JP2024005627A - engine system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機関システムに関する。 The present invention relates to an engine system.
特許文献1の車両は、気体燃料を燃焼させる内燃機関を備えている。内燃機関は、気筒、燃料噴射弁、燃料タンク、接続通路、開閉弁、及び燃圧センサを備えている。気筒は、気体燃料を燃焼させるための空間である。燃料噴射弁は、気体燃料を気筒内に噴射する。燃料タンクは、気体燃料を貯留している。接続通路は、燃料タンク及び燃料噴射弁を接続している。開閉弁は、接続通路のうち当該接続通路と燃料タンクとの接続部分に位置している。開閉弁は、接続通路の流路を開閉する。燃圧センサは、燃料噴射弁に供給される気体燃料の圧力である燃圧を検出する。
The vehicle of
特許文献1の車両は、内燃機関を制御する制御装置を備えている。制御装置は、停止前燃焼処理及び停止処理を実行する。停止前燃焼処理は、内燃機関の停止が要求された際に、開閉弁を閉弁した上で燃料噴射弁から気体燃料を噴射して気筒で燃焼させる処理である。停止処理は、燃圧センサにより検出した燃圧が予め定められた判定値以下であることを条件に、燃焼処理を終了して内燃機関を停止する処理である。
The vehicle of
特許文献1のような内燃機関では、内燃機関が停止した後に接続通路内の気体燃料が暖められることがある。この場合、内燃機関の停止時に燃圧が判定値以下であっても、気体燃料が暖められることで燃圧が高くなることがある。したがって、内燃機関が停止した後に接続通路内の気体燃料が暖められた場合には、気体燃料が燃料噴射弁を介して漏れるおそれがある。
In an internal combustion engine such as that disclosed in
上記課題を解決するための機関システムは、気体燃料を燃料として駆動する内燃機関と、前記内燃機関を制御対象とする制御装置と、を備え、前記内燃機関は、前記気体燃料を燃焼させる気筒と、前記気体燃料を前記気筒に導入する燃料噴射弁と、前記気体燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンク及び前記燃料噴射弁を接続する接続通路と、前記接続通路の流路を開閉する開閉弁と、を有し、前記制御装置は、前記内燃機関の停止が要求された際に、前記開閉弁を閉弁した上で前記燃料噴射弁から前記気体燃料を噴射して前記気筒で燃焼させる停止前燃焼処理と、前記燃料噴射弁に供給される前記気体燃料の圧力である燃圧が判定値以下である場合に前記停止前燃焼処理を終了して前記内燃機関を停止する停止処理と、前記内燃機関の外部の気温である外気温が高いときには、前記外気温が低いときに比べて小さい前記判定値を設定する設定処理と、を実行可能である。 An engine system for solving the above problem includes an internal combustion engine that is driven using gaseous fuel as fuel, and a control device that controls the internal combustion engine, and the internal combustion engine has cylinders that burn the gaseous fuel. , a fuel injection valve that introduces the gaseous fuel into the cylinder, a fuel tank that stores the gaseous fuel, a connection passage that connects the fuel tank and the fuel injection valve, and an opening/closing unit that opens and closes a flow path of the connection passage. and a valve, and when the internal combustion engine is requested to stop, the control device closes the on-off valve and injects the gaseous fuel from the fuel injection valve to combust it in the cylinder. a pre-stop combustion process; a stop process for terminating the pre-stop combustion process and stopping the internal combustion engine when the fuel pressure, which is the pressure of the gaseous fuel supplied to the fuel injection valve, is below a determination value; When the outside temperature, which is the outside temperature of the internal combustion engine, is high, it is possible to execute a setting process of setting the determination value smaller than when the outside temperature is low.
上記構成によれば、外気温が高いときには、外気温が低いときに比べて停止前燃焼処理が終了する時点での燃圧が低くなる。すなわち、外気との熱交換によって接続通路の気体燃料が暖められやすい状況では、停止前燃焼処理が終了する時点での燃圧が低くなる。したがって、外気温が高いことに伴い内燃機関の停止後に燃圧が上昇しても、燃料噴射弁を介して気体燃料が漏れるほどの燃圧にはなりにくい。 According to the above configuration, when the outside temperature is high, the fuel pressure at the time when the pre-stop combustion process ends is lower than when the outside temperature is low. That is, in a situation where the gaseous fuel in the connecting passage is likely to be warmed by heat exchange with outside air, the fuel pressure at the time when the pre-stop combustion process ends will be low. Therefore, even if the fuel pressure increases after the internal combustion engine is stopped due to high outside temperature, the fuel pressure is unlikely to reach such a level that gaseous fuel leaks through the fuel injection valve.
