JP2984706B2 - エンジンの気体燃料供給装置 - Google Patents
エンジンの気体燃料供給装置Info
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- JP2984706B2 JP2984706B2 JP2291455A JP29145590A JP2984706B2 JP 2984706 B2 JP2984706 B2 JP 2984706B2 JP 2291455 A JP2291455 A JP 2291455A JP 29145590 A JP29145590 A JP 29145590A JP 2984706 B2 JP2984706 B2 JP 2984706B2
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- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はLPGなどの気体燃料を正圧で吸気路に連続噴
射しエンジンに供給する装置に関するものである。
射しエンジンに供給する装置に関するものである。
［従来の技術］ 火花点火式のエンジンに液化ガス燃料を供給するシス
テムとして、ガス化した気体燃料を大気圧に近い負圧に
調整し吸入空気流に吸引させてエンジンに供給するほか
に、液体のまま圧力および流量を制御して吸気路に連続
噴射してエンジンに供給すること（特開昭59−82556号
公報）や、液体のまま圧力を制御して噴射弁により吸気
路に不連続噴射してエンジンに供給すること（特開昭59
−108855号公報、特開昭63−16160号公報）が考えられ
ている。
テムとして、ガス化した気体燃料を大気圧に近い負圧に
調整し吸入空気流に吸引させてエンジンに供給するほか
に、液体のまま圧力および流量を制御して吸気路に連続
噴射してエンジンに供給すること（特開昭59−82556号
公報）や、液体のまま圧力を制御して噴射弁により吸気
路に不連続噴射してエンジンに供給すること（特開昭59
−108855号公報、特開昭63−16160号公報）が考えられ
ている。
一般に、空気流量に対応して燃料流量を制御するため
には、吸気路への燃料出口の開口面積を一定に保持して
燃料圧力を制御する方法と、燃料圧力を一定に保持して
開口面積を制御する方法とがあることはよく知られてい
る所である。燃料が液体燃料の場合は、前者の制御方法
を用いるとエンジン低速域で燃料圧力を低くするため燃
料の微粒化やエンジン気筒への分配性が悪化し実用に不
向きであり、エンジン低速域で開口面積をかなり精度よ
く制御できるディジタル制御方式を採用した後者の制御
方法が実用化されている。燃料が気体燃料の場合は、い
ずれの制御方法を用いても液体燃料に比べ燃料出口の開
口面積や燃料圧力制御手段の通路面積をかなり大きくし
なければならないため、大口径の開口や通路を高速制御
できる実用可能なアクチュエータが提供されない現在で
はディジタル制御方式を採用することができない。
には、吸気路への燃料出口の開口面積を一定に保持して
燃料圧力を制御する方法と、燃料圧力を一定に保持して
開口面積を制御する方法とがあることはよく知られてい
る所である。燃料が液体燃料の場合は、前者の制御方法
を用いるとエンジン低速域で燃料圧力を低くするため燃
料の微粒化やエンジン気筒への分配性が悪化し実用に不
向きであり、エンジン低速域で開口面積をかなり精度よ
く制御できるディジタル制御方式を採用した後者の制御
方法が実用化されている。燃料が気体燃料の場合は、い
ずれの制御方法を用いても液体燃料に比べ燃料出口の開
口面積や燃料圧力制御手段の通路面積をかなり大きくし
なければならないため、大口径の開口や通路を高速制御
できる実用可能なアクチュエータが提供されない現在で
はディジタル制御方式を採用することができない。
一方、LPGやLNGのような液化ガスを液体のまま吸気路
に連続または不連続噴射する前記システムでは、液化ガ
スが温度の影響を受けて容易に気化し圧力を極度に変動
するので、自動車のように大気温度とエンジン温度との
差がきわめて大きく或いは温度変化が大きい場所では安
