JP4795876B2 - Ignition control method and apparatus for gasoline alternative fuel engine - Google Patents
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Description
本発明は、ガソリンエンジンをLPGやCNGなどの非ガソリン燃料用に改造する場合における、ガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法およびその装置に関するものである。 The present invention relates to an ignition control method and apparatus for a gasoline alternative fuel engine when a gasoline engine is modified for non-gasoline fuel such as LPG or CNG.
組成・気化性等の特性がガソリンとは異なるLPG等の非ガソリン燃料を、火花点火エンジンの燃料に使用することは広く知られており、ガソリンとは特性の異なる非ガソリン燃料をインジェクタから吸気管路に噴射する噴射システムをエンジンに搭載するにあたり、新規のエンジンに対してはエンジン運転状態に応じて最適の燃料供給量を与える噴射量を設定する電子制御ユニットを使用してインジェクタを制御するように最初からシステムを設計・構築すればよい。 It is widely known that non-gasoline fuels such as LPG, whose characteristics such as composition and vaporization are different from gasoline, are used as fuel for spark-ignition engines. When an injection system that injects fuel into the road is mounted on the engine, the injector is controlled using an electronic control unit that sets an injection amount that gives an optimum fuel supply amount according to the engine operating state for a new engine. The system can be designed and built from the beginning.
ところが、エンジンの運転状態に応じて最適の燃料供給量を与える噴射量としてガソリン噴射システムを構成する電子制御ユニットに設定されているガソリン噴射システムを搭載している既存のエンジンに対しては、例えば特開2003−206773号公報に記載されているように、入力されたガソリン噴射量に基いてこれと同等の混合気を与える燃料噴射量を種々のデータを用いて所定の計算式で算出する、というきわめて簡単な機能をもたせた非ガソリン燃料用の電子制御ユニットを増設することで、既存のガソリン噴射システムをそのまま利用してガソリン代替燃料噴射システムを構築し、使用する燃料に対応したエンジンに改造することができる。 However, for an existing engine equipped with a gasoline injection system that is set in an electronic control unit constituting the gasoline injection system as an injection amount that gives an optimal fuel supply amount according to the operating state of the engine, for example, As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-206773, a fuel injection amount that gives an air-fuel mixture equivalent to this based on the input gasoline injection amount is calculated by using a predetermined calculation formula using various data. By adding an electronic control unit for non-gasoline fuel with an extremely simple function, an existing gasoline injection system can be used as it is to build a gasoline alternative fuel injection system, and the engine can be modified to correspond to the fuel used. can do.
図14は、このような従来のエンジンの燃料噴射システムの配置図を示したもので、既設のガソリン用電子制御ユニット2を、代替燃料用に改造したエンジン1に対応させるため代替する非ガソリン燃料用の電子制御ユニット3Cを増設し、ガソリン噴射信号Bを電子制御ユニット3Cの入力ポートJで受信させ、その内部で代替燃料に適した補正を行い、非ガソリン燃料用のインジェクタ駆動信号Kを出力してインジェクタ4を駆動制御するものとして、改造後においても高精度の排気性能を確保しようとするものである。
FIG. 14 is a layout diagram of such a conventional engine fuel injection system, and replaces the existing gasoline
しかしながら、この従来技術においてLPGやCNGのようにガソリンとは燃焼速度が顕著に異なる代替燃料の場合は、図11のグラフに示すように良好な熱効率を示す点火時期が大きく異なることから、ガソリンエンジンで最適に設定された点火時期T23をそのまま改造後のエンジンに適用すると、代替燃料に最適な点火時期T25に設定した場合と比べて熱効率が悪化するなどの問題がある。 However, in the case of alternative fuels such as LPG and CNG in which the combustion speed is significantly different from that of gasoline in this prior art, the ignition timing showing good thermal efficiency is greatly different as shown in the graph of FIG. When the optimal ignition timing T23 is applied to the engine after modification as it is, there is a problem that the thermal efficiency is deteriorated as compared with the case where the optimal ignition timing T25 is set for the alternative fuel.