<機関システムの概略構成>
以下、内燃機関10及び制御装置90を備える機関システム100の一実施形態を図1及び図2にしたがって説明する。先ず、車両に適用された機関システム100の概略構成について説明する。
<Schematic configuration of the engine system>
An embodiment of an
図1に示すように、機関システム100は、内燃機関10を備えている。内燃機関10は、車両の駆動源として機能する。内燃機関10は、水素ガスを燃料とする内燃機関である。本実施形態において、水素ガスは、気体燃料の一例である。
As shown in FIG. 1, an
内燃機関10は、複数の気筒11を備えている。気筒11は、燃料と吸気との混合気を燃焼させるための空間である。本実施形態において、内燃機関10は、4つの気筒11を備えている。なお、図1では、1つの気筒11のみを代表して図示している。
内燃機関10は、複数のピストン16、複数のコネクティングロッド17、及びクランク軸18を備えている。ピストン16は、気筒11の内部に位置している。ピストン16は、コネクティングロッド17を介してクランク軸18に連結している。ピストン16は、気筒11において燃料と吸気との混合気が燃焼することにより、気筒11の内部で往復運動する。そして、ピストン16の往復運動により、クランク軸18が回転する。
The
内燃機関10は、吸気通路12、排気通路13、複数の吸気弁21、及び複数の排気弁22を備えている。吸気通路12は、気筒11に接続している。吸気通路12は、内燃機関10の外部から各気筒11に吸気を導入する。排気通路13は、気筒11に接続している。排気通路13は、各気筒11から内燃機関10の外部へと排気を排出する。吸気弁21は、吸気通路12の下流端に位置している。吸気弁21は、図示しない動弁機構からの駆動力により吸気通路12の下流端を開閉する。排気弁22は、排気通路13の上流端に位置している。排気弁22は、図示しない動弁機構からの駆動力により排気通路13の上流端を開閉する。
The
内燃機関10は、複数の筒内噴射弁27、燃料タンク31、接続通路32、開閉弁33、及びレギュレータ34を備えている。筒内噴射弁27の先端は、気筒11内に位置している。筒内噴射弁27は、吸気通路12を介することなく気筒11内に燃料としての水素ガスを噴射することにより、気筒11内に燃料を導入する。内燃機関10は、4つの気筒11に対応して4つの筒内噴射弁27を備えている。本実施形態において、筒内噴射弁27は、気体燃料を気筒11内に直接噴射する燃料噴射弁である。
The
燃料タンク31は、水素ガスを貯留している。接続通路32の第1端は、燃料タンク31に接続している。接続通路32の第2端は、各筒内噴射弁27に接続している。したがって、燃料タンク31内に貯留された水素ガスは、接続通路32を介して各筒内噴射弁27に供給される。開閉弁33は、接続通路32の第1端に位置している。開閉弁33は、接続通路32の流路を開閉する。レギュレータ34は、接続通路32のうち開閉弁33から視て筒内噴射弁27に近い部分に位置している。レギュレータ34は、筒内噴射弁27に供給される水素ガスの圧力を、予め定められた規定圧力以下にまで低下させる。
The
内燃機関10は、スロットルバルブ23、及び複数の点火装置24を備えている。スロットルバルブ23は、吸気通路12の途中に位置している。スロットルバルブ23は、吸気通路12を流通する吸気の量を調整する。点火装置24の先端は、気筒11内に位置している。点火装置24は、燃料と吸気との混合気を火花放電により点火する。すなわち、点火装置24は、気筒11内の気体燃料に点火する。内燃機関10は、4つの気筒11に対応して4つの点火装置24を備えている。
The
内燃機関10は、ウォータジャケット15を備えている。ウォータジャケット15は、冷却水が循環する通路の一部を構成している。ウォータジャケット15は、気筒11を取り囲んでいる。気筒11は、ウォータジャケット15内を流通する冷却水との熱交換により冷却される。すなわち、ウォータジャケット15は、気筒11を冷却するための冷却水の通路である。
<機関システムの電気的構成>
図1に示すように、機関システム100は、アクセル操作量センサ81、車速センサ82、クランク角センサ83、及び水温センサ84を備えている。また、機関システム100は、外気温センサ85、燃圧センサ86、及びイグニッションスイッチ89を備えている。
<Electrical configuration of engine system>
As shown in FIG. 1, the
アクセル操作量センサ81は、運転者が操作する図示しないアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量ACCを検出する。車速センサ82は、車両の速度である車速SPを検出する。クランク角センサ83は、クランク軸18の角度位置であるクランク角SCを検出する。水温センサ84は、ウォータジャケット15から流出する冷却水の水温TWを検出する。具体的には、水温センサ84は、ウォータジャケット15における下流端の冷却水の温度を、水温TWとして検出する。外気温センサ85は、内燃機関10の外部の気温である外気温TAを検出する。本実施形態において、外気温センサ85は、車両のフロントバンパーの近傍に位置している。燃圧センサ86は、筒内噴射弁27に供給される水素ガスの圧力である燃圧PFを検出する。具体的には、燃圧センサ86は、接続通路32におけるレギュレータ34と筒内噴射弁27との間の部分の圧力を、燃圧PFとして検出する。イグニッションスイッチ89は、車両の運転席の近傍に位置している。イグニッションスイッチ89は、車両の運転者等が操作可能なスイッチである。車両の運転者等は、イグニッションスイッチ89を操作することで、内燃機関10を駆動させたり停止させたりすることが可能である。なお、イグニッションスイッチ89は、スタートスイッチ等と呼称されることもある。
