JP4237350B2 - Lean combustion control method of gas engine in gas filling device - Google Patents

Lean combustion control method of gas engine in gas filling device Download PDF

Info

Publication number
JP4237350B2
JP4237350B2 JP27468699A JP27468699A JP4237350B2 JP 4237350 B2 JP4237350 B2 JP 4237350B2 JP 27468699 A JP27468699 A JP 27468699A JP 27468699 A JP27468699 A JP 27468699A JP 4237350 B2 JP4237350 B2 JP 4237350B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
map
engine
misfire
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP27468699A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001098984A (en
Inventor
茂穂 迫田
眞 小栗
雅己 猿田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP27468699A priority Critical patent/JP4237350B2/en
Publication of JP2001098984A publication Critical patent/JP2001098984A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4237350B2 publication Critical patent/JP4237350B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス燃料を使用する車両や各種装置等のガスタンクに燃料用ガスを充填するガス充填装置に関し、特にそのガスエンジンの失火を判定しながら燃料のリーン化を図った希薄燃焼制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ガス充填装置として、燃料用ガスを圧縮する圧縮機と、この圧縮機を駆動するガスエンジンからなるガス充填装置が開発されている。このガス充填装置においては、圧縮機のガス吸込口を燃料用ガスの供給源に接続し、ガス吐出口を充填用ホースによって車両や各種装置等のガスタンクに接続し、ガスエンジンで圧縮機を駆動して前記燃料用ガスを所定の高圧にして車両等のガスタンクに圧送し充填する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のガス充填装置では、充填終期に充填圧力が増大して圧縮機から車両のガスタンクに充填されるガスの量(充填流量)が低下し、充填時間が長くかかるというガス充填装置特有の問題があった。
【0004】
一方、このようなガス充填装置のガスエンジンにおいて、NOxの低減や燃費の改善のために希薄燃焼方式でエンジン駆動することが考えられる。この場合、例えば、エンジン回転数とスロットル開度に応じて設定した失火限界のベースマップを用いて希薄燃焼制御を行った場合、失火が起きた場合に、これを検出して対処しなければ次回その運転領域で再び失火が起こり、結果的に未燃ガスが排出され燃費も悪化する。
【0005】
一般の車両や空調システムの分野において使用されるガスエンジンの希薄燃焼制御方法が特開平10−131795号公報に開示されている。この公報記載の公知技術は、ガス流量制御弁の開度データのマップを備え、学習ステップによりマップを失火しない範囲でリーン側に書き換えることにより、失火限界に近い希薄燃焼状態の維持を図るものである。このような希薄燃焼により、燃費の向上とともにNOxの排気ガス対策が図られる。
【0006】
一方、エンジンを運転する場合、エンジン回転数およびスロットル弁開度に応じた運転領域により、燃費や排気ガス対策とともに、エンジン出力や、燃焼効率あるいは運転性等の各種運転特性について、各領域ごとにその領域に合った最良の運転特性が要求される。
【0007】
しかしながら、上記公報記載の燃料制御方法においては、運転領域の全域について失火限界に近い値までマップデータを書き換えるため、学習後の最終的なマップデータは、運転領域にかかわらず全域でほぼ、失火限界の燃料制御弁開度となる。このため、特に出力を確保したい高負荷運転領域や燃焼効率を高めたい領域等、希薄燃焼に優先して領域ごとにその領域に合った最良の運転状態を得たい場合に、燃料は常に最大限の失火限界に近づけて、希薄化されてしまうため所望の運転特性が得られず、運転領域に応じて要求される最適な運転特性の燃焼状態を得ることができない。
【0008】
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、ガス充填装置特有の課題であるガス充填効率を高めて充填時間の短縮を図るとともに、必要な希薄燃焼を行って十分なNOxの低減や燃費の向上を図った上で、さらに運転領域に応じて領域ごとに最適な運転特性を達成することができるガス充填装置における希薄燃焼制御方法の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、燃料用ガスを圧縮してガスタンクに充填する圧縮機と、この圧縮機を駆動するガスエンジンとを備えたガス充填機におけるガスエンジンの希薄燃焼制御方法において、前記圧縮機からガスタンクに送られるガス圧力を検出し、これに基づいて前記ガスエンジンまたは前記圧縮機の回転数を制御するとともに、予め設定したエンジン回転数とスロットル開度に基づくマップを用い、前記マップは、ベースマップと、このベースマップよりリーン側に燃料供給量を設定した第2マップとを有し、前記ベースマップにより制御された燃料供給中に、失火を判定しながら燃料を徐々にリーン化し、失火または第2マップに達した時点でリーン化を停止してその燃料供給量を学習して前記ベースマップを書き換え、この書き換えたベースマップにしたがって燃料供給量を制御することを特徴とするガス充填装置におけるガスエンジンの希薄燃焼制御方法を提供する。
【0010】
この構成によれば、圧縮機吐出側のガスタンクの圧力に応じて、ガスエンジンまたは圧縮機の回転数が制御されるため、圧力に応じた最適効率でガスエンジンの出力制御を行うことができる。この場合の回転数制御としては、例えば、ガスタンクのガス圧力が高くなるにしたがって圧縮機の回転数を徐々に低下させたり、あるいは充填初期時の圧力が低いときにエンジン回転数を上げて急速充填を図るように制御してもよい。
【0011】
また、希薄燃焼制御のベースマップとして、例えば予め分っている失火が起きない燃料供給量データを設定するとともに、このベースマップよりリーン側に設定した第2マップを備え、ベースマップによる燃料供給量から失火するまで燃料を徐々にリーン化し、失火した時点の燃料供給量または失火する前に第2マップに達した場合にはその第2マップの燃料供給量でベースマップが書き換えられる。これにより失火限界と第2マップの組合せによるマップが学習により形成され、失火限界のマップに対し予め設定した所望特性が得られる第2マップを加味して燃料制御マップを形成することができる。この場合、ベースマップの他に書き換え用のマップを備えて、この書き換えマップを順次書き換えることによりオリジナルのベースマップを残したまま実質上ベースマップの書き換えによる学習を行うことができる。
【0012】
好ましい構成例においては、前記第2マップは、エンジン回転数とスロットル開度に応じたマップ形成領域ごとに異なる運転特性を優先させて、その運転特性が得られる最もリーン側の燃料供給量となるように設定されたことを特徴としている。
【0013】
この構成によれば、第2マップに、エンジン回転数とスロットル開度に応じた運転領域ごとにその領域で要求される運転特性に合った燃料供給量データが設定されるため、失火限界の範囲内で運転領域に応じた最適な運転特性で燃料制御が行われる。
【0014】
さらに好ましい構成例では、前記ベースマップの書き換え時に、制御している領域とともに他の領域についても同じオフセット量を前記第2マップよりリッチ側の範囲で書き換えることを特徴としている。
【0015】
この構成によれば、ある領域で燃料制御を学習中に他の領域についても一律に同じリーン側へのオフセット量だけベースマップが書き換えられるため、学習作業が効率的に行われる。
【0016】
さらに好ましい構成例では、前記失火判定時に、1ステップずつリーン化し、失火を検出したらベースマップよりリーン側の範囲で所定ステップだけリッチ側に戻すことを特徴としている。
【0017】
この構成によれば、予め分っている失火が起きないことが保証された最もリーンなベースマップの設定量を維持したまま、さらに失火限界に近づけて燃料のリーン化が図られる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るガス充填装置の構成図である。また、図2は、充填圧力と主換気ファンの回転数との関係を示すグラフである。
【0019】
この実施形態のガス充填装置1は、図1中に符号2で示すガス吸入口から供給された例えば天然ガス(以下、単にガスという)を圧縮して図示していない車両や各種装置のガスタンクに充填するためのものであって、1つのケーシング3に後述するエンジン4、圧縮機5、ガス冷却器6などを収容している。
【0020】
この実施の形態によるガス充填装置1のガス冷却器6は水冷式のものを採用している。ガス冷却器6の熱交換部6aは、エンジン冷却水系におけるラジエータ下流側に介装し、ラジエータ34によって冷却されたエンジン冷却水でガスを冷却する構造を採っている。なお、この実施の形態では、ラジエータ34をケーシング3の排気口8に配置している。また、冷却水ポンプ35はエンジン4が駆動する構造のものを使用している。
【0021】
このように構成したガス充填装置1によれば、水冷式エンジン4のエンジン冷却水を利用してガスを冷却することができるから、空冷式のガス冷却器を使用する場合に比べてガス冷却器6をケーシング3内に配置する位置の自由度を増大させることができる。このためケーシング3内に形成されるデッドスペースにガス冷却器6を配置することができる。
【0022】
クランク軸13には冷却水ポンプ35駆動用のプーリと、端部に一方向クラッチ110を介してファン駆動軸111が連結され、ファン駆動軸111にはエンジン回転数に対してファン回転数を可変とする変速装置112と、発電機と電動モータを兼ねる回転機113とベルト連結されるプーリ114が配設されている。エンジン4の運転中には、エンジン動力の一部が一方向クラッチ110を経て変速装置112とプーリ114に伝えられ、回転機113は発電機として機能するとともに、変速装置112が要求冷却性能に合わせた変速比で主換気ファン10を駆動する。
【0023】
エンジン4停止中における換気動作時、例えばガス洩れ検知器78がガスを検知したとき、回転機113が不図示のバッテリからの電力供給を受けて電動モータとして機能して変速装置112を介して主換気ファン10を駆動する。このとき、一方向クラッチ110により負荷の大きいクランク軸13側には電動モータの回転力は伝わらない。
【0024】
この水冷式ガス冷却器6の冷却性能を増大させるためには、主換気ファン10の回転数がエンジン回転数より高くなるように変速装置112を制御してラジエータ34の放熱量を増大させることによって行う。このようにガス冷却器6の冷却性能を向上させることによって、ガスの充填終期にガスの温度上昇が緩和され、圧縮機5から吐出させるガスの密度を高く保つことができる。
【0025】
これを示したのが図2である。圧縮機5は、第1の圧力センサ48で検知される略一定のガス供給源の圧力を、第2の圧力センサ55で検知される吐出圧力まで昇圧する。すなわち、充填が進行するにしたがい総圧縮比が増加して発熱量が増加するが、吐出圧力、すなわち充填圧力が増加するにしたがい主換気ファン回転数を増加させており、充填効率が低下するのを防止している。
【0026】
図1において、エンジン冷却水系に介装した符号91で示すものはサーモスタット弁である。また、ガス冷却器6の冷却水出口の近傍に接続した符号92で示すものは冷却水用リザーブタンクである。
また、この実施の形態によるガス充填装置1の除湿装置46は、加熱装置61の熱源をエンジン4の廃熱を吸収したエンジン冷却水としている。詳述すると、エンジン冷却水系であってエンジン出口とラジエータ入口との間に、除湿装置46の空気加熱用パイプ63を相対的に高温のエンジン冷却水で加熱する構造の熱交換器93を介装している。
【0027】
この実施の形態では、ブローダウンタンク57に圧縮機5の圧縮部#2〜#4と、圧縮機出口菅42をそれぞれ安全弁94を介して連通させている。また、充填カプラソケット51の上流側に緊急分離カプラ95を介装している。
圧縮機5は、負荷が最も大きくなる圧縮部#4の機構部分にオイルを圧送する構造を採っている。オイルポンプを符号96で示し、オイルフィルターを符号97で示し、オイル用圧力調整弁を符号98で示す。
【0028】
符号120および121で示すものは、ブローダウン弁96が開くとき同時に開となり、オイルフィルター54で捕捉したオイルをブローダウンタンク57に循環させるオイルドレン弁である。
【0029】
また、符号21はエアクリーナ、23はスロットル弁、24はミキサー、25はスロットル弁開閉駆動モータ、26は燃料ガス供給用配管である。燃料ガス供給配管26上には、エンジン4に供給する燃料ガスの圧力を略大気圧に減圧制御するための減圧調整弁28および燃料ガス流量制御弁29が設けられる。符号43はガス供給元弁、44は全ガス流量計、45は逆止弁である。
【0030】
前記圧縮機出口管42は、ケーシング3を貫通してケーシング3外に導出させ、先端部に充填カプラソケット51を接続している。この充填カプラソケット51を図示していない車両のタンク側カプラソケットに接続することによって、圧縮機5を車両のガスタンクに連通する。なお、充填カプラソケット51は、タンク側カプラソケットが接続されていることを検出する充填ホース接続確認用のセンサ52を備えている。
【0031】
ブローダウンタンク57は、充填開始時であって充填カプラソケット51を車両に接続する以前に圧縮系に残存するガスを排出させ、ガス充填系の圧力を低減させるためのものである。すなわち、ブローダウン弁56を開いて圧縮機5内の残圧を低減させることによって、充填カプラソケット51をタンク側カプラソケットに人手によって簡単に接続することができる。ブローダウン弁56を開くとき、ブローダウンタンク57内の圧力が異常に高くなる場合には、リリーフ弁58を開いて、放出口59から外部にガスを逃す。なお、ブローダウンタンク57の容積を充分に取ることにより、圧力異常を防ぐことができるので、その場合にはリリーフ弁58および放出口59を省略することができる。
【0032】
前述の加熱装置61は、スロットル弁23の下流側の吸気通路に下流端を接続した吸引用パイプ64を備えている。また、空気加熱用パイプ63の上流端にはエアクリーナ65が設けられ、ケーシング3内の空気を取入れる。
【0033】
符号71は制御装置である。制御装置71には、図3に示すように、入力側に各種のセンサー類を接続するとともに、出力側に弁やモータ等のアクチュエータを接続し、電子部品等の駆動制御を行う。
【0034】
入力側のセンサ類は、供給ガスの圧力を検出する第1の圧力センサ48と、充填圧力検出用の第2の圧力センサ55と、運転モードを切換えるための運転切換えスイッチ72(図1参照)と、吸込流量計44と、吐出流量計と、外気温を検出するための第1の温度センサ73と、ケーシング3内の温度を検出するための第2の温度センサ74と、エンジン冷却水のエンジン出口での温度を検出するための第3の温度センサ75と、圧縮機5の温度を検出するための第4の温度センサ76と、圧縮機5から吐出されたガスの温度を検出するための第5の温度センサ77と、ケーシング3内の上部に配設したガス検知器78と、エンジン回転数センサと、スロットル弁開度センサ80と、充填ホース接続確認用センサ52および排気圧センサなどである。
【0035】
出力側のアクチュエータは、エンジン4の点火時期を制御するための点火制御回路と、スロットル弁開閉駆動モータ25と、燃料制御弁29と、リリーフ弁58と、ブローダウン弁56と、吸入遮断弁と、除湿装置用三方弁と、主換気フアン10に接続した回転機113と、エンジン4と圧縮機5との間に介装した電磁クラッチと、冷却水ポンプ35と、冷却水用リニア三方と、ガス供給元弁43と、副換気ファンを駆動するための電動モータなどである。なお、図3のセンサーやアクチュエータは図1では図示省略しているものもあるし、図1のガス充填装置には備わらず必要に応じて備えるものもある。この制御装置71および各電子部品の電源はバッテリー(図示しない)とし、エンジン4が停止している状態でも前記アクチュエータを駆動して各種の制御を実施することができるようにしている。なお、バッテリーは、エンジン4を運転している状態で発電機によって充電する。
