JP2008014258A - ガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガソリンエンジンをガソリン代替燃料エンジンに改造する場合に、追加する代替燃料用の電子制御ユニットの設定・製造に要する手間を軽減し低コストで点火時期制御を的確に行えるようにする。
【解決手段】エンジン運転状態に応じてガソリン用制御ユニット２が出力するガソリン噴射信号Ｂを受信しこれを基に非ガソリン燃料の噴射量を算出して駆動信号Ｋを出力する非ガソリン燃料用電子制御ユニット３Ａを増設してなるガソリン代替燃料噴射システムで実行される点火制御方法であって、非ガソリン燃料用電子制御ユニット３が、ガソリン用点火信号Ａを受信し、これを基に所定の方法で求めた点火時期修正時間でガソリン用点火信号Ａによる点火時期のタイミングを前後に調整することにより、非ガソリン燃料に適合させた点火信号Ｒを生成・出力して、点火コイル装置６による点火を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガソリンエンジンをＬＰＧやＣＮＧなどの非ガソリン燃料用に改造する場合における、ガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法およびその装置に関するものである。

組成・気化性等の特性がガソリンとは異なるＬＰＧ等の非ガソリン燃料を、火花点火エンジンの燃料に使用することは広く知られており、ガソリンとは特性の異なる非ガソリン燃料をインジェクタから吸気管路に噴射する噴射システムをエンジンに搭載するにあたり、新規のエンジンに対してはエンジン運転状態に応じて最適の燃料供給量を与える噴射量を設定する電子制御ユニットを使用してインジェクタを制御するように最初からシステムを設計・構築すればよい。

ところが、エンジンの運転状態に応じて最適の燃料供給量を与える噴射量としてガソリン噴射システムを構成する電子制御ユニットに設定されているガソリン噴射システムを搭載している既存のエンジンに対しては、例えば特開２００３−２０６７７３号公報に記載されているように、入力されたガソリン噴射量に基いてこれと同等の混合気を与える燃料噴射量を種々のデータを用いて所定の計算式で算出する、というきわめて簡単な機能をもたせた非ガソリン燃料用の電子制御ユニットを増設することで、既存のガソリン噴射システムをそのまま利用してガソリン代替燃料噴射システムを構築し、使用する燃料に対応したエンジンに改造することができる。

図１４は、このような従来のエンジンの燃料噴射システムの配置図を示したもので、既設のガソリン用電子制御ユニット２を、代替燃料用に改造したエンジン１に対応させるため代替する非ガソリン燃料用の電子制御ユニット３Ｃを増設し、ガソリン噴射信号Ｂを電子制御ユニット３Ｃの入力ポートＪで受信させ、その内部で代替燃料に適した補正を行い、非ガソリン燃料用のインジェクタ駆動信号Ｋを出力してインジェクタ４を駆動制御するものとして、改造後においても高精度の排気性能を確保しようとするものである。

しかしながら、この従来技術においてＬＰＧやＣＮＧのようにガソリンとは燃焼速度が顕著に異なる代替燃料の場合は、図１１のグラフに示すように良好な熱効率を示す点火時期が大きく異なることから、ガソリンエンジンで最適に設定された点火時期Ｔ２３をそのまま改造後のエンジンに適用すると、代替燃料に最適な点火時期Ｔ２５に設定した場合と比べて熱効率が悪化するなどの問題がある。

そこで、図１３に示すように、ガソリン用の電子制御ユニット２と点火コイル装置６とを接続する配線を切断し、その代わりに非ガソリン燃料用の電子制御ユニット３Ｂ内部で計算した点火時期および通電角を送信する配線を点火コイル装置６に接続することで、エンジン性能を良好に発揮させる手段が考えられる。

