JP2015113813A - Fuel supply method of gasoline alternative fuel engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、既設エンジンのガソリン噴射システムを、例えばCNGのような非ガソリン燃料の噴射システムに利用したものにおけるガソリン代替燃料エンジンの燃料供給方法に関するものである。 The present invention relates to a fuel supply method for a gasoline alternative fuel engine in which a gasoline injection system of an existing engine is used for a non-gasoline fuel injection system such as CNG.
ガソリンとは組成、気化性などの特性が異なるLPGを火花点火エンジンの燃料に使用することは広く知られており、レギュレータ(ベーパライザ)とミキサとを用いて大気圧程度の圧力に調整した気化ガスを吸気管路に吸引させてエンジンに供給する、という従前から行なわれている周知の方式に代えて、特開平6−17709号公報などに記載されているように気体の状態にして所定圧力に調整したLPGを吸気管路に噴射させてエンジンに供給する方式や、実開昭61−138860号公報などに記載されているようにLPGを液体のまま吸気管路に噴射させてエンジンに供給する方式が提供されている。一方、CNGはLPGに比べて気体の状態を安定よく維持するので、所定の正圧ガスに調整し吸気管路に噴射させてエンジンに供給することが実用化されている。 It is widely known that LPG, which has different composition and vaporization characteristics from gasoline, is used as a fuel for spark ignition engines. The vaporized gas is adjusted to a pressure of about atmospheric pressure using a regulator (vaporizer) and a mixer. Instead of the well-known method of sucking the air into the intake pipe and supplying it to the engine, the gas is brought into a predetermined pressure as described in JP-A-6-17709. The adjusted LPG is injected into the intake pipe and supplied to the engine, or as described in Japanese Utility Model Publication No. 61-138860, the LPG is injected into the intake pipe as a liquid and supplied to the engine. A scheme is provided. On the other hand, since CNG maintains a gas state more stably than LPG, it has been put into practical use that it is adjusted to a predetermined positive pressure gas, injected into the intake pipe, and supplied to the engine.
そして、前記従来のガソリン代替燃料エンジンの燃料供給方法として例えば図4に示したように、エンジン1の排気管2にλセンサ3を配置してガソリン用電子制御装置(ECU)4において前記排気管2に設置したλセンサ3が検知したエンジン1の排気中のλ値(供給される空気量/理論的に必要な空気量)と理論的に必要なガソリン用目標λ値(空気過剰率)とを比較して算出したガソリン噴射量をガソリン噴射弁5から吸気管6に噴射するフィードバック制御を行うエンジン既設のガソリン噴射システムにおいて、図5に示したように前記ガソリン用電子制御装置4がエンジン1の運転状態に応じて出力する前記ガソリン噴射量を入力してCNGのような非ガソリン燃料の噴射量を算出する非ガソリン燃料用電子制御装置7および非ガソリン燃料噴射弁8を具えた非ガソリン燃料噴射システムを増設し、前記非ガソリン燃料用電子制御装置7が前記ガソリン噴射信号の入力により前記非ガソリン燃料噴射弁8に非ガソリン燃料噴射信号を出力するガソリン代替燃料エンジンの燃料噴射システムが知られている(例えばLPGについて特開2008−69637号公報)。 As a fuel supply method for the conventional gasoline alternative fuel engine, for example, as shown in FIG. 4, a λ sensor 3 is arranged in the exhaust pipe 2 of the engine 1, and the electronic control unit (ECU) 4 for gasoline uses the exhaust pipe. Λ value in the exhaust of the engine 1 detected by the λ sensor 3 installed in 2 (the amount of supplied air / theoretically required air) and the theoretically required target λ value for gasoline (the excess air ratio) In the existing gasoline injection system that performs feedback control for injecting the gasoline injection amount calculated by comparing the two into the intake pipe 6 from the gasoline injection valve 5, as shown in FIG. The non-gasoline fuel electronic control unit 7 for calculating the injection amount of non-gasoline fuel such as CNG by inputting the gasoline injection amount output in accordance with the operation state of the vehicle and the non-gasoline A non-gasoline fuel injection system including a phosphorus fuel injection valve 8 is added, and the non-gasoline fuel electronic control device 7 outputs a non-gasoline fuel injection signal to the non-gasoline fuel injection valve 8 in response to the input of the gasoline injection signal. A fuel injection system for a gasoline alternative fuel engine is known (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-69637 for LPG).
