(57)【要約】【課題】ガソリン噴射システム搭載エンジンに正圧ガス噴射システムを増設して正圧ガス燃料使用のエンジンに改造した場合の燃料噴射を停止している減速状態からの燃料噴射復帰時における運転性を良好なものとする。【解決手段】既設のガソリン用電子式制御装置がエンジン運転状態に応じて出力するガソリン噴射弁駆動信号Ｔ１・・・Ｔ６を増設した正圧ガス用電子式制御装置に入力して正圧ガス噴射弁駆動信号Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ａ５、Ａ６を算出し、これを二回目以降の駆動信号Ｔ２・・・Ｔ６の入力に同期して正圧ガス噴射弁に出力する。復帰直後の正圧ガス噴射弁駆動信号Ａ０はエンジン回転速度および吸気管圧力に基いて正圧ガス用電子式制御装置で算出し、これを復帰直後の最初の駆動信号Ｔ４の入力に同期して正圧ガス噴射弁に出力させることにより復帰時の運転性を向上させる。【選択図】      図２
2004204696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン既設のガソリン噴射システムに、このシステムが具えているガソリン用電子式制御装置がエンジン運転状態に応じて出力するガソリン噴射弁駆動信号を入力して正圧ガス噴射量を算出する正圧ガス用電子式制御装置と正圧ガス噴射弁とを具えた正圧ガス噴射システムを増設し、前記正圧ガス用電子式制御装置は算出した正圧ガス噴射量を与える正圧ガス噴射弁駆動信号を次のガソリン噴射弁駆動信号の入力に同期して前記正圧ガス噴射弁に出力するエンジンの正圧ガス燃料供給方法であって、
燃料噴射を停止している減速状態からの燃料噴射復帰時において、復帰直後の１回目の正圧ガス噴射弁駆動信号をエンジン回転速度および吸気管圧力に基いて前記正圧ガス用電子式制御装置で算出させ、この正圧ガス噴射弁駆動信号を前記正圧ガス用電子式制御装置に復帰直後に入力される最初のガソリン噴射弁駆動信号に同期して前記正圧ガス噴射弁に出力する、
ことを特徴とするエンジンの正圧ガス燃料供給方法。
【請求項２】
エンジン既設のガソリン噴射システムに、このシステムが具えているガソリン用電子式制御装置がエンジン運転状態に応じて出力するガソリン噴射弁駆動信号を入力して正圧ガス噴射量を算出する正圧ガス用電子式制御装置と正圧ガス噴射弁とを具えた正圧ガス噴射システムを増設し、前記正圧ガス用電子式制御装置は算出した正圧ガス噴射量を与える正圧ガス噴射弁駆動信号を次のガソリン噴射弁駆動信号の入力に同期して前記正圧ガス噴射弁に出力するエンジンの正圧ガス燃料供給方法であって、
燃料噴射を停止している減速状態からの燃料噴射復帰時において、復帰直後の１回目の正圧ガス噴射弁駆動信号をエンジン回転速度および吸気管圧力とエンジン温度とに基いて前記正圧ガス用電子式制御装置で算出させ、この正圧ガス噴射弁駆動信号を前記正圧ガス用電子式制御装置に復帰直後に入力される最初のガソリン噴射弁駆動信号に同期して前記正圧ガス噴射弁に出力する、
ことを特徴とするエンジンの正圧ガス燃料供給方法。
【請求項３】
エンジン既設のガソリン噴射システムに、このシステムが具えているガソリン用電子式制御装置がエンジン運転状態に応じて出力するガソリン噴射弁駆動信号を入力して正圧ガス噴射量を算出する正圧ガス用電子式制御装置と正圧ガス噴射弁とを具えた正圧ガス噴射システムを増設し、前記正圧ガス用電子式制御装置は算出した正圧ガス噴射量を与える正圧ガス噴射弁駆動信号を次のガソリン噴射弁駆動信号の入力に同期して前記正圧ガス噴射弁に出力するエンジンの正圧ガス燃料供給方法であって、
燃料噴射を停止している減速状態からの燃料噴射復帰時において、復帰直後の１回目の正圧ガス噴射弁駆動信号をエンジン回転速度および吸気管圧力と電気的・機械的負荷とに基いて前記正圧ガス用電子式制御装置で算出させ、この正圧ガス噴射弁駆動信号を前記正圧ガス用電子式制御装置に復帰直後に入力される最初のガソリン噴射弁駆動信号に同期して前記正圧ガス噴射弁に出力する、
ことを特徴とするエンジンの正圧ガス燃料供給方法。
【請求項４】
