JP2010007630A - Fuel injection control device and fuel injection control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼に供する液体の第1燃料と、前記第1燃料と性状の異なる第2燃料とを切り替えて噴射させる内燃機関に適用された、燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御システムに関する。 The present invention relates to a fuel injection control device and a fuel injection control system applied to an internal combustion engine that switches and injects a liquid first fuel for combustion and a second fuel having different properties from the first fuel.
従来より特許文献1等にて、燃焼に供する第1燃料(例えばガソリン)とは別に、第2燃料(例えば水素ガス)をタンクに貯蔵しておき、これら両燃料を切り替えて噴射させる内燃機関が開示されている。
Conventionally, in
また、水素ガスは気体の状態でタンクに貯蔵するのに対しガソリンは液体の状態で貯蔵するため、貯蔵したガソリンが蒸発して大気中に放出されることが懸念される。このような懸念に対し特許文献2等には、ガソリンの蒸発ガスを吸着して吸気通路へパージする蒸発ガス処理装置が開示されている。
しかしながら、上述の如く両燃料を切り替えて噴射する内燃機関に蒸発ガス処理装置を搭載させた場合においては、水素ガス噴射中にガソリン蒸発ガスをパージすると、性状の異なるガソリン蒸発ガスと水素ガスとを同時に燃焼させることとなるため燃焼状態が大きく変動する、といった問題が生じることを本発明者らは見出した。 However, in the case where the evaporative gas treatment device is mounted on the internal combustion engine that switches and injects both fuels as described above, if the gasoline evaporative gas is purged during the hydrogen gas injection, the gasoline evaporative gas and the hydrogen gas having different properties are mixed. The present inventors have found that there is a problem that the combustion state fluctuates greatly due to simultaneous combustion.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、性状の異なる複数の燃料を切り替えて噴射させる内燃機関を適用対象とし、蒸発ガスのパージに伴い生じる燃焼状態の変動を抑制する燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御システムを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its object is to apply to an internal combustion engine that switches and injects a plurality of fuels having different properties, and changes in combustion states caused by evaporative gas purging. An object of the present invention is to provide a fuel injection control device and a fuel injection control system that suppress the above.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
請求項1記載の発明では、
燃焼に供する液体の第1燃料と、前記第1燃料と性状の異なる第2燃料とを切り替えて噴射させる内燃機関であって、前記第1燃料の蒸発ガスを吸着して吸気通路へパージする蒸発ガス処理装置が備えられた内燃機関に適用された燃料噴射制御装置において、
少なくとも前記内燃機関の負荷状態に基づき前記第2燃料の噴射量である第2噴射量を算出する第2噴射量算出手段と、前記第2噴射量に基づき前記第2燃料を噴射する第2インジェクタの作動を制御する第2制御手段と、を備え、
前記パージを実行する時の前記第2噴射量算出手段は、前記負荷状態に加え、パージされる蒸発ガス(以下、パージ蒸発ガスと呼ぶ)のパージ量と、前記第1燃料の性状及び前記第2燃料の性状とに基づき前記第2噴射量を算出することを特徴とする。
In invention of
An internal combustion engine for switching and injecting a liquid first fuel to be used for combustion and a second fuel having different properties from the first fuel, wherein the first fuel evaporative gas is adsorbed and purged into an intake passage In a fuel injection control device applied to an internal combustion engine equipped with a gas processing device,
A second injection amount calculating means for calculating a second injection amount which is an injection amount of the second fuel based on at least a load state of the internal combustion engine; and a second injector for injecting the second fuel based on the second injection amount. Second control means for controlling the operation of
In addition to the load state, the second injection amount calculation means when performing the purge includes a purge amount of purged evaporation gas (hereinafter referred to as purge evaporation gas), the properties of the first fuel, and the first The second injection amount is calculated based on the properties of two fuels.
これによれば、第2噴射量を単純にパージ量に基づき算出する場合に比べ、パージ量に加え両燃料の性状にも基づき第2噴射量を算出するので、第2燃料噴射中に第1燃料の蒸発ガスをパージして性状の異なる両燃料を同時に燃焼させる場合であっても、燃焼状態の変動を抑制するよう第2噴射量を算出することを容易に実現できる。よって、このようにして算出された第2噴射量に基づき第2インジェクタの作動を制御する本発明によれば、蒸発ガスのパージに伴い生じる燃焼状態の変動を容易に抑制できる。 According to this, compared with the case where the second injection amount is simply calculated based on the purge amount, the second injection amount is calculated based on the properties of both fuels in addition to the purge amount. Even when both fuels having different properties are combusted simultaneously by purging the fuel evaporative gas, it is possible to easily calculate the second injection amount so as to suppress fluctuations in the combustion state. Therefore, according to the present invention that controls the operation of the second injector based on the second injection amount calculated in this way, it is possible to easily suppress fluctuations in the combustion state caused by the purge of the evaporated gas.
請求項2記載の発明では、
前記パージ蒸発ガスがその目標空燃比で燃焼する場合に使用される空気量であるパージ蒸発ガス使用空気量を算出する手段と、
前記吸気通路から燃焼室へ流入する総吸気量から前記パージ蒸発ガス使用空気量を減算して、前記第2燃料に対して供給される空気量である第2燃料使用空気量を算出する手段と、
前記第2燃料がその目標空燃比で燃焼する場合に前記第2燃料使用空気量に対して必要となる前記第2燃料の噴射量を、前記第2噴射量として算出する手段と、
を有することを特徴とする。
In invention of
Means for calculating a purge evaporation gas use air amount, which is an air amount used when the purge evaporation gas burns at the target air-fuel ratio;
Means for subtracting the purge evaporative gas use air amount from a total intake air amount flowing into the combustion chamber from the intake passage to calculate a second fuel use air amount that is an air amount supplied to the second fuel; ,
Means for calculating, as the second injection amount, an injection amount of the second fuel necessary for the second fuel use air amount when the second fuel burns at the target air-fuel ratio;
It is characterized by having.
これによれば、パージ蒸発ガスの目標空燃比(性状)に基づきパージ蒸発ガス使用空気量を算出するので、総吸気量からパージ蒸発ガス使用空気量を減算することにより第2燃料使用空気量を正確に算出できる。そして、このように正確に算出した第2燃料使用空気量に対して必要となる第2燃料の噴射量を、第2燃料の目標空燃比(性状)に基づき算出するので、燃焼状態の変動を抑制し得る第2噴射量の算出を精度良くできる。なお、上記各々の目標空燃比の具体例として理論空燃比が挙げられる。 According to this, since the purge evaporation gas use air amount is calculated based on the target air-fuel ratio (property) of the purge evaporation gas, the second fuel use air amount is obtained by subtracting the purge evaporation gas use air amount from the total intake air amount. It can be calculated accurately. Then, the injection amount of the second fuel necessary for the second fuel use air amount accurately calculated in this way is calculated based on the target air-fuel ratio (property) of the second fuel. The second injection amount that can be suppressed can be calculated with high accuracy. A specific example of each target air-fuel ratio is a theoretical air-fuel ratio.
請求項3記載の発明では、前記吸気通路のうち前記パージが為される箇所よりも上流側から流入する空気量と、前記パージ蒸発ガスとともに前記吸気通路へ混入する混入空気量とを加算することで、前記総吸気量を算出することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the amount of air flowing in from the upstream side of the portion where the purge is performed in the intake passage and the amount of mixed air mixed into the intake passage together with the purge evaporated gas are added. Then, the total intake air amount is calculated.
これによれば、パージ蒸発ガスとともに吸気通路へ混入する混入空気量を加味した上で、第2噴射量の算出に用いる総吸気量を算出するので、総吸気量を正確に算出することができ、ひいては第2噴射量の算出精度をより一層向上できる。 According to this, the total intake air amount used for calculating the second injection amount is calculated in consideration of the amount of mixed air mixed into the intake passage together with the purge evaporated gas, so that the total intake air amount can be accurately calculated. As a result, the calculation accuracy of the second injection amount can be further improved.
