JP2007100709A - Method and device for controlling fuel change-over internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料として複数種類を切り替えて用いる内燃機関制御方法及び内燃機関制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control method and an internal combustion engine control device that use a plurality of types as fuel.
燃料として複数種類を切り替えて用いる内燃機関、例えば、車両用として用いられるバイフューエルエンジンが知られている。このバイフューエルエンジンは例えばガソリンとCNG(圧縮天然ガス)との2種類を燃料として使用している。このことにより都市部での走行ではNOx等の排気有害成分低減の観点からCNGを燃料として内燃機関の運転を行い、郊外での走行ではCNGより高出力のガソリンを燃料として内燃機関を運転することができる。 2. Description of the Related Art An internal combustion engine that is used by switching a plurality of types as a fuel, for example, a bi-fuel engine used for a vehicle is known. This bi-fuel engine uses, for example, two types of fuel, gasoline and CNG (compressed natural gas) as fuel. This makes it possible to drive the internal combustion engine using CNG as a fuel when driving in urban areas from the viewpoint of reducing harmful exhaust components such as NOx, and to drive the internal combustion engine using gasoline with a higher output than CNG when driving in the suburbs. Can do.
しかし上述したごとく必要に応じて燃料の種類を切り替える場合、燃料の性質が異なるために、切替前の燃料により得られている内燃機関の運転状態を継続したり円滑に変更することができないことがある。 However, as described above, when the type of fuel is switched as necessary, the operating state of the internal combustion engine obtained by the fuel before switching cannot be continued or smoothly changed because the nature of the fuel is different. is there.
例えばガソリンとCNGとでは同じ条件ではCNGを燃料とした方が機関出力が低くなる。このためガソリンにて内燃機関を高出力側にて運転している時に、CNGに切り替えた場合には、スロットル開度を全開にしても切替前の機関出力を達成することができず、トルクダウンが生じて運転者に違和感を与えるおそれがある。 For example, under the same conditions for gasoline and CNG, engine output is lower when CNG is used as fuel. For this reason, when the internal combustion engine is operated with gasoline on the high output side and is switched to CNG, the engine output before switching cannot be achieved even if the throttle opening is fully opened, and the torque is reduced. May cause the driver to feel uncomfortable.
又、ガソリンが液体燃料であるため、噴射されたガソリンの一部が吸気通路壁などに付着する。このためCNGに切り替わっても、付着しているガソリンが全て気化するまでは、CNGのみが供給されるわけではなく、ガソリンとCNGとの混合状態で燃焼室に供給される。したがって内燃機関の運転制御を燃料切替操作と同時にガソリン用の操作からCNG用の操作に切り替えると、ノッキングが悪化したりすることにより内燃機関運転性が悪化するおそれがある。 Further, since gasoline is a liquid fuel, a part of the injected gasoline adheres to the intake passage wall and the like. For this reason, even if it switches to CNG, until all the adhering gasoline is vaporized, not only CNG is supplied, but it is supplied to the combustion chamber in a mixed state of gasoline and CNG. Therefore, if the operation control of the internal combustion engine is switched from the operation for gasoline to the operation for CNG at the same time as the fuel switching operation, knocking may be deteriorated and the operability of the internal combustion engine may be deteriorated.
本発明は、燃料として複数種類を切り替えて用いる内燃機関において燃料切替時に内燃機関の運転性の悪化を防止することを目的とするものである。 An object of the present invention is to prevent deterioration of operability of an internal combustion engine at the time of fuel switching in an internal combustion engine that uses a plurality of types as fuel.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の燃料切替内燃機関制御方法は、複数種類の燃料を切り替え要求に応じて用いる内燃機関の制御方法であって、燃料の種類を燃料Aから燃料Bへ切り替える要求があった時に、該切り替え要求時の機関回転数における前記燃料Aの燃焼による機関出力が、前記機関回転数における前記燃料Bの燃焼により可能な最大機関出力より大きい場合には、前記燃料Bへの切り替えを禁止することを特徴とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The fuel switching internal combustion engine control method according to
燃料Aの燃焼による現在の機関回転数における機関出力が同機関回転数における燃料Bの燃焼により可能な最大機関出力より大きい場合には、切り替え時に機関出力を最大限となるようにスロットルバルブ等を操作しても、燃料Bへの切り替えによるトルクダウンを避けることはできない。このような状況では、燃料Aから燃料Bへの切り替えを禁止して、内燃機関のトルクダウンを避けることにより、内燃機関の運転者に違和感を与えないようにしている。このようにして燃料として複数種類を切り替えて用いる内燃機関において燃料切替時に内燃機関の運転性の悪化を防止することができる。 If the engine output at the current engine speed due to the combustion of fuel A is greater than the maximum engine output possible due to the combustion of fuel B at the same engine speed, a throttle valve or the like is set so as to maximize the engine output at the time of switching. Even if operated, torque reduction due to switching to fuel B cannot be avoided. In such a situation, switching from the fuel A to the fuel B is prohibited to avoid a torque reduction of the internal combustion engine so that the driver of the internal combustion engine does not feel uncomfortable. In this way, in an internal combustion engine that uses a plurality of types as fuel, it is possible to prevent deterioration of the operability of the internal combustion engine when the fuel is switched.
尚、燃料Aから燃料Bへ切り替える要求があった時に、該切り替え要求時の機関回転数における燃料Aの燃焼による機関出力が同機関回転数における燃料Bの燃焼により可能な最大機関出力より大きい状態となっているのは一時的である。したがって燃料Aから燃料Bへの切り替えを禁止したとしても、短時間後に、切り替え要求時の機関回転数における燃料Aの燃焼による機関出力が同機関回転数における燃料Bの燃焼により可能な最大機関出力より大きい状態は解消される。このため上記燃料の切り替え禁止が、燃料として複数種類を切り替えて用いる内燃機関の特性を阻害することはない。 When there is a request to switch from fuel A to fuel B, the engine output due to combustion of fuel A at the engine speed at the time of the switching request is greater than the maximum engine output possible due to combustion of fuel B at that engine speed. It is temporary. Therefore, even if switching from fuel A to fuel B is prohibited, the engine output due to combustion of fuel A at the engine speed at the time of the switching request is the maximum engine output possible due to combustion of fuel B at the same engine speed even after a short time. Larger conditions are eliminated. Therefore, the prohibition of fuel switching does not hinder the characteristics of an internal combustion engine that uses a plurality of types as fuel.
請求項2に記載の燃料切替内燃機関制御方法は、複数種類の燃料を切り替え要求に応じて用いる内燃機関の制御方法であって、自動的に燃料切り替えの要求が行われる時には、燃料の種類を燃料Aから燃料Bへ切り替える要求があった時に、該切り替え要求時の機関回転数における前記燃料Aの燃焼による機関出力が、前記機関回転数における前記燃料Bの燃焼により可能な最大機関出力より大きい場合には、前記燃料Bへの切り替えを禁止し、機関運転者の指示により燃料の種類を燃料Aから燃料Bへ切り替える要求を行う時には、該切り替え要求時の機関回転数における前記燃料Aの燃焼による機関出力が、前記機関回転数における前記燃料Bの燃焼により可能な最大機関出力より大きい場合でも、前記燃料Bへの切り替えの禁止は実行しないことを特徴とする。
The fuel switching internal combustion engine control method according to
すなわち、自動で燃料を切り替える要求を行う場合は機関運転者が予測し得ないことから前記請求項1のごとくの切り替え禁止を実行する。しかし、機関運転者が意識して燃料を切り替える要求を行う場合は、機関運転者自身が内燃機関に生じる状態変化を予測しているので、内燃機関のトルクダウンが生じたとしても機関運転者に違和感を与えることはない。このため機関運転者の指示により燃料の種類を切り替える要求を行う時には、前記燃料Bへの切り替えの禁止は実行しない。したがって迅速に内燃機関を燃料Bの燃焼に切り替えることができる。 That is, when the request for switching the fuel automatically is made, the engine driver cannot predict, so the switching prohibition is executed as in the first aspect. However, when the engine driver makes a request to switch fuel consciously, the engine driver predicts a state change that occurs in the internal combustion engine, so even if a torque down of the internal combustion engine occurs, There is no sense of incongruity. For this reason, when making a request to switch the fuel type in accordance with an instruction from the engine driver, the prohibition of switching to the fuel B is not executed. Therefore, the internal combustion engine can be quickly switched to the combustion of the fuel B.