しかしながら、この電子制御ユニット３Ｂによる点火制御においては、図１２の点火制御に関するブロック図に示すように、エンジン負荷情報を検知するための吸入空気量センサ信号Ｃの入力、適切なタイミングで点火波形を生成処理（３２２）するためのクランク軸回転センサ信号Ｅ，カム軸回転センサ信号Ｆ等の入力が不可欠となるため、代替燃料用の電子制御ユニット３Ｂに多くの入力ポートが必要となってその構成が複雑となりやすい。また、電子制御ユニット３Ｂ内で点火時期基本値を演算するために、エンジンのあらゆる運転条件を実験確認に基いて設定する必要が生じる。そのため、実験確認および設定工数が増加して電子制御ユニット３Ｂに関する設定・製造の手間が嵩み、そのためにコストアップを伴うという問題がある。
特開２００３−２０６７７３号公報

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、ガソリンエンジンをガソリン代替燃料エンジンに改造する場合に、追加する代替燃料用の電子制御ユニットの設定・製造に要する手間を軽減し低コストで点火時期制御を的確に行えるようにすることを課題とする。

前記課題を解決するためになされた本発明は、エンジン運転状態に応じてガソリン用制御ユニットが出力するガソリン噴射信号を受信し、これを基に非ガソリン燃料の噴射量を算出して駆動信号をインジェクタに出力する非ガソリン燃料用電子制御ユニットをエンジン既設のガソリン噴射システムを増設したガソリン代替燃料噴射システムにおいて実行される点火制御方法であって、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが、ガソリン用電子制御ユニットの出力するガソリン用点火信号を受信し、これを基に所定の方法で求めた点火時期修正時間でガソリン用点火信号による点火時期のタイミングを前後に調整することにより、非ガソリン燃料に適合させた点火信号を生成・出力して、点火コイルによる点火を制御するものとした。

このように、ガソリンエンジンをガソリン燃料とは最適な点火時期が異なる非ガソリン燃料用のエンジンに改造する場合に、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが検知したガソリン用点火信号を基に非ガソリン燃料の特性に応じて決定した点火時期修正時間で点火時期を前後に調整する、という比較的簡易な手段を採用したことにより、非ガソリン燃料に最適な点火制御を比較的容易に実現できるものとなる。

また、この点火制御方法において、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが、検知したガソリン噴射信号によるパルス幅をエンジン負荷情報として点火時期の修正計算に利用、または、検知したガソリン用点火信号の周期をエンジン回転数情報として点火時期の修正計算に利用するものとすれば、エンジン運転状態に応じてさらに精密な点火制御を実行することができ、これに代えて或いは加えて、検知したガソリン用点火信号の角度情報およびエンジン回転数情報を用いて点火時期修正時間を算出するものとしても同様に点火時期の修正を確実に行えるようになる。

更に、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法において、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが、検知したガソリン用点火信号の立上り時間および立下り時間を計測し、この計測結果に基いて点火に必要な充電時間を決定して時間情報とし、これを点火信号の生成に利用するものとすれば、簡易な手順で正確な充電時間を確保することができる。

更にまた、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法において、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが、検知したガソリン用点火信号による点火時期の角度情報または時間情報から、予め定めた少なくとも３段階以上のパターンに分けられた点火時期のケースのうちいずれに該当するかのケース判定を行い、判定したケースに応じた方向・量の点火時期修正時間を使用して、点火時期を遅角側または進角側に修正するものとすれば、点火時期の修正手順がより簡易なものとなる。

加えて、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法において、検知したガソリン用点火信号に対する点火時期修正時間がゼロになる場合は、点火信号をガソリン用点火信号と同一の立上り・立下りのタイミングとするものとし、点火時期修正時間が遅角側の場合は点火信号をガソリン用点火信号の立上り・立下り時から点火時期修正時間分だけ遅らせるものとし、点火時期修正時間が進角側の場合は１サイクル前のガソリン用点火信号の立下りタイミングから所定の待ち時間経過後に点火信号を立ち上げ、充電時間を経た後に点火信号を立ち下げるものとすれば、比較的簡易な手順で容易に点火時期の調整を良好に行うことができる。その際、この所定の待ち時間を、検知した２サイクル前のガソリン用点火信号の立下りから次のサイクルのガソリン用点火信号の立下りまでの周期および充電時間の情報を用いて算出するものとすれば、容易に決定することができる。

