JP2008069637A

JP2008069637A - ガソリン代替燃料エンジンの制御システム

Info

Publication number: JP2008069637A
Application number: JP2006246355A
Authority: JP
Inventors: Shinya Miyazaki; 真也宮崎
Original assignee: Nikki Co Ltd
Current assignee: Nikki Co Ltd
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2008-03-27

Abstract

【課題】ガソリンを使用するエンジンシステムを利用して非ガソリン燃料用のエンジンシステムに改造する場合に、簡易な構成で排ガスの状態を良好に維持できるようにする。
【解決手段】ガソリン用の電子制御ユニット１０を備えてガソリンを使用するエンジンシステムに非ガソリン燃料用の電子制御ユニット１１を増設し電子制御ユニット１０から出力されるエンジン制御情報を電子制御ユニット１１に入力してエンジン制御に使用するものとしたガソリン代替燃料エンジンの制御システム１Ａにおいて、排気管に設けたＯ₂センサからの出力信号を、波形整形装置６で整形してからガソリン用の電子制御ユニット１０に入力し、電子制御ユニット１０から出力されるエンジン制御情報が非ガソリン燃料用の電子制御ユニット１１に適合するように修正されたものとなるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガソリンを使用するエンジンシステムを利用して非ガソリン燃料用のエンジンシステムに改造する際に設けられるエンジンの制御システムに関し、殊に、非ガソリン用制御装置を増設し、これにエンジン既設のガソリン用制御装置からの制御情報を取り込んでエンジン制御に使用するものとしたガソリン代替燃料エンジンの制御システム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・ＬＮＧ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いる。そして、これらガソリンとは特性の異なる非ガソリン燃料をエンジンに供給するシステムを搭載するにあたり、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及び点火時期を設定する電子制御ユニットを使用してエンジン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。

しかし、ガソリンを使用する既存のエンジンシステムに対しては、エンジンの運転状態に応じて最適となる燃料供給量等が制御装置に設定されているので、例えば特開２００４―１０８１４８号公報に記載されているように、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により、既存の制御システムをそのまま利用して比較的容易に非ガソリン燃料を用いるガソリン代替燃料エンジンに改造することができる。

このようなガソリン代替燃料エンジンにおいては、図４に示すように排ガスの状態を検知するためガソリン用の電子制御ユニット１０に排気管に配設したＯ₂センサの出力信号を他の信号とともに入力し、電子制御ユニット１０内で演算処理したエンジン制御情報を非ガソリン燃料用の電子制御ユニット１１が受け取ってエンジン制御に使用するものとした、ガソリン代替燃料エンジンの制御システム１Ｃが構築されている。

しかし、Ｏ₂センサによる排ガス状態を検知したガソリン用の電子制御ユニット１０が出力するエンジン制御情報は、この時点でガソリンに最適化されたものとなっているため、非ガソリン燃料用の電子式制御ユニット１１でそのまま使用すると、改造後のガソリン代替燃料エンジンに好適な制御の実行が困難となって排ガス状態の悪化等のトラブルを生じやすくなる、という問題がある。
特開２００４―１０８１４８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、ガソリンを使用するエンジンシステムを利用して非ガソリン燃料用のエンジンシステムに改造する場合に、簡易な構成で排ガスの状態を良好に維持できるようにすることを課題とする。

そこで、本発明は、ガソリン用制御装置を備えたガソリン用エンジンシステムに非ガソリン燃料用制御装置を増設するとともに、前記ガソリン用制御装置から出力されるエンジン制御情報を前記非ガソリン燃料用制御装置に入力してエンジン制御に使用するガソリン代替燃料エンジンの制御システムであって、前記ガソリン用制御装置から非ガソリン燃料用制御装置に出力される排気管に設けたＯ₂センサからの出力信号であるエンジン制御情報を前記非ガソリン燃料用制御装置に適合するように所定の波形整形手段で整形させてから前記ガソリン用制御装置に入力することとした。

これにより、従来においてガソリン用制御装置から非ガソリン燃料用制御装置に入力されるエンジン制御情報のうち、Ｏ₂センサによる排気情報がガソリン用制御装置に最適化されて非ガソリン燃料用の制御情報として使用した場合に排ガス状態の悪化等の問題が生じていたのに対し、Ｏ₂センサからの出力信号を波形整形手段で整形し非ガソリン燃料用制御装置に適したエンジン制御情報となるように修正して非ガソリン燃料用制御装置に入力するようにしたことで、簡易な構成であっても排ガスを好適な状態に維持する制御が容易に実現できるものとなる。

また、この波形整形手段は、Ｏ₂センサからガソリン用制御装置に接続する信号配線の途中に配設したものとすれば、ガソリン用制御装置でエンジン制御情報が生成された時点で非ガソリン燃料用制御装置に適合された制御情報として、排ガスの好適な制御が確実に行われるものとなる。

或いは、この波形整形手段は、非ガソリン用制御装置に内蔵したものとし、Ｏ₂センサからの信号配線が非ガソリン用制御装置に一旦入力され、内部の波形整形手段で整形されてからガソリン用制御装置に入力されるものとすれば、波形整形手段を非ガソリン制御装置に機能的に設ける等することにより、システムの構成を一層簡易なものとすることができる。

Ｏ₂センサからの出力信号が、波形整形手段で整形されその波形を基にガソリン用制御装置が制御情報を出力した時点で非ガソリン用制御装置に適合する制御情報となるようにした本発明により、簡易な構成で排ガスの状態を良好に保つことができるものである。

