(57)【要約】【課題】燃料蒸気の量を測定できる燃料インジェクタを有する内燃機関を提供する。【解決手段】本発明は、燃料インジェクタを有する内燃機関１０を提供する。図１にあるように、燃料インジェクタは、ばね付きピストン５５又は弾性ダイアフラムピストン８１５５と、ピストン５５、８１５５を変位させるための電気コイル５７、８１５８を有している。ピストンは、燃料をポンプ室５２、８１５２に導入またはポンプ室から排出する。電子制御部２３、８１５９によって１エンジンサイクルあたりのインジェクタの作動回数を制御することにより、１サイクルあたりに燃焼室に供給される燃料の量を制御する。ばねの作用またはピストン自体の弾性によるピストンの移動によってコイル５２、８１５８に形成される電圧を用いて、燃料の蒸気圧を求める。インジェクタと同様の装置を用いて燃料をパイプラインから導入し燃料の蒸気圧を測定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容積燃焼室と、
前記燃焼室に給気を供給するための吸気システムと、
燃焼ガスを前記燃焼室から大気中に送るための排気システムと、
前記燃焼室内で前記給気とともに燃焼させるために前記給気中に燃料を供給するための燃料噴射システムと、
を備える内燃機関であって、
前記燃料噴射システムは、
容積式ポンプとして機能するべく、内部にポンプ室が形成されたハウジングと、電気コイルと、前記電気コイルの作用により前記ハウジング内に設けられたボア内を軸方向に摺動するピストンと、前記ピストンに作用する付勢ばねと、を備える燃料インジェクタと、
前記燃料インジェクタの作動を制御する制御部と、からなり、
少なくとも過半数のエンジンサイクルのそれぞれにおいて、前記燃料インジェクタは前記制御部の制御によって複数回作動し、
前記制御部は、エンジン速度及び／又は負荷が増加するにしたがって、１エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を増やすことにより、１エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量を増加させ、
前記制御部は、エンジン速度及び／又は負荷が減少するにしたがって、１エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を減らすことにより、１エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量を減少させ、
前記ピストンが第一の方向に移動することにより燃料が前記ポンプ室に導入され、前記ピストンが反対の方向に移動することにより燃料が前記ポンプ室から排出され、
前記ばねの作用により前記ピストンが移動することにより前記コイルに電圧が形成され、
前記制御部は、前記ばねの作用による前記ピストンの移動によって形成される前記電圧を用いて、前記ポンプ室内の燃料蒸気の量を求め、
前記制御部は、求められた燃料蒸気の量に応じて前記インジェクタの作動を調整し、燃料蒸気の量の増加に応じて１エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を増加させる、内燃機関。
【請求項２】
可変容積燃焼室と、
前記燃焼室に給気を供給するための吸気システムと、
燃焼ガスを前記燃焼室から大気中に送るための排気システムと、
前記燃焼室内で前記給気とともに燃焼させるために前記給気中に燃料を供給するための燃料噴射システムと、
を備える内燃機関であって、
前記燃料噴射システムは、
容積式ポンプとして機能するべく、内部にポンプ室が形成されたハウジングと、電気コイルと、前記電気コイルの作用によりそれ自体の弾性に抗して変位可能であり且つその弾性によって変位前の状態に復帰することが可能なダイアフラムからなるピストンと、を備える燃料インジェクタと、
前記燃料インジェクタの作動を制御する制御部と、からなり、
少なくとも過半数のエンジンサイクルのそれぞれにおいて、前記燃料インジェクタは前記制御部の制御によって複数回作動し、
前記制御部は、エンジン速度及び／又は負荷が増加するにしたがって、１エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を増やすことにより、１エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量を増加させ、
前記制御部は、エンジン速度及び／又は負荷が減少するにしたがって、１エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を減らすことにより、１エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量を減少させ、
前記ピストンが第一の方向に変位することにより燃料が前記ポンプ室に導入され、前記ピストンが反対方向に変位することにより燃料が前記ポンプ室から排出され、
前記ピストンがその弾性により復帰することにより前記コイルに電圧が形成され、
前記制御部は、前記ピストンの弾性による動きによって形成される前記電圧を用いて、前記ポンプ室内の燃料蒸気の量を求め、
前記制御部は、求められた燃料蒸気の量に応じて前記インジェクタの作動を調整し、燃料蒸気の量の増加に応じて１エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を増加させる、内燃機関。
【請求項３】
前記燃料噴射システムは、燃料の温度を測定するための温度センサをさらに有し、前記制御部は、測定した燃料温度と求めた前記燃料蒸気の量とを併せて用いて噴射される燃料のタイプを判断し、これに応じて前記燃料インジェクタの作動を調整する、請求項１又は２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記制御部は、前記ピストンを所望の端部位置に変位させるのに充分な外部電圧を前記電気コイルに印加することにより前記電気コイルの作動を制御し、その後前記コイルの両端を互いに接続し電流が前記コイルを流れることを許容することにより外部電圧を印加することなく前記ピストンを前記所望の端部位置に保持し、その後前記コイルを接地することにより前記電流を消滅させ前記ピストンを解放し移動させる、請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項５】
