JP3924987B2 - Internal combustion engine control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体燃料を燃焼室に直接噴射させる内燃機関の内燃機関制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、気体燃料により駆動する内燃機関に関するものとして、特開平7−63076号公報に記載されるように、気体燃料を燃焼室に直接噴射する直噴式のものが知られている。この内燃機関は、気体燃料として圧縮天然ガス(CNG)を用いるものであり、天然ガスがLPG(液化石油ガス)のように常温で液相状態にて貯蔵できないため気相状態で圧縮して燃料タンクに充填される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した内燃機関では、燃料タンク内の気体燃料の残量が低下すると燃料噴射が困難となり、一回の燃料補給で走行可能な航続距離が小さくなるという問題点がある。すなわち、直噴式の内燃機関にて圧縮行程で燃料噴射を行うためには、ポート噴射式のものに対し高い噴射圧が必要である。ところが、燃料タンク内の気体燃料の残量が少なくなると、燃料タンク内の燃料圧力が低下するため、内燃機関に高圧の気体燃料を供給することが困難となる。これにより、一回の燃料補給で車両などの走行可能な航続距離が短くなってしまう。
【0004】
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、供給される気体燃料が低圧であっても内燃機関の駆動を可能とする内燃機関制御装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る内燃機関制御装置は、燃焼室に気体燃料を直接噴射するインジェクタを具備する内燃機関の制御装置において、内燃機関に供給される気体燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、燃圧検出手段により検出された圧力が基準圧力より小さいか否かを判定する燃圧判定手段と、燃圧判定手段により気体燃料の圧力が基準圧力より小さいと判定されたときに吸気弁の閉弁時期を吸気下死点近傍に設定する閉弁設定手段と、燃圧判定手段により気体燃料の圧力が基準圧力より小さいと判定されたときにインジェクタの噴射を吸気行程に行わせる噴射制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0006】
この発明によれば、内燃機関に供給される気体燃料の圧力が基準圧力より小さいときにインジェクタによる気体燃料の噴射が吸気行程で行われるので、気体燃料が低圧であっても確実に燃焼室に噴出される。このため、燃料タンク内の気体燃料残量が少なくなり燃料タンク内の圧力が低下した場合でも、気体燃料の噴射が行え、車両等の航続距離を長いものとすることができる。また、気体燃料の圧力が基準圧力より小さいときに吸気弁の閉弁時期を吸気下死点近傍に設定することにより、吸気弁の閉弁時期が早められ、インジェクタから噴射された気体燃料が吸気管側へ逆流することを防止することができる。
【0007】
また本発明に係る内燃機関制御装置は、燃焼室に気体燃料を直接噴射するインジェクタを具備する内燃機関の制御装置において、内燃機関に供給される気体燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、燃圧検出手段により検出された圧力が基準圧力より小さいか否かを判定する燃圧判定手段と、燃圧判定手段により気体燃料の圧力が基準圧力より小さいと判定されたときに吸気弁の閉弁時期を吸気下死点近傍に設定する閉弁設定手段と、燃圧判定手段により気体燃料の圧力が基準圧力より小さいと判定されたときにインジェクタの噴射を吸気下死点直後から行わせる噴射制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0008】
この発明によれば、内燃機関に供給される気体燃料の圧力が基準圧力より小さいときに、インジェクタによる気体燃料の噴射が主に圧縮行程の前半で行われる。このため、圧縮行程の前半では燃焼室の圧力が小さいことから、気体燃料が低圧であっても確実に噴射可能となる。従って、燃料タンク内の気体燃料残量が少なくなり燃料タンク内の圧力が低下した場合でも、気体燃料の噴射が行え、車両等の航続距離を長いものとすることができる。また、気体燃料の圧力が基準圧力より小さいときに吸気弁の閉弁時期を吸気下死点近傍に設定することにより、吸気弁の閉弁時期が早められ、インジェクタから噴射された気体燃料が吸気管側へ逆流することを防止することができる。
【0009】
更に本発明に係る内燃機関制御装置は、内燃機関に気体燃料を供給する通路であって途中に燃料圧力を調整するレギュレータを介在させてなる主通路と、主通路からレギュレータの上流部分で分岐しレギュレータの下流部分で合流するバイパス通路と、主通路とバイパス通路の分岐位置に設置され弁の切換により分岐位置の下流側における気体燃料の供給経路を主通路又はバイパス通路に切り換え可能とした供給経路切換手段と、燃圧判定手段により気体燃料の圧力が基準圧力より小さいと判定されたときに供給経路切換手段に気体燃料の供給経路をバイパス通路に切り換えさせる供給経路切換制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0010】
