JPH08509793A - エンジンコントロールユニット（ｅｃｕ） - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）は次のような運用パラメーターを操作する。エンジン速度（６０），絞り弁位置（６２），マニフォールド絶対圧力（ＭＡＰ）（６４），ガス圧力（６６），ガス温度（６８），バッテリー電圧（７０），空気温度（７２），エンジンフェーズ（７４），ブースト圧力コントロールバルブ（ＢＰＶＣＶ），フィードバック位置（７６）これらのパラメーターはＥＣＵコントローラーに電気入力信号として送られガス燃料内燃機関（１０）の運転をコントロールする。ＥＣＵコントローラー（２０）は通常エンジン速度（６０），及び絞り弁位置（６２）を基にエンジンの出力比％値（ＰＦＬ）を得る。ＰＦＬは単位なしのエンジンが作り出す又は要求されている負荷又はトルクの大きさを表す指針である。計算で得られたＰＦＬ値（７８）はＥＣＵコントローラー（２０）によってエンジン（１０）のガス供給システムの各シリンダーの噴射器のオン時間（ＩＯＴ）（８０）の計算に使われる。一般的にＰＦＬ値（７８）はエンジン速度（６０）と一緒に使われて必要マニフォールド絶対圧力値（ＭＡＰ）（８２）を計算するのに使われる。この必要ＭＡＰ値（８２）はＰＦＬ値（７８）と一緒に計算に使われ％許容負荷（ＰＡＬ）（８４）の算出に使われる。このＰＡＬ値（８４）はＥＣＵコントローラー（２０）でＩＯＴ（８０）及びエンジンのスパークアドバンス（８８）計算に使う。噴射器を付け正確にＩＯＴを計算する事でＥＣＵは正しい量の燃料のコントロールが出来，各シリンダーに燃料噴射する事でエンジンの全運転範囲において高い性能を引き出す事が出来る。

Description

【発明の詳細な説明】 エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）本発明の分野 この発明はガスを燃料として作動する内燃機関に関し、特に、ターボ過吸機式の ディーゼル式エンジンを変更して製造した、点火式ガス燃料エンジンのエンジン コントロールユニット（ＥＣＵ）に関する物である。本発明の背景 過去においては自然吸引式のディーゼルエンジンを変更して、絞り弁の技術を使 い、例えば天然ガス等のガス燃料を使えるようにする方法が通常であった。しか しながら特に圧縮された天然ガス（ＣＮＧ）を使った場合、絞り弁に問題があっ た。また、ターボ過吸器付きのディーゼルエンジンが出現し、エンジンに特に圧 力がかかって来るために、更に問題が出てきた。 十分に満たされているＣＮＧガスボンベから圧力調整弁を通過して出てきた時点 ではその温度が−４０度Ｃにも下がる事が分かっている。ガス絞り弁はその燃料 ガスの調整を重量（即ち熱量）ではなく容積を基に調整しているため、燃料をエ ンジンに過剰に供給しがちである。この様な絞り弁の性質は自然吸引式でもター ボ過吸されたエンジンでも影響を及ぼす。 また吸入部マニフォールドの設計上の形状及び絞り弁の位置のためシリンダーに よっては燃料過剰または不足の状態になる。このため負荷条件によってはシリン ダーにデトネーション爆発が起きる事もある。デトネーションセンサーを使って これをコントロールする事が試みられているが完全に成功しているわけではない 。 またターボ式過吸器付きのエンジンの場合、燃料が自由移動ずる媒体なので、し ぼり弁で性能をコントロールする事が難しい。従って性能を調べる事、また燃料 流量を調整する事も困難で、圧力をあげる事も難しい。 本発明のエンジンコントロールユニットは現存の技術を使った場合のこれらの問 題点の内、１つ以上の問題を克服するために開発した物である。