JP3260505B2 - ガス燃料エンジンの混合気形成装置 - Google Patents
ガス燃料エンジンの混合気形成装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス燃料エンジンの混
合気形成装置に関し、詳細には製造時のばらつき，経年
変化があってもブリードエア制御弁の開度を基準開度に
保持できるようにした空燃比調整方法の改善に関する。
合気形成装置に関し、詳細には製造時のばらつき，経年
変化があってもブリードエア制御弁の開度を基準開度に
保持できるようにした空燃比調整方法の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガス燃料エンジンの混合気形成装置とし
て、吸気通路のガス燃料通路接続部に可変ベンチュリ型
ミキサを配設し、上記ガス燃料通路にブリードエア通路
を接続するとともに該ブリードエア通路の通路面積を可
変制御するブリードエア制御弁を設けたものがある。こ
の種の装置では、排気ガス中の酸素濃度を用いたフィー
ドバック制御によってλ＝１になるようにブリードエア
制御弁の開度が制御される。なお上記λは、実際の空燃
比Ｆ／理論空燃比Ｆｃで定義され、ストイキ状態の混合
気では、ガス燃料の種類，及び組成の如何にかかわらず
常にλ＝１である。
て、吸気通路のガス燃料通路接続部に可変ベンチュリ型
ミキサを配設し、上記ガス燃料通路にブリードエア通路
を接続するとともに該ブリードエア通路の通路面積を可
変制御するブリードエア制御弁を設けたものがある。こ
の種の装置では、排気ガス中の酸素濃度を用いたフィー
ドバック制御によってλ＝１になるようにブリードエア
制御弁の開度が制御される。なお上記λは、実際の空燃
比Ｆ／理論空燃比Ｆｃで定義され、ストイキ状態の混合
気では、ガス燃料の種類，及び組成の如何にかかわらず
常にλ＝１である。
【０００３】上記ブリードエア制御弁の開度はステップ
モータによって制御されるのが一般的である。この場
合、λ＝１の時点でのブリードエア制御弁の開度が予め
設定された基準開度になるように、換言すればステップ
モータのステップ数が予め設定された基準ステップ数に
なるようにミキサの主ジェット，メータリングロッド
（ニードル弁）の形状，寸法等が設計されており、上記
ステップ数を上記基準ステップ数より大側（大開度
側），小側（小開度側）に変化させると空燃比がリーン
側，リッチ側に変化することとなる。
モータによって制御されるのが一般的である。この場
合、λ＝１の時点でのブリードエア制御弁の開度が予め
設定された基準開度になるように、換言すればステップ
モータのステップ数が予め設定された基準ステップ数に
なるようにミキサの主ジェット，メータリングロッド
（ニードル弁）の形状，寸法等が設計されており、上記
ステップ数を上記基準ステップ数より大側（大開度
側），小側（小開度側）に変化させると空燃比がリーン
側，リッチ側に変化することとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記混合気
形成装置では、主ジェット，ニードル弁等の製造時のば
らつきにより、あるいは経年変化によって、λ＝１の場
合の実際のステップ数が予め設定された基準ステップ数
からずれる場合がある。このようなずれが生じると、ブ
リードエア制御弁の開度制御可能範囲、ひいては空燃比
の制御可能範囲が狭くなる問題がある。例えばλ＝１の
場合のステップ数が基準ステップ数より大きくなると、
空燃比をリーン側に変化できる範囲が狭くなり、結果的
に空燃比制御可能範囲が狭くなる。
形成装置では、主ジェット，ニードル弁等の製造時のば
らつきにより、あるいは経年変化によって、λ＝１の場
合の実際のステップ数が予め設定された基準ステップ数
からずれる場合がある。このようなずれが生じると、ブ
リードエア制御弁の開度制御可能範囲、ひいては空燃比
の制御可能範囲が狭くなる問題がある。例えばλ＝１の
場合のステップ数が基準ステップ数より大きくなると、
空燃比をリーン側に変化できる範囲が狭くなり、結果的
に空燃比制御可能範囲が狭くなる。
【０００５】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、主ジェット，ニードル弁等に製造時のばらつ
き，経年変化等があっても、λ＝１の場合のブリードエ
ア制御弁の開度（ステップ数）を基準開度（基準ステッ
プ数）に保持でき、その結果空燃比制御可能範囲を初期
の設計通りに確保できるガス燃料エンジンの混合気形成
装置を提供することを目的としている。
たもので、主ジェット，ニードル弁等に製造時のばらつ
き，経年変化等があっても、λ＝１の場合のブリードエ
ア制御弁の開度（ステップ数）を基準開度（基準ステッ
プ数）に保持でき、その結果空燃比制御可能範囲を初期
の設計通りに確保できるガス燃料エンジンの混合気形成
