JP2006220110A - Fuel control device for engine - Google Patents

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Tomoaki Saito
智明 齊藤
Hiroyasu Uchida
浩康 内田
Hiroshi Fujikawa
裕志 藤川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel control device for an engine capable of ensuring excellent engine startability when an opening failure occurs to a hydrogen-injection valve in a dual-fuel engine equipped with a hydrogen-injection valve for injecting and supplying gaseous hydrogen and a gasoline-injection valve for injecting and supplying gasoline. <P>SOLUTION: The fuel control device for the engine equipped with the hydrogen-injection valve for injecting and supplying gaseous hydrogen, and a gasoline-injection valve for injecting and supplying gasoline, is provided with a failure-detecting means for detecting the opening failure in which the hydrogen-injection valve is left open; a shut-off valve provided upstream of the hydrogen-injection valve in a hydrogen supply passage communicating with the hydrogen-injection valve and controlling the supply of hydrogen to the hydrogen-injection valve; and a control means for closing the shut-off valve and switching a fuel supply source to the gasoline-injection valve from the hydrogen-injection valve in the case of detecting the opening failure by the failure-detecting means. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、気体水素を噴射供給する水素噴射弁と、ガソリンを噴射供給するガソリン噴射弁とを備えたエンジンにおいて、燃焼室内への燃料供給を制御するためのエンジンの燃料制御装置に関する。   The present invention relates to an engine fuel control device for controlling fuel supply into a combustion chamber in an engine including a hydrogen injection valve for supplying gaseous hydrogen and a gasoline injection valve for supplying gasoline.

近年、低公害化を目的として、例えば圧縮天然ガス,液化プロパンガス,圧縮水素等の気体燃料として利用するエンジンを搭載した車両の開発が進められている。気体燃料を利用したエンジンにおいては、一般に、気体燃料が、ガソリンと比較して、その容積率が極めて大きく、また、(特に気体水素について)燃焼速度が速い等の特性を有することから、エア吸入量の確保や気体燃料供給量の制御が比較的難しく、また、エンジン始動時に、吸気系に残存した気体水素に新たな気体水素が加わることで水素濃度が高くなった混合気が吸気系で燃焼する現象(所謂バックファイヤ)、及び、エンジン始動時に、排気系に残存した未燃の気体水素を含む混合気が排気系で燃焼する現象(所謂アフターバーン)が生じるおそれがあり、これらの問題を解消するための対策が必要である。かかる対策の1つとして、従来では、例えば特開平5−214937号公報には、水素供給弁上流の水素供給通路に遮断弁を設けて、エンスト時に遮断弁を閉じることにより、バックファイヤやアフターバーンを回避することが提案されている。   In recent years, for the purpose of reducing pollution, vehicles equipped with engines that are used as gaseous fuels such as compressed natural gas, liquefied propane gas, and compressed hydrogen have been developed. In an engine using gaseous fuel, in general, gaseous fuel has characteristics such as an extremely large volume ratio compared to gasoline and a high combustion rate (especially for gaseous hydrogen). It is relatively difficult to secure the amount and control the supply amount of gaseous fuel. At the time of engine start, the gas mixture that has increased in hydrogen concentration due to the addition of new gaseous hydrogen to the gaseous hydrogen remaining in the intake system burns in the intake system. Phenomenon (so-called backfire), and when the engine starts, there is a possibility that a mixture containing unburned gaseous hydrogen remaining in the exhaust system burns in the exhaust system (so-called afterburn). Measures to eliminate it are necessary. As one of such measures, conventionally, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-214937, a shutoff valve is provided in a hydrogen supply passage upstream of a hydrogen supply valve, and the shutoff valve is closed at the time of engine stall, thereby providing backfire and afterburning. It has been proposed to avoid.

特開平5−214937号公報JP-A-5-214937

ところで、特に気体水素を利用するエンジンにおいては、燃焼室内へ気体水素を噴射する水素噴射弁が用いられるが、この水素噴射弁が開いたまま閉状態に戻らない故障(以下、開故障という)が発生した場合には、燃焼室内への水素漏れが生じる。作動室内に漏れた気体水素は未燃のまま吸気系や排気系に流れ込み、バックファイヤやアフターバーンの発生要因となり得る。水素噴射弁の開故障に起因する水素漏れの影響を抑制するには、まず、水素噴射弁の状態を把握し、水素噴射弁の開故障を的確に検出することが望ましい。そして、万一開故障が発生した場合にも、良好なエンジン始動性を確保することが望ましい。なお、上記特許文献1では、水素噴射弁の開故障に対処する技術についての開示,示唆は行われていない。   By the way, particularly in an engine using gaseous hydrogen, a hydrogen injection valve that injects gaseous hydrogen into the combustion chamber is used. However, a failure that does not return to the closed state while the hydrogen injection valve is open (hereinafter referred to as an open failure) occurs. If it occurs, hydrogen leaks into the combustion chamber. The gaseous hydrogen leaking into the working chamber flows into the intake system and the exhaust system without being burned, and can cause backfire and afterburn. In order to suppress the influence of hydrogen leakage caused by the open failure of the hydrogen injector, it is desirable to first grasp the state of the hydrogen injector and accurately detect the open failure of the hydrogen injector. In the event of an open failure, it is desirable to ensure good engine startability. In addition, in the said patent document 1, the indication and the suggestion about the technique which copes with the open failure of a hydrogen injection valve are not performed.

この発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、特に気体水素を噴射供給する水素噴射弁とガソリンを噴射供給するガソリン噴射弁とを備えたデュアルフューエルエンジンにおいて、水素噴射弁に開故障が発生した場合に、良好なエンジン始動性を確保することができるエンジンの燃料制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above technical problem. In particular, in a dual fuel engine having a hydrogen injection valve for supplying gaseous hydrogen and a gasoline injection valve for supplying gasoline, an open failure occurs in the hydrogen injection valve. An object of the present invention is to provide an engine fuel control device capable of ensuring good engine startability in the case of occurrence of the problem.

本願の請求項1に係る発明は、気体水素を噴射供給する水素噴射弁と、ガソリンを噴射供給するガソリン噴射弁とを備えたエンジンの燃料制御装置において、上記水素噴射弁が開いたままとなる開故障を検出する故障検出手段と、上記水素噴射弁に連通する水素供給通路内で該水素噴射弁の上流側に設けられ、該水素噴射弁への水素供給を制御する遮断弁と、上記故障検出手段により開故障が検出された場合に、上記遮断弁を閉塞させるとともに、燃料供給元を上記水素噴射弁からガソリン噴射弁に切り替える制御手段と、を有していることを特徴としたものである。   The invention according to claim 1 of the present application is an engine fuel control device including a hydrogen injection valve that injects gaseous hydrogen and a gasoline injection valve that injects and supplies gasoline, and the hydrogen injection valve remains open. A failure detecting means for detecting an open failure; a shutoff valve provided upstream of the hydrogen injector in a hydrogen supply passage communicating with the hydrogen injector; and controlling the hydrogen supply to the hydrogen injector; And a control means for closing the shutoff valve and switching the fuel supply source from the hydrogen injection valve to the gasoline injection valve when an open failure is detected by the detection means. is there.

また、本願の請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、上記制御手段は、上記故障検出手段により開故障が検出された場合、その検出時点から点火を所定時間停止して掃気を行い、掃気後に、燃料供給元を上記水素噴射弁からガソリン噴射弁に切り替えることを特徴としたものである。   Further, in the invention according to claim 2 of the present application, in the invention according to claim 1, when an open failure is detected by the failure detection means, the control means stops the ignition for a predetermined time from the detection time and performs scavenging. And after scavenging, the fuel supply source is switched from the hydrogen injection valve to the gasoline injection valve.

