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JP5728818B2 - Control device for gas fuel engine - Google Patents

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JP5728818B2
JP5728818B2 JP2010085027A JP2010085027A JP5728818B2 JP 5728818 B2 JP5728818 B2 JP 5728818B2 JP 2010085027 A JP2010085027 A JP 2010085027A JP 2010085027 A JP2010085027 A JP 2010085027A JP 5728818 B2 JP5728818 B2 JP 5728818B2
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Description

本発明は、ガス燃料エンジンの制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a gas fuel engine.

ガス燃料として圧縮天然ガス(CNG:Compressed Natural Gas)を利用する自動車用エンジンが開発されている。CNGエンジンに関する技術として、特許文献1には、気筒内にCNGを直接噴射供給する筒内直噴式のCNGエンジンにおいて、最大燃焼圧と燃料噴射圧との差圧が限界差圧以下に低下した場合に、点火時期や空燃比を変更して燃焼圧を目標燃焼圧に低下させることにより、筒内噴射インジェクタのシール性を確保することを図る技術が記載されている。   Automotive engines that use compressed natural gas (CNG) as gas fuel have been developed. As a technology related to a CNG engine, Patent Document 1 discloses that in a cylinder direct injection type CNG engine that directly injects CNG into a cylinder, the differential pressure between the maximum combustion pressure and the fuel injection pressure falls below a limit differential pressure. Furthermore, there is described a technique for ensuring the sealing performance of the in-cylinder injector by changing the ignition timing and the air-fuel ratio to lower the combustion pressure to the target combustion pressure.

CNG等のガス燃料は、ガソリンや軽油等の液体燃料として温度による体積変化(密度変化)が大きいため、ガス燃料の温度に応じた噴射量(噴射時間)の補正が行われる。   Since gas fuel such as CNG has a large volume change (density change) due to temperature as liquid fuel such as gasoline and light oil, the injection amount (injection time) is corrected according to the temperature of the gas fuel.

特開2005−113698号公報JP 2005-113698 A 特開2005−240581号公報JP 2005-240581 A 特開2000−087771号公報JP 2000-087771 A

ガス燃料は液体燃料と比較して体積が大きいため、ガス燃料の温度が混合気全体の温度に大きく影響する。そのため、ガス燃料の温度は混合気の燃焼性に影響を与える。例えば、ガス燃料の温度が低下した場合、燃焼速度が遅くなり、また、空気との混合も良好に行われなくなるため、燃焼が悪化し、排気性能や燃費性能が低下する原因となる可能性がある。ガソリンや軽油等の液体燃料は状態変化(気化)する際に潜熱により空気の温度を低下させるものの、燃料温度自体が混合気全体の温度に与える影響は小さいため、これはガス燃料エンジンに特有の現象である。   Since the gas fuel has a larger volume than the liquid fuel, the temperature of the gas fuel greatly affects the temperature of the entire air-fuel mixture. Therefore, the temperature of the gas fuel affects the combustibility of the air-fuel mixture. For example, if the temperature of the gas fuel is reduced, the combustion speed is slowed down and mixing with air is not performed well, so that combustion is worsened and exhaust performance and fuel consumption performance may be reduced. is there. Although liquid fuels such as gasoline and light oil lower the temperature of the air due to latent heat when the state changes (vaporizes), the effect of the fuel temperature itself on the temperature of the entire mixture is small. It is a phenomenon.

ところで、ガス燃料を利用するエンジンでは、ガスタンクに高圧で貯蔵されているガス燃料をレギュレータによって減圧してからデリバリーパイプを介して燃料噴射弁に供給する。この減圧時の断熱膨張によりガス燃料の温度が低下するため、噴射時のガス燃料の温度はガスタンクの温度より低くなる。この噴射時のガス燃料の温度は元圧値(ガスタンク内の温度)や流量などの条件によって異なり、場合によっては上記の理由で燃焼が悪化する可能性がある。   By the way, in an engine using gas fuel, the gas fuel stored at a high pressure in the gas tank is decompressed by a regulator and then supplied to the fuel injection valve via the delivery pipe. Since the temperature of the gas fuel decreases due to the adiabatic expansion during the decompression, the temperature of the gas fuel during the injection becomes lower than the temperature of the gas tank. The temperature of the gas fuel at the time of injection varies depending on conditions such as a source pressure value (temperature in the gas tank) and a flow rate, and in some cases, combustion may be deteriorated for the above reason.

本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、ガス燃料エンジンにおいて燃焼の悪化を抑制することができる制御装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the control apparatus which can suppress the deterioration of combustion in a gas fuel engine.

