JP5735440B2

JP5735440B2 - Fuel supply device

Info

Publication number: JP5735440B2
Application number: JP2012027050A
Authority: JP
Inventors: 福郎北川; 河野　隆修; 隆修河野; 加藤　康夫; 康夫加藤
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2032-02-10
Also published as: JP2013164000A

Description

本発明は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置に関する。 The present invention relates to a fuel supply device that supplies fuel to an internal combustion engine.

従来から、内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置では、例えば、噴射供給された燃料が液体のまま燃焼室の壁面等に付着することに起因して、排気ガスの未燃ＨＣやＰＭ等が増加する問題がある。そこで、特許文献１には、冷間時に内燃機関を始動する冷間始動時に液体燃料を気化させた気体燃料を噴射供給することで、排気ガスの未燃ＨＣやＰＭ等を抑制する技術が開示されている。 Conventionally, in a fuel supply device that supplies fuel to an internal combustion engine, unburned HC, PM, etc. of exhaust gas is generated due to, for example, that the fuel supplied by injection adheres to the wall surface of the combustion chamber as a liquid. There are increasing problems. Therefore, Patent Document 1 discloses a technique for suppressing unburned HC, PM, and the like of exhaust gas by injecting and supplying gaseous fuel obtained by vaporizing liquid fuel at the time of cold start for starting the internal combustion engine at the time of cold. Has been.

ところで、気体燃料は、そもそも、液体燃料に比べて質量やモル量のような実質的な供給量の推定が困難である。その上、特許文献１の燃料供給装置によれば、冷間始動が繰り返されると、液体燃料を組成する成分の内、気体燃料として蒸発可能な軽質成分の消費量が多くなり、液体燃料における軽質成分と軽質成分以外の成分との組成が経時変化する。このため、冷間始動の繰り返しに伴って液体燃料の組成が経時変化することにより、気体燃料の供給量を推定することがさらに困難となる。 By the way, in the first place, it is difficult to estimate a substantial supply amount such as a mass and a molar amount of a gaseous fuel as compared with a liquid fuel. In addition, according to the fuel supply device of Patent Document 1, when cold start is repeated, among the components composing the liquid fuel, the amount of light components that can be evaporated as gaseous fuel increases, and the light amount in the liquid fuel is increased. The composition of the component and the component other than the light component changes with time. For this reason, the composition of the liquid fuel changes with time as the cold start is repeated, so that it becomes more difficult to estimate the supply amount of the gaseous fuel.

特開２００３−３４３３６５号公報JP 2003-343365 A

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置において、気体燃料の供給量の推定精度を高めることにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to improve the estimation accuracy of the supply amount of gaseous fuel in a fuel supply device that supplies fuel to an internal combustion engine.

〔請求項１の手段〕
請求項１の手段によれば、燃料供給装置は、内燃機関の燃焼室、または内燃機関の燃焼室に通じる吸気ラインのいずれか一方に液体燃料を供給する液体燃料供給手段と、液体燃料が気化する空間を形成する気化容器、および、気化容器に液体燃料を噴射する噴射弁を有し、液体燃料を気化させて気体燃料にする燃料気化手段と、燃料気化手段により得られる気体燃料を吸気ラインに供給する気体燃料供給手段と、液体燃料の蒸気圧特性に基づき気化容器における成分組成を算出するとともに、気化容器における成分組成に応じて気体燃料供給手段を制御する気体燃料供給制御手段と、内燃機関から排気される排気ガスの成分組成に相当する信号を発生する排気組成検出手段と、気体燃料の燃焼により発生する排気ガスの成分組成に基づき蒸気圧特性を修正する蒸気圧特性修正手段とを備える。 [Means of Claim 1]
According to the means of claim 1, the fuel supply device includes a liquid fuel supply means for supplying liquid fuel to either the combustion chamber of the internal combustion engine or the intake line communicating with the combustion chamber of the internal combustion engine, and the liquid fuel is vaporized. A vaporization container that forms a space to be vaporized, an injection valve that injects liquid fuel into the vaporization container, a fuel vaporization unit that vaporizes the liquid fuel to form a gaseous fuel, and a gas fuel obtained by the fuel vaporization unit as an intake line A gas fuel supply means for supplying gas, a gas fuel supply control means for calculating the component composition in the vaporization container based on the vapor pressure characteristics of the liquid fuel, and controlling the gas fuel supply means in accordance with the component composition in the vaporization container; Exhaust composition detection means for generating a signal corresponding to the component composition of exhaust gas exhausted from the engine, and steam based on the component composition of exhaust gas generated by combustion of gaseous fuel And a vapor pressure characteristics modifying means for modifying the properties.

これにより、気体燃料の燃焼により発生する排気ガスの成分組成に基づき蒸気圧特性を修正することで、液体燃料から軽質成分が低減して液体燃料の組成が経時変化しても、気体燃料の供給制御に利用する蒸気圧特性を、現在の液体燃料の組成に応じたものに修正することができる。このため、気体燃料の供給制御において、気体燃料の供給量の推定精度を高めることができる。 As a result, the vapor pressure characteristics are corrected based on the component composition of the exhaust gas generated by the combustion of the gaseous fuel, so even if the light component is reduced from the liquid fuel and the composition of the liquid fuel changes over time, the supply of the gaseous fuel Vapor pressure characteristics used for control can be modified according to the current composition of the liquid fuel. For this reason, the estimation accuracy of the supply amount of gaseous fuel can be improved in supply control of gaseous fuel.

〔請求項２の手段〕
請求項２の手段によれば、燃料供給装置は、液体燃料を貯留する燃料タンクと、燃料タンクにおける液体燃料の貯留量を検出するタンク貯留量検出手段とを備え、蒸気圧特性修正手段は、タンク貯留量検出手段により検出された液体燃料の貯留量に基づき、燃料タンクに液体燃料が補充されたか否かを判定するとともに、燃料タンクに液体燃料が補充されたと判定した場合に蒸気圧特性を修正する。 [Means of claim 2]
According to the means of claim 2, the fuel supply device includes a fuel tank that stores liquid fuel, and a tank storage amount detection unit that detects a storage amount of the liquid fuel in the fuel tank, and the vapor pressure characteristic correction unit includes: Based on the storage amount of the liquid fuel detected by the tank storage amount detection means, it is determined whether or not the fuel tank is replenished with liquid fuel, and when it is determined that the fuel tank is replenished with liquid fuel, the vapor pressure characteristic is Correct it.

ここで、燃料タンクへの液体燃料の補充は、軽質成分の蒸発および消費の繰り返し以外の液体燃料の組成変動要因である。そこで、燃料タンクに液体燃料が補充されたか否かを判定して液体燃料が補充された場合に蒸気圧特性を修正することで、液体燃料補充に伴う液体燃料の組成変動の影響を迅速に気体燃料の供給制御に反映させ、気体燃料の供給量の推定精度低下を阻止することができる。 Here, the replenishment of the liquid fuel to the fuel tank is a liquid fuel composition fluctuation factor other than the repeated evaporation and consumption of light components. Therefore, by determining whether or not the liquid fuel is replenished to the fuel tank and correcting the vapor pressure characteristic when the liquid fuel is replenished, the effect of the liquid fuel composition variation accompanying the liquid fuel replenishment can be quickly gasified. This can be reflected in the fuel supply control, and a reduction in the estimation accuracy of the supply amount of the gaseous fuel can be prevented.

燃料供給装置の構成図である。It is a block diagram of a fuel supply apparatus. 液体燃料の蒸気圧特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the vapor pressure characteristic of liquid fuel. 気体燃料の噴射供給に係わるメインルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the main routine regarding the injection supply of gaseous fuel. 気体燃料の噴射供給に係わるサブルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine regarding injection supply of gaseous fuel. 気体燃料の噴射供給に係わるサブルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine regarding injection supply of gaseous fuel. 液体燃料の補充に係わるサブルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine regarding replenishment of liquid fuel.

実施形態の燃料供給装置は、内燃機関の燃焼室、または内燃機関の燃焼室に通じる吸気ラインのいずれか一方に液体燃料を供給する液体燃料供給手段と、液体燃料が気化する空間を形成する気化容器、および、気化容器に液体燃料を噴射する噴射弁を有し、液体燃料を気化させて気体燃料にする燃料気化手段と、燃料気化手段により得られる気体燃料を吸気ラインに供給する気体燃料供給手段と、液体燃料の蒸気圧特性に基づき気化容器における成分組成を算出するとともに、気化容器における成分組成に応じて気体燃料供給手段を制御する気体燃料供給制御手段と、内燃機関から排気される排気ガスの成分組成に相当する信号を発生する排気組成検出手段と、気体燃料の燃焼により発生する排気ガスの成分組成に基づき蒸気圧特性を修正する蒸気圧特性修正手段とを備える。 The fuel supply apparatus according to the embodiment includes a liquid fuel supply unit that supplies liquid fuel to either one of the combustion chamber of the internal combustion engine or the intake line that communicates with the combustion chamber of the internal combustion engine, and a vaporization that forms a space in which the liquid fuel is vaporized. A fuel vaporization means having a container and an injection valve for injecting liquid fuel into the vaporization container, vaporizing the liquid fuel into gas fuel, and gaseous fuel supply for supplying the gas fuel obtained by the fuel vaporization means to the intake line Means for calculating the component composition in the vaporization container based on the vapor pressure characteristics of the liquid fuel, controlling the gaseous fuel supply means in accordance with the component composition in the vaporization container, and exhaust exhausted from the internal combustion engine Exhaust composition detection means for generating a signal corresponding to the component composition of the gas, and correcting the vapor pressure characteristics based on the component composition of the exhaust gas generated by combustion of the gaseous fuel And a vapor pressure characteristics modifying means.

