KR20060019069A - 엔진의 기화가스연료 공급장치 - Google Patents

Abstract

액체LPG를 가열기화해서 얻은 기화가스를 엔진에 공급하는 장치에 대해서, 난기 운전시에 있어서의 흡입 공기량이 열교환기의 가열 기화능력에 대응한 양을 넘지 않도록 규제하여, 엔진 부진이나 엔진 정지를 회피하면서 안정된 운전을 행할 수 있도록 한다.

엔진 냉각수를 열원으로 하는 주열교환기(5)와 전기히터를 열원으로 하는 열교환기(6) 및 기화가스를 소정 압력으로 조정하는 압력조정기구(4)를 설치하고, 액체LPG를 소정 압력의 기화가스로서 엔진(11)의 흡기관로(12)에 송출함과 아울러, 스로틀 밸브(10)를 전자제어식으로 하고, 액셀페달 위치센서(21)의 신호를 스로틀 밸브(10)의 전동모터(22)의 구동 신호로 변환하는 전자식 제어장치(31)가, 두개의 열교환기(5,6)에서 생성 가능한 최대 기화가스량의 합계량에 대응하는 흡입 공기량을 넘지 않는 흡기량으로 규제하도록 스로틀 밸브(10)의 개도를 제한하는 것으로 한다.

Description

엔진의 기화가스연료 공급장치{APPARATUS FOR SUPPLYING VAPORIZED GAS FUEL TO ENGINE}

도1은 본 발명의 실시의 형태를 나타내는 배치도이다.

도2(A)는 도1의 부열교환기의 종단면도, (B)는 그 X-X선을 따르는 횡단면도이다.

도3은 도1의 실시의 형태에 대해서 전자식 제어장치 내의 구성ㆍ동작을 설명하는 블록도이다

[부호의 설명]

1…봄베, 4… 압력조정기구, 5…주열교환기, 6…부열교환기, 6a,6b…PTC히터, 6c,6d…전열판, 6e…주벽, 6f…하우징, 6g…유입구, 6h…유출구, 7…기화가스 조정수단, 8…연료분사 밸브, 10…스로틀 밸브, 11…엔진, 12…흡기관로, 20…액셀페달, 21…액셀페달 위치센서, 22…전동모터, 31…전자식 제어장치, 31a…조성산출 수단, 31b…기화능력 산출수단, 31c…종합 기화능력 산출수단, 31d…흡기량 산출수단, 31e…임의운전 가부결정수단, 32,33,36…온도센서, 34…압력센서, 35…유량센서

본 발명은 액화LPG를 소정 압력으로 감압 기화시켜서 얻은 기화가스를 엔진에 공급하는 장치에 관한 것으로, 특히, 액체LPG의 기화 수단에 엔진 냉각수를 열원으로 한 주열교환기와 전기히터를 열원으로 한 부열교환기를 이용하고, 저온시동으로부터 난기 운전의 기간에 있어서 운전을 안정되게 행하게 하도록 한 엔진의 기화가스연료 공급장치에 관한 것이다.

LPG는 옛부터 불꽃점화 엔진의 연료에 이용되고 있고, 대기압 정도의 기화가스로 조정해서 흡기관로에 흡인시키는 주지의 방식 이외에, 일본 특허공개 평6-17709호 공보 등에 기재되어 있는 바와 같이, 액체LPG를 소정 정압의 기화가스로 조정해서 흡기관로에 분사시키는 방식이 널리 알려져 있다. 이 방식은 분사량을 불안정하게 하지 않는다는 이점을 가지고 있기 때문에 실용화에 유리하다고 생각되고 있고, 액체LPG를 가열 기화시키는 수단으로서, 엔진 냉각수의 열을 이용하는 것이 관용되고 있다.