定した燃料供給がきわめて困難で、実用化には多くの問
題がある。
に連続または不連続噴射する前記システムでは、液化ガ
スが温度の影響を受けて容易に気化し圧力を極度に変動
するので、自動車のように大気温度とエンジン温度との
差がきわめて大きく或いは温度変化が大きい場所では安
定した燃料供給がきわめて困難で、実用化には多くの問
題がある。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明が解決しようとする課題は、液化ガス燃料を自
身の圧力を利用して吸気路に噴射させる場合、温度の影
響を軽減するためガス化しても実用可能な制御方式がな
く実用化に至っていない、という点である。
身の圧力を利用して吸気路に噴射させる場合、温度の影
響を軽減するためガス化しても実用可能な制御方式がな
く実用化に至っていない、という点である。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、吸気路への燃料出口の開口面積を一定に保
持して燃料流量の制御を燃料圧力制御によって行なう方
法を採用し、燃料に気体燃料を用いてこれを正圧で連族
噴射させるようにした。
持して燃料流量の制御を燃料圧力制御によって行なう方
法を採用し、燃料に気体燃料を用いてこれを正圧で連族
噴射させるようにした。
即ち、燃料圧力制御は燃料を一定圧力に調整する第一
の圧力調整器と空気流量に応じて燃料圧力を調整する第
二の圧力調整器とによって行なわせ、これら二つの圧力
調整器が直列に設けられ吸気路に接続された主燃料通路
に、排気の酸素濃度に応じて動作する開閉弁を有し第二
の圧力調整器の下流で主燃料通路から分岐して吸気路に
接続された補正燃料通路を付加した。更に、加速運転時
に動作する開閉弁を有し二つの圧力調整器の間で主燃料
通路から分岐して吸気路に接続された加速燃料通路を付
加した。
の圧力調整器と空気流量に応じて燃料圧力を調整する第
二の圧力調整器とによって行なわせ、これら二つの圧力
調整器が直列に設けられ吸気路に接続された主燃料通路
に、排気の酸素濃度に応じて動作する開閉弁を有し第二
の圧力調整器の下流で主燃料通路から分岐して吸気路に
接続された補正燃料通路を付加した。更に、加速運転時
に動作する開閉弁を有し二つの圧力調整器の間で主燃料
通路から分岐して吸気路に接続された加速燃料通路を付
加した。
尚、第二の圧力調整器のアクチュエータをリニアモー
タとし、各開閉弁のアクチュエータをソレノイドとする
のがよい。
タとし、各開閉弁のアクチュエータをソレノイドとする
のがよい。
これにより、LPGやLNGのように液体で入手した燃料を
ガス化して使用するほかに、都市ガスやCNGのように気
体で入手した燃料をそのまま使用し、正圧の気体燃料を
エンジンの全運転に亘り精度よく制御して供給する、と
いう目的が達成される。
ガス化して使用するほかに、都市ガスやCNGのように気
体で入手した燃料をそのまま使用し、正圧の気体燃料を
エンジンの全運転に亘り精度よく制御して供給する、と
いう目的が達成される。
［作用］ 第一の圧力調整器で一定圧力に調整した気体燃料を第
二の圧力調整器で吸入空気量に応じて調整し吸気路に噴
射させることにより、高精度でしかも高応答性であるこ
とが要求されない基本空燃比制御を行ない、空燃比のず
れは排気の酸素濃度を検知して補正燃料通路の開閉弁を
フィードバック制御により開閉動作させることにより補
正する。また、加速燃料通路は加速度合いに応じ開閉弁
を開閉動作させることにより加速燃料を供給する。
二の圧力調整器で吸入空気量に応じて調整し吸気路に噴
射させることにより、高精度でしかも高応答性であるこ
とが要求されない基本空燃比制御を行ない、空燃比のず
れは排気の酸素濃度を検知して補正燃料通路の開閉弁を
フィードバック制御により開閉動作させることにより補
正する。また、加速燃料通路は加速度合いに応じ開閉弁
を開閉動作させることにより加速燃料を供給する。
開閉弁はソレノイドで駆動することにより高応答性が
与えられ、補正燃料通路は温度や燃料組成の変化による
空燃比のずれも補正する。
