(57)【要約】【課題】吸気通路に開口するノズルへ燃料を供給する燃料供給装置を備えるガスエンジンにおいて、吸気通路および燃料供給経路の残留ガスが大気へ拡散するのを防止する手段を安価に実現する。【解決手段】燃料供給装置４の供給経路の最も下流側に位置するバルブ１５とノズル８との間を燃料掃気用の圧縮空気の供給源に開閉弁４０を介して接続する一方、エンジンキースイッチがＯＦＦすると燃料供給装置４のバルブ１５を閉弁すると共に燃料掃気用の開閉弁４０を所定時間だけ開弁すると共に開閉弁４０が閉弁するとエンジン回転の停止後に点火装置をＯＦＦするように制御する手段（Ｓ１〜Ｓ７）と、を備える。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に開口するノズルへ燃料を供給する燃料供給装置と、燃料室に配置の点火プラグを周期的に作動させる点火装置と、を備えるガスエンジンにおいて、エンジンキースイッチがＯＦＦすると燃料の供給を停止すると共にその時点から所定時間の経過後に点火装置をＯＦＦするように制御する手段と、を備えることを特徴とするガスエンジン。
【請求項２】
吸気通路に開口するノズルへ燃料を供給する燃料供給装置と、燃料室に配置の点火プラグを周期的に作動させる点火装置と、を備えるガスエンジンにおいて、点火装置を備えるガスエンジンにおいて、エンジンキースイッチがＯＦＦすると燃料の供給を停止すると共にその時点から所定時間が経過するとエンジン回転の停止後に点火装置をＯＦＦするように制御する手段と、を備えることを特徴とするガスエンジン。
【請求項３】
吸気通路に開口するノズルへ燃料を供給する燃料供給装置と、燃料室に配置の点火プラグを周期的に作動させる点火装置と、を備えるガスエンジンにおいて、燃料供給装置の供給経路の最も下流側に位置するバルブとノズルとの間を燃料掃気用の圧縮空気の供給源に開閉弁を介して接続する一方、エンジンキースイッチがＯＦＦすると燃料供給装置のバルブを閉弁すると共に燃料掃気用の開閉弁を所定時間だけ開弁すると共にこの開閉弁の閉弁後に点火装置をＯＦＦするように制御する手段と、を備えることを特徴とするガスエンジン。
【請求項４】
吸気通路に開口するノズルへ燃料を供給する燃料供給装置と、燃料室に配置の点火プラグを周期的に作動させる点火装置と、を備えるガスエンジンにおいて、燃料供給装置の供給経路の最も下流側に位置するバルブとノズルとの間を燃料掃気用の圧縮空気の供給源に開閉弁を介して接続する一方、エンジンキースイッチがＯＦＦすると燃料供給装置のバルブを閉弁すると共に燃料掃気用の開閉弁を所定時間だけ開弁すると共にこの開閉弁が閉弁するとエンジン回転の停止後に点火装置をＯＦＦするように制御する手段と、を備えることを特徴とするガスエンジン。
【請求項５】
燃料供給装置のノズルは、吸気通路のスロットル弁の上流に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のガスエンジン。
【請求項６】
燃料供給装置の供給経路の最も下流側に位置するバルブは、ガス燃料の供給量を制御するガス制御弁であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のガスエンジン。
【請求項７】
ガス燃料は、圧縮天然ガスであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のガスエンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸気通路に開口するノズルへガス燃料を供給する、燃料供給装置を備えるガスエンジンに関する。詳しくは、エンジン停止時に吸気通路および燃料供給経路の残留ガスがノズルから吸気通路を経て大気へ拡散するのを防止する手段の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
吸気通路の分岐路毎にインジェクタ（燃料噴射弁）を配置するガスエンジンにおいて、エンジン停止時に吸気系の残留ガスが大気へ拡散するのを防止するため、燃料供給装置よりも上流側の吸気通路に残留ガスを吸着するキャニスタやエンジン停止時に燃料供給装置よりも上流側の吸気通路を遮断するシャットオフバルブを備えるものが開示される（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献】
