JPH06213022A - ディーゼルエンジンにおける気体燃料併用システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽油と気／液燃料の切り換え時期を燃料残
量、環境若しくは運転状態に応じて任意に調整可能に構
成し、これにより有効に排ガス中の黒鉛の発生を低減し
つつ効率的にディーゼルエンジンの運転を行なう事の出
来る気体燃料併用システムを提供する事にある。 【構成】 軽油燃料のみと、軽油と共に気体燃料を併用
する気液燃料への切換え時期をアクセルペダルの踏込み
量に基づいて決定可能に構成したシステムにおいて、前
記切換え時期を、前記気体燃料タンクや軽油燃料タンク
に設けた残量センサ若しくはエンジンの冷却水温度セン
サ等の検知手段よりの検知信号、若しくは手動操作にて
得られる信号の少なくとも一の信号に基づいて可変制御
可能に構成した事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンにお
いて、ＬＰＧ若しくはＬＮＧその他の気体燃料を補助的
に用いて排ガス中の黒煙の発生を低減し得る気体燃料併
用システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりディーゼルエンジン搭載車にお
いて、排ガス中の黒煙の発生を低減するために、軽油と
共にＬＰＧ燃料を補助的に用い、アクセルペダルの踏込
み量が定められた所定値より小さい場合、従来のディー
ゼルエンジンと同様に軽油のみを噴射してエンジン駆動
を行ない、一方アクセルペダルの踏込み量が前記所定値
より大きくなった場合には、軽油の噴射量を前記所定値
に対応する一定値で制限し、代りに該踏込み量に対応し
たＬＰＧを吸気管に噴射してエンジン内で軽油とＬＰＧ
が混合された状態でエンジン駆動を行なうディーゼルエ
ンジンにおける気体燃料併用システムは公知である。

【０００３】この種のシステムにおける軽油を制限する
方法としてアクセルペダルと軽油噴射ポンプのロードレ
バーとの間に、ロードレバーストッパを介在させ、アク
セルペダルの踏込み量が一定以上になっても、ロードレ
バーがその所定位置で動かない構成にすると共に、それ
以上のアクセルの踏込み量とエンジン回転数に対応した
ＬＰＧの噴射量は、例えばアクセルペダルの踏み込み量
をアクセルストロークセンサで検出し、該検出量とエン
ジン回転数等によって演算されるコンピュータによって
制御されるよう構成している。（使用過程のディーゼル
自動車に対するＬＰＧ燃料併用システムの利用可能性に
対する調査報告書：１９８９、財団法人日本自動車輸送
技術協会）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記技術
においては軽油のみのエンジン駆動と、軽油とＬＰＧの
気／液燃料を用いたエンジン駆動の切り換え時期がアク
セルペダルの踏込み量の所定値に基づいて一律的に切り
換わるものである為に、例えば気体燃料タンクが空にな
った場合に前記制御を行なった場合、結果として前記切
り換え時期を越えても該切り換え時期時の軽油噴出量し
か得る事が出来ず、結果としてエンジン負荷や回転数の
増加につながらない。

【０００５】又前記システムにおいてＬＰＧの気化をエ
ンジンの冷却水にて行なう装置の場合、特に冬期などは
運転初期若しくは寒冷地においてＬＰＧを気化するに足
るだけの冷却水温度が上昇しておらず、このような場合
においても前記と同様な問題が派生する。

【０００６】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、軽
油と気／液燃料の切り換え時期を燃料残量、環境若しく
は運転状態に応じて任意に調整可能に構成し、これによ
り有効に排ガス中の黒鉛の発生を低減しつつ効率的にデ
ィーゼルエンジンの運転を行なう事の出来る気体燃料併
用システムを提供する事を目的とする。本発明の他の目
的は前記システムにおけるエンジン暴走等の不慮の事故
発生を有効に阻止し得る気体燃料併用システムを提供す
る事にある。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】本発明はかかる技術的課題
を達成するために、軽油燃料のみと、軽油と共に気体燃
料を併用する気液燃料への切換え時期をアクセルペダル
の踏込み量に基づいて決定可能に構成したディーゼルエ
ンジンにおける気体燃料併用システムにおいて、前記切
換え時期を、前記気体燃料タンクや軽油燃料タンクに設
けた残量センサ若しくはエンジンの冷却水温度センサ等
の検知手段よりの検知信号、若しくは手動操作にて得ら
れる信号の少なくとも一の信号に基づいて可変制御可能
に構成した事を特徴とする。

