JP2021148052A - Fuel supply system, vehicle, and fuel supply method - Google Patents

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義文 長島
栄二 酒井
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栄二 酒井
真明 黒沢
Masaaki Kurosawa
真明 黒沢
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

To provide a fuel supply system, a vehicle, and a fuel supply method capable of preventing occurrence of knocking even when an LNG fuel becomes heavier.SOLUTION: A fuel supply system includes: an LNG tank for storing an LNG fuel; a CNG tank for storing a CNG fuel; an LNG injector capable of adjusting an injection amount of the LNG fuel supplied from the LNG tank and injected to an internal combustion engine; a CNG injector capable of adjusting an injection amount of the CNG fuel supplied from the CNG tank and injected to the internal combustion engine; and a control portion for controlling the LNG injector and the CNG injector so as to increase a ratio of the injection amount of the CNG fuel in the total injection amount as the sum of the injection amount of the LNG fuel and the injection amount of the CNG fuel, according to increase of heaviness of the LNG fuel stored in the LNG tank.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、燃料供給システム、車両および燃料供給方法に関する。 The present disclosure relates to fuel delivery systems, vehicles and fuel delivery methods.

内燃機関の燃料として、例えば、液化天然ガス(Liquefied Natural Gas:LNG)などの液体燃料が知られている。タンク(LNGタンク)に充填されたLNG燃料は、ベーパライザ(蒸発器)や弁等を有する燃料供給系を介して、内燃機関のインテークマニホールドに設けられたインジェクタから噴射される(例えば、特許文献1)。 As a fuel for an internal combustion engine, for example, a liquid fuel such as liquefied natural gas (LNG) is known. The LNG fuel filled in the tank (LNG tank) is injected from an injector provided in an intake manifold of an internal combustion engine via a fuel supply system having a vaporizer (evaporator), a valve, or the like (for example, Patent Document 1). ).

特開2006−17058号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-17058

ところで、LNG燃料には、メタン、エタン、プロパン、ブタンなどの成分が含まれる。各成分の沸点は相互に異なる。車載されたLNGタンクが低温に維持されない場合、各成分は、沸点の低いメタンから気化してしまう。これにより、LNG燃料を消費しないとLNG燃料の成分変化が発生し、残燃料は重質化する。また、新しい燃料を補給しても徐々に重質化する。その結果、LNG燃料のオクタン価が低下していく。 By the way, LNG fuel contains components such as methane, ethane, propane and butane. The boiling points of each component are different from each other. If the on-board LNG tank is not maintained at a low temperature, each component will vaporize from methane, which has a low boiling point. As a result, if the LNG fuel is not consumed, the composition of the LNG fuel changes, and the residual fuel becomes heavy. Moreover, even if new fuel is replenished, it gradually becomes heavier. As a result, the octane number of the LNG fuel decreases.

また、LNG燃料の各成分は、オットーサイクルの燃料として使用するには、オクタン価が異なり、メタンが抜けていくと、オクタン価が下がって、ノッキングが発生し易くなる。 Further, each component of the LNG fuel has a different octane number in order to be used as a fuel for the Otto cycle, and as methane is released, the octane number is lowered and knocking is likely to occur.

また、ノッキングを回避するために点火タイミングを遅めに設定した場合、最適な点火タイミングから離れるため、トルクが低下するとともに、排気温度が上昇する。さらに、排気温度が上昇して、エキゾーストマニホールドやターボチャージャーの耐熱温度を超えた場合、破損のおそれがあるという問題がある。 Further, when the ignition timing is set late to avoid knocking, the ignition timing is deviated from the optimum ignition timing, so that the torque decreases and the exhaust temperature rises. Further, if the exhaust temperature rises and exceeds the heat resistant temperature of the exhaust manifold or the turbocharger, there is a problem that the exhaust manifold or the turbocharger may be damaged.

本開示の目的は、LNG燃料が重質化した場合であっても、ノッキングの発生を防止することが可能な燃料供給システム、車両および燃料供給方法を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a fuel supply system, a vehicle, and a fuel supply method capable of preventing the occurrence of knocking even when the LNG fuel becomes heavy.

上記の目的を達成するため、本開示における燃料供給システムは、
LNG(Liquefied Natural Gas)燃料を貯留するLNGタンクと、
CNG(Compressed Natural Gas)燃料を貯留するCNGタンクと、
前記LNGタンクから供給され内燃機関に噴射される前記LNG燃料の噴射量を調整可能なLNGインジェクタと、
前記CNGタンクから供給され前記内燃機関に噴射される前記CNG燃料の噴射量を調整可能なCNGインジェクタと、
前記LNGタンクに貯留される前記LNG燃料の重質化に応じて、前記LNG燃料の噴射量および前記CNG燃料の噴射量の総計である総噴射量におけるCNG燃料の噴射量の割合が増加するように、前記LNGインジェクタおよび前記CNGインジェクタを制御する制御部と、
を備える。
To achieve the above objectives, the fuel supply system in this disclosure is
LNG tank for storing LNG (Liquefied Natural Gas) fuel,
A CNG tank that stores CNG (Compressed Natural Gas) fuel,
An LNG injector capable of adjusting the injection amount of the LNG fuel supplied from the LNG tank and injected into the internal combustion engine.
A CNG injector capable of adjusting the injection amount of the CNG fuel supplied from the CNG tank and injected into the internal combustion engine, and
As the LNG fuel stored in the LNG tank becomes heavier, the ratio of the injection amount of the CNG fuel to the total injection amount of the injection amount of the LNG fuel and the injection amount of the CNG fuel increases. In addition, a control unit that controls the LNG injector and the CNG injector,
To be equipped.

