JP2014152684A - Fuel injection control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、詳しくは、使用燃料を液体燃料と気体燃料の一方に選択切替して稼働する、内燃機関の当該燃料の適正な噴射を維持するものに関する。 The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine, and more particularly to a device for maintaining proper injection of the fuel of an internal combustion engine that operates by selectively switching a fuel to be used to one of liquid fuel and gaseous fuel.
燃焼室に供給する燃料として、ガソリンなどの液体燃料とCNG(Compressed Natural Gas)やLPG(Liquefied Petroleum Gas)などの気体燃料を供給して稼働する内燃機関、所謂、バイフューエルエンジンを車両に搭載して駆動源として利用することが知られている。
この種の内燃機関では、ガソリン等の液体燃料の使用頻度が少ないときに不具合を発生させる場合がある。例えば、ガソリンの場合には、不安定な炭化水素(主としてオレフィン系炭化水素)が酸化することによりチューインガムのような物質、所謂、ガム状物質を生成して、燃料を燃焼室に噴射するインジェクタ等を詰まらせるなどの不具合を発生させてしまう。
この不具合を解消するために、例えば、特許文献1では、高負荷時等のガソリン噴射領域にあることが判定された場合に液体燃料を内燃機関に補助的に噴射供給させることにより、ガソリン燃料系部品への固着や劣化を防止することが提案されている。
The vehicle is equipped with an internal combustion engine that operates by supplying liquid fuel such as gasoline and gaseous fuel such as CNG (Compressed Natural Gas) and LPG (Liquefied Petroleum Gas) as fuel to be supplied to the combustion chamber. It is known to use as a drive source.
This type of internal combustion engine may cause problems when the frequency of use of liquid fuel such as gasoline is low. For example, in the case of gasoline, an unstable hydrocarbon (mainly an olefinic hydrocarbon) is oxidized to produce a substance such as chewing gum, a so-called gum-like substance, and an injector that injects fuel into the combustion chamber. It will cause problems such as clogging.
In order to solve this problem, for example, in
しかしながら、この特許文献1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置にあっては、高負荷時という内燃機関の駆動状況に左右されるタイミングに液体燃料を噴射するだけであることから、液体燃料の噴射が実行される間隔が開いてしまう場合がある。また、この内燃機関の燃料噴射制御装置は、液体燃料の劣化を促進させる温度環境を考慮するものでもないことから、例えば、車両の走行状況や周囲環境によっては早期に液体燃料を劣化させてしまう場合もある。
そこで、本発明は、液体燃料の劣化程度に合わせて適宜、液体燃料を噴射させることで内燃機関の液体燃料の適正な噴射を維持する内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的としている。
However, in the fuel injection control device for the internal combustion engine described in
Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine that maintains proper injection of the liquid fuel of the internal combustion engine by appropriately injecting the liquid fuel according to the degree of deterioration of the liquid fuel. .
上記課題を解決する内燃機関の燃料噴射制御装置に係る発明の第1の態様は、液体燃料と気体燃料の一方を選択切替して共通の燃焼室に噴射することにより駆動する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記液体燃料の噴射停止時間を積算する停止時間積算部と、前記噴射停止時間中における前記液体燃料に対する熱的負荷を考慮して当該熱的負荷が大きいほど該液体燃料の噴射時間を長くするように調整する噴射時間調整部と、前記噴射時間調整部が調整した前記液体燃料の噴射時間に基づいて当該液体燃料を噴射する制御を実行する燃料噴射制御部と、を備えることを特徴とするものである。
上記課題を解決する内燃機関の燃料噴射制御装置に係る発明の第2の態様は、上記第1の態様の特定事項に加え、前記噴射時間調整部は、前記液体燃料に対する熱的負荷が大きいほど前記停止時間積算部が積算する前記噴射停止時間を長く調整して前記液体燃料の熱負荷劣化時間として設定する劣化時間設定部を備えて、前記燃料噴射制御部は、前記劣化時間設定部に設定されている前記熱負荷劣化時間を前記液体燃料の噴射時間とすることを特徴とするものである。
A first aspect of the invention relating to a fuel injection control device for an internal combustion engine that solves the above-mentioned problem is a fuel injection for an internal combustion engine that is driven by selectively switching one of liquid fuel and gaseous fuel and injecting the fuel into a common combustion chamber. A control device, a stop time integration unit for integrating the injection stop time of the liquid fuel, and a thermal load on the liquid fuel during the injection stop time; An injection time adjustment unit that adjusts to increase the injection time; and a fuel injection control unit that executes control to inject the liquid fuel based on the injection time of the liquid fuel adjusted by the injection time adjustment unit. It is characterized by this.
According to a second aspect of the invention relating to the fuel injection control device for an internal combustion engine that solves the above-described problem, in addition to the specific matter of the first aspect, the injection time adjustment unit increases the thermal load on the liquid fuel. The fuel injection control unit is set in the deterioration time setting unit, and includes a deterioration time setting unit that adjusts the injection stop time accumulated by the stop time integration unit to be long and sets it as a thermal load deterioration time of the liquid fuel. The thermal load deterioration time that is applied is the liquid fuel injection time.
