JP2006125249A - Cooling control device of gas fuel engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料タンク内の高圧ガス燃料をレギュレータにより減圧し、デリバリパイプを介して各インジェクタに供給する低圧ガス燃料ラインを備えるガス燃料エンジンの冷却制御装置に関する。 The present invention relates to a cooling control device for a gas fuel engine including a low-pressure gas fuel line that decompresses high-pressure gas fuel in a fuel tank with a regulator and supplies the fuel gas to each injector via a delivery pipe.
従来より、環境保護等の観点から、内燃機関からの排気ガス中の有害ガス成分、例えばNOxを低減させることが要求されていて、これを可能にすべく、排気ガスの空燃比がリーンのときに排気ガス中のNOXを吸蔵し、排気ガスの空燃比がそれに対して低下したときに吸蔵されているNOXを還元するNOx吸蔵還元型触媒(以下、NSR触媒という。)を排気通路に配置することが行われている。一方、エネルギー対策や環境対策のために、圧縮天然ガス(以下、CNGと称す)や水素ガスなどを燃料とする、いわゆるガス燃料エンジンが開発されていて、このガス燃料エンジンにおいても、NSR触媒を排気通路に配置して排気ガス中のNOxを低減させるべく、例えば特許文献1に記載の技術が開示されている。 Conventionally, from the viewpoint of environmental protection and the like, it has been required to reduce harmful gas components in exhaust gas from an internal combustion engine, for example, NOx, and in order to enable this, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean the occluding NO X in the exhaust gas, NOx occlusion-reduction catalyst for reducing NO X which is occluded when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lowered with respect thereto (hereinafter, referred to NSR catalyst.) in the exhaust passage Arrangement has been made. On the other hand, a so-called gas fuel engine that uses compressed natural gas (hereinafter referred to as CNG) or hydrogen gas as a fuel has been developed as an energy measure and an environmental measure. For example, a technique described in Patent Document 1 is disclosed in order to reduce NOx in exhaust gas by being disposed in the exhaust passage.
この特許文献1に開示されたガス燃料内燃機関は、燃焼室内で燃焼せしめられる混合気の空燃比がリーン空燃比に維持されるガス燃料内燃機関において、筒内にガス燃料を直接噴射するガス燃料噴射弁を設け、燃焼室から排出される排気ガスの空燃比を前記リーン空燃比よりもリッチに設定される目標空燃比に一時的に切替えるために、燃焼行程又は排気行程にガス燃料噴射弁からガス燃料を二次的に噴射するようにしたものである。 The gas fuel internal combustion engine disclosed in Patent Document 1 is a gas fuel internal combustion engine in which the air-fuel ratio of an air-fuel mixture combusted in a combustion chamber is maintained at a lean air-fuel ratio. In order to temporarily switch the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the combustion chamber to a target air-fuel ratio that is set richer than the lean air-fuel ratio, an injection valve is provided from the gas fuel injection valve in the combustion stroke or the exhaust stroke. Gas fuel is injected secondarily.
ところで、概して、高温の排気ガスや、NOxの吸蔵還元反応などにより、排気通路に備えられたNSR触媒の温度は上昇する。しかしながら、NSR触媒は例えば550℃以上の高温になるとNOxの浄化率が低下するため、上記特許文献1に記載のガス燃料内燃機関では、リーン燃焼出来ないときが生じ、ひいてはリーン燃焼による燃費向上が図れないという問題がある。 By the way, generally, the temperature of the NSR catalyst provided in the exhaust passage rises due to high-temperature exhaust gas, NOx occlusion reduction reaction, and the like. However, when the NSR catalyst reaches a high temperature of, for example, 550 ° C. or higher, the NOx purification rate decreases. Therefore, the gas-fuel internal combustion engine described in Patent Document 1 sometimes fails to perform lean combustion, and as a result, fuel efficiency is improved by lean combustion. There is a problem that it cannot be planned.
一方、ガス燃料は気体であるため吸気の燃焼室への充填効率を考慮すると、圧縮行程で燃焼室へ直噴されるのが望ましく、吸気の充填効率を高めることで出力向上を図ることが可能である。しかしながら、ガソリンと比べて気化潜熱による吸気温度低下がない分、吸気の充填効率は小さい。そこで、吸気を冷却する必要があるが、上記特許文献1に記載のガス燃料内燃機関では不可能である。 On the other hand, since gas fuel is a gas, considering the charging efficiency of the intake air into the combustion chamber, it is desirable that it be directly injected into the combustion chamber during the compression stroke, and the output can be improved by increasing the intake air charging efficiency. It is. However, in comparison with gasoline, intake air charging efficiency is small because there is no decrease in intake air temperature due to latent heat of vaporization. Therefore, it is necessary to cool the intake air, but this is not possible with the gas fuel internal combustion engine described in Patent Document 1.
そこで、本発明は、上記問題を解消し、例えばNSR触媒の温度や吸気温を下げるべく、所望の被冷却部位を冷却可能にするガス燃料エンジンの冷却制御装置を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a cooling control device for a gas fuel engine that solves the above-described problems and enables a desired cooled portion to be cooled, for example, to lower the temperature of the NSR catalyst and the intake air temperature.
上記目的を達成する本発明の第一の形態に係るガス燃料エンジンの冷却制御装置は、燃料タンク内の高圧ガス燃料をレギュレータにより減圧し、デリバリパイプを介して各インジェクタに供給する低圧ガス燃料ラインを備えるガス燃料エンジンの冷却制御装置であって、被冷却部位の温度を検出または推定する被冷却部位温度取得手段と、被冷却部位に配設された被冷却部位冷却用通路と、レギュレータ下流の低圧ガス燃料ラインから分岐され、被冷却部位冷却用通路を介してデリバリパイプまたはその上流の低圧ガス燃料ラインに連通されると共に、逆流を防止する逆止弁を備える冷却燃料ラインと、低圧ガス燃料ラインから冷却燃料ラインへの流量配分を変更する変更手段と、被冷却部位温度取得手段により取得された温度が所定値を超えるときは、変更手段により低圧ガス燃料ラインから冷却燃料ラインへの流通を許容し、且つ、取得温度が所定値未満のときは、変更手段により冷却燃料ラインへの流通を制限するように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。 A cooling control device for a gas fuel engine according to a first embodiment of the present invention that achieves the above object is a low-pressure gas fuel line that depressurizes high-pressure gas fuel in a fuel tank by a regulator and supplies it to each injector via a delivery pipe. A cooling control device for a gas fuel engine comprising: a cooled part temperature acquisition means for detecting or estimating a temperature of a cooled part; a cooled part cooling passage disposed in the cooled part; and a downstream of the regulator A cooling fuel line that branches off from the low-pressure gas fuel line, communicates with the delivery pipe or a low-pressure gas fuel line upstream thereof via a passage for cooling the cooled portion, and has a check valve that prevents backflow; and low-pressure gas fuel The temperature acquired by the changing means for changing the flow rate distribution from the line to the cooling fuel line and the temperature to be cooled part acquiring means exceeds a predetermined value. The change means allows the flow from the low-pressure gas fuel line to the cooling fuel line, and when the acquired temperature is lower than the predetermined value, the change means controls to restrict the flow to the cooling fuel line. And a control means.
