JP2021076052A - Internal combustion engine control device - Google Patents

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JP2021076052A JP2019202355A JP2019202355A JP2021076052A JP 2021076052 A JP2021076052 A JP 2021076052A JP 2019202355 A JP2019202355 A JP 2019202355A JP 2019202355 A JP2019202355 A JP 2019202355A JP 2021076052 A JP2021076052 A JP 2021076052A
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Takeshi Okamoto
毅 岡本
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Abstract

To prevent knocking when a methane concentration of fuel is reduced.SOLUTION: A control device to control an internal combustion engine 1 using natural gas as fuel comprises: a density sensor 25 which detects density of fuel in a liquid state; and a control unit 100 which is configured to correct ignition time on the basis of the fuel density detected by the density sensor. The control unit stores a map or a function defining a relation between a correction value to correct the ignition time and the fuel density and corrects the same on the basis of the correction value obtained from the map or the function.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は内燃機関の制御装置に係り、特に、燃料が天然ガスである内燃機関を制御するための制御装置に関する。 The present disclosure relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for controlling an internal combustion engine whose fuel is natural gas.

燃料として天然ガスを使用する内燃機関では、燃料を液化状態すなわち液化天然ガス(LNG(Liquefied Natural Gas))として燃料タンク内に貯留する場合がある。 In an internal combustion engine that uses natural gas as fuel, the fuel may be stored in a fuel tank in a liquefied state, that is, as liquefied natural gas (LNG (Liquefied Natural Gas)).

特開平9−257195号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-257195

こうした内燃機関では、長期経過等により燃料タンク内の燃料のメタン濃度が減少し、燃料の組成が変わり、燃料が重質化するウェザリング現象なるものが発生する。燃料が重質化するとメタン価が低下するため、通常通りのタイミングで点火を実行してしまうとノッキングが起こる可能性がある。 In such an internal combustion engine, the methane concentration of the fuel in the fuel tank decreases due to a long period of time or the like, the composition of the fuel changes, and a weathering phenomenon occurs in which the fuel becomes heavy. As the fuel becomes heavier, the methane value decreases, so knocking may occur if ignition is performed at the usual timing.

そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、燃料のメタン濃度が減少した場合にノッキングを抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。 Therefore, the present disclosure was conceived in view of such circumstances, and an object of the present disclosure is to provide a control device for an internal combustion engine capable of suppressing knocking when the methane concentration of a fuel decreases.

本開示の一の態様によれば、
燃料が天然ガスである内燃機関を制御するための制御装置であって、
液化状態の燃料の密度を検出する密度センサと、
前記密度センサにより検出された燃料密度に基づいて点火時期を補正するように構成された制御ユニットと、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
According to one aspect of the present disclosure
A control device for controlling an internal combustion engine whose fuel is natural gas.
A density sensor that detects the density of liquefied fuel,
A control unit configured to correct the ignition timing based on the fuel density detected by the density sensor.
A control device for an internal combustion engine is provided.

好ましくは、前記制御ユニットは、点火時期を補正するための補正値と燃料密度との関係を定めたマップまたは関数を記憶し、前記マップまたは関数から求められた補正値に基づいて点火時期を補正する。 Preferably, the control unit stores a map or function that defines the relationship between the correction value for correcting the ignition timing and the fuel density, and corrects the ignition timing based on the correction value obtained from the map or function. To do.

好ましくは、前記制御ユニットは、検出された燃料密度が大きくなるほど点火時期を遅角側に補正する。 Preferably, the control unit corrects the ignition timing to the retard side as the detected fuel density increases.

好ましくは、前記密度センサがコリオリ式流量計により構成される。 Preferably, the density sensor is composed of a Coriolis flow meter.

好ましくは、前記内燃機関が車両に搭載されている。 Preferably, the internal combustion engine is mounted on the vehicle.

本開示によれば、燃料のメタン濃度が減少した場合にノッキングを抑制することができる。 According to the present disclosure, knocking can be suppressed when the methane concentration of the fuel is reduced.

本実施形態に係る内燃機関とその制御装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the internal combustion engine and its control device which concerns on this Embodiment. 燃料噴射量制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of a fuel injection amount control routine. 制御で使用するマップおよび関係を示すグラフである。It is a graph which shows the map and the relationship used in control. 点火時期制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the ignition timing control routine. 点火時期補正係数を算出するためのマップを示す。A map for calculating the ignition timing correction coefficient is shown.

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present disclosure is not limited to the following embodiments.

図1は、本実施形態に係る内燃機関とその制御装置を示す概略図である。内燃機関(エンジンともいう)1は、天然ガスを燃料とし、車両、特にトラック等の大型車両に動力源として搭載される。但しエンジンの用途は任意であり、車両以外の移動体、例えば船舶、建設機械、または産業機械に適用されるものであってもよい。またエンジンは、移動体に搭載されたものでなくてもよく、定置式のものであってもよい。燃料は燃料タンク9内に液化状態すなわちLNGとして貯留される。 FIG. 1 is a schematic view showing an internal combustion engine and a control device thereof according to the present embodiment. The internal combustion engine (also referred to as an engine) 1 uses natural gas as fuel and is mounted on a vehicle, particularly a large vehicle such as a truck, as a power source. However, the use of the engine is arbitrary, and it may be applied to a moving body other than a vehicle, for example, a ship, a construction machine, or an industrial machine. Further, the engine does not have to be mounted on a moving body, and may be a stationary engine. The fuel is stored in the fuel tank 9 in a liquefied state, that is, as LNG.

エンジン1の排気通路2には排気浄化用の触媒3が設けられる。触媒3は例えば三元触媒により形成される。エンジン1の吸気通路4には、上流側から順にエアクリーナ5と吸気スロットルバルブ6が設けられる。エンジン1は多気筒エンジンであり、気筒毎の燃料噴射用インジェクタ7と点火プラグ8とを備える。なおエンジン1にターボチャージャが設けられてもよい。 A catalyst 3 for purifying exhaust gas is provided in the exhaust passage 2 of the engine 1. The catalyst 3 is formed by, for example, a three-way catalyst. An air cleaner 5 and an intake throttle valve 6 are provided in the intake passage 4 of the engine 1 in this order from the upstream side. The engine 1 is a multi-cylinder engine, and includes a fuel injection injector 7 and a spark plug 8 for each cylinder. The engine 1 may be provided with a turbocharger.

インジェクタ7は、吸気ポート内に燃料を噴射するものであってもよいし、シリンダ内に燃料を直接噴射するものであってもよい。燃料タンク9からインジェクタ7に燃料通路10を通じて燃料が送られる。燃料通路10にはレギュレータ(減圧弁)11が設けられる。レギュレータ11は、燃料タンク9から送られてきた液化状態の燃料を減圧して気化させると共に、その気化された燃料を所定圧力に調整した後にインジェクタ7に送る。従ってインジェクタ7からは気化状態の燃料が噴射されることとなる。 The injector 7 may inject fuel into the intake port or may inject fuel directly into the cylinder. Fuel is sent from the fuel tank 9 to the injector 7 through the fuel passage 10. A regulator (pressure reducing valve) 11 is provided in the fuel passage 10. The regulator 11 decompresses and vaporizes the liquefied fuel sent from the fuel tank 9, adjusts the vaporized fuel to a predetermined pressure, and then sends the liquefied fuel to the injector 7. Therefore, the vaporized fuel is injected from the injector 7.

このエンジン1を制御するための制御装置は、制御ユニットとしての電子制御ユニット(ECU(Electronic Control Unit)という)100を備える。また制御装置は、回転センサ21、アクセル開度センサ22、ラムダセンサ23、流量センサ24および密度センサ25を備える。これらセンサはECU100に電気的に接続されている。ECU100はこれらセンサの検出値に基づき、インジェクタ7、点火プラグ8および吸気スロットルバルブ6を制御するように構成され、プログラムされている。 The control device for controlling the engine 1 includes an electronic control unit (called an ECU (Electronic Control Unit)) 100 as a control unit. The control device includes a rotation sensor 21, an accelerator opening sensor 22, a lambda sensor 23, a flow rate sensor 24, and a density sensor 25. These sensors are electrically connected to the ECU 100. The ECU 100 is configured and programmed to control the injector 7, the spark plug 8 and the intake throttle valve 6 based on the detected values of these sensors.

