JP2014109247A - Fuel supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の気筒内に供給する燃料を、液体燃料と気体燃料との間で切替可能に構成された、燃料供給装置に関する。 The present invention relates to a fuel supply apparatus configured to be able to switch a fuel supplied into a cylinder of an internal combustion engine between a liquid fuel and a gaseous fuel.
近年、排気中の有害成分を低減する等の観点から、内燃機関用燃料として、圧縮天然ガス(Compressed Natural Gas:以下「CNG」と略称する)等の気体燃料が注目されている。しかしながら、CNGは、ガソリンや軽油等の液体燃料に比べて、エネルギー密度が小さい。このため、CNG用内燃機関及びこれを搭載した車両においては、液体燃料用内燃機関及びこれを搭載した車両に比べて、機関出力が低くなったり航続距離が短くなったりするという問題がある。また、現在のところ、車両の一般ユーザが気体燃料を入手可能な箇所の数は少ない。このため、気体燃料用内燃機関を搭載した車両においては、長距離の移動に関して難点がある。 In recent years, gaseous fuel such as compressed natural gas (Compressed Natural Gas: hereinafter abbreviated as “CNG”) has attracted attention as a fuel for internal combustion engines from the viewpoint of reducing harmful components in exhaust gas. However, CNG has a lower energy density than liquid fuels such as gasoline and light oil. For this reason, the CNG internal combustion engine and a vehicle equipped with the same have a problem that the engine output becomes lower and the cruising distance becomes shorter than the liquid fuel internal combustion engine and the vehicle equipped with the same. At present, the number of locations where a general user of a vehicle can obtain gaseous fuel is small. For this reason, in a vehicle equipped with an internal combustion engine for gaseous fuel, there is a difficulty in moving over a long distance.
そこで、液体燃料と気体燃料とを切替えて使用可能な、いわゆるバイフューエル内燃機関が提案されている(例えば、特開平7−34915号公報等参照。)。かかるバイフューエル内燃機関においては、気筒内に供給される燃料が、液体燃料と気体燃料との間で、運転状態等に応じて適宜切替えられる。これにより、排気中の有害成分の低減が気体燃料の使用によって図られるとともに、高出力及び充分な航続距離が液体燃料の使用によって確保される。 Thus, a so-called bi-fuel internal combustion engine that can be used by switching between liquid fuel and gaseous fuel has been proposed (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-34915). In such a bi-fuel internal combustion engine, the fuel supplied into the cylinder is appropriately switched between the liquid fuel and the gaseous fuel according to the operating state and the like. Thereby, the harmful components in the exhaust gas are reduced by using the gaseous fuel, and a high output and a sufficient cruising distance are ensured by using the liquid fuel.
ところで、液体燃料の噴射中には、吸気通路内への液体燃料の壁面付着が(特に冷間時において顕著に)生じる。このため、液体燃料の噴射中には(特に冷間時にて)、燃料噴射量に対して、壁面付着を考慮した増量補正が行われることがある(例えば、特開2001−152924号公報等参照)。 By the way, during the injection of the liquid fuel, the wall surface of the liquid fuel adheres to the intake passage (particularly in the cold state). For this reason, during the injection of liquid fuel (particularly when it is cold), an increase correction in consideration of wall surface adhesion may be performed on the fuel injection amount (see, for example, JP 2001-152924 A). ).
この点、バイフューエル内燃機関においては、上述のような壁面付着及び増量補正の影響で、液体燃料から気体燃料への切替えが行われた際(特に切替直後)に、壁面付着していた液体燃料が揮発して気体燃料とともに気筒内に吸入されることで、気筒内における燃料混合気が不用意にリッチとなり、燃焼状態が悪化する懸念がある。本発明は、かかる課題に対処するためになされたものである。 In this regard, in the bi-fuel internal combustion engine, the liquid fuel adhered to the wall surface when the switching from the liquid fuel to the gaseous fuel is performed (particularly immediately after the switching) due to the influence of the wall surface adhesion and the increase correction as described above. When the gas is volatilized and sucked into the cylinder together with the gaseous fuel, there is a concern that the fuel mixture in the cylinder will be inadvertently rich and the combustion state will deteriorate. The present invention has been made to cope with such a problem.
本発明の対象となる燃料供給装置は、内燃機関の気筒内に供給する燃料を、液体燃料と気体燃料との間で切替可能に構成されている。ここで、液体燃料とは、常温常圧にて液体状態の燃料をいう(ガソリン、軽油、ジメチルエーテル、アルコール、等。)。また、気体燃料とは、常温常圧にて気体状態の燃料をいう(CNG、液化天然ガス、液化石油ガス、水素、等。)。前記燃料供給装置は、液体燃料噴射弁と、気体燃料噴射弁と、噴射制御部と、を備えている。 The fuel supply device which is the subject of the present invention is configured to be able to switch the fuel supplied into the cylinder of the internal combustion engine between liquid fuel and gaseous fuel. Here, the liquid fuel means a fuel in a liquid state at normal temperature and pressure (gasoline, light oil, dimethyl ether, alcohol, etc.). The gaseous fuel refers to a fuel in a gaseous state at normal temperature and pressure (CNG, liquefied natural gas, liquefied petroleum gas, hydrogen, etc.). The fuel supply device includes a liquid fuel injection valve, a gas fuel injection valve, and an injection control unit.
