JP2008190465A - Multi-fuel engine - Google Patents
Multi-fuel engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008190465A JP2008190465A JP2007027216A JP2007027216A JP2008190465A JP 2008190465 A JP2008190465 A JP 2008190465A JP 2007027216 A JP2007027216 A JP 2007027216A JP 2007027216 A JP2007027216 A JP 2007027216A JP 2008190465 A JP2008190465 A JP 2008190465A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- fuel injection
- injection amount
- engine
- basic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複数種の燃料を使用することが可能な多種燃料エンジンに関する。 The present invention relates to a multi-fuel engine capable of using a plurality of types of fuel.
複数種の燃料を使用することが可能な多種燃料エンジンが知られている。ディーゼルエンジンも多種燃料エンジンとしての使用が可能であり、軽油のほかGTL(Gas To Liquid)燃料も使用することができる。GTL燃料は飽和炭化水素を中心とした燃料であり、高セタン価、アロマフリー、硫黄フリーといった特徴がある。また、ディーゼルエンジンでは、BTL(Biomass To Liquid)燃料などのバイオ燃料も使用することができる。 Multi-fuel engines that can use multiple types of fuel are known. The diesel engine can also be used as a multi-fuel engine, and GTL (Gas To Liquid) fuel can be used in addition to light oil. GTL fuel is a fuel mainly composed of saturated hydrocarbons, and has characteristics such as high cetane number, aroma free, and sulfur free. In the diesel engine, biofuel such as BTL (Biomass To Liquid) fuel can also be used.
燃料の種類が異なれば、当然、その性状も異なったものとなるが、燃料性状はエンジンの出力性能や排ガス性能に影響する。このため、多種燃料エンジンでは燃料性状を判別し、燃料性状に応じてエンジンの制御内容を補正することが必要とされる。下記に列挙した特許文献には、燃料性状を判定する技術や、燃料性状の変化に対応して燃料噴射量を補正する技術について開示されている。
ところで、エンジンは、通常、燃料噴射弁を含む複数のアクチュエータの協働によって動作する。ディーゼルエンジンでは、これらアクチュエータは燃料噴射量をベースにして制御されている。つまり、要求トルクから燃料噴射量が決まると、予め決定された規則に従ってアクチュエータの制御量が決定されるようになっている。燃料噴射弁においては燃料噴射量に基づいて噴射期間が決定され、EGR弁においては燃料噴射量に基づいてEGR開度が決定される。ディーゼルエンジンにおいて燃料噴射量から各アクチュエータの制御量を決定するための規則は、エンジンの開発段階において適合試験により決定される。この適合試験では所定の基本燃料(一般的には軽油)を用いてエンジンの運転が行われ、所望の出力性能や排ガス性能が得られるように、各アクチュエータの制御量の適合値が決定されている。 By the way, an engine normally operates by cooperation of a plurality of actuators including a fuel injection valve. In a diesel engine, these actuators are controlled based on the fuel injection amount. That is, when the fuel injection amount is determined from the required torque, the control amount of the actuator is determined according to a predetermined rule. In the fuel injection valve, the injection period is determined based on the fuel injection amount, and in the EGR valve, the EGR opening is determined based on the fuel injection amount. The rules for determining the control amount of each actuator from the fuel injection amount in a diesel engine are determined by conformance testing in the engine development stage. In this conformance test, the engine is operated using a predetermined basic fuel (generally light oil), and the conformity value of the control amount of each actuator is determined so that the desired output performance and exhaust gas performance can be obtained. Yes.
ディーゼルエンジンを多種燃料エンジンとして使用する場合、基本燃料と実際の使用燃料との燃料性状の違いが問題になる。例えば、実際の使用燃料が基本燃料と密度は同じであるが発熱量が低い燃料の場合、要求トルクに対して必要となる燃料噴射量は実際の使用燃料のほうが多くなる。その場合、単純に燃料噴射量を増やす補正を行うと、燃料噴射量をベースにして制御される他のアクチュエータの制御量が要求トルクに対する適合値からずれてしまうことになる。したがって、基本燃料以外の燃料を使用する場合には、その燃料が有する本来のポテンシャルを発揮させることができない。 When a diesel engine is used as a multi-fuel engine, the difference in fuel properties between the basic fuel and the actual fuel used becomes a problem. For example, when the actual fuel used has the same density as the basic fuel but has a low calorific value, the amount of fuel injection required for the required torque is greater for the actual fuel used. In that case, if the correction for simply increasing the fuel injection amount is performed, the control amount of another actuator controlled based on the fuel injection amount will deviate from a value suitable for the required torque. Therefore, when a fuel other than the basic fuel is used, the original potential of the fuel cannot be exhibited.