しかしながら、前記図5に示した従来のCNGのような非ガソリン燃料を用いたガソリン代替燃料エンジンの燃料噴射システムにおいては、使用燃料の性質からCNGとガソリンとでは前記目標λが異なる場合があるが、フィードバック制御をしていることから前記非ガソリン燃料用電子制御装置7においてガソリン用目標λ値(空気過剰率)は変えられないのでCNG燃料についてのλ値を用いることができず、理想的な空燃比で燃料制御ができないという問題がある。 However, in the fuel injection system of a gasoline alternative fuel engine using non-gasoline fuel such as the conventional CNG shown in FIG. 5, the target λ may be different between CNG and gasoline due to the nature of the fuel used. Since the non-gasoline fuel electronic control unit 7 does not change the target λ value (excess air ratio) for gasoline because the feedback control is performed, the λ value for CNG fuel cannot be used. There is a problem that fuel control cannot be performed at the air-fuel ratio.
本発明は前記ガソリン代替燃料エンジンの燃料噴射システムにおいて、CNGのような非ガソリン燃料を用いた場合にも優れた空燃比を発揮させて確実なエンジン制御を可能にするガソリン代替燃料エンジンの燃料噴射方法を提供することを課題とする。 In the fuel injection system of the gasoline alternative fuel engine, the fuel injection of the gasoline alternative fuel engine that enables excellent engine control by exerting an excellent air-fuel ratio even when non-gasoline fuel such as CNG is used. It is an object to provide a method.
前記課題を解決するためなされた本発明は、ガソリン用電子制御装置において排気管に設置したλセンサが検知したエンジンの排気中のλ値と理論的に必要なガソリン用目標λ値(空気過剰率)とを比較して算出したガソリン噴射量をガソリン用噴射弁から噴射するフィードバック制御を行うエンジン既設のガソリン噴射システムに、前記ガソリン用電子制御装置がエンジン運転状態に応じて出力する前記ガソリン噴射量を入力して非ガソリン燃料の噴射量を算出する非ガソリン燃料用電子制御装置および非ガソリン燃料噴射弁を具えた非ガソリン燃料噴射システムを増設し、前記非ガソリン燃料用電子制御装置が前記ガソリン噴射信号の入力により前記非ガソリン燃料噴射弁に非ガソリン燃料噴射信号を出力するガソリン代替燃料エンジンの燃料供給方法において、前記排気管に設置したλセンサが検知した排気中のλ値(空気過剰率)に前記非ガソリン燃料用電子制御装置から出力される非ガソリン燃料用目標λ値(空気過剰率)と前記ガソリン用電子制御装置から出力されるガソリン用目標λ値(空気過剰率)との差を加算して算出したオフセットされた目標λ値(空気過剰率)を算出する補助装置を前記λセンサと前記ガソリン用電子制御装置と非ガソリン用電子制御装置の間に介装し、前記補助装置から出力される前記オフセットされた酸素濃度と前記ガソリン用電子制御装置において理論的に必要なガソリン用目標λ値(空気過剰率)とを比較して算出したガソリン噴射量を前記非ガソリン燃料用電子制御装置が前記ガソリン噴射信号の入力により前記非ガソリン燃料噴射弁に非ガソリン燃料噴射信号を出力することを特徴とする。 The present invention, which has been made to solve the above-mentioned problems, includes the λ value in the engine exhaust detected by the λ sensor installed in the exhaust pipe in the gasoline electronic control device and the theoretically required target λ value for gasoline (excess air ratio). The gasoline injection amount output by the gasoline electronic control unit according to the engine operating state to an existing gasoline injection system that performs feedback control for injecting the gasoline injection amount calculated by comparing with the gasoline injection valve And an electronic control device for non-gasoline fuel that calculates the injection amount of non-gasoline fuel and a non-gasoline fuel injection system equipped with a non-gasoline fuel injection valve. A gasoline alternative fuel engine that outputs a non-gasoline fuel injection signal to the non-gasoline fuel injection valve in response to a signal input. In the fuel supply method, the non-gasoline fuel target λ value (the excess air ratio) output from the non-gasoline fuel electronic control unit to the λ value (excess air ratio) in the exhaust detected by the λ sensor installed in the exhaust pipe ) And a target λ value for gasoline (excess air ratio) output from the gasoline electronic control device is added to calculate the offset target λ value (excess air ratio), which is an offset device. A sensor, an electronic control device for gasoline, and an electronic control device for non-gasoline, and the offset oxygen concentration output from the auxiliary device and the theoretically required for the gasoline electronic control device. The non-gasoline fuel electronic control unit inputs the gasoline injection amount calculated by comparing with a target λ value (excess air ratio) to the non-gasoline fuel injection valve by inputting the gasoline injection signal. A non-gasoline fuel injection signal is output.
