JP5890681B2 - Engine control system - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン制御システムに関する。 The present invention relates to an engine control system.
近年、環境対策を図りつつ燃費性能を向上させるべく、気体燃料を使用する車両が注目されている。このような車両の代表的なものの1つに、ガソリン等の液体燃料と圧縮天然ガス(CNG:Compressed Natural Gas)等の気体燃料とを選択的に切り替えて単一エンジンに供給するバイフューエルエンジンシステムを搭載する車両が挙げられる。 In recent years, vehicles using gaseous fuel have attracted attention in order to improve fuel efficiency while taking environmental measures. One typical example of such a vehicle is a bi-fuel engine system that selectively switches between liquid fuel such as gasoline and gaseous fuel such as compressed natural gas (CNG) and supplies it to a single engine. Vehicle equipped with.
上記のバイフューエルエンジンシステムは、液体燃料を使用するエンジンシステムにおいて気体燃料を使用できるように開発されたものが多い。このため、バイフューエルエンジンシステムのエンジン制御システムは、液体燃料が選択された場合のエンジン制御に適した制御装置に対して、気体燃料が選択された場合のエンジン制御に適した制御装置を増設した構成にされることが多い。 Many of the above-described bi-fuel engine systems have been developed so that gaseous fuel can be used in an engine system that uses liquid fuel. For this reason, the engine control system of the bi-fuel engine system has an additional control device suitable for engine control when gaseous fuel is selected, compared to a control device suitable for engine control when liquid fuel is selected. Often configured.
以下の特許文献1には、ガソリン用制御装置を備えたガソリン用エンジンシステムに非ガソリン燃料用制御装置を増設したシステムにおいて、簡易な構成で排ガスの状態を良好に維持する技術が開示されている。具体的に、以下の特許文献1では、排気管に設けられたO2センサからの出力信号を波形整形手段で整形させてからガソリン用制御装置に入力することによって排ガスの状態を良好に維持している。 Patent Document 1 below discloses a technique for maintaining a good exhaust gas state with a simple configuration in a system in which a non-gasoline fuel control device is added to a gasoline engine system equipped with a gasoline control device. . Specifically, in Patent Document 1 below, the output signal from the O 2 sensor provided in the exhaust pipe is shaped by the waveform shaping means and then input to the gasoline control device to maintain a good exhaust gas state. ing.
ところで、上述した特許文献1に開示された技術では、O2センサからの出力信号を波形整形手段で整形してからガソリン用制御装置に入力させるだけであるから、確かに構成が大幅に複雑化することはないと考えられる。しかしながら、引用文献1では、O2センサからの出力信号を単純に波形整形するだけであるため、高精度な空燃比フィードバック制御を実現することができないという問題がある。 By the way, in the technique disclosed in Patent Document 1 described above, the output signal from the O 2 sensor is simply shaped by the waveform shaping means and then input to the gasoline control device. It is thought that there is nothing to do. However, the cited document 1 has a problem that high-precision air-fuel ratio feedback control cannot be realized because the output signal from the O 2 sensor is simply waveform-shaped.
ここで、空燃比フィードバック制御は、周知の通り、エンジンの運転制御において、空燃比が目標値(理論空燃比)となるように燃料噴射量を制御することをいう。一般的な空燃比フィードバック制御は、空燃比が目標値に対して「リッチ」であれば、燃料噴射量が減少するようにフィードバック補正量を設定し、空燃比が目標値に対して「リーン」であれば、燃料噴射量が増加するようにフィードバック補正量を設定することで空燃比を目標値に収束させるものである。 Here, as is well known, air-fuel ratio feedback control refers to controlling the fuel injection amount so that the air-fuel ratio becomes a target value (theoretical air-fuel ratio) in engine operation control. In general air-fuel ratio feedback control, if the air-fuel ratio is “rich” with respect to the target value, the feedback correction amount is set so that the fuel injection amount decreases, and the air-fuel ratio is “lean” with respect to the target value. If so, the air-fuel ratio is converged to the target value by setting the feedback correction amount so that the fuel injection amount increases.
