JPS61210261A - 火花点火式ガス機関の空燃比制御装置 - Google Patents
火花点火式ガス機関の空燃比制御装置Info
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- JPS61210261A JPS61210261A JP60051283A JP5128385A JPS61210261A JP S61210261 A JPS61210261 A JP S61210261A JP 60051283 A JP60051283 A JP 60051283A JP 5128385 A JP5128385 A JP 5128385A JP S61210261 A JPS61210261 A JP S61210261A
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 53
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 7
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- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
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- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- WRRSFOZOETZUPG-FFHNEAJVSA-N (4r,4ar,7s,7ar,12bs)-9-methoxy-3-methyl-2,4,4a,7,7a,13-hexahydro-1h-4,12-methanobenzofuro[3,2-e]isoquinoline-7-ol;hydrate Chemical compound O.C([C@H]1[C@H](N(CC[C@@]112)C)C3)=C[C@H](O)[C@@H]1OC1=C2C3=CC=C1OC WRRSFOZOETZUPG-FFHNEAJVSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
- F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
- F02D19/023—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、火花点火式ガス機関において、排気中の酸素
濃度を０センサにより検出してこれをフィードバックす
ることにより、空燃比を所定の値に制御するようにした
空燃比制御装置に関する。
濃度を０センサにより検出してこれをフィードバックす
ることにより、空燃比を所定の値に制御するようにした
空燃比制御装置に関する。
〈従来の技術〉
火花点火式ガス機関においては、ミキサーでガス燃料と
空気とを混合して機関に供給しており、所定の空燃比が
得られるようにミキサーのセツティングが行なわれる。
空気とを混合して機関に供給しており、所定の空燃比が
得られるようにミキサーのセツティングが行なわれる。
しかし、使用される燃料の成分が一定しているガソリン
エンジンやディーゼルエンジンとは異なってガス機関の
場合は燃料の成分が一定しないことが多く、また負荷な
ど機関の運転状態の変化も加わって実際の空燃比はかな
り変動するのが普通であり、排気ガス対策や燃費低減対
策などを実施することは困難である。
エンジンやディーゼルエンジンとは異なってガス機関の
場合は燃料の成分が一定しないことが多く、また負荷な
ど機関の運転状態の変化も加わって実際の空燃比はかな
り変動するのが普通であり、排気ガス対策や燃費低減対
策などを実施することは困難である。
また、三元触媒を使用して排気ガス対策を行なう場合に
は、触媒入口で空燃比がλ＝１であることを要するため
空燃比をかなり厳密に制御しなければならず、この目的
のため、排気中のＭ素濃度をλ形αセンサにより検出し
、これをフィードバックしてミキサーで得られた混合気
にガス燃料を追加供給することにより、触媒入口での空
燃比をほぼλ＝】に維持することが行なわれている（例
えば特開昭５９−２２４４３３号公報参照）。
は、触媒入口で空燃比がλ＝１であることを要するため
空燃比をかなり厳密に制御しなければならず、この目的
のため、排気中のＭ素濃度をλ形αセンサにより検出し
、これをフィードバックしてミキサーで得られた混合気
にガス燃料を追加供給することにより、触媒入口での空
燃比をほぼλ＝】に維持することが行なわれている（例