発明の要旨 この発明では、ガスインジェクタを各シリンダーに設置し、ガスを燃料として作 動する内燃機関の運転を調整する機能を提供する。これは以下の方法で実現され る。 エンジンのしぼり弁位置の検出； エンジンの最大出力に対する出力比％値をしぼり弁の位置から計算する； そして上記の出力比％値を基に、各シリンダーの噴射器がオンになっている時間 の計算する。この結果、しぼり弁の位置に比例した、正しい量のガス燃料を注入 し、性能が良くなる。 通常この方式では、エンジン速度を検出し、このエンジン速度のデータを使って 、上記の出力比％の計算をする。そしてこの出力比％及び、エンジン速度を基に 必要な吸入部マニフォールドの必要圧力を計算する事が望ましい。この必要マニ フォールド圧力及び出力比％を基に許容負荷％を計算する。 エンジン吸入マニフォールドに付いているマニフォールドバルブの位置は、出力 比％とエンジン速度を基にしてマニフォールド圧力をコントロールするために決 定される。圧力検出器を使い実際のマニフォールドの圧力を検出する方が効果的 である。ターボ過吸器付きのエンジンの場合は、ブースト圧力調整バルブの場所 は、計算上必要なマニフォールド圧力と実際の検出された圧力との比較結果を基 に決定される事が望ましい。 本発明には、以下に示すように、エンジンコントロールユニットが付属しており 、これには、ガス燃料を使うエンジンの操作をコントロールをするようになって おり、ガス状の燃料を各シリンダーに注入するための噴射器がついている。この システムは以下の部分からなる。 しぼり弁位置検出器：これでエンジンのしぼり弁の位置を検出する 上記のしぼり弁の位置を基に、出力比％を計算し、そしてその出力比％を基にし た各シリンダーの噴射器のオンの時間を計算するプロセッサーがある。この結果 、しぼり弁の位置に応じて各シリンダーに正しい量のガス状燃料が送り込まれ、 エンジンの性能が向上する。 またシステムにはエンジン速度検出器があり、エンジンの速度を検出する。先に あげたプロセッサーは、このエンジン速度を基に出力比％を計算する。この出力 ％とエンジン速度を基に、マニフォールドの絶対圧力を計算する事が望ましい。 またシステムにはエンジンに送られるガス状燃料の圧力及び温度を検出するため の温度計、圧力計が付いている。前記プロセッサーはガスの圧力と温度を基に噴 射器のオンの時間を計算している。図面の概略説明 本発明の内容を理解する為にＥＣＵの望ましい形状に付いて例を用いて添付の図 面の説明を進める。図面には次が説明してある。 図１はガス燃料方式の内燃機関エンジンを機能毎に分けたブロック図で、本発明 で説明したＥＣＵを見せている。 図２は本発明によるＥＣＵの動きを流れ図で示している。 図３は本発明に基づき改造し、ディーゼルエンジンと改造無しのエンジンを図式 に示し相体的な性能の効率の違いを示す。図は性能を負荷とエンジン速度の関数 うとして表している。 図４はＥＣＵによってコントロールされた噴射器の開口時間（ＩＯＴ）の変化状 態を３次元チャートで示している。 図５はＥＣＵによってコントロールされたマニフォールドバルブ位置（ＭＶ）の 変化状態を３次元チャートで示している。 図６はＥＣＵによってコントロールされたマニフォールド絶対圧力（ＭＡＰ）の 変化状態を３次元チャートで示している。 図７はＥＣＵによってコントロールされたスパークアドバンス（ＳＡ）の変化状 態を３次元チャートで示している。 図８はエンジン出力比％（ＰＦＬ）とエンジン速度の関係を示す図である。具体的設計の詳細説明 図１の１０で点火式内燃機関を図示する。このエンジン１０は、ガス状の燃料で 作動するように、ガスタンク１４からガス状の燃料をコントロールしながら供給 する、ガス供給システム１２が付いている。