JP2011132930A - Ignition system of gas fuel internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガス燃料内燃機関の点火システムに関する。 The present invention relates to an ignition system for a gas fuel internal combustion engine.
特許文献1には、ガス燃料内燃機関の制御装置において、ガス燃料のガス組成に応じて定まる発熱量の代表値に応じて燃料噴射量を制御する技術及びガス燃料のガス組成に応じて定まるオクタン価の代表値に応じて点火時期を制御する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technology for controlling a fuel injection amount according to a representative value of a calorific value determined according to a gas composition of a gas fuel and an octane number determined according to the gas composition of the gas fuel in a control device for a gas fuel internal combustion engine. A technique for controlling the ignition timing according to the representative value is disclosed.
ガス燃料にはCO2やN2等の不活性ガスが混入する可能性がある。不活性ガスがガス燃料に混入すると、その濃度に応じて混合気の空燃比に影響を与える。しかしながら、ガス燃料の不活性ガス濃度が変化した場合であっても、A/Fセンサを用いてフィードバック制御すること等により混合気の空燃比を所望の値に制御することができる。 There is a possibility that an inert gas such as CO 2 or N 2 is mixed in the gas fuel. When the inert gas is mixed into the gas fuel, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is affected according to its concentration. However, even when the inert gas concentration of the gas fuel changes, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture can be controlled to a desired value by performing feedback control using an A / F sensor.
ガス燃料の不活性ガス濃度が変化すると、該ガス燃料が燃焼した際の燃焼状態にも影響を与える。例えば、ガス燃料の不活性ガス濃度が上昇すると、該ガス燃料の燃焼時の燃焼速度が低下する。そのため、ガス燃料の不活性ガス濃度が過剰に上昇することで、排気性状やドライバビリティの悪化を招く虞がある。 When the inert gas concentration of the gas fuel changes, it also affects the combustion state when the gas fuel burns. For example, when the inert gas concentration of the gas fuel increases, the combustion speed during combustion of the gas fuel decreases. For this reason, the inert gas concentration of the gas fuel increases excessively, which may cause deterioration of exhaust properties and drivability.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、ガス燃料内燃機関において、排気性状やドライバビリティの悪化を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing deterioration of exhaust properties and drivability in a gas fuel internal combustion engine.
本発明は、ガス燃料内燃機関において、ガス燃料の不活性ガス濃度に応じて点火時期を補正するものである。 In the gas fuel internal combustion engine, the present invention corrects the ignition timing according to the inert gas concentration of the gas fuel.
より詳しくは、本発明に係るガス燃料内燃機関の点火システムは、
ガス燃料に点火する点火手段と、
ガス燃料の不活性ガス濃度が高いときはガス燃料の不活性ガス濃度が低いときに比べて前記点火手段によるガス燃料への点火時期を進角する点火時期補正手段と、
を備えることを特徴とする。
More specifically, the ignition system for a gas fuel internal combustion engine according to the present invention is:
Ignition means for igniting the gas fuel;
Ignition timing correction means for advancing the ignition timing of the gas fuel by the ignition means when the inert gas concentration of the gas fuel is high compared to when the inert gas concentration of the gas fuel is low;
It is characterized by providing.
本発明によれば、ガス燃料の不活性ガス濃度が上昇し該ガス燃料の燃焼時の燃焼速度が低下すると、点火時期が進角される。これにより、不活性ガス濃度の上昇に伴う燃焼状態の悪化を抑制することができる。その結果、排気性状やドライバビリティの悪化を抑制することが可能となる。 According to the present invention, the ignition timing is advanced when the inert gas concentration of the gas fuel increases and the combustion speed during combustion of the gas fuel decreases. Thereby, the deterioration of the combustion state accompanying an increase in the inert gas concentration can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the deterioration of exhaust properties and drivability.
本発明に係るガス燃料内燃機関の点火システムは、ガス燃料の不活性ガス濃度が所定濃度より高いか否かを判別する判別手段をさらに備えてもよい。ここで、所定濃度とは、ガ
ス燃料の燃焼時の燃焼速度が許容範囲内に収まる不活性ガス濃度の上限値として予め設定された値である。
The ignition system for a gas fuel internal combustion engine according to the present invention may further include a determination unit that determines whether or not the inert gas concentration of the gas fuel is higher than a predetermined concentration. Here, the predetermined concentration is a value set in advance as an upper limit value of the inert gas concentration at which the combustion speed during combustion of the gas fuel falls within an allowable range.
