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JPH0726596B2 - Lpg燃料供給制御装置 - Google Patents
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JPH0726596B2 - Lpg燃料供給制御装置 - Google Patents

Lpg燃料供給制御装置

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JPH0726596B2
JPH0726596B2 JP14669886A JP14669886A JPH0726596B2 JP H0726596 B2 JPH0726596 B2 JP H0726596B2 JP 14669886 A JP14669886 A JP 14669886A JP 14669886 A JP14669886 A JP 14669886A JP H0726596 B2 JPH0726596 B2 JP H0726596B2
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JP
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fuel
phase
internal combustion
combustion engine
lpg
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明はLPG燃料を用いた内燃機関に燃料を供給するLPG
燃料供給制御装置に関する。
[従来の技術] 従来よりLPG燃料を用いた内燃機関においては、LPG燃料
を気相燃料とし、この気相燃料を空気混合装置であるキ
ャブレタに吹き込んで内燃機関の駆動燃料としている。
この様子を示したのが第7図の燃料系統図である。第7
図に示すように、フューエルタンクFTに液相状態で貯蔵
されたLPG燃料は、フィルタFIを介してレギュレータRE
に流れ込み、レギュレータREで所定圧の気相状態のLPG
燃料とされた後、キャブレタCBに流れ込み内燃機関EGの
駆動燃料とされている。
一方、上記第7図に示すLPG燃料を用いた内燃機関とは
別に、実開昭55−60437の「LPG燃料切替装置」等の考案
や提案に示されるように、内燃機関の低負荷運転時には
LPG燃料の気相燃料を用い、高負荷運転時には液相燃料
を用いる提案等もされている。
[発明が解決しょうとする問題点] しかしながら、LPG燃料を用いた内燃機関は、ガソリン
燃料を用いた内燃機関に比して高負荷運転時等に出力の
低下をきたす。これは、高負荷運転時には増量されるLP
G燃料により吸入空気量が低下することに起因する。こ
の高負荷運転時の出力の低下を防ぐ目的でなされたのが
上記「LPG燃料切替装置]等の提案である。これらの提
案等は、内燃機関の負荷状態に基づいて好適に気相燃料
と液相燃料との使用を切り換えているが、高負荷運転時
に液相燃料を用いたとしてもキャブレタにより霧化され
た液相のLPG燃料は燃焼室に至るまで気化するため、吸
入空気量が低下し出力の低下をきたすことが考えられ
た。このため、LPG燃料を用いた内燃機関の高負荷運転
時の出力低下の問題は未だ未解決の問題とされていた。
発明の構成 [問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決するために本発明のLPG燃料供給制御
装置のとった構成は次の如くある。即ち、本発明のLPG
燃料供給制御装置は、第1図にその基本的構成を例示す
るように、 液相状態で貯蔵されたLPG燃料を気相状態で内燃機関(M
1)に供給する気相燃料供給手段(M2)と、 上記内燃機関(M1)の少なくとも負荷を含む運転状態を
検出する運転状態検出手段(M3)と、 該運転状態検出手段(M3)により検出される上記内燃機
関(M1)の運転状態に基づいて上記気相燃料供給手段
(M2)を制御する内燃機関燃料制御手段(M4)と、 を備えたLPG燃料供給制御装置において、 上記LPG燃料を液相状態で上記内燃機関(M1)の燃焼室
(M5)に直接供給する液相燃料供給手段(M6)を備える
と共に、 上記内燃機関燃料制御手段(M4)には、 上記運転状態検出手段(M3)により検出される上記内燃
機関(M1)の運転状態に基づいて上記液相燃料供給手段
(M6)を制御する液相燃料制御手段(M7)を備えて、 構成されている。
ここで、気相燃料供給手段(M2)とは、液相状態で貯蔵
されたLPG燃料を気相状態で内燃機関(M1)に供給する
手段であって、例えば液相状態で燃料タンク等に貯蔵さ
れたLPG燃料をレギュレター等を用いて所定圧の気相状
態とした後キャブレタとスロットルバルブ等を用いて、