特開平９−９６２６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の場合、吸気通路の上流側にキャニスタやシャットオフバルブを組み付ける設定部位の確保が必要となるほか、キャニスタやシャットオフバルブの追加分の費用によりコストアップを招きやすくなる。また、吸気弁の開弁時期と排気弁の開弁時期がオーバラップする、ガスエンジンへ適用しがたい。これらの開弁時期がオーバラップすると、吸気通路の残留ガスが吸気弁および排気弁を介して排気通路へ抜けてしまうからである。特許文献１においては、吸気弁の開弁時期と排気弁の開弁時期がオーバラップしないように設定される。
【０００５】
この発明は、吸気通路に開口するノズルへ燃料を供給する燃料供給装置を備えるガスエンジンにおいて、吸気通路および燃料供給経路の残留ガスが大気へ拡散するのを防止する手段の安価な実現を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、吸気通路に開口するノズルへ燃料を供給する燃料供給装置と、燃料室に配置の点火プラグを周期的に作動させる点火装置と、を備えるガスエンジンにおいて、エンジンキースイッチがＯＦＦすると燃料の供給を停止すると共にその時点から所定時間の経過後に点火装置をＯＦＦするように制御する手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、吸気通路に開口するノズルへ燃料を供給する燃料供給装置と、燃料室に配置の点火プラグを周期的に作動させる点火装置と、を備えるガスエンジンにおいて、点火装置を備えるガスエンジンにおいて、エンジンキースイッチがＯＦＦすると燃料の供給を停止すると共にその時点から所定時間が経過するとエンジン回転の停止後に点火装置をＯＦＦするように制御する手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、吸気通路に開口するノズルへ燃料を供給する燃料供給装置と、燃料室に配置の点火プラグを周期的に作動させる点火装置と、を備えるガスエンジンにおいて、燃料供給装置の供給経路の最も下流側に位置するバルブとノズルとの間を燃料掃気用の圧縮空気の供給源に開閉弁を介して接続する一方、エンジンキースイッチがＯＦＦすると燃料供給装置のバルブを閉弁すると共に燃料掃気用の開閉弁を所定時間だけ開弁すると共にこの開閉弁の閉弁後に点火装置をＯＦＦするように制御する手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、吸気通路に開口するノズルへ燃料を供給する燃料供給装置と、燃料室に配置の点火プラグを周期的に作動させる点火装置と、を備えるガスエンジンにおいて、燃料供給装置の供給経路の最も下流側に位置するバルブとノズルとの間を燃料掃気用の圧縮空気の供給源に開閉弁を介して接続する一方、エンジンキースイッチがＯＦＦすると燃料供給装置のバルブを閉弁すると共に燃料掃気用の開閉弁を所定時間だけ開弁すると共にこの開閉弁が閉弁するとエンジン回転の停止後に点火装置をＯＦＦするように制御する手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、第１の発明〜第４の発明、のいずれか１つに係るガスエンジンにおいて、燃料供給装置のノズルは、吸気通路のスロットル弁の上流に配置されることを特徴とする。
【００１１】
第６の発明は、第１の発明〜第４の発明、のいずれか１つに係るガスエンジンにおいて、燃料供給装置の供給経路の最も下流側に位置するバルブは、ガス燃料の供給量を制御するガス制御弁であることを特徴とする。
【００１２】
第７の発明は、第１の発明〜第４の発明、のいずれか１つに係るガスエンジンにおいて、ガス燃料は、圧縮天然ガスであることを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
