JP4265283B2 - CNG engine fuel property control method - Google Patents

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JP4265283B2 JP2003148038A JP2003148038A JP4265283B2 JP 4265283 B2 JP4265283 B2 JP 4265283B2 JP 2003148038 A JP2003148038 A JP 2003148038A JP 2003148038 A JP2003148038 A JP 2003148038A JP 4265283 B2 JP4265283 B2 JP 4265283B2
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  • 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】
この発明は、圧縮天然ガス(CNG:Compressed Natural Gas)を燃料とするCNGエンジンの燃料性状別制御方法に関し、さらに詳しくは、燃料性状が変化しても最適な運転ができるCNGエンジンの燃料性状別制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、エネルギー対策や環境対策等の観点から、自動車用内燃機関の燃料として圧縮天然ガス(CNG)を利用するCNGエンジンの開発が盛んに行われており、当該CNGエンジンを最適に制御するための種々の技術が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、CNG燃料の主成分はメタンであるが、このCNG燃料は、その産地や産出時期、季節等によってガス成分組成にバラツキがあり、発熱量が異なることが知られている。
【0004】
したがって、CNGエンジンを同一の燃料噴射量で運転すると、燃料性状が変化する毎に燃焼状態も変化してしまい、予め想定しているエンジン性能が得られなくなってしまう虞がある。また、精度良く燃料性状を検出するセンサ(たとえば、メタンセンサ)は、未だ実用化されていない。
【0005】
このように、燃料性状が変化しても最適な運転ができるCNGエンジンの燃料性状別制御方法の提供が要請されているものの、未だ提供されていない。
【0006】
特に、燃料噴射弁が燃焼室内に設けられた筒内直噴式のCNGエンジンにあっては、燃料性状の変化により燃料噴射量を変化させる必要があるが、成層燃焼時に燃料噴射量を変化させると、他の燃焼パラメータ(たとえば、燃料噴射期間、燃料噴射時期、点火時期等)も複雑に変化させる必要があり、その制御方法の提供が望まれていた。
【0007】
なお、ガス燃料のガス組成にかかわらず最適な点火時期を確保する技術が提案されている(特許文献1参照)。すなわち、この技術は、排気マニホルドに設けられた酸素センサの出力信号に基づいて燃料噴射量を制御することにより実際の空燃比を理論空燃比に一致させる。また、排気管に設けられた空燃比センサにより実際の空燃比を検出することによって、CNG燃料のガス組成に応じて定まる理論空燃比を検出する。そして、CNG燃料の理論空燃比と最適点火時期との関係を予め求めておき、検出されたCNG燃料の理論空燃比に応じて点火時期を補正するというものである。
【0008】
また、燃料性状を判別する関連技術として、筒内圧力から燃料の燃焼速度を算出することでガソリン燃料性状を判別する技術(特許文献2参照)や、ガス燃料車両において燃料性状センサ(メタンセンサ)により燃料性状を判別し、燃料残量表示を補正する技術(特許文献3参照)等が提案されている。
【0009】
【特許文献1】
特開平10−54305号公報
【特許文献2】
特公平7−50098号公報
【特許文献3】
特許第3164336号公報
【0010】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、燃料性状が変化しても最適な燃料噴射量でCNGエンジンを運転することができ、エンジン性能を十分に発揮させることができるCNGエンジンの燃料性状別制御方法を提供することを目的とする。
【0011】
また、この発明は、燃料性状が変化しても最適な燃焼パラメータでCNGエンジンを成層燃焼運転することができ、エンジン性能を十分に発揮させることができるCNGエンジンの燃料性状別制御方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明に係るCNGエンジンの燃料性状別制御方法は、CNGエンジンの燃焼室内に設けられCNG燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃焼室の圧力を検出する筒内圧センサと、を備えたCNGエンジンの燃料性状別制御方法であって、予め複数の成層マップエリアを備え、CNG燃料を貯蔵するCNG燃料ボンベに新たにCNG燃料が充填された場合には、所定の性状判断運転条件にあるときの筒内圧力に基づいて燃料性状を判別し、前記燃料性状判別後にCNGエンジンが成層リーンバーン運転領域でない場合には、当該燃料性状毎に燃料量補正係数を求めて燃料噴射量を補正し、前記燃料性状判別後にCNGエンジンが成層リーンバーン運転領域にある場合には、その燃料性状に基づいて対応する前記成層マップエリアを選択し、当該成層マップエリア毎の各燃焼パラメータのデータを用いて運転することを特徴とするものである。
【0013】
したがって、この発明によれば、燃料性状が変化しても最適な燃料噴射量でCNGエンジンを運転することができ、エンジン性能を十分に発揮させることができる。
【0015】
また、この発明によれば、燃料性状が変化しても最適な燃焼パラメータでCNGエンジンを成層燃焼運転することができ、エンジン性能を十分に発揮させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係るCNGエンジンの燃料性状別制御方法の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を筒内直噴式のCNGエンジンに適用し、1つの気筒を図示して説明するが、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【0017】
参考例.
