JP2016070245A - 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するものである。 The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine.
圧縮天然ガス(CNG)等のガス燃料を燃焼させるようにした内燃機関が実用化されている。こうした内燃機関において、ガス燃料をガス噴射弁に対して供給させる燃料供給系の構成として、ガス燃料を高圧状態で貯蔵するガスタンクと、ガスタンク及び噴射弁を繋ぐ燃料配管の途中に設けられ、ガスタンクから供給されるガス燃料の圧力を減圧調整する圧力調整弁と、圧力調整弁よりも上流側(すなわちガスタンク側)に設けられ、圧力調整弁に対するガス燃料の流通を遮断する電磁駆動式の遮断弁とを備える構成が知られている。 An internal combustion engine in which gas fuel such as compressed natural gas (CNG) is burned has been put into practical use. In such an internal combustion engine, a fuel supply system configured to supply gas fuel to the gas injection valve is provided in the middle of a gas tank that stores the gas fuel in a high pressure state and a fuel pipe that connects the gas tank and the injection valve. A pressure regulating valve that adjusts the pressure of the gas fuel to be reduced, and an electromagnetically driven shut-off valve that is provided upstream of the pressure regulating valve (that is, on the gas tank side) and blocks the flow of the gas fuel to the pressure regulating valve; There is a known configuration comprising:
ところで、ガス燃料を使用する内燃機関においては、低温状態の際、ガス燃料中に含まれるオイル成分(ガススタンド設備のコンプレッサにより混入)の粘度が増す事や、ガス燃料に含有されるメタンガス中の水分や燃焼中に発生した水分が凍結することに起因して、ガス噴射弁の噴射時期にガス噴射弁が正常に開かない開弁異常が生じることがある。 By the way, in an internal combustion engine using gas fuel, the viscosity of the oil component (mixed by the compressor of the gas stand equipment) increases in the gas fuel when the temperature is low, or in the methane gas contained in the gas fuel. Due to freezing of moisture or moisture generated during combustion, there may be a valve opening abnormality in which the gas injection valve does not open normally at the injection timing of the gas injection valve.
そこで特許文献1では、エンジン水温、吸気温度、ガス温度の各種温度の検出結果に基づいてガス噴射弁に開弁異常が生じる可能性がある場合に、ガス噴射弁に対する通電量を増加させることで、開弁異常の解消が促されるようにしている(例えば特許文献1参照)。
Therefore, in
しかし低温状態の場合にガス噴射弁に一様に開弁異常が生じるとは限らない。また、ガス噴射弁の開弁異常は、ガス噴射弁に異物等が付着することでも生じうる。特許文献1では、これらの点については考慮されていない。したがって、ガス噴射弁の開弁異常の判定精度を高めつつ、ガス噴射弁に開弁異常がある場合に、その開弁異常を解消するための処理をより適切に実施するためには、改善の余地があると言える。
However, in the low temperature state, the valve opening abnormality does not always occur uniformly in the gas injection valve. Further, the abnormality of the gas injection valve opening may also be caused by foreign matter or the like adhering to the gas injection valve. In
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、ガス噴射弁に開弁異常がある場合に、その異常の解消を促す処理を適切に実施できる内燃機関の燃料噴射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 in view of the above, and it is a main object of the present invention to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine that can appropriately perform a process of prompting the elimination of the abnormality when the gas injection valve has a valve opening abnormality. Objective.
本発明は、内燃機関(10)においてガス燃料を噴射するガス噴射弁(21)と、前記ガス噴射弁へのガス燃料の供給経路におけるガス燃料の圧力を検出する圧力検出手段(38)と、を備える燃料噴射システムに適用され、前記内燃機関の運転状態に応じて算出された要求噴射量に応じて前記ガス噴射弁の第1駆動信号を生成し、その第1駆動信号の出力により燃料噴射を実施させる燃料噴射制御手段と、前記第1駆動信号の出力前における圧力の検出値である第1駆動前圧力と、前記第1駆動信号の出力後における圧力の検出値である第1駆動後圧力との差が所定の閾値未満の場合に、前記ガス噴射弁が開かない開弁異常が生じているとして、前記要求噴射量に関わらず生成した第2駆動信号を前記ガス噴射弁に出力する第2駆動信号生成手段と、を備えることを特徴とする。 The present invention comprises a gas injection valve (21) for injecting gas fuel in an internal combustion engine (10), a pressure detection means (38) for detecting the pressure of the gas fuel in the supply path of gas fuel to the gas injection valve, The first drive signal of the gas injection valve is generated according to the required injection amount calculated according to the operating state of the internal combustion engine, and fuel injection is performed by the output of the first drive signal The fuel injection control means for performing the operation, the first pre-drive pressure that is a detected value of the pressure before the output of the first drive signal, and the post-first drive that is the detected value of the pressure after the output of the first drive signal When the difference from the pressure is less than a predetermined threshold, it is determined that a valve opening abnormality that does not open the gas injection valve occurs, and the generated second drive signal is output to the gas injection valve regardless of the required injection amount. Second drive signal raw Characterized in that it comprises a means.
