JPH084564A - 気体燃料内燃エンジン用の一体型空燃比センサ - Google Patents
気体燃料内燃エンジン用の一体型空燃比センサInfo
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- JPH084564A JPH084564A JP6324829A JP32482994A JPH084564A JP H084564 A JPH084564 A JP H084564A JP 6324829 A JP6324829 A JP 6324829A JP 32482994 A JP32482994 A JP 32482994A JP H084564 A JPH084564 A JP H084564A
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- fuel ratio
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
- F02D19/026—Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
- F02D19/027—Determining the fuel pressure, temperature or volume flow, the fuel tank fill level or a valve position
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- F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
- F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
- F02D19/023—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M35/10—Air intakes; Induction systems
- F02M35/10373—Sensors for intake systems
- F02M35/10386—Sensors for intake systems for flow rate
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
- F02M21/0215—Mixtures of gaseous fuels; Natural gas; Biogas; Mine gas; Landfill gas
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エンジンの燃焼前にエンジンの最適な空燃比
を決定することができる気体燃料エンジン用の改善され
た一体型空燃比センサを提供する。 【構成】 ハウジング５２を有し、そのハウジング内に
は、エアフローセンサを通るエアフローの質量を表す第
１の出力信号を与える質量エアフローセンサ５４（５０
内）およびガスフロ−センサを通るガスフローの質量を
表す第２の出力信号を与える質量ガスフロ−センサ５６
（５０内）が設けられている。ハウジング５２（５０）
は、燃焼室の上流側のエンジン燃料供給システム内に取
り付けられている。質量エアフローセンサ５４はエンジ
ン１０のエア吸入路手段内に取り付けられている。ま
た、質量ガスフローセンサ５６はエンジンガス吸入路手
段内に取り付けられている。電子回路もまた、ハウジン
グ上のモジュール内に取り付けられている。その回路
は、エアフローセンサおよびガスフローセンサからのそ
れぞれ第１および第２の出力信号を受信し、第１および
第２の出力に応答して、エンジンの空燃比を表す出力信
号を発生する。
を決定することができる気体燃料エンジン用の改善され
た一体型空燃比センサを提供する。 【構成】 ハウジング５２を有し、そのハウジング内に
は、エアフローセンサを通るエアフローの質量を表す第
１の出力信号を与える質量エアフローセンサ５４（５０
内）およびガスフロ−センサを通るガスフローの質量を
表す第２の出力信号を与える質量ガスフロ−センサ５６
（５０内）が設けられている。ハウジング５２（５０）
は、燃焼室の上流側のエンジン燃料供給システム内に取
り付けられている。質量エアフローセンサ５４はエンジ
ン１０のエア吸入路手段内に取り付けられている。ま
た、質量ガスフローセンサ５６はエンジンガス吸入路手
段内に取り付けられている。電子回路もまた、ハウジン
グ上のモジュール内に取り付けられている。その回路
は、エアフローセンサおよびガスフローセンサからのそ
れぞれ第１および第２の出力信号を受信し、第１および
第２の出力に応答して、エンジンの空燃比を表す出力信
号を発生する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に内燃エンジンの
燃料制御システムに係り、特に、気体燃料エンジンの改
善された空燃比センサに関する。
燃料制御システムに係り、特に、気体燃料エンジンの改
善された空燃比センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】気体燃料は一般にクリーン燃焼燃料であ
るが故に、圧縮天然ガス、ＬＮＧなどの気体燃料を利用
している内燃エンジンは一般に有利である。そうである
が故に、ほとんどの気体燃料は、他の燃料よりも有毒放
出物の発生が少なく、厳しさを増している政府規制に適
合し得る。
るが故に、圧縮天然ガス、ＬＮＧなどの気体燃料を利用
している内燃エンジンは一般に有利である。そうである
が故に、ほとんどの気体燃料は、他の燃料よりも有毒放
出物の発生が少なく、厳しさを増している政府規制に適
合し得る。
【０００３】気体燃料エンジンの有毒放出物の量を最小
化するためには、空燃比を理論混合点または希薄燃焼点
などの選択点にまたはその近くに制御する必要がある。
例えば、圧縮天然ガスの理論混合点における空燃比は、
１７である。
化するためには、空燃比を理論混合点または希薄燃焼点
などの選択点にまたはその近くに制御する必要がある。
例えば、圧縮天然ガスの理論混合点における空燃比は、
１７である。
【０００４】以前から知られている気体燃料エンジンに
