JP5729467B2 - 内燃機関の制御装置及び方法 - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法に関する。
着火し難いCNG(圧縮天然ガス)を主燃料とし、着火し易い軽油を補助燃料として用いる内燃機関が開示されている(例えば特許文献1参照)。この内燃機関では、内燃機関の運転状態が軽負荷時には、軽油のみを燃料として用い、中〜高負荷時には、CNGと軽油との両燃料を用いる。また、CNGと軽油との両燃料を用いる場合には、着火し易い補助燃料の軽油を着火に必要な量だけ用い、軽油に着火させることで着火し難い主燃料のCNGを燃焼させるようにしている。
上記特許文献1の技術では、内燃機関の運転状態が軽負荷から中負荷に移行する段階で、軽油供給量を着火に必要な最小量となるまで急激に減少させる。これは、軽油の燃焼が、内燃機関の動力源としての役割からCNGを燃焼させるための着火源としての役割へと、その役割を変えるためである。しかし、CNGの燃焼は、燃料性状によっても変化するため、上記特許文献1の技術のように軽油供給量を急激に減少させると、内燃機関が失火してしまい、CNGが未燃のまま排出されて排気エミッションの悪化が懸念される。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、着火し易い第1燃料の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせて排気エミッションの悪化を抑制する技術を提供することを目的とする。
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
着火し易い第1燃料を単独で燃焼させる場合と、前記第1燃料を着火することで着火し難い第2燃料をも燃焼させる場合と、を使い分ける内燃機関の制御装置であって、
前記第1燃料を着火することで前記第2燃料をも燃焼させる場合における前記第2燃料の燃焼状態を取得する取得部と、
前記取得部で取得された前記第2燃料の燃焼状態に基づいて、次回以降の前記内燃機関に供給される前記第1燃料及び前記第2燃料の供給量を決定する決定部と、
を備えた内燃機関の制御装置である。
着火し易い第1燃料を単独で燃焼させる場合と、前記第1燃料を着火することで着火し難い第2燃料をも燃焼させる場合と、を使い分ける内燃機関の制御装置であって、
前記第1燃料を着火することで前記第2燃料をも燃焼させる場合における前記第2燃料の燃焼状態を取得する取得部と、
前記取得部で取得された前記第2燃料の燃焼状態に基づいて、次回以降の前記内燃機関に供給される前記第1燃料及び前記第2燃料の供給量を決定する決定部と、
を備えた内燃機関の制御装置である。
本発明では、取得部によって第2燃料の燃焼状態を取得し、決定部によって第2燃料の燃焼状態に基づいて、次回以降の内燃機関に供給される第1燃料及び第2燃料の供給量を決定する。このため、第2燃料の燃焼状態が悪化する場合には、例えば、次回以降の内燃機関に供給される着火し易い第1燃料の供給量を増量することができる。これによって、第2燃料の燃焼状態が悪化する場合に着火し易い第1燃料の供給量を減量してしまい、内燃機関が失火してしまい、第2燃料が未燃のまま排出されて排気エミッションが悪化することを回避することができる。したがって、着火し易い第1燃料の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせて排気エミッションの悪化を抑制することができる。
前記決定部は、
前記取得部で取得された前記第2燃料の燃焼状態が良好な場合には、前記第1燃料の供給量を減量すると共に前記第2燃料の供給量を増量し、
前記取得部で取得された前記第2燃料の燃焼状態が悪化する場合には、前記第1燃料の供給量を増量すると共に前記第2燃料の供給量を減量するとよい。
前記取得部で取得された前記第2燃料の燃焼状態が良好な場合には、前記第1燃料の供給量を減量すると共に前記第2燃料の供給量を増量し、
前記取得部で取得された前記第2燃料の燃焼状態が悪化する場合には、前記第1燃料の供給量を増量すると共に前記第2燃料の供給量を減量するとよい。
本発明によると、第2燃料の燃焼状態が良好な場合には、第1燃料の供給量を減量して第1燃料の消費量を削減することができる。一方、第2燃料の燃焼状態が悪化する場合には、着火し易い第1燃料の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせることができる。