ガスは配管１６を通じエンジンの燃 料受け入れ点１８に送られる。このガス供給システムには、各シリンダーにソレ ノイドバルブで作動するガス噴射器が含まれている（図には示されていない）。 ガス供給システム１２は、エンジンコントロールユニットコントローラー２０に より、コントロール線２２を通じてコントロールされている。 ガス供給システム１２のガス噴射器は各シリンダーの吸気サイクル時にガスを順 次供給する。エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）コントローラー２０は点 火コントロール線２４を通じて信号をスパークイグニッションシステム２６に送 り、エンジン 内の空気と混合した燃料に点火し結果的に各シリンダーに拡張サイクルを起こす 。 燃焼を補助する空気は、空気取り入れ口２８、例えばインレットマニフォールド 、及び空気絞り弁３０を通じエンジン１０内に取り込まれる。空気絞り弁３０は 、例えばマニフォールドバルブも含まれ、このバルブはＥＣＵコントローラー２ ０からマニフォールドコントロール線３２を通じて指示を受け、マニフォールド 絶対圧力をコントロールする。またマニフォールドバルブにフィードバックメカ ニズムを付けて（図には示していない）、ＥＣＵコントローラー２０にマニフォ ールドバルブの位置情報をフィードバックとして送る事が望ましい。 空気はターボ過吸器３４とマニフォールドバルブ３０を通じて取り入れ口２８か ら取り込まれる。外気圧の空気は外郎からエアーフィルター３８を通り、空気供 給ダクト３６を通じてターボ過吸器３４に送られる。ターボ過吸器３４は空気の 圧力を外気圧より高くし、マニフォールドバルブ３０を通じてエンジン１０に送 りこむ。センサー４０ａはブーストエアー供給パイプ内の空気温度を認識してこ れをコントロール線４４ａを通じ、ＥＣＵコントローラー２０にフィードバック 信号として送る。センサー４０ｂはマニフォールド空気圧（ＭＡＰ）を認識して これをコントロール線４４ｂを通じ、ＥＣＵコントローラー２０にフィードバッ ク信号として送る。 ブースト圧力コントロールバルブ４６はブーストエアー供給パイプ４２に付けら れエンジン１０に送られる空気のブースト圧力をコントロールする。ブースト圧 力コントロールバルブ４６はＥＣＵコントローラー２０からブースト圧力コント ロール線４８を通じての指示を基にブースト圧力を調整する。ブースト圧力コン トロールバルブ４６はブースト圧力コントロールバルブ４６の動作状況をＥＣＵ コントローラー２０にフィードバック信号として送る様になっている。 具体的な設計ではＥＣＵコントローラー２０への基本入力信号は、エンジン速度 及び絞り弁位置である。エンジン速度はセンサー５０で認識され、ＥＣＵコント ローラー２０へ入力線５２を通じて送られる。センサー５０は通常誘導式（磁石 及びコイル）から成りエンジン１０のフライホイールに付いているリングギア歯 車の近くに置かれている。センサーはエンジン速度に従って変化する電圧と周波 数による波形信号を発生する。実際のエンジン速度はＥＣＵコントローラー２０ により波形信号の中の頂点から谷間までにかかる時間を基に計算している。 絞り弁の位置は絞り弁位置センサー５４によって測定され電気信号として入力線 ５６を通じてＥＣＵコントローラー２０に送られている。絞り弁位置センサー５ ４は、ポテンシオメーターであり、絞り弁やアクセルペダルのリンクに幾何学的 につながれている。通常０ボルトで位置はゼロ、５ボルトで絞り弁最大位置とな っている。 図で示したエンジンは６気筒、３イグニッションコイル式（コイルパック３セッ トで 各セットが２つのスパークプラグを同時に発火させる）の物である。