JP2012026317A - Engine control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジン制御システムに関する。 The present invention relates to an engine control system.
周知のように、エンジンの運転制御において、空燃比が目標値(理論空燃比)となるように燃料噴射量を制御することを空燃比フィードバック制御と呼ぶ。通常、空燃比の検出には例えばガス検知物質としてジルコニアを用いたO2センサ(酸素センサ)が使用される。このO2センサの出力電圧には温度依存性があるため、近年ではヒータを内蔵し、そのヒータの通電制御によって一定温度に保持可能なO2センサが採用されることが多い。 As is well known, controlling the fuel injection amount so that the air-fuel ratio becomes a target value (theoretical air-fuel ratio) in engine operation control is called air-fuel ratio feedback control. Usually, for example, an O 2 sensor (oxygen sensor) using zirconia as a gas detection substance is used for detecting the air-fuel ratio. Since the output voltage of the O 2 sensor has temperature dependence, in recent years, an O 2 sensor that incorporates a heater and can be maintained at a constant temperature by energization control of the heater is often employed.
例えば下記特許文献1には、エンジン始動時に、空燃比センサ(O2センサ)のヒータに所定時間暖気通電を行い、暖気通電の後に冷却水温度が目標温度未満の時は、目標温度になるまで空燃比センサのヒータに暖気通電し、冷却水温度が目標温度に達すると空燃比センサのヒータに定格通電することで、空燃比センサの出力安定化とクラック防止を実現する技術が開示されている。 For example, in Patent Document 1 below, warm-up current is supplied to a heater of an air-fuel ratio sensor (O 2 sensor) for a predetermined time when the engine is started, and when the coolant temperature is lower than the target temperature after warm-up current flow, until the target temperature is reached. A technique for stabilizing the output of the air-fuel ratio sensor and preventing cracks is disclosed by applying warm air to the heater of the air-fuel ratio sensor and rated energization of the heater of the air-fuel ratio sensor when the cooling water temperature reaches the target temperature. .
ところで、近年では、車両の燃費性能及び環境保護性能を向上させる技術として、ガソリン等の液体燃料と圧縮天然ガス(CNG)等の気体燃料とを選択的に切替えて単一エンジンの運転制御を行うバイフューエルエンジンシステムの導入が進んでいる。このシステムを採用した場合、エンジンの燃焼温度は液体燃料使用時と比べて気体燃料使用時の方が低くなるため、使用燃料を切替える度にO2センサの温度が変動することになる。この点、上記特許文献1の技術は、1種類の燃料を使用するモノフューエルエンジンシステムに関するものであって、使用燃料の切替えによるO2センサの温度変動に対して適切なヒータ制御を行うことができない。 By the way, in recent years, as a technique for improving the fuel efficiency performance and environmental protection performance of a vehicle, operation control of a single engine is performed by selectively switching between liquid fuel such as gasoline and gaseous fuel such as compressed natural gas (CNG). Introduction of bi-fuel engine system is progressing. When this system is adopted, the combustion temperature of the engine is lower when the gaseous fuel is used than when the liquid fuel is used. Therefore, the temperature of the O 2 sensor fluctuates every time the used fuel is switched. In this regard, the technique disclosed in Patent Document 1 relates to a monofuel engine system that uses one type of fuel, and can perform appropriate heater control against temperature fluctuations of the O 2 sensor due to switching of the fuel used. Can not.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、複数種類の燃料を選択的に切替えて単一エンジンの運転制御を行うエンジン制御システムにおいて、使用燃料の切替えによる空燃比センサの温度変動を抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and in an engine control system for selectively controlling a plurality of types of fuel to control operation of a single engine, temperature fluctuations of an air-fuel ratio sensor due to switching of fuel used. It aims at suppressing.
上記課題を解決するために、本発明では、エンジン制御システムに係る第1の解決手段として、複数種類の燃料を選択的に切替えて単一エンジンの運転制御を行うエンジン制御システムであって、ヒータを有すると共に前記エンジンの排気系に配置された空燃比センサと、現在選択中の燃料に応じて前記空燃比センサが目標温度に保持されるように前記ヒータの通電制御を行う制御装置とを具備することを特徴とする。
これによれば、現在選択中の燃料に応じて空燃比センサが目標温度に保持されるようにヒータの通電制御を行うため、使用燃料の切替えによる空燃比センサの温度変動を抑制することができる。
In order to solve the above-described problems, in the present invention, as a first solving means related to an engine control system, an engine control system for selectively controlling a plurality of types of fuel to perform operation control of a single engine, comprising a heater And an air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust system of the engine, and a controller that controls energization of the heater so that the air-fuel ratio sensor is maintained at a target temperature according to the currently selected fuel. It is characterized by doing.
According to this, since energization control of the heater is performed so that the air-fuel ratio sensor is maintained at the target temperature according to the currently selected fuel, temperature fluctuation of the air-fuel ratio sensor due to switching of the fuel used can be suppressed. .
また、本発明では、エンジン制御システムに係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記制御装置は、各種類の燃料毎に設定されたエンジン負荷と通電デューティ比との対応関係を表すデューティマップを予め記憶しており、現在選択中の燃料について設定されたデューティマップと現在のエンジン負荷に基づいて前記ヒータの通電デューティ比を決定することを特徴とする。
空燃比センサの温度はエンジン負荷と相関関係にあるため、現在のエンジン負荷を知ることができれば、空燃比センサの現在温度を推測することができる。つまり、エンジン負荷(空燃比センサの温度)と、そのエンジン負荷に対して空燃比センサを目標温度に一致させるために必要な通電デューティ比との対応関係を表すデューティマップを各種類の燃料毎に予め用意しておくことにより、温度センサを用いることなく、低コストで、空燃比センサが目標温度に保持されるようにヒータの通電制御を行うことができるようになる。
なお、エンジン負荷は、既存システムにおいて元々センシングしているエンジン回転数や吸気圧等から知ることができるので、コストの増加にはつながらない。
Further, in the present invention, as a second solving means related to the engine control system, in the first solving means, the control device has a correspondence relationship between an engine load set for each type of fuel and an energization duty ratio. Is stored in advance, and the energization duty ratio of the heater is determined based on the duty map set for the currently selected fuel and the current engine load.
Since the temperature of the air-fuel ratio sensor is correlated with the engine load, if the current engine load can be known, the current temperature of the air-fuel ratio sensor can be estimated. In other words, a duty map representing the correspondence between the engine load (the temperature of the air-fuel ratio sensor) and the energization duty ratio necessary for the air-fuel ratio sensor to match the target temperature with respect to the engine load is displayed for each type of fuel. By preparing in advance, the energization control of the heater can be performed at a low cost without using the temperature sensor so that the air-fuel ratio sensor is maintained at the target temperature.
Note that the engine load can be known from the engine speed, intake pressure, etc., which are originally sensed in the existing system, which does not lead to an increase in cost.
また、本発明では、エンジン制御システムに係る第3の解決手段として、上記第2の解決手段において、前記制御装置は、主燃料によるエンジン運転制御及び前記ヒータの通電制御を行う主制御装置と、他の燃料によるエンジン運転制御を行う副制御装置とを含み、前記主制御装置は、前記デューティマップの全てを予め記憶しており、現在選択中の燃料について設定されたデューティマップと現在のエンジン負荷に基づいて前記ヒータの通電デューティ比を決定することを特徴とする。
これによると、エンジン運転制御に必要な処理(例えば燃料噴射弁の制御等)を各種類の燃料毎に設けた制御装置に分担させることができるため、各制御装置の処理負担を軽減することができる。また、ヒータの通電制御は専ら主制御装置に担当させることで、副制御装置の製造コストを安価にできる。
Further, in the present invention, as a third solving means related to the engine control system, in the second solving means, the control device includes: a main control device that performs engine operation control by main fuel and energization control of the heater; A sub-control device that performs engine operation control using another fuel, and the main control device stores all of the duty map in advance, and the duty map set for the currently selected fuel and the current engine load The energization duty ratio of the heater is determined based on the above.
According to this, since processing necessary for engine operation control (for example, control of the fuel injection valve, etc.) can be shared by the control devices provided for each type of fuel, the processing burden on each control device can be reduced. it can. In addition, by making the main controller control the heater energization control exclusively, the manufacturing cost of the sub controller can be reduced.
