JP2009133207A

JP2009133207A - ガス燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JP2009133207A
Application number: JP2007307663A
Authority: JP
Inventors: Akira Miki; 朗三木; Shinji Miyazaki; 眞司宮崎; Akio Nakai; 章雄中井
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2009-06-18

Abstract

【課題】ガソリン用のＥＣＵからのガソリン用の噴射信号からガス燃料用のエンジンの燃料噴射信号のタイミングを算出するＬＰＧ用のＥＣＵを備える燃料噴射制御装置において、エンジン始動時、燃料カットからの復帰時、燃料噴射量の急変時、及びガソリン用の燃料噴射信号線の異常時にも燃料噴射が可能な燃料噴射制御装置を提供する。
【解決手段】ガソリン用のＥＣＵ２０からのガソリンエンジン用の燃料噴射信号ＴＡＵが入力されるＬＰＧ用のＥＣＵ３０に、複数のガソリン燃料噴射信号のオフタイミングからクランク角を計算し、ガス燃料噴射信号ＴＡＵｇのオフのタイミングを算出させると共に、エンジン始動直後、或いは所定の気筒の燃料噴射カットからの復帰直後のクランク角の計算ができない時に、ガス燃料噴射信号のオン／オフのタイミングを、液体燃料噴射信号に同期させるようにした燃料噴射制御装置である。
【選択図】図１

Description

本発明はガス燃料噴射制御装置に関し、特に、ガソリンに代わってガス燃料を使用するエンジンにおけるガス燃料噴射制御装置に関する。

近年、排気ガスの浄化や液体燃料の枯渇の問題から、エンジンの液体燃料であるガソリンに代わって、ガス燃料である液化石油ガス（ＬＰＧ）や液化天然ガス（ＬＮＧ）を使用するエンジンがある。このようなガス燃料を使用するエンジンは、ガソリン用のエンジン本体はそのまま使用し、エンジンへの燃料供給装置だけをガス燃料用に交換すれば実現することができる。

一方、液体燃料とガス燃料とでは燃焼特性が異なるために、ガス燃料を使用するエンジンの燃料噴射装置の制御は、ガソリンを使用するエンジンの燃料噴射装置の制御とは異なるので、ガス燃料を使用するエンジン用の燃料噴射装置の制御装置が必要になる。ところが、ガス燃料を使用するエンジン用の燃料噴射装置の制御装置をガソリン用と別に設計すると、コストが高くなるという問題点があった。

そこで、ガソリンを使用するエンジン用の燃料噴射制御装置からの、ガソリンエンジンの燃料噴射装置への噴射信号を、ガソリン代替燃料であるガス燃料を使用するエンジンの燃料噴射装置への噴射信号に変換するガス燃料用の燃料噴射制御装置を増設し、変換された噴射信号でガス燃料を使用するエンジンの燃料噴射装置を駆動するようにした、エンジンのガソリン代替燃料噴射制御装置が特許文献１，２等に記載されている。

これらの装置では、ガス燃料（ＬＰＧ）用の燃料噴射制御装置（ＥＣＵ）が、ガソリン用の燃料噴射制御装置（ＥＣＵ）から燃料噴射信号を受け、この燃料噴射信号にガス燃料用の補正係数を乗算してガス燃料噴射量を算出し、ガス用燃料噴射弁に通電して燃料噴射を行うようになっている。ＬＰＧ用のＥＣＵでは、ガソリン用の噴射信号のオン／オフのエッジを検出してクランク角を計算し、ガス燃料用のエンジンの燃料噴射信号のタイミングを得ていた。

特開２００６−１５０４１１号公報（図１）特開２００６−２１４３５４号公報（図１）

ところが、従来のＬＰＧ用のＥＣＵでは、ガス燃料を使用するエンジンのクランク角を、ガソリン用の燃料噴射信号のオン／オフのエッジを検出して算出していたので、以下のような問題点があった。
（１）ガス燃料用の燃料噴射信号を、ガソリン用のＥＣＵの１気筒、又は数気筒前の燃料噴射信号を基にして算出しているため、（ａ）エンジン始動直後の燃料噴射、（ｂ）燃料噴射量が急変した時、及び（ｃ）燃料カットから復帰直後の燃料噴射、において、最初に燃料噴射する気筒の前の気筒の燃料噴射信号がないため、適切なガス燃料用の燃料噴射信号を得ることができず、ガス燃料用のＥＣＵがガス燃料用の燃料噴射信号を算出することができず、適切な燃料噴射を行うことができない。
（２）ガソリン用の燃料噴射信号線が断線する等の異常時に、適切な燃料噴射を行うことができない。