請求項4記載の発明では、前記第2制御手段は、前記第2噴射量算出手段により算出された前記第2噴射量に基づき前記第2インジェクタの作動をオープンループ制御することを特徴とする。
The invention according to
これによれば、パージ量及び両燃料の性状に基づき算出した第2噴射量に基づき第2インジェクタの作動をオープンループ制御するので、排ガス中の酸素濃度に基づき第2インジェクタの作動をフィードバック制御する場合に比べて、第2燃料の噴射量をパージの実行開始に伴い直ぐに変更できる。よって、吸着した蒸発ガスを短時間で一度にパージするよう蒸発ガス処理装置が作動する場合であっても、第2燃料の噴射量がパージの実行に応じて即座に変更されるよう、その応答性を十分に確保できる。 According to this, since the operation of the second injector is open-loop controlled based on the purge amount and the second injection amount calculated based on the properties of both fuels, the operation of the second injector is feedback-controlled based on the oxygen concentration in the exhaust gas. Compared to the case, the injection amount of the second fuel can be changed immediately as the purge starts. Therefore, even when the evaporative gas processing apparatus operates to purge the adsorbed evaporative gas at once in a short time, the response is made so that the injection amount of the second fuel is immediately changed according to the execution of the purge. Enough to secure.
なお、上記オープンループ制御を行う手段とは別に、排ガス中の酸素濃度に基づき第2インジェクタの作動をフィードバック制御する手段をも備えさせるようにしてもよい。 In addition to the means for performing the open loop control, a means for feedback controlling the operation of the second injector based on the oxygen concentration in the exhaust gas may be provided.
請求項5記載の発明では、前記第1燃料のタンク貯蔵量が所定量以上残存しているか否かを判定する残存判定手段と、前記第1燃料を第1インジェクタから噴射する第1噴射状態と前記第2燃料を前記第2インジェクタから噴射する第2噴射状態とを切り替える切替制御手段と、を備え、前記残存判定手段により所定量以上残存していると判定された場合には、前記パージを実行する時、前記切替制御手段は前記第1噴射状態に切り替えることを特徴とする。 In a fifth aspect of the present invention, there is a remaining determination means for determining whether or not a tank storage amount of the first fuel remains over a predetermined amount, and a first injection state in which the first fuel is injected from the first injector; Switching control means for switching between a second injection state in which the second fuel is injected from the second injector, and when the remaining determination means determines that a predetermined amount or more remains, the purge is performed. When executed, the switching control means switches to the first injection state.
これによれば、第1燃料が所定量以上残存している場合において、パージ実行時には第1噴射状態に切り替えるので、性状の異なる両燃料を同時に燃焼させるといった状況を回避できる。そして、パージ蒸発ガスと噴射燃料とが同じ性状の燃料(つまり第1燃料)であれば、蒸発ガスのパージに伴い生じる燃焼状態の変動を抑制するよう第1燃料の噴射量を算出することは、容易に実現できる。よって、パージに伴い生じる燃焼状態の変動を容易に抑制できる。しかもこの場合には、パージ量及び両燃料の性状に基づき第2噴射量を算出するといった第2噴射量算出手による算出を不要にできるので、算出処理負荷を軽減できる。 According to this, when the first fuel remains in a predetermined amount or more, the purge is switched to the first injection state when the purge is executed, so that it is possible to avoid a situation where both fuels having different properties are burned simultaneously. If the purge evaporative gas and the injected fuel are the same fuel (that is, the first fuel), it is possible to calculate the injection amount of the first fuel so as to suppress the fluctuation of the combustion state caused by the purge of the evaporative gas. Can be realized easily. Therefore, it is possible to easily suppress fluctuations in the combustion state caused by purging. In addition, in this case, the calculation by the second injection amount calculator such as calculating the second injection amount based on the purge amount and the properties of the two fuels can be eliminated, so that the calculation processing load can be reduced.
なお、第1燃料が所定量以上残存していない場合には、第1噴射状態に切り替えることができないものの、第2噴射量算出手段により算出された第2噴射量に基づき第2インジェクタの作動を制御するので、先述したように燃焼状態の変動を抑制することができる。 If the first fuel does not remain over a predetermined amount, the second injector cannot be switched to the first injection state, but the second injector is operated based on the second injection amount calculated by the second injection amount calculation means. Since it controls, the fluctuation | variation of a combustion state can be suppressed as mentioned above.
請求項6記載の発明では、
燃焼に供する液体の第1燃料と、前記液体燃料と性状の異なる第2燃料とを切り替えて噴射させる内燃機関であって、前記第1燃料の蒸発ガスを吸着して吸気通路へパージする蒸発ガス処理装置が備えられた内燃機関に適用された燃料噴射制御装置において、
前記第1燃料を第1インジェクタから噴射する第1噴射状態と前記第2燃料を第2インジェクタから噴射する第2噴射状態とを切り替える切替制御手段を備え、前記切替制御手段は、前記パージを実行する時には前記第1噴射状態に切り替えることを特徴とする。
In invention of
An internal combustion engine for switching and injecting a liquid first fuel to be used for combustion and a second fuel having different properties from the liquid fuel, wherein the evaporated gas adsorbs the evaporated gas of the first fuel and purges it into the intake passage In a fuel injection control device applied to an internal combustion engine provided with a processing device,
And a switching control unit that switches between a first injection state in which the first fuel is injected from the first injector and a second injection state in which the second fuel is injected from the second injector, and the switching control unit executes the purge When performing, it switches to the said 1st injection state, It is characterized by the above-mentioned.
これによれば、パージ実行時には第1噴射状態に切り替えるので、性状の異なる両燃料を同時に燃焼させるといった状況を回避できる。そして、パージ蒸発ガスと噴射燃料とが同じ性状の燃料(つまり第1燃料)であれば、蒸発ガスのパージに伴い生じる燃焼状態の変動を抑制するよう第1燃料の噴射量を算出することは、容易に実現できる。よって、パージに伴い生じる燃焼状態の変動を容易に抑制できる。 According to this, since it switches to the 1st injection state at the time of purge execution, the situation where both fuels with different properties are burned simultaneously can be avoided. If the purge evaporative gas and the injected fuel are the same fuel (that is, the first fuel), it is possible to calculate the injection amount of the first fuel so as to suppress the fluctuation of the combustion state caused by the purge of the evaporative gas. Can be realized easily. Therefore, it is possible to easily suppress fluctuations in the combustion state caused by purging.
請求項7記載の発明では、前記内燃機関の運転者により操作され、前記第1噴射状態及び前記第2噴射状態のいずれに切り替えるかを指令する指令信号を前記切替制御手段に出力する操作スイッチを備え、前記切替制御手段は、前記パージを実行する時には、前記指令信号による指令内容に拘わらず前記第1噴射状態に強制的に切り替えることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an operation switch that is operated by a driver of the internal combustion engine and outputs a command signal that instructs the switching control means to switch between the first injection state and the second injection state. The switching control means forcibly switches to the first injection state regardless of the command content by the command signal when the purge is executed.
これによれば、運転者による操作内容に拘わらず、性状の異なる両燃料を同時に燃焼させるといった状況を回避できるので、上述した燃焼状態の変動抑制効果を好適に発揮できる。なお、上記請求項6又は請求項6記載の発明を実施するにあたり、上記請求項7記載の発明に反して、切替制御手段による切り替え制御よりも運転者の操作内容を優先させて両噴射状態を切り替えるようにしてもよい。
According to this, it is possible to avoid the situation in which both fuels having different properties are burned at the same time regardless of the operation contents by the driver, and thus the above-described combustion state fluctuation suppressing effect can be suitably exhibited. In carrying out the invention described in
請求項8記載の発明は、上記燃料噴射制御装置と、第1燃料を噴射する第1インジェクタ、前記第2燃料を噴射する第2インジェクタ、及び前記蒸発ガス処理装置の少なくとも1つと、を備えることを特徴とする燃料噴射制御システムである。この燃料噴射制御システムによれば、上述の各種効果を同様に発揮することができる。 The invention according to claim 8 includes the fuel injection control device, at least one of a first injector that injects a first fuel, a second injector that injects the second fuel, and the evaporative gas treatment device. A fuel injection control system characterized by the above. According to this fuel injection control system, the above-described various effects can be similarly exhibited.