上記の課題を解決するための本発明は、
ガス燃料の燃焼により運転されるガス燃料エンジンの制御装置であって、
前記ガス燃料エンジンにガス燃料を噴射供給する燃料噴射手段と、
前記ガス燃料エンジンの気筒内のガス燃料と空気の混合気に点火する点火手段と、
前記燃料噴射手段から噴射されるガス燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と、
前記点火手段による点火時期を制御する点火時期制御手段と、
を備え、
前記点火時期制御手段は、前記燃料温度検出手段により検出されるガス燃料の温度が所定の基準温度以下の場合に、そうでない場合と比較して点火時期を進角させる点火時期補正手段を含むことを特徴とするガス燃料エンジンの制御装置である。
The present invention for solving the above problems is as follows.
A control device for a gas fuel engine operated by combustion of gas fuel,
Fuel injection means for supplying gas fuel to the gas fuel engine;
Ignition means for igniting a mixture of gas fuel and air in a cylinder of the gas fuel engine;
Fuel temperature detection means for detecting the temperature of the gas fuel injected from the fuel injection means;
Ignition timing control means for controlling the ignition timing by the ignition means;
With
The ignition timing control means includes an ignition timing correction means for advancing the ignition timing when the temperature of the gas fuel detected by the fuel temperature detection means is equal to or lower than a predetermined reference temperature compared to the case where it is not. Is a control device for a gas fuel engine.

この発明によれば、ガス燃料の温度が基準温度以下の場合には、点火時期が進角側に補正されるので、燃焼が悪化する可能性があるほどガス燃料の温度が低下した場合であっても、燃焼の悪化を抑制することができる。また、ガス燃料の温度として、混合気の温度に直接的な影響がある、燃料噴射弁から噴射されるガス燃料の温度を用いるので、点火時期の進角補正の実行要否を適切に判断でき、燃焼悪化を好適に抑制できる。   According to the present invention, when the temperature of the gas fuel is equal to or lower than the reference temperature, the ignition timing is corrected to the advance side. Therefore, the temperature of the gas fuel is lowered to such a degree that the combustion may be deteriorated. However, deterioration of combustion can be suppressed. In addition, since the temperature of the gas fuel injected from the fuel injection valve, which directly affects the temperature of the air-fuel mixture, is used as the temperature of the gas fuel, it is possible to appropriately determine whether or not the ignition timing advance correction is necessary. , Combustion deterioration can be suitably suppressed.

例えば、ガス燃料を所定圧力で蓄圧し前記燃料噴射手段に分配するデリバリーパイプと、前記ガス燃料を貯蔵するタンクから取り出されたガス燃料を前記所定圧力まで減圧して前記デリバリーパイプに供給するレギュレータと、を備えたガス燃料エンジンに適用する場合、前記燃料温度検出手段は、前記デリバリーパイプのガス燃料の温度を検出するようにすれば良い。   For example, a delivery pipe that accumulates gas fuel at a predetermined pressure and distributes it to the fuel injection means, and a regulator that decompresses the gas fuel taken out from a tank that stores the gas fuel to the predetermined pressure and supplies it to the delivery pipe The fuel temperature detecting means may detect the temperature of the gas fuel in the delivery pipe.

これにより、レギュレータによる減圧時の断熱膨張でガス燃料の温度が低下した場合でも、当該ガス燃料の温度が燃料温度検出手段により検出され、検出されたガス燃料温度が基準温度以下の場合には点火時期の進角補正が行われることになるので、燃焼悪化が生じることを好適に抑制することが可能になる。   As a result, even when the temperature of the gas fuel decreases due to adiabatic expansion during decompression by the regulator, the temperature of the gas fuel is detected by the fuel temperature detecting means, and if the detected gas fuel temperature is lower than the reference temperature, ignition is performed. Since the timing advance correction is performed, it is possible to suitably suppress the deterioration of combustion.

上記構成において、所定の基準温度は、燃焼の悪化が生じないと判断できるガス燃料温度の下限値に基づいて定められる値であり、要求される排気性能や燃費性能も考慮して実験的に決定される。基準温度はある一定値としても良いし、エンジンの運転条件(例えば噴射量や回転数)に応じた可変値であっても良い。この場合、前記点火時期補正手段は、前記基準温度を前記ガス燃料エンジンの運転状態に応じた値に設定する基準温度設定手段を含むようにすれば良い。   In the above configuration, the predetermined reference temperature is a value determined based on the lower limit value of the gas fuel temperature at which it can be determined that the deterioration of combustion does not occur, and is experimentally determined in consideration of the required exhaust performance and fuel consumption performance. Is done. The reference temperature may be a certain fixed value, or may be a variable value according to the engine operating conditions (for example, the injection amount and the rotational speed). In this case, the ignition timing correction means may include reference temperature setting means for setting the reference temperature to a value corresponding to the operating state of the gas fuel engine.

また、点火時期補正手段による点火時期の進角量は、ガス燃料温度が基準温度以下の場合に燃焼の悪化を抑制できるように決定される値である。この進角量はある一定値であっても良いし、エンジンの運転条件や検出したガス燃料温度に応じた可変値であっても良い。この場合、前記点火時期補正手段は、前記点火時期の進角量を前記ガス燃料エンジンの運転状態と前記燃料温度検出手段により検出されるガス燃料の温度とに応じた値に設定する進角量設定手段を含むようにすれば良い。   Further, the advance amount of the ignition timing by the ignition timing correction means is a value determined so as to suppress the deterioration of combustion when the gas fuel temperature is equal to or lower than the reference temperature. This advance amount may be a certain fixed value, or may be a variable value corresponding to the operating condition of the engine and the detected gas fuel temperature. In this case, the ignition timing correction means sets the advance amount of the ignition timing to a value corresponding to the operating state of the gas fuel engine and the temperature of the gas fuel detected by the fuel temperature detection means. Setting means may be included.