上記の空燃比フィードバック制御の精度が悪いと、排気ガスの状態が悪化して環境に影響を与えるとともに燃費性能の低下を招く虞がある。このため、バイフューエルエンジンシステムにおいて、環境対策を図りつつ燃費性能を向上させるためには、液体燃料を使用する場合、及び気体燃料を使用する場合の何れの場合であっても、高精度に空燃比フィードバック制御を行う必要がある。 If the accuracy of the above air-fuel ratio feedback control is poor, the state of the exhaust gas may deteriorate, affecting the environment and reducing the fuel efficiency. For this reason, in the bi-fuel engine system, in order to improve the fuel efficiency while taking environmental measures, it is highly accurate whether the liquid fuel is used or the gaseous fuel is used. It is necessary to perform fuel ratio feedback control.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、使用燃料に応じた高精度の空燃比フィードバック制御を実現することができるエンジン制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an engine control system capable of realizing highly accurate air-fuel ratio feedback control according to the fuel used.
上記課題を解決するために、本発明のエンジン制御システムは、第1,第2燃料を選択的に切り替えて単一エンジンの運転制御を行うエンジン制御システムであって、前記エンジンから排出される排気ガスの残留酸素量を検出するセンサと、前記センサの検出信号が入力可能な入力端を有しており、前記第1燃料による前記エンジンの運転制御を行うとともに、前記入力端から入力される信号に基づいて空燃比が目標空燃比になるように空燃比フィードバック制御を行う第1制御装置と、前記センサの検出信号が入力される入力部と、前記第2燃料が選択された場合に前記入力部に入力された検出信号を補正する補正部と、該補正部で補正された検出信号を前記第1制御装置の入力端に出力する出力部とを有する第2制御装置とを備えることを特徴としている。
また、本発明のエンジン制御システムは、前記補正部が、前記第1燃料が選択されるときの空燃比と前記センサの出力との関係に対する、前記第2燃料が選択されるときの空燃比と前記センサの出力との関係のずれ量に応じて、前記入力部に入力された検出信号を補正することを特徴としている。
また、本発明のエンジン制御システムは、前記補正部が、前記第1燃料が選択された場合には、前記入力部に入力された検出信号を補正せずに前記出力部に出力することを特徴としている。
また、本発明のエンジン制御システムは、前記第2制御装置が、前記第2燃料による前記エンジンの運転制御を行い、前記第1制御装置が、前記第2燃料が選択された場合には、前記空燃比フィードバック制御に係る制御量を前記第2制御装置に出力することを特徴としている。
In order to solve the above problems, an engine control system of the present invention is an engine control system that selectively switches between first and second fuels to perform operation control of a single engine, and that exhausts exhausted from the engine. A sensor for detecting the amount of residual oxygen in the gas, and an input terminal to which a detection signal of the sensor can be input, and controls the operation of the engine by the first fuel and is a signal input from the input terminal A first control device that performs air-fuel ratio feedback control so that the air-fuel ratio becomes a target air-fuel ratio, an input unit to which a detection signal of the sensor is input, and the input when the second fuel is selected A second control device having a correction unit that corrects the detection signal input to the unit, and an output unit that outputs the detection signal corrected by the correction unit to the input end of the first control device. It is characterized.
Further, in the engine control system of the present invention, the correction unit has an air-fuel ratio when the second fuel is selected with respect to a relationship between the air-fuel ratio when the first fuel is selected and the output of the sensor. The detection signal input to the input unit is corrected according to the amount of deviation in the relationship with the output of the sensor.
In the engine control system of the present invention, when the first fuel is selected, the correction unit outputs the detection signal input to the input unit to the output unit without correcting the detection signal. It is said.
Further, in the engine control system of the present invention, when the second control device performs operation control of the engine with the second fuel, and the first control device selects the second fuel, A control amount related to air-fuel ratio feedback control is output to the second control device.
本発明によれば、第2燃料が選択された場合に、第2制御装置の入力部に入力されたセンサからの検出信号を補正部で補正し、補正した検出信号を出力部から出力して第1制御装置の入力端に入力させるようにしているため、第2燃料が選択されたときに生ずるセンサの特性変化が補正され、これにより第2燃料が選択された場合であっても高精度の空燃比フィードバック制御を実現することができるという効果がある。 According to the present invention, when the second fuel is selected, the detection signal from the sensor input to the input unit of the second control device is corrected by the correction unit, and the corrected detection signal is output from the output unit. Since the input is made to the input terminal of the first control device, the change in the sensor characteristic that occurs when the second fuel is selected is corrected, so that even when the second fuel is selected, high accuracy is achieved. The air / fuel ratio feedback control can be realized.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態によるエンジン制御システムについて詳細に説明する。尚、以下では、ガソリン等の液体燃料(第1燃料)と圧縮天然ガス(CNG)等の気体燃料(第2燃料)とを選択的に切り替えて単一エンジンに供給するバイフューエルエンジンシステムの制御を行うエンジン制御システムを例に挙げて説明する。 Hereinafter, an engine control system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, control of a bi-fuel engine system that selectively switches between liquid fuel (first fuel) such as gasoline and gaseous fuel (second fuel) such as compressed natural gas (CNG) and supplies the fuel to a single engine. An engine control system that performs the above will be described as an example.