The accelerator
図1に示すように、機関システム100は、制御装置90を備えている。制御装置90は、アクセル操作量ACCを示す信号をアクセル操作量センサ81から取得する。制御装置90は、車速SPを示す信号を車速センサ82から取得する。制御装置90は、クランク角SCを示す信号をクランク角センサ83から取得する。制御装置90は、水温TWを示す信号を水温センサ84から取得する。制御装置90は、外気温TAを示す信号を外気温センサ85から取得する。制御装置90は、燃圧PFを示す信号を燃圧センサ86から取得する。制御装置90は、イグニッションスイッチ89の操作を示す信号をイグニッションスイッチ89から取得する。制御装置90は、クランク角SCに基づいて、クランク軸18の回転速度である機関回転速度NEを算出する。
As shown in FIG. 1, the
制御装置90は、アクセル操作量ACC及び車速SPに基づいて、車両が走行するために必要な駆動力の要求値である車両要求駆動力を算出する。制御装置90は、車両要求駆動力に基づいて、内燃機関10の出力の目標値、及び機関回転速度NEの目標値である目標機関回転速度NEAを算出する。制御装置90は、内燃機関10の出力の目標値及び目標機関回転速度NEAに基づいて、内燃機関10を制御する。具体的には、制御装置90は、スロットルバルブ23の開度の調整、点火装置24の点火時期の調整、筒内噴射弁27からの燃料噴射量の調整、開閉弁33の開閉などの各種の制御を実行する。すなわち、制御装置90は、内燃機関10を制御対象としている。
The
制御装置90は、コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って各種処理を実行する1つ以上のプロセッサを含む回路(circuitry)として構成し得る。なお、制御装置90は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路(ASIC)等の1つ以上の専用のハードウェア回路、又はそれらの組み合わせを含む回路として構成してもよい。プロセッサは、CPU及び、RAM並びにROM等のメモリを含む。メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる媒体を含む。
The
<停止時制御>
次に、制御装置90が実行する停止時制御について説明する。制御装置90は、内燃機関10を駆動しているときに当該内燃機関10の停止が要求されると、停止時制御を実行する。ここで、内燃機関10の停止の要求の一例は、内燃機関10を駆動しているときに、イグニッションスイッチ89が操作されることである。
<Stop control>
Next, the stop control executed by the
図2に示すように、制御装置90は、停止時制御を開始すると、ステップS11の処理を実行する。ステップS11において、制御装置90は、開閉弁33に制御信号を出力することにより、開閉弁33を閉弁する。すなわち、制御装置90は、内燃機関10の停止が要求された際に、開閉弁33を閉弁する。その後、制御装置90は、処理をステップS12に進める。
As shown in FIG. 2, when the
ステップS12において、制御装置90は、外気温TAに基づいて、目標機関回転速度NEAを設定する。具体的には、制御装置90は、外気温TAが高いほど、目標機関回転速度NEAを高くする。このとき、制御装置90は、目標機関回転速度NEAを、例えば数百rpm~千数百rpmの範囲内の値に設定する。ステップS12の後、制御装置90は、処理をステップS13に進める。
In step S12, the
ステップS13において、制御装置90は、筒内噴射弁27から水素ガスを噴射する期間である噴射期間、及び点火装置24による点火時期を設定する。具体的には、制御装置90は、内燃機関10の停止が要求される前に比べて筒内噴射弁27による噴射期間を長くし、且つ、内燃機関10の停止が要求される前に比べて点火装置24による点火時期を遅角する。制御装置90は、噴射期間及び点火時期を、例えば、以下のように設定する。制御装置90は、目標機関回転速度NEAに基づいて、目標機関回転速度NEAを実現する上で最低限必要な水素ガスの量及び最適な点火時期を算出する。また、制御装置90は、最低限必要な水素ガスの量に基づいて、最低限必要な筒内噴射弁27による噴射期間を算出する。そして、制御装置90は、最低限必要な筒内噴射弁27による噴射期間に、予め定められた第1期間を加算した期間を、最終的な筒内噴射弁27による噴射期間として設定する。また、制御装置90は、上記の最適な点火時期よりも、予め定められた第2期間だけ遅角した時期を、点火装置24による点火時期として設定する。その結果、ステップS13において設定される筒内噴射弁27による噴射期間は、内燃機関10の停止が要求される前に比べて長くなる。また、ステップS13において設定される点火装置24による点火時期は、内燃機関10の停止が要求される前に比べて遅角される。なお、筒内噴射弁27による噴射期間は、筒内噴射弁27からの噴射を開始する噴射開始時期から、筒内噴射弁27からの噴射を終了する噴射終了時期までの期間である。ステップS13の後、制御装置90は、処理をステップS14に進める。
In step S13, the
