JP6402556B2 - Internal combustion engine, vehicle, and control method for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、液化ガス燃料の内燃機関内への漏れを正確に検出することができ、これにより、内燃機関の各装置内部のシール部における異常の発生を正確に推定して、液化ガス燃料の漏出によるエンジン運転時の異常燃焼を防止する内燃機関、車両及び内燃機関の制御方法に関する。 The present invention can accurately detect the leakage of liquefied gas fuel into the internal combustion engine, thereby accurately estimating the occurrence of an abnormality in the seal portion inside each device of the internal combustion engine. The present invention relates to an internal combustion engine, a vehicle, and a control method for an internal combustion engine that prevent abnormal combustion during engine operation due to leakage.
DME燃料(ジメチルエーテル)等の液化ガス燃料を燃料とするディーゼルエンジンにおいては、液化ガス燃料は軽油と比較して粘性が低いため、エンジンの燃料系統、特に、エンジンに使用されている噴射系における燃料噴射装置(インジェクタノズル)のシート部、高圧ポンプのプランジャやシリンダ等の摺動部のシール部から液化ガス燃料が漏出する。この漏れに対するシール対策を行って耐久性・信頼性を高めているが、ガス漏れを完全に封じ込めるのは難しい。 In a diesel engine using liquefied gas fuel such as DME fuel (dimethyl ether) as the fuel, the liquefied gas fuel has a lower viscosity than that of light oil, so the fuel in the engine fuel system, particularly the injection system used in the engine. The liquefied gas fuel leaks from the seat portion of the injector (injector nozzle) and the seal portion of the sliding portion such as the plunger or cylinder of the high-pressure pump. Although measures against this leak are taken to improve durability and reliability, it is difficult to completely contain the gas leak.
特に、オイル潤滑式の冷却方法を用いる高圧ポンプの場合には、冷却用の潤滑油が、高圧ポンプの潤滑油出口からオイルパンに戻る際に、潤滑油に溶解していた液化ガス燃料がブローバイガスとして漏出する。この漏出して気体となった液化ガス燃料は、エンジン冷却用の潤滑油の劣化、金属(クランク室の壁面等)の腐食、及び大気汚染等の原因となるため、クランク室よりブローバイ還流路を経由して吸気通路や吸気マニホールドに還流して、新気と混合して燃焼室内に流入させ、新たな燃料とともに燃焼処理している。 In particular, in the case of a high-pressure pump using an oil-lubricated cooling method, when the lubricating oil for cooling returns from the lubricating oil outlet of the high-pressure pump to the oil pan, the liquefied gas fuel dissolved in the lubricating oil is blow-by. Leak as gas. The liquefied gas fuel that has leaked into the gas causes deterioration of the lubricating oil for engine cooling, corrosion of the metal (wall surface of the crank chamber, etc.), and air pollution. Then, it returns to the intake passage and intake manifold, mixes with fresh air, flows into the combustion chamber, and is burned with new fuel.
このブローバイガスに紛れ込む液化ガス燃料の量が多く、ブローバイガス中の液化ガス燃料の濃度が上昇した場合に、このブローバイガスが取り込まれた吸気で燃焼を行うと、異常燃料が発生して、筒内圧が異常になってシリンダライナ等が破損したりする可能性があり、最悪の場合は、エンジンの破損に到ることも考える必要が生じる。 When the amount of liquefied gas fuel mixed into the blow-by gas is large and the concentration of the liquefied gas fuel in the blow-by gas is increased, if combustion is performed with the intake air in which the blow-by gas is taken in, abnormal fuel is generated, and the cylinder There is a possibility that the internal pressure becomes abnormal and the cylinder liner or the like may be damaged. In the worst case, it is necessary to consider that the engine is damaged.
また、エンジン停止時における燃料噴射弁のノズルシート部からの液化ガス燃料の漏れは、直接、筒内に入り、燃焼室内だけではなく、吸気マニホールドや排気マニホールドにも拡散するので、エンジンの長時間停止後の、次の始動時において、異常燃焼が発生する可能性が高まる。 In addition, the leakage of liquefied gas fuel from the nozzle seat of the fuel injection valve when the engine is stopped directly enters the cylinder and diffuses not only into the combustion chamber but also into the intake manifold and exhaust manifold. At the next start after the stop, the possibility of abnormal combustion increases.