更に、本願の請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係る発明において、排気側での水素の存在を検出する水素検出手段が設けられており、上記制御手段は、上記水素検出手段により水素の存在が検出されなくなった時点で、燃料供給元を上記水素噴射弁からガソリン噴射弁に切り替えることを特徴としたものである。   Furthermore, the invention according to claim 3 of the present application is the invention according to claim 1 or 2, further comprising hydrogen detection means for detecting the presence of hydrogen on the exhaust side, wherein the control means is the hydrogen detection means. When the presence of hydrogen is no longer detected, the fuel supply source is switched from the hydrogen injection valve to the gasoline injection valve.

また、更に、本願の請求項4に係る発明は、請求項3に係る発明において、上記水素検出手段は、燃焼室に連通する排気通路内に設けられた酸素濃度センサにより構成されることを特徴としたものである。   Further, the invention according to claim 4 of the present application is the invention according to claim 3, wherein the hydrogen detection means is constituted by an oxygen concentration sensor provided in an exhaust passage communicating with the combustion chamber. It is what.

また、更に、本願の請求項5に係る発明は、請求項1〜4に係る発明のいずれか一において、更に、上記水素噴射弁と遮断弁との間の圧力を検出する圧力検出手段が設けられるとともに、上記制御手段が、エンジン始動に伴い上記遮断弁を一時的に開放した上で閉塞させるようになっており、上記故障検出手段は、上記エンジン始動に伴い上記制御手段により遮断弁が閉塞させられた後に、上記圧力検出手段により検出される圧力の変化に基づき開故障を検出することを特徴としたものである。   Furthermore, the invention according to claim 5 of the present application is the invention according to any one of claims 1 to 4, further comprising pressure detection means for detecting the pressure between the hydrogen injection valve and the shutoff valve. In addition, the control means opens the shut-off valve temporarily upon engine start and closes the shut-off valve, and the failure detection means closes the shut-off valve by the control means upon engine start-up. Then, an open failure is detected based on a change in pressure detected by the pressure detecting means.

本願の請求項1に係る発明によれば、水素噴射弁の開故障が検出された場合に、ガソリン供給により良好なエンジン始動性を確保することができる。   According to the first aspect of the present invention, when an open failure of the hydrogen injector is detected, good engine startability can be ensured by supplying gasoline.

また、本願の請求項2に係る発明によれば、水素の掃気後にガソリン供給への切替えが行われるため、残留水素によるアフターバーン等の異常燃焼の発生を抑制しつつ、ガソリン供給により良好なエンジン始動性を確保することができる。   Further, according to the invention according to claim 2 of the present application, since the switching to the gasoline supply is performed after the scavenging of hydrogen, an engine that is more favorable by the gasoline supply while suppressing the occurrence of abnormal combustion such as afterburn due to residual hydrogen. Startability can be ensured.

更に、本願の請求項3に係る発明によれば、水素掃気後に、実際に水素の存在が無くなったことが確認された時点でガソリン供給への切替えが行われるため、残留水素によるアフターバーン等の異常燃焼の発生をより確実に抑制しつつ、ガソリン供給により良好なエンジン始動性を確保することができる。   Furthermore, according to the invention according to claim 3 of the present application, after the hydrogen scavenging, when it is confirmed that the presence of hydrogen has actually disappeared, switching to gasoline supply is performed. Good engine startability can be secured by supplying gasoline while more reliably suppressing abnormal combustion.

また、更に、本願の請求項4に係る発明によれば、既存の酸素濃度センサを利用することで、排気通路内に残留する水素の存在を検出し、アフターバーン等の異常燃焼の発生を抑制することができる。   Furthermore, according to the invention according to claim 4 of the present application, by using an existing oxygen concentration sensor, the presence of hydrogen remaining in the exhaust passage is detected, and the occurrence of abnormal combustion such as afterburning is suppressed. can do.

また、更に、本願の請求項5に係る発明によれば、エンジン始動時に、水素噴射弁の開故障を検出することができる。   Furthermore, according to the invention of claim 5 of the present application, it is possible to detect an open failure of the hydrogen injection valve when starting the engine.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るロータリタイプの水素エンジンを概略的にあらわす図である。この水素エンジン1は、外形をなす構成として、トロコイド状の内周面を備えたロータハウジングHと、ロータRの平面方向に沿って広がるほぼ平面状のサイドハウジングHとを有している。これらハウジングH及びHが組み合わせられ、その内部に形成された内部空間にロータRが収納された状態で、ロータRの周囲には、ロータハウジングHの内周面とサイドハウジングHとにより、3つの燃焼室(以下、作動室という)E,E,Eが規定される。各作動室E,E,Eは、偏心軸CのまわりにおけるロータRの回転に伴い、拡大及び伸縮を繰り返し、ロータRが1回転する間に、各作動室E,E,Eにて吸気行程,圧縮行程,膨張行程,排気行程からなる一連の行程が完了される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a rotary type hydrogen engine according to an embodiment of the present invention. The hydrogen engine 1 has a rotor housing H 1 having a trochoidal inner peripheral surface and a substantially flat side housing H 2 that extends along the plane direction of the rotor R as an outer configuration. . In a state where the housings H 1 and H 2 are combined and the rotor R is housed in an internal space formed inside the housings H 1 and H 2 , the inner surface of the rotor housing H 1 , the side housing H 2 , Thus, three combustion chambers (hereinafter referred to as working chambers) E 1 , E 2 , E 3 are defined. Each working chamber E 1 , E 2 , E 3 repeats expansion and contraction as the rotor R rotates about the eccentric shaft C, and each working chamber E 1 , E 2 , E 3 , intake stroke in E 3, compression stroke, expansion stroke, a series of stroke is completed consisting exhaust stroke.

ロータハウジングHには、作動室E,E,E内に気体水素を直接に噴射する気体水素噴射弁(以下、直噴式水素インジェクタという)Iと、作動室E,E,E内に供給された燃料(気体水素又はガソリン)及びエアからなる混合気に点火するための点火プラグ7と、が設けられている。他方、サイドハウジングHには、吸気通路2に連通する吸気ポート2aが形成されるとともに、排気通路3に連通する排気ポート3aが形成されている。 The rotor housing H 1 includes a gaseous hydrogen injection valve (hereinafter referred to as a direct injection hydrogen injector) I 1 that directly injects gaseous hydrogen into the working chambers E 1 , E 2 , E 3 , and working chambers E 1 , E 2. , the spark plug 7 for igniting the air-fuel mixture consisting of supplied fuel (gaseous hydrogen or gasoline) and air in E 3, are provided. On the other hand, the side housing H 2 is formed with an intake port 2 a communicating with the intake passage 2 and an exhaust port 3 a communicating with the exhaust passage 3.

更に、本実施形態では、ロータハウジングHに設けられる直噴式水素インジェクタIに加えて、吸気通路2に取り付けられ、吸気通路2内にガソリンを噴射するガソリン噴射弁I(以下、ポート噴射式ガソリンインジェクタIという)が設けられるとともに、その上流側には、同様に吸気通路2に取り付けられ、吸気通路2内に気体水素を噴射する水素インジェクタI(以下、ポート噴射式水素インジェクタIという)が設けられている。そして、水素エンジン1における作動室内への燃料供給が必要とされる場合には、エンジン回転数,水素又はガソリンの燃料残量等の各種状態に応じて、若しくは、ドライバの要求に応じて、直噴式水素インジェクタI,ポート噴射式ガソリンインジェクタI,ポート噴射式水素インジェクタIの中から適正なものが選択される。 Furthermore, in this embodiment, in addition to the direct injection type hydrogen injector I 1 provided in the rotor housing H 1 , a gasoline injection valve I 2 (hereinafter referred to as port injection) that is attached to the intake passage 2 and injects gasoline into the intake passage 2. with that formula gasoline injector I 2) is provided, on its upstream side, likewise attached to the intake passage 2, a hydrogen injector I 3 for injecting gaseous hydrogen into the intake passage 2 (hereinafter, port injection hydrogen injector I 3 ). When the fuel supply to the working chamber of the hydrogen engine 1 is required, the fuel can be directly adjusted according to various conditions such as the engine speed, the remaining amount of hydrogen or gasoline, or according to the driver's request. An appropriate one is selected from the injection type hydrogen injector I 1 , the port injection type gasoline injector I 2 , and the port injection type hydrogen injector I 3 .

