JP4989281B2 - Gas engine fuel supply method and gasoline alternative gas fuel injection control device - Google Patents
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Description
本発明は、既設のガソリン噴射システムをガス燃料を使用するガソリン代替ガス燃料噴射システムに改造した場合における、ガスエンジンの燃料供給方法及びガソリン代替ガス燃料噴射制御装置に関するものである。 The present invention relates to a fuel supply method for a gas engine and a gasoline alternative gas fuel injection control device when an existing gasoline injection system is modified to a gasoline alternative gas fuel injection system using gas fuel.
LPG(液化石油ガス)やCNG(天然ガス)等のガス燃料はガソリンに比べて安価に入手できることや排気中の有害成分が少ないなどの利点があることは知られているが、ガソリンにより稼働する火花点火エンジンのようには普及していない。 Gas fuels such as LPG (liquefied petroleum gas) and CNG (natural gas) are known to have advantages such as being cheaper than gasoline and having less harmful components in the exhaust, but they operate on gasoline. Not as popular as a spark ignition engine.
そこで、ガソリンにより稼働する火花点火エンジンをガス燃料を用いて可働させることが行われており、例えば特開平6−17709号公報などに記載されているようにLPGやCNG(圧縮天然ガス)を気体の状態にして所定圧力に調整し吸気管路に噴射させてエンジンに供給する方式が広く普及している。 Therefore, a spark ignition engine operated by gasoline is operated using gas fuel. For example, as described in JP-A-6-17709, LPG or CNG (compressed natural gas) is used. A system in which a gas is adjusted to a predetermined pressure, injected into an intake pipe, and supplied to an engine is widely used.
そして、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、ガソリンとは特性の異なるガス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搭載することにより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ガス燃料噴射システムを構築するするには、例えば特開2004―108148号公報に記載されているように、ガソリン噴射システムの電子制御装置におけるガソリン噴射量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ガソリン代替ガス燃料用の電子制御装置を増設し、且つ、燃料の種類ごとに噴射に適した弁口径・ダイナミックレンジをもつ電磁駆動式のインジェクタを使用することが知られている。 The existing engine equipped with a gasoline injection system is equipped with an injection system that injects gas fuel, which has different characteristics from gasoline, from the injector into the intake pipe. In order to construct an alternative gas fuel injection system, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-108148, a fuel injection amount that gives an air-fuel mixture equivalent to a gasoline injection amount in an electronic control unit of a gasoline injection system is set. An electronic control unit for gasoline alternative gas fuel with a very simple function of calculating with a predetermined calculation formula using various data is added, and the valve diameter and dynamic suitable for injection for each fuel type It is known to use an electromagnetically driven injector with a range.
このような従来のガソリン代替ガス燃料噴射システムは、配置図である図1、及びこれに配設される制御装置の機能ブロック図である図2に示すように、エンジン1の運転状態を各種センサ5〜9で検出し、ガソリン噴射信号I1〜Inを出力する電子制御ユニット10を有する既設のガソリン噴射制御装置と、ガソリン噴射信号をガス燃料用に補正適合してガス燃料噴射信号O1〜Onとしてエンジンの各気筒に設けたインジェクタ2へ出力する電子制御ユニット11を有するガソリン代替ガス燃料噴射制御装置とを備えている。
As shown in FIG. 1 which is a layout diagram and FIG. 2 which is a functional block diagram of a control device disposed in such a conventional gasoline alternative gas fuel injection system, the operation state of the
前記電子制御ユニット11には図5に示すように電子制御ユニット10からのガソリン噴射信号Inが入力されており、その信号においてOFFからONに切り替わるガソリン噴射開始の波形を検知すると、所定のディレイ時間をカウントしてからガス燃料噴射信号OnをOFFからONに切換え、ガソリン噴射時間および各種センサから入力されたエンジン運転状態に基いて計算されたガス燃料の噴射時間に基づいてインジェクタ2からガス燃料を噴射させる制御を実行するようになっている。
As shown in FIG. 5, the
しかしながら、ガソリン噴射信号Inのオン時間が想定した範囲を超えた場合に、ガス燃料噴射信号Onのオン時間が異常に長時間化して、電磁駆動式のインジェクタ2におけるインジェクタ・コイルが過熱して溶損してしま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、ガソリン噴射システムを利用したガソリン代替ガス燃料噴射システムについて、ガソリン代替ガス燃料噴射制御装置に入力されるガソリン噴射信号のオン時間が想定した時間を超えるような場合でも、インジェクタ・コイルが溶損することを防止でき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 an on-time of a gasoline injection signal input to a gasoline alternative gas fuel injection control device in a gasoline alternative gas fuel injection system using a gasoline injection system. It is an object of the present invention to prevent the injector coil from being melted even when the estimated time exceeds the expected time.