装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、吸気弁開口に
連なり、ガス燃料ミキサを備えた吸気通路の途中にガス
燃料通路を接続し、該ガス燃料通路の途中にブリードエ
ア通路を接続し、該ブリードエア通路の通路面積を可変
制御しもってガス燃料量を制御するブリードエア制御弁
を設け、混合気が所定の空燃比となるように排気ガス中
の酸素濃度に基づいて上記ブリードエア制御弁をフィー
ドバック制御するようにしたガス燃料エンジンの混合気
形成装置において、上記吸気通路の上記ミキサより上流
側部分と上記ガス燃料通路の途中であってブリードエア
通路接続部より下流側部分とを連通する補助エア通路を
設け、該補助エア通路に該通路の面積を調整する手動弁
を配設し、該手動弁により補助エア通路の通路面積を調
整することにより上記ブリードエア制御弁のλ（実際の
空燃比／理論空燃比）＝１における開度を予め設定され
た基準開度に一致させることを特徴としている。
連なり、ガス燃料ミキサを備えた吸気通路の途中にガス
燃料通路を接続し、該ガス燃料通路の途中にブリードエ
ア通路を接続し、該ブリードエア通路の通路面積を可変
制御しもってガス燃料量を制御するブリードエア制御弁
を設け、混合気が所定の空燃比となるように排気ガス中
の酸素濃度に基づいて上記ブリードエア制御弁をフィー
ドバック制御するようにしたガス燃料エンジンの混合気
形成装置において、上記吸気通路の上記ミキサより上流
側部分と上記ガス燃料通路の途中であってブリードエア
通路接続部より下流側部分とを連通する補助エア通路を
設け、該補助エア通路に該通路の面積を調整する手動弁
を配設し、該手動弁により補助エア通路の通路面積を調
整することにより上記ブリードエア制御弁のλ（実際の
空燃比／理論空燃比）＝１における開度を予め設定され
た基準開度に一致させることを特徴としている。
【０００７】
【作用】本発明に係るガス燃料エンジンの混合気形成装
置によれば、吸気通路のミキサ上流側部分とガス燃料通
路のブリードエア通路接続部下流側部分とを連通する補
助エア通路を設け、該補助エア通路に該通路の面積を調
整する手動弁を配設したので、該手動弁により補助エア
通路面積を調整することにより、ブリードエア制御弁の
λ＝１における開度を基準開度に一致させることが可能
である。例えば、フィードバック制御が作動している状
態でブリードエア制御弁の開度が基準開度になるように
手動弁により補助エア通路の面積を調整し、基準開度に
なった時点で手動弁を固定する。又は、ブリードエア制
御弁の開度を基準開度に固定し、この状態でλ＝１とな
るように手動弁を調整し、λ＝１になった時点で手動弁
を固定する。
置によれば、吸気通路のミキサ上流側部分とガス燃料通
路のブリードエア通路接続部下流側部分とを連通する補
助エア通路を設け、該補助エア通路に該通路の面積を調
整する手動弁を配設したので、該手動弁により補助エア
通路面積を調整することにより、ブリードエア制御弁の
λ＝１における開度を基準開度に一致させることが可能
である。例えば、フィードバック制御が作動している状
態でブリードエア制御弁の開度が基準開度になるように
手動弁により補助エア通路の面積を調整し、基準開度に
なった時点で手動弁を固定する。又は、ブリードエア制
御弁の開度を基準開度に固定し、この状態でλ＝１とな
るように手動弁を調整し、λ＝１になった時点で手動弁
を固定する。
【０００８】
【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説
明する。図１ないし図３は本発明の一実施例によるＬＰ
Ｇエンジンの混合気形成装置を説明するための図であ
り、図１は全体構成図、図２は要部の拡大断面図、図３
は動作を説明するための吸入空気流量−燃料流量特性図
である。
明する。図１ないし図３は本発明の一実施例によるＬＰ
Ｇエンジンの混合気形成装置を説明するための図であ
り、図１は全体構成図、図２は要部の拡大断面図、図３
は動作を説明するための吸入空気流量−燃料流量特性図
である。
【０００９】図において、１は本発明の一実施例装置を
備えた水冷式４気筒４バルブ型ＬＰＧエンジンであり、
該エンジン１のシリンダブロック２上にはシリンダヘッ
ド３がヘッドボルトで締結されており、該シリンダヘッ
ド３上にはヘッドカバー４が装着されている。また上記
シリンダブロック２のシリンダボア２ａ内に挿入配置さ
れたピストン５はコンロッドでクランク軸に連結されて
いる。
備えた水冷式４気筒４バルブ型ＬＰＧエンジンであり、
該エンジン１のシリンダブロック２上にはシリンダヘッ
ド３がヘッドボルトで締結されており、該シリンダヘッ
ド３上にはヘッドカバー４が装着されている。また上記
シリンダブロック２のシリンダボア２ａ内に挿入配置さ
れたピストン５はコンロッドでクランク軸に連結されて
いる。