本開示における車両は、
上記燃料供給システムを備える。
The vehicle in this disclosure is
It is equipped with the above fuel supply system.

本開示における燃料供給方法は、
内燃機関に供給されるLNG燃料の重質化に応じて、前記内燃機関に噴射されるLNG燃料の噴射量および前記内燃機関に噴射されるCNG燃料の噴射量の総計である総噴射量におけるCNG燃料の噴射量の割合が増えるような制御を実行する。
The fuel supply method in the present disclosure is
CNG in the total injection amount, which is the total of the injection amount of the LNG fuel injected into the internal combustion engine and the injection amount of the CNG fuel injected into the internal combustion engine according to the heaviness of the LNG fuel supplied to the internal combustion engine. Control is performed so that the ratio of the fuel injection amount increases.

本開示の燃料供給システムによれば、LNG燃料が重質化した場合であっても、ノッキングの発生を防止することができる。 According to the fuel supply system of the present disclosure, it is possible to prevent the occurrence of knocking even when the LNG fuel becomes heavy.

本開示の実施の形態における燃料供給システムの構成の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the structure of the fuel supply system in embodiment of this disclosure. LNG燃料の重質化指数および目標ブーストとLNGインジェクタの噴射割合との関係を示すマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map which shows the relationship between the heaviness index of LNG fuel and the target boost, and the injection ratio of an LNG injector. 燃料供給処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of a fuel supply process.

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本開示の実施の形態における燃料供給システム1の構成の一例を概略的に示す図である。ここでは、燃料供給システム1は、車両に搭載されている。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the fuel supply system 1 according to the embodiment of the present disclosure. Here, the fuel supply system 1 is mounted on the vehicle.

燃料供給システム1は、LNG燃料をエンジンE(内燃機関)に供給するLNG燃料供給系統2、および、圧縮天然ガス(Compressed Natural Gas:CNG)燃料をエンジンEに供給するCNG燃料供給系統30を備えている。 The fuel supply system 1 includes an LNG fuel supply system 2 that supplies LNG fuel to engine E (internal engine) and a CNG fuel supply system 30 that supplies compressed natural gas (CNG) fuel to engine E. ing.

<LNG燃料供給系統2>
先ず、LNG燃料供給系統2について説明する。LNG燃料供給系統2は、LNGタンク4と、LNG燃料供給路5と、気化器6と、遮断弁7と、遮断弁7Aと、LNGレギュレータ3と、燃料センサ9と、燃料温度計9Aと、LNGインジェクタ20Aとを有している。
<LNG fuel supply system 2>
First, the LNG fuel supply system 2 will be described. The LNG fuel supply system 2 includes an LNG tank 4, an LNG fuel supply path 5, a vaporizer 6, a shutoff valve 7, a shutoff valve 7A, an LNG regulator 3, a fuel sensor 9, and a fuel thermometer 9A. It has an LNG injector 20A.

LNGタンク4は、エンジンEに燃料を供給する燃料供給元の一つであって、LNG燃料を貯留する。LNGタンク4には、LNG燃料の残量を検出する残量検出センサ8が設けられている。残量検出センサ8には、LNG燃料の残量を検出可能な公知のセンサ、例えば、LNGタンク4のLNG燃料の液面レベルを検出するレベルセンサが用いられる。 The LNG tank 4 is one of the fuel supply sources for supplying fuel to the engine E, and stores LNG fuel. The LNG tank 4 is provided with a remaining amount detection sensor 8 for detecting the remaining amount of LNG fuel. As the remaining amount detection sensor 8, a known sensor capable of detecting the remaining amount of LNG fuel, for example, a level sensor for detecting the liquid level of LNG fuel in the LNG tank 4 is used.

LNG燃料供給路5は、LNGタンク4を気化器6、遮断弁7を介してLNGレギュレータ3に接続する。また、LNG燃料供給路5は、LNGレギュレータ3を、遮断弁7Aを介してLNGインジェクタ20Aに接続する。 The LNG fuel supply path 5 connects the LNG tank 4 to the LNG regulator 3 via the vaporizer 6 and the shutoff valve 7. Further, the LNG fuel supply path 5 connects the LNG regulator 3 to the LNG injector 20A via the shutoff valve 7A.

気化器6は、LNGタンク4からのLNG燃料を例えばエンジンEの冷却水で気化させる。エンジンEから気化器6へ冷却水通路(不図示)が延在している。 The vaporizer 6 vaporizes the LNG fuel from the LNG tank 4 with, for example, the cooling water of the engine E. A cooling water passage (not shown) extends from the engine E to the vaporizer 6.

