JP2020172926A - 気体燃料によって作動する内燃機関の始動制御装置 - Google Patents
気体燃料によって作動する内燃機関の始動制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020172926A JP2020172926A JP2020012584A JP2020012584A JP2020172926A JP 2020172926 A JP2020172926 A JP 2020172926A JP 2020012584 A JP2020012584 A JP 2020012584A JP 2020012584 A JP2020012584 A JP 2020012584A JP 2020172926 A JP2020172926 A JP 2020172926A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- internal combustion
- rotation speed
- combustion engine
- engine
- flow rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 73
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 127
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 127
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 10
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 8
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 102220474382 Solute carrier family 13 member 3_S48A_mutation Human genes 0.000 description 3
- 102220370916 c.136T>G Human genes 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
【課題】インジェクタから出力される気体燃料によって作動するガスエンジンにおいて、インジェクタの出力にばらつきがある場合であってもガスエンジンを適切に始動する。【解決手段】制御装置は、停止中のエンジンを始動する際、エンジン回転速度がクランキング回転速度となるようにクランキングされた状態で、気体燃料を噴射するようにインジェクタを制御するエンジン始動制御を実行する。制御装置は、エンジン始動制御によってエンジンが正常に始動しない場合、エンジン始動制御中のエンジン回転速度がクランキング回転速度を超えた履歴があるか否かを判定する。制御装置は、エンジン回転速度がクランキング回転速度を超えた履歴がある場合は始動時噴射流量を所定量減量し、そうでない場合は始動時噴射流量を所定量増量する。【選択図】図4
Description
本開示は、気体燃料によって作動する内燃機関の始動制御装置に関する。
従来、液化石油ガス(LPG:Liquefied Petroleum Gas)あるいは液化天然ガス(LNG:Liquefied Natural Gas)などの気体燃料によって作動する内燃機関(いわゆるガスエンジン)が公知である。一般的なガスエンジンには、気体燃料の噴射量を調整可能に構成されたガスインジェクタが備えられる(たとえば特開平6−241088号公報参照)。
ガスインジェクタの流量特性(ガスインジェクタに予め決められた流量の指令値を与えた場合にガスインジェクタが出力する気体燃料の流量)は、予め設定された温度(たとえば常温レベルの温度、以下「特性管理点」とも記載する)において保証されるのが一般的である。
しかしながら、本願発明者等が実験を重ねて調査した結果、ガスインジェクタの流量特性は、特性管理点以外の温度帯域で大きくばらつくことが判明した。したがって、特性管理点以外の温度帯域でガスエンジンを始動する場合には、ガスインジェクタの出力ばらつきが大きく、ガスインジェクタの出力が指令値に対して過多になったり過少になったりすることが想定される。この影響でガスエンジンの気筒内が過度にリッチ状態あるいはリーン状態となると、燃料が燃焼せずにガスエンジンが正常に始動しなくなることが懸念される。
本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、インジェクタから出力される気体燃料によって作動するガスエンジンにおいて、インジェクタの出力にばらつきがある場合であってもガスエンジンを適切に始動することである。
本開示による始動制御装置は、気体燃料によって作動する内燃機関の始動制御装置であって、内燃機関に気体燃料を噴射するインジェクタと、内燃機関の始動時において、内燃機関の回転速度が第1回転速度となるようにクランキングされた状態で気体燃料を噴射するようにインジェクタを制御する始動制御を実行するように構成された制御装置とを備える。制御装置は、始動制御によって内燃機関が正常に始動しない場合、始動制御中の内燃機関の回転速度と第1回転速度とを比較した結果に基づいて、内燃機関の始動時におけるインジェクタの燃料噴射流量である始動時噴射流量を調整する。
上記の構成によれば、始動制御によって内燃機関が正常に始動しない場合、始動制御中の内燃機関の回転速度とクランキング時の第1回転速度とを比較した結果に基づいて始動時噴射流量が調整される。そのため、たとえば、始動制御中の内燃機関の回転速度が第1回転速度を超えた履歴がある場合には、初爆後に燃料過多で失火したと推測して、始動時噴射流量を減量することができる。また、始動制御中の内燃機関の回転速度が第1回転速度を超えていない場合には、燃料過少であると推測して、始動時噴射流量を増量することができる。このような始動時噴射流量の減量あるいは増量によって、始動時噴射流量が内燃機関の始動に適した値に補正される。その結果、インジェクタの出力にばらつきがある場合であっても内燃機関を適切に始動することができる。