また、本発明では、エンジン制御システムに係る第4の解決手段として、上記第2の解決手段において、前記制御装置は、主燃料によるエンジン運転制御及び前記ヒータの通電制御を行う主制御装置と、他の燃料によるエンジン運転制御を行う副制御装置とを含み、前記主制御装置及び副制御装置は、それぞれ自装置に対応する燃料について設定されたデューティマップを予め記憶しており、前記副制御装置は、現在選択中の燃料が自装置に対応する燃料である場合、自装置に記憶しているデューティマップと現在のエンジン負荷に基づいて決定した前記ヒータの通電デューティ比を前記主制御装置に送信し、前記主制御装置は、現在選択中の燃料が主燃料ではない場合、前記副制御装置から受信した通電デューティ比を前記ヒータの通電制御に使用する一方、現在選択中の燃料が主燃料である場合、自装置に記憶しているデューティマップと現在のエンジン負荷に基づいて前記ヒータの通電デューティ比を決定することを特徴とする。
これによると、上記第3の解決手段と同じく、各制御装置のエンジン運転制御に必要な処理負担を軽減することができる。また、デューティマップを各制御装置に分担して記憶させたため、各制御装置の記憶容量を軽減でき、低コスト化につながる。
Further, in the present invention, as a fourth solving means related to the engine control system, in the second solving means, the control device includes a main control device that performs engine operation control by main fuel and energization control of the heater; A sub-control device that performs engine operation control using another fuel, wherein the main control device and the sub-control device each store in advance a duty map set for fuel corresponding to the own device, and the sub-control device When the currently selected fuel is the fuel corresponding to the own device, the duty ratio stored in the own device and the energization duty ratio of the heater determined based on the current engine load are transmitted to the main control device. When the currently selected fuel is not the main fuel, the main control unit uses the energization duty ratio received from the sub control unit to control the heater energization. While use, the fuel in the currently selected main fuel when it is characterized in that determining the current duty ratio of the heater based on the stored and duty map and the current engine load to the own device.
According to this, similarly to the third solving means, it is possible to reduce the processing load necessary for engine operation control of each control device. Further, since the duty map is shared and stored in each control device, the storage capacity of each control device can be reduced, leading to cost reduction.
また、本発明では、エンジン制御システムに係る第5の解決手段として、上記第2の解決手段において、前記制御装置は、主燃料によるエンジン運転制御を行う主制御装置と、他の燃料によるエンジン運転制御及び前記ヒータの通電制御を行う副制御装置とを含み、前記主制御装置及び副制御装置は、それぞれ自装置に対応する燃料について設定されたデューティマップを予め記憶しており、前記主制御装置は、現在選択中の燃料が主燃料である場合、自装置に記憶しているデューティマップと現在のエンジン負荷に基づいて決定した前記ヒータの通電デューティ比を前記副制御装置に送信し、前記副制御装置は、現在選択中の燃料が自装置に対応する燃料ではない場合、前記主制御装置から受信した通電デューティ比を前記ヒータの通電制御に使用する一方、現在選択中の燃料が自装置に対応する燃料である場合、自装置に記憶しているデューティマップと現在のエンジン負荷に基づいて前記ヒータの通電デューティ比を決定することを特徴とする。
これによると、上記第4の解決手段と同じく、各制御装置のエンジン運転制御に必要な処理負担を軽減することができると共に、各制御装置の記憶容量を軽減でき、低コスト化につながる。また、ヒータの通電制御は専ら副制御装置に担当させることで、主制御装置の製造コストを安価にできる。
In the present invention, as a fifth solving means related to the engine control system, in the second solving means, the control device includes a main control device that performs engine operation control using main fuel, and an engine operation using other fuel. A sub-control device that performs control and energization control of the heater, wherein the main control device and the sub-control device each store in advance a duty map set for fuel corresponding to the self-device, When the currently selected fuel is the main fuel, the duty ratio stored in the device and the current duty ratio of the heater determined based on the current engine load are transmitted to the sub-control device, When the currently selected fuel is not the fuel corresponding to the own device, the control device uses the energization duty ratio received from the main control device to determine the energization control of the heater. On the other hand, when the currently selected fuel is the fuel corresponding to the own device, the duty ratio of the heater is determined based on the duty map stored in the own device and the current engine load. And
According to this, as with the fourth solution, the processing load necessary for engine operation control of each control device can be reduced, and the storage capacity of each control device can be reduced, leading to cost reduction. Further, the manufacturing cost of the main control device can be reduced by having the sub-control device take charge of the heater energization control exclusively.
また、本発明では、エンジン制御システムに係る第6の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記制御装置は、主燃料について設定されたエンジン負荷と通電デューティ比との対応関係を表すメインデューティマップ、及び他の燃料について設定されたエンジン負荷と差分通電デューティ比との対応関係を表す差分デューティマップを予め記憶しており、現在選択中の燃料が主燃料である場合、前記メインデューティマップと現在のエンジン負荷に基づいて前記ヒータの通電デューティ比を決定する一方、現在選択中の燃料が主燃料ではない場合、前記メインデューティマップと現在のエンジン負荷から得た通電デューティ比に対して、現在選択中の燃料について設定された差分デューティマップと現在のエンジン負荷から得た差分通電デューティ比を加算して得られる加算デューティ比を前記ヒータの通電デューティ比として最終的に用いることを特徴とする。
上述した第2〜第5の解決手段を採用する場合、異なる車両毎に、エンジン負荷と通電デューティ比との対応関係を各燃料のそれぞれについて解析してデューティマップを用意する必要があるが、上記第6の解決手段を採用すると、基本となるメインデューティマップさえ用意しておけば、燃料種の違いに応じた差分通電デューティ比のみを解析して差分デューティマップを用意するだけで良いので、異なる車両毎に通電デューティ比を解析する必要がなくなる。
According to the present invention, as a sixth solving means relating to the engine control system, in the first solving means, the control device is configured to display a correspondence relationship between the engine load set for the main fuel and the energization duty ratio. A duty map and a differential duty map representing a correspondence relationship between an engine load set for other fuel and a differential energization duty ratio are stored in advance, and when the currently selected fuel is a main fuel, the main duty map When the current duty of the heater is determined based on the current engine load, if the currently selected fuel is not the main fuel, the current duty ratio obtained from the main duty map and the current engine load, The difference obtained from the differential duty map set for the currently selected fuel and the current engine load The addition duty ratio obtained by adding the current duty ratio, characterized by using finally the current duty ratio of the heater.
When the second to fifth solving means described above are employed, it is necessary to prepare a duty map by analyzing the correspondence relationship between the engine load and the energization duty ratio for each fuel for each different vehicle. If the sixth solution is adopted, it is different as long as only the basic main duty map is prepared, it is only necessary to prepare the differential duty map by analyzing only the differential energization duty ratio according to the difference in fuel type. There is no need to analyze the energization duty ratio for each vehicle.
また、本発明では、エンジン制御システムに係る第7の解決手段として、上記第6の解決手段において、前記制御装置は、主燃料によるエンジン運転制御及び前記ヒータの通電制御を行う主制御装置と、他の燃料によるエンジン運転制御を行う副制御装置とを含み、前記主制御装置は、前記メインデューティマップ及び差分デューティマップの全てを予め記憶しており、現在選択中の燃料が主燃料である場合、前記メインデューティマップと現在のエンジン負荷に基づいて前記ヒータの通電デューティ比を決定する一方、現在選択中の燃料が主燃料ではない場合、前記メインデューティマップと現在のエンジン負荷から得た通電デューティ比に対して、現在選択中の燃料について設定された差分デューティマップと現在のエンジン負荷から得た差分通電デューティ比を加算して得られる加算デューティ比を前記ヒータの通電デューティ比として最終的に用いることを特徴とする。
これによると、上記第6の解決手段を採用することで得られる効果に加えて、エンジン運転制御に必要な処理を各種類の燃料毎に設けた制御装置に分担させることができるため、各制御装置の処理負担を軽減することができ、また、ヒータの通電制御は専ら主制御装置に担当させることで、副制御装置の製造コストを安価にできる。
Further, in the present invention, as a seventh solving means relating to the engine control system, in the sixth solving means, the control device includes a main control device that performs engine operation control by main fuel and energization control of the heater; A sub-control device that performs engine operation control using another fuel, wherein the main control device stores all of the main duty map and the differential duty map in advance, and the currently selected fuel is the main fuel. And determining the energization duty ratio of the heater based on the main duty map and the current engine load, and when the currently selected fuel is not the main fuel, the energization duty obtained from the main duty map and the current engine load. The ratio duty map set for the currently selected fuel and the current engine load Wherein the finally used summing duty ratio obtained by adding the difference energization duty ratio as energization duty ratio of the heater.