これに関連して、ジメチルエーテルからなる燃料をエンジンの燃焼室に噴射するための燃料噴射装置と、アクチュエータにより駆動されて正規の排気タイミングとは無関係に排気ポートを開閉することができる始動制御弁と、この始動制御弁の下流側にジメチルエーテル濃度を検出するセンサーを備え、エンジンのスターター始動後に、このセンサーの検出値が所定値以下になるまで、始動制御弁を開弁状態で維持しつつ、燃料噴射装置を無噴射状態に制御して、燃料室内のジメチルエーテルをパージするジメチルエーテル用ディーゼルエンジンの始動制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In this connection, a fuel injection device for injecting dimethyl ether fuel into the combustion chamber of the engine, and a start control valve that is driven by an actuator and that can open and close the exhaust port regardless of the normal exhaust timing. A sensor for detecting dimethyl ether concentration is provided downstream of the start control valve, and after the starter of the engine is started, the start control valve is kept open until the detected value of the sensor becomes a predetermined value or less. There has been proposed a start control device for a dimethyl ether diesel engine that purges dimethyl ether in a fuel chamber by controlling the injection device to a non-injection state (see, for example, Patent Document 1).
この始動制御装置を用いることで、ジメチルエーテルが少量漏出していても、パージして始動を開始できるが、液化ガス燃料の漏出の有無を検出して、漏出が有るときは、大きな故障に到る前に、漏出箇所を有する部品の交換や修理を行うことも重要である。 By using this start control device, even if a small amount of dimethyl ether has leaked, it can be started by purging, but if there is a leak by detecting whether or not liquefied gas fuel has leaked, it will lead to a major failure It is also important to replace or repair parts that have leak points before.
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、液化ガス燃料の内燃機関内への漏れを正確に検出することができ、これにより、内燃機関の燃料噴射弁や高圧ポンプ等のシール部における異常状態を正確に推定して、液化ガス燃料の漏出によるエンジン運転時の異常燃焼を防止することができる、内燃機関、車両及び内燃機関の制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to accurately detect leakage of liquefied gas fuel into an internal combustion engine. To provide an internal combustion engine, a vehicle, and a control method for an internal combustion engine that can accurately estimate an abnormal state in a seal portion such as a pump and prevent abnormal combustion during engine operation due to leakage of liquefied gas fuel. .
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、液化ガス燃料を燃料とするとともに、クランク室内のブローバイガスを吸気通路に還流するブローバイ還流路を備えた内燃機関において、液化ガス燃料を検出するガス検出装置を前記クランク室内と前記ブローバイ還流路と前記吸気通路のいずれかに設け、前記内燃機関を制御する制御装置が、前記ガス検出装置で検出した液化ガス燃料の濃度が予め設定した異常判定閾値以上となったときに、前記内燃機関内で液化ガス燃料の漏れが発生していると判定するガス漏れ判定制御を行うとともに、前記異常判定閾値を前記内燃機関の始動を補助するスターターの始動に基づいて変えるように構成される。 In order to achieve the above object, an internal combustion engine of the present invention detects liquefied gas fuel in an internal combustion engine that uses liquefied gas fuel as a fuel and has a blow-by recirculation passage that recirculates blow-by gas in a crank chamber to an intake passage. the gas detection device which is provided to one of the intake passage and the crank chamber and the blow-by recirculation passage, the abnormality control unit for controlling the internal combustion engine, the concentration of the liquefied gas fuel detected by the gas detector is preset A gas leak determination control is performed to determine that liquefied gas fuel leakage has occurred in the internal combustion engine when the determination threshold value is exceeded, and the abnormality determination threshold is set to a starter for assisting the start of the internal combustion engine. Configured to change based on startup .
この構成によれば、内燃機関の運転時に、内燃機関の各装置内部のシール部からの液化ガス燃料(例えば、DME燃料)の漏れを正確に検出することができるので、これらのシール部の損傷による異常状態を正確に検出することができる。その結果、これらの異常状態に対して部品の交換や修理等の修復対応を行って漏出を抑えることができるので、液化ガス燃料の漏出に起因する内燃機関の運転時の異常燃焼を防止することができる。 According to this configuration, during operation of the internal combustion engine, it is possible to accurately detect leakage of liquefied gas fuel (for example, DME fuel) from the seal portion inside each device of the internal combustion engine. It is possible to accurately detect an abnormal state due to. As a result, it is possible to suppress leakage by performing repairs such as replacement or repair of parts for these abnormal states, thereby preventing abnormal combustion during operation of the internal combustion engine due to leakage of liquefied gas fuel Can do.
また、上記の内燃機関において、前記内燃機関の始動時に、前記内燃機関のキーオンにて前記制御装置が前記ガス漏れ判定制御を行い、前記内燃機関内で液化ガス燃料の漏れが発生していると判定したときに、前記スターターを作動しない制御を行うように構成される。 Further, in the internal combustion engine described above, at the start of the internal combustion engine, wherein said control device at key-on of the internal combustion engine performs the gas leakage judgment control, the leakage of the liquefied gas fuel in the internal combustion engine has occurred when it is determined, it configured to perform control not to operate the starter.
