JP3279331B2 - 気体燃料エンジンの燃料供給装置 - Google Patents
気体燃料エンジンの燃料供給装置Info
- Publication number
- JP3279331B2 JP3279331B2 JP01789192A JP1789192A JP3279331B2 JP 3279331 B2 JP3279331 B2 JP 3279331B2 JP 01789192 A JP01789192 A JP 01789192A JP 1789192 A JP1789192 A JP 1789192A JP 3279331 B2 JP3279331 B2 JP 3279331B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- fuel supply
- engine
- metering means
- gaseous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水素等の気体燃料を用
いる気体燃料エンジンの燃料供給装置に関するものであ
る。
いる気体燃料エンジンの燃料供給装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、水素ガス等の可燃性気体を燃料と
して使用する気体燃料エンジンが開発されつつあるが、
気体燃料を用いる場合、その容積率がガソリンと比べて
格段に大きいため、空気吸入量の確保、気体燃料の供給
量のコントロール等の面で対策が必要となる。
して使用する気体燃料エンジンが開発されつつあるが、
気体燃料を用いる場合、その容積率がガソリンと比べて
格段に大きいため、空気吸入量の確保、気体燃料の供給
量のコントロール等の面で対策が必要となる。
【０００３】従来のこの種のエンジンにおける燃料供給
装置としては、例えば特公昭５８−３６１７２号公報に
示されるように、空気吸入用の通路と水素ガス供給用の
通路とを別個に形成してそれぞれに吸気弁および水素供
給弁を設けるとともに、吸気弁を下死点で閉じる一方、
水素供給弁を下死点で開いて、両者の開弁期間がラップ
しないようにし、かつ、水素供給弁が開いている間に、
シリンダ内圧より高い圧力で水素ガスを燃焼室に送り込
むようにするとともに、上記水素供給弁の閉時期を変更
可能としたものが知られている。
装置としては、例えば特公昭５８−３６１７２号公報に
示されるように、空気吸入用の通路と水素ガス供給用の
通路とを別個に形成してそれぞれに吸気弁および水素供
給弁を設けるとともに、吸気弁を下死点で閉じる一方、
水素供給弁を下死点で開いて、両者の開弁期間がラップ
しないようにし、かつ、水素供給弁が開いている間に、
シリンダ内圧より高い圧力で水素ガスを燃焼室に送り込
むようにするとともに、上記水素供給弁の閉時期を変更
可能としたものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の装置に
よると、容積率の大きい気体燃料を高吸入空気量領域で
も充分に供給できるようにすることと、燃料供給量の精
度の向上とを両立させることが難しかった。つまり、上
記公報に見られるようにポペット弁からなる水素供給弁
の閉時期を可変にするというような手段では高精度の燃
料コントロールが難しい。高精度に燃料をコントロール
することができる燃料調量手段としては、電磁式の噴射
弁がガソリンエンジン等では知られているが、上記のよ
うに気体燃料は容積率が大きいため、燃料供給量が多い
ときにその供給量を電磁式の噴射弁で賄おうとすると、
非常に大容量の噴射弁が必要となり、現状ではその実用
化が困難である。
よると、容積率の大きい気体燃料を高吸入空気量領域で
も充分に供給できるようにすることと、燃料供給量の精
度の向上とを両立させることが難しかった。つまり、上
記公報に見られるようにポペット弁からなる水素供給弁
の閉時期を可変にするというような手段では高精度の燃
料コントロールが難しい。高精度に燃料をコントロール
することができる燃料調量手段としては、電磁式の噴射
弁がガソリンエンジン等では知られているが、上記のよ
うに気体燃料は容積率が大きいため、燃料供給量が多い
ときにその供給量を電磁式の噴射弁で賄おうとすると、
非常に大容量の噴射弁が必要となり、現状ではその実用
化が困難である。
【０００５】本発明は、上記の事情に鑑み、高吸入空気
量領域での気体燃料の要求量を充分に確保し得るように
しつつ、とくに高精度の燃料コントロールが要求される
低吸入空気量領域でその気体燃料のコントロールの精度
を高めることができる気体燃料エンジンの燃料供給装置
を提供することを目的とする。
量領域での気体燃料の要求量を充分に確保し得るように
しつつ、とくに高精度の燃料コントロールが要求される
低吸入空気量領域でその気体燃料のコントロールの精度
を高めることができる気体燃料エンジンの燃料供給装置
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明（請求項１に記載）は、空気をシリンダ
内に供給する吸気ポートと、この吸気ポートとは別個に
シリンダ内に開口する気体燃料供給ポートとを備えると
ともに、吸気ポートからの空気吸入終了後の圧縮行程前
半に気体燃料供給ポートから気体燃料をシリンダ内に供
給する気体燃料供給系統を備えた気体燃料エンジンの燃
料供給装置において、上記気体燃料供給系統に、流通面
積を無段階に変化させることにより気体燃料供給量を調
整する第１燃料調量手段と、電磁式の噴射弁を用いてそ
の開弁期間を変化させることにより気体燃料供給量を調
整する第２燃料調量手段とを並列に設けるとともに、エ