本発明は、吸気ポートにガス燃料を噴射供給するポート噴射弁を備えたガス燃料エンジンにも適用することができる。また、気筒内に直接ガス燃料を噴射供給する筒内直噴噴射弁を備えたガス燃料エンジンにも適用することができる。また、ガス燃料及び/又はガソリンを燃料として運転可能なバイフューエルエンジンにも適用することができる。この場合、ガス燃料エンジンの吸気ポート及び/又は気筒内にガソリンを噴射供給するガソリン燃料噴射手段を備え、前記点火手段は、気筒内のガス燃料とガソリンと空気の混合気に点火可能な構成とすれば良い。   The present invention can also be applied to a gas fuel engine including a port injection valve that injects and supplies gas fuel to an intake port. Further, the present invention can also be applied to a gas fuel engine provided with an in-cylinder direct injection valve that injects gas fuel directly into a cylinder. The present invention can also be applied to a bi-fuel engine that can be operated using gas fuel and / or gasoline as fuel. In this case, it is provided with gasoline fuel injection means for injecting and supplying gasoline into the intake port and / or the cylinder of the gas fuel engine, and the ignition means can ignite a mixture of gas fuel, gasoline and air in the cylinder. Just do it.

本発明によれば、ガス燃料エンジンにおいて燃焼の悪化を抑制することができる制御装置を提供することが可能になる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the control apparatus which can suppress the deterioration of combustion in a gas fuel engine.

実施例に係るガス燃料エンジン、燃料システム、吸気系及び排気系の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the gas fuel engine which concerns on an Example, a fuel system, an intake system, and an exhaust system. 実施例に係るガス燃料エンジンの点火時期制御の実行手順を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the execution procedure of the ignition timing control of the gas fuel engine which concerns on an Example.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.

本実施例は、ガス燃料として圧縮天然ガス(CNG)を用いるガス燃料エンジンに本発明を適用した例である。なお、本発明は液化石油ガス(LPG)などのように一次燃料である天然ガスおよび石油ガスや二次燃料である石炭転換ガスおよび石油転換ガスを用いる内燃機関に本発明を適用することもできる。   In this embodiment, the present invention is applied to a gas fuel engine using compressed natural gas (CNG) as gas fuel. In addition, this invention can also apply this invention to the internal combustion engine which uses the natural gas which is primary fuel, such as liquefied petroleum gas (LPG), and petroleum gas, the coal conversion gas which is secondary fuel, and petroleum conversion gas. .

図1は、本実施例に係るガス燃料エンジン、燃料システム、吸気系及び排気系の概略構成を示す図である。エンジン1は、ガソリン及び圧縮天然ガス(以下、CNGと称する)を燃料として使用する車両駆動用のエンジンである。エンジン1は4つの気筒2を有している。各気筒2には点火プラグ3(点火手段)が設けられている。   FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a gas fuel engine, a fuel system, an intake system, and an exhaust system according to the present embodiment. The engine 1 is a vehicle driving engine that uses gasoline and compressed natural gas (hereinafter referred to as CNG) as fuel. The engine 1 has four cylinders 2. Each cylinder 2 is provided with a spark plug 3 (ignition means).

エンジン1には、インテークマニホールド4およびエキゾーストマニホールド5が接続されている。インテークマニホールド4には吸気通路6が接続されている。エキゾーストマニホールド5には排気通路7が接続されている。インテークマニホールド4の4つの吸気ポートは各気筒2にそれぞれ接続されている。各吸気ポートには、ガソリンを噴射するガソリンインジェクタ8(ガソリン燃料噴射手段)及びCNGを噴射するCNGインジェクタ9(燃料噴射手段)が設けられている。   An intake manifold 4 and an exhaust manifold 5 are connected to the engine 1. An intake passage 6 is connected to the intake manifold 4. An exhaust passage 7 is connected to the exhaust manifold 5. The four intake ports of the intake manifold 4 are connected to the cylinders 2 respectively. Each intake port is provided with a gasoline injector 8 (gasoline fuel injection means) for injecting gasoline and a CNG injector 9 (fuel injection means) for injecting CNG.

