JPH07109944A - ガスエンジンのアイドル回転制御装置 - Google Patents

ガスエンジンのアイドル回転制御装置

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JPH07109944A
JPH07109944A JP25847093A JP25847093A JPH07109944A JP H07109944 A JPH07109944 A JP H07109944A JP 25847093 A JP25847093 A JP 25847093A JP 25847093 A JP25847093 A JP 25847093A JP H07109944 A JPH07109944 A JP H07109944A
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idle
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idling
control
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Tatsuji Miyata
達司 宮田
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育朗 野津
Hiroshi Takada
寛 高田
Hiroshi Matsuda
洋 松田
Nobuo Hamazaki
延雄 浜崎
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーシング等でオフアイドル運転からアイド
ル運転に入ったときに、エンジン回転を早期に安定化す
る。 【構成】 吸気にガス燃料を混合する空燃比を空燃比制
御手段1が目標値に制御するようにしたガスエンジンに
おいて、エンジン回転速度を検出する手段2と、スロッ
トル開度を検出する手段3と、エンジン回転速度とスロ
ットル開度によりアイドル運転域を判定するアイドル判
定手段4と、アイドル吸気を導くアイドル制御弁5と、
アイドル運転域にエンジン回転速度を目標回転速度に維
持するようにアイドル制御弁5の開度をフィードバック
制御するフィードバック制御手段6と、エンジン回転速
度が所定値以上のオフアイドル運転からアイドル運転域
に入ったときは、所定時間前記フィードバック制御に代
わってアイドル制御弁5の開度を一定開度に固定制御す
る固定制御手段7とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高圧の天然ガスを燃
料とするガスエンジンのアイドル回転制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】高圧の天然ガスを燃料として用いるガス
エンジンは、高圧ボンベからの燃料を減圧弁(ガスレギ
ュレータ)、制御バルブを介して供給し、混合器でエン
ジン吸入空気と混合し、この混合気をエンジンに供給し
ている(特開昭61ー23857号公報等)。
【0003】この燃料供給量は、排気中の残存酸素濃度
から計測した空燃比に応じてフィードバック制御し、エ
ンジンの運転状態に最適な空燃比の混合気を形成するよ
うにしている。
【0004】一方、エンジンのアイドル回転を制御する
ために、スロットル弁をバイパスしてアイドル吸気を導
くアイドル制御弁(ISCバルブ)を設け、アイドル運
転域にエンジン回転速度が目標回転速度になるようにア
イドル制御弁の開度をフィードバック制御している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来例にあ
っては、図6のようにレーシング等でアイドル運転から
オフアイドル運転に切り替わり、再びアイドル運転に入
った場合、スロットル弁が急激に閉じるので、空燃比制
御の追従性が悪くなり、出力トルクが安定せず、アイド
ル回転制御に大きく影響する。
【0006】これは、燃料の圧力を吸気管内圧に対し一
定に保つためのガスレギュレータに加えるその吸気管内
圧が急激に変化することに起因する。また、図7のよう
にアイドル域には、空燃比のバラツキが大きく、補正が
難しい。
【0007】したがって、アイドル回転のフィードバッ
ク制御を行っていても、レーシング等でオフアイドル運
転からアイドル運転に入ったときは、アイドル回転がな
かなか安定化しないという問題があった。
【0008】なお、この場合空燃比制御の追従性を良く
するために、特開平3ー54339号公報に、アイドル
運転からオフアイドル運転へ切り替わる直前の空燃比の
補正係数を記憶して、再びアイドル運転へ切り替わった
とき、その記憶値を基に空燃比制御を行うものがあり、
このようにすれば、空燃比のバラツキが小さくなるが、
