JP2015086839A - Fuel injection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料噴射装置に関し、詳しくは、駆動用燃料として少なくとも気体燃料を用いる内燃機関の燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device, and more particularly to a fuel injection device for an internal combustion engine that uses at least gaseous fuel as a driving fuel.
駆動用燃料として少なくとも気体燃料を用いる内燃機関を搭載した車両としては、例えば、液体燃料であるガソリン及び気体燃料である圧縮天然ガス(Compressed Natural Gas、以下、単に「CNG」という)等の複数の燃料を駆動用燃料として用いるバイフューエルエンジンを搭載したものが知られている。 As a vehicle equipped with an internal combustion engine that uses at least gaseous fuel as a driving fuel, for example, there are a plurality of fuels such as gasoline as a liquid fuel and compressed natural gas (hereinafter simply referred to as “CNG”) as a gaseous fuel. A vehicle equipped with a bi-fuel engine that uses fuel as a driving fuel is known.
一般に、バイフューエルエンジンを搭載した車両は、内燃機関に形成された各気筒に対して、ガソリン噴射用のインジェクタとCNG噴射用のインジェクタとを備えているため、製造コストが増加するとともに、構造が複雑になってしまうといった課題がある。 In general, a vehicle equipped with a bi-fuel engine is provided with a gasoline injection injector and a CNG injection injector for each cylinder formed in the internal combustion engine. There is a problem that it becomes complicated.
このような課題を解決するものとして、特許文献1には、液体燃料とガス燃料とを用いるバイフューエルエンジンに対して、1つの液体燃料の噴射装置で複数の気筒に液体燃料を供給するものが提案されている。
In order to solve such a problem,
しかしながら、特許文献1で提案されたものは、液体燃料の噴射装置については考慮されているものの、液体燃料の噴射装置と比較して高価な気体燃料の噴射装置については考慮されていないため、製造コストの低減及び構造の簡素化が十分に図れていないといった課題があった。
However, although what is proposed in
そこで、本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、従来のものと比較して、製造コストの低減及び構造の簡素化を十分に図ることができる燃料噴射装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve such problems, and provides a fuel injection device capable of sufficiently reducing the manufacturing cost and simplifying the structure as compared with the conventional one. For the purpose.
本発明の第1の態様は、気体燃料を噴射する気体燃料インジェクタが設けられた内燃機関の燃料噴射装置であって、気体燃料インジェクタより下流側で分岐し、内燃機関に形成された気筒のうち2つの気筒に気体燃料が均等に供給されるように、この2つの気筒に連通する燃料供給通路を形成する燃料供給管と、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の4行程のなかで、2つの気筒のうち特定な気筒が排気行程にあるときに気体燃料の噴射を開始するように気体燃料インジェクタを制御する噴射制御部とを備えたことを特徴とするものである。 A first aspect of the present invention is a fuel injection device for an internal combustion engine provided with a gaseous fuel injector for injecting gaseous fuel, and is branched from a downstream side of the gaseous fuel injector and is formed of cylinders formed in the internal combustion engine. A series of four strokes comprising a fuel supply pipe that forms a fuel supply passage communicating with the two cylinders, and an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke so that gaseous fuel is evenly supplied to the two cylinders. Among these, an injection control unit that controls the gaseous fuel injector to start injection of gaseous fuel when a specific cylinder of the two cylinders is in the exhaust stroke is provided.
本発明の第2の態様として、燃料供給通路は、特定な気筒と、特定な気筒の次に点火される気筒とに連通するようにしてもよい。 As a second aspect of the present invention, the fuel supply passage may communicate with a specific cylinder and a cylinder that is ignited next to the specific cylinder.
本発明の第3の態様として、燃料供給通路は、特定な気筒と、特定な気筒の2つ後に点火される気筒とに連通し、噴射制御部は、特定な気筒の2つ後に点火される気筒が排気行程にあるときに気体燃料の噴射を開始するように気体燃料インジェクタを更に制御するようにしてもよい。 As a third aspect of the present invention, the fuel supply passage communicates with a specific cylinder and a cylinder that is ignited after the specific cylinder, and the injection control unit is ignited after the specific cylinder. The gaseous fuel injector may be further controlled to start the injection of gaseous fuel when the cylinder is in the exhaust stroke.
本発明の第4の態様として、液体燃料を噴射する液体燃料インジェクタと、内燃機関の出力軸の回転角を検出する回転角センサと、回転角センサによって検出された回転角に基づいて、内燃機関の失火を検出する失火検出部と、失火検出部によって失火が検出された回数をカウントする失火カウンタと、を更に備え、噴射制御部は、失火カウンタによってカウントされたカウント値が予め定められた閾値を超えたことを条件として、気体燃料インジェクタによる気体燃料の噴射を禁止し、液体燃料を噴射するように液体燃料インジェクタを制御するようにしてもよい。 As a fourth aspect of the present invention, a liquid fuel injector that injects liquid fuel, a rotation angle sensor that detects a rotation angle of an output shaft of the internal combustion engine, and an internal combustion engine based on the rotation angle detected by the rotation angle sensor And a misfire counter that counts the number of times the misfire has been detected by the misfire detection unit, and the injection control unit has a predetermined threshold value counted by the misfire counter. It is also possible to prohibit the injection of gaseous fuel by the gaseous fuel injector and to control the liquid fuel injector so as to inject the liquid fuel on the condition that the above is exceeded.
