JP2010540815A - 蒸気測定 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、燃料インジェクタを有する内燃機関10を提供する。図1にあるように、燃料インジェクタは、ばね付きピストン55又は弾性ダイアフラムピストン8155と、ピストン55、8155を変位させるための電気コイル57、8158を有している。ピストンは、燃料をポンプ室52、8152に導入またはポンプ室から排出する。電子制御部23、8159によって1エンジンサイクルあたりのインジェクタの作動回数を制御することにより、1サイクルあたりに燃焼室に供給される燃料の量を制御する。ばねの作用またはピストン自体の弾性によるピストンの移動によってコイル52、8158に形成される電圧を用いて、燃料の蒸気圧を求める。インジェクタと同様の装置を用いて燃料をパイプラインから導入し燃料の蒸気圧を測定することができる。
【選択図】図1
Description
可変容積燃焼室と、
前記燃焼室に給気を供給するための吸気システムと、
燃焼ガスを前記燃焼室から大気中に送るための排気システムと、
前記燃焼室内で前記給気とともに燃焼させるために前記給気中に燃料を供給するための燃料噴射システムと、
を備える内燃機関であって、
前記燃料噴射システムは、
容積式ポンプとして機能するべく、内部にポンプ室が形成されたハウジングと、電気コイルと、前記電気コイルの作用により前記ハウジング内に設けられたボア内を軸方向に摺動するピストンと、前記ピストンに作用する付勢ばねと、を備える燃料インジェクタと、
前記燃料インジェクタの作動を制御する制御部と、からなり、
少なくとも過半数のエンジンサイクルのそれぞれにおいて、前記燃料インジェクタは前記制御部の制御によって複数回作動し、
前記制御部は、エンジン速度及び/又は負荷が増加するにしたがって、1エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を増やすことにより、1エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量を増加させ、
前記制御部は、エンジン速度及び/又は負荷が減少するにしたがって、1エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を減らすことにより、1エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量を減少させ、
前記ピストンが第一の方向に移動することにより燃料が前記ポンプ室に導入され、前記ピストンが反対の方向に移動することにより燃料が前記ポンプ室から排出され、
前記ばねの作用により前記ピストンが移動することにより前記コイルに電圧が形成され、
前記制御部は、前記ばねの作用による前記ピストンの移動によって形成される前記電圧を用いて、前記ポンプ室内の燃料蒸気の量を求め、
前記制御部は、求められた燃料蒸気の量に応じて前記インジェクタの作動を調整し、燃料蒸気の量の増加に応じて1エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を増加させる内燃機関が提供される。
可変容積燃焼室と、
前記燃焼室に給気を供給するための吸気システムと、
燃焼ガスを前記燃焼室から大気中に送るための排気システムと、
前記燃焼室内で前記給気とともに燃焼させるために前記給気中に燃料を供給するための燃料噴射システムと、
を備える内燃機関であって、
前記燃料噴射システムは、
容積式ポンプとして機能するべく、内部にポンプ室が形成されたハウジングと、電気コイルと、前記電気コイルの作用によりそれ自体の弾性に抗して変位可能であり且つその弾性によって変位前の状態に復帰することが可能なダイアフラムからなるピストンと、を備える燃料インジェクタと、
前記燃料インジェクタの作動を制御する制御部と、からなり、
少なくとも過半数のエンジンサイクルのそれぞれにおいて、前記燃料インジェクタは前記制御部の制御によって複数回作動し、
前記制御部は、エンジン速度及び/又は負荷が増加するにしたがって、1エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を増やすことにより、1エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量を増加させ、