えば特開昭５９−２２４４３３号公報参照）。
〈発明が解決しようとする問題点〉
上述した従来技術のうち、ミキサーのセツティングに頼
るものでは、空燃比を機関の負荷などに関係なく常に所
定の値に制御するということは困難であり、またλ形α
センサを用いるものでは、空燃比をλ：１付近に維持す
ることが目的であって、例えば燃費対策のためにλ＝１
〜１．４のり一ン（ＬＥＡＮ）側で運転するような制御
はできず、応用性に欠けるという問題点がある。
るものでは、空燃比を機関の負荷などに関係なく常に所
定の値に制御するということは困難であり、またλ形α
センサを用いるものでは、空燃比をλ：１付近に維持す
ることが目的であって、例えば燃費対策のためにλ＝１
〜１．４のり一ン（ＬＥＡＮ）側で運転するような制御
はできず、応用性に欠けるという問題点がある。
本発明はこのような問題点に着目し、空燃比をλ＝１に
限定することなく特定の目的や運転条件などに対応しな
がら、任意の空燃比で火花点火式ガス機関を運転できる
よう、にすることを課題としてなされたものである。
限定することなく特定の目的や運転条件などに対応しな
がら、任意の空燃比で火花点火式ガス機関を運転できる
よう、にすることを課題としてなされたものである。
く問題点を解決するための手段〉
上記課題の達成のため１本発明の火花点火式ガス機関の
空燃比制御装置は次のように構成される。
空燃比制御装置は次のように構成される。
すなわち、ガス燃料供給路に設けられ、電気的アクチュ
エータによって弁開度を操作されるガス量調整弁と、ガ
ス量に関係なくほぼ一定量の空気を取入れる空気取入れ
手段と、排気経路中に設けらｈ ｆ＝ ＋Ｊ −ンバー
ンセンサにより排気ガス中の酸素濃度にほぼ比例した検
出信号を出力する酸素濃度検出手段と、上記酸素濃度検
出手段により検出された実空燃比と、予め設定された目
標空燃比とを比較し、その差を少なくするような弁開度
を演算して駆動信号を出力する演算手段と。
エータによって弁開度を操作されるガス量調整弁と、ガ
ス量に関係なくほぼ一定量の空気を取入れる空気取入れ
手段と、排気経路中に設けらｈ ｆ＝ ＋Ｊ −ンバー
ンセンサにより排気ガス中の酸素濃度にほぼ比例した検
出信号を出力する酸素濃度検出手段と、上記酸素濃度検
出手段により検出された実空燃比と、予め設定された目
標空燃比とを比較し、その差を少なくするような弁開度
を演算して駆動信号を出力する演算手段と。
演算手段の演算結果に基づいてガス量調整弁の電気的ア
クチュエータを駆動する駆動手段、とを備えている。
クチュエータを駆動する駆動手段、とを備えている。
く作用〉
上記のように構成された本発明の装置においては、排気
ガス中の酸素濃度にほぼ比例した検出信号がリーンバー
ンセンサによって得られ、演算手段により実空燃比と目
標空燃比の差がなくなるようにガス量調整弁の開度が制
御されるので、目標空燃比がλ＝１とは異なる値であっ
ても実空燃比をその目標空燃比に維持することができる
のである。
ガス中の酸素濃度にほぼ比例した検出信号がリーンバー
ンセンサによって得られ、演算手段により実空燃比と目
標空燃比の差がなくなるようにガス量調整弁の開度が制
御されるので、目標空燃比がλ＝１とは異なる値であっ
ても実空燃比をその目標空燃比に維持することができる
のである。
〈実施例〉
次に１図面に示した本発明の一実施例について説明する
。
。
第１図は実施例装置の概念系統図であり、（１）はガス
燃料供給路、（２）はガス量調整弁、’（３）は空気取
入れ管である。ガス量調整弁（２）は、電気的アクチュ
エータによってその開度を操作されるようになっており
１例えば、第２図に示すようにボデー（２１）内に設け
られたニードルテーバ弁（２２）をステップモータ（２
３）で駆動し、弁（２２）の位置にほぼ比例したガス流
量を得る構造となっている。また空気取入れ管（３）は
、エゼクタ−効果を発揮するノズル（３２）を備えたも
のであり、ガス量調整弁（２）の弁開度に関係なくほぼ
一定の空気を吸引するような構造となっている。供給さ
れたガス燃料（１１）はレギュレータ（１２）を経てガ
ス量調整弁（２）でその量を調整され、空気取入れ管（
３）のノズル（３２）からのガス燃料の噴出によるエゼ
クタ−効果によって吸引された空気（３１）と混合され
た後、ガバナ（１３）で操作されるスロットル（１４）
を経て吸気管（１５）から機関（図示せず）に供給され
るように構成されている。吸気管（１５）には吸気負圧
を検出するための圧力センサ（４）が設けられている。
燃料供給路、（２）はガス量調整弁、’（３）は空気取
入れ管である。ガス量調整弁（２）は、電気的アクチュ
エータによってその開度を操作されるようになっており