そこで、本発明は、ガソリン用のＥＣＵからのガソリン用の噴射信号のオン／オフのエッジを検出してクランク角を計算し、ガス燃料用のエンジンの燃料噴射信号のタイミングを算出する燃料噴射制御装置において、別の手段によって燃料噴射タイミングを計算し、エンジンの始動時、燃料カットからの復帰時、燃料噴射量の急変時、及びガソリン用の燃料噴射信号線の異常時にも燃料噴射が可能なガス燃料噴射制御装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成する本発明のガス燃料噴射制御装置の第１の形態は、検出されたエンジンの運転状態パラメータからエンジンの各気筒への液体燃料の噴射量を算出する液体燃料噴射制御装置から出力された液体燃料噴射信号を補正してガス燃料噴射信号に変換するガス燃料噴射制御装置であって、
複数の液体燃料噴射信号のオフのタイミングに基づいて、ガス燃料噴射信号の出力タイミングを算出する第１のガス燃料噴射信号算出手段と、
エンジンの始動直後、或いは所定の気筒の燃料噴射カットからの復帰直後の、第１のガス燃料噴射信号算出手段による算出ができない時に、ガス燃料噴射信号の出力タイミングを、液体燃料噴射信号のオンのタイミングに基づいて算出することを特徴とするガス燃料噴射制御装置である。

前記目的を達成する本発明のガス燃料噴射制御装置の第２の形態は、検出されたエンジンの運転状態パラメータからエンジンの各気筒への液体燃料の噴射量を算出する液体燃料噴射制御装置から出力された液体燃料噴射信号を補正してガス燃料噴射信号に変換するガス燃料噴射制御装置であって、
複数の液体燃料噴射信号の出力タイミングに基づいて、ガス燃料噴射信号の出力タイミングを算出する第１のガス燃料噴射信号算出手段と、
エンジンの始動直後、或いは所定の気筒の燃料噴射カットからの復帰直後の、第１のガス燃料噴射信号算出手段による算出ができない時に、ガス燃料噴射信号の出力タイミングを、エンジンの各気筒への点火信号と、点火フェール信号の少なくとも一方に基づいて算出することを特徴とするガス燃料噴射制御装置である。

本発明によれば、ガソリン用のＥＣＵからのガソリン用の噴射信号のオン／オフのエッジを検出してクランク角を計算し、ガス燃料用のエンジンの燃料噴射信号のタイミングを算出するガス燃料噴射制御装置において、別の手段によって燃料噴射タイミングを計算しているので、エンジンの始動時、燃料カットからの復帰時、燃料噴射量の急変時、及びガソリン用の燃料噴射信号線の異常時にも燃料噴射が可能となる。この結果、エンジンの始動性の向上、ドライバビリティの向上、燃料噴射信号異常時の退避走行が可能になる、及び燃料の噴射精度が向上するという効果がある。

以下、添付図面を用いて本発明の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。まず、本発明を適用するガス燃料用エンジンの具体的な構成を、図１を用いて説明する。

図１に示す多気筒エンジン１０には、冷却水通路１の設けられたシリンダボディ２と、吸気弁３と排気弁４、及び点火プラグ５が設けられたシリンダヘッド６がある。シリンダボディ２内にはピストン７があり、シリンダヘッド６には、吸気弁３の上流側に吸気通路８が接続され、排気弁４の下流側に排気通路９が接続されている。冷却水通路１の吸気弁３の近傍には水温センサ１６が設けられており、排気通路９の内部には酸素センサ１７が設けられている。この多気筒エンジン１０は、例えば、液体燃料であるガソリンを使用する、４気筒ガソリンエンジンであり、図１には１つの気筒の断面が示されている。

エンジン１０がガソリンエンジンである場合には、吸気通路８にはガソリン用の燃料噴射弁があり、エンジン１０の外部にはガソリンタンクがある。一方、この実施例ではこれらは撤去され、エンジン１０の外部には、ガス燃料であるＬＰＧ（液化プロパンガス）が充填されたガスタンク１１があり、ガスタンク１１の中にはＬＰＧを吸い出すためのポンプ１２がある。また、ガソリン用の燃料噴射弁の代わりに、吸気通路８にはＬＰＧの適正な噴射が行える弁口径、ダイナミックレンジを持つ専用のＬＰＧ噴射弁１５が設けられている。これは、エンジン要求燃料流量に対する容積流量は、ガソリンとＬＰＧで異なるために、専用のＬＰＧ噴射弁１５を設けた方が良いからである。