また、本発明において、前記λセンサが、センサ内の酸素濃度検知セルの出力に基づいてガス拡散室の酸素濃度が設定値となるように調整した酸素イオンポンプセルに流れるポンプ電流値から使用燃料の目標λ値を求めることが可能である。 Further, in the present invention, the λ sensor uses the fuel from the pump current value flowing in the oxygen ion pump cell adjusted so that the oxygen concentration in the gas diffusion chamber becomes a set value based on the output of the oxygen concentration detection cell in the sensor. Can be obtained.
本発明によれば、非ガソリン燃料を用いたガソリン代替燃料エンジンの燃料噴射システムにおいて、使用燃料の性質が変化していても理想的な空燃比で燃料制御を行うことができるものである。 According to the present invention, in a fuel injection system for a gasoline alternative fuel engine using non-gasoline fuel, fuel control can be performed at an ideal air-fuel ratio even if the properties of the fuel used are changed.
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態であるガソリン代替燃料エンジンの燃料噴射方法について説明する。 Hereinafter, a fuel injection method for a gasoline alternative fuel engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は非ガソリン燃料としてCNGを用いた本発明の好ましい実施の形態を示すブロック概略図であり、全体の構成は前記図5に示した従来例とほぼ同様であり、エンジン1の排気管2にλセンサ3を配置してガソリン用電子制御装置(ECU)4において前記排気管2に設置したλセンサ3が検知したエンジン1の排気中のλ値(供給される空気量/理論的に必要な空気量)と理論的に必要なガソリン用目標λ値(空気過剰率)とを比較して算出したガソリン噴射量をCNGである非ガソリン燃料の噴射量を算出する非ガソリン燃料用電子制御装置7に出力し、非ガソリン燃料(CNG)が有する係数を乗算して吸気管6に配置した非ガソリン燃料噴射弁8より所定量を噴射することが基本構成である。 FIG. 1 is a block schematic diagram showing a preferred embodiment of the present invention using CNG as a non-gasoline fuel. The overall configuration is substantially the same as that of the conventional example shown in FIG. The λ value in the exhaust of the engine 1 detected by the λ sensor 3 installed in the exhaust pipe 2 in the gasoline electronic control unit (ECU) 4 (the amount of supplied air / theoretical necessity) Non-gasoline fuel electronic control device for calculating the injection amount of non-gasoline fuel, which is CNG, by comparing the theoretically required gasoline target λ value (excess air ratio) with the gasoline injection amount The basic configuration is that a predetermined amount is injected from a non-gasoline fuel injection valve 8 arranged in the intake pipe 6 by being multiplied by a coefficient of the non-gasoline fuel (CNG).
そして、本実施の形態では、前記λセンサ3、ガソリン用電子制御装置(ECU)4および非ガソリン燃料用電子制御装置7との間に補助装置10が配置されている。 In the present embodiment, an auxiliary device 10 is arranged between the λ sensor 3, the gasoline electronic control unit (ECU) 4, and the non-gasoline fuel electronic control unit 7.
この補助装置10は、前記エンジン1の排気管2に設置したλセンサ3が検知した排気中のλ値(空気過剰率)に前記非ガソリン燃料用電子制御装置7から出力される非ガソリン燃料用目標λ値(空気過剰率)と前記ガソリン用電子制御装置4から出力されるガソリン用目標λ値(空気過剰率)との差を加算して算出したオフセットされた目標λ値(空気過剰率)を算出するものである。 This auxiliary device 10 is for non-gasoline fuel output from the non-gasoline fuel electronic control unit 7 to the λ value (excess air ratio) in the exhaust detected by the λ sensor 3 installed in the exhaust pipe 2 of the engine 1. Offset target λ value (excess air ratio) calculated by adding the difference between the target λ value (excess air ratio) and the gasoline target λ value (excess air ratio) output from the gasoline electronic control unit 4 Is calculated.