【００１０】また上記シリンダヘッド３の燃焼凹部３ａ
に開口する吸気弁開口３ｂ，排気弁開口３ｃには、それ
ぞれ吸気弁６，排気弁７が配設されている。該各弁６，
７は弁ばね８により上記各開口３ｂ，３ｃを閉じる方向
に付勢されており、かつリフタ９を介して吸気，排気カ
ム１０，１１により開側に押圧駆動される。
に開口する吸気弁開口３ｂ，排気弁開口３ｃには、それ
ぞれ吸気弁６，排気弁７が配設されている。該各弁６，
７は弁ばね８により上記各開口３ｂ，３ｃを閉じる方向
に付勢されており、かつリフタ９を介して吸気，排気カ
ム１０，１１により開側に押圧駆動される。
【００１１】上記排気弁開口３ｃは排気ポート１２によ
りシリンダヘッド前壁に導出されている。該排気ポート
１２の壁面開口部には排気マニホールド１３が接続され
ており、該排気マニホールド１３の合流部には上流側，
下流側触媒１４，１５が介設されている。また上記排気
マニホールド１３の上流側触媒１４より少し上流側には
排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ2 センサ１６が配設
されている。このＯ2センサ１６は、混合気の空燃比
（Ａ／Ｆ）がリッチ側にあるときに検出信号を出力する
タイプのものが採用されている。なお、上記Ｏ2 センサ
として、勿論リーン側にあるとき検出信号を出力するタ
イプのものを採用しても良い。
りシリンダヘッド前壁に導出されている。該排気ポート
１２の壁面開口部には排気マニホールド１３が接続され
ており、該排気マニホールド１３の合流部には上流側，
下流側触媒１４，１５が介設されている。また上記排気
マニホールド１３の上流側触媒１４より少し上流側には
排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ2 センサ１６が配設
されている。このＯ2センサ１６は、混合気の空燃比
（Ａ／Ｆ）がリッチ側にあるときに検出信号を出力する
タイプのものが採用されている。なお、上記Ｏ2 センサ
として、勿論リーン側にあるとき検出信号を出力するタ
イプのものを採用しても良い。
【００１２】上記吸気弁開口３ｂは吸気ポート１７によ
りシリンダヘッド後壁側に導出されている。この吸気ポ
ート１７の壁面開口にはプリナムチャンバ１８ａを有す
る吸気マニホールド１８が接続されている。上記プリナ
ムチャンバ１８ａはＥＧＲバルブ３７を有するＥＧＲ通
路３８によって上記排気マニホールド１３に連通接続さ
れており、該ＥＧＲバルブ３７はＥＧＲレギュレータ３
９からの吸気負圧で開閉駆動され、上記プリナムチャン
バ１８ａにＥＧＲガスを導入する。
りシリンダヘッド後壁側に導出されている。この吸気ポ
ート１７の壁面開口にはプリナムチャンバ１８ａを有す
る吸気マニホールド１８が接続されている。上記プリナ
ムチャンバ１８ａはＥＧＲバルブ３７を有するＥＧＲ通
路３８によって上記排気マニホールド１３に連通接続さ
れており、該ＥＧＲバルブ３７はＥＧＲレギュレータ３
９からの吸気負圧で開閉駆動され、上記プリナムチャン
バ１８ａにＥＧＲガスを導入する。
【００１３】また上記プリナムチャンバ１８ａの上流側
開口には本実施例の混合気形成装置１９を介してエアク
リーナ２０が接続されている。この混合気形成装置１９
は、上記エアクリーナ２０と上記プリナムチャンバ１８
ａとを連通する吸気通路２１と、該吸気通路２１に一体
的に形成された燃料供給チャンバ２２とガス燃料源とを
連通接続するガス燃料通路２３と、上記燃料供給チャン
バ２２のガス燃料通路接続部より上流側部分と上記エア
クリーナ２０内とを連通接続するブリードエア通路２４
と、上記吸気通路２１のベンチュリ部２１ａの通路面積
を可変制御する可変ベンチュリ型ミキサ（混合器）２５
と、上記燃料供給チャンバ２２に供給される燃料圧力を
調整するレギュレータ２６と、ブリードエア量を制御す
ることにより燃料供給チャンバ２２に供給される燃料量
を制御するブリードエア制御弁２７とを備えている。
開口には本実施例の混合気形成装置１９を介してエアク
リーナ２０が接続されている。この混合気形成装置１９
は、上記エアクリーナ２０と上記プリナムチャンバ１８
ａとを連通する吸気通路２１と、該吸気通路２１に一体
的に形成された燃料供給チャンバ２２とガス燃料源とを
連通接続するガス燃料通路２３と、上記燃料供給チャン
バ２２のガス燃料通路接続部より上流側部分と上記エア
クリーナ２０内とを連通接続するブリードエア通路２４
と、上記吸気通路２１のベンチュリ部２１ａの通路面積
を可変制御する可変ベンチュリ型ミキサ（混合器）２５
と、上記燃料供給チャンバ２２に供給される燃料圧力を
調整するレギュレータ２６と、ブリードエア量を制御す
ることにより燃料供給チャンバ２２に供給される燃料量
を制御するブリードエア制御弁２７とを備えている。
【００１４】上記ミキサ２５は、吸気通路２１の上記ベ
ンチュリ部２１ａ部分に配設されており、密閉ボックス