また、上記目的を達成する本発明の第二の形態に係るガス燃料エンジンの冷却制御装置は、燃料タンク内の高圧ガス燃料をレギュレータにより減圧し、デリバリパイプを介して各インジェクタに供給する低圧ガス燃料ラインを備えるガス燃料エンジンの冷却制御装置であって、被冷却部位の温度を検出または推定する被冷却部位温度取得手段と、被冷却部位に配設された被冷却部位冷却用通路と、レギュレータ下流の低圧ガス燃料ライン周りに配設された熱交換器と、被冷却部位冷却用通路と熱交換器とに冷媒を循環させ、循環用ポンプが配置された冷媒ラインと、被冷却部位温度取得手段により取得された温度が所定値を超えるときは、循環用ポンプを作動させ、取得温度が所定値未満のときは、循環用ポンプの作動を停止させるように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。 In addition, the cooling control device for a gas fuel engine according to the second aspect of the present invention that achieves the above object is a low-pressure gas that depressurizes high-pressure gas fuel in a fuel tank by a regulator and supplies the injector to each injector via a delivery pipe. A cooling control device for a gas fuel engine including a fuel line, a cooled portion temperature acquisition means for detecting or estimating a temperature of a cooled portion, a cooled portion cooling passage disposed in the cooled portion, and a regulator Refrigerant is circulated through the heat exchanger arranged around the low-pressure gas fuel line downstream, the cooled part cooling passage and the heat exchanger, the refrigerant line where the circulation pump is arranged, and the cooled part temperature acquisition When the temperature acquired by the means exceeds a predetermined value, the circulation pump is operated, and when the acquired temperature is less than the predetermined value, the operation of the circulation pump is stopped. Characterized in that it comprises control means for the.
さらに、上記目的を達成する本発明の第三の形態に係るガス燃料エンジンの冷却制御装置は、燃料タンク内の高圧ガス燃料をレギュレータにより減圧し、デリバリパイプを介して各インジェクタに供給する低圧ガス燃料ラインを備えるガス燃料エンジンの冷却制御装置であって、被冷却部位の温度を検出または推定する被冷却部位温度取得手段と、被冷却部位に配設された被冷却部位冷却用通路と、被冷却部位冷却用通路とレギュレータ内に配設された冷媒通路とに冷媒を循環させ、循環用ポンプが配置された冷媒ラインと、被冷却部位温度取得手段により取得された温度が所定値を超えるときは、循環用ポンプを作動させ、取得温度が所定値未満のときは、循環用ポンプの作動を停止させるように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。 Furthermore, the cooling control apparatus for a gas fuel engine according to the third aspect of the present invention that achieves the above object is a low-pressure gas that decompresses the high-pressure gas fuel in the fuel tank with a regulator and supplies it to each injector via a delivery pipe. A cooling control apparatus for a gas fuel engine including a fuel line, comprising: a cooled part temperature acquisition means for detecting or estimating a temperature of a cooled part; a cooled part cooling passage disposed in the cooled part; When the refrigerant is circulated through the cooling part cooling passage and the refrigerant passage arranged in the regulator, and the temperature obtained by the refrigerant line in which the circulation pump is arranged and the part to be cooled temperature acquisition means exceeds a predetermined value Comprises a control means for operating the circulation pump and controlling the operation of the circulation pump to be stopped when the acquired temperature is lower than a predetermined value. To.
ここで、被冷却部位は、排気通路に設けられたNOx吸蔵還元型触媒であることが好ましい。 Here, the part to be cooled is preferably a NOx occlusion reduction type catalyst provided in the exhaust passage.
また、被冷却部位は、吸気通路であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a site to be cooled is an intake passage.
さらに、被冷却部位がNOx吸蔵還元型触媒の時の制御手段による変更手段の制御は、リーン燃焼時のみ実行されることが望ましい。 Furthermore, it is desirable that the control of the changing means by the control means when the part to be cooled is a NOx occlusion reduction type catalyst is executed only during lean combustion.
さらに、被冷却部位がNOx吸蔵還元型触媒の時の制御手段による循環用ポンプの制御は、リーン燃焼時のみ実行されることが好ましい。 Further, it is preferable that the control of the circulation pump by the control means when the site to be cooled is a NOx occlusion reduction type catalyst is executed only during lean combustion.
本発明の第一の形態によれば、高圧ガス燃料はレギュレータで減圧されて、レギュレータ下流を流れる低圧ガス燃料は低温にされ、被冷却部位の温度が所定値を越えたときに、この低圧ガス燃料を被冷却部位冷却用通路に流して、被冷却部位を冷却することが可能になる。 According to the first aspect of the present invention, when the high-pressure gas fuel is depressurized by the regulator, the low-pressure gas fuel flowing downstream of the regulator is set to a low temperature, and when the temperature of the cooled portion exceeds a predetermined value, the low-pressure gas fuel It is possible to cool the cooled portion by flowing the fuel through the cooled portion cooling passage.
また、本発明の第二の形態によれば、高圧ガス燃料はレギュレータで減圧されて、レギュレータ下流を流れる低圧ガス燃料は低温にされ、被冷却部位の温度が所定値を越えたときに、この低圧ガス燃料により熱交換器を介して冷却された冷媒を、被冷却部位冷却用通路に循環させて、被冷却部位を冷却することが可能になる。 Further, according to the second aspect of the present invention, when the high-pressure gas fuel is depressurized by the regulator, the low-pressure gas fuel flowing downstream of the regulator is lowered to a low temperature, and when the temperature of the cooled portion exceeds a predetermined value, It is possible to cool the cooled portion by circulating the refrigerant cooled by the low pressure gas fuel through the heat exchanger to the cooled portion cooling passage.
さらに、本発明の第三の形態によれば、高圧ガス燃料はレギュレータで減圧されて、レギュレータ下流を流れる低圧ガス燃料や、該低圧ガス燃料が流れる周辺部位であるレギュレータは低温にされ、被冷却部位の温度が所定値を越えたときに、この低圧ガス燃料やレギュレータそのものにより冷却された冷媒を、被冷却部位冷却用通路に循環させて、被冷却部位を冷却することが可能になる。 Further, according to the third aspect of the present invention, the high-pressure gas fuel is decompressed by the regulator, and the low-pressure gas fuel that flows downstream of the regulator and the regulator that is a peripheral part through which the low-pressure gas fuel flows are cooled to a low temperature. When the temperature of the part exceeds a predetermined value, the cooled part can be cooled by circulating the low-pressure gas fuel or the refrigerant cooled by the regulator itself through the cooling part cooling passage.
ここで、被冷却部位が排気通路に設けられたNSR触媒である形態によれば、NSR触媒をNOx吸蔵効率の高い温度域まで冷却することが可能になる。 Here, according to the embodiment in which the portion to be cooled is the NSR catalyst provided in the exhaust passage, it is possible to cool the NSR catalyst to a temperature range where the NOx occlusion efficiency is high.
また、被冷却部位が吸気通路である形態によれば、吸気通路を冷却することで吸気を冷却し、燃焼室への吸気充填効率を上げることが可能になる。 Further, according to the form in which the part to be cooled is the intake passage, the intake passage is cooled by cooling the intake passage, and the intake charge efficiency into the combustion chamber can be increased.
さらに、被冷却部位がNOx吸蔵還元型触媒の時の制御手段による変更手段の制御が、リーン燃焼時のみ実行される形態によれば、リーン燃焼時にはNOxを的確に吸蔵することが可能になる。 Furthermore, according to the embodiment in which the control of the changing means by the control means when the site to be cooled is the NOx occlusion reduction type catalyst is executed only during lean combustion, it becomes possible to store NOx accurately during lean combustion.