前記制御部は、前記コイルの両端の接続を維持する期間を変更することにより前記インジェクタの作動頻度を変更可能である、請求項４に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記制御部は、エンジン速度を表す信号を受信し、エンジン速度が遅く且つ燃料蒸気の量が多いと判断した場合には、前記燃料インジェクタの作動頻度を、平均作動速度及び平均燃料蒸気量に対して用いられる作動頻度よりも少なくする、請求項５に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記ピストンは、２つの止端間を往復することにより、１回の作動における前記ピストンの移動距離は一定となっている、請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項８】
前記ばねの作用又は前記ダイアフラムの弾性による作用によって前記ピストンが移動する間、前記制御部は、前記ピストンの移動によって形成される前記電圧が一定期間の下降の後に上昇し始める時点を検知し、後に続く最大電圧を記録する、請求項１〜７のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項９】
前記電気コイルは前記ピストンを囲んでいる、請求項１〜８のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１０】
エンジンのクランクシャフト又はカムシャフトに関連付けてセンサが設けられており、当該センサが前記クランクシャフトまたはカムシャフトの回転に対応したタイミング信号を生成し、前記電子制御部は、このタイミング信号を用いて各エンジンサイクルにおける前記インジェクタの作動のタイミングを設定する、請求項１〜９のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１１】
前記燃料インジェクタは、燃料を前記燃料室に導入するための燃料入口と、燃料を燃料インジェクタから押し出すための燃料出口と、を備えており、
前記燃料インジェクタは、さらに、燃料が前記燃料入口から前記燃料室内に流入するのを可能にする一方、燃料が前記燃料室から前記燃料入口に逆流するのを防ぐ第一の一方向弁と、燃料が前記燃料室から前記燃料出口に流出するのを可能にする一方、燃料が前記燃料出口から前記燃料室内に逆流するのを防ぐ第二の一方向弁と、を備える、請求項１〜１０のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１２】
前記制御部は、前記ばねの作用または前記ダイアフラムの弾性による前記ピストンの移動によって形成される最大電圧を保持するためのピーク電圧保持回路を備えており、
前記ピーク電圧保持回路は、
前記コイルから電圧信号を受信する演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力側に接続され、その出力側から前記演算増幅器のためのフィードバック信号が得られるダイオードと、
前記演算増幅器の出力側に接続され、前記制御部のプロセッサによってサンプリングされた最大電圧を保持するコンデンサと、を含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１３】
前記コンデンサは、前記演算増幅器の出力側とアースとの間でトランジスタに並列に接続されており、前記トランジスタは、前記制御部のプロセッサによる制御によって、前記ダイオードの出力側を周期的に接地することによりコンデンサによって蓄えられた電圧を減少させる、請求項１２に記載の内燃機関。
【請求項１４】
前記コイルから供給される前記電圧信号を、フィルターを用いてフィルター処理し、前記演算増幅器はフィルター処理された電圧信号を受信する、請求項１２又は１３に記載の内燃機関。
【請求項１５】
前記燃料インジェクタは第一のタイプの燃料を供給し、第二のタイプの燃料または潤滑剤のいずれかを給気に供給するための第二のインジェクタを備えており、前記第二のインジェクタは、容積式ポンプとして機能するインジェクタであって、内部にポンプ室が形成されたハウジングと、電気コイルと、前記電気コイルの作用により前記ハウジング内に設けられたボア内を軸方向に摺動するピストンと、前記ピストンに作用する付勢ばねと、を備えており、
前記制御部は、両方の燃料インジェクタの作動を制御し、
前記制御部は、両方のインジェクタにおける前記ばねの作用または前記ピストンの弾性による前記ピストンの移動によって形成される電圧を用いて、両方のインジェクタの前記ポンプ室内の蒸気の量を求め、これに応じて両方のインジェクタの作動を調整する、請求項１〜１４のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１６】
前記燃料インジェクタは第一のタイプの燃料を供給し、第二のタイプの燃料または潤滑剤のいずれかを給気に供給するための第二のインジェクタを備えており、前記第二のインジェクタは、容積式ポンプとして機能するインジェクタであって、内部にポンプ室が形成されたハウジングと、電気コイルと、前記電気コイルの作用によりそれ自体の弾性に抗して変位可能であり且つその弾性によって変位前の状態に復帰することが可能なダイアフラムからなるピストンと、を備えており、
前記制御部は、両方の燃料インジェクタの作動を制御し、
前記制御部は、両方のインジェクタにおける前記ばねの作用及び／又はピストンの弾性による前記ピストンの移動によって形成される電圧を用いて、両方のインジェクタの前記ポンプ室内の蒸気の量を求め、これに応じて両方のインジェクタの作動を調整する、請求項１ないし１４のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１７】
内燃機関における燃焼室での燃焼のために燃料を供給するための燃料噴射方法であって、
エンジンの各作動サイクルにおける所定回数の燃料供給サイクルにおいて、連続的に燃料をポンプ室に導入した後ポンプ室から排出することによって前記燃焼室へと燃料を供給し、