いては、空燃比をモニタするために、そのエンジンから
の排気ガス流内にラムダすなわち酸素センサが配置され
ている。ラムダセンサは、エンジンからの排気ガス内の
酸素の存在を検出するものであり、それからそのエンジ
ンの空燃比が求められる。
いては、空燃比をモニタするために、そのエンジンから
の排気ガス流内にラムダすなわち酸素センサが配置され
ている。ラムダセンサは、エンジンからの排気ガス内の
酸素の存在を検出するものであり、それからそのエンジ
ンの空燃比が求められる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これら公知のエンジン
の１つの欠点は、エンジンの空燃比がエンジン燃焼が行
われた後にのみ決定されるということにある。したがっ
て、燃焼が起きた時間と、エンジン燃焼を選択点に戻す
ためにそのエンジンへの燃料供給が調節され得る時間と
の間に、遅れ時間がある。この遅れ時間は、排気ガス流
内に望ましくないエンジン放出物を増大させる欠点を持
っている。
の１つの欠点は、エンジンの空燃比がエンジン燃焼が行
われた後にのみ決定されるということにある。したがっ
て、燃焼が起きた時間と、エンジン燃焼を選択点に戻す
ためにそのエンジンへの燃料供給が調節され得る時間と
の間に、遅れ時間がある。この遅れ時間は、排気ガス流
内に望ましくないエンジン放出物を増大させる欠点を持
っている。
【０００６】本発明は、上述の公知の装置の上記欠点の
すべてを克服する気体燃料エンジン用の改善された一体
型空燃比センサを提供することにある。
すべてを克服する気体燃料エンジン用の改善された一体
型空燃比センサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は 質量エアフロ
ーセンサを通るエアフローの質量を表す第１の出力信号
を与える当該質量エアフローセンサを有するハウジング
を備えている。同様に、そのハウジング内には、質量ガ
スフローセンサも含まれている。そのガスフローセンサ
は、それを通るガスフローの質量を表す第２の出力信号
を与える。
ーセンサを通るエアフローの質量を表す第１の出力信号
を与える当該質量エアフローセンサを有するハウジング
を備えている。同様に、そのハウジング内には、質量ガ
スフローセンサも含まれている。そのガスフローセンサ
は、それを通るガスフローの質量を表す第２の出力信号
を与える。
【０００８】ハウジングは、燃焼室の上流側のエンジン
燃料供給システム内に取り付けられている。したがっ
て、質量エアフローセンサはエンジンのエア吸入路手段
内に取り付けられていることになる。また、同様に、質
量ガスフローセンサはエンジンのガス吸入路手段内に取
り付けられている。
燃料供給システム内に取り付けられている。したがっ
て、質量エアフローセンサはエンジンのエア吸入路手段
内に取り付けられていることになる。また、同様に、質
量ガスフローセンサはエンジンのガス吸入路手段内に取
り付けられている。
【０００９】電子回路もまた、ハウジング上のモジュー
ル内に取り付けられている。その回路は、エアフローセ
ンサおよびガスフローセンサからのそれぞれ第１および
第２の出力信号を受信し、第１および第２の出力に応答
して、エンジンの空燃比を表す出力信号を発生する。そ
の電子回路はマイクロプロセッサから構成されることが
望ましい。
ル内に取り付けられている。その回路は、エアフローセ
ンサおよびガスフローセンサからのそれぞれ第１および
第２の出力信号を受信し、第１および第２の出力に応答
して、エンジンの空燃比を表す出力信号を発生する。そ
の電子回路はマイクロプロセッサから構成されることが
望ましい。
【００１０】
【作用】本発明のセンサは、燃焼室から上流側でエンジ
ンに与えられる燃料チャージの空燃比を計算するので、
本発明のセンサは、エンジンへの燃料供給の空燃比を表
すフィードフォワード信号を与える。エンジンの全運転
状態中、燃料供給が燃焼の選択点またはその付近に維持
されるように、上記信号がエンジンへの燃料供給システ
ムを制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）に与えら
れる。
ンに与えられる燃料チャージの空燃比を計算するので、
本発明のセンサは、エンジンへの燃料供給の空燃比を表
すフィードフォワード信号を与える。エンジンの全運転
状態中、燃料供給が燃焼の選択点またはその付近に維持
されるように、上記信号がエンジンへの燃料供給システ
ムを制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）に与えら
れる。
【００１１】
【実施例】図１を参照する。図１には、吸入路１２およ
び排気路１４を有する内燃エンジン１０が概略的に示さ
れている。例えば圧縮天然ガス、ＬＮＧなどの気体燃料
源１６は、加圧容器内に入れられている。気体燃料源１
６は、燃料供給路１８を介して燃料を吸入路１２に与え
る。燃料源１６から吸入路１２への燃料供給量を制御す
るために、燃料供給路１８内に可変比例すなわちデュー
ティ弁２０が設けられている。また、エアクリーナ２４
から空気吸入路２２を介して吸入路１２に、吸入空気も
供給される。空気吸入路２２と燃料供給路１８は混合室
２６で結合し、そこで、エンジンに対する可燃チャージ
を形成するために、気体燃料と空気が互いに混合され
る。この混合室としては、従来の混合室を使用できる。
び排気路１４を有する内燃エンジン１０が概略的に示さ
れている。例えば圧縮天然ガス、ＬＮＧなどの気体燃料
源１６は、加圧容器内に入れられている。気体燃料源１
６は、燃料供給路１８を介して燃料を吸入路１２に与え
る。燃料源１６から吸入路１２への燃料供給量を制御す
るために、燃料供給路１８内に可変比例すなわちデュー
ティ弁２０が設けられている。また、エアクリーナ２４
から空気吸入路２２を介して吸入路１２に、吸入空気も
供給される。空気吸入路２２と燃料供給路１８は混合室
２６で結合し、そこで、エンジンに対する可燃チャージ
を形成するために、気体燃料と空気が互いに混合され
る。この混合室としては、従来の混合室を使用できる。
【００１２】スロットル弁２８は混合室２６のすぐ下流
にある吸入路１２内にある。スロットル弁２８の開放