タイミング 用のパルス信号はエンジンに設置されているタイミングセンサーまたはエンジン フェーズセンサー５８から信号がエンジンの２回転毎に発生している。フライホ イールからの歯形信号はエンジン速度センサー５０に取り込まれフェーズロック ループをかけて変更し、信号を１２倍にしている。この結果エンジンが２回転す ると信号は必ず角度で６等分できる様になる。実際にはタイミングセンサーの取 付場所が分かっているのでイグニッションのタイミングを上死点からクランクの 角度で何度前にすると言うような指定が出来るようになる。ＥＣＵコントローラ ー２０の方ではこのフライホイールの歯形の間隔の１２分の１（約０．２度）の 単位で点火時期を早める事が出来る。 ＥＣＵコントローラー２０は通常マイクロプロセッサーで作られたコントロール システムであるが、アナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）を持ち、４０ａ、４ ０ｂ、５０、５４等のセンサーからの信号及びブースト圧力コントロールバルブ からのフィードバック信号等をディジタル信号に変換する。ディジタル信号はマ ニフォールドバルブの位置、ブースト圧力コントロールバルブ位置、ガス供給シ ステム１２及びスパークイグニッションシステム２６を調整するための信号を作 るために使われている。 ＥＣＵコントローラー２０にはエンジンが最良の性能を引き出すようにするため の、操作パラメーターの参照表を保存するＲＯＭが組み込まれている。ＥＣＵコ ントローラー２０はプログラム可能になっているため異種のエンジンにも使え、 エンジン性能設定が全く自由に出来るようになっている。 エンジンは全くＥＣＵコントローラー２０の基に運転者（自動車用に使われてい る場合）の指示するエンジン速度と絞り弁に反応して動作するため自動車は全く 信号ケーブルによって動いていると言える。 上記に説明したようなＥＣＵコントローラーを使い、ガスを燃料として作動する 内燃機関１０をコントロールする方法を図２を使つて詳細に説明する。 図２のフローチャートの左側に、ＥＣＵで検出される各パラメーターが表示され ている。これらは、エンジン速度６０、絞り弁位置６２、マニフォールド絶対圧 力（ＭＡＰ）６４、ガス圧力６６、ガス温度６８、バッテリー電圧７０、空気温 度７２、エンジンフェーズ７４、ブースト圧力コントロールバルブ（ＢＰＣＶ） フィードバック位置７６である。 各信号は図１にあるＥＣＵコントローラー２０へ電気信号として入力され、ガス 燃料式内燃機関１０をコントロールする事に使われる。ＥＣＵコントローラー２ ０は通常、エンジン速度６０及び絞り弁位置６２を使い、そのエンジンの瞬間出 力％（ＰＦＬ）を計算する。ＰＦＬは、使用中か、または必要とされている負荷 またはトルクを無単位の数値で表現したものである。これは通常、絞り弁の位置 に直接比例するが、負荷／速度包囲図内で、操作範囲内で速度がコントロールさ れている場合はその限りではない。（図８参照）ＰＦＬは実質的には選ばれた速 度において、必要な負荷を、エンジンの最大出力に対する％値として示している 。この値は必要な、または使用中の 負荷を実際の値ではなくて％で示してくれるため実際の負荷として測定したり計 算する必要がなくなり特に路上での再現が難しいため役立つ物である。ＰＦＬは 無単位の数値であるので負荷の絶対値が必要ない為、どんなエンジンにも適用で きる。ＰＦＬは以下のように定義している。 もし絞り弁位置＝０％そして速度が＜Ｎｉである場合 ＰＦＬ＝Ｋ（Ｎｉ−Ｎ） 速度が＞Ｎｉである場合 ＰＦＬ＝０ もし絞り弁位置が＞０％な場合ＰＦＬは次の内の最小値 Ｎｍａｘ−Ｎ ×１００％ Ｎｍａｘ−Ｎｐ 絞り弁％ ここで Ｎ＝エンジン速度 Ｎｉ＝エンジンアイドリング速度 Ｎｍａｘ＝管理内での最大エンジン速度 Ｎｐ＝最大出力エンジン速度 Ｋ＝アイドリング中での管理傾斜角 もし吸気温度が高い場合、エンジン出力を減少さぜるためＰＦＬを調整しても良 い。