各ガソリンインジェクタ8はガソリン用デリバリーパイプ10に接続されている。ガソリン用デリバリーパイプ10にはガソリン供給通路12の一端が接続されており、該ガソリン供給通路12の他端はガソリンタンク13に接続されている。ガソリン供給通路12にはフィードポンプ14が設置されている。ガソリンタンク13からガソリン供給通路12を介してガソリン用デリバリーパイプ10にガソリンが供給され、さらにガソリン用デリバリーパイプ10から各ガソリンインジェクタ8にガソリンが供給される。   Each gasoline injector 8 is connected to a gasoline delivery pipe 10. One end of a gasoline supply passage 12 is connected to the gasoline delivery pipe 10, and the other end of the gasoline supply passage 12 is connected to a gasoline tank 13. A feed pump 14 is installed in the gasoline supply passage 12. Gasoline is supplied from the gasoline tank 13 to the gasoline delivery pipe 10 via the gasoline supply passage 12, and further, gasoline is supplied from the gasoline delivery pipe 10 to each gasoline injector 8.

各CNGインジェクタ9はCNGを所定圧力で蓄圧するCNG用デリバリーパイプ11に接続されている。CNG用デリバリーパイプ11にはCNG供給通路15の一端が接続されており、CNG供給通路15の他端はCNGタンク16に接続されている。CNG供給通路15にはCNGタンク16から取り出されたCNGを減圧するレギュレータ17が設置されている。CNGタンク16内に高圧で貯蔵されるCNGは、レギュレータ17により減圧され、CNG供給通路15を介してCNG用デリバリーパイプ11にCNGが供給される。CNG用デリバリーパイプ11内のCNGは各CNGインジェクタ9に分配される。   Each CNG injector 9 is connected to a CNG delivery pipe 11 that accumulates CNG at a predetermined pressure. One end of a CNG supply passage 15 is connected to the CNG delivery pipe 11, and the other end of the CNG supply passage 15 is connected to a CNG tank 16. The CNG supply passage 15 is provided with a regulator 17 for reducing the pressure of CNG taken out from the CNG tank 16. The CNG stored in the CNG tank 16 at a high pressure is decompressed by the regulator 17, and the CNG is supplied to the CNG delivery pipe 11 through the CNG supply passage 15. The CNG in the CNG delivery pipe 11 is distributed to each CNG injector 9.

CNG用デリバリーパイプ11には、該CNG用デリバリーパイプ11内のCNGの圧力を検出する圧力センサ23及び該CNGの温度を検出する温度センサ24(燃料温度検出手段)が設けられている。また、CNG供給通路15におけるレギュレータ17より上流側にも、該CNG供給通路15内のCNGの圧力を検出する圧力センサ25及び該CNGの温度を検出する温度センサ26が設けられている。   The CNG delivery pipe 11 is provided with a pressure sensor 23 for detecting the pressure of the CNG in the CNG delivery pipe 11 and a temperature sensor 24 (fuel temperature detection means) for detecting the temperature of the CNG. Further, a pressure sensor 25 that detects the pressure of CNG in the CNG supply passage 15 and a temperature sensor 26 that detects the temperature of the CNG are also provided upstream of the regulator 17 in the CNG supply passage 15.

吸気通路6には、上流側からエアクリーナ18、エアフローメータ22及びスロットル弁19がこの順番で設置されている。排気通路7には、排気の空燃比を検出するA/Fセ
ンサ27が設けられる。A/Fセンサ27より下流側には三元触媒等によって構成される排気浄化触媒21が設置されている。
In the intake passage 6, an air cleaner 18, an air flow meter 22, and a throttle valve 19 are installed in this order from the upstream side. The exhaust passage 7 is provided with an A / F sensor 27 that detects the air-fuel ratio of the exhaust. An exhaust purification catalyst 21 composed of a three-way catalyst or the like is installed downstream of the A / F sensor 27.

エンジン1には電子制御ユニット(ECU)20が併設されている。このECU20はエンジン1の運転状態等を制御するユニットである。ECU20には、エアフローメータ22、圧力センサ23、25、温度センサ24、26及びA/Fセンサ27が電気的に接続されている。さらに、ECU20には、エンジン1のクランク角を検出するクランク角センサ28も電気的に接続されている。各センサの出力信号がECU20に入力される。ECU20は、クランク角センサ28の出力信号に基づいてエンジン1の機関回転速度を導出する。   The engine 1 is provided with an electronic control unit (ECU) 20. The ECU 20 is a unit that controls the operating state of the engine 1 and the like. An air flow meter 22, pressure sensors 23 and 25, temperature sensors 24 and 26, and an A / F sensor 27 are electrically connected to the ECU 20. Further, a crank angle sensor 28 that detects the crank angle of the engine 1 is also electrically connected to the ECU 20. Output signals from the sensors are input to the ECU 20. The ECU 20 derives the engine speed of the engine 1 based on the output signal of the crank angle sensor 28.

また、ECU20には、各ガソリンインジェクタ8、各CNGインジェクタ9、フィードポンプ14、レギュレータ17及びスロットル弁19が電気的に接続されている。そして、ECU20によってこれらが制御される。   Further, the gasoline injectors 8, the CNG injectors 9, the feed pump 14, the regulator 17, and the throttle valve 19 are electrically connected to the ECU 20. These are controlled by the ECU 20.