エンジン既設のガソリン噴射システムに、このシステムが具えているガソリン用電子式制御装置がエンジン運転状態に応じて出力するガソリン噴射弁駆動信号を入力して正圧ガス噴射量を算出する正圧ガス用電子式制御装置と正圧ガス噴射弁とを具えた正圧ガス噴射システムを増設し、前記正圧ガス用電子式制御装置は算出した正圧ガス噴射量を与える正圧ガス噴射弁駆動信号を次のガソリン噴射弁駆動信号の入力に同期して前記正圧ガス噴射弁に出力するエンジンの正圧ガス燃料供給方法であって、
燃料噴射を停止している減速状態からの燃料噴射復帰時において、復帰直後の１回目の正圧ガス噴射弁駆動信号をエンジン回転速度および吸気管圧力とエンジン温度と電気的・機械的負荷とに基いて前記正圧ガス用電子式制御装置で算出させ、この正圧ガス噴射弁駆動信号を前記正圧ガス用電子式制御装置に復帰直後に入力される最初のガソリン噴射弁駆動信号に同期して前記正圧ガス噴射弁に出力する、
ことを特徴とするエンジンの正圧ガス燃料供給方法。
【請求項５】
前記１回目の正圧ガス噴射弁駆動信号を前記エンジン回転速度および吸気管圧力に加えて絞り弁開度に基いて算出させる請求項１、２、３、４のいずれかに記載したエンジンの正圧ガス燃料供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＰＧまたはＣＮＧを所定の正圧ガスに調整し、電子制御される噴射弁を用いてエンジンに供給する正圧ガス燃料供給方法、詳しくは既設のガソリン噴射システムを正圧ガス噴射システムに利用したものにおける正圧ガス燃料供給方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＰＧを火花点火エンジンの燃料に使用することは広く知られており、レギュレータ（ベーパライザ）とミキサを用いて大気圧程度の圧力に調整した気化ガスを吸気管路に吸引させてエンジンに供給する、という従前から行なわれている周知の方式に代えて、特開平６−１７７０９号公報などに記載されているように、所定圧力に調整した正圧ガスを吸気管路に噴射させてエンジンに供給する方式が考えられている。一方、ＣＮＧはＬＰＧに比べて気体の状態を安定よく維持するので、所定の正圧ガスに調整し吸気通路に噴射させてエンジンに供給することが実用化されている。
【０００３】
前記の正圧ガスを供給する気体燃料噴射システムをエンジンに搭載するにあたって、新規のエンジンに対しては、エンジン運転状態に応じて最適の燃料供給量を与える噴射量を設定した電子式制御装置を使用して噴射弁を制御するように最初からシステムを設計すればよい。
【０００４】
しかし、ガソリン噴射システムを搭載している既存のエンジンに対しては、エンジンの運転状態に応じて最適の燃料供給量を与える噴射量がガソリン噴射システムを構成する電子式制御装置に設定されているので、ガソリン噴射量からこれと同等の混合気を与える正圧ガス噴射量を算出する、というきわめて簡単な機能をもたせた電子式制御装置を増設し、且つ正圧ガスの噴射に適した弁口径、ダイナミックレンジをもつ噴射弁を使用することにより、既設のガソリン噴射システムをそのまま利用して正圧ガス噴射システムを構築し、正圧ガス燃料使用のエンジンに改造することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のガソリン噴射システムにおけるガソリン用電子式制御装置が出力するガソリン噴射弁駆動信号は正圧ガス噴射量を算出する正圧ガス用電子式制御装置に入力され、ここで所要の正圧ガス噴射量に換算して正圧ガス噴射弁駆動信号を出力するが、ガソリン用電子式制御装置が出力するガソリン噴射弁駆動信号を受けて正圧ガス用電子式制御装置が正圧ガス噴射量を算出した結果である正圧ガス噴射弁駆動信号は、次のガソリン噴射弁駆動信号の入力に同期して出力される。
【０００６】
このため、ガソリン噴射弁駆動信号が出力されず燃料噴射を停止している減速状態から燃料噴射を再開する復帰時において、ガソリン噴射弁駆動信号に対応する正圧ガス噴射弁駆動信号は一回遅れで出力されることにより、復帰直後における最初の正圧ガス噴射が行なわれずエンジン運転性に悪影響を与える、という問題を生じる。