本発明によれば、要求噴射量に基づき生成した第1駆動信号を出力する前後における圧力変化を取得し、圧力変化が所定の閾値未満の場合に、ガス噴射弁に開弁異常があるとして、要求噴射量に関わらず生成した第2駆動信号を出力するようにした。この場合、ガス噴射弁の駆動に直接関係するガス圧変化を用いて異常判定を行うため、開弁異常を精度よく判定できる。また、ガス噴射弁に開弁異常がある場合にその解消を促す処理を適切に実施できる。 According to the present invention, the pressure change before and after outputting the first drive signal generated based on the required injection amount is acquired, and when the pressure change is less than a predetermined threshold, the gas injection valve has a valve opening abnormality. The generated second drive signal is output regardless of the required injection amount. In this case, the abnormality determination is performed using the gas pressure change directly related to the driving of the gas injection valve, so that the valve opening abnormality can be accurately determined. Moreover, when there is a valve opening abnormality in the gas injection valve, it is possible to appropriately perform processing for prompting the cancellation.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、ガス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多気筒エンジン(多気筒内燃機関)に適用される燃料噴射システムとして具体化するものとしている。なお本システムの全体概略図を図1に示す。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is applied to a so-called bi-fuel type on-vehicle multi-cylinder engine (multi-cylinder internal combustion engine) that uses compressed natural gas (CNG) as a gas fuel and gasoline as a liquid fuel as combustion fuel. It is supposed to be embodied as a fuel injection system. An overall schematic diagram of this system is shown in FIG.
図1に示すエンジン10は直列3気筒の火花点火式ガスエンジンよりなり、その吸気ポート及び排気ポートには吸気系統11、排気系統12がそれぞれ接続されている。吸気系統11は、吸気マニホールド13と吸気管14とを有している。吸気マニホールド13は、エンジン10の吸気ポートに接続される複数(エンジン10の気筒数分)の分岐管部13aと、その上流側であって吸気管14に接続される集合部13bとを有している。分岐管部13aが気筒別吸気通路に相当する。吸気管14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、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により検出されるようになっている。
An
また、排気系統12は、排気マニホールド16と排気管17とを有している。排気マニホールド16は、エンジン10の排気ポートに接続される複数(エンジン10の気筒数分)の分岐管部16aと、その下流側であって排気管17に接続される集合部16bとを有している。排気管17には、排気の成分を検出する排気センサ18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18として具体的には、排気中の酸素濃度から空燃比を検出する空燃比センサが設けられている。
Further, the exhaust system 12 has an
エンジン10の各気筒(♯1〜♯3)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(燃焼室内)に導入した燃料が着火され燃焼に供される。
A
また、本システムは、エンジン10に対して燃料を噴射供給する燃料噴射手段として、ガス噴射弁21に対してガス燃料(CNG燃料)を噴射するガス燃料供給部30と、液体噴射弁74に対して液体燃料を供給する液体燃料供給部70とを有している。
Further, the present system is a fuel injection means for injecting and supplying fuel to the
ガス燃料供給部30において、ガス噴射弁21は、吸気系統11において吸気マニホールド13の分岐管部13aにそれぞれガス燃料を噴射するものであり、ガス噴射弁21の噴射によりガス燃料が各気筒の吸気ポートに供給される。
In the gas
ガス噴射弁21は、バッテリ50の電力で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40から入力されるオン/オフ式の駆動信号(開弁駆動信号)により開弁駆動される。ガス噴射弁21は、駆動信号がオンの際に開弁し、駆動信号がオフの際に閉弁する。そして、駆動信号がオンとされる時間に応じた量のガス燃料が噴射される。
The gas injection valve 21 is an open / close type control valve in which the valve body is lifted from the closed position to the open position by being electrically driven by the power of the