与えられ、補正燃料通路は温度や燃料組成の変化による
空燃比のずれも補正する。
［実施例］ 図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図面は燃料にLPGを使用した場合の一例であって、１
はLPGを充填した耐圧容器、２は電気抵抗熱またはエン
ジン冷却水を利用してLPGを加熱ガス化する気化装置、
３は気化装置３から吸気路10の絞り弁11よりも上流側に
達する主燃料通路、４は第一の圧力調整器、５は第二の
圧力調整器、６は補正燃料通路、７はその開閉弁、８は
加速燃料通路、９はその開閉弁、12はエンジン、13は排
気管である。
はLPGを充填した耐圧容器、２は電気抵抗熱またはエン
ジン冷却水を利用してLPGを加熱ガス化する気化装置、
３は気化装置３から吸気路10の絞り弁11よりも上流側に
達する主燃料通路、４は第一の圧力調整器、５は第二の
圧力調整器、６は補正燃料通路、７はその開閉弁、８は
加速燃料通路、９はその開閉弁、12はエンジン、13は排
気管である。
第一の圧力調整器４は、荷重可調整の調圧ばね41を作
用させたダイヤフラム42に結合した針状の弁体44と、こ
の弁体44によって有効面積が無段階に変えられる弁口45
とからなり、気化装置２で作られた高圧の気体燃料は弁
口45の出口側圧力とばね41のばね力とを受けるダイヤフ
ラム42の動きに応じて一定圧力に調整される。
用させたダイヤフラム42に結合した針状の弁体44と、こ
の弁体44によって有効面積が無段階に変えられる弁口45
とからなり、気化装置２で作られた高圧の気体燃料は弁
口45の出口側圧力とばね41のばね力とを受けるダイヤフ
ラム42の動きに応じて一定圧力に調整される。
第二の圧力調整器５はリニアステッピングモータをア
クチュエータ51としほぼ無段階に直線往復動する針状の
弁体52と、この弁体52によって有効面積が変えられる弁
口53とからなり、第一の圧力調整器４によってかなり高
圧の一定圧力に調整された気体燃料はアクチュエータ51
により制御される弁体52の位置に応じた有効面積の弁口
53によって大気圧よりも少し高い正圧に減圧され、主燃
料通路３を主ジェット14で最大流量を規制されて流れ開
口面積が一定に保持された燃料出口15から吸気路10に噴
射する。
クチュエータ51としほぼ無段階に直線往復動する針状の
弁体52と、この弁体52によって有効面積が変えられる弁
口53とからなり、第一の圧力調整器４によってかなり高
圧の一定圧力に調整された気体燃料はアクチュエータ51
により制御される弁体52の位置に応じた有効面積の弁口
53によって大気圧よりも少し高い正圧に減圧され、主燃
料通路３を主ジェット14で最大流量を規制されて流れ開
口面積が一定に保持された燃料出口15から吸気路10に噴
射する。
アクチュエータ51は吸気路10の空気流量に応じて燃料
圧力を調整するように弁体52を駆動するものであり、吸
気路10に設置した流量計17によって検知した空気流量を
マイクロコンピュータからなる電子式制御器16に入力
し、予め定めた計算式に基いて所要のパルス数からなる
駆動電気信号をアクチュエータ51に送り、空気流量に比
例した燃料流量となるように燃料圧力を調整するもので
ある。この場合、所定の燃料圧力に調整されたか否か
を、主燃料通路３の弁体52下流側に設置した圧力センサ
18が検知した燃料圧力を電子式制御器16に入力し計算式
の値と比較することによって判定し、所定の燃料圧力と
なるようにする。
圧力を調整するように弁体52を駆動するものであり、吸
気路10に設置した流量計17によって検知した空気流量を
マイクロコンピュータからなる電子式制御器16に入力
し、予め定めた計算式に基いて所要のパルス数からなる
駆動電気信号をアクチュエータ51に送り、空気流量に比
例した燃料流量となるように燃料圧力を調整するもので
ある。この場合、所定の燃料圧力に調整されたか否か
を、主燃料通路３の弁体52下流側に設置した圧力センサ
18が検知した燃料圧力を電子式制御器16に入力し計算式
の値と比較することによって判定し、所定の燃料圧力と
なるようにする。
尚、アクチュエータ51に用いるリニアモータは多段ソ
