JP2008121645A

JP2008121645A - エンジンのｌｐｇ燃料供給装置

Info

Publication number: JP2008121645A
Application number: JP2006309749A
Authority: JP
Inventors: Koji Kawayoko; 弘司川横
Original assignee: Nikki Co Ltd
Current assignee: Nikki Co Ltd
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2008-05-29

Abstract

【課題】ＬＰＧ燃料の加熱気化にエンジン冷却水の熱を利用することに加え電気ヒータの熱を利用するエンジンのＬＰＧ燃料供給装置について、良好なエンジンの低温始動性能を確保できるようにする。
【解決手段】エンジン冷却水循環路８ａ，８ｂを循環するエンジン冷却水の熱と別に備えた電気ヒータ３１を併用してＬＰＧを加熱気化する加熱気化手段３とを備えたエンジンのＬＰＧ燃料供給装置において、エンジン冷却水循環路８ａに遮断弁１５が配設されているとともにエンジン冷却水温検出手段としての温度センサ１３が設けられており、エンジン低温始動時に、電子制御ユニット１０Ａが電気ヒータ３１に通電開始時からエンジン冷却水温が予め設定した温度に達するまでの間遮断弁１５を閉鎖状態として、加熱気化手段３へのエンジン冷却水の循環を停止させておく。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＰＧ（液化石油ガス）燃料などの液化ガス燃料を減圧気化させて得た気化ガスをエンジンに供給するための装置に関し、殊に、ＬＰＧ燃料の加熱気化手段としてエンジン冷却水の熱と電気ヒータの熱とを併用することでエンジンの低温始動から暖機運転の期間においてエンジンの運転性を高めるようにした、ＬＰＧ燃料供給装置に関する。

自動車などの燃料として用いられているＬＰＧ燃料は、従前より火花点火エンジンの燃料に広く用いられており、特開平６−１７７０９号公報に記載されているように、ＬＰＧを減圧気化させて所定圧力の気化ガスに調整してエンジンの吸気管路に噴射させる方式が汎用されている。

このように所定正圧の気化ガスに調整する方式においては、ＬＰＧ燃料を加熱気化させる手段としてエンジン冷却水の熱を利用することが一般的である。しかし、エンジン冷却水の熱を利用する加熱気化手段は、冷機時に冷却水が低温であることから燃料の気化が不充分となりやすく、液体燃料混入により混合気過濃となってエンジンの始動を困難にさせてしまうという問題点がある。

そこで、例えば実開昭５６−４１１４７号公報に記載されているように、エンジン冷却水の熱を利用することに加え電気ヒータをベーパライザ上流側に配置して冷却水の低温時にも燃料を充分に気化できるようにしたものが提案され、更に、特開平５−２２３０１４号公報には、図３に配置図で示す燃料供給システムのように電子制御ユニット１０Ｂが温度センサ１３で検知した冷却水温度の上昇等から暖機終了の判定を実施し、加熱気化手段３に付設した電気ヒータ３１への通電を自動的に停止するようにしたものも提案されている。

しかし、これら電気ヒータの熱を補助的に利用するものの場合、エンジン冷却水が低温の間は循環する冷却水が電気ヒータの効果を打ち消す方向に作用してしまうことになるため、ＬＰＧが充分に気化せずにエンジン運転を不調にしてしまう、という問題点がある。
特開平６−１７７０９号公報実開昭５６−４１１４７号公報特開平５−２２３０１４号公報

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、ＬＰＧ燃料の加熱気化にエンジン冷却水の熱を利用することに加え電気ヒータの熱を利用するエンジンのＬＰＧ燃料供給装置について、良好なエンジンの低温始動性能を確保できるようにすることを課題とする。

そこで、本発明は、エンジン冷却水循環路を循環するエンジン冷却水の熱と別に備えた電気ヒータとを併用してＬＰＧ燃料を加熱気化する加熱気化手段を備えたエンジンのＬＰＧ燃料供給装置において、前記エンジン冷却水循環路にはこのエンジン冷却水循環路に備えた冷却水温検出手段からの検出信号に基づいて制御装置により開閉する遮断弁を備え、エンジン低温始動時には、前記制御手段により前記電気ヒータへの通電開始時からエンジン冷却水温が予め設定した温度に達するまでの間、前記遮断弁を閉鎖状態として、前記加熱気化手段へのエンジン冷却水の循環を停止させておくようにした。

