JP2019157724A

JP2019157724A - Fuel supply system

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Publication number: JP2019157724A
Application number: JP2018043940A
Authority: JP
Inventors: 英人稲垣; Hideto Inagaki; 智久山田; Tomohisa Yamada; 素成鎗野; Motonari Yarino
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2018-03-12
Publication date: 2019-09-19

Abstract

To provide a fuel supply system that can promote vaporization of fuel with an inexpensive structure.SOLUTION: A fuel supply system 100 comprises a fuel injection valve 28 for injecting fuel to an intake pipe 12 of an internal combustion engine, a fuel pump 22 for supplying the fuel to the fuel injection valve 28, and heating means 30 for heating the fuel in a fuel supply path leading from the fuel pump 22 to the fuel injection valve 28. The intake pipe 12 can be heated by supplying the fuel whose temperature has been increased by the heating means 30, to an intake pipe inside a flow passage 32 formed on a pipe wall of the intake pipe 12.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、燃料を気化させて供給する燃料供給システムに関する。 The present invention relates to a fuel supply system that vaporizes and supplies fuel.

エンジン等の内燃機関に対して燃料を気化させて供給する燃料供給システムが広く使用されている。 A fuel supply system that vaporizes and supplies fuel to an internal combustion engine such as an engine is widely used.

このような燃料供給システムでは、エンジンの始動前に燃料をヒータで燃料を加熱することで、燃料の気化を補助する構成が開示されている（特許文献１）。このとき、ヒータの温度の情報としてヒータの電流を検出し、ヒータによる燃料の加熱開始後で燃料の膜沸騰発生前に検出された電流に基づいて燃料の濃度を判定する構成としている。 In such a fuel supply system, a configuration is disclosed in which fuel vaporization is assisted by heating the fuel with a heater before the engine is started (Patent Document 1). At this time, the heater current is detected as information on the heater temperature, and the fuel concentration is determined based on the current detected after the start of fuel heating by the heater and before the occurrence of film boiling of the fuel.

また、高圧液体燃料を気化させる燃料気化手段である気化器と、エネルギ出力手段であるエンジンとを離間して配置し、エンジンの始動時に冷却水ポンプ及び補助冷却水ポンプを作動させて、蓄熱タンクに蓄えられた高温のエンジンの冷却水を気化器側へ供給することによって、燃料を加熱して気化を促進する構成が開示されている（特許文献２）。 Further, a vaporizer that is a fuel vaporization means for vaporizing the high-pressure liquid fuel and an engine that is an energy output means are arranged apart from each other, and the cooling water pump and the auxiliary cooling water pump are operated when the engine is started, so that the heat storage tank The structure which heats a fuel and accelerates | stimulates vaporization by supplying the cooling water of the high temperature engine stored in this to the vaporizer side is disclosed (patent document 2).

特開２０１５−２３２２９１号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-232291 特開２０１２−１７６９８号公報JP 2012-17698 A

燃料をヒータで加熱する構成では、燃料噴射弁から噴射された燃料の蒸発が促進されるが、燃料噴射弁から吸気管内壁近傍に到達するまでに蒸発が完了しなかった燃料は冷えた吸気管内壁により再度温度が低下して気化が不十分になることがある。また、一旦蒸発した燃料が吸気管内壁の表面にて凝縮して液化することもある。燃料の気化が不十分である場合、未燃焼の燃料の排出の要因となる。 In the configuration in which the fuel is heated by the heater, the evaporation of the fuel injected from the fuel injection valve is promoted. However, the fuel that has not evaporated until the fuel injection valve reaches the vicinity of the inner wall of the intake pipe is cooled in the cooled intake pipe. The wall may lower the temperature again, resulting in insufficient vaporization. In addition, once evaporated fuel may be condensed and liquefied on the surface of the inner wall of the intake pipe. Insufficient fuel vaporization can cause unburned fuel to be discharged.