そこで、図13に示すように、ガソリン用の電子制御ユニット2と点火コイル装置6とを接続する配線を切断し、その代わりに非ガソリン燃料用の電子制御ユニット3B内部で計算した点火時期および通電角を送信する配線を点火コイル装置6に接続することで、エンジン性能を良好に発揮させる手段が考えられる。
Therefore, as shown in FIG. 13, the wiring for connecting the gasoline
しかしながら、この電子制御ユニット3Bによる点火制御においては、図12の点火制御に関するブロック図に示すように、エンジン負荷情報を検知するための吸入空気量センサ信号Cの入力、適切なタイミングで点火波形を生成処理(322)するためのクランク軸回転センサ信号E,カム軸回転センサ信号F等の入力が不可欠となるため、代替燃料用の電子制御ユニット3Bに多くの入力ポートが必要となってその構成が複雑となりやすい。また、電子制御ユニット3B内で点火時期基本値を演算するために、エンジンのあらゆる運転条件を実験確認に基いて設定する必要が生じる。そのため、実験確認および設定工数が増加して電子制御ユニット3Bに関する設定・製造の手間が嵩み、そのためにコストアップを伴うという問題がある。
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、ガソリンエンジンをガソリン代替燃料エンジンに改造する場合に、追加する代替燃料用の電子制御ユニットの設定・製造に要する手間を軽減し低コストで点火時期制御を的確に行えるようにすることを課題とする。 The present invention is intended to solve the above-described problems, and when the gasoline engine is remodeled into a gasoline alternative fuel engine, the effort required for setting and manufacturing an electronic control unit for the alternative fuel to be added is reduced. However, it is an object to enable accurate ignition timing control at low cost.
前記課題を解決するためになされた本発明は、エンジン運転状態に応じてガソリン用制御ユニットが出力するガソリン噴射信号を受信し、これを基に非ガソリン燃料の噴射量を算出して駆動信号をインジェクタに出力する非ガソリン燃料用電子制御ユニットをエンジン既設のガソリン噴射システムを増設したガソリン代替燃料噴射システムにおいて実行される点火制御方法であって、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが、ガソリン用電子制御ユニットの出力するガソリン用点火信号を受信し、これを基に所定の方法で求めた点火時期修正時間でガソリン用点火信号による点火時期のタイミングを前後に調整することにより、非ガソリン燃料に適合させた点火信号を生成・出力して、点火コイルによる点火を制御するものとした。 The present invention, which has been made to solve the above-described problems, receives a gasoline injection signal output from a gasoline control unit in accordance with the engine operating state, calculates a non-gasoline fuel injection amount based on this signal, and outputs a drive signal. An electronic control unit for non-gasoline fuel output to an injector is an ignition control method executed in a gasoline alternative fuel injection system in which an existing gasoline injection system is added, wherein the non-gasoline fuel electronic control unit is an electronic control for gasoline By receiving the ignition signal for gasoline output from the unit and adjusting the timing of ignition timing by the gasoline ignition signal back and forth with the ignition timing correction time obtained by a predetermined method based on this signal, it can be adapted to non-gasoline fuel. The ignition signal is generated and output to control ignition by the ignition coil.
このように、ガソリンエンジンをガソリン燃料とは最適な点火時期が異なる非ガソリン燃料用のエンジンに改造する場合に、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが検知したガソリン用点火信号を基に非ガソリン燃料の特性に応じて決定した点火時期修正時間で点火時期を前後に調整する、という比較的簡易な手段を採用したことにより、非ガソリン燃料に最適な点火制御を比較的容易に実現できるものとなる。 In this way, when a gasoline engine is remodeled into a non-gasoline fuel engine with an optimal ignition timing different from that of gasoline fuel, the non-gasoline fuel signal is detected based on the gasoline ignition signal detected by the non-gasoline fuel electronic control unit. By adopting a relatively simple means of adjusting the ignition timing back and forth with the ignition timing correction time determined according to the characteristics, it is possible to realize ignition control optimal for non-gasoline fuel relatively easily.
また、この点火制御方法において、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが、検知したガソリン噴射信号によるパルス幅をエンジン負荷情報として点火時期の修正計算に利用、または、検知したガソリン用点火信号の周期をエンジン回転数情報として点火時期の修正計算に利用するものとすれば、エンジン運転状態に応じてさらに精密な点火制御を実行することができ、これに代えて或いは加えて、検知したガソリン用点火信号の角度情報およびエンジン回転数情報を用いて点火時期修正時間を算出するものとしても同様に点火時期の修正を確実に行えるようになる。 Further, in this ignition control method, the non-gasoline fuel electronic control unit uses the detected pulse width of the gasoline injection signal as engine load information for the correction calculation of the ignition timing, or uses the cycle of the detected gasoline ignition signal as the engine. If it is used for calculation of correction of the ignition timing as the rotational speed information, it is possible to execute more precise ignition control according to the engine operating state, and instead of or in addition to this, the detected gasoline ignition signal Even when the ignition timing correction time is calculated by using the angle information and the engine speed information, the ignition timing can be reliably corrected similarly.