図1は、本発明の一実施形態によるエンジン制御システムの要部構成を示すブロック図である。図1に示す通り、本実施形態のエンジン制御システム1は、センサ群10、制御対象群20、燃料切替スイッチ30、第1ECU(Electronic Control Unit)40(第1制御装置)、及び第2ECU50(第2制御装置)を備えており、液体燃料又は気体燃料をエンジンに供給してエンジンの運転制御を行う。
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an engine control system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the engine control system 1 of the present embodiment includes a
センサ群10は、クランク角度センサ11、吸気圧センサ12、吸気温センサ13、スロットル開度センサ14、冷却水温センサ15、O2センサ16(センサ)等からなり、エンジンの状態を検出するために設けられる。クランク角度センサ11は、例えば電磁式ピックアップセンサであり、エンジンのクランクシャフトが一定角度回転する毎に極性の異なる一対のパルス信号を第1ECU40及び第2ECU50に出力する。
The
吸気圧センサ12は、感部が吸気流路に露出するようにエンジンの吸気管に設置されており、吸気管の内部圧力(吸気圧)に応じた吸気圧信号を第1ECU40に出力する。吸気温センサ13は、感部が吸気流路に露出するようにエンジンの吸気管に設置されており、吸気管の内部温度(吸気温度)に応じた吸気温信号を第1ECU40に出力する。スロットル開度センサ14は、エンジンの吸気管に設けられたスロットルバルブの開度に応じたスロットル開度信号を第1ECU40に出力する。
The
冷却水温センサ15は、エンジンの冷却水温度に応じた冷却水温信号を第1ECU40に出力する。O2センサ16は、例えばガス検知物質としてジルコニアを用いた酸素センサであり、ガス接触部が排気流路に露出するようにエンジンの排気管に設置されており、排気ガスの酸素濃度(残留酸素量)を示す酸素濃度信号を第2ECU50に出力する。
The
制御対象群20は、点火コイル21、液体燃料噴射弁22、燃料ポンプ23、気体燃料噴射弁24、及び遮断弁25等からなり、エンジンを動作させるために設けられる。点火コイル21は、1次巻線と2次巻線からなるトランスであり、第1ECU40から1次巻線に供給される点火信号を昇圧して2次巻線からエンジンの点火プラグに供給する。
The
液体燃料噴射弁22は、吸気流路に噴射口が露出するように吸気管に設置された電磁弁であり、第1ECU40から供給される燃料噴射弁駆動信号に応じて、液体燃料タンクから供給される液体燃料を噴射口から噴射する。燃料ポンプ23は、第1ECU40から供給されるポンプ駆動信号に応じて、液体燃料タンク内の液体燃料を汲み出して液体燃料噴射弁22の燃料入口に圧送する。
The liquid
気体燃料噴射弁24は、吸気流路に噴射口が露出するように吸気管に設置された電磁弁であり、第2ECU50から供給される燃料噴射弁駆動信号に応じて、気体燃料タンクから供給される気体燃料を噴射口から噴射する。遮断弁25は、気体燃料タンクからレギュレータに至る気体燃料供給経路に介挿された電磁弁であり、第2ECU50から供給される遮断弁駆動信号に応じて、気体燃料タンクからの気体燃料を気体燃料噴射弁24に供給するか否かを切り替える。
The gaseous
燃料切替スイッチ30は、手動操作による燃料の切り替えを可能とするスイッチであり、そのスイッチの状態、つまりエンジンで使用する燃料として液体燃料が選択されているのか、気体燃料が選択されているのかを示す燃料指定信号を第2ECU50に出力する。
The fuel change-over
第1ECU40は、波形整形回路41、回転数カウンタ42、A/D変換器43、点火回路44、燃料噴射弁駆動回路45、ポンプ駆動回路46、ROM(Read Only Memory)47a、RAM(Random Access Memory)47b、通信回路48、及びCPU(Central Processing Unit:中央処理装置)49を備える。かかる構成の第1ECU40は、液体燃料によるエンジン運転制御及び空燃比フィードバック制御を行う。
The first ECU 40 includes a
波形整形回路41は、クランク角度センサ11からのパルス信号を、方形波のパルス信号に波形整形し、回転数カウンタ42及びCPU49に出力する。つまり、この方形波のパルス信号は、クランクシャフトが一定角度回転するのに要した時間を1周期とする信号である。以下では、この波形整形回路41から出力される方形波のパルス信号をクランクパルス信号という。
The
回転数カウンタ42は、波形整形回路41からのクランクパルス信号に基づいてエンジン回転数を算出し、その算出結果をCPU49に出力する。A/D変換器43は、吸気圧センサ12からの吸気圧信号、吸気温センサ13からの吸気温信号、スロットル開度センサ14からのスロットル開度信号、冷却水温センサ15からの冷却水温信号、及び入力端T1から入力される酸素濃度信号(詳細は後述する)を入力とし、これらをディジタル信号(吸気圧値、吸気温値、スロットル開度値、冷却水温値、酸素濃度値)に変換してCPU49に出力する。
