(57)【要約】【課題】燃料噴射弁の固着等を原因とする開弁性の悪化が問題となるガスエンジンについて、エンジン始動時に燃料タンク側からの燃料圧力が燃料噴射弁の閉弁圧力として加わることを回避してその開弁性を確保する。【解決手段】ガスエンジン４の燃料噴射弁２に配線で接続され、エンジン始動運転時に必要に応じて通常とは異なる燃料噴射弁駆動電流を出力して燃料噴射弁の開弁性確保のための制御を実行するガスエンジンの燃料供給制御装置としての電子制御ユニット１０において、その開弁性確保のための制御を実行する際に、燃料タンク１とベーパライザ３とを接続する燃料送出路９Ａに配設した燃料遮断弁２ｂの開弁をイグニッションスイッチＯＮ時から所定期間遅延させて、少なくともその遅延期間中に燃料タンク１側の燃料圧力が燃料噴射弁の閉弁圧力として加わらないものとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスエンジンの燃料噴射弁に配線で接続され、エンジン始動運転時に必要に応じて通常とは異なる燃料噴射弁駆動電流を出力することで前記燃料噴射弁の開弁性確保のための制御を実行するガスエンジンの燃料供給制御装置において、前記開弁性確保のための制御を実行する際に、燃料タンクとベーパライザとを接続する燃料送出路に配設した燃料遮断弁の開弁をイグニッションスイッチＯＮ時から所定期間遅延させ、少なくとも前記遅延期間中に燃料タンク側の燃料圧力が前記燃料噴射弁の閉弁圧力として加わらないものとしたことを特徴とするガスエンジンの燃料供給制御装置。
【請求項２】
前記燃料遮断弁の開弁が、スタータモータ駆動中の所定の時期に行われる請求項１に記載のガスエンジンの燃料供給装置。
【請求項３】
前記ガスエンジンの使用燃料がＬＰＧである請求項１または２に記載のガスエンジンの燃料供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＰＧやＣＮＧなどの液化ガス燃料を用いるガスエンジンの燃料供給制御装置に関し、殊に、エンジン始動時に種々の原因で燃料噴射弁の開弁性が悪化した場合であっても、開弁性を確保してエンジンを良好に始動させるための開弁性確保制御を実行する、ガスエンジンの燃料供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＰＧやＣＮＧなどの液化ガス燃料を使用するガスエンジンが広く普及している。これらは、ガソリンエンジンと同様に電磁駆動式の燃料噴射弁を電子制御ユニットからなる燃料供給制御装置で開弁制御することにより、適当量の燃料を適切なタイミングで噴射する。
【０００３】
図１は従来のガスエンジンの燃料供給システム、および後述する本発明の燃料供給制御装置を備えたガスエンジンの燃料供給システムに共通した配置図を示している。燃料タンク１から延設された液体燃料送出路９Ａはベーパライザ３に接続されており、ベーパライザ３はエンジン４に設けた冷却水ジャケット４ａから冷却水配管８で冷却水を導入し、その熱で内部の液化ガス燃料を加温して所定圧力の気化ガスとして、気体燃料送出路９Ｂでガスエンジン４の吸気管路４ｂに配設した燃料噴射弁２に送るようになっている。そして、電子制御ユニット１０は、燃料タンク１からベーパライザ３に至る液体燃料送出路９Ａに設けた燃料遮断弁７の開閉を制御するとともに、燃料噴射弁駆動信号で燃料噴射弁２の開閉制御を実行する燃料供給制御装置を兼ねている。
【０００４】
図４は、ガスエンジン４に配設される燃料噴射弁２の縦断面図であって、可動鉄心２０先端側に設けられた弁体２１が基端側のスプリング２３で付勢されてシート２ａに密着し閉弁した状態を示しており、電磁コイル２２に通電された燃料噴射弁駆動電流により、可動鉄心２０が基端側に吸引されて開弁し、気体の状態となったガス燃料を吸気管路４ｂ内に噴射する。
【０００５】
しかしながら、エンジン運転停止後に機関が低温に曝された場合等において、燃料噴射弁２内部でガス燃料に含まれる水分が凍結したり、或いはガス燃料に含まれるタール等の油分が付着したりすることがあり、低温始動時に燃料噴射弁２の摺動部が固着して開弁困難または開弁不能となって、エンジン始動不能に陥ってしまう、という問題がある。
【０００６】
そこで、例えば特開平１１―２６４３３４号公報に記載されているように、電子制御ユニット１０が所定の手段で固着状態または開弁不良状態を検知した場合に、図３下側に示す燃料噴射弁駆動信号の波形図のように各燃料噴射弁駆動信号を所定期間に亘って通常よりも長くする制御を行って開弁性を確保し、ガスエンジン４の始動性を良好なものとする、いわゆる開弁性確保制御としての固着解除制御を実行することが知られている。
【０００７】
ところが、低温始動時にはバッテリーの電圧低下に加え、燃料遮断弁７を開弁することで燃料タンク１内とベーパライザ３内とが連通して燃料タンク１側の燃料圧力が負荷されることになり、ベーパライザ３の燃料圧力調整用オーバーシュート分も燃料噴射弁２の閉弁圧力として加わることになる。従って、上記のような制御では燃料噴射弁２の開弁性が確保できない場合がある。一方、温度低下の程度に合わせて燃料噴射弁駆動信号の電圧を大幅に上昇させたり固着解除制御期間を更に延長させたりすれば、燃料噴射弁が損傷しやすくなることに加えバッテリーの余分な消耗にも繋がってしまう。
