JPH0942103A - Double fluid injection controller and binary fluid injection equipment - Google Patents
Double fluid injection controller and binary fluid injection equipmentInfo
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- JPH0942103A JPH0942103A JP7193152A JP19315295A JPH0942103A JP H0942103 A JPH0942103 A JP H0942103A JP 7193152 A JP7193152 A JP 7193152A JP 19315295 A JP19315295 A JP 19315295A JP H0942103 A JPH0942103 A JP H0942103A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの燃焼室
内に燃料と不活性流体とを層状に噴射させるための二流
体噴射制御装置および二流体噴射装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-fluid injection control device and a two-fluid injection device for injecting fuel and an inert fluid in layers into a combustion chamber of an engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ディーゼルエンジンは、ピストンにより
圧縮された空気中に液体燃料（軽油）を噴射させて、同
燃料を圧縮熱で着火し燃焼させて動力を得るエンジンで
ある。このため、ディーゼルエンジンは、高い熱効率を
有するものの、噴射した燃料がシリンダ内で空気と混合
し着火燃焼する際に、混合した燃料が圧縮熱によって一
気に着火燃焼（初期燃焼）するので、ＮＯX （窒素酸化
物）が排出されやすく、また燃焼中に混合した燃料が拡
散燃焼するために、煤，ＰＭ（パティキュレート・マタ
ー：粒子状物質）なども排出されやすいという、不利な
点がある。2. Description of the Related Art A diesel engine is an engine that injects a liquid fuel (light oil) into the air compressed by a piston and ignites and burns the fuel with compression heat to obtain power. Therefore, diesel engine, although having a high thermal efficiency, when injected fuel is mixed with air and ignited and burned in the cylinder, since the mixed fuel at once ignited combustion by compression heat (initial combustion), NO X ( Nitrogen oxides) are easily discharged, and the fuel mixed during the combustion is diffused and burned, and soot, PM (particulate matter: particulate matter), etc. are also easily discharged, which is a disadvantage.
【０００３】そこで、燃料噴射ノズルを用いて、燃料と
共に不活性流体としての水を燃焼室内へ噴射させる二流
体噴射装置が提案されている。この装置は、燃料圧によ
りノズルニードル（針弁）が開弁されて燃料が噴孔から
燃焼室へ噴射された直後に、同噴孔から水を燃焼室へ噴
射させる構造が採用してある。Therefore, there has been proposed a two-fluid injection device which uses a fuel injection nozzle to inject water as an inert fluid together with fuel into a combustion chamber. This device has a structure in which immediately after the nozzle needle (needle valve) is opened by the fuel pressure and the fuel is injected from the injection hole into the combustion chamber, water is injected from the injection hole into the combustion chamber.
【０００４】このように燃料と共に水が燃焼室内に噴射
されると、火炎温度が低下して、ＮＯx の発生が抑制さ
れる。また水の発散現象により、噴霧燃料と空気との混
合が促進されて、煤，ＰＭの低減に寄与する働きをなす
拡散燃焼を促進されるようになる。When water is injected into the combustion chamber together with fuel in this way, the flame temperature is lowered and NOx generation is suppressed. Further, the water divergence phenomenon promotes the mixing of the spray fuel and the air, and promotes the diffusion combustion that serves to contribute to the reduction of soot and PM.
【０００５】ところが、この噴射の仕方だと、水の噴射
量は、燃料噴射ノズル内の残量燃料圧と水圧との圧力差
により変化するので、必要な水噴射量を確保することは
困難である。However, with this injection method, the water injection amount changes depending on the pressure difference between the residual fuel pressure in the fuel injection nozzle and the water pressure, so it is difficult to secure the required water injection amount. is there.
【０００６】そこで、近時、特開平５−１６４００９号
公報に開示されているような、初期燃料噴射、水、主燃
料噴射という具合に、燃料と水と燃料とを層状に噴射さ
せる二流体噴射装置が提案されている。Therefore, recently, two-fluid injection for injecting fuel, water, and fuel in a layered manner such as initial fuel injection, water, and main fuel injection, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 165409/1993. A device has been proposed.
【０００７】これは、燃料噴射ポンプ（燃料供給手段）
の噴射作動休止期間中に、水を燃料通路に所定量、進入
（圧送）させておき、この水を燃料噴射ポンプにより圧
送された燃料と共に燃焼室内へ噴射させることで行われ
る。This is a fuel injection pump (fuel supply means)
During the injection operation suspension period, the water is introduced (pressurized) into the fuel passage by a predetermined amount, and the water is injected into the combustion chamber together with the fuel pumped by the fuel injection pump.
【０００８】具体的には、図４に示されるような燃料噴
射装置が採用されている。同装置を説明すれば、図中１
は、シリンダ毎にディーゼルエンジンのシリンダヘッド
１０に取り付けられた燃料噴射ノズルである。Specifically, a fuel injection device as shown in FIG. 4 is adopted. To explain the device, 1 in the figure
Is a fuel injection nozzle attached to the cylinder head 10 of the diesel engine for each cylinder.
【０００９】この燃料噴射ノズル１の本体１ａ（ノズル
ボディに相当）は、上下部に配置してあるノズルホルダ
２とノズル体３とを、同ノズル体３を覆うように設けた
リテニングナット４で結合して構成してある。The main body 1a (corresponding to a nozzle body) of the fuel injection nozzle 1 is a retaining nut 4 provided with a nozzle holder 2 and a nozzle body 3 which are arranged in the upper and lower portions so as to cover the nozzle body 3. It is configured by combining with.
【００１０】ノズル体３の内部には、ノズルニードル５
（針弁）が上下方向に摺動自在に嵌挿されている。この
ノズルニードル５が、ノズルホルダ２内に収容したスプ
リング６の弾性力によって、下方向（閉弁方向）に付勢
してある。Inside the nozzle body 3, a nozzle needle 5 is provided.
The (needle valve) is slidably inserted in the vertical direction. The nozzle needle 5 is urged downward (valve closing direction) by the elastic force of the spring 6 housed in the nozzle holder 2.
【００１１】この付勢によって、ノズルニードル５の下
端（先端部）に形成されている円錐面５ａの先端部分
を、ニードル収容室７の下端に形成してある弁座８に密
接させている（閉弁）。なお、スプリング６はノズルホ
ルダ２の上端部に螺挿されたアジャストスクリュウ６ａ
で支持してある。By this biasing, the tip portion of the conical surface 5a formed at the lower end (tip portion) of the nozzle needle 5 is brought into close contact with the valve seat 8 formed at the lower end of the needle accommodating chamber 7 ( Closed valve). The spring 6 is an adjusting screw 6a screwed into the upper end of the nozzle holder 2.
It is supported by.
【００１２】弁座８は、ノズル体３の下端から燃焼室９
（シリンダヘッド１０の下面とピストン１０ａの上面と
で囲まれる部分）へ突出している半球状の突起部１１内
と連通している。突起部１１を構成する周壁には、燃焼
室９に開口する複数の噴孔１２が設けてある。The valve seat 8 extends from the lower end of the nozzle body 3 to the combustion chamber 9
It communicates with the inside of a hemispherical projection 11 that protrudes to (a portion surrounded by the lower surface of the cylinder head 10 and the upper surface of the piston 10a). A plurality of injection holes 12 that open into the combustion chamber 9 are provided on the peripheral wall that constitutes the protrusion 11.
【００１３】弁座８の直上には、ノズルニードル５の外
周面に沿って環状の燃料溜まり室１３が形成されてい
る。この燃料溜まり室１３が、ノズルホルダ２およびノ
ズル体３に設けてあるフィードホール１４（燃料通路）
を介して、外部に在る燃料噴射ポンプ、例えば電子制御
式の燃料噴射ポンプ１５（燃料供給手段）の吐出部に接
続してある。An annular fuel storage chamber 13 is formed immediately above the valve seat 8 along the outer peripheral surface of the nozzle needle 5. The fuel storage chamber 13 is provided with a feed hole 14 (fuel passage) provided in the nozzle holder 2 and the nozzle body 3.
Is connected to a discharge portion of an external fuel injection pump, for example, an electronically controlled fuel injection pump 15 (fuel supply means).
【００１４】この燃料噴射ポンプ１５は、ディーゼルエ
ンジンの出力でカム１６を駆動して、プランジャ１７を
往復動させることにより、燃料タンク内（図示しない）
の燃料を所定の噴射時期に吐出させようにしてある。ま
た燃料噴射ポンプ１５には、例えばプランジャ１７の周
囲に在るコントロールスリーブ１９、このコントロール
スリーブ１９と噛合うラック２０、このラック２０を駆
動するアクチュエータ２１（ラック２０を図示しないピ
ニオンが付いたモータで駆動する装置等の装置）を有し
てなるプレストローク可変機構２２が在り、ディーゼル
エンジンの運転状態に応じて噴射時間（噴射量）、噴射
時期、噴射圧力を変えられるようにしてある。The fuel injection pump 15 drives the cam 16 with the output of the diesel engine to reciprocate the plunger 17, thereby reciprocating the fuel in the fuel tank (not shown).
