JP2003090243A - ガス機関の燃料噴射制御方法 - Google Patents
ガス機関の燃料噴射制御方法Info
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 インジェクターを備えたガス機関において、
燃料ガスと加圧空気との混合の均一性を向上と、燃料ガ
スの吹き抜けの防止と、各気筒間の仕事の均一化を図る
ことである。 【解決手段】 燃料噴射開始時期Ｓ1,Ｓ2を吸気弁開時
期θ1以後とし、吸気行程中のピストン速度が最も速い
時θ2に、噴射ピークＰ1,Ｐ2の燃料ガスがインジェクタ
ーと吸気ポートの間を流れているように、燃料噴射の開
始時期Ｓ1,Ｓ2及び噴射期間を設定する。また、吸気行
程のピストン下降中、すなわち吸気行程下死点５４０°
以前に、吸気ポートから燃焼室内への必要混合気の供給
を終えるように、かつ、噴射当初の燃料ガスが吸気弁開
期間と排気弁開期間とのオーバーラップ期間ＯＬに吸気
ポートから燃焼室さらに排気通路へ流れ出ないように、
燃料噴射開始時期Ｓ1,Ｓ2及び噴射期間を設定する。
燃料ガスと加圧空気との混合の均一性を向上と、燃料ガ
スの吹き抜けの防止と、各気筒間の仕事の均一化を図る
ことである。 【解決手段】 燃料噴射開始時期Ｓ1,Ｓ2を吸気弁開時
期θ1以後とし、吸気行程中のピストン速度が最も速い
時θ2に、噴射ピークＰ1,Ｐ2の燃料ガスがインジェクタ
ーと吸気ポートの間を流れているように、燃料噴射の開
始時期Ｓ1,Ｓ2及び噴射期間を設定する。また、吸気行
程のピストン下降中、すなわち吸気行程下死点５４０°
以前に、吸気ポートから燃焼室内への必要混合気の供給
を終えるように、かつ、噴射当初の燃料ガスが吸気弁開
期間と排気弁開期間とのオーバーラップ期間ＯＬに吸気
ポートから燃焼室さらに排気通路へ流れ出ないように、
燃料噴射開始時期Ｓ1,Ｓ2及び噴射期間を設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、吸気管にインジ
ェクターを設け、インジェクターにより噴射された燃料
ガスと空気との混合気を燃焼室に供給するガス機関の燃
焼噴射制御方法に関し、特に過給機付ガス機関に適した
燃焼噴射制御方法に関する。
ェクターを設け、インジェクターにより噴射された燃料
ガスと空気との混合気を燃焼室に供給するガス機関の燃
焼噴射制御方法に関し、特に過給機付ガス機関に適した
燃焼噴射制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料ガスを強制的に吸気経路内に噴射す
るインジェクターを備えたガス機関では、エンジンの成
行きにより吸気管内に燃料ガスを吸い出すミキサーを備
えたガス機関に比べると、燃料ガスの噴射量、噴射開始
時期及び噴射期間を任意に選ぶことが出きる。
るインジェクターを備えたガス機関では、エンジンの成
行きにより吸気管内に燃料ガスを吸い出すミキサーを備
えたガス機関に比べると、燃料ガスの噴射量、噴射開始
時期及び噴射期間を任意に選ぶことが出きる。
【０００３】ところが、シリンダヘッドの吸気通路に接
続された吸気管にインジェクターを配置する構造では、
インジェクターから燃焼室までの距離を長く取ることが
難しいため、混合区間が不足し、燃料ガスと吸気とを均
一に混合するのに困難性が伴うことがある。
続された吸気管にインジェクターを配置する構造では、
インジェクターから燃焼室までの距離を長く取ることが
難しいため、混合区間が不足し、燃料ガスと吸気とを均
一に混合するのに困難性が伴うことがある。
【０００４】この対策の１つとして、たとえば特開平９
−１５８７８５号公報に記載されたガス機関では、イン
ジェクターによる燃料ガスの噴射方向等を工夫すること
により、ガス燃料と吸気との均一な混合を図っている。
−１５８７８５号公報に記載されたガス機関では、イン
ジェクターによる燃料ガスの噴射方向等を工夫すること
により、ガス燃料と吸気との均一な混合を図っている。
【０００５】また、図１３のように副室１３０を有する
ガス機関においては、副室１３０への燃料ガス供給は、
ダイヤフラム式レギュレータ１４０を利用した自動チェ
ック弁１４１により行なっている。この図１３におい
て、燃焼室１０８には吸気ポート１０３ａ及び排気ポー
ト１０４ａが開口すると共に、上記副室１３０が連通し
ている。吸気ポート１０３ａはシリンダヘッド１０２の
吸気通路１０３及び吸気管１１５を介して吸気マニホー
ルド１１７に集合し、吸気マニホールド１１７はスロッ
トル１２０を介して過給機１２１に連通しており、上記
吸気管１１５にそれぞれ燃料ガス供給用のインジェクタ
ー１２５が設けられている。
ガス機関においては、副室１３０への燃料ガス供給は、
ダイヤフラム式レギュレータ１４０を利用した自動チェ
ック弁１４１により行なっている。この図１３におい
て、燃焼室１０８には吸気ポート１０３ａ及び排気ポー
ト１０４ａが開口すると共に、上記副室１３０が連通し
ている。吸気ポート１０３ａはシリンダヘッド１０２の
吸気通路１０３及び吸気管１１５を介して吸気マニホー
ルド１１７に集合し、吸気マニホールド１１７はスロッ
トル１２０を介して過給機１２１に連通しており、上記
吸気管１１５にそれぞれ燃料ガス供給用のインジェクタ
ー１２５が設けられている。
【０００６】ダイヤフラム式レギュレータ１４０は周知
のように、吸気マニホールド１１７と連通した吸気管内
圧力の第１圧力室１３１と、燃料ガス供給源及びチェッ
ク弁１４１に連通した副室供給ガス圧力の第２圧力室１
３２とを、ダイヤフラム１３３により区画しており、自
動チェック弁１４１内に配置されたバランスばね１４５
と、両圧力室１３１，１３２の圧力差と、レギュレータ
ばね１３４の設定圧とをバランスさせ、機関のポンピン
グ損失を駆動力とし、副室１３０内に燃料ガスを供給す
るようになっている。
のように、吸気マニホールド１１７と連通した吸気管内
圧力の第１圧力室１３１と、燃料ガス供給源及びチェッ
ク弁１４１に連通した副室供給ガス圧力の第２圧力室１
３２とを、ダイヤフラム１３３により区画しており、自
動チェック弁１４１内に配置されたバランスばね１４５
と、両圧力室１３１，１３２の圧力差と、レギュレータ
ばね１３４の設定圧とをバランスさせ、機関のポンピン
グ損失を駆動力とし、副室１３０内に燃料ガスを供給す
るようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記公報記載のガス機
関のように、燃料ガスの噴射方向及びその量を工夫する
だけでは、インジェクターから燃焼室までの短い吸気経
路で、しかも、燃料噴射から点火時期までの限られた時
間内で、ガス燃料と空気とを十分に均一混合することは
困難である。
関のように、燃料ガスの噴射方向及びその量を工夫する
だけでは、インジェクターから燃焼室までの短い吸気経
路で、しかも、燃料噴射から点火時期までの限られた時
間内で、ガス燃料と空気とを十分に均一混合することは
困難である。
【０００８】特に、各気筒用の吸気管にそれぞれインジ
ェクターを配置したいわゆるマルチポイントインジェク
ション方式の多気筒ガス機関では、ガス燃料と吸気との
混合に要する混合距離を確保するため、インジェクター
を吸気マニホールド近くに配置することもあるが、そう
すると、吸気管から吸気マニホールドへガス燃料の一部
