JPH084564A - 気体燃料内燃エンジン用の一体型空燃比センサ - Google Patents
気体燃料内燃エンジン用の一体型空燃比センサInfo
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- JPH084564A JPH084564A JP6324829A JP32482994A JPH084564A JP H084564 A JPH084564 A JP H084564A JP 6324829 A JP6324829 A JP 6324829A JP 32482994 A JP32482994 A JP 32482994A JP H084564 A JPH084564 A JP H084564A
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- fuel ratio
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
- F02D19/026—Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
- F02D19/027—Determining the fuel pressure, temperature or volume flow, the fuel tank fill level or a valve position
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- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
- F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
- F02D19/023—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M35/10—Air intakes; Induction systems
- F02M35/10373—Sensors for intake systems
- F02M35/10386—Sensors for intake systems for flow rate
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
- F02M21/0215—Mixtures of gaseous fuels; Natural gas; Biogas; Mine gas; Landfill gas
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エンジンの燃焼前にエンジンの最適な空燃比
を決定することができる気体燃料エンジン用の改善され
た一体型空燃比センサを提供する。 【構成】 ハウジング52を有し、そのハウジング内に
は、エアフローセンサを通るエアフローの質量を表す第
1の出力信号を与える質量エアフローセンサ54(50
内)およびガスフロ−センサを通るガスフローの質量を
表す第2の出力信号を与える質量ガスフロ−センサ56
(50内)が設けられている。ハウジング52(50)
は、燃焼室の上流側のエンジン燃料供給システム内に取
り付けられている。質量エアフローセンサ54はエンジ
ン10のエア吸入路手段内に取り付けられている。ま
た、質量ガスフローセンサ56はエンジンガス吸入路手
段内に取り付けられている。電子回路もまた、ハウジン
グ上のモジュール内に取り付けられている。その回路
は、エアフローセンサおよびガスフローセンサからのそ
れぞれ第1および第2の出力信号を受信し、第1および
第2の出力に応答して、エンジンの空燃比を表す出力信
号を発生する。
を決定することができる気体燃料エンジン用の改善され
た一体型空燃比センサを提供する。 【構成】 ハウジング52を有し、そのハウジング内に
は、エアフローセンサを通るエアフローの質量を表す第
1の出力信号を与える質量エアフローセンサ54(50
内)およびガスフロ−センサを通るガスフローの質量を
表す第2の出力信号を与える質量ガスフロ−センサ56
(50内)が設けられている。ハウジング52(50)
は、燃焼室の上流側のエンジン燃料供給システム内に取
り付けられている。質量エアフローセンサ54はエンジ
ン10のエア吸入路手段内に取り付けられている。ま
た、質量ガスフローセンサ56はエンジンガス吸入路手
段内に取り付けられている。電子回路もまた、ハウジン
グ上のモジュール内に取り付けられている。その回路
は、エアフローセンサおよびガスフローセンサからのそ
れぞれ第1および第2の出力信号を受信し、第1および
第2の出力に応答して、エンジンの空燃比を表す出力信
号を発生する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に内燃エンジンの
燃料制御システムに係り、特に、気体燃料エンジンの改
善された空燃比センサに関する。
燃料制御システムに係り、特に、気体燃料エンジンの改
善された空燃比センサに関する。
【0002】
【従来の技術】気体燃料は一般にクリーン燃焼燃料であ
るが故に、圧縮天然ガス、LNGなどの気体燃料を利用
している内燃エンジンは一般に有利である。そうである
が故に、ほとんどの気体燃料は、他の燃料よりも有毒放
出物の発生が少なく、厳しさを増している政府規制に適
合し得る。
るが故に、圧縮天然ガス、LNGなどの気体燃料を利用
している内燃エンジンは一般に有利である。そうである
が故に、ほとんどの気体燃料は、他の燃料よりも有毒放
出物の発生が少なく、厳しさを増している政府規制に適
合し得る。
【0003】気体燃料エンジンの有毒放出物の量を最小
化するためには、空燃比を理論混合点または希薄燃焼点
などの選択点にまたはその近くに制御する必要がある。
例えば、圧縮天然ガスの理論混合点における空燃比は、
17である。
化するためには、空燃比を理論混合点または希薄燃焼点
などの選択点にまたはその近くに制御する必要がある。
例えば、圧縮天然ガスの理論混合点における空燃比は、