図1は、参考例に係るCNGエンジンの概略構成を示す断面図である。図1に示すように、CNGエンジン10は、後述するインジェクタ(燃料噴射弁)23によってCNG燃料を燃焼室10aに直接噴射する直噴式であり、成層リーンバーン運転領域を有するように構成されている。燃焼室10aは、シリンダボア11とシリンダヘッド13とシリンダボア11内に往復動自在に配設されたピストン12とによって構成されている。
【0018】
この燃焼室10aのほぼ中央には、点火プラグ14が配設されている。また、燃焼室10aを臨む吸気ポート15には吸気弁16が配設され、燃焼室10aを臨む排気ポート18には排気弁20が配設されている。また、燃焼室10aの吸気弁16近傍には、CNG燃料を燃焼室10aに直接噴射するインジェクタ23が配設されている。燃焼室10aの排気弁20近傍には、燃焼室10a内の圧力を検出する筒内圧センサ25が配設されている。
【0019】
なお、CNGエンジン10は、図示しない排気ガス再循環装置(EGR装置)や、可変バルブタイミング機構(VVT)等を備えるとともに、通常の直噴式のガソリンエンジンが備えるその他の基本構成装置を備えている。
【0020】
このようにCNGエンジン10は、基本的には通常の直噴式のガソリンエンジンと同様の構成となっているが、CNG燃料を供給できるようにするために、燃料供給系統の構成が当該ガソリンエンジンの場合と異なっている。この燃料供給系統は、図示例を省略するが、以下のような構成となっている。
【0021】
すなわち、CNG燃料を貯蔵するためのCNG燃料ボンベは、CNG燃料を高圧(たとえば、最大20MPa)状態で貯蔵できるように構成され、内部の圧力を検出するための圧力センサや、内部の温度を検出するための温度センサを備えている。このCNG燃料ボンベとCNGエンジン10のデリバリパイプとは、燃料供給パイプによって接続されている。
【0022】
このデリバリパイプは、上記燃料供給パイプで圧送されてきたCNG燃料を各インジェクタ23に分配するためのものであり、当該デリバリパイプ内の圧力を検出する圧力センサや、温度を検出する温度センサを備えている。また、上記燃料供給パイプには、上記CNG燃料ボンベから圧送されてくるCNG燃料を所定圧力に調節する高圧レギュレータが設けられている。また、CNG燃料ボンベへの燃料充填口には、当該充填口の開閉状態を検出する充填口開閉センサが設けられている。
【0023】
なお、上記CNGエンジン10、点火プラグ14、吸気弁16、排気弁20、インジェクタ23や、図示しない高圧レギュレータ、CNG燃料ボンベの遮断弁、排気ガス再循環装置(EGR装置)のEGR弁、可変バルブタイミング機構(VVT)等は、圧力センサや温度センサ、筒内圧センサ25等の各種センサ情報に基づいて、図示しない電子制御ユニット(ECU)によって制御されている。
【0024】
また、上記燃料充填口の開閉状態は、上記充填口開閉センサによって検出され、その検出信号は上記電子制御ユニット(ECU)によってモニターされている。
【0025】
2は、CNGエンジン10の燃料性状別制御方法を示すフローチャートであり、図3は、指定した運転条件における燃料性状毎の筒内圧力と燃料量補正係数の一例を示すマップ図である。
【0026】
図2に示すように、先ず、CNG燃料ボンベ(図示せず)にCNG燃料が新たに充填されたか否かを判別する(ステップS10)。新たな燃料充填によって、上記CNG燃料ボンベ内の燃料性状(ガス組成)が変化するからである。この燃料充填の有無は、イグニションオフの信号と上記充填口開閉センサ(図示せず)からの信号、およびCNG燃料ボンベ内の圧力信号とから判別される。すなわち、イグニションオフ前のCNG燃料ボンベ内の圧力と、イグニションがオフにされて燃料充填口が開閉され、かつイグニションが再度オンになった後の当該ボンベ内圧力とを比較する。イグニションオフ前のCNG燃料ボンベ内圧力よりも、再度イグニションオン後の当該ボンベ内圧力が高くなれば、CNG燃料が新たに充填されたと判断できる。
【0027】
CNG燃料が新たに充填されたならば(ステップS10肯定)、燃料性状が変化したと判断して、CNGエンジン10が燃料性状判断を行うべき所定の運転条件にあるか否かを判断する(ステップS11)。この所定の運転条件とは、一般的走行レベルで必ず走る運転領域であり、予め指定されたものである。
【0028】
また、図3に示すように、予め上記運転条件毎に筒内圧力(たとえば、筒内圧力の最大値Pmax)マップを備えている。すなわち、各運転条件(運転条件1,2,・・・)毎に各燃料性状(燃料A,B,C,・・・・)に対応した筒内圧力Pmaxと燃料量補正係数とを予め準備してある。
【0029】
この燃料性状判断を行うべき所定の運転条件にある場合には(ステップS11肯定)、このような筒内圧力Pmaxのマップ(図3参照)を用いることにより、その運転条件と、当該運転条件での筒内圧力Pmaxの測定値(筒内圧センサ25による測定値)とによって燃料性状を判別する(ステップS12)。
