(57)【要約】【課題】運転者が、動力性能と排気ガス量及び燃費とのどちらを優先させるかをコントロールすることができる燃料切替装置を提供すること。【解決手段】液体燃料と気体燃料とを切り替えて運転可能なエンジン２と、現在のエンジントルク値が燃料切替閾値を超えた場合に、エンジン２に供給する燃料を気体燃料から液体燃料に切り替え、現在のエンジントルク値が燃料切替閾値を下回った場合に、エンジン２に供給する燃料を液体燃料から気体燃料に切り替えるように制御するＥＣＵ３と、現在のエンジントルク値とともに燃料切替閾値を表示する表示部８０と、を備える【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料と気体燃料とを切り替えて運転可能なエンジンを備える車両の燃料切替装置であって、
現在のエンジントルク値が燃料切替閾値を超えた場合に、前記エンジンに供給する燃料を前記気体燃料から前記液体燃料に切り替え、現在のエンジントルク値が前記燃料切替閾値を下回った場合に、前記エンジンに供給する燃料を前記液体燃料から前記気体燃料に切り替えるように制御する制御部と、
現在のエンジントルク値とともに前記燃料切替閾値を表示する表示部と、を備える燃料切替装置。
【請求項２】
現在のエンジントルク値と前記燃料切替閾値との差分が所定値未満になったときに、前記車両の運転者に当該事実を報知する報知部を備える請求項１に記載の燃料切替装置。
【請求項３】
液体燃料と気体燃料とを切り替えて運転可能なエンジンを備える車両の燃料切替装置であって、
現在のドライバ要求トルク値が燃料切替閾値を超えた場合に、前記エンジンに供給する燃料を前記気体燃料から前記液体燃料に切り替え、現在のドライバ要求トルク値が前記燃料切替閾値を下回った場合に、前記エンジンに供給する燃料を前記液体燃料から前記気体燃料に切り替えるように制御する制御部と、
現在のドライバ要求トルク値とともに前記燃料切替閾値を表示する表示部と、を備える燃料切替装置。
【請求項４】
現在のドライバ要求トルク値と前記燃料切替閾値との差分が所定値未満になったときに、前記車両の運転者に当該事実を報知する報知部を備える請求項３に記載の燃料切替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、使用燃料の切換えの決定がなされたときに、車両の乗員に対し、使用燃料の切換えがある旨の報知を行い、この報知後に、使用燃料の切換えを実行する、ことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７７９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、使用燃料の切換えが決定される前に、運転者は使用燃料が切換えられる状況に近づいていることを認識できない。このため、運転者に動力性能を優先したい、あるいは、排気ガス量及び燃費を優先したいという意志があっても、運転者が、動力性能と排気ガス量及び燃費とのどちらを優先させるかをコントロールできない、という課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、運転者が、動力性能と排気ガス量及び燃費とのどちらを優先させるかをコントロールすることができる燃料切替装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明は、液体燃料と気体燃料とを切り替えて運転可能なエンジンを備える車両の燃料切替装置であって、現在のエンジントルク値が燃料切替閾値を超えた場合に、前記エンジンに供給する燃料を前記気体燃料から前記液体燃料に切り替え、現在のエンジントルク値が前記燃料切替閾値を下回った場合に、前記エンジンに供給する燃料を前記液体燃料から前記気体燃料に切り替えるように制御する制御部と、現在のエンジントルク値とともに前記燃料切替閾値を表示する表示部と、を備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