17である。
【0004】以前から知られている気体燃料エンジンに
いては、空燃比をモニタするために、そのエンジンから
の排気ガス流内にラムダすなわち酸素センサが配置され
ている。ラムダセンサは、エンジンからの排気ガス内の
酸素の存在を検出するものであり、それからそのエンジ
ンの空燃比が求められる。
いては、空燃比をモニタするために、そのエンジンから
の排気ガス流内にラムダすなわち酸素センサが配置され
ている。ラムダセンサは、エンジンからの排気ガス内の
酸素の存在を検出するものであり、それからそのエンジ
ンの空燃比が求められる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】これら公知のエンジン
の1つの欠点は、エンジンの空燃比がエンジン燃焼が行
われた後にのみ決定されるということにある。したがっ
て、燃焼が起きた時間と、エンジン燃焼を選択点に戻す
ためにそのエンジンへの燃料供給が調節され得る時間と
の間に、遅れ時間がある。この遅れ時間は、排気ガス流
内に望ましくないエンジン放出物を増大させる欠点を持
っている。
の1つの欠点は、エンジンの空燃比がエンジン燃焼が行
われた後にのみ決定されるということにある。したがっ
て、燃焼が起きた時間と、エンジン燃焼を選択点に戻す
ためにそのエンジンへの燃料供給が調節され得る時間と
の間に、遅れ時間がある。この遅れ時間は、排気ガス流
内に望ましくないエンジン放出物を増大させる欠点を持
っている。
【0006】本発明は、上述の公知の装置の上記欠点の
すべてを克服する気体燃料エンジン用の改善された一体
型空燃比センサを提供することにある。
すべてを克服する気体燃料エンジン用の改善された一体
型空燃比センサを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は 質量エアフロ
ーセンサを通るエアフローの質量を表す第1の出力信号
を与える当該質量エアフローセンサを有するハウジング
を備えている。同様に、そのハウジング内には、質量ガ
スフローセンサも含まれている。そのガスフローセンサ
は、それを通るガスフローの質量を表す第2の出力信号
を与える。
ーセンサを通るエアフローの質量を表す第1の出力信号
を与える当該質量エアフローセンサを有するハウジング
を備えている。同様に、そのハウジング内には、質量ガ
スフローセンサも含まれている。そのガスフローセンサ
は、それを通るガスフローの質量を表す第2の出力信号
を与える。
【0008】ハウジングは、燃焼室の上流側のエンジン
燃料供給システム内に取り付けられている。したがっ
て、質量エアフローセンサはエンジンのエア吸入路手段
内に取り付けられていることになる。また、同様に、質
量ガスフローセンサはエンジンのガス吸入路手段内に取
り付けられている。
燃料供給システム内に取り付けられている。したがっ
て、質量エアフローセンサはエンジンのエア吸入路手段
内に取り付けられていることになる。また、同様に、質
量ガスフローセンサはエンジンのガス吸入路手段内に取
り付けられている。
【0009】電子回路もまた、ハウジング上のモジュー
ル内に取り付けられている。その回路は、エアフローセ
ンサおよびガスフローセンサからのそれぞれ第1および
第2の出力信号を受信し、第1および第2の出力に応答
して、エンジンの空燃比を表す出力信号を発生する。そ
の電子回路はマイクロプロセッサから構成されることが
望ましい。
ル内に取り付けられている。その回路は、エアフローセ
ンサおよびガスフローセンサからのそれぞれ第1および
第2の出力信号を受信し、第1および第2の出力に応答
して、エンジンの空燃比を表す出力信号を発生する。そ
の電子回路はマイクロプロセッサから構成されることが
望ましい。
【0010】
【作用】本発明のセンサは、燃焼室から上流側でエンジ
ンに与えられる燃料チャージの空燃比を計算するので、
本発明のセンサは、エンジンへの燃料供給の空燃比を表
すフィードフォワード信号を与える。エンジンの全運転
状態中、燃料供給が燃焼の選択点またはその付近に維持
されるように、上記信号がエンジンへの燃料供給システ
ムを制御するエンジン制御ユニット(ECU)に与えら
れる。
ンに与えられる燃料チャージの空燃比を計算するので、
本発明のセンサは、エンジンへの燃料供給の空燃比を表
すフィードフォワード信号を与える。エンジンの全運転
状態中、燃料供給が燃焼の選択点またはその付近に維持
されるように、上記信号がエンジンへの燃料供給システ
ムを制御するエンジン制御ユニット(ECU)に与えら
れる。
【0011】
【実施例】図1を参照する。図1には、吸入路12およ
び排気路14を有する内燃エンジン10が概略的に示さ
れている。例えば圧縮天然ガス、LNGなどの気体燃料
源16は、加圧容器内に入れられている。気体燃料源1
6は、燃料供給路18を介して燃料を吸入路12に与え
る。燃料源16から吸入路12への燃料供給量を制御す
るために、燃料供給路18内に可変比例すなわちデュー
ティ弁20が設けられている。また、エアクリーナ24
から空気吸入路22を介して吸入路12に、吸入空気も
供給される。空気吸入路22と燃料供給路18は混合室
26で結合し、そこで、エンジンに対する可燃チャージ
を形成するために、気体燃料と空気が互いに混合され
る。この混合室としては、従来の混合室を使用できる。
び排気路14を有する内燃エンジン10が概略的に示さ
れている。例えば圧縮天然ガス、LNGなどの気体燃料
源16は、加圧容器内に入れられている。気体燃料源1
6は、燃料供給路18を介して燃料を吸入路12に与え
る。燃料源16から吸入路12への燃料供給量を制御す
るために、燃料供給路18内に可変比例すなわちデュー
ティ弁20が設けられている。また、エアクリーナ24
から空気吸入路22を介して吸入路12に、吸入空気も
供給される。空気吸入路22と燃料供給路18は混合室
26で結合し、そこで、エンジンに対する可燃チャージ
を形成するために、気体燃料と空気が互いに混合され
る。この混合室としては、従来の混合室を使用できる。
【0012】スロットル弁28は混合室26のすぐ下流