が流れ出す可能性が大きくなり、気筒間での燃料ガス供
給量のばらつきが大きくなる。それにより燃料過多とな
った気筒では、異常燃焼が生じ、ノッキング現象が起こ
ることがある。
ェクターを配置したいわゆるマルチポイントインジェク
ション方式の多気筒ガス機関では、ガス燃料と吸気との
混合に要する混合距離を確保するため、インジェクター
を吸気マニホールド近くに配置することもあるが、そう
すると、吸気管から吸気マニホールドへガス燃料の一部
が流れ出す可能性が大きくなり、気筒間での燃料ガス供
給量のばらつきが大きくなる。それにより燃料過多とな
った気筒では、異常燃焼が生じ、ノッキング現象が起こ
ることがある。
【０００９】また、熱効率を下げる原因の一つとして燃
料（混合気）の吹き抜け現象がある。すなわち、噴射開
始時期が遅いと、噴射終了付近の燃料ガスは燃焼室に入
ることができず、吸気弁でトラップされ、次の吸気行程
における排気弁開期間と吸気弁開期間とのオーバーラッ
プ期間に、排気通路へ吹き抜けてしまう。一方、噴射開
始時期が早過ぎると、噴射当初の燃料ガスがオーバーラ
ップ期間に排気通路に吹き抜けてしまい、いずれにおい
ても混合気の吹き抜けによって燃費が悪化する。
料（混合気）の吹き抜け現象がある。すなわち、噴射開
始時期が遅いと、噴射終了付近の燃料ガスは燃焼室に入
ることができず、吸気弁でトラップされ、次の吸気行程
における排気弁開期間と吸気弁開期間とのオーバーラッ
プ期間に、排気通路へ吹き抜けてしまう。一方、噴射開
始時期が早過ぎると、噴射当初の燃料ガスがオーバーラ
ップ期間に排気通路に吹き抜けてしまい、いずれにおい
ても混合気の吹き抜けによって燃費が悪化する。
【００１０】また、副室を有するガス機関において、図
１３のようにダイヤフラム式レギュレータ１４０を利用
した自動チェック弁１４１により、副室への燃料ガスの
供給を制御する方法では、各気筒のポンピング損失にば
らつきがあることにより、駆動力にもばらつきが発生
し、各気筒の副室への燃料ガス供給量にもばらつきが発
生し、各気筒の燃焼ばらつきが発生する。
１３のようにダイヤフラム式レギュレータ１４０を利用
した自動チェック弁１４１により、副室への燃料ガスの
供給を制御する方法では、各気筒のポンピング損失にば
らつきがあることにより、駆動力にもばらつきが発生
し、各気筒の副室への燃料ガス供給量にもばらつきが発
生し、各気筒の燃焼ばらつきが発生する。
【００１１】
【発明の目的】本願発明の目的は、インジェクターによ
る噴射開始時期及び噴射期間を工夫し、ピストンの動き
を効率良く利用することにより、燃料ガスと空気との混
合の均一性（均質性）を向上させ、ノッキング等を防止
すると共に、混合気の吹き抜けを防止し、機関性能の向
上を図ることである。また、各気筒の副室への燃料ガス
の供給を均一化することも目的の１つとしている。
る噴射開始時期及び噴射期間を工夫し、ピストンの動き
を効率良く利用することにより、燃料ガスと空気との混
合の均一性（均質性）を向上させ、ノッキング等を防止
すると共に、混合気の吹き抜けを防止し、機関性能の向
上を図ることである。また、各気筒の副室への燃料ガス
の供給を均一化することも目的の１つとしている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本願請求項１記載の発明は、吸気管に燃料インジェク
ターを設け、インジェクターにより噴射された燃料ガス
と空気との混合気を燃焼室に供給するガス機関の燃焼噴
射制御方法において、燃料噴射開始時期を吸気弁開時期
以降とし、吸気行程中のピストン速度が最も速い時に、
噴射ピークの燃料ガスがインジェクターと吸気ポートの
間を流れているように、燃料噴射の開始時期及び噴射期
間を設定することを特徴としている。
に本願請求項１記載の発明は、吸気管に燃料インジェク
ターを設け、インジェクターにより噴射された燃料ガス
と空気との混合気を燃焼室に供給するガス機関の燃焼噴
射制御方法において、燃料噴射開始時期を吸気弁開時期
以降とし、吸気行程中のピストン速度が最も速い時に、
噴射ピークの燃料ガスがインジェクターと吸気ポートの
間を流れているように、燃料噴射の開始時期及び噴射期
間を設定することを特徴としている。
【００１３】請求項２記載の発明は、吸気管に燃料イン
ジェクターを設け、インジェクターにより噴射された燃
料ガスと空気との混合気を燃焼室に供給するガス機関の
燃焼噴射制御方法において、吸気行程中のピストン下降
期間内に、吸気ポートから燃焼室内への必要混合気の供
給を終えるように、かつ、噴射当初の燃料ガスが吸気弁
開期間と排気弁開期間とのオーバーラップ期間に吸気ポ
ートから燃焼室さらに排気通路へ流れ出ないように、燃
料噴射開始時期及び噴射期間を設定することを特徴とし
ている。
ジェクターを設け、インジェクターにより噴射された燃
料ガスと空気との混合気を燃焼室に供給するガス機関の
燃焼噴射制御方法において、吸気行程中のピストン下降
期間内に、吸気ポートから燃焼室内への必要混合気の供
給を終えるように、かつ、噴射当初の燃料ガスが吸気弁
開期間と排気弁開期間とのオーバーラップ期間に吸気ポ
ートから燃焼室さらに排気通路へ流れ出ないように、燃
料噴射開始時期及び噴射期間を設定することを特徴とし
ている。
【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１記載のガ
ス機関の燃焼噴射制御方法において、吸気行程中のピス
トン下降期間内に、吸気ポートから燃焼室内への必要混
合気の供給を終えるように、かつ、噴射当初の燃料ガス
が吸気弁開期間と排気弁開期間とのオーバーラップ期間
に吸気ポートから燃焼室さらに排気通路へ流れ出ないよ
うに、燃料噴射開始時期及び噴射期間を設定することを
特徴としている。
ス機関の燃焼噴射制御方法において、吸気行程中のピス
トン下降期間内に、吸気ポートから燃焼室内への必要混
合気の供給を終えるように、かつ、噴射当初の燃料ガス
が吸気弁開期間と排気弁開期間とのオーバーラップ期間
に吸気ポートから燃焼室さらに排気通路へ流れ出ないよ
うに、燃料噴射開始時期及び噴射期間を設定することを
特徴としている。
【００１５】請求項４記載の発明は、燃焼室に連通する
副室を備えた請求項１〜３記載のガス機関の燃料噴射制
御方法において、副室を電磁駆動チェック弁を介して燃
料ガス供給源に接続し、該電磁駆動チェック弁により、
副室内への燃料ガスの供給を制御することを特徴として
いる。
副室を備えた請求項１〜３記載のガス機関の燃料噴射制
御方法において、副室を電磁駆動チェック弁を介して燃
料ガス供給源に接続し、該電磁駆動チェック弁により、
副室内への燃料ガスの供給を制御することを特徴として
いる。
【００１６】
【発明の実施の形態１】［ガス機関の吸気経路の構造］
図１は本願発明が適用される過給機付多気筒ガス機関の
吸気経路の断面図である。このように過給機２１を備え
た機関では空気が加圧供給されるため、吸気及び吸気系
部品の呼び名を「給気」や「給気管」等と称することが
多いが、本願発明に係るガス機関が過給機付には限定さ
れないことから、該実施の形態では「給気」の意味も含
んだ広い意味の「吸気」という表現を用いて説明する。
周知のようにシリンダブロック１の上面に締結されたシ
リンダヘッド２内に吸気通路（給気通路）３と排気通路
４が形成され、吸気通路３の一端は吸気ポート（給気ポ