The fuel is discharged at a predetermined injection timing. The fuel injection pump 15 includes, for example, a control sleeve 19 around the plunger 17, a rack 20 meshing with the control sleeve 19, an actuator 21 for driving the rack 20 (a motor having a pinion (not shown) for the rack 20). There is a prestroke variable mechanism 22 having a device such as a driving device), and the injection time (injection amount), injection timing, and injection pressure can be changed according to the operating state of the diesel engine.
【００１５】燃料溜まり室１３の上側には、ノズルニー
ドル５の外周面に沿って環状の水溜まり室２４が形成さ
れている。この水溜まり室２４はフィードホール１４の
上流側と連通している。An annular water reservoir 24 is formed on the upper side of the fuel reservoir 13 along the outer peripheral surface of the nozzle needle 5. The water pool chamber 24 communicates with the upstream side of the feed hole 14.
【００１６】この水溜まり室２４は、ノズルホルダ２お
よびノズル体３に設けてあるフィードホール２５（水通
路）を介して、外部に在る水供給ポンプ２６（不活性流
体供給手段）の吐出部に接続してある。なお、２７はフ
ィードホール２５の途中に設けられた逆流防止用の逆止
弁を示す。This water reservoir chamber 24 is discharged to the outside of a water supply pump 26 (inert fluid supply means) through a feed hole 25 (water passage) provided in the nozzle holder 2 and the nozzle body 3. It is connected. Reference numeral 27 denotes a check valve provided in the middle of the feed hole 25 for preventing backflow.
【００１７】水供給ポンプ２６は、例えば燃料噴射ポン
プ１５と同じ容量型ポンプであり、カムタイミングによ
り燃料噴射ポンプ１５の噴射作動休止期間中にノズルニ
ードル５の開弁圧よりも低い圧力で、水貯留部内（図示
しない）の水を吐出させる設定にしてある。むろん、水
供給ポンプ２６も、同様のプレストローク機構２２ａに
よって、ディーゼルエンジンの運転状態に応じて、水の
噴射量が変わる機能を有している。The water supply pump 26 is, for example, the same displacement-type pump as the fuel injection pump 15, and is operated at a pressure lower than the valve opening pressure of the nozzle needle 5 while the injection operation of the fuel injection pump 15 is stopped by the cam timing. It is set to discharge water in the storage section (not shown). Of course, the water supply pump 26 also has a function of changing the injection amount of water according to the operating state of the diesel engine by the same prestroke mechanism 22a.
【００１８】なお、水供給ポンプ２６では、燃料噴射ポ
ンプ１５と区別するために、同一部分には語尾に「ａ」
を付した番号を用いてある。燃料側・水供給側のアクチ
ュエータ２１，２１ａは、制御部３０を構成する燃料噴
射用のＥＣＵ３１、水供給用のＥＣＵ３２（いずれもマ
イクロコンピュータおよびその周辺回路を有してなる）
に接続してある。なお、ＥＣＵ３１，３２の相互は接続
されていて、ＥＣＵ３１，３２の相互間で信号の授受が
なされるようにしてある。In the water supply pump 26, in order to distinguish it from the fuel injection pump 15, the same portion is suffixed with "a".
The numbers with are used. The fuel-side / water-supply-side actuators 21 and 21a include a fuel injection ECU 31 and a water supply ECU 32 (both of which have a microcomputer and its peripheral circuits) which constitute the control unit 30.
Connected to The ECUs 31 and 32 are connected to each other so that signals can be exchanged between the ECUs 31 and 32.
【００１９】そして、これらＥＣＵ３１，３２の指令に
より、燃料ポンプ１５の噴射作動休止期間を利用して、
水をフィードホール１４に進入させ、燃料と水と燃料と
を層状に燃焼室９内へ噴射させるようにしてある。Then, in response to the commands from the ECUs 31 and 32, the injection operation suspension period of the fuel pump 15 is utilized,
Water is introduced into the feed hole 14, and the fuel, the water, and the fuel are injected in layers into the combustion chamber 9.
【００２０】すなわち、燃料と水と燃料とが層状に燃焼
室９内に噴射されるまでの行程を説明すれば、燃料噴射
ノズル１は、燃料の噴射を終えた直後では、図５（ａ）
に示されるように燃料が燃料溜まり室１３とフィードホ
ール１４との全体に充満している。That is, the process of injecting the fuel, water and fuel into the combustion chamber 9 in layers will be described. The fuel injection nozzle 1 immediately after the injection of fuel is completed, as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the fuel fills the entire fuel reservoir 13 and the feed hole 14.
【００２１】水供給ポンプ２６は、燃料噴射ポンプ１５
の噴射作動休止期間中、噴射作動（圧送）が行われ、水
がノズルニードル５の開弁圧より低い圧力で吐出され
る。ここで、燃料噴射ポンプ１５から燃料溜まり室１３
までの燃料ラインは、基端側が逆止弁２８によって燃料
戻りが可能であるから、水供給ポンプ２６からの水は、
フィードホール２５、逆止弁２７、水溜まり室２４を通
じて、図５（ｂ）に示されるように燃料側のフィードホ
ール１４に進入する。The water supply pump 26 is the fuel injection pump 15
During the suspension period of the injection operation, the injection operation (pressure feeding) is performed, and water is discharged at a pressure lower than the valve opening pressure of the nozzle needle 5. Here, from the fuel injection pump 15 to the fuel storage chamber 13
In the fuel line up to, the fuel can be returned by the check valve 28 at the base end side, so the water from the water supply pump 26 is
Through the feed hole 25, the check valve 27, and the water pool chamber 24, the fuel enters the feed hole 14 on the fuel side as shown in FIG.
【００２２】これにより、燃料溜まり室１３は燃料が充
満、同燃料域から上方のフィードホール１４の部分は水
噴射に必要な水量の水が充満、さらに同水域から上方の
フィードホール１４は燃料が充満されるようになる（燃
料と水と燃料の層状）。As a result, the fuel reservoir chamber 13 is filled with fuel, the portion of the feed hole 14 above the fuel region is filled with the amount of water necessary for water injection, and the feed hole 14 above the water region is filled with fuel. It becomes full (layered of fuel, water and fuel).
【００２３】燃料噴射ポンプ１５が噴射作動に入り、燃
料圧が上昇し始めると、フィードホール２５（水通路）
の逆止弁２７が閉弁し、さらに燃料圧が上昇しノズルニ
ードル５の開弁圧に達すると、開く噴孔１２からは、燃
料溜まり室１３内の燃料（初期燃料）、フィードホール
１４内の水、残存の燃料噴射の燃料が、順次、すなわち
図６に示されるように層状をなして噴射され、必要な水
噴射量が確保される。When the fuel injection pump 15 starts the injection operation and the fuel pressure starts to rise, the feed hole 25 (water passage)
When the check valve 27 is closed and the fuel pressure further rises to reach the valve opening pressure of the nozzle needle 5, the fuel in the fuel reservoir chamber 13 (initial fuel) and the feed hole 14 The water and the fuel for the remaining fuel injection are sequentially injected, that is, in a layered manner as shown in FIG. 6, and the required water injection amount is secured.
【００２４】そして、最初に噴射された燃料で、着火燃
焼（初期燃焼）が行われ、つぎに噴射される水で同燃焼
の火炎温度を低下させる。ついで、つぎに噴射される燃
料が、水の発散現象を受けて燃焼室９内の空気と混合し
ながら燃焼して、ＮＯX の発生が抑制されるとともに、
煤，ＰＭの低減に寄与する拡散燃焼が促進されるように
なる。Ignition combustion (initial combustion) is performed with the fuel injected first, and the flame temperature of the same combustion is lowered with the water injected next. Then, the fuel to be injected next burns while being mixed with the air in the combustion chamber 9 due to the water divergence phenomenon, and the generation of NO X is suppressed, and
The diffusion combustion that contributes to the reduction of soot and PM is promoted.
【００２５】ところで、従来、こうした二流体噴射装置
は、エンジンの運転状態に応じて、燃料噴射ポンプ１
５、水供給ポンプ２６の作動をそれぞれ制御して、必要
な水噴射量、燃料噴射を確保している。By the way, conventionally, such a two-fluid injection device has a fuel injection pump 1 according to the operating state of the engine.
5. The operation of the water supply pump 26 is controlled to secure the required water injection amount and fuel injection.
