JPH08246959A - エンジンの気体燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主燃料系と低速用燃料系のそれぞれに制御弁
を設け、殊に低負荷域での安定した空燃比制御を行わせ
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に主ジェット７の上流から制御弁２１を
有する補助燃料通路２０を分岐させ、一次室５から補助
燃料通路２０の制御弁２１上流に制御弁２３を有する低
速用燃料通路２２を接続させた。制御弁２３で計量され
た低速用燃料を主燃料と合流して制御弁２１で計量する
ことにより、制御弁２１の制御幅を大きくし、空燃比変
動が大きくても安定した空燃比制御が行えるものであ
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要求される低速
用燃料を大きな空燃比変動にも対応して適正に供給する
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
し低い圧力に調整し、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、ベー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、空燃比変動の原因となっていた。

【０００４】これらの対応策として、混合器の絞り弁前
後を接続する通路面積可調整の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５８−１６
０５３７号公報参照）、或いはベーパライザの一次室の
高圧燃料を吸気管負圧により調整して混合器のベンチュ
リ部分に供給することにより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アイドル
時の燃料切れや二次室側の原因による空燃比変動は解消
できるが、燃料流量は吸気管負圧とベンチュリ負圧との
関係によりエンジン吸気量に関係なくほぼ一定流量であ
るため、適正な空燃比制御を行うことができない。

【０００６】そこで、前記の独立低速系方式において一
次室の高圧燃料を吸気管負圧に代わって電子式の制御ユ
ニットからの駆動信号で開閉する電磁作動の制御弁によ
り制御することが考えられる。このことを、バーパライ
ザの二次室から混合器のベンチュリ部に至る主燃料の一
部を電磁作動の制御弁で電子制御し主燃料補正を行うこ
とによって空燃比制御を行うようにした実公平３−３０
６１５号公報開示のシステムに適用することにより、エ
ンジン運転状態に応じて制御ユニットから送られる駆動
信号で二つの制御弁を各別に制御してエンジンの全運転
域に亘り空燃比制御を電子式に行うことが可能となる。

【０００７】しかしながら、一つの制御弁によって制御
される低速用燃料の流量増域により、もう一つの制御弁
による主燃料の制御幅が変化する、という問題があり、
殊に排気中の酸素濃度を検知して主燃料用の制御弁によ
る主燃料のフィードバック制御を行う場合には、低速用
燃料が増加すると主燃料の制御幅が狭められて十分な制
御ができなくなる。

【０００８】

【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、ベーパライザの二次室から混合器のベンチ
ュリ部に供給される主燃料の一部、およびベーパライザ
の一次室から混合器に供給される独立系の低速用燃料を
それぞれ電磁作動の制御弁でエンジン運転状態に応じて
各別に制御し、これによってエンジンの全運転域に亘り
空燃比制御を電子式に行わせようとした場合、大きな空
燃比変動を生じて低速用燃料を増量側に調整させたとき
に主燃料の制御幅が狭くなり、従って無負荷および低負
荷域、特に低負荷域で充分な空燃比制御を行うことがで
きない、という点である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
し、主燃料補正用の制御弁と低速用燃料制御用の制御弁
とをベーパライザ二次室からの主燃料系と一次室からの
低速燃料系とに具えさせた気体燃料供給装置において、
大きな空燃比変動を生じても特に低負荷域で安定した空
燃比制御を行わせることを目的としたものである。

【００１０】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
路に、その主ジェット上流から分岐してベンチュリ部に
接続された電磁作動の制御弁を有する補助燃料通路を設
けるとともに、ベーパライザの一次室から延び電磁作動
の制御弁を有する低速用燃料通路を補助燃料通路にその
制御弁の上流側で接続し、これら二つの制御弁をエンジ
ン運転状態に応じて電子式の制御ユニットから送られる
駆動信号で開閉するものとした。