ステップS14において、制御装置90は、燃圧PFに基づいて、筒内噴射弁27から水素ガスを噴射する噴射時期を設定する。具体的には、制御装置90は、筒内噴射弁27からの噴射を開始する噴射開始時期、及び筒内噴射弁27からの噴射を終了する噴射終了時期を、気筒11の圧縮行程の上死点に対して進角側の時期とする。そして、制御装置90は、燃圧PFが低いほど、噴射開始時期及び噴射終了時期を進角する。このとき、制御装置90は、噴射開始時期及び噴射終了時期を、気筒11の吸気行程の上死点から圧縮行程の上死点までの範囲に設定する。例えば、燃圧PFが相当に高い場合には、噴射開始時期及び噴射終了時期が共に圧縮行程の下死点から上死点までの範囲内に設定される。そして、燃圧PFが低下すると、噴射開始時期が吸気行程の上死点から下死点までの範囲内に設定される。さらに燃圧PFが低下すると、噴射開始時期だけでなく噴射終了時期も吸気行程の上死点から下死点までの範囲内に設定される。ステップS14の後、制御装置90は、処理をステップS15に進める。
In step S14, the
ステップS15において、制御装置90は、燃圧PFに基づいて、スロットルバルブ23の開度を制御する。具体的には、制御装置90は、燃圧PFが低いほど、吸気通路12から気筒11に導入される吸気の量が少なくなるようにスロットルバルブ23の開度を制御する。このとき、制御装置90は、ステップS15におけるスロットルバルブ23の開度を、内燃機関10の停止が要求される前におけるスロットルバルブ23の開度よりも小さくする。なお、内燃機関10の停止が要求される前は内燃機関10が駆動しているので、スロットルバルブ23の開度はゼロではない。そして、本実施形態において、制御装置90は、内燃機関10の停止が要求される前、すなわち停止時制御を実行していない場合におけるスロットルバルブ23の開度を全開に制御している。ステップS15の後、制御装置90は、処理をステップS16に進める。
In step S15, the
ステップS16において、制御装置90は、外気温TA及び水温TWに基づいて、判定値Aを設定する。本実施形態において、制御装置90は、外気温TAが高いほど、水温TWが高いほど、小さい判定値Aを設定する。したがって、例えば、水温TWが同じであれば、外気温TAが高いほど、判定値Aが小さくなる。同様に、外気温TAが同じであれば、水温TWが高いほど、判定値Aが小さくなる。なお、ステップS16の処理は、設定処理の一例である。ステップS16の後、制御装置90は、処理をステップS17に進める。
In step S16, the
ステップS17において、制御装置90は、ステップS12~ステップS14の設定内容を参照して、筒内噴射弁27による燃料の噴射、及び点火装置24による点火を実行する。その結果、気筒11内で燃料と吸気との混合気が燃焼する。本実施形態において、ステップS11~ステップS15、及びステップS17の処理は、停止前燃焼処理の一例である。ステップS17の後、制御装置90は、処理をステップS21に進める。
In step S17, the
ステップS21において、制御装置90は、燃圧PFが判定値A以下であるか否かを判定する。燃圧PFが判定値Aよりも高いと制御装置90が判定した場合(S21:NO)、制御装置90は、処理をステップS12に戻す。一方、燃圧PFが判定値A以下であると制御装置90が判定した場合(S21:YES)、制御装置90は、処理をステップS22に進める。
In step S21, the
ステップS22において、制御装置90は、筒内噴射弁27による燃料の噴射、及び点火装置24による点火を終了することにより内燃機関10を停止する。本実施形態において、ステップS21及びステップS22の処理は、停止処理の一例である。したがって、制御装置90は、停止前燃焼処理、設定処理、及び停止処理を実行可能である。ステップS22の後、制御装置90は、今回の停止時制御を終了する。
In step S22, the
<本実施形態の作用>
図2に示すように、機関システム100では、ステップS11において開閉弁33を閉弁した上で、ステップS12~S17の処理が繰り返し実行されることにより、燃圧PFが徐々に低下していく。そして、ステップS21において燃圧PFが判定値A以下であると判定されると、ステップS22において内燃機関10が停止する。
<Action of this embodiment>
As shown in FIG. 2, in the
<本実施形態の効果>
(1)ステップS16において、制御装置90は、外気温TAが高いほど、小さい判定値Aを設定する。そのため、外気温TAが高いときには、外気温TAが低いときに比べて、内燃機関10が停止する時点での燃圧PFが低くなる。すなわち、外気との熱交換によって接続通路32における水素ガスが暖められやすい状況では、内燃機関10が停止する時点での燃圧PFが低くなる。したがって、外気温TAが高いことに起因して内燃機関10が停止した後に燃圧PFが上昇しても、筒内噴射弁27を介して水素ガスが漏れるほどの燃圧PFにはなりにくい。
<Effects of this embodiment>
(1) In step S16, the
(2)内燃機関10が停止する前にあっては、気筒11で混合気が燃焼する。そのため、気筒11での混合気の燃焼で生じた熱などに起因して、内燃機関10が停止した後に接続通路32における水素ガスが暖められることがある。この場合、例えば比較的に外気温TAが低い場合であっても、内燃機関10が停止した後に燃圧PFが上昇する。
(2) Before the
この点、ステップS16において、制御装置90は、水温TWが高いほど、小さい判定値Aを設定する。そのため、水温TWが高いとき、すなわち気筒11で生じた熱などによって接続通路32における水素ガスが暖められやすい状況において、内燃機関10が停止する時点での燃圧PFを低くできる。
In this regard, in step S16, the
(3)本実施形態において、内燃機関10の気体燃料は、水素ガスである。この構成では、水素ガスの分子が小さいことに起因して接続通路32内の気体燃料が筒内噴射弁27を介して特に漏れやすい。したがって、上記構成において本件技術を採用することは特に有効である。
