JP2016109117A - 車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低温における燃焼特性を向上させるために、ヒーテッドインジェクターのヒーティング制御を最適化して始動性能を向上させる車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法を提供する。【解決手段】エンジンに燃料を噴射するインジェクターと、インジェクターに燃料を供給する燃料ポンプとを備える車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法において、インジェクターを加熱するプレヒート段階、燃料ポンプの駆動を停止する燃料供給中断段階、及び燃料供給中断段階の後、インジェクターを加熱するメインヒート段階を含むことを特徴とする。プレヒート段階と同時に、またはプレヒート段階の後に行われる燃料ポンプ駆動段階をさらに含み、プレヒート段階と燃料ポンプ駆動段階は、予め定められた作動時間が経過すると終了することが好ましい。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法に係り、より詳しくは、ヒーティング性能を向上させるためにヒーティング制御を最適化する車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法に関する。

ガソリン及びエタノールなどを燃料として用いるエンジンの場合、性能の向上、燃費の向上、排出ガスの低減のための最も重要な要素の一つが燃焼特性を向上させることである。一般的な火花点火（ＳＰＡＲＫ ＩＧＮＩＴＩＯＮ）エンジンの燃焼過程は、燃料が空気と混ざり、スパークプラグで着火させると、火炎が発火源から広がっていく拡散火炎の形態をみせる。（例えば、引用文献１参照）。
予混合燃焼で燃焼特性を向上させるためには、燃料の粒子が小さくなければならず、燃料の気化が良好で、燃料が空気とよく混ざらなければならない。このため、インジェクターの噴霧特性と燃焼室内の流動特性を向上させるための技術が積極的に開発及び適用されている。低温における燃焼特性は、燃料の気化特性が不良になるので、一般に非常に不良になる。そこで、低温始動時の始動性を向上させるために燃料の量を増量し、オルタネーターの発電を禁止し、マルチイグニッションなどを適用して始動性を向上させている。
このような低温における燃焼特性を向上させるためには、燃料の温度を高めるヒーテッドインジェクターが設置されたシステムでヒーティング制御を最適化して始動性能を向上させる必要がある。

特許第２００７−１９２２３５号公報

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的とするところは、低温における燃焼特性を向上させるために、ヒーテッドインジェクターのヒーティング制御を最適化して始動性能を向上させる車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するためになされた本発明の車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法は、エンジンに燃料を噴射するインジェクターと、インジェクターに燃料を供給する燃料ポンプとを備える車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法において、インジェクターを加熱するプレヒート段階、前記燃料ポンプの駆動を停止する燃料供給中断段階、及び前記燃料供給中断段階の後、前記インジェクターを加熱するメインヒート段階を含むことを特徴とする。

プレヒート段階と同時に、またはプレヒート段階の前に行われる燃料ポンプ駆動段階をさらに含むことが好ましい。
プレヒート段階と燃料ポンプ駆動段階は、予め定められた作動時間が経過すると終了することが好ましい。

プレヒート段階と燃料ポンプ駆動段階は、燃料の圧力が予め定められた圧力を満たすと終了すことが好ましい。
プレヒート段階の持続時間は、燃料ポンプ駆動段階より長く定められていることがよい。

プレヒート段階以前に、冷却水温または外気の温度を測定する温度測定段階をさらに含むことが好ましい。
プレヒート段階及びメインヒート段階は、温度測定段階で測定された温度が予め定められた温度以下であれば行われることが好ましい。

燃料供給中断段階の後、メインヒート段階の前に行われるクランキング予想段階をさらに含むことが好ましい。
クランキング予想段階は、予め定められた始動前提条件に基づいて運転者のエンジン始動意志を予想するものであり、メインヒート段階は、クランキング予想段階で予め定められた始動前提条件を満たすと行われることが好ましい。

始動前提条件は、運転者がシートベルトを着用した後、キーオン（ＫＥＹ−ＯＮ）することであることがよい。
始動前提条件は、運転者がブレーキを踏んだ状態でキーオン（ＫＥＹ−ＯＮ）することであることがよい。

本発明によれば、次のような効果がある。
第一、低温における燃焼特性を向上させるために、ヒーテッドインジェクターのヒーティング制御を最適化することにより、低温時の始動性の向上及び車両の商品性を向上させることができる。
第二、燃料ポンプ制御ロジックと連動して制御することにより、効果的なプレヒート制御を行うことができる。
第三、低温におけるヒーテッドインジェクターのヒーティング制御を最適化することにより、始動時間の短縮及び最適なヒーティング制御を介して排出ガスを低減することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法のブロック図である。 本発明の一実施形態に係る車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法のフローチャートである。 図２のクランキング予想段階の一実施形態を含む車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法のフローチャートである。 図２のクランキング予想段階の他の実施形態を含む車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法のフローチャートである。