は、エンジンのエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）３２か
らの出力信号によって制御されるワイアサーボ機構３０
による駆動によって制御される。ＥＣＵ３２はエンジン
センサからの複数個の入力信号を受信する。これらの入
力信号には、スロットル位置センサ３４、回転ＲＰＭセ
ンサ３６、ノックセンサ３８および冷却液温度センサ４
０からの入力信号がある。ＥＣＵ３２はマイクロプロセ
ッサから構成されるのが好ましく、ワイアサーボ機構３
０による駆動位置を制御することに加え、比例弁２０の
開放のデューティサイクルＧＶ％、したがって、エンジ
ンに供給される気体燃料の量も制御している。
にある吸入路１２内にある。スロットル弁２８の開放
は、エンジンのエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）３２か
らの出力信号によって制御されるワイアサーボ機構３０
による駆動によって制御される。ＥＣＵ３２はエンジン
センサからの複数個の入力信号を受信する。これらの入
力信号には、スロットル位置センサ３４、回転ＲＰＭセ
ンサ３６、ノックセンサ３８および冷却液温度センサ４
０からの入力信号がある。ＥＣＵ３２はマイクロプロセ
ッサから構成されるのが好ましく、ワイアサーボ機構３
０による駆動位置を制御することに加え、比例弁２０の
開放のデューティサイクルＧＶ％、したがって、エンジ
ンに供給される気体燃料の量も制御している。
【００１３】図１および図２を参照する。エンジン１０
の燃料管理システムは、ハウジング５２を有する一体型
空燃比センサ５０を有する。エア流路５５を有する質量
エアフローセンサ５４は、ハウジング５２内に収められ
ている。また、ガス流路５７を有する質量ガスフローセ
ンサ５６もまた、ハウジング５２内に収められ、かつエ
アフローセンサ５４にかなり隣接して収められているこ
とが好ましい。
の燃料管理システムは、ハウジング５２を有する一体型
空燃比センサ５０を有する。エア流路５５を有する質量
エアフローセンサ５４は、ハウジング５２内に収められ
ている。また、ガス流路５７を有する質量ガスフローセ
ンサ５６もまた、ハウジング５２内に収められ、かつエ
アフローセンサ５４にかなり隣接して収められているこ
とが好ましい。
【００１４】図２に最も良く表されているように、質量
エアフローセンサ５４は、ホットワイア６０とコールド
ワイア６２の両方を有する。ホットワイア６６内の電流
は、良く知られた方法で、ガスフローセンサ路５７を通
るガス流の関数として変化する。
エアフローセンサ５４は、ホットワイア６０とコールド
ワイア６２の両方を有する。ホットワイア６６内の電流
は、良く知られた方法で、ガスフローセンサ路５７を通
るガス流の関数として変化する。
【００１５】再び図１および図２を参照する。センサハ
ウジング５２は、エア流路５５がエア吸入路２２と直列
に取り付けられるように、エンジン１０の燃料システム
内に取り付けられている。したがって、エンジン１０に
対するすべてのエア供給は、通路５５を通過する。同様
にガス路５７は、燃料源１６からのガス供給路１８と一
列に取り付けられている。したがって、エンジン１０に
対するすべての気体燃料供給は、通路５７を通過する。
ウジング５２は、エア流路５５がエア吸入路２２と直列
に取り付けられるように、エンジン１０の燃料システム
内に取り付けられている。したがって、エンジン１０に
対するすべてのエア供給は、通路５５を通過する。同様
にガス路５７は、燃料源１６からのガス供給路１８と一
列に取り付けられている。したがって、エンジン１０に
対するすべての気体燃料供給は、通路５７を通過する。
【００１６】さて、図２および図３を参照する。ホット
およびコールドワイア６０、６２、６６および６８は、
すべて図３に表された電子回路７１の一部を形成する。
回路７１は、その回路７１が、ノード７０においてガス
センサ路５７への質量ガスフローに比例する電圧Ｖ２G
を、ノード７２においてセンサ路５５を通る質量エアフ
ローを表す電圧Ｖ２Aを与える点で、従来のものである
といえる。ノ−ド７２における質量エアフロ−電圧Ｖ２
は、増幅器７４によって増幅され、その出力７６に出力
Ｖｏ（エア）を与える。
およびコールドワイア６０、６２、６６および６８は、
すべて図３に表された電子回路７１の一部を形成する。
回路７１は、その回路７１が、ノード７０においてガス
センサ路５７への質量ガスフローに比例する電圧Ｖ２G
を、ノード７２においてセンサ路５５を通る質量エアフ
ローを表す電圧Ｖ２Aを与える点で、従来のものである
といえる。ノ−ド７２における質量エアフロ−電圧Ｖ２
は、増幅器７４によって増幅され、その出力７６に出力
Ｖｏ（エア）を与える。
【００１７】ノ−ド７０および７２における電圧Ｖ２G
およびＶ２は、マイクロプロセッサ７８への入力信号と
しても与えられる。そのマイクロプロセッサ７８は、空
燃比Ｖ2を計算し出力８０に与えるようにプログラムさ
れている。空燃比Ｖ2は、増幅器８２によって増幅さ
れ、一体型センサ５０を通過する空燃比を表す出力信号
Ｖｏ（Ａ／Ｆ）を出力８４に与える。出力信号Ｖｏ（エ
ア）およびＶｏ（Ａ／Ｆ）は、ＥＣＵ３１（図１）に出
力信号として与えられる。
およびＶ２は、マイクロプロセッサ７８への入力信号と
しても与えられる。そのマイクロプロセッサ７８は、空
燃比Ｖ2を計算し出力８０に与えるようにプログラムさ
れている。空燃比Ｖ2は、増幅器８２によって増幅さ
れ、一体型センサ５０を通過する空燃比を表す出力信号
Ｖｏ（Ａ／Ｆ）を出力８４に与える。出力信号Ｖｏ（エ
ア）およびＶｏ（Ａ／Ｆ）は、ＥＣＵ３１（図１）に出
力信号として与えられる。
【００１８】さらに図２および図３を参照する。電子回
路７１は、一体型センサハウジング５２に直接取り付け
られているモジュ−ル内に収納されている。そういうわ
けで、センサ５２はその回路モジュ−ルとともに全体的
にコンパクトな構造になっている。
路７１は、一体型センサハウジング５２に直接取り付け
られているモジュ−ル内に収納されている。そういうわ
けで、センサ５２はその回路モジュ−ルとともに全体的
にコンパクトな構造になっている。