ガス噴射弁21の先端部には燃料導管22が接続されている。燃料導管22の他端側は吸気部としての分岐管部13aに接続されている。これにより、ガス噴射弁21から噴射されたガス燃料は、燃料導管22を介して分岐管部13aに放出される。なお、燃料導管22の構成を設けずに、各気筒とガス噴射弁21とが直接接続されてもよい。
A
ガス噴射弁21にはガス配管31を介してガスタンク32が接続されており、そのガス配管31の途中には、ガス噴射弁21に供給されるガス燃料の圧力を減圧調整する圧力調整機能を有するレギュレータ33が設けられている。
A
レギュレータ33は、ガスタンク32内に貯蔵された高圧状態(例えば最大20MPa)のガス燃料を、ガス噴射弁21の噴射圧である所定の設定圧(例えば0.2〜1.0MPa)に減圧調整するものであり、減圧調整後のガス燃料がガス配管31を通ってガス噴射弁21に供給されるようになっている。なお、ガス配管31において、レギュレータ33よりも上流側が高圧側通路を形成する高圧配管部31a、下流側が低圧側通路を形成する低圧配管部31bとなっている。
The
ガス配管31等により形成されるガス燃料通路には更に、ガスタンク32の燃料出口の付近に配置されたタンク主止弁34と、そのタンク主止弁34よりも下流側であってレギュレータ33の燃料入口の付近に配置された遮断弁35とが設けられており、これら各弁34,35によって、ガス配管31におけるガス燃料の流通が許容及び遮断されるようになっている。タンク主止弁34及び遮断弁35はいずれも電磁式の開閉弁であり、非通電時にガス燃料の流通を遮断し、通電時にガス燃料の流通を許容する常閉式となっている。
The gas fuel passage formed by the
ガス配管31において、高圧配管部31aには燃料圧力を検出する圧力センサ36と、燃料温度を検出する温度センサ37とが設けられている。低圧配管部31bには燃料圧力を検出する圧力センサ38と、燃料温度を検出する温度センサ39とが設けられている。なお、遮断弁35と圧力センサ36とはレギュレータ33に一体に設けることが可能であり、本実施形態では、レギュレータ33に一体に遮断弁35と圧力センサ36とを設ける構成を採用している。
In the
一方、液体燃料供給部70において、液体噴射弁74には、燃料導管71を介して燃料タンク72が接続されている。また、燃料導管71には、燃料タンク72内の液体燃料を液体噴射弁74に給送する燃料ポンプ73が設けられている。
On the other hand, in the liquid
制御部40は、CPU41、ROM42、RAM43、バックアップRAM44、インターフェース45、双方向バス46を備えており、CPU41、ROM42、RAM43、バックアップRAM44及びインターフェース45は、双方向バス46によって互いに接続されている。
The
CPU41は、本システムにおける各部の動作を制御するためのルーチン(プログラム)を実行する。ROM42には、CPU41が実行するルーチン、及びこのルーチン実行の際に参照されるマップ類(マップの他、テーブルや関係式等を含む)、パラメータ等の各種データが予め格納されている。RAM43は、CPU41がルーチンを実行する際に、必要に応じてデータを一時的に格納する。バックアップRAM44は、バッテリ50の電源が投入された状態でCPU41の制御下でデータを適宜格納するとともに、この格納されたデータを電源遮断後も保持する。
The
インターフェース45は、上述したスロットル開度センサ15b、排気センサ18、圧力センサ36,38、温度センサ37,39を含む、本システムに設けられたセンサ類(クランク角センサ、エアフロメータ、冷却水温センサ、車速センサ等)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)をCPU41に伝達する。また、インターフェース45は、スロットルアクチュエータ15a、点火装置20a、ガス噴射弁21、タンク主止弁34、遮断弁35等の駆動部と電気的に接続されていて、これらの駆動部を駆動させるためにCPU41から送出された駆動信号を当該駆動部に向けて出力する。
The
すなわち、制御部40は、上述のセンサ類の出力信号等に基づいてエンジン10の運転状態を取得し、この運転状態に基づいて上述の駆動部の制御を実施する。燃料噴射制御に関して補足すると、制御部40は、エンジン運転状態に基づいてガス噴射弁21による燃料噴射の要求噴射量を算出するとともに、その要求噴射量により第1駆動信号を生成し、その第1駆動信号によりガス噴射弁21を駆動させて燃料噴射を実施する。
That is, the
ところで、ガス燃料を使用する内燃機関においては、低温状態の際、ガス燃料に含有されるメタンガス中の水分や、燃焼中に発生した水分が凍結することに起因して、ガス噴射弁が噴射時期に正しく開弁しない開弁異常が生じるおそれがある。特に、エンジン始動時や、液体燃料からガス燃料への切り替え時など、ガス噴射弁21を休止状態から使用を開始する際に、このような開弁異常が生じる可能性が高くなる。また、ガス噴射弁の開弁異常は、ガス噴射弁にオイル成分等の、付着物が固着することによっても生じうる。 By the way, in an internal combustion engine that uses gas fuel, the gas injection valve is operated at an injection timing due to freezing of moisture in methane gas contained in the gas fuel or moisture generated during combustion in a low temperature state. There is a risk that the valve will not open correctly. In particular, when starting use of the gas injection valve 21 from a rest state, such as when the engine is started or when switching from liquid fuel to gas fuel, there is a high possibility that such valve opening abnormality will occur. Further, abnormal opening of the gas injection valve can also be caused by adhesion of deposits such as oil components to the gas injection valve.