【００２６】この制御装置は、燃料噴射用のＥＣＵ３
１、水供給用のＥＣＵ３２で構成される制御部３０に、
エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ３４
とアクセル開度を検出するアクセル開度センサ３５（い
ずれもエンジンの負荷を検出する手段を構成するセン
サ）を接続してなる。This control device is provided with the ECU 3 for fuel injection.
1. In the control unit 30 composed of the ECU 32 for water supply,
Engine speed sensor 34 for detecting the engine speed
And an accelerator opening sensor 35 for detecting the accelerator opening (both of which are sensors forming a means for detecting the load on the engine).
【００２７】そして、各ＥＣＵ３１，３２が、エンジン
回転数センサ３４、アクセル開度センサ３５で検出され
たエンジン負荷による各マップの読込みにより、要求さ
れる燃料噴射量、水噴射量となる燃料噴射ポンプ１５の
ラック位置、水供給ポンプ２６のラック位置を決定し
て、それぞれ独立して燃料噴射ポンプ１５、水供給ポン
プ２６を作動させていた。Then, the ECUs 31 and 32 read the respective maps according to the engine load detected by the engine speed sensor 34 and the accelerator opening sensor 35 to obtain the required fuel injection amount and water injection amount, respectively. The rack position of 15 and the rack position of the water supply pump 26 were determined, and the fuel injection pump 15 and the water supply pump 26 were operated independently.
【００２８】具体的には、水供給用のＥＣＵ３２には、
図８に示されるようなエンジンの負荷に応じた水供給ポ
ンプ２６のラック位置を示すマップが設定してある。ま
た燃料供給用のＥＣＵ３１には、図７に示されるような
上記水供給ポンプ２６のラック位置相当分が足された燃
料噴射ポンプ１５のラック位置を示すマップが設定して
ある。Specifically, the water supply ECU 32 includes:
A map showing the rack position of the water supply pump 26 according to the load of the engine as shown in FIG. 8 is set. Further, in the fuel supply ECU 31, a map showing the rack position of the fuel injection pump 15 to which the amount corresponding to the rack position of the water supply pump 26 is added as shown in FIG. 7 is set.
【００２９】そして、水供給用のＥＣＵ３２が、図１０
で示されるフローチャートのステップＳ１〜Ｓ３のよう
に、図８のマップを用いて、要求される水量となるラッ
ク位置を決定し、さらに同ラック位置にしたがいアクチ
ュエータ２１ａを駆動して、燃料噴射ポンプ１５の噴射
作動休止期間中に、要求される水量を水側のフィードホ
ール２５から燃料側のフィードホール１４へ進入させ
る。Then, the water supply ECU 32 is shown in FIG.
As in steps S1 to S3 of the flowchart shown in FIG. 8, the map of FIG. 8 is used to determine the rack position that provides the required amount of water, and the actuator 21a is driven according to the rack position to drive the fuel injection pump 15 During the suspension period of the injection operation, the required amount of water is introduced from the water side feed hole 25 into the fuel side feed hole 14.
【００３０】また燃料噴射用のＥＣＵ３１が、図９で示
されるフローチャートのステップＳ１〜Ｓ３のように、
図７のマップを用いて、要求される燃料量となるラック
位置を決定し、さらに同ラック位置にしたがいアクチュ
エータ２１を駆動して、燃料噴射ポンプ１５の噴射時期
に、要求されている燃料噴射量および水量を燃料側のフ
ィードホール１４から燃焼室９内へ噴射させていた。Further, the ECU 31 for fuel injection, as in steps S1 to S3 of the flow chart shown in FIG.
Using the map of FIG. 7, the rack position that provides the required fuel amount is determined, and the actuator 21 is driven in accordance with the rack position so that the required fuel injection amount is reached at the injection timing of the fuel injection pump 15. And the amount of water was injected from the feed hole 14 on the fuel side into the combustion chamber 9.
【００３１】[0031]
【発明が解決しようとする課題】水供給ポンプ２６にお
いては、例えば信号系の故障などの不具合が起きること
がある。このような場合、多くは水供給ポンプ２６が、
要求される水量の制御信号（ラック位置）の通りに作動
せず、要求される水量が水供給ポンプ２６から燃料噴射
ノズル１へ供給されなくなる。In the water supply pump 26, a defect such as a signal system failure may occur. In such cases, most of the water supply pump 26
It does not operate according to the control signal (rack position) of the required water amount, and the required water amount is not supplied from the water supply pump 26 to the fuel injection nozzle 1.
【００３２】つまり、水供給ポンプ２６からは指示値相
当の水量が吐出されなくなる。ところで、エンジンは、
水噴射が行われなくとも、エンジンの運転状態に応じた
燃料噴射量が所定時期に燃焼室９内へ噴射されることに
より、良好な燃焼は行われなくとも、安定して稼働す
る。That is, the water supply pump 26 does not discharge the amount of water corresponding to the indicated value. By the way, the engine
Even if the water injection is not performed, the fuel injection amount according to the operating state of the engine is injected into the combustion chamber 9 at a predetermined time, so that stable operation is achieved even if good combustion is not performed.
【００３３】ところが、上述した燃料噴射ポンプ１５、
水供給ポンプ２６が独立して並行に進む燃料・水・燃料
の層状噴射制御だと、このような場合、燃料噴射ポンプ
１５から、図７のマップの要求水量と要求燃料量とを加
えた量の燃料を、フィードホール１４を通じて、燃焼室
９内へ噴射させる。However, the above-mentioned fuel injection pump 15,
In the case of the fuel / water / fuel stratified injection control in which the water supply pump 26 independently proceeds in parallel, in such a case, an amount obtained by adding the required water amount and the required fuel amount in the map of FIG. 7 from the fuel injection pump 15. Fuel is injected into the combustion chamber 9 through the feed hole 14.
【００３４】つまり、噴射されるはずの水量分が、燃料
に置き換わって、燃料噴射ポンプ１５は燃料の噴射動作
が続けられる。このようになると、要求される燃料量よ
りも、多い燃料が過剰にエンジンに供給される、いわゆ
る過噴射の状態が起きる。That is, the amount of water to be injected is replaced with fuel, and the fuel injection pump 15 continues the fuel injection operation. In this case, a so-called over-injection state occurs in which a larger amount of fuel than the required fuel amount is supplied to the engine.
【００３５】これでは、良好な燃焼が確保されなくなる
ので、安定したエンジンの稼働が維持できなくなるおそ
れがある。本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、どのようなときでもエン
ジンの運転状態に応じた所定の燃料量をエンジンに供給
できる二流体噴射制御装置および二流体噴射装置を提供
することにある。In this case, since good combustion cannot be ensured, stable operation of the engine may not be maintained. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a two-fluid injection control device and a two-fluid injection control device capable of supplying a predetermined amount of fuel to the engine according to the operating state of the engine at any time. An object is to provide an injection device.
【００３６】[0036]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、上記目的を達成するために、エンジンの運転状態に
応じて不活性流体要求量を設定し、この不活性流体要求
量に基づき不活性流体供給手段の作動を制御する不活性
流体制御手段と、この不活性流体供給手段により実際に
燃料通路へ流入した不活性流体量を検出する実不活性流
体供給量検出手段と、エンジンの運転状態に応じて仮燃
料噴射量を設定する仮燃料噴射量設定手段と、実不活性
流体供給量検出手段により検出された実不活性流体量に
基づき仮燃料噴射量設定手段により設定された仮燃料噴
射量を補正して実燃料噴射量として設定するとともに、
この実燃料噴射量に基づき燃料を供給する燃料供給手段
の作動を制御する実燃料制御手段とを有して、二流体噴
射制御装置を構成したことにある。In order to achieve the above object, the invention set forth in claim 1 sets an inert fluid demand amount according to the operating state of an engine, and based on this inert fluid demand amount. An inert fluid control means for controlling the operation of the inert fluid supply means; an actual inert fluid supply amount detection means for detecting the amount of the inert fluid actually flowing into the fuel passage by the inert fluid supply means; The temporary fuel injection amount setting means for setting the temporary fuel injection amount according to the operating state, and the temporary fuel injection amount setting means set based on the actual inert fluid amount detected by the actual inert fluid supply amount detecting means Correct the fuel injection amount and set it as the actual fuel injection amount.
The two-fluid injection control device is configured to include an actual fuel control unit that controls the operation of the fuel supply unit that supplies fuel based on the actual fuel injection amount.
