JP2019035373A - Method for controlling fuel supply - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数気筒のシリンダに対して1経路に備えた複数のインジェクタから混合気を供給するシングルポイントインジェクション方式のガスエンジンの燃料供給装置についての燃料供給制御方法に関するものである。 The present invention relates to a fuel supply control method for a fuel supply device of a single point injection type gas engine that supplies air-fuel mixture from a plurality of injectors provided in one path to a plurality of cylinders.
従来、LPGやCNGなどのガス燃料をエンジンに供給する際に、圧力容器に充填した高圧で液状のガス燃料をレギュレータで大気圧程度の低圧に減圧調整し、これをミキサまたはインジェクタに送り、吸気管路からガスエンジンに供給している。 Conventionally, when gas fuel such as LPG or CNG is supplied to an engine, the high pressure liquid gas fuel filled in the pressure vessel is adjusted to a low pressure of about atmospheric pressure with a regulator, and this is sent to a mixer or an injector, The gas engine is supplied from the pipeline.
そして、前記ガスエンジンにおいて複数気筒のシリンダに対してそれぞれインジェクタを備えたマルチポイントインジェクション方式の燃料装置に対してスロットルバルブの上流1箇所に燃料噴出口を設けて複数気筒のシリンダに対して1経路に備えた複数のインジェクタから混合気を供給するシングルポイントインジェクション方式の燃料供給装置が知られている。 In the gas engine, a fuel injection port is provided at one location upstream of the throttle valve with respect to the multipoint injection type fuel device provided with injectors for the cylinders of the plurality of cylinders, and one path is provided for the cylinders of the cylinders. There is known a single-point injection type fuel supply device that supplies an air-fuel mixture from a plurality of injectors.
このシングルポイントインジェクション方式の燃料供給装置は、キャブレター方式のエンジンにも最小限の設計変更で搭載が可能で、吸気抵抗の低減、旧い設計のエンジンの電子制御化などが比較的ローコストで実現できるというメリットがある。 This single point injection type fuel supply system can be installed in carburetor type engines with minimal design changes, and it is possible to reduce intake resistance and electronically control older engine designs at a relatively low cost. There are benefits.
また、前記シングルポイントインジェクションにおいて、複数のインジェクタを備えてカム角センサからの信号を用いてECU(エンジンコントロールユニット)において各気筒の吸気タイミングに合わせて各気筒に各インジェクタから燃料を噴射する所謂マルチポイントインジェクション制御を行う燃料供給制御方法が知られている。 Further, in the single point injection, a so-called multi-injection system in which a plurality of injectors are provided and fuel is injected from each injector into each cylinder in accordance with the intake timing of each cylinder in an ECU (Engine Control Unit) using a signal from a cam angle sensor. A fuel supply control method for performing point injection control is known.
ところで、前記スロットルバルブの上流1箇所に燃料噴口を設けているシングルポイントインジェクションを採用するガスエンジンにおいて各気筒の吸気タイミングに合わせてインジェクタから燃料を供給する前記マルチポイントインジェクション制御による燃料噴射(以下「独立噴射」という)を行っているが、低温でのエンジン始動時にクランキングが開始され、クランク角からの信号による気筒判別が終わって前記マルチポイントインジェクション制御による独立噴射を行うものであり、始動から前記気筒判別が完了するまでの間は各気筒の吸気タイミングに拘わりなくインジェクションから各気筒に向けて同時に燃料噴射が行われている(以下「同時噴射」という)。 By the way, in a gas engine employing a single point injection provided with a fuel injection port at one location upstream of the throttle valve, fuel injection by the multipoint injection control for supplying fuel from the injector in accordance with the intake timing of each cylinder (hereinafter referred to as “ "Independent injection"), but cranking is started when the engine is started at a low temperature, cylinder discrimination by a signal from the crank angle is over, and independent injection by the multipoint injection control is performed. Until the cylinder discrimination is completed, fuel injection is performed simultaneously from the injection toward each cylinder regardless of the intake timing of each cylinder (hereinafter referred to as “simultaneous injection”).