上記課題を解決する内燃機関の燃料噴射制御装置に係る発明の第3の態様は、上記第2の態様の特定事項に加え、前記停止時間積算部は、前記内燃機関の駆動中における前記液体燃料の前記噴射停止時間を積算する駆動中停止時間積算部を備えて、前記噴射時間調整部は、前記内燃機関の駆動中における前記液体燃料に対する熱的負荷を考慮して前記駆動中停止時間積算部内の前記噴射停止時間を長く調整した前記熱負荷劣化時間を前記劣化時間設定部に設定することを特徴とするものである。
上記課題を解決する内燃機関の燃料噴射制御装置に係る発明の第4の態様は、上記第2または第3の態様の特定事項に加え、前記停止時間積算部は、前記内燃機関の停止に伴う前記液体燃料の前記噴射停止時間を積算する停止中停止時間積算部を備えて、前記噴射時間調整部は、前記内燃機関の停止中における前記液体燃料に対する熱的負荷を考慮して前記停止中停止時間積算部内の前記噴射停止時間を長く調整した前記熱負荷劣化時間を前記劣化時間設定部に設定することを特徴とするものである。
According to a third aspect of the invention relating to the fuel injection control device for an internal combustion engine that solves the above-mentioned problem, in addition to the specific matter of the second aspect, the stop time integrating unit is configured to provide the liquid fuel while the internal combustion engine is being driven. An in-drive stop time integration unit that integrates the injection stop time of the engine, and the injection time adjustment unit takes into account a thermal load on the liquid fuel during the operation of the internal combustion engine. The heat load deterioration time obtained by lengthening the injection stop time is set in the deterioration time setting unit.
According to a fourth aspect of the invention relating to a fuel injection control device for an internal combustion engine that solves the above-mentioned problem, in addition to the specific matter of the second or third aspect, the stop time integrating unit accompanies a stop of the internal combustion engine. A stop time integration unit for stopping the injection stop time of the liquid fuel is provided, and the injection time adjustment unit is stopped during the stop in consideration of a thermal load on the liquid fuel while the internal combustion engine is stopped. The thermal load deterioration time obtained by adjusting the injection stop time in the time integration unit to be long is set in the deterioration time setting unit.
上記課題を解決する内燃機関の燃料噴射制御装置に係る発明の第5の態様は、上記第2から第4のいずれか1つの態様の特定事項に加え、前記噴射時間調整部は、前記劣化時間設定部に設定する前記熱負荷劣化時間を、前記前記液体燃料の噴射停止中における前記液体燃料に対する熱的負荷程度に応じた増加割合で更新し、また、前記液体燃料の噴射程度に応じた減少割合で更新することを特徴とするものである。
上記課題を解決する内燃機関の燃料噴射制御装置に係る発明の第6の態様は、上記第2から第5のいずれか1つの態様の特定事項に加え、前記燃料噴射制御部は、前記劣化時間設定部に設定する前記熱負荷劣化時間が予め設定されている切替時間を超えたときには、噴射する燃料を前記液体燃料に切り替えて当該液体燃料の噴射を開始することを特徴とするものである。
上記課題を解決する内燃機関の燃料噴射制御装置に係る発明の第7の態様は、上記第6の態様の特定事項に加え、前記内燃機関が備える燃料タンク内の液体燃料の残量を検出する液体燃料残量検出部を備えて、前記燃料噴射制御部は、前記液体燃料残量検出部が検出する前記燃料タンク内の前記液体燃料が予め設定されている残量よりも少ないときには前記液体燃料の噴射を禁止して前記気体燃料の噴射を継続することを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the invention relating to the fuel injection control device for an internal combustion engine that solves the above-described problem, in addition to the specific matter of any one of the second to fourth aspects, the injection time adjustment unit includes the deterioration time. The thermal load deterioration time set in the setting unit is updated at an increasing rate according to the thermal load level of the liquid fuel while the liquid fuel injection is stopped, and is decreased according to the liquid fuel injection level. It is characterized by updating at a rate.
According to a sixth aspect of the invention relating to the fuel injection control device for an internal combustion engine that solves the above-mentioned problem, in addition to the specific matter of any one of the second to fifth aspects, the fuel injection control unit includes the deterioration time. When the thermal load deterioration time set in the setting unit exceeds a preset switching time, the fuel to be injected is switched to the liquid fuel and injection of the liquid fuel is started.
In a seventh aspect of the invention relating to a fuel injection control device for an internal combustion engine that solves the above-described problem, in addition to the specific matter of the sixth aspect, a remaining amount of liquid fuel in a fuel tank provided in the internal combustion engine is detected. A liquid fuel remaining amount detecting unit, wherein the fuel injection control unit detects the liquid fuel when the liquid fuel in the fuel tank detected by the liquid fuel remaining amount detecting unit is less than a preset remaining amount. And the injection of the gaseous fuel is continued.
このように、本発明の上記の第1の態様によれば、熱的負荷が大きいほど液体燃料の噴射時間を延長することができ、液体燃料の劣化程度に合わせて適宜、液体燃料を噴射させることができる。したがって、液体燃料を噴射等する部品が詰まるなどしてしまうことを未然に防止することができ、高品質な液体燃料の噴射制御を継続維持することができる。
本発明の上記の第2の態様によれば、熱的負荷の大きさに応じて延長する液体燃料の噴射停止時間を熱負荷劣化時間として設定して、その熱負荷劣化時間だけ液体燃料を噴射させることができ、液体燃料の劣化程度に応じた時間だけ液体燃料を噴射させて成分の固着を解消することができる。したがって、液体燃料を噴射等する部品が詰まる前に液体燃料を噴射して回復させることができ、高品質な液体燃料の噴射制御を継続維持することができる。
Thus, according to the first aspect of the present invention, the liquid fuel injection time can be extended as the thermal load increases, and the liquid fuel is appropriately injected in accordance with the degree of deterioration of the liquid fuel. be able to. Therefore, it is possible to prevent a part that injects liquid fuel from being clogged, and it is possible to continuously maintain high-quality liquid fuel injection control.
According to the second aspect of the present invention, the injection stop time of the liquid fuel that is extended according to the thermal load is set as the thermal load deterioration time, and the liquid fuel is injected for the thermal load deterioration time. The liquid fuel can be injected for a time corresponding to the degree of deterioration of the liquid fuel, and the sticking of the components can be eliminated. Accordingly, the liquid fuel can be injected and recovered before clogging of the components that inject the liquid fuel or the like, and high-quality liquid fuel injection control can be continuously maintained.