According to this, in addition to the effect obtained by adopting the sixth solving means, the processing necessary for engine operation control can be shared by the control device provided for each type of fuel. The processing load on the apparatus can be reduced, and the energization control of the heater can be exclusively handled by the main control apparatus, thereby reducing the manufacturing cost of the sub-control apparatus.
また、本発明では、エンジン制御システムに係る第8の解決手段として、上記第6の解決手段において、前記制御装置は、主燃料によるエンジン運転制御及び前記ヒータの通電制御を行う主制御装置と、他の燃料によるエンジン運転制御を行う副制御装置とを含み、前記主制御装置は、前記メインデューティマップを予め記憶していると共に、前記副制御装置は、自装置に対応する燃料について設定された差分デューティマップを予め記憶しており、前記副制御装置は、現在選択中の燃料が自装置に対応する燃料である場合、自装置に記憶している差分デューティマップと現在のエンジン負荷から得た差分通電デューティ比を前記主制御装置に送信し、前記主制御装置は、現在選択中の燃料が主燃料ではない場合、前記メインデューティマップと現在のエンジン負荷から得た通電デューティ比に対して、前記副制御装置から受信した差分通電デューティ比を加算して得られる加算デューティ比を前記ヒータの通電デューティ比として最終的に用いる一方、現在選択中の燃料が主燃料である場合、前記メインデューティマップと現在のエンジン負荷に基づいて前記ヒータの通電デューティ比を決定することを特徴とする。
これによると、上記第6の解決手段を採用することで得られる効果に加えて、各制御装置のエンジン運転制御に必要な処理負担を軽減することができ、また、デューティマップ(メインデューティマップ、差分デューティマップ)を各制御装置に分担して記憶させたため、各制御装置の記憶容量を軽減でき、低コスト化につながる。
Further, in the present invention, as an eighth solving means related to the engine control system, in the sixth solving means, the control device comprises: a main control device that performs engine operation control by main fuel and energization control of the heater; A sub-control device that performs engine operation control using another fuel, the main control device stores the main duty map in advance, and the sub-control device is set for the fuel corresponding to the self-device. A differential duty map is stored in advance, and when the currently selected fuel is a fuel corresponding to the own device, the sub control device obtains the difference duty map stored in the own device and the current engine load. A differential energization duty ratio is transmitted to the main control unit, and the main control unit determines that the main duty map is not selected when the currently selected fuel is not the main fuel. And finally using the added duty ratio obtained by adding the differential energization duty ratio received from the sub-control device to the energization duty ratio obtained from the current engine load as the energization duty ratio of the heater, When the fuel being selected is a main fuel, the energization duty ratio of the heater is determined based on the main duty map and the current engine load.
According to this, in addition to the effect obtained by adopting the sixth solving means, it is possible to reduce the processing load necessary for engine operation control of each control device, and also, a duty map (main duty map, Since the differential duty map) is shared and stored in each control device, the storage capacity of each control device can be reduced, leading to cost reduction.
また、本発明では、エンジン制御システムに係る第9の解決手段として、上記第6の解決手段において、前記制御装置は、主燃料によるエンジン運転制御を行う主制御装置と、他の燃料によるエンジン運転制御及び前記ヒータの通電制御を行う副制御装置とを含み、前記主制御装置は、前記メインデューティマップを予め記憶していると共に、前記副制御装置は、自装置に対応する燃料について設定された差分デューティマップを予め記憶しており、前記主制御装置は、現在選択中の燃料の種類に関わらず、前記メインデューティマップと現在のエンジン負荷から得た通電デューティ比を前記副制御装置に送信し、前記副制御装置は、現在選択中の燃料が自装置に対応する燃料である場合、前記主制御装置から受信した通電デューティ比に対して、自装置に記憶している差分デューティマップと現在のエンジン負荷から得た差分通電デューティ比を加算して得られる加算デューティ比を前記ヒータの通電デューティ比として最終的に用いる一方、現在選択中の燃料が主燃料である場合、前記主制御装置から受信した通電デューティ比を前記ヒータの通電デューティ比として最終的に用いることを特徴とする。
これによると、上記第6の解決手段を採用することで得られる効果に加えて、各制御装置のエンジン運転制御に必要な処理負担を軽減することができると共に、各制御装置の記憶容量を軽減でき、低コスト化につながる。また、ヒータの通電制御は専ら副制御装置に担当させることで、主制御装置の製造コストを安価にできる。
Further, in the present invention, as a ninth solving means related to the engine control system, in the sixth solving means, the control device includes a main control device that performs engine operation control using main fuel, and an engine operation using other fuel. A sub-control device that performs control and energization control of the heater, wherein the main control device stores the main duty map in advance, and the sub-control device is set for fuel corresponding to the self-device. A differential duty map is stored in advance, and the main control unit transmits the duty ratio obtained from the main duty map and the current engine load to the sub control unit regardless of the type of fuel currently selected. When the currently selected fuel is a fuel corresponding to the own device, the sub-control device responds to the energization duty ratio received from the main control device. The added duty ratio obtained by adding the differential duty map stored in the device itself and the differential energization duty ratio obtained from the current engine load is finally used as the energization duty ratio of the heater while being currently selected. When the fuel is the main fuel, the energization duty ratio received from the main control device is finally used as the energization duty ratio of the heater.
According to this, in addition to the effect obtained by adopting the sixth solving means, it is possible to reduce the processing load required for engine operation control of each control device and reduce the storage capacity of each control device. This leads to cost reduction. Further, the manufacturing cost of the main control device can be reduced by having the sub-control device take charge of the heater energization control exclusively.
本発明によれば、複数種類の燃料を選択的に切替えて単一エンジンの運転制御を行うエンジン制御システムにおいて、使用燃料の切替えによる空燃比センサの温度変動を抑制することが可能となる。 According to the present invention, in an engine control system that performs operation control of a single engine by selectively switching a plurality of types of fuel, it is possible to suppress temperature fluctuations of the air-fuel ratio sensor due to switching of fuel used.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、本発明に係るエンジン制御システムとして、ガソリン等の液体燃料と圧縮天然ガス(CNG)等の気体燃料とを選択的に切替えて単一エンジンの運転制御を行うバイフューエルエンジンシステムを例示して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, as an engine control system according to the present invention, a bi-fuel engine system that performs operation control of a single engine by selectively switching between liquid fuel such as gasoline and gaseous fuel such as compressed natural gas (CNG) will be described. An example will be described.
