JP2007205278A

JP2007205278A - 燃料供給方法及び燃料供給装置

Info

Publication number: JP2007205278A
Application number: JP2006025932A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Harada; 真一原田
Original assignee: Nikki Co Ltd
Current assignee: Nikki Co Ltd
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2007-08-16

Abstract

【課題】低温始動時に、燃料中に含有する不純物による弁と弁座の付着によって作動停止になるのを防止する。
【解決手段】通常時、所定の弁吸引に必要な時間中電源電圧を印加し、その後パルス幅変調制御により電源電圧を変調させて噴射する噴射制御電子回路９を備えた燃料供給装置Ａにおいて、噴射制御電子回路９の制御回路１０に、水温センサ１２からの信号により所定以下の低温時には遅延回路１３により噴射弁の吸引に必要な時間を延長させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＬＰＧ（液化石油ガス）などのガス燃料をエンジンに供給する燃料供給方法及び燃料供給装置に関するものである。

従来、ＬＰＧ（液化石油ガス）等のガス燃料をエンジンに供給する燃料供給装置（インジェクタ）Ｃは、図７に示すように、装置本体２１内の下端部に噴射口２２を有する弁座（シート）２３が設けられ、弁座２３の上に、周囲に鉄心を作動させるコイル（ソレノイド）２７が配置されているとともに上部に固定鉄心２６が設けられ噴射弁２４と一体になった可動鉄心２５が設けられている。
また、コイル２７には、電気コネクタ２８を介して接続された噴射制御電子回路（ＥＣＵ）２９により駆動制御するようになっている。

そして、吸引力を増加させる目的でコイル２７を低抵抗として吸引に必要な時間（可動鉄心が固定鉄心に吸引される迄の間）だけ電源電圧を印加し、その後に電源電圧を所定の周波数で電源電圧を断続させて電流値を低減させてコイルの焼損を防止する制御、所謂、パルス幅変調制御が行われている。

ところで、ＬＰＧ（液化石油ガス）などのガス燃料の中には、その精製過程や輸送時のポンプ等からタール分やオイル分が混入し、また、燃料配管に使用しているゴムホース類からは、粘着性のある可塑剤が抽出され、これらの不純物は、温度の低下に伴い、粘性が増加してその粘性によって燃料供給装置Ｃの噴射弁２４と弁座（シート）２３が貼り付くという問題がある。

即ち、通常の暖機状態では、燃料中の前記不純物は粘度が低下しているのでその影響は少ないが、エンジンの停止後に低温になった場合には、は粘度が高まって噴射弁２４が弁座２３に貼り付いて閉弁し、その状態で噴射弁２４が弁座２３に付着したままになって燃料供給装置Ｃが作動せず、エンジンが始動できないという問題が生ずる。

特に、前述のようにパルス幅変調制御による場合には、通常の開弁時間では吸引力が不足してしまい開弁が困難な場合が生じる。

本発明は、上述のような問題点を解決しようとするものであり、低温時、燃料中に含有する不純物により噴射弁と弁座とが付着して燃料供給装置が作動せず、エンジンが始動できなくなることのない燃料供給方法及び燃料供給装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決するためになされた本発明はである燃料供給方法は、噴射弁と一体になった可動鉄心の周囲に配置したコイルに電源電圧を印可して可動鉄心を固定鉄心に吸引させて開弁させるとともにその後前記コイルにパルス幅変調制御により電源電圧を変調させて印可することにより開弁状態を維持し所定量のガス燃料をエンジンに噴射、供給する燃料供給方法において、低温始動時には、前記噴射弁の吸引に必要な時間を延長して前記コイルに電源電圧を印加することを特徴とする。

本発明によれば、低温始動時に、通常時の弁吸引に必要な時間を延長して電源電圧を印加するので、コイルに大電流が流れて磁気回路が飽和するまで、吸引力が増大し、加えて、コイルに大電流が流れることにより発熱し、噴射弁と弁座モカ熱される。即ち、噴射弁（弁と弁座）を離す吸引力の増大と温度上昇による不純物の粘性の低下とが相俟って、噴射弁と弁座の付着が解消される。

また低温始動時に、弁吸引に必要な時間を延長させて電源電圧を印加又は弁吸引に必要な時間経過後も続行して電源電圧を印加し、クランキングが開始されて所定時間経過後に、電源電圧の印加を制限すれば、大電流がコイルに流れ込むことによるコイルの異常発熱が防止されて損傷が回避される。

更に、低温始動時に、弁吸引に必要な時間を延長させて電源電圧を印加又は弁吸引に必要な時間経過後も続行して電源電圧を印加し、クランキング開始されて所定開弁回数経過後に、電源電圧の印加を制限すれば、同様に大電流がコイルに流れ込むことによるコイルの異常発熱が防止されて損傷が回避される。

