(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料供給系および点火装置の制御を行うコントロールユニットにより、キースイッチのオンで電源が投入されると、点火コイルのパワースイッチなど制御対象の電気回路を電流が正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしているガスエンジンにおいて、キースイッチのオンで起動してイニシャルチェックに要する所定時間の経過をカウントするまでは点火コイルへの電源をオフ状態に保つ手段を設けたことを特徴とするガスエンジンの点火装置。
【請求項２】
燃料供給系および点火装置の制御を行うコントロールユニットにより、キースイッチのオンで電源が投入されると、点火コイルのパワースイッチなど制御対象の電気回路を電流が正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしているガスエンジンにおいて、エンジンで駆動されるオイルポンプの油圧を検出する手段と、その検出信号に基づいて油圧の立ち上がりを捕らえるまでは点火コイルへの電源をオフ状態に保つ手段と、を設けたことを特徴とするガスエンジンの点火装置。
【請求項３】
燃料供給系および点火装置の制御を行うコントロールユニットにより、キースイッチのオンで電源が投入されると、点火コイルのパワースイッチなど制御対象の電気回路を電流が正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしているガスエンジンにおいて、エンジン回転を検出する手段と、その検出信号に基づいてエンジンの回転を捕らえるまでは点火コイルへの電源をオフ状態に保つ手段と、を設けたことを特徴するガスエンジンの点火装置。
【請求項４】
燃料供給系および点火装置の制御を行うコントロールユニットにより、キースイッチのオンで電源が投入されると、点火コイルのパワースイッチなど制御対象の電気回路を電流が正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしているガスエンジンにおいて、点火コイルの電源回路を開閉する手段と、この開閉手段を介してキースイッチのオンからイニシャルチェックが終了するまでは点火コイルへの電源をオフ状態に保つ制御機能をコントロールユニットに付与したことを特徴とするガスエンジンの点火装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は高圧の天然ガスを燃料とするガスエンジンの点火装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧の天然ガスを燃料として使用するガスエンジンは、エンジンの吸気通路にスロットル弁と、その上流にベンチュリ部を形成するミキサ（混合気）が設けられ、高圧ボンベからのガス燃料を混合器（ミキサ）へ供給し、吸入空気と所定の割合で混合する一方、吸気系に燃料噴射弁が設けられ、エンジン運転状態に応じて混合気の空燃比を適正に制御するようになっている（特開平９ー２１３７９号公報，実開平６ー６３８４５号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなガスエンジンにおいては、燃料供給系や点火装置の制御にコントロールユニットが備えられ、キースイッチのオン（イグニッションスイッチのオンではない）で電源が投入されると、制御系の電気回路への通電を瞬間的にオンすることにより、電流が回路を正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしている。そのため、イニシャルチェック時に点火装置への通電がオンーオフされるため、点火プラグがスパークすることがあり、エンジン燃焼室に残存する可燃混合気に着火すると、アフタバーンやバックファイヤを起こすという可能性が考えられる。
【０００４】
この発明は、このような問題点を解決するための有効な対策手段の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、燃料供給系および点火装置の制御を行うコントロールユニットにより、キースイッチのオンで電源が投入されると、点火コイルのパワースイッチなど制御対象の電気回路を電流が正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしているガスエンジンにおいて、キースイッチのオンで起動してイニシャルチェックに要する所定時間の経過をカウントするまでは点火コイルへの電源をオフ状態に保つ手段を設ける。
【０００６】