この発明によれば、気体燃料の圧力が基準圧力より小さいときに、気体燃料をレギュレータを介さずにバイパス通路を通じてインジェクタまで供給できる。このため、レギュレータ通過に伴う気体燃料の流量低下が避けられ、より多くの気体燃料をインジェクタに供給することが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
(第一実施形態)
図1に本実施形態に係る内燃機関制御装置の説明図を示す。
【0012】
図1に示すように、内燃機関制御装置10は、気体燃料により走行する車両の内燃機関に適用したものであり、内燃機関であるエンジン20には燃料タンク12に収容された気体燃料が供給される。制御対象となるエンジン20は、直接噴射式のものであり、燃焼室21に直接気体燃料を噴射するインジェクタ22を備えている。インジェクタ22は、加圧された気体燃料を燃焼室21へ供給する燃料噴射手段であり、エンジン20の備えるシリンダ23ごとに設置されている。
【0013】
燃焼室21は、シリンダ23内に配設されたピストン24の上方に形成されている。燃焼室21の上部には、吸気ポート25及び排気ポート26が開口しており、吸気ポート25には吸気弁27が配設され、排気ポート26には排気弁28が配設されている。吸気ポート25は燃焼室21にエアを供給するための吸気管であり吸気弁27により開閉される。排気ポート26は燃料室21のエアを排出するための排出管であり排気弁28により開閉される。
【0014】
また、エンジン20には、可変バルブタイミング機構30が設けられている。可変バルブタイミング機構30は、吸気弁27の上方に配設されており、吸気弁27の開閉タイミングを変化させる。
【0015】
一方、燃料タンク12は、耐圧性の容器により構成され、高圧状態で気体燃料を収容している。燃料タンク12には気体燃料を圧送するための主通路13が接続され、この主通路13を通じて気体燃料がデリバリーパイプ17まで圧送される。主通路13は、配管などにより構成され、その途中に圧力センサ14、バイパス弁15、レギュレータ16が順次配設されている。
【0016】
圧力センサ14は、主通路13内の気体燃料の圧力を検出する第一燃圧検出手段である。レギュレータ16は、燃料タンク11に収容される気体燃料の圧力を低圧に調整する調圧手段である。デリバリーパイプ17は、圧送されてきた気体燃料を各インジェクタ22に分配するものである。このデリバリーパイプ17には、圧力センサ31が設けられている。圧力センサ31は、デリバリーパイプ17内の気体燃料の圧力を検出する第二燃圧検出手段である。
【0017】
また、デリバリーパイプ17には、燃温センサ32が設けられている。燃温センサ32は、デリバリーパイプ17内の気体燃料の温度を検出する燃温検出手段である。
【0018】
気体燃料を圧送する通路として、主通路13から分岐するバイパス通路40が設けられている。バイパス通路40は、主通路13上のレギュレータ16をバイパスして気体燃料をデリバリーパイプ17側へ圧送する通路であり、バイパス弁15の設置位置で主通路13から分岐し、レギュレータ16の下流位置で主通路13と合流している。
【0019】
バイパス弁15は、その上流側の主通路13を弁の切換により主通路13の下流側又はバイパス通路40のいずれかに接続するためのものであり、例えば、電磁式の三方弁が用いられる。このバイパス弁15の切換により、燃料タンク12側から圧送される気体燃料が主通路13のみ又はバイパス通路40を通じてデリバリーパイプ17側へ圧送される。
【0020】
内燃機関制御装置10には、ECU50が設けられている。ECU50は、内燃機関制御装置10の装置全体の制御を行うものであり、CPU、ROM、RAMを含むコンピュータを主体として構成されている。ROMには、内燃機関制御ルーチンを含む各種制御ルーチンが記憶されている。
【0021】
ECU50は、圧力センサ14及び圧力センサ31と接続されており、主通路13内の気体燃料の圧力検出信号及びデリバリーパイプ17内の気体燃料の圧力検出信号がそれぞれ入力される。また、ECU50は、燃温センサ32と接続されており、デリバリーパイプ17内の気体燃料の温度検出信号が入力される。また、ECU50は、可変バルブタイミング機構30と接続されており、可変バルブタイミングの検出信号が入力される。
【0022】
また、ECU50は、バイパス弁15と接続されており、バイパス弁15に切換制御信号を出力しバイパス弁15の切換制御を行う。また、ECU50は、インジェクタ22と接続されており、インジェクタ22に噴射制御信号を出力し気体燃料の噴射制御を行う。また、ECU50は、可変バルブタイミング機構30にバルブタイミング制御信号を出力し吸気弁27の閉弁タイミングを制御する。
【0023】
次に、内燃機関制御装置に動作について説明する。
【0024】
図2に内燃機関制御装置10の動作についてのフローチャートを示す。まず、図2のステップS10(以下、単に「S10」と示す。他のステップについても同様とする。)にて、圧力センサ31から出力される圧力検出信号に基づき燃料圧力が読み込まれ、また燃温センサ32から出力される温度検出信号に基づいて燃料温度が読み込まれる。次いで、S12に移行し、読み込まれた燃料圧力がECU50に予め記憶される基準圧力より小さいか否かが判定される。ここで、基準圧力としては、例えば、レギュレータ16の調整圧力よりすこし高めの圧力が設定される。
【0025】
具体的には、レギュレータ16の調整圧力が5MPaである場合、基準圧力は5.5MPaに設定される。なお、S12では、圧力センサ31の検出圧力である燃料圧力と基準圧力を比較しているが、燃料圧力として圧力センサ14の検出圧力に基づくものを用いてもよい。