ばね付きピストンを変位させることによって燃料を前記ポンプ室に導入及び前記ポンプ室から排出し、
電磁気力を作用させることにより前記ピストンをばねに抗して変位させ、次に前記ばねの力を利用して前記ピストンを復帰させることにより、前記ばね付きピストンの変位を実現させ、
前記ばね力による前記ピストンの復帰を利用して電気信号を生成し、
生成された前記電気信号を利用して前記ポンプ室内の燃料蒸気の量を求め、
求めた燃料蒸気の量を考慮してエンジン作動サイクルあたりの燃料供給サイクルの前記所定回数を調整する、燃料噴射方法。
【請求項１８】
ポンプ室と、
流体を前記ポンプ室に導入するための流体入口と、
流体を前記ポンプ室から排出するための流体出口と、
流体が前記流体入口から前記ポンプ室内に流入するのを可能にする一方、流体が前記ポンプ室から前記流体入口に逆流するのを防ぐ第一の一方向弁と、
流体が前記ポンプ室から前記流体出口に流出するのを可能にする一方、流体が前記流体出口から前記ポンプ室内に逆流するのを防ぐ第二の一方向弁と、
電気コイルと、
前記電気コイルの作用により、前記ハウジング内に形成されたボアに沿って軸方向且つ第一の方向に摺動するピストンと、
前記ピストンに作用することにより、前記ピストンを前記ボアに沿って軸方向且つ前記第一の方向とは反対の第二の方向に摺動させる付勢ばねと、
装置の作動を制御する電子制御部と、からなり、
前記ピストンの一方向への移動によって流体が前記ポンプ室内に導入され、前記ピストンの反対方向への移動によって流体が前記ポンプ室から排出され、
前記ばねの作用による前記ピストンの移動によって前記コイルに電圧が形成され、これを測定信号として出力する、流体試験装置。
【請求項１９】
ポンプ室と、
流体を前記ポンプ室に導入するための流体入口と、
流体を前記ポンプ室から排出するための流体出口と、
流体が前記流体入口から前記ポンプ室内に流入するのを可能にする一方、流体が前記ポンプ室から前記流体入口に逆流するのを防ぐ第一の一方向弁と、
流体が前記ポンプ室から前記流体出口に流出するのを可能にする一方、流体が前記流体出口から前記ポンプ室内に逆流するのを防ぐ第二の一方向弁と、
電気コイルと、
前記電気コイルの作用によりそれ自体の弾性に抗して変位可能であり且つその弾性によって変位前の状態に復帰することが可能なダイアフラムからなるピストンと、
装置の作動を制御する電子制御部と、からなり、
前記ピストンの一方向への変位によって流体が前記ポンプ室内に導入され、前記ピストンの反対方向への変位によって流体が前記ポンプ室から排出され、
前記ダイアフラムの弾性による前記ピストンの復帰によって前記コイルに電圧が形成され、これを測定信号として出力する、流体試験装置。
【請求項２０】
流体温度を測定するための温度センサと、
測定した流体温度と前記出力測定信号との両方を用いて、蓄積された参照情報から流体の組成を求める処理手段と、をさらに備える、請求項１７または１８に記載の流体試験装置。
【請求項２１】
流体を流体室に導入し、
続いて流体を前記ポンプ室から排出し、
ばね付きピストンを変位させることによって流体を前記ポンプ室に導入及び前記ポンプ室から排出し、
前記ばねの力に抗する力を前記ピストンに作用させて変位させ、次に前記ばねの力を利用して前記ピストンを復帰させることにより、前記ピストンの変位を実現させ、
前記ばね力による前記ピストンの変位を利用して電気測定信号を生成する、流体の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気測定に関し、特に、内燃機関の燃料噴射システムによって供給される燃料量中にどれだけの量の燃料蒸気が存在するかを測定するための装置に関する。
【０００２】
ＧＢ−Ａ−２４２１５４３は、燃料インジェクタを備えた燃料噴射システムを開示している。この燃料インジェクタは、容積式ポンプとして機能し、作動ごとに一定量の燃料を供給する。燃料インジェクタの作動は制御部によって制御される。少なくとも過半数のエンジンサイクルのそれぞれにおいて、制御部は燃料インジェクタを複数回作動させる。エンジン速度及び／又は負荷が増加すると、制御部はこれに応じて１エンジンサイクルあたりに燃料インジェクタが作動する回数を増やすことによって、１エンジンサイクルあたりに供給される燃料の量を増やす。エンジン速度及び／又は負荷が減少すると、制御部はこれに応じて１エンジンサイクルあたりに燃料インジェクタが作動する回数を減らすことによって、１エンジンサイクルあたりに供給される燃料の量を減らす。この燃料インジェクタは、内部に燃料室が形成されたハウジングと、電気コイルと、電気コイルの作用によってハウジング内のボア内を軸方向に摺動することにより燃料室から燃料を押し出すピストンと、を備えている。ピストンは２つの止端間を摺動する。したがって、１回の作動におけるピストンの移動距離は一定である。
【０００３】
ガソリン燃料は、内燃機関の通常の運転温度で蒸発する傾向にある。このことは、その燃料噴射システムの作動に悪影響を及ぼす。すなわち、燃料中に蒸気が存在しているために、インジェクタは燃料量全部を注入するのではなく、より少ない量の燃料を注入することになる。この問題は、伝統的なパルス幅変調式（ＰＷＭ）燃料噴射システムにおいても認識されており、高圧燃料供給ラインを用いることによって対処されてきた。すなわち、燃料を高圧に維持することによって、供給ライン中の燃料蒸気の量を最小限に抑えるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＧＢ−Ａ−２４２１５４３
【発明の概要】
【０００５】
本発明の第一の側面によれば、
可変容積燃焼室と、
前記燃焼室に給気を供給するための吸気システムと、
燃焼ガスを前記燃焼室から大気中に送るための排気システムと、
前記燃焼室内で前記給気とともに燃焼させるために前記給気中に燃料を供給するための燃料噴射システムと、
を備える内燃機関であって、
前記燃料噴射システムは、
容積式ポンプとして機能するべく、内部にポンプ室が形成されたハウジングと、電気コイルと、前記電気コイルの作用により前記ハウジング内に設けられたボア内を軸方向に摺動するピストンと、前記ピストンに作用する付勢ばねと、を備える燃料インジェクタと、