【００１１】また、この構成に加えて、補助燃料通路の
制御弁下流側に吸気管路の絞り弁下流の負圧を導入させ
るようにした。

【００１２】

【作用】ベーパライザの一次室の高圧燃料は低速用燃料
通路を通り制御弁で計量されて補助燃料通路に入り、更
にもう一つの制御弁で調整されてベンチュリ部から吸気
管路に吸出される。即ち、主燃料補正を行う制御弁は主
燃料の一部と一緒に低速用燃料を再度調整するので、こ
の制御弁のデューティ比に対応して主燃料と低速用燃料
の両方の流量が調整され、その結果主燃料補正用の制御
弁は低速用燃料の流量に関係なく補助燃料通路を流れる
燃料を調整して大きな空燃比変動を生じた場合でも安定
した空燃比制御を行うこととなる。

【００１３】また、補助燃料通路の制御弁下流にエンジ
ン吸入負圧を作用させると、制御弁前後の差圧絶対値が
大きくなってベーパライザに起因する燃料流量の狂いが
解消され、空燃比が更に安定化する。

【００１４】

【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１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、スリット状のノズル１１から吸気管路１
３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。

【００１５】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二つの制
御弁２１，２３に出力する電子式の制御ユニット１９が
具えられている。

【００１６】主燃料通路８の主ジェット７よりも上流側
から分岐してベンチュリ部１０に接続した補助燃料通路
２０が具えられ、この通路２０には制御ユニット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す
る電磁作動の制御弁２１が設置されている。この制御弁
２１は主ジェット７で計量した基本流量に加算する燃料
を計量して主燃料の流量を調整するものであって、加速
時や高負圧時の燃料増量を行い、或いは理論空燃比制御
を行うように働く。

【００１７】また、ベーパライザ４の一次室５から補助
燃料通路２０の制御弁２１よりも上流側に接続した低速
用燃料通路２２が具えられ、この通路２２には制御ユニ
ット１９から送られる駆動信号に応じたデューティ比で
開閉動作する電磁作動の制御弁２３が設置されている。
この制御弁２１は一次室５から流出するかなり高圧の燃
料を計量し低速用燃料としてベンチュリ部１０に送る。

【００１８】エンジン１４の無負荷または低負荷域では
ベンチュリ部１０に発生する負圧がきわめて低く、二次
室６からの燃料吸出し力が著しく弱いが、一次室５の高
圧燃料はベンチュリ負圧が弱くても、また走行風などの
外乱の影響を受けることなく低速用燃料通路２２から補
助燃料通路２０を通って主燃料通路８に入り、主ジェッ
ト７を経てベンチュリ部１０に送られて所要のエンジン
回転速度を維持させる。このとき、補助燃料通路２０の
制御弁２１は閉弁状態とされており、低速用燃料の流量
はベンチュリ負圧に関係なく低速用燃料通路２２の制御
弁２３によりエンジン１４の運転状態に応じて調整され
所定の空燃比制御が行われる。

【００１９】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り、
一次室５から流出する低速用燃料と一緒に主ジェット７
を経てベンチュリ部１０に送られる。ベンチュリ負圧は
一次室５にも作用して燃料流出量を増加させるが、制御
弁２３の開閉デューティ比を変えることにより適正流量
を維持することができる。また、一次室５からの低速用
燃料が主燃料通路８を通って二次室６からの主燃料と一
緒にベンチュリ部１０に送られるので、回転速度上昇に
伴う主燃料へのつながりが円滑に行われる。

【００２０】エンジン１４が主燃料による運転を行って
いるとき、補助燃料通路２０の制御弁２１は運転状態に
応じたデューティ比で開閉し、主ジェット７で計量した
基本流量に加算する燃料を計量して加速時や高負荷時の
燃料増量を行い、或いは理論空燃比制御を行う。

【００２１】ここで、ベーパライザ４の製造ばらつき、
二次室６の圧力調整機構の製造ばらつきや経時劣化によ
り、設計した所定圧力とは異なる圧力に調整されたり、
或いは所定圧力に調整することができなくなった場合、
低速用燃料の流量が変化し、また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。