また、エンジンの冷却水を燃料の加熱に用いる構成では、予加熱及び蓄熱を実現するための加熱手段に加えて、補助ポンプや切替バルブ等を必要とし、従来のエンジンの構成に対する追加部品が多くなり、製造コストが増大するという問題がある。 In addition, in the configuration in which engine cooling water is used for heating the fuel, in addition to the heating means for realizing preheating and heat storage, an auxiliary pump, a switching valve, etc. are required, and there are many additional parts to the conventional engine configuration. Therefore, there is a problem that the manufacturing cost increases.

本発明の１つの態様は、内燃機関の吸気管に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁へ燃料を供給する燃料ポンプと、前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁に至る燃料供給経路に燃料を加熱する加熱手段と、を備え、前記加熱手段によって昇温された燃料を前記吸気管の管壁に形成された吸気管内流路に供給することで、前記吸気管を加熱することが可能であることを特徴とする燃料供給システムである。 One aspect of the present invention includes a fuel injection valve that injects fuel into an intake pipe of an internal combustion engine, a fuel pump that supplies fuel to the fuel injection valve, and a fuel supply path that extends from the fuel pump to the fuel injection valve. A heating means for heating the fuel, and the intake pipe can be heated by supplying the fuel heated by the heating means to a flow passage in the intake pipe formed on a pipe wall of the intake pipe It is a fuel supply system characterized by being.

ここで、前記吸気管の管壁において前記燃料噴射弁から噴射される燃料が衝突する位置に前記吸気管内流路を設けることが好適である。 Here, it is preferable to provide the intake pipe flow path at a position where fuel injected from the fuel injection valve collides on the pipe wall of the intake pipe.

また、前記内燃機関の状態に応じて、前記加熱手段による燃料の加熱を制御することが好適である。例えば、燃料の温度と燃料の移動に伴う燃料の温度変化量に応じて、前記加熱手段による燃料の加熱を制御することが好適である。 In addition, it is preferable to control the heating of the fuel by the heating means in accordance with the state of the internal combustion engine. For example, it is preferable to control the heating of the fuel by the heating means in accordance with the temperature of the fuel and the amount of change in the temperature of the fuel accompanying the movement of the fuel.

また、前記内燃機関の状態に応じて、前記燃料ポンプによる燃料の供給を制御することが好適である。例えば、燃料の温度に応じて、前記燃料ポンプによる燃料の供給を制御することが好適である。 Further, it is preferable to control the fuel supply by the fuel pump in accordance with the state of the internal combustion engine. For example, it is preferable to control the fuel supply by the fuel pump in accordance with the temperature of the fuel.

本発明によれば、安価な構成にて燃料の気化を促進させることができる燃料供給システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel supply system which can accelerate | stimulate vaporization of a fuel with an inexpensive structure can be provided.

本発明の実施の形態における燃料供給システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the fuel supply system in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における燃料供給システムでの燃料の循環の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the circulation of the fuel in the fuel supply system in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における燃料供給システムの制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of the fuel supply system in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における燃料供給システムの制御を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows control of the fuel supply system in an embodiment of the invention.

本発明の実施の形態における燃料供給システム１００は、図１に示すように、シリンダヘッド１０、吸気管１２、吸気弁１４、排気管１６、排気弁１８、燃料タンク２０、燃料ポンプ２２、コモンレール２４、調圧弁２６、燃料噴射弁２８、加熱手段３０、吸気管内流路３２、燃料温度センサ３４及びヒータ温度センサ３６を含んで構成される。燃料供給システム１００は、エンジン等の内燃機関に対して燃料を供給するための構成を備える。 As shown in FIG. 1, the fuel supply system 100 according to the embodiment of the present invention includes a cylinder head 10, an intake pipe 12, an intake valve 14, an exhaust pipe 16, an exhaust valve 18, a fuel tank 20, a fuel pump 22, and a common rail 24. The pressure regulating valve 26, the fuel injection valve 28, the heating means 30, the intake pipe flow path 32, the fuel temperature sensor 34, and the heater temperature sensor 36 are configured. The fuel supply system 100 includes a configuration for supplying fuel to an internal combustion engine such as an engine.