にある吸入路12内にある。スロットル弁28の開放
は、エンジンのエンジン制御ユニット(ECU)32か
らの出力信号によって制御されるワイアサーボ機構30
による駆動によって制御される。ECU32はエンジン
センサからの複数個の入力信号を受信する。これらの入
力信号には、スロットル位置センサ34、回転RPMセ
ンサ36、ノックセンサ38および冷却液温度センサ4
0からの入力信号がある。ECU32はマイクロプロセ
ッサから構成されるのが好ましく、ワイアサーボ機構3
0による駆動位置を制御することに加え、比例弁20の
開放のデューティサイクルGV%、したがって、エンジ
ンに供給される気体燃料の量も制御している。
にある吸入路12内にある。スロットル弁28の開放
は、エンジンのエンジン制御ユニット(ECU)32か
らの出力信号によって制御されるワイアサーボ機構30
による駆動によって制御される。ECU32はエンジン
センサからの複数個の入力信号を受信する。これらの入
力信号には、スロットル位置センサ34、回転RPMセ
ンサ36、ノックセンサ38および冷却液温度センサ4
0からの入力信号がある。ECU32はマイクロプロセ
ッサから構成されるのが好ましく、ワイアサーボ機構3
0による駆動位置を制御することに加え、比例弁20の
開放のデューティサイクルGV%、したがって、エンジ
ンに供給される気体燃料の量も制御している。
【0013】図1および図2を参照する。エンジン10
の燃料管理システムは、ハウジング52を有する一体型
空燃比センサ50を有する。エア流路55を有する質量
エアフローセンサ54は、ハウジング52内に収められ
ている。また、ガス流路57を有する質量ガスフローセ
ンサ56もまた、ハウジング52内に収められ、かつエ
アフローセンサ54にかなり隣接して収められているこ
とが好ましい。
の燃料管理システムは、ハウジング52を有する一体型
空燃比センサ50を有する。エア流路55を有する質量
エアフローセンサ54は、ハウジング52内に収められ
ている。また、ガス流路57を有する質量ガスフローセ
ンサ56もまた、ハウジング52内に収められ、かつエ
アフローセンサ54にかなり隣接して収められているこ
とが好ましい。
【0014】図2に最も良く表されているように、質量
エアフローセンサ54は、ホットワイア60とコールド
ワイア62の両方を有する。ホットワイア66内の電流
は、良く知られた方法で、ガスフローセンサ路57を通
るガス流の関数として変化する。
エアフローセンサ54は、ホットワイア60とコールド
ワイア62の両方を有する。ホットワイア66内の電流
は、良く知られた方法で、ガスフローセンサ路57を通
るガス流の関数として変化する。
【0015】再び図1および図2を参照する。センサハ
ウジング52は、エア流路55がエア吸入路22と直列
に取り付けられるように、エンジン10の燃料システム
内に取り付けられている。したがって、エンジン10に
対するすべてのエア供給は、通路55を通過する。同様
にガス路57は、燃料源16からのガス供給路18と一
列に取り付けられている。したがって、エンジン10に
対するすべての気体燃料供給は、通路57を通過する。
ウジング52は、エア流路55がエア吸入路22と直列
に取り付けられるように、エンジン10の燃料システム
内に取り付けられている。したがって、エンジン10に
対するすべてのエア供給は、通路55を通過する。同様
にガス路57は、燃料源16からのガス供給路18と一
列に取り付けられている。したがって、エンジン10に
対するすべての気体燃料供給は、通路57を通過する。
【0016】さて、図2および図3を参照する。ホット
およびコールドワイア60、62、66および68は、
すべて図3に表された電子回路71の一部を形成する。
回路71は、その回路71が、ノード70においてガス
センサ路57への質量ガスフローに比例する電圧V2G
を、ノード72においてセンサ路55を通る質量エアフ
ローを表す電圧V2Aを与える点で、従来のものである
といえる。ノ−ド72における質量エアフロ−電圧V2
は、増幅器74によって増幅され、その出力76に出力
Vo(エア)を与える。
およびコールドワイア60、62、66および68は、
すべて図3に表された電子回路71の一部を形成する。
回路71は、その回路71が、ノード70においてガス
センサ路57への質量ガスフローに比例する電圧V2G
を、ノード72においてセンサ路55を通る質量エアフ
ローを表す電圧V2Aを与える点で、従来のものである
といえる。ノ−ド72における質量エアフロ−電圧V2
は、増幅器74によって増幅され、その出力76に出力
Vo(エア)を与える。
【0017】ノ−ド70および72における電圧V2G
およびV2は、マイクロプロセッサ78への入力信号と
しても与えられる。そのマイクロプロセッサ78は、空
燃比V2を計算し出力80に与えるようにプログラムさ
れている。空燃比V2は、増幅器82によって増幅さ
れ、一体型センサ50を通過する空燃比を表す出力信号
Vo(A/F)を出力84に与える。出力信号Vo(エ
ア)およびVo(A/F)は、ECU31(図1)に出
力信号として与えられる。
およびV2は、マイクロプロセッサ78への入力信号と
しても与えられる。そのマイクロプロセッサ78は、空
燃比V2を計算し出力80に与えるようにプログラムさ
れている。空燃比V2は、増幅器82によって増幅さ
れ、一体型センサ50を通過する空燃比を表す出力信号
Vo(A/F)を出力84に与える。出力信号Vo(エ
ア)およびVo(A/F)は、ECU31(図1)に出
力信号として与えられる。
【0018】さらに図2および図3を参照する。電子回
路71は、一体型センサハウジング52に直接取り付け
られているモジュ−ル内に収納されている。そういうわ
けで、センサ52はその回路モジュ−ルとともに全体的
にコンパクトな構造になっている。
路71は、一体型センサハウジング52に直接取り付け
られているモジュ−ル内に収納されている。そういうわ
けで、センサ52はその回路モジュ−ルとともに全体的
にコンパクトな構造になっている。
【0019】さて、図4を参照する。図4は、センサ回