その気相状態のLPG燃料を内燃機関(M1)に供給するよ
う構成することや、液相状態から気相状態に変化した燃
料タンク内のLPG燃料をインジェクタ等を用いて直接内
燃機関(M1)の燃焼室(M5)に噴射するよう構成するこ
と等種々の構成を考えることができる。
運転状態検出手段(M3)とは、内燃機関(M1)の少なく
とも負荷を含む運転状態を検出する手段であって、内燃
機関(M1)の負荷を反映した吸気管内の負圧を検出する
圧力センサ、内燃機関(M1)の回転数を検出する回転数
センサ、あるいは内燃機関(M1)の空燃比検出に用いら
れるO2センサ等種々のセンサを用いて構成することがで
きる。尚、内燃機関(M1)の運転状態とは、間接的に内
燃機関(M1)の運転状態に関与するもの、例えばLPG燃
料の燃料タンク内の圧力や温度等も含まれる。
内燃機関燃料制御手段(M4)とは、運転状態検出手段
(M3)により検出される内燃機関(M1)の運転状態に基
づいて気相燃料供給手段(M2)を制御する手段であっ
て、デイスクリートな回路や論理演算回路としてスロッ
トルバルブ等の開度やインジェクタ等の開弁時間を制御
するよう構成すること等が考えられる。
液相燃料供給手段(M6)とは、LPG燃料を液相状態で内
燃機関(M1)の燃焼室(M5)に直接供給する手段であっ
て、例えば液相状態て燃料タンク等に貯蔵されたLPG燃
料をインジェクタ等を用いて直接内燃機関(M1)の燃焼
室(M5)に供給するよう構成すること等が考えられる。
液相燃料制御手段(M7)とは、運転状態検出手段(M3)
により検出される内燃機関(M1)の運転状態に基づいて
液相燃料供給手段(M6)を制御する手段のことであっ
て、上記内燃機関燃料制御手段(M4)等と共にマイクロ
コンピュータ等を用いた論理演算回路として構成するこ
と等が考えられる。
尚、液相燃料制御手段(M7)により制御される液相燃料
供給手段(M6)は、内燃機関燃料制御手段(M4)により
制御される気相燃料供給手段(M2)と共に制御され、内
燃機関(M1)に液相状態のLPG燃料と気相状態のLPG燃料
とを同時に供給するよう構成してもよいし、あるいは運
転状態検出手段(M3)により検出される内燃機関(M1)
の負荷および/または回転数が各々所定値より大きくな
った時、気相燃料供給手段(M2)から供給される気相状
態のLPG燃料を漸減し液相燃料供給手段(M6)により供
給される液相状態のLPG燃料を漸増するよう構成しても
何等差し支えない。
[作用] 本発明のLPG燃料供給制御装置は次のように作用する。
本発明のLPG燃料供給制御装置は、運転状態検出手段(M
3)により検出される内燃機関(M1)の運転状態に基づ
いて内燃機関燃料制御手段(M4)により気相燃料供給手
段(M2)を制御して気相状態のLPG燃料を内燃機関(M
1)に供給すると共に、上記検出される内燃機関(M1)
の運転状態に基づいて液相燃料制御手段(M7)により液
相燃料供給手段(M6)を制御して液相状態のLPG燃料を
直接内燃機関(M1)の燃焼室(M5)に供給するよう働
く。
[実施例] 次に本発明のLPG燃料供給制御の構成を一層明らかにす
るために好適な実施例を図面と共に説明する。
第2図は、本発明一実施例のLPG燃料供給制御装置を表
わす概略構成図である。
図示するように、本実施例のLPG燃料供給制御装置は、
液相状態で燃料タンク1に貯蔵されたLPG燃料FLを、車
両に搭載されたエンジン3のシリンダ5内に、シリンダ
ヘッド6に取り付けられた気相インジェクタ7あるいは
液相インジェクタ9から気相燃料あるいは液相燃料とし
て噴射して供給するよう構成されている。燃料タンク1
内のLPG燃料FLは、レギュレータ11で所定圧の気相燃料
とされた後、あるいは加圧ポンプ13で所定圧の液相燃料
とされた後、各々気相インジェクタ7あるいは液相イン
ジェクタ9から噴射される。この気相インジェクタ7,液
相インジェクタ9の噴射タイミング及び噴射量は、車両
に搭載された電子制御装置(以下、単にECUと呼ぶ)15
により決定される。尚、上記シリンダヘッド6には、エ
ンジン3のシリンダ5を上部から見た様子を表わす第3
図に示すように、気相インジェクタ7,液相インジェクタ
9の他に周知の点火プラク17,吸気管18,排気管19等も備
えられている。
ECU15は、第2図に示すように、周知のCPU20,ROM21,RAM
22等を中心に入力回路23,出力回路24等とをバス25によ
り相互に接続した論理演算回路として構成されている。
ECU15の入力回路23には、エンジン3の吸気管18内の負
圧Paを検出する負圧センサ31及びエンジン3の回転数N
を検出する回転数センサ32が接続されると共に、燃料タ
ンク1内の圧力を検出する圧力センサ35及びLPG燃料の
温度を検出する温度センサ36が接続され、更に加圧ポン
