(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イグニッションをオンにした時の燃料供給ラインの燃料圧力、燃料供給ラインの燃料温度、冷却水温度、吸入空気温度を検出する段階と、
予め設定された燃料組成モデリング条件が満たされるか否かを判断するモデリング条件判断段階と、
設定された時間間隔で燃料供給ラインの燃料温度及び燃料圧力を検出する段階と、
前記予め設定された燃料組成モデリング条件が満たされる場合、前記検出された燃料供給ラインの燃料温度及び燃料圧力に基づいて、タンクの燃料温度及び燃料圧力を算出するタンク内燃料温度／燃料圧力比の算出段階と、
前記タンクの燃料温度及び燃料圧力に基づいて、予め設定された飽和蒸気圧線図データから燃料組成を算出する段階とからなり、
前記タンク内燃料温度／燃料圧力比の算出段階は、設定された時間間隔で設定された回数検出された燃料供給ラインの燃料圧力の平均圧力を計算する段階と、
設定されたタンク内燃料温度／燃料圧力比の算出条件が満たされるか否かを判断する算出条件判断段階と、
前記設定されたタンク内燃料温度／燃料圧力比の算出条件が満たされる場合、現在の燃料供給ラインの燃料温度をタンクの燃料温度として設定し、前記平均圧力から圧力レギュレーターの制御圧力を引いた値をタンクの燃料圧力として設定する段階と、
からなることを特徴とするＬＰＩ車両の燃料組成モデリング方法。
【請求項２】
前記予め設定された燃料組成モデリング条件は、イグニッションをオンにした時の燃料供給ライン内の燃料温度と冷却水温度との差、イグニッションをオンにした時の燃料供給ラインの燃料温度と吸入空気温度との差、及びイグニッションをオンにした時の冷却水温度と吸入空気温度との差が設定値未満であることを特徴とする請求項１に記載のＬＰＩ車両の燃料組成モデリング方法。
【請求項３】
前記算出条件の判断段階は、現在検出される燃料供給ライン内の燃料温度と前記イグニッションをオンにした時の燃料供給ライン内の燃料温度との差が、設定値以上である場合には、前記タンク内燃料温度／燃料圧力比の算出条件が満たされないと判断することを特徴とする請求項１に記載のＬＰＩ車両の燃料組成モデリング方法。
【請求項４】
前記算出条件の判断段階は、現在検出される燃料供給ライン内の燃料温度と前記イグニッションをオンにした時の燃料供給ライン内の燃料温度との差が、設定値以上である場合、燃料ポンプの回転速度が設定された速度以上である場合、あるいは前記計算された燃料圧力の平均圧力と以前の段階で計算された燃料圧力の平均圧力との差が設定値より大きな場合には、前記タンク内燃料温度／燃料圧力比の算出条件が満たされないと判断することを特徴とする請求項１に記載のＬＰＩ車両の燃料組成モデリング方法。
【請求項５】
ＬＰＧ燃料を保存するタンクと、前記タンク内に配置され、ＬＰＧ燃料を圧出する燃料ポンプと、燃料供給ラインを通じて前記燃料ポンプに連通され、圧縮されたＬＰＧ燃料を吸気系統に噴射する燃料インジェクターと、前記燃料インジェクターと前記タンクとを連通する燃料リターンラインに配置される圧力レギュレーターと、一つ以上のエンジン作動パラメーターを検出して該当する信号を生成するエンジン作動パラメーター検出部と、前記エンジン作動パラメーター検出部の信号を受信してタンク内のＬＰＧ燃料の組成を検出する制御ユニットとを含むＬＰＩ車両の燃料組成モデリング装置において、
前記制御ユニットは、イグニッションをオンにした時の燃料供給ライン内の燃料圧力、燃料供給ライン内の燃料温度、冷却水温度、吸入空気温度を検出する段階と、
予め設定された燃料組成モデリング条件が満たされるか否かを判断するモデリング条件判断段階と、
設定された時間間隔で燃料供給ラインの燃料温度及び燃料圧力を検出する段階と、
前記検出された燃料供給ライン内の燃料温度及び燃料圧力に基づいて、タンク内の燃料温度及び燃料圧力を算出するタンク内の燃料温度／燃料圧力比の算出段階と、
前記タンク内の燃料温度及び燃料圧力に基づいて、予め設定された飽和蒸気圧線図データからＬＰＧ燃料組成を算出する段階と、
からなる方法を行うようにプログラムされ、
