、貼り付きを解消するようにした技術が開示されている。 On the other hand, in order to improve the startability of the engine by eliminating sticking of the gaseous fuel injection valve at a low temperature due to the characteristics of the gaseous fuel in an engine using only the gaseous fuel, although it is not a bi-fuel engine. In Patent Document 2, when the engine temperature is equal to or lower than a predetermined value, the drive signal of the gaseous fuel injection valve is set to a larger current than in the normal time and the energization time is lengthened to eliminate sticking. Is disclosed.
さらに、特許文献3には、同様に気体燃料のみを用いたエンジンにおいて、極低温始動時の気体燃料噴射弁の貼り付き(固着)を解除できるようにするために、エンジンの停止時に気体燃料噴射弁にかかる燃料圧力を減圧するように気体燃料噴射弁および連通路を開閉させる圧抜き制御を行うと共に、さらに、始動時には連通路を閉じた状態で気体燃料噴射弁を開弁する試し開弁(空打ち)制御を行うようにした技術が開示されている。 Furthermore, in Patent Document 3, in an engine using only gaseous fuel, in order to be able to release the sticking (adhesion) of the gaseous fuel injection valve at the start of cryogenic temperature, gaseous fuel injection is performed when the engine is stopped. A pressure relief control is performed to open and close the gaseous fuel injection valve and the communication path so as to reduce the fuel pressure applied to the valve, and at the time of start-up, a test valve that opens the gaseous fuel injection valve with the communication path closed ( A technique is disclosed in which control is performed.
ところで、バイフューエルエンジンにおける低温始動制御においても、CNG等の気体を燃料として用いる際には、気体燃料のみを用いたエンジンの場合と同様に上述の気体燃料噴射弁の貼り付きの問題が存する。そこで、低温始動時においては液体燃料により始動させることも考えられる。しかし、液体燃料の場合は噴射により供給されてから蒸発、すなわち、気化されるまでに時間がかかるので、これを見越して、噴射供給量を増大する必要があり、このような液体燃料を噴射しての始動では、液体燃料がポートや燃焼室の壁面に付着することによる未燃焼成分の増大が見られ、燃費の悪化や未燃HCの排出を招く。従って、かかる燃料の付着という問題のない気体燃料での始動を行うのが好ましい。 By the way, also in low temperature start control in a bi-fuel engine, when using gas such as CNG as fuel, there is a problem of sticking of the above-described gaseous fuel injection valve as in the case of an engine using only gaseous fuel. Therefore, it is conceivable to start with a liquid fuel at the time of starting at a low temperature. However, in the case of liquid fuel, since it takes time to evaporate, that is, vaporize after being supplied by injection, it is necessary to increase the injection supply amount in anticipation of this, and it is necessary to inject such liquid fuel. In all starting operations, an increase in unburned components due to liquid fuel adhering to the port and the wall surface of the combustion chamber is observed, leading to deterioration in fuel consumption and emission of unburned HC. Therefore, it is preferable to start with a gaseous fuel that does not have the problem of such fuel adhesion.
しかしながら、低温始動時において常に気体燃料での始動を行うようにすると、上述の圧抜き制御や試し開弁制御を行う必要があり、これは気体燃料を無駄に消費することとなって燃費の悪化を招くことになる。一方、上述の圧抜き制御や試し開弁制御を避けた結果、始動不良となっては、車両が走行不能となってしまうので、これは完全に避けなければならない。 However, if starting with gaseous fuel is always performed at low temperature starting, it is necessary to perform the above-described depressurization control or trial valve opening control, which consumes the gaseous fuel wastefully and deteriorates fuel consumption. Will be invited. On the other hand, as a result of avoiding the above-described depressurization control and trial valve opening control, if the starting is poor, the vehicle cannot run, so this must be avoided completely.
そこで、本発明の目的は、燃費の悪化や未燃HCの排出を抑制しつつ、低温時の始動を確実に行うことのできるバイフューエルエンジンの始動制御方法並びに停止時制御方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a start control method and a stop time control method for a bi-fuel engine that can reliably start at a low temperature while suppressing deterioration of fuel consumption and emission of unburned HC. is there.
上記課題を解決する本発明の一形態に係るバイフューエルエンジンの始動制御方法は、気体燃料と液体燃料とをそれぞれ独立して噴射供給可能なバイフューエルエンジンにおいて、気体燃料による冷間始動時に、液体燃料が所定値未満のときには、空打ち制御を行った後、気体燃料を気体燃料噴射弁により噴射して始動させる一方、液体燃料が所定値以上であるときは、空打ち制御を行うことなく気体燃料を気体燃料噴射弁により噴射して始動させることを特徴とする。 A bifuel engine start control method according to an aspect of the present invention that solves the above-described problems is a bifuel engine that can separately inject and supply gaseous fuel and liquid fuel. When the fuel is less than the predetermined value, after performing the idle driving control, the fuel gas is injected by the gaseous fuel injection valve and started. On the other hand, when the liquid fuel is higher than the predetermined value, the gas is discharged without performing the idle driving control. The fuel is injected by a gaseous fuel injection valve and started.