レノイドであってもよいが、小形でほぼ無段階の制御が
可能なリニアステッピングモータ、リニア誘導モータが
有利である。
レノイドであってもよいが、小形でほぼ無段階の制御が
可能なリニアステッピングモータ、リニア誘導モータが
有利である。
このように、吸気路10への燃料出口15の開口面積を一
定に保持し、空気流量に応じて燃料圧力を制御する方法
を正圧の気体燃料に採用した場合、エンジン低速域で燃
料圧力を低くしても液体燃料に比べて空気との混合がき
わめて良好であり、エンジン気筒への混合気分配性を悪
化しない。また、気体燃料を正圧で取扱うため大流量を
得ることが容易であり、弁口45、53、燃料出口15を小口
径化してダイヤフラム42、アクチュエータ51の小形化を
計ることができる。
定に保持し、空気流量に応じて燃料圧力を制御する方法
を正圧の気体燃料に採用した場合、エンジン低速域で燃
料圧力を低くしても液体燃料に比べて空気との混合がき
わめて良好であり、エンジン気筒への混合気分配性を悪
化しない。また、気体燃料を正圧で取扱うため大流量を
得ることが容易であり、弁口45、53、燃料出口15を小口
径化してダイヤフラム42、アクチュエータ51の小形化を
計ることができる。
以上により、高精度でしかも高応答性であることが要
求されない基本空燃比制御が行なわれる。
求されない基本空燃比制御が行なわれる。
次に、このような基本空燃比制御を行なった場合に発
生する理論空燃比からのずれを補正するための補正燃料
通路６は主ジェット14をバイパスして主燃料通路３から
分岐して設けられている。この補正燃料通路６の開閉弁
７を駆動するアクチュエータ71はソレノイドであり、排
気管14に設置した酸素センサ19によって検知した排気中
の酸素濃度を電子式制御器16に入力し、所要のデューテ
ィ比からなる駆動電気信号をアクチュエータ71に送り、
開閉弁７をパルス的に開閉動作させることにより補正燃
料通路６を流れる燃料流量を制御し、論理空燃比とす
る。
生する理論空燃比からのずれを補正するための補正燃料
通路６は主ジェット14をバイパスして主燃料通路３から
分岐して設けられている。この補正燃料通路６の開閉弁
７を駆動するアクチュエータ71はソレノイドであり、排
気管14に設置した酸素センサ19によって検知した排気中
の酸素濃度を電子式制御器16に入力し、所要のデューテ
ィ比からなる駆動電気信号をアクチュエータ71に送り、
開閉弁７をパルス的に開閉動作させることにより補正燃
料通路６を流れる燃料流量を制御し、論理空燃比とす
る。
実際には、開閉弁７を或るデューティ比で開閉動作さ
せながら基本空燃比制御を行ない、実際の空燃比が理論
空燃比からずれたときそのずれを補正する方向へデュー
ティ比を変化させることとなる。この補正は、高精度で
且つ高応答性の動作が可能なソレノイドをアクチュエー
タ71に用いることにより適確に行なわれ、エンジン12に
常に理論空燃比の混合気を供給することが可能である。
せながら基本空燃比制御を行ない、実際の空燃比が理論
空燃比からずれたときそのずれを補正する方向へデュー
ティ比を変化させることとなる。この補正は、高精度で
且つ高応答性の動作が可能なソレノイドをアクチュエー
タ71に用いることにより適確に行なわれ、エンジン12に
常に理論空燃比の混合気を供給することが可能である。
尚、空気や燃料の温度変化、燃料の組成変化による空
燃比のずれも酸素センサ19により検知されるので、補正
燃料通路６と開閉弁７による補正が可能である。また、
燃料の組成変化によるずれはかなり長期間に亘るので、
酸素センサ19を用いたフィードバック制御によるアクチ
ュエータ71の平均デューティ値のずれに基いて第二の圧
力調整器５のアクチュエータ51の駆動電気信号を変更
し、燃料圧力を修正することによってアクチュエータ71
を平均デューティ値で開閉動作させる。これは、電子式
制御器16に学習機能をもたせたものを使用することによ
り容易に実現される。
燃比のずれも酸素センサ19により検知されるので、補正
燃料通路６と開閉弁７による補正が可能である。また、
燃料の組成変化によるずれはかなり長期間に亘るので、