前記タンク内燃料温度／燃料圧力比の算出段階は、設定された時間間隔で、設定された回数で検出された燃料供給ラインの燃料圧力の平均圧力を計算する段階と、設定された燃料タンク内の燃料温度／燃料圧力比の算出条件が満たされるか否かを判断する算出条件の判断段階と、前記設定された燃料タンク内の燃料温度／燃料圧力比の算出条件が満たされる場合、現在の燃料供給ラインの燃料温度を燃料タンク内の燃料温度として設定し、前記平均圧力から圧力レギュレーターの制御圧力を引いた値を燃料タンクの燃料圧力として設定する段階とを含むことを特徴とするＬＰＩ車両の燃料組成モデリング装置。
【請求項６】
前記エンジン作動パラメーター検出部は、イグニッションキーの作動によって現在の状態がイグニッションオン状態であるのか、エンジン作動状態であるのか、エンジン停止状態であるのかを検出するイグニッション検出器と、前記燃料供給ライン内の燃料圧力を検出する燃料圧力検出器と、前記燃料供給ライン内の燃料温度を検出する燃料温度検出器と、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温度検出器と、吸入空気の温度を検出する吸入空気温度検出器と、前記燃料ポンプの回転速度を検出する燃料ポンプ速度検出器とからなることを特徴とする請求項５に記載のＬＰＩ車両の燃料組成モデリング装置。
【請求項７】
前記予め設定された燃料組成モデリング条件は、イグニッションをオンにした時の燃料供給ライン内の燃料温度と冷却水温度との差、イグニッションをオンにした時の燃料供給ライン内の燃料温度と吸入空気温度との差、及びイグニッションをオンにした時の冷却水温度と吸入空気温度との差が設定値未満であることを特徴とする請求項５に記載のＬＰＩ車両の燃料組成モデリング装置。
【請求項８】
前記算出条件の判断段階は、現在検出される燃料供給ライン内の現在の燃料温度と前記イグニッションをオンにした時の燃料供給ライン内の燃料温度との差が設定値以上である場合には、前記燃料タンク内燃料温度／燃料圧力比の算出条件が満たされないと判断することを特徴とする、請求項５に記載のＬＰＩ車両の燃料組成モデリング装置。
【請求項９】
前記算出条件の判断段階は、現在検出される燃料供給ライン内の現在の燃料温度と前記イグニッションをオンにした時の燃料供給ライン内の燃料温度との差が設定値以上である場合、燃料ポンプの回転速度が設定速度以上である場合、前記計算された平均圧力と以前の段階で計算された平均圧力との差が設定値以上である場合には、前記燃料タンク内燃料温度／燃料圧力比の算出条件が満たされないと判断することを特徴とする、請求項５に記載のＬＰＩ車両の燃料組成モデリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＰＩ車両に係り、より詳しくは、タンクの燃料温度及び燃料圧力を算出して、燃料タンクに充填されているＬＰＧ燃料の組成比を判断する燃料組成モデリング装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＬＰＧ車両に適用されているＬＰＩシステム（ＬＰＧ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ；以下‘ＬＰＩ’とする）は、燃料タンク内に燃料ポンプを装着し、燃料ポンプを駆動することにより燃料を加圧して液体状態を維持させ、インジェクターを通じて算出された燃料量が各々のシリンダーに噴射されるようにするＬＰＧＭＰＩ（Ｌｉｑｕｉｆｉｅｄ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｇａｓ  Ｍｕｌｔｉ  Ｐｏｉｎｔ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）システムを意味する。
【０００３】
上記のＬＰＩを適用した車両は、通常、ガソリン燃料及びＬＰＧ燃料を混用することができるように開発されており、始動時にはガソリン燃料を用いて既存のＭＰＩ（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｏｉｎｔ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）エンジンと同様に運行が維持され、自動的にＬＰＧ燃料の噴射に転換されるようにする方式を適用している。
【０００４】