回転制御と共存させて安定なアイドル回転を得るにはチ
ューニングが難しくなる。
【0009】この発明は、このような問題点を解決する
ことを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、図1に示
すように吸気にガス燃料を混合する空燃比を空燃比制御
手段1が目標値に制御するようにしたガスエンジンにお
いて、エンジン回転速度を検出する手段2と、スロット
ル開度を検出する手段3と、エンジン回転速度とスロッ
トル開度によりアイドル運転域を判定するアイドル判定
手段4と、アイドル吸気を導くアイドル制御弁5と、ア
イドル運転域にエンジン回転速度を目標回転速度に維持
するようにアイドル制御弁5の開度をフィードバック制
御するフィードバック制御手段6と、エンジン回転速度
が所定値以上のオフアイドル運転からアイドル運転域に
入ったときは、所定時間前記フィードバック制御に代わ
ってアイドル制御弁5の開度を一定開度に固定制御する
固定制御手段7とを設ける。
【0011】第2の発明は、図1のように第1の発明に
加えて、アイドル運転域にエンジン回転速度が安定条件
を満たしたかどうかを判定する安定条件判定手段8と、
安定条件を満たしたときのアイドル制御弁5の開度を学
習する開度学習手段9と、この学習値を固定制御手段7
のアイドル制御弁5の開度制御値として付与する開度設
定手段10とを設ける。
【0012】
【作用】第1の発明では、エンジン回転速度が所定値以
上のオフアイドル運転からアイドル運転域に入ったと
き、つまり空燃比制御の追従性が悪く、バラツキが大き
いときは、所定時間アイドル制御弁の開度を一定開度に
固定する。
【0013】これにより、アイドル吸気量を一定に保つ
ことで、空燃比の変動を抑えつつ、エンジン回転が速や
かに安定する。
【0014】第2の発明では、第1の発明において、エ
ンジン回転速度が所定値以上のオフアイドル運転からア
イドル運転域に入ったとき、所定時間、前回のアイドル
運転時に目標回転速度に安定制御していたアイドル制御
弁の開度に設定する。
【0015】したがって、最適なアイドル吸気量を保っ
て、エンジン回転が目標回転に速やかに収束する。
【0016】
【実施例】図2は本発明の実施例であり、ガスエンジン
20の吸気通路21にはスロットル弁22が設けられ、
スロットル弁22をバイパスする補助吸気通路23が形
成される。
【0017】スロットル弁22は図示しないアクセルペ
ダルによって開閉され、補助吸気通路23にはアイドル
吸気を導くアイドル制御弁(ISCバルブ)24が設け
られる。
【0018】スロットル弁22の上流には主燃料供給系
として、主燃料通路25の開口に混合器26が設けら
れ、吸入空気量に対応して主燃料通路25からの燃料を
混合し、所定の混合気を生成する。
【0019】混合器26には、高圧の天然ガスを充填し
たガスボンベ27からの燃料が、吸気管内圧力が導かれ
るガスレギュレータ28を介して、吸気管内圧に対し一
定の圧力まで減圧された状態で導かれ、吸入空気量に比
例してベンチュリ部に発生する負圧に応じて吸入され
る。
【0020】主燃料供給系の燃料の一部は、途中から副
燃料供給系に分岐して、スロットル弁22の近傍上流に
開口する副燃料通路30に設けた燃料噴射ソレノイドバ
ルブ31に導かれ、燃料噴射ソレノイドバルブ31の開
弁によって、副燃料通路30から吸気通路21に燃料が
追加供給される。
【0021】主燃料通路25には、ガスレギュレータ2
8の前後に燃料遮断ソレノイドバルブ32,33が設け
られる。
【0022】エンジン燃焼室34には、混合気に圧縮上
死点付近で点火する点火栓35が設けられる。
【0023】36はこれらのアイドル制御弁24や燃料
噴射ソレノイドバルブ31、点火栓35等の作動を制御
するコントロールユニットで、コントロールユニット3
6はCPU、ROM、RAM、入出力インターフェース
等のマイクロコンピュータから構成される。
【0024】コントロールユニット36には、エンジン
回転速度、クランク角度を検出するクランク角センサ3
7、スロットル弁22下流の吸気管内圧を検出する圧力
センサ(負荷センサ)38、スロットル弁22の開度を
検出するスロットル弁開度センサ40、エンジンの冷却
水温を検出する水温センサ41からの運転状態を代表す
る信号、および排気通路42の排気空燃比(残存酸素濃
度)を検出する空燃比センサ(O2センサ)43からの
信号が入力される。
【0025】これらの信号に基づいて、コントロールユ
ニット36は、運転状態に応じて目標空燃比を決定し、
空燃比センサ43により検出した空燃比つまりエンジン
に供給する混合気の空燃比が目標空燃比に一致するよう
に、燃料噴射ソレノイドバルブ31からの補助燃料の供
給量をフィードバック制御する。
