(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮天然ガスを燃料とする圧縮天然ガスエンジンの燃料供給系に装着された燃料遮断バルブと、
圧縮天然ガスエンジンの吸気系に装着されたミキサと、
当該ミキサの下流側の吸気系に装着されたスロットルバルブと、
当該スロットルバルブと圧縮天然ガスエンジンのシリンダヘッドとの間の吸気管にフランジを介して結合された管体内に軸着した開閉バルブと、
圧縮天然ガスエンジンのシリンダヘッドに装着された点火プラグを点火させる点火系と、
エンジン停止信号とエンジン再始動信号の入力により、上記燃料遮断バルブと開閉バルブ及び点火系を制御する制御手段とを備え、
制御手段は、エンジン停止信号に基づき、上記燃料遮断バルブと開閉バルブを作動させて燃料供給系と吸気流路を閉鎖し、且つ点火プラグの点火系電気回路を遮断すると共に、エンジン再始動信号に基づき、燃料遮断バルブと開閉バルブを作動させて燃料供給系と吸気流路を開放し、点火プラグを点火させる、
ことを特徴とする圧縮天然ガスエンジンのオートストップ装置。
【請求項２】
エンジン停止信号は、ブレーキペダルの踏み込み操作と、トランスミッションのニュートラルへのギヤ操作を検出する検出手段の検出信号であり、エンジン再始動信号は、ニュートラルからのギヤ操作を検出する検出手段の検出信号であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮天然ガスエンジンのオートストップ装置。
【請求項３】
上記開閉バルブを軸着した管体は、圧縮天然ガスエンジンの吸気系に装着されたインテークマニホールドの上流側吸気管にフランジを介して結合されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧縮天然ガスエンジンのオートストップ装置。
【請求項４】
上記開閉バルブを軸着した管体は、圧縮天然ガスエンジンのシリンダヘッドに装着されたインテークマニホールドの各分岐管に、夫々、フランジを介して結合されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧縮天然ガスエンジンのオートストップ装置。
【請求項５】
圧縮天然ガスエンジンを搭載した車両の車室内に、制御手段に接続されたＯＮ／ＯＦＦスイッチが装着され、当該ＯＮ／ＯＦＦスイッチの切換操作でＯＮ／ＯＦＦすることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の圧縮天然ガスエンジンのオートストップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮天然ガスエンジンのオートストップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パティキュレートや黒煙の排出がなく、ディーゼルエンジンに比しＮＯｘ（窒素酸化物）の低減が図れるとして、昨今、圧縮天然ガスを燃料とする圧縮天然ガスエンジン（以下、「ＣＮＧエンジン」という）を搭載したバスが、公営交通を中心に年々台数を増やしている。
【０００３】
そして、ＣＮＧエンジンを停止する際に未燃焼天然ガスが大気中に放出されることを防ぐため、排気マニホールドの下流側排気管にＯ2センサを装着し、そして、エンジン停止信号により燃料供給系のみを停止し、引き続き点火系をそのままにしてＣＮＧエンジンを回すことで、シリンダやミキサ下流側の吸気管内の天然ガスを燃やし、天然ガスが完全に燃焼したことをＯ2センサが検出した処で、その検出信号を入力したコントローラが点火系電気回路を切ってＣＮＧエンジンを停止させるようになっている。
【０００４】
ところで、環境対策上、信号待ちでエンジンを一時停止させるオートストップ装置がディーゼルエンジンを搭載した路線バスに普及しつつある。
このオートストップ装置は、運転者が車両を停止し、トランスミッションをニュートラルにした処でエンジンが停止し、発進時に運転者がギヤチェンジを行うとエンジンが自動的に始動するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、上述したように現状のＣＮＧエンジンは、停止時にシリンダやミキサ下流側の吸気管内の天然ガスを燃やして未燃焼天然ガスの放出を防止する構造上、ＣＮＧエンジンを再始動するためにスタータモータを回しても、シリンダやミキサ下流側の吸気管内に天然ガスと酸素の混合気がないため、点火プラグから火花を飛ばしても、混合気がシリンダ内に流入するまでの間、ＣＮＧエンジンは始動しない。
【０００６】
このため、斯かるＣＮＧエンジンに上述の如きオートストップ装置を適用すると、信号待ちでエンジンを一時停止させていざ走り出そうとした時に、ＣＮＧエンジンが始動するまでに時間がかかり過ぎて、交通の妨げになってしまう虞があった。
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、信号待ちでエンジンを一時停止させた際に、エンジンの速やかな再始動を可能としたＣＮＧエンジンのオートストップ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するため、請求項１に係るＣＮＧエンジンのオートストップ装置は、圧縮天然ガスを燃料とする圧縮天然ガスエンジンの燃料供給系に装着された燃料遮断バルブと、圧縮天然ガスエンジンの吸気系に装着されたミキサと、当該ミキサの下流側の吸気系に装着されたスロットルバルブと、当該スロットルバルブと圧縮天然ガスエンジンのシリンダヘッドとの間の吸気管にフランジを介して結合された管体内に軸着した開閉バルブと、圧縮天然ガスエンジンのシリンダヘッドに装着された点火プラグを点火させる点火系と、エンジン停止信号とエンジン再始動信号の入力により、上記燃料遮断バルブと開閉バルブ及び点火系を制御する制御手段とを備え、制御手段は、エンジン停止信号に基づき、上記燃料遮断バルブと開閉バルブを作動させて燃料供給系と吸気流路を閉鎖し、且つ点火プラグの点火系電気回路を遮断すると共に、エンジン再始動信号に基づき、燃料遮断バルブと開閉バルブを作動させて燃料供給系と吸気流路を開放し、点火プラグを点火させることを特徴とする。
【０００８】
そして、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のＣＮＧエンジンのオートストップ装置に於て、エンジン停止信号は、ブレーキペダルの踏み込み操作と、トランスミッションのニュートラルへのギヤ操作を検出する検出手段の検出信号であり、エンジン再始動信号は、ニュートラルからのギヤ操作を検出する検出手段の検出信号であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のＣＮＧエンジンのオートストップ装置に於て、上記開閉バルブを軸着した管体は、圧縮天然ガスエンジンの吸気系に装着されたインテークマニホールドの上流側吸気管にフランジを介して結合されていることを特徴とし、請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のＣＮＧエンジンのオートストップ装置に於て、上記開閉バルブを軸着した管体は、圧縮天然ガスエンジンのシリンダヘッドに装着されたインテークマニホールドの各分岐管に、夫々、フランジを介して結合されていることを特徴とする。
【００１０】
そして、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のＣＮＧエンジンのオートストップ装に於て、ＣＮＧエンジンを搭載した車両の車室内に、制御手段に接続されたＯＮ／ＯＦＦスイッチが装着され、当該ＯＮ／ＯＦＦスイッチの切換操作でオートストップ装置がＯＮ／ＯＦＦすることを特徴としている。
【００１１】
（作用）
請求項１に係るオートストップ装置によれば、エンジン停止信号に基づき、制御手段が燃料遮断バルブと開閉バルブを作動させて燃料供給系と吸気流路を閉鎖し、且つ点火プラグの点火系電気回路を遮断するため、ＣＮＧエンジンは直ちに停止し、そして、開閉バルブの上流側直前の吸気管内に未燃焼天然ガスが残ることとなる。
【００１２】
そして、斯かる状態で、制御手段にエンジン再始動信号が入力されると、制御手段は、燃料遮断バルブと開閉バルブを作動させて燃料供給系と吸気流路を開放し、そして、点火系電気回路に指令を送出して点火プラグを点火させるため、開閉バルブの上流側直前の吸気管内に残っていた未燃焼天然ガスが直ちに各シリンダ内に流入して着火し、ＣＮＧエンジンが始動することとなる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明によれば、停止信号に引っ掛かってドライバーがブレーキペダルを踏んで車を一時停止し、そして、ギヤ操作でギヤをニュートラルに切り換えると、ブレーキペダルの踏み込み操作とニュートラルへのギヤ操作を検出した検出手段の検出信号が、制御手段にエンジン停止信号として入力されることとなる。
【００１４】
そして、信号が青に変わり、ドライバーがニュートラルからギヤ操作を行うと、このギヤ操作を検出した検出手段の検出信号が、制御手段にエンジン再始動信号として入力される。
また、請求項３に係る発明によれば、ＣＮＧエンジンの一時停止時に、インテークマニホールドの上流側に装着された開閉バルブの直前に未燃焼天然ガスが残り、請求項４に係る発明によれば、インテークマニホールドの分岐管に装着された開閉バルブの直前に未燃焼天然ガスが残ることとなる。
【００１５】
そして、請求項５に係る発明によれば、ＯＮ／ＯＦＦスイッチのＯＮ／ＯＦＦ操作で、オートストップ装置が作動，停止する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１７】
図１は請求項１乃至請求項３及び請求項５の一実施形態に係るＣＮＧエンジンのオートストップ装置を示し、図中、１は圧縮天然ガスを燃料とするＣＮＧエンジンで、そのシリンダヘッド３には、各気筒の吸気ポート５毎にインテークマニホールド７の分岐管９が、夫々、フランジ１１を介して接続されている。そして、各シリンダ１３の燃焼室１５に臨むように点火プラグ１７がシリンダヘッド３に挿着されている。
【００１８】
そして、上記インテークマニホールド７には、図示しないエアフィルタを介して吸気を導入する吸気管１９が接続されているが、その流路中に圧縮天然ガスと空気を適正比率で混合するミキサ２１が装着され、そして、当該ミキサ２１に燃料供給系２３が接続されている。
【００１９】
図示するように燃料供給系２３は、圧縮天然ガスを貯蔵する複数本のボンベ２５と、当該ボンベ２５から供給された圧縮天然ガスの圧力を調整するレギュレータ２７と、当該レギュレータ２７とボンベ２５との間に位置する燃料遮断バルブ２９とを備え、これらは１本の燃料管３１を介してミキサ２１に接続されている。そして、燃料管３１の管端の燃料充填口３３からボンベ２５に圧縮天然ガスが充填されるようになっている。
【００２０】
そして、本実施形態に係るオートストップ装置３５は、上述の如き構成に加え、以下の如き特徴を有する。
即ち、図中、３７はインテークマニホールド７とミキサ２１の間の吸気管１９に装着された開閉バルブユニットで、当該開閉バルブユニット３７は、両端部にフランジ３９を有する管体４１と、当該管体４１内に軸着された開閉バルブ（バタフライバルブ）４３と、当該開閉バルブ４３を作動させるエアシリンダ等のアクチュエータ４５とからなり、開閉バルブユニット３７は吸気管１９にフランジ結合されている。
【００２１】
そして、アクチュエータ４５は、後述する制御手段４７の指令で開閉バルブ４３を開閉して、吸気管１９の吸気流路を開放／閉鎖するようになっている。
また、図中、４９はトランスミッション５１に装着されて車両速度を検出するセンサ、５３はシフトノブ５５によるトランスミッションのニュートラルへのギヤ操作及びニュートラルからのギヤ操作を検出するセンサで、センサ４９による車両速度と、シフトノブ５５によるニュートラルへのギヤ操作を検出したセンサ５３の検出信号がエンジン停止信号として制御手段４７に入力され、そして、シフトノブ５５によるニュートラルからのギヤ操作を検出したセンサ５３の検出信号が、エンジン再始動信号として制御手段４７に入力されるようになっている。
【００２２】
そして、制御手段４７は上記エンジン停止信号に基づき、燃料遮断バルブ２９と開閉バルブ４３（アクチュエータ４５）を作動させて、燃料管３３と吸気管１９の流路を閉鎖すると共に、点火プラグ１７の点火系電気回路５７を遮断し、また、斯かる状態で制御手段４７がエンジン再始動信号を入力すると、燃料遮断バルブ２９と開閉バルブ４３（アクチュエータ４５）を作動させて燃料管３３と吸気管１９の流路を開放し、そして、点火系電気回路５７に指令を送出して点火プラグ１７を点火させるようになっている。
【００２３】
また、車室内のインパネには、オートストップ装置３５のＯＮ／ＯＦＦスイッチ５９が設けられており、当該ＯＮ／ＯＦＦスイッチ５９のＯＮ操作でオートストップ装置３５が作動して、制御手段４７が上述の如き制御を行うようになっている。
その他、図中、６１は図示しないアクセルペダルに連結された従来周知のスロットルバルブである。
【００２４】
本実施形態に係るオートストップ装置３５はこのように構成されているから、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ５９をＯＮ操作すると、オートストップ装置３５が作動する。
そして、オートストップ装置３５が作動した状態で車が走行中、停止信号に引っ掛かってドライバーがブレーキペダルを踏んで車を一時停止し、そして、シフトノブ５５を操作してギヤをニュートラルに切り換えると、車両速度とニュートラルへのギヤ操作を検出したセンサ４９，５３の検出信号が、制御手段４７にエンジン停止信号として入力されることとなる。
【００２５】
而して、制御手段４７は、斯かるエンジン停止信号に基づき、燃料遮断バルブ２９と開閉バルブ４３を作動させて、燃料管３３と吸気管１９の流路を閉鎖すると共に、点火プラグ１７の点火系電気回路５７を遮断するので、ＣＮＧエンジン１は直ちに停止し、そして、開閉バルブ４３直前の吸気管１９内に混合気、即ち、未燃焼天然ガスが残ることとなる。
【００２６】
そして、信号が青に変わり、ドライバーがシフトノブ５５を操作してニュートラルからローないしはセカンドギヤに入れると、このギヤ操作を検出したセンサ５３の検出信号が、制御手段４７にエンジン再始動信号として入力される。
すると、制御手段４７は、燃料遮断バルブ２９と開閉バルブ４３を作動させて燃料管３３と吸気管１９の流路を開放し、そして、点火系電気回路５７に指令を送出して点火プラグ１７を点火させるため、開閉バルブ４３直前の吸気管１９内に残っていた未燃焼天然ガスが直ちに各シリンダ１３内に流入して着火し、ＣＮＧエンジン１が始動することとなる。
【００２７】
このように、本実施形態に係るオートストップ装置３５は、車の信号待ちの際にＣＮＧエンジン１を一時停止させるため、アイドリングによる排ガスの排出を防止できることは勿論、ＣＮＧエンジン１を一時停止させた場合に上記開閉バルブ４３を閉じてその直前に未燃焼天然ガスを残すようにしたので、いざ走り出そうとした時にこの未燃焼天然ガスが直ちに各シリンダ１３内に流入するため、ＣＮＧエンジン１が速やかに始動して交通の妨げになることがない。
【００２８】
そして、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ５９のＯＦＦ操作でオートストップ装置３５を停止することができるため、走行条件に応じたオートストップ装置３５の作動，停止が可能である。
【００２９】
図２は請求項１，請求項２，請求項４及び請求項５の一実施形態に係るオートストップ装置を示し、図１の実施形態では、ミキサ２１とインテークマニホールド７の間の吸気管１９に開閉バルブユニット３７を装着したが、本実施形態に係るオートストップ装置３５-1は、インテークマニホールド７の各分岐管９毎に開閉バルブユニット３７を取り付けたもので、開閉バルブ４３や燃料遮断バルブ２９の制御を始め、その他の構成は上記実施形態と同様であるので、同一のものには同一符号を付してそれらの説明は省略する。
【００３０】
而して、本実施形態によっても、上記実施形態と同様、所期の目的を達成することが可能であるが、本実施形態では、開閉バルブ４３がＣＮＧエンジン１により近い位置に配置されているため、ＣＮＧエンジン１の再始動時に、開閉バルブ４３直前に残っていた未燃焼天然ガスがより早く各シリンダ１３内に流入し、この結果、ＣＮＧエンジン１がより早く始動する利点を有する。
【００３１】
尚、上記各実施形態では、シフトノブ５５によるマニュアルトランスミッションのギヤ操作をセンサ５３で検出させたが、所謂オートマチックのトランスミッションにも同様に適用できることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、各請求項に係るオートストップ装置によれば、車の信号待ちの際にＣＮＧエンジンを一時停止させるため、アイドリングによる排ガスの排出を防止できることは勿論、一時停止したＣＮＧエンジンが速やかに始動するため、交通の妨げになることがない。
【００３３】
そして、請求項４に係る発明によれば、ＣＮＧエンジンの再始動時に、ＣＮＧエンジンをより早く始動させることができる利点を有する。
また、請求項５に係る発明によれば、ＯＮ／ＯＦＦスイッチの操作で、走行条件に応じたオートストップ装置の作動，停止が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１乃至請求項３及び請求項５の一実施形態に係るＣＮＧエンジンのオートストップ装置のシステム図である。
【図２】請求項１，請求項２，請求項４及び請求項５の一実施形態に係るＣＮＧエンジンのオートストップ装置のシステム図である。
【符号の説明】
１  ＣＮＧエンジン
３  シリンダヘッド
５  吸気ポート
７  インテークマニホールド
９  分岐管
１７  点火プラグ
１９  吸気管
２１  ミキサ
２３  燃料供給系
２５  ボンベ
２７  レギュレータ
２９  燃料遮断バルブ
３１  燃料管
３５，３５-1  オートストップ装置
３７  開閉バルブユニット
４３  開閉バルブ
４７  制御手段
４９，５３  センサ
５７  点火系電気回路
５９  ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
【図１】
0004136281.tif 000002
【図２】
0004136281.tif 000003