上述の問題は、燃料噴射量から各アクチュエータの制御量を決定するための規則が基本燃料にしか対応していないことによる。したがって、制御量を決定するための規則を燃料種毎に用意しておき、使用する燃料に応じて規則を変更することができれば、上述の問題は解決できるとも考えられる。しかしながら、多種燃料エンジンにおいて使用の可能性がある燃料の全てを予想することは困難であり、また、それらの全てについて適合試験を行うことはコストの観点において現実的ではい。 The above-mentioned problem is due to the fact that the rule for determining the control amount of each actuator from the fuel injection amount corresponds only to the basic fuel. Therefore, if the rule for determining the control amount is prepared for each fuel type and the rule can be changed according to the fuel to be used, it is considered that the above problem can be solved. However, it is difficult to predict all of the fuels that can be used in a multi-fuel engine, and it is not practical from a cost standpoint to conduct a compliance test on all of them.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、どのような燃料が使用される場合でも所望のエンジン性能を確保できるようにした多種燃料エンジンを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a multi-fuel engine capable of ensuring desired engine performance regardless of the type of fuel used. .
第1の発明は、上記の目的を達成するため、所定の基本燃料を含めた複数種の燃料を使用することが可能な多種燃料エンジンにおいて、
燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁と協働して前記エンジンを動作させるアクチュエータと、
使用する燃料が前記基本燃料であるという前提のもと要求トルクに基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、
前記燃料噴射量算出手段で算出された燃料噴射量に基づいて前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、
実際に使用する燃料を判別してその発熱量及び密度を取得する情報取得手段と、
前記基本燃料を使用する場合と同等のトルクが得られるように、使用する燃料の発熱量及び密度に基づいて燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と、
前記燃料噴射量補正手段で補正された燃料噴射量に基づいて燃料噴射弁を制御する燃料噴射弁制御手段と、
を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a multi-fuel engine capable of using a plurality of types of fuel including a predetermined basic fuel.
A fuel injection valve for injecting fuel;
An actuator for operating the engine in cooperation with the fuel injection valve;
Fuel injection amount calculating means for calculating a fuel injection amount based on a required torque under the assumption that the fuel to be used is the basic fuel;
Actuator control means for controlling the actuator based on the fuel injection amount calculated by the fuel injection amount calculation means;
Information acquisition means for determining the fuel to be actually used and acquiring its calorific value and density;
Fuel injection amount correction means for correcting the fuel injection amount based on the calorific value and density of the fuel used so that a torque equivalent to that when using the basic fuel is obtained;
Fuel injection valve control means for controlling the fuel injection valve based on the fuel injection amount corrected by the fuel injection amount correction means;
It is characterized by having.
第2の発明は、第1の発明において、
前記燃料噴射弁制御手段は、前記燃料噴射量算出手段で算出された燃料噴射量に前記燃料噴射弁の動作期間を対応させるための規則と、前記規則における動作期間の値を前記燃料噴射量補正手段で補正された燃料噴射量に対応した値に更新する規則更新手段とを含むことを特徴としている。
According to a second invention, in the first invention,
The fuel injection valve control means includes a rule for making the fuel injection amount calculated by the fuel injection amount calculation means correspond to the operation period of the fuel injection valve, and the value of the operation period in the rule is the fuel injection amount correction. And a rule updating means for updating to a value corresponding to the fuel injection amount corrected by the means.
第3の発明は、第1又は第2の発明において、
前記基本燃料は軽油であり、前記複数種の燃料にはGTL燃料が含まれることを特徴としている。
According to a third invention, in the first or second invention,
The basic fuel is light oil, and the plurality of types of fuel include GTL fuel.
第1の発明によれば、使用燃料の発熱量及び密度に応じて燃料噴射量が補正されることで、実際の使用燃料が基本燃料と異なる場合であっても、また、使用燃料がさらに別の燃料に替わった場合であっても、基本燃料を使用する場合と同等のトルクを得ることができる。また、アクチュエータの動作を制御するための燃料噴射量は、使用する燃料が基本燃料であるという前提のもと要求トルクに基づいて算出された燃料噴射量であるので、実際の使用燃料が基本燃料と異なる場合であっても、また、使用燃料が別の燃料に替わった場合であっても、要求トルクに応じた最適な動作でアクチュエータを制御することができる。したがって、本発明によれば、どのような燃料が使用される場合でも所望のエンジン性能を確保することが可能であり、使用燃料が有する本来のポテンシャルを発揮させることができる。 According to the first invention, the fuel injection amount is corrected according to the heat generation amount and density of the fuel used, so that even if the actual fuel used is different from the basic fuel, the fuel used is further separated. Even when the fuel is replaced, it is possible to obtain the same torque as when the basic fuel is used. Further, since the fuel injection amount for controlling the operation of the actuator is a fuel injection amount calculated based on the required torque on the assumption that the fuel to be used is the basic fuel, the actual fuel used is the basic fuel. Even if it is different from the above, or even if the fuel used is changed to another fuel, the actuator can be controlled with an optimal operation according to the required torque. Therefore, according to the present invention, the desired engine performance can be ensured regardless of the fuel used, and the original potential of the fuel used can be exhibited.