回転センサ21はエンジンの回転速度、具体的には毎分当たりの回転数(rpm)を検出するためのセンサである。アクセル開度センサ22は、運転手により増減されるアクセル開度を検出するためのセンサである。ECU100は、検出されたアクセル開度に基づき吸気スロットルバルブ6の開度を制御し、具体的にはアクセル開度が増大するほど吸気スロットルバルブ6の開度を増大する。 The rotation sensor 21 is a sensor for detecting the rotation speed of the engine, specifically, the rotation speed (rpm) per minute. The accelerator opening sensor 22 is a sensor for detecting the accelerator opening that is increased or decreased by the driver. The ECU 100 controls the opening degree of the intake throttle valve 6 based on the detected accelerator opening degree, and specifically, the opening degree of the intake throttle valve 6 increases as the accelerator opening degree increases.

ラムダセンサ23は、触媒3の上流側の排気通路2に設けられ、排気の空気過剰率を検出する。なおここでは空気過剰率に基づいて制御を行うが、空燃比に基づいて制御を行ってもよい。これら空気過剰率と空燃比はいずれも燃料と空気の混合割合を示す指標値であるから、空気過剰率といった場合、空燃比が概念的に含まれるものとする。 The lambda sensor 23 is provided in the exhaust passage 2 on the upstream side of the catalyst 3 and detects the excess air ratio of the exhaust. Here, the control is performed based on the excess air ratio, but the control may be performed based on the air-fuel ratio. Since both the excess air ratio and the air-fuel ratio are index values indicating the mixing ratio of fuel and air, the air-fuel ratio is conceptually included in the case of the excess air ratio.

流量センサ24は、エアクリーナ5の下流側かつ吸気スロットルバルブ6の上流側の吸気通路4に設けられ、吸気の流量、すなわち単位時間当たりの吸入空気量を検出する。 The flow rate sensor 24 is provided in the intake passage 4 on the downstream side of the air cleaner 5 and on the upstream side of the intake throttle valve 6, and detects the flow rate of intake air, that is, the amount of intake air per unit time.

密度センサ25は、レギュレータ11の上流側の燃料通路10に設けられ、レギュレータ11により気化される前の、液化状態の燃料の密度を検出する。本実施形態の場合、密度センサ25はコリオリ式流量計により構成される。周知のようにコリオリ式流量計は、本来、計測対象物である液体の質量流量を計測するためのものである。しかしコリオリ式流量計は同時に、液体の密度も計測可能である。よって本実施形態ではこの密度計測機能を利用して、液化状態の燃料密度をコリオリ式流量計により検出するようにしている。 The density sensor 25 is provided in the fuel passage 10 on the upstream side of the regulator 11 and detects the density of the liquefied fuel before it is vaporized by the regulator 11. In the case of this embodiment, the density sensor 25 is composed of a Coriolis flow meter. As is well known, the Coriolis type flow meter is originally for measuring the mass flow rate of a liquid which is an object to be measured. However, the Coriolis flowmeter can also measure the density of liquids at the same time. Therefore, in the present embodiment, this density measurement function is used to detect the fuel density in the liquefied state with a Coriolis flow meter.

なお、密度センサ25は他の種類のセンサまたは計測器によって構成されてもよく、例えば振動式密度計、浮子式密度計または放射線式密度計により構成されてもよい。 The density sensor 25 may be composed of other types of sensors or measuring instruments, and may be composed of, for example, a vibration type density meter, a float type density meter, or a radiation type density meter.

次に、ECU100により実行される本実施形態の制御について説明する。 Next, the control of the present embodiment executed by the ECU 100 will be described.

まず、燃料噴射量の制御について説明する。ECU100は、図2に示すルーチンに従って、インジェクタ7から噴射される燃料噴射量を制御する。この際、ECU100は、ラムダセンサ23により検出された実際の空気過剰率に基づいて燃料噴射量をフィードバック制御する。これをラムダフィードバック制御という。図2のルーチンは、1エンジンサイクル(=720°CA)毎に繰り返し実行される。 First, control of the fuel injection amount will be described. The ECU 100 controls the fuel injection amount injected from the injector 7 according to the routine shown in FIG. At this time, the ECU 100 feedback-controls the fuel injection amount based on the actual excess air ratio detected by the lambda sensor 23. This is called lambda feedback control. The routine of FIG. 2 is repeatedly executed every one engine cycle (= 720 ° CA).