ート）３ａとして燃焼室８に開口し、他端は入口端３ｂ
としてシリンダヘッド側端面に開口しており、上記吸気
ポート３ａには吸気弁（給気弁）１０が配置されてい
る。排気通路４の一端は排気ポート４ａとして燃焼室８
に開口し、他端は出口端４ｂとしてシリンダヘッド側端
面に開口しており、該排気通路出口端４ｂには排気管
（又は排気マニホールド）１２が接続されている。該ガ
ス機関はツインバルブ構造であって、吸気弁１０及び排
気弁１１をそれぞれ一対づつ備えている。
図１は本願発明が適用される過給機付多気筒ガス機関の
吸気経路の断面図である。このように過給機２１を備え
た機関では空気が加圧供給されるため、吸気及び吸気系
部品の呼び名を「給気」や「給気管」等と称することが
多いが、本願発明に係るガス機関が過給機付には限定さ
れないことから、該実施の形態では「給気」の意味も含
んだ広い意味の「吸気」という表現を用いて説明する。
周知のようにシリンダブロック１の上面に締結されたシ
リンダヘッド２内に吸気通路（給気通路）３と排気通路
４が形成され、吸気通路３の一端は吸気ポート（給気ポ
ート）３ａとして燃焼室８に開口し、他端は入口端３ｂ
としてシリンダヘッド側端面に開口しており、上記吸気
ポート３ａには吸気弁（給気弁）１０が配置されてい
る。排気通路４の一端は排気ポート４ａとして燃焼室８
に開口し、他端は出口端４ｂとしてシリンダヘッド側端
面に開口しており、該排気通路出口端４ｂには排気管
（又は排気マニホールド）１２が接続されている。該ガ
ス機関はツインバルブ構造であって、吸気弁１０及び排
気弁１１をそれぞれ一対づつ備えている。
【００１７】吸気通路３の入口端３ｂには短い直線状の
吸気管（給気管）１５及びＬ字形の吸気管（給気管）１
６が順次接続し、Ｌ字形の吸気管１６は吸気マニホール
ド１７に接続している。吸気マニホールド１７は各気筒
の吸気管１６を集合すると共に、スロットル２０及び吸
気冷却器（給気冷却器）等を介して過給機２１の加圧空
気出口に接続している。
吸気管（給気管）１５及びＬ字形の吸気管（給気管）１
６が順次接続し、Ｌ字形の吸気管１６は吸気マニホール
ド１７に接続している。吸気マニホールド１７は各気筒
の吸気管１６を集合すると共に、スロットル２０及び吸
気冷却器（給気冷却器）等を介して過給機２１の加圧空
気出口に接続している。
【００１８】各気筒の上記直線状吸気管１５に燃料ガス
供給用のインジェクター２５が取り付けられている。イ
ンジェクター２５は燃焼噴射ポンプ２２に接続すると共
に吸気管１５内に突出し、その先端部は概ね吸気管１５
の管芯上に位置すると共に複数の噴出口が形成されてお
り、吸気管１５内に燃料ガスを噴射するようになってい
る。
供給用のインジェクター２５が取り付けられている。イ
ンジェクター２５は燃焼噴射ポンプ２２に接続すると共
に吸気管１５内に突出し、その先端部は概ね吸気管１５
の管芯上に位置すると共に複数の噴出口が形成されてお
り、吸気管１５内に燃料ガスを噴射するようになってい
る。
【００１９】［燃料噴射制御方法］上記のように各気筒
の吸気管１５にインジェクター２５を配置したマルチポ
イントインジェクション方式の多気筒ガス機関におい
て、次のように噴射開始時期及び噴射期間を設定する。
の吸気管１５にインジェクター２５を配置したマルチポ
イントインジェクション方式の多気筒ガス機関におい
て、次のように噴射開始時期及び噴射期間を設定する。
【００２０】（１）インジェクター２５から噴射された
燃料ガスの噴射ピークが、吸気行程中のピストン速度が
最も速い時にインジェクション位置Ａ1から吸気ポート
位置Ａ2の間を流れているように、燃料噴射の開始時期
及び噴射期間を設定する。吸気行程中でピストン速度が
最も速い時とは、クランク角度で４３５°付近であり、
この時、吸気管１５及び吸気通路３中の空気の流動が最
も激しくなる。したがってこの時に燃料ガスの噴射のピ
ークが、インジェクション位置Ａ1から吸気ポート位置
Ａ2間に存在していれば、空気と燃料ガスの混合が最も
促進される。
燃料ガスの噴射ピークが、吸気行程中のピストン速度が
最も速い時にインジェクション位置Ａ1から吸気ポート
位置Ａ2の間を流れているように、燃料噴射の開始時期
及び噴射期間を設定する。吸気行程中でピストン速度が
最も速い時とは、クランク角度で４３５°付近であり、
この時、吸気管１５及び吸気通路３中の空気の流動が最
も激しくなる。したがってこの時に燃料ガスの噴射のピ
ークが、インジェクション位置Ａ1から吸気ポート位置
Ａ2間に存在していれば、空気と燃料ガスの混合が最も
促進される。
【００２１】（２）ピストンが吸気行程で下降している
間、すなわち吸気行程下死点以前に、吸気ポート３ａか
ら燃焼室８内への必要混合気（含燃料ガス）の供給を終
えるように、かつ、噴射当初の燃料ガスが吸気弁開期間
と排気弁開期間とのオーバーラップ期間に吸気ポート３
ａから燃焼室８さらに排気通路４へ流れ出ないように、
燃料噴射開始時期及び噴射期間を設定する。すなわち、
インジェクター２５により噴射された燃料ガスが、吸気
管及１５び吸気通路３を経て漏れなく燃焼室８に供給さ
れ、かつ、燃焼室８から排気通路４に漏れないように、
噴射開始時期及び噴射期間を設定する。
間、すなわち吸気行程下死点以前に、吸気ポート３ａか
ら燃焼室８内への必要混合気（含燃料ガス）の供給を終
えるように、かつ、噴射当初の燃料ガスが吸気弁開期間
と排気弁開期間とのオーバーラップ期間に吸気ポート３
ａから燃焼室８さらに排気通路４へ流れ出ないように、
燃料噴射開始時期及び噴射期間を設定する。すなわち、
インジェクター２５により噴射された燃料ガスが、吸気
管及１５び吸気通路３を経て漏れなく燃焼室８に供給さ
れ、かつ、燃焼室８から排気通路４に漏れないように、
噴射開始時期及び噴射期間を設定する。
【００２２】上記のように噴射開始時期及び噴射期間を
設定する場合に、インジェクション位置Ａ1から吸気ポ
ート位置Ａ2まで混合気が移動する時間が関連するが、
その移動時間は次のように求められる。
設定する場合に、インジェクション位置Ａ1から吸気ポ
ート位置Ａ2まで混合気が移動する時間が関連するが、
その移動時間は次のように求められる。
【００２３】インジェクション位置Ａ1から吸気ポート
位置Ａ2までの混合気の流速は、吸気管１５を通過する
空気の流速＋噴射燃料ガスの流速と考えられる。ここで
１気筒当たりの空気流量をＱa(m3/s)、吸気管断面積を
Ｃs(m2)、噴射燃料ガスの流速をＶf(m/s)、インジェク
ション位置Ａ1から吸気ポート位置Ａ2までの距離をＬ1
とすると、インジェクション位置Ａ1から吸気ポート位
置Ａ2までの燃料（混合気）移動時間Ｔ1は次のようにな
る。 Ｔ1＝Ｌ1／（４×Ｑa/Ｃs＋Ｖf） この移動時間は、クランク角度で概ね４０°〜５０°程
度となる。
位置Ａ2までの混合気の流速は、吸気管１５を通過する
空気の流速＋噴射燃料ガスの流速と考えられる。ここで
１気筒当たりの空気流量をＱa(m3/s)、吸気管断面積を
Ｃs(m2)、噴射燃料ガスの流速をＶf(m/s)、インジェク
ション位置Ａ1から吸気ポート位置Ａ2までの距離をＬ1
とすると、インジェクション位置Ａ1から吸気ポート位
置Ａ2までの燃料（混合気）移動時間Ｔ1は次のようにな
る。 Ｔ1＝Ｌ1／（４×Ｑa/Ｃs＋Ｖf） この移動時間は、クランク角度で概ね４０°〜５０°程