また、第2の発明によれば、使用する燃料が基本燃料であるという前提のもと要求トルクに基づいて燃料噴射量が算出されると、その燃料噴射量に対応する燃料噴射弁の動作期間が所定の規則に従って決定される。実際の使用燃料が基本燃料と異なる場合、また、使用燃料が別の燃料に替わった場合、この規則における動作期間の値は実際の使用燃料で必要な燃料噴射量に対応した値に更新されるので、規則に従って決定された動作期間で燃料噴射弁を制御することで、どのような燃料が使用される場合でも基本燃料を使用する場合と同等のトルクを得ることができる。したがって、第2の発明によれば、要求トルクから燃料噴射量を決定するための規則を使用燃料毎に用意する必要はない。 According to the second invention, when the fuel injection amount is calculated based on the required torque on the assumption that the fuel to be used is the basic fuel, the operation period of the fuel injection valve corresponding to the fuel injection amount Is determined according to a predetermined rule. If the actual fuel used is different from the basic fuel, or if the fuel used is replaced with another fuel, the value of the operation period in this rule is updated to a value corresponding to the fuel injection amount required for the actual fuel used. Therefore, by controlling the fuel injection valve in the operation period determined in accordance with the rules, it is possible to obtain the same torque as when the basic fuel is used regardless of which fuel is used. Therefore, according to the second invention, it is not necessary to prepare a rule for determining the fuel injection amount from the required torque for each fuel used.
第3の発明によれば、軽油を主たる燃料とするディーゼルエンジンにおいて、高セタン価、アロマフリー、硫黄フリーといった特徴を有するGTL燃料を使用することができ、しかもGTL燃料本来のポテンシャルを発揮させつつ使用することができる。 According to the third invention, in a diesel engine whose main fuel is light oil, GTL fuel having characteristics such as high cetane number, aroma-free, and sulfur-free can be used, and the original potential of GTL fuel is exhibited. Can be used.
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の実施の形態としての多種燃料エンジンのシステムの概略図である。このシステムは、エンジン2とそれを制御するECU(Electronic Control Unit)10とから構成される。本実施の形態にかかるエンジン2はディーゼルエンジンであって、軽油のほかGTL燃料やバイオ燃料といった軽油とは燃料性状(例えば密度、発熱量、セタン価等)が大きく異なる燃料も使用できるようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a system of a multi-fuel engine as an embodiment of the present invention. This system includes an
エンジン2は、燃料噴射弁4を含む複数のアクチュエータの協働によって動作する。ここでは説明を簡単にするため、燃料噴射弁4以外のアクチュエータをEGR弁6に限定して説明をする。ただし、本発明にかかる「燃料噴射弁と協働して前記エンジンを動作させるアクチュエータ」がEGR弁6に限定されるものではない。燃料噴射弁4及びEGR弁6は、ECU10によって制御される。
The
ECU10の機能には、燃料噴射量算出部12としての機能が含まれる。燃料噴射量算出部12は、マップや関数等の予め決定された規則に従って要求トルクに応じた燃料噴射量Qbaseを算出する。要求トルクの算出にはエンジン回転数とアクセル開度とを変数とするマップが用いられる。
The function of the
上記の規則の前提となる燃料は、エンジン開発段階での適合試験に用いられた基本燃料である。本実施の形態では、基本燃料として軽油が用いられているものとする。ただし、全ての軽油が基本燃料に該当するのではなく、軽油の中でもある特定の燃料性状のものを基本燃料とする。したがって、実際に使用する軽油の中には基本燃料には該当しないもののもある。また、ここでは軽油を基本燃料としているが、軽油以外の燃料を基本燃料とすることも可能である。 The fuel that presupposes the above rules is the basic fuel that was used for conformance testing in the engine development stage. In the present embodiment, it is assumed that light oil is used as the basic fuel. However, not all diesel oils correspond to basic fuels, but those with specific fuel properties among diesel oils are used as basic fuels. Therefore, some diesel oils that are actually used do not fall under basic fuel. Although light oil is used as the basic fuel here, fuel other than light oil can be used as the basic fuel.