図2は、水素エンジン1及びそれに関連する構成を概念的にあらわす図である。この図から分かるように、直噴式水素インジェクタI,ポート噴射式ガソリンインジェクタI及びポート噴射式水素インジェクタIには、それぞれ、電磁弁V,V及びVが付属させられ、各インジェクタにおける燃料噴射は、各電磁弁の開閉動作に基づき制御される。なお、図2では、各インジェクタI,I,Iに対して、電磁弁V,V,Vが別個に設けられるように示されるが、実際には、電磁弁が各インジェクタ内部に組み込まれている。 FIG. 2 is a diagram conceptually showing the hydrogen engine 1 and the configuration related thereto. As can be seen from this figure, solenoid valves V 1 , V 2, and V 3 are attached to the direct injection hydrogen injector I 1 , the port injection type gasoline injector I 2, and the port injection type hydrogen injector I 3 , respectively. The fuel injection in the injector is controlled based on the opening / closing operation of each solenoid valve. In FIG. 2, the electromagnetic valves V 1 , V 2 , and V 3 are separately provided for the injectors I 1 , I 2 , and I 3 . Built in.

また、図2に示すように、本実施形態では、水素エンジン1の本体に対して、エンジン1の冷却水の水温を検出するための水温センサ18と、エンジン回転数を検出するためのエンジン回転数センサ19とが設けられている。また、吸気通路2には、吸気通路2内に流れる空気の温度を検出する吸気温センサ21が設けられ、他方、排気通路3には、作動室内の空燃比を算出すべく酸素濃度を検出するための酸素濃度センサ(所謂λセンサ)22が設けられている。   As shown in FIG. 2, in the present embodiment, with respect to the main body of the hydrogen engine 1, a water temperature sensor 18 for detecting the coolant temperature of the engine 1 and an engine rotation for detecting the engine speed. A number sensor 19 is provided. The intake passage 2 is provided with an intake air temperature sensor 21 that detects the temperature of the air flowing in the intake passage 2, while the exhaust passage 3 detects an oxygen concentration so as to calculate the air-fuel ratio in the working chamber. For this purpose, an oxygen concentration sensor (so-called λ sensor) 22 is provided.

更に、図2に示すように、エンジン本体をなすロータハウジングHに設けられた直噴式水素インジェクタIと、吸気通路2に取り付けられたポート噴射式水素インジェクタIとは、水素供給管9を介して、気体水素を貯留する水素貯留タンク14に接続されている。また、一方、吸気通路2に取り付けられたポート噴射式ガソリンインジェクタIは、ガソリン供給管13を介して、ガソリン貯留タンク(不図示)に接続されている。水素貯留タンク14の排出口には、水素貯留タンク14から水素供給管9への水素排出を制御すべく開閉制御される停止弁15が設けられている。更に、水素供給管9内には、直噴式水素インジェクタI及びポート噴射式水素インジェクタIの上流側で、各インジェクタに対する水素供給を制御すべく開閉する遮断弁16が設けられている。また、更に、水素供給管9内には、遮断弁16と直噴式水素インジェクタI及びポート噴射式水素インジェクタIとの間に、水素貯留タンク14内の水素残量を算出すべく水素供給管9内の残圧を検出するための圧力センサ17が設けられている。 Further, as shown in FIG. 2, the direct injection hydrogen injector I 1 provided in the rotor housing H 1 constituting the engine body and the port injection hydrogen injector I 3 attached to the intake passage 2 include a hydrogen supply pipe 9. Is connected to a hydrogen storage tank 14 for storing gaseous hydrogen. On the other hand, the port injection type gasoline injector I 2 attached to the intake passage 2 is connected to a gasoline storage tank (not shown) via a gasoline supply pipe 13. The discharge port of the hydrogen storage tank 14 is provided with a stop valve 15 that is controlled to be opened and closed to control hydrogen discharge from the hydrogen storage tank 14 to the hydrogen supply pipe 9. Further, in the hydrogen supply pipe 9, a shutoff valve 16 is provided on the upstream side of the direct injection type hydrogen injector I 1 and the port injection type hydrogen injector I 3 to open and close to control the hydrogen supply to each injector. Further, hydrogen is supplied into the hydrogen supply pipe 9 between the shutoff valve 16, the direct injection type hydrogen injector I 1 and the port injection type hydrogen injector I 3 in order to calculate the remaining amount of hydrogen in the hydrogen storage tank 14. A pressure sensor 17 for detecting the residual pressure in the pipe 9 is provided.

なお、特に図示しないが、水素エンジン1に関連する構成としては、吸気通路2内に設けられるエアクリーナ,吸入エア量を検出するエアフローセンサと、アクセルペダル(図示せず)の踏み込み量に応じて開閉されてエアを絞るスロットル弁,該スロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ,エアの流れを安定化させるサージタンク等、及び、排気通路3内に設けられる排気ガス浄化触媒,排気温センサ等、並びに、水素供給通路9又はガソリン供給通路13内に設けられ、各種インジェクタへ供給される燃料の流量を検出する燃料流量計等、上記以外の構成が設けられる。   Although not particularly shown, the configuration related to the hydrogen engine 1 includes an air cleaner provided in the intake passage 2, an air flow sensor for detecting the intake air amount, and opening / closing according to the amount of depression of an accelerator pedal (not shown). Throttle valve that throttles air, a throttle opening sensor that detects the opening of the throttle valve, a surge tank that stabilizes the air flow, an exhaust gas purification catalyst provided in the exhaust passage 3, an exhaust temperature sensor And other components such as a fuel flow meter that is provided in the hydrogen supply passage 9 or the gasoline supply passage 13 and detects the flow rate of the fuel supplied to the various injectors.

更に、図2に示すように、以上のような水素エンジン1及びそれに関連する構成を制御するコントロールユニット10が設けられている。このコントロールユニット10は、コンピュータからなる、水素エンジン1の総合的な制御装置であって、エアフローセンサによって検出される吸入エア量,水温センサ18によって検出されるエンジン水温,スロットル開度センサやアイドルスイッチ(アクセルペダル全閉時にオンされるスイッチであるが、ここでは不図示)によって検出されるスロットル開度,エンジン回転数センサ19によって検出されるエンジン回転数,排気温センサによって検出される排気温度,燃料流量計によって検出されるインジェクタへの燃料流量等の各種制御情報に基づいて、エンジン1の燃料噴射制御や点火時期調整制御などの各種制御を行うとともに、後で説明する水素インジェクタ(直噴式水素インジェクタI及びポート噴射式水素インジェクタI)の故障検出処理及び燃料供給制御処理を行うようになっている。なお、このコントロールユニット10は、その内部に、マイクロコンピュータ(不図示)を有しており、各インジェクタI,I,Iの駆動制御を含む各種制御を行うに際して実行される補正,演算,判定等の処理は、そのマイクロコンピュータによってなされる。 Further, as shown in FIG. 2, a control unit 10 is provided for controlling the hydrogen engine 1 and the related configuration as described above. The control unit 10 is a comprehensive control device for the hydrogen engine 1 comprising a computer, and includes an intake air amount detected by an air flow sensor, an engine water temperature detected by a water temperature sensor 18, a throttle opening sensor, and an idle switch. (A switch that is turned on when the accelerator pedal is fully closed, but not shown here), the throttle opening detected by the engine speed sensor 19, the engine speed detected by the engine speed sensor, the exhaust temperature detected by the exhaust temperature sensor, Based on various control information such as the fuel flow rate to the injector detected by the fuel flow meter, various controls such as fuel injection control and ignition timing adjustment control of the engine 1 are performed, and a hydrogen injector (direct injection type hydrogen) described later Injector I 1 and port injection type hydrogen injector The failure detection process and the fuel supply control process of I 3 ) are performed. The control unit 10 has a microcomputer (not shown) therein, and correction and calculation executed when various controls including drive control of the injectors I 1 , I 2 , and I 3 are performed. Processing such as determination is performed by the microcomputer.