更に加えて、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法において、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが、予測計算により決定した充電時間および点火時期修正時間と、モニタしている実際の充電時間および点火時期修正時間の結果とを比較してその差を連続的に求めるものとし、差をゼロにする方向で点火時期を調整することにより点火制御の誤差を修正するものとすれば、一層的確な点火制御を実現できるものとなる。

そして、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法において、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが、検知したガソリン噴射信号を用いてエンジン加減速状態を判別し、これを基に点火時期修正時間を補正するものとすれば、エンジンの出力変化にも対応しながら一層的確な点火制御を実行できるものとなり、またはこの方法に代えて、検知した冷却水温度データ信号からエンジン温度条件を判別しこれを基に点火時期修正時間を補正するものとしても同様である。

そしてまた、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法において、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが検知したノックセンサ信号からノッキング発生状況を判別し、ノッキングの発生状況に応じて点火時期修正時間を補正するものとすれば、ノッキングからの速やかな回復が容易なものとなる。

そしてさらに、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法において、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが上述した各信号を受信するのに、同一の信号を受信しているガソリン用電子制御装置における制御への影響が問題とならない範囲の電流消費量の入力回路を使用しているものとすれば、ガソリン用電子制御ユニット内における制御を損なわないものとすることができる。

加えて、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法において、非ガソリン燃料用電子制御ユニットに接続されたガソリン用点火信号の配線がイグナイタを摸した電気的負荷手段に接続されているものとすれば、ガソリン用電子制御ユニットが点火信号配線に関連する異常の発生として認識する心配のないものとなる。

更に加えて、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法を実行するためのプログラムを記憶した記憶手段を備えている非ガソリン燃料用電子制御ユニットであって、ガソリン用電子制御ユニットから延出されたガソリン用点火信号配線が接続されるとともに延出された非ガソリン用点火信号配線が点火コイルに接続され、且つ、上述した各信号を入出力するための配線が接続されてガソリン代替燃料噴射システムの一部を構成するものとされ、上述した点火制御方法を自動的に実施するガソリン代替燃料エンジンの点火制御装置とすれば、これをエンジン既設のガソリン噴射システムに配設するだけで上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法を容易且つ確実に実現することができる。

本発明は、検知したガソリン用点火信号を基に、非ガソリン用電子制御ユニットが非ガソリン燃料に適した点火信号を生成して点火コイルに出力することにより、エンジン運転状態等を入力するための入力ポートを最小限としながら非ガソリン用電子制御ユニットの設定・製造に要する手間を軽減することができ、比較的低コストで点火時期の制御を的確に行うことができる。

以下に、図面を参照しながら本発明における最良の実施の形態を説明する。

図１は、本発明のガソリン代替燃料エンジンの点火制御装置を兼ねたガソリン代替燃料噴射制御用の電子制御ユニット３Ａと非ガソリン燃料用のインジェクタ４をエンジン既設のガソリン噴射システムに増設したものであり、ガソリン代替燃料噴射システムを示す配置図である。本発明は、ガソリン用噴射制御装置である電子制御ユニット２とガソリン用インジェクタとを備えたガソリン噴射システムを搭載していた既存のガソリンエンジンを、ガソリン代替燃料エンジンに改造する場合に適用される。