更に、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法において、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが、検知したガソリン用点火信号の立上り時間および立下り時間を計測し、この計測結果に基いて点火に必要な充電時間を決定して時間情報とし、これを点火信号の生成に利用するものとすれば、簡易な手順で正確な充電時間を確保することができる。 Furthermore, in the ignition control method of the gasoline alternative fuel engine described above, the electronic control unit for non-gasoline fuel measures the rise time and fall time of the detected gasoline ignition signal, and is necessary for ignition based on the measurement result. If the charging time is determined and used as time information and used for generating the ignition signal, an accurate charging time can be ensured by a simple procedure.
更にまた、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法において、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが、検知したガソリン用点火信号による点火時期の角度情報または時間情報から、予め定めた少なくとも3段階以上のパターンに分けられた点火時期のケースのうちいずれに該当するかのケース判定を行い、判定したケースに応じた方向・量の点火時期修正時間を使用して、点火時期を遅角側または進角側に修正するものとすれば、点火時期の修正手順がより簡易なものとなる。 Furthermore, in the above-described ignition control method for a gasoline alternative fuel engine, the electronic control unit for non-gasoline fuel has a predetermined pattern of at least three stages determined from the angle information or time information of the ignition timing based on the detected gasoline ignition signal. The ignition timing is divided into two cases, and the ignition timing correction time with the direction and amount corresponding to the determined case is used, and the ignition timing is retarded or advanced If the correction is made, the correction procedure for the ignition timing becomes simpler.
加えて、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法において、検知したガソリン用点火信号に対する点火時期修正時間がゼロになる場合は、点火信号をガソリン用点火信号と同一の立上り・立下りのタイミングとするものとし、点火時期修正時間が遅角側の場合は点火信号をガソリン用点火信号の立上り・立下り時から点火時期修正時間分だけ遅らせるものとし、点火時期修正時間が進角側の場合は1サイクル前のガソリン用点火信号の立下りタイミングから所定の待ち時間経過後に点火信号を立ち上げ、充電時間を経た後に点火信号を立ち下げるものとすれば、比較的簡易な手順で容易に点火時期の調整を良好に行うことができる。その際、この所定の待ち時間を、検知した2サイクル前のガソリン用点火信号の立下りから次のサイクルのガソリン用点火信号の立下りまでの周期および充電時間の情報を用いて算出するものとすれば、容易に決定することができる。 In addition, in the ignition control method of the gasoline alternative fuel engine described above, when the ignition timing correction time for the detected gasoline ignition signal becomes zero, the ignition signal is set to the same rise / fall timing as the gasoline ignition signal. If the ignition timing correction time is on the retard side, the ignition signal is delayed by the ignition timing correction time from the rise / fall of the gasoline ignition signal, and if the ignition timing correction time is on the advance side If the ignition signal is raised after a predetermined waiting time has elapsed from the falling timing of the gasoline ignition signal one cycle before, and the ignition signal is lowered after the charging time has elapsed, the ignition timing can be easily achieved with a relatively simple procedure. Can be adjusted satisfactorily. At this time, the predetermined waiting time is calculated using information on the period and charging time from the fall of the detected gasoline ignition signal two cycles before the falling of the gasoline ignition signal of the next cycle. If so, it can be easily determined.
更に加えて、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法において、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが、予測計算により決定した充電時間および点火時期修正時間と、モニタしている実際の充電時間および点火時期修正時間の結果とを比較してその差を連続的に求めるものとし、差をゼロにする方向で点火時期を調整することにより点火制御の誤差を修正するものとすれば、一層的確な点火制御を実現できるものとなる。 In addition, in the above-described ignition control method for a gasoline alternative fuel engine, the non-gasoline fuel electronic control unit monitors the charging time and ignition timing correction time determined by the prediction calculation, and the actual charging time and ignition timing monitored. Comparing the result of the correction time and obtaining the difference continuously, and adjusting the ignition timing in the direction to make the difference zero, correct the ignition control error. Can be realized.
そして、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法において、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが、検知したガソリン噴射信号を用いてエンジン加減速状態を判別し、これを基に点火時期修正時間を補正するものとすれば、エンジンの出力変化にも対応しながら一層的確な点火制御を実行できるものとなり、またはこの方法に代えて、検知した冷却水温度データ信号からエンジン温度条件を判別しこれを基に点火時期修正時間を補正するものとしても同様である。 In the ignition control method for the gasoline alternative fuel engine described above, the non-gasoline fuel electronic control unit determines the engine acceleration / deceleration state using the detected gasoline injection signal, and corrects the ignition timing correction time based on the determined engine acceleration / deceleration state. As a result, more accurate ignition control can be executed while responding to changes in engine output, or instead of this method, the engine temperature condition is determined from the detected coolant temperature data signal and based on this. The same applies to correcting the ignition timing correction time.