ここで、前記空打ち制御を行うことなく気体燃料の気体燃料噴射弁による噴射がフェイルのときは、液体燃料を液体燃料噴射弁により噴射して始動させることが好ましい。
なお、エンジンが所定の暖機状態になった後、気体燃料による運転に切替えてもよい。
Here, when the injection of the gaseous fuel by the gaseous fuel injection valve fails without performing the idling control, it is preferable to start by injecting the liquid fuel by the liquid fuel injection valve.
In addition, after an engine will be in a predetermined | prescribed warm-up state, you may switch to the driving | operation by gaseous fuel.
また、上記課題を解決する本発明の他の形態に係るバイフューエルエンジンの停止制御方法は、気体燃料と液体燃料とをそれぞれ独立して噴射供給可能なバイフューエルエンジンにおいて、気体燃料による運転後の低温停止時に、液体燃料が所定値未満のときには、圧抜き制御を行った後、停止させる一方、液体燃料が所定値以上であるときは、圧抜き制御を行うことなく気体燃料の噴射を止めて停止させることを特徴とする。 Further, a bifuel engine stop control method according to another aspect of the present invention that solves the above-described problem is a bifuel engine that can independently inject and supply gaseous fuel and liquid fuel. When the liquid fuel is less than the predetermined value at the time of low temperature stop, the pressure release control is performed and then stopped.On the other hand, when the liquid fuel is higher than the predetermined value, the injection of the gaseous fuel is stopped without performing the pressure release control. It is characterized by being stopped.
本発明の一形態に係るバイフューエルエンジンの始動制御方法によれば、気体燃料による冷間始動時に、液体燃料が所定値未満のときには、空打ち制御が行われ、その後、気体燃料が気体燃料噴射弁により噴射されて始動される。従って、低温時の始動が確実に行われる。一方、液体燃料が所定値以上であるときは、空打ち制御を行うことなく気体燃料が気体燃料噴射弁により噴射されて始動されるので、気体燃料を無駄に消費することなく燃費の悪化を招くことがない。 According to the start control method for a bi-fuel engine according to one aspect of the present invention, when the liquid fuel is less than a predetermined value at the time of cold start with the gaseous fuel, the idle driving control is performed, and then the gaseous fuel is injected with the gaseous fuel. It is injected and started by a valve. Therefore, starting at a low temperature is surely performed. On the other hand, when the liquid fuel is greater than or equal to a predetermined value, the gas fuel is started by being injected by the gas fuel injection valve without performing idling control, so that the fuel consumption is deteriorated without wasteful consumption of the gas fuel. There is nothing.
ここで、前記空打ち制御を行うことなく気体燃料の気体燃料噴射弁による噴射がフェイルのときは、液体燃料を液体燃料噴射弁により噴射して始動させる形態によれば、液体燃料により始動が行われるので低温時の始動が確実に行われる。
なお、エンジンが所定の暖機状態になった後、気体燃料による運転に切替える形態によれば、気体燃料の特性を有効に利用して航続距離を拡大することができる。
Here, when the injection of the gaseous fuel by the gaseous fuel injection valve fails without performing the idle driving control, the liquid fuel is injected by the liquid fuel injection valve and started. Therefore, starting at a low temperature is surely performed.
In addition, according to the form which switches to the operation | movement with gaseous fuel after an engine will be in a predetermined | prescribed warm-up state, the cruising range can be expanded using the characteristic of gaseous fuel effectively.
また、本発明の他の形態に係るバイフューエルエンジンの停止制御方法によれば、気体燃料による運転後の低温停止時に、液体燃料が所定値未満のときには、圧抜き制御を行った後に停止されるので、気体燃料で始動せざるを得ない次回の始動不良を回避することができる。一方、液体燃料が所定値以上であるときは、圧抜き制御を行うことなく気体燃料の噴射を止めて停止されるので、気体燃料を無駄に消費することなく燃費の悪化を招くことがない。 Further, according to the stop control method for a bi-fuel engine according to another aspect of the present invention, when the liquid fuel is less than a predetermined value at the time of low temperature stop after operation with gaseous fuel, the stop is performed after the pressure release control is performed. Therefore, the next starting failure that must be started with gaseous fuel can be avoided. On the other hand, when the liquid fuel is equal to or higher than the predetermined value, the injection of the gaseous fuel is stopped without performing the depressurization control, so that the fuel efficiency is not deteriorated without consuming the gaseous fuel wastefully.