ここで燃料噴射量とは、1エンジンサイクル中で1気筒当たりに噴射される燃料の量のことをいう。実際上は、インジェクタ7がオンされて燃料噴射が実行されている時間、すなわち噴射時間もしくは噴射幅により制御がなされるため、燃料噴射量は噴射時間もしくは噴射幅と言い換えることもできる。 Here, the fuel injection amount means the amount of fuel injected per cylinder in one engine cycle. In practice, the fuel injection amount can be rephrased as the injection time or the injection width because the control is performed by the time when the injector 7 is turned on and the fuel injection is executed, that is, the injection time or the injection width.

まずステップS101で、ECU100は、回転センサ21および流量センサ24によりそれぞれ検出されたエンジン回転数Neおよび吸気流量Gaを取得する。 First, in step S101, the ECU 100 acquires the engine speed Ne and the intake flow rate Ga detected by the rotation sensor 21 and the flow rate sensor 24, respectively.

次にステップS102で、ECU100は、取得したエンジン回転数Neおよび吸気流量Ga(すなわちエンジン運転状態)に基づき、図3(A)に示すようなマップ(関数でもよい。以下同様)に従って、燃料噴射量の基本値である基本噴射量Qbを算出する。マップは予め試験等を通じて作成され、ECU100に記憶されている。 Next, in step S102, the ECU 100 injects fuel based on the acquired engine speed Ne and intake flow rate Ga (that is, engine operating state) according to a map (may be a function; the same applies hereinafter) as shown in FIG. 3 (A). The basic injection amount Qb, which is the basic value of the amount, is calculated. The map is created in advance through a test or the like and stored in the ECU 100.

次にステップS103で、ECU100は、ラムダセンサ23により検出された空気過剰率λを取得する。 Next, in step S103, the ECU 100 acquires the excess air ratio λ detected by the lambda sensor 23.

そしてステップS104で、ECU100は、検出された実際の空気過剰率λと、所定の目標空気過剰率λtとの差である過剰率差Δλを算出する。過剰率差Δλは式:Δλ=λt−λから算出される。目標空気過剰率λtは例えば1である。 Then, in step S104, the ECU 100 calculates the excess rate difference Δλ, which is the difference between the detected actual excess air rate λ and the predetermined target air excess rate λt. The excess rate difference Δλ is calculated from the equation: Δλ = λt−λ. The target excess air ratio λt is, for example, 1.

ステップS105で、ECU100は、過剰率差Δλに基づき、燃料噴射量を補正するための補正値である補正係数αを算出する。そしてステップS106で、ECU100は、基本噴射量Qbに補正係数αを乗じて最終噴射量Qfを算出する(Qf=α×Qb)。最後にステップS107で、ECU100は、最終噴射量Qfに等しい量の燃料をインジェクタ7から噴射させる。具体的には、最終噴射量Qfに相当する噴射時間もしくは噴射幅だけ、インジェクタ7をオンする。 In step S105, the ECU 100 calculates a correction coefficient α, which is a correction value for correcting the fuel injection amount, based on the excess rate difference Δλ. Then, in step S106, the ECU 100 calculates the final injection amount Qf by multiplying the basic injection amount Qb by the correction coefficient α (Qf = α × Qb). Finally, in step S107, the ECU 100 injects an amount of fuel equal to the final injection amount Qf from the injector 7. Specifically, the injector 7 is turned on for the injection time or the injection width corresponding to the final injection amount Qf.

図3(B)に、過剰率差Δλと補正係数αの関係を示す。過剰率差Δλがゼロのとき補正係数αは1であり、実質的に補正はなされない。過剰率差Δλがゼロより大きいとき、実際の空気過剰率λは目標空気過剰率λtより小さく、排気空燃比は、目標空気過剰率λt相当の空燃比(例えば理論空燃比)よりリッチである。従って基本噴射量Qbを減量側に補正すべく、1より小さい補正係数αが算出される。但しα>0である。過剰率差Δλの値が大きくなるほど、補正係数αの値は小さくなる。 FIG. 3B shows the relationship between the excess rate difference Δλ and the correction coefficient α. When the excess rate difference Δλ is zero, the correction coefficient α is 1, and no correction is substantially made. When the excess ratio difference Δλ is larger than zero, the actual excess air ratio λ is smaller than the target excess air ratio λt, and the exhaust air-fuel ratio is richer than the air-fuel ratio (for example, the theoretical air-fuel ratio) corresponding to the target air excess ratio λt. Therefore, a correction coefficient α smaller than 1 is calculated in order to correct the basic injection amount Qb to the weight loss side. However, α> 0. The larger the value of the excess rate difference Δλ, the smaller the value of the correction coefficient α.

