JP2010196471A - Fuel supply system, diesel engine, and method for controlling engine start - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve startability of a diesel engine using dimethyl ether as fuel. <P>SOLUTION: In this fuel supply system, fuel composed of dimethyl ether in a fuel tank 1 is supplied to a fuel pressurization pump P2 by a fuel forcibly feeding pump P1 and further supplied from the fuel pressurization pump P2 to the diesel engine through a common rail CR. Cranking time by the operation of the starter motor of the diesel engine E is measured. When the diesel engine E is not started within a predetermined time, the starter motor is stopped. After fuel is circulated between the fuel tank 1 and the fuel pressurization pump P2 until the predetermined time or a predetermined fuel pressure is reached, the starter motor is operated again to start the cranking. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料供給装置、ディーゼルエンジンおよびエンジン始動制御方法に関し、更に詳しくは、ジメチルエーテル（以下、ＤＭＥと略す）を燃料とするディーゼルエンジン（以下、エンジンともいう）の始動性を向上させることが可能な燃料供給装置、ディーゼルエンジンおよびエンジン始動制御方法に関するものである。   The present invention relates to a fuel supply device, a diesel engine, and an engine start control method, and more particularly, to improve startability of a diesel engine (hereinafter also referred to as an engine) using dimethyl ether (hereinafter abbreviated as DME) as fuel. The present invention relates to a possible fuel supply device, a diesel engine, and an engine start control method.

ＤＭＥを使用したディーゼルエンジンは煤の排出が無く、クリーンなエンジンとして注目されている。ＤＭＥをディーゼルエンジンに適用する場合、ＤＭＥをエンジンの燃焼室へ直接噴射し、圧縮着火させるのが熱効率的にみて望ましい。ＤＭＥの供給方法としては軽油を燃料とするディーゼルエンジンと同様に燃料噴射装置としてコモンレール式が用いられる。この方法はエンジンに取り付けられた燃料加圧ポンプ（以下、サプライポンプ）にて燃料を加圧し、コモンレール内に加圧された燃料を保持し、インジェクタによってエンジン燃焼室に燃料を噴射する方法である。   Diesel engines using DME are attracting attention as clean engines because they do not emit soot. When DME is applied to a diesel engine, it is desirable from the viewpoint of thermal efficiency that DME is directly injected into the combustion chamber of the engine and compression ignition is performed. As a method for supplying DME, a common rail type is used as a fuel injection device in the same manner as a diesel engine using light oil as a fuel. This method is a method in which fuel is pressurized by a fuel pressurization pump (hereinafter referred to as a supply pump) attached to the engine, the pressurized fuel is held in a common rail, and the fuel is injected into the engine combustion chamber by an injector. .

この方法では、燃料タンクからサプライポンプまでの間は、軽油の場合には、常温で液体のため、特に加圧する必要は無いが、ＤＭＥの場合には、常温では気体であるため、液体状態でサプライポンプに送る必要がある。そのため、燃料タンク側に加圧ポンプを設け、その時の燃料温度による蒸気圧よりやや高い圧力まで加圧する必要がある。この時、燃料タンク内の燃料は５気圧程度に加圧されているので液体状態で充填されている。エンジンの運転時は、運転状況に応じて、必要な燃料流量、燃料温度などを監視しＤＭＥが気化しない適当な供給圧に制御する場合がある。   In this method, there is no need to pressurize between the fuel tank and the supply pump in the case of light oil because it is liquid at room temperature, but in the case of DME, it is a gas at room temperature, so it is in a liquid state. Must be sent to supply pump. Therefore, it is necessary to provide a pressure pump on the fuel tank side and pressurize to a pressure slightly higher than the vapor pressure due to the fuel temperature at that time. At this time, since the fuel in the fuel tank is pressurized to about 5 atm, it is filled in a liquid state. During the operation of the engine, the required fuel flow rate, fuel temperature, etc. may be monitored and controlled to an appropriate supply pressure that does not vaporize the DME, depending on the operating conditions.

しかし、エンジン停止状態で長時間放置したときなどでは、燃料配管中の燃料の圧力が下がってしまいＤＭＥが気体状態になっている場合には、エンジン側のサプライポンプの周辺のＤＭＥが液化していない状態になっている場合がある。その状態では、ＤＭＥがコモンレールへ圧送されないので、インジェクタから噴射されず、スタータでエンジンを始動しようとしても、エンジンが始動しないという不具合が発生する。   However, when the engine is stopped for a long time, when the pressure of the fuel in the fuel pipe drops and the DME is in a gaseous state, the DME around the supply pump on the engine side is liquefied. There may be no state. In this state, since DME is not pumped to the common rail, it is not injected from the injector, and even if an attempt is made to start the engine with a starter, there is a problem that the engine does not start.

そこで、エンジンの始動に先立って、エンジンの前段の供給ポンプ内で燃料に圧力を加え、燃料圧が目標圧力値であると検出されたらスタータを駆動する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。   In view of this, a method has been proposed in which pressure is applied to fuel in a supply pump in the front stage of the engine prior to starting the engine, and the starter is driven when the fuel pressure is detected to be a target pressure value (for example, Patent Document 1). reference).

また、スタータモータが回転する前に燃料タンク側の燃料ポンプを作動させ、ある程度、燃料を循環させ、配管中の燃料を液体状態にし、その後、スタータモータを回転させてエンジンを始動する方法が考えられる。   In addition, a method may be considered in which the fuel pump on the fuel tank side is operated before the starter motor rotates, the fuel is circulated to some extent, the fuel in the piping is made into a liquid state, and then the starter motor is rotated to start the engine. It is done.

しかし、いずれの方法の場合も、サプライポンプ側にて完全にＤＭＥが液体状態に置き換わらない場合があり、その結果、スタータモータでクランキングする時間が長くなり、バッテリーの消耗やスタータモータの故障を招いたり、エンジン始動操作が煩雑になったりするなど、エンジンの始動性の上で問題がある。   However, in either method, the supply pump may not completely replace the DME in the liquid state. As a result, the time required for cranking with the starter motor becomes longer, resulting in battery consumption or starter motor failure. Inconvenience, and the engine start operation becomes complicated.