この構成によれば、内燃機関の始動時に、キーオンをガス漏れ判定制御の開始の合図にして、ガス漏れ判定制御を開始し、このガス漏れ判定制御により、内燃機関内での液化ガス燃料の漏れが発生していると判定したときに、スターターを作動しないようにすることで、漏出した液化ガス燃料が気筒、吸気マニホールド、排気マニホールド等の内部にある状態での燃焼を回避することができるので、液化ガス燃料の漏出による内燃機関の始動時の異常燃焼を確実に防止することができる。 According to this configuration, at the start of the internal combustion engine, the key-on is signaled to start the gas leak determination control, and the gas leak determination control is started. By this gas leak determination control, the leakage of liquefied gas fuel in the internal combustion engine is started. By preventing the starter from operating when it is determined that the liquefied gas has occurred, it is possible to avoid combustion when the leaked liquefied gas fuel is inside the cylinder, intake manifold, exhaust manifold, etc. Thus, abnormal combustion at the start of the internal combustion engine due to leakage of liquefied gas fuel can be reliably prevented.
また、上記の目的を達成するための本発明の車両は、上記の内燃機関を備えて構成される。 In addition, a vehicle of the present invention for achieving the above object includes the above internal combustion engine.
この構成によれば、上記の内燃機関と同様の作用効果を奏することができる。 According to this configuration, the same operational effects as those of the internal combustion engine can be obtained.
また、上記の車両において、前記制御装置が、前記ガス漏れ判定制御により、前記内燃機関内で液化ガス燃料の漏れが発生していると判定したときに点灯または点滅する警告灯を、前記車両の運転席に備えて構成される。 In the above vehicle, a warning light that lights or blinks when the control device determines that the leakage of the liquefied gas fuel is occurring in the internal combustion engine by the gas leak determination control, Configured for the driver's seat.
この構成によれば、内燃機関内での液化ガス燃料の漏れが発生していることを、警告灯の点灯や点滅により運転者に通知できるので、特に、内燃機関の始動時における液化ガス燃料の漏れ状態を運転者に通知することで、運転者がスターターの停止の理由を知ることができ、修理業者の手配等の対応を採ることができる。 According to this configuration, it is possible to notify the driver that the liquefied gas fuel has leaked in the internal combustion engine by turning on or blinking the warning light. By notifying the driver of the leakage state, the driver can know the reason for stopping the starter, and can take measures such as arranging for a repairer.
また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の制御方法は、液化ガス燃料を燃料とするとともに、クランク室内のブローバイガスを吸気通路に還流するブローバイ還流路を備えた内燃機関の制御方法において、前記クランク室内と前記ブローバイ還流路と前記吸気通路のいずれかに設けたガス検出装置で検出した液化ガス燃料の濃度が、予め設定した異常判定閾値以上となったときに、前記内燃機関内での液化ガス燃料の漏れが発生していると判定するガス漏れ判定制御を行うとともに、前記異常判定閾値を前記内燃機関の始動を補助するスターターの始動に基づいて変えることを特徴とする方法である。 In addition, the control method for an internal combustion engine of the present invention for achieving the above object is a control of an internal combustion engine having a blow-by recirculation path for returning a blow-by gas in a crank chamber to an intake passage while using liquefied gas fuel as a fuel. In the method, when the concentration of the liquefied gas fuel detected by a gas detection device provided in any of the crank chamber, the blow-by return path, and the intake passage is equal to or higher than a preset abnormality determination threshold value, the internal combustion engine A gas leakage determination control for determining that a leak of liquefied gas fuel has occurred in the engine and changing the abnormality determination threshold based on start of a starter that assists the start of the internal combustion engine It is.
また、上記の内燃機関の制御方法において、前記内燃機関の始動時に、前記内燃機関のキーオンにて前記ガス漏れ判定制御を行い、前記内燃機関内での液化ガス燃料の漏れが発生していると判定したときに、前記スターターを作動しないようにする。 In the control method of the internal combustion engine, during starting of the internal combustion engine, it performs the gas leakage determination control at key-on of the internal combustion engine, the leakage of the liquefied gas fuel in said internal combustion engine has occurred when it is determined, so as not to actuate the starter.
また、上記の内燃機関の制御方法において、前記ガス漏れ判定制御により、前記内燃機関内で液化ガス燃料の漏れが発生していると判定したときに、前記内燃機関を備えた車両の運転席に備えた警告灯を点灯または点滅させる信号を送信する。 In the control method for an internal combustion engine, when it is determined by the gas leak determination control that leakage of liquefied gas fuel is occurring in the internal combustion engine, the driver's seat of the vehicle equipped with the internal combustion engine Send a signal to light or blink the warning light provided.
これらの内燃機関の制御方法によれば、上記の内燃機関と同様の作用効果を奏することができる。 According to these control methods for the internal combustion engine, the same operational effects as those of the internal combustion engine can be obtained.