前記燃料インジェクタの作動を制御する制御部と、からなり、
少なくとも過半数のエンジンサイクルのそれぞれにおいて、前記燃料インジェクタは前記制御部の制御によって複数回作動し、
前記制御部は、エンジン速度及び／又は負荷が増加するにしたがって、１エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を増やすことにより、１エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量を増加させ、
前記制御部は、エンジン速度及び／又は負荷が減少するにしたがって、１エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を減らすことにより、１エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量を減少させ、
前記ピストンが第一の方向に移動することにより燃料が前記ポンプ室に導入され、前記ピストンが反対の方向に移動することにより燃料が前記ポンプ室から排出され、
前記ばねの作用により前記ピストンが移動することにより前記コイルに電圧が形成され、
前記制御部は、前記ばねの作用による前記ピストンの移動によって形成される前記電圧を用いて、前記ポンプ室内の燃料蒸気の量を求め、
前記制御部は、求められた燃料蒸気の量に応じて前記インジェクタの作動を調整し、燃料蒸気の量の増加に応じて１エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を増加させる内燃機関が提供される。
【０００６】
本発明の第二の側面によれば、
可変容積燃焼室と、
前記燃焼室に給気を供給するための吸気システムと、
燃焼ガスを前記燃焼室から大気中に送るための排気システムと、
前記燃焼室内で前記給気とともに燃焼させるために前記給気中に燃料を供給するための燃料噴射システムと、
を備える内燃機関であって、
前記燃料噴射システムは、
容積式ポンプとして機能するべく、内部にポンプ室が形成されたハウジングと、電気コイルと、前記電気コイルの作用によりそれ自体の弾性に抗して変位可能であり且つその弾性によって変位前の状態に復帰することが可能なダイアフラムからなるピストンと、を備える燃料インジェクタと、
前記燃料インジェクタの作動を制御する制御部と、からなり、
少なくとも過半数のエンジンサイクルのそれぞれにおいて、前記燃料インジェクタは前記制御部の制御によって複数回作動し、
前記制御部は、エンジン速度及び／又は負荷が増加するにしたがって、１エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を増やすことにより、１エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量を増加させ、
前記制御部は、エンジン速度及び／又は負荷が減少するにしたがって、１エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を減らすことにより、１エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量を減少させ、
前記ピストンが第一の方向に変位することにより燃料が前記ポンプ室に導入され、前記ピストンが反対方向に変位することにより燃料が前記ポンプ室から排出され、
前記ピストンがその弾性により復帰することにより前記コイルに電圧が形成され、
前記制御部は、前記ピストンの弾性による動きによって形成される前記電圧を用いて、前記ポンプ室内の燃料蒸気の量を求め、
前記制御部は、求められた燃料蒸気の量に応じて前記インジェクタの作動を調整し、燃料蒸気の量の増加に応じて１エンジンサイクルあたりの燃料インジェクタの作動回数を増加させる内燃機関が提供される。
【０００７】
本発明の第三の側面によれば、
内燃機関における燃焼室での燃焼のために燃料を供給するための燃料噴射方法であって、
エンジンの各作動サイクルにおける所定回数の燃料供給サイクルにおいて、連続的に燃料をポンプ室に導入した後ポンプ室から排出することによって前記燃焼室へと燃料を供給し、
ばね付きピストンを変位させることによって燃料を前記ポンプ室に導入及び前記ポンプ室から排出し、
電磁気力を作用させることにより前記ピストンをばねに抗して変位させ、次に前記ばねの力を利用して前記ピストンを復帰させることにより、前記ばね付きピストンの変位を実現させ、
前記ばね力による前記ピストンの復帰を利用して電気信号を生成し、
生成された前記電気信号を利用して前記ポンプ室内の燃料蒸気の量を求め、
求めた燃料蒸気の量を考慮してエンジン作動サイクルあたりの燃料供給サイクルの前記所定回数を調整する、燃料噴射方法が提供される。
【０００８】
ＧＢ−Ａ−２４２１５４３に記載されているようなパルス計数インジェクタ（ＰＣＩ）燃料噴射システムは、高圧燃料供給ラインを用いていない。したがって、燃料室内に燃料蒸気が存在し、インジェクタの各作動において供給される燃料の量は、この蒸気の量に依存する。本発明は、燃料蒸気の割合の測定を可能にし、インジェクタの作動を調整する、すなわち、１エンジンサイクルにおけるインジェクタの作動回数を増やすことにより、供給される燃料中の燃料蒸気の存在を相殺し、エンジンサイクルにおいて正しい量の燃料が供給されるようにするものである。
【０００９】
本発明の第四の側面によれば、
ポンプ室と、
流体を前記ポンプ室に導入するための流体入口と、
流体を前記ポンプ室から排出するための流体出口と、
流体が前記流体入口から前記ポンプ室内に流入するのを可能にする一方、流体が前記ポンプ室から前記流体入口に逆流するのを防ぐ第一の一方向弁と、
流体が前記ポンプ室から前記流体出口に流出するのを可能にする一方、流体が前記流体出口から前記ポンプ室内に逆流するのを防ぐ第二の一方向弁と、
電気コイルと、
前記電気コイルの作用により、前記ハウジング内に形成されたボアに沿って軸方向且つ第一の方向に摺動するピストンと、
前記ピストンに作用することにより、前記ピストンを前記ボアに沿って軸方向且つ前記第一の方向とは反対の第二の方向に摺動させる付勢ばねと、
装置の作動を制御する電子制御部と、からなり、