ンジンの低吸入空気量領域では上記第２燃料調量手段の
み作動させ、エンジンの高吸入空気量領域では上記第１
燃料調量手段のみを作動させる制御手段を設けたもので
ある。
に、第１の発明（請求項１に記載）は、空気をシリンダ
内に供給する吸気ポートと、この吸気ポートとは別個に
シリンダ内に開口する気体燃料供給ポートとを備えると
ともに、吸気ポートからの空気吸入終了後の圧縮行程前
半に気体燃料供給ポートから気体燃料をシリンダ内に供
給する気体燃料供給系統を備えた気体燃料エンジンの燃
料供給装置において、上記気体燃料供給系統に、流通面
積を無段階に変化させることにより気体燃料供給量を調
整する第１燃料調量手段と、電磁式の噴射弁を用いてそ
の開弁期間を変化させることにより気体燃料供給量を調
整する第２燃料調量手段とを並列に設けるとともに、エ
ンジンの低吸入空気量領域では上記第２燃料調量手段の
み作動させ、エンジンの高吸入空気量領域では上記第１
燃料調量手段のみを作動させる制御手段を設けたもので
ある。
【０００７】第２の発明（請求項２に記載）は、空気を
シリンダ内に供給する吸気ポートと、この吸気ポートと
は別個にシリンダ内に開口する気体燃料供給ポートとを
備えるとともに、吸気ポートからの空気吸入終了後の圧
縮行程前半に気体燃料供給ポートから気体燃料をシリン
ダ内に供給する気体燃料供給系統を備えた気体燃料エン
ジンの燃料供給装置において、上記気体燃料供給系統
に、流通面積を無段階に変化させることにより気体燃料
供給量を調整する第１燃料調量手段と、電磁式の噴射弁
を用いてその開弁期間を変化させることにより気体燃料
供給量を調整する第２燃料調量手段とを並列に設けると
ともに、エンジンの低吸入空気量領域では上記第２燃料
調量手段のみ作動させ、エンジンの高吸入空気量領域で
は、上記第１燃料調量手段で高吸入空気量領域の燃料要
求量をほぼ賄うようにしつつ上記第２燃料調量手段で燃
料の微調整的制御を行うように、上記第１，第２燃料調
量手段の双方を作動させる制御手段を設けたものであ
る。
シリンダ内に供給する吸気ポートと、この吸気ポートと
は別個にシリンダ内に開口する気体燃料供給ポートとを
備えるとともに、吸気ポートからの空気吸入終了後の圧
縮行程前半に気体燃料供給ポートから気体燃料をシリン
ダ内に供給する気体燃料供給系統を備えた気体燃料エン
ジンの燃料供給装置において、上記気体燃料供給系統
に、流通面積を無段階に変化させることにより気体燃料
供給量を調整する第１燃料調量手段と、電磁式の噴射弁
を用いてその開弁期間を変化させることにより気体燃料
供給量を調整する第２燃料調量手段とを並列に設けると
ともに、エンジンの低吸入空気量領域では上記第２燃料
調量手段のみ作動させ、エンジンの高吸入空気量領域で
は、上記第１燃料調量手段で高吸入空気量領域の燃料要
求量をほぼ賄うようにしつつ上記第２燃料調量手段で燃
料の微調整的制御を行うように、上記第１，第２燃料調
量手段の双方を作動させる制御手段を設けたものであ
る。
【０００８】第３の発明（請求項３に記載）は、第１ま
たは第２の発明において、上記制御手段が、加速時に、
上記第２燃料調量手段による非同期噴射により燃料供給
量を補正するようになっているものである。
たは第２の発明において、上記制御手段が、加速時に、
上記第２燃料調量手段による非同期噴射により燃料供給
量を補正するようになっているものである。
【０００９】第４の発明（請求項４に記載）は、第１ま
たは第２の発明において、第１燃料調量手段および第２
燃料調量手段が、それぞれ、エンジンの作動と同期して
所定タイミングで燃料供給を行うようになっているもの
である。
たは第２の発明において、第１燃料調量手段および第２
燃料調量手段が、それぞれ、エンジンの作動と同期して
所定タイミングで燃料供給を行うようになっているもの
である。
【００１０】第５の発明（請求項５に記載）は、第４の
発明において、第１燃料調量手段に、エンジン出力軸と
同期する機械式タイミングバルブが含まれているもので
ある。
発明において、第１燃料調量手段に、エンジン出力軸と
同期する機械式タイミングバルブが含まれているもので
ある。
【００１１】
【作用】本発明によると、低吸入空気量領域では、第２
燃料調量手段により電磁式の噴射弁を用いて燃料供給量
を制御することにより、燃料制御の精度が高められ、一
方、高吸入空気量領域では、第１燃料調量手段のみ作動
され、または、第１燃料調量手段で高吸入空気量領域の
燃料要求量をほぼ賄うようにしつつ上記第２燃料調量手
段で燃料の微調整的制御を行うように両燃料調量手段が
作動させれることにより、高吸入空気量に見合う燃料要
求量が確保される。
燃料調量手段により電磁式の噴射弁を用いて燃料供給量
を制御することにより、燃料制御の精度が高められ、一
方、高吸入空気量領域では、第１燃料調量手段のみ作動
され、または、第１燃料調量手段で高吸入空気量領域の
燃料要求量をほぼ賄うようにしつつ上記第２燃料調量手
段で燃料の微調整的制御を行うように両燃料調量手段が
作動させれることにより、高吸入空気量に見合う燃料要
求量が確保される。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１乃至図３は本発明に係る気体燃料エンジンの燃料供
給装置の一実施例を示しており、当実施例のエンジンは
ロータリピストンエンジンである。また、実施例では、
気体燃料として水素ガスを例示している。
図１乃至図３は本発明に係る気体燃料エンジンの燃料供
給装置の一実施例を示しており、当実施例のエンジンは
ロータリピストンエンジンである。また、実施例では、
気体燃料として水素ガスを例示している。