前記課題を解決するためになされた本発明は、ガソリン噴射制御装置から出力されるガソリン噴射信号により制御されるエンジン既設のガソリン噴射システムに、前記ガソリン噴射制御装置における電子制御ユニットが出力するガソリン噴射信号を受信しガス燃料噴射信号を出力するガソリン代替ガス燃料噴射制御装置における電子制御ユニットと、これに接続された電磁駆動式でガス燃料用のインジェクタとを増設してなるガソリン代替ガス燃料噴射システムで実施されるガスエンジンの燃料供給方法において、前記ガソリン代替ガス燃料噴射制御装置における電子制御ユニットが前記ガス燃料噴射信号の連続したオン時間が所定の時間を超えないように所定のタイミングで自動的にオフに切換える制御を実行することにより前記インジェクタで過電流が発生するのを抑制することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a gasoline injection output from an electronic control unit in the gasoline injection control apparatus to an existing gasoline injection system controlled by a gasoline injection signal output from the gasoline injection control apparatus. Gasoline alternative gas fuel injection system comprising an electronic control unit in a gasoline alternative gas fuel injection control device that receives a signal and outputs a gas fuel injection signal, and an electromagnetically driven gas fuel injector connected thereto In the fuel supply method of the gas engine implemented in
本発明は、ガソリン噴射信号のオン時間が想定した範囲を超えるような場合でも、ガス燃料噴射信号のオン時間をエンジン運転制御上必要最低限の燃料流量を確保可能としながら少なくともインジェクタの耐久性を確保できる範囲のオン時間を超えない設定としておくことにより、ガス燃料噴射信号のオン状態の異常な長時間化によりインジェクタに過電流を発生させない。 Even when the on-time of the gasoline injection signal exceeds the assumed range, the present invention makes it possible to ensure at least the durability of the injector while ensuring the minimum fuel flow rate required for engine operation control with respect to the on-time of the gas fuel injection signal. By setting the ON time within a range that can be secured, an overcurrent is not generated in the injector due to an abnormally long ON state of the gas fuel injection signal.
また、このガスエンジンの燃料供給方法において、ガソリン代替ガス燃料噴射制御装置における電子制御ユニットよるガス燃料噴射信号のオン時間には、リミット時間が予め設定されており、このリミット時間に達することによりガス燃料噴射信号をオフに切換えるものとすれば、ガソリン噴射信号のオン時間の推移に縛られることなく自動オフ制御が確実に実行される。 In this gas engine fuel supply method, a limit time is set in advance for the on time of the gas fuel injection signal by the electronic control unit in the gasoline alternative gas fuel injection control device. If the fuel injection signal is switched off, the automatic off control is reliably executed without being restricted by the transition of the on-time of the gasoline injection signal.
さらに、この場合、ガソリン代替ガス燃料噴射制御装置は、入力されたガソリン噴射信号のオフからオンへの変化を検知してから所定のディレイ時間が経過した後、ガス燃料噴射信号をオフからオンに切換えるとともに、このガス燃料噴射信号のオン時間のカウントを開始するものとし、カウント開始後所定時間内にガソリン噴射信号のオンからオフへの変化を検知しなかった場合にガス燃料噴射信号をオフにすることにより、前述のリミット時間到達を確実に検知するとともに有効な自動オフ制御が実行できる。 Further, in this case, the gasoline alternative gas fuel injection control device turns the gas fuel injection signal from OFF to ON after a predetermined delay time has elapsed since the change in the input gasoline injection signal from OFF to ON was detected. At the same time, the counting of the on-time of the gas fuel injection signal is started, and the gas fuel injection signal is turned off when no change from on to off of the gasoline injection signal is detected within a predetermined time after the count starts By doing so, it is possible to reliably detect the arrival of the aforementioned limit time and execute effective automatic OFF control.