また、燃料供給装置は、液体燃料を貯留する燃料タンクと、燃料タンクにおける液体燃料の貯留量を検出するタンク貯留量検出手段とを備え、蒸気圧特性修正手段は、タンク貯留量検出手段により検出された液体燃料の貯留量に基づき、燃料タンクに液体燃料が補充されたか否かを判定するとともに、燃料タンクに液体燃料が補充されたと判定した場合に蒸気圧特性を修正する。 The fuel supply apparatus includes a fuel tank that stores liquid fuel and a tank storage amount detection unit that detects a storage amount of the liquid fuel in the fuel tank, and the vapor pressure characteristic correction unit is detected by the tank storage amount detection unit. Based on the stored amount of liquid fuel, it is determined whether or not the fuel tank is replenished with liquid fuel, and the vapor pressure characteristic is corrected when it is determined that the fuel tank is replenished with liquid fuel.

〔実施例の構成〕
実施例の燃料供給装置１の構成を、図１を用いて説明する。
燃料供給装置１は、例えば、内燃機関２の燃焼室３に直接的に液体燃料を噴射供給することを主たる動作とするものであり、例えば、ガソリンを液体燃料として内燃機関２に供給する。また、燃料供給装置１は、例えば、冷間時または温間時に係わらず内燃機関２を始動させる際に、内燃機関２への吸気ライン４に気体燃料を噴射供給することを副次的な動作とするものである。なお、気体燃料とは、液体燃料が気化したものであり、液体燃料を組成する成分の内、主に蒸発可能な軽質成分からなる。 [Configuration of Example]
The structure of the fuel supply apparatus 1 of an Example is demonstrated using FIG.
The fuel supply device 1 mainly operates, for example, to inject and supply liquid fuel directly to the combustion chamber 3 of the internal combustion engine 2. For example, gasoline is supplied to the internal combustion engine 2 as liquid fuel. Further, the fuel supply device 1 performs a secondary operation of injecting and supplying gaseous fuel to the intake line 4 to the internal combustion engine 2 when starting the internal combustion engine 2 regardless of whether it is cold or warm, for example. It is what. In addition, gaseous fuel is what vaporized liquid fuel and consists mainly of the light component which can be evaporated among the components which comprise liquid fuel.

そして、燃料供給装置１は、上記の主たる動作および副次的な動作を実現するべく、以下のような構成を備える。
すなわち、燃料供給装置１は、内燃機関２の燃焼室３に液体燃料を供給する液体燃料供給手段５と、液体燃料を気化させて気体燃料にする燃料気化手段６と、燃料気化手段６により得られる気体燃料を吸気ライン４に供給する気体燃料供給手段７と、液体燃料を貯留する燃料タンク８と、液体燃料供給手段５、燃料気化手段６、および気体燃料供給手段７が有する各種機器の動作を制御する制御手段９とを備える。なお、燃料タンク８は、給油口（図示せず）を介して液体燃料の補充が可能となるように設けられた周知構造を有するものである。 And the fuel supply apparatus 1 is equipped with the following structures in order to implement | achieve said main operation | movement and subsidiary operation | movement.
That is, the fuel supply device 1 is obtained by a liquid fuel supply means 5 that supplies liquid fuel to the combustion chamber 3 of the internal combustion engine 2, a fuel vaporization means 6 that vaporizes the liquid fuel to form a gaseous fuel, and a fuel vaporization means 6. Operation of various devices included in the gaseous fuel supply means 7 for supplying the gaseous fuel to the intake line 4, the fuel tank 8 for storing the liquid fuel, the liquid fuel supply means 5, the fuel vaporization means 6, and the gaseous fuel supply means 7 And control means 9 for controlling. The fuel tank 8 has a well-known structure provided so that liquid fuel can be replenished via a fuel filler port (not shown).

ここで、内燃機関２は、直流電動機（図示せず）を具備する周知のスタータ１０により始動されるものであり、スタータ１０が具備する直流電動機の出力によって始動される。なお、スタータ１０は、例えば長時間の内燃機関２の停止後の冷間時、および、例えばアイドルストップ後の温間時のいずれにおいても、制御手段９からの指令により起動されて内燃機関２を始動させる。 Here, the internal combustion engine 2 is started by a known starter 10 including a DC motor (not shown), and is started by the output of the DC motor included in the starter 10. Note that the starter 10 is activated by a command from the control means 9 both in the cold state after the internal combustion engine 2 is stopped for a long time and in the warm state after the idle stop, for example, to start the internal combustion engine 2. Start.

また、吸気ライン４は、スロットル装置１１、吸気マニホールド１２等を有する周知の構成である。さらに、吸気マニホールド１２は、新気を主成分とする吸入空気を受け入れるサージタンク１３と、サージタンク１３から分岐して吸入空気を複数の燃焼室３に順次に導く複数の分岐管１４とを有する周知の構成である。つまり、吸気ライン４は、吸気マニホールド１２において、内燃機関２の気筒数と同数に分岐して内燃機関２に接続している。 The intake line 4 has a known configuration including a throttle device 11, an intake manifold 12, and the like. Further, the intake manifold 12 includes a surge tank 13 that receives intake air mainly composed of fresh air, and a plurality of branch pipes 14 that branch from the surge tank 13 and sequentially guide the intake air to the plurality of combustion chambers 3. This is a well-known configuration. That is, the intake line 4 branches to the same number of cylinders of the internal combustion engine 2 in the intake manifold 12 and is connected to the internal combustion engine 2.

液体燃料供給手段５は、燃料タンク８から液体燃料を汲み上げる低圧フィードポンプ１７と、低圧フィードポンプ１７により汲み上げられた液体燃料を高圧化して吐出する高圧ポンプ１８と、高圧ポンプ１８から吐出された液体燃料を高圧状態で蓄圧する蓄圧容器としてのコモンレール１９と、燃焼室３ごとに内燃機関２に搭載され、コモンレール１９から高圧の液体燃料の分配を受けて燃焼室３に液体燃料を噴射するインジェクタ２０とを有する。 The liquid fuel supply means 5 includes a low-pressure feed pump 17 that pumps liquid fuel from the fuel tank 8, a high-pressure pump 18 that discharges the liquid fuel pumped up by the low-pressure feed pump 17 at a high pressure, and a liquid discharged from the high-pressure pump 18. A common rail 19 serving as a pressure accumulating container for accumulating fuel in a high pressure state, and an injector 20 mounted on the internal combustion engine 2 for each combustion chamber 3, receiving a distribution of high-pressure liquid fuel from the common rail 19 and injecting liquid fuel into the combustion chamber 3. And have.

なお、低圧フィードポンプ１７、高圧ポンプ１８、コモンレール１９およびインジェクタ２０は周知の構造を有するものであり、低圧フィードポンプ１７、高圧ポンプ１８およびインジェクタ２０は、制御手段９から与えられる指令に応じて動作を制御される。また、コモンレール１９は、蓄圧する液体燃料の燃料圧を検出する圧力センサ２１を有し、圧力センサ２１の検出信号は制御手段９に出力されて低圧フィードポンプ１７、高圧ポンプ１８およびインジェクタ２０の制御に利用される。 The low pressure feed pump 17, the high pressure pump 18, the common rail 19, and the injector 20 have a known structure, and the low pressure feed pump 17, the high pressure pump 18, and the injector 20 operate according to a command given from the control means 9. Controlled. Further, the common rail 19 has a pressure sensor 21 for detecting the fuel pressure of the liquid fuel to be accumulated, and the detection signal of the pressure sensor 21 is output to the control means 9 to control the low pressure feed pump 17, the high pressure pump 18 and the injector 20. Used for

燃料気化手段６は、液体燃料が気化する空間を形成する気化容器２３と、気化容器２３に液体燃料を噴射する噴射弁２４Ａとを有する。
気化容器２３は、例えば、内燃機関２のシリンダーブロックに取り付けられている。このため、温間時の気化容器２３内は、エンジン冷却水から伝熱されて高温状態に保たれ、液体燃料が気化しやすい状態になっている。また、気化容器２３内には、気体燃料の取り出し口２５を噴射弁２４Ａの噴射口に対して遮蔽する遮蔽板２６が設けられ、遮蔽板２６は、噴射弁２４Ａから噴射された液体燃料が気体燃料に混入して取り出されるのを防止している。 The fuel vaporization means 6 includes a vaporization container 23 that forms a space in which the liquid fuel is vaporized, and an injection valve 24A that injects the liquid fuel into the vaporization container 23.
The vaporization container 23 is attached to, for example, a cylinder block of the internal combustion engine 2. For this reason, the inside of the vaporization container 23 at the time of warm is transferred from the engine cooling water and kept in a high temperature state, and the liquid fuel is easily vaporized. In addition, a shielding plate 26 that shields the gaseous fuel take-out port 25 from the injection port of the injection valve 24A is provided in the vaporization vessel 23, and the liquid fuel injected from the injection valve 24A is gas in the shielding plate 26. It is prevented from being mixed with fuel and taken out.