本発明の上記の第3の態様によれば、液体燃料を停止して気体燃料で稼働する内燃機関の温度上昇に伴う熱的負荷を考慮することができる。したがって、より信頼性高く、液体燃料を噴射等する部品が詰まる前に液体燃料を噴射して回復させることができ、高品質な液体燃料の噴射制御を継続維持することができる。
本発明の上記の第4の態様によれば、内燃機関の停止(燃料噴射停止)直後からの周囲温度による熱的負荷を考慮することができる。したがって、より信頼性高く、液体燃料を噴射等する部品が詰まる前に液体燃料を噴射して回復させることができ、高品質な液体燃料の噴射制御を継続維持することができる。
According to the third aspect of the present invention, it is possible to consider the thermal load accompanying the temperature rise of the internal combustion engine that operates with gaseous fuel while stopping the liquid fuel. Therefore, liquid fuel can be injected and recovered before clogging with components that inject liquid fuel or the like with higher reliability, and high-quality liquid fuel injection control can be continuously maintained.
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to consider the thermal load due to the ambient temperature immediately after the internal combustion engine is stopped (fuel injection is stopped). Therefore, liquid fuel can be injected and recovered before clogging with components that inject liquid fuel or the like with higher reliability, and high-quality liquid fuel injection control can be continuously maintained.
本発明の上記の第5の態様によれば、液体燃料の噴射時間として設定する熱負荷劣化時間を熱的負荷や噴射の程度に応じて増減することができる。したがって、回復に必要な程度で液体燃料を噴射させることができ、既に液体燃料を噴射して回復途中であるのにも拘わらずに、無駄に液体燃料を噴射することを抑えることができる。
本発明の上記の第6の態様によれば、熱的負荷に応じて設定する熱負荷劣化時間が切替時間を超えたときに、液体燃料の噴射タイミングとして気体燃料から切り替えて噴射制御を実行させることができる。したがって、気体燃料を噴射する条件が継続する場合でも、液体燃料を噴射等する部品が詰まる前に液体燃料を噴射して回復させることができ、高品質な液体燃料の噴射制御を継続維持することができる。
本発明の上記の第7の態様によれば、液体燃料を噴射するタイミングでも残量が足りない場合には、液体燃料の噴射を禁止することができる。したがって、燃料不足により内燃機関が停止してしまうことを回避することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the thermal load deterioration time set as the liquid fuel injection time can be increased or decreased according to the thermal load or the degree of injection. Therefore, it is possible to inject the liquid fuel to the extent necessary for recovery, and it is possible to suppress the wasteful injection of the liquid fuel even though the liquid fuel has already been injected and recovery is in progress.
According to the sixth aspect of the present invention, when the thermal load deterioration time set according to the thermal load exceeds the switching time, the injection control is executed by switching from the gaseous fuel as the liquid fuel injection timing. be able to. Therefore, even when the conditions for injecting the gaseous fuel are continued, the liquid fuel can be injected and recovered before clogging of the components for injecting the liquid fuel and the injection control of the high-quality liquid fuel is continuously maintained. Can do.
According to the seventh aspect of the present invention, when the remaining amount is insufficient even at the timing of injecting the liquid fuel, the injection of the liquid fuel can be prohibited. Therefore, it can be avoided that the internal combustion engine stops due to fuel shortage.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1〜図10は本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の一実施形態を説明する図である。
(内燃機関の構成)
図1において、内燃機関10は、ピストン11をピストンロッド12に連結して往復運動自在にシリンダボア15内に収容する機構を備えて、車両などに駆動源として搭載されている。内燃機関10は、シリンダボア15上方のシリンダヘッド16下部内面とピストン11上面との間に燃焼室17が形成されている。この内燃機関10は、燃焼室17内に導入する吸気燃焼空気と噴射燃料の混合気を点火することによる燃焼膨張と排気を繰り返すことにより、ピストン11を図中の上下方向に往復させるようになっている。これにより、内燃機関10は、その往復運動するピストン11の駆動力をピストンロッド12や変速機等を介して伝達することにより、例えば、車軸を回転させて車両の走行を実現する。ここで、内燃機関10は、イグニッションコイル19で昇圧した高電圧を不図示の点火プラグに印加してスパークさせることにより、燃焼室17内の混合気を点火する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 10 are diagrams illustrating an embodiment of a fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present invention.