【０００８】そしてかかる発明をより安全に且つ確実に
制御するために請求項２記載の発明において、アクセル
ペダルの踏込みに連動して揺動するアクセルレバーと、
軽油噴射量制御制御を行うロードレバーとの間をバネ部
材を介して連結すると共に、前記ロードレバーの揺動規
制位置を任意に可変制御可能なロードレバー揺動規制手
段を設け、該規制位置を越えたアクセルペダルの踏込み
により前記弾性部材に抗してアクセルレバーのみが揺動
可能に構成すると共に、前記アクセルレバーとロードレ
バーの夫々に復帰方向に引張されるリターンスプリング
を取付けた事を特徴とする。

【０００９】尚、前記ロードレバーの揺動規制手段には
後記実施例においてはステッピングモータを用いたが、
これのみに限定される事なく、多段階若しくは無段階的
に進退制御可能なラック＆ギアやアクチュエータを用い
る事が出来る。

【００１０】

【作用】かかる技術手段によれば、軽油のみと、軽油／
気体燃料の切り換え時期が一律的に制御させる事なく、
例えば気体燃料タンクの残量が低下した場合に前記切換
え時期を遅延させて軽油の混合量を多くし、そして更に
気体燃料が空になった場合には前記切換え時期を更に遅
延させ、軽油のみでエンジン燃焼を行うようにし、一方
逆に軽油燃料タンクの残量が低下した場合に前記切換え
時期を早めて気体燃料の混合量を多くし、そして更に軽
油燃料が空になった場合には前記切換え時期を更に早
め、気体燃料のみでエンジン燃焼を行うようにすること
により、いかなる場合においても円滑な運転性能を達成
し得る。

【００１１】又気体燃料の気化をエンジンの冷却水にて
行なう装置の場合、特に冬期などは運転初期若しくは寒
冷地においてＬＰＧを気化するに足るだけの冷却水温度
が上昇していない場合においては前記と同様にエンジン
冷却水温度を検知して、冷却水温度が上昇するまで前記
切換え時期を遅延させ、軽油のみでエンジン燃焼を行う
ように構成してもよい。

【００１２】又交通渋滞地域などの環境条件によっては
前記切換え時期を早めて気体燃料の混合量を多くして排
ガス対策を行う必要がある場合もあり、この様な場合は
手動操作によっても制御できる。

【００１３】請求項２記載の発明は前記発明を具体化し
たもので、アクセルレバーとロードレバーとの間をバネ
部材を介して連結した為に、 アクセルレバーに追従し
てロードレバーが揺動する間は、軽油のみの燃焼を行い
その後アクセルの踏込みにより前記弾性部材に抗してア
クセルレバーのみが揺動するために該踏込み量に対応し
て軽油燃料が制限された状態で気体燃料の噴射量を制御
する事が出来る。そして本発明は特に前記ロードレバー
の揺動規制位置を任意に可変可能に構成した為に前記発
明の作用を円滑に達成し得る。

【００１４】又前記アクセルレバーとロードレバーの夫
々に復帰方向に引張されるリターンスプリングを取付け
た為に、該弾性部材が脱落若しくは誤って折損した場合
でも、リターンスプリング夫々の付勢力により前記アク
セルレバーとロードレバー共にアイドル側に復帰するた
めにエンジンの暴走を完全に阻止できる。