本発明の第5の態様として、内燃機関の吸入空気量を調整するバルブと、内燃機関の出力軸の回転角を検出する回転角センサと、回転角センサによって検出された回転角に基づいて、内燃機関の失火を検出する失火検出部と、失火検出部によって失火が検出された回数をカウントする失火カウンタと、失火カウンタによってカウントされたカウント値が予め定められた閾値を超えたことを条件として、吸入空気量が予め定められた吸入空気量未満となるようにバルブを制御するバルブ制御部と、を更に備えるようにしてもよい。 As a fifth aspect of the present invention, based on the valve that adjusts the intake air amount of the internal combustion engine, the rotation angle sensor that detects the rotation angle of the output shaft of the internal combustion engine, and the rotation angle detected by the rotation angle sensor, On condition that a misfire detection unit that detects misfire of the internal combustion engine, a misfire counter that counts the number of times the misfire is detected by the misfire detection unit, and a count value counted by the misfire counter exceeds a predetermined threshold value And a valve control unit that controls the valve so that the intake air amount becomes less than a predetermined intake air amount.
このように、上記の第1の態様は、1つの気体燃料インジェクタで2つの気筒に気体燃料を噴射させることができるため、各気筒に対して気体燃料インジェクタが設けられた従来のものと比較して、製造コストの低減及び構造の簡素化を十分に図ることができる。 As described above, the first aspect described above can inject gas fuel into two cylinders with one gas fuel injector, and therefore, compared with the conventional one in which the gas fuel injector is provided for each cylinder. Thus, it is possible to sufficiently reduce the manufacturing cost and simplify the structure.
上記の第2の態様は、特定な気筒と、特定な気筒の次に点火される気筒との2つの気筒分の気体燃料を1つの気体燃料インジェクタに噴射させることができる。 In the second aspect, gaseous fuel for two cylinders, that is, a specific cylinder and a cylinder that is ignited next to the specific cylinder, can be injected into one gaseous fuel injector.
上記の第3の態様は、特定な気筒と、特定な気筒の2つ後に点火される気筒との2つの気筒分の気体燃料を1つの気体燃料インジェクタに噴射させることができる。 In the third aspect, gaseous fuel for two cylinders, that is, a specific cylinder and a cylinder that is ignited two times after the specific cylinder, can be injected into one gaseous fuel injector.
上記の第4の態様は、失火カウンタのカウント値が閾値を超えたことを条件として、気体燃料インジェクタによる気体燃料の噴射を禁止し、液体燃料を噴射するように液体燃料インジェクタを制御するため、内燃機関に失火が発生することを抑制することができる。 In the fourth aspect, on the condition that the count value of the misfire counter exceeds the threshold value, the gaseous fuel injector is prohibited from injecting the gaseous fuel, and the liquid fuel injector is controlled to inject the liquid fuel. The occurrence of misfire in the internal combustion engine can be suppressed.
上記の第5の態様は、失火カウンタのカウント値が閾値を超えたことを条件として、内燃機関の吸入空気量を抑制するため、内燃機関に失火が発生することを抑制することができる。 In the fifth aspect, since the intake air amount of the internal combustion engine is suppressed on the condition that the count value of the misfire counter exceeds the threshold value, the occurrence of misfire in the internal combustion engine can be suppressed.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る燃料噴射装置を搭載した車両1は、内燃機関型のエンジン2と、ECU(Electronic Control Unit)3とを含んで構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, a
エンジン2には、複数の円筒状の気筒10が形成されている。各気筒10には、ピストン11が往復に移動できるように収納されている。図2に示すように、エンジン2は、ピストン11が気筒10を2往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の4行程を行うとともに、圧縮行程及び膨張行程の間に点火を行う4サイクルのエンジンによって構成されている。
A plurality of