尚、本発明に係る点火システムは、上記のような構成のエンジン以外にも適用可能である。例えば、CNGのみを燃料として運転されるエンジンにも適用でき、また、気筒内に燃料を直接噴射する筒内直噴型のエンジンにも適用できる。   Note that the ignition system according to the present invention can be applied to an engine other than the engine configured as described above. For example, the present invention can be applied to an engine operated using only CNG as fuel, and can also be applied to an in-cylinder direct injection type engine in which fuel is directly injected into a cylinder.

気体燃料であるCNGは液体燃料であるガソリンと比較して体積が大きいため、CNGの温度が気筒2内に形成される混合気全体の温度に大きく影響する。そのため、CNGインジェクタ9から噴射されるCNGの温度は混合気の燃焼性に影響を与える。例えば、CNGインジェクタ9から噴射されるCNGの温度が低下した場合、燃焼速度が遅くなり、また、空気との混合も良好に行われなくなるため、燃焼が悪化し、排気性能や燃費性能が低下する原因となる可能性がある。一方、液体燃料であるガソリンは状態変化(気化)する際に潜熱により空気の温度を低下させるものの、ガソリンインジェクタ8から噴射されるガソリンの温度自体が混合気全体の温度に与える影響は小さい。   Since CNG, which is a gaseous fuel, has a larger volume than gasoline, which is a liquid fuel, the temperature of the CNG greatly affects the temperature of the entire air-fuel mixture formed in the cylinder 2. Therefore, the temperature of CNG injected from the CNG injector 9 affects the combustibility of the air-fuel mixture. For example, when the temperature of CNG injected from the CNG injector 9 is lowered, the combustion speed is slowed down and mixing with air is not performed well, so that combustion is deteriorated and exhaust performance and fuel consumption performance are lowered. It can be a cause. On the other hand, although gasoline, which is a liquid fuel, lowers the temperature of air due to latent heat when the state changes (vaporizes), the temperature of the gasoline itself injected from the gasoline injector 8 has little influence on the temperature of the entire mixture.

上記のように、CNGインジェクタ9に供給されるCNGは、CNGタンク16に高圧で貯蔵されていたCNGがレギュレータ17によって減圧されたものである。この減圧時の断熱膨張によりCNGの温度が低下するため、CNGインジェクタ9から噴射されるCNGの温度は元圧値(CNGタンク16内の温度)より低くなる。このCNGインジェクタ9からの噴射時のCNGの温度は元圧値や流量等の条件によって異なり、場合によっては燃焼が悪化する可能性がある。   As described above, the CNG supplied to the CNG injector 9 is obtained by decompressing the CNG stored in the CNG tank 16 at a high pressure by the regulator 17. Since the temperature of the CNG decreases due to the adiabatic expansion during the pressure reduction, the temperature of the CNG injected from the CNG injector 9 becomes lower than the original pressure value (the temperature in the CNG tank 16). The temperature of CNG at the time of injection from the CNG injector 9 varies depending on conditions such as a source pressure value and a flow rate, and in some cases, combustion may deteriorate.

そこで、本実施例のガス燃料エンジンでは、温度センサ24によって検出されるCNG用デリバリーパイプ11内のCNGの温度が所定の基準温度以下の場合に、そうでない場合と比較して点火プラグ3による点火時期を進角側に補正するようにした。CNG用デリバリーパイプ11内のCNGの温度は、点火時期を進角側に補正することにより、CNGの温度低下に起因して混合気全体の温度が低下してしまった場合でも、良好な燃焼性を確保することが可能になり、燃焼不良による排気エミッションの悪化や燃費の悪化を抑制することが可能になる。   Therefore, in the gas fuel engine of the present embodiment, when the temperature of the CNG in the CNG delivery pipe 11 detected by the temperature sensor 24 is equal to or lower than the predetermined reference temperature, the ignition by the spark plug 3 is compared to the case where it is not. The timing was corrected to the advance side. The temperature of CNG in the CNG delivery pipe 11 is good combustibility even when the temperature of the entire air-fuel mixture is lowered due to the temperature drop of CNG by correcting the ignition timing to the advance side. This makes it possible to prevent the deterioration of exhaust emission and fuel consumption due to poor combustion.

ここで、基準温度は、燃焼の悪化が生じないと判断できるCNG温度の下限値に基づいて定められる値であり、要求される排気性能や燃費性能も考慮して実験的に決定される。基準温度はある一定値(例えば0°C)に設定しても良いし、エンジン1の運転状態(噴射量や回転数)に応じて基準温度を定めるマップ又は演算式をECU20に記憶しておき、取得したエンジン1の運転状態に応じた可変値に設定するようにしても良い。   Here, the reference temperature is a value determined based on the lower limit value of the CNG temperature at which it can be determined that the deterioration of combustion does not occur, and is experimentally determined in consideration of required exhaust performance and fuel consumption performance. The reference temperature may be set to a certain constant value (for example, 0 ° C.), or a map or an arithmetic expression for determining the reference temperature according to the operating state (injection amount or rotation speed) of the engine 1 is stored in the ECU 20. The variable value may be set in accordance with the obtained operating state of the engine 1.