このように、いずれの場合も内燃機関の運転者に違和感を与えないようにできる。そして前述したごとく燃料切り替え禁止も一時的であり内燃機関の特性を阻害することはない。このため燃料として複数種類を切り替えて用いる内燃機関において燃料切替時に内燃機関の運転性の悪化を防止することができる。 Thus, in any case, it is possible to prevent the driver of the internal combustion engine from feeling uncomfortable. As described above, prohibition of fuel switching is also temporary and does not hinder the characteristics of the internal combustion engine. For this reason, in an internal combustion engine that uses a plurality of types as fuel, it is possible to prevent deterioration of the drivability of the internal combustion engine when the fuel is switched.
請求項3に記載の燃料切替内燃機関制御方法では請求項1又は2において、前記燃料Aはガソリンであり、前記燃料BはCNG又はLPGであることを特徴とする。
より具体的には、燃料Aとしてはガソリンを、燃料BとしてはCNG又はLPGを挙げることができ、前述したごとく内燃機関の運転者に違和感を与えないようにできる。
A fuel-switching internal combustion engine control method according to a third aspect is characterized in that, in the first or second aspect, the fuel A is gasoline and the fuel B is CNG or LPG.
More specifically, the fuel A can be gasoline, and the fuel B can be CNG or LPG. As described above, the driver of the internal combustion engine can be made uncomfortable.
請求項4に記載の燃料切替内燃機関制御方法では、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記最大機関出力とは、前記切り替え要求時の機関回転数にて吸入空気量を最大にした場合の燃料Bの燃焼により得られる機関出力であることを特徴とする。
In the fuel switching internal combustion engine control method according to claim 4, in any one of
ここでは、最大機関出力として、切り替え要求時の機関回転数にて吸入空気量を最大にした場合に燃料Bについて得られる機関出力を用いる。この最大機関出力を例えば切り替え時の内燃機関の運転状態に基づいてマップや計算式などから求めることにより、前述したごとく切り替え禁止有無を判断すれば、内燃機関の運転者に違和感を与えないようにできる。 Here, as the maximum engine output, the engine output obtained for the fuel B when the intake air amount is maximized at the engine speed at the time of the switching request is used. By determining the maximum engine output from a map or a calculation formula based on the operating state of the internal combustion engine at the time of switching, for example, as described above, whether or not switching is prohibited is determined so as not to give the driver of the internal combustion engine a sense of incongruity. it can.
請求項5に記載の燃料切替内燃機関制御装置は、複数種類の燃料を切り替え要求に応じて用いる内燃機関の制御装置であって、燃料の種類を切り替える要求を検出する切替要求検出手段と、前記切替要求検出手段にて検出された要求に応じて燃料の種類を切り替える燃料切替手段と、前記切替要求検出手段にて燃料Aから燃料Bへの切り替え要求が検出された場合に、該要求時の機関回転数における前記燃料Aの燃焼による機関出力を算出する要求時出力算出手段と、前記切替要求検出手段にて燃料Aから燃料Bへの切り替え要求が検出された場合に、該要求時の機関回転数における前記燃料Bの燃焼により可能な最大機関出力を算出する切替後最大機関出力算出手段と、前記要求時出力算出手段にて算出される機関出力が、前記切替後最大機関出力算出手段にて算出される最大機関出力より小さい場合には、前記燃料切替手段による燃料Bへの切り替えを許可し、前記機関出力が前記最大機関出力より大きい場合には前記燃料切替手段による燃料Bへの切り替えを禁止する燃料切替制御手段とを備えたことを特徴とする。 A fuel-switching internal combustion engine control device according to claim 5 is a control device for an internal-combustion engine that uses a plurality of types of fuel in response to a switching request, the switching request detection means for detecting a request to switch the fuel type, A fuel switching unit that switches the fuel type according to the request detected by the switching request detection unit, and a switching request from the fuel A to the fuel B detected by the switching request detection unit. When the request output calculation means for calculating the engine output due to the combustion of the fuel A at the engine speed and the switching request detection means detect the switching request from the fuel A to the fuel B, the engine at the time of the request The maximum engine output calculation means after switching for calculating the maximum engine output possible by the combustion of the fuel B at the number of revolutions, and the engine output calculated by the demand output calculation means are the maximum after switching. When the engine output is smaller than the maximum engine output calculated by the power output calculation means, the switching to the fuel B by the fuel switching means is permitted. When the engine output is larger than the maximum engine output, the fuel switching means Fuel switching control means for prohibiting switching to fuel B is provided.
燃料切替制御手段は、切り替え要求時の機関回転数における燃料Aによる機関出力が切り替え要求時の機関回転数における燃料Bによる最大機関出力より小さい場合には、燃料切り替え時のトルクダウンを回避できるので燃料Aから燃料Bへの切り替えを許可する。しかし切り替え要求時の機関回転数における燃料Aによる機関出力が切り替え要求時の機関回転数における燃料Bによる最大機関出力より大きい場合には、燃料切り替え時のトルクダウンを回避できないので燃料Aから燃料Bへの切り替えを禁止する。このことによりトルクダウンを回避して、内燃機関の運転者に違和感を与えないようにしている。こうして燃料として複数種類を切り替えて用いる内燃機関において燃料切替時に内燃機関の運転性の悪化を防止することができる。 The fuel switching control means can avoid a torque reduction at the time of fuel switching when the engine output by fuel A at the engine speed at the time of switching request is smaller than the maximum engine output by fuel B at the engine speed at the time of switching request. Switching from fuel A to fuel B is permitted. However, if the engine output by fuel A at the engine speed at the time of switching request is greater than the maximum engine output by fuel B at the engine speed at the time of switching request, torque reduction at the time of fuel switching cannot be avoided, so fuel A to fuel B Switching to is prohibited. This avoids torque reduction and prevents the driver of the internal combustion engine from feeling uncomfortable. In this way, in an internal combustion engine that uses a plurality of types as fuel, it is possible to prevent deterioration of the operability of the internal combustion engine when the fuel is switched.
尚、燃料Aから燃料Bへ切り替える要求が検出された時に、該切り替え要求時の機関回転数における燃料Aによる機関出力が同機関回転数における燃料Bによる最大機関出力より大きい状態となるのは、一時的である。したがって燃料切替制御手段が燃料Aから燃料Bへの切り替えを禁止したとしても、短時間の後に、切り替え要求時の機関回転数における燃料Aの燃焼による機関出力が同機関回転数における燃料Bの燃焼により可能な最大機関出力より大きい状態は解消される。このため燃料切替制御手段は燃料Aから燃料Bへの切り替えを許可することになるので、燃料切替制御手段による燃料の切り替え禁止が、燃料として複数種類を切り替えて用いる内燃機関の特性を阻害することはない。 When a request for switching from fuel A to fuel B is detected, the engine output by fuel A at the engine speed at the time of the switch request is greater than the maximum engine output by fuel B at the engine speed. Temporary. Therefore, even if the fuel switching control means prohibits the switching from the fuel A to the fuel B, after a short time, the engine output due to the combustion of the fuel A at the engine speed at the time of the switching request is the combustion of the fuel B at the engine speed. The condition larger than the maximum possible engine output is eliminated. For this reason, since the fuel switching control means permits the switching from the fuel A to the fuel B, the prohibition of the fuel switching by the fuel switching control means hinders the characteristics of the internal combustion engine used by switching a plurality of types as the fuel. There is no.