(Configuration of internal combustion engine)
In FIG. 1, an
この内燃機関10は、シリンダヘッド16内に吸気弁13と排気弁14とが配設されている。この吸気弁13と排気弁14は、カムシャフト28と一体回転する駆動カム(吸気カムと排気カム)28aが図中押下方向に移動(リフト)させて、それぞれ燃焼室17に連通する吸気ポート21と排気ポート22の開口縁との間に隙間を形成することにより開閉するようになっている。
吸気ポート21には、清浄な外気を吸気する吸気側マニホールド23を構築するように、エアクリーナ25がサージタンク26を介して連通接続されている。排気ポート22には、清浄化処理した燃焼ガスを排気する排気側マニホールド24を構築するように、触媒27aを内蔵する触媒コンバータ27が接続されている。なお、サージタンク26の上流側には、車両のアクセルペダルに連動するスロットルバルブ29が配置されている。この内燃機関10は、このスロットルバルブ29の開度を調整することにより燃料と混合する燃焼空気(外気)の吸気量を制御して燃焼室17に供給する混合気の空燃比を最適化するようになっている。
In the
An
また、内燃機関10は、燃焼室17内に噴射する燃料として、液体燃料のガソリンと気体燃料のCNG(LPGでもよい)の2種の燃料を選択供給可能に、吸気側マニホールド23の吸気ポート21付近にガソリンインジェクタ(液体燃料噴射器)31とCNGインジェクタ(気体燃料噴射器)32が配設されている。
ガソリンインジェクタ31は、液体燃料タンク33に液体燃料供給管34を介して接続されている。このガソリンインジェクタ31は、液体燃料タンク33内に常圧状態で貯留するガソリンを噴射して吸気ポート21を介して燃焼室17内に供給する。この液体燃料タンク33には、貯留するガソリンが一定量の残量に到達するまで使用されたことを検出する残量センサ(液体燃料残量検出部)33aを備えており、残量センサ33aは、後述する制御装置41に接続されている。
CNGインジェクタ32は、気体燃料タンク36に気体燃料供給管37を介して接続されている。このCNGインジェクタ32は、気体燃料タンク36内に高圧状態で貯留されているCNGを圧力調整した上で噴射して吸気ポート21を介して燃焼室17内に供給する。ここで、気体燃料供給管37には、ガス状のCNG(気体燃料)の燃焼室17内への供給をCNGインジェクタ32のみで遮断することが難しいことから、減圧弁38と共にストップバルブ39を配置している。
In addition, the
The
The
(燃料噴射制御装置の構成)
この内燃機関10は、CPUやメモリなどにより構築されている制御装置41を備えている。制御装置41は、各種パラメータやセンサ情報などに基づいて予め格納する制御プログラムを実行して、内燃機関10に供給する燃料の空燃比制御を含めて車両全体を統括制御するようになっている。
ここで、この制御装置41には、残量センサ33aに加えて、吸気温度センサ42と、上流側酸素センサ(空燃比センサ)43と、下流側酸素センサ44と、エンジン水温センサ45と、クランク角センサ(速度検出部)46と、カム角センサ47と、燃料切替スイッチ48と、外気温センサ49と、吸気圧センサ51と、車速センサ52と、が接続されている。
(Configuration of fuel injection control device)
The
Here, in addition to the remaining
吸気温度センサ42は、エアクリーナ25の下流側に設置されて、燃焼室17に供給する燃焼空気の吸気温度を検出する。上流側酸素センサ43は、触媒コンバータ27の上流側に設置されて、燃焼室17から排気される燃焼後の排気ガス中における酸素濃度を検出して燃焼状況を検知する。下流側酸素センサ44は、触媒コンバータ27の下流側に設置されて、触媒27aによる浄化処理後の排気ガス中における酸素濃度を検出して浄化状況を検知する。エンジン水温センサ45は、エンジンの冷却水温度を検出する。クランク角センサ46は、駆動回転数(駆動速度)の検出や燃料噴射タイミングの同期などを目的として、不図示のクランクシャフトのクランク角を検出する。カム角センサ47は、吸気側のカムシャフト28(吸気カム28a)のカム角を検出する。燃料切替スイッチ48は、ドライバなどが暖気時や加速時などの運転状況に応じて手動で使用する燃料の切替操作をする。外気温センサ49は、内燃機関10が格納されている空間、所謂、エンジンルーム内を介して燃焼空気とする外気の温度を検出する。吸気圧センサ51は、吸気側マニホールド23内の吸気燃焼空気と噴射燃料の混合気を燃焼室17内に導入する際の吸気圧力(負圧)を検出する。車速センサ52は、車軸の回転速度(車速)を検出する。
The intake
制御装置41は、性状の異なる液体燃料と気体燃料とを選択切替して内燃機関10(燃焼室17)に供給するように、燃焼室17内に供給する燃料をガソリンからCNGに、または、CNGからガソリンに適宜切り替えるようになっている。例えば、制御装置41は、燃料切替スイッチ48による手動切替操作時、液体燃料タンク33内または気体燃料タンク36内の燃料切れの検知時、あるいは、暖気運転または定常運転や加速時などの内燃機関10の稼働モードに応じて、使用する燃料を切り替える。内燃機関10の稼働モードとしては、暖気運転や定常運転の際には安価なCNGを選択して、また、トルクが必要な加速時や登坂時にはガソリンを選択するようにすることもできる。すなわち、制御装置41がガソリンインジェクタ31とCNGインジェクタ32の燃料切替制御処理を実行するように燃料噴射制御部61を備える燃料噴射制御装置を構成している。
The
ところで、内燃機関10は、使用頻度が少ないときに、ガソリン(液体燃料)に含まれる不安定な成分(例えば、オレフィン系炭化水素などの炭化水素)が酸化してチューインガムのようなガム状物質に変質してガソリンを流通させる部品を詰まらせる可能性がある。このことから、制御装置41の燃料噴射制御部61は、適宜、ガム状物質の生成を回避するのに必要十分な時間だけ、かつ、必要なタイミングに、ガソリンインジェクタ31からガソリンを噴射する制御を実行するようになっている。
By the way, when the
この制御装置41は、図2に示すように、このガム状物質の生成回避処理を実行する燃料噴射制御部61としても機能するとともに、停止時間積算部62、駆動中停止時間積算部63、停止中停止時間積算部64、噴射時間調整部65、劣化時間設定部66としても機能するための制御プログラムやメモリが予め準備されている。
停止時間積算部62は、タイマ機能を利用して、ガソリンインジェクタ31からのガソリン噴射を停止している時間を停止毎にメモリ内に加算記録して積算する。この停止時間積算部62は、内燃機関10の駆動中におけるCNGインジェクタ32からのCNG噴射に伴うガソリン噴射の停止時間を積算する駆動中停止時間積算部63として機能するとともに、内燃機関10の停止に伴うガソリン噴射の停止時間を積算する停止中停止時間積算部64としても機能する。
As shown in FIG. 2, the
The stop
噴射時間調整部65は、ガソリンに与える熱的負荷を導出して、その熱的負荷が大きいほど停止時間積算部62が積算記録するガソリン噴射の停止時間を長めに調整し、ガソリンの熱負荷劣化時間としてメモリ内に確保されている劣化時間設定部66内に記録設定する。すなわち、噴射時間調整部65は、劣化時間設定部(メモリ)66内に記録設定する熱負荷劣化時間を用いることにより停止時間中におけるガソリンに対する熱的負荷が大きいほどメモリ内に積算記録するガソリンの噴射停止時間を長く調整するようになっている。