なお、気化容器２３の底部には、噴射された液体燃料の内、気化することなく溜まった液体燃料や、一旦気化した後、再度、液化することで溜まった液体燃料を燃料タンク８に戻すための戻し流路２７が接続している。そして、戻し流路２７には開閉弁２８が配置され、開閉弁２８は、気化容器２３内の液体燃料の液面に応じて戻し流路２７を開閉する。これにより、気化容器２３内は、必要な供給量に応じた気体燃料が得られるように最適な状態に保たれる。 In addition, in the bottom part of the vaporization container 23, in order to return the liquid fuel collected without vaporization among the injected liquid fuel, or the liquid fuel collected by vaporization once again to the fuel tank 8 The return flow path 27 is connected. An open / close valve 28 is disposed in the return flow path 27, and the open / close valve 28 opens and closes the return flow path 27 in accordance with the liquid level of the liquid fuel in the vaporization container 23. Thereby, the inside of the vaporization container 23 is maintained in the optimal state so that gaseous fuel according to a required supply amount can be obtained.

噴射弁２４Ａは、気化容器２３に搭載されて、液体燃料の噴射口を有する先端部が気化容器２３内に突出する。また、噴射弁２４Ａに液体燃料を供給するための液体燃料供給路２９ａは、低圧フィードポンプ１７から高圧ポンプ１８に液体燃料を供給するための液体燃料供給路２９ｂから分岐している。そして、液体燃料供給路２９ａは、通過する液体燃料が、例えばエンジン冷却水と伝熱可能となるように構成され、温間時には、エンジン冷却水からの伝熱により高温になった液体燃料が噴射弁２４Ａに供給されて気化容器２３内に噴射される。このため、気化容器２３内における液体燃料の気化がさらに促進される。 The injection valve 24 </ b> A is mounted on the vaporization container 23, and a tip portion having a liquid fuel injection port projects into the vaporization container 23. The liquid fuel supply path 29a for supplying the liquid fuel to the injection valve 24A branches from the liquid fuel supply path 29b for supplying the liquid fuel from the low pressure feed pump 17 to the high pressure pump 18. The liquid fuel supply path 29a is configured such that the liquid fuel passing therethrough can transfer heat with, for example, engine cooling water, and when warm, liquid fuel that has become hot due to heat transfer from the engine cooling water is injected. It is supplied to the valve 24 </ b> A and injected into the vaporization container 23. For this reason, vaporization of the liquid fuel in the vaporization container 23 is further promoted.

また、燃料気化手段６は、気化容器２３に接続して気化容器２３に大気を導入する大気導入路３１と、大気導入路３１に組み込まれて気化容器２３からの逆流を阻止する逆止弁３２とを有する。 Further, the fuel vaporization means 6 is connected to the vaporization vessel 23 and introduces an air introduction path 31 that introduces the atmosphere into the vaporization vessel 23, and a check valve 32 that is incorporated in the air introduction passage 31 and prevents backflow from the vaporization vessel 23. And have.

気体燃料供給手段７は、気体燃料を噴射する噴射弁２４Ｂを内燃機関２の気筒数と同数だけ有し、吸気マニホールド１２の分岐管１４ごとに１つの噴射弁２４Ｂが配置されている。そして、それぞれの噴射弁２４Ｂは、気体燃料の噴射口を有する先端部が分岐管１４内に突出しており、気体燃料を空気との混合気として分岐管１４内に噴射する。 The gaseous fuel supply means 7 has the same number of injection valves 24B for injecting gaseous fuel as the number of cylinders of the internal combustion engine 2, and one injection valve 24B is arranged for each branch pipe 14 of the intake manifold 12. Each injection valve 24B has a tip portion having a gaseous fuel injection port protruding into the branch pipe 14, and injects the gaseous fuel into the branch pipe 14 as an air-fuel mixture.

また、気体燃料供給手段７は、気体燃料をそれぞれの噴射弁２４Ｂに供給する気体燃料供給路３４を有する。ここで、気体燃料供給路３４は、気化容器２３における気体燃料の取り出し口２５と、それぞれの噴射弁２４Ｂにおける気体燃料の入口とを接続するものであり、気化容器２３からそれぞれの噴射弁２４Ｂに向かう途中で噴射弁２４Ｂと同数に分岐している。 Moreover, the gaseous fuel supply means 7 has the gaseous fuel supply path 34 which supplies gaseous fuel to each injection valve 24B. Here, the gaseous fuel supply passage 34 connects the gaseous fuel outlet 25 in the vaporization vessel 23 and the gaseous fuel inlet in each injection valve 24B, and the vaporization vessel 23 connects to each injection valve 24B. On the way, it branches to the same number as the injection valve 24B.

制御手段９は、圧力センサ２１等の各種センサから入力される検出信号に基づき、液体燃料供給手段５、燃料気化手段６および気体燃料供給手段７等を構成する各種機器を駆動制御する。すなわち、制御手段９は、各種検出信号の入力を受けるとともに各種機器を制御するための制御信号を合成して出力するマイコン（図示せず）、制御信号の入力を受けて電源（図示せず）から各種機器に電力を供給する電力変換器（図示せず）等により構成されている。 The control means 9 drives and controls various devices constituting the liquid fuel supply means 5, the fuel vaporization means 6, the gaseous fuel supply means 7, and the like based on detection signals input from various sensors such as the pressure sensor 21. That is, the control means 9 receives a variety of detection signals and synthesizes and outputs control signals for controlling various devices, and a power source (not shown) receiving the control signals. Are configured by a power converter (not shown) for supplying power to various devices.

なお、マイコンは、制御処理および演算処理を行うＣＰＵ、各種のデータおよびプログラム等を記憶するＲＯＭおよびＲＡＭ等の記憶装置、入力装置、ならびに出力装置等を含んで構成される周知構造を有するものである。 The microcomputer has a well-known structure including a CPU that performs control processing and arithmetic processing, a storage device such as a ROM and RAM that stores various data and programs, an input device, an output device, and the like. is there.

また、燃料供給装置１は、気化容器２３の温度Ｔ_０および圧力Ｐ_０を検出する第１検出手段３６と、吸気ライン４の温度Ｔ_２および圧力Ｐ_２を検出する第２検出手段３７と、内燃機関２から排気される排気ガスの成分組成に相当する信号を発生する排気組成検出手段３８と、燃料タンク８における液体燃料の貯留量を検出するタンク貯留量検出手段３９とを備える。 Further, the fuel supply apparatus 1 includes a first detection unit 36 that detects the temperature T ₀ and the pressure P ₀ of the vaporization vessel 23, a second detection unit 37 that detects the temperature T ₂ and the pressure P ₂ of the intake line 4, Exhaust composition detection means 38 that generates a signal corresponding to the component composition of exhaust gas exhausted from the internal combustion engine 2, and tank storage amount detection means 39 that detects the storage amount of liquid fuel in the fuel tank 8.

ここで、第１検出手段３６は、周知の温度センサ３６ａおよび周知の圧力センサ３６ｂから構成され、温度センサ３６ａおよび圧力センサ３６ｂは、それぞれ、気化容器２３内の温度Ｔ_０および圧力Ｐ_０を検出して、検出信号を制御手段９に出力する。
また、第２検出手段３７は、周知の温度センサ３７ａおよび周知の圧力センサ３７ｂから構成され、温度センサ３７ａおよび圧力センサ３７ｂは、それぞれ、吸気マニホールド１２においてサージタンク１３の上流側配管内の温度Ｔ_２および圧力Ｐ_２を検出して、検出信号を制御手段９に出力する。 Here, the first detection means 36 includes a known temperature sensor 36a and a known pressure sensor 36b, and the temperature sensor 36a and the pressure sensor 36b detect the temperature T ₀ and the pressure P ₀ in the vaporization vessel 23, respectively. Then, the detection signal is output to the control means 9.
The second detection means 37 includes a known temperature sensor 37a and a known pressure sensor 37b. The temperature sensor 37a and the pressure sensor 37b are respectively temperatures T in the upstream side piping of the surge tank 13 in the intake manifold 12. ₂ and pressure P ₂ are detected, and a detection signal is output to the control means 9.

