JPH06299877A - ガスエンジンの燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスエンジンの全負荷領域に亙って適正な空
燃混合比を得ることにより燃料の無駄な消費やスモーク
の発生を抑制する。 【構成】 この燃料供給装置１０は、空燃比制御回路１
３が出力する空燃比補正信号Ｋにより設定具作動手段１
２を駆動制御して流量設定具１１によりガス燃料Ｇの供
給量を調節するように構成する。 上記空燃比制御回路
１３は、エンジンの吸気量と回転数に対応するエンジン
の出力データを記憶する出力記憶手段１３ａと、エンジ
ンの負荷に対応する空燃混合比データを記憶する空燃比
記憶手段１３ｂと、演算手段１３ｃとを備えて成り、吸
気量検出手段１５からの吸気量信号Ｊ_１と回転数検出手
段１６からの回転数信号Ｊ_２とに基づき、目標空燃比Ｑ
_Ａを割り出し、この目標空燃比Ｑ_Ａに対してガス燃料の
過不足を算定して必要な空燃比補正信号Ｋを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスエンジンの負荷に
対応させて空燃比を適正に補正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】ガスエンジンの空燃混合器は、例えば図
４に示すような構造を有する。この空燃混合器１は、ベ
ンチュリー管３のベンチュリー部４にガス燃料Ｇの吐出
ノズル５を設け、この吐出ノズル５に燃料供給路６を連
通連結し、この燃料供給路６に流量設定具１１を設け、
この流量設定具１１でガス燃料Ｇの供給量を設定するよ
うに構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般にガスエンジンの
空燃比は、例えば図３（Ｂ）で示すように、エンジンの
負荷率によって変動するが、従来ではあらかじめ流量設
定具１１でガス燃料Ｇの流量設定がなされている。しか
し、上記流量設定具１１では、ガス燃料Ｇの流量設定が
固定であるため、エンジンの全負荷領域に亙って適正な
空燃比を得ることが困難であり、エンジンの負荷領域に
よっては目標とする空燃比に対して大きなバラツキを生
ずることがある。このため燃料が無駄に消費され、スモ
ークを発生することがある。本発明はこのような事情に
鑑みてなされたもので、エンジンの全負荷領域に亙って
適正な空燃比を得ること、ひいては、燃料の無駄な消費
やスモークの発生を抑制することを技術課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明が採用した手段は、既存の空燃混合器に付設
する燃料供給装置１０であって、この燃料供給装置１０
は、ベンチュリー管３のベンチュリー部４にガス燃料Ｇ
の吐出ノズル５を設け、この吐出ノズル５に燃料供給路
６を連通連結し、この燃料供給路６にガス燃料Ｇの供給
量を設定する流量設定具１１を設けて構成し、上記流量
設定具１１は、空燃比制御回路１３が出力する空燃比補
正信号Ｋにより設定具作動手段１２を駆動制御してガス
燃料Ｇの供給量を調節するように構成し、上記空燃比制
御回路１３は、エンジンの吸気量と回転数に対応するエ
ンジンの出力データを記憶する出力記憶手段１３ａと、
エンジンの負荷に対応する空燃比データを記憶する空燃
比記憶手段１３ｂと、演算手段１３ｃとを備えて成り、
上記演算手段１３ｃは、吸気量検出手段１５からの吸気
量信号Ｊ_１と回転数検出手段１６からの回転数信号Ｊ_２
とに基づき、目標空燃比Ｑ_Ａを割り出すとともに、この
目標空燃比Ｑ_Ａに対して燃料の過不足を算定して必要な
空燃比補正信号Ｋを出力するように構成したことを特徴
とするものである。

【０００５】

【発明の作用】本発明に係る燃料供給装置１０は、燃料
供給路６を流通する燃料Ｇの流量を調節する流量設定具
１１と、この流量設定具１１を調節作動させる設定具作
動手段１２と、設定具作動手段１２を駆動制御する空燃
比制御回路１３と、吸気量検出手段１５と、回転数検出
手段１６とから成り、次のように作用する。

【０００６】上記吸気量検出手段１５はエンジンの吸気
量を検出して吸気量信号Ｊ_１を出力し、上記回転数検出
手段１６はエンジンの回転数を検出して回転数信号Ｊ_２
を出力する。これらの信号Ｊ_１・Ｊ_２は上記空燃比制御
回路１３に入力される。上記空燃比制御回路１３は、出
力記憶手段１３ａと、空燃比記憶手段１３ｂと、演算手
段１３ｃとを具備して成り、上記演算手段１３ｃは、吸
気量信号Ｊ_１と回転数信号Ｊ_２に基づき、これに対応す
るエンジン出力を出力記憶手段１３ａより割り出し、エ
ンジン出力からエンジンの負荷を算定する。