そのため、始動時に同時噴射された燃料は燃料配管を通りインテークマニホールドを経てエンジンのシリンダ内に吸気されるが、同時噴射された燃料が特定の気筒に多く吸気され特定の気筒は初爆が起きるが、他の気筒は燃料の不足により爆発しないことになり、更にクランキングが継続してカム角センサの信号をECUが読み込み気筒判別を完了して各気筒の吸気タイミングに合わせて燃料噴射が始まり各気筒に燃料が行きわたって安定したエンジン始動が得られるまでの時間が掛かるという問題がある。また、始動時間が長引くと未燃焼の排気ガスが増えるという問題もある。 For this reason, the fuel that is injected at the time of start-up passes through the fuel pipe, passes through the intake manifold, and is sucked into the cylinder of the engine. However, a large amount of the simultaneously injected fuel is sucked into a specific cylinder, and a specific cylinder undergoes an initial explosion. The other cylinders will not explode due to fuel shortage, and cranking will continue, the cam angle sensor signal will be read by the ECU, cylinder discrimination will be completed, and fuel injection will begin according to the intake timing of each cylinder. There is a problem that it takes time until a stable engine start is obtained after the fuel reaches the cylinders. There is also a problem that unburned exhaust gas increases when the starting time is prolonged.
本発明は前記従来のシングルポイントインジェクションにおいて、各気筒の吸気タイミングに合わせて各気筒に各インジェクタから燃料を噴射するマルチポイントインジェクション制御による独立噴射を行う燃料供給装置を有するガスエンジンについて、低温でのエンジン始動時に短時間で各気筒の吸気タイミングに合わせて燃料噴射が始まり各気筒に燃料が行きわたって安定したエンジン始動が得られる燃料供給制御方法を提供することを課題とする。 The present invention relates to a gas engine having a fuel supply device that performs independent injection by multipoint injection control in which fuel is injected from each injector into each cylinder in accordance with the intake timing of each cylinder in the conventional single point injection. It is an object of the present invention to provide a fuel supply control method in which fuel injection starts in accordance with the intake timing of each cylinder in a short time when the engine is started and fuel is distributed to each cylinder so that stable engine start can be obtained.
前記課題を解決するためになされた本発明は、複数気筒のシリンダに対して1経路に備えた複数のインジェクタから混合気を供給するシングルポイントインジェクション方式のガスエンジンの燃料供給装置において各気筒の吸気タイミングに合わせて各気筒に所定のインジェクタから燃料を噴射する燃料制御方法であって、始動時におけるクランキング時にクランク角センサからの信号をECUが認識した後、ECUからの指令により気筒数に応じて予め定めたクランク角に同期させて所定のインジェクタから各気筒に順次噴射を行うことでエンジンを始動させるとともに前記カム角センサからの信号によりECUが気筒を判別した後に各気筒の吸気タイミングに合わせて各気筒に所定のインジェクタから燃料を噴射する燃料制御方法に変更させることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a single-point injection type gas engine fuel supply device that supplies air-fuel mixture from a plurality of injectors provided in one path to a cylinder of a plurality of cylinders. A fuel control method in which fuel is injected into each cylinder from a predetermined injector in accordance with timing, and after the ECU recognizes a signal from a crank angle sensor during cranking at start-up, it responds to the number of cylinders according to a command from the ECU. The engine is started by sequentially injecting each cylinder from a predetermined injector in synchronism with a predetermined crank angle, and the ECU determines the cylinder by the signal from the cam angle sensor, and then matches the intake timing of each cylinder. Change to a fuel control method that injects fuel from each injector into each cylinder And characterized in that.