度となる。
【００２４】図２は噴射開始時期及び噴射期間を異なら
せた３種類の噴射Ｘ1、噴射Ｘ2、噴射Ｘ3の特性をクラ
ンク角度に対する変化で示したものであり、上段のグラ
フはインジェクション位置Ａ1における上記各噴射の特
性を示し、下段のグラフに示すＸ1a,Ｘ2a,Ｘ3aは吸気ポ
ート位置Ａ2における上記噴射Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3に対応する
特性を示したものである。上段のグラフにおいて、符号
Ｓ1、Ｓ2，Ｓ3は各噴射Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3の噴射開始時期で
あり、符号Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3は各噴射Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3の噴射
ピークであり、Ｅ1、Ｅ2，Ｅ3は各噴射Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3の
噴射終了時期である。下段のグラフにおいては、各噴射
Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3の噴射ピークＰ1,Ｐ2,Ｐ3に対応するピー
クをそれぞれＰ1a、Ｐ2a、Ｐ3aで示し、各噴射Ｘ1、Ｘ
2、Ｘ3の噴射終了時期Ｅ1,Ｅ2,Ｅ3に対応する終了時期
をそれぞれＥ1a、Ｅ2a，Ｅ3aで示している。
せた３種類の噴射Ｘ1、噴射Ｘ2、噴射Ｘ3の特性をクラ
ンク角度に対する変化で示したものであり、上段のグラ
フはインジェクション位置Ａ1における上記各噴射の特
性を示し、下段のグラフに示すＸ1a,Ｘ2a,Ｘ3aは吸気ポ
ート位置Ａ2における上記噴射Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3に対応する
特性を示したものである。上段のグラフにおいて、符号
Ｓ1、Ｓ2，Ｓ3は各噴射Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3の噴射開始時期で
あり、符号Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3は各噴射Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3の噴射
ピークであり、Ｅ1、Ｅ2，Ｅ3は各噴射Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3の
噴射終了時期である。下段のグラフにおいては、各噴射
Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3の噴射ピークＰ1,Ｐ2,Ｐ3に対応するピー
クをそれぞれＰ1a、Ｐ2a、Ｐ3aで示し、各噴射Ｘ1、Ｘ
2、Ｘ3の噴射終了時期Ｅ1,Ｅ2,Ｅ3に対応する終了時期
をそれぞれＥ1a、Ｅ2a，Ｅ3aで示している。
【００２５】θ１は吸気弁開時期、θ２は吸気行程にお
いてピストン速度が最も速い時（４３５°）である。吸
気行程下死点（ＢＤＣ）は５４０°であり、θ３は上記
吸気行程下死点（ＢＤＣ）から前記移動時間Ｔ１に対応
するクランク角度を引いたクランク角度を示している。
期間ＯＬは排気弁開期間と吸気弁開期間のオーバーラッ
プ期間である。
いてピストン速度が最も速い時（４３５°）である。吸
気行程下死点（ＢＤＣ）は５４０°であり、θ３は上記
吸気行程下死点（ＢＤＣ）から前記移動時間Ｔ１に対応
するクランク角度を引いたクランク角度を示している。
期間ＯＬは排気弁開期間と吸気弁開期間のオーバーラッ
プ期間である。
【００２６】上記噴射Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3のうち、噴射Ｘ1及
び噴射Ｘ2は本願請求項１、２及び３の内容にしたがっ
た噴射であるが、噴射Ｘ3は、本願発明の適用外の噴射
である。以下、各噴射について具体的に説明する。
び噴射Ｘ2は本願請求項１、２及び３の内容にしたがっ
た噴射であるが、噴射Ｘ3は、本願発明の適用外の噴射
である。以下、各噴射について具体的に説明する。
【００２７】［実線で示す噴射Ｘ1］
(噴射開始時期Ｓ1及び噴射期間の設定）
（１）図２の上段において、噴射Ｘ1の噴射開始時期Ｓ1
は、吸気弁開時期θ１以後であって、該吸気弁開時期θ
1とクランク角度３６０°の概ね中間に設定されてい
る。
は、吸気弁開時期θ１以後であって、該吸気弁開時期θ
1とクランク角度３６０°の概ね中間に設定されてい
る。
【００２８】（２）上段のインジェクション位置Ａ１で
は噴射ピークＰ1がピストン最速時θ2より前に位置し、
下段の吸気ポート位置Ａ２では符号Ｐ1aで示すようにピ
ストン最速時θ２近傍の後に位置するように、噴射開始
時期Ｓ１及び噴射時期が設定されている。いいかえれ
ば、上段の噴射ピークＰ1と下段のピーク1aとの間に、
ピストン最速時θ２が位置するように噴射開始時期Ｓ1
及び噴射時期が設定されている。
は噴射ピークＰ1がピストン最速時θ2より前に位置し、
下段の吸気ポート位置Ａ２では符号Ｐ1aで示すようにピ
ストン最速時θ２近傍の後に位置するように、噴射開始
時期Ｓ１及び噴射時期が設定されている。いいかえれ
ば、上段の噴射ピークＰ1と下段のピーク1aとの間に、
ピストン最速時θ２が位置するように噴射開始時期Ｓ1
及び噴射時期が設定されている。
【００２９】（３）下段の吸気ポート位置Ａ2におい
て、噴射Ｘ1に対応する山Ｘ1aの殆どが、吸気弁開期間
と排気弁開期間のオーバーラップ期間ＯＬから後に外れ
るように、かつ、噴射Ｘ1に対応する山Ｘ1aの終了時期
Ｅ1aが、ピストン下降中に終わるように、すなわち吸気
行程下死点ＢＤＣ（５４０°）よりも前にくるように、
噴射開始時期Ｓ1及び噴射期間が設定されている。
て、噴射Ｘ1に対応する山Ｘ1aの殆どが、吸気弁開期間
と排気弁開期間のオーバーラップ期間ＯＬから後に外れ
るように、かつ、噴射Ｘ1に対応する山Ｘ1aの終了時期
Ｅ1aが、ピストン下降中に終わるように、すなわち吸気
行程下死点ＢＤＣ（５４０°）よりも前にくるように、
噴射開始時期Ｓ1及び噴射期間が設定されている。
【００３０】（作用）このように、吸気管１５又は吸気
通路３内で空気が流動している吸気弁開時期以後に燃料
噴射を開始し、かつ、混合気が吸気ポート３ａに移動す
るまでの間に、ピストンの最速の動きにより吸気管１５
及び吸気通路３内を激しく流動させるので、ピストンの
運動を効率良く利用して燃料ガスと空気とを均一に混合
することができ、これにより熱効率も向上する。また、
ノッキングを避け、未燃ＨＣの低減効果も向上する。
通路３内で空気が流動している吸気弁開時期以後に燃料
噴射を開始し、かつ、混合気が吸気ポート３ａに移動す
るまでの間に、ピストンの最速の動きにより吸気管１５
及び吸気通路３内を激しく流動させるので、ピストンの
運動を効率良く利用して燃料ガスと空気とを均一に混合
することができ、これにより熱効率も向上する。また、
ノッキングを避け、未燃ＨＣの低減効果も向上する。
【００３１】しかも、噴射終了付近の燃料ガスが吸気弁
近傍にトラップすることはなく、燃焼室８に供給され、
