(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス燃料エンジンの吸気管に配置されガス燃料を供給する燃料供給手段と、前記燃料供給手段よりも下流側で分岐した第１及び第２の吸気通路と、第１の吸気通路に配置されアクセルペダルの操作に連動して開閉駆動される第１の開閉弁と、第２の吸気通路に配置されアクセルペダルの操作とは無関係に開閉駆動される第２の開閉弁と、エンジン始動時に第２の開閉弁を開作動させる制御手段とを備えたことを特徴とするガス燃料エンジンの始動システム。
【請求項２】
前記エンジン始動時が、所定条件下でエンジンを自動停止し、運転者の発進意志操作に基づいてエンジンを再始動するアイドリングストップ・スタートシステムの自動再始動時であることを特徴とする請求項１記載のガス燃料エンジンの始動システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用ガス燃料エンジンの始動システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を燃料とするガス燃料エンジンを用いた車両が開発され、実用化されている。このガス燃料エンジンを搭載した車両は、ＮＯｘ、ＣＯ２の排出量が少なく、特に低公害車として期待されている。
【０００３】
ところで、都市内を走るディーゼルエンジン搭載の路線バスでは、その燃料の７〜１０％が停車中のエンジンアイドリング時に消費されると言われている。そこで、最近では、バス停車時にエンジンを自動停止し、発進時に運転者がクラッチペダルを踏み込むことによりエンジンが再始動する、いわゆるアイドリングストップ・スタート（ＩＳＳ）システムの付加された車両が導入されるようになってきた。この種の車両の導入により、燃費及び排ガスの大幅な低減を図ることが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＣＮＧエンジン搭載の車両については、ＩＳＳシステムの導入が見送られている。これは、ＣＮＧエンジンでは、エンジン始動時に、長い始動時間を要するという難点があるからである。始動時間が長くなる理由としては、エンジンの構造上、ＣＮＧ供給用のスプレーバーから各シリンダまでの距離及び容積が大きいこと、あるいはアイドリングスピードコントロール（ＩＳＣ）制御によりエンジン始動を行っているため、ＣＮＧと空気の混合気の流量が少なく各シリンダに到達するまでに時間がかかること、などが挙げられる。
【０００５】
ＣＮＧエンジンの運転性を改善するものとしては、例えば特開平６−２６４８２１号公報に開示された技術がある。この技術は、ミキサーをバイパスして燃料と空気をスロットル弁下流の吸気管に導く通路を設け、このバイパス通路に設けた制御弁を特別の運転条件で開くことにより、運転性を向上しようとするものである。しかしながら、この技術では２つのバイパス通路を新設しなければならないという問題がある。しかも、各バイパス通路にそれぞれ設けた制御弁により、燃料及び空気を別々に制御するため、そのうちの一方でも制御が乱れると、燃料と空気の混合バランスが崩れ、燃費あるいは排ガスに悪影響を与えるおそれがある。また、燃料と空気との合流がベンチュリよりも下流、すなわちエンジンシリンダの直前で行われる為、燃料と空気との良好なミキシングができない可能性があり、排ガスが悪化するおそれがある。
【０００６】
従って本発明の目的は、上述のような問題点を解決し、排ガス、燃費に影響をおよぼす事なく短時間に始動可能なガス燃料エンジンの始動システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、ガス燃料エンジンの吸気管に配置されガス燃料を供給する燃料供給手段と、燃料供給手段よりも下流側で分岐した第１及び第２の吸気通路と、第１の吸気通路に配置されアクセルペダルの操作に連動して開閉駆動される第１の開閉弁と、第２の吸気通路に配置されアクセルペダルの操作とは無関係に開閉駆動される第２の開閉弁と、エンジン始動時に第２の開閉弁を開作動させる制御手段とを備えた始動システムにより、達成される。
【０００８】
この始動システムは、例えば、所定条件下で自動停止したエンジンの再始動時に用いることができる。特に、アイドリングストップ・スタート（ＩＳＳ）システムを付加したエンジンの始動時に有効である。
これにより本発明では、ＣＮＧエンジン等のガス燃料エンジンを短時間に始動させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るＣＮＧエンジンの始動システムの一実施例を示す図である。本実施例では、図のように、吸気管１にはガス燃料を供給する燃料供給手段（スプレーバー）２が配置され、スプレーバー２よりも下流側で吸気通路３及び４に分岐する。吸気通路３にはアクセルペダルの操作に連動して開閉駆動される開閉弁（メインスロットル）５が、吸気通路４にはアクセルペダルの操作とは無関係に開閉駆動される開閉弁（サブスロットル）６が設けられる。この分岐通路４及びサブスロットル６は、例えば、高速高負荷の運転時に、メイン通路３側から供給される燃料量では不足の場合に補助的に燃料を供給するために配置された既設の構成である。また、吸気通路３及び４には、開閉弁５、６をバイパスして連通するバイパス通路３０が設けられ、該バイパス通路にはそれぞれアイドリングスピードコントロール（ＩＳＣ）バルブ７が備えられている。このＩＳＣバルブ７は、ＥＣＵ８からの制御信号を受けてモータ駆動されることにより、該通路の流量を制御してアイドリングの回転数をコントロールするものである。サブスロットル６は、電子制御装置（ＥＣＵ）８からの信号で制御される制御弁９の開閉動作に応じてバキューム圧により作動するアクチュエータ３１を介して開閉制御される。また、メインスロットル５には、エンジンオーバラン等の非常時にスロットル５を閉じるために、バキューム圧駆動のアクチュエータ３２が連結されており、アクチュエータ３２を作動させる為の制御弁３３が、バキューム管１４’を介してバキューム管１４に接続されている。
【００１０】
吸気管１はエアクリーナー１０に接続され、吸気通路３及び４はエンジン本体１１に接続される。エンジン本体１１の排気側には、排気管１２及びマフラー一体型三元触媒１３が接続される。エンジン本体１１の近傍にはバキューム管１４と接続された負圧付与用のバキュームポンプ１６が設けられる。尚、図中２６は、ＣＮＧボンベ２１にＣＮＧを導入する為の充填口である。ＥＣＵ８には、ＩＳＳの作動切換スイッチ信号、エンジン回転、Ｔ／Ｍ位置信号、クラッチペダル信号、アクセル角度等の信号が入力され、これらの入力信号に基づいて各バルブに制御信号を出力する様になっている。
【００１１】
このように構成されたＣＮＧエンジンは、次のように作動する。ＣＮＧボンベ２１に蓄えられた高圧燃料ガスは、主止弁２２及びガスフィルター２３を介して送られ、減圧弁２４で減圧されたのち、ＥＣＵ８による電子制御により運転状況に応じてガスバルブ２５で適量にコントロールされ、スプレーバー２から吸気管１内に供給される。これにより、燃料ガスは空気とミキシングされ混合気を形成し、エンジン本体１１内に吸気される。吸気された混合気は図示しない点火プラグで火花点火され燃焼する。エンジン本体１１から排出された排気ガスは、マフラー一体型三元触媒１３で浄化され大気へ放出される。
【００１２】
本発明では、ＣＮＧエンジンの始動時に、ＥＣＵ８により制御弁９を制御し、サブスロットル６をＩＳＣバルブ７と共に開作動させる。これにより、エンジン本体１１の各シリンダに供給される混合気の流量を増加させることができ、エンジン始動時間を短縮することができる。サブスロットル６の開閉はエンジンに付加したバキュームにより行うので、エンジンまわりの構造を変更することなく、始動時間の短縮が実現可能となる。
【００１３】
次に、エンジン作動方法を、アイドリングストップ・スタート（ＩＳＳ）システムを付加したＣＮＧエンジンを例にとって説明する。ＩＳＳシステムでは、車両停車中はエンジンを自動的に停止させる。図２（ａ）に示すように、運転者が車両を停止すると（ステップ２０１）、エンジンはアイドリング状態となり（ステップ２０２）、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）位置はニュートラルとされる（ステップ２０３）。そして、運転者がクラッチペダルを離すと（ステップ２０４）、エンジンが自動的に停止する（ステップ２０５）。
【００１４】
一方、ＩＳＳシステムでは、所定の条件下でエンジンを再始動させる。図２（ｂ）に示すように、エンジン停止状態において（ステップ２１１）、Ｔ／Ｍ位置がニュートラルのとき（ステップ２１２）、運転者がクラッチペダルを踏み込むと（ステップ２１３）、これを条件としてエンジンが自動的に再始動する（ステップ２１４）。
【００１５】
図３は、エンジン始動時におけるＥＣＵ８の制御フロー図である。ＥＣＵ８では、まず、エンジンがＩＳＳモードか否かを判断する（ステップ３０１）。ＩＳＳモードにするかどうかは、運転者がマニュアルスイッチで選択することができる。ＩＳＳモードが選択された場合は、ＩＳＳエンジン始動条件が満たされているかどうかを判断する（ステップ３０２）。ここで、ＩＳＳエンジン始動条件とは、図２（ｂ）に示すように、エンジン停止状態、Ｔ／Ｍ位置ニュートラル、及びクラッチペダル踏込みの３つのアンド条件をいう。このエンジン始動条件が満たされていない場合は、このステップを繰り返す。エンジン始動条件が満たされている場合は、サブスロットル６を開作動させる（ステップ３０３）と共に、ＩＳＣバルブ７及びガスバルブ２５を開いて（ステップ３０４）、スタータをオンとする（ステップ３０５）。これでエンジンが再始動する。このように、サブスロットル６、ＩＳＣバルブ７及びガスバルブ２５を開くことにより、ガス燃料と空気の混合気のシリンダへの流量が増加し、エンジン本体１１への混合気の到達時間が短縮される。
【００１６】
一方、ＩＳＳモードが選択されない場合は、サブスロットル６を開き（ステップ３０３）、ＩＳＣバルブ７及びガスバルブ２５を開作動させ（ステップ３０４）、運転者のキー操作によりスタータをオンにして（ステップ３０５）、エンジンを始動する。
【００１７】
このように本発明では、ＣＮＧエンジン始動時に既設のサブスロットルを用いることにより、現状の構造のままで、エンジンの始動時間を短縮することができる。これにより、ＣＮＧエンジンのＩＳＳモード始動時間は、直接シリンダ内に燃料を噴射するディーゼルエンジンのＩＳＳシステムとほぼ同等となる。しかも、ＥＣＵ８の制御ロジックの変更のみで構造の変更を伴わずに達成できるので、コスト上昇もないという利点がある。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、排ガス、燃費に悪影響をおよぼす事なくガス燃料エンジンの始動を短時間で行うことが可能になると共に、ガス燃料エンジンにおいてもアイドリングストップ・スタートシステムを導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＣＮＧエンジンの始動システムの一実施例を示す図である。
【図２】（ａ）はエンジン停止条件を、（ｂ）はエンジン始動条件をそれぞれ示す図である。
【図３】エンジン始動時における電子制御装置の制御フロー図である。
【符号の説明】
１  吸気管
２  スプレーバー
３、４  分岐吸気通路
５  メインスロットル
６  サブスロットル
７  アイドリングスピードコントロール（ＩＳＣ）バルブ
８  電子制御装置（ＥＣＵ）
９、３３  制御弁
【図１】
0003719033.tif 000002
【図２】
0003719033.tif 000003
【図３】
0003719033.tif 000004