【００３７】請求項２に記載の発明は、上記目的に加え
て、容易に不活性流体要求量、仮燃料噴射量が設定する
ことを可能にするために、請求項１の構成に加えて、さ
らにエンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段、
エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段を
設けて、不活性流体制御手段は、このエンジン負荷検出
手段により検出されたエンジン負荷およびエンジン回転
数検出手段により検出されたエンジン回転数に応じて不
活性流体要求量を設定し、仮燃料噴射設定手段は、エン
ジン負荷検出手段により検出されたエンジン負荷および
エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転
数に応じて仮燃料噴射量を設定させたことにある。In addition to the above-mentioned object, the invention according to claim 2 makes it possible to easily set the required amount of inert fluid and the temporary fuel injection amount, in addition to the configuration of claim 1, Furthermore, engine load detection means for detecting the load of the engine,
An engine rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the engine is provided, and the inert fluid control means is responsive to the engine load detected by the engine load detection means and the engine rotation speed detected by the engine rotation speed detection means. The required amount of inert fluid is set, and the temporary fuel injection setting unit sets the temporary fuel injection amount according to the engine load detected by the engine load detection unit and the engine speed detected by the engine speed detection unit. Especially.
【００３８】請求項３に記載の発明は、上記目的を達成
するために、所定時期毎に噴射作動して燃料を圧送する
燃料供給手段と、この燃料供給手段の噴射作動休止期間
中に不活性流体を圧送する不活性流体供給手段と、ノズ
ルボディ内に摺動自在に嵌挿され、閉弁方向に付勢され
てなる針弁、この針弁の先端部近傍に同針弁の外周面に
沿って形成された燃料溜まり室、燃料供給手段からの燃
料を燃料溜まり室へ導く燃料通路、不活性流体供給手段
からの不活性流体を針弁の開弁圧よりも低い圧力で燃料
通路の上流側へ導く水通路を備えてなり、燃料供給手段
により圧送された燃料とともに水通路を介して燃料通路
に供給された不活性流体をエンジンの燃焼室内へ噴射可
能とする燃料噴射ノズルと、エンジンの運転状態に応じ
て不活性流体要求量を設定し、この不活性流体要求量に
基づき不活性流体供給手段の作動を制御する不活性流体
制御手段と、この不活性流体供給手段により実際に燃料
通路へ流入した不活性流体量を検出する実不活性流体供
給量検出手段と、エンジンの運転状態に応じて仮燃料噴
射量を設定する仮燃料噴射量設定手段と、実不活性流体
供給量検出手段により検出された実不活性流体量に基づ
き仮燃料噴射量設定手段により設定された仮燃料噴射量
を補正して実燃料噴射量として設定するとともに、この
実燃料噴射量に基づき燃料供給手段の作動を制御する実
燃料制御手段とを有して、二流体噴射装置を構成したこ
とにある。In order to achieve the above object, a third aspect of the present invention is to provide a fuel supply means for injecting fuel at a predetermined time to pump fuel, and an inert gas supply during the inactive period of the fuel supply means. An inert fluid supply means for feeding the fluid under pressure, a needle valve slidably inserted in the nozzle body and biased in the valve closing direction, on the outer peripheral surface of the needle valve near the tip of the needle valve. A fuel reservoir formed along the fuel passage, a fuel passage for guiding fuel from the fuel supply means to the fuel reservoir, and an inert fluid from the inert fluid supply means upstream of the fuel passage at a pressure lower than the valve opening pressure of the needle valve. A fuel injection nozzle that is provided with a water passage that leads to the side, and that makes it possible to inject the inert fluid supplied to the fuel passage through the water passage together with the fuel pumped by the fuel supply means into the combustion chamber of the engine; Inert fluid required depending on operating conditions And the inert fluid control means for controlling the operation of the inert fluid supply means based on the required amount of the inert fluid, and the inert fluid quantity actually flowing into the fuel passage by the inert fluid supply means. The actual inert fluid supply amount detecting means, the temporary fuel injection amount setting means for setting the temporary fuel injection amount according to the operating state of the engine, and the actual inert fluid amount detected by the actual inert fluid supply amount detecting means. Based on the actual fuel injection amount, the temporary fuel injection amount set by the temporary fuel injection amount setting unit is corrected and set as the actual fuel injection amount, and the actual fuel control unit controls the operation of the fuel supply unit. Then, the two-fluid ejection device is configured.
【００３９】請求項１に記載した発明によると、不活性
流体供給手段の作動は、エンジンの運転状態に応じて設
定された不活性流体要求量にしたがって制御される。こ
のとき、実不活性流体供給量検出手段によって、実際に
燃料通路へ流入した実不活性流体量が検出される。According to the first aspect of the present invention, the operation of the inert fluid supply means is controlled according to the required amount of inert fluid set according to the operating state of the engine. At this time, the actual inert fluid supply amount detecting means detects the actual inert fluid amount actually flowing into the fuel passage.
【００４０】一方、燃料供給手段の作動は、エンジンの
運転状態に応じて設定された仮燃料噴射量に、実際に燃
料通路へ流入した実不活性流体量を、仮燃料噴射量を補
正して得た実燃料噴射量にしたがって制御される。On the other hand, the operation of the fuel supply means is to correct the temporary fuel injection amount by correcting the temporary fuel injection amount set according to the operating state of the engine with the actual inert fluid amount actually flowing into the fuel passage. It is controlled according to the obtained actual fuel injection amount.
【００４１】これにより、燃料供給手段からは、不活性
流体量に関わらず、常に適正な燃料量が供給されるよう
になる。それ故、たとえ不活性流体供給手段が不活性流
体要求量に相当する不活性流体の供給が行えなくなった
としても、燃料が過剰に供給されたり、逆に不足したり
することはない。As a result, an appropriate amount of fuel is always supplied from the fuel supply means regardless of the amount of inert fluid. Therefore, even if the inert fluid supply means cannot supply the inert fluid corresponding to the required amount of the inert fluid, the fuel is neither excessively supplied nor deficient.
【００４２】請求項２に記載した発明によると、エンジ
ンの負荷、エンジン回転数に基づき、容易にエンジンの
運転状態に応じた不活性流体要求量が設定される。と共
に容易にエンジンの運転状態に応じた仮燃料噴射量が設
定されるようになる。According to the second aspect of the present invention, the required amount of inert fluid can be easily set according to the operating condition of the engine based on the engine load and the engine speed. At the same time, the temporary fuel injection amount can be easily set according to the operating state of the engine.
【００４３】請求項３に記載した発明によると、不活性
流体供給手段は、エンジンの運転状態に応じて設定され
た不活性流体要求量にしたがって制御され、燃料供給手
段の噴射作動休止期間中に不活性流体が燃料噴射ノズル
の燃料通路へ、水通路を通じて供給される、このとき、
実不活性流体供給量検出手段によって、実際に燃料通路
へ流入した不活性流体量は検出される。According to the third aspect of the present invention, the inert fluid supply means is controlled according to the required amount of the inert fluid set according to the operating state of the engine, and the inert fluid supply means is controlled during the injection suspension period of the fuel supply means. The inert fluid is supplied to the fuel passage of the fuel injection nozzle through the water passage,
The actual inert fluid supply amount detecting means detects the amount of the inert fluid actually flowing into the fuel passage.
【００４４】一方、燃料供給手段からは、所定時期毎、
エンジンの運転状態に応じて設定された仮燃料噴射量
に、実際に燃料通路へ流入した実不活性流体量を、仮燃
料噴射量を補正して得た実燃料噴射量が、燃料噴射ノズ
ルの燃料通路へ供給される。On the other hand, from the fuel supply means,
The actual fuel injection amount obtained by correcting the temporary fuel injection amount with the actual inert fluid amount actually flowing into the fuel passage is added to the temporary fuel injection amount set according to the operating state of the engine. It is supplied to the fuel passage.
【００４５】つまり、燃料供給手段から圧送された燃料
とともに、燃料通路に進入した不活性流体が、エンジン
の燃焼室へ噴射される。これにより、不活性流体要求量
に関わらず、常に燃料供給手段からは適正な燃料量が供
給されるようになり、たとえ不活性流体供給手段が不活
性流体要求量に相当する不活性流体の供給が行えなくな
ったとしても、燃料が過剰に供給されたり、逆に不足し
たりすることはない。That is, together with the fuel pressure-fed from the fuel supply means, the inert fluid that has entered the fuel passage is injected into the combustion chamber of the engine. As a result, an appropriate amount of fuel is always supplied from the fuel supply means regardless of the required amount of inert fluid, and even if the inert fluid supply means supplies the amount of inert fluid equivalent to the required amount of inert fluid. Even if it becomes impossible, the fuel will not be excessively supplied or, conversely, will not be insufficient.
【００４６】[0046]
【発明の実施の形態】以下、本発明の二流体噴射制御装
置、二流体噴射装置を図１ないし図３に示す一実施形態
にもとづいて説明する。但し、図１ないし図３におい
て、先の「従来の技術」の項で説明した燃料噴射装置の
各部と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略
し、この項では異なる部位（発明の要部）について説明
することにする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A two-fluid injection control device and a two-fluid injection device according to the present invention will be described below based on an embodiment shown in FIGS. 1 to 3. However, in FIG. 1 to FIG. 3, the same parts as the parts of the fuel injection device described in the above-mentioned “Prior Art” are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Will be described).