【0036】
また、この制御装置71は、前記運転切換スイッチ72によってエンジン4の運転モードを切換える構成を採っている。運転モードとしては、(1)運転停止モード、(2)低速充填モード、(3)通常充填モード、(4)急速充填モードである。ガス充填時には、前記運転モード毎に定めた目標エンジン回転数R1と実際のエンジン4の回転数R2との差を求め、この回転数の差がなくなるようにスロットル弁開度をフィードバック制御によって制御する。目標エンジン回転数は、図3中に符号82で示すメモリに記憶させている。
【0037】
さらに、この制御装置71は、ガスの実際の充填圧力と、予め定めた最終充填圧力(目標圧力)との差が小さくなるに従って、エンジン回転数を予め定めた回転数(圧縮機5を駆動できる最低回転数)まで徐々に低下させる構成を採っている。エンジン回転数を低下させるには、予め定めた関数をもってスロットル弁開度を低下させる。この関数は、比例関数の他に、ファジー関数を用いることができる。
【0038】
図4は本発明の実施の形態に係るガス充填装置における燃料制御弁の駆動制御プログラムのフローチャートである。
この例では、排気経路に圧力センサーを設け、この圧力センサーによって検出される排気圧力に基づいて失火を検出し、失火の有無に応じて燃料制御弁を制御するフィードバック制御を実施する。このような制御において、エンジン負荷およびエンジン回転数の変化が速いとフィードバック制御がエンジンの変化に追従できなくなり、排気のエミッション及び燃費が悪化する。
【0039】
この問題に対処するため、本実施形態では、フィードバック制御によって希薄燃焼状態になるときのエンジン負荷またはエンジン回転数の少なくとも一方の検出値に対応した燃料制御弁の制御量をメモリに格納する学習ステップをもち、以降は、このメモリに格納された学習ステップを実行することにより、フィードバックによるウェイト時間をなくし、エンジン負荷およびエンジン回転数の急激な変化に素速く追従して、排気ガスのエミッションと燃費の改善を図ることができる。
【0040】
図4のフローチャートにおける動作は以下のとおりである。
ステップS101:エンジンが運転中か停止中かを判別する。
【0041】
ステップS102:燃料制御弁の開度算出および設定動作プログラムを実行する。このときのエンジン回転数とスロットル開度に基づいて燃料制御弁開度が算出され、これに基づいてステッピングモータが駆動され、燃料制御弁の開度が算出した値になるように設定される。
【0042】
ステップS103:エンジン始動後、エンジン回転数と目標エンジン回転数の差が所定値以下になった場合に、失火制御プログラムが実行される。この失火制御プログラムでは次の処理を実行する。
【0043】
▲1▼燃料制御弁を検出値から所定の微小量だけ小さくする。
【0044】
▲2▼排気圧センサーによって検出された排気管圧力によって、失火の有無を判別する。
【0045】
▲3▼失火がなければ上記▲1▼の処理を継続し、失火があれば次の▲4▼に進む。
【0046】
▲4▼燃料制御弁を別の所定の微小量だけ増加する。
【0047】
▲5▼この微小量の燃料増加後、排気圧センサーによって検出された排気管圧力により失火の有無を判別する。
【0048】
▲6▼失火があれば▲4▼の処理を続け燃料を微小量だけ増加する。失火がなければ次のステップS104に進み、燃料制御弁開度のデータマップを書換える。
【0049】
ステップS104:このステップは、次の条件の下で実行される。
【0050】
(a)データマップはエンジン回転数とスロットル開度を軸とする。
【0051】
(b)マトリックス上の全成分データには、工場出荷時に予め所定の希薄燃焼が可能な燃料制御弁開度データがセットされる。
【0052】
(c)同様にデータ管理用のフラグマップをもつ(データマップと同じサイズで初期値は0)。
【0053】
このステップの動作は前述の▲6▼に続くものである。
【0054】
▲7▼燃料制御弁開度データマップのデータを、前記▲4▼の開度データに書換える。このとき、書換え前の開度データと書換え値との差Sを算出し、これをメモリー内に格納する。
【0055】
▲8▼フラグマップ上で、上記▲7▼で書換えたデータマップに対応するフラグを1とする。これ以降、フラグマップが1の場合は、データマップ上の対応するデータの書換えは行わない。
【0056】
▲9▼フラグが0の点に相当するデータマップ上のデータを、一律に前記Sだけ差引いた値に書換える。ここでSの値が負となる場合は、燃料制御弁開度は増加する。このことから、前記▲3▼〜▲6▼の動作により一律にSだけ差引かれた開度データを設定することにより直ちに失火してしまう場合でも、失火しない開度範囲に戻すことが可能になる。
【0057】
図5は、本発明の実施の形態に係るガス充填装置のガスエンジンでの燃料制御弁フィードバック制御方法のメインプログラムのフローチャートである。
運転操作が開始されると、まず、各弁やアクチュエータの初期設定が行われる(ステップS1)。エンジンが起動したかどうかを判別し(ステップS2)、起動完了したら目標エンジン回転数を算出する(ステップS3)。
【0058】
続いて失火判定プログラムが実行される(ステップS4)。これは、後述の燃料制御弁フィードバック制御による失火制御とは別にエンジン運転中常に行われる失火監視のためのプログラムである。
【0059】
次に、前記ステップS3で算出した目標エンジン回転数とするためのスロットル開度を算出してスロットル弁23(図1)をフィードバック制御する(ステップS5)。次に本発明による後述の燃料制御弁29(図1)のフィードバック制御が行われているかどうかをフィードバック制御のフラグの有無により判別し(ステップS6)、実行中であればそのまま続行し(ステップS7)、実行していなければマップ(後述のベースマップ)に基づいて燃料制御弁の開度を算出してフィードバック制御の目標値とする(ステップS7)。
【0060】
次に、後述のように学習によりベースマップを書き換える失火制御プログラムを行う(ステップS8)。この失火判定が終了したら、エンジン停止指令があるかどうかを判定し(ステップS9)、エンジン停止でなければ、ステップS2からのルーチンを繰り返し、エンジン停止であれば所定の順序で各機器を停止動作させるエンジン停止プログラムを実行する(ステップS10)。
【0061】
図6は、学習プログラムによるNOx対策のための燃料希薄化を図る燃料制御弁フィードバック制御のフローチャートである。
メインルーチンから単位時間ごとにコールされるサブルーチンが開始されると、まずスロットル弁開度とエンジン回転数の検出データからマップにおける現在位置および面補完された値を算出する(ステップS11)。この際、燃料制御弁のベースマップおよび学習による書き換えマップの両方のマップにより算出する。この値を1つ前のサイクルの値と比較する(ステップS12)。差が所定値より大きければ後述するフィードバック(FB)制御による細かいステップごとのリーン化の制御は行わずにFB実行フラグをOFFにして後述のタイマーA、タイマーBをともにOFFにする(ステップS22)。
【0062】
差が所定値以下であれば、冷却水温や運転状態の検出データからFB制御を実行するかどうかを判別する(ステップS13)。例えば暖機中であればFB制御は実行しない。次に、実際にFB制御が開始されているかをチェックする(ステップS14)。開始されていない場合には、即座に1ステップリーン動作を行い、実行フラグを成立させる。FB実行中であれば、現在リーン動作中かどうかを判定する(ステップS15)。
【0063】
リーン動作中でなければ後述の安定待ち時間中と判断してステップS23に進み、安定時間が終了したかどうかを、後述のタイマーBの設定時間に達したかどうかにより判別する。タイマー設定時間に達していなければ達するまでルーチンが繰り返される。タイマー設定時間に達して安定時間が終了したら、マップ書き換え処理を行う(ステップS24)。
【0064】
ステップS15でリーン動作中のときは失火判定プログラムを実行する(ステップS16)。この失火判定プログラムにおいて失火が検出される(ステップS17)。この失火判定は、例えば、エンジンの排圧センサからの検出波形の解析により行われる。
【0065】
失火が検出されなければ、リーン時間が経過したかをチェックする(ステップS18)。このリーン時間チェックは、後のリーンプロセス(ステップS19)でセットされるタイマーAの設定時間に達したかどうかにより判断される。リーン時間が経過したら、燃料制御弁を1ステップリーンにする(ステップS19)。これと同時にタイマーAを所定のリーン時間にセットする。続いて、FB実行中であることを示すためにFB実行フラグを立てる(ステップS20)。
【0066】
次に、このリーン後のステップ数が第2マップの値より大きいか(第2マップよりリーン側か)をチェックする(ステップS21)。大きければ、ルーチンが繰り返され、燃料制御弁は1ステップずつ徐々にリーン化される。1ステップずつリーン化して失火することなく第2マップの値に達したら、安定時間処理を行う(ステップS27)。この安定時間処理において、タイマーBが所定の安定時間にセットされ安定処理がスタートする。
【0067】
この安定時間が終了すると、前述のステップS15で安定時間待ちと判別され、タイマーBによる設定時間終了後に、ベースマップの値が、失火しないことが確認された第2マップの値に書き換えられる。
【0068】
一方、1ステップずつリーン化している途中で失火が検出されると、前述のステップS17で、即座にエンリッチ動作に移行して所定のNステップだけ燃料がリッチ化される。失火を回復させるためである。このエンリッチ量はエンリッチマップに基づいて算出される(ステップS25)。このエンリッチ量を算出した後、その値がベースマップ以下(リーン側)かどうかが判別される(ステップS26)。ベースマップより大きいときには、今回のFB制御は無効としてFB実行フラグをおろす(ステップS28)。これは失火しないことが分っているベースマップよりリッチ側への書き換えは行わないようにするためである。
【0069】
続いて、そのマップ値に対応するガス流量制御弁開度値をベースマップの値に戻してそのマップ値に恒久フラグを立てる(ステップS29)。これにより、以後このマップ位置の運転状態で制御する場合、リーン化の学習による書き換えを行わずに恒久フラグが立ったオリジナルのベースマップに基づいて直ちに燃料制御が行われる。
【0070】
前記ステップS26で、算出値がベースマップ以下であれば、安定時間をセットして安定制御モードに移行する(ステップS27)。この安定時間はタイマーBをスタートさせることにより所定時間だけ保持される。安定時間が終了すると、前述のステップS23でこれが判別され、失火した値(または失火した値よりNステップだけリッチ側の値)でベースマップが書き換えられる。
【0071】
この書き換えプロセスにおいて、制御中のマップ位置でのベースマップより下がったステップ数だけそのマップ位置だけでなくマップ領域の全域が書き換えられる。この場合、他の位置でその書き換えステップ数をリーン側に下げると第2マップに達する場合には、その位置では第2マップ以下には下げないで第2マップの値に書き換える。
【0072】
また、オリジナルのベースマップはそのまま保存し、書き換え用のマップを準備してこの書き換えマップに順次学習した値を書込んで新たなベースマップとして使用する。
【0073】
図7は、マップ書換え処理のフローチャートである。これは、前述の図6のマップ書換えステップS24のフローである。
まず、前述の図6のステップS11と同様に、エンジン回転数とスロットル開度からマップの現在位置を算出する(ステップS30)。この現在位置に恒久フラグを立てる(ステップS31)。次に、ベースマップ算出値から現在の燃料制御弁開度を減算し、その値をオフセット値とする(ステップS32)。
【0074】
ステップS33では、書換えマップ全体を書換えるに際し、書換え用のカウンタを用意し、このカウンタをクリアする。このカウンタにおけるマップ座標は(x,y)とし、この処理では(0,0)に初期化される。
【0075】
ステップS34では、(x,y)座標の書換えマップに恒久フラグが立っているかをチェックする。恒久フラグがあれば、この座標位置のデータ書換えは行わない。
ステップS35では、(x,y)座標の書換えマップにフィードバック制御しない領域となる対象外フラグが立っているかをチェックする。対象外フラグがあれば、この座標位置のデータ書換えは行わない。
ステップS36では、(x,y)座標のベースマップ値からオフセット値を減算する。この減算された値が(x,y)座標の第2マップ値以上かをチェックする(ステップS37)。
【0076】
オフセット減算値が第2マップ値以上(第2マップ値よりリッチ側)であれば、このオフセット減算値を書換えマップの(x,y)座標に書込む(ステップS38)。
【0077】
一方、オフセット減算値が第2マップ値未満(第2マップ値よりリーン側)であれば、(x,y)座標の書換えマップ値はその第2マップ値に書換える。(ステップS39)。
マップカウンタ数が全マップ数に達したときに書換え作業は終了する(ステップS40)。
【0078】
図8は、失火判定のフローチャートである。
まず、エンジン回転数およびスロットル開度のデータからマップの現在位置が算出される(ステップS41)。
【0079】
次にステップS42で、気筒判別処理が行われる。この気筒判別処理は、失火状態を気筒ごとに判別するために行う。この気筒判別は、後述のように、カム軸センサからのパルサー信号とクランク角センサからのクランク角度に応じたパルス信号に基づいて行われる。
【0080】
ステップS43では、排気圧センサからの波形データを取込み、所定のクランク角t1〜t2間の波形の面積を算出する。
ステップS44で、この波形面積が所定値以下かをチェックする。この所定値はセンサの異常をチェックするためのものであり、例えば失火による面積減少量を越える程度に小面積な値とする。
【0081】
この波形面積が所定値以下の場合、ステップS45で、タイマーまたはサイクル数のカウンタをセットする。
ステップS46で、タイマーによる所定時間中またはカウンタによる所定回数の検出において同じ小面積の所定値以下の波形データが入力されるかがチェックされる。所定時間が経過し又は所定回数が検出された後、なお所定値以下の排圧波形面積であれば、排気圧センサの異常と判断して排気圧センサ異常の警告表示を行う(ステップS47)。
【0082】
続いて、ステップS48で応急運転フラグを立て、燃料制御弁をFB制御しないでオリジナルのベースマップ運転プログラムに固定してエンジンを駆動する(ステップS49)。
【0083】
前記ステップS44で面積値が所定値以上でセンサに異常がない場合には、気筒ごとに、クランク角t1〜t2における排気圧センサからの波形の面積移動平均値を算出する(ステップS50)。
【0084】
ステップS51で、この気筒移動平均面積に対する排気圧センサの波形面積の比率Rを算出する。
ステップS52で、各波形面積データの平均値に対する比率Rが基準値以下かをチェックする。この基準値は運転領域に応じて異なり、この基準値に基づいて気筒別に失火が判別される。失火が起きていない場合には、ステップS53で、今回の波形データを加えて気筒別排気圧センサの波形移動平均値を書換える。
【0085】
上記波形面積の比率Rが基準値以下であれば、ステップS54で、失火が起きていると判定される。この失火判定は気筒別に行われる。
【0086】
ステップS55は、失火した気筒数をチェックする。例えば4気筒中2気筒以上失火していればエンジン異常と判断してエンジンを強制停止する(ステップS59)。その後エンジン異常の表示を行う(ステップS60)。
【0087】
失火気筒数が1気筒の場合には、ステップS56で、FB制御運転中かをチェックする。FB制御中であれば、前述の図6の失火判定プログラム(ステップS16)終了後の失火検出ステップS17のルーチンに戻る。
【0088】
失火気筒数が1気筒でFB運転中でなければ、ステップS57で、応急フラグを立てる。続いて、ステップS58で、失火回復の制御運転を行う。これは、例えば燃料制御弁の開度マップをエンリッチ化したり、あるいは失火気筒の点火時期を変更することにより行う。
【0089】
図9は、スロットル開度とエンジン回転数に応じたエンジン運転領域の説明図である。
エンジン運転領域の全域において最適な運転状態を得るために、運転領域に応じて燃料制御方法を変えることが望ましい。例えば、スロットル開度が小さい低負荷側の領域Iでは、安定した燃焼を確保するためにリーン化を抑える。中間の領域IIでは、排気ガス対策あるいは燃焼効率を優先させ、失火判定のための燃料制御弁フィードバック制御を実施する。高負荷領域IIIでは、出力確保のために燃料制御弁フィードバック制御を実施しない。
【0090】
本発明では、燃料制御弁開度のベースマップとともに第2マップを備え、学習により燃料をリーン化しながらベースマップを書換える。
【0091】
表1は、このような運転領域に応じて要求される運転特性を考慮した第2マップ設定方法の一例を示す。
【0092】
【表1】

