(57)【要約】【課題】ガソリン代替ＬＰＧ燃料噴射システムについて、高負荷運転時にガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置に入力されるガソリン噴射パルスが補正されていた場合でも、適切なＬＰＧ噴射パルスを算出・生成できるようにする。【解決手段】ガソリン噴射パルスを受信してＬＰＧ噴射パルスを出力するガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置である電子制御ユニット１１ＡとＬＰＧ用のインジェクタ２を増設してなる、ガソリン代替ＬＰＧ噴射システムで実施されるエンジンの燃料供給方法において、その電子制御ユニット１１Ａが、エンジン回転数と吸気管圧力を連続的に検知するものとされ、且つ、検知したエンジン回転数と吸気管圧力を基にガソリン噴射パルスを推定するためのベースマップを記憶しており、エンジンの高負荷運転時に、ベースマップによるガソリン噴射パルスを基準としてＬＰＧ噴射パルスを算出して出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン既設のガソリン噴射システムに、ガソリン噴射制御装置が出力するガソリン噴射パルスを受信して該ガソリン噴射パルスを基準として所定の算出方法でＬＰＧ噴射パルスを算出して出力するガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置と、該ガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置に接続されたＬＰＧ用のインジェクタとを増設してなるガソリン代替ＬＰＧ噴射システムで実施されるエンジンの燃料供給方法において、前記ガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置は、エンジン回転数及び吸気管圧力を連続的に検知するとともに検知した前記エンジン回転数及び吸気管圧力を基に前記ガソリン噴射パルスを推定するためのベースマップを記憶しており、エンジンの高負荷運転時に、前記ベースマップによる前記ガソリン噴射パルスを基準として前記ＬＰＧ噴射パルスを算出して出力することを特徴とするエンジンの燃料供給方法。
【請求項２】
前記ガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置は、検知している前記エンジン回転数又は前記吸気管圧力値の少なくとも一方からエンジンの高負荷運転状態を検知する高負荷運転検知手段を備えており、該高負荷運転検知手段がエンジンの高負荷運転状態を検知している間は、前記ベースマップによるガソリン噴射パルスを基準として前記ＬＰＧ噴射パルスを算出することを特徴とする請求項１に記載したエンジンの燃料供給方法。
【請求項３】
前記ガソリン代替ＬＰＧ燃料噴射システムに配設されるとともに、エンジン回転数検出手段及び吸気管圧力検出手段の出力配線が各々接続され、且つ、請求項１または２に記載したエンジンの燃料供給方法を実行するための制御プログラム及び前記ベースマップが記憶手段に記憶されており、前記燃料供給方法を実施することを特徴とするガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設のガソリン噴射システムをＬＰＧを燃料として使用するガソリン代替ＬＰＧ噴射システムに改造した場合における、エンジンの燃料供給方法及びガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンとは組成・気化性等の特性が異なるＬＰＧ等のガス燃料を火花点火エンジンの燃料に使用することは広く知られている。例えばＬＰＧを使用するものとしては、特開平６−１７７０９号公報などに記載されているように、ＬＰＧを気体の状態にして所定圧力に調整し吸気管路に噴射させ、エンジンに供給する方式が広く普及している。
【０００３】
このようにガソリンとは特性の異なるＬＰＧを、インジェクタから吸気管路に噴射する噴射システムをエンジンに搭載するにあたり、新規のＬＰＧエンジンに対してはエンジン運転状態に応じて最適の燃料供給量を与える噴射量を設定する電子制御装置を使用してインジェクタを制御するように最初からシステムを設計・構築すればよい。
【０００４】
しかしながら、ガソリン噴射システムを搭載している既存のエンジンに対しては、エンジンの運転状態に応じて最適の燃料供給量を与える噴射量としてガソリン噴射システムを構成する電子制御装置に設定されているので、例えば特開２００４―１０８１４８号公報に記載されているように、ガソリン噴射量に基いてこれと同等の混合気を与える燃料噴射量を種々のデータを用いて所定の計算式で算出する、というきわめて簡単な機能をもたせたＬＰＧ用の電子制御装置を増設し、且つ、ＬＰＧ噴射に適した弁口径・ダイナミックレンジをもつ電磁駆動式のインジェクタを使用することにより、既存のガソリン噴射システムをそのまま利用してガソリン代替ＬＰＧ噴射システムを構築することができる。
【０００５】
図４は、このような従来のガソリン代替ＬＰＧ燃料噴射システムの燃料供給装置を搭載した燃料噴射システムの配置図であり、このシステムでは、エンジン１の運転状態を各センサ５〜７で検知してガソリン噴射パルス（ＴｉＧ）を出力するガソリン噴射制御装置としての電子制御ユニット１０と、ガソリン噴射パルス（ＴｉＧ）をＬＰＧ用に補正適合してＬＰＧ噴射パルス（ＴｉＬＰＧ）として各気筒に設けたインジェクタ２へ出力する、ガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置としての電子制御ユニット１１Ｂとを備えている。
【０００６】