【００１５】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１
乃至図４は本発明の実施例にかかるディーゼルエンジン
の気体燃料併用システムを示し、図１は全体システム、
図２乃至図４はアクセルペダルに連動して揺動するアク
セルレバーとインジェクションポンプガバナの制御を行
なうロードレバーの制御機構を示し、図２は該制御機構
の全体正面図、図３はアクセルレバーとロードレバーの
構成を示す要部側面図、図４は前記ロードレバーの回動
規制を行なう制御部の構成を示す底面図である。

【００１６】図１において、１は軽油燃料タンク、２は
列型インジェクションポンプ、３はエンジン、７はアク
セルペダルに連動して揺動するアクセルレバー、８はキ
ャンセルスプリング１１を介してアクセルレバー７に連
結され、インジェクションポンプガバナ（不図示）の制
御を行なうロードレバーで、夫々独立してリターンスプ
リング９、１０が取付けられている。そして前記軽油燃
料タンク１よりフィードポンプ５及びフューエルフィル
タ（不図示）を介して濾過された燃料をインジェクショ
ンポンプ２に送り、そして後記するロード制御機構２０
により該ロードレバー８が揺動規制されるまでは、アク
セルレバー７を介してアクセルペダルの踏み込み量に対
応して該レバー８が揺動し、不図示のインジェクション
ポンプガバナにより制御された噴射圧でインジクション
パイプ６よりエンジン３内のインジェクションノズルに
供給され、燃料室内に噴射される。

【００１７】一方、２１はＬＰＧ若しくはＬＮＧからな
る液化ガスが充填された気体燃料タンクで、例えばロー
ドレバー８が揺動規制された時点でタンク２１入口側に
設けた電磁弁その他の開閉弁２５が開放され、前記エン
ジン３の冷却水により気化された気化ガスがコントロー
ルユニット１３により調圧制御されるレギュレータ２６
を介して、エアクリーナ２２が連設された吸気管２３と
インテークマニホールド２４間に送気され、前記軽油燃
料と共に燃焼室内に導かれる。

【００１８】前記コントロールユニット１３はエンジン
回転数センサ１６、エンジン負荷に対応するアクセルレ
バー７の揺動角（アクセルの踏み角）を検知するアクセ
ルセンサ１７、軽油燃料タンク１及び気体燃料タンク２
１に夫々付設された残量センサ１４、１５、エンジン３
の冷却水の水温を検知する水温センサ２９等の検知信号
として予め定められた演算プログラムに基づいて演算制
御され、前記ロード制御機構２０とレギュレータ２６に
制御信号を送信する。

【００１９】次に図２乃至図４に基づいて前記ロード制
御機構を詳細に説明するに、図２及び図４において、ア
クセルレバー７とロードレバー８は互いに揺動可能に共
通する支軸１９により軸支するとともに、その下端部を
キャンセルスプリング１１により連結し、アクセルペダ
ルの踏込みにより後記する規制ピン３１により揺動規制
されるまでアクセルレバー７と一体的にロードレバー８
が揺動可能に構成する。又アクセルレバー７とロードレ
バー８夫々に独立してリターンスプリング９、１０が取
付けられている。この結果キャンセルスプリング１１が
脱落若しくは誤って折損した場合でも、リターンスプリ
ング９、１０夫々の付勢力により前記アクセルレバー７
とロードレバー８共にアイドル側に戻るためにエンジン
３の暴走を完全に阻止できる。尚、８ａはリターン時の
戻り位置規制部材である。

【００２０】尚、アクセルレバー７には支軸１９付近に
分岐腕７ａを延在させて、該分岐腕７ａにコネクティン
グロッド３５及び回動アーム３５ａを介してアクセルセ
ンサ１７を連結し、アクセルペダルの踏み角を検知可能
に構成している。又ロードレバー８はコネクティングロ
ッド３３を介してステッピングモータ３０側のロードア
ーム板に連結されている。