１例えば、第２図に示すようにボデー（２１）内に設け
られたニードルテーバ弁（２２）をステップモータ（２
３）で駆動し、弁（２２）の位置にほぼ比例したガス流
量を得る構造となっている。また空気取入れ管（３）は
、エゼクタ−効果を発揮するノズル（３２）を備えたも
のであり、ガス量調整弁（２）の弁開度に関係なくほぼ
一定の空気を吸引するような構造となっている。供給さ
れたガス燃料（１１）はレギュレータ（１２）を経てガ
ス量調整弁（２）でその量を調整され、空気取入れ管（
３）のノズル（３２）からのガス燃料の噴出によるエゼ
クタ−効果によって吸引された空気（３１）と混合され
た後、ガバナ（１３）で操作されるスロットル（１４）
を経て吸気管（１５）から機関（図示せず）に供給され
るように構成されている。吸気管（１５）には吸気負圧
を検出するための圧力センサ（４）が設けられている。
（５）は排気経路、（６）は排気経路（５）に設けられ
た触媒であり１機関からの排気ガス（５１）は触媒（６
）で浄化されて排出される。（７）は触媒（６）の上流
に設けられたリーンバーンセンサ、（８）は同じく触媒
（６）の上流に設けられた排気温度を検出するための温
度センサであり、リーンバーンセンサ（７）は１例えば
第３図に示すようにＡ／Ｆ＝１５以上で動作し、排気ガ
ス（５１）中の酸素濃度に比例した検出信号が得られる
ような特性のものが用いられる。
た触媒であり１機関からの排気ガス（５１）は触媒（６
）で浄化されて排出される。（７）は触媒（６）の上流
に設けられたリーンバーンセンサ、（８）は同じく触媒
（６）の上流に設けられた排気温度を検出するための温
度センサであり、リーンバーンセンサ（７）は１例えば
第３図に示すようにＡ／Ｆ＝１５以上で動作し、排気ガ
ス（５１）中の酸素濃度に比例した検出信号が得られる
ような特性のものが用いられる。
（９）はマイクロコンピュータを用いた制御部であって
、制御部（９）にはＣＰＵ、 ＲＯＭ、 ＲＡＭなどを
有するマイクロコンピュータ（９１）のほか、圧力セン
サ（４）、リーンバーンセンサ（７）、温度センサ（８
）などの検出信号が入力される入力インターフェース（
９２）、ガス量調整弁（２）のステップモータ（２３）
に対する駆動出力が出される出力インターフェース（９
３）などを備えている。このマイクロコンピュータ（９
１）は以下に説明する本発明の制御を行なうほか、機関
の運転全般についての各種制御を行なうことにも使用可
能で、 ＲＯＭにはこれらの各種の制御に必要となるデ
ータやプログラムが記憶されている。
、制御部（９）にはＣＰＵ、 ＲＯＭ、 ＲＡＭなどを
有するマイクロコンピュータ（９１）のほか、圧力セン
サ（４）、リーンバーンセンサ（７）、温度センサ（８
）などの検出信号が入力される入力インターフェース（
９２）、ガス量調整弁（２）のステップモータ（２３）
に対する駆動出力が出される出力インターフェース（９
３）などを備えている。このマイクロコンピュータ（９
１）は以下に説明する本発明の制御を行なうほか、機関
の運転全般についての各種制御を行なうことにも使用可
能で、 ＲＯＭにはこれらの各種の制御に必要となるデ
ータやプログラムが記憶されている。
本発明の制御は、リーンバーンセンサ（７）の検出信号
を制御部（９）に入力し、演算結果に応じて出力される
駆動信号でステップモータ（２３）を駆動・することに
より行なわれる１次に、その手順を第４図のフローチャ
ート及び第５図のタイミングチャートを用いて説明する
。
を制御部（９）に入力し、演算結果に応じて出力される
駆動信号でステップモータ（２３）を駆動・することに
より行なわれる１次に、その手順を第４図のフローチャ
ート及び第５図のタイミングチャートを用いて説明する
。
まず、一定周期で温度センサ（８）の検出信号が読込ま
れ、排気温度と基準となる設定温度とを比較する。この
設定値はリーンバーンセンサ（７）が正常に動作する最
低温度以上に選定してあり、始動直後などの場合には排
気温度が低くて排気温度は設定値未満となるので、この
時には、圧力センサ（４）によって得られた吸入空気圧
力に応じた開度にガス量調整弁（２）を固定するような
演算が制御部（９）のマイクロコンピュータ（９１）で
行なわれ、出力インターフェース（９３）からの駆動出
力によりステップモータ（２３）が駆動される。
れ、排気温度と基準となる設定温度とを比較する。この
設定値はリーンバーンセンサ（７）が正常に動作する最
低温度以上に選定してあり、始動直後などの場合には排
気温度が低くて排気温度は設定値未満となるので、この
時には、圧力センサ（４）によって得られた吸入空気圧
力に応じた開度にガス量調整弁（２）を固定するような