逆に、過剰率差Δλがゼロより小さいとき、実際の空気過剰率λは目標空気過剰率λtより大きく、排気空燃比は、目標空気過剰率λt相当の空燃比よりリーンである。従って基本噴射量Qbを増量側に補正すべく、1より大きい補正係数αが算出される。過剰率差Δλの値が小さくなるほど、補正係数αの値は大きくなる。 On the contrary, when the excess ratio difference Δλ is smaller than zero, the actual excess air ratio λ is larger than the target excess air ratio λt, and the exhaust air-fuel ratio is leaner than the air-fuel ratio corresponding to the target excess air ratio λt. Therefore, a correction coefficient α larger than 1 is calculated in order to correct the basic injection amount Qb to the increase side. The smaller the value of the excess rate difference Δλ, the larger the value of the correction coefficient α.

こうした補正係数αの算出は、例えば公知のPID制御の手法に従って行うことができる。あるいは、図3(B)に示した過剰率差Δλと補正係数αの関係を、マップの形でECU100に予め記憶しておき、この関係から、過剰率差Δλに対応した補正係数αを算出するようにしてもよい。 Such calculation of the correction coefficient α can be performed according to, for example, a known PID control method. Alternatively, the relationship between the excess rate difference Δλ and the correction coefficient α shown in FIG. 3B is stored in advance in the ECU 100 in the form of a map, and the correction coefficient α corresponding to the excess rate difference Δλ is calculated from this relationship. You may try to do so.

このようにして基本噴射量Qbは過剰率差Δλに基づき補正され、実際の空気過剰率λは目標空気過剰率λtに近づけられる。そして触媒3ができるだけ高効率で作動するよう燃料噴射量が制御される。 In this way, the basic injection amount Qb is corrected based on the excess rate difference Δλ, and the actual excess air rate λ is brought close to the target excess air rate λt. Then, the fuel injection amount is controlled so that the catalyst 3 operates with as high efficiency as possible.

ところで、燃料を液化状態すなわちLNGとして貯留する燃料タンク9内では、長期経過等により燃料のメタン濃度が減少し、燃料の組成が変わり、燃料が重質化するウェザリング現象なるものが発生する。燃料が重質化するとメタン価が低下するため、通常通りのタイミングで点火プラグ8により点火を実行してしまうとノッキングが起こる可能性がある。 By the way, in the fuel tank 9 in which the fuel is stored in a liquefied state, that is, as LNG, the methane concentration of the fuel decreases due to a long period of time or the like, the composition of the fuel changes, and a weathering phenomenon occurs in which the fuel becomes heavy. As the fuel becomes heavier, the methane value decreases, so knocking may occur if ignition is executed by the spark plug 8 at the usual timing.

これをより詳しく説明する。燃料タンク9内のLNGは主成分であるメタンと、比較的少量のエタン、プロパン等との混合物である。燃料タンク9内の燃料が周囲から熱を受けると、最も低沸点のメタンが蒸発し、ボイルオフガスが発生する。タンク内の圧力上昇を防ぐためボイルオフガスがタンクから排出されるため、燃料タンク9内のLNGのメタン濃度が低下する。このようにLNGのメタン濃度が低下すると、メタン価が低下し、燃料のアンチノック性が低下し、ノッキングが起き易くなる。よって燃料が重質化すると、ノッキングが起き易くなる。 This will be explained in more detail. LNG in the fuel tank 9 is a mixture of methane, which is the main component, and a relatively small amount of ethane, propane, and the like. When the fuel in the fuel tank 9 receives heat from the surroundings, methane having the lowest boiling point evaporates and boil-off gas is generated. Since the boil-off gas is discharged from the tank in order to prevent the pressure in the tank from rising, the methane concentration of LNG in the fuel tank 9 decreases. When the methane concentration of LNG decreases in this way, the methane value decreases, the antiknock property of the fuel decreases, and knocking easily occurs. Therefore, when the fuel becomes heavy, knocking is likely to occur.

そこで本実施形態では、こうした燃料性状の変化に合わせて点火時期を補正する。具体的には、燃料のメタン価に相関する燃料の密度を密度センサ25により検出し、この検出した燃料密度に基づいて点火時期を補正する。 Therefore, in the present embodiment, the ignition timing is corrected according to such a change in fuel properties. Specifically, the density sensor 25 detects the fuel density that correlates with the methane value of the fuel, and corrects the ignition timing based on the detected fuel density.