以下、本発明にかかる燃料噴射制御装置を、車両に搭載された走行駆動源として機能する内燃機関に適用した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。 Hereinafter, embodiments in which a fuel injection control device according to the present invention is applied to an internal combustion engine that functions as a travel drive source mounted on a vehicle will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description of the same reference numerals is used.
(第1実施形態)
図1は、エンジン1(内燃機関)の燃料供給系統を主に示す図であり、当該エンジン1は、燃焼に供する液体燃料(第1燃料)と気体燃料(第2燃料)とを切り替えて噴射させる機能を有している。本実施形態では液体燃料としてガソリンを採用し、気体燃料として水素を採用している。エンジン1が搭載された車両には、ガソリンを液体の状態で貯蔵するガソリンタンク10と、水素を圧縮した気体の状態で貯蔵する水素タンク20とが搭載されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram mainly showing a fuel supply system of an engine 1 (internal combustion engine). The
ガソリンタンク10に貯蔵されたガソリンは、図示しないポンプにより昇圧されてガソリン用インジェクタ11(第1インジェクタ)に供給される。ガソリン用インジェクタ11は、ガソリンを噴射する噴孔をニードル弁(図示せず)で開閉するよう構成されており、電子制御ユニット(以下、ECU30と記載)によりニードル弁の開閉作動を制御することで、ガソリンの噴射と噴射停止とを制御する。また、水素タンク20に貯蔵された水素は、水素用インジェクタ21(第2インジェクタ)に供給され、ガソリン用インジェクタ11と同様にして、ECU30により水素の噴射と噴射停止とを制御する。
The gasoline stored in the
水素用インジェクタ21は、エンジン1の燃焼室1aへ直接ガソリンを噴射するよう配置されている。一方、ガソリン用インジェクタ11は、燃焼室1aへ吸入空気を導入する吸気管2に取り付けられており、吸気管2内部の吸気通路2aへガソリンを噴射するよう配置されている。
The
ガソリンタンク10内にて蒸発した蒸発ガス(以下、燃料ベーパと記載)は、大気中に放出されることのないようキャニスタ40(蒸発ガス処理装置)により処理される。キャニスタ40は、燃料ベーパを吸着する吸着材41(例えば活性炭)、及び吸着材41を内部に収容するケース42を備えて構成されている。
Evaporated gas (hereinafter referred to as fuel vapor) evaporated in the
ケース42には、ガソリンタンク10と連通してガソリンタンク10内の燃料ベーパをケース42内部に導入するベーパ導入管43と、ケース42内部へ大気を導入する大気導入管44と、キャニスタ40にて吸着した燃料ベーパを吸気管2へ放出導入(パージ)させるパージ管45とがそれぞれ備えられている。また、パージ管45には、パージ通路45aを開閉するパージ制御弁46が取り付けられている。パージ制御弁46の開閉作動はECU30により制御(本実施形態ではデューティ制御)されている。
The
ガソリンタンク10内で発生した燃料ベーパは、ベーパ導入管43を介してケース42内に送り込まれ、吸着材41により吸着される。そして、パージ制御弁46を開作動させるとサージタンク部2b内の負圧により、大気導入管44から導入された空気が吸着材41を通過してパージ通路45aからサージタンク部2bへ流入する。このように大気が流入する際、吸着材41に吸着されている燃料ベーパが吸着材41から脱離され、大気導入管44から導入された空気とともにパージ通路45aからサージタンク部2bへ流入する。つまり、燃料ベーパを含んだ空気(以下、「パージガス」と記載)がキャニスタ40から吸気通路2aへ放出導入(パージ)される。以下、パージガスに含まれる空気のことを「パージ空気」と記載し、パージガスに含まれる燃料ベーパのことを「パージ燃料ベーパ」と記載する。
The fuel vapor generated in the
なお、パージ制御弁46は、パージ率(パージガス流量/(パージガス流量+エアフロセンサ32で検出される吸気量Ga))が目標値となるようECU30によりデューティ制御される。この目標値は、エンジン1の運転状態に応じて可変設定され、例えばアイドリング運転時にはパージ率が10%となるよう設定される。また、以下に例示するパージ実行条件(1)〜(3)を全て満たしている場合にパージを実行するようパージ制御弁46は制御される。(1)エンジン1の暖機運転が完了している。(2)後述する空燃比フィードバック制御を実行している。(3)アクセル操作が為されている。
The
次に、ECU30に入力される各種入力信号について説明する。
Next, various input signals input to the
ガソリン用インジェクタ11から燃料を噴射させてガソリンによりエンジン1を駆動させるガソリン走行状態(第1噴射状態)と、水素用インジェクタ21から燃料を噴射させて水素によりエンジン1を駆動させる水素走行状態(第2噴射状態)とを切り替えるにあたり、車両の室内に備えられた水素運転切替スイッチ31(操作スイッチ)を車両乗員が手動操作すると、その操作に応じて水素運転切替スイッチ31は、いずれの走行状態に切り替えるかの指令信号をECU30に出力する。そしてECU30は、水素運転切替スイッチ31からの指令信号に基づき、両インジェクタ11,21のいずれから燃料を噴射させるかを切り替え制御する。
A gasoline running state (first injection state) in which fuel is injected from the
吸気管2には吸気量を制御するスロットルバルブ3が備えられており、吸気管2のうちスロットルバルブ3の上流側部分には、吸入空気の質量流量(吸気量Ga)を検出するエアフロセンサ32が取り付けられている。また、吸気管2のうちスロットルバルブ3の下流側部分には、サージタンク部2b内の圧力(吸気管圧Pm)を検出する吸気圧センサ33が取り付けられている。また、排気管4には、排気中の酸素濃度を検出して空燃比に応じた信号を出力する空燃比センサ34が取り付けられている。そして、これらのセンサ32,33,34による検出信号はECU30に出力される。
The
また、ECU30には、エンジン1の出力軸(クランク軸)の回転角を検出するクランク角センサ35からの検出信号が入力され、この検出信号に基づきクランク軸の回転速度(エンジン回転速度Ne)をECU30は算出できる。また、パージ管45には、キャニスタ40から吸気通路2aへパージされる蒸発燃料の濃度(パージ濃度Pc)を検出するパージ濃度センサ36が取り付けられている。ECU30は、パージ濃度センサ36及び吸気圧センサ33からの検出信号に基づき、キャニスタ40からパージされる蒸発ガス(パージ蒸発ガス)の流量を算出できる(算出手順は後に詳述する)。
Further, the
ECU30は、これらの各種検出信号や乗員のアクセル操作量等に基づき、エンジン1の運転状態を制御する。具体的には、エンジン1に要求される負荷(例えば吸気量Ga)及びエンジン回転速度Ne等に基づきスロットルバルブ3の目標開度、インジェクタ11,21から噴射させる燃料の目標噴射量、点火装置5による目標点火時期等を算出する。そして、これらの目標値となるよう、スロットルバルブ3、インジェクタ11,21及び点火装置5等の作動を制御する。
The
また、インジェクタ11,21の作動は、空燃比センサ34の値に基づきフィードバック制御(空燃比フィードバック制御)されている。例えば、理論空燃比を目標空燃比としている場合において、空燃比センサ34の検出値に基づき算出された実際の空燃比が理論空燃比に近づくよう、先述の目標噴射量を補正する(図7のステップS405参照)。なお、ガソリンの理論空燃比が14.7であるのに対し、水素の理論空燃比は34である。
The operation of the
ところで、水素用インジェクタ21から燃料を噴射させる水素走行状態時に燃料ベーパをパージさせると、水素用インジェクタ21から噴射される燃料は水素である一方、燃料ベーパはガソリンであるため、理論空燃比等の性状が異なる2種類の燃料を同時に燃焼させることとなる。すると、燃焼状態が大きく変動することが懸念される。そして、燃焼状態の変動は、クランク軸の回転変動増大により車両のドライバビリティ悪化を招くとともに、実際の空燃比を目標空燃比に近づけることが困難となり排気エミッションの悪化を招く。
By the way, if the fuel vapor is purged during the hydrogen running state in which fuel is injected from the
このような懸念に対し本実施形態では、水素用インジェクタ21に対する目標噴射量を、パージ燃料ベーパの流入量、パージ空気の流入量及び両燃料の性状に基づき補正することで、水素走行状態時にパージした場合における燃焼状態の変動抑制を図っている。なお、ガソリン走行状態時にパージした場合には、ガソリン用インジェクタ11に対する目標噴射量を、パージ燃料ベーパの流入量、パージ空気の流入量及びガソリンの性状に基づき補正することで、燃焼状態の変動抑制を図っている。
In this embodiment, the target injection amount for the
次に、このような補正を行うための処理手順を、図2〜図8を用いて以下に説明する。 Next, a processing procedure for performing such correction will be described below with reference to FIGS.