続いて、水素エンジン1において、直噴式水素インジェクタI及びポート噴射式水素インジェクタIがエンジン回転数センサ19により検出されるエンジン回転数に応じて使い分けられ、また、その噴射タイミングが変更される、コントロールユニット10による制御について説明する。図3は、各エンジン回転数に応じて採用される水素インジェクタ及びその噴射タイミングをあらわす説明図である。まず、低回転領域(800〜2500rpm程度)では、直噴式水素インジェクタIが採用され、圧縮行程での噴射が実行される。ここでは、吸気行程中に体積が大きい気体水素を供給すると、水素のボリュームでエアが吸気ポート2aを介して作動室に十分に入らないという問題に対処して、吸気行程が済んだ後、圧縮行程時に、気体水素が供給され、燃料の充填効率の低下が抑制される。 Then, in the hydrogen engine 1, the direct-injection hydrogen injector I 1 and the port-injection hydrogen injector I 3 are selectively used in accordance with the engine rotational speed detected by the engine speed sensor 19, also the injection timing is changed The control by the control unit 10 will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a hydrogen injector employed according to each engine speed and its injection timing. First, in the low rotation region (about 800 to 2500 rpm), the direct injection type hydrogen injector I 1 is employed, and injection in the compression stroke is executed. Here, when gaseous hydrogen with a large volume is supplied during the intake stroke, the problem is that the volume of hydrogen does not allow air to sufficiently enter the working chamber via the intake port 2a. During the stroke, gaseous hydrogen is supplied, and a decrease in fuel charging efficiency is suppressed.

また、中回転領域(2500〜5000rpm程度)では、直噴式水素インジェクタIが採用され、吸気行程での噴射が実行される。ここでは、気体水素とエアとが分離したまま点火が行われると、異常燃焼が生じるという問題に対処して、吸気行程の早い段階で直噴式水素インジェクタIから気体水素が噴射され、ミキシング時間が確保されることで、気体水素とエアとのミキシング性が向上させられる。 Further, in the middle speed region (approximately 2500~5000Rpm), is adopted direct-injection hydrogen injector I 1, it is executed injection in the intake stroke. Here, in order to cope with the problem that abnormal combustion occurs when ignition is performed with the gaseous hydrogen and air separated, the gaseous hydrogen is injected from the direct injection hydrogen injector I 1 at an early stage of the intake stroke, and the mixing time is reached. By ensuring this, the mixing property of gaseous hydrogen and air is improved.

最後に、高回転領域(5000〜7000rpm程度)では、直噴式水素インジェクタI及びポート噴射式水素インジェクタIが併用される。ここでは、気体水素とエアとのミキシング性を向上させるべく、ポート噴射式水素インジェクタIが用いられ、予混合噴射が実行されると同時に、トルク低下を抑制すべく、直噴式水素インジェクタIが用いられ、圧縮行程での噴射が実行される。一例として、水素供給量の割合は、ポート噴射式水素インジェクタIからの供給量が80%であり、直噴式水素インジェクタIからの供給量が20%である。 Finally, in the high rotation region (about 5000~7000Rpm), the direct-injection hydrogen injector I 1 and the port-injection hydrogen injector I 3 are combined. Here, the port injection type hydrogen injector I 3 is used to improve the mixing property between gaseous hydrogen and air, and the premixed injection is executed. At the same time, the direct injection type hydrogen injector I 1 is used to suppress the torque drop. Are used to perform injection in the compression stroke. As an example, the ratio of hydrogen feed is 80% the amount supplied from the port injection hydrogen injector I 3, the supply amount from the direct-injection hydrogen injector I 1 is 20%.

ところで、前述したように、直噴式水素インジェクタI及びポート噴射式水素インジェクタIにおいて、閉状態に戻らない開故障が発生した場合には、燃焼室内への水素漏れが生じ、バックファイヤやアフターバーンの発生要因となり得るが、本実施形態では、開故障による水素漏れの影響を極力抑制するために、また、開故障が生じた場合にも良好なエンジン始動性を確保するために、以下のような水素インジェクタI及びIの故障検出処理及び燃料供給制御処理が実行されるようになっている。 By the way, as described above, when an open failure that does not return to the closed state occurs in the direct injection type hydrogen injector I 1 and the port injection type hydrogen injector I 3 , hydrogen leaks into the combustion chamber, causing backfire and after-treatment. In this embodiment, in order to suppress the influence of hydrogen leakage due to an open failure as much as possible, and to ensure good engine startability even when an open failure occurs, in the present embodiment, Such failure detection processing and fuel supply control processing of the hydrogen injectors I 1 and I 3 are executed.

まず、水素インジェクタI及びIの故障検出処理としては、エンジン始動に伴い、遮断弁16を一時的に開放した上で閉塞し、その後の遮断弁16と水素インジェクタI及びIとの間の圧力の変化を観察して、所定の条件が満たされた場合に、水素インジェクタI又はIの開故障が発生していると判断するという処理が実行される。 First, as a failure detection process for the hydrogen injectors I 1 and I 3 , the engine shuts down after the shut-off valve 16 is temporarily opened and closed with the engine start, and the subsequent shut-off valve 16 and the hydrogen injectors I 1 and I 3 A process of observing a change in pressure during this period and determining that an open failure of the hydrogen injector I 1 or I 3 has occurred when a predetermined condition is satisfied is executed.

また、良好なエンジン始動性を確保するための燃料供給制御処理としては、水素インジェクタI又はIの開故障が検出された場合に、遮断弁16を閉じるとともに、点火プラグ7による点火を所定時間停止して掃気を行い、掃気後に、燃料供給元を水素インジェクタI又はIからガソリンインジェクタIに切り替えるという処理が実行される。更に、燃料供給制御処理としては、異常燃焼を伴わないエンジン始動性を確保すべく、酸素濃度センサ22により水素の存在が検出されなくなった時点で、燃料供給元を水素インジェクタI又はIからガソリンインジェクタIに切り替えるという処理が実行される。 As a fuel supply control process for ensuring good engine startability, when an open failure of the hydrogen injector I 1 or I 3 is detected, the shutoff valve 16 is closed and ignition by the spark plug 7 is performed in a predetermined manner. After the scavenging, the fuel supply source is switched from the hydrogen injector I 1 or I 3 to the gasoline injector I 2 after the scavenging. Furthermore, as the fuel supply control process, to ensure the engine startability without abnormal combustion, when the presence of hydrogen by the oxygen concentration sensor 22 is not detected, the fuel supply source of hydrogen injector I 1 or I 3 process of switching to the gasoline injector I 2 is performed.

図4は、前述した水素インジェクタI及びIの故障検出処理実行中の各種パラメータの変化をあらわすタイムチャートである。ここでは、イグニションスイッチ(不図示)のオンオフ状態,遮断弁16の開閉状態,圧力センサ17により検出される水素圧力,開故障の発生状態をあらわす開故障フラグ(FLAG)の変化があらわされている。 FIG. 4 is a time chart showing changes in various parameters during execution of the failure detection process of the hydrogen injectors I 1 and I 3 described above. Here, a change in an open failure flag (FLAG) indicating an on / off state of an ignition switch (not shown), an open / close state of the shutoff valve 16, a hydrogen pressure detected by the pressure sensor 17, and an open failure occurrence state is shown. .