特開２００５−９８２６０号公報JP 2005-98260 A

本発明の目的は、ＤＭＥを燃料とするディーゼルエンジンの始動性を向上させることが可能な燃料供給装置、ディーゼルエンジンおよびエンジン始動制御方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a fuel supply device, a diesel engine, and an engine start control method capable of improving startability of a diesel engine using DME as a fuel.

上記目的を達成するための本発明の燃料供給装置は、燃料タンクに貯留されたジメチルエーテルからなる燃料を、第１ポンプにより第２ポンプへ供給し、さらに第２ポンプからコモンレールを介してディーゼルエンジンに供給する燃料供給装置において、前記第１ポンプと前記第２ポンプとを接続する供給配管に設けられた第１開閉手段と、前記第２ポンプの入口の圧力および温度を検出する第１検出手段と、前記第２ポンプおよび前記コモンレールと前記燃料タンクとを接続する戻り配管に設けられた第２開閉手段と、前記戻り配管の内部の圧力を検出する第２検出手段と、前記第１、第２ポンプおよび前記第１、第２開閉手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ディーゼルエンジンを始動するスタータモータの作動によるクランキングの時間を計測し、予め設定された第１時間内にディーゼルエンジンが始動しない場合は、前記スタータモータを停止し、予め設定された第２時間または予め設定された燃料圧になるまで前記燃料を前記燃料タンクと前記第２ポンプとの間で循環させた後、再度、前記スタータモータを作動してクランキングを開始する構成を有するものである。   In order to achieve the above object, a fuel supply device of the present invention supplies a fuel made of dimethyl ether stored in a fuel tank to a second pump by a first pump, and further from the second pump to a diesel engine via a common rail. In the fuel supply device to be supplied, a first opening / closing means provided in a supply pipe connecting the first pump and the second pump, and a first detection means for detecting the pressure and temperature at the inlet of the second pump; , A second opening / closing means provided in a return pipe connecting the second pump and the common rail and the fuel tank, a second detection means for detecting a pressure inside the return pipe, and the first and second And a control means for controlling the first and second opening / closing means. The control means is based on an operation of a starter motor for starting the diesel engine. When the cranking time is measured and the diesel engine does not start within the preset first time, the starter motor is stopped and the preset fuel pressure is reached until the preset second time or the preset fuel pressure. After the fuel is circulated between the fuel tank and the second pump, the starter motor is operated again to start cranking.

また、本発明のエンジン始動制御方法は、ジメチルエーテルからなる燃料をディーゼルエンジンに供給するエンジン始動制御方法において、始動モードと、その後の通常運転モードとを有しており、前記始動モードは、前記ディーゼルエンジンに供給される燃料の液化を促すために前記燃料を加圧する燃料加圧工程と、前記燃料加圧工程により前記燃料の検出圧力が、予め設定された第１燃料圧になったら、前記ディーゼルエンジンのスタータモータの作動によりクランキングを開始するスタータ工程と、前記クランキングの時間を計測し、前記ディーゼルエンジンが予め設定された第１時間内に始動しない場合は、前記スタータモータの作動を停止するとともに、予め設定された第２時間または予め設定された第２燃料圧になるまで前記燃料を循環させる燃料循環工程と、前記燃料循環工程の後、再度、前記スタータモータを作動してクランキングを開始するスタータ再作動工程とを有するものである。   The engine start control method of the present invention is an engine start control method for supplying a fuel made of dimethyl ether to a diesel engine. The engine start control method has a start mode and a subsequent normal operation mode. The start mode includes the diesel engine. A fuel pressurizing step for pressurizing the fuel to promote liquefaction of the fuel supplied to the engine; and when the detected pressure of the fuel at the fuel pressurizing step reaches a preset first fuel pressure, the diesel A starter process for starting cranking by the operation of an engine starter motor and measuring the cranking time. If the diesel engine does not start within a preset first time, stop the starter motor operation. And the fuel until the preset second time or preset second fuel pressure is reached. A fuel circulating step circulating the, after the fuel circulating process, in which once again has a starter re-activation step of starting the cranking by operating the starter motor.

また、本発明のエンジン始動制御方法は、前記燃料加圧工程における前記第１燃料圧および前記第２燃料圧は、前記第１検出手段により検出される燃料温度と、前記ジメチルエーテルの蒸気圧線図とに基づいて求められる、前記ジメチルエーテルが気化しない圧力とするものである。   Further, in the engine start control method of the present invention, the first fuel pressure and the second fuel pressure in the fuel pressurizing step are the fuel temperature detected by the first detecting means and the vapor pressure diagram of the dimethyl ether. And a pressure at which the dimethyl ether is not vaporized.

また、本発明のエンジン始動制御方法は、前記通常運転モードにおける前記ディーゼルエンジンへの燃料供給圧力は、前記始動モードにおける前記ディーゼルエンジンへの燃料供給圧力よりも低いものである。   In the engine start control method of the present invention, the fuel supply pressure to the diesel engine in the normal operation mode is lower than the fuel supply pressure to the diesel engine in the start mode.

本発明によれば、ＤＭＥを燃料とするディーゼルエンジンのクランキングの時間を計測し、予め設定された時間内にディーゼルエンジンが始動しない場合は、スタータモータを停止し、予め設定された時間または予め設定された燃料圧になるまで燃料を燃料タンクと第２ポンプとの間で循環させた後、再度、スタータモータを作動してクランキングを開始するので、ＤＭＥを燃料とするディーゼルエンジンの始動性を向上させることができる。   According to the present invention, the cranking time of a diesel engine using DME as fuel is measured, and if the diesel engine does not start within a preset time, the starter motor is stopped and the preset time or Since the fuel is circulated between the fuel tank and the second pump until the set fuel pressure is reached, the starter motor is operated again to start cranking. Therefore, the startability of the diesel engine using DME as fuel is started. Can be improved.