路モジュ−ル内のマイクロプロセッサ78(図3)の動
作を説明しているフロ−チャ−トを示している。ステッ
プ90において、そのプログラムは、ノ−ド72(図
3)における質量エアフロ−を表している値V2Aを受
信する。その後、ステップ90において、その電圧V2
AをV2A対質量エアフロ−の内部マップまたはV2Aの
計算関数すなわちf(V2(エア))=Qエアのいずれ
かににより、センサ通路55を通るエアフロ−の質量に
変換する。
路モジュ−ル内のマイクロプロセッサ78(図3)の動
作を説明しているフロ−チャ−トを示している。ステッ
プ90において、そのプログラムは、ノ−ド72(図
3)における質量エアフロ−を表している値V2Aを受
信する。その後、ステップ90において、その電圧V2
AをV2A対質量エアフロ−の内部マップまたはV2Aの
計算関数すなわちf(V2(エア))=Qエアのいずれ
かににより、センサ通路55を通るエアフロ−の質量に
変換する。
【0020】同様に、ステップ92において、マイクロ
プロセッサが、ガスフロ−の質量を回路内のノ−ド70
(図3)からの電圧V2Gの関数として決定する。ガス
フロ−の質量は、その後、内部マップまたはV2Gの計
算関数すなわちf(V2(ガス))=Qガスのいずれか
により決定され、質量ガスフロ−が与えられる。
プロセッサが、ガスフロ−の質量を回路内のノ−ド70
(図3)からの電圧V2Gの関数として決定する。ガス
フロ−の質量は、その後、内部マップまたはV2Gの計
算関数すなわちf(V2(ガス))=Qガスのいずれか
により決定され、質量ガスフロ−が与えられる。
【0021】ステップ90および92はその後ともにス
テップ94に進み、エア質量がガス質量によって割算さ
れ、エンジンの空燃比に比例する値が発生される。その
後、ステップ94からステップ96に進む。ステップ9
6において、再び内部マップまたは計算関数のいずれか
によって、エンジンの空燃比が決定される。その後、V
2の電圧値がマイクロプロセッサ78によって発生され
る。この電圧値V2は、増幅器82(図3)によって増
幅され、エンジンの空燃比を表す電圧Vo(A/F)が
与えられる。
テップ94に進み、エア質量がガス質量によって割算さ
れ、エンジンの空燃比に比例する値が発生される。その
後、ステップ94からステップ96に進む。ステップ9
6において、再び内部マップまたは計算関数のいずれか
によって、エンジンの空燃比が決定される。その後、V
2の電圧値がマイクロプロセッサ78によって発生され
る。この電圧値V2は、増幅器82(図3)によって増
幅され、エンジンの空燃比を表す電圧Vo(A/F)が
与えられる。
【0022】次に、図5を参照する。図5は、エンジン
の全燃料システムを制御するためのフロ−チャ−トを示
している。ステップ100において、ECU32が一体
型センサ50からエンジンの空燃比を表す信号Vo(A
/F)を読み込む。また、ステップ100においては、
スロットル位置(α)、運転者要求位置(αD)および
冷却液温度(TC)も読み込まれる。その後、ステップ
100は、ステップ102に進む。
の全燃料システムを制御するためのフロ−チャ−トを示
している。ステップ100において、ECU32が一体
型センサ50からエンジンの空燃比を表す信号Vo(A
/F)を読み込む。また、ステップ100においては、
スロットル位置(α)、運転者要求位置(αD)および
冷却液温度(TC)も読み込まれる。その後、ステップ
100は、ステップ102に進む。
【0023】ステップ102において、そのプログラム
は、エンジンがクランキングしているかを決定する。も
しクランキングしていない場合には、ステップ102は
ステップ104に進み、そこで、RPMを予め決められ
たしきい値RPMTHと比較する。エンジンの回転数rp
mが、しきい値RPMTHよりも小さい場合には、ステッ
プ104からステップ100に進み、上述の手順が繰り
返される。
は、エンジンがクランキングしているかを決定する。も
しクランキングしていない場合には、ステップ102は
ステップ104に進み、そこで、RPMを予め決められ
たしきい値RPMTHと比較する。エンジンの回転数rp
mが、しきい値RPMTHよりも小さい場合には、ステッ
プ104からステップ100に進み、上述の手順が繰り
返される。
【0024】逆に、エンジンがクランキングしている場
合には、ステップ102からステップ106に進み、そ
こで、コ−ルドクランキング(cold cranking)状態にな
っているかを決定する。コ−ルドクランキング状態にな
っている場合には、ステップ106からステップ108
に進み、そこで、スロットル位置アルファが予め設定さ
れた値αクランクに設定される。同様に、エンジンの比例値
20(図1)のデュ−ティサイクルを表す変数GV%
が、予め設定された値GV%コ-ルドに設定される。ステ
ップ108は、ステップ104に進む。
合には、ステップ102からステップ106に進み、そ
こで、コ−ルドクランキング(cold cranking)状態にな
っているかを決定する。コ−ルドクランキング状態にな
っている場合には、ステップ106からステップ108
に進み、そこで、スロットル位置アルファが予め設定さ
れた値αクランクに設定される。同様に、エンジンの比例値
20(図1)のデュ−ティサイクルを表す変数GV%
が、予め設定された値GV%コ-ルドに設定される。ステ
ップ108は、ステップ104に進む。
【0025】逆に、ウォ−ムクランキング(warm cranki
ng)状態にある場合には、ステップ106からステップ
110に進む。ステップ110では、スロットル位置α
が定数αクランクに設定される。しかし、ステップ108と
は異なり、ステップ110では、デュ−ティサイクルG
V%が予め設定された定数GV%ウォ-ムに設定される。そ
の後、ステップ108はステップ104に進む。
ng)状態にある場合には、ステップ106からステップ
110に進む。ステップ110では、スロットル位置α
が定数αクランクに設定される。しかし、ステップ108と
は異なり、ステップ110では、デュ−ティサイクルG