シリンダヘッド１０は、エンジンの燃焼室の一部を構成する部材である。シリンダヘッド１０には、燃料及び空気の混合気を燃焼室に供給するための吸気管１２及び吸気弁１４が設けられる。また、シリンダヘッド１０には、燃焼室で生じた排気ガスを外部へ排気するための排気管１６及び排気弁１８が設けられる。吸気弁１４及び排気弁１８は、適切なタイミングで開かれるようにカム等によって制御される。 The cylinder head 10 is a member that constitutes a part of the combustion chamber of the engine. The cylinder head 10 is provided with an intake pipe 12 and an intake valve 14 for supplying a mixture of fuel and air to the combustion chamber. Further, the cylinder head 10 is provided with an exhaust pipe 16 and an exhaust valve 18 for exhausting the exhaust gas generated in the combustion chamber to the outside. The intake valve 14 and the exhaust valve 18 are controlled by a cam or the like so as to be opened at an appropriate timing.

燃料タンク２０、燃料ポンプ２２、コモンレール２４、調圧弁２６及び燃料噴射弁２８は、燃料供給システム１００における燃料供給手段を構成する。燃料タンク２０は、エンジンで燃焼させられる燃料を蓄える容器である。燃料ポンプ２２は、燃料タンク２０に蓄えられてる燃料を加圧して供給するためのポンプである。燃料ポンプ２２によって加圧された燃料はコモンレール２４へ供給される。コモンレール２４は、レールと呼ばれる高圧の燃料を蓄えておく容器を備える。コモンレール２４を設けることによって、エンジンの回転数や負荷等の運転条件に関係なく噴射圧力を調整して噴射できる。燃料噴射弁２８は、コモンレール２４に蓄積されている燃料を吸気管１２内に噴射させる弁である。燃料噴射弁２８の開閉タイミングは、吸気弁１４及び排気弁１８の開閉タイミングに合わせて制御される。 The fuel tank 20, the fuel pump 22, the common rail 24, the pressure regulating valve 26, and the fuel injection valve 28 constitute fuel supply means in the fuel supply system 100. The fuel tank 20 is a container that stores fuel combusted by the engine. The fuel pump 22 is a pump for pressurizing and supplying the fuel stored in the fuel tank 20. The fuel pressurized by the fuel pump 22 is supplied to the common rail 24. The common rail 24 includes a container for storing high-pressure fuel called a rail. By providing the common rail 24, the injection pressure can be adjusted regardless of the operating conditions such as the engine speed and load. The fuel injection valve 28 is a valve that injects fuel accumulated in the common rail 24 into the intake pipe 12. The opening / closing timing of the fuel injection valve 28 is controlled in accordance with the opening / closing timing of the intake valve 14 and the exhaust valve 18.

調圧弁２６の開度を調節することによって、コモンレール２４内の燃料の圧力が調整される。調圧弁２６は、コモンレール２４内の燃料の圧力が所定の圧力（燃料噴射圧力：一般的には０．３ＭＰａ程度）を超えると開弁され、コモンレール２４内の圧力が所定の圧力に調圧される。このとき、燃料ポンプ２２を作動させたままにした場合、所定の圧力を超えてコモンレール２４から流出した燃料は燃料タンク２０に戻され、燃料は循環することになる。燃料ポンプ２２には、エンジンの最高出力時においても燃料噴射圧力が低下しない程度の余裕を持った出力容量（吐出能力）とする。すなわち、エンジンがより低出力の状態においてより多くの燃料が循環される。 By adjusting the opening degree of the pressure regulating valve 26, the fuel pressure in the common rail 24 is adjusted. The pressure regulating valve 26 is opened when the fuel pressure in the common rail 24 exceeds a predetermined pressure (fuel injection pressure: generally about 0.3 MPa), and the pressure in the common rail 24 is regulated to a predetermined pressure. The At this time, if the fuel pump 22 is left operating, the fuel that has flowed out of the common rail 24 over a predetermined pressure is returned to the fuel tank 20 and the fuel circulates. The fuel pump 22 has an output capacity (discharge capacity) with a margin that does not decrease the fuel injection pressure even at the maximum output of the engine. That is, more fuel is circulated when the engine is at a lower output.