請求項6に記載の燃料切替内燃機関制御装置は、複数種類の燃料を切り替え要求に応じて用いる内燃機関の制御装置であって、燃料の種類を切り替える要求を検出する切替要求検出手段と、前記切替要求検出手段にて検出された要求に応じて燃料の種類を切り替える燃料切替手段と、前記切替要求検出手段にて燃料Aから燃料Bへの切り替え要求が検出された場合に、該要求時の機関回転数における前記燃料Aの燃焼による機関出力を算出する要求時出力算出手段と、前記切替要求検出手段にて燃料Aから燃料Bへの切り替え要求が検出された場合に、該要求時の機関回転数における前記燃料Bの燃焼により可能な最大機関出力を算出する切替後最大機関出力算出手段と、前記切替要求検出手段にて検出される前記切り替え要求が自動的になされたものである時には、前記要求時出力算出手段にて算出される機関出力が、前記切替後最大機関出力算出手段にて算出される最大機関出力より小さい場合には、前記燃料切替手段による燃料Bへの切り替えを許可し、前記機関出力が前記最大機関出力より大きい場合には前記燃料切替手段による燃料Bへの切り替えを禁止するとともに、前記切替要求検出手段にて検出される前記切り替え要求が機関運転者の指示によりなされたものである時には、燃料Bへの切り替えを許可する燃料切替制御手段とを備えたことを特徴とする。 A fuel-switching internal combustion engine control device according to claim 6 is a control device for an internal-combustion engine that uses a plurality of types of fuel in response to a switching request, the switching request detection means for detecting a request to switch the type of fuel, A fuel switching unit that switches the fuel type according to the request detected by the switching request detection unit, and a switching request from the fuel A to the fuel B detected by the switching request detection unit. When the request output calculation means for calculating the engine output due to the combustion of the fuel A at the engine speed and the switching request detection means detect the switching request from the fuel A to the fuel B, the engine at the time of the request The switching maximum engine output calculating means for calculating the maximum engine output possible by the combustion of the fuel B at the rotational speed and the switching request detected by the switching request detecting means are automatically made. If the engine output calculated by the demand output calculation means is smaller than the maximum engine output calculated by the maximum engine output calculation means after switching, the fuel by the fuel switching means When switching to B is permitted and the engine output is greater than the maximum engine output, switching to fuel B by the fuel switching means is prohibited, and the switching request detected by the switching request detecting means Fuel switching control means for permitting switching to the fuel B when it is made in accordance with an instruction from the engine driver is provided.
尚、燃料切替制御手段は、切替要求検出手段にて検出される切り替え要求が機関運転者の指示によりなされたものか否かを考慮しても良い。すなわち切替要求検出手段にて検出される切り替え要求が自動的になされたものである時には、前記請求項5と同様に前記機関出力と前記最大機関出力との比較により燃料切り替え禁止と許可とを実行する。この時も前述したごとく燃料切替制御手段による燃料切り替え禁止は一時的であるため内燃機関の特性を阻害することはない。 The fuel switching control means may consider whether or not the switching request detected by the switching request detection means is made according to an instruction from the engine operator. That is, when the switching request detected by the switching request detecting means is automatically made, the fuel switching prohibition and permission are executed by comparing the engine output and the maximum engine output in the same manner as in the fifth aspect. To do. Also at this time, as described above, the prohibition of fuel switching by the fuel switching control means is temporary, and does not hinder the characteristics of the internal combustion engine.
一方、切替要求検出手段にて検出される切り替え要求が機関運転者の指示によりなされたものである時には、前記機関出力と前記最大機関出力との比較とは関係なく、燃料Bへの切り替えを許可する。 On the other hand, when the switching request detected by the switching request detection means is made according to the instruction of the engine driver, switching to the fuel B is permitted regardless of the comparison between the engine output and the maximum engine output. To do.
すなわち自動的な切り替え要求により燃料切り替えを実行してトルクダウンが生じると運転者には予期せぬトルクダウンとなるために運転者は違和感を感じる。しかし、運転者が意識して燃料を切り替える指示を出した場合は、運転者自身が内燃機関に生じる状態変化を予測しているので、内燃機関のトルクダウンが生じたとしても運転者に違和感を与えることはない。このため燃料切替制御手段は、機関運転者の指示により燃料の種類を切り替える要求を行う時には、前記燃料Bへの切り替えの禁止は実行しない。したがって迅速に内燃機関を燃料Bの燃焼に切り替えることができる。 That is, when the fuel is switched by an automatic switching request and the torque is reduced, the driver feels uncomfortable because the driver has an unexpected torque reduction. However, when the driver gives an instruction to switch the fuel consciously, the driver predicts a state change that occurs in the internal combustion engine, so even if the torque of the internal combustion engine is reduced, the driver feels uncomfortable. Never give. Therefore, the fuel switching control means does not prohibit the switching to the fuel B when making a request to switch the fuel type according to the instruction of the engine driver. Therefore, the internal combustion engine can be quickly switched to the combustion of the fuel B.
このように燃料切替制御手段は、いずれの場合も内燃機関の運転者に違和感を与えないようにできる。このため燃料として複数種類を切り替えて用いる内燃機関において燃料切替時に内燃機関の運転性の悪化を防止することができる。 In this way, the fuel switching control means can prevent the driver of the internal combustion engine from feeling uncomfortable in any case. For this reason, in an internal combustion engine that uses a plurality of types as fuel, it is possible to prevent deterioration of the drivability of the internal combustion engine when the fuel is switched.
請求項7に記載の燃料切替内燃機関制御装置では、請求項5又は6において、前記燃料Aはガソリンであり、前記燃料BはCNG又はLPGであることを特徴とする。
より具体的には、燃料Aとしてはガソリンを、燃料BとしてはCNG又はLPGを挙げることができ、前述したごとく内燃機関の運転者に違和感を与えないようにできる。
The fuel-switching internal combustion engine controller according to claim 7 is characterized in that, in claim 5 or 6, the fuel A is gasoline and the fuel B is CNG or LPG.
More specifically, the fuel A can be gasoline, and the fuel B can be CNG or LPG. As described above, the driver of the internal combustion engine can be made uncomfortable.
請求項8に記載の燃料切替内燃機関制御装置では、請求項5〜7のいずれかにおいて、前記切替後最大機関出力算出手段は、前記切り替え要求時の機関回転数において吸入空気量を最大にした場合の燃料Bの燃焼により得られる機関出力を、前記最大機関出力として求めることを特徴とする。
The fuel-switching internal combustion engine control device according to
切替後最大機関出力算出手段が上述のごとく最大機関出力を求めていることにより、前述したごとく燃料切替制御手段が燃料切り替えの許可・禁止を判断すれば、内燃機関の運転者に違和感を与えないようにできる。 Since the maximum engine output calculation means after switching obtains the maximum engine output as described above, the driver of the internal combustion engine does not feel uncomfortable if the fuel switching control means determines permission / prohibition of fuel switching as described above. You can
[実施の形態1]
図1は、上述した発明が適用された車両用のバイフューエルエンジンの概略構成を表すブロック図である。ここでエンジン2は内部の燃焼室(図示略)に吸気経路4及び吸気バルブ(図示略)を介して吸入空気を導入している。吸気経路4の途中にはモータにて駆動されるスロットルバルブ6が設けられて、吸気経路4を流れる吸入空気の調量を実行している。そして吸気経路4を流れる吸入空気量GAは吸入空気量センサ8にて検出されている。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vehicular bi-fuel engine to which the above-described invention is applied. Here, the
