JPH08158951A - エンジンの気体燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベーパライザ二次室の経時劣化に基づく低速
用燃料途切れをなくし低速用燃料の安定供給と主燃料へ
のつながり改善とを計る。 【構成】 ベーパライザ４の二次室６から混合器９に至
る主燃料通路８に一次室５から手動の可変絞り２１を有
する低速用燃料通路２０を接続するとともに、燃料制御
弁２３を有する補正用燃料通路２２を分岐させ、負圧制
御弁２５を有する負圧導入路２４によってエンジン吸入
負圧を燃料制御弁２３の出口側に導入するようにした。
一次室５の燃料によって低速用燃料を安定供給し、燃料
制御弁２３の前後差圧の絶対圧を補正することによって
主燃料へのつながりを良好とし、更に理論空燃比制御を
適正に行うものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吸気管路に設置されたベ
ンチュリ式混合器により気体燃料をエンジンに供給する
装置、詳しくは無負荷および低負荷域での安定した燃料
供給および低速用燃料から主燃料への円滑な燃料増量を
行わせることができる手段を具えた気体燃料供給装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジン、殊に自動車エンジンに気体燃
料を供給するシステムは、周知のように耐圧容器に充填
した高圧燃料をベーパライザに導入して大気圧よりも少
し低い圧力に減圧し、これを混合器のベンチュリ部分か
らエンジン吸入負圧によって吸気管路に吸出し、空気と
混合してエンジンに供給する構成とされている。

【０００３】このシステムにおいて、無負荷および低負
荷域にはベンチュリ負圧がきわめて低いために燃料吸出
し力が著しく弱く、走行風などの外乱によって燃料が途
切れることがある。また、ベパライザの機械的ばらつ
き、殊に混合器への燃料圧力を設定する二次室の圧力設
定機構の製造ばらつきや経時劣化によって燃料圧力が変
化し空燃比を変動させる原因となっていた。

【０００４】これらの対応策として、混合器の絞り弁前
後を接続するバイパスを吸気通路に設けてアイドル回転
を維持させること（特開昭５８−１６０５３７号公報参
照）、或いはベーパライザの一次室の高圧燃料を二次室
から混合器のノズルに至る燃料通路に導入して低速用燃
料を確保させること（特公昭４２−１７３６６号公報参
照）、が試みられている。

【０００５】しかしながら、前記前者のバイパス方式で
はベーパライザに起因する空燃比の変動を避けることが
できない。また、前記後者の独立低速系方式ではエンジ
ン吸気量に関係なく一定流量の燃料が供給されるため、
アイドル時の燃料途切れの問題は解消されるとともに二
次室側の原因による空燃比変動も避けられるが、エンジ
ンの吸気量増加に伴って主燃料が吸出されはじめるまで
のつながり時期に空燃比変動を生じやすい。これは、二
次室の経時劣化によって燃料圧力が製造時の設定圧力か
ら変化することによるものであって、つながり時期に空
燃比が大きく変動するとエミッションや運転性に無視で
きない影響を与える。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、ベーパライザで減圧した気体燃料を混合器
のベンチュリ部に発生する負圧で吸気管路に吸出し空気
と混合してエンジンに供給する周知のシステムにおい
て、無負荷および低負荷域での安定した空燃比制御と低
速用燃料から主燃料への所定空燃比を維持しながらの円
滑なつながりとを両立させる簡単にして有用な手段がな
かった、という点である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
し、無負荷および低負荷域での空燃比を安定よく制御で
きるとともに低速用燃料から主燃料へのつながりを所定
空燃比を維持しながら行うことができる気体燃料供給装
置を提供することを主な目的としたものである。

【０００８】即ち、そのために本発明はベーパライザの
二次室から混合器のベンチュリ部に接続された主燃料通
路と、手動の可変絞りを有しベーパライザの一次室から
主燃料通路に接続された低速量燃料通路と、電磁駆動の
燃料制御弁を有し主燃料通路の低速用燃料通路との合流
点と主ジェットとの間から分岐してベンチュリ部に接続
された補正用燃料通路と、電磁駆動の負圧制御弁を有し
吸気管路の絞り弁下流から補正用燃料通路の燃料制御弁
下流側に接続された負圧導入路と、エンジンの運転状態
に応じて燃料制御弁と負圧制御弁とに開閉駆動信号を送
る電子式の制御ユニットとを具えさせた構成とした。