The
点火回路44は、不図示のバッテリから供給される電力を蓄えるコンデンサを備えており、CPU49からの要求に応じてコンデンサに蓄えられた電力を放電することによって点火コイル21の1次巻線に点火信号を出力する。燃料噴射弁駆動回路45は、CPU49からの要求に応じて、燃料噴射弁駆動信号を生成して液体燃料噴射弁22に出力する。ポンプ駆動回路46は、CPU49からの要求に応じてポンプ駆動信号を生成して燃料ポンプ23に出力する。
The
ROM47aは、CPU49の各種機能を実現するためのエンジン制御プログラムや各種設定データを予め記憶している不揮発性メモリである。RAM47bは、CPU49がエンジン制御プログラムを実行して各種動作を行う際に、エンジン制御プログラムで用いられる各種データを一時的に保存するために用いられる揮発性メモリである。通信回路48は、通信ケーブルC1を介して第2ECU50と接続されており、CPU49による制御の下で、第2ECU50との間でデータ通信を行う。
The ROM 47a is a non-volatile memory that stores in advance an engine control program for realizing various functions of the
CPU49は、ROM47aに記憶されているエンジン制御プログラムに従って、液体燃料によるエンジン運転制御を行う。具体的には、波形整形回路41からのクランクパルス信号、回転数カウンタ42からのエンジン回転数、及びA/D変換器43からのディジタル信号(吸気圧値、吸気温値、スロットル開度値、冷却水温値、酸素濃度値)と、通信回路48を介して得られる第2ECU50からの各種情報に基づいて液体燃料によるエンジン運転制御を行う。
The
より具体的に、CPU49は、波形整形回路41からのクランクパルス信号に基づいてクランクシャフトの回転状態(言い換えると、シリンダ内におけるピストン位置)を監視する。そして、ピストンが点火時期に対応する位置に到達した時点で、点火回路44に対して点火信号の出力を要求して、点火コイル21を点火させる制御を行う。
More specifically, the
また、CPU49は、通信回路48で受信される第2ECU50からの燃料指定信号で示される燃料が液体燃料である場合には、液体燃料の噴射制御を行う。つまり、CPU49は、ポンプ駆動回路46に対してポンプ駆動信号の生成を要求するとともに、ピストンが燃料噴射時期に対応する位置に到達した時点で燃料噴射弁駆動回路45に対して燃料噴射弁駆動信号の生成を要求することにより、液体燃料噴射弁22による液体燃料の噴射を実施する。
When the fuel indicated by the fuel designation signal from the
更に、CPU49は、上述した液体燃料によるエンジン運転制御に加えて、A/D変換器43からの酸素濃度値を参照しつつ空燃比フィードバック制御を行う。具体的に、CPU49は、A/D変換器43からの酸素濃度値に基づいて空燃比を算出し、この空燃比が目標空燃比に対して「リッチ」であれば、燃料噴射量が減少するようなフィードバック補正量を演算し、空燃比が目標空燃比に対して「リーン」であれば、燃料噴射量が増加するようなフィードバック補正量を演算する。
Further, the
そして、CPU49は、通信回路48で受信される第2ECU50からの燃料指定信号で示される燃料が液体燃料である場合には、演算により得られたフィードバック補正量を用いて燃料噴射量の補正を行い、補正後の燃料噴射量分の液体燃料がエンジンに噴射されるように液体燃料噴射弁22を制御する。これに対し、上記の燃料指定信号で示される燃料が気体燃料である場合には、CPU49は、演算により得られたフィードバック補正量(空燃比フィードバック制御に係る制御量)を、通信回路48を介して第2ECU50に送信する。
When the fuel indicated by the fuel designation signal from the
第2ECU50は、波形整形回路51、回転数カウンタ52、A/D変換器53(入力部)、D/A変換器54(出力部)、燃料噴射弁駆動回路55、遮断弁駆動回路56、ROM57a、RAM57b、通信回路58、及びCPU59(補正部)を備える。かかる構成の第2ECU50は、気体燃料によるエンジン運転制御を行う。
The
波形整形回路51は、クランク角度センサ11からのパルス信号を、方形波のパルス信号(クランクパルス信号)に波形整形して回転数カウンタ52及びCPU59に出力する。回転数カウンタ52は、波形整形回路51からのクランクパルス信号に基づいてエンジン回転数を算出し、その算出結果をCPU59に出力する。
The
A/D変換器53は、O2センサ16からの酸素濃度信号を入力とし、この酸素濃度信号をディジタル信号(酸素濃度値)に変換してCPU59に出力する。D/A変換器54は、CPU59で補正された酸素濃度値(詳細は後述する)をアナログ信号(酸素濃度信号)に変換し、変換したアナログ信号を、第1ECU40の入力端T1に接続された信号線C2を介して第1ECU40に出力する。
