JP3644822B2 - ガスエンジンの点火装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は高圧の天然ガスを燃料とするガスエンジンの点火装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
高圧の天然ガスを燃料として使用するガスエンジンは、エンジンの吸気通路にスロットル弁と、その上流にベンチュリ部を形成するミキサ(混合気)が設けられ、高圧ボンベからのガス燃料を混合器(ミキサ)へ供給し、吸入空気と所定の割合で混合する一方、吸気系に燃料噴射弁が設けられ、エンジン運転状態に応じて混合気の空燃比を適正に制御するようになっている(特開平9ー21379号公報,実開平6ー63845号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このようなガスエンジンにおいては、燃料供給系や点火装置の制御にコントロールユニットが備えられ、キースイッチのオン(イグニッションスイッチのオンではない)で電源が投入されると、制御系の電気回路への通電を瞬間的にオンすることにより、電流が回路を正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしている。そのため、イニシャルチェック時に点火装置への通電がオンーオフされるため、点火プラグがスパークすることがあり、エンジン燃焼室に残存する可燃混合気に着火すると、アフタバーンやバックファイヤを起こすという可能性が考えられる。
【0004】
この発明は、このような問題点を解決するための有効な対策手段の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
第1の発明では、燃料供給系および点火装置の制御を行うコントロールユニットにより、キースイッチのオンで電源が投入されると、点火コイルのパワースイッチなど制御対象の電気回路を電流が正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしているガスエンジンにおいて、キースイッチのオンで起動してイニシャルチェックに要する所定時間の経過をカウントするまでは点火コイルへの電源をオフ状態に保つ手段を設ける。
【0006】
第2の発明では、燃料供給系および点火装置の制御を行うコントロールユニットにより、キースイッチのオンで電源が投入されると、点火コイルのパワースイッチなど制御対象の電気回路を電流が正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしているガスエンジンにおいて、エンジンで駆動されるオイルポンプの油圧を検出する手段と、その検出信号に基づいて油圧の立ち上がりを捕らえるまでは点火コイルへの電源をオフ状態に保つ手段と、を設ける。
【0007】
第3の発明では、燃料供給系および点火装置の制御を行うコントロールユニットにより、キースイッチのオンで電源が投入されると、点火コイルのパワースイッチなど制御対象の電気回路を電流が正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしているガスエンジンにおいて、エンジン回転を検出する手段と、その検出信号に基づいてエンジンの回転を捕らえるまでは点火コイルへの電源をオフ状態に保つ手段と、を設ける。
【0008】
第4の発明では、燃料供給系および点火装置の制御を行うコントロールユニットにより、キースイッチのオンで電源が投入されると、点火コイルのパワースイッチなど制御対象の電気回路を電流が正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしているガスエンジンにおいて、点火コイルの電源回路を開閉する手段と、この開閉手段を介してキースイッチのオンからイニシャルチェックが終了するまでは点火コイルへの電源をオフ状態に保つ制御機能をコントロールユニットに付与する。
【0009】
【発明の効果】
第1の発明では、キースイッチがオンすると、コントロールユニットにより、イニシャルチェックが行われ、点火装置に対してもイニシャルチェックのための通電がオンーオフされるが、キースイッチのオンから所定時間のカウントが終了するまでは、点火コイルへの電源はオフ状態に保たれるため、イニシャルチェックで点火プラグがスパークすることはなく、アフタバーンやバックファイヤを防止できる。
【0010】
第2の発明では、キースイッチがオンすると、コントロールユニットにより、イニシャルチェックが行われ、点火装置に対してもイニシャルチェックのための通電がオンーオフされるが、エンジンで駆動されるオイルポンプの油圧が立ち上がるまでは、点火コイルへの電源はオフ状態に保たれるため、イニシャルチェックで点火プラグがスパークすることはなく、アフタバーンやバックファイヤを防止できる。
【0011】