【００４７】すなわち、本実施形態の二流体噴射制御装
置、二流体噴射装置は、燃料の運転状態に応じた仮の燃
料噴射量を設定し、この仮燃料噴射量を、実際にフィー
ドホール１４（燃料通路に相当）に流入した水量に基づ
き補正して、実際の燃料噴射量、すなわち実燃料噴射量
を求め、この実燃料噴射量に基づき燃料噴射ポンプ１５
（燃料供給手段に相当）の作動を制御するようにした
点、さらには水供給ポンプ２６（不活性流体供給手段に
相当）が故障したことを報知する手段を設けた点で異な
る。That is, the two-fluid injection control device and the two-fluid injection device of this embodiment set a temporary fuel injection amount according to the operating state of the fuel, and actually use this temporary fuel injection amount for the feed hole 14 ( The actual fuel injection amount, that is, the actual fuel injection amount is calculated by correcting the amount of water flowing into the fuel passage (corresponding to the fuel passage). Based on this actual fuel injection amount, the fuel injection pump 15
The difference is that the operation of (corresponding to the fuel supply means) is controlled, and a means for notifying that the water supply pump 26 (corresponding to the inert fluid supply means) has failed is provided.
【００４８】なお、二流体噴射制御装置、二流体噴射装
置の違いは、後者が燃料噴射ノズル１、燃料噴射ポンプ
１５、水供給ポンプ２６、制御部３０を有して構成され
るシシテム装置であるのに対し、前者がその種々の制御
機能が設定されている制御部３０で構成される制御装置
である点に在る。The difference between the two-fluid injection control device and the two-fluid injection device is that the latter is a system device having a fuel injection nozzle 1, a fuel injection pump 15, a water supply pump 26, and a controller 30. On the other hand, the former is a control device including the control unit 30 having various control functions set therein.
【００４９】前者の点について説明すれば、水供給用の
ＥＣＵ３２（不活性流体制御手段に相当）には、図２中
の中段に示すエンジンの負荷に応じた要求水量を表すマ
ップＡが設定されている。Explaining the former point, a map A representing the required amount of water according to the load of the engine shown in the middle stage of FIG. 2 is set in the water supply ECU 32 (corresponding to the inert fluid control means). ing.
【００５０】またＥＣＵ３２には、水供給ポンプ２６に
設けたラック２０ａのストローク量を検知するラックス
トロークセンサ３７（実不活性流体供給量検出手段に相
当）が接続されている。A rack stroke sensor 37 (corresponding to an actual inert fluid supply amount detecting means) for detecting the stroke amount of the rack 20a provided in the water supply pump 26 is connected to the ECU 32.
【００５１】このＥＣＵ３２には、エンジン回転数セン
サ３４（エンジン回転数検出手段に相当）から検出され
るエンジン回転数、アクセル開度センサ３５（エンジン
負荷検出手段に相当）から検出されるエンジン負荷から
水噴射の要求量を求め、マップＡを用いて、その検出し
たエンジン負荷のときの要求水量に相当するラック位置
Ｒｗｗを読込み、同値を要求水量値と定める機能が設定
されている。The ECU 32 receives the engine speed detected by the engine speed sensor 34 (corresponding to engine speed detecting means) and the engine load detected by the accelerator opening sensor 35 (corresponding to engine load detecting means). A function is set in which the required amount of water injection is obtained, the rack position Rww corresponding to the required water amount at the detected engine load is read using the map A, and the same value is set as the required water amount value.
【００５２】さらにＥＣＵ３２には、ラックストローク
センサ３７からの出力信号によって、実際に水供給ポン
プ２６から燃料噴射ノズル１のフィードホール１４へ供
給された水量に相当するラック位置ΔＲｗｗｉｓｔを検
出する機能が設定されている。Further, the ECU 32 has a function of detecting the rack position ΔRwist corresponding to the amount of water actually supplied from the water supply pump 26 to the feed hole 14 of the fuel injection nozzle 1 by the output signal from the rack stroke sensor 37. Has been done.
【００５３】加えてＥＣＵ３２には、水噴射可能なエン
ジン負荷の領域であるか否かをマップＡから判断する機
能、同領域のときのみアクチュエータ２１ａをラック位
置Ｒｗｗにしたがって作動させる機能が設定され、水噴
射可能なエンジン負荷の領域のみ、水供給ポンプ２６を
作動させるようにしてある。In addition, the ECU 32 is provided with a function of judging from the map A whether or not the engine load is in the water jettable region, and a function of operating the actuator 21a according to the rack position Rww only in the region. The water supply pump 26 is operated only in the region of the engine load where water can be injected.
【００５４】燃料用のＥＣＵ３１（実燃料制御手段、仮
燃料噴射量設定手段に相当）には、図２の上段に示すエ
ンジン負荷に応じた要求燃料量を表すマップＢが設定さ
れている。In the fuel ECU 31 (corresponding to the actual fuel control means and the temporary fuel injection amount setting means), a map B showing the required fuel amount according to the engine load shown in the upper part of FIG. 2 is set.
【００５５】またＥＣＵ３１には、エンジン回転数セン
サ３４から検出されるエンジン回転数，アクセル開度セ
ンサ３５から検出されるエンジン負荷から要求燃料量を
求め、マップＢを用いて、その検出したエンジン負荷の
ときの要求燃料量に相当するラック位置Ｒｗｆを読込
み、同値を仮燃料噴射量（燃料だけ）と定める機能が設
定されている（仮燃料噴射量設定手段に相当）。Further, the ECU 31 determines the required fuel amount from the engine speed detected by the engine speed sensor 34 and the engine load detected by the accelerator opening sensor 35, and uses the map B to determine the detected engine load. At this time, the rack position Rwf corresponding to the required fuel amount is read, and the function of setting the same value as the temporary fuel injection amount (fuel only) is set (corresponding to the temporary fuel injection amount setting means).
【００５６】さらにＥＣＵ３１には、実際に供給された
水量に相当する水供給ポンプ２６のラック位置Ｒｗｗｉ
ｓｔを燃料噴射ポンプ１５のラック位置相当ΔＲｗｆに
変換する機能と、仮燃料噴射量のラック位置Ｒｗｆに上
記ラック位置ΔＲｗｆを合わせて、実燃料噴射量（水＋
燃料）に相当するラック位置を求める機能（実燃料制御
手段に相当）が設定されている。この機能により、仮燃
料噴射量（燃料だけ）を、図２の下段に示すマップＣの
ように補正して、実燃料噴射量（水＋燃料）を得るよう
にしている。Further, the ECU 31 is informed that the rack position Rwi of the water supply pump 26 corresponding to the actually supplied water amount.
The function of converting st into the rack position ΔRwf of the fuel injection pump 15 and the rack position ΔRwf of the temporary fuel injection amount rack position Rwf are combined to obtain the actual fuel injection amount (water +
A function (corresponding to actual fuel control means) for obtaining a rack position corresponding to fuel is set. With this function, the temporary fuel injection amount (fuel only) is corrected as shown in the map C shown in the lower part of FIG. 2 to obtain the actual fuel injection amount (water + fuel).
【００５７】加えてＥＣＵ３１には、この得られた実燃
料噴射量に相当するラック位置にしたがって、アクチュ
エータ２１を作動させる機能（実燃料制御手段に相当）
が設定されている。In addition, the ECU 31 has a function of operating the actuator 21 according to the rack position corresponding to the obtained actual fuel injection amount (corresponding to actual fuel control means).
Is set.
【００５８】これらＥＣＵ３１，ＥＣＵ３２の機能によ
り、水噴射可能なエンジン負荷の領域でのみ、水・燃料
・水の層状噴射を行わせるようにしてある。また後者の
前者の点について説明すれば、制御部３０を構成するＥ
ＣＵ３１，３２のうちの一方、例えば水供給用のＥＣＵ
３２には、報知手段として例えばアラーム３０が接続さ
れている。なお、このアラーム３０は、例えば自動車の
運転席回りに配置してある。Due to the functions of the ECU 31 and the ECU 32, stratified injection of water, fuel and water is performed only in the engine load range where water injection is possible. Explaining the latter point, the E which constitutes the control unit 30 is explained.
One of the CUs 31 and 32, for example, an ECU for water supply
For example, an alarm 30 is connected to 32 as a notification means. The alarm 30 is arranged, for example, around the driver's seat of an automobile.
【００５９】このＥＣＵ３２には、燃料・水・燃料の層
状噴射が行われる領域のとき、要求水量に相当するラッ
ク位置Ｒｗｗと実水量に相当する水供給ポンプ２６のラ
ック位置Ｒｗｗｉｓｔとが等しいか違うかを対比する機
能、ならびにこの違う状態が所定時間経過したか計時す
る機能が設定されている。In the ECU 32, the rack position Rww corresponding to the required water amount and the rack position Rwwist of the water supply pump 26 corresponding to the actual water amount are the same or different in the region where the stratified injection of fuel / water / fuel is performed. A function for comparing the above and a function for measuring whether a predetermined time has passed in this different state are set.
【００６０】この機能によって、水供給ポンプ２６が、
要求される水量の制御信号（ラック位置）の通りに作動
しているか否かを判定、すなわち水供給ポンプ２６が故
障しているか否かを判定するようにしてある。With this function, the water supply pump 26
It is determined whether or not it is operating according to the control signal (rack position) of the required amount of water, that is, whether or not the water supply pump 26 is out of order.
【００６１】むろん、この故障の判定は他の手段を用い
ても構わない。さらにＥＣＵ３２には、故障と判定した
とき、アラーム３７をオンさせる機能が設定されてい
て、アラーム３７を通じて、運転者などにその旨を報知
させるようにしてある。Of course, other means may be used to determine this failure. Further, the ECU 32 is provided with a function of turning on the alarm 37 when it is determined to be in failure, and the driver or the like is notified of the fact through the alarm 37.
【００６２】なお、燃料噴射用のＥＣＵ３１には、水噴
射ができない領域と判定されたとき、仮燃料噴射量に相
当するラック位置Ｒｗｆを、そのまま実燃料噴射量に相
当するラック位置に置き換える機能が設定してある。The ECU 31 for fuel injection has a function of replacing the rack position Rwf corresponding to the temporary fuel injection amount with the rack position corresponding to the actual fuel injection amount when it is determined that the water injection is impossible. It is set.
【００６３】こうした機能で行われる二流体噴射装置の
制御が図３のフローチャートに示してある。つぎに、こ
のフローチャートに基づき、燃料・水・燃料の層状噴射
について説明する。The control of the two-fluid ejecting apparatus performed by such a function is shown in the flowchart of FIG. Next, the stratified injection of fuel, water and fuel will be described based on this flowchart.
【００６４】今、セルモータによる機関始動により、燃
料噴射ポンプ１５および水供給ポンプ２６が駆動され
て、ディーゼルエンジンが運転されたとする。このと
き、燃料噴射ポンプ１５では、カム１６の駆動により、
プランジャ１７が往復動されて、燃料タンク内（図示し
ない）の燃料を所定の燃料噴射時期毎に吐出させる噴射
動作が行われる。また水供給ポンプ２６では、カム１６
ａの駆動により、プランジャ１７ａが往復動される。Now, it is assumed that the fuel injection pump 15 and the water supply pump 26 are driven by the engine start by the starter motor to operate the diesel engine. At this time, in the fuel injection pump 15, by driving the cam 16,
The plunger 17 is reciprocated to perform the injection operation of discharging the fuel in the fuel tank (not shown) at every predetermined fuel injection timing. Further, in the water supply pump 26, the cam 16
By driving a, the plunger 17a is reciprocated.
【００６５】なお、燃料はノズルニードル５を開弁させ
る高圧力で供給され、水はそのノズルニードル５の開弁
圧より低い圧力で供給される。このとき、ＥＣＵ３１
は、ステップＳ１のように、エンジン回転数センサ３
４、アクセル開度センサ３５から出力されるエンジン回
転数、アクセル開度を読込んで、エンジンの運転状態な
らびにエンジンの負荷を検出している。The fuel is supplied at a high pressure for opening the nozzle needle 5, and the water is supplied at a pressure lower than the valve opening pressure of the nozzle needle 5. At this time, the ECU 31
Is the engine speed sensor 3 as in step S1.
4. The engine speed and the accelerator opening output from the accelerator opening sensor 35 are read to detect the engine operating state and the engine load.
【００６６】ついで、ステップＳ２に至り、ＥＣＵ３１
は、燃料のみの噴射量を仮に設定していく（仮燃料噴射
量の決定）。これは、図２の上段に在るマップＢから、
検出したエンジン負荷に相当するラック位置Ｒｗｆを読
込むことで行われる。Then, in step S2, the ECU 31
Temporarily sets the injection amount of fuel only (determines the temporary fuel injection amount). This is from map B in the upper part of FIG.
This is performed by reading the rack position Rwf corresponding to the detected engine load.
【００６７】ついで、ステップＳ３に進み、今度はＥＣ
Ｕ３２により、ディーゼルエンジンが水噴射が可能な運
転状態であるか否かを判定していく。これは、図２の中
段に在るマップＡから、検出したエンジン負荷が水噴射
領域内にあるか否かを判定することで行われる。Then, the process proceeds to step S3, this time EC
From U32, it is determined whether or not the diesel engine is in an operating state in which water injection is possible. This is performed by determining from the map A in the middle of FIG. 2 whether the detected engine load is within the water injection region.
【００６８】このとき、水噴射領域内であると判定され
ると、ステップＳ５に至る。すると、ＥＣＵ３２が水噴
射量を設定していく。これは、図２の中段に在るマップ
Ａから、検出したエンジン負荷に相当するラック位置Ｒ
ｗｆを読込むことで行われる。At this time, if it is determined that the water is in the water injection region, the process goes to step S5. Then, the ECU 32 sets the water injection amount. This is the rack position R corresponding to the detected engine load from the map A in the middle of FIG.
This is done by reading wf.
【００６９】ついで、ステップＳ６に至り、ＥＣＵ３２
は、ラック位置Ｒｗｆを指示する制御信号を、燃料噴射
ポンプ１５の休止期間中に、水供給ポンプ２６のアクチ
ュエータ２１ａに出力する。Then, in step S6, the ECU 32
Outputs a control signal indicating the rack position Rwf to the actuator 21a of the water supply pump 26 during the idle period of the fuel injection pump 15.
【００７０】すると、アクチェエータ２１ａは駆動さ
れ、指示された通りにラック２１ａをストローク動させ
る。これにより、水供給ポンプ２６からは、燃料噴射ポ
ンプ１５の休止期間中に、水噴射量に相当する水量が圧
送される。この水量が、フィードホール２５を通じて、
図５（ｂ）に示されるように燃料噴射ノズル１のフィー
ドホール１４内に進入する。Then, the actuator 21a is driven, and the rack 21a is stroked as instructed. As a result, the water supply pump 26 pumps the amount of water corresponding to the amount of water injection during the rest period of the fuel injection pump 15. This amount of water passes through the feed hole 25
As shown in FIG. 5B, the fuel injection nozzle 1 enters the feed hole 14.
【００７１】このとき、ラックストロークセンサ３７
は、ストロークしたラック２０ａの変位を検出してい
る。ついで、ステップＳ６′に至り、ＥＣＵ３２は、こ
の実際に噴射された水量、すなわち実水噴射量に相当す
るラック位置Ｒｗｗｉｓｔを読取る。At this time, the rack stroke sensor 37
Detects the displacement of the rack 20a that has made a stroke. Next, at step S6 ', the ECU 32 reads the rack position Rwist corresponding to this actually injected water amount, that is, the actual water injection amount.
【００７２】これにより、実水噴射量を決定していく。
つぎのステップＳ７において、今度はＥＣＵ３１によ
り、実際の水噴射量（水だけ）に相当するラック位置Ｒ
ｗｗｉｓｔを燃料噴射ポンプ１５のラック位置相当ΔＲ
ｗｆに変換し、ステップＳ８で仮燃料噴射量（燃料だ
け）に相当するラック位置Ｒｗｆとを合わせる演算処理
が行われる。As a result, the actual water injection amount is determined.
In the next step S7, the ECU 31 determines the rack position R corresponding to the actual water injection amount (only water).
wist is the rack position of the fuel injection pump 15 ΔR
The calculation processing is performed by converting into wf, and in step S8, the rack position Rwf corresponding to the temporary fuel injection amount (fuel only) is matched.
【００７３】これにより、水と燃料との双方が噴射され
る実際の噴射量、すなわち実燃料噴射量に相当するラッ
ク位置が設定される。つまり、実際の水噴射量に基づ
き、仮燃料噴射量は実燃料噴射量に補正されることとな
る。As a result, the rack position corresponding to the actual injection amount of both water and fuel, that is, the actual fuel injection amount is set. That is, the temporary fuel injection amount is corrected to the actual fuel injection amount based on the actual water injection amount.