以下に、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
まず、図1を参照して、本発明が適用されるバイフューエルエンジン100の概要を説明する。101はエンジン本体、102はシリンダブロック、103はシリンダヘッド、104はピストン、105は燃焼室、106は吸気ポート、107は排気ポート、109は燃焼室105内の頂部に配置された点火栓をそれぞれ示している。吸気ポート106は吸気マニフォルド110を介してサージタンク111に接続され、サージタンク111は吸気ダクト112を介してエアクリーナ113に接続されている。吸気ダクト112内にはステップモータ114により駆動されるスロットル弁115が配置されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
First, an outline of a
図1のエンジン100は、気体燃料供給系と液体燃料供給系とを具備しており、本実施の形態では、気体燃料としてCNGを用い、液体燃料としてガソリンを用いている。気体燃料供給系は、各気筒内の燃焼室105にそれぞれ噴射可能に配置された複数のCNG噴射弁120を具備し、この複数のCNG噴射弁120は、共通する燃料室を有するデリバリパイプ121に接続されている。デリバリパイプ121はさらに、デリバリ遮断弁122が設けられたCNG供給ライン123を介し、車載された気体燃料容器としてのCNGボンベ124に接続されている。なお、CNG供給ライン123のCNGボンベ124出口近傍には、図示しない燃料遮断弁およびレギュレータ126が配置されている。
The
CNGボンベ124内に、充填圧力PF(例えば、20MPa)で充填されているCNGは、レギュレータ126により一定の調節圧PH(例えば、5MPa)まで減圧され、通常のエンジン制御状態では、この調節圧PHでもって気体燃料噴射弁としてのCNG噴射弁120から筒内に圧縮行程で噴射される。この調節圧PHは、運転状態にかかわらず常に圧縮行程で筒内噴射が可能な圧力であり、かかる点から、後の説明で通常噴射圧と称されることもある。
The CNG filled in the
同様に、液体燃料供給系は、吸気マニフォルド110内の吸気通路に噴射可能に配置された液体燃料噴射弁としてのガソリン噴射弁130を具備し、このガソリン噴射弁130は、ガソリン供給ライン132を介し車載された液体燃料容器としてのガソリンタンク134に接続されている。さらに、ガソリン供給ライン132内には、燃料ポンプ133が配置されている。これらのCNG噴射弁120およびガソリン噴射弁130は、それぞれ、電子制御ユニット300からの出力信号に基づいて制御される。
Similarly, the liquid fuel supply system includes a
電子制御ユニット(以下、ECUと称す)300はデジタルコンピュータからなり、周知の如く、双方向性バスを介して相互に接続されたROM(リードオンリメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、CPU(マイクロプロセッサ)、常時電源に接続されているB−RAM(バックアップRAM)、入力ポート、および出力ポート等を具備している。 The electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 300 is a digital computer, and as is well known, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and a CPU (Microcontroller) connected to each other via a bidirectional bus. Processor), a B-RAM (backup RAM) that is always connected to a power source, an input port, an output port, and the like.
また、吸気マニフォルド110に接続されたサージタンク111には、サージタンク111内の絶対圧に比例した出力電圧を発生する圧力センサ140が取り付けられている。CNGボンベ124の出口のCNG供給ライン123内には、CNGボンベ124内の残存CNG量、すなわち、残圧に比例した出力電圧を発生するCNG残圧センサ141が配置され、ガソリンタンク134には、ガソリンタンク134内の残存ガソリン量に比例した出力電圧を発生するガソリン残量センサ142が配置されている。これらのセンサ140、141および142の出力電圧は、それぞれ、対応するAD変換器を介してECU300の入力ポートに入力される。さらに、入力ポートには、エンジン回転数Nを表す出力パルスを発生する回転数センサ143、スロットル弁115の回動角度を検出するスロットル開度センサ144、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ145、エンジン冷却水温度を検出する冷却水温センサ146、CNGボンベ124の燃料温度を検出する燃温センサ147等が接続されている。一方、ECU300の出力ポートは、それぞれ、対応する駆動回路を介して、点火栓109、ステップモータ114、CNG噴射弁120、デリバリ遮断弁122、燃料ポンプ133およびガソリン噴射弁130等に接続されている。
A
上記構成になるバイフューエルエンジンについての本発明の実施形態では、例えば、図2に示す始動時燃料噴射制御ルーチンに従って、エンジン100に燃料が供給される。この制御ルーチンは、イグニッションスイッチがONされ、そしてスタータが作動されると、予め定められた設定クランク角毎の割込みによって実行される。
In the embodiment of the present invention for the bi-fuel engine configured as described above, for example, fuel is supplied to the
まず、ステップS201において、待機状態からスタータがON作動されるとステップS202に進み、低温始動か否かが判断される。この低温始動か否かの判断はエンジンの温度を代表するエンジン冷却水温度、エンジンオイル温度または吸気温度に基づいて行うことが可能であるが、本実施の形態では、冷却水温センサ146からの検出値により、これが所定値(例えば、0℃)以下か否かで行っている。
First, in step S201, when the starter is turned on from the standby state, the process proceeds to step S202, and it is determined whether or not the start is a low temperature. Although it is possible to determine whether or not the engine is cold starting based on the engine coolant temperature, the engine oil temperature, or the intake air temperature, which is representative of the engine temperature, in the present embodiment, the detection from the