The A /
燃料噴射弁駆動回路55は、CPU59からの要求に応じて燃料噴射弁駆動信号を生成して気体燃料噴射弁24に出力する。遮断弁駆動回路56は、CPU59からの要求応じて遮断弁駆動信号を生成して遮断弁25に出力する。ROM57aは、CPU59の各種機能を実現するためのエンジン制御プログラムや各種設定データを予め記憶している不揮発性メモリである。RAM57bは、CPU59がエンジン制御プログラムを実行して各種動作を行う際に、エンジン制御プログラムで用いられる各種データを一時的に保存するために用いられる揮発性メモリである。通信回路58は、通信ケーブルC1を介して第1ECU40と接続されており、CPU59による制御の下で、第1ECU40との間でデータ通信を行う。
The fuel injection
CPU59は、ROM57aに記憶されているエンジン制御プログラムに従って、気体燃料によるエンジン運転制御を行う。具体的には、燃料切替スイッチ30から入力される燃料指定信号、波形整形回路51から入力されるクランクパルス信号、及び回転数カウンタ52から得られるエンジン回転数と、通信回路58を介して第1ECU40から得られる各種情報とに基づいて気体燃料によるエンジン運転制御を行う。
The
より具体的に、CPU59は、燃料切替スイッチ30からの燃料指定信号で示される燃料が気体燃料である場合に、気体燃料の噴射制御を行う。つまり、CPU59は、遮断弁駆動回路56に対して遮断弁駆動信号の生成を要求して遮断弁25を開放させるとともに、ピストンが燃料噴射時期に対応する位置に到達した時点で、燃料噴射弁駆動回路55に対して燃料噴射弁駆動信号の生成を要求することにより、気体燃料噴射弁24による気体燃料の噴射を実施する。
More specifically, the
また、CPU59は、上記の燃料指定信号で示される燃料が気体燃料である場合に、通信回路58で受信される第1ECU40からのフィードバック補正量を用いて燃料噴射量の補正を行い、補正後の燃料噴射量分の気体燃料がエンジンに噴射されるように気体燃料噴射弁24を制御する。つまり、CPU59は、気体燃料が選択されている場合には、第1ECU40で行われる空燃比フィードバック制御が、第2ECU50を介して実現されるようにする。
In addition, when the fuel indicated by the fuel designation signal is gaseous fuel, the
更に、CPU59は、上記の燃料指定信号で示される燃料が気体燃料である場合に、A/D変換器53からの酸素濃度値を補正し、補正した酸素濃度値をD/A変換器54に出力する処理を行う。具体的に、CPU59は、液体燃料が選択されるときの空燃比とO2センサ16の出力との関係に対する、気体燃料が選択されるときの空燃比とO2センサ16の出力との関係のずれ量に応じてA/D変換器53からの酸素濃度値を補正する。
Further, the
このような補正を行うのは、気体燃料が選択される場合であっても、高精度の空燃比フィードバック制御を実現するためである。図2は、本発明の一実施形態において、気体燃料が選択された場合に生ずるO2センサの特性変化を説明する図である。図2に示す通り、O2センサ16は、ガス検知物質としてのジルコニアの両面に白金系の電極を取り付けた構成であり、酸素濃度が高い側(センサ側)から低い側(排気流路側)へ酸素イオンが移動することによって生ずる起電力によって酸素濃度を検出するものである。 Such correction is performed in order to realize highly accurate air-fuel ratio feedback control even when gaseous fuel is selected. FIG. 2 is a diagram for explaining the characteristic change of the O 2 sensor that occurs when gaseous fuel is selected in one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the O 2 sensor 16 has a configuration in which platinum-based electrodes are attached to both surfaces of zirconia as a gas detection substance. From the oxygen concentration side (sensor side) to the low side (exhaust flow channel side). The oxygen concentration is detected by an electromotive force generated by the movement of oxygen ions.
