(57)【要約】【課題】ガソリン噴射システムを利用したガソリン代替ガス燃料噴射システムについて、低温始動時にガス燃料が気化されずに液体のままインジェクタから噴射されることを最小限に抑えて良好なエンジン始動性を確保できるようにする。【解決手段】エンジン１既設のガソリン噴射システムに、ガス燃料の噴射量を算出してガス燃料噴射信号を出力するガソリン代替ガス燃料噴射制御装置としての電子制御ユニット１１Ａを増設するとともに、電子制御ユニット１１Ａに駆動制御されるガス燃料用のインジェクタ１５及びこれに繋がる燃料送出路を開閉する２次遮断弁１３を増設してなるガソリン代替ガス燃料噴射システムの制御方法であって、電子制御ユニット１１Ａが、エンジン始動時にエンジン冷却水温を連続的に検知し、エンジン冷却水温が予め定めた基準温度に達してから２次遮断弁１３を常時開弁状態にする。【選択図】図１
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【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、ガソリン噴射制御装置が出力するガソリン噴射信号を受信しガス燃料の噴射量を算出してガス燃料噴射信号を出力するガソリン代替ガス燃料噴射制御装置を増設するとともに、前記ガソリン代替ガス燃料噴射制御装置に駆動制御されるガス燃料用のインジェクタ及びそのインジェクタに繋がる燃料送出路を開閉する遮断弁を増設したガソリン代替ガス燃料噴射システムの制御方法であって、前記ガソリン代替ガス燃料噴射制御装置が、エンジン始動時にエンジン冷却水温を連続的に検知し、そのエンジン冷却水温が予め定めた基準温度に達してから前記遮断弁を常時開弁状態にすることを特徴とするガソリン代替ガス燃料噴射システムの制御方法。
【請求項２】
前記ガソリン代替ガス燃料噴射制御装置は、前記遮断弁の閉弁時に出力している連続した前記ガス燃料噴射信号の積算値を求めるものあり、前記エンジン冷却水温が基準温度に達していない状況で前記積算値が予め定めた基準値に達することにより前記遮断弁を所定時間だけ開弁させることを特徴とする請求項１に記載したガソリン代替ガス燃料噴射システムの制御方法。
【請求項３】
前記ガソリン代替ガス燃料噴射システムに配設され、前記遮断弁の開閉制御を実行するためのプログラムが記憶手段に記憶されており、請求項１または２に記載したガソリン代替ガス燃料噴射システムの制御方法を実施するガソリン代替ガス燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設のガソリン噴射システムをガス燃料噴射システムに改造する場合におけるガソリン代替ガス燃料噴射システムの制御方法、及びそのガソリン代替ガス燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンとは組成・気化性等の特性が異なるガス燃料を火花点火エンジンの燃料に使用することは周知であり、例えば特開平６−１７７０９号公報に記載されているように、ＬＰＧを気体の状態にして所定圧力に調整し吸気管路に噴射させてガスエンジンに供給する燃料供給システムが広く普及している。
【０００３】
これらガソリンとは特性の異なるガス燃料をインジェクタから吸気管路に噴射する燃料噴射システムをエンジンに搭載するにあたり、新規のガス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する電子制御装置を使用してインジェクタを制御するように最初からシステムを設計・構築すればよい。
【０００４】
一方、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としてガソリン噴射システムを構成する電子制御装置に設定されている。そのため、例えば特開２００４―１０８１４８号公報に記載されているように、ガソリン噴射量に基いてこれと同等の混合気を与える燃料噴射量を種々のデータを用いて所定の計算式で算出する、というきわめて簡単な機能を備えたガソリン代替ガス燃料用の電子制御装置を増設し、且つ、燃料の種類ごとに噴射に適した弁口径・ダイナミックレンジをもつ電磁駆動式のインジェクタを使用することにより、既存のガソリン噴射システムをそのまま利用してガソリン代替ガス燃料噴射システムを構築することができる。
【０００５】