ガソリン用噴射制御装置としての電子制御ユニット２は、クランク軸回転センサ７、カム軸回転センサ８、吸入空気量センサ９、スロットル開度センサ１０、ノックセンサ１１、エンジン冷却水温度センサ１２により検出したエンジン運転状態を示す各データに基いて算出したガソリン噴射信号を出力し、改造前においてガソリン用インジェクタをこの噴射信号に応じたデューティサイクルで開閉動作させてエンジン要求流量のガソリンを噴射してエンジン１に供給し、且つ、イグナイタ内蔵の点火コイル装置６に最適なタイミングで点火信号を出力するものであって、このこと自体は周知の技術である。

そして、改造後において電子制御ユニット２からガソリン噴射信号Ｂを送信する配線を、非ガソリン燃料用噴射制御装置である電子制御ユニット３Ａの入力ポートＪに接続して受信させ、内部で使用する非ガソリン燃料の特性に対応した補正を行ってインジェクタ駆動信号Ｋを生成・出力し、非ガソリン燃料用のインジェクタ４を開閉制御するものであり、改造車においても高精度の排気性能を実現できる。

これに加えて、電子制御ユニット２から出力した点火信号Ａを点火コイル装置６に送信する配線を途中で切断して電子制御ユニット３Ａの入力ポートＵに接続し、且つ、点火コイル装置６には電子制御ユニット３Ａから延出された点火信号Ｒを送信する配線を接続した点を特徴としている。

即ち、電子制御ユニット３Ａは、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，複数の信号入出力部（インターフェース）等を備えたガソリン代替燃料エンジン噴射制御用の電子制御ユニットであるが、そのＲＯＭに以下に述べる本発明の特徴部分となるガソリン代替燃料エンジン用の点火制御プログラムを記憶しており、使用する非ガソリン燃料に適した内容の点火制御方法を実施するガソリン代替燃料エンジン用の点火制御装置を兼ねたものとなっている。

また、電子制御ユニット２とノックセンサ１１とを接続する配線を途中で分岐させて入力ポートＳを介して電子制御ユニット３Ａに接続しノックセンサ信号Ｇを入力しているが、クランク軸回転センサ７、カム軸回転センサ８、吸入空気量センサ９、スロットル開度センサ１０からの配線は接続されておらず、これらの入力ポートを廃して簡略化した点を特徴としている。

即ち、電子制御ユニット３Ａは、エンジン回転位置情報としてのクランク軸回転信号Ｅ、カム軸回転信号Ｆ、エンジン負荷情報として吸入空気量データ信号Ｃ、過渡情報としてスロットル開度信号Ｄを直接検知しなくても、以下に詳述する方法を用いてエンジン運転状態等に応じて精度の高い点火制御を行えるようになっている点を特徴としている。これにより、これらの各信号を入力するための入力ポートが不要となり、電子制御装置として構成が簡易になるとともに、エンジンシステムへの配設後に、各配線の端子を接続するためのスペースも不要となるため、システムの設計・配置の自由度を確保しやすいものとなる。

これに加え、電子制御ユニット３Ａにはエンジン温度情報としてエンジン冷却水温度センサ１２からの冷却水温度データ信号Ｌを入力している。この温度情報としての冷却水温度データ信号Ｌは、非ガソリン燃料用の電子制御ユニット３Ａが本来備えている機能により既に取得できるようになっており、算出した点火時期修正時間をエンジンの運転状態に応じて補正するための情報としても利用している。

図２は、電子制御ユニット３Ａによる点火制御に関する概略を示すブロック図である。ガソリン用電子制御ユニット２と共通する信号を入力する入力回路３０１等は、消費電力の比較的少ない高インピーダンスの入力回路、Ａ／Ｄコンバータ、デジタル入力装置を用いており、ガソリン用電子制御ユニット２に対して電気的に悪影響を与えないものとなっており、入力回路３０６，５１１を介して入力された各信号とともに点火制御プロクラムで所定の手順を実行するマイコンにより処理される。