【００２１】次にステッピングモータ３０側の機構につ
いて図２及び図３に基づいて説明する。ステッピングモ
ータ３０はコントロールユニット１３側の制御信号に基
づいて所定角度回動可能に構成され、そのモータ軸にロ
ードレバー８用規制ピン３１が突設されている回動板３
２が軸設されている。前記回動板３２は前記規制ピン３
１反対側を延在し、該延在部３２ａにコネクティングロ
ッド３６の一端を軸支し、コネクティングロッド３６及
び回動アーム３７を介してステッピングモータ３０の回
動角度をポジションセンサ３８で検知可能に構成する。
又ロードアーム板３４はその中心部を前記回動板３２と
同心状に軸３４ａに軸支し、揺動可能に構成すると共
に、該中心部よりアーム部を延在し、その先端にロード
レバー８のコネクティングロッド３３を軸支する。そし
て前記ロードアーム板３４の回動によりアーム部の側面
が規制ピン３１に係合し、角度規制可能に構成されてい
る。

【００２２】次にかかる実施例の作用を説明する。先ず
通常の燃料供給システムにおいては、コントロールユニ
ット１３よりの制御信号に基づいてステッピングモータ
３０を所定角度位置（以下第１の規制角度位置という）
に回動停止させた後、アクセルペダルを踏込むと、アク
セルレバー７と共にキャンセルスプリング１１を介して
ロードレバー８が揺動し、該ロードレバー８の揺動によ
りインジェクションポンプガバナ（不図示）の噴射圧制
御が行なわれ、前記軽油燃料タンク１よりインジェクシ
ョンポンプ２に送られた燃料が、インジェクションポン
プガバナにより制御された噴射圧でインジクションパイ
プ６よりエンジン３内のインジェクションノズルに供給
され、エンジン燃料室内に噴射される。

【００２３】一方アクセルセンサ１７では前記アクセル
の踏込み角を検知し、該踏込み角が前記第１の規制角度
位置と対応する角度位置に達するまでは気体燃料タンク
２１入口側に設けた開閉弁２５を開放しない。この結
果、アクセルペダルの踏込み量が第１の規制角度位置と
対応する角度位置より小さい場合、従来のディーゼルエ
ンジン３と同様に軽油のみを噴射してエンジン３駆動を
行なう事になる。そしてアクセルペダルの踏込み量が第
１の規制角度位置と対応する角度位置を越えると、前記
コネクティングロッド３３を介してロードレバー８とと
もに揺動するロードアーム板３４が回動し、そのアーム
部の側面が回動板３２の規制ピン３１に係合しロードレ
バー８が揺動規制される。

【００２４】一方該揺動規制された時点でタンク２１入
口側に設けた電磁弁その他の開閉弁２５が開放され、そ
してアクセルレバー７はキャンセルスプリング１１を介
してロードレバー８と連結しているために、該ロードレ
バー８が角度規制されても更にアクセルレバー７はキャ
ンセルスプリング１１の弾性力に抗して揺動し、その揺
動角（踏込み角）をアクセルセンサ１７により検知し、
コントロールユニット１３を介して前記踏込み角に対応
させてレギュレータ２６を調圧制御して、前記エンジン
３の冷却水により気化された所定量の液化ガスを吸気管
２３側に送気し、前記軽油燃料と共に燃焼室内に導かれ
る。

【００２５】この結果前記踏込み量に対応した液化ガス
がエンジン３内で軽油とＬＰＧが混合された状態で燃焼
され気液混合のエンジン３駆動を行なう事が出来る。そ
して前記構成において、気体燃料タンク２１内の液化ガ
ス残量が低下した場合は、コントロールユニット１３側
で残量センサ１５を介してこれを検知し、該残量に比例
させてステッピングモータ３０を第１の規制角度位置よ
り図３に示す位置より反時計回りに回動させて、前記ロ
ードレバー８の揺動規制位置を遅延させ、これにより軽
油より気液燃料への切換え時期を遅らせる事が出来、気
体燃料の節約につながる。そして気体燃料タンク２１内
の液化ガス残量が更に低下した場合は、ステッピングモ
ータ３０を更にロードレバー８が規制されない位置まで
反時計回りに回動させて、軽油のみのエンジン３駆動を
行う。

