JP4239969B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑式エンジンのエンジン制御装置に関するものであり、特に、燃料がエンプティの状態に近づいた時の、燃料の供給を制御することのできるエンジン制御装置に関する。

従来、燃料タンクとディーゼルエンジンとの間に気泡分離を行うリザーバを配設し、そのリザーバとエンジンとの間に潤滑系燃料循環回路と、燃焼系燃料循環回路とを構成した軽油潤滑式ディーゼルエンジンが開示されている（特許文献１）。このような軽油潤滑式ディーゼルエンジンでは、燃料となる軽油がエンジン各部の潤滑剤としても用いられ、エンジン各部を循環する。このため、潤滑専用のオイルは不要であり、オイル交換の手間も省くことができる。
特開昭６０−１９４１１２号公報

しかしながら、前記のような軽油潤滑式ディーゼルエンジンでは、筒内爆発による燃料タンク内の燃料の消費は、同時に潤滑油の減少となることから、燃料が消費されてエンプティの状態に近づくと、潤滑系燃料循環回路に十分な燃料（潤滑油）が供給されず、燃料がエンジン内の各摺動部に行き渡らなくおそれがある。燃料、すなわち、潤滑油がエンジン内の各摺動部に行き渡らなくなるとエンジンの焼き付きが生じ、問題である。
このような、燃料がエンプティの状態となったときのエンジン焼き付きの問題を回避する手段は、特許文献１には何ら開示されていない。

そこで、本発明は、軽油等燃料潤滑式エンジンにおける前記のような問題を回避し、燃料がエンプティの状態に近づいたときであっても、エンジンの焼き付きを起こすことのないエンジン制御装置を提供することを課題とする。

かかる課題を達成するための、本発明のエンジン制御装置は、軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑エンジンの燃料供給を制御するエンジン制御装置であって、燃料タンクから供給され、オイルタンク内に貯留された燃料を潤滑ポンプによりエンジン各部に供給する潤滑系燃料循環回路と、前記潤滑ポンプから噴射ポンプを経て燃料噴射系に燃料を供給する噴射系燃料循環回路と、前記燃料タンク内の燃料残量を検出する燃料残量検出手段と、前記潤滑ポンプをバイパスし、前記燃料タンクから前記噴射ポンプへの燃料の流通を可能とするよう連通するバイパス通路と、前記潤滑ポンプから前記エンジン各部への燃料の流通を許容した上で前記噴射ポンプへの燃料の流通を遮断するとともに前記燃料タンクから前記噴射ポンプへ連通する前記バイパス通路内の燃料の流通を許容するよう燃料の流路を切り替える燃料流路切替手段と、を備え、前記燃料残量検出手段により検出された検出値が所定値以下を示した場合に、前記燃料流路切替手段により前記潤滑ポンプから前記噴射ポンプへの燃料の流通を遮断し、前記燃料タンク内の燃料を前記バイパス通路を通じて前記噴射ポンプに流通させると共に、前記潤滑ポンプの駆動を継続させるよう指令する指令手段を備えたことを特徴とする。

すなわち、このような燃料供給装置では、前記燃料タンクと前記潤滑ポンプとの間に前記燃料タンクから燃料が供給されるオイルタンクを介装し、前記潤滑ポンプは燃料を前記オイルタンクから供給し、前記バイパス通路は燃料を前記燃料タンクから供給する構成とすることができる。

このような構成とすることにより、前記燃料残量検出手段が所定値以下を示したとき、すなわち、燃料タンク内の燃料がエンプティの状態に近づいたときに潤滑系燃料循環回路と、噴射系燃料循環回路とを切り分けることができる。潤滑系燃料循環回路と、噴射系燃料循環回路とを切り分けることにより、残りわずかとなった燃料タンク内の燃料を筒内爆発で消費する間は、オイルタンク内に貯留された潤滑用の燃料を従来のエンジンオイルと同様に循環させてエンジンの焼き付きを防止することができる。

本発明によれば、燃料残量検出手段が所定値以下を示した場合に、燃料流路切替手段により潤滑ポンプから噴射ポンプへの燃料の流通を遮断してバイパス通路を通じて燃料タンク内の燃料を噴射ポンプに供給し、その一方で潤滑ポンプの駆動を継続して潤滑系燃料循環回路に燃料を流通させ続けるようにしたので、燃料がエンプティに近い状態となっても、潤滑油として作用させる燃料を絶え間なく潤滑系燃料循環回路に流通させることができる。これにより、エンジンの焼き付きを防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