図2は、ECU30が有するマイクロコンピュータが実行する上記補正の処理手順(メインルーチン)を示すフローチャートであり、当該処理は、イグニッションスイッチがオン操作されたことをトリガとして起動した後、所定周期毎又は所定のクランク角度毎に繰り返し実行される。本実施形態では前記所定周期を、前記マイコンが有するCPUの演算周期(例えば4msec)としている。
FIG. 2 is a flowchart showing the correction processing procedure (main routine) executed by the microcomputer included in the
先ず、ステップS100において、現在の使用燃料が水素であり水素走行状態となっているか否かを判定する(水素燃料使用判定処理)。当該ステップS100のサブルーチン(図3参照)では、先ずステップS101において、水素運転切替スイッチ31がオン操作されているか否かを判定する。この判定の結果、オン操作されていれば水素燃料使用判定フラグxhfを1にセットし(S102)、オン操作されていなければ水素燃料使用判定フラグxhfを0にリセットして(S103)、本サブルーチンの処理を終了する。
First, in step S100, it is determined whether or not the currently used fuel is hydrogen and is in a hydrogen running state (hydrogen fuel use determination process). In the subroutine of Step S100 (see FIG. 3), first, in Step S101, it is determined whether or not the hydrogen
次に、図2のステップS200において、現在の運転状態において、パージを実行しているか否かを判定する(パージ実行判定処理)。当該ステップS200のサブルーチン(図4参照)では、先ずステップS201において、パージ制御弁46へのデューティ信号がゼロになっているか否かに基づき、パージ制御弁46が開作動してパージが実行されているか否かを判定する。この判定の結果、パージ実行中であればパージ実行フラグxprgを1にセットし(S202)、パージ実行中でなければパージ実行フラグxprgを0にリセットして(S203)、本サブルーチンの処理を終了する。
Next, in step S200 of FIG. 2, it is determined whether purge is being executed in the current operating state (purge execution determination processing). In the subroutine of step S200 (see FIG. 4), first, in step S201, the
次に、図2のステップS250(切替制御手段)において、水素燃料使用判定フラグxhfが1にセットされているか否かを判定する。xhf=1と判定された場合には水素走行状態に切り替える。そして、続くステップS300にて水素燃料の目標噴射量を補正する補正量を算出し(水素燃料補正量算出処理)、続くステップS400において、最終的に水素用インジェクタ21から噴射させる最終目標噴射量を算出する(最終水素燃料量算出処理)。
Next, in step S250 (switching control means) in FIG. 2, it is determined whether or not the hydrogen fuel use determination flag xhf is set to 1. If it is determined that xhf = 1, the mode is switched to the hydrogen running state. In step S300, a correction amount for correcting the target injection amount of hydrogen fuel is calculated (hydrogen fuel correction amount calculation process). In the subsequent step S400, the final target injection amount to be finally injected from the
一方、xhf=0と判定された場合にはガソリン走行状態に切り替える。そして、続くステップS500にてガソリンの目標噴射量を補正する補正量を算出し(ガソリン補正量算出処理)、続くステップS600において、最終的にガソリン用インジェクタ11から噴射させる最終目標噴射量を算出する(最終ガソリン量算出処理)。
On the other hand, when it is determined that xhf = 0, the mode is switched to the gasoline running state. Then, in step S500, a correction amount for correcting the target injection amount of gasoline is calculated (gasoline correction amount calculation process). In the subsequent step S600, a final target injection amount to be finally injected from the
次に、水素燃料補正量算出処理(S300)のサブルーチン内容を、図5を用いて説明する。 Next, the subroutine contents of the hydrogen fuel correction amount calculation process (S300) will be described with reference to FIG.
先ず、ステップS301において、クランク角センサ35からの検出信号に基づき算出されたエンジン回転速度Neの値を読み込む。続くステップS302では、エアフロセンサ32からの検出信号に基づき算出された吸気量Gaを読み込む。続くステップS303では、吸気圧センサ33からの検出信号に基づき算出された吸気管圧Pmを読み込む。
First, in step S301, the value of the engine rotational speed Ne calculated based on the detection signal from the crank angle sensor 35 is read. In the subsequent step S302, the intake air amount Ga calculated based on the detection signal from the
次に、ステップS304において、パージ実行フラグxprgが1にセットされているか否かに基づき、パージ実行中であるか否かを判定する。パージ実行中でないと判定された場合(xprg=0)には、ステップS305(パージ非実行時の第2噴射量算出手段)にて水素燃料補正量Fhの値をゼロに設定する。パージ実行中と判定された場合(xprg=1)には、以下に説明するステップS306〜S316(パージ実行時の第2噴射量算出手段)により水素燃料補正量Fhの値を算出する。 Next, in step S304, based on whether the purge execution flag xprg is set to 1, it is determined whether purge is being executed. If it is determined that purge is not being executed (xprg = 0), the value of the hydrogen fuel correction amount Fh is set to zero in step S305 (second injection amount calculation means when purge is not executed). When it is determined that purge is being executed (xprg = 1), the value of the hydrogen fuel correction amount Fh is calculated in steps S306 to S316 (second injection amount calculation means during purge execution) described below.
ステップS306では、パージ濃度センサ36からの検出信号に基づき算出されたパージ濃度Pcを読み込む。続くステップS307では、図示しない大気圧センサにより検出された大気圧Paと、ステップS303で読み込んだ吸気管圧力Pmとの圧力差ΔPを算出する(ΔP=Pa−Pm)。
In step S306, the purge concentration Pc calculated based on the detection signal from the
続くステップS308では、ステップS307にて算出した圧力差ΔPに基づき、パージ制御弁46の開度が全開(つまりデューティ比100%)であると仮定した場合におけるパージガスの体積流量(以下、パージガス流量Pg100と記載)を算出する。具体的には、図6(a)は、パージガス流量Pg100と圧力差ΔPとの関係を特定するマップであり、ECU30に備えられたメモリ等に予め記憶されている。前記ステップS308では、このマップから圧力差ΔPに対応するパージガス流量Pg100の値を読み込むことで、パージガス流量Pg100を算出している。
In subsequent step S308, based on the pressure difference ΔP calculated in step S307, it is assumed that the opening degree of the
続くステップS309では、ステップS308にて算出したパージガス流量Pg100、及びパージ制御弁46のデューティ比に基づき、実際のパージ制御弁46の開度に応じたパージガス流量Pgを算出する。ここで、圧力差ΔPが一定であれば、パージガス流量Pgは前記デューティ比Dutyに比例する(図6(b)参照)。したがって、前記ステップS309では、パージ制御弁46全開時のパージガス流量Pg100にDuty/100を乗算することで、パージガス流量Pg(体積流量)を算出する(Pg=Pg100×Duty/100)。
In the subsequent step S309, the purge gas flow rate Pg corresponding to the actual opening of the
続くステップS310では、ステップS309で算出したパージガス流量Pgと、ステップS306にて読み込んだパージ濃度Pcとに基づきパージ燃料ベーパ量Pv(体積流量)を算出する(Pv=Pg×Pc/100)。 In the subsequent step S310, the purge fuel vapor amount Pv (volume flow rate) is calculated based on the purge gas flow rate Pg calculated in step S309 and the purge concentration Pc read in step S306 (Pv = Pg × Pc / 100).