그러나, 이러한 엔진 냉각수를 이용하는 가열 기화 수단은, 냉각 시에 냉각수가 저온이기 때문에, 액체LPG의 기화가 충분히 행하여지지 않는다는 문제점이 있는다. 그래서 예를 들면, 일본 특허공개 평5-223014호 공보나 일본 특허공개 평11-324813호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, LPG를 기화ㆍ감압하는 레귤레이터(기화기)에 있어서, 엔진 냉각수의 열을 이용하는 것을 부가하여서, LPG경로 중에 전기히터를 배치하고, 냉각수가 저온인 경우에 있어서도 LPG를 기화할 수 있도록 하는 수단이 제안되어 있다.

그러나, 자동차 엔진의 경우, 축전지나 발전기로 얻어지는 전력을 이용하는 전기히터의 가열 기화능력은 냉각수의 가열 기화능력에 비해서 현저하게 낮은 것이다. 따라서, 엔진 냉각수가 저온에서 주로 전기히터에 의해 가열 기화를 행하고 있는 단계에 있어서는, 운전자는 그 때의 가열 기화능력을 알지 못하는 점에서, 기화 능력을 넘은 연료유량을 요구하는 운전을 행할 경우가 있는 사실을 피할 수 없다. 이러한 때, LPG가 액체인 채로 흡기관로에 송출되어, 혼합기 과농이 되어서 엔진이 부진으로 되거나 혹은 정지하고 또한, 재시동이 곤란해진다는 문제를 발생시킨다. 또한, 가열 기화능력부족에 대응하기 위해서 전기히터의 대형화나 다수화를 꾀하면, 레귤레이터나 열교환기의 고가격화 및 전력소비량의 증가를 초래하는 등의 문제를 수반한다.

한편, 스로틀 밸브를 액셀페달에 기계적으로 연동시키는 방식으로 바꾸고, 일본 특허공개 평5-33712호 공보 등에 기재되어 있는 바와 같이, 스로틀 밸브를 전자적으로 제어하는 방식이 알려져 있다. 이 방식은, 액셀페달 밟기량을 액셀페달 위치 센서로 검지하고, 위치 센서로부터의 신호에 근거하여 전자식 제어장치가 스로틀 밸브의 액츄에이터인 전동모터에 구동 신호를 출력하는 것에 의해 스로틀 밸브를 열게 하는 것이다. 이 방식은 스로틀 밸브의 위치 제어가 전자적으로 행하여지기 때문에, 예를 들면, 액셀페달의 밟기량과는 무관하게 전자적으로 제어가 행하여지는 아이들링 회전수 제어나 급속한 가속도변화에 있어서의 동적인 특성의 제어를 행할 경우에 있어서 유용하다고 알려져 있다.

[특허문헌1] 일본 특허공개 평6-17709호공보

[특허문헌2] 일본 특허공개 평5-223014호공보

[특허문헌3] 일본 특허공개 평11-324813호공보

[특허문헌4] 일본 특허공개 평5-33712호공보

본 발명은 운전자가 레귤레이터(기화기)의 가열 기화능력을 알지 못하기 때문에, 그 이상의 연료유량을 요구하는 운전을 행해서 혼합기 과농에 의한 엔진 트러블을 발생시키기 쉽다는 상기의 문제점을 해결하려고 하는 것이며, 액체LPG를 가열 기화하는 열원에 엔진 냉각수와 전기히터를 병용하고, 또한 스로틀 밸브를 전자제어 방식으로 한 것에 대해서, 저온시동 후의 난기 불충분한 상태 시에 액체LPG의 가열 기화능력을 넘는 연료유량을 요구하는 운전을 행하게 하지 않도록 하여, 엔진 부진이나 엔진 정지라는 문제를 초래할 걱정 없이 안정된 난기 운전을 행할 수 있도록 하는 것을 과제로 한다.