また、排気組成検出手段３８は、例えば、周知のポンピング式空燃比センサであって、排気ガスの空気過剰率λに応じて増減する電流を発生するものである。そして、排気組成検出手段３８は、排気マニホールド４１の排気集合管において、排気ガスの空気過剰率λを検出することができるように装着されている。なお、空気過剰率λは、現実の空燃比（以下、実空燃比と呼ぶ。）とストイキ燃焼に必要な理論上の空燃比（以下、理論空燃比と呼ぶ。）との比（実空燃比／理論空燃比）として定義されるものである。
なお、タンク貯留量検出手段３９は周知の液量センサである。 Further, the exhaust composition detection means 38 is, for example, a well-known pumping type air-fuel ratio sensor, and generates a current that increases or decreases according to the excess air ratio λ of the exhaust gas. The exhaust composition detecting means 38 is mounted in the exhaust collecting pipe of the exhaust manifold 41 so as to detect the excess air ratio λ of the exhaust gas. The excess air ratio λ is a ratio (actual air / fuel ratio / theoretical) of the actual air / fuel ratio (hereinafter referred to as the actual air / fuel ratio) and the theoretical air / fuel ratio (hereinafter referred to as the stoichiometric air / fuel ratio) necessary for stoichiometric combustion. Air / fuel ratio).
The tank storage amount detection means 39 is a known liquid amount sensor.

また、制御手段９は、排気ガスの未燃ＨＣやＰＭ等を抑制するため、例えば、内燃機関２の始動時に気体燃料を噴射供給するように設けられている。
すなわち、制御手段９は、例えば、スタータ１０の起動と同時に噴射弁２４Ａを開弁させて気化容器２３内に、液体燃料を噴射供給する。これにより、スタータ１０の起動と同時に、気化容器２３には気体燃料と空気との混合気が形成され、さらに、噴射弁２４Ｂの開弁により、気体燃料が混合気として気化容器２３から吸気ライン４に供給されて燃焼室３に吸入され燃焼する。やがて、制御手段９は、クランキングの途中で、気体燃料供給手段７による気体燃料の供給を液体燃料供給手段５による液体燃料の供給に切り替える。 Further, the control means 9 is provided so as to inject and supply gaseous fuel when the internal combustion engine 2 is started, for example, in order to suppress unburned HC and PM of the exhaust gas.
That is, for example, the control means 9 opens the injection valve 24 </ b> A simultaneously with the start of the starter 10 to inject and supply liquid fuel into the vaporization container 23. As a result, simultaneously with the starter 10 being started, a mixture of gaseous fuel and air is formed in the vaporization vessel 23. Further, when the injection valve 24B is opened, the gaseous fuel is mixed into the intake line 4 from the vaporization vessel 23 as an air-fuel mixture. And is sucked into the combustion chamber 3 and combusted. Eventually, the control means 9 switches the supply of the gaseous fuel by the gaseous fuel supply means 7 to the supply of the liquid fuel by the liquid fuel supply means 5 during the cranking.

そして、制御手段９は、気体燃料の噴射供給や燃料タンク８への燃料補充に関し、第１、第２検出手段３６、３７、排気組成検出手段３８、およびタンク貯留量検出手段３９等から得られる検出信号に基づき、以下の気体燃料供給制御手段、および蒸気圧特性修正手段等として機能する。 The control means 9 is obtained from the first and second detection means 36, 37, the exhaust composition detection means 38, the tank storage amount detection means 39, etc. regarding the injection supply of gaseous fuel and the fuel replenishment to the fuel tank 8. Based on the detection signal, it functions as the following gaseous fuel supply control means, vapor pressure characteristic correction means, and the like.

気体燃料供給制御手段は、液体燃料の蒸気圧特性に基づき気化容器２３内おける成分組成を算出するとともに、気化容器２３内おける成分組成に応じて気体燃料供給手段７を制御する機能である。 The gaseous fuel supply control means has a function of calculating the component composition in the vaporization container 23 based on the vapor pressure characteristics of the liquid fuel and controlling the gaseous fuel supply means 7 in accordance with the component composition in the vaporization container 23.

すなわち、制御手段９は、液体燃料の蒸気圧特性として液体燃料の飽和蒸気圧と温度との相関を、例えば、アトワンの式等の飽和蒸気圧曲線の各種の近似式として記憶している（図２参照。）。そして、制御手段９は、主に、第１検出手段３６により得られる検出信号と記憶している蒸気圧特性とに基づき、気化容器２３内の混合気の成分組成としての気体燃料のモル分率ｗ_ｆ０等を算出し、さらに、第２検出手段３７により得られる検出信号とモル分率ｗ_ｆ０の算出値等とに基づき、気体燃料の噴射時間Δｔ（つまり、噴射弁２４Ｂの開弁時間）を算出する。 That is, the control means 9 stores the correlation between the saturated vapor pressure and the temperature of the liquid fuel as the vapor pressure characteristics of the liquid fuel, for example, as various approximate equations of a saturated vapor pressure curve such as the Atowan equation (see FIG. 2). And the control means 9 is mainly based on the detection signal obtained by the 1st detection means 36, and the memorize | stored vapor pressure characteristic, The molar fraction of the gaseous fuel as a component composition of the air-fuel | gaseous mixture in the vaporization container 23 w _{f0 and the} like are calculated, and further, based on the detection signal obtained by the second detection means 37 and the calculated value of the molar fraction w _{f0 and} the like, the gaseous fuel injection time Δt (that is, the valve opening time of the injection valve 24B) Is calculated.

蒸気圧特性修正手段は、気体燃料の燃焼により発生する排気ガスの成分組成に基づき蒸気圧特性を修正する機能である。
すなわち、気体燃料の噴射供給が繰り返されると、液体燃料を組成する成分の内、気体燃料として蒸発可能な軽質成分の消費量が多くなり、液体燃料における軽質成分と軽質成分以外の成分との組成が経時変化する。このため、液体燃料の組成が経時変化することにより、液体燃料の飽和蒸気圧と温度との相関も経時変化してしまう。 The vapor pressure characteristic correcting means is a function for correcting the vapor pressure characteristic based on the component composition of the exhaust gas generated by the combustion of the gaseous fuel.
That is, when the injection supply of gaseous fuel is repeated, the consumption of light components that can be evaporated as gaseous fuel among the components constituting the liquid fuel increases, and the composition of the light components and components other than the light components in the liquid fuel Changes over time. For this reason, when the composition of the liquid fuel changes with time, the correlation between the saturated vapor pressure and the temperature of the liquid fuel also changes with time.

そこで、制御手段９は、排気組成検出手段３８により得られる空気過剰率λに基づき、液体燃料の飽和蒸気圧と温度との相関を修正する。
すなわち、制御手段９は、液体燃料を複数種の炭化水素（Ｃ_ＩＨ_Ｊ）の混合物とみなし、例えば、炭化水素１分子の平均の炭素数Ｉに関し、炭素数Ｉの正の整数ごとにアトワンの近似式のパラメータ（以下、近似式パラメータと呼ぶ。）を記憶している。 Therefore, the control means 9 corrects the correlation between the saturated vapor pressure and the temperature of the liquid fuel based on the excess air ratio λ obtained by the exhaust composition detection means 38.
That is, the control means 9 regards the liquid fuel as a mixture of a plurality of types of hydrocarbons (C _I H _J ). For example, with respect to the average carbon number I of one molecule of hydrocarbon, the control means 9 The approximate expression parameters (hereinafter referred to as approximate expression parameters) are stored.

また、制御手段９は、現在の液体燃料の組成に適合する炭素数Ｉを設定し、さらに炭素数Ｉの設定値Ｉ_ｓ、および近似式パラメータの記憶値に基づいて近似式パラメータを設定している。そして、制御手段９は、現在の近似式パラメータの設定値を利用して、モル分率ｗ_ｆ０等を算出して気体燃料の噴射時間Δｔを算出し、噴射弁２４Ｂは、噴射時間Δｔの算出値に応じて開弁し、吸気ライン４に気体燃料を噴射供給する。そして、制御手段９は、空気過剰率λに応じて、炭素数Ｉの設定値Ｉ_ｓ、および、近似式パラメータの設定値を更新し、次回のモル分率ｗ_ｆ０の算出に更新後の設定値Ｉ_ｓ、および、更新後の近似式パラメータの設定値を利用する。 Further, the control means 9 sets the carbon number I suitable for the current composition of the liquid fuel, and further sets the approximate expression parameter based on the set value I _s of the carbon number I and the stored value of the approximate expression parameter. Yes. Then, the control means 9 calculates the molar fraction w _f0 etc. by using the set value of the current approximate expression parameter to calculate the gaseous fuel injection time Δt, and the injection valve 24B calculates the injection time Δt. The valve is opened according to the value, and gaseous fuel is injected and supplied to the intake line 4. Then, the control means 9 updates the setting value I _s of the carbon number I and the setting value of the approximate expression parameter according to the excess air ratio λ, and the setting after updating to calculate the next mole fraction w _f0. The value I _s and the set value of the updated approximate expression parameter are used.

さらに、制御手段９は、蒸気圧特性修正手段の機能として、タンク貯留量検出手段３９により検出された液体燃料の貯留量に基づき、燃料タンク８に液体燃料が補充されたか否かを判定するとともに、燃料タンク８に液体燃料が補充されたと判定した場合に蒸気圧特性を修正する。 Further, the control means 9 determines whether or not the liquid fuel has been replenished to the fuel tank 8 based on the liquid fuel storage amount detected by the tank storage amount detection means 39 as a function of the vapor pressure characteristic correction means. When it is determined that the liquid fuel is replenished to the fuel tank 8, the vapor pressure characteristic is corrected.