プ13を経た後の液相燃料を圧力を検出する加圧力センサ
37等も接続されている。
一方、出力回路24は、エンジン3のシリンダヘッド6に
取り付けられた気相インジェクタ7,液相インジェクタ9
および点火プラグ17等と接続されている。これにより、
ECU15は、入力回路23から入力される車両の運転状態、
例えば、エンジン3の負荷を反映した吸気管18内の負圧
Pa等に基づいて、気相インジェクタ7,液相インジェクタ
9の噴射タイミング及び噴射量を決定する等の処理を行
なう。
次に、上記ECU15によりLPG燃料FLをエンジン3に供給す
る処理を、第4図に示す「燃料制御ルーチン」を用いて
説明する。
第4図に示す「燃料制御ルーチン」は、ECU15により実
行される種々の処理の内、気相インジェクタ7あるいは
液相インジェクタ9からシリンダ5内にLPG燃料FLを噴
射する処理に関する動作を表わしたものであり、第5図
に示されるように吸気工程T内の所定のタイミングにお
いて実行されるものである。
まず、ステップ100においては、エンジン3の運転状態
が入力される。本実施例では、この処理において、負圧
センサ31,回転数センサ32,圧力センサ35,温度センサ36,
加圧力センサ37等により吸気管18内の負圧Pa,エンジン
3の回転数N,燃料タンク1内の圧力Pb,LPG燃料FLの温度
Tp,液相燃料の圧力Pc等が読み込まれる。
上記処理を終えると、処理は続くステップ110に進み、
ここで燃料噴射条件が判定される。即ち、吸気管18に吸
入される吸入空気量が、一定吸入空気量以上の時(本実
施例では15g/sec)にはLPG燃料FLとして液相インジェク
タ9から噴射される液相燃料を使用し、それ以外の時に
は気相インジェクタ7から噴射される液相燃料を使用す
るよう判定される。尚、この所定の吸入空気量は、第6
図に示すようにエンジン回転数Nや吸入負圧Paの形で予
めROM21に記憶されている(第6図では斜線の領域が気
相燃料の使用領域となる)。
気相燃料を使用すると判定された時は、即ちエンジン3
が低・中負荷,低・中回転数の時には処理はステップ12
0ないし130に進み、一方、液相燃料を使用すると判定さ
れた時には、即ちエンジン3が高負荷,高回転数の時に
は処理はステップ140ないし150に進む。
ステップ120では、気相インジェクタ7から噴射される
気相燃料噴射量Qaが算出される。この気相燃料噴射量Qa
は、吸気管18内の負圧Paとエンジン回転数Nとで基本的
に定まり、燃料タンク1の圧力PbとLPG燃料FLの温度Tp
等により補正される。次式(1)は、この気相燃料噴射
量Qaの算出式を示している。
Qa=QBSE×K1 …(1) ここで、QBSEは負圧Paとエンジン回転数Nによって基
本的に定まる基本噴射量、 K1は圧力Pbと温度Tp等とによる補正係数である。
続いて、上記算出された気相燃料噴射量Qaに応じた時
間、気相インジェクタ7は開弁され、シリンダ5内にLP
G燃料FLの気相燃料が噴射される(ステップ130)。
一方、ステップ140ないし150においては、上記ステップ
120ないし130と同様に液相燃料噴射量Qbが算出され(ス
テップ140)、算出された液相燃料噴射量Qbに応じた時
間液相インジェクタ9が開弁されて、シリンダ5内にLP
G燃料FLの液相燃料が噴射される(ステップ150)。尚、
次式(2)は、液相燃料噴射量Qbの算出式である。ここ
で、加圧力センサ37による液相燃料の圧力Pcは、液相燃
料噴射量Qbの噴射量補正用に用いられる。
Qb=QBSE×K2 …(2) ここで、QBSEは基本噴射量、 K2は圧力Pcと温度Tp等とによる補正係数である。
以上詳細に説明した本実施例のLPG燃料供給制御装置に
よると、エンジン3の運転状態が低・中負荷あるいはエ
ンジン回転数Nが低・中回転数の時には気相状態のLPG
燃料FLがシリンダ5内に直接噴射され、高負荷で、かつ
高回転数の時には液相状態のLPG燃料FLがシリンダ5内
に直接噴射される。これにより、本実施例のLPG燃料供
給制御装置は、エンジン3の運転状態が低・中負荷ある
いは低・中高転数の時には、気相状態のLPG燃料FLによ
りリーンな空燃比を得ることができると共に、運転状態
が高負荷で、かつ高回転数の時には、吸気管18からの吸
入空気量の流入量を制御することがなく、この結果運転
状態が高負荷時等においても高出力を得ることができる
という優れた効果を有する。また、液相インジェクタ9
により霧化されて噴射される液相状態のLPG燃料FLは、
加圧ポンプ13により所定の高圧にされた後低圧のシリン
ダ5内に噴射されることにより、低圧沸騰作用等により
一層気化されるという効果を有すると共に、気化する時
に周囲から熱を奪う所謂気化潜熱等が作用してシリンダ
5内の空気は冷却されて空気密度が高くなり、一層吸入
