JP2013133792A5 - - Google Patents

Description

本発明は、ガス燃料を高圧状態で蓄えるガスタンクと、該ガスタンクからガス通路を通じて供給されるガス燃料を内燃機関に噴射するガス燃料噴射手段と、前記ガス通路に設けられ、前記ガス燃料噴射手段へのガス供給圧を調整する圧力調整手段とを備える燃料噴射システムに適用される内燃機関の制御装置に関する。また、請求項１に記載の発明では、前記ガスタンク内の圧力であるタンク圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段により検出したタンク圧力が所定の低下判定値よりも低下した場合に、その検出したタンク圧力に基づいて前記ガス供給圧の目標値である目標ガス圧を制限する圧力制限手段と、前記圧力制限手段により目標ガス圧が制限されている場合に、前記ガス燃料噴射手段による燃料噴射時期を、前記圧力制限手段により目標ガス圧が制限されていない状態で設定される基準時期よりも進角させる噴射制御手段と、 前記ガス供給圧の設定範囲が予め定められており、前記圧力調整手段は、前記設定範囲内で前記ガス供給圧を調整するものであり、前記圧力制限手段は、前記設定範囲の上限値を前記所定の低下判定値とし、前記圧力検出手段により検出したタンク圧力が前記上限値よりも低下しておりかつ前記設定範囲内である場合に、その検出したタンク圧力以下で前記目標ガス圧を制限し、前記内燃機関の始動時の目標ガス圧である始動時目標圧が前記設定範囲内に予め定められており、前記圧力制限手段は、前記内燃機関の始動時に、前記圧力検出手段により検出したタンク圧力が前記上限値よりも低下しておりかつ前記設定範囲内であって、前記始動時目標圧よりも大きい場合は前記始動時目標圧を目標ガス圧とし、前記始動時目標圧よりも低下している場合はその検出したタンク圧力を前記目標ガス圧とすることを特徴とする。

この構成によれば、内燃機関の始動時にガス供給圧を始動時目標圧で制御できる場合には、その始動時目標圧を目標ガス圧とすることにより、適切な燃料量で内燃機関を始動させることができる。また、ガス供給圧を始動時目標圧で制御できない場合には、実際のタンク圧力を目標ガス圧とすることにより、その都度可能な限り最大の圧力によってガス供給圧を制御することができる。これにより、内燃機関の始動性を確保することができる。

特に、圧力検出手段により検出した実際のタンク圧力が、ガス供給圧の設定範囲内にある場合、内燃機関の始動時には、実際のタンク圧力及び始動時目標圧のうちいずれか低い方を目標ガス圧とし、内燃機関の運転時には、該設定範囲の下限値を目標ガス圧とする構成とした場合、内燃機関の始動時には始動性を確保でき、内燃機関の運転時には燃料消費を極力抑えて内燃機関を運転させることができ、都度の運転状態に応じた制御を実現できる。

請求項２に記載の発明では、前記圧力制限手段は、前記内燃機関の運転中に、前記圧力検出手段により検出したタンク圧力が前記上限値よりも低下しておりかつ前記設定範囲内である場合に、前記設定範囲の下限値を前記目標ガス圧とする。

上記構成によれば、タンク圧力低下後の燃料消費を極力抑えることができ、ガス残量が少なくなった状況下において、できるだけ長い期間、内燃機関の燃焼を継続することができる。したがって、タンク圧力の低下時において、退避走行による航続距離を伸ばすことができる。

請求項３に記載の発明では、前記噴射制御手段は、前記内燃機関の排気圧縮点までに前記ガス燃料噴射手段による燃料噴射が完了するように燃料噴射時期を制御する。本構成のように、吸気行程前に燃料噴射を完了させておくことにより、吸気行程における筒内への新気導入によって混合気の均質化を好適に図ることができる。

請求項４に記載の発明では、前記圧力検出手段により検出したタンク圧力が前記所定の低下判定値よりも低下した場合に、前記内燃機関の出力を制限する出力制限手段を備える。本構成によれば、高出力領域での運転を禁止することにより、ガス供給圧が低下した状態では燃料を十分に噴射できない領域での運転を回避することができる。ここで、出力制限手段として具体的には、例えば内燃機関の吸入空気量を制限する手段、ガス燃料噴射手段において噴射カットを実施する手段などが挙げられる。

請求項５に記載の発明は、前記内燃機関に燃料を噴射する手段として、前記ガス燃料噴射手段に加えて、液体燃料を噴射する液体燃料噴射手段を備える燃料噴射システムに適用されるものであり、前記圧力制限手段により前記目標ガス圧が制限されている場合に、前記内燃機関を所定の高負荷状態で運転させる際、前記液体燃料噴射手段による液体燃料の噴射を実施する。本構成によれば、ガス供給圧が低下した状態では十分にガス燃料を噴射できない運転領域については、その不足分の燃料量を液体燃料で補うことにより、ガス供給圧の低下時にも、内燃機関の運転領域が制限されることを回避することができる。