さらに、被冷却部位がNOx吸蔵還元型触媒の時の制御手段による循環用ポンプの制御が、リーン燃焼時のみ実行される形態によれば、リーン燃焼時にはNOxを的確に吸蔵することが可能になる。 Furthermore, according to the embodiment in which the control of the circulation pump by the control means when the cooled portion is a NOx storage reduction catalyst is executed only during lean combustion, it becomes possible to store NOx accurately during lean combustion. .
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、図1および図2に基づいて、本発明に係るガス燃料エンジンの冷却制御装置の第一の実施形態を説明する。なお、図1は第一の実施形態のガス燃料エンジンの冷却制御装置101を説明するための概略図であり、図2は図1におけるガス燃料エンジンの冷却制御装置101を制御するためのフローチャートの一例である。
First, a first embodiment of a cooling control apparatus for a gas fuel engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a
エンジン1の吸気ポートは吸気マニフォルド2に接続されている。一方、エンジン1の排気ポートは排気マニフォルド5および排気管6に接続されていて、排気管6には三元触媒7やNSR触媒8が配置されている。詳しくは、第一排気管61を介して三元触媒7に接続され、そして第二排気管62を介してNSR触媒8に接続され、さらにNSR触媒8は第三排気管63に連通されている。
The intake port of the engine 1 is connected to the intake manifold 2. On the other hand, the exhaust port of the engine 1 is connected to an
図1のエンジン1は、ガス燃料としてCNGを用いるガス燃料供給システム3を備え、このガス燃料供給システム3は、筒内の燃焼室11に噴射口を介して噴射可能に配置されたガス燃料の直噴インジェクタとしてのCNG直噴インジェクタ41にデリバリパイプ4を介して連通されている。このデリバリパイプ4には、ガス燃料供給システム3の内、低圧ガス燃料ライン32および燃料タンク31内の高圧ガス燃料を減圧して低圧ガス燃料にするレギュレータ3aを介して、車載されたガス燃料容器としての燃料タンク31が接続されている。なお、レギュレータ3a下流の低圧ガス燃料ライン32には、低圧ガス燃料の温度を計測する温度センサ3bが配置されている。また、エンジン1においては、CNG直噴インジェクタ41からの噴射方向に適合されたピストンキャビティ12が、吸気ポート側にオフセットされて形成されている。なお、燃料タンク31内のガス燃料を高圧ガス燃料と、そしてレギュレータ3aにより減圧されたガス燃料を低圧ガス燃料と称している。
The engine 1 shown in FIG. 1 includes a gas
さらに、ガス燃料供給システム3は、レギュレータ3aより下流、より詳しくは温度センサ3b下流の分岐点Jで低圧ガス燃料供給ライン32から分岐され、その後さらに低圧ガス燃料供給ライン32に合流される冷却燃料ライン3Lを備えている。この冷却燃料ライン3Lは、後述する被冷却部位冷却用通路82を介して連通される第一冷却燃料ライン33と第二冷却燃料ライン34とからなっている。なお、第一冷却燃料ライン33には、低圧ガス燃料ライン32から分岐されて直ぐに低圧ガス燃料の逆流を防止する逆止弁3cが配置され、その下流に低圧ガス燃料ライン32から冷却燃料ライン3L、すなわち第一冷却燃料ライン33への低圧ガス燃料の流量配分を変更する変更手段としての遮断弁3dが配置されている。また第二冷却燃料ライン34には低圧ガス燃料ライン32との合流点C近傍に低圧ガス燃料の逆流を防止する逆止弁3eが配置されている。なお、遮断弁3dは、低圧ガス燃料を低圧ガス燃料ライン32のみを介してデリバリパイプ4に流す場合と、冷却燃料ライン3Lを介してもデリバリパイプ4へ低圧ガス燃料を流す場合とを変えるべく、ECU300により制御される電磁バルブとされている。また、本第一の実施形態では、レギュレータ3a下流の低圧ガス燃料ライン32から分岐され、被冷却部位冷却用通路82を介してデリバリパイプ4上流の低圧ガス燃料ライン32に冷却燃料ライン3Lは連通されることとしているが、デリバリパイプ4そのものに連通されるようにしても良い。
Further, the gas
燃料タンク31内に、充填圧力(例えば、20MPa)で充填されている高圧ガス燃料は、レギュレータ3aにより一定の高調節圧(例えば、5MPa)まで減圧され、この高調節圧でもってCNG直噴インジェクタ41から燃焼室11に例えば圧縮行程で噴射される。この高調節圧は、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る。なお、このCNG直噴インジェクタ41は、後述のECU300からの出力信号に基づいて制御されている。
The high-pressure gas fuel filled in the
レギュレータ3aにより減圧されて低圧ガス燃料供給ライン32や冷却燃料ライン3Lに流される低圧ガス燃料は、高圧ガス燃料に比して、低温になっている。これは、レギュレータ3aによる減圧が、断熱膨張に近い状態で行われるためである。この結果、低圧ガス燃料や、低圧ガス燃料が流れる周辺部位であるレギュレータ3aなどの温度は低下することになる。本第一の実施形態では、この現象を利用して、具体的には低温である低圧ガス燃料を冷媒として利用して、後述の如く被冷却部位であるNSR触媒8の冷却を可能にしている。
The low-pressure gas fuel that is decompressed by the
一方、上記の如く、排気管6に配設された三元触媒7は、排気ガスから主として有害三成分のHC、CO、NOxを浄化するために設けられている。また、排気管6に配設されたNSR触媒8は、三元触媒7によっても未だ排気ガス中に含まれるNOxを浄化するために設けられていて、これによりリーン燃焼時などのNOxが多い時にはNOx吸蔵が行われ、排気ガスの空燃比がリッチとされたときなどには吸蔵されているNOxは還元される。図1に示すように、NSR触媒8は二重構造にされていて、このNSR触媒8にはNSR触媒そのものというべき触媒が収容されていて排気ガスが流れる流路である触媒収容流路81と、該触媒収容流路81周りに配設された被冷却部位冷却用通路82とが備えられている。そして、被冷却部位冷却用通路82に低圧ガス燃料を流すことで被冷却部位であるNSR触媒8は冷却可能にされている。なお、NSR触媒8の温度を推定するために、温度取得手段である温度センサ6aがNSR触媒8の上流側である排気管62に備えられている。なお、NSR触媒8の温度を推定又は検出するべく、NSR触媒8の上下流の排気通路にそれぞれ温度センサを設けても良いし、又はNSR触媒8の下流側の排気通路のみに温度センサを設けても良いし、さらにはNSR触媒8に直接に温度センサを備えるようにしても良い。もちろん、温度取得手段であれば、温度センサに限定されない。
On the other hand, as described above, the three-
本発明に係るガス燃料エンジンの冷却制御装置101は、遮断弁3dの他、CNG直噴インジェクタ41の制御等の基本制御を行う電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)300を備えている。ECU300は、CPUと、種々のプログラムやデータを記録するメモリと、入力インタフェース回路と、出力インタフェース回路とを備える、例えばマイクロコンピュータで構成されている。入力インタフェース回路には、低圧ガス燃料の温度を検出する温度センサ3b、NSR触媒8の温度を推定する温度センサ6a、外気温を検出する外気温センサ301、さらにエンジンの回転数や負荷などのエンジンの運転状態を検出する手段である負荷センサ302や回転数センサ303などが電気配線を介して接続されている。そして、ECU300の出力インタフェース回路は、遮断弁3dを開閉可能にする駆動用のステップモータSMなどに接続されていて、温度センサ6aなどの上記各種センサ等により得られたデータに基づき、その開閉が制御可能にされている。
The cooling
上記構成のガス燃料エンジンの冷却制御装置101の制御、具体的にはガス燃料エンジンの冷却制御装置101における遮断弁3dの制御の一例について、図2のフローチャートを用いて説明する。なお、図2の制御ルーチンは、所定時間毎に実行されるルーチンである。
An example of the control of the gas fuel engine
まず、ステップS201では、低圧ガス燃料の温度が被冷却部位であるNSR触媒8を冷却可能な温度であるか否かが判別される。具体的には、温度センサ3bにより検出された低圧ガス燃料の温度が、外気温センサ301により検出された外気温より低く、その差が、例えば10℃以上あるか否かが判別される。ここで、外気温より10℃以上低いと判別されると、ステップS202へ進む。
First, in step S201, it is determined whether or not the temperature of the low-pressure gas fuel is a temperature at which the NSR catalyst 8 that is the part to be cooled can be cooled. Specifically, it is determined whether or not the temperature of the low-pressure gas fuel detected by the
そして、ステップS202では、NSR触媒8でNOxの吸蔵が積極的に行われるべきであるのかを調べるべく、リーン燃焼中か否かが判別される。リーン燃焼中か否かは、エンジン1の運転状態を予めマップ化されて記憶されているデータに照合することで判別される。そしてリーン燃焼中であると判別されると、ステップS203へ進む。 In step S202, it is determined whether lean combustion is being performed in order to check whether NOx storage should be actively performed by the NSR catalyst 8. Whether or not lean combustion is being performed is determined by comparing the operation state of the engine 1 with data stored in a pre-mapped manner. If it is determined that lean combustion is being performed, the process proceeds to step S203.
