JPS6050254A - 内燃機関の燃料供給制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料供給制御装置

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JPS6050254A
JPS6050254A JP58159590A JP15959083A JPS6050254A JP S6050254 A JPS6050254 A JP S6050254A JP 58159590 A JP58159590 A JP 58159590A JP 15959083 A JP15959083 A JP 15959083A JP S6050254 A JPS6050254 A JP S6050254A
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JP
Japan
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fuel
control device
pressure
engine
combustion engine
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Application number
JP58159590A
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English (en)
Inventor
Shigeru Okada
茂 岡田
Shigeo Saito
斉藤 重雄
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Bosch Corp
Original Assignee
Diesel Kiki Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/047Taking into account fuel evaporation or wall wetting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3082Control of electrical fuel pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/12Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating electrically
    • F02M31/125Fuel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本′発明は内燃機関の燃料供給制御装置に関し、特に減
圧沸騰を利用した燃料供給制御装置に関する。
石油系燃料に代替して非石油系液体燃料を内燃機関に使
用する場合、特に冷間時における着火が非常に困難であ
ることが知られている。この着火性を改善するためには
燃料を出来る限り均質微粒化して機関に供給することが
必要である。一般に高圧空気による燃料の空気噴射は燃
料の微粒化に有効で、従来から実験、理論研究がなされ
、初期粒径として略100 pm以下を与えることが可
能とされている。
ところで、減圧沸騰を利用した場合噴射させる燃料の圧
力及び温度を上昇させる程エンタルピーが大きくなり、
微粒化しやすくなる。従って外気温度が高いときにはエ
ンタルピーが小さく噴霧粒径が大きくても気化するが、
外気温度が低いときにはエンタルピーを大きくして粒径
をできるだけ小さくしておかないと気化し姓くなる。こ
のため、機関の暖機運転時にはできる限りエンタルピー
を大きくすることが必要である。
ところが、従来の減圧沸騰を利用した内燃機関用の燃料
供給装置は燃料を噴射するときの噴射量制御は可能であ
るが噴霧の質即ち、噴霧の粒径を制御することが出来ず
、外気温度や機関温度等の変化に拘わらず常に一定のエ
ンタルピーを与えるようにしているために、暖機運転後
の通常運転時において燃料加熱器や燃料ポンプへの供給
電力の無駄が多く、エネルギの損失が大きく、また、燃
料が必要以上に加熱される等の不具合がある。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、燃料ポンプ
から吐出した高圧燃料を加熱器により加熱し、この加熱
した高圧燃料を電磁噴射弁から噴射させて減圧沸騰させ
る内燃機関の燃料供給制御装置において、機関の運転状
態及び当該機関の周辺の状態を検出して対応する信号を
出力するセンサと、前記各センサからの信号により前記
加熱器の燃料の加熱温度及び前記電磁噴射弁からの燃料
噴射量及び前記燃料ポンプを制御する電子制御装置とを
備え、機関の運転状態と周囲の状態に応じてこれらの状
態に適した噴霧を適した噴射量だけ噴射させるようにし
た内燃機関の燃料供給制御装置を提供するものである。
以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
第1図は本発明を適用した内燃機関の燃料供給制御装置
を示し、機関1のシリンダヘッド3の吸気孔3aは吸気
管4に接続され、電磁噴射弁6が吸気孔3aに臨んでシ
リンダヘッド3に装着されている。この電磁噴射弁6は
燃料通路7を介して燃料加熱器8に接続され、この加熱
器8は燃料通路9を介して燃料ポンプ10に接続され、
該燃料ポンプ10は燃料通路11を介して燃料タンク1
2に接続されている。燃料通路9と燃料タンク12との
間には燃料通路13を介して圧力レギュレータ14が燃
料ポンプに並列に接続されている。電磁噴射弁6、燃料
加熱器8及び燃料ポンプ10は電子制御装置15に接続
されている。
シリンダブロック2にはウォタージャケット2aに臨ん
で機関の冷却水温度を検出する水温センサ16が装着さ
れ、シリンダヘッド3には吸気孔3aに臨んで吸気圧セ
ンサ17、吸気温度センサ18が装着されており、これ
らの各センサ17.18は夫々電子制御装置15に接続
されている。スロットル弁開度センサ19は吸気管4内
に配設されたスロットル弁5の回動軸に連結されており
、スロットル開度に応じた信号を出力する。更に吸気管
4には当該吸気管内に流入する吸入空気量を検出するエ
アフローメータ20が配設されている。燃料通路7の燃
料加熱器8の近傍位置には燃料温度を検出する温度セン
サ22が配設され、燃料通路9の加熱器8の近傍位置に
は燃料圧を検出する圧力センザ23が配設されている。
これらの各センサ19.20.22.23は電子制御装
置15に接続されている。
更に電子燃料制御装置f15には機関の回転数を検出し
て対応する回転数信号を出力する回転センサ21が接続
されている。
電子制御装置15は各センサ16〜23から入力される
機関の運転状態及び当該機関の周辺の状態に応じた信号
に基づいて後述するように電磁噴射弁6を開弁、閉弁制
御して機関に所要量の燃料を供給すると共に、燃料加熱
器8及び燃料ポンプ10を駆動(オン)、停止(オフ)
制御を行い、電磁噴射弁6に供給する燃料の圧力と温度
とを制御する。
第2図は第1図の燃料供給制御装置の作動を示すフロー
チャートである。
先ず、始動スイッチが投入(オン)されたか否かを判別
しくステップ1)、その答が否定(NO)のときにはス
タートに戻り、肯定(Yes )のときには機関の状態
と周囲の状態例えば、機関の冷却水温度と吸気温度(路
外気温度を示す)とにより燃料に与えるエンタルピーを
決定すると共に燃料圧力(燃料ポンプの吐出圧)と燃料
加熱温度とを決定しくステップ2)、燃料ポンプ1o及
び燃料加熱器8を作動(オン)させる(ステップ3)。
燃料ポンプ10の吐出燃料圧が前記ステップ2において
設定した燃料圧であるか否かを判別しくステップ4)、
その答が否定(No)のときにはかかる判別を繰り返し
、肯定(Yes )のときには燃料の加熱温度が前記ス
テップ2で設定した温度であるか否かを判別する(ステ
ップ5)。ステップ5の答が否定(No)のときにはか
かる判別を繰り返し、肯定(Yes )のときにはタイ
マをスタートさせる(ステップ6)。
次いで、スタータが始動されたか否かを判別しくステッ
プ7)、その答が肯定(Yes )のときには機関が回
転し始めたか否かを判別しくステップ8)、このステッ
プ8の答が肯定(Yes )のときには機関回転数と吸
入空気量とにより最適な燃料噴射量を決定しくステップ
11)、電磁噴射弁6を所定時間開弁制御して燃料を噴
射させる(ステップ12)。ステップ8の答が否定(N
o)のときにはステップ7に戻る。
ステップ7の答が否定(No)のときには前記タイマが
スタートしてから所定時間例えば5秒経過したか否かを
判別する(ステップ9)。このステップ9の答が否定(
No)のときにはステップ7に戻り、肯定(Yes )
のときには前記燃料ポンプ10及び前記加熱器8を停止
(オフ)させて本ループを終了する。即ち、スタータが
始動しておらず且つタイマが作動した後5秒経過したと
きには機関が始動されていないものと判別して前述した
ように燃料ポンプ10及び燃料加熱器8を停止させ、燃
料及び電力の無駄な消費を防止する。
次いで、燃料ポンプ10から吐出される燃料温度が前記
ステップ2で決定した設定温度よりも高いか否かを判別
しくステップ13)、 その答が肯定(Yes )のと
き即ち、燃料温度が高いときには燃料の必要以上の加熱
を防止すべく燃料加熱器8の加熱動作を停止(オフ)さ
せる(ステップ14)と共に、機関の暖気運転が完了し
たか否かを判別する(ステップ15)。 このステップ
I5の答が肯定(Yes )のときには本ループを終了
して冷間始動時の制御が終了する。またステップ13の
答が否定(NO)のときには燃料温度が前記設定温度よ
りも低いか否かを判別しくステップ16)、その答えが
肯定(Yes )のときには燃料を加熱すべく加熱器8
を作動(オン)させる(ステップ17)と共にステップ
15に進み、否定(No)のとき即ち、燃料温度が前記
ステップ2で設定した温度になっているときにはステッ
プ15に進む。
上述のようにして減圧沸騰により噴霧の質と量とを調節
する。即ち、噴霧の質は燃料を加熱する温度と圧力とに
より当該燃料のもつエンタルピーを変化させると、噴射
されたときに起こる減圧沸騰により噴霧の乾き度を変化
し、この結果噴霧の平均粒径が変化する。機関温度が暖
かいとき或いは外気温度が高いときには噴霧粒径をさほ
ど小さくしなくとも始動が可能であるから、このような
ときには燃料に与えるエンタルピを下げてやる。
これは加熱温度及び圧力を小さくすることにより達成さ
れ、燃料加熱器8や燃料ポンプ10に与える供給電力を
少なくすることを意味する。
エンタルピーの変化に圧力制御が必要な理由は、燃料温
度は減圧沸騰を起こさせるため、大気中での液体の沸点
よりも高くしなければならず、このとき液体のままで何
度まで燃料を加熱することができるかはそのときに加わ
る圧力に依存するからである。そして、燃料の圧力と温
度は前述したように電子制御装置I5により制御される
燃料ポンプIOと燃料加熱器8とにより決定される。
また、燃料量は機関運転状態に合わせて最適な混合比を
形成するために電磁噴射弁の流路面積又は開弁時期と時
間とを制御することにより達成される。この機関の運転
状態とは機関の回転数、冷却水温度等である。このよう
にして、機関の運転状態及び周囲の状態に合わせて最適
の噴霧と噴射量となるように制御する。
尚、燃料噴射量の制御は電磁噴射弁の開弁時間と時期、
または流路面積の可変の何れでもよく、燃料圧制御は燃
料ポンプ自体のオン−オフ制御でもよく、或いは圧力レ
ギュレータの制御によってもよい。
以上説明したように本発明によれば、燃料ポンプから吐
出した高圧燃料を加熱器により加熱し、この加熱した高
圧燃料を電磁噴射弁から噴射させて減圧沸騰させる内燃
機関の燃料供給制御装置において、機関の運転状態及び
当該機関の周辺の状態を検出して対応する信号を出力す
るセンサと、前記各センサからの信号により前記加熱器
の燃料の加熱温度及び前記電磁噴射弁からの燃料噴射量
及び前記燃料ポンプを制御する電子制御装置とを備え、
燃料のエンタルピーの大小により燃料圧及び燃料温度を
制御するようにしたので、噴射量の最適制御による燃費
の向上、及び状況に応じた噴霧形成を行うために燃料ポ
ンプ、燃料加熱器等に供給する電力の節約を図ることが
でき、更に機関の回転数制御が可能となり特にアイドル
回転数を所望の値に設定することができると共に、燃料
加熱器の制御を行うことにより燃料の必要以上の加熱を
防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る内燃機関の燃料供給制御装置の一
実施例を示すブロック図、第2図は第1図に示す燃料供
給制御装置の作動を示すフローチャートである。 1・・・機関、2・・・シリンダ、3・・・シリンダブ
ロック、4・・・吸気管、5・・・スロットル弁、6・
・・電磁噴射弁、7.9.11.13・・・燃料通路、
8・・・燃料加熱器、10・・・燃料ポンプ、12・・
・燃料タンク、14・・・圧力レギュレータ、15・・
・電子制御装置、16〜23・・・センサ。 出願人 ヂーゼル機器株式会社 代理人 弁理士 渡 部 敏 彦 特開昭GO−50254(5)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、燃料ポンプから吐出した高圧燃料を加熱器により加
    熱し、この加熱した高圧燃料を電磁噴射弁から噴射させ
    て減圧沸騰させる内燃機関の燃料供給制御装置において
    、機関の運転状態及び当該機関の周辺の状態を検出して
    対応する信号を出力するセンサと、前記各センサからの
    信号により前記加熱器の燃料の加熱温度及び前記電磁噴
    射弁からの燃料噴射量及び前記電磁噴射弁に供給する燃
    料圧を制御する電子制御装置とを備えたことを特徴とす
    る内燃機関の燃料供給制御装置。 2、前記燃料の噴射量は前記電磁噴射弁の開弁時間によ
    り決定することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の内燃機関の燃料供給制御装置。 3、前記燃料の噴射量は前記電磁噴射弁の流路面積を可
    変させることにより行うことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の内燃機関の燃料供給制御装置。 4、前記燃料圧の制御は前記燃料ポンプをオン−オフさ
    せて行うことを特徴する特許請求の範囲第1項記載の内
    燃機関の燃料供給制御装置。 5、前記燃料圧の制御は前記燃料ポンプに並列に接続す
    る圧力レギュレータを制御することにより行うことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の内燃機関の燃料供
    給制御装置。
JP58159590A 1983-08-31 1983-08-31 内燃機関の燃料供給制御装置 Pending JPS6050254A (ja)

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JPS6050254A true JPS6050254A (ja) 1985-03-19

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994010438A1 (en) * 1992-10-26 1994-05-11 Leonard Paul D Fuel preheating system for internal combustion engines

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1994010438A1 (en) * 1992-10-26 1994-05-11 Leonard Paul D Fuel preheating system for internal combustion engines

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