【００１９】さて、図４を参照する。図４は、センサ回
路モジュ−ル内のマイクロプロセッサ７８（図３）の動
作を説明しているフロ−チャ−トを示している。ステッ
プ９０において、そのプログラムは、ノ−ド７２（図
３）における質量エアフロ−を表している値Ｖ２Aを受
信する。その後、ステップ９０において、その電圧Ｖ２
AをＶ２A対質量エアフロ−の内部マップまたはＶ２Aの
計算関数すなわちｆ（Ｖ２（エア））＝Ｑエアのいずれ
かににより、センサ通路５５を通るエアフロ−の質量に
変換する。
路モジュ−ル内のマイクロプロセッサ７８（図３）の動
作を説明しているフロ−チャ−トを示している。ステッ
プ９０において、そのプログラムは、ノ−ド７２（図
３）における質量エアフロ−を表している値Ｖ２Aを受
信する。その後、ステップ９０において、その電圧Ｖ２
AをＶ２A対質量エアフロ−の内部マップまたはＶ２Aの
計算関数すなわちｆ（Ｖ２（エア））＝Ｑエアのいずれ
かににより、センサ通路５５を通るエアフロ−の質量に
変換する。
【００２０】同様に、ステップ９２において、マイクロ
プロセッサが、ガスフロ−の質量を回路内のノ−ド７０
（図３）からの電圧Ｖ２Gの関数として決定する。ガス
フロ−の質量は、その後、内部マップまたはＶ２Gの計
算関数すなわちｆ（Ｖ２（ガス））＝Ｑガスのいずれか
により決定され、質量ガスフロ−が与えられる。
プロセッサが、ガスフロ−の質量を回路内のノ−ド７０
（図３）からの電圧Ｖ２Gの関数として決定する。ガス
フロ−の質量は、その後、内部マップまたはＶ２Gの計
算関数すなわちｆ（Ｖ２（ガス））＝Ｑガスのいずれか
により決定され、質量ガスフロ−が与えられる。
【００２１】ステップ９０および９２はその後ともにス
テップ９４に進み、エア質量がガス質量によって割算さ
れ、エンジンの空燃比に比例する値が発生される。その
後、ステップ９４からステップ９６に進む。ステップ９
６において、再び内部マップまたは計算関数のいずれか
によって、エンジンの空燃比が決定される。その後、Ｖ
2の電圧値がマイクロプロセッサ７８によって発生され
る。この電圧値Ｖ2は、増幅器８２（図３）によって増
幅され、エンジンの空燃比を表す電圧Ｖｏ（Ａ／Ｆ）が
与えられる。
テップ９４に進み、エア質量がガス質量によって割算さ
れ、エンジンの空燃比に比例する値が発生される。その
後、ステップ９４からステップ９６に進む。ステップ９
６において、再び内部マップまたは計算関数のいずれか
によって、エンジンの空燃比が決定される。その後、Ｖ
2の電圧値がマイクロプロセッサ７８によって発生され
る。この電圧値Ｖ2は、増幅器８２（図３）によって増
幅され、エンジンの空燃比を表す電圧Ｖｏ（Ａ／Ｆ）が
与えられる。
【００２２】次に、図５を参照する。図５は、エンジン
の全燃料システムを制御するためのフロ−チャ−トを示
している。ステップ１００において、ＥＣＵ３２が一体
型センサ５０からエンジンの空燃比を表す信号Ｖｏ（Ａ
／Ｆ）を読み込む。また、ステップ１００においては、
スロットル位置（α）、運転者要求位置（αD）および
冷却液温度（ＴC）も読み込まれる。その後、ステップ
１００は、ステップ１０２に進む。
の全燃料システムを制御するためのフロ−チャ−トを示
している。ステップ１００において、ＥＣＵ３２が一体
型センサ５０からエンジンの空燃比を表す信号Ｖｏ（Ａ
／Ｆ）を読み込む。また、ステップ１００においては、
スロットル位置（α）、運転者要求位置（αD）および
冷却液温度（ＴC）も読み込まれる。その後、ステップ
１００は、ステップ１０２に進む。
【００２３】ステップ１０２において、そのプログラム
は、エンジンがクランキングしているかを決定する。も
しクランキングしていない場合には、ステップ１０２は
ステップ１０４に進み、そこで、ＲＰＭを予め決められ
たしきい値ＲＰＭTHと比較する。エンジンの回転数ｒｐ
ｍが、しきい値ＲＰＭTHよりも小さい場合には、ステッ
プ１０４からステップ１００に進み、上述の手順が繰り
返される。
は、エンジンがクランキングしているかを決定する。も
しクランキングしていない場合には、ステップ１０２は
ステップ１０４に進み、そこで、ＲＰＭを予め決められ
たしきい値ＲＰＭTHと比較する。エンジンの回転数ｒｐ
ｍが、しきい値ＲＰＭTHよりも小さい場合には、ステッ
プ１０４からステップ１００に進み、上述の手順が繰り
返される。
【００２４】逆に、エンジンがクランキングしている場
合には、ステップ１０２からステップ１０６に進み、そ
こで、コ−ルドクランキング(cold cranking)状態にな
っているかを決定する。コ−ルドクランキング状態にな
っている場合には、ステップ１０６からステップ１０８
に進み、そこで、スロットル位置アルファが予め設定さ
れた値αクランクに設定される。同様に、エンジンの比例値
２０（図１）のデュ−ティサイクルを表す変数ＧＶ％
が、予め設定された値ＧＶ％コ-ルドに設定される。ステ
ップ１０８は、ステップ１０４に進む。
合には、ステップ１０２からステップ１０６に進み、そ
こで、コ−ルドクランキング(cold cranking)状態にな
っているかを決定する。コ−ルドクランキング状態にな
っている場合には、ステップ１０６からステップ１０８
に進み、そこで、スロットル位置アルファが予め設定さ
れた値αクランクに設定される。同様に、エンジンの比例値
２０（図１）のデュ−ティサイクルを表す変数ＧＶ％
が、予め設定された値ＧＶ％コ-ルドに設定される。ステ
ップ１０８は、ステップ１０４に進む。
【００２５】逆に、ウォ−ムクランキング(warm cranki
ng)状態にある場合には、ステップ１０６からステップ
１１０に進む。ステップ１１０では、スロットル位置α
が定数αクランクに設定される。しかし、ステップ１０８と
は異なり、ステップ１１０では、デュ−ティサイクルＧ
Ｖ％が予め設定された定数ＧＶ％ウォ-ムに設定される。そ
の後、ステップ１０８はステップ１０４に進む。
ng)状態にある場合には、ステップ１０６からステップ
１１０に進む。ステップ１１０では、スロットル位置α
が定数αクランクに設定される。しかし、ステップ１０８と
は異なり、ステップ１１０では、デュ−ティサイクルＧ
Ｖ％が予め設定された定数ＧＶ％ウォ-ムに設定される。そ
の後、ステップ１０８はステップ１０４に進む。