ここで、気体燃料が選択される場合には、液体燃料が選択される場合に比べて、排気ガス中の水素(H2)の濃度が増加(例えば、2倍程度に増加)し、図2に示す通り、ジルコニアの内部を排気流路側からセンサ側に移動する水素イオンの量が増大する。すると、増大した水素イオンの分だけ大きな起電力が生じ、これによってO2センサ16の出力が大きくなる。これは、O2センサ16の特性が、実際の酸素濃度よりも高い酸素濃度を検出する特性に変化したことを意味する。 Here, when the gaseous fuel is selected, the concentration of hydrogen (H 2 ) in the exhaust gas increases (for example, increases by about 2 times) compared to the case where the liquid fuel is selected, and FIG. As shown, the amount of hydrogen ions moving inside the zirconia from the exhaust flow path side to the sensor side increases. Then, a large electromotive force is generated by the increased amount of hydrogen ions, which increases the output of the O 2 sensor 16. This means that the characteristic of the O 2 sensor 16 has changed to a characteristic for detecting an oxygen concentration higher than the actual oxygen concentration.
このような特性が変化したO2センサ16から出力される酸素濃度信号を用いて算出される空燃比は、実際の空燃比よりも「リッチ」になるため、空燃比フィードバック制御の精度が低下する。本実施形態では、以上の特性が変化したO2センサ16から出力される酸素濃度信号(A/D変換器53からの酸素濃度値)を前述した通りに補正することによって、気体燃料が選択される場合であっても、高精度の空燃比フィードバック制御を実現するようにしている。 Since the air-fuel ratio calculated using the oxygen concentration signal output from the O 2 sensor 16 with such characteristics changed is “richer” than the actual air-fuel ratio, the accuracy of the air-fuel ratio feedback control decreases. . In the present embodiment, the gaseous fuel is selected by correcting the oxygen concentration signal (the oxygen concentration value from the A / D converter 53) output from the O 2 sensor 16 whose characteristics have changed as described above. Even in such a case, highly accurate air-fuel ratio feedback control is realized.
具体的に、CPU59は、例えばROM57aに記憶された補正テーブル(上述したO2センサ16の特性変化(液体燃料が選択されるときの空燃比とO2センサ16の出力との関係に対する、気体燃料が選択されるときの空燃比とO2センサ16の出力との関係のずれ量)を補正し得るテーブル)を用いてA/D変換器53からの酸素濃度値を補正する。この補正テーブルは、O2センサ16から出力される酸素濃度信号の値毎に補正量を規定したテーブルであり、予め実験を行って作成されたものである。
Specifically, the
尚、高精度の空燃比フィードバック制御を実現するためには、上記の補正テーブルを用いてA/D変換器53からの酸素濃度値を補正するのが望ましい。但し、空燃比フィードバック制御を行っている最中に、排気ガス中の水素濃度が大幅に変わらないのであれば、補正テーブルを用いずに、予め値が固定された補正値を用いて補正を行っても良い。このような補正値を用いると、補正テーブルを用いる場合に比べてCPU59の処理量を低減することができる。
In order to realize highly accurate air-fuel ratio feedback control, it is desirable to correct the oxygen concentration value from the A /
CPU59は、燃料切替スイッチ30からの燃料指定信号で示される燃料が液体燃料である場合には、A/D変換器53からの酸素濃度値を補正せずにD/A変換器54に出力する。これは、液体燃料が選択される場合には、気体燃料が選択される場合に生ずるO2センサ16の特性変化が生じないため、補正をする必要がないからである。尚、CPU59は、通信回路58を制御して、燃料切替スイッチ30から入力される燃料指定信号を第1ECU40に送信させる機能も有する。
When the fuel indicated by the fuel designation signal from the