Figure 0004237350
【0093】
この第2マップでは、スロットル開度が低い領域で運転性を優先させ(A領域)、中間開度では排気ガス(NOx)低減を優先(B領域)あるいは運転効率を優先させ(D領域)、高開度では出力確保を優先させている(C領域)。
【0094】
図10(A)(B)は、気筒判別用波形および失火判別用波形のデータ例を示すグラフである。
図10(A)に示すように、カム軸の回転を検出するパルサーコイルからのパルサー信号aがクランク軸の2回転(720度)ごとに入力される。このパルサー信号aに同期してクランク角センサからのクランク角パルス信号bが入力される。このクランク角信号は、例えば120枚の歯を有するリングギヤの各歯を検出するごとに出力されるものであり、パルサー信号が得られる2回転では240個のパルス信号となり、クランク角3度ごとに1個のパルスが入力される。このパルサー信号の検出位置を例えば#1気筒のBTDC90度に設定しておく。これにより、例えば#1→#3→#4→#2の順で点火される4気筒エンジンで、例えば90度ごとに排圧が検出される4気筒の各々についてパルサー信号の検出位置からのクランク角度により気筒番号が判別される。
【0095】
各気筒の燃焼条件はそれぞれ微妙に異なるため各気筒の排圧波形も異なる。本発明では、このように気筒を判別して気筒ごとに失火を判定することにより、各気筒の排圧波形に対応してそれぞれ最適なフィードバック制御が可能になる。
【0096】
図10(B)は4気筒の排圧検出データである。実線のグラフcが正常時の排圧波形であり、点線のグラフdが失火時の排圧波形である。このような波形検出データから、各気筒のごとに波形の面積を算出し、この波形面積に基づいて失火を判別する。この場合、各気筒の波形データにおいて、圧縮上死点後の積算開始クランク角t1と積算終了クランク角t2を設定しておく。
【0097】
所定のクランク角で所定気筒に点火され、爆発、排気行程を経て排気管途中の排圧センサ部に排気ガスが到達する。この排気ガス到達までのクランク角(エンジン速度により異なる)を考慮して排圧波形のピークを挟んで排圧データを取込めるように、気筒ごとの点火タイミングに対応して気筒別にt1およびt2を定めておく。
【0098】
各気筒ごとにクランク角t1〜t2間の波形面積を算出して、これと直前の所定サイクルの移動平均値と比較する。この波形面積の平均値に対する比率Rをマップに格納された基準値と比較して失火を判別する。この基準値は、運転領域に対応したマップの座標ごとに異なる。
【0099】
図11は、失火判定の基準値のマップを示す立体図である。
図示したように、スロットル開度とエンジン回転数に応じたマップ座標位置により、失火判定基準(%)を異ならせている。この例では高回転でスロットル高開度側では失火判定基準が低く、低回転低スロットル開度側では基準が高い。したがって、高回転高負荷側では、前述の排圧波形面積が平均値に比べ大きく減少して例えば2000rpm以上の高負荷領域では前記比率Rが20%以下まで小さくならないと失火と判定されず、リーン化が続行される。これに対し、低回転低負荷側では、排圧波形面積の比率Rが30〜40%になると失火と判定されリーン化が停止される。
【0100】
このように、失火判定基準を運転領域に応じて変えることにより、前述の第2マップを運転領域ごとに所望の優先特性に応じて形成したことと相まって、運転領域全体にわたって最適な運転状態が得られる。
【0101】
なお、排圧波形面積の平均値に対する比Rを求めてこれを基準値と比較する方法に代えて、排圧波形面積と平均値との差を求めてこの差を予め定めた所定の基準値(この基準値も運転領域に応じて異なる)と比較することにより失火を判定してもよい。
【0102】
本実施の形態においては、燃料制御弁29を経た燃料ガスがミキサー24内で空気と混合され、混合器がミキサー24内で流量調整されたのち、エンジン4に吸引される。このため、燃料制御弁29による燃料ガス量の調整により空燃比が制御される。このため多気筒エンジンの場合、気筒別失火判定の結果の失火気筒の失火回復は、空燃比制御に加え個別気筒毎の点火時期制御を組み合わせることにより、有効に達成可能である。
【0103】
また、吸気マニホールドの各気筒への分配管にそれぞれミキサーを配置し、このそれぞれのミキサーに別個の燃料制御弁を介して燃料ガスを導くようにし、吸気マニホールドの内分配管の上流部に吸入空気量を制御するスロットル弁を配置する場合には、気筒別失火判定の結果の失火気筒の失火回復は、失火気筒に対応する燃料制御弁の開度を大きくする方向に微調整することにより達成可能である。この場合さらに個別気筒毎の点火時期制御を組み合わせてもよい。
【0104】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、圧縮機吐出側のガスタンクの圧力に応じて、ガスエンジンまたは圧縮機の回転数が制御されるため、圧力に応じた最適効率でガスエンジンの出力制御を行うことができる。
【0105】
また、希薄燃焼制御のベースマップとして、例えば予め分っている失火が起きない燃料供給量データを設定するとともに、このベースマップよりリーン側に設定した第2マップを備え、ベースマップによる燃料供給量から失火するまで燃料を徐々にリーン化し、失火した時点の燃料供給量または失火する前に第2マップに達した場合には、その第2マップの燃料供給量にベースマップが書き換えられる。これにより失火限界と第2マップの組合せによるマップが学習により形成され、失火限界のマップに対し予め設定した所望特性が得られる第2マップを加味して燃料制御マップを形成することができる。このような失火学習制御により、エンジン負荷やエンジン回転数の急激な変化に素速く追従できるとともに、運転状態に応じた最適な希薄燃焼が達成され、有効なNOxの低減および燃費の改善が図られる。
【0106】
この場合、第2マップとして、エンジン回転数とスロットル開度に応じたマップ形成領域ごとに異なる運転特性を優先させて、その運転特性が得られる最もリーン側の燃料供給量となるように設定すれば、この第2マップに、エンジン回転数とスロットル開度に応じた運転領域ごとにその領域で要求される運転特性に合った燃料供給量データが設定されるため、失火限界の範囲内で運転領域に応じた最適な運転特性で燃料制御が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用されるガス充填装置の構成図。
【図2】 図1のガス充填装置の充填圧力とエンジン回転数の関係のグラフ。
【図3】 図1のガス充填装置の制御系の構成図。
【図4】 本発明の実施の形態に係る燃料制御弁の動作制御プログラムのフローチャート。
【図5】 本発明の燃料制御方法のメインプログラムのフローチャート。
【図6】 図5のフローチャートにおける学習プログラムのフローチャート。
【図7】 図6のフローチャートにおける書換プログラムのフローチャート。
【図8】 本発明の失火判定プログラムのフローチャート。
【図9】 エンジンの運転領域のグラフ。
【図10】 気筒判別及び失火判定のための波形データのグラフ。
【図11】 失火判定基準のマップを示す立体図。
【符号の説明】
1:ガス充填装置、2:ガス吸入口、3:ケーシング、4:エンジン、
5:圧縮機、6:ガス冷却器、8:排気口、10:主換気ファン、
13:クランク軸、21:エアクリーナ、23:スロットル弁、
24:ミキサー、25:スロットル弁開閉駆動モータ、
26:燃料ガス供給用配管、28:減圧調整弁、
29:燃料ガス流量制御弁(燃料制御弁)、34:ラジエータ、
35:冷却水ポンプ、42:圧縮機出口管、43:ガス供給元弁、
44:全ガス流量計、45:逆止弁、46:除湿装置、
48:第1の圧力センサ、51:充填カプラソケット、
52:充填ホース接続確認用センサ、54:オイルフィルター、
55:第2の圧力センサ、56:ブローダウン弁、
57:ブローダウンタンク、58:リリーフ弁、59:放出口、
61:加熱装置、63:空気加熱用パイプ、64:吸引用パイプ、
65:エアクリーナ、71:制御装置、72:運転切換えスイッチ、
73:第1の温度センサ、74:第2の温度センサ、
75:第3の温度センサ、76:第4の温度センサ、
77:第5の温度センサ、78:ガス洩れ検知器、
80:スロットル弁開度センサ、82:メモリ、110:一方向クラッチ、
111:ファン駆動軸、112:変速装置、113:回転機、
114:プーリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas filling device for filling a gas tank of a gas tank such as a vehicle or various devices using gas fuel, and more particularly, to a lean combustion control method for leaning fuel while judging misfire of the gas engine. It is.
[0002]
[Prior art]
As a gas filling device, a gas filling device comprising a compressor that compresses fuel gas and a gas engine that drives the compressor has been developed. In this gas filling device, the gas inlet of the compressor is connected to a fuel gas supply source, the gas outlet is connected to a gas tank of a vehicle or various devices by a filling hose, and the compressor is driven by the gas engine. Then, the fuel gas is pressurized to a predetermined high pressure and filled in a gas tank of a vehicle or the like.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional gas filling device, the filling pressure increases at the end of filling, the amount of gas (filling flow rate) filled from the compressor to the gas tank of the vehicle decreases, and it takes a long filling time. There was a problem.
[0004]
On the other hand, in a gas engine of such a gas filling device, it is conceivable to drive the engine by a lean combustion method in order to reduce NOx and improve fuel consumption. In this case, for example, when lean combustion control is performed using a misfire limit base map set according to the engine speed and throttle opening, if misfire occurs and this is not dealt with, the next time Misfire occurs again in the operation region, and as a result, unburned gas is discharged and fuel consumption is also deteriorated.
[0005]
A lean combustion control method for a gas engine used in the field of general vehicles and air conditioning systems is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-131895. The publicly known technology described in this publication is provided with a map of the opening data of the gas flow control valve, and is intended to maintain a lean combustion state close to the misfire limit by rewriting the map to the lean side within a range that does not misfire by the learning step. is there. Such lean combustion improves the fuel consumption and measures for NOx exhaust gas.
[0006]
On the other hand, when the engine is operated, various operating characteristics such as engine output, combustion efficiency or drivability, as well as fuel efficiency and exhaust gas countermeasures, depending on the operating range according to the engine speed and throttle valve opening, for each region. The best operating characteristics for that area are required.
[0007]
However, in the fuel control method described in the above publication, since the map data is rewritten to a value close to the misfire limit for the entire operation region, the final map data after learning is almost the entire misfire limit regardless of the operation region. This is the fuel control valve opening. For this reason, fuel is always maximized when it is desired to obtain the best operating condition for each region in preference to lean combustion, especially in high-load operation regions where it is desired to secure output and where combustion efficiency is desired. Since the fuel is diluted near the misfire limit, desired operation characteristics cannot be obtained, and a combustion state having optimum operation characteristics required according to the operation region cannot be obtained.
[0008]
The present invention takes the above-mentioned conventional technology into consideration, and enhances gas filling efficiency, which is a problem specific to the gas filling device, to shorten the filling time, and performs sufficient lean combustion to sufficiently reduce NOx and fuel consumption. In addition, an object of the present invention is to provide a lean combustion control method in a gas filling device that can achieve optimum operation characteristics for each region according to the operation region.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, in a lean combustion control method for a gas engine in a gas filling machine comprising a compressor for compressing a fuel gas and filling a gas tank, and a gas engine for driving the compressor. The gas pressure sent from the compressor to the gas tank is detected, and based on this, the rotational speed of the gas engine or the compressor is controlled, and a map based on a preset engine rotational speed and throttle opening is used. The map has a base map and a second map in which the fuel supply amount is set to a leaner side than the base map. During the fuel supply controlled by the base map, the fuel is gradually increased while determining misfire. Leaning, when misfiring or when reaching the second map, stop leaning and learn the fuel supply amount and rewrite the base map Providing lean burn control method for a gas engine in the gas filling device and controls the fuel supply amount in accordance with the rewritten basemap.
[0010]
According to this configuration, since the rotation speed of the gas engine or the compressor is controlled according to the pressure of the gas tank on the discharge side of the compressor, the output control of the gas engine can be performed with the optimum efficiency according to the pressure. As the rotation speed control in this case, for example, the rotation speed of the compressor is gradually decreased as the gas pressure in the gas tank increases, or the engine rotation speed is increased when the pressure at the initial stage of charging is low, and rapid filling is performed. You may control so that it may aim.
[0011]
In addition, as a base map for lean combustion control, for example, fuel supply amount data that does not cause misfire, which is known in advance, is set, and a second map that is set leaner than the base map is provided. The fuel is gradually leaned until the misfire, and the base map is rewritten with the fuel supply amount at the time of misfire or when the second map is reached before the misfire. As a result, a map based on the combination of the misfire limit and the second map is formed by learning, and the fuel control map can be formed by taking into account the second map that provides the preset desired characteristics with respect to the misfire limit map. In this case, a rewrite map is provided in addition to the base map, and the rewrite map can be rewritten in order to perform learning by rewriting the base map substantially while leaving the original base map.
[0012]
In a preferred configuration example, the second map is the leanest fuel supply amount that gives priority to different operating characteristics for each map formation region corresponding to the engine speed and the throttle opening, and obtains the operating characteristics. It is characterized by being set as follows.
[0013]
According to this configuration, since the fuel supply amount data that matches the operation characteristics required in each operation region corresponding to the engine speed and the throttle opening is set in the second map, the misfire limit range The fuel control is performed with the optimum operation characteristics corresponding to the operation region.
[0014]
In a more preferable configuration example, when the base map is rewritten, the same offset amount is rewritten in a richer range than the second map in other areas as well as the controlled area.
[0015]
According to this configuration, while learning the fuel control in a certain area, the base map is rewritten uniformly in the other areas by the offset amount to the same lean side, so that the learning operation is performed efficiently.
[0016]
In a further preferred configuration example, when the misfire is determined, leaning is performed step by step, and when misfire is detected, the rich map is returned to the rich side by a predetermined step within a range on the lean side from the base map.
[0017]
According to this configuration, the lean fuel can be made closer to the misfire limit while maintaining the set amount of the leanest base map in which it is guaranteed that misfire does not occur in advance.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a gas filling device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the charging pressure and the rotational speed of the main ventilation fan.
[0019]
The gas filling device 1 of this embodiment compresses, for example, natural gas (hereinafter simply referred to as gas) supplied from a gas inlet indicated by reference numeral 2 in FIG. In order to fill, a single casing 3 accommodates an engine 4, a compressor 5, a gas cooler 6 and the like which will be described later.
[0020]
The gas cooler 6 of the gas filling device 1 according to this embodiment employs a water-cooled type. The heat exchanger 6a of the gas cooler 6 is interposed on the downstream side of the radiator in the engine cooling water system, and adopts a structure for cooling the gas with the engine cooling water cooled by the radiator 34. In this embodiment, the radiator 34 is disposed at the exhaust port 8 of the casing 3. The cooling water pump 35 is of a structure that is driven by the engine 4.