しかし、ＬＰＧ燃料の場合、液体状態にある燃料が温度上昇または圧力降下によって気体状態に変化すると体積が２５０倍程度に増加するので、エンジン作動中に液体状態にある燃料の状態変化が発生すると、実際に燃焼室に流入される燃料量は１／２５０程度にすぎなくなるため、エンジンが停止することがあるので、走行中（アイドル包含）にエンジンの放射熱によるＬＰＧ燃料の状態変化が発生しないようにタンク内の燃料を加圧して噴射している。
【０００５】
既存のＦＢＭ（Ｆｅｅｄｂａｃｋ  Ｍｉｘｅｒ）タイプのＬＰＧ車両の場合、タンク内燃料の蒸気圧自体によって燃料をエンジンに供給するため、ＬＰＧ燃料の温度が低いほど燃料圧力も低くなり、燃焼室に供給される燃料の供給不足現象が発生して始動性及び加速性を低下させる問題がある。このような問題を解決するための方法として、特公平０８−００９９７８号公報には、ＬＰＧレギュレータ内で減圧、気化されたＬＰＧ燃料の温度を一定に保つ発明が開示されている。
【０００６】
ＬＰＧ燃料は、一般に、Ｃ３  Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ（プロパン）及びＣ４Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ（ブタン）から構成されるが、精油会社では、一般に、プロパン及びブタンの含有量を季節に応じて混合して供給している。
【０００７】
ＬＰＧ燃料の状態変化が発生しやすい夏季にはブタンを１００％にし、状態変化が発生しにくい冬季にはプロパンを３０％にしてブタンを７０％にし、季節の変わり目にはプロパンを１０〜２０％にしてブタンを８０〜９０％にして供給する。
【０００８】
前記のように冬季及び季節の変わり目で組成を異にする理由は、ブタンに比べてプロパンのほうが同一温度で蒸発し易く飽和蒸気圧が高いので、冬季及び季節の変わり目であっても始動性及び運転性が確保できるようにするためである。
【０００９】
つまり、冬季にブタンを１００％にして用いる場合、燃料圧力が低いため燃料の供給不足によって始動性及び加速性が低下するので、これを防止するために、プロパンを特定比率でブタンに混合したＬＰＧ燃料を用いる。
【００１０】
また、ＬＰＧ燃料だけを単独で用いるモノ（Ｍｏｎｏ）ＬＰＩエンジンの場合、始動時及び走行時など全てにＬＰＧ燃料を使用するので、吸入空気量による燃料噴射量及び点火時期のマッチングが行われなければならないが、エンジン始動時には液体状態燃料を基準にした噴射量でマッチングされるのが一般的である。
【００１１】
したがって、液体状態と気体状態が混在している状態では、適切な噴射量の算定が不可能であり、燃料供給ライン内の燃料が完全に液体状態を維持しているか否かを確認する過程が必ず付随する。
【００１２】
燃料供給ライン内のＬＰＧ燃料が液体状態であるか否かを判断するためには、燃料供給ライン内におけるＬＰＧ燃料の温度及び圧力以外に、ＬＰＧ燃料の組成比（つまりブタン及びプロパンの比率）を知らなければならない。ＬＰＧ燃料の組成比は、ＬＰＧ燃料の温度、圧力及び予め設定された飽和蒸気圧データを利用して算出することができる。飽和蒸気圧データは、実験を通じて容易に算出することができる。
【００１３】
したがって、燃料の組成比は常に平衡状態にある燃料タンク内のの燃料及び圧力を求めることによって可能であり、これは燃料タンク内に燃料の温度及び圧力を検出する温度センサー及び圧力センサーを設置して容易に算出することができる。
【００１４】
しかし、燃料タンクに温度センサー及び圧力センサーを設置するのは構造的に容易でなく、また、このようなセンサーの設置は燃料システムの製作費用を大きく増加させる問題点がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような問題点を解決するために発明されたもので、その目的は、始動時点からエンジンのウォーミングアップ（Ｗａｒｍ−Ｕｐ）が完了する前に、燃料タンク内の燃料温度及び燃料圧力のモデリングを通じてタンクに充填されているＬＰＧ燃料の組成比を抽出するようにすることができ、これにより燃料供給ライン内の燃料の液体状態化完了時点を正確に確認して、この時点を燃料供給開始時点に設定することによって始動性を向上させ、ガスインジェクターのリークによる噴射変動を安定化するようにすることにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記のような目的を実現するための本発明によるＬＰＧ燃料組成モデリング方法は、イグニッションをオンにした時の燃料供給ラインの燃料圧力、燃料供給ラインの燃料温度、冷却水温度、吸入空気温度を検出する段階と、予め設定された燃料組成モデリング条件が満たされるか否かを判断するモデリング条件判断段階と、設定された時間間隔で燃料供給ラインの燃料温度及び燃料圧力を検出する段階と、前記予め設定された燃料組成モデリング条件が満たされる場合、前記検出された燃料供給ラインの燃料温度及び燃料圧力に基づいて、タンクの燃料温度及び燃料圧力を算出するタンク内燃料温度／燃料圧力比の算出段階と、前記タンクの燃料温度及び燃料圧力に基づいて、予め設定された飽和蒸気圧線図データから燃料組成を算出する段階とからなり、前記タンク内燃料温度／燃料圧力比の算出段階は、設定された時間間隔で設定された回数検出された燃料供給ラインの燃料圧力の平均圧力を計算する段階と、設定されたタンク内燃料温度／燃料圧力比の算出条件が満たされるか否かを判断する算出条件判断段階と、前記設定されたタンク内燃料温度／燃料圧力比の算出条件が満たされる場合、現在の燃料供給ラインの燃料温度をタンクの燃料温度として設定し、前記平均圧力から圧力レギュレーターの制御圧力を引いた値をタンクの燃料圧力として設定する段階と、からなることを特徴とする。
【００１７】
前記予め設定された燃料組成モデリング条件は、イグニッションをオンにした時の燃料供給ライン内の燃料温度と冷却水温度との差、イグニッションをオンにした時の燃料供給ライン内の燃料温度と吸入空気温度との差、及びイグニッションをオンにした時の冷却水温度と吸入空気温度との差が設定値以下であることが好ましい。
【００１９】
前記算出条件判断段階は、現在検出される燃料供給ライン内の燃料温度と前記イグニッションをオンにした時の燃料供給ラインの燃料温度との差が設定値より大きな場合には、前記タンク内燃料温度／燃料圧力比の算出条件が満たされないと判断するのが好ましい。
【００２０】
また、前記算出条件判断段階は、現在検出される燃料供給ライン内の燃料温度と前記イグニッションをオンにした時の燃料供給ラインの燃料温度との差が設定値より大きい場合、燃料ポンプの回転速度が設定速度以上である場合、前記計算された燃料圧力の平均圧力と以前の段階（ルーチン）で算出された燃料圧力の平均圧力との差が設定された値より大きな場合には、前記燃料タンク内燃料温度／燃料圧力比の算出条件が満たされないと判断するのが好ましい。
【００２１】
本発明によるＬＰＩ車両の燃料組成モデリング装置は、ＬＰＧ燃料を保存するタンクと、前記タンク内に配置され、ＬＰＧ燃料を圧出する燃料ポンプと、燃料供給ラインを通じて前記燃料ポンプに連通され、圧縮されたＬＰＧ燃料を吸気系統に噴射する燃料インジェクターと、前記燃料インジェクターと前記タンクとを連通する燃料リターンラインに配置される圧力レギュレーターと、一つ以上のエンジン作動パラメーターを検出して該当する信号を生成するエンジン作動パラメーター検出部と、前記エンジン作動パラメーター検出部の信号を受信してタンク内のＬＰＧ燃料の組成を検出する制御ユニットとを含むＬＰＩ車両の燃料組成モデリング装置において、前記制御ユニットは、イグニッションをオンにした時の燃料供給ライン内の燃料圧力、燃料供給ライン内の燃料温度、冷却水温度、吸入空気温度を検出する段階と、予め設定された燃料組成モデリング条件が満たされるか否かを判断するモデリング条件判断段階と、設定された時間間隔で燃料供給ラインの燃料温度及び燃料圧力を検出する段階と、前記検出された燃料供給ライン内の燃料温度及び燃料圧力に基づいて、タンク内の燃料温度及び燃料圧力を算出するタンク内の燃料温度／燃料圧力比の算出段階と、前記タンク内の燃料温度及び燃料圧力に基づいて、予め設定された飽和蒸気圧線図データからＬＰＧ燃料組成を算出する段階と、からなる方法を行うようにプログラムされ、前記タンク内燃料温度／燃料圧力比の算出段階は、設定された時間間隔で、設定された回数で検出された燃料供給ラインの燃料圧力の平均圧力を計算する段階と、設定された燃料タンク内の燃料温度／燃料圧力比の算出条件が満たされるか否かを判断する算出条件の判断段階と、前記設定された燃料タンク内の燃料温度／燃料圧力比の算出条件が満たされる場合、現在の燃料供給ラインの燃料温度を燃料タンク内の燃料温度として設定し、前記平均圧力から圧力レギュレーターの制御圧力を引いた値を燃料タンクの燃料圧力として設定する段階とを含むことを特徴とする。