【0026】
S12にて、燃料圧力が予め記憶される基準圧力より小さいと判定されたときには、S14に移行し、ECU50からバイパス弁15に切換制御信号が出力され、バイパス弁15の切換により主通路13の上流側とバイパス通路40が連通される。これにより、燃料タンク12から主通路13の上流部分を通じてバイパス弁15まで圧送されてきた気体燃料は、バイパス通路40を通じてデリバリーパイプ17側へ圧送されていく。
【0027】
次いで、S16に移行し、ECU50から可変バルブタイミング機構30にバルブタイミング制御信号が出力され、吸気弁27の閉弁タイミングが吸気下死点近傍にセットされる。すなわち、図3に示すように、吸気弁27の閉弁タイミングがクランクシャフト回転角度の吸気下死点近傍にセットされる。ここで、吸気下死点近傍とは、吸気弁27の閉弁が吸気下死点時付近であって、現状のエンジン20駆動状態にて燃焼室21内のエアが吸気ポート25側へ逆流しないタイミングをいう。このように、吸気弁27の閉弁タイミングが吸気下死点近傍にセットされることにより、燃焼室21内のエアが吸気ポート25へ逆流することが防止される。
【0028】
そして、図2のS18に移行し、ECU50からインジェクタ22に噴射制御信号が出力され、気体燃料が燃料室21内に吸気行程に噴射される。すなわち、図3に示すように、気体燃料の噴射がクランクシャフトの吸気下死点前に行われる。これにより、気体燃料の圧力が低圧であっても、噴射が確実に行える。なお、気体燃料の噴射時間は、気体燃料の圧力、温度などに応じて適宜設定される。
【0029】
ところで、S12にて、燃料圧力が予め記憶される基準圧力以上であると判定されたときには、S20に移行し、ECU50からバイパス弁15に切換制御信号が出力され、バイパス弁15の切換により主通路13の上流側と主通路13の下流側が連通される。これにより、燃料タンク12から主通路13の上流部分を通じてバイパス弁15まで圧送されてきた気体燃料は、バイパス通路40を通ることなく主通路13の下流部分を通じてデリバリーパイプ17側へ圧送されていく。
【0030】
次いで、S22に移行し、ECU50から可変バルブタイミング機構30にバルブタイミング制御信号が出力され、VVT通常制御が行われる。例えば、図4に示すように、吸気弁27の閉弁が吸気下死点以降の圧縮行程時に行われ、その閉弁タイミングがエンジン20の回転状態などに応じて適宜設定される。
【0031】
そして、図2のS24に移行し、ECU50からインジェクタ22に噴射制御信号が出力され、通常の気体燃料噴射が行われる。すなわち、図4に示すように、気体燃料の噴射がクランクシャフトの吸気下死点後である圧縮行程に行われる。
【0032】
以上のように、本実施形態に係る内燃機関制御装置10によれば、エンジン20に供給される気体燃料の圧力が予めECU50に設定される基準圧力より小さいときにインジェクタ22による燃料噴射が吸気行程で行われるので、気体燃料が低圧状態であっても確実に燃焼室21に噴出される。このため、燃料タンク12内の気体燃料残量が少なくなり燃料タンク12内の圧力が低下した場合でも、気体燃料の噴射が行え、車両等の航続距離を長いものとすることができる。
【0033】
また、気体燃料の圧力が基準圧力より小さいときに、吸気弁27の閉弁時が吸気下死点近傍に設定され吸気弁27の閉弁時期が早められるため、インジェクタ22から噴射された気体燃料が吸気ポート25を通じて逆流することを防止できる。
【0034】
更に、気体燃料の圧力が基準圧力より小さいときに、気体燃料をレギュレータ16を介さずにバイパス通路40を通じてインジェクタ22まで圧送できる。このため、レギュレータ16通過に伴う気体燃料の流量低下が避けられ、インジェクタ22により多くの気体燃料を供給することができる。従って、燃料タンク12内の気体燃料残量が少なくなり燃料タンク12内の圧力が低下した場合でも、気体燃料の噴射が行え、車両等の航続距離を長いものとすることが可能となる。
(第二実施形態)
次に第二実施形態に係る内燃機関制御装置について説明する。
【0035】
本実施形態に係る内燃機関制御装置10aは、制御対象となる内燃機関が第一実施形態のエンジン20と同一構造のものであり、気体燃料の供給路が主通路13及びバイパス通路40を有するものであって第一実施形態のものと同一構造のものである。しかしながら、この本実施形態に係る内燃機関制御装置10aは、エンジン20に供給される気体燃料の圧力が基準圧力より小さいときでもインジェクタ22による燃料噴射を圧縮行程で行う点で、そのようなときに燃料噴射を吸気行程に行う第一実施形態に係る内燃機関制御装置10と異なっている。
【0036】
図5に内燃機関制御装置10aの動作についてのフローチャートを示す。
【0037】
図5のステップS30にて、圧力センサ31から出力される圧力検出信号に基づき燃料圧力が読み込まれ、また燃温センサ32から出力される温度検出信号に基づいて燃料温度が読み込まれる。次いで、S32に移行し、読み込まれた燃料圧力がECU50に予め記憶される基準圧力より小さいか否かが判定される。なお、S32にて、燃料圧力として圧力センサ14の検出圧力を用いてもよい。
【0038】
S32にて、燃料圧力が予め記憶される基準圧力より小さいと判定されたときには、S34に移行し、ECU50からバイパス弁15に切換制御信号が出力され、バイパス弁15の切換により主通路13の上流側とバイパス通路40が連通される。これにより、燃料タンク12から主通路13の上流部分を通じてバイパス弁15まで圧送されてきた気体燃料は、バイパス通路40を通じてデリバリーパイプ17側へ圧送されていく。
