(57)【要約】  吸気コレクタ（１）、一段吸気マニホールド（２）、二段吸気マニホールド（３）、接続フランジ（４）、及び燃料ガス噴射弁（５）を備え、吸気コレクタ（１）には、数がエンジンのシリンダー数の半分となる一段吸気マニホールド（２）が均等に分布し、各一段吸気マニホールド（２）には、２つの二段吸気マニホールド（３）が分布し、二段吸気マニホールド（３）が接続フランジ（４）を介してエンジンのシリンダーヘッドに接続され、燃料ガス噴射弁（５）が一段吸気マニホールド（２）の中間位置に取り付けられ、燃料ガス噴射弁（５）の数が一段吸気マニホールド（２）の数と一致しているガス燃料エンジンの吸気装置である。ガス燃料エンジンの燃料ガス噴射制御方法が更に提供される。該ガス燃料エンジンの吸気装置によれば、燃料ガス供給装置の構造を簡略化し、燃料ガス噴射弁の数を減らし、それによりガス燃料エンジンの燃料ガス供給装置のコストを削減する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気コレクタ（１）、一段吸気マニホールド（２）、二段吸気マニホールド（３）、接続フランジ（４）、及び燃料ガス噴射弁（５）を主として備え、
前記吸気コレクタ（１）には、数がエンジンのシリンダー数の半分となる一段吸気マニホールド（２）が均等に分布し、各一段吸気マニホールド（２）には、２つの二段吸気マニホールド（３）が分布し、二段吸気マニホールド（３）が接続フランジ（４）を介してエンジンのシリンダーヘッドに接続され、燃料ガス噴射弁（５）が一段吸気マニホールド（２）の中間位置に取り付けられ、燃料ガス噴射弁（５）の数が一段吸気マニホールド（２）の数と一致していることを特徴とするガス燃料エンジンの吸気装置。
【請求項２】
隣接する２つ又は複数のシリンダーは１つの一段吸気マニホールド（２）を共有することを特徴とする請求項１に記載のガス燃料エンジンの吸気装置。
【請求項３】
各燃料ガス噴射弁（５）は隣接する２つのシリンダーの燃料ガスの供給を制御することを特徴とする請求項１及び請求項２に記載のガス燃料エンジンの燃料ガス噴射制御方法。
【請求項４】
４ストロークエンジンの隣接するシリンダーの点火順序が隣接せず、且つ燃料ガス噴射期間が重ならないという原則に基づき、隣接する２つのシリンダーは同一の燃料ガス噴射弁（５）を共有して燃料ガスの時分割制御を実現し、電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、エンジンの現在の運転状態に応じて燃料ガス噴射タイミングＭＡＰマップと燃料ガス噴射パルス幅ＭＡＰマップを照会して燃料ガス噴射タイミングと噴射パルス幅を決定し、あるシリンダーがガス噴射タイミングに達すると、当該シリンダーに対応する燃料ガス噴射弁（５）を制御し、吸気コレクタ（１）、一段吸気マニホールド（２）、二段吸気マニホールド（３）、接続フランジ（４）、及び燃料ガス噴射弁（５）を経由して燃料ガスを当該シリンダーに導入させることで、該シリンダーの燃料ガスの定時・定量供給を実現し、エンジンのシリンダーの点火順序に従って、エンジンのクランクシャフトが一定角度だけ回転すると、該シリンダーと同一の一段吸気マニホールド（２）を共有する、隣接するシリンダーがガス噴射タイミングに達し、電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、同一の燃料ガス噴射弁（５）を正確に制御することにより、隣接するシリンダーの燃料ガスの定時・定量供給を実現し、１つの一段吸気マニホールド（２）を共有するほかの隣接する２つのシリンダーの燃料ガスの定時・定量供給の制御プロセスは上記のプロセスと同様であり、エンジンは１つの作動サイクルが終了するごとに、上記プロセスを繰り返すことを特徴とする請求項３に記載のガス燃料エンジンの燃料ガス噴射制御方法。
【請求項５】
同一の燃料ガス噴射弁により制御されるシリンダーの燃料ガス噴射期間が重ならない限界まで、各燃料ガス噴射弁（５）により制御されるシリンダー数を拡張することができることを特徴とする請求項１〜４に記載のガス燃料エンジンの吸気装置及び燃料ガス噴射制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス燃料エンジンに関し、具体的には、ガス燃料エンジンの吸気装置、及びガス燃料エンジンの燃料ガス噴射制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の代替燃料の開発は、省エネ・排出削減を実現するための非常に有効な手段の一つであり、ますます深刻となる石油危機と環境汚染の問題の解決に対して重要な意味がある。ガス燃料（例えば、天然ガスや石油ガス）は、クリーン燃焼、大発熱量等の利点を有し、特に天然ガスは、埋蔵量が豊富であるため、将来の内燃機関の代替燃料として好ましいものである。ガス燃料エンジンに対して、マルチポイント燃料ガス噴射を採用することにより、燃料ガスの定時・定量制御を実現することができ、省エネ・排出削減の効果が高い。しかしながら、マルチポイント燃料ガス噴射は、一般的には、シリンダーごとに対して対応する燃料ガス噴射弁を取り付ける必要があり、弁の数が多くなり、特に船舶の高出力内燃機関用の燃料ガス噴射弁は非常に高価である。これにより、ガス燃料エンジンの燃料ガス供給装置のコストが大幅に増加し、且つ、燃料ガス噴射弁の配置がより困難になる。
【０００３】
中国特許公開番号ＣＮ１０３４８５９４４Ａ公報は、複式燃料ディーゼルエンジンの燃料ガス供給システムに関し、当該特許は各シリンダーに対応する燃料ガス噴射装置が各吸気マニホールドに伸び込むという設計により、構造がコンパクトで、応答時間が短いという特徴を実現しつつ、バルブオーバーラップ期間内における掃気損失を解消することができる。中国特許公開番号ＣＮ１０１６４４２１５Ａ公報及びＣＮ１０１４２９９０７Ａ公報は、燃料コモンレールが設けられた一体型吸気マニホールドに関し、コモンレールを吸気マニホールド本体に設置するという設計により、振動の低減、加工の容易化の目的を達成し、中国特許公開番号ＣＮ２０１９３４２２５Ｕ公報は、自動車エンジン用の複式燃料吸気マニホールドに関し、天然ガスボスの構造により、エンジンがガソリンとＣＮＧの二種類の燃料の使用要求を満たすことができる。
【０００４】
上記した特許は、いずれもマルチポイント順次噴射を採用しており、すなわち各シリンダーの吸気マニホールドにいずれも１つ又は複数の対応する燃料ガス噴射弁が取り付けられるものである。本発明と比較すると、従来のガス燃料エンジンの燃料ガス供給装置は複雑であり、燃料ガス噴射弁の数が多く、コストが倍増してしまい、また制御方法が複雑である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ガス燃料エンジン用の吸気装置を設計しており、更にこの吸気装置に基づき、燃料ガス噴射制御方法を提案する。それにより、従来のガス燃料エンジンの吸気装置が複雑で高価であるという問題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的を達成するために、本発明に係るガス燃料エンジンの吸気装置は、吸気コレクタ（１）、一段吸気マニホールド（２）、二段吸気マニホールド（３）、接続フランジ（４）、及び燃料ガス噴射弁（５）を主として備える。吸気コレクタ（１）には、数がエンジンのシリンダー数の半分となる一段吸気マニホールド（２）が均等に分布し、各一段吸気マニホールド（２）には、２つの二段吸気マニホールド（３）が分布し、二段吸気マニホールド（３）が接続フランジ（４）を介してエンジンのシリンダーヘッドに接続され、燃料ガス噴射弁（５）が一段吸気マニホールド（２）の中間位置に取り付けられ、燃料ガス噴射弁（５）の数が一段吸気マニホールド（２）の数と一致している。
【０００７】
ガス燃料エンジンの吸気装置に基づく燃料ガス噴射制御方法は、各燃料ガス噴射弁（５）が隣接する２つのシリンダーの燃料ガスの供給を制御することである。４ストロークエンジンの隣接するシリンダーの点火順序が隣接せず、且つ燃料ガス噴射期間が重ならないという原則に基づき、電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、エンジンの現在の運転状態に応じて燃料ガス噴射タイミングＭＡＰマップと燃料ガス噴射パルス幅ＭＡＰマップを照会して燃料ガス噴射タイミングと噴射パルス幅を決定し、該シリンダーに対応する燃料ガス噴射弁（５）を正確に制御することにより、該シリンダーの燃料ガスの定時・定量供給を実現し、エンジンのクランクシャフトが一定角度だけ回転すると、エンジンのシリンダーの点火順序に従って、ＥＣＵは当該シリンダーと共有する燃料ガス噴射弁（５）を制御することにより、隣接するシリンダーの燃料ガスの定時・定量供給を実現する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、ガス燃料エンジンの吸気装置に基づき、ガス燃料エンジンの燃料ガス噴射制御方法を提案した。隣接する２つのシリンダーが１つの一段吸気マニホールドを共有する構造を採用し、各一段吸気マニホールドの中間位置に１つの燃料ガス噴射弁を取り付け、隣接するシリンダーの点火順序が隣接せず且つ燃料ガス噴射期間が重ならないので、各燃料ガス噴射弁は隣接する２つのシリンダーの燃料ガスの供給を制御することができる。本発明によれば、燃料ガス供給装置の構造を簡略化することができるだけではなく、燃料ガス噴射弁の数を減らすこともでき、それによりガス燃料エンジンの燃料ガス供給装置のコストを削減する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る吸気装置の構造概略図である。
【図２】従来の吸気装置の構造概略図である。
【図３】ガス燃料エンジンのマルチシリンダーバルブタイミング図である。
【図４】ガス燃料エンジンの燃料ガス供給制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１〜４を参照しながら本発明をより詳細に説明する。ガス燃料エンジンとして、６シリンダーエンジンを例とし、１つの燃料ガス噴射弁により制御されるシリンダー数として、２つを例とする。
【００１１】
図１に示すように、本発明に係るガス燃料エンジンの吸気装置は、吸気コレクタ（１）、一段吸気マニホールド（２）、二段吸気マニホールド（３）、接続フランジ（４）、及び燃料ガス噴射弁（５）から構成され、吸気コレクタ（１）には、３つの一段吸気マニホールド（２）が均等に分布し、一段吸気マニホールド（２）には、２つの二段吸気マニホールド（３）が分布し、二段吸気マニホールド（３）が接続フランジ（４）に接続され、接続フランジ（４）がエンジンのシリンダーヘッドに接続される。燃料ガス噴射弁（５）が一段吸気マニホールド（２）の中間位置に取り付けられ、燃料ガス噴射弁（５）の数が一段吸気マニホールド（２）の数に対応すべきである。図２と比較すると、本発明の吸気装置は構造が簡略化され、加工コストを削減することができる。
【００１２】
隣接する２つのシリンダーが１つの一段吸気マニホールド（２）を共有し、具体的には、シリンダー１＃とシリンダー２＃、シリンダー３＃とシリンダー４＃、シリンダー５＃とシリンダー６＃はそれぞれ１つの一段吸気マニホールド（２）を共有し、燃料ガス噴射弁（５）が一段吸気マニホールド（２）の中間位置に取り付けられ、各燃料ガス噴射弁（５）が隣接する２つのシリンダーの燃料ガスの供給を制御する。４ストロークエンジンの隣接するシリンダーの点火順序が隣接せず且つ燃料ガス噴射期間が重ならないという原則に基づき、６シリンダーエンジンの点火順序が１＃−５＃−３＃−６＃−２＃−４＃であり、隣接するシリンダーの点火間隔が２４０℃Ａ又は４８０℃Ａであり、図３に示すように、エンジンの隣接するシリンダーのガス噴射期間が重ならず、シリンダー１＃がガス噴射タイミングに達すると、電子制御ユニット（ＥＣＵ）は運転状態に応じて燃料ガス噴射タイミングＭＡＰマップと燃料ガス噴射パルス幅ＭＡＰマップを照会することにより、燃料ガス噴射タイミングと噴射パルス幅を決定し、当該シリンダーに対応する燃料ガス噴射弁（５）を正確に制御することにより、当該シリンダーの燃料ガスの定時・定量供給を実現する。図３に示すように、更にエンジンのシリンダーの点火順序に従って、エンジンのクランクシャフトが４８０℃Ａ回転すると、シリンダー１＃と１つの一段吸気マニホールド（２）を共有する隣接するシリンダー２＃がガス噴射タイミングに達し、電子制御ユニット（ＥＣＵ）は再び運転状態に応じて燃料ガス噴射タイミングＭＡＰマップと燃料ガス噴射パルス幅ＭＡＰマップを照会することにより、燃料ガス噴射タイミングと噴射パルス幅を決定し、シリンダー１＃と共有する燃料ガス噴射弁（５）を正確に制御することにより、シリンダー２＃の燃料ガスの定時・定量供給を実現する。図３に示すように、更にエンジンのシリンダーの点火順序に従って、エンジンのクランクシャフトが再び２４０℃Ａ回転すると、シリンダー１＃とシリンダー２＃は上記燃料ガス噴射プロセスを繰り返す。このように繰り返すと、ＥＣＵは同一の燃料ガス噴射弁（５）の噴射タイミングと噴射パルス幅を制御することにより、１つの一段吸気マニホールド（２）を共有する２つのシリンダーの燃料ガス噴射段階が重ならないことを実現できる。
【００１３】
シリンダー３＃とシリンダー４＃、シリンダー５＃とシリンダー６＃の制御プロセスは、シリンダー１＃とシリンダー２＃の制御プロセスと同様であり、相違点は、点火順序が違うため、シリンダー１＃がガス噴射タイミングに達する時、エンジンのクランクシャフトが１２０℃Ａ回転してから、シリンダー５＃がガス噴射タイミングに達し、エンジンのクランクシャフトが再び１２０℃Ａ回転してから、シリンダー３＃がガス噴射タイミングに達することである。エンジン全体の燃料ガス供給制御のフローは図４に示される。
【００１４】
以上の詳細な説明では、ガス燃料エンジンは６シリンダーエンジンを例とし、１つの燃料ガス噴射弁（５）により制御されるシリンダー数は、２つを例としたが、実際には、本願の特許請求の範囲について、同一の燃料ガス噴射弁により制御されるシリンダーの燃料ガス噴射期間が重ならない限界まで、各燃料ガス噴射弁（５）により制御されるシリンダー数を拡張することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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