本実施の形態において、エンジン2は、直列4気筒のエンジンによって構成されているものとするが、本発明においては、直列6気筒エンジン、V型6気筒エンジン、V型12気筒エンジン又は水平対向6気筒エンジン等の種々の型式のエンジンによって構成されていてもよい。
また、直列に配置された4つの気筒10には、#1から#4の識別番号をそれぞれ付して図示し、以下の説明において、各気筒10を「気筒#1」、「気筒#2」、「気筒#3」又は「気筒#4」ともいう。
In the present embodiment, the
Further, the four
エンジン2には、その出力軸としてクランクシャフト12が設けられている。各気筒10に収納されたピストン11は、その往復運動を回転運動に変換するコネクティングロッドを介してクランクシャフト12に連結されている。
したがって、エンジン2は、気筒10で燃料と空気との混合気を燃焼させることによりピストン11を往復に移動させ、クランクシャフト12を回転させることにより、車両1を駆動させる駆動力を発生するようになっている。
The
Therefore, the
クランクシャフト12には、クランクシャフト12の回転角を検出する回転角センサ13が設けられている。具体的には、回転角センサ13は、クランクシャフト12と一体に回転するように設けられたシグナルロータを有している。このシグナルロータの外周部には、基準となる欠歯を除いて、一定間隔、例えば、30度毎に歯が形成されている。
また、回転角センサ13は、これら歯の通過を検出するセンサを有している。このセンサは、シグナルロータの歯の有無に応じたパルス信号を生成するようになっている。すなわち、回転角センサ13は、クランクシャフト12の回転に応じたパルス信号を生成するようになっている。
The
The
また、エンジン2には、吸気マニホールド20が設けられている。吸気マニホールド20内は、外気を吸入するための吸気通路に連通している。すなわち、吸気マニホールド20は、吸気通路と各気筒10とを連通している。
吸気マニホールド20には、各気筒10に向けて液体燃料を噴射する4つの液体燃料インジェクタ21と、各気筒10に向けて気体燃料を噴射する2つの気体燃料インジェクタ22a、22bとが設けられている。
The
The
液体燃料インジェクタ21は、ECU3によって制御されるソレノイドコイル及びニードルバルブを有している。各液体燃料インジェクタ21には、液体燃料として、例えば、ガソリンが所定の圧力で供給される。液体燃料インジェクタ21は、ECU3によってソレノイドコイルが通電されると、ニードルバルブを開いて、気筒10に向けて液体燃料を噴射するようになっている。
なお、本実施の形態における液体燃料は、ガソリンとするが、ガソリンに代えて、軽油等の炭化水素系の燃料又はエタノール等のアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料であってもよい。
The
In addition, although the liquid fuel in this Embodiment is gasoline, it replaces with gasoline and may be alcohol fuel which mixed alcohol and gasoline, such as hydrocarbon fuels, such as light oil, and ethanol.
気体燃料インジェクタ22aは、その噴射口が燃料供給管24aに接続されている。また、気体燃料インジェクタ22bは、その噴射口が燃料供給管24bに接続されている。各気体燃料インジェクタ22a、22bは、ECU3によって制御されるソレノイドコイル及びニードルバルブを有している。
本実施の形態において、各気体燃料インジェクタ22a、22bには、気体燃料として、CNGが所定の圧力で供給される。気体燃料インジェクタ22a、22bは、ECU3によってソレノイドコイルが通電されると、ニードルバルブを開いて、燃料供給管24a、24b内に向けて気体燃料すなわちCNGをそれぞれ噴射するようになっている。
The injection port of the
In the present embodiment, CNG is supplied to each
具体的には、燃料供給管24aは、気体燃料インジェクタ22aより下流側で分岐し、4つの気筒10のうち2つの気筒10にCNGが均等に供給されるように、この2つの気筒10に連通する燃料供給通路25aを形成する。本実施の形態において、燃料供給通路25aは、特定な気筒#2と、気筒#2の次に点火される気筒#1とに連通している。
すなわち、燃料供給通路25aは、気体燃料インジェクタ22aの噴射口から気筒#1までの距離及び径と、気体燃料インジェクタ22aの噴射口から気筒#2までの距離及び径とがそれぞれ等しくなるように形成されている。
Specifically, the
That is, the
燃料供給管24bは、気体燃料インジェクタ22bより下流側で分岐し、4つの気筒10のうち2つの気筒10にCNGが均等に供給されるように、この2つの気筒10に連通する燃料供給通路25bを形成する。本実施の形態において、燃料供給通路25bは、特定な気筒#3と、気筒#3の次に点火される気筒#4とに連通している。
すなわち、燃料供給通路25bは、気体燃料インジェクタ22bの噴射口から気筒#3までの距離及び径と、気体燃料インジェクタ22bの噴射口から気筒#4までの距離及び径とがそれぞれ等しくなるように形成されている。
The
That is, the
吸気マニホールド20には、吸気の脈動及び干渉を抑える所定容積のサージタンク26と、エンジン2の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ27とが設けられている。
スロットルバルブ27は、薄い円板状の弁体によって構成され、弁体の中央にシャフトを備えている。スロットルバルブ27には、ECU3の制御に応じてシャフトを回動させることによって弁体を回動させ、スロットルバルブ27に吸入空気量を調整させるスロットルバルブアクチュエータ28が設けられている。また、スロットルバルブ27には、スロットルバルブ27の開度を検出するスロットル開度センサ29が設けられている。
The
The
また、エンジン2には、排気ガスを車外に排出するための排気マニホールド30が設けられている。排気マニホールド30は、排気通路に連通している。すなわち、排気マニホールド30は、排気通路と各気筒10とを連通している。
排気マニホールド30には、触媒装置31が設けられている。触媒装置31は、一般に、排気ガスに含まれる未燃炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)及び窒素酸化物(NOx)といった有害物質を効率的に除去することができる三元触媒を備えている。この三元触媒は、好ましくはNOx含有率の高い排気ガスからでも、NOxを効率的に除去する機能を有するものが用いられる。
Further, the
A
ECU3は、CPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