ポンプ１２によってガスタンク１１から吸い出されたＬＰＧは、途中に電磁遮断弁１３が設けられた供給パイプ１４を通じてＬＰＧ噴射弁１５に供給され、ＬＰＧ噴射弁１５が開いた時に吸気通路８内に噴射される。電磁遮断弁１３は燃料カット時に供給パイプ１４を閉じ、水温センサ１６はエンジン温度ＴＨＷを検出し、酸素センサ１７は空燃比を検出するために排気ガス中の残留酸素濃度を測定する。

また、このエンジン１０には、ガソリン用の燃料噴射制御装置である電子制御装置２０（以後は図１に表記のようにガソリン用メインＥＣＵ２０と記す）が設けられているが、これをＬＰＧ専用の電子制御装置に交換すると、コストが高くなる。そこで、この実施例では、ガソリン用メインＥＣＵ２０はそのまま残しておき、このガソリン用メインＥＣＵ２０に、水温センサ１６からのエンジン温度ＴＨＷ、酸素センサ１７からの排気ガス中の残留酸素濃度の測定値、図示しないセンサからのエンジン回転数Ｎｅやその他のエンジン運転状態パラメータ（例えば、吸入空気量、吸気温度、スロットル弁開度、大気圧）を入力する。

そして、ガソリン用メインＥＣＵ２０には、エンジン１０の運転状態に応じたガソリン噴射信号ＴＡＵを計算させて出力させる。ガソリン噴射信号ＴＡＵは、所定のデューティ比を持つパルス信号であり、ガソリン用の噴射弁をこのパルス信号がオンレベルにある時に開き、オフレベルにある時に閉じて、エンジン要求流量のガソリンを吸気通路８内に噴射してエンジンに供給するものである。この制御では、酸素センサ１７で排気中の残留酸素濃度を検出して、ガソリンの噴射量を補正する空燃比フィードバック制御が行われることは周知である。

この実施例では、ガソリン用メインＥＣＵ２０の後段に、ガソリン用メインＥＣＵ２０から信号が入力されると、内部でこの信号をＬＰＧ用の信号に変換するＬＰＧ用のガス燃料噴射制御装置である電子制御装置３０（以後は図１に表記のようにガス燃料用サブＥＣＵ３０と記す）が設けられている。ガス燃料用サブＥＣＵ３０は、入力されたガソリン噴射信号ＴＡＵからＬＰＧの適正な噴射量を算出し、これをＬＰＧ噴射信号ＴＡＵｇとしてＬＰＧ噴射弁１５に出力する。また、ガス燃料用サブＥＣＵ３０は、点火プラグ５の点火制御や、電磁遮断弁１３の開閉制御を行う。

図２は、図１のように構成された多気筒エンジン１０における、ガス燃料用サブＥＣＵ３０の、従来の噴射制御動作を示すタイムチャートである。この例の多気筒エンジン１０は４気筒であり、第１気筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒の順に点火が行われるものとする。この場合、ガソリン用メインＥＣＵ２０からは、第１気筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒に対してそれぞれ、ガソリン噴射信号ＴＡＵ１，ＴＡＵ３、ＴＡＵ４，ＴＡＵ２が繰り返し出力され、これらの信号がガス燃料用サブＥＣＵ３０に入力される。

ガス燃料用サブＥＣＵ３０では、入力されたガソリン噴射信号ＴＡＵ１，ＴＡＵ３、ＴＡＵ４，ＴＡＵ２にそれぞれガス燃料補正係数を乗算し、ガス燃料噴射量を定めるガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１，ＴＡＵｇ３、ＴＡＵｇ４，ＴＡＵｇ２を算出し、ＬＰＧ噴射弁１５に通電して噴射を行う。ガス燃料用サブＥＣＵ３０が、ガソリン噴射信号ＴＡＵ１〜ＴＡＵ４からガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１〜ＴＡＵ４を算出する場合には、算出する気筒の１気筒〜数気筒前の気筒のガソリン噴射信号ＴＡＵ（例えば、計算する気筒より１気筒前の気筒用のガソリン噴射信号ＴＡＵ）を基にして算出している。また、２回分のガソリン噴射信号ＴＡＵがオフするタイミングでガス燃料用サブＥＣＵ３０がクランク角を計算し、ガス燃料噴射信号ＴＡＵｇをオフさせるタイミングを決めていた。ガス燃料噴射信号ＴＡＵｇをオンさせるタイミングは、算出されたガス燃料の噴射量とガス燃料噴射信号ＴＡＵｇをオフさせるタイミングとから逆算して算出することができる。