上記の場合、点火時期補正手段は、判別手段によってガス燃料の不活性ガス濃度が所定濃度より高いと判定された場合に、点火手段によるガス燃料への点火時期を進角してもよい。 In the above case, the ignition timing correction means may advance the ignition timing of the gas fuel by the ignition means when the determination means determines that the inert gas concentration of the gas fuel is higher than a predetermined concentration.
本発明に係るガス燃料内燃機関の点火システムは、噴射量指令値補正手段、及び、回転速度取得手段又は圧力取得手段の少なくともいずれかをさらに備えてもよい。噴射量指令値補正手段は、ガス燃料内燃機関のトルクを目標トルクに調整すべく、該ガス燃料内燃機関の燃料噴射弁に対する燃料噴射量の指令値を補正する。回転速度取得手段は、ガス燃料内燃機関の回転速度を取得する。圧力取得手段は、燃料噴射弁から噴射されるガス燃料の圧力を取得する。 The ignition system for a gas fuel internal combustion engine according to the present invention may further include at least one of an injection amount command value correction unit, a rotation speed acquisition unit, and a pressure acquisition unit. The injection amount command value correcting means corrects the command value of the fuel injection amount for the fuel injection valve of the gas fuel internal combustion engine so as to adjust the torque of the gas fuel internal combustion engine to the target torque. The rotation speed acquisition means acquires the rotation speed of the gas fuel internal combustion engine. The pressure acquisition means acquires the pressure of the gas fuel injected from the fuel injection valve.
上記の場合、判別手段は、噴射量指令値補正手段による燃料噴射量の指令値の増加補正量が所定の閾値より大きく、且つ、回転速度取得手段によって取得されるガス燃料内燃機関の回転速度の変動量が所定の閾値よりも小さいとき又は圧力取得手段によって取得されるガス燃料の圧力が所定の正常範囲内であってその変動量が所定の閾値よりも小さいときに、ガス燃料の不活性ガス濃度が所定濃度より高いと判定してもよい。また、回転速度取得手段と圧力取得手段との両方を備えている場合、判別手段は、噴射量指令値補正手段による燃料噴射量の指令値の増加補正量が所定の閾値より大きく、回転速度取得手段によって取得されるガス燃料内燃機関の回転速度の変動量が所定の閾値よりも小さく、且つ、圧力取得手段によって取得されるガス燃料の圧力が所定の正常範囲内であってその変動量が所定の閾値よりも小さいときに、ガス燃料の不活性ガス濃度が所定濃度より高いと判定してもよい。 In the above-described case, the determination means has an increase correction amount of the fuel injection amount command value by the injection amount command value correction means that is greater than a predetermined threshold value, and the rotational speed of the gas fuel internal combustion engine acquired by the rotation speed acquisition means. When the fluctuation amount is smaller than a predetermined threshold value or when the pressure of the gas fuel acquired by the pressure acquisition means is within a predetermined normal range and the fluctuation amount is smaller than the predetermined threshold value, the inert gas of the gas fuel It may be determined that the concentration is higher than a predetermined concentration. Further, when both the rotational speed acquisition means and the pressure acquisition means are provided, the determination means obtains the rotational speed when the increase correction amount of the command value of the fuel injection amount by the injection amount command value correction means is larger than a predetermined threshold. The fluctuation amount of the rotational speed of the gas fuel internal combustion engine acquired by the means is smaller than a predetermined threshold, the pressure of the gas fuel acquired by the pressure acquisition means is within a predetermined normal range, and the fluctuation amount is predetermined. It may be determined that the inert gas concentration of the gas fuel is higher than a predetermined concentration when the value is smaller than the threshold value.
これによれば、不活性ガス濃度を検出するセンサを別途設けることなく、ガス燃料の不活性ガス濃度が所定濃度より高いか否かをより高精度で判別することができる。 According to this, it is possible to determine with higher accuracy whether or not the inert gas concentration of the gas fuel is higher than the predetermined concentration without separately providing a sensor for detecting the inert gas concentration.
本発明によれば、ガス燃料内燃機関において、排気性状やドライバビリティの悪化を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the deterioration of exhaust property and drivability can be suppressed in a gas fuel internal combustion engine.
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.