そこで本実施形態の制御部40は、ガス噴射弁21ごとに、第1駆動信号の出力前後において、ガス噴射弁21の上流側の圧力を圧力センサ38から検出する。そして、第1駆動信号の出力前後における圧力変化を用いて、各ガス噴射弁21の開弁異常を個別に検出する。
Therefore, the
また、開弁異常があるガス噴射弁21に対しては、ガス噴射弁21の開弁異常を解消するための開弁アシスト駆動を実施する。開弁アシスト駆動では、要求噴射量に基づき生成した第1駆動信号の出力後に、要求噴射量に関わらず生成した第2駆動信号を出力する。これにより、ガス噴射弁21の駆動量を増加することで、ガス噴射弁21の開弁異常の解消を促すことができる。また、第2駆動信号を出力する際、その出力前後における圧力変化を検出する。そして、第2駆動信号の出力前後において圧力変化が生じた場合には、第2駆動信号の出力を停止する。これにより燃費の低下を抑えつつ、ガス噴射弁21の開弁をアシストすることができる。 Further, for the gas injection valve 21 having the valve opening abnormality, valve opening assist driving for eliminating the valve opening abnormality of the gas injection valve 21 is performed. In the valve opening assist drive, after the first drive signal generated based on the required injection amount is output, the second drive signal generated regardless of the required injection amount is output. Thus, by increasing the drive amount of the gas injection valve 21, it is possible to promote the elimination of the valve opening abnormality of the gas injection valve 21. Further, when outputting the second drive signal, a pressure change before and after the output is detected. Then, when a pressure change occurs before and after the output of the second drive signal, the output of the second drive signal is stopped. Thereby, opening of the gas injection valve 21 can be assisted while suppressing a decrease in fuel consumption.
次に、本実施形態の制御部40が実施するガス噴射弁21の駆動処理について、図2を用いて説明する。なお以下の処理は、ガス燃料による燃料噴射が選択されている場合に、制御部40が所定周期で繰り返し実施する。
Next, the drive process of the gas injection valve 21 which the
図2において、各気筒のガス燃料の噴射前における圧力の取得時期であるか否かを判定する(S11)。肯定判定した場合には、ガス噴射弁21の上流側の圧力を駆動前圧力Pa(第1駆動前圧力)として取得する(S12)。その後、要求噴射量に基づき第1駆動信号を出力する。 In FIG. 2, it is determined whether or not it is time to acquire pressure before the injection of gas fuel in each cylinder (S11). When a positive determination is made, the pressure on the upstream side of the gas injection valve 21 is acquired as the pre-drive pressure Pa (first pre-drive pressure) (S12). Thereafter, the first drive signal is output based on the required injection amount.
S11で否定判定した場合には、ガス燃料の噴射後における圧力の取得時期であるか否かを判定する(S13)。例えば、第1駆動信号が出力されてから所定のマスク期間の経過時点である場合に肯定判定する。この場合、ガス噴射弁21の上流側の圧力を駆動後圧力Pb(第1駆動後圧力)として取得する(S14)。その後、駆動前圧力Paに対する駆動後圧力Pbの変化が所定の閾値Thよりも大きいか否か、すなわちPa−Pb>Thであるか否かを判定する(S15)。 If a negative determination is made in S11, it is determined whether or not it is time to acquire pressure after the injection of gas fuel (S13). For example, an affirmative determination is made when the predetermined mask period has elapsed since the first drive signal was output. In this case, the pressure on the upstream side of the gas injection valve 21 is acquired as the post-drive pressure Pb (first post-drive pressure) (S14). Thereafter, it is determined whether or not the change in the post-drive pressure Pb with respect to the pre-drive pressure Pa is greater than a predetermined threshold Th, that is, whether Pa−Pb> Th (S15).