【００１３】ロータリピストンエンジンおよび燃料供給
装置の全体構造は図１に示されている。ロータリピスト
ンエンジンは、ペリトロコイド状の内周面を有するロー
タハウジング１とその両側に位置するサイドハウジング
２，３とにより構成されたシリンダを有し、その内方
に、略三角形状のロータを配置している。２ロータのロ
ータリピストンエンジンにあっては、インタミディエイ
トハウジング（中間部のサイドハウジング）３を挾んで
その前後にフロント側およびリヤ側のシリンダが形成さ
れ、それぞれの内方にロータ４が配置されている。上記
ロータは、偏心軸５に支承され、頂部がロータハウジン
グ１の内周面に摺接し、シリンダ内に３つの作動室６を
隔成している。このロータ４の偏心回転に伴い、各作動
室６が容積変化し、オットーサイクルを行う。そして、
ロータ４の回転によって偏心軸５が回転駆動される。
装置の全体構造は図１に示されている。ロータリピスト
ンエンジンは、ペリトロコイド状の内周面を有するロー
タハウジング１とその両側に位置するサイドハウジング
２，３とにより構成されたシリンダを有し、その内方
に、略三角形状のロータを配置している。２ロータのロ
ータリピストンエンジンにあっては、インタミディエイ
トハウジング（中間部のサイドハウジング）３を挾んで
その前後にフロント側およびリヤ側のシリンダが形成さ
れ、それぞれの内方にロータ４が配置されている。上記
ロータは、偏心軸５に支承され、頂部がロータハウジン
グ１の内周面に摺接し、シリンダ内に３つの作動室６を
隔成している。このロータ４の偏心回転に伴い、各作動
室６が容積変化し、オットーサイクルを行う。そして、
ロータ４の回転によって偏心軸５が回転駆動される。
【００１４】上記インタミディエイトハウジング３に
は、空気を供給する吸気ポート７が、吸気行程の作動室
６に臨む位置に設けられるとともに、水素ガスを作動室
６に供給する水素ポート（気体燃料供給ポート）８が、
吸気ポート７とは独立して設けられている。上記吸気ポ
ート７には吸気通路１１を介して空気が供給され、この
吸気通路１１には、ステップモータ１３によって作動さ
れるスロットル弁１２が設けられるとともに、図外のエ
アクリーナ、吸入空気量検出のためのエアフローメータ
等が配設されている。また、排気行程６の作動室に臨む
ロータハウジング１には排気ポート１４が形成され、こ
の排気ポート１４に排気通路１５が接続され、この排気
通路１５には図外のＯ2 センサ、触媒等が配設されてい
る。
は、空気を供給する吸気ポート７が、吸気行程の作動室
６に臨む位置に設けられるとともに、水素ガスを作動室
６に供給する水素ポート（気体燃料供給ポート）８が、
吸気ポート７とは独立して設けられている。上記吸気ポ
ート７には吸気通路１１を介して空気が供給され、この
吸気通路１１には、ステップモータ１３によって作動さ
れるスロットル弁１２が設けられるとともに、図外のエ
アクリーナ、吸入空気量検出のためのエアフローメータ
等が配設されている。また、排気行程６の作動室に臨む
ロータハウジング１には排気ポート１４が形成され、こ
の排気ポート１４に排気通路１５が接続され、この排気
通路１５には図外のＯ2 センサ、触媒等が配設されてい
る。
【００１５】気体燃料としての水素ガスを供給する系統
は、メタルハイドライドタンク（以下ＭＨタンクとい
う）２０からの水素ガスを送る燃料通路２１を備えてい
る。上記ＭＨタンク２０は、その内部に水素を吸蔵、放
出することのできる水素吸蔵合金を備え、このＭＨタン
ク２０に対し、水素充填用の通路、冷却水通路および加
熱水通路（図示省略）が配設され、エンジンウォータジ
ャケットから供給される冷却水でＭＨタンク２０の水素
吸蔵合金が加熱されることにより、水素が燃料通路に放
出されるようになっている。
は、メタルハイドライドタンク（以下ＭＨタンクとい
う）２０からの水素ガスを送る燃料通路２１を備えてい
る。上記ＭＨタンク２０は、その内部に水素を吸蔵、放
出することのできる水素吸蔵合金を備え、このＭＨタン
ク２０に対し、水素充填用の通路、冷却水通路および加
熱水通路（図示省略）が配設され、エンジンウォータジ
ャケットから供給される冷却水でＭＨタンク２０の水素
吸蔵合金が加熱されることにより、水素が燃料通路に放
出されるようになっている。
【００１６】上記燃料通路２１には、圧力調整器２２が
設けられ、上記ＭＳタンク２０から供給される水素ガス
が上記圧力調整器２２で略５気圧（３〜７気圧）に調圧
されている。この圧力調整器２２より下流で上記燃料通
路２１は、第１燃料通路２３と第２燃料通路２４とに分
岐している。上記第１燃料通路２３には、流通面積を変
化させることにより気体燃料供給量を調整する第１燃料
調量手段が具備され、第２燃料通路２４には、電磁式の
噴射弁を用いてその開弁期間を変化させることにより気
体燃料供給量を調整する第２燃料調量手段が具備されて
いる。そして上記第１燃料調量手段と第２燃料調量手段
とが、並列に、水素ポート８に接続されている。
設けられ、上記ＭＳタンク２０から供給される水素ガス
が上記圧力調整器２２で略５気圧（３〜７気圧）に調圧
されている。この圧力調整器２２より下流で上記燃料通
路２１は、第１燃料通路２３と第２燃料通路２４とに分
岐している。上記第１燃料通路２３には、流通面積を変
化させることにより気体燃料供給量を調整する第１燃料
調量手段が具備され、第２燃料通路２４には、電磁式の
噴射弁を用いてその開弁期間を変化させることにより気
体燃料供給量を調整する第２燃料調量手段が具備されて
いる。そして上記第１燃料調量手段と第２燃料調量手段
とが、並列に、水素ポート８に接続されている。