ところが、図２において、時刻ｔ０でエンジン１０が始動した場合を考えると、ガソリン噴射信号ＴＡＵは、時刻ｔ０以後にガソリン用メインＥＣＵ２０からＴＡＵ１，ＴＡＵ３、ＴＡＵ４，ＴＡＵ２の順に出力され、ガス燃料用サブＥＣＵ３０に内蔵されたクランク角カウンタがクランク角を判定するが、エンジン始動後にガソリン用メインＥＣＵ２０から初めて出力される第１気筒のガソリン噴射信号ＴＡＵ１と、次に出力される第３気筒のガソリン噴射信号ＴＡＵ３に対しては、これより前に２気筒分のガソリン噴射信号ＴＡＵのデータがない。

このため、ガス燃料用サブＥＣＵ３０がクランク角を計算することができず、これらの気筒に対するガス燃料噴射信号ＴＡＵｇを算出することができないために、始動時間が長くなるという問題点があった。このような問題は、前述のエンジンの始動直後の他に、燃料噴射カットから燃料噴射に復帰直後、燃料噴射量の急変時、或いは断線等によってガソリン噴射信号ＴＡＵがガス燃料用サブＥＣＵ３０に入力されない時にも起こり得る。

なお、ガソリン用メインＥＣＵ２０からこの後に出力される第４気筒のガソリン噴射信号ＴＡＵ４に対しては、これより前に第１気筒のガソリン噴射信号ＴＡＵ１と第３気筒のガソリン噴射信号ＴＡＵ３の２気筒分のデータがある。よって、ガス燃料用サブＥＣＵ３０は、第４気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ４を、（ＴＡＵ３×補正係数）により算出し、クランク角をこれより前の２気筒分のデータから算出できるので、第４気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ４をＬＰＧ噴射弁１５に対して出力できる。

図３は、図１のように構成された多気筒エンジン１０における、ガス燃料用サブＥＣＵ３０の、本発明の第１の実施例の噴射制御動作を示すタイムチャートである。多気筒エンジン１０は前述のように４気筒であり、第１気筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒の順に点火が行われる。また、ガソリン用メインＥＣＵ２０からは、第１気筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒に対してそれぞれ、ガソリン噴射信号ＴＡＵ１，ＴＡＵ３、ＴＡＵ４，ＴＡＵ２が繰り返し出力され、これらの信号がガス燃料用サブＥＣＵ３０に入力されることも前述の通りである。

本発明においても、ガス燃料用サブＥＣＵ３０が、入力されたガソリン噴射信号ＴＡＵ１，ＴＡＵ３、ＴＡＵ４，ＴＡＵ２にそれぞれガス燃料補正係数を乗算し、ガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１，ＴＡＵｇ３、ＴＡＵｇ４，ＴＡＵｇ２を算出し、ＬＰＧ噴射弁１５に通電して噴射を行うことに変わりはない。また、ガス燃料用サブＥＣＵ３０が、１気筒前の気筒用のガソリン噴射信号ＴＡＵに基づいてガス燃料噴射信号ＴＡＵｇを算出する点、及び、２回分のガソリン噴射信号ＴＡＵがオフするタイミングでクランク角を計算し、ガス燃料噴射信号ＴＡＵｇをオフさせるタイミングを決める点も同じである。

ここでも、時刻ｔ０でエンジン１０が始動した場合を考える。本発明の第１の実施例でもガソリン噴射信号ＴＡＵは、時刻ｔ０以後にガソリン用メインＥＣＵ２０からＴＡＵ１，ＴＡＵ３、ＴＡＵ４，ＴＡＵ２の順に出力され、ガス燃料用サブＥＣＵ３０に内蔵されたクランク角カウンタはクランク角を、第１気筒のガソリン噴射信号ＴＡＵ１と第３気筒のガソリン噴射信号ＴＡＵ３が出力された後でないと算出できない。

従って、本発明の第１の実施例でもガス燃料用サブＥＣＵ３０は、第４気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ４を、（ＴＡＵ３×補正係数）により算出し、クランク角をこれより前の２気筒分のデータから算出してＬＰＧ噴射弁１５に対して出力した後、同様に以後の気筒の気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇを算出することしか出来ない。