第１の発明においては、エンジンの停止に際しては、エンジンキースイッチがＯＦＦすると、燃料の供給は停止されるが、点火装置はその時点から所定時間の経過後までの間、燃料室の点火プラグを周期的に作動させることになる。これにより、エンジンは、燃料の供給停止後においても、吸気通路および燃料供給経路の残留ガスを燃料に運転状態が継続される。このため、燃料の供給停止後の残留ガスは、エンジンにより燃焼され、大気への拡散が防止されるのである。この場合、点火装置のＯＦＦを遅らせるだけで良く、残留ガスの大気への拡散防止を安価に実現できる。
【００１４】
第２の発明においては、点火装置はエンジン回転の停止後にＯＦＦするので、場合によっては、所定時間の経過後においても、残留ガスを燃料にエンジンの運転状態が継続される。そのため、エンジンによる、残留ガスの燃焼処理が確実に図れるようになり、第１の発明と同様に残留ガスの大気への拡散防止を安価に実現できる。
【００１５】
第３の発明においては、エンジンの停止に際しては、エンジンキースイッチがＯＦＦすると、燃料供給装置のバルブの閉弁により燃料の供給が停止され、燃料掃気用の開閉弁の開弁により、燃料掃気用の圧縮空気が燃料供給経路のバルブ下流に供給される。圧縮空気の供給は所定時間だけ継続され、この圧縮空気により、燃料供給経路の残留ガスがノズルから吸気通路へ押し出されるのである。点火装置は、所定時間の経過後（開閉弁の閉弁後）までの間、燃料室の点火プラグを周期的に作動させることになる。これにより、エンジンは、燃料の供給停止後においても、吸気通路および燃料供給経路の残留ガスを燃料に運転状態が継続される。このため、燃料の供給停止後の残留ガスは、エンジンにより燃焼され、大気への拡散が防止されるのである。この場合、燃料供給経路の残留ガスが掃気され、吸気通路の残留ガスと共に効率よく燃焼処理されるようになる。圧縮空気の供給源に車載のエアタンクが利用可能であり、燃料の掃気に高価な部品が必要ないので、残留ガスの大気への拡散防止を安価に実現できる。
【００１６】
第４の発明においては、点火装置はエンジン回転の停止後にＯＦＦするので、場合によっては、所定時間の経過後においても、残留ガスを燃料にエンジンの運転状態が継続される。そのため、エンジンによる、残留ガスの燃焼処理が確実に図れるようになり、第３の発明と同様に燃料供給経路の残留ガスを掃気することにより、吸気通路の残留ガスと共に効率よく燃焼処理され、燃料の掃気に高価な部品が必要ないので、残留ガスの大気への拡散防止を安価に実現できる。
【００１７】
第５の発明においては、ノズルの下流は、吸気マニホールドも含むため、吸気通路の残留ガス量が大きくなるが、燃料供給経路の残留ガスと共にエンジンにより燃料処理するので、残留ガスの大気への拡散を安価に防止できる。燃料は吸気と気体どうしの混合となるが、ノズルの噴射から各燃料室に吸入されるまでの間に吸気（空気）と十分に混合されるのである
第６の発明においては、ガス制御弁により、燃料を吸入空気量に応じた供給量に制御可能のため、ノズルをスロットル弁から離れる位置に設定できる。つまり、ノズルの設定の自由度が高められるのである。
【００１８】
第７の発明においては、圧縮天然ガスが大気へ拡散するのを有効に防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１において、１はエンジン２の吸気通路３に介装されるスロットル弁であり、その上流に燃料供給装置４のノズル８が配置される。スロットル弁４は、アクセル操作に連動してその操作量に応じた開度に制御される。５は空気清浄器、６はターボチャージャ、７はインタクーラ、である。
【００２０】
燃料供給装置４は、ノズル８に燃料供給管９（燃料供給経路）を介してガスボンベ（図示せず）が接続され、燃料供給管９に高圧燃料遮断弁１１（主止弁），レギュレータ１２（燃料遮断弁内蔵），フィルタ１３，低圧燃料遮断弁１４，ガス制御弁１５、が介装される。ガスボンベは、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を充填するものである。高圧燃料遮断弁１１（主止弁），レギュレータ１２（燃料遮断弁内蔵），低圧燃料遮断弁１４，ガス制御弁１５、は図示しないイグニッションスイッチ（エンジンキースイッチ）のＯＮにより開弁する一方、イグニッションスイッチのＯＦＦにより閉弁するように制御される。レギュレータ１２は、高圧燃料を所定の低圧燃料に調圧（減圧）するものであり、ガス制御弁１５は、低圧燃料のノズル８への供給量（噴射量）をスロットル弁１の開度（スロットル開度）やインタクーラ７下流の吸気圧力（過給圧）に応じて制御するものである。ノズル８は、吸気通路３の中央部へ延ばされ、その先端（噴射口）が吸気の上流側へ向けて開口される。