【0026】また、点火栓35を運転状態に応じて最適
な点火時期をもって点火させるように、パワートランジ
スタ44の導通を制御し、イグニッションコイル45か
ら高電圧を点火栓35に印加する。
【0027】また、イグニッションキースイッチ46が
オンすると、主燃料通路25に設けた燃料遮断ソレノイ
ドバルブ32,33を開く。
【0028】一方、コントロールユニット36は、エン
ジン回転速度とスロットル弁開度とからエンジンのアイ
ドル運転域を判定し、アイドル運転域にアイドル制御弁
24の開度を制御して、アイドル回転制御を行う。
【0029】次に、図3〜図5を参照しながら、コント
ロールユニット36によるアイドル回転制御を説明す
る。
【0030】まず、ステップ1でエンジン回転速度とス
ロットル弁開度とからアイドル運転の条件成立かどうか
を判定する。これは、図4のようにエンジン回転速度が
所定回転以下かつスロットル弁開度が所定開度以下のと
きアイドル運転条件成立とする。
【0031】なお、この場合各設定値にヒステリシスを
設けてアイドル運転、オフアイドル運転の条件判定を行
う。
【0032】アイドル運転の条件成立つまりアイドル運
転域の場合、ステップ2でその前にエンジン回転速度が
所定回転NISCD(例えば1600rpm)以上のオ
フアイドル運転状態にあったかどうかを判定する。
【0033】ここで、エンジン回転速度が所定回転NI
SCD以上のオフアイドル運転状態からアイドル運転域
に入った場合、ステップ3,4に進み、前回のアイドル
運転時に学習した記憶データを、所定時間TISCD
(例えば10秒)アイドル制御弁24の開度データとし
て設定する。
【0034】この開度データに基づき、ステップ6でア
イドル制御弁24を駆動する。
【0035】この一方、エンジン回転速度が所定回転N
ISCD以下のオフアイドル運転状態からアイドル運転
域に入った場合、また前記記憶データに基づくアイドル
制御弁24の駆動後、所定時間が経過すると、ステップ
5に進み、エンジン回転速度と目標アイドル回転速度と
の差に応じてアイドル制御弁24のフィードバック制御
の開度データを設定する。
【0036】この開度データにしたがって、ステップ6
でアイドル制御弁24を駆動する(フィードバック制
御)。
【0037】そして、ステップ7では、アイドル回転が
安定条件を満たしたかどうかを判定し、安定条件を満た
すと、ステップ8でそのときのアイドル制御弁24の開
度を学習し、次回にエンジン回転速度が所定回転NIS
CD以上のオフアイドル運転状態からアイドル運転域に
入った場合のアイドル制御弁24の開度データとして記
憶する。
【0038】アイドル回転の安定条件は、図5のように
エンジン回転速度が目標所定アイドル回転速度NSIS
Cの一定範囲(例えば±50rpm)内に入り、一定時
間TSISC(例えば10秒)が経過したときに、成立
と判定する。
【0039】また、アイドル制御弁24の開度データ
は、一定期間の平均開度を学習し、記憶する。
【0040】このような構成のため、エンジン回転速度
が所定値以上のオフアイドル運転からアイドル運転に入
った場合、前回のアイドル運転時に目標アイドル回転に
安定制御していたアイドル制御弁24の開度に所定時
間、固定制御される。
【0041】このため、アイドル吸気が適正量に維持さ
れるので、空燃比が変動しても、回転への影響は最小限
に抑えられ、アンダーシュートはもとより、過剰な開度
によるオーバーシュートも防止される。
【0042】これにより、レーシング等でオフアイドル
運転からアイドル運転に入ったときに、エンジン回転が
目標回転にスムーズに収束し、早期に安定化することが
できる。
【0043】なお、予めアイドル制御弁24の開度を一
定値に設定し、エンジン回転速度が所定値以上のオフア
イドル運転からアイドル運転に入った際に、所定時間、
その一定値に制御するようにしても良い。
【0044】
【発明の効果】以上のように第1の発明は、吸気にガス
燃料を混合する空燃比を空燃比制御手段が目標値に制御
するようにしたガスエンジンにおいて、エンジン回転速
度を検出する手段と、スロットル開度を検出する手段
と、エンジン回転速度とスロットル開度によりアイドル
運転域を判定するアイドル判定手段と、アイドル吸気を
導くアイドル制御弁と、アイドル運転域にエンジン回転
速度を目標回転速度に維持するようにアイドル制御弁の
開度をフィードバック制御するフィードバック制御手段
と、エンジン回転速度が所定値以上のオフアイドル運転
からアイドル運転域に入ったときは、所定時間前記フィ
ードバック制御に代わってアイドル制御弁の開度を一定
開度に固定制御する固定制御手段とを設けたので、レー
シング等でオフアイドル運転からアイドル運転に入った
ときに、エンジン回転を早期に安定化することができ
る。