本発明の内燃機関、車両及び内燃機関の制御方法によれば、内燃機関の運転時、特に、漏出した液化ガス燃料による異常燃焼が発生し易い始動開始時に、DME燃料等の液化ガス燃料の漏れを正確に検出することができるので、これにより、内燃機関の燃料噴射弁や高圧ポンプ等のシール部における異常状態を正確に推定して、液化ガス燃料の漏出によるエンジン運転時の異常燃焼を防止することができる。 According to the control method for an internal combustion engine, a vehicle, and an internal combustion engine of the present invention, leakage of liquefied gas fuel such as DME fuel during the operation of the internal combustion engine, particularly at the start of start when abnormal combustion due to leaked liquefied gas fuel is likely to occur. Therefore, it is possible to accurately detect abnormal states in the seals of internal combustion engines such as fuel injection valves and high-pressure pumps, thereby preventing abnormal combustion during engine operation due to leakage of liquefied gas fuel. can do.
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関、車両及び内燃機関の制御方法について図面を参照しながら説明する。この実施形態では、気筒内に噴射する液化ガス燃料としてDME燃料を用いる。なお、本発明に係る実施の形態の車両は、本発明に係る実施の形態のエンジン(内燃機関)1を備えて構成される。 Hereinafter, an internal combustion engine, a vehicle, and a control method for an internal combustion engine according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, DME fuel is used as the liquefied gas fuel injected into the cylinder. The vehicle according to the embodiment of the present invention includes the engine (internal combustion engine) 1 according to the embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明に係る実施の形態のエンジン(内燃機関)1は、エンジン本体10と吸気通路12と排気通路13を備えており、さらに、ターボ式過給システムのターボチャージャ(ターボ式過給器)15と、排気通路13を通過する排気ガスGの一部をEGRガスGeとして、高圧EGR通路14を経由して吸気通路12に還流させる高圧EGRシステムを備えている。
As shown in FIG. 1, an engine (internal combustion engine) 1 according to an embodiment of the present invention includes an engine
吸気通路12は、吸気マニホールド11aに接続し、上流側より順に、空気流量(MAF)センサー(図示しない)、ターボチャージャ15のコンプレッサ15b、インタークーラー16が設けられている。また、排気通路13は、排気マニホールド11bに接続し、上流側より順に、ターボチャージャ15のタービン15a、排気ガス浄化処理装置(図示しない)が設けられている。そして、高圧EGR通路14は、タービン15aの上流側の排気通路13とインタークーラー16の下流側の吸気通路12とを接続して設けられ、上流側より順に、EGRクーラー17、EGRバルブ18が設けられている。
The
大気から導入される新気Aが、必要に応じて、高圧EGR通路14から吸気通路12に流入するEGRガスGeを伴って、吸気マニホールド11aに送られて、気筒(シリンダ)内の燃焼室に燃料噴射装置(図示しない)より噴射された燃料Fと混合圧縮されて、燃料Fが燃焼することで、エンジン1に動力を発生させる。そして、エンジン1での燃焼により発生した排気ガスGが、排気通路13に流出し、その一部は高圧EGR通路14にEGRガスGeとして流れ、残りの排気ガスGa(=G−Ge)は、タービン15aを経由して、排気ガス浄化処理装置により浄化処理された後、マフラー(図示しない)を経由して大気へ放出される。
The fresh air A introduced from the atmosphere is sent to the
また、エンジン本体10のクランク室10a内のブローバイガスGbを吸気通路12に還流するブローバイ還流路20を設けられている。なお、クランク室10a、吸気マニホールド11a及びブローバイ還流路20の関係をより明確に示すべく、図1のX方面からみたエンジン本体10の構成を図2に示す。
Further, a blow-by
また、DME燃料Fの濃度Cbを検出するガス濃度検出センサー(ガス検出装置)30をクランク室10aの内部と、ブローバイ還流路20と、吸気マニホールド11aを含む吸気通路12のいずれかに設ける。なお、図2の構成では、クランク室10aの内部に設けている。
Further, a gas concentration detection sensor (gas detection device) 30 for detecting the concentration Cb of the DME fuel F is provided in any of the inside of the
このガス濃度検出センサー30としては、例えば、図6にその構成を示す接触燃焼式センサーを用いることができる。この接触燃焼式センサーは、金属酸化物半導体等の可燃性感ガス素子を有する感ガス素子パッケージ30aとOリング30b、エポキシ樹脂(太線部内)30c、負荷抵抗30d等を有して構成される。また、ガス濃度検出センサー30の出力回路の一例を図7に示す。この出力回路は、回路電圧30eとグランド30iとの間の電圧に対してヒータ抵抗30f、センサー抵抗30gにより、センサー出力電圧30hとグランド30iとの間の出力電圧Vbが決まる。
As this gas
このガス濃度検出センサー30は、酸化触媒上で可燃性ガスが燃焼する際の発熱量を利用したセンサーであり、その内部に燃料F等の可燃性ガスが導入されると、この導入された可燃性ガスが、感ガス素子パッケージ30aに入って、ヒータ抵抗30fが発生する熱で350℃〜450℃程度に加熱されることで燃焼し、この燃焼でセンサー抵抗30gが昇温して抵抗値が変化する。この抵抗値の変化は図8に示すように可燃性ガスの濃度Cbに略比例するので、センサー出力電圧30hとしての出力電圧Vbで濃度Cbを検出できることになる。