【0039】
次いで、S36に移行し、ECU50から可変バルブタイミング機構30にバルブタイミング制御信号が出力され、吸気弁27の閉弁タイミングが吸気下死点近傍にセットされる。すなわち、図6に示すように、吸気弁27の閉弁タイミングがクランクシャフト回転角度の吸気下死点近傍にセットされる。吸気弁27の閉弁タイミングが吸気下死点近傍にセットされることにより、燃焼室21内のエアが吸気ポート25へ逆流することが防止される。
【0040】
そして、図5のS38に移行し、噴射必要時間及び噴射可能時間の演算が行われる。ここでいう噴射必要時間とは、一回の燃料噴射にて一定の気体燃料量を噴射するのに必要な時間をいい、現状の燃料圧力に応じて決定される。この噴射必要時間は、燃料圧力に対応して予めECU50に記憶されており、燃料圧力が小さいほど長い噴射必要時間が設定されている。従って、噴射必要時間の演算は、S30にて読み込まれた燃料圧力に基づいて行われる。なお、一回の燃料噴射にて気体燃料量は、図示しないスロットルセンサから出力される信号に基づいて算出される。
【0041】
また、噴射可能時間とは、クランクシャフトの吸気下死点から起算される時間であって、現状の燃料圧力にて燃焼室21に噴射が不可能となるまでの時間をいう。この噴射可能時間は、燃料圧力に対応して予めECU50に記憶されており、例えば、図7に示すように、燃料圧力に対応したマップとして記憶される。このマップは、クランクシャフトの回転角度が進むことにより燃焼室21の圧力が上昇するという特性を考慮して設定される。従って、噴射可能時間の演算は、S30にて読み込まれた燃料圧力に基づいてマップ処理により行われる。
【0042】
次いで、図5のS40に移行し、演算された噴射必要時間が噴射可能時間より小さいか否かが判定される。噴射必要時間が噴射可能時間より小さいと判定されたときには、S42に移行し、ECU50からインジェクタ22に噴射制御信号が出力され、気体燃料の噴射が行われる。この気体燃料の噴射は、図6に示すように、クランクシャフトの吸気下死点の直後から行われる。これにより、クランクシャフトの回転に伴って燃焼室21の圧力が大きく上昇する前に、気体燃料が噴射できるため、気体燃料の圧力が小さくても、噴射が可能となる。なお、気体燃料の噴射時間は、気体燃料の圧力などに応じて適宜設定される。
【0043】
一方、S40にて、噴射必要時間が噴射可能時間より小さくないと判定されたときには、S44に移行し、ECU50からインジェクタ22に噴射制御信号が出力されず、気体燃料の噴射は行われない。この場合は、燃料なしとされ、給油ウォーニングが表示される。
【0044】
ところで、S32にて、燃料圧力が予め記憶される基準圧力以上であると判定されたときには、S46に移行し、ECU50からバイパス弁15に切換制御信号が出力され、バイパス弁15の切換により主通路13の上流側と主通路13の下流側が連通される。これにより、燃料タンク12から主通路13の上流部分を通じてバイパス弁15まで圧送されてきた気体燃料は、バイパス通路40を通ることなく主通路13の下流部分を通じてデリバリーパイプ17側へ圧送されていく。
【0045】
次いで、S48に移行し、ECU50から可変バルブタイミング機構30にバルブタイミング制御信号が出力され、VVT通常制御が行われる。すなわち、図4を参照して前述したように、吸気弁27の閉弁が吸気下死点以降の圧縮行程時に行われ、その閉弁タイミングがエンジン20の回転状態などに応じて適宜設定される。
【0046】
そして、S50に移行し、ECU50からインジェクタ22に噴射制御信号が出力され、通常の気体燃料噴射が行われる。すなわち、図4を参照して前述したように、気体燃料の噴射がクランクシャフトの吸気下死点後である圧縮行程に行われる。
【0047】
以上のように、本実施形態に係る内燃機関制御装置10aによれば、エンジン20に供給される気体燃料の圧力が予めECU50に設定される基準圧力より小さいときに、インジェクタ22による燃料噴射が主に圧縮行程の前半で行われる。このため、圧縮行程の前半では燃焼室21の圧力が小さいことから、気体燃料が低圧であっても確実に噴射することができる。従って、燃料タンク12内の気体燃料残量が少なくなり燃料タンク12内の圧力が低下した場合でも、気体燃料の噴射が行え、車両等の航続距離を長いものとすることができる。
【0048】
また、気体燃料の圧力が基準圧力より小さいときに、吸気弁27の閉弁時が吸気下死点近傍に設定され吸気弁27の閉弁時期が早められるため、インジェクタ22から噴射された気体燃料が吸気ポート25を通じて逆流することを防止できる。
【0049】
更に、気体燃料の圧力が基準圧力より小さいときに、気体燃料をレギュレータ16を介さずにバイパス通路40を通じてインジェクタ22まで圧送できる。このため、レギュレータ16通過に伴う気体燃料の流量低下が避けられ、インジェクタ22により多くの気体燃料を供給することができる。従って、燃料タンク12内の気体燃料残量が少なくなり燃料タンク12内の圧力が低下した場合でも、気体燃料の噴射が行え、車両等の航続距離を長いものとすることが可能となる。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、内燃機関に供給される気体燃料の圧力が基準圧力より小さいときにインジェクタによる気体燃料の噴射を吸気行程で行うことにより、低圧の気体燃料を確実に燃焼室に噴射することができる。このため、燃料タンク内の気体燃料残量が少なくなり燃料タンク内の圧力が低下した場合でも、気体燃料の噴射が行え、車両等の航続距離を長いものとすることができる。