ECU3のROMには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをECU3として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ECU3において、CPUがROMからRAMにプログラムを読み込んで、読み込んだプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ECU3として機能する。
The
A program for causing the computer unit to function as the
本実施の形態において、ECU3の入力ポートには、回転角センサ13及びスロットル開度センサ29を含む各種センサ類が接続されている。一方、ECU3の出力ポートには、液体燃料インジェクタ21、気体燃料インジェクタ22a、22b及びスロットルバルブアクチュエータ28等の各種制御対象類が接続されている。ECU3は、各種センサ類から得られる情報に基づいて、各種制御対象類を制御するようになっている。
In the present embodiment, various sensors including the
本実施の形態において、ECU3は、噴射制御部40を構成し、インストルメントパネル等に設けられたスイッチの操作及び車両1の運転状態に応じて、液体燃料インジェクタ21から噴射されたガソリンによってエンジン2を駆動する液体燃料駆動モードと、気体燃料インジェクタ22a、22bから噴射されたCNGによってエンジン2を駆動する気体燃料駆動モードとのいずれかの駆動モードをとるようになっている。
液体燃料駆動モードにおいて、ECU3は、各気筒10が排気行程にあるときに、ガソリンの噴射を開始させるように、各液体燃料インジェクタ21を制御するようになっている。
In the present embodiment, the
In the liquid fuel drive mode, the
図3において、ハッチングパターンによって示すように、気体燃料駆動モードにおいて、ECU3は、燃料供給通路25a、25bがそれぞれ連通する2つの気筒10のうち特定な気筒が排気行程にあるときに、CNGの噴射を開始するように気体燃料インジェクタ22a、22bを制御するようになっている。
すなわち、ECU3は、燃料供給通路25aが連通する2つの気筒#1、#2のうち特定な気筒#2が排気行程にあるときに、CNGの噴射を開始するように気体燃料インジェクタ22aを制御するようになっている。
In FIG. 3, as indicated by the hatching pattern, in the gaseous fuel drive mode, the
That is, the
ここで、気筒#2に対しては、液体燃料駆動モードにあるときと、ほぼ等しいタイミングでCNGが噴射される。一方、気筒#1に対しては、液体燃料駆動モードにあるときに対して、早めにCNGが噴射されることになる。
しかしながら、CNGは、気体であるため、吸気マニホールド20の内面及び吸気マニホールド20内と気筒#1とを開閉するバルブに付着しない。このため、気筒#1に対してもCNGが不足することなく供給される。
また、ECU3は、各気筒10にCNGを噴射する場合と比べて、2気筒分、すなわち、2倍の量のCNGを噴射するように、気体燃料インジェクタ22aを制御するようになっている。
Here, CNG is injected into
However, since CNG is a gas, it does not adhere to the inner surface of the
The
同様に、気体燃料駆動モードにおいて、ECU3は、燃料供給通路25aが連通する2つの気筒#3、#4のうち特定な気筒#3が排気行程にあるときに、CNGの噴射を開始するように気体燃料インジェクタ22aを制御するようになっている。
ここで、気筒#3に対しては、液体燃料駆動モードにあるときと、ほぼ等しいタイミングでCNGが噴射される。一方、気筒#4に対しては、液体燃料駆動モードにあるときに対して、早めにCNGが噴射されることになる。
しかしながら、CNGは、気体であるため、吸気マニホールド20の内面及び吸気マニホールド20内と気筒#4とを開閉するバルブに付着しない。このため、気筒#4に対してもCNGが不足することなく供給される。
また、ECU3は、各気筒10にCNGを噴射する場合と比べて、2気筒分、すなわち、2倍の量のCNGを噴射するように、気体燃料インジェクタ22bを制御するようになっている。
Similarly, in the gaseous fuel drive mode, the
Here, CNG is injected into
However, since CNG is a gas, it does not adhere to the inner surface of the
Further, the
以上のように、本実施の形態は、気筒#1、#2の2つの気筒10分のCNGを気体燃料インジェクタ22aに噴射させ、気筒#3、#4の2つの気筒10分のCNGを気体燃料インジェクタ22bに噴射させることができるため、各気筒に対して気体燃料インジェクタが設けられた従来のものと比較して、製造コストの低減及び構造の簡素化を十分に図ることができる。
なお、本実施の形態に代えて、燃料供給通路25aが特定な気筒#1と、気筒#1の次に点火される気筒#3とに連通するように燃料供給管25aを構成し、燃料供給通路25aが特定な気筒#4と、気筒#4の次に点火される気筒#2とに連通するように燃料供給管25bを構成してもよい。この場合には、ECU3は、特定な気筒#1が排気行程にあるときに気体燃料インジェクタ22aにCNGを噴射させ、特定な気筒#4が排気行程にあるときに気体燃料インジェクタ22bにCNGを噴射させるように構成される。
As described above, in the present embodiment, the CNG for two
Instead of the present embodiment, the
(第2の実施の形態)
本実施の形態においては、本発明の第1の実施の形態との相違点について説明する。また、本実施の形態における構成要素のうち、本発明の第1の実施の形態と同様なものについては、同一の符号で示し、相違する点について説明する。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, differences from the first embodiment of the present invention will be described. In addition, among the components in the present embodiment, the same components as those in the first embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals, and different points will be described.