【００２６】エンジンが始動され、ＲＰＭがしきい値Ｒ
ＰＭTHよりも大きいものと仮定する。ステップ１０４か
らステップ１１２に進み、そこで、コ−ルド始動状態が
与えられているか決定される。そうである場合には、ス
テップ１１２からステップ１１４に進み、そこで、スロ
ットル位置アルファが予め設定された値αCアイドルに設定
される。また、ステップ１１４においては、変数ＧＶ％
が定数ＧＶ％Cアイドルに設定される。
ＰＭTHよりも大きいものと仮定する。ステップ１０４か
らステップ１１２に進み、そこで、コ−ルド始動状態が
与えられているか決定される。そうである場合には、ス
テップ１１２からステップ１１４に進み、そこで、スロ
ットル位置アルファが予め設定された値αCアイドルに設定
される。また、ステップ１１４においては、変数ＧＶ％
が定数ＧＶ％Cアイドルに設定される。
【００２７】逆に、コ−ルド始動状態が与えられていな
い場合には、ステップ１１２からステップ１１６に進
み、そこで、ウォ−ム始動状態が与えられているか決定
される。そうである場合には、ステップ１１６からステ
ップ１１８に進み、そこで、スロットル位置アルファが
定数αWアイドルに、デュ−ティサイクルＧＶ％がＧＶ％
Wアイドルに設定される。
い場合には、ステップ１１２からステップ１１６に進
み、そこで、ウォ−ム始動状態が与えられているか決定
される。そうである場合には、ステップ１１６からステ
ップ１１８に進み、そこで、スロットル位置アルファが
定数αWアイドルに、デュ−ティサイクルＧＶ％がＧＶ％
Wアイドルに設定される。
【００２８】ウォ−ムまたはコ−ルド始動状態のいずれ
も与えられていない場合、またはスロットル位置αおよ
びデュ−ティサイクルＧＶ％変数がステップ１１４およ
びステップ１１８によって設定された後、プログラムが
ステップ１２０に進み、そこで、スロットル要求位置α
Dがゼロに等しいか決定される。そうである場合には、
ステップ１２０からステップ１００に進み、上述の手順
が繰り返される。そうでない場合、すなわちスロットル
が少なくともわずかに押し下げられたことを示している
場合、ステップ１２０からステップ１２２に進む。
も与えられていない場合、またはスロットル位置αおよ
びデュ−ティサイクルＧＶ％変数がステップ１１４およ
びステップ１１８によって設定された後、プログラムが
ステップ１２０に進み、そこで、スロットル要求位置α
Dがゼロに等しいか決定される。そうである場合には、
ステップ１２０からステップ１００に進み、上述の手順
が繰り返される。そうでない場合、すなわちスロットル
が少なくともわずかに押し下げられたことを示している
場合、ステップ１２０からステップ１２２に進む。
【００２９】ステップ１２２において、プログラムは、
スロットル位置の変化がゼロよりも大きい、すなわちス
ロットルがさらに押し下げられているかを決定する。も
しそうである場合には、ステップ１２２からステップ１
２４に進み、そこで、ワイアサ−ボ機構３０（図１）に
よる駆動によって決定される通りスロットル位置αが、
スロットル要求位置αDとエンジンＲＰＭの関数として
設定される。ステップ１２４ではまた、ガス弁のデュ−
ティサイクルが予め設定された定数ＧＶ％運行に設定さ
れる。
スロットル位置の変化がゼロよりも大きい、すなわちス
ロットルがさらに押し下げられているかを決定する。も
しそうである場合には、ステップ１２２からステップ１
２４に進み、そこで、ワイアサ−ボ機構３０（図１）に
よる駆動によって決定される通りスロットル位置αが、
スロットル要求位置αDとエンジンＲＰＭの関数として
設定される。ステップ１２４ではまた、ガス弁のデュ−
ティサイクルが予め設定された定数ＧＶ％運行に設定さ
れる。
【００３０】スロットルが押し下げられていない場合に
は、ステップ１２２からステップ１２６に進み、そこで
スロットル押し下げの変化が、スロットルが開放されよ
うとしていることを示すゼロよりも小さいか決定され
る。もし、そうであれば、ステップ１２６からステップ
１２８に進み、そこでワイアサ−ボ機構３０による駆動
によるスロットル位置αが、スロットル要求位置αDと
エンジンＲＰＭの関数として設定される。ガス弁のデュ
−ティサイクルＧＶ％もまた、定数ＧＶ％減速に設定さ
れる。
は、ステップ１２２からステップ１２６に進み、そこで
スロットル押し下げの変化が、スロットルが開放されよ
うとしていることを示すゼロよりも小さいか決定され
る。もし、そうであれば、ステップ１２６からステップ
１２８に進み、そこでワイアサ−ボ機構３０による駆動
によるスロットル位置αが、スロットル要求位置αDと
エンジンＲＰＭの関数として設定される。ガス弁のデュ
−ティサイクルＧＶ％もまた、定数ＧＶ％減速に設定さ
れる。
【００３１】スロットル位置が一定のままでゼロよりも
大きい場合には、ステップ１２６からステップ１００に
進み、そこで上述の手順が繰り返される。
大きい場合には、ステップ１２６からステップ１００に
進み、そこで上述の手順が繰り返される。
【００３２】
【発明の効果】上述のことから、燃料管理システムと一
緒の一体型空燃比センサ５０は、従前の装置よりも多く
の利点を有する。そのような利点の１つは、一体型セン
サ５０はコンパクトな構造を与えるとともに、エンジン
の燃焼前にエンジンの空燃比の高速フォワ−ド計算を与
えることにある。したがって、空燃比センサ５０が、特
にスロットルの位置を制御するためのワイアサ−ボ機構
３０による駆動を利用しているワイアシステムによる駆
動とともに使用されるときには、燃焼が例えば理論混合
点（ＣＮＧに対する空燃比が１７）などの予め選択され
た点に、またはその近くに維持され、減速やアイドリン
グなどの予め選択されたエンジン運転状態中のエンジン
放出物を低減する。
緒の一体型空燃比センサ５０は、従前の装置よりも多く
の利点を有する。そのような利点の１つは、一体型セン
サ５０はコンパクトな構造を与えるとともに、エンジン
の燃焼前にエンジンの空燃比の高速フォワ−ド計算を与
えることにある。したがって、空燃比センサ５０が、特
にスロットルの位置を制御するためのワイアサ−ボ機構
３０による駆動を利用しているワイアシステムによる駆
動とともに使用されるときには、燃焼が例えば理論混合
点（ＣＮＧに対する空燃比が１７）などの予め選択され
た点に、またはその近くに維持され、減速やアイドリン
グなどの予め選択されたエンジン運転状態中のエンジン
放出物を低減する。
【００３３】エンジンの燃焼を実質的に理論混合点に維
持することによって得られる低放出物に加えて、本発明
のシステムによれば良好な燃料経済性も達成される。さ
らに、ワイアシステムによる駆動によって、アイドル速
度弁が不要とされる。ワイアシステムによる駆動はま
た、クル−ズコントロ−ルおよびトラクションコントロ
−ルを容易にさせる。
持することによって得られる低放出物に加えて、本発明
のシステムによれば良好な燃料経済性も達成される。さ
らに、ワイアシステムによる駆動によって、アイドル速
度弁が不要とされる。ワイアシステムによる駆動はま
た、クル−ズコントロ−ルおよびトラクションコントロ
−ルを容易にさせる。
【００３４】さらに、質量エアフロ−センサおよびガス
フロ−センサは、同一のハウジング内に収納されている
ので、エアと燃料間に熱伝達が生ずる。動作的には、ガ
スがエアを冷却する一方で、エアがガスを温める。冷た
いエアにより、エンジンに供給されるエア量が増し、エ
ンジン効率が良くなる。
フロ−センサは、同一のハウジング内に収納されている
ので、エアと燃料間に熱伝達が生ずる。動作的には、ガ
スがエアを冷却する一方で、エアがガスを温める。冷た
いエアにより、エンジンに供給されるエア量が増し、エ
ンジン効率が良くなる。
【００３５】本発明のさらなる利点は、センサ５０がエ
ンジンの空燃比を表す出力信号を、従来知られている酸
素センサのように遅れ時間を持つことなくリアルタイム
に与えることにある。センサ自体の回路内の空燃比の計
算によって、ＥＣＵによる空燃比の計算の必要性がなく
なる。
ンジンの空燃比を表す出力信号を、従来知られている酸
素センサのように遅れ時間を持つことなくリアルタイム
に与えることにある。センサ自体の回路内の空燃比の計
算によって、ＥＣＵによる空燃比の計算の必要性がなく
なる。
【図１】本発明の好適な実施例を示す概略図である。
【図２】本発明の一体型センサの好適な実施例を示す分
解図である。
解図である。
【図３】本発明の好適な実施例の一部を表している回路
図である。
図である。
【図４】図３の回路のフローチャートである。
【図５】本発明の好適な実施例の燃料管理システムの動
作を表しているフローチャートである。
作を表しているフローチャートである。
１０ 内燃エンジン
１２ 吸入路
１４ 排気路
１６ 気体燃料源
１８ 燃料（ガス）供給路
２０ デューティ弁
２２ エア吸入路
２４ エアクリーナ
２６ 混合室
２８ スロットル弁
３０ ワイアサーボ機構
３２ ＥＣＵ
３４ スロットル位置センサ
３６ 回転ＲＰＭセンサ
３８ ノックセンサ
４０ 冷却液温度センサ
５０ 一体型空燃比センサ
５２ ハウジング
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所
Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０ Ｄ
45/00 ３６６ Ｂ
３６８ Ｆ
Ｆ０２Ｍ 21/02 ３１１ Ａ
Claims (12)
- 【請求項１】 空気吸入路手段を持つ燃料供給システム
を有する気体燃料内燃エンジンの一体型空燃比センサで
あって、上記センサが、 ハウジングと、 上記ハウジング内に収容され、質量エアフローセンサを
通るエアフローの質量を表す第１の出力信号を与える当
該質量エアフローセンサと、 上記ハウジング内に収容され、質量ガスフローセンサを
通るガスフローの質量を表す第２の出力信号を与える当
該質量ガスフローセンサと、 上記ハウジングを燃料供給システム内に取り付け、上記
質量エアフローセンサをエア吸入路手段と流体的に直列
接続し、さらに上記質量ガスフローセンサをガス吸入路
手段と流体的に直列接続するための取付手段と、 上記第１および第２の出力に応答し、燃料システムの空
燃比を表す第３の出力信号を計算し、発生するための手
段と、を備えていることを特徴とする一体型空燃比セン
サ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の一体型空燃比センサに
おいて、上記質量エアフローセンサが熱線センサである
ことを特徴とする一体型空燃比センサ。 - 【請求項３】 請求項１に記載の一体型空燃比センサに
おいて、上記質量ガスフローセンサが熱線センサである
ことを特徴とする一体型空燃比センサ。 - 【請求項４】 請求項１に記載の一体型空燃比センサに
おいて、上記計算手段がマイクロプロセッサを備えてい
ることを特徴とする一体型空燃比センサ。 - 【請求項５】 請求項４に記載の一体型空燃比センサに
おいて、上記マイクロプロセッサが上記ハウジング上に
取り付けられていることを特徴とする一体型空燃比セン
サ。 - 【請求項６】 請求項１に記載の一体型空燃比センサに
おいて、上記質量エアフローセンサおよび上記質量ガス
フローセンサは、それらのセンサが互いに熱的に導通す
るように一緒に堅固に取り付けられていることを特徴と
する一体型空燃比センサ。 - 【請求項７】 請求項１に記載の一体型空燃比センサに
おいて、上記エンジンがスロットル弁および燃料管理シ
ステムを有し、上記燃料管理システムが、第３の出力信
号を受信しかつスロットル位置信号を発生するための手
段であって、上記スロットル制御位置に応答して上記ス
ロットル弁の位置を制御するための手段を有するスロッ
トル位置信号発生手段を備えていることを特徴とする一
体型空燃比センサ。 - 【請求項８】 請求項７に記載の一体型空燃比センサに
おいて、さらにスロットルの位置を表す出力信号を上記
燃料管理システムへの入力信号として与えるスロットル
位置センサを備えていることを特徴とする一体型空燃比
センサ。 - 【請求項９】 請求項７に記載の一体型空燃比センサに
おいて、上記燃料管理システムがガス吸入路手段を通る
ガスフローの質量を制御するための可変ガス弁、および
エア吸入路手段を通るエアフローの質量を制御するため
の可変エア弁を備えており、上記燃料管理システムが、
予め選択されたエンジン状態の関数として上記弁の位置
