(57)【要約】【課題】ガス燃料中に含まれる不純物が機関に供給されるのを阻止する。【解決手段】ＬＰＧ内燃機関のベンチュリ４にレギュレータ６を介してＬＰＧタンク１０を接続する。レギュレータ６の減圧室に不純物排出通路２７を接続し、不純物排出通路２７内に不純物排出弁２９を配置する。不純物排出弁２９の出口を不純物回収容器２８に接続する。減圧室内に蓄積している不純物の量が許容上限量を越えたか否かを判断し、減圧室内に蓄積している不純物の量が許容上限量を越えたと判断されたときには不純物排出弁２９を一時的に開弁して減圧室内に蓄積したタール分のような液状不純物を、レギュレータ６外に排出する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス燃料タンクとガス燃料内燃機関との間のガス燃料通路内にレギュレータを配置し、該レギュレータ内にはガス燃料から分離された不純物を蓄積しておく不純物蓄積室が形成されており、該不純物蓄積室内に蓄積している不純物をレギュレータ外に排出するための不純物排出通路を設けると共に該不純物排出通路内に不純物排出弁を配置し、不純物蓄積室内に蓄積している不純物をレギュレータ外に排出すべきか否かを判断して該不純物をレギュレータ外に排出すべきと判断されたときには不純物排出弁を一時的に開弁するようにしたガス燃料内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
前記不純物排出通路の出口をレギュレータと別の不純物回収容器に接続した請求項１に記載のガス燃料内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
前記不純物排出通路の出口をガス燃料内燃機関のオイルパンに接続した請求項１に記載のガス燃料内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】
前記不純物蓄積室内に蓄積している不純物の量が予め定められた許容上限量を越えたか否かを判断すると共に、不純物蓄積室内に蓄積している不純物の量が該許容上限量を越えたと判断されたときに前記不純物排出弁を一時的に開弁するようにした請求項１に記載のガス燃料内燃機関の燃料供給装置。
【請求項５】
ガス燃料タンクとガス燃料内燃機関との間のガス燃料通路内にレギュレータを配置し、該レギュレータ内にはガス燃料から分離された不純物を蓄積しておく不純物蓄積室が形成されており、該不純物蓄積室内に蓄積している不純物をレギュレータ外に排出するための不純物排出通路を設けると共に、該不純物排出通路の出口をガス燃料内燃機関のオイルパンに接続したガス燃料内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス燃料内燃機関の燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガス燃料、例えば液化石油ガス（以下、ＬＰＧと称する）を燃料とするガス燃料内燃機関が知られている。
【０００３】
このガス燃料内燃機関では、ガス燃料タンク内に液体の形で蓄えられている燃料がレギュレータに導かれ、ここで減圧され気化されて大気圧程度のガスになり、次いで機関吸気通路に設けられたベンチュリを介して機関に供給されるようになっている。
【０００４】
レギュレータについてもう少し説明すると、レギュレータには比較的大きな容積の減圧室が設けられており、液体燃料がこの減圧室内に導かれることによって減圧され気化される（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３８９５９号公報
【特許文献２】
特開２００２−７０６５２号公報
【特許文献３】
特開２０００−２０５０５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガス燃料中には、タール分や、液体燃料を高圧にする際に使用されるポンプの潤滑油といった不純物が含まれている。ところがこのような不純物はＬＰＧが減圧室内に導かれても気化することなく減圧室内に留まり、従って蓄積される。このように減圧室内に蓄積される液状の不純物の量は運転時間の経過と共に次第に多くなり、その結果減圧室の容積が次第に小さくなるばかりか、不純物がガス燃料と共に機関に供給される恐れがある。この場合、燃焼室内にデポジットが形成されたり、このデポジットにより圧縮比が高くなるとノッキングが発生してドライバビリティが悪化したり、或いは排気ガス中に多量の未燃炭化水素が含まれる恐れがあるという問題点がある。
【０００７】