ステップS202での判断において、低温始動でない、すなわち「NO」のときは、ステップS210に進み、ガソリン噴射弁130から吸気ポート106へガソリンを噴射供給するか、または筒内にCNG噴射弁120からCNGを圧縮行程で噴射供給することによる通常のエンジン始動及び運転制御が行われる。なお、この低温始動以外の通常のエンジン始動及び運転制御は本発明の要旨から外れるので詳細な説明は省略する。
If it is determined in step S202 that the engine is not cold start, i.e., "NO", the process proceeds to step S210, in which gasoline is supplied from the
一方、ステップS202での判断において、低温始動、すなわち「YES」のときは、ステップS203に進み、CNG燃料運転モードが選択されているか否かが判断される。ここで、このCNG燃料運転モードとは、バイフューエルエンジンの特性を有効に発揮すべく、使用される燃料が運転状態に応じて自動的に、あるいは運転者の意思に対応させて切替えられる切替・選択システムを備えているバイフューエルエンジンにおいて、CNG燃料が使用されるべく選択された運転モードである。通常は、CNG燃料による運転が燃費の悪化や未燃HCの排出を抑制する観点から有利であるので、CNG燃料運転モードとなっており、ステップS203の次にステップS204に進む。但し、運転者の意思によって、CNG燃料運転モードでない、すなわちガソリン運転モードが選択されているときは、ステップS211に進み、後述するガソリンでの通常のエンジン始動及び運転制御が行われる。 On the other hand, if it is determined in step S202 that the start is low, that is, "YES", the process proceeds to step S203, and it is determined whether or not the CNG fuel operation mode is selected. Here, the CNG fuel operation mode is a switching / switching in which the fuel to be used is switched automatically or in response to the intention of the driver in order to effectively exhibit the characteristics of the bi-fuel engine. In a bi-fuel engine equipped with a selection system, the mode of operation selected to use CNG fuel. Normally, driving with CNG fuel is advantageous from the viewpoint of suppressing deterioration of fuel consumption and emission of unburned HC. Therefore, the CNG fuel operation mode is set, and the process proceeds to step S204 after step S203. However, when the driver is not in the CNG fuel operation mode, that is, when the gasoline operation mode is selected, the process proceeds to step S211 and normal engine start and operation control with gasoline, which will be described later, is performed.
そこで、ステップS204において、ガソリン量が所定値以上か否かが判断される。このガソリン量が所定値は、最寄のガソリンスタンドまたは充填ステーション迄の走行が充分に可能か否かの観点から定められている。ガソリン量が所定値未満であるとは、これは前回のエンジン停止時にもガソリン量が所定値未満であったことを意味する。従って、ガソリン燃料によらずにCNG燃料での始動を確実に行なわせるために、前回の停止時に後述する停止時の圧抜き制御が行われているので、ガソリン量が所定値未満であるときはステップS212に進み、後で詳述するCNG空打ち始動制御が実行される。逆に、ガソリン量が所定値以上のときはステップS205に進み、CNG燃料噴射での通常の始動制御が行われる。このCNG燃料噴射での通常の始動制御においては、本実施の形態では、ECU300からCNG噴射弁120に所定の駆動信号を送り、CNG噴射弁120から圧縮行程で筒内にCNGを噴射供給することによる始動制御が行われる。なお、このCNG噴射弁120から噴射される始動用燃料の噴射時期および噴射期間に関するデータは、それぞれ、エンジン100の温度状態やエンジン負荷を表すサージタンク111内の絶対圧PMとエンジン回転数Nとの関数として、マップの形で予めROM内に記憶されている。ここで、このCNGの噴射期間とは、レギュレータ126で減圧設定される通常噴射圧の下で、要求量だけCNGを圧縮行程で筒内に噴射させるのに必要な期間である。
Therefore, in step S204, it is determined whether or not the gasoline amount is greater than or equal to a predetermined value. The predetermined amount of gasoline is determined from the viewpoint of whether or not traveling to the nearest gas station or filling station is sufficiently possible. The gasoline amount being less than the predetermined value means that the gasoline amount was less than the predetermined value even when the engine was stopped last time. Therefore, in order to surely start with CNG fuel regardless of gasoline fuel, the pressure release control at the time of stop, which will be described later, is performed at the time of the previous stop, so when