[0021]
According to the gas filling device 1 configured as described above, the gas can be cooled by using the engine cooling water of the water-cooled engine 4, so that the gas cooler is compared with a case where an air-cooled gas cooler is used. The freedom degree of the position which arrange | positions 6 in the casing 3 can be increased. For this reason, the gas cooler 6 can be arranged in a dead space formed in the casing 3.
[0022]
A pulley for driving the cooling water pump 35 is connected to the crankshaft 13 and a fan drive shaft 111 is connected to the end of the crankshaft via a one-way clutch 110. The fan drive shaft 111 has a variable fan speed relative to the engine speed. And a pulley 114 that is belt-connected to a rotating machine 113 that also serves as a generator and an electric motor. During the operation of the engine 4, part of the engine power is transmitted to the transmission 112 and the pulley 114 via the one-way clutch 110, and the rotating machine 113 functions as a generator and the transmission 112 matches the required cooling performance. The main ventilation fan 10 is driven at the selected gear ratio.
[0023]
At the time of ventilation operation while the engine 4 is stopped, for example, when the gas leak detector 78 detects gas, the rotating machine 113 receives power supply from a battery (not shown) and functions as an electric motor via the transmission 112. The ventilation fan 10 is driven. At this time, the rotational force of the electric motor is not transmitted to the crankshaft 13 side with a large load by the one-way clutch 110.
[0024]
In order to increase the cooling performance of the water-cooled gas cooler 6, the transmission 112 is controlled so that the rotational speed of the main ventilation fan 10 is higher than the engine rotational speed to increase the heat radiation amount of the radiator 34. Do. By improving the cooling performance of the gas cooler 6 in this way, the temperature rise of the gas is mitigated at the end of gas filling, and the density of the gas discharged from the compressor 5 can be kept high.
[0025]
This is shown in FIG. The compressor 5 increases the pressure of the substantially constant gas supply source detected by the first pressure sensor 48 to the discharge pressure detected by the second pressure sensor 55. That is, as the filling proceeds, the total compression ratio increases and the calorific value increases, but as the discharge pressure, that is, the filling pressure increases, the rotational speed of the main ventilation fan increases, and the filling efficiency decreases. Is preventing.
[0026]
In FIG. 1, what is shown by the code | symbol 91 interposed in the engine cooling water system is a thermostat valve. The reference numeral 92 connected in the vicinity of the coolant outlet of the gas cooler 6 is a coolant reserve tank.
In the dehumidifying device 46 of the gas filling device 1 according to this embodiment, the heat source of the heating device 61 is engine cooling water that has absorbed the waste heat of the engine 4. More specifically, a heat exchanger 93 having a structure in which the air heating pipe 63 of the dehumidifying device 46 is heated with relatively high-temperature engine cooling water is interposed between the engine outlet and the radiator inlet. is doing.
[0027]
In this embodiment, the compression parts # 2 to # 4 of the compressor 5 and the compressor outlet rod 42 are communicated with the blowdown tank 57 via the safety valve 94, respectively. Further, an emergency separation coupler 95 is interposed on the upstream side of the filling coupler socket 51.
The compressor 5 employs a structure in which oil is pumped to the mechanical portion of the compression section # 4 where the load is greatest. The oil pump is indicated by reference numeral 96, the oil filter is indicated by reference numeral 97, and the oil pressure regulating valve is indicated by reference numeral 98.
[0028]
What are indicated by reference numerals 120 and 121 are oil drain valves that are simultaneously opened when the blow-down valve 96 is opened and circulate the oil captured by the oil filter 54 to the blow-down tank 57.
[0029]
Reference numeral 21 denotes an air cleaner, 23 denotes a throttle valve, 24 denotes a mixer, 25 denotes a throttle valve opening / closing drive motor, and 26 denotes a fuel gas supply pipe. On the fuel gas supply pipe 26, there are provided a pressure reducing adjustment valve 28 and a fuel gas flow rate control valve 29 for controlling the pressure of the fuel gas supplied to the engine 4 to be reduced to substantially atmospheric pressure. Reference numeral 43 is a gas supply source valve, 44 is a total gas flow meter, and 45 is a check valve.
[0030]
The compressor outlet pipe 42 passes through the casing 3 and is led out of the casing 3, and a filling coupler socket 51 is connected to the tip portion. By connecting the filling coupler socket 51 to a tank-side coupler socket of a vehicle (not shown), the compressor 5 is communicated with a gas tank of the vehicle. The filling coupler socket 51 includes a filling hose connection confirmation sensor 52 that detects that the tank side coupler socket is connected.
[0031]
The blow-down tank 57 is used to reduce the pressure of the gas filling system by discharging the gas remaining in the compression system at the start of filling and before connecting the filling coupler socket 51 to the vehicle. That is, by opening the blow-down valve 56 and reducing the residual pressure in the compressor 5, the filling coupler socket 51 can be easily connected to the tank side coupler socket manually. When the blow-down valve 56 is opened, if the pressure in the blow-down tank 57 becomes abnormally high, the relief valve 58 is opened and gas is released from the discharge port 59 to the outside. In addition, since the pressure abnormality can be prevented by taking a sufficient volume of the blowdown tank 57, the relief valve 58 and the discharge port 59 can be omitted in that case.
[0032]
The heating device 61 includes a suction pipe 64 having a downstream end connected to an intake passage on the downstream side of the throttle valve 23. An air cleaner 65 is provided at the upstream end of the air heating pipe 63 and takes in the air in the casing 3.
[0033]
Reference numeral 71 denotes a control device. As shown in FIG. 3, the control device 71 is connected to various sensors on the input side, and is connected to an actuator such as a valve or a motor on the output side to control driving of electronic components and the like.
[0034]
The sensors on the input side include a first pressure sensor 48 for detecting the pressure of the supply gas, a second pressure sensor 55 for detecting the filling pressure, and an operation switching switch 72 for switching the operation mode (see FIG. 1). A suction flow meter 44, a discharge flow meter, a first temperature sensor 73 for detecting the outside air temperature, a second temperature sensor 74 for detecting the temperature in the casing 3, and engine cooling water A third temperature sensor 75 for detecting the temperature at the engine outlet, a fourth temperature sensor 76 for detecting the temperature of the compressor 5, and a temperature of gas discharged from the compressor 5 A fifth temperature sensor 77, a gas detector 78 disposed in the upper part of the casing 3, an engine speed sensor, a throttle valve opening sensor 80, and a filling hose connection confirmation sensor 52. and For example, an exhaust pressure sensor.
[0035]
The output-side actuator includes an ignition control circuit for controlling the ignition timing of the engine 4, a throttle valve opening / closing drive motor 25, a fuel control valve 29, a relief valve 58, a blow-down valve 56, and an intake cutoff valve. , A three-way valve for the dehumidifying device, a rotating machine 113 connected to the main ventilation fan 10, an electromagnetic clutch interposed between the engine 4 and the compressor 5, a cooling water pump 35, and a linear three-way for cooling water valve And a gas supply source valve 43 and an electric motor for driving the auxiliary ventilation fan. Note that some sensors and actuators in FIG. 3 are not shown in FIG. 1, and some sensors and actuators are not provided in the gas filling device in FIG. The power source of the control device 71 and each electronic component is a battery (not shown) so that the actuator can be driven to perform various controls even when the engine 4 is stopped. The battery is charged by the generator while the engine 4 is operating.
[0036]
In addition, the control device 71 has a configuration in which the operation mode of the engine 4 is switched by the operation changeover switch 72. The operation modes are (1) operation stop mode, (2) low-speed filling mode, (3) normal filling mode, and (4) rapid filling mode. At the time of gas filling, the difference between the target engine speed R1 determined for each operation mode and the actual engine speed R2 is obtained, and the throttle valve opening is controlled by feedback control so that the difference in the engine speed is eliminated. . The target engine speed is stored in a memory denoted by reference numeral 82 in FIG.
[0037]
Further, the control device 71 can drive the engine speed to a predetermined speed (the compressor 5) as the difference between the actual gas filling pressure and the predetermined final filling pressure (target pressure) decreases. It is configured to gradually decrease to the minimum speed). In order to decrease the engine speed, the throttle valve opening is decreased with a predetermined function. As this function, a fuzzy function can be used in addition to the proportional function.
[0038]
FIG. 4 is a flowchart of the drive control program for the fuel control valve in the gas filling apparatus according to the embodiment of the present invention.
In this example, a pressure sensor is provided in the exhaust path, a misfire is detected based on the exhaust pressure detected by the pressure sensor, and feedback control is performed to control the fuel control valve according to the presence or absence of misfire. In such control, if the engine load and the engine speed change rapidly, the feedback control cannot follow the engine change, and exhaust emission and fuel consumption deteriorate.
[0039]
In order to cope with this problem, in the present embodiment, a learning step of storing in a memory a control amount of the fuel control valve corresponding to a detected value of at least one of the engine load and the engine speed when the lean combustion state is achieved by feedback control. From then on, by executing the learning steps stored in this memory, the wait time due to feedback is eliminated, and rapid changes in engine load and engine speed are followed quickly, so that exhaust gas emissions and fuel consumption are reduced. Can be improved.
[0040]
The operation in the flowchart of FIG. 4 is as follows.
Step S101: It is determined whether the engine is operating or stopped.
[0041]
Step S102: A fuel control valve opening calculation and setting operation program is executed. The fuel control valve opening is calculated on the basis of the engine speed and the throttle opening at this time, and the stepping motor is driven based on this, and the opening of the fuel control valve is set to the calculated value.
[0042]
Step S103: A misfire control program is executed when the difference between the engine speed and the target engine speed becomes equal to or less than a predetermined value after the engine is started. In this misfire control program, the following processing is executed.
[0043]
(1) Decrease the fuel control valve by a predetermined minute amount from the detected value.
[0044]
(2) The presence or absence of misfire is determined based on the exhaust pipe pressure detected by the exhaust pressure sensor.
[0045]
(3) If there is no misfire, the process of (1) is continued, and if there is a misfire, proceed to the next (4).
[0046]
(4) Increase the fuel control valve by another predetermined minute amount.
[0047]
(5) After the minute amount of fuel is increased, the presence or absence of misfire is determined based on the exhaust pipe pressure detected by the exhaust pressure sensor.
[0048]
(6) If there is a misfire, continue the process of (4) and increase the fuel by a minute amount. If there is no misfire, the process proceeds to the next step S104, and the data map of the fuel control valve opening is rewritten.
[0049]
Step S104: This step is executed under the following conditions.
[0050]
(A) The data map uses the engine speed and the throttle opening as axes.
[0051]
(B) Fuel control valve opening data capable of predetermined lean combustion is set in advance for all component data on the matrix at the time of factory shipment.