前記制御部は、エンジン速度及び/又は負荷が減少するにしたがって、1エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を減らすことにより、1エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量を減少させ、
前記ピストンが第一の方向に変位することにより燃料が前記ポンプ室に導入され、前記ピストンが反対方向に変位することにより燃料が前記ポンプ室から排出され、
前記ピストンがその弾性により復帰することにより前記コイルに電圧が形成され、
前記制御部は、前記ピストンの弾性による動きによって形成される前記電圧を用いて、前記ポンプ室内の燃料蒸気の量を求め、
前記制御部は、求められた燃料蒸気の量に応じて前記インジェクタの作動を調整し、燃料蒸気の量の増加に応じて1エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を増加させる内燃機関が提供される。
内燃機関における燃焼室での燃焼のために燃料を供給するための燃料噴射方法であって、
エンジンの各作動サイクルにおける所定回数の燃料供給サイクルにおいて、連続的に燃料をポンプ室に導入した後ポンプ室から排出することによって前記燃焼室へと燃料を供給し、
ばね付きピストンを変位させることによって燃料を前記ポンプ室に導入及び前記ポンプ室から排出し、
電磁気力を作用させることにより前記ピストンをばねに抗して変位させ、次に前記ばねの力を利用して前記ピストンを復帰させることにより、前記ばね付きピストンの変位を実現させ、
前記ばね力による前記ピストンの復帰を利用して電気信号を生成し、
生成された前記電気信号を利用して前記ポンプ室内の燃料蒸気の量を求め、
求めた燃料蒸気の量を考慮してエンジン作動サイクルあたりの燃料供給サイクルの前記所定回数を調整する、燃料噴射方法が提供される。
ポンプ室と、
流体を前記ポンプ室に導入するための流体入口と、
流体を前記ポンプ室から排出するための流体出口と、
流体が前記流体入口から前記ポンプ室内に流入するのを可能にする一方、流体が前記ポンプ室から前記流体入口に逆流するのを防ぐ第一の一方向弁と、
流体が前記ポンプ室から前記流体出口に流出するのを可能にする一方、流体が前記流体出口から前記ポンプ室内に逆流するのを防ぐ第二の一方向弁と、
電気コイルと、
前記電気コイルの作用により、前記ハウジング内に形成されたボアに沿って軸方向且つ第一の方向に摺動するピストンと、
前記ピストンに作用することにより、前記ピストンを前記ボアに沿って軸方向且つ前記第一の方向とは反対の第二の方向に摺動させる付勢ばねと、
装置の作動を制御する電子制御部と、からなり、
前記ピストンの一方向への移動によって流体が前記ポンプ室内に導入され、前記ピストンの反対方向への移動によって流体が前記ポンプ室から排出され、
前記ばねの作用による前記ピストンの移動によって前記コイルに電圧が形成され、これを測定信号として出力する流体試験装置が提供される。
ポンプ室と、
流体を前記ポンプ室に導入するための流体入口と、
流体を前記ポンプ室から排出するための流体出口と、
流体が前記流体入口から前記ポンプ室内に流入するのを可能にする一方、流体が前記ポンプ室から前記流体入口に逆流するのを防ぐ第一の一方向弁と、
流体が前記ポンプ室から前記流体出口に流出するのを可能にする一方、流体が前記流体出口から前記ポンプ室内に逆流するのを防ぐ第二の一方向弁と、
電気コイルと、
前記電気コイルの作用によりそれ自体の弾性に抗して変位可能であり且つその弾性によって変位前の状態に復帰することが可能なダイアフラムからなるピストンと、
装置の作動を制御する電子制御部と、からなり、
前記ピストンの一方向への変位によって流体が前記ポンプ室内に導入され、前記ピストンの反対方向への変位によって流体が前記ポンプ室から排出され、
前記ダイアフラムの弾性による前記ピストンの復帰によって前記コイルに電圧が形成され、これを測定信号として出力する流体試験装置が提供される。
流体を流体室に導入し、
続いて流体を前記ポンプ室から排出し、
ばね付きピストンを変位させることによって流体を前記ポンプ室に導入及び前記ポンプ室から排出し、
前記ばねの力に抗する力を前記ピストンに作用させて変位させ、次に前記ばねの力を利用して前記ピストンを復帰させることにより、前記ピストンの変位を実現させ、
前記ばね力による前記ピストンの変位を利用して電気測定信号を生成し、この電気信号を測定信号として利用するために出力する、流体の試験方法が提供される。
Claims (21)
- 可変容積燃焼室と、
前記燃焼室に給気を供給するための吸気システムと、
燃焼ガスを前記燃焼室から大気中に送るための排気システムと、