すなわち、燃料タンク８に液体燃料が補充されると、燃料タンク８に貯留されている液体燃料の組成が変動する。そこで、制御手段９は、液体燃料補充に伴う液体燃料の組成変動の影響を迅速に気体燃料の供給制御に反映させるため、燃料タンク８に液体燃料が補充されたと判定した場合に、補充前の貯留量と補充量とに基づき、炭素数Ｉの設定値Ｉ_ｓ、および、近似式パラメータの設定値を更新する。 That is, when liquid fuel is replenished to the fuel tank 8, the composition of the liquid fuel stored in the fuel tank 8 varies. Therefore, when the control means 9 determines that the liquid fuel has been replenished in the fuel tank 8 in order to quickly reflect the influence of the composition fluctuation of the liquid fuel accompanying the replenishment of the liquid fuel on the supply control of the gaseous fuel, Based on the storage amount and the replenishment amount, the set value I _s of the carbon number I and the set value of the approximate expression parameter are updated.

ここで、制御手段９は、補充される液体燃料において軽質成分が蒸発していないものと見なして炭素数Ｉを固定して記憶しており（以下、補充される液体燃料の炭素数Ｉの記憶値を未使用固定値Ｉ_０と呼ぶ。）、補充前の貯留量および補充量、ならびに炭素数Ｉの現在の設定値Ｉ_ｓおよび未使用固定値Ｉ_０を利用して炭素数Ｉの設定値Ｉ_ｓ、および、近似式パラメータの設定値を更新する。 Here, the control means 9 assumes that the light component has not evaporated in the liquid fuel to be replenished, and stores the carbon number I fixed (hereinafter, storage of the carbon number I of the liquid fuel to be replenished). referred to values as unused fixed value I _0.), the storage amount and replenishment amount before refilling, and the current set value I _s and unused by using a fixed value I ₀ set value of the carbon number I carbon number I Update the values of I _s and approximate expression parameter.

〔実施例の制御方法〕
以下、制御手段９による気体燃料供給制御手段、および蒸気圧特性修正手段等の機能に係わる制御方法を、図３〜図６のフローチャートに基づいて説明する。
まず、気体燃料の噴射供給に係わる制御方法を、図３のメインルーチン、ならびに図４および図５それぞれのサブルーチンを用いて説明する。
なお、図３のメインルーチンは、例えば、クランキング開始とともに処理が開始され、燃料の供給が気体燃料の供給から液体燃料の供給に切り替わるまで繰り返し実行される。 [Control Method of Example]
Hereinafter, control methods related to the functions of the control means 9 such as the gaseous fuel supply control means and the vapor pressure characteristic correction means will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
First, a control method related to the gaseous fuel injection supply will be described with reference to the main routine of FIG. 3 and the respective subroutines of FIGS.
Note that the main routine of FIG. 3 is repeatedly executed until the fuel supply is switched from the supply of gaseous fuel to the supply of liquid fuel, for example, when the cranking is started.

図３のメインルーチンによれば、まず、ステップＳ１で、第１検出手段３６により気化容器２３内の温度Ｔ_０および圧力Ｐ_０を検出し、ステップＳ２で、第２検出手段３７により吸気ライン４の温度Ｔ_２および圧力Ｐ_２を検出する。 According to the main routine of FIG. 3, first, in step S1, the first detection means 36 detects the temperature T ₀ and the pressure P ₀ in the vaporization vessel 23, and in step S2, the second detection means 37 detects the intake line 4. Temperature T ₂ and pressure P ₂ are detected.

そして、ステップＳ３で、気化容器２３内の混合気における気体燃料のモル分率ｗ_ｆ０等を算出して気体燃料の噴射時間Δｔを算出する。そして、噴射弁２４Ｂは、噴射時間Δｔの算出値に応じて開弁し、吸気ライン４に気体燃料を噴射供給する。これにより、燃焼室３では気体燃料が燃焼し、気体燃料の燃焼により発生した排気ガスが排気マニホールド４１に排気される。 In step S3, the gaseous fuel injection time Δt is calculated by calculating the molar fraction w _f0 of the gaseous fuel in the air-fuel mixture in the vaporizing vessel 23. The injection valve 24 </ b> B opens according to the calculated value of the injection time Δt and supplies gaseous fuel to the intake line 4 by injection. As a result, the gaseous fuel burns in the combustion chamber 3, and the exhaust gas generated by the combustion of the gaseous fuel is exhausted to the exhaust manifold 41.

ここで、ステップＳ３の詳細フローを、図４のサブルーチンに従って説明する。
まず、ステップＳ３１で、温度Ｔ_０および現在の近似式パラメータの設定値等を利用して気化容器２３内における液体燃料の飽和蒸気圧に相当する気体燃料の分圧Ｐ_ｆ０を求め、続いて、ステップＳ３２で、分圧Ｐ_ｆ０を圧力Ｐ_０で除することでモル分率ｗ_ｆ０を算出する。 Here, the detailed flow of step S3 is demonstrated according to the subroutine of FIG.
First, in step S31, the partial pressure P _f0 of the gaseous fuel corresponding to the saturated vapor pressure of the liquid fuel in the vaporization vessel 23 is obtained using the temperature T ₀ and the current set value of the approximate expression parameter, and then, In step S32, the molar fraction w _f0 is calculated by dividing the partial pressure P _f0 by the pressure P ₀ .

次に、ステップＳ３３で、気化容器２３から吸気ライン４への噴射供給に伴う混合気の流れがチョーク流れまたは亜音速流れの何れの流れとなるかの判定基準となる臨界圧力Ｐ_＊を算出する。
ここで、亜音速流れとは、圧力Ｐ_２が大側または小側のどちらに変化しても、気化容器２３から吸気ライン４に流れる混合気の流量が変化しない流れであり、圧力Ｐ_２が臨界圧力Ｐ_＊以下のときに、気化容器２３から吸気ライン４への流れは亜音速流れとなる。 Next, in step S33, a critical pressure P _* that is a criterion for determining whether the flow of the air-fuel mixture accompanying the injection supply from the vaporization vessel 23 to the intake line 4 is a choke flow or a subsonic flow is calculated. .
Here, the subsonic flow, be varied in either the pressure P ₂ is larger side or small side, a flow rate of the mixture flowing from the vaporization vessel 23 to the intake line 4 is not changed, the pressure P ₂ When the pressure is equal to or lower than the critical pressure P _* , the flow from the vaporization vessel 23 to the intake line 4 is a subsonic flow.

また、チョーク流れとは、圧力Ｐ_２の大きさに応じて、気化容器２３から吸気ライン４に流れる混合気の流量が変化する流れであり、圧力Ｐ_２が臨界圧力Ｐ_＊よりも大きいときに、気化容器２３から吸気ライン４への流れはチョーク流れとなる。
そして、臨界圧力Ｐ_＊は、例えば、気化容器２３内の混合気の比熱比（定圧比熱／定積比熱）γ_０を用いて下記の数式１により算出することができる。
〔数式１〕

In addition, the choked flow, depending on the magnitude of the pressure P _2, a stream flow rate changes of the mixture flowing from the vaporization vessel 23 to the intake line 4, when the pressure P ₂ is greater than the critical pressure P _* The flow from the vaporization container 23 to the intake line 4 becomes a choke flow.
The critical pressure P _* can be calculated, for example, by the following formula 1 using the specific heat ratio (constant pressure specific heat / constant volume specific heat) γ ₀ of the gas mixture in the vaporization vessel 23.
[Formula 1]

また、比熱比γ_０は、空気、気体燃料それぞれの比熱比γ_ａ、γ_ｆ、およびモル分率ｗ_ｆ０を用いて下記の数式２により算出することができる。
〔数式２〕

なお、比熱比γ_ａは、例えば、固定値として記憶されており、比熱比γ_ｆは、例えば、液体燃料の炭素数Ｉの関数として記憶され、設定値Ｉ_ｓが更新されるたびに変化する。 The specific heat ratio γ ₀ can be calculated by the following formula 2 using the specific heat ratios γ _a and γ _f and the molar fraction w _f0 of air and gaseous fuel.
[Formula 2]

Incidentally, the specific heat ratio gamma _a, for example, is stored as a fixed value, the specific heat ratio gamma _f, for example, it is stored as a function of carbon number I of the liquid fuel, which changes each time the set value I _s is updated .

そして、ステップＳ３４で、気化容器２３から吸気ライン４への流れがチョーク流れまたは亜音速流れの何れの流れとなるか、つまり、圧力Ｐ_２が臨界圧力Ｐ_＊よりも大きいか否かの判定を行なう。そして、圧力Ｐ_２が臨界圧力Ｐ_＊よりも大きいと判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３５に進み、圧力Ｐ_２が臨界圧力Ｐ_＊以下と判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ３６に進む。 Then, in step S34, or flows from the vaporization vessel 23 to the intake line 4 is any flow of choked flow or subsonic flow, i.e., whether the pressure P ₂ is greater than the critical pressure P _* determined Do. When the pressure _{P 2} is determined to be greater than the critical pressure _{P *} (YES), the process proceeds to step S35, if the pressure _{P 2} is determined to the critical pressure _{P *} less (NO), the process proceeds to step S36.