このように、エンジン冷却水循環路に遮断弁を設けエンジン冷却水温が予め設定した温度に達するまではエンジン冷却水の循環を停止させるように遮断弁を制御するようにしたことで、低温のエンジン冷却水が電気ヒータの加熱作用を阻害することを回避できるものとなる。

また、この場合、このエンジン冷却水温検出手段が温度センサであり制御手段が電子的制御手段であることとし、温度センサでエンジン冷却水温を検知している電子的制御手段を、遮断弁開閉のタイミングを判定しながらエンジン冷却水の循環を制御するものとすれば、上述した動作が確実に行われるものとなり、或いは、エンジン冷却水温検出手段及び制御手段を１個のサーモスイッチが兼ねるものとして、所定の温度を検知したサーモスイッチの作動により遮断弁を開閉させるものとすれば、比較的低コストで実施できる。

このようにエンジン冷却水温が予め設定した温度に達するまでエンジン冷却水の循環を停止させる殊にした本発明によると、低温のエンジン冷却水が電気ヒータの加熱作用を妨げることを回避できるものとなり、良好なエンジンの低温始動性能を確保できる。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本実施の形態のＬＰＧ燃料供給装置を備えたエンジンの燃料供給システムの配置図を示すものであり、ＬＰＧ燃料が液体の状態で貯留される燃料タンク１に接続される燃料供給管路９Ａが、温水加熱部３ａと電気ヒータを内装した電気加熱部３ｂと調圧弁を内装した調圧部３ｃからなる加熱気化手段（ベーパライザ）３に接続している。

そして、加熱気化手段３は、ＬＰＧ燃料を液体の状態から減圧・気化して所定正圧の気化ガスに調整するものであり、エンジン冷却水を熱源に用いる温水加熱部３ａと電気ヒータ３１を熱源に用いる電気加熱部３ｂとを備えており、その下流側に調圧部３ｃが付設されている。また、加熱気化手段３から延びる燃料供給管路９Ｂは、エンジン４の吸気管路４ｂに設置したインジェクタ５に接続されている。

エンジン冷却水を熱源とする温水加熱部３ａは、一般的に用いられる周知のベーパライザのものと同様の構成であり、エンジン４に設けられた冷却水ジャケット４ａと冷却水循環路８ａ，８ｂで接続されてエンジン冷却水が循環し、その熱でＬＰＧ燃料を加熱して気化させる機能を有している。そして、その燃料送出側の冷却水循環路８ａに電磁式の遮断弁１５が配設されており、これを電子制御ユニット１０Ａが開閉制御するようになっている点が、本実施の形態における構成上の特徴部分となっている。

また、温水加熱部３ａの下流側に設けられた電気加熱部３ｂは、例えば平板状のＰＴＣヒータ等の電気ヒータ３１を収装してＬＰＧとの間で熱交換を行うものであり、これが電子制御ユニット１０Ａに電気的に接続されて、その作動を制御されるようになっている。

一方、電子制御ユニット１０Ａは、記憶手段に一般的なエンジン制御プログラムがインストールされたものであるが、通常の燃料噴射制御機能に加えて、イグニッションキイＯＮ時から暖機運転終了時までのエンジン運転初期において、エンジン冷却水温度を初めとするエンジン運転状態を表す種々のデータを基に電気加熱部３ｂによる補助加熱の必要性をきめ細かく判断しその作動を制御するようになっている。

エンジン冷却水温は、送出側の冷却水循環路８ａの基端部側に配設された温度センサ１３からの検出信号で電子制御ユニット１０Ａが逐次検知するようになっている。そして、この検知した冷却水温が予め定めた温度より低い場合、電子制御ユニット１０Ａがエンジン冷却水循環路８ａに配設した遮断弁１５を指令信号により閉鎖させて、エンジン冷却水の循環を停止させるようになっており、この点が本実施の形態の制御上の特徴部分となっている。

次に、本実施の形態のＬＰＧ燃料供給装置の作用について、図２の各波形図を表すグラフを用いながら詳細に説明する。

まず、エンジン４の始動に際しイグニッションキイをＯＮにすると、電子制御ユニット１０Ａは、温度センサ１３で検知しているエンジン冷却水温がヒータ作動基準水温に達しているか否かを判定し、達していない場合に電気ヒータ通電信号をＯＮとして電気ヒータ３１に通電させる。