図1は、本実施形態におけるエンジン制御システムの構成概略図である。この図1に示すように、本実施形態におけるエンジン制御システムは、クランク角度センサ1、吸気圧センサ2、吸気温センサ3、スロットル開度センサ4、冷却水温センサ5、O2センサ6、ヒータ7、点火コイル8、液体燃料噴射弁9、燃料ポンプ10、気体燃料噴射弁11、遮断弁12、燃料切替スイッチ13、1st−ECU(Electronic Control Unit)14及び2nd−ECU15から構成されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine control system in the present embodiment. As shown in FIG. 1, the engine control system in this embodiment includes a crank angle sensor 1, an intake pressure sensor 2, an intake
クランク角度センサ1は、例えば電磁式ピックアップセンサであり、エンジンのクランクシャフトが一定角度回転する毎に極性の異なる1対のパルス信号を1st−ECU14及び2nd−ECU15に出力する。吸気圧センサ2は、感部が吸気流路に露出するようにエンジンの吸気管に設置されており、吸気管の内部圧力(吸気圧)に応じた吸気圧信号を1st−ECU14に出力する。
The crank angle sensor 1 is, for example, an electromagnetic pickup sensor, and outputs a pair of pulse signals having different polarities to the 1st-
吸気温センサ3は、感部が吸気流路に露出するようにエンジンの吸気管に設置されており、吸気管の内部温度(吸気温度)に応じた吸気温信号を1st−ECU14に出力する。スロットル開度センサ4は、エンジンの吸気管に設けられたスロットルバルブの開度に応じたスロットル開度信号を1st−ECU14に出力する。冷却水温センサ5は、エンジンの冷却水温度に応じた冷却水温信号を1st−ECU14に出力する。
The intake
O2センサ6は、例えばガス検知物質としてジルコニアを用いた酸素センサ(空燃比センサ)であって、ガス接触部が排気流路に露出するようにエンジンの排気管に設置されており、排気ガスの酸素濃度に応じた電圧信号を1st−ECU14に出力する。ヒータ7は、O2センサ6に内蔵された電気ヒータであり、1st−ECU14による通電制御に応じてO2センサ6を目標温度に保持するものである。
The O 2 sensor 6 is an oxygen sensor (air-fuel ratio sensor) using, for example, zirconia as a gas detection substance, and is installed in the exhaust pipe of the engine so that the gas contact portion is exposed to the exhaust flow path. A voltage signal corresponding to the oxygen concentration is output to the 1st-
点火コイル8は、1次巻線と2次巻線からなるトランスであり、1st−ECU14から1次巻線に供給される点火用電圧信号を昇圧して2次巻線からエンジンの点火プラグに供給する。液体燃料噴射弁9は、吸気流路に噴射口が露出するように吸気管に設置された電磁弁であり、1st−ECU14から供給される燃料噴射弁駆動信号に応じて、液体燃料タンクから供給される液体燃料(ガソリン等)を噴射口から噴射する。燃料ポンプ10は、1st―ECU14から供給されるポンプ駆動信号に応じて、液体燃料タンク内の液体燃料を汲み出して液体燃料噴射弁9の燃料入口に圧送する。
The
気体燃料噴射弁11は、吸気流路に噴射口が露出するように吸気管に設置された電磁弁であり、2nd−ECU15から供給される燃料噴射弁駆動信号に応じて、気体燃料タンクから供給される気体燃料(CNG等)を噴射口から噴射する。遮断弁12は、気体燃料タンクからレギュレータに至る気体燃料供給経路に介挿された電磁弁であり、2nd−ECU15から供給される遮断弁駆動信号に応じて開弁動作及び閉弁動作を行うことで、気体燃料タンクから気体燃料噴射弁11への気体燃料の供給開始と停止を切替える役割を担っている。
The gaseous
燃料切替スイッチ13は、手動操作による燃料の切替えを可能とするスイッチであり、そのスイッチの状態、つまりエンジンで使用する燃料として液体燃料が選択されているのか、気体燃料が選択されているのかを示す燃料指定信号を2nd−ECU15に出力する。
The fuel change-over
1st−ECU14は、液体燃料(主燃料)によるエンジン運転制御及びヒータ7の通電制御を行う主制御装置であり、波形整形回路14a、回転数カウンタ14b、A/D変換器14c、ヒータ駆動回路14d、点火回路14e、燃料噴射弁駆動回路14f、ポンプ駆動回路14g、ROM(Read Only Memory)14h、RAM(Random Access Memory)14i、通信回路14j及びCPU(Central Processing Unit)14kを備えている。
The 1st-
波形整形回路14aは、クランク角度センサ1から入力されるパルス信号を、方形波のパルス信号に波形整形し、回転数カウンタ14b及びCPU14kに出力する。つまり、この方形波のパルス信号は、クランクシャフトが一定角度回転するのに要した時間を1周期とする信号である。以下では、この波形整形回路14aから出力される方形波のパルス信号をクランクパルス信号と称す。
The
回転数カウンタ14bは、上記波形整形回路14aから入力されるクランクパルス信号に基づいてエンジン回転数を算出し、その算出結果をCPU14kに出力する。A/D変換器14cは、吸気圧センサ2から入力される吸気圧信号、吸気温センサ3から入力される吸気温信号、スロットル開度センサ4から入力されるスロットル開度信号、冷却水温センサ5から入力される冷却水温信号、及びO2センサ6から入力される電圧信号を、デジタル信号(吸気圧値、吸気温値、スロットル開度値、冷却水温値、O2センサ出力電圧値)に変換してCPU14kに出力する。
The
ヒータ駆動回路14dは、CPU14kからの要求に応じてヒータ駆動信号を生成してヒータ7に出力する。具体的には、このヒータ駆動回路14dは、CPU14kから入力されるPWM(Pulse Width Modulation)信号に応じてオン/オフするトランジスタを備えており、このトランジスタのスイッチング動作によってPWM信号と同一のデューティ比を有する方形波パルス状のヒータ駆動信号を生成する。つまり、ヒータ7の通電デューティ比は、CPU14kから出力されるPWM信号のデューティ比によって規定される。
The heater drive circuit 14d generates a heater drive signal in response to a request from the
点火回路14eは、不図示のバッテリから供給される電源電圧を蓄積するコンデンサを備え、CPU14kからの要求に応じて、コンデンサに蓄積された電荷を点火用電圧信号として点火コイル8の1次巻線に放電する。燃料噴射弁駆動回路14fは、CPU14kからの要求に応じて燃料噴射弁駆動信号を生成して液体燃料噴射弁9に出力する。ポンプ駆動回路14gは、CPU14kからの要求に応じてポンプ駆動信号を生成して燃料ポンプ10に出力する。
The ignition circuit 14e includes a capacitor for accumulating a power supply voltage supplied from a battery (not shown). In response to a request from the
ROM14hは、CPU14kの各種機能を実現するためのエンジン制御プログラムや各種設定データを予め記憶している不揮発性メモリである。RAM14iは、CPU14kがエンジン制御プログラムを実行して各種動作を行う際に、データの一時保存先に用いられる揮発性のワーキングメモリである。通信回路14jは、CPU14kによる制御の下、1st−ECU14と2nd−ECU15とのデータ通信を実現する通信インターフェイスであり、通信ケーブルを介して2nd−ECU15と接続されている。
The ROM 14h is a non-volatile memory that stores in advance an engine control program and various setting data for realizing various functions of the
CPU14kは、ROM14hに記憶されているエンジン制御プログラムに従って、波形整形回路14aから入力されるクランクパルス信号と、回転数カウンタ14bから得られるエンジン回転数と、A/D変換器14cから得られる吸気圧値、吸気温値、スロットル開度値、冷却水温値及びO2センサ出力電圧値と、通信回路14jを介して2nd−ECU15から得られる各種情報に基づいて液体燃料によるエンジン運転制御を行う。
The
具体的には、CPU14kは、波形整形回路14aから入力されるクランクパルス信号に基づいてクランクシャフトの回転状態(換言すれば、シリンダ内におけるピストン位置)を監視し、ピストンが点火時期に対応する位置に到達した時点で、点火回路14eに対して点火用電圧信号の放電を要求することにより、点火コイル8による点火プラグのスパークを実施する。
Specifically, the
また、このCPU14kは、通信回路14jを介して2nd−ECU15から受信した燃料切替信号を基に、現在選択中の燃料が液体燃料であると判断した場合、ポンプ駆動回路14gに対してポンプ駆動信号の生成を要求すると共に、ピストンが燃料噴射時期に対応する位置に到達した時点で、燃料噴射弁駆動回路14fに対して燃料噴射弁駆動信号の生成を要求することにより、液体燃料噴射弁9による液体燃料の噴射を実施する。ここで、CPU14kは、O2センサ出力電圧値を参照しながら、空燃比が目標値(理論空燃比)となるように燃料噴射量を制御する(空燃比フィードバック制御)。
When the
さらに、詳細は後述するが、このCPU14kは、本実施形態における特徴的な機能として、現在選択中の燃料に応じてO2センサ6が目標温度に保持されるようにヒータ7の通電制御を行う機能、つまりヒータ駆動回路14dに出力するPWM信号のデューティ比を現在選択中の燃料に応じて設定することで、ヒータ7の通電デューティ比を制御する機能を有している。
Further, as will be described in detail later, the
一方、2nd−ECU15は、気体燃料(他の燃料)によるエンジン運転制御を行う副制御装置であり、波形整形回路15a、回転数カウンタ15b、通信回路15c、燃料噴射弁駆動回路15d、遮断弁駆動回路15e、ROM15f、RAM15g、及びCPU15hを備えている。
On the other hand, the 2nd-
波形整形回路15aは、クランク角度センサ1から入力されるクランク信号を、方形波のパルス信号(クランクパルス信号)に波形整形して回転数カウンタ15b及びCPU15hに出力する。回転数カウンタ15bは、上記波形整形回路15aから入力されるクランクパルス信号に基づいてエンジン回転数を算出し、その算出結果をCPU15hに出力する。
The
通信回路15cは、CPU15hによる制御の下、1st−ECU14と2nd−ECU15とのデータ通信を実現する通信インターフェイスであり、通信ケーブルを介して1st−ECU14(詳細には通信回路14j)と接続されている。燃料噴射弁駆動回路15dは、CPU15hからの要求に応じて燃料噴射弁駆動信号を生成して気体燃料噴射弁11に出力する。遮断弁駆動回路15eは、CPU15hからの要求応じて遮断弁駆動信号を生成して遮断弁12に出力する。
The communication circuit 15c is a communication interface that realizes data communication between the 1st-
ROM15fは、CPU15hの各種機能を実現するためのエンジン制御プログラムや各種設定データを予め記憶している不揮発性メモリである。RAM15gは、CPU15hがエンジン制御プログラムを実行して各種動作を行う際に、データの一時保存先に用いられる揮発性のワーキングメモリである。
The ROM 15f is a non-volatile memory that stores in advance an engine control program and various setting data for realizing various functions of the
CPU15hは、ROM15fに記憶されているエンジン制御プログラムに従って、燃料切替スイッチ13から入力される燃料指定信号と、波形整形回路15aから入力されるクランクパルス信号と、回転数カウンタ15bから得られるエンジン回転数と、通信回路15cを介して1st−ECU14から得られる各種情報とに基づいて気体燃料によるエンジン運転制御を行う。
The
具体的には、CPU15hは、燃料切替スイッチ13から入力される燃料指定信号を基に、現在選択中の燃料が気体燃料であると判断した場合、遮断弁駆動回路15eに対して遮断弁駆動信号の生成を要求して遮断弁12を開放させると共に、ピストンが燃料噴射時期に対応する位置に到達した時点で、燃料噴射弁駆動回路15dに対して燃料噴射弁駆動信号の生成を要求することにより、気体燃料噴射弁11による気体燃料の噴射を実施する。ここで、CPU15hは、1st−ECU14から受信した空燃比フィードバック制御に必要な制御データを用いて、気体燃料による空燃比フィードバック制御を行う。
なお、このCPU15hは、燃料切替スイッチ13から入力される燃料指定信号を基に、現在選択されている燃料が気体燃料であるか液体燃料であるかを判断し、その判断結果を示す燃料切替信号を通信回路15cを介して1st−ECU14に送信する機能も有している。
Specifically, when the
The
次に、上記のように構成されたエンジン制御システムによるヒータ7の通電制御動作について詳細に説明する。
<第1のケース>
まず、1st−ECU14のROM14hに、液体燃料と気体燃料のそれぞれについて設定されたデューティマップが予め記憶されている第1のケースを想定する。
ここで、デューティマップとは、エンジン負荷とヒータ7の通電デューティ比との対応関係を表すマップデータである。O2センサ6の温度はエンジン負荷と相関関係にあるため、現在のエンジン負荷を知ることができれば、O2センサ6の現在温度を推測することができる。
Next, the energization control operation of the heater 7 by the engine control system configured as described above will be described in detail.