【0051】
また、気体燃料の圧力が基準圧力より小さいときに吸気弁の閉弁時期を吸気下死点近傍に設定することにより、吸気弁の閉弁時期が早められるため、インジェクタから噴射された気体燃料が吸気管側へ逆流することを防止できる。
【0052】
また、内燃機関に供給される気体燃料の圧力が基準圧力より小さいときに、インジェクタによる気体燃料の噴射を吸気下死点直後から行わせることにより、燃焼室の圧力が小さい圧縮行程の前半で主に燃料噴射が行えるため、低圧の気体燃料であっても確実に噴射することができる。従って、燃料タンク内の気体燃料残量が少なくなり燃料タンク内の圧力が低下した場合でも、気体燃料の噴射が行え、車両等の航続距離を長いものとすることができる。
【0053】
更に、内燃機関に供給される気体燃料の圧力が低いときに圧力調整手段であるレギュレータを介さずにバイパス通路を通じて気体燃料を供給することにより、レギュレータ通過に伴う気体燃料の流量低下が避けられ、より多くの気体燃料をインジェクタに供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一実施形態に係る内燃機関制御装置の説明図である。
【図2】第一実施形態に係る内燃機関制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図3】第一実施形態に係る内燃機関制御装置の動作示すタイミングチャートである。
【図4】第一実施形態に係る内燃機関制御装置の動作示すタイミングチャートである。
【図5】第二実施形態に係る内燃機関制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図6】第二実施形態に係る内燃機関制御装置の動作示すタイミングチャートである。
【図7】第二実施形態に係る内燃機関制御装置における燃料圧力と噴射可能時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
10…内燃機関制御装置、20…エンジン、22…インジェクタ(燃料噴射手段)、31…圧力センサ(燃圧検出手段)、27…吸気弁。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal combustion engine controller for an internal combustion engine that directly injects gaseous fuel into a combustion chamber.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an internal combustion engine driven by gaseous fuel, a direct injection type in which gaseous fuel is directly injected into a combustion chamber is known, as described in JP-A-7-63076. This internal combustion engine uses compressed natural gas (CNG) as gaseous fuel, and natural gas cannot be stored in liquid phase at room temperature like LPG (liquefied petroleum gas). The tank is filled.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the internal combustion engine described above, when the remaining amount of gaseous fuel in the fuel tank decreases, fuel injection becomes difficult, and there is a problem that the cruising distance that can be traveled by a single refueling is reduced. That is, in order to perform fuel injection in the compression stroke in a direct injection internal combustion engine, a higher injection pressure is required than that of the port injection type. However, when the remaining amount of gaseous fuel in the fuel tank decreases, the fuel pressure in the fuel tank decreases, making it difficult to supply high-pressure gaseous fuel to the internal combustion engine. This shortens the cruising distance that the vehicle can travel with a single refueling.
