JP2015140791A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは気体燃料の燃焼により運転可能な内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine operable by combustion of gaseous fuel.
従来、例えば圧縮天然ガス(CNG)等の気体燃料を燃焼させて駆動する内燃機関を搭載した車両が実用化されている。CNGなどの気体燃料では、産地や生産工程によって燃料組成にばらつきがある。また、燃料組成に応じて燃焼ごとに要する燃料量が異なり、例えば気体燃料中の不活性ガス(不純物)が多くなると、燃焼ごとに要する燃料量が多くなる。一方、燃料組成に応じた適正量の燃料が噴射されない場合、エンジンの燃焼不良によるノッキングや失火が発生することが考えられる。そこで従来、気体燃料を使用する内燃機関において、燃料組成のばらつきに起因する燃焼不良を改善するための技術が種々提案されている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, vehicles equipped with an internal combustion engine that is driven by burning gaseous fuel such as compressed natural gas (CNG) have been put into practical use. In gaseous fuels such as CNG, the fuel composition varies depending on the production area and production process. Further, the amount of fuel required for each combustion differs depending on the fuel composition. For example, when the amount of inert gas (impurities) in the gaseous fuel increases, the amount of fuel required for each combustion increases. On the other hand, when an appropriate amount of fuel according to the fuel composition is not injected, it is conceivable that knocking or misfire may occur due to poor combustion of the engine. In view of this, various techniques have been proposed in the past for improving combustion failures caused by variations in fuel composition in internal combustion engines that use gaseous fuel (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の制御装置では、気体燃料の燃料組成が変化したか否かを、エンジン始動時にエンジン回転速度が所定値以下である状態が所定値以下である状態が所定期間継続したか否か、あるいはエンジン始動時にスロットル開度が所定値以上である状態が所定期間継続したか否かに基づいて判定している。また、気体燃料の燃料組成が変化したと判定された場合には、それまでに使用していた空燃比フィードバック制御の学習値を消去して再度学習するようにしている。また、特許文献1に記載の制御装置では、空燃比補正値から理論空燃比のずれを求めて燃料のオクタン価を推定する。さらに、オクタン価推定値から点火時期修正値を求め、その点火時期修正値で基本点火時期を補正することにより、燃料の組成に応じた最終点火時期を算出している。 In the control device described in Patent Document 1, whether or not the fuel composition of the gaseous fuel has changed is determined based on whether or not the state where the engine rotational speed is equal to or lower than a predetermined value during engine startup continues for a predetermined period. Alternatively, the determination is made based on whether or not the state in which the throttle opening is equal to or greater than a predetermined value at the time of engine start continues for a predetermined period. Further, when it is determined that the fuel composition of the gaseous fuel has changed, the learning value of the air-fuel ratio feedback control that has been used so far is deleted and learned again. Further, the control device described in Patent Document 1 estimates the octane number of the fuel by obtaining the deviation of the theoretical air-fuel ratio from the air-fuel ratio correction value. Further, the ignition timing correction value is obtained from the estimated octane number, and the basic ignition timing is corrected with the ignition timing correction value, thereby calculating the final ignition timing according to the fuel composition.
例えば燃料噴射弁の経年劣化やパージなどといった燃料系が要因となって空燃比ずれが生じている場合にも、燃料組成のばらつきによる場合と同じように、その影響が空燃比補正値に現れる。そのため、空燃比補正値に基づき燃料組成を学習しようとした場合、燃料組成のばらつき以外の要因による空燃比ずれを燃料組成違いによるものと認識することにより、燃料組成学習の学習精度が低下することが考えられる。 For example, when an air-fuel ratio shift occurs due to a fuel system such as aging deterioration or purging of the fuel injection valve, the influence appears in the air-fuel ratio correction value as in the case of the variation in fuel composition. Therefore, when trying to learn the fuel composition based on the air-fuel ratio correction value, the learning accuracy of the fuel composition learning is reduced by recognizing that the air-fuel ratio deviation due to factors other than the variation in fuel composition is due to the difference in fuel composition. Can be considered.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、燃料系の変化の影響を受けずに気体燃料の組成学習を実施することができる内燃機関の制御装置を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its main object to provide a control device for an internal combustion engine that can perform composition learning of gaseous fuel without being affected by changes in the fuel system. To do.
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
本発明は、気体燃料を高圧状態で蓄える燃料タンク(42)と、前記燃料タンクから燃料通路(41)を通じて供給される気体燃料を噴射する気体噴射手段(21)とを備える内燃機関(10)に適用される内燃機関の制御装置に関する。請求項1に記載の発明は、前記内燃機関で発生する実トルクについて、前記燃料タンク内への前記気体燃料の補充に伴うトルク変化が生じたことを検出する変化検出手段と、前記変化検出手段により前記トルク変化が生じたことを検出した場合に、前記実トルクが、前記トルク変化を解消する側の所定の目標トルクとなるまで前記内燃機関の点火時期を変更する点火制御手段と、前記点火制御手段による点火時期の変更量に基づいて、前記気体噴射手段に供給される気体燃料の組成学習を実行する学習実行手段と、を備えることを特徴とする。 The present invention comprises an internal combustion engine (10) comprising a fuel tank (42) for storing gaseous fuel in a high pressure state, and gas injection means (21) for injecting gaseous fuel supplied from the fuel tank through a fuel passage (41). The present invention relates to a control device for an internal combustion engine applied to. According to a first aspect of the present invention, there is provided a change detecting means for detecting a change in torque associated with the replenishment of the gaseous fuel into the fuel tank with respect to the actual torque generated in the internal combustion engine, and the change detecting means. Ignition control means for changing the ignition timing of the internal combustion engine until the actual torque reaches a predetermined target torque on the side of canceling the torque change, when the occurrence of the torque change is detected by Learning execution means for performing composition learning of the gaseous fuel supplied to the gas injection means based on the amount of change in the ignition timing by the control means.
上記構成では、内燃機関での燃焼により発生する実トルクと点火時期との関係が燃料組成(例えば、不活性ガスの混入割合)に応じて異なることに着目し、燃料タンク内への気体燃料の補充に伴うトルク変化が生じたことを検出した場合に、そのトルク変化を解消する側に定めた目標トルクに実トルクが一致するまで点火時期を変更するとともに、点火時期の変更量に基づいて燃料組成学習を実行する。すなわち、燃料組成ずれの影響を点火時期の変更量で吸収し、そのときの点火時期の変更量の大小に基づき燃料組成を学習する。こうした構成によれば、燃料系のパラメータによらずに燃料組成学習を実施するため、燃料系の変化の影響を受けずに燃料組成学習を実施することができる。 In the above configuration, paying attention to the fact that the relationship between the actual torque generated by combustion in the internal combustion engine and the ignition timing differs depending on the fuel composition (for example, the mixing ratio of the inert gas), the gaseous fuel into the fuel tank When it is detected that a torque change due to replenishment has occurred, the ignition timing is changed until the actual torque matches the target torque determined on the side that cancels the torque change, and the fuel is changed based on the amount of change in the ignition timing. Perform composition learning. That is, the influence of the fuel composition deviation is absorbed by the change amount of the ignition timing, and the fuel composition is learned based on the magnitude of the change amount of the ignition timing at that time. According to such a configuration, since the fuel composition learning is performed regardless of the parameters of the fuel system, the fuel composition learning can be performed without being affected by changes in the fuel system.