(3) In this embodiment, the gaseous fuel of the
(4)一般的に、筒内噴射弁27から水素ガスを噴射する期間である噴射期間を長くすると、筒内噴射弁27から噴射される水素ガスの量が多くなる。そして、気筒11内で燃焼する水素ガスの量が多くなるため、内燃機関10の出力が大きくなりやすい。一方、点火装置24による点火時期を遅角すると、内燃機関10の出力が小さくなりやすい。
(4) Generally, when the injection period, which is the period during which hydrogen gas is injected from the in-
ステップS13において、制御装置90は、内燃機関10の停止が要求される前に比べて筒内噴射弁27による噴射期間を長くし、且つ、内燃機関10の停止が要求される前に比べて点火装置24による点火時期を遅角する。これにより、内燃機関10の出力の目標値に対して内燃機関10の実際の出力が大きくなることを抑制しつつ、筒内噴射弁27から噴射される水素ガスの量を多くできる、すなわち燃圧PFを速やかに低下させることができる。
In step S13, the
(5)ステップS12において、制御装置90は、外気温TAが高いほど、目標機関回転速度NEAを高くする。そのため、外気温TAが高いときには、外気温TAが低いときに比べて、単位時間当たりに気筒11が燃焼行程を迎える回数が多くなる。これにより、外気温TAが高いときには、外気温TAが低いときに比べて、単位時間当たりに筒内噴射弁27から水素ガスが噴射される回数を多くしやすい。その結果、外気との熱交換によって接続通路32の水素ガスが暖められやすい状況において燃圧PFを速やかに低下させることができる。
(5) In step S12, the
(6)本実施形態において、筒内噴射弁27は、気筒11内に水素ガスを直接噴射するものである。したがって、燃圧PFに対して気筒11内の圧力が高くなるほど、筒内噴射弁27からの水素ガスが気筒11内に噴射されにくくなる。
(6) In this embodiment, the in-
この点、ステップS14において、制御装置90は、筒内噴射弁27からの噴射を開始する噴射開始時期、及び筒内噴射弁27からの噴射を終了する噴射終了時期を、気筒11の圧縮行程の上死点に対して進角側の時期とする。そして、制御装置90は、燃圧PFが低いほど、噴射開始時期及び噴射終了時期を進角する。一般的に、内燃機関10においては、気筒11の圧縮行程の上死点に対して進角した時点であるほど気筒11内の圧力が低くなる。すなわち、本実施形態によれば、燃圧PFが低いときには、燃圧PFが高いときに比べて、気筒11内の圧力が低い時点で筒内噴射弁27から水素ガスが噴射される。そのため、燃圧PFが低くなっても、筒内噴射弁27から水素ガスが噴射されやすい。これにより、燃圧PFが低くなることに起因して筒内噴射弁27から噴射される水素ガスの量が少なくなることは抑制される。その結果、速やかに燃圧PFを低下させることができる。
In this regard, in step S14, the
(7)ステップS15において、制御装置90は、燃圧PFが低いほど、吸気通路12から気筒11に導入される吸気の量が少なくなるようにスロットルバルブ23の開度を制御する。そのため、燃圧PFが低いときには、燃圧PFが高いときに比べて気筒11内の圧力が低くなる。その結果、燃圧PFが低くなっても、筒内噴射弁27から噴射される水素ガスの量が少なくなることは抑制できる。
(7) In step S15, the
<変更例>
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
<Example of change>
This embodiment can be modified and implemented as follows. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
・上記実施形態において、目標機関回転速度NEAを設定する処理は変更してもよい。
例えば、ステップS12において、制御装置90は、外気温TAが予め定められた規定外気温以上である場合には、規定外気温未満であるときに比べて高い目標機関回転速度NEAを設定してもよい。
- In the above embodiment, the process for setting the target engine rotational speed NEA may be changed.
For example, in step S12, the
・例えば、ステップS12において、制御装置90は、外気温TAに拘わらず、目標機関回転速度NEAを一定の回転速度に設定してもよい。なお、この構成において、燃圧PFを速やかに低下させる観点では、できるだけ高い目標機関回転速度NEAを設定することが好ましい。
- For example, in step S12, the
・上記実施形態において、噴射期間及び点火時期を設定する処理は変更してもよい。
例えば、燃圧PFの低下速度が十分に速い場合には、ステップS13において、制御装置90は、筒内噴射弁27による噴射期間を、内燃機関10の停止が要求される前と同じ噴射期間にしたり、内燃機関10の停止が要求される前に比べて短くしたりしてもよい。また、例えば、内燃機関10の出力が大きくなることが許容できるのであれば、制御装置90は、点火装置24による点火時期を、内燃機関10の停止が要求される前と同じ点火時期にしてもよい。
- In the above embodiment, the process for setting the injection period and ignition timing may be changed.