This gas
また、図1に示すように、エンジン1を制御するエンジンコントロールユニット(ECU)と呼ばれる制御装置40を設けている。この制御装置40は、ガス濃度検出センサー30で検出した出力電圧Vbを濃度Cbに変換する(図8参照)。また、この制御装置40は、通常は、エンジン1に備えた各種センサー、または、エンジン1を搭載した車両に備えた各種センサーの情報に基づいて、エンジン1の全般の制御や車両の全般の制御を行っている。
As shown in FIG. 1, a
そして、本発明においては、この制御装置40が、ガス濃度検出センサー30で検出した出力電圧Vbを変換して得られるDME燃料Fの濃度Cbが予め設定した異常判定閾値Cbc以上となったときに、エンジン1内でのDME燃料Fの漏れが発生していると判定するガス漏れ判定制御を行うように構成される。なお、ガス濃度検出センサー30は、燃焼室の異常燃焼を回避するためには、エンジン本体10により近い位置の吸気通路12に設けるのが好ましく、それも吸気マニホールド11a等の気筒に近い位置がより好ましい。
In the present invention, when the
ここで、異常判定閾値Cbcについては、予め実験等により算出して制御装置40に記憶させておくが、エンジン1で異常燃焼が発生してエンジン1が故障しない値を考慮して、例えば、8000ppm〜12000ppmの値に設定することが好ましい。また、このガス漏れ判定制御は、予め設定した制御時間(例えば、0.5秒〜1.5秒)毎に、濃度Cbを異常判定閾値Cbcと比較して行われる。
Here, the abnormality determination threshold value Cbc is calculated in advance through experiments or the like and is stored in the
また、図示しないが、複数のガス濃度検出センサー30を、クランク室10aの内部とブローバイ還流路20と吸気通路12(吸気マニホールド11aを含む)のいずれか複数箇所に設けて、制御装置40が、これらのガス濃度検出センサー30で検出した出力電圧Vbi(i=1、2、・・・I)を変換して得られる濃度Cbiの平均値Cbm=ΣCbi/I)を異常判定閾値Cbcと比較するように構成すると、上記のガス漏れ判定制御をより正確に行うことができるので、より好ましい。
Although not shown, a plurality of gas
これにより、エンジン1の運転時に、エンジン1の各装置内部のシール部からのDME燃料Fの漏れ、例えば、燃料噴射弁(図示しない)のノズルシート部や、高圧ポンプ21(図3参照)内部のプランジャ21b及びシリンダ21iの摺動部等からのDME燃料Fの漏れを正確に検出することができるので、これらのシール部の剥がれ等の異常を正確に検出することができる。その結果、これらのシール部の剥がれ等の損傷に対して部品の交換や修理等の修復対応を行うことができるので、DME燃料Fの漏出に起因するエンジン1の運転時の異常燃焼、特に始動開始時の異常燃焼を防止することができる。
Thereby, during the operation of the engine 1, leakage of DME fuel F from the seal portion inside each device of the engine 1, for example, the nozzle seat portion of the fuel injection valve (not shown) or the inside of the high pressure pump 21 (see FIG. 3). Since the leakage of the DME fuel F from the
また、制御装置40が、エンジン1の始動時に、エンジンキーがONされたキーオンにて制御装置40がガス漏れ判定制御を行い、エンジン1内でのDME燃料Fの漏れが発生していると判定したときに、スターター(図示しない)を作動しない制御を行うように構成される。
Further, when the
これにより、エンジン1の始動時に、キーオンをガス漏れ判定制御の開始の合図にして、ガス漏れ判定制御を開始し、このガス漏れ判定制御により、エンジン1内でのDME燃料Fの漏れが発生していると判定したときに、スターターを作動しないようにすることで、漏出したDME燃料Fが気筒、吸気マニホールド11a、排気マニホールド11b等の内部にある状態での燃焼を回避することができるので、DME燃料Fの漏出によるエンジン1の始動時の異常燃焼を確実に防止することができる。
Thereby, when the engine 1 is started, the key-on is signaled to start the gas leakage determination control, and the gas leakage determination control is started. Due to this gas leakage determination control, the leakage of the DME fuel F in the engine 1 occurs. When it is determined that the starter is not operated, combustion in a state where the leaked DME fuel F is in the cylinder, the
また、本発明に係る車両は、上記の構成のエンジン1を備えて構成されるが、この車両において、制御装置40が、ガス漏れ判定制御により、エンジン1内でのDME燃料Fの漏れが発生していると判定したときに、点灯または点滅する警告灯(図示しない)を、車両の運転席に備えて構成される。
Further, the vehicle according to the present invention is configured to include the engine 1 having the above-described configuration. In this vehicle, the
これにより、エンジン1内でのDME燃料Fの漏れが発生していることを、警告灯の点灯や点滅により運転者に通知できるので、特に、エンジン1の始動時におけるDME燃料Fの漏れ状態を運転者に通知することで、運転者がスターターの停止の理由を知ることができ、修理業者の手配等の対応を採ることができる。 Accordingly, the driver can be notified that the DME fuel F has leaked in the engine 1 by turning on or flashing the warning light. Therefore, in particular, the leakage state of the DME fuel F at the start of the engine 1 can be detected. By notifying the driver, the driver can know the reason for stopping the starter and can take measures such as arranging for a repairer.