<実施例>
(概略構成)
図1は、本実施例に係るガス燃料内燃機関とその燃料系及び吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関1は、ガソリン及び圧縮天然ガス(以下、CNGと称する)を燃料として使用する車両駆動用のエンジンである。内燃機関1は4つの気筒2を有している。各気筒2には点火プラグ3が設けられている。尚、本実施例においては、点火プラグ3が本発明に係る点火手段に相当する。
<Example>
(Outline configuration)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a gas fuel internal combustion engine and its fuel system and intake / exhaust system according to the present embodiment. The internal combustion engine 1 is a vehicle driving engine that uses gasoline and compressed natural gas (hereinafter referred to as CNG) as fuel. The internal combustion engine 1 has four
内燃機関1には、インテークマニホールド4およびエキゾーストマニホールド5が接続されている。インテークマニホールド4には吸気通路6が接続されている。エキゾーストマニホールド5には排気通路7が接続されている。インテークマニホールド4の4つ枝管は各気筒2にそれぞれ接続されている。各枝管には、ガソリンを噴射するガソリンインジェクタ8及びCNGを噴射するCNGインジェクタ9が設けられている。
An intake manifold 4 and an
各ガソリンインジェクタ8はガソリン用デリバリーパイプ10に接続されている。ガソリン用デリバリーパイプ10にはガソリン供給通路12の一端が接続されており、該ガソリン供給通路12の他端はガソリンタンク13に接続されている。ガソリン供給通路12にはフィードポンプ14が設置されている。ガソリンタンク13からガソリン供給通路12を介してガソリン用デリバリーパイプ10にガソリンが供給され、さらにガソリン用デリバリーパイプ10から各ガソリンインジェクタ8にガソリンが供給される。
Each
各CNGインジェクタ9はCNG用デリバリーパイプ11に接続されている。CNG用デリバリーパイプ11にはCNG供給通路15の一端が接続されており、CNG供給通路15の他端はCNGタンク16に接続されている。CNG供給通路15にはレギュレータ17が設置されている。CNGタンク16からCNG供給通路15を介してCNG用デリバリーパイプ11にCNGが供給され、さらにCNG用デリバリーパイプ11から各CNGインジェクタ9にCNGが供給される。
Each CNG injector 9 is connected to a CNG delivery pipe 11. One end of a
CNG用デリバリーパイプ11には、該CNG用デリバリーパイプ11内のCNGの圧力を検出する圧力センサ23及び該CNGの温度を検出する温度センサ24が設けられている。また、CNG供給通路15におけるレギュレータ17より上流側にも、該CNG供給通路15内のCNGの圧力を検出する圧力センサ25及び該CNGの温度を検出する温度センサ26が設けられている。
The CNG delivery pipe 11 is provided with a
吸気通路6には、エアクリーナ18、エアフローメータ22及びスロットル弁19がこの順番で設置されている。排気通路7には、排気の空燃比を検出するA/Fセンサ27及び三元触媒等によって構成される排気浄化触媒21が設置されている。
In the intake passage 6, an
内燃機関1には電子制御ユニット(ECU)20が併設されている。このECU20は内燃機関1の運転状態等を制御するユニットである。ECU20には、エアフローメータ22、圧力センサ23、25、温度センサ24、26及びA/Fセンサ27が電気的に接続されている。さらに、ECU20には、内燃機関1のクランク角を検出するクランク角センサ28も電気的に接続されている。各センサの出力信号がECU20に入力される。ECU20は、クランク角センサ28の出力信号に基づいて内燃機関1の機関回転速度を導出する。
The internal combustion engine 1 is provided with an electronic control unit (ECU) 20. The ECU 20 is a unit that controls the operating state and the like of the internal combustion engine 1. An
また、ECU20には、各ガソリンインジェクタ8、各CNGインジェクタ9、フィードポンプ14、レギュレータ17及びスロットル弁19が電気的に接続されている。そして、ECU20によってこれらが制御される。
Further, the
尚、本発明に係る点火システムは、上記のような構成のエンジン以外にも適用可能である。例えば、CNGのみを燃料として使用するエンジンにも適用でき、また、気筒内に燃料を直接噴射するエンジンにも適用できる。 Note that the ignition system according to the present invention can be applied to an engine other than the engine configured as described above. For example, the present invention can be applied to an engine that uses only CNG as fuel, and can also be applied to an engine that directly injects fuel into a cylinder.