前記ピストンの一方向への移動によって流体が前記ポンプ室内に導入され、前記ピストンの反対方向への移動によって流体が前記ポンプ室から排出され、
前記ばねの作用による前記ピストンの移動によって前記コイルに電圧が形成され、これを測定信号として出力する流体試験装置が提供される。
【００１０】
本発明の第五の側面によれば、
ポンプ室と、
流体を前記ポンプ室に導入するための流体入口と、
流体を前記ポンプ室から排出するための流体出口と、
流体が前記流体入口から前記ポンプ室内に流入するのを可能にする一方、流体が前記ポンプ室から前記流体入口に逆流するのを防ぐ第一の一方向弁と、
流体が前記ポンプ室から前記流体出口に流出するのを可能にする一方、流体が前記流体出口から前記ポンプ室内に逆流するのを防ぐ第二の一方向弁と、
電気コイルと、
前記電気コイルの作用によりそれ自体の弾性に抗して変位可能であり且つその弾性によって変位前の状態に復帰することが可能なダイアフラムからなるピストンと、
装置の作動を制御する電子制御部と、からなり、
前記ピストンの一方向への変位によって流体が前記ポンプ室内に導入され、前記ピストンの反対方向への変位によって流体が前記ポンプ室から排出され、
前記ダイアフラムの弾性による前記ピストンの復帰によって前記コイルに電圧が形成され、これを測定信号として出力する流体試験装置が提供される。
【００１１】
本発明の第六の側面によれば、
流体を流体室に導入し、
続いて流体を前記ポンプ室から排出し、
ばね付きピストンを変位させることによって流体を前記ポンプ室に導入及び前記ポンプ室から排出し、
前記ばねの力に抗する力を前記ピストンに作用させて変位させ、次に前記ばねの力を利用して前記ピストンを復帰させることにより、前記ピストンの変位を実現させ、
前記ばね力による前記ピストンの変位を利用して電気測定信号を生成し、この電気信号を測定信号として利用するために出力する、流体の試験方法が提供される。
【００１２】
本発明は、記載のように特に燃料インジェクタに用いられるものであるが、他の機械設備部品を必要としないので、他の場所においても(例えば製造工場等で)供給ラインから流体を導入し、存在する流体蒸気の量を測定するために用いることが出来る。
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を述べる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明による、燃料蒸気測定を容易にするための燃料噴射システムを備えた内燃機関の概略図である。
【図２】図２は、図１のエンジンにおいて用いられる第一のタイプの燃料インジェクタを示す概略図である。
【図３】図３は、エンジンの各作動サイクルにおいて図１のエンジンの燃焼室に供給される燃料の量を制御するよう図２の燃料インジェクタを作動させるための、本発明によって用いられる制御信号である。
【図４ａ】図４ａは、図１のエンジンにおけるエンジンカムシャフトまたはクランクシャフトから得られる回転信号を示す。
【図４ｂ】図４ｂは、図１のエンジンの全負荷運転のために生成される制御信号を示す。
【図４ｃ】図４ｃは、図１のエンジンの部分負荷運転のために生成される制御信号を示す。
【図４ｄ】図４ｄは、図１のエンジンのアイドリングのために生成される制御信号を示す。
【図４ｅ】図４ｅは、図１のエンジンの始動中に生成される制御信号を示す。
【図５】図５は、図１のエンジンにおいて用いられる第二のタイプの燃料インジェクタを示す概略図である。
【図６】図６は、本発明による流体試験装置が接続された流体パイプラインを示す。
【図７ａ．７ｂ】図７ａ及び図７ｂは、図２及び図６の装置において、装置のばねの作用によるピストンの移動によってコイルで生成される逆起電力信号をグラフで表したものである。
【図８】図８は、図１のエンジンにおいて用いられる第三のタイプの燃料インジェクタを示す概略図である。
【図９】図９は、図２、図５及び図６のコイルから得られる電圧を保持するために用いられる回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まず図１を参照すると、同図には、シリンダ１１と、その内部を往復運動するピストン１２とを有する内燃機関１０が示されている。シリンダ１１とピストン１２との間には、燃焼室１３が形成されている。ピストン１２は、コネクティングロッド１４によりクランクシャフト１５に接続されている。クランクシャフトは、カムシャフト１６に接続されている。カムシャフト１６と２つのポペット弁１７、１８との間では、押し棒型機構(push-rod type mechanism)などの機構(図示せず)が用いられている。２つのポペット弁は、それぞれエンジンの排気弁及び吸気弁である。ポペット弁１７、１８が弁座に戻るよう戻しばねにより付勢されている状態で、カムシャフト１６は、シリンダ１１内のピストン１２の移動に連動して吸気弁１８及び排気弁１７を開放するよう駆動する。エンジン１０は、たとえば芝刈り機またはその他の庭園用機器の単気筒エンジンなどの単純なエンジンである。
【００１６】
エンジン１０は、燃料インジェクタ１９を含む燃料噴射システムを有する。燃料インジェクタは、吸気弁１８の上流に位置する入口路２０に燃料を供給するよう配置されている。この入口路２０にはスロットルバルブ２１が設けられており、燃焼室１３への給気の流入を調整する働きをする。スロットルバルブ２１にはセンサが接続されており、このセンサが、スロットルバルブ２１の回転位置すなわちエンジン負荷を示す信号を、ライン２２を介して電子制御装置２３にフィードバックする。さらに、電子制御装置２３は、ライン２４を介して、カムシャフトセンサ２５(代わりにクランクシャフトセンサを用いてもよい)によって生成されるタイミング信号を受信する。電子制御装置２３は、センサ２５によって生成されるタイミング信号と、スロットルバルブ２１に取り付けられたセンサによって生成される負荷信号と、燃料蒸気の測定値（後述する）とを考慮して制御信号を生成する。この制御信号は、ライン２６を介してインジェクタ１９に送られ、これによりインジェクタ１９の作動が制御される。
【００１７】