前記取得部は、前記内燃機関での燃焼時の発生熱量から、前記第1燃料の燃焼と前記第2燃料の燃焼とを区別して、前記第2燃料の燃焼状態を取得するとよい。
内燃機関での燃焼時には、第1燃料を着火することで着火し難い第2燃料をも燃焼させるので、先ず第1燃料が燃焼して発生熱量が生じ、次に第2燃料が燃焼して発生熱量が生じる。このため、第1燃料の発生熱量と第2燃料の発生熱量とが異なる発生タイミングとなる。よって、内燃機関での燃焼時の発生熱量から、その発生タイミングで第1燃料の燃焼と第2燃料の燃焼とを区別することができ、区別した第2燃料の燃焼に基づいて第2燃料の燃焼状態を取得することができる。
前記内燃機関は、前記第1燃料を気筒内でメイン噴射の前にパイロット噴射する機関であり、
前記取得部は、前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量から、前記第2燃料の燃焼状態を取得するとよい。
前記取得部は、前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量から、前記第2燃料の燃焼状態を取得するとよい。
内燃機関での燃焼時には、パイロット噴射した第1燃料を着火することで着火し難い第2燃料をも燃焼させるので、先ずパイロット噴射した第1燃料が燃焼して発生熱量が生じ、次に第2燃料が燃焼して発生熱量が生じる。またその後にメイン噴射した第1燃料も燃焼して発生熱量が生じる。このため、パイロット噴射した第1燃料の発生熱量と第2燃料の発生熱量とが異なる発生タイミングとなり、パイロット噴射とメイン噴射との間には第2燃料のみが燃焼して生じる発生熱量が存在する。よって、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量から、その発生タイミングで第2燃料のみが燃焼して生じる発生熱量を特定することができ、特定した第2燃料の発生熱量に基づいて第2燃料の燃焼状態を取得することができる。
前記内燃機関は、前記第2燃料を前記第1燃料のパイロット噴射の前に吸気に混合する機関であり、
前記取得部は、前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量を取得し、
前記決定部は、前記取得部が取得した前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上の場合に、前記第2燃料の燃焼状態が良好であるとして、前記第1燃料の供給量を減量すると共に前記第2燃料の供給量を増量するとよい。
前記取得部は、前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量を取得し、
前記決定部は、前記取得部が取得した前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上の場合に、前記第2燃料の燃焼状態が良好であるとして、前記第1燃料の供給量を減量すると共に前記第2燃料の供給量を増量するとよい。
ここで、基準発生熱量とは、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量によって第2燃料の燃焼状態が良好であるか悪化しているかの判断の境界となる閾値である。本発明によると、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上であり第2燃料の燃焼状態が良好な場合に第1燃料の供給量を減量して第1燃料の消費量を削減することができる。
前記決定部は、前記第1燃料の前記メイン噴射の供給量を減量すると共に、前記減量分での発生熱量に等しくなるように前記第2燃料の供給量を増量するとよい。
本発明によると、第1燃料のパイロット噴射によって第2燃料を着火させつつ、主要な発生熱量を第2燃料から得ることができる。
前記取得部は、前記内燃機関から排出される排気成分から、前記第2燃料の燃焼状態を取得するとよい。
内燃機関での燃焼時には、第1燃料が燃焼することで排出される排気成分と、第2燃料が燃焼することで排出される排気成分とが異なる。よって、内燃機関から排出される排気成分中の、第2燃料が燃焼することで排出される排気成分の量に基づいて第2燃料の燃焼状態を取得することができる。