酸素センサ19を用いたフィードバック制御によるアクチ
ュエータ71の平均デューティ値のずれに基いて第二の圧
力調整器５のアクチュエータ51の駆動電気信号を変更
し、燃料圧力を修正することによってアクチュエータ71
を平均デューティ値で開閉動作させる。これは、電子式
制御器16に学習機能をもたせたものを使用することによ
り容易に実現される。
以上によりエンジン12の全運転域に亘って理論空燃比
の混合気を供給することができ、また補正燃料通路６と
開閉弁７とによって高出力時の出力燃料を供給すること
も可能である。
の混合気を供給することができ、また補正燃料通路６と
開閉弁７とによって高出力時の出力燃料を供給すること
も可能である。
更に、このような理論空燃比制御を行なっているとき
加速運転をすると、充分な加速性能を得るためには加速
燃料を供給する必要がある。そのための加速燃料通路８
は第二の圧力調整器５と主ジェット14とをバイパスして
主燃料通路３から分岐して設けられている。この加速燃
料通路８の開閉弁９を駆動するアクチュエータ91もソレ
ノイドであって、絞り弁11の位置センサ20やその下流の
吸気管10に設置した圧力センサ21によって検知した絞り
弁11の開度や吸入負圧を電子式制御器16に入力し、これ
らに基いて所要のデューティ比からなる駆動電気信号を
アクチュエータ91に送り、開閉弁９をパルス的に開閉動
作させることにより加速燃料通路８を流れる燃料流量を
制御し、所定量の加速燃料を供給する。
加速運転をすると、充分な加速性能を得るためには加速
燃料を供給する必要がある。そのための加速燃料通路８
は第二の圧力調整器５と主ジェット14とをバイパスして
主燃料通路３から分岐して設けられている。この加速燃
料通路８の開閉弁９を駆動するアクチュエータ91もソレ
ノイドであって、絞り弁11の位置センサ20やその下流の
吸気管10に設置した圧力センサ21によって検知した絞り
弁11の開度や吸入負圧を電子式制御器16に入力し、これ
らに基いて所要のデューティ比からなる駆動電気信号を
アクチュエータ91に送り、開閉弁９をパルス的に開閉動
作させることにより加速燃料通路８を流れる燃料流量を
制御し、所定量の加速燃料を供給する。
加速燃料は適正量を応答よく供給することが必要であ
るが、第一の圧力調整器４によって調整されたかなり高
圧の気体燃料をソレノイドからなるアクチュエータ91で
制御することにより適確に行なうことができる。
るが、第一の圧力調整器４によって調整されたかなり高
圧の気体燃料をソレノイドからなるアクチュエータ91で
制御することにより適確に行なうことができる。
尚、補正燃料通路６および加速燃料通路８を主ジェッ
ト14の下流で主燃料通路３に合流することなく各別に吸
気路10に接続開口させてもよく、またこれらの開口位置
は絞り弁11の上流側に限らず下流側であってもよい。更
に、都市ガスやCNGのように気体で入手される燃料はそ
のまま第一の圧力調整器４に送入することは言うまでも
ない。
ト14の下流で主燃料通路３に合流することなく各別に吸
気路10に接続開口させてもよく、またこれらの開口位置
は絞り弁11の上流側に限らず下流側であってもよい。更
に、都市ガスやCNGのように気体で入手される燃料はそ
のまま第一の圧力調整器４に送入することは言うまでも
ない。
［発明の効果］ 本発明によると、一定圧の圧力調整器と空気流量に応
じて可変圧の圧力調整器とによって基本空燃比制御を行
なわせるとともに、排気の酸素濃度に応じて主燃料を補
正し理論空燃比とするシステムによって、正圧の気体燃
料をエンジンの全運転域に亘り精度よく制御して供給す
ることができ、更に加速燃料も適確に供給することがで
きる。
じて可変圧の圧力調整器とによって基本空燃比制御を行
なわせるとともに、排気の酸素濃度に応じて主燃料を補
正し理論空燃比とするシステムによって、正圧の気体燃
料をエンジンの全運転域に亘り精度よく制御して供給す
ることができ、更に加速燃料も適確に供給することがで
きる。
図面は本発明の実施例を示す配置図である。 ３……主燃料通路、４……第一の圧力調整器、５……第
二の圧力調整器、６……補正燃料通路、７、９……開閉