V%が予め設定された定数GV%ウォ-ムに設定される。そ
の後、ステップ108はステップ104に進む。
【0026】エンジンが始動され、RPMがしきい値R
PMTHよりも大きいものと仮定する。ステップ104か
らステップ112に進み、そこで、コ−ルド始動状態が
与えられているか決定される。そうである場合には、ス
テップ112からステップ114に進み、そこで、スロ
ットル位置アルファが予め設定された値αCアイドルに設定
される。また、ステップ114においては、変数GV%
が定数GV%Cアイドルに設定される。
PMTHよりも大きいものと仮定する。ステップ104か
らステップ112に進み、そこで、コ−ルド始動状態が
与えられているか決定される。そうである場合には、ス
テップ112からステップ114に進み、そこで、スロ
ットル位置アルファが予め設定された値αCアイドルに設定
される。また、ステップ114においては、変数GV%
が定数GV%Cアイドルに設定される。
【0027】逆に、コ−ルド始動状態が与えられていな
い場合には、ステップ112からステップ116に進
み、そこで、ウォ−ム始動状態が与えられているか決定
される。そうである場合には、ステップ116からステ
ップ118に進み、そこで、スロットル位置アルファが
定数αWアイドルに、デュ−ティサイクルGV%がGV%
Wアイドルに設定される。
い場合には、ステップ112からステップ116に進
み、そこで、ウォ−ム始動状態が与えられているか決定
される。そうである場合には、ステップ116からステ
ップ118に進み、そこで、スロットル位置アルファが
定数αWアイドルに、デュ−ティサイクルGV%がGV%
Wアイドルに設定される。
【0028】ウォ−ムまたはコ−ルド始動状態のいずれ
も与えられていない場合、またはスロットル位置αおよ
びデュ−ティサイクルGV%変数がステップ114およ
びステップ118によって設定された後、プログラムが
ステップ120に進み、そこで、スロットル要求位置α
Dがゼロに等しいか決定される。そうである場合には、
ステップ120からステップ100に進み、上述の手順
が繰り返される。そうでない場合、すなわちスロットル
が少なくともわずかに押し下げられたことを示している
場合、ステップ120からステップ122に進む。
も与えられていない場合、またはスロットル位置αおよ
びデュ−ティサイクルGV%変数がステップ114およ
びステップ118によって設定された後、プログラムが
ステップ120に進み、そこで、スロットル要求位置α
Dがゼロに等しいか決定される。そうである場合には、
ステップ120からステップ100に進み、上述の手順
が繰り返される。そうでない場合、すなわちスロットル
が少なくともわずかに押し下げられたことを示している
場合、ステップ120からステップ122に進む。
【0029】ステップ122において、プログラムは、
スロットル位置の変化がゼロよりも大きい、すなわちス
ロットルがさらに押し下げられているかを決定する。も
しそうである場合には、ステップ122からステップ1
24に進み、そこで、ワイアサ−ボ機構30(図1)に
よる駆動によって決定される通りスロットル位置αが、
スロットル要求位置αDとエンジンRPMの関数として
設定される。ステップ124ではまた、ガス弁のデュ−
ティサイクルが予め設定された定数GV%運行に設定さ
れる。
スロットル位置の変化がゼロよりも大きい、すなわちス
ロットルがさらに押し下げられているかを決定する。も
しそうである場合には、ステップ122からステップ1
24に進み、そこで、ワイアサ−ボ機構30(図1)に
よる駆動によって決定される通りスロットル位置αが、
スロットル要求位置αDとエンジンRPMの関数として
設定される。ステップ124ではまた、ガス弁のデュ−
ティサイクルが予め設定された定数GV%運行に設定さ
れる。
【0030】スロットルが押し下げられていない場合に
は、ステップ122からステップ126に進み、そこで
スロットル押し下げの変化が、スロットルが開放されよ
うとしていることを示すゼロよりも小さいか決定され
る。もし、そうであれば、ステップ126からステップ
128に進み、そこでワイアサ−ボ機構30による駆動
によるスロットル位置αが、スロットル要求位置αDと
エンジンRPMの関数として設定される。ガス弁のデュ
−ティサイクルGV%もまた、定数GV%減速に設定さ
れる。
は、ステップ122からステップ126に進み、そこで
スロットル押し下げの変化が、スロットルが開放されよ
うとしていることを示すゼロよりも小さいか決定され
る。もし、そうであれば、ステップ126からステップ
128に進み、そこでワイアサ−ボ機構30による駆動
によるスロットル位置αが、スロットル要求位置αDと
エンジンRPMの関数として設定される。ガス弁のデュ
−ティサイクルGV%もまた、定数GV%減速に設定さ
れる。
【0031】スロットル位置が一定のままでゼロよりも
大きい場合には、ステップ126からステップ100に
進み、そこで上述の手順が繰り返される。
大きい場合には、ステップ126からステップ100に
進み、そこで上述の手順が繰り返される。
【0032】
【発明の効果】上述のことから、燃料管理システムと一
緒の一体型空燃比センサ50は、従前の装置よりも多く
の利点を有する。そのような利点の1つは、一体型セン
サ50はコンパクトな構造を与えるとともに、エンジン
の燃焼前にエンジンの空燃比の高速フォワ−ド計算を与
えることにある。したがって、空燃比センサ50が、特
にスロットルの位置を制御するためのワイアサ−ボ機構
30による駆動を利用しているワイアシステムによる駆
動とともに使用されるときには、燃焼が例えば理論混合
点(CNGに対する空燃比が17)などの予め選択され
た点に、またはその近くに維持され、減速やアイドリン
グなどの予め選択されたエンジン運転状態中のエンジン
放出物を低減する。
緒の一体型空燃比センサ50は、従前の装置よりも多く
の利点を有する。そのような利点の1つは、一体型セン
サ50はコンパクトな構造を与えるとともに、エンジン
の燃焼前にエンジンの空燃比の高速フォワ−ド計算を与