<First case>
First, a first case is assumed in which a duty map set for each of liquid fuel and gaseous fuel is stored in advance in the ROM 14h of the 1st-
Here, the duty map is map data representing the correspondence between the engine load and the energization duty ratio of the heater 7. Since the temperature of the O 2 sensor 6 is correlated with the engine load, if the current engine load can be known, the current temperature of the O 2 sensor 6 can be estimated.
つまり、エンジン負荷(O2センサ6の温度)と、そのエンジン負荷に対してO2センサ6を目標温度に一致させるために必要な通電デューティ比との対応関係を表すデューティマップを液体燃料と気体燃料とのそれぞれについて予め用意しておくことにより、温度センサを用いることなく、O2センサ6が目標温度に保持されるようにヒータ7の通電制御を行うことができるようになる。なお、本実施形態では、エンジン負荷を示す情報としてエンジン回転数と吸気圧値を利用する。つまり、1st−ECU14のROM14hに記憶されているデューティマップは、エンジン回転数と吸気圧値と通電デューティ比との対応関係を表す3次元マップデータとなる。
That is, a duty map representing a correspondence relationship between the engine load (temperature of the O 2 sensor 6) and the energization duty ratio necessary for the O 2 sensor 6 to match the target temperature with respect to the engine load is represented by liquid fuel and gas. By preparing each of the fuel in advance, the energization control of the heater 7 can be performed so that the O 2 sensor 6 is maintained at the target temperature without using the temperature sensor. In the present embodiment, the engine speed and the intake pressure value are used as information indicating the engine load. That is, the duty map stored in the ROM 14h of the 1st-
さて、このような第1のケースにおいて、1st−ECU14のCPU14kは、通信回路14jを介して2nd−ECU15から受信した燃料切替信号を基に、現在選択中の燃料が液体燃料であると判断した場合、ROM14hから液体燃料について設定されたデューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷(現在のエンジン回転数及び吸気圧値)に対応する通電デューティ比を取得する。
In such a first case, the
そして、CPU14kは、上記のように取得した通電デューティ比をヒータ7の通電デューティ比として決定し、当該決定した通電デューティ比と同一のデューティ比を有するPWM信号をヒータ駆動回路14dに出力する。これにより、通電デューティ比と同一のデューティ比を有するヒータ駆動信号がヒータ駆動回路14dからヒータ7に出力され、現在選択中の燃料が液体燃料であってもO2センサ6は目標温度に保持されることになる。
Then, the
一方、CPU14kは、通信回路14jを介して2nd−ECU15から受信した燃料切替信号を基に、現在選択中の燃料が気体燃料であると判断した場合、ROM14hから気体燃料について設定されたデューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する通電デューティ比を取得する。そして、CPU14kは、上記のように取得した通電デューティ比をヒータ7の通電デューティ比として決定し、当該決定した通電デューティ比と同一のデューティ比を有するPWM信号をヒータ駆動回路14dに出力する。これにより、現在選択中の燃料が気体燃料であってもO2センサ6は目標温度に保持されることになる。
On the other hand, if the
<第2のケース>
次に、1st−ECU14のROM14hに、液体燃料について設定されたデューティマップが予め記憶されており、2nd−ECU15のROM15fに、気体燃料について設定されたデューティマップが予め記憶されている第2のケースを想定する。
<Second case>
Next, the duty map set for the liquid fuel is stored in advance in the ROM 14h of the 1st-
このような第2のケースにおいて、2nd−ECU15のCPU15hは、燃料切替スイッチ13から入力される燃料指定信号を基に、現在選択中の燃料が気体燃料であると判断した場合、ROM15fから気体燃料について設定されたデューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する通電デューティ比を取得し、当該取得した通電デューティ比を通信回路15cを介して1st−ECU14に送信する。
In such a second case, when the
一方、1st−ECU14のCPU14kは、通信回路14jを介して2nd−ECU15から受信した燃料切替信号を基に、現在選択中の燃料が気体燃料であると判断した場合、2nd−ECU15から受信した通電デューティ比をヒータ7の通電デューティ比として決定し、当該決定した通電デューティ比と同一のデューティ比を有するPWM信号をヒータ駆動回路14dに出力する。これにより、現在選択中の燃料が気体燃料であってもO2センサ6は目標温度に保持されることになる。
On the other hand, when the
また、1st−ECU14のCPU14kは、通信回路14jを介して2nd−ECU15から受信した燃料切替信号を基に、現在選択中の燃料が液体燃料であると判断した場合、ROM14hから液体燃料について設定されたデューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する通電デューティ比を取得する。そして、CPU14kは、上記のように取得した通電デューティ比をヒータ7の通電デューティ比として決定し、当該決定した通電デューティ比と同一のデューティ比を有するPWM信号をヒータ駆動回路14dに出力する。これにより、現在選択中の燃料が液体燃料であってもO2センサ6は目標温度に保持されることになる。
If the
<第3のケース>
次に、1st−ECU14のROM14hに、液体燃料について設定されたメインデューティマップと、気体燃料について設定された差分デューティマップとが予め記憶されている第3のケースを想定する。
ここで、メインデューティマップとは、上記の第1及び第2のケースで用いたものと同様に、液体燃料について設定されたエンジン負荷(エンジン回転数及び吸気圧値)とヒータ7の通電デューティ比との対応関係を表す3次元マップデータである。一方、差分デューティマップとは、気体燃料について設定されたエンジン負荷と差分通電デューティ比との対応関係を表す3次元マップデータである。
<Third case>
Next, a third case is assumed in which the main duty map set for the liquid fuel and the differential duty map set for the gaseous fuel are stored in the ROM 14h of the 1st-
Here, the main duty map is the same as that used in the first and second cases described above, and the engine load (engine speed and intake pressure value) set for the liquid fuel and the energization duty ratio of the heater 7. Is a three-dimensional map data representing the corresponding relationship. On the other hand, the differential duty map is three-dimensional map data representing the correspondence between the engine load set for the gaseous fuel and the differential energization duty ratio.