【００２２】
前記エンジン作動パラメーター検出部は、イグニッションキーの作動によって現在の状態がイグニッションのオン状態であるのか、エンジン作動状態であるのか、エンジン停止状態にあるのかを検出するイグニッション検出器と、
前記燃料供給ラインの燃料圧力を検出する燃料圧力検出器と、
前記燃料供給ラインの燃料温度を検出する燃料温度検出器と、
エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温度検出器と、
吸入空気の温度を検出する吸入空気温度検出器と、
前記燃料ポンプの回転速度を検出する燃料ポンプ速度検出器とを含むのが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
図１は、ＬＰＧ燃料組成モデリング装置の構成を簡略に示す構成図である。
図１に示されているように、本発明によるＬＰＩ車両の燃料組成モデリング装置は、エンジン作動パラメーター検出部９０、制御ユニット７０、及び燃料インジェクター８０を含む。
【００２５】
エンジン作動パラメーター検出部９０は、一つ以上のエンジン作動パラメーターを検出して該当する信号を出力し、イグニッション検出器１０、燃料圧力検出器２０、燃料温度検出器３０、冷却水温度検出器４０、吸入空気温度検出器５０、及び燃料ポンプ速度検出器６０を含む。
【００２６】
制御ユニット７０は、マイクロプロセッサー、メモリ、及び入／出力部を含むのが好ましく、以下で説明する本発明のＬＰＩ車両の燃料組成モデリング方法を行うようにプログラムされる。
【００２７】
イグニッション検出器１０は、イグニッションキーの操作による接点選択を感知して、イグニッションオン（ｉｇｎｉｔｉｏｎ  ｏｎ）、エンジン作動状態、エンジン停止状態のうちのどの状態であるかを検出して、該当する信号を制御ユニット７０側に出力する。
【００２８】
燃料圧力検出器２０は、タンクとインジェクターとの間を連通する燃料供給ラインの燃料圧力を検出して、それに対する情報を制御ユニット７０側に出力する。
【００２９】
燃料温度検出器３０は、タンクとインジェクターとの間を連通する燃料供給ラインの燃料温度を検出して、それに対する情報を制御ユニット７０側に出力する。
【００３０】
冷却水温度検出器４０は、冷却水の温度を検出して、それに対する情報を制御ユニット７０側に出力する。
【００３１】
吸入空気温度検出器５０は、吸入マニホールドに流入される空気の温度を検出して、それに対する情報を制御ユニット７０側に出力する。
【００３２】
燃料ポンプ速度検出器６０は、タンクから燃料供給ラインを通じて液体状態の燃料がインジェクターに供給されるようにＬＰＧ燃料を加圧する燃料ポンプの回転速度を検出して、それに対する情報を制御ユニット７０側に出力する。
【００３３】
制御ユニット７０は、前記検出される各種情報を分析した後、燃料組成モデリング条件を満たしているか否かを判断し、モデリング条件が満たされる場合、モデリングを通じてＬＰＧ燃料の組成比を確認して、これに基づいて燃料噴射開始時点を設定する。
【００３４】
燃料インジェクター８０は、前記制御ユニット７０から入力される制御信号によって、燃料噴射を行う。
【００３５】
図３は、本発明のＬＰＧ燃料システムの概略を示したものであり、本発明のＬＰＩ車両の燃料組成モデリング方法が適用されるＬＰＧ燃料システムは、ＬＰＧ燃料を貯蔵するタンク（ｂｏｍｂｅまたは燃料タンク）１０２を含む。
【００３６】
この時の、ＬＰＧ燃料は純粋なブタンガス、又はプロパンガスであるか、ブタンガスにプロパンガスが設定された比率で混ざっているブタン−プロパン混合ガスである。
【００３７】
エンジンの燃焼室にＬＰＧ燃料を供給する間は、タンク１０２内の燃料は液体状態と気体状態とが混在する飽和状態を維持するようになる。
【００３８】
タンク１０２内のＬＰＧ燃料は、燃料ポンプ１０４により圧縮されて燃料供給ライン１０６を通じて燃料インジェクター８０に供給される。