続くステップS311では、ステップS309で算出したパージガス流量Pgから、ステップS310にて算出したパージ燃料ベーパ量Pvを減算することで、パージ空気量PK(体積流量)を算出する(Pk=Pg−Pv)。 In the subsequent step S311, the purge air vapor amount PK (volume flow rate) is calculated by subtracting the purge fuel vapor amount Pv calculated in step S310 from the purge gas flow rate Pg calculated in step S309 (Pk = Pg−Pv). .
続くステップS312では、パージ燃料ベーパがその理論空燃比(空気:ガソリン=14.7:1)で燃焼する場合に使用される空気量であるパージ燃料ベーパ相当空気量Pkv(質量流量)を、ステップS310にて算出したパージ燃料ベーパ量Pv、ガソリンの密度ρgas及びガソリンの理論空燃比に基づき算出する。ここでは、燃料ベーパ量Pvにガソリン密度ρgasを乗算して質量流量に換算し、これにガソリンの理論空燃比(14.7)を乗算することで、パージ燃料ベーパが消費する空気量(パージ燃料ベーパ相当空気量Pkv)を算出する(Pkv=Pv×ρgas×14.7)。なお、当該空気量Pkvは、特許請求の範囲に記載の「パージ蒸発ガス使用空気量」に相当する。 In the subsequent step S312, the purge fuel vapor equivalent air amount Pkv (mass flow rate), which is the amount of air used when the purge fuel vapor burns at its theoretical air-fuel ratio (air: gasoline = 14.7: 1), Calculation is made based on the purge fuel vapor amount Pv calculated in S310, the gasoline density ρgas, and the theoretical air-fuel ratio of gasoline. Here, the amount of air consumed by the purge fuel vapor (purge fuel) is obtained by multiplying the fuel vapor amount Pv by the gasoline density ρgas and converting it to the mass flow rate, and multiplying this by the theoretical air fuel ratio (14.7) of gasoline. Vapor equivalent air amount Pkv) is calculated (Pkv = Pv × ρgas × 14.7). The air amount Pkv corresponds to the “purge evaporative gas use air amount” described in the claims.
続くステップS313では、ステップS311にて算出したパージ空気量PKに空気密度ρairを乗算して質量流量に換算し、これにステップS302にて読み込んだ吸気量Gaを加算することで、吸気通路2aから燃焼室1aへ流入する総吸気量を算出する。また、このように算出した総吸気量からパージ燃料ベーパ相当空気量Pkvを減算することで、水素用インジェクタ21から噴射される水素燃料に対して供給される空気量、つまり水素燃料と燃焼すべき空気量Tt(質量流量)を算出する(Tt=Ga+Pk×ρair−Pkv)。なお、当該空気量Ttは、特許請求の範囲に記載の「第2燃料使用空気量」に相当する。
In the subsequent step S313, the purge air amount PK calculated in step S311 is multiplied by the air density ρair to convert it into a mass flow rate, and the intake air amount Ga read in step S302 is added to this, so that the intake passage 2a The total amount of intake air flowing into the combustion chamber 1a is calculated. Further, by subtracting the purge fuel vapor equivalent air amount Pkv from the total intake air amount calculated in this way, the amount of air supplied to the hydrogen fuel injected from the
続くステップS314では、ステップS313にて算出した水素燃料と燃焼すべき空気量Tt、水素燃料の理論空燃比(空気:水素燃料=34:1)及びエンジン回転速度Neに基づき、パージ実行時におけるベース水素燃料量Th(燃焼サイクルの燃焼行程1回に噴射される量)を算出する(Th=Tt/34/(Ne/60))。 In subsequent step S314, based on the hydrogen fuel calculated in step S313, the amount of air Tt to be burned, the theoretical air-fuel ratio of hydrogen fuel (air: hydrogen fuel = 34: 1), and the engine speed Ne, The amount of hydrogen fuel Th (the amount injected in one combustion stroke of the combustion cycle) is calculated (Th = Tt / 34 / (Ne / 60)).
続くステップS315では、エンジン回転速度Ne及びエンジン負荷(ここでは吸気量Ga)に基づき、パージを実行していない状態における水素燃料噴射量の最適値(要求噴射量)を、ベース水素燃料量Thbとして算出する。具体的には、図6(c)は、エンジン回転速度Ne及び吸気量Gaと、ベース水素燃料量Thbとの関係を特定するマップであり、ECU30に備えられたメモリ等に予め記憶されている。前記ステップS315では、このマップから、ステップS301,S302にて読み込んだエンジン回転速度Ne及び吸気量Gaに対応するベース水素燃料量Thbの値を読み込むことで、ベース水素燃料量Thbを算出している。
In subsequent step S315, based on the engine speed Ne and the engine load (here, the intake air amount Ga), the optimum value (required injection amount) of the hydrogen fuel injection amount in the state where the purge is not executed is set as the base hydrogen fuel amount Thb. calculate. Specifically, FIG. 6C is a map for specifying the relationship between the engine rotational speed Ne, the intake air amount Ga, and the base hydrogen fuel amount Thb, and is stored in advance in a memory or the like provided in the
続くステップS316では、ステップS314で算出したパージ実行時のベース水素燃料量Thと、ステップS315で算出したパージ非実行時のベース水素燃料量Thbとの差分をとることで、パージ実行時における水素燃料補正量Fhを算出する(Fh=Th−Thb)。以上のように水素燃料補正量Fhを算出した後、本サブルーチンを終了する。 In the subsequent step S316, the difference between the base hydrogen fuel amount Th at the time of purging calculated in step S314 and the base hydrogen fuel amount Thb at the time of non-purging calculated in step S315 is taken to obtain the hydrogen fuel at the time of purging. A correction amount Fh is calculated (Fh = Th−Thb). After calculating the hydrogen fuel correction amount Fh as described above, this subroutine is terminated.
次に、最終水素燃料量算出処理(S400)のサブルーチン内容を、図7を用いて説明する。 Next, the contents of the subroutine of the final hydrogen fuel amount calculation process (S400) will be described with reference to FIG.
先ず、ステップS401において、ステップS315と同様にして、図6(c)のマップからパージ非実行時のベース水素燃料量Thbを読み込む。続くステップS402では、図5のステップS316で算出したパージ実行時における水素燃料補正量Fhを読み込む。ステップS403では、エンジン冷却水温に応じて水素燃料量を補正するための水温補正値Fthwや、吸気温度に応じて水素燃料量を補正するための吸気温補正値Ftha等の、各種補正項を図示しないマップから読み込む。そして、続くステップS404において、ステップS402,S403にて読み込んだ各種補正項のトータルFtotalを算出する(Ftotal=Fthw+Ftha+・・・+Fh)。 First, in step S401, as in step S315, the base hydrogen fuel amount Thb when purge is not executed is read from the map of FIG. 6C. In subsequent step S402, the hydrogen fuel correction amount Fh at the time of purge execution calculated in step S316 of FIG. 5 is read. In step S403, various correction terms such as a water temperature correction value Fthw for correcting the hydrogen fuel amount according to the engine coolant temperature and an intake air temperature correction value Ftha for correcting the hydrogen fuel amount according to the intake air temperature are illustrated. Not read from the map. In subsequent step S404, the total Ftotal of the various correction terms read in steps S402 and S403 is calculated (Ftotal = Fthw + Ftha +... + Fh).