さらにまた、上述したガソリン代替ガス燃料噴射システムに配設され、上述したガスエンジンの燃料供給方法を実行するためのプログラムが記憶手段に記憶されており、上述した燃料供給方法を実施するガソリン代替ガス燃料噴射制御装置とすれば、上述した燃料供給方法を確実且つ容易に実現できる。 Furthermore, a program for executing the fuel supply method for the gas engine, which is disposed in the gasoline alternative gas fuel injection system described above, is stored in the storage means, and the gasoline alternative gas for executing the fuel supply method described above is stored. If it is set as a fuel-injection control apparatus, the fuel supply method mentioned above is realizable reliably and easily.
ガス燃料噴射信号の連続したオン時間が所定の時間を超えないように所定のタイミングで自動的にオフに切換える制御を実行するという本発明によると、ガソリン代替ガス燃料噴射制御装置に入力されるガソリン噴射信号のオン時間が想定した場合を超えるような場合でも、インジェクタ・コイルの溶損を有効に防止することができる。 According to the present invention in which the control for automatically switching off the gas fuel injection signal at a predetermined timing so as not to exceed the predetermined time is executed, the gasoline input to the gasoline alternative gas fuel injection control device Even when the on time of the injection signal exceeds the assumed case, it is possible to effectively prevent the injector coil from being melted.
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、エンジン1に既設のガソリン噴射システムに、ガス燃料がLPG等の比較的気化し易いものを用いた場合のガソリン代替ガス燃料噴射制御装置を構成するための電子制御ユニット11と、電磁駆動式でガス燃料用のインジェクタ2を増設してなるガソリン代替ガス燃料噴射システムの配置図を示しており、ガス燃料を充填したボンベの液相部分から延びる送出管路(図示せず)が所定の気化手段を経由して複数のインジェクタ2に接続されており、それらのインジェクタ2が電子制御ユニット11により駆動制御されるようになっている。
FIG. 1 shows an
本実施の形態は、ガソリン噴射制御装置としての電子制御ユニット10とガス燃料用のインジェクタ2の前に装着されていた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、ガスエンジンに改造するもので、元のガソリン噴射制御装置である電子制御ユニット10が、スロットル開度センサ8、MAPセンサ9、O2センサ6、水温センサ7、クランク角センサ5により検出したエンジン運転状態に基いて算出したガソリン噴射信号を出力し、図示しないガソリン用インジェクタをこの駆動信号に応じたデューティサイクルで開閉動作させ、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、点火プラグ4を所定のタイミングで点火させるものであって、このこと自体は周知の技術である。
In this embodiment, an existing gasoline engine equipped with a gasoline injection system including an
また、本実施の形態では、ガソリン代替ガス燃料噴射制御装置としての電子制御ユニット11とガス燃料用のインジェクタ2とが前記のガソリン噴射システムを残置させて増設され、ガソリン代替ガス燃料噴射システムを構成する。この場合、図示しないガソリン用インジェクタを撤去してガス燃料用のインジェクタ2と付け替えればよく、電子制御ユニット10からガソリン用インジェクタに至る気筒毎の信号線をそのまま電子制御ユニット11につけ替え接続して、入力信号線とすればよい。
In the present embodiment, an
さらに、電子制御ユニット11は、図示しないCPU,ROM,RAM,入出力インターフェース等を備えた汎用の電子制御ユニットを用いることができ、ハードウエアとしては従来のガソリン代替ガス燃料噴射制御装置と同様であるが、そのROMに以下に述べる本発明のガスエンジンの燃料供給方法を実行するためのプログラムを備えている点を特徴としている。
Furthermore, the
電子制御ユニット11は、図2の機能ブロック図に示す様に、ガソリン噴射制御装置としての電子制御ユニット10からエンジン運転状態に応じて出力されるガソリン噴射信号を送信する信号線を介して入力したガソリン噴射信号I1〜Inに基いて、所定の補正係数を掛ける等してガス燃料の適正な噴射量を算出し、この算出されたガス燃料噴射量を与えるガス燃料噴射信号O1〜O2を、駆動信号線を介して気筒毎にインジェクタ2に出力するものであり、この機能については従来のガソリン代替ガス燃料噴射制御装置と共通している。
As shown in the functional block diagram of FIG. 2, the