S15で肯定判定した場合には、本処理を終了する。S15で否定判定した場合には、バッテリ電圧VBが所定の閾値Vthよりも大きいか否かを判定する(S16)。VB≦Vthの場合、液体燃料噴射への切り替えを実施する(S17)。すなわち、バッテリ電圧VBが低い場合に、ガス燃料に代えて液体燃料を用いた燃料噴射を実施することで、バッテリ電圧VBが低い状態で開弁アシスト駆動がされることによる伴う不都合を回避しつつ、エンジンの始動性を高めることができる。 If an affirmative determination is made in S15, this process ends. If a negative determination is made in S15, it is determined whether or not the battery voltage VB is greater than a predetermined threshold value Vth (S16). When VB ≦ Vth, switching to liquid fuel injection is performed (S17). That is, when the battery voltage VB is low, fuel injection using liquid fuel instead of gas fuel is performed, thereby avoiding the inconvenience associated with the valve opening assist drive being performed with the battery voltage VB being low. The engine startability can be improved.
VB>Vthの場合には、開弁アシスト駆動を実施する(S18)。開弁アシスト駆動では、要求噴射量に関わらず第2駆動信号を生成して出力する。なお、第2駆動信号として、ガス噴射弁21を連続駆動する信号、ガス噴射弁21を断続駆動する信号などが出力される。また、S18において、第2駆動信号が出力される期間がバッテリ電圧VBに応じて設定されてもよい。すなわち、バッテリ電圧VBが比較的に低い場合には、第2駆動信号の出力期間を比較的に短く設定し、バッテリ電圧VBが比較的に高い場合には、第2駆動信号の出力期間を比較的に長く設定する。この場合、バッテリ電圧VBが閾値Vth未満に低下することを回避しつつ、ガス噴射弁21の駆動をアシストできる。 If VB> Vth, valve opening assist driving is performed (S18). In the valve opening assist drive, a second drive signal is generated and output regardless of the required injection amount. As the second drive signal, a signal for continuously driving the gas injection valve 21, a signal for intermittently driving the gas injection valve 21, and the like are output. In S18, the period during which the second drive signal is output may be set according to the battery voltage VB. That is, when the battery voltage VB is relatively low, the output period of the second drive signal is set to be relatively short, and when the battery voltage VB is relatively high, the output period of the second drive signal is compared. Set it longer. In this case, driving of the gas injection valve 21 can be assisted while avoiding the battery voltage VB falling below the threshold value Vth.
一方、S13で否定判定した場合には、開弁アシスト駆動の実施中であるか否かを判定する(S19)。S19で否定判定した場合には処理を終了する。S19で肯定判定した場合には、開弁アシスト駆動中、すなわち第2駆動信号の出力中におけるガス噴射弁21の上流側の圧力Pcを取得する(S20)。そして、開弁アシスト駆動前における圧力Pb(第2駆動前圧力)に対する開弁アシスト駆動中の圧力Pc(第2駆動後圧力)との圧力変化が所定の閾値Thよりも大きいか否か、すなわちPb−Pc>Thであるか否かを判定する(S21)。 On the other hand, if a negative determination is made in S13, it is determined whether or not valve opening assist driving is being performed (S19). If a negative determination is made in S19, the process ends. When an affirmative determination is made in S19, the pressure Pc on the upstream side of the gas injection valve 21 during the valve opening assist drive, that is, during the output of the second drive signal is acquired (S20). Then, whether or not the change in pressure with the pressure Pc during the valve opening assist driving (pressure after the second driving) with respect to the pressure Pb before the valve opening assist driving (the pressure before the second driving) is greater than a predetermined threshold Th. It is determined whether or not Pb-Pc> Th (S21).