ある形態においては、制御装置は、始動制御によって内燃機関が正常に始動しない場合、始動制御中に内燃機関の回転速度が第1回転速度を超えた履歴があるか否かを判定する。制御装置は、始動制御中に内燃機関の回転速度が第1回転速度を超えた履歴がある場合には始動時噴射流量を所定量減量する。制御装置は、始動制御中に内燃機関の回転速度が第1回転速度を超えた履歴がない場合には始動時噴射流量を所定量増量する。
ある形態においては、制御装置は、始動制御を開始してから所定時間が経過するまでに内燃機関の回転速度が第1回転速度よりも高い第2回転速度を超えていない場合に、始動制御によって内燃機関が正常に始動しないと判定する。
ある態様においては、始動制御装置は、内燃機関に吸入される空気量を調整するスロットル弁をさらに備える。インジェクタの燃料噴射流量は最小噴射流量以上に制限される。制御装置は、始動時噴射流量を所定量減量した場合であって、かつ減量後の始動時噴射流量が最小噴射流量未満である場合には、内燃機関の始動時におけるスロットル弁の開度である始動時開度を所定量増量する。
上記形態によれば、インジェクタの燃料噴射流量が最小噴射流量以上に制限される点に鑑み、始動時噴射流量を所定量減量した場合であって、かつ減量後の始動時噴射流量が最小噴射流量未満である場合、内燃機関の始動時におけるスロットル弁の開度である始動時開度が所定量だけ増量される。これにより、内燃機関の始動時の吸入空気量が増加されて空燃比がリッチ側に補正される。そのため、インジェクタの燃料噴射流量が最小噴射流量以上に制限される場合であっても、燃料過多の状態を解消して内燃機関を適切に始動することができる。
本開示による他の始動制御装置は、気体燃料によって作動する内燃機関の始動制御装置であって、内燃機関に気体燃料を噴射するインジェクタと、内燃機関に吸入される空気量を調整するスロットル弁と、内燃機関の始動時において、内燃機関の回転速度が第1回転速度となるようにクランキングされた状態で気体燃料を噴射するようにインジェクタを制御する始動制御を実行するように構成された制御装置とを備える。制御装置は、始動制御によって内燃機関が正常に始動しない場合、始動制御中の内燃機関の回転速度と第1回転速度とを比較した結果に基づいて、内燃機関の始動時におけるスロットル弁の開度である始動時開度を調整する。
上記の構成によれば、始動制御によって内燃機関が正常に始動しない場合、始動制御中の内燃機関の回転速度とクランキング時の第1回転速度とを比較した結果に基づいて内燃機関の始動時におけるスロットル弁の開度である始動時開度が調整される。そのため、たとえば、始動制御中の内燃機関の回転速度が第1回転速度を超えた履歴がある場合には、初爆後に燃料過多で失火したと推測されるため、始動時開度を増量することによって、エンジン始動時の吸入空気量を増量して空燃比をリーン側に補正することができる。また、始動制御中の内燃機関の回転速度が第1回転速度を超えていない場合には、燃料過少であると推測されるため、始動時開度を減量することによって、エンジン始動時の吸入空気量を減量して空燃比をリッチ側に補正することができる。このような始動時開度の増量あるいは減量によって、始動時開度が内燃機関の始動に適した値に補正される。その結果、インジェクタの出力にばらつきがある場合であっても内燃機関を適切に始動することができる。
本開示によれば、インジェクタから出力される気体燃料によって作動する内燃機関(ガスエンジン)において、インジェクタの出力にばらつきがある場合であっても内燃機関(ガスエンジン)を適切に始動することができる。
以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
<エンジンシステムの全体構成>
図1は、本実施の形態による始動制御装置を備えるエンジンシステム1の全体構成の一例を概略的に示す図である。
図1は、本実施の形態による始動制御装置を備えるエンジンシステム1の全体構成の一例を概略的に示す図である。
このエンジンシステム1は、エンジン(内燃機関)2と、タンク20と、回転速度センサ30と、スタータ40と、始動スイッチ50と、制御装置60とを備える。エンジン2は、エンジン本体3と、吸気通路10と、吸気マニホールド11と、排気マニホールド12と、排気通路13と、スロットル弁14と、インジェクタ15とを備える。
エンジン2は、気体燃料によって作動される、いわゆるガスエンジンである。エンジン2は、車両の駆動源として車両に搭載される。本実施の形態によるエンジン2は、複数(図1に示す例では4つ)の気筒4を有する。各気筒4は、吸気マニホールド11を介して吸気通路10に接続される。また、各気筒4は、排気マニホールド12を介して排気通路13に接続される。
タンク20は、高圧状態の気体燃料を蓄える。なお、タンク20に蓄えられる燃料は、気体状態であっても液体状態であってもよい。タンク20は、レギュレータ21を介してインジェクタ15に接続される。タンク20に蓄えられる燃料は、レギュレータ21で減圧された後、インジェクタ15に供給される。なお、レギュレータ21からインジェクタ15に供給される燃料は気体状態である。
インジェクタ15は、吸気通路10に設けられ、レギュレータ21から供給される気体燃料を吸気通路10内に噴射する。インジェクタ15の燃料噴射流量は、制御装置60からの制御信号によって制御される。インジェクタ15から噴射された気体燃料は、吸気通路10を流れる空気と混合された後、吸気マニホールド11を介して各気筒4に供給される。なお、各気筒4に供給された気体燃料は、各気筒4の頂部に設けられた点火装置16によって点火される。
回転速度センサ30は、エンジン2のクランク軸の回転速度(以下「エンジン回転速度Ne」とも記載する)を検出し、検出結果を示す信号を制御装置60に出力する。
エンジン2のクランク軸には、スタータ40が接続される。スタータ40は、制御装置60からの制御信号に基づいて、図示しない電池から供給される電力によって作動してエンジン2をクランキングするように構成される。
