JP2017048712A - 燃料噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】排ガス性能および動力性能を悪化させることなく、気体燃料インジェクタの数を削減できる燃料噴射装置を提供すること。【解決手段】気体燃料インジェクタ22で噴射された燃料を、エンジン2に形成された気筒#1、#2、#3、#4のうちクランク角度で360°離れた2つの気筒#1、#4に供給するよう、気体燃料インジェクタ22の下流側で分岐してこの2つの気筒#1、#4に連通する燃料供給管52を備える。噴射制御部60は、2つの気筒#1、#4の各吸気行程で気体燃料を噴射するように気体燃料インジェクタ22を制御する。また、液体燃料を噴射する液体燃料インジェクタ21を備える。噴射制御部60は、気体燃料の噴射時間が吸気行程の時間より長くなった場合に、気体燃料の燃料噴射を中止するよう気体燃料インジェクタ22を制御するとともに、液体燃料を噴射するよう液体燃料インジェクタ21を制御する。【選択図】図1
Description
本発明は、気体燃料を噴射する気体燃料インジェクタを備える燃料噴射装置に関する。
気体燃料で運転する内燃機関を搭載した車両としては、バイフューエルエンジンを搭載したものが知られている。バイフューエルエンジンを搭載した車両は、気体燃料であるCNG(Compressed Natural Gas:圧縮天然ガス)と、液体燃料であるガソリン等の複数の燃料を切換えて運転する。このため、バイフューエルエンジンの燃料噴射装置は、ガソリン噴射用の液体燃料インジェクタとCNG噴射用の気体燃料インジェクタとを備えている。
このようなバイフューエルエンジンの燃料噴射装置は、既存のガソリンエンジンの燃料噴射装置に対して気体燃料インジェクタを追加することで製造される。このため、バイフューエルエンジンの燃料噴射装置は、構造が複雑化し、製造コストが増加してしまうという課題があった。
このような課題を解決するものとして、特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1に記載のものは、液体燃料と気体燃料とを用いるバイフューエルエンジンにおいて、液体燃料インジェクタの数を1つに削減し、液体燃料で運転する際は、1つの液体燃料インジェクタから全ての気筒に液体燃料を供給している。特許文献1に記載の燃料噴射装置は、液体燃料インジェクタの数を1つに削減したことで、構造を簡素化し、製造コストを低減できる。
しかしながら、特許文献1に記載のものは、液体燃料インジェクタと比較して大型かつ高価な気体燃料インジェクタの数を削減することは検討されていない。このため、特許文献1に記載のものは、気体燃料インジェクタの数を削減できないので、構造の簡素化および製造コストの低減を十分に図ることができないという課題があった。
また、仮に特許文献1に記載のものにおいて気体燃料インジェクタの数を単に削減した場合、エンジンの排ガス性能および動力性能を悪化させてしまうおそれがあった。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、排ガス性能および動力性能を悪化させることなく、気体燃料インジェクタの数を削減できる燃料噴射装置を提供することを目的としている。
上記課題を解決するための本発明の一態様は、気体燃料を噴射する気体燃料インジェクタを備える燃料噴射装置であって、前記気体燃料インジェクタで噴射された燃料を、エンジンに形成された気筒のうちクランク角度で360°離れた2つの気筒に供給するよう、前記気体燃料インジェクタの下流側で分岐して前記2つの気筒に接続された燃料供給管と、前記2つの気筒の各吸気行程で前記気体燃料を噴射するように前記気体燃料インジェクタを制御する噴射制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明の態様によれば、クランク角度で360°離れた2つの気筒に対して1つの気体燃料インジェクタから燃料を供給するため、気体燃料インジェクタの数を削減できる。また、気筒の吸気行程で気体燃料を噴射することにより、燃料供給管に発生する負圧により燃料が気筒に吸引されるので、燃料が燃料供給管に滞留したり、各気筒に対する燃料供給量の配分が不均一になることが防止される。したがって、エンジンの排ガス性能や動力性能が悪化するのを防止できる。この結果、排ガス性能および動力性能を悪化させることなく、気体燃料インジェクタの数を削減できる。