ステップS203では、NSR触媒8の温度が、予め実験により求めておいたNOxを浄化可能な温度ウインドウ内の温度であるのか否かを調べるために、NSR触媒8の温度が触媒浄化率低下温度と称する該温度ウインドウの上限値を超えているか否かが判別される。具体的には、温度センサ6aから出力された出力信号を受けて推定されたNSR触媒8の取得温度が、本第一の実施形態では例えば500℃とされている触媒浄化率低下温度を超えているか否かで判別される。そして、NSR触媒8の温度が500℃以上と判別されたときには、NSR触媒8を冷却すべくステップS204へ進む。
In step S203, in order to check whether or not the temperature of the NSR catalyst 8 is a temperature within a temperature window capable of purifying NOx determined in advance by experiments, the temperature of the NSR catalyst 8 is set to the catalyst purification rate lowering temperature. It is determined whether or not an upper limit value of the temperature window to be called is exceeded. Specifically, the acquisition temperature of the NSR catalyst 8 estimated by receiving the output signal output from the
そして、ステップS204で遮断弁3dが開かれて、低圧ガス燃料ライン32から冷却燃料ライン3Lへの低圧ガス燃料の流通が許容され、低圧ガス燃料が冷却燃料ライン3Lにも流される。これにより、低圧ガス燃料ライン32ばかりでなく、低圧ガス燃料ライン32から第一冷却燃料ライン33へも低圧ガス燃料が流され、触媒収容流路81周りの被冷却部位冷却用通路82に至った低圧ガス燃料により、NSR触媒8は冷却される。そして、冷却に用いられた低圧ガス燃料は、第二冷却燃料ライン34を介して低圧ガス燃料ライン32を流れる低圧ガス燃料に合流される。なお、低圧ガス燃料ライン32に遮断弁を別途設け、低圧ガス燃料の流れるラインを完全に切替えるようにしても良い。
In step S204, the shut-off
一旦、遮断弁3dが開かれると、NSR触媒8の温度は低下し始める。そして、上記触媒浄化率低下温度より下、すなわち上記温度ウインドウ内までNSR触媒8の温度が下がったとき、NSR触媒8の冷却が終了されるように、ステップS205が行われる。
Once the
ステップS205では、冷却が終了され得るか、すなわちNSR触媒8の温度がNOxを浄化可能な温度ウインドウ内の温度まで下げられたか否か判別される。具体的には、500℃とされている触媒浄化率低下温度よりも例えば20℃下がったか、すなわち480℃より低い温度までNSR触媒8の温度が下がったか否かが判別される。そして、480℃以上と判別されると、ステップS204に再度戻り、ステップS204で遮断弁3dが開いた状態が維持されて、再度ステップS205へ進むことになる。このようにステップS204とステップS205を繰り返し行い、ステップS205でNSR触媒8の温度が480℃未満と判別されるようになると、ステップS206へ進んで遮断弁3dが閉じられて、冷却燃料ライン3Lへの低圧ガス燃料の流通が制限され、NSR触媒8の冷却が終了される。
In step S205, it is determined whether cooling can be terminated, that is, whether the temperature of the NSR catalyst 8 has been lowered to a temperature within a temperature window capable of purifying NOx. Specifically, it is determined whether or not the temperature of the NSR catalyst 8 has decreased by, for example, 20 ° C. below the catalyst purification rate lowering temperature set to 500 ° C., that is, to a temperature lower than 480 ° C. If it is determined that the temperature is 480 ° C. or higher, the process returns to step S204 again, the state where the
一方、ステップS202でリーン燃焼中でないと判別されると、ステップS207へ進み、NSR触媒8の温度がNSR触媒の劣化する温度まで至っていないかを調べるために、NSR触媒8の温度が、触媒耐久性悪化温度と称する触媒が劣化し難い温度の上限値を超えているか否かが判別される。具体的には、温度センサ6aから出力された出力信号を受けて推定されたNSR触媒8の温度が、本第一の実施形態では例えば700℃とされている触媒耐久性悪化温度を超えているか否かで判別される。そして、NSR触媒8の温度が700℃以上のときには、NSR触媒8を冷却すべくステップS208へ進んで遮断弁3dが開かれる。
On the other hand, if it is determined in step S202 that the lean combustion is not being performed, the process proceeds to step S207, and in order to check whether the temperature of the NSR catalyst 8 has reached the temperature at which the NSR catalyst deteriorates, the temperature of the NSR catalyst 8 is set to the catalyst durability. It is determined whether or not the catalyst referred to as the property deterioration temperature exceeds the upper limit value of the temperature at which it is difficult for the catalyst to deteriorate. Specifically, whether the temperature of the NSR catalyst 8 estimated by receiving the output signal output from the
そして、ステップS209で、冷却が終了され得るか、すなわちNSR触媒8の温度が劣化し難い温度まで冷却されたかを調べるべく、NSR触媒8の温度が、触媒耐久性悪化温度よりも、例えば20℃低い温度である680℃未満か否かが判別される。そして上記ステップS204および上記ステップS205と同様に、NSR触媒の温度が680℃より低い温度になるまでステップS208とステップS209が繰り返し行われる。その結果、ステップS209でNSR触媒8の温度が680℃未満と判別されるようになると、上記ステップS206へ進んで遮断弁3dが閉じられて、NSR触媒8の冷却が終了される。