始動スイッチ50は、停止中のエンジン2を始動するための始動操作をユーザが行なうためのスイッチである。ユーザが始動スイッチ50に対して始動操作を行なっている期間、始動スイッチ50は、始動要求信号を制御装置60に出力する。
制御装置60は、CPU(Central Processing Unit)、メモリ、各種信号を入出力するための入出力ポート(いずれも図示せず)を含んで構成される。制御装置60は、回転速度センサ30、始動スイッチ50などから受信した信号、並びにメモリに格納されたプログラムなどに基づいて、エンジン2の各機器(スロットル弁14、インジェクタ15、点火装置16、スタータ40など)の制御を行なう。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)により処理することも可能である。
<エンジン始動制御>
制御装置60は、エンジン2の停止中において始動スイッチ50からの始動要求信号を受信すると、以下のようなエンジン始動制御を行なう。まず、制御装置60は、スタータ40を作動させて、エンジン回転速度Neが予め定められたクランキング回転速度Ncrkに維持されるようにエンジン2をクランキングする。エンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkに維持された状態で、制御装置60は、始動時噴射流量Fの燃料を噴射させるための制御信号をインジェクタ15に出力するとともに、気筒4内の燃料を点火させるための制御信号を点火装置16に出力する。
制御装置60は、エンジン2の停止中において始動スイッチ50からの始動要求信号を受信すると、以下のようなエンジン始動制御を行なう。まず、制御装置60は、スタータ40を作動させて、エンジン回転速度Neが予め定められたクランキング回転速度Ncrkに維持されるようにエンジン2をクランキングする。エンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkに維持された状態で、制御装置60は、始動時噴射流量Fの燃料を噴射させるための制御信号をインジェクタ15に出力するとともに、気筒4内の燃料を点火させるための制御信号を点火装置16に出力する。
このようなエンジン始動制御によって、気筒4内の燃料が正常に燃焼すると、エンジン2のクランク軸が回転し、エンジン2が始動される。
<インジェクタ15の出力ばらつきを踏まえた始動時噴射流量Fの調整>
インジェクタ15などのガスインジェクタの流量特性は、特性管理点(たとえば常温レベルの温度)において保証されるのが一般的である。しかしながら、本願発明者等が実験等を重ねて調査した結果、ガスインジェクタの流量特性は、特性管理点以外の温度帯域で大きくばらつくことが判明した。
インジェクタ15などのガスインジェクタの流量特性は、特性管理点(たとえば常温レベルの温度)において保証されるのが一般的である。しかしながら、本願発明者等が実験等を重ねて調査した結果、ガスインジェクタの流量特性は、特性管理点以外の温度帯域で大きくばらつくことが判明した。
図2は、実験等によって得られたインジェクタ15の流量特性の一例を示す図である。図2において、横軸はインジェクタ15の周辺の環境温度(単位:℃)を示し、縦軸は、インジェクタ15に予め定められた流量の指令値を与えた場合のインジェクタ15の噴射流量(単位:L/min)を示す。線A1〜A3は、それぞれ別々のインジェクタ15の流量特性を示す。なお、図2には特性管理点が20℃から30℃までの間の値(25℃程度)に設定されている例が示されているが、特性管理点はこのような値に限定されるものではない。
図2に示すように、特性管理点においては、各インジェクタ15の噴射流量のばらつきが非常に小さい範囲に収まっている。しかしながら、特性管理点以外の温度帯域では、各インジェクタ15の出力が大きくばらつくことが理解できる。たとえば、図2に示す例では、0℃未満の極寒時において、線A2で示す流量特性を有するインジェクタ15の噴射流量は、線A3で示す流量特性を有するインジェクタ15の噴射流量の約3倍程度にも達する。したがって、特性管理点以外の温度帯域でエンジン2を始動する際には、環境温度によってインジェクタ15の出力が大きくばらつき、インジェクタ15の出力が指令値に対して過多になったり過少になったりすることが想定される。この影響で気筒4内が過剰なリッチ状態あるいはリーン状態となると、燃料が燃焼せずにエンジン2が正常に始動しなくなることが懸念される。また、図2から理解されるように、インジェクタ15の出力がばらつく量および方向は環境温度によって一意的に決まるわけではないため、始動時噴射流量Fを環境温度に基づいて画一的に調整することも難しい。
以上の点を踏まえ、本実施の形態による制御装置60は、エンジン始動制御によってエンジン2が正常に始動しない場合、エンジン始動制御中のエンジン回転速度Neとクランキング回転速度Ncrkとを比較した結果に基づいて始動時噴射流量Fを調整する。
図3は、エンジン2の始動時におけるエンジン回転速度Neの軌跡パターンを模式的に示す図である。図3において、横軸は時間を示し、縦軸はエンジン回転速度Neを示す。
実線で示す曲線L1は、エンジン2が正常に始動する場合のエンジン回転速度Neの軌跡を表わす。曲線L1に示すように、エンジン2が正常に始動する場合、クランキングによってエンジン回転速度Neはクランキング回転速度Ncrkに一時的に維持され、この状態で噴射された始動時噴射流量Fの燃料が燃焼することによってエンジン回転速度Neはクランキング回転速度Ncrkよりも高い閾値Nthを超える値にまで上昇する。したがって、エンジン回転速度Neが曲線L1のような軌跡をたどる場合、始動時噴射流量Fはエンジン2を始動するのに適した値であると言える。