更に、本実施の形態では、前記補助装置10から出力される前記オフセットされた酸素濃度と前記ガソリン用電子制御装置4において理論的に必要なガソリン用目標λ値(空気過剰率)とを比較して算出したガソリン噴射量の噴射信号を前記非ガソリン燃料用電子制御装置7に送り、非ガソリン燃料用電子制御装置7から非ガソリン燃料噴射弁8に非ガソリン燃料噴射信号を出力して所定の噴射量を吸気管6に噴射するものである。 Further, in the present embodiment, the offset oxygen concentration output from the auxiliary device 10 is compared with the gasoline target λ value (excess air ratio) theoretically required in the gasoline electronic control device 4. An injection signal of the gasoline injection amount calculated in this way is sent to the electronic control device 7 for non-gasoline fuel, and a non-petrol fuel injection signal is output from the non-petrol fuel electronic control device 7 to the non-petrol fuel injection valve 8 to give a predetermined injection. The quantity is injected into the intake pipe 6.
このように本実施の形態では、従来のように、ガソリンエンジン1の排気管2に配置したλセンサ3からのλ値と理論的に必要なガソリン用目標λ値(空気過剰率)とを比較して算出したガソリン噴射量をCNGである非ガソリン燃料の噴射量を算出する非ガソリン燃料用電子制御装置で補正して非ガソリン燃料噴射弁8から噴射するものと異なり、使用する非ガソリン燃料用目標λ値(空気過剰率)と前記ガソリン用電子制御装置4から出力されるガソリン用目標λ値(空気過剰率)との差を加算して算出したオフセットされた目標λ値(空気過剰率)を用いて非ガソリン燃料の噴射量を非ガソリン燃料噴射弁8から噴射するという手段を講じることで更に正確な空燃比を得るフィードバック制御を可能にした。 As described above, in the present embodiment, the λ value from the λ sensor 3 disposed in the exhaust pipe 2 of the gasoline engine 1 is compared with the theoretically required target λ value for gasoline (excess air ratio) as in the prior art. The non-gasoline fuel injection valve 8 differs from the non-gasoline fuel injection valve 8 in which the gasoline injection amount calculated in this way is corrected by a non-gasoline fuel electronic control device that calculates the injection amount of non-gasoline fuel that is CNG. Offset target λ value (excess air ratio) calculated by adding the difference between the target λ value (excess air ratio) and the gasoline target λ value (excess air ratio) output from the gasoline electronic control unit 4 Is used to inject the injection amount of non-gasoline fuel from the non-gasoline fuel injection valve 8 to enable feedback control to obtain a more accurate air-fuel ratio.
図2は本発明に用いられるλセンサ3の概略を示すものであり、λセンサ3は、センサ内の酸素濃度検知セル31の出力に基づいてガス拡散室34の酸素濃度が設定値となるように調整した酸素イオンポンプセルに流れるポンプ電流値から使用燃料の目標λ値を求めることを可能としているものである。 FIG. 2 shows an outline of the λ sensor 3 used in the present invention. The λ sensor 3 is configured so that the oxygen concentration in the gas diffusion chamber 34 becomes a set value based on the output of the oxygen concentration detection cell 31 in the sensor. Thus, the target λ value of the fuel used can be obtained from the pump current value flowing in the oxygen ion pump cell adjusted to the above.
そして、本実施の形態ではこのλセンサ3を用いて図3に示すように、前記ガソリン用電子制御装置4からのポンプ電流に電流電源33からの加算ポンプ電流を加算して酸素ポンプ32に入力することによりガソリン用電子制御装置4内のポンプ電流と前記λセンサ3の酸素ポンプ電流に差を持たせることにより前記オフセットされた目標λ値(空気過剰率)を算出可能とすることができる。 In this embodiment, the λ sensor 3 is used to add the addition pump current from the current power source 33 to the pump current from the gasoline electronic control unit 4 and input it to the oxygen pump 32 as shown in FIG. Thus, the offset target λ value (excess air ratio) can be calculated by providing a difference between the pump current in the gasoline electronic control unit 4 and the oxygen pump current of the λ sensor 3.
尚、本実施の形態は一例であり、これに限るものでなく、補助装置10についても別途独立して設置することなく例えばガソリン用電子制御装置4において計算する構成としてもよい。 The present embodiment is merely an example, and the present invention is not limited to this. For example, the auxiliary device 10 may be configured to calculate in the gasoline electronic control device 4 without being installed separately.