第3の発明では、キースイッチがオンすると、コントロールユニットにより、イニシャルチェックが行われ、点火装置に対してもイニシャルチェックのための通電がオンーオフされるが、エンジンが回りはじめるまでは、点火コイルへの電源はオフ状態に保たれるため、イニシャルチェックで点火プラグがスパークすることはなく、アフタバーンやバックファイヤを防止できる。
【0012】
第4の発明では、キースイッチがオンすると、コントロールユニットにより、イニシャルチェックが行われ、点火装置に対してもイニシャルチェックのための通電がオンーオフされるが、イニシャルチェックが終了するまでは、点火コイルへの電源はオフ状態に保たれるため、イニシャルチェックで点火プラグがスパークすることはなく、アフタバーンやバックファイヤを防止できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1において、1はガスエンジン、2はその排気通路、3は同じく吸気通路であり、吸入空気量を確保するため、ターボチャージャ4とインタクーラ5が設けられる。また、後述のミキサ6(混合器)やスロットル弁7を迂回するように吸気バイパス通路8が形成され、この通路8を必要に応じて開閉する吸気バイパス弁9が介装される。10は吸気バイパス弁9を駆動するダイヤフラムであり、ダイヤフラム10への作動圧を負圧と大気圧とに切り替える3方向電磁弁11を備える。12は排気シャッタを表す。
【0014】
吸気通路3にスロットル弁7が設けられ、スロットル弁7は図示しないアクセルペダルに連動し、その踏み角(スロットル開度)に応じて吸入空気量を制御する。スロットル弁7の上流に吸気空気とガス燃料を混合するミキサ6(混合器)が設置され、ガス燃料は燃料タンク(図示せず)から燃料供給管13を通してミキサ6に供給される。
【0015】
燃料供給管13の途中にミキサ6へのガス燃料の圧力を制御するレギュレータ14が並列に介装される。各レギュレータ14にインタクーラ5の下流から基準圧導入管15を介して基準圧が供給され、ミキサ6へのガス燃料の圧力はこの基準圧に対して所定の差圧を保つように制御される。
【0016】
ミキサ6はベンチュリ部16を備えるものであり、燃料供給管13からのガス燃料をベンチュリ部16に開口するノズルへ供給する燃料導入通路17が設けられ、吸入空気量(スロットル開度)に比例してベンチュリ部16に発生する負圧に応じてガス燃料がノズルから吸引される。
【0017】
燃料導入通路17にその通路面積(ガス燃料の流量)を手動で調整するための燃料調整弁18と、エンジン停止時などに燃料導入通路17を遮断する燃料カット弁19が設けられる。20は燃料カット弁19を駆動するダイヤフラムであり、ダイヤフラム20へ負圧とインタクーラ上流のブースト圧力とを選択的に供給する3方向電磁弁21を備える。
【0018】
ミキサ6で生成される混合気に補助燃料を供給する空燃比制御弁22が設けられる。空燃比制御弁22は燃料供給管13の分岐管13aに接続され、これがオンとなり、開弁している間、レギュレータ14からのガス燃料をベンチュリ部16に噴射する。また、エンジン1の燃焼室に圧縮上死点付近で混合気に点火する点火プラグ23が設けられる。
【0019】
システム全体を制御するのがコントロールユニット25であり、エンジン冷却水温を検出する水温センサ26、エンジン回転速度およびクランク角度を検出するクランク角センサ27、スロットル弁7の開度を検出するスロットル開度センサ28、吸気マニホールドのブースト圧力を検出するブースト圧力センサ29、排気中の酸素濃度を検出するO2センサ30、変速機のニュートラル状態を検出する変速機中立センサ31、からの信号が入力される。
【0020】
これらの検出信号に基づいて、コントロールユニット25は運転状態に応じて決定される目標空燃比を求め、実際の空燃比(O2センサ30の出力から計算される)を目標空燃比と一致させるように空燃比制御弁22の噴射量を制御する。また、コントロールユニット25にはイグニッションスイッチ(図示せず)からの信号も入力され、ミキサ6の燃料導入通路17を遮断する燃料カット弁19をイグニッションスイッチのオン時に開くようになっている。
【0021】
エンジン1へ供給される混合気は、基本的にはミキサ6によって所定の希薄混合気となるように生成される。この混合気に対して空燃比制御弁22から補助燃料が追加され、運転状態に応じた目標空燃比となるように制御されるのである。
【0022】
コントロールユニット25は、図2のようにクランク角センサ27の検出信号とブースト圧力センサ29の検出信号に基づいて、最適な点火時期をもって点火プラグを作動させるように制御する。この場合、運転状態に応じた最適なタイミングでパワースイッチ32の導通を制御し、点火コイル33から高電圧を点火プラグ23に印加する。
【0023】
ミキサ6において、スロットル弁7の前後を結ぶ連通路35が形成され、エンジンのアイドル回転を制御するよう、連通路35を開閉するISC(アイドル・スピード・コントロール)ソレノイド弁36が介装される。37はソレノイドで駆動される補助スロットル弁であり、ISCソレノイド弁36および吸気バイパス弁9とともにコントロールユニット25で制御される。