を制御するための出力信号を上記弁に与えることを特徴
とする一体型空燃比センサ。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の一体型空燃比センサ
において、上記燃料管理システムが、予め選択されたエ
ンジン運転状態中、実質的に予め選択された空燃比にエ
ンジン燃焼を維持するために、上記弁への出力信号を発
生するための手段を備えていることを特徴とする一体型
空燃比センサ。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の一体型空燃比セン
サにおいて、上記予め選択されたエンジン運転状態がア
イドリング運転状態を含んでいることを特徴とする一体
型空燃比センサ。 - 【請求項１２】 請求項１０に記載の一体型空燃比セン
サにおいて、上記予め選択されたエンジン運転状態が減
速運転状態を含んでいることを特徴とする一体型空燃比
センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/172,748 US5355855A (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Integrated feed forward air/fuel ratio sensor for gaseous fuel engines |
| US08/172,748 | 1993-12-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH084564A true JPH084564A (ja) | 1996-01-09 |
| JP3104734B2 JP3104734B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=22629050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06324829A Expired - Fee Related JP3104734B2 (ja) | 1993-12-27 | 1994-12-27 | 気体燃料内燃エンジン用の一体型空燃比センサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5355855A (ja) |
| JP (1) | JP3104734B2 (ja) |
| DE (1) | DE4446903C2 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69529120T2 (de) * | 1994-06-29 | 2003-04-24 | Honda Motor Co Ltd | Steuersystem für Brennkraftmaschinen |
| US5595163A (en) * | 1995-06-06 | 1997-01-21 | Hitachi America, Ltd. | Apparatus and method for controlling the fuel supply of a gas-fueled engine |
| US5596969A (en) * | 1995-10-02 | 1997-01-28 | Cummins Engine Company, Inc. | Flow conditioning gas mass sensor |
| US5904131A (en) * | 1995-12-28 | 1999-05-18 | Cummins Engine Company, Inc. | Internal combustion engine with air/fuel ratio control |
| US8090598B2 (en) | 1996-01-29 | 2012-01-03 | Progressive Casualty Insurance Company | Monitoring system for determining and communicating a cost of insurance |
| US8140358B1 (en) | 1996-01-29 | 2012-03-20 | Progressive Casualty Insurance Company | Vehicle monitoring system |
| US5692478A (en) * | 1996-05-07 | 1997-12-02 | Hitachi America, Ltd., Research And Development Division | Fuel control system for a gaseous fuel internal combustion engine with improved fuel metering and mixing means |
| DE19632631A1 (de) * | 1996-08-13 | 1998-02-19 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zur Regelung des Verhältnisses der Brennstoff- und Luftanteile des Betriebsgemisches einer Brennkraftmaschine |
| DE19728349A1 (de) * | 1997-07-03 | 1999-01-07 | Telefunken Microelectron | Sensoranordnung und Motorsteuerungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor |
| US6568261B1 (en) | 2000-10-16 | 2003-05-27 | Hitachi America, Ltd. | Hot wire gas flow sensor |
| US7131431B1 (en) * | 2003-03-24 | 2006-11-07 | Econtrols, Incorporated | Electronic pressure regulator |