次に、上記構成におけるエンジン制御システムの動作について説明する。尚、以下では、説明を簡単にするために、空燃比フィードバック制御に関する動作のみを説明するものとし、燃料切替スイッチ30によって液体燃料が選択された場合の動作、燃料切替スイッチ30によって気体燃料が選択された場合の動作について順に説明する。
Next, the operation of the engine control system having the above configuration will be described. In the following, for the sake of simplicity, only the operation related to the air-fuel ratio feedback control will be described. The operation when liquid fuel is selected by the
〈液体燃料が選択された場合の動作〉
燃料切替スイッチ30が手動操作されることによって液体燃料が選択されると、燃料切替スイッチ30から第2ECU50のCPU59に対して、液体燃料が選択された旨を示す燃料指定信号が出力される。すると、CPU59は、通信回路58を制御して燃料指定信号を第1ECU40に送信させるとともに、A/D変換器53からの酸素濃度値を補正せずにD/A変換器54に出力する。これにより、O2センサ16から出力される酸素濃度信号が、第2ECU50で補正されずに第1ECU40の入力端T1に入力される。
<Operation when liquid fuel is selected>
When liquid fuel is selected by manually operating the
第2ECU50からの燃料指定信号が通信回路48で受信されると、第1ECU40のCPU49は、ROM47aから目標空燃比を読み出し、その目標空燃比を用いて空燃比フィードバック制御を行う。具体的に、CPU49は、A/D変換器43から出力される酸素濃度値(第2ECUで補正が行われていない酸素濃度値)に基づいて空燃比を算出し、この空燃比が目標空燃比に対して「リッチ」であれば、燃料噴射量が減少するようなフィードバック補正量を演算し、算出した空燃比が目標空燃比に対して「リーン」であれば、CPU49は、燃料噴射量が増加するようなフィードバック補正量を演算する。
When the
そして、CPU49は、演算により得られたフィードバック補正量を用いて燃料噴射量の補正を行い、補正後の燃料噴射量分の液体燃料がエンジンに噴射されるように液体燃料噴射弁22を制御する。尚、補正前の燃料噴射量は、CPU49が事前にエンジン回転数やスロットル開度値等のエンジン運転状態を示す情報を基に算出していた値である。
Then, the
〈気体燃料が選択された場合の動作〉
燃料切替スイッチ30が手動操作されることによって気体が選択されると、燃料切替スイッチ30から第2ECU50のCPU59に対して、気体燃料が選択された旨を示す燃料指定信号が出力される。すると、CPU59は、通信回路58を制御して燃料指定信号を第1ECU40に送信させるとともに、ROM57aから補正テーブルを読み出してA/D変換器53からの酸素濃度値を補正し、補正した酸素濃度値をD/A変換器54に出力する。これにより、第2ECU50で補正された酸素濃度信号が第1ECU40の入力端T1に入力される。
<Operation when gaseous fuel is selected>
When the gas is selected by manually operating the
第2ECU50からの燃料指定信号が通信回路48で受信されると、第1ECU40のCPU49は、ROM47aから目標空燃比を読み出し、その目標空燃比を用いて空燃比フィードバック制御を行う。具体的に、CPU49は、A/D変換器43から出力される酸素濃度値(第2ECUで補正が行われた酸素濃度値)に基づいて空燃比を算出し、目標空燃比に対する空燃比の関係(「リッチ」又は「リーン」)に応じたフィードバック補正量を演算する。そして、CPU49は、通信回路48を制御して、演算により得られたフィードバック補正量を第2ECU50に送信する。
When the
第1ECU40から送信されてきたフィードバック補正値が通信回路58で受信されると、第2ECU50のCPU59は、そのフィードバック補正量を用いて燃料噴射量の補正を行う。そして、補正後の燃料噴射量分の気体燃料がエンジンに噴射されるように気体燃料噴射弁24を制御する。
When the feedback correction value transmitted from the
図3は、本発明の一実施形態における効果を説明するための図である。図3に示すグラフは、O2センサ16の特性を示すグラフであって、横軸に空燃比をとり、縦軸にO2センサ16の出力電圧をとっている。尚、図3に示す通り、液体燃料が選択されている場合には、O2センサ16の出力電圧がV2のときに目標空燃比R1になるものとする。 FIG. 3 is a diagram for explaining an effect in one embodiment of the present invention. The graph shown in FIG. 3 is a graph showing the characteristics of the O 2 sensor 16, where the horizontal axis represents the air-fuel ratio and the vertical axis represents the output voltage of the O 2 sensor 16. As shown in FIG. 3, when the liquid fuel is selected, the target air-fuel ratio R1 is assumed when the output voltage of the O 2 sensor 16 is V2.