【0030】
そして、この燃料性状に対応する燃料量補正係数を求め、この燃料量補正係数を用いることで最適な燃料噴射量を算出し(ステップS13)、当該最適燃料噴射量でCNGエンジン10を運転する(ステップS14)。なお、種々の燃料性状が混在しているときには、上記マップから補間して求めればよい。
【0031】
また、CNG燃料が新たに充填されていないならば(ステップS10否定)、燃料性状は変化していないと判断できるので、現状の運転条件における燃料噴射量で運転すればよい(ステップS14)。また、CNG燃料が新たに充填されても、燃料性状判断を行うべき所定の運転条件にない場合には、燃料性状の判別は行わず、当該運転条件になるまで待機する(ステップS10肯定、ステップS11否定、ステップS12)。
【0032】
以上のように、この参考例に係るCNGエンジン10の燃料性状別制御方法によれば、CNG燃料ボンベに新たにCNG燃料が充填された場合には、所定の性状判断運転条件にあるときの筒内圧力に基づいて燃料性状を判別し、当該燃料性状毎に燃料量補正係数を求めて燃料噴射量を補正することができるので、燃料性状が変化しても最適な燃料噴射量でCNGエンジン10を運転することができ、エンジン性能を十分に発揮させることができる。
【0033】
なお、多気筒エンジンについては、この発明を各気筒に適用することができる。
【0034】
実施の形態
図4は、この発明の実施の形態に係るCNGエンジン10の燃料性状別制御方法を示すフローチャートであり、図5は、燃料性状に対応する成層マップエリアの一例を示すマップ図であり、図6は、成層マップエリア毎の各燃焼パラメータのデータの一例を示すマップ図である。
【0035】
本実施の形態は、上記参考例に示した制御(図2におけるステップS10〜ステップS12)に加え、燃料性状判別後にCNGエンジン10が成層リーンバーン運転領域にある場合には、その燃料性状に基づいて対応する成層マップエリア(図5参照)を選択し、当該成層マップエリア毎の各燃焼パラメータのデータ(図6参照)を用いて運転することを特徴とするものである。
【0036】
すなわち、図4に示すように、先ず、CNG燃料ボンベ(図示せず)にCNG燃料が新たに充填されたか否かを判別する(ステップS20)。CNG燃料が新たに充填されたならば(ステップS20肯定)、燃料性状が変化したと判断して、CNGエンジン10が燃料性状判断を行うべき所定の運転条件にあるか否かを判断する(ステップS21)。この所定の運転条件とは、一般的走行レベルで必ず走る運転領域であり、予め指定されたものである。
【0037】
この燃料性状判断を行うべき所定の運転条件にある場合には(ステップS21肯定)、筒内圧力Pmaxのマップ(上記参考例で示した図3参照)を用いることにより、その運転条件と、当該運転条件での筒内圧力Pmaxの測定値(筒内圧センサ25による測定値)とによって燃料性状を判別する(ステップS22)。
【0038】
つぎに、CNGエンジン10が成層リーンバーン運転領域にあるか否かを判断する(ステップS23)。成層リーンバーン運転領域では、種々の燃焼パラメータ、たとえば、燃料噴射期間、燃料噴射時期、点火時期、EGR弁開度、スロットル開度、可変バルブタイミング機構によるバルブ開閉タイミング等を同時に制御する必要があり、均質燃焼時とは異なる制御をする必要があるからである。
【0039】
成層リーンバーン運転領域にある場合には(ステップS23肯定)、ステップS22において判別された燃料性状に基づいて、これに対応する成層マップエリア(図5参照)を選択する。すなわち、図5に示すように、たとえば燃料性状がAの場合には、成層マップエリア1を選択する。
【0040】
そして、図6に示すように、たとえば、選択された成層マップエリア1には、さらに上記燃焼パラメータである▲1▼燃料噴射期間、▲2▼燃料噴射時期、▲3▼点火時期、▲4▼EGR弁開度等毎にそれぞれマップが用意されている。
【0041】
この燃料噴射期間に係るマップでは、たとえば、CNGエンジン10の回転数と1ストローク当たりの燃料量に対応する最適な噴射期間が設定されている。燃料噴射時期、点火時期、EGR弁開度等についても同様に、最適値が設定されたマップが用意されている。他の成層マップエリア(2,3,4・・・)についても、上記と同様に最適なマップが用意されている。
【0042】
このように、燃料性状毎に予め成層マップエリア(図5参照)が用意され、燃料性状によって選択されたこの成層マップエリアには、さらに燃焼パラメータ毎のマップ(図6参照)が用意されているので、これらのマップを用いて制御することで、その燃料性状に最適な成層燃焼を実現することができる(ステップS24)。
【0043】
一方、成層リーンバーン運転領域でない場合(ステップS23否定)、すなわち、均質燃焼の運転領域である場合には、筒内圧力Pmaxのマップ(上記参考例で示した図3参照)から燃料量補正係数を求め、この燃料量補正係数を用いることで最適な燃料噴射量を算出し、当該最適燃料噴射量でCNGエンジン10を運転する(ステップS25)。