In step S209, in order to check whether the cooling can be completed, that is, whether the temperature of the NSR catalyst 8 is cooled to a temperature at which it is difficult to deteriorate, the temperature of the NSR catalyst 8 is, for example, 20 ° C. higher than the catalyst durability deterioration temperature. It is determined whether the temperature is lower than 680 ° C., which is a low temperature. Then, similarly to Step S204 and Step S205, Step S208 and Step S209 are repeated until the temperature of the NSR catalyst becomes lower than 680 ° C. As a result, when it is determined in step S209 that the temperature of the NSR catalyst 8 is less than 680 ° C., the process proceeds to step S206, the
以上の如き制御が繰り返し行われることにより、必要不可欠なガス燃料以外の他の冷却源無しに、例えばNSR触媒8の温度はNOxの吸蔵還元が適切に行われうる温度に維持されることになる。特に、これが、リーン燃焼中に行われるように制御されるので、リーン燃焼時に的確にNOxを吸蔵することが可能になる。なお、NSR触媒8でのNOx吸蔵はリーン燃焼時に特に必要とされるので、遮断弁3dの制御はリーン燃焼時に着目して実行されることとしているが、本発明はこれに限定するものではない。
By repeatedly performing the control as described above, for example, the temperature of the NSR catalyst 8 is maintained at a temperature at which NOx occlusion and reduction can be appropriately performed without a cooling source other than the essential gas fuel. . In particular, since this is controlled to be performed during lean combustion, it becomes possible to occlude NOx accurately during lean combustion. Since NOx occlusion in the NSR catalyst 8 is particularly required during lean combustion, the control of the shut-off
次に、本発明に係るガス燃料エンジンの冷却制御装置の第二の実施形態について、図3および図4に基づいて説明する。なお、図3は第二の実施形態のガス燃料エンジンの冷却制御装置102を説明するための概略図であり、図4は図3におけるガス燃料エンジンの冷却制御装置102を制御するためのフローチャートの一例である。なお、説明の理解を容易にするため、上記第一の実施形態と同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付し、重複する説明を避ける。
Next, a second embodiment of the cooling control apparatus for a gas fuel engine according to the present invention will be described based on FIG. 3 and FIG. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the cooling
本第二の実施形態では、低圧ガス燃料ライン32から分岐されて再度合流される冷却燃料ライン3Lを有しない点が、上記第一の実施形態と相違する。その代わり、本第二の実施形態では、低圧ガス燃料ライン32周りに熱交換器9が配設され、且つ熱交換器9と被冷却部位冷却用通路82とに冷媒を循環させる循環用ポンプ10aが配置された冷媒ライン10が備えられている。以下、これらの点に関して詳細に説明する。
The second embodiment is different from the first embodiment in that there is no cooling
レギュレータ3a下流の低圧ガス燃料ライン32は、熱交換器9内の通路91を経由して、デリバリパイプ4に接続されている。すなわち、低圧ガス燃料ライン32周りに熱交換器9が配設されている。一方、冷媒ライン10は熱交換器9内の通路92を同様に経由すると共に、被冷却部位冷却用通路82に接続されている。換言すると、冷媒ライン10は、通路92と被冷却部位冷却用通路82とで閉じた流路を形成し、低圧ガス燃料ライン32と冷媒ライン10は熱交換器9内で互いに熱交換をすることが可能にされている。つまり、低温の低圧ガス燃料は低圧ガス燃料ライン32を流れており、熱交換器9において、冷媒ライン10内の冷媒が冷却される。そして、冷媒ライン10内の冷媒は循環用ポンプ10aにより循環させられ、上記第一の実施形態の如く、NSR触媒8が冷却可能にされている。なお、循環用ポンプ10aを制御するべく、ECU300の出力インタフェース回路は、循環用ポンプ10aに接続されている。そして、温度センサ6aや、本第二の実施形態で第三排気管63に配置された温度センサ6bなどにより得られたデータに基づき、その作動が制御可能にされている。
The low-pressure
上記構成である本第二の実施形態におけるガス燃料エンジンの冷却制御装置102の制御の一例を、具体的には循環用ポンプ10aの制御の一例を、図4のフローチャートに示す。図4のフローチャートに示された制御例は、上記第一の実施形態における図2のフローチャートのステップS204とステップS208の「遮断弁3dを開く」が、ステップS404とステップS408で「循環用ポンプ10aをONにする」になる点、およびステップS206の「遮断弁3dを閉じる」が、ステップS406で「循環用ポンプ10aをOFFにする」になる点で、図2のフローチャートに示された制御例と相違するのみであるので、ここでの説明は上記図2の第一の実施形態のフローチャートの説明を参照し、省略する。なお、この相違点は、上記第一の実施形態では被冷却部位冷却用通路82に冷媒としての低圧ガス燃料を流すか否かの切替え変更を遮断弁3dで行っていたのに対して、本第二の実施形態では冷媒を循環用ポンプ10aで循環させることに起因するものである。また、本第二の実施形態におけるステップS401乃至S403、S405、S407およびS409は、上記第一の実施形態におけるステップS201乃至S203、S205、S207およびS209に対応している。
A flowchart of FIG. 4 shows an example of the control of the cooling
以上、本第二の実施形態においても、上記第一の実施形態と同様に、例えばNSR触媒8の温度はNOxの吸蔵還元が適切に行われうる温度に維持されることになる。特に、これが、リーン燃焼中に行われるように制御されるので、リーン燃焼時に的確にNOxを吸蔵することが可能になる。 As described above, also in the second embodiment, as in the first embodiment, for example, the temperature of the NSR catalyst 8 is maintained at a temperature at which NOx occlusion and reduction can be appropriately performed. In particular, since this is controlled to be performed during lean combustion, it becomes possible to occlude NOx accurately during lean combustion.