遮断弁7は、気化器6とLNGレギュレータ3との間のLNG燃料供給路5を開閉する。 The shutoff valve 7 opens and closes the LNG fuel supply path 5 between the vaporizer 6 and the LNG regulator 3.

遮断弁7Aは、LNGレギュレータ3とLNGインジェクタ20Aとの間のLNG燃料供給路5を開閉する。 The shutoff valve 7A opens and closes the LNG fuel supply path 5 between the LNG regulator 3 and the LNG injector 20A.

LNG燃料供給系統2においては、遮断弁7が開かれ、かつ、遮断弁7Aが開かれた場合、LNG燃料がLNGタンク4から気化器6およびLNGレギュレータ3を介してLNGインジェクタ20Aへ供給される。遮断弁7が閉じられた場合、遮断弁7Aが開かれているか否かに拘わらず、LNGタンク4からLNGインジェクタ20AへのLNG燃料の供給が停止される。 In the LNG fuel supply system 2, when the shutoff valve 7 is opened and the shutoff valve 7A is opened, LNG fuel is supplied from the LNG tank 4 to the LNG injector 20A via the vaporizer 6 and the LNG regulator 3. .. When the shutoff valve 7 is closed, the supply of LNG fuel from the LNG tank 4 to the LNG injector 20A is stopped regardless of whether the shutoff valve 7A is open or not.

LNGレギュレータ3は、気化器6で気化されたLNG燃料を減圧する。 The LNG regulator 3 decompresses the LNG fuel vaporized by the vaporizer 6.

LNGインジェクタ20Aは、吸気ポートE1を通って燃料室E2に流入する吸気中にLNG燃料を噴射する。LNGインジェクタ20Aから噴射されるLNG燃料の噴射量は、噴射時間により制御される。以下、吸気ポートE1を通って燃料室E2に流入する吸気の量を「吸気量」という。 The LNG injector 20A injects LNG fuel during intake air flowing into the fuel chamber E2 through the intake port E1. The injection amount of the LNG fuel injected from the LNG injector 20A is controlled by the injection time. Hereinafter, the amount of intake air flowing into the fuel chamber E2 through the intake port E1 is referred to as "intake amount".

燃料センサ9は、LNGレギュレータ3とLNGインジェクタ20Aとの間のLNG燃料供給路5に配置される。燃料センサ9は、LNG燃料供給路5を通るLNG燃料の性状を検出する。これにより、燃料センサ9は、LNGタンク4に貯留されるLNG燃料の性状を検出することが可能となる。なお、燃料センサ9は、LNGタンク4に配置されてもよい。ここで、「LNG燃料の性状」とは、LNG燃料に含まれる成分、および、成分の割合を含む。 The fuel sensor 9 is arranged in the LNG fuel supply path 5 between the LNG regulator 3 and the LNG injector 20A. The fuel sensor 9 detects the properties of the LNG fuel passing through the LNG fuel supply path 5. As a result, the fuel sensor 9 can detect the properties of the LNG fuel stored in the LNG tank 4. The fuel sensor 9 may be arranged in the LNG tank 4. Here, the "property of the LNG fuel" includes the components contained in the LNG fuel and the proportions of the components.

燃料温度計9Aは、気化器6とLNGレギュレータ3との間のLNG燃料供給路5を流れる燃料の温度を検出する。燃料供給制御装置10(後述する)は、燃料温度計9Aの検出結果に基づいて、上記の冷却水の流量を調整する制御を実行する。 The fuel thermometer 9A detects the temperature of the fuel flowing through the LNG fuel supply path 5 between the vaporizer 6 and the LNG regulator 3. The fuel supply control device 10 (described later) executes the control for adjusting the flow rate of the cooling water based on the detection result of the fuel thermometer 9A.

<CNG燃料供給系統30>
次に、CNG燃料供給系統30について説明する。CNG燃料供給系統30は、CNG燃料供給路31と、CNGタンク32と、遮断弁34と、圧力センサ35と、遮断弁36と、CNGレギュレータ33と、CNGインジェクタ20Bを有している。
<CNG fuel supply system 30>
Next, the CNG fuel supply system 30 will be described. The CNG fuel supply system 30 includes a CNG fuel supply path 31, a CNG tank 32, a shutoff valve 34, a pressure sensor 35, a shutoff valve 36, a CNG regulator 33, and a CNG injector 20B.

CNG燃料供給路31は、CNGタンク32を、遮断弁34を介してCNGレギュレータ33に接続する。また、CNG燃料供給路31は、CNGレギュレータ33を、遮断弁36を介してCNGインジェクタ20Bに接続する。 The CNG fuel supply path 31 connects the CNG tank 32 to the CNG regulator 33 via the shutoff valve 34. Further, the CNG fuel supply path 31 connects the CNG regulator 33 to the CNG injector 20B via the shutoff valve 36.

CNGタンク32は、エンジンEに燃料を供給する燃料供給元の一つであって、CNG燃料を貯留する。ここで、「CNG燃料」は、メタンが多く重質化していないLNG燃料と同等な燃料であるとする。 The CNG tank 32 is one of the fuel supply sources for supplying fuel to the engine E, and stores the CNG fuel. Here, it is assumed that the "CNG fuel" is a fuel equivalent to an LNG fuel containing a large amount of methane and not becoming heavy.