【００１７】上記第１調量手段は、流量調整弁２５と、
その下流に設けられたタイミングバルブ２６とを有し、
タイミングバルブ２６の下流側が、水素ポート８に通じ
る通路構成部材２７に接続されている。上記流量調整弁
２５は、デューティソレノイドバルブまたは比例ソレノ
イドバルブ等を用いて、第１燃料通路２３の流通面積を
無段階に調節できるようになっている。
その下流に設けられたタイミングバルブ２６とを有し、
タイミングバルブ２６の下流側が、水素ポート８に通じ
る通路構成部材２７に接続されている。上記流量調整弁
２５は、デューティソレノイドバルブまたは比例ソレノ
イドバルブ等を用いて、第１燃料通路２３の流通面積を
無段階に調節できるようになっている。
【００１８】また、上記タイミングバルブ２６は、エン
ジンの作動と同期して所定タイミングで燃料供給を行う
ようにするもので、当実施例では、エンジン出力軸と同
期する機械式となっている。すなわち、図２および図３
に詳しく示すように、タイミングバルブ２６はポペット
弁３１を有し、タイミングバルブ駆動用カムシャフト３
２に設けられたカム３３により開閉作動される。このカ
ムシャフト３２は、ハウジングに回転可能に支承される
とともに、その一端側に具備されたプーリ３４がタイミ
ングベルト３５を介して偏心軸５に連繋されることによ
り、偏心軸５と同期回転するようになっている。図では
フロント側、リア側の両シリンダ用としてタイミングバ
ルブ２６が２個並列に設けられている。
ジンの作動と同期して所定タイミングで燃料供給を行う
ようにするもので、当実施例では、エンジン出力軸と同
期する機械式となっている。すなわち、図２および図３
に詳しく示すように、タイミングバルブ２６はポペット
弁３１を有し、タイミングバルブ駆動用カムシャフト３
２に設けられたカム３３により開閉作動される。このカ
ムシャフト３２は、ハウジングに回転可能に支承される
とともに、その一端側に具備されたプーリ３４がタイミ
ングベルト３５を介して偏心軸５に連繋されることによ
り、偏心軸５と同期回転するようになっている。図では
フロント側、リア側の両シリンダ用としてタイミングバ
ルブ２６が２個並列に設けられている。
【００１９】タイミングバルブ２６の下流の通路構成部
材２７は、円筒状に形成され、その内部にフロント側シ
リンダ用とリヤ側シリンダ用とに分けられた２つの通路
３６ａ，３６ｂを有し、その通路３６ａ，３６ｂの下流
端がフロント側、リア側の各水素ポート８に連通すると
ともに、上流端が、タイミングバルブ２６に続く通路３
７ａ，３７ｂに連通している。
材２７は、円筒状に形成され、その内部にフロント側シ
リンダ用とリヤ側シリンダ用とに分けられた２つの通路
３６ａ，３６ｂを有し、その通路３６ａ，３６ｂの下流
端がフロント側、リア側の各水素ポート８に連通すると
ともに、上流端が、タイミングバルブ２６に続く通路３
７ａ，３７ｂに連通している。
【００２０】一方、上記第２燃料調量手段は、電磁式の
噴射弁であるインジェクタ４０を備えている。このイン
ジェクタ４０は、後記ＥＣＵ４１からの噴射パルスによ
り噴射時間および噴射タイミングがコントロールされ、
噴射期間の変化により水素ガス供給量を調節するととも
に、エンジンの作動と同期して所定のタイミングで燃料
噴射を行うものである。図では、フロント側、リア側の
両シリンダ用として２つのインジェクタ４０が具備さ
れ、上記通路構成部材２７内の通路にそれぞれ燃料を噴
射供給するように、ケーシングに取り付けられている。
そして、第２燃料通路２４の下流側がインジェクタ４０
に接続されている。
噴射弁であるインジェクタ４０を備えている。このイン
ジェクタ４０は、後記ＥＣＵ４１からの噴射パルスによ
り噴射時間および噴射タイミングがコントロールされ、
噴射期間の変化により水素ガス供給量を調節するととも
に、エンジンの作動と同期して所定のタイミングで燃料
噴射を行うものである。図では、フロント側、リア側の
両シリンダ用として２つのインジェクタ４０が具備さ
れ、上記通路構成部材２７内の通路にそれぞれ燃料を噴
射供給するように、ケーシングに取り付けられている。
そして、第２燃料通路２４の下流側がインジェクタ４０
に接続されている。
【００２１】上記第１，第２燃料調量手段は、コントロ
ールユニット（ＥＣＵ）４１からなる制御手段により制
御される。このＥＣＵ４１には、エンジン回転数を検出
する回転数センサ４２、アクセル開度（アクセルペダル
踏み込み量）を検出するアクセル開度センサ４３、圧力
調整器２２の下流の燃料通路２１内の圧力を検出する圧
力センサ４４等からの信号が入力されている。またこの
ＥＣＵ４１から、上記流量制御弁２５とインジェクタ４
０とに制御信号が出力されている。なお、図例では、ア
クセル開度等に応じてスロットル弁１２の開度を電気的
にコントロールするため、スロットル弁１２のアクチュ
エータ１３にも制御信号が出力されている。
ールユニット（ＥＣＵ）４１からなる制御手段により制
御される。このＥＣＵ４１には、エンジン回転数を検出
する回転数センサ４２、アクセル開度（アクセルペダル
踏み込み量）を検出するアクセル開度センサ４３、圧力
調整器２２の下流の燃料通路２１内の圧力を検出する圧
力センサ４４等からの信号が入力されている。またこの
ＥＣＵ４１から、上記流量制御弁２５とインジェクタ４
０とに制御信号が出力されている。なお、図例では、ア
クセル開度等に応じてスロットル弁１２の開度を電気的
にコントロールするため、スロットル弁１２のアクチュ
エータ１３にも制御信号が出力されている。
【００２２】上記ＥＣＵ４１は、後述のフローチャート
に従った制御を行うことにより、エンジンの低吸入空気