그래서 본 발명은, 엔진의 흡기관로에 배치된 스로틀 밸브가 액셀페달 밟기량에 따라서 전자식 제어장치가 출력되는 구동 신호에 의해 구동되는 전동모터에 의해 열리는 것이며, 흡기관로에 송출되는 기화가스가 액체LPG를 가열 기화한 것으로서, 이 기화가스 조정 수단이 엔진 냉각수를 열원으로 한 주열교환기 및 전기히터를 열원으로 한 부열교환기와, 이들 두개의 열교환기 중 어느 한쪽 또는 양쪽에서 만들어진 기화가스를 소정 압력으로 조정하는 압력조정기구를 구비한 것인 엔진의 기화가스연료 공급장치에 있어서, 전자식 제어장치가 엔진의 흡입 공기량을 두 개의 열교환기에서 각각 생성 가능한 최대 기화가스량의 합계량에 대응하는 흡입 공기량 이하가 되도록 스로틀 밸브의 개방을 제한하는 것으로 했다. 또한, 본 발명에 있어서의 주열교환기와 압력조정기구를 일체화한 것은 주지의 레귤레이터(기화기)에 상당하고, 이것에 부열교환기를 일체로 부설한 것은 상기 특허문헌2,3에 기재되어 있는 레귤레이터(기화기)에 상당한다.

이것에 의해, 엔진 냉각수를 열원으로 하는 주열교환기의 기화가스 생성 능력이 낮아지고, 따라서 두개의 열교환기의 각각이 생성 가능한 최대 기화가스량의 합계량이 적은 난기 불충분한 상태에 있어서, 운전자가 과잉으로 액셀페달을 밟아도 스로틀 밸브는 흡입 공기량을 최대 기화가스량의 합계량에 대응하는 흡입 공기량 이하로 제한하여 적정 공연비의 혼합기를 엔진에 공급하고, 액체LPG가 그대로 공급되어서 엔진 부진이나 엔진 정지라는 문제를 발생시킬 걱정을 할 필요없이, 안정된 난기 운전을 행하게 할 수 있게 된다.

또, 상술한 엔진의 기화가스연료 공급장치의 부열교환기를 엔진 냉각수 온도가 설정 온도보다도 낮은 온도영역에서 작동해서 액체LPG를 가열 기화하는 것으로 하고, 그 설정 온도를 주열교환기에서 엔진 요구 최대 연료유량의 기화가스를 생성할 수 있는 온도로 하면, 주열교환기가 본래의 기화가스 생성 능력을 가질 시에 부열교환기를 부작동으로 하여, 쓸데 없는 전력소비를 없앨 수 있다.

또한, 상술한 엔진의 기화가스연료 공급장치의 전자식 제어장치가 엔진 냉각수 온도에 근거하여 주열교환기에서 생성 가능한 최대 기화가스량을 산출하고, 부열교환기에서 생성 가능한 최대 기화가스량과의 합계량에 대응하는 흡입 공기량 이 하가 되도록 스로틀 밸브의 개방을 제한하는 것으로 했다. 이것에 의해, 주열교환기가 생성 가능한 최대 기화가스량을 알 수 있어, 설계ㆍ제조 단계에서 계산되거나또는 시험 단계에서 측정되는 부열교환기가 생성 가능한 최대 기화가스량과의 합계량을 정확하게 파악해서 스로틀 밸브의 개방을 적절하게 제한할 수 있다.

또한, 전자식 제어장치가 두개의 열교환기 주위의 외기온도에 근거하여 이 두개의 열교환기에서 각각 생성 가능한 최대 기화가스량을 보정하고, 각각의 보정 최대 기화가스량의 합계량에 대응하는 흡입 공기량 이하가 되도록 스로틀 밸브의 개방을 제한하는 것으로 했다. 이것에 의해, 열교환기 주위의 외기온도가 낮을 때에열이 방산되는 것에 의한 가열 기화능력의 저하분이 보정되어, 생성 가능한 최대 기화가스량을 더욱 정확하게 파악해서 스로틀 밸브의 개방을 보다 적절하게 제한 할 수 있다.

또한, 전자식 제어장치가 온도ㆍ압력에 근거하여 산출한 액체LPG의 조성에 따라 두개의 열교환기에서 각각 생성 가능한 최대 기화가스량을 보정하고, 각각의 보정 최대 기화가스량의 합계량에 대응하는 흡입 공기량 이하가 되도록 스로틀 밸브의 개방을 제한하도록 했다. 이것에 의해, 이용하는 액체LPG의 조성이 불분명 또는 일정하지 않을 경우에는 그 정확한 성상을 알고, 최대 기화가스량을 조성에 따른양으로 보정해서 스로틀 밸브의 개방을 더욱 적절하게 제한할 수 있다.