ECU10は、燃料噴射弁4を制御する燃料噴射弁制御部14としての機能を有している。燃料噴射弁制御部14は、ECU10に記憶されているτ−Qマップ20を参照して燃料噴射期間を決定する。τ−Qマップ20は燃料噴射量Qbaseに燃料噴射期間τを対応させるための規則である。τ−Qマップ20は更新可能なマップであり、マップデータ更新部18によってそのマップデータを更新できるようになっている。τ−Qマップ20の初期データは基本燃料を用いた適合試験によって決定されている。マップデータ更新部18は、エンジン2で実際に使用される燃料の燃料性状に応じてマップデータを更新する。
The
使用する燃料が基本燃料と異なれば、要求トルクを実現するために必要な燃料噴射量と燃料噴射量算出部12で算出される燃料噴射量Qbaseとの間には差が生じる。仮に実際の使用燃料が基本燃料と同密度であるが発熱量が低い場合には、要求トルクに対して必要となる燃料噴射量は燃料噴射量Qbaseよりも多くなる。そこで、マップデータ更新部18は、基本燃料を使用する場合と同等のトルクが得られるように、使用燃料の燃料性状に応じて燃料噴射量Qbaseに対する燃料噴射期間τの値を更新するようにしている。
If the fuel to be used is different from the basic fuel, there is a difference between the fuel injection amount necessary for realizing the required torque and the fuel injection amount Q base calculated by the fuel injection
つまり、本実施の形態では、要求トルクから燃料噴射量Qbaseを決定するための規則を使用燃料毎に用意するのではなく、燃料噴射量Qbaseと燃料噴射期間τとの関係を使用燃料に応じて補正することにしている。これによれば、使用の可能性がある燃料の全てを予想し、それらの全てについて燃料噴射量Qbaseを決定するための適合試験を行う必要はない。使用燃料の変化に応じて実際の燃料噴射量を補正する手順については、後でフローチャートを用いて詳しく説明する。 That is, in the present embodiment, a rule for determining the fuel injection amount Q base from the required torque is not prepared for each fuel used, but the relationship between the fuel injection amount Q base and the fuel injection period τ is used for the fuel used. We will make corrections accordingly. According to this, it is not necessary to predict all the fuels that may be used and to perform a conformance test for determining the fuel injection amount Q base for all of them. The procedure for correcting the actual fuel injection amount in accordance with the change in the fuel used will be described in detail later using a flowchart.
また、ECU10は、EGR弁6を制御するEGR弁制御部16としての機能を有している。EGR弁制御部16は、燃料噴射弁4から噴射される実際の燃料噴射量ではなく、燃料噴射量算出部12で算出された燃料噴射量Qbaseに基づいてEGR弁6の制御量、すなわち、EGR開度を決定する。燃料噴射量QbaseからEGR開度を決定するための規則は、エンジン開発段階での適合試験によって決定されている。前述のように適合試験は基本燃料を用いて行われ、所望の出力性能や排ガス性能が得られるように、燃料噴射量Qbaseに対するEGR開度の適合値が決定されている。したがって、EGR弁制御部16によるEGR弁6の制御によれば、実際の使用燃料が基本燃料と異なる場合であっても、また、使用燃料が別の燃料に替わったような場合であっても、要求トルクに応じた最適な動作でEGR弁6を制御することができる。
Further, the
このように、使用燃料が基本燃料であるという前提のもとで要求トルクに基づいて燃料噴射量Qbaseを算出し、それに基づいてEGR弁6を含む各アクチュエータの制御量を決定することとすれば、各アクチュエータの制御量を決定するための規則(マップ或いは関数)は基本燃料に対応する規則のみで足りることになる。一方、使用燃料の変化によって生じる必要燃料噴射量と燃料噴射量Qbaseとの差は、燃料噴射量Qbaseと燃料噴射期間τとの対応関係を補正することで補償することができる。 Thus, the fuel injection amount Q base is calculated based on the required torque on the assumption that the fuel used is the basic fuel, and the control amount of each actuator including the EGR valve 6 is determined based on the calculated fuel injection amount Q base. For example, the rule (map or function) for determining the control amount of each actuator is only a rule corresponding to the basic fuel. On the other hand, the difference between the required fuel injection amount and the fuel injection amount Q base caused by the change in the fuel used can be compensated by correcting the correspondence between the fuel injection amount Q base and the fuel injection period τ.