図4に示すように、本実施の形態における気体燃料インジェクタ22aは、その噴射口が燃料供給管50aに接続されている。また、気体燃料インジェクタ22bは、その噴射口が燃料供給管50bに接続されている。
As shown in FIG. 4, the
燃料供給管50aは、気体燃料インジェクタ22aより下流側で分岐し、4つの気筒10のうち2つの気筒10にCNGが均等に供給されるように、気筒10に連通する燃料供給通路51aを形成する。本実施の形態において、燃料供給通路51aは、特定な気筒#1と、気筒#1の2つ後に点火される気筒#4とに連通している。
すなわち、燃料供給通路51aは、気体燃料インジェクタ22aの噴射口から気筒#1までの距離及び径と、気体燃料インジェクタ22aの噴射口から気筒#4までの距離及び径とがそれぞれ等しくなるように形成されている。
The
That is, the
燃料供給管50bは、気体燃料インジェクタ22bより下流側で分岐し、4つの気筒10のうち2つの気筒10にCNGが均等に供給されるように、気筒10に連通する燃料供給通路51bを形成する。本実施の形態において、燃料供給通路51bは、特定な気筒#2と、気筒#2の2つ後に点火される気筒#3とに連通している。
すなわち、燃料供給通路51bは、気体燃料インジェクタ22bの噴射口から気筒#2までの距離及び径と、気体燃料インジェクタ22bの噴射口から気筒#3までの距離及び径とがそれぞれ等しくなるように形成されている。
The
That is, the
ECU3は、本発明の第1の実施の形態に対して、ROMに記憶されたプログラムが相違する。具体的には、ECU3は、噴射制御部60を構成し、インストルメントパネル等に設けられたスイッチの操作及び車両1の運転状態に応じて、液体燃料インジェクタ21から噴射されたガソリンによってエンジン2を駆動する液体燃料駆動モードと、気体燃料インジェクタ22a、22bから噴射されたCNGによってエンジン2を駆動する気体燃料駆動モードとのいずれかの駆動モードをとるようになっている。
液体燃料駆動モードにおいて、ECU3は、各気筒10が排気行程にあるときに、ガソリンの噴射を開始させるように、各液体燃料インジェクタ21を制御するようになっている。
The
In the liquid fuel drive mode, the
図5おいて、ハッチングパターンによって示すように、気体燃料駆動モードにおいて、ECU3は、燃料供給通路51a、51bがそれぞれ連通する2つの気筒10のうち特定な気筒が排気行程にあるときに、CNGの噴射を開始するように気体燃料インジェクタ22a、22bを制御するようになっている。
In FIG. 5, as indicated by the hatching pattern, in the gaseous fuel drive mode, the
すなわち、ECU3は、燃料供給通路51aが連通する2つの気筒#1、#4が排気行程にあるときに、CNGの噴射を開始するように気体燃料インジェクタ22aを制御するようになっている。
ここで、気筒#1、#4に対しては、液体燃料駆動モードにあるときと、ほぼ等しいタイミングでCNGが噴射される。
That is, the
Here, CNG is injected into
また、ECU3は、各気筒10に燃料を噴射するときの量と比べて、8/5倍の量のCNGを噴射するように、気体燃料インジェクタ22aを制御するようになっている。すなわち、ECU3は、1つの気筒10に対して、4/5倍の量のCNGを噴射するように、気体燃料インジェクタ22aを制御するようになっている。
ここで、気筒#1が排気行程にあるときに、気筒#4が圧縮行程にあるため、気筒#1が吸気行程になったときに、気筒#4に噴射されたCNGの一部が、気筒#1に吸気される。このとき、気筒#4には、1/5倍程度のCNGが残っているため、気筒#1に吸気されるCNGは、排気行程にあるときに噴射された4/5倍の量のCNGと合わせて、1倍となる。同様に、気筒#4に吸気されるCNGの量も1倍となる。
The
Here, when
また、気体燃料駆動モードにおいて、ECU3は、燃料供給通路51aが連通する2つの気筒#2、#3が排気行程にあるときに、CNGの噴射を開始するように気体燃料インジェクタ22bを制御するようになっている。
ここで、気筒#2、#3に対しては、液体燃料駆動モードにあるときと、ほぼ等しいタイミングでCNGが噴射される。
In the gaseous fuel drive mode, the
Here, CNG is injected into
また、ECU3は、各気筒10に燃料を噴射する場合と比べて、8/5倍の量のCNGを噴射するように、気体燃料インジェクタ22bを制御するようになっている。すなわち、ECU3は、1つの気筒10に対して、4/5倍の量のCNGを噴射するように、気体燃料インジェクタ22bを制御するようになっている。
Further, the
本実施の形態においては、本発明の第1の実施の形態に対して、各気筒10が排気行程と圧縮行程とにおいてCNGが噴射され、排気行程で噴射された4/5倍の量のCNGと、圧縮行程で噴射された1/5倍の量のCNGを吸気行程で吸気する。このため、エンジン2の機関回転数が高くなると、各気筒10は、圧縮行程で噴射されたCNGを十分に吸気することができなくなり、エンジン2が失火する可能性がある。
In the present embodiment, as compared with the first embodiment of the present invention, each
このため、図4に示したように、ECU3は、回転角センサ13によって検出された回転角に基づいて、エンジン2の失火を検出する失火検出部61と、失火検出部61によって失火が検出された回数をカウントする失火カウンタ62とを構成する。
For this reason, as shown in FIG. 4, the
失火検出部61は、回転角センサ13によって生成されたパルス信号の欠歯に該当する位置を基準として、パルス信号のパルスをカウントし、エンジン2が運転状態にあるにもかかわらず、カウントに遅れがあった場合には、失火として検出するようになっている。