[0052]
(C) Similarly, it has a flag map for data management (the same size as the data map and the initial value is 0).
[0053]
The operation in this step is subsequent to the above item (6).
[0054]
(7) The fuel control valve opening data map data is rewritten to the opening data of (4). At this time, the difference S between the opening degree data before the rewriting and the rewriting value is calculated and stored in the memory.
[0055]
(8) The flag corresponding to the data map rewritten in (7) is set to 1 on the flag map. Thereafter, when the flag map is 1, the corresponding data on the data map is not rewritten.
[0056]
{Circle around (9)} The data on the data map corresponding to the point where the flag is 0 is rewritten to a value obtained by uniformly subtracting S. Here, when the value of S is negative, the fuel control valve opening increases. Therefore, even when the misfire is immediately caused by setting the opening degree data deducted by S uniformly by the operations (3) to (6), it is possible to return to the opening range where no misfire occurs. .
[0057]
FIG. 5 is a flowchart of the main program of the fuel control valve feedback control method in the gas engine of the gas filling device according to the embodiment of the present invention.
When the operation is started, first, initial setting of each valve and actuator is performed (step S1). It is determined whether or not the engine has started (step S2). When the start is completed, the target engine speed is calculated (step S3).
[0058]
Subsequently, a misfire determination program is executed (step S4). This is a misfire monitoring program that is always performed during engine operation, apart from misfire control by fuel control valve feedback control, which will be described later.
[0059]
Next, the throttle opening for obtaining the target engine speed calculated in step S3 is calculated, and the throttle valve 23 (FIG. 1) is feedback-controlled (step S5). Next, whether or not feedback control of the fuel control valve 29 (FIG. 1) described later according to the present invention is being performed is determined based on the presence or absence of a feedback control flag (step S6). If not, the opening degree of the fuel control valve is calculated on the basis of a map (base map described later) and set as a target value for feedback control (step S7).
[0060]
Next, a misfire control program for rewriting the base map by learning is performed as described later (step S8). When the misfire determination is completed, it is determined whether or not there is an engine stop command (step S9). If the engine is not stopped, the routine from step S2 is repeated. If the engine is stopped, the devices are stopped in a predetermined order. The engine stop program to be executed is executed (step S10).
[0061]
FIG. 6 is a flowchart of the fuel control valve feedback control for diluting the fuel for the NOx countermeasure by the learning program.
When a subroutine called from the main routine every unit time is started, first, the current position in the map and the surface-complemented value are calculated from the detected data of the throttle valve opening and the engine speed (step S11). At this time, the calculation is performed using both the base map of the fuel control valve and the rewritten map by learning. This value is compared with the value of the previous cycle (step S12). If the difference is larger than the predetermined value, the FB execution flag is turned off and both timer A and timer B described later are turned off without performing fine step-by-step lean control by feedback (FB) control described later (step S22). .
[0062]
If the difference is less than or equal to a predetermined value, it is determined whether or not to execute the FB control from the detection data of the cooling water temperature and the operating state (step S13). For example, if the engine is warming up, the FB control is not executed. Next, it is checked whether the FB control is actually started (step S14). If not started, a one-step lean operation is immediately performed to establish an execution flag. If the FB is being executed, it is determined whether or not the lean operation is currently being performed (step S15).
[0063]
If the lean operation is not in progress, it is determined that a later-described stabilization waiting time is in progress, and the process proceeds to step S23 to determine whether or not the stabilization time has expired based on whether or not a later-described timer B set time has been reached. If the timer set time has not been reached, the routine is repeated until it reaches. When the timer set time is reached and the stabilization time is over, map rewriting processing is performed (step S24).
[0064]
When the lean operation is being performed in step S15, a misfire determination program is executed (step S16). In this misfire determination program, misfire is detected (step S17). This misfire determination is performed, for example, by analyzing a detection waveform from an engine exhaust pressure sensor.
[0065]
If no misfire is detected, it is checked whether the lean time has elapsed (step S18). This lean time check is judged by whether or not the set time of the timer A set in the subsequent lean process (step S19) has been reached. When the lean time has elapsed, the fuel control valve is set to one step lean (step S19). At the same time, the timer A is set to a predetermined lean time. Subsequently, an FB execution flag is set to indicate that the FB is being executed (step S20).
[0066]
Next, it is checked whether the number of steps after leaning is greater than the value of the second map (whether it is leaner than the second map) (step S21). If so, the routine is repeated and the fuel control valve is gradually leaned one step at a time. When the value of the second map is reached without leaning by one step and misfiring, a stabilization time process is performed (step S27). In this stabilization time process, the timer B is set to a predetermined stabilization time and the stabilization process starts.
[0067]
When this stabilization time is over, it is determined that the stabilization time is awaited in step S15, and after the set time by the timer B is over, the value of the base map is rewritten with the value of the second map that has been confirmed not to misfire.
[0068]
On the other hand, if a misfire is detected in the middle of leaning step by step, in step S17 described above, the enrichment operation is immediately performed and the fuel is enriched by a predetermined N steps. This is to recover misfire. This enrichment amount is calculated based on the enrichment map (step S25). After calculating the enrichment amount, it is determined whether the value is below the base map (lean side) (step S26). If it is larger than the base map, the current FB control is invalidated and the FB execution flag is lowered (step S28). This is to avoid rewriting to the rich side of the base map that is known not to misfire.
[0069]
Subsequently, the gas flow control valve opening value corresponding to the map value is returned to the base map value, and a permanent flag is set to the map value (step S29). As a result, when the control is performed in the driving state at this map position thereafter, the fuel control is immediately performed based on the original base map in which the permanent flag is set without performing rewriting by learning for leaning.
[0070]
If the calculated value is equal to or less than the base map in step S26, the stabilization time is set and the stable control mode is entered (step S27). This stabilization time is held for a predetermined time by starting the timer B. When the stabilization time ends, this is determined in step S23 described above, and the base map is rewritten with a misfire value (or a value on the rich side by N steps from the misfire value).
[0071]
In this rewriting process, not only the map position but the entire map area is rewritten by the number of steps lower than the base map at the map position being controlled. In this case, when the second map is reached when the number of rewriting steps is lowered to the lean side at another position, the value is rewritten to the value of the second map without being lowered below the second map at that position.
[0072]
Further, the original base map is stored as it is, and a rewrite map is prepared, and learned values are sequentially written in the rewrite map and used as a new base map.
[0073]
FIG. 7 is a flowchart of the map rewriting process. This is the flow of the map rewriting step S24 of FIG.
First, as in step S11 of FIG. 6 described above, the current map position is calculated from the engine speed and the throttle opening (step S30). A permanent flag is set at the current position (step S31). Next, the current fuel control valve opening is subtracted from the base map calculation value, and the value is set as an offset value (step S32).
[0074]
In step S33, when the entire rewrite map is rewritten, a rewrite counter is prepared and this counter is cleared. The map coordinates in this counter are (x, y), and are initialized to (0, 0) in this process.
[0075]
In step S34, it is checked whether a permanent flag is set in the rewrite map of (x, y) coordinates. If there is a permanent flag, the data at this coordinate position is not rewritten.
In step S35, it is checked whether or not an out-of-target flag that is a region not subjected to feedback control is set in the rewrite map of the (x, y) coordinates. If there is an out-of-target flag, the data at this coordinate position is not rewritten.
In step S36, the offset value is subtracted from the base map value of the (x, y) coordinate. It is checked whether the subtracted value is greater than or equal to the second map value of (x, y) coordinates (step S37).
[0076]
If the offset subtraction value is greater than or equal to the second map value (richer than the second map value), the offset subtraction value is written into the (x, y) coordinates of the rewrite map (step S38).
[0077]
On the other hand, if the offset subtraction value is less than the second map value (lean side from the second map value), the rewritten map value at the (x, y) coordinate is rewritten to the second map value. (Step S39).
When the number of map counters reaches the total number of maps, the rewriting work is finished (step S40).
[0078]
FIG. 8 is a flowchart of misfire determination.
First, the current map position is calculated from the engine speed and throttle opening data (step S41).
[0079]
Next, in step S42, cylinder discrimination processing is performed. This cylinder discrimination process is performed to discriminate the misfire state for each cylinder. As will be described later, this cylinder discrimination is performed based on a pulsar signal from the camshaft sensor and a pulse signal corresponding to the crank angle from the crank angle sensor.
[0080]
In step S43, the waveform data from the exhaust pressure sensor is taken and the area of the waveform between the predetermined crank angles t1 and t2 is calculated.
In step S44, it is checked whether the waveform area is equal to or smaller than a predetermined value. This predetermined value is for checking the abnormality of the sensor. For example, it is set to a value that is small enough to exceed the amount of area reduction due to misfire.
[0081]
If the waveform area is equal to or smaller than the predetermined value, a timer or a cycle number counter is set in step S45.
In step S46, it is checked whether waveform data equal to or smaller than a predetermined value of the same small area is input during a predetermined time by the timer or a predetermined number of times by the counter. After the predetermined time has passed or the predetermined number of times has been detected, if the exhaust pressure waveform area is not more than the predetermined value, it is determined that the exhaust pressure sensor is abnormal, and a warning display of the exhaust pressure sensor abnormality is displayed (step S47).
[0082]
Subsequently, an emergency operation flag is set in step S48, and the engine is driven with the fuel control valve fixed to the original base map operation program without FB control (step S49).
[0083]
If the area value is not less than the predetermined value in step S44 and there is no abnormality in the sensor, the area moving average value of the waveform from the exhaust pressure sensor at the crank angles t1 to t2 is calculated for each cylinder (step S50).
[0084]
In step S51, the ratio R of the waveform area of the exhaust pressure sensor to the cylinder moving average area is calculated.