以下では、使用燃料の変化に応じて実際の燃料噴射量を補正する手順について、図2乃至図4のフローチャートを用いて説明する。 Hereinafter, the procedure for correcting the actual fuel injection amount in accordance with the change in the fuel used will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
図2のフローチャートは使用燃料の変化を判別するためのルーチンを示している。図2に示すルーチンの最初のステップS10では、燃料変化フラグの初期化が行われる。燃料変化フラグは使用燃料が別の燃料に変化したことを示すフラグである。燃料変化フラグの初期状態はOFFであり、使用燃料の変化が認められたときに燃料変化フラグはONにされる。 The flowchart of FIG. 2 shows a routine for discriminating changes in the fuel used. In the first step S10 of the routine shown in FIG. 2, the fuel change flag is initialized. The fuel change flag is a flag indicating that the fuel used has changed to another fuel. The initial state of the fuel change flag is OFF, and the fuel change flag is turned ON when a change in the fuel used is recognized.
次のステップS12では、使用燃料の燃料性状に関する新たな情報が取得される。取得される情報には、密度、発熱量(低位発熱量)及びセタン価が含まれる。これらの情報は燃料性状センサによって取得する。燃料性状センサの構成やその測定方法についての限定はない。以下、新たに取得した密度、発熱量及びセタン価の各値をρnew,Hnew,CNnewと表記し、ECU10のメモリに記憶されている密度、発熱量及びセタン価の各値をρ,H,CNと表記する。
In the next step S12, new information relating to the fuel properties of the used fuel is acquired. The acquired information includes density, calorific value (low calorific value), and cetane number. Such information is acquired by a fuel property sensor. There is no limitation on the configuration of the fuel property sensor and its measurement method. Hereinafter, newly acquired values of density, calorific value, and cetane number are denoted as ρ new , H new , CN new, and values of density, calorific value, and cetane number stored in the memory of the
次のステップS14では、ステップS12で新たに取得した密度、発熱量及びセタン価の各値ρnew,Hnew,CNnewとそれらの各記憶値ρ,H,CNとが記憶される。比較の結果、密度、発熱量及びセタン価の何れにも変化がない場合には、使用燃料に変化がないものと判断することができる。この場合、本ルーチンは終了する。 In the next step S14, the values ρ new , H new , CN new of the density, calorific value and cetane number newly acquired in step S12 and their stored values ρ, H, CN are stored. If there is no change in density, calorific value, or cetane number as a result of comparison, it can be determined that there is no change in the fuel used. In this case, this routine ends.
一方、ステップS14における比較の結果、密度、発熱量及びセタン価の何れかに変化がある場合、使用燃料に変化があったものと判断することができる。この場合、ステップS16において、密度、発熱量及びセタン価の各記憶値ρ,H,CNが新たに取得した各値ρnew,Hnew,CNnewに置き換えられる。そして、次のステップS18で燃料変化フラグがONにされて、本ルーチンは終了する。 On the other hand, if any of the density, the calorific value, and the cetane number is changed as a result of the comparison in step S14, it can be determined that the used fuel has changed. In this case, in step S16, the stored values ρ, H, and CN of the density, the calorific value, and the cetane number are replaced with the newly acquired values ρ new , H new , and CN new . Then, in the next step S18, the fuel change flag is turned ON, and this routine ends.
使用燃料の変化の判別結果は、ECU10による燃料噴射量の制御に反映される。図3のフローチャートは燃料噴射量を制御するためのルーチンを示している。図3に示すルーチンの最初のステップS20では、燃料変化フラグがONか否か判定される。
The determination result of the change in the used fuel is reflected in the control of the fuel injection amount by the
燃料変化フラグがONの場合、つまり、使用燃料に変化があった場合には、ステップS22の処理が実施される。ステップS22では、使用燃料の変化に応じた燃料噴射期間の更新、つまり、τ−Qマップ20の更新が行われる。ステップS22の処理の具体的内容については後述する。次のステップS24では、更新されたτ−Qマップ20を用いて燃料噴射期間τが算出されて燃料噴射弁4による燃料噴射が実施される。
If the fuel change flag is ON, that is, if there is a change in the fuel used, the process of step S22 is performed. In step S22, the fuel injection period is updated in accordance with the change in fuel used, that is, the τ-
一方、燃料変化フラグがOFFの場合は、使用燃料に変化はない。この場合、τ−Qマップ20の更新は行われず、次のステップS24では、現在のτ−Qマップ20を用いて燃料噴射期間τが算出されて燃料噴射弁4による燃料噴射が実施される。
On the other hand, when the fuel change flag is OFF, there is no change in the used fuel. In this case, the τ-
次のステップS26では、エンジンが停止したか否か判定される。本ルーチンはエンジンが停止するまで繰り返し実施される。 In the next step S26, it is determined whether or not the engine has stopped. This routine is repeated until the engine stops.