the gasoline amount is less than a predetermined value, Proceeding to step S212, CNG idle driving start control, which will be described in detail later, is executed. On the other hand, when the gasoline amount is equal to or greater than the predetermined value, the process proceeds to step S205, and normal start control in CNG fuel injection is performed. In the normal start control in this CNG fuel injection, in the present embodiment, a predetermined drive signal is sent from the
ステップS205におけるCNG燃料噴射での通常の始動制御が行われた後は、ステップS206に進み、CNG燃料噴射がフェイルか否かが判断される。すなわち、CNG燃料噴射での通常の始動制御において、ECU300から上述の駆動信号が送られたにもかかわらずCNG噴射弁120が何らかの原因(貼り付き等)で駆動されないときに発されるフェイル信号IJfがECU300により検出されて判断されるのである。このCNG燃料噴射がフェイルか否かの判断は、例えば、CNG噴射弁120に駆動信号が1回ないしは2回送られてフェイル信号IJfが発せられたときに行われる。このフェイル信号IJfが発せられたときは、ステップS207に進み、ガソリンに切替えて始動制御が実行される。
After the normal start control in the CNG fuel injection in step S205 is performed, the process proceeds to step S206, and it is determined whether or not the CNG fuel injection is failed. That is, in normal start control in CNG fuel injection, a fail signal IJf that is generated when the
このガソリンによる始動制御では、吸入行程でガソリンを噴射させることにより始動させ、その後、理論空燃比または希薄域による均一燃焼を行わせる。なお、この始動の際にガソリン噴射弁130から噴射される燃料の噴射時期および噴射期間に関するデータは、同じく、マップの形で予めROM内に記憶されている。また、ガソリンの噴射期間とは、燃料ポンプ133で昇圧された一定圧の下で、要求量だけガソリンを吸入行程で吸入通路に噴射させるのに必要な期間である。
In this starting control by gasoline, the engine is started by injecting gasoline in the intake stroke, and thereafter, uniform combustion by the stoichiometric air-fuel ratio or lean region is performed. Data relating to the injection timing and injection period of the fuel injected from the
ステップS207におけるガソリンを噴射させることにより始動させた後は、ステップS208に進み、エンジン100の暖機が完了したか否かが判断される。この暖機が完了したか否かの判断は、冷却水温センサ146からの検出値により、これが所定値(例えば、50℃)以上か否かで行なわれる。かかる所定値は、CNG噴射弁120の貼り付き等の原因が解消される温度として実験により求められる。そして、暖機が完了すると、ステップS209に進み、CNG噴射による運転に切替えられる。
After the engine is started by injecting gasoline in step S207, the process proceeds to step S208, and it is determined whether or not the
次に、上述のステップS203における判断において、CNG燃料運転モードでない、すなわちガソリン運転モードが選択されているときに、ステップS211において行われるガソリンでの通常のエンジン始動及び運転制御について説明する。このガソリンでの通常のエンジン始動及び運転制御は、ガソリン噴射弁130によりガソリン燃料のみが吸入行程において吸気通路ないしは吸気ポート106内に噴射供給されて始動が行われる。このガソリン噴射弁130から噴射される燃料の噴射時期および噴射期間に関するデータは、前述のように、エンジン100のガソリン始動状態に対応させてマップの形で予めROM内に記憶されており、このデータに基づき所定量のガソリンが噴射供給される。
Next, normal engine start-up and operation control with gasoline performed in step S211 when the CNG fuel operation mode is not selected, that is, the gasoline operation mode is selected in the determination in step S203 described above will be described. In the normal engine start-up and operation control with gasoline, only gasoline fuel is injected and supplied into the intake passage or
さらに、上述のステップS204における判断において、ガソリン量が所定値未満と判断されたときにステップS212で実行されるCNG空打ち始動制御について、図4のタイムチャートをも参照して説明する。なお、このCNG空打ち始動制御は、後述するエンジン停止時の圧抜き制御とセットで行われる制御である。 Furthermore, the CNG idling start control executed in step S212 when it is determined in step S204 that the gasoline amount is less than the predetermined value will be described with reference to the time chart of FIG. The CNG idle driving start control is a control performed in combination with a pressure relief control when the engine is stopped, which will be described later.