【０００９】

【作用】ベーパライザの一次室の高圧燃料は低速用燃料
通路を通り可変絞りで計量されて主燃料通路に入り、ベ
ーパライザの二次室からの低圧燃料と合流してから更に
一部が補正用燃料通路に分岐し、これらは混合器のベン
チュリ部からの吸気管路に吸出される。

【００１０】このエンジン供給燃料は主ジェットと燃料
制御弁の両方で計量され、基本流量は主ジェットで設定
される。燃料制御弁は低速用燃料および主燃料の両方を
エンジン要求流量に調整するものであり、負圧制御弁に
よって絞り弁下流のエンジン吸入負圧を燃料制御弁の出
口側に作用させ前後差圧の絶対値を補正することによ
り、ベーパライザのばらつきや二次室の経時劣化による
燃料圧力変化に基づく流量変化をなくし、低速用燃料か
ら主燃料へのつながり時期においても空燃比を所定値に
維持するものである。

【００１１】

【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する
と、耐圧容器に充填されている高圧燃料、一般には液化
ＬＰＧはエンジン運転時にのみ開く開閉弁２を有する導
入通路３によってベーパライザ４の一次室５に減圧され
て送入され、次に二次室６で大気圧よりも少し低い圧力
の気体ＬＰＧに減圧調整され、基本流量を設定する主ジ
ェット７を有する主燃料通路８を経て混合器９のベンチ
ュリ部１０に送られてスリット状のノズル１１から吸気
管路１３の一部である吸気通路１２へ吸出され、空気と
混合してエンジン１４に供給される。

【００１２】一方、絞り弁１５の開度センサ１６、エン
ジン１４の回転速度センサ１７、排気の酸素センサ１
８、その他エンジン１４の運転状態を検知するために設
けた図示しないセンサからの電気信号を入力してエンジ
ン１４の運転状態に応じた駆動信号を後述する燃料制御
弁２３、負圧制御弁２５に出力する電子式の制御ユニッ
ト１９が具えられている。

【００１３】ベーパライザ４の一次室５から主燃料通路
８の主ジェット７よりも上流側に接続した低速用燃料通
路２０が具えられ、この通路２０には手動の可変絞り２
１が設けられている。この可変絞り２１によって無負荷
および低負荷域における低速用燃料の要求流量が規制さ
れる。

【００１４】また、主燃料通路８の低速用燃料通路２０
との合流点と主ジェット７の間から分岐してベンチュリ
部１０に接続した補正用燃料通路２２が具えられ、この
通路２２には電磁駆動の燃料制御弁２３が設けられてい
る。この燃料制御弁２３は制御ユニット１９から送られ
る駆動信号に応じたデューティ比で開閉動作し、エンジ
ン１４のアイドル運転から主燃料吸出しはじめまでの
間、またはその後の加速運転や高負荷運転の際に主ジェ
ット７で計量した基本流量に加算する増量燃料を計量す
るように働き、或いは特定運転域を除いて理論空燃比制
御を行うように働く。

【００１５】更に、吸気管路１３の絞り弁１５よりも下
流側から補正用燃料通路２２の燃料制御弁２３とベンチ
ュリ部１０との間に接続された負圧導入路２４が具えら
れ、この導入路２４には電磁駆動の負圧制御弁２５が設
けられている。この負圧制御弁２５は制御ユニット１９
から送られる駆動信号に応じたデューティ比で開閉動作
し、燃料制御弁２３の出口側にエンジンの吸入負圧を調
整して作用させ前後差圧の絶対値を補正するように働
く。

【００１６】以上の構成を有する本実施例は、吸入空気
量が少ないためベンチュリ負圧がきわめて低い無負荷お
よび低負荷域においてベーパライザ４の二次室６からの
燃料吸出し力が著しく弱くても、一次室５のかなり高圧
の燃料が低速用燃料通路２０より主燃料通路８に送られ
る。そして、主ジェット７で計量した流量の燃料と、そ
の上流側で補正用燃料通路２２に分岐して燃料制御弁２
３で調整した流量の燃料とがベンチュリ部１０に送られ
る。

【００１７】エンジン１４の回転速度が上昇し吸入空気
量が増大すると、ベンチュリ負圧が高くなることによっ
て二次室６から燃料が継続して吸出されるようになる。
一方、一次室５にも低速用燃料通路２０を経てベンチュ
リ負圧が作用するが、可変絞り２１によって低速回転時
の最大要求流量を供給できる程度に通路有効面積を充分
小さく調整しておくことにより、余剰燃料を供給し混合
気過濃とするという心配はない。