For example, if the rate of decrease in the fuel pressure PF is sufficiently fast, in step S13, the
・上記実施形態において、噴射時期を設定する処理は変更してもよい。
例えば、ステップS14において、制御装置90は、噴射開始時期及び噴射終了時期を、気筒11の圧縮行程の下死点から圧縮行程の上死点までの範囲内で設定してもよい。また、例えば、ステップS14において、制御装置90は、噴射開始時期及び噴射終了時期を、気筒11の吸気行程の上死点から吸気行程の下死点までの範囲内で設定してもよい。
- In the above embodiment, the process for setting the injection timing may be changed.
For example, in step S14, the
・例えば、ステップS14において、制御装置90は、燃圧PFが予め定められた規定燃圧以下であるときには、規定燃圧よりも高いときに比べて、噴射開始時期及び噴射終了時期を進角してもよい。
- For example, in step S14, the
・例えば、ステップS14において、制御装置90は、燃圧PFに拘わらず、一定の噴射開始時期及び噴射終了時期を設定してもよい。なお、この構成において、筒内噴射弁27から噴射される水素ガスの量が少なくなることを抑制する観点では、噴射開始時期及び噴射終了時期をできるだけ進角した時期にすることが好ましい。
- For example, in step S14, the
・上記実施形態において、スロットルバルブ23の開度を制御する処理は変更してもよい。
例えば、ステップS15において、制御装置90は、燃圧PFが予め定められた規定燃圧以下であるときには、規定燃圧よりも高い場合に比べて、吸気通路12から気筒11に導入される吸気の量が少なくなるようにスロットルバルブ23の開度を制御してもよい。
- In the above embodiment, the process for controlling the opening degree of the
For example, in step S15, the
・例えば、ステップS15において、制御装置90は、燃圧PFに拘わらず、スロットルバルブ23の開度を一定開度にしてもよい。なお、この構成において、気筒11内の圧力が高くなることを抑制する観点では、スロットルバルブ23の開度をできるだけ小さくすることが好ましい。
- For example, in step S15, the
・上記実施形態において、判定値Aを設定する処理は変更してもよい。
例えば、ステップS16において、制御装置90は、水温TWが予め定められた規定水温以上であるときには、規定水温未満であるときに比べて小さい判定値Aを設定してもよい。
- In the above embodiment, the process for setting the determination value A may be changed.
For example, in step S16, the
・例えば、ステップS16において、制御装置90は、水温TWに拘わらず、外気温TAのみに基づいて判定値Aを設定してもよい。
・例えば、ステップS16において、制御装置90は、外気温TAが予め定められた規定外気温以上であるときには、規定外気温未満であるときに比べて小さい判定値Aを設定してもよい。
- For example, in step S16, the
- For example, in step S16, the
・上記実施形態において、機関システム100の構成は変更してもよい。
例えば、内燃機関10の気体燃料は、水素ガスに限らない。具体例として、内燃機関10の気体燃料は、天然ガス等を採用してもよい。
- In the above embodiment, the configuration of the
For example, the gaseous fuel of the
・例えば、機関システム100は、燃料噴射弁として、筒内噴射弁27に代えて、又は加えて、吸気通路12内に水素ガスを噴射するポート噴射弁を備えていてもよい。この構成において、ポート噴射弁は、吸気通路12内に水素ガスを噴射することにより、吸気通路12を介して気筒11内に水素ガスを導入する。
- For example, the
・例えば、機関システム100は、外気温センサ85を備えていなくてもよい。具体例としては、制御装置90は、車両の外部との通信により、車両が位置する地点の外気の温度を外気温TAとして取得してもよい。
- For example, the
・例えば、機関システム100は、燃圧センサ86を備えていなくてもよい。具体例としては、制御装置90は、筒内噴射弁27による噴射期間の積算値等に基づいて、燃圧PFを推定してもよい。
- For example, the
<関連する技術的思想>
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
(付記1)
気体燃料を燃料として駆動する内燃機関と、
前記内燃機関を制御対象とする制御装置と、を備え、
前記内燃機関は、
前記気体燃料を燃焼させる気筒と、
前記気体燃料を前記気筒に導入する燃料噴射弁と、
前記気体燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンク及び前記燃料噴射弁を接続する接続通路と、
前記接続通路の流路を開閉する開閉弁と、を有し、
前記制御装置は、
前記内燃機関の停止が要求された際に、前記開閉弁を閉弁した上で前記燃料噴射弁から前記気体燃料を噴射して前記気筒で燃焼させる停止前燃焼処理と、
前記燃料噴射弁に供給される前記気体燃料の圧力である燃圧が判定値以下である場合に前記停止前燃焼処理を終了して前記内燃機関を停止する停止処理と、
前記内燃機関の外部の気温である外気温が高いときには、前記外気温が低いときに比べて小さい前記判定値を設定する設定処理と、を実行可能である
機関システム。
<Related technical ideas>
The technical ideas that can be understood from the above embodiment and modification examples will be described.