(第1実施形態)
以下、第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、気体燃料である圧縮天然ガス(CNG)と液体燃料であるガソリンとを燃焼用の燃料として使用する、いわゆるバイフューエルタイプの車載エンジン(内燃機関)に適用されるエンジン制御システムとして具体化している。本システムの全体概略図を図1に示す。
(First embodiment)
The first embodiment will be described below with reference to the drawings. The present embodiment is an engine control system applied to a so-called bi-fuel type in-vehicle engine (internal combustion engine) that uses compressed natural gas (CNG) as a gaseous fuel and gasoline as a liquid fuel as combustion fuel. It is materialized. An overall schematic diagram of this system is shown in FIG.
図1に示すエンジン10は、多気筒(例えば直列3気筒)の火花点火式エンジンである。エンジン10の吸気ポートには吸気マニホールド12を介して吸気管11が接続されており、排気ポートには排気マニホールド13を介して排気管14が接続されている。吸気管11には、空気量調整手段としてのスロットル弁15が設けられている。スロットル弁15は、DCモータ等のスロットルアクチュエータ15aにより開度調節される電子制御式のスロットル弁として構成されている。スロットル弁15の開度(スロットル開度)は、スロットルアクチュエータ15aに内蔵されたスロットル開度センサ15bにより検出される。
An
排気管14には、排気の成分を検出する排気センサと、排気を浄化する触媒19とが設けられている。排気センサとしては、排気中の酸素濃度に応じた検出信号を出力する酸素センサ18a,18bが、触媒19の上流側及び下流側にそれぞれ設けられている。
The
エンジン10の吸気ポート及び排気ポートには、気筒内に導入される空気量を調整する機関バルブとしての吸気バルブ25及び排気バルブ26がそれぞれ設けられている。吸気バルブ25の開動作により空気と燃料との混合気が気筒内に導入され、排気バルブ26の開動作により燃焼後の排気が排気通路に排出される。
An intake valve 25 and an
エンジン10の各気筒には点火プラグ20が設けられている。点火プラグ20には、点火コイル等よりなる点火装置20aを通じて、所望とする点火時期に高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ20の対向電極間に火花放電が発生し、気筒内に導入した燃料が着火され燃焼に供される。
A
本システムには、エンジン10の各気筒に対して燃料を噴射供給する燃料噴射手段として、気体燃料を噴射する第1噴射弁21と、液体燃料を噴射する第2噴射弁22とが設けられている。これら各噴射弁21,22は吸気マニホールド12にそれぞれ燃料を噴射する。
This system is provided with a
各噴射弁21,22は、電磁駆動部が電気的に駆動されることで弁体が閉位置から開位置にリフトされる開閉タイプの制御弁であり、制御部80から入力されるオン/オフ式の開弁駆動信号によりそれぞれ開弁駆動される。これら各噴射弁21,22は、通電により開弁し、通電遮断により閉弁することにより、通電時間に応じた量の燃料を噴射する。本実施形態では、第1噴射弁21の先端部に噴射管23が接続されており、第1噴射弁21から噴出された気体燃料は噴射管23を介して吸気マニホールド12に噴射されるようになっている。なお、第1噴射弁21が吸気管11に対して直接取り付けられている構成であってもよい。第2噴射弁22について本実施形態ではポート噴射式としたが、エンジン10の気筒内に直接燃料を噴射する直噴式としてもよい。
Each of the
次に、第1噴射弁21に対して気体燃料を供給する気体燃料供給部40と、第2噴射弁22に対して液体燃料を供給する液体燃料供給部70とについて説明する。
Next, the gas
気体燃料供給部40には、気体燃料を高圧状態で貯留するガスタンク42と、ガスタンク42と第1噴射弁21とを接続するガス配管41と、が設けられている。ガス配管41の途中には、第1噴射弁21に供給される気体燃料の圧力を減圧調整する機能を有する圧力調整手段としてのレギュレータ43が設けられている。レギュレータ43は、ガスタンク42内に貯蔵された高圧状態(例えば最大20MPa)の気体燃料を所定の設定圧(例えば0.2〜1.0MPaの範囲内の一定圧)になるように減圧調整するものである。減圧調整後の気体燃料は、ガス配管41を通って第1噴射弁21に供給される。なお、レギュレータ43は、第1噴射弁21に供給する燃料の圧力を可変調整可能な可変燃圧式であってもよい。
The gaseous
ガス配管41には更に、ガスタンク42の燃料出口の付近に配置されたタンク主止弁44と、タンク主止弁44よりも下流側であってレギュレータ43の燃料入口の付近に配置された遮断弁45とが設けられている。これら各弁44,45によって、ガス配管41における気体燃料の流通が許容及び遮断される。タンク主止弁44及び遮断弁45はいずれも電磁式の開閉弁であり、非通電時において気体燃料の流通が遮断され、通電時において気体燃料の流通が許容される常閉式である。また、ガス配管41において、レギュレータ43の上流側及び下流側には、燃料圧力を検出する圧力センサ46,47が設けられており、レギュレータ43の下流側には、燃料温度を検出する温度センサ48が設けられている。
The
液体燃料供給部70には、液体燃料を貯留する燃料タンク72が設けられており、燃料タンク72が第2噴射弁22に燃料配管71を介して接続されている。燃料配管71には、燃料タンク72内の液体燃料を第2噴射弁22に給送する燃料ポンプ73が設けられている。燃料ポンプ73により汲み上げられた液体燃料は、燃料配管71を通って第2噴射弁22に供給される。
The liquid
制御部80は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等を備えており、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、都度のエンジン運転状態に応じてエンジン10の各種制御を実施する。具体的には、制御部80は、上述した各種センサや、本システムに設けられたその他のセンサ類(クランク角センサ81、吸気圧センサ82、冷却水温センサ83等)と電気的に接続されており、これらのセンサからの出力(検出信号)が入力される。また、制御部80は、点火装置20a、各噴射弁21,22等の駆動部と電気的に接続されており、駆動信号を各駆動部に向けて出力することにより各駆動部の駆動を制御する。
The
制御部80は、エンジン運転状態やタンク内の燃料残量、図示しない燃料選択スイッチからの入力信号等に応じて、エンジン10の運転に使用する燃料を選択的に切り替えている。具体的には、燃料選択スイッチにより気体燃料の使用が選択されている場合又はタンク72内の液体燃料の残存量が所定値を下回った場合には、エンジン10の運転モードとして、気体燃料供給部40により気体燃料をエンジン10に供給する気体燃料モードを選択する。一方、燃料選択スイッチにより液体燃料の使用が選択されている場合又はガスタンク42内の気体燃料の残存量が所定値を下回った場合には、エンジン10の運転モードとして、液体燃料供給部70により液体燃料をエンジン10に供給する液体燃料モードを選択する。
The
燃料噴射制御について制御部80は、エンジン運転状態(エンジン回転速度及びエンジン負荷)に基づいて、目標空燃比(例えば理論空燃比)が得られるだけの燃料量として基本噴射量を算出し、その基本噴射量に対して各種補正を行うことにより最終の燃料噴射量を算出する。各種補正としては、例えば始動時増量補正や加速時増量補正、空燃比フィードバック補正などがある。そして、その算出した燃料噴射量が噴射されるように燃料噴射弁の開弁期間が調整される。これにより、都度のエンジン運転状態に応じた必要量の燃料がエンジン10に供給される。
Regarding the fuel injection control, the
また本システムでは、エンジン10での燃焼により発生する実トルクが要求値となるようにトルク制御を実施している。具体的には、制御部80は、アクセル開度やエンジン回転速度等に基づいて要求トルクTrqを算出するとともに、エンジン運転状態(吸入空気量やエンジン回転速度など)に基づいて実トルクTraを算出する。そして、実トルクTraと要求トルクTrqとの偏差に基づいてフィードバック演算を行い、その結果を基に吸入空気量や点火時期、燃料噴射量などを算出する。なお、エンジン運転状態に基づき実トルクを算出(推定)する方法に代えて、エンジン10のクランク軸にトルクセンサを設けておき、トルクセンサの検出値に基づいて実トルクTraを算出してもよい。
In this system, torque control is performed so that the actual torque generated by the combustion in the
ここで、CNGは産地や生産工程によって組成にばらつきがある。また、採掘した天然ガスを精製することなく燃料としてそのまま使用する地域もある。特に、窒素や二酸化炭素などの不活性ガスの混入割合が多い気体燃料がガスタンク42内に充填された場合、同一空気量あたりに噴射すべき燃料量や点火時期が大きく変わり、燃料噴射量及び点火時期において定常的なずれが生じる。