そこで、第１の実施例では、ガス燃料用サブＥＣＵ３０は、エンジン始動直後にガソリン用メインＥＣＵ２０から最初に入力される、第１気筒のガソリン噴射信号ＴＡＵ１のオンのタイミングで第１気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１をオンし、第１気筒のガソリン噴射信号ＴＡＵ１のオフのタイミングで第１気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１をオフする。同様に、ガス燃料用サブＥＣＵ３０は、エンジン始動直後にガソリン用メインＥＣＵ２０から次に入力される、第３気筒のガソリン噴射信号ＴＡＵ３のオンのタイミングで第３気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ３をオンし、第３気筒のガソリン噴射信号ＴＡＵ３のオフのタイミングで第３気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ３をオフする。

このように、第１の実施例では、ガス燃料用サブＥＣＵ３０が、エンジンの始動直後にガス燃料噴射信号ＴＡＵｇを算出することが出来ない気筒に対しては、ガソリン噴射信号ＴＡＵをそのまま出力してガス燃料を噴射する。この結果、ガス燃料の噴射量は最適ではないにしろ、エンジンの始動直後に燃料が供給されない気筒がなくなり、エンジンの始動性が向上する。

なお、第１の実施例では、ガス燃料用サブＥＣＵ３０が、エンジンの始動直後にガス燃料噴射信号ＴＡＵｇを算出することが出来ない第１気筒と第３気筒に対しては、ガソリン噴射信号ＴＡＵをそのまま出力してガス燃料を噴射しているが、ガス燃料噴射信号ＴＡＵｇをオフするタイミングは、ガソリン噴射信号ＴＡＵがオフするタイミングと同じでなくても良い。図３に示した第１と第３気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１、ＴＡＵｇ３をそれぞれオフするタイミングは、図４の（１）に示すように、ガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１、ＴＡＵｇ３をオンさせた後の一定時間後（例えば５ｍｓ後）としても良い。

以上説明した第１の実施例では、エンジンの始動直後のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇを算出することが出来ない時期に、ガス燃料用サブＥＣＵ３０が、ガソリン噴射信号ＴＡＵをそのままガス燃料噴射信号ＴＡＵｇとして出力する制御を行っているが、ガソリン噴射信号ＴＡＵをそのままガス燃料噴射信号ＴＡＵｇとして出力する制御は、エンジンの始動時以外にも、燃料噴射カットが終了して燃料噴射に復帰する場合、燃料噴射量が急変した場合等にも行うことができる。

エンジンの始動時以外の場合は、図３に示した第１と第３気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１、ＴＡＵｇ３をそれぞれオフするタイミングを、ガソリン噴射信号ＴＡＵがオフするタイミングと同じとする以外に、図４の（１）〜（５）に示すようなタイミングとすることができる。即ち、以下のようなタイミングとすることができる。なお、ここでは、図３に示した第１と第３気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１、ＴＡＵｇ３をそれぞれオフするタイミングのみについて説明するが、第４と第２気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ４、ＴＡＵｇ２をそれぞれオフするタイミングについても同様である。

（１）ガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１、ＴＡＵｇ３をオンさせた後の一定時間後（例えば５ｍｓ後）に第１と第３気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１、ＴＡＵｇ３をそれぞれオフする。
（２）第１と第３気筒の液体燃料噴射信号ＴＡＵ１、ＴＡＵ３が検知できなくなる直前の第１と第３気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１、ＴＡＵｇ３のオン時間（噴射時間）をそれぞれ記憶しておき、ガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１、ＴＡＵｇ３をオンさせた後に、この記憶値でガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１、ＴＡＵｇ３をそれぞれオフする。

（３）第１と第３気筒の液体燃料噴射信号ＴＡＵ１、ＴＡＵ３が検知できなくなる直前の第１と第３気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１、ＴＡＵｇ３を算出するための補正係数をそれぞれ記憶しておき、ガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１、ＴＡＵｇ３をオンさせた後に、第１と第３気筒の液体燃料噴射信号ＴＡＵ１、ＴＡＵ３に記憶した補正係数を乗算して得られる値でガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１、ＴＡＵｇ３をそれぞれオフする。