次に、本発明の実施の形態の内燃機関の制御方法について、図4、図5の制御フローに参照しながら説明する。図4の制御フローは、エンジン1の始動時に(図4の「スタート」はエンジンキーがONした時)「スタート」する制御フローであり、図5の制御フローは、エンジン1の始動後の通常運転に移行したときに行う制御フロー、すなわち、エンジン1の通常運転時に行う制御フローである。 Next, a control method for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the control flows of FIGS. The control flow in FIG. 4 is a control flow that “starts” when the engine 1 is started (“START” in FIG. 4 is when the engine key is turned on), and the control flow in FIG. It is a control flow performed when shifting to operation, that is, a control flow performed during normal operation of the engine 1.
図4の制御フローでは、スタートすると、ステップS11にて、ガス濃度検出センサー30で検出した出力電圧VbをDME燃料Fの濃度Cbに変換して検出する。DME燃料Fの濃度Cbを検出後、ステップS12に進む。
In the control flow of FIG. 4, when started, the output voltage Vb detected by the gas
ステップS12にて、ステップS11のガス漏れ判定制御で、検出したDME燃料Fの濃度Cbが予め設定した異常判定閾値Cbc以上であるか否かを判定する。ここで、異常判定閾値Cbcについては、予め実験等により設定しておくが、エンジン1で異常燃焼が発生しない値を考慮して、例えば、8000ppm〜12000ppmの値に設定することが好ましい。 In step S12, it is determined in the gas leakage determination control in step S11 whether or not the detected concentration Cb of the DME fuel F is equal to or higher than a preset abnormality determination threshold Cbc. Here, the abnormality determination threshold value Cbc is set in advance through experiments or the like, but is preferably set to a value of, for example, 8000 ppm to 12000 ppm in consideration of a value that does not cause abnormal combustion in the engine 1.
ステップS12にて、濃度Cbが異常判定閾値Cbc以上であるとき(YES)は、エンジン1内でのDME燃料Fの漏れが発生していると判定して、ステップS13に進み、ステップS13にて、スターターが作動しない(OFF状態)ようにするとともに、車両の運転席に備えた警告灯(図示しない)を点灯または点滅(ON状態)させた後、図4の制御フローのエンドに移行して、本制御フローを終了する。 When the concentration Cb is equal to or higher than the abnormality determination threshold Cbc in step S12 (YES), it is determined that the leakage of DME fuel F in the engine 1 has occurred, the process proceeds to step S13, and in step S13. The starter is not operated (OFF state), and a warning light (not shown) provided in the driver's seat of the vehicle is turned on or blinked (ON state), and then the control flow ends in FIG. This control flow ends.
ステップS12にて、濃度Cbが異常判定閾値Cbc未満であるとき(NO)は、エンジン1内でのDME燃料Fの漏れが発生していないと判定して、ステップS14に進み、ステップS14にて、警告灯を点灯または点滅させることなく(OFF状態)、スターターを起動(ON状態)後、エンジン1が通常運転されるので、エンジン1の通常運転時の制御フロー(図5参照)のステップS21に進む。 When the concentration Cb is less than the abnormality determination threshold Cbc in step S12 (NO), it is determined that no DME fuel F leaks in the engine 1, and the process proceeds to step S14. In step S14 Since the engine 1 is normally operated after the starter is started (ON state) without turning on or blinking the warning light (OFF state), step S21 in the control flow during normal operation of the engine 1 (see FIG. 5). Proceed to
図4の制御フローのステップS14から、図5の制御フローのステップS14に移行すると、ステップS21にて、ガス濃度検出センサー30で検出した出力電圧VbをDME燃料Fの濃度Cbに変換して検出する。DME燃料Fの濃度Cbを検出後、ステップS22に進む。ステップS22にて、ステップS21のガス漏れ判定制御で、検出したDME燃料Fの濃度Cbが予め設定した異常判定閾値Cbc以上であるか否かを判定する。
When the process proceeds from step S14 in the control flow in FIG. 4 to step S14 in the control flow in FIG. 5, the output voltage Vb detected by the gas
ステップS22にて、濃度Cbが異常判定閾値Cbc以上であるとき(YES)は、エンジン1内でのDME燃料Fの漏れが発生していると判定して、ステップS23に進み、ステップS23にて、警告灯を点灯または点滅(ON状態)させた後、エンドに移行して、本制御フローを終了する。なお、図示しないが、このステップS23にて、エンジン1での異常燃焼による損傷を最小限にしつつ走行可能にするように、エンジン1に一定以上の負荷がかからないように負荷制限を設けることが好ましい。 In step S22, when the concentration Cb is equal to or higher than the abnormality determination threshold Cbc (YES), it is determined that leakage of the DME fuel F in the engine 1 has occurred, and the process proceeds to step S23, and in step S23. After the warning lamp is turned on or blinking (ON state), the process proceeds to the end, and this control flow ends. Although not shown, it is preferable to provide a load limit in step S23 so that the engine 1 is not subjected to a certain load so as to be able to travel while minimizing damage due to abnormal combustion in the engine 1. .
