JP5709645B2 - 燃料供給制御装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、車両に搭載される内燃機関10は、ガス燃料の一例としてのCNG(圧縮天然ガス)及びCNGの代替燃料であるガソリンを燃料として利用可能なバイフューエル内燃機関である。そして、図示しない吸気口から吸入された空気を内燃機関10内に導くための経路には、空気の流動方向における上流側から下流側に向けて順に、エアクリーナ(図示略)、スロットルバルブ11、サージタンク12などが設けられている。また、サージタンク12に流入した空気は、内燃機関10の各気筒13に個別対応する吸気マニホールド14に分流される。そして、吸気マニホールド14内では燃料供給装置20によって供給された燃料(CNG又はガソリン)と空気とを混合した混合燃料が生成され、該混合燃料が気筒13内に供給される。
燃料供給装置20は、ガソリンタンク31に貯留されるガソリンを内燃機関10の各気筒13に供給するためのガソリン供給系(他の燃料供給機構)30と、貯留容器の一例としてのCNGタンク41(41A,41B)に高圧で貯留されるCNGを内燃機関10の各気筒13に供給するためのCNG供給系(燃料供給機構)40とを備えている。
図1及び図2に示すように、調整機構44には、CNGタンク41A,41B内の貯留空間411内にCNGを充填させるための充填用管路48の下流端が接続されている。こうした調整機構44には、充填用管路48内と貯留空間411とを連通する第1連通路50が形成されており、該第1連通路50内には、充填用管路48から貯留空間411側へのCNGの流動のみを許容する第1の一方向弁51が設けられている。この第1の一方向弁51は、例えば、充填用管路48の開口481を閉塞可能な第1弁体511と、第1弁体511を開口481に押し付ける方向(図2では右方)に付勢する第1付勢部材512(例えば、コイルばね)とを備えている。
ECU60は、CPU61、ROM62、RAM63及び不揮発性メモリ(記憶手段)64で構成されるデジタルコンピュータを備えている。ROM62には、CPU61が実行する各種制御プログラムなどが記憶されている。また、RAM63には、車両の図示しないイグニッションスイッチがオンである間、適宜書き換えられる情報が一時記憶される。
なお、関係式(式1)における第1係数(A)は、現時点で使用中タンクに設定されたCNGタンクの容積を、全てのCNGタンク41A,41Bの容積の合計値で除算した値である。本実施形態では、CNGタンク41A,41Bの数は「2つ」であり、各CNGタンク41A,41Bの容積は同等であるため、第1係数(A)は「1/2」である。
・レギュレータ46によって調圧可能なタンク燃圧Ptの下限値又は該下限値よりも僅かに大きな値であること。
タンク燃圧Ptが変更判断値Ptth以上である場合(ステップS23:NO)、ECU60は、使用中タンクを変更する必要がないと判断し、その処理を前述したステップS20に移行する。一方、タンク燃圧Ptが変更判断値Ptth未満である場合(ステップS23:YES)、ECU60は、現時点で使用中タンクに設定されたCNGタンク以外にCNGを供給可能なCNGタンクがあるか否かを判定する(ステップS24)。ここでいう「供給可能なCNGタンク」とは、タンク燃圧Ptが変更判断値Ptth以上であるCNGタンクのことを示している。
(1)内燃機関10にCNGを供給する際には、各CNGタンク41A,41Bのうち一部のCNGタンクからCNGが供給されるように該一部のCNGタンク用の元弁54は開弁状態で維持される。一方、各CNGタンク41A,41Bのうち他のCNGタンク用の元弁54は閉弁状態とされる。そのため、全ての元弁54が開弁状態とされる場合と比較して、CNG供給に伴うCNG供給系40の消費電力が低減される。
なお、上記実施形態は、以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・CNG充填後における内燃機関10の始動時では、一部のCNGタンク41用の元弁54を開弁させた後、第1圧力センサSE1からの検出信号に基づき、高圧燃料配管42内の圧力を取得している。このとき、高圧燃料配管42内の圧力と、CNGタンク41の実際のタンク燃圧との間には、CNGタンク41から高圧燃料配管42へのCNGの流動経路に存在する流動抵抗に相当する圧力損失分、及び第2の一方向弁53を通過する際に発生する圧力損失分に相当する差圧が存在している。こうした差圧は、実験やシミュレーションなどによって予め取得又は推定することができる。
・実施形態において、内燃機関10にCNGを供給するCNGタンク41を変更する場合、新たにCNGを供給するCNGタンク41用の元弁54の開弁途中に、今までCNGを供給していたCNGタンク41用の元弁54の閉弁を開始させるようにしてもよい。
・本発明の燃料供給制御装置を搭載した車両を、駆動源として内燃機関10とモータとを備えたハイブリッド車両に具体化してもよい。この場合、ガス燃料の他のエネルギは、ガソリンに代表される代替燃料の代わりに、車両に搭載されるバッテリに蓄電される電力となる。そして、内燃機関10へのガス燃料の供給が禁止される間は、バッテリの電力を車載のモータに供給し、該モータの駆動によって車両を走行させるようにしてもよい。