(点火時期補正制御)
CNGの不活性ガス濃度は、国や地域によってばらつきが生じ易い。CNGの不活性ガス濃度が過剰に上昇すると、CNGが燃焼する際の燃焼速度が低下することにより燃焼状
態が悪化する。その結果、排気性状やドライバビリティの悪化を招く虞がある。本実施例においては、このようなCNGの不活性ガス濃度の上昇に伴う排気性状やドライバビリティの悪化を抑制すべく、燃料としてCNGを用いている際には、不活性ガス濃度に応じて点火時期を補正する制御を行なう。
(Ignition timing correction control)
The inert gas concentration of CNG tends to vary depending on the country or region. When the inert gas concentration of CNG increases excessively, the combustion state deteriorates due to a decrease in the combustion speed when CNG burns. As a result, there is a risk of deteriorating exhaust properties and drivability. In this embodiment, when CNG is used as a fuel in order to suppress such deterioration of exhaust properties and drivability accompanying an increase in the inert gas concentration of CNG, ignition is performed according to the inert gas concentration. Control to correct the time.
具体的には、CNGの不活性ガス濃度が所定濃度より高いか否かを判別する。そして、CNGの不活性ガス濃度が所定濃度より高いと判定された場合は、点火プラグ3による点火時期を通常時(即ち、CNGの不活性ガス濃度が所定濃度以下の時)よりも進角する。ここで、所定濃度とは、CNGの燃焼時の燃焼速度が許容範囲内に収まる不活性ガス濃度の上限値である。このような所定濃度は、実験等に基づいて予め設定することができる。
Specifically, it is determined whether the inert gas concentration of CNG is higher than a predetermined concentration. When it is determined that the CNG inert gas concentration is higher than the predetermined concentration, the ignition timing by the
CNGの不活性ガス濃度が上昇し燃焼速度が低下した場合であっても、点火時期を進角することで燃焼状態の悪化を抑制することができる。その結果、排気性状やドライバビリティの悪化を抑制することが可能となる。 Even when the inert gas concentration of CNG increases and the combustion speed decreases, the deterioration of the combustion state can be suppressed by advancing the ignition timing. As a result, it is possible to suppress the deterioration of exhaust properties and drivability.
(不活性ガスの濃度判別)
次に、本実施例に係る、CNGの不活性ガス濃度が所定濃度より高いか否かを判別する方法について説明する。本実施例では、(a)ECU20からCNGインジェクタ9に対して出されるCNG噴射量の指令値の増加補正量が所定の閾値より大きく、(b)クランク角センサ28の出力信号に基づいて導出される内燃機関1の機関回転速度の変動量が所定の閾値よりも小さく、且つ、(c)圧力センサ23によって検出されるCNGの圧力が所定の正常範囲内であってその変動量が所定の閾値よりも小さいときに、CNGの不活性ガス濃度が所定濃度より高いと判定する。
(Inert gas concentration determination)
Next, a method for determining whether the inert gas concentration of CNG is higher than a predetermined concentration according to the present embodiment will be described. In this embodiment, (a) the increase correction amount of the command value of the CNG injection amount output from the
CNGの不活性ガス濃度が上昇した場合、CNGインジェクタ9からのCNG噴射量が増加しなければ内燃機関1のトルクが低下する。そのため、この場合、内燃機関1のトルクを目標トルクに調整すべく、ECU20からCNGインジェクタ9に対して出されるCNG噴射量の指令値が増加補正される。そのため、上記(a)のように、該CNG噴射量の指令値の増加補正量が所定の閾値より大きいときは、CNGの不活性ガス濃度が所定濃度より高い可能性が高いと判断できる。
When the CNG inert gas concentration increases, the torque of the internal combustion engine 1 decreases unless the CNG injection amount from the CNG injector 9 increases. Therefore, in this case, in order to adjust the torque of the internal combustion engine 1 to the target torque, the command value of the CNG injection amount output from the
しかしながら、CNGの噴射系においてCNGインジェクタ9の詰まり等の不具合が生じた結果、CNG噴射量の指令値に対する実際の噴射量が低下した場合にも、上記と同様、CNG噴射量の指令値が増加補正される。そこで、CNGの不活性ガス濃度の上昇とCNGの噴射系の不具合とを区別するために、上記(b)及び(c)の条件が成立したか否かを判別する。 However, when the actual injection amount with respect to the command value of the CNG injection is reduced as a result of problems such as clogging of the CNG injector 9 in the CNG injection system, the command value of the CNG injection amount is increased as described above. It is corrected. Therefore, in order to distinguish between an increase in the CNG inert gas concentration and a malfunction of the CNG injection system, it is determined whether or not the conditions (b) and (c) are satisfied.