【００２１】
吸気通路３において、１６はアイドル運転時に開弁するアイドル弁であり、１７はアイドル流量を補正するアイドルコントロール弁であり、これらはそれぞれ対応するアイドル流路２０，２１（スロットル弁１をバイパスする迂回通路）に介装される。１８はエンジン回転やエンジン出力を許容範囲に規制するサブスロットル弁であり、通常時は全開状態に維持され、エンジン回転やエンジン出力が既定値を超えると、吸気通路３を絞るように制御される。１９はサブスロットル弁１８のアクチュエータである。
【００２２】
ノズル８の上流側とサブスロットル弁１８の下流側との間を連絡するバイパス流路２３が形成され、バイパス流路２３を開閉する吸気バイパス弁２４が介装される。２５は吸気バイパス弁２４を駆動するダイヤフラム装置であり、その作動室は給排気弁２６（電磁弁）を介してエアタンク２７に接続される。電磁弁２６は、エキゾーストブレーキの作動時にダイヤフラム装置２５へエアタンク２７の圧縮空気を供給する一方、それ以外のときはタイヤフラム装置２５の作動室を大気に開放するように制御される。
【００２３】
エンジン２の各燃料室に圧縮上死点近くで作動する点火プラグ３０が備えられる。３１は点火プラグであり、３２はパワートランジスタであり、点火コイル３１はパワートランジスタ３２を介して制御され、運転状態に応じた最適な点火時期に２次コイルの高電圧を点火プラグ３０に印加する。
【００２４】
排気通路３３において、ターボチャージャ６の下流にエキゾーストシャッタ３４が介装される。エキゾーストシャッタ３４は、エキゾーストブレーキの作動時に排気通路３３を絞るものであり、その駆動手段にエアシリンダ３５が備えられる。エアシリンダ３５は給排気弁３６（電磁弁）を介してエアタンク２７に接続され、後述するコントローラ（図示せず）の制御に基づいて、電磁弁３６が給気側に切り替わると、エアタンク２７からの圧縮空気により、エキゾーストシャッタ３４を閉じる一方、電磁弁３６が排気側に切り替わると、リターンスプリングにより、エキゾーストシャッタ３４を開くように作動（ピストンロッドが伸縮）する。３７はエンジン２の排出ガスを浄化する触媒装置であり、３８はマフラ（消音器）である。
【００２５】
燃料供給装置４のノズル８とガス制御弁１５との間（図１の場合、ガス制御弁１５の直ぐ下流の燃料供給管９）に燃料掃気用の圧縮空気の受入口が設けられる。受入口にエアタンク２７が接続され、受入口を開閉する電磁弁４０（開閉弁）が備えられる。燃料掃気用の電磁弁４０は、エンジン２の停止への移行時にのみ、所定時間だけ受入口を開く（エアタンク２７からの圧縮空気をガス制御弁１５の直ぐ下流の燃料供給管９に供給する）ように制御される。
【００２６】
吸気通路３のアイドル弁１６，アイドルコントロール弁１７，吸気バイパス弁２４，サブスロットル弁１８、排気通路のエキゾーストシャッタ３４、各燃焼室の点火プラグ３０、燃料供給装置の高圧燃料遮断弁１１，レギュレータ１２，低圧燃料遮断弁１４，ガス制御弁１５、燃料掃気用の電磁弁４０、を制御するコントローラが備えられる。コントローラの制御に必要な検出手段として、クランク角を検出するクランク角センサ４５，スロットル開度を検出するスロットル開度センサ（図示せず）、などが設けられる。
【００２７】
エンジン２の運転中は、燃料供給装置４の高圧燃料遮断弁１１，レギュレータ１２，低圧燃料遮断弁１４，ガス制御弁１５、が開弁状態に保持され、スロットル開度や過給圧に応じた制御量の燃料がノズル８から吸気通路３に噴射され、吸入空気（過給気）と混合しながら、エンジン２へ供給される。ノズル８は、スロットル弁１の上流側に配置され、エンジン２の各燃料室へ達するまでの流路が長く設定される。そのため、燃料は吸気と気体どうしの混合となるが、ノズル８の噴射から各燃料室に吸入されるまでの間に吸気（空気）と十分に混合されるのである。
【００２８】