遮断弁34は、CNGタンク32とCNGレギュレータ33との間のCNG燃料供給路31を開閉する。 The shutoff valve 34 opens and closes the CNG fuel supply path 31 between the CNG tank 32 and the CNG regulator 33.

遮断弁36は、CNGレギュレータ33とCNGインジェクタ20Bとの間のCNG燃料供給路31を開閉する。 The shutoff valve 36 opens and closes the CNG fuel supply path 31 between the CNG regulator 33 and the CNG injector 20B.

CNG燃料供給系統30においては、遮断弁34が開かれ、かつ、遮断弁36が開かれた場合、CNG燃料がCNGタンク32からCNGレギュレータ33を介してCNGインジェクタ20Bへ供給される。遮断弁34が閉じられた場合、遮断弁36が開かれているか否かに拘わらず、CNGタンク32からCNGインジェクタ20BへのCNG燃料の供給が停止される。 In the CNG fuel supply system 30, when the shutoff valve 34 is opened and the shutoff valve 36 is opened, CNG fuel is supplied from the CNG tank 32 to the CNG injector 20B via the CNG regulator 33. When the shutoff valve 34 is closed, the supply of CNG fuel from the CNG tank 32 to the CNG injector 20B is stopped regardless of whether the shutoff valve 36 is open or not.

CNGレギュレータ33は、CNGタンク32から供給されたCNG燃料を減圧する。CNGレギュレータ33から下流側に延在するCNG燃料供給路31は、CNGインジェクタ20Bに接続される。 The CNG regulator 33 depressurizes the CNG fuel supplied from the CNG tank 32. The CNG fuel supply path 31 extending downstream from the CNG regulator 33 is connected to the CNG injector 20B.

CNGインジェクタ20Bは、吸気ポートE1を通って燃焼室E2に流入する吸気中にCNG燃料を噴射する。CNGインジェクタ20Bから噴射されるCNG燃料の噴射量は、噴射時間により制御される。 The CNG injector 20B injects CNG fuel into the intake air flowing into the combustion chamber E2 through the intake port E1. The injection amount of CNG fuel injected from the CNG injector 20B is controlled by the injection time.

燃料センサ9は、CNGレギュレータ33とCNGインジェクタ20Bとの間のCNG燃料供給路31に配置される。燃料センサ9は、CNG燃料供給路31を通るCNG燃料の性状を検出する。 The fuel sensor 9 is arranged in the CNG fuel supply path 31 between the CNG regulator 33 and the CNG injector 20B. The fuel sensor 9 detects the properties of CNG fuel passing through the CNG fuel supply path 31.

圧力センサ35は、遮断弁34とCNGレギュレータ33との間のCNG燃料供給路31の内部圧力を検出する。燃料供給制御装置10(後述する)は、圧力センサ35の検出結果に基づいて、CNGタンク32内のCNG燃料の残量の有無を判定する。燃料供給制御装置10は、CNG燃料の残量が無いと判定した場合、LNG燃料の噴射下で、ノッキングが発生しないトルクまでトルクを低下させる制御を実行する(トルク制限)。 The pressure sensor 35 detects the internal pressure of the CNG fuel supply path 31 between the shutoff valve 34 and the CNG regulator 33. The fuel supply control device 10 (described later) determines whether or not there is a remaining amount of CNG fuel in the CNG tank 32 based on the detection result of the pressure sensor 35. When it is determined that there is no remaining amount of CNG fuel, the fuel supply control device 10 executes control to reduce the torque to a torque at which knocking does not occur under the injection of LNG fuel (torque limit).

<燃料供給制御装置10>
燃料供給システム1は、燃料供給制御装置10(本開示の「制御部」に対応する)を備えている。燃料供給制御装置10は、例えば電子制御ユニット100(Electronic Control Unit:ECU)により構成される。ECU100は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、入力装置および出力装置を有している。CPUは、ROMに格納されたプログラムをRAMに展開して後述する各機能を実行する。燃料供給制御装置10は、取得部11、決定部12および制御部13としての各機能とを有する。
<Fuel supply control device 10>
The fuel supply system 1 includes a fuel supply control device 10 (corresponding to the “control unit” of the present disclosure). The fuel supply control device 10 is composed of, for example, an electronic control unit 100 (ECU). The ECU 100 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an input device, and an output device. The CPU expands the program stored in the ROM into the RAM and executes each function described later. The fuel supply control device 10 has functions as an acquisition unit 11, a determination unit 12, and a control unit 13.

例えば、LNGタンク4内のLNG燃料が重質化し(オクタン価の低下)、オクタン価が低下したLNG燃料が、例えば、オットーサイクルの燃料として使用されると、ノッキングが発生する。ノッキングを回避するために点火タイミングを遅めに設定した場合、最適な点火タイミングから離れるため、トルクが低下するとともに、排気温度が上昇する。さらに、排気温度が上昇して、エキゾーストマニホールドやターボチャージャーの耐熱温度を超えた場合、破損のおそれがあるという問題がある。 For example, when the LNG fuel in the LNG tank 4 becomes heavy (decrease in octane number) and the LNG fuel having a reduced octane number is used as, for example, fuel for the Otto cycle, knocking occurs. When the ignition timing is set late to avoid knocking, the ignition timing is deviated from the optimum ignition timing, so that the torque decreases and the exhaust temperature rises. Further, if the exhaust temperature rises and exceeds the heat resistant temperature of the exhaust manifold or the turbocharger, there is a problem that the exhaust manifold or the turbocharger may be damaged.