加えて、本第二の実施形態によれば、低圧ガス燃料供給ライン32は熱交換器9まで延長されるのみであるので、上記第一の実施形態に比して、低圧ガス燃料の流れる流路を短くすることが可能になる。
In addition, according to the second embodiment, since the low-pressure gas
次に、本発明に係るガス燃料エンジンの冷却制御装置の第三の実施形態について、図5および図6に基づいて説明する。なお、図5は第三の実施形態のガス燃料エンジンの冷却制御装置103を説明するための概略図であり、図6は図5におけるガス燃料エンジンの冷却制御装置103を制御するためのフローチャートの一例である。なお、説明の理解を容易にするため、上記第一の実施形態や上記第二の実施形態と同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付し、重複する説明を避ける。
Next, a third embodiment of the cooling control apparatus for a gas fuel engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the cooling
本第三の実施形態では、上記第二の実施形態と同様に、低圧ガス燃料ライン32から分岐されて再度合流される冷却燃料ライン3Lを有しない点が、上記第一の実施形態と相違する。また、本第三の実施形態では、熱交換器9を有しない点が、上記第二の実施形態と相違する。その代わり、本第三の実施形態では、被冷却部位冷却用通路82と、レギュレータ3a内に配設された冷媒通路3fとに冷媒を循環させることを可能にするべく、循環用ポンプ11aが配置された冷媒ライン11を備えることとしている。以下、これらの点に関して詳細に説明する。
Similar to the second embodiment, the third embodiment differs from the first embodiment in that it does not have the cooling
低圧ガス燃料ライン32は、上記の如く、レギュレータ3aで減圧された低圧ガス燃料を、接続されているデリバリパイプ4に流すべく配設されている。一方、冷媒ライン11は、レギュレータ3a内を循環経由するべく、レギュレータ3a内に配設された冷媒通路3fに接続されている。また、被冷却部位冷却用通路82にも接続されている。換言すると、冷媒ライン11は、冷媒通路3fと被冷却部位冷却用通路82とで閉じた流路を形成し、例えば低圧ガス燃料ライン32と冷媒ライン11はレギュレータ3a内で互いに熱交換をすることが可能にされている。具体的には、燃料タンク31の高圧ガス燃料をレギュレータ3aで低圧ガス燃料にする際に低温になった低圧ガス燃料や、これに伴って冷却されたレギュレータ3aにより、冷媒ライン11内の冷媒が冷却される。そして、冷媒ライン11内の冷媒は循環用ポンプ11aにより循環させられて、上記第一の実施形態および上記第二の実施形態の如く、NSR触媒8が冷却可能にされている。
As described above, the low-pressure
次に、本第三の実施形態におけるガス燃料エンジンの冷却制御装置103の制御の一例について、具体的には循環用ポンプ11aの制御の一例について、図6のフローチャートに示す。図6のフローチャートに示された制御例は、上記第二の実施形態の図4のフローチャートに示された制御例と、ステップS401がない点が相違するのみであるので、この制御例の説明は省略する。なお、本第三の実施形態におけるステップS601乃至ステップS608は、上記第二の実施形態におけるステップS402乃至ステップS409に対応している。
Next, an example of the control of the cooling
以上、本第三の実施形態においても、上記第一の実施形態および上記第二の実施形態と同様に、例えばNSR触媒8の温度はNOxの吸蔵還元が適切に行われうる温度に維持されることになる。特に、これが、リーン燃焼中に行われるように制御されるので、リーン燃焼時に的確にNOxを吸蔵することが可能になる。 As described above, also in the third embodiment, similarly to the first embodiment and the second embodiment, for example, the temperature of the NSR catalyst 8 is maintained at a temperature at which NOx occlusion and reduction can be appropriately performed. It will be. In particular, since this is controlled to be performed during lean combustion, it becomes possible to occlude NOx accurately during lean combustion.
また、本第三の実施形態によれば、低圧ガス燃料供給ライン32は全く延長されないので、上記第一および第二の実施形態に比して、低圧ガス燃料の流れる流路をさらに短くすることが可能になる。
Further, according to the third embodiment, since the low-pressure gas
ところで、上記第一乃至上記第三の実施形態においては、被冷却部位は、排気通路6に設けられたNSR触媒8であったが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば吸気通路とすることも可能である。以下に、被冷却部位が吸気通路である本発明に係るガス燃料エンジンの冷却制御装置の実施形態を説明する。但し、以下に示す第四乃至第六の実施形態は、被冷却部位を吸気通路、より詳しくは吸気マニフォルドとして該吸気マニフォルド周りに被冷却部位冷却用通路を配置したことが、概して上記第一乃至上記第三の実施形態と異なるのみであり、その他の構成は対応する上記第一乃至上記第三の実施形態とほぼ同じである。そこで、説明の理解を容易にするため、上記第一乃至上記第三の実施形態と同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付し、重複する説明を避ける。 Incidentally, in the first to third embodiments, the cooled portion is the NSR catalyst 8 provided in the exhaust passage 6, but the present invention is not limited to this. For example, an intake passage and It is also possible to do. Hereinafter, an embodiment of a cooling control apparatus for a gas fuel engine according to the present invention, in which the part to be cooled is an intake passage, will be described. However, in the fourth to sixth embodiments shown below, it is generally the first to the above-mentioned that the cooled portion cooling passage is disposed around the intake manifold as a cooled portion as an intake passage, more specifically, an intake manifold. Only the third embodiment is different from the third embodiment, and other configurations are substantially the same as the corresponding first to third embodiments. Therefore, in order to facilitate the understanding of the description, the same components as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals as much as possible to avoid redundant description.
そこで、本発明に係るガス燃料エンジンの冷却制御装置の第四の実施形態について、図7および図8に基づいて説明する。なお、図7は第四の実施形態のガス燃料エンジンの冷却制御装置104を説明するための概略図であり、図8は図7におけるガス燃料エンジンの冷却制御装置104を制御するためのフローチャートの一例である。また、被冷却部位を吸気マニフォルドとして該吸気マニフォルド周りに被冷却部位冷却用通路を配置した構成とした以外は、概ね上記第一の実施形態と同じ構成である。
Accordingly, a fourth embodiment of the cooling control apparatus for a gas fuel engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the cooling
本第四の実施形態では、吸気マニフォルド2に接続されている不図示の吸気管近傍である吸気マニフォルド2周りに被冷却部位冷却用通路21が配設されている。すなわち吸気マニフォルド2は二重構造になっている。第一冷却燃料ライン33と第二冷却燃料ライン34がこの被冷却部位冷却用通路21に接続されていて、第一冷却燃料ライン33から被冷却部位冷却用通路21に流入した低圧ガス燃料は、第二冷却燃料ライン34へ流出されるようにされている。なお、被冷却部位である吸気通路の内、吸気マニフォルド2のみを二重構造としたが、吸気ポートに至るまでの吸気通路の任意の箇所を二重構造として、被冷却部位冷却用通路を配設することとしても良い。
In the fourth embodiment, a cooled
また、吸気温を検出する吸気温センサ304や、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ305が備えられていて、これらはECU300の入力インタフェース回路に接続されている。さらに、吸気温センサ304によって検出された吸気温や、水温センサ305によって検出されたエンジン冷却水の温度から、被冷却部位である吸気マニフォルド2の温度を推定すべく、ECU300には予め実験によって求められたデータが記憶されている。
Further, an intake
上記構成のガス燃料エンジンの冷却制御装置104の制御、具体的にはガス燃料エンジンの冷却制御装置104における遮断弁3dの制御の一例について、図8のフローチャートを用いて説明する。なお、図8の制御ルーチンは、所定時間毎に実行されるルーチンである。
An example of control of the
まず、ステップS801において、低圧ガス燃料が被冷却部位である吸気マニフォルド2を冷却可能な温度であるか否か、具体的には温度センサ3bにより検出された低圧ガス燃料の温度が、吸気温センサ304により検出された吸気温より低く、その差が例えば10℃以上あるか否かが判別される。ここで、吸気温より10℃以上低いと判別されると、被冷却部位を冷却すべくステップS802へ進む。
First, in step S801, whether or not the low-pressure gas fuel is at a temperature at which the intake manifold 2 that is a cooled portion can be cooled, specifically, the temperature of the low-pressure gas fuel detected by the
