JP2010196534A - Fuel injection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に液化ガス燃料を噴射する燃料噴射装置に関し、特にジメチルエーテルを燃料とする燃料噴射装置に好適である。 The present invention relates to a fuel injection device that injects liquefied gas fuel into an internal combustion engine, and is particularly suitable for a fuel injection device that uses dimethyl ether as fuel.
従来、この種の燃料噴射装置が特許文献1に記載されている。この従来技術では、燃料タンク内の燃料をフィードポンプで高圧ポンプに供給し、高圧ポンプで加圧された燃料が蓄圧用コモンレールを介してインジェクタに供給され、インジェクタによって燃料が内燃機関に噴射されるようになっている。 Conventionally, this type of fuel injection apparatus is described in Patent Document 1. In this prior art, the fuel in the fuel tank is supplied to the high-pressure pump by the feed pump, the fuel pressurized by the high-pressure pump is supplied to the injector through the common rail for pressure accumulation, and the fuel is injected into the internal combustion engine by the injector. It is like that.
また、この従来技術では、燃料として、気化しやすい液化ガス、具体的にはジメチルエーテルを用いている。また、この従来技術では、高圧ポンプが電磁弁を備えており、電磁弁により高圧ポンプの吐出量を制御するようになっている。 In this prior art, a liquefied gas that is easily vaporized, specifically dimethyl ether, is used as the fuel. Moreover, in this prior art, the high pressure pump is provided with a solenoid valve, and the discharge amount of the high pressure pump is controlled by the solenoid valve.
しかしながら、この従来技術によると、気化しやすい液化ガスを燃料として用いているので、内燃機関からの輻射熱や高圧ポンプの電磁弁の発熱等により高圧ポンプの温度が過度に上昇した場合に、高圧ポンプ内部で燃料の気化が発生して、高圧ポンプが液化ガス燃料を圧送できなくなるという問題がある。 However, according to this prior art, since the liquefied gas which is easy to vaporize is used as the fuel, when the temperature of the high pressure pump rises excessively due to radiant heat from the internal combustion engine or heat generation of the solenoid valve of the high pressure pump, the high pressure pump There is a problem that vaporization of the fuel occurs inside and the high pressure pump cannot pump the liquefied gas fuel.
本発明は上記点に鑑みて、高圧ポンプの温度上昇を抑制することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to suppress an increase in temperature of a high-pressure pump.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、液化ガス燃料が充填された燃料タンク(2)と、
燃料タンク(2)から供給された液化ガス燃料を加圧して、内燃機関の燃料噴射部(6)に送出する高圧ポンプ(4)と、
燃料タンク(2)から高圧ポンプ(4)に液化ガス燃料を供給するフィードポンプ(3)と、
フィードポンプ(3)から高圧ポンプ(4)への液化ガス燃料の供給量を制御する制御手段(15)と、
高圧ポンプ(4)または液化ガス燃料の温度を検出する温度検出手段(16、20)とを備え、
高圧ポンプ(4)は、高圧ポンプ(4)内の圧力が所定圧力以上になった場合に、高圧ポンプ(4)から燃料タンク(2)に液化ガス燃料を流出させる調圧弁(4a)を有し、
制御手段(15)は、温度検出手段(16、20)の検出温度が第1の閾値以上になった場合に前記供給量を増加補正する補正手段(S121、S131、S221、S231)を有していることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the invention according to claim 1, a fuel tank (2) filled with liquefied gas fuel;
A high-pressure pump (4) for pressurizing the liquefied gas fuel supplied from the fuel tank (2) and sending it to the fuel injection section (6) of the internal combustion engine;
A feed pump (3) for supplying liquefied gas fuel from the fuel tank (2) to the high-pressure pump (4);
Control means (15) for controlling the amount of liquefied gas fuel supplied from the feed pump (3) to the high-pressure pump (4);
A high pressure pump (4) or temperature detecting means (16, 20) for detecting the temperature of the liquefied gas fuel,
The high pressure pump (4) has a pressure regulating valve (4a) that causes the liquefied gas fuel to flow out from the high pressure pump (4) to the fuel tank (2) when the pressure in the high pressure pump (4) exceeds a predetermined pressure. And
The control means (15) has correction means (S121, S131, S221, S231) for increasing and correcting the supply amount when the temperature detected by the temperature detection means (16, 20) is equal to or higher than the first threshold. It is characterized by.
これによると、補正手段(S121、S131…)がフィードポンプ(3)から高圧ポンプ(4)への液化ガス燃料の供給量を増加させることにより、調圧弁(4a)から流出する液化ガス燃料(オーバーフロー燃料)の量を増加させることができる。 According to this, the correction means (S121, S131...) Increases the supply amount of the liquefied gas fuel from the feed pump (3) to the high pressure pump (4), whereby the liquefied gas fuel flowing out from the pressure regulating valve (4a) ( The amount of overflow fuel) can be increased.