イグニションスイッチがオフ状態からオンされてエンジンが始動されるに伴い、閉状態にある遮断弁16が一時的に開放させられる。この遮断弁16の開放に応じて、圧力センサ17により検出される遮断弁16と水素インジェクタI及びIとの間の水素圧力は漸次的に上昇していく。その後、遮断弁16が閉塞させられ、その時点での水素圧力P1が検出される。そして、それ以降の水素圧力の変化が観察される。 As the ignition switch is turned on from the off state and the engine is started, the shutoff valve 16 in the closed state is temporarily opened. As the shut-off valve 16 is opened, the hydrogen pressure between the shut-off valve 16 and the hydrogen injectors I 1 and I 3 detected by the pressure sensor 17 gradually increases. Thereafter, the shutoff valve 16 is closed, and the hydrogen pressure P1 at that time is detected. And the change of the hydrogen pressure after that is observed.

より詳しくは、水素圧力P1と、遮断弁16の閉塞以降の水素圧力P2との差(P1−P2)が算出され、この差の変化が観察される。そして、実線で示すように、P2がP1から変化せずほぼ一定であれば、すなわち、P1−P2がほぼ0であれば、水素インジェクタI及びIからの水素漏れがなく、それらが正常に機能していると判断される。また、一方、破線で示すように、水素圧力P2が小さくなり、差(P1−P2)が所定値tより大きくなれば、その時点で、水素インジェクタI及びIから水素漏れが生じ、それらが正常に機能していないと判断される。この判断に伴い、故障フラグ(FLAG)が0から1に設定される。 More specifically, the difference (P1-P2) between the hydrogen pressure P1 and the hydrogen pressure P2 after the shutoff of the shutoff valve 16 is calculated, and a change in this difference is observed. Then, as shown by the solid line, if P2 is substantially constant without change from P1, i.e., if the P1-P2 is approximately 0, no leakage of hydrogen from the hydrogen injector I 1 and I 3, normally they It is judged that it is functioning. Also, whereas, as shown by the broken line, the hydrogen pressure P2 decreases, if the difference (P1-P2) is it becomes greater than the predetermined value t, at which time, the hydrogen leakage occurs from the hydrogen injector I 1 and I 3, these Is not functioning properly. Along with this determination, the failure flag (FLAG) is set from 0 to 1.

図5A及び5Bは、コントロールユニット10によりエンジン始動時に実行される水素インジェクタの故障検出処理及び燃料供給制御処理についてのフローチャートである。この処理では、まず、例えば図2に示す水素エンジン1に関連する構成により検出された各種信号が読み込まれ(#11)、それらの信号に基づき、水素エンジン1が始動されたか否か、すなわちイグニションがオフ状態からオンされたか否かが判断される(#12)。その結果、水素エンジン1が始動されていないと判断された場合には、ステップ#11に戻り、それ以降のステップが繰り返され、他方、水素エンジン1が始動されたと判断された場合には、ステップ#13へ進む。   5A and 5B are flowcharts of a hydrogen injector failure detection process and a fuel supply control process executed by the control unit 10 when the engine is started. In this process, first, for example, various signals detected by the configuration related to the hydrogen engine 1 shown in FIG. 2 are read (# 11), and based on those signals, whether or not the hydrogen engine 1 is started, that is, an ignition. Whether or not is turned on from the off state is determined (# 12). As a result, if it is determined that the hydrogen engine 1 has not been started, the process returns to step # 11, and the subsequent steps are repeated. On the other hand, if it is determined that the hydrogen engine 1 has been started, step S11 is performed. Proceed to # 13.

ステップ#13では、更に、水素インジェクタI及びIの故障が既に検出されたか否かが判断され、その結果、故障が検出済みであると判断された場合には、図5Aの丸数字1を経由して、図5Bのステップ#26へ進む。ステップ#26以降については後述する。また、一方、故障が未検出であると判断された場合には、引き続き、遮断弁16が開状態にされ(#14)、更に、第1のカウンタが1だけ増大させられる(C1←C1+1)(#15)。 At step # 13, further, it is determined whether or not a failure of the hydrogen injector I 1 and I 3 has already been detected, as a result, when a failure is determined to be already detected, circles in FIG. 5A numbers 1 Then, the process proceeds to step # 26 in FIG. 5B. Step # 26 and subsequent steps will be described later. On the other hand, if it is determined that no failure has been detected, the shutoff valve 16 is continuously opened (# 14), and the first counter is further increased by 1 (C1 ← C1 + 1). (# 15).

ステップ#15の後、第1のカウンタが所定値より大きいか否かが判断される(#16)。その結果、第1のカウンタが所定値以下であると判断された場合には、即時にリターンされる。また、一方、第1のカウンタが所定値より大きいと判断された場合には、遮断弁16が閉状態にされ(#17)、その時点で、圧力センサ17により遮断弁16と水素インジェクタI及びIとの間の水素圧力P1(図4参照)が検出される(#18)。そして、第2のカウンタが1だけ増大させられる(C2←C2+1)(#19)。 After step # 15, it is determined whether or not the first counter is greater than a predetermined value (# 16). As a result, when it is determined that the first counter is equal to or smaller than the predetermined value, the process immediately returns. On the other hand, if it is determined that the first counter is greater than the predetermined value, the shutoff valve 16 is closed (# 17), and at that time, the pressure sensor 17 causes the shutoff valve 16 and the hydrogen injector I 1. and the hydrogen pressure P1 (see FIG. 4) is detected between the I 3 (# 18). Then, the second counter is incremented by 1 (C2 ← C2 + 1) (# 19).

ステップ#19の後、第2のカウンタが所定値より大きいか否かが判断される(#20)。その結果、第2のカウンタが所定値以下であると判断された場合には、即時にリターンされる。また、一方、第2のカウンタが所定値より大きいと判断された場合には、引き続き、その時点で、圧力センサ17により遮断弁16と水素インジェクタI及びIとの間の水素圧力P2(図4参照)が検出される(#21)。 After step # 19, it is determined whether the second counter is greater than a predetermined value (# 20). As a result, if it is determined that the second counter is equal to or smaller than the predetermined value, the process immediately returns. Also, whereas, if the second counter is determined to be larger than the predetermined value continues, at that time, the hydrogen pressure between the shut-off valve 16 and the hydrogen injectors I 1 and I 3 by the pressure sensor 17 P2 ( 4) is detected (# 21).

ステップ#21の後、水素圧力P1とP2との差(P1−P2)が所定値より大きいか否かが判断される(#22)。その結果、P1−P2が所定値より大きいと判断された場合には、故障が発生しているとして、故障フラグ(FLAG)が1に設定され(#23)、他方、P1−P2が所定値以下であると判断された場合には、異常なしとして、故障フラグが0に保持される(#24)。ステップ#23及び#24の後、いずれも、第1及び第2のカウンタがリセットされる(#25)。以上で処理がリターンされる。   After step # 21, it is determined whether the difference (P1-P2) between the hydrogen pressures P1 and P2 is greater than a predetermined value (# 22). As a result, if it is determined that P1-P2 is greater than the predetermined value, it is determined that a failure has occurred, and the failure flag (FLAG) is set to 1 (# 23), while P1-P2 is set to the predetermined value. If it is determined that the following is true, the failure flag is held at 0 because there is no abnormality (# 24). After both steps # 23 and # 24, the first and second counters are reset (# 25). The process is returned as above.