（４）エンジン回転数、エンジン水温、エンジン吸入空気量、吸入空気負圧、吸入空気温度、酸素センサの検出値、空燃比、スロットル開度の何れか１つ以上をパラメータとした計算式をガス燃料用サブＥＣＵ３０に記憶させておいて学習値を求め、各係数を一定期間毎に更新、学習することによって、ガソリン用メインＥＣＵ２０が噴射するであろう予測値を算出する。そして、エンジンの始動直後や、ガソリン用メインＥＣＵ２０からの液体燃料噴射信号ＴＡＵが所定期間なかった後に再開された場合、ガス燃料用サブＥＣＵ３０は、再開されたガソリン用メインＥＣＵ２０からの液体燃料噴射信号ＴＡＵのオンでガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１、ＴＡＵｇ３をオンさせた後に、この予測値に基いてガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１、ＴＡＵｇ３をそれぞれオフする。

（５）ガス燃料用サブＥＣＵ３０内に生成した、ガソリン用メインＥＣＵ２０からの噴射量を示すマップを、エンジンの運転状況パラメータから求めた学習補正値を用いて常に更新しておき、必要な際にガソリン用メインＥＣＵ２０から出力されるであろう液体燃料噴射信号ＴＡＵの予測値を算出する。即ち、ガス燃料噴射信号ＴＡＵｇのオン時間（噴射時間）に、ガス燃料用サブＥＣＵ３０内に作成した、液体燃料噴射信号ＴＡＵをガス燃料噴射信号ＴＡＵｇに変換する噴射量補正係数を、エンジンの運転状況パラメータから求めた学習補正値として作成しておく。そして、図３に示した状態では、時刻ｔ０直後の第１と第３気筒の液体燃料噴射信号ＴＡＵ１、ＴＡＵ３からクランク角が検知できない時には、第１と第３気筒の液体燃料噴射信号ＴＡＵ１、ＴＡＵのオンによってガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１、ＴＡＵｇ３をそれぞれオンさせた後に、ガソリン用メインＥＣＵ２０から出力された第１と第３気筒の液体燃料噴射信号ＴＡＵ１、ＴＡＵ３に、この学習補正値をそれぞれ乗算した値で、ガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１、ＴＡＵｇ３をそれぞれオフする。

図５は、図１のように構成された多気筒エンジン１０における、ガス燃料用サブＥＣＵ３０の本発明の第２の実施例の噴射制御動作を示すタイムチャートである。第２の実施例は、何らかの原因で、ガソリン用メインＥＣＵ２０から液体燃料噴射信号ＴＡＵがガス燃料用サブＥＣＵ３０に入力されなくなった場合の、ガス燃料用サブＥＣＵ３０の制御を示すものである。ガソリン用メインＥＣＵ２０から液体燃料噴射信号ＴＡＵがガス燃料用サブＥＣＵ３０に入力されなくなった原因としては、断線等が考えられる。また、エンジンの稼働中に燃料カットが行われた場合にも、ガソリン用メインＥＣＵ２０から液体燃料噴射信号ＴＡＵがガス燃料用サブＥＣＵ３０に入力されなくなる。この場合は、燃料カットが終了してガソリン用メインＥＣＵ２０から液体燃料噴射信号ＴＡＵが出力された時点から、前述の第１の実施例の制御を実行することができる。

第２の実施例では、このような場合、ガス燃料用サブＥＣＵ３０は、エンジンの点火プラグ５に入力される点火信号ＩＧＴからガス燃料の噴射タイミングを算出する。一般に、液体燃料噴射信号ＴＡＵによって噴射された燃料が所定の気筒に入り、この気筒の点火プラグが点火信号によってオンするまでには時間差がある。そこで、ガス燃料用サブＥＣＵ３０は、液体燃料噴射信号ＴＡＵのタイミングとこれに対応する点火信号のタイミングのずれを考慮して、点火信号ＩＧＴから液体燃料噴射信号ＴＡＵを生成する。

例えば、図５に示すように、第４気筒用の点火信号ＩＧＴ４，第２気筒用の点火信号ＩＧＴ２，第１気筒用の点火信号ＩＧＴ１，及び第３気筒用の点火信号ＩＧＴ３がガス燃料用サブＥＣＵ３０によって検出された場合、ガス燃料用サブＥＣＵ３０は、各気筒用の点火信号ＩＧＴ４〜ＩＧＴ３のタイミングと対応する気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ４〜ＴＡＵｇ３のタイミングのずれを考慮して、第１気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１，第３気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ３，第４気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ４，及び第２気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ２を出力する。