そしてまた、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法において、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが検知したノックセンサ信号からノッキング発生状況を判別し、ノッキングの発生状況に応じて点火時期修正時間を補正するものとすれば、ノッキングからの速やかな回復が容易なものとなる。 Further, in the ignition control method of the gasoline alternative fuel engine described above, the knocking occurrence state is determined from the knock sensor signal detected by the non-gasoline fuel electronic control unit, and the ignition timing correction time is corrected according to the knocking occurrence state. If so, it is easy to quickly recover from knocking.
そしてさらに、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法において、非ガソリン燃料用電子制御ユニットが上述した各信号を受信するのに、同一の信号を受信しているガソリン用電子制御装置における制御への影響が問題とならない範囲の電流消費量の入力回路を使用しているものとすれば、ガソリン用電子制御ユニット内における制御を損なわないものとすることができる。 In addition, in the ignition control method for the gasoline alternative fuel engine described above, the non-gasoline fuel electronic control unit receives the above signals, but the control to the control in the gasoline electronic control device receiving the same signal is performed. If an input circuit for current consumption in a range where the influence does not become a problem is used, the control in the gasoline electronic control unit can be maintained.
加えて、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法において、非ガソリン燃料用電子制御ユニットに接続されたガソリン用点火信号の配線がイグナイタを摸した電気的負荷手段に接続されているものとすれば、ガソリン用電子制御ユニットが点火信号配線に関連する異常の発生として認識する心配のないものとなる。 In addition, in the ignition control method of the gasoline alternative fuel engine described above, if the wiring of the gasoline ignition signal connected to the electronic control unit for non-gasoline fuel is connected to the electrical load means acting as an igniter Therefore, the gasoline electronic control unit does not have to worry about the occurrence of an abnormality related to the ignition signal wiring.
更に加えて、上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法を実行するためのプログラムを記憶した記憶手段を備えている非ガソリン燃料用電子制御ユニットであって、ガソリン用電子制御ユニットから延出されたガソリン用点火信号配線が接続されるとともに延出された非ガソリン用点火信号配線が点火コイルに接続され、且つ、上述した各信号を入出力するための配線が接続されてガソリン代替燃料噴射システムの一部を構成するものとされ、上述した点火制御方法を自動的に実施するガソリン代替燃料エンジンの点火制御装置とすれば、これをエンジン既設のガソリン噴射システムに配設するだけで上述したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法を容易且つ確実に実現することができる。 In addition, an electronic control unit for non-gasoline fuel comprising storage means for storing a program for executing the ignition control method for the gasoline alternative fuel engine described above, which is extended from the electronic control unit for gasoline The gasoline ignition signal wiring is connected and the non-gasoline ignition signal wiring extended is connected to the ignition coil, and the wiring for inputting and outputting the above-described signals is connected to the gasoline alternative fuel injection system. If the ignition control device for a gasoline alternative fuel engine that automatically implements the ignition control method described above is configured as a part, the gasoline alternative described above can be simply installed in the existing gasoline injection system of the engine. A fuel engine ignition control method can be easily and reliably realized.
本発明は、検知したガソリン用点火信号を基に、非ガソリン用電子制御ユニットが非ガソリン燃料に適した点火信号を生成して点火コイルに出力することにより、エンジン運転状態等を入力するための入力ポートを最小限としながら非ガソリン用電子制御ユニットの設定・製造に要する手間を軽減することができ、比較的低コストで点火時期の制御を的確に行うことができる。 According to the present invention, an electronic control unit for non-gasoline generates an ignition signal suitable for non-gasoline fuel based on the detected gasoline ignition signal and outputs the ignition signal to an ignition coil, thereby inputting an engine operating state or the like. The time required for setting and manufacturing the non-gasoline electronic control unit can be reduced while minimizing the input port, and the ignition timing can be accurately controlled at a relatively low cost.