また、点火時期補正による点火時期の進角量は、CNG温度が基準温度以下の場合に燃
焼の悪化を抑制できるように決定される値である。この進角量は一定値(例えば2°CA)に設定しても良いし、エンジン1の運転状態(噴射量や回転数)に応じて進角量を定めるマップ又は演算式をECU20に記憶しておき、取得したエンジン1の運転状態に応じた可変値に設定するようにしても良い。
Further, the advance amount of the ignition timing by the ignition timing correction is a value determined so that deterioration of combustion can be suppressed when the CNG temperature is equal to or lower than the reference temperature. The advance amount may be set to a constant value (for example, 2 ° CA), or a map or an arithmetic expression that determines the advance amount in accordance with the operating state (injection amount or rotational speed) of the engine 1 is stored in the ECU 20. It may be set to a variable value according to the obtained operating state of the engine 1.

図2は、本実施例に係るガス燃料エンジンの点火時期制御の実行手順を表すフローチャートである。このフローチャートの処理はECU20によってエンジン1の運転中所定の間隔で繰り返し実行される。   FIG. 2 is a flowchart showing an execution procedure of ignition timing control of the gas fuel engine according to the present embodiment. The processing of this flowchart is repeatedly executed by the ECU 20 at predetermined intervals while the engine 1 is operating.

ステップS101において、ECU20はエンジン1の運転状態を取得する。例えば、エンジン1の回転数、CNG及びガソリンの噴射量をエンジン1の運転状態を表す指標として取得することができる。   In step S101, the ECU 20 acquires the operating state of the engine 1. For example, the engine speed, CNG, and gasoline injection amount can be acquired as indices representing the operating state of the engine 1.

ステップS102において、ECU20は基本点火時期を設定する。基本点火時期は、CNGの温度が基準温度より高い通常の状態において、要求される排気性能や燃費性能を満たすように予め定められた点火時期である。基本点火時期は、エンジン1の回転数及び噴射量から基本点火時期を定めるマップとしてECU20に記憶しておき、ステップS101で取得して回転数及び噴射量に基づいてマップから基本点火時期を算出することができる。   In step S102, the ECU 20 sets a basic ignition timing. The basic ignition timing is an ignition timing determined in advance so as to satisfy the required exhaust performance and fuel consumption performance in a normal state where the temperature of the CNG is higher than the reference temperature. The basic ignition timing is stored in the ECU 20 as a map for determining the basic ignition timing from the rotation speed and the injection amount of the engine 1, and is acquired in step S101 and the basic ignition timing is calculated from the map based on the rotation speed and the injection amount. be able to.

ステップS103において、ECU20はCNG用デリバリーパイプ11内のCNGの温度を取得する。CNGの温度は温度センサ24によって検出する。   In step S103, the ECU 20 acquires the temperature of the CNG in the CNG delivery pipe 11. The temperature of CNG is detected by the temperature sensor 24.

ステップS104において、ECU20は基準温度を取得する。基準温度は、上述したように、ある一定値又はステップS101で取得したエンジン1の回転数及び噴射量に基づいてマップ又は演算式により求められる。本ステップの処理を行うECU20が本発明の基準温度設定手段として機能する。   In step S104, the ECU 20 acquires a reference temperature. As described above, the reference temperature is obtained by a map or an arithmetic expression based on a certain fixed value or the rotational speed and injection amount of the engine 1 acquired in step S101. The ECU 20 that performs the processing of this step functions as the reference temperature setting means of the present invention.

ステップS105において、ECU20はステップS103で取得したCNGの温度がステップS104で取得した基準温度以下であるか否か判定する。CNGの温度が基準温度以下であると判断した場合、ECU20は、ステップS106に進み、CNGの温度が基準温度より高いと判断した場合、ECU20はステップS108に進む。   In step S105, the ECU 20 determines whether or not the CNG temperature acquired in step S103 is equal to or lower than the reference temperature acquired in step S104. When it is determined that the temperature of the CNG is equal to or lower than the reference temperature, the ECU 20 proceeds to step S106, and when it is determined that the temperature of the CNG is higher than the reference temperature, the ECU 20 proceeds to step S108.

ステップS106において、ECU20は点火時期の進角量を取得する。進角量は、上述したように、ある一定値又はステップS101で取得したエンジン1の回転数及び噴射量に基づいてマップ又は演算式により求められる。本ステップの処理を行うECU20が本発明の進角量設定手段として機能する。   In step S106, the ECU 20 acquires the advance amount of the ignition timing. As described above, the advance amount is obtained by a map or an arithmetic expression based on a certain fixed value or the rotation speed and injection amount of the engine 1 acquired in step S101. The ECU 20 that performs the processing of this step functions as the advance amount setting means of the present invention.