その結果、高圧ポンプ(4)の熱を液化ガス燃料が奪って高圧ポンプ(4)の温度を低下させることができるので、高圧ポンプ(4)の温度上昇を抑制することができる。 As a result, the liquefied gas fuel can take the heat of the high-pressure pump (4) and the temperature of the high-pressure pump (4) can be lowered, so that an increase in the temperature of the high-pressure pump (4) can be suppressed.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の燃料噴射装置において、フィードポンプ(3)から高圧ポンプ(4)に供給される液化ガス燃料が流れる第1燃料配管(9)と、
高圧ポンプ(4)から燃料タンク(2)に流出する液化ガス燃料が流れる第2燃料配管(19)と、
第1、第2燃料配管(9、19)のうち少なくとも一方を流れる液化ガス燃料を冷却する燃料冷却手段(7、8)とを備え、
燃料冷却手段(7、8)は、液化ガス燃料と送風空気とを熱交換する熱交換器(7a、8a)と、送風空気を発生する送風ファン(7b、8b)とを有し、
制御手段(15)は、温度検出手段(16、20)による検出温度が第1の閾値よりも大きい第2の閾値になった場合に送風ファン(7b、8b)の送風量を増加させる送風量増加手段(S122、S222)を有していることを特徴とする。
In the invention according to
A second fuel pipe (19) through which liquefied gas fuel flowing out from the high-pressure pump (4) to the fuel tank (2) flows;
Fuel cooling means (7, 8) for cooling the liquefied gas fuel flowing through at least one of the first and second fuel pipes (9, 19);
The fuel cooling means (7, 8) includes a heat exchanger (7a, 8a) for exchanging heat between the liquefied gas fuel and the blown air, and a blower fan (7b, 8b) for generating the blown air,
The control means (15) increases the air flow rate of the blower fans (7b, 8b) when the temperature detected by the temperature detection means (16, 20) reaches a second threshold value that is greater than the first threshold value. It has the increase means (S122, S222).
これによると、送風量増加手段(S122、S222)が送風ファン(7b、8b)の送風量を増加させることにより、高圧ポンプ(4)に供給される燃料の温度を低下させることができるので、高圧ポンプ(4)の温度上昇をより抑制することができ、ひいては高圧ポンプ(4)内において燃料が気化することをより抑制できる。 According to this, since the blowing amount increasing means (S122, S222) can increase the blowing amount of the blowing fans (7b, 8b), the temperature of the fuel supplied to the high pressure pump (4) can be lowered. An increase in temperature of the high-pressure pump (4) can be further suppressed, and as a result, vaporization of fuel in the high-pressure pump (4) can be further suppressed.
なお、本発明における「送風ファン(7b、8b)の送風量を増加させる」とは、送風ファンを停止状態から運転状態に切り替えることを含む意味である。 In the present invention, “increasing the amount of air blown by the blower fans (7b, 8b)” means that the blower fan is switched from the stopped state to the operating state.
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の燃料噴射装置において、制御手段(15)は、温度検出手段(16)による検出温度が第2の閾値よりも大きい第3の閾値以上になった場合にフィードポンプ(3)を停止させるフィードポンプ停止手段(S111、S211)を有していることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the fuel injection device according to the first or second aspect, the control means (15) is configured such that the temperature detected by the temperature detection means (16) is a third threshold value larger than the second threshold value. It has the feed pump stop means (S111, S211) which stops the feed pump (3) when it becomes above.
これによると、フィードポンプ停止手段(S111、S211)がフィードポンプ(3)を停止させることにより、高圧ポンプ(4)の温度が異常上昇した場合に速やかに内燃機関を停止させることができるので、異常発生時の安全性を向上することができる。 According to this, since the feed pump stop means (S111, S211) stops the feed pump (3), the internal combustion engine can be stopped quickly when the temperature of the high pressure pump (4) rises abnormally. It is possible to improve safety when an abnormality occurs.
請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の燃料噴射装置において、高圧ポンプ(4)は、液化ガス燃料が加圧されて高圧化される高圧室(45)を有し、
温度検出手段(16)は、高圧ポンプ(4)のうち高圧室(45)近傍部位の温度を検出することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel injection device according to any one of the first to third aspects, the high pressure pump (4) includes a high pressure chamber (45) in which liquefied gas fuel is pressurized and pressurized. )
The temperature detection means (16) is characterized in that it detects the temperature in the vicinity of the high pressure chamber (45) in the high pressure pump (4).
これにより、高圧ポンプ(4)の温度を精度良く検出することができる。 Thereby, the temperature of the high-pressure pump (4) can be detected with high accuracy.
請求項5に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の燃料噴射装置において、温度検出手段(20)は、燃料タンク(2)内の液化ガス燃料の温度を検出することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fuel injection device according to any one of the first to third aspects, the temperature detecting means (20) detects the temperature of the liquefied gas fuel in the fuel tank (2). It is characterized by that.
これによると、温度検出手段(16)が高圧ポンプ(4)の温度を検出する場合と比較して、温度検出手段の配置を容易化できる。 According to this, arrangement | positioning of a temperature detection means can be facilitated compared with the case where a temperature detection means (16) detects the temperature of a high pressure pump (4).
請求項6に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の燃料噴射装置において、温度検出手段(20)は、燃料タンク(2)と高圧ポンプ(4)との間を流れる液化ガス燃料の温度を検出することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fuel injection device according to any one of the first to third aspects, the temperature detecting means (20) is provided between the fuel tank (2) and the high pressure pump (4). The temperature of the flowing liquefied gas fuel is detected.
これによると、温度検出手段(20)が燃料タンク(2)内の液化ガス燃料の温度を検出する場合と比較して、温度検出手段(20)の配置の自由度を高めることができる。 According to this, compared with the case where a temperature detection means (20) detects the temperature of the liquefied gas fuel in a fuel tank (2), the freedom degree of arrangement | positioning of a temperature detection means (20) can be raised.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。図1は、第1実施形態に係る燃料供給装置の概略を示す全体構成図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an outline of a fuel supply apparatus according to the first embodiment.