【００７４】ついで、ステップＳ９に進み、ＥＣＵ３１
は、この定められたラック位置にしたがって、燃料噴射
ポンプ１５のアクチュエータ２１を駆動していく。する
と、フィードホール１４内において充満している水噴射
に必要な水量の水は、所定の燃料噴射時期毎に作動する
燃料ポンプ１５で圧送された燃料と共に、燃料噴射ノズ
ル１からディーゼルエンジンの燃焼室９内へ噴射されて
いく。Next, in step S9, the ECU 31
Drives the actuator 21 of the fuel injection pump 15 according to the determined rack position. Then, the amount of water required for water injection, which is filled in the feed hole 14, is supplied from the fuel injection nozzle 1 to the combustion chamber of the diesel engine together with the fuel pumped by the fuel pump 15 that operates at each predetermined fuel injection timing. It is injected into 9.
【００７５】これにより、燃料溜まり室１３内の燃料、
フィードホール１４内の水、残存の燃料噴射の燃料が、
順次、層状をなして噴射されて、着火燃焼の火炎温度を
低下させる、煤，ＰＭの低減に寄与する拡散燃焼が促進
されるようになる。As a result, the fuel in the fuel storage chamber 13,
The water in the feed hole 14 and the remaining fuel injection fuel are
Diffusion combustion, which is sequentially injected in layers to lower the flame temperature of ignition combustion and contributes to the reduction of soot and PM, is promoted.
【００７６】なお、ステップＳ３において水噴射ができ
ない領域であると判定されたときは、仮燃料噴射量（燃
料だけ）に相当するラック位置Ｒｗｆが、そのまま実燃
料噴射量に相当するラック位置に定められて、燃料噴射
ポンプ１５が制御される。When it is determined in step S3 that the water injection is not possible, the rack position Rwf corresponding to the temporary fuel injection amount (fuel only) is directly set to the rack position corresponding to the actual fuel injection amount. Then, the fuel injection pump 15 is controlled.
【００７７】このように予め燃料のみの噴射量を仮燃料
噴射量を設定しておき、この仮燃料噴射量に、実際に増
加した水噴射量の水量分を合わせて、水＋燃料量なる実
際の燃料噴射量を定めて、燃料噴射ポンプ１５を制御す
る流体噴射制御装置、二流体噴射装置は、常にエンジン
の運転状態に応じて要求される燃料量がディーゼルエン
ジンの燃焼室９内へ噴射されるから、たとえ故障によ
り、水供給ポンプ２６が、要求される水量の制御信号
（ラック位置）の通りに作動せず、要求される水量が水
供給ポンプ２６から供給されなくなったとしても、燃料
が過剰に供給されたり、逆に不足したりすることはな
い。As described above, the temporary fuel injection amount is set in advance as the injection amount of only the fuel, and the actual fuel injection amount is added to the water amount of the actually increased water injection amount to obtain the actual water + fuel amount. In the fluid injection control device that controls the fuel injection pump 15 and the two-fluid injection device, the required fuel amount is always injected into the combustion chamber 9 of the diesel engine according to the operating state of the engine. Therefore, even if the water supply pump 26 does not operate according to the control signal (rack position) of the required water amount due to a failure and the required water amount is not supplied from the water supply pump 26, the fuel is not supplied. It is neither over-supplied nor deficient.
【００７８】またこのような水供給ポンプ２６の故障
は、ステップＳ４で行われる水噴射量を指示するラック
位置Ｒｗｗと、実際に供給された水量相当のラック位置
Ｒｗｗｉｓｔとが異なる状態がどれだけ続いていたかの
判定、ならびにステップＳ１０で行われるアラームオン
によって周囲へ知らされる。In addition, such a failure of the water supply pump 26 is caused by a state in which the rack position Rww indicating the water injection amount performed in step S4 and the rack position Rwist corresponding to the actually supplied water amount are different. The surroundings are informed by the determination as to whether or not it has been present, and the alarm ON performed in step S10.
【００７９】それ故、負担を強いるようなことなくエン
ジンを常に良好に稼働させることができる。しかも、水
供給ポンプ２６の故障が発生したような場合には、報知
により、これに迅速に対応できる。Therefore, the engine can always be favorably operated without imposing a heavy load. In addition, if a failure of the water supply pump 26 occurs, it can be promptly dealt with by the notification.
【００８０】特にエンジン回転センサ３４、アクセル開
度センサ３５で構成されたエンジン負荷検出手段で得ら
れるエンジン負荷に応じて、要求される水噴射量（水だ
け）、仮燃料噴射量（燃料だけ）を設定する構造を採用
すると、容易に水噴射の要求量、仮燃料噴射量を設定す
ることができる。In particular, depending on the engine load obtained by the engine load detecting means composed of the engine rotation sensor 34 and the accelerator opening sensor 35, the required water injection amount (water only) and the temporary fuel injection amount (fuel only) are required. When the structure for setting is adopted, the required amount of water injection and the temporary fuel injection amount can be easily set.
【００８１】なお、上述した一実施形態では、水供給ポ
ンプのラック位置を検出することにより、実際に水供給
ポンプから供給された水量を検出するようにしたが、こ
れに限らず、他の検出手段を用いてもよい。In the above-described embodiment, the rack position of the water supply pump is detected to detect the amount of water actually supplied from the water supply pump. However, the present invention is not limited to this, and other detection is possible. Means may be used.
【００８２】また本発明をディーゼルエンジンに適用し
たが、これに限らず、他の内燃機関、例えば直接噴射式
ガソリンエンジンにも適用してもよい。むろん、水以外
の不活性流体を噴射するようにした二流体噴射装置に適
用してもよいことはもちろんである。Although the present invention is applied to the diesel engine, the present invention is not limited to this, and may be applied to other internal combustion engines, such as a direct injection gasoline engine. Of course, it may be applied to a two-fluid ejecting apparatus that ejects an inert fluid other than water.
【００８３】[0083]
【発明の効果】以上説明したように請求項１、請求項２
に記載の発明によれば、どのようなときでも、常にエン
ジンの運転状態に応じた所定の燃料量をエンジンに供給
できる。As described above, claims 1 and 2 are described.
According to the invention described in (1), it is possible to always supply the engine with a predetermined fuel amount according to the operating state of the engine.
【００８４】したがって、燃料供給手段からは、不活性
流体量に関わらず、常に適正な燃料量を供給でき、たと
え不活性流体供給手段が不活性流体要求量に相当する不
活性流体の供給が行えなくなったとしても、燃料が過剰
に供給されたり、逆に不足したりすることはない。請求
項３に記載の発明によれば、上記請求項２の発明の効果
に加え、容易に不活性流体要求量、仮燃料噴射量が設定
することができる。Therefore, an appropriate amount of fuel can always be supplied from the fuel supply means regardless of the amount of the inert fluid, and even if the inert fluid supply means can supply the inert fluid corresponding to the required amount of the inert fluid. Even if it runs out, the fuel will not be over-supplied or deficient. According to the invention of claim 3, in addition to the effect of the invention of claim 2, the required amount of inert fluid and the temporary fuel injection amount can be easily set.
【図１】本発明の一実施形態に係る二流体噴射制御装
置、二流体噴射装置を説明するための図。FIG. 1 is a diagram for explaining a two-fluid injection control device and a two-fluid injection device according to an embodiment of the present invention.
【図２】同装置の制御部に設定されたマップを、仮燃料
噴射量から実燃料噴射量に補正される過程と共に示す線
図。FIG. 2 is a diagram showing a map set in a control unit of the apparatus, together with a process of correcting a temporary fuel injection amount to an actual fuel injection amount.
【図３】同装置の制御を説明するためのフローチャー
ト。FIG. 3 is a flowchart for explaining control of the device.
【図４】従来の二流体噴射装置を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a conventional two-fluid ejecting device.
【図５】（ａ）は、同装置の燃料噴射ノズルの燃料噴射
直後における燃料通路全体に燃料が充満されている状態
を示す図。（ｂ）は、同燃料通路に燃料・水・燃料が層
状に充満されている状態を説明するための図。FIG. 5A is a diagram showing a state where the entire fuel passage is filled with fuel immediately after fuel injection from the fuel injection nozzle of the same apparatus. FIG. 3B is a diagram for explaining a state in which the fuel passage is filled with fuel, water, and fuel in layers.
【図６】同装置の燃料が噴射されたときの噴射特性を説
明するための線図。FIG. 6 is a diagram for explaining an injection characteristic when fuel of the device is injected.
【図７】同装置の燃料噴射ポンプの燃料噴射量を定めて
いるマップを示す線図。FIG. 7 is a diagram showing a map defining a fuel injection amount of a fuel injection pump of the device.
【図８】同装置の水供給ポンプの水噴射量を定めている
マップを示す線図。FIG. 8 is a diagram showing a map defining a water injection amount of a water supply pump of the apparatus.