本発明の実施の形態の燃料供給装置の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the fuel supply apparatus of embodiment of this invention. 図１の燃料供給装置を用いたエンジン始動制御方法のフローを示した図である。It is the figure which showed the flow of the engine starting control method using the fuel supply apparatus of FIG. 燃料加圧工程時における燃料供給装置の状態を示した図である。It is the figure which showed the state of the fuel supply apparatus at the time of a fuel pressurization process. 燃料循環工程時における燃料供給装置の状態を示した図である。It is the figure which showed the state of the fuel supply apparatus at the time of a fuel circulation process. ＤＭＥの蒸気圧線と目標燃料圧線とを併せて示したグラフ図である。It is the graph which showed together the vapor pressure line of DME, and the target fuel pressure line.

以下、本発明の実施の形態の燃料供給装置、ディーゼルエンジンおよびエンジン始動制御方法について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, a fuel supply device, a diesel engine, and an engine start control method according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１に例示する本実施の形態の燃料供給装置は、燃料タンク１内の燃料を、燃料タンク１内の燃料圧送ポンプ（第１ポンプ：以下、単に圧送ポンプという）Ｐ１により燃料加圧ポンプ（第２ポンプ：以下、サプライポンプという）Ｐ２へ供給し、さらにサプライポンプＰ２からコモンレールＣＲを介してディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）Ｅの各気筒の燃焼室に供給するコモンレール方式の燃料供給装置である。この燃料供給装置およびエンジンＥはトラック等のような車両に搭載される場合を例示するが、これに限定されるものではなく、例えば船舶等に搭載しても良い。   The fuel supply apparatus according to the present embodiment illustrated in FIG. 1 is configured such that fuel in a fuel tank 1 is supplied to a fuel pressurizing pump (first pump: hereinafter simply referred to as a pressure pump) P1 by a fuel pressurizing pump ( Second rail: hereinafter referred to as supply pump) P2 and further supplied to the combustion chamber of each cylinder of a diesel engine (hereinafter simply referred to as engine) E from the supply pump P2 via a common rail CR. It is. The fuel supply device and the engine E are illustrated as being mounted on a vehicle such as a truck, but are not limited thereto, and may be mounted on a ship, for example.

燃料タンク１には、ジメチルエーテル（ＤＭＥ：Ｃ_２Ｈ_６Ｏ）からなる燃料が貯留されている。ＤＭＥは、融点−１３８．５℃、沸点−２３．７℃（１気圧）で、軽油と同程度のセタン価を有し、空気より比重が大きく、一般に空気中で分解し易いという性質を有している。燃料タンク１内のＤＭＥは、燃料タンク１内が高圧状態（５気圧程度加圧）に維持されることにより液体の状態となっている。図１では、燃料タンク１が１つの場合を例示しているが、これに限定されるものではなく燃料タンク１を複数設けても良い。 The fuel tank 1 stores a fuel made of dimethyl ether (DME: C ₂ H ₆ O). DME has a melting point of 138.5 ° C., a boiling point of −23.7 ° C. (1 atm), a cetane number comparable to that of light oil, a specific gravity greater than that of air, and is generally easily decomposed in air. is doing. The DME in the fuel tank 1 is in a liquid state when the inside of the fuel tank 1 is maintained in a high pressure state (pressurized at about 5 atm). Although FIG. 1 illustrates the case where there is one fuel tank 1, the present invention is not limited to this, and a plurality of fuel tanks 1 may be provided.

燃料タンク１内の圧送ポンプＰ１は、出口バルブＶ１および第１電磁弁（第１開閉手段）ＭＶ１を順に介して供給配管２ａに接続され、さらにこの供給配管２ａを通じて上記サプライポンプＰ２に接続されている。圧送ポンプＰ１には、燃料供給圧（フィード圧）を調節する調圧装置が備えられており、燃料タンク１内の燃料は、燃料供給圧が圧送ポンプＰ１の調整装置により調節された状態でサプライプンプＰ２に圧送される。   The pressure pump P1 in the fuel tank 1 is connected to the supply pipe 2a through the outlet valve V1 and the first electromagnetic valve (first opening / closing means) MV1 in order, and further connected to the supply pump P2 through the supply pipe 2a. Yes. The pressure feed pump P1 is provided with a pressure adjusting device that adjusts the fuel supply pressure (feed pressure), and the fuel in the fuel tank 1 is supplied in a state where the fuel supply pressure is adjusted by the adjustment device of the pressure feed pump P1. Pumped to pump P2.

また、この圧送ポンプＰ１は、制御装置（制御手段）Ｃに電気的に接続されており、圧送ポンプＰ１の動作は制御装置Ｃによって制御される。すなわち、制御装置Ｃは、圧送ポンプＰ１の動作を制御することにより、燃料タンク１からサプライポンプＰ２への燃料の供給、燃料供給圧、単位時間当たりの燃料供給量および供給停止等を制御する。   The pressure pump P1 is electrically connected to a control device (control means) C, and the operation of the pressure pump P1 is controlled by the control device C. That is, the control device C controls the supply of fuel from the fuel tank 1 to the supply pump P2, the fuel supply pressure, the fuel supply amount per unit time, the supply stop, and the like by controlling the operation of the pressure pump P1.

上記第１電磁弁ＭＶ１は、圧送ポンプＰ１の出口バルブＶ１の直後に設けられている。この第１電磁弁ＭＶ１は、上記制御装置Ｃに電気的に接続されており、電磁弁の開閉動作が制御装置Ｃにより制御される。すなわち、制御装置Ｃは、第１電磁弁ＭＶ１の開閉動作を制御することにより、燃料タンク１からサプライポンプＰ２への燃料の供給および遮断を制御する。   The first electromagnetic valve MV1 is provided immediately after the outlet valve V1 of the pressure pump P1. The first electromagnetic valve MV1 is electrically connected to the control device C, and the opening / closing operation of the electromagnetic valve is controlled by the control device C. That is, the control device C controls the supply and shutoff of fuel from the fuel tank 1 to the supply pump P2 by controlling the opening / closing operation of the first electromagnetic valve MV1.