In step S52, it is checked whether the ratio R to the average value of each waveform area data is equal to or less than the reference value. This reference value varies depending on the operation region, and misfire is determined for each cylinder based on this reference value. If no misfire has occurred, in step S53, the current waveform data is added and the waveform moving average value of the cylinder-specific exhaust pressure sensor is rewritten.
[0085]
If the waveform area ratio R is equal to or less than the reference value, it is determined in step S54 that misfire has occurred. This misfire determination is performed for each cylinder.
[0086]
Step S55 checks the number of cylinders that misfired. For example, if two or more of the four cylinders misfire, it is determined that the engine is abnormal and the engine is forcibly stopped (step S59). Thereafter, an engine abnormality is displayed (step S60).
[0087]
If the number of misfire cylinders is one, it is checked in step S56 whether the FB control operation is in progress. If the FB control is being performed, the process returns to the routine of the misfire detection step S17 after the aforementioned misfire determination program (step S16) of FIG.
[0088]
If the number of misfire cylinders is one and the FB operation is not in progress, an emergency flag is set in step S57. Subsequently, in step S58, misfire recovery control operation is performed. This is performed, for example, by enriching the opening map of the fuel control valve or changing the ignition timing of the misfire cylinder.
[0089]
FIG. 9 is an explanatory diagram of an engine operation region according to the throttle opening and the engine speed.
In order to obtain an optimum operating state in the entire engine operating region, it is desirable to change the fuel control method according to the operating region. For example, in the region I on the low load side where the throttle opening is small, leaning is suppressed to ensure stable combustion. In the middle region II, priority is given to measures against exhaust gas or combustion efficiency, and fuel control valve feedback control for misfire determination is performed. In the high load region III, fuel control valve feedback control is not performed to ensure output.
[0090]
In the present invention, the second map is provided together with the base map of the fuel control valve opening, and the base map is rewritten while making the fuel lean by learning.
[0091]
Table 1 shows an example of a second map setting method in consideration of the operation characteristics required according to such an operation region.
[0092]
[Table 1]
Figure 0004237350
[0093]
In this second map, priority is given to drivability in a region where the throttle opening is low (A region), and exhaust gas (NOx) reduction is prioritized (B region) or operation efficiency is prioritized (D region) at an intermediate opening. At high opening, priority is given to securing output (C region).
[0094]
FIGS. 10A and 10B are graphs showing data examples of the cylinder discrimination waveform and the misfire discrimination waveform.
As shown in FIG. 10A, a pulsar signal a from a pulsar coil that detects the rotation of the camshaft is input every two rotations (720 degrees) of the crankshaft. A crank angle pulse signal b from the crank angle sensor is input in synchronization with the pulsar signal a. This crank angle signal is output every time when each tooth of a ring gear having 120 teeth is detected, for example, becomes 240 pulse signals in two rotations where a pulsar signal is obtained, and every three crank angles. One pulse is input. The detection position of this pulsar signal is set to BTDC 90 degrees for the # 1 cylinder, for example. Thus, for example, in a four-cylinder engine that is ignited in the order of # 1 → # 3 → # 4 → # 2, for example, the crank from the detection position of the pulsar signal for each of the four cylinders whose exhaust pressure is detected every 90 degrees. The cylinder number is determined by the angle.
[0095]
Since the combustion conditions of each cylinder are slightly different, the exhaust pressure waveform of each cylinder is also different. In the present invention, by determining the cylinder and determining misfire for each cylinder in this way, it is possible to perform optimum feedback control corresponding to the exhaust pressure waveform of each cylinder.
[0096]
FIG. 10B shows exhaust pressure detection data for four cylinders. A solid line graph c is a normal exhaust pressure waveform, and a dotted line graph d is a misfire exhaust pressure waveform. From such waveform detection data, the area of the waveform is calculated for each cylinder, and misfire is determined based on this waveform area. In this case, the integration start crank angle t1 and the integration end crank angle t2 after compression top dead center are set in the waveform data of each cylinder.
[0097]
A predetermined cylinder is ignited at a predetermined crank angle, and exhaust gas reaches an exhaust pressure sensor part in the middle of the exhaust pipe through an explosion and exhaust stroke. In consideration of the crank angle until the exhaust gas reaches (depending on the engine speed), t1 and t2 are set for each cylinder corresponding to the ignition timing for each cylinder so that the exhaust pressure data can be taken in across the peak of the exhaust pressure waveform. It is decided.
[0098]
The waveform area between the crank angles t1 and t2 is calculated for each cylinder, and this is compared with the moving average value of the immediately preceding predetermined cycle. The ratio R with respect to the average value of the waveform area is compared with the reference value stored in the map to determine misfire. This reference value differs for each map coordinate corresponding to the driving region.
[0099]
FIG. 11 is a three-dimensional view showing a map of reference values for misfire determination.
As shown in the figure, the misfire determination criterion (%) is varied depending on the map coordinate position corresponding to the throttle opening and the engine speed. In this example, the misfire determination criterion is low on the high rotation and high throttle opening side, and the reference is high on the low rotation and low throttle opening side. Therefore, on the high rotation and high load side, the exhaust pressure waveform area described above is greatly reduced compared to the average value, and for example, in a high load region of 2000 rpm or more, the ratio R is not determined to be less than 20%. Will continue. On the other hand, on the low rotation and low load side, when the ratio R of the exhaust pressure waveform area becomes 30 to 40%, it is determined that misfire has occurred and leaning is stopped.
[0100]
In this way, by changing the misfire determination criterion according to the operation region, an optimal operation state can be obtained over the entire operation region in combination with the formation of the second map according to the desired priority characteristic for each operation region. It is done.
[0101]
Instead of obtaining a ratio R to the average value of the exhaust pressure waveform area and comparing it with a reference value, a difference between the exhaust pressure waveform area and the average value is obtained and this difference is determined in advance as a predetermined reference value. Misfire may be determined by comparing with (this reference value also varies depending on the operation region).
[0102]
In the present embodiment, the fuel gas that has passed through the fuel control valve 29 is mixed with air in the mixer 24, and after the flow rate of the mixer is adjusted in the mixer 24, the fuel gas is sucked into the engine 4. For this reason, the air-fuel ratio is controlled by adjusting the amount of fuel gas by the fuel control valve 29. Therefore, in the case of a multi-cylinder engine, the misfire recovery of the misfire cylinder as a result of the misfire determination for each cylinder can be effectively achieved by combining the ignition timing control for each individual cylinder in addition to the air-fuel ratio control.
[0103]
In addition, a mixer is arranged in each distribution pipe to each cylinder of the intake manifold, and fuel gas is guided to each of the mixers via a separate fuel control valve, and intake air is introduced upstream of the internal distribution pipe of the intake manifold. When a throttle valve that controls the amount is installed, the misfire recovery of the misfire cylinder as a result of the misfire determination for each cylinder can be achieved by finely adjusting the opening degree of the fuel control valve corresponding to the misfire cylinder. It is. In this case, ignition timing control for each individual cylinder may be combined.
[0104]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, since the rotation speed of the gas engine or the compressor is controlled according to the pressure of the gas tank on the compressor discharge side, the output control of the gas engine is performed with the optimum efficiency according to the pressure. be able to.
[0105]
In addition, as a base map for lean combustion control, for example, fuel supply amount data that does not cause misfire, which is known in advance, is set, and a second map that is set leaner than the base map is provided. The fuel is gradually leaned until misfire, and if the fuel supply amount at the time of misfire or the second map is reached before the misfire, the base map is rewritten with the fuel supply amount of the second map. As a result, a map based on the combination of the misfire limit and the second map is formed by learning, and the fuel control map can be formed by taking into account the second map that provides the preset desired characteristics with respect to the misfire limit map. Such misfire learning control can quickly follow rapid changes in engine load and engine speed, achieve optimal lean combustion according to the operating state, and can effectively reduce NOx and improve fuel efficiency. .
[0106]
In this case, the second map is set so as to give priority to the different operating characteristics for each map formation region corresponding to the engine speed and the throttle opening, and to obtain the leanest fuel supply amount that can obtain the operating characteristics. For example, in this second map, fuel supply amount data that matches the operating characteristics required in each operating region corresponding to the engine speed and throttle opening is set, so that operation within the misfire limit range is possible. Fuel control is performed with optimum operation characteristics according to the region.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a gas filling apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the filling pressure of the gas filling device of FIG. 1 and the engine speed.
FIG. 3 is a configuration diagram of a control system of the gas filling device in FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart of an operation control program for a fuel control valve according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart of a main program of the fuel control method of the present invention.
6 is a flowchart of a learning program in the flowchart of FIG.
7 is a flowchart of a rewrite program in the flowchart of FIG.
FIG. 8 is a flowchart of a misfire determination program according to the present invention.
FIG. 9 is a graph of an engine operating region.
FIG. 10 is a graph of waveform data for cylinder discrimination and misfire determination.
FIG. 11 is a three-dimensional view showing a map of misfire determination criteria.
[Explanation of symbols]
1: gas filling device, 2: gas inlet, 3: casing, 4: engine,
5: Compressor, 6: Gas cooler, 8: Exhaust port, 10: Main ventilation fan,
13: Crankshaft, 21: Air cleaner, 23: Throttle valve,
24: mixer, 25: throttle valve opening / closing drive motor,
26: piping for fuel gas supply, 28: pressure reducing adjustment valve,
29: Fuel gas flow rate control valve (fuel control valve), 34: Radiator,
35: Cooling water pump, 42: Compressor outlet pipe, 43: Gas supply source valve,
44: Total gas flow meter, 45: Check valve, 46: Dehumidifier
48: first pressure sensor, 51: filling coupler socket,
52: Sensor for checking filling hose connection, 54: Oil filter,
55: Second pressure sensor, 56: Blowdown valve,
57: blowdown tank, 58: relief valve, 59: discharge port,
61: heating device, 63: air heating pipe, 64: suction pipe,
65: Air cleaner, 71: Control device, 72: Operation changeover switch,
73: 1st temperature sensor, 74: 2nd temperature sensor,
75: Third temperature sensor, 76: Fourth temperature sensor,
77: Fifth temperature sensor, 78: Gas leak detector,
80: throttle valve opening sensor, 82: memory, 110: one-way clutch,
111: Fan drive shaft, 112: Transmission, 113: Rotating machine,
114: pulley