ステップ#26では、故障フラグが1であるか否かが判断され、その結果、故障フラグが0であると判断された場合には、ステップ♯36へ進み、また、一方、故障フラグが1であると判断された場合には、遮断弁16が継続的に閉状態にされ(#27)、水素インジェクタI又はIが開状態にされ(#28)、これに伴い、点火が停止される(#29)。そして、第3のカウンタが1だけ増大させられる(C3←C3+1)(#30)。 In step # 26, it is determined whether or not the failure flag is 1. As a result, if it is determined that the failure flag is 0, the process proceeds to step # 36. If it is determined that there is a shutoff valve 16 is continuously being closed (# 27), the hydrogen injector I 1 or I 3 is opened (# 28), as a result, the ignition is stopped (# 29). Then, the third counter is incremented by 1 (C3 ← C3 + 1) (# 30).

ステップ#30の後、第3のカウンタが所定値より大きいか否かが判断される(#31)。その結果、第3のカウンタが所定値以下であると判断された場合には、即時にリターンされる。また、一方、第3のカウンタが所定値より大きいと判断された場合には、引き続き、酸素濃度センサ22により検出される酸素濃度が所定値より小さいか否かが判断される(#32)。その結果、酸素濃度が所定値以上であると判断された場合には、即時にリターンされ、他方、酸素濃度が所定値より小さいと判断された場合には、水素インジェクタI又はIが閉状態にされ(#33)、これに伴い、ガスインジェクタI2が開状態にされる(#34)。そして、第3のカウンタがリセットされる(#35)。 After step # 30, it is determined whether the third counter is greater than a predetermined value (# 31). As a result, if it is determined that the third counter is equal to or smaller than the predetermined value, the process immediately returns. On the other hand, if it is determined that the third counter is larger than the predetermined value, it is subsequently determined whether or not the oxygen concentration detected by the oxygen concentration sensor 22 is smaller than the predetermined value (# 32). As a result, when it is determined that the oxygen concentration is equal to or higher than the predetermined value, the process immediately returns. On the other hand, when it is determined that the oxygen concentration is lower than the predetermined value, the hydrogen injector I 1 or I 3 is closed. Accordingly, the gas injector I2 is opened (# 34). Then, the third counter is reset (# 35).

ステップ#36以降には、まず、圧力センサ17(図2参照)により検出された水素圧力が0.5MPaより大きいか否かが判断され(#36)、その結果、水素残圧が0.5MPa以下であると判断された場合には、水素貯留タンク14内の水素残量が十分でないとして、ステップ#32へ進み、前述したそれ以降のステップが行われる。また、一方、水素圧力が0.5MPaより大きいと判断された場合には、引き続き、水素貯留タンク14内の水素残量が十分にあるとして、遮断弁16が開状態にされ(#37)、図3を参照して説明したように、エンジン回転数に応じた直噴式水素インジェクタI及びポート噴射式水素インジェクタIの切替えが行われる(#38)。以上で処理がリターンされる。 After step # 36, it is first determined whether or not the hydrogen pressure detected by the pressure sensor 17 (see FIG. 2) is greater than 0.5 MPa (# 36). As a result, the residual hydrogen pressure is 0.5 MPa. If it is determined that the amount is below, the remaining hydrogen amount in the hydrogen storage tank 14 is not sufficient, and the process proceeds to step # 32, and the subsequent steps described above are performed. On the other hand, if it is determined that the hydrogen pressure is greater than 0.5 MPa, the shutoff valve 16 is continuously opened assuming that the hydrogen remaining amount in the hydrogen storage tank 14 is sufficient (# 37), As described with reference to FIG. 3, the direct injection type hydrogen injector I 1 and the port injection type hydrogen injector I 3 are switched according to the engine speed (# 38). The process is returned as above.

なお、前述した実施形態では、エンジン始動時に水素インジェクタの故障検出処理及び燃料供給制御処理が実行されたが、これに限定されることなく、かかる処理は例えばエンジン停止時に実行されてもよい。図6は、コントロールユニット10によりエンジン停止時に実行される水素インジェクタの故障検出処理及び燃料供給制御処理についてのフローチャートである。この処理では、まず、例えば図2に示す水素エンジン1に関連する構成により検出された各種信号が読み込まれ(#41)、それらの信号に基づき、水素エンジン1が停止されたか否か、すなわちイグニションがオン状態からオフされたか否かが判断される(#42)。その結果、水素エンジン1が停止されていないと判断された場合には、ステップ#41に戻り、それ以降のステップが繰り返され、他方、水素エンジン1が停止されたと判断された場合には、ステップ#43へ進む。   In the above-described embodiment, the hydrogen injector failure detection process and the fuel supply control process are executed when the engine is started. However, the present invention is not limited to this, and the process may be executed when the engine is stopped, for example. FIG. 6 is a flowchart of a hydrogen injector failure detection process and a fuel supply control process executed by the control unit 10 when the engine is stopped. In this process, first, for example, various signals detected by the configuration related to the hydrogen engine 1 shown in FIG. 2 are read (# 41), and based on those signals, whether or not the hydrogen engine 1 is stopped, that is, an ignition. Whether or not is turned off from the on state is determined (# 42). As a result, if it is determined that the hydrogen engine 1 is not stopped, the process returns to step # 41, and the subsequent steps are repeated. On the other hand, if it is determined that the hydrogen engine 1 is stopped, Proceed to # 43.

ステップ#43では、水素インジェクタI又はIの故障が既に検出されたか否かが判断され、その結果、故障が検出済みであると判断された場合には、即時にリターンされる。また、一方、故障が未検出であると判断された場合には、引き続き、遮断弁16が開状態にされ(#44)、更に、第1のカウンタが1だけ増大させられる(C1←C1+1)(#45)。 At step # 43, the failure of the hydrogen injector I 1 or I 3 is already determined whether detected, as a result, when a failure is determined to be already detected, the process is immediately returned. On the other hand, if it is determined that no failure has been detected, the shutoff valve 16 is continuously opened (# 44), and the first counter is further increased by 1 (C1 ← C1 + 1). (# 45).

ステップ#45の後、第1のカウンタが所定値より大きいか否かが判断される(#46)。その結果、第1のカウンタが所定値以下であると判断された場合には、即時にリターンされる。また、一方、第1のカウンタが所定値より大きいと判断された場合には、遮断弁16が閉状態にされ(#47)、その時点で、圧力センサ17により遮断弁16と水素インジェクタI及びIとの間の水素圧力P1(図4参照)が検出される(#48)。そして、第2のカウンタが1だけ増大させられる(C2←C2+1)(#49)。 After step # 45, it is determined whether or not the first counter is greater than a predetermined value (# 46). As a result, when it is determined that the first counter is equal to or smaller than the predetermined value, the process immediately returns. On the other hand, when it is determined that the first counter is larger than the predetermined value, the shutoff valve 16 is closed (# 47), and at that time, the pressure sensor 17 causes the shutoff valve 16 and the hydrogen injector I 1. and the hydrogen pressure P1 (see FIG. 4) is detected between the I 3 (# 48). Then, the second counter is incremented by 1 (C2 ← C2 + 1) (# 49).

ステップ#49の後、第2のカウンタが所定値より大きいか否かが判断される(#50)。その結果、第2のカウンタが所定値以下であると判断された場合には、即時にリターンされる。また、一方、第2のカウンタが所定値より大きいと判断された場合には、引き続き、その時点で、圧力センサ17により遮断弁16と水素インジェクタI及びIとの間の水素圧力P2(図4参照)が検出される(#51)。 After step # 49, it is determined whether the second counter is greater than a predetermined value (# 50). As a result, if it is determined that the second counter is equal to or smaller than the predetermined value, the process immediately returns. Also, whereas, if the second counter is determined to be larger than the predetermined value continues, at that time, the hydrogen pressure between the shut-off valve 16 and the hydrogen injectors I 1 and I 3 by the pressure sensor 17 P2 ( 4) is detected (# 51).

