JP2006233814A - Fuel cooling device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の燃料冷却装置に関する。 The present invention relates to a fuel cooling device for an internal combustion engine.
直噴型ガソリン機関において、機関始動時に燃料圧力を急速に上昇させ、各気筒の圧縮行程で高圧の燃料を噴射することにより燃料を微粒化させ、要求噴射量を少なくし、機関始動時のHC排出量を低減させる技術(始動時昇圧制御)が知られている。 In a direct-injection gasoline engine, the fuel pressure is rapidly increased when the engine is started, and high-pressure fuel is injected in the compression stroke of each cylinder to atomize the fuel, thereby reducing the required injection amount and reducing the HC at the time of engine start. A technique for reducing the discharge amount (startup boost control) is known.
しかし、燃料圧力が上昇するまでは、燃料噴射を行うことができず、始動完了までに要する時間が長くなるおそれがある。特に、機関停止時に燃料配管内にベーパが発生すると、始動時にベーパを消滅させたり、圧縮したりするのに時間がかかり、その結果始動完了までの時間がより長くなるおそれがある。そして、ベーパの発生量は、燃料性状、機関停止から始動までの燃料温度、燃料圧力等により変わる。 However, fuel injection cannot be performed until the fuel pressure rises, and there is a possibility that the time required to complete the start-up becomes longer. In particular, when vapor is generated in the fuel pipe when the engine is stopped, it takes time for the vapor to disappear or be compressed at the start, and as a result, the time until the start is completed may be longer. The amount of vapor generated varies depending on fuel properties, fuel temperature from engine stop to start, fuel pressure, and the like.
さらに、インジェクタ付近の燃料配管内の圧力は、チェックバルブ等により機関停止時であっても高圧に保持されている。しかし、チェックバルブ等の経年変化等により該チェックバルブ等から燃料が漏出することがある。この場合、機関停止直後では、インジェクタ付近の燃料配管内の燃料は高温で且つ低圧の状態となり、ベーパの発生量が増加し、次回機関始動時において始動完了までの時間がさらに長くなる。 Further, the pressure in the fuel pipe near the injector is maintained at a high pressure even when the engine is stopped by a check valve or the like. However, fuel may leak from the check valve or the like due to aging of the check valve or the like. In this case, immediately after the engine is stopped, the fuel in the fuel pipe near the injector is in a high temperature and low pressure state, the amount of vapor generated increases, and the time until the completion of the start becomes longer at the next engine start.
これに対し、ベーパが発生していると判定されたときに、ラジエータファンを作動させて燃料温度を低下させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、ベーパが発生した後に燃料温度を低下させても、暖機完了後に機関が停止され、その後直ぐに再始動されるときには、ベーパが消滅される前に再始動の要求があることもあり、その場合、始動完了までの時間が長くなってしまう。 However, even if the fuel temperature is lowered after the vapor is generated, if the engine is stopped after the warm-up is completed and then restarted immediately, there may be a restart request before the vapor disappears. In this case, it takes a long time to complete the start-up.
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の燃料冷却装置において、燃料配管内のベーパの発生を抑制することができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing the generation of vapor in a fuel pipe in a fuel cooling device for an internal combustion engine.
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の燃料冷却装置は、以下の手段を採用した。すなわち、
燃料を冷却する手段を備えた内燃機関の燃料冷却装置において、
燃料の圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と、
前記燃料圧力検出手段により検出される燃料の圧力から、ベーパが発生するおそれのある燃料温度を推定するベーパ発生温度推定手段と、
を備え、
内燃機関が停止されている場合であって、ベーパ発生温度推定手段により推定される燃料温度よりも、前記燃料温度検出手段により検出される温度が高い場合に、燃料を冷却することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the internal combustion engine fuel cooling apparatus according to the present invention employs the following means. That is,
In a fuel cooling device for an internal combustion engine comprising means for cooling fuel,
Fuel pressure detection means for detecting the pressure of the fuel;
Fuel temperature detection means for detecting the temperature of the fuel;
Vapor generation temperature estimation means for estimating a fuel temperature at which vapor may be generated from the fuel pressure detected by the fuel pressure detection means;
With
The fuel is cooled when the internal combustion engine is stopped and the temperature detected by the fuel temperature detecting means is higher than the fuel temperature estimated by the vapor generation temperature estimating means. .
燃料が高温となる例えば暖機完了後に内燃機関が停止されると、燃料温度が高く且つ燃料圧力が高い状態となっている。燃料圧力が高圧に保たれていれば、燃料温度が高くてもベーパは発生し難いが、チェックバルブ等から燃料が流出すると、燃料圧力低下して燃料温度だけが高温の状態となる。そうすると、燃料が蒸発して気泡となったり、燃料中に溶け込んでいた空気が気泡となったりする。これら気泡をベーパと称している。このように、燃料の温度が高いほど、また燃料の圧力が低いほどベーパが発生しやすい。そして、ベーパが発生する燃料温度と燃料圧力との関係は、燃料性状毎に求めることができる。これらに基づいて、ベーパ発生温度推定手段は、ベーパが発生するおそれのある燃料温度を推定する。 For example, when the internal combustion engine is stopped after the warming-up is completed, the fuel temperature is high and the fuel pressure is high. If the fuel pressure is kept high, vapor is unlikely to be generated even if the fuel temperature is high. However, when the fuel flows out from the check valve or the like, the fuel pressure is reduced and only the fuel temperature is in a high temperature state. If it does so, fuel will evaporate and it will become a bubble, or the air melt | dissolved in the fuel will become a bubble. These bubbles are called vapor. Thus, vapor is more likely to occur as the temperature of the fuel is higher and the pressure of the fuel is lower. The relationship between the fuel temperature at which vapor is generated and the fuel pressure can be obtained for each fuel property. Based on these, the vapor generation temperature estimation means estimates the fuel temperature at which vapor may be generated.
すなわち、燃料圧力検出手段により、燃料圧力を検出すれば、その圧力のときにベーパが発生するおそれのある燃料温度が分かる。そして、このベーパが発生するおそれのある燃料温度よりも低い温度に燃料温度を保つように、燃料の冷却を行えば、ベーパの発生を抑えることができる。 That is, if the fuel pressure is detected by the fuel pressure detecting means, the fuel temperature at which vapor is likely to be generated at that pressure is known. The generation of vapor can be suppressed by cooling the fuel so that the fuel temperature is maintained at a temperature lower than the fuel temperature at which this vapor may occur.
本発明においては、燃料性状により燃料の冷却条件を決定することができる。 In the present invention, the fuel cooling conditions can be determined by the fuel properties.
すなわち、燃料性状の違いによりベーパの発生する温度と圧力との関係が変わるので、この燃料性状の違いによりベーパ発生温度推定手段はベーパが発生するおそれのある温度の推定値を変える。これにより、燃料が変わってもベーパの発生を抑制することが可能となる。 That is, since the relationship between the temperature and pressure at which vapor is generated varies depending on the difference in fuel properties, the vapor generation temperature estimating means changes the estimated value of the temperature at which vapor is likely to be generated due to this difference in fuel properties. This makes it possible to suppress the generation of vapor even if the fuel changes.
本発明に係る内燃機関の燃料冷却装置では、内燃機関の燃料冷却装置において、燃料配管内のベーパの発生を抑制することができ、内燃機関の始動完了までの時間を短縮することができる。また、燃料の冷却が必要な場合にのみ燃料の冷却を行うことができる。 In the fuel cooling device for an internal combustion engine according to the present invention, the generation of vapor in the fuel pipe can be suppressed in the fuel cooling device for the internal combustion engine, and the time until the start of the internal combustion engine can be shortened. Further, the fuel can be cooled only when the fuel needs to be cooled.
以下、本発明に係る内燃機関の燃料冷却装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of a fuel cooling device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施例に係る内燃機関の燃料冷却装置の概略構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cooling device for an internal combustion engine according to the present embodiment.
内燃機関1は4つの気筒2を備えている。各気筒2には、該気筒2内に燃料を噴射する燃料噴射弁3がそれぞれ取り付けられている。各燃料噴射弁3はデリバリパイプ4に接続されている。このデリバリパイプ4には、燃料タンクからの燃料が流入する流入配管5および燃料タンクへ燃料を戻す流出配管6が接続されている。
The internal combustion engine 1 includes four
デリバリパイプ4には、該デリバリパイプ4内の燃料圧力に応じた信号を出力する燃料圧力センサ7およびデリバリパイプ4内の燃料温度に応じた信号を出力する燃料温度センサ8が取り付けられている。
A fuel pressure sensor 7 for outputting a signal corresponding to the fuel pressure in the
流入配管5は、燃料タンク20に接続されている。燃料タンク20内には、低圧で燃料を吐出するフィードポンプ21が備えられ、該フィードポンプ21は流入配管5と接続されている。また、流入配管5の途中には、高圧で燃料を吐出する高圧ポンプ22が取り付
けられている。高圧ポンプ22とデリバリパイプ4の間には、燃料の逆流を防止するチェックバルブ9が備えられている。
The inflow pipe 5 is connected to the
燃料タンク20内の燃料はフィードポンプ21により低圧で吐出され高圧ポンプ22まで流れる。そして、高圧ポンプ22で燃料圧力が高められた後、デリバリパイプ4にこの高圧の燃料が供給される。
The fuel in the
また、デリバリパイプ4と流出配管6との接続部には、デリバリパイプ4内の燃料圧力が所定の圧力以上となったときに開弁するレギュレータ10が取り付けられている。流出配管6は燃料タンク20と接続され、デリバリパイプ4から流出した燃料が燃料タンク20へ戻される。
Further, a
デリバリパイプ4は、燃料冷却装置11の内部に格納されている。この燃料冷却装置11は、ラジエータ12と冷却水通路13を介して接続されている。冷却水通路13の途中には、冷却水を循環させるための電動ウォータポンプ14が備えられている。なお、ラジエータ12および冷却水通路13は、燃料冷却装置11以外のシリンダブロック等にも接続されているが、その通路の記載は省略している。
The
ラジエータ12には、該ラジエータ12へ送風するラジエータファン15が取り付けられている。
A
なお、燃料冷却装置11は、単にデリバリパイプ4周辺のシリンダヘッドへ冷却水を流ための冷却水通路であっても良い。
The
以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニットであるECU16が併設されている。このECU16は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。
The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an
ECU16には、燃料圧力センサ7および燃料温度センサ8が電気配線を介して接続され、これらセンサの出力信号がECU16に入力される。
A fuel pressure sensor 7 and a fuel temperature sensor 8 are connected to the
ECU16には、電動ウォータポンプ14およびラジエータファン15が電気配線を介して接続され、これらはECU8により制御される。
The
ここで、内燃機関1の暖機が完了した後に、該内燃機関1が停止されると、内燃機関1の冷却水が停止されるため、内燃機関1の温度が一時的に上昇する。これにより、デリバリパイプ4の温度が上昇し、該デリバリパイプ4内の燃料温度も上昇する。この際、燃料の体積が膨張するのでデリバリパイプ4内の燃料圧力が上昇するが、チェックバルブ9若しくはレギュレータ10から燃料が漏出した場合、デリバリパイプ4内の燃料圧力はあまり上昇せず燃料温度のみが上昇する。そして、そのときの燃料温度と燃料圧力との関係によっては、デリバリパイプ4内でベーパが発生するおそれがある。
Here, when the internal combustion engine 1 is stopped after the warm-up of the internal combustion engine 1 is completed, the cooling water of the internal combustion engine 1 is stopped, so that the temperature of the internal combustion engine 1 temporarily rises. Thereby, the temperature of the
これに対し、本実施例においては、そのときの燃料圧力に応じて、ベーパが発生しないように燃料の冷却を行う。 On the other hand, in this embodiment, the fuel is cooled so that no vapor is generated according to the fuel pressure at that time.
図2は、燃料温度とデリバリパイプ内の総蒸気圧との関係を示した図である。総蒸気圧とは、燃料内に溶存していたガスの分圧と燃料蒸気の分圧とを加えたものであり、燃料圧力としてもよい。 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the fuel temperature and the total vapor pressure in the delivery pipe. The total vapor pressure is the sum of the partial pressure of the gas dissolved in the fuel and the partial pressure of the fuel vapor, and may be the fuel pressure.
一点鎖線Aは、蒸気圧曲線を示し、該一点鎖線A上でベーパが発生し始める。この一点
鎖線Aよりも総蒸気圧が低くなった場合若しくは燃料温度が高くなった場合にはベーパが発生している。すなわち、一点鎖線Aよりも下側の領域でベーパが発生している。
An alternate long and short dash line A indicates a vapor pressure curve, and vapor begins to be generated on the alternate long and short dash line A. When the total vapor pressure becomes lower than the one-dot chain line A or when the fuel temperature becomes higher, vapor is generated. That is, vapor is generated in a region below the alternate long and short dash line A.
一点鎖線Bは、ベーパ発生のおそれがある状態を示し、本実施例では、この一点鎖線Bよりも総蒸気圧が低くなった場合若しくは燃料温度が高くなった場合には、ベーパが発生しているとみなしている。すなわち、一点鎖線Bよりも下側の領域でベーパが発生しているとみなす。一点鎖線Bは、例えば一点鎖線Aよりも所定値βの分だけ総蒸気圧を大きくした値としてもよい。 A one-dot chain line B indicates a state where vapor may be generated. In this embodiment, when the total vapor pressure is lower than the one-dot chain line B or when the fuel temperature is high, vapor is generated. Is considered to be. That is, it is considered that vapor is generated in a region below the alternate long and short dash line B. For example, the alternate long and short dash line B may be a value obtained by increasing the total vapor pressure by a predetermined value β as compared with the alternate long and short dash line A.
一点鎖線Cは、燃料の冷却が必要な状態を示し、本実施例では、燃料圧力がこの一点鎖線Cよりも低い場合若しくは燃料温度が一点鎖線Cよりも高い場に、電動ウォータポンプ14を作動させて燃料温度を低下させる。すなわち、一点鎖線Cよりも下側の領域で燃料の冷却を行う。一点鎖線Cは、例えば一点鎖線Aよりも所定値αの分だけ総蒸気圧を大きくした値としてもよい。
An alternate long and short dash line C indicates a state in which the fuel needs to be cooled. In this embodiment, the
実線Xは、燃料の冷却を実施せず、且つチェックバルブ9若しくはレギュレータ10から漏出する燃料が多い場合、すなわち、燃料圧力の低下が大きい場合の燃料圧力および総蒸気圧の推移を示している。内燃機関1が停止されてから、矢印の方向に向かって燃料の状態が変化する。この場合、燃料の漏出により燃料温度が高いまま総蒸気圧が早く低下し、途中で一点鎖線C、一点鎖線B、一点鎖線Aを順に横切る。そして、一点鎖線Aよりも下側の領域に達するためベーパが発生している。
A solid line X indicates changes in the fuel pressure and the total vapor pressure when the fuel is not cooled and the amount of fuel leaking from the
実線Yは、燃料の冷却は実施しないが、チェックバルブ9若しくはレギュレータ10から漏出する燃料が少ない場合、すなわち、燃料圧力の低下が小さい場合の燃料圧力および総蒸気圧の推移を示している。この場合、実線Xの場合と比較して、総蒸気圧の低下が緩慢となる。そのため、ベーパが発生しにくくなる。しかしながら、燃料温度の低下と共に総蒸気圧も低下し、途中で一点鎖線C、一点鎖線B、一点鎖線Aを順に横切る。そのため、一点鎖線Aよりも下側の領域でベーパが発生している。
The solid line Y indicates the transition of the fuel pressure and the total vapor pressure when the fuel is not cooled but the amount of fuel leaking from the
実線Zは、本実施例による燃料の冷却を実施した場合の燃料圧力および総蒸気圧の推移を示している。燃料を冷却することにより、総蒸気圧が低く且つ燃料温度が高い状態となるのを抑制している。これにより、燃料の状態が一点鎖線Aよりも下側の領域になることを抑制し、ベーパの発生を抑制している。 A solid line Z indicates changes in the fuel pressure and the total vapor pressure when the fuel is cooled according to this embodiment. By cooling the fuel, it is suppressed that the total vapor pressure is low and the fuel temperature is high. Thereby, it is suppressed that the state of a fuel becomes the area | region below the dashed-dotted line A, and generation | occurrence | production of vapor | steam is suppressed.
次に、本実施例によるベーパ発生抑制のためのフローを説明する。 Next, a flow for suppressing the occurrence of vapor according to the present embodiment will be described.
図3は、燃料の冷却を実行するか否か判定するためのフローチャートである。本ルーチンは所定の時間毎に繰り返し実行される。 FIG. 3 is a flowchart for determining whether or not to perform fuel cooling. This routine is repeatedly executed every predetermined time.
ステップS101では、内燃機関1が停止中で且つ燃料圧力PRが所定値a以上であるか否か判定される。 In step S101, it is determined whether the internal combustion engine 1 is stopped and the fuel pressure PR is greater than or equal to a predetermined value a.
内燃機関1が運転中であれば、本実施例による燃料の冷却は行われない。また、燃料圧力PRが始動時に必要となる燃料圧力(例えば、4MPa)よりも小さい場合にも燃料の冷却は行われない。本ステップでは、不必要な燃料の冷却が行われることを抑制している。 If the internal combustion engine 1 is in operation, the fuel is not cooled according to this embodiment. Further, even when the fuel pressure PR is smaller than the fuel pressure required at the time of starting (for example, 4 MPa), the fuel is not cooled. In this step, unnecessary fuel cooling is suppressed.
ステップS101で肯定判定がなされた場合にはステップS102へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。 If an affirmative determination is made in step S101, the process proceeds to step S102. On the other hand, if a negative determination is made, this routine is temporarily terminated.
ステップS102では、燃料圧力PRの単位時間あたりの変化量dPRおよび燃料温度TPの単位時間あたりの変化量dTPを算出する。 In step S102, a change amount dPR per unit time of the fuel pressure PR and a change amount dTP per unit time of the fuel temperature TP are calculated.
燃料圧力センサ7より得られる燃料圧力PRおよび燃料温度センサ8より得られる燃料温度TPを所定時間毎に記憶しておき、前回記憶値から今回検出値を減じた値を前記所定時間で除した値として求めることができる。 A value obtained by storing the fuel pressure PR obtained from the fuel pressure sensor 7 and the fuel temperature TP obtained from the fuel temperature sensor 8 every predetermined time, and dividing the value obtained by subtracting the current detected value from the previous stored value by the predetermined time. Can be obtained as
ステップS103では、燃料圧力の変化量dPRが所定値Cpよりも大きく、且つ燃料温度の変化量dTPが所定値Ctよりも大きいか否か判定される。 In step S103, it is determined whether or not the fuel pressure change amount dPR is larger than a predetermined value Cp and the fuel temperature change amount dTP is larger than a predetermined value Ct.
ここでは、燃料の冷却によりベーパの発生を抑制することができるか否か判定される。すなわち、燃料圧力の変化量dPR若しくは燃料温度の変化量dTPが大きすぎると、電動ウォータポンプ14を作動させて燃料の温度が低下するまでの間に、ベーパが発生するおそれがある。その場合には、燃料の冷却は行わず、機関始動前の昇圧時間(プレフィード実行時間)を最大限大きくする。
Here, it is determined whether or not vapor generation can be suppressed by cooling the fuel. That is, if the fuel pressure change amount dPR or the fuel temperature change amount dTP is too large, vapor may be generated before the
ステップS103で肯定判定がなされた場合にはステップS104へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS105へ進む。 If an affirmative determination is made in step S103, the process proceeds to step S104. On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step S105.
ステップS104では、冷却実行フラグXCをONとする。この冷却実行フラグXCとは、燃料の冷却を行うことによりベーパの発生を抑制することが可能なときにONとされるフラグである。 In step S104, the cooling execution flag XC is turned ON. The cooling execution flag XC is a flag that is turned on when vapor generation can be suppressed by cooling the fuel.
ステップS105では、冷却実行フラグXCをOFFとし、且つプレフィード実行時間PFを最大値bに設定する。この場合、ベーパが発生している可能性が高いので、プレフィード実行時間を可及的に長くしてベーパの消滅を図る。 In step S105, the cooling execution flag XC is turned OFF, and the prefeed execution time PF is set to the maximum value b. In this case, since there is a high possibility that vapor has occurred, the pre-feed execution time is made as long as possible to eliminate the vapor.
次に、燃料冷却制御のフローについて説明する。例えば最大値bは、500msから700msの間とされる。 Next, the flow of fuel cooling control will be described. For example, the maximum value b is between 500 ms and 700 ms.
図4は、燃料冷却制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは所定の時間毎に繰り返し実行される。 FIG. 4 is a flowchart showing a flow of fuel cooling control. This routine is repeatedly executed every predetermined time.
ステップS201では、冷却実行フラグXCがONであるか否か判定される。すなわち、燃料の冷却によりベーパの発生を抑制可能か否か判定される。 In step S201, it is determined whether the cooling execution flag XC is ON. That is, it is determined whether or not vapor generation can be suppressed by cooling the fuel.
ステップS201で肯定判定がなされた場合にはステップS202へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。 If an affirmative determination is made in step S201, the process proceeds to step S202. On the other hand, if a negative determination is made, this routine is temporarily terminated.
ステップS202では、燃料温度に基づいてベーパが発生する蒸気圧yを算出する。すなわち、図2の一点鎖線Aに燃料温度センサ8から得られる燃料温度を代入して蒸気圧yを得る。例えば、一点鎖線Aの近似式を予め求めておき、この近似式に燃料温度を代入して、蒸気圧yを得るようにしてもよい。 In step S202, the vapor pressure y generated by vapor is calculated based on the fuel temperature. That is, the vapor pressure y is obtained by substituting the fuel temperature obtained from the fuel temperature sensor 8 into the alternate long and short dash line A in FIG. For example, an approximate expression of the alternate long and short dash line A may be obtained in advance, and the fuel pressure may be substituted into this approximate expression to obtain the vapor pressure y.
ステップS203では、燃料圧力センサ7より得られる燃料圧力PRが冷却必要燃料圧力よりも小さいか否か判定される。冷却必要燃料圧力とは、図2における一点鎖線Cにより示される蒸気圧であり、ベーパが発生する蒸気圧yに所定値αを加えた蒸気圧である。 In step S203, it is determined whether or not the fuel pressure PR obtained from the fuel pressure sensor 7 is smaller than the required fuel pressure for cooling. The fuel pressure required for cooling is a vapor pressure indicated by a one-dot chain line C in FIG. 2, and is a vapor pressure obtained by adding a predetermined value α to the vapor pressure y generated by vapor.
ステップS203で肯定判定がなされた場合にはステップS204へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。 If an affirmative determination is made in step S203, the process proceeds to step S204. On the other hand, if a negative determination is made, this routine is temporarily terminated.
ステップS204では、ラジエータファン15をONとし、電動ウォータポンプ14をONとする。すなわち、これらを作動させる。これにより、燃料温度が低下してベーパの発生が抑制される。
In step S204, the
ステップS205では、燃料圧力センサ7より得られる燃料圧力PRがベーパ発生蒸気圧よりも小さいか否か判定される。ベーパ発生蒸気圧とは、図2における一点鎖線Bにより示される蒸気圧であり、ベーパが発生する蒸気圧yに所定値βを加えた蒸気圧である。すなわち、本ステップでは、ベーパが発生したとみなすことができるか否か判定される。 In step S205, it is determined whether or not the fuel pressure PR obtained from the fuel pressure sensor 7 is smaller than the vapor generation vapor pressure. The vapor generation vapor pressure is a vapor pressure indicated by a one-dot chain line B in FIG. 2 and is a vapor pressure obtained by adding a predetermined value β to the vapor pressure y generated by the vapor. That is, in this step, it is determined whether or not vapor can be considered.
ステップS205で肯定判定がなされた場合にはステップS206へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。 If an affirmative determination is made in step S205, the process proceeds to step S206. On the other hand, if a negative determination is made, this routine is temporarily terminated.
ステップS206では、ベーパ発生量BPが算出される。このベーパ発生量BPは、前回算出されたベーパ発生量BPに前回から今回までの間に発生したベーパを加えて求められ、次式により算出される。 In step S206, the vapor generation amount BP is calculated. The vapor generation amount BP is obtained by adding the vapor generated from the previous time to the current time to the previously calculated vapor generation amount BP, and is calculated by the following equation.
BP=BP+(y−PR)×γ BP = BP + (y−PR) × γ
ここで、γは、ベーパが発生する蒸気圧yと燃料圧力センサ7より得られる燃料圧力PRとの差をベーパ発生量に換算するための係数であり、予め実験等により求め、設定される。 Here, γ is a coefficient for converting the difference between the vapor pressure y generated by the vapor and the fuel pressure PR obtained from the fuel pressure sensor 7 into a vapor generation amount, and is obtained and set in advance through experiments or the like.
次に、内燃機関1の始動時に行われるプレフィード制御のフローについて説明する。 Next, the flow of pre-feed control that is performed when the internal combustion engine 1 is started will be described.
図5は、内燃機関1の始動時に行われるプレフィード制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは所定の時間毎に繰り返し実行される。また、プレフィード制御は、高圧ポンプ22による始動時昇圧制御に先立って、フィードポンプ21を作動させることにより行われる。すなわち、始動時昇圧制御の前に、フィードポンプ21により、ある程度燃料圧力を上昇させておく。
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of pre-feed control performed when the internal combustion engine 1 is started. This routine is repeatedly executed every predetermined time. Further, the pre-feed control is performed by operating the
ステップS301では、ベーパ発生量BPが0よりも大きいか、すなわちベーパが発生しているか否か判定される。ベーパが発生していない場合には、通常のプレフィード制御が行われる。 In step S301, it is determined whether the vapor generation amount BP is larger than 0, that is, whether vapor is generated. When no vapor is generated, normal pre-feed control is performed.
ステップS301で肯定判定がなされた場合にはステップS302へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。 If an affirmative determination is made in step S301, the process proceeds to step S302. On the other hand, if a negative determination is made, this routine is temporarily terminated.
ステップS302では、プレフィード実行時間が0よりも大きな値となっているか、すなわちプレフィード実行時間が既に設定済みであるか否か判定される。例えば、前記ステップS105でプレフィード実行時間が最大値bに設定されている場合には、肯定判定がなされる。 In step S302, it is determined whether the pre-feed execution time is larger than 0, that is, whether the pre-feed execution time has already been set. For example, if the pre-feed execution time is set to the maximum value b in step S105, an affirmative determination is made.
ステップS302で肯定判定がなされた場合にはステップS304へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS303へ進む。 If an affirmative determination is made in step S302, the process proceeds to step S304, whereas if a negative determination is made, the process proceeds to step S303.
ステップS303では、ベーパ発生量BPに基づいて、必要とされるプレフィード実行時間PFが算出される。このときに算出されるプレフィード実行時間PFは、発生したベーパを消滅させるために必要となる時間である。このときに消滅させるベーパは主に燃料蒸気である。そして、プレフィード実行時間PFとベーパ発生量BPとの関係は、予め実
験等により求めマップ化しておく。
In step S303, the required pre-feed execution time PF is calculated based on the vapor generation amount BP. The pre-feed execution time PF calculated at this time is a time required to eliminate the generated vapor. The vapor that disappears at this time is mainly fuel vapor. The relationship between the pre-feed execution time PF and the vapor generation amount BP is obtained in advance through experiments or the like and mapped.
ステップS304では、内燃機関1が始動されるか否か判定する。例えば、イグニッションスイッチがONとされたときに内燃機関1が始動されると判定される。 In step S304, it is determined whether or not the internal combustion engine 1 is started. For example, it is determined that the internal combustion engine 1 is started when the ignition switch is turned on.
ステップS304で肯定判定がなされた場合にはステップS305へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。 If an affirmative determination is made in step S304, the process proceeds to step S305. On the other hand, if a negative determination is made, this routine is temporarily terminated.
ステップS305では、プレフィード実行時間PFだけプレフィードが実行される。 In step S305, the pre-feed is executed for the pre-feed execution time PF.
そして、プレフィード制御終了後に始動時昇圧制御が実行される。 Then, after the pre-feed control is finished, start-up pressure increase control is executed.
なお、ベーパが発生するときの蒸気圧は、燃料性状により異なる。この燃料性状は、例えば燃料の圧力を上昇させるときに燃料ポンプから燃料が1回圧送されるときの燃料圧力の上昇値から判断することができる。このようにして燃料性状を把握し、前記マップや係数を切り替えることにより、燃料性状に応じたベーパの抑制が可能となる。 The vapor pressure when vapor is generated varies depending on the fuel properties. This fuel property can be judged from the increase value of the fuel pressure when the fuel is pumped once from the fuel pump, for example, when the fuel pressure is increased. In this way, by grasping the fuel properties and switching the map and coefficient, it becomes possible to suppress the vapor according to the fuel properties.
以上説明したように、本実施例によれば、内燃機関1の停止時にベーパが発生するおそれがあっても、燃料を冷却することにより、ベーパの発生を抑制することができる。また、ベーパが発生したとしても、プレフィード実行時間を長くすることによりベーパを消滅させるので、始動時昇圧制御時の燃料昇圧時間を短縮することができる。このようにして、内燃機関1の始動完了までに要する時間を短縮することができ、また、内燃機関1の始動時に排出されるHC量を低減することができる。 As described above, according to this embodiment, even when there is a risk of vapor generation when the internal combustion engine 1 is stopped, generation of vapor can be suppressed by cooling the fuel. Even if vapor is generated, the vapor is extinguished by extending the prefeed execution time, so that the fuel pressure increase time during the start pressure increase control can be shortened. In this way, the time required to complete the start of the internal combustion engine 1 can be shortened, and the amount of HC discharged when the internal combustion engine 1 is started can be reduced.
また、ベーパが発生するおそれのあるときだけ電動ウォータポンプ14およびラジエータファン15を作動させるので、消費電力の低減および作動音の低減を図ることができる。
Moreover, since the
1 内燃機関
2 気筒
3 燃料噴射弁
4 デリバリパイプ
5 流入配管
6 流出配管
7 燃料圧力センサ
8 燃料温度センサ
9 チェックバルブ
10 レギュレータ
11 燃料冷却装置
12 ラジエータ
13 冷却水通路
14 電動ウォータポンプ
15 ラジエータファン
16 ECU
20 燃料タンク
21 フィードポンプ
22 高圧ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
20
Claims (2)
燃料の圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と、
前記燃料圧力検出手段により検出される燃料の圧力から、ベーパが発生するおそれのある燃料温度を推定するベーパ発生温度推定手段と、
を備え、
内燃機関が停止されている場合であって、ベーパ発生温度推定手段により推定される燃料温度よりも、前記燃料温度検出手段により検出される温度が高い場合に、燃料を冷却することを特徴とする内燃機関の燃料冷却装置。 In a fuel cooling device for an internal combustion engine comprising means for cooling fuel,
Fuel pressure detection means for detecting the pressure of the fuel;
Fuel temperature detection means for detecting the temperature of the fuel;
Vapor generation temperature estimation means for estimating a fuel temperature at which vapor may be generated from the fuel pressure detected by the fuel pressure detection means;
With
The fuel is cooled when the internal combustion engine is stopped and the temperature detected by the fuel temperature detecting means is higher than the fuel temperature estimated by the vapor generation temperature estimating means. A fuel cooling device for an internal combustion engine.
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