そこで、取得部11は、燃料センサ9からLNG燃料の性状を取得する。ここで、「LNG燃料の性状」とは、例えば、LNG燃料に含まれるメタンの割合をいう。また、このメタンの割合を、LNG燃料の重質化の程度を示す重質化指数という。 Therefore, the acquisition unit 11 acquires the properties of the LNG fuel from the fuel sensor 9. Here, the "property of the LNG fuel" means, for example, the ratio of methane contained in the LNG fuel. The proportion of methane is referred to as a weighting index, which indicates the degree of weighting of LNG fuel.

また、取得部11は、エンジン要求トルクセンサ(図1を参照)からエンジンEに要求されるトルク(要求トルク)を取得する。例えば、エンジン要求トルクセンサは、要求トルクをセンサ出力とするアクセル開度センサである。要求トルクが本開示の「内燃機関にかかる負荷」に対応する。以下の説明において、要求トルクを「目標ブースト」という場合がある。 Further, the acquisition unit 11 acquires the torque (required torque) required for the engine E from the engine required torque sensor (see FIG. 1). For example, the engine required torque sensor is an accelerator opening sensor that uses the required torque as a sensor output. The required torque corresponds to the "load applied to the internal combustion engine" of the present disclosure. In the following description, the required torque may be referred to as "target boost".

図2は、LNG燃料の重質化指数および目標ブーストとLNGインジェクタ20Aの噴射割合との関係を示すマップの一例を示す図である。図2に示すマップでは、横方向にLNG燃料の重質化指数(メタンの割合)の高さを示し、縦方向に目標ブーストの高さを示す。図2に示すマップにおいては、LNG燃料の重質化指数と目標ブーストとが交差する位置に、対応するLNGインジェクタ20Aの噴射割合(MAP読み取り値)が設定されている。CNGインジェクタ20Bの噴射割合は、「10」からMAP読み取り値を減算した値として求められる。例えば、MAP読み取り値が「10」である場合、LNGインジェクタ20Aの噴射割合が「10」であり、CNGインジェクタ20Bの噴射割合が「0」である。また、例えば、MAP読み取り値が「0」である場合、LNGインジェクタ20Aの噴射割合が「0」であり、CNGインジェクタ20Bの噴射割合が「10」である。 FIG. 2 is a diagram showing an example of a map showing the relationship between the heaviness index of LNG fuel and the target boost and the injection ratio of the LNG injector 20A. In the map shown in FIG. 2, the height of the heaviness index (ratio of methane) of the LNG fuel is shown in the horizontal direction, and the height of the target boost is shown in the vertical direction. In the map shown in FIG. 2, the injection ratio (MAP reading value) of the corresponding LNG injector 20A is set at the position where the heaviness index of the LNG fuel and the target boost intersect. The injection ratio of the CNG injector 20B is obtained as a value obtained by subtracting the MAP reading value from "10". For example, when the MAP reading value is "10", the injection ratio of the LNG injector 20A is "10" and the injection ratio of the CNG injector 20B is "0". Further, for example, when the MAP reading value is "0", the injection ratio of the LNG injector 20A is "0", and the injection ratio of the CNG injector 20B is "10".

図2に示すマップは、ECU100の記憶部に格納される。図2に示すように、LNGインジェクタ20Aの噴射割合は、重質化指数の高さ及び目標ブーストの高さに応じて小さくなるように設定される。換言すれば、CNGインジェクタ20Bの噴射割合は、重質化指数の高さ及び目標ブーストの高さに応じて大きくなるように設定される。マップは、実験やシミュレーションにより求めることが可能である。なお、LNGインジェクタ20Aの噴射割合は、LNG燃料の重質化指数および目標ブーストに基づいて所定の計算式を参照して算出してもよい。 The map shown in FIG. 2 is stored in the storage unit of the ECU 100. As shown in FIG. 2, the injection ratio of the LNG injector 20A is set to decrease according to the height of the heaviness index and the height of the target boost. In other words, the injection ratio of the CNG injector 20B is set to increase according to the height of the heaviness index and the height of the target boost. Maps can be obtained by experiments and simulations. The injection ratio of the LNG injector 20A may be calculated by referring to a predetermined calculation formula based on the heaviness index of the LNG fuel and the target boost.

決定部12は、取得された目標ブーストおよびLNG燃料の重質化指数に基づいて、図2に示すマップを参照し、LNGインジェクタ20Aの噴射割合(MAP読み取り値)を決定する。なお、「10」からLNGインジェクタ20Aの噴射割合(MAP読み取り値)を減算することで、CNGインジェクタ20Bの噴射割合が決定される。 The determination unit 12 determines the injection ratio (MAP reading value) of the LNG injector 20A with reference to the map shown in FIG. 2 based on the acquired target boost and the heaviness index of the LNG fuel. The injection ratio of the CNG injector 20B is determined by subtracting the injection ratio (MAP reading value) of the LNG injector 20A from "10".