状のチャンバ２８と、該チャンバ２８内に摺動自在に配
設され、上記ベンチュリ部２１ａ内に出没するピストン
２９とを備えている。該ピストン２９は上記チャンバ２
８内に配置されたばね３０により閉方向に付勢されてい
る。また上記チャンバ２８の上記ピストン２９で画成さ
れた一方の空気室Ａは連通孔２９ａを介して上記ベンチ
ュリ部２１ａ部分に、他方の空気室Ｂは連通パイプ２８
ａを介して上記ベンチュリ部２１ａより上流側に連通し
ている。
ンチュリ部２１ａ部分に配設されており、密閉ボックス
状のチャンバ２８と、該チャンバ２８内に摺動自在に配
設され、上記ベンチュリ部２１ａ内に出没するピストン
２９とを備えている。該ピストン２９は上記チャンバ２
８内に配置されたばね３０により閉方向に付勢されてい
る。また上記チャンバ２８の上記ピストン２９で画成さ
れた一方の空気室Ａは連通孔２９ａを介して上記ベンチ
ュリ部２１ａ部分に、他方の空気室Ｂは連通パイプ２８
ａを介して上記ベンチュリ部２１ａより上流側に連通し
ている。
【００１５】また上記吸気通路２１のミキサ下流側に
は、スロットルバルブ３２が配設されており、該スロッ
トルバルブ３２を開くことにより吸気流量が増大して上
記ベンチュリ部２１ａ部分が負圧になると、この負圧が
上記空気室Ａ内に導入されることからピストン２９は上
記ばね３０の付勢力に抗して上記ベンチュリ部２１ａの
通路面積を拡大するよう移動する。
は、スロットルバルブ３２が配設されており、該スロッ
トルバルブ３２を開くことにより吸気流量が増大して上
記ベンチュリ部２１ａ部分が負圧になると、この負圧が
上記空気室Ａ内に導入されることからピストン２９は上
記ばね３０の付勢力に抗して上記ベンチュリ部２１ａの
通路面積を拡大するよう移動する。
【００１６】さらにまた上記吸気通路２１にはスロット
ルバルブ３２を迂回するようにアイドルバイパス通路４
０が形成されており、該通路４０には通路面積を可変制
御するアイドル制御弁４１が配設されている。アイドル
回転数が所定値以下になるとアイドル制御弁４１が上記
アイドルバイパス通路４０を開き、アイドル回転数を上
昇させる。
ルバルブ３２を迂回するようにアイドルバイパス通路４
０が形成されており、該通路４０には通路面積を可変制
御するアイドル制御弁４１が配設されている。アイドル
回転数が所定値以下になるとアイドル制御弁４１が上記
アイドルバイパス通路４０を開き、アイドル回転数を上
昇させる。
【００１７】上記レギュレータ２６は、燃料源からのガ
ス燃料圧力を所定圧力に減圧する第１圧力調整弁と、該
調整弁により減圧されたガス燃料の圧力をさらに大気圧
よりもわずかに低い圧力に減圧する第２圧力調整弁を備
えた２段階減圧式のものである。
ス燃料圧力を所定圧力に減圧する第１圧力調整弁と、該
調整弁により減圧されたガス燃料の圧力をさらに大気圧
よりもわずかに低い圧力に減圧する第２圧力調整弁を備
えた２段階減圧式のものである。
【００１８】また上記ガス燃料通路２３のレギュレータ
２６より下流側には、燃料遮断弁３３が介設されてい
る。この燃料遮断弁３３は、エンジンの急減速時におい
て燃焼室内への燃料供給を遮断することにより、燃料が
不完全燃焼のまま触媒１４に流入して触媒がオーバーヒ
ートするのを回避するためのものである。急減速時、即
ちエンジン高速回転中にスロットルバルブ３２を急激に
絞った場合には、プリナムチャンバ１８ａ内の負圧が切
換弁３４を介して燃料遮断弁３３に導入され、これによ
り該遮断弁３３がガス燃料通路２３を遮断する。
２６より下流側には、燃料遮断弁３３が介設されてい
る。この燃料遮断弁３３は、エンジンの急減速時におい
て燃焼室内への燃料供給を遮断することにより、燃料が
不完全燃焼のまま触媒１４に流入して触媒がオーバーヒ
ートするのを回避するためのものである。急減速時、即
ちエンジン高速回転中にスロットルバルブ３２を急激に
絞った場合には、プリナムチャンバ１８ａ内の負圧が切
換弁３４を介して燃料遮断弁３３に導入され、これによ
り該遮断弁３３がガス燃料通路２３を遮断する。
【００１９】上記ブリードエア制御弁２７は、弁体２７
ａをステップモータ２７ｂによって進退させることによ
り、ブリードエア通路２４の燃料供給チャンバ２２への
開口２２ｂの面積を制御するように構成されている。該
ブリードエア制御弁２７は、ステップモータ２７ａのス
テップ数が０の場合に上記開口２２ｂを全閉（開度０
％）とし、ステップ数１００の場合に全開（開度１００
％）とする。
ａをステップモータ２７ｂによって進退させることによ
り、ブリードエア通路２４の燃料供給チャンバ２２への
開口２２ｂの面積を制御するように構成されている。該
ブリードエア制御弁２７は、ステップモータ２７ａのス
テップ数が０の場合に上記開口２２ｂを全閉（開度０
％）とし、ステップ数１００の場合に全開（開度１００
％）とする。