以下に、図面を参照して本発明における最良の実施の形態を説明する。

図１は、本発明における第１の実施の形態を示すものであって、ガソリン用の電子制御ユニット１０を備えたガソリンを使用するエンジンシステムを、非ガソリン燃料を使用するエンジンシステムに改造した場合における、ガソリン代替燃料エンジンの制御システム１Ａの機能ブロック図を示している。

ガソリン用制御装置としての電子制御ユニット１０は、例えばスロットル開度センサ、ＭＡＰセンサ、Ｏ₂センサ、水温センサ、クランク角センサ等で検出したエンジン運転状態に基づいて、所定の計算方法で算出したガソリン噴射信号や点火制御信号を出力するものであり、改造前において図示しないガソリン用インジェクタをこの駆動信号に応じたデューティサイクルで開閉動作させエンジン要求流量のガソリンを噴射してエンジンに供給し、且つ、点火栓を最適なタイミングで点火させるように制御を実行するものである。

また、電子制御ユニット１０は、改造後においても図４に示す従来のガソリン代替燃料エンジンの制御システム１Ｃにおけるガソリン用電子ユニット１０と同様であって、ハード的、ソフト的に何ら変更を加えたものではない。しかし、本実施の形態では、従来例においてＯ₂センサ信号がガソリン用の電子式制御ユニット１０に直接入力されていたのに対し、波形成整形手段としての波形整形装置６を介して整形されたＯ₂センサ信号が電子制御ユニット１０に入力される点が特徴となっている。

この整形されたＯ₂センサ信号は、他の入力信号とともに電子制御ユニット１０内での処理に使用され、新たに追加された非ガソリン燃料用の電子制御ユニット１１にエンジン制御情報として送られ、このエンジン制御情報を基にして、電子制御ユニット１１は改造されたガソリン代替燃料エンジン用の制御信号を生成し、エンジン５に出力するようになっている。

即ち、エンジン既設の制御システムをそのまま利用しガソリン用の制御装置に新たな非ガソリン燃料用の制御装置を追加する際に、Ｏ₂センサ信号がガソリン用の電子制御ユニット１０内でガソリン用に最適化されても、出力したエンジン制御情報の時点で非ガソリン燃料用制御装置に適合するように波形整形装置６を介して整形するようにしたことを特徴としている。

そして、波形整形装置６内では、例えば図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示す波形図のように、破線のＯ₂センサ信号を実線のＯ₂センサ整形信号のように整形するものであり、電子制御ユニット１０内で処理されることで結果的に非ガソリン燃料用電子制御ユニット１１に最適化された状態となって出力され、ガソリン代替燃料用に改造されたエンジン５を適確に制御できるような状態になっている。

このことにより、非ガソリン燃料用の電子制御ユニット１１が燃料噴射量・点火時期等を制御しているエンジン５の制御性が極めて良好なものとなり、排ガス状態の悪化等のトラブルを有効に回避できるものであり、また、このような制御性の向上は、エンジン５のアイドル安定化等の性能向上にも貢献するものである。

図２は、本発明における第２の実施の形態であって、図１に示した第１の実施の形態と同様に、ガソリン用の電子制御ユニット１０を備えたガソリン用のエンジンシステムを非ガソリン燃料用に改造した場合のガソリン代替エンジンの制御システム１Ｂによる機能ブロック図を示しているが、専用の波形整形装置６を使用していない点が異なっている。

本実施の形態では、Ｏ₂センサ信号は非ガソリン燃料用の電子制御ユニット１１に直接入力されるが、電子制御ユニット１１は機能的に波形整形装置を兼ねたものとされ、入力されたＯ₂センサ信号を図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示すような波形に整形し、そのＯ₂センサ整形信号をガソリン用の電子制御ユニット１０に入力するようにしたものであり、これ以降は図１の第１の実施の形態と同様に機能するものである。

このように、新たな波形整形装置６と同等の機能を電子制御ユニット１１が兼ねるようにプログラムを設定するだけで専用の波形整形装置６が不要になるため、第１の実施の形態と比較して構成がさらに簡易になるとともに、一層低コストで改造できるものとなる。

以上述べたように、ガソリンを使用するエンジンシステムを利用して非ガソリン燃料用のエンジンシステムに改造する場合に、本発明により簡易な構成で排ガスの状態を良好に維持することが可能となったものである。

本発明における第１の実施のガソリン代替燃料エンジンに配設される制御システムの機能ブロック図。本発明における第２の実施のガソリン代替燃料エンジンに配設される制御システムの機能ブロック図。（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、図１または図２の制御システムにおけるＯ２センサ信号の整形の例を示す波形図。従来例のガソリン代替燃料エンジンに配設される制御システムの機能ブロック図。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ制御システム、５エンジン、６波形整形装置、１０，１１電子制御ユニット

Claims

ガソリン用制御装置を備えたガソリン用エンジンシステムに非ガソリン燃料用制御装置を増設するとともに、前記ガソリン用制御装置から出力されるエンジン制御情報を前記非ガソリン燃料用制御装置に入力してエンジン制御に使用するガソリン代替燃料エンジンの制御システムであって、前記ガソリン用制御装置から非ガソリン燃料用制御装置に出力される排気管に設けたＯ₂センサからの出力信号であるエンジン制御情報が前記非ガソリン燃料用制御装置に適合するように所定の波形整形手段で整形されてから前記ガソリン用制御装置に入力されることを特徴とするガソリン代替燃料エンジンの制御システム。
前記波形整形手段が、前記Ｏ₂センサから前記ガソリン用制御装置に接続する信号配線の途中に配設されてい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制御システム。
前記波形整形手段が、前記非ガソリン用制御装置に内蔵されており、前記Ｏ₂センサからの信号配線が前記非ガソリン用制御装置に一旦入力され、内部の前記波形整形手段で整形されてから前記ガソリン用制御装置に出力され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制御システム。