一点鎖線で示す曲線L2は、いわゆる初爆はあるがその後に失火したことによってエンジン2が正常には始動しない場合のエンジン回転速度Neの軌跡を表わす。エンジン回転速度Neが曲線L2のような軌跡をたどる場合、インジェクタ15の出力ばらつきの影響で始動時噴射流量Fが過多であると推定される。すなわち、インジェクタ15の噴射を開始した当初は、始動時噴射流量Fが過多であっても燃料が周辺空気と混ざり合うことで薄められて気筒4に流入するため初爆が生じてエンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkよりも高くなる。しかしながら、その後も過剰な始動時噴射流量Fが噴射され続けると、過剰な燃料が気筒4に流入し続けて気筒4内が過剰にリッチ状態となって本爆には至らずに失火してしまう。その結果、エンジン回転速度Neは閾値Nthを超えることなく再びクランキング回転速度Ncrkまで低下してしまうと推測される。
二点鎖線で示す曲線L3は、初爆がないままエンジン2が正常に始動しない場合のエンジン回転速度Neの軌跡を表わす。エンジン回転速度Neが曲線L3のような軌跡をたどる場合、インジェクタ15の出力ばらつきの影響で始動時噴射流量Fが過少であると推定される。すなわち、始動時噴射流量Fが過少であることが要因で、初爆がなく、エンジン回転速度Neはクランキング回転速度Ncrkに維持された状態が継続すると推測される。
以上のようなエンジン回転速度Neの軌跡パターンを考慮し、本実施の形態による制御装置60は、エンジン始動制御の開始時から所定時間Tが経過するまでの期間(以下「判定期間」とも記載する)内にエンジン回転速度Neが閾値Nthを超えたか否かを判定する。判定期間内にエンジン回転速度Neが閾値Nthを超えた場合(曲線L1参照)、エンジン2が正常に始動しているため、制御装置60は、クランキングを停止してエンジン始動制御を完了する。
判定期間内にエンジン回転速度Neが閾値Nthを超えていない場合、制御装置60は、エンジン2が正常に始動しないと判定し、エンジン回転速度Neとクランキング回転速度Ncrkとの比較結果に基づいて始動時噴射流量Fを調整する。具体的には、エンジン始動制御中にエンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkを超えた履歴がある場合(曲線L2参照)には、制御装置60は、燃料過多であることが想定されるため、始動時噴射流量F(指令値)を所定量ΔFだけ減量する補正を行なう。一方、エンジン始動制御中にエンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkを超えた履歴がない場合(曲線L3参照)には、制御装置60は、燃料過少であることが想定されるため、始動時噴射流量F(指令値)を所定量ΔFだけ増量する補正を行なう。このような始動時噴射流量Fの減量あるいは増量が繰り返されることによって、始動時噴射流量Fがエンジン2の始動に適した値に補正される。その結果、インジェクタ15の出力にばらつきがある場合であってもエンジン2を適切に始動することが可能となる。
図4は、制御装置60がエンジン始動制御を実行する際に行なう処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、エンジン2の停止中に開始される。
制御装置60は、始動スイッチ50から始動要求信号を受信しているか否かを判定する(ステップS10)。始動要求信号を受信している場合(ステップS10においてYES)、制御装置60は、スタータ40を作動して、エンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkとなるようにエンジン2をクランキングする(ステップS12)。このクランキングによってエンジン始動制御が開始される。なお、エンジン始動制御の開始に伴って、制御装置60のメモリには、エンジン始動制御の開始時からの経過時間およびエンジン始動制御中のエンジン回転速度Neの履歴が記録される。
次いで、制御装置60は、メモリに記憶されている始動時噴射流量Fを読み出し(ステップS14)、始動時噴射流量Fの燃料を噴射させるための制御信号をインジェクタ15に出力するとともに点火装置16による点火を行なう(ステップS16)。
次いで、制御装置60は、エンジン回転速度Neが閾値Nthを超えたか否かを判定する(ステップS20)。エンジン回転速度Neが閾値Nthを超えていない場合(ステップS20においてNO)、制御装置60は、エンジン始動制御開始時からの経過時間が所定時間Tを超えたか否かを判定する(ステップS40)。
エンジン始動制御開始時からの経過時間が所定時間Tを超えていない場合(ステップS40においてNO)、制御装置60は、処理をステップS10に戻し、ステップS10以降の処理を繰り返す。
エンジン始動制御開始時からの経過時間が所定時間Tを超えた場合(ステップS40においてYES)、制御装置60は、エンジン始動制御によってエンジン2が正常に始動しないと判定して(ステップS42)、始動時噴射流量Fの調整を行なう(ステップS44,S46,S48)。具体的には、制御装置60は、エンジン始動制御中のエンジン回転速度Neの履歴をメモリから読み出し、エンジン始動制御中にエンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkを超えた履歴があるか否かを判定する(ステップS44)。
エンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkを超えた履歴がある場合(ステップS44においてYES)、現在の始動時噴射流量Fが過多であると想定されるため、制御装置60は、メモリに記憶されている始動時噴射流量Fを所定量ΔFだけ減量する(ステップS46)。一方、エンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkを超えた履歴がない場合(ステップS44においてNO)、現在の始動時噴射流量Fが過少であると想定されるため、制御装置60は、メモリに記憶されている始動時噴射流量Fを所定量ΔFだけ増量する(ステップS48)。なお、始動時噴射流量Fの初期値は予め決められている。