(Additional note 1)
an internal combustion engine powered by gaseous fuel;
a control device that controls the internal combustion engine;
The internal combustion engine is
a cylinder that burns the gaseous fuel;
a fuel injection valve that introduces the gaseous fuel into the cylinder;
a fuel tank that stores the gaseous fuel;
a connection passage connecting the fuel tank and the fuel injection valve;
an on-off valve that opens and closes the flow path of the connection passage;
The control device includes:
When the internal combustion engine is requested to stop, a pre-stop combustion process in which the on-off valve is closed and the gaseous fuel is injected from the fuel injection valve and combusted in the cylinder;
a stop process of terminating the pre-stop combustion process and stopping the internal combustion engine when a fuel pressure, which is the pressure of the gaseous fuel supplied to the fuel injection valve, is below a determination value;
An engine system capable of executing a setting process of setting the determination value smaller when the outside temperature, which is the outside temperature of the internal combustion engine, is high than when the outside temperature is low.
(付記2)
前記内燃機関は、前記気筒を冷却するための冷却水の通路であるウォータジャケットを有し、
前記設定処理では、前記ウォータジャケットから流出する前記冷却水の水温が高いときには、前記水温が低いときに比べて小さい前記判定値を設定する
付記1に記載の機関システム。
(Additional note 2)
The internal combustion engine has a water jacket that is a cooling water passage for cooling the cylinder,
The engine system according to
(付記3)
前記燃料噴射弁は、前記気筒内に前記気体燃料を直接噴射するものであり、
前記停止前燃焼処理では、前記燃料噴射弁からの噴射を開始する噴射開始時期を圧縮行程の上死点に対して進角側の時期とし、且つ前記燃圧が低いときには、前記燃圧が高いときに比べて前記噴射開始時期を進角する
付記1又は付記2に記載の機関システム。
(Additional note 3)
The fuel injection valve directly injects the gaseous fuel into the cylinder,
In the pre-stop combustion process, the injection start timing for starting injection from the fuel injector is set to be a timing on the advance side with respect to the top dead center of the compression stroke, and when the fuel pressure is low, The engine system according to
(付記4)
前記内燃機関は、
前記気筒に吸気を導入する吸気通路と、
前記吸気通路を流通する吸気の量を調整するスロットルバルブと、を有し、
前記燃料噴射弁は、前記気筒内に前記気体燃料を直接噴射するものであり、
前記停止前燃焼処理では、前記燃圧が低いときには、前記燃圧が高いときに比べて、前記気筒に導入される吸気の量が少なくなるように前記スロットルバルブの開度を制御する
付記1~付記3の何れか一項に記載の機関システム。
(Additional note 4)
The internal combustion engine is
an intake passage that introduces intake air into the cylinder;
a throttle valve that adjusts the amount of intake air flowing through the intake passage;
The fuel injection valve directly injects the gaseous fuel into the cylinder,
In the pre-stop combustion process, the opening degree of the throttle valve is controlled so that when the fuel pressure is low, the amount of intake air introduced into the cylinder is smaller than when the fuel pressure is high. The engine system described in any one of the following.
(付記5)
前記停止前燃焼処理では、前記外気温が高いときには、前記外気温が低いときに比べて前記内燃機関のクランク軸の回転速度の目標値を高くする
付記1~付記4の何れか一項に記載の機関システム。
(Appendix 5)
In the pre-stop combustion process, when the outside temperature is high, the target value of the rotational speed of the crankshaft of the internal combustion engine is set higher than when the outside temperature is low. institutional system.
(付記6)
前記内燃機関は、前記気筒内の前記気体燃料に点火する点火装置を有し、
前記停止前燃焼処理では、前記内燃機関の停止が要求される前に比べて前記燃料噴射弁から前記気体燃料が噴射される期間を長くし、且つ前記内燃機関の停止が要求される前に比べて前記点火装置による点火時期を遅角する
付記1~付記5の何れか一項に記載の機関システム。
(Appendix 6)
The internal combustion engine includes an ignition device that ignites the gaseous fuel in the cylinder,
In the pre-stop combustion process, the period during which the gaseous fuel is injected from the fuel injection valve is made longer than before the internal combustion engine is requested to stop, and the period during which the gaseous fuel is injected from the fuel injection valve is longer than before the internal combustion engine is requested to stop The engine system according to any one of
(付記7)
前記気体燃料は、水素ガスである
付記1~付記6の何れか一項に記載の機関システム。
(Appendix 7)
The engine system according to any one of
A…判定値
PF…燃圧
TA…外気温
TW…水温
10…内燃機関
11…気筒
12…吸気通路
13…排気通路
15…ウォータジャケット
16…ピストン
17…コネクティングロッド
18…クランク軸
23…スロットルバルブ
24…点火装置
27…筒内噴射弁
31…燃料タンク
32…接続通路
33…開閉弁
84…水温センサ
85…外気温センサ
86…燃圧センサ
89…イグニッションスイッチ
90…制御装置
100…機関システム
A...Judgment value PF...Fuel pressure TA...Outside temperature TW...