以下、本発明に係る燃料噴射装置を車両1のエンジン2に適用した実施形態の燃料噴射装置について、図1から図6を参照して説明する。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る燃料噴射装置を搭載した車両1は、内燃機関型のエンジン2と、ECU(Electronic Control Unit)3とを含んで構成されている。
エンジン2には、4つの円筒状の気筒10が形成されており、これらの気筒10は直列に配置されている。各気筒10には、ピストン11が往復に移動できるように収納されている。エンジン2は、ピストン11が気筒10を2往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の4行程を行う4サイクルのエンジンによって構成されている。このエンジン2は、圧縮行程と膨張行程の間に点火を行う。
本実施形態において、エンジン2は、直列4気筒のエンジンによって構成されているものとするが、本発明においては、直列6気筒エンジン、V型6気筒エンジン、V型12気筒エンジンまたは水平対向6気筒エンジン等の種々の型式のエンジンによって構成されていてもよい。
以下の説明において、4つの気筒10に対してエンジン2の一端側から#1、#2、#3、#4の符号を付し、各気筒10を「気筒#1」、「気筒#2」、「気筒#3」または「気筒#4」ともいう。
エンジン2には、その出力軸としてクランクシャフト12が設けられている。各気筒#1、#2、#3、#4に収納されたピストン11は、その往復運動を回転運動に変換するコネクティングロッドを介してクランクシャフト12に連結されている。
したがって、エンジン2は、気筒#1、#2、#3、#4で燃料と空気との混合気を燃焼させることによりピストン11を往復に移動させ、クランクシャフト12を回転させることにより、車両1を駆動させる駆動力を発生するようになっている。
本実施形態のエンジン2は、気筒#1、気筒#3、気筒#4、気筒#2の順での各行程が行われるようになっているため、気筒#1と気筒#3、気筒#3と気筒#4、気筒4と気筒#2、および気筒#2と気筒1は、クランク角度で180°離れている。このため、気筒#1と気筒#4はクランク角度で360°離れている。また、気筒#2と気筒#3はクランク角度で360°離れている。
クランクシャフト12には回転角センサ13が設けられており、この回転角センサ13は、クランクシャフト12の回転角を検出するようになっている。具体的には、回転角センサ13は、クランクシャフト12と一体に回転するように設けられたシグナルロータを有している。このシグナルロータの外周部には、基準となる欠歯を除いて、一定間隔、例えば、10度毎に歯が形成されている。
また、回転角センサ13は、これら歯の通過を検出するセンサを有している。このセンサは、シグナルロータの歯の有無に応じたパルス信号を生成するようになっている。すなわち、回転角センサ13は、クランクシャフト12の回転に応じたパルス信号を生成するようになっている。
回転角センサ13はECU3に電気的に接続されており、回転角センサ13の検出信号はECU3に出力される。ECU3は、回転角センサ13から入力された検出信号に基づいてエンジン回転数を演算する。
また、エンジン2には、吸気マニホールド20が設けられている。吸気マニホールド20内は、外気を吸入するための吸気通路に連通している。すなわち、吸気マニホールド20は、吸気通路と各気筒#1、#2、#3、#4とを連通している。
各気筒#1、#2、#3、#4の吸気マニホールド20には、液体燃料インジェクタ21がそれぞれ設けられており、この液体燃料インジェクタ21は、吸気マニホールド20を介して気筒#1、#2、#3、#4に向けて液体燃料を噴射するようになっている。すなわち、エンジン2には4つの液体燃料インジェクタ21が設けられている。
液体燃料インジェクタ21は、ECU3によって制御されるソレノイドコイルおよびニードルバルブを有している。各液体燃料インジェクタ21には、液体燃料として、例えばガソリンが所定の圧力で供給される。
液体燃料インジェクタ21は、ECU3によってソレノイドコイルが通電されると、ニードルバルブを開いて、気筒#1、#2、#3、#4に向けて液体燃料を噴射するようになっている。
なお、本実施形態における液体燃料はガソリンとしているが、ガソリンに代えて軽油等の炭化水素系の燃料またはエタノール等のアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料を液体燃料としてもよい。