メモリに記憶されている始動時噴射流量Fの増量(ステップS46)または減量(ステップS48)を行なった後、制御装置60は、エンジン2内に存在する未燃燃料をエンジン2の外部に排出するための掃気処理を行なう(ステップS50)。具体的には、制御装置60は、インジェクタ15による燃料噴射を停止しつつ、スタータ40によるクランキングを継続する。これにより、エンジン2内に存在していた未燃燃料が排気通路13からエンジン2の外部に排出され、エンジン2内に新気のみが存在する状態となる。なお、掃気処理に伴って、メモリに記録されているエンジン始動制御開始時からの経過時間およびエンジン始動制御中のエンジン回転速度Neの履歴はリセット(消去)される。
なお、掃気処理(ステップS50)を行なうタイミングは、始動時噴射流量Fの増量(ステップS46)または減量(ステップS48)を行なう前(たとえばステップS40とステップS42との間)であってもよい。
掃気処理後、制御装置60は、処理をステップS10に戻し、ステップS10以降の処理を繰り返す。したがって、始動要求信号を継続して受信している場合(ステップS10においてYES)には、エンジン始動制御が再開される。すなわち、エンジン2のクランキングが継続される(ステップS12)とともに、調整後の始動時噴射流量Fの燃料が噴射および点火される(ステップS14,S16)。そして、エンジン回転速度Neが閾値Nthを超えない状態が所定時間T継続した場合(ステップS20においてNO、かつステップS40においてYES)には、再び始動時噴射流量Fの調整が行なわれる(ステップS42〜S50)。このような始動時噴射流量Fの調整が繰り返されることによって、始動時噴射流量Fがエンジン2の始動に適した値に調整される。
一方、エンジン回転速度Neが閾値Nthを超えた場合(ステップS20においてYES)、制御装置60は、エンジン始動制御によってエンジン2が正常に始動したと判定して、クランキングを停止する(ステップS30)。これにより、エンジン始動制御が完了する。なお、エンジン始動制御の完了に伴って、メモリに記録されているエンジン始動制御開始時からの経過時間およびエンジン始動制御中のエンジン回転速度Neの履歴はリセット(消去)される。
以上のように、本実施の形態による制御装置60は、エンジン始動制御開始時から所定時間Tが経過するまでの期間内にエンジン回転速度Neが閾値Nthを超えない場合、エンジン始動制御によってエンジン2が正常に始動しないと判定して、始動時噴射流量Fの調整を行なう。具体的には、制御装置60は、エンジン始動制御中にエンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkを超えた履歴がある場合は始動時噴射流量Fを所定量ΔF減量し、エンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkを超えた履歴がない場合は始動時噴射流量Fを所定量ΔF増量する。このような始動時噴射流量Fの減量あるいは増量が繰り返されることによって、始動時噴射流量Fがエンジン2の始動に適した値に補正される。その結果、インジェクタ15の出力にばらつきがある場合であってもエンジン2を適切に始動することができる。
[変形例1]
上述の実施の形態による制御装置60は、エンジン始動制御によってエンジン2が正常に始動しない場合であって、かつエンジン始動制御中にエンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkを超えた履歴がある場合、燃料過多の状態を解消するために、始動時噴射流量F(指令値)を所定量ΔFだけ減量する補正を行なう(図4のステップS46)。
上述の実施の形態による制御装置60は、エンジン始動制御によってエンジン2が正常に始動しない場合であって、かつエンジン始動制御中にエンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkを超えた履歴がある場合、燃料過多の状態を解消するために、始動時噴射流量F(指令値)を所定量ΔFだけ減量する補正を行なう(図4のステップS46)。
しかしながら、インジェクタ15の燃料噴射流量が最小噴射流量Fmin以上に制限されるような場合には、始動時噴射流量Fを狙いどおりに減量させることができない場合も想定される。具体的には、一般的に、インジェクタ15には、通電によって開弁するニードル弁が用いられる。ニードル弁は通電時間(開弁時間)に応じて燃料噴射量が直線的に増加する直線制御性を有するが、通電時間が非常に短い領域では直線制御性が失われてしまう。そのため、ニードル弁の通電時間は、一般的に、予め定められたミニマム通電時間以上に制限される。これに伴い、インジェクタ15の燃料噴射流量は、インジェクタ15の通電時間(ニードル弁の開弁時間)をミニマム通電時間としたときの燃料噴射流量である「最小噴射流量Fmin」以上に制限されることになる。したがって、仮に始動時噴射流量F(指令値)を最小噴射流量Fmin未満に減量したとしても、実際の始動時噴射流量Fを最小噴射流量Fmin未満に減量させることはできず、燃料過多の状態を適切に解消できない場合が生じ得る。
以上の点に鑑み、本変形例1による制御装置60は、始動時噴射流量F(指令値)を所定量ΔFだけ減量する補正を行なった場合であって、かつ減量後の始動時噴射流量F(指令値)がインジェクタ15の最小噴射流量Fmin未満である場合には、エンジン始動制御を行なう際のスロットル弁14の開度(以下「始動時開度θ」ともいう)を所定量Δθ増量する。これにより、エンジン始動時の吸入空気量が増加されて空燃比がリッチ側に補正される。そのため、インジェクタ15の燃料噴射流量が最小噴射流量Fmin以上に制限される場合であっても、燃料過多の状態を解消してエンジン2を適切に始動することができる。
図5は、本変形例1による制御装置60がエンジン始動制御を実行する際に行なう処理手順の一例を示すフローチャートである。図5に示すフローチャートは、上述の図4に示すフローチャートのステップS14,S16をそれぞれステップS14A,S16Aに変更し、さらにステップS60,S62を追加したものである。その他のステップ(上述の図4に示したステップと同じ番号を付しているステップ)については、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