続くステップS405では、空燃比センサ34からの検出信号に基づき算出された実際の空燃比と目標空燃比との偏差を算出し、この偏差がゼロに近づくよう水素燃料量を補正するためのフィードバック補正係数fafを算出する。
In the subsequent step S405, a deviation between the actual air-fuel ratio calculated based on the detection signal from the air-
続くステップS406では、ステップS401で読み込んだパージ非実行時のベース水素燃料量Thbに、ステップS404で算出した補正項のトータルFtotalを加算し、この加算値に、ステップS405で算出したフィードバック補正係数fafを乗算することで、最終水素燃料量Tfを算出する(Tf=(Thb+Ftotal)×faf)。以上のように最終水素燃料量Tfを算出した後、本サブルーチンを終了する。 In the subsequent step S406, the total Ftotal of the correction term calculated in step S404 is added to the base hydrogen fuel amount Thb read in step S401 when the purge is not executed, and the feedback correction coefficient faf calculated in step S405 is added to this added value. To calculate the final hydrogen fuel amount Tf (Tf = (Thb + Ftotal) × faf). After calculating the final hydrogen fuel amount Tf as described above, this subroutine is terminated.
そして、ステップS400にて算出された最終水素燃料量Tfを目標噴射量とし、水素用インジェクタ21から噴射される水素燃料の噴射量が目標噴射量となるよう、水素用インジェクタ21作動を制御する。
Then, the final hydrogen fuel amount Tf calculated in step S400 is set as the target injection amount, and the operation of the
ここで、図7のステップS405,S406によりベース水素燃料量Thbをフィードバック補正係数fafで補正することは、実際の空燃比に基づき水素用インジェクタ21の作動をフィードバック制御していると言える。一方、図5のステップS306〜S316により水素燃料補正量Fhを算出し、ステップS402,S404,S406によりベース水素燃料量Thbを算出した水素燃料補正量Fhで補正することは、ガソリン及び水素燃料の理論空燃比、大気圧Paと吸気管圧力Pmとの圧力差ΔP、及びパージ濃度Pc等に基づき水素用インジェクタ21の作動をオープンループ制御していると言える。
Here, correcting the base hydrogen fuel amount Thb with the feedback correction coefficient faf in steps S405 and S406 of FIG. 7 can be said to feedback control the operation of the
次に、ガソリン補正量算出処理(S500)のサブルーチン内容を、図8を用いて説明する。 Next, the subroutine contents of the gasoline correction amount calculation process (S500) will be described with reference to FIG.
本サブルーチンは、基本的に図5のサブルーチンと同様の処理内容であるが、水素燃料の理論空燃比を鑑みることなくガソリン補正量を算出できる点で、図5の処理と異なる。 This subroutine basically has the same processing contents as the subroutine of FIG. 5, but differs from the processing of FIG. 5 in that the gasoline correction amount can be calculated without considering the theoretical air-fuel ratio of hydrogen fuel.
先ず、ステップS501,S502,S503において、エンジン回転速度Ne、吸気量Ga及び吸気管圧Pmを読み込む。次に、ステップS504にてパージ実行中でないと判定された場合(xprg=0)には、ステップS505にてガソリン補正量Fhgの値をゼロに設定し、パージ実行中と判定された場合(xprg=1)には、以下に説明するステップS506〜S516によりガソリン補正量Fhgの値を算出する。 First, in steps S501, S502, and S503, the engine speed Ne, the intake air amount Ga, and the intake pipe pressure Pm are read. Next, if it is determined in step S504 that the purge is not being executed (xprg = 0), the gasoline correction amount Fhg is set to zero in step S505, and if it is determined that the purge is being executed (xprg = 1), the gasoline correction amount Fhg is calculated in steps S506 to S516 described below.
続くステップS506ではパージ濃度Pcを読み込み、ステップS507では大気圧Paと吸気管圧力Pmとの圧力差ΔPを算出する(ΔP=Pa−Pm)。続くステップS508では圧力差ΔPに基づきパージガス流量Pg100を算出する。続くステップS509では、パージガス流量Pg100、及びパージ制御弁46のデューティ比に基づき、実際のパージ制御弁46の開度に応じたパージガス流量Pgを算出する(Pg=Pg100×Duty/100)。
In the subsequent step S506, the purge concentration Pc is read, and in step S507, a pressure difference ΔP between the atmospheric pressure Pa and the intake pipe pressure Pm is calculated (ΔP = Pa−Pm). In the subsequent step S508, the purge gas flow rate Pg100 is calculated based on the pressure difference ΔP. In the subsequent step S509, the purge gas flow rate Pg corresponding to the actual opening degree of the
続くステップS510では、パージガス流量Pgとパージ濃度Pcとに基づきパージ燃料ベーパ量Pv(体積流量)を算出する(Pv=Pg×Pc/100)。続くステップS511では、パージガス流量Pgからパージ燃料ベーパ量Pvを減算することでパージ空気量PK(体積流量)を算出する(Pk=Pg−Pv)。続くステップS512では、パージ燃料ベーパ相当空気量Pkv(質量流量)を、パージ燃料ベーパ量Pv、ガソリンの密度ρgas及びガソリンの理論空燃比に基づき算出する(Pkv=Pv×ρgas×14.7)。 In the subsequent step S510, a purge fuel vapor amount Pv (volume flow rate) is calculated based on the purge gas flow rate Pg and the purge concentration Pc (Pv = Pg × Pc / 100). In the subsequent step S511, the purge air amount PK (volume flow rate) is calculated by subtracting the purge fuel vapor amount Pv from the purge gas flow rate Pg (Pk = Pg−Pv). In the subsequent step S512, the purge fuel vapor equivalent air amount Pkv (mass flow rate) is calculated based on the purge fuel vapor amount Pv, the gasoline density ρgas and the gasoline theoretical air-fuel ratio (Pkv = Pv × ρgas × 14.7).
続くステップS513では、パージ空気量PKに空気密度ρairを乗算して質量流量に換算し、これに吸気量Gaを加算することで、吸気通路2aから燃焼室1aへ流入する総吸気量を算出する。また、このように算出した総吸気量からパージ燃料ベーパ相当空気量Pkvを減算することで、ガソリン用インジェクタ11から噴射されるガソリンに対して供給される空気量、つまりガソリンと燃焼すべき空気量Ttg(質量流量)を算出する(Ttg=Ga+Pk×ρair−Pkv)。
In the subsequent step S513, the purge air amount PK is multiplied by the air density ρair to convert it to a mass flow rate, and the intake air amount Ga is added to this to calculate the total intake air amount flowing into the combustion chamber 1a from the intake passage 2a. . Further, by subtracting the purge fuel vapor equivalent air amount Pkv from the total intake air amount calculated in this way, the amount of air supplied to the gasoline injected from the
続くステップS514では、ステップS513にて算出したガソリンと燃焼すべき空気量Ttg、ガソリンの理論空燃比(14.7)及びエンジン回転速度Neに基づき、パージ実行時におけるベースガソリン量Thg(燃焼サイクルの燃焼行程1回に噴射される量)を算出する(Thg=Ttg/14.7/(Ne/60))。 In subsequent step S514, based on the gasoline calculated in step S513, the air amount Ttg to be burned, the theoretical air fuel ratio (14.7) of the gasoline, and the engine rotational speed Ne, the base gasoline amount Thg at the time of purging (the combustion cycle of the combustion cycle). The amount to be injected in one combustion stroke) is calculated (Thg = Ttg / 14.7 / (Ne / 60)).