演算が制御部（９）のマイクロコンピュータ（９１）で
行なわれ、出力インターフェース（９３）からの駆動出
力によりステップモータ（２３）が駆動される。
次に、機関が定常運転の状態などにあって排気温度が設
定値以上となっている場合には、リーンバーンセンサ（
７）の検出信号が制御部（９）に入力され、実空燃比が
算出される。そしてこの実空燃比を予め設定した目標空
燃比と比較して、目標に比べてリッチ（ＲＩＣＨ）であ
ればガス量調整弁（２）を閉じるように、またリーンで
あればガス量調整弁（２）を開くように、それぞれステ
ップモータ（２３）を駆動させる駆動信号がマイクロコ
ンピュータ（９１）で演算され、演算結果に応じた駆動
出力が出力インターフェース（９３）から出されて、所
定ステップ数だけステップモータ（２３）が駆動される
。
定値以上となっている場合には、リーンバーンセンサ（
７）の検出信号が制御部（９）に入力され、実空燃比が
算出される。そしてこの実空燃比を予め設定した目標空
燃比と比較して、目標に比べてリッチ（ＲＩＣＨ）であ
ればガス量調整弁（２）を閉じるように、またリーンで
あればガス量調整弁（２）を開くように、それぞれステ
ップモータ（２３）を駆動させる駆動信号がマイクロコ
ンピュータ（９１）で演算され、演算結果に応じた駆動
出力が出力インターフェース（９３）から出されて、所
定ステップ数だけステップモータ（２３）が駆動される
。
このような動作によって、弁開度は第５図に示すように
設定値に対応した開度を中心として増減を繰返し、これ
に応じて実空燃比は一定の範囲でリーン側とリッチ側を
往復しながら、平均の空燃比がその目標設定値に維持さ
れるのである。
設定値に対応した開度を中心として増減を繰返し、これ
に応じて実空燃比は一定の範囲でリーン側とリッチ側を
往復しながら、平均の空燃比がその目標設定値に維持さ
れるのである。
〈発明の効果〉
上述の実施例の説明からも明らかなように１本発明の装
置は、空燃比が固定的にセツティングされるミキサーを
用いないで、電気的アクチュエータによって操作される
ガス量調整弁を設け、り一ンバーンセンサにより検出さ
れる排気ガス中の酸素濃度をフィードバックしてガス量
調整弁の開度を制御するようにしたものであり１機関の
負荷など運転状態が変動しても常に所定の目標空燃比で
運転することができ、しかもその空燃比はλ＝１と異な
る値であってもよい。従って、排気ガス対策のためλ＝
１付近での運転はもちろん、例えば経済性を重視してλ
＝１−１．４程度のリーン側で運転するようなこともで
きるのであり、応用性に富んだ火花点火式ガス機関を得
ることが可能となる。
置は、空燃比が固定的にセツティングされるミキサーを
用いないで、電気的アクチュエータによって操作される
ガス量調整弁を設け、り一ンバーンセンサにより検出さ
れる排気ガス中の酸素濃度をフィードバックしてガス量
調整弁の開度を制御するようにしたものであり１機関の
負荷など運転状態が変動しても常に所定の目標空燃比で
運転することができ、しかもその空燃比はλ＝１と異な
る値であってもよい。従って、排気ガス対策のためλ＝
１付近での運転はもちろん、例えば経済性を重視してλ
＝１−１．４程度のリーン側で運転するようなこともで
きるのであり、応用性に富んだ火花点火式ガス機関を得
ることが可能となる。
第１図は本発明の一実施例の概念系統図、第２図はガス
量調整弁の一例の断面図、第３図はり一ンバーンセンサ
の出力特性図の一例、第４図は制御のフローチャート、
第５図はタイミングチャートである。 （１）・・・ガス燃料供給路、（２）・・・ガス量調整
弁、（３）・・・空気取入れ管、（５）・・・排気経路
、（７）・・・リーンバーンセンサ、（９）・・・制御
部、（２３）・・・ステップモータ、（９１）・・・マ
イクロコンピュータ、 （９３）・・・出力インターフ
ェース。
量調整弁の一例の断面図、第３図はり一ンバーンセンサ
の出力特性図の一例、第４図は制御のフローチャート、
第５図はタイミングチャートである。 （１）・・・ガス燃料供給路、（２）・・・ガス量調整
弁、（３）・・・空気取入れ管、（５）・・・排気経路
、（７）・・・リーンバーンセンサ、（９）・・・制御
部、（２３）・・・ステップモータ、（９１）・・・マ
イクロコンピュータ、 （９３）・・・出力インターフ
ェース。
Claims (1)
- （１）ガス燃料供給路に設けられ、電気的アクチュエー
タによって弁開度を操作されるガス量調整弁と、 ガス量に関係なくほぼ一定量の空気を取入れる空気取入
れ手段と、 排気経路中に設けられたリーンバーンセンサにより排気
ガス中の酸素濃度にほぼ比例した検出信号を出力する酸