燃焼室手前の吸気ポート(図示略)には各気筒につき2つの燃料噴射弁10,12が設けられている。これら燃料噴射弁10,12はそれぞれ専用のデリバリパイプ10a,12aから異なる種類の燃料を供給され、燃料噴射タイミングにていずれかの燃料噴射弁10,12から吸気ポートへ燃料が噴射される。この内、第1燃料噴射弁10はガソリンタンク14からのガソリンが、ガソリン供給経路15を介して圧送装置16により圧送されてくる。ガソリンタンク14には燃料レベルセンサ14aが設けられてガソリン残量を検出している。尚、図示していないがデリバリパイプ10aにて噴射されなかった過剰に供給されたガソリンはリターン経路によりガソリンタンク14や圧送装置16側に戻される。
An intake port (not shown) in front of the combustion chamber is provided with two
又、第2燃料噴射弁12はCNGタンク18からCNG供給経路19にて調圧装置20を介してCNGが送られてくる。したがってエンジン2ではガソリン又はCNGのいずれかが燃焼室に導入されて、点火プラグ22により点火されて燃焼がなされることになる。尚、ガソリン供給経路15の内、圧送装置16の下流には第1燃料圧力センサ15aが配置され、ガソリンの噴射圧力Pf1を検出している。又、CNG供給経路19の内、調圧装置20の上流側にはCNG圧力センサ19aが配置されてCNG残量を検出し、調圧装置20の下流には第2燃料圧力センサ19bが配置されてCNGの噴射圧力Pf2を検出している。
Further, CNG is sent from the
そして燃焼により燃焼室内に生じた排気は排気バルブ(図示略)を介して排気経路24に排出される。この排気経路24には空燃比センサ26が設けられており、排気成分に基づいて空燃比AFを検出している。
Exhaust gas generated in the combustion chamber by combustion is discharged to the
ECU(電子制御ユニット)28はマイクロコンピュータを中心として構成されたエンジン制御回路である。このECU28は、吸入空気量センサ8、燃料レベルセンサ14a、燃料圧力センサ15a,19b、CNG圧力センサ19a、空燃比センサ26、スロットルバルブ6に内蔵されているスロットル開度センサ6aから信号を受けている。更にECU28は、エンジン2のクランク軸の回転を検出するエンジン回転数センサ30、ノッキングを検出するノックセンサ31、アクセルペダル32の操作量を検出するアクセル開度センサ32a、燃料切り替えスイッチ34、及び他のセンサ類から必要な信号を受けている。又、ECU28は、変速シフト等の処理を実行する他のECU36とも信号的に接続されて相互に情報を交換している。
The ECU (electronic control unit) 28 is an engine control circuit that is configured around a microcomputer. The
そしてこれらの情報に基づいて、ECU28は、スロットルバルブ6の開度(スロットル開度TA)や燃料噴射弁10,12から吸気ポートへ噴射される燃料量を調整している。具体的には、アクセル開度センサ32aにて検出されるアクセルペダル32の操作量(アクセル開度ACCP)に基づいて、エンジン2が要求されている出力トルク算出し、この出力トルクが実現されるスロットル開度TAとなるようにスロットルバルブ6を操作している。又、アイドルフィードバック制御時においては、エンジン回転数NEが目標アイドル回転数となるようにスロットルバルブ6を操作している。
Based on these pieces of information, the
そして、アイドル安定時や定常走行の場合には、吸入空気量センサ8から検出される吸入空気量GAに基づいて理論空燃比での燃焼が実現されるように、燃料噴射弁10,12のいずれかから噴射される燃料を、燃料圧力センサ15a,19bの検出値を加味して燃料噴射弁10,12の開弁時間にて調量している。又、この開弁時間は、空燃比センサ26にて検出される空燃比AFに基づいて高精度に理論空燃比となるようにフィードバック制御されている。
When the idling is stable or steady running, any of the
又、点火プラグ22による点火時期については、吸入空気量GA等に現れるエンジン負荷及びエンジン回転数NEに基づいてマップにより設定すると共に、ノックセンサ31にて検出されるノッキングが基準の範囲になるように点火時期の進角量を調整するリミット制御を実行している。尚、この点火時期を設定するためのマップは、ガソリンを燃料とする場合と、CNGを燃料とする場合とで、最適点火時期が異なるため、燃料の種類毎に設けられたマップを用いている。
Further, the ignition timing by the
次にECU28により実行される処理の内で、ガソリンとCNGとの燃料切り替えに関する処理について説明する。図2は燃料切り替え時処理のフローチャートを示している。本処理はクランク軸がエンジン2の気筒数に対応して予め定めたクランク角(例えば4気筒なら180°、6気筒ならば120°)を回転する毎に繰り返し実行される処理である。
Next, among the processes executed by the
本処理が開始されると、まず今回の制御周期における噴射要求燃料がCNGか否かを判定する(S100)。ここで燃料種類に対する噴射要求は次のようにしてなされる。例えば、運転者の意志による場合には、燃料切り替えスイッチ34を介する指示にて行われる。又、ECU28が自動的に行う場合には、車両走行が市街であるか郊外であるかを変速シフト状態や車速にて判定して市街ではCNGを、郊外ではガソリンを噴射要求燃料とする。更に、燃料レベルセンサ14aとCNG圧力センサ19aとの検出結果から現在噴射されている燃料の残量がほぼ無くなる状態に近いことが判断できると、ECU28は他方の燃料を噴射要求燃料とするように自動的に切り替える処理を行う。尚、自動的な燃料切り替えとしては、上述した内容以外に、低公害の観点からCNGを優先して使用し、CNGの残量が判定値以下となった場合にはガソリンに自動的に切り替えるシステムでも良い。
When this process is started, it is first determined whether or not the fuel required for injection in the current control cycle is CNG (S100). Here, the injection request for the fuel type is made as follows. For example, in the case of the driver's will, it is performed by an instruction via the
今回の噴射要求燃料がCNGでなければ、すなわちガソリンであれば(S100で「NO」)、ガソリン設定フラグFに「ON」を設定し(S102)、そして燃料噴射制御対象をガソリンに設定する(S104)。こうして一旦本処理を終了する。 If the current fuel required for injection is not CNG, that is, gasoline ("NO" in S100), the gasoline setting flag F is set to "ON" (S102), and the fuel injection control target is set to gasoline ( S104). In this way, this process is once completed.
このように燃料噴射制御対象がガソリンであることにより、ECU28にて別途行われるガソリン用の燃料噴射量制御処理により吸入空気量GA、エンジン回転数NE、空燃比AF、ガソリン燃料噴射圧力Pf1等の値に基づいて目標空燃比(ここでは理論空燃比)となるようにガソリン燃料噴射時間が算出される。そして燃料噴射タイミングとなると、上記ガソリン燃料噴射時間の間、第1燃料噴射弁10を開弁してエンジン2の吸気ポートへガソリンを噴射する。
As described above, since the fuel injection control target is gasoline, the intake air amount GA, the engine speed NE, the air-fuel ratio AF, the gasoline fuel injection pressure Pf1, and the like are determined by the fuel injection amount control process for gasoline separately performed by the
今回の噴射要求燃料がCNGであれば(S100で「YES」)、次に前回の制御周期における噴射要求燃料がガソリンであったか否かが判定される(S106)。前回においても噴射要求燃料がCNGであれば(S106で「NO」)、次にガソリン設定フラグFが「OFF」か否かが判定される(S108)。ここで初期設定でF=「OFF」と設定されたままであれば(S108で「YES」)、燃料噴射制御対象をCNGに設定する(S110)。こうして一旦本処理を終了する。 If the current required fuel for injection is CNG (“YES” in S100), it is next determined whether or not the required fuel for injection in the previous control cycle was gasoline (S106). If the fuel required for injection is CNG also in the previous time (“NO” in S106), it is next determined whether or not the gasoline setting flag F is “OFF” (S108). If F = “OFF” remains set in the initial setting (“YES” in S108), the fuel injection control target is set to CNG (S110). In this way, this process is once completed.
このように燃料噴射制御対象がCNGであることにより、CNG用の燃料噴射量制御処理により吸入空気量GA、エンジン回転数NE、空燃比AF、CNG燃料噴射圧力Pf2等の値に基づいて目標空燃比となるようにCNG燃料噴射時間が算出される。そして燃料噴射タイミングとなると上記CNG燃料噴射時間の間、第2燃料噴射弁12を開弁してエンジン2の吸気ポートへCNGを噴射する。
Thus, since the fuel injection control target is CNG, the target air flow is determined based on the values of the intake air amount GA, the engine speed NE, the air-fuel ratio AF, the CNG fuel injection pressure Pf2, and the like by the CNG fuel injection amount control process. The CNG fuel injection time is calculated so as to achieve the fuel ratio. When the fuel injection timing comes, the second
ここで前回は噴射要求燃料がガソリンであったが、今回はCNGが噴射要求燃料となった場合を考える。この場合にはステップS100及びステップS106にて共に「YES」と判定される。したがって次に現在のエンジン運転状態でガソリンを燃料とした場合における推定トルクTcalを算出する(S112)。例えば、予めガソリンの燃焼時に実験にて求められている吸入空気量GA及びエンジン回転数NEに対応する出力トルクの関係を表すマップにより、現在の吸入空気量GA及びエンジン回転数NEに基づいて現在推定トルクTcalが求められる。 Here, the last time the fuel required for injection was gasoline, but now consider the case where CNG is the fuel required for injection. In this case, “YES” is determined in both step S100 and step S106. Therefore, the estimated torque Tcal is calculated when gasoline is used as fuel in the current engine operating state (S112). For example, based on the current intake air amount GA and the engine rotational speed NE, a map showing the relationship between the intake air amount GA and the output torque corresponding to the engine rotational speed NE obtained in advance during the combustion of gasoline is used. An estimated torque Tcal is obtained.