【０００７】次いで、空燃比記憶手段１３ｂが記憶して
いる空燃比から、エンジン負荷に対応する目標空燃比Ｑ
_Ａを割り出すとともに、この目標空燃比Ｑ_Ａに対応する
燃料の過不足を算定し、燃料の過不足に対応する空燃比
補正信号Ｋを出力する。上記設定具作動手段１２は、こ
の補正制御回路１３からの空燃比補正信号Ｋに基づき、
上記流量設定具１１を調節作動する。これにより、自動
的に燃料供給路６を流通するガス燃料Ｇの流量調節がな
される。

【０００８】

【発明の効果】本発明は、上記のように構成され、自動
的にガス燃料Ｇの流量調節がなされることから、エンジ
ンの全負荷領域に亙りエンジンが必要とする適正な空燃
比が得られる。これにより、燃料の無駄な消費やスモー
クの発生を抑制することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１はエンジンの空燃混合器と本発明に係る燃料供
給装置の概要構成図、図２は本発明に係る燃料供給装置
の動作を説明するフローチャートである。この空燃混合
器１は、図１に示すように、従来例と同様の基本構造を
有する。即ち、この空燃混合器１は、ベンチュリー管３
のベンチュリー部４にガス燃料Ｇの吐出ノズル５を設
け、この吐出ノズル５に燃料供給路６を連通連結し、こ
の燃料供給路６にガス燃料Ｇの供給量を設定する流量設
定具１１を設けて成り、エンジンの負荷に対応して、図
示しないガバナ装置によりスロットルバルブ２の開度が
設定され、ガス燃料Ｇが吸気負圧によってベンチュリー
部４のリング状の燃料吐出ポート６ａを経て吐出ノズル
５より吸い出されるように構成されている。なお、図１
中の符号１７はゼロガバナ、１８はガス燃料ボンベであ
る。

【００１０】以下、本発明の特徴構成について説明す
る。本発明に係る燃料供給装置１０は、従来例の空燃混
合器１に付設したもので、以下のように構成されてい
る。この燃料供給装置１０は、燃料供給路６の流量設定
具１１と、この流量設定具１１を調節作動させる設定具
作動手段１２と、設定具作動手段１２を駆動制御する空
燃比制御回路２３と、吸気量検出手段１５と、回転数検
出手段１６とから成る。

【００１１】上記設定具作動手段１２は、燃料供給路６
を形成するケーシング５の下面より出力ロッド１２ａを
調量室６ｃに突入させて設け、上記流量設定具１１は、
その出力ロッド１２ａの先端部に固設してガス導入路６
ｂに臨ませ、設定具作動手段１２の出力ロッド１２ａを
進退させることにより、ガス導入路６ｂを流通する燃料
Ｇの流量を調節するように構成されている。また、上記
設定具作動手段１２としては、例えば、超音波モータ、
ステッピングモータ、その他のリニアアクチュエータが
用いられるが、超音波モータを用いた場合には、小型で
高いトルクが得られるという利点がある。

【００１２】上記吸気量検出手段１５は、エンジンの吸
気量を検出して吸気量信号Ｊ₁を出力するもので、この
実施例ではポテンションメータでスロットルバルブ２の
開度をで検出するように構成されている。なお、上記吸
気量検出手段１５としては、他にエンジンの吸気負圧を
検出する負圧センサーなど、適宜変更して実施すること
が可能である。また、上記回転数検出手段１６は、エン
ジン回転数を検出して回転数信号Ｊ_２を出力するもの
で、例えばエンジンのリングギヤー等から回転数を検出
することが可能である。これらの吸気量信号Ｊ₁・回転
数信号Ｊ_２は上記空燃比制御回路１３に入力される。

【００１３】上記空燃比制御回路１３は、マイクロコン
ピュータで構成され、出力記憶手段１３ａと、空燃比記
憶手段１３ｂと、演算手段１３ｃとを具備して成る。上
記出力記憶手段１３ａは、図３(Ａ)で示すようなエンジ
ンの吸気量と回転数と出力との関係をマップデータとし
て記憶し、上記空燃比記憶手段１３ｂは、図３(Ｂ)で示
すようなエンジンの全負荷域に対応する空燃比をマップ
データとして記憶している。上記演算手段１３ｃは、マ
イクロコンピュータのＣＰＵ（中央制御部）で構成され
ており、図２で示すプログラムに基づき、以下のように
して上記設定具作動手段１２を駆動制御する。