前記燃焼室内で前記給気とともに燃焼させるために前記給気中に燃料を供給するための燃料噴射システムと、
を備える内燃機関であって、
前記燃料噴射システムは、
容積式ポンプとして機能するべく、内部にポンプ室が形成されたハウジングと、電気コイルと、前記電気コイルの作用により前記ハウジング内に設けられたボア内を軸方向に摺動するピストンと、前記ピストンに作用する付勢ばねと、を備える燃料インジェクタと、
前記燃料インジェクタの作動を制御する制御部と、からなり、
少なくとも過半数のエンジンサイクルのそれぞれにおいて、前記燃料インジェクタは前記制御部の制御によって複数回作動し、
前記制御部は、エンジン速度及び/又は負荷が増加するにしたがって、1エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を増やすことにより、1エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量を増加させ、
前記制御部は、エンジン速度及び/又は負荷が減少するにしたがって、1エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を減らすことにより、1エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量を減少させ、
前記ピストンが第一の方向に移動することにより燃料が前記ポンプ室に導入され、前記ピストンが反対の方向に移動することにより燃料が前記ポンプ室から排出され、
前記ばねの作用により前記ピストンが移動することにより前記コイルに電圧が形成され、
前記制御部は、前記ばねの作用による前記ピストンの移動によって形成される前記電圧を用いて、前記ポンプ室内の燃料蒸気の量を求め、
前記制御部は、求められた燃料蒸気の量に応じて前記インジェクタの作動を調整し、燃料蒸気の量の増加に応じて1エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を増加させる、内燃機関。 - 可変容積燃焼室と、
前記燃焼室に給気を供給するための吸気システムと、
燃焼ガスを前記燃焼室から大気中に送るための排気システムと、
前記燃焼室内で前記給気とともに燃焼させるために前記給気中に燃料を供給するための燃料噴射システムと、
を備える内燃機関であって、
前記燃料噴射システムは、
容積式ポンプとして機能するべく、内部にポンプ室が形成されたハウジングと、電気コイルと、前記電気コイルの作用によりそれ自体の弾性に抗して変位可能であり且つその弾性によって変位前の状態に復帰することが可能なダイアフラムからなるピストンと、を備える燃料インジェクタと、
前記燃料インジェクタの作動を制御する制御部と、からなり、
少なくとも過半数のエンジンサイクルのそれぞれにおいて、前記燃料インジェクタは前記制御部の制御によって複数回作動し、
前記制御部は、エンジン速度及び/又は負荷が増加するにしたがって、1エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を増やすことにより、1エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量を増加させ、
前記制御部は、エンジン速度及び/又は負荷が減少するにしたがって、1エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を減らすことにより、1エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量を減少させ、
前記ピストンが第一の方向に変位することにより燃料が前記ポンプ室に導入され、前記ピストンが反対方向に変位することにより燃料が前記ポンプ室から排出され、
前記ピストンがその弾性により復帰することにより前記コイルに電圧が形成され、
前記制御部は、前記ピストンの弾性による動きによって形成される前記電圧を用いて、前記ポンプ室内の燃料蒸気の量を求め、
前記制御部は、求められた燃料蒸気の量に応じて前記インジェクタの作動を調整し、燃料蒸気の量の増加に応じて1エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を増加させる、内燃機関。 - 前記燃料噴射システムは、燃料の温度を測定するための温度センサをさらに有し、前記制御部は、測定した燃料温度と求めた前記燃料蒸気の量とを併せて用いて噴射される燃料のタイプを判断し、これに応じて前記燃料インジェクタの作動を調整する、請求項1又は2に記載の内燃機関。
- 前記制御部は、前記ピストンを所望の端部位置に変位させるのに充分な外部電圧を前記電気コイルに印加することにより前記電気コイルの作動を制御し、その後前記コイルの両端を互いに接続し電流が前記コイルを流れることを許容することにより外部電圧を印加することなく前記ピストンを前記所望の端部位置に保持し、その後前記コイルを接地することにより前記電流を消滅させ前記ピストンを解放し移動させる、請求項1ないし3のいずれかに記載の内燃機関。
- 前記制御部は、前記コイルの両端の接続を維持する期間を変更することにより前記インジェクタの作動頻度を変更可能である、請求項4に記載の内燃機関。
- 前記制御部は、エンジン速度を表す信号を受信し、エンジン速度が遅く且つ燃料蒸気の量が多いと判断した場合には、前記燃料インジェクタの作動頻度を、平均作動速度及び平均燃料蒸気量に対して用いられる作動頻度よりも少なくする、請求項5に記載の内燃機関。
- 前記ピストンは、2つの止端間を往復することにより、1回の作動における前記ピストンの移動距離は一定となっている、請求項1〜6のいずれかに記載の内燃機関。
- 前記ばねの作用又は前記ダイアフラムの弾性による作用によって前記ピストンが移動する間、前記制御部は、前記ピストンの移動によって形成される前記電圧が一定期間の下降の後に上昇し始める時点を検知し、後に続く最大電圧を記録する、請求項1〜7のいずれかに記載の内燃機関。
- 前記電気コイルは前記ピストンを囲んでいる、請求項1〜8のいずれかに記載の内燃機関。
- エンジンのクランクシャフト又はカムシャフトに関連付けてセンサが設けられており、当該センサが前記クランクシャフトまたはカムシャフトの回転に対応したタイミング信号を生成し、前記電子制御部は、このタイミング信号を用いて各エンジンサイクルにおける前記インジェクタの作動のタイミングを設定する、請求項1〜9のいずれかに記載の内燃機関。
- 前記燃料インジェクタは、燃料を前記燃料室に導入するための燃料入口と、燃料を燃料インジェクタから押し出すための燃料出口と、を備えており、
前記燃料インジェクタは、さらに、燃料が前記燃料入口から前記燃料室内に流入するのを可能にする一方、燃料が前記燃料室から前記燃料入口に逆流するのを防ぐ第一の一方向弁と、燃料が前記燃料室から前記燃料出口に流出するのを可能にする一方、燃料が前記燃料出口から前記燃料室内に逆流するのを防ぐ第二の一方向弁と、を備える、請求項1〜10のいずれかに記載の内燃機関。 - 前記制御部は、前記ばねの作用または前記ダイアフラムの弾性による前記ピストンの移動によって形成される最大電圧を保持するためのピーク電圧保持回路を備えており、
前記ピーク電圧保持回路は、
前記コイルから電圧信号を受信する演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力側に接続され、その出力側から前記演算増幅器のためのフィードバック信号が得られるダイオードと、
前記演算増幅器の出力側に接続され、前記制御部のプロセッサによってサンプリングされた最大電圧を保持するコンデンサと、を含む、請求項1〜11のいずれかに記載の内燃機関。 - 前記コンデンサは、前記演算増幅器の出力側とアースとの間でトランジスタに並列に接続されており、前記トランジスタは、前記制御部のプロセッサによる制御によって、前記ダイオードの出力側を周期的に接地することによりコンデンサによって蓄えられた電圧を減少させる、請求項12に記載の内燃機関。
- 前記コイルから供給される前記電圧信号を、フィルターを用いてフィルター処理し、前記演算増幅器はフィルター処理された電圧信号を受信する、請求項12又は13に記載の内燃機関。
- 前記燃料インジェクタは第一のタイプの燃料を供給し、第二のタイプの燃料または潤滑剤のいずれかを給気に供給するための第二のインジェクタを備えており、前記第二のインジェクタは、容積式ポンプとして機能するインジェクタであって、内部にポンプ室が形成されたハウジングと、電気コイルと、前記電気コイルの作用により前記ハウジング内に設けられたボア内を軸方向に摺動するピストンと、前記ピストンに作用する付勢ばねと、を備えており、
前記制御部は、両方の燃料インジェクタの作動を制御し、
前記制御部は、両方のインジェクタにおける前記ばねの作用または前記ピストンの弾性による前記ピストンの移動によって形成される電圧を用いて、両方のインジェクタの前記ポンプ室内の蒸気の量を求め、これに応じて両方のインジェクタの作動を調整する、請求項1〜14のいずれかに記載の内燃機関。 - 前記燃料インジェクタは第一のタイプの燃料を供給し、第二のタイプの燃料または潤滑剤のいずれかを給気に供給するための第二のインジェクタを備えており、前記第二のインジェクタは、容積式ポンプとして機能するインジェクタであって、内部にポンプ室が形成されたハウジングと、電気コイルと、前記電気コイルの作用によりそれ自体の弾性に抗して変位可能であり且つその弾性によって変位前の状態に復帰することが可能なダイアフラムからなるピストンと、を備えており、
前記制御部は、両方の燃料インジェクタの作動を制御し、
前記制御部は、両方のインジェクタにおける前記ばねの作用及び/又はピストンの弾性による前記ピストンの移動によって形成される電圧を用いて、両方のインジェクタの前記ポンプ室内の蒸気の量を求め、これに応じて両方のインジェクタの作動を調整する、請求項1ないし14のいずれかに記載の内燃機関。 - 内燃機関における燃焼室での燃焼のために燃料を供給するための燃料噴射方法であって、
エンジンの各作動サイクルにおける所定回数の燃料供給サイクルにおいて、連続的に燃料をポンプ室に導入した後ポンプ室から排出することによって前記燃焼室へと燃料を供給し、
ばね付きピストンを変位させることによって燃料を前記ポンプ室に導入及び前記ポンプ室から排出し、
電磁気力を作用させることにより前記ピストンをばねに抗して変位させ、次に前記ばねの力を利用して前記ピストンを復帰させることにより、前記ばね付きピストンの変位を実現させ、
前記ばね力による前記ピストンの復帰を利用して電気信号を生成し、
生成された前記電気信号を利用して前記ポンプ室内の燃料蒸気の量を求め、
求めた燃料蒸気の量を考慮してエンジン作動サイクルあたりの燃料供給サイクルの前記所定回数を調整する、燃料噴射方法。 - ポンプ室と、
流体を前記ポンプ室に導入するための流体入口と、
流体を前記ポンプ室から排出するための流体出口と、
流体が前記流体入口から前記ポンプ室内に流入するのを可能にする一方、流体が前記ポンプ室から前記流体入口に逆流するのを防ぐ第一の一方向弁と、
流体が前記ポンプ室から前記流体出口に流出するのを可能にする一方、流体が前記流体出口から前記ポンプ室内に逆流するのを防ぐ第二の一方向弁と、
電気コイルと、
前記電気コイルの作用により、前記ハウジング内に形成されたボアに沿って軸方向且つ第一の方向に摺動するピストンと、
前記ピストンに作用することにより、前記ピストンを前記ボアに沿って軸方向且つ前記第一の方向とは反対の第二の方向に摺動させる付勢ばねと、
装置の作動を制御する電子制御部と、からなり、
前記ピストンの一方向への移動によって流体が前記ポンプ室内に導入され、前記ピストンの反対方向への移動によって流体が前記ポンプ室から排出され、
前記ばねの作用による前記ピストンの移動によって前記コイルに電圧が形成され、これを測定信号として出力する、流体試験装置。 - ポンプ室と、
流体を前記ポンプ室に導入するための流体入口と、
流体を前記ポンプ室から排出するための流体出口と、
流体が前記流体入口から前記ポンプ室内に流入するのを可能にする一方、流体が前記ポンプ室から前記流体入口に逆流するのを防ぐ第一の一方向弁と、
流体が前記ポンプ室から前記流体出口に流出するのを可能にする一方、流体が前記流体出口から前記ポンプ室内に逆流するのを防ぐ第二の一方向弁と、
電気コイルと、
前記電気コイルの作用によりそれ自体の弾性に抗して変位可能であり且つその弾性によって変位前の状態に復帰することが可能なダイアフラムからなるピストンと、
装置の作動を制御する電子制御部と、からなり、
前記ピストンの一方向への変位によって流体が前記ポンプ室内に導入され、前記ピストンの反対方向への変位によって流体が前記ポンプ室から排出され、
前記ダイアフラムの弾性による前記ピストンの復帰によって前記コイルに電圧が形成され、これを測定信号として出力する、流体試験装置。 - 流体温度を測定するための温度センサと、
測定した流体温度と前記出力測定信号との両方を用いて、蓄積された参照情報から流体の組成を求める処理手段と、をさらに備える、請求項17または18に記載の流体試験装置。 - 流体を流体室に導入し、
続いて流体を前記ポンプ室から排出し、
ばね付きピストンを変位させることによって流体を前記ポンプ室に導入及び前記ポンプ室から排出し、
前記ばねの力に抗する力を前記ピストンに作用させて変位させ、次に前記ばねの力を利用して前記ピストンを復帰させることにより、前記ピストンの変位を実現させ、
前記ばね力による前記ピストンの変位を利用して電気測定信号を生成する、流体の試験方法。
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