【0044】
なお、CNG燃料が新たに充填されていないならば(ステップS20否定)、燃料性状は変化していないと判断できるので、現状の運転条件における燃料噴射量で運転すればよい(ステップS26)。
【0045】
以上のように、この実施の形態に係るCNGエンジン10の燃料性状別制御方法によれば、予め複数の成層マップエリアを備え、燃料性状判別後にCNGエンジン10が成層リーンバーン運転領域にある場合には、その燃料性状に基づいて対応する成層マップエリアを選択し、当該成層マップエリア毎の各燃焼パラメータのデータを用いて運転するので、燃料性状が変化しても最適な燃焼パラメータで成層燃焼運転をすることができ、エンジン性能を十分に発揮させることができる。
【0046】
また、均質燃焼運転時には、筒内圧力Pmaxのマップから燃料量補正係数を求め、この燃料量補正係数を用いることで最適な燃料噴射量を算出し、当該最適燃料噴射量でCNGエンジン10を運転することができ、エンジン性能を十分に発揮させることができる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るCNGエンジンの燃料性状別制御方法によれば、CNG燃料ボンベに新たにCNG燃料が充填された場合には、所定の性状判断運転条件にあるときの筒内圧力に基づいて燃料性状を判別し、当該燃料性状毎に燃料量補正係数を求めて燃料噴射量を補正するので、燃料性状が変化しても最適な燃料噴射量でCNGエンジンを運転することができ、エンジン性能を十分に発揮させることができる。
【0048】
また、この発明に係るCNGエンジンの燃料性状別制御方法によれば、前記燃料性状判別後にCNGエンジンが成層リーンバーン運転領域にある場合には、その燃料性状に基づいて対応する成層マップエリアを選択し、当該成層マップエリア毎の各燃焼パラメータのデータを用いて運転するので、燃料性状が変化しても最適な燃焼パラメータでCNGエンジンを成層燃焼運転することができ、エンジン性能を十分に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例に係るCNGエンジンの概略構成を示す断面図である。
【図2】 CNGエンジンの燃料性状別制御方法を示すフローチャートである。
【図3】 指定した運転条件における燃料性状毎の筒内圧力と燃料量補正係数の一例を示すマップ図である。
【図4】 この発明の実施の形態に係るCNGエンジンの燃料性状別制御方法を示すフローチャートである。
【図5】 燃料性状に対応する成層マップエリアの一例を示すマップ図である。
【図6】 成層マップエリア毎の各燃焼パラメータのデータの一例を示すマップ図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel property control method for a CNG engine using compressed natural gas (CNG) as fuel, and more particularly, to a fuel property of a CNG engine that can be operated optimally even if the fuel property changes. It relates to a control method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, CNG engines that use compressed natural gas (CNG) as fuel for internal combustion engines for automobiles have been actively developed from the viewpoint of energy measures and environmental measures, etc., for optimal control of the CNG engines. Various techniques have been proposed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, although the main component of CNG fuel is methane, it is known that this CNG fuel has a variation in gas component composition depending on its production area, production time, season, etc., and its calorific value is different.