ステップS107において、ECU20は点火時期を進角補正する。すなわち、ステップS102で設定した基本点火時期に対して、ステップS106で取得した進角量だけ進角させた時期を、点火制御のための点火時期として設定する。   In step S107, the ECU 20 corrects the ignition timing. That is, the timing advanced by the advance amount acquired in step S106 with respect to the basic ignition timing set in step S102 is set as the ignition timing for ignition control.

ステップS108において、ECU20は点火時期の補正を行わず、ステップS102で設定した基本点火時期を、点火制御のための点火時期として設定し、ステップS109に進む。   In step S108, the ECU 20 does not correct the ignition timing, sets the basic ignition timing set in step S102 as the ignition timing for ignition control, and proceeds to step S109.

ステップS107において、ECU20はステップS107又はステップS108で設定された点火時期に従って点火プラグ3による点火を行う点火制御を実行する。   In step S107, the ECU 20 executes ignition control for performing ignition by the spark plug 3 in accordance with the ignition timing set in step S107 or step S108.

以上の処理を実行するECU20が、本発明における点火時期制御手段として機能する
。特に、ステップS105からステップS108の処理を実行するECU20が、本発明における点火時期補正手段として機能する。
ECU20 which performs the above process functions as an ignition timing control means in the present invention. In particular, the ECU 20 that executes the processing from step S105 to step S108 functions as the ignition timing correction means in the present invention.

本実施例に係るCNGエンジンの点火時期制御によれば、CNGの温度が燃焼悪化をもたらし得るほど低下していると判断された場合には、点火時期が進角補正されるので、燃焼悪化が起こることを抑制できる。従って、CNGタンク16内のCNGの温度がレギュレータ17における減圧時に低下することが避けられない本実施例のような構成のCNGエンジンにあっても、良好な燃焼性を確保することが可能になり、排気性能や燃費性能の悪化を好適に抑制することが可能になる。   According to the ignition timing control of the CNG engine according to the present embodiment, when it is determined that the temperature of the CNG is low enough to cause combustion deterioration, the ignition timing is corrected to advance, so that the combustion deterioration is reduced. It can suppress what happens. Therefore, even in the CNG engine configured as in the present embodiment in which the temperature of the CNG in the CNG tank 16 is inevitably lowered when the regulator 17 is depressurized, it is possible to ensure good combustibility. In addition, it is possible to suitably suppress deterioration of exhaust performance and fuel consumption performance.

以上、インテークマニホールド4の吸気ポートにCNG及びガソリンが噴射供給されるバイフューエルエンジンに本発明を適用した実施例を説明したが、本発明はCNGをインテークマニホールド4の吸気ポートに噴射するポート噴射弁のみを備えたポート噴射式CNGエンジンや、CNGを各気筒2内に直接噴射する筒内直噴噴射弁のみを備えた筒内直噴式CNGエンジンに適用することができる。また、CNG及びガソリンを燃料とするバイフューエルエンジンに本発明を適用する場合、CNGのみ筒内直噴式、CNG及びガソリンが筒内直噴式、ガソリンのみ筒内直噴式のいずれでも良い。   The embodiment in which the present invention is applied to the bi-fuel engine in which CNG and gasoline are injected and supplied to the intake port of the intake manifold 4 has been described above, but the present invention is a port injection valve that injects CNG to the intake port of the intake manifold 4. The present invention can be applied to a port injection type CNG engine having only a cylinder, or an in-cylinder direct injection type CNG engine having only an in-cylinder direct injection valve that directly injects CNG into each cylinder 2. In addition, when the present invention is applied to a bi-fuel engine using CNG and gasoline as fuel, any of CNG in-cylinder direct injection, CNG and gasoline in-cylinder direct injection, and gasoline only in-cylinder direct injection may be used.

1・・・エンジン
2・・・気筒
3・・・点火プラグ
4・・・インテークマニホールド
5・・・エキゾーストマニホールド
6・・・吸気通路
7・・・排気通路
8・・・ガソリンインジェクタ
9・・・CNGインジェクタ
10・・ガソリン用デリバリーパイプ
11・・CNG用デリバリーパイプ
12・・ガソリン供給通路
13・・ガソリンタンク
14・・フィードポンプ
15・・CNG供給通路
16・・CNGタンク
17・・レギュレータ
18・・エアクリーナ
19・・スロットル弁
20・・ECU
21・・排気浄化触媒
22・・エアフローメータ
23・・圧力センサ
24・・温度センサ
25・・圧力センサ
26・・温度センサ
27・・A/Fセンサ
28・・クランク角センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine 2 ... Cylinder 3 ... Spark plug 4 ... Intake manifold 5 ... Exhaust manifold 6 ... Intake passage 7 ... Exhaust passage 8 ... Gasoline injector 9 ... CNG injector 10 .. gasoline delivery pipe 11 .. CNG delivery pipe 12 .. gasoline supply passage 13 .. gasoline tank 14 .. feed pump 15 .. CNG supply passage 16 .. CNG tank 17 .. regulator 18. Air cleaner 19 ・ ・ Throttle valve 20 ・ ・ ECU
21 .. Exhaust purification catalyst 22 .. Air flow meter 23 .. Pressure sensor 24 .. Temperature sensor 25 .. Pressure sensor 26 .. Temperature sensor 27 .. A / F sensor 28.