図１におけるインジェクタ１９として用いるのに適したインジェクタを図２に示す。このインジェクタは、所定の体積の燃料を送出するポンプとして機能する。インジェクタ１９のピストン５５がインジェクタ１９の一作動ごとに押し出す体積は一定である。
【００１８】
図２のインジェクタ１９は、燃料タンク(図示せず)に接続される燃料流入路５０を有しており、単純な重力送り機構(図示せず)によって燃料がインジェクタに送られる。流入路５０からインジェクタの燃料ポンプ室５２への燃料の流入は、一方向入口弁５１によって制御される。燃料ポンプ室５２から燃料出口管５４への燃料の流出は、ばね負荷式の一方向出口弁５３によって制御される。燃料は、この燃料出口管を通って、(直接、または遠隔噴射ノズルへの管路を介して)吸気路２０に送られる。
【００１９】
ピストン５５は、インジェクタ本体内に摺動可能に設けられている。このピストンは付勢ばね５６によって駆動されるものであり、コイル５７がこのピストンを囲んでいる。コイル５７の両端は、ライン５８及び５９(図１に２６としてまとめて示す)によって、電子制御装置２３に接続されている。
【００２０】
まず、ピストン５５が、付勢ばね５６に付勢されてその最上点（すなわち、燃料ポンプ室５２の容積が最小となる点）に位置している状態でコイル５７に通電すると、ピストン５５が引っ張られコイル５７を囲んでいるバックアイアン(back-iron)５７ａに接触またはほぼ接触し、コイル５７が形成する磁場が強まる。ピストン５５は、付勢ばね５６の力に抗して下方に移動し、これにより燃料ポンプ室の容積が増加し、燃料が燃料室５２に導入される。この間、一方向弁５１は開放し、ピストン５５の働きにより燃料が燃料入口５０から燃料室５２に導入されるのを可能にする。図示のように、一方向弁５１は、ピストン５５内のチャンバに配置された板材からなり、ピストン５５が燃料ポンプ室２２の容積を減らす際には、これが流体圧によってこのピストン室の下面に押し付けられることにより、燃料ポンプ室２２からの燃料の流出を防ぐ。他のタイプの一方向入口弁（たとえば、ばね負荷式のもの）を用いることも出来る。
【００２１】
ソレノイド５７が接地されると、このコイル５７によって形成される磁場が弱まり、付勢ばね５６がピストン５５を上方に且つバックアイアン５７ａから離れる方向に押し上げる。このピストン５５の上方への移動により燃料室５２の容積が減少し、その結果一方向弁５１が閉じる一方、一方向弁５３が開く。このピストンの移動によって、燃料入口５０からの燃料が燃料出口５４に排出され、エンジンの燃焼室１３へと供給される。
【００２２】
このインジェクタでは、１回の作動におけるピストン５５の移動距離は一定である。ピストン５５は２つの止端間を移動する。したがって、インジェクタの各作動において、ピストン５５は決められた一定の体積を吐出する。
【００２３】
図２は温度センサ１０１０（たとえば熱電対）も示している。この温度センサは、燃料入口５０を通過する燃料の温度を測定し、この測定温度を表す信号を電子制御装置２３に提供する。燃料の温度を直接測定することに代えて、燃料入口５０の外表面温度を測定してもよい。
【００２４】
図３は、本発明において、電子制御装置２３が燃料インジェクタ１９を制御するために生成する制御信号をグラフで示したものである。本発明ではパルスカウントインジェクションと呼ばれるタイプの制御が採用されている。同図においては、６つのパルスが実線で示されている。これらは、エンジンにおける１サイクルの動作、すなわち燃焼室１３における１回の燃焼のための燃料量を供給するためのパルスである。各パルスは、インジェクタ１９の１回の作動を表している。燃焼のために供給される燃料の総量は、そのエンジン作動サイクルにおけるインジェクタの作動回数を制御することにより、制御される。実線で示した例においては、インジェクタ１９が６回作動させられることにより合計６回分に相当する燃料が供給され、この燃料が吸気路２０に送られて空気と混合され燃焼室１３に送られる。インジェクタ１９の最初の作動は吸気弁１８が閉じた状態で行われるが、インジェクタ１９が最後に作動する時までには上記弁は開放しているか、または少なくとも開放し始めている。
【００２５】
図３にパルスを点線で示したように、インジェクタをより多くの回数作動させることによって、このエンジン作動サイクルにおいて供給される燃料の総量を増やすことが可能である。図３の例は、合計１０個のパルスが可能であることを示している。
【００２６】
図４ａ〜図４ｅを参照して詳細を述べる。図４ａは、電子制御装置２３がライン２４を介して受信するカムシャフト信号またはクランクシャフト信号を示している。この信号中に示したパルスは、クランクシャフト又はカムシャフトの回転位置を示している。図４ｂ〜４ｅからわかるように、電子制御装置２３は、生成する制御信号のパルスを、図４ａに示すタイミング信号のパルスと同期させている。実際、電子制御装置２３をトリガーして図４ｂ〜図４ｅに示すように制御パルスを生成させるのは、図４ａに示すタイミング信号のパルスである。
【００２７】
図４ｂは全負荷運転を示している。したがって、各エンジンサイクルにおいて（１つのエンジンサイクルは図中の一点鎖線間で起こる）、電子制御装置は、図４ｂに示す制御信号、すなわち、インジェクタ１９を１３回作動させる１３個のパルスを含む制御信号を生成する。
【００２８】
図４ｃは、部分負荷運転のために各エンジンサイクルにおいて生成される制御信号を示している。この場合、各サイクルにおける制御信号は７個のパルスからなり、各エンジンサイクルにおいてインジェクタ１９を７回作動させる。したがって、各エンジンサイクルにおいて供給される燃料の量は、全負荷運転において供給される燃料の量の７／１３である。
【００２９】
図４ｄは、アイドリング中、すなわち各エンジンサイクルにおいて最小量の燃料が供給されるときに、電子制御装置２３によって生成される制御信号を示している。図４ｄでは、インジェクタ１９が各エンジンサイクルにおいて４回だけ作動することを示している。
【００３０】
最後に、図４ｅは、エンジン始動時の例外的な状態、すなわち高濃度の燃料と空気との混合物を燃焼室１３に供給してエンジンを始動させる際の状態を示している。各エンジンサイクルにおいて１７個のパルスが見られるが、これは、エンジンの始動時には各エンジンサイクルにおいてインジェクタ１９を１７回作動させる、ということを意味している。