図4のフローチャートはステップS22の具体的な処理、つまり、τ−Qマップ20を更新するためのルーチンを示している。本実施の形態では、ECU10が図4に示すルーチンを実行することで、第1の発明にかかる「燃料噴射量補正手段」と第2の発明にかかる「規則更新手段」とが実現される。図4に示すルーチンの最初のステップS30では、使用燃料の発熱量Hと密度ρがメモリから読み出される。
The flowchart of FIG. 4 shows a specific process of step S22, that is, a routine for updating the τ-
次のステップS32では、次の(1)式を用い、ステップS30で読み出した発熱量Hと密度ρとから噴射量補正率βが算出される。(1)式におけるρbaseは基本燃料の密度であり、Hbaseは基本燃料の発熱量である。基本燃料の密度ρbaseと発熱量Hbaseは、基本燃料を用いた適合試験の段階で予め取得されている。
β=(ρbase/ρ)3/2(Hbase/H) ・・・(1)
In the next step S32, the following equation (1) is used to calculate the injection amount correction rate β from the calorific value H and the density ρ read in step S30. In the equation (1), ρ base is the density of the basic fuel, and H base is the calorific value of the basic fuel. The density ρ base and the calorific value H base of the basic fuel are acquired in advance at the stage of the conformance test using the basic fuel.
β = (ρ base / ρ) 3/2 (H base / H) (1)
上記の(1)式について説明すると、この式は、エネルギーバランス式と、同トルクを発生させるための条件式とから導き出された式である。まず、実際の使用燃料の燃料噴射量Qと、基本燃料を使用した場合の燃料噴射量Qbaseとをそれぞれエネルギーバランス式を用いて表すと次の(2)式、(3)式のようになる。(2)式及び(3)式において、ΔPは燃料噴射弁4の内外の圧力差、αは流量係数(粘性係数と縮流係数との積)、Aは燃料噴射弁4の噴口断面積である。
Q=αA(2ΔP/ρ)1/2 ・・・(2)
Qbase=αA(2ΔP/ρbase)1/2 ・・・(3)
The above formula (1) will be described. This formula is derived from an energy balance formula and a conditional formula for generating the torque. First, when the fuel injection amount Q of the actual fuel used and the fuel injection amount Q base when the basic fuel is used are expressed using energy balance equations, respectively, the following equations (2) and (3) are obtained. Become. In the equations (2) and (3), ΔP is the pressure difference between the inside and outside of the
Q = αA (2ΔP / ρ) 1/2 (2)
Q base = αA (2ΔP / ρ base ) 1/2 (3)
上記の(2)式及び(3)式によれば、基本燃料と使用燃料との間にある燃料噴射量と密度との関係は次の(4)式によって表すことができる。
Q/Qbase=(ρbase/ρ)1/2 ・・・(4)
According to the above equations (2) and (3), the relationship between the fuel injection amount and the density between the basic fuel and the used fuel can be expressed by the following equation (4).
Q / Q base = (ρ base / ρ) 1/2 (4)
一方、基本燃料を使用する場合と同等のトルクを得るための条件は、噴射量補正率βを用いると次の(5)式によって表すことができる。
ρbasQbaseHbase=βρQH ・・・(5)
On the other hand, the conditions for obtaining the same torque as when using the basic fuel can be expressed by the following equation (5) when the injection amount correction factor β is used.
ρ bas Q base H base = βρQH (5)
(5)式から(4)式を用いて各燃料の燃料噴射量Q,Qbaseを除去することによって上記の(1)式を得ることができる。 The above equation (1) can be obtained by removing the fuel injection amounts Q and Q base of each fuel using the equations (5) to (4).
噴射量補正率βを用いると、実際に使用する燃料で基本燃料と同等のトルクを得るために必要となる燃料噴射量Qは、次の(6)式によって表すことができる。
Q=βQbase・・・(6)
When the injection amount correction factor β is used, the fuel injection amount Q necessary for obtaining the same torque as the basic fuel with the actually used fuel can be expressed by the following equation (6).
Q = βQ base (6)
次のステップS34では、補正後の燃料噴射量βQbaseを実現するための燃料噴射期間τが算出される。燃料噴射期間τの算出には、燃料噴射期間と燃料噴射量及び噴射圧との関係を規定したマップを使用する。このマップのデータは基本燃料を用いた適合試験によって決定されている。このマップを参照することで、補正後の燃料噴射量βQbaseに対応する燃料噴射期間τを得ることができる。 In the next step S34, a fuel injection period τ for realizing the corrected fuel injection amount βQ base is calculated. For the calculation of the fuel injection period τ, a map that defines the relationship between the fuel injection period, the fuel injection amount, and the injection pressure is used. The data of this map is determined by conformity tests using basic fuel. By referring to this map, the fuel injection period τ corresponding to the corrected fuel injection amount βQ base can be obtained.