Claims (7)
前記内燃機関を制御対象とする制御装置と、を備え、
前記内燃機関は、
前記気体燃料を燃焼させる気筒と、
前記気体燃料を前記気筒に導入する燃料噴射弁と、
前記気体燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンク及び前記燃料噴射弁を接続する接続通路と、
前記接続通路の流路を開閉する開閉弁と、を有し、
前記制御装置は、
前記内燃機関の停止が要求された際に、前記開閉弁を閉弁した上で前記燃料噴射弁から前記気体燃料を噴射して前記気筒で燃焼させる停止前燃焼処理と、
前記燃料噴射弁に供給される前記気体燃料の圧力である燃圧が判定値以下である場合に前記停止前燃焼処理を終了して前記内燃機関を停止する停止処理と、
前記内燃機関の外部の気温である外気温が高いときには、前記外気温が低いときに比べて小さい前記判定値を設定する設定処理と、を実行可能である
機関システム。 an internal combustion engine powered by gaseous fuel;
a control device that controls the internal combustion engine;
The internal combustion engine is
a cylinder that burns the gaseous fuel;
a fuel injection valve that introduces the gaseous fuel into the cylinder;
a fuel tank that stores the gaseous fuel;
a connection passage connecting the fuel tank and the fuel injection valve;
an on-off valve that opens and closes the flow path of the connection passage;
The control device includes:
When the internal combustion engine is requested to stop, a pre-stop combustion process in which the on-off valve is closed and the gaseous fuel is injected from the fuel injection valve and combusted in the cylinder;
a stop process of terminating the pre-stop combustion process and stopping the internal combustion engine when a fuel pressure, which is the pressure of the gaseous fuel supplied to the fuel injection valve, is below a determination value;
An engine system capable of executing a setting process of setting the determination value smaller when the outside temperature, which is the outside temperature of the internal combustion engine, is high than when the outside temperature is low.
前記設定処理では、前記ウォータジャケットから流出する前記冷却水の水温が高いときには、前記水温が低いときに比べて小さい前記判定値を設定する
請求項1に記載の機関システム。 The internal combustion engine has a water jacket that is a cooling water passage for cooling the cylinder,
The engine system according to claim 1, wherein in the setting process, when the temperature of the cooling water flowing out from the water jacket is high, the determination value is set to be smaller than when the water temperature is low.
前記停止前燃焼処理では、前記燃料噴射弁からの噴射を開始する噴射開始時期を圧縮行程の上死点に対して進角側の時期とし、且つ前記燃圧が低いときには、前記燃圧が高いときに比べて前記噴射開始時期を進角する
請求項1又は請求項2に記載の機関システム。 The fuel injection valve directly injects the gaseous fuel into the cylinder,
In the pre-stop combustion process, the injection start timing for starting injection from the fuel injector is set to be a timing on the advance side with respect to the top dead center of the compression stroke, and when the fuel pressure is low, The engine system according to claim 1 or 2, wherein the injection start timing is advanced in comparison.
前記気筒に吸気を導入する吸気通路と、
前記吸気通路を流通する吸気の量を調整するスロットルバルブと、を有し、
前記燃料噴射弁は、前記気筒内に前記気体燃料を直接噴射するものであり、
前記停止前燃焼処理では、前記燃圧が低いときには、前記燃圧が高いときに比べて、前記気筒に導入される吸気の量が少なくなるように前記スロットルバルブの開度を制御する
請求項1に記載の機関システム。 The internal combustion engine is
an intake passage that introduces intake air into the cylinder;
a throttle valve that adjusts the amount of intake air flowing through the intake passage;
The fuel injection valve directly injects the gaseous fuel into the cylinder,
According to claim 1, in the pre-stop combustion process, the opening degree of the throttle valve is controlled so that when the fuel pressure is low, the amount of intake air introduced into the cylinder is smaller than when the fuel pressure is high. institutional system.
請求項1に記載の機関システム。 The engine system according to claim 1, wherein in the pre-stop combustion process, when the outside temperature is high, the target value of the rotational speed of the crankshaft of the internal combustion engine is set higher than when the outside temperature is low.
前記停止前燃焼処理では、前記内燃機関の停止が要求される前に比べて前記燃料噴射弁から前記気体燃料が噴射される期間を長くし、且つ前記内燃機関の停止が要求される前に比べて前記点火装置による点火時期を遅角する
請求項1に記載の機関システム。 The internal combustion engine includes an ignition device that ignites the gaseous fuel in the cylinder,
In the pre-stop combustion process, the period during which the gaseous fuel is injected from the fuel injection valve is made longer than before the internal combustion engine is requested to stop, and The engine system according to claim 1, wherein the ignition timing of the ignition device is retarded.
請求項1に記載の機関システム。 The engine system according to claim 1, wherein the gaseous fuel is hydrogen gas.
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