このように、本発明によれば、運転者が、動力性能と排気ガス量及び燃費とのどちらを優先させるかをコントロールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る燃料切替装置の要部の構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例に係る燃料切替装置の表示部の表示例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例に係る燃料切替装置の燃料切替制御処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施の形態に係る燃料切替装置は、液体燃料と気体燃料とを切り替えて運転可能なエンジンを備える車両の燃料切替装置であって、現在のエンジントルク値が燃料切替閾値を超えた場合に、エンジンに供給する燃料を気体燃料から液体燃料に切り替え、現在のエンジントルク値が燃料切替閾値を下回った場合に、エンジンに供給する燃料を液体燃料から気体燃料に切り替えるように制御する制御部と、現在のエンジントルク値とともに燃料切替閾値を表示する表示部と、を備えるよう構成されている。
【００１０】
これにより、本発明の一実施の形態に係る燃料切替装置は、運転者が、動力性能と排気ガス量及び燃費とのどちらを優先させるかをコントロールすることができる。
【実施例】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る燃料切替装置について詳細に説明する。
図１において、本発明の一実施例に係る燃料切替装置を搭載した車両１は、内燃機関型のエンジン２と、制御部としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）３とを含んで構成されている。
【００１２】
エンジン２は、ピストン１０が気筒１１内を２往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行なう４サイクルのエンジンによって構成されている。
【００１３】
なお、本実施例において、エンジン２は、直列４気筒のエンジンによって構成されているものとするが、本発明においては、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジンまたは水平対向６気筒エンジン等の種々の型式のエンジンによって構成されていてもよい。なお、図１に示すエンジン２は、直列に配置された４つの気筒のうちの１つの気筒１１が図示されている。
【００１４】
各気筒１１に収納されたピストン１０は、コネクティングロッド１２を介してクランクシャフト１３に連結されている。コネクティングロッド１２は、ピストン１０の往復動をクランクシャフト１３の回転運動に変換するようになっている。
【００１５】
したがって、エンジン２は、気筒１１内の燃焼室１４で燃料と空気との混合気を燃焼させることによりピストン１０を往復動させ、コネクティングロッド１２を介してクランクシャフト１３を回転させることにより、車両１を駆動させる駆動力を発生するようになっている。
【００１６】
エンジン２の吸気ポート３０には、空気を燃焼室１４に導入するためのインテークマニホールド３１が設けられている。インテークマニホールド３１は、外気を吸入するための吸気管３２に接続されている。すなわち、インテークマニホールド３１は、吸気管３２と各気筒１１の吸気ポート３０とを連通している。
【００１７】
吸気管３２には、エンジン２の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ３３が設けられている。スロットルバルブ３３は、ＥＣＵ３からの指令信号に応じてスロットル開度が制御されることで、エンジン２の吸入空気量を調整するようになっている。スロットルバルブ３３には、スロットルバルブ３３の開度（以下、単に「スロットル開度」という）を検出するスロットル開度センサ３４が設けられている。
【００１８】
エンジン２の排気ポート４０には、燃焼室１４のなかで混合気の燃焼によって発生した排気ガスを車外に排出するためのエキゾーストマニホールド４１が設けられている。エキゾーストマニホールド４１は、排気管４２に接続されている。すなわち、エキゾーストマニホールド４１は、排気管４２と各気筒１１の排気ポート４０とを連通している。
【００１９】
また、エンジン２には、インテークマニホールド３１から燃焼室１４への空気の導入を制御するための吸気バルブ５０と、燃焼室１４からエキゾーストマニホールド４１への排気ガスの排出を制御するための排気バルブ５１と、燃焼室１４内の混合気に点火する点火プラグ５２とが設けられている。
【００２０】
点火プラグ５２は、プラチナやイリジウム合金製の電極を有する公知の点火プラグによって構成されている。点火プラグ５２は、ＥＣＵ３によって電極が通電されることにより放電し、燃焼室１４内の混合気に点火するようになっている。
【００２１】
吸気バルブ５０は、吸気ポート３０と燃焼室１４とを連通または遮断するように開閉されるようになっている。吸気バルブ５０の開閉は、図示しない吸気カムシャフトによって行われるようになっている。
【００２２】
排気バルブ５１は、排気ポート４０と燃焼室１４とを連通または遮断するように開閉されるようになっている。排気バルブ５１の開閉は、図示しない排気カムシャフトによって行われるようになっている。
【００２３】
このエンジン２は、燃焼室１４内に噴射する燃料として、液体燃料のガソリンと気体燃料のＣＮＧ（Compressed Natural Gas、ＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas）でもよい）の２種の燃料から一つが選択されて供給される。エンジン２は、ガソリンタンク６５に貯蔵されるガソリンを燃焼室１４内に供給するガソリン供給系６０と、ガス燃料タンク７８に高圧で貯蔵されるＣＮＧを燃焼室１４内に供給するガス燃料供給系７０とを備えている。
【００２４】
ガソリン供給系６０は、ガソリンインジェクタ６１と、ガソリン用デリバリパイプ６２と、液体燃料供給管６３と、燃料ポンプ６４と、ガソリンタンク６５とを含んで構成される。
【００２５】
燃料ポンプ６４は、ガソリンタンク６５内に常圧状態で貯留されているガソリンを吸引して、液体燃料供給管６３を介してガソリン用デリバリパイプ６２に圧送する。ガソリン用デリバリパイプ６２には、エンジン２の各気筒１１に対応する複数のガソリンインジェクタ６１が連結されている。各ガソリンインジェクタ６１は、吸気ポート３０内にガソリンを噴射する。
【００２６】
ガソリン用デリバリパイプ６２は、燃料ポンプ６４から圧送されたガソリンを、その圧力を保ちながら蓄える。ガソリン用デリバリパイプ６２に蓄えられているガソリンは、ガソリンインジェクタ６１が開弁することにより噴射される。ガソリンインジェクタ６１は、ＥＣＵ３に接続され、ＥＣＵ３の制御により、対応する各吸気ポート３０内へのガソリンの噴射タイミングなどが個別に調整される。
【００２７】
ガス燃料供給系７０は、ガス燃料インジェクタ７１と、ガス燃料用デリバリパイプ７２と、ガス燃料供給管７３と、プレッシャレギュレータ７５と、レギュレータシャットオフバルブ７６と、元弁７７と、ガス燃料タンク７８とを含んで構成される。
【００２８】
ガス燃料供給管７３の一方端にはガス燃料タンク７８が接続されており、ガス燃料供給管７３の他方端にはガス燃料用デリバリパイプ７２が接続されている。ガス燃料タンク７８とガス燃料供給管７３との間には、元弁７７が設けられている。元弁７７は、ＥＣＵ３によって開閉が制御される常閉型の電磁弁により構成される。この元弁７７が閉弁状態である場合、ガス燃料タンク７８内は密閉状態となる。
【００２９】
また、ガス燃料供給管７３のＣＮＧが供給される方向である供給方向の元弁７７よりも下流側には、レギュレータシャットオフバルブ７６、プレッシャレギュレータ７５、が順に設けられている。
【００３０】