第１気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１，第３気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ３，第４気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ４，及び第２気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ２をオフするタイミングは、図５に実線で示すように、第４気筒用の点火信号ＩＧＴ４，第２気筒用の点火信号ＩＧＴ２，第１気筒用の点火信号ＩＧＴ１，及び第３気筒用の点火信号ＩＧＴ３がオフするタイミングに合わせても良いし、また、破線で示すように、オンさせてから一定時間後（例えば、５ｍｓ後）としても良い。更に、図４に示した（３）〜（５）の制御でガス燃料噴射信号ＴＡＵｇをオフさせることも可能である。

このようなガス燃料用サブＥＣＵ３０の制御は最適なものではないが、何らかの原因でガソリン用メインＥＣＵ２０から液体燃料噴射信号ＴＡＵが、ガス燃料用サブＥＣＵ３０に入力されなくなった場合でもエンジンを運転することができるので、車両を退避走行させる場合等に役に立つ。

図６は、図１のように構成された多気筒エンジン１０における、ガス燃料用サブＥＣＵ３０の本発明の第３の実施例の噴射制御動作を示すタイムチャートである。第３の実施例は、何らかの原因で、ガソリン用メインＥＣＵ２０から第２気筒用の液体燃料噴射信号ＴＡＵ２が入力された後に、液体燃料噴射信号ＴＡＵがガス燃料用サブＥＣＵ３０に入力されなくなった場合の、ガス燃料用サブＥＣＵ３０の制御を示すものである。ガソリン用メインＥＣＵ２０から液体燃料噴射信号ＴＡＵがガス燃料用サブＥＣＵ３０に入力されなくなった原因としては、断線等が考えられる。

第３の実施例では、このような場合、ガス燃料用サブＥＣＵ３０は、エンジンの点火フェール信号ＩＧＴＦからガス燃料の噴射タイミングを算出する。点火フェール信号ＩＧＴＦは点火したか否かをモニタする信号であり、多気筒エンジンの場合は各気筒のモニタ結果の合成信号として得られるものであって、点火信号の検出センサによって検出され、ガス燃料用サブＥＣＵ３０に入力されるものである。点火フェール信号ＩＧＴＦは、点火が正常に行われた時にオンされるものである。第３の実施例では、点火フェール信号ＩＧＴＦからクランク角を算出し、このクランク角の値から各気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇを算出する。

この実施例では、ガソリン用メインＥＣＵ２０から出力された最後の第２気筒用の液体燃料噴射信号ＴＡＵ２と点火フェール信号ＩＧＴＦにより、クランク角カウンタが次に燃料が噴射されるべき気筒を判別する。これに基いて、ガス燃料用サブＥＣＵ３０が、点火フェール信号ＩＧＴＦがオフになった時点で、次に噴射すべき気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇを算出する。図６に示されるＮＥ１８０（１）は、次に燃料が噴射される気筒が第１気筒であることを示している。

例えば、図６に示すように、最後に第２気筒の液体燃料噴射信号ＴＡＵ２が入力された場合は、ガス燃料用サブＥＣＵ３０に内蔵されたクランク角カウンタが、次に噴射が行われる気筒が第１気筒であることを判別するので、ガス燃料用サブＥＣＵ３０は、一定時間（例えば、５ｍｓ）だけ第１気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１をオンにする。以後同様にクランク角カウンタで判別された気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇを、ガス燃料用サブＥＣＵ３０は生成する。

第１気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ１，第３気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ３，第４気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ４，及び第２気筒用のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇ２をオフするタイミングは、前述のようにオンさせてから一定時間後（５ｍｓ後）としても良いが、図４に示した（２）〜（５）の制御でガス燃料噴射信号ＴＡＵｇをオフさせることも可能である。

この後、ガソリン用メインＥＣＵ２０から液体燃料噴射信号ＴＡＵが出力されるようになった場合は、前述の第１の実施例の制御手順で、遅滞なくガス燃料噴射信号ＴＡＵｇを噴射することができる。点火フェール信号ＩＧＴＦを使用するガス燃料用サブＥＣＵ３０の制御は最適なものではないが、何らかの原因でガソリン用メインＥＣＵ２０から液体燃料噴射信号ＴＡＵが、ガス燃料用サブＥＣＵ３０に入力されなくなった場合でもエンジンを運転することができるので、車両を退避走行させる場合等に役に立つ。

図７は、図１のように構成された多気筒エンジン１０における、ガス燃料用サブＥＣＵ３０の本発明の第４の実施例の噴射制御動作を示すタイムチャートである。第４の実施例は、何らかの原因で、ガソリン用メインＥＣＵ２０から第２気筒用の液体燃料噴射信号ＴＡＵ２が入力された後に、液体燃料噴射信号ＴＡＵがガス燃料用サブＥＣＵ３０に入力されなくなった場合の、ガス燃料用サブＥＣＵ３０の制御を示すものである。ガソリン用メインＥＣＵ２０から液体燃料噴射信号ＴＡＵがガス燃料用サブＥＣＵ３０に入力されなくなった原因としては、断線等が考えられる。