そこで本発明の目的は、ガス燃料中に含まれる不純物が機関に供給されるのを阻止することができるガス燃料内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために１番目の発明によれば、ガス燃料タンクとガス燃料内燃機関との間のガス燃料通路内にレギュレータを配置し、該レギュレータ内にはガス燃料から分離された不純物を蓄積しておく不純物蓄積室が形成されており、該不純物蓄積室内に蓄積している不純物をレギュレータ外に排出するための不純物排出通路を設けると共に該不純物排出通路内に不純物排出弁を配置し、不純物蓄積室内に蓄積している不純物をレギュレータ外に排出すべきか否かを判断して該不純物をレギュレータ外に排出すべきと判断されたときには不純物排出弁を一時的に開弁するようにしている。
【０００９】
また、２番目の発明によれば１番目の発明において、前記不純物排出通路の出口をレギュレータと別の不純物回収容器に接続している。
【００１０】
また、３番目の発明によれば１番目の発明において、前記不純物排出通路の出口をガス燃料内燃機関のオイルパンに接続している。
【００１１】
また、４番目の発明によれば１番目の発明において、前記不純物蓄積室内に蓄積している不純物の量が予め定められた許容上限量を越えたか否かを判断すると共に、不純物蓄積室内に蓄積している不純物の量が該許容上限量を越えたと判断されたときに前記不純物排出弁を一時的に開弁するようにしている。
【００１２】
また、前記課題を解決するために５番目の発明によれば、ガス燃料タンクとガス燃料内燃機関との間のガス燃料通路内にレギュレータを配置し、該レギュレータ内にはガス燃料から分離された不純物を蓄積しておく不純物蓄積室が形成されており、該不純物蓄積室内に蓄積している不純物をレギュレータ外に排出するための不純物排出通路を設けると共に、該不純物排出通路の出口をガス燃料内燃機関のオイルパンに接続している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１はガス燃料をＬＰＧから構成した場合を示している。しかしながら、ガス燃料を他の燃料、例えば圧縮天然ガス（ＣＮＧ）から構成することもできる。
【００１４】
図１を参照すると、１は火花点火式ＬＰＧ機関本体、２は吸気通路、３は排気通路、４は吸気通路２に設けられたベンチュリをそれぞれ示す。ベンチュリ４はガス燃料通路５を介してレギュレータ６の燃料出口ポート７に接続され、レギュレータ６の燃料入口ポート８は液体燃料通路９を介してＬＰＧタンク１０の出口ポート１１に接続される。更にＬＰＧタンク１０の入口ポート１２は充填通路１３を介して充填ノズル１４に接続される。
【００１５】
液体燃料通路９内には例えば手動式の取出弁１５が配置され、充填通路１３内には例えば手動式の充填弁１６が配置される。通常、取出弁１５は開弁状態に維持されており、充填弁１６は閉弁状態に維持されている。ＬＰＧタンク１０内にＬＰＧを充填すべきときには、まず取出弁１５が閉弁され、次いで充填弁１６が開弁され、充填ノズル１４からＬＰＧが充填される。充填が完了すると、充填弁１６が閉弁され、次いで取出弁１５が開弁される。
【００１６】
レギュレータ６を詳細に示す図２を参照すると、レギュレータ６はそれぞれ比較的大きな容積を有する一次減圧室１７及び二次減圧室１８を具備する。燃料入口ポート８は燃料通路１９ａを介して一次減圧室１７に接続され、一次減圧室１７は燃料通路１９ｂを介して二次減圧室１８に接続され、二次減圧室１８は燃料出口ポート７に接続される。
【００１７】
一次減圧室１７内には、燃料通路１９ａと一次減圧室１７との間の連通を制御するための一次減圧弁２０が設けられる。この一次減圧弁２０は燃料通路１９ａの出口周りにヒンジ止めされたアーム２０ａを具備し、アーム２０ａの一端には弁体２０ｂが取り付けられ、アーム２０ａの他端は一次減圧室１７を画成するダイヤフラム２１に固定される。なお、一次減圧弁２０は圧縮バネ２２によって開弁方向に付勢されている。
【００１８】
一次減圧室１７内の圧力が高くなるとダイヤフラム２１が変位して一次減圧弁２０が閉弁され、一次減圧室１７内の圧力が低くなるとダイヤフラム２１が変位して一次減圧弁２０が開弁され、斯くして一次減圧室１７内の圧力がほぼ一定に維持される。
【００１９】
同様に、二次減圧室１８内には、燃料通路１９ｂと二次減圧室１８との間の連通を制御するための二次減圧弁２３が設けられる。この二次減圧弁２３は燃料通路１９ｂの出口周りにヒンジ止めされたアーム２３ａを具備し、アーム２３ａの一端には弁体２３ｂが取り付けられ、アーム２３ａの他端は二次減圧室１８を画成するダイヤフラム２４に固定される。なお、二次減圧弁２３は圧縮バネ２５によって閉弁方向に付勢されている。
【００２０】
二次減圧室１８内の圧力が高くなるとダイヤフラム２４が変位して二次減圧弁２３が閉弁され、二次減圧室１８内の圧力が低くなるとダイヤフラム２１が変位して二次減圧弁２３が開弁され、斯くして二次減圧室１８内の圧力がほぼ一定に維持される。
【００２１】
二次減圧室１８の底部には不純物排出ポート２６が設けられている。図１に示されるように、不純物排出ポート２６には不純物排出通路２７が接続されており、この不純物排出通路２７の出口はレギュレータ６とは別の車載式不純物回収容器２８に接続される。また、不純物排出通路２７内には電磁式の不純物排出弁２９が取り付けられている。この不純物排出弁２９は通常は閉弁状態に維持されている。
【００２２】
電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５及び出力ポート３６を具備する。ガス燃料通路５内には、レギュレータ６から流出した液状不純物を検出するための不純物センサ３９が取り付けられる。この不純物センサ３９は液状不純物を検出するとそれを表す信号を発生し、この信号は入力ポート３５に入力される。また、充填弁１６には充填弁スイッチ４０が取り付けられる。この充填弁スイッチ４０は充填弁１６が開弁されたこと又は開弁状態にあることを表す信号を発生し、この信号は入力ポート３５に入力される。不純物回収容器２８には不純物量センサ４１が取り付けられる。この不純物量センサ４１は不純物回収容器２８内に回収された不純物の量が予め定められた許容量を越えたときにそれを表す信号を発生し、この信号は入力ポート３５に入力される。更に、アクセルペダル４２にはアクセルペダル４２の踏み込み量を検出するための負荷センサ４３が接続される。更に入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４４が接続される。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を介して不純物排出弁２９及び警報装置４５に接続される。この警報装置４５は例えばランプから構成することができる。なお、本発明による実施例では、機関停止時にも不純物排出弁２９、電子制御ユニット３０、及び充填弁スイッチ４０に通電できるようになっている。
【００２３】
さて、冒頭でも述べたように、ＬＰＧタンク１０からレギュレータ６に供給された液体ＬＰＧは減圧室１７，１８内で順次、減圧され気化される。このときＬＰＧに含まれる不純物、例えばタール分は気化することなく減圧室１７，１８内に蓄積される。
【００２４】
そこで本発明による実施例では、二次減圧室１８に不純物排出通路２７を接続すると共に、不純物排出弁２９を一時的に開弁することにより、二次減圧室１８内に蓄積している液状の不純物をレギュレータ６外に排出するようにしている。その結果、減圧室１７，１８内に多量の不純物が蓄積するのが阻止され、従って不純物が機関に供給されるのが阻止される。なお、不純物排出通路２７を一次減圧室１７及び二次減圧室１８の両方に接続することもできるし、一次減圧室１７及び二次減圧室１８のいずれか一方に接続することもできる。
【００２５】
取出弁１５が開弁しているときに不純物排出弁２９を開弁することはできない。そこで本発明による実施例では、取出弁１５が閉弁しているとき、即ち充填弁１６が開弁しているＬＰＧ充填作用時に不純物排出弁２９を一時的に開弁するようにしている。
【００２６】
ＬＰＧ充填作用が行われる度に不純物排出弁２９を開弁することも可能である。しかしながら、不純物排出弁２９を開弁すると、取出弁１５が閉弁状態にあるといっても、わずかな量のＬＰＧが大気中に漏れ出る恐れがあり、減圧室１７，１８内及び燃料通路内が空気で満たされる恐れがある。
【００２７】
そこで本発明による実施例では、減圧室１７，１８内に蓄積している不純物の量が予め定められた許容上限量を越えたか否かを判断し、減圧室１７，１８内に蓄積している不純物の量が許容上限量を越えたと判断された後初めてＬＰＧ充填作用が行われるときに不純物排出弁２９を一時的に開弁するようにしている。
【００２８】
減圧室１７，１８内の蓄積不純物量が許容上限量を越えたか否かを判断するために、減圧室１７，１８内の蓄積不純物量を直接検出することもできる。しかしながら、減圧室１７，１８内の蓄積不純物量が多くなると、上述したように不純物がガス燃料通路５内を介してレギュレータ６外に流出する。
【００２９】
そこで本発明による実施例では、ガス燃料通路５内を流通するＬＰＧ中に不純物が含まれているか否かを不純物センサ３９により判断し、不純物が含まれていると判断されたときに減圧室１７，１８内の蓄積不純物量が許容上限量を越えたと判断するようにしている。即ち、本発明による実施例では、ガス燃料通路５内を流通するＬＰＧ中に不純物が含まれていると判断された後初めてＬＰＧ充填作用が行われるときに、減圧室１７，１８内の蓄積不純物をレギュレータ６外に排出すべきであると判断される。
【００３０】
不純物排出弁２９を介してレギュレータ６から排出された不純物は不純物回収容器２８内に回収される。不純物回収容器２８内の不純物の量は時間の経過と共に増大する。
【００３１】
そこで図１に示される実施例では、不純物回収容器２８内に回収された不純物の量が許容量を越えたか否かを不純物量センサ４１により判断し、回収不純物量が許容量を越えたと判断されたときに警報装置４５を作動させて車両運転者に知らせるようにしている。その結果、不純物回収容器２８から不純物が溢れる恐れがなくなる。
【００３２】
図３は上述した本発明による実施例の不純物排出処理ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
【００３３】
図３を参照すると、まずステップ５０では充填弁１６が開弁しているか否かが判断される。充填弁１６が開弁していないときには次いでステップ５１に進み、ガス燃料通路５内を流通するＬＰＧ中に不純物が含まれているか否かが判断される。不純物が含まれていないと判断されたときには処理サイクルを終了し、不純物が含まれていると判断されたときには次いでステップ５２に進んでフラグがセットされる。このフラグは減圧室１７，１８内の蓄積不純物量が許容上限量を越えたと判断されたときにセットされ、不純物排出弁２９が開弁されるとリセットされるものである。
【００３４】
充填弁１６が開弁しているときにはステップ５０からステップ５３に進み、フラグがセットされているか否かが判断される。フラグがリセットされているときには処理サイクルを終了し、フラグがセットされているときには次いでステップ５４に進んで不純物排出弁２９が一時的に開弁される。この場合、不純物排出弁２９を一定時間だけ開弁するようにしてもよいし、充填弁１６が閉弁されるまで開弁状態に保持するようにしてもよい。
【００３５】
続くステップ５５ではフラグがリセットされる。続くステップ５６では不純物回収容器２８内の不純物量が許容量を越えたか否かが判断される。不純物回収容器２８内の不純物量が許容量を越えていないと判断されたときには処理サイクルを終了し、不純物回収容器２８内の不純物量が許容量を越えたと判断されたときには次いでステップ５７に進み、警報装置４５が作動される（ＯＮ）。
【００３６】
図４は本発明による別の実施例を示している。
【００３７】
図４に示される別の実施例では、不純物排出通路２７の出口が機関１のオイルパン６０に接続されている。このようにすると、レギュレータ６から排出された不純物がオイルパン６０内のエンジンオイルに混合され、エンジンオイルと共に潤滑油として作用しうることになる。即ち、図１の実施例のような不純物回収容器２８や警報装置４５などを設ける必要がない。なお、この場合には不純物排出弁２９を手動式の弁から構成することもできる。その他の燃料供給装置の構成及び作用は図１に示す実施例と同様であるの説明を省略する。
【００３８】
ところで、これまで述べてきた本発明による各実施例では、減圧室１７，１８内の蓄積不純物量が許容上限量を越えると不純物排出弁２９が開弁される。このため、ＬＰＧタンク１０内のＬＰＧ中に含まれる不純物の量が少ない場合には多い場合に比べて、先の不純物排出弁開弁作用から次の不純物排出弁開弁作用までの間隔が長くなり、不純物排出弁開弁作用の頻度が低くなる。
【００３９】
そうすると、不純物排出弁開弁作用の間隔又は頻度を検出すれば、この間隔又は頻度に基づき、ＬＰＧタンク１０内のＬＰＧ中に含まれる不純物の量を推定できることになる。
【００４０】
【発明の効果】
ガス燃料中に含まれる不純物が機関に供給されるのを阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＬＰＧ内燃機関の全体図である。
【図２】レギュレータの断面図である。
【図３】不純物排出処理ルーチンを実行するためのフローチャートである。
【図４】本発明による別の実施例を示す、ＬＰＧ内燃機関の全体図である。
【符号の説明】
１…機関本体
２…吸気通路
４…ベンチュリ
６…レギュレータ
１０…ＬＰＧタンク
１７，１８…減圧室
２７…不純物排出通路
２８…不純物回収容器
２９…不純物排出弁
６０…オイルパン
【図１】
2004251204.tif 000003
【図２】
2004251204.tif 000004
【図３】
2004251204.tif 000005
【図４】
2004251204.tif 000006