以下に、図面を参照しながら本発明における最良の実施の形態を説明する。 The best mode of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明のガソリン代替燃料エンジンの点火制御装置を兼ねたガソリン代替燃料噴射制御用の電子制御ユニット3Aと非ガソリン燃料用のインジェクタ4をエンジン既設のガソリン噴射システムに増設したものであり、ガソリン代替燃料噴射システムを示す配置図である。本発明は、ガソリン用噴射制御装置である電子制御ユニット2とガソリン用インジェクタとを備えたガソリン噴射システムを搭載していた既存のガソリンエンジンを、ガソリン代替燃料エンジンに改造する場合に適用される。
FIG. 1 is a diagram in which an
ガソリン用噴射制御装置としての電子制御ユニット2は、クランク軸回転センサ7、カム軸回転センサ8、吸入空気量センサ9、スロットル開度センサ10、ノックセンサ11、エンジン冷却水温度センサ12により検出したエンジン運転状態を示す各データに基いて算出したガソリン噴射信号を出力し、改造前においてガソリン用インジェクタをこの噴射信号に応じたデューティサイクルで開閉動作させてエンジン要求流量のガソリンを噴射してエンジン1に供給し、且つ、イグナイタ内蔵の点火コイル装置6に最適なタイミングで点火信号を出力するものであって、このこと自体は周知の技術である。
The
そして、改造後において電子制御ユニット2からガソリン噴射信号Bを送信する配線を、非ガソリン燃料用噴射制御装置である電子制御ユニット3Aの入力ポートJに接続して受信させ、内部で使用する非ガソリン燃料の特性に対応した補正を行ってインジェクタ駆動信号Kを生成・出力し、非ガソリン燃料用のインジェクタ4を開閉制御するものであり、改造車においても高精度の排気性能を実現できる。
Then, after remodeling, the wiring for transmitting the gasoline injection signal B from the
これに加えて、電子制御ユニット2から出力した点火信号Aを点火コイル装置6に送信する配線を途中で切断して電子制御ユニット3Aの入力ポートUに接続し、且つ、点火コイル装置6には電子制御ユニット3Aから延出された点火信号Rを送信する配線を接続した点を特徴としている。
In addition to this, the wiring for transmitting the ignition signal A output from the
即ち、電子制御ユニット3Aは、図示しないCPU,ROM,RAM,複数の信号入出力部(インターフェース)等を備えたガソリン代替燃料エンジン噴射制御用の電子制御ユニットであるが、そのROMに以下に述べる本発明の特徴部分となるガソリン代替燃料エンジン用の点火制御プログラムを記憶しており、使用する非ガソリン燃料に適した内容の点火制御方法を実施するガソリン代替燃料エンジン用の点火制御装置を兼ねたものとなっている。
That is, the
また、電子制御ユニット2とノックセンサ11とを接続する配線を途中で分岐させて入力ポートSを介して電子制御ユニット3Aに接続しノックセンサ信号Gを入力しているが、クランク軸回転センサ7、カム軸回転センサ8、吸入空気量センサ9、スロットル開度センサ10からの配線は接続されておらず、これらの入力ポートを廃して簡略化した点を特徴としている。
Further, the wiring for connecting the
即ち、電子制御ユニット3Aは、エンジン回転位置情報としてのクランク軸回転信号E、カム軸回転信号F、エンジン負荷情報として吸入空気量データ信号C、過渡情報としてスロットル開度信号Dを直接検知しなくても、以下に詳述する方法を用いてエンジン運転状態等に応じて精度の高い点火制御を行えるようになっている点を特徴としている。これにより、これらの各信号を入力するための入力ポートが不要となり、電子制御装置として構成が簡易になるとともに、エンジンシステムへの配設後に、各配線の端子を接続するためのスペースも不要となるため、システムの設計・配置の自由度を確保しやすいものとなる。
That is, the
これに加え、電子制御ユニット3Aにはエンジン温度情報としてエンジン冷却水温度センサ12からの冷却水温度データ信号Lを入力している。この温度情報としての冷却水温度データ信号Lは、非ガソリン燃料用の電子制御ユニット3Aが本来備えている機能により既に取得できるようになっており、算出した点火時期修正時間をエンジンの運転状態に応じて補正するための情報としても利用している。
In addition, the coolant temperature data signal L from the engine
図2は、電子制御ユニット3Aによる点火制御に関する概略を示すブロック図である。ガソリン用電子制御ユニット2と共通する信号を入力する入力回路301等は、消費電力の比較的少ない高インピーダンスの入力回路、A/Dコンバータ、デジタル入力装置を用いており、ガソリン用電子制御ユニット2に対して電気的に悪影響を与えないものとなっており、入力回路306,511を介して入力された各信号とともに点火制御プロクラムで所定の手順を実行するマイコンにより処理される。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing ignition control by the
図12に示した従来の電子制御ユニット3Bによる点火制御と比較すると、エンジン負荷情報(5F)と加減速指標値(5K)を計算する部分が変更されており、これらは検知したガソリンの噴射時間から算出するようになっている。即ち、これらの情報については、ガソリン用電子制御ユニット2が出力したガソリン噴射信号Bを電子制御ユニット3B内で解析することにより取得可能となっている。
Compared with the ignition control by the conventional