えることにある。したがって、空燃比センサ50が、特
にスロットルの位置を制御するためのワイアサ−ボ機構
30による駆動を利用しているワイアシステムによる駆
動とともに使用されるときには、燃焼が例えば理論混合
点(CNGに対する空燃比が17)などの予め選択され
た点に、またはその近くに維持され、減速やアイドリン
グなどの予め選択されたエンジン運転状態中のエンジン
放出物を低減する。
【0033】エンジンの燃焼を実質的に理論混合点に維
持することによって得られる低放出物に加えて、本発明
のシステムによれば良好な燃料経済性も達成される。さ
らに、ワイアシステムによる駆動によって、アイドル速
度弁が不要とされる。ワイアシステムによる駆動はま
た、クル−ズコントロ−ルおよびトラクションコントロ
−ルを容易にさせる。
持することによって得られる低放出物に加えて、本発明
のシステムによれば良好な燃料経済性も達成される。さ
らに、ワイアシステムによる駆動によって、アイドル速
度弁が不要とされる。ワイアシステムによる駆動はま
た、クル−ズコントロ−ルおよびトラクションコントロ
−ルを容易にさせる。
【0034】さらに、質量エアフロ−センサおよびガス
フロ−センサは、同一のハウジング内に収納されている
ので、エアと燃料間に熱伝達が生ずる。動作的には、ガ
スがエアを冷却する一方で、エアがガスを温める。冷た
いエアにより、エンジンに供給されるエア量が増し、エ
ンジン効率が良くなる。
フロ−センサは、同一のハウジング内に収納されている
ので、エアと燃料間に熱伝達が生ずる。動作的には、ガ
スがエアを冷却する一方で、エアがガスを温める。冷た
いエアにより、エンジンに供給されるエア量が増し、エ
ンジン効率が良くなる。
【0035】本発明のさらなる利点は、センサ50がエ
ンジンの空燃比を表す出力信号を、従来知られている酸
素センサのように遅れ時間を持つことなくリアルタイム
に与えることにある。センサ自体の回路内の空燃比の計
算によって、ECUによる空燃比の計算の必要性がなく
なる。
ンジンの空燃比を表す出力信号を、従来知られている酸
素センサのように遅れ時間を持つことなくリアルタイム
に与えることにある。センサ自体の回路内の空燃比の計
算によって、ECUによる空燃比の計算の必要性がなく
なる。
【図1】本発明の好適な実施例を示す概略図である。
【図2】本発明の一体型センサの好適な実施例を示す分
解図である。
解図である。
【図3】本発明の好適な実施例の一部を表している回路
図である。
図である。
【図4】図3の回路のフローチャートである。
【図5】本発明の好適な実施例の燃料管理システムの動
作を表しているフローチャートである。
作を表しているフローチャートである。
10 内燃エンジン
12 吸入路
14 排気路
16 気体燃料源
18 燃料(ガス)供給路
20 デューティ弁
22 エア吸入路
24 エアクリーナ
26 混合室
28 スロットル弁
30 ワイアサーボ機構
32 ECU
34 スロットル位置センサ
36 回転RPMセンサ
38 ノックセンサ
40 冷却液温度センサ
50 一体型空燃比センサ
52 ハウジング
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所
F02D 41/14 310 D
45/00 366 B
368 F
F02M 21/02 311 A
Claims (12)
- 【請求項1】 空気吸入路手段を持つ燃料供給システム
を有する気体燃料内燃エンジンの一体型空燃比センサで
あって、上記センサが、 ハウジングと、 上記ハウジング内に収容され、質量エアフローセンサを
通るエアフローの質量を表す第1の出力信号を与える当
該質量エアフローセンサと、 上記ハウジング内に収容され、質量ガスフローセンサを
通るガスフローの質量を表す第2の出力信号を与える当
該質量ガスフローセンサと、 上記ハウジングを燃料供給システム内に取り付け、上記
質量エアフローセンサをエア吸入路手段と流体的に直列
接続し、さらに上記質量ガスフローセンサをガス吸入路
手段と流体的に直列接続するための取付手段と、 上記第1および第2の出力に応答し、燃料システムの空
燃比を表す第3の出力信号を計算し、発生するための手
段と、を備えていることを特徴とする一体型空燃比セン
サ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の一体型空燃比センサに
おいて、上記質量エアフローセンサが熱線センサである
ことを特徴とする一体型空燃比センサ。 - 【請求項3】 請求項1に記載の一体型空燃比センサに
おいて、上記質量ガスフローセンサが熱線センサである
ことを特徴とする一体型空燃比センサ。 - 【請求項4】 請求項1に記載の一体型空燃比センサに
おいて、上記計算手段がマイクロプロセッサを備えてい
ることを特徴とする一体型空燃比センサ。 - 【請求項5】 請求項4に記載の一体型空燃比センサに
おいて、上記マイクロプロセッサが上記ハウジング上に
取り付けられていることを特徴とする一体型空燃比セン
サ。 - 【請求項6】 請求項1に記載の一体型空燃比センサに
おいて、上記質量エアフローセンサおよび上記質量ガス
フローセンサは、それらのセンサが互いに熱的に導通す
るように一緒に堅固に取り付けられていることを特徴と
する一体型空燃比センサ。 - 【請求項7】 請求項1に記載の一体型空燃比センサに
おいて、上記エンジンがスロットル弁および燃料管理シ
ステムを有し、上記燃料管理システムが、第3の出力信
号を受信しかつスロットル位置信号を発生するための手
段であって、上記スロットル制御位置に応答して上記ス
ロットル弁の位置を制御するための手段を有するスロッ
トル位置信号発生手段を備えていることを特徴とする一
体型空燃比センサ。 - 【請求項8】 請求項7に記載の一体型空燃比センサに
おいて、さらにスロットルの位置を表す出力信号を上記
燃料管理システムへの入力信号として与えるスロットル
位置センサを備えていることを特徴とする一体型空燃比
センサ。 - 【請求項9】 請求項7に記載の一体型空燃比センサに
おいて、上記燃料管理システムがガス吸入路手段を通る