また、低温始動時、通常時に弁吸引に必要な時間を延長させて電源電圧を印加又は弁吸引に必要な時間経過後も続行して電源電圧を印加し、クランキング開始されて開弁時間のトータルが所定時間経過後または所定回数経過後に、電源電圧の印加を制限すれば、同様に大電流がコイルに流れ込むことによるコイルの異常発熱が防止されて損傷が回避される。

加えて、通常時、所定の弁吸引に必要な時間中電源電圧を印加し、その後パルス幅変調制御により電源電圧を変調させて噴射する噴射制御電子回路を備えた燃料供給装置において、前記噴射制御電子回路の制御回路に、水温センサからの信号により所定以下の低温時に弁吸引に必要な時間を延長する遅延回路を備えると、コイルに大電流が流れて磁気回路が飽和するまで、吸引力が増大し開弁される。加えて、コイルに大電流が流れることにより発熱し、噴射弁や弁座の温度が上昇することになる。

また、通常時、所定の弁吸引に必要な時間中電源電圧を印加し、その後パルス幅変調制御により電源電圧を変調させて噴射する噴射制御電子回路を備えた燃料供給装置において、前記噴射制御電子回路の制御回路に、水温センサからの信号により所定以下の低温時に弁吸引に必要な時間経過後も電源電圧の印加を続行する継続回路を備えると、同様にコイルに大電流が流れて磁気回路が飽和するまで、吸引力が増大し開弁される。加えて、コイルに大電流が流れることにより発熱し、噴射弁や弁座が加熱されて温度が上昇することになる。

以上の手段を有する本発明によれば、磁気回路が飽和するまでコイルに大電流が流れることにより噴射弁の吸引力が増大し、またコイルに大電流が流れることにより発熱し、装置全体が上昇し、不純物の粘性が失われて噴射弁と弁座の付着が解消される。

以下、図面に示した本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る燃料供給装置の構成図、図２はその装置の通常時駆動波形を示す図、図３はその装置のブロック図、図４はその装置の処理操作の概略を示すフローチャートである。

本実施形態の燃料供給装置（インジェクタ）Ａは、装置本体１内の下端部に噴射口２を有する弁座（シート）３が設けられ、弁座３の上に噴射弁４と一体なった可動鉄心５が設けられている。可動鉄心５の上には、固定鉄心６が設けられ、固定鉄心６の周囲にその固定鉄心６を作動するコイル（ソレノイド）７が設けられている。コイル７上には、電気コネクタ８が設けられ、電気コネクタ８には噴射制御電子回路（ＥＣＵ）９が接続されて燃料供給装置Ａを制御するようになっている。

図３は、燃料供給装置Ａのブロック図（駆動回路）であり、噴射制御電子回路（ＥＣＵ）９は、制御回路１０とパワートランジスタ１１が設けられ、制御回路１０にはエンジン冷却水の水温センサ１２からの信号を受けて遅延指令する遅延回路１３が接続され、またトランジスタ１１には低抵抗（１〜２Ω）の抵抗１４が接続されている。そして、印加する電源電圧を例えば１２Ｖにして、水温センサ１２からの信号を受けて遅延回路１３の遅延指令に基づき、所定以下の低温時に弁吸引に必要な時間を延長させるようになっている。

図４は、処理操作の概略を示したこの装置のフローチャートである。
この燃料供給装置Ａは、固定鉄心６の吸引力を増すため、抵抗１４の抵抗値を１〜２Ωの低抵抗にしているが、電源電圧を例えば１２Ｖをそのまま印加すると、コイル７が焼損してしまうので、普段（通常）は、噴射制御電子回路（ＥＣＵ）９からコイル７に供給する電源電圧（１２Ｖ）を、図２で示すように弁吸引に必要な時間Ｔｉｐだけ印加し、その後は所定の周波数で電源電圧を断続（≒１０ＫＨzでＯＮ−ＯＦＦ）させて、電流を制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）制御を行う（Ｓ１，Ｓ２）ことにより、通常は、可動鉄心６が固定鉄心５を吸引し所定の弁吸引に必要な時間大電流が流れ、吸引後はＰＷＭ制御により電流値が最小となり、コイル７が異常発熱することがない。

ところが、低温始動時に、弁部（噴射弁４と弁座３）に付着した不純物の粘度が増加し、噴射弁４が弁座３に粘着してしまい通常の弁吸引に必要な時間（Ｔｉｐ）では吸引力が不足して、開弁することができない場合がある。

そこで、この低温の状態を水温センサ１２で判断し、噴射弁４が弁座３に粘着状態になる低温にある条件下において、通常時に設定されている所定の弁吸引に必要な時間を遅延させ、つまり通常よりも弁吸引に必要な時間（Ｔｉｐ）を延長させて電源電圧を印加する（Ｓ３，Ｓ４）。これにより、吸引力が増大し、またコイル７の温度上昇により、噴射弁４や弁座３も加温されて不純物の粘度が低下して固着が解消される。

この制御を長時間作動させると、コイル７が異常発熱してしまうので、クランキング（出力軸が回り初めこと）を開始してから所定時間，開弁回数，開弁時間のトータルや所定のクランキング回数経過後に停止して、ＰＷＭ制御に移行すること（Ｓ５〜Ｓ９）により、コイル７の異常発熱による焼損を回避することができる。

図５は本発明の他の実施形態である燃料供給装置Ｂのブロック図（駆動回路）を示すものであり、噴射制御電子回路（ＥＣＵ）９は、前記実地形態と略同様であり、制御回路１０とパワートランジスタ１１が設けられ、またトランジスタ１１には低抵抗（１〜２Ω）の抵抗１４が接続されている。前実地形態と異なる所は、制御回路１０には、水温センサ１２からの信号を受けて続行指令する継続回路１５が接続され、そして、印加する電源電圧を例えば１２Ｖにして、水温センサ１２からの信号を受けて継続回路１５の続行指令に基づき、所定以下の低温時に所定の弁吸引に必要な時間経過後も継続させるようになっている。

図６は、燃料供給装置Ｂの処理操作の概略を示したフローチャートであり、前実施形態と同様に、普段（通常）は、噴射制御電子回路（ＥＣＵ）９からコイル７に供給する電源電圧（１２Ｖ）を、図２で示すように弁吸引に必要な時間（Ｔｉｐ）だけ印加し、その後は所定の周波数で電源電圧を断続（≒１０ＫＨzでＯＮ−ＯＦＦ）させて、電流を制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）制御を行う（Ｓ１，Ｓ２）。

ところで、始動時に低温のため弁部（噴射弁４と弁座３）に付着した不純物の粘度が増加し、噴射弁４が弁座３に粘着してしまい通常の弁吸引に必要な時間（Ｔｉｐ）では吸引力が不足して、開弁することができない場合には、低温の状態を水温センサ１２で判断し、弁吸引に必要な時間経過後も続行し、つまり所定の弁吸引に必要な時間（Ｔｉｐ）を過ぎても、引き続き継続して電源電圧を印加する（Ｓ３，Ｓ４）。これにより、吸引力が増大し、またコイル７の温度上昇により、噴射弁４や弁座３も加温されて不純物の粘度が低下して固着が解消される。

この制御は長時間作動させると、コイル７が異常発熱してしまうので、前実施形態と同様にクランキング（出力軸が回り初めこと）を開始してから所定時間，開弁回数，開弁時間のトータルや所定のクランキング回数経過後に停止してＰＷＭ制御すること（Ｓ５〜Ｓ９）により、コイル７の異常発熱による焼損を回避することができる。

上記実施の形態では、ＬＰＧ（液化石油ガス）をエンジンに供給する燃料供給方法及び燃料供給装置に適用したものであるが、液化天然ガスなど他のガス燃料をエンジンに供給する燃料供給方法及び燃料供給装置にも応用可能である。

本発明の一実施の形態に係る燃料供給装置の構成図である。図１に示した燃料供給装置の通常時駆動波形を示す図である。図１に示した燃料供給装置のブロック図である。図１に示した燃料供給装置の処理操作の概略を示すフローチャートである。本発明の他の実施形態で燃料供給装置のブロック図である。図５に示した燃料供給装置の処理操作の概略を示したフローチャートである。従来の燃料供給装置の構成図である。

符号の説明

１装置本体、２噴射口、３弁座、４噴射弁、５可動鉄心、６固定鉄心、７コイル、９噴射制御電子回路、１０制御回路、１１トランジスタ、１２水温センサ、１３遅延回路、１５継続回路、Ａ，Ｂ燃料供給装置

Claims

噴射弁と一体になった可動鉄心の周囲に配置したコイルに電源電圧を印可して可動鉄心を固定鉄心に吸引させて開弁させるとともにその後前記コイルにパルス幅変調制御により電源電圧を変調させて印可することにより開弁状態を維持し所定量のガス燃料をエンジンに噴射、供給する燃料供給方法において、低温始動時には、前記噴射弁の吸引に必要な時間を延長して前記コイルに電源電圧を印加することを特徴とする燃料供給方法。
前記低温始動時における、前記噴射弁の吸引に必要な時間を延長して前記コイルに電源電圧の印加を、クランキングが開始されて所定時間経過後に制限する請求項１記載の燃料供給方法。
前記低温始動時における、前記噴射弁の吸引に必要な時間を延長して前記コイルに電源電圧の印加を、クランキングが開始されて所定開弁回数経過後に制限する請求項１記載の燃料供給方法。
噴射弁と一体になった可動鉄心の周囲に配置したコイルに電源電圧を印可して可動鉄心を固定鉄心に吸引させて開弁させるとともにその後前記コイルにパルス幅変調制御により電源電圧を変調させて印可することにより開弁状態を維持し所定量のガス燃料をエンジンに噴射、供給する噴射制御電子回路を備えた燃料供給装置において、前記噴射制御電子回路の制御回路に、水温センサからの信号により所定以下の低温時に弁吸引に必要な電源電圧を印可する時間を延長する遅延回路が備えられていることを特徴とする燃料供給装置。