レギュレータシャットオフバルブ７６は、ＥＣＵ３によって開閉が制御されるようになっている。元弁７７及びレギュレータシャットオフバルブ７６が開弁状態である場合には、ガス燃料タンク７８内のＣＮＧがガス燃料供給管７３を介してガス燃料用デリバリパイプ７２に供給される。一方、レギュレータシャットオフバルブ７６が閉弁状態になった場合には、ガス燃料用デリバリパイプ７２にＣＮＧが供給されなくなる。
【００３１】
プレッシャレギュレータ７５は、ガス燃料タンク７８から供給されるＣＮＧの圧力、即ち燃圧を減圧させる。このプレッシャレギュレータ７５は、規定の燃圧のＣＮＧがガス燃料用デリバリパイプ７２に供給されるように作動する。ガス燃料用デリバリパイプ７２は、プレッシャレギュレータ７５から供給されたＣＮＧを、その圧力を保ちながら蓄える。
【００３２】
ガス燃料用デリバリパイプ７２には、エンジン２の各気筒１１に対応する複数のガス燃料インジェクタ７１が連結されている。各ガス燃料インジェクタ７１は、インテークマニホールド３１内にＣＮＧを噴射する。なお、インテークマニホールド３１内にＣＮＧを噴射するのは、容積の大きいインテークマニホールド３１内で大量のＣＮＧを吸入空気と混合させるためである。
【００３３】
ガス燃料用デリバリパイプ７２に蓄えられているＣＮＧは、ガス燃料インジェクタ７１が開弁することにより噴射される。ガス燃料インジェクタ７１は、ＥＣＵ３に接続され、ＥＣＵ３の制御により、対応する各インテークマニホールド３１内へのＣＮＧの噴射タイミングなどが個別に制御される。なお、ガス燃料インジェクタ７１が開弁している時間を駆動時間といい、ＥＣＵ３は、ガス燃料インジェクタ７１の駆動時間を制御して、ＣＮＧの噴射量を調整するようになっている。
【００３４】
ＥＣＵ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
【００３５】
このコンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ３として機能させるためのプログラムが格納されている。
【００３６】
すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、このコンピュータユニットは、本実施例におけるＥＣＵ３として機能する。
【００３７】
ＥＣＵ３の入力ポートには、前述したスロットル開度センサ３４、図示しない燃料切替スイッチ等の各種センサ類及びスイッチ類が接続されている。燃料切替スイッチは、運転者などが暖気時や加速時などの運転状況に応じて、手動で使用する燃料の切替操作をする。
【００３８】
ＥＣＵ３の出力ポートには、前述したスロットルバルブ３３、点火プラグ５２、ガソリンインジェクタ６１、燃料ポンプ６４、ガス燃料インジェクタ７１、レギュレータシャットオフバルブ７６、元弁７７、表示部８０、報知部９０等の各種制御対象類が接続されている。
【００３９】
表示部８０は、例えば、インストルメントパネルに設けられ、後述するエンジントルクに関する情報を表示する。報知部９０は、例えば、ブザー等により構成され、各種情報を運転者に報知する。
【００４０】
ＥＣＵ３は、性状の異なる液体燃料と気体燃料とを選択切替してエンジン２の燃焼室１４に供給するように、燃焼室１４内に供給する燃料をガソリンからＣＮＧに、または、ＣＮＧからガソリンに適宜切り替えるようになっている。例えば、ＥＣＵ３は、現在のエンジントルク値が燃料切替閾値を超えた場合に、エンジン２に供給する燃料を気体燃料から液体燃料に切り替え、現在のエンジントルク値が燃料切替閾値を下回った場合に、エンジン２に供給する燃料を液体燃料から気体燃料に切り替える。燃料切替閾値は、気体燃料で供給可能な最大エンジントルク値からマージン分を差し引いた値とするとよい。
【００４１】
ＥＣＵ３は、表示部８０に、現在のエンジントルク値と、燃料切替閾値とを表示させる。ＥＣＵ３は、例えば、図２に示すように、表示部８０に、現在のエンジントルク値と、燃料切替閾値とを表示させる。
【００４２】
図２において、表示部８０は、使用燃料表示部８１と、エンジントルク表示部８２とを備えている。