[0004]
Therefore, if the CNG engine is operated with the same fuel injection amount, the combustion state also changes every time the fuel property changes, and the engine performance assumed in advance may not be obtained. In addition, a sensor (for example, a methane sensor) that accurately detects fuel properties has not been put into practical use.
[0005]
As described above, although there is a demand for providing a fuel property control method for a CNG engine capable of optimal operation even when the fuel property changes, it has not been provided yet.
[0006]
In particular, in a direct injection type CNG engine in which a fuel injection valve is provided in the combustion chamber, it is necessary to change the fuel injection amount due to a change in fuel properties, but if the fuel injection amount is changed during stratified combustion, Other combustion parameters (for example, fuel injection period, fuel injection timing, ignition timing, etc.) need to be changed in a complicated manner, and it has been desired to provide a control method therefor.
[0007]
In addition, the technique which ensures optimal ignition timing irrespective of the gas composition of gaseous fuel is proposed (refer patent document 1). That is, this technique makes the actual air-fuel ratio coincide with the stoichiometric air-fuel ratio by controlling the fuel injection amount based on the output signal of the oxygen sensor provided in the exhaust manifold. Further, by detecting the actual air-fuel ratio with an air-fuel ratio sensor provided in the exhaust pipe, the stoichiometric air-fuel ratio determined according to the gas composition of the CNG fuel is detected. Then, the relationship between the theoretical air-fuel ratio of CNG fuel and the optimal ignition timing is obtained in advance, and the ignition timing is corrected according to the detected theoretical air-fuel ratio of CNG fuel.
[0008]
Further, as related technologies for determining the fuel properties, a technology for determining the gasoline fuel properties by calculating the combustion speed of the fuel from the in-cylinder pressure (see Patent Document 2), and a fuel property sensor (methane sensor) in a gas fuel vehicle A technique for discriminating fuel properties and correcting the fuel remaining amount display (see Patent Document 3) has been proposed.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 10-54305 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 7-50098 [Patent Document 3]
Japanese Patent No. 3164336 [0010]
The present invention has been made in view of the above, and it is possible to operate a CNG engine with an optimal fuel injection amount even when the fuel property changes, and to provide a CNG engine that can sufficiently exhibit engine performance. An object of the present invention is to provide a fuel property control method.
[0011]
In addition, the present invention provides a fuel property control method for a CNG engine that can perform stratified charge combustion operation with optimum combustion parameters even when the fuel property changes, and can sufficiently exhibit engine performance. For the purpose.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the fuel property-based control method for CNG engine according to the present invention comprises a fuel injection valve for injecting CNG fuel provided into the combustion chamber of the CNG engine, for detecting the pressure of the combustion chamber A fuel property control method for a CNG engine equipped with an in-cylinder pressure sensor, comprising a plurality of stratified map areas in advance, and when a CNG fuel cylinder that stores CNG fuel is newly filled with CNG fuel, The fuel property is determined based on the in-cylinder pressure when the predetermined property determining operation condition is met. After the fuel property is determined, if the CNG engine is not in the stratified lean burn operation region, a fuel amount correction coefficient is set for each fuel property. If the CNG engine is in the stratified lean burn operation region after the fuel property determination and correcting the fuel injection amount, the corresponding fuel property is determined based on the fuel property. A stratification map area is selected, and operation is performed using data of each combustion parameter for each stratification map area .
[0013]
Therefore, according to the present invention, even if the fuel property changes, the CNG engine can be operated with the optimum fuel injection amount, and the engine performance can be sufficiently exhibited.
[0015]
Further , according to the present invention, the stratified combustion operation of the CNG engine can be performed with the optimal combustion parameters even when the fuel property changes, and the engine performance can be sufficiently exhibited.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a fuel property control method for a CNG engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Although the present invention is applied to an in-cylinder direct injection CNG engine and one cylinder is illustrated and described, the present invention is not limited to this embodiment.
[0017]
Reference example.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a CNG engine according to a reference example . As shown in FIG. 1, the CNG engine 10 is a direct injection type in which CNG fuel is directly injected into a combustion chamber 10a by an injector (fuel injection valve) 23 described later, and is configured to have a stratified lean burn operation region. . The combustion chamber 10 a is configured by a cylinder bore 11, a cylinder head 13, and a piston 12 disposed in the cylinder bore 11 so as to reciprocate.