ステップＳ３５では、チョーク流れの場合に気化容器２３から吸気ライン４に供給される混合気の流量を、例えば、下記の数式３により質量流量ｑ_ｗとして算出する。数式３では、圧力Ｐ_０、Ｐ_２および比熱比γ_０とともに、混合気の密度ρ_０、音速ａ_０、チョークノズル断面積Ａを用いて質量流量ｑ_ｗを算出する。 In step S35, the flow rate of the mixture supplied from the vaporization vessel 23 to the intake line 4 when the choked flow, for example, is calculated by equation 3 below as the mass flow rate q _w. In Equation 3, the mass flow rate q _w is calculated using the pressures P ₀ and P ₂ and the specific heat ratio γ ₀ together with the density ρ ₀ , the speed of sound a ₀ , and the choke nozzle cross-sectional area A.

ここで、密度ρ_０は、例えば、気化容器２３内の容積、温度Ｔ_０、圧力Ｐ_０、およびモル分率ｗ_ｆ０等を利用して理想気体の状態方程式に基づき算出することができる。また、音速ａ_０は、例えば、液体燃料の炭素数Ｉの関数として記憶され、設定値Ｉ_ｓが更新されるたびに変化する。さらに、チョークノズル断面積Ａは、例えば、気体燃料供給路３４の流路断面積に相当するものであり、算出値の精度を上げるために、実験的に求められている。
〔数式３〕

Here, the density ρ ₀ can be calculated based on the ideal gas equation of state using, for example, the volume in the vaporization vessel 23, the temperature T ₀ , the pressure P ₀ , the molar fraction w _{f0, and the} like. Further, speed of sound a _0, for example, is stored as a function of carbon number I of the liquid fuel, which changes each time the set value I _s is updated. Further, the choke nozzle cross-sectional area A corresponds to, for example, the flow path cross-sectional area of the gaseous fuel supply path 34 and is experimentally obtained in order to increase the accuracy of the calculated value.
[Formula 3]

ステップＳ３６では、亜音速流れの場合に気化容器２３から吸気ライン４に供給される混合気の流量を、例えば、下記の数式４により質量流量ｑ_ｗとして算出する。数式４では、比熱比γ_０とともに、混合気の密度ρ_０、音速ａ_０、チョークノズル断面積Ａを用いて質量流量ｑ_ｗを算出する。
〔数式４〕

At step S36, the flow rate of the mixture supplied from the vaporization vessel 23 to the intake line 4 in the case of subsonic flow, for example, is calculated by Equation 4 below as a mass flow rate q _w. In Equation 4, the mass flow rate q _w is calculated using the specific heat ratio γ ₀ , the air-fuel mixture density ρ ₀ , the speed of sound a ₀ , and the choke nozzle cross-sectional area A.
[Formula 4]

そして、ステップＳ３７で、例えば、下記の数式５により噴射時間Δｔを算出する。これにより、噴射弁２４Ｂは、噴射時間Δｔの算出値に応じて開弁し、吸気ライン４に気体燃料を噴射供給する。また、燃焼室３では気体燃料が燃焼し、気体燃料の燃焼により発生した排気ガスが排気マニホールド４１に排気される。
〔数式５〕

In step S37, for example, the injection time Δt is calculated by the following mathematical formula 5. Thereby, the injection valve 24B is opened according to the calculated value of the injection time Δt, and the gaseous fuel is injected and supplied to the intake line 4. Further, gaseous fuel is combusted in the combustion chamber 3, and exhaust gas generated by the combustion of the gaseous fuel is exhausted to the exhaust manifold 41.
[Formula 5]

数式５では、スロットル装置１１を介して燃焼室３に吸入される吸入空気のモル数ｎ_ａ２、吸気ライン４の容積Ｖ_２、燃焼室３の容積Ｖ_３、理論空燃比Ａ／Ｆ、モル分率ｗ_ｆ０、および、気化容器２３から吸気ライン４に供給される混合気のモル流量ｑ_ｍを利用する。
ここで、モル数ｎ_ａ２は、例えば、温度Ｔ_２、圧力Ｐ_２、および容積Ｖ_２を利用して理想気体の状態方程式に基づいて算出することができる。 In Expression 5, the number of moles of intake air n _a2 sucked into the combustion chamber 3 via the throttle device 11, the volume V ₂ of the intake line 4, the volume V 3 of the combustion chamber ₃ , the theoretical air-fuel ratio A / F, and the mole fraction The rate w _f0 and the molar flow rate q _{m of the} air-fuel mixture supplied from the vaporization vessel 23 to the intake line 4 are used.
Here, the number of moles _{n a2,} for example, can be calculated based on the ideal gas equation by using the temperature _{T 2,} the pressure _{P 2,} and the volume _{V 2.}

また、容積Ｖ_２は、例えば、スロットル装置１１よりも下流側であり、かつ燃焼室３よりも上流側の吸気ライン４の全容積として定義することができ、より具体的には、吸気マニホールド１２におけるサージタンク１３、全ての分岐管１４、およびサージタンク１３の上流側配管の容積を含むものである。 Further, the volume V ₂ can be defined as, for example, the total volume of the intake line 4 that is downstream of the throttle device 11 and upstream of the combustion chamber 3, and more specifically, the intake manifold 12. 3 includes the volume of the surge tank 13, all branch pipes 14, and the upstream piping of the surge tank 13.

また、理論空燃比Ａ／Ｆは、燃料を炭化水素Ｃ_ＩＨ_Ｊと等価であると見なした場合、空気における酸素のモル分率αを利用して下記の数式６により算出することができる。
〔数式６〕

Further, the theoretical air-fuel ratio A / F can be calculated by the following Equation 6 using the molar fraction α of oxygen in the air when the fuel is regarded as equivalent to the hydrocarbon C _I H _J. .
[Formula 6]

また、モル流量ｑ_ｍは、気化容器２３内の混合気の平均分子量と質量流量ｑ_ｗとを用いて算出することができ、混合気の平均分子量は、モル分率ｗ_ｆ０、空気の平均分子量および燃料の分子量から算出することができる。 The molar flow rate q _m can be calculated using the average molecular weight of the air-fuel mixture in the vaporization vessel 23 and the mass flow rate q _w, and the average molecular weight of the air-fuel mixture is the molar fraction w _f0 and the average molecular weight of air. And the molecular weight of the fuel.

次に、メインルーチンに戻って、ステップＳ４で、排気組成検出手段３８により空気過剰率λを検出する。
そして、ステップＳ５で、空気過剰率λを利用して液体燃料の炭素数Ｉを逆算し、現在の設定値Ｉｓと炭素数Ｉの逆算値とを比較することで、液体燃料の蒸気圧特性を修正する必要があるか否かを判定する（以下、炭素数Ｉの逆算値を逆算値Ｉ´と呼ぶことがある。）。 Next, returning to the main routine, the excess air ratio λ is detected by the exhaust composition detecting means 38 in step S4.
In step S5, the carbon number I of the liquid fuel is calculated backward using the excess air ratio λ, and the current set value Is is compared with the calculated value of the carbon number I to obtain the vapor pressure characteristic of the liquid fuel. It is determined whether or not correction is necessary (hereinafter, the back-calculated value of carbon number I may be referred to as back-calculated value I ′).

そして、蒸気圧特性を修正する必要があると判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ６に進んで蒸気圧特性を修正し、蒸気圧特性を修正する必要がないと判定した場合（ＮＯ）、メインルーチンを終了する。
ここで、ステップＳ５の詳細フローを、図５のサブルーチンに従って説明する。
まず、ステップＳ５１で、気化容器２３から噴射供給されて燃焼室３で燃焼した気体燃料のモル数ｎ_ｆ１を、例えば、下記の数式７により算出する。
〔数式７〕

If it is determined that the vapor pressure characteristic needs to be corrected (YES), the process proceeds to step S6, the vapor pressure characteristic is corrected, and it is determined that the vapor pressure characteristic does not need to be corrected (NO). Exit.
Here, the detailed flow of step S5 is demonstrated according to the subroutine of FIG.
First, in step S51, the number of moles n _f1 of gaseous fuel injected and supplied from the vaporization vessel 23 and combusted in the combustion chamber 3 is calculated by, for example, Equation 7 below.
[Formula 7]

数式７は、空気過剰率λの定義式をモル数ｎ_ｆ１に関して解くことで得られるものであり、モル数ｎ_ｆ１は、空気過剰率λ、理論空燃比Ａ／Ｆ、モル数ｎ_ａ２、および気化容器２３から吸気ライン４に供給される混合気全体のモル数ｎ_１等を数式７に当てはめることで算出される。ここで、モル数ｎ_１は、モル流量ｑ_ｍに噴射時間Δｔを乗じることで算出することができる。 Equation 7 is obtained by solving the definition of excess air ratio λ with respect to the number of moles n _f1 , where the number of moles n _f1 is the excess air ratio λ, the theoretical air-fuel ratio A / F, the number of moles n _a2 , and This is calculated by applying the number of moles n _{1 of the} entire air-fuel mixture supplied from the vaporization container 23 to the intake line 4 to Equation 7. Here, the number of moles n ₁ can be calculated by multiplying the molar flow rate q _m by the injection time Δt.