前記取得部及び前記決定部の処理は、前記内燃機関での燃焼が前記第1燃料を単独で燃焼させる場合から前記第1燃料を着火することで前記第2燃料をも燃焼させる場合へ移行する段階で実施されるとよい。
本発明によると、内燃機関での燃焼が第1燃料を単独で燃焼させる場合から第1燃料を着火することで第2燃料をも燃焼させる場合へ移行する段階で、着火し易い第1燃料の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせて排気エミッションの悪化を抑制することができる。
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
着火し易い第1燃料を単独で燃焼させる場合と、前記第1燃料を着火することで着火し難い第2燃料をも燃焼させる場合と、を使い分ける内燃機関の制御方法であって、
取得部によって、前記第1燃料を着火することで前記第2燃料をも燃焼させる場合における前記第2燃料の燃焼状態を取得し、
決定部によって、前記取得部で判別された前記第2燃料の燃焼状態に基づいて、次回以降の前記内燃機関に供給される前記第1燃料及び前記第2燃料の供給量を決定する内燃機関の制御方法である。
着火し易い第1燃料を単独で燃焼させる場合と、前記第1燃料を着火することで着火し難い第2燃料をも燃焼させる場合と、を使い分ける内燃機関の制御方法であって、
取得部によって、前記第1燃料を着火することで前記第2燃料をも燃焼させる場合における前記第2燃料の燃焼状態を取得し、
決定部によって、前記取得部で判別された前記第2燃料の燃焼状態に基づいて、次回以降の前記内燃機関に供給される前記第1燃料及び前記第2燃料の供給量を決定する内燃機関の制御方法である。
本発明によっても、着火し易い第1燃料の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせて排気エミッションの悪化を抑制することができる。
本発明によれば、着火し易い第1燃料の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせて排気エミッションの悪化を抑制することができる。
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。
<実施例1>
図1は、本発明の実施例1に係る内燃機関の制御装置を適用する内燃機関の概略断面を示す図である。図2は、本実施例に係る内燃機関の概略構成を示す図である。内燃機関1は、例えばディーゼル機関等の圧縮着火式内燃機関である。内燃機関1の燃料には、軽油、及び、CNG(Compressed Natural Gas:圧縮天然ガス)が使用される。軽油は、本発明の着火し易い第1燃料に対応する。着火し易い第1燃料は、軽油を用いることで、圧縮着火可能な燃料ともいえる。CNGは、本発明の着火し難い第2燃料に対応する。着火し難い第2燃料としては、CNG以外にも、メタンを主成分とするガス燃料等、着火し難い燃料を用いることができる。内燃機関1は、軽油を単独で燃焼させることができる。また、内燃機関1は、着火し難いCNGを主燃料とし、着火し易い軽油を補助燃料として両燃料を気筒2内に供給し、圧縮着火により軽油を着火させてそれを種火としてCNGを燃焼させることができる。つまり、内燃機関1は、着火し易い軽油を単独で燃焼させる場合と、軽油を着火することで着火し難いCNGをも燃焼させる場合と、を使い分ける。
<実施例1>
図1は、本発明の実施例1に係る内燃機関の制御装置を適用する内燃機関の概略断面を示す図である。図2は、本実施例に係る内燃機関の概略構成を示す図である。内燃機関1は、例えばディーゼル機関等の圧縮着火式内燃機関である。内燃機関1の燃料には、軽油、及び、CNG(Compressed Natural Gas:圧縮天然ガス)が使用される。軽油は、本発明の着火し易い第1燃料に対応する。着火し易い第1燃料は、軽油を用いることで、圧縮着火可能な燃料ともいえる。CNGは、本発明の着火し難い第2燃料に対応する。着火し難い第2燃料としては、CNG以外にも、メタンを主成分とするガス燃料等、着火し難い燃料を用いることができる。内燃機関1は、軽油を単独で燃焼させることができる。また、内燃機関1は、着火し難いCNGを主燃料とし、着火し易い軽油を補助燃料として両燃料を気筒2内に供給し、圧縮着火により軽油を着火させてそれを種火としてCNGを燃焼させることができる。つまり、内燃機関1は、着火し易い軽油を単独で燃焼させる場合と、軽油を着火することで着火し難いCNGをも燃焼させる場合と、を使い分ける。
