JPH0647634U - ガス燃料使用内燃機関のオーバーラン防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】過大な制動力の発生を防止しつつエンジン回転
のオーバーランを防止することを目的とする。 【構成】回転センサ13によって検出されたエンジン回転
速度ＮＥが所定値以上になった場合、コントロールユニ
ット12が、アクチュエータ10をＯＮ駆動して通路開閉弁
11を開弁状態とし、排気の一部を排気タービン４Ａをバ
イパスさせてバイパス通路９側に導入して排気ターボチ
ャージャ４の出力を低下させる。これにより、ミキサー
２を通過する吸気量が減少してガス燃料の流出量が減少
し、エンジン回転が急停止することなく滑らかに低下す
るので、過大な制動力が発生するのを防止しつつエンジ
ン回転のオーバーランを防止できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ガス燃料を使用する内燃機関におけるエンジン回転のオーバーラン を防止する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）等のガス燃料を使用する従来の内燃機関にお いて、エンジン回転のオーバーランを防止する技術としては、例えば特開平３− ２５３７４８号公報等に開示されたものがある。 従来のオーバーラン防止技術では、エンジン回転速度を回転センサで常時監視 し、エンジン回転速度が所定値を越えた時には、点火プラグの点火を停止するこ とでエンジンのオーバーランを防止している。また、点火プラグの点火の停止と 共に燃料供給も停止する方法もある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このようなガス燃料を使用する内燃機関を自動車用として使用 する場合、点火プラグの点火停止によりオーバーランを防止するものでは、点火 の一時停止により未燃のガス燃料がそのまま大気に放出され大気を汚染する虞れ がある。また、点火プラグの点火停止と燃料カットとの組み合わせによりオーバ ーランを防止するものでは、燃料供給を再開した時に運転のガクガク感が生じて 運転フィーリングの悪化を招く虞れがある。更には、いずれの場合も、エンジン 出力の急変により制動力が過大となって運転姿勢に悪影響を及ぼすという不具合 が生じる。

【０００４】 尚、この種のガス燃料使用内燃機関のオーバーラン防止装置として、本出願人 により先に出願されたものがある（実願平４−５３３３４号及び実願平４−５４ ７２７号）。 本考案は上記の事情に鑑みてなされたものであり、エンジン回転を急激に低下 させることなくエンジンオーバーランを防止できる、自動車用として好適なガス 燃料使用内燃機関のオーバーラン防止装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

このため、本考案のオーバーラン防止装置は、吸気通路に介装される吸気コン プレッサと排気通路に介装される排気タービンとで構成される排気ターボチャー ジャを備えると共に、吸気通路内の空気と燃料供給通路から供給されるガス燃料 とを前記吸気通路の吸気コンプレッサ下流側に介装したミキサーにより混合し、 この混合気を燃焼室に供給して燃焼させる構成のガス燃料使用内燃機関において エンジン回転速度検出手段と、該エンジン回転速度検出手段の検出値が所定値以 上の時に前記排気ターボチャジャーの出力を低下させる手段とを備えて構成した 。

【０００６】

【作用】

かかる構成によれば、エンジン回転速度が所定値以上になった時、例えば、排 気タービンをバイパスさせて排気を流したり、或いは、吸気コンプレッサをバイ パスするバイパス通路を開通させて過給圧を低下させる等して、排気ターボチャ ージャの出力を低下させる。これにより、吸気通路内の過給圧が低下し、これに 伴ってミキサーからのガス燃料流出量が減少するので、エンジン回転速度を低下 させることができ、エンジン回転のオーバーランを防止できると共に、エンジン が急停止することがなく過大な制動力が発生するのを防止できるようになる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の第１実施例を示す構成図である。 図１において、機関本体１には排気マニホールド２が接続し、該排気マニホー ルド２のコレクタ部に接続する排気管３には、排気ターボチャージャ４の排気タ ービン４Ａが介装されている。一方、機関本体１に接続する吸気マニホールド５ のコレクタ部に接続する吸気管６には、図示しないエアクリーナからの空気を過 給する排気ターボチャージャ４の吸気コンプレッサ４Ｂと、該吸気コンプレッサ ４Ｂ下流側に位置して図示しない燃料タンクに接続するガス燃料通路７を介して 供給されるガス燃料と前記過給された吸気とを混合して混合気を生成するミキサ ー８が介装されている。