ここで計算された負荷情報(5C),(5F)と、ガソリン用点火信号(5N)から計算されたエンジン回転数情報(5O)により、点火時期修正角度δ0を計算(522)し、これに過渡補正(523)、水温補正(524)、ノック補正(535)を加えることにより最終点火時期修正角度(5J)δを算出する。この最終点火時期修正角度(5J)とガソリン用点火信号(5N)から、点火波形生成処理(530)によって、代替燃料に最適な点火時期および点火コイル通電時間に調整された信号(5P)を生成し、非ガソリン用点火信号Rとして点火コイル装置6に出力する。
Based on the load information (5C) and (5F) calculated here and the engine speed information (5O) calculated from the gasoline ignition signal (5N), the ignition timing correction angle δ0 is calculated (522). The final ignition timing correction angle (5J) δ is calculated by adding transient correction (523), water temperature correction (524), and knock correction (535). From the final ignition timing correction angle (5J) and the gasoline ignition signal (5N), the ignition waveform generation process (530) generates a signal (5P) adjusted to the optimal ignition timing and ignition coil energization time for the alternative fuel. The non-gasoline ignition signal R is output to the
この点火波形生成処理の詳細について図4のブロック図を用いて説明すると、ガソリン用点火信号(5N)が点火波形検出ブロック530に入力され、ここで点火信号の立下りタイミングをエッジとして各気筒間の経過時間t5を計測する。この経過時間t5はエンジンの角速度に関係しているため、この情報を処理(602)することによりエンジン回転数(5O)を算出できる。
The details of the ignition waveform generation processing will be described with reference to the block diagram of FIG. 4. A gasoline ignition signal (5N) is input to the ignition
このエンジン回転数情報は他のブロックでも利用されているが、ここでは最終点火時期修正角度δ(5J)を点火時期修正時間指令値t1に変換する処理(601)に用いる。この計算されたt1は、ガソリン点火時期に対して代替燃料の点火時期をどれくらい前後させればいいのか?について時間の単位で示すもので、この時間や角度が「+」になるとガソリン用点火時期よりも早く(進角側)に、「−」になると遅く(遅角側)になるように定義している。このt1またはδにより、例えば予め設定した点火時期の3段階のケース(case)に分けて(604)、点火波形制御を実行する(605)ものとしている。 This engine speed information is also used in other blocks, but here it is used for processing (601) for converting the final ignition timing correction angle δ (5J) into the ignition timing correction time command value t1. How much should the calculated t1 be before or after the ignition timing of the alternative fuel with respect to the gasoline ignition timing? Is defined in units of time. When this time or angle becomes “+”, it is defined to be earlier (advanced side) than the gasoline ignition timing, and when “−”, it is later (retarded side). ing. Based on this t1 or δ, for example, the ignition waveform control is executed (605) by dividing it into three cases of preset ignition timing (604) (604).
δ=0の場合(図5参照)、非ガソリン燃料用点火信号をガソリン用点火信号(5N)の立上りタイミング(71)で立ち上げるとともに、ガソリン用点火信号(5N)の立下りタイミング(72)で立ち下げることにより、ガソリンと全く同様の点火時期を修正しない場合の点火時期制御が実現する。 When δ = 0 (see FIG. 5), the ignition signal for non-gasoline fuel rises at the rise timing (71) of the gasoline ignition signal (5N) and the fall timing (72) of the gasoline ignition signal (5N). The ignition timing control in the case where the ignition timing exactly the same as that of gasoline is not corrected is realized by lowering at.