本実施形態の液化ガス燃料供給装置1(以下、単に燃料供給装置と称する。)は、液化ガスとしてDME(ジメチルエーテル)を燃料とした内燃機関(エンジン)の燃料供給装置である。図1に示すように、燃料供給装置1は、燃料タンク2、フィードポンプ3、高圧ポンプ4、コモンレール5、インジェクタ6、燃料冷却手段7、8等を主な構成要素として備えている。なお、これらの構成要素は、燃料配管9〜14で接続されている。
A liquefied gas fuel supply apparatus 1 (hereinafter simply referred to as a fuel supply apparatus) of the present embodiment is a fuel supply apparatus for an internal combustion engine (engine) using DME (dimethyl ether) as a liquefied gas as fuel. As shown in FIG. 1, the fuel supply device 1 includes a
燃料タンク2は、液化ガス燃料としてDME燃料を貯蔵するものである。燃料タンク2内には、フィードポンプ3が配置されている。フィードポンプ3は、燃料タンク1内の液相のDME燃料を高圧ポンプ4に供給する。
The
フィードポンプ3は、電動ポンプであり、制御手段(ECU)15の指令信号に基づいて所定流量のDME燃料が高圧ポンプ4に圧送されるようになっている。制御手段15は、CPU、ROM、RAM等からなる周知のマイクロコンピュータを備え、マイクロコンピュータは、各種センサ情報等に基づいて内部に記憶された各種処理を実行するように構成されている。
The
高圧ポンプ4は、フィードポンプ3から供給されたDME燃料を所定圧力まで加圧して、加圧したDME燃料をコモンレール5に供給するものである。本例では、高圧ポンプ4として、内燃機関の駆動力によって駆動されるものを用いているが、電動ポンプを用いてもよい。
The high pressure pump 4 pressurizes the DME fuel supplied from the
高圧ポンプ4は、ポンプ内圧力が所定圧力以上となった場合に、DME燃料をポンプ外部に流出させる調圧弁(オーバーフローバルブ)4aを有している。また、高圧ポンプ4には、調圧弁4aを通じて高圧ポンプ4から流出したDME燃料を燃料タンク2に戻すための燃料配管10が接続されている。
The high-pressure pump 4 has a pressure regulating valve (overflow valve) 4a that allows the DME fuel to flow out of the pump when the internal pressure of the pump becomes a predetermined pressure or higher. The high pressure pump 4 is connected to a
高圧ポンプ4には、温度検出手段をなす温度センサ16が配置されている。温度センサ16は、高圧ポンプ4の温度Tpを検出し、検出したポンプ温度Tpを制御手段15に出力する。
The high-pressure pump 4 is provided with a
コモンレール5は、高圧ポンプ4で加圧されたDME燃料を高圧に維持したまま蓄積する蓄圧器を構成しており、燃料配管12を介してインジェクタ6に接続されている。インジェクタ6は、内燃機関の複数の気筒に対応して、複数個設けられている。図1では、図示の都合上、内燃機関の1つの気筒に対応するインジェクタ6のみを図示し、他の気筒に対応するインジェクタ6の図示を省略している。
The
コモンレール5には、レール圧センサ17が配置されている。レール圧センサ17は、コモンレール5内の圧力を検出し、検出したコモンレール内圧力を制御手段15に出力する。
A
コモンレール5は、コモンレール内圧力が所定圧力以上となった場合に、DME燃料をコモンレール外部に流出させる安全弁(プレッシャリミッタ)5aを有している。また、コモンレール5には、安全弁5aを通じてコモンレール5から流出したDME燃料(リーク燃料)を燃料タンク2に戻すための燃料配管13が接続されている。
The
インジェクタ(燃料噴射弁)6は、コモンレール5から供給されるDME燃料を内燃機関の各気筒内に噴射する燃料噴射部を構成するものであり、所定時期に所定の期間開弁するように制御手段15によって制御される。具体的には、インジェクタ6は、その内部に形成された背圧室(図示せず)の燃料圧力が制御されることにより開弁・閉弁が制御されるようになっている。
The injector (fuel injection valve) 6 constitutes a fuel injection section that injects DME fuel supplied from the
インジェクタ6においてオーバーフローしたDME燃料(リーク燃料)は、インジェクタ6に接続された燃料配管14を介して燃料タンク2に戻される。ここで、インジェクタ6においてオーバーフローしたDME燃料とは、インジェクタ6に送出されたDME燃料の余剰燃料や、インジェクタ6内部の背圧室から排出された燃料等のことである。
The DME fuel (leak fuel) overflowed in the
燃料配管14には、背圧弁18が配置されている。燃料配管10、13、14は、燃料タンク2側において合流(集合)して1本の燃料配管19を構成し、この集合燃料配管19が燃料タンク2に接続されている。
A
2つの燃料冷却手段7、8のうち一方の燃料冷却手段7は、フィードポンプ3から高圧ポンプ4に供給されるDME燃料を冷却するものであり、DME燃料と送風空気とを熱交換させてDME燃料を冷却する熱交換器7aと、送風空気を発生する冷却ファン(送風ファン)7bとを有している。換言すれば、燃料冷却手段7は、燃料配管(第1燃料配管)9を流れる液化ガス燃料を冷却する。
One fuel cooling means 7 of the two fuel cooling means 7 and 8 cools the DME fuel supplied from the
他方の燃料冷却手段8は、高圧ポンプ4、コモンレール5およびインジェクタ6から燃料タンク2に戻されるDME燃料を冷却するものであり、DME燃料と送風空気とを熱交換させてDME燃料を冷却する熱交換器8aと、送風空気を発生する冷却ファン(送風ファン)8bとを有している。換言すれば、燃料冷却手段8は、燃料配管(第2燃料配管)19を流れる液化ガス燃料を冷却する。
The other fuel cooling means 8 cools the DME fuel returned to the
次に、高圧ポンプ4の詳細を図2に基づいて説明する。図2は高圧ポンプ4の断面図である。高圧ポンプ4のポンプハウジング40には、その下端側に位置するカム室40aと、このカム室40aからポンプハウジング40の上方に向かって延びる円柱状の摺動子挿入孔40bと、この摺動子挿入孔40bからポンプハウジング40の上端面まで延びる円柱状のシリンダ挿入孔40cとが形成されている。
Next, details of the high-pressure pump 4 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a sectional view of the high-pressure pump 4. The
カム室40aには、図示しない圧縮着火式内燃機関(以下、内燃機関という)にて駆動されるカム軸41が配置され、このカム軸41はポンプハウジング40に回転自在に支持されている。また、カム軸41にはカム42が形成されている。
A
シリンダ挿入孔40cには、シリンダ挿入孔40cを塞ぐようにしてシリンダ43が取り付けられている。このシリンダ43には、円柱状のプランジャ挿入穴43aが形成されており、このプランジャ挿入穴43aに、円柱状のプランジャ44が往復動自在に挿入されている。そして、このプランジャ44の上端面とシリンダ43の内周面とによりプランジャ室(高圧室)45が形成されている。
A
前述の温度センサ16は、プランジャ室45の近傍部位の温度を検出するように、シリンダ43内に挿入されている。
The
プランジャ44の下端にシート44aが連結されており、このシート44aはスプリング46によって摺動子47に押し付けられている。この摺動子47は、円筒状に形成されており、摺動子挿入孔40bに往復動自在に挿入されている。
A
摺動子47にはカムローラ48が回転自在に取り付けられており、このカムローラ48はカム42に当接している。そして、カム軸41の回転によりカム42が回転すると、シート44a、摺動子47およびカムローラ48とともに、プランジャ44が往復駆動されるようになっている。
A
シリンダ43とポンプハウジング40との間には、低圧部としての燃料溜り(ギャラリ)49が形成されている。この燃料溜り49には、フィードポンプ3から吐出される低圧の燃料が、低圧燃料配管9(図1)を介して供給されるようになっている。また、燃料溜り49は、シリンダ43に形成された低圧連通路43b、および後述する電磁弁60内の低圧通路61aを介して、プランジャ室45に連通されている。
Between the
シリンダ43には、プランジャ室45に常時連通する高圧連通路43cが形成されている。そして、プランジャ室45は、この高圧連通路43c、吐出弁50、および高圧燃料配管11(図1)を介してコモンレール5に接続されている。
The
吐出弁50は、高圧連通路43cの下流側においてシリンダ43に取り付けられている。この吐出弁50は、高圧連通路43cを開閉する弁体50aと、この弁体50aを閉弁方向に付勢するスプリング50bとを備えている。そして、プランジャ室45で加圧された燃料は、スプリング50bの付勢力に抗して弁体50aを開弁向きに移動させ、コモンレール5に圧送されるようになっている。
The
また、シリンダ43には、プランジャ室45に常時連通するオーバーフロー連通路43dが形成されている。
The
前述の調圧弁4aは、オーバーフロー連通路43dの下流側においてポンプハウジング40に取り付けられている。そして、プランジャ室45において所定圧力以上になった燃料は、調圧弁4aのスプリング(図示せず)の付勢力に抗して調圧弁4aの弁体(図示せず)を開弁向きに移動させ、燃料配管10(図1)を通じて燃料タンク2に戻されるようになっている。
The
また、シリンダ43には、プランジャ挿入穴43aのうち摺動子47側の部位に常時連通するパージ連通路43eが形成されている。パージ用中空スクリュ51は、パージ連通路43eの下流側においてシリンダ43に取り付けられている。
Further, the
そして、プランジャ室45からプランジャ挿入穴43aの内壁とプランジャ44との間に沿って洩れ出た燃料は、パージ連通路43eおよびパージ用中空スクリュ51を介してポンプ外部に流出し、図示しない燃料配管を通じて燃料タンク2に戻されるようになっている。
The fuel leaking from the
電磁弁60は、プランジャ44の上端面に対向した位置において、プランジャ室45を閉塞するようにしてシリンダ43に螺合固定されている。電磁弁60はボディ61を備えており、このボディ61には、一端がプランジャ室45に連通し他端が低圧連通路43bに連通する低圧通路61aと、この低圧通路61a中に配置されたシート部61bとが形成されている。
The
電磁弁60は、通電時に吸引力を発生するソレノイド62、ソレノイド62により吸引されるアーマチャ63、このアーマチャ63を反吸引側に向かって付勢するスプリング64、アーマチャ63と一体に移動してシート部61bに接離することにより低圧通路61aを開閉する弁体65、この弁体65と面接触することで弁体65の開弁時の位置を規制するストッパ66とを有している。
The
すなわち、スプリング64は、弁体65に対して開弁方向に弾性力を作用させる。ソレノイド62およびアーマチャ63は、弁体65をスプリング64の弾性力に抗して閉弁方向に駆動する。
That is, the spring 64 applies an elastic force to the
ストッパ66は、弁体65よりも開弁方向側(図2では下方側)に配置されており、電磁弁60とシリンダ43とに挟持されている。ストッパ66には、低圧通路61aとプランジャ室45とを連通させる連通孔66aが形成されている。電磁弁60の通電制御は、制御手段15によって所定のタイミングに行われる。
The
次に、上記構成における基本作動を説明する。まず、燃料タンク2内のDME燃料がフィードポンプ3から低圧燃料配管9を介して高圧ポンプ4に供給される。ここで、高圧ポンプ4に供給されるDME燃料は、燃料タンク2と高圧ポンプ4との間に配置された燃料冷却手段7の熱交換器7aで冷却される。したがって、高圧ポンプ4には、安定して低い温度のDME燃料が供給されることになる。
Next, the basic operation in the above configuration will be described. First, the DME fuel in the
フィードポンプ3から供給されたDME燃料は、高圧ポンプ4にて加圧されるともに、高圧燃料配管11を介してコモンレール5に送出されて蓄積される。
The DME fuel supplied from the
高圧ポンプ4における作動を詳しく説明する。まず、電磁弁60のソレノイド62に通電されていないときには、弁体65はスプリング64の付勢力(弾性力)により開弁位置に移動されている。すなわち、弁体65がボディ61のシート部61bから離れており、低圧通路61aが開かれている。
The operation of the high pressure pump 4 will be described in detail. First, when the
そして、低圧通路61aが開かれている状態でプランジャ44が下降するときには、低圧供給ポンプから吐出される低圧の燃料が、燃料溜り49、低圧連通路43b、および低圧通路61aを介して、プランジャ室45に供給される。
When the
次いで、プランジャ44が上昇し始めると、プランジャ44はプランジャ室45内の燃料を加圧しようとする。しかし、プランジャ44の上昇開始初期においては、電磁弁60に通電されておらず、低圧通路61aが開かれているため、プランジャ室45内の燃料は、低圧通路61aおよび低圧連通路43bを介して燃料溜り49側に溢流し、加圧されない。
Next, when the
このプランジャ室45内の燃料の溢流中に電磁弁60に通電されると、アーマチャ63および弁体65がスプリング64の付勢力に抗して吸引され、弁体65がボディ61のシート部61bに着座して低圧通路61aが閉塞される。これにより、燃料溜り49側への燃料の溢流が停止されて、プランジャ44によるプランジャ室45内の燃料の加圧が開始される。そして、プランジャ室45内の燃料圧力により吐出弁50が開弁され、燃料がコモンレールに圧送される。
When the
そして、コモンレール5内に蓄積されたDME燃料が燃料配管12を介してインジェクタ6に送出されて内燃機関の各気筒内に噴射される。各気筒内に噴射されたDME燃料が圧縮着火して内燃機関が駆動される。
Then, the DME fuel accumulated in the
燃料冷却手段8では、高圧ポンプ4、コモンレール5およびインジェクタ6から燃料タンク2に戻されるDME燃料が熱交換器8bに流入して冷却される。
In the fuel cooling means 8, the DME fuel returned from the high pressure pump 4, the
図3は、制御手段15によるフィードポンプ3および冷却ファン7b、8bの制御の概要を示す説明図である。制御手段15は、温度センサ16により検出された高圧ポンプ温度Tpが第1の閾値T1未満である場合には、フィードポンプ3を通常運転させ、冷却ファン7b、8bを停止させる。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of control of the
ここで、フィードポンプ3の通常運転とは、内燃機関の運転条件(回転数等)に応じて決定された燃料吐出量でフィードポンプ3を運転することを言う。フィードポンプ3の通常運転により、内燃機関の作動に必要十分な流量の燃料が高圧ポンプ4に流入する。
Here, the normal operation of the
また、制御手段15は、高圧ポンプ温度Tpが第1の閾値T1以上、第2の閾値T2未満である場合には、フィードポンプ3を増量運転させ、冷却ファン7b、8bを停止させる。
Further, when the high-pressure pump temperature Tp is equal to or higher than the first threshold value T1 and lower than the second threshold value T2, the
ここで、フィードポンプ3の増量運転とは、通常運転に対して増加補正された燃料吐出量でフィードポンプ3を運転することを言う。また、第2の閾値T2は、第1の閾値T1よりも大きい値である。
Here, the increase operation of the
フィードポンプ3の増量運転時には、調圧弁4aから流出するオーバーフロー燃料の量が通常運転時と比較して増加することとなる。その結果、高圧ポンプ4の熱を燃料が奪って高圧ポンプ4の温度を低下させることができるので、高圧ポンプ4内において燃料が気化することを抑制できる。なお、高圧ポンプ4から熱を奪って温度上昇した燃料は、燃料冷却手段8で冷却されるので、燃料タンク2の温度上昇を抑制できる。
At the time of increasing operation of the
また、制御手段15は、高圧ポンプ温度Tpが第2の閾値T2以上、第3の閾値T3未満である場合には、フィードポンプ3を増量運転させ、さらに冷却ファン7b、8bを運転させる。
In addition, when the high-pressure pump temperature Tp is equal to or higher than the second threshold T2 and lower than the third threshold T3, the
冷却ファン7b、8bの運転により、燃料冷却手段7、8の冷却効率を向上させて高圧ポンプ4の温度を低下させることができる。なお、第3の閾値T3は、第2の閾値T2よりも大きい値である。
By operating the cooling
そして、制御手段15は、高圧ポンプ温度Tpが第3の閾値T3以上である場合には、フィードポンプ3を停止させる。フィードポンプ3の停止に伴い、内燃機関が停止し、高圧ポンプ4も停止する。これにより、高圧ポンプ温度Tpの異常上昇時における安全を確保できる。このとき、本例では冷却ファン7b、8bを運転させるが、冷却ファン7b、8bを停止させてもよい。
Then, the control means 15 stops the
図4は、図3の制御、すなわち制御手段15によるフィードポンプ3および冷却ファン7b、8bの制御を具体的に示すフローチャートである。制御手段15は、まず、ステップS100にて、温度センサ16により検出された高圧ポンプ温度Tpを読み込む。次に、ステップS110にて、高圧ポンプ温度Tpが第3の閾値T3以上か否かを判定する。
FIG. 4 is a flowchart specifically showing the control of FIG. 3, that is, the control of the
ステップS110において高圧ポンプ温度Tpが第3の閾値T3以上であると判定された場合には、ステップS111に進み、フィードポンプ3停止させ、さらにステップS112に進み、冷却ファン7b、8bを運転させる。なお、ステップS112において冷却ファン7b、8bを停止させてもよい。
If it is determined in step S110 that the high-pressure pump temperature Tp is equal to or higher than the third threshold value T3, the process proceeds to step S111, the
ステップS110において高圧ポンプ温度Tpが第3の閾値T3以上でないと判定された場合には、ステップS120に進み、高圧ポンプ温度Tpが第2の閾値T2以上、第3の閾値T3未満であるか否かを判定する。 If it is determined in step S110 that the high-pressure pump temperature Tp is not equal to or higher than the third threshold T3, the process proceeds to step S120, and whether or not the high-pressure pump temperature Tp is equal to or higher than the second threshold T2 and lower than the third threshold T3. Determine whether.
ステップS120において高圧ポンプ温度Tpが第2の閾値T2以上、第3の閾値T3未満であると判定された場合には、ステップS121に進み、フィードポンプ3を増量運転させ、さらにステップS122に進み、冷却ファン7b、8bを運転させる。
When it is determined in step S120 that the high-pressure pump temperature Tp is equal to or higher than the second threshold T2 and lower than the third threshold T3, the process proceeds to step S121, the
ステップS120において高圧ポンプ温度Tpが第2の閾値T2以上、第3の閾値T3未満でないと判定された場合には、ステップS130に進み、高圧ポンプ温度Tpが第1の閾値T1以上、第2の閾値T2未満であるか否かを判定する。 If it is determined in step S120 that the high-pressure pump temperature Tp is not less than the second threshold T2 and less than the third threshold T3, the process proceeds to step S130, and the high-pressure pump temperature Tp is greater than or equal to the first threshold T1 and the second threshold T1. It is determined whether or not the threshold value is less than T2.
ステップS130において高圧ポンプ温度Tpが第1の閾値T1以上、第2の閾値T2未満であると判定された場合には、ステップS131に進み、フィードポンプ3を増量運転させ、さらにステップS132に進み、冷却ファン7b、8bを停止させる。
When it is determined in step S130 that the high-pressure pump temperature Tp is equal to or higher than the first threshold T1 and lower than the second threshold T2, the process proceeds to step S131, the
ステップS130にて高圧ポンプ温度Tpが第1の閾値T1以上、第2の閾値T2未満でないと判定された場合、換言すれば、高圧ポンプ温度Tpが第1の閾値T1未満であると判定された場合には、ステップS141に進み、フィードポンプ3を通常運転させ、さらにステップS142に進み、冷却ファン7b、8bを停止させる。
When it is determined in step S130 that the high pressure pump temperature Tp is not lower than the first threshold T1 and lower than the second threshold T2, in other words, the high pressure pump temperature Tp is determined to be lower than the first threshold T1. In this case, the process proceeds to step S141, where the
以上の説明からわかるように、ステップS121、S131は、温度センサ16が検出した高圧ポンプ4の温度Tpが第1の閾値T1以上になった場合にフィードポンプ3から高圧ポンプ4への燃料の供給量を増加補正する補正手段を構成している。
As can be seen from the above description, in steps S121 and S131, fuel is supplied from the
この補正手段S121、S131がフィードポンプ3から高圧ポンプ4への液化ガス燃料の供給量を増加させることにより、調圧弁4aから流出するオーバーフロー燃料の量が増加することとなる。
When the correction means S121 and S131 increase the supply amount of the liquefied gas fuel from the
その結果、高圧ポンプ4の熱を燃料が奪って高圧ポンプ4の温度を低下させることができるので、高圧ポンプ4の温度上昇を抑制することができ、ひいては高圧ポンプ4内において燃料が気化することを抑制できる。 As a result, the heat of the high-pressure pump 4 is taken away by the fuel and the temperature of the high-pressure pump 4 can be lowered, so that the temperature increase of the high-pressure pump 4 can be suppressed and the fuel is vaporized in the high-pressure pump 4. Can be suppressed.
また、ステップS122は、温度センサ16が検出した高圧ポンプ4の温度Tpが第2の閾値T2以上になった場合に冷却ファン7b、8bの送風量を増加させる送風量増加手段を構成している。
Further, step S122 constitutes an air volume increasing means for increasing the air volume of the cooling
この送風量増加手段S122が冷却ファン7b、8bの送風量を増加させるにより、高圧ポンプ4に供給される燃料の温度を低下させることができるので、高圧ポンプ4の温度上昇をより抑制することができ、ひいては高圧ポンプ4内において燃料が気化することをより抑制できる。
Since the blowing amount increasing means S122 increases the blowing amount of the cooling
さらに、ステップS111は、温度センサ16が検出した高圧ポンプ4の温度Tpが第3の閾値T3以上になった場合にフィードポンプ3を停止させるフィードポンプ停止手段を構成している。
Further, step S111 constitutes a feed pump stop means for stopping the
このフィードポンプ停止手段S111がフィードポンプ3を停止させることにより、高圧ポンプ温度Tpが異常上昇した場合に速やかに内燃機関を停止させて安全を確保することができる。
The feed pump stop means S111 stops the
また、高圧ポンプ4に配置された温度センサ16によって高圧ポンプ温度Tpを検出しているので、高圧ポンプ温度Tpを精度良く検出することができる。
Further, since the high pressure pump temperature Tp is detected by the
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、高圧ポンプ4に配置された温度センサ16によって高圧ポンプ温度Tpを検出するようになっているが、本第2実施形態では、図5に示すように、燃料タンク2内に配置された温度センサ20によって燃料タンク2内の燃料温度Tnを検出し、燃料タンク2内の燃料温度Tnを高圧ポンプ温度Tpの代わりに用いている。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the high pressure pump temperature Tp is detected by the
図6は、本実施形態の制御手段15によるフィードポンプ3および冷却ファン7b、8bの制御を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing the control of the
制御手段15は、まず、ステップS200にて、温度センサ20により検出されたタンク内燃料温度Tnを読み込む。次に、ステップS210にて、タンク内燃料温度Tnが第3の閾値T3以上か否かを判定する。
The control means 15 first reads in-tank fuel temperature Tn detected by the
ステップS210においてタンク内燃料温度Tnが第3の閾値T3以上であると判定された場合には、ステップS211に進み、フィードポンプ3停止させ、さらにステップS212に進み、冷却ファン7b、8bを運転させる。なお、ステップS112において冷却ファン7b、8bを停止させてもよい。
If it is determined in step S210 that the tank fuel temperature Tn is equal to or higher than the third threshold value T3, the process proceeds to step S211, the
ステップS210においてタンク内燃料温度Tnが第3の閾値T3以上でないと判定された場合には、ステップS220に進み、タンク内燃料温度Tnが第2の閾値T2以上、第3の閾値T3未満であるか否かを判定する。 If it is determined in step S210 that the in-tank fuel temperature Tn is not equal to or higher than the third threshold value T3, the process proceeds to step S220, where the in-tank fuel temperature Tn is equal to or higher than the second threshold value T2 and lower than the third threshold value T3. It is determined whether or not.