次に、ステップS802では、吸気があまりにも冷却されすぎて混合気のミキシングが悪化しエンジン性能が低下するのを防止すべく、吸気の冷却がいらない冷却不要条件であるのか否かが判別される。具体的には、エンジン1が温まっておらず、適切に低圧ガス燃料が燃焼する状態までエンジンが温まるのを促すために、水温センサ305により検知されるエンジン冷却水の水温が、例えば80℃より低いか否かでエンジン暖機時であるか判別される。そして、冷却不要条件に当てはまらない、すなわちエンジン冷却水の温度が80℃以上であると判別されると、ステップS803へ進む。ここで、エンジン冷却水の水温が例えば80℃より低いか否かという判別は、被冷却部位である吸気マニフォルド2を冷却することで吸気を冷却しようとしていることから、エンジン1に接続されている吸気マニフォルド2の温度が所定の温度より低いか否かの判別に対応している。それ故、このステップS802でエンジン冷却水の水温に基づいて低圧ガス燃料ライン32から冷却燃料ライン3Lへの低圧ガス燃料の流量配分を変更する制御が行われるということは、エンジン冷却水の水温から推定され得る吸気マニフォルド2の温度に基づいて、すなわち吸気マニフォルド2の取得温度が所定値以上又は所定値未満かにより該制御が行われることを意味している。なお、冷却不要条件に当てはまるか否かを、他に、吸気温が0℃より低いか否かで判別することとしても良い。この場合には、吸気温とエンジン冷却水の温度から吸気マニフォルド2の温度が所定の温度より低いか否か判別されることに対応している。
Next, in step S802, in order to prevent the intake air from being excessively cooled and the mixing of the air-fuel mixture to be deteriorated to deteriorate the engine performance, it is determined whether or not the cooling is an unnecessary cooling condition in which the intake air is not cooled. . Specifically, the engine coolant temperature detected by the
そして、ステップS803では、高負荷運転時であるか否かが判別される。具体的には、出力増大を目的として過給すべきであるかを、負荷センサ302などにより検出される負荷が高負荷であるか否かで判別される。そして、高負荷運転時であると判別されると、ステップS804へ進む。
In step S803, it is determined whether or not a high-load operation is being performed. Specifically, whether or not to supercharge for the purpose of increasing the output is determined by whether or not the load detected by the
そして、ステップS804では、低圧ガス燃料を冷却燃料ライン3Lに流して吸気マニフォルド2を冷却すべく遮断弁3dが開かれる。これにより、低圧ガス燃料ライン32から第一冷却燃料ライン33へも低圧ガス燃料が流れ、被冷却部位冷却用通路21に至った低圧ガス燃料により、吸気マニフォルド2は冷却されることとなる。この結果、吸気は冷却されて体積収縮し、より多くの吸気を燃焼室11に過給し、吸気充填効率を上げることが可能になる。なお、冷却に用いられた低圧ガス燃料は、第二冷却燃料ライン34を介して低圧ガス燃料ライン32を流れる低圧ガス燃料に合流される。
In step S804, the
なお、ステップS801で冷却可能な温度でない、ステップS802で冷却不要条件である、又はステップS803で高負荷運転時でないと判別されたときには、ステップS805で遮断弁3dは閉じられる。
If it is determined in step S801 that the temperature is not coolable, the cooling is not required in step S802, or the high load operation is not determined in step S803, the
以上の如き制御が繰り返し行われることにより、必要不可欠なガス燃料以外の他の冷却源無しに、吸気マニフォルド2は冷却されて、その結果吸気は適切に冷却されることになる。 By repeatedly performing the above control, the intake manifold 2 is cooled without any other cooling source other than the essential gas fuel, and as a result, the intake air is appropriately cooled.
次に、本発明に係るガス燃料エンジンの冷却制御装置の第五の実施形態について、図9および図10に基づいて説明する。なお、図9は第五の実施形態のガス燃料エンジンの冷却制御装置105を説明するための概略図であり、図10は図9におけるガス燃料エンジンの冷却制御装置105を制御するためのフローチャートの一例である。
Next, a fifth embodiment of the cooling control apparatus for a gas fuel engine according to the present invention will be described based on FIG. 9 and FIG. FIG. 9 is a schematic view for explaining the gas fuel engine
本第五の実施形態は、上記第二の実施形態と被冷却部位を吸気マニフォルドとして該吸気マニフォルド周りに被冷却部位冷却用通路を配置した構成とした点で相違し、また、上記第四の実施形態と低圧ガス燃料ライン32から分岐されて再度合流される冷却燃料ライン3Lを有しない点で相違する。
The fifth embodiment is different from the second embodiment in that the portion to be cooled is an intake manifold and a cooling portion cooling passage is disposed around the intake manifold. This embodiment is different from the embodiment in that the cooling
低圧ガス燃料ライン32は、熱交換器9内の通路91を経由して、デリバリパイプ4に接続されている。一方、冷媒ライン10は熱交換器9内の通路92を同様に経由して、被冷却部位冷却用通路21に接続されている。換言すると、冷媒ライン10は、通路92と被冷却部位冷却用通路21とで閉じた流路を形成し、低圧ガス燃料ライン32と冷媒ライン10は熱交換器9内で互いに熱交換をすることが可能にされている。そして、冷媒ライン10内の冷却された冷媒は循環用ポンプ10aにより循環させられ、吸気マニフォルド2が冷却可能にされている。
The low-pressure
次に、上記構成のガス燃料エンジンの冷却制御装置105の制御、具体的にはガス燃料エンジンの冷却制御装置105に対する循環用ポンプ10aの制御の一例について、図10に示す。図10のフローチャートは、上記第四の実施形態の図8のフローチャートと、ステップS804の「遮断弁3dを開く」やステップS805の「遮断弁3dを閉じる」が、ステップS1004の「循環用ポンプ10aをONにする」やステップS1005の「循環用ポンプ10aをOFFにする」になる点が相違するのみであるので、説明を省略する。なお、この相違点は、上記第一の実施形態と上記第二の実施形態の制御例における相違点と同じ理由に起因するものである。また、本第五の実施形態におけるステップS1001乃至ステップS1003は、上記第四の実施形態におけるステップS801乃至ステップS803に対応している。
Next, FIG. 10 shows an example of the control of the
次に、本発明に係るガス燃料エンジンの冷却制御装置の第六の実施形態について、図11および図12に基づいて説明する。なお、図11は第六の実施形態のガス燃料エンジンの冷却制御装置106を説明するための概略図であり、図12は図11におけるガス燃料エンジンの冷却制御装置106を制御するためのフローチャートの一例である。
Next, a sixth embodiment of the cooling control apparatus for a gas fuel engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a schematic view for explaining the gas fuel engine
なお、本第六の実施形態は、上記第三の実施形態と被冷却部位を吸気マニフォルドとして該吸気マニフォルド周りに被冷却部位冷却用通路を配置した構成とした点で相違し、また上記第四の実施形態と低圧ガス燃料ライン32から分岐されて再度合流される冷却燃料ライン3Lを有しない点で相違する。さらに、上記第五の実施形態と熱交換器9を有しない点で相違する。
The sixth embodiment is different from the third embodiment in that the portion to be cooled is an intake manifold and a cooling portion cooling passage is disposed around the intake manifold. This embodiment is different from the above embodiment in that the cooling
低圧ガス燃料ライン32は、上記の如く、レギュレータ3aで減圧された低圧ガス燃料を、接続されているデリバリパイプ4に流すべく配設されている。一方、冷媒ライン11はレギュレータ3a内を循環経由するべく、レギュレータ3a内に配設された冷媒通路3fに接続されている。また、被冷却部位冷却用通路21にも接続されている。これにより、燃料タンク31の高圧ガス燃料を低圧ガス燃料にするレギュレータ3aにおいて、冷媒ライン11内の冷媒が冷却される。そして、冷媒ライン11内の冷媒は循環用ポンプ11aにより循環させられて、吸気マニフォルド2は冷却されることになる。
As described above, the low-pressure
次に、上記構成のガス燃料エンジンの冷却制御装置106の制御、具体的にはガス燃料エンジンの冷却制御装置106における循環用ポンプ11aの制御の一例について、図12に示す。この図12のフローチャートは、上記第五の実施形態の図10のフローチャートと、ステップS1001がない点が相違するのみであるので、この制御例の説明を省略する。なお、本第六の実施形態におけるステップS1201乃至ステップS1204は、上記第五の実施形態におけるステップS1002乃至ステップS1005に対応している。
Next, FIG. 12 shows an example of the control of the
以上、本発明に係るガス燃料エンジンの冷却制御装置について、第一の実施形態から第六の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。具体的には、一のガス燃料エンジンの冷却制御装置において、排気通路に設けられたNSR触媒と吸気通路を共に冷却することとしても良い。また、上記第一の実施形態の制御の各ステップにおいて、判別の基準となる温度は、任意に設定できるものである。さらに、上記熱交換器9の通路91、92や、上記レギュレータ3aの冷媒通路3fは、低圧ガス燃料などで冷媒を冷却できれば任意の機構を有して任意の経路をたどってもよく、既存の技術を用いることが可能である。