【００１８】無負荷および低負荷域において、低速用燃
料は一次室５から送出されるため吸入空気量と関係なく
一定流量であるとともに、走行風などの外乱による燃料
途切れもないので、安定した運転が行われる。また、こ
れより回転速度が上昇したとき、二次室６が正常であれ
ばベンチュリ負圧によって燃料が安定よく吸出されるよ
うになり、その一方で一次室５から燃料が低速用燃料通
路２０に送出されているので主燃料へのつながりが円滑
に行われる。

【００１９】しかし、混合器９に送る燃料圧力を適正値
に調整しなければならない二次室６が経時劣化によって
所定圧力に調整することができなくなった場合、主燃料
の吸出しはじめ時期および流量が不安定となって空燃比
変動を生じる。殊に、二次室６が燃料圧力を製造時より
も高負圧側に設定してしまうように経時劣化すると、主
燃料吸出しはじめ時期が遅くなって混合気が著しく薄く
なり、エミッションや運転性に無視できない影響を与え
る。

【００２０】このつながり時期における燃料不足は燃料
制御弁２３のデューティ比を大きくすることによって或
る程度補うことができるが、出口側圧力をベンチュリ負
圧とする燃料制御弁２３の前後差圧によって供給される
燃料は低速用燃料として設定した流量を越えないため燃
料不足を解消するには至らない。

【００２１】このようなとき、負圧制御弁２５を所用デ
ューティ比で開閉駆動し、絞り弁１５の下流側に発生し
ているベンチュリ負圧よりも高負圧のエンジン吸入負圧
を負圧導入路２４を経て燃料制御弁２３の出口側に作用
させる。これにより、燃料制御弁２３の前後差圧が大き
くなって経時劣化前の二次室設定圧力とベンチュリ負圧
との差圧と同一値に補正され、補正用燃料通路２４を通
る燃料流量が増量されることとなる。

【００２２】ここで、負圧制御弁２５によって出口側に
作用させる負圧を適正に制御することにより、燃料制御
弁２３のデューティ比をほぼ一定としたまま燃料流量を
所用量に増量することができ、安定した燃料供給が行わ
れる。従って、二次室６の経時劣化による低速用燃料か
ら主燃料へのつながり不良が解消されるばかりか、つな
がり時期においても空燃比を所定値に維持してエミッシ
ョンや運転性に悪影響を与えることがなくなるものであ
る。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、ベーパライザの一次室の
かなり高圧の燃料を絞って二次室から混合器に至る主燃
料通路に導入し、且つこれを電磁駆動の燃料制御弁付き
補正用燃料通路と電磁駆動の負圧制御弁付き負圧導入路
とによって主燃料通路の主ジェットとは別に流量制御さ
せて混合器に送る構成とした本発明によると、無負荷お
よび低負荷時の低速用燃料が弱いベンチュリ負圧にかか
わらず途切れることなく安定よく供給され、また燃料制
御弁の前後差圧の絶対値を補正することによりベーパラ
イザの製造ばらつきや二次室の経時劣化の影響をなくし
て要求流量の燃料を確保させることができる。

【００２４】このため、簡単な構成で低速用燃料から主
燃料への安定したつながりを行わせるばかりか、エンジ
ンの無負荷から高負荷に至る全運転域で理論空燃比制御
を適正に行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す配置図。

【符号の説明】

４ ベーパライザ、５ 一次室、６ 二次室、７ 主ジ
ェット、８ 主燃料通路、９ 混合器、１０ ベンチュ
リ部、１３ 吸気管路、１４ エンジン、１５絞り弁、
１９ 制御ユニット、２０ 低速用燃料通路、２１ 可
変絞り、２２補正用燃料通路、２３ 燃料制御弁、２４
負圧導入路、２５ 負圧制御弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベーパーライザの二次室から混合器のベ
   ンチュリ部に接続された主燃料通路と、手動の可変絞り
   を有し前記ベーパライザの一次室から前記主燃料通路に
   接続された低速用燃料通路と、電磁駆動の燃料制御弁を
   有し前記主燃料通路の前記低速用燃料通路との合流点と
   主ジェットとの間から分岐して前記ベンチュリ部に接続
   された補正用燃料通路と、電磁駆動の負圧制御弁を有し
   吸気管路の絞り弁下流から前記補正用燃料通路の前記燃
   料制御弁下流側に接続された負圧導入路と、エンジンの
   運転状態に応じて前記燃料制御弁と負圧制御弁とに開閉
   駆動信号を送る電子式の制御ユニットとを具えたことを
   特徴とするエンジンの気体燃料供給装置。