S21で、圧力変化が閾値Thよりも大きいと判定した場合、開弁アシスト駆動を終了する(S22)。これ以外にもS22では、エンジン10の回転速度が所定以上に上昇した場合、エンジン10の回転速度の上昇の度合いが所定以上に大きくなった場合等、エンジン10の運転状態を示す各種パラメータに基づいて、ガス噴射弁21が開弁状態であると判定された際に、開弁アシスト駆動を終了してもよい。
If it is determined in S21 that the pressure change is larger than the threshold Th, the valve opening assist drive is terminated (S22). In addition to this, in S22, based on various parameters indicating the operating state of the
S21で否定判定した場合、すなわちPb−Pc≦Thの場合には、開弁アシスト駆動を終了するか否かを判定する(S23)。例えば、第2駆動信号の駆動時間が予め設定された所定時間に達した場合、次に燃料噴射が行われる気筒においてガス噴射弁21の第1駆動信号の出力時期となった場合、バッテリ電圧VBが閾値Vth未満となった場合などに、開弁アシスト駆動を終了すると判定する。 If a negative determination is made in S21, that is, if Pb−Pc ≦ Th, it is determined whether or not the valve opening assist drive is to be ended (S23). For example, when the driving time of the second driving signal reaches a predetermined time set in advance, when the output timing of the first driving signal of the gas injection valve 21 comes in the cylinder where fuel injection is performed next, the battery voltage VB Is determined to end the valve opening assist drive, for example, when the valve opening assist drive is less than the threshold value Vth.
そして、S23で肯定判定した場合には開弁アシスト駆動を終了する(S22)。S23で否定判定した場合には、本処理を終了する。この場合、実施中の開弁アシスト駆動が継続されることとなる。 If the determination in S23 is affirmative, the valve opening assist drive is terminated (S22). If a negative determination is made in S23, this process is terminated. In this case, the valve opening assist drive being performed is continued.
次に図3を用いて制御部40による上記処理の実行例を説明する。なお、図3では、説明の簡略化のために第1気筒(♯1)及び第2気筒(♯2)の状態のみを示している。また図3において、第1気筒に開弁異常が生じており、第2気筒は正常(開弁異常が生じていない)とする。
Next, an example of execution of the above process by the
時刻t1でスタータがオンに切替えられた状態で、時刻t2で第1気筒のガス噴射前における圧力の取得時期となると、第1気筒の圧力センサ38によって駆動前圧力Pa1検出され、その後、第1駆動信号が出力される。そして、第1駆動信号の出力後、所定のマスク期間が経過し、時刻t3で第1気筒のガス噴射後における圧力の時期となると、駆動後圧力Pb1が検出される。この際、ΔP1(Pa1−Pb1)<Th、且つVB>Vthであることで、開弁アシスト駆動により第2駆動信号が出力される。なお図3では、第2駆動信号によってガス噴射弁21が連続駆動される場合と、断続駆動される場合の両方の例を示している。そして、開弁アシスト駆動中(第2駆動信号の出力中)における圧力Pcが繰り返し検出される。
In the state where the starter is switched on at time t1, the pressure pre-drive pressure Pa1 is detected by the
そして時刻t3以降、ΔP1≦Thとなる期間では、第2駆動信号の出力が継続される。その後、ガス噴射弁21が開弁すると、時刻t4でΔP1>Thとなり、第2駆動信号の出力が停止され、開弁アシスト駆動が終了される。 Then, after time t3, the output of the second drive signal is continued in a period where ΔP1 ≦ Th. Thereafter, when the gas injection valve 21 is opened, ΔP1> Th at time t4, the output of the second drive signal is stopped, and the valve opening assist drive is ended.
時刻t5となり、第2気筒おけるガス噴射弁21の噴射前時期となると、第2気筒の圧力センサ38で駆動前圧力Pa2が検出される。そして所定のマスク期間が経過した後の時刻t6で、駆動後圧力Pb2が検出される。この際、ΔP2(Pa2−Pb2)>Thとなり、第2駆動信号は出力されず、次の燃料噴射時期まで、第2気筒のガス噴射弁21が閉弁される。
At time t5, when the pre-injection timing of the gas injection valve 21 in the second cylinder is reached, the pre-drive pressure Pa2 is detected by the
上記によれば以下の優れた効果を奏する。 According to the above, the following excellent effects are exhibited.