これは例えばインタークーラーの詰まりのため（インタークーラーはターボ 過吸器の出力部と吸気マニフォールドの間での冷却設備） ＰＦＬは以下のように減少させても良い 計算で得たＰＦＬ値７８をＥＣＵコントローラー２０に導入し、ガス供給システ ム１２にある各ガス噴射器開口時間（ＩＯＴ）を計算する。ＩＯＴはＥＣＵコン トローラー２０内にエンジン速度及び負荷の関数としてルックアップ表に納めら れている。このＩＯＴはエンジンの全範囲にわたる速度とＰＦＬに基づいてテス トベンチでテストし、必要な出力に付いて速度−負荷（ＰＦＬ）の包含曲線内で 経験に基づいて作成した物である。ＩＯＴ値はＲＯＭにルックアップ表として納 めてある。 図４は本書で説明するエンジンのＩＯＴの典型的な数値を速度−負荷包含曲線内 で３次元表としてまとめた物である。 ＥＣＵコントローラー２０は、また噴射器開口時間をエンジン速度の上昇と供に 変化させる。インジェクション角度（ＩＯＴを角度に変更したもの）の中心線は エンジン速度と供に進ませてている。この調整は噴射器の普通の開口時間（ガス が流れていない）の影響及び、ガスが噴射器から吸入口に着くまでの時間を考慮 にいれている為である。ここでもフライホイール歯車の１／１２をＥＣＵコント ローラー２０でインジェクション中心角度の増減値として使っている。 検出された瞬間エンジン速度６０及びＰＦＬ計算７８も導入してエンジンの吸入 マニフォールドバルブ３０上のマニフォールドバルブ（ＭＶ）の位置の計算に使 っても良い。ＭＶはエンジンを速度−負荷包含曲線内でのテスト結果とＲＯＭに 納めてあるルックアッブ表との関係からでも決定できる。図５はエンジン１０の ＭＶの数値の変化を速度−荷重包含曲線内で３次元表としてまとめた物である。 ＭVはＥＣＵコントローラー２０から見ればエンジン速度とＰＦＬの関数である と見なされる。速度変更の早い時期には大きい負荷が必要なためマニフォールド が早く開くようにＰＬＦを使っている。 マニフォールドバルブから何らかの方法でＥＣＵコントローラー２０にフィード バックの方法が出来ていれば、マニフォールドの位置が更に正確にコントロール できるであろう。 この手のフィードバックとしてはマニフォールドバルブにつないだ位置センサー またはＭＡＰ情報を使いＥＣＵコントローラー２０にマニフォールドバルブの位 置を知らせる事がある。こうすればシステムがスタートした後マニフォールドバ ルブの位置を確認するためバルブを全開、全閉にする必要がない。 瞬間エンジン速度６０やＰＦＬ計算７８等も使いＥＣＵコントローラー２０が吸 入マニフォールドバルブの必要絶対圧力（ＭＡＰ）を計算する事が出来る。 エンジン出力の十分なパワーを得るため必要ＭＡＰはエンジン速度及びＰＦＬの 関数として実験的に経験で求める事が出来る。大出力が必要な場合は大きい値の ＭＡＰ、小さい出力には小さいＭＡＰが必要となっている。また必要ＭＡＰの値 はルックアップ表の形でＲＯＭに納められＥＣＵコントローラー２０によってエ ンジン速度６０とＰＦＬ７８を基に必要ＭＡＰを計算している。図６は３次元型 に必要ＭＡＰをエンジン１０の速度−負荷包含図に基づいて表示した物である。 もしエンジン１０が上述のようにターボ過給されている場合は必要ＭＡＰ８２は 実際のＭＡＰ値と比べられる。そしてオフセットで０負荷ＭＡＰを考慮した後許 容出力％（ＰＡＬ）を８４を基にして計算する。