【００２０】また上記ピストン２９の先端には、上記燃
料供給チャンバ２２と上記ベンチュリ部２１ａとの境界
壁に形成された主ジェット２２ａと協働するニードル弁
（メータリングロッド）３１が設けられている。この主
ジェット２２ａ及びニードル弁３１は、通常の運転状態
において吸入空気量が変化しても上記ブリードエア制御
弁２７のステップ数が略基準ステップ数のままＡ／Ｆを
略一定（λ＝１）に保持できるようにその形状，寸法が
設定されている。
料供給チャンバ２２と上記ベンチュリ部２１ａとの境界
壁に形成された主ジェット２２ａと協働するニードル弁
（メータリングロッド）３１が設けられている。この主
ジェット２２ａ及びニードル弁３１は、通常の運転状態
において吸入空気量が変化しても上記ブリードエア制御
弁２７のステップ数が略基準ステップ数のままＡ／Ｆを
略一定（λ＝１）に保持できるようにその形状，寸法が
設定されている。
【００２１】この点を図３を参照しながら詳細に説明す
ると、図３（ａ）において、横軸は吸入空気流量、縦軸
は燃料流量であり、破線は燃料がプロパンの場合のλ＝
１における流量特性（計算値）を示している。曲線Ａ〜
Ｃはブリードエア制御弁２７による上記開口２２ｂの開
度（以下ブリードエア制御弁開度と記す）を０％（ステ
ップ数０），５０％（ステップ数５０），１００％（ス
テップ数１００）に変化させた場合の実験結果を示す。
この実験結果から、ブリードエア制御弁開度を５０％
（ステップ数５０）に設定しておけば、吸入空気流量Ｑ
の変化に対して燃料流量ｑは略上記λ＝１に沿って変化
し、換言すればスロットルバルブ３２の開閉に関わらず
ブリードエア制御弁２７のステップ数は略５０に保持さ
れることが判る。
ると、図３（ａ）において、横軸は吸入空気流量、縦軸
は燃料流量であり、破線は燃料がプロパンの場合のλ＝
１における流量特性（計算値）を示している。曲線Ａ〜
Ｃはブリードエア制御弁２７による上記開口２２ｂの開
度（以下ブリードエア制御弁開度と記す）を０％（ステ
ップ数０），５０％（ステップ数５０），１００％（ス
テップ数１００）に変化させた場合の実験結果を示す。
この実験結果から、ブリードエア制御弁開度を５０％
（ステップ数５０）に設定しておけば、吸入空気流量Ｑ
の変化に対して燃料流量ｑは略上記λ＝１に沿って変化
し、換言すればスロットルバルブ３２の開閉に関わらず
ブリードエア制御弁２７のステップ数は略５０に保持さ
れることが判る。
【００２２】そして上記吸気通路２１のベンチュリ部２
１ａより上流側部分と上記燃料供給チャンバ２２内とは
補助エア通路３５によって連通している。またこの補助
エア通路３５には手動式ニードル弁３６が配設されてい
る。このニードル弁３６は、ねじ込み量を調整すること
によってその弁体３６ａが補助エア導入口３５ａの開口
面積を調整するように構成されている。例えばこのニー
ドル弁３６を開けると燃料供給チャンバ２２内に導入さ
れる空気流量が増加し、上記ブリードエア制御弁開度が
一定であればそれだけガス燃料量が減少してＡ／Ｆはリ
ーン側に変化する。但し、フィードバック制御が作動し
ている場合は、λ＝１になるようにブリードエア制御弁
２７のステップ数が変化する。
１ａより上流側部分と上記燃料供給チャンバ２２内とは
補助エア通路３５によって連通している。またこの補助
エア通路３５には手動式ニードル弁３６が配設されてい
る。このニードル弁３６は、ねじ込み量を調整すること
によってその弁体３６ａが補助エア導入口３５ａの開口
面積を調整するように構成されている。例えばこのニー
ドル弁３６を開けると燃料供給チャンバ２２内に導入さ
れる空気流量が増加し、上記ブリードエア制御弁開度が
一定であればそれだけガス燃料量が減少してＡ／Ｆはリ
ーン側に変化する。但し、フィードバック制御が作動し
ている場合は、λ＝１になるようにブリードエア制御弁
２７のステップ数が変化する。
【００２３】４２はＥＣＵであり、このＥＣＵ４２は、
上記Ｏ2 センサ１６からの酸素濃度，水温センサ４３か
らのエンジン温度，負圧センサ４４からの吸気負圧，エ
ンジン回転数，スロットル開度，吸気流量等のエンジン
運転状態を表す各種信号が入力され、上記ブリードエア
制御弁２７，燃料遮断弁３３用切換弁３４，及びアイド
ル制御弁４１等の動作を以下詳述するように制御する。
上記Ｏ2 センサ１６からの酸素濃度，水温センサ４３か
らのエンジン温度，負圧センサ４４からの吸気負圧，エ
ンジン回転数，スロットル開度，吸気流量等のエンジン
運転状態を表す各種信号が入力され、上記ブリードエア
制御弁２７，燃料遮断弁３３用切換弁３４，及びアイド
ル制御弁４１等の動作を以下詳述するように制御する。
【００２４】次に本実施例の作用効果について説明す
る。スロットルバルブ３２が略全閉（アイドル位置）の
場合はベンチュリ部２１ａを流れる吸入空気流量が最少
であることから該ベンチュリ部２１ａは略大気圧に近い