気体燃料が選択された場合には、O2センサ16の特性変化が生ずるため、例えば実際の空燃比が目標空燃比R1であったとしても、O2センサ16の出力電圧は、V2よりも高いV1になる。すると、このO2センサ16の出力電圧に基づいて算出される空燃比は目標空燃比R1に対して「リッチ」になる(目標空燃比R1からδだけずれた空燃比になる)ため、目標空燃比R1からずれた空燃比になるように空燃比フィードバック制御が行われることになる。 When the gaseous fuel is selected, the characteristic change of the O 2 sensor 16 occurs. For example, even if the actual air-fuel ratio is the target air-fuel ratio R1, the output voltage of the O 2 sensor 16 is higher than V2. V1. Then, the air-fuel ratio calculated based on the output voltage of the O 2 sensor 16 becomes “rich” with respect to the target air-fuel ratio R1 (the air-fuel ratio deviated by δ from the target air-fuel ratio R1). Air-fuel ratio feedback control is performed so that the air-fuel ratio deviates from the fuel ratio R1.
これに対し、本実施形態では、電圧がV1からV2になるように、第2ECU50のCPU59がO2センサ16の出力電圧を補正しているため、O2センサ16の出力電圧に基づいて算出される空燃比は本来の目標空燃比R1になる。このようにして、O2センサ16の特性変化に起因する空燃比のずれ量(δ)が、O2センサ16の出力電圧が補正されることによって解消され、高精度の空燃比フィードバック制御を実現することができる。
On the other hand, in this embodiment, since the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ガソリン等の液体燃料と圧縮天然ガス(CNG)等の気体燃料とを用いる場合を例に挙げて説明したが、本発明はガソリン及び圧縮天然ガス以外の燃料を用いる場合にも適用可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be freely changed within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the case where liquid fuel such as gasoline and gaseous fuel such as compressed natural gas (CNG) are used has been described as an example. However, the present invention uses a fuel other than gasoline and compressed natural gas. It is also applicable to.
1…エンジン制御システム、16…O2センサ、40…第1ECU、50…第2ECU、53…A/D変換器、54…D/A変換器、59…CPU、T1…入力端 1 ... engine control system, 16 ... O 2 sensor, 40 ... first 1ECU, 50 ... first 2ECU, 53 ... A / D converter, 54 ... D / A converter, 59 ... CPU, T1 ... input
Claims (4)
前記エンジンから排出される排気ガスの残留酸素量を検出するセンサと、
前記センサの検出信号が入力可能な入力端を有しており、前記第1燃料による前記エンジンの運転制御を行うとともに、前記入力端から入力される信号に基づいて空燃比が目標空燃比になるように空燃比フィードバック制御を行う第1制御装置と、
前記センサの検出信号が入力される入力部と、前記第2燃料が選択された場合に前記入力部に入力された検出信号の酸素濃度値を補正する補正部と、該補正部で補正された検出信号を前記第1制御装置の入力端に出力する出力部とを有する第2制御装置と
を備えることを特徴とするエンジン制御システム。 An engine control system for selectively operating a first engine and a second fuel to control operation of a single engine,
A sensor for detecting a residual oxygen amount of exhaust gas discharged from the engine;
It has an input end to which the detection signal of the sensor can be input, and controls the operation of the engine by the first fuel, and the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio based on the signal input from the input end A first control device for performing air-fuel ratio feedback control,
An input unit to which the detection signal of the sensor is input, a correction unit for correcting the oxygen concentration value of the detection signal input to the input unit when the second fuel is selected, and the correction unit An engine control system comprising: a second control device having an output unit that outputs a detection signal to an input terminal of the first control device.
前記第1制御装置は、前記第2燃料が選択された場合には、前記空燃比フィードバック制御に係る制御量を前記第2制御装置に出力する
ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載のエンジン制御システム。 The second control device performs operation control of the engine with the second fuel,
The first control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first control device outputs a control amount related to the air-fuel ratio feedback control to the second control device when the second fuel is selected. The engine control system according to any one of the above.
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