ＰＡＬはターボ過給の基のエン ジンがＰＦＬのみでガスの供給をコントロールした場合などに起こる、供給過剰 を受けないようにするために必要である。エンジンが加速して速度が変化してい る最中はいくらかの時間差がある。これはターボ過給器が加速するのに時間がか かり、必要なＭＡＰ／ブースト圧力を得るまでに時間がかかるからである。 ＰＡＬは以下の式で計算される： ここで最小ＭＡＰとは＝ ＰＦＬ＝０の時の代表的ＭＡＰ値 分数部は＝＜１．０ 以下に切り捨てる事 一般的に言って計算で得たＰＡＬ８４はエンジン速度６０とＩＯＴをルックアッ プ表を基に計算した物でありＰＦＬ７８から計算したものではない。 もし実際のＭＡＰが外気圧より高く、必要圧より高い場合ブースト圧コントロー ルバルブ（ＢＰＣＶ）が作動して圧力を下げはじめる。反対に実際の圧力が必要 量より低い場合ＢＰＣＶは閉まる。ＥＣＵコントローラー２０はＢＰＣＶフィー ドバック信号７６を使う。実際のＢＰＣＶの位置はコントロールのためには使わ れずＥＣＵコントローラー２０の指示によってバルブが指定量だけ動いたかの操 作に使われる。もしそうでなければエラーが記録されＢＰＣＶはチェック又はサ ービスが必要になる。 ＩＯＴは８０の時点でエンジン速度６０と計算して得られたＰＡＬ８４を使い空 気温度（ＡＴ）７２、ガス圧力（ＧＰ）−６６、ガス温度（ＧＴ）６８及びバッ テリー電圧（ＢＶ）７０。もし検出された操作パラメーターが標準設定と違うと ＥＣＵコントローラー２０により修正操作が始まり。ＩＯＴを変更すなわちエン ジンに供給されるガスの量は変更される。特に外気温度が標準（298度ｋ）とし て設定されているエンジンに供給されるガスの受分が３度上がるごとに５％削減 される。ガスの温度や高さの変化やその結果の比重の変化や噴射器内オリフィス を通過する時の超音波効果等を考慮に入れ次のような式を使う： ここで ＩＯＴＥｒ＝噴射器のオンの時間標準値 ＝ＩＯＴ−バッテリーの標準電圧時の噴射器開口時間 ＧＰｒ＝標準ガス圧力 ＧＴｒ＝標準ガス温度 ＡＴｒ＝標準空気温度 ＡＴ＞＝ＡＴｒ ＧＴｒは通常１５℃で設定されこれはガス業界標準のガス性物質の測定に使う基 準と 一致している。またこれは実際のガスを測定するにおける中間点である。ＧＰｒ 煮ついて言えば使用している噴射器によるが、また低圧のガスを長時間オン賭す る場合と高圧のガスを短期間オンにする場合との兼ね合わせにもよる。 ＧＰｒは通常７００から８００ＫＰａに留まる。ガス噴射器は開口するまでにバ ッテリーの電圧（ＢＶ）とガスの圧力（ＧＰ）によって決まる。従ってＩＯＴＥ ｒはガス噴射器が経験する移動時間である。従ってこれはＩＯＴ値にガスの温度 と圧力の調整を追加した結果噴射器オン時間（ＩＯＴＥ）となる。エンジン速度 ６０と計算ＰＡＬ８４は共にＥＣＵコントロールラー２０によって、有る参照空 気温度でのスパークアドバンス（ＳＡ）８８の計算に使われる。ＳＡはまた参照 ようにＥＣＵコントローラー２０のＲＯＭに納められているルックアップ表に使 われている。図７はＳＡの速度−負荷包含図内部で３次元的に表した値である。 ４５６７各図に有る数値は次元の無い値でありＥＣＵコントロールラー２０内の ソフトウェア煮よって使用される。ただしこの中でエンジン速度だけについては ＲＰＭの単位が付いている。ＳＡはまたエンジンコントロールユニットが設計さ れたそのエンジンについてテストする事で数値を得る事も出来る。ＳＡスパーク が始まってから燃焼が始まるまでの短い遅れが有るために（約２ミリセカンド） 必要なものです。この遅れは空気温度７２とガス／空気混合状態によって変化し てきます。従って検知した空気温度７２にたいしてＳＡルックアップ表からきた 後調整がされる。 エンジンフェーズメーカー７４（又はタイミング信号）を使用しＳＡをセットす る基準に使う。