JPH11229922A - 単室式希薄燃焼ガス機関 - Google Patents

単室式希薄燃焼ガス機関

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Publication number
JPH11229922A
JPH11229922A JP10027432A JP2743298A JPH11229922A JP H11229922 A JPH11229922 A JP H11229922A JP 10027432 A JP10027432 A JP 10027432A JP 2743298 A JP2743298 A JP 2743298A JP H11229922 A JPH11229922 A JP H11229922A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
temperature
fuel
supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10027432A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Nakazono
徹 中園
Kyotaro Nishimoto
京太郎 西本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP10027432A priority Critical patent/JPH11229922A/ja
Publication of JPH11229922A publication Critical patent/JPH11229922A/ja
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の単室式希薄燃焼ガス機関においては、
供給する燃料ガスの温度及び空気の給気温度の変化とい
った周囲の大気条件の変化に伴って空燃比が変化し、こ
れにより、NOx濃度が変化して規制値近くまで上昇す
る恐れがあった。 【解決手段】 燃料ガス温度を検出するガス温度センサ
13、給気温度を検出する給気温度センサ14、及び、
給気湿度を検出する給気湿度センサをそれぞれ設け、検
出した該燃料ガス温度、給気温度、及び、給気湿度に基
づいて空燃比を制御するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料ガス温度、給
気温度、及び、給気湿度に基づいて空燃比制御を行う単
室式希薄燃焼ガス機関に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の単室式希薄燃焼ガス機関において
は、例えば、図4に示すように、ガスミキサー82内で
空気Aと燃料ガスGとが一定比にて混合され、電子ガバ
ナ84により開度制御されるスロットル83によって供
給量を調整されながら、機関88のシリンダヘッド88
aへ供給されるように構成されており、該機関88内で
燃焼した後の排気は排気管89を通じて外部へ排出され
る。また、機関88のクランク軸には機関回転数を検出
する回転数センサ87を、スロットル83下流側の給気
管には給気圧や給気温度等を検出する給気管センサ85
を、ガスミキサー82のガス供給管82aには燃料ガス
Gの供給量を検出する供給量検出センサ90、及び、ガ
スミキサー82への燃料ガスGの供給量を調整するため
の空燃比制御バルブ81を、排気管89の根元部には排
気温度を検出する排温センサ91を設けており、回転数
センサ87、給気管センサ85、供給量検出センサ9
0、及び、排温センサ91はコントローラ86と接続さ
れている。そして、機関88の運転時には、空燃比制御
バルブ81の開度を適宜調節することにより、ガスミキ
サー82への燃料ガスGの供給量を変化させて所望の空
燃比(吸入空気量/吸入燃料量)を得るようにして空燃
比を制御していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、空燃比を所望
の値に制御した後においても、図5に示すように、機関
88の運転中にガスミキサー82へ供給される燃料ガス
Gの温度、及び、空気Aの給気温度が変化すると、空気
過剰率が変化する。また、これらに加えて、空気Aの給
気湿度によっても空気過剰率は影響を受ける。この空気
過剰率と空燃比とは比例関係にあるので、燃料ガスGの
温度及び空気Aの給気温度の変化、即ち、周囲の大気条
件の変化に伴って空燃比が変化することとなる。そし
て、空気過剰率(空燃比)が変化すると、図6の如く、
発生するNOx濃度95が変化し、特に、供給される燃
料量の割合が多くなって空気過剰率がリッチ側に変化し
た場合には、NOx濃度95が高くなって、規制値近く
まで上昇する恐れがあった。
【0004】このような周囲の大気条件によるNOx濃
度95の変化を抑えるために、例えば、前記排温センサ
91により排気の温度を検出し、検出した排気温度に基