ステップS22にて、濃度Cbが異常判定閾値Cbc未満であるとき(NO)は、エンジン1内でのDME燃料Fの漏れが発生していないと判定して、ステップS24に進み、ステップS24にて、警告灯を点灯または点滅させることなく(OFF状態)、ステップS21にリターンし、予め設定した制御時間(0.5秒〜1.5秒が好ましい)毎に、ステップS21〜ステップS24を繰り返す。そして、エンジン1が運転を停止したときに、図5の制御フローに対する割り込みを発生させて、図5の制御フローを終了する。 When the concentration Cb is less than the abnormality determination threshold Cbc in step S22 (NO), it is determined that no DME fuel F leaks in the engine 1, and the process proceeds to step S24. In step S24 Without turning on or blinking the warning lamp (OFF state), the process returns to step S21, and steps S21 to S24 are repeated every preset control time (preferably 0.5 to 1.5 seconds). Then, when the engine 1 stops operating, an interrupt to the control flow of FIG. 5 is generated, and the control flow of FIG. 5 ends.
なお、上記のガス漏れ判定制御において、DME燃料Fの濃度Cbを異常判定閾値Cbcと比較して行っていたが、ガス濃度検出センサー30の出力電圧Vbを出力電圧用の異常判定閾値Vbcと比較して行ってもよい。この異常判定閾値Vbcについても、異常判定閾値Cbcと同様に、予め実験等により算出しておく。
In the gas leak determination control described above, the concentration Cb of the DME fuel F is compared with the abnormality determination threshold value Cbc, but the output voltage Vb of the gas
また、エンジン1の始動時(図4の制御フローのステップS12)と始動後通常運転時(図5の制御フローのステップS22)とで、異常判定閾値Cbcを同一値としているが、エンジン1の始動時と始動後通常運転時とで、異常判定閾値Cbcを別々の値に設定することで、始動時と通常運転時とにおいては、一般にDME燃料Fの漏れ量の濃度Cbによる影響が異なるので、よりきめ細かく制御できるようになる。 Further, the abnormality determination threshold Cbc is set to the same value at the start of the engine 1 (step S12 in the control flow in FIG. 4) and the normal operation after the start (step S22 in the control flow in FIG. 5). By setting the abnormality determination threshold value Cbc to different values at the time of starting and normal operation after starting, the influence of the concentration Cb of the leakage amount of DME fuel F is generally different at the time of starting and normal operation. , You will be able to control more finely.
これらの制御により、クランク室10a内とブローバイ還流路20と吸気通路12のいずれかに設けたガス濃度検出センサー30で検出したDME燃料Fの濃度Cbが予め設定した異常判定閾値Cbc以上となったときに、エンジン1内でのDME燃料Fの漏れが発生していると判定するガス漏れ判定制御を行うことができる。
By these controls, the concentration Cb of the DME fuel F detected by the gas
また、エンジン1の始動時に、キーオンにてガス漏れ判定制御を行い、エンジン1内でのDME燃料Fの漏れが発生していると判定したときに、スターターを作動しないようにする。 Further, when the engine 1 is started, gas leak determination control is performed by key-on, and when it is determined that the DME fuel F has leaked in the engine 1, the starter is not operated.
更に、ガス漏れ判定制御により、エンジン1内でDME燃料Fの漏れが発生していると判定したときに、エンジン1を備えた車両の運転席に備えた警告灯を点灯または点滅させる信号を送信する。 Further, when it is determined by the gas leak determination control that the DME fuel F is leaking in the engine 1, a signal for turning on or blinking a warning lamp provided in the driver's seat of the vehicle equipped with the engine 1 is transmitted. To do.