これにより次行程での混合気の吹き抜けを防ぐことがで
きると共に、噴射当初の燃料ガスが吸気弁開期間と排気
弁開期間のオーバーラップ期間で吹き抜けるのも防ぐこ
とができ、燃費を向上させることができる。
近傍にトラップすることはなく、燃焼室８に供給され、
これにより次行程での混合気の吹き抜けを防ぐことがで
きると共に、噴射当初の燃料ガスが吸気弁開期間と排気
弁開期間のオーバーラップ期間で吹き抜けるのも防ぐこ
とができ、燃費を向上させることができる。
【００３２】［破線で示す噴射Ｘ２］
（噴射開始時期Ｓ２及び噴射期間の設定）
（１）図２の上段において、噴射Ｘ2の噴射開始時期Ｓ2
は、吸気弁開時期θ１以後であって、クランク角度３６
０°に設定されている。
は、吸気弁開時期θ１以後であって、クランク角度３６
０°に設定されている。
【００３３】（２）上段のインジェクション位置Ａ1で
は噴射ピークＰ1が概ねピストン最速時θ2近傍に位置
し、下段の吸気ポート位置Ａ2では符号Ｐ2aで示すよう
にピストン最速時θ２の後に位置するように、噴射開始
時期Ｓ１及び噴射時期が設定されている。いいかえれ
ば、上段の噴射ピークＰ2と下段のピーク2aとの間に、
ピストン最速時θ２が位置するように噴射開始時期Ｓ2
及び噴射時期が設定されている。
は噴射ピークＰ1が概ねピストン最速時θ2近傍に位置
し、下段の吸気ポート位置Ａ2では符号Ｐ2aで示すよう
にピストン最速時θ２の後に位置するように、噴射開始
時期Ｓ１及び噴射時期が設定されている。いいかえれ
ば、上段の噴射ピークＰ2と下段のピーク2aとの間に、
ピストン最速時θ２が位置するように噴射開始時期Ｓ2
及び噴射時期が設定されている。
【００３４】（３）下段の吸気ポート位置Ａ2におい
て、噴射Ｘ2に対応する山Ｘ2aの全体が、吸気弁開期間
と排気弁開期間のオーバーラップ期間ＯＬから後に外れ
るように、かつ、噴射Ｘ2に対応する山Ｘ2aの終了時期
Ｅ2aが、吸気行程のピストン下降中に終えるように、す
なわち吸気行程下死点ＢＤＣ（５４０°）よりも前にく
るように、噴射開始時期Ｓ2及び噴射期間が設定されて
いる。
て、噴射Ｘ2に対応する山Ｘ2aの全体が、吸気弁開期間
と排気弁開期間のオーバーラップ期間ＯＬから後に外れ
るように、かつ、噴射Ｘ2に対応する山Ｘ2aの終了時期
Ｅ2aが、吸気行程のピストン下降中に終えるように、す
なわち吸気行程下死点ＢＤＣ（５４０°）よりも前にく
るように、噴射開始時期Ｓ2及び噴射期間が設定されて
いる。
【００３５】かかる噴射Ｘ2においても、前記噴射Ｘ1と
同様に均一な混合が達成出きると共に、吹き抜けを防止
し、燃費を向上させることができる。
同様に均一な混合が達成出きると共に、吹き抜けを防止
し、燃費を向上させることができる。
【００３６】［仮想線で示す本願発明の適用外の噴射Ｘ
3］ (噴射開始時期Ｓ3及び噴射期間の設定） （１）図２の上段において、噴射Ｘ3の噴射開始時期Ｓ3
は、吸気弁開時期θ１以後であって、クランク角度３６
０°より後に設定されている。
3］ (噴射開始時期Ｓ3及び噴射期間の設定） （１）図２の上段において、噴射Ｘ3の噴射開始時期Ｓ3
は、吸気弁開時期θ１以後であって、クランク角度３６
０°より後に設定されている。
【００３７】（２）上段の噴射ピークＰ3及びこれに対
応する下段のピークＰ3aが、いずれもピストン最速時θ
2より後に位置するように設定されている。いいかえれ
ば、上段の噴射ピークＰ3と下段のピークＰ3aとの間
に、ピストン最速時θ２が位置しないように設定されて
いる。
応する下段のピークＰ3aが、いずれもピストン最速時θ
2より後に位置するように設定されている。いいかえれ
ば、上段の噴射ピークＰ3と下段のピークＰ3aとの間
に、ピストン最速時θ２が位置しないように設定されて
いる。
【００３８】（３）下段の吸気ポート位置Ａ2におい
て、噴射Ｘ3に対応する山Ｘ3aの全体が、吸気弁開期間
と排気弁開期間のオーバーラップ期間ＯＬから後に外れ
るように設定されているが、噴射Ｘ3に対応する山Ｘ3a
の終了時期Ｅ3aが、吸気行程下死点ＢＤＣ（５４０°）
よりも後にくるように、噴射開始時期Ｓ3及び噴射期間
が設定されている。
て、噴射Ｘ3に対応する山Ｘ3aの全体が、吸気弁開期間
と排気弁開期間のオーバーラップ期間ＯＬから後に外れ
るように設定されているが、噴射Ｘ3に対応する山Ｘ3a
の終了時期Ｅ3aが、吸気行程下死点ＢＤＣ（５４０°）
よりも後にくるように、噴射開始時期Ｓ3及び噴射期間
が設定されている。
【００３９】上記のように噴射開始時期Ｓ3及び噴射期
間が設定されている場合には、ピストンの最速の動きを
空気と燃料ガスとの混合に効率良く利用しているとはい
えず、しかも、下段の符号Ｇで示す噴射終了付近の燃料
ガスが吸気弁にトラップされ、図３のＧ１で示すように
未然燃料ガスの排出増加の原因となり、燃費の低下を招
く。
間が設定されている場合には、ピストンの最速の動きを
空気と燃料ガスとの混合に効率良く利用しているとはい
えず、しかも、下段の符号Ｇで示す噴射終了付近の燃料
ガスが吸気弁にトラップされ、図３のＧ１で示すように
未然燃料ガスの排出増加の原因となり、燃費の低下を招
く。
【００４０】
【発明の実施の形態２】図４は図１〜図３で説明した燃
料噴射制御方法が適用される過給機付６気筒ガス機関で
あって、副室を備えているガス機関に本願請求項４の発
明を適用した例である。
料噴射制御方法が適用される過給機付６気筒ガス機関で
あって、副室を備えているガス機関に本願請求項４の発
明を適用した例である。
【００４１】この図４において、燃焼室８には連通路２
９を介して副室３０が連通しており、該副室３０には電
磁駆動チェック弁３１を介して燃料ガス供給管３２が接
続され、電磁駆動チェック弁３１により副室３０内への
燃料ガス供給を制御するように構成されている。
９を介して副室３０が連通しており、該副室３０には電
磁駆動チェック弁３１を介して燃料ガス供給管３２が接
続され、電磁駆動チェック弁３１により副室３０内への
燃料ガス供給を制御するように構成されている。
【００４２】このように電磁駆動チェック弁３１で副室
３０内への燃料ガス供給を制御することにより、図１３
のダイヤフラム式レギュレータを利用した自動チェック
弁を使用する場合に比べ、次のようなことが達成可能と
なる。
３０内への燃料ガス供給を制御することにより、図１３
のダイヤフラム式レギュレータを利用した自動チェック
弁を使用する場合に比べ、次のようなことが達成可能と
なる。
【００４３】（１）図５及び図６は各気筒の図示平均有
効圧力並びに副室供給ガス量を比較したグラフであり、
黒い四角の記号で示すグラフＹ１が図４の電磁駆動チェ
ック弁３１を使用した場合、白い丸で示すグラフＹ２が
図１３の自動チェック弁を使用した場合である。図５及
び図６から明かなように、電磁駆動チェック弁３１で制
御する場合は、図示平均有効圧力並びに副室燃料ガス量
を、各気筒間で均一化することができる。すなわち、各
気筒の仕事を均一化することができる。
効圧力並びに副室供給ガス量を比較したグラフであり、
黒い四角の記号で示すグラフＹ１が図４の電磁駆動チェ
ック弁３１を使用した場合、白い丸で示すグラフＹ２が
図１３の自動チェック弁を使用した場合である。図５及
び図６から明かなように、電磁駆動チェック弁３１で制
御する場合は、図示平均有効圧力並びに副室燃料ガス量