エンジンフェーズメーカー７４は正しい順８０でガス噴射器をセ ットする。以上でエンジンコントロールユニットの詳細を説明したのガス燃料式 の内燃機関で現存する方式に比べこのシステムを使う事による利点が明らかであ ろう。特にガス噴射器を使い正確に噴射器の”オン”時間を計算して正しい必要 燃料を送り、広範囲のエンジン運用で高性能となる。そして不必要に燃料の無駄 がなくなる。 図３で改造して本発明に基づくエンジンコントロールユニットをつけたディーゼ ルエンジンの変更なしのディーセルと比べ、相対的な効率をエンジンの負荷と速 度を関数として示す。 図３から変更済みのエンジンは速度−負荷包含図内では８０％以上の相対的な高 効率化が有る事がわかる。エンジン負荷が３００Ｎｍ以下の時は相対的に９０％ の効率向上がみられた。 既に説明した発明内容の範囲で更に機会工学に技量を持つ方々には無数の変化型 や変更が考えられる。例えば本発明で説明するエンジンコントロールユニットは ターボチャージしていないエンジンにも適用出来る。この発明で説明する方式は 燃料両用方式の変更にも適用出来る。これらの変更は全て本発明の適用範囲と考 える。おれが適用されるかどうかについては前記内容に照らし合わせて決定され るべきものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｈ Ｕ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】 （８２）を計算するのに使われる。この必要ＭＡＰ値 （８２）はＰＦＬ値（７８）と一緒に計算に使われ％許 容負荷（ＰＡＬ）（８４）の算出に使われる。このＰＡ Ｌ値（８４）はＥＣＵコントローラー（２０）でＩＯＴ （８０）及びエンジンのスパークアドバンス（８８）計 算に使う。噴射器を付け正確にＩＯＴを計算する事でＥ ＣＵは正しい量の燃料のコントロールが出来，各シリン ダーに燃料噴射する事でエンジンの全運転範囲において 高い性能を引き出す事が出来る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 本発明の請求する内容は次のとおりである １． ガス燃料を使う内燃機能をコントロールする運用方式 − エンジンはガ ス噴射器を持ち，次のようなステップでガス状の燃料を注入する 現在の絞り弁の位置を読み込む その絞り弁の位置にたいするエンジンの出力比％を計算する 出力比％に対して各シリンダー毎に噴射器のオンの時間を計算する この結果絞り弁の位置で最良の性能になるように正しい量のガス燃料 が各洛シリンダーに入る ２． 上記１に請求したように更に現在のエンジン速度を組み込み，この速度 情報を使い出力比％を計算する工程を組み込む。 ３． 上記２に請求したガス燃料を使う内燃機関の運用方式で出力比％（ＰＦ Ｌ）の計算方法は次のとおりで有る。 もし絞り弁位置＝０％そして速度が＜Ｎｉである場合 ＰＦＬ＝Ｋ（Ｎｉ−Ｎ） 速度が＞Ｎｉである場合 ＰＦＬ＝０ もし絞り弁位置が＞０％な場合ＰＦＬは次の内の最小値 絞り弁％ ここで Ｎ ＝ エンジン速度 Ｎｉ ＝ エンジンアイドリング速度 Ｎｍａｘ ＝ 管理内での最大エンジン速度 Ｎｐ ＝ 最大出力エンジン速度 Ｋ ＝ アイドリング内での管理傾斜角 ４． 上記３に請求したガス燃料を使う内燃機関の運用方式で出力比％と現在 のエンジン速度を使うとマニフォールド必要絶対圧力を計算できる ５． 上記４に請求したガス燃料を使う内燃機関の運用法式でマニフォールド必 要絶対圧力（ＭＡＰ）と出力比％（ＰＦＬ）を使い，許容負荷比％（ＰＡＬ）を 計算できる。 ６． 