図１は、本発明のエンジン制御装置１０を搭載した車両１の模式図である。この図１に基づいて車両１に搭載された状態のエンジン制御装置１０の概略構成を説明する。車両１には、軽油を燃料とし、この燃料を潤滑油として兼用するエンジン２と燃料タンク３、潤滑ポンプ４、この潤滑ポンプ４を経て燃料噴射系に燃料を供給する噴射ポンプ５が搭載されている。また、潤滑ポンプ４をバイパスし、燃料タンク３から噴射ポンプ５に燃料を供給するバイパス通路６と、潤滑ポンプ４と噴射ポンプ５との間に位置する切替弁７が設置されている。この切替弁７は、本発明における燃料流路切替手段に相当するものであり、潤滑ポンプ４から噴射ポンプ５への燃料の流通を遮断するとともにバイパス通路６に燃料タンク３からの燃料を流通させる役割を有する。
エンジン制御装置１０は、さらに噴射ポンプ５により噴射された燃料を再び燃料タンク３に戻すリターン経路１６が設けられている。

以上、概略構成を説明したエンジン制御装置１０につき、より具体的な構成を図２に基づいて説明する。エンジン制御装置１０は、燃料タンク３とオイルタンク９を備え、両者は供給ポンプ８を備えたパイプ１１で接続されている。供給ポンプ８が作動することにより燃料タンク３内の燃料がオイルタンク９内へ供給される。このオイルタンク９内の燃料は潤滑ポンプ４により吸い上げられ、フィルタ１２を通過した後にエンジン各部１３に潤滑剤として供給される。エンジン各部１３に供給された燃料はエンジン２内を流下して矢示１４で示すように再びオイルタンク９内に戻ってくる。すなわち、エンジン制御装置１０は、燃料タンク３、供給ポンプ８、オイルタンク９、潤滑ポンプ４、エンジン各部１３、再びオイルタンク９という潤滑系燃料循環回路を備えている。

また、エンジン制御装置１０は、潤滑ポンプ４の下流側に切替弁７、噴射ポンプ５を有しており、この噴射ポンプ５の下流側に位置する燃料噴射系１５に燃料を供給するようになっている。さらに、燃料噴射系で燃焼に供されなかった燃料を矢示１７のように再び燃料タンク３に戻すリターン経路１６を備えている。すなわち、エンジン制御装置１０は、燃料タンク３、供給ポンプ８、オイルタンク９、潤滑ポンプ４、切替弁７、噴射ポンプ５、燃料噴射系１５、リターン経路１６、再び燃料タンク３という噴射系燃料循環回路を備えている。なお、燃料噴射系１５には噴射ポンプ５から燃料の供給を受ける図示しないコモンレール及び燃料噴射弁（インジェクタ）等が含まれる。また、エンジン制御装置１０は、一端を燃料タンク３内の燃料に配置し、他端を切替弁７に接続したバイパス通路６を備えている。

さらに、燃料タンク３には、本発明の燃料残量検出手段に相当し、燃料タンク３内の燃料残量を監視するレベルゲージ３ａが装着されている。このレベルゲージ３ａは、ＥＣＵ２１と接続されている。また、このＥＣＵ２１は、供給ポンプ８、切替弁７とも接続されている。このようなＥＣＵ２１は、レベルゲージ３ａが示す値に基づいて切替弁７に指令を送り、燃料の流路の切り替えを行う。また、このような燃料の流路の切り替えに伴って供給ポンプ８の駆動及び停止を切り替える。
なお、潤滑ポンプ４は、エンジン２が始動することによって駆動されるものであり、エンジン２が作動状態にあるときは、駆動状態が継続される。すなわち、エンジン２が作動状態にあるときは、エンジン各部１３に潤滑剤としての燃料が供給される。

以上のように構成されるエンジン制御装置１０の作動状態について図３、図４に基づいて説明する。図３は、燃料タンク３内に燃料が十分に存在する状態、図４は、燃料タンク３内の燃料が消費され、エンプティに近い状態を説明するものである。

図３に示すように、燃料タンク３内の燃料の油面２２が十分に高い位置にあるときは、ＥＣＵ２１は、レベルゲージ３ａから燃料はエンプティ状態とはなっていない旨の情報を取得する。ＥＣＵ２１は、レベルゲージ３ａからのこのような情報を受け取っているときは、供給ポンプ８に対し駆動指令を出すと共に、切替弁７に対し、潤滑ポンプ４から噴射ポンプ５への流通を許可し、バイパス通路６の燃料の流通を遮断するように指令を出す。

ＥＣＵ２１がこのような指令を出すことにより、エンジン制御装置１０は図３中、太線で示したような燃料の経路が形成される。すなわち、供給ポンプ８が駆動されることにより、燃料タンク３内の燃料がパイプ１１を通じてオイルタンク９内に供給される。オイルタンク９内の燃料はエンジン２の回転によって駆動される潤滑ポンプ４により吸い上げられてフィルタ１２を通過し、潤滑油としてエンジン各部１３に供給される。これによりエンジン各部１３の摩擦が低減され、エンジン２の焼き付きが防止される。エンジン各部１３に供給された燃料はエンジン２の内部を流下して再びオイルタンク９内に戻ってくる。

また、潤滑ポンプ４により吸い上げられた燃料は、切替弁７により潤滑ポンプ４と噴射ポンプ５との間の流通が許可された状態となっているため、エンジン各部１３へ供給される燃料とは枝分かれして噴射ポンプ５へ供給される。噴射ポンプ５へ供給された燃料は、燃料噴射系１５を構成するコモンレールに供給され、高圧の燃料がインジェクタを通じてエンジン２の燃焼に供される。なお、燃焼に供されなかった燃料はリターン経路１６を通じて矢示１７のように再び燃料タンク３内に戻される。

次に、図４に示すように、燃料タンク３内の燃料が消費され、エンプティに近い状態となった場合について説明する。図４に示すように、燃料タンク３内の燃料の油面２２がレベルゲージ３ａの位置を下回ったときは、ＥＣＵ２１はレベルゲージ３ａから燃料がエンプティ状態となっている旨の情報を取得する。ＥＣＵ２１は、レベルゲージ３ａからのこのような情報を受け取っているときは、供給ポンプ８に対し駆動停止の指令を出すと共に、切替弁７に対し、潤滑ポンプ４から噴射ポンプ５への流通を遮断し、バイパス通路６の燃料の流通を許可するように指令を出す。

ＥＣＵ２１がこのような指令を出すことにより、エンジン制御装置１０は図４中、太線で示したような燃料の経路が形成される。すなわち、供給ポンプ８の駆動が停止され、切替弁７が潤滑ポンプ４から噴射ポンプ５への流通を遮断し、バイパス通路６の燃料の流通を許可したことにより、エンジン各部１３に潤滑油としての燃料を供給する潤滑系燃料循環回路と、燃料噴射系１５に燃料を供給する噴射系燃料循環回路とが完全に切り分けられる。

このような状態となると潤滑系燃料循環回路には、エンジン２の回転により駆動されている潤滑ポンプ４により、それまでにオイルタンク９内に貯留されていた燃料のみがフィルタ１２、潤滑ポンプ４、エンジン各部１３、再びオイルタンク９というように循環する。このように、潤滑系が従来のエンジンと同様に独立の循環回路を形成することにより、燃料タンク３内の燃料量に関わらず、エンジン２が完全に停止するまでエンジン各部１３に潤滑剤としての燃料が供給され続ける。これにより、エンジン２の焼き付きを防止することができる。

一方、噴射系燃料循環回路には、バイパス通路６を通じて燃料タンク３内の燃料が完全にエンプティになるまで供給され続け、走行を継続することができる。

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
例えば、燃料を潤滑油として兼用し、本発明のエンジン制御装置を組み込んだエンジンと、電気モータとを組み合わせてハイブリッド式の車両を構成することもできる。

本発明のエンジン制御装置を搭載した車両の模式図である。 エンジン制御装置の概略構成を示すブロック図である。 燃料タンク内の燃料がエンプティ状態に近づく以前の燃料の流通経路を示す説明図である。 燃料タンク内の燃料がエンプティ状態に近づいたときの燃料の流通経路を示す説明図である。

符号の説明

１ 車両
２ エンジン
３ 燃料タンク
３ａ レベルゲージ
４ 潤滑ポンプ
５ 噴射ポンプ
６ バイパス通路
７ 切替弁
８ 供給ポンプ
９ オイルタンク
１０ エンジン制御装置
１１ パイプ
１２ フィルタ
１３ エンジン各部
１５ 燃料噴射系
１６ リターン経路
２１ ＥＣＵ
２２ 油面

Claims (1)

1. 軽油等の燃料を潤滑油として兼用する軽油等燃料潤滑エンジンの燃料供給を制御するエンジン制御装置であって、
   燃料タンクから供給され、オイルタンク内に貯留された燃料を潤滑ポンプによりエンジン各部に供給する潤滑系燃料循環回路と、
   前記潤滑ポンプから噴射ポンプを経て燃料噴射系に燃料を供給する噴射系燃料循環回路と、
   前記燃料タンク内の燃料残量を検出する燃料残量検出手段と、
   前記潤滑ポンプをバイパスし、前記燃料タンクから前記噴射ポンプへの燃料の流通を可能とするよう連通するバイパス通路と、
   前記潤滑ポンプから前記エンジン各部への燃料の流通を許容した上で前記噴射ポンプへの燃料の流通を遮断するとともに前記燃料タンクから前記噴射ポンプへ連通する前記バイパス通路内の燃料の流通を許容するよう燃料の流路を切り替える燃料流路切替手段と、
   を備え、
   前記燃料残量検出手段により検出された検出値が所定値以下を示した場合に、前記燃料流路切替手段により前記潤滑ポンプから前記噴射ポンプへの燃料の流通を遮断し、前記燃料タンク内の燃料を前記バイパス通路を通じて前記噴射ポンプに流通させると共に、前記潤滑ポンプの駆動を継続させるよう指令する指令手段を備えたことを特徴としたエンジン制御装置。

Images