【００３９】
燃料供給ライン１０６に配置される第１遮断バルブ１０８及び第２遮断バルブ１１０を通じて、燃料ポンプ１０４から燃料インジェクター８０に供給される燃料の流れが制御される。前記第１遮断バルブ１０８及び第２遮断バルブ１１０は、通常のソレノイドバルブとすることができる。
【００４０】
一方、燃料インジェクター８０とタンク１０２とを連通する燃料リターンライン１１２が備えられ、この燃料リターンライン１１２には、圧力レギュレーター（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）１１４が配置される。圧力レギュレーター１１４は、燃料インジェクター８０の燃料圧力がタンク１０２内の燃料圧力より設定された圧力だけ高い状態を維持し、この設定された圧力（以下‘圧力レギュレーターの制御圧力’という）は、５バール（ｂａｒ）程度に設定するのが好ましい。
【００４１】
図４は、図３の燃料システムにおける燃料圧力及び燃料温度の状態を示す図であり、同図にてタンク１０２内の▲１▼の状態にある燃料が燃料ポンプ１０４により加圧されて▲２▼の状態になる。この時、▲１▼は飽和蒸気圧線図上の平衡状態であり、▲１▼から▲２▼への変化過程は、温度はほぼ一定で圧力が増加する過程であるといえる。
【００４２】
燃料ポンプ１０４により加圧された燃料は、第１遮断バルブ１０８及び第２遮断バルブ１１０を経る過程（▲３▼及び▲４▼）で圧力が多少減少する。
【００４３】
そして、▲４▼及び▲５▼は、圧力がほぼ一定に維持され、圧力レギュレーター１１４を経ながら燃料圧力が設定された圧力レギュレーターの制御圧力（例えば５バール）だけ減少する。
【００４４】
また、▲２▼から▲６▼までの変化過程では温度変化は非常に小さい（図４では、説明の便宜上、温度差が発生するものとして示した）。つまり、▲１▼の温度と▲６▼の温度とは類似した値を有する。そして、▲４▼と▲５▼との圧力もほぼ一定に維持される。このような理由から、前記燃料圧力検出器２０及び燃料温度検出器３０は、燃料インジェクター８０と圧力レギュレーター１１４との間の燃料リターンライン１１２上に配置されて燃料リターンライン１１２上の燃料圧力及び燃料温度を検出しても差支えない。
【００４５】
そして、燃料ポンプ１０４の回転速度が小さい場合に、▲６▼から▲１▼への変化過程で燃料リターンライン１１２での圧力降下が非常に小さいので、▲６▼の圧力と▲１▼の圧力とは近似した値になる。
【００４６】
本発明のＬＰＩ燃料組成モデリング方法は、タンク１０２内の燃料圧力及び燃料温度（つまり、▲１▼での圧力と温度）に基づいて燃料組成を決定するが、この時、前記のような理由から▲６▼の圧力を▲１▼の圧力と見做し、▲４▼の温度を▲１▼の温度と見做す。
【００４７】
図３で、本発明のＬＰＩ車両の燃料組成モデリング方法が適用される燃料システムを説明したが、本発明のＬＰＩ車両の燃料組成モデリング方法が図３のシステムに多少の変更を加わえた燃料システムにも適用されるのはもちろんである。
【００４８】
前述したような機能を含む本発明の構成で燃料組成モデリングを行う動作について図２を参照しながら説明する。
【００４９】
図２は、ＬＰＧ燃料組成モデリング方法を示すフローチャートである。
エンジンイグニッションオンの要求信号が検出されると、制御ユニット７０は、タンク１０２と燃料インジェクター８０とを連結する燃料供給ライン１０６の燃料圧力（Ｐ＿ＦＵＥＬ＿ＩＧ：イグニッションオン時の燃料圧力）及び燃料温度（Ｔ＿ＦＵＥＬ＿ＩＧ：イグニッションオン時の燃料温度）を検出して、冷却水温度（ＴＣＯ＿ＩＧ：イグニッションオン時の冷却水温度）及び吸入空気温度（ＴＩＡ＿ＩＧ：イグニッションオン時の吸入空気温度）を検出する。
【００５０】
また、イグニッションオン後に、エンジン始動オンの状態が維持されれば、設定された時間間隔で燃料供給ライン１０６の燃料圧力（Ｐ＿ＦＵＥＬ）及び燃料温度（Ｔ＿ＦＵＥＬ）を検出して、冷却水温度（ＴＣＯ）及び吸入空気温度（ＴＩＡ）を検出する（Ｓ１０１）。
【００５１】
本発明による燃料組成モデリング方法を行うために、エンジンが停止した後に十分な時間が経過（エンジンの各部分の温度が均一な状態）したかを判断して、十分な時間が経過したと判断される場合に、本発明の処理手順を実行し、そうでない場合には、処理手順を終了する。