を、各気筒間で均一化することができる。すなわち、各
気筒の仕事を均一化することができる。
【００４４】（２）図７は図１３の自動チェック弁を使
用した場合の点火時期と各気筒のノッキング強度の関係
を示し、図８は図４の電磁駆動チェック弁３１を使用し
た場合の点火時期と各気筒のノッキング強度の関係を示
している。上記点火時期は上死点を基準とした進角度
（before ＴＤＣ）で表しており、右に行くほど進角度
が大きくなる。図７では第１及び第４気筒のノッキング
強度は低く抑えられてはいるが、第３気筒のノッキング
強度が飛びぬけて大きく、また、第２気筒のノッキング
強度も大きくなっている。これに対して電磁駆動チェッ
ク弁を利用して、前記図５及び図６のグラフＹ1のよう
に各気筒の仕事を均一化していると、図８のようにノッ
キング強度と点火時期とのばらつきを小さくすることが
できる。
用した場合の点火時期と各気筒のノッキング強度の関係
を示し、図８は図４の電磁駆動チェック弁３１を使用し
た場合の点火時期と各気筒のノッキング強度の関係を示
している。上記点火時期は上死点を基準とした進角度
（before ＴＤＣ）で表しており、右に行くほど進角度
が大きくなる。図７では第１及び第４気筒のノッキング
強度は低く抑えられてはいるが、第３気筒のノッキング
強度が飛びぬけて大きく、また、第２気筒のノッキング
強度も大きくなっている。これに対して電磁駆動チェッ
ク弁を利用して、前記図５及び図６のグラフＹ1のよう
に各気筒の仕事を均一化していると、図８のようにノッ
キング強度と点火時期とのばらつきを小さくすることが
できる。
【００４５】（３）図９は図１３の自動チェック弁を使
用した場合の点火時期と熱効率との関係と各気筒のノッ
キング限界を示し、図１０は図４の電磁駆動チェック弁
３１を使用した場合の点火時期と熱効率との関係と各気
筒のノッキング限界の変化を示している。ここでの点火
時期も上死点を基準とした進角度（before ＴＤＣ）で
表しており、右に行くほど進角度が大きくなる。図９で
は、第３気筒のノッキング限界Ｋ３が極端に遅角側に来
ているので、運転ポイントＤ１が第３気筒のノッキング
限界Ｋ３で制限され、それにより熱効率がη１に抑えら
れる。これに対して、図４の電磁駆動チェック弁３１を
用いることにより、前記図８のようにノッキング強度の
ばらつきをなくし、第３気筒及び第２気筒のノッキング
強度を下げて均一化していると、図１０において、前記
第３気筒及び及び第２気筒のノッキング限界Ｋ３、Ｋ２
が第６気筒のノッキング限界Ｋ６近くまで進角側に変化
するため、前記従来の運転ポイントＤ１よりも大幅に進
角させた位置Ｄ２に運転ポイントを移動することができ
る。これにより、ノッキングを防止しながら、熱効率を
η２まで上げることが可能となる。
用した場合の点火時期と熱効率との関係と各気筒のノッ
キング限界を示し、図１０は図４の電磁駆動チェック弁
３１を使用した場合の点火時期と熱効率との関係と各気
筒のノッキング限界の変化を示している。ここでの点火
時期も上死点を基準とした進角度（before ＴＤＣ）で
表しており、右に行くほど進角度が大きくなる。図９で
は、第３気筒のノッキング限界Ｋ３が極端に遅角側に来
ているので、運転ポイントＤ１が第３気筒のノッキング
限界Ｋ３で制限され、それにより熱効率がη１に抑えら
れる。これに対して、図４の電磁駆動チェック弁３１を
用いることにより、前記図８のようにノッキング強度の
ばらつきをなくし、第３気筒及び第２気筒のノッキング
強度を下げて均一化していると、図１０において、前記
第３気筒及び及び第２気筒のノッキング限界Ｋ３、Ｋ２
が第６気筒のノッキング限界Ｋ６近くまで進角側に変化
するため、前記従来の運転ポイントＤ１よりも大幅に進
角させた位置Ｄ２に運転ポイントを移動することができ
る。これにより、ノッキングを防止しながら、熱効率を
η２まで上げることが可能となる。
【００４６】（４）図１１はチェック弁のリフト特性を
示したものである。細い実線のグラフＺ２は図１３の自
動チェック弁を使用した場合、太い実線のグラフＺ１
は、図４の電磁駆動チェック弁を使用した場合である。
示したものである。細い実線のグラフＺ２は図１３の自
動チェック弁を使用した場合、太い実線のグラフＺ１
は、図４の電磁駆動チェック弁を使用した場合である。
【００４７】従来の自動チェック弁を利用している場合
は、吸気行程における燃料ガスの供給が安定せず、ま
た、排気行程における未燃ＨＣの排出も避けられない。
これに対して、図４の電磁駆動チェック弁を利用してい
ると、吸気行程内だけで効率良く副室へ燃料ガスの供給
を行なうことができ、排気時の未燃ＨＣの排出を減らす
ことも可能となる。
は、吸気行程における燃料ガスの供給が安定せず、ま
た、排気行程における未燃ＨＣの排出も避けられない。
これに対して、図４の電磁駆動チェック弁を利用してい
ると、吸気行程内だけで効率良く副室へ燃料ガスの供給
を行なうことができ、排気時の未燃ＨＣの排出を減らす
ことも可能となる。
【００４８】図１２は図１３の自動チェック弁を使用し
た場合と、図４の電磁駆動チェック弁を使用して図１１
の直線グラフＺ１で示すような燃料ガス供給制御をした
場合とで、熱効率と未燃ＨＣの量を比較したものであ
る。白い四角の記号は電磁駆動チェック弁で制御時の未
燃ＨＣの排出量、白い丸の記号は自動チェック弁使用時
の未燃ＨＣの排出量、黒い四角の記号は電磁駆動チェッ
ク弁使用時の熱効率、黒い丸の記号は自動チェック弁使
用時の熱効率である。グラフから明かなように、電磁駆
動チェック弁を使用した場合は、未燃ＨＣの排出量は低
減し、熱効率は増加する。
た場合と、図４の電磁駆動チェック弁を使用して図１１
の直線グラフＺ１で示すような燃料ガス供給制御をした
場合とで、熱効率と未燃ＨＣの量を比較したものであ
る。白い四角の記号は電磁駆動チェック弁で制御時の未
燃ＨＣの排出量、白い丸の記号は自動チェック弁使用時
の未燃ＨＣの排出量、黒い四角の記号は電磁駆動チェッ
ク弁使用時の熱効率、黒い丸の記号は自動チェック弁使
用時の熱効率である。グラフから明かなように、電磁駆
動チェック弁を使用した場合は、未燃ＨＣの排出量は低
減し、熱効率は増加する。
【００４９】
【その他の発明の実施の形態】前述の各実施の形態は、
過給機を備えたガス機関に適用した例であるが、本願発
明は過給機を備えていない多気筒ガス機関にも当然適用
することができ、過給機付き機関の場合と概ね同様な作
用効果が期待できる。
過給機を備えたガス機関に適用した例であるが、本願発
明は過給機を備えていない多気筒ガス機関にも当然適用
することができ、過給機付き機関の場合と概ね同様な作
用効果が期待できる。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように本願発明は、吸気管
に燃料ガス供給用のインジェクターを設け、インジェク
ターにより噴射された燃料ガスと空気との混合気を燃焼
室に供給するガス機関の燃焼噴射制御方法において、次
のような利点がある。
に燃料ガス供給用のインジェクターを設け、インジェク
ターにより噴射された燃料ガスと空気との混合気を燃焼
室に供給するガス機関の燃焼噴射制御方法において、次
のような利点がある。
【００５１】（１）燃料噴射開始時期を吸気弁開時期以
後とし、吸気行程中のピストン速度が最も速い時に、噴
