JP4114135B2 - エンジンの正圧ガス燃料供給方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＰＧまたはＣＮＧを所定の正圧ガスに調整し噴射弁を用いてエンジンに供給する正圧ガス燃料供給方法、詳しくは既設のガソリン噴射システムを正圧ガス噴射システムに利用したものにおける正圧ガス燃料供給方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＰＧを火花点火エンジンの燃料に使用することは広く知られており、レギュレータ（ベーパライザ）とミキサとを用いて大気圧程度の圧力に調整した気化ガスを吸気管路に吸引させてエンジンに供給する、という従前から行なわれている周知の方式に代えて、特開平６−１７７０９号公報などに記載されているように、所定圧力に調整した正圧ガスを吸気管路に噴射させてエンジンに供給する方式が考えられている。一方、ＣＮＧはＬＰＧに比べて気体の状態を安定よく維持するので、所定の正圧ガスに調整し吸気通路に噴射させてエンジンに供給することが実用化されている。
【０００３】
前記の正圧ガスを供給する気体燃料噴射システムをエンジンに搭載するにあたって、新規のエンジンに対しては、エンジン運転状態に応じて最適の燃料供給量を与える噴射量を設定した電子式制御装置を使用して噴射弁を制御するように最初からシステムを設計すればよい。
【０００４】
しかし、既存のガソリン噴射システムを搭載しているエンジンに対しては、エンジンの運転状態に応じて最適の燃料供給量を与える噴射量がガソリン噴射システムを構成する電子式制御装置に設定されているので、ガソリン噴射量からこれと同等の混合気を与える正圧ガス噴射量を算出する、というきわめて簡単な機能をもたせた電子式制御装置を増設し、且つ正圧ガスの噴射に適した弁口径、ダイナミックレンジをもつ噴射弁を設置することにより、既設のガソリン噴射システムをそのまま利用して正圧ガス噴射システムを構築し、正圧ガス燃料使用のエンジンに改造することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のガソリン噴射システムにおけるガソリン用電子式制御装置が出力するガソリン噴射弁駆動信号は正圧ガス噴射量を算出する正圧ガス用電子式制御装置に入力され、ここで所要の正圧ガス噴射量に換算して正圧ガス噴射弁駆動信号を出力するが、ガソリン用電子式制御装置が出力するガソリン噴射弁駆動信号を受けて正圧ガス用電子式制御装置が正圧ガス噴射量を算出した結果である正圧ガス噴射弁駆動信号は、次のガソリン噴射弁駆動信号の入力に同期して出力される。
【０００６】
このため、エンジン始動時にガソリン用電子式制御装置から最初の駆動信号が出力されても、これを受けた正圧ガス用電子式制御信号は同じタイミングで最初の駆動信号を正圧ガス噴射弁に出力することができず、エンジン始動性に不満足を与えるという問題を生じる。
【０００７】
本発明は既設のガソリン噴射システムを正圧ガス噴射システムに利用した場合に、ガソリン用電子式制御装置が出力するガソリン噴射弁駆動信号によって正圧ガス用電子式制御装置は次の正圧ガス噴射弁駆動信号を出力するため、エンジン始動時に最初の正圧ガス噴射が行なわれない、という課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは正圧ガス用電子式制御装置がガソリン用電子式制御装置から最初のガソリン用駆動信号を受けたとき最初の正圧ガス噴射を行なわせ、従って始動性が良好なものとすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はエンジン既設のガソリン噴射システムに、このシステムが具えているガソリン用電子式制御装置がエンジン運転状態に応じて出力するガソリン噴射弁駆動信号を入力して正圧ガス噴射量を算出する正圧ガス用電子式制御装置と正圧ガス噴射弁とを具えた正圧ガス噴射システムを増設し、正圧ガス用電子式制御装置は算出した正圧ガス噴射量を与える正圧ガス噴射弁駆動信号を次のガソリン噴射弁駆動信号の入力に同期して正圧ガス噴射弁に出力するエンジンの正圧ガス燃料供給方法がもっている前記課題を次のようにして解決するものとした。
【０００９】
即ち、エンジン始動にあたって最初の正圧ガス噴射弁駆動信号をエンジン温度に基づいて正圧ガス用電子式制御装置で算出させ、正圧ガス用電子式制御装置に最初に入力されるガソリン噴射弁駆動信号に同期して正圧ガス噴射弁に出力するものとした。