量領域では上記第２燃料調量手段のみ作動させ、エンジ
ンの高吸入空気量領域では少なくとも上記第１燃料調量
手段を作動させる制御手段を構成している。
に従った制御を行うことにより、エンジンの低吸入空気
量領域では上記第２燃料調量手段のみ作動させ、エンジ
ンの高吸入空気量領域では少なくとも上記第１燃料調量
手段を作動させる制御手段を構成している。
【００２３】図４は、吸気ポート７、水素ポート８、タ
イミングバルブ２６の各開閉タイミングおよびインジェ
クタ４０の噴射タイミングの具体例を示している。この
図に示すように、吸気ポート７はロータ４の回転により
上死点付近から下死点後の所定時期にまでにわたる期間
に開かれる（符号ＩＰを付して示す）ように、その配置
および形状が設定されている。
イミングバルブ２６の各開閉タイミングおよびインジェ
クタ４０の噴射タイミングの具体例を示している。この
図に示すように、吸気ポート７はロータ４の回転により
上死点付近から下死点後の所定時期にまでにわたる期間
に開かれる（符号ＩＰを付して示す）ように、その配置
および形状が設定されている。
【００２４】また、水素ポート８もロータ４の回転によ
って開閉されるが、吸気ポート７の開時期よりもやや遅
れて開かれた後、吸気ポート７の閉時期よりもかなり遅
い圧縮行程途中で閉じられる（符号ＨＰを付して示す）
ように、その配置および形状が設定されている。また、
タイミングバルブ２６は、水素ポート８の開期間中の一
部の期間に開かれ、上記吸気ポート７の閉時期とこのタ
イミングバルブ２６の開時期が対応するように、タイミ
ングが設定されている（符号ＴＶを付して示す）。第１
燃料調量手段の系統においては、このタイミング弁２６
が開かれている期間が、水素供給期間となる。
って開閉されるが、吸気ポート７の開時期よりもやや遅
れて開かれた後、吸気ポート７の閉時期よりもかなり遅
い圧縮行程途中で閉じられる（符号ＨＰを付して示す）
ように、その配置および形状が設定されている。また、
タイミングバルブ２６は、水素ポート８の開期間中の一
部の期間に開かれ、上記吸気ポート７の閉時期とこのタ
イミングバルブ２６の開時期が対応するように、タイミ
ングが設定されている（符号ＴＶを付して示す）。第１
燃料調量手段の系統においては、このタイミング弁２６
が開かれている期間が、水素供給期間となる。
【００２５】上記インジェクタ４０は、図４中に符号Ｉ
ＮＪを付すとともに斜線で示すように、所定タイミング
でパルス信号に応じた期間だけ燃料噴射を行う。そし
て、運転状態に応じた噴射パルスのパルス幅の変化に対
応して実線と二点鎖線とで示すように噴射期間が変化
し、これによって燃料噴射量が制御されるようになって
いる。なお、このような所定タイミングでの噴射に加
え、加速時には、図４中に破線で示すような非同期噴射
ＩＮＪ’を行うようにすることが望ましい。
ＮＪを付すとともに斜線で示すように、所定タイミング
でパルス信号に応じた期間だけ燃料噴射を行う。そし
て、運転状態に応じた噴射パルスのパルス幅の変化に対
応して実線と二点鎖線とで示すように噴射期間が変化
し、これによって燃料噴射量が制御されるようになって
いる。なお、このような所定タイミングでの噴射に加
え、加速時には、図４中に破線で示すような非同期噴射
ＩＮＪ’を行うようにすることが望ましい。
【００２６】図５は、後記制御において判定される領域
の設定を示しており、この図において、Ａゾーンは第２
燃料調量手段を作動させる領域であって、判定ラインよ
りも低吸入空気量側となっている。また、Ｂゾーンは第
１燃料調量手段を作動させる領域であって、判定ライン
よりも高吸入空気量側となっている。
の設定を示しており、この図において、Ａゾーンは第２
燃料調量手段を作動させる領域であって、判定ラインよ
りも低吸入空気量側となっている。また、Ｂゾーンは第
１燃料調量手段を作動させる領域であって、判定ライン
よりも高吸入空気量側となっている。
【００２７】図６は上記ＥＣＵ４１により行われる水素
ガス供給の制御の一例をフローチャートで示している。
このフローチャートにおいては、スタートすると、先ず
ステップＳ１で入力情報としてエンジン回転数、アクセ
ル開度が読み込まれ、ステップＳ２で上記入力情報に基
づいてそのときの運転状態が図５中のＡゾーンにあるか
否かが判定される。そして、Ａゾーンにあるときは、ス
テップＳ３で、流量調整弁２５が全閉状態に制御される
ことにより第１調量手段の作動が停止されるとともに、
インジェクタ４０に噴射パルスが出力されることによ
り、第２調量手段が作動される。この場合に、運転状態
等に応じて噴射パルス幅が調整されることにより、燃料
噴射量が制御される。
ガス供給の制御の一例をフローチャートで示している。
このフローチャートにおいては、スタートすると、先ず
ステップＳ１で入力情報としてエンジン回転数、アクセ
ル開度が読み込まれ、ステップＳ２で上記入力情報に基
づいてそのときの運転状態が図５中のＡゾーンにあるか
否かが判定される。そして、Ａゾーンにあるときは、ス
テップＳ３で、流量調整弁２５が全閉状態に制御される
ことにより第１調量手段の作動が停止されるとともに、
インジェクタ４０に噴射パルスが出力されることによ
り、第２調量手段が作動される。この場合に、運転状態
等に応じて噴射パルス幅が調整されることにより、燃料
噴射量が制御される。
【００２８】またＡゾーンにないときは、インジェクタ
４０への噴射パルスの出力が停止されることにより第２
調量手段の作動が停止されるとともに、流量調整弁２５
が開かれることにより第１調量手段が作動される。この
場合、流量調整弁２５の開度が制御されることにより燃
料供給量がコントロールされる。