【００５２】
エンジンの各部分の温度が均一であるか否かは、冷却水温度、吸入空気温度、及び燃料供給ラインの燃料温度に基づいて判断することができる。
【００５３】
このために、制御ユニット７０は、イグニッションオン時点の燃料供給ラインの燃料温度（Ｔ＿ＦＵＥＬ＿ＩＧ）とイグニッションオン時点の冷却水温度（ＴＣＯ＿ＩＧ）との差（△Ｔ１）、イグニッションオン時点の燃料供給ラインの燃料温度（Ｔ＿ＦＵＥＬ＿ＩＧ）とイグニッションオン時点の吸入空気温度（ＴＩＡ＿ＩＧ）との差（△Ｔ２）、及びイグニッションオン時点の冷却水温度（ＴＣＯ＿ＩＧ）とイグニッションオン時点の吸入空気温度（ＴＩＡ＿ＩＧ）との差（△Ｔ３）を各々算出する（Ｓ１０２）。
【００５４】
そして、制御ユニット７０は、前記Ｓ１０２段階で求めた差（△Ｔ１、△Ｔ２、及び△Ｔ３）が各々設定された値（ＴＤＥＬ）より小さいかを判断する（Ｓ１０３）。
【００５５】
Ｓ１０３段階で、差（△Ｔ１、△Ｔ２、及び△Ｔ３）が全て前記設定された値（ＴＤＥＬ）より小さいと判断されれば、本発明のモデリング条件が満たされたと見做して次の段階に進み、そうでなければ、本発明による処理手順を終了する。
【００５６】
前記Ｓ１０３段階で、モデリング条件が満たされた状態、つまりエンジン始動後に十分な時間が経過して、冷却水温度、吸入空気温度及び燃料供給ラインの燃料温度が同一乃至は類似した温度範囲を維持する状態であると判断されれば、エンジンのウォーミングアップにより燃料供給ラインの温度が増加したかどうかを確認する。
【００５７】
この確認は、本発明が燃料供給ラインの燃料温度に基づいてタンクの燃料温度を算出するため、エンジンの放射熱によって燃料供給ラインの燃料温度が増加する場合、つまり燃料供給ラインの燃料温度は増加してタンクの燃料温度は増加しない状態では、燃料タンク内の燃料温度の精確な評価ができなくなり、モデリング結果の信頼性が落ちるためである。
【００５８】
エンジンの放射熱による燃料供給ラインの燃料温度の増減程度を判別するために、まず、前記で測定された現在の状態での燃料供給ラインの燃料温度（Ｔ＿ＦＵＥＬ）とイグニッションオン時点の燃料供給ラインの燃料温度（Ｔ＿ＦＵＥＬ＿ＩＧ）との差（△Ｔ）を算出して（Ｓ１０４）、算出された差（△Ｔ）が設定された値（ＴＤＥＬ＿ＦＵＥＬ）以下であるかを判断する（Ｓ１０５）。
【００５９】
前記Ｓ１０５段階で、燃料供給ラインの燃料温度差（△Ｔ）が前記設定された値（ＴＤＥＬ＿ＦＵＥＬ）以下であると判断されれば、圧力レギュレーター１１４とタンク１０２との間の圧力降下が最少の条件を満たしているか否かを確認する。
【００６０】
燃料ポンプ１０４が高速で回転して燃料流量が多くなれば、圧力レギュレーター１１４とタンク１０２との間の圧力降下が大きくなり、モデリング誤差が大きくなるので、最少の燃料流量でモデリングするのが好ましい。
【００６１】
通常、ＬＰＧ車両の燃料システムに用いられる燃料ポンプは、段階別回転速度を有するポンプが用いられ、このような場合に、本発明によるＬＰＧ燃料組成モデリング方法を行うためには、燃料ポンプ１０４は最低速である１速で作動しなければならない。
【００６２】
したがって、制御ユニット７０は、現在の燃料ポンプ１０４の回転速度を検出して、燃料ポンプが最低速である１速で作動しているかを判断する（Ｓ１０６及びＳ１０７）。例えば、燃料ポンプ１０４の１速は、５００ｒｐｍに設定することができる。
【００６３】
一方、燃料ポンプが段階別回転速度を有せずに、連続的な回転数で作動可能な場合であれば、燃料ポンプの回転数を検出して、検出された回転数が設定された回転数未満であるかを判断し、燃料流量が設定された流量以下であるかを判断して、圧力レギュレーター１１４とタンク１０２との間の圧力降下の程度を判断することができる。
【００６４】
前記Ｓ１０７段階で、タンク１０２内の燃料ポンプ１０４の回転速度が１速（好ましくは５００ｒｐｍ）を維持すると判断されれば、燃料圧力の安定化状態を確認する。
【００６５】
燃料圧力の安定化状態の確認は、設定された回数の燃料圧力を検出した後、検出された燃料圧力の平均圧力を算出して、その圧力が一定の状態を維持しているかを検出することによって行う。