内燃機関1の気筒2内上部は、気筒2の上壁及び内壁と不図示の下方のピストン頂面で燃焼室3が区画形成される。燃焼室3上部には、吸気ポート4及び排気ポート5が接続されている。吸気ポート4及び排気ポート5が接続された間の気筒2上部中心には、気筒2内に軽油を噴射する軽油噴射弁6が設けられている。軽油噴射弁6には、軽油タンク7に貯留された軽油が軽油供給系8を介して供給される。吸気ポート4の燃焼室3への開口部は吸気弁9によって開閉される。排気ポート5の燃焼室3への開口部は排気弁10によって開閉される。また、気筒2には、気筒内の圧力を検出する筒内圧センサ11が配置される。筒内圧センサ11の検出値によって、気筒2内に発生する発生熱量を取得することができる。筒内圧センサ11が、本発明の取得部に対応する。
吸気ポート4の上流側に吸気管12に通じるインテークマニフォルド13が接続されている。インテークマニフォルド13上部には、そこから吸気ポート4に通じる分配管14を介して吸気ポート4内にCNGを噴射するCNG噴射弁15が設けられる。CNG噴射弁15には、CNGタンク16に貯蔵されたCNGがCNG供給系17を介して供給される。なお、CNG噴射弁15は、気筒2内にCNGを噴射するように設けられてもよい。吸気管12には、上流側から、エアクリーナ18、ターボチャージャ19のコンプレッサ19a、インタークーラ20、スロットル弁21が順に配置される。
吸気管12に機外から取り込まれた吸気は、インテークマニフォルド13を流通し、燃料にCNGが使用される場合には吸気ポート4でCNG噴射弁15によりCNGが噴射され、気筒2内に吸入される。気筒2内に吸入された吸気には、圧縮行程等の適時のタイミングで軽油噴射弁6により軽油が噴射される。軽油の噴射は、パイロット噴射とメイン噴射とに分かれる。燃料に軽油が単独で使用される場合には、ピストンが圧縮上死点へ向けて上昇すると、まず、軽油が軽油噴射弁6からパイロット噴射されて軽油が吸気の圧縮により着火して燃焼して一旦気筒内を低温化し、次に軽油が軽油噴射弁6からメイン噴射されて吸気の圧縮により着火して燃焼する。一方、燃料に軽油及びCNGが使用される場合には、CNGを軽油のパイロット噴射の前にCNG噴射弁15から吸気に混合し、気筒2内にはCNGを含ませた吸気を存在させる。そして、ピストンが圧縮上死点へ向けて上昇すると、軽油が軽油噴射弁6からパイロット噴射されて軽油が吸気の圧縮により着火して燃焼し、この軽油の燃焼を火種として着火し難いCNGも燃焼することになる。なお、燃料に軽油及びCNGが使用される場合には、燃焼を良好にするため軽油のメイン噴射も実施される場合もある。
内燃機関1の排気ポート5には、イグゾーストマニフォルド22が接続される。イグゾーストマニフォルド22と吸気管12との間には、排気の一部であるEGRガスを還流させるEGR管23が設けられている。EGR管23には、EGR管23を流通するEGRガスの量を調整するEGR弁24が配置される。イグゾーストマニフォルド22の下流には、ターボチャージャ19のタービン19bを介して排気管25が接続される。排気管25には、排気を浄化する排気浄化装置26が配置される。気筒2内で燃焼した後の排気は、排気ポート5からイグゾーストマニフォルド22へ流出し、タービン19bを駆動し、排気管25の排気浄化装置26で浄化されてから機外へ排出される。
内燃機関1には、内燃機関1を制御するためのECU(Electronic Control Unit)27が併設されている。ECU27は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。ECU27には、アクセル開度センサ28、及び、クランク角センサ29等の各種センサが電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がECU27に入力される。一方、ECU27には、軽油噴射弁6、CNG噴射弁15、スロットル弁21、及び、EGR弁24等が電気配線を介して接続されており、ECU27によりこれらの機器が制御される。