[0018]
A spark plug 14 is disposed substantially at the center of the combustion chamber 10a. An intake valve 16 is disposed at the intake port 15 facing the combustion chamber 10a, and an exhaust valve 20 is disposed at the exhaust port 18 facing the combustion chamber 10a. An injector 23 that directly injects CNG fuel into the combustion chamber 10a is disposed near the intake valve 16 in the combustion chamber 10a. An in-cylinder pressure sensor 25 that detects the pressure in the combustion chamber 10a is disposed in the vicinity of the exhaust valve 20 in the combustion chamber 10a.
[0019]
The CNG engine 10 includes an exhaust gas recirculation device (EGR device), a variable valve timing mechanism (VVT), and the like (not shown) and other basic components included in a normal direct injection gasoline engine. .
[0020]
As described above, the CNG engine 10 basically has the same configuration as that of a normal direct injection type gasoline engine. However, in order to supply CNG fuel, the configuration of the fuel supply system is the same as that of the gasoline engine. It is different from the case. This fuel supply system has the following configuration although an example of illustration is omitted.
[0021]
That is, the CNG fuel cylinder for storing the CNG fuel is configured to store the CNG fuel in a high pressure state (for example, a maximum of 20 MPa), and detects a pressure sensor for detecting the internal pressure and an internal temperature. A temperature sensor is provided. The CNG fuel cylinder and the delivery pipe of the CNG engine 10 are connected by a fuel supply pipe.
[0022]
This delivery pipe is for distributing the CNG fuel fed by the fuel supply pipe to each injector 23, and includes a pressure sensor for detecting the pressure in the delivery pipe and a temperature sensor for detecting the temperature. ing. The fuel supply pipe is provided with a high pressure regulator that adjusts the CNG fuel pumped from the CNG fuel cylinder to a predetermined pressure. In addition, a fuel filling port for the CNG fuel cylinder is provided with a filling port opening / closing sensor that detects an open / closed state of the filling port.
[0023]
The CNG engine 10, spark plug 14, intake valve 16, exhaust valve 20, injector 23, high pressure regulator (not shown), CNG fuel cylinder shut-off valve, exhaust gas recirculation device (EGR device) EGR valve, variable valve The timing mechanism (VVT) and the like are controlled by an electronic control unit (ECU) (not shown) based on various sensor information such as a pressure sensor, a temperature sensor, an in-cylinder pressure sensor 25, and the like.
[0024]
The open / close state of the fuel filling port is detected by the filling port opening / closing sensor, and the detection signal is monitored by the electronic control unit (ECU).
[0025]
FIG. 2 is a flowchart showing a fuel property control method for the CNG engine 10, and FIG. 3 is a map diagram showing an example of in-cylinder pressure and fuel amount correction coefficient for each fuel property under designated operating conditions.
[0026]
As shown in FIG. 2, first, it is determined whether or not a CNG fuel cylinder (not shown) is newly filled with CNG fuel (step S10). This is because the fuel property (gas composition) in the CNG fuel cylinder is changed by the new fuel filling. The presence / absence of fuel filling is determined from an ignition off signal, a signal from the filling port opening / closing sensor (not shown), and a pressure signal in the CNG fuel cylinder. That is, the pressure in the CNG fuel cylinder before the ignition is turned off is compared with the pressure in the cylinder after the ignition is turned off, the fuel filling port is opened and closed, and the ignition is turned on again. If the cylinder internal pressure after the ignition is turned on again becomes higher than the internal pressure of the CNG fuel cylinder before the ignition is turned off, it can be determined that the CNG fuel is newly filled.
[0027]
If the CNG fuel is newly charged (Yes at Step S10), it is determined that the fuel property has changed, and it is determined whether or not the CNG engine 10 is in a predetermined operating condition for performing the fuel property determination (Step S10). S11). The predetermined operating condition is an operating region that always runs at a general driving level, and is specified in advance.
[0028]
Further, as shown in FIG. 3, a cylinder pressure (for example, maximum value Pmax of cylinder pressure) map is previously provided for each of the above operating conditions. That is, in-cylinder pressure Pmax and fuel amount correction coefficient corresponding to each fuel property (fuel A, B, C,...) Are prepared in advance for each operation condition (operating conditions 1, 2,...). It is.
[0029]
If the fuel property determination is in a predetermined operating condition (Yes in step S11), the map of the in-cylinder pressure Pmax (see FIG. 3) is used to determine the operating condition and the operating condition. The fuel property is determined based on the measured value of the in-cylinder pressure Pmax (measured value by the in-cylinder pressure sensor 25) (step S12).