空気量の増量を図ることができ高出力を得ることができ
るという効果も奏する。
尚、本実施例においては、気相状態のLPG燃料FLをレギ
ュレータ11を用いて所定圧の気相燃料とし、液相状態の
LPG燃料FLを加圧ポンプ13を用いて所定圧に加圧する構
成としたが、各々直接気相インジェクタ7,液相インジェ
クタ9から噴射するよう構成することも可能である。ま
た、液相燃料使用時、燃料タンク1内の温度が気化潜熱
等により急激に低下しLPGのガス容量不足とならないよ
う、燃料タンク1の表面または気相部分にヒータ等を設
け、温度センサ36,圧力センサ35,レギュレータ11等で検
出される温度・圧力変化等によりLPGガス不足を検出し
加熱するよう構成してもよい。
発明の効果 以上、詳述した本発明のLPG燃料供給制御装置によれ
ば、簡易な構成により、LPG燃料を用いた内燃機関から
高圧力を引き出すことができるという優れた効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のLPG燃料供給制御装置を例示する基本
構成図、第2図は本発明一実施例をLPG燃料供給制御装
置の構成を示す概略構成図、第3図はそのシリンダの上
面図、第4図はそのECU15が実行する「燃料制御ルーチ
ン」を表わすフローチャート、第5図は「燃料制御ルー
チン」が実行されるタイミングの吸気工程Tを示す図、
第6図は液相インジェクタ9が使用され動作する領域を
示す動作図、第7図はLPG燃料を用いた従来の内燃機関
における燃料系統を示す燃料系統図、である。 1……燃料タンク 3……エンジン 5……シリンダ 6……シリンダヘッド 7……気相インジェクタ 9……液相インジェクタ 15……電子制御装置(ECU) 17……点火プラグ 18……吸気管 19……排気管 35……圧力センサ 36……温度センサ 37……加圧センサ CB……キャブレタ EG……内燃機関 FI……フイルタ FT……フューエルタンク RE……レジュレータ FL……LPG燃料

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液相状態で貯蔵されたLPG燃料を気相状態
    で内燃機関に供給する気相燃料供給手段と、 上記内燃機関の少なくとも負荷を含む運転状態を検出す
    る運転状態検出手段と、 該運転状態検出手段により検出される上記内燃機関の運
    転状態に基づいて上記気相燃料供給手段を制御する内燃
    機関燃料制御手段と、 を備えたLPG燃料供給制御装置において、 上記LPG燃料を液相状態で上記内燃機関の燃焼室に直接
    供給する液相燃料供給手段を備えると共に、 上記内燃機関燃料制御手段には、 上記運転状態検出手段により検出される上記内燃機関の
    運転状態に基づいて上記液相燃料供給手段を制御する液
    相燃料制御手段で備えたこと、 を特徴とするLPG燃料供給制御装置。
  2. 【請求項2】上記運転状態検出手段により検出される上
    記内燃機関の負荷および/または回転数が各々所定値よ
    り大きい時には、上記液相燃料制御手段により上記液相
    燃料供給手段を制御して上記内燃機関に供給される上記
    LPG燃料を気相状態の上記LPG燃料から液相状態の上記LP
    G燃料に切り換える特許請求の範囲第1項記載のLPG燃料
    供給制御装置。
JP14669886A 1986-06-23 1986-06-23 Lpg燃料供給制御装置 Expired - Lifetime JPH0726596B2 (ja)

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JPS635152A JPS635152A (ja) 1988-01-11
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DE102010037003B4 (de) * 2010-08-16 2025-08-21 Ford Global Technologies, Llc. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Gas als Kraftstoff und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
US9322347B2 (en) * 2013-07-17 2016-04-26 Ford Global Technologies, Llc Method and system for increasing vacuum generation by an engine

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