そこで、このCNG空打ち始動制御では、デリバリ遮断弁122が閉じられ(図4(B)i参照)デリバリパイプ121内の燃料圧力(デリバリ燃料圧力)が0もしくは所定値以下の状態(図4(B)j参照)で、CNG噴射弁120がクランキング開始(図4(B)b参照)から気筒判別(図4(B)c参照)までの間、通常よりも駆動電流が大きく駆動期間の長い駆動信号でもって駆動される(図4(B)e〜h参照、なお、図にはインジェクタと表示されている)。これにより、低温が原因で固着ないしは貼り付いているCNG噴射弁120のこの固着を剥がすのである。そして、気筒判別後にデリバリ遮断弁122が開けられ(図4(B)i参照)、始動時燃料量が噴射されて始動される。また、CNG噴射弁120の駆動信号は、その一例が図4(A)に示されるように、固着ないしは貼り付いているCNG噴射弁120の固着を確実に剥がすべく、より駆動力の大きいDCDC駆動期間Td、駆動力の大きいバッテリ電圧駆動期間Tbおよび開弁状態を保持する保持電流駆動期間Thを有するように制御されている。
Therefore, in this CNG idle driving start control, the
なお、ステップS212におけるCNG空打ち始動制御の後、およびステップS206での判断において、CNG噴射弁120からの噴射にフェイルがないとされたときは、ステップS213に進み、CNGでの運転制御が行われる。
Note that after the CNG idle driving start control in step S212 and in the determination in step S206, if there is no failure in the injection from the
次に、本発明の停止制御について説明する。本実施形態では、例えば、図3に示すエンジンの停止制御ルーチンに従って、エンジン100が停止される。すなわち、ステップS301において、待機状態からイグニッションスイッチのOFFと判断されると、ステップS302に進み低温停止か否かが判断される。この低温停止か否かの判断はCNGボンベ124の燃料温度を検出する燃温センサ147からの検出値により、これが所定値(例えば、0℃)以下か否かで行われる。ステップS302での判断において、低温停止でない、すなわち「NO」のときは、ステップS306に進み、供給中の燃料を停止することによる通常の停止制御が行われる。
Next, stop control of the present invention will be described. In the present embodiment, for example, the
一方、ステップS302での判断において、低温停止である、すなわち「YES」のときは、ステップS303に進み、前述したCNG燃料運転モードが選択されているか否かが判断される。ここで、運転者の意思などによって、CNG燃料運転モードでない、すなわちガソリン運転モードが選択されている「NO」のときは、ステップS307に進み、ガソリン噴射弁130から吸気ポート106へのガソリンの噴射供給が停止される通常のエンジン停止制御が行われる。一方、CNG燃料運転モードが選択されているときは、ステップS304において、ガソリン量が所定値以上か否かが判断される。ガソリン量が所定値以上、すなわち「YES」のときには、ステップS305に進み、CNG噴射弁120からの燃料供給を停止することによる通常の停止制御が行われる。
On the other hand, if it is determined in step S302 that the stop is at a low temperature, that is, "YES", the process proceeds to step S303, and it is determined whether or not the above-described CNG fuel operation mode is selected. Here, if the CNG fuel operation mode is not selected, that is, if the gasoline operation mode is “NO” due to the driver's intention, the process proceeds to step S307, and gasoline injection from the
ところで、ステップS304での判断において、「NO」、すなわちガソリン量が所定値未満であるときは、これは次回の始動がCNG燃料で行わざるを得ず、この始動は確実に行なわれなければならないので、ステップS308に進み、CNG圧抜き制御が実行される。そこで、このCNG圧抜き制御について、図5のタイムチャートをも参照して説明する。なお、このCNG圧抜き制御は、空打ち制御とセットで行われること前述の通りである。 By the way, if the determination in step S304 is “NO”, that is, if the gasoline amount is less than the predetermined value, this means that the next start must be performed with CNG fuel, and this start must be performed reliably. Therefore, it progresses to step S308 and CNG pressure relief control is performed. The CNG pressure release control will be described with reference to the time chart of FIG. Note that the CNG pressure release control is performed in combination with the idle driving control as described above.