そして、ECU27は、燃料に軽油を単独で使用する場合には、軽油噴射弁6から軽油をパイロット噴射及びメイン噴射させる。一方、燃料に軽油及びCNGを使用する場合には、CNG噴射弁15から着火し難いCNGを主燃料として噴射させ、軽油噴射弁6から着火し易い軽油を補助燃料としてパイロット噴射させる。また、燃料に軽油を単独で使用する場合から燃料に軽油及びCNGを使用する場合へ移行するときには、CNG噴射弁15から着火し難いCNGを主燃料として噴射させ、軽油噴射弁6から着火し易い軽油を補助燃料としてパイロット噴射させるだけでなく、軽油噴射弁6から軽油をメイン噴射させる。
(移行時制御)
燃料に軽油を単独で使用する場合から燃料に軽油及びCNGを使用する場合へ移行するときの制御について説明する。この使用燃料の切り替えは、内燃機関1が軽油及びCNGの2燃料を搭載していることから、なるべく両燃料をバランスよく消費するために行われる。ここで、移行時に、軽油の燃焼が、内燃機関の動力源としての役割からCNGを燃焼させるための着火源としての役割へと、その役割を変える。従来では、移行時に、軽油の供給量を着火に必要な最小量となるまで急激に減少させていた。そうすると、CNGの燃焼が、燃料性状によっても変化するため、軽油を着火源としてもCNGが燃焼せず内燃機関1が失火してしまい、CNGが未燃のまま排出されて排気エミッションが悪化する場合があった。これに対し、着火し易い軽油の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせて排気エミッションの悪化を抑制することが望まれた。
燃料に軽油を単独で使用する場合から燃料に軽油及びCNGを使用する場合へ移行するときの制御について説明する。この使用燃料の切り替えは、内燃機関1が軽油及びCNGの2燃料を搭載していることから、なるべく両燃料をバランスよく消費するために行われる。ここで、移行時に、軽油の燃焼が、内燃機関の動力源としての役割からCNGを燃焼させるための着火源としての役割へと、その役割を変える。従来では、移行時に、軽油の供給量を着火に必要な最小量となるまで急激に減少させていた。そうすると、CNGの燃焼が、燃料性状によっても変化するため、軽油を着火源としてもCNGが燃焼せず内燃機関1が失火してしまい、CNGが未燃のまま排出されて排気エミッションが悪化する場合があった。これに対し、着火し易い軽油の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせて排気エミッションの悪化を抑制することが望まれた。
そこで、本実施例では、軽油を着火することでCNGをも燃焼させる場合におけるCNGの燃焼状態を取得し、取得されたCNGの燃焼状態に基づいて、次回以降の内燃機関1に供給される軽油及びCNGの供給量を決定するようにした。
ここで、本実施例において、軽油を着火することでCNGをも燃焼させる場合におけるCNGの燃焼状態を取得することは、筒内圧センサ11を用いて行う。つまり、筒内圧センサ11は、筒内圧から内燃機関1での軽油及びCNGの混合燃焼時の発生熱量を検出し、この発生熱量から、軽油の燃焼とCNGの燃焼とを区別して、CNGの燃焼状態を取得する。具体的には、筒内圧センサ11は、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量から、CNGの燃焼状態を取得する。図3は、本実施例に係る軽油及びCNGの混合燃焼時の時間に対する発生熱量を示す図である。内燃機関1での軽油及びCNGの混合燃焼時には、パイロット噴射した軽油を着火することで着火し難いCNGをも燃焼させるので、先ずパイロット噴射した軽油が燃焼して図3の実線で示す発生熱量が生じ、次にCNGが燃焼して図3の破線で示す発生熱量が生じる。このため、パイロット噴射した軽油の発生熱量とCNGの発生熱量とが異なる発生タイミングとなり、この場合には、燃焼TDC付近の図3の破線で示すように、パイロット噴射とメイン噴射との間にはCNGのみが燃焼して生じる発生熱量が存在する。図4は、本実施例に係る軽油の単独燃焼時の時間に対する発生熱量を示す図である。上記に対し、軽油のみを燃焼させる場合には、燃焼TDC付近の図4の実線で示すように、パイロット噴射とメイン噴射との間には発生熱量が存在しない期間が存在する。よって、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量から、その発生タイミングでCNGのみが燃焼して生じる発生熱量を特定することができ、特定したCNGの発生熱量に基づいてCNGの燃焼状態を取得することができる。
