JP2010203286A - Fuel supply system, diesel engine, and fuel supply method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the startability of a diesel engine in which dimethyl ether (DME) is used as fuel. <P>SOLUTION: Fuel composed of DME in a fuel tank 1 is returned to the fuel tank 1 through a supply pipe 2a, a supply pump P2, a second return pipe 2g, and a main return pipe 2e by opening a first, a second and a third solenoid valve MV1-MV3 under a condition where a pressure feed pump P1 is operated to push and circulate fuel in a gaseous state remaining in the supply pump P2. The third solenoid valve MV3 is closed with the pressure feed pump P1 kept operating after a preset time elapses, and pressure is applied on the fuel through the action of a pressure regulating valve on an outlet side of the supply pump P2. When it is determined that fuel pressure detected by a sensor S1 is not less than preset pressure, the rotation of a starter motor of a diesel engine E is permitted, and the engine is started by rotating the starter motor. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料供給システム、ディーゼルエンジンおよび燃料供給方法に関し、更に詳しくは、ジメチルエーテル(以下、DMEと略す)を燃料とするディーゼルエンジン(以下、エンジンともいう)の始動性を向上させることが可能な燃料供給システム、ディーゼルエンジンおよび燃料供給方法に関するものである。   The present invention relates to a fuel supply system, a diesel engine, and a fuel supply method. More specifically, the startability of a diesel engine (hereinafter also referred to as an engine) using dimethyl ether (hereinafter abbreviated as DME) as fuel can be improved. The present invention relates to a fuel supply system, a diesel engine, and a fuel supply method.

DMEを使用したディーゼルエンジンは煤の排出が無く、クリーンなエンジンとして注目されている。DMEをディーゼルエンジンに適用する場合、DMEをエンジンの燃焼室へ直接噴射し、圧縮着火させるのが熱効率的にみて望ましい。DMEの供給方法としては軽油を燃料とするディーゼルエンジンと同様に燃料噴射装置としてコモンレール式が用いられる。この方法はエンジンに取り付けられた燃料加圧ポンプ(以下、サプライポンプ)にて燃料を加圧し、コモンレール内に加圧された燃料を保持し、インジェクタによってエンジン燃焼室に燃料を噴射する方法である。   Diesel engines using DME are attracting attention as clean engines because they do not emit soot. When DME is applied to a diesel engine, it is desirable from the viewpoint of thermal efficiency that DME is directly injected into the combustion chamber of the engine and compression ignition is performed. As a method for supplying DME, a common rail type is used as a fuel injection device in the same manner as a diesel engine using light oil as a fuel. This method is a method in which fuel is pressurized by a fuel pressurization pump (hereinafter referred to as a supply pump) attached to the engine, the pressurized fuel is held in a common rail, and the fuel is injected into the engine combustion chamber by an injector. .

この方法では、燃料タンクからサプライポンプまでの間は、軽油の場合には、常温で液体のため、特に加圧する必要は無いが、DMEの場合には、常温では気体であるため、液体状態でサプライポンプに送る必要がある。そのため、燃料タンク側に加圧ポンプを設け、その時の燃料温度による蒸気圧よりやや高い圧力まで加圧する必要がある。この時、燃料タンク内の燃料は5気圧程度に加圧されているので液体状態で充填されている。エンジンの運転時は、運転状況に応じて、必要な燃料流量、燃料温度などを監視しDMEが気化しない適当な供給圧に制御する場合がある。   In this method, there is no need to pressurize between the fuel tank and the supply pump in the case of light oil because it is liquid at room temperature, but in the case of DME, it is a gas at room temperature, so it is in a liquid state. Must be sent to supply pump. Therefore, it is necessary to provide a pressure pump on the fuel tank side and pressurize to a pressure slightly higher than the vapor pressure due to the fuel temperature at that time. At this time, since the fuel in the fuel tank is pressurized to about 5 atm, it is filled in a liquid state. During the operation of the engine, the required fuel flow rate, fuel temperature, etc. may be monitored and controlled to an appropriate supply pressure that does not vaporize the DME, depending on the operating conditions.

しかし、エンジン停止状態で長時間放置したときなどでは、燃料配管中の燃料の圧力が下がってしまいDMEが気体状態になっている場合があり、その場合には、エンジン側のサプライポンプの周辺でDMEが液化していない状態になっている場合がある。その状態では、DMEがコモンレールへ圧送されないので、インジェクタから噴射されず、スタータでエンジンを始動しようとしても、エンジンが始動しないという不具合が発生する。   However, when the engine is stopped for a long time, the fuel pressure in the fuel pipe may drop and the DME may be in a gaseous state. There is a case where DME is not liquefied. In this state, since DME is not pumped to the common rail, it is not injected from the injector, and even if an attempt is made to start the engine with a starter, there is a problem that the engine does not start.

そこで、エンジンの始動に先立って、エンジンの前段の供給ポンプ内で燃料に圧力を加え、燃料圧が目標圧力値であると検出されたらスタータを駆動する方法が提案されている(特許文献1参照)。   Therefore, a method has been proposed in which, prior to starting the engine, pressure is applied to the fuel in the supply pump in the front stage of the engine, and the starter is driven when it is detected that the fuel pressure is the target pressure value (see Patent Document 1). ).

また、DMEを燃料とするエンジンにおいて、漏れ燃料を燃料容器に戻す戻り配管にカット弁を設けて始動時にそれを閉じることで燃料を加圧する技術が開示されている(特許文献2参照)。   Further, in an engine using DME as a fuel, a technique is disclosed in which a cut valve is provided in a return pipe for returning leaked fuel to a fuel container and the fuel is pressurized by closing the valve at the start (see Patent Document 2).

また、スタータモータが回転する前に燃料タンク側の燃料ポンプを作動させ、ある程度、燃料を循環させ、配管中の燃料を液体状態にし、その後、スタータモータを回転させてエンジンを始動する方法が考えられる。   In addition, a method may be considered in which the fuel pump on the fuel tank side is operated before the starter motor rotates, the fuel is circulated to some extent, the fuel in the piping is made into a liquid state, and then the starter motor is rotated to start the engine. It is done.

しかし、いずれの方法の場合も、サプライポンプ側にてDMEが完全に液体状態に置き換わらない場合がある。図7は従来のサプライポンプ50の断面図を示している。この場合、DMEからなる燃料fは燃料入口51からプランジャ周りの燃料ギャラリを通じて燃料出口52に流れ、戻り配管53を通じて燃料タンクに戻る。このため、サプライポンプ50の上部に配置された電磁弁54のポペットバルブ54aの周辺部に気体状態の燃料が残る場合がある。   However, in any of the methods, the DME may not be completely replaced with a liquid state on the supply pump side. FIG. 7 shows a cross-sectional view of a conventional supply pump 50. In this case, the fuel f made of DME flows from the fuel inlet 51 to the fuel outlet 52 through the fuel gallery around the plunger, and returns to the fuel tank through the return pipe 53. For this reason, gaseous fuel may remain in the periphery of the poppet valve 54a of the electromagnetic valve 54 disposed in the upper part of the supply pump 50.

このようにサプライポンプ50側のDMEが完全に液体状態に置き換わっていないと、スタータモータでのエンジンの始動ができなくなる。その結果、クランキングする時間が長くなるため、バッテリーの消耗を招いたり、スタータモータの故障を招いたり、エンジン始動操作が煩雑になったりするなど、エンジンの始動性の上で問題がある。   Thus, if the DME on the supply pump 50 side is not completely replaced with the liquid state, the starter motor cannot be started. As a result, the cranking time becomes longer, which causes a problem in engine startability such as battery consumption, starter motor failure, and complicated engine start operation.

特開2005−98260号公報JP 2005-98260 A 特開2006−250136号公報JP 2006-250136 A

本発明の目的は、DMEを燃料とするディーゼルエンジンの始動性を向上させることが可能な燃料供給システム、ディーゼルエンジンおよび燃料供給方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a fuel supply system, a diesel engine, and a fuel supply method capable of improving startability of a diesel engine using DME as a fuel.