CNGの噴射系において不具合が生じた場合、CNGインジェクタ9から実際に噴射されるCNG噴射量のばらつきが大きくなる場合がある。CNG噴射量のばらつきが大きくなると、内燃機関1の機関回転速度の変動量が増加する。一方、CNGの不活性ガス濃度の上昇に起因してCNG噴射量の指令値が増加補正された場合であっても、CNG噴射量のばらつきは大きくならないため、これに起因した内燃機関1の機関回転速度の変動量は小さい。従って、上記(b)のように、クランク角センサ28の出力信号に基づいて導出される内燃機関1の機関回転速度の変動量が所定の閾値より小さいときは、CNGの噴射系において不具合は生じていない可能性が高いと判断できる。
When a malfunction occurs in the CNG injection system, the variation in the amount of CNG injection actually injected from the CNG injector 9 may increase. When the variation in the CNG injection amount becomes large, the fluctuation amount of the engine speed of the internal combustion engine 1 increases. On the other hand, even if the command value of the CNG injection amount is corrected to increase due to an increase in the inert gas concentration of CNG, the variation of the CNG injection amount does not increase, so the engine of the internal combustion engine 1 caused by this The fluctuation amount of the rotation speed is small. Therefore, as shown in (b) above, when the fluctuation amount of the engine rotation speed of the internal combustion engine 1 derived based on the output signal of the
また、CNGの噴射系におけるレギュレータ17に不具合が生じた場合、圧力センサ23によって検出されるCNGの圧力が正常時とは異なる値となる、或いはその変動量が増加する。従って、上記(c)のように、圧力センサ23によって検出されるCNGの圧力が所定の正常範囲内であってその変動量が所定の閾値よりも小さいときは、レギュレータ
17の不具合は生じていない可能性が高いと判断できる。
Further, when a malfunction occurs in the
以上のことから、上記(a)〜(c)の条件が全て成立したときはCNGの不活性ガス濃度が所定濃度より高いと判定することで、該判定を高精度で行なうことができる。 From the above, when all of the above conditions (a) to (c) are satisfied, the determination can be made with high accuracy by determining that the inert gas concentration of CNG is higher than the predetermined concentration.
尚、各閾値は、上記各判断が可能な値として実験等に基づいて予め定められており、ECU20に記憶されている。
Each threshold value is determined in advance based on an experiment or the like as a value that allows each of the above determinations, and is stored in the
また、本実施例においては、CGNの不活性ガス濃度を検出するためのセンサをCNGの噴射系に設置してもよい。しかしながら、CNGの噴射系は高圧下にあるため、このようなセンサを設けることが困難である。上記のような判別方法によれば、このようなセンサを別途設けることなく、CNGの不活性ガス濃度が所定濃度より高いか否かをより高精度で判別することができる。 In the present embodiment, a sensor for detecting the inert gas concentration of CGN may be installed in the CNG injection system. However, since the CNG injection system is under high pressure, it is difficult to provide such a sensor. According to the determination method as described above, it is possible to determine with higher accuracy whether or not the inert gas concentration of CNG is higher than a predetermined concentration without separately providing such a sensor.
本実施例においては、内燃機関1のトルクを目標トルクに調整すべく、CNGインジェクタ9に対するCNG噴射量の指令値を補正するECU20が、本発明に係る噴射量指令値補正手段に相当する。また、クランク角センサ28及び該クランク角センサ28の出力信号に基づいて内燃機関1の機関回転速度を導出するECU20が、本発明に係る回転速度取得手段に相当する。また、圧力センサ23が、本発明に係る圧力取得手段に相当する。
In this embodiment, the
(点火時期制御フロー)
ここで、本実施例に係る点火時期制御のフローについて図2に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、本フローは、ECU20に予め記憶されており、内燃機関1の運転中、ECU20によって所定の間隔で繰り返し実行される。また、内燃機関1のトルクを目標トルクに調整するためのCNGインジェクタ9に対するCNG噴射量の指令値の補正制御は、別の制御フローによって実施されている。そして、該補正制御におけるCNG噴射量の指令値の補正量がECU20に記憶されている。
(Ignition timing control flow)
Here, the flow of the ignition timing control according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This flow is stored in advance in the
本フローでは、ステップS101において、CNGを燃料として使用して内燃機関1が運転されているか否かが判別される。ステップS101において肯定判定された場合、次にステップS102の処理が実行される。一方、ステップS101において否定判定された場合、次にステップS107の処理が実行される。ステップS107においては、点火時期の補正は行なわれずに本フローの実行が一旦停止される。 In this flow, in step S101, it is determined whether or not the internal combustion engine 1 is operated using CNG as fuel. If an affirmative determination is made in step S101, then the process of step S102 is executed. On the other hand, if a negative determination is made in step S101, the process of step S107 is executed next. In step S107, the execution of this flow is temporarily stopped without correcting the ignition timing.