素濃度検出手段と、 上記酸素濃度検出手段により検出された実空燃比と、予
め設定された目標空燃比とを比較し、その差を少なくす
るような弁開度を演算して駆動信号を出力する演算手段
と、 演算手段の演算結果に基づいてガス量調整弁の電気的ア
クチュエータを駆動する駆動手段、とを備えたことを特
徴とする火花点火式ガス機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60051283A JPS61210261A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | 火花点火式ガス機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60051283A JPS61210261A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | 火花点火式ガス機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210261A true JPS61210261A (ja) | 1986-09-18 |
| JPH0262698B2 JPH0262698B2 (ja) | 1990-12-26 |
Family
ID=12882605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60051283A Granted JPS61210261A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | 火花点火式ガス機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61210261A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54101020A (en) * | 1978-01-27 | 1979-08-09 | Automob Antipollut & Saf Res Center | Air-fuel ratio feed back control equipment of lpg engine |
| JPS5652559A (en) * | 1979-10-05 | 1981-05-11 | Aisan Ind Co Ltd | Air-fuel ratio controller for lpg engine |
| JPS5859330A (ja) * | 1981-10-03 | 1983-04-08 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御方法 |
| JPS6026154A (ja) * | 1983-07-21 | 1985-02-09 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | ガス機関の空燃比制御装置 |
-
1985
- 1985-03-13 JP JP60051283A patent/JPS61210261A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54101020A (en) * | 1978-01-27 | 1979-08-09 | Automob Antipollut & Saf Res Center | Air-fuel ratio feed back control equipment of lpg engine |
| JPS5652559A (en) * | 1979-10-05 | 1981-05-11 | Aisan Ind Co Ltd | Air-fuel ratio controller for lpg engine |
| JPS5859330A (ja) * | 1981-10-03 | 1983-04-08 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御方法 |
| JPS6026154A (ja) * | 1983-07-21 | 1985-02-09 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | ガス機関の空燃比制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0262698B2 (ja) | 1990-12-26 |
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