ガスフローの質量を制御するための可変ガス弁、および
エア吸入路手段を通るエアフローの質量を制御するため
の可変エア弁を備えており、上記燃料管理システムが、
予め選択されたエンジン状態の関数として上記弁の位置
を制御するための出力信号を上記弁に与えることを特徴
とする一体型空燃比センサ。 - 【請求項10】 請求項9に記載の一体型空燃比センサ
において、上記燃料管理システムが、予め選択されたエ
ンジン運転状態中、実質的に予め選択された空燃比にエ
ンジン燃焼を維持するために、上記弁への出力信号を発
生するための手段を備えていることを特徴とする一体型
空燃比センサ。 - 【請求項11】 請求項10に記載の一体型空燃比セン
サにおいて、上記予め選択されたエンジン運転状態がア
イドリング運転状態を含んでいることを特徴とする一体
型空燃比センサ。 - 【請求項12】 請求項10に記載の一体型空燃比セン
サにおいて、上記予め選択されたエンジン運転状態が減
速運転状態を含んでいることを特徴とする一体型空燃比
センサ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/172,748 | 1993-12-27 | ||
US08/172,748 US5355855A (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Integrated feed forward air/fuel ratio sensor for gaseous fuel engines |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH084564A true JPH084564A (ja) | 1996-01-09 |
JP3104734B2 JP3104734B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=22629050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06324829A Expired - Fee Related JP3104734B2 (ja) | 1993-12-27 | 1994-12-27 | 気体燃料内燃エンジン用の一体型空燃比センサ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5355855A (ja) |
JP (1) | JP3104734B2 (ja) |
DE (1) | DE4446903C2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
EP1264976B1 (en) * | 1994-06-29 | 2004-05-12 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Control system for internal combustion engines |
US5595163A (en) * | 1995-06-06 | 1997-01-21 | Hitachi America, Ltd. | Apparatus and method for controlling the fuel supply of a gas-fueled engine |
US5596969A (en) * | 1995-10-02 | 1997-01-28 | Cummins Engine Company, Inc. | Flow conditioning gas mass sensor |
US5904131A (en) * | 1995-12-28 | 1999-05-18 | Cummins Engine Company, Inc. | Internal combustion engine with air/fuel ratio control |
US8140358B1 (en) | 1996-01-29 | 2012-03-20 | Progressive Casualty Insurance Company | Vehicle monitoring system |
US8090598B2 (en) | 1996-01-29 | 2012-01-03 | Progressive Casualty Insurance Company | Monitoring system for determining and communicating a cost of insurance |
US5692478A (en) * | 1996-05-07 | 1997-12-02 | Hitachi America, Ltd., Research And Development Division | Fuel control system for a gaseous fuel internal combustion engine with improved fuel metering and mixing means |
DE19632631A1 (de) * | 1996-08-13 | 1998-02-19 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zur Regelung des Verhältnisses der Brennstoff- und Luftanteile des Betriebsgemisches einer Brennkraftmaschine |
DE19728349A1 (de) * | 1997-07-03 | 1999-01-07 | Telefunken Microelectron | Sensoranordnung und Motorsteuerungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor |
US6568261B1 (en) | 2000-10-16 | 2003-05-27 | Hitachi America, Ltd. | Hot wire gas flow sensor |