また、気筒#2の吸気マニホールド20と気筒#3の吸気マニホールド20の間の空間には、2つの気体燃料インジェクタ22、23が設けられている。
気体燃料インジェクタ22は燃料供給管53に接続されている。また、気体燃料インジェクタ23は燃料供給管53に接続されている。
燃料供給管52は、気体燃料インジェクタ22の下流側で分岐し、気筒#1および気筒#4に接続されている。具体的には、燃料供給管52は、気体燃料インジェクタ22の下流側で分岐管52#1と分岐管52#4とに分岐しており、この分岐管52#1、52#4は、気筒#1、#4にそれぞれ接続されている。気体燃料インジェクタ22で噴射された燃料は、それぞれ燃料供給管52の分岐管52#1、52#4を通って気筒#1、#4に供給される。
分岐管52#1、52#4の内部には、燃料供給通路52a、52bがそれぞれ形成されており、この燃料供給通路52a、52bは、気筒#1、#4にそれぞれ連通している。燃料供給通路52aと燃料供給通路52bは、互いに等しい長さおよび径に形成されている。このため、気筒#1、#4に燃料を均等に供給することができる。
燃料供給管53は、気体燃料インジェクタ23の下流側で分岐し、気筒#2、#3に接続されている。具体的には、燃料供給管53は、気体燃料インジェクタ23の下流側で分岐管53#2と分岐管53#3とに分岐しており、この分岐管53#2、53#3は、気筒#2、#3にそれぞれ接続されている。気体燃料インジェクタ23で噴射された燃料は、それぞれ燃料供給管53の分岐管53#2、53#3を通って気筒#2、#3に供給される。
分岐管53#2、53#3の内部には、燃料供給通路53a、53bがそれぞれ形成されており、この燃料供給通路53a、53bは、気筒#2、#3にそれぞれ連通している。燃料供給通路53aと燃料供給通路53bは、互いに等しい長さおよび径に形成されている。このため、気筒#2、#3に燃料を均等に供給することができる。
このように、燃料供給管52は、気体燃料インジェクタ22で噴射された燃料を、クランク角度で360°離れた2つの気筒#1、#4に供給するよう、気体燃料インジェクタ22の下流側で分岐してこの2つの気筒#1、#4に接続されている。
また、燃料供給管53は、気体燃料インジェクタ23で噴射された燃料を、クランク角度で360°離れた2つの気筒#2、#3に供給するよう、気体燃料インジェクタ23の下流側で分岐してこの2つの気筒#2、#3に接続されている。
各気体燃料インジェクタ22、23は、図示しないソレノイドコイルおよびニードルバルブを有しており、このソレノイドコイルおよびニードルバルブはECU3によって制御される。
本実施形態において、各気体燃料インジェクタ22、23には、気体燃料として、例えばCNGが所定の圧力で供給される。気体燃料インジェクタ22、23は、ECU3によってソレノイドコイルが通電されると、ニードルバルブを開いて、燃料供給管52、53内に向けて気体燃料をそれぞれ噴射するようになっている。
なお、本実施形態における気体燃料はCNGとしているが、CNGに代えてLPG(Liquid Petroleum Gas: 液化石油ガス)を気化させたものを気体燃料としてもよい。
吸気マニホールド20には、吸気の脈動および干渉を抑える所定容積のサージタンク26と、エンジン2の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ27とが設けられている。
スロットルバルブ27は、薄い円板状の弁体によって構成され、弁体の中央にシャフトを備えている。スロットルバルブ27には、ECU3の制御に応じてシャフトを回動させることによって弁体を回動させ、スロットルバルブ27に吸入空気量を調整させるスロットルバルブアクチュエータ28が設けられている。また、スロットルバルブ27には、スロットルバルブ27の開度を検出するスロットル開度センサ29が設けられている。
また、エンジン2には、排気ガスを車外に排出するための排気マニホールド30が設けられている。排気マニホールド30は、排気通路に連通している。すなわち、排気マニホールド30は、排気通路と各気筒#1、#2、#3、#4とを連通している。
排気マニホールド30には、触媒装置31が設けられている。触媒装置31は、一般に、排気ガスに含まれる未燃炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)および窒素酸化物(NOx)といった有害物質を除去することができる三元触媒を備えている。この三元触媒は、好ましくはNOx含有率の高い排気ガスからでも、NOxを除去する機能を有するものが用いられる。