【0045】第2の発明は、第1の発明に加え、アイド
ル運転域にエンジン回転速度が安定条件を満たしたかど
うかを判定する安定条件判定手段と、安定条件を満たし
たときのアイドル制御弁の開度を学習する開度学習手段
と、この学習値を固定制御手段のアイドル制御弁の開度
制御値として付与する開度設定手段とを設けたので、エ
ンジン回転を目標回転に早期にスムーズに安定化するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の構成図である。
【図2】実施例の構成断面図である。
【図3】アイドル回転制御のフローチャートである。
【図4】アイドル域の判定条件を示す特性図である。
【図5】アイドル回転の安定条件を示す特性図である。
【図6】従来のアイドル運転移行時の特性図である。
【図7】ガスレギュレータの特性図である。
【符号の説明】
20 ガスエンジン 22 スロットル弁 23 補助吸気通路 24 アイドル制御弁 25 主燃料通路 26 混合器 27 ガスボンベ 28 ガスレギュレータ 30 副燃料通路 31 燃料噴射ソレノイドバルブ 32,33 燃料遮断ソレノイドバルブ 36 コントロールユニット 37 クランク角センサ 38 圧力センサ 40 スロットル弁開度センサ 41 水温センサ 43 空燃比センサ
フロントページの続き (72)発明者 松田 洋 埼玉県上尾市大字壱丁目一番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)発明者 浜崎 延雄 埼玉県上尾市大字壱丁目一番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気にガス燃料を混合する空燃比を空燃
    比制御手段が目標値に制御するようにしたガスエンジン
    において、エンジン回転速度を検出する手段と、スロッ
    トル開度を検出する手段と、エンジン回転速度とスロッ
    トル開度によりアイドル運転域を判定するアイドル判定
    手段と、アイドル吸気を導くアイドル制御弁と、アイド
    ル運転域にエンジン回転速度を目標回転速度に維持する
    ようにアイドル制御弁の開度をフィードバック制御する
    フィードバック制御手段と、エンジン回転速度が所定値
    以上のオフアイドル運転からアイドル運転域に入ったと
    きは、所定時間前記フィードバック制御に代わってアイ
    ドル制御弁の開度を一定開度に固定制御する固定制御手
    段とを設けたことを特徴とするガスエンジンのアイドル
    回転制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のガスエンジンのアイド
    ル回転制御装置において、アイドル運転域にエンジン回
    転速度が安定条件を満たしたかどうかを判定する安定条
    件判定手段と、安定条件を満たしたときのアイドル制御
    弁の開度を学習する開度学習手段と、この学習値を固定
    制御手段のアイドル制御弁の開度制御値として付与する
    開度設定手段とを設けたことを特徴とするガスエンジン
    のアイドル回転制御装置。
JP25847093A 1993-10-15 1993-10-15 ガスエンジンのアイドル回転制御装置 Expired - Fee Related JP2966249B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013060932A (ja) * 2011-09-15 2013-04-04 Honda Motor Co Ltd エンジン制御装置
CN105020044A (zh) * 2014-04-24 2015-11-04 福特环球技术公司 用于改善发动机的扭矩响应的系统和方法
JP2017122405A (ja) * 2016-01-07 2017-07-13 ヤンマー株式会社 エンジン制御装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013060932A (ja) * 2011-09-15 2013-04-04 Honda Motor Co Ltd エンジン制御装置
CN105020044A (zh) * 2014-04-24 2015-11-04 福特环球技术公司 用于改善发动机的扭矩响应的系统和方法
JP2017122405A (ja) * 2016-01-07 2017-07-13 ヤンマー株式会社 エンジン制御装置

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JP2966249B2 (ja) 1999-10-25

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