制御部13は、決定部12により決定されたLNGインジェクタ20Aの噴射割合(以下、単に「噴射割合」という)に基づいて、LNGインジェクタ20AおよびCNGインジェクタ20Bを制御する。具体的には、制御部13は、吸気量、および、決定された噴射割合に基づいて、LNGインジェクタ20Aから噴射されるLNG燃料の噴射時間を算出し、算出したLNG燃料の噴射時間に基づいて、LNGインジェクタ20Aを制御する。また、制御部13は、吸気量、および、決定された噴射割合に基づいて、CNGインジェクタ20Bから噴射されるCNG燃料の噴射時間を算出し、算出したCNG燃料の噴射時間に基づいて、CNGインジェクタ20Bを制御する。 The control unit 13 controls the LNG injector 20A and the CNG injector 20B based on the injection ratio of the LNG injector 20A determined by the determination unit 12 (hereinafter, simply referred to as “injection ratio”). Specifically, the control unit 13 calculates the injection time of the LNG fuel injected from the LNG injector 20A based on the intake amount and the determined injection ratio, and based on the calculated injection time of the LNG fuel. , Controls the LNG injector 20A. Further, the control unit 13 calculates the injection time of the CNG fuel injected from the CNG injector 20B based on the intake amount and the determined injection ratio, and based on the calculated injection time of the CNG fuel, the CNG injector. 20B is controlled.

次に、燃料供給処理の一例について図3を参照して説明する。図3は燃料供給処理の一例を示すフローチャートである。以下、取得部11、決定部12および制御部13としての機能を有するECU100が、燃料供給処理を行うものとして説明する。本フローは、例えば、ECU100が本フローの開始要求を受信したことにより開始される。 Next, an example of the fuel supply process will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing an example of fuel supply processing. Hereinafter, the ECU 100 having the functions of the acquisition unit 11, the determination unit 12, and the control unit 13 will be described as performing the fuel supply process. This flow is started, for example, when the ECU 100 receives a request to start this flow.

先ず、ステップS100において、ECU100は、燃料センサ9からLNG燃料の重質化指数を取得する。 First, in step S100, the ECU 100 acquires the LNG fuel weighting index from the fuel sensor 9.

ステップS110において、ECU100は、エンジン要求トルクセンサから目標ブーストを取得する。 In step S110, the ECU 100 acquires the target boost from the engine required torque sensor.

ステップS120において、ECU100は、LNG燃料の重質化指数および目標ブーストに基づいて、図2に示すマップを参照して、LNGインジェクタ20Aの噴射割合(CNGインジェクタ20Bの噴射割合)を決定する。 In step S120, the ECU 100 determines the injection ratio of the LNG injector 20A (injection ratio of the CNG injector 20B) with reference to the map shown in FIG. 2 based on the heaviness index of the LNG fuel and the target boost.

次に、ステップS130において、ECU100は、決定されたLNGインジェクタ20Aの噴射割合が「10」未満であるか否か、換言すれば、CNGインジェクタ20Bの噴射割合が「0」より大きいか否かについて判定する。CNGインジェクタ20Bの噴射割合が「0」より大きい場合(ステップS130:YES)、処理はステップS140に遷移する。CNGインジェクタ20Bの噴射割合が「0」以下である場合(ステップS130:NO)、処理はステップS150に遷移する。 Next, in step S130, the ECU 100 determines whether or not the determined injection ratio of the LNG injector 20A is less than "10", in other words, whether or not the injection ratio of the CNG injector 20B is greater than "0". judge. When the injection ratio of the CNG injector 20B is larger than "0" (step S130: YES), the process proceeds to step S140. When the injection ratio of the CNG injector 20B is “0” or less (step S130: NO), the process proceeds to step S150.

ステップS140において、ECU100は、CNGタンク32に十分な燃料があるかを判断し、CNGタンク32に十分な燃料(残量)がある場合(ステップS140:YES)、処理はステップS150に遷移する。CNGタンク32に十分な燃料がない場合(ステップS140:NO)、処理はステップS160に遷移する。 In step S140, the ECU 100 determines whether the CNG tank 32 has sufficient fuel, and if the CNG tank 32 has sufficient fuel (remaining amount) (step S140: YES), the process proceeds to step S150. If there is not enough fuel in the CNG tank 32 (step S140: NO), the process transitions to step S160.

ステップS150において、ECU100は、LNGインジェクタ20Aの噴射割合に基づいてLNGインジェクタ20Aを制御し、CNGインジェクタ20Bの噴射割合に基づいてCNGインジェクタ20Bを制御する。その後、図3に示すフローは終了する。 In step S150, the ECU 100 controls the LNG injector 20A based on the injection ratio of the LNG injector 20A, and controls the CNG injector 20B based on the injection ratio of the CNG injector 20B. After that, the flow shown in FIG. 3 ends.

ステップS160において、ECU100は、LNG燃料の噴射下で、ノッキングが発生しないトルクまでトルクを低下させる制御を実行する(トルク制限)。その後、図3に示すフローは終了する。 In step S160, the ECU 100 executes control to reduce the torque to a torque at which knocking does not occur under the injection of LNG fuel (torque limit). After that, the flow shown in FIG. 3 ends.