上記の第1及び第2のケースでは、異なる車両毎に、エンジン負荷と通電デューティ比との対応関係を各燃料のそれぞれについて解析してデューティマップを用意する必要があるが、第3のケースでは、基本となるメインデューティマップさえ用意しておけば、燃料種の違いに応じた差分通電デューティ比のみを解析して差分デューティマップを用意するだけで良いので、異なる車両毎に通電デューティ比を解析する必要がなくなるというメリットがある。 In the above first and second cases, for each different vehicle, it is necessary to prepare a duty map by analyzing the correspondence between the engine load and the energization duty ratio for each fuel. In the third case, If only the basic main duty map is prepared, it is only necessary to prepare the differential duty map by analyzing only the differential duty cycle according to the difference in fuel type, so the duty cycle ratio is analyzed for different vehicles. There is an advantage that there is no need to do.
さて、このような第3のケースにおいて、1st−ECU14のCPU14kは、通信回路14jを介して2nd−ECU15から受信した燃料切替信号を基に、現在選択中の燃料が液体燃料であると判断した場合、ROM14hからメインデューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する通電デューティ比を取得する。
In such a third case, the
そして、CPU14kは、上記のように取得した通電デューティ比をヒータ7の通電デューティ比として決定し、当該決定した通電デューティ比と同一のデューティ比を有するPWM信号をヒータ駆動回路14dに出力する。これにより、通電デューティ比と同一のデューティ比を有するヒータ駆動信号がヒータ駆動回路14dからヒータ7に出力され、現在選択中の燃料が液体燃料であってもO2センサ6は目標温度に保持されることになる。
Then, the
一方、CPU14kは、通信回路14jを介して2nd−ECU15から受信した燃料切替信号を基に、現在選択中の燃料が気体燃料であると判断した場合、ROM14hから液体燃料について設定されたメインデューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する通電デューティ比を取得すると共に、ROM14hから気体燃料について設定された差分デューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する差分通電デューティ比を取得する。
On the other hand, when the
そして、CPU14kは、上記のように取得した通電デューティ比と差分通電デューティ比とを加算して得られる加算デューティ比をヒータ7の通電デューティ比として最終的に決定し、当該決定した加算デューティ比と同一のデューティ比を有するPWM信号をヒータ駆動回路14dに出力する。これにより、現在選択中の燃料が気体燃料であってもO2センサ6は目標温度に保持されることになる。
Then, the
<第4のケース>
次に、1st−ECU14のROM14hに、液体燃料について設定されたメインデューティマップが予め記憶されており、2nd−ECU15のROM15fに、気体燃料について設定された差分デューティマップが予め記憶されている第4のケースを想定する。
<Fourth case>
Next, the main duty map set for the liquid fuel is stored in advance in the ROM 14h of the 1st-
このような第4のケースにおいて、2nd−ECU15のCPU15hは、図2(a)に示すように、燃料切替スイッチ13から入力される燃料指定信号を基に、現在選択中の燃料が気体燃料であると判断した場合、ROM15fから気体燃料について設定された差分デューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する差分通電デューティ比を取得し(ステップS11)、当該取得した差分通電デューティ比を通信回路15cを介して1st−ECU14に送信する(ステップS12)。
In such a fourth case, as shown in FIG. 2A, the
一方、1st−ECU14のCPU14kは、図2(b)に示すように、まず、ROM14hからメインデューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する通電デューティ比を取得し(ステップS21)、通信回路14jを介して2nd−ECU15から受信した燃料切替信号を基に現在選択中の燃料が気体燃料であるか否かを判断する(ステップS22)。
On the other hand, as shown in FIG. 2 (b), the
このステップS22において「Yes」の場合、CPU14kは、通信回路14jを介して2nd−ECU15から差分通電デューティ比を受信し(ステップS23)、その差分通電デューティ比とステップS21で取得した通電デューティ比とを加算して得られる加算デューティ比をヒータ7の通電デューティ比として最終的に決定し(ステップS24)、当該決定した加算デューティ比と同一のデューティ比を有するPWM信号をヒータ駆動回路14dに出力する(ステップS25)。これにより、現在選択中の燃料が気体燃料であってもO2センサ6は目標温度に保持されることになる。
In the case of “Yes” in step S22, the
また、上記ステップS22において「No」の場合、CPU14kは、ステップS21で取得した通電デューティ比をヒータ7の通電デューティ比として決定し、当該決定した通電デューティ比と同一のデューティ比を有するPWM信号をヒータ駆動回路14dに出力する(ステップS26)。これにより、通電デューティ比と同一のデューティ比を有するヒータ駆動信号がヒータ駆動回路14dからヒータ7に出力され、現在選択中の燃料が液体燃料であってもO2センサ6は目標温度に保持されることになる。
If “No” in step S22, the
以上説明したように、本実施形態におけるエンジン制御システムによれば、現在選択中の燃料に応じてO2センサ6が目標温度に保持されるようにヒータ7の通電制御を行うため、使用燃料の切替えによるO2センサ6の温度変動を抑制することができる。 As described above, according to the engine control system in the present embodiment, the energization control of the heater 7 is performed so that the O 2 sensor 6 is maintained at the target temperature in accordance with the currently selected fuel. Temperature fluctuation of the O 2 sensor 6 due to switching can be suppressed.
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
(1)上記実施形態では、1st−ECU14がヒータ7の通電制御を行う場合を例示して説明したが、2nd−ECU15がヒータ7の通電制御を行うような構成を採用しても良い。この場合、2nd−ECU15側にヒータ駆動回路14dが設けられることになる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, The following modifications are mentioned.
(1) In the above embodiment, the case where the 1st-
このように2nd−ECU15がヒータ7の通電制御を行うシステムにおいて、1st−ECU14のROM14hに、液体燃料について設定されたデューティマップが予め記憶されており、2nd−ECU15のROM15fに、気体燃料について設定されたデューティマップが予め記憶されているケースを想定する。
In this way, in the system in which the 2nd-
このようなケースにおいて、1st−ECU14のCPU14kは、通信回路14jを介して2nd−ECU15から受信した燃料切替信号を基に、現在選択中の燃料が液体燃料であると判断した場合、ROM14hから液体燃料について設定されたデューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する通電デューティ比を取得し、当該取得した通電デューティ比を通信回路14jを介して2nd−ECU15に送信する。
In such a case, when the
一方、2nd−ECU15のCPU15hは、燃料切替スイッチ13から入力される燃料指定信号を基に、現在選択中の燃料が液体燃料であると判断した場合、通信回路15cを介して1st−ECU14から受信した通電デューティ比をヒータ7の通電デューティ比として決定し、当該決定した通電デューティ比と同一のデューティ比を有するPWM信号をヒータ駆動回路14dに出力する。これにより、現在選択中の燃料が液体燃料であってもO2センサ6は目標温度に保持される。
On the other hand, when the
また、2nd−ECU15のCPU15hは、燃料切替スイッチ13から入力される燃料指定信号を基に、現在選択中の燃料が気体燃料であると判断した場合、ROM15fから気体燃料について設定されたデューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する通電デューティ比を取得する。そして、CPU15hは、上記のように取得した通電デューティ比をヒータ7の通電デューティ比として決定し、当該決定した通電デューティ比と同一のデューティ比を有するPWM信号をヒータ駆動回路14dに出力する。これにより、現在選択中の燃料が気体燃料であってもO2センサ6は目標温度に保持される。
When the
次に、2nd−ECU15がヒータ7の通電制御を行うシステムにおいて、1st−ECU14のROM14hに、液体燃料について設定されたメインデューティマップが予め記憶されており、2nd−ECU15のROM15fに、気体燃料について設定された差分デューティマップが予め記憶されているケースを想定する。
Next, in a system in which the 2nd-
このようなケースにおいて、1st−ECU14のCPU14kは、図3(a)に示すように、通信回路14jを介して2nd−ECU15から受信した燃料切替信号を基に、現在選択中の燃料が液体燃料であると判断した場合、ROM14hから液体燃料について設定されたメインデューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する通電デューティ比を取得し(ステップS31)、当該取得した通電デューティ比を通信回路14jを介して2nd−ECU15に送信する(ステップS32)。
In such a case, as shown in FIG. 3A, the
一方、2nd−ECU15のCPU15hは、図3(b)に示すように、通信回路15cを介して1st−ECU14から通電デューティ比を受信し(ステップS41)、燃料切替スイッチ13から入力される燃料指定信号を基に現在選択中の燃料が気体燃料であるか否かを判断する(ステップS42)。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, the
このステップS42において「Yes」の場合、CPU15hは、ROM15fから差分デューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する差分通電デューティ比を取得し(ステップS43)、その差分通電デューティ比とステップS41で取得した通電デューティ比とを加算して得られる加算デューティ比をヒータ7の通電デューティ比として最終的に決定し(ステップS44)、当該決定した加算デューティ比と同一のデューティ比を有するPWM信号をヒータ駆動回路14dに出力する(ステップS45)。これにより、現在選択中の燃料が気体燃料であってもO2センサ6は目標温度に保持されることになる。
If “Yes” in this step S42, the
また、上記ステップS42において「No」の場合、CPU15hは、ステップS41で取得した通電デューティ比をヒータ7の通電デューティ比として決定し、当該決定した通電デューティ比と同一のデューティ比を有するPWM信号をヒータ駆動回路14dに出力する(ステップS46)。これにより、現在選択中の燃料が液体燃料であってもO2センサ6は目標温度に保持されることになる。
If “No” in step S42, the
(2)上記実施形態では、エンジン運転制御を行う制御装置が、液体燃料による運転制御を行う1st−ECU14と、気体燃料による運転制御を行う2nd−ECU15とに分割されている場合を例示して説明したが、これら1st−ECU14と2nd−ECU15の機能を1つのECUに統合しても良い。つまり、このECUは、燃料切替スイッチ13から入力される燃料指定信号を基に、現在選択中の燃料が液体燃料か気体燃料かを判断し、その判断結果に応じて液体燃料によるエンジン運転制御、気体燃料によるエンジン運転制御、及びヒータ7の通電制御を行う機能を有する。
(2) In the above embodiment, a case where the control device that performs engine operation control is divided into the 1st-
このようなシステム構成において、1つのECUに内蔵されたROMに、液体燃料と気体燃料のそれぞれについて設定されたデューティマップが予め記憶されているケースを想定する。このケースにおいて、ECUに内蔵されたCPUは、燃料切替スイッチ13から入力される燃料指定信号を基に、現在選択中の燃料が液体燃料であると判断した場合、ROMから液体燃料について設定されたデューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する通電デューティ比を取得する。