【0024】
図3は点火システムの電源回路を表すものである。コントロールユニット25はエンジン始動時、キースイッチ40のオンで電源が投入されると、システム全体の電気回路を瞬間的に通電することにより、電流が回路を正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようになっている。その際、パワースイッチ32への通電がオンーオフするため、点火コイル33を介して点火プラグ32がスパークすることがあり、エンジン燃焼室に残存する可燃混合気に着火すると、アフタバーンやバックファイヤを起こす可能性が考えられる。
【0025】
この対策手段として、点火コイル33の電源回路にタイマスイッチ41が介装される。タイマスイッチ41はキースイッチ40のオンで起動され、イニシャルチェックに要する所定時間の経過をカウントするまでは、点火コイル33への電源をオフ状態に保つようになっている。
【0026】
図4のように、キースイッチ40がオンすると、コントロールユニット25により、イニシャルチェックが行われる(ステップ1〜ステップ5)が、キースイッチ40のオンでタイマスイッチ41が起動され、点火コイル33への電源をオフする(ステップ6)。その後、イニシャルチェックに要する所定時間のカウントを終了すると、タイマスイッチ41は点火コイル33への電源をオンする(ステップ7)。
【0027】
イニシャルチェックのための通電により、パワースイッチ32は図5のようにオンーオフされるが、タイマスイッチ41が点火コイル33へ電源をオフ状態に保っているため、点火プラグ23がスパークすることはなく、アフタバーンやバックファイヤを適確に防止できる。
【0028】
図6は別の実施形態を表すものであり、タイマスイッチ41の代替手段として、エンジンで駆動されるオイルポンプ(図示せず)の油圧を検出する油圧スイッチ43と、このスイッチ43を信号として点火コイル33の電源回路を開閉するリレー44と、が設けられる。
【0029】
図7のように、キースイッチ40がオンすると、コントロールユニット25により、イニシャルチェックが行わわれる(ステップ1〜ステップ5)。その間、エンジンは停止され、油圧も立たないため、油圧スイッチ43のオフにより、リレー44は点火コイル33への電源をオフ状態に維持する。
【0030】
イグニッションスイッチのオンすると、スタータモータの作動により、エンジンが回りはじめ、オイルポンプの油圧も立ち上がるのであり、油圧スイッチ43がオンすると、リレー44がコイルの励磁力で閉成して点火コイル33への電源をオンする(ステップ6,ステップ7)。
【0031】
イニシャルチェックのための通電により、パワースイッチ32は図8のようにオンーオフされるが、油圧スイッチ43がリレー44を介して点火コイル33への電源をオフ状態に保っているため、点火プラグ23がスパークすることはなく、アフタバーンやバックファイヤを適確に防止できる。
【0032】
図9は別の実施形態を表すものであり、油圧スイッチ43の代替手段として、クランク角センサ27が利用される。そして、コントロールユニット25により、クランク角センサ27からの出力に基づいて、エンジン回転の立ち上がりを捕らえるまでは、点火コイル33への電源をオフ状態に保つようにリレー44を制御する。
【0033】
図10のように、キースイッチ40がオンすると、コントロールユニット25により、イニシャルチェックが行わわれる(ステップ1〜ステップ5)。その間、エンジンは停止のため、コントロールユニット25は、リレー44への励磁電流をオフすることにより、点火コイル33への電源をオフ状態に維持する。
【0034】
イグニッションスイッチをオンすると、スタータモータの作動により、エンジンが回りはじめる。コントロールユニット25は、クランク角センサ27の出力から、エンジン回転の立ち上がりを捕らえると、リレー44への励磁電流をオンすることにより、リレー44を介して点火コイル33への電源をオンする(ステップ6,ステップ7)。
【0035】
イニシャルチェックのための通電により、パワースイッチ32は図11のようにオンーオフされるが、コントロールユニット25がリレー44を介して点火コイル33への電源をオフ状態に保っているため、点火プラグ23がスパークすることはなく、アフタバーンやバックファイヤを適確に防止できる。
【0036】
なお、コントロールユニット25において、リレー44のオン条件としてイニシャルチェックの終了を設定すると、図12のようにその条件が成立するまでは、点火コイル33への電源をオフ状態に保たれる(ステップ1〜ステップ6)。
【0037】
そのため、クランク角センサ27の出力からエンジン回転の立ち上がりを捕らえる必要もなくなり、制御プログラムを簡略化できるという効果が得られる。図13はエンジン始動時における、点火システムの作動状態を説明するタイムチャートである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態を説明するガスエンジンのシステム図である。