(イ)前記弁制御手段は、
前記内燃機関の始動開始を求める開始指令が入力された場合には、
前記停止時情報記憶手段に記憶される停止時情報で示される貯留容器に対応する元弁を開弁させると共に、該貯留容器以外の他の貯留容器に対応する元弁の閉弁状態を維持させることを特徴とする燃料供給制御装置。
前記燃料供給機構は、前記貯留容器に個別対応する常閉型の複数の元弁と、開弁状態にある元弁に対応する貯留容器から流出した燃料を前記内燃機関に噴射するための噴射弁と、を備え、
前記燃料供給制御装置は、
燃料を前記噴射弁に供給させる場合には、前記各貯留容器のうち一部の貯留容器に対応する元弁を開弁状態で維持させると共に、前記各貯留容器のうち前記一部の貯留容器以外の他の貯留容器に対応する元弁を閉弁状態にし、
前記噴射弁に燃料を供給させる貯留容器を変更する場合には、前記噴射弁に燃料を新たに供給する貯留容器に対応する元弁を開弁させると共に、変更前まで前記噴射弁に燃料を供給していた貯留容器に対応する元弁を閉弁させることを特徴とする燃料供給装置。
Claims (5)
- ガス燃料を貯留する複数の貯留容器に個別対応する常閉型の複数の元弁と、開弁状態にある元弁を介して貯留容器から供給されたガス燃料を車載の内燃機関に噴射するための噴射弁とを備える燃料供給機構を制御する燃料供給制御装置であって、
前記各貯留容器のうち一部の貯留容器に対応する元弁を開弁状態で維持させると共に、前記各貯留容器のうち前記一部の貯留容器以外の他の貯留容器に対応する元弁を閉弁状態にする弁制御手段を備え、
前記弁制御手段は、前記噴射弁にガス燃料を供給させる貯留容器を変更する場合には、前記噴射弁にガス燃料を新たに供給する貯留容器に対応する元弁を開弁させると共に、変更前まで前記噴射弁にガス燃料を供給していた貯留容器に対応する元弁を閉弁させるものであって、
前記燃料供給機構には、前記各貯留容器のうち、対応する元弁が開弁状態となる貯留容器から流出したガス燃料を前記噴射弁に導く供給経路内の圧力を検出するための圧力センサが設けられており、
前記圧力センサからの検出信号に基づき、前記噴射弁にガス燃料を供給する貯留容器内の圧力を取得する圧力取得手段と、
前記内燃機関の始動開始前における前記各貯留容器内の圧力を記憶する圧力記憶手段と、
前記各貯留容器に貯留されるガス燃料の残量の合計値を算出する残量算出手段と、を備え、
前記残量算出手段は、
対応する元弁が閉弁状態である貯留容器内の圧力を前記圧力記憶手段から読み出し、
該読み出した圧力と前記圧力取得手段によって取得された圧力とに基づき、前記各貯留容器に貯留されるガス燃料の残量の合計値を算出することを特徴とする燃料供給制御装置。 - 前記内燃機関の停止中にガス燃料が前記各貯留容器内に充填されたことを検知する検知手段と、
前記検知手段によって前記内燃機関の停止中にガス燃料が前記各貯留容器内に充填されたことが検知された場合に、前記圧力記憶手段に記憶される内容を更新する更新手段と、をさらに備え、
前記更新手段は、
前記内燃機関の駆動開始を求める開始指令が入力された場合に、
前記各元弁のうち一部の元弁が開弁状態になった後、前記圧力取得手段によって取得された圧力に応じた値を、対応する元弁が閉弁状態である貯留容器内の圧力として前記圧力記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項1に記載の燃料供給制御装置。 - 前記内燃機関の駆動停止を求める停止指令が入力された場合に、その時点で前記噴射弁にガス燃料を供給していた貯留容器と、該貯留容器内の圧力とを示す停止時情報を記憶する停止時情報記憶手段をさらに備え、
前記検知手段は、
前記開始指令が入力された場合には、
前記停止時情報記憶手段に記憶される停止時情報で示される圧力と、前記各元弁のうち一部の元弁が開弁状態になった後に前記圧力取得手段によって取得された圧力とを比較し、
該比較結果に基づき前記各貯留容器内にガス燃料が充填されたことを検知することを特徴とする請求項2に記載の燃料供給制御装置。 - 前記弁制御手段は、前記噴射弁にガス燃料を供給させる貯留容器を変更する場合には、前記噴射弁にガス燃料を新たに供給する貯留容器に対応する元弁を開弁させ、該元弁の開弁動作開始後に、変更前まで前記噴射弁にガス燃料を供給していた貯留容器に対応する元弁を閉弁させることを特徴とする請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の燃料供給制御装置。
- 前記各貯留容器の何れか一つの貯留容器から前記内燃機関へのガス燃料の供給許可条件が成立しているか否かを判定する条件成立判定手段と、
前記条件成立判定手段によって供給許可条件が未成立であると判定された場合に、前記ガス燃料以外の代替燃料を前記内燃機関に供給させるべく代替燃料用の他の燃料供給機構を制御する代替燃料供給制御手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の燃料供給制御装置。
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