JPH11148441A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

内燃機関の燃料供給装置

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JPH11148441A
JPH11148441A JP9318516A JP31851697A JPH11148441A JP H11148441 A JPH11148441 A JP H11148441A JP 9318516 A JP9318516 A JP 9318516A JP 31851697 A JP31851697 A JP 31851697A JP H11148441 A JPH11148441 A JP H11148441A
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JP
Japan
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fuel
temperature
internal combustion
combustion engine
smoldering
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JP9318516A
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Teruyuki Ito
輝行 伊東
Yasunori Iwakiri
保憲 岩切
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】内燃機関の成層燃焼運転領域を拡大して燃費,
排気浄化向上効果を高める。 【解決手段】燃温,水温,点火栓のくすぶり状態に基づ
いて燃料が気化しにくい運転条件で運転状態に応じた通
電量で燃料加熱用のヒータを通電し(S1〜S4) 、水
温Twが設定温度Two以上に達して暖機されるまでの
間、及びくすぶりがあると判定されたときに、燃温Ts
が設定温度Tso近傍に維持されるように前記ヒータの
通電を継続する(S5〜S12) 。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、成層燃焼を行う火
花点火式直噴内燃機関において、冷間時の成層燃焼を可
能にした技術に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ガソリン機関等の火花点火式機関
においても、燃料噴射弁の噴孔を燃焼室内に臨ませて設
置し、該燃料噴射弁によって燃料を燃焼室内に直接噴射
して部分負荷域で成層燃焼を行わせるようにしたものが
出てきている。該火花点火式直噴機関によれば、吸気ポ
ートに燃料噴射弁を備えた予混合式の火花点火機関に比
較して、燃費を改善できると共に燃料の輸送遅れによる
過渡運転特性の悪化や排気組成の悪化を抑制できるとい
う利点がある。
【0003】この種の直噴機関では、燃料の微粒化効果
を高めるため燃料噴射圧力を高める方法として、燃料供
給通路の途中に高圧用の燃料ポンプを備えると共に、該
燃料ポンプから燃料噴射弁への燃料系に燃圧センサを備
え、燃料圧力を運転状態に応じて最適な目標燃料圧力と
なるように燃料ポンプの吐出圧力をフィードバック制御
している (特開平5−321783号等参照) 。
【0004】また、始動時や始動直後は前記高圧用燃料
ポンプによる燃圧の上昇を期待できないため、アキュー
ムレータで高圧に蓄圧した燃料を供給するようにしたも
のもある(実開平5−1854号公報参照) 。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような燃圧の高圧化や燃料噴射弁の構造改良による燃料
の微粒化促進は、開発費や配管強度アップなど大幅のコ
ストアップを伴い、開発期間も要する。しかも、このよ
うにしても微粒化には限界があり、始動直後や暖機完了
前の冷間時には燃料の気化が良好に行われないため、成
層燃焼を行おうとしても着火しにくく、また、液相燃料
が点火栓に付着してくすぶりを生じてしまい、失火した
り、多量の煤を発生してしまう。
【0006】例えば、点火栓周りの混合比を薄めるよう
にピストン冠面形状等を設定して、前記冷間時の点火栓
のくすぶりを抑制しつつ成層燃焼を行えるようにするこ
とが可能であるとしても、このような根本的な系の設計
変更は、暖機後の成層燃焼を良好に行えなくなる等、実
質的に困難である。このような実情により、従来の成層
燃焼を行う火花点火式直噴機関では、暖機後に限ってし
か成層燃焼を行うことができないため、成層燃焼による
燃費,排気浄化性能向上の効果が十分に発揮されていな
かった。