続くステップS515では、エンジン回転速度Ne及びエンジン負荷(ここでは吸気量Ga)に基づき、パージを実行していない状態におけるガソリン噴射量の最適値(要求噴射量)を、ベースガソリン量Thbgとして算出する。続くステップS516では、ステップS514で算出したパージ実行時のベースガソリン量Thgと、ステップS515で算出したパージ非実行時のベースガソリン量Thbgとの差分をとることで、パージ実行時におけるガソリン補正量Fhgを算出する(Fhg=Thg−Thbg)。以上のようにガソリン補正量Fhgを算出した後、本サブルーチンを終了する。 In the subsequent step S515, the optimum value (required injection amount) of the gasoline injection amount in the state where the purge is not executed is calculated as the base gasoline amount Thbg based on the engine speed Ne and the engine load (here, the intake air amount Ga). . In the subsequent step S516, the difference between the base gasoline amount Thg at the time of purge execution calculated in step S514 and the base gasoline amount Thbg at the time of non-purge execution calculated in step S515 is taken to obtain the gasoline correction amount Fhg at the time of purge execution. Is calculated (Fhg = Thg−Thbg). After calculating the gasoline correction amount Fhg as described above, this subroutine is terminated.
最終ガソリン量算出処理(S600)のサブルーチン内容については、図7に示す最終水素燃料量算出処理(S400)と同じであるため説明を省略する。そして、ステップS600にて算出された最終ガソリン燃料量Tfgを目標噴射量とし、ガソリン用インジェクタ11から噴射されるガソリンの噴射量が目標噴射量となるよう、ガソリン用インジェクタ11作動を制御する。このように制御している時のECU30は、特許請求の範囲に記載の第2制御手段に相当する。
The contents of the subroutine of the final gasoline amount calculation process (S600) are the same as the final hydrogen fuel amount calculation process (S400) shown in FIG. Then, the final gasoline fuel amount Tfg calculated in step S600 is set as the target injection amount, and the operation of the
以上により、上記制御を実施する本実施形態によれば、水素走行状態でパージを実行した場合において、パージ燃料ベーパ(パージ蒸発ガス)がその理論空燃比(14.7)で燃焼する場合に使用される空気量Pkv(パージ蒸発ガス使用空気量)を算出する(S312)。また、吸気通路2aから燃焼室1aへ流入する総吸気量から、パージ燃料ベーパに使用される空気量Pkvを減算して水素燃料と燃焼すべき空気量Tt(第2燃料使用空気量)を算出する(S313)。そして、水素燃料がその理論空燃比で燃焼する場合に水素燃料と燃焼すべき空気量Ttに対して必要となるベース水素燃料量Thを算出し(S314)、当該ベース水素燃料量Thに基づき水素用インジェクタ21から噴射される水素燃料の目標噴射量を補正する。
As described above, according to the present embodiment in which the above control is performed, the purge fuel vapor (purge vaporized gas) is burned at the stoichiometric air-fuel ratio (14.7) when purging is performed in the hydrogen running state. The amount of air Pkv (the amount of purge evaporative gas used) is calculated (S312). In addition, the amount of air Pkv used for the purge fuel vapor is subtracted from the total amount of intake air flowing into the combustion chamber 1a from the intake passage 2a to calculate the amount of air Tt (second fuel usage air amount) to be burned with hydrogen fuel. (S313). Then, when the hydrogen fuel burns at the stoichiometric air-fuel ratio, the base hydrogen fuel amount Th required for the hydrogen fuel and the air amount Tt to be burned is calculated (S314), and the hydrogen is based on the base hydrogen fuel amount Th The target injection amount of the hydrogen fuel injected from the
したがって、水素走行状態で燃料ベーパをパージしてガソリンと水素の両燃料を同時に燃焼させる場合であっても、燃焼状態の変動を抑制するよう水素燃料の目標噴射量を算出することを容易に実現できる。よって、このようにして算出された目標噴射量に基づき水素用インジェクタ21の作動を制御する本実施形態によれば、燃料ベーパのパージに伴い生じる燃焼状態の変動を容易に抑制できる。そのため、クランク軸の回転変動増大を抑制して車両のドライバビリティ悪化を抑制できるとともに、実際の空燃比が目標空燃比からずれることを抑制して排気エミッションの悪化を抑制できる。
Therefore, it is easy to calculate the target injection amount of hydrogen fuel so as to suppress fluctuations in the combustion state even when purging the fuel vapor and burning both gasoline and hydrogen fuel at the same time in the hydrogen running state it can. Therefore, according to the present embodiment in which the operation of the
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、車両乗員が水素運転切替スイッチ31をオン操作すれば、ステップS250(切替制御手段)において水素走行状態に切り替わる。これに対し、図9に示す本実施形態では、車両乗員が水素運転切替スイッチ31をオン操作している場合(S250:YES)であっても、続くステップS260(残存判定手段)において、ガソリンタンク10に貯蔵されるガソリンの残存量が予め設定された閾値以上であるとの条件を満たしていると判定(S260:YES)されれば、ガソリン走行状態に強制的に切り替える。なお、ステップS100,S200,S250,S300,S400,S500,S600でのサブルーチンは上記第1実施形態と同じである。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, when the vehicle occupant turns on the hydrogen
本実施形態によれば、運転者による水素運転切替スイッチ31の操作内容に拘わらず、性状の異なる両燃料を同時に燃焼させるといった状況を回避できるので、燃焼状態の変動抑制を図るようパージガスに応じてガソリン目標噴射量を補正することを容易にできる。
According to the present embodiment, it is possible to avoid a situation in which both fuels having different properties are burned at the same time regardless of the operation content of the hydrogen
なお、ステップS260の閾値thはゼロに設定してもよいし微小量に設定してもよい。微小量に設定した場合には、性状の異なる両燃料を同時に燃焼させるといった状況になるが、この場合には上記第1実施形態と同様にしてベース水素燃料量Thに基づき水素燃料の目標噴射量が補正されるので、燃焼状態の変動を容易に抑制できる。 Note that the threshold th in step S260 may be set to zero or a minute amount. When the minute amount is set, both fuels having different properties are combusted simultaneously. In this case, the hydrogen fuel target injection amount is based on the base hydrogen fuel amount Th as in the first embodiment. Is corrected, the fluctuation of the combustion state can be easily suppressed.
ちなみに、上記第1実施形態を実施するにあたり、図2のステップS250(切替制御手段)において、水素走行状態とガソリン走行状態とを切り替えるにあたり、水素タンク20に貯蔵される水素の残存量及びガソリンタンク10に貯蔵されるガソリンの残存量に基づき、残存量が少ない燃料の使用へは切り替えないように制限を設けるようにしてもよい。
Incidentally, in carrying out the first embodiment, the remaining amount of hydrogen stored in the
(第3実施形態)
図10に示す本実施形態では、車両乗員が水素運転切替スイッチ31をオン操作している場合(S250:YES)であっても、続くステップS255においてパージ実行中であると判定されれば、ガソリン走行状態に強制的に切り替える。なお、ステップS100,S200,S250,S400,S500,S600でのサブルーチンは上記第1実施形態と同じである。
(Third embodiment)
In the present embodiment shown in FIG. 10, even if the vehicle occupant is turning on the hydrogen operation changeover switch 31 (S250: YES), if it is determined in step S255 that purging is being performed, the gasoline Forcibly switch to driving state. The subroutines at steps S100, S200, S250, S400, S500, and S600 are the same as those in the first embodiment.