또한, 전자식 제어장치가 엔진의 흡입 공기량에 근거하여 스로틀 밸브의 개방을 최대 기화가스량의 합계량에 대응하는 흡입 공기량 이하가 되도록 제한하는 것으로 하면, 실제의 흡입 공기량을 검지해서 스로틀 밸브의 개방을 두개의 열교환 기가 생성 가능한 최대 기화가스량의 합계량에 대응하는 흡입 공기량으로 하도록 피드백 제어가 행하여져, 스로틀 밸브의 개방을 한층 더 적절하게 제한할 수 있다.

그리고, 전자식 제어장치가 엔진 냉각수 온도의 상승에 의한 최대 기화가스량의 합계량의 증가에 따라 흡입 공기량을 증대시키도록 스로틀 밸브의 개방을 크게 하는 것으로 하면, 생성 가능한 최대 기화가스량의 증가에 따라서 엔진 회전속도를 높게 하는 패스트 아이들이 행하여져 난기 도중에서의 엔진 회전을 확실하게 유지시킴과 아울러 냉각수 온도를 단시간에 상승시킬 수 있고, 또한 무부하 운전에 한정되지 않고 저부하ㆍ부분 부하 운전을 행할 수 있게 된다.

도면을 참조해서 본 발명의 실시의 형태를 설명하면, 본 실시의 형태의 기화가스연료 공급장치를 구비한 엔진의 배치도를 나타내는 도1에 있어서, 봄베(1)에는 액체LPG가 저류되어 있고, 봄베(1)로부터 연장되어 전자구동의 차단밸브(3)가 배치된 송출관로(2)가, 엔진 냉각수를 열원으로 이용한 주열교환기(5)가 부착 배치된 압력 조정기구(4)에 접속되어 있다. 압력 조정기구(4)는 기화가스를 소정 압력의 정압으로 조정하는 것으로서, 그 상류측에는 전기히터를 열원으로 이용한 부열교환기(6)가 배치되어 있다. 이들 압력 조정기구(4), 주열교환기(5), 부열교환기(6)는 액체LPG를 기화가스로 하는 기화가스 조정수단(7)을 구성하고 있다. 또한, 압력 조정기구(4)로부터 연장되는 공급 관로(9)는 엔진(11)의 흡기관로(12)에배치된 연료분사 밸브(8)에 접속되어 있고, 또한, 흡기관로(12)의 연료분사 밸브(8)의 상류측에는 스로틀 밸브(10)가 배치되어 있다.

압력 조정기구(4) 및 그 입구 부분에 부착 배치된 엔진 냉각수를 열원으로 하는 주열교환기(5)는 일반적으로 이용되는 주지의 레귤레이터와 같으며, 엔진(11)에 배치된 도시 하지 않은 냉각수 재킷으로 부터 도시 하지 않은 냉각수 통로를 경유해서 냉각수가 주열교환기(5)에 공급되고, 이 냉각수의 열로 가열 기화해서 생성된 기화가스가 압력 조정기구(4) 내에서 소정 압력의 정압으로 조정되어서 공급 관로(9)에 송출되게 되어 있다.

한편, 부열교환기(6)는 도2(A)의 종단면도 및 그 X-X선을 따르는 횡단면도인 도2(B)에 나타냈듯이, 전기히터인 평판상의 PTC히터(6a,6b)를 그 전후 양면에 전열판(6c,6d)을 밀착시켜서 겹침과 아울러, 둘레 가장자리를 주벽(6e)으로 둘러싸는 것에 의해 기ㆍ액밀상태로 한 것이 LPG의 유입구(6g) 및 유출구(6h)를 구비한 케이스형상의 하우징(6f) 내에 그 전외주에 공간을 갖도록 수용되어 있고, 이 공간에 있어서 열교환을 행하는 것이다. 또, 전열판(6c,6d)은 전극도 겸하고 있어, 전원측 및 접지측에 접속되어 있다.