[0004]
Accordingly, the present invention has been made to solve such problems, and provides an internal combustion engine control device that can drive an internal combustion engine even when the supplied gaseous fuel is at a low pressure. Objective.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
That is, an internal combustion engine control device according to the present invention is a control device for an internal combustion engine that includes an injector that directly injects gaseous fuel into a combustion chamber, and a fuel pressure detection means that detects the pressure of the gaseous fuel supplied to the internal combustion engine; A fuel pressure determining means for determining whether or not the pressure detected by the fuel pressure detecting means is smaller than a reference pressure; and a timing for closing the intake valve when the fuel pressure determining means determines that the pressure of the gaseous fuel is smaller than the reference pressure. A valve closing setting means for setting near the intake bottom dead center, and an injection control means for injecting the injector during the intake stroke when the fuel pressure determining means determines that the pressure of the gaseous fuel is smaller than the reference pressure. It is characterized by.
[0006]
According to the present invention, when the pressure of the gaseous fuel supplied to the internal combustion engine is smaller than the reference pressure, the injection of the gaseous fuel by the injector is performed in the intake stroke. Erupted. For this reason, even when the remaining amount of gaseous fuel in the fuel tank decreases and the pressure in the fuel tank decreases, gaseous fuel can be injected and the cruising distance of the vehicle or the like can be increased. Also, when the pressure of the gaseous fuel is smaller than the reference pressure, the closing timing of the intake valve is set near the intake bottom dead center, so that the closing timing of the intake valve is advanced and the gaseous fuel injected from the injector Backflow to the tube side can be prevented.
[0007]
An internal combustion engine control apparatus according to the present invention is a control apparatus for an internal combustion engine comprising an injector that directly injects gaseous fuel into a combustion chamber, a fuel pressure detecting means for detecting the pressure of the gaseous fuel supplied to the internal combustion engine, and a fuel pressure A fuel pressure determining means for determining whether or not the pressure detected by the detecting means is smaller than a reference pressure; and when the fuel pressure determining means determines that the pressure of the gaseous fuel is smaller than the reference pressure, the intake valve closing timing is A valve closing setting means for setting near the bottom dead center, and an injection control means for injecting the injector immediately after the intake bottom dead center when the fuel pressure determining means determines that the pressure of the gaseous fuel is lower than the reference pressure. It is characterized by that.
[0008]
According to this invention, when the pressure of the gaseous fuel supplied to the internal combustion engine is smaller than the reference pressure, the gaseous fuel is injected by the injector mainly in the first half of the compression stroke. For this reason, since the pressure of the combustion chamber is small in the first half of the compression stroke, even when the gaseous fuel is at a low pressure, the fuel can be reliably injected. Therefore, even when the remaining amount of gaseous fuel in the fuel tank decreases and the pressure in the fuel tank decreases, gaseous fuel can be injected and the cruising distance of the vehicle or the like can be increased. Also, when the pressure of the gaseous fuel is smaller than the reference pressure, the closing timing of the intake valve is set near the intake bottom dead center, so that the closing timing of the intake valve is advanced and the gaseous fuel injected from the injector Backflow to the tube side can be prevented.
[0009]
Furthermore, an internal combustion engine control apparatus according to the present invention is a passage for supplying gaseous fuel to an internal combustion engine, a main passage having a regulator for adjusting fuel pressure in the middle thereof, and a branch from the main passage at an upstream portion of the regulator. A bypass passage that merges in the downstream portion of the regulator, and a supply passage that is installed at a branch position between the main passage and the bypass passage, and that allows the gas fuel supply path downstream of the branch position to be switched to the main passage or the bypass passage by switching the valve. And a supply path switching control means for causing the supply path switching means to switch the supply path of the gaseous fuel to the bypass path when the pressure of the gaseous fuel is determined to be lower than the reference pressure by the fuel pressure determination means. Features.
[0010]
According to this invention, when the pressure of the gaseous fuel is smaller than the reference pressure, the gaseous fuel can be supplied to the injector through the bypass passage without going through the regulator. For this reason, it is possible to avoid a decrease in the flow rate of the gaseous fuel associated with passing through the regulator, and to supply more gaseous fuel to the injector.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(First embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram of an internal combustion engine control apparatus according to this embodiment.