射ピークの燃料ガスがインジェクターと吸気ポートの間
を流れているように、燃料噴射の開始時期及び噴射期間
を設定すると、最も流動の激しい時に空気と燃料ガスと
をインジェクターから吸気ポート間に流すことになるの
で、短い混合経路でも均一に空気と燃料ガスを混合する
ことができ、これにより熱効率を上げると共にノッキン
グを避け、また、未燃ＨＣの低減を達成することもで
き、機関性能が向上する。
後とし、吸気行程中のピストン速度が最も速い時に、噴
射ピークの燃料ガスがインジェクターと吸気ポートの間
を流れているように、燃料噴射の開始時期及び噴射期間
を設定すると、最も流動の激しい時に空気と燃料ガスと
をインジェクターから吸気ポート間に流すことになるの
で、短い混合経路でも均一に空気と燃料ガスを混合する
ことができ、これにより熱効率を上げると共にノッキン
グを避け、また、未燃ＨＣの低減を達成することもで
き、機関性能が向上する。
【００５２】（２）吸気行程のピストン下降中、すなわ
ち吸気行程下死点以前に、吸気ポートから燃焼室内への
必要混合気の供給を終えるように、かつ、噴射当初の燃
料ガスが吸気弁開期間と排気弁開期間とのオーバーラッ
プ期間に吸気ポートから燃焼室さらに排気通路へ流れ出
ないように、燃料噴射開始時期及び噴射期間を設定する
と、噴射当初の燃料ガス並びに噴射終了付近の燃料ガス
のいずれをも、排気弁開期間と吸気弁開期間とのオーバ
ーラップ期間に排気通路へ吹き抜けるのを防止すること
ができ、噴射した燃料ガスを吸気行程において漏れなく
燃焼室に供給し、燃焼に利用することができ、燃費が向
上する。特に、過給機を備えて空気を加圧供給するガス
機関においては、燃費の向上が顕著である。
ち吸気行程下死点以前に、吸気ポートから燃焼室内への
必要混合気の供給を終えるように、かつ、噴射当初の燃
料ガスが吸気弁開期間と排気弁開期間とのオーバーラッ
プ期間に吸気ポートから燃焼室さらに排気通路へ流れ出
ないように、燃料噴射開始時期及び噴射期間を設定する
と、噴射当初の燃料ガス並びに噴射終了付近の燃料ガス
のいずれをも、排気弁開期間と吸気弁開期間とのオーバ
ーラップ期間に排気通路へ吹き抜けるのを防止すること
ができ、噴射した燃料ガスを吸気行程において漏れなく
燃焼室に供給し、燃焼に利用することができ、燃費が向
上する。特に、過給機を備えて空気を加圧供給するガス
機関においては、燃費の向上が顕著である。
【００５３】（３）燃焼室に連通する副室を備えた上記
ガス機関の燃料噴射制御方法において、副室を電磁駆動
チェック弁を介して燃料ガス供給源に接続し、該電磁駆
動チェック弁により、副室内への燃料ガスの供給を制御
するようにしていること、従来のダイヤフラム式レギュ
レータを利用した自動チェック弁を使用する場合に比
べ、副室内への燃料ガスの噴射開始時期及び噴射期間
を、希望の値に簡単かつ具体的に設定でき、これによ
り、気筒間の仕事の均一化、熱効率の向上、未燃ＨＣの
低減を達成することが可能となる。
ガス機関の燃料噴射制御方法において、副室を電磁駆動
チェック弁を介して燃料ガス供給源に接続し、該電磁駆
動チェック弁により、副室内への燃料ガスの供給を制御
するようにしていること、従来のダイヤフラム式レギュ
レータを利用した自動チェック弁を使用する場合に比
べ、副室内への燃料ガスの噴射開始時期及び噴射期間
を、希望の値に簡単かつ具体的に設定でき、これによ
り、気筒間の仕事の均一化、熱効率の向上、未燃ＨＣの
低減を達成することが可能となる。
【図１】 本願発明が適用される過給機付多気筒ガス機
関の１つの気筒の吸気経路の断面図である。
関の１つの気筒の吸気経路の断面図である。
【図２】 インジェクション位置と吸気ポート位置にお
けるクランク角度に対する燃料質量流量の変化を示す図
である。
けるクランク角度に対する燃料質量流量の変化を示す図
である。
【図３】 排気通路出口端位置における未燃燃料質量の
変化を示す図である。
変化を示す図である。
【図４】 本願請求項４記載の発明が適用される副室を
有する多気筒ガス機関の部分縦断面図である。
有する多気筒ガス機関の部分縦断面図である。
【図５】 請求項４を適用した場合における各気筒の図
示平均有効圧力を示す図である。
示平均有効圧力を示す図である。
【図６】 請求項４を適用した場合における各気筒の副
室供給ガス量を示す図である。
室供給ガス量を示す図である。
【図７】 従来のダイヤフラム式レギュレータを利用し
た自動チェック弁を用いた場合の各気筒のノッキング強
度を示す図である。
た自動チェック弁を用いた場合の各気筒のノッキング強
度を示す図である。
【図８】 請求項４を適用した場合における各気筒のノ
ッキング強度を示す図である。
ッキング強度を示す図である。
【図９】 従来のダイヤフラム式レギュレータを利用し
た自動チェック弁を用いた場合の点火時期と熱効率の関
係とノッキング限界を示す図である。
た自動チェック弁を用いた場合の点火時期と熱効率の関
係とノッキング限界を示す図である。
【図１０】 請求項４を適用した場合の点火時期と熱効
率の関係とノッキング限界を示す図である。
率の関係とノッキング限界を示す図である。
【図１１】 チェック弁のリフト特性線図である。
【図１２】 請求項４を適用した場合と従来例とで、未
燃ＨＣ及び熱効率の変化を比較した図である。
燃ＨＣ及び熱効率の変化を比較した図である。
【図１３】 従来の副室への燃料ガス供給機構を示す断
面略図である。
面略図である。
１ シリンダブロック
２ シリンダヘッド
３ 吸気通路（給気通路）
３ａ 吸気ポート
４ 排気通路
４ａ 排気ポート
８ 燃焼室
１０ 吸気弁（給気弁）
１１ 排気弁
１５，１６ 吸気管（給気管）
１７ 吸気マニホールド（給気マニホールド）
２５ インジェクター
３０ 副室
３１ 電磁駆動チェック弁
フロントページの続き
(72)発明者 岡本 和久
東京都港区海岸１丁目５番20号 東京瓦斯
株式会社内
(72)発明者 桜井 輝浩
東京都港区海岸１丁目５番20号 東京瓦斯
株式会社内
Ｆターム(参考） 3G092 AA01 AA07 AB06 BB01 BB06
DE01S DG09 FA16 FA18
FA24
3G301 HA22 JA05 LB04 MA11 MA18
Claims (4)
- 【請求項１】 吸気管に燃料インジェクターを設け、イ
ンジェクターにより噴射された燃料ガスと空気との混合
気を燃焼室に供給するガス機関の燃焼噴射制御方法にお
いて、 燃料噴射開始時期を吸気弁開時期以降とし、 吸気行程中のピストン速度が最も速い時に、噴射ピーク
の燃料ガスがインジェクターと吸気ポートの間を流れて
いるように、燃料噴射の開始時期及び噴射期間を設定す
ることを特徴とするガス機関の燃料噴射制御方法。 - 【請求項２】 吸気管に燃料インジェクターを設け、イ
ンジェクターにより噴射された燃料ガスと空気との混合
気を燃焼室に供給するガス機関の燃焼噴射制御方法にお
いて、 吸気行程中のピストン下降期間内に、吸気ポートから燃
焼室内への必要混合気の供給を終えるように、かつ、噴
射当初の燃料ガスが吸気弁開期間と排気弁開期間とのオ
ーバーラップ期間に吸気ポートから燃焼室さらに排気通
路へ流れ出ないように、燃料噴射開始時期及び噴射期間
を設定することを特徴とするガス機関の燃料噴射制御方
法。 - 【請求項３】 請求項１記載のガス機関の燃焼噴射制御