アイドル時の負圧状態であり、従ってミキサ２５のピス
トン２９がばね３０の付勢力により突出して上記ベンチ
ュリ部２１ａが略全閉となり、主ジェット２２ｂとニー
ドル弁３１との隙間が最少となり、燃料流量も最少とな
る。この状態からスロットルバルブ３２を開いていくに
つれてベンチュリ部２１ａを流れる吸入空気流量が増大
し、該部分の流速が増加して該ベンチュリ部２１ａ部分
の負圧が大きくなり、ピストン２９がばね３０の付勢力
に抗して該ベンチュリ部２１ａを開き、燃料流量も増加
する。
る。スロットルバルブ３２が略全閉（アイドル位置）の
場合はベンチュリ部２１ａを流れる吸入空気流量が最少
であることから該ベンチュリ部２１ａは略大気圧に近い
アイドル時の負圧状態であり、従ってミキサ２５のピス
トン２９がばね３０の付勢力により突出して上記ベンチ
ュリ部２１ａが略全閉となり、主ジェット２２ｂとニー
ドル弁３１との隙間が最少となり、燃料流量も最少とな
る。この状態からスロットルバルブ３２を開いていくに
つれてベンチュリ部２１ａを流れる吸入空気流量が増大
し、該部分の流速が増加して該ベンチュリ部２１ａ部分
の負圧が大きくなり、ピストン２９がばね３０の付勢力
に抗して該ベンチュリ部２１ａを開き、燃料流量も増加
する。
【００２５】上記スロットルバルブ３２の開度変化によ
って吸入空気流量が変化すると、上記ＥＣＵ４２は、Ｏ
2 センサ１６の出力を受けて、ブリードエア制御弁２７
用ステップモータ２７ｂのステップ数を、λ＝１となる
ようにフィードバック制御する。この場合、上述のよう
に、ブリードエア制御弁開度が５０％の場合に略λ＝１
となるように装置全体が設計されているので、上記ステ
ップモータ２７ｂのステップ数は略５０となる。
って吸入空気流量が変化すると、上記ＥＣＵ４２は、Ｏ
2 センサ１６の出力を受けて、ブリードエア制御弁２７
用ステップモータ２７ｂのステップ数を、λ＝１となる
ようにフィードバック制御する。この場合、上述のよう
に、ブリードエア制御弁開度が５０％の場合に略λ＝１
となるように装置全体が設計されているので、上記ステ
ップモータ２７ｂのステップ数は略５０となる。
【００２６】また急減速時、例えばエンジン高速回転中
にスロットルバルブ３２が急激に絞られたとき等には、
この急減速状態が負圧センサ４４によって検出され、こ
の検出信号により上記ＥＣＵ４２が切換弁３４に開信号
を出力し、これにより上記負圧が燃料遮断弁３３に導入
され、該遮断弁３３がガス燃料通路２３を遮断し、燃料
が不完全燃焼のまま触媒１４に流入するのが回避され
る。
にスロットルバルブ３２が急激に絞られたとき等には、
この急減速状態が負圧センサ４４によって検出され、こ
の検出信号により上記ＥＣＵ４２が切換弁３４に開信号
を出力し、これにより上記負圧が燃料遮断弁３３に導入
され、該遮断弁３３がガス燃料通路２３を遮断し、燃料
が不完全燃焼のまま触媒１４に流入するのが回避され
る。
【００２７】一方、上記主ジェット２２ａ，ニードル弁
３１等の製造時のばらつき、エアクリーナの目詰まり、
あるいは経年変化によって上記λ＝１の場合のブリード
エア制御弁２７のステップ数が例えば図３（ｂ）に示す
ように５０から７０程度にずれる場合がある。なおこの
場合に、ステップ数が５０のままであれば、吸入空気流
量Ｑ時の燃料流量は設計値ｑに対してｑ′と増加し、空
燃比はリッチ側にずれてしまう。このような場合にはフ
ィードバック制御により、λ＝１を実現するためにステ
ップ数は５０から上記７０程度に調整される訳である
が、その結果、ブリードエア制御弁開度の開側への余裕
が設計値５０％から３０％に制約され、従ってリーン側
への制御可能範囲が狭くなる。
３１等の製造時のばらつき、エアクリーナの目詰まり、
あるいは経年変化によって上記λ＝１の場合のブリード
エア制御弁２７のステップ数が例えば図３（ｂ）に示す
ように５０から７０程度にずれる場合がある。なおこの
場合に、ステップ数が５０のままであれば、吸入空気流
量Ｑ時の燃料流量は設計値ｑに対してｑ′と増加し、空
燃比はリッチ側にずれてしまう。このような場合にはフ
ィードバック制御により、λ＝１を実現するためにステ
ップ数は５０から上記７０程度に調整される訳である
が、その結果、ブリードエア制御弁開度の開側への余裕
が設計値５０％から３０％に制約され、従ってリーン側
への制御可能範囲が狭くなる。
【００２８】一方、主ジェット２２ａの開口面積がカー
ボン付着等によって狭くなった場合は、そのままでは空
燃比はリーン側にずれてしまうので、ステップ数は５０
から３０程度に調整され、その結果リッチ側への制御可
能範囲が狭くなる。
ボン付着等によって狭くなった場合は、そのままでは空
燃比はリーン側にずれてしまうので、ステップ数は５０
から３０程度に調整され、その結果リッチ側への制御可
能範囲が狭くなる。
【００２９】このような場合、本実施例では、補助エア
通路３５の開口面積を手動弁３６によって調整すること