図１２に示した従来の電子制御ユニット３Ｂによる点火制御と比較すると、エンジン負荷情報（５Ｆ）と加減速指標値（５Ｋ）を計算する部分が変更されており、これらは検知したガソリンの噴射時間から算出するようになっている。即ち、これらの情報については、ガソリン用電子制御ユニット２が出力したガソリン噴射信号Ｂを電子制御ユニット３Ｂ内で解析することにより取得可能となっている。

ここで計算された負荷情報（５Ｃ），（５Ｆ）と、ガソリン用点火信号（５Ｎ）から計算されたエンジン回転数情報（５Ｏ）により、点火時期修正角度δ０を計算（５２２）し、これに過渡補正（５２３）、水温補正（５２４）、ノック補正（５３５）を加えることにより最終点火時期修正角度（５Ｊ）δを算出する。この最終点火時期修正角度（５Ｊ）とガソリン用点火信号（５Ｎ）から、点火波形生成処理（５３０）によって、代替燃料に最適な点火時期および点火コイル通電時間に調整された信号（５Ｐ）を生成し、非ガソリン用点火信号Ｒとして点火コイル装置６に出力する。

この点火波形生成処理の詳細について図４のブロック図を用いて説明すると、ガソリン用点火信号（５Ｎ）が点火波形検出ブロック５３０に入力され、ここで点火信号の立下りタイミングをエッジとして各気筒間の経過時間ｔ５を計測する。この経過時間ｔ５はエンジンの角速度に関係しているため、この情報を処理（６０２）することによりエンジン回転数（５Ｏ）を算出できる。

このエンジン回転数情報は他のブロックでも利用されているが、ここでは最終点火時期修正角度δ（５Ｊ）を点火時期修正時間指令値ｔ１に変換する処理（６０１）に用いる。この計算されたｔ１は、ガソリン点火時期に対して代替燃料の点火時期をどれくらい前後させればいいのか？について時間の単位で示すもので、この時間や角度が「＋」になるとガソリン用点火時期よりも早く（進角側）に、「−」になると遅く（遅角側）になるように定義している。このｔ１またはδにより、例えば予め設定した点火時期の３段階のケース（ｃａｓｅ）に分けて（６０４）、点火波形制御を実行する（６０５）ものとしている。

δ＝０の場合（図５参照）、非ガソリン燃料用点火信号をガソリン用点火信号（５Ｎ）の立上りタイミング（７１）で立ち上げるとともに、ガソリン用点火信号（５Ｎ）の立下りタイミング（７２）で立ち下げることにより、ガソリンと全く同様の点火時期を修正しない場合の点火時期制御が実現する。

一方、δ＜０の場合（図６参照）、対象となる一つ前の気筒のガソリン用点火信号（５Ｎ１）の立上り・立下り時間ｔｄｗを計測し、その立下りタイミング（８１）で、ｔ４＝−ｔ１、ｔ３＝ｔｄｗの計算を実行する（６０３）。そして、対象気筒のガソリン用点火信号（５Ｐ０）を立ち上げ、ｔ３時間の間通電させる。これにより、ガソリン用点火信号の点火コイル装置６への通電時間φが一定だとすると、φ＝ｔｄｗより、ガソリン用点火信号の点火立下り（８４）よりも代替燃料用点火信号の立下り（８５）が−ｔ１時間遅れるため、狙い通りガソリン用点火信号よりもδ分、遅角側に点火時期を設定することができる。

さらに、δ＞０の場合（図７参照）、対象となる二つ前の気筒のガソリン用点火信号（５Ｎ２）の立下り（９１）と、一つ前の気筒の立下り（９２）の時間ｔ５と、一つ前の気筒（５Ｎ１）のガソリン用点火信号の点火通電時間ｔｄｗを計測し、点火立下り（９２）のタイミングで、ｔ２＝ｔ５−ｔｄｗ−ｔ１を計算する。そして、この立下りタイミング（９２）よりもｔ２時間経過した後、代替燃料の点火信号（５Ｐ０）をｔｄｗの間通電する。これにより、ガソリン用点火信号の点火コイル装置６への通電時間が一定だとすると、φ＝ｔｄｗより、ガソリン用点火信号の立下り（９５）よりもｔ１時間前に代替燃料用点火信号が立ち下がる（９４）ため、狙い通りガソリンよりもδだけ進角側に点火時期をずらして設定することができる。