【特許文献１】特開平１１―２６４３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、燃料噴射弁の固着等を原因とする開弁性の悪化が問題となりやすいガスエンジンについて、エンジン始動時に燃料タンク側からの燃料圧力が燃料噴射弁の閉弁圧力として加わることを回避して、その開弁性を充分に確保することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明は、ガスエンジンの燃料噴射弁に配線で接続され、エンジン始動運転時に必要に応じて通常とは異なる燃料噴射弁駆動電流を出力して燃料噴射弁の開弁性確保のための制御を実行するガスエンジンの燃料供給制御装置において、その開弁性確保のための制御を実行する際に、燃料タンクとベーパライザとを接続する燃料送出路に配設した燃料遮断弁の開弁をイグニッションスイッチＯＮ時から所定期間遅延させ、少なくともその遅延期間中に燃料タンク側の燃料圧力が燃料噴射弁の閉弁圧力として加わらないものとした。
【００１０】
このように、開弁性確保のための制御機能を備えた従来の燃料供給制御装置において、その制御期間中に燃料タンク側の燃料圧力が閉弁圧力として加わって開弁性を悪化させていたのに対し、本発明において燃料遮断弁の開弁を遅らせて少なくともその遅延期間中は余分な閉弁圧力が燃料噴射弁に加わらないようにして、比較的短期間でしかも過剰な高電圧を要することなく容易に燃料噴射弁の開弁性を確保できる。
【００１１】
また、このガスエンジンの燃料供給制御装置において、燃料遮断弁の開弁はスタータモータ駆動中の所定の時期に行われるものとすれば、燃料供給のタイミングが遅れて始動不良に陥るトラブルを回避し易くなる。
【００１２】
さらに、上述したガスエンジンの燃料供給制御装置において、ガスエンジンの使用する燃料はＬＰＧであるものとすれば、低温始動時にタール等の油分の粘性が増して固着状態が強固となりやすいＬＰＧエンジンにあっては、上述した制御が特に有用なものとなる。
【発明の効果】
【００１３】
燃料遮断弁の開弁を遅延させる制御を実行するだけの簡易な構成の本発明により、エンジン始動時に燃料タンク側からの燃料圧力が燃料噴射弁の閉弁圧力として加わることを確実に回避することができ、燃料噴射弁の開弁性を容易に確保できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。尚、本発明において、燃料供給制御装置による燃料噴射弁駆動電流の燃料噴射弁に対する出力および噴射弁駆動信号の燃料遮断弁に対する出力は、燃料供給制御装置が燃料噴射弁および燃料遮断弁に直接出力することのみならず、燃料供給制御装置が所定の出力手段に指令して燃料噴射弁および燃料遮断弁に出力させる場合も含むものとする。
【００１５】
図１は、本発明である燃料供給制御装置が配設されたエンジンシステムの配置図を示しており、ガスエンジン４の各種制御を実行する電子制御ユニット１０が燃料供給制御装置を機能的に兼ねているものである。このエンジンシステムは液化ガス燃料としてＬＰＧを使用するものであり、燃料タンク１に貯留した液体の状態のＬＰＧをベーパライザ３に導入し加温・気化して燃料噴射弁２に気体の状態で送出する。
【００１６】
ガスエンジン４に設けた冷却水ジャケット４ａは、ベーパライザ３と冷却水送出用の冷却水配管８ａ，８ｂで冷却水が循環するように接続されてガスエンジン４で発生した熱を用いてベーパライザ３内でＬＰＧと熱交換を行うようになっており、冷却水配管８ａにはエンジン冷却水温度を検出する水温センサ１１が配設され、電子制御ユニット１０に検出データが出力されるようになっている。
【００１７】
電子制御ユニット１０は、配線で吸気管路４ｂに配設された燃料噴射弁２に接続されており、燃料噴射弁駆動電流を出力することにより燃料噴射弁２の開弁制御を実行するようになっており、また、燃料タンク１とベーパライザ３とを接続する液体燃料送出路９Ａに配設した燃料遮断弁７に遮断弁開弁信号を出力して、これを開閉制御するようになっている。
【００１８】
電子制御ユニット１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バス等を備えたガスエンジンの一般的な制御を実行するための汎用の電子制御ユニットに、以下に述べる開弁性確保のための制御機能を含む燃料供給制御を実行させるためのプログラムが格納されたものである。
【００１９】
即ち、電子制御ユニット１０は、各種センサによる入力データを基に、最適な燃料噴射タイミングおよび燃料噴射量（噴射時間）を決定して、燃料噴射弁駆動信号を出力することで燃料噴射弁２の開弁制御を実行する周知の機能に加えて、エンジン始動時に燃料噴射弁２に固着等の開弁性を悪化させる要因のあるときは、通常の燃料噴射弁制御に先立って開弁性確保のための制御を実行するものであり、そのときの制御内容に特徴があるものである。
【００２０】
尚、電子制御ユニット１０において、開弁性確保（固着解除）制御を実行するための判断基準としては、例えばエンジン始動時（イグニッションスイッチＯＮ時等）に水温センサ１１で検出したエンジン冷却水温が所定の温度以下である場合に実行するものとすればよく、固着解除制御終了の判定基準としては、例えば図示しない回転数センサで検出したエンジン回転数が所定値以上になった時点、或いは所定の燃料噴射回数となった時点で終了するものとすれば、電子制御ユニット１０の処理負担を過大に増加させることなく容易に制御を実行することができるものとなる。
【００２１】
そして、従来の燃料供給制御装置において開弁性確保制御時にイグニッションスイッチＯＮと同時に燃料遮断弁２ｂを開弁する制御を行っていたのに対し、本発明において、イグニッションスイッチＯＮ時から燃料遮断弁２ｂの開弁を所定期間遅らせる制御を実行するようにしたものであり、以下にその制御方法について詳細に説明する。
【００２２】
先ず、図３の従来例における開弁性確保制御時の各波形図を参照して、イグニッションスイッチをＯＦＦにしてエンジン運転を停止すると、燃料遮断弁２ｂが閉弁しベーパライザ３の燃料圧力はエンジン冷却水の温度低下に伴って徐々に低下する。所定の期間が経過すると、温度低下等を原因としてＬＰＧに含まれていたタール等の油分が粘性を増して燃料噴射弁２の摺動部に付着してこれを固着させ、開弁性を悪化させる。そして、これにより再始動時に電子制御ユニットが開弁性確保制御を実行する必要があると判断し、イグニッションスイッチをＯＮにすると同時に遮断弁開弁信号を出力して燃料遮断弁２ｂを開弁させる。
【００２３】
しかし、ベーパライザ３と燃料タンク１内とが連通したことでベーパライザ３内燃料圧力は一気に上昇し、その燃料圧力調整オーバーシュート分が燃料噴射弁２の閉弁圧力として加わり、通常よりも開弁時間の長い開弁性確保のための燃料噴射弁駆動信号を複数回出力しても摺動部の開弁性確保（固着解除）が充分に行われない状況となっていた。
【００２４】
そこで本実施の形態では、図２の波形図に示すように電子制御ユニット１０はイグニッションスイッチＯＮと同時に遮断弁開弁信号を出力しないものとして、イグニッションスイッチＯＮ後に所定期間経過してから遮断弁開弁信号を出力するようにして、燃料遮断弁２ｂの開弁を遅延させる制御を実行するものとした。
【００２５】
このようにすることで、開弁性確保制御の実行期間中、即ち通常よりも長い燃料噴射弁駆動信号を出力している期間において、少なくともその初期に燃料タンク１側からの燃料圧力が負荷されて燃料噴射弁２の閉弁圧力として加わることが回避される。従って、開弁性確保制御において、燃料噴射弁駆動信号の出力について電圧を過剰に上げたり出力期間を過剰に長くしたりする必要なく、比較的スムースに固着が解除されて開弁性が確保されるものとなり、燃料噴射弁２の寿命を短縮したりバッテリーを過剰に消耗したりする心配の少ないものとなる。
【００２６】
尚、本実施の形態において、エンジンシステムはＬＰＧ用の場合を説明したが、始動時に燃料噴射弁に固着の可能性のあるエンジンシステムであれば、他の液化ガス燃料を用いたものであっても同様である。また、本実施の形態において、イグニッションスイッチＯＮ後の所定期間経過後に燃料遮断弁２ｂを開弁するのものとしたが、その所定期間として、例えば水温センサ１１で検知した水温が所定温度以上になるか所定温度以上上昇するまでの期間とすれば開弁性の確保が確実なものとなる。或いは、その他にも開弁性確保制御時において燃料遮断弁の開弁に伴う閉弁圧力の追加に由来する固着解除の困難化を回避できるものであれば、例えば燃料噴射弁駆動信号を所定回数出力した後に行うものにしたり、スタータモータ駆動後所定時間経過後またはエンジン回転数が所定回転数以上に上昇した時点で行うものとすることなどができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の燃料供給制御装置が配置されたエンジンシステム及び従来の燃料供給制御装置が配置されたエンジンシステムに共通した配置図。
【図２】本実施の形態の燃料供給制御装置における制御方法を示す各波形図。
【図３】従来の燃料供給制御装置における制御方法を示す各波形図。
【図４】燃料噴射弁の縦断面図。
【符号の説明】
【００２８】
１  燃料タンク、２  燃料噴射弁、３  ベーパライザ、４  ガスエンジン、４ａ  吸気管路、７  燃料遮断弁、８ａ，８ｂ  冷却水配管、９Ａ  液体燃料送出路、９Ｂ  気体燃料送出路、１０  電子制御ユニット、１１  水温センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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