により、上記λ＝１におけるステップ数を当初の基準ス
テップ数５０に調整できる。上述のステップ数７０にず
れた場合の調整方法を具体的に説明すれば、まずエンジ
ンをホットアイドル状態とし、かつフィードバック制御
が作動した状態とする。この状態で、上記手動弁３６を
上記開口３６の面積が大きくなるように調整して燃料供
給チャンバ２２内に供給される空気流量を増加させる。
するとこの空気流量増加の分だけガス燃料流量が減少し
て空燃比がリーン側に変化するので、ＥＣＵ４２がフィ
ードバック制御によりブリードエア制御弁開度が狭くな
るようにステップ数を制御する。その結果、λ＝１のと
きのステップ数が図３（ｃ）に示すように基準ステップ
数５０に戻ることとなる。
通路３５の開口面積を手動弁３６によって調整すること
により、上記λ＝１におけるステップ数を当初の基準ス
テップ数５０に調整できる。上述のステップ数７０にず
れた場合の調整方法を具体的に説明すれば、まずエンジ
ンをホットアイドル状態とし、かつフィードバック制御
が作動した状態とする。この状態で、上記手動弁３６を
上記開口３６の面積が大きくなるように調整して燃料供
給チャンバ２２内に供給される空気流量を増加させる。
するとこの空気流量増加の分だけガス燃料流量が減少し
て空燃比がリーン側に変化するので、ＥＣＵ４２がフィ
ードバック制御によりブリードエア制御弁開度が狭くな
るようにステップ数を制御する。その結果、λ＝１のと
きのステップ数が図３（ｃ）に示すように基準ステップ
数５０に戻ることとなる。
【００３０】なお、ブリードエア制御弁開度（ステップ
数）を所望値に固定でき、かつＡ／Ｆの値を計測可能の
場合は、以下の手順によってステップ数を基準値に合わ
せるようにしてもよい。まずエンジンをホットアイドル
状態とし、かつフィードバック制御を遮断し、ステップ
数を基準値に固定し、この状態でλ＝１となるように上
記手動弁３６を調整する。
数）を所望値に固定でき、かつＡ／Ｆの値を計測可能の
場合は、以下の手順によってステップ数を基準値に合わ
せるようにしてもよい。まずエンジンをホットアイドル
状態とし、かつフィードバック制御を遮断し、ステップ
数を基準値に固定し、この状態でλ＝１となるように上
記手動弁３６を調整する。
【００３１】また、本実施例では、使用するガス燃料を
別のものに変える場合にもλ＝１におけるステップ数を
上述の基準値５０に合わせることができる。上記吸入空
気流量，燃料流量とブリードエア制御弁開度との関係が
上記図３（ａ）に示す関係となるように上記主ジェッ
ト，ニードル弁が設計されている場合に、燃料をブタン
に変更すると、λ＝１のラインは同図に一点鎖線で示す
ようになる。従って燃料がブタンの場合は、上述の図３
（ｂ）の場合と同様に手動弁３６を開側に調整すること
によりステップ数を上記基準値５０に設定できる。
別のものに変える場合にもλ＝１におけるステップ数を
上述の基準値５０に合わせることができる。上記吸入空
気流量，燃料流量とブリードエア制御弁開度との関係が
上記図３（ａ）に示す関係となるように上記主ジェッ
ト，ニードル弁が設計されている場合に、燃料をブタン
に変更すると、λ＝１のラインは同図に一点鎖線で示す
ようになる。従って燃料がブタンの場合は、上述の図３
（ｂ）の場合と同様に手動弁３６を開側に調整すること
によりステップ数を上記基準値５０に設定できる。
【００３２】
【発明の効果】本発明に係るガス燃料エンジンの混合気
形成装置によれば、吸気通路のミキサ上流側とガス燃料
通路のブリードエア通路接続部より下流側とを連通する
補助エア通路を設けるとともに、該補助エア通路の通路
面積を調整する手動弁を設けたので、製造ばらつき，経
年変化等によりλ＝１におけるブリードエア制御弁開度
が基準開度からずれた場合は、上記補助エア通路面積を
調整することによりブリードエア制御弁開度を基準開度
に修正することができ、ブリードエア制御弁開度の制御
可能範囲，ひいては空燃比制御可能範囲を当初の設計値
通り確保できる効果がある。
形成装置によれば、吸気通路のミキサ上流側とガス燃料
通路のブリードエア通路接続部より下流側とを連通する
補助エア通路を設けるとともに、該補助エア通路の通路
面積を調整する手動弁を設けたので、製造ばらつき，経
年変化等によりλ＝１におけるブリードエア制御弁開度
が基準開度からずれた場合は、上記補助エア通路面積を
調整することによりブリードエア制御弁開度を基準開度
に修正することができ、ブリードエア制御弁開度の制御
可能範囲，ひいては空燃比制御可能範囲を当初の設計値
通り確保できる効果がある。
【図１】本発明の一実施例によるＬＰＧエンジン用混合
気形成装置の全体構成図である。
気形成装置の全体構成図である。
【図２】上記実施例装置の要部拡大図である。
【図３】上記実施例装置の動作を説明するためのブリー
ドエア制御弁開度−吸入空気流量−燃料流量特性図であ