制御装置60は、エンジン2のクランキング(ステップS12)によってエンジン始動制御を開始すると、メモリに記憶されている始動時開度θおよび始動時噴射流量Fを読み出す(ステップS14A)。そして、制御装置60は、スロットル弁14の開度を始動時開度θにするための制御信号をスロットル弁14に出力し、かつ始動時噴射流量Fの燃料を噴射させるための制御信号をインジェクタ15に出力し、かつ点火装置16による点火を行なう(ステップS16A)。
なお、ステップS16Aにおいて、制御装置60は、インジェクタ15に出力する始動時噴射流量Fを、インジェクタ15の「最小噴射流量Fmin」以上に制限する。すなわち、ステップS14Aでメモリから読み出された始動時噴射流量Fが最小噴射流量Fminよりも大きい場合、制御装置60は、読み出された始動時噴射流量Fの燃料を噴射させるための制御信号をインジェクタ15に出力する。一方、ステップS14Aでメモリから読み出された始動時噴射流量Fが最小噴射流量Fmin未満である場合、制御装置60は、最小噴射流量Fminの燃料を噴射させる(すなわち通電時間をミニマム通電時間とする)ための制御信号をインジェクタ15に出力する。このような制御によって、インジェクタ15の燃料噴射流量は「最小噴射流量Fmin」以上に制限されることになる。
さらに、制御装置60は、エンジン始動制御によってエンジン2が正常に始動しないと判定され(ステップS42)、かつエンジン始動制御中にエンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkを超えた履歴がある場合(ステップS44においてYES)、燃料過多の状態を解消するために、始動時噴射流量F(指令値)を所定量ΔFだけ減量する補正を行なう(ステップS46)。
ステップS46にてメモリに記憶されている始動時噴射流量Fを所定量ΔFだけ減量した場合、制御装置60は、減量後の始動時噴射流量Fがインジェクタ15の最小噴射流量Fmin未満であるか否かを判定する(ステップS60)。減量後の始動時噴射流量Fがインジェクタ15の最小噴射流量Fmin未満でない場合(ステップS60においてNO)、制御装置60は、処理をステップS50に進める。
一方、減量後の始動時噴射流量Fがインジェクタ15の最小噴射流量Fmin未満である場合(ステップS60においてYES)、後のステップS16Aにおいて実際の始動時噴射流量Fが最小噴射流量Fminに制限されることに鑑み、制御装置60は、スロットル弁14の始動時開度θを所定量Δθだけ増量する(ステップS62)。その後、制御装置60は、処理をステップS50に進める。
ステップS50での掃気処理の実行後、制御装置60は、処理をステップS10に戻し、ステップS10以降の処理を繰り返す。したがって、始動要求信号を継続して受信している場合(ステップS10においてYES)には、補正後の始動時開度θおよび始動時噴射流量Fを用いたエンジン始動制御(ステップS12,S14A,S16A)が行なわれる。
以上のように、本変形例1による制御装置60は、インジェクタ15の燃料噴射流量が最小噴射流量Fmin以上に制限される点に鑑み、始動時噴射流量Fを所定量ΔF減量した場合(ステップS46)であって、かつ減量後の始動時噴射流量Fが最小噴射流量Fmin未満である場合(ステップS60においてYES)、スロットル弁14の始動時開度θを所定量Δθだけ増量する(ステップS62)。これにより、エンジン始動時の吸入空気量が増加されて空燃比がリッチ側に補正される。そのため、インジェクタ15の燃料噴射流量が最小噴射流量Fmin以上に制限される場合であっても、燃料過多の状態を解消してエンジン2を適切に始動することができる。
[変形例2]
上述の実施の形態による制御装置60は、エンジン始動制御によってエンジン2が正常に始動しない場合に、始動時噴射流量Fを調整する(図4のステップS46,S48)ことによってエンジン2を適切に始動させる。
上述の実施の形態による制御装置60は、エンジン始動制御によってエンジン2が正常に始動しない場合に、始動時噴射流量Fを調整する(図4のステップS46,S48)ことによってエンジン2を適切に始動させる。
しかしながら、変形例1で説明したように、インジェクタ15の燃料噴射流量が最小噴射流量Fmin以上に制限される場合には、始動時噴射流量Fを狙いどおりに調整(減量)することができない場合も想定される。
この点に鑑み、本変形例2による制御装置60は、エンジン始動制御によってエンジン2が正常に始動しない場合に、始動時噴射流量Fを調整することに代えて、スロットル弁14の始動時開度θを調整する。
図6は、本変形例2による制御装置60がエンジン始動制御を実行する際に行なう処理手順の一例を示すフローチャートである。図6に示すフローチャートは、上述の図4に示すフローチャートのステップS14,S16をそれぞれ変形例1の図5で説明したステップS14A,S16Aに変更し、さらに上述の図4に示すフローチャートのステップS46,S48をそれぞれステップS46A,S48Aに変更したものである。その他のステップ(上述の図4、図5に示したステップと同じ番号を付しているステップ)については、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
制御装置60は、エンジン始動制御によってエンジン2が正常に始動しないと判定した場合(ステップS42)、エンジン回転速度Neとクランキング回転速度Ncrkとの比較結果に基づいてスロットル弁14の始動時開度θの調整を行なう(ステップS44,S46A,S48A)。
具体的には、制御装置60は、エンジン始動制御中にエンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkを超えた履歴がある場合(ステップS44においてYES)、初爆後に燃料過多で失火したと推測されるため、メモリに記憶されている始動時開度θを所定量Δθだけ増量する(ステップS46A)。これにより、エンジン始動制御時の吸入空気量を増量して空燃比をリーン側に補正することができる。