【００３１】
上記のエンジンによれば、燃料ポンプや圧力調整器を別途設ける必要がなくなり、電子制御装置の機能を大幅に単純化することができる。この燃料噴射システムは、所望の回数のパルスをカウントしてエンジンを正しく作動させる単純な制御システムからなる。この制御システムは、従来のシステムで可能なレベルの制御は行えないが（すなわち、供給される燃料の総量をある範囲内で継続的に変更することは出来ず、一定の間隔で又は一定の量ずつしか変更できない）、芝刈り機に用いられるような単純なエンジンには充分である。換言すれば、パルスカウントインジェクションで可能な制御では、エンジンに供給される燃料の量は粗調整されるのみであるが、これが用いられる単純なエンジンには充分である。
【００３２】
上述のように、インジェクタから送り出された燃料は、単純なオリフィスまたはノズル(図２参照)に送られる、あるいは圧力スプレーノズル(図示せず) 等の噴霧器または静電荷ユニットを介して送られる。インジェクタ（ないしパルスユニット）は、噴霧器に近接して連結してもよいし、エンジン上のどこかに噴霧器から離れて設けてもよい。(すなわち、図２の実施例は、インジェクタから離れて位置するディスペンサーノズルに繋がった燃料出口を有していてもよい。)
【００３３】
燃料インジェクタによって供給される燃料の体積は、ある程度エンジンのサイズ及びエンジンの作動条件の範囲に依存する。典型的には、インジェクタは、１パルスにつき０．０５ｍｍ3〜０．１ｍｍ3の燃料を供給する。典型的には、各エンジンサイクルにおいて供給される燃料の合計体積は、０．１〜０．５ｍｍ3である。この場合、正しいエンジン作動に必要な１エンジンサイクルあたりのパルス数は、アイドリング用の５〜１０パルスから全負荷運転用の２０〜５０パルスまでの間で変化する。
【００３４】
インジェクタそれ自体が、供給する燃料の量を制御するので、燃料供給圧を制御する必要はない。したがって、重力送り機構を介してインジェクタに直接燃料を供給してもよく、この際に燃料レベルが低下するにつれて燃料の液面位置(head)が変化し、これにより圧力が変化しても、問題は起こらない。あるいは、キャブレターと共によく用いられるように、単純な低圧の燃料ポンプを用いてもよい。インジェクタ自体が次のパルスのために再チャージできるだけの十分な燃料が、インジェクタに供給されさえすればよい。
【００３５】
ガソリン燃料は、内燃機関の運転温度において蒸発する傾向にある。蒸発の程度は一年のうちの時期によって大きく異なり、暑い夏における運転状況ではかなりの燃料が蒸発する。また、例えば夏と冬とでの用いられる燃料配合の違いも、燃料の蒸発に影響を与える。さらに、燃料タンクに燃料を補充した直後は、燃料がタンクに一定期間保管されていた場合にくらべ、蒸発の度合いが高い。これは、燃料のうちの「軽い」成分が最初に蒸発し、燃料をタンクに補充して間もないときの方が、長時間経過した燃料タンクよりも軽い成分の含有率が高いからである。
【００３６】
燃料インジェクタの一作動よってエンジンに供給される燃料の量は、燃料の蒸発の影響を受け、特に暑い夏の運転状況では大きな影響を受ける。これは、燃料が新しく燃料室５２に吸い込まれる際に蒸気が吸入されるか、及び／又は蒸発が起こるからである。したがって、ピストン５５が下方止端に当接し燃料室５２の容積が最大の時、この燃料室５２の容積のうちのかなりの部分を、液体状態の燃料よりはむしろ燃料蒸気が占める。これでは、インジェクタの１回の作動によって供給される燃料の実際の体積が少なくなってしまう。
【００３７】
出願人は、燃料室５２の容積のうち、液体状態の燃料ではなく蒸気が占める割合を測定する方法を見出した。この測定方法は、他の機械設備の部品を必要とすることなく、図２のインジェクタにおいて実践することができる。
【００３８】
上述のように、ピストン５５をバックアイアン５７ａに当接させる（又は少なくとも接近させる）ためにコイル５７に通電する。次に、コイル５７への通電を断つと、ピストン５５は、ばね５６の作用により、燃料をチャンバ５２から排出するように移動する。このばね５６の作用によるピストン５５の移動によって、コイル５７に電圧が誘導される。この電圧は一般に逆起電力と呼ばれるものである。出願人は、この誘導電圧がピストン５５の移動を測る尺度となることを見出した。すなわち、チャンバ内に吸い込まれた燃料蒸気と液体燃料との混合物において、蒸気の割合が高い時、最大ピストン速度が速くなる。これは、逆起電力信号に反映される。
【００３９】
図７ａ及び図７ｂは、逆起電力信号をグラフで示したものである。図７ａにおいて、符号１０００、１００１及び１００２は、制御部がピストンを動かすためにコイルに印加した矩形波外部電圧パルスを示している。符号１００３及び１００４は、ピストン５５を解放するためにコイル５７を接地したことにより発生したスパイクである。これらのスパイクの後は、特に図７ａ中の点１００５及び１００６のように、信号は、ピストンがばねの作用で移動することにより生成される逆起電力に関連している。当初、燃料室内に蒸気がある間ピストンは速く動き、次に蒸気が無くなると、ピストンは急激に速度を落としつつ燃料室から液体燃料を排出し始める。図中の複数の曲線は、燃料室内を占める蒸気の割合の異なる例を示している。図７ｂでは、図７ａの信号の詳細を拡大することによって、これらをより明確に示している。チャンバの全容積中に占める蒸気の割合が大きいほど、電圧ピーク１００５は大きい。第一の方法において、制御部は、一定期間の急激な降下の後に電圧が上昇し始める点１００６を検知することによって作動し、この点をリセット信号として用い、その後、制御部は、次にリセットされるまで最大電圧を記憶する。最大電圧は常に点１００５における電圧となる。この最大電圧値は、ピストンが燃料を排出するための上昇ストロークを開始する前における、燃料室容積中の燃料蒸気の割合を示す目安となる。この作業をパルスごとに行ってもよいし、あるいは周期的に、たとえば１００パルスにつき１回行ってもよい。
【００４０】
あるいは、逆起電力をピストン位置で積分し、その結果を電子制御部が利用してもよい。この作業をパルスごとに行ってもよいし、あるいは周期的に、たとえば１００パルスにつき１回行ってもよい。