図２は、エンジン２の停止制御（コントローラの制御内容）を説明する流れ図であり、Ｓ１において、イグニッションスイッチ（エンジンキースイッチ）がＯＦＦすると、Ｓ２へ進み、ガス制御弁１５，低圧燃料遮断弁１４，レギュレータ１２，高圧燃料遮断弁１１、を閉弁（燃料の供給を停止）する。Ｓ３においては、燃料掃気用の電磁弁４０を開弁（電源をＯＮ）する。Ｓ４においては、電磁弁４０の開弁時間がカウントされ、その時間が所定の掃気時間（たとえば、０．１〜０．５ｓｅｃ）に達すると、Ｓ５へ進み、燃料掃気用の電磁弁４０を閉弁（電源をＯＦＦ）する。その後、Ｓ６において、エンジン回転の停止が確認されると、Ｓ７へ進み、点火装置（点火プラグ３０，点火コイル３１，パワートランジスタ３２、などから構成される）を停止（電源をＯＦＦ）と共に制御系の電源をＯＦＦするのである。
【００２９】
このような制御により、エンジン２の停止への移行時においては、イグニッションスイッチがＯＦＦすると、燃料の供給が停止され、燃料掃気用の開閉弁４０の開弁により、燃料掃気用の圧縮空気が燃料供給管９のガス制御弁１５の下流に供給される。圧縮空気の供給は所定時間だけ継続され、この圧縮空気により、燃料供給管９の残留ガスがノズル８から吸気通路３へ押し出されるのである。点火装置は、エンジン回転の停止確認に至るまでの間、燃料室の点火プラグ３０を周期的に作動させる。
【００３０】
エンジン２は、燃料の供給停止後においても、吸気通路３および燃料供給管９の残留ガスを燃料に運転状態が継続される。このため、燃料の供給停止後の残留ガスは、エンジン２により燃焼処理され、大気への拡散が防止されるのである。
【００３１】
この場合、燃料供給経路の残留ガスが掃気され、吸気通路３の残留ガスと共に効率よく燃焼処理されるようになる。圧縮空気の供給源に車載のエアタンク２７が利用され、燃料の掃気に高価な部品が必要ないので、残留ガスの大気への拡散防止を安価に実現できる。点火装置は、エンジン回転の停止確認後にＯＦＦするので、残留ガス量など場合によっては、所定の掃気時間の経過後においても、残留ガスを燃料にエンジン２の運転状態が継続される。そのため、エンジン２による残留ガスの燃焼処理が燃料を残さないよう確実に図れるようになる。
【００３２】
図示の実施形態においては、燃料供給装置４の供給経路の最も下流側に位置するガス制御弁１５とノズル８との間に燃料掃気用の圧縮空気の供給源（エアタンク２７）が開閉弁４０を介して接続され、エンジンキースイッチがＯＦＦすると、燃料供給装置４のガス制御弁１５を低圧燃料遮断弁１４，レギュレータ１２，高圧燃料遮断弁１１と共に閉弁すると共に燃料掃気用の開閉弁４０を所定時間だけ開弁する一方、開閉弁４０が閉弁するとエンジン回転の停止確認後に点火装置をＯＦＦする制御に設定されるが、燃料掃気手段（電磁弁４０および燃料掃気用の配管、など）を備えず、点火装置のＯＦＦを燃料の供給停止に遅らせるだけでも良い。
【００３３】
具体的には、図２において、Ｓ３〜Ｓ５の処理が省略され、その代わりに燃料供給の停止からの経過時間をカウントすると共にその経過時間が所定時間に達すると次の処理（図２のＳ６，Ｓ７）へ進む処理が入り、エンジンン回転の停止確認後に点火装置をＯＦＦするような制御に設定することになる。エンジンキースイッチがＯＦＦすると、燃料の供給は停止されるが、点火装置はその時点から所定時間の経過後までの間、燃料室の点火プラグ３０を周期的に作動させることになり、燃料の供給停止後の残留ガスは、エンジン２により燃焼され、大気への拡散が防止されるのである。この場合、点火装置のＯＦＦを遅らせるだけで良く、残留ガスの大気への拡散防止を安価に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を表す、システム概要図である。
【図２】同じくエンジンの停止制御を説明する流れ図である。
【符号の説明】
１　スロットル弁
３　吸気通路
４　燃料供給装置
８　ノズル
９　燃料供給管
１５　ガス制御弁
２７　エアタンク
３０　点火プラグ
３１　点火コイル
３２　パワートランジスタ
３３　排気通路
４０　燃料掃気用の開閉弁
【図１】
2004124710.tif 000003
【図２】
2004124710.tif 000004