액셀페달(20)의 밟기량은 액셀페달 위치센서(21)로 검출되고, 이 액셀페달 위치센서(21)의 출력신호는 전자식 제어장치(31)에 입력된다. 그리고, 전자식 제어장치(31)가 이 밟기량을 근거로 하여 스로틀 밸브(10)의 개도를 결정하여 스텝핑모터 또는 직류모터로 이루어지는 전동모터(22)에 구동 신호를 출력하는 것에 의해, 스로틀 밸브(10)의 개폐를 제어하도록 되어 있다.

전자식 제어장치(31)에는, 주열교환기(5)의 냉각수 통로에 배치된 온도센서(32)가 검지한 엔진 냉각수 온도가 점차 입력되게 되어 있고, 이 온도 데이터를 이용해서 주열교환기(5)에서는 액체LPG의 가열 기화가 불가능 또는 불충분, 즉 엔진 최대요구 연료유량의 기화가스가 생성 불가능한지 어떤지를 판단하고, 불가능 또는 불충분하다고 판단했을 경우에, 부열교환기(6)에 통전하는 지령을 내리도록 되어 있다. 그리고, 엔진 냉각수 온도가 상승해서 주열교환기(5)에 의한 가열 기화만으로 엔진 최대 요구 연료유량의 기화가스가 생성가능하다고 판단했을 때, 부열교환기(6)에의 통전을 정지시키게 되어 있다.

또, 전자식 제어장치(31)는 봄베(1)에 배치된 온도센서(33), 압력센서(34)가 검지한 액체LPG의 온도 및 압력이 입력되게 되어 있고, 이 온도ㆍ압력 데이터를 이용해서 LPG의 조성을 산출하게 되어 있다. 그리고, 이 조성 데이터를 이용해서 가열 기화능력을 수정하고, LPG의 조성에 대응한 가열 기화능력을 산출할 수 있도록 되어 있다. 즉, LPG의 성분인 프로판과 부탄의 비율에 의해 증기압 특성이 다른 점에서, 봄베(1) 내의 액체LPG의 프로판과 부탄의 비율을 계산해서 구하고, 그 비율에 의해 정해지는 증기압 특성으로부터 가열 기화능력을 산출하는 것이다. 이것은 이용하는 액체LPG의 조성이 불분명 또는 일정하지 않을 때에 유용하다.

또한, 전자식 제어장치(31)는 상술의 냉각수 온도 데이터 및 조성 데이터를추가하여, 미리 설계ㆍ제조 단계에서 계산하거나 또는 시험 단계에서 구한 대략 일정값으로 나타내어지는 부열교환기(6)의 가열기화능력 데이터를 이용하여, 양열교환기(5,6)에 의해 종합 가열 기화능력을 차차 산출하고 이 종합 가열 기화능력에 따라 생성 가능한 최대 기화 가스량에 대응한 최대 흡입 공기량을 산출한다. 그리고, 이 최대 흡입 공기량을 넘는 양이 되지 않도록, 스로틀 밸브(10)의 개도를 제한하도록 전동모터(22)에 구동 신호를 출력한다.

엔진(11)의 흡기관로(12)의 스로틀 밸브(10) 상류측에는 흡입 공기량을 검지하는 유량센서(35)가 배치되고, 전자식 제어장치(31)가 흡기관로(12) 내를 흐르는 실제의 흡입 공기량을 순차 검지하고, 이것을 근거로 하여 스로틀 밸브(10)의 개도의 피드백 제어를 행하도록 되어 있다. 또한, 두개의 열교환기(5,6) 부근에는 그 주위의 외기온도를 검지하는 온도센서(36)가 배치되고, 전자식 제어장치(31)가 두개의 열교환기(5,6)주위의 외기온도에 근거하여 양 열교환기(5,6)에서 생성 가능한 최대 기화 가스량을 보정하고, 각각의 보정 최대 기화가스량의 합계량에 대응하는 흡입 공기량 이하가 되도록 스로틀 밸브(10)의 개방을 제한하도록 되어 있다.