取得されたCNGの燃焼状態に基づいて、次回以降の内燃機関1に供給される軽油及びCNGの供給量を決定するECU27が、本発明の決定部に対応する。ECU27は、筒内圧センサ11が取得したパイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上の場合に、CNGの燃焼状態が良好であるとして、軽油のメイン噴射の供給量を減量すると共に、この減量分での発生熱量に等しくなるようにCNGの供給量を増量する。また、ECU27は、筒内圧センサ11が取得したパイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量よりも少ない場合に、CNGの燃焼状態が悪化しているとして、軽油のメイン噴射の供給量を増量すると共に、この増量分での発生熱量に等しくなるようにCNGの供給量を減量する。これにより、軽油のパイロット噴射によってCNGを着火させつつ、主要な発生熱量をCNGから得ることができる。なお、ECU27は、筒内圧センサ11が取得したパイロット噴射とメイン噴射との間に発生熱量が存在し、その発生熱量を含む1サイクルにおける全体の発生熱量が基準発生熱量以上の場合に、CNGの燃焼状態が良好であるとして、軽油のメイン噴射の供給量を減量すると共に、この減量分での発生熱量に等しくなるようにCNGの供給量を増量するようにしてもよい。
ここで、基準発生熱量とは、それ以上であるとCNGの燃焼状態が良好であると判断でき、それよりも少ないとCNGの燃焼状態が悪化していると判断できる閾値である。
本実施例によると、CNGの燃焼状態が良好な場合には、軽油の供給量を減量して軽油の消費量を削減することができる。一方、CNGの燃焼状態が悪化する場合には、着火し易い軽油の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせることができる。これによって、CNGの燃焼状態が悪化する場合に着火し易い軽油の供給量を減量してしまい、軽油を着火源としてもCNGが燃焼せず内燃機関が失火してしまい、CNGが未燃のまま排出されて排気エミッションが悪化することを回避することができる。したがって、内燃機関1での燃焼が、軽油を単独で燃焼させる場合から軽油を着火することでCNGをも燃焼させる場合へ移行する段階で、着火し易い軽油の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせて排気エミッションの悪化を抑制することができる。
(移行時制御ルーチン)
図5は、本実施例に係る移行時制御ルーチンを示すフローチャートである。移行時制御ルーチンについて、図5に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返しECU27によって実行される。
図5は、本実施例に係る移行時制御ルーチンを示すフローチャートである。移行時制御ルーチンについて、図5に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返しECU27によって実行される。
本ルーチンが実行されると、まず、S101では、燃料に軽油を単独で使用する場合から燃料に軽油及びCNGを使用する場合へ移行する条件が成立しているか否かを判別する。この移行条件が成立している場合としては、燃料に軽油を単独で使用して目標トルクまで運転し目標トルクに到達した場合や、前回本ルーチンが実行されてから所定時間経過した場合等である。S101で肯定判定された場合には、S102へ移行する。S101で否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
S102では、軽油のメイン噴射の供給量を減量すると共に、この減量分での発生熱量に等しくなるようにCNGの供給量を増量する。
S103では、筒内圧センサ11でパイロット噴射とメイン噴射との間に発生熱量が生じているか否かを判別する。燃焼TDC付近の図3の破線に示すようにパイロット噴射とメイン噴射との間に発生熱量が生じていれば、CNGが燃焼していることになる。S103で肯定判定された場合には、S104へ移行する。S103で否定判定された場合には、S107へ移行する。