この噴射時間調整部65は、ガソリンに与える熱的負荷を、吸気温度センサ42、エンジン水温センサ45、外気温センサ49が検出する温度情報に基づいて考慮して、劣化時間設定部66内の熱負荷劣化時間を導出(調整)するようになっている。これに加えて、噴射時間調整部65は、クランク角センサ46が検出する内燃機関10の駆動回転数と吸気圧センサ51が検出する混合気の導入吸気圧との相関関係や、スロットルバルブ29によるスロットル開度と車速センサ52が検出する車速との相関関係にも基づいて熱負荷劣化時間を導出するようになっている。
また、噴射時間調整部65は、劣化時間設定部66内に記録設定する熱負荷劣化時間を、停止時間積算部62が積算するガソリン噴射停止時間中における熱負荷を導出して、その熱負荷程度が増加するほどその増加割合に応じて延長させる更新処理を実行するとともに、ガソリン噴射がなされた場合にはその噴射時間に応じて短縮(減少)させる更新処理を実行するようになっている。
The injection
The injection
The injection
具体的には、噴射時間調整部65は、図3に示すように、エンジン水温センサ45の検出温度(エンジン水温)に対応して水温劣化係数Cwtが設定されている。水温劣化係数Cwtとしては、エンジン水温が内燃機関10の暖機運転完了と判断する80℃以上に達したときに、水温劣化係数Cwt=0からCwt=1に切り換えて、そのエンジン水温が80℃から上昇するほど大きな係数値が設定されている。
これにより、噴射時間調整部65は、エンジン水温が80℃に達するまでは、停止時間積算部62によるガソリン噴射停止時間に水温劣化係数Cwt=0を乗算して熱負荷劣化時間を無効(=0)とし、エンジン水温が80℃から上昇するほど大きな係数値を乗算してガソリン噴射停止時間を熱的負荷の大きさに応じて延長した熱負荷劣化時間を劣化時間設定部65内に記録設定することができる。
Specifically, as shown in FIG. 3, the injection
Thus, until the engine water temperature reaches 80 ° C., the injection
さらに、噴射時間調整部65には、吸気温度センサ42の検出温度(吸気温度)に対応する吸気温劣化係数Cintが設定されている。この吸気温劣化係数Cintは、図4に示すように、燃焼室17内に噴射燃料と共に導入する吸気燃焼空気が高いほど、ガソリンの品質に与える熱的負荷が大きくなるとして、停止時間積算部62によるガソリン噴射停止時間に乗算する吸気温劣化係数Cintが大きくなるように設定されている。
噴射時間調整部65には、外気温センサ49の検出温度(外気温度)に対応する外気温劣化係数Cairが設定されている。この外気温劣化係数Cairは、図5に示すように、その外気温がガソリンを変質させるほどの熱的負荷を与えるものと考えられる40℃以上に達したときに、外気温劣化係数Cair=1から上昇させるようにして、停止時間積算部62によるガソリン噴射停止時間に乗算するように設定されている。
これにより、噴射時間調整部65は、エンジン水温だけでなく、燃焼空気の吸気温度やその燃焼空気を導入する外気温からもガソリンの品質に与える熱的負荷の大小を考慮してガソリン噴射停止時間を延長した熱負荷劣化時間を劣化時間設定部66内に記録設定することができる。
Further, an intake air temperature degradation coefficient Cint corresponding to the detected temperature (intake air temperature) of the intake
In the injection
Thereby, the injection
また、噴射時間調整部65には、クランク角センサ46が検出する内燃機関10の回転数と吸気圧センサ51が検出する吸気圧との相関関係に基づいて導出する駆動劣化係数Cloadが設定されている。この駆動劣化係数Cloadは、図6に示すように、内燃機関10のアイドリング状態での回転数や吸気圧の範囲内ではCload=1とする一方、アイドリング範囲から高回転域や高負荷での駆動に移行するほど、発熱が多くガソリンの品質に与える熱的負荷が大きくなることからその傾向に合わせて大きくなるように設定されている。
同様に、噴射時間調整部65には、スロットルバルブ29によるスロットル開度と車速センサ52が検出する車速との相関関係に基づいて導出する車速劣化係数Cspdが設定されている。この車速劣化係数Cspdは、図7に示すように、登坂等のようにスロットル開度が大きい高負荷でも車速が遅いほど、発熱に対して外気の流入が少なくガソリンの品質に与える熱的負荷が大きくなることからその傾向に合わせて大きくなるように設定されている。
これにより、噴射時間調整部65は、周囲温度などの環境だけでなく、車両や内燃機関10の駆動状況に応じてガソリンの品質に与える熱的負荷の大小を考慮してガソリン噴射停止時間を延長した熱負荷劣化時間を劣化時間設定部66内に記録設定することができる。
The injection
Similarly, a vehicle speed deterioration coefficient Cspd derived based on the correlation between the throttle opening by the
Thereby, the injection
また、噴射時間調整部65には、内燃機関10が停止する継続時間、所謂、ソーク時間Tsoakに乗算する最大ソーク時間係数Csoakが設定されている。この最大ソーク時間係数Csoakは、図8に示すように、外気温センサ49の検出温度(外気温度)が、長時間放置された場合にガソリンを変質させるほどの熱的負荷を与えるものと考えられる30℃以上に達したときに、最大ソーク時間係数Csoak=0から上昇させて、その外気温が30℃から上昇するほど大きな係数値が設定されている。
これにより、噴射時間調整部65は、外気温が30℃に達するまでは、停止時間積算部62(停止中停止時間積算部64)によるガソリン噴射停止時間、すなわち、ソーク時間Tsoakに最大ソーク時間係数Csoak=0を乗算して無効とし、外気温が30℃から上昇するほど大きな係数値の最大ソーク時間係数Csoakを乗算して延長したソーク時間Tsoakを利用するように設定されている。なお、このソーク時間中における外気温は、平均値を用いてソーク時間Tsoakを算出すればよく、また、予め設定されている期間毎に算出して積算することによりソーク時間Tsoakを算出するようにしてもよい。
The injection
Thus, the injection
そして、燃料噴射制御部61は、劣化時間設定部66内の熱負荷劣化時間に基づいて適宜のタイミングに、例えば、その熱負荷劣化時間が予め設定されている切替時間を超えたときに、適宜の時間分だけ、例えば、当該熱負荷劣化時間分だけのガソリン噴射を実行するようになっている。このとき、燃料噴射制御部61は、残量センサ33aが検出する液体燃料タンク33内に貯留するガソリンが予め設定されている残量よりも少ない(足りない)場合には、このガソリンの噴射制御を禁止してCNGの噴射制御を実行するようになっている。なお、このガソリンの噴射時間は熱負荷劣化時間に基づいてパラメータなどを乗算等する演算処理を行って算出するようにしてもよい。
Then, the fuel
詳しくは、制御装置41は、図9のメインフローチャートに示すように、内燃機関10を始動させるイグニッション(IG)−オン(ON)操作を確認すると(ステップS1)、先のIG−ON時に後述の制御処理でメモリ内に記録保持した熱負荷劣化時間Tdet-total´を読み出して処理対象データとして読込保持する(ステップS2)。
次いで、停止中停止時間積算部64が計時する内燃機関10の停止時間(ソーク時間Tsoak)中における外気温を外気温センサ49の検出情報から取得して最大ソーク時間係数Csoakを決定し、そのソーク時間Tsoakに乗算することにより重み付けして(ステップS3)、次式(1)に示すように、メモリ内に記憶保持する先のIG−OFF時点での熱負荷劣化時間Tdet-total´に算入して現在のIG-ON時点での熱負荷劣化時間Tdet-totalを算出する(ステップS4)。