As mentioned above, although the cooling control apparatus of the gas fuel engine which concerns on this invention was demonstrated based on 6th embodiment from 1st embodiment, this invention is not limited to these. Specifically, in the cooling control device for one gas fuel engine, both the NSR catalyst provided in the exhaust passage and the intake passage may be cooled. In each step of the control of the first embodiment, the temperature that serves as a criterion for determination can be arbitrarily set. Furthermore, the
1 エンジン本体
11 燃焼室
12 ピストンキャビティ
2 吸気マニフォルド
21 被冷却部位冷却用通路
3 ガス燃料供給システム
31 燃料タンク
32 低圧ガス燃料ライン
33 第一冷却燃料ライン
34 第二冷却燃料ライン
3L 冷却燃料ライン
3a レギュレータ
3b 温度センサ
3c 逆止弁
3d 遮断弁
3e 逆止弁
3f 冷媒通路
4 デリバリパイプ
41 CNG直噴インジェクタ
5 排気マニフォルド
6 排気管
61 第一排気管
62 第二排気管
63 第三排気管
7 三元触媒
8 NSR触媒
81 触媒収容流路
82 被冷却部位冷却用通路
9 熱交換器
91 通路
92 通路
10 冷媒ライン
10a 循環用ポンプ
11 冷媒ライン
11a 循環用ポンプ
300 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
被冷却部位の温度を検出または推定する被冷却部位温度取得手段と、
前記被冷却部位に配設された被冷却部位冷却用通路と、
前記レギュレータ下流の低圧ガス燃料ラインから分岐され、前記被冷却部位冷却用通路を介して前記デリバリパイプまたはその上流の低圧ガス燃料ラインに連通されると共に、逆流を防止する逆止弁を備える冷却燃料ラインと、
前記低圧ガス燃料ラインから前記冷却燃料ラインへの流量配分を変更する変更手段と、
前記被冷却部位温度取得手段により取得された温度が所定値を超えるときは、前記変更手段により前記低圧ガス燃料ラインから前記冷却燃料ラインへの流通を許容し、且つ、該取得温度が所定値未満のときは、前記変更手段により前記冷却燃料ラインへの流通を制限するように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするガス燃料エンジンの冷却制御装置。 A gas fuel engine cooling control device comprising a low-pressure gas fuel line that depressurizes high-pressure gas fuel in a fuel tank with a regulator and supplies the injectors to each injector via a delivery pipe,
A cooled part temperature acquisition means for detecting or estimating the temperature of the cooled part;
A passage for cooling a portion to be cooled disposed in the portion to be cooled;
Cooling fuel that is branched from the low-pressure gas fuel line downstream of the regulator, communicates with the delivery pipe or the low-pressure gas fuel line upstream thereof via the cooled portion cooling passage, and includes a check valve that prevents backflow Line,
Changing means for changing the flow distribution from the low-pressure gas fuel line to the cooling fuel line;
When the temperature acquired by the to-be-cooled part temperature acquisition unit exceeds a predetermined value, the change unit allows the flow from the low-pressure gas fuel line to the cooling fuel line, and the acquired temperature is less than the predetermined value. In this case, the control means for controlling the flow to the cooling fuel line by the changing means,
A cooling control device for a gas fuel engine, comprising:
被冷却部位の温度を検出または推定する被冷却部位温度取得手段と、
前記被冷却部位に配設された被冷却部位冷却用通路と、
前記レギュレータ下流の低圧ガス燃料ライン周りに配設された熱交換器と、
前記被冷却部位冷却用通路と前記熱交換器とに冷媒を循環させ、循環用ポンプが配置された冷媒ラインと、
前記被冷却部位温度取得手段により取得された温度が所定値を超えるときは、前記循環用ポンプを作動させ、該取得温度が所定値未満のときは、前記循環用ポンプの作動を停止させるように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするガス燃料エンジンの冷却制御装置。 A gas fuel engine cooling control device comprising a low-pressure gas fuel line that depressurizes high-pressure gas fuel in a fuel tank with a regulator and supplies the injectors to each injector via a delivery pipe,
A cooled part temperature acquisition means for detecting or estimating the temperature of the cooled part;
A passage for cooling a portion to be cooled disposed in the portion to be cooled;
A heat exchanger disposed around a low pressure gas fuel line downstream of the regulator;
Refrigerant is circulated through the cooled part cooling passage and the heat exchanger, and a refrigerant line in which a circulation pump is disposed;
When the temperature acquired by the cooled part temperature acquisition means exceeds a predetermined value, the circulation pump is operated, and when the acquired temperature is less than the predetermined value, the operation of the circulation pump is stopped. Control means for controlling;
A cooling control device for a gas fuel engine, comprising:
被冷却部位の温度を検出または推定する被冷却部位温度取得手段と、
前記被冷却部位に配設された被冷却部位冷却用通路と、
前記被冷却部位冷却用通路と前記レギュレータ内に配設された冷媒通路とに冷媒を循環させ、循環用ポンプが配置された冷媒ラインと、
前記被冷却部位温度取得手段により取得された温度が所定値を超えるときは、前記循環用ポンプを作動させ、該取得温度が所定値未満のときは、前記循環用ポンプの作動を停止させるように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするガス燃料エンジンの冷却制御装置。 A gas fuel engine cooling control device comprising a low-pressure gas fuel line that depressurizes high-pressure gas fuel in a fuel tank with a regulator and supplies the injectors to each injector via a delivery pipe,
A cooled part temperature acquisition means for detecting or estimating the temperature of the cooled part;
A passage for cooling a portion to be cooled disposed in the portion to be cooled;
Refrigerant is circulated through the cooling portion cooling passage and the refrigerant passage disposed in the regulator, and a refrigerant line in which a circulation pump is disposed;
When the temperature acquired by the cooled part temperature acquisition means exceeds a predetermined value, the circulation pump is operated, and when the acquired temperature is less than the predetermined value, the operation of the circulation pump is stopped. Control means for controlling;
A cooling control device for a gas fuel engine, comprising:
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- 2004-10-27 JP JP2004312765A patent/JP2006125249A/en not_active Withdrawn
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