【００４３】
使用燃料表示部８１は、現在使用している燃料が、液体燃料（図では「Petrol」と表示）であるか気体燃料（図では「CNG」と表示）であるかを、いずれかの表示を点灯させるなどして表示する。
【００４４】
エンジントルク表示部８２は、例えば、エンジントルク値を、最大値まで多段階で表示する。エンジントルク表示部８２には、燃料切替閾値を示す閾値表示部８３と、現在のエンジントルク値を示す現在値表示部８４とが表示される。
【００４５】
なお、エンジントルク値は、使用燃料、スロットル開度、エンジン回転数、燃料温度等のパラメータからなるマップ等で算出できる。
【００４６】
以上のように構成された本実施例に係る燃料切替装置による燃料切替制御処理について、図３を参照して説明する。なお、以下に説明する燃料切替制御処理は、ＥＣＵ３が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。
【００４７】
ステップＳ１において、ＥＣＵ３は、現在使用中の燃料は気体燃料であるか否かを判定する。現在使用中の燃料は気体燃料であると判定した場合、ステップＳ２において、ＥＣＵ３は、気体燃料運転でのエンジントルクＴａとドライバ要求トルクＴｄを演算する。
【００４８】
ステップＳ３において、ＥＣＵ３は、使用燃料とエンジントルクを表示部８０に表示させる。
【００４９】
ステップＳ４において、ＥＣＵ３は、燃料切替閾値−エンジントルク値が所定値Ｘより小さいか否かを判定する。燃料切替閾値−エンジントルク値が所定値Ｘより小さいと判定した場合、ステップＳ５において、ＥＣＵ３は、エンジントルク値が燃料切替閾値に近いことを報知部９０により報知させる。
【００５０】
ステップＳ４において燃料切替閾値−エンジントルク値が所定値Ｘより小さくないと判定した場合、または、ステップＳ５の処理を実行した後、ステップＳ６において、ＥＣＵ３は、エンジントルク値が燃料切替閾値を超えたこと、または、Ｔｄ−Ｔａが所定値Ｙより大きいことが成立したか否かを判定する。エンジントルク値が燃料切替閾値を超えたこと、及び、Ｔｄ−Ｔａが所定値Ｙより大きいことが成立していないと判定した場合、ＥＣＵ３は、処理を終了する。
【００５１】
エンジントルク値が燃料切替閾値を超えたこと、または、Ｔｄ−Ｔａが所定値Ｙより大きいことが成立したと判定した場合、ステップＳ７において、ＥＣＵ３は、使用する燃料を液体燃料に切り替えて、ステップＳ１に処理を戻して、処理を繰り返す。
【００５２】
Ｔｄ−Ｔａが所定値Ｙより大きい場合に、気体燃料から液体燃料に切り替えることで、ドライバ要求トルクが気体燃料でのエンジントルクを所定値超上回った場合に、トルクを上昇させて、ドライバビリティを向上させることができる。
【００５３】
ステップＳ１において現在使用中の燃料は気体燃料でないと判定した場合、ステップＳ８において、ＥＣＵ３は、液体燃料でのエンジントルクＴＬとドライバ要求トルクＴｄを演算する。
【００５４】
ステップＳ９において、ＥＣＵ３は、使用燃料とエンジントルクを表示部８０に表示させる。
【００５５】
ステップＳ１０において、ＥＣＵ３は、エンジントルク値−値燃料切替閾値が所定値Ｘより小さいか否かを判定する。エンジントルク値−値燃料切替閾値が所定値Ｘより小さいと判定した場合、ステップＳ１１において、ＥＣＵ３は、エンジントルク値が燃料切替閾値に近いことを報知部９０により報知させる。
【００５６】
ステップＳ１０においてエンジントルク値−値燃料切替閾値が所定値Ｘより小さくないと判定した場合、または、ステップＳ１１の処理を実行した後、ステップＳ１２において、ＥＣＵ３は、エンジントルク値が燃料切替閾値を下回ったこと、または、Ｔｄ−ＴＬが所定値Ｚより小さいことが成立したか否かを判定する。エンジントルク値が燃料切替閾値を下回ったこと、及び、Ｔｄ−ＴＬが所定値Ｚより小さいことが成立していないと判定した場合、ＥＣＵ３は、処理を終了する。
【００５７】