Here, the composition of CNG varies depending on the production area and production process. There are also areas where mined natural gas is used as fuel without purification. In particular, when the
そこで本実施形態では、ガスタンク42内に気体燃料が補充された場合に、第1噴射弁21に供給される気体燃料の燃料組成を学習することとしている。特に本実施形態では、エンジン10で発生する実トルクと点火時期との関係が燃料組成(燃料中における不活性ガスの混入割合)に応じて異なることに着目し、ガスタンク42内への気体燃料の補充に伴うトルク変化が生じたことを検出した場合に、実トルクが、そのトルク変化を解消する側の所定の目標トルク(本実施形態では最大トルク)になるまで点火時期を変更するとともに、そのときの点火時期の変更量に基づいて燃料組成学習を実行することとしている。
Therefore, in the present embodiment, when the gaseous fuel is replenished in the
本実施形態の燃料組成学習について、図2のトルク特性図を用いて詳しく説明する。図2中、曲線L1は、燃料組成が予め定めた基準組成である気体燃料について示し、曲線L2は、その基準組成よりも不活性ガスの混入割合が多い気体燃料について示している。 The fuel composition learning of this embodiment will be described in detail with reference to the torque characteristic diagram of FIG. In FIG. 2, a curve L1 indicates a gaseous fuel whose fuel composition is a predetermined reference composition, and a curve L2 indicates a gaseous fuel in which the mixing ratio of the inert gas is higher than that of the reference composition.
エンジン10で発生するトルクが最大となる点火時期である最適点火時期(MBT)について、気体燃料の組成が基準組成である場合の最適点火時期(以下「基準最適時期」ともいう。)がθm1であるとする(図2中の点A)。前回のエンジン停止から今回のエンジン始動までの間にガスタンク42内に気体燃料が補充され、その補充された気体燃料の組成が、基準組成よりも不活性ガスの混入割合が多い燃料であった場合について考える。この場合、点火時期を基準最適時期θm1に設定してエンジン燃焼を行うと、図2の曲線L2で示すように、エンジン10の実トルクが、気体燃料の組成が基準組成であるときの最大トルクである基準トルクTr1からΔTrだけ低下する(図2中の点B)。また、燃料補充後の気体燃料を用いてのエンジン燃焼により実トルクTraを最大トルクTr3にするには、点火時期を基準最適時期θm1からΔθigだけ進角させる必要がある(図2中の点C)。
Regarding the optimal ignition timing (MBT) that is the ignition timing at which the torque generated in the
こうした点に着目し、本実施形態では、ガスタンク42内への気体燃料の補充があった場合には、気体燃料の組成が基準組成であるときの最適点火時期(基準最適時期θm1)に点火時期を設定したときのトルク変化に基づき、ガスタンク42内への気体燃料の補充に伴うトルク変化が生じたことを検出する。そして、第1噴射弁21に供給される気体燃料(ガスタンク42内の燃料)が燃焼した時に生じる最大トルク(図2ではTr3)になるまで点火時期を変更し、そのときの点火時期の変更量(点火進角量Δθig)に基づいて、第1噴射弁21に供給される気体燃料の組成学習を実行する。
Focusing on these points, in this embodiment, when the gas fuel is replenished into the
次に、本実施形態の燃料組成学習処理について図3のフローチャートを用いて説明する。この処理は、制御部80により、例えば車両の運転が行われる都度実施される。
Next, the fuel composition learning process of this embodiment will be described using the flowchart of FIG. This process is performed by the
図3において、ステップS101では、エンジン10の運転モードとして気体燃料モードを選択しているか否かを判定する。気体燃料モードを選択している場合にはステップS102へ進み、ガスタンク42内への気体燃料の補充があったか否かを判定する。気体燃料の補充があったか否かは、例えば、圧力センサ46により検出される燃料圧力(タンク元圧)が、前回のエンジン運転停止時から所定値以上高くなったか否かを判定することにより行い、タンク元圧が所定値以上高くなっている場合に燃料補充ありと判定する。
In FIG. 3, in step S <b> 101, it is determined whether or not the gaseous fuel mode is selected as the operation mode of the
気体燃料の補充ありと判定された場合にはステップS103へ進み、燃料組成学習の学習実行条件が成立しているか否かを判定する。学習実行条件としては、(1)エンジン負荷変動が所定の負荷変動範囲内であって、かつエンジン回転速度が所定の回転変動範囲内であること(所定の学習運転状態であること)、及び(2)吸気圧センサ82が正常であること、の条件を含み、本実施形態ではこれら(1)及び(2)を含む全ての条件が成立している場合に学習実行条件が成立しているものと判定する。なお、上記(2)の条件については、以下の図6の異常診断処理の診断結果に基づき判定する。上記(1)の条件が成立する場合としては、アイドル運転状態及び車両走行中のエンジン定常状態を含む。
If it is determined that there is replenishment of the gaseous fuel, the process proceeds to step S103, and it is determined whether or not a learning execution condition for fuel composition learning is satisfied. As learning execution conditions, (1) the engine load fluctuation is within a predetermined load fluctuation range and the engine rotation speed is within a predetermined rotation fluctuation range (a predetermined learning operation state); 2) In the present embodiment, the condition that the
学習実行条件が成立していると判定された場合にはステップS104へ進み、トルクフィードバックを停止し、燃料組成学習用のエンジン燃焼制御に切り替える。この燃料組成学習用のエンジン燃焼制御では、吸入空気量及び燃料噴射量についてはトルクフィードバック停止直前の制御量を維持し、点火時期については基準最適時期θm1に設定する(図2では点B)。続くステップS105では、エンジン運転状態に基づいて実トルクTraを算出し、その算出した実トルクTraの基準トルクTr1に対する乖離量(トルク乖離量ΔTr=Tr1−Tra)を算出する。 When it is determined that the learning execution condition is satisfied, the process proceeds to step S104, the torque feedback is stopped, and the engine combustion control for fuel composition learning is switched. In the engine combustion control for fuel composition learning, the control amount immediately before stopping the torque feedback is maintained for the intake air amount and the fuel injection amount, and the ignition timing is set to the reference optimum timing θm1 (point B in FIG. 2). In the subsequent step S105, the actual torque Tra is calculated based on the engine operating state, and a deviation amount of the calculated actual torque Tra from the reference torque Tr1 (torque deviation amount ΔTr = Tr1−Tra) is calculated.