【０００７】
本発明は既設のガソリン噴射システムを正圧ガス噴射システムとして利用した場合に、正圧ガス用電子式制御装置はガソリン用電子式制御装置が出力するガソリン噴射弁駆動信号に基いて算出した正圧ガス噴射弁駆動信号を一回遅れで出力するため、復帰直後の最初の正圧ガス噴射が行なわれずエンジン性能に悪影響を与える、という課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは燃料噴射を停止している減速状態からの復帰直後の最初の正圧ガス噴射を適確に行なってエンジン運転性を良好なものとすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はエンジン既設のガソリン噴射システムに、このシステムが具えているガソリン用電子式制御装置がエンジン運転状態に応じて出力するガソリン噴射弁駆動信号を入力して正圧ガス噴射量を算出する正圧ガス用電子式制御装置と正圧ガス噴射弁とを具えた正圧ガス噴射システムを増設し、正圧ガス用電子式制御装置は算出した正圧ガス噴射量を与える正圧ガス噴射弁駆動信号を次のガソリン噴射弁駆動信号の入力に同期して正圧ガス噴射弁に出力するエンジンの正圧ガス噴射システムがもっている前記課題を次のようにして解決した。
【０００９】
即ち、燃料噴射を停止している減速状態からの燃料噴射復帰時において、復帰直後の１回目の正圧ガス噴射弁駆動信号をエンジン回転速度および吸気管圧力に基いて、或いはこれらとエンジン温度、電気的・機械的負荷のいずれかまたは両方に基いて正圧ガス用電子式制御装置で算出させ、この正圧ガス噴射弁駆動信号を正圧ガス用電子式制御装置に復帰直後に入力される最初のガソリン噴射弁駆動信号に同期して正圧ガス噴射弁に出力するものとした。
【００１０】
このように、復帰直後の最初の正圧ガス噴射弁駆動信号がエンジン回転速度および吸気管圧力に基いて算出されるか、或いはこれらとエンジン温度、電気的・機械的負荷のいずれかまたは両方とに基いて算出され、二回目以降の正圧ガス噴射弁駆動信号がエンジン運転状態に応じてガソリン用電子式制御装置で算出したガソリン噴射弁駆動信号に基いていることと相俟って、簡単な演算機能をもたせた正圧ガス用電子式制御装置を使用して復帰直後のエンジン運転性を大幅に向上することができるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は正圧ガス燃料にＬＰＧを用いた場合の実施の形態を示す配置図であって、ＬＰＧを充填したボンベ１の液相部分から延びフィルタ３および電磁駆動の遮断弁４を有する送出管路２が圧力調整器５に接続されている。
【００１２】
圧力調整器５はエンジン冷却水を通過させる冷却水室６と、送出管路２が接続された予熱室７と、正圧ガス管路１４を接続した調圧室８とを有しており、冷却水室６と予熱室７とは互いに隣接してエンジン冷却水とＬＰＧとの間で熱交換が行なわれるようになっている。調圧室８は調整ばね９を作用させたダイヤフラム１０によって容積可変とされており、また予熱室７と連通させた導通路１１はダイヤフラム１０の変位に応じて回動するレバー１２に取り付けた入口弁１３によって開閉される。
【００１３】
ボンベ１から送出管路２を通って予熱室７に入った液相ＬＰＧは、冷却水室６のエンジン冷却水により加熱されて気化ガスとなり、この気化ガスは調圧室８の圧力が設定圧力よりも低くなると入口弁１３が導通路１１を開くことによって調圧室８に流入し、設定圧力よりも高くなると入口弁１３が導通路１１を閉じることによって調圧室８への流入を停止する。このことにより、予熱室７で作られた気化ガスは所定圧力に調整された正圧ガスとして調圧室８に保有される。
【００１４】
本発明は既存のガソリンエンジンをガスエンジンに改造する場合に適用されるものであり、ガソリン用電子式制御装置１５とガソリン噴射弁１７とを具えたガソリン噴射システムがエンジンに搭載されている。ガソリン用電子式制御装置１５は絞り弁開度、吸入空気量、吸気管圧力、エンジン回転速度、冷却水温度、排気酸素濃度などのエンジン運転状態１８に基いて算出したガソリン噴射弁駆動信号を出力し、ガソリン噴射弁１７をこの駆動信号に応じた噴射時間で開閉動作させ、エンジン要求流量のガソリンを噴射してエンジンに供給するものであって、このこと自体は周知である。