燃料のメタン価が低下するほど燃料密度は増大する。よって本実施形態では、検出された燃料密度が大きくなるほど点火時期を遅角側に補正する。これにより、長期経過等により燃料タンク9内の燃料のメタン濃度およびメタン価が低下した場合であっても、これに合わせて点火時期を適切に遅角補正でき、ノッキングを抑制することが可能である。 The lower the methane value of the fuel, the higher the fuel density. Therefore, in the present embodiment, the ignition timing is corrected to the retard side as the detected fuel density increases. As a result, even if the methane concentration and methane value of the fuel in the fuel tank 9 decrease due to a long period of time or the like, the ignition timing can be appropriately corrected for retardation and knocking can be suppressed. is there.

以下、点火時期の制御について説明する。ECU100は、図4に示すルーチンに従って、点火プラグ8により実行される点火の時期を制御する。図4のルーチンも1エンジンサイクル(=720°CA)毎に繰り返し実行される。 The ignition timing control will be described below. The ECU 100 controls the timing of ignition executed by the spark plug 8 according to the routine shown in FIG. The routine of FIG. 4 is also repeatedly executed every one engine cycle (= 720 ° CA).

まずステップS201で、ECU100は、回転センサ21、流量センサ24および密度センサ25によりそれぞれ検出されたエンジン回転数Ne、吸気流量Gaおよび燃料密度ρを取得する。 First, in step S201, the ECU 100 acquires the engine rotation rate Ne, the intake flow rate Ga, and the fuel density ρ detected by the rotation sensor 21, the flow rate sensor 24, and the density sensor 25, respectively.

次にステップS202で、ECU100は、取得したエンジン回転数Neおよび吸気流量Gaに基づき、図3(C)に示すようなマップに従って、点火時期の基本値である基本点火時期θbを算出する。マップは予め試験等を通じて作成され、ECU100に記憶されている。基本点火時期θbは、エンジンの定常運転時でかつ燃料が後述の基準燃料であるとき、ノッキングが起きずかつできるだけ進角した点火時期に設定されている。 Next, in step S202, the ECU 100 calculates the basic ignition timing θb, which is the basic value of the ignition timing, based on the acquired engine speed Ne and the intake flow rate Ga according to the map as shown in FIG. 3C. The map is created in advance through a test or the like and stored in the ECU 100. The basic ignition timing θb is set to an ignition timing that does not cause knocking and is advanced as much as possible when the engine is in steady operation and the fuel is the reference fuel described later.

次にステップS203で、ECU100は、取得した燃料密度ρに基づき、図5に示すようなマップに従って、点火時期を補正するための補正値である補正係数βを算出する。そしてステップS204で、ECU100は、基本点火時期θbに補正係数βを乗じて最終点火時期θfを算出する(θf=β×θb)。最後にステップS205で、ECU100は、実際に最終点火時期θfが到来したのと同時に、点火プラグ8をオンし、点火を実行させる。点火時期は、その値が大きくなるほど遅角側である。 Next, in step S203, the ECU 100 calculates a correction coefficient β, which is a correction value for correcting the ignition timing, based on the acquired fuel density ρ, according to a map as shown in FIG. Then, in step S204, the ECU 100 calculates the final ignition timing θf by multiplying the basic ignition timing θb by the correction coefficient β (θf = β × θb). Finally, in step S205, the ECU 100 turns on the spark plug 8 and executes ignition at the same time when the final ignition timing θf actually arrives. The ignition timing is on the retard side as the value increases.

図5に示すマップには、燃料密度ρと補正係数βの関係が定められている。このマップはECU100に予め記憶されている。燃料が、未だ重質化してない基準メタン価の基準燃料であるとき、燃料密度ρは基準密度ρbであり、これに対応する補正係数βは1である。従ってこのとき、点火時期の補正は実質的になされない。例えば、基準燃料は一般的な都市ガスの種類である13Aであり、基準メタン価は64である。便宜上マップでは、燃料密度ρが基準密度ρbより小さいときも補正係数βを1としている。 In the map shown in FIG. 5, the relationship between the fuel density ρ and the correction coefficient β is defined. This map is stored in the ECU 100 in advance. When the fuel is a reference fuel having a reference methane value that has not yet become heavy, the fuel density ρ is the reference density ρb, and the corresponding correction coefficient β is 1. Therefore, at this time, the ignition timing is not substantially corrected. For example, the reference fuel is 13A, which is a general type of city gas, and the reference methane value is 64. For convenience, in the map, the correction coefficient β is set to 1 even when the fuel density ρ is smaller than the reference density ρb.