次に現在のエンジン回転数NEにて、スロットルバルブ6を全開にしてCNGを燃料とした場合における推定トルクTgaswotを算出する(S114)。例えば、予めスロットルバルブ6の全開状態におけるCNGの燃焼時に実験にて求められている各エンジン回転数NEに対する出力トルクの関係を表すマップにより、エンジン回転数センサ30にて検出されているエンジン回転数NEに基づいてスロットルバルブ全開時推定トルクTgaswotが求められる。
Next, at the current engine speed NE, the estimated torque Tgasshot when the throttle valve 6 is fully opened and CNG is used as fuel is calculated (S114). For example, the engine speed detected by the
次に現在推定トルクTcalがスロットルバルブ全開時推定トルクTgaswot以下か否かが判定される(S116)。ここでTcal≦Tgaswotであれば(S116で「YES」)、ガソリンからCNGへの燃料切り替え時におけるエンジン2のトルクダウンをスロットル開度TAを増大させることにより解消できることが判明する。したがって次にガソリン設定フラグFに「OFF」を設定して(S118)、燃料噴射制御対象をCNGに設定を変更する(S110)。こうして一旦本処理を終了する。
Next, it is determined whether or not the current estimated torque Tcal is equal to or lower than the estimated torque Tgasshot when the throttle valve is fully opened (S116). Here, if Tcal ≦ Tgasshot (“YES” in S116), it is found that torque reduction of the
この後は、CNG用のスロットル開度制御により、アクセルペダル32の踏み込み程度に応じた出力トルクとなるようにスロットルバルブ6が開かれる。そして、この時の吸入空気量GA、エンジン回転数NE、空燃比AF、CNG燃料噴射圧力Pf2等の値に基づいて目標空燃比となるようにCNG燃料噴射時間が算出される。そして燃料噴射タイミングとなると、CNG燃料噴射時間の間、第2燃料噴射弁12を開弁してエンジン2の吸気ポートへCNGが噴射される。このようにして直前のガソリン燃焼時と円滑にトルクレベルが接続されるようにエンジン制御が行われる。
Thereafter, the throttle valve 6 is opened by the throttle opening control for CNG so that the output torque is in accordance with the degree of depression of the
図3のタイミングチャートに、上述したごとく噴射要求燃料がガソリンからCNGへ切り替わった時に(t0)、Tcal≦Tgaswotであることにより、直ちに燃料噴射制御対象をガソリンからCNGに切り替えた例を示す。 The timing chart of FIG. 3 shows an example in which the fuel injection control target is immediately switched from gasoline to CNG when Tcal ≦ Tgasshot when the fuel required for injection is switched from gasoline to CNG as described above (t0).
一方、Tcal>Tgaswotであれば(S116で「NO」)、ガソリンからCNGへの燃料切り替え時におけるエンジン2のトルクダウンを、スロットル開度TAを増大させることにより解消することはできないことから、燃料噴射制御対象の設定をガソリンに維持する(S104)。すなわち燃料噴射制御対象をCNGに切り替えること(S110)を禁止する。こうして一旦本処理を終了する。したがってガソリンからCNGへの燃料切り替えの要求があっても、ガソリン用の燃料噴射量制御処理とスロットル開度制御とが継続されることになる。
On the other hand, if Tcal> Tgasshot (“NO” in S116), the torque reduction of the
次の制御周期では、今回も前回も噴射要求燃料はCNGであるので、ステップS100にて「YES」であるが、ステップS106にて「NO」と判定される。このため次にガソリン設定フラグFが「OFF」か否かが判定される(S108)。前回の制御周期ではステップS116にて「NO」と判定されているため、F=「ON」のままであることから、ステップS108にて「NO」と判定される。したがって前述した現在推定トルクTcal算出(S112)及びスロットルバルブ全開時推定トルクTgaswot算出(S114)が実行される。そしてTcal≦Tgaswotか否かが判定される(S116)。Tcal>Tgaswotであれば(S116で「NO」)、燃料噴射制御対象の設定をガソリンとする(S104)状態が継続する。以後、Tcal>Tgaswotである限りは、ステップS116で「NO」と判定されて、燃料噴射制御対象をガソリンとする(S104)状態が継続する。 In the next control cycle, the fuel required for injection is CNG both this time and the last time, so “YES” in step S100, but “NO” is determined in step S106. Therefore, it is next determined whether or not the gasoline setting flag F is “OFF” (S108). Since “NO” is determined in step S116 in the previous control cycle, F remains “ON”, and therefore “NO” is determined in step S108. Accordingly, the above-described current estimated torque Tcal calculation (S112) and throttle valve fully opened estimated torque Tgasot calculation (S114) are executed. Then, it is determined whether Tcal ≦ Tgasshot (S116). If Tcal> Tgasshot (“NO” in S116), the fuel injection control target is set to gasoline (S104). Thereafter, as long as Tcal> Tgasshot, “NO” is determined in the step S116, and the state in which the fuel injection control target is gasoline (S104) continues.
そして、一時的なTcal>Tgaswotである状態が終了して、Tcal≦Tgaswotとなると(S116で「YES」)、次にガソリン設定フラグFに「OFF」を設定し(S118)、燃料噴射制御対象をCNGに変更する(S110)。こうして一旦本処理を終了する。このことによりCNG用の燃料噴射量制御処理とスロットル開度制御とに切り替わり、CNGが吸気ポートに噴射されることになる。 Then, when the state of temporary Tcal> Tgasshot ends and Tcal ≦ Tgasshot is satisfied (“YES” in S116), “OFF” is then set to the gasoline setting flag F (S118), and the fuel injection control target Is changed to CNG (S110). In this way, this process is once completed. As a result, the fuel injection amount control process for CNG and the throttle opening degree control are switched, and CNG is injected into the intake port.
次の制御周期以後は、噴射要求燃料がCNGである限りは、ステップS100で「YES」、ステップS106で「NO」、ステップS108で「YES」と判定されて、燃料噴射制御対象をCNGに設定する処理(S110)が継続するので、CNG用の燃料噴射量制御処理とスロットル開度制御とが行われる。 After the next control cycle, as long as the fuel required for injection is CNG, “YES” is determined in step S100, “NO” in step S106, and “YES” in step S108, and the fuel injection control target is set to CNG. Since the process (S110) is continued, the fuel injection amount control process for CNG and the throttle opening degree control are performed.
図4のタイミングチャートに、上述したごとく噴射要求燃料がガソリンからCNGへ切り替わった時に(t10)、Tcal>Tgaswotであることにより、一時的(t10〜t11)に燃料噴射制御対象をガソリンの状態に維持している例を示している。そしてTcal≦Tgaswotとなれば(t11)、直ちに燃料噴射制御対象をガソリンからCNGに切り替えている。 In the timing chart of FIG. 4, when the fuel required for injection is switched from gasoline to CNG as described above (t10), Tcal> Tgasot is set so that the fuel injection control target is temporarily in the gasoline state (t10 to t11). An example of maintaining is shown. If Tcal ≦ Tgasshot (t11), the fuel injection control object is immediately switched from gasoline to CNG.
上述した構成において、燃料切り替えスイッチ34からの情報の読み込みや前述したECU28による燃料切り替え判断が切替要求検出手段としての処理に相当する。又、ステップS100,S104,S110が燃料切替手段としての処理に、ステップS106,S108,S112が要求時出力算出手段としての処理に、ステップS106,S108,S114が切替後最大機関出力算出手段としての処理に、ステップS116が燃料切替制御手段としての処理に相当する。
In the above-described configuration, reading of information from the
以上説明した本実施の形態1によれば、以下の効果が得られる。
(イ).Tcal>Tgaswotとなる場合には、ガソリンからCNGへの切り替え時にエンジン出力を最大限となるようにスロットルバルブ6を操作しても、CNGへの切り替えによるトルクダウンを避けることはできない。このような状況では、ガソリンからCNGへの切り替えを禁止して(S116で「NO」)、エンジン2のトルクダウンを避けることにより、運転者に違和感を与えないようにしている。このようにして燃料としてガソリンとCNGとの間で種類を切り替えて用いるエンジン2において燃料切替時にエンジン2の運転性の悪化を防止することができる。
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). When Tcal> Tgasshot, even if the throttle valve 6 is operated so as to maximize the engine output when switching from gasoline to CNG, torque reduction due to switching to CNG cannot be avoided. In such a situation, switching from gasoline to CNG is prohibited (“NO” in S116), and torque reduction of the
尚、ガソリンからCNGへ切り替える際に、Tcal>Tgaswotとなっているのは、一時的である。したがってガソリンからCNGへの燃料切り替えを禁止したとしても、短時間後には、Tcal≦Tgaswotとなる。このため前記CNGへの切り替え禁止が、ガソリンとCNGとを切り替えて用いるエンジン2の特性を阻害することはない。
In addition, when switching from gasoline to CNG, it is only temporarily that Tcal> Tgasshot. Therefore, even if the fuel switching from gasoline to CNG is prohibited, Tcal ≦ Tgasshot is satisfied after a short time. Therefore, the prohibition of switching to CNG does not hinder the characteristics of the
[実施の形態2]
本実施の形態における燃料切り替え時処理を図5のフローチャートに示す。本処理もクランク軸が予め定められた角度を回転する毎に繰り返し実行される処理である。本処理では、燃料切り替えスイッチ34からの運転者による燃料切り替え指示では、前記実施の形態1で説明したようなガソリンからCNGへの燃料切り替え禁止は行わない。他の構成については、前記実施の形態1と同じである。
[Embodiment 2]
The process at the time of fuel switching in the present embodiment is shown in the flowchart of FIG. This process is also a process that is repeatedly executed each time the crankshaft rotates at a predetermined angle. In this process, the fuel switching instruction from the
尚、前記実施の形態1の燃料切り替え時処理(図2)とは、ステップS100にて「YES」と判定された後に、噴射要求燃料の切り替えが運転者からの指示ではないか否かの判定(S105)が設けられている点が異なる。運転者からの指示による噴射要求燃料の切り替えではない場合(S105で「YES」)、すなわち前記実施の形態1にて述べたECU28による燃料切り替え判断である場合には、ステップS106に移行し、運転者からの指示による場合(S105で「NO」)は、ステップS118に移行する。
In the fuel switching process of the first embodiment (FIG. 2), it is determined whether or not switching of the fuel required for injection is not an instruction from the driver after it is determined “YES” in step S100. The difference is that (S105) is provided. When it is not switching of the fuel required for injection according to the instruction from the driver (“YES” in S105), that is, when it is the fuel switching determination by the
したがって、ECU28による燃料切り替え判断である場合には(S105で「YES」)、前記実施の形態1に説明したごとく、Tcal>Tgaswotとなる時には、ガソリンからCNGへの燃料切り替えを禁止する(S116で「NO」)。そしてTcal≦TgaswotであればガソリンからCNGへの燃料切り替えを可能(S116で「YES」)としている。 Therefore, when it is a fuel switching determination by the ECU 28 (“YES” in S105), as described in the first embodiment, when Tcal> Tgasshot, the fuel switching from gasoline to CNG is prohibited (in S116). "NO"). If Tcal ≦ Tgasshot, the fuel can be switched from gasoline to CNG (“YES” in S116).