[0012]
As shown in FIG. 1, the internal combustion
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
On the other hand, the
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
A
[0019]
The
[0020]
The internal combustion
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
Next, the operation of the internal combustion engine controller will be described.
[0024]
FIG. 2 shows a flowchart of the operation of the internal combustion
[0025]
Specifically, when the adjustment pressure of the
[0026]
When it is determined in S12 that the fuel pressure is smaller than the reference pressure stored in advance, the process proceeds to S14, where a switching control signal is output from the
[0027]
Next, the process proceeds to S16, where a valve timing control signal is output from the
[0028]
Then, the process proceeds to S18 in FIG. 2, an injection control signal is output from the
[0029]
By the way, when it is determined in S12 that the fuel pressure is equal to or higher than a prestored reference pressure, the process proceeds to S20, where a switching control signal is output from the
[0030]
Subsequently, the process proceeds to S22, where a valve timing control signal is output from the
[0031]
Then, the process proceeds to S24 in FIG. 2, and an injection control signal is output from the
[0032]
As described above, according to the internal combustion
[0033]
Further, when the pressure of the gaseous fuel is smaller than the reference pressure, the closing time of the intake valve 27 is set near the intake bottom dead center and the closing timing of the intake valve 27 is advanced, so that the gaseous fuel injected from the
[0034]
Furthermore, when the pressure of the gaseous fuel is smaller than the reference pressure, the gaseous fuel can be pumped to the
(Second embodiment)
Next, an internal combustion engine control apparatus according to the second embodiment will be described.
[0035]
In the internal combustion engine control apparatus 10a according to the present embodiment, the internal combustion engine to be controlled has the same structure as the
[0036]
FIG. 5 shows a flowchart of the operation of the internal combustion engine controller 10a.
[0037]
In step S30 of FIG. 5, the fuel pressure is read based on the pressure detection signal output from the
[0038]
When it is determined in S32 that the fuel pressure is smaller than the prestored reference pressure, the process proceeds to S34, where a switching control signal is output from the
[0039]
Next, the process proceeds to S36, where a valve timing control signal is output from the
[0040]
Then, the process proceeds to S38 in FIG. 5 to calculate the required injection time and the possible injection time. The injection required time here refers to the time required to inject a certain amount of gaseous fuel in one fuel injection, and is determined according to the current fuel pressure. The required injection time is stored in advance in the
[0041]
Moreover, the injection possible time is a time calculated from the intake bottom dead center of the crankshaft, and means a time until injection into the
[0042]
Next, the process proceeds to S40 in FIG. 5 and it is determined whether or not the calculated required injection time is shorter than the possible injection time. When it is determined that the required injection time is shorter than the injectable time, the process proceeds to S42, where an injection control signal is output from the
[0043]
On the other hand, when it is determined in S40 that the required injection time is not shorter than the possible injection time, the process proceeds to S44, and the injection control signal is not output from the
[0044]
By the way, when it is determined in S32 that the fuel pressure is equal to or higher than a prestored reference pressure, the process proceeds to S46, where a switching control signal is output from the
[0045]
Subsequently, the process proceeds to S48, where a valve timing control signal is output from the
[0046]
Then, the process proceeds to S50, where an injection control signal is output from the
[0047]
As described above, according to the internal combustion engine control device 10a according to the present embodiment, when the pressure of the gaseous fuel supplied to the
[0048]
Further, when the pressure of the gaseous fuel is smaller than the reference pressure, the closing time of the intake valve 27 is set near the intake bottom dead center and the closing timing of the intake valve 27 is advanced, so that the gaseous fuel injected from the
[0049]
Furthermore, when the pressure of the gaseous fuel is smaller than the reference pressure, the gaseous fuel can be pumped to the
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the pressure of the gaseous fuel supplied to the internal combustion engine is smaller than the reference pressure, the gaseous fuel is injected by the injector in the intake stroke, thereby reliably burning the low-pressure gaseous fuel. Can be injected into the chamber. For this reason, even when the remaining amount of gaseous fuel in the fuel tank decreases and the pressure in the fuel tank decreases, gaseous fuel can be injected, and the cruising distance of the vehicle or the like can be increased.
[0051]
Also, when the gas fuel pressure is lower than the reference pressure, the intake valve closing timing is set near the bottom dead center of the intake air, so that the closing timing of the intake valve is advanced, so that the gaseous fuel injected from the injector It is possible to prevent backflow to the intake pipe side.
[0052]
In addition, when the pressure of the gaseous fuel supplied to the internal combustion engine is lower than the reference pressure, the injection of the gaseous fuel by the injector is performed immediately after the intake bottom dead center, so that the combustion chamber pressure is reduced in the first half of the compression stroke. Therefore, even a low-pressure gaseous fuel can be reliably injected. Therefore, even when the remaining amount of gaseous fuel in the fuel tank decreases and the pressure in the fuel tank decreases, gaseous fuel can be injected and the cruising distance of the vehicle or the like can be increased.
[0053]
Furthermore, when the pressure of the gaseous fuel supplied to the internal combustion engine is low, by supplying the gaseous fuel through the bypass passage without going through the regulator that is the pressure adjusting means, a decrease in the flow rate of the gaseous fuel accompanying the passage of the regulator can be avoided. More gaseous fuel can be supplied to the injector.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an internal combustion engine control apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the internal combustion engine control apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the internal combustion engine control apparatus according to the first embodiment.
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the internal combustion engine control apparatus according to the first embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the internal combustion engine control apparatus according to the second embodiment.
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the internal combustion engine control apparatus according to the second embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between fuel pressure and available injection time in the internal combustion engine control apparatus according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
内燃機関に供給される気体燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、
前記燃圧検出手段により検出された前記圧力が基準圧力より小さいか否かを判定する燃圧判定手段と、
前記燃圧判定手段により前記気体燃料の圧力が前記基準圧力より小さいと判定されたときに、吸気弁の閉弁時期を吸気下死点近傍に設定する閉弁設定手段と、
前記燃圧判定手段により前記気体燃料の圧力が前記基準圧力より小さいと判定されたときに、前記インジェクタの噴射を吸気行程に行わせる噴射制御手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関制御装置。In a control device for an internal combustion engine comprising an injector that directly injects gaseous fuel into a combustion chamber,
Fuel pressure detecting means for detecting the pressure of the gaseous fuel supplied to the internal combustion engine;
Fuel pressure determination means for determining whether or not the pressure detected by the fuel pressure detection means is smaller than a reference pressure;
Valve closing setting means for setting the closing timing of the intake valve near the bottom dead center of intake when the fuel pressure determining means determines that the pressure of the gaseous fuel is smaller than the reference pressure;
An internal combustion engine control device comprising: an injection control unit that performs injection of the injector during an intake stroke when the fuel pressure determination unit determines that the pressure of the gaseous fuel is smaller than the reference pressure. .
内燃機関に供給される気体燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、
前記燃圧検出手段により検出された前記圧力が基準圧力より小さいか否かを判定する燃圧判定手段と、
前記燃圧判定手段により前記気体燃料の圧力が前記基準圧力より小さいと判定されたときに、吸気弁の閉弁時期を吸気下死点近傍に設定する閉弁設定手段と、
前記燃圧判定手段により前記気体燃料の圧力が前記基準圧力より小さいと判定されたときに、前記インジェクタの噴射を吸気下死点直後から行わせる噴射制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関制御装置。In a control device for an internal combustion engine comprising an injector that directly injects gaseous fuel into a combustion chamber,
Fuel pressure detecting means for detecting the pressure of the gaseous fuel supplied to the internal combustion engine;
Fuel pressure determination means for determining whether or not the pressure detected by the fuel pressure detection means is smaller than a reference pressure;
Valve closing setting means for setting the closing timing of the intake valve near the bottom dead center of intake when the fuel pressure determining means determines that the pressure of the gaseous fuel is smaller than the reference pressure;
Injection control means for injecting the injector immediately after intake bottom dead center when the fuel pressure determining means determines that the pressure of the gaseous fuel is smaller than the reference pressure;
An internal combustion engine control apparatus comprising:
前記主通路から前記レギュレータの上流部分で分岐し前記レギュレータの下流部分で合流するバイパス通路と、
前記主通路と前記バイパス通路の分岐位置に設置され、弁の切換により前記分岐位置の下流側における前記気体燃料の供給経路を前記主通路又は前記バイパス通路に切り換え可能とした供給経路切換手段と、
前記燃圧判定手段により前記気体燃料の圧力が前記基準圧力より小さいと判定されたときに、前記供給経路切換手段に前記気体燃料の供給経路を前記バイパス通路に切り換えさせる供給経路切換制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関制御装置。A passage for supplying the gaseous fuel to the internal combustion engine, a main passage having a regulator for adjusting fuel pressure in the middle thereof;
A bypass passage branching from the main passage at an upstream portion of the regulator and joining at a downstream portion of the regulator;
A supply path switching means installed at a branch position of the main passage and the bypass path, and capable of switching the supply path of the gaseous fuel on the downstream side of the branch position to the main path or the bypass path by switching a valve;
A supply path switching control means for causing the supply path switching means to switch the supply path of the gaseous fuel to the bypass path when the fuel pressure determination means determines that the pressure of the gaseous fuel is smaller than the reference pressure;
The internal combustion engine controller according to claim 1 or 2, further comprising:
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