一方、エンジン始動制御中にエンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkを超えた履歴がない場合(ステップS44においてNO)、燃料過少であると推測されるため、制御装置60は、メモリに記憶されている始動時開度θを所定量Δθだけ減量する(ステップS48A)。これにより、エンジン始動制御時の吸入空気量を減量して空燃比をリッチ側に補正することができる。
このような始動時開度θの減量あるいは増量が繰り返されることによって、スロットル弁14の始動時開度θがエンジン2の始動に適した値に補正される。その結果、インジェクタ15の出力にばらつきがある場合であってもエンジン2を適切に始動することができる。
以上のように、本変形例2による制御装置60は、エンジン始動制御によってエンジン2が正常に始動しない場合、スロットル弁14の始動時開度θの調整を行なう。具体的には、制御装置60は、エンジン始動制御中にエンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkを超えた履歴がある場合は始動時開度θを所定量Δθ増量し、エンジン回転速度Neがクランキング回転速度Ncrkを超えた履歴がない場合は始動時開度θを所定量Δθ減量する。このような始動時開度θの増量あるいは減量が繰り返されることによって、スロットル弁14の始動時開度θがエンジン2の始動に適した値に補正される。その結果、インジェクタ15の出力にばらつきがある場合であってもエンジン2を適切に始動することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 エンジンシステム、2 エンジン、3 エンジン本体、4 気筒、10 吸気通路、11 吸気マニホールド、12 排気マニホールド、13 排気通路、14 スロットル弁、15 インジェクタ、16 点火装置、20 タンク、21 レギュレータ、30 回転速度センサ、40 スタータ、50 始動スイッチ、60 制御装置。
Claims (5)
- 気体燃料によって作動する内燃機関の始動制御装置であって、
前記内燃機関に前記気体燃料を噴射するインジェクタと、
前記内燃機関の始動時において、前記内燃機関の回転速度が第1回転速度となるようにクランキングされた状態で前記気体燃料を噴射するように前記インジェクタを制御する始動制御を実行するように構成された制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記始動制御によって前記内燃機関が正常に始動しない場合、前記始動制御中の前記内燃機関の回転速度と前記第1回転速度とを比較した結果に基づいて、前記内燃機関の始動時における前記インジェクタの燃料噴射流量である始動時噴射流量を調整する、内燃機関の始動制御装置。 - 前記制御装置は、
前記始動制御によって前記内燃機関が正常に始動しない場合、前記始動制御中に前記内燃機関の回転速度が前記第1回転速度を超えた履歴があるか否かを判定し、
前記始動制御中に前記内燃機関の回転速度が前記第1回転速度を超えた履歴がある場合には前記始動時噴射流量を所定量減量し、
前記始動制御中に前記内燃機関の回転速度が前記第1回転速度を超えた履歴がない場合には前記始動時噴射流量を所定量増量する、請求項1に記載の内燃機関の始動制御装置。 - 前記制御装置は、前記始動制御を開始してから所定時間が経過するまでに前記内燃機関の回転速度が前記第1回転速度よりも高い第2回転速度を超えていない場合に、前記始動制御によって前記内燃機関が正常に始動しないと判定する、請求項1または2に記載の内燃機関の始動制御装置。
- 前記始動制御装置は、前記内燃機関に吸入される空気量を調整するスロットル弁をさらに備え、
前記インジェクタの燃料噴射流量は最小噴射流量以上に制限され、
前記制御装置は、
前記始動時噴射流量を所定量減量した場合であって、かつ減量後の前記始動時噴射流量が前記最小噴射流量未満である場合には、前記内燃機関の始動時における前記スロットル弁の開度である始動時開度を所定量増量する、請求項2に記載の内燃機関の始動制御装置。 - 気体燃料によって作動する内燃機関の始動制御装置であって、
前記内燃機関に前記気体燃料を噴射するインジェクタと、
前記内燃機関に吸入される空気量を調整するスロットル弁と、
前記内燃機関の始動時において、前記内燃機関の回転速度が第1回転速度となるようにクランキングされた状態で前記気体燃料を噴射するように前記インジェクタを制御する始動制御を実行するように構成された制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記始動制御によって前記内燃機関が正常に始動しない場合、前記始動制御中の前記内燃機関の回転速度と前記第1回転速度とを比較した結果に基づいて、前記内燃機関の始動時における前記スロットル弁の開度である始動時開度を調整する、内燃機関の始動制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019075546 | 2019-04-11 | ||
JP2019075546 | 2019-04-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020172926A true JP2020172926A (ja) | 2020-10-22 |
Family
ID=72830888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020012584A Pending JP2020172926A (ja) | 2019-04-11 | 2020-01-29 | 気体燃料によって作動する内燃機関の始動制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020172926A (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06241088A (ja) * | 1992-06-24 | 1994-08-30 | Yamaha Motor Co Ltd | 気体燃料エンジンの運転制御装置 |