弁、８……加速燃料通路、10……吸気路、12……エンジ
ン、16……電子式制御器、51、71、91……アクチュエー
タ、
二の圧力調整器、６……補正燃料通路、７、９……開閉
弁、８……加速燃料通路、10……吸気路、12……エンジ
ン、16……電子式制御器、51、71、91……アクチュエー
タ、
Claims (4)
- 【請求項１】燃料を一定圧力に調整する第一の圧力調整
器と、空気流量に応じて燃料圧力を調整する第二の圧力
調整器と、前記二つの圧力調整器が直列に設けられ吸気
路に接続された主燃料通路と、排気の酸素濃度に応じて
動作する開閉弁を有し前記第二の圧力調整器の下流で前
記主燃料通路から分岐して前記吸気路に接続された補正
燃料通路とを具えたことを特徴とするエンジンの気体燃
料供給装置。 - 【請求項２】請求項１記載の構成に加えて、加速運転時
に動作する開閉弁を有し前記二つの圧力調整器の間で前
記主燃料通路から分岐して前記吸気路に接続された加速
燃料通路を具えたことを特徴とするエンジンの気体燃料
供給装置。 - 【請求項３】第二の圧力調整器のアクチュエータがリニ
アモータであり、開閉弁のアクチュエータがソレノイド
である請求項１記載のエンジンの気体燃料供給装置。 - 【請求項４】第二の圧力調整器のアクチュエータがリニ
アモータであり、二つの開閉弁のアクチュエータがそれ
ぞれソレノイドである請求項２記載のエンジンの気体燃
料供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2291455A JP2984706B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | エンジンの気体燃料供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2291455A JP2984706B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | エンジンの気体燃料供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04164145A JPH04164145A (ja) | 1992-06-09 |
| JP2984706B2 true JP2984706B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=17769092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2291455A Expired - Fee Related JP2984706B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | エンジンの気体燃料供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2984706B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100285935B1 (ko) * | 1997-08-27 | 2001-11-14 | 박형규 | 최적의연료공급을위한액화석유가스자동차용연료공급장치의 제어회로 |
| DE102006009172A1 (de) * | 2006-02-24 | 2007-08-30 | Deutz Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Instationärverhaltens von magerbetriebenen Gasmotoren |
-
1990
- 1990-10-29 JP JP2291455A patent/JP2984706B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04164145A (ja) | 1992-06-09 |
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