４０への噴射パルスの出力が停止されることにより第２
調量手段の作動が停止されるとともに、流量調整弁２５
が開かれることにより第１調量手段が作動される。この
場合、流量調整弁２５の開度が制御されることにより燃
料供給量がコントロールされる。
【００２９】以上のような当実施例の装置によると、低
回転域では、第２燃料調量手段のインジェクタ４０が作
動され、このインジェクタ４０によって燃料供給量がコ
ントロールされる。この場合、ＥＣＵ４１において吸入
空気量に見合うように噴射パルス幅が求められ、この噴
射パルス幅に応じた時間だけインジェクタ４０が燃料噴
射を行い、精度よく燃料供給量が制御される。そして、
低吸入空気量領域では燃料供給量も少ないため、水素ガ
スをインジェクタ４０で供給しても要求量を賄うことが
できる。
回転域では、第２燃料調量手段のインジェクタ４０が作
動され、このインジェクタ４０によって燃料供給量がコ
ントロールされる。この場合、ＥＣＵ４１において吸入
空気量に見合うように噴射パルス幅が求められ、この噴
射パルス幅に応じた時間だけインジェクタ４０が燃料噴
射を行い、精度よく燃料供給量が制御される。そして、
低吸入空気量領域では燃料供給量も少ないため、水素ガ
スをインジェクタ４０で供給しても要求量を賄うことが
できる。
【００３０】一方、高吸入空気量領域では、流量調整弁
２５が開かれることにより少なくとも第１燃料調量手段
が作動され、この場合の燃料供給量の制御は流量調整弁
２５により流通面積を調整することで行われる。この流
量調整弁２５による燃料制御はインジェクタ４０と比べ
ると精度が劣るが、燃料供給量が多くなる高吸入領域で
は、相対的に誤差が小さくなり、充分に適切な燃料制御
を行うことができる。そして、第１燃料調量手段によれ
ば高吸入空気量に見合うように多量の燃料を供給するこ
とができる。
２５が開かれることにより少なくとも第１燃料調量手段
が作動され、この場合の燃料供給量の制御は流量調整弁
２５により流通面積を調整することで行われる。この流
量調整弁２５による燃料制御はインジェクタ４０と比べ
ると精度が劣るが、燃料供給量が多くなる高吸入領域で
は、相対的に誤差が小さくなり、充分に適切な燃料制御
を行うことができる。そして、第１燃料調量手段によれ
ば高吸入空気量に見合うように多量の燃料を供給するこ
とができる。
【００３１】なお、高吸入空気量領域では、第１燃料調
量手段のみを作動させてもよいが、上記フローチャート
のステップＳ４中に括弧書きで示すように、第２燃料調
量手段も作動させることで両燃料調量手段を併用しても
よい。このようにすれば、ほぼ燃料要求量を第１燃料調
量手段で賄うようにしつつ、例えばフィードバック補正
を第２燃料調量手段で行う等、微調整的制御をインジェ
クタ４０を用いて行うようにすれば、高吸入空気量領域
での制御の精度も高められる。
量手段のみを作動させてもよいが、上記フローチャート
のステップＳ４中に括弧書きで示すように、第２燃料調
量手段も作動させることで両燃料調量手段を併用しても
よい。このようにすれば、ほぼ燃料要求量を第１燃料調
量手段で賄うようにしつつ、例えばフィードバック補正
を第２燃料調量手段で行う等、微調整的制御をインジェ
クタ４０を用いて行うようにすれば、高吸入空気量領域
での制御の精度も高められる。
【００３２】また、図４中に破線で示したように、加速
時に第２燃料調量手段を用いて非同期噴射を行えば、制
御の応答性も確保される。
時に第２燃料調量手段を用いて非同期噴射を行えば、制
御の応答性も確保される。
【００３３】上記各実施例以外にも本発明の具体的構造
は種々変更可能である。例えば、本発明はロータリピス
トンエンジンに限らず、レシプロエンジンにも適用する
ことができる。また、本発明の気体燃料エンジンにおい
て使用される燃料は水素ガスに限らず、水素とメタンと
を混合させた都市ガス等も有効に適用される。
は種々変更可能である。例えば、本発明はロータリピス
トンエンジンに限らず、レシプロエンジンにも適用する
ことができる。また、本発明の気体燃料エンジンにおい
て使用される燃料は水素ガスに限らず、水素とメタンと
を混合させた都市ガス等も有効に適用される。
【００３４】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によると、気体燃
料供給系統に、流通面積を変化させることにより気体燃
料供給量を調整する第１燃料調量手段と、電磁式の噴射
弁を用いた第２燃料調量手段とを並列に設け、エンジン
の低吸入空気量領域では上記第２燃料調量手段のみ作動
させ、エンジンの高吸入空気量領域では上記第１燃料調
量手段のみ作動させるようにしているため、燃料供給量
が少ない低吸入空気量領域においては、電磁式の噴射弁
を用いて精度よく燃料供給量を制御することができ、ま
た、高吸入空気量領域ではそれに見合う多量の気体燃料
を供給することができる。
料供給系統に、流通面積を変化させることにより気体燃
料供給量を調整する第１燃料調量手段と、電磁式の噴射
弁を用いた第２燃料調量手段とを並列に設け、エンジン
の低吸入空気量領域では上記第２燃料調量手段のみ作動
させ、エンジンの高吸入空気量領域では上記第１燃料調
量手段のみ作動させるようにしているため、燃料供給量
が少ない低吸入空気量領域においては、電磁式の噴射弁
を用いて精度よく燃料供給量を制御することができ、ま
た、高吸入空気量領域ではそれに見合う多量の気体燃料
を供給することができる。
【００３５】また、請求項２に記載のように、高吸入空
気量領域では、上記第１燃料調量手段で高吸入空気量領
域の燃料要求量をほぼ賄うようにしつつ上記第２燃料調