Tdet-total=Tdet-total´+Tsoak×Csoak ・・・(1)
Specifically, as shown in the main flowchart of FIG. 9, when the
Next, the outside air temperature during the stop time (soak time Tsoak) of the
Tdet-total = Tdet-total ′ + Tsoak × Csoak (1)
次いで、算出した熱負荷劣化時間Tdet-totalが予め設定されている限界劣化時間Tlimよりも小さいか否か確認して(ステップS5)、小さい場合には予め設定されている設定通常時間Tusualを切替時間Tchngに設定する(ステップS6)一方、熱負荷劣化時間Tdet-totalが限界劣化時間Tlim以上であった場合には、予め設定されている設定劣化時間Tunusualを切替時間に設定する(ステップS7)。なお、Tusual<Tunusualに設定されている。
次いで、内燃機関10がガソリンで始動(稼働)されているか否かを確認して(ステップS8)、ガソリンでない、すなわち、CNGで始動されている場合にはそのままステップS12に進む一方、ガソリンで始動されている場合には、始動後の経過時間が切替時間Tchngを超えたことを確認するまで、ガソリンでの稼働を継続する(ステップS9)。
Next, it is confirmed whether or not the calculated thermal load deterioration time Tdet-total is shorter than a preset limit deterioration time Tlim (step S5). If it is shorter, the preset normal time Tusual is switched. On the other hand, when the thermal load deterioration time Tdet-total is equal to or longer than the limit deterioration time Tlim, the preset deterioration time Tunusual is set as the switching time (step S7). . In addition, it is set to Tuusual <Tunusual.
Next, it is confirmed whether or not the
このステップS9において、内燃機関10の始動後の経過時間が切替時間Tchngを超えたことを確認した後には、算出した熱負荷劣化時間Tdet-totalから切替時間Tchngを減算し(ステップS10)、この後に、内燃機関10の稼働モードに応じてガソリンとCNGを適宜選択切替する制御を実行するとともに(ステップS11)、後述の切替制御中における熱負荷劣化時間Tdet-totalの算出処理を実行する(ステップS12)。
このステップS12の算出処理においてIG−ON状態にない、すなわち、内燃機関10が停止状態にあることを確認したときには、算出した熱負荷劣化時間Tdet-totalを劣化時間設定部66内に記録して保持する(ステップS13)のと同時に、停止時間積算部62の内燃機関10の停止時間の計時処理を開始する(ステップS14)。
In step S9, after confirming that the elapsed time after the start of the
When it is confirmed in the calculation process of step S12 that the engine is not in the IG-ON state, that is, it is confirmed that the
ステップS12における熱負荷劣化時間Tdet-totalの算出処理は、図10のサブフローチャートに示すように、熱負荷劣化時間Tdet-totalの算出処理の繰り返し回数(i)をリセットした後に(ステップS101)、IG−ON状態にあることを再度確認しときに(ステップS102)、その繰り返し回数(i)をインクリメント(+1)し(ステップS103)、この後に、内燃機関10がCNG(ガス燃料)で稼働しているか否かを確認する(ステップS104)。
ステップS102において、IG−ON状態にないことが確認された場合には、図9のメインフローチャートのステップS13に進んで、算出熱負荷劣化時間Tdet-totalの記録保持と、内燃機関10の停止時間の計時開始の終了処理を実行して(ステップS14)、次のIG−ONまで待機する。
In the calculation process of the thermal load deterioration time Tdet-total in step S12, as shown in the sub-flowchart of FIG. 10, after resetting the number of repetitions (i) of the calculation process of the thermal load deterioration time Tdet-total (step S101), When it is confirmed again that it is in the IG-ON state (step S102), the number of repetitions (i) is incremented (+1) (step S103), and then the
If it is confirmed in step S102 that the engine is not in the IG-ON state, the process proceeds to step S13 in the main flowchart of FIG. 9 to record and hold the calculated thermal load deterioration time Tdet-total and to stop the
ステップS104において、内燃機関10がガス燃料(CNG)で稼働していない、要するに、内燃機関10がガソリンで稼働していることを確認した場合には、ガソリン噴射に伴う熱負荷劣化時間Tdet-totalの更新処理を行う。この更新処理では、劣化時間設定部66内に記録保持する先の熱負荷劣化時間Tdet-total(i−1)から、このサブフローチャート(熱負荷劣化時間Tdet-totalの算出処理)の繰り返し間隔時間Tintを減算する次式(2)の演算を行って、その熱負荷劣化時間Tdet-totalを書換更新した後に(ステップS201)、ステップS102に戻って同様の処理を繰り返す。
Tdet-total(i)=Tdet-total(i−1)−Tint ・・・(2)
In step S104, when it is confirmed that the
Tdet-total (i) = Tdet-total (i-1) -Tint (2)
一方、ステップS104において、内燃機関10がガス燃料(CNG)で稼働している、要するに、内燃機関10がガソリンで稼働していないことを確認した場合には、駆動中停止時間積算部63がCNG稼働に伴うガソリン噴射の停止時間を積算する駆動中停止時間Tstpに、次式(3)に示すように、ガソリンに与える熱的負荷に応じた上述の係数Cを乗算する重み付け処理を行って個別劣化時間Tdet(i)を算出する(ステップS105)。