ECU3は、CPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
ECU3のROMには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをECU3として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ECU3において、CPUがROMからRAMにプログラムを読み込んで、読み込んだプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ECU3として機能する。
本実施形態において、ECU3の入力ポートには、回転角センサ13およびスロットル開度センサ29を含む各種センサ類が接続されている。一方、ECU3の出力ポートには、液体燃料インジェクタ21、気体燃料インジェクタ22、23およびスロットルバルブアクチュエータ28等の各種制御対象類が接続されている。ECU3は、各種センサ類から得られる情報に基づいて、各種制御対象類を制御するようになっている。
本実施形態において、ECU3は、液体燃料インジェクタ21からガソリン等の液体燃料を噴射してエンジン2を駆動する液体燃料駆動モードと、気体燃料インジェクタ22、23からCNG等の気体燃料を噴射してエンジン2を駆動する気体燃料駆動モードと、の何れかに駆動モードに切換えるようになっている。
ECU3は、エンジン2の運転状態、または運転者による図示しないスイッチの操作等に応じて、液体燃料噴射モードと気体燃料駆動モードとの切換えを実施するようになっている。ここで、エンジン2の運転状態とは、空気と気体燃料との重量比である空燃比を含む。
本実施形態では、ECU3は、噴射制御部60として機能することで、駆動モードが気体燃料駆動モードの場合に、各気筒#1、#2、#3、#4が吸気行程にあるときに気体燃料を噴射するように、気体燃料インジェクタ22、23を制御するようになっている。
すなわち、ECU3は、図2、図3に示すように、気筒#1が吸気行程にあるときおよび気筒#4が吸気行程にあるときに気体燃料を噴射するように、気体燃料インジェクタ22を制御する。また、ECU3は、気筒#2が吸気行程にあるときおよび気筒#3が吸気行程にあるときに気体燃料を噴射するように、気体燃料インジェクタ23を制御する。
ここで、ECU3は、インジェクタパルスによって気体燃料インジェクタ22、23を開弁させて気体燃料を噴射させるようになっている。インジェクタパルスの長さ、すなわち気体燃料インジェクタ22、23の開弁時間は、図2のように気体燃料が低流量のときに短く、図3のように気体燃料が高流量のときに長くなる。
気筒#1、#2、#3、#4が吸気行程にあるときは、各気筒#1、#2、#3、#4においてピストン11が下降して吸気バルブが開弁する。このため、各気筒#1、#2、#3、#4の負圧が大きくなり、各気筒#1、#2、#3、#4にそれぞれ接続された分岐管52#1、分岐管53#2、分岐管53#3、分岐管52#4の負圧も大きくなる。
気体燃料インジェクタ22は、噴射制御部60としてのECU3の制御により、気筒#1が吸気行程にあるときに気体燃料を噴射し、かつ、気筒#4が吸気行程にあるときに気体燃料を噴射する。また、気体燃料インジェクタ23は、気筒#2が吸気行程にあるときに気体燃料を噴射し、かつ、気筒#3が吸気行程にあるときに気体燃料を噴射する。
また、本実施形態では、ECU3は、空燃比制御部61として機能することで、空気と気体燃料との空燃比が所定の目標空燃比となるように、エンジン2の運転状態に基づく燃料フィードバック補正値により気体燃料の燃料噴射量を補正するようになっている。
具体的には、ECU3は、触媒装置31の上流側近傍に設けられた図示しないO2センサの検出信号を、エンジン2の運転状態として検出し、この検出信号から空燃比を演算する。そして、ECU3は、空燃比が目標空燃比(理論空燃比)となるような燃料フィードバック補正値を決定し、この燃料フィードバック補正値により燃料噴射量を補正する。
また、ECU3は、噴射制御部60として機能する際に、燃料フィードバック補正値が所定値を超えた場合に、気体燃料の燃料噴射を中止するよう気体燃料インジェクタ22、23を制御するとともに、液体燃料を噴射するよう液体燃料インジェクタ21を制御するようになっている。
また、本実施形態では、ECU3のROMには、気体燃料の噴射タイミングを定めた噴射タイミングテーブルが記憶されている。