다음으로, 도3의 블록도를 이용하여, 전자식 제어장치(31)의 구성 및 동작을 설명한다. 도3(A)는 LPG조성을 산출해서 주열교환기(5)의 가열 기화능력을 산출하고, 부열교환기(6)에의 통전을 결정하는 순서를 나타낸 것이며, 전자식 제어장치(31)는 LPG조성 산출수단(31a), 기화능력 산출수단(31b)을 구비하고 있다. 도3(B)는, 산출된 LPG조성과 주열교환기(5) 및 부열교환기(6)의 각 가열 기화능력에 근거하여 종합 기화능력을 산출하고, 이것을 이용해서 최대 흡기량을 산출해서 임의 운전의 가부를 결정하는 순서를 나타내는 것이며, 전자식 제어장치(31)는 상기의 각 수단(31a,31b)에 추가하여 종합 기화능력 산출수단(31c), 흡기량 산출수단(31d), 임의 운전 가부결정수단(31e)을 구비하고 있다.

도3(A)를 참조하여, 엔진(11)의 시동 시에, 예를 들면 키의 1단 시에 있어서, 온도센서(33) 및 압력센서(34)가 검지한 봄베(1)의 액체LPG의 온도 및 압력을 근거로 조성 산출수단(31a)이 액체LPG의 조성을 산출한다(A1). 즉, 조성 산출수단 (31a)에는 액체LPG의 조성에 따른 증기압 특성이 사전에 입력 기억되어 있고, 온도센서(33)와 압력센서(34)에 의해 검지된 액체LPG의 온도와 압력에 의해 LPG조성을 추정할 수 있다.

기화능력 산출수단(31b)에는 냉각수 온도에 따라 생성 가능한 최대 기화가스량이 액체LPG의 조성별로 기억되어 있고, 조성 산출수단(31a)에서 구한 LPG조성과 온도센서(32)가 검지한 냉각수 온도, 또한 온도센서(36)가 검지한 외기온도를 이용하여, 그 때의 냉각수 온도로 액체LPG의 기화가 불가능 또는 불충분한지 혹은 충분한지를 판단한다(A2).

액체LPG의 기화가 불가능 또는 불충분한 냉각수 온도라고 판단했을 경우 (A3), 기화능력 산출수단(31b)은 부열교환기(6)에 통전하도록 지령해서(A4), 액체LPG를 전기적으로 가열시킨다. 한편, 액체LPG의 기화에 충분한 온도라고 판단했을 경우(A5), 부열교환기(6)에의 통전 지령은 행하지 않는다(A6). 또한, 부열교환기(6)에 통전하고 있는 경우에 있어서, 냉각수 온도가 액체LPG의 기화에 충분한 온도가 되었다고 기화능력 산출수단(31b)이 판단했을 경우는, 통전 정지 지령을 행한다. 이것에 의해, 저온시에 부열교환기(6)만 또는 이것과 주열교환기(5)에 의한 액체LPG의 가열 기화를 개시하고, 그 후 두개의 열교환기(5,6)에 의한 가열 기화를 행해서 최종적으로 본래의 주열교환기(5) 만에 의한 가열기화가 행하여지게 된다.

엔진(11)의 난기 운전시에 운전자는 냉각수 온도의 상승에 의한 주열교환기(5)의 가열 기화능력의 증대에 따른 두개의 열교환기(5,6)가 생성 가능한 최대 기화가스량의 합계량을 파악할 수 없기 때문에, 합계량에 대응한 흡입 공기량 이하가 되도록 스로틀 밸브(10)를 조작하는 것은 사실상 불가능이다.