【図９】同装置の燃料噴射ポンプで行われていた、マッ
プに基づく燃料噴射量の設定を説明するためのフローチ
ャート。FIG. 9 is a flowchart for explaining the setting of the fuel injection amount based on the map, which is performed by the fuel injection pump of the same device.
【図１０】同装置の水供給ポンプで行われていた、マッ
プに基づく水噴射量の設定を説明するためのフローチャ
ート。FIG. 10 is a flowchart for explaining the setting of the water injection amount based on the map, which is performed by the water supply pump of the device.
【符号の説明】 １…燃料噴射ノズル １ａ…本体（ノズルボディ） ５…ノズルニードル（針弁） ９…燃焼室 １０…シリンダヘッド １０ａ…ピストン １２…噴孔 １３…燃料溜まり室 １４…フィールドホール（燃料通路） １５…燃料供給ポンプ １６，１６ａ…カム １７，１７ａ…プランジャ １９，１９ａ…コントロールスリーブ ２０，２０ａ…ラック ２１，２１ａ…アクチュエータ ２２，２２ａ…プレストローク可変機構 ２４…水溜まり室 ２５…フィードホール（水通路） ２６…水供給ポンプ（不活性流体供給手段） ３１…燃料噴射用のＥＣＵ（実燃料制御手段、仮燃料噴
射量設定手段） ３２…水供給用のＥＣＵ（不活性流体制御手段） ３４…エンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手
段） ３５…アクセル開度センサ（エンジン負荷検出手段） ３７…ラックストロークセンサ（実不活性流体供給量検
出手段） ３８…アラーム（報知手段）。[Explanation of Codes] 1 ... Fuel injection nozzle 1a ... Main body (nozzle body) 5 ... Nozzle needle (needle valve) 9 ... Combustion chamber 10 ... Cylinder head 10a ... Piston 12 ... Injection hole 13 ... Fuel storage chamber 14 ... Field hole ( Fuel passage 15 ... Fuel supply pump 16, 16a ... Cam 17, 17a ... Plunger 19, 19a ... Control sleeve 20, 20a ... Rack 21,21a ... Actuator 22, 22a ... Pre-stroke variable mechanism 24 ... Water pool chamber 25 ... Feed hole (Water passage) 26 ... Water supply pump (inert fluid supply means) 31 ... ECU for fuel injection (actual fuel control means, temporary fuel injection amount setting means) 32 ... ECU for water supply (inert fluid control means) 34 ... Engine speed sensor (engine speed detection means) 35 ... Accelerator opening sensor (engine Load detecting means) 37 ... rack stroke sensor (actual inert fluid supply amount detecting means) 38 ... alarm (notification means).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 25/022 Ｆ０２Ｍ 25/02 Ｎ Ｒ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display area F02M 25/022 F02M 25/02 NR
Claims (3)
要求量を設定し、この不活性流体要求量に基づき不活性
流体供給手段の作動を制御する不活性流体制御手段と、 この不活性流体供給手段により実際に燃料通路へ流入し
た不活性流体量を検出する実不活性流体供給量検出手段
と、 前記エンジンの運転状態に応じて仮燃料噴射量を設定す
る仮燃料噴射量設定手段と、 前記実不活性流体供給量検出手段により検出された実不
活性流体量に基づき前記仮燃料噴射量設定手段により設
定された前記仮燃料噴射量を補正して実燃料噴射量とし
て設定するとともに、この実燃料噴射量に基づき燃料を
供給する燃料供給手段の作動を制御する実燃料制御手段
と、 を具備したことを特徴とする二流体噴射制御装置。Claim: What is claimed is: 1. An inert fluid control means for setting a required amount of an inert fluid according to an operating condition of an engine, and controlling the operation of the inert fluid supply means based on the required amount of the inert fluid, and the inert fluid. An actual inert fluid supply amount detection means for detecting the amount of inert fluid actually flowing into the fuel passage by the supply means; a temporary fuel injection amount setting means for setting a temporary fuel injection amount according to the operating state of the engine; Based on the actual inert fluid amount detected by the actual inert fluid supply amount detecting means, the temporary fuel injection amount set by the temporary fuel injection amount setting means is corrected and set as the actual fuel injection amount, and A two-fluid injection control device comprising: an actual fuel control unit that controls the operation of a fuel supply unit that supplies fuel based on the actual fuel injection amount.
おいて、 前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段と
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手
段とを備え、 前記不活性流体制御手段は、このエンジン負荷検出手段
により検出されたエンジン負荷および前記エンジン回転
数検出手段により検出されたエンジン回転数に応じて、
不活性流体要求量が設定され、 前記仮燃料噴射設定手段は、前記エンジン負荷検出手段
により検出されたエンジン負荷および前記エンジン回転
数検出手段により検出されたエンジン回転数に応じて、
仮燃料噴射量が設定されることを特徴とする二流体噴射
制御装置。2. The two-fluid injection control device according to claim 1, further comprising engine load detection means for detecting a load on the engine and engine rotation speed detection means for detecting a rotation speed of the engine, The fluid control means, according to the engine load detected by the engine load detection means and the engine speed detected by the engine speed detection means,
An inert fluid required amount is set, the temporary fuel injection setting means, in accordance with the engine load detected by the engine load detection means and the engine speed detected by the engine speed detection means,
A two-fluid injection control device in which a temporary fuel injection amount is set.
る燃料供給手段と、 この燃料供給手段の噴射作動休止期間中に不活性流体を
圧送する不活性流体供給手段と、 ノズルボディ内に摺動自在に嵌挿され、閉弁方向に付勢
されてなる針弁、この針弁の先端部近傍に同針弁の外周
面に沿って形成された燃料溜まり室、前記燃料供給手段
からの燃料を前記燃料溜まり室へ導く燃料通路、前記不
活性流体供給手段からの不活性流体を前記針弁の開弁圧
よりも低い圧力で前記燃料通路の上流側へ導く水通路を
備えてなり、前記燃料供給手段により圧送された燃料と
ともに前記水通路を介して前記燃料通路に供給された不
活性流体をエンジンの燃焼室内へ噴射可能とする燃料噴
射ノズルと、 エンジンの運転状態に応じて不活性流体要求量を設定
し、この不活性流体要求量に基づき前記不活性流体供給
手段の作動を制御する不活性流体制御手段と、 この不活性流体供給手段により実際に前記燃料通路へ流
入した不活性流体量を検出する実不活性流体供給量検出
手段と、 前記エンジンの運転状態に応じて仮燃料噴射量を設定す
る仮燃料噴射量設定手段と、 前記実不活性流体供給量検出手段により検出された実不
活性流体量に基づき前記仮燃料噴射量設定手段により設
定された前記仮燃料噴射量を補正して実燃料噴射量とし
て設定するとともに、この実燃料噴射量に基づき前記燃
料供給手段の作動を制御する実燃料制御手段と、 を具備したことを特徴とする二流体噴射装置。3. A fuel supply means for injecting fuel at a predetermined time to pump fuel, an inert fluid supply means for pumping an inert fluid during an injection operation suspension period of the fuel supply means, and a nozzle body. A needle valve slidably inserted and biased in the valve closing direction, a fuel reservoir chamber formed along the outer peripheral surface of the needle valve in the vicinity of the tip of the needle valve, and from the fuel supply means. A fuel passage for guiding fuel to the fuel storage chamber; and a water passage for guiding the inert fluid from the inert fluid supply means to the upstream side of the fuel passage at a pressure lower than the valve opening pressure of the needle valve, A fuel injection nozzle capable of injecting an inert fluid supplied to the fuel passage through the water passage together with the fuel pumped by the fuel supply means into a combustion chamber of an engine, and an inert gas depending on an operating state of the engine. Set the fluid demand, An inert fluid control means for controlling the operation of the inert fluid supply means based on the required amount of the inert fluid, and an actual inert fluid for detecting the amount of the inert fluid actually flowing into the fuel passage by the inert fluid supply means. A fluid supply amount detecting means, a temporary fuel injection amount setting means for setting a temporary fuel injection amount according to the operating state of the engine, and an actual inert fluid amount detected by the actual inert fluid supply amount detecting means. An actual fuel control means for correcting the temporary fuel injection quantity set by the temporary fuel injection quantity setting means and setting it as an actual fuel injection quantity, and controlling the operation of the fuel supply means based on the actual fuel injection quantity; A two-fluid ejecting apparatus comprising:
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP19315295A JP3237476B2 (en) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | Two-fluid ejection control device and two-fluid ejection device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003052252A1 (en) * | 2001-12-19 | 2003-06-26 | S & S Engineering Co., Ltd | Diesel engine exhaust purifier |
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| US6408142B1 (en) | 1992-09-04 | 2002-06-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Process cartridge and image forming apparatus |
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