【００１０】
ガソリン用電子式制御装置が最初の駆動信号を出力したとき、これに同期して正圧ガス噴射弁に駆動信号が出力され、しかもこの正圧ガス噴射弁駆動信号はエンジン温度に基づいて算出しているので、二回目以降の正圧ガス噴射弁駆動信号がエンジン運転状態に応じてガソリン用電子式制御装置で算出したガソリン噴射弁駆動信号に基づいていることと相俟って、始動性を大幅に向上することができるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は正圧ガス燃料にＬＰＧを用いた場合の実施の形態を示す配置図であって、ＬＰＧを充填したボンベ１の液相部分から延びフィルタ３および電磁駆動の遮断弁４を有する送出管路２が圧力調整器５に接続されている。
【００１２】
圧力調整器５はエンジン冷却水を通過させる冷却水室６と、送出管路２が接続された予熱室７と、正圧ガス管路１４を接続した調圧室８とを有しており、冷却水室６と予熱室７とは互いに隣接してエンジン冷却水とＬＰＧとの間で熱交換が行なわれるようになっている。調圧室８は調整ばね９を作用させたダイヤフラム１０によって容積可変とされており、また予熱室７と連通させた導通路１１はダイヤフラム１０の変位に応じて回動するレバー１２に取り付けた入口弁１３によって開閉される。
【００１３】
ボンベ１から送出管路２を通って予熱室７に入った液相ＬＰＧは、冷却水室６のエンジン冷却水により加熱されて気化ガスとなり、この気化ガスは調圧室８の圧力が設定圧力よりも低くなると入口弁１３が導通路１１を開くことによって調圧室８に流入し、設定圧力よりも高くなると入口弁１３が導通路１１を閉じることによって調圧室８への流入を停止する。このことにより、予熱室７で作られた気化ガスは所定圧力に調整された正圧ガスとして調圧室８に保有される。
【００１４】
本発明は既存のガソリンエンジンをガスエンジンに改造する場合に適用されるものであり、ガソリン用電子式制御装置１５とガソリン噴射弁１７とを具えたガソリン噴射システムがエンジンに搭載されている。ガソリン用電子式制御装置１５は絞り弁開度、吸入空気量、吸入負圧、エンジン回転速度、冷却水温度、排気酸素濃度などのエンジン運転状態１８に基づいて算出したガソリン噴射弁駆動信号を出力し、ガソリン噴射弁１７をこの駆動信号に応じたデューティサイクルで開閉動作させ、エンジン要求流量のガソリンを噴射してエンジンに供給するものであって、このこと自体は周知である。
【００１５】
本実施の形態においては、正圧ガス用電子式制御装置２１と正圧ガス噴射弁２３とを具えた正圧ガス噴射システムが前記のガソリン噴射システムを残置させて増設される。この場合、ガソリン噴射弁１７を撤去して正圧ガス噴射弁２３につけ替えることができ、このときはガソリン用電子式制御装置１５からガソリン噴射弁１７に至る駆動信号線１６をそのまま正圧ガス用電子式制御装置２１につけ替え接続して入力信号線とする。
【００１６】
しかし、図示実施の形態のようにガソリン噴射弁１７を残置させてその近くの適宜個所に正圧ガス噴射弁２３を設置する場合は、駆動信号線１６から正圧ガス用電子式制御装置２１に至る分岐線を設けて入力信号線２４とする。ガソリン噴射弁１７はガソリン噴射弁駆動信号により開閉動作するが、ガソリン燃料系を空にする、撤去する、などの処置を施しておくことにより、ガソリンを噴射することなく単なる開閉を繰り返すだけであるので、本発明を実施するうえで何の支障もない。
【００１７】
ここで、ガソリン噴射弁１７を正圧ガスの噴射に使用することが考えられるが、エンジン要求燃料流量に対応する容積流量はガソリンに比べて正圧ガスの方が格段に大きいので、本発明では正圧ガスの適正な噴射が可能な弁口径、ダイナミックレンジをもつ専用の正圧ガス噴射弁２３を使用することとした。
【００１８】
また、正圧ガス用電子式制御装置２１はガソリン用電子式制御装置１５がエンジン運転状態に応じて出力するガソリンの噴射に適したガソリン噴射弁駆動信号に基づいて正圧ガスの適正な噴射量を算出し、この算出された正圧ガス噴射量を与える正圧ガス噴射弁駆動信号を駆動信号線２２により正圧ガス噴射弁２３に出力する。
【００１９】