ステップ#51の後、水素圧力P1とP2との差(P1−P2)が所定値より大きいか否かが判断される(#52)。その結果、P1−P2が所定値より大きいと判断された場合には、故障が発生しているとして、故障フラグ(FLAG)が1に設定され(#53)、他方、P1−P2が所定値以下であると判断された場合には、異常なしとして、故障フラグが0に設定される(#54)。ステップ#53及び#54の後、いずれも、第1及び第2のカウンタがリセットされる(#55)。以上で処理がリターンされる。   After step # 51, it is determined whether the difference (P1-P2) between the hydrogen pressures P1 and P2 is greater than a predetermined value (# 52). As a result, if it is determined that P1-P2 is greater than the predetermined value, it is determined that a failure has occurred, and the failure flag (FLAG) is set to 1 (# 53), while P1-P2 is set to the predetermined value. If it is determined that the following is true, the failure flag is set to 0 because there is no abnormality (# 54). After both steps # 53 and # 54, the first and second counters are reset (# 55). The process is returned as above.

また、図7は、図6に示す処理に対応して、エンジン始動時に実行される処理についてのフローチャートである。この処理では、まず、例えば図2に示す水素エンジン1に関連する構成により検出された各種信号が読み込まれ(#61)、それらの信号に基づき、水素エンジン1が停止されたか否か、すなわちイグニションがオフ状態からオンされたか否かが判断される(#62)。その結果、水素エンジン1が始動されていないと判断された場合には、ステップ#61に戻り、それ以降のステップが繰り返され、他方、水素エンジン1が始動されたと判断された場合には、ステップ#63へ進む。   FIG. 7 is a flowchart of processing executed when the engine is started, corresponding to the processing shown in FIG. In this process, first, for example, various signals detected by the configuration related to the hydrogen engine 1 shown in FIG. 2 are read (# 61), and based on those signals, whether or not the hydrogen engine 1 is stopped, that is, an ignition. Whether or not is turned on from the off state is determined (# 62). As a result, if it is determined that the hydrogen engine 1 has not been started, the process returns to step # 61, and the subsequent steps are repeated. On the other hand, if it is determined that the hydrogen engine 1 has been started, step S61 is performed. Proceed to # 63.

ステップ#63では、故障フラグが1であるか否かが判断され、その結果、故障フラグが0であると判断された場合には、ステップ♯68へ進み、また、一方、故障フラグが1であると判断された場合には、遮断弁16が継続的に閉状態にされ(#64)、その後、ドライバに故障発生を報知するための故障表示が行われる(#65)。この故障表示としては、例えば、車載されたモニタ上に「水素インジェクタ故障」のメッセージを表示させても、あるいは、タコメータ等の計器とともにインパネに組み込まれた警報ランプを点灯させてもよい。ステップ#65の後、水素インジェクタI又はIが閉状態にされ(#66)、ガソリンインジェクタIが開状態にされる。以上で処理がリターンされる。 In step # 63, it is determined whether or not the failure flag is 1. As a result, if it is determined that the failure flag is 0, the process proceeds to step # 68. If it is determined that there is, the shutoff valve 16 is continuously closed (# 64), and then a failure display for notifying the driver of the occurrence of the failure is performed (# 65). As this failure display, for example, a message “hydrogen injector failure” may be displayed on a vehicle-mounted monitor, or an alarm lamp incorporated in an instrument panel together with an instrument such as a tachometer may be turned on. After the step # 65, the hydrogen injector I 1 or I 3 is closed (# 66), the gasoline injector I 2 is in the open state. The process is returned as above.

ステップ#68以降には、まず、圧力センサ17(図2参照)により検出された水素圧力が0.5MPaより大きいか否かが判断され(#68)、その結果、水素残圧が0.5MPa以下であると判断された場合には、水素貯留タンク14内の水素残量が十分でないとして、ステップ#66へ進み、前述したそれ以降のステップが行われる。また、一方、水素圧力が0.5MPaより大きいと判断された場合には、引き続き、水素貯留タンク14内の水素残量が十分にあるとして、図3を参照して説明したように、エンジン回転数に応じた直噴式水素インジェクタI及びポート噴射式水素インジェクタIの切替えが行われる(#69)。以上で処理がリターンされる。 After step # 68, it is first determined whether or not the hydrogen pressure detected by the pressure sensor 17 (see FIG. 2) is greater than 0.5 MPa (# 68). As a result, the residual hydrogen pressure is 0.5 MPa. If it is determined that the amount of hydrogen is below, the remaining hydrogen amount in the hydrogen storage tank 14 is not sufficient, and the process proceeds to step # 66, and the subsequent steps described above are performed. On the other hand, if it is determined that the hydrogen pressure is greater than 0.5 MPa, it is assumed that the remaining amount of hydrogen in the hydrogen storage tank 14 is sufficient, and as described with reference to FIG. The direct injection type hydrogen injector I 1 and the port injection type hydrogen injector I 3 are switched according to the number (# 69). The process is returned as above.

図5A及び5Bを参照して説明したように、エンジン始動時に水素インジェクタI及びIの故障検出処理及び燃料供給制御処理を実行する場合には、故障検出処理について、圧力の変化を観察する上で遮断弁16が閉塞させられるに伴い出力が停止すること、若しくは、水素インジェクタI及びIの開故障が検出された場合に、ガソリンインジェクタIへの切替えに応じて空燃比が変化し、これに伴い出力変化が生じることによって、ドライバに対して違和感がもたらされることがあるが、図6及び7を参照して説明したように、エンジン停止時に水素インジェクタI及びIの故障検出処理及び燃料供給制御処理を実行する場合には、出力停止又は出力変化がエンジン停止時における一現象としてドライバに認識されることとなり、こうした違和感を抑制することができる。 As described with reference to FIGS. 5A and 5B, when the failure detection process and the fuel supply control process of the hydrogen injectors I 1 and I 3 are executed at the time of engine start, a change in pressure is observed for the failure detection process. When the shutoff valve 16 is closed above, the output stops, or when an open failure of the hydrogen injectors I 1 and I 3 is detected, the air-fuel ratio changes according to switching to the gasoline injector I 2 . However, the change in output accompanying this may cause a sense of incongruity to the driver. However, as described with reference to FIGS. 6 and 7, the failure of the hydrogen injectors I 1 and I 3 when the engine is stopped. When executing the detection process and the fuel supply control process, the driver may recognize the output stop or output change as a phenomenon when the engine is stopped. It is possible to suppress such discomfort.

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、エンジン始動に伴い、遮断弁16を一時的に開放した上で閉塞し、その後の遮断弁16と水素インジェクタI及びIとの間の圧力の変化に基づき、水素インジェクタI又はIの開故障が検出されるため、水素噴射弁から燃焼室内への水素漏れの影響を抑制しつつ、水素噴射弁の開故障を検出することができる。また、水素インジェクタI又はIの開故障が検出された場合には、水素の掃気後に、燃料供給元を水素インジェクタI又はIからガソリンインジェクタIに切り替えるため、アフターバーン等の異常燃焼を防止しつつ、ガソリンでの始動が可能になり、良好なエンジン始動性を確保することができる。なお、水素掃気後には、酸素濃度センサ22により実際に水素の存在が無くなったことが確認された時点でガソリンインジェクタIへの切替えを行うため、良好なエンジン始動性をより確実に確保することができる。 As is apparent from the above description, according to the present invention, the engine is started, the shutoff valve 16 is temporarily opened and then closed, and the subsequent shutoff valve 16 and the hydrogen injectors I 1 and I 3 are closed. Since the open failure of the hydrogen injector I 1 or I 3 is detected based on the change in the pressure of the fuel, the open failure of the hydrogen injector is detected while suppressing the influence of hydrogen leakage from the hydrogen injector into the combustion chamber. Can do. In addition, when an open failure of the hydrogen injector I 1 or I 3 is detected, the fuel supply source is switched from the hydrogen injector I 1 or I 3 to the gasoline injector I 2 after scavenging hydrogen, so that an abnormality such as afterburning occurs. It is possible to start with gasoline while preventing combustion, and to ensure good engine startability. In addition, after the scavenging of hydrogen, switching to the gasoline injector I 2 is performed when it is confirmed by the oxygen concentration sensor 22 that there is actually no hydrogen present, so that good engine startability can be ensured more reliably. Can do.