本実施形態によれば、運転者による水素運転切替スイッチ31の操作内容に拘わらず、性状の異なる両燃料を同時に燃焼させるといった状況を回避できるので、燃焼状態の変動抑制を図るようパージガスに応じてガソリン目標噴射量を補正することを容易にできる。
According to the present embodiment, it is possible to avoid a situation in which both fuels having different properties are burned at the same time regardless of the operation content of the hydrogen
ちなみに、本実施形態を実施するにあたり、図10のステップS250(切替制御手段)において、水素走行状態とガソリン走行状態とを切り替えるにあたり、水素タンク20に貯蔵される水素の残存量及びガソリンタンク10に貯蔵されるガソリンの残存量に基づき、残存量が少ない燃料の使用へは切り替えないように制限を設けるようにしてもよい。
Incidentally, in carrying out this embodiment, in step S250 (switching control means) in FIG. 10, when switching between the hydrogen running state and the gasoline running state, the remaining amount of hydrogen stored in the
(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。また、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above-described embodiments, and the characteristic configurations of the respective embodiments may be arbitrarily combined. In addition, each of the above embodiments may be modified as follows.
・上記第3実施形態では、水素運転切替スイッチ31の操作内容よりもパージ実行有無を優先させて水素走行状態及びガソリン走行状態を切り替えているが、その逆に、パージ実行有無よりも水素運転切替スイッチ31の操作内容を優先させて水素走行状態及びガソリン走行状態を切り替えるようにしてもよい。
In the third embodiment, the hydrogen running state and the gasoline running state are switched with priority given to whether or not the purge operation is performed over the operation content of the hydrogen
・上記実施形態では、吸気通路2a内の負圧(圧力差ΔP)を利用してキャニスタ40から吸気通路2aへパージガスをパージさせているが、例えばブレーキ用の真空倍力装置を構成する減圧用の吸引ポンプの排気等、他の負圧を利用して吸気通路2aへパージガスをパージさせるようにしてもよい。
In the above embodiment, the purge gas is purged from the
1…エンジン(内燃機関)、11…ガソリン用インジェクタ(第1インジェクタ)、21…水素用インジェクタ(第2インジェクタ)、30…ECU(第2制御手段、燃料噴射制御装置)、31…水素運転切替スイッチ(操作スイッチ)、40…キャニスタ(蒸発ガス処理装置)、S250…切替制御手段、S260…(残存判定手段)、S305…パージ非実行時の第2噴射量算出手段、S306〜S316…パージ実行時の第2噴射量算出手段。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
少なくとも前記内燃機関の負荷状態に基づき、前記第2燃料の噴射量である第2噴射量を算出する第2噴射量算出手段と、
前記第2噴射量に基づき、前記第2燃料を噴射する第2インジェクタの作動を制御する第2制御手段と、
を備え、
前記パージを実行する時の前記第2噴射量算出手段は、前記負荷状態に加え、パージされる蒸発ガスのパージ量と、前記第1燃料の性状及び前記第2燃料の性状とに基づき前記第2噴射量を算出することを特徴とする燃料噴射制御装置。 An internal combustion engine for switching and injecting a liquid first fuel to be used for combustion and a second fuel having different properties from the first fuel, wherein the first fuel evaporative gas is adsorbed and purged into an intake passage In a fuel injection control device applied to an internal combustion engine equipped with a gas processing device,
Second injection amount calculation means for calculating a second injection amount that is an injection amount of the second fuel based on at least a load state of the internal combustion engine;
Second control means for controlling the operation of a second injector for injecting the second fuel based on the second injection amount;
With
The second injection amount calculation means for executing the purge is based on the purge amount of the evaporated gas to be purged, the properties of the first fuel, and the properties of the second fuel in addition to the load state. A fuel injection control device that calculates two injection amounts.
前記第1燃料の性状として前記第1燃料の目標空燃比を用い、前記第2燃料の性状として前記第2燃料の目標空燃比を用いるとともに、
前記パージ蒸発ガスがその目標空燃比で燃焼する場合に使用される空気量であるパージ蒸発ガス使用空気量を算出する手段と、
前記吸気通路から燃焼室へ流入する総吸気量から前記パージ蒸発ガス使用空気量を減算して、前記第2燃料に対して供給される空気量である第2燃料使用空気量を算出する手段と、
前記第2燃料がその目標空燃比で燃焼する場合に前記第2燃料使用空気量に対して必要となる前記第2燃料の噴射量を、前記第2噴射量として算出する手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射制御装置。 The second injection amount calculation means at the time of purge execution is
The target air-fuel ratio of the first fuel is used as the property of the first fuel, the target air-fuel ratio of the second fuel is used as the property of the second fuel, and
Means for calculating a purge evaporation gas use air amount, which is an air amount used when the purge evaporation gas burns at the target air-fuel ratio;
Means for subtracting the purge evaporative gas use air amount from a total intake air amount flowing into the combustion chamber from the intake passage to calculate a second fuel use air amount that is an air amount supplied to the second fuel; ,
Means for calculating, as the second injection amount, an injection amount of the second fuel necessary for the second fuel use air amount when the second fuel burns at the target air-fuel ratio;
The fuel injection control device according to claim 1, comprising:
前記吸気通路のうち前記パージが為される箇所よりも上流側から流入する空気量と、前記パージ蒸発ガスとともに前記吸気通路へ混入する混入空気量とを加算することで、前記総吸気量を算出することを特徴とする請求項2に記載の燃料噴射制御装置。 The second injection amount calculation means at the time of purge execution is
The total intake air amount is calculated by adding the air amount flowing in from the upstream side of the purge passage in the intake passage and the mixed air amount mixed into the intake passage together with the purge evaporative gas. The fuel injection control device according to claim 2, wherein:
前記第1燃料を第1インジェクタから噴射する第1噴射状態と、前記第2燃料を前記第2インジェクタから噴射する第2噴射状態とを切り替える切替制御手段と、
を備え、
前記残存判定手段により所定量以上残存していると判定された場合には、前記パージを実行する時、前記切替制御手段は前記第1噴射状態に切り替えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の燃料噴射制御装置。 A remaining determination means for determining whether or not the tank storage amount of the first fuel remains above a predetermined amount;
Switching control means for switching between a first injection state in which the first fuel is injected from the first injector and a second injection state in which the second fuel is injected from the second injector;
With
The switching control means switches to the first injection state when the purge is executed when it is determined by the remaining determination means that a predetermined amount or more remains. The fuel-injection control apparatus as described in any one.
前記第1燃料を第1インジェクタから噴射する第1噴射状態と、前記第2燃料を第2インジェクタから噴射する第2噴射状態とを切り替える切替制御手段を備え、
前記切替制御手段は、前記パージを実行する時には前記第1噴射状態に切り替えることを特徴とする燃料噴射制御装置。 An internal combustion engine for switching and injecting a liquid first fuel to be used for combustion and a second fuel having different properties from the liquid fuel, wherein the evaporated gas adsorbs the evaporated gas of the first fuel and purges it into the intake passage In a fuel injection control device applied to an internal combustion engine provided with a processing device,
Switching control means for switching between a first injection state in which the first fuel is injected from the first injector and a second injection state in which the second fuel is injected from the second injector;
The fuel injection control device, wherein the switching control means switches to the first injection state when the purge is executed.
前記切替制御手段は、前記パージを実行する時には、前記指令信号による指令内容に拘わらず前記第1噴射状態に強制的に切り替えることを特徴とする請求項5又は6に記載の燃料噴射制御装置。 An operation switch that is operated by a driver of the internal combustion engine and outputs a command signal to the switching control means for instructing whether to switch to the first injection state or the second injection state;
7. The fuel injection control device according to claim 5, wherein when the purge is executed, the switching control unit forcibly switches to the first injection state regardless of a command content by the command signal. 8.
前記第1燃料を噴射する第1インジェクタ、前記第2燃料を噴射する第2インジェクタ、及び前記蒸発ガス処理装置の少なくとも1つと、
を備えることを特徴とする燃料噴射制御システム。 A fuel injection control device according to any one of claims 1 to 7,
At least one of a first injector for injecting the first fuel, a second injector for injecting the second fuel, and the evaporative gas treatment device;
A fuel injection control system comprising:
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