Claims (7)

ガス燃料の燃焼により運転されるガス燃料エンジンの制御装置であって、
前記ガス燃料エンジンにガス燃料を噴射供給する燃料噴射手段と、
前記ガス燃料エンジンの気筒内のガス燃料と空気の混合気に点火する点火手段と、
前記燃料噴射手段から噴射されるガス燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と、
前記点火手段による点火時期を制御する点火時期制御手段と、
を備え、
前記点火時期制御手段は、前記燃料温度検出手段により検出されるガス燃料の温度が所定の基準温度以下の場合に、そうでない場合と比較して点火時期を進角させる点火時期補正手段を含むことを特徴とするガス燃料エンジンの制御装置。
A control device for a gas fuel engine operated by combustion of gas fuel,
Fuel injection means for supplying gas fuel to the gas fuel engine;
Ignition means for igniting a mixture of gas fuel and air in a cylinder of the gas fuel engine;
Fuel temperature detection means for detecting the temperature of the gas fuel injected from the fuel injection means;
Ignition timing control means for controlling the ignition timing by the ignition means;
With
The ignition timing control means includes an ignition timing correction means for advancing the ignition timing when the temperature of the gas fuel detected by the fuel temperature detection means is equal to or lower than a predetermined reference temperature compared to the case where it is not. A control device for a gas fuel engine.
請求項1において、
前記点火時期補正手段は、前記基準温度を前記ガス燃料エンジンの運転状態に応じた値に設定する基準温度設定手段を含むことを特徴とするガス燃料エンジンの制御装置。
In claim 1,
The control device for a gas fuel engine, wherein the ignition timing correction means includes reference temperature setting means for setting the reference temperature to a value corresponding to an operating state of the gas fuel engine.
請求項1又は2において、
前記点火時期補正手段は、前記点火時期の進角量を前記ガス燃料エンジンの運転状態と前記燃料温度検出手段により検出されるガス燃料の温度とに応じた値に設定する進角量設定手段を含むことを特徴とするガス燃料エンジンの制御装置。
In claim 1 or 2,
The ignition timing correction means includes an advance amount setting means for setting the advance amount of the ignition timing to a value corresponding to the operating state of the gas fuel engine and the temperature of the gas fuel detected by the fuel temperature detection means. A control device for a gas fuel engine, comprising:
請求項1から3のいずれか1項において、
前記燃料噴射手段は、前記ガス燃料エンジンの吸気ポートにガス燃料を噴射供給するポート噴射弁を含むことを特徴とするガス燃料エンジンの制御装置。
In any one of Claim 1 to 3,
The control device for a gas fuel engine, wherein the fuel injection means includes a port injection valve for supplying gas fuel to an intake port of the gas fuel engine.
請求項1からのいずれか1項において、
前記燃料噴射手段は、前記気筒内に直接ガス燃料を噴射供給する筒内直噴噴射弁を含むことを特徴とするガス燃料エンジンの制御装置。
In any one of Claim 1 to 3 ,
The control apparatus for a gas fuel engine, wherein the fuel injection means includes an in-cylinder direct injection valve that supplies gas fuel directly into the cylinder.
請求項1から5のいずれか1項において、
ガス燃料を所定圧力で蓄圧し前記燃料噴射手段に分配するデリバリーパイプと、
前記ガス燃料を貯蔵するタンクから取り出されたガス燃料を前記所定圧力まで減圧して前記デリバリーパイプに供給するレギュレータと、
を備え、
前記燃料温度検出手段は、前記デリバリーパイプのガス燃料の温度を検出することを特徴とするガス燃料エンジンの制御装置。
In any one of Claim 1 to 5,
A delivery pipe for accumulating gas fuel at a predetermined pressure and distributing it to the fuel injection means;
A regulator for reducing the gas fuel taken out from the tank for storing the gas fuel to the predetermined pressure and supplying it to the delivery pipe;
With
The control device for a gas fuel engine, wherein the fuel temperature detection means detects the temperature of the gas fuel in the delivery pipe.
請求項1から6のいずれか1項において、
前記ガス燃料エンジンは、ガス燃料及びガソリンの燃焼により運転可能なバイフューエルエンジンであって、
前記ガス燃料エンジンの吸気ポート及び/又は気筒内にガソリンを噴射供給するガソリン燃料噴射手段を備え、
前記点火手段は、気筒内のガス燃料とガソリンと空気の混合気に点火可能であることを特徴とするガス燃料エンジンの制御装置。
In any one of Claim 1 to 6,
The gas fuel engine is a bi-fuel engine operable by combustion of gas fuel and gasoline,
Gasoline fuel injection means for supplying gasoline into the intake port and / or cylinder of the gas fuel engine;
The control device for a gas fuel engine, wherein the ignition means is capable of igniting a mixture of gas fuel, gasoline and air in a cylinder.
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