上記実施の形態における燃料供給システム1は、LNG燃料を貯留するLNGタンク4と、CNG燃料を貯留するCNGタンク32と、LNGタンク4から供給されエンジンEに噴射されるLNG燃料の噴射量を調整可能なLNGインジェクタ20Aと、CNGタンク32から供給されエンジンEに供給されるCNG燃料の噴射量を調整可能なCNGインジェクタ20Bと、LNGタンク4に貯留されるLNG燃料の重質化に応じて、LNG燃料の噴射量およびCNG燃料の噴射量の総計である総噴射量におけるCNG燃料の噴射量の割合が増加するように、LNGインジェクタ20AおよびCNGインジェクタ20Bを制御する制御部13と、を備える。 The fuel supply system 1 in the above embodiment adjusts the injection amount of the LNG tank 4 for storing the LNG fuel, the CNG tank 32 for storing the CNG fuel, and the LNG fuel supplied from the LNG tank 4 and injected into the engine E. Depending on the possible LNG injector 20A, the CNG injector 20B that can adjust the injection amount of CNG fuel supplied from the CNG tank 32 and supplied to the engine E, and the LNG fuel stored in the LNG tank 4, the weight of the LNG fuel becomes heavier. A control unit 13 for controlling the LNG injector 20A and the CNG injector 20B is provided so that the ratio of the injection amount of the CNG fuel to the total injection amount which is the total injection amount of the LNG fuel and the injection amount of the CNG fuel increases.

上記構成により、LNG燃料が重質化した場合、重質化の程度に応じて、メタンが多く重質化していないLNG燃料と同等の燃料であるCNG燃料がエンジンEに供給されるため、ノッキングの発生を防止することが可能となる。 With the above configuration, when the LNG fuel becomes heavier, CNG fuel, which is the same fuel as the LNG fuel with a large amount of methane and not heavier, is supplied to the engine E according to the degree of heaviness, so that knocking occurs. Can be prevented from occurring.

また、上記実施の形態における燃料供給システム1においては、LNG燃料が重質化した場合、ノッキングを回避によるトルク制限をしないため、車両の走行に支障を来すことがない運行が可能となる。 Further, in the fuel supply system 1 in the above embodiment, when the LNG fuel becomes heavy, the torque is not limited by avoiding knocking, so that the operation without hindering the running of the vehicle becomes possible.

また、通常の車両においては、LNGタンク4は大型のものが搭載されているが、CNGタンク32は小さなものしか搭載されていないので、CNG燃料の使用頻度が大きい場合、CNG燃料が急速に減少し、LNG燃料が重質化し、かつ、エンジンEが高負荷状態であるとき、CNG燃料を使用することができないで、結果的に航続距離が減少してしまうという問題がある。上記実施の形態における燃料供給システム1においては、ノッキングが発生し難い低負荷状態ではLNG燃料を使用し、ノッキングが発生し易い高負荷状態のみCNG燃料を使用するため、CNG燃料の急速な減少を抑えることができ、航続距離の著しい減少を防止することが可能となる。 Further, in a normal vehicle, the LNG tank 4 is equipped with a large one, but the CNG tank 32 is equipped with only a small one. Therefore, when the CNG fuel is used frequently, the CNG fuel decreases rapidly. However, when the LNG fuel becomes heavy and the engine E is in a high load state, the CNG fuel cannot be used, and as a result, the cruising range is reduced. In the fuel supply system 1 of the above embodiment, LNG fuel is used in a low load state in which knocking is unlikely to occur, and CNG fuel is used only in a high load state in which knocking is likely to occur. It can be suppressed and it is possible to prevent a significant decrease in cruising range.

その他、上記実施の形態は、何れも本開示の実施をするにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 In addition, the above embodiments are merely examples of embodiment of the present disclosure, and the technical scope of the present disclosure should not be construed in a limited manner by these. .. That is, the present disclosure can be implemented in various forms without departing from its gist or its main features.

上記実施の形態では、メタンの割合(LNG燃料の性状)が少ない場合を、LNG燃料が重質化した場合としたが、本開示はこれに限らず、例えば、エンジンEに噴射されるLNG燃料の噴射量に対するエンジンEの出力が閾値未満である場合を、LNG燃料が重質化した場合としてもよい。この場合、エンジンEの出力が閾値未満である否かを、燃料供給制御装置10が判定すればよい。 In the above embodiment, the case where the proportion of methane (property of the LNG fuel) is small is defined as the case where the LNG fuel becomes heavy, but the present disclosure is not limited to this, and for example, the LNG fuel injected into the engine E is used. The case where the output of the engine E with respect to the injection amount of the above is less than the threshold value may be the case where the LNG fuel becomes heavy. In this case, the fuel supply control device 10 may determine whether or not the output of the engine E is less than the threshold value.