Tdet(i)=Tstp×Cwt×Cint×Cair×Cload×Cspd ・・・(3)
Cwt:水温劣化係数、Cint:吸気温劣化係数、Cair:外気温劣化係数
Cload:駆動劣化係数、Cspd:車速劣化係数
On the other hand, in step S104, when it is confirmed that the
Tdet (i) = Tstp × Cwt × Cint × Cair × Cload × Cspd (3)
Cwt: water temperature deterioration coefficient, Cint: intake air temperature deterioration coefficient, Cair: outside air temperature deterioration coefficient
Cload: Driving deterioration coefficient, Cspd: Vehicle speed deterioration coefficient
次いで、その駆動中停止時間Tstpを劣化時間設定部66内に記録保持する先の熱負荷劣化時間Tdet-total(i−1)に加算して熱負荷劣化時間Tdet-total(i)を算出する次式(4)の演算を行って、その熱負荷劣化時間Tdet-totalを書換更新した後に(ステップS106)、その熱負荷劣化時間Tdet-totalが予め設定されている限界劣化時間Tlimよりも大きいか否か確認する(ステップS107)。
Tdet-total(i)=Tdet-total(i−1)+Tdet(i) ・・・(4)
Subsequently, the thermal load deterioration time Tdet-total (i) is calculated by adding the stop time Tstp during driving to the previous heat load deterioration time Tdet-total (i-1) recorded and held in the deterioration time setting unit 66. After the calculation of the following equation (4) is performed and the thermal load degradation time Tdet-total is rewritten and updated (step S106), the thermal load degradation time Tdet-total is larger than the preset limit degradation time Tlim. Whether or not (step S107).
Tdet-total (i) = Tdet-total (i-1) + Tdet (i) (4)
ステップS106において、熱負荷劣化時間Tdet-totalが限界劣化時間Tlim以下であることを確認した場合には、ステップS102に戻ってCNGによる内燃機関10の稼働を維持したまま同様の処理を繰り返す一方、熱負荷劣化時間Tdet-totalが限界劣化時間Tlimよりも大きいことを確認した場合には、続けて、液体燃料タンク33内のガソリンの残量を確認する(ステップS108)。
ステップS108において、ガソリン残量が予め設定されている残量以下である場合には、ステップS102に戻ってCNGによる内燃機関10の稼働を維持したまま同様の処理を繰り返す一方、ガソリン残量が設定残量よりも多いことを確認した場合には、強制的に内燃機関10を稼働する燃料をCNGからガソリンに切り替える(ステップS109)。
When it is confirmed in step S106 that the thermal load deterioration time Tdet-total is equal to or shorter than the limit deterioration time Tlim, the process returns to step S102 and the same process is repeated while maintaining the operation of the
If the remaining amount of gasoline is equal to or less than the preset remaining amount in step S108, the process returns to step S102 and the same processing is repeated while maintaining the operation of the
この後には、IG−ON状態にあることを再度確認して(ステップS110)、ステップS201と同様に、劣化時間設定部66内の先の熱負荷劣化時間Tdet-total(i−1)から繰り返し間隔時間Tintを減算する上記の計算式(2)の演算を行って、その熱負荷劣化時間Tdet-totalを書換更新する(ステップS111)。
次いで、更新した熱負荷劣化時間Tdet-totalが予め設定されている値よりも小さくなったことを確認するまで繰り返しステップS110に戻って、ガソリンでの内燃機関10の稼働を継続させた後に(ステップS112)、ステップS102に戻って、同様の処理を繰り返す。
また、ステップS110において、IG−ON状態にないことが確認された場合には、図9のメインフローチャートのステップS13に進んで、算出熱負荷劣化時間Tdet-totalの記録保持と、内燃機関10の停止時間の計時開始の終了処理を実行して(ステップS14)、次のIG−ONまで待機する。
After this, it is confirmed again that it is in the IG-ON state (step S110), and it repeats from the previous thermal load degradation time Tdet-total (i-1) in the degradation time setting unit 66 as in step S201. The calculation of the above formula (2) for subtracting the interval time Tint is performed, and the thermal load deterioration time Tdet-total is rewritten and updated (step S111).
Then, after confirming that the updated thermal load deterioration time Tdet-total has become smaller than a preset value, the process returns to step S110 repeatedly, and after the operation of the
If it is confirmed in step S110 that the engine is not in the IG-ON state, the process proceeds to step S13 in the main flowchart of FIG. 9 to record and maintain the calculated thermal load deterioration time Tdet-total and An end process for starting the stop time is executed (step S14), and the process waits until the next IG-ON.