次に、ステップＳ５２で、気化容器２３内における気体燃料の分圧Ｐ_ｆ０を逆算する（以下、分圧Ｐ_ｆ０の逆算値を逆算値Ｐ_ｆ０´と呼ぶことがあり、ステップＳ３１で算出した分圧Ｐ_ｆ０の数値を理論値Ｐ_ｆ０ｓと呼ぶことがある。）。
逆算値Ｐ_ｆ０´は、例えば、下記の数式８により算出する。
〔数式８〕

Next, in step S52, the partial pressure P _f0 of the gaseous fuel in the vaporization vessel 23 is back-calculated (hereinafter, the back-calculated value of the partial pressure P _f0 may be referred to as the back-calculated value P _f0 ′, and the amount calculated in step S31) may be referred to as value of pressure _{P f0} to the theoretical value _{P f0s.).}
The reverse calculation value P _f0 ′ is calculated by, for example, the following formula 8.
[Formula 8]

次に、ステップＳ５３で、分圧Ｐ_ｆ０における逆算値Ｐ_ｆ０´と理論値Ｐ_ｆ０ｓとの差に基づき炭素数Ｉの逆算値Ｉ´を算出する。
すなわち、現在の設定値Ｉ_ｓに基づくアトワン近似式の特性線（つまり、Ｉ＝Ｉ_ｓの特性線）は、図２に示すように、例えば、Ｉ＝５の特性線とＩ＝６の特性線との間に存在しているものとする。そして、例えば、逆算値Ｐ_ｆ０´が理論値Ｐ_ｆ０ｓよりも小さくなった場合、現在の特性線がＩ＝６の特性線とＩ＝Ｉｓの特性線との間に移動しているものとみなし、補間法等により炭素数Ｉの逆算値Ｉ´を算出する。 Next, in step S53, it calculates the back-calculated values I'carbon number I on the basis of the difference between back-calculated values and _{P f0} 'the theoretical value _{P F0s} in partial pressure _{P f0.}
That is, based on the current set value I _s Atowan approximate expression characteristic (i.e., I = characteristic line I _s), as shown in FIG. 2, for example, I = 5 the characteristic line and the characteristic of the I = 6 It is assumed to exist between the lines. And, for example, if the back-calculated value P _{f0 'becomes} smaller than the theoretical value P _F0s, assumes that the current characteristic line is moved between the characteristic line of the characteristic line and I = Is the I = 6 Then, an inverse calculation value I ′ of the carbon number I is calculated by an interpolation method or the like.

続いて、ステップＳ５４で、設定値Ｉ_ｓと逆算値Ｉ´との差分の絶対値に応じて、現在の特性線（つまり、Ｉ＝Ｉ_ｓの特性線）を修正する必要があるか否かを判定する。すなわち、ステップＳ５４では、絶対値が所定の閾値ε_１よりも小さいか否かを判定する。そして、絶対値が閾値ε_１よりも小さい場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５５に進んでステップＳ５をＮＯ判定とし、絶対値が閾値ε_１よりも大きい場合（ＮＯ）、ステップＳ５６に進んでステップＳ５をＹＥＳ判定とする。 Subsequently, in step S54, whether or not the current characteristic line (that is, the characteristic line of I = I _s ) needs to be corrected according to the absolute value of the difference between the set value I _s and the back-calculated value I ′. Determine. That is, in step S54, the absolute value determines whether less than a predetermined threshold epsilon _1. Then, when the absolute value is smaller than the threshold epsilon ₁ (YES), step S5 advances to step S55 and NO judgment, if the absolute value is larger than the threshold epsilon ₁ (NO), the step S5 proceeds to step S56 The determination is YES.

ステップＳ６では、炭素数Ｉの現在の設定値Ｉ_ｓと逆算値Ｉ´とを利用して、例えば、下記の数式９により設定値Ｉ_ｓを更新する。なお、係数ｋは、設定値Ｉ_ｓの大幅な変更を抑制して制御の安定性を維持するために設定されるものであり、例えば、０〜１の範囲の数値として設定される。そして、更新後の設定値Ｉ_ｓに基づいて近似式パラメータを更新する。
〔数式９〕

In step S6, by using the current set value I _s and back calculated value I'carbon number I, for example, to update the set value I _s by Equation 9 below. The coefficient k is intended to be set in order to maintain the stability of the control to suppress a significant change of the set value I _s, for example, is set as a number ranging from 0 to 1. Then, to update the approximate expression parameter based on the set value I _s updated.
[Formula 9]

次に、燃料タンク８への燃料補充に係わる制御方法を、図６のサブルーチンに従って説明する。
なお、図６のサブルーチンは、例えば、給油口の開放のように液体燃料の補充開始とみなすことができる行為が行われたときに処理が開始される。 Next, a control method related to fuel replenishment to the fuel tank 8 will be described according to a subroutine of FIG.
Note that the subroutine of FIG. 6 is started when an action that can be regarded as the start of replenishment of liquid fuel is performed, for example, when the refueling port is opened.

まず、ステップＳ１１で、補充前の貯留量を記憶する。その後、液体燃料の補充が開始され、ステップＳ１２で、液体燃料の補充が終了したか否かを判定する。そして、液体燃料の補充が終了したと判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１３に進み、液体燃料の補充が終了していないと判定した場合（ＮＯ）、液体燃料の補充が終了するまでステップＳ１２で待機する。 First, in step S11, the storage amount before replenishment is stored. Thereafter, replenishment of liquid fuel is started, and it is determined in step S12 whether or not replenishment of liquid fuel is completed. If it is determined that the replenishment of liquid fuel has been completed (YES), the process proceeds to step S13. If it is determined that the replenishment of liquid fuel has not been completed (NO), in step S12 until the replenishment of liquid fuel is completed. stand by.

ステップＳ１３では、補充後の貯留量から補充前の貯留量を減じて補充量を算出する。そして、ステップＳ１４で、補充量が所定の閾値ε_２よりも大きいか否かを判定する。そして、補充量が閾値ε_２よりも大きいと判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１５に進んで蒸気圧特性を修正し、補充量が閾値ε_２よりも小さいと判定した場合（ＹＥＳ）、サブルーチンを終了する。 In step S13, the replenishment amount is calculated by subtracting the pre-replenishment storage amount from the replenishment storage amount. Then, in step S14, it is determined whether or not the replenishing amount is larger than a predetermined threshold epsilon _2. When the replenishing amount is determined to be greater than the threshold epsilon ₂ (YES), correct the vapor pressure characteristics proceeds to step S15, if the replenishing amount is determined to be smaller than the threshold epsilon ₂ (YES), the subroutine finish.

ステップＳ１５における蒸気圧特性の修正は、以下のように炭素数Ｉの設定値Ｉ_ｓを更新することで行われる。
すなわち、補充される液体燃料の炭素数Ｉは未使用固定値Ｉ_０であるから、補充前の貯留量および補充量、ならびに現在の設定値Ｉ_ｓおよび未使用固定値Ｉ_０を利用して、例えば、比例按分により新規に設定値Ｉ_ｓを算出して設定値Ｉ_ｓを更新する。そして、更新後の設定値Ｉ_ｓに基づいて近似式パラメータを更新する。 Modifications vapor pressure characteristics in step S15 is performed by updating the set value I _s carbon number I as follows.
That is, the carbon number I of the liquid fuel to be replenished is because it is not used fixed value I _0, the storage amount and replenishment amount before replenishment, and by utilizing the current setting I _s and unused fixed value I _0, for example, to calculate a new setpoint I _s by pro rata updating the set value I _s. Then, to update the approximate expression parameter based on the set value I _s updated.

〔実施例の効果〕
実施例の燃料供給装置１は、液体燃料が気化する空間を形成する気化容器２３、および、気化容器２３に液体燃料を噴射する噴射弁２４Ａを有し、液体燃料を気化させて気体燃料にする燃料気化手段６と、燃料気化手段６により得られる気体燃料を吸気ライン４に供給する気体燃料供給手段７と、内燃機関２から排気される排気ガスの成分組成に相当する信号を発生する排気組成検出手段３８とを備える。 [Effects of Examples]
The fuel supply apparatus 1 according to the embodiment includes a vaporization container 23 that forms a space in which liquid fuel is vaporized, and an injection valve 24A that injects the liquid fuel into the vaporization container 23, and vaporizes the liquid fuel to form a gaseous fuel. The fuel vaporization means 6, the gaseous fuel supply means 7 for supplying the gaseous fuel obtained by the fuel vaporization means 6 to the intake line 4, and the exhaust composition for generating a signal corresponding to the component composition of the exhaust gas exhausted from the internal combustion engine 2 Detection means 38.