ステップS106では、トルク乖離量ΔTrが所定の許容範囲から外れているか否かを判定し、トルク乖離量ΔTrが所定の許容範囲内である場合にはそのまま本ルーチンを終了する。一方、トルク乖離量ΔTrが所定の許容範囲から外れている場合にはステップS107へ進む。なお、ステップS102〜S106の処理が変化検出手段に相当する。 In step S106, it is determined whether or not the torque deviation amount ΔTr is out of a predetermined allowable range. If the torque deviation amount ΔTr is within the predetermined allowable range, this routine is ended as it is. On the other hand, if the torque deviation amount ΔTr is out of the predetermined allowable range, the process proceeds to step S107. Note that the processing in steps S102 to S106 corresponds to a change detection unit.
ステップS107では、点火時期を基準最適時期θm1から進角側又は遅角側に所定量だけ変更する。詳細には、トルク乖離量ΔTrが正の場合、つまり実トルクTraが基準トルクTr1よりも小さい場合には、点火時期を所定量Δθ1だけ進角側に変更する。一方、トルク乖離量ΔTrが負の場合、つまり実トルクTraが基準トルクTr1よりも大きい場合には、点火時期を所定量Δθ2だけ遅角側に変更する。ただし、Δθ1及びΔθ2は、互いに同じ値でも異なる値でもよい。点火時期を変更する際には吸入空気量を一定の状態に保持しておき、点火時期の変更だけで実トルクTraを目標トルクに合わせるようにする。 In step S107, the ignition timing is changed by a predetermined amount from the reference optimum timing θm1 to the advance side or the retard side. Specifically, when the torque deviation amount ΔTr is positive, that is, when the actual torque Tra is smaller than the reference torque Tr1, the ignition timing is changed to the advance side by a predetermined amount Δθ1. On the other hand, when the torque deviation amount ΔTr is negative, that is, when the actual torque Tra is larger than the reference torque Tr1, the ignition timing is changed to the retard side by a predetermined amount Δθ2. However, Δθ1 and Δθ2 may be the same value or different values. When changing the ignition timing, the intake air amount is kept constant, and the actual torque Tra is adjusted to the target torque only by changing the ignition timing.
なお、不活性ガスの混入割合が最小であるときを燃料の基準組成とした場合には、実トルクTraは常に基準トルクTr1よりも小さくなる。したがって、トルク変化を解消するべく点火時期を変更する際には、点火時期を常に進角側に変更する。 Note that when the reference ratio of the fuel is the minimum mixture ratio of the inert gas, the actual torque Tra is always smaller than the reference torque Tr1. Therefore, when changing the ignition timing to eliminate the torque change, the ignition timing is always changed to the advance side.
続くステップS108では、点火時期の変更に伴い実トルクTraが目標トルクに一致したか否かを判定する。具体的には、実トルクTraが、今現在、第1噴射弁21に供給されている気体燃料を用いた場合の最大トルクになったか否かを判定する。なお、最大トルクになったか否かは、例えば実トルクTraの微分値に基づき判定する。実トルクTraと目標トルクとの偏差が未だ大きい場合には、ステップS108で否定判定されてステップS107へ戻り、点火時期の進角又は遅角を繰り返し実施する。
In the subsequent step S108, it is determined whether or not the actual torque Tra matches the target torque as the ignition timing is changed. Specifically, it is determined whether or not the actual torque Tra has reached the maximum torque when the gaseous fuel currently supplied to the
そして、実トルクTraが基準トルクTr1に一致したと判定されるとステップS109へ進み、点火時期の変更を停止し、実トルクTraを目標トルクに一致させるために要した点火時期の変更量を算出してこれを点火進角量Δθigとして記憶する。なお、点火進角量Δθigは、点火時期の進角側への変更量が多いほど大きい値に設定され、遅角側への変更量が多いほど小さい値に設定される。ステップS107〜S109の処理が点火制御手段に相当する。 If it is determined that the actual torque Tra matches the reference torque Tr1, the process proceeds to step S109, where the ignition timing change is stopped and the ignition timing change amount required to make the actual torque Tra match the target torque is calculated. This is stored as the ignition advance amount Δθig. The ignition advance amount Δθig is set to a larger value as the change amount of the ignition timing to the advance side is larger, and is set to a smaller value as the change amount to the retard side is larger. Steps S107 to S109 correspond to ignition control means.
ステップS110では、点火進角量Δθigに基づき燃焼速度Vbを推定する。ここでは、予め規定した燃焼速度推定マップを用い、今回の点火進角量Δθigに対応する燃焼速度を読み出すことにより燃焼速度Vbの推定値を算出する。図4に燃焼速度推定マップの一例を示す。このマップによれば、点火進角量Δθigが大きいほど、燃焼速度Vbの推定値として低速度側の値が設定される。 In step S110, the combustion speed Vb is estimated based on the ignition advance amount Δθig. Here, an estimated value of the combustion speed Vb is calculated by reading a combustion speed corresponding to the current ignition advance amount Δθig using a predetermined combustion speed estimation map. FIG. 4 shows an example of the combustion speed estimation map. According to this map, the larger the ignition advance amount Δθig, the lower the speed value is set as the estimated value of the combustion speed Vb.
続くステップS111では、燃焼速度Vbの推定値に基づき、気体燃料中の不活性ガスの混入割合(不活性ガス割合αi)を算出する。ここでは、予め規定した不活性ガス算出マップを用い、燃焼速度Vbの推定値に対応する不活性ガス割合を読み出すことにより不活性ガス割合αiを算出する。図5に不活性ガス算出マップの一例を示す。このマップによれば、燃焼速度Vbが低速度側の値であるほど、不活性ガス割合αiとして大きい値が設定される。 In the subsequent step S111, the mixing ratio (inert gas ratio αi) of the inert gas in the gaseous fuel is calculated based on the estimated value of the combustion speed Vb. Here, the inert gas ratio αi is calculated by reading the inert gas ratio corresponding to the estimated value of the combustion speed Vb using a predetermined inert gas calculation map. FIG. 5 shows an example of an inert gas calculation map. According to this map, a larger value is set as the inert gas ratio αi as the combustion speed Vb is lower.
その後、ステップS112では、算出した不活性ガス割合αiを学習値としてバックアップ用のメモリに記憶し、本ルーチンを終了する。なお、ステップS110〜S112の処理が学習実行手段に相当する。燃料組成学習の学習値として記憶した不活性ガス割合αiは、燃料噴射量補正及び点火時期補正に用いられる(図7参照)。 Thereafter, in step S112, the calculated inert gas ratio αi is stored in the backup memory as a learning value, and this routine is terminated. Note that the processing of steps S110 to S112 corresponds to learning execution means. The inert gas ratio αi stored as the learned value of the fuel composition learning is used for fuel injection amount correction and ignition timing correction (see FIG. 7).
次に、上記(2)の条件の成否を判定するための処理である吸気圧センサ82の異常診断処理について説明する。本実施形態では、吸気圧センサ82の異常診断処理を燃料カット中に実施している。気体燃料は単位質量あたりの体積量が液体燃料に比べて大きく、気体燃料の噴射時では、噴射した燃料の影響を受けて吸気圧センサ82の値が変化するため、正確な診断結果を得ることができないと考えられるからである。
Next, an abnormality diagnosis process for the
図6を用いて、吸気圧センサ82の異常診断処理を説明する。この処理は、制御部80により所定周期毎に実行される。図6において、ステップS201では、エンジン10が燃料カット中か否かを判定する。燃料カット中でなければ本ルーチンを終了し、燃料カット中であればステップS202へ進む。ステップS202では、スロットル開度を所定診断開度に変更する。この所定診断開度は、スロットル弁15の全閉位置よりも僅かに開弁側の位置に設定されている。
The abnormality diagnosis process of the
続くステップS203では、スロットル開度を所定の診断開度にした状態で吸気圧センサ82の検出値を取得し、ステップS204で、取得したセンサ検出値と、予め定めた正常基準値との偏差が所定範囲内であるか否かを判定する。センサ検出値と正常基準値との偏差が所定範囲内であればステップS205へ進み、吸気圧センサ82は正常である旨判定する。一方、センサ検出値と正常基準値との偏差が所定範囲から外れていればステップS206へ進み、吸気圧センサ82は異常である旨判定する。この場合、図2では学習実行条件が不成立であると判定され、燃料組成学習の実行が禁止される。
In the subsequent step S203, the detected value of the
本システムでは、燃料組成学習の学習値としての不活性ガス割合αiに基づき、燃料噴射量及び点火時期の補正を実施する。以下、燃料噴射量補正及び点火時期補正について図7のフローチャートを用いて説明する。この処理は、制御部80により所定周期毎に実行される。
In this system, the fuel injection amount and the ignition timing are corrected based on the inert gas ratio αi as the learning value of the fuel composition learning. Hereinafter, the fuel injection amount correction and the ignition timing correction will be described with reference to the flowchart of FIG. This process is executed by the
図7において、ステップS301では、ガスタンク42内に気体燃料が補充されたか否かを判定する(補充判定手段)。気体燃料の補充がない場合には燃料組成の学習値に基づく補正は不要であることから、本実施形態ではそのまま本ルーチンを終了する。一方、気体燃料の補充ありと判定された場合にはステップS302へ進み、今回のエンジン始動後において燃料組成学習を実施済みか否かを判定する(学習判定手段)。燃料組成学習が未だ完了していない場合には一旦本ルーチンを終了し、学習完了後であればステップS303へ進む。 In FIG. 7, in step S301, it is determined whether or not gaseous fuel has been replenished in the gas tank 42 (replenishment determining means). When the gaseous fuel is not replenished, correction based on the learned value of the fuel composition is not necessary, so in the present embodiment, this routine is terminated as it is. On the other hand, if it is determined that gas fuel is replenished, the process proceeds to step S302, and it is determined whether or not fuel composition learning has been performed after the current engine start (learning determination means). If the fuel composition learning has not been completed yet, this routine is once ended. If the learning has been completed, the process proceeds to step S303.
ステップS303では、学習値として記憶された不活性ガス割合αiをバックアップ用のメモリから読み出し、ステップS304で、読み出した不活性ガス割合αiに基づき燃料噴射量を補正する。具体的には、エンジン運転状態に基づき算出した基本噴射量に対して、燃料組成補正として不活性ガス割合αiに基づく補正を施す。このとき、不活性ガス割合αiが大きいほど燃料噴射量を増量側に補正する。また、ステップS305では、エンジン運転状態に基づき算出した点火時期のベース値(基本点火時期)に対して、燃料組成補正として不活性ガス割合αiに基づく補正を施す。このとき、不活性ガス割合αiが大きいほど点火時期を進角側に補正する。その後、本ルーチンを終了する。 In step S303, the inert gas ratio αi stored as the learning value is read from the backup memory, and in step S304, the fuel injection amount is corrected based on the read inert gas ratio αi. Specifically, a correction based on the inert gas ratio αi is applied as a fuel composition correction to the basic injection amount calculated based on the engine operating state. At this time, the fuel injection amount is corrected to the increase side as the inert gas ratio αi increases. In step S305, a correction based on the inert gas ratio αi is performed as a fuel composition correction on the base value (basic ignition timing) of the ignition timing calculated based on the engine operating state. At this time, the ignition timing is corrected to the advance side as the inert gas ratio αi increases. Thereafter, this routine is terminated.
以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
エンジン10で発生する実トルクと点火時期との関係が燃料組成に応じて異なることに着目し、ガスタンク42内への気体燃料の補充に伴うトルク変化が生じたことを検出した場合に、そのトルク変化を解消する側にある所定の目標トルクに実トルクが一致するまで点火時期を変更するとともに、そのときの点火時期の変更量に基づいて、燃料組成学習を実行する構成とした。この構成では、点火時期の変更量に基づき燃料組成を学習することから、燃料系の変化の影響を受けずに燃料組成学習を実施することができる。したがって、例えば空燃比フィードバック制御における空燃比補正量に基づき燃料組成を学習する場合に比べて、燃料系の変化の影響を受けやすい状況(例えば、第1噴射弁21の経年劣化、パージ中など)での学習精度を良好にすることができる。
Focusing on the fact that the relationship between the actual torque generated in the
トルク変化を解消するための点火時期の変更量として点火進角量Δθigを算出し、その算出した点火進角量Δθigに基づいて燃料組成学習を実行する構成とした。点火進角量Δθigと燃焼速度Vbとは相関があり、また燃焼速度Vbと不活性ガス割合αiとは相関があることから(図4,5参照)、点火進角量Δθigによれば、今現在、第1噴射弁21に供給されている気体燃料中の不活性ガスの混入割合を把握することができる。また、燃料中の不活性ガスの混入割合は地域によって大きく異なることから、不活性ガスの混入割合を学習値として持たせることにより、気体燃料の組成変化に起因する燃料噴射量及び点火時期の定常的なずれを解消することができる。
An ignition advance amount Δθig is calculated as an ignition timing change amount for eliminating the torque change, and fuel composition learning is executed based on the calculated ignition advance amount Δθig. Since there is a correlation between the ignition advance amount Δθig and the combustion speed Vb, and there is a correlation between the combustion speed Vb and the inert gas ratio αi (see FIGS. 4 and 5), according to the ignition advance amount Δθig, Currently, the mixing ratio of the inert gas in the gaseous fuel supplied to the
エンジン負荷変動が所定の負荷変動範囲内であって、かつエンジン回転変動が所定の回転変動範囲内であることを条件に燃料組成学習を実行する構成とした。この場合、燃料組成学習に際し、燃料噴射量や吸入空気量の変化を要因とするトルク変化の影響を受けにくく、誤学習を回避するようにすることができる。 The fuel composition learning is executed on condition that the engine load fluctuation is within a predetermined load fluctuation range and the engine rotation fluctuation is within a predetermined rotation fluctuation range. In this case, when learning the fuel composition, it is difficult to be affected by a torque change caused by a change in the fuel injection amount or the intake air amount, and erroneous learning can be avoided.
具体的には、ガスタンク42内への気体燃料の補充があった後のエンジン始動後において、点火時期を、気体燃料の組成が基準組成であるときの最適点火時期(基準最適時期θm1)としたときにトルク変化が生じた場合に、そのトルク変化を解消するために必要な点火時期の変更量として点火進角量Δθigを算出し、その算出した点火進角量Δθigに基づいて燃料組成を学習する構成とした。こうした構成によれば、エンジン10の運転開始後に点火時期を積極的に動かすことにより燃料組成を学習することができる。また、学習に要する時間を短縮することができる。
Specifically, after the engine is started after the gas fuel is replenished in the
上記構成によれば、気体燃料が基準組成である場合との差分を考慮して燃料組成の学習値を算出することができる。また、補正の基準が一定であることから、気体燃料の組成が如何なる組成になっていても一定の基準で学習値を算出することができ、学習精度の安定化を図ることができる。特に、トルク最大となる点火時期である最適点火時期と燃焼速度とは相関があり、最適点火時期が遅角側にあるほど燃焼速度が速い傾向にある。したがって、最適点火時期を基準にすることにより、燃料組成ずれに起因する燃焼速度の変化を正確に把握することができる。これにより、点火進角量Δθigに基づく不活性ガス割合αiを精度良く算出することができる。 According to the above configuration, the learning value of the fuel composition can be calculated in consideration of the difference from the case where the gaseous fuel has the reference composition. Further, since the correction reference is constant, the learning value can be calculated based on the constant reference regardless of the composition of the gaseous fuel, and the learning accuracy can be stabilized. In particular, the optimum ignition timing, which is the ignition timing at which the torque is maximum, has a correlation with the combustion speed, and the combustion speed tends to be faster as the optimum ignition timing is on the retard side. Therefore, by using the optimum ignition timing as a reference, it is possible to accurately grasp the change in the combustion speed due to the fuel composition deviation. Thereby, the inert gas ratio αi based on the ignition advance amount Δθig can be calculated with high accuracy.
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。上記第1実施形態では、トルクフィードバックを停止し、燃料補充に伴うトルク変化を打ち消すための点火時期の変更を積極的に行うことにより燃料組成学習を実施する構成とした。これに対し本実施形態では、燃料組成学習中においてトルクフィードバックを継続し、トルク変化を打ち消すための点火時期の変更をトルクフィードバックによる成り行きの制御で行うことにより燃料組成学習を実施する。以下、第2実施形態について第1実施形態との相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, the fuel composition learning is performed by stopping the torque feedback and actively changing the ignition timing for canceling the torque change accompanying the fuel replenishment. On the other hand, in the present embodiment, the fuel composition learning is performed by continuing the torque feedback during the fuel composition learning and changing the ignition timing for canceling the torque change by controlling the event by the torque feedback. Hereinafter, the second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
図8は、本実施形態の燃料組成学習処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、制御部80により、例えば車両の運転が行われる都度実施される。なお、図8の説明では、上記図3と同じ処理については図3のステップ番号を付してその説明を省略する。
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of the fuel composition learning process of the present embodiment. This process is performed by the
図8において、ステップS401〜S402では上記図3のステップS101〜S102と同じ処理を実行する。続くステップS403では、学習実行条件が成立しているか否かを判定する。ここでは、学習実行条件として、上記(1)の条件及び上記(2)の条件に加え、(3)トルクフィードバック制御の開始後であること、の条件を更に含む。そして、これら(1)〜(3)を含む全ての条件が成立していることを条件にステップS404に進む。 In FIG. 8, in steps S401 to S402, the same processing as steps S101 to S102 in FIG. 3 is executed. In a succeeding step S403, it is determined whether or not a learning execution condition is satisfied. Here, in addition to the conditions (1) and (2), the learning execution conditions further include a condition that (3) the torque feedback control is started. And it progresses to step S404 on condition that all the conditions including these (1)-(3) are materialized.
ステップS404では、実トルクTraの要求トルクTrqに対する偏差を算出し、これをトルク乖離量ΔTrとする(ΔTr=Trq−Tra)。なお、トルク乖離量ΔTrを算出する際には、例えばトルクフィードバック制御の開始直後の実トルクTraを用いる。また、ステップS405では、トルク乖離量ΔTrが所定の許容範囲から外れているか否かを判定し、許容範囲内である場合にはそのまま本ルーチンを終了する。一方、トルク乖離量ΔTrが許容範囲から外れている場合にはステップS406へ進む。なお、ステップS402〜S405の処理が変化検出手段に相当する。 In step S404, a deviation of the actual torque Tra from the required torque Trq is calculated, and this is set as a torque deviation amount ΔTr (ΔTr = Trq−Tra). Note that when calculating the torque deviation amount ΔTr, for example, the actual torque Tra immediately after the start of the torque feedback control is used. In step S405, it is determined whether or not the torque deviation amount ΔTr is out of the predetermined allowable range. If it is within the allowable range, this routine is ended as it is. On the other hand, if the torque deviation amount ΔTr is out of the allowable range, the process proceeds to step S406. Note that the processing in steps S402 to S405 corresponds to change detection means.
ステップS406では、空気量一定にした状態で実トルクTraを要求トルクTrqに一致させるべく、点火時期を進角補正又は遅角補正する。例えば、前回のエンジン運転時には、燃料組成が基準組成である気体燃料がガスタンク42内に充填されていたのに対し、今回のエンジン運転時には、基準組成よりも不活性ガスの混入割合が多い気体燃料がガスタンク42内に充填されている場合を考える。この場合、今回のエンジン始動直後では、実トルクTraが要求トルクTrqよりも低くなる(例えば、図2中の点B)。このとき、吸入空気量一定としてトルクフィードバックを行うことにより、点火時期の進角補正が実施される(例えば、図2中の点C)。本実施形態では、この点火補正量に基づき、燃料組成学習の学習値を算出する。
In step S406, the ignition timing is advanced or retarded so that the actual torque Tra matches the required torque Trq with the air amount kept constant. For example, the gas fuel having the fuel composition of the reference composition was filled in the
具体的には、ステップS407では、点火時期の変更に伴い、実トルクTraが目標トルク(本実施形態では要求トルクTrq)に一致したか否かを判定する。ステップS407で否定判定された場合にはステップS406へ戻り、空気量一定でのトルクフィードバックを継続する。そして、実トルクTraが要求トルクTrqに一致したと判定されると、ステップS408へ進み、実トルクTraを要求トルクTrqに一致させるために要した点火時期の補正量を算出し、これを点火補正量Δθkとして記憶する。なお、点火補正量Δθkは、点火時期の進角側への変更量が多いほど大きい値に設定され、遅角側への変更量が多いほど小さい値に設定される。ステップS406〜S408の処理が点火制御手段に相当する。 Specifically, in step S407, it is determined whether or not the actual torque Tra matches the target torque (required torque Trq in the present embodiment) as the ignition timing is changed. If a negative determination is made in step S407, the process returns to step S406 to continue torque feedback with a constant air amount. If it is determined that the actual torque Tra matches the required torque Trq, the process proceeds to step S408, and the ignition timing correction amount required to make the actual torque Tra match the required torque Trq is calculated, and this is corrected. Stored as a quantity Δθk. The ignition correction amount Δθk is set to a larger value as the change amount of the ignition timing to the advance side is larger, and is set to a smaller value as the change amount to the retard side is larger. Steps S406 to S408 correspond to ignition control means.
その後、ステップS409では、点火補正量Δθkに基づき燃焼速度Vbを推定する。また、ステップS410〜S411では、上記図3のステップS111〜S112と同様の処理を実行し、本ルーチンを終了する。本実施形態で学習値として記憶した不活性ガス割合αiについても上記第1実施形態と同じく、燃料噴射量補正及び点火時期補正に用いる。 Thereafter, in step S409, the combustion speed Vb is estimated based on the ignition correction amount Δθk. In steps S410 to S411, processing similar to that in steps S111 to S112 in FIG. 3 is executed, and this routine is terminated. The inert gas ratio αi stored as the learned value in the present embodiment is also used for fuel injection amount correction and ignition timing correction, as in the first embodiment.
以上詳述した第2実施形態では、ガスタンク42内への気体燃料の補充があった後のエンジン運転開始後において、実トルクTraと要求トルクTrqとの偏差に基づき、ガスタンク42内への気体燃料の補充に伴うトルク変化が生じたことを検出するとともに、空気量一定にした状態でその偏差を解消するための点火時期の補正量Δθkに基づいて燃料組成学習を実行する構成とした。こうした構成によれば、トルクフィードバックによって成り行きで点火時期を動かすことができる。また、トルクフィードバック制御を継続することころからトルクの変動が生じにくく、安定した燃焼を継続しつつ燃料組成を学習することができる。
In the second embodiment described in detail above, the gaseous fuel into the
(他の実施形態)
本発明は上記実施形態に限定されず、例えば次のように実施してもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
・上記第1実施形態では、点火進角量Δθigに基づき、図4の燃焼速度推定マップを用いて燃焼速度Vbを推定するとともに、その推定した燃焼速度Vbに基づき、図5の不活性ガス算出マップを用いて不活性ガス割合αiを算出する構成とした。これを変更し、点火進角量Δθigと不活性ガス割合αiとの関係を予め定めたマップを用い、このマップを用いて今回の点火進角量Δθigに基づき不活性ガス割合αiを算出する構成としてもよい。また、第2実施形態についても、点火補正量Δθkと不活性ガス割合αiとの関係を予め定めたマップを用い、このマップを用いて今回の点火補正量Δθkに基づき不活性ガス割合αiを算出する構成としてもよい。 In the first embodiment, the combustion speed Vb is estimated using the combustion speed estimation map of FIG. 4 based on the ignition advance amount Δθig, and the inert gas calculation of FIG. 5 is calculated based on the estimated combustion speed Vb. The inert gas ratio αi is calculated using a map. By changing this, a map in which the relationship between the ignition advance amount Δθig and the inert gas ratio αi is set in advance is used, and the inert gas ratio αi is calculated based on the current ignition advance amount Δθig using this map. It is good. Also in the second embodiment, a map in which the relationship between the ignition correction amount Δθk and the inert gas ratio αi is set in advance is used, and the inert gas ratio αi is calculated based on the current ignition correction amount Δθk using this map. It is good also as composition to do.
・上記第1実施形態では、第1噴射弁21に供給される気体燃料(ガスタンク42内の燃料)が燃焼した時に生じる最大トルクを目標トルクに設定したが、これに限定しない。例えば、最大トルクよりも所定量だけ低いトルクを目標トルクに設定してもよい。
In the first embodiment, the maximum torque generated when the gaseous fuel (fuel in the gas tank 42) supplied to the
・上記実施形態において、エンジン回転速度の変化を検出することにより、ガスタンク42内への気体燃料の補充に伴うトルク変化が生じたことを検出する構成としてもよい。例えばアイドル運転時であれば、エンジン回転速度の実際値(実回転速度)の目標アイドル回転速度に対する乖離量が所定の許容範囲から外れていることを検出することにより、ガスタンク42内への気体燃料の補充に伴うトルク変化が生じたことを検出する構成とする。この場合、実回転速度を目標アイドル回転速度に一致させるための点火進角量に基づき、燃料組成の学習値として不活性ガス割合αiを算出する構成とする。
In the above-described embodiment, it may be configured to detect a change in torque caused by replenishment of gaseous fuel into the
・上記第1実施形態では、気体燃料が基準組成である場合を補正の基準として燃料組成学習を実施したが、補正の基準はこれに限らず、例えば今回よりも前のエンジン運転時における点火時期とトルクと燃料組成(学習値)との関係を基準として燃料組成学習を実施してもよい。 In the first embodiment, the fuel composition learning is performed with the gas fuel having the reference composition as a correction reference. However, the correction reference is not limited to this, for example, the ignition timing at the time of engine operation before this time Fuel composition learning may be performed based on the relationship between torque, fuel, and fuel composition (learned value).
・上記実施形態では、(1)エンジン負荷変動が所定の負荷変動範囲内であって、かつエンジン回転速度が所定の回転変動範囲内である場合としては、アイドル運転状態及び車両走行中のエンジン定常状態を含む構成とした。つまり、アイドル運転状態であるか又は車両走行中のエンジン定常状態であることを条件に燃料組成学習を実施する構成とした。これに対し、アイドル運転状態であることのみを学習実行条件に含めることとし、車両走行中のエンジン定常状態である場合には燃料組成学習を実施しない構成としてもよい。逆に、車両走行中のエンジン定常状態であることのみを学習実行条件に含めることとし、アイドル運転状態である場合には燃料組成学習を実施しない構成としてもよい。特にアイドル運転中は、エンジン10の負荷変動及び回転変動が小さい状態を比較的長い時間確保することができ、燃料組成学習を実行するのに好適である。
In the above embodiment, (1) when the engine load fluctuation is within a predetermined load fluctuation range and the engine rotation speed is within the predetermined rotation fluctuation range, the engine steady state during the idling operation state and the vehicle running The configuration includes a state. In other words, the fuel composition learning is performed on the condition that the engine is in the idle operation state or the engine is in a steady state while the vehicle is running. On the other hand, only the idling state may be included in the learning execution condition, and the fuel composition learning may not be performed when the engine is in a steady state while the vehicle is running. On the contrary, only the engine steady state while the vehicle is running may be included in the learning execution condition, and the fuel composition learning may not be performed in the idle operation state. In particular, during idle operation, a state in which the load fluctuation and rotation fluctuation of the
・上記実施形態では、気体燃料中における不活性ガスの混入割合を燃料組成の学習値として算出する構成としたが、不活性ガスの混入割合に相関する値であればよく、例えば気体燃料の密度を学習値として算出してもよい。不活性ガスの混入割合が相違すれば、その混入割合に応じて燃料の密度も変わってくるからである。 In the above embodiment, the mixing ratio of the inert gas in the gaseous fuel is calculated as the learning value of the fuel composition. However, any value that correlates with the mixing ratio of the inert gas may be used. For example, the density of the gaseous fuel May be calculated as a learning value. This is because if the mixing ratio of the inert gas is different, the density of the fuel changes depending on the mixing ratio.
・上記第1実施形態について、エンジン運転状態に基づき要求トルクを算出し、実トルクを要求トルクに一致させるべくトルクフィードバック制御によりエンジン運転を行うシステムに適用する場合について説明したが、トルクフィードバック制御に依らないエンジン運転システムに本発明を適用してよい。 In the first embodiment, the case where the required torque is calculated based on the engine operating state and applied to a system that operates the engine by torque feedback control to match the actual torque with the required torque has been described. The present invention may be applied to an engine operation system that does not depend on the present invention.