また、上記供給配管２ａにおいてサプライポンプＰ２の入口には、センサ（第１検出手段）Ｓ１が設けられている。このセンサＳ１は、サプライポンプＰ２の入口の燃料圧および燃料温度を検出するセンサである。センサＳ１は、制御装置Ｃに電気的に接続されており、センサＳ１で検出された信号は制御装置Ｃに伝送される。   In addition, a sensor (first detection means) S1 is provided at the inlet of the supply pump P2 in the supply pipe 2a. This sensor S1 is a sensor for detecting the fuel pressure and the fuel temperature at the inlet of the supply pump P2. The sensor S1 is electrically connected to the control device C, and a signal detected by the sensor S1 is transmitted to the control device C.

上記サプライポンプＰ２は、燃料をエンジンＥの各気筒の燃焼室内に噴射するのに適した圧力（数１０〜数１００ＭＰａ）にまで高めてコモンレールＣＲに送る調圧ポンプであり、高圧ポンプと、燃料の吐出圧力を調整可能な圧力調整弁とを有している。   The supply pump P2 is a pressure regulating pump that raises the pressure up to a pressure (several tens to several hundreds of MPa) suitable for injecting fuel into the combustion chamber of each cylinder of the engine E, and sends the fuel to the common rail CR. And a pressure adjusting valve capable of adjusting the discharge pressure.

このサプライポンプＰ２は、複数の配管２ｂを通じてコモンレールＣＲに接続されている。このコモンレールＣＲには、複数の配管２ｃを通じて複数のインジェクタ（燃料噴射弁）Ｊが接続されている。コモンレールＣＲは、インジェクタＪに供給すべき燃料を畜圧するための構成部である。   The supply pump P2 is connected to the common rail CR through a plurality of pipes 2b. A plurality of injectors (fuel injection valves) J are connected to the common rail CR through a plurality of pipes 2c. The common rail CR is a component for stocking the fuel to be supplied to the injector J.

インジェクタクＪは、エンジンＥの各気筒の燃料室内に燃料を噴射するための構成部であり、噴射ノズルと、電磁弁とを有している。インジェクタＪの噴射ノズルは、燃焼室内に高圧燃料を噴射供給する構成部である。インジェクタＪの電磁弁は噴射ノズル内のニードルのリフト制御を行う構成部であり、上記制御装置Ｃに電気的に接続され、その動作が制御されるようになっている。   The injector J is a component for injecting fuel into the fuel chamber of each cylinder of the engine E, and has an injection nozzle and an electromagnetic valve. The injection nozzle of the injector J is a component that injects and supplies high-pressure fuel into the combustion chamber. The electromagnetic valve of the injector J is a component that performs lift control of the needle in the injection nozzle, and is electrically connected to the control device C to control its operation.

エンジンＥは、車両走行時の動力源であり、エンジン始動時にクランク軸を強制的に回転させるためのスタータモータを備えている。このスタータモータは、上記制御装置Ｃに電気的に接続され、その動作が制御されるようになっている。また、エンジンＥにはエンジンＥの回転を検出する回転センサ（図しない）が設けられている。この回転センサは制御装置Ｃに電気的に接続されており、回転センサで検出された回転検出信号は制御信号Ｃに伝送される。制御装置Ｃは、この回転センサからの回転検出信号によりエンジンＥの始動を検出する。   The engine E is a power source when the vehicle travels, and includes a starter motor for forcibly rotating the crankshaft when the engine is started. This starter motor is electrically connected to the control device C, and its operation is controlled. The engine E is provided with a rotation sensor (not shown) that detects the rotation of the engine E. The rotation sensor is electrically connected to the control device C, and the rotation detection signal detected by the rotation sensor is transmitted to the control signal C. The control device C detects the start of the engine E based on the rotation detection signal from the rotation sensor.

上記サプライポンプＰ２には、燃料入口に繋がる戻り配管２ｄを通じて、燃料タンク１への主戻り配管２ｅが接続されている。戻り配管２ｄの途中位置には逆止弁３ａが介在され、サプライポンプＰ２から主戻り配管２ｅに流れた燃料が再びサプライポンプＰ２に逆流しないようになっている。   A main return pipe 2e to the fuel tank 1 is connected to the supply pump P2 through a return pipe 2d connected to the fuel inlet. A check valve 3a is interposed in the middle of the return pipe 2d so that the fuel flowing from the supply pump P2 to the main return pipe 2e does not flow back to the supply pump P2.

また、上記コモンレールＣＲには、プレッシャーコントロールバルブ３ｂおよび電磁弁Ｖ２を介して戻り配管２ｆが接続されている。この戻り配管２ｆは、上記戻り配管２ｄおよび主戻り配管２ｅに接続されている。なお、プレッシャーコントロールバルブ３ｂは、コモンレールＣＲ内の燃料圧が限界設定圧を超えた際に開弁して、コモンレールＣＲ内の圧力を限界設定圧以下に抑える圧力安全弁である。また、電磁弁Ｖ２は、エンジンＥの運転状態によりコモンレールＣＲ内の燃料圧力を下げる場合に、開放できるように設置したものである。   A return pipe 2f is connected to the common rail CR via a pressure control valve 3b and a solenoid valve V2. The return pipe 2f is connected to the return pipe 2d and the main return pipe 2e. The pressure control valve 3b is a pressure safety valve that opens when the fuel pressure in the common rail CR exceeds the limit set pressure, and suppresses the pressure in the common rail CR to a limit set pressure or less. The electromagnetic valve V2 is installed so that it can be opened when the fuel pressure in the common rail CR is lowered depending on the operating state of the engine E.

上記燃料タンク１への主戻り配管２ｅにおいて、燃料タンク１の戻りバルブＶ３の直前には第２電磁弁（第２開閉手段）ＭＶ２が設けられている。第２電磁弁ＭＶ２は、上記制御装置Ｃに電気的に接続されており、電磁弁の開閉動作が制御装置Ｃにより制御される。すなわち、制御装置Ｃは、第２電磁弁ＭＶ２の開閉動作を制御することにより、エンジンＥ側から燃料タンク１への燃料の戻りおよび遮断を制御する。   In the main return pipe 2e to the fuel tank 1, a second electromagnetic valve (second opening / closing means) MV2 is provided immediately before the return valve V3 of the fuel tank 1. The second electromagnetic valve MV2 is electrically connected to the control device C, and the opening / closing operation of the electromagnetic valve is controlled by the control device C. That is, the control device C controls the return and shutoff of the fuel from the engine E side to the fuel tank 1 by controlling the opening / closing operation of the second electromagnetic valve MV2.

また、主戻り配管２ｅには、圧力センサ（第２検出手段）Ｓ２が設けられている。圧力センサＳ２は、戻り配管２ｅ内の燃料圧を検出するセンサである。圧力センサＳ２は、制御装置Ｃに電気的に接続されており、圧力センサＳ２で検出された信号は制御装置Ｃに伝送される。なお、符号のＦはフィルターを示している。   The main return pipe 2e is provided with a pressure sensor (second detection means) S2. The pressure sensor S2 is a sensor that detects the fuel pressure in the return pipe 2e. The pressure sensor S2 is electrically connected to the control device C, and a signal detected by the pressure sensor S2 is transmitted to the control device C. Note that F denotes a filter.

上記制御装置Ｃは、例えばＥＣＵ（Engine Control Unit）のような電子制御ユニットである。制御装置Ｃは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびタイマー等を有しており、ＲＯＭに記録されたプログラムや後述のＤＭＥ蒸気圧線図情報と、ＲＡＭに読み込まれた各種センサ（検出）情報等とに基づいて各種の演算処理を行い、燃料供給装置およびエンジンＥ等の動作を制御することが可能になっている。   The control device C is an electronic control unit such as an ECU (Engine Control Unit). The control device C includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a timer, and the like, and a program recorded in the ROM and DME vapor pressure diagram information described later. Various arithmetic processes are performed based on various sensor (detection) information read into the RAM, and the operation of the fuel supply device, the engine E, and the like can be controlled.

また、上記制御装置Ｃは、上記スタータモータの作動時間（すなわち、クランキング時間）を上記タイマーにより計測する。また、制御装置Ｃは、予め設定された時間（例えば５秒ほど）内にエンジンＥが始動しない場合（すなわち、上記タイマーにより計測された時間が、予め設定された時間を超えてもエンジンＥが始動しない場合）は、スタータモータの停止を指示し、予め設定された時間（例えば５秒ほど）またはセンサＳ１で検出されるサプライポンプＰ２の入口の燃料圧が予め設定された燃料圧（例えば３ＭＰａ）になるまで、上記圧送ポンプＰ１、サプライポンプＰ２、第１電磁弁ＭＶ１、第２電磁弁ＭＶ２を制御することで燃料を燃料タンク１とサプライポンプＰ２との間で循環させるように指示する。さらに制御装置Ｃは、その燃料の循環工程後、再度、スタータモータを作動してクランキングを開始するように指示する。   Moreover, the said control apparatus C measures the operating time (namely, cranking time) of the said starter motor with the said timer. Further, the control device C determines that the engine E does not start within a preset time (for example, about 5 seconds) (that is, even if the time measured by the timer exceeds the preset time). In the case of not starting, the starter motor is instructed to stop, and the fuel pressure at the inlet of the supply pump P2 detected by the sensor S1 for a preset time (eg, about 5 seconds) or the preset fuel pressure (eg, 3 MPa) In order to circulate the fuel between the fuel tank 1 and the supply pump P2 by controlling the pressure feed pump P1, the supply pump P2, the first electromagnetic valve MV1, and the second electromagnetic valve MV2. Further, after the fuel circulation step, the control device C instructs to start the cranking again by operating the starter motor.

次に、本実施の形態のエンジン始動制御方法を図２のフローに沿って、図３および図４を用いて説明する。図３および図４は、それぞれ燃料加圧工程時および燃料循環工程時の状態を示しており、矢印Ａは燃料の流れを示している。   Next, the engine start control method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4 along the flow of FIG. 3 and 4 show the states during the fuel pressurization process and the fuel circulation process, respectively, and the arrow A indicates the flow of fuel.

まず、運転者がエンジンキーをオンにすると燃料タンク１の圧送ポンプＰ１が作動する（図２の工程１０１）。続いて、図３に示すように、第２電磁弁ＭＶ２を閉じた状態で、第１電磁弁ＭＶ１を開く。この時、圧送ポンプＰ１の回転速度を通常運転モード時の圧送ポンプＰ１の回転速度よりも高めにする。これにより、迅速に供給配管２ａ内の燃料圧を上げることができるので、供給配管２ａ内でのＤＭＥの液化を短時間で行うことができ、エンジンＥの始動性を向上させることができる（図２の工程１０２）。続いて、サプライポンプＰ２の入口での燃料圧（すなわち、センサＳ１により検出される燃料圧）が、予め設定された第１燃料圧になるか否かを判定する（図２の工程１０３）。センサＳ１により検出される燃料圧が、第１燃料圧にならなかった場合は、工程１０２までもどる。   First, when the driver turns on the engine key, the pressure pump P1 of the fuel tank 1 is activated (step 101 in FIG. 2). Subsequently, as shown in FIG. 3, the first electromagnetic valve MV1 is opened with the second electromagnetic valve MV2 closed. At this time, the rotational speed of the pressure pump P1 is set higher than the rotational speed of the pressure pump P1 in the normal operation mode. As a result, the fuel pressure in the supply pipe 2a can be quickly increased, so that the DME in the supply pipe 2a can be liquefied in a short time and the startability of the engine E can be improved (see FIG. Step 102 of 2). Subsequently, it is determined whether or not the fuel pressure at the inlet of the supply pump P2 (that is, the fuel pressure detected by the sensor S1) becomes a preset first fuel pressure (step 103 in FIG. 2). When the fuel pressure detected by the sensor S1 does not become the first fuel pressure, the process returns to step 102.

一方、センサＳ１により検出された燃料圧が第１燃料圧またはそれ以上になった場合は、図４に示すように、第１、第２電磁弁ＭＶ１，ＭＶ２を開き、スタータモータの回転を許可する（図２の工程１０４）。この状態にならないとエンジンキーをスタータ位置にしてもスタータモータは作動しない。上記第１燃料圧は、センサＳ１により検出されたサプライポンプＰ２の入口の燃料温度においてＤＭＥが気化しない圧力を、ＤＭＥの蒸気圧線図に基づいて制御装置Ｃが判断したものである。この始動モード時の第１燃料圧は、通常運転モード時よりも高くする。これにより、ＤＭＥの液化を促すことができるので、エンジンＥの始動性を向上させることができる。   On the other hand, when the fuel pressure detected by the sensor S1 becomes the first fuel pressure or higher, as shown in FIG. 4, the first and second electromagnetic valves MV1 and MV2 are opened and the starter motor is allowed to rotate. (Step 104 in FIG. 2). In this state, the starter motor will not operate even if the engine key is set to the starter position. The first fuel pressure is determined by the control device C based on the vapor pressure diagram of the DME so that the DME does not vaporize at the fuel temperature at the inlet of the supply pump P2 detected by the sensor S1. The first fuel pressure in the start mode is higher than that in the normal operation mode. Thereby, since liquefaction of DME can be promoted, startability of the engine E can be improved.

このような燃料加圧工程の後、スタートスイッチをオンにする（エンジンキーを代用し、スタータの位置にしてもよい）と、スタータモータが回転しクランキングを開始する。エンジンＥへの燃料噴射装置は制御装置Ｃで制御し、通常のエンジン始動を開始する（スタータ工程、図２の工程１０５）。その状態でエンジンＥの始動を待つ。この時、制御装置Ｃはスタータモータの作動によるクランキングの時間（スタータモータの作動時間）を計測し、予め設定されている時間（例えば５秒程度）内にエンジンＥが始動するか否かを判定する。エンジンＥの始動は上記回転センサの回転検出信号により判断する（図２の工程１０６）。   After such a fuel pressurizing step, when the start switch is turned on (the engine key may be used instead of the starter position), the starter motor rotates to start cranking. The fuel injection device for the engine E is controlled by the control device C, and normal engine start is started (starter step, step 105 in FIG. 2). In this state, it waits for the engine E to start. At this time, the control device C measures the cranking time (starter motor operating time) due to the operation of the starter motor, and determines whether or not the engine E starts within a preset time (for example, about 5 seconds). judge. The start of the engine E is determined by the rotation detection signal of the rotation sensor (step 106 in FIG. 2).

工程１０６で、予め設定されている時間内にエンジンＥが始動した場合は、そのまま燃料系の始動モードを解除しリターンする。リターン後は通常運転モードに移行する。通常運転モード時のサプライポンプＰ２の入口での燃料圧（すなわち、エンジンＥへの燃料供給圧力）は、始動モード時のサプライポンプＰ２の入口での燃料圧（すなわち、エンジンＥへの燃料供給圧力）よりも低くする（ただし、ＤＭＥが気化しない程度とする）。これにより、通常運転モード時における電力の消費量を低減できる。このため、エンジンＥの負荷を低減できるので、燃料消費性能を向上させることができる。また、バッテリーの消耗を低減できる。   In step 106, if the engine E starts within a preset time, the fuel system start mode is canceled and the process returns. After returning, the mode is changed to the normal operation mode. The fuel pressure at the inlet of the supply pump P2 in the normal operation mode (that is, the fuel supply pressure to the engine E) is the fuel pressure at the inlet of the supply pump P2 in the start mode (that is, the fuel supply pressure to the engine E). ) (However, DME is not vaporized). Thereby, the power consumption in the normal operation mode can be reduced. For this reason, since the load of the engine E can be reduced, fuel consumption performance can be improved. In addition, battery consumption can be reduced.

一方、工程１０６で、予め設定されている時間内にエンジンＥが始動しない場合は、工程１０７に進み、以下のような燃料循環制御を行う。まず、第１にスタータモータの作動を停止する。これにより、スタータモータの無駄な回転作動を低減できるので、スタータモータの故障を低減または防止できる。第２に、スタータモータを停止した後、予め設定されている時間（例えば５秒程度）またはセンサＳ１で検出される燃料圧が予め設定されている第２燃料圧（例えば３ＭＰａ）になるまで、燃料を燃料タンク１とサプライポンプＰ２との間で循環させる（燃料循環工程）。すなわち、図４に示すように、第１、第２電磁弁ＭＶ１，ＭＶ２の両方を開いた状態で、圧送ポンプＰ１を作動させることにより、燃料を、燃料タンク１から供給配管２ａ、サプライポンプＰ２、戻り配管２ｄ、主戻り配管２ｅを通じて燃料タンク１に戻すように循環させる。上記第２燃料圧は、上記第１燃料圧と同じである（図２の工程１０７）。このような燃料循環工程後、工程１０３にて上記同様の圧力判断をした後、工程１０４を経て、再度、スタータモータを回転させクランキングを開始する（スタータ再作動工程、図２の工程１０５）。これをエンジン始動まで繰り返し自動で行う。   On the other hand, when the engine E does not start within the preset time in step 106, the process proceeds to step 107 and the following fuel circulation control is performed. First, the operation of the starter motor is stopped. Thereby, since useless rotation operation of the starter motor can be reduced, failure of the starter motor can be reduced or prevented. Secondly, after the starter motor is stopped, until a preset time (for example, about 5 seconds) or the fuel pressure detected by the sensor S1 reaches a preset second fuel pressure (for example, 3 MPa), The fuel is circulated between the fuel tank 1 and the supply pump P2 (fuel circulation process). That is, as shown in FIG. 4, by operating the pressure pump P1 with both the first and second electromagnetic valves MV1 and MV2 open, fuel is supplied from the fuel tank 1 to the supply pipe 2a and the supply pump P2. Then, it is circulated to return to the fuel tank 1 through the return pipe 2d and the main return pipe 2e. The second fuel pressure is the same as the first fuel pressure (step 107 in FIG. 2). After such a fuel circulation step, the same pressure determination as described above is made in step 103, and then, through step 104, the starter motor is rotated again to start cranking (starter restarting step, step 105 in FIG. 2). . This is automatically repeated until the engine starts.

次に、図５は上記ＤＭＥ蒸気圧線図情報と目標燃料圧マップとを併せて示したグラフ図の一例である。蒸気圧線図でみた場合、横軸は燃料の温度（℃）、縦軸はＤＭＥの蒸気圧（ａｔｍ）を示す。また、目標燃料圧マップでみた場合、横軸は燃料の温度（℃）、縦軸はＤＭＥの目標燃料圧（ａｔｍ）を示す。   Next, FIG. 5 is an example of a graph showing the DME vapor pressure diagram information and the target fuel pressure map together. In the vapor pressure diagram, the horizontal axis indicates the fuel temperature (° C.), and the vertical axis indicates the DME vapor pressure (atm). Further, in the target fuel pressure map, the horizontal axis indicates the fuel temperature (° C.), and the vertical axis indicates the DME target fuel pressure (atm).

ＶＰ０（実線）はＤＭＥの蒸気圧線、ＶＰ１（実線）は始動モード時の目標燃料圧線、ＶＰ２（破線）は通常運転モード時の目標燃料圧線を示している。この目標燃料圧は、サプライポンプＰ２の入口のセンサＳ１で検出される燃料圧の目標値である。目標燃料圧線ＶＰ１の圧力値は、上記予め設定された第１、第２燃料圧に相当する。   VP0 (solid line) indicates the DME vapor pressure line, VP1 (solid line) indicates the target fuel pressure line in the start mode, and VP2 (broken line) indicates the target fuel pressure line in the normal operation mode. This target fuel pressure is a target value of the fuel pressure detected by the sensor S1 at the inlet of the supply pump P2. The pressure value of the target fuel pressure line VP1 corresponds to the first and second fuel pressures set in advance.

本実施の形態では、始動モード時および通常運転モード時におけるサプライポンプＰ２の入口の燃料圧（目標燃料圧線ＶＰ１，ＶＰ２）を、ＤＭＥが気化しないように蒸気圧（蒸気圧線ＶＰ０）よりも高くなるように設定している。ただし、上記したように通常運転モード時におけるサプライポンプＰ２の入口の燃料圧（目標燃料圧線ＶＰ２）が、始動モード時におけるサプライポンプＰ２の入口の燃料圧（目標燃料圧線ＶＰ１）よりも低くなるようにしている。これにより、通常運転モード時における電力の消費量を低減でき、エンジンＥの負荷を低減できるので、燃料消費性能を向上させることができる。また、バッテリーの消耗を低減できる。なお、始動モード時の上記燃料圧と、通常運転モード時の上記燃料圧との差は、例えば０．５ＭＰａほどである。また、制御装置ＣのＲＯＭには、この図５に例示したような情報が予め記録されており、制御装置Ｃは、これに基づいて上記制御動作を行う。   In the present embodiment, the fuel pressure (target fuel pressure line VP1, VP2) at the inlet of the supply pump P2 in the start mode and the normal operation mode is lower than the vapor pressure (vapor pressure line VP0) so that DME does not vaporize. It is set to be higher. However, as described above, the fuel pressure (target fuel pressure line VP2) at the inlet of the supply pump P2 in the normal operation mode is lower than the fuel pressure (target fuel pressure line VP1) at the inlet of the supply pump P2 in the start mode. It is trying to become. As a result, the power consumption during the normal operation mode can be reduced and the load on the engine E can be reduced, so that the fuel consumption performance can be improved. In addition, battery consumption can be reduced. Note that the difference between the fuel pressure in the start mode and the fuel pressure in the normal operation mode is, for example, about 0.5 MPa. In addition, information as illustrated in FIG. 5 is recorded in advance in the ROM of the control device C, and the control device C performs the control operation based on this information.

このような本実施の形態によれば、サプライポンプＰ２側でＤＭＥが完全に液体状態に置き換わってからスタータモータを作動しクランキングを開始することができるので、煩雑な操作を行うことなく、スムーズにエンジンＥを始動することができる。   According to the present embodiment, since the starter motor can be operated and cranking can be started after the DME is completely replaced with the liquid state on the supply pump P2, smooth operation can be performed without performing complicated operations. The engine E can be started.

また、サプライポンプＰ２側でＤＭＥが完全に液体状態に置き換わってからスタータモータを作動しクランキングを開始するので、クランキング時間を短くすることができる。このため、スタータモータの故障とエンジン始動時のバッテリーの消耗を低減または防止することができる。したがって、ＤＭＥを燃料とするエンジンＥの始動性を向上させることができる。   Further, since the starter motor is operated and cranking is started after the DME is completely replaced with the liquid state on the supply pump P2, the cranking time can be shortened. For this reason, failure of the starter motor and battery consumption at the time of engine start can be reduced or prevented. Therefore, the startability of the engine E using DME as fuel can be improved.

１ 燃料タンク
２ａ 供給配管
２ｂ，２ｃ 配管
２ｄ 戻り配管
２ｅ 主戻り配管
２ｆ 戻り配管
３ａ 逆止弁
３ｂ プレッシャーコントロールバルブ
４ 燃料クーラー
Ｐ１ 燃料圧送ポンプ（第１ポンプ）
Ｐ２ 燃料加圧ポンプ（第２ポンプ）
ＣＲ コモンレール
Ｅ ディーゼルエンジン
Ｖ１ 出口バルブ
Ｖ２ 電磁弁
Ｖ３ 戻りバルブ
ＭＶ１ 第１電磁弁（第１開閉手段）
ＭＶ２ 第２電磁弁（第２開閉手段）
Ｃ 制御装置（制御手段）
Ｓ１ センサ（第１検出手段）
Ｓ２ 圧力センサ（第２検出手段）
Ｊ インジェクタ
Ｆ フィルター 1 Fuel tank 2a Supply pipe 2b, 2c Pipe 2d Return pipe 2e Main return pipe 2f Return pipe 3a Check valve 3b Pressure control valve 4 Fuel cooler P1 Fuel pump (first pump)
P2 Fuel pressurizing pump (second pump)
CR Common rail E Diesel engine V1 Outlet valve V2 Solenoid valve V3 Return valve MV1 First solenoid valve (first opening / closing means)
MV2 second solenoid valve (second opening / closing means)
C Control device (control means)
S1 sensor (first detection means)
S2 Pressure sensor (second detection means)
J Injector F Filter

Claims (5)

燃料タンクに貯留されたジメチルエーテルからなる燃料を、第１ポンプにより第２ポンプへ供給し、さらに第２ポンプからコモンレールを介してディーゼルエンジンに供給する燃料供給装置において、
前記第１ポンプと前記第２ポンプとを接続する供給配管に設けられた第１開閉手段と、
前記第２ポンプの入口の圧力および温度を検出する第１検出手段と、
前記第２ポンプおよび前記コモンレールと前記燃料タンクとを接続する戻り配管に設けられた第２開閉手段と、
前記戻り配管の内部の圧力を検出する第２検出手段と、
前記第１、第２ポンプおよび前記第１、第２開閉手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記ディーゼルエンジンを始動するスタータモータの作動によるクランキングの時間を計測し、予め設定された第１時間内にディーゼルエンジンが始動しない場合は、前記スタータモータを停止し、予め設定された第２時間または予め設定された燃料圧になるまで前記燃料を前記燃料タンクと前記第２ポンプとの間で循環させた後、再度、前記スタータモータを作動してクランキングを開始する構成を有する燃料供給装置。 In a fuel supply device that supplies fuel composed of dimethyl ether stored in a fuel tank to a second pump by a first pump, and further supplies the diesel engine from a second pump via a common rail.
First opening / closing means provided in a supply pipe connecting the first pump and the second pump;
First detection means for detecting pressure and temperature at the inlet of the second pump;
A second opening / closing means provided in a return pipe connecting the second pump and the common rail to the fuel tank;
Second detection means for detecting the pressure inside the return pipe;
Control means for controlling the first and second pumps and the first and second opening / closing means,
The control means measures a cranking time due to an operation of a starter motor that starts the diesel engine, and stops the starter motor if the diesel engine does not start within a preset first time, The fuel is circulated between the fuel tank and the second pump until the fuel pressure reaches a predetermined second time or a preset fuel pressure, and then the starter motor is operated again to start cranking. A fuel supply device. 請求項１記載の燃料供給装置を用いるディーゼルエンジン。   A diesel engine using the fuel supply device according to claim 1. ジメチルエーテルからなる燃料をディーゼルエンジンに供給するエンジン始動制御方法において、
始動モードと、その後の通常運転モードとを有しており、
前記始動モードは、
前記ディーゼルエンジンに供給される燃料の液化を促すために前記燃料を加圧する燃料加圧工程と、
前記燃料加圧工程により前記燃料の検出圧力が、予め設定された第１燃料圧になったら、前記ディーゼルエンジンのスタータモータの作動によりクランキングを開始するスタータ工程と、
前記クランキングの時間を計測し、前記ディーゼルエンジンが予め設定された第１時間内に始動しない場合は、前記スタータモータの作動を停止するとともに、予め設定された第２時間または予め設定された第２燃料圧になるまで前記燃料を循環させる燃料循環工程と、
前記燃料循環工程の後、再度、前記スタータモータを作動してクランキングを開始するスタータ再作動工程とを有するエンジン始動制御方法。 In an engine start control method for supplying a fuel made of dimethyl ether to a diesel engine,
It has a start mode and a normal operation mode after that,
The starting mode is:
A fuel pressurizing step of pressurizing the fuel to promote liquefaction of the fuel supplied to the diesel engine;
A starter step of starting cranking by an operation of a starter motor of the diesel engine when the detected pressure of the fuel becomes a first fuel pressure set in advance by the fuel pressurization step;
When the cranking time is measured and the diesel engine does not start within the preset first time, the starter motor is stopped and the preset second time or the preset first time A fuel circulation step for circulating the fuel until the fuel pressure reaches 2;
An engine start control method comprising: a starter restarting step of starting cranking again by operating the starter motor after the fuel circulation step. 前記燃料加圧工程における前記第１燃料圧および前記第２燃料圧は、前記第１検出手段により検出される燃料温度と、前記ジメチルエーテルの蒸気圧線図とに基づいて求められる、前記ジメチルエーテルが気化しない圧力である請求項３記載のエンジン始動制御方法。   The first fuel pressure and the second fuel pressure in the fuel pressurizing step are obtained based on the fuel temperature detected by the first detection means and the vapor pressure diagram of the dimethyl ether, and the dimethyl ether is vaporized. The engine start control method according to claim 3, wherein the pressure is not applied. 前記通常運転モードにおける前記ディーゼルエンジンへの燃料供給圧力は、前記始動モードにおける前記ディーゼルエンジンへの燃料供給圧力よりも低い請求項３または４記載のエンジン始動制御方法。   The engine start control method according to claim 3 or 4, wherein a fuel supply pressure to the diesel engine in the normal operation mode is lower than a fuel supply pressure to the diesel engine in the start mode.

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