【００１５】
本実施の形態においては、正圧ガス用電子式制御装置２１と正圧ガス噴射弁２３とを具えた正圧ガス噴射システムが前記のガソリン噴射システムを残置させて増設される。この場合、ガソリン噴射弁１７を撤去して正圧ガス噴射弁２３につけ替えることができ、このときはガソリン用電子式制御装置１５からガソリン噴射弁１７に至る駆動信号線１６をそのまま正圧ガス用電子式制御装置２１につけ替え接続して入力信号線とする。
【００１６】
しかし、図示実施の形態のようにガソリン噴射弁１７を残置させてその近くの適宜個所に正圧ガス噴射弁２３を設置する場合は、駆動信号線１６から正圧ガス用電子式制御装置２１に至る分岐線を設けて入力信号線２４とする。ガソリン噴射弁１７はガソリン噴射弁駆動信号により開閉動作させることなく閉弁位置に固定しておくことにより本発明を実施するうえで何の支障もない。
【００１７】
ここで、ガソリン噴射弁１７を正圧ガスの噴射に使用することが考えられるが、エンジン要求燃料流量に対応する容積流量はガソリンに比べて正圧ガスの方が格段に大きいので、本発明では正圧ガスの適正な噴射が可能な弁口径、ダイナミックレンジをもつ専用の正圧ガス噴射弁２３を使用することとした。
【００１８】
正圧ガス用電子式制御装置２１はガソリン用電子式制御装置１５がエンジン運転状態に応じて出力するガソリンの噴射に適したガソリン噴射弁駆動信号に基づいて正圧ガスの適正な噴射量を算出し、この算出された正圧ガス噴射量を与える正圧ガス噴射弁駆動信号を駆動信号線２２により正圧ガス噴射弁２３に出力する。
【００１９】
この正圧ガス用電子式制御装置２１にはエンジン回転速度２５および吸気管圧力２６が入力されるようになっており、またこれらに加えて一般には冷却水温度であるエンジン温度２７、および一般には自動車における冷暖房装置やパワーステアリングなどの電気的・機械的負荷２８の大きさが入力されるようになっている。  そして、この制御装置２１は減速時におけるエンジンの基本的な状態をエンジン回転速度２５と吸気管圧力２６とによって把握し、これらに基いて検知した状態に対する適正量の正圧ガスを噴射させる正圧ガス噴射弁駆動信号を算出し、この駆動信号を減速状態からの復帰直後に１回または数回だけ正圧ガス噴射弁２３に出力し、以後は正圧ガスの噴射に関与させないものとしている。
【００２０】
エンジン温度２７および電気的・機械的負荷２８は減速時におけるエンジンの状態を更に正確に把握してより適正な正圧ガス噴射を行なわせるものであり、これらのいづれかまたは両方をエンジン回転速度２５、吸気管圧力２６に加味して正圧ガス噴射弁駆動信号を算出するか、或いはこれらのいずれかまたは両方を用いてエンジン回転速度２５、吸気管圧力２６により算出した正圧ガス噴射弁駆動信号を補正する。  尚、エンジン回転速度２５および吸気管圧力２６に絞り弁開度２９を加えて減速時におけるエンジンの状態を把握させることができ、これらによって復帰時の減速状態を正確に知り、容易に適正量の正圧ガス噴射量を算出することができる。
【００２１】
次に、図２を参照して、ガソリン用電子式制御装置１５がエンジン運転状態１８に応じて出力したガソリン噴射弁駆動信号Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６…は入力信号線２４を通って正圧ガス用電子式制御装置２１に入力され、この制御装置２１は前記の入力信号に基きガソリンに変えてエンジンが要求する流量の正圧ガスを噴射させる正圧ガス噴射弁駆動信号Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ａ５、Ａ６…を算出する。
【００２２】