したがって、内燃機関10を収納するエンジンルーム内に取り回されている経路途中でガソリンが熱負荷により劣化してガム状物質を生成してインジェクタ等を詰まらせる前に、そのガソリンの熱的負荷に応じた時間だけ燃焼室内に噴射させて消費することができ、ガソリンの劣化に起因するガム所物質による詰まりを未然に防止して高品質なガソリン噴射を継続維持することができる。
Therefore, before the gasoline deteriorates due to the heat load in the route routed in the engine room that houses the
ここで、本実施形態では、内燃機関10の駆動条件決定に必要なセンサ情報を利用して熱的負荷を導出しているが、これに限るものではなく、例えば、ガソリンインジェクタ31や配管などの温度を直接検出するセンサを設置して正確な温度を測定するようにして、より精度よく切替制御を実行するようにしてもよい。
また、ガソリンの噴射制御としては、ガソリンインジェクタ31の噴射時間(開弁時間)が予め設定されている条件よりも長く延長されている場合に、CNG(ガス燃料)噴射に切り替えるタイミングを遅らせるようにしてもよい。具体的には、内燃機関10の燃料噴射は、インジェクタ31等を所定時間だけ開弁することで行っており、空燃比がリッチ・リーンを繰り返すように燃料噴射の増減を行っている。このため、ガソリンインジェクタ31などにガソリンのガム状物質による詰まりが発生した場合には、設定時間の開弁を行ってもその設定時間分の燃料噴射ができずに、空燃比がリーン側に変動し易くなることから、空燃比をよりリッチ側に変動させなければならないと判断して、その開弁時間を増大させることになる。この開弁時間の増大量が予め定められた開弁時間よりも大きくなるほど熱負荷劣化時間Tdet(i)を大きくするようにしても、同様の作用効果を得ることができる。
Here, in the present embodiment, the thermal load is derived using the sensor information necessary for determining the driving condition of the
Further, as the gasoline injection control, when the injection time (valve opening time) of the
本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。 The scope of the present invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments, but includes all embodiments that provide the same effects as those intended by the present invention. Further, the scope of the invention is not limited to the combinations of features of the invention defined by the claims, but may be defined by any desired combination of particular features among all the disclosed features. .
10 内燃機関
11 ピストン
17 燃焼室
29 スロットルバルブ
31 ガソリンインジェクタ
32 CNGインジェクタ
33 液体燃料タンク
33a 残量センサ
34 液体燃料供給管
41 制御装置
42 吸気温度センサ
45 エンジン水温センサ
46 クランク角センサ
49 外気温センサ
51 吸気圧センサ
52 車速センサ
61 燃料噴射制御部
62 停止時間積算部
63 駆動中停止時間積算部
64 停止中停止時間積算部
65 噴射時間調整部
66 劣化時間設定部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記液体燃料の噴射停止時間を積算する停止時間積算部と、前記噴射停止時間中における前記液体燃料に対する熱的負荷を考慮して当該熱的負荷が大きいほど該液体燃料の噴射時間を長くするように調整する噴射時間調整部と、前記噴射時間調整部が調整した前記液体燃料の噴射時間に基づいて当該液体燃料を噴射する制御を実行する燃料噴射制御部と、を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 A fuel injection control device for an internal combustion engine that is driven by selectively switching one of liquid fuel and gaseous fuel and injecting the fuel into a common combustion chamber,
Considering the thermal load on the liquid fuel during the injection stop time and the stop time integrating unit for integrating the liquid fuel injection stop time, the liquid fuel injection time is lengthened as the thermal load increases. And an injection time adjusting unit that adjusts the liquid fuel, and a fuel injection control unit that performs control to inject the liquid fuel based on the injection time of the liquid fuel adjusted by the injection time adjusting unit. Engine fuel injection control device.
前記燃料噴射制御部は、前記劣化時間設定部に設定されている前記熱負荷劣化時間を前記液体燃料の噴射時間とすることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 The injection time adjustment unit adjusts the injection stop time accumulated by the stop time integration unit longer as the thermal load on the liquid fuel is larger, and sets a deterioration time setting unit as the heat load deterioration time of the liquid fuel. prepare for,
2. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel injection control unit sets the thermal load deterioration time set in the deterioration time setting unit as an injection time of the liquid fuel. 3.
前記噴射時間調整部は、前記内燃機関の駆動中における前記液体燃料に対する熱的負荷を考慮して前記駆動中停止時間積算部内の前記噴射停止時間を長く調整した前記熱負荷劣化時間を前記劣化時間設定部に設定することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 The stop time integrating unit includes a driving stop time integrating unit that integrates the injection stop time of the liquid fuel during driving of the internal combustion engine,
The injection time adjustment unit takes the thermal load deterioration time obtained by adjusting the injection stop time in the drive stop time integration unit longer in consideration of the thermal load on the liquid fuel during driving of the internal combustion engine. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the fuel injection control device is set in a setting unit.
前記噴射時間調整部は、前記内燃機関の停止中における前記液体燃料に対する熱的負荷を考慮して前記停止中停止時間積算部内の前記噴射停止時間を長く調整した前記熱負荷劣化時間を前記劣化時間設定部に設定することを特徴とする請求項2または3に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 The stop time integration unit includes a stop time integration unit during stop that integrates the injection stop time of the liquid fuel accompanying the stop of the internal combustion engine,
The injection time adjustment unit considers the thermal load deterioration time obtained by adjusting the injection stop time in the stop time integration unit longer in consideration of the thermal load on the liquid fuel while the internal combustion engine is stopped. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein the fuel injection control device is set in a setting unit.
前記燃料噴射制御部は、前記液体燃料残量検出部が検出する前記燃料タンク内の前記液体燃料が予め設定されている残量よりも少ないときには前記液体燃料の噴射を禁止して前記気体燃料の噴射を継続することを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 A liquid fuel remaining amount detecting unit for detecting a remaining amount of liquid fuel in a fuel tank provided in the internal combustion engine;
The fuel injection control unit prohibits the injection of the liquid fuel when the liquid fuel in the fuel tank detected by the liquid fuel remaining amount detection unit is less than a preset remaining amount, The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the injection is continued.
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