【図2】同じく点火装置のシステム図である。
【図3】同じく点火装置の電源回路図である。
【図4】同じくタンマスイッチの作用を説明するフローチャートである。
【図5】同じくタンマスイッチの作用を説明するタイムチャートである。
【図6】別の実施形態を説明する点火装置の電源回路図である。
【図7】同じく油圧スイッチの作用を説明するフローチャートである。
【図8】同じく油圧スイッチの作用を説明するタイムチャートである。
【図9】別の実施形態を説明する点火装置の電源回路図である。
【図10】同じくコントロールユニットの制御内容を説明するフローチャートである。
【図11】同じくコントロールユニットの制御内容を説明するタイムチャートである。
【図12】別の実施形態を説明するフローチャートである。
【図13】同じくタイムチャートである。
【符号の説明】
6 ミキサ
7 スロットル弁
14 レギュレータ
16 ベンリュリ部
19 燃料カット弁
22 空燃比制御弁
23 点火プラグ
25 コントロールユニット
27 クランク角センサ
32 パワースイッチ
33 点火コイル
40 キースイッチ
41 タイマスイッチ
43 油圧スイッチ
44 リレー
Claims (4)
- 燃料供給系および点火装置の制御を行うコントロールユニットにより、キースイッチのオンで電源が投入されると、点火コイルのパワースイッチなど制御対象の電気回路を電流が正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしているガスエンジンにおいて、キースイッチのオンで起動してイニシャルチェックに要する所定時間の経過をカウントするまでは点火コイルへの電源をオフ状態に保つ手段を設けたことを特徴とするガスエンジンの点火装置。
- 燃料供給系および点火装置の制御を行うコントロールユニットにより、キースイッチのオンで電源が投入されると、点火コイルのパワースイッチなど制御対象の電気回路を電流が正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしているガスエンジンにおいて、エンジンで駆動されるオイルポンプの油圧を検出する手段と、その検出信号に基づいて油圧の立ち上がりを捕らえるまでは点火コイルへの電源をオフ状態に保つ手段と、を設けたことを特徴とするガスエンジンの点火装置。
- 燃料供給系および点火装置の制御を行うコントロールユニットにより、キースイッチのオンで電源が投入されると、点火コイルのパワースイッチなど制御対象の電気回路を電流が正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしているガスエンジンにおいて、エンジン回転を検出する手段と、その検出信号に基づいてエンジンの回転を捕らえるまでは点火コイルへの電源をオフ状態に保つ手段と、を設けたことを特徴するガスエンジンの点火装置。
- 燃料供給系および点火装置の制御を行うコントロールユニットにより、キースイッチのオンで電源が投入されると、点火コイルのパワースイッチなど制御対象の電気回路を電流が正常に流れるかどうかのイニシャルチェックを行うようにしているガスエンジンにおいて、点火コイルの電源回路を開閉する手段と、この開閉手段を介してキースイッチのオンからイニシャルチェックが終了するまでは点火コイルへの電源をオフ状態に保つ制御機能をコントロールユニットに付与したことを特徴とするガスエンジンの点火装置。
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JP15894898A JP3644822B2 (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | ガスエンジンの点火装置 |
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JPH11351114A JPH11351114A (ja) | 1999-12-21 |
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JP15894898A Expired - Fee Related JP3644822B2 (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | ガスエンジンの点火装置 |
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1998
- 1998-06-08 JP JP15894898A patent/JP3644822B2/ja not_active Expired - Fee Related
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