図１は前記従来のガソリン代替ガス燃料噴射システム、及び後述する本発明のガソリン代替ガス燃料噴射制御装置を搭載した燃料供給システムに共通した配置図であり、このようなシステムでは、エンジン１の運転状態を各センサ５〜９で検出し、ガソリン噴射信号Ｉ１〜Ｉｎを出力するガソリン噴射制御装置としての電子制御ユニット１０と、ガソリン噴射信号をガス燃料用に補正適合してガス燃料噴射信号Ｏｎとして各気筒に設けたインジェクタ１５へ出力するガソリン代替ガス燃料噴射制御装置としての電子制御ユニット１１Ｂとを備えている。
【０００６】
斯かる燃料供給システムにおいては、燃料タンク２からインジェクタ１５に燃料を送出する燃料送出路途中にベーパライザ１４が配設され、液体の燃料を気化・調圧するようになっており、そのベーパライザ１４に至るまでの燃料送出路に１次遮断弁１２、２次遮断弁１３が配置されて電子制御ユニット１１Ｂにより開閉制御されるようになっている。
【０００７】
ところが、その１次遮断弁１２及び２次遮断弁１３は、エンジン１の始動開始（始動スイッチＯＮ）時点から常時開弁状態とされることから、エンジン冷却水温が低い低温始動時にはベーパライザ１４によるガス燃料の気化が不充分となり、燃料が液体のままインジェクタ１５から噴射されやすくなる。そのため、エンジンの低温始動時には空燃比がオーバーリッチとなって、エンジン１がストールしやすくなるという問題がある。
【特許文献１】特開平６−１７７０９号公報
【特許文献２】特開２００４―１０８１４８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、ガソリン噴射システムを利用したガソリン代替ガス燃料噴射システムについて、エンジンの低温始動時にガス燃料が気化されずに液体のままインジェクタから噴射されることを最小限に抑えて、良好なエンジン始動性を確保できるように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、エンジン既設のガソリン噴射システムに、ガソリン噴射制御装置が出力するガソリン噴射信号を受信しガス燃料の噴射量を算出してガス燃料噴射信号を出力するガソリン代替ガス燃料噴射制御装置を増設するとともに、前記ガソリン代替ガス燃料噴射制御装置に駆動制御されるガス燃料用のインジェクタ及びそのインジェクタに繋がる燃料送出路を開閉する遮断弁を増設したガソリン代替ガス燃料噴射システムの制御方法であって、前記ガソリン代替ガス燃料噴射制御装置が、エンジン始動時にエンジン冷却水温を連続的に検知し、そのエンジン冷却水温が予め定めた基準温度に達してから前記遮断弁を常時開弁状態にすることを特徴とする。
【００１０】
増設したガソリン代替ガス燃料噴射制御装置がこのような制御を実行するようにしたことで、ガソリン代替ガス燃料噴射システムの低温始動時において、ガス燃料が液体のままインジェクタから噴射されることを確実に回避できるものとなる。
【００１１】
また、このガソリン代替ガス燃料噴射システムの制御方法において、そのガソリン代替ガス燃料噴射制御装置は、燃料送出路の設けた遮断弁の閉弁時に出力している連続したガソリン代替ガス燃料噴射信号の積算値を求め、エンジン冷却水温が基準温度に達していない状況でその積算値が予め定めた基準値に達することにより、この遮断弁を所定時間だけ開弁させることを特徴とするものとすれば、エンジン始動に最低限必要な燃料を確保しやすいものとなる。
【００１２】
さらに、上述したガソリン代替ガス燃料噴射システムに配設され、遮断弁の開閉制御を実行するためのプログラムが記憶手段に記憶されており、上述したガソリン代替ガス燃料噴射システムの制御方法を実施するガソリン代替ガス燃料噴射制御装置とすれば、これを既存のガソリン噴射制御システムに増設することにより、エンジンの低温始動時に上述した制御を確実且つ容易に実現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
エンジン冷却水温が所定の基準温度に達するまでは遮断弁を常時開弁状態としない制御を実行するものとした本発明によると、エンジンの低温始動時にガス燃料が気化されずに液体のままインジェクタから噴射されることを最小限に抑えて良好なエンジン始動性を確保することができる。
【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における最良の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、エンジン１既設のガソリン噴射システムに、ガソリン代替ガス燃料噴射制御装置としての電子制御ユニット１１Ａと、電磁駆動式でガス燃料用のインジェクタ１５とを増設してなるガソリン代替ガス燃料噴射システムの配置図を示している。本実施の形態においては、使用するガス燃料がＬＰＧ等の比較的気化し易いものを用いる場合を想定している。
【００１６】
ガス燃料を充填した燃料タンク（ボンベ）２の液相部分から延びた燃料送出路は、ベーパライザ１４を経由して複数のインジェクタ１５に接続されており、その各インジェクタ１５を電子制御ユニット１１Ａが駆動制御してエンジン１に燃料を供給するようになっている。また、燃料タンク２から延びた燃料送出路のベーパライザ１４上流側には、２次遮断弁１３、１次遮断弁１２が増設・配置され、電子制御ユニット１１Ａにより開閉制御されるようになっている。
【００１７】
本発明は、ガソリン噴射制御装置としての電子制御ユニット１０と図示しないガソリン用インジェクタとを備えたガソリン噴射システムを搭載していた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。そして、電子制御ユニット１０は、スロットル開度センサ８、ＭＡＰセンサ９、Ｏ２センサ６、水温センサ７、クランク角センサ５により検出したエンジン運転状態に基づいて算出したガソリン噴射信号ｌｎを出力し、図示しないガソリン用インジェクタをこの駆動信号に応じたデューティサイクルで開閉動作させ、エンジン要求流量のガソリンを噴射してエンジン１に供給し、点火プラグ４を所定のタイミングで点火させるものであって、このこと自体は周知の技術である。
【００１８】
本実施の形態では、ガソリン代替ガス燃料噴射制御装置としての電子制御ユニット１１Ａとガス燃料用のインジェクタ１５とが前記のガソリン噴射システムを残置させて増設され、ガソリン代替ガス燃料噴射システムを構成する。この場合、図示しないガソリン用インジェクタを撤去してガス燃料用のインジェクタ１５とつけ替えればよく、電子制御ユニット１０からガソリン用インジェクタに至る気筒毎の信号線をそのまま電子制御ユニット１１Ａにつけ替え接続して、入力信号線とすればよい。
【００１９】
電子制御ユニット１１Ａは、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入出力インターフェース等を備えた汎用の電子制御ユニットであり、ガソリン噴射制御装置としての電子制御ユニット１０からエンジン運転状態に応じて出力されガソリン噴射信号線を介して入力したガソリン噴射信号Ｉｎに基いて、所定の補正係数を掛ける等してガス燃料の適正な噴射量を算出し、この算出されたガス燃料噴射量を与えるガス燃料噴射信号Ｏｎを、駆動信号線を介して気筒毎にインジェクタ１５に出力するものであり、この機能については従来のガソリン代替ガス燃料噴射制御装置である電子制御ユニット１１Ｂと共通している。
【００２０】
また、電子制御ユニット１１Ａは、基本的にはエンジンキーＯＮ（始動スイッチＯＮ）時に１次遮断弁１２及び２次遮断弁１３を開弁状態としてガス燃料の供給路を開通させ、エンジンキーＯＦＦ時（または非通電時）には閉弁状態として、ガス燃料の漏出事故を防止するようになっている。
【００２１】
この機能に加えて、電子制御ユニット１１Ａはエンジン冷却水温を検出する水温センサ７の出力信号を連続的に検知するようになっており、エンジン冷却水温が、電子制御ユニット１１Ａの記憶手段に予め設定した基準温度に達するまでは２次遮断弁１３を常時開弁状態としないものとし、エンジン冷却水温が基準温度に達したら常時開弁状態とする制御を実行するようになっている。
【００２２】
さらに、電子制御ユニット１１Ａは、２次遮断弁１３が閉弁状態であるときに出力される連続したガス燃料噴射信号Ｏｎ，・・・を積算するようになっており、この積算値が予め電子制御ユニット１１Ａの記憶手段に予め設定した基準値に達することにより、２次遮断弁１３を一定時間だけ開弁する制御を実行するようになっている点も特徴としている。電子制御ユニット１１Ａがこのような制御を実行するようにしたことにより、エンジンの低温始動時にガス燃料が気化されずに液体のままインジェクタ１５から噴射されることを回避しやすいものとなり、良好なエンジン始動性を確保できるようになっている。
【００２３】
即ち、電子制御ユニット１１Ａの記憶手段であるＲＯＭには、以下に詳述する本発明によるガソリン代替ガス燃料噴射システムの制御方法の手順を実行するためのプログラムが記憶されているものである。以下に、この制御方法を実施するガソリン代替ガス燃料噴射制御装置である電子制御ユニット１１Ａの動作・機能について、図２の波形図及び図３のフローチャートを用いながら詳細に説明する。
【００２４】
図２は、電子制御ユニット１１Ａがエンジン始動時に出力するガス燃料噴射信号Ｏｎ，・・・の波形図と、そのときに出力する２次遮断弁１３の駆動制御信号の波形図を示している。電子制御ユニット１１Ａは、前述したように２次遮断弁１３の閉弁時において連続するガス燃料噴射信号のオン時間を積算し、この積算時間が予め定めた基準値を超えた場合に、予め定めた一定時間だけ２次遮断弁１３を開弁させる。
【００２５】
この開弁時間は、エンジン始動をスムースに行うために最低限必要の燃料流量を確保する時間を予め実験等により求める等して適度な時間を設定しておけばよい。そして、このような制御を電子制御ユニット１１Ａが実行することにより燃料供給不足によるエンジン１の始動性の悪化を回避できるようになる。尚、以上の遮断弁制御は検知しているエンジン冷却水温が予め定めた基準温度に達して２次遮断弁１３が常時開弁状態となるまで繰り返すように設定しておくとよい。
【００２６】
図３は、電子制御ユニット１１Ａによるエンジン低温始動時の遮断弁制御のフローチャートを示すものであり、流れを説明すると、先ず、エンジン始動時にエンジンキーをＯＮ（始動スイッチＯＮ）にすると、エンジン冷却水温を検知するとともに１次遮断弁１２のみが開弁され（Ａ１）、検知したエンジン冷却水温が基準温度よりも高い場合には２次遮断弁１３を開弁（Ａ７）して始動時の遮断弁制御を終了するが、基準温度よりも低い場合には２次遮断弁１３の閉弁状態を維持させる（Ａ３）。そして、エンジン回転開始に伴いガス燃料噴射信号の出力がある場合、これを連続的に積算する（Ａ４）。
【００２７】
積算値が予め定めた基準値に到達すると（Ａ５）、２次遮断弁１３を予め定めた一定時間のみ開弁させて（Ａ６）ガス燃料を送出させる。そして、その一定時間が経過して閉弁した後は、Ａ１に戻ってガス燃料噴射信号のオン時間を積算しながら同様の手順を繰り返し、エンジン冷却水温が基準温度に達した時点で２次遮断弁１３を常時開弁状態として（Ａ７）、遮断弁の制御を終了する。
【００２８】
電子制御ユニット１１Ａがエンジン冷却水温検出信号及びガス燃料噴射信号の積算値を基に、このような制御手順でエンジン１の始動開始から２次遮断弁をＯＮ／ＯＦＦ制御を実行するものとしたことにより、ガス燃料の気化が不充分となりやすい低温始動時であっても、ガス燃料が液体のままインジェクタ１５から噴射されることを最小限に抑えることができ、空燃比がオーバーリッチに陥ることを回避してエンジンストールの発生を有効に防止することができる。
【００２９】
以上、述べたように、ガソリン噴射システムを利用したガソリン代替ガス燃料噴射システムについて、本発明によりエンジンの低温始動時にガス燃料が気化されずに液体のままインジェクタから噴射されることを回避しやすいものとなり、良好なエンジン始動性を確保できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態及び従来例に共通した燃料供給システムの配置図。
【図２】図１の本実施の形態の燃料供給システムにおいてガソリン代替ガス燃料噴射制御装置の作用・機能を示す波形図。
【図３】本発明の実施の形態のガソリン代替ガス燃料噴射制御装置の制御内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３１】
１  エンジン、２  燃料タンク、７  水温センサ、１０，１１Ａ  電子制御ユニット、１２  １次遮断弁、１３  ２次遮断弁、１５  インジェクタ
【図１】
2009191812.tif 000003
【図２】
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【図３】
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