次のステップS36では、τ−Qマップ20における燃料噴射期間τの値が更新される。具体的には、燃料噴射量Qbaseに対応する燃料噴射期間τの値を、ステップS34で算出された燃料噴射期間τ、すなわち、燃料噴射量βQbaseに対応する燃料噴射期間τの値に更新する。これにより、τ−Qマップ20を参照して得られた燃料噴射期間τに従って燃料噴射弁4を制御することで、燃料噴射弁4からの実際の燃料噴射量を、基本燃料を使用する場合の燃料噴射量Qbaseではなく、実際の使用燃料に応じて補正した燃料噴射量βQbaseとすることができる。
In the next step S36, the value of the fuel injection period τ in the τ-
以上説明したとおり、本実施の形態の多種燃料エンジンによれば、基本燃料である軽油とは燃料性状の異なる燃料、例えば、GTL燃料が使用される場合であっても、実際の使用燃料の発熱量H及び密度ρに応じて燃料噴射量が補正されることで、基本燃料を使用する場合と同等のトルクを得ることができる。一方、EGR弁6を含む他のアクチュエータの動作を制御するための燃料噴射量は、使用する燃料が基本燃料であるという前提のもと要求トルクに基づいて算出された燃料噴射量であるので、実際の使用燃料が基本燃料と異なる場合であっても、要求トルクに応じた最適な動作で各アクチュエータを制御することができる。したがって、本実施の形態の多種燃料エンジンによれば、どのような燃料が使用される場合でも所望のエンジン性能を確保することが可能であり、使用燃料が有する本来のポテンシャルを発揮させることができる。 As described above, according to the multi-fuel engine of the present embodiment, even when a fuel having a fuel property different from that of light oil, which is a basic fuel, for example, GTL fuel is used, the actual heat generation of the used fuel is generated. By correcting the fuel injection amount according to the amount H and the density ρ, it is possible to obtain a torque equivalent to that when using the basic fuel. On the other hand, the fuel injection amount for controlling the operation of other actuators including the EGR valve 6 is a fuel injection amount calculated based on the required torque on the assumption that the fuel to be used is the basic fuel. Even if the actual fuel used is different from the basic fuel, each actuator can be controlled by an optimum operation according to the required torque. Therefore, according to the multi-fuel engine of the present embodiment, it is possible to ensure desired engine performance regardless of the fuel used, and to exhibit the original potential of the fuel used. .
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において変形して実施することもできる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
2 エンジン
4 燃料噴射弁
6 EGR弁
10 ECU
12 燃料噴射量算出部
14 燃料噴射弁制御部
16 EGR弁制御部
18 マップデータ補正部
20 τ−Qマップ
2
12 Fuel injection
Claims (3)
燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁と協働して前記エンジンを動作させるアクチュエータと、
使用する燃料が前記基本燃料であるという前提のもと要求トルクに基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、
前記燃料噴射量算出手段で算出された燃料噴射量に基づいて前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、
実際に使用する燃料を判別してその発熱量及び密度を取得する情報取得手段と、
前記基本燃料を使用する場合と同等のトルクが得られるように、使用する燃料の発熱量及び密度に基づいて燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と、
前記燃料噴射量補正手段で補正された燃料噴射量に基づいて燃料噴射弁を制御する燃料噴射弁制御手段と、
を備えることを特徴とする多種燃料エンジン。 In a multi-fuel engine capable of using a plurality of types of fuel including a predetermined basic fuel,
A fuel injection valve for injecting fuel;
An actuator for operating the engine in cooperation with the fuel injection valve;
Fuel injection amount calculating means for calculating a fuel injection amount based on a required torque under the assumption that the fuel to be used is the basic fuel;
Actuator control means for controlling the actuator based on the fuel injection amount calculated by the fuel injection amount calculation means;
Information acquisition means for determining the fuel to be actually used and acquiring its calorific value and density;
Fuel injection amount correction means for correcting the fuel injection amount based on the calorific value and density of the fuel used so that a torque equivalent to that when using the basic fuel is obtained;
Fuel injection valve control means for controlling the fuel injection valve based on the fuel injection amount corrected by the fuel injection amount correction means;
A multi-fuel engine characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007027216A JP2008190465A (en) | 2007-02-06 | 2007-02-06 | Multi-fuel engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007027216A JP2008190465A (en) | 2007-02-06 | 2007-02-06 | Multi-fuel engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008190465A true JP2008190465A (en) | 2008-08-21 |
Family
ID=39750777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007027216A Pending JP2008190465A (en) | 2007-02-06 | 2007-02-06 | Multi-fuel engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008190465A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010100729A1 (en) * | 2009-03-04 | 2010-09-10 | 三菱電機株式会社 | Controller of internal combustion engine |