このようなガソリン代替ＬＰＧ燃料噴射システムの電子制御ユニット１１Ｂにおいて、ＬＰＧ噴射パルスを算出・生成する方法としては、ガソリン噴射パルス（ＴｉＧ）に対しＬＰＧ独自の補正係数を掛けてＬＰＧ噴射パルス（ＴｉＬＰＧ）を算出するのが通常である。この場合、定常の走行モードではこのような方法でも問題はない。しかし、加速時等のエンジンの高負荷運転時においては、基準であるガソリン噴射パルス（ＴｉＧ）にガソリン噴射制御装置側でガソリン独自の補正が加わってパルス幅が増量されるのが一般的である。
【０００７】
そのため、この増量されたガソリン噴射パルス（ＴｉＧ）を基準として、ガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置においてさらにＬＰＧ独自の補正を加えてＬＰＧ噴射パルス（ＴｉＬＰＧ）が算出されることになる。従って、エンジン高負荷運転時において、増量方向の補正がガソリン噴射制御装置とガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置の両方で行われる結果となり、ＬＰＧ噴射パルス幅が長くなり燃料噴射量が過剰になるという問題がある。しかもこの場合、高負荷運転時は不安定な状況に加え、ガソリン噴射パルス（ＴｉＧ）にどのような補正が加わっているか解らないため、ＬＰＧ噴射パルス（ＴｉＬＰＧ）を適正に補正することが極めて困難な状況となる。
【特許文献１】特開平６−１７７０９号公報
【特許文献２】特開２００４―１０８１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、ガソリン噴射システムを利用したガソリン代替ＬＰＧ燃料噴射システムについて、高負荷運転時に、ガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置に入力されるガソリン噴射パルスが補正されていた場合でも、適切な燃料噴射量を実現するＬＰＧ噴射パルスを算出・生成できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明は、エンジン既設のガソリン噴射システムに、ガソリン噴射制御装置が出力するガソリン噴射パルスを受信しこれを基準として所定の算出方法でＬＰＧ噴射パルスを算出して出力するガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置と、これに接続された電磁駆動式でＬＰＧ用のインジェクタとを増設してなるガソリン代替ＬＰＧ噴射システムで実施されるエンジンの燃料供給方法において、そのガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置が、エンジン回転数と吸気管圧力を連続的に検知するものとされ、且つ、検知したエンジン回転数と吸気管圧力を基にガソリン噴射パルスを推定するためのベースマップを記憶しており、エンジンの高負荷運転時に、ベースマップによるガソリン噴射パルスを基準としてＬＰＧ噴射パルスを算出して出力する、ことを特徴とする。
【００１０】
このような制御をガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置において実行するものとしたことで、エンジンの高負荷運転時にガソリン噴射制御装置側で高負荷運転時用の補正が加わった場合であっても、検知したエンジン回転数と吸気管圧力を基にこのような補正の加わる前のガソリン噴射パルスを推定することができ、これにＬＰＧ用の独自の補正を加えることにより適正なＬＰＧ噴射パルスを算出することができる。
【００１１】
また、この場合、ガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置が、検知しているエンジン回転数又は吸気管圧力値の少なくとも一方からエンジンの高負荷運転状態を検知する高負荷運転検知手段を備えたものとし、この高負荷運転検知手段がエンジンの高負荷運転状態を検知している間は、ベースマップによるガソリン噴射パルスを基準としてＬＰＧ噴射パルスを算出するものとすれば、エンジンの高負荷運転時に的確に対応することができる。
【００１２】
さらに、上述したガソリン代替ＬＰＧ燃料噴射システムに配設されるとともに、エンジン回転数検出手段及び吸気管圧力検出手段の出力配線が各々接続されるものとし、上述したエンジンの燃料供給方法を実行するための制御プログラム及びベースマップが記憶手段に記憶されており、その燃料供給方法を実施することを特徴とするガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置とすれば、これを用いることで容易にガソリン代替ＬＰＧ燃料噴射システムを構築することができる。
【発明の効果】
【００１３】
エンジンの高負荷運転時に、ガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置がベースマップを用いてガソリン噴射パルスを推定してＬＰＧ噴射パルスを算出するものとした本発明によると、高負荷運転によりガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置に入力されるガソリン噴射パルスが補正されていた場合でも、適切な燃料噴射量を実現するＬＰＧ噴射パルスを算出・生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、図面を参照しながら本発明における最良の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、エンジン１既設のガソリン噴射システムに、ガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置としての電子制御ユニット１１Ａと、電磁駆動式でＬＰＧ用のインジェクタ２を増設してなる、ガソリン代替ＬＰＧ噴射システムの配置図を示すものであり、本実施の形態においては、図示しないＬＰＧを充填したボンベの液相部分から延びた図示しない送出管路が、所定の気化手段を経由して複数のインジェクタ２に接続されており、その各インジェクタ２を電子制御ユニット１１Ａが駆動制御する構成である。
