JP2006220110A - Fuel control device for engine - Google Patents
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Abstract
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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H1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H2とを有している。これらハウジングH1及びH2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H1の内周面とサイドハウジングH2とにより、3つの燃焼室(以下、作動室という)E1,E2,E3が規定される。各作動室E1,E2,E3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E1,E2,E3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
ロータハウジングH1には、作動室E1,E2,E3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)I1と、作動室E1,E2,E3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H2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
更に、本実施形態では、ロータハウジングH1に設けられる直噴式水素インジェクタI1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I2(以下、ポート噴射式ガソリンインジェクタI2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I3(以下、ポート噴射式水素インジェクタI3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I1,ポート噴射式ガソリンインジェクタI2,ポート噴射式水素インジェクタI3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
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I1,ポート噴射式ガソリンインジェクタI2及びポート噴射式水素インジェクタI3には、それぞれ、電磁弁V1,V2及びV3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I1,I2,I3に対して、電磁弁V1,V2,V3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
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
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H1に設けられた直噴式水素インジェクタI1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I3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I2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I1及びポート噴射式水素インジェクタI3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I1及びポート噴射式水素インジェクタI3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
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
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I1及びポート噴射式水素インジェクタI3)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I1,I2,I3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
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I1及びポート噴射式水素インジェクタI3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I1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
また、中回転領域(2500〜5000rpm程度)では、直噴式水素インジェクタI1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I1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I1及びポート噴射式水素インジェクタI3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I3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I1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I3からの供給量が80%であり、直噴式水素インジェクタI1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I1及びポート噴射式水素インジェクタI3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I1及びI3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I1及びI3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I1及びI3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I1又はI3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
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I1又はI3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I1又はI3からガソリンインジェクタI2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I1又はI3からガソリンインジェクタI2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
図4は、前述した水素インジェクタI1及びI3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
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I1及びI3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
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I1及びI3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I1及びI3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
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
ステップ#13では、更に、水素インジェクタI1及びI3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
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I1及びI3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
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I1及びI3との間の水素圧力P2(図4参照)が検出される(#21)。
After
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
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I1又はI3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
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I1又はI3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
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I1及びポート噴射式水素インジェクタI3の切替えが行われる(#38)。以上で処理がリターンされる。
After
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
ステップ#43では、水素インジェクタI1又はI3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
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I1及びI3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
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I1及びI3との間の水素圧力P2(図4参照)が検出される(#51)。
After
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
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
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I1又はI3が閉状態にされ(#66)、ガソリンインジェクタI2が開状態にされる。以上で処理がリターンされる。
In
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I1及びポート噴射式水素インジェクタI3の切替えが行われる(#69)。以上で処理がリターンされる。
After
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I1及びI3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I1及びI3の開故障が検出された場合に、ガソリンインジェクタI2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I1及びI3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
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I1及びI3との間の圧力の変化に基づき、水素インジェクタI1又はI3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I1又はI3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I1又はI3からガソリンインジェクタI2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I2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
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
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.
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,I1…直噴式水素インジェクタ,I2…ポート噴射式ガソリンインジェクタ,I3…ポート噴射式水素インジェクタ,V1,V2,V3…電磁弁。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015004938A1 (en) * | 2013-07-08 | 2015-01-15 | 三菱重工業株式会社 | Fuel-gas supply/purge system for diesel engine |
JP2020070788A (en) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | スズキ株式会社 | Vehicle control device for bifuel vehicle |
JP2020190248A (en) * | 2020-08-03 | 2020-11-26 | ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 | engine |
-
2005
- 2005-02-14 JP JP2005035850A patent/JP2006220110A/en active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015004938A1 (en) * | 2013-07-08 | 2015-01-15 | 三菱重工業株式会社 | Fuel-gas supply/purge system for diesel engine |
JP2015014273A (en) * | 2013-07-08 | 2015-01-22 | 三菱重工業株式会社 | Fuel gas supplying/purging system of diesel engine |
CN105102790A (en) * | 2013-07-08 | 2015-11-25 | 三菱重工业株式会社 | Fuel-gas supply/purge system for diesel engine |
KR101767893B1 (en) * | 2013-07-08 | 2017-08-18 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | Fuel-gas supply/purge system for diesel engine and diesel engine |
CN105102790B (en) * | 2013-07-08 | 2018-08-17 | 三菱重工业株式会社 | fuel gas supply/cleaning system of diesel engine |
JP2020070788A (en) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | スズキ株式会社 | Vehicle control device for bifuel vehicle |
JP7211015B2 (en) | 2018-11-02 | 2023-01-24 | スズキ株式会社 | Vehicle control device for bi-fuel vehicle |
JP2020190248A (en) * | 2020-08-03 | 2020-11-26 | ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 | engine |
JP7022792B2 (en) | 2020-08-03 | 2022-02-18 | ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 | engine |
JP2022065013A (en) * | 2020-08-03 | 2022-04-26 | ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 | engine |
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