そして燃料切り替えスイッチ34が運転者により操作されることによる燃料切り替えである場合には(S105で「NO」)、ガソリン設定フラグFを「OFF」にして(S118)、直ちに燃料噴射制御対象をCNGとする(S110)。
When the
上述した構成において、ステップS105,S116が燃料切替制御手段としての処理に相当する。尚、切替要求検出手段、燃料切替手段、要求時出力算出手段及び切替後最大機関出力算出手段としての処理については前記実施の形態1の場合と同じである。 In the configuration described above, steps S105 and S116 correspond to processing as fuel switching control means. The processing as the switching request detecting means, the fuel switching means, the on-demand output calculating means, and the maximum engine output calculating means after switching is the same as in the first embodiment.
以上説明した本実施の形態2によれば、以下の効果が得られる。
(イ).燃料切り替え要求がECU28によって自動的になされたものである時には、TcalとTgaswotとの比較により、ガソリンからCNGへの燃料切り替えを禁止するか許可するかを決定する(S116)。このことにより運転者に違和感を与えないようにして、前記実施の形態1の(イ)に述べたごとくの効果を生じさせている。
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). When the fuel switching request is automatically made by the
しかし、運転者が意識して燃料を切り替える指示を出した場合(S105で「NO」)は、運転者自身がエンジン2に生じるトルクダウンを予測しているので、実際にトルクダウンが生じたとしても運転者に違和感を与えることはない。このためCNGへの切り替えは禁止せず、直ちにCNGへの切り替えを実行しているので、迅速にCNGの燃焼に切り替えることができる。
However, when the driver gives an instruction to switch the fuel consciously (“NO” in S105), the driver himself predicts the torque reduction that occurs in the
[実施の形態3]
本実施の形態では、液体燃料であるガソリンから気体燃料であるCNGへ燃料種類の切り替えを実行するに際して、ガソリンが吸気ポートへ液体状態で付着することを考慮して、切り替え直後にCNGに対する点火時期を遅角し、その後、徐々にCNG本来の点火時期に戻すものである。尚、燃料種類の切り替えは、前記実施の形態1又は2のごとくの燃料切り替え時処理を実行しても良いし、単に要求に応じて直ちに燃料を切り替える制御であっても良い。
[Embodiment 3]
In this embodiment, when the fuel type is switched from gasoline as liquid fuel to CNG as gas fuel, the ignition timing for CNG immediately after switching is considered in consideration of gasoline adhering to the intake port in a liquid state. Is retarded and then gradually returned to the original ignition timing of CNG. Note that the fuel type switching may be a fuel switching process as in the first or second embodiment, or may be a control for switching the fuel immediately upon request.
本実施の形態における燃料切り替え時点火時期遅角量算出処理を図6に示す。本処理はエンジン2の気筒数に対応して予め定めたクランク角(例えば4気筒なら180°、6気筒ならば120°)をクランク軸が回転する毎に繰り返し実行される処理である。 FIG. 6 shows a fuel change timing ignition timing retard amount calculation process in the present embodiment. This process is a process that is repeatedly executed every time the crankshaft rotates a predetermined crank angle corresponding to the number of cylinders of the engine 2 (for example, 180 ° for four cylinders and 120 ° for six cylinders).
本処理が開始されると、まず今回の制御周期において、CNGが燃料噴射対象となっているか否かが判定される(S200)。ここでガソリンが燃料噴射対象となっていれば(S200で「NO」)、このまま一旦本処理を終了する。すなわち、この場合には、後述する点火時期遅角量aopdecは設定せずに終了する。 When this process is started, it is first determined whether or not CNG is a fuel injection target in the current control cycle (S200). If gasoline is the fuel injection target (“NO” in S200), the process is temporarily terminated as it is. That is, in this case, the process ends without setting an ignition timing retard amount aopdec described later.
一方、今回の制御周期にてCNGが燃料噴射対象である場合には(S200で「YES」)、次に前回の燃料噴射対象はCNGであったか否かが判定される(S202)。前回まではガソリンが燃料噴射対象であり、今回、CNGに切り替わった場合には(S202で「NO」)、次に燃料切り替え時用の点火時期遅角量aopdecが吸入空気量GA及びエンジン回転数NEをパラメータとする点火遅角量マップf(GA,NE)から算出される(S204)。この点火遅角量マップf(GA,NE)は、ガソリンからCNGに燃料が切り替わった場合に、吸気ポートに液体状態で付着しているガソリンの気化の程度が影響する点火時期の遅角量を、実験などで求めてマップ化してECU28のROMに記憶しているものである。すなわち、CNGの燃焼はガソリンの場合よりもノッキングが生じにくいことから、最適点火進角はガソリンの場合よりも進角されるため、前記点火遅角量マップf(GA,NE)は残存ガソリンに影響された最適点火時期の遅角の程度を表すものとなっている。
On the other hand, when CNG is the fuel injection target in the current control cycle (“YES” in S200), it is next determined whether or not the previous fuel injection target was CNG (S202). Until the previous time, gasoline is the target of fuel injection, and if this time it is switched to CNG (“NO” in S202), the ignition timing retard amount aopdec for the next fuel change is the intake air amount GA and the engine speed. The ignition delay amount map f (GA, NE) with NE as a parameter is calculated (S204). This ignition retard amount map f (GA, NE) shows the retard amount of the ignition timing that is affected by the degree of vaporization of gasoline adhering to the intake port in a liquid state when the fuel is switched from gasoline to CNG. These are obtained by experiments and are mapped and stored in the ROM of the
このようにして本処理を一旦終了する。そしてマップf(GA,NE)から算出された点火時期遅角量aopdecは、別途ECU28にて行われるCNG用の点火時期制御処理においてエンジン2の運転状態に応じて求められる点火時期を遅角補正する。このことによりガソリンからCNGへの燃料切り替え初期において、吸気ポートに液体状態で付着している状態のガソリンが気化することによる最適点火時期の遅角化に対処できる。
In this way, this process is temporarily terminated. The ignition timing retard amount aopdec calculated from the map f (GA, NE) is obtained by retarding the ignition timing obtained according to the operating state of the
次の制御周期では、今回の燃料噴射対象はCNGである(S200で「YES」)が、前回の燃料噴射対象もCNGであったことから(S202で「YES」)、次に点火時期遅角量aopdecが「0」か否かが判定される(S206)。 In the next control cycle, the current fuel injection target is CNG (“YES” in S200), but since the previous fuel injection target was also CNG (“YES” in S202), the ignition timing retarded next. It is determined whether the amount aopdec is “0” (S206).