具体的には、請求項６に記載の発明のように、前記圧力検出手段により検出したタンク圧力が、予め定められた前記ガス供給圧の設定範囲の下限値よりも低下した場合に、前記ガス燃料噴射手段によるガス燃料の噴射の実施を禁止し、前記液体燃料噴射手段による液体燃料の噴射を実施してもよい。この場合、設定範囲のガス供給圧でガス燃料の噴射を制御することができ、噴流によるミキシング効果が得られにくい状況でのガス燃料の使用を回避することができる。

請求項７に記載の発明では、前記内燃機関を始動可能なガス供給圧の下限値である始動可能ガス圧が予め定められており、前記内燃機関の始動時に、前記圧力検出手段により検出したタンク圧力が前記始動可能ガス圧よりも低下した場合、前記ガス燃料噴射手段によるガス燃料の噴射の実施を制限し、前記液体燃料噴射手段による液体燃料の噴射を実施する。

Claims (7)

1. ガス燃料を高圧状態で蓄えるガスタンクと、該ガスタンクからガス通路を通じて供給されるガス燃料を内燃機関に噴射するガス燃料噴射手段と、前記ガス通路に設けられ、前記ガス燃料噴射手段へのガス供給圧を電磁駆動式の減圧弁にて調整する圧力調整手段とを備える燃料噴射システムに適用され、
   前記ガスタンク内の圧力であるタンク圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記圧力検出手段により検出したタンク圧力が所定の低下判定値よりも低下した場合に、その検出したタンク圧力に基づいて前記ガス供給圧の目標値である目標ガス圧を制限する圧力制限手段と、
   前記圧力制限手段により目標ガス圧が制限されている場合に、前記ガス燃料噴射手段による燃料噴射時期を、前記圧力制限手段により目標ガス圧が制限されていない状態で設定される基準時期よりも進角させる噴射制御手段と、
   前記ガス供給圧の設定範囲が予め定められており、
   前記圧力調整手段は、前記設定範囲内で前記ガス供給圧を調整するものであり、
   前記圧力制限手段は、前記設定範囲の上限値を前記所定の低下判定値とし、前記圧力検出手段により検出したタンク圧力が前記上限値よりも低下しておりかつ前記設定範囲内である場合に、その検出したタンク圧力以下で前記目標ガス圧を制限し、
   前記内燃機関の始動時の目標ガス圧である始動時目標圧が前記設定範囲内に予め定められており、
   前記圧力制限手段は、前記内燃機関の始動時に、前記圧力検出手段により検出したタンク圧力が前記上限値よりも低下しておりかつ前記設定範囲内であって、前記始動時目標圧よりも大きい場合は前記始動時目標圧を目標ガス圧とし、前記始動時目標圧よりも低下している場合はその検出したタンク圧力を前記目標ガス圧とすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記圧力制限手段は、前記内燃機関の運転中に、前記圧力検出手段により検出したタンク圧力が前記上限値よりも低下しておりかつ前記設定範囲内である場合に、前記設定範囲の下限値を前記目標ガス圧とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記噴射制御手段は、前記内燃機関の排気圧縮点までに前記ガス燃料噴射手段による燃料噴射が完了するように燃料噴射時期を制御する請求項１乃至２のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記圧力検出手段により検出したタンク圧力が前記所定の低下判定値よりも低下した場合に、前記内燃機関の出力を制限する出力制限手段を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記内燃機関に燃料を噴射する手段として、前記ガス燃料噴射手段に加えて、液体燃料を噴射する液体燃料噴射手段を備える燃料噴射システムに適用され、
   前記圧力制限手段により前記目標ガス圧が制限されている場合に、前記内燃機関を所定の高負荷状態で運転させる際、前記液体燃料噴射手段による液体燃料の噴射を実施する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記圧力検出手段により検出したタンク圧力が、予め定められた前記ガス供給圧の設定範囲の下限値よりも低下した場合に、前記ガス燃料噴射手段によるガス燃料の噴射の実施を禁止し、前記液体燃料噴射手段による液体燃料の噴射を実施する請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記内燃機関を始動可能なガス供給圧の下限値である始動可能ガス圧が予め定められており、
   前記内燃機関の始動時に、前記圧力検出手段により検出したタンク圧力が前記始動可能ガス圧よりも低下した場合、前記ガス燃料噴射手段によるガス燃料の噴射の実施を制限し、前記液体燃料噴射手段による液体燃料の噴射を実施する請求項５又は６に記載の内燃機関の制御装置。