上記５に請求したガス燃料を使う内燃機関の運用法式で許容負荷比％（Ｐ ＡＬ）は次のように計算できる ここで最小ＭＡＰとは＝ ＰＦＬ＝０の時の代表的ＭＡＰ値 分数部は＝＜１．０以下に切り上げ・捨てする ７． 上記６に請求したガス燃料を使う内燃機関の運用方式で噴射器作動時間 （ＩＯＴ）は計算で得られたＰＡＬと現在のエンジン速度を基に計算出来る。 ８． 上記１から７のいずれかに該当するガス燃料を使う内燃機関の運用方式 で噴射器作動時間（ＩＯＴ）は空気湿度（ＡＴ），ガス圧力（ＧＰ），ガス温度 （ＧＴ），バッテリー電圧（ＢＶ），の参照データの変動で以下のように修正で きる。 ここで ＩＯＴＥｒ ＝ 噴射器のオンの時間 標準値 ＝ ＩＯＴ−バッテリーの標準電圧時の噴肘器開口時間 ＧＰｒ ＝ 標準ガス圧力 ＧＴｒ ＝ 標準ガス温度 ＡＴｒ ＝ 標準空気温度 ＡＴ≧ＡＴｒ ９． 上記４に請求したガス燃料を使う内燃機関の運用方式でエンジン吸入マニ フォールド上にあるマニフォールドバルブはマニフォールド圧力をコントロール するために配置され，この場所は計算で得られた出力比％ど検知されたエンジン 速度を基に算出する。また実際のマニフォールド絶対圧力を得るための検出器を 置いている。 １０． 上記９に請求したガス燃料を使う内燃機関の運用方式でエンジンがター ボチャージの場合ブースト圧力コントロールバルブは計算で得た比値用マニフォ ールド絶対圧力と検出されたマニフォールド絶対圧力との差を基に設定する。 １１． ガス燃料式内燃機関のエンジンコントロールユニットでガス噴射器が有 り，ガス状の燃料を各シリンダーに供給するもので以下のようなシステムである ： 絞り弁の位置検出器がありエンジンの絞り弁の位置を検出できる。 プロセッサーがあり現時点での絞り弁の位置を基に出力比％を計算しまた噴射器 作動時間を計算しその結果正しい量のガス燃料を供給，結果的に高性能なエンジ ン性能を実現する。 １２． 上記１１で請求したエンジンコントロールユニットでエンジン速度検出 器が有り，またプロセッサーを使って現在のエンジン速度から計算で出力比％を 求める。 １３． 上記１２で請求したエンジンコントロールユニットで、プロセッサーは 出力比％値とエンジン速度をもとに必要絶対マニフォールド圧力を計算する。 １４． 上記１３で請求したエンジンコントロールユニットで圧力検出器があり 実際のマニフォールド内でエンジンに流れていく空気の圧力の絶対圧力を検出し ，プロセッサーに実際のマニフォールドの絶対圧に関してフィードバック信号を 送る。 １５． 上記１４で請求したエンジンコントロールユニットでブースト圧力コン トロールバルブがありエンジンに送られる空気のブースと圧をコントロールする 。もしエンジンがターボチャージであればプロセッサーからの信号に相応の反応 をする。コントロール信号は計算で得られた必要マニフォールド絶対圧と実際に 検出されたマニフォールド圧との比較で発生される。 １６． 上記１５で請求したエンジンコントロールユニットでプロセッサーは更 必要マニフォールド絶対圧力とＰＦＬを基に％許容負荷（ＰＡＬ）を計算する。 １７． 上記１６で請求したエンジンコントロールユニットで（ＰＡＬ）を計算 するには以下の方式を使う： ここで最小ＭＡＰ＝ＰＦＬが０の時の平均的なＭＡＰ そして分数部の結果は≦１．００以下に切り捨てること １８．上記１７で請求したエンジンコントロールユニットでプロセッサーは計算 して得られたＰＡＬ値と現在のエンジン速度を基に噴射器のオンの時間を計算す る。 １９． 上記１８で請求したエンジンコントロールユニットでガス圧力とガス温 度検出器が組み込まれエンジンに流れていきガス燃料の圧力と温度を読み取りプ ロセッサーはこれらの検出値を基に噴射器の“開”の時間を計算するようになっ いる。