S104では、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量を算出すると共に、基準発生熱量を設定する。パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量は、筒内圧センサ11の出力値から算出される。基準発生熱量は、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量によってCNGの燃焼状態が良好であるか悪化しているかの判断の境界となる閾値である。基準発生熱量は、軽油のメイン噴射の供給量やCNGの供給量等と相関するマップ等を用いて導出される。S104の処理の後、S105へ移行する。
S105では、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上か否かを判別する。パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上であると、CNGの燃焼状態が良好であると判断できる。パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量よりも少ないと、CNGの燃焼状態が悪化していると判断できる。S105で肯定判定された場合には、S106へ移行する。S105で否定判定された場合には、S107へ移行する。なお、本実施例では、S105での発生熱量と基準発生熱量との比較は、パイロット噴射とメイン噴射との間の発生熱量を採用している。しかし、本発明としてはこれに限られない。1サイクルにおける全体の発生熱量と基準発生熱量との比較を行ってもよい。つまり、パイロット噴射とメイン噴射との間に発生熱量が存在し、その発生熱量を含む1サイクルにおける全体の発生熱量が基準発生熱量以上か否かを判別し、その全体の発生熱量が基準発生熱量以上であると、CNGの燃焼状態が良好であると判断してもよい。
S106では、軽油のメイン噴射の供給量が零になったか否かを判別する。S106で肯定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。S106で否定判定された場合には、S102へ移行する。
一方、S103やS105で移行するS107では、軽油のメイン噴射の供給量を増量すると共に、この増量分での発生熱量に等しくなるようにCNGの供給量を減量する。S107での燃料の増減量は、S102での燃料の増減量よりも多くてもよい。S107の処理の後、本ルーチンを一旦終了する。
以上説明した本ルーチンによると、CNGの燃焼状態が良好な場合には、軽油の供給量を減量して軽油の消費量を削減し、移行を完了することができる。一方、CNGの燃焼状態が悪化する場合には、着火し易い軽油の供給量を減量し過ぎず、良好に燃焼を行わせることができる。
<他の例>
上記実施例では、取得部として筒内圧センサ11を用いていた。しかし、本発明はこれに限られない。取得部として、内燃機関1から排出される排気成分中のメタン(CH4)を検出するメタンセンサを内燃機関1の排気通路に設けてもよい。内燃機関1での燃焼時には、軽油が燃焼することで排出される排気成分と、CNGが燃焼することで排出される排気成分とが異なる。CNGが燃焼することで排出される排気成分は、主成分であるメタン(CH4)が多く排出される。よって、内燃機関1から排出される排気成分中の、CNGが燃焼することで排出される排気成分の量、例えばメタン(CH4)の量に基づいてCNGの燃焼状態を取得することができる。
上記実施例では、取得部として筒内圧センサ11を用いていた。しかし、本発明はこれに限られない。取得部として、内燃機関1から排出される排気成分中のメタン(CH4)を検出するメタンセンサを内燃機関1の排気通路に設けてもよい。内燃機関1での燃焼時には、軽油が燃焼することで排出される排気成分と、CNGが燃焼することで排出される排気成分とが異なる。CNGが燃焼することで排出される排気成分は、主成分であるメタン(CH4)が多く排出される。よって、内燃機関1から排出される排気成分中の、CNGが燃焼することで排出される排気成分の量、例えばメタン(CH4)の量に基づいてCNGの燃焼状態を取得することができる。
<その他>
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。また、上記実施例は、本発明に係る内燃機関の制御方法の実施例でもある。
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。また、上記実施例は、本発明に係る内燃機関の制御方法の実施例でもある。
1 内燃機関
2 気筒
3 燃焼室
4 吸気ポート
5 排気ポート
6 軽油噴射弁
7 軽油タンク