【００１４】以下、この燃料供給装置１０の作用につい
て、図２を参照しつつ説明する。先ず、ステップＳ_１で
は、エンジンの吸気量と回転数と出力との関係をマップ
データとしてあらかじめ出力記憶手段１３ａに記憶させ
るとともに、エンジンの全負荷域に対応する空燃比をマ
ップデータとして空燃比記憶手段１３ｂに記憶させる。
ステップＳ₂₁では上記吸気量検出手段１５からの吸気量
信号Ｊ_１を読み込み、これと並行してステップＳ₂₂では
上記回転数検出手段１６からの回転数信号Ｊ_２を読み込
む。

【００１５】ステップＳ₃では出力記憶手段１３ａが記
憶しているエンジン出力を上記吸気量信号Ｊ_１と回転数
信号Ｊ_２とに基づき割り出し、これらに対応する負荷を
算定する。例えば、上記負荷はエンジン出力（ＰＳ）を
回転数で除算して算定する。引き続き、空燃比記憶手段
１３ｂが記憶している空燃比Ｑから、上記算定した負荷
に対応する目標空燃比Ｑ_Ａを割り出す。

【００１６】ステップＳ₄では、目標空燃比Ｑ_Ａに対し
て供給すべき燃料の過不足を算定する。ステップＳ_５で
はその過不足が許容範囲内か否かを判断し、許容範囲を
超えれた場合にはステップＳ_６で空燃比補正信号Ｋを出
力し、ステップＳ_７では上記設定具作動手段１２が空燃
比補正信号Ｋに基づき、上記設定作動具１１を調節作動
する。これにより、自動的にガス燃料Ｇの流量調節がな
される。以下同様にして流量調節が繰り返される。

【００１７】本発明は、上記のように構成され、自動的
にガス燃料Ｇの流量調節がなされることから、エンジン
の全負荷領域に亙りエンジンが必要とする適正な空燃比
が得られる。これにより、燃料の無駄な消費やスモーク
の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガスエンジンの空燃混合器と本発明に係る燃料
供給装置の概要構成図である。

【図２】本発明に係る燃料供給装置の動作を説明するフ
ローチャートである。

【図３】図３(Ａ)はエンジンの吸気量と回転数とエンジ
ン出力との関係を示すグラフ、図３(Ｂ)はエンジンが要
求する空燃比を示すグラフである。

【図４】従来例に係る空燃混合器の縦断面図である。

【符号の説明】 １…空燃混合器、 ３…ベンチュリー管、
４…ベンチュリー部、５…吐出ノズル、 ６…燃
料供給路、 Ｇ…ガス燃料、１０…燃料供給装
置、 １１…流量設定具、 １２…設定具作動
手段、１３…空燃比制御回路、 １３ａ…出力記憶手
段、 １３ｂ…空燃比記憶手段、 １３ｃ…演算手段、 １５…吸気量検出手段、
１６…回転数検出手段、 Ｊ_１…吸気量信号、 Ｊ_２…回転数信号、
Ｋ…空燃比補正信号、Ｑ_A…目標空燃比。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベンチュリー管(３)のベンチュリー部
   (４)にガス燃料(Ｇ)の吐出ノズル(５)を設け、この吐出
   ノズル(５)に燃料供給路(６)を連通連結し、この燃料供
   給路(６)にガス燃料(Ｇ)の供給量を設定する流量設定具
   (１１)を設け、て構成したガスエンジンの燃料供給装置
   において、 上記流量設定具(１１)は、空燃比制御回路(１３)が出力
   する空燃比補正信号(Ｋ)により設定具作動手段(１２)を
   駆動制御してガス燃料(Ｇ)の供給量を調節するように構
   成し、 上記空燃比制御回路(１３)は、エンジンの吸気量と回転
   数に対応するエンジンの出力データを記憶する出力記憶
   手段(１３ａ)と、エンジンの負荷に対応する空燃比デー
   タを記憶する空燃比記憶手段(１３ｂ)と、演算手段(１
   ３ｃ)とを備えて成り、 上記演算手段(１３ｃ)は、吸気量検出手段(１５)からの
   吸気量信号(Ｊ₁)と回転数検出手段(１６)からの回転数
   信号(Ｊ₂)とに基づき、目標空燃比(Ｑ_Ａ)を割り出すと
   ともに、この目標空燃比(Ｑ_Ａ)に対して燃料の過不足を
   算定して必要な空燃比補正信号(Ｋ)を出力するように構
   成したことを特徴とするガスエンジンの燃料供給装置。