このCNG圧抜き始動制御では、イグニッションスイッチのOFF(図5c参照)とほぼ同時に、デリバリ遮断弁122が閉じられる(図5b参照)。そして、所定時間(例えば、1秒程度)、CNG噴射弁120への駆動信号および点火栓109への点火信号を送りつつ(図5のfおよびg参照)、ISC補正値および点火遅角量を増大(図5のdおよびe 参照)し、燃料消費を速める。この結果、デリバリパイプ121内の燃料圧力は0もしくは所定値以下の状態(図5a参照)とされる。これにより、前述したように、始動時におけるCNG燃料圧力を0もしくは所定値以下とし、併せて、燃料圧力による停車中のCNG噴射弁120の固着ないしは貼り付きを防止するのである。
In this CNG pressure release start control, the
さらに、上に説明した実施形態と共に用いられて、バイフューエルエンジンの利点を有効に活用できるようにするインジェクション駆動監視制御の一例を図6のフローチャートを参照して説明する。なお、この制御を有効にするために、ECU300からの異常警告や停止勧告を表示できるディスプレイを運転席に備えると共に、ECU300はイグニッションスイッチのOFF後でも記憶内容が消失しない不揮発性メモリーのB−RAM(バックアップRAM)を有している。
Furthermore, an example of the injection drive monitoring control that is used together with the above-described embodiment to enable effective use of the advantages of the bi-fuel engine will be described with reference to the flowchart of FIG. In order to make this control effective, the driver's seat is provided with a display that can display an abnormality warning and a stop recommendation from the
インジェクション駆動監視制御が開始されると、まず、ステップS601において、既に説明したCNG燃料運転モードが選択されているか否かが判断される。CNG燃料運転モードが選択されている、すなわち「YES」のときは、ステップS602に進み、CNG燃料噴射がフェイルか否かが判断される。すなわち、CNG燃料噴射での通常の駆動制御において、ECU300から駆動信号が送られたにもかかわらずCNG噴射弁120が何らかの原因で駆動されないときに発されるフェイル信号IJfがECU300により検出されて判断されるのである。フェイル信号IJfが発されていない、すなわちフェイル信号IJfがOFFのときはステップS608に進み、CNG噴射弁120から圧縮行程で筒内にCNGを噴射供給することによるCNG噴射での通常の運転制御が行われる。一方、フェイル信号IJfがONのときはステップS603に進み、ガソリン量が所定値以上か否かが判断される。ガソリン量が所定値未満であるとき、すなわち「NO」のときは、ステップS609に進み、運転者にCNG噴射弁120のインジェクション(ING)駆動異常の警告と車両の停止勧告が上述のディスプレイに表示されて行われる。逆に、ガソリン量が所定値以上のときはステップS604に進み、ガソリンに切替えられ、次いでステップS605におけるCNG燃料噴射の常時禁止処置およびステップS606における運転者へのCNG噴射弁120のインジェクション(ING)駆動異常の警告と修理の勧告とが上述のディスプレイに表示されて行われる。なお、このCNG燃料噴射の常時禁止処置およびインジェクション(ING)駆動異常の警告と修理の勧告とは、上述の不揮発性メモリに記憶され、CNG噴射弁120の修理が行われ、特殊な解除信号等を入力しない限り、解除されないようなシステムとされている。そして、かかる警告や勧告と共に、ステップS607においてガソリン燃料での通常の運転制御が行われる。
When the injection drive monitoring control is started, first, in step S601, it is determined whether or not the already-described CNG fuel operation mode is selected. When the CNG fuel operation mode is selected, that is, when “YES”, the process proceeds to step S602, and it is determined whether or not the CNG fuel injection is failed. That is, in the normal drive control in the CNG fuel injection, the
一方、ステップS601において、CNG燃料運転モードが選択されていない、すなわち「NO」のときは、ステップS610に進み、ガソリン燃料噴射がフェイルか否かが判断される。すなわち、ガソリン燃料噴射での通常の駆動制御において、ECU300から駆動信号が送られたにもかかわらずガソリン噴射弁130が何らかの原因で駆動されないときに発されるフェイル信号IJfがECU300により検出されて判断される。フェイル信号IJfが発されていない、すなわちフェイル信号IJfがOFFのときはステップS616に進み、ガソリン噴射弁130から吸気行程で吸気ポート106に噴射供給することによるガソリン噴射での通常の運転制御が行われる。一方、フェイル信号IJfがONのときはステップS611に進み、CNG残圧センサ141からの検出値によりCNG量が所定値以上か否かが判断される。CNG量が所定値未満であるとき、すなわち「NO」のときは、ステップS617に進み、運転者にガソリン噴射弁130のインジェクション(ING)駆動異常の警告と車両の停止勧告が上述のディスプレイに表示されて行われる。逆に、CNG量が所定値以上のときはステップS612に進み、CNGに切替えられ、次いでステップS613におけるガソリン燃料噴射の常時禁止処置およびステップS614における運転者へのCNG噴射弁120のインジェクション(ING)駆動異常の警告と修理の勧告とが上述のディスプレイに表示されて行われる。なお、このガソリン燃料噴射の常時禁止処置およびインジェクション(ING)駆動異常の警告と修理の勧告とは、上述の不揮発性メモリーに記憶され、CNGの場合と同様に、ガソリン噴射弁130の修理が行われ、特殊な解除信号等を入力しない限り、解除されないようなシステムとされている。そして、かかる警告や勧告と共に、ステップS615においてCNG燃料での通常の運転制御が行われる。
On the other hand, if the CNG fuel operation mode is not selected in step S601, that is, if “NO”, the process proceeds to step S610 to determine whether or not the gasoline fuel injection is failed. That is, in normal drive control in gasoline fuel injection,
このように、このインジェクション駆動監視制御によれば、CNGおよびガソリンのいずれの燃料での運転であっても、インジェクション駆動に異常がなければそのまま通常の制御が継続される。そして、一方のインジェクション駆動に異常が生じた場合でも、他方の燃料が所定の残量値があるときは、燃料が切替えられるので、その異常発生後も支障なく運転を継続することができる。さらに、この異常が生じた方の噴射弁に関しては、その使用が常時禁止されると共に、インジェクション(ING)駆動異常の警告と修理の勧告とが運転者に対して行われるので、大きな故障となることなく修理が早期に行われることが担保される。さらに、この一方の異常時で、他方の燃料が所定の残量値に満たないときには、この異常の警告と車両の停止とが勧告されるので、被害を最小限に留めることができる。 Thus, according to this injection drive monitoring control, normal operation is continued as it is if there is no abnormality in the injection drive, regardless of whether the fuel is operated with CNG or gasoline. Even when an abnormality occurs in one injection drive, the fuel is switched when the other fuel has a predetermined remaining amount value, so that the operation can be continued without any trouble even after the occurrence of the abnormality. Further, the use of the injection valve on which this abnormality has occurred is always prohibited, and a warning of an injection (ING) drive abnormality and a repair recommendation are given to the driver, resulting in a major failure. It is guaranteed that repairs will be performed early without any problems. Further, when this one abnormality occurs, when the other fuel does not reach a predetermined remaining amount value, a warning of this abnormality and the stop of the vehicle are recommended, so that damage can be minimized.