エンジントルク値が燃料切替閾値を下回ったこと、または、Ｔｄ−ＴＬが所定値Ｚより小さいことが成立したと判定した場合、ステップＳ１３において、ＥＣＵ３は、使用する燃料を気体燃料に切り替えて、ステップＳ１に処理を戻して、処理を繰り返す。
【００５８】
Ｔｄ−ＴＬが所定値Ｚより小さい場合に、液体燃料から気体燃料に切り替えることで、ドライバ要求トルクが液体燃料でのエンジントルクを所定値超下回った場合に、排ガス量と燃料費を抑えることができる。
【００５９】
このように、本実施例では、現在のエンジントルク値とともに燃料切替閾値を表示する表示部８０を備える。
【００６０】
これにより、運転者は、使用燃料が切り替えられる状況に近づいていることを認識することができ、動力性能と排気ガス量及び燃費とのどちらを優先させるかをコントロールすることができる。
【００６１】
また、現在のエンジントルク値と燃料切替閾値との差分が所定値未満になったときに、このことを報知する報知部９０を備える。
【００６２】
これにより、運転者が使用燃料を切り替えられないようにコントロールしやすくすることができる。
【００６３】
なお、本実施例においては、エンジントルク値により燃料の切替や表示部８０の表示、報知部９０により報知を行なったが、エンジントルク値に替えてドライバ要求トルク値により行なってもよい。
【００６４】
この場合、ＥＣＵ３は、現在のドライバ要求トルク値が燃料切替閾値を超えた場合に、エンジン２に供給する燃料を気体燃料から液体燃料に切り替え、現在のドライバ要求トルク値が燃料切替閾値を下回った場合に、エンジン２に供給する燃料を液体燃料から気体燃料に切り替える。
【００６５】
ＥＣＵ３は、表示部８０に、現在のドライバ要求トルク値と、燃料切替閾値とを表示させる。
【００６６】
ＥＣＵ３は、現在のドライバ要求トルク値と燃料切替閾値との差分が所定値Ｘ未満になったときに、ドライバ要求トルク値が燃料切替閾値に近いことを報知部９０により報知させる。
【００６７】
なお、ドライバ要求トルク値は、使用燃料、アクセル開度、エンジン回転数、燃料温度等のパラメータからなるマップ等で算出できる。
【００６８】
このように、現在のドライバ要求トルク値とともに燃料切替閾値を表示するため、運転者は、使用燃料が切り替えられる状況に近づいていることを認識することができ、動力性能と排気ガス量及び燃費とのどちらを優先させるかをコントロールすることができる。
【００６９】
また、現在のドライバ要求トルク値と燃料切替閾値との差分が所定値未満になったときに、このことを報知するため、運転者が使用燃料を切り替えられないようにコントロールしやすくすることができる。
【００７０】
また、本実施例においては、表示部８０の使用燃料表示部８１に現在使用している燃料を表示したが、使用燃料表示部８１は無くてもよい。その理由は、エンジントルク表示部８２の表示により、エンジントルク値（またはドライバ要求トルク値）が燃料切替閾値を下回っていれば気体燃料が使用されており、エンジントルク値（またはドライバ要求トルク値）が燃料切替閾値を超えていれば液体燃料が使用されていることが、運転者に認識可能であるからである。
【００７１】
本実施例では、各種センサ情報に基づきＥＣＵ３が各種の判定や算出を行なう例について説明したが、これに限らず、車両１が外部サーバ等の車外装置と通信可能な通信部を備え、該通信部から送信された各種センサの検出情報に基づき車外装置によって各種の判定や算出が行なわれ、その判定結果や算出結果を通信部で受信して、その受信した判定結果や算出結果を用いて各種制御を行なってもよい。
【００７２】
本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００７３】
１  車両
２  エンジン
３  ＥＣＵ（制御部）
６０  ガソリン供給系
７０  ガス燃料供給系
８０  表示部
８１  使用燃料表示部
８２  エンジントルク表示部
８３  閾値表示部
８４  現在値表示部
９０  報知部
【図１】
2020105945.tif 000003
【図２】
2020105945.tif 000004
【図３】
2020105945.tif 000005