しかし、実際には、様々な要因により点火時期が狙いどおりとならないで、多少の誤差が発生することが多い。そこで、図８に示すように、この問題に対処するため代替燃料用点火信号の立下りタイミング（９４）とガソリン用点火信号の立下りタイミング（９５）との間の時間ｔ６を計測し、これと指令値ｔ１との間の誤差ｔｅｒｒ＝ｔ１−ｔ６を計算し、このｔｅｒｒを次回のｔ２計算に反映することにより、誤差を補償する機能（６０６）を持たせている。

さらに、該当気筒のガソリン用点火信号の通電時間ｔ７を計測し、これを同様にｔ３計算において修正値として採用することにより、通電時間の誤差も補償することができる。尚、図８では、進角側に補正する例を示しているが、この技術は遅角側のｔ４を計算する過程でも同じように適用できることは言うまでもない。これらの処理を電子制御ユニット３Ａのマイコンで高速処理することにより、進角・遅角両方向に点火時期を修正することができる。

加えて、ガソリン用点火信号の入力ポートＵは、図９に示すようにマイコン３０の入力信号調整回路（５０１）前段に、ガソリン用の電子制御ユニット２の断線故障診断回路の診断への影響について点火コイル装置６と同等以下の電気負荷装置３１に接続され、電子制御ユニット２における誤作動の発生の心配のないものとなっている。

以下に、本実施の形態の作用を説明すると、図１０はガソリン噴射量からエンジン加減速状態およびエンジン負荷状態を検出するロジックの例を示している。図中１２０１で加速を行っているが、ガソリンの燃料噴射制御は燃料の壁面付着による悪影響を回避するため加速の瞬間に燃料の増量を行っている（５Ａ）。しかし、気化しやすい非ガソリン燃料ではこの増量は不要であり、無駄な噴射量を除くため上述の低周波数帯通過フィルタ部（ＬＰＦ）５１３で一時処理を行っている（５Ｂ）。このＬＰＦ前後の差分値（５Ｅ）が加速状態では＋側、減速状態では−側になり、その大きさが加速もしくは減速の程度を表すため、これに応じた加速指標値（５Ｋ）を加減速指標変換部５２６で生成することにより、的確な点火時期加速補正制御が可能となるものである。

図３は、これらの情報を用いた電子制御ユニット３Ａによる点火制御の動作例を示す波形図である。仮に、カム軸のＴＤＣ信号Ｆの立ち上がりエッジΔを基準にすると、ガソリン用の電子制御ユニット２で生成された点火信号Ａは、ζ１Ａの点火時期、及びφの通電角で制御されていることが分かる。

これに対して、非ガソリン燃料用の電子制御ユニット３Ａ内部にて上述した処理を実行することにより、非ガソリン燃料用の点火信号Ｒで示すζ１Ｂの点火時期、及びφの通電角を有する点火信号を生成することができる。そして、点火時期補正動作として、加速部分（１３０１）を一例として説明すると、ガソリン噴射信号を基に図２の加速指標変換部５２６により加速指標値（５Ｋ）が算出され、これにより加速時に点火時期基本値（５Ｇ）を過渡補正部５２３で遅角補正し、δ２のような点火時期になることが分かる。尚、今回は遅角の場合を説明したが条件によっては進角の場合もあることは言うまでもない。

一方、ノッキングが発生すると（１３０２）、ノックセンサ信号Ｇからノック指標変換部３１８がノッキングの主成分となる周波数帯のパワーが大きいと判定することでノック指標値（５Ｍ）が大きくなり、これに応じてノック補正部５２５により点火時期を遅角してδ３とし、その後のノッキングを回避している。このようにして、ガソリン点火信号をベースとして非ガソリン燃料用に点火時期を前後に修正する（δ１，δ２，δ３）ことが可能となり、少ない実験適合工数で比較的簡易に代替燃料エンジンの性能を確保することができる。

以上、述べたように、ガソリンエンジンをガソリン代替燃料エンジンに改造する場合に、本発明により追加する代替燃料用電子制御装置の設定・製造に要する手間を軽減することができ、比較的低コストで点火時期の制御を的確に行うことができるものである。

本発明における実施の形態である燃料噴射システムの配置図。 図１の非ガソリン燃料用電子制御ユニットの動作を説明するためのブロック図。 図１の非ガソリン燃料用電子制御ユニットの作用を説明するための波形図。 図２の非ガソリン燃料用電子制御ユニットによる点火波形生成処理の詳細を示すブロック図。 図２の点火波形処理部におけるδ＝０の場合の処理を示す波形図。 図２の点火波形処理部におけるδ＜０の場合の処理を示す波形図。 図２の点火波形処理部におけるδ＞０の場合の処理を示す波形図。 図２の点火波形処理部における誤差補償のための処理を示す波形図。 図１の非ガソリン燃料用電子制御ユニットのガソリン用点火信号の入力ポートからマイコンへの接続状態を示すブロック図。 ガソリン噴射量からエンジン加減速状態およびエンジン負荷状態を検出するロジックの例を示す波形図。 ガソリンと代替燃料との間の点火時期の違いによる熱効率の差を説明するためのグラフ。 従来例における非ガソリン用制御ユニットの動作を説明するためのブロック図。 従来例における燃料噴射システムを示す配置図。 従来例における燃料噴射システムを示す配置図。

符号の説明

１ エンジン、２，３Ａ 電子制御ユニット、４ インジェクタ、６ 点火コイル装置、７ クランク軸回転センサ、８ カム軸回転センサ、９ 吸入空気量センサ、１０ スロットル開度センサ、１１ ノックセンサ、１２ エンジン冷却水温度センサ、３０ マイコン、３１ 電気的負荷装置

Claims (15)