ステップS220においてタンク内燃料温度Tnが第2の閾値T2以上、第3の閾値T3未満であると判定された場合にはステップS221に進み、フィードポンプ3を増量運転させ、さらにステップS222に進み、冷却ファン7b、8bを運転させる。
If it is determined in step S220 that the in-tank fuel temperature Tn is equal to or higher than the second threshold T2 and lower than the third threshold T3, the process proceeds to step S221, the
ステップS220においてタンク内燃料温度Tnが第2の閾値T2以上、第3の閾値T3未満でないと判定された場合には、ステップS230に進み、高圧ポンプ温度Tpが第1の閾値T1以上、第2の閾値T2未満であるか否かを判定する。 When it is determined in step S220 that the in-tank fuel temperature Tn is not equal to or higher than the second threshold T2 and lower than the third threshold T3, the process proceeds to step S230, where the high pressure pump temperature Tp is equal to or higher than the first threshold T1. It is determined whether it is less than the threshold value T2.
ステップS230においてタンク内燃料温度Tnが第1の閾値T1以上、第2の閾値T2未満であると判定された場合には、ステップS231に進み、フィードポンプ3を増量運転させ、さらにステップS232に進み、冷却ファン7b、8bを停止させる。
If it is determined in step S230 that the in-tank fuel temperature Tn is equal to or higher than the first threshold T1 and lower than the second threshold T2, the process proceeds to step S231, the
ステップS230にてタンク内燃料温度Tnが第1の閾値T1以上、第2の閾値T2未満でないと判定された場合、換言すれば、タンク内燃料温度Tnが第1の閾値T1未満であると判定された場合には、ステップS241に進み、フィードポンプ3を通常運転させ、さらにステップS242に進み、冷却ファン7b、8bを停止させる。
When it is determined in step S230 that the in-tank fuel temperature Tn is not lower than the first threshold T1 and lower than the second threshold T2, in other words, it is determined that the in-tank fuel temperature Tn is lower than the first threshold T1. If YES in step S241, the flow advances to step S241 to normally operate the
以上の説明からわかるように、ステップS221、S231は、温度センサ20が検出したタンク内燃料温度Tnが第1の閾値T1以上になった場合に、フィードポンプ3から高圧ポンプ4への燃料の供給量を増加補正する補正手段を構成している。
As can be seen from the above description, steps S221 and S231 are steps of supplying fuel from the
この補正手段S221、S231により、高圧ポンプ4の温度上昇を抑制することができるので、高圧ポンプ4内において燃料が気化することを抑制できる。 Since the correction means S221 and S231 can suppress an increase in temperature of the high-pressure pump 4, it is possible to suppress vaporization of fuel in the high-pressure pump 4.
また、ステップS222は、温度センサ20が検出したタンク内燃料温度Tnが第2の閾値T2以上になった場合に冷却ファン7b、8bの送風量を増加させる送風量増加手段を構成している。
Further, step S222 constitutes an air volume increasing means for increasing the air volume of the cooling
この送風量増加手段S222により、高圧ポンプ4の温度上昇をより抑制することができるので、高圧ポンプ4内において燃料が気化することをより抑制できる。 Since the temperature increase of the high-pressure pump 4 can be further suppressed by the blowing amount increasing means S222, it is possible to further suppress the fuel from being vaporized in the high-pressure pump 4.
さらに、ステップS211は、温度センサ20が検出したタンク内燃料温度Tnが第3の閾値T3以上になった場合にフィードポンプ3を停止させるフィードポンプ停止手段を構成している。
Further, step S211 constitutes a feed pump stop means for stopping the
このフィードポンプ停止手段S211がフィードポンプ3を停止させることにより、高圧ポンプ温度Tpが異常上昇した場合に速やかに内燃機関を停止させて安全を確保することができる。
The feed pump stop means S211 stops the
また、温度センサ20を燃料タンク2内に配置しているので、温度センサ16を高圧ポンプ4に配置している上記第1実施形態と比較して、温度センサ20の配置を容易化できる。
Further, since the
(他の実施形態)
なお、上記第2実施形態では、温度センサ20が、燃料タンク2内に配置され、タンク内燃料温度Tnを検出するようになっているが、温度センサ20が、燃料タンク2と高圧ポンプ4との間の燃料配管9、10、19のいずれかに配置され、燃料タンク2と高圧ポンプ4との間を流れる燃料の温度を検出するようになっていてもよい。
(Other embodiments)
In the second embodiment, the
これによると、温度センサ20を燃料タンク2内に配置している上記第1実施形態と比較して、温度センサ20の配置の自由度を高めることができる。
According to this, compared with the said 1st Embodiment which has arrange | positioned the
また、上記各実施形態では、冷却ファン7b、8bを停止、運転の2種類に制御しているが、冷却ファン7b、8bを低速運転(低風量運転)、高速運転(高風量運転)の2種類に制御してもよい。
In each of the above embodiments, the cooling
また、上記各実施形態における第1〜第3閾値T1〜T3は種々設定可能なものであることはもちろんである。また、閾値の個数は3つに限定されるものではなく、閾値の個数を2つ、4つ等、適宜変更可能であることはもちろんである。 Of course, the first to third threshold values T1 to T3 in each of the above embodiments can be set in various ways. Further, the number of thresholds is not limited to three, and it is needless to say that the number of thresholds can be changed as appropriate, such as two or four.
例えば、閾値の数を4つ以上に増やすことにより、フィードポンプ3の燃料供給量および冷却ファン7b、8bの送風量をより肌理細かく制御することが可能になる。一方、閾値の数を2つ以下に減らし、送風量増加手段S122、S222やフィードポンプ停止手段S111、S211を廃止してもよい。
For example, by increasing the number of thresholds to four or more, it becomes possible to more finely control the fuel supply amount of the
また、上記各実施形態では、2つの燃料冷却手段7、8を有しているが、燃料冷却手段7、8のいずれか一方のみを有するようにしてもよい。 Moreover, in each said embodiment, although it has the two fuel cooling means 7 and 8, you may make it have only one of the fuel cooling means 7 and 8. FIG.
2 燃料タンク
3 フィードポンプ
4 高圧ポンプ
6 インジェクタ(燃料噴射部)
7、8 燃料冷却手段
7a、8a 熱交換器
7b、8b 冷却ファン(送風ファン)
9 燃料配管
15 制御手段
16 温度センサ(温度検出手段)
19 燃料配管
2
7, 8 Fuel cooling means 7a,
9
19 Fuel piping
Claims (6)
前記燃料タンク(2)から供給された前記液化ガス燃料を加圧して、内燃機関の燃料噴射部(6)に送出する高圧ポンプ(4)と、
前記燃料タンク(2)から前記高圧ポンプ(4)に前記液化ガス燃料を供給するフィードポンプ(3)と、
前記フィードポンプ(3)から前記高圧ポンプ(4)への前記液化ガス燃料の供給量を制御する制御手段(15)と、
前記高圧ポンプ(4)または前記液化ガス燃料の温度を検出する温度検出手段(16、20)とを備え、
前記高圧ポンプ(4)は、前記高圧ポンプ(4)内の圧力が所定圧力以上になった場合に、前記高圧ポンプ(4)から前記燃料タンク(2)に前記液化ガス燃料を流出させる調圧弁(4a)を有し、
前記制御手段(15)は、前記温度検出手段(16、20)の検出温度が第1の閾値以上になった場合に前記供給量を増加補正する補正手段(S121、S131、S221、S231)を有していることを特徴とする燃料噴射装置。 A fuel tank (2) filled with liquefied gas fuel;
A high-pressure pump (4) for pressurizing the liquefied gas fuel supplied from the fuel tank (2) and sending it to a fuel injection section (6) of an internal combustion engine;
A feed pump (3) for supplying the liquefied gas fuel from the fuel tank (2) to the high-pressure pump (4);
Control means (15) for controlling the supply amount of the liquefied gas fuel from the feed pump (3) to the high-pressure pump (4);
Temperature detecting means (16, 20) for detecting the temperature of the high-pressure pump (4) or the liquefied gas fuel,
The high-pressure pump (4) is a pressure regulating valve that causes the liquefied gas fuel to flow out from the high-pressure pump (4) to the fuel tank (2) when the pressure in the high-pressure pump (4) exceeds a predetermined pressure. (4a)
The control means (15) includes correction means (S121, S131, S221, S231) for increasing the supply amount when the temperature detected by the temperature detection means (16, 20) is equal to or higher than a first threshold. A fuel injection device comprising:
前記高圧ポンプ(4)から前記燃料タンク(2)に流出する前記液化ガス燃料が流れる第2燃料配管(19)と、
前記第1、第2燃料配管(9、19)のうち少なくとも一方を流れる前記液化ガス燃料を冷却する燃料冷却手段(7、8)とを備え、
前記燃料冷却手段(7、8)は、前記液化ガス燃料と送風空気とを熱交換する熱交換器(7a、8a)と、前記送風空気を発生する送風ファン(7b、8b)とを有し、
前記制御手段(15)は、前記温度検出手段(16、20)による検出温度が前記第1の閾値よりも大きい第2の閾値になった場合に前記送風ファン(7b、8b)の送風量を増加させる送風量増加手段(S122、S222)を有していることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射装置。 A first fuel pipe (9) through which the liquefied gas fuel supplied from the feed pump (3) to the high pressure pump (4) flows;
A second fuel pipe (19) through which the liquefied gas fuel flowing out from the high-pressure pump (4) to the fuel tank (2) flows;
Fuel cooling means (7, 8) for cooling the liquefied gas fuel flowing through at least one of the first and second fuel pipes (9, 19);
The fuel cooling means (7, 8) includes a heat exchanger (7a, 8a) for exchanging heat between the liquefied gas fuel and the blown air, and a blower fan (7b, 8b) for generating the blown air. ,
When the temperature detected by the temperature detection means (16, 20) reaches a second threshold value that is larger than the first threshold value, the control means (15) controls the air flow rate of the blower fans (7b, 8b). The fuel injection device according to claim 1, further comprising a blowing amount increasing means (S122, S222) for increasing.
前記温度検出手段(16)は、前記高圧ポンプ(4)のうち前記高圧室(45)近傍部位の温度を検出することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の燃料噴射装置。 The high-pressure pump (4) has a high-pressure chamber (45) in which the liquefied gas fuel is pressurized and pressurized.
The fuel injection according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature detecting means (16) detects a temperature in the vicinity of the high pressure chamber (45) of the high pressure pump (4). apparatus.
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