本実施の形態における燃料供給システム１００は、さらに加熱手段３０、吸気管内流路３２、燃料温度センサ３４及びヒータ温度センサ３６を備える。加熱手段３０は、燃料ポンプ２２と吸気管内流路３２との間に設けられ、燃料ポンプ２２によって燃料タンク２０から供給される燃料を加熱する手段である。加熱手段３０は、例えば、加熱室とヒータとを含む構成とすることができ、加熱室を通る燃料をヒータで加熱するようにすればよい。ヒータは、電気ヒータ、燃料燃焼式ヒータ（触媒ヒータ）、蓄熱装置等とすることができる。 The fuel supply system 100 in the present embodiment further includes a heating means 30, an intake pipe flow path 32, a fuel temperature sensor 34, and a heater temperature sensor 36. The heating unit 30 is a unit that is provided between the fuel pump 22 and the intake pipe flow path 32 and heats the fuel supplied from the fuel tank 20 by the fuel pump 22. For example, the heating unit 30 may include a heating chamber and a heater, and the fuel passing through the heating chamber may be heated by the heater. The heater may be an electric heater, a fuel combustion heater (catalyst heater), a heat storage device, or the like.

吸気管内流路３２は、吸気管１２の管壁内に形成された空洞部である。また、吸気管内流路３２は、燃料が循環する燃料供給経路の一部として設けられ、吸気管１２における燃料噴射弁２８の近傍の管壁内に設けられる。吸気管内流路３２は、加熱手段３０とコモンレール２４との間に設けることが好適である。すなわち、燃料供給システム１００では、図２においてハッチングで示すように、加熱手段３０によって加熱された燃料が吸気管内流路３２を含む燃料経路を循環する。 The intake pipe flow path 32 is a hollow portion formed in the pipe wall of the intake pipe 12. The intake pipe flow path 32 is provided as a part of the fuel supply path through which the fuel circulates, and is provided in the pipe wall of the intake pipe 12 near the fuel injection valve 28. The intake pipe flow path 32 is preferably provided between the heating means 30 and the common rail 24. That is, in the fuel supply system 100, as indicated by hatching in FIG. 2, the fuel heated by the heating means 30 circulates in the fuel path including the intake pipe flow path 32.

このとき、燃料噴射弁２８から噴射される燃料が吸気管内流路３２に供給される燃料によって加熱されるような位置に吸気管内流路３２を配置することが好適である。特に、吸気管１２の管壁において燃料噴射弁２８から噴射される燃料が衝突する位置に吸気管内流路３２を配置することが好適である。 At this time, it is preferable to arrange the intake pipe flow path 32 at a position where the fuel injected from the fuel injection valve 28 is heated by the fuel supplied to the intake pipe flow path 32. In particular, it is preferable to arrange the intake pipe flow path 32 at a position where the fuel injected from the fuel injection valve 28 collides with the pipe wall of the intake pipe 12.

燃料温度センサ３４は、燃料の循環経路上に設けられ、燃料の温度を計測して制御部（図示しない）に出力する。ヒータ温度センサ３６は、加熱手段３０のヒータに併設され、ヒータの温度を計測して制御部に出力する。ヒータ温度センサ３６は、例えば、温度によって変化するヒータの電気抵抗の変化（ヒータ電流の変化）により検出するようにしてもよい。 The fuel temperature sensor 34 is provided on the fuel circulation path, measures the temperature of the fuel, and outputs it to a control unit (not shown). The heater temperature sensor 36 is provided in the heater of the heating unit 30, measures the temperature of the heater, and outputs it to the control unit. The heater temperature sensor 36 may detect, for example, a change in electric resistance of the heater (change in heater current) that changes with temperature.