この場合、図３に示した従来例においてはこの時点でエンジン冷却水が循環を開始するため、冷却水温が過度に低い場合には電気ヒータ３１の通電によるＬＰＧの加熱作用が妨げられる結果となっていた。これに対し、本実施の形態では、電子制御ユニット１０Ａが検知しているエンジン冷却水温が予め設定した遮断弁開閉基準水温に達していない間は、遮断弁１５の閉弁状態を維持してエンジン冷却水の循環を停止させておく制御を実行する。

そのため、イグニッションキイをＳＴＡＲＴにしてエンジンを始動させると、電気加熱部３ｂで電気的に加熱され気化した燃料ガスがエンジンに供給されてその良好な始動を実現させ、その後、検知しているエンジン冷却水温が遮断弁開閉基準水温に達することにより、電子制御ユニット１０Ａは遮断弁１５を開弁させ、エンジン冷却水の温水加熱部３ａへの循環を開始させる。

そして、時間の経過によりエンジンが暖機され、検知しているエンジン冷却水温が予め定めたヒータ作動基準水温に達することにより、電子制御ユニット１０Ａが電気加熱部３ｂへのヒータ通電信号を停止し、この後は温水加熱部３ａのみでＬＰＧ燃料の加熱気化を行うものとなる。

このように、エンジン冷却水温が低い状態でこれを循環させることにより電気加熱部３ｂによるＬＰＧ燃料の加熱作用を妨げるような場合に、電子制御ユニット１０Ａが遮断弁１５を閉弁してエンジン冷却水の循環を停止させるようにしたので、エンジンの低温始動時にＬＰＧの充分な加熱気化が行われる。

尚、本実施の形態おいて、エンジン冷却水温検出手段を温度センサとし制御手段を電子制御ユニット１０とした場合を説明したが、これ以外に、所定の温度を基準にスイッチをＯＮ／ＯＦＦするサーモスイッチを配設してエンジン冷却水温検出手段及び遮断弁の制御手段を兼ねるものとしても、上述と同様に実施可能である。

この場合、従来のエンジンの燃料供給装置に対し冷却水温が検出可能な箇所にサーモスイッチを増設して、これが遮断弁１５を駆動可能となるように接続するだけで済むことから、既存の電子制御ユニットの制御プログラムを変更または追加する必要なく、比較的低コストで実施できるものとなる。

以上、述べたように、ＬＰＧ燃料の加熱気化にエンジン冷却水の熱を利用することに加え電気ヒータの熱を利用するものとしたエンジンのＬＰＧ燃料供給装置について、本発明によりエンジンの低温始動性能を良好にすることが可能である。

本発明の実施の形態を示す配置図。図１の実施の形態における低温始動時の各信号の波形図。従来例の配置図。

符号の説明

１燃料タンク、３加熱気化手段、３ａ温水加熱部、３ｂ電気加熱部、３ｃ調圧部、４エンジン、９Ａ，９Ｂ燃料供給管路、１０Ａ電子制御ユニット、１３温度センサ、１５遮断弁、３１電気ヒータ

Claims

エンジン冷却水循環路を循環するエンジン冷却水の熱と別に備えた電気ヒータとを併用してＬＰＧ燃料を加熱気化する加熱気化手段を備えたエンジンのＬＰＧ燃料供給装置において、前記エンジン冷却水循環路にはこのエンジン冷却水循環路に備えた冷却水温検出手段からの検出信号に基づいて制御装置により開閉する遮断弁を備え、エンジン低温始動時には、前記制御手段により前記電気ヒータへの通電開始時からエンジン冷却水温が予め設定した温度に達するまでの間、前記遮断弁を閉鎖状態として、前記加熱気化手段へのエンジン冷却水の循環を停止させておくことを特徴とするエンジンのＬＰＧ燃料供給装置。
前記エンジン冷却水温検出手段が温度センサであるとともに前記制御手段が電子的制御手段であり、前記温度センサで検知したエンジン冷却水温を前記制御手段である電子的制御手段により、前記遮断弁における開閉のタイミングを判定しながらエンジン冷却水の循環を制御するものとされていることを特徴とする請求項１に記載したエンジンのＬＰＧ燃料供給装置。
前記エンジン冷却水温検出手段及び前記制御手段を、１個のサーモスイッチが兼ねており、所定の温度を検知した前記サーモスイッチの作動により前記遮断弁を開閉させることを特徴とする請求項１に記載したエンジンのＬＰＧ燃料供給装置。