【００２２】このような場合、一次室５からの低速用燃
料は低速用燃料通路２２の制御弁２３によって流量を補
正されるため無負荷時の空燃比制御は適正に且つ安定よ
く行われる。また、低負荷時に低速用燃料は流量不安定
な主燃料と合流してベンチュリ部１０に送られるが、こ
の合流燃料は主に主ジェット７を経てベンチュリ部１０
に送られ、補正燃料通路２０の制御弁２１を開閉するこ
とにより一部がこれを経てベンチュリ部１０に送られ
る。

【００２３】即ち、低速用燃料は低速用燃料通路２２の
制御弁２３で調整され、次に主燃料と合流してその一部
が補助燃料通路２０の制御弁２１で調整されるものであ
り、合流燃料の流量を後者の制御弁２１のデューティ比
に対応して調整するためその制御幅を前者の制御弁２３
で調整した低速用燃料の流量に関係なく大きくすること
ができ、ベーパライザ４に起因する空燃比変動が大きく
ても安定した空燃比制御を行うことができる。

【００２４】次に、本実施例では混合器９の吸気通路１
２の絞り弁１５よりも下流側から補助燃料通路２０の制
御弁２１よりも下流側に接続した負圧導入通路２４が具
えられ、この通路２４に固定絞りであるジェット２５が
設置されている。

【００２５】前述のように、二次室６の圧力調整機構が
経時劣化するなどにより、燃料圧力が設計値よりも高負
荷側に移行すると、主燃料吸出しはじめ時期が遅くなる
とともに燃料流量が減少してエミッションや運転性に著
しい悪影響を与える。

【００２６】負圧導入通路２４は絞り弁１５の下流に発
生するエンジン吸入負圧を制御弁２１の二次側に作用さ
せ、これにより制御弁２１の前後差圧の絶対値が大きく
なって二次室６が高負圧側に移行しても充分大きな差圧
を作って主燃料の吸出しを良好なものとし、更に安定し
た空燃比制御を行わせるものである。

【００２７】

【発明の効果】以上のようにベーパライザの二次室から
の主燃料通路の主ジェット上流側から制御弁付き補助燃
料通路を分岐させ、一次室からの制御弁付き低速用通路
を補助燃料通路の制御弁上流側に接続した本発明による
と、主燃料用の制御弁は一次室から制御弁によって調整
されて流出した低速用燃料と主燃料との合流燃料を調整
するため、低速用燃料の流量に関係なくベンチュリ部に
送る燃料流量を広い制御幅で調整することとなり、この
ためベーパライザに起因する空燃比変動が大きくても安
定した空燃比制御を行うことができ、殊に主燃料が不安
定となりがちな低負荷域での制御が有効に行われるもの
である。

【００２８】また、補助燃料通路の制御弁二次側にエン
ジン吸入負圧を作用させることにより、制御弁前後の差
圧絶対値が大きくなって、ベーパライザの経時劣化によ
り二次室の燃料圧力が高負圧側に移行しても主燃料が良
好に吸出され、空燃比が更に安定化するものである。

【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 補助燃料通路、２１，２３
制御弁、２２ 低速用燃料通路、２４ 負圧導入通
路、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペ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ジェットを有する主燃料通路
   と、前記主ジェットの上流で前記主燃料通路から分岐し
   て前記ベンチュリ部に接続された電磁作動の制御弁を有
   する補助燃料通路と、前記ベーパライザの一次室から前
   記制御弁の上流で前記補助燃料通路に接続された電磁作
   動の制御弁を有する低速用燃料通路と、エンジンの運転
   状態に応じた駆動信号を前記二つの制御弁に送る電子式
   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。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の構成に加えて、吸気管
   路の絞り弁下流から前記制御弁の下流で前記補助燃料通
   路に接続された負圧導入通路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。