【００１６】
本発明は、ガソリン噴射制御装置としての電子制御ユニット１０と図示しないガソリン用インジェクタとを備えたガソリン噴射システムを搭載していた既存のガソリンエンジンを、ＬＰＧエンジンに改造する場合に適用される。そして、電子制御ユニット１０は、クランク角センサ５、スロットル開度センサ６、吸気管圧力センサ７等により検出したエンジン運転状態に基いて、所定の方法により算出したガソリン噴射パルスを出力し、図示しないガソリン用インジェクタをこの駆動信号に応じたデューティサイクルで開閉動作させ、エンジン要求流量のガソリンを噴射してエンジン１に供給して、点火プラグ４を所定のタイミングで点火させるものであって、このこと自体は周知の技術である。
【００１７】
本実施の形態では、ガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置としての電子制御ユニット１１Ａ及びＬＰＧ用のインジェクタ２とが前記のガソリン噴射システムを残置させて増設され、ガソリン代替ＬＰＧ噴射システムを構成する。この場合、図示しないガソリン用インジェクタを撤去してＬＰＧ用のインジェクタ２とつけ替えればよく、電子制御ユニット１０からガソリン用インジェクタに至る気筒毎の信号線をそのまま電子制御ユニット１１Ａにつけ替え接続して、入力信号線とすればよい。
【００１８】
電子制御ユニット１１Ａは、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入出力インターフェース等を備えた汎用の電子制御装置であり、ハードウエアとしては従来のガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置とほぼ同様であるが、そのＲＯＭに以下に述べる本発明のエンジンの燃料供給方法を実行するための制御プログラムを備えている点を特徴としている。また、電子制御ユニット１１Ａには、クランク角センサ５及び吸気管圧力センサ７の出力配線が接続され、エンジン回転数及び吸気管圧力を連続的に検知するようになっている。
【００１９】
電子制御ユニット１１Ａは、図２の機能ブロック図に示す様に、ガソリン噴射制御装置としての電子制御ユニット１０からエンジン運転状態に応じて出力されガソリン噴射パルス線を介して入力したガソリン噴射パルス（ＴｉＧ）に基いて、所定の補正係数（ＫＬＰＧ）を掛けてＬＰＧ噴射パルス（ＴｉＬＰＧ）を算出し、駆動信号線を介して気筒毎にインジェクタ２に出力するものであり、この機能については従来のガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置と同様である。
【００２０】
この機能に加えて、電子制御ユニット１１Ａには、連続的に検知しているエンジン回転数及び／又は吸気管圧力値を用いて、例えばその変動量又は変動率、或いはこれらの組み合わせ等の数値から、予め定めた条件に達した場合にエンジンの高負荷運転状態として判定するプログラムとしての高負荷運転検知手段を備えている。また、電子制御ユニット１１Ａには、図３で示されるような予め実験等で求めた吸気管圧力とエンジン回転数に応じた最適なガソリン噴射パルスのグラフに基づいて作成したベースマップが予め記憶されている。
【００２１】
そして、電子制御ユニット１１Ａが、エンジンの高負荷運転状態と判定した場合に、図２の機能ブロック図に示すように、入力されている実際のガソリン分噴射パルス（ＴｉＧ）を用いるのではなく、検知している吸気管圧力とエンジン回転数をベースマップに適用することにより、高負荷運転に対応するための補正が加わる前のガソリン噴射パルス（ＴｉＧＭＡＰ）を推定し、これを基にＬＰＧ用に補正する独自の補正係数（ＫＬＰＧ）を掛けてＬＰＧ噴射パルス（ＴｉＬＰＧ）を算出し、インジェクタ２に出力するようになっている。
【００２２】
これにより、エンジン高負荷運転時の不安定な状況においても、予め設定したベースマップから最適なガソリン噴射パルスを選択することができ、これを基準とすることにより、従来のガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置で解らなかったガソリン噴射パルスに含まれる高負荷運転に対応するための補正値を除外することができることから、基準となるガソリン噴射パルスが明確となるため、最適なＬＰＧ噴射パルスを算出することが可能なものとなり、過剰な燃料供給を有効に回避することができる。
【００２３】
以上、述べたように、ガソリン噴射システムを利用したガソリン代替ＬＰＧ燃料噴射システムについて、本発明により、高負荷運転時にガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置に入力されるガソリン噴射パルスが補正されていても、適切な燃料噴射量を実現するＬＰＧ噴射パルスを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明における実施の形態及の燃料供給システムの配置図。
【図２】図１の燃料供給システムにおける信号の流れを示す機能ブロック図。
【図３】図１のガソリン代替ＬＰＧ噴射制御装置に記憶されるベースマップの基礎になるグラフ。
【図４】従来例における燃料供給システムの配置図。
【符号の説明】
【００２５】
１  エンジン、２  インジェクタ、５  クランク角センサ、６  スロットル開度センサ、７  吸気管圧力センサ、１０，１１Ａ  電子制御ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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