図4において、噴射タイミングテーブルには、エンジン回転数(rpm)と噴射開始時期調整値との相関が定められている。ECU3は、この噴射タイミングテーブルで決定される噴射開始時期調整値だけ、基準となる噴射開始時期よりも早いタイミングで気体燃料の噴射を開始するようになっている。この噴射タイミングテーブルにおいて、噴射開始時期調整値は、エンジン回転数が高いほどが大きくなるように定められている。
このように、駆動モードが気体燃料駆動モードの場合は、噴射制御部60としてのECU3は、エンジン回転数が上昇するに連れて気体燃料の噴射時期を早めるようになっている。
以上のように構成された燃料噴射装置による液体燃料切換動作および気体燃料切換動作について、図5、図6に示すフローチャートを参照してそれぞれ説明する。ここで、図5の液体燃料切換動作は、所定の液体燃料切換条件を満たしたことに応じて駆動モードを気体燃料駆動モードから液体燃料駆動モードに切換える動作である。また、図6の気体燃料切換動作は、所定の気体燃料切換条件を満たしたことに応じて駆動モードを液体燃料駆動モードから気体燃料駆動モードに切換える動作である。この液体燃料切換動作および気体燃料切換動作は、所定の短い周期でECU3により繰り返し実行される。なお、図5、図6では、気体燃料をガス燃料と記し、液体燃料をガソリンと記している。
図5に示す液体燃料切換動作において、まず、ECU3は、ステップS1で、エンジン2が気体燃料により運転しているか否かを判定する。ここでは、ECU3は、駆動モードが気体燃料駆動モードである場合にエンジン2が気体燃料により駆動していると判定する。
ステップS1でエンジン2が気体燃料により駆動していると判定した場合、ECU3は、ステップS2で、ガスインジェクタ駆動時間IPWgと、1行程あたりの行程時間Tstとを比較し、ガスインジェクタ駆動時間IPWgが行程時間Tstより長いか否かを判定する。
ガスインジェクタ駆動時間IPWgとは、1回の吸気行程における気体燃料インジェクタ22、23の駆動時間(msec)である。なお、ガスインジェクタ駆動時間IPWgの始点は、吸気行程の開始時に設定されている。
また、行程時間Tstとは、エンジン2の4行程のうちの1行程の時間(msec/strok)である。本実施形態では、各行程の長さが均等であるものとしてエンジン回転数に基づいて行程時間Tstを算出している。行程時間Tstは、この液体燃料切換動作において吸気行程の時間を表している。なお、可変バルブタイミング機構がエンジン2に設けられている場合は、クランクシャフト12の回転角センサ13の検出信号等に基づいて行程時間Tstを算出するようにしてもよい。
ステップS2でガスインジェクタ駆動時間IPWgが行程時間Tstより長いと判定した場合、ECU3は、ステップS3で、燃料フィードバック補正値Ffbと、所定のリーン判定値J−leanとを比較し、燃料フィードバック補正値Ffbがリーン判定値J−leanを超えているか否かを判定する。
ここで、燃料フィードバック補正値Ffbは、空燃比が目標空燃比となるように気体燃料の燃料噴射量を補正するための値である。
また、リーン判定値J−leanは、燃料フィードバック補正値Ffbの増量側への限界値である。このリーン判定値J−leanは、本発明における所定値である。
ステップS3で燃料フィードバック補正値Ffbがリーン判定値J−leanを超えていると判定した場合、ECU3は、ステップS4で、エンジン2に供給する燃料をCNG等の気体燃料からガソリン等の液体燃料に切換える。言い換えると、ステップS4で、ECU3は、気体燃料の燃料噴射を中止するよう気体燃料インジェクタ22、23を制御するとともに、液体燃料を噴射するよう液体燃料インジェクタ21を制御する。
一方、ステップS1の判定がNOの場合、およびステップS2の判定がNOの場合、および、ステップS3の判定がNOの場合、ECU3は、図5のフローチャートの1回のルーチンを終了する。
ステップS4の後、ECU3は、ステップS5で、緊急燃料切換フラグ(図中、Flagと記す)を1にセットする。この緊急燃料切換フラグは、気体燃料から液体燃料への切換えが緊急的な措置として実施されたことを表すものであり、肯定のときに1に、否定のときに0にセットされる。
ステップS5の後、ECU3は、ステップS6で、CNG切換可能安定時間Tstbを0にセットする。CNG切換可能安定時間Tstbは、エンジン2の燃料が気体燃料から液体燃料に切換えられた後、図6に示す気体燃料切換動作において用いられる。
ステップS6の後、ECU3は、図5のフローチャートの1回のルーチンを終了する。