燃料のメタン価が基準メタン価から低下し、燃料の重質化が進む(重質度が大になる)につれ、燃料密度ρは大きくなる。この燃料密度ρの増大に応じて、補正係数βの値は1から大きくなる。β>1のとき、点火時期は基本点火時期θbよりも遅角側に補正される。そして燃料密度ρが基準密度ρbより大きくなるほど、点火時期はより遅角側に補正される。 As the methane value of the fuel decreases from the standard methane value and the fuel becomes heavier (the severity increases), the fuel density ρ increases. As the fuel density ρ increases, the value of the correction coefficient β increases from 1. When β> 1, the ignition timing is corrected to the retard side of the basic ignition timing θb. The ignition timing is corrected to the retard side as the fuel density ρ becomes larger than the reference density ρb.

このように本実施形態によれば、検出された燃料密度に基づいて点火時期を補正するので、燃料のメタン濃度が減少した場合にノッキングを抑制することが可能である。 As described above, according to the present embodiment, since the ignition timing is corrected based on the detected fuel density, it is possible to suppress knocking when the methane concentration of the fuel decreases.

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態および変形例は他にも様々考えられる。 Although the embodiments of the present disclosure have been described in detail above, various other embodiments and modifications of the present disclosure can be considered.

(1)例えば、点火時期を補正するための補正値を、補正係数βに代えて、基本点火時期θbに加算される加算補正量β’としてもよい。この場合、β=1はβ’=0に対応し、β>1はβ’>0に対応する。 (1) For example, the correction value for correcting the ignition timing may be an additional correction amount β'added to the basic ignition timing θb instead of the correction coefficient β. In this case, β = 1 corresponds to β'= 0, and β> 1 corresponds to β'> 0.

(2)燃料密度ρに応じた点火時期補正に加えて、他の点火時期補正を行ってもよく、例えば、ノックセンサの出力に応じた点火時期補正を行ってもよい。 (2) In addition to the ignition timing correction according to the fuel density ρ, another ignition timing correction may be performed, for example, the ignition timing correction may be performed according to the output of the knock sensor.

(3)密度センサ25の設置位置は変更可能であり、例えば燃料タンク9に設置してもよい。 (3) The installation position of the density sensor 25 can be changed, and may be installed in, for example, the fuel tank 9.

本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。 The embodiments of the present disclosure are not limited to the above-described embodiments, and all modifications, applications, and equivalents included in the ideas of the present disclosure defined by the scope of claims are included in the present disclosure. Therefore, the present disclosure should not be construed in a limited manner and may be applied to any other technique belonging within the scope of the ideas of the present disclosure.

1 内燃機関
25 密度センサ
100 電子制御ユニット(ECU)
1 Internal combustion engine 25 Density sensor 100 Electronic control unit (ECU)

Claims (5)

燃料が天然ガスである内燃機関を制御するための制御装置であって、
液化状態の燃料の密度を検出する密度センサと、
前記密度センサにより検出された燃料密度に基づいて点火時期を補正するように構成された制御ユニットと、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for controlling an internal combustion engine whose fuel is natural gas.
A density sensor that detects the density of liquefied fuel,
A control unit configured to correct the ignition timing based on the fuel density detected by the density sensor.
A control device for an internal combustion engine, which is characterized by being equipped with.
前記制御ユニットは、点火時期を補正するための補正値と燃料密度との関係を定めたマップまたは関数を記憶し、前記マップまたは関数から求められた補正値に基づいて点火時期を補正する
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
The control unit stores a map or a function that defines the relationship between a correction value for correcting the ignition timing and the fuel density, and corrects the ignition timing based on the correction value obtained from the map or the function. The control device for an internal combustion engine according to 1.
前記制御ユニットは、検出された燃料密度が大きくなるほど点火時期を遅角側に補正する
請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the control unit corrects the ignition timing to the retard side as the detected fuel density increases.
前記密度センサがコリオリ式流量計により構成される
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。
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the density sensor is composed of a Coriolis flow meter.
前記内燃機関が車両に搭載されている
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。
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the internal combustion engine is mounted on a vehicle.
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