以下、本発明の車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法について、図面を基にして詳細に説明する。
ガソリンエンジンの場合、低温で始動するためにガソリンタンクとは別途のガソリン補助燃料タンクがある。ヒーテッドインジェクターシステムは、低温での始動性を向上させるために、燃料が供給されるインジェクターを加熱して燃料の温度を上昇させるシステムである。
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法のブロック図である。
ヒーテッドインジェクターシステムは、インジェクターにヒーター１１が内蔵されており、制御部１０を介してヒーター１１のヒーティングを制御し、燃料の温度を燃焼が可能な水準にまで上昇させる。

本発明の一実施形態に係る車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法は、エンジンに燃料を噴射するインジェクターと、インジェクターに燃料を供給する燃料ポンプ１３とを備える車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法において、ヒーター１１に印加してインジェクターを加熱するプレヒート段階（Ｓ５）、燃料ポンプ１３の駆動を停止する燃料供給中断段階（Ｓ７）、及び燃料供給中断段階（Ｓ７）の後、ヒーター１１に印加してインジェクターを加熱するメインヒート段階（Ｓ９）を含む。プレヒート段階（Ｓ５）は、メインヒート段階（Ｓ９）の前に行われる。制御部１０は、メインヒート段階（Ｓ９）の前にプレヒート段階（Ｓ５）を行う。したがって、本発明は、従来の技術より追加的なヒート段階をさらに含む。
本発明の一実施形態に係る車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法は、プレヒート段階（Ｓ５）と同時に、またはプレヒート段階（Ｓ５）の前に行われる燃料ポンプ駆動段階（Ｓ３）をさらに含む。
制御部１０は、燃料ポンプ駆動段階（Ｓ３）以前に予めプレヒート段階（Ｓ５）を行うことができる。制御部１０は、燃料ポンプ駆動段階（Ｓ３）とプレヒート段階（Ｓ５）を同時に行うことができる。
プレヒート段階（Ｓ５）と燃料ポンプ駆動段階（Ｓ３）は、予め定められた動作時間が経過すると終了する。

制御部１０は、予め定められた時間（例えば１〜３秒）の間、プレヒート段階（Ｓ５）と燃料ポンプ駆動段階（Ｓ３）を行う。
プレヒート段階（Ｓ５）と燃料ポンプ駆動段階（Ｓ３）は、燃料の圧力が予め定められた圧力を満たすと終了する。制御部１０は、圧力センサ１７と連結される。圧力センサ１７は、インジェクターへ流入された燃料の圧力を感知する。
燃料の圧力が予め定められた圧力に達すると、制御部１０は燃料がインジェクターの内部に完全に満ちたものと判断する。したがって、制御部１０はもはや燃料ポンプ１３を駆動する必要がないと判断して、燃料ポンプ１３の駆動を終了する燃料供給中断段階（Ｓ７）を行う。
プレヒート段階（Ｓ５）の持続時間は、燃料ポンプ駆動段階（Ｓ３）より長く定められる。制御部１０は、外気の温度に応じてヒーティング時間を調節することができる。したがって、インジェクターの内部に燃料が完全に満ちた後も、プレヒート段階（Ｓ５）を持続することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法は、プレヒート段階（Ｓ５）以前に、冷却水温または外気の温度を測定する温度測定段階（Ｓ１）をさらに含む。温度センサ１５は、冷却水温または外気の温度を測定する。温度センサ１５は、測定値を制御部１０に転送する。制御部１０は、温度センサ１５の測定値を介して外気の温度を判断する。
プレヒート段階（Ｓ５）及びメインヒート段階（Ｓ９）は、温度測定段階（Ｓ１）で測定された温度が予め定められた温度以下であれば行われる。制御部１０は、判断された外気の温度に応じてプレヒート段階（Ｓ５）及びメインヒート段階（Ｓ９）の必要性を判断する。
本発明の一実施形態に係る車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法は、燃料供給中断段階（Ｓ７）の後、メインヒート段階（Ｓ９）の前に行われるクランキング予想段階（Ｓ８）をさらに含む。クランキング予想段階（Ｓ８）は、運転者がエンジンを稼働させる意思があるかを予測する段階である。制御部１０は、燃料供給中断段階（Ｓ７）の後、クランキング予想段階（Ｓ８）を介してメインヒート段階（Ｓ９）を行うかを判断する。

クランキング予想段階（Ｓ８）は、予め定められた始動前提条件に基づいて運転者のエンジン始動意志を予想するものであり、メインヒート段階（Ｓ９）は、クランキング予想段階（Ｓ８）で予め定められた始動前提条件を満たすと行われる。
始動前提条件は、運転者がシートベルトを着用した後、キーオン（ＫＥＹ−ＯＮ）すること（Ｓ１８）である。クランキング予想段階（Ｓ８）は、始動前提条件の満足可否を感知する。制御部１０は、始動部１８から信号の伝達を受ける。始動部１８は、キーが挿入されたのか否か、キーの回転程度またはキーの押し等を制御部１０に伝達する。
または、始動前提条件は、運転者がブレーキ１６を踏んだ状態でキーオン（ＫＥＹ−ＯＮ）（Ｓ２８）することである。制御部１０は、シートベルト着用感知部から信号の伝達を受ける。制御部１０は、運転者がブレーキ１６を踏むとすぐに運行のための始動要請を行うものであると予想することができる。制御部１０は、運転者がシートベルトを着用すると運行をするものと判断して、すぐにクランキング動作が要請されるものであると予想することができる。制御部１０は、シートベルト着用感知部１９と連結して運転者のシートベルトの着用有無を感知することができる。

本発明の実施形態に係る車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法によれば、ヒーティング時点とヒーティング時間に対する効率的な制御が可能である。始動性の向上のための燃料ポンプ１３の駆動と同時にインジェクターヒーティング制御を行うことにより、エンジンに必要な燃料の供給と燃料温度を上昇させることが同時に可能である。したがって、始動性の向上のための最も効果的な制御が可能である。
すなわち、始動のための始動待機時間であるクランキング時のヒーティング時間を短縮して、低温時の始動性能を向上させることにより商品性を効果的に向上させることができる。

以上、本発明について好ましい実施例を使って詳しく説明したが、本発明の範囲は特定の実施形態に限定されるのではなく、特許請求の範囲によって解釈されなければならない。また、この技術分野で通常の知識を習得した者なら、本発明の技術的範囲内で多くの修正と変形ができることはいうまでもない。

１０：制御部
１１：ヒーター
１３：燃料ポンプ
１５：温度センサ
１６：ブレーキ
１７：圧力センサ
１８：始動部
１９：シートベルト着用感知部

Claims (11)

1. エンジンに燃料を噴射するインジェクターと、前記インジェクターに燃料を供給する燃料ポンプとを備える車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法において、
   ヒーターを駆動して前記インジェクターを加熱するプレヒート段階、
   前記燃料ポンプの駆動を停止する燃料供給中断段階、及び
   前記燃料供給中断段階の後、前記ヒーターを駆動して前記インジェクターを加熱するメインヒート段階を含むことを特徴とする車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法。
2. 前記プレヒート段階と同時に、または前記プレヒート段階の前に行われる燃料ポンプ駆動段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法。
3. 前記プレヒート段階と燃料ポンプ駆動段階は、
   予め定められた作動時間が経過すると終了することを特徴とする請求項２に記載の車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法。
4. 前記プレヒート段階と燃料ポンプ駆動段階は、
   燃料の圧力が予め定められた圧力を満たすと終了することを特徴とする請求項２に記載の車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法。
5. 前記プレヒート段階の持続時間は、前記燃料ポンプ駆動段階より長く定められていることを特徴とする請求項２に記載の車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法。
6. 前記プレヒート段階以前に、冷却水温または外気の温度を測定する温度測定段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法。
7. 前記プレヒート段階及びメインヒート段階は、
   前記温度測定段階で測定された温度が予め定められた温度以下であれば行われることを特徴とする請求項６に記載の車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法。
8. 前記燃料供給中断段階の後、前記メインヒート段階の前に行われるクランキング予想段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法。
9. 前記クランキング予想段階は、
   予め定められた始動前提条件に基づいて運転者のエンジン始動意志を予想するものであり、
   前記メインヒート段階は、
   前記クランキング予想段階で予め定められた始動前提条件を満たすと行われることを特徴とする請求項８に記載の車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法。
10. 前記始動前提条件は、
    運転者がシートベルトを着用した後、キーオン（ＫＥＹ−ＯＮ）することであることを特徴とする請求項９に記載の車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法。
11. 前記始動前提条件は、
    運転者がブレーキを踏んだ状態でキーオン（ＫＥＹ−ＯＮ）することであることを特徴とする請求項９に記載の車両用ヒーテッドインジェクターシステムの制御方法。

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