ここで、図2に示すように気体燃料の低流量時は、気体燃料インジェクタ22、23の駆動時間(図2中のインジェクタパルスの長さ)は、1回の吸気行程の時間より十分に短い。一方、図3に示すように気体燃料の高流量時は、気体燃料インジェクタ22、23の駆動時間(図3中のインジェクタパルスの長さ)は、1回の吸気行程の時間に近い値に増加している。
このため、気体燃料の流量が図3の状態から更に増加した場合、ガスインジェクタ駆動時間IPWgが行程時間Tstより長くなってしまう。ガスインジェクタ駆動時間IPWgが行程時間Tstより大きくなった場合、吸気行程の間に気体燃料インジェクタ22、23が気体燃料の噴射を完了することができなくなるため、エンジン2が適切に駆動することができなくなるおそれがある。
また、燃料フィードバック補正値Ffbがリーン判定値J−leanを超えると、燃料フィードバック制御によって燃料増量補正を行っているのにも拘らず、空燃比が依然としてリーン(希薄)になっている。このため、空燃比を目標空燃比である理論空燃比となるように制御できず、三元触媒による排気ガスの浄化が行えない状態にある。また、排気温度が上昇するため、触媒装置31の温度が適正温度よりも高くなってしまう。
そこで、図5の液体燃料切換動作では、ガスインジェクタ駆動時間IPWgが行程時間Tstより長くなった場合、かつ、燃料フィードバック補正値Ffbがリーン判定値J−leanを超えた場合は、燃料を液体燃料に切換えてエンジン2を運転するようになっている。燃料を液体燃料に切換えることで、エンジン2を適切に駆動でき、排気ガスの浄化性能を確保するとともに触媒装置31が適正温度より昇温するのを防止できる。
なお、ガスインジェクタ駆動時間IPWgが行程時間Tstより長くなったこと、または、燃料フィードバック補正値Ffbがリーン判定値J−leanを超えたこと、の一方を条件として燃料を液体燃料に切換えるようにしてもよい。
図6に示す気体燃料切換動作において、まず、ECU3は、ステップS11で、緊急燃料切換フラグが1であるか否かを判定する。
ステップS11で緊急燃料切換フラグが1であると判定した場合、ECU3は、ステップS12で、ガスインジェクタ駆動時間IPWgが行程時間Tst以下であるか否かを判定する。
このように、ECU3は、気体燃料への切換えが可能な運転領域であるかを判定するために、液体燃料によりエンジン2を運転している間もガスインジェクタ駆動時間IPWgを算出し、ガスインジェクタ駆動時間IPWgと行程時間Tstとを比較している。
ステップS12でガスインジェクタ駆動時間IPWgが行程時間Tst以下であると判定した場合、ECU3は、ステップS13で、CNG切換可能安定時間Tstbが所定のディレイ時間Tdly以上であるか否かを判定する。このCNG切換可能安定時間Tstbの初期値は、図5のステップS6で設定された0である。
ステップS13でCNG切換可能安定時間Tstbがディレイ時間Tdly以上であると判定した場合、ECU3は、ステップS14で、エンジン2に供給する燃料を液体燃料から気体燃料に切換える。
すなわち、ステップS14で、ECU3は、液体燃料の噴射を中止するよう液体燃料インジェクタ21を制御するとともに、気体燃料を噴射するよう気体燃料インジェクタ22、23を制御する。
すなわち、ステップS14で、ECU3は、液体燃料の噴射を中止するよう液体燃料インジェクタ21を制御するとともに、気体燃料を噴射するよう気体燃料インジェクタ22、23を制御する。
このように、ECU3は、気体燃料へ切換え可能な状態が一定時間(ディレイ時間Tdly)以上継続した場合に、気体燃料への切換えを行うようにしている。これにより、気体燃料と液体燃料との間で頻繁に切換えが行われてドライバビリディ等が悪化することを防止できる。
ステップS14の後、ECU3は、ステップS15で、緊急燃料切換フラグを0にセットし、その後、図6のフローチャートの1回のルーチンを終了する。
一方、ステップS12でガスインジェクタ駆動時間IPWgが行程時間Tstより長いと判定した場合、ECU3は、ステップS16で、CNG切換可能安定時間Tstbを0に維持し、図6のフローチャートの1回のルーチンを終了する。
また、ステップS13でCNG切換可能安定時間Tstbがディレイ時間Tdly未満であると判定した場合、ECU3は、ステップS17で、CNG切換可能安定時間Tstbに1を加算し、図6のフローチャートの1回のルーチンを終了する。