以下、燃料供給システム１００における燃料供給方法について説明する。図３は、本実施の形態における燃料供給方法を示すフローチャートである。また、図４は、燃料ポンプ２２、加熱手段３０の作動タイミング、ここでは、始動時のように、エンジンが冷えており、噴射される燃料の気化が不十分になりやすい状況からの燃料噴射について説明する。 Hereinafter, a fuel supply method in the fuel supply system 100 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a fuel supply method in the present embodiment. FIG. 4 shows the fuel injection timing when the fuel pump 22 and the heating means 30 are operated. Here, the engine is cold and the fuel to be injected tends to be insufficiently vaporized, such as at the start. explain.

ステップＳ１０では、状態検出処理が行われる。まず、燃料温度センサ３４により燃料の初期温度Ｔｓを検出する（時刻ｔ１）。それと共に、燃料ポンプ２２を作動させる（時刻ｔ１）。燃料供給システム１００が冷えている場合、燃料ポンプ２２の作動に伴って燃料が移動することによって燃料温度センサ３４にて検出される温度が低下する（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）。燃料温度センサ３４より、このときの温度変化ΔＴを検出する。 In step S10, a state detection process is performed. First, the initial temperature Ts of the fuel is detected by the fuel temperature sensor 34 (time t1). At the same time, the fuel pump 22 is operated (time t1). When the fuel supply system 100 is cold, the temperature detected by the fuel temperature sensor 34 is lowered by the movement of the fuel accompanying the operation of the fuel pump 22 (time t1 to time t2). A temperature change ΔT at this time is detected from the fuel temperature sensor 34.

なお、本実施の形態では、ステップＳ１０での燃料ポンプ２２の作動は一時的なものとしたが、連続的に作動させるようにしてもよい。 In the present embodiment, the operation of the fuel pump 22 in step S10 is temporary, but it may be operated continuously.

ステップＳ１２では、加熱が必要か否かの判断が行われる。燃料の初期温度Ｔｓと温度変化量ΔＴとに基づいて加熱の要否が判断される。例えば、初期温度Ｔｓが設定温度未満であり、温度変化量ΔＴが温度の低下を示している場合には加熱手段３０による燃料の加熱が必要であると判断する。加熱の要否判定は、予め用意しておいた初期温度Ｔｓと温度変化量ΔＴの組み合わせに対する要否のマップに基づいて行ってもよい。また、高温再始動の例では、初期温度Ｔｓが設定温度を下回っていても、吸気管１２の壁面の温度が所望の壁面設定温度に到達している場合には温度変化量ΔＴが温度の上昇を示す。したがって、温度変化量ΔＴから吸気管１２の壁面の温度が所望の壁面設定温度に到達していると判断できる場合には加熱手段３０による加熱は必要ではないと判断する。加熱が必要である場合にはステップＳ１４に処理を移行させ、必要でない場合にはステップＳ２２に処理を移行させる。 In step S12, it is determined whether heating is necessary. Whether or not heating is necessary is determined based on the initial temperature Ts of the fuel and the temperature change amount ΔT. For example, when the initial temperature Ts is lower than the set temperature and the temperature change ΔT indicates a decrease in temperature, it is determined that the heating means 30 needs to heat the fuel. The necessity determination of heating may be performed based on a necessity map for a combination of the initial temperature Ts and the temperature change amount ΔT prepared in advance. In the example of the high temperature restart, even if the initial temperature Ts is lower than the set temperature, the temperature change amount ΔT increases when the wall surface temperature of the intake pipe 12 reaches the desired wall surface set temperature. Indicates. Therefore, when it can be determined from the temperature change amount ΔT that the temperature of the wall surface of the intake pipe 12 has reached the desired wall surface setting temperature, it is determined that heating by the heating means 30 is not necessary. If heating is necessary, the process proceeds to step S14, and if not necessary, the process proceeds to step S22.