The
また、ECU3は、失火カウンタ62によってカウントされたカウント値Cmが予め定められた閾値TH(例えば、4)を超えたことを条件として、気体燃料インジェクタ22a、22bによる気体燃料の噴射を禁止し、液体燃料を噴射するように液体燃料インジェクタ21を制御するようになっている。
すなわち、ECU3は、失火カウンタ62によってカウントされたカウント値Cmが予め定められた閾値THを超えたことを条件として、駆動モードを気体燃料駆動モードから液体燃料駆動モードに切り替えるようになっている。
Further, the
That is, the
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る燃料噴射装置による失火検出動作について図6を参照して説明する。なお、以下に説明する失火検出動作は、例えば、インストルメントパネル等に設けられたスイッチによって気体燃料駆動モードが選択されたときに実行される。 The misfire detection operation by the fuel injection device according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG. The misfire detection operation described below is executed, for example, when the gaseous fuel drive mode is selected by a switch provided on an instrument panel or the like.
まず、ECU3は、駆動モードとして気体燃料駆動モードを選択する(ステップS1)。次いで、ECU3は、回転角センサ13によって検出された回転角に基づいて、エンジン2の失火を検出したか否かを判断する(ステップS2)。
ここで、エンジン2の失火を検出しなかったと判断した場合には、ECU3は、失火検出動作をステップS1に戻す。一方、エンジン2の失火を検出したと判断した場合には、ECU3は、失火カウンタ62のカウント値Cmに1を加算する(ステップS3)。
First, the
If it is determined that the misfire of the
次いで、ECU3は、失火カウンタ62のカウント値Cmが閾値THを超えたか否かを判断する(ステップS4)。ここで、失火カウンタ62のカウント値Cmが閾値THを超えていないと判断した場合には、ECU3は、失火検出動作をステップS1に戻す。一方、失火カウンタ62のカウント値Cmが閾値THを超えたと判断した場合には、ECU3は、駆動モードを気体燃料駆動モードから液体燃料駆動モードに切り替える(ステップS5)。
Next, the
次いで、ECU3は、所定時間にわたって失火検出部61によって失火が検出されていないか否かを判断する(ステップS6)。ここで、失火が検出されたと判断した場合には、ECU3は、失火検出動作をステップS5に戻す。
一方、失火が検出されていないと判断した場合には、ECU3は、失火カウンタ62のカウント値Cmを0にリセットし(ステップS7)、失火検出動作をステップS1に戻す。
Next, the
On the other hand, when determining that no misfire has been detected, the
例えば、図7に示すように、時刻t1から時刻t5までの各時刻において、失火検出部61によって失火が検出された場合には、時刻t5で失火カウンタ62によってカウントされたカウント値Cmが予め定められた閾値TH(=4)を超えるため、噴射制御部60は、駆動モードを気体燃料駆動モードから液体燃料駆動モードに切り替える。
For example, as shown in FIG. 7, if misfire is detected by the
以上のように、本実施の形態は、気筒#1、#4の2つの気筒10分のCNGを気体燃料インジェクタ22aに噴射させ、気筒#2、#3の2つの気筒10分のCNGを気体燃料インジェクタ22bに噴射させることができるため、各気筒に対して気体燃料インジェクタが設けられた従来のものと比較して、製造コストの低減及び構造の簡素化を十分に図ることができる。
As described above, in the present embodiment, the CNG for two
また、本実施の形態は、失火カウンタ62のカウント値Cmが閾値THを超えたことを条件として、気体燃料インジェクタ22a、22bによる気体燃料の噴射を禁止し、液体燃料を噴射するように液体燃料インジェクタを制御するため、エンジン2に失火が発生することを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, on the condition that the count value Cm of the
(第3の実施の形態)
本実施の形態においては、本発明の第2の実施の形態との相違点について説明する。また、本実施の形態における構成要素のうち、本発明の第2の実施の形態と同様なものについては、同一の符号で示し、相違する点について説明する。
(Third embodiment)
In the present embodiment, differences from the second embodiment of the present invention will be described. In addition, among the components in the present embodiment, the same components as those in the second embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals, and different points will be described.