【００６６】
つまり、燃料供給ライン１１２の燃料圧力（Ｐｉ：ｉ回目に測定した時の燃料圧力）を設定された回数（Ｎ）検出して、設定された回数の燃料圧力の平均圧力（Ｐ＿ＡＶＧ＝ΣＰｉ／Ｎ）を求める（Ｓ１０８）。
【００６７】
そして、現段階での平均圧力（Ｐ＿ＡＶＧ＿２）と以前の段階での平均圧力（Ｐ＿ＡＶＧ＿１）との差（△Ｐ＿ＡＶＧ）が安定化状態での圧力設定値（Ｐ＿ＳＴＡＢＩＬ）未満であるか否かを判断する（Ｓ１０９）。
【００６８】
前記Ｓ１０９段階で、燃料圧力が安定化状態、つまり平均圧力の差（△Ｐ＿ＡＶＧ）が安定化状態での圧力設定値（Ｐ＿ＳＴＡＢＩＬ）より小さいと判断されれば、現段階の燃料供給ラインの燃料温度（Ｔ＿ＦＵＥＬ）をタンクの燃料温度（Ｔ＿ＢＯＭＢＥ）として設定し、前記燃料供給ラインの燃料圧力の平均圧力（Ｐ＿ＡＶＧ＿２）から圧力レギュレーターの制御圧力（Ｐ＿ＲＥＧ）を引いた値をタンクの燃料圧力（Ｐ＿ＢＯＭＢＥ）として設定する（Ｓ１１０）。
【００６９】
前記設定されたタンクの燃料温度及び燃料圧力に基づいて、制御ユニット７０の照合表に保存されている飽和蒸気圧線図データからＬＰＧ燃料の組成比、つまりプロパン対ブタンの組成比を求める（Ｓ１１１）。飽和蒸気圧線図データは、特定のＬＰＧ燃料組成比（ブタンガス対プロパンガスの比率）で飽和状態になるための温度及び圧力の一連の関係を表わしたデータである。
【００７０】
そして、求められたＬＰＧ燃料の組成比を制御ユニット７０のメモリに保存して終了する（Ｓ１１２）。
【００７１】
こうして、前記のようにタンク内に充填されているＬＰＧ燃料の組成比が確認されて保存されれば、燃料の液体状態化完了時点の正確な確認が行われる状態であるので、適正な燃料噴射開始時点を設定することができる。
【００７２】
バッテリーのリセットが発生する場合には、前記制御ユニット７０のメモリに保存されているモデリングを通じて検出した燃料の組成比データがリセットされてブタン１００％の状態にセッティングされるのが好ましい。
【００７３】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明は、ＬＰＩ車両においてイグニッションオン時点からエンジンのウォーミングアップ（Ｗａｒｍ−Ｕｐ）完了時点前にタンクの燃料温度及び燃料圧力をモデリングすることによって、タンクに充填されているＬＰＧ燃料の組成比を算出する方法及びその装置に関し、ＬＰＧ燃料組成比の算出を通じて正確な燃料噴射開始時点を知ることができるので、始動性及び加速性が向上され、エンジンの安定性が増大し、ガスインジェクターのリークによる噴射変動を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施例によるＬＰＧ燃料組成モデリング装置の構成を概略的に示す構成図である。
【図２】本発明の実施例によるＬＰＧ燃料組成モデリング方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例によるＬＰＧ燃料組成モデリング方法が適用されるＬＰＧ燃料システムの概略図である。
【図４】本発明中の、図３の燃料システムにおけるＬＰＧ燃料の圧力／温度線図である。
【図５】本発明中におけるブタン１００％のＬＰＧ燃料及びブタン／プロパン比が７０：３０のＬＰＧ燃料の飽和蒸気圧線図である。
【符号の説明】
１０      イグニッション検出器
２０      燃料圧力検出器
３０      燃料温度検出器
４０      冷却水温度検出器
５０      吸入空気温度検出器
６０      燃料ポンプ速度検出器
７０      制御ユニット
８０      燃料インジェクター
９０      エンジン作動パラメーター検出部
１０２      タンク
１０４      燃料ポンプ
１０６      燃料供給ライン
１０８      第１遮断バルブ
１１０      第２遮断バルブ
１１２      燃料リターンライン
１１４      圧力レギュレーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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