以上のように、本実施形態の燃料噴射装置は、気体燃料インジェクタ22で噴射された燃料を、エンジン2に形成された気筒#1、#2、#3、#4のうちクランク角度で360°離れた2つの気筒#1、#4に供給するよう、気体燃料インジェクタ22の下流側で分岐してこの2つの気筒#1、#4に連通する燃料供給管52を備える。また、燃料噴射装置は、気体燃料インジェクタ23で噴射された燃料を、エンジン2に形成された気筒#1、#2、#3、#4のうちクランク角度で360°離れた2つの気筒#2、#3に供給するよう、気体燃料インジェクタ23の下流側で分岐してこの2つの気筒#2、#3に連通する燃料供給管53を備える。
そして、噴射制御部60は、2つの気筒#1、#4の各吸気行程で気体燃料を噴射するように気体燃料インジェクタ22を制御する。また、噴射制御部60は、2つの気筒#2、#3の各吸気行程で気体燃料を噴射するように気体燃料インジェクタ23を制御する。
この構成により、クランク角度で360°離れた2つの気筒#1、#4に対して1つの気体燃料インジェクタ22から燃料が供給される。また、クランク角度で360°離れた2つの気筒#2、#3に対して1つの気体燃料インジェクタ23から燃料が供給される。このため、気体燃料インジェクタ22、23の数を削減できる。
また、気筒#1、#2、#3、#4の各吸気行程で気体燃料を噴射することにより、燃料供給管52、53に発生する負圧により燃料が気筒に供給されるので、燃料が燃料供給管52、53に滞留したり、各気筒#1、#2、#3、#4に対する燃料供給量の配分が不均一になることが防止される。したがって、エンジン2の排ガス性能や動力性能が悪化するのを防止できる。
この結果、排ガス性能および動力性能を悪化させることなく、気体燃料インジェクタの数を削減できる。
また、本実施形態の燃料噴射装置は、液体燃料を噴射する液体燃料インジェクタ21を備えている。そして、噴射制御部60は、気体燃料の噴射時間が吸気行程の時間より長くなった場合に、気体燃料の燃料噴射を中止するよう気体燃料インジェクタ22、23を制御するとともに、液体燃料を噴射するよう液体燃料インジェクタ21を制御する。
この構成により、気体燃料の噴射時間が吸気行程の時間より長くなった場合は、気体燃料の噴射量が不足してエンジン2が適切に駆動できなくなるおそれがあるが、噴射する燃料が気体燃料から液体燃料に切換えられることで、エンジン2を適切に駆動することができる。
また、本実施形態の燃料噴射装置は、空気と気体燃料との空燃比が所定の目標空燃比となるように、エンジン2の運転状態に基づく燃料フィードバック補正値により気体燃料の燃料噴射量を補正する空燃比制御部61を備えている。
そして、噴射制御部60は、燃料フィードバック補正値が所定値を超えた場合に、気体燃料の燃料噴射を中止するよう気体燃料インジェクタ22、23を制御するとともに、液体燃料を噴射するよう液体燃料インジェクタ21を制御する。
この構成により、空燃比を目標空燃比とするための燃料フィードバック補正値が所定値を超えた場合、燃料の希薄燃焼によってエンジン2が適切に駆動できなくなったり触媒装置31が適正温度より昇温するおそれがあるが、噴射する燃料が気体燃料から液体燃料に切換えられることで、エンジン2を適切に駆動でき、触媒装置31が適正温度より昇温するのを防止できる。
また、本実施形態の燃料噴射装置において、噴射制御部60は、エンジン回転数が上昇するに連れて、気体燃料の噴射時期を早める。
この構成により、エンジン回転数が上昇した場合でも、気筒#1、#2、#3、#4への気体燃料の到達遅れが防止され、エンジン2が吸気行程にある間に気体燃料を気筒#1、#2、#3、#4に供給することができるため、エンジン2を適切に駆動できる。
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の各請求項に含まれることが意図されている。
例えば、前述の実施形態では、エンジン2の各行程は、気筒#1、気筒#3、気筒#4、気筒#2の順に行われるが、エンジン2の各行程を、気筒#1、気筒#2、気筒#4、気筒#3の順に行うように変更してもよい。この場合であって、気筒#1と気筒#4はクランク角度で360°離れており、気筒#2と気筒#3はクランク角度で360°離れている。
1 車両
2 エンジン
21 液体燃料インジェクタ
22、23 気体燃料インジェクタ
52、53 燃料供給管
60 噴射制御部
61 空燃比制御部
#1、#2、#3、#4 気筒
2 エンジン
21 液体燃料インジェクタ
22、23 気体燃料インジェクタ
52、53 燃料供給管
60 噴射制御部
61 空燃比制御部
#1、#2、#3、#4 気筒
Claims (4)