ECU3は、本発明の第2の実施の形態に対して、ROMに記憶されたプログラムが相違する。具体的には、本発明の第2の実施の形態においては、ECU3は、噴射制御部60を構成していたのに対し、図9に示すように、噴射制御部70を構成する。
The
噴射制御部70は、噴射制御部60に対し、失火カウンタ62によってカウントされたカウント値Cmが予め定められた閾値THを超えたことを条件として、気体燃料インジェクタ22a、22bによる気体燃料の噴射を禁止し、液体燃料を噴射するように液体燃料インジェクタ21を制御する機能が省かれている。
The
これに代えて、ECU3は、失火カウンタ62によってカウントされたカウント値Cmが予め定められた閾値THを超えたことを条件として、エンジン2の吸入空気量が予め定められた吸入空気量未満となるようにスロットルバルブアクチュエータ28を介してスロットルバルブ27を制御するバルブ制御部71を更に構成するようになっている。
Instead, the
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る燃料噴射装置による失火検出動作について図9を参照して説明する。なお、以下に説明する失火検出動作は、例えば、インストルメントパネル等に設けられたスイッチによって気体燃料駆動モードが選択されたときに実行される。 The misfire detection operation by the fuel injection device according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG. The misfire detection operation described below is executed, for example, when the gaseous fuel drive mode is selected by a switch provided on an instrument panel or the like.
まず、ECU3は、駆動モードとして気体燃料駆動モードを選択する(ステップS11)。次いで、ECU3は、回転角センサ13によって検出された回転角に基づいて、エンジン2の失火を検出したか否かを判断する(ステップS12)。
ここで、エンジン2の失火を検出しなかったと判断した場合には、ECU3は、失火検出動作をステップS11に戻す。一方、エンジン2の失火を検出したと判断した場合には、ECU3は、失火カウンタ62のカウント値Cmに1を加算する(ステップS13)。
First, the
If it is determined that the misfire of the
次いで、ECU3は、失火カウンタ62のカウント値Cmが閾値THを超えたか否かを判断する(ステップS14)。ここで、失火カウンタ62のカウント値Cmが閾値THを超えていないと判断した場合には、ECU3は、失火検出動作をステップS11に戻す。
一方、失火カウンタ62のカウント値Cmが閾値THを超えたと判断した場合には、ECU3は、エンジン2の吸入空気量が予め定められた吸入空気量THq未満となるようにスロットルバルブアクチュエータ28を介してスロットルバルブ27を制御する(ステップS15)。
Next, the
On the other hand, when it is determined that the count value Cm of the
次いで、ECU3は、所定時間にわたって失火検出部61によって失火が検出されていないか否かを判断する(ステップS16)。ここで、失火が検出されたと判断した場合には、ECU3は、失火検出動作をステップS15に戻す。
一方、失火が検出されていないと判断した場合には、ECU3は、失火カウンタ62のカウント値Cmを0にリセットし(ステップS17)、失火検出動作をステップS11に戻す。
Next, the
On the other hand, when determining that no misfire has been detected, the
例えば、図10に示すように、時刻t1から時刻t5までの各時刻において、失火検出部61によって失火が検出された場合には、時刻t5で失火カウンタ62によってカウントされたカウント値Cmが予め定められた閾値TH(=4)を超えるため、バルブ制御部71は、エンジン2の吸入空気量が予め定められた吸入空気量THq未満となるようにスロットルバルブアクチュエータ28を介してスロットルバルブ27を制御する。すなわち、時刻t5で、スロットルバルブ27は、非制限状態から制限状態になる。
For example, as shown in FIG. 10, when misfire is detected by the
以上のように、本実施の形態は、本発明の第2の実施の形態と同様に、気筒#1、#4の2つの気筒10分のCNGを気体燃料インジェクタ22aに噴射させ、気筒#2、#3の2つの気筒10分のCNGを気体燃料インジェクタ22bに噴射させることができるため、各気筒に対して気体燃料インジェクタが設けられた従来のものと比較して、製造コストの低減及び構造の簡素化を十分に図ることができる。
As described above, in the present embodiment, similarly to the second embodiment of the present invention, CNG corresponding to 10 cylinders of two
また、本実施の形態は、失火カウンタ62のカウント値Cmが閾値THを超えたことを条件として、エンジン2の吸入空気量を抑制するため、エンジン2に失火が発生することを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, on the condition that the count value Cm of the
以上、本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が特許請求の範囲に記載された請求項に含まれることが意図されている。 Although the embodiments of the present invention have been disclosed above, it is obvious that those skilled in the art can make modifications without departing from the scope of the present invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the claims recited in the claims.