US7131431B1 (en) * | 2003-03-24 | 2006-11-07 | Econtrols, Incorporated | Electronic pressure regulator |
US20080243321A1 (en) | 2005-02-11 | 2008-10-02 | Econtrols, Inc. | Event sensor |
US9052717B1 (en) | 2004-02-11 | 2015-06-09 | Enovation Controls, Llc | Watercraft speed control device |
US9207675B1 (en) | 2005-02-11 | 2015-12-08 | Enovation Controls, Llc | Event sensor |
US9916625B2 (en) | 2012-02-02 | 2018-03-13 | Progressive Casualty Insurance Company | Mobile insurance platform system |
US9938933B2 (en) * | 2015-08-28 | 2018-04-10 | General Electric Company | Fuel system for a combustion engine |
CN105781759B (zh) * | 2016-05-12 | 2019-06-25 | 华北水利水电大学 | 一种氢燃料内燃机喷射***的控制方法及装置 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3933135A (en) * | 1974-05-01 | 1976-01-20 | Zillman Jack H | Electronic controlled manifold injection system |
JPS5430319A (en) * | 1977-08-10 | 1979-03-06 | Nissan Motor Co Ltd | Electronic control internal combustion engine |
US4284053A (en) * | 1978-04-24 | 1981-08-18 | Autotronic Controls Corp. | Electronic engine control |
US4301779A (en) * | 1979-02-21 | 1981-11-24 | Teledyne Industries, Inc. | Engine fuel mixture control system |
US4372278A (en) * | 1980-10-20 | 1983-02-08 | Smith Rodney D | High temperature and high pressure fuel injection apparatus for internal combustion engines |
US4838295A (en) * | 1986-08-21 | 1989-06-13 | Airsensors, Inc. | System for controlling mass flow rates of two gases |
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CA1326794C (en) * | 1989-09-29 | 1994-02-08 | Ortech Corporation | Flow control system |
US5085576A (en) * | 1990-07-10 | 1992-02-04 | Honeywell Inc. | Apparatus and method for detecting leaks in a system for delivering gaseous fuel |
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US5251602A (en) * | 1991-04-20 | 1993-10-12 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Fuel supply system for gas-fueled engine |
US5203305A (en) * | 1991-09-11 | 1993-04-20 | Porter Fred C | Apparatus and methods for converting conventionally fueled engines to operate on an alternative fuel |
US5237981A (en) * | 1992-02-21 | 1993-08-24 | Pas, Inc. | Fuel injection apparatus for vehicles |
-
1993
- 1993-12-27 US US08/172,748 patent/US5355855A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-12-27 DE DE4446903A patent/DE4446903C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-27 JP JP06324829A patent/JP3104734B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4446903A1 (de) | 1995-06-29 |
US5355855A (en) | 1994-10-18 |
DE4446903C2 (de) | 1998-07-09 |
JP3104734B2 (ja) | 2000-10-30 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |