JPH0724608Y2

JPH0724608Y2 - エンジンの燃料制御装置

Info

Publication number: JPH0724608Y2
Application number: JP1987014355U
Authority: JP
Inventors: 敏明仲伏; 晴雄戸郷; 儀英田中; 祐司松野
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-01-31
Filing date: 1987-01-31
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2002-01-31
Also published as: JPS63121753U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、エンジンの燃料制御装置、特に、ガソリン等
液体燃料とLPG等の気体燃料とを適宜切り換えて使用す
るようにしたエンジンの燃料制御装置に関するものであ
る。

（従来技術）従来、例えば特開昭57-18446号公報に記載されているよ
うに、液体燃料（ガソリン）を供給する装置と気体燃料
（LNG,LPG等）を供給する装置とを併設し、液体燃料と
気体燃料を適宜切り換えて使用するようにしたハイブリ
ッドエンジンが知られている。

ところが、このような従来のハイブリッドエンジンは、
上記公報記載のように液体燃料供給用としてチョーク弁
を備えた通常の気化器を使用し、その気化器チョーク弁
の上流側に気体燃料供給用のミキサーを設けたものであ
るため、チョーク弁が閉じているときには気体燃料をス
ムーズに供給することができない。このため、冷間時等
に気体燃料を使用してエンジンを始動させることができ
ないという問題があった。

（考案の目的）本考案は上記のような従来技術の問題点を解決するため
になされたものであって、液体燃料と気体燃料とを切り
換えて使用するエンジンの燃料制御装置において、冷間
始動時にも気体燃料を選択することができるようにし、
また、燃料切り換え時の燃料の重複供給を防止するとと
もに、特に液体燃料から気体燃料への切り換え時に気体
燃料の供給準備が整わないことにより燃料の供給に空白
期間が発生するのを防止することを目的とする。

（考案の構成）本考案に係るエンジンの燃料制御装置は、燃料ポンプか
ら液体燃料の供給を受けるフロート室を備えるとともに
チョーク弁を備えた液体燃料供給用の気化器を吸気通路
に設け、圧力容器からベーパライザを介して気体燃料の
供給を受ける気体燃料供給用のミキサーを前記気化器の
チョーク弁よりも上流側に配設したエンジンの燃料供給
装置において、前記気化器からの液体燃料の供給を許容
する開作動位置と該液体燃料の供給を停止する閉作動位
置とに切り換え可能な制御弁と、前記圧力容器と前記ベ
ーパライザの１次室とを接続する高圧パイプに介設され
該高圧パイプを開くオン作動位置と該高圧パイプを閉じ
るオフ作動位置とに切り換え可能なカットオフバルブ
と、前記１次室に取り付けられ該１次室内の圧力が設定
値以上のときオン作動し設定値未満のときオフ作動する
圧力スイッチとを設け、気体燃料を選択する前記燃料ポ
ンプを停止させ前記カットオフバルブをオン作動させる
第１の接続位置と液体燃料を選択するよう前記燃料ポン
プを作動させ前記カットオフバルブをオフ作動させる第
２の接続位置とに切り換え可能な第１の回路を構成する
とともに、前記圧力スイッチを前記制御弁の駆動コイル
と直列に接続し該圧力スイッチのオン作動時に前記制御
弁を開作動させ該圧力スイッチのオフ作動時に前記制御
弁を閉作動させる第２の回路を構成し、かつ、前記第１
の回路が前記第１の接続位置にあるときに前記チョーク
弁の閉作動を解除する手段を設けたことを特徴とする。

（作用）液体燃料の使用中に気体燃料を選択するよう第１の回路
が第１の接続位置に切り換えられると、カットオフバル
ブがオン作動して圧力容器からベーパライザの１次室へ
の気体燃料の供給が許容され、燃料ポンプの作動が停止
される。そして、気化器からの液体燃料の供給がしばら
く続いた後、ベーパライザの１次室の圧力が設定値以上
になると、第２の回路の圧力スイッチがオフ作動するこ
とにより制御弁が閉作動して液体燃料の供給が停止さ
れ、気体燃料がベーパライザの１次室および２次室を介
しミキサーに流れて吸気通路に供給される。また、気体
燃料の使用中に液体燃料を選択するよう第１の回路が第
２の接続位置に切り換えられると、カットオフバルブが
オフ作動して圧力容器からベーパライザの１次室への気
体燃料の供給が停止され、燃料ポンプが作動して気化器
のフロート室への液体燃料の供給が開始される。そし
て、ミキサーからの気体燃料の供給がしばらく続いた
後、ベーパライザの１次室の圧力が設定値未満になると
圧力スイッチがオン作動することによって制御弁が開作
動し、気化器から吸気通路に液体燃料が供給される。そ
して、普通ならチョーク弁が閉作動する冷間始動時にお
いても、ミキサーが選択されているときにはチョーク弁
は閉作動が解除されて開くので、気体燃料のスムーズな
供給が可能となる。

（実施例）以下、本考案の実施例を第１図および第２図に基づいて
説明する。

第１図に示すように、この実施例の燃料制御装置は、液
体燃料（ガソリン）供給用の気化器１と、圧力容器２内
に充填された気体燃料（LPG）をベーパライザ３を介し
て供給するミキサー４とを内燃機関５の吸気通路６に併
設している。

上記気化器１は、空気清浄器７と吸気通路６との間に設
けられていて、内燃機関５の負圧により液体燃料を吸入
・霧化させるベンチュリー部8a,8bと、内燃機関５に供
給される混合気量の制御をする絞り弁9a,9bと、ベンチ
ュリー部8aに開口したメインノズル10と、燃料タンク11
から燃料フィルター12および燃料ポンプ13を介して流入
する液体燃料を常時一定量溜めておくフロート室14と、
フロート室14とメインノズル10とを連通する燃料流出通
路15とから構成されている。メインノズル10は電磁弁で
構成した制御弁16によって直接的に開閉される。

一方、上記ミキサー４は、上記ベンチュリー部8aの上流
側に設けられたチョーク弁17のさらに上流側にあって、
上記ベーパライザ３の２次室3aに低圧パイプ18を介して
連通接続されている。

ベーパライザ３は、バネ材とダイヤフラムとを主要構成
部材とする弁機構を介在させて１次室3b（高圧室）と２
次室3a（低圧室）に隔成されている。

ベーパライザ３の１次室3bは、気体燃料供給用の高圧パ
イプ19を介して、上記圧力容器２と接続され、高圧パイ
プ19の途中にこれを開閉するカットオフバルブ20が介装
されている。このカットオフバルブ20はバッテリー21お
よび始動スイッチ22と直列接続された切換スイッチ23に
よって作動される。切換スイッチ23の一方の接点は上記
燃料ポンプ13に接続されている。

また、上記ベーパライザ３の１次室3bには、１次室3b内
の圧力が設定値未満になるとオン状態になる圧力スイッ
チ24が取付けられていて、圧力スイッチ24の一方の接点
は切換スイッチ23と始動スイッチ22間に接続され、他方
の接点は上記制御弁16の駆動コイルに接続されている。

したがって、内燃機関５が気化器１を介して供給される
液体燃料によって駆動しているとき、運転者が切換スイ
ッチ23を操作して気体燃料による駆動に切換えると、切
換スイッチ23の操作により、燃料ポンプ13が停止すると
ともにカットオフバルブ20が開放され、圧力容器２内の
気体燃料は高圧パイプ19を通ってベーパライザ３内の１
次室3bに流入する。

この状態では、まだメインノズル10からの液体燃料の供
給は停止されていない。

そして、１次室3b内の圧力が上昇し設定値以上になる
と、圧力スイッチ24がオフ状態となって、バッテリ21か
ら始動スイッチ22を介して圧力スイッチ24,制御弁16に
至る回路が開いて制御弁が閉作動し、気化器１のメイン
ノズル10を閉塞して液体燃料の吸気通路６への供給を停
止する。

また、圧力スイッチ24のオフ作動とほぼ同時に、気体燃
料はベーパライザ３の１次室3bから２次室3aに流入し、
低圧パイプ18を介してミキサー４に至り、空気清浄器７
から取込まれたエアーと混合されて吸気通路６に供給さ
れる。

このように、気体燃料の供給準備が整えられるまでは、
気化器１からの液体燃料を供給していて、１次室3b内の
圧力が上昇して準備が終わるとメインノズル10を閉じる
ようにして、燃料の重複供給と供給の空白期間の発生を
防止している。

一方、気体燃料の使用中に液体燃料の使用に切り換えた
場合には、切換スイッチ23の操作によりカットオフバル
ブ20が閉止され、燃料ポンプ13が始動する。しかし、気
化器１のメインノズル10を閉止している制御弁16は、す
ぐには開放されない。調圧装置３内の気体燃料が消費さ
れ、ベーパライザ３の１次室3bの圧力が降下して設定値
未満になると、圧力スイッチ24がオン状態となって制御
弁16の回路が閉じ、その結果、制御弁16が開いてメイン
ノズル10が開放される。

これによりメインノズル10から液体燃料が吸気通路６に
供給される。

この場合にも、ベーパライザ３の２次室3aからミキサー
４に至る気体燃料供給系路中の燃料が放出された後に、
気化器１のメインノズル10が開放されるため、二種類の
燃料の重複供給は殆ど生じない。

なお、上記圧力スイッチ24のバッテリ21側の接続点は、
第１図中２点鎖線で示すように、切換スイッチ23と燃料
ポンプ13との間に設けてもよい。

ところで、この実施例の燃料制御装置では、切換スイッ
チ23と燃料ポンプ13との間にリレーＲを介設するととも
に、水温スイッチ25とアイドルスイッチ26とが直列に並
んだスイッチング回路を設け、アイドル時でしかも水温
が高いというようなときには、運転者がガソリンを選択
していても強制的にLPGを選ぶような回路を構成してい
る。温間始動時には、いわゆる温間ロックが起こって始
動できなくなるということであるので、それを防止する
ために、オクタン価の高いLPGの方を選ぶようにしてい
る。

また、ベーパライザ３には、エンジン冷却水によって液
化ガスの気化を促進するための温水通路27が設けられて
いるが、必要以上に気化がよくなって燃料ガスの温度が
上がると逆に出力が落ちるという問題があるので、この
実施例では、冷却水の流出路に流量制御弁28を設け、燃
料温度センサ29の出力に応じて冷却水の流量をコントロ
ールするようにしている。

さらに、この燃料制御装置には、カットオフバルブ20開
放の信号によって作動するチョーク解除手段30が設けら
れている。

このチョーク解除手段30は、第２図に示すオートチョー
ク機構のソレノイド式アクチュエータを利用したもので
ある。

第２図に示すように、気化器１の空気入口にあるチョー
ク弁17は軸31に回動可能に軸着されている。この軸31に
はチョークレバー32が固定されており、チョークレバー
32の端部にはバイメタル33の一端が係合しており、チョ
ーク弁17がバイメタル33により外気温度に応じた開度と
なるように構成されている。このバイメタル33は電熱コ
イル等により加熱され、その変形により、チョーク弁17
を時計方向へ回動させる。またチョーク弁17はチョーク
レバー32及びリンク34を介してフアストアイドルカム35
に連結されており、上記フアストアイドルカム35は軸36
により気化器１本体に回動可能に支持されている。

また、チョーク弁17の下流には絞り弁9aが絞り弁軸37に
より気化器１に対して回動可能に支持されている。この
絞り弁軸37には、絞り弁レバー38が固定されており、絞
り弁レバー38は上記フアストアイドルカム35のカム段部
35a〜35dの１つ、この場合カム段部35aに係合して絞り
弁9aの開度を規制している。

そして、軸36には回動可能のカム39が設けられており、
上記カム39の端部39aがフアストアイドルカム35と係合
している。上記カム39はリンク40を介してアクチュエー
ター41に接続されている。

なお、この実施例では完爆補正装置42が設けられてお
り、機関が完爆すると吸気通路６の絞り弁9aより下流部
分の負圧が導かれ、チョーク弁17を一定開度開くよう構
成されている。

外気が低温状態にある場合は、バイメタル33の閉じ力に
よりチョーク弁17は全閉の位置にある一方、絞り弁9aは
絞り弁レバー38がカム段部35aに係合していることによ
り、フアストアイドル開度に保持されている。この状態
で機関を始動させると、機関は2000rpm以上で回転し数
分間で機関は暖機される。一方、暖機の進行にしたがっ
て、バイメタル33は、電熱コイル等により加熱されて変
形し、チョークレバー32を時計方向に回転させ、チョー
ク弁17を次第に開かせようとする。またチョークレバー
32の回動につれてリンク34を介して、フアストアイドル
カム35も同方向に回動させようとする。しかし、フアス
トアイドルカム35のカム段部35aが絞り弁レバー38と係
合しているため、フアストアイドルカム35は回動せず、
チョーク弁17の回動も規制される。従って絞り弁9aはフ
アストアイドル開度に保たれ、暖機の進行にともない機
関回転数も次第に上昇していく。

暖機が進行するにつれ、インテークマニホールドの冷却
水温も上昇し35℃に達すると、アクチュエーター41を作
動させ、リンク40を介して、カム39を急激に時計方向に
回動させるとともに、フアストアイドルカム35も同方向
に回動させる。絞り弁レバー38はカム段部35aとの係合
を解除され、カム段部35dと係合するまで回動し、絞り
弁9aはこの位置で通常のアイドル開度となり、機関回転
数も通常のアイドル回転数となる。これらによって、機
関の騒音を防止し、燃費向上が図れる。

同時に、チョークレバー32も時計方向に回動し、チョー
ク弁17はたとえば40°程度開かれる。従って、吸入空気
量が増加し、気化器１に作用する負圧が小さくなること
により、供給燃料が減少し、混合気の空燃比が薄くな
る。よって排気ガス中の未燃焼成分の増加を抑制するこ
とができる。

次に外気温度が比較的高い、たとえば20℃の場合には、
機関の始動性を考慮してチョーク弁17は全閉の位置にあ
り、絞り弁レバー38もカム段部35aと係合しており、絞
り弁9aはフアストアイドル開度に保持されている。この
状態で始動するときは、完爆後アクチュエータ41によ
り、カム39を急激に時計方向に回動させる。このカム39
の回動により、カム段部35aと絞り弁レバー38との係合
を解除され、絞り弁9aは通常のアイドル開度となるとと
もに、機関回転数も通常のアイドル回転数となり、機関
の騒音を防止し、燃費の向上が図れる。これと同時に、
チョーク弁17も開かれ、排気ガス中の未燃焼成分の増加
を抑制することができる。

この実施例に用いられたオートチョーク機構は基本的に
は上記のようなものであり、さらにそのソレノイド式の
アクチュエータ41をカットオフバルブ20の開放と同時に
作動させるような回路構成にしている。

これによって、LPGが選択されている時にはチョークの
閉成が解除される。

なお、上記実施例では、オートチョークを用いたものを
説明したが、マニュアルチョークを用いたものであって
も、たとえば、保持用のマグネットとへの通電をカット
することでチョークの閉作動を解除することができる。

また、本考案はその他いろいろな態様で実施できるもの
である。

（考案の効果）本考案は以上のように構成されているので、液体燃料供
給用の気化器と気体燃料供給用のミキサーとを併設した
ハイブリッドエンジンにおいて、冷間時に気体燃料を選
択して、チョーク弁が閉じて燃料の供給が阻害されると
いう不都合が生じない。また、燃料切り換え時の燃料の
重複供給を防止するとともに、特に液体燃料から気体燃
料への切り換え時に気体燃料の供給準備が整わないこと
により燃料の供給に空白期間が発生するのを防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の概略的な全体図、第２図は同
実施例の要部であるチョーク解除手段の詳細図である。 1:気化器、3:ベーパライザ、4:ミキサー、16:制御弁、1
7:チョーク弁、20:カットオフバルブ、23:切換スイッ
チ、30:チョーク解除手段、41:アクチュエータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者松野祐司広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献特開昭61−272426（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−283734（ＪＰ，Ａ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】燃料ポンプから液体燃料の供給を受けるフ
ロート室を備えるとともにチョーク弁を備えた液体燃料
供給用の気化器を吸気通路に設け、圧力容器からベーパ
ライザを介して気体燃料の供給を受ける気体燃料供給用
のミキサーを前記気化器のチョーク弁よりも上流側に配
設したエンジンの燃料供給装置において、前記気化器か
らの液体燃料の供給を許容する開作動位置と該液体燃料
の供給を停止する閉作動位置とに切り換え可能な制御弁
と、前記圧力容器と前記ベーパライザの１次室とを接続
する高圧パイプに介設され該高圧パイプを開くオン作動
位置と該高圧パイプを閉じるオフ作動位置とに切り換え
可能なカットオフバルブと、前記１次室に取り付けられ
該１次室内の圧力が設定値未満のときオン作動し設定値
以上のときオフ作動する圧力スイッチとを設け、気体燃
料を選択するよう前記燃料ポンプを停止させ前記カット
オフバルブをオン作動させる第１の接続位置と液体燃料
を選択するよう前記燃料ポンプを作動させ前記カットオ
フバルブをオフ作動させる第２の接続位置とに切り換え
可能な第１の回路を構成するとともに、前記圧力スイッ
チを前記制御弁の駆動コイルと直列に接続し該圧力スイ
ッチのオン作動時に前記制御弁を開作動させ該圧力スイ
ッチのオフ作動時に前記制御弁を閉作動させる第２の回
路を構成し、かつ、前記第１の回路が前記第１の接続位
置にあるときに前記チョーク弁の閉作動を解除する手段
を設けたことを特徴とするエンジンの燃料制御装置。