・上記実施形態では、エンジン燃焼用の燃料として気体燃料と液体燃料とを使用するバイフューエルタイプの車載エンジンに適用する場合について説明したが、エンジン燃料用の燃料として気体燃料のみを使用するガス専用の車載エンジンに適用してもよい。 In the above-described embodiment, the case where it is applied to a bi-fuel type vehicle-mounted engine that uses gaseous fuel and liquid fuel as engine combustion fuel has been described, but only for gas that uses only gaseous fuel as fuel for engine fuel You may apply to the vehicle-mounted engine.
・上記実施形態では気体燃料をCNG燃料としたが、標準状態で気体状態の他の気体燃料を用いることもでき、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、水素、ジメチルエーテルなどを主成分とする燃料を用いる構成としてもよい。また、液体燃料についてもガソリン燃料に限定しない。例えば燃焼用の燃料として軽油を用いるディーゼルエンジンに対して気体燃料の供給系を搭載したシステムに本発明を適用してもよい。 In the above embodiment, the gaseous fuel is CNG fuel, but other gaseous fuels in a gaseous state can be used in the standard state, for example, a fuel mainly composed of methane, ethane, propane, butane, hydrogen, dimethyl ether, etc. It is good also as a structure to use. Further, liquid fuel is not limited to gasoline fuel. For example, you may apply this invention to the system which mounts the supply system of gaseous fuel with respect to the diesel engine which uses light oil as a fuel for combustion.
10…エンジン(内燃機関)、20…点火プラグ、20a…点火装置、21…第1噴射弁(気体噴射手段)、22…第2噴射弁、40…気体燃料供給部、41…ガス配管、42…ガスタンク(燃料タンク)、43…レギュレータ、70…液体燃料供給部、80…制御部(変化検出手段、点火制御手段、学習実行手段、状態判定手段、補充判定手段、学習判定手段、噴射量算出手段、点火算出手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記内燃機関で発生する実トルクについて、前記燃料タンク内への前記気体燃料の補充に伴うトルク変化が生じたことを検出する変化検出手段と、
前記変化検出手段により前記トルク変化が生じたことを検出した場合に、前記実トルクが、前記トルク変化を解消する側の所定の目標トルクとなるまで前記内燃機関の点火時期を変更する点火制御手段と、
前記点火制御手段による点火時期の変更量に基づいて、前記気体噴射手段に供給される気体燃料の組成学習を実行する学習実行手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 Applied to an internal combustion engine (10) comprising a fuel tank (42) for storing gaseous fuel in a high pressure state, and gas injection means (21) for injecting gaseous fuel supplied from the fuel tank through a fuel passage (41),
A change detecting means for detecting that a torque change associated with the replenishment of the gaseous fuel into the fuel tank has occurred with respect to the actual torque generated in the internal combustion engine;
Ignition control means for changing the ignition timing of the internal combustion engine until the actual torque reaches a predetermined target torque for eliminating the torque change when the change detection means detects that the torque change has occurred. When,
Learning execution means for performing composition learning of the gaseous fuel supplied to the gas injection means based on the amount of change in the ignition timing by the ignition control means;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記学習実行手段は、前記状態判定手段により前記学習運転状態であると判定されたことを条件に前記組成学習を実行する請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。 A state determination unit that determines whether or not the load fluctuation of the internal combustion engine is within a predetermined load fluctuation range and the rotation speed of the internal combustion engine is within a predetermined rotation fluctuation range;
The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the learning execution means executes the composition learning on condition that the state determination means determines that the learning operation state is established.
前記学習実行手段による前記組成学習が完了したか否かを判定する学習判定手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記気体噴射手段により噴射する燃料量のベース値である基本噴射量を算出する噴射量算出手段と、
を備え、
前記補充判定手段により前記気体燃料の補充があったと判定された場合、前記学習判定手段により前記組成学習が完了したと判定された後に、前記学習実行手段の学習結果に基づき前記基本噴射量を補正する請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 Replenishment determination means for determining whether or not the gaseous fuel has been replenished into the fuel tank;
Learning determination means for determining whether or not the composition learning by the learning execution means is completed;
An injection amount calculating means for calculating a basic injection amount that is a base value of a fuel amount injected by the gas injection means based on an operating state of the internal combustion engine;
With
When it is determined by the replenishment determination means that the gaseous fuel has been replenished, the basic injection amount is corrected based on the learning result of the learning execution means after the learning determination means determines that the composition learning has been completed. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
前記学習実行手段による前記組成学習が完了したか否かを判定する学習判定手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記内燃機関の点火時期のベース値である基本点火時期を算出する点火算出手段と、
を備え、
前記補充判定手段により前記気体燃料の補充があったと判定された場合、前記学習判定手段により前記組成学習が完了したと判定された後に、前記学習実行手段の学習結果に基づき前記基本点火時期を補正する請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 Replenishment determination means for determining whether or not the gaseous fuel has been replenished into the fuel tank;
Learning determination means for determining whether or not the composition learning by the learning execution means is completed;
Ignition calculation means for calculating a basic ignition timing that is a base value of the ignition timing of the internal combustion engine based on the operating state of the internal combustion engine;
With
When it is determined by the replenishment determination means that the gaseous fuel has been replenished, the basic ignition timing is corrected based on the learning result of the learning execution means after the learning determination means determines that the composition learning has been completed. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4.
前記変化検出手段は、前記燃料タンク内への前記気体燃料の補充があった後に、前記気体燃料の組成が前記基準組成であるときの最適点火時期に前記内燃機関の点火時期を設定した場合のトルク変化に基づき、前記燃料タンク内への前記気体燃料の補充に伴うトルク変化が生じたことを検出し、
前記点火制御手段は、前記目標トルクを、前記気体噴射手段に供給される気体燃料が燃焼した時に生じる最大トルクとし、該最大トルクになるまで点火時期を変更する請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 A standard composition is defined as the composition of the gaseous fuel,
The change detecting means is configured to set the ignition timing of the internal combustion engine to the optimum ignition timing when the composition of the gaseous fuel is the reference composition after the gaseous fuel is replenished in the fuel tank. Based on the torque change, it detects that a torque change accompanying the replenishment of the gaseous fuel into the fuel tank has occurred,
6. The ignition control unit according to claim 1, wherein the target torque is set to a maximum torque generated when the gaseous fuel supplied to the gas injection unit burns, and the ignition timing is changed until the maximum torque is reached. The control apparatus for an internal combustion engine according to the item.
前記変化検出手段は、前記燃料タンク内への前記気体燃料の補充があった後の前記実トルクと前記要求トルクとの偏差に基づき、前記燃料タンク内への前記気体燃料の補充に伴うトルク変化が生じたことを検出し、
前記点火制御手段は、前記目標トルクを前記要求トルクとし、空気量一定にした状態で前記実トルクが前記要求トルクになるように点火時期を変更する請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 Torque feedback control is performed so that the actual torque matches the required torque calculated based on the operating state of the internal combustion engine,
The change detecting means is configured to change a torque accompanying replenishment of the gaseous fuel into the fuel tank based on a deviation between the actual torque and the required torque after the gaseous fuel is replenished into the fuel tank. Detected that
6. The ignition control unit according to claim 1, wherein the ignition control unit changes the ignition timing so that the actual torque becomes the required torque when the target torque is the required torque and the air amount is constant. Control device for internal combustion engine.
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