第４の実施例では、このような場合、ガス燃料用サブＥＣＵ３０は、エンジンの回転数信号（パルス信号）ＮＥと、予め記憶してある液体燃料噴射信号ＴＡＵがオンとなるタイミングとから、各気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇがオンするタイミングを算出する。即ち、エンジン回転数信号ＮＥから得た回転数情報から、各気筒の噴射間隔を計算し、この計算結果を用いて各気筒のガス燃料噴射信号ＴＡＵｇがオンするタイミングを算出する。

例えば、図７に示すエンジン回転数ＮＥが２０００ｒｐｍの場合、噴射間隔は１５ｍｓとなる。この実施例では、ガソリン用メインＥＣＵ２０から出力された最後の第２気筒用の液体燃料噴射信号ＴＡＵ２とエンジン回転数信号ＮＥにより、ガス燃料用サブＥＣＵ３０は、最後の液体燃料噴射信号ＴＡＵから気筒判別し、判別した気筒から１５ｍｓ毎に、ガス燃料噴射信号ＴＡＵｇをオンにし、一定時間（５ｍｓ程度）が経過したらガス燃料噴射信号ＴＡＵｇをオフにする制御を行う。

本発明が適用されるガス燃料を使用する多気筒エンジンの構成を示す説明図である。図１のように構成された多気筒エンジンにおける、ガス燃料噴射制御装置の従来の噴射制御動作を示すタイムチャートである。図１のように構成された多気筒エンジンにおける、ガス燃料噴射制御装置の本発明の第１の実施例の噴射制御動作を示すタイムチャートである。図３に示した本発明の第１の実施例のガス燃料噴射制御装置において、クランク角を計算できない時の噴射信号のオフのタイミングの実施形態を示すテーブルである。図１のように構成された多気筒エンジンにおける、ガス燃料噴射制御装置の本発明の第２の実施例の噴射制御動作を示すタイムチャートである。図１のように構成された多気筒エンジンにおける、ガス燃料噴射制御装置の本発明の第３の実施例の噴射制御動作を示すタイムチャートである。図１のように構成された多気筒エンジンにおける、ガス燃料噴射制御装置の本発明の第４の実施例の噴射制御動作を示すタイムチャートである。

符号の説明

３吸気弁
４排気弁
５点火プラグ
８吸気通路
９排気通路
１０エンジン
１１ガスタンク
１３電磁遮断弁
１５ＬＰＧ噴射弁
１６水温センサ
１７酸素センサ
２０ガソリン用の電子制御装置
３０ＬＰＧ用の電子制御装置

Claims

検出されたエンジンの運転状態パラメータからエンジンの各気筒への液体燃料の噴射量を算出する液体燃料噴射制御装置から出力された液体燃料噴射信号を補正してガス燃料噴射信号に変換するガス燃料噴射制御装置であって、
複数の前記液体燃料噴射信号のオフのタイミングに基づいて、ガス燃料噴射信号の出力タイミングを算出する第１のガス燃料噴射信号算出手段と、
前記エンジンの始動直後、或いは所定の気筒の燃料噴射カットからの復帰直後の、前記第１のガス燃料噴射信号算出手段による算出ができない時に、前記ガス燃料噴射信号の出力タイミングを、前記液体燃料噴射信号のオンのタイミングに基づいて算出することを特徴とするガス燃料噴射制御装置。
検出されたエンジンの運転状態パラメータからエンジンの各気筒への液体燃料の噴射量を算出する液体燃料噴射制御装置から出力された液体燃料噴射信号を補正してガス燃料噴射信号に変換するガス燃料噴射制御装置であって、
複数の前記液体燃料噴射信号の出力タイミングに基づいて、ガス燃料噴射信号の出力タイミングを算出する第１のガス燃料噴射信号算出手段と、
前記エンジンの始動直後、或いは所定の気筒の燃料噴射カットからの復帰直後の、前記第１のガス燃料噴射信号算出手段による算出ができない時に、前記ガス燃料噴射信号の出力タイミングを、前記エンジンの各気筒への点火信号と、点火フェール信号の少なくとも一方に基づいて算出することを特徴とするガス燃料噴射制御装置。