JPH09170469A (ja) * | 1995-12-20 | 1997-06-30 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンの燃料噴射制御装置 |
JP2000291468A (ja) * | 1999-04-06 | 2000-10-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
JP2012017663A (ja) * | 2010-07-06 | 2012-01-26 | Yanmar Co Ltd | ガスエンジンの始動制御方法 |
-
2020
- 2020-01-29 JP JP2020012584A patent/JP2020172926A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06241088A (ja) * | 1992-06-24 | 1994-08-30 | Yamaha Motor Co Ltd | 気体燃料エンジンの運転制御装置 |
JPH09170469A (ja) * | 1995-12-20 | 1997-06-30 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンの燃料噴射制御装置 |
JP2000291468A (ja) * | 1999-04-06 | 2000-10-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
JP2012017663A (ja) * | 2010-07-06 | 2012-01-26 | Yanmar Co Ltd | ガスエンジンの始動制御方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2709954C2 (ru) | Способ управления преждевременным зажиганием. способ для двигателя транспортного средства и система для транспортного средства | |
US8195376B2 (en) | Fuel injection control device for diesel engine | |
JP2000080942A (ja) | 内燃機関の始動制御装置 | |
US9759153B2 (en) | Control apparatus for internal combustion engine | |
US6708661B1 (en) | Control method for starting a direct injection internal combustion engine | |
JP7147377B2 (ja) | 蒸発燃料処理装置 | |
US20160290248A1 (en) | Fuel supply system for internal combustion engine and control method therefor | |
JP2008309036A (ja) | 燃料推定装置 | |
US8042520B2 (en) | Engine startup fuel pressure control systems and methods | |
US8146569B2 (en) | Control systems and methods for newly assembled engines | |
JP2014234791A (ja) | 内燃機関の始動制御装置 | |
JP2008031991A (ja) | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置及び制御方法 | |
JP3498392B2 (ja) | 電子制御燃料噴射装置 | |
CA2514394C (en) | Fuel injection controller of engine | |
JP2015137579A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2020172926A (ja) | 気体燃料によって作動する内燃機関の始動制御装置 | |
JPH0771293A (ja) | 内燃機関のアイドル回転数制御装置 | |
JP2019100227A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP6821255B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JPS58144634A (ja) | 内燃機関の電子制御燃料噴射方法 | |
JP4464616B2 (ja) | 内燃機関の2次空気供給制御装置 | |
JPH08326583A (ja) | 燃料供給系の空気抜き方法 | |
JP2018168820A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2018141395A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2022129779A (ja) | 内燃機関の制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220415 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230425 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20231017 |