【0007】本発明は、このような従来の課題に着目し
てなされたもので、成層燃焼を行う火花点火式直噴機関
において、冷間時にも成層燃焼が行えるようにした内燃
機関の燃料供給装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1に係
る発明は、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と点火
栓とを備え、少なくとも所定の運転条件で成層燃焼を行
う内燃機関の燃料供給装置において、前記燃料噴射弁に
供給される燃料を冷間時に加熱する燃料加熱手段を備え
たことを特徴とする。
【0009】請求項1に係る発明によると、冷間時には
始動直後から燃料を加熱することにより、燃料噴霧の気
化が促進され、点火栓のくすぶりも抑制されるので、点
火栓周りを所望の混合比として成層燃焼を行うことが可
能になり、以て成層燃焼による燃費,排気浄化性能の改
善効果を最大限に発揮することができる。
【0010】また、請求項2に係る発明は、前記燃料加
熱手段は、セラミックヒータであることを特徴とする。
請求項2に係る発明によると、燃料加熱手段としてセラ
ミックヒータを使用することにより、応答性良く速やか
に燃料温度を上昇させることができる。
【0011】また、請求項3に係る発明は、前記燃料加
熱手段は、燃料噴射弁の燃料入口と燃料供給管との連結
部に配設されることを特徴とする。請求項3に係る発明
によると、燃料噴射弁に最も接近した部位に燃料加熱手
段を配設したため、燃料が加熱されてから噴射されるま
での温度低下を抑制でき、燃料の加熱量も必要最小限と
することができる。
【0012】また、請求項4に係る発明は、燃料温度,
冷却水温度の少なくとも一方を検出し、該温度検出値に
応じて前記加熱手段による加熱を制御することを特徴と
する。請求項4に係る発明によると、燃料温度や冷却水
温度の検出値に応じて燃料温度を適正温度に加熱制御す
ることができる。
【0013】また、請求項5に係る発明は、点火栓のく
すぶり状態を検出し、該点火栓のくすぶり状態に応じて
前記加熱手段の加熱を制御することを特徴とする。請求
項5に係る発明によると、点火栓のくすぶり状態に応じ
て、くすぶりを抑制するように燃料の加熱量を制御する
ことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態の全
体システム構成、図2は、本発明に係る燃料加熱手段を
備えた燃料噴射弁周りの構成を示す。図1において、機
関1は、電磁式の燃料噴射弁2を、その噴孔を燃焼室3
内に臨ませて配置し、吸気ポート4及び吸気弁5を介し
て燃焼室3内に吸引した新気に対して前記燃料噴射弁2
から燃料を噴射して混合気を形成させ、該混合気を点火
栓6による火花点火によって着火させる火花点火式直噴
機関である。なお、圧縮行程で燃料噴射して点火栓6周
りに濃い層状の層混合気を形成して行う成層燃焼と、吸
気行程で燃料噴射して均質な混合気を形成して行う均質
燃焼とを、運転状態に応じて切り換えるようにしてい
る。
【0015】前記機関1の排気は、排気弁7及び排気ポ
ート8を介して燃料室3から排出され、図示しない排気
浄化触媒及びマフラーを介して大気中に放出される。燃
料タンク9内の燃料は、第1の燃料ポンプ10により相対
的に低圧で燃料が吐出され、低圧側燃料通路11Aに介装
されたフィルタ12によってろ過された後、フィルタ12下
流側の低圧側燃料通路11Bにバイパスして設けられた低
圧レギュレータ13により一定の低圧に調整された燃料が
高圧用の第2の燃料ポンプ14に送られる。
【0016】この高圧用の第2の燃料ポンプ14は、機関
1のクランク軸やカム軸により直接又はギアやベルトを
介して間接的に駆動され、前記低圧の燃料を高圧に加圧
して吐出する。該第2のポンプ14から高圧側燃料通路15
に吐出した燃料は、第2の燃料ポンプ14と一体に設けら
れた燃圧制御系としての高圧レギュレータ16により可変
な設定燃圧に調整される。該高圧レギュレータ16は、デ
ューティソレノイドを備えデューティ比を制御すること
により、設定圧力を調整できるようになっている。
【0017】そして、マイクロコンピュータを内蔵した
コントロールユニット17から所定噴射タイミングで送ら
れる機関運転状態に応じた所定幅のパルス信号に応じ
て、前記燃料噴射弁2が開制御され、前記所定燃圧に調
整された燃料を燃焼室3内に噴射供給する。前記コント
ロールユニット17には、前記燃料噴射制御のため、機関
回転速度検出用であると共に、前記第2の燃料ポンプ14
の回転速度検出用でもあるクランク角センサ18、吸入空
気流量検出用のエアフローメータ19、前記高圧側燃料通
路15内の燃料圧力を検出する燃圧センサ20、排気マニホ
ールド下流に設けられて排気中の酸素の検出に基づいて
空燃比を検出する空燃比センサ(酸素センサ) 21等の各
種センサからの検出信号が入力されるようになってい
る。
【0018】ここで、コントロールユニット17は、前記
噴射パルス信号のパルス幅を制御すると共に、前記噴射
パルス信号の出力開始タイミング、即ち、燃料噴射弁2
による燃料噴射期間を制御するようになっている。図2
は、示すように、前記燃料噴射弁2の燃料入口と高圧側
燃料通路15のコモンレール部分との連結部に燃料加熱手
段である環状のセラミックヒータ31を嵌挿して取り付け
る。該セラミックヒータ31は、前記コントロールユニッ
ト17からの信号により通電を制御される。
【0019】また、前記セラミックヒータ31の装着部と
燃料噴射弁2との間の燃料通路部分に燃料温度を検出す
る燃温センサ32を配設すると共に、前記点火栓6のくす
ぶり状態を検出するくすぶりセンサ33を配設する。該く
すぶりセンサ32は、点火栓6の放電時の電極間抵抗が絶
縁破壊電圧に達しない設定抵抗Os(例えば2MΩ)未
満のときに、くすぶりを生じたと検出するものである。
【0020】この他、冷却水温度を検出する水温センサ
34が配設され、これら燃温センサ32,水温センサ34,く
すぶりセンサ32からの信号は、前記コントロールユニッ
ト17に入力され、該コントロールユニット17は、これら
の検出値に基づいて前記セラミックヒータ31の通電を制
御する。図3は、前記セラミックヒータ31の通電制御ル
ーチンのフローチャートを示す。このルーチンは、機関
の始動後に開始される。
【0021】ステップ1では、燃温センサ32により検出
された燃温、水温センサ34により検出された水温、くす
ぶりセンサ33により検出された点火栓6のくすぶり状態
を読み込む。ステップ2では、ステップ1で読み込んだ
検出結果に基づいてセラミックヒータ31のオン,オフ判
定を行う。具体的には、燃温,水温の少なくとも一方が
設定温度以下であるか、点火栓6がくすぶりを生じてい
るである場合に、ステップ3以降へ進んでヒータ31をオ
ンさせて燃料の加熱を開始する。
【0022】ステップ3では、機関回転速度N,負荷
(基本燃料噴射量Tp等) に基づいて燃料流量に応じた
ヒータ31の通電量を設定する。ステップ4では、ヒータ
31をオンとし前記設定通電量となるように制御する。ス
テップ5では、燃温Tsの検出結果を読み込む。ステッ
プ6では、燃温Tsが設定温度Tso以上に達したか否
かを判定する。
【0023】ステップ6でTs≧Tsoと判定された場
合には、ステップ7へ進んでヒータ31をオフとして燃料
の加熱を停止した後、ステップ8へ進む。また、Ts<
Tsoと判定された場合は、ステップ3へ戻ってヒータ
31の通電加熱を継続する。ステップ8では、水温Twの
検出結果を読み込む。ステップ9では、水温Twが設定
温度Two以上に達したか否かを判定する。
【0024】ステップ9でTw<Twoと判定された場
合にはステップ3へ戻り、Tw≧Twoと判定された場
合にはステップ10へ進む。ステップ10では、点火栓6の
くすぶり状態の検出結果を読み込む。ステップ11では、
くすぶりの有無を判定し、くすぶりを生じていると判定
された場合はステップ3へ戻り、くすぶりを生じていな
いと判定された場合はステップ12へ進み、ヒータ31をオ
フに維持して制御を終了する。
【0025】即ち、ヒータ31の通電加熱により燃温が過
剰に上昇し続けることは回避する必要があるので、設定
温度Tsoに達したら一旦ヒータ31をオフするが、暖機
前ははヒータ31をオフすると燃温は適正温度以下に低下
して燃料の気化が低減し良好な成層燃焼を継続できない
ので、燃料温度を設定温度Tso近傍に維持するように
ヒータの通電加熱を行い、燃温の低下を防止する。ま
た、くすぶりを生じる場合もヒータ31をオフして燃温を
低下させるとますますくすぶりを増長してしまうので、
やはり燃料温度を設定温度Tso近傍に維持するように
通電加熱を行って、くすぶりを速やかに回避する。
【0026】そして、水温Twが設定温度Twoに達し
て暖機が完了し、ヒータ31をオフとしても燃温が十分高
温に維持され、くすぶりが発生しない状態となってか
ら、ヒータ31をオフ状態に維持してフローを終了する。
このようにすれば、冷間時には始動直後からヒータ31を
通電して燃料を加熱することにより、燃料噴霧の気化が
促進され、点火栓6のくすぶりが抑制されるので、点火
栓6周りを所望の混合比として成層燃焼を行うことが可
能になり、以て成層燃焼による燃費,排気浄化性能の改
善効果を最大限に発揮することができる。
【0027】特に、本実施の形態では燃料加熱手段とし
てセラミックヒータを使用しているので、応答性良く速
やかに燃料温度を上昇させることができる。また、燃
温,水温,くすぶり状態を監視しながら、ヒータの通電
を制御するため、燃温を適正温度に維持できる。なお、
加熱された燃温の検出値に基づいて、別途実行される燃
料噴射量制御において燃料噴射パルス幅Tpを補正し、
また、点火時期制御において燃温に基づいて点火時期を
補正して設定する。
【0028】また、本実施の形態では、前記セラミック
ヒータ31を燃料配管の外側に装着して、外側から加熱す
る方式としたが、図4に示すように、セラミックヒータ
31’の熱線を、図2と同一部位において燃料配管内部を
通して配設する構成としてもよく、燃料を直接加熱する
ため、熱効率を向上できる。さらに、前記実施の形態で
は始動後に燃料加熱するものを示したが、クランキング
時においても、前記同様に燃温,水温,くすぶり状態の
検出結果に基づいて燃料が気化しにくい冷間時にヒータ
を通電を行い、可能であれば、成層燃焼を行わせる構成
としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る内燃機関の燃料供
給装置のシステム構成を示す図。
【図2】同上実施の形態の燃料噴射弁周辺部分を拡大し
て示した図。
【図3】同上実施の形態の燃料加熱制御ルーチンのフロ
ーチャート。
【図4】別に実施の形態に係るセラミックヒータの取り
付け構造を示す図。
【符号の説明】
1 内燃機関 2 燃料噴射弁 3 燃焼室 17 コントロールユニット 18 クランク角センサ 31,31’ セラミックヒータ 32 燃温センサ 33 くすぶりセンサ 34 水温センサ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02M 69/00 310 F02M 31/12 321A 321G 321K 321H

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と点
    火栓とを備え、少なくとも所定の運転条件で成層燃焼を
    行う内燃機関の燃料供給装置において、前記燃料噴射弁
    に供給される燃料を冷間時に加熱する燃料加熱手段を備
    えたことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
  2. 【請求項2】前記燃料加熱手段は、セラミックヒータで
    あることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料
    供給装置。
  3. 【請求項3】前記燃料加熱手段は、燃料噴射弁の燃料入
    口と燃料供給管との連結部に配設されることを特徴とす
    る請求項1又は請求項2に記載の内燃機関の燃料供給装
    置。
  4. 【請求項4】燃料温度,冷却水温度の少なくとも一方を
    検出し、該温度検出値に応じて前記加熱手段による加熱
    を制御することを特徴とする請求項1〜請求項3のいず
    れか1つに記載の内燃機関の燃料供給装置。
  5. 【請求項5】点火栓のくすぶり状態を検出し、該点火栓
    のくすぶり状態に応じて前記加熱手段の加熱を制御する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに
    記載の内燃機関の燃料供給装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1209350A2 (en) 2000-11-22 2002-05-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel heating control method and system
EP1219810A2 (en) 2000-12-21 2002-07-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Heater control apparatus and heater control method
JP2009508046A (ja) * 2005-09-12 2009-02-26 フィアット・オートモベイス・エス.エー−フィリアル・メカニカ 吸気とアルコールの暖化を備えた、アルコールおよびフレックスエンジンのためのコールドスタート補助システム
JP2011064091A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Honda Motor Co Ltd 燃料加熱装置
IT202200000086A1 (it) * 2022-01-04 2023-07-04 Ngv Powertrain S R L Sistema di condizionamento del combustibile ed un sistema di propulsione comprendente il sistema di condizionamento

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS48100524A (ja) * 1972-03-03 1973-12-19
JPS60237161A (ja) * 1984-05-08 1985-11-26 Sanshin Ind Co Ltd 燃料噴射式内燃機関
JPS63170555A (ja) * 1987-01-07 1988-07-14 Nippon Denso Co Ltd 燃料噴射弁
JPH01247758A (ja) * 1988-02-25 1989-10-03 Robert Bosch Gmbh 燃焼室中に燃料を噴射する装置
JPH04365967A (ja) * 1991-03-05 1992-12-17 Nippon Soken Inc 燃料供給装置
JPH05288131A (ja) * 1992-04-02 1993-11-02 Nippondenso Co Ltd 内燃機関の燃料供給装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS48100524A (ja) * 1972-03-03 1973-12-19
JPS60237161A (ja) * 1984-05-08 1985-11-26 Sanshin Ind Co Ltd 燃料噴射式内燃機関
JPS63170555A (ja) * 1987-01-07 1988-07-14 Nippon Denso Co Ltd 燃料噴射弁
JPH01247758A (ja) * 1988-02-25 1989-10-03 Robert Bosch Gmbh 燃焼室中に燃料を噴射する装置
JPH04365967A (ja) * 1991-03-05 1992-12-17 Nippon Soken Inc 燃料供給装置
JPH05288131A (ja) * 1992-04-02 1993-11-02 Nippondenso Co Ltd 内燃機関の燃料供給装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1209350A2 (en) 2000-11-22 2002-05-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel heating control method and system
US6501050B2 (en) 2000-11-22 2002-12-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel heating control method and system
EP1219810A2 (en) 2000-12-21 2002-07-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Heater control apparatus and heater control method
US6651602B2 (en) 2000-12-21 2003-11-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Heater control apparatus and heater control method
JP2009508046A (ja) * 2005-09-12 2009-02-26 フィアット・オートモベイス・エス.エー−フィリアル・メカニカ 吸気とアルコールの暖化を備えた、アルコールおよびフレックスエンジンのためのコールドスタート補助システム
JP2011064091A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Honda Motor Co Ltd 燃料加熱装置
IT202200000086A1 (it) * 2022-01-04 2023-07-04 Ngv Powertrain S R L Sistema di condizionamento del combustibile ed un sistema di propulsione comprendente il sistema di condizionamento
WO2023131865A1 (en) * 2022-01-04 2023-07-13 Ngv Powertrain S.R.L. Fuel conditioning system and engine including the system

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