[0030]
Then, a fuel amount correction coefficient corresponding to this fuel property is obtained, and an optimal fuel injection amount is calculated by using this fuel amount correction coefficient (step S13), and the CNG engine 10 is operated with the optimal fuel injection amount (step S13). Step S14). In addition, what is necessary is just to interpolate from the said map when various fuel properties are mixed.
[0031]
Further, if the CNG fuel is not newly charged (No at Step S10), it can be determined that the fuel property has not changed, and therefore, the fuel injection amount under the current operating conditions may be operated (Step S14). Further, even if the CNG fuel is newly charged, if the fuel property is not in the predetermined operating condition for which the fuel property is to be determined, the fuel property is not determined and the process waits until the operating condition is satisfied (Yes in step S10, step S10). S11 negative, step S12).
[0032]
As described above, according to the fuel property control method of the CNG engine 10 according to this reference example , when the CNG fuel cylinder is newly filled with CNG fuel, the cylinder when the predetermined property determination operation condition is met. The fuel property is determined based on the internal pressure, and the fuel injection amount can be corrected by obtaining the fuel amount correction coefficient for each fuel property. Therefore, even if the fuel property changes, the CNG engine 10 can be operated with the optimum fuel injection amount. Can be driven, and the engine performance can be fully exhibited.
[0033]
For a multi- cylinder engine, the present invention can be applied to each cylinder.
[0034]
Embodiment .
4 is a flowchart showing a fuel property-specific control method for the CNG engine 10 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a map diagram showing an example of a stratification map area corresponding to the fuel property. These are map figures which show an example of the data of each combustion parameter for every stratification map area.
[0035]
In the present embodiment , in addition to the control shown in the reference example (steps S10 to S12 in FIG. 2), when the CNG engine 10 is in the stratified lean burn operation region after the fuel property determination, the fuel property is based on the fuel property. A corresponding stratification map area (see FIG. 5) is selected, and operation is performed using data of each combustion parameter for each stratification map area (see FIG. 6).
[0036]
That is, as shown in FIG. 4, first, it is determined whether or not a CNG fuel cylinder (not shown) is newly filled with CNG fuel (step S20). If the CNG fuel is newly charged (Yes at Step S20), it is determined that the fuel property has changed, and it is determined whether or not the CNG engine 10 is under a predetermined operating condition for performing the fuel property determination (Step S20). S21). The predetermined operating condition is an operating region that always runs at a general driving level, and is specified in advance.
[0037]
If the fuel property determination is in a predetermined operating condition (Yes in step S21), the operating condition is determined by using the map of the in-cylinder pressure Pmax (see FIG. 3 shown in the above reference example ) The fuel property is determined based on the measured value of the in-cylinder pressure Pmax under the operating conditions (measured value by the in-cylinder pressure sensor 25) (step S22).
[0038]
Next, it is determined whether or not the CNG engine 10 is in the stratified lean burn operation region (step S23). In the stratified lean burn operation region, it is necessary to simultaneously control various combustion parameters, for example, fuel injection period, fuel injection timing, ignition timing, EGR valve opening, throttle opening, and valve opening / closing timing using a variable valve timing mechanism. This is because it is necessary to perform control different from that during homogeneous combustion.
[0039]
If it is in the stratified lean burn operation region (Yes at Step S23), the stratified map area (see FIG. 5) corresponding to this is selected based on the fuel property determined at Step S22. That is, as shown in FIG. 5, for example, when the fuel property is A, the stratification map area 1 is selected.
[0040]
As shown in FIG. 6, for example, the selected stratification map area 1 further includes the combustion parameters (1) fuel injection period, (2) fuel injection timing, (3) ignition timing, (4) A map is prepared for each EGR valve opening degree and the like.
[0041]
In the map relating to the fuel injection period, for example, an optimal injection period corresponding to the rotational speed of the CNG engine 10 and the fuel amount per stroke is set. Similarly, a map in which optimum values are set for fuel injection timing, ignition timing, EGR valve opening, and the like is prepared. As for the other stratified map areas (2, 3, 4,...), Optimum maps are prepared in the same manner as described above.
[0042]
Thus, a stratification map area (see FIG. 5) is prepared in advance for each fuel property, and a map for each combustion parameter (see FIG. 6) is further prepared in this stratification map area selected according to the fuel property. Therefore, by controlling using these maps, it is possible to realize stratified combustion that is optimal for the fuel properties (step S24).