上記の構成の内燃機関、車両及び内燃機関の制御方法によれば、エンジン1の運転時、特に、漏出したDME燃料Fによる異常燃焼が発生し易い始動開始時に、DME燃料Fの漏れ、例えば、燃料噴射弁(図示しない)のノズルシート部や、高圧ポンプ21(図3参照)内部のプランジャ21b及びシリンダ21iの摺動部等からの液化ガス燃料Fの漏れを正確に検出することができるので、これにより、エンジン1の燃料噴射弁や高圧ポンプ等のシール部における異常状態を正確に推定して、DME燃料Fの漏出によるエンジン運転時の異常燃焼を防止することができる。
According to the internal combustion engine, the vehicle, and the control method for the internal combustion engine having the above-described configuration, when the engine 1 is operated, particularly at the start of starting when abnormal combustion due to the leaked DME fuel F is likely to occur, leakage of the DME fuel F, for example, Since the leakage of the liquefied gas fuel F from the nozzle seat portion of the fuel injection valve (not shown), the
1 エンジン(内燃機関)
10 エンジン本体
10a クランク室
11a 吸気マニホールド
11b 排気マニホールド
12 吸気通路
13 排気通路
14 高圧EGR通路
15 ターボチャージャ(ターボ式過給器)
15a タービン
15b コンプレッサ
16 インタークーラー
17 EGRクーラー
18 EGRバルブ
20 ブローバイ還流路
21 高圧ポンプ
30 ガス濃度検出センサー(ガス検出装置)
40 制御装置
A 新気
A+Ge+Gb 吸気ガス
G 発生した排気ガス
Ga ターボチャージャのタービンに流入する排気ガス(G−Ge)
Gb ブローバイガス
Gc 浄化処理された排気ガス
Ge EGRガス
F DME燃料(液化ガス燃料)
Vb、Vbi ガス濃度検出センサーの出力電圧
Cb、Cbi 液化ガス燃料の濃度(検出値)
Cbc、Vbc 異常判定閾値
1 engine (internal combustion engine)
10
40 Control device A Fresh air A + Ge + Gb Intake gas G Exhaust gas Ga Exhaust gas (G-Ge) flowing into the turbine of the turbocharger
Gb Blow-by gas Gc Purified exhaust gas Ge EGR gas F DME fuel (liquefied gas fuel)
Vb, Vbi Gas concentration detection sensor output voltage Cb, Cbi Liquefied gas fuel concentration (detection value)
Cbc, Vbc abnormality determination threshold
Claims (7)
液化ガス燃料を検出するガス検出装置を前記クランク室内と前記ブローバイ還流路と前記吸気通路のいずれかに設け、
前記内燃機関を制御する制御装置が、
前記ガス検出装置で検出した液化ガス燃料の濃度が予め設定した異常判定閾値以上となったときに、前記内燃機関内で液化ガス燃料の漏れが発生していると判定するガス漏れ判定制御を行うとともに、前記異常判定閾値を前記内燃機関の始動を補助するスターターの始動に基づいて変えるように構成される内燃機関。 In an internal combustion engine provided with a blow-by return passage that uses liquefied gas fuel as a fuel and returns the blow-by gas in the crank chamber to the intake passage.
A gas detection device for detecting liquefied gas fuel is provided in any of the crank chamber, the blow-by return path, and the intake path,
Control device for controlling the internal combustion engine,
When the concentration of the liquefied gas fuel detected by the gas detection device is equal to or higher than a preset abnormality determination threshold value, gas leak determination control is performed to determine that the liquefied gas fuel leaks in the internal combustion engine. In addition, the internal combustion engine configured to change the abnormality determination threshold based on start of a starter that assists start of the internal combustion engine.
前記ガス漏れ判定制御により、前記内燃機関内で液化ガス燃料の漏れが発生していると判定したときに点灯または点滅する警告灯を、前記車両の運転席に備えたことを特徴とする請求項3に記載の車両。 The control device is
The warning seat that is turned on or flashes when it is determined by the gas leakage determination control that leakage of liquefied gas fuel is occurring in the internal combustion engine is provided in the driver's seat of the vehicle. 3. The vehicle according to 3.
前記クランク室内と前記ブローバイ還流路と前記吸気通路のいずれかに設けたガス検出装置で検出した液化ガス燃料の濃度が、予め設定した異常判定閾値以上となったときに、前記内燃機関内での液化ガス燃料の漏れが発生していると判定するガス漏れ判定制御を行うとともに、前記異常判定閾値を前記内燃機関の始動を補助するスターターの始動に基づいて変えることを特徴とする内燃機関の制御方法。 In a control method for an internal combustion engine that uses a liquefied gas fuel as a fuel and includes a blow-by return passage for returning a blow-by gas in a crank chamber to an intake passage,
When the concentration of the liquefied gas fuel detected by a gas detection device provided in any of the crank chamber, the blow-by return path, and the intake passage is equal to or higher than a preset abnormality determination threshold, Control of an internal combustion engine characterized by performing gas leak determination control for determining that a leak of liquefied gas fuel has occurred, and changing the abnormality determination threshold based on start of a starter that assists start of the internal combustion engine Method.
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