그래서, 도3(B)를 참조하여, 종합 기화능력 산출수단(31c)에 있어서, 산출한 주열교환기(5)의 가열 기화능력에 부열교환기(6)의 가열 기화능력을 가산해서 종합 가열 기화능력, 즉, 두개의 열교환기(5,6)의 각각에서 생성 가능한 최대 기화가스량의 합계량을 차차 산출시키고(B1), 그리고 흡기량 산출수단(31d)에서 합계량에 대응하는 흡입 공기량을 순차 산출한다(B2).

운전자가 액셀페달(20)을 밟으면, 액셀페달 위치센서(21)가 밟기량을 검출하고, 임의운전 가부결정수단(31e)이 이것을 검지한다(B3). 그리고, 임의운전 가부결정수단(31e)은, 운전자에 의한 밟기량, 즉 요구 흡입 공기량과 흡기량 산출수단(31d)에서 산출한 흡입 공기량을 대비하여, 이 요구 흡입 공기량이 산출한 흡입 공기량을 넘지 않을 경우, 임의운전을 인정하는 결정을 하고(B4), 요구대로 스로틀 밸브(10)를 열도록 지령하지만, 넘을 경우는 임의운전을 인정하지 않는 결정을 해서(B5), 스로틀 밸브(10)의 개도를 산출한 흡입 공기량 내로 제한하는 지령을 전동모터(22)에 내린다(B6).

이와 같이, 난기 운전시에 있어서, 두개의 열교환기(5,6)의 가열 기화능력을 파악할 수 없는 운전자가, 가열 기화능력에 대응한 흡입 공기량을 넘는 요구 흡기량이 되는 액셀조작을 행해도, 전자식 제어장치(31)가 그 때의 가열 기화능력 및 이것에 대응하는 흡입 공기량을 순차 산출하여, 스로틀 밸브(10)를 이 흡입 공기량이하로 하는 개도로 자동적으로 제한하는 것에 의해, 운전자가 과잉의 액셀조작을 행해서 엔진부진이나 엔진정지를 초래하는 일 없이 안정된 난기 운전을 행할 수 있 다.

또, 본 실시의 형태에 의하면, 흡기관로(12)에 배치되어 있는 유량센서(36)가 검지한 실제의 흡입 공기량이 임의운전 가부결정수단(31e)에 입력되어, 두개의 열교환기(5,6)에서 생성 가능한 최대 기화가스량의 합계량에 따라서 흡기량 산출 수단(31d)으로 산출한 흡입 공기량과 비교하여, 실제 흡입 공기량이 산출한 흡입 공기량 이하가 되도록 스로틀 밸브(10)의 개방을 피드백 제어하도록 하고 있다. 이것에 의해, 스로틀 밸브(1O)의 개방을 한층 더 적절하게 제한해서 액체LPG가 그대로 흡기관로(12)로 송출된다라는 문제를 완전히 회피할 수 있다.

또한, 본 실시의 형태에 의하면, 두개의 열교환기(5,6)에서 생성 가능한 최대 기화가스량의 합계량이 엔진 냉각수 온도의 상승에 의해 증가했을 때, 스로틀 밸브(10)를 아이들 개도로 고정해 둘 필요 없이 개방의 제한을 완화하고, 합계량에 대응하는 흡입 공기량, 즉 적정공연비를 주는 흡입 공기량과 동일 또는 이것보다 약간 소량의 흡입 공기량이 되도록 스로틀 밸브(10)의 개방을 크게 하는 지령을 임의운전 가부결정수단(31e)이 내리도록 하고 있다. 이것에 의해, 패스트 아이들을 행하여 난기 도중에서의 엔진 회전을 확실하게 유지시킬 수 있거나 혹은 저부하ㆍ부분 부하 운전을 행하게 할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 엔진의 기화가스연료 공급장치에 있어서, 부열교환기(6)는 주열교환기(5)의 상류에 배치하는 것에 한정되지 않고, 주열교환기(5)의 하류에서 연료분사 밸브(7)의 바로 앞에 배치하는 것이어도 좋고, 혹은 주열교환기(5)나 압력 조정기구(4)와 일체품으로 해도 좋다. 또한, 예를 들면 액체LPG를 대기압정도의 기화가스로 조정해서 믹서로 보내어 흡기관로에 흡인시키는 시스템에 대해서도, 압력 조정기구(4)의 설정압력을 변경하는 것에 의해 그대로 적용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 액체LPG의 엔진 냉각수에 의한 가열 기화가 불충분하게 되기 쉬운 난기 운전 도중에 있어서, 흡입 공기량이 두개의 열교환기의 합계 가열 기화능력에 대응한 양을 넘지않도록 자동적으로 제어되고, 운전자가 과잉의 액셀조작을 행하여도 엔진 부진이나 엔진정지 혹은 재시동곤란이라는 문제를 초래하지 않고, 한정된 조건하에서 허용되는 최대한 이내의 운전을 안정되게 행할 수 있는 것이다.