量手段で燃料の微調整的制御を行うように、上記第１，
第２燃料調量手段の双方を作動させることとすると、高
吸入空気量領域ではそれに見合う多量の気体燃料を供給
することができるとともに燃料制御の精度も高めること
ができる。
気量領域では、上記第１燃料調量手段で高吸入空気量領
域の燃料要求量をほぼ賄うようにしつつ上記第２燃料調
量手段で燃料の微調整的制御を行うように、上記第１，
第２燃料調量手段の双方を作動させることとすると、高
吸入空気量領域ではそれに見合う多量の気体燃料を供給
することができるとともに燃料制御の精度も高めること
ができる。
【００３６】請求項３に記載のように、加速時に、上記
第２燃料調量手段による非同期噴射により燃料供給量を
補正するようにしておくと、加速時の応答性を向上する
ことができる。
第２燃料調量手段による非同期噴射により燃料供給量を
補正するようにしておくと、加速時の応答性を向上する
ことができる。
【００３７】また、請求項４に記載のように、第１燃料
調量手段および第２燃料調量手段がそれぞれエンジンの
作動と同期して所定タイミングで燃料供給を行うように
なっていると、空気流入を妨げる等の問題を生じること
なく、適正に燃料供給を行うことができる。
調量手段および第２燃料調量手段がそれぞれエンジンの
作動と同期して所定タイミングで燃料供給を行うように
なっていると、空気流入を妨げる等の問題を生じること
なく、適正に燃料供給を行うことができる。
【００３８】また、請求項５に記載のように、第１燃料
調量手段に、エンジン出力軸と同期する機械式タイミン
グバルブを設けておけば、容易かつ確実に適正な燃料供
給タイミングを得ることができる。
調量手段に、エンジン出力軸と同期する機械式タイミン
グバルブを設けておけば、容易かつ確実に適正な燃料供
給タイミングを得ることができる。
【図１】本発明の一実施例による気体燃料エンジンの全
体構造説明図である。
体構造説明図である。
【図２】要部の一部断面拡大図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】吸気ポート、水素ポートおよびタイミングバル
ブの各開閉タイミングおよび燃料噴射タイミングの一例
を示す図である。
ブの各開閉タイミングおよび燃料噴射タイミングの一例
を示す図である。
【図５】燃料供給の制御における領域設定を示す図であ
る。
る。
【図６】燃料供給の制御の一例を示すフローチャートで
ある。
ある。
７ 吸気ポート ８ 水素ポート ２１ 燃料通路 ２２ 圧力調整器 ２３ 第１燃料通路 ２４ 第２燃料通路 ２５ 流量調整弁 ２６ タイミングバルブ ４０ インジェクタ ４１ ＥＣＵ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堂園 一保 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−207868（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−125155（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 21/02 F02M 21/02 301 F02B 53/10
Claims (5)
- 【請求項１】 空気をシリンダ内に供給する吸気ポート
と、この吸気ポートとは別個にシリンダ内に開口する気
体燃料供給ポートとを備えるとともに、吸気ポートから
の空気吸入終了後の圧縮行程前半に気体燃料供給ポート
から気体燃料をシリンダ内に供給する気体燃料供給系統
を備えた気体燃料エンジンの燃料供給装置において、上
記気体燃料供給系統に、流通面積を無段階に変化させる
ことにより気体燃料供給量を調整する第１燃料調量手段
と、電磁式の噴射弁を用いてその開弁期間を変化させる
ことにより気体燃料供給量を調整する第２燃料調量手段
とを並列に設けるとともに、エンジンの低吸入空気量領
域では上記第２燃料調量手段のみ作動させ、エンジンの
高吸入空気量領域では上記第１燃料調量手段のみを作動
させる制御手段を設けたことを特徴する気体燃料エンジ
ンの燃料供給装置。 - 【請求項２】 空気をシリンダ内に供給する吸気ポート
と、この吸気ポートとは別個にシリンダ内に開口する気
体燃料供給ポートとを備えるとともに、吸気ポートから
の空気吸入終了後の圧縮行程前半に気体燃料供給ポート
から気体燃料をシリンダ内に供給する気体燃料供給系統
を備えた気体燃料エンジンの燃料供給装置において、上
記気体燃料供給系統に、流通面積を無段階に変化させる
ことにより気体燃料供給量を調整する第１燃料調量手段
と、電磁式の噴射弁を用いてその開弁期間を変化させる
ことにより気体燃料供給量を調整する第２燃料調量手段
とを並列に設けるとともに、エンジンの低吸入空気量領
域では上記第２燃料調量手段のみ作動させ、エンジンの
高吸入空気量領域では、上記第１燃料調量手段で高吸入
空気量領域の燃料要求量をほぼ賄うようにしつつ上記第
２燃料調量手段で燃料の微調整的制御を行うように、上
記第１，第２燃料調量手段の双方を作動させる制御手段
を設けたことを特徴とする気体燃料エンジンの燃料供給
装置。 - 【請求項３】 上記制御手段は、加速時に、上記第２燃
料調量手段による非同期噴射により燃料供給量を補正す
るものである請求項１または２記載の気体燃料エンジン
の燃料供給装置。 - 【請求項４】 第１燃料調量手段および第２燃料調量手
段は、それぞれ、エンジンの作動と同期して所定タイミ
ングで燃料供給を行うようになっている請求項１または
２記載の気体燃料エンジンの燃料供給装置。 - 【請求項５】 第１燃料調量手段には、エンジン出力軸