Claims (4)

燃料用ガスを圧縮してガスタンクに充填する圧縮機と、この圧縮機を駆動するガスエンジンとを備えたガス充填機におけるガスエンジンの希薄燃焼制御方法において、
前記圧縮機からガスタンクに送られるガス圧力を検出し、これに基づいて前記ガスエンジンまたは前記圧縮機の回転数を制御するとともに、
予め設定したエンジン回転数とスロットル開度に基づくマップを用い、
前記マップは、ベースマップと、このベースマップよりリーン側に燃料供給量を設定した第2マップとを有し、
前記ベースマップにより制御された燃料供給中に、失火を判定しながら燃料を徐々にリーン化し、
失火または第2マップに達した時点でリーン化を停止してその燃料供給量を学習して前記ベースマップを書き換え、この書き換えたベースマップにしたがって燃料供給量を制御することを特徴とするガス充填装置におけるガスエンジンの希薄燃焼制御方法。
In a lean combustion control method of a gas engine in a gas filling machine comprising a compressor that compresses fuel gas and fills a gas tank, and a gas engine that drives the compressor,
Detecting the gas pressure sent from the compressor to the gas tank, and controlling the rotational speed of the gas engine or the compressor based on this,
Using a map based on the preset engine speed and throttle opening,
The map has a base map and a second map in which the fuel supply amount is set on the lean side from the base map,
During fuel supply controlled by the base map, the fuel is gradually leaned while judging misfire,
Gas filling, wherein leaning is stopped when the misfire or the second map is reached, the fuel supply amount is learned, the base map is rewritten, and the fuel supply amount is controlled according to the rewritten base map A lean combustion control method for a gas engine in an apparatus.
前記第2マップは、エンジン回転数とスロットル開度に応じたマップ形成領域ごとに異なる運転特性を優先させて、その運転特性が得られる最もリーン側の燃料供給量となるように設定されたことを特徴とする請求項1に記載のガス充填装置におけるガスエンジンの希薄燃焼制御方法。The second map is set to give the leanest fuel supply amount that gives priority to the different driving characteristics for each map formation region corresponding to the engine speed and the throttle opening, and obtains the driving characteristics. The lean combustion control method for a gas engine in the gas filling device according to claim 1. 前記ベースマップの書き換え時に、制御している領域とともに他の領域についても同じオフセット量を前記第2マップよりリッチ側の範囲で書き換えることを特徴とする請求項1または2に記載のガス充填装置におけるガスエンジンの希薄燃焼制御方法。3. The gas filling device according to claim 1, wherein when the base map is rewritten, the same offset amount is rewritten in a richer range than the second map in other regions as well as the controlled region. A lean combustion control method for a gas engine. 前記失火判定時に、1ステップずつリーン化し、失火を検出したらベースマップよりリーン側の範囲で所定ステップだけリッチ側に戻すことを特徴とする請求項1、2または3に記載のガス充填装置におけるガスエンジンの希薄燃焼制御方法。4. The gas in the gas filling device according to claim 1, wherein when the misfire is determined, lean is performed step by step, and when misfire is detected, the gas is returned to the rich side by a predetermined step within a range on the lean side from the base map. Engine lean combustion control method.
JP27468699A 1999-09-28 1999-09-28 Lean combustion control method of gas engine in gas filling device Expired - Lifetime JP4237350B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27468699A JP4237350B2 (en) 1999-09-28 1999-09-28 Lean combustion control method of gas engine in gas filling device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27468699A JP4237350B2 (en) 1999-09-28 1999-09-28 Lean combustion control method of gas engine in gas filling device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001098984A JP2001098984A (en) 2001-04-10
JP4237350B2 true JP4237350B2 (en) 2009-03-11

Family

ID=17545158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27468699A Expired - Lifetime JP4237350B2 (en) 1999-09-28 1999-09-28 Lean combustion control method of gas engine in gas filling device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4237350B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4548098B2 (en) * 2004-11-12 2010-09-22 トヨタ自動車株式会社 Automatic adapting device
JP4585369B2 (en) * 2005-04-27 2010-11-24 三菱重工業株式会社 Fuel amount control apparatus and method for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001098984A (en) 2001-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3803220B2 (en) Engine system control device with electromagnetically driven intake and exhaust valves
JP4096924B2 (en) Injection amount control device for internal combustion engine
KR100508611B1 (en) Method for warm-up of catalyst of exhaust gas treatment device
US7546199B2 (en) Shut-down control device of internal combustion engine
CN103628974A (en) Multi-staged wastegate
JP2004316544A (en) Fuel cut control device for compression ignition type internal combustion engine
JP5625815B2 (en) Engine cooling control device
JP4321261B2 (en) Engine starter
JP4237350B2 (en) Lean combustion control method of gas engine in gas filling device
JP4415509B2 (en) Control device for internal combustion engine
JPH10288063A (en) Idling control device for hybrid engine
JP4223631B2 (en) Engine abnormality judgment method for multi-cylinder engine
KR100797383B1 (en) Method, computer programme and control and/or regulation device for operating an internal combustion engine
JP2005155549A (en) Starting system of engine
JP2001012293A (en) Misfire deciding method for multicylinder engine
JP2010264817A (en) Control device of hybrid vehicle
JP4518251B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4265840B2 (en) Fuel control valve feedback control method
JP2010168924A (en) Control device of internal combustion engine
JP2002242739A (en) Control device for diesel engine
JP4534968B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2010071251A (en) Control device of engine
JP2008157208A (en) Control device of internal combustion engine
JP4058784B2 (en) Idle air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP4833822B2 (en) Control device for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20060412

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20060412

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060809

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080630

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080708

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080827

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20081216

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081218

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4237350

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121226

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131226

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term