ステップS102においては、CNGインジェクタ9に対するCNG噴射量の指令値の補正制御において該指令値が増加補正されており、且つその増加補正量ΔQcngが所定の閾値ΔQcng0より大きいか否かが判別される。ステップS102において、肯定判定された場合、次にステップS103の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップS107の処理が実行される。 In step S102, it is determined whether or not the command value is increased and corrected in the correction control of the command value of the CNG injection amount for the CNG injector 9, and the increase correction amount ΔQcng is greater than a predetermined threshold value ΔQcng0. If an affirmative determination is made in step S102, the process of step S103 is executed next, and if a negative determination is made, the process of step S107 is executed next.
ステップS103においては、クランク角センサ28の出力信号に基づいて導出される内燃機関1の機関回転速度の変動量ΔNeが所定の閾値よりも小さいか否かが判別される。尚、機関回転速度の変動量ΔNeは、例えば、定常運転時における所定期間中の機関回転速度の最大値と最小値との差として算出される。ステップS103において、肯定判定された場合、次にステップS104の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップS107の処理が実行される。
In step S103, it is determined whether or not the fluctuation amount ΔNe of the engine rotational speed of the internal combustion engine 1 derived based on the output signal of the
ステップS104においては、圧力センサ23によって検出されるCNGの圧力Pcngが所定の正常範囲内であり且つその変動量ΔPcngが所定の閾値ΔPcng0よりも
小さいか否かが判別される。尚、CNGの圧力の変動量ΔPcngは、例えば、定常運転時における所定期間中のCNGの圧力の最大値と最小値との差として算出される。ステップS104において、肯定判定された場合、次にステップS105の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップS107の処理が実行される。
In step S104, it is determined whether or not the pressure Pcng of the CNG detected by the
ステップS105においては、CNGの不活性ガス濃度Cingが所定濃度Cing0より高いと判定される。この場合、次に、ステップS106において、点火プラグ3による点火時期が進角補正される。その後、本フローの実行が一旦停止される。
In step S105, it is determined that the inert gas concentration Cing of CNG is higher than the predetermined concentration Cing0. In this case, next, in step S106, the ignition timing by the
ステップS106において、点火プラグ3による点火時期を進角補正させる場合は、CNGの不活性ガス濃度Cingが所定濃度Cing0以下のとき、即ち進角補正が行なわれないときの点火時期から、予め定められた一定角度分進角させてもよい。また、CNG噴射量の指令値の増加補正量ΔQcngに基づいてCNGの不活性ガス濃度Cingの値を算出し、その値に基づいて点火時期の進角量を決定してもよい。この場合、CNGの不活性ガス濃度Cingが高いほど点火時期の進角量は大きくなる。CNGの不活性ガス濃度Cingと点火時期の進角量との関係は実験等に基づいて予め定めることができる。
In step S106, when the advance timing of the ignition timing by the
尚、本実施例においては、上記フローにおけるステップS102〜S105を実行するECU20が、本発明に係る判別手段に相当する。また、上記フローにおけるステップS106を実行するECU20が、本発明に係る点火時期補正手段に相当する。
In the present embodiment, the
本実施例においては、上述したように、(a)ECU20からCNGインジェクタ9に対して出されるCNG噴射量の指令値の増加補正量が所定の閾値より大きいこと、(b)クランク角センサ28の出力信号に基づいて導出される内燃機関1の機関回転速度の変動量が所定の閾値よりも小さいこと、及び、(c)圧力センサ23によって検出されるCNGの圧力が所定の正常範囲内であってその変動量が所定の閾値よりも小さいこと、の全てが成立したときに、CNGの不活性ガス濃度が所定濃度より高いと判定した。しかしながら、上記(a)及び(b)が成立した場合、又は上記(a)及び(c)が成立した場合に、CNGの不活性ガス濃度が所定濃度より高いと判定するようにしてもよい。
In the present embodiment, as described above, (a) the increase correction amount of the command value of the CNG injection amount issued from the
これらの場合よりも、本実施例のように、上記(a)〜(c)の条件の全てが成立したときにCNGの不活性ガス濃度が所定濃度より高いと判定する場合の方が、その判定精度はより高くなる。しかしながら、(b)又は(c)のいずれか一方の条件が成立したか否かを判別することによっても、CNGの不活性ガス濃度の上昇とCNGの噴射系の不具合とを区別することは可能である。よって、これらの場合でも、CGNの不活性ガス濃度を検出するためのセンサをCNGの噴射系に別途設けることなく、CNGの不活性ガス濃度が所定濃度より高いか否かを判別するができる。 The case where it is determined that the inert gas concentration of CNG is higher than the predetermined concentration when all of the above conditions (a) to (c) are satisfied as in the present embodiment. The determination accuracy becomes higher. However, it is possible to distinguish between an increase in the CNG inert gas concentration and a malfunction in the CNG injection system by determining whether or not one of the conditions (b) or (c) is satisfied. It is. Therefore, even in these cases, it is possible to determine whether or not the inert gas concentration of CNG is higher than the predetermined concentration without separately providing a sensor for detecting the inert gas concentration of CGN in the injection system of CNG.