1 車両
2 エンジン(内燃機関)
3 ECU(噴射制御部、失火検出部、失火カウンタ、バルブ制御部)
10 気筒
12 クランクシャフト(出力軸)
13 回転角センサ
21 液体燃料インジェクタ
22a、22b 気体燃料インジェクタ
24a、24b、50a、50b 燃料供給管
25a、25b、51a、51b 燃料供給通路
27 スロットルバルブ(バルブ)
40、60、70 噴射制御部
61 失火検出部
62 失火カウンタ
71 バルブ制御部
1
3 ECU (injection control unit, misfire detection unit, misfire counter, valve control unit)
10
DESCRIPTION OF
40, 60, 70
Claims (5)
前記気体燃料インジェクタより下流側で分岐し、前記内燃機関に形成された気筒のうち2つの気筒に前記気体燃料が均等に供給されるように、該2つの気筒に連通する燃料供給通路を形成する燃料供給管と、
吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の4行程のなかで、前記2つの気筒のうち特定な気筒が前記排気行程にあるときに前記気体燃料の噴射を開始するように前記気体燃料インジェクタを制御する噴射制御部と、を備えた燃料噴射装置。 A fuel injection device for an internal combustion engine provided with a gaseous fuel injector for injecting gaseous fuel,
A fuel supply passage is formed that branches downstream from the gaseous fuel injector and communicates with the two cylinders so that the gaseous fuel is uniformly supplied to two of the cylinders formed in the internal combustion engine. A fuel supply pipe;
In the series of four strokes including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke, the gas fuel injection is started when a specific cylinder of the two cylinders is in the exhaust stroke. An injection control unit that controls a fuel injector.
前記噴射制御部は、前記特定な気筒の2つ後に点火される気筒が前記排気行程にあるときに前記気体燃料の噴射を開始するように前記気体燃料インジェクタを更に制御することを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射装置。 The fuel supply passage communicates with the specific cylinder and a cylinder that is ignited two times after the specific cylinder,
The said injection control part further controls the said gaseous fuel injector so that injection of the said gaseous fuel may be started when the cylinder ignited after the said specific cylinder exists in the said exhaust stroke. Item 4. The fuel injection device according to Item 1.
前記内燃機関の出力軸の回転角を検出する回転角センサと、
前記回転角センサによって検出された回転角に基づいて、前記内燃機関の失火を検出する失火検出部と、
前記失火検出部によって失火が検出された回数をカウントする失火カウンタと、を更に備え、
前記噴射制御部は、前記失火カウンタによってカウントされたカウント値が予め定められた閾値を超えたことを条件として、前記気体燃料インジェクタによる気体燃料の噴射を禁止し、前記液体燃料を噴射するように前記液体燃料インジェクタを制御することを特徴とする請求項3に記載の燃料噴射装置。 A liquid fuel injector for injecting liquid fuel; and
A rotation angle sensor for detecting a rotation angle of the output shaft of the internal combustion engine;
A misfire detection unit that detects misfire of the internal combustion engine based on the rotation angle detected by the rotation angle sensor;
A misfire counter that counts the number of times misfire has been detected by the misfire detection unit, and
The injection control unit prohibits injection of gaseous fuel by the gaseous fuel injector and injects the liquid fuel on condition that the count value counted by the misfire counter exceeds a predetermined threshold value. The fuel injection device according to claim 3, wherein the liquid fuel injector is controlled.
前記内燃機関の出力軸の回転角を検出する回転角センサと、
前記回転角センサによって検出された回転角に基づいて、前記内燃機関の失火を検出する失火検出部と、
前記失火検出部によって失火が検出された回数をカウントする失火カウンタと、
前記失火カウンタによってカウントされたカウント値が予め定められた閾値を超えたことを条件として、前記吸入空気量が予め定められた吸入空気量未満となるように前記バルブを制御するバルブ制御部と、を更に備えたことを特徴とする請求項3に記載の燃料噴射装置。 A valve for adjusting the intake air amount of the internal combustion engine;
A rotation angle sensor for detecting a rotation angle of the output shaft of the internal combustion engine;
A misfire detection unit that detects misfire of the internal combustion engine based on the rotation angle detected by the rotation angle sensor;
A misfire counter that counts the number of times misfire has been detected by the misfire detector;
A valve control unit that controls the valve so that the intake air amount becomes less than a predetermined intake air amount on condition that the count value counted by the misfire counter exceeds a predetermined threshold; The fuel injection device according to claim 3, further comprising:
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