なお、上述の実施形態では、CNG燃料を圧縮行程において直接筒内に噴射供給して成層燃焼させ、ガソリン燃料を吸入行程においてポート内に噴射供給して均質燃焼させる形態につき説明したが、CNG燃料およびガソリン燃料共に、筒内またはポート内のいずれに噴射される形態であってもかまわない。 In the above-described embodiment, the CNG fuel is injected and supplied directly into the cylinder in the compression stroke to perform stratified combustion, and the gasoline fuel is injected and supplied into the port in the intake stroke to perform homogeneous combustion. Both the gasoline fuel and the gasoline fuel may be injected into the cylinder or the port.
さらに、これまで述べてきた実施形態では気体燃料としてCNGを用い、液体燃料としてガソリンを用いた例につき説明した。しかしながら、気体燃料として、例えば、一次燃料である天然ガスおよび石油ガス、或いは二次燃料である石炭転換ガスおよび石油転換ガスを用いることができる。また、液体燃料としてイソオクタン、ヘキサン、ヘプタン、軽油、灯油のような炭化水素、或いは液体の状態で保存しうるブタン、プロパンのような炭化水素、或いはメタノールを用いることができることはいうまでもない。 Furthermore, in the embodiments described so far, an example in which CNG is used as the gaseous fuel and gasoline is used as the liquid fuel has been described. However, as the gaseous fuel, for example, natural gas and petroleum gas which are primary fuels, or coal conversion gas and petroleum conversion gas which are secondary fuels can be used. Needless to say, hydrocarbons such as isooctane, hexane, heptane, light oil, and kerosene, butanes that can be stored in a liquid state, hydrocarbons such as propane, and methanol can be used as the liquid fuel.
100 バイフューエルエンジン
120 CNG噴射弁
122 デリバリ遮断弁
123 CNG供給ライン
124 CNGボンベ
126 レギュレータ
130 ガソリン噴射弁
134 ガソリンタンク
141 CNG残圧センサ
142 ガソリン残量センサ
146 冷却水温センサ
147 燃温センサ
300 電子制御ユニット
100
Claims (4)
気体燃料による冷間始動時に、液体燃料が所定値未満のときには、空打ち制御を行った後、気体燃料を気体燃料噴射弁により噴射して始動させる一方、
液体燃料が所定値以上であるときは、空打ち制御を行うことなく気体燃料を気体燃料噴射弁により噴射して始動させることを特徴とするバイフューエルエンジンの始動制御方法。 In a bi-fuel engine that can inject and supply gas fuel and liquid fuel independently,
At the time of cold start with gaseous fuel, when the liquid fuel is less than a predetermined value, after performing idle driving control, the gaseous fuel is started by injecting with the gaseous fuel injection valve,
A start control method for a bi-fuel engine, wherein when the liquid fuel is equal to or greater than a predetermined value, the gas fuel is injected by the gas fuel injection valve without performing idling control.
気体燃料による運転後の低温停止時に、液体燃料が所定値未満のときには、圧抜き制御を行った後、停止させる一方、
液体燃料が所定値以上であるときは、圧抜き制御を行うことなく気体燃料の噴射を止めて停止させることを特徴とするバイフューエルエンジンの停止制御方法。
In a bi-fuel engine that can inject and supply gas fuel and liquid fuel independently,
At the time of low-temperature stop after operation with gaseous fuel, when the liquid fuel is less than a predetermined value, after performing depressurization control, it is stopped,
A stop control method for a bi-fuel engine, wherein when the liquid fuel is equal to or greater than a predetermined value, injection of gaseous fuel is stopped and stopped without performing depressurization control.
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