方法において、 吸気行程中のピストン下降期間内に、吸気ポートから燃
焼室内への必要混合気の供給を終えるように、かつ、噴
射当初の燃料ガスが吸気弁開期間と排気弁開期間とのオ
ーバーラップ期間に吸気ポートから燃焼室さらに排気通
路へ流れ出ないように、燃料噴射開始時期及び噴射期間
を設定することを特徴とするガス機関の燃料噴射制御方
法。 - 【請求項４】 燃焼室に連通する副室を備えた請求項１
〜３記載のガス機関の燃料噴射制御方法において、 副室を電磁駆動チェック弁を介して燃料ガス供給源に接
続し、該電磁駆動チェック弁により、副室内への燃料ガ
スの供給を制御することを特徴とするガス機関の燃焼噴
射制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001283089A JP2003090243A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | ガス機関の燃料噴射制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001283089A JP2003090243A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | ガス機関の燃料噴射制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003090243A true JP2003090243A (ja) | 2003-03-28 |
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ID=19106635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001283089A Pending JP2003090243A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | ガス機関の燃料噴射制御方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003090243A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006105065A (ja) * | 2004-10-07 | 2006-04-20 | Yanmar Co Ltd | ガスエンジン |
| JP2007270782A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Osaka Gas Co Ltd | エンジン |
| CN103883412A (zh) * | 2012-12-07 | 2014-06-25 | 日立汽车系统株式会社 | 内燃机的燃料喷射控制装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60230543A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-16 | Mazda Motor Corp | 燃料噴射装置付エンジン |
| JPS614832A (ja) * | 1984-06-18 | 1986-01-10 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気還流制御装置 |
| JPH0459367U (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-21 | ||
| JP2001227380A (ja) * | 2000-02-17 | 2001-08-24 | Nippon Soken Inc | ガスエンジン制御装置 |
| JP2001248500A (ja) * | 2000-03-06 | 2001-09-14 | Osaka Gas Co Ltd | ガスエンジンの燃料ガス供給構造 |
-
2001
- 2001-09-18 JP JP2001283089A patent/JP2003090243A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60230543A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-16 | Mazda Motor Corp | 燃料噴射装置付エンジン |
| JPS614832A (ja) * | 1984-06-18 | 1986-01-10 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気還流制御装置 |
| JPH0459367U (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-21 | ||
| JP2001227380A (ja) * | 2000-02-17 | 2001-08-24 | Nippon Soken Inc | ガスエンジン制御装置 |
| JP2001248500A (ja) * | 2000-03-06 | 2001-09-14 | Osaka Gas Co Ltd | ガスエンジンの燃料ガス供給構造 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006105065A (ja) * | 2004-10-07 | 2006-04-20 | Yanmar Co Ltd | ガスエンジン |
| JP4488509B2 (ja) * | 2004-10-07 | 2010-06-23 | ヤンマー株式会社 | ガスエンジン |
| JP2007270782A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Osaka Gas Co Ltd | エンジン |
| JP4698471B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-06-08 | 大阪瓦斯株式会社 | エンジン |
| CN103883412A (zh) * | 2012-12-07 | 2014-06-25 | 日立汽车系统株式会社 | 内燃机的燃料喷射控制装置 |
| JP2014114718A (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-26 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| US9394847B2 (en) | 2012-12-07 | 2016-07-19 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Fuel injection control apparatus for internal combustion engine |
| CN103883412B (zh) * | 2012-12-07 | 2016-12-07 | 日立汽车系统株式会社 | 内燃机的燃料喷射控制装置 |
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