以下に、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の好ましい実施の形態を実施するためのガスエンジン1における燃料供給装置の概略を示すものであり、ガスエンジン1は例えば圧縮された天然ガスであるCNG、液化天然ガス、液化石油ガスなどのガス燃料を用いるものであり、特に複数気筒のエンジンを有するものであればよいが、本実施の形態ではシリンダブロック2に第1気筒(♯1)、第2気筒(♯2)、第3気筒(♯3)および第4気筒(♯4)の4個の気筒が直列に配置されている。
FIG. 1 shows an outline of a fuel supply device in a
前記シリンダブロック2には、前記第1気筒(♯1)乃至第4気筒(♯4)に対応する分岐管を介して上流から燃料と空気の混合ガスが供給されるインテークマニホールド3と、分岐管を介して下流に排気ガスを排出するためのエキゾーストマニホールド4が接続されている。
The
また、前記インテークマニホールド3の上流側に接続される吸気通路5には、上流側にスロットルバルブ9とエアクリーナ6が付設されているとともに、ガスタンク10に貯留した燃料を各種の減圧機器(図示せず)により所定圧力として前記第1気筒(♯1)乃至第4気筒(♯4)に対応して個別の吸気タイミングに合わせて供給するインジェクタ11からの燃料配管7の流出口8が設置されている、所謂シングルポイントインジェクション方式である。尚、本実施の形態における前記インジェクタ11は前記第1気筒(♯1)乃至第4気筒(♯4)に対応して燃料噴射が可能なように各気筒用に複数の第1気筒用インジェクタ♯1乃至第4気筒用インジェクタ♯4が備えられている。
The intake passage 5 connected to the upstream side of the
更に、本実施の形態であるガスエンジン1にはクランクシャフト12の回転角度であるクランク角を検出するクランク角センサ13ならびにエンジンの始動時にカム角度を検出するカム角センサ14が備えられているとともに前記クランク角センサ13ならびにカム角センサ14からの検出した信号を読み取って前記インジェクタ11に噴射信号を送信するECU15が備えられている。
Further, the
そして、本実施の形態では、低温時にエンジン1がスタートされるとクランクシャフト12が回転してクランキングが開始し、クランクシャフト12に付設されたクランク角センサ13からの検知信号をECU15が読み取り、インジェクタ11から噴射された燃料が燃料配管7からスロットルバルブ9を介してインテークマニホールド3に供給される。
In the present embodiment, when the
このとき、図2に示すように、起動時に四角の点線で示したように従来例ではインジェクタ11は、第1気筒用インジェクタ♯1乃至第4気筒用インジェクタ♯4を同時噴射することで燃料が噴射されるので、同時噴射された燃料が吸気タイミングにある特定のシリンダに多く吸気され特定のシリンダは初爆が起きるが、他のシリンダは燃料の不足により爆発しないことになり、更にクランキングが継続してカム角センサ14からの信号をECU15が読み込み気筒判別を完了して各気筒の吸気タイミングに合わせて燃料噴射が始まり各シリンダに燃料が行きわたって安定したエンジン始動が得られるまでにエンジン始動時間が若干長いという問題がある。
At this time, as shown in FIG. 2, in the conventional example, as shown by a square dotted line at the time of startup, the injector 11 simultaneously injects the first
これに対して、本実施の形態ではエンジンの低温起動時にクランク角180度ごとにインジェクタ11の第1気筒用インジェクタ♯1乃至第4気筒用インジェクタ♯4の吸気タイミングに合わせて独立噴射を行う。
In contrast, in the present embodiment, independent injection is performed in accordance with the intake timings of the first
そのため、始動時にインジェクタ11から噴射された燃料は燃料配管7を通りインテークマニホールド3を経てガスエンジン1における第1気筒(♯1)乃至第4気筒(♯4)の各気筒の吸気タイミングに合わせて吸い込まれることになる。
Therefore, the fuel injected from the injector 11 at the time of start passes through the fuel pipe 7 and the
従って、本実施の形態では始動時のクランキング開始直後より安定した始動が得られカム角センサ14からの信号をECU15における読み込みによる気筒判別が完了した後も継続して安定した始動性が確保できるものである。
Therefore, in the present embodiment, a stable start can be obtained immediately after the start of cranking at the time of start, and a stable startability can be secured continuously even after the cylinder discrimination by reading the signal from the cam angle sensor 14 in the
尚、本実施の形態は4気筒のガスエンジンであることから、始動時にインジェクタ11に送信する第1気筒(♯1)乃至第4気筒(♯4)の吸気タイミングを180度毎のクランク角として噴射を行ったが、例えば6気筒の場合のクランク角は120度毎にするなど使用するガスエンジンの気筒数に応じて適宜選択して噴射を行なう。 Since the present embodiment is a four-cylinder gas engine, the intake timings of the first cylinder (# 1) to the fourth cylinder (# 4) transmitted to the injector 11 at the time of start are set as crank angles every 180 degrees. Although the injection is performed, for example, the crank angle in the case of 6 cylinders is appropriately selected according to the number of cylinders of the gas engine to be used, such as every 120 degrees, and the injection is performed.
1 ガスエンジン、2 シリンダブロック、3 インテークマニホールド、4 エキゾーストマニホールド、5 吸気通路、6 エアクリーナ、7 燃料配管、8 流出口、9 スロットルバルブ、10 ガスタンク、11 インジェクタ、12 クランクシャフト、13 クランク角センサ、14 カム角センサ、15 ECU 1 Gas engine, 2 cylinder block, 3 intake manifold, 4 exhaust manifold, 5 intake passage, 6 air cleaner, 7 fuel piping, 8 outlet, 9 throttle valve, 10 gas tank, 11 injector, 12 crankshaft, 13 crank angle sensor, 14 cam angle sensor, 15 ECU
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