US20110079197A1 (en) * | 2009-10-01 | 2011-04-07 | Sturman Industries, Inc. | Control Method and Apparatus for Multi-Fuel Compression Ignition Engines |
GB2487590A (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-01 | Gm Global Tech Operations Inc | Method for operating a diesel/natural-gas internal combustion engine |
JP2013217201A (en) * | 2012-04-04 | 2013-10-24 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
JP2016169660A (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | 株式会社デンソー | Diesel engine control device |
JP2022035084A (en) * | 2020-08-20 | 2022-03-04 | 株式会社豊田自動織機 | Control device for internal combustion engine |
-
2007
- 2007-02-06 JP JP2007027216A patent/JP2008190465A/en active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010100729A1 (en) * | 2009-03-04 | 2010-09-10 | 三菱電機株式会社 | Controller of internal combustion engine |
JPWO2010100729A1 (en) * | 2009-03-04 | 2012-09-06 | 三菱電機株式会社 | Control device for internal combustion engine |
US20110079197A1 (en) * | 2009-10-01 | 2011-04-07 | Sturman Industries, Inc. | Control Method and Apparatus for Multi-Fuel Compression Ignition Engines |
GB2487590A (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-01 | Gm Global Tech Operations Inc | Method for operating a diesel/natural-gas internal combustion engine |
GB2487590B (en) * | 2011-01-28 | 2017-12-13 | Gm Global Tech Operations Llc | Method for operating a diesel/natural-gas internal combustion engine |
JP2013217201A (en) * | 2012-04-04 | 2013-10-24 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
JP2016169660A (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | 株式会社デンソー | Diesel engine control device |
JP2022035084A (en) * | 2020-08-20 | 2022-03-04 | 株式会社豊田自動織機 | Control device for internal combustion engine |
JP7388315B2 (en) | 2020-08-20 | 2023-11-29 | 株式会社豊田自動織機 | Internal combustion engine control device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008190465A (en) | Multi-fuel engine | |
CN110863919B (en) | Engine virtual test environment system and engine management system mapping method | |
EP0877309B1 (en) | Virtual vehicle sensors based on neural networks trained using data generated by simulation models | |
JP5280283B2 (en) | Internal combustion engine control method and engine control apparatus | |
JP4251228B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
RU152381U1 (en) | VEHICLE | |
US9080525B2 (en) | Fuel component identification | |
JP5761138B2 (en) | EGR device and EGR valve characteristic inspection device | |
JP2005207405A (en) | Cylinder-by-cylinder air-fuel ratio calculation apparatus of multi-cylinder internal combustion engine | |
AU2013353748B2 (en) | Improving engine performance by adjusting angular position sensor signal timing | |
US9938910B2 (en) | Modeling oil dilution using a multicomponent model | |
JP2011526984A (en) | Control method and control device for injection system of internal combustion engine | |
CN101382090B (en) | Air fuel ratio control system for internal combustion engines | |
US20090271093A1 (en) | Off-line calibration of universal tracking air fuel ratio regulators | |
US7726276B2 (en) | Method for adapting variations in cylinder-selective injection quantities of a direct injection system and method for cylinder-selectively controlling injection | |
Gao et al. | Experimental comparisons of hypothesis test and moving average based combustion phase controllers | |
Neumann et al. | Reduction of Transient Engine-Out NO x-Emissions by Advanced Digital Combustion Rate Shaping | |
KR20160085563A (en) | Control apparatus and method of exhaust gas recirculation valve | |
de Nola et al. | A Model-Based Computer Aided Calibration Methodology Enhancing Accuracy, Time and Experimental Effort Savings Through Regression Techniques and Neural Networks | |
JP2016109030A (en) | Air-fuel ratio control device for bi-fuel engine | |
JP2013004078A (en) | Method for storing data in memory | |
JP5311909B2 (en) | Method for determining injected fuel mass | |
Röpke et al. | Engine calibration using nonlinear dynamic modeling | |
JP2009210426A (en) | Adaptation method and adaptation device for engine control parameter | |
CN101619682B (en) | Universal tracking air-fuel regulator for internal combustion engines |