- 気体燃料を噴射する気体燃料インジェクタを備える燃料噴射装置であって、
前記気体燃料インジェクタで噴射された燃料を、エンジンに形成された気筒のうちクランク角度で360°離れた2つの気筒に供給するよう、前記気体燃料インジェクタの下流側で分岐して前記2つの気筒に接続された燃料供給管と、
前記2つの気筒の各吸気行程で前記気体燃料を噴射するように前記気体燃料インジェクタを制御する噴射制御部と、を備えることを特徴とする燃料噴射装置。 - 液体燃料を噴射する液体燃料インジェクタを備え、
前記噴射制御部は、前記気体燃料の噴射時間が吸気行程の時間より長くなった場合に、前記気体燃料の燃料噴射を中止するよう前記気体燃料インジェクタを制御するとともに、前記液体燃料を噴射するよう前記液体燃料インジェクタを制御することを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射装置。 - 空気と前記気体燃料との空燃比が所定の目標空燃比となるように、前記エンジンの運転状態に基づく燃料フィードバック補正値により前記気体燃料の燃料噴射量を補正する空燃比制御部を備え、
前記噴射制御部は、前記燃料フィードバック補正値が所定値を超えた場合に、前記気体燃料の燃料噴射を中止するよう前記気体燃料インジェクタを制御するとともに、前記液体燃料を噴射するよう前記液体燃料インジェクタを制御することを特徴とする請求項2に記載の燃料噴射装置。 - 前記噴射制御部は、エンジン回転数が上昇するに連れて、前記気体燃料の噴射時期を早めることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の燃料噴射装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015172012A JP2017048712A (ja) | 2015-09-01 | 2015-09-01 | 燃料噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2015172012A JP2017048712A (ja) | 2015-09-01 | 2015-09-01 | 燃料噴射装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2017048712A true JP2017048712A (ja) | 2017-03-09 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112177762A (zh) * | 2019-07-05 | 2021-01-05 | 曼能解决方案(曼能解决方案德国股份公司)分公司 | 具有气体燃料模式的大型二冲程直流扫气式发动机 |
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2015
- 2015-09-01 JP JP2015172012A patent/JP2017048712A/ja active Pending
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CN112177762A (zh) * | 2019-07-05 | 2021-01-05 | 曼能解决方案(曼能解决方案德国股份公司)分公司 | 具有气体燃料模式的大型二冲程直流扫气式发动机 |
JP2021011870A (ja) * | 2019-07-05 | 2021-02-04 | エムエーエヌ・エナジー・ソリューションズ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・エナジー・ソリューションズ・エスイー・ティスクランド | ガス燃料モードを有する大型2ストロークユニフロー掃気機関 |
JP7013529B2 (ja) | 2019-07-05 | 2022-01-31 | エムエーエヌ・エナジー・ソリューションズ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・エナジー・ソリューションズ・エスイー・ティスクランド | ガス燃料モードを有する大型2ストロークユニフロー掃気機関 |
CN112177762B (zh) * | 2019-07-05 | 2022-10-25 | 曼能解决方案(曼能解决方案德国股份公司)分公司 | 具有气体燃料模式的大型二冲程直流扫气式发动机 |
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