| US9052717B1 (en) | 2004-02-11 | 2015-06-09 | Enovation Controls, Llc | Watercraft speed control device |
| US20080243321A1 (en) | 2005-02-11 | 2008-10-02 | Econtrols, Inc. | Event sensor |
| US9207675B1 (en) | 2005-02-11 | 2015-12-08 | Enovation Controls, Llc | Event sensor |
| US9916625B2 (en) | 2012-02-02 | 2018-03-13 | Progressive Casualty Insurance Company | Mobile insurance platform system |
| US9938933B2 (en) * | 2015-08-28 | 2018-04-10 | General Electric Company | Fuel system for a combustion engine |
| CN105781759B (zh) * | 2016-05-12 | 2019-06-25 | 华北水利水电大学 | 一种氢燃料内燃机喷射系统的控制方法及装置 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3933135A (en) * | 1974-05-01 | 1976-01-20 | Zillman Jack H | Electronic controlled manifold injection system |
| JPS5430319A (en) * | 1977-08-10 | 1979-03-06 | Nissan Motor Co Ltd | Electronic control internal combustion engine |
| US4284053A (en) * | 1978-04-24 | 1981-08-18 | Autotronic Controls Corp. | Electronic engine control |
| US4301779A (en) * | 1979-02-21 | 1981-11-24 | Teledyne Industries, Inc. | Engine fuel mixture control system |
| US4372278A (en) * | 1980-10-20 | 1983-02-08 | Smith Rodney D | High temperature and high pressure fuel injection apparatus for internal combustion engines |
| US4838295A (en) * | 1986-08-21 | 1989-06-13 | Airsensors, Inc. | System for controlling mass flow rates of two gases |
| US4865001A (en) * | 1988-11-28 | 1989-09-12 | Energy Conversions, Inc. | Gaseous fuel injector valve |
| CA1326794C (en) * | 1989-09-29 | 1994-02-08 | Ortech Corporation | Flow control system |
| US5085576A (en) * | 1990-07-10 | 1992-02-04 | Honeywell Inc. | Apparatus and method for detecting leaks in a system for delivering gaseous fuel |
| US5140959A (en) * | 1991-01-28 | 1992-08-25 | Durbin Enoch J | Method and apparatus for operation of a dual fuel compression ignition combustion engine |
| US5251602A (en) * | 1991-04-20 | 1993-10-12 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Fuel supply system for gas-fueled engine |
| US5203305A (en) * | 1991-09-11 | 1993-04-20 | Porter Fred C | Apparatus and methods for converting conventionally fueled engines to operate on an alternative fuel |
| US5237981A (en) * | 1992-02-21 | 1993-08-24 | Pas, Inc. | Fuel injection apparatus for vehicles |
-
1993
- 1993-12-27 US US08/172,748 patent/US5355855A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-12-27 DE DE4446903A patent/DE4446903C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-27 JP JP06324829A patent/JP3104734B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4446903C2 (de) | 1998-07-09 |
| JP3104734B2 (ja) | 2000-10-30 |
| US5355855A (en) | 1994-10-18 |
| DE4446903A1 (de) | 1995-06-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |