(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒にそれぞれ連通する吸気分岐通路に、圧縮ガスからなる燃料を各別に噴射供給するインジェクタを設け、この各インジェクタを相互に連通するインジェクタ連通ギャラリの長手方向ほぼ中央部に、前記燃料が供給される燃料入口部を接続し、前記燃料入口部と、この燃料入口部から二方に分岐する前記インジェクタ連通ギャラリとの接続部に、前記燃料の温度を検出する燃料温度センサを設けたことを特徴とするガスエンジンの燃料供給装置。
【請求項２】
複数の気筒にそれぞれ連通する吸気分岐通路に、圧縮ガスからなる燃料を各別に噴射供給するインジェクタを設け、この各インジェクタを相互に連通するインジェクタ連通ギャラリの長手方向ほぼ中央部に、前記燃料を前記インジェクタ連通ギャラリに供給する燃料入口部および、前記燃料入口部の燃料の温度を検出する燃料温度センサをそれぞれ設けたことを特徴とするガスエンジンの燃料供給装置。
【請求項３】
燃料温度センサは、その検知部が、インジェクタ連通ギャラリと燃料入口部との接続部内に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のガスエンジンの燃料供給装置。
【請求項４】
接続部に対して少なくとも一方側のインジェクタ連通ギャラリにおける長手方向ほぼ中央部に、燃料の圧力を検出する燃料圧力センサを設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のガスエンジンの燃料供給装置。
【請求項５】
燃料温度センサの検出信号の入力を受けて、インジェクタによる燃料噴射量の補正を行う制御手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のガスエンジンの燃料供給装置。
【請求項６】
燃料圧力センサの検出信号の入力を受けて、インジェクタによる燃料噴射量の補正を行う制御手段を設けたことを特徴とする請求項４または５記載のガスエンジンの燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧縮ガスを燃料とするガスエンジンの燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を使用したガスエンジン（例えば特開平１１−１０７８６０号公報参照）は、燃料タンク内に高圧で充填された気体燃料を、減圧弁で所定圧まで減圧した後、インジェクタにより吸気系に噴射供給することで、一般的なガソリンエンジンと同様に、燃焼室内にて燃焼が行われる。
【０００３】
基本的なエンジン構成部品は、ガソリンエンジンのものを流用できるが、液体燃料を噴霧状にして供給するガソリンエンジンに対し、気体燃料を使用するガスエンジンでは、気体燃料の単位体積あたりの重量が、温度や圧力によって変化しやすく、このため例えば高温では、燃料の体積が増加して密度が低下するので、噴射パルス幅を大きくするなどの燃料噴射補正を行う必要がある。
【０００４】
燃料噴射補正を行うために、燃料温度センサや燃料圧力センサを用いるが、従来では、これらのセンサは、燃料タンクからインジェクタに至る燃料配管途中における取付スペースの確保しやすい部位や、減圧弁にアッセンブリされた状態で取り付ける方法が採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この場合、各センサは、実際の噴射部位であるインジェクタに対して離れた位置に設置されることになり、検出した燃料温度および圧力が、実際に噴射される燃料の温度および圧力に対してずれを生じ、充分な検出精度が得られないという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、実際に噴射される燃料の温度や圧力を、精度よく検出できるようにすることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の気筒にそれぞれ連通する吸気分岐通路に、圧縮ガスからなる燃料を各別に噴射供給するインジェクタを設け、この各インジェクタを相互に連通するインジェクタ連通ギャラリの長手方向ほぼ中央部に、前記燃料が供給される燃料入口部を接続し、前記燃料入口部と、この燃料入口部から二方に分岐する前記インジェクタ連通ギャラリとの接続部に、前記燃料の温度を検出する燃料温度センサを設けた構成としてある。
請求項２の発明は、複数の気筒にそれぞれ連通する吸気分岐通路に、圧縮ガスからなる燃料を各別に噴射供給するインジェクタを設け、この各インジェクタを相互に連通するインジェクタ連通ギャラリの長手方向ほぼ中央部に、前記燃料を前記インジェクタ連通ギャラリに供給する燃料入口部および、前記燃料入口部の燃料の温度を検出する燃料温度センサをそれぞれ設けた構成としてある。
【０００８】
このような構成のガスエンジンの燃料供給装置によれば、燃料入口からインジェクタ連通ギャラリの長手方向のほぼ中央部に流入した燃料は、インジェクタ連通ギャラリ内で中央部から両端に向けて流れ、燃料温度センサは、この中央部から両端に向けて常に流れる状態の燃料の温度を検出する。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の構成において、燃料温度センサは、その検知部が、インジェクタ連通ギャラリと燃料入口部との接続部内に配置されている。
【００１０】
インジェクタ連通ギャラリと燃料入口部との接続部内は、乱流によるガス（気体燃料）の動きの激しいエリアであり、この部位の燃料温度を検出することで、検出精度が向上する。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項の発明の構成において、接続部に対して少なくとも一方側のインジェクタ連通ギャラリにおける長手方向ほぼ中央部に、燃料の圧力を検出する燃料圧力センサを設けてある。
【００１２】
上記構成によれば、燃料圧力センサは、燃料がインジェクタ連通ギャラリの長手方向中央部から両端に向けて流れる部位の、少なくとも一方側の長手方向中央部の燃料圧力を検出する。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項の発明の構成において、燃料温度センサの検出信号の入力を受けて、インジェクタによる燃料噴射量の補正を行う制御手段を設けた構成としてある。
【００１６】
上記構成によれば、制御手段は、燃料温度センサが検出した燃料温度に基づいて、インジェクタに対し燃料噴射量の補正制御を行う。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項４または５の発明の構成において、燃料圧力センサの検出信号の入力を受けて、インジェクタに対し燃料噴射量の補正を行う制御手段を設けた構成としてある。
【００１８】
上記構成によれば、制御手段は、燃料圧力センサが検出した燃料圧力に基づいて、インジェクタに対し燃料噴射量の補正制御を行う。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１の発明または請求項２の発明によれば、吸気分岐通路にそれぞれ設けたインジェクタ相互を連通するインジェクタ連通ギャラリの長手方向ほぼ中央部に、燃料入口部および燃料温度センサを設けたため、インジェクタ連通ギャラリ全体の燃料温度のばらつきを抑制できるとともに、インジェクタ連通ギャラリ内で中央部から両端に向けて常に流れる状態の燃料の温度を検出することになり、各インジェクタにおける燃料温度に対して誤差の少ない高精度な温度検出を行うことができる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、燃料温度センサは、その検知部が、乱流によるガス（気体燃料）の動きの激しいエリアである、インジェクタ連通ギャラリと燃料入口部との接続部内に設けられているため、各インジェクタにおける燃料温度に対し、より誤差の少ない高精度な温度検出を行うことができる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、インジェクタ連通ギャラリにおける燃料入口部の接続部に対して少なくとも一方側のインジェクタ連通ギャラリの長手方向ほぼ中央部に、燃料圧力センサを設けたため、燃料圧力センサを中心として燃料入口部側およびインジェクタ連通ギャラリの端部側にそれぞれ設けたインジェクタにおける燃料圧力に対して誤差の少ない高精度な圧力検出ができ、他方側においても前記一方側と同様に配置した各インジェクタでの燃料圧力が一方側と同等となることから、すべてのインジェクタにおける燃料圧力に対し、誤差の少ない圧力検出を行うことができる。また、燃料圧力センサは、燃料温度センサとは別の位置に配置されることになるので、二つのセンサを設置する際のレイアウトが容易となる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、燃料温度センサが、各インジェクタでの燃料温度に対して誤差が少ない状態で燃料温度を高精度に検出できるので、各インジェクタによる燃料噴射量の補正を的確に行うことができる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、燃料圧力センサが、各インジェクタでの燃料圧力に対して誤差が少ない状態で燃料圧力を高精度に検出できるので、各インジェクタによる燃料噴射量の補正を的確に行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２６】
図１は、この発明の実施の一形態に係わるガスエンジンの燃料供給装置の一部切断部位を含む斜視図で、図２は、ガスエンジンのシステム全体を示す構成図である。このガスエンジンは、気体燃料である圧縮天然ガス（ＣＮＧ）が高圧状態で燃料タンク１に充填されており、この高圧燃料が、燃料配管３に設けられている主止弁５を経て減圧弁７で所定の圧力に減圧されて、インジェクタ２３により、吸気コレクタ１１下流の吸気マニホールド１２における吸気分岐通路を構成する吸気ブランチ１３に噴射供給される。
【００２７】
エンジン本体１５は、４気筒を構成しており、各気筒に連通する吸気ポート１７を備えたシリンダヘッドに、吸気マニホールド１２が、４本の吸気ブランチ１３の端部に形成した取付フランジ１９を介して取り付けられる。
【００２８】
吸気マニホールド１２の取付フランジ１９の近傍には、燃料供給ユニット２０が装着されている。燃料供給ユニット２０は、各吸気ブランチ１３に先端（図１中で下端）が連通状態で固定されるインジェクタ収容部２１と、隣接するインジェクタ収容部２１相互を連通接続する連通管２２とを備え、気体燃料をそれぞれの吸気ブランチ１３に各別に噴射供給するインジェクタ２３が、インジェクタ収容部２１の上部開口から挿入固定されている。
【００２９】
上記連通管２２およびインジェクタ収容部２１内の通路が、各インジェクタ２３相互を連通するインジェクタ連通ギャラリ２４となっている。また、燃料供給ユニット２０のインテークマニホールド１２に対する固定保持は、インテークマニホールド１２側に設けた２カ所の固定保持部２６によってなされている。
【００３０】
中央二つのインジェクタ２３相互間の連通管２２の中間部には、ボス部２７が形成され、ボス部２７に、気体燃料を燃料供給ユニット２０に供給するための燃料入口管２８が装着されている。すなわち、燃料入口管２８は、インジェクタ連通ギャラリ２４の長手方向ほぼ中央部に設けられていることになり、この燃料入口管２８に前述した図２に示す燃料配管３が接続される。
【００３１】
前記ボス部２７の吸気ブランチ１３側には、インジェクタ連通ギャラリ２４内の気体燃料の温度を検出する燃料温度センサ２９が取り付けられている。燃料温度センサ２９は、その先端の検知部２９ａが、図１のＡ−Ａ矢視断面図である図３に示すように、燃料入口管２８に連通する燃料入口通路３１と、燃料入口通路３１から二方に分岐するインジェクタ連通ギャラリ２４との接続部である、いわゆる三つ又部に臨んで配置されている。上記燃料入口通路３１と前記燃料入口管２８とで燃料入口部を構成している。
【００３２】
図４は、上記燃料温度センサ２９をボス部２７に対して取り外した状態を示す分解斜視図で、燃料温度センサ２９は、先端側に設けた雄ねじ部２９ｂをボス部２７のねじ孔２７ａにねじ込み固定するもので、ボス部２７との間にはＯリング３３が介装される。
【００３３】
上記したボス部２７の燃料入口通路３１とインジェクタ連通ギャラリ２４との接続部から、図１中で右側の二つのインジェクタ２３相互間の連通管２２には、インジェクタ連通ギャラリ２４内の燃料圧力を検出する燃料圧力センサ３５が取り付けられている。
【００３４】
図５は、上記燃料圧力センサ３５を連通管２２に対して取り外した状態を示す分解斜視図で、燃料圧力センサ３５は、先端部に形成したフランジ部３５ａを連通管２２に設けた取付具３７に突き合わせた状態で、２本のねじ３９により固定する。このとき、フランジ部３５ａと取付具３７との間には、Ｏリング４１を介装する。
【００３５】
図６は、燃料供給ユニット２０の燃料入口管２８側から見た平面図である。但し、ここではインジェクタ２３、燃料温度センサ２９および燃料圧力センサ３５は省略してある。
【００３６】
燃料温度センサ２９および燃料圧力センサ３５の各検出信号は、図２に示してある、例えばマイクロコンピュータなどで構成される制御手段としてのエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４３に入力され、ＥＣＵ４３はこの検出信号の入力を受けてインジェクタ２３に対し、燃料補正を行うべく燃料噴射信号を出力する。
【００３７】
図２に示すように、吸気コレクタ１１には、スロットルバルブ４７を備えたスロットルチャンバが接続され、このスロットルバルブ４７上流側の吸気管４５には、エアフローメータ４９およびエアクリーナ５１がそれぞれ配置されている。また、吸気ブランチ１３には、燃焼室内にて渦流を生成して燃焼効率を向上させるためのスワールコントロールバルブ５３が設けられ、スワールコントロールバルブ５３は、アクチュエータ５５によって開度が調整される。アクチュエータ５５は、スロットルバルブ４７下流の吸気管に接続された負圧通路５７を介して動作する。負圧通路５７にはアクチュエータ５５へ付与する負圧を制御するためのソレノイドバルブ５９が設けられている。さらに、スロットルバルブ４７をバイパスするバイパス通路６１には、アイドルスピードコントロールユニット（ＩＳＣＵ）６３が設けられている。
【００３８】
また、吸気コレクタ１１とスワールコントロールバルブ５３との間の吸気ブランチ１３と、排気マニホールド６５とを接続する排気還流管６７には、排気の一部を吸気系に還流して燃焼温度を下げ、ＮＯｘ排出量を低減するための排気還流装置６９が設けられている。さらに、排気マニホールド６５には、排気浄化用の触媒装置７３が接続され、この下流側の排気管７１には、排気浄化用の触媒装置７５および、消音器７７がそれぞれ設けられている。
【００３９】
前記したＥＣＵ４３は、燃料温度センサ２９および燃料圧力センサ３５の各検出信号の入力を受けてインジェクタ２３に制御信号を出力する他、エアフローメータ４９の吸気量信号の入力を受けるとともに、主止弁５、ソレノイドバルブ５９、ＩＳＣＵ６３、排気還流装置６９および、点火プラグ７９にそれぞれ制御信号を出力して対応する制御動作をそれぞれ行う。
【００４０】
上記したガスエンジンの燃料供給装置によれば、燃料入口管２８からインジェクタ連通ギャラリ２４の長手方向のほぼ中央部に流入した燃料は、インジェクタ連通ギャラリ２４内で中央部から両端に向けて流れる。燃料温度センサ２９は、この中央部から両端に向けて常に流れる状態の燃料の温度を、特に乱流によるガス（気体燃料）の動きが激しい三つ又部にて検出するので、インジェクタ連通ギャラリ２４全体において平均化した温度の検出が可能となり、各インジェクタ２３における燃料温度に対して誤差の少ない安定した温度検出が可能となる。
【００４１】
また、燃料圧力センサ３５は、インジェクタ連通ギャラリ２４における燃料入口管２８が接続された部位より一方側の二つのインジェクタ２３相互間に配置してあるので、この二つのインジェクタ２３における燃料圧力に対して平均化した圧力検出が可能となり、他方側の二つのインジェクタ２３における燃料圧力も一方側と同条件であることから、四つのインジェクタ２３における燃料圧力に対して誤差の少ない圧力検出が可能となる。また、燃料圧力センサ３５は、燃料温度センサ２９とは別の位置に配置されることになるので、二つのセンサを設置する際のレイアウトが容易となる。
【００４２】
このように、燃料温度および燃料圧力ともに、実際の噴射部位であるインジェクタ２３における燃料に対して誤差の少ない検出動作が可能となるので、各インジェクタ２３による燃料噴射補正を的確に行うことができる。特に、１回あたりの噴射体積が大きい気筒毎燃料噴射のガスエンジンでは、噴射に伴う温度、圧力変動がインジェクタ連通ギャラリ２４内に生じるので、センサ位置によっては、これらの変動を拾ってしまい、検出精度低下がより顕著なものとなるが、上記した位置に燃料温度センサ２９および燃料圧力センサ３５を配置することで、検出精度低下を防止することが可能となる。
【００４３】
なお、燃料圧力センサ３５は、他方側（図１中で左側）の二つのインジェクタ２３相互間の連通管２２に設けてもよく、さらに一方側と他方側の双方に設けるようにすれば、より高精度な圧力検出が可能となる。また、上記実施の形態では、４気筒エンジンを用いて説明したが、６気筒エンジンなど他の多気筒エンジンに、この発明を適用しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態を示すガスエンジンの燃料供給装置の一部切断部位を含む斜視図である。
【図２】図１の燃料供給装置を備えたガスエンジンのシステム全体を示す構成図である。
【図３】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】図１の燃料供給装置に使用される燃料温度センサをボス部に対して取り外した状態を示す分解斜視図である。
【図５】図１の燃料供給装置に使用される燃料圧力センサを連通管に対して取り外した状態を示す分解斜視図である。
【図６】図１の燃料供給装置における燃料供給ユニットの燃料入口管側から見た平面図である。
【符号の説明】
１３  吸気ブランチ（吸気分岐通路）
２３  インジェクタ
２４  インジェクタ連通ギャラリ
２８  燃料入口管（燃料入口部）
２９  燃料温度センサ
２９ａ  検知部
３１  燃料入口通路（燃料入口部）
３５  燃料圧力センサ
４３  エンジンコントロールユニット（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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