In such a system configuration, it is assumed that a duty map set for each of liquid fuel and gaseous fuel is stored in advance in a ROM built in one ECU. In this case, when the CPU built in the ECU determines that the currently selected fuel is liquid fuel based on the fuel designation signal input from the
そして、CPUは、上記のように取得した通電デューティ比をヒータ7の通電デューティ比として決定し、当該決定した通電デューティ比と同一のデューティ比を有するPWM信号をヒータ駆動回路(ECUに内蔵されている)に出力する。これにより、現在選択中の燃料が液体燃料であっても目標温度に保持されることになる。 Then, the CPU determines the energization duty ratio acquired as described above as the energization duty ratio of the heater 7, and a PWM signal having the same duty ratio as the determined energization duty ratio is incorporated in the heater drive circuit (ECU). Output). As a result, even if the currently selected fuel is a liquid fuel, the target temperature is maintained.
一方、CPUは、燃料切替スイッチ13から入力される燃料指定信号を基に、現在選択中の燃料が気体燃料であると判断した場合、ROMから気体燃料について設定されたデューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する通電デューティ比を取得し、その通電デューティ比をヒータ7の通電デューティ比として決定し、当該決定した通電デューティ比と同一のデューティ比を有するPWM信号をヒータ駆動回路に出力する。これにより、現在選択中の燃料が気体燃料であってもO2センサ6は目標温度に保持されることになる。
On the other hand, when the CPU determines that the currently selected fuel is gaseous fuel based on the fuel designation signal input from the
次に、1つのECUに内蔵されたROMに、液体燃料について設定されたメインデューティマップと、気体燃料について設定された差分デューティマップとが予め記憶されているケースを想定する。このケースにおいて、ECUに内蔵されたCPUは、燃料切替スイッチ13から入力される燃料指定信号を基に、現在選択中の燃料が液体燃料であると判断した場合、ROMからメインデューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する通電デューティ比を取得する。
Next, a case is assumed in which a main duty map set for liquid fuel and a differential duty map set for gaseous fuel are stored in advance in a ROM built in one ECU. In this case, the CPU incorporated in the ECU reads the main duty map from the ROM when it is determined that the currently selected fuel is liquid fuel based on the fuel designation signal input from the
そして、CPUは、上記のように取得した通電デューティ比をヒータ7の通電デューティ比として決定し、当該決定した通電デューティ比と同一のデューティ比を有するPWM信号をヒータ駆動回路に出力する。これにより、現在選択中の燃料が液体燃料であってもO2センサ6は目標温度に保持されることになる。 Then, the CPU determines the energization duty ratio acquired as described above as the energization duty ratio of the heater 7 and outputs a PWM signal having the same duty ratio as the determined energization duty ratio to the heater drive circuit. As a result, the O 2 sensor 6 is maintained at the target temperature even if the currently selected fuel is a liquid fuel.
一方、CPUは、燃料切替スイッチ13から入力される燃料指定信号を基に、現在選択中の燃料が気体燃料であると判断した場合、ROMから液体燃料について設定されたメインデューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する通電デューティ比を取得すると共に、ROMから気体燃料について設定された差分デューティマップを読み出し、現在のエンジン負荷に対応する差分通電デューティ比を取得する。
On the other hand, when the CPU determines that the currently selected fuel is a gaseous fuel based on the fuel designation signal input from the
そして、CPUは、上記のように取得した通電デューティ比と差分通電デューティ比とを加算して得られる加算デューティ比をヒータ7の通電デューティ比として最終的に決定し、当該決定した加算デューティ比と同一のデューティ比を有するPWM信号をヒータ駆動回路に出力する。これにより、現在選択中の燃料が気体燃料であってもO2センサ6は目標温度に保持されることになる。 Then, the CPU finally determines the added duty ratio obtained by adding the energized duty ratio and the differential energized duty ratio acquired as described above as the energized duty ratio of the heater 7, and the determined added duty ratio A PWM signal having the same duty ratio is output to the heater drive circuit. As a result, even if the currently selected fuel is a gaseous fuel, the O 2 sensor 6 is held at the target temperature.
(3)上記実施形態では、エンジン負荷を示す情報としてエンジン回転数及び吸気圧値を用いたが、これに限らず、エンジン回転数と吸気圧値のいずれか一方でも良く、或いは他の情報をエンジン負荷を示す情報として用いても良い。 (3) In the above embodiment, the engine speed and the intake pressure value are used as information indicating the engine load. However, the present invention is not limited to this, and either the engine speed or the intake pressure value may be used, or other information may be used. You may use as information which shows engine load.
(4)上記実施形態では、各種類の燃料毎に設定されたエンジン負荷と通電デューティ比との対応関係を表すデューティマップを用いて、O2センサ6が目標温度に保持されるようにヒータ7の通電制御を行う場合を例示したが、これに限らず、温度センサを用いてO2センサ6の温度を直接検出し、温度センサによる検出温度が目標温度に一致するようにヒータ7の通電制御(フィードバック制御)を行うようにしても良い。この場合、新たな温度センサを設けずに、冷却水温値を参照するようにしても良い。 (4) In the above embodiment, the heater 7 is used so that the O 2 sensor 6 is maintained at the target temperature using a duty map that represents the correspondence between the engine load and the energization duty ratio set for each type of fuel. However, the present invention is not limited to this, and the temperature of the O 2 sensor 6 is directly detected using a temperature sensor, and the energization control of the heater 7 is performed so that the temperature detected by the temperature sensor matches the target temperature. (Feedback control) may be performed. In this case, the cooling water temperature value may be referred to without providing a new temperature sensor.
1…クランク角度センサ、2…吸気圧センサ、3…吸気温センサ、4…スロットル開度センサ、5…冷却水温センサ、6…O2センサ、7…ヒータ、8…点火コイル、9…液体燃料噴射弁、10…燃料ポンプ、11…気体燃料噴射弁、12…遮断弁、13…燃料切替スイッチ、14…1st−ECU(Electronic Control Unit)、15…2nd−ECU 1 ... crank angle sensor, 2 ... intake pressure sensor, 3 ... intake air temperature sensor, 4 ... throttle opening degree sensor, 5 ... cooling water temperature sensor, 6 ... O 2 sensor, 7 ... heater, 8 ... ignition coil, 9 ... Liquid fuel Injection valve, 10 ... Fuel pump, 11 ... Gaseous fuel injection valve, 12 ... Shut-off valve, 13 ... Fuel changeover switch, 14 ... 1st-ECU (Electronic Control Unit), 15 ... 2nd-ECU
Claims (9)
ヒータを有すると共に前記エンジンの排気系に配置された空燃比センサと、
現在選択中の燃料に応じて前記空燃比センサが目標温度に保持されるように前記ヒータの通電制御を行う制御装置と、
を具備することを特徴とするエンジン制御システム。 An engine control system that performs operation control of a single engine by selectively switching a plurality of types of fuel,
An air-fuel ratio sensor having a heater and disposed in the exhaust system of the engine;
A control device that controls energization of the heater so that the air-fuel ratio sensor is maintained at a target temperature according to the currently selected fuel;
An engine control system comprising:
前記主制御装置は、前記デューティマップの全てを予め記憶しており、現在選択中の燃料について設定されたデューティマップと現在のエンジン負荷に基づいて前記ヒータの通電デューティ比を決定することを特徴とする請求項2に記載のエンジン制御システム。 The control device includes a main control device that performs engine operation control by main fuel and energization control of the heater, and a sub-control device that performs engine operation control by other fuel,
The main controller stores all of the duty map in advance, and determines the duty ratio of the heater based on the duty map set for the currently selected fuel and the current engine load. The engine control system according to claim 2.