なお、本発明は、例示された実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、前述した実施形態では、水素エンジン1として、ロータリエンジンが取り上げられたが、これに限定されることはなく、本発明は、レシプロエンジンにも適用可能である。   Note that the present invention is not limited to the illustrated embodiment, and it is needless to say that various improvements and design changes can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the rotary engine is taken up as the hydrogen engine 1, but the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a reciprocating engine.

本発明に係るエンジンの燃料制御装置は、自動車等の車両を含み、水素インジェクタ及びガソリンインジェクタを備えたデュアルフューエルエンジンが搭載されるものであれば、いかなるものにも適用可能である。   The fuel control apparatus for an engine according to the present invention is applicable to any apparatus as long as it includes a vehicle such as an automobile and is equipped with a dual fuel engine equipped with a hydrogen injector and a gasoline injector.

本発明の実施形態に係る水素エンジンを概略的にあらわす図である。1 is a diagram schematically showing a hydrogen engine according to an embodiment of the present invention. 上記水素エンジン及びそれに関連する構成を概念的にあらわす図である。FIG. 2 is a diagram conceptually showing the hydrogen engine and a configuration related thereto. 各エンジン回転数に応じて採用される水素インジェクタ及びその噴射タイミングをあらわす説明図である。It is explanatory drawing showing the hydrogen injector employ | adopted according to each engine speed, and its injection timing. 水素インジェクタの故障検出処理実行中の各種パラメータの変化をあらわすタイムチャートである。It is a time chart showing the change of various parameters during execution of failure detection processing of a hydrogen injector. コントロールユニットによりエンジン始動時に実行される水素インジェクタの故障検出処理及び燃料供給制御処理についての第1のフローチャートである。It is a 1st flowchart about the failure detection process of a hydrogen injector and the fuel supply control process which are performed at the time of engine starting by a control unit. コントロールユニットによりエンジン始動時に実行される水素インジェクタの故障検出処理及び燃料供給制御処理についての第2のフローチャートである。6 is a second flowchart of a hydrogen injector failure detection process and a fuel supply control process executed by the control unit when starting the engine. コントロールユニットによりエンジン停止時に実行される水素インジェクタの故障検出処理及び燃料供給制御処理についてのフローチャートである。5 is a flowchart of a hydrogen injector failure detection process and a fuel supply control process executed by the control unit when the engine is stopped. 図6に示す処理に対応して、エンジン始動時に実行される処理についてのフローチャートである。It is a flowchart about the process performed at the time of engine starting corresponding to the process shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…エンジン本体,2…吸気通路,3…排気通路,4…インジェクタ本体,5…ニードルバルブ,6…ソレノイドコイル,7…点火プラグ,9…水素供給通路,10…コントロールユニット,13…ガソリン供給通路,14…水素貯留タンク,15…停止弁,16…遮断弁,17…圧力センサ,18…水温センサ,19…エンジン回転数センサ,21…吸気温センサ,22…酸素濃度センサ,I…直噴式水素インジェクタ,I…ポート噴射式ガソリンインジェクタ,I…ポート噴射式水素インジェクタ,V,V,V…電磁弁。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine main body, 2 ... Intake passage, 3 ... Exhaust passage, 4 ... Injector main body, 5 ... Needle valve, 6 ... Solenoid coil, 7 ... Spark plug, 9 ... Hydrogen supply passage, 10 ... Control unit, 13 ... Gasoline supply passage, 14 ... hydrogen storage tank, 15 ... stop valve, 16 ... shutoff valve, 17 ... pressure sensor, 18 ... water temperature sensor, 19 ... engine speed sensor, 21 ... intake air temperature sensor, 22 ... oxygen sensor, I 1 ... Direct injection type hydrogen injector, I 2 ... port injection type gasoline injector, I 3 ... port injection type hydrogen injector, V 1 , V 2 , V 3 ... solenoid valve.

Claims (5)

気体水素を噴射供給する水素噴射弁と、ガソリンを噴射供給するガソリン噴射弁とを備えたエンジンの燃料制御装置において、
上記水素噴射弁が開いたままとなる開故障を検出する故障検出手段と、
上記水素噴射弁に連通する水素供給通路内で該水素噴射弁の上流側に設けられ、該水素噴射弁への水素供給を制御する遮断弁と、
上記故障検出手段により開故障が検出された場合に、上記遮断弁を閉塞させるとともに、燃料供給元を上記水素噴射弁からガソリン噴射弁に切り替える制御手段と、を有していることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
In an engine fuel control apparatus comprising a hydrogen injection valve for supplying gaseous hydrogen and a gasoline injection valve for supplying gasoline,
A failure detection means for detecting an open failure in which the hydrogen injection valve remains open;
A shutoff valve that is provided upstream of the hydrogen injection valve in a hydrogen supply passage that communicates with the hydrogen injection valve and controls the supply of hydrogen to the hydrogen injection valve;
And a control means for closing the shutoff valve and switching the fuel supply source from the hydrogen injection valve to the gasoline injection valve when an open failure is detected by the failure detection means. Engine combustion control device.
上記制御手段は、上記故障検出手段により開故障が検出された場合、その検出時点から点火を所定時間停止して掃気を行い、掃気後に、燃料供給元を上記水素噴射弁からガソリン噴射弁に切り替えることを特徴とする請求項1記載のエンジンの燃料制御装置。   When an open failure is detected by the failure detection means, the control means performs scavenging by stopping ignition for a predetermined time from the detection time, and after scavenging, switches the fuel supply source from the hydrogen injection valve to the gasoline injection valve. The fuel control apparatus for an engine according to claim 1. 更に、排気側での水素の存在を検出する水素検出手段が設けられており、
上記制御手段は、上記水素検出手段により水素の存在が検出されなくなった時点で、燃料供給元を上記水素噴射弁からガソリン噴射弁に切り替えることを特徴とする請求項1又は2にエンジンの燃料制御装置。
Furthermore, hydrogen detection means for detecting the presence of hydrogen on the exhaust side is provided,
The engine fuel control according to claim 1 or 2, wherein the control means switches the fuel supply source from the hydrogen injection valve to the gasoline injection valve when the presence of hydrogen is no longer detected by the hydrogen detection means. apparatus.
上記水素検出手段は、燃焼室に連通する排気通路内に設けられた酸素濃度センサにより構成されることを特徴とする請求項3記載のエンジンの燃料制御装置。   4. The fuel control apparatus for an engine according to claim 3, wherein the hydrogen detection means includes an oxygen concentration sensor provided in an exhaust passage communicating with the combustion chamber. 更に、上記水素噴射弁と遮断弁との間の圧力を検出する圧力検出手段が設けられるとともに、上記制御手段が、エンジン始動に伴い上記遮断弁を一時的に開放した上で閉塞させるようになっており、
上記故障検出手段は、上記エンジン始動に伴い上記制御手段により遮断弁が閉塞させられた後に、上記圧力検出手段により検出される圧力の変化に基づき開故障を検出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一に記載のエンジンの燃料制御装置。
Furthermore, pressure detecting means for detecting the pressure between the hydrogen injection valve and the shutoff valve is provided, and the control means opens the shutoff valve temporarily upon engine start and closes it. And
2. The failure detection means detects an open failure based on a change in pressure detected by the pressure detection means after the shut-off valve is closed by the control means as the engine starts. The fuel control apparatus of the engine as described in any one of -4.
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