直前の制御周期にて点火時期遅角量aopdecが設定されたばかりであるので(S206で「NO」)、次式1のごとく点火時期遅角量aopdecが減衰計算される(S208)。 Since the ignition timing retardation amount aopdec has just been set in the immediately preceding control cycle (“NO” in S206), the ignition timing retardation amount aopdec is calculated by attenuation as shown in the following equation (S208).
[数1]
aopdec ← aopdec − β … [式1]
ここで減衰補正値βは吸気ポートに付着しているガソリンの気化速度に対応した値であり、定数でも良いが、例えばエンジン回転数NEが高くなるほど大きくし、冷却水温が低くなるほど小さく設定しても良い。
[Equation 1]
aopdec ← aopdec-β ... [Formula 1]
Here, the attenuation correction value β is a value corresponding to the vaporization speed of gasoline adhering to the intake port, and may be a constant. For example, the attenuation correction value β is increased as the engine speed NE is increased, and is decreased as the cooling water temperature is decreased. Also good.
次に点火時期遅角量aopdecが「0」以上か否かが判定される(S210)。aopdec≧0であれば(S210で「YES」)、このまま一旦本処理を終了する。
このことにより前記式1のごとく減衰された点火時期遅角量aopdecに基づいてCNG用の点火時期が遅角補正される。前回よりも点火時期遅角量aopdecが小さくなっているので、点火時期はCNG用の最適点火時期に近づいている。
Next, it is determined whether or not the ignition timing retardation amount aopdec is “0” or more (S210). If aopdec ≧ 0 (“YES” in S210), the process is temporarily terminated as it is.
As a result, the ignition timing for CNG is retarded based on the ignition timing retardation amount aopdec attenuated as shown in Equation (1). Since the ignition timing retard amount aopdec is smaller than the previous time, the ignition timing is approaching the optimal ignition timing for CNG.
次回以降の制御周期では、CNGの燃料噴射が継続している限り、ステップS200で「YES」、ステップS202で「YES」と判定され、aopdec=0とならない限り(S206で「NO」)、点火時期遅角量aopdecの減衰が行われる(S208)。 In the next and subsequent control cycles, as long as CNG fuel injection continues, “YES” is determined in step S200, “YES” is determined in step S202, and ignition is not performed unless aopdec = 0 (“NO” in S206). The timing retardation amount aopdec is attenuated (S208).
そして、点火時期遅角量aopdecの減衰にてaopdec=0となれば、次の制御周期ではステップS206で「YES」と判定され、以後の制御周期でも、ステップS200,S202,S206で「YES」と判定されて、aopdec=0を維持する。 If aopdec = 0 due to the attenuation of the ignition timing retardation amount aopdec, “YES” is determined in step S206 in the next control cycle, and “YES” in steps S200, S202, and S206 in the subsequent control cycles. And aopdec = 0 is maintained.
又、減衰処理(S208)にて、aopdec<0となれば(S210で「NO」)、直ちに点火時期遅角量aopdecには「0」が設定されて(S212)、本処理を一旦終了し、以後の制御周期では、ステップS200,S202,S206にて「YES」と判定されて、aopdec=0を維持する。 If aopdec <0 in the attenuation process (S208) (“NO” in S210), the ignition timing retardation amount aopdec is immediately set to “0” (S212), and this process is temporarily terminated. In subsequent control cycles, “YES” is determined in steps S200, S202, and S206, and aopdec = 0 is maintained.
このように点火時期遅角量aopdecが次第に小さくなり、最後にaopdec=0となることにより燃料切り替え時における点火時期遅角処理は終了し、完全にCNG用の点火時期制御となる。 Thus, the ignition timing retardation amount aopdec gradually decreases, and finally aopdec = 0, whereby the ignition timing retardation processing at the time of fuel switching is completed, and the ignition timing control for CNG is completely performed.
尚、CNGからガソリンに切り替わる時には、ステップS200にて「NO」と判定されて、直ちにaopdec=0に設定される(S212)ので、ガソリンへの燃料切り替えに伴う点火時期に対する遅角や進角はなされない。 When switching from CNG to gasoline, “NO” is determined in step S200, and aopdec = 0 is immediately set to 0 (S212). Therefore, the retard or advance with respect to the ignition timing associated with the fuel switch to gasoline is Not done.
上述した構成において、要求に応じてECU28が行う燃料の切り替え処理が燃料切替手段としての処理に相当する。また、各燃料毎に行われる最適点火時期を算出する処理が燃料別機関操作量設定手段としての処理に、点火時期遅角量aopdecに基づいて行われる点火時期の補正が燃料切替時点火時期補正実行手段としての処理に相当する。そしてステップS200,S202,S204が点火時期補正量設定手段としての処理に、ステップS206,S208,S210が燃料切替時機関操作量制御手段としての処理に相当する。尚、切替要求検出手段としての処理については前記実施の形態1の場合と同じである。
In the configuration described above, the fuel switching process performed by the
以上説明した本実施の形態3によれば、以下の効果が得られる。
(イ).燃料の種類が液体燃料であるガソリンから、気体燃料であるCNGに切り替わった場合には、CNGに適切な点火時期へ直ちに切り替えるのではなく、CNGに適切な点火時期よりも、点火時期遅角量aopdecだけ遅角させる。そして、その後、次第に点火時期遅角量aopdecを減衰させて、最終的には点火時期遅角量aopdecによる遅角を停止している。このためCNGに切り替えた時以後に、吸気ポート壁面などに液体状態で付着していたガソリンが気化することに対応した点火時期を設定することができる。したがってノッキングを一層適切なレベルに維持することが可能となり、エンジン運転性の悪化を防止できる。
According to the third embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). When the fuel type is switched from gasoline, which is liquid fuel, to CNG, which is gaseous fuel, the ignition timing is retarded more than the ignition timing that is appropriate for CNG, instead of immediately switching to the ignition timing that is appropriate for CNG. Delay by aopdec. After that, the ignition timing retardation amount aopdec is gradually attenuated, and finally the retardation due to the ignition timing retardation amount aopdec is stopped. For this reason, after switching to CNG, it is possible to set the ignition timing corresponding to the vaporization of gasoline adhering to the wall surface of the intake port in a liquid state. Therefore, knocking can be maintained at a more appropriate level, and deterioration of engine operability can be prevented.
更に本実施の形態では、CNGに対するガソリンの混合の程度に応じて点火時期を遅角していることにより、NOxの低減にも貢献する。
[その他の実施の形態]
(a).前記実施の形態1〜3において、気体燃料としてはCNGを用いたが、他の気体燃料であるLPGを用いても良い。
Furthermore, in the present embodiment, the ignition timing is retarded according to the degree of gasoline mixing with CNG, which contributes to NOx reduction.
[Other embodiments]
(A). In the first to third embodiments, CNG is used as the gaseous fuel, but LPG which is another gaseous fuel may be used.
(b).前記実施の形態3において、減衰補正値βの設定は、ガソリンの気化速度を考慮する場合の例として、エンジン温度を表す値である冷却水温に基づいて設定したが、これ以外にエンジンオイル温度に基づいて、エンジン温度が低くなるほどβの値を小さく設定しても良い。又、エンジン2の運転状態から、周期的に発熱量と放熱量との収支を算出することで、エンジン2の温度を推定して、減衰補正値βの設定に用いても良い。
(B). In the third embodiment, the attenuation correction value β is set based on the cooling water temperature, which is a value representing the engine temperature, as an example when considering the gasification rate of gasoline. Based on this, the value of β may be set smaller as the engine temperature becomes lower. Alternatively, the temperature of the
(c).前記実施の形態3において、点火時期遅角量aopdecを設定するための点火遅角量マップf(GA,NE)は、ガソリンからCNGへの燃料切り替え初期に残存しているガソリンによる最適点火時期の遅角の程度を表すものであったが、このような点火時期遅角量aopdecを用いなくても良い。例えば、燃料噴射対象がガソリンからCNGに切り替わった場合に、しばらくはCNGに対応する点火時期と共に、ガソリンに対応する点火時期も算出し、ガソリンに対応する点火時期、あるいはガソリンとCNGとの間の点火時期から次第にCNGの点火時期に近づけるようにしても良い。 (C). In the third embodiment, the ignition retard amount map f (GA, NE) for setting the ignition timing retard amount aopdec is the optimum ignition timing due to the remaining gasoline at the initial stage of fuel switching from gasoline to CNG. Although it represents the degree of retardation, the ignition timing retardation amount aopdec may not be used. For example, when the fuel injection target is switched from gasoline to CNG, the ignition timing corresponding to gasoline and the ignition timing corresponding to gasoline are also calculated for a while, and the ignition timing corresponding to gasoline or between gasoline and CNG is calculated. You may make it gradually approach the ignition timing of CNG gradually from the ignition timing.