8 軽油供給系
9 吸気弁
10 排気弁
11 筒内圧センサ
12 吸気管
13 インテークマニフォルド
14 分配管
15 CNG噴射弁
16 CNGタンク
17 CNG供給系
18 エアクリーナ
19 ターボチャージャ
19a コンプレッサ
19b タービン
20 インタークーラ
21 スロットル弁
22 イグゾーストマニフォルド
23 EGR管
24 EGR弁
25 排気管
26 排気浄化装置
27 ECU
28 アクセル開度センサ
29 クランク角センサ
2 気筒
3 燃焼室
4 吸気ポート
5 排気ポート
6 軽油噴射弁
7 軽油タンク
8 軽油供給系
9 吸気弁
10 排気弁
11 筒内圧センサ
12 吸気管
13 インテークマニフォルド
14 分配管
15 CNG噴射弁
16 CNGタンク
17 CNG供給系
18 エアクリーナ
19 ターボチャージャ
19a コンプレッサ
19b タービン
20 インタークーラ
21 スロットル弁
22 イグゾーストマニフォルド
23 EGR管
24 EGR弁
25 排気管
26 排気浄化装置
27 ECU
28 アクセル開度センサ
29 クランク角センサ
Claims (4)
- 着火し易い第1燃料を単独で燃焼させる場合と、前記第1燃料を着火することで着火し難い第2燃料をも燃焼させる場合と、を使い分け、第1燃料をパイロット噴射とパイロット噴射の後に行われるメイン噴射との2回に分けて気筒内で噴射し、第2燃料を前記第1燃料のパイロット噴射の前に吸気に混合する内燃機関の制御装置であって、
前記第1燃料を着火することで前記第2燃料をも燃焼させる場合における前記第2燃料の燃焼状態を、前記第1燃料のパイロット噴射と前記第1燃料のメイン噴射との間の発生熱量から取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上の場合に、前記第2燃料の燃焼状態が良好であると判断して、前記第1燃料のメイン噴射の供給量を減量すると共に前記第2燃料の供給量を増量し、前記取得部が取得した前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量より小さい場合に、前記第2燃料の燃焼状態が良好でないと判断して、前記第1燃料のメイン噴射の供給量を増量すると共に前記第2燃料の供給量を減量する決定部と、
を備える内燃機関の制御装置。 - 前記決定部は、前記第2燃料の燃焼状態が良好である場合に、前記第1燃料の前記メイン噴射の供給量を減量すると共に、前記減量分での発生熱量に等しくなるように前記第2燃料の供給量を増量する請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記取得部及び前記決定部の処理は、前記内燃機関での燃焼が前記第1燃料を単独で燃焼させる場合から前記第1燃料を着火することで前記第2燃料をも燃焼させる場合へ移行する段階で実施される請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。
- 着火し易い第1燃料を単独で燃焼させる場合と、前記第1燃料を着火することで着火し難い第2燃料をも燃焼させる場合と、を使い分け、第1燃料をパイロット噴射とパイロット噴射の後に行われるメイン噴射との2回に分けて気筒内で噴射し、第2燃料を前記第1燃料のパイロット噴射の前に吸気に混合する内燃機関の制御方法であって、
前記第1燃料を着火することで前記第2燃料をも燃焼させる場合における前記第2燃料の燃焼状態を、前記第1燃料のパイロット噴射と前記第1燃料のメイン噴射との間の発生熱量から取得する工程と、
前記取得する工程で取得した前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量以上の場合に、前記第2燃料の燃焼状態が良好であると判断して、前記第1燃料のメイン噴射の供給量を減量すると共に前記第2燃料の供給量を増量し、前記取得する工程で取得した前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の発生熱量が基準発生熱量より小さい場合に、前記第2燃料の燃焼状態が良好でないと判断して、前記第1燃料のメイン噴射の供給量を増量すると共に前記第2燃料の供給量を減量する工程と、
を有する内燃機関の制御方法。
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