・ガス燃料を使用するエンジン10においては、低温状態であるとガス燃料に含有される水分が凍結すること等に起因してガス燃料の噴射時期にガス噴射弁21が開弁しない開弁異常が生じるおそれがある。また、ガス噴射弁21にオイル成分等の、異物等が付着することでも開弁異常が生じるおそれがある。そこで、要求噴射量に基づき生成した第1駆動信号を出力する前後における圧力変化を取得し、圧力変化が所定の閾値未満の場合に、ガス噴射弁21に開弁異常があるとして、要求噴射量に関わらず生成した第2駆動信号を出力するようにした。この場合、ガス噴射弁21の駆動に直接関係するガス圧変化を用いて異常判定を行うため、開弁異常を精度よく判定できる。また、ガス噴射弁21に開弁異常がある場合にその解消を促す処理を適切に実施できる。
In the
・第2駆動信号の出力前後における圧力変化が所定の閾値以上となった際に、第2駆動信号の出力が停止されるようにした。この場合、燃費の低下を最小限に抑えつつ、ガス噴射弁21の開弁異常の解消を促すことができる。 -The output of the second drive signal is stopped when the pressure change before and after the output of the second drive signal exceeds a predetermined threshold. In this case, it is possible to promote the elimination of the valve opening abnormality of the gas injection valve 21 while minimizing the decrease in fuel consumption.
・ガス噴射弁21の開弁異常が解消されると、燃料噴射の開始に伴ってエンジン10の回転速度が上昇する。そこで、エンジン10の回転速度が所定以上に上昇した場合、または回転速度の上昇の度合いが所定以上に大きい場合に、第2駆動信号の出力を停止するようにした。この場合、エンジン10の状態に応じて第2駆動信号の出力を停止できる。
When the valve opening abnormality of the gas injection valve 21 is resolved, the rotational speed of the
・第1の気筒のガス噴射弁21に開弁異常が生じていると判定されている際、次にガス燃料を噴射する第2の気筒のガス噴射弁21の噴射時期の前までに、第1の気筒のガス噴射弁21に対する第2駆動信号の出力を停止するようにした。この場合、第2の気筒のガス噴射弁21の開弁異常検出への影響を抑えつつ、第1の気筒のガス噴射弁21の開弁異常の解消を促すことができる。 -When it is determined that the valve opening abnormality has occurred in the gas injection valve 21 of the first cylinder, before the injection timing of the gas injection valve 21 of the second cylinder that injects gas fuel next, The output of the second drive signal to the gas injection valve 21 of one cylinder is stopped. In this case, it is possible to promote the elimination of the valve opening abnormality of the gas injection valve 21 of the first cylinder while suppressing the influence on the detection of the valve opening abnormality of the gas injection valve 21 of the second cylinder.
・ガス噴射弁21に開弁異常が生じている場合において、ガス噴射弁21に第2駆動信号を出力しても開弁異常が解消されない場合には、ガス噴射弁21が燃料噴射を行う気筒に対して、ガス燃料に代えて液体燃料を供給するようにした。この場合、ガス噴射弁21の開弁異常が解消されにくい場合において、内燃機関の始動性を確保することができる。 In the case where the valve opening abnormality has occurred in the gas injection valve 21, if the valve opening abnormality is not eliminated even if the second drive signal is output to the gas injection valve 21, the cylinder in which the gas injection valve 21 performs fuel injection On the other hand, liquid fuel was supplied instead of gas fuel. In this case, when the valve opening abnormality of the gas injection valve 21 is difficult to be solved, the startability of the internal combustion engine can be ensured.
・バッテリ50の電源電圧に応じて第2駆動信号を出力するようにした。この場合、バッテリ50の電源電圧を考慮して、ガス噴射弁21の開弁異常の解消を促すことができる。
The second drive signal is output according to the power supply voltage of the
・ガス噴射弁21の開弁異常を、ガス噴射弁21(気筒)ごとに算出するため、開弁異常が生じているガス噴射弁21(気筒)を特定することができる。 Since the valve opening abnormality of the gas injection valve 21 is calculated for each gas injection valve 21 (cylinder), the gas injection valve 21 (cylinder) in which the valve opening abnormality has occurred can be specified.
・開弁アシスト制御が必要なガス噴射弁21に対してのみ、開弁アシスト制御を実施することができる。 The valve opening assist control can be performed only for the gas injection valve 21 that needs the valve opening assist control.