一方、δ<0の場合(図6参照)、対象となる一つ前の気筒のガソリン用点火信号(5N1)の立上り・立下り時間tdwを計測し、その立下りタイミング(81)で、t4=−t1、t3=tdwの計算を実行する(603)。そして、対象気筒のガソリン用点火信号(5P0)を立ち上げ、t3時間の間通電させる。これにより、ガソリン用点火信号の点火コイル装置6への通電時間φが一定だとすると、φ=tdwより、ガソリン用点火信号の点火立下り(84)よりも代替燃料用点火信号の立下り(85)が−t1時間遅れるため、狙い通りガソリン用点火信号よりもδ分、遅角側に点火時期を設定することができる。
On the other hand, when δ <0 (see FIG. 6), the rising / falling time tdw of the gasoline ignition signal (5N1) of the previous cylinder to be measured is measured, and at the falling timing (81), t4 = -T1, t3 = tdw is calculated (603). Then, the gasoline ignition signal (5P0) of the target cylinder is raised and energized for t3 hours. Thus, assuming that the energization time φ of the gasoline ignition signal to the
さらに、δ>0の場合(図7参照)、対象となる二つ前の気筒のガソリン用点火信号(5N2)の立下り(91)と、一つ前の気筒の立下り(92)の時間t5と、一つ前の気筒(5N1)のガソリン用点火信号の点火通電時間tdwを計測し、点火立下り(92)のタイミングで、t2=t5−tdw−t1を計算する。そして、この立下りタイミング(92)よりもt2時間経過した後、代替燃料の点火信号(5P0)をtdwの間通電する。これにより、ガソリン用点火信号の点火コイル装置6への通電時間が一定だとすると、φ=tdwより、ガソリン用点火信号の立下り(95)よりもt1時間前に代替燃料用点火信号が立ち下がる(94)ため、狙い通りガソリンよりもδだけ進角側に点火時期をずらして設定することができる。
Further, in the case of δ> 0 (see FIG. 7), the time of the fall (91) of the gasoline ignition signal (5N2) of the target two previous cylinders and the time of the fall (92) of the previous cylinder t5 and the ignition energization time tdw of the gasoline ignition signal of the previous cylinder (5N1) are measured, and t2 = t5−tdw−t1 is calculated at the timing of the ignition fall (92). Then, after t2 hours have elapsed from the falling timing (92), the ignition signal (5P0) of the alternative fuel is energized for tdw. As a result, if the energization time of the gasoline ignition signal to the
しかし、実際には、様々な要因により点火時期が狙いどおりとならないで、多少の誤差が発生することが多い。そこで、図8に示すように、この問題に対処するため代替燃料用点火信号の立下りタイミング(94)とガソリン用点火信号の立下りタイミング(95)との間の時間t6を計測し、これと指令値t1との間の誤差terr=t1−t6を計算し、このterrを次回のt2計算に反映することにより、誤差を補償する機能(606)を持たせている。 However, in practice, the ignition timing does not become as intended due to various factors, and some errors often occur. Therefore, as shown in FIG. 8, in order to cope with this problem, a time t6 between the fall timing (94) of the alternative fuel ignition signal and the fall timing (95) of the gasoline ignition signal is measured. And a command value t1, an error ter = t1-t6 is calculated, and this err is reflected in the next t2 calculation, thereby providing a function (606) for compensating the error.
さらに、該当気筒のガソリン用点火信号の通電時間t7を計測し、これを同様にt3計算において修正値として採用することにより、通電時間の誤差も補償することができる。尚、図8では、進角側に補正する例を示しているが、この技術は遅角側のt4を計算する過程でも同じように適用できることは言うまでもない。これらの処理を電子制御ユニット3Aのマイコンで高速処理することにより、進角・遅角両方向に点火時期を修正することができる。
Further, by measuring the energization time t7 of the gasoline ignition signal of the corresponding cylinder and similarly adopting this as a correction value in the t3 calculation, an error in the energization time can also be compensated. FIG. 8 shows an example in which the correction is made to the advance side, but it goes without saying that this technique can be applied in the same way in the process of calculating the retard side t4. By performing these processes at high speed with the microcomputer of the
加えて、ガソリン用点火信号の入力ポートUは、図9に示すようにマイコン30の入力信号調整回路(501)前段に、ガソリン用の電子制御ユニット2の断線故障診断回路の診断への影響について点火コイル装置6と同等以下の電気負荷装置31に接続され、電子制御ユニット2における誤作動の発生の心配のないものとなっている。
In addition, as shown in FIG. 9, the gasoline ignition signal input port U is connected to the front stage of the input signal adjustment circuit (501) of the
以下に、本実施の形態の作用を説明すると、図10はガソリン噴射量からエンジン加減速状態およびエンジン負荷状態を検出するロジックの例を示している。図中1201で加速を行っているが、ガソリンの燃料噴射制御は燃料の壁面付着による悪影響を回避するため加速の瞬間に燃料の増量を行っている(5A)。しかし、気化しやすい非ガソリン燃料ではこの増量は不要であり、無駄な噴射量を除くため上述の低周波数帯通過フィルタ部(LPF)513で一時処理を行っている(5B)。このLPF前後の差分値(5E)が加速状態では+側、減速状態では−側になり、その大きさが加速もしくは減速の程度を表すため、これに応じた加速指標値(5K)を加減速指標変換部526で生成することにより、的確な点火時期加速補正制御が可能となるものである。