【００２６】一方、軽油燃料タンク１内の軽油残量が低
下した場合はこれを残量センサ１４により検知し、前記
と逆にステッピングモータ３０を時計回りに回動させ
て、前記ロードレバー８の揺動規制位置を早め、これに
より軽油より気液燃料への切換え時期を早くさせる事が
出来、軽油燃料の節約につながる。そして前記コントロ
ールユニット１３は水温センサ２９によりエンジン３冷
却水温度を併せ検知しているために、特に冬期などは運
転初期若しくは寒冷地においてＬＰＧを気化するに足る
だけの冷却水温度が上昇していない場合は、ステッピン
グモータ３０を更にロードレバー８が規制されない位置
まで反時計回りに回動させて、軽油のみのエンジン３駆
動を行い、冷却水が上昇した時点で前記ステッピングモ
ータ３０を元の位置に復帰させればよい。

【００２７】又交通渋滞地域などの環境条件によっては
前記切換え時期を早めて気体燃料の混合量を多くして排
ガス対策を行う必要がある場合もあり、従ってステッピ
ングモータ３０の回動角度制御を手動操作させる操作手
段を図１に示すように運転席側に設けるのがよい。

【００２８】

【効果】以上記載した如く請求項１記載の発明によれ
ば、軽油と気／液燃料の切り換え時期を燃料残量、環境
若しくは運転状態に応じて任意に調整可能に構成し、こ
れにより有効に排ガス中の黒鉛の発生を低減しつつ効率
的にディーゼルエンジンの運転を行なう事が出来る。又
請求項２記載の発明によれば簡単な構成で前記効果を達
成し得ると共に、エンジン暴走等の不慮の事故の発生を
完全に阻止する事が出来、極めて安全性の高いディーゼ
ルエンジンを提供出来る。等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかるディーゼルエンジンの
気体燃料併用システムを示す全体図

【図２】アクセルペダルに追従して揺動するアクセルレ
バーと噴射ポンプガバナの制御を行なうロードレバーの
ロード制御機構を示す全体正面図

【図３】アクセルレバーとロードレバーの構成を示す図
２の要部側面図

【図４】図２に示すロードレバーの回動規制を行なう制
御部の構成を示す底面図

【符号の説明】

１ 軽油燃料タンク ２ インジェクションポンプ ３ エンジン ７ アクセルレバー ８ ロードレバー ９、１０ リターンスプリング １１ キャンセルスプリング １３ コントロールユニット １４、１５ 残量センサ １７ アクセルセンサ ２１ 気体燃料タンク ２６ レギュレータ ２９ 水温センサ ３０ ステッピングモータ ３１ 規制ピン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軽油燃料のみと、軽油と気体燃料を併用
   する気／液燃料への切換え時期をアクセルペダルの踏込
   み量に基づいて決定可能に構成したディーゼルエンジン
   における気体燃料併用システムにおいて、 前記切換え時期を、前記気体又は軽油燃料タンク側、若
   しくはエンジン側に付設した検知手段よりの検知信号、
   若しくは手動操作にて得られる信号の少なくとも一の信
   号に基づいて可変制御可能に構成した事を特徴とする気
   体燃料併用システム
2. 【請求項２】 アクセルペダルの踏込みに連動して揺動
   するアクセルレバーと、軽油噴射量制御制御を行うロー
   ドレバーとをバネ部材を介して連結すると共に、前記ロ
   ードレバーの揺動規制位置を任意に可変制御可能なロー
   ドレバー揺動規制手段を設け、 該規制位置を越えたアクセルペダルの踏込みにより前記
   弾性部材に抗してアクセルレバーのみが揺動可能に構成
   すると共に、 前記アクセルレバーとロードレバーの夫々に復帰方向に
   引張されるリターンスプリングを取付けた事を特徴とす
   る気体燃料併用システム