Claims (8)

1. 엔진의 흡기관로에 배치된 스로틀 밸브가 액셀페달 밟기량에 따라서 전자식 제어장치가 출력하는 구동 신호에 의해 구동되는 전동 모터에 의해서 열리는 것이며, 상기 흡기관로에 송출하는 기화 가스가 액체LPG를 가열 기화한 것으로서, 이 기화가스 조정수단이 엔진 냉각수를 열원으로 한 주열교환기 및 전기히터를 열원으로 한 부열교환기와, 이들 두개의 열교환기 중 어느 한쪽 또는 양쪽에서 만들어진 기화 가스를 소정압력으로 조정하는 압력조정기구를 구비한 것인 엔진의 기화가스 연료 공급장치에 있어서,

   상기 전자식 제어장치는 엔진의 흡입 공기량을 상기 두개의 열교환기에서 각각 생성가능한 최대 기화가스량의 합계량에 대응하는 흡입 공기량 이하가 되도록 상기 스로틀 밸브의 개방을 제어하는 것으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 기화가스연료 공급장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 부열교환기는 엔진 냉각수 온도가 설정 온도보다 낮은 온도영역에서 작동하여 액체LPG를 가열 기화하는 것으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 기화가스연료 공급장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 설정 온도는 상기 주열교환기에서 엔진 요구 최대 연료유량의 기화 가스를 생성할 수 있는 온도인 것을 특징으로 하는 엔진의 기화가스 연료 공급장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 전자식 제어장치는 엔진 냉각수 온도에 근거하여 상기 주열교환기에서 생성 가능한 최대 기화가스량을 산출하고, 상기 부열교환기에서 생성가능한 최대 기화가스량과의 합계량에 대응하는 흡입공기량 이하가 되도록 상기 스로틀 밸브의 개방을 제한하는 것으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 기화가스연료 공급장치.
5. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자식 제어장치는 상기 두개의 열교환기주위의 외기온도에 근거하여 상기 두개의 열교환기에서 각각 생성가능한 최대 기화가스량을 보정하고, 각각의 보정 최대 기화가스량의 합계량에 대응하는 흡입 공기량 이하가 되도록 상기 스로틀 밸브의 개방을 제한하는 것으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 기화가스연료 공급장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 전자식 제어장치는 온도ㆍ압력에 근거하여 산출한 액체LPG의 조성에 따라서 상기 두개의 열교환기에서 각각 생성가능한 최대 기화가스량을 보정하고, 각각의 보정 최대 기화가스량의 합계량에 대응하는 흡입공기량 이하가 되도록 상기 스로틀 밸브의 개방을 제한하는 것으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 기화가스연료 공급장치.
7. 제1항, 제4항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자식 제어장치는 엔진의 흡입 공기량에 근거하여 상기 스로틀 밸브의 개방을 상기 합계량에 대응하는 흡입 공기량 이하가 되도록 제한하는 것으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 기화가스연료 공급장치.
8. 제1항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자식 제어장치는 엔진 냉각수 온도의 상승에 의한 상기 합계량의 증가에 따라 흡입 공기량을 증대시키도록 상기 스로틀 밸브의 개방을 크게 하는 것으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 기화가스연료 공급장치.

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