この機能に加えて、電子制御ユニット11にはガス燃料噴射信号Onのオン時間が予め定めた所定の時間を超えないように自動的にオフにする噴射信号自動切替手段を機能的に備えており、ガス燃料噴射信号Onが異常に長時間化することによるインジェクタ2における過電流の発生を抑制して、インジェクタ・コイルの溶損を防止するような制御を実行する点を特徴としている。
In addition to this function, the
即ち、電子制御ユニット11の記憶手段であるROMには、本実施の形態で詳述するガスエンジンの燃料供給方法の手順を実行するためのプログラムが記憶されている。
That is, the ROM that is the storage means of the
次に、前記ガスエンジンの燃料供給方法を実施する電子制御ユニット11の動作については、図3のフローチャート及び図4の波形図を参照して詳細に説明する。
Next, the operation of the
図3のフローチャートによると、ガソリン噴射信号Inが入力されているガソリン代替ガス燃料噴射制御装置としての電子制御ユニット11は、ガソリン噴射時信号Inのオフからオンへの変化を検知したか否かを判定し(A1)、検知しない場合ははじめに戻り、検知した場合は、検知後にディレイ時間t1を経過したか否かを判定(A2)する。経過していない場合は、再度同じ判定を行い、経過している場合はガス燃料噴射信号Onをオフからオンに切り換える(A3)。
According to the flowchart of FIG. 3, the
次に、ガソリン噴射信号Inのオンからオフへの変化を検知したか否かを判定し(A4)、検知した場合はガス燃料噴射信号Onをオンからオフへ切換えて(B1)最初に戻り、検知しない場合はガス燃料噴射信号Onのオン時間が予め定めた時間t2以上となっているか否かを判定する(A5)(図4参照)。 Next, it is determined whether or not a change in the gasoline injection signal In from on to off is detected (A4). If detected, the gas fuel injection signal On is switched from on to off (B1), and the process returns to the beginning. If not detected, it is determined whether the on time of the gas fuel injection signal On is equal to or longer than a predetermined time t2 (A5) (see FIG. 4).
そして、ガス燃料噴射信号Onのオン時間が予め定めた時間t2以上となっていない場合は(A4)の判定に戻り、所定時間以上となっている場合はガス燃料噴射信号Onをオンからオフへ自動切り換えして(A6)はじめに戻る。このように、カウント開始後所定時間t2内にガソリン噴射信号Inのオンからオフへの変化を検知しない場合だけ、自動的にガス燃料噴射信号Onをオフにするものである。 When the on time of the gas fuel injection signal On is not equal to or longer than the predetermined time t2, the process returns to the determination of (A4), and when it is equal to or longer than the predetermined time, the gas fuel injection signal On is changed from on to off. Switch automatically (A6) and return to the beginning. As described above, the gas fuel injection signal On is automatically turned off only when the change of the gasoline injection signal In from on to off is not detected within the predetermined time t2 after the start of counting.
このような制御をガソリン代替ガス燃料噴射制御装置である電子制御ユニット11により実行することにより、ガソリン噴射信号Inのオン時間が想定した場合を超えるような場合であっても、インジェクタ2に過電流が発生することを抑制しながら空燃比がリーンまたはリッチに偏らずにエンジン運転の安定性を維持する燃料流量を確保できるオン時間内に、ガス燃料噴射信号Onをコントロールすることができる。
By executing such control by the
以上、本発明によれば、ガソリン噴射システムを利用したガソリン代替ガス燃料噴射システムについて、本発明によりガソリン噴射信号のオン時間が想定した場合を超えるような場合でも、インジェクタ・コイルが溶損することを有効に防止することができる。 As described above, according to the present invention, in the alternative fuel gas fuel injection system using the gasoline injection system, the injector coil is melted even when the on-time of the gasoline injection signal is exceeded by the present invention. It can be effectively prevented.
1 エンジン、2 インジェクタ、10,11 電子制御ユニット
1 engine, 2 injectors, 10, 11 electronic control unit
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