更に、エンジン温度２５，一般には冷却水温度が正圧ガス用電子式制御装置２１に入力されるようになっており、この制御装置２１はエンジン温度２５に基づいて温度に応じた適正量の正圧ガス噴射を行なわせる正圧ガス噴射弁駆動信号を算出し、この駆動信号をエンジン始動時に最初の一回だけ正圧ガス噴射弁２３に出力し、以後は正圧ガスの噴射に関与させないものとしている。尚、この最初の正圧ガス噴射弁駆動信号を算出するにあたって、エンジンのクランキング開始時の吸入空気量などを想定して算出の条件に加味することができる。
【００２０】
次に、図１および図２を参照して、エンジン始動のためキイスイッチをオンとすると、ガソリン用電子式制御装置１５はエンジン運転状態１８に応じたガソリン噴射弁駆動信号Ｔ_１，Ｔ_２，Ｔ_３，Ｔ_４・・・を出力する。この駆動信号は入力信号線２４を通って正圧ガス用電子式制御装置２１に入力され、この制御装置２１はガソリンに代えてエンジンが要求する流量の正圧ガスを噴射させる正圧ガス噴射弁駆動信号Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３，Ａ_４・・・を算出する。
【００２１】
算出された正圧ガス噴射弁駆動信号Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３，Ａ_４・・・は次のガソリン噴射弁駆動信号Ｔ_２，Ｔ_３，Ｔ_４・・・が入力されたとき、これと同期して出力される。即ち、最初のＴ_１に基づいて算出したＡ_１は次のＴ_２の入力に同期して出力され、以後も同様に次の入力に同期して前回の入力に基づいて算出した駆動信号を出力するので、最初のＴ_１の入力に同期した正圧ガス噴射弁駆動信号が出力されない。
【００２２】
本実施の形態によると、キイスイッチをオンとしたとき正圧ガス用電子式制御装置２１にエンジン温度２５が入力されて温度に応じた適正量、即ちエンジン要求流量の正圧ガスを噴射させる正圧ガス噴射弁駆動信号Ａ_０が算出される。そして、ガソリン用電子式制御装置１５が出力する最初のガソリン噴射弁駆動信号Ｔ_１が正圧ガス用電子式制御装置２１に入力されたとき、これに同期させて前記の駆動信号Ａ_０を正圧ガス噴射弁２３に出力する。
【００２３】
エンジン温度２５に基づいて算出される正圧ガス噴射弁駆動信号は、最初の一回だけ使用し二回目以降は使用させないか、または最初の一回の駆動信号のみを算出し以後は算出を行なわないものとすることにより、二回目以降の正圧ガスの噴射に関与させないようにすることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によると、ガソリン噴射システム搭載のエンジンを正圧ガス燃料使用のエンジンに改造するにあたって、ガソリン用電子式制御装置が出力するエンジン運転状態に応じたガソリン噴射弁駆動信号を基に正圧ガス用電子式制御装置で正圧ガス噴射弁駆動信号を算出するシステムがもっている、最初の正圧ガス噴射が行なわれない、という不都合が解消され、エンジン始動性を向上させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す配置図。
【図２】図１の形態における噴射タイミング図。
【符号の説明】
１５ ガソリン用電子式制御装置，１８ エンジン運転状態，２１ 正圧ガス用電子式制御装置，２３ 正圧ガス噴射弁，２５ エンジン温度，Ｔ_１，Ｔ_２，Ｔ_３，Ｔ_４ ガソリン噴射弁駆動信号，Ａ_０，Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３，Ａ_４ 正圧ガス噴射弁駆動信号，

Claims (1)

1. エンジン既設のガソリン噴射システムに、このシステムが具えているガソリン用電子式制御装置がエンジン運転状態に応じて出力するガソリン噴射弁駆動信号を入力して正圧ガス噴射量を算出する正圧ガス用電子式制御装置と正圧ガス噴射弁とを具えた正圧ガス噴射システムを増設し、前記正圧ガス用電子式制御装置は算出した正圧ガス噴射量を与える正圧ガス噴射弁駆動信号を次のガソリン噴射弁駆動信号の入力に同期して前記正圧ガス噴射弁に出力するエンジンの正圧ガス燃料供給方法であって、
   エンジン始動にあたって最初の正圧ガス噴射弁駆動信号をエンジン温度に基づいて前記正圧ガス用電子式制御装置で算出させ、前記正圧ガス用電子式制御装置に最初に入力されるガソリン噴射弁駆動信号に同期して前記正圧ガス噴射弁に出力する、
   ことを特徴とするエンジンの正圧ガス燃料供給方法。

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