前記液体燃料噴射弁は、前記気筒に連通する吸気ポート内にて前記液体燃料を噴射するように設けられている。前記気体燃料噴射弁は、前記気体燃料を噴射することで前記気筒に前記気体燃料を供給するように設けられている。前記噴射制御部は、前記液体燃料噴射弁及び前記気体燃料噴射弁における燃料噴射動作を制御するように、より詳細には、前記液体燃料噴射弁による燃料噴射と前記気体燃料噴射弁による燃料噴射とを切替えるように設けられている。 The liquid fuel injection valve is provided so as to inject the liquid fuel in an intake port communicating with the cylinder. The gaseous fuel injection valve is provided so as to supply the gaseous fuel to the cylinder by injecting the gaseous fuel. More specifically, the injection control unit controls fuel injection operations in the liquid fuel injection valve and the gaseous fuel injection valve, and more specifically, fuel injection by the liquid fuel injection valve and fuel injection by the gaseous fuel injection valve. Is provided to switch between.
本発明の特徴は、前記噴射制御部が、燃料噴射量補正部を備えたことにある。この燃料噴射量補正部は、補正対象噴射(前記液体燃料から前記気体燃料への切替えの直後の前記気体燃料の噴射)における前記気体燃料の燃料噴射量を減量補正するように設けられている。具体的には、例えば、前記燃料噴射量補正部は、冷間時における、前記液体燃料噴射弁による前記液体燃料の噴射中の増量補正の実施状態に応じて、前記補正対象噴射における減量補正量を設定するように構成され得る。 The present invention is characterized in that the injection control unit includes a fuel injection amount correction unit. The fuel injection amount correction unit is provided to reduce and correct the fuel injection amount of the gaseous fuel in the correction target injection (injection of the gaseous fuel immediately after switching from the liquid fuel to the gaseous fuel). Specifically, for example, the fuel injection amount correction unit performs a decrease correction amount in the correction target injection according to an execution state of the increase correction during the injection of the liquid fuel by the liquid fuel injection valve in the cold state. May be configured to set.
かかる構成を有する、本発明の燃料供給装置においては、前記噴射制御部は、前記内燃機関の運転状態等に応じて、前記気筒内に供給する燃料を、前記液体燃料と前記気体燃料との間で適宜切替える。ここで、前記液体燃料から前記気体燃料への切替えが行われる場合、前記燃料噴射量補正部は、前記補正対象噴射における前記気体燃料の燃料噴射量を、通常時(同一の運転状態にて当該燃料噴射が前記補正対象噴射ではないとき)よりも減量補正する。これにより、前記気筒内における燃料混合気が不用意にリッチとなることによる燃焼状態の悪化の発生(特に冷間時)が、良好に抑制され得る。 In the fuel supply apparatus of the present invention having such a configuration, the injection control unit supplies fuel to be supplied into the cylinder between the liquid fuel and the gaseous fuel according to an operating state of the internal combustion engine. To switch appropriately. Here, when the switching from the liquid fuel to the gaseous fuel is performed, the fuel injection amount correction unit sets the fuel injection amount of the gaseous fuel in the correction target injection at the normal time (in the same operation state). When the fuel injection is not the correction target injection), the amount of fuel is corrected to be reduced. Thereby, generation | occurrence | production of the deterioration of the combustion state (especially at the time of cold) by the fuel mixture in the said cylinder becoming rich carelessly can be suppressed favorably.
以下、本発明を具体化した一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、変形例は、当該実施形態の説明中に挿入されると首尾一貫した一実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In addition, since a modification will prevent understanding of description of one consistent embodiment, if it is inserted during the description of the said embodiment, it is described collectively at the end.
<実施形態の装置構成>
図1を参照すると、本実施形態が適用される内燃機関10は、内部に設けられた気筒11内に供給される燃料を、気体燃料としてのCNGと、液体燃料としてのガソリンと、の間で切替可能な、いわゆるバイフューエルエンジンとして構成されている。具体的には、本実施形態においては、内燃機関10は、複数(例えば4つ)の気筒11を有していて、車両の駆動輪を回転駆動させるための動力を発生するように、当該車両に搭載されている。以下、最初に、内燃機関10及びその周辺の構成について説明する。
<Apparatus Configuration of Embodiment>
Referring to FIG. 1, an
内燃機関10におけるシリンダヘッドには、複数の吸気ポート12及び排気ポート13が、各気筒11と連通可能に形成されている。吸気ポート12及び排気ポート13は、それぞれ、各気筒11に対応して設けられている。また、内燃機関10におけるシリンダヘッドには、複数の吸気弁14と、これらの吸気弁14を所定のタイミングで開閉動作させるための吸気弁駆動機構15と、が装着されている。吸気弁14は、吸気ポート12を開閉する(気筒11と吸気ポート12との連通と非連通とを切替える)ように設けられている。同様に、内燃機関10におけるシリンダヘッドには、複数の排気弁16と、これらの排気弁16を所定のタイミングで開閉動作させるための排気弁駆動機構17と、が装着されている。さらに、内燃機関10におけるシリンダヘッドには、複数の点火プラグ18が装着されている。点火プラグ18は、各気筒11に対応して設けられていて、点火コイル等を含む点火装置を介して所定タイミングに高電圧が印加されることで、燃料混合気を着火するための火花放電を気筒11内にて発生するようになっている。
A plurality of
各気筒11は、吸気ポート12を介して、吸気通路21と接続されている。吸気通路21は、吸気管部と、この吸気管部から各気筒11に対応して枝分かれした吸気マニホールドと、を備えている。吸気通路21における上述の吸気管部には、気筒11内への吸入空気量を調整する手段としてのスロットル弁22が設けられている。このスロットル弁22は、DCモータ等のスロットルアクチュエータ23によって開度調節されるようになっている。
Each
また、各気筒11は、排気ポート13を介して、排気通路31と接続されている。排気通路31は、排気管部と、この排気管部から各気筒11に対応して枝分かれした排気マニホールドと、を備えている。上述の排気管部には、排気中のCO,HC,NOx等を浄化するための触媒32が設けられている。
Each
<<燃料供給装置の構成>>
次に、内燃機関10における各気筒11に燃料を供給する燃料供給装置50の構成について説明する。この燃料供給装置50は、気筒11内に供給する燃料を、ガソリンとCNGとの間で切替可能に構成されている。具体的には、この燃料供給装置50は、ガソリン供給部51と、CNG供給部52と、噴射制御部53と、を備えている。
<< Configuration of fuel supply device >>
Next, the configuration of the fuel supply device 50 that supplies fuel to each
ガソリン供給部51は、ガソリン噴射弁511と、ガソリン配管512と、ガソリンタンク513と、フィードポンプ514と、を備えている。複数のガソリン噴射弁511は、各気筒11に対応して設けられている。本発明の「液体燃料噴射弁」としてのガソリン噴射弁511は、ガソリン配管512を介して供給されたガソリンを吸気ポート12内にて噴射するように、吸気ポート12の近傍に装着されている。各ガソリン噴射弁511は、ガソリン配管512を介して、ガソリンが貯留されているガソリンタンク513に接続されている。ガソリンタンク513内には、ガソリンをガソリン配管512に送出するためのフィードポンプ514が設けられている。
The
CNG供給部52は、CNG噴射弁521と、ガス配管522と、ガスタンク523と、レギュレータ524と、第1遮断弁525と、第2遮断弁526と、を備えている。複数のCNG噴射弁521は、各気筒11に対応して設けられている。本実施形態においては、本発明の「気体燃料噴射弁」としてのCNG噴射弁521は、ガス配管522を介して供給されたCNGを吸気ポート12内にて噴射することで、気筒11内にCNGを供給するように、吸気ポート12の近傍に装着されている。各CNG噴射弁521は、ガス配管522を介して、ガスタンク523に接続されている。ガスタンク523内には、高圧状態(例えば20MPa)のCNGが充填されている。
The
ガス配管522には、レギュレータ524が装着されている。このレギュレータ524は、いわゆる減圧弁と称されるものであって、CNG噴射弁521側に供給されるCNGの圧力(噴射側供給圧)を、ガスタンク523内における高圧状態から減圧して所定供給圧(例えば0.4MPa)に調整するようになっている。ガスタンク523とガス配管522との接続部には、第1遮断弁525が装着されている。同様に、レギュレータ524とガス配管522との接続部には、第2遮断弁526が装着されている。第1遮断弁525及び第2遮断弁526は、常閉式の電磁駆動弁であって、非通電時においてガス通路におけるCNG燃料の通流を遮断する一方で、通電時においてガス通路におけるCNG燃料の通流を許容するようになっている。
A
噴射制御部53は、ガソリン噴射弁511によるガソリン噴射とCNG噴射弁521によるCNG噴射とが択一的に行われる(すなわち1つの気筒11における同一の吸気行程に対していずれか一方の噴射のみが行われる)べく、ガソリン噴射弁511及びCNG噴射弁521における燃料噴射動作を制御するように設けられている。具体的には、噴射制御部53は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、等よりなるマイクロコンピュータ531を主体として構成されたECU530を備えている。ECU530は、マイクロコンピュータ531の他に、インタフェース等を備えている。インタフェースは、マイクロコンピュータ531と、ECU530の外部の、各種動作部(スロットルアクチュエータ23、ガソリン噴射弁511、CNG噴射弁521、等。)、後述するセンサ類、スイッチ類、等と、の間の信号の授受を仲介するように設けられている。マイクロコンピュータ531は、ROMに記憶された各種の制御プログラム(制御ルーチン)を実行することで、後述する各種センサ等からの入力に基づいて燃料噴射量や点火タイミング等を演算し、この演算結果に基づいて上述の各種動作部の駆動を制御するための駆動制御信号を出力するようになっている。
The
図1におけるマイクロコンピュータ531内には、上述の制御プログラムの実行により当該マイクロコンピュータ531上に構築される機能ブロックが示されている。図1に示されているように、本実施形態においては、マイクロコンピュータ531は、切替指令出力部532と、使用燃料決定部533と、燃料噴射量補正部534と、噴射タイミング設定部535と、噴射信号出力部536と、を備えている。また、燃料供給装置50には、スロットル開度センサ541、吸気圧センサ542、クランクポジションセンサ543、カムポジションセンサ544、冷却水温センサ545、第1圧力センサ546、及び第2圧力センサ547を含むセンサ類と、燃料選択スイッチ548を含むスイッチ類と、が設けられている。
In the
切替指令出力部532は、上述のセンサ類及びスイッチ類からの出力信号に基づいて、切替指令信号を出力するように設けられている。ここで、「切替指令信号」とは、ガソリン噴射弁511によるガソリンの噴射と、CNG噴射弁521によるCNGの噴射と、を切替えるための信号である。すなわち、この切替指令信号は、気筒11内へ供給する燃料の切替え(本実施形態においてはガソリンからCNGへの切替えとCNGからガソリンへの切替えとの2つの態様がある)を行うために出力される信号である。
The switching
使用燃料決定部533は、切替指令出力部532による切替指令信号の出力に基づいて、ガソリン噴射指令信号とCNG噴射指令信号とを切替えて、燃料噴射量補正部534、噴射タイミング設定部535、及び噴射信号出力部536に向けて出力するように設けられている。ここで、「ガソリン噴射指令信号」とは、ガソリン噴射弁511にてガソリンを噴射させるために、噴射信号出力部536等に向けて出力される信号である。一方、「CNG噴射指令信号」とは、CNG噴射弁521にてCNGを噴射させるために、噴射信号出力部536等に向けて出力される信号である。すなわち、使用燃料決定部533は、切替指令出力部532による切替指令信号の出力に基づいて、気筒11内へ供給する燃料を、ガソリンとCNGとの間で選択(決定)するようになっている。
The used
燃料噴射量補正部534は、使用燃料決定部533からの出力信号(ガソリン噴射指令信号又はCNG噴射指令信号:以下同様)と、上述のスロットル開度センサ541等を含むセンサ類からの出力信号と、に基づいて、ガソリン又はCNGの燃料噴射における基本燃料噴射量(これはECU530に含まれる他の手段によって運転状態に応じて設定される)に対する、補正量を設定(算出)し出力するようになっている。特に、本実施形態においては、燃料噴射量補正部534は、使用燃料決定部533からの出力がガソリン噴射指令信号からCNG噴射指令信号に切替えられた直後のCNG噴射(各気筒11に対する切替え後の最初のCNG噴射)である補正対象噴射に用いられる減量補正量を設定するように設けられている。この減量補正量は、上述の補正対象噴射における燃料噴射量を、その直前までのガソリン噴射の状況(具体的には吸気ポート12の内壁面におけるガソリン付着状態)に応じて減量補正するための補正量である。この減量補正量の設定の詳細については後述する。
The fuel injection
噴射タイミング設定部535は、使用燃料決定部533からの出力信号と、上述センサ類からの出力信号と、に基づいて、ガソリン噴射弁511及びCNG噴射弁521における燃料噴射のタイミングを設定するように設けられている。
The injection
噴射信号出力部536は、使用燃料決定部533からガソリン噴射指令信号を受信した場合に、基本燃料噴射量と、燃料噴射量補正部534によって設定された補正量と、噴射タイミング設定部535によって設定された燃料噴射タイミングと、に基づいて、ガソリン噴射弁511に対して、所定のタイミング及びパルス幅のガソリン噴射信号を出力するようになっている。同様に、噴射信号出力部536は、使用燃料決定部533からCNG噴射指令信号を受信した場合に、基本燃料噴射量と、燃料噴射量補正部534によって設定された補正量と、噴射タイミング設定部535によって設定された燃料噴射タイミングと、に基づいて、CNG噴射弁521に対して、所定のタイミング及びパルス幅のCNG噴射信号を出力するようになっている。
The injection
スロットル開度センサ541は、スロットル弁22の開度(スロットル開度)に対応する出力を生じるセンサであって、スロットルアクチュエータ23に内蔵されている。吸気圧センサ542は、吸気管圧力に対応する出力を生じるセンサであって、スロットル弁22よりも吸気通流方向における下流側にて、吸気通路21の吸気管部に装着されている。クランクポジションセンサ543は、機関回転速度の算出(検出)に用いられる信号、具体的には、クランクシャフトが10度回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランクシャフトが360度回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。カムポジションセンサ544は、吸気弁駆動機構15に備えられている吸気カムシャフトが90度回転する毎に(すなわちクランクシャフトが180度回転する毎に)一つのパルスを有する信号(G2信号)を発生するようになっている。冷却水温センサ545は、内燃機関10におけるシリンダブロック内を通流する冷却水の温度に対応する出力を生じるように、シリンダブロックに装着されている。
The
第1圧力センサ546は、レギュレータ524の上流側の燃料圧力に対応する出力を生じるように、レギュレータ524とガス配管522(レギュレータ524よりもガスタンク523側)との接続部付近に装着されている。第2圧力センサ547は、レギュレータ524の下流側の燃料圧力(すなわち上述の噴射側供給圧)に対応する出力を生じるように、CNG噴射弁521とガス配管522との接続部付近に装着されている。燃料選択スイッチ548は、内燃機関10を搭載した車両の運転者が内燃機関10の運転(気筒11内への供給及び気筒11内での燃焼)に使用される燃料を選択できるように、当該運転者によって操作可能に設けられている。
The
<動作説明>
以下、本実施形態の構成による動作(作用・効果)について説明する。
<Description of operation>
The operation (action / effect) according to the configuration of the present embodiment will be described below.
噴射信号出力部536は、使用燃料決定部533からの出力信号(今回噴射すべき燃料種別を規定するための出力信号:ガソリン噴射指令信号又はCNG噴射指令信号)と、当該出力信号等に応じて噴射タイミング設定部535によって設定された燃料噴射タイミングと、燃料噴射量補正部534によって適宜設定された補正量(通常の空燃比フィードバック補正量等を含む)と、に基づいて、ガソリン噴射弁511又はCNG噴射弁521に対して、所定のタイミング及びパルス幅の噴射信号(上述のガソリン噴射信号又はCNG噴射信号)を出力する。これにより、かかる噴射信号に基づいてガソリン噴射弁511又はCNG噴射弁521が駆動され、所望の量及びタイミングにて所望の燃料が噴射されて気筒11内に供給される。なお、本実施形態においても、周知のこの種の装置と同様に、始動時(特に冷間始動時)には、ガソリン噴射が行われる(特開平11−324749号公報、特開2003−206772号公報、特開2004−211610号公報、等参照。)。
The injection
燃料の切替要求の原因となる事象(例えば運転状態の変化あるいは運転者による燃料選択スイッチ548の操作)が発生すると、切替指令出力部532は、切替指令信号を適宜出力する。すなわち、切替指令出力部532は、上述センサ類や燃料選択スイッチ548からの出力信号に基づいて、切替指令信号を出力する。切替指令出力部532から切替指令信号が出力されると、使用燃料決定部533は、切替指令信号を受信してから所定時間経過後に、燃料噴射量補正部534、噴射タイミング設定部535、及び噴射信号出力部536に対する出力信号を、ガソリン噴射指令信号とCNG噴射指令信号との間で切替える。この切替えにより、ガソリン噴射弁511によるガソリンの噴射と、CNG噴射弁521によるCNGの噴射とが切替えられる。
When an event that causes a fuel switching request (for example, a change in operating state or an operation of the fuel selection switch 548 by the driver) occurs, the switching
ここで、ガソリンからCNGへの切替えが行われる場合、かかる切替えに伴う特段の燃料噴射量補正を行わないと、気筒11内における燃料混合気が不用意にリッチとなり、燃焼状態が悪化する懸念がある。かかるリッチ化は、吸気ポート12の内壁面における付着ガソリンの揮発により、CNGへの切替え直後の気筒11内に、所定量のCNGに加えて揮発ガソリンが導入されることによって生じる。特に、冷間時においては、吸気ポート12の内壁面へのガソリンの付着が顕著に生じる。よって、冷間時(さらにいえば冷間始動時)におけるガソリン噴射を経てCNG噴射に切替えられる際に、上述の燃焼悪化の懸念が高まる。
Here, when the switching from gasoline to CNG is performed, there is a concern that the fuel mixture in the
そこで、本実施形態においては、燃料噴射量補正部534は、ガソリンからCNGへの切替え直後のCNG噴射(切替え後の最初の各気筒11における吸気行程に対応するCNG噴射)である上述の補正対象噴射における、CNG噴射量を、通常時(同一の運転状態にて当該CNG噴射が補正対象噴射ではないとき)よりも減量補正する。これにより、気筒11内における燃料混合気が不用意にリッチとなることによる燃焼状態の悪化の発生(特に冷間時、さらにいえば冷間始動時)が、良好に抑制され得る。
Therefore, in the present embodiment, the fuel injection
すなわち、本実施形態においては、燃料噴射量補正部534は、使用燃料決定部533からの出力がガソリン噴射指令信号からCNG噴射指令信号に切替えられた場合に、その直前までのガソリン噴射の状況(吸気ポート12の内壁面におけるガソリン付着状態)に応じた減量補正量を設定する。具体的には、燃料噴射量補正部534は、冷間時におけるガソリン噴射弁511によるガソリン噴射中の増量補正の実施状態(より詳細には当該増量補正の積算値)に応じて、減量補正量を設定する。そして、燃料噴射量補正部534は、設定した減量補正量を用いて、補正対象噴射における通常時噴射量(同一の運転状態にて当該CNG噴射が補正対象噴射ではないことを前提としたときの噴射量)に対する補正を行う。
That is, in the present embodiment, the fuel injection
図2のタイムチャートを用いて、切替時の燃料噴射の様子をさらに詳細に説明する。なお、説明の簡単のため、図2においては、燃料選択スイッチ548の操作による燃料切替の例が示されているものとする。また、図中、横軸は時間経過を示すものとする。 The state of fuel injection at the time of switching will be described in more detail using the time chart of FIG. For ease of explanation, FIG. 2 shows an example of fuel switching by operating the fuel selection switch 548. In the figure, the horizontal axis indicates the passage of time.
時刻t1にて、燃料選択スイッチ548が、液体燃料(ガソリン)側から気体燃料(CNG)側に操作されると、切替えが可能である場合(例えばガスタンク523内のCNGの残量が充分である場合)に、切替指令信号が出力される。すると、時刻t1から所定時間経過後の時刻t2にて、実際に燃料がガソリンからCNGに切替えられる。
When the fuel selection switch 548 is operated from the liquid fuel (gasoline) side to the gaseous fuel (CNG) side at time t1, the switching is possible (for example, the remaining amount of CNG in the
ここで、本実施形態においては、図2に示されているように、時刻t2の直後のCNG噴射である補正対象噴射にて、燃料噴射量が減量補正される。これにより、上述のように、ガソリンからCNGに切替えられた直後における、気筒11内での燃焼状態の悪化の発生が、可及的に抑制される。
Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the fuel injection amount is corrected to decrease in the correction target injection that is the CNG injection immediately after time t2. Thereby, as described above, the occurrence of the deterioration of the combustion state in the
図3〜図5のフローチャートを用いて、動作手順の具体例について説明する。これらのフローチャートに示された各ルーチンは、ECU530に備えられたマイクロコンピュータ531によって、所定タイミング毎(例えば4msecあるいは所定クランク角毎)に実行されるものである。なお、図中の「S」は「ステップ」を示すものとする。
A specific example of the operation procedure will be described with reference to the flowcharts of FIGS. Each routine shown in these flowcharts is executed at predetermined timings (for example, every 4 msec or every predetermined crank angle) by the
図3に示された燃料切替ルーチンにおいては、まず、ステップ310にて、切替指令出力部532にて燃料切替要求が生じたか否かが判定される(この段階では未だ切替指令信号は出力されていない)。この燃料切替要求は、上述センサ類や燃料選択スイッチ548からの出力信号に基づいて生じるものである。燃料切替要求が生じていない場合(ステップ310=NO)、ステップ320以降の処理がスキップされ、本ルーチンが終了する。
In the fuel switching routine shown in FIG. 3, first, at
燃料切替要求が生じている場合(ステップ310=YES)、処理がステップ320に進行する。ステップ320においては、燃料の切替えが許可されるか否かが判定される。すなわち、例えば、燃料切替要求があっても、切替えるべき燃料の残量が少ない場合や、切替えるべき燃料の供給系に異常がある場合は、切替えを行うべきではない。よって、燃料の切替えが許可されない場合(ステップ320=NO)、ステップ330以降の処理がスキップされ、本ルーチンが終了する。
If a fuel switching request has occurred (
燃料の切替えが許可された場合(ステップ320=YES)、切替指令出力部532から切替指令信号が出力されるとともに、処理がステップ330以降に進行する。ステップ330においては、今回の燃料の切替えが液体燃料から気体燃料であるか否かが判定される。今回の燃料の切替えが液体燃料から気体燃料である場合(ステップ330=YES)、処理がステップ340に進行して、切替時補正フラグがセットされる。一方、今回の燃料の切替えが気体燃料から液体燃料である場合(ステップ330=NO)、ステップ340の処理がスキップされる。
When switching of fuel is permitted (step 320 = YES), a switching command signal is output from the switching
このようにして、ステップ330における判定結果(すなわち燃料の切替態様)に応じたフラグ処理が行われた後、処理がステップ350に進行し、燃料の切替え(使用燃料決定部533からの出力の、ガソリン噴射指令信号とCNG噴射指令信号との間の切替え)が実行され、本ルーチンが終了する。 In this way, after the flag processing according to the determination result in step 330 (that is, the fuel switching mode) is performed, the processing proceeds to step 350 where the fuel switching (the output from the used fuel determining unit 533) (Switching between the gasoline injection command signal and the CNG injection command signal) is executed, and this routine ends.
図4に示された液体燃料噴射制御ルーチンは、今回の燃料噴射における使用燃料が液体燃料(ガソリン)である場合に、上述の所定タイミング毎に起動される。このルーチンにおいては、まず、ステップ410において、上述のセンサ類やスイッチ類等からの出力に基づいて、現在の運転状態を表す制御パラメータである運転状態パラメータ(機関回転速度等)が取得される。次に、ステップ420において、上述の基本燃料噴射量と、基本噴射タイミング(噴射タイミング設定部535によって設定される:以下同様)とが、ステップ420にて取得された運転状態パラメータに基づいて設定される。その後、処理がステップ430に進行する。
The liquid fuel injection control routine shown in FIG. 4 is started at every predetermined timing described above when the fuel used in the current fuel injection is liquid fuel (gasoline). In this routine, first, in
ステップ430においては、現在の運転状態が冷間であるか否かが、ステップ420にて取得された運転状態パラメータに基づいて判定される。具体的には、マイクロコンピュータ531は、ステップ430において、冷却水温センサ545の出力に基づいて取得(検出)された冷却水温が所定の閾値温度以下であるか否かを判定する。現在の運転状態が冷間である場合(ステップ430=YES)、処理がステップ440〜460に進行する。一方、現在の運転状態が冷間ではない場合(ステップ430=NO)、処理がステップ480に進行する。
In