又、例えば、燃料噴射対象がガソリンからCNGに切り替わった場合に、この時点におけるCNGに対応する点火時期とガソリンに対応する点火時期との差を算出し、切り替え初期にはCNGの点火時期を、前記差又は該差より小さい値を補正量として遅角補正しても良い。そして、次第に前記補正量を徐々に小さくすることで、CNGの点火時期に近づけるようにする。 Also, for example, when the fuel injection target is switched from gasoline to CNG, the difference between the ignition timing corresponding to CNG and the ignition timing corresponding to gasoline at this time is calculated. The retardation may be corrected by using the difference or a value smaller than the difference as a correction amount. Then, the correction amount is gradually reduced to approach the CNG ignition timing.
2…エンジン、4…吸気経路、6…スロットルバルブ、6a…スロットル開度センサ、8…吸入空気量センサ、10…第1燃料噴射弁、10a,12a…デリバリパイプ、12…第2燃料噴射弁、14…ガソリンタンク、14a…燃料レベルセンサ、15…ガソリン供給経路、15a…第1燃料圧力センサ、16…圧送装置、18…CNGタンク、19…CNG供給経路、19a…CNG圧力センサ、19b…第2燃料圧力センサ、20…調圧装置、22…点火プラグ、24…排気経路、26…空燃比センサ、28…ECU、30…エンジン回転数センサ、31…ノックセンサ、32…アクセルペダル、32a…アクセル開度センサ、34…燃料切り替えスイッチ、36…他のECU。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
燃料の種類を燃料Aから燃料Bへ切り替える要求があった時に、該切り替え要求時の機関回転数における前記燃料Aの燃焼による機関出力が、前記機関回転数における前記燃料Bの燃焼により可能な最大機関出力より大きい場合には、前記燃料Bへの切り替えを禁止することを特徴とする燃料切替内燃機関制御方法。 A control method for an internal combustion engine using a plurality of types of fuel in response to a switching request,
When there is a request to switch the fuel type from fuel A to fuel B, the engine output due to combustion of the fuel A at the engine speed at the time of the switching request is the maximum possible by the combustion of the fuel B at the engine speed. The fuel-switching internal combustion engine control method, wherein switching to the fuel B is prohibited when the engine output is larger than the engine output.
自動的に燃料切り替えの要求が行われる時には、燃料の種類を燃料Aから燃料Bへ切り替える要求があった時に、該切り替え要求時の機関回転数における前記燃料Aの燃焼による機関出力が、前記機関回転数における前記燃料Bの燃焼により可能な最大機関出力より大きい場合には、前記燃料Bへの切り替えを禁止し、
機関運転者の指示により燃料の種類を燃料Aから燃料Bへ切り替える要求を行う時には、該切り替え要求時の機関回転数における前記燃料Aの燃焼による機関出力が、前記機関回転数における前記燃料Bの燃焼により可能な最大機関出力より大きい場合でも、前記燃料Bへの切り替えの禁止は実行しないことを特徴とする燃料切替内燃機関制御方法。 A control method for an internal combustion engine using a plurality of types of fuel in response to a switching request,
When a fuel switching request is automatically made, when there is a request to switch the fuel type from fuel A to fuel B, the engine output due to combustion of fuel A at the engine speed at the time of the switching request is the engine output. If greater than the maximum engine output possible due to combustion of the fuel B at the rotational speed, switching to the fuel B is prohibited,
When a request is made to switch the fuel type from fuel A to fuel B in accordance with an instruction from the engine operator, the engine output due to combustion of the fuel A at the engine speed at the time of the switch request is the engine output of the fuel B at the engine speed. The fuel-switching internal combustion engine control method, wherein prohibition of switching to the fuel B is not executed even when the maximum engine output possible by combustion is larger.
燃料の種類を切り替える要求を検出する切替要求検出手段と、
前記切替要求検出手段にて検出された要求に応じて燃料の種類を切り替える燃料切替手段と、
前記切替要求検出手段にて燃料Aから燃料Bへの切り替え要求が検出された場合に、該要求時の機関回転数における前記燃料Aの燃焼による機関出力を算出する要求時出力算出手段と、
前記切替要求検出手段にて燃料Aから燃料Bへの切り替え要求が検出された場合に、該要求時の機関回転数における前記燃料Bの燃焼により可能な最大機関出力を算出する切替後最大機関出力算出手段と、
前記要求時出力算出手段にて算出される機関出力が、前記切替後最大機関出力算出手段にて算出される最大機関出力より小さい場合には、前記燃料切替手段による燃料Bへの切り替えを許可し、前記機関出力が前記最大機関出力より大きい場合には前記燃料切替手段による燃料Bへの切り替えを禁止する燃料切替制御手段と、
を備えたことを特徴とする燃料切替内燃機関制御装置。 A control device for an internal combustion engine that uses a plurality of types of fuel in response to a switching request,
A switching request detecting means for detecting a request to switch the fuel type;
Fuel switching means for switching the type of fuel according to the request detected by the switching request detection means;
When a request for switching from fuel A to fuel B is detected by the switching request detecting means, an on-demand output calculating means for calculating an engine output due to combustion of the fuel A at the engine speed at the time of the request;
When the switching request detecting means detects a switching request from fuel A to fuel B, the maximum engine output after switching is calculated to calculate the maximum engine output possible by combustion of the fuel B at the engine speed at the time of the request. A calculation means;
When the engine output calculated by the demand output calculation means is smaller than the maximum engine output calculated by the maximum engine output calculation means after switching, switching to the fuel B by the fuel switching means is permitted. Fuel switching control means for prohibiting switching to fuel B by the fuel switching means when the engine output is greater than the maximum engine output;
A fuel-switching internal combustion engine control device comprising:
燃料の種類を切り替える要求を検出する切替要求検出手段と、
前記切替要求検出手段にて検出された要求に応じて燃料の種類を切り替える燃料切替手段と、
前記切替要求検出手段にて燃料Aから燃料Bへの切り替え要求が検出された場合に、該要求時の機関回転数における前記燃料Aの燃焼による機関出力を算出する要求時出力算出手段と、
前記切替要求検出手段にて燃料Aから燃料Bへの切り替え要求が検出された場合に、該要求時の機関回転数における前記燃料Bの燃焼により可能な最大機関出力を算出する切替後最大機関出力算出手段と、
前記切替要求検出手段にて検出される前記切り替え要求が自動的になされたものである時には、前記要求時出力算出手段にて算出される機関出力が、前記切替後最大機関出力算出手段にて算出される最大機関出力より小さい場合には、前記燃料切替手段による燃料Bへの切り替えを許可し、前記機関出力が前記最大機関出力より大きい場合には前記燃料切替手段による燃料Bへの切り替えを禁止するとともに、前記切替要求検出手段にて検出される前記切り替え要求が機関運転者の指示によりなされたものである時には、燃料Bへの切り替えを許可する燃料切替制御手段と、
を備えたことを特徴とする燃料切替内燃機関制御装置。 A control device for an internal combustion engine that uses a plurality of types of fuel in response to a switching request,
A switching request detecting means for detecting a request to switch the fuel type;
Fuel switching means for switching the type of fuel according to the request detected by the switching request detection means;
When a request for switching from fuel A to fuel B is detected by the switching request detecting means, an on-demand output calculating means for calculating an engine output due to combustion of the fuel A at the engine speed at the time of the request;
When the switching request detecting means detects a switching request from the fuel A to the fuel B, the maximum engine output after switching for calculating the maximum engine output possible by the combustion of the fuel B at the engine speed at the time of the request A calculation means;
When the switching request detected by the switching request detecting means is automatically made, the engine output calculated by the demand output calculating means is calculated by the maximum engine output calculating means after switching. When the engine output is smaller than the maximum engine output, the switching to the fuel B by the fuel switching means is permitted, and when the engine output is larger than the maximum engine output, the switching to the fuel B by the fuel switching means is prohibited. And a fuel switching control means for permitting switching to the fuel B when the switching request detected by the switching request detection means is made according to an instruction of the engine operator;
A fuel-switching internal combustion engine control device comprising:
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- 2007-01-19 JP JP2007010016A patent/JP2007100709A/en not_active Abandoned
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