る。
ドエア制御弁開度−吸入空気流量−燃料流量特性図であ
る。
１ ＬＰＧエンジン ３ｂ 吸気弁開口 １９ 混合気形成装置 ２１ 吸気通路 ２３ ガス燃料通路 ２４ ブリードエア通路 ２５ 可変ベンチュリ型ミキサ ２７ ブリードエア制御弁 ３５ 補助エア通路 ３６ 手動弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−240860（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−48954（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−128820（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 21/04 F02M 21/02 311
Claims (1)
- 【請求項１】 吸気弁開口に連なり、ガス燃料ミキサを
備えた吸気通路の途中にガス燃料通路を接続し、該ガス
燃料通路の途中にブリードエア通路を接続し、該ブリー
ドエア通路の通路面積を可変制御しもってガス燃料量を
制御するブリードエア制御弁を設け、混合気が所定の空
燃比となるように排気ガス中の酸素濃度に基づいて上記
ブリードエア制御弁をフィードバック制御するようにし
たガス燃料エンジンの混合気形成装置において、上記吸
気通路の上記ミキサより上流側部分と上記ガス燃料通路
の途中であってブリードエア通路接続部より下流側部分
とを連通する補助エア通路を設け、該補助エア通路に該
通路の面積を調整する手動弁を配設し、該手動弁により
補助エア通路の通路面積を調整することにより上記ブリ
ードエア制御弁のλ（実際の空燃比／理論空燃比）＝１
における開度を予め設定された基準開度に一致させるこ
とを特徴とするガス燃料エンジンの混合気形成装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21637993A JP3260505B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | ガス燃料エンジンの混合気形成装置 |
| US08/297,393 US5546919A (en) | 1993-08-31 | 1994-08-29 | Operating arrangement for gaseous fueled engine |
| EP94113626A EP0640756B1 (en) | 1993-08-31 | 1994-08-31 | Charge forming device for gas fuelled engines |
| DE69421974T DE69421974T2 (de) | 1993-08-31 | 1994-08-31 | Gemischbildungsvorrichtung für gasbetriebene Brennkraftmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21637993A JP3260505B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | ガス燃料エンジンの混合気形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0771328A JPH0771328A (ja) | 1995-03-14 |
| JP3260505B2 true JP3260505B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=16687651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21637993A Expired - Fee Related JP3260505B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | ガス燃料エンジンの混合気形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3260505B2 (ja) |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP21637993A patent/JP3260505B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0771328A (ja) | 1995-03-14 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20011204 |
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