と同期する機械式タイミングバルブが含まれている請求
項４記載の気体燃料エンジンの燃料供給装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01789192A JP3279331B2 (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 気体燃料エンジンの燃料供給装置 |
| DE4302540A DE4302540C2 (de) | 1992-01-31 | 1993-01-29 | Kraftstoffzuführgerät |
| US08/180,805 US5351656A (en) | 1992-01-31 | 1994-01-10 | Fuel supply apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01789192A JP3279331B2 (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 気体燃料エンジンの燃料供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05215013A JPH05215013A (ja) | 1993-08-24 |
| JP3279331B2 true JP3279331B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=11956343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01789192A Expired - Fee Related JP3279331B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-02-03 | 気体燃料エンジンの燃料供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3279331B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07332099A (ja) * | 1994-06-08 | 1995-12-19 | Sokichi Inoue | 水素を燃料とする内燃機関 |
| CN102322337B (zh) * | 2011-08-02 | 2013-03-20 | 华北水利水电学院 | 氢燃料内燃机回火预防与异常燃烧抑制方法 |
-
1992
- 1992-02-03 JP JP01789192A patent/JP3279331B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05215013A (ja) | 1993-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5351656A (en) | Fuel supply apparatus | |
| EP0616116B1 (en) | Induction system and method of operating an engine | |
| US7073469B2 (en) | Intake system for an internal combustion engine | |
| JP3279331B2 (ja) | 気体燃料エンジンの燃料供給装置 | |
| JPH0494434A (ja) | 燃料噴射式エンジン | |
| JP3165214B2 (ja) | 気体燃料エンジンの燃料供給装置 | |
| JP4358946B2 (ja) | 燃料噴射式４サイクルエンジン | |
| JP3251080B2 (ja) | 水素エンジンの空燃比制御装置 | |
| JPH06193480A (ja) | 水素エンジンの燃料供給装置 | |
| JP3074228B2 (ja) | 過給機付気体燃料エンジン | |
| JP3291012B2 (ja) | 気体燃料エンジン | |
| JPH0610772A (ja) | 水素エンジン | |
| JP3098309B2 (ja) | 気体燃料エンジン | |
| JPH06200805A (ja) | 水素エンジンの空燃比制御装置 | |
| JP4053113B2 (ja) | 筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造 | |
| JP3894618B2 (ja) | 燃料噴射型火花点火式内燃機関 | |
| JP4114135B2 (ja) | エンジンの正圧ガス燃料供給方法 | |
| JP3153635B2 (ja) | 気体燃料エンジンの燃料供給装置 | |
| JPH05321764A (ja) | 気体燃料エンジンの燃料供給装置 | |
| JPH06200772A (ja) | 過給機付気体燃料エンジン | |
| JPH10274077A (ja) | 過給機付筒内噴射型エンジン | |
| JPH10259766A (ja) | 燃料蒸発ガスのパージ量調整機構 | |
| JP2002213245A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JPH0633803A (ja) | エンジンの燃料供給装置 | |
| JPH10103092A (ja) | 電磁式吸・排気弁を有するエンジン制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |