JPH1193717A - ガスエンジンの燃料制御装置 - Google Patents

ガスエンジンの燃料制御装置

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JPH1193717A
JPH1193717A JP9256406A JP25640697A JPH1193717A JP H1193717 A JPH1193717 A JP H1193717A JP 9256406 A JP9256406 A JP 9256406A JP 25640697 A JP25640697 A JP 25640697A JP H1193717 A JPH1193717 A JP H1193717A
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JP
Japan
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air
gas
fuel
engine
fuel mixture
Prior art date
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Pending
Application number
JP9256406A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyokazu Minami
清和 南
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
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Publication of JPH1193717A publication Critical patent/JPH1193717A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】希薄燃焼方式のガスエンジンの始動時に、燃料
混合気に占める気体燃料の割合を定常運転時よりも高く
することにより、燃料混合気の着火性を向上して始動不
良の発生を防止する。 【構成】ガスミキサ2に対する空気流入路を構成するダ
クト4内に空気量調整弁7を設けた。コントロールユニ
ット10に吸気温センサ18及び油温センサ19の検出
した吸気温データ及び油温データを入力する。コントロ
ールユニット10は、エンジン8の始動時に吸気温デー
タ及び油温データが基準温度よりも低く始動性が悪いと
判断した際に、モータ駆動回路14を介してモータ17
を回転し、空気量調整弁7を動作させてダクト4の開口
面積を減少し、ガスミキサ2への空気流入量を減少させ
て燃料混合気に占める気体燃料の割合を高くして始動性
を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、気体燃料を空気と混
合した燃料混合気の燃焼によって動作するガスエンジン
に対して供給する燃料混合気の状態を制御するガスエン
ジンの燃料制御装置エンジンの点火装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、環境問題の深刻化に伴い、排気ガ
スの清浄化、及び、燃料消費量の削減が比較的容易な天
然ガス等の気体燃料を使用するガスエンジンが、発電等
の用途に多く用いられている。
【0003】従来より、このガスエンジンにおいて、排
気ガス中の窒素酸化物等の有害物質の含有量をさらに削
減するため、燃料混合気に占める空気の割合を多くする
希薄燃焼方式が採用されている。ガスエンジンにおける
希薄燃焼方式は、例えば、空気過剰率λ(但し、実際の
空燃比をM、理論空燃比をMsとして、λ=Ms/M)
を1.2〜1.4に設定した燃料混合気をエンジンに供
給する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、希薄燃
焼方式に用いられる燃料混合気は着火性が悪く、特に、
外気温度の低い状態において始動不良を生じる問題があ
った。
【0005】この発明の目的は、希薄燃焼方式のガスエ
ンジンの始動時に、燃料混合気に占める気体燃料の割合
を定常運転時よりも高くすることにより、燃料混合気の
着火性を向上して始動不良の発生を防止することができ
るガスエンジンの燃料制御装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載した発明
は、ガス流入路を介して供給される気体燃料と空気流入
路を介して供給される吸入空気とを所定の割合で混合し
た燃料混合気をエンジンに供給するガスミキサを備えた
ガスエンジンの燃料制御装置において、始動時の単位体
積当りの燃料混合気に占める気体燃料の割合を定常運転
時よりも高く設定する空燃比変更処理を実行する制御部
を設けたことを特徴とする。
【0007】請求項1に記載した発明においては、始動
時において単位体積当りの気体燃料の占める割合が定常
運転時よりも高い燃料混合気がガスミキサからエンジン
に供給される。したがって、始動時には、定常運転時よ
りもガス濃度の高い燃料混合気がエンジンに供給され、
始動時における燃料混合気の着火性が向上する。
【0008】請求項2に記載した発明は、前記ガスミキ
サに対する空気流入路の開口面積を増減する空気量調整
機構を設け、前記空燃比変更処理が始動時に空気量調整
機構を介してガスミキサに対する空気流入路の開口面積
を定常運転時よりも減少させる処理であることを特徴と
する。
【0009】請求項2に記載した発明においては、始動
時においてガスミキサの吸入空気量が定常運転時よりも
減少される。したがって、始動時における単位体積当り
の燃料混合気に占める気体燃料の割合が定常運転時より
も高くなり、始動時における燃料混合気の着火性が向上
する。
【0010】請求項3に記載した発明は、前記ガスミキ
サに対するガス流入路の開口面積を増減するガス量調整
機構を設け、前記空燃比変更処理が始動時にガス量調整
機構を介してガスミキサに対するガス流入路の開口面積
を定常運転時よりも増加させる処理であることを特徴と
する。
【0011】請求項3に記載した発明においては、始動
時においてガスミキサに対する気体燃料の供給量が定常
運転時よりも増加される。したがって、始動時における
単位体積当りの燃料混合気に占める気体燃料の割合が定
常運転時よりも高くなり、始動時における燃料混合気の
着火性が向上する。
【0012】請求項4に記載した発明は、エンジンの温
度条件を測定するセンサを設け、前記制御部がセンサの
測定温度に基づいて前記空燃比変更処理を実行すること
を特徴とする。
【0013】請求項4に記載した発明においては、エン
ジンの温度条件に基づいて、始動時における単位体積当
りの燃料混合気に占める気体燃料の割合が変更される。
ガスエンジンにおける燃料混合気の着火性の良否は外気
温度、潤滑油温度及び冷却水温度等の温度条件の影響が
顕著である。したがって、燃料混合気の着火性の良否に
応じて単位体積当りの燃料混合気に占める気体燃料の割
合が変更される。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の第1の実施形
態に係るガスエンジンの燃料制御装置の構成を示す図で
ある。この実施形態に係る燃料制御装置1は、ガスミキ
サ2、空気量調整弁7、モータ17、及び、コントロー
ルユニット10を備えている。ガスミキサ2は、エアク
リーナ3とエンジン8との間に配置されており、内部に
ベンチュリ2bが形成されている。エンジン8の吸入工
程においてガスミキサ2内においてベンチュリ2bの下
流側に負圧が作用する。この負圧により、ガス流入路で
あるダクト6内の燃料ガスがノズル2cを介してガスミ
キサ2内に吐出されるとともに、エアクリーナ3を通過
した空気が空気流入路であるダクト4を通ってガスミキ
サ2内に流入し、燃料ガスと空気とが混合される。
【0015】ガスミキサ2内には、エンジンの負荷状態
に応じてベンチュリ2bの下流側の開口面積を増減する
スロットルバルブ2aが配置されており、ベンチュリ2
bの下流側に作用する負圧は、スロットルバルブ2aの
回転角の変化によるベンチュリ2bの下流側の開口面積
に応じて変化する。したがって、ガスミキサ2内への燃
料ガスの吐出量、及び、空気の流入量は、エンジンの負
荷状態に応じたスロットルバルブ2aの回転角によって
変化する。
【0016】図外のタンクに加圧状態で充填されている
燃料ガスは、ガスジェネレータ5により大気圧近傍まで
減圧される。また、ダクト6内には、燃料ガスの流量を
規定するジェット6aが配置されている。上述のように
ノズル2cからの燃料ガスの吐出量はベンチュリ2bの
下流側に作用する負圧の変化に応じて増減変化するが、
その変化の割合はジェット6aのサイズによって決定さ
れる。したがって、ベンチュリ2bの下流側に作用する
負圧の変化に対するガスミキサ2への空気の流入量の変
化の割合が一定であれば、ガスミキサ2における燃料混
合気の空燃比即ち空気過剰率は、ジェット6aのサイズ
によって一義的に決定される。
【0017】一方、ガスミキサ2とエアクリーナ3との
間を連結するダクト4に配置された空気量調整弁7は、
モータ17により回転し、その回転角に応じてダクト4
の開口面積を増減する。空気量調整弁7の回転角の変化
によりダクト4の開口面積が増減されると、ベンチュリ
2bの下流側に作用する負圧の変化に対するガスミキサ
2への空気の流入量の変化の割合が変わる。したがっ
て、空気量調整弁7の回転角を変えてダクト4の開口面
積を増減することにより、ガスミキサ2における燃料混
合気の空気過剰率が変わる。
【0018】コントロールユニット10は、ROM12
及びRAM13を備えたCPU11に、モータ駆動回路
14、A/D変換器15及びA/D変換器16を接続し
て構成されている。モータ駆動回路14は、空気量調整
弁7を回転するモータ17を駆動する。モータ17は、
例えば、正逆両方向に回転するパルスモータであり、モ
ータ駆動回路14は、CPU11から出力される駆動デ
ータにしたがってモータ17を正転又は逆転させる。A
/D変換器15は、エアクリーナ3に流入する空気の温
度を測定する吸気温センサ18の検出信号をディジタル
データに変換し、吸気温データTaとしてCPU11に
入力する。A/D変換器16は、エンジン8のオイルタ
ンク内のオイルの温度を測定する油温センサ19の検出
信号をディジタルデータに変換し、油温データTeとし
てCPU11に入力する。
【0019】図2は、上記燃料制御装置のコントロール
ユニットにおける始動時の処理手順を示すフローチャー
トである。エンジン8の始動時において、コントロール
ユニット10のCPU11は、吸気温データTa及び油
温データTeを読み取り(s1,s2)、それぞれを基
準温度TS1及びTS2と比較する(s3,s4)。C
PU11は、吸気温データTaが基準温度TS1より低
く、かつ、油温データTeが基準温度TS2より低い場
合に、モータ駆動回路17に対して駆動データを出力
し、モータ17を正転させて空気流入路であるダクト4
の開口面積を縮小し(s5)、油温データTeが基準温
度TS2以上になった後にモータ17を逆転させてダク
ド4の開口面積を復元する(s6〜s8)。
【0020】CPU11は、エンジン8の始動時におい
て、吸気温データTaが基準温度TS1以上である場
合、又は、油温データTeが基準温度TS2以上である
場合には、s5〜s8の処理は行わない。
【0021】以上の処理により、エンジン8の始動時に
おいて、外気温度が低く、かつ、エンジン8の温度が低
い状態で、エンジン8が始動し難い状態では、ダクト4
の開口面積を縮小してガスミキサ2に対する空気の流入
量を減少する。これによって、エンジン8の始動時にガ
スミキサ2からエンジン8に供給する燃料混合気の空気
過剰率を、例えば、1.0〜1.2程度にし、燃料混合
気に占める燃料ガスの割合をエンジン8の定常運転時よ
りも増加してエンジン8の始動性を向上することができ
る。
【0022】図3は、この発明の第2の実施形態に係る
ガスエンジンの燃料制御装置の構成を示す図である。こ
の実施形態に係る燃料制御装置1は、図1に示した構成
の空気量調整弁7及びジェット6aに代えて、ガス量調
整弁21を設けたものである。このガス量調整弁21
は、モータ17により回転し、ダクト6の開口面積を増
減する。したがって、ベンチュリ2bの下流側に作用す
る負圧の変化に対するノズル2cからの燃料ガスの吐出
量の変化の割合はガス量調整弁21の回転角の変化によ
って変わり、ガス量調整弁21の回転角を変えてダクト
6の開口面積を増減することにより、ガスミキサ2にお
ける燃料混合気の空気過剰率が変わる。
【0023】図4は、上記燃料制御装置のコントロール
ユニットにおける始動時の処理手順を示すフローチャー
トである。エンジン8の始動時において、コントロール
ユニット10のCPU11は、吸気温データTa及び油
温データTeを読み取り(s11,s12)、それぞれ
を基準温度TS1及びTS2と比較する(s13,s1
4)。CPU11は、吸気温データTaが基準温度TS
1より低く、かつ、油温データTeが基準温度TS2よ
り低い場合に、モータ駆動回路17に対して駆動データ
を出力し、モータ17を正転させてガス流入路であるダ
クト6の開口面積を拡大し(s15)、油温データTe
が基準温度TS2以上になった後にモータ17を逆転さ
せてダクド6の開口面積を復元する(s16〜s1
8)。
【0024】CPU11は、エンジン8の始動時におい
て、吸気温データTaが基準温度TS1以上である場
合、又は、油温データTeが基準温度TS2以上である
場合には、s15〜s18の処理は行わない。
【0025】以上の処理により、エンジン8の始動時に
おいて、外気温度が低く、かつ、エンジン8の温度が低
い状態で、エンジン8が始動し難い状態では、ダクト6
の開口面積を拡大してガスミキサ2に対する燃料ガスの
吐出量を増加する。これによって、エンジン8の始動時
にガスミキサ2からエンジン8に供給する燃料混合気の
空気過剰率を、例えば、1.0〜1.2程度にし、燃料
混合気に占める燃料ガスの割合を定常運転時よりも増加
してエンジン8の始動性を向上することができる。
【0026】上記の構成においてガスミキサ2のベンチ
ュリ2bの下流側における負圧を測定する負圧センサを
設け、エンジン8の定常運転時に、負圧センサの検出結
果に基づいてガス量調整弁21の回転角を制御して燃料
混合気の空気過剰率を適正に維持するようにしてもよ
い。
【0027】なお、第1及び第2の実施形態において、
ガスエンジン8が水冷エンジンである場合には、油温セ
ンサ19に代えて、又は、油温センサ19とともに、冷
却水の温度を測定する水温センサを設け、この水温セン
サによる冷却水温度の測定結果に基づいてs5〜s8又
はs15〜s18の処理を実行するか否かを決定するよ
うにしてもよい。
【0028】また、第1及び第2の実施形態において、
吸気温データTa及び油温データTeの値に応じてs5
又はs15におけるモータ17の回転量を増減し、エン
ジン8の始動性の低下の程度に応じて燃料混合気の空気
過剰率を種々変化させ、エンジン8の始動の困難性に応
じて空気過剰率を木目細かく設定できるようにして燃料
ガスの過剰供給を防止するようにしてもよい。
【0029】
【発明の効果】請求項1に記載した発明によれば、始動
時において単位体積当りに占める気体燃料の割合が定常
運転時よりも高い燃料混合気をガスミキサからエンジン
に供給することにより、始動時に定常運転時よりもガス
濃度の高い燃料混合気をエンジンに供給し、始動時にお
ける燃料混合気の着火性を向上させて、エンジンを確実
に始動させることができる。
【0030】請求項2に記載した発明によれば、始動時
においてガスミキサの吸入空気量を定常運転時よりも減
少させることにより、始動時における単位体積当りの燃
料混合気に占める気体燃料の割合を定常運転時よりも高
くし、始動時における燃料混合気の着火性を向上させる
ことができる。
【0031】請求項3に記載した発明によれば、始動時
においてガスミキサに対するガス供給量を定常運転時よ
りも増加させることにより、始動時における単位体積当
りの燃料混合気に占める気体燃料の割合を定常運転時よ
りも高くし、始動時における燃料混合気の着火性を向上
させることができる。
【0032】請求項4に記載した発明によれば、エンジ
ンの温度条件に基づいて、始動時における単位体積当り
の燃料混合気に占める気体燃料の割合を変更することに
より、燃料混合気の着火性の良否に応じて単位体積当り
の燃料混合気に占める気体燃料の割合を変更し、エンジ
ンの始動性が低い状態においてのみ燃料ガス量を増加さ
せて、過剰な燃料ガスが供給されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態に係るエンジンの燃
料制御装置の構成を示す図である。
【図2】上記燃料制御装置のコントロールユニットにお
ける始動時の処理手順を示すフローチャートである。
【図3】この発明の第2の実施形態に係るエンジンの燃
料制御装置の構成を示す図である。
【図4】上記燃料制御装置のコントロールユニットにお
ける始動時の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1−燃料制御装置 2−ガスミキサ 4−ダクト(空気流入路) 6−ダクト(ガス流入路) 7−空気量調整弁 8−エンジン 10−コントロールユニット(制御部) 14−モータ駆動回路 17−モータ 18−吸気温センサ 19−油温センサ 21−ガス量調整弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02M 21/04 F02M 21/04 J

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガス流入路を介して供給される気体燃料と
    空気流入路を介して供給される吸入空気とを所定の割合
    で混合した燃料混合気をエンジンに供給するガスミキサ
    を備えたガスエンジンの燃料制御装置において、 始動時の単位体積当りの燃料混合気に占める気体燃料の
    割合を定常運転時よりも高く設定する空燃比変更処理を
    実行する制御部を設けたことを特徴とするガスエンジン
    の燃料制御装置。
  2. 【請求項2】前記ガスミキサに対する空気流入路の開口
    面積を増減する空気量調整機構を設け、前記空燃比変更
    処理が始動時に空気量調整機構を介してガスミキサに対
    する空気流入路の開口面積を定常運転時よりも減少させ
    る処理である請求項1に記載のガスエンジンの燃料制御
    装置。
  3. 【請求項3】前記ガスミキサに対するガス流入路の開口
    面積を増減するガス量調整機構を設け、前記空燃比変更
    処理が始動時にガス量調整機構を介してガスミキサに対
    するガス流入路の開口面積を定常運転時よりも増加させ
    る処理である請求項1に記載のガスエンジンの燃料制御
    装置。
  4. 【請求項4】エンジンの温度条件を測定するセンサを設
    け、前記制御部がセンサの測定温度に基づいて前記空燃
    比変更処理を実行する請求項1、2又は3に記載のガス
    エンジンの燃料制御装置。
JP9256406A 1997-09-22 1997-09-22 ガスエンジンの燃料制御装置 Pending JPH1193717A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007051613A (ja) * 2005-08-19 2007-03-01 Mazda Motor Corp 水素エンジン制御装置
JP2012017663A (ja) * 2010-07-06 2012-01-26 Yanmar Co Ltd ガスエンジンの始動制御方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007051613A (ja) * 2005-08-19 2007-03-01 Mazda Motor Corp 水素エンジン制御装置
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