ステップＳ１４では、加熱手段３０による燃料の加熱を行う。加熱手段３０のヒータをオン状態として、燃料の加熱を開始する（時刻ｔ２）。ヒータの加熱に伴って、ヒータ温度センサ３６で検出されるヒータ温度Ｔｈが上昇する。ヒータ温度Ｔｈがヒータ設定温度に到達するまでヒータの加熱を行う（時刻ｔ２〜時刻ｔ３）。 In step S14, the fuel is heated by the heating means 30. The heater of the heating means 30 is turned on and heating of the fuel is started (time t2). As the heater is heated, the heater temperature Th detected by the heater temperature sensor 36 increases. The heater is heated until the heater temperature Th reaches the heater set temperature (time t2 to time t3).

ステップＳ１６では、加熱手段３０のヒータの昇温を完了するか否かを判断する。燃料温度センサ３４によって検出されたヒータ温度ｔｈがヒータ設定温度に到達していれば加熱手段３０のヒータの昇温を完了し、そうでなければヒータ設定温度に到達するまで昇温を続ける。ヒータの昇温を完了する場合にはステップＳ１８に処理を移行させ、完了しない場合にはステップＳ１４に処理を戻す。 In step S16, it is determined whether or not the heating of the heater of the heating unit 30 is completed. If the heater temperature th detected by the fuel temperature sensor 34 has reached the heater set temperature, the temperature rise of the heater of the heating means 30 is completed, and if not, the temperature rise is continued until the heater set temperature is reached. If the heating of the heater is completed, the process proceeds to step S18. If not completed, the process returns to step S14.

ステップＳ１８では、燃料及び吸気管１２の昇温を行う。燃料ポンプ２２を作動させて、加熱手段３０を介して燃料を吸気管内流路３２及びコモンレール２４へ供給する（時刻ｔ３）。これにより、燃料を熱媒体として、加熱手段３０のヒータの熱を吸気管１２の管壁に伝達させる。燃料の熱は、吸気管１２の壁面との温度差によって吸気管１２の管壁に伝達される。吸気管１２に伝達されなかった熱は、燃料の温度上昇となって燃料温度センサ３４で燃料温度Ｔｆとして検出される。すなわち、燃料の移動に伴って燃料温度センサ３４で検出される燃料温度Ｔｆが上昇するには遅延時間が生ずる。 In step S18, the temperature of the fuel and intake pipe 12 is increased. The fuel pump 22 is operated to supply fuel to the intake pipe flow path 32 and the common rail 24 via the heating means 30 (time t3). Thereby, the heat of the heater of the heating means 30 is transmitted to the pipe wall of the intake pipe 12 using the fuel as a heat medium. The heat of the fuel is transmitted to the pipe wall of the intake pipe 12 due to a temperature difference with the wall surface of the intake pipe 12. The heat that has not been transferred to the intake pipe 12 rises in the temperature of the fuel, and is detected by the fuel temperature sensor 34 as the fuel temperature Tf. That is, there is a delay time for the fuel temperature Tf detected by the fuel temperature sensor 34 to increase with the movement of the fuel.

このとき、ヒータ温度Ｔｈがヒータ設定温度を超えないように制御を行う（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）。例えば、加熱手段３０のヒータの電源をデューティ制御（パルス制御）することでヒータ温度Ｔｈがヒータ設定温度を超えないようにする。 At this time, control is performed so that the heater temperature Th does not exceed the heater set temperature (time t3 to time t4). For example, the heater temperature Th is prevented from exceeding the heater set temperature by duty control (pulse control) of the heater power source of the heating means 30.

また、加熱手段３０から燃料への熱伝達が十分でない場合、十分に加熱されていない燃料が循環して燃料タンク２０へ吐出されることになる。すなわち、熱を無駄に捨てることになる。したがって、燃料ポンプ２２の電源を制御して、昇温された燃料が無駄に燃料タンク２０に戻されないようにすることが好適である（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）。例えば、燃料ポンプ２２の電源をデューティ制御（パルス制御）することで、燃料タンク２０に戻る燃料を最小化させることが好適である。 Further, when the heat transfer from the heating means 30 to the fuel is not sufficient, the fuel that is not sufficiently heated is circulated and discharged to the fuel tank 20. That is, heat is wasted. Therefore, it is preferable to control the power source of the fuel pump 22 so that the heated fuel is not returned to the fuel tank 20 unnecessarily (time t3 to time t4). For example, it is preferable to minimize the fuel returning to the fuel tank 20 by duty control (pulse control) of the power source of the fuel pump 22.

ステップＳ２０では、プレ加熱を完了するか否かを判断する。燃料温度センサ３４によって計測された燃料温度Ｔｆがプレ加熱設定温度に到達した場合にはエンジンのプレ加熱が完了したと判断し、到達していない場合にはプレ加熱が完了していないと判断する。プレ加熱が完了した場合にはステップＳ２２に処理を移行させ、完了してない場合にはステップＳ１８に処理を戻す。 In step S20, it is determined whether or not preheating is completed. When the fuel temperature Tf measured by the fuel temperature sensor 34 has reached the preheating set temperature, it is determined that the preheating of the engine has been completed, and when it has not reached, it is determined that the preheating has not been completed. . When preheating is completed, the process proceeds to step S22, and when not completed, the process returns to step S18.

ステップＳ２２では、エンジンを始動させる（時刻ｔ４）。エンジンを始動させた後は、エンジンの出力要求量に応じて燃料を供給する必要があるので、燃料ポンプ２２をオン状態とする。このとき、ステップＳ１８より燃料の流量が多くなる場合、加熱手段３０による燃料の昇温が不足して燃料温度Ｔｆの低下を招くので加熱手段３０のヒータの制御のデューティ比を変化させる（時刻ｔ４）。 In step S22, the engine is started (time t4). After starting the engine, it is necessary to supply fuel in accordance with the required output amount of the engine, so the fuel pump 22 is turned on. At this time, if the fuel flow rate is higher than that in step S18, the temperature rise of the fuel by the heating means 30 is insufficient and the fuel temperature Tf is lowered, so the duty ratio of the heater control of the heating means 30 is changed (time t4). ).

このように、吸気管内流路３２に加熱された燃料を流すことによって、燃料を熱媒体として吸気管１２の内壁を昇温することができる。さらに、コモンレール２４に蓄えられた燃料も加熱されているので、燃料噴射弁２８を開弁させた際には加熱された燃料が吸気管１２内に噴射される。これにより、燃料噴射弁２８から吸気管１２内へ噴射された燃料の蒸発が促進される。また、燃料噴射弁２８から吸気管１２の内壁近傍に到達するまでに蒸発が完了しなかった燃料の温度が吸気管１２の内壁によりより低下させられることを防ぐことができる。また、一旦蒸発した燃料が吸気管１２の内壁の表面にて凝縮して液化することも抑制することができる。したがって、未燃焼の燃料の排出を低減することができる。 In this way, by flowing the heated fuel through the intake pipe flow path 32, the temperature of the inner wall of the intake pipe 12 can be raised using the fuel as a heat medium. Further, since the fuel stored in the common rail 24 is also heated, the heated fuel is injected into the intake pipe 12 when the fuel injection valve 28 is opened. Thereby, evaporation of the fuel injected from the fuel injection valve 28 into the intake pipe 12 is promoted. Further, it is possible to prevent the temperature of the fuel that has not been evaporated from the fuel injection valve 28 to the vicinity of the inner wall of the intake pipe 12 from being further lowered by the inner wall of the intake pipe 12. Further, it is possible to suppress the once evaporated fuel from being condensed and liquefied on the surface of the inner wall of the intake pipe 12. Therefore, the discharge of unburned fuel can be reduced.

また、本実施の形態における燃料供給システム１００では、エンジンの冷却水を燃料の加熱に用いる構成のように補助ポンプや切替バルブ等を必要とせず、製造コストを低減させることができる。 Further, the fuel supply system 100 according to the present embodiment does not require an auxiliary pump, a switching valve, or the like unlike the configuration in which engine cooling water is used for heating the fuel, and the manufacturing cost can be reduced.

なお、エンジンが始動して暖気が完了した後は、エンジンの冷却水Ｗによって吸気管１２の管壁が温められる。これによって、加熱手段３０による燃料の昇温を行うことなく、燃料噴射弁２８から噴射された燃料の加熱が可能になる。したがって、燃料温度センサ３４による燃料温度Ｔｆに応じて、加熱手段３０のヒータをオフ状態として燃料の昇温を停止させてもよい。 In addition, after the engine is started and warming is completed, the pipe wall of the intake pipe 12 is warmed by the cooling water W of the engine. Accordingly, it is possible to heat the fuel injected from the fuel injection valve 28 without raising the temperature of the fuel by the heating means 30. Therefore, the temperature of the fuel may be stopped by turning off the heater of the heating means 30 in accordance with the fuel temperature Tf from the fuel temperature sensor 34.

１０シリンダヘッド、１２吸気管、１４吸気弁、１６排気管、１８排気弁、２０燃料タンク、２２燃料ポンプ、２４コモンレール、２６調圧弁、２８燃料噴射弁、３０加熱手段、３２吸気管内流路、３４燃料温度センサ、３６ヒータ温度センサ、１００燃料供給システム。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cylinder head, 12 Intake pipe, 14 Intake valve, 16 Exhaust pipe, 18 Exhaust valve, 20 Fuel tank, 22 Fuel pump, 24 Common rail, 26 Pressure regulation valve, 28 Fuel injection valve, 30 Heating means, 32 Intake pipe flow path, 34 Fuel temperature sensor, 36 Heater temperature sensor, 100 Fuel supply system.

Claims

内燃機関の吸気管に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁へ燃料を供給する燃料ポンプと、
前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁に至る燃料供給経路に燃料を加熱する加熱手段と、
を備え、
前記加熱手段によって昇温された燃料を前記吸気管の管壁に形成された吸気管内流路に供給することで、前記吸気管を加熱することが可能であることを特徴とする燃料供給システム。 A fuel injection valve for injecting fuel into the intake pipe of the internal combustion engine;
A fuel pump for supplying fuel to the fuel injection valve;
Heating means for heating fuel to a fuel supply path from the fuel pump to the fuel injection valve;
With
A fuel supply system characterized in that the intake pipe can be heated by supplying the fuel heated by the heating means to an intake pipe flow path formed on a pipe wall of the intake pipe.

請求項１に記載の燃料供給システムであって、
前記吸気管の管壁において前記燃料噴射弁から噴射される燃料が衝突する位置に前記吸気管内流路を設けることを特徴する燃料供給システム。 The fuel supply system according to claim 1,
The fuel supply system according to claim 1, wherein the intake pipe flow path is provided at a position where fuel injected from the fuel injection valve collides with a pipe wall of the intake pipe.

請求項１又は２に記載の燃料供給システムであって、
前記内燃機関の状態に応じて、前記加熱手段による燃料の加熱を制御することを特徴とする燃料供給システム。 The fuel supply system according to claim 1 or 2,
A fuel supply system that controls heating of the fuel by the heating means in accordance with the state of the internal combustion engine.

請求項３に記載の燃料供給システムであって、
燃料の温度と燃料の移動に伴う燃料の温度変化量に応じて、前記加熱手段による燃料の加熱を制御することを特徴とする燃料供給システム。 The fuel supply system according to claim 3,
A fuel supply system that controls heating of the fuel by the heating means in accordance with the temperature of the fuel and the amount of change in the temperature of the fuel accompanying the movement of the fuel.

請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料供給システムであって、
前記内燃機関の状態に応じて、前記燃料ポンプによる燃料の供給を制御することを特徴とする燃料供給システム。 The fuel supply system according to any one of claims 1 to 4,
A fuel supply system that controls fuel supply by the fuel pump in accordance with a state of the internal combustion engine.

請求項５に記載の燃料供給システムであって、
燃料の温度に応じて、前記燃料ポンプによる燃料の供給を制御することを特徴とする燃料供給システム。 The fuel supply system according to claim 5,
A fuel supply system that controls supply of fuel by the fuel pump in accordance with the temperature of the fuel.