また、制御手段９は、液体燃料の蒸気圧特性に基づき気化容器２３おける成分組成を算出するとともに、気化容器２３おける成分組成に応じて気体燃料供給手段７を制御する気体燃料供給制御手段、および、気体燃料の燃焼により発生する排気ガスの成分組成に基づき蒸気圧特性を修正する蒸気圧特性修正手段として機能する。 The control means 9 calculates a component composition in the vaporization container 23 based on the vapor pressure characteristics of the liquid fuel, and controls a gaseous fuel supply control means for controlling the gaseous fuel supply means 7 in accordance with the component composition in the vaporization container 23, and It functions as a vapor pressure characteristic correcting means for correcting the vapor pressure characteristic based on the component composition of the exhaust gas generated by the combustion of the gaseous fuel.

また、燃料供給装置１は、燃料タンク８における液体燃料の貯留量を検出するタンク貯留量検出手段３９を備え、蒸気圧特性修正手段は、タンク貯留量検出手段３９により検出された液体燃料の貯留量に基づき、燃料タンク８に液体燃料が補充されたか否かを判定するとともに、燃料タンク８に液体燃料が補充されたと判定した場合に蒸気圧特性を修正する。 The fuel supply device 1 also includes tank storage amount detection means 39 for detecting the storage amount of liquid fuel in the fuel tank 8, and the vapor pressure characteristic correction means stores liquid fuel detected by the tank storage amount detection means 39. Based on the amount, it is determined whether or not the liquid fuel is replenished in the fuel tank 8, and the vapor pressure characteristic is corrected when it is determined that the fuel tank 8 is replenished with the liquid fuel.

ここで、燃料タンク８への液体燃料の補充は、軽質成分の蒸発および消費の繰り返し以外の液体燃料の組成変動要因である。そこで、燃料タンク８に液体燃料が補充されたか否かを判定して液体燃料が補充された場合に蒸気圧特性を修正することで、液体燃料補充に伴う液体燃料の組成変動の影響を迅速に気体燃料の供給制御に反映させ、気体燃料の供給量の推定精度低下を阻止することができる。 Here, the replenishment of the liquid fuel to the fuel tank 8 is a liquid fuel composition fluctuation factor other than the repeated evaporation and consumption of light components. Therefore, it is determined whether or not the liquid fuel is replenished to the fuel tank 8 and the liquid pressure is corrected when the liquid fuel is replenished, so that the influence of the composition fluctuation of the liquid fuel accompanying the replenishment of the liquid fuel can be accelerated. By reflecting the supply control of the gaseous fuel, it is possible to prevent a decrease in the estimation accuracy of the supply amount of the gaseous fuel.

〔変形例〕
燃料供給装置１の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。例えば、実施例の燃料供給装置１の液体燃料供給手段５は、内燃機関２の燃焼室３に液体燃料を供給するものであったが、吸気ライン４に液体燃料を供給してもよい。また、コモンレール１９を介さずに液体燃料を供給してもよい。 [Modification]
The aspect of the fuel supply device 1 is not limited to the embodiment, and various modifications can be considered. For example, the liquid fuel supply means 5 of the fuel supply device 1 according to the embodiment supplies liquid fuel to the combustion chamber 3 of the internal combustion engine 2, but liquid fuel may be supplied to the intake line 4. Further, the liquid fuel may be supplied without using the common rail 19.

また、実施例の燃料供給装置１の第２検出手段３７は、吸気ライン４の温度Ｔ_２および圧力Ｐ_２の両方を検出することができるように構成されていたが、吸気ライン４の圧力Ｐ_２のみを検出することができるように第２検出手段３７を構成してもよい。 Further, the second detection means 37 of the fuel supply device 1 of the embodiment is configured to be able to detect both the temperature T ₂ and the pressure P ₂ of the intake line 4, but the pressure P of the intake line 4 You may comprise the 2nd detection means 37 so that only ₂ can be detected.

すなわち、吸気ライン４から供給される空気の温度の範囲は−２０〜６０℃であり、使用地域が定まれば、より狭い範囲に限定することができる。このため、吸気ライン４の圧力Ｐ_２のみを検出するとともに、温度Ｔ_２を検出せずに例えば固定することによっても、吸気ライン４から供給される吸入空気の実質的な供給量を正確に把握することができる。このため、第２検出手段３７を構成するのに必要なセンサの数を低減することができる。 That is, the range of the temperature of the air supplied from the intake line 4 is -20 to 60 ° C, and can be limited to a narrower range if the use region is determined. For this reason, it is possible to accurately grasp the substantial supply amount of the intake air supplied from the intake line 4 by detecting only the pressure P ₂ of the intake line 4 and fixing, for example, without detecting the temperature T _2. can do. For this reason, it is possible to reduce the number of sensors necessary for configuring the second detection means 37.

さらに、実施例の燃料供給装置１は、燃料としてガソリンを内燃機関２に供給するものであったが、軽油や液化石油ガス等のガソリン以外の燃料を燃料供給装置１により供給してもよい。 Furthermore, although the fuel supply apparatus 1 of the embodiment supplies gasoline as fuel to the internal combustion engine 2, fuel other than gasoline such as light oil or liquefied petroleum gas may be supplied by the fuel supply apparatus 1.

１燃料供給装置
２内燃機関
３燃焼室
４吸気ライン
５液体燃料供給手段
６燃料気化手段
７気体燃料供給手段
８燃料タンク
９制御手段（気体燃料供給制御手段、蒸気圧特性修正手段）
２３気化容器
２４Ａ噴射弁
３８排気組成検出手段
３９タンク貯留量検出手段
ｗ_ｆ０モル分率（気化容器おける成分組成）
Ｉ炭素数（蒸気圧特性）
λ 空気過剰率（排気ガスの成分組成） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel supply apparatus 2 Internal combustion engine 3 Combustion chamber 4 Intake line 5 Liquid fuel supply means 6 Fuel vaporization means
7 Gaseous fuel supply means 8 Fuel tank 9 Control means (gaseous fuel supply control means, vapor pressure characteristic correction means)
23 Vaporization container 24A Injection valve 38 Exhaust composition detection means 39 Tank storage amount detection means w _f0 mole fraction (component composition in vaporization container)
I Carbon number (vapor pressure characteristics)
λ Excess air ratio (exhaust gas component composition)

Claims

内燃機関の燃焼室、または前記内燃機関の燃焼室に通じる吸気ラインのいずれか一方に液体燃料を供給する液体燃料供給手段と、
液体燃料が気化する空間を形成する気化容器、および、この気化容器に液体燃料を噴射する噴射弁を有し、液体燃料を気化させて気体燃料にする燃料気化手段と、
この燃料気化手段により得られる気体燃料を前記吸気ラインに供給する気体燃料供給手段と、
液体燃料の蒸気圧特性に基づき前記気化容器における成分組成を算出するとともに、前記気化容器における成分組成に応じて前記気体燃料供給手段を制御する気体燃料供給制御手段と、
前記内燃機関から排気される排気ガスの成分組成に相当する信号を発生する排気組成検出手段と、
気体燃料の燃焼により発生する排気ガスの成分組成に基づき前記蒸気圧特性を修正する蒸気圧特性修正手段とを備える燃料供給装置。 Liquid fuel supply means for supplying liquid fuel to either the combustion chamber of the internal combustion engine or the intake line leading to the combustion chamber of the internal combustion engine;
A vaporization container that forms a space in which the liquid fuel is vaporized, and a fuel vaporization means that has an injection valve that injects the liquid fuel into the vaporization container and vaporizes the liquid fuel to form a gaseous fuel;
Gaseous fuel supply means for supplying gaseous fuel obtained by the fuel vaporization means to the intake line;
A gaseous fuel supply control means for calculating a component composition in the vaporization container based on a vapor pressure characteristic of the liquid fuel, and controlling the gaseous fuel supply means in accordance with the component composition in the vaporization container;
Exhaust composition detection means for generating a signal corresponding to the component composition of the exhaust gas exhausted from the internal combustion engine;
A fuel supply apparatus comprising: vapor pressure characteristic correcting means for correcting the vapor pressure characteristic based on a component composition of exhaust gas generated by combustion of gaseous fuel.

請求項１に記載の燃料供給装置において、
液体燃料を貯留する燃料タンクと、
この燃料タンクにおける液体燃料の貯留量を検出するタンク貯留量検出手段とを備え、
前記蒸気圧特性修正手段は、前記タンク貯留量検出手段により検出された液体燃料の貯留量に基づき、前記燃料タンクに液体燃料が補充されたか否かを判定するとともに、前記燃料タンクに液体燃料が補充されたと判定した場合に前記蒸気圧特性を修正することを特徴とする燃料供給装置。 The fuel supply device according to claim 1,
A fuel tank for storing liquid fuel;
Tank storage amount detection means for detecting the amount of liquid fuel stored in the fuel tank,
The vapor pressure characteristic correcting means determines whether or not liquid fuel has been replenished to the fuel tank based on the liquid fuel storage amount detected by the tank storage amount detection means, and the liquid fuel is supplied to the fuel tank. A fuel supply device that corrects the vapor pressure characteristic when it is determined that the fuel has been replenished.