ステップ440においては、ステップ420にて取得された運転状態パラメータと、マイクロコンピュータ531におけるROMに予め格納されたマップ(ルックアップテーブル)と、に基づいて、冷間増量補正量(冷間時の吸気ポート12の内壁面へのガソリン付着を考慮した、ガソリン噴射の増量補正量)が設定される。なお、かかる冷間増量補正は、上述の通り、本願の出願時においてすでに周知であるので、その詳細については説明を省略する。次に、ステップ450においては、冷間増量補正量の積算が行われる。すなわち、前回の本ルーチンの実行時点までの積算値に対して、今回設定された冷間増量補正量が加算される。また、ステップ460においては、今回設定された冷間増量補正量を用いて、上述の基本燃料噴射量が補正される(なお、通常の空燃比フィードバック補正値も、このステップにおいて、必要に応じて併せて反映される。)。一方、ステップ480においては、通常の空燃比フィードバック補正値を用いて、上述の基本燃料噴射量が補正される。
In step 440, based on the operation state parameter acquired in step 420 and a map (look-up table) stored in advance in the ROM of the
このようにして、基本燃料噴射量に対する補正が適宜行われた後、処理がステップ490に進行する。ステップ490においては、ステップ460又は480における補正処理を経て取得された燃料噴射量に基づいてガソリン噴射弁511の駆動が制御されることで、ガソリン噴射弁511にてガソリンが所望量噴射される。その後、本ルーチンが終了する。
In this manner, after the correction for the basic fuel injection amount is appropriately performed, the process proceeds to step 490. In step 490, the
図5に示された気体燃料噴射制御ルーチンは、今回の燃料噴射における使用燃料が気体燃料(CNG)である場合に、上述の所定タイミング毎に起動される。このルーチンにおいては、まず、ステップ510において、上述のセンサ類やスイッチ類等からの出力に基づいて、現在の運転状態を表す制御パラメータである運転状態パラメータ(機関回転速度等)が取得される。次に、ステップ520において、基本燃料噴射量と基本噴射タイミングとが、ステップ520にて取得された運転状態パラメータに基づいて設定される。その後、処理がステップ530に進行する。
The gaseous fuel injection control routine shown in FIG. 5 is started at every predetermined timing described above when the fuel used in the current fuel injection is gaseous fuel (CNG). In this routine, first, in
ステップ530においては、今回の気体燃料噴射が上述の補正対象噴射であるか否かが、切替時補正フラグの設定状態に基づいて判定される。切替時補正フラグがセットされている場合(ステップ530=YES)、処理がステップ540〜560(570)に進行する。一方、切替時補正フラグがリセットされている場合(ステップ530=NO)、処理がステップ580に進行する。
In
ステップ540においては、吸気ポート12の内壁面におけるガソリンの付着状態に応じた、CNG噴射量の減量補正量が設定される。具体的には、ステップ540において、マイクロコンピュータ531は、上述の冷間増量補正量の積算値と、マイクロコンピュータ531におけるROMに予め格納されたマップ(ルックアップテーブル)と、に基づいて、減量補正量を設定する。次に、ステップ550において、上述の減量補正量を用いて、上述の基本燃料噴射量が補正される(なお、通常の空燃比フィードバック補正値も、このステップにおいて、必要に応じて併せて反映される。)。すなわち、ステップ550において、通常時噴射量(基本燃料噴射量あるいはこれが通常の空燃比フィードバック補正値によって補正されたもの)に対して、さらに、上述の減量補正量を用いた噴射量補正が行われる。
In
続くステップ560においては、補正対象噴射がこれで終了であるか否かが判定される。ここで、本実施形態においては、補正対象噴射は、各気筒11において1回ずつ行われる。このため、各気筒11において1回ずつ補正対象噴射が実行された場合(ステップ560=YES)、処理がステップ570に進行して、切替時補正フラグがリセットされる。なお、このとき、上述の冷間増量補正量の積算値もまたリセットされる。一方、まだ各気筒11において1回ずつ補正対象噴射が実行されていない場合(ステップ560=NO)、ステップ570の処理はスキップされる。
In the
今回の気体燃料噴射が上述の補正対象噴射ではない場合(ステップ530=NO)、ステップ580において、通常時の燃料噴射補正(通常の空燃比フィードバック補正)が行われる。
If the current gaseous fuel injection is not the correction target injection described above (step 530 = NO), in
このようにして、基本燃料噴射量に対する補正が適宜行われた後、処理がステップ590に進行する。ステップ590においては、ステップ550又は580における補正処理を経て取得された燃料噴射量に基づいてCNG噴射弁521の駆動が制御されることで、CNG噴射弁521にてCNGが所望量噴射される。その後、本ルーチンが終了する。
In this manner, after the correction for the basic fuel injection amount is appropriately performed, the process proceeds to step 590. In
<変形例>
以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施形態にて説明されているものと同様の構成及び機能を有する部分に対しては、上述の実施形態と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部分の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施形態における説明が適宜援用され得るものとする。もっとも、言うまでもなく、変形例とて、以下に列挙されたものに限定されるものではない。また、上述の実施形態の一部、及び、複数の変形例の全部又は一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
<Modification>
Hereinafter, some typical modifications will be exemplified. In the following description of the modified examples, the same reference numerals as those in the above embodiment can be used for portions having the same configurations and functions as those described in the above embodiment. And about description of this part, the description in the above-mentioned embodiment shall be used suitably in the range which is not technically consistent. Needless to say, the modifications are not limited to those listed below. In addition, a part of the above-described embodiment and all or a part of the plurality of modified examples can be combined appropriately as long as they are technically consistent.
本発明は、上述した具体的な装置構成に限定されない。すなわち、例えば、図6に示されているように、CNG噴射弁521は、気筒11内に気体燃料を直接噴射するように、内燃機関10に装着されていてもよい。また、気筒11の数、及びCNG噴射弁521の数についても、特段の限定はない。
The present invention is not limited to the specific apparatus configuration described above. That is, for example, as shown in FIG. 6, the
本発明は、上述した具体的な処理態様に限定されない。すなわち、例えば、切替指令信号は、命令(コマンド)であってもよいし、フラグ設定であってもよい。また、補正量の算出は、マップ(ルックアップテーブル)を用いた取得であってもよいし、所定の計算式(計算プログラム)による算出であってもよい。さらに、マップの格納場所は、ROM以外(例えばバックアップRAM)であってもよい。なお、「バックアップRAM」とは、給電中に書き換え可能にデータ等を記憶するとともに給電が停止されてもデータ等の記憶を保持する不揮発性メモリであって、フラッシュROMやEEPROM(登録商標)等がこれに該当する。 The present invention is not limited to the specific processing mode described above. That is, for example, the switching command signal may be an instruction (command) or a flag setting. The calculation of the correction amount may be acquisition using a map (lookup table), or may be calculation by a predetermined calculation formula (calculation program). Further, the map storage location may be other than ROM (for example, backup RAM). The “backup RAM” is a non-volatile memory that stores data and the like so as to be rewritable during power supply and retains the data and the like even when power supply is stopped, such as a flash ROM, an EEPROM (registered trademark), or the like. Corresponds to this.
補正対象噴射は、各気筒11に対する切替え後の燃料の最初の噴射(使用燃料決定部533からの出力がガソリン噴射指令信号からCNG噴射指令信号に切替えられた後の最初の各気筒11における吸気行程に対応する燃料噴射)に限定されない。すなわち、例えば、補正対象噴射は、使用燃料決定部533からの出力がガソリン噴射指令信号からCNG噴射指令信号に切替えられてから、各気筒11における吸気行程が数回到来するまで行われてもよい。
The correction target injection is the first injection of the fuel after switching to each cylinder 11 (the intake stroke in each
減量補正量の設定(算出)に際して、上述のような冷間時(特に冷間始動時)の増量補正量の積算値に代えて、周知の燃料付着モデル(特開平7−139393号公報、特開平11−223145号公報、特開2003−97304号公報、等参照。)によって推定された壁面付着量が用いられてもよい。 When setting (calculating) the reduction correction amount, a well-known fuel adhesion model (Japanese Patent Laid-Open No. 7-139393) is used in place of the integrated value of the increase correction amount during cold (particularly during cold start) as described above. (See Japanese Laid-Open Patent Publication No. 11-223145, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-97304, etc.).
10…内燃機関、11…気筒、12…吸気ポート、50…燃料供給装置、53…噴射制御部、511…ガソリン噴射弁、521…CNG噴射弁、534…燃料噴射量補正部。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記気筒に連通する吸気ポート(12)内にて前記液体燃料を噴射するように設けられた、液体燃料噴射弁(511)と、
前記気体燃料を噴射することで前記気筒に前記気体燃料を供給するように設けられた、気体燃料噴射弁(521)と、
前記液体燃料噴射弁による燃料噴射と前記気体燃料噴射弁による燃料噴射とを切替えるように、前記液体燃料噴射弁及び前記気体燃料噴射弁における燃料噴射動作を制御する、噴射制御部(53)と、
を備え、
前記噴射制御部は、
前記液体燃料から前記気体燃料への切替えの直後の燃料噴射である補正対象噴射における、前記気体燃料の燃料噴射量を減量補正するように設けられた、燃料噴射量補正部(534)を備えたことを特徴とする、燃料供給装置。 A fuel supply device (50) configured to be able to switch a fuel supplied into a cylinder (11) of an internal combustion engine (10) between a liquid fuel and a gaseous fuel,
A liquid fuel injection valve (511) provided to inject the liquid fuel in an intake port (12) communicating with the cylinder;
A gaseous fuel injection valve (521) provided to inject the gaseous fuel to supply the gaseous fuel to the cylinder;
An injection control unit (53) for controlling a fuel injection operation in the liquid fuel injection valve and the gaseous fuel injection valve so as to switch between fuel injection by the liquid fuel injection valve and fuel injection by the gaseous fuel injection valve;
With
The injection control unit
A fuel injection amount correction unit (534) is provided so as to correct the fuel injection amount of the gaseous fuel in a correction target injection that is a fuel injection immediately after switching from the liquid fuel to the gaseous fuel. A fuel supply device characterized by that.
前記燃料噴射量補正部は、冷間時における、前記液体燃料噴射弁による前記液体燃料の噴射中の増量補正の実施状態に応じて、前記補正対象噴射における減量補正量を設定することを特徴とする、燃料供給装置。 The fuel supply device according to claim 1,
The fuel injection amount correction unit sets a decrease correction amount in the correction target injection according to an execution state of the increase correction during the injection of the liquid fuel by the liquid fuel injection valve in the cold state. A fuel supply device.
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