前記主制御装置及び副制御装置は、それぞれ自装置に対応する燃料について設定されたデューティマップを予め記憶しており、
前記副制御装置は、現在選択中の燃料が自装置に対応する燃料である場合、自装置に記憶しているデューティマップと現在のエンジン負荷に基づいて決定した前記ヒータの通電デューティ比を前記主制御装置に送信し、
前記主制御装置は、現在選択中の燃料が主燃料ではない場合、前記副制御装置から受信した通電デューティ比を前記ヒータの通電制御に使用する一方、現在選択中の燃料が主燃料である場合、自装置に記憶しているデューティマップと現在のエンジン負荷に基づいて前記ヒータの通電デューティ比を決定することを特徴とする請求項2に記載のエンジン制御システム。 The control device includes a main control device that performs engine operation control by main fuel and energization control of the heater, and a sub-control device that performs engine operation control by other fuel,
The main control device and the sub control device each store in advance a duty map set for fuel corresponding to the device itself,
When the currently selected fuel is a fuel corresponding to the own device, the sub control device uses the duty map stored in the own device and the duty ratio of the heater determined based on the current engine load. To the control device,
When the currently selected fuel is not the main fuel, the main control device uses the energization duty ratio received from the sub control device for the energization control of the heater, while the currently selected fuel is the main fuel. The engine control system according to claim 2, wherein the energization duty ratio of the heater is determined based on a duty map stored in the apparatus and a current engine load.
前記主制御装置及び副制御装置は、それぞれ自装置に対応する燃料について設定されたデューティマップを予め記憶しており、
前記主制御装置は、現在選択中の燃料が主燃料である場合、自装置に記憶しているデューティマップと現在のエンジン負荷に基づいて決定した前記ヒータの通電デューティ比を前記副制御装置に送信し、
前記副制御装置は、現在選択中の燃料が自装置に対応する燃料ではない場合、前記主制御装置から受信した通電デューティ比を前記ヒータの通電制御に使用する一方、現在選択中の燃料が自装置に対応する燃料である場合、自装置に記憶しているデューティマップと現在のエンジン負荷に基づいて前記ヒータの通電デューティ比を決定することを特徴とする請求項2に記載のエンジン制御システム。 The control device includes a main control device that performs engine operation control with main fuel, and a sub-control device that performs engine operation control with other fuel and energization control of the heater,
The main control device and the sub control device each store in advance a duty map set for fuel corresponding to the device itself,
When the currently selected fuel is the main fuel, the main control device transmits the duty ratio stored in the device and the duty ratio of the heater determined based on the current engine load to the sub control device. And
When the currently selected fuel is not the fuel corresponding to the own device, the sub control device uses the energization duty ratio received from the main control device for the energization control of the heater, while the currently selected fuel is 3. The engine control system according to claim 2, wherein when the fuel corresponds to the device, the duty ratio of the heater is determined based on a duty map stored in the device and a current engine load.
前記主制御装置は、前記メインデューティマップ及び差分デューティマップの全てを予め記憶しており、現在選択中の燃料が主燃料である場合、前記メインデューティマップと現在のエンジン負荷に基づいて前記ヒータの通電デューティ比を決定する一方、現在選択中の燃料が主燃料ではない場合、前記メインデューティマップと現在のエンジン負荷から得た通電デューティ比に対して、現在選択中の燃料について設定された差分デューティマップと現在のエンジン負荷から得た差分通電デューティ比を加算して得られる加算デューティ比を前記ヒータの通電デューティ比として最終的に用いることを特徴とする請求項6に記載のエンジン制御システム。 The control device includes a main control device that performs engine operation control by main fuel and energization control of the heater, and a sub-control device that performs engine operation control by other fuel,
The main control device stores all of the main duty map and the differential duty map in advance, and when the currently selected fuel is the main fuel, the main controller maps the heater based on the main duty map and the current engine load. While determining the energization duty ratio, if the currently selected fuel is not the main fuel, the differential duty set for the currently selected fuel with respect to the energization duty ratio obtained from the main duty map and the current engine load The engine control system according to claim 6, wherein an addition duty ratio obtained by adding a difference energization duty ratio obtained from a map and a current engine load is finally used as the energization duty ratio of the heater.
前記主制御装置は、前記メインデューティマップを予め記憶していると共に、前記副制御装置は、自装置に対応する燃料について設定された差分デューティマップを予め記憶しており、
前記副制御装置は、現在選択中の燃料が自装置に対応する燃料である場合、自装置に記憶している差分デューティマップと現在のエンジン負荷から得た差分通電デューティ比を前記主制御装置に送信し、
前記主制御装置は、現在選択中の燃料が主燃料ではない場合、前記メインデューティマップと現在のエンジン負荷から得た通電デューティ比に対して、前記副制御装置から受信した差分通電デューティ比を加算して得られる加算デューティ比を前記ヒータの通電デューティ比として最終的に用いる一方、現在選択中の燃料が主燃料である場合、前記メインデューティマップと現在のエンジン負荷に基づいて前記ヒータの通電デューティ比を決定することを特徴とする請求項6に記載のエンジン制御システム。 The control device includes a main control device that performs engine operation control by main fuel and energization control of the heater, and a sub-control device that performs engine operation control by other fuel,
The main control device stores the main duty map in advance, and the sub control device stores in advance a differential duty map set for fuel corresponding to the own device,
When the currently selected fuel is a fuel corresponding to the own device, the sub-control device sends the difference duty map stored in the own device and the difference energization duty ratio obtained from the current engine load to the main control device. Send
When the currently selected fuel is not the main fuel, the main control unit adds the differential energization duty ratio received from the sub control unit to the energization duty ratio obtained from the main duty map and the current engine load. When the currently selected fuel is the main fuel, the added duty ratio obtained in this way is finally used as the energization duty ratio of the heater. On the other hand, the energization duty of the heater is based on the main duty map and the current engine load. The engine control system of claim 6, wherein the ratio is determined.
前記主制御装置は、前記メインデューティマップを予め記憶していると共に、前記副制御装置は、自装置に対応する燃料について設定された差分デューティマップを予め記憶しており、
前記主制御装置は、現在選択中の燃料の種類に関わらず、前記メインデューティマップと現在のエンジン負荷から得た通電デューティ比を前記副制御装置に送信し、
前記副制御装置は、現在選択中の燃料が自装置に対応する燃料である場合、前記主制御装置から受信した通電デューティ比に対して、自装置に記憶している差分デューティマップと現在のエンジン負荷から得た差分通電デューティ比を加算して得られる加算デューティ比を前記ヒータの通電デューティ比として最終的に用いる一方、現在選択中の燃料が主燃料である場合、前記主制御装置から受信した通電デューティ比を前記ヒータの通電デューティ比として最終的に用いることを特徴とする請求項6に記載のエンジン制御システム。 The control device includes a main control device that performs engine operation control with main fuel, and a sub-control device that performs engine operation control with other fuel and energization control of the heater,
The main control device stores the main duty map in advance, and the sub control device stores in advance a differential duty map set for fuel corresponding to the own device,
The main control device transmits the duty ratio obtained from the main duty map and the current engine load to the sub control device regardless of the type of fuel currently selected.
When the currently selected fuel is the fuel corresponding to the own device, the sub-control device stores the difference duty map stored in the own device and the current engine with respect to the energization duty ratio received from the main control device. When the added duty ratio obtained by adding the differential energization duty ratio obtained from the load is finally used as the energization duty ratio of the heater, when the currently selected fuel is the main fuel, it is received from the main controller. The engine control system according to claim 6, wherein an energization duty ratio is finally used as an energization duty ratio of the heater.
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