第２の発明では、燃料供給系および点火装置の制御を行うコントロールユニットにより、キースイッチのオンで電源が投入されると、点火コイルのパワースイッチなど制御対象の電気回路を電流が正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしているガスエンジンにおいて、エンジンで駆動されるオイルポンプの油圧を検出する手段と、その検出信号に基づいて油圧の立ち上がりを捕らえるまでは点火コイルへの電源をオフ状態に保つ手段と、を設ける。
【０００７】
第３の発明では、燃料供給系および点火装置の制御を行うコントロールユニットにより、キースイッチのオンで電源が投入されると、点火コイルのパワースイッチなど制御対象の電気回路を電流が正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしているガスエンジンにおいて、エンジン回転を検出する手段と、その検出信号に基づいてエンジンの回転を捕らえるまでは点火コイルへの電源をオフ状態に保つ手段と、を設ける。
【０００８】
第４の発明では、燃料供給系および点火装置の制御を行うコントロールユニットにより、キースイッチのオンで電源が投入されると、点火コイルのパワースイッチなど制御対象の電気回路を電流が正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしているガスエンジンにおいて、点火コイルの電源回路を開閉する手段と、この開閉手段を介してキースイッチのオンからイニシャルチェックが終了するまでは点火コイルへの電源をオフ状態に保つ制御機能をコントロールユニットに付与する。
【０００９】
【発明の効果】
第１の発明では、キースイッチがオンすると、コントロールユニットにより、イニシャルチェックが行われ、点火装置に対してもイニシャルチェックのための通電がオンーオフされるが、キースイッチのオンから所定時間のカウントが終了するまでは、点火コイルへの電源はオフ状態に保たれるため、イニシャルチェックで点火プラグがスパークすることはなく、アフタバーンやバックファイヤを防止できる。
【００１０】
第２の発明では、キースイッチがオンすると、コントロールユニットにより、イニシャルチェックが行われ、点火装置に対してもイニシャルチェックのための通電がオンーオフされるが、エンジンで駆動されるオイルポンプの油圧が立ち上がるまでは、点火コイルへの電源はオフ状態に保たれるため、イニシャルチェックで点火プラグがスパークすることはなく、アフタバーンやバックファイヤを防止できる。
【００１１】
第３の発明では、キースイッチがオンすると、コントロールユニットにより、イニシャルチェックが行われ、点火装置に対してもイニシャルチェックのための通電がオンーオフされるが、エンジンが回りはじめるまでは、点火コイルへの電源はオフ状態に保たれるため、イニシャルチェックで点火プラグがスパークすることはなく、アフタバーンやバックファイヤを防止できる。
【００１２】
第４の発明では、キースイッチがオンすると、コントロールユニットにより、イニシャルチェックが行われ、点火装置に対してもイニシャルチェックのための通電がオンーオフされるが、イニシャルチェックが終了するまでは、点火コイルへの電源はオフ状態に保たれるため、イニシャルチェックで点火プラグがスパークすることはなく、アフタバーンやバックファイヤを防止できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１において、１はガスエンジン、２はその排気通路、３は同じく吸気通路であり、吸入空気量を確保するため、ターボチャージャ４とインタクーラ５が設けられる。また、後述のミキサ６（混合器）やスロットル弁７を迂回するように吸気バイパス通路８が形成され、この通路８を必要に応じて開閉する吸気バイパス弁９が介装される。１０は吸気バイパス弁９を駆動するダイヤフラムであり、ダイヤフラム１０への作動圧を負圧と大気圧とに切り替える３方向電磁弁１１を備える。１２は排気シャッタを表す。
【００１４】
吸気通路３にスロットル弁７が設けられ、スロットル弁７は図示しないアクセルペダルに連動し、その踏み角（スロットル開度）に応じて吸入空気量を制御する。スロットル弁７の上流に吸気空気とガス燃料を混合するミキサ６（混合器）が設置され、ガス燃料は燃料タンク（図示せず）から燃料供給管１３を通してミキサ６に供給される。
【００１５】
燃料供給管１３の途中にミキサ６へのガス燃料の圧力を制御するレギュレータ１４が並列に介装される。各レギュレータ１４にインタクーラ５の下流から基準圧導入管１５を介して基準圧が供給され、ミキサ６へのガス燃料の圧力はこの基準圧に対して所定の差圧を保つように制御される。
【００１６】
ミキサ６はベンチュリ部１６を備えるものであり、燃料供給管１３からのガス燃料をベンチュリ部１６に開口するノズルへ供給する燃料導入通路１７が設けられ、吸入空気量（スロットル開度）に比例してベンチュリ部１６に発生する負圧に応じてガス燃料がノズルから吸引される。
【００１７】
燃料導入通路１７にその通路面積（ガス燃料の流量）を手動で調整するための燃料調整弁１８と、エンジン停止時などに燃料導入通路１７を遮断する燃料カット弁１９が設けられる。２０は燃料カット弁１９を駆動するダイヤフラムであり、ダイヤフラム２０へ負圧とインタクーラ上流のブースト圧力とを選択的に供給する３方向電磁弁２１を備える。
【００１８】
ミキサ６で生成される混合気に補助燃料を供給する空燃比制御弁２２が設けられる。空燃比制御弁２２は燃料供給管１３の分岐管１３ａに接続され、これがオンとなり、開弁している間、レギュレータ１４からのガス燃料をベンチュリ部１６に噴射する。また、エンジン１の燃焼室に圧縮上死点付近で混合気に点火する点火プラグ２３が設けられる。
【００１９】
システム全体を制御するのがコントロールユニット２５であり、エンジン冷却水温を検出する水温センサ２６、エンジン回転速度およびクランク角度を検出するクランク角センサ２７、スロットル弁７の開度を検出するスロットル開度センサ２８、吸気マニホールドのブースト圧力を検出するブースト圧力センサ２９、排気中の酸素濃度を検出するＯ2センサ３０、変速機のニュートラル状態を検出する変速機中立センサ３１、からの信号が入力される。
【００２０】
これらの検出信号に基づいて、コントロールユニット２５は運転状態に応じて決定される目標空燃比を求め、実際の空燃比（Ｏ2センサ３０の出力から計算される）を目標空燃比と一致させるように空燃比制御弁２２の噴射量を制御する。また、コントロールユニット２５にはイグニッションスイッチ（図示せず）からの信号も入力され、ミキサ６の燃料導入通路１７を遮断する燃料カット弁１９をイグニッションスイッチのオン時に開くようになっている。
【００２１】
エンジン１へ供給される混合気は、基本的にはミキサ６によって所定の希薄混合気となるように生成される。この混合気に対して空燃比制御弁２２から補助燃料が追加され、運転状態に応じた目標空燃比となるように制御されるのである。
【００２２】
コントロールユニット２５は、図２のようにクランク角センサ２７の検出信号とブースト圧力センサ２９の検出信号に基づいて、最適な点火時期をもって点火プラグを作動させるように制御する。この場合、運転状態に応じた最適なタイミングでパワースイッチ３２の導通を制御し、点火コイル３３から高電圧を点火プラグ２３に印加する。
【００２３】
ミキサ６において、スロットル弁７の前後を結ぶ連通路３５が形成され、エンジンのアイドル回転を制御するよう、連通路３５を開閉するＩＳＣ（アイドル・スピード・コントロール）ソレノイド弁３６が介装される。３７はソレノイドで駆動される補助スロットル弁であり、ＩＳＣソレノイド弁３６および吸気バイパス弁９とともにコントロールユニット２５で制御される。
【００２４】
図３は点火システムの電源回路を表すものである。コントロールユニット２５はエンジン始動時、キースイッチ４０のオンで電源が投入されると、システム全体の電気回路を瞬間的に通電することにより、電流が回路を正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようになっている。その際、パワースイッチ３２への通電がオンーオフするため、点火コイル３３を介して点火プラグ３２がスパークすることがあり、エンジン燃焼室に残存する可燃混合気に着火すると、アフタバーンやバックファイヤを起こす可能性が考えられる。
【００２５】
この対策手段として、点火コイル３３の電源回路にタイマスイッチ４１が介装される。タイマスイッチ４１はキースイッチ４０のオンで起動され、イニシャルチェックに要する所定時間の経過をカウントするまでは、点火コイル３３への電源をオフ状態に保つようになっている。
【００２６】
図４のように、キースイッチ４０がオンすると、コントロールユニット２５により、イニシャルチェックが行われる（ステップ１〜ステップ５）が、キースイッチ４０のオンでタイマスイッチ４１が起動され、点火コイル３３への電源をオフする（ステップ６）。その後、イニシャルチェックに要する所定時間のカウントを終了すると、タイマスイッチ４１は点火コイル３３への電源をオンする（ステップ７）。
【００２７】
イニシャルチェックのための通電により、パワースイッチ３２は図５のようにオンーオフされるが、タイマスイッチ４１が点火コイル３３へ電源をオフ状態に保っているため、点火プラグ２３がスパークすることはなく、アフタバーンやバックファイヤを適確に防止できる。
【００２８】
図６は別の実施形態を表すものであり、タイマスイッチ４１の代替手段として、エンジンで駆動されるオイルポンプ（図示せず）の油圧を検出する油圧スイッチ４３と、このスイッチ４３を信号として点火コイル３３の電源回路を開閉するリレー４４と、が設けられる。
【００２９】