(他の制御)
CNGの不活性ガス濃度が所定濃度より高くなると、CNGの燃焼性が通常時に比べて大きく低下する。そこで、本実施例において、CNGの不活性ガス濃度が所定濃度より高いと判定された場合は、CNGインジェクタ9に対するCNG噴射量の指令値の補正制御において設定されている増加補正量の上限値を撤廃する又は該上限値を通常時より大きい値に変更してもよい。
(Other control)
When the inert gas concentration of CNG becomes higher than a predetermined concentration, the flammability of CNG is greatly reduced compared to the normal time. Therefore, in this embodiment, when it is determined that the CNG inert gas concentration is higher than the predetermined concentration, the upper limit value of the increase correction amount set in the correction control of the command value of the CNG injection amount for the CNG injector 9 is set. It may be eliminated or the upper limit value may be changed to a value larger than usual.
また、本実施例において、排気の一部をEGRガスとして吸気系に導入するEGR装置が設置されている場合、CNGの不活性ガス濃度が所定濃度より高いと判定されたときには、EGRガスの吸気系への導入を停止する又はその導入量を通常時より減少させてもよい。これらの制御を併用することにより、CNGの燃焼状態の悪化をより高い確率で抑制することができる。 Further, in this embodiment, when an EGR device that installs a part of the exhaust gas as EGR gas into the intake system is installed, if it is determined that the inert gas concentration of CNG is higher than a predetermined concentration, the intake air of EGR gas The introduction into the system may be stopped or the amount introduced may be reduced from the normal time. By using these controls together, deterioration of the combustion state of CNG can be suppressed with a higher probability.
1・・・内燃機関
2・・・気筒
3・・・点火プラグ
8・・・ガソリンインジェクタ
9・・・CNGインジェクタ
10・・ガソリン用デリバリーパイプ
11・・CNG用デリバリーパイプ
15・・CNG供給通路
16・・CNGタンク
17・・レギュレータ
19・・スロットル弁
20・・ECU
22・・エアフローメータ
23・・圧力センサ
24・・温度センサ
27・・A/Fセンサ
28・・クランク角センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
22.
Claims (5)
ガス燃料の不活性ガス濃度が高いときはガス燃料の不活性ガス濃度が低いときに比べて前記点火手段によるガス燃料への点火時期を進角する点火時期補正手段と、
を備えることを特徴とするガス燃料内燃機関の点火システム。 Ignition means for igniting the gas fuel;
Ignition timing correction means for advancing the ignition timing of the gas fuel by the ignition means when the inert gas concentration of the gas fuel is high compared to when the inert gas concentration of the gas fuel is low;
An ignition system for a gas-fueled internal combustion engine, comprising:
前記点火時期補正手段が、前記判別手段によってガス燃料の不活性ガス濃度が前記所定濃度より高いと判定された場合に、前記点火手段によるガス燃料への点火時期を進角することを特徴とする請求項1に記載のガス燃料内燃機関の点火システム。 A determination means for determining whether or not the inert gas concentration of the gas fuel is higher than a predetermined concentration;
The ignition timing correction means advances the ignition timing of the gas fuel by the ignition means when the determination means determines that the inert gas concentration of the gas fuel is higher than the predetermined concentration. The ignition system of the gas fuel internal combustion engine according to claim 1.