算出された正圧ガス噴射弁駆動信号Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ａ５、Ａ６…は次のガソリン噴射弁駆動信号Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６…が入力されたときこれと同期して出力される。即ち、Ｔ１に基いて算出したＡ１は次のＴ２の入力に同期して出力され、以後も同様に次の入力に同期して前回の入力に基いて算出した駆動信号を出力するので、そのままではエンジンが燃料噴射を停止している減速状態から燃料噴射を復帰したとき、復帰直後の最初の正圧ガスの噴射量が行なわれず運転性に悪影響を及ぼすこととなる。
【００２３】
ここで、Ｔ１、Ａ１で示される噴射時間で定常運転を行なっていたエンジンが減速を開始すると、その初期にＴ２、Ｔ３、Ａ２のように噴射時間を小さくして燃料噴射量を減少させてから燃料噴射を停止する。そして、燃料噴射復帰後はガソリン噴射弁駆動信号Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６…に対応する正圧ガス噴射弁駆動信号Ａ４、Ａ５、Ａ６…が一回遅れで出力されるので、Ｔ５の入力に同期して出力されるＡ４以降は復帰後の運転に対応することができる。しかし、Ｔ４の入力に同期して正圧ガス噴射弁駆動信号が出力されないので、復帰直後の最初に必要な正圧ガス噴射が行われない。
【００２４】
ここで、減速開始時の最後に出力されたＴ３に基いて復帰直後の最初の正圧ガス噴射量を算出することも考えられるが、Ｔ３の噴射時間はきわめて短かいので、復帰直後に必要とされる正圧ガス噴射量を得ることができない。また、Ｔ１が最後の駆動信号であるように設計されているガソリン噴射システムであっても、減速開始時と復帰時とではエンジンの状態が大幅に異なることが多いので、Ｔ１に基いて適正な正圧ガス噴射量を算出することは不可能である。
【００２５】
本実施の形態によると、正圧ガス用電子式制御装置２１にエンジン回転速度２５、吸気管圧力２６、エンジン温度２７および電気的・機械的負荷２８が入力され、復帰時のエンジンの状態に応じた適正量、即ちエンジン要求流量の正圧ガスを噴射させる正圧ガス噴射弁駆動信号Ａ０が算出される。そして、ガソリン用電子式制御装置１５が出力する復帰直後の最初のガソリン噴射弁駆動信号Ｔ４が正圧ガス用電子式制御装置２１に入力されたとき、これに同期させて前記駆動信号Ａ０を正圧ガス噴射弁２３に出力する。
【００２６】
このことにより、減速状態からの燃料噴射復帰直後に要求される正圧ガスが適正に供給され、エンジン運転性を低下させることがないばかりか、減速から加速を行なう場合にもすぐれた加速性能を与えることができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によると、ガソリン噴射システム搭載のエンジンを正圧ガス燃料使用のエンジンに改造し、ガソリン用電子式制御装置が出力するエンジン運転状態に応じたガソリン噴射弁駆動信号を基に正圧ガス用電子式制御装置で正圧ガス噴射弁駆動信号を算出するシステムがもっている、燃料噴射を停止している減速状態からの復帰直後の最初に正圧ガス噴射が行なわれない、という不都合が解消されるとともに、最初の正圧ガス噴射量を適正量としてエンジン運転性を向上させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す配置図。
【図２】図１の形態における噴射タイミング図。
【符号の説明】
１５  ガソリン用電子式制御装置、  １８  エンジン運転状態、  ２１  正圧ガス用電子式制御装置、  ２３  正圧ガス噴射弁、  ２５  エンジン回転速度、２６  吸気管圧力、  ２７  エンジン温度、  ２８  電気的・機械的負荷、  Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６  ガソリン噴射弁駆動信号  Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ４、Ａ５、Ａ６  正圧ガス噴射弁駆動信号
【図１】
2004204696.tif 000003
【図２】
2004204696.tif 000004