1 エンジン、2 排気管、3 λセンサ、4 ガソリン用電子制御装置、5 ガソリン噴射弁、6 吸気管、7 非ガソリン燃料用電子制御装置、8 非ガソリン燃料噴射弁、10 補助装置、31 酸素濃度検知セル、32 酸素ポンプ、33 電流電源、34 ガス拡散室 1 engine, 2 exhaust pipe, 3 lambda sensor, 4 gasoline electronic control device, 5 gasoline injection valve, 6 intake pipe, 7 non-gasoline fuel electronic control device, 8 non-gasoline fuel injection valve, 10 auxiliary device, 31 oxygen concentration Detection cell, 32 Oxygen pump, 33 Current source, 34 Gas diffusion chamber
Claims (3)
前記排気管に設置したλセンサが検知した排気中のλ値(空気過剰率)に前記非ガソリン燃料用電子制御装置から出力される非ガソリン燃料用目標λ値(空気過剰率)と前記ガソリン用電子制御装置から出力されるガソリン用目標λ値(空気過剰率)との差を加算して算出したオフセットされた目標λ値(空気過剰率)を算出する補助装置を前記λセンサと前記ガソリン用電子制御装置と非ガソリン用電子制御装置の間に前記排気管に設置したλセンサが検知した排気中のλ値(空気過剰率)に前記非ガソリン燃料用電子制御装置から出力される非ガソリン燃料用目標λ値(空気過剰率)と前記ガソリン用電子制御装置から出力されるガソリン用目標λ値(空気過剰率)との差を加算して算出したオフセットされた目標λ値(空気過剰率)を算出する補助装置を前記酸素センサと前記ガソリン用電子制御装置との間に介装し、前記補助装置から出力される前記オフセットされた酸素濃度と前記ガソリン用電子制御装置において理論的に必要なガソリン用目標λ値(空気過剰率)とを比較して算出したガソリン噴射量を前記非ガソリン燃料用電子制御装置が前記ガソリン噴射信号の入力により前記非ガソリン燃料噴射弁に非ガソリン燃料噴射信号を出力するガソリン代替燃料エンジンの燃料供給方法。 The gasoline injection amount calculated by comparing the λ value in the engine exhaust detected by the λ sensor installed in the exhaust pipe in the gasoline electronic control unit with the theoretically required target λ value for gasoline (excess air ratio). Calculate the injection amount of non-gasoline fuel by inputting the gasoline injection amount output by the gasoline electronic control unit according to the engine operating state into the existing gasoline injection system that performs feedback control for injection from the gasoline injection valve An electronic control device for non-gasoline fuel and a non-gasoline fuel injection system comprising a non-gasoline fuel injection valve, and the non-gasoline fuel electronic control device is connected to the non-gasoline fuel injection valve by the input of the gasoline injection signal. In a fuel supply method for a gasoline alternative fuel engine that outputs a gasoline fuel injection signal,
The target λ value for non-gasoline fuel (excess air ratio) output from the non-gasoline fuel electronic control device to the λ value (excess air ratio) in the exhaust detected by the λ sensor installed in the exhaust pipe and the gasoline An auxiliary device for calculating an offset target λ value (excess air ratio) calculated by adding a difference from a target λ value for gasoline (excess air ratio) output from the electronic control device is used for the λ sensor and the gasoline Non-gasoline fuel output from the non-gasoline fuel electronic control unit to a λ value (excess air ratio) in the exhaust detected by a λ sensor installed in the exhaust pipe between the electronic control unit and the non-petrol electronic control unit Offset target λ value (excess air ratio) calculated by adding the difference between the target λ value (excess air ratio) and the gasoline target λ value (excess air ratio) output from the gasoline electronic control unit Calculate An auxiliary device is interposed between the oxygen sensor and the gasoline electronic control device, and the offset oxygen concentration output from the auxiliary device and the gasoline target theoretically required in the gasoline electronic control device Gasoline in which the non-gasoline fuel electronic control unit outputs a non-gasoline fuel injection signal to the non-gasoline fuel injection valve in response to the input of the gasoline injection signal based on the gasoline injection amount calculated by comparing with the λ value (excess air ratio) Alternative fuel engine fuel supply method.
The pump current in the gasoline electronic control unit is added to the pump current from the gasoline electronic control unit by adding the addition pump current from the current power source and input to the oxygen pump constituting the λ sensor. The fuel supply method for a gasoline alternative fuel engine according to claim 2, wherein the oxygen pump current can be made different.
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