づいて空燃比を一定値に制御しようとした場合、単室式
希薄燃焼ガス機関においては、図6に示すように、空気
過剰率の変化によって排気温度96がほとんど変化しな
いため、排気温度に基づいて空燃比を一定値に制御する
ことは困難であった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の手段を説明する。即ち、請求項1においては、単室式
希薄燃焼ガス機関において、燃料ガス温度、給気温度、
及び、給気湿度を検出する検出手段をそれぞれ設け、検
出した該燃料ガス温度、給気温度、及び、給気湿度に基
づいて空燃比を制御するように構成したことである。
【0006】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を説明
する。図1は本発明の副室式希薄燃焼ガス機関における
給排気系を示す図、図2は空燃比制御のフローを示す
図、図3は空燃比制御を行った場合における燃料ガス温
度及び給気温度と空気過剰率との関係を示す図、図4は
従来の単室式希薄燃焼ガス機関における給排気系を示す
図、図5は同じく単室式希薄燃焼ガス機関における燃料
ガス温度及び給気温度と空気過剰率との関係を示す図、
図6は同じく空気過剰率とNOx濃度との関係及び空気
過剰率と排気温度との関係を示す図である。
【0007】本発明の単室式希薄燃焼ガス機関について
説明する。図1においては、ガスミキサー2内で空気A
と燃料ガスGとが一定比にて混合され、この混合気が電
子ガバナ4により開度を制御されるスロットル3によっ
て供給量を調整されながら、機関8のシリンダヘッド8
aへ供給されるように構成されており、該機関8内で燃
焼した後の排気は排気管9を通じて外部へ排出される。
【0008】また、機関8のクランク軸には機関回転数
を検出する回転数センサ7を、給気管12のスロットル
3下流側部分には、該給気管12内の圧力及び温度等を
検出する給気管センサ5を、ガスミキサー2のガス供給
管2aには燃料ガスGの供給量を検出する供給量検出セ
ンサ10、ガスミキサー2への燃料ガスGの供給量を調
整するための空燃比制御バルブ1、及び、供給される燃
料ガスGの温度を検出するガス温度センサ13を、ガス
ミキサー2の空気供給管2bには供給される空気Aの温
度を検出する給気温度センサ14、及び、湿度を検出す
る給気湿度センサ15を、排気管9の根元部には排気温
度を検出する排温センサ11を設けており、回転数セン
サ7、給気管センサ5、供給量検出センサ10、ガス温
度センサ13、給気温度センサ14、給気湿度センサ1
5、及び、排温センサ11はコントローラ6と接続され
ている。
【0009】そして、機関8の運転時には、空燃比制御
バルブ1を適宜制御することにより、ガスミキサー2へ
の燃料ガスGの供給量を調整して、所望の空燃比(吸入
空気量/吸入燃料量)を得るように構成している。この
空燃比の調整は、前記ガス温度センサ13により検出し
た燃料ガス温度、給気温度センサ14により検出した給
気温度、及び、給気湿度センサ15により検出した給気
湿度等の値に基づいて、空燃比制御バルブ1の開度を補
正して燃料ガスGの供給量を調節し、空燃比が一定とな
るように空燃比制御を行っているのである。
【0010】ここで、前記図5において、機関8の運転
中にガスミキサー2へ供給される燃料ガスGの温度、及
び、空気Aの給気温度が変化すると、空燃比制御を行わ
ない場合には、空気過剰率が変化する。また、これらに
加えて、空気Aの給気湿度等によっても空気過剰率は影
響を受ける。そして、空気過剰率と空燃比とは比例関係
にあるので、燃料ガスGの温度及び空気Aの給気温度の
変化等の周囲の大気条件の変化に伴って空燃比が変化す
ることとなる。
【0011】即ち、空燃比はガスミキサー2へ供給され
る燃料ガスGと空気Aとの比で表されるが、給気温度が
上昇すると空気Aの密度が低くなって、(同一体積の空
気Aを供給しても)実際に供給される空気A(酸素)の
量が減少し、空燃比が高くなる。また、供給される燃料
ガスGの温度が上昇すると燃料ガスGの密度が低くなっ
て、(同一体積の燃料ガスGを供給しても)実際に供給
される燃料ガスGの量が減少し、空燃比が高くなるので
ある。
【0012】従って、機関8の運転時に空燃比を一定に
保つためには、空燃比を変化させる要因となる燃料ガス
温度、給気温度、及び、給気湿度等の検出値に応じて空
燃比制御バルブ1の開度を調節して、空燃比が所望の値
となるように制御すればよい。そこで、本発明の単室式
希薄燃焼ガス機関においては、前記ガス温度センサ1
3、給気温度センサ14、及び、給気湿度センサ15等
により検出した値に基づいて空燃比制御バルブ1の開度
を補正し、空燃比が一定となるように空燃比制御を行っ
ている。
【0013】次に、この空燃比制御のフローを説明す
る。図2において、まず、ステップ101で、前記各セ
ンサ14・13・5・15により検出した給気温度、燃
料ガス温度、給気管内温度、及び、給気湿度をコントロ
ーラ6へ読み込み、ステップ102にてこれらの読み込
んだ値に基づいて空燃比制御バルブ1の開度をどの程度
にするかを計算する。この場合、空燃比制御バルブ1の
開度はステップ数で表し、読み込んだ値に応じた目標ス
テップ数を算出する。そして、ステップ103で現状の
空燃比制御バルブ1の開度を示す現状ステップ数を読み
込む。
【0014】その後、ステップ104において、目標ス
テップ数と現状ステップ数との差の絶対値を算出して、
この値が、予め設定しておいた一定の設定値と比べて等
しい若しくは大きいか否かを判断する。その結果、目標
ステップ数と現状ステップ数との差の絶対値が設定値と
比べて等しいか若しくは大きければ、ステップ105
で、この差の絶対値に基づいて、空燃比制御バルブ1の
開度の補正量を計算して算出し、ステップ106にて該
空燃比制御バルブ1の開度のステップ数を補正する。こ
のように、検出した給気温度、燃料ガス温度、給気管内
温度、及び、給気湿度に基づいて空燃比制御バルブ1の
開度を調節し、空燃比制御を行うように構成している。
【0015】以上のような空燃比制御を行っている場合
には、図3に示すように、ガスミキサー2へ供給される
燃料ガスGの温度、及び、空気Aの給気温度が変化して
も、これらの変化に応じた空燃比制御バルブ1の開度に
調節しているので、空気過剰率は変化せずに一定の値が
保持されており、その結果空燃比も一定の値に保持され
ることとなる。即ち、前述の空燃比制御を行うことで、
周囲の大気条件が変化した場合においても空燃比を一定
に保持することができるのである。そして、これによ
り、発生するNOx濃度が安定して一定値に保持するこ
とができる。
【0016】
【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。即ち、請求項1記載の如
く、燃料ガス温度、給気温度、及び、給気湿度を検出す
る検出手段をそれぞれ設け、検出した該燃料ガス温度、
給気温度、及び、給気湿度に基づいて空燃比を制御する
ように構成したので、燃料ガス温度、給気温度、及び、
給気湿度といった、周囲の大気条件が変化した場合にお
いても空燃比を一定に保持することができ、これによ
り、発生するNOx濃度が安定して一定値に保持するこ
とができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の副室式希薄燃焼ガス機関における給排
気系を示す図である。
【図2】空燃比制御のフローを示す図である。
【図3】空燃比制御を行った場合における燃料ガス温度
及び給気温度と空気過剰率との関係を示す図である。
【図4】従来の単室式希薄燃焼ガス機関における給排気
系を示す図である。
【図5】同じく単室式希薄燃焼ガス機関における燃料ガ
ス温度及び給気温度と空気過剰率との関係を示す図であ
る。
【図6】同じく空気過剰率とNOx濃度との関係及び空
気過剰率と排気温度との関係を示す図である。
【符号の説明】
A 空気 G 燃料ガス 1 空燃比制御バルブ 2 ガスミキサー 2a ガス供給管 2b 空気供給管 5 給気管センサ 8 機関 9 排気管 10 供給量検出センサ 12 給気管 13 ガス温度センサ 14 給気温度センサ 15 給気湿度センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単室式希薄燃焼ガス機関において、燃料
    ガス温度、給気温度、及び、給気湿度を検出する検出手
    段をそれぞれ設け、検出した該燃料ガス温度、給気温
    度、及び、給気湿度に基づいて空燃比を制御するように
    構成したことを特徴とする単室式希薄燃焼ガス機関。
JP10027432A 1998-02-09 1998-02-09 単室式希薄燃焼ガス機関 Pending JPH11229922A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10027432A JPH11229922A (ja) 1998-02-09 1998-02-09 単室式希薄燃焼ガス機関

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JPH11229922A true JPH11229922A (ja) 1999-08-24

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ID=12220959

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JP (1) JPH11229922A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100448364B1 (ko) * 2001-12-06 2004-09-10 현대자동차주식회사 대기온도에 따른 프리 엑셀 스모크 저감방법

Cited By (1)

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