(他の実施形態)
本発明は、上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。なお以下の説明において上記と同じ構成には同じ図番号を付し、詳述は省略する。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows. In the following description, the same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
・上記の図2の処理において、同一気筒のガス噴射弁21に対する開弁アシスト駆動を所定回数繰り返し実施してもガス噴射弁21の開弁異常が解消されない場合には、ガス燃料に代えて液体燃料による燃料噴射を実施してもよい。例えば、S16で肯定判定した際、開弁アシスト駆動の実施回数が所定回数未満であるか否かを判定する。そして、S16で肯定判定した場合には、S17で、開弁アシスト駆動として、ガス噴射弁21に第2駆動信号を出力する。S16で否定判定した場合には、ガス燃料に代えて、液体噴射弁74から液体燃料を噴射する。
In the processing of FIG. 2 described above, if the valve opening abnormality of the gas injection valve 21 is not solved even after the valve opening assist drive for the gas injection valve 21 of the same cylinder is repeatedly performed a predetermined number of times, a liquid is used instead of the gas fuel. Fuel injection with fuel may be performed. For example, when an affirmative determination is made in S16, it is determined whether or not the number of valve opening assist driving operations is less than a predetermined number. If an affirmative determination is made in S16, a second drive signal is output to the gas injection valve 21 as a valve opening assist drive in S17. When a negative determination is made in S16, liquid fuel is injected from the
・上記では、ガス燃料と液体燃料とを燃焼用の燃料として使用するバイフューエルタイプのエンジン10に本発明を適用する例を示したが、本発明はガス燃料のみを燃焼用の燃料として使用するタイプのエンジン10においても適用可能である。
In the above, the example in which the present invention is applied to the
・上記において、第2噴射信号は予め定めた所定期間で出力されてもよい。 In the above, the second injection signal may be output for a predetermined period.
10…エンジン、21…ガス噴射弁、38…圧力センサ、40…制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ガス噴射弁へのガス燃料の供給経路におけるガス燃料の圧力を検出する圧力検出手段(38)と、を備える燃料噴射システムに適用され、
前記内燃機関の運転状態に応じて算出された要求噴射量に応じて前記ガス噴射弁の第1駆動信号を生成し、その第1駆動信号の出力により燃料噴射を実施させる燃料噴射制御手段と、
前記第1駆動信号の出力前における圧力の検出値である第1駆動前圧力と、前記第1駆動信号の出力後における圧力の検出値である第1駆動後圧力との差が所定の閾値未満の場合に、前記ガス噴射弁が開かない開弁異常が生じているとして、前記要求噴射量に関わらず生成した第2駆動信号を前記ガス噴射弁に出力する第2駆動信号生成手段と、
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 gas injection valve (21) for injecting gaseous fuel in the internal combustion engine (10);
Pressure detection means (38) for detecting the pressure of the gas fuel in the supply path of the gas fuel to the gas injection valve, and applied to a fuel injection system,
Fuel injection control means for generating a first drive signal of the gas injection valve according to a required injection amount calculated according to an operating state of the internal combustion engine, and for performing fuel injection by output of the first drive signal;
The difference between the first pre-drive pressure, which is a pressure detection value before the output of the first drive signal, and the first post-drive pressure, which is a pressure detection value after the output of the first drive signal, is less than a predetermined threshold. In this case, a second drive signal generating means for outputting a second drive signal generated regardless of the required injection amount to the gas injection valve, assuming that a valve opening abnormality that does not open the gas injection valve has occurred,
A fuel injection control device for an internal combustion engine, comprising:
前記第2駆動信号生成手段は、前記第1ガス噴射弁に開弁異常が生じていると判定されている際、次にガス燃料を噴射する前記第2ガス噴射弁に前記第1駆動信号が出力される前に、前記第1ガス噴射弁への前記第2駆動信号の出力を停止する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 The internal combustion engine includes, as the gas injection valve, a first gas injection valve that supplies gas fuel to the first cylinder, and a second gas injection valve that supplies gas fuel to a second cylinder different from the first cylinder. And
When it is determined that a valve opening abnormality has occurred in the first gas injection valve, the second drive signal generation means sends the first drive signal to the second gas injection valve that injects gas fuel next. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein output of the second drive signal to the first gas injection valve is stopped before the output.
前記ガス噴射弁に開弁異常があると判定されている際、前記ガス噴射弁に対して前記第2駆動信号を出力しても開弁異常が解消されない場合には、前記ガス燃料に代えて前記液体燃料を前記内燃機関の気筒(20)に供給する請求項1乃至6のいずれか1項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 A liquid injection valve (22) for injecting liquid fuel;
If it is determined that the gas injection valve has a valve opening abnormality, if the valve opening abnormality is not resolved even if the second drive signal is output to the gas injection valve, the gas fuel is replaced with the gas fuel. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the liquid fuel is supplied to a cylinder (20) of the internal combustion engine.
前記駆動信号生成手段は、前記電源部の電源電圧に応じて前記第2駆動信号を出力する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 The gas injection valve is driven by electric power from a power supply unit (50),
The fuel injection control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the drive signal generating means outputs the second drive signal in accordance with a power supply voltage of the power supply unit.
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