[0043]
On the other hand, when it is not the stratified lean burn operation region (No at Step S23), that is, when it is the operation region of homogeneous combustion, the fuel amount correction coefficient is calculated from the map of the in-cylinder pressure Pmax (see FIG. 3 shown in the above reference example ). And the optimal fuel injection amount is calculated by using this fuel amount correction coefficient, and the CNG engine 10 is operated with the optimal fuel injection amount (step S25).
[0044]
If the CNG fuel is not newly charged (No at Step S20), it can be determined that the fuel property has not changed, and therefore, the fuel injection amount under the current operating conditions may be operated (Step S26).
[0045]
As described above, according to the fuel property control method for the CNG engine 10 according to the present embodiment, when a plurality of stratification map areas are provided in advance and the CNG engine 10 is in the stratified lean burn operation region after the fuel property determination. Selects the corresponding stratified map area based on its fuel properties and operates using the data of each combustion parameter for each stratified map area, so even if the fuel properties change, the stratified charge combustion operation with the optimal combustion parameters The engine performance can be fully exhibited.
[0046]
Further, at the time of homogeneous combustion operation, the fuel amount correction coefficient is obtained from the map of the in-cylinder pressure Pmax, the optimum fuel injection amount is calculated by using this fuel amount correction coefficient, and the CNG engine 10 is operated with the optimum fuel injection amount. The engine performance can be fully exhibited.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the fuel property control method for a CNG engine according to the present invention, when a CNG fuel cylinder is newly filled with CNG fuel, the in-cylinder engine is in a predetermined property determination operation condition. The fuel property is determined based on the pressure, and the fuel injection amount is corrected by obtaining the fuel amount correction coefficient for each fuel property. Therefore, even if the fuel property changes, the CNG engine can be operated with the optimum fuel injection amount. The engine performance can be fully exhibited.
[0048]
Further, according to the fuel property control method for a CNG engine according to the present invention, when the CNG engine is in the stratified lean burn operation region after the fuel property determination, the corresponding stratification map area is selected based on the fuel property. In addition, since the operation is performed using the data of each combustion parameter for each stratified map area, even if the fuel property changes, the CNG engine can be operated in the stratified combustion mode with the optimal combustion parameter, and the engine performance can be sufficiently exhibited. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a CNG engine according to a reference example .
FIG. 2 is a flowchart showing a fuel property control method for a CNG engine.
FIG. 3 is a map diagram showing an example of in-cylinder pressure and fuel amount correction coefficient for each fuel property under specified operating conditions.
4 is a flow chart showing a fuel property based control method CNG engine according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a map diagram showing an example of a stratification map area corresponding to a fuel property.
FIG. 6 is a map diagram showing an example of data of each combustion parameter for each stratification map area.

Claims (1)

CNGエンジンの燃焼室内に設けられCNG燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃焼室の圧力を検出する筒内圧センサと、
を備えたCNGエンジンの燃料性状別制御方法であって、
予め複数の成層マップエリアを備え、
CNG燃料を貯蔵するCNG燃料ボンベに新たにCNG燃料が充填された場合には、所定の性状判断運転条件にあるときの筒内圧力に基づいて燃料性状を判別し、
前記燃料性状判別後にCNGエンジンが成層リーンバーン運転領域でない場合には、当該燃料性状毎に燃料量補正係数を求めて燃料噴射量を補正し、
前記燃料性状判別後にCNGエンジンが成層リーンバーン運転領域にある場合には、その燃料性状に基づいて対応する前記成層マップエリアを選択し、当該成層マップエリア毎の各燃焼パラメータのデータを用いて運転する
ことを特徴とするCNGエンジンの燃料性状別制御方法。
A fuel injection valve for injecting CNG fuel provided to the combustion chamber of the CNG engine,
An in-cylinder pressure sensor for detecting the pressure in the combustion chamber;
A fuel property control method for a CNG engine equipped with
It has a plurality of stratified map areas in advance,
When the CNG fuel cylinder that stores the CNG fuel is newly filled with CNG fuel, the fuel property is determined based on the in-cylinder pressure under the predetermined property determination operation condition,
If the CNG engine is not in the stratified lean burn operation region after the fuel property determination, the fuel injection amount is corrected by obtaining a fuel amount correction coefficient for each fuel property ,
When the CNG engine is in the stratified lean burn operation region after the fuel property determination, the corresponding stratified map area is selected based on the fuel property, and the operation is performed using the data of each combustion parameter for each stratified map area. A fuel property control method for a CNG engine.
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