ガス燃料内燃機関の回転速度を取得する回転速度取得手段と、をさらに備え、
前記噴射量指令値補正手段による燃料噴射量の指令値の増加補正量が所定の閾値より大きく、且つ、前記回転速度取得手段によって取得されるガス燃料内燃機関の回転速度の変動量が所定の閾値よりも小さいときに、前記判別手段が、ガス燃料の不活性ガス濃度が前記所定濃度より高いと判定することを特徴とする請求項2に記載のガス燃料内燃機関の点火システム。 Injection amount command value correcting means for correcting a command value of the fuel injection amount for the fuel injection valve of the gas fuel internal combustion engine in order to adjust the torque of the gas fuel internal combustion engine to a target torque;
A rotation speed acquisition means for acquiring the rotation speed of the gas fuel internal combustion engine,
The increase correction amount of the command value of the fuel injection amount by the injection amount command value correcting means is larger than a predetermined threshold value, and the fluctuation amount of the rotational speed of the gas fuel internal combustion engine acquired by the rotational speed acquiring means is a predetermined threshold value. 3. The ignition system for a gas fuel internal combustion engine according to claim 2, wherein the determination means determines that the inert gas concentration of the gas fuel is higher than the predetermined concentration when the gas fuel is smaller than the predetermined concentration.
前記燃料噴射弁から噴射されるガス燃料の圧力を取得する圧力取得手段と、をさらに備え、
前記噴射量指令値補正手段による燃料噴射量の指令値の増加補正量が所定の閾値より大きく、且つ、前記圧力取得手段によって取得されるガス燃料の圧力が所定の正常範囲内であってその変動量が所定の閾値よりも小さいときに、前記判別手段が、ガス燃料の不活性ガス濃度が前記所定濃度より高いと判定することを特徴とする請求項2に記載のガス燃料内燃機関の点火システム。 Injection amount command value correcting means for correcting a command value of the fuel injection amount for the fuel injection valve of the gas fuel internal combustion engine in order to adjust the torque of the gas fuel internal combustion engine to a target torque;
Pressure acquisition means for acquiring the pressure of the gas fuel injected from the fuel injection valve,
The increase correction amount of the command value of the fuel injection amount by the injection amount command value correcting means is larger than a predetermined threshold value, and the pressure of the gas fuel acquired by the pressure acquiring means is within a predetermined normal range and its fluctuation The ignition system for a gas fuel internal combustion engine according to claim 2, wherein when the amount is smaller than a predetermined threshold, the determination means determines that the inert gas concentration of the gas fuel is higher than the predetermined concentration. .
前記噴射量指令値補正手段による燃料噴射量の指令値の増加補正量が前記所定の閾値より大きく、前記回転速度取得手段によって取得されるガス燃料内燃機関の回転速度の変動量が前記所定の閾値よりも小さく、且つ、前記圧力取得手段によって取得されるガス燃料の圧力が所定の正常範囲内であってその変動量が所定の閾値よりも小さいときに、前記判別手段が、ガス燃料の不活性ガス濃度が前記所定濃度より高いと判定することを特徴とする請求項3に記載のガス燃料内燃機関の点火システム。 A pressure acquisition means for acquiring the pressure of the gas fuel injected from the fuel injection valve;
The increase correction amount of the command value of the fuel injection amount by the injection amount command value correcting means is larger than the predetermined threshold value, and the fluctuation amount of the rotational speed of the gas fuel internal combustion engine acquired by the rotational speed acquiring means is the predetermined threshold value. And when the pressure of the gas fuel acquired by the pressure acquisition means is within a predetermined normal range and the fluctuation amount is smaller than a predetermined threshold value, the determination means The ignition system for a gas fuel internal combustion engine according to claim 3, wherein the gas concentration is determined to be higher than the predetermined concentration.
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JP2009295346A JP2011132930A (en) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Ignition system of gas fuel internal combustion engine |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013148079A (en) * | 2011-12-21 | 2013-08-01 | Toyota Motor Corp | Control system for internal combustion engine and device for detecting inert gas concentration of compressed natural gas |
JPWO2013118276A1 (en) * | 2012-02-09 | 2015-05-11 | トヨタ自動車株式会社 | Multifuel internal combustion engine control system |
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