The operation of the present embodiment will be described below. FIG. 10 shows an example of logic for detecting the engine acceleration / deceleration state and the engine load state from the gasoline injection amount. Although acceleration is performed at 1201 in the figure, the fuel injection control of gasoline increases the amount of fuel at the moment of acceleration in order to avoid an adverse effect due to fuel wall adhesion (5A). However, the non-gasoline fuel that is easily vaporized does not need this increase, and is temporarily processed by the above-described low frequency band pass filter unit (LPF) 513 in order to eliminate a useless injection amount (5B). The difference value (5E) before and after the LPF is + side in the acceleration state and-side in the deceleration state, and the magnitude indicates the degree of acceleration or deceleration. Therefore, the acceleration index value (5K) corresponding to this is accelerated / decelerated. By generating the
図3は、これらの情報を用いた電子制御ユニット3Aによる点火制御の動作例を示す波形図である。仮に、カム軸のTDC信号Fの立ち上がりエッジΔを基準にすると、ガソリン用の電子制御ユニット2で生成された点火信号Aは、ζ1Aの点火時期、及びφの通電角で制御されていることが分かる。
FIG. 3 is a waveform diagram showing an operation example of ignition control by the
これに対して、非ガソリン燃料用の電子制御ユニット3A内部にて上述した処理を実行することにより、非ガソリン燃料用の点火信号Rで示すζ1Bの点火時期、及びφの通電角を有する点火信号を生成することができる。そして、点火時期補正動作として、加速部分(1301)を一例として説明すると、ガソリン噴射信号を基に図2の加速指標変換部526により加速指標値(5K)が算出され、これにより加速時に点火時期基本値(5G)を過渡補正部523で遅角補正し、δ2のような点火時期になることが分かる。尚、今回は遅角の場合を説明したが条件によっては進角の場合もあることは言うまでもない。
On the other hand, by executing the above-described processing inside the
一方、ノッキングが発生すると(1302)、ノックセンサ信号Gからノック指標変換部318がノッキングの主成分となる周波数帯のパワーが大きいと判定することでノック指標値(5M)が大きくなり、これに応じてノック補正部525により点火時期を遅角してδ3とし、その後のノッキングを回避している。このようにして、ガソリン点火信号をベースとして非ガソリン燃料用に点火時期を前後に修正する(δ1,δ2,δ3)ことが可能となり、少ない実験適合工数で比較的簡易に代替燃料エンジンの性能を確保することができる。
On the other hand, when knocking occurs (1302), the knock
以上、述べたように、ガソリンエンジンをガソリン代替燃料エンジンに改造する場合に、本発明により追加する代替燃料用電子制御装置の設定・製造に要する手間を軽減することができ、比較的低コストで点火時期の制御を的確に行うことができるものである。 As described above, when remodeling a gasoline engine to a gasoline alternative fuel engine, it is possible to reduce the time and labor required for setting and manufacturing an alternative fuel electronic control device added by the present invention. The ignition timing can be accurately controlled.
1 エンジン、2,3A 電子制御ユニット、4 インジェクタ、6 点火コイル装置、7 クランク軸回転センサ、8 カム軸回転センサ、9 吸入空気量センサ、10 スロットル開度センサ、11 ノックセンサ、12 エンジン冷却水温度センサ、30 マイコン、31 電気的負荷装置
1 engine, 2, 3A electronic control unit, 4 injector, 6 ignition coil device, 7 crankshaft rotation sensor, 8 camshaft rotation sensor, 9 intake air amount sensor, 10 throttle opening sensor, 11 knock sensor, 12 engine coolant Temperature sensor, 30 microcomputer, 31 electrical load device
Claims (13)
間を経た後に前記点火信号を立ち下げることを特徴とする請求項1,2,3または4に記載したガソリン代替燃料エンジンの点火制御方法。 When the ignition timing correction time for the detected gasoline ignition signal becomes zero, the non-gasoline fuel electronic control unit uses the ignition signal as the same rise / fall timing as the gasoline ignition signal, When the ignition timing correction time is on the retard side, the ignition signal is delayed by the ignition timing correction time from the rise and fall of the gasoline ignition signal, and when the ignition timing correction time is on the advance side, 1 The ignition signal is raised after a predetermined waiting time from the falling timing of the gasoline ignition signal before the cycle, and the ignition signal is lowered after the charging time. Or the ignition control method of the gasoline alternative fuel engine described in 4.
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