また、上記実施の形態では、LNGインジェクタ20Aの噴射割合を、エンジンEに要求されるトルク(目標ブースト)に基づいて決定したが、本開示はこれに限らず、例えば、エンジンEにかかる負荷の大きさに基づいて決定してもよい。この場合、エンジンEにかかる負荷を、トルクセンサ、例えば、クランクシャフトに接着されたひずみゲージにより測定すればよい。 Further, in the above embodiment, the injection ratio of the LNG injector 20A is determined based on the torque (target boost) required for the engine E, but the present disclosure is not limited to this, and for example, the load applied to the engine E It may be determined based on the size. In this case, the load applied to the engine E may be measured by a torque sensor, for example, a strain gauge adhered to the crankshaft.

本開示は、LNG燃料が重質化した場合であっても、ノッキングの発生を防止することが要求される燃料供給システムを備えた車両に好適に利用される。 The present disclosure is suitably used for a vehicle provided with a fuel supply system that is required to prevent the occurrence of knocking even when the LNG fuel becomes heavy.

1 燃料供給システム
2 LNG燃料供給系統
3 LNGレギュレータ
4 LNGタンク
5 LNG燃料供給路
6 気化器
7,7A 遮断弁
8 残量検出センサ
9 燃料センサ
10 燃料供給制御装置
11 取得部
12 決定部
13 制御部
20A LNGインジェクタ
20B CNGインジェクタ
30 CNG燃料供給系統
31 CNG燃料供給路
32 CNGタンク
33 CNGレギュレータ
34,36 遮断弁
35 圧力センサ
100 ECU
1 Fuel supply system 2 LNG fuel supply system 3 LNG regulator 4 LNG tank 5 LNG fuel supply path 6 Vaporizer 7, 7A shutoff valve 8 Remaining amount detection sensor 9 Fuel sensor 10 Fuel supply control device 11 Acquisition unit 12 Decision unit 13 Control unit 20A LNG injector 20B CNG injector 30 CNG fuel supply system 31 CNG fuel supply path 32 CNG tank 33 CNG regulator 34, 36 Shutoff valve 35 Pressure sensor 100 ECU

Claims (5)

LNG(Liquefied Natural Gas)燃料を貯留するLNGタンクと、
CNG(Compressed Natural Gas)燃料を貯留するCNGタンクと、
前記LNGタンクから供給され内燃機関に噴射される前記LNG燃料の噴射量を調整可能なLNGインジェクタと、
前記CNGタンクから供給され前記内燃機関に噴射される前記CNG燃料の噴射量を調整可能なCNGインジェクタと、
前記LNGタンクに貯留される前記LNG燃料の重質化に応じて、前記LNG燃料の噴射量および前記CNG燃料の噴射量の総計である総噴射量におけるCNG燃料の噴射量の割合が増加するように、前記LNGインジェクタおよび前記CNGインジェクタを制御する制御部と、
を備える、
燃料供給システム。
LNG tank for storing LNG (Liquefied Natural Gas) fuel,
A CNG tank that stores CNG (Compressed Natural Gas) fuel,
An LNG injector capable of adjusting the injection amount of the LNG fuel supplied from the LNG tank and injected into the internal combustion engine.
A CNG injector capable of adjusting the injection amount of the CNG fuel supplied from the CNG tank and injected into the internal combustion engine, and
As the LNG fuel stored in the LNG tank becomes heavier, the ratio of the injection amount of the CNG fuel to the total injection amount of the injection amount of the LNG fuel and the injection amount of the CNG fuel increases. In addition, a control unit that controls the LNG injector and the CNG injector,
To prepare
Fuel supply system.
前記制御部は、前記内燃機関の負荷に応じて前記CNG燃料の噴射量の割合が増加するように、前記LNGインジェクタおよび前記CNGインジェクタを制御する、
請求項1に記載の燃料供給システム。
The control unit controls the LNG injector and the CNG injector so that the ratio of the injection amount of the CNG fuel increases according to the load of the internal combustion engine.
The fuel supply system according to claim 1.
前記制御部は、前記LNG燃料の重質化の程度を示す重質化指数および前記内燃機関の負荷と、前記CNG燃料の噴射量の割合との関係を示すマップに基づいて、前記LNGインジェクタおよび前記CNGインジェクタを制御する、
請求項2に記載の燃料供給システム。
The control unit includes the LNG injector and the LNG injector based on a heaviness index indicating the degree of heaviness of the LNG fuel and a map showing the relationship between the load of the internal combustion engine and the ratio of the injection amount of the CNG fuel. Controlling the CNG injector,
The fuel supply system according to claim 2.
請求項1から3いずれか一項に記載の燃料供給システムを備える、車両。 A vehicle comprising the fuel supply system according to any one of claims 1 to 3. 内燃機関に供給されるLNG燃料の重質化に応じて、前記内燃機関に噴射されるLNG燃料の噴射量および前記内燃機関に噴射されるCNG燃料の噴射量の総計である総噴射量におけるCNG燃料の噴射量の割合が増えるような制御を実行する、
燃料供給方法。
CNG in the total injection amount, which is the total of the injection amount of the LNG fuel injected into the internal combustion engine and the injection amount of the CNG fuel injected into the internal combustion engine according to the heaviness of the LNG fuel supplied to the internal combustion engine. Perform control to increase the proportion of fuel injection,
Fuel supply method.
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