1. エンジン運転状態に応じてガソリン用電子制御ユニットが出力するガソリン噴射信号を受信し該ガソリン噴射信号を基に非ガソリン燃料の噴射量を算出してインジェクタに駆動信号を出力する非ガソリン燃料用電子制御ユニットをエンジンに既設のガソリン噴射システムに増設してなるガソリン代替燃料噴射システムで実施される点火制御方法であって、
   前記非ガソリン燃料用電子制御ユニットが、前記ガソリン用電子制御ユニットの出力するガソリン用点火信号を受信し、所定の方法で求めた点火時期修正時間で前記ガソリン用点火信号による点火時期のタイミングを前後に調整することにより、非ガソリン燃料に適合させた点火信号を生成・出力して点火コイルによる点火を制御することを特徴とするガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法。
2. 前記非ガソリン燃料用電子制御ユニットは、前記ガソリン噴射信号によるパルス幅をエンジン負荷情報として点火時期の修正計算に利用することを特徴とする請求項１に記載したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法。
3. 前記非ガソリン燃料用電子制御ユニットは、検知したガソリン用点火信号の周期をエンジン回転数情報として点火時期の修正計算に利用することを特徴とする請求項１に記載したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法。
4. 前記非ガソリン燃料用電子制御ユニットは、検知したガソリン用点火信号による角度情報およびエンジン回転数情報を用いて前記点火時期修正時間を算出することを特徴とする請求項１，２または３に記載したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法。
5. 前記非ガソリン燃料用電子制御ユニットは、検知したガソリン用点火信号の立上り時間および立下り時間を計測し、該計測結果に基いて点火に必要な充電時間を決定して時間情報とし、該時間情報を点火信号の生成に利用することを特徴とする請求項１，２，３または４に記載したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法。
6. 前記非ガソリン燃料用電子制御ユニットは、検知した前記ガソリン用点火信号による点火時期の角度情報または前記時間情報から、予め定めた少なくとも３段階以上のパターンに分けられた点火時期のケースのうちいずれに該当するかのケース判定を行い、判定したケースに応じた前記点火時期修正時間を使用して点火時期を遅角側または進角側に修正することを特徴とする請求項１，２，３，４または５に記載したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法。
7. 前記非ガソリン燃料用電子制御ユニットは、検知した前記ガソリン用点火信号に対する前記点火時期修正時間がゼロになる場合は前記点火信号を前記ガソリン用点火信号と同一の立上り・立下りのタイミングとして、前記点火時期修正時間が遅角側の場合は前記点火信号をガソリン用点火信号の立上り・立下り時から前記点火時期修正時間分だけ遅らせるものとし、前記点火時期修正時間が進角側の場合は１サイクル前の前記ガソリン用点火信号の立下りタイミングから所定の待ち時間経過後に前記点火信号を立ち上げ、前記充電時間を経た後に前記点火信号を立ち下げることを特徴とする請求項１，２，３，４または５に記載したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法。
8. 請求項７に記載したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法所定において、前記待ち時間を、検知した２サイクル前の前記ガソリン用点火信号の立下りから次のサイクルの前記ガソリン用点火信号の立下りまでの周期および前記充電時間の情報を用いて算出することを特徴とするガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法。
9. 前記非ガソリン燃料用電子制御ユニットは、予測計算により決定した前記点火時期修正時間および充電時間と、モニタしている実際の充電時間および前記点火時期修正時間の結果とを比較して差を連続的に求めるものとされ、前記差をゼロにする方向で前記点火時期を調整することにより点火制御における誤差を修正することを特徴とすることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７または８に記載したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法。
10. 前記非ガソリン燃料用電子制御ユニットは、検知した前記ガソリン噴射信号を用いてエンジン加減速状態を判別し、該エンジン加減速状態を基に前記点火時期修正時間を補正することを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７．８または９に記載したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法。
11. 前記非ガソリン燃料用電子制御ユニットは、検知した冷却水温度データ信号からエンジン温度条件を判別し、該エンジン温度条件を基に点火時期修正時間を補正することを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７．８または９に記載したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法。
12. 前記非ガソリン燃料用電子制御ユニットは、検知した前記ノックセンサ信号からノッキング発生状況を判別し、該ノッキング発生状況に応じて前記点火時期修正時間を補正することを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７．８，９，１０または１１に記載したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法。
13. 前記非ガソリン燃料用電子制御ユニットは、前記各信号を受信する際に同一の信号を受信している前記ガソリン用電子制御装置における制御への影響が問題とならない範囲の電流消費量の入力回路を使用していることを特徴とすることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７．８，９，１０，１１または１２に記載したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法。
14. 前記非ガソリン燃料用電子制御ユニットに接続されたガソリン用点火信号の配線は、イグナイタを摸した電気的負荷手段に接続されていることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７．８，９，１０，１１，１２または１３に記載したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法。
15. 請求項１，２，３，４，５，６，７．８，９，１０，１１，１２，１３または１４に記載したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法を実行するためのプログラムを記憶した記憶手段を備えている非ガソリン燃料用電子制御ユニットであって、前記ガソリン用電子制御ユニットから延出されたガソリン用点火信号配線が接続されるとともに、延出された非ガソリン用点火信号配線が前記点火コイルに接続され、且つ、前記各信号を入出力するための配線が接続されて前記ガソリン代替燃料噴射システムの一部を構成するものであり、前記点火制御方法を自動的に実施するガソリン代替燃料エンジンの点火制御装置。
    

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