上記の目的を達成するための本発明の燃料供給システムは、燃料タンクに貯留されたジメチルエーテルからなる燃料を第1ポンプにより第2ポンプへ供給し、さらに第2ポンプからコモンレールを介してディーゼルエンジンに供給するコモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料供給システムにおいて、前記第1ポンプと前記第2ポンプとを接続する供給配管に設けられた第1開閉手段と、前記第2ポンプの入口の圧力および温度を検出する第1検出手段と、前記第2ポンプおよび前記コモンレールと前記燃料タンクとを接続する第1戻り配管に設けられた第2開閉手段と、前記第1戻り配管の内部の圧力を検出する第2検出手段と、前記第2ポンプおよび前記コモンレールを接続する配管途中に接続され、前記第1戻り配管に接続される第2戻り配管と、前記第2戻り配管に設けられた第3開閉手段と、前記第1、第2ポンプおよび前記第1、第2、第3開閉手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第1ポンプを作動した状態で、前記第1、第2、第3開閉手段を開いて、前記燃料タンクの燃料を、前記供給配管、前記第2ポンプ、前記第2戻り配管および前記第1戻り配管を経て、前記燃料タンクに戻して前記第2ポンプに残される気体状態の燃料を押し流すように循環させて、予め設定された時間が経過したら、前記第1ポンプを作動したまま、前記第3開閉手段を閉じることにより、前記第2ポンプの出口側の調圧弁の作用により前記燃料に圧力を加え、前記第1検出手段により前記燃料の圧力を検出し、予め設定された圧力以上であると判定すると、前記ディーゼルエンジンのスタータモータの回転を許可し、前記スタータモータを回転してエンジンを始動する構成を有するものである。   In order to achieve the above object, a fuel supply system of the present invention supplies a fuel made of dimethyl ether stored in a fuel tank to a second pump by a first pump, and further from the second pump to a diesel engine via a common rail. In a fuel supply system for a common rail type diesel engine to be supplied, a first opening / closing means provided in a supply pipe connecting the first pump and the second pump, and pressure and temperature at an inlet of the second pump are detected. First detecting means for performing the operation, second opening / closing means provided in a first return pipe for connecting the second pump and the common rail to the fuel tank, and a second for detecting the pressure inside the first return pipe. Connected in the middle of the pipe connecting the detection means, the second pump and the common rail, and connected to the first return pipe Two return pipes, a third opening / closing means provided in the second return pipe, and a control means for controlling the first and second pumps and the first, second and third opening / closing means. The means opens the first, second, and third opening / closing means in a state where the first pump is operated, and supplies the fuel in the fuel tank to the supply pipe, the second pump, the second return pipe, and Through the first return pipe, the fuel is returned to the fuel tank and circulated so as to push the gaseous fuel remaining in the second pump, and when the preset time has elapsed, the first pump remains operated. By closing the third opening / closing means, pressure is applied to the fuel by the action of the pressure regulating valve on the outlet side of the second pump, and the pressure of the fuel is detected by the first detection means, and a preset pressure is detected. If it is determined that this is the case, Serial to allow rotation of the starter motor of a diesel engine, and has a structure to start the engine by rotating the starter motor.

また、上記の目的を達成するための本発明のディーゼルエンジンは、上記の燃料供給システムを用いて構成されるものである。   Moreover, the diesel engine of this invention for achieving said objective is comprised using said fuel supply system.

また、上記の目的を達成するための本発明の燃料供給方法は、燃料タンクに貯留されたジメチルエーテルからなる燃料を第1ポンプにより第2ポンプへ供給し、さらに第2ポンプからコモンレールを介してディーゼルエンジンに供給するコモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料供給方法において、前記第1ポンプと前記第2ポンプとを接続する供給配管に設けられた第1開閉手段と、記第2ポンプの入口の圧力および温度を検出する第1検出手段と、前記第2ポンプおよび前記コモンレールと前記燃料タンクとを接続する第1戻り配管に設けられた第2開閉手段と、前記第1戻り配管の内部の圧力を検出する第2検出手段と、前記第2ポンプおよび前記コモンレールを接続する配管途中に接続され、前記第1戻り配管に接続される第2戻り配管と、前記第2戻り配管に設けられた第3開閉手段と、前記第1、第2ポンプおよび前記第1、第2、第3開閉手段を制御する制御手段とを備え、前記第1ポンプを作動した状態で、前記第1、第2、第3開閉手段を開いて、前記燃料タンクの燃料を、前記供給配管、前記第2ポンプ、前記第2戻り配管および前記第1戻り配管を経て、前記燃料タンクに戻して前記第2ポンプに残される気体状態の燃料を押し流すように循環させる燃料循環工程と、前記燃料循環工程を予め設定された時間行った後、前記第1ポンプを作動したまま、前記第3開閉手段を閉じることにより、前記第2ポンプの出口側の調圧弁の作用により前記燃料に圧力を加える燃料加圧工程と、前記燃料加圧工程により加圧された前記燃料の圧力を前記第1検出手段により検出し、予め設定された圧力以上であると判定すると、前記ディーゼルエンジンのスタータモータの回転を許可し、前記スタータモータを回転してエンジンを始動する工程とを有するものである。   Further, the fuel supply method of the present invention for achieving the above object is to supply a fuel made of dimethyl ether stored in a fuel tank to the second pump by the first pump, and further from the second pump to the diesel via the common rail. In a fuel supply method for a common rail type diesel engine supplied to an engine, first opening and closing means provided in a supply pipe connecting the first pump and the second pump, and pressure and temperature at an inlet of the second pump A first detecting means for detecting the second pump, a second opening / closing means provided in a first return pipe connecting the second pump and the common rail and the fuel tank, and a pressure inside the first return pipe. Second detection means is connected in the middle of the pipe connecting the second pump and the common rail, and is connected to the first return pipe. And a control means for controlling the first and second pumps and the first, second and third opening and closing means, and a first opening and closing means provided on the second return pipe. With the pump activated, the first, second, and third opening / closing means are opened to supply fuel in the fuel tank to the supply pipe, the second pump, the second return pipe, and the first return pipe. Then, after returning to the fuel tank and circulating the fuel in the gaseous state remaining in the second pump, the fuel circulation step is performed for a preset time, and then the first pump is operated. In this state, by closing the third opening / closing means, a fuel pressurizing step of applying pressure to the fuel by the action of a pressure regulating valve on the outlet side of the second pump, and the fuel pressurized by the fuel pressurizing step The first detection means More detected If it is determined that a preset pressure or more, the permit rotation of the starter motor of a diesel engine, and a step of starting the engine by rotating the starter motor.

本発明の燃料供給システム、ディーゼルエンジンおよび燃料供給方法によれば、第2ポンプとコモンレールとを接続する配管途中に第2戻り配管を設けて、この第2戻り配管に設けた第3開閉手段により、従来技術の第2ポンプではエンジン始動前に燃料を循環しきれない部分に対しても、燃料を循環することができるので、エンジン始動前にエンジン作動中の燃料供給系の全通路に対して燃料を循環させることができ、気体状態の燃料が充分に無くなった状態にしてからエンジンを始動することができる。   According to the fuel supply system, diesel engine, and fuel supply method of the present invention, the second return pipe is provided in the middle of the pipe connecting the second pump and the common rail, and the third opening / closing means provided in the second return pipe is used. In the second pump of the prior art, the fuel can be circulated even in a portion where the fuel cannot be circulated before starting the engine. The fuel can be circulated, and the engine can be started after the fuel in the gaseous state is sufficiently exhausted.

このため、DMEを燃料とするディーゼルエンジの始動操作を容易にすることができ、また、エンジン始動不良を軽減できるので、エンジンをスムーズに始動できる。また、DMEを燃料とするディーゼルエンジンのスタータモータでのクランキングする時間を短縮することができるので、スタータモータの故障とエンジン始動時のバッテリーの消耗を低減または防止することができる。したがって、エンジンの始動性を向上させることができる。   For this reason, the starting operation of the diesel engine using DME as fuel can be facilitated, and the engine starting failure can be reduced, so that the engine can be started smoothly. In addition, since the cranking time in the starter motor of the diesel engine using DME as fuel can be shortened, it is possible to reduce or prevent the starter motor from failing and the battery consumption at the time of starting the engine. Therefore, the startability of the engine can be improved.

本発明の実施の形態である燃料供給システムの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the fuel supply system which is embodiment of this invention. 図1の燃料供給システムのサプライポンンプおよび第3電磁弁の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the supply pump and 3rd solenoid valve of the fuel supply system of FIG. 本発明の実施の形態の燃料供給方法のフローを示した図である。It is the figure which showed the flow of the fuel supply method of embodiment of this invention. 燃料循環工程時における燃料供給システムの状態を示した図である。It is the figure which showed the state of the fuel supply system at the time of a fuel circulation process. 燃料加圧工程時における燃料供給システムの状態を示した図である。It is the figure which showed the state of the fuel supply system at the time of a fuel pressurization process. DMEの蒸気圧線と目標燃料圧線とを併せて示したグラフ図である。It is the graph which showed together the vapor pressure line of DME, and the target fuel pressure line. 従来の燃料供給システムのサプライポンプの部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the supply pump of the conventional fuel supply system.

以下、本発明の実施の形態の燃料供給システム、ディーゼルエンジンおよび燃料供給方法について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, a fuel supply system, a diesel engine, and a fuel supply method according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1に例示する本実施の形態の燃料供給システムは、燃料タンク1内の燃料を、燃料タンク1内の燃料圧送ポンプ(第1ポンプ:以下、単に圧送ポンプという)P1により燃料加圧ポンプ(第2ポンプ:以下、サプライポンプという)P2へ供給し、さらにサプライポンプP2からコモンレールCRを介してディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)Eの各気筒の燃焼室に供給するコモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料供給システムである。この燃料供給システムおよびエンジンEはトラック等のような車両に搭載されるが、これに限定されるものではなく、例えば船舶等に搭載しても良い。   The fuel supply system of the present embodiment illustrated in FIG. 1 is configured such that fuel in a fuel tank 1 is supplied to a fuel pressurization pump (first pump: hereinafter simply referred to as a pressure pump) P1 by a fuel pressurization pump ( The second pump (hereinafter referred to as a supply pump) P2 is supplied to a combustion chamber of each cylinder of a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) E from a supply pump P2 via a common rail CR. It is a fuel supply system. The fuel supply system and the engine E are mounted on a vehicle such as a truck, but are not limited thereto, and may be mounted on a ship, for example.

燃料タンク1には、ジメチルエーテル(DME:CO)からなる燃料が貯留されている。DMEは、融点−138.5℃、沸点−23.7℃(1気圧)で、軽油と同程度のセタン価を有し、空気より比重が大きく、一般に空気中で分解し易いという性質を有している。燃料タンク1内のDMEは、燃料タンク1内が高圧状態(5気圧程度加圧)に維持されることにより液体の状態となっている。図1では、燃料タンク1が1つの場合を例示しているが、これに限定されるものではなく燃料タンク1を複数設けても良い。 The fuel tank 1 stores a fuel made of dimethyl ether (DME: C 2 H 6 O). DME has a melting point of 138.5 ° C., a boiling point of −23.7 ° C. (1 atm), a cetane number comparable to that of light oil, a specific gravity greater than that of air, and is generally easily decomposed in air. is doing. The DME in the fuel tank 1 is in a liquid state when the inside of the fuel tank 1 is maintained in a high pressure state (pressurized at about 5 atm). Although FIG. 1 illustrates the case where there is one fuel tank 1, the present invention is not limited to this, and a plurality of fuel tanks 1 may be provided.

燃料タンク1内の圧送ポンプP1は、出口バルブV1および第1電磁弁(第1開閉手段)MV1を順に介して供給配管2aに接続され、さらにこの供給配管2aを通じて上記サプライポンプP2に接続されている。圧送ポンプP1には、燃料供給圧(フィード圧)を調節する調圧装置が備えられており、燃料タンク1内の燃料は、燃料供給圧が圧送ポンプP1の調圧装置により調節された状態でサプライプンプP2に圧送される。   The pressure pump P1 in the fuel tank 1 is connected to the supply pipe 2a through the outlet valve V1 and the first electromagnetic valve (first opening / closing means) MV1 in order, and further connected to the supply pump P2 through the supply pipe 2a. Yes. The pressure feed pump P1 is provided with a pressure regulator that adjusts the fuel supply pressure (feed pressure), and the fuel in the fuel tank 1 is in a state in which the fuel supply pressure is adjusted by the pressure regulator of the pressure feed pump P1. It is pumped to the supply pump P2.

また、この圧送ポンプP1は、制御装置(制御手段)Cに電気的に接続されており、圧送ポンプP1の動作は制御装置Cによって制御される。すなわち、制御装置Cは、圧送ポンプP1の動作を制御することにより、燃料タンク1からサプライポンプP2への燃料の供給、燃料供給圧、単位時間当たりの燃料供給量および供給停止等を制御する。   The pressure pump P1 is electrically connected to a control device (control means) C, and the operation of the pressure pump P1 is controlled by the control device C. That is, the control device C controls the supply of fuel from the fuel tank 1 to the supply pump P2, the fuel supply pressure, the fuel supply amount per unit time, the supply stop, and the like by controlling the operation of the pressure pump P1.

上記第1電磁弁MV1は、圧送ポンプP1の出口バルブV1の直後に設けられている。この第1電磁弁MV1は、上記制御装置Cに電気的に接続されており、電磁弁の開閉動作が制御装置Cにより制御される。すなわち、制御装置Cは、第1電磁弁MV1の開閉動作を制御することにより、燃料タンク1からサプライポンプP2への燃料の供給および遮断を制御する。   The first electromagnetic valve MV1 is provided immediately after the outlet valve V1 of the pressure pump P1. The first electromagnetic valve MV1 is electrically connected to the control device C, and the opening / closing operation of the electromagnetic valve is controlled by the control device C. That is, the control device C controls the supply and shutoff of fuel from the fuel tank 1 to the supply pump P2 by controlling the opening / closing operation of the first electromagnetic valve MV1.

また、上記供給配管2aにおいてサプライポンプP2の入口には、センサ(第1検出手段)S1が設けられている。このセンサS1は、サプライポンプP2の入口の燃料圧および燃料温度を検出するセンサである。センサS1は、制御装置Cに電気的に接続されており、センサS1で検出された信号は制御装置Cに伝送される。   In addition, a sensor (first detection means) S1 is provided at the inlet of the supply pump P2 in the supply pipe 2a. This sensor S1 is a sensor for detecting the fuel pressure and the fuel temperature at the inlet of the supply pump P2. The sensor S1 is electrically connected to the control device C, and a signal detected by the sensor S1 is transmitted to the control device C.

上記サプライポンプP2は、燃料をエンジンEの各気筒の燃焼室内に噴射するのに適した圧力(数10〜数100MPa)にまで高めてコモンレールCRに送る調圧ポンプであり、高圧ポンプと、燃料の吐出圧力を調整可能な圧力調整弁とを有している。   The supply pump P2 is a pressure regulating pump that raises the pressure up to a pressure (several tens to several hundreds of MPa) suitable for injecting fuel into the combustion chamber of each cylinder of the engine E, and sends the fuel to the common rail CR. And a pressure adjusting valve capable of adjusting the discharge pressure.

このサプライポンプP2は、複数の配管2bを通じてコモンレールCRに接続されている。このコモンレールCRには、複数の配管2cを通じて複数のインジェクタ(燃料噴射弁)Jが接続されている。コモンレールCRは、インジェクタJに供給すべき燃料を畜圧するための構成部である。   The supply pump P2 is connected to the common rail CR through a plurality of pipes 2b. A plurality of injectors (fuel injection valves) J are connected to the common rail CR through a plurality of pipes 2c. The common rail CR is a component for stocking the fuel to be supplied to the injector J.

インジェクタクJは、エンジンEの各気筒の燃料室内に燃料を噴射するための構成部であり、噴射ノズルと、電磁弁とを有している。インジェクタJの噴射ノズルは、燃焼室内に高圧燃料を噴射供給する構成部である。インジェクタJの電磁弁は噴射ノズル内のニードルのリフト制御を行う構成部であり、上記制御装置Cに電気的に接続され、その動作が制御されるようになっている。   The injector J is a component for injecting fuel into the fuel chamber of each cylinder of the engine E, and has an injection nozzle and an electromagnetic valve. The injection nozzle of the injector J is a component that injects and supplies high-pressure fuel into the combustion chamber. The electromagnetic valve of the injector J is a component that performs lift control of the needle in the injection nozzle, and is electrically connected to the control device C to control its operation.

エンジンEは、車両走行時の動力源であり、エンジン始動時にクランク軸を強制的に回転させるためのスタータモータを備えている。このスタータモータは、上記制御装置Cに電気的に接続され、その動作が制御されるようになっている。また、エンジンEにはエンジンEの回転を検出する回転センサ(図しない)が設けられている。この回転センサは制御装置Cに電気的に接続されており、回転センサで検出された回転検出信号は制御信号Cに伝送される。制御装置Cは、この回転センサからの回転検出信号によりエンジンEの始動を検出する。   The engine E is a power source when the vehicle travels, and includes a starter motor for forcibly rotating the crankshaft when the engine is started. This starter motor is electrically connected to the control device C, and its operation is controlled. The engine E is provided with a rotation sensor (not shown) that detects the rotation of the engine E. The rotation sensor is electrically connected to the control device C, and the rotation detection signal detected by the rotation sensor is transmitted to the control signal C. The control device C detects the start of the engine E based on the rotation detection signal from the rotation sensor.

上記サプライポンプP2には、燃料入口に繋がる戻り配管2dを通じて、燃料タンク1への主戻り配管2eが接続されている。戻り配管2dの途中位置にはサプライポンプP2の出口側の調圧弁として逆止弁3aが介在され、サプライポンプP2から主戻り配管2eに流れた燃料が再びサプライポンプP2に逆流しないようにしている。   A main return pipe 2e to the fuel tank 1 is connected to the supply pump P2 through a return pipe 2d connected to the fuel inlet. A check valve 3a is interposed in the middle of the return pipe 2d as a pressure regulating valve on the outlet side of the supply pump P2, so that the fuel flowing from the supply pump P2 to the main return pipe 2e does not flow back to the supply pump P2. .

また、上記コモンレールCRには、プレッシャーコントロールバルブ3bおよび電磁弁V2を介して戻り配管2fが接続されている。この戻り配管2fは、上記戻り配管2dおよび主戻り配管2eに接続されている。このプレッシャーコントロールバルブ3bは、コモンレールCR内の燃料圧が限界設定圧を超えた際に開弁して、コモンレールCR内の圧力を限界設定圧以下に抑える圧力安全弁である。また、電磁弁V2は、エンジンEの運転状態によりコモンレールCR内の燃料圧力を下げる場合に、開放できるように設置したものである。   A return pipe 2f is connected to the common rail CR via a pressure control valve 3b and a solenoid valve V2. The return pipe 2f is connected to the return pipe 2d and the main return pipe 2e. The pressure control valve 3b is a pressure safety valve that opens when the fuel pressure in the common rail CR exceeds the limit set pressure, and keeps the pressure in the common rail CR below the limit set pressure. The electromagnetic valve V2 is installed so that it can be opened when the fuel pressure in the common rail CR is lowered depending on the operating state of the engine E.

上記燃料タンク1への主戻り配管2eにおいて、燃料タンク1の戻りバルブV3の直前には第2電磁弁(第2開閉手段)MV2が設けられている。第2電磁弁MV2は、上記制御装置Cに電気的に接続されており、電磁弁の開閉動作が制御装置Cにより制御される。すなわち、制御装置Cは、第2電磁弁MV2の開閉動作を制御することにより、エンジンE側の燃料が燃料タンク1へ戻るのを許可したり遮断したりする。   In the main return pipe 2e to the fuel tank 1, a second electromagnetic valve (second opening / closing means) MV2 is provided immediately before the return valve V3 of the fuel tank 1. The second electromagnetic valve MV2 is electrically connected to the control device C, and the opening / closing operation of the electromagnetic valve is controlled by the control device C. That is, the control device C permits or blocks the fuel on the engine E side from returning to the fuel tank 1 by controlling the opening / closing operation of the second electromagnetic valve MV2.

また、主戻り配管2eには、圧力センサ(第2検出手段)S2が設けられている。圧力センサS2は、戻り配管2e内の燃料圧を検出するセンサである。圧力センサS2は、制御装置Cに電気的に接続されており、圧力センサS2で検出された信号は制御装置Cに伝送される。なお、符号のFはフィルターを示している。   The main return pipe 2e is provided with a pressure sensor (second detection means) S2. The pressure sensor S2 is a sensor that detects the fuel pressure in the return pipe 2e. The pressure sensor S2 is electrically connected to the control device C, and a signal detected by the pressure sensor S2 is transmitted to the control device C. Note that F denotes a filter.

また、本実施の形態においては、サプライポンプP2の出口とコモンレールCRとを接続する配管の途中に、第3電磁弁(第3開閉手段)MV3を介して戻り配管2gが接続されている。   In the present embodiment, a return pipe 2g is connected via a third electromagnetic valve (third opening / closing means) MV3 in the middle of the pipe connecting the outlet of the supply pump P2 and the common rail CR.

この戻り配管2gは、さらに上記主戻り配管2eに接続されており、後述の燃料循環工程における燃料の流路となっている。第3電磁弁MV3は、その流路の開閉手段である。第3電磁弁MV3は、上記制御装置Cに電気的に接続されており、電磁弁の開閉動作が制御装置Cにより制御される。すなわち、制御装置Cは、第3電磁弁MV3の開閉動作を制御することにより、サプライポンプP2に供給された燃料が戻り配管2gを通じて燃料タンク1へ戻るのを許可したり遮断したりする。なお、サプライポンプP2、戻り配管2gおよび第3電磁弁MV3については後述する。   The return pipe 2g is further connected to the main return pipe 2e, and serves as a fuel flow path in a fuel circulation process described later. The third electromagnetic valve MV3 is a means for opening and closing the flow path. The third electromagnetic valve MV3 is electrically connected to the control device C, and the opening / closing operation of the electromagnetic valve is controlled by the control device C. That is, the control device C controls the opening / closing operation of the third electromagnetic valve MV3, thereby permitting or blocking the fuel supplied to the supply pump P2 from returning to the fuel tank 1 through the return pipe 2g. The supply pump P2, the return pipe 2g, and the third electromagnetic valve MV3 will be described later.

上記制御装置Cは、例えばECU(Engine Control Unit)のような電子制御ユニットである。制御装置Cは、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)およびタイマー等を有しており、ROMに記録されたプログラムや後述のDME蒸気圧線図情報と、RAMに読み込まれた各種センサ(検出)情報等とに基づいて各種の演算処理を行い、燃料供給システムおよびエンジンE等の動作を制御することが可能になっている。   The control device C is an electronic control unit such as an ECU (Engine Control Unit). The control device C includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a timer, and the like, and a program recorded in the ROM and DME vapor pressure diagram information described later. Various arithmetic processes are performed based on various sensor (detection) information read into the RAM, and the operations of the fuel supply system, the engine E, and the like can be controlled.

また、上記制御装置Cは、圧送ポンプP1を作動した状態で、第1、第2、第3電磁弁MV1,MV2,MV3を開いて、燃料タンク1の燃料を、供給配管2a、サプライポンプP2、戻り配管2gおよび主戻り配管2eを経て、燃料タンク1に戻してサプライポンプP2に残される気体状態の燃料を押し流すように循環させる(燃料循環動作)。   The control device C opens the first, second, and third electromagnetic valves MV1, MV2, and MV3 in a state where the pressure feed pump P1 is operated, and supplies the fuel in the fuel tank 1 to the supply pipe 2a and the supply pump P2. Then, the gas is returned to the fuel tank 1 through the return pipe 2g and the main return pipe 2e and circulated so as to flush the fuel in the gaseous state remaining in the supply pump P2 (fuel circulation operation).

また、上記制御装置Cは、上記燃料循環動作を開始してから上記制御装置Cのタイマーにより時間を計測し、予め設定された時間が経過したら、圧送ポンプP1を作動したまま、第3電磁弁MV3を閉じることにより、サプライポンプP2の出口側の逆止弁3aの調圧作用により燃料に圧力を加える(燃料加圧動作)。   Further, the control device C measures the time by the timer of the control device C after starting the fuel circulation operation, and when the preset time has elapsed, the third electromagnetic valve is operated with the pressure pump P1 being operated. By closing MV3, pressure is applied to the fuel by the pressure regulating action of the check valve 3a on the outlet side of the supply pump P2 (fuel pressurizing operation).

また、上記制御装置Cは、上記燃料加圧動作中に、センサS1により燃料の圧力を検出し、予め設定された圧力以上であると判定すると、エンジンEのスタータモータの回転を許可し、スタータモータを回転してエンジンを始動する。   Further, the control device C detects the fuel pressure by the sensor S1 during the fuel pressurizing operation, and determines that the pressure is equal to or higher than a preset pressure, permits the rotation of the starter motor of the engine E, and starts the starter motor. Start the engine by rotating the motor.

次に、本実施の形態の燃料供給システムのサプライポンンプP2、戻り配管2gおよび第3電磁弁MV3の構成を図2により説明する。図2はサプライポンンプP2、戻り配管2gおよび第3電磁弁MV3の要部拡大断面図を示している。   Next, the configuration of the supply pump P2, the return pipe 2g, and the third electromagnetic valve MV3 of the fuel supply system of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional view of the main parts of the supply pump P2, the return pipe 2g, and the third electromagnetic valve MV3.

サプライポンプP2は、ポンプ本体5と、その上方に設置された電磁弁6とを有しており、カップリング(図示せず)を介してエンジンEによって駆動される。ポンプ本体5は、燃料入口5a、燃料出口5b、燃料通路5c、燃料貯留室5d、カム5e、プランジャ5fおよびプランジャ摺動室5gを有している。   The supply pump P2 has a pump body 5 and an electromagnetic valve 6 installed above the pump body 5, and is driven by the engine E through a coupling (not shown). The pump body 5 includes a fuel inlet 5a, a fuel outlet 5b, a fuel passage 5c, a fuel storage chamber 5d, a cam 5e, a plunger 5f, and a plunger sliding chamber 5g.

ポンプ本体5は、第1、第2燃料流路を有している。第1燃料流路は、燃料入口5a、燃料通路5c、燃料貯留室5dおよびプランジャ摺動室5gを順に経て配管2bに接続される流路であり、コモンレールCRに接続される。一方、第2燃料流路は、燃料入口5aから燃料出口5bを経て戻り配管2dに接続される流路であり、主戻り配管2eを通じて燃料タンク1に接続される。   The pump body 5 has first and second fuel flow paths. The first fuel flow path is a flow path connected to the pipe 2b through the fuel inlet 5a, the fuel passage 5c, the fuel storage chamber 5d, and the plunger sliding chamber 5g in this order, and is connected to the common rail CR. On the other hand, the second fuel channel is a channel connected to the return pipe 2d from the fuel inlet 5a through the fuel outlet 5b, and is connected to the fuel tank 1 through the main return pipe 2e.

このポンプ本体5では、カム5eの回転によりプランジャ5fをプランジャ摺動室5gの内周壁に沿って図2の上下方向に往復動作させる。これにより、サプライポンプP2への燃料吸入と、コモンレールCRへの燃料圧送とを交互に繰り返す。コモンレールCR内の燃料圧力は、サプライポンプP2の燃料吐出量によって制御されている。   In the pump main body 5, the plunger 5f is reciprocated in the vertical direction in FIG. 2 along the inner peripheral wall of the plunger sliding chamber 5g by the rotation of the cam 5e. Thereby, the fuel suction to the supply pump P2 and the fuel pressure feed to the common rail CR are alternately repeated. The fuel pressure in the common rail CR is controlled by the fuel discharge amount of the supply pump P2.

上記電磁弁6は、サプライポンプP2の燃料吐出量を制御する制御手段であり、ポペットバルブ6aと電磁コイル部6bとを有している。ポペットバルブ6aは、燃料貯留室5cとプランジャ摺動室5dとの間の流路を開閉する手段である。電磁コイル部6bは、制御装置Cからの通電タイミングによってポペットバルブ6aの上下動を制御する手段である。   The electromagnetic valve 6 is a control means for controlling the fuel discharge amount of the supply pump P2, and has a poppet valve 6a and an electromagnetic coil portion 6b. The poppet valve 6a is means for opening and closing a flow path between the fuel storage chamber 5c and the plunger sliding chamber 5d. The electromagnetic coil section 6b is means for controlling the vertical movement of the poppet valve 6a according to the energization timing from the control device C.

サプライポンプP2の燃料吸入工程においては、電磁弁6のポペットバルブ6aが開状態で、プランジャ5fが図2の下方に移動することにより、燃料入口5aに供給された燃料が燃料通路5cおよび燃料貯留室5dを通じてプランジャ摺動室5gに吸入される。一方、サプライポンプP2の燃料圧送工程においては、電磁弁6のポペットバルブ6aが閉状態で、プランジャ5fが図2の上方に移動することにより、プランジャ摺動室5g内の燃料がプランジャ5fによって押し出され配管2bを通じてコモンレールCRに圧送される。   In the fuel suction process of the supply pump P2, the poppet valve 6a of the electromagnetic valve 6 is opened, and the plunger 5f moves downward in FIG. 2, so that the fuel supplied to the fuel inlet 5a is stored in the fuel passage 5c and the fuel reservoir. It is sucked into the plunger sliding chamber 5g through the chamber 5d. On the other hand, in the fuel pumping process of the supply pump P2, when the poppet valve 6a of the electromagnetic valve 6 is closed and the plunger 5f moves upward in FIG. 2, the fuel in the plunger sliding chamber 5g is pushed out by the plunger 5f. It is pumped to the common rail CR through the pipe 2b.

また、本実施の形態においては、配管2bの途中に戻り配管2gが接続されている。この戻り配管2gの途中位置には、上記第3電磁弁MV3が設置されている。この第3電磁弁MV3は、サプライポンプP2の燃料ギャラリに形成されている。第3電磁弁MV3は、ポペットバルブMV3aと電磁コイル部MV3bとを有しており、上記燃料循環動作を制御装置Cからの通電タイミングによって制御する制御手段である。ポペットバルブMV3aは、配管2b(プランジャ摺動室5g)と戻り配管2gとの間の流路を開閉する手段である。電磁コイル部MV3bは、制御装置Cからの通電タイミングによってポペットバルブMV3aの上下動を制御する手段である。すなわち、制御装置Cから電磁コイル部MV3bへの通電によりポペットバルブMV3aを図2の上下方向に移動することで配管2b(プランジャ摺動室5g)と戻り配管2gとを接続したり遮断したりする。   Moreover, in this Embodiment, return piping 2g is connected to the middle of piping 2b. The third electromagnetic valve MV3 is installed in the middle of the return pipe 2g. The third electromagnetic valve MV3 is formed in the fuel gallery of the supply pump P2. The third electromagnetic valve MV3 has a poppet valve MV3a and an electromagnetic coil part MV3b, and is a control means for controlling the fuel circulation operation according to the energization timing from the control device C. The poppet valve MV3a is means for opening and closing a flow path between the pipe 2b (plunger sliding chamber 5g) and the return pipe 2g. The electromagnetic coil unit MV3b is means for controlling the vertical movement of the poppet valve MV3a according to the energization timing from the control device C. That is, the pipe 2b (plunger sliding chamber 5g) and the return pipe 2g are connected or disconnected by moving the poppet valve MV3a in the vertical direction in FIG. 2 by energizing the electromagnetic coil portion MV3b from the control device C. .

ところで、上記図7に示した従来のサプライポンプ50においては、DMEからなる燃料を燃料タンクに戻す場合、燃料fが燃料入口51からプランジャ周りの燃料ギャラリ(プランジャ周り部分の外周に沿って形成された溝状の通路)を通じて燃料出口52に流れ、戻り配管53を通じて燃料タンクに戻る。すなわち、この戻り流路では、燃料fが、電磁弁54のポペットバルブ周辺部の燃料配管(燃料通路55、燃料貯留室56およびポペットバルブ54a、プランジャ摺動室57など)を介さないで、戻り配管53に流れる。このため、例えば車両がエンジン停止状態で長時間放置され、上記ポペットバルブ周辺部の燃料配管中の燃料圧力が下がりその部分でDMEが気体状態になってしまっている場合に、この戻り流路を通じて燃料循環動作を行っても、上記ポペットバルブ周辺部の燃料配管には燃料fが流れないので、その燃料配管に気体状態の燃料が残ってしまう場合がある。このようにサプライポンプ50側のDMEが完全に液体状態に置き換わっていないと、スタータモータでのエンジンの始動ができなくなる。その結果、クランキングする時間が長くなるため、バッテリーの消耗を招いたり、スタータモータの故障を招いたり、エンジン始動操作が煩雑になったりするなど、エンジンの始動性の上で問題がある。なお、図7の配管59はプランジャ摺動室57とコモンレールとを繋ぐ配管である。   By the way, in the conventional supply pump 50 shown in FIG. 7, when the fuel made of DME is returned to the fuel tank, the fuel f is formed from the fuel inlet 51 to the fuel gallery around the plunger (the outer periphery of the portion around the plunger). Flow to the fuel outlet 52 through the grooved passage) and return to the fuel tank through the return pipe 53. That is, in this return flow path, the fuel f returns without passing through the fuel piping (the fuel passage 55, the fuel storage chamber 56 and the poppet valve 54a, the plunger sliding chamber 57, etc.) around the poppet valve of the electromagnetic valve 54. It flows into the pipe 53. For this reason, for example, when the vehicle is left for a long time with the engine stopped and the fuel pressure in the fuel pipe around the poppet valve decreases and the DME is in a gas state at that portion, Even when the fuel circulation operation is performed, the fuel f does not flow in the fuel pipe around the poppet valve, so that gas fuel may remain in the fuel pipe. Thus, if the DME on the supply pump 50 side is not completely replaced with the liquid state, the starter motor cannot be started. As a result, the cranking time becomes longer, which causes a problem in engine startability such as battery consumption, starter motor failure, and complicated engine start operation. 7 is a pipe connecting the plunger sliding chamber 57 and the common rail.

これに対して、本実施の形態では、上記燃料循環動作において、燃料fが、図2の燃料入口5a、燃料通路5c、燃料貯留室5d、プランジャ摺動室5g、配管2b、戻り配管2gおよび主戻り配管2eを通じて燃料タンク1に戻る。このため、例えば車両のエンジン停止状態が長時間続き、電磁弁6のポペットバルブ周辺部の燃料配管(燃料通路5c、燃料貯留室5d、ポペットバルブ6aおよびプランジャ摺動室5g等)の燃料圧力が下がりその部分に気体状態のDMEが残されていたとしても、上記燃料循環動作を行うことにより、上記電磁弁6のポペットバルブ周辺部の燃料配管に残された気体状態のDMEを燃料タンク1に押し流してしまうことができる。これにより、液化状態の燃料を、コモンレールCRに圧送することができ、エンジンEのインジェクタJから噴射することができる。すなわち、燃料循環動作を行った後にエンジンEを始動することにより、エンジン始動操作を容易にすることができ、また、エンジン始動不良を軽減できるので、エンジンをスムーズに始動できる。また、クランキング時間を短くできるので、スタータモータの故障とエンジン始動時のバッテリーの消耗を低減または防止することができる。したがって、DMEを燃料とするエンジンEの始動性を向上させることができる。   On the other hand, in the present embodiment, in the fuel circulation operation, the fuel f is converted into the fuel inlet 5a, the fuel passage 5c, the fuel storage chamber 5d, the plunger sliding chamber 5g, the pipe 2b, the return pipe 2g, and It returns to the fuel tank 1 through the main return pipe 2e. For this reason, for example, the engine stop state of the vehicle lasts for a long time, and the fuel pressure in the fuel pipe (fuel passage 5c, fuel storage chamber 5d, poppet valve 6a, plunger sliding chamber 5g, etc.) around the poppet valve of the solenoid valve 6 increases. Even if gas DME remains in that portion, the fuel DME is left in the fuel pipe around the poppet valve of the solenoid valve 6 by performing the fuel circulation operation. Can be swept away. Thereby, the liquefied fuel can be pumped to the common rail CR, and can be injected from the injector J of the engine E. That is, by starting the engine E after performing the fuel circulation operation, the engine starting operation can be facilitated, and the engine starting failure can be reduced, so that the engine can be started smoothly. Further, since the cranking time can be shortened, it is possible to reduce or prevent the starter motor failure and the battery consumption at the time of starting the engine. Therefore, the startability of the engine E using DME as fuel can be improved.

次に、本実施の形態の燃料供給方法を図3のフローに沿って、図4および図5を用いて説明する。図4および図5は、それぞれ燃料循環工程時および燃料加圧工程時の燃料供給システムの状態を示しており、矢印Aは燃料の流れを示している。   Next, the fuel supply method of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5 along the flow of FIG. 4 and 5 show the state of the fuel supply system during the fuel circulation process and the fuel pressurization process, respectively, and arrow A indicates the flow of fuel.

まず、運転者がエンジンキーをオンにすると燃料タンク1の圧送ポンプP1が作動する(図3の工程101)。この状態で、図4に示すように、第1、第2、第3電磁弁MV1,MV2,MV3を開状態とする。すると、燃料タンク1内の燃料が供給配管2aを通じてサプライポンプP2に流れる。この燃料がサプライポンプP2の燃料入口5a、燃料通路5c、燃料貯留室5d、プランジャ摺動室5g、配管2bおよび戻り配管2gを流れ、主戻り配管2eを通じて燃料タンク1に戻る。このようにしてサプライポンプP2に残される気体状態の燃料を押し流すように燃料を循環させる(図3の工程102:燃料循環工程)。これにより、サプライポンプP2の電磁弁6のポペットバルブ6aの周辺部の燃料配管内での燃料の液化が進む。   First, when the driver turns on the engine key, the pressure pump P1 of the fuel tank 1 is activated (step 101 in FIG. 3). In this state, as shown in FIG. 4, the first, second, and third electromagnetic valves MV1, MV2, and MV3 are opened. Then, the fuel in the fuel tank 1 flows to the supply pump P2 through the supply pipe 2a. This fuel flows through the fuel inlet 5a, the fuel passage 5c, the fuel storage chamber 5d, the plunger sliding chamber 5g, the pipe 2b and the return pipe 2g of the supply pump P2, and returns to the fuel tank 1 through the main return pipe 2e. In this way, the fuel is circulated so as to push the gaseous fuel remaining in the supply pump P2 (step 102 in FIG. 3: fuel circulation step). Thereby, the liquefaction of the fuel proceeds in the fuel pipe around the poppet valve 6a of the electromagnetic valve 6 of the supply pump P2.

続いて、燃料循環工程の経過時間を制御装置Cのタイマーにより計測し、その経過時間が予め設定された時間(例えば5〜10秒程度)を越えたか否かを判定する(図3の工程103)。燃料循環工程の経過時間が予め設定された時間を越えていない場合は、工程102の燃料循環工程を引き続き行う。   Subsequently, the elapsed time of the fuel circulation step is measured by the timer of the control device C, and it is determined whether or not the elapsed time exceeds a preset time (for example, about 5 to 10 seconds) (step 103 in FIG. 3). ). If the elapsed time of the fuel circulation process does not exceed the preset time, the fuel circulation process of step 102 is continued.

一方、燃料循環工程の経過時間が予め設定された時間を越えた場合は、圧送ポンプP1を作動したまま、図5に示すように、第1、第2電磁弁MV1,MV2は開いたまま、第3電磁弁MV3を閉じる。これにより、サプライポンプP2の出口側の逆止弁3aの調圧作用により燃料に圧力を加え、燃料供給圧力を上昇させる(図3の工程104:燃料加圧工程)。   On the other hand, when the elapsed time of the fuel circulation process exceeds a preset time, the first and second electromagnetic valves MV1 and MV2 are kept open as shown in FIG. The third solenoid valve MV3 is closed. Thereby, pressure is applied to the fuel by the pressure regulating action of the check valve 3a on the outlet side of the supply pump P2, and the fuel supply pressure is increased (step 104 in FIG. 3: fuel pressurization step).

続いて、サプライポンプP2の入口での燃料圧(すなわち、センサS1により検出される燃料圧)が、上記燃料加圧工程により予め設定された第1燃料圧以上か否かを判定する(図3の工程105)。この第1燃料圧は、エンジン始動時の燃料温度とDME燃料蒸気圧線図とに基づいてDMEが液体状態になる圧力を制御装置Cが算出したものであり、この工程105では、センサS1により検出された圧力が、その液体状態になる圧力以上に上がっているか否かを確認する。   Subsequently, it is determined whether the fuel pressure at the inlet of the supply pump P2 (that is, the fuel pressure detected by the sensor S1) is equal to or higher than the first fuel pressure set in advance by the fuel pressurization step (FIG. 3). Step 105). The first fuel pressure is calculated by the control device C based on the fuel temperature at the time of starting the engine and the DME fuel vapor pressure diagram. The control device C calculates the pressure at which the DME is in a liquid state. It is confirmed whether or not the detected pressure is higher than the pressure at which the liquid state is reached.

センサS1により検出される燃料圧が、第1燃料圧にならなかった場合は、燃料加圧工程を続ける。一方、センサS1により検出された燃料圧が第1燃料圧以上になった場合は、スタータモータの回転を許可する。この状態にならないとエンジンキーをスタータ位置にしてもスタータモータは作動しない(図3の工程106)。この段階では、サプライポンプP2(電磁弁6のポペットバルブ6aの周辺部の燃料配管内)で燃料が完全に液化している。   If the fuel pressure detected by the sensor S1 does not become the first fuel pressure, the fuel pressurization process is continued. On the other hand, when the fuel pressure detected by the sensor S1 becomes equal to or higher than the first fuel pressure, the rotation of the starter motor is permitted. In this state, the starter motor does not operate even if the engine key is set to the starter position (step 106 in FIG. 3). At this stage, the fuel is completely liquefied by the supply pump P2 (in the fuel pipe around the poppet valve 6a of the electromagnetic valve 6).

このような状態で、スタートスイッチをオンにすると(エンジンキーを代用し、スタータの位置にしてもよい)、スタータモータが回転しクランキングを開始する。エンジン噴射装置は制御装置Cにより制御し、通常のようにエンジンEを始動する(図3の工程107)。このようにしてエンジンEが始動した場合は、そのまま燃料系の始動モードを解除しリターンする(図3の工程108)。リターン後は通常運転モードに移行する。   In such a state, when the start switch is turned on (the engine key may be substituted for the starter position), the starter motor rotates and starts cranking. The engine injection device is controlled by the control device C and starts the engine E as usual (step 107 in FIG. 3). When the engine E is started in this way, the fuel system start mode is canceled as it is, and the process returns (step 108 in FIG. 3). After returning, the mode is changed to the normal operation mode.

次に、図6は上記DME蒸気圧線図情報と目標燃料圧マップとを併せて示したグラフ図の一例である。蒸気圧線図でみた場合、横軸は燃料の温度(℃)、縦軸はDMEの蒸気圧(atm)を示す。また、目標燃料圧マップでみた場合、横軸は燃料の温度(℃)、縦軸はDMEの目標燃料圧(atm)を示す。   Next, FIG. 6 is an example of a graph showing the DME vapor pressure diagram information and the target fuel pressure map together. In the vapor pressure diagram, the horizontal axis indicates the fuel temperature (° C.), and the vertical axis indicates the DME vapor pressure (atm). Further, in the target fuel pressure map, the horizontal axis indicates the fuel temperature (° C.), and the vertical axis indicates the DME target fuel pressure (atm).

VP0(実線)はDMEの蒸気圧線、VP1(破線)は始動モード時の目標燃料圧線を示している。この目標燃料圧は、サプライポンプP2の入口のセンサS1で検出される燃料圧の目標値である。目標燃料圧線VP1の圧力値は、上記予め設定された第1燃料圧に相当する。   VP0 (solid line) indicates the DME vapor pressure line, and VP1 (broken line) indicates the target fuel pressure line in the start mode. This target fuel pressure is a target value of the fuel pressure detected by the sensor S1 at the inlet of the supply pump P2. The pressure value of the target fuel pressure line VP1 corresponds to the preset first fuel pressure.

本実施の形態では、始動モード時におけるサプライポンプP2の入口の燃料圧(目標燃料圧線VP1)を、DMEが気化しないように蒸気圧(蒸気圧線VP0)よりも高くなるように設定している。なお、制御装置CのROMには、この図6に例示したような情報が予め記録されており、制御装置Cは、これに基づいて上記制御動作を行う。   In the present embodiment, the fuel pressure (target fuel pressure line VP1) at the inlet of the supply pump P2 in the start mode is set to be higher than the vapor pressure (vapor pressure line VP0) so that DME is not vaporized. Yes. Note that information as illustrated in FIG. 6 is recorded in advance in the ROM of the control device C, and the control device C performs the control operation based on this information.

このような本実施の形態の燃料供給システム、ディーゼルエンジンおよび燃料供給方法によれば、エンジン実始動に先立つエンジン始動モードにおいて燃料循環動作および燃料加圧動作を順に行うことにより、サプライポンプP2側でDMEが完全に液体状態に置き換わってからスタータモータを作動しクランキングを開始することができる。このため、エンジン始動操作を容易にすることができ、また、エンジン始動不良を軽減できるので、スムーズにエンジンEを始動することができる。   According to the fuel supply system, diesel engine, and fuel supply method of the present embodiment as described above, the fuel circulation operation and the fuel pressurization operation are sequentially performed in the engine start mode prior to the actual engine start, so that the supply pump P2 side The cranking can be started by operating the starter motor after the DME is completely replaced by the liquid state. For this reason, the engine starting operation can be facilitated, and the engine starting failure can be reduced, so that the engine E can be started smoothly.

また、サプライポンプP2側でDMEが完全に液体状態に置き換わってからスタータモータを作動しクランキングを開始するので、クランキング時間を短くすることができ、スタータモータの故障とエンジン始動時のバッテリーの消耗を低減または防止することができる。したがって、DMEを燃料とするエンジンEの始動性を向上させることができる。   In addition, since the starter motor is operated and cranking is started after the DME is completely replaced with liquid on the supply pump P2, the cranking time can be shortened, and the starter motor failure and the battery at the time of engine start-up can be shortened. Consumption can be reduced or prevented. Therefore, the startability of the engine E using DME as fuel can be improved.

1 燃料タンク
2a 供給配管
2b,2c 配管
2d 戻り配管
2e 主戻り配管(第1戻り配管)
2f 戻り配管
2g 戻り配管(第2戻り配管)
3a 逆止弁(調圧弁)
3b プレッシャーコントロールバルブ
5 ポンプ本体
5a 燃料入口
5b 燃料出口
5c 燃料通路
5d 燃料貯留室
5e カム
5f プランジャ
5g プランジャ摺動室
6 電磁弁
6a ポペットバルブ
6b 電磁コイル部
P1 燃料圧送ポンプ(第1ポンプ)
P2 燃料加圧ポンプ(第2ポンプ)
CR コモンレール
E ディーゼルエンジン
V1 出口バルブ
V2 電磁弁
V3 戻りバルブ
MV1 第1電磁弁(第1開閉手段)
MV2 第2電磁弁(第2開閉手段)
MV3 第3電磁弁(第3開閉手段)
MV3a ポペットバルブ
MV3b 電磁コイル部
C 制御装置(制御手段)
S1 センサ(第1検出手段)
S2 圧力センサ(第2検出手段)
J インジェクタ
F フィルター
1 Fuel tank 2a Supply pipe 2b, 2c Pipe 2d Return pipe 2e Main return pipe (first return pipe)
2f Return pipe 2g Return pipe (second return pipe)
3a Check valve (pressure regulating valve)
3b Pressure control valve 5 Pump body 5a Fuel inlet 5b Fuel outlet 5c Fuel passage 5d Fuel storage chamber 5e Cam 5f Plunger 5g Plunger sliding chamber 6 Electromagnetic valve 6a Poppet valve 6b Electromagnetic coil part P1 Fuel pump (first pump)
P2 Fuel pressurizing pump (second pump)
CR Common rail E Diesel engine V1 Outlet valve V2 Solenoid valve V3 Return valve MV1 First solenoid valve (first opening / closing means)
MV2 second solenoid valve (second opening / closing means)
MV3 third solenoid valve (third opening / closing means)
MV3a Poppet valve MV3b Electromagnetic coil part C Control device (control means)
S1 sensor (first detection means)
S2 Pressure sensor (second detection means)
J Injector F Filter

Claims (3)

燃料タンクに貯留されたジメチルエーテルからなる燃料を第1ポンプにより第2ポンプへ供給し、さらに第2ポンプからコモンレールを介してディーゼルエンジンに供給するコモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料供給システムにおいて、
前記第1ポンプと前記第2ポンプとを接続する供給配管に設けられた第1開閉手段と、
前記第2ポンプの入口の圧力および温度を検出する第1検出手段と、
前記第2ポンプおよび前記コモンレールと前記燃料タンクとを接続する第1戻り配管に設けられた第2開閉手段と、
前記第1戻り配管の内部の圧力を検出する第2検出手段と、
前記第2ポンプおよび前記コモンレールを接続する配管の途中に接続され、前記第1戻り配管に接続される第2戻り配管と、
前記第2戻り配管に設けられた第3開閉手段と、
前記第1、第2ポンプおよび前記第1、第2、第3開閉手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第1ポンプを作動した状態で、前記第1、第2、第3開閉手段を開いて、前記燃料タンクの燃料を、前記供給配管、前記第2ポンプ、前記第2戻り配管および前記第1戻り配管を経て、前記燃料タンクに戻して前記第2ポンプに残される気体状態の燃料を押し流すように循環させて、予め設定された時間が経過したら、前記第1ポンプを作動したまま、前記第3開閉手段を閉じることにより、前記第2ポンプの出口側の調圧弁の作用により前記燃料に圧力を加え、前記第1検出手段により前記燃料の圧力を検出し、予め設定された圧力以上であると判定すると、前記ディーゼルエンジンのスタータモータの回転を許可し、前記スタータモータを回転してエンジンを始動する構成を有する燃料供給システム。
In a fuel supply system for a common rail type diesel engine, a fuel made of dimethyl ether stored in a fuel tank is supplied to a second pump by a first pump, and further supplied from the second pump to the diesel engine via a common rail.
First opening / closing means provided in a supply pipe connecting the first pump and the second pump;
First detection means for detecting pressure and temperature at the inlet of the second pump;
A second opening / closing means provided in a first return pipe connecting the second pump and the common rail to the fuel tank;
Second detection means for detecting the pressure inside the first return pipe;
A second return pipe connected in the middle of the pipe connecting the second pump and the common rail, and connected to the first return pipe;
A third opening / closing means provided in the second return pipe;
Control means for controlling the first and second pumps and the first, second and third opening and closing means;
The control means opens the first, second, and third opening / closing means in a state where the first pump is operated, and supplies the fuel in the fuel tank to the supply pipe, the second pump, and the second return. Return the fuel tank to the fuel tank through the pipe and the first return pipe, and circulate the fuel in the gaseous state remaining in the second pump. When the preset time has elapsed, the first pump is activated. In this state, by closing the third opening / closing means, pressure is applied to the fuel by the action of the pressure regulating valve on the outlet side of the second pump, and the pressure of the fuel is detected by the first detection means. A fuel supply system configured to permit rotation of the starter motor of the diesel engine and start the engine by rotating the starter motor when it is determined that the pressure is equal to or higher than the predetermined pressure.
請求項1記載の燃料供給システムを用いるディーゼルエンジン。   A diesel engine using the fuel supply system according to claim 1. 燃料タンクに貯留されたジメチルエーテルからなる燃料を第1ポンプにより第2ポンプへ供給し、さらに第2ポンプからコモンレールを介してディーゼルエンジンに供給するコモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料供給方法において、
前記第1ポンプと前記第2ポンプとを接続する供給配管に設けられた第1開閉手段と、
前記第2ポンプの入口の圧力および温度を検出する第1検出手段と、
前記第2ポンプおよび前記コモンレールと前記燃料タンクとを接続する第1戻り配管に設けられた第2開閉手段と、
前記第1戻り配管の内部の圧力を検出する第2検出手段と、
前記第2ポンプおよび前記コモンレールを接続する配管の途中に接続され、前記第1戻り配管に接続される第2戻り配管と、
前記第2戻り配管に設けられた第3開閉手段と、
前記第1、第2ポンプおよび前記第1、第2、第3開閉手段を制御する制御手段とを備え、
前記第1ポンプを作動した状態で、前記第1、第2、第3開閉手段を開いて、前記燃料タンクの燃料を、前記供給配管、前記第2ポンプ、前記第2戻り配管および前記第1戻り配管を経て、前記燃料タンクに戻して前記第2ポンプに残される気体状態の燃料を押し流すように循環させる燃料循環工程と、
前記燃料循環工程を予め設定された時間行った後、前記第1ポンプを作動したまま、前記第3開閉手段を閉じることにより、前記第2ポンプの出口側の調圧弁の作用により前記燃料に圧力を加える燃料加圧工程と、
前記燃料加圧工程により加圧された前記燃料の圧力を前記第1検出手段により検出し、予め設定された圧力以上であると判定すると、前記ディーゼルエンジンのスタータモータの回転を許可し、前記スタータモータを回転してエンジンを始動する工程とを有する燃料供給方法。
In a fuel supply method for a common rail type diesel engine, a fuel made of dimethyl ether stored in a fuel tank is supplied to a second pump by a first pump, and further supplied from the second pump to the diesel engine via a common rail.
First opening / closing means provided in a supply pipe connecting the first pump and the second pump;
First detection means for detecting pressure and temperature at the inlet of the second pump;
A second opening / closing means provided in a first return pipe connecting the second pump and the common rail to the fuel tank;
Second detection means for detecting the pressure inside the first return pipe;
A second return pipe connected in the middle of the pipe connecting the second pump and the common rail, and connected to the first return pipe;
A third opening / closing means provided in the second return pipe;
Control means for controlling the first and second pumps and the first, second and third opening and closing means;
In a state where the first pump is operated, the first, second, and third opening / closing means are opened, and fuel in the fuel tank is supplied to the supply pipe, the second pump, the second return pipe, and the first A fuel circulation step for circulating the fuel in a gaseous state that is returned to the fuel tank and returned to the second pump through the return pipe;
After the fuel circulation step is performed for a preset time, the third opening / closing means is closed while the first pump is operated, so that the pressure is applied to the fuel by the action of the pressure regulating valve on the outlet side of the second pump. A fuel pressurizing step for adding
When the pressure of the fuel pressurized in the fuel pressurizing step is detected by the first detection means and determined to be equal to or higher than a preset pressure, rotation of the starter motor of the diesel engine is permitted, and the starter And a fuel supply method including a step of starting an engine by rotating a motor.
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