【０００８】 そして、前記排気管３には、排気タービン４Ａをバイパスするバイパス通路９ が設けられ、該バイパス通路９には、アクチュエータ10によって駆動されるバタ フライ式の通路開閉弁11が介装されている。 コントロールユニット12は、例えばマイクロコンピュータを内蔵し、エンジン 回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段としての回転センサ13からの信号 に基づいて、前記アクチュエータ10をＯＮ−ＯＦＦ制御し、エンジン回転速度が 所定値以上の時にアクチュエータ10をＯＮとして通路開閉弁11を開弁駆動して排 気の一部をバイパス通路９側に導入して排気タービン４Ａをバイパスさせること により、排気ターボチャージャ４の出力を低下させてエンジン回転のオーバーラ ンを防止するようにしている。

【０００９】 従って、本実施例では、バイパス通路９、アクチュエータ10、通路開閉弁11及 びコントロールユニット12とで排気ターボチャージャ４の出力を低下させる手段 を構成している。 次に第１実施例の動作を説明する。 通常の運転時は、通路開閉弁11は閉弁状態にあり、排気の全てが排気タービン ４Ａに導入されてその排気エネルギにより吸気コンプレッサ４Ｂが駆動されて吸 気を過給し、ミキサー８を通過する際に、通過する過給吸気量に見合った量のガ ス燃料と混合して混合気が生成される。この混合気は、吸気マニホールド５によ って各気筒に供給されて燃焼に供される。

【００１０】 かかる運転時に、回転センサ13によってエンジン回転速度を監視し、その検出 信号に基づいてエンジンのオーバーランを防止すべく図２のフローチャートに示 すようにアクチュエータ10をＯＮ−ＯＦＦ制御して通路開閉弁11を開閉制御する 。 次に図２のフローチャートに基づいて本実施例のエンジン回転のオーバーラン 防止動作を説明する。

【００１１】 キースイッチがＯＮとなることによってこのフローチャートがスタートする。 まず、ステップ１（図中Ｓ１と記し、以下同様とする）では、回転センサ13か らの信号を入力してエンジン回転速度ＮＥを読み込む。 ステップ２では、ステップ１で読み込んだエンジン回転速度ＮＥを、エンジン 回転のオーバーラン防止のため予め設定した所定値ＮＥ₀ と比較する。そして、 検出されたエンジン回転速度ＮＥが、所定値ＮＥ₀ より小さい（ＮＥ＜ＮＥ₀ ） 時には、エンジン回転がオーバーランでないと判断しステップ３に進む。

【００１２】 ステップ３では、アクチュエータ10をＯＦＦにして通路開閉弁11を閉弁状態に 保持する。 一方、ステップ２で、検出されたエンジン回転速度ＮＥが所定値ＮＥ₀ 以上（ ＮＥ≧ＮＥ₀ ）と判定された時には、エンジン回転がオーバーランと判断しステ ップ４に進む。

【００１３】 ステップ４では、アクチュエータ10をＯＮとして通路開閉弁11を開弁状態とす る。これにより、排気管８を通過する排気の一部が排気タービン４Ａをバイパス してバイパス通路９側に流れる。このため、排気タービン４Ａの回転が低下して 吸気コンプレッサ４Ｂの回転も低下して排気ターボチャージャの出力が低下する ことになり、ミキサー８に供給される空気量が減少する。ミキサー８は、そのベ ンチュリ部を通過する吸気流速、言い換えれば空気量によってガス燃料の噴出量 をコントロールしているので、上述のように、通過する吸気の減少によってガス 燃料量の噴出量も減少する。このため、エンジン回転速度が従来の燃料カットす る場合等に比べて滑らかに低下してエンジン回転のオーバーランが防止できると 共に、過大な制動力が発生することを防止できる。

【００１４】 このように、エンジン回転速度が所定値以上になった時に、従来のように燃料 供給を急激に停止したり点火プラグの点火を停止することなく、排気の一部を排 気タービン４Ａをバイパスさせることで、排気ターボチャージャ４の出力を低下 させることで、ミキサー５の通過空気量を減少させてエンジン回転を低下させれ ば、エンジン回転のオーバーラン防止機能が動作した時に制動力が過大になるの を防ぐことができ、ドライバの運転姿勢に悪影響を及ぼすことを防止でき運転安 全性が向上する。また、未燃のガス燃料がそのまま大気に放出され大気を汚染す る虞れがないと共に、正常な燃料供給を再開した時に燃料供給量変化が従来より 緩やかとなるので、運転のガクガク感がなくなり運転フィーリングが良好となる 。しかも、エンジン回転のオーバーラン防止によってエンジンの損傷を防止でき る。