図７のように、キースイッチ４０がオンすると、コントロールユニット２５により、イニシャルチェックが行わわれる（ステップ１〜ステップ５）。その間、エンジンは停止され、油圧も立たないため、油圧スイッチ４３のオフにより、リレー４４は点火コイル３３への電源をオフ状態に維持する。
【００３０】
イグニッションスイッチのオンすると、スタータモータの作動により、エンジンが回りはじめ、オイルポンプの油圧も立ち上がるのであり、油圧スイッチ４３がオンすると、リレー４４がコイルの励磁力で閉成して点火コイル３３への電源をオンする（ステップ６，ステップ７）。
【００３１】
イニシャルチェックのための通電により、パワースイッチ３２は図８のようにオンーオフされるが、油圧スイッチ４３がリレー４４を介して点火コイル３３への電源をオフ状態に保っているため、点火プラグ２３がスパークすることはなく、アフタバーンやバックファイヤを適確に防止できる。
【００３２】
図９は別の実施形態を表すものであり、油圧スイッチ４３の代替手段として、クランク角センサ２７が利用される。そして、コントロールユニット２５により、クランク角センサ２７からの出力に基づいて、エンジン回転の立ち上がりを捕らえるまでは、点火コイル３３への電源をオフ状態に保つようにリレー４４を制御する。
【００３３】
図１０のように、キースイッチ４０がオンすると、コントロールユニット２５により、イニシャルチェックが行わわれる（ステップ１〜ステップ５）。その間、エンジンは停止のため、コントロールユニット２５は、リレー４４への励磁電流をオフすることにより、点火コイル３３への電源をオフ状態に維持する。
【００３４】
イグニッションスイッチをオンすると、スタータモータの作動により、エンジンが回りはじめる。コントロールユニット２５は、クランク角センサ２７の出力から、エンジン回転の立ち上がりを捕らえると、リレー４４への励磁電流をオンすることにより、リレー４４を介して点火コイル３３への電源をオンする（ステップ６，ステップ７）。
【００３５】
イニシャルチェックのための通電により、パワースイッチ３２は図１１のようにオンーオフされるが、コントロールユニット２５がリレー４４を介して点火コイル３３への電源をオフ状態に保っているため、点火プラグ２３がスパークすることはなく、アフタバーンやバックファイヤを適確に防止できる。
【００３６】
なお、コントロールユニット２５において、リレー４４のオン条件としてイニシャルチェックの終了を設定すると、図１２のようにその条件が成立するまでは、点火コイル３３への電源をオフ状態に保たれる（ステップ１〜ステップ６）。
【００３７】
そのため、クランク角センサ２７の出力からエンジン回転の立ち上がりを捕らえる必要もなくなり、制御プログラムを簡略化できるという効果が得られる。図１３はエンジン始動時における、点火システムの作動状態を説明するタイムチャートである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を説明するガスエンジンのシステム図である。
【図２】同じく点火装置のシステム図である。
【図３】同じく点火装置の電源回路図である。
【図４】同じくタンマスイッチの作用を説明するフローチャートである。
【図５】同じくタンマスイッチの作用を説明するタイムチャートである。
【図６】別の実施形態を説明する点火装置の電源回路図である。
【図７】同じく油圧スイッチの作用を説明するフローチャートである。
【図８】同じく油圧スイッチの作用を説明するタイムチャートである。
【図９】別の実施形態を説明する点火装置の電源回路図である。
【図１０】同じくコントロールユニットの制御内容を説明するフローチャートである。
【図１１】同じくコントロールユニットの制御内容を説明するタイムチャートである。
【図１２】別の実施形態を説明するフローチャートである。
【図１３】同じくタイムチャートである。
【符号の説明】
６  ミキサ
７  スロットル弁
１４  レギュレータ
１６  ベンリュリ部
１９  燃料カット弁
２２  空燃比制御弁
２３  点火プラグ
２５  コントロールユニット
２７  クランク角センサ
３２  パワースイッチ
３３  点火コイル
４０  キースイッチ
４１  タイマスイッチ
４３  油圧スイッチ
４４  リレー
【図１】
0003644822.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003644822.tif 000008
【図８】
0003644822.tif 000009
【図９】
0003644822.tif 000010
【図１０】
0003644822.tif 000011
【図１１】
0003644822.tif 000012
【図１２】
0003644822.tif 000013
【図１３】
0003644822.tif 000014