【００１５】 次に本考案の第２実施例の構成を図３に示し説明する。尚、第１実施例と同一 の要素には同一符号を付して説明を省略する。 図３において、本実施例では、吸気管６に、吸気コンプレッサ４Ｂをバイパス して吸気コンプレッサ４Ｂの上・下流側を連通する連通路21を設け、該連通路21 にアクチュエータ22によって駆動制御されるバタフライ式の通路開閉弁23を介装 してある。

【００１６】 そして、回転センサ13からの検出信号に基づいて、前記アクチュエータ22をＯ Ｎ−ＯＦＦ制御し、エンジン回転速度が所定値以上の時にアクチュエータ22をＯ Ｎとして通路開閉弁23を開弁駆動して吸気コンプレッサ４Ｂの上・下流側を連通 させることにより、吸気コンプレッサ４Ｂによる吸気の過給圧を低下させてエン ジン回転のオーバーランを防止するようにしている。

【００１７】 従って、第２実施例では、連通路21、アクチュエータ22、通路開閉弁23及びコ ントロールユニット12とで排気ターボチャージャ４の出力を低下させる手段が構 成されている。 次に第２実施例のエンジン回転のオーバーラン防止動作を図４のフローチャー トに基づいて説明する。

【００１８】 ステップ11とステップ12は、第１実施例と同様であり、ステップ11で、回転セ ンサ13からの信号を入力してエンジン回転速度ＮＥを読み込み、ステップ12で、 ステップ11で読み込んだエンジン回転速度ＮＥを所定値ＮＥ₀ と比較する。 そして、検出されたエンジン回転速度ＮＥが、ＮＥ＜ＮＥ₀ の時には、エンジ ン回転がオーバーランでないと判断しステップ13に進み、アクチュエータ22をＯ ＦＦにして通路開閉弁23を閉弁状態に保持する。

【００１９】 一方、ステップ12で、ＮＥ≧ＮＥ₀ と判定された時には、エンジン回転がオー バーランと判断しステップ14に進み、アクチュエータ22をＯＮとして通路開閉弁 23を開弁状態とする。これにより、吸気コンプレッサ４Ｂをバイパスして吸気コ ンプレッサ４Ｂの上・下流側が連通路21を介して互いに連通し、吸気の過給圧が 低下して実質的に排気ターボチャージャ４の出力が低下することになる。このた め、ミキサー８を通過する空気量が減少してガス燃料量の噴出量も減少するので 、エンジン回転を急停止させることなく、エンジン回転のオーバーランが防止で き、過大な制動力が発生することを防止できると共に、第１実施例と同様の効果 を有する。

【００２０】 尚、バイパス通路９及び連通路21に介装する通路開閉弁は、本実施例のバタフ ライ式に限るものではなく、電磁式の開閉弁を用いてもよいことは言うまでもな い。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、エンジン回転速度が所定値以上となった 時に、排気ターボチャージャの出力を低下させてミキサーを通過する空気量を減 少させてガス燃料の供給量を減らすことでエンジン回転のオーバーランを防止す る構成としたので、エンジンの損傷を防止できることは勿論のこと、エンジンの オーバーラン検出時に制動力が過大になるのを防止でき運転安全性を向上できる 。また、点火プラグの点火を停止する場合に比べて未燃燃料の大気放出量を大幅 に低減できる。更に、正常な燃料供給の再開時にエンジンの出力の変化を滑らか にでき運転フィーリングを良好にできるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例を示す構成図

【図２】同上第１実施例の動作を説明するフローチャー
ト

【図３】本考案の第２実施例を示す構成図

【図４】同上第２実施例の動作を説明するフローチャー
ト

【符号の説明】

１ 機関本体 ３ 排気管 ４ 排気ターボチャージャ ６ 吸気管 ８ ミキサー ９ バイパス通路 10，22 アクチュエータ 11，23 通路開閉弁 12 コントロールユニット 13 回転センサ 21 連通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 佐竹 忠 埼玉県上尾市大字壱丁目１番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気通路に介装される吸気コンプレッサと
   排気通路に介装される排気タービンとで構成される排気
   ターボチャージャを備えると共に、吸気通路内の空気と
   燃料供給通路から供給されるガス燃料とを前記吸気通路
   の吸気コンプレッサ下流側に介装したミキサーにより混
   合し、この混合気を燃焼室に供給して燃焼させる構成の
   ガス燃料使用内燃機関において、 エンジン回転速度検出手段と、 該エンジン回転速度検出手段の検出値が所定値以上の時
   に前記排気ターボチャージャの出力を低下させる手段
   と、 を備えて構成したことを特徴とするガス燃料使用内燃機
   関のオーバーラン防止装置。