【００４１】
チャンバ５２内の蒸気の割合を示すものとして逆起電力を用いることによって、制御部２３はチャンバ内の燃料蒸気の存在を相殺するよう作動を調整することができる。燃料蒸気が存在するということは、インジェクタの各作動において注入される燃料が少ないということを意味する。したがって、制御部は、１エンジンサイクルあたりのインジェクタの作動回数を増やすことによってこれを補償する。典型的には、制御部は参照用テーブルを有しており、このテーブルに検知した逆起電力信号を照らし合わせることによって燃料室５２内の燃料蒸気の割合を把握することができる。これに応じて制御部はインジェクタの作動を調整する。
【００４２】
制御部は、センサ２１によって測定されるエンジン負荷、及び逆起電力信号によって示される燃料室内の燃料蒸気の割合に応じて、制御信号に様々な数のパルスを供給する。わずかな数のＩＣチップを用いて作製した単純な電子制御回路によって、スロットル位置センサ２１からの信号及び逆起電力信号を参照用テーブルと照らし合わせ、そのスロットル位置及び燃料蒸気割合に必要なパルス数を求めることが出来る。次に、電子制御装置は、ライン２４上のタイミング信号によってトリガーされてパルスを生成し、そのエンジンサイクルのための正しいパルス数に達するまでパルス数をカウントする。その後、次のエンジンサイクルまで、パルスインジェクタはオフ状態となる。
【００４３】
たとえば燃料室のうち２０％を燃料蒸気が占めている場合、典型的にはそれを補償するためにパルス数を２０％増やす。
【００４４】
制御部は、最初にコイル５７によって印加される電磁気力を利用してピストン５５を移動させた後、“フリーホイール”を用いてピストンを適所に保持してもよい。“フリーホイール”によれば、一旦パルス信号により電圧が印加されてピストン５５がコイル５７に当接または接近する適所に移動した後、コイルの両端同士を(電子スイッチを介して)接続し電流が自由に流れる状態とすることによって、ピストンを適所に保持する。この自由に流れる電流はやがて減衰するが、ピストン５５を適所に保持するには充分な時間存在し続けるので、外部電圧をコイル５７に継続的に印加する必要が無くなる。ピストン５５を解放してばね５６の作用によって復帰させたい時にはコイル５７を接地し、次に逆起電力が生成される。図７ａにおける１０２０及び１０２１が“フリーホイール”状態である。この後にコイルを接地すると、スパイク１００３、１００４が起こる。
【００４５】
燃料蒸発の問題は、エンジンをしばらくの間運転し続けて高温となった後にエンジンを始動させた時が最も深刻である。この高温のエンジンの燃料がなくなって冷たい燃料をタンクに補充した場合、燃料蒸発はさらに深刻になる。燃料中の軽い成分が即座に蒸発し多量の蒸気が発生するからである。
【００４６】
上述の逆起電力測定は、燃料室内の燃料蒸気の割合を求めるために用いることができ、制御部がパルスを増やすことによってインジェクタの作動を調整することができる。しかし、別の例として、高温状態での始動の際に作動の頻度を変更することもできる。作動の頻度を減らすことにより、より多くの時間をかけて燃料室を満たすことが出来る。エンジンは始動時にはゆっくりとしか作動しないため、インジェクタもよりゆっくり作動する時間の余裕がある。こうした低頻度の作動は、制御部が使う電力を大きく増大させることなく実現することができる。たとえば、上述の“フリーホイール”をパルスごとに、より長い時間継続させればよい。燃料の軽量の成分が燃料安定化剤中で燃焼するにつれて、作動頻度を徐々に増やすことができる。これには長時間を要しない。
【００４７】
パルス数と作動頻度の両方を併せて同時に変化させることにより燃料蒸気を補償することも可能である。
【００４８】
図２に示す温度センサ１０１０は、燃料室５２に導入される燃料の温度を測定するものである。温度と蒸気割合の両方を測定することによって、電子制御装置２３は使用されている燃料のタイプを特定し、これに応じてインジェクタの作動を調整することが出来る。これは、エタノール混合燃料が一層普及しつつある中で重要である。エタノールの発熱量はガソリンに比べて低いため、こうしたインジェクタの作動をそれに適合させる必要がある。
【００４９】
本発明によれば、様々な蒸気圧及び温度の種々の燃料に、１つの単純なインジェクタで対応することができる。（温度が上昇するとより多くの蒸気が形成される。）
【００５０】
図５は、図１の燃料噴射システムに用いるための、上記とは異なるタイプのインジェクタを示している。この例では、コイルとばねの機能が逆になっている。すなわち、コイルに通電すると燃料が燃料室５２から排出され、付勢ばね５６は燃料を燃料室５２に導入するために用いられている。チャンバ５２内に燃料蒸気が存在すると、ばね５６の作用によるピストン５５の移動は燃料の蒸気圧に関連し、ピストン速度の変化に応じて逆起電力が変化する。これにより燃料蒸気圧を求めることができる。
【００５１】
本発明の延長として、図５(又は図２)の装置は、燃料インジェクタとしてではなく、たとえば流体パイプライン内の流体等を単に検査するための試験装置として用いることができる。こうした使用の可能性について、流体パイプライン３００を示した図６を参照して述べる。装置２０１（図５に示す装置と同一である）の入口５０はパイプライン３００に接続されており、パイプライン３００から流体を導入できるようになっている。この流体はその後ピストン５５の作動によりチャンバ５２から排出される。上述のように、ばね５６の作用によるピストン５５の移動によってコイル５７に生成された逆起電力が、ワイヤ２０３、２０４を介して電子ユニット２０５に送られる。ユニット２０５は、コイル５７への電圧の印加を制御することによりピストン５５を移動させる。さらに、電子ユニット２０５は、パイプ３００内の流体の温度を測定するよう設けられた温度センサ２０２からの温度信号も受信する。この逆起電力と温度信号とを利用して、電子ユニット３００は、あらかじめプログラムされメモリに格納されたマッピングテーブルから、パイプライン３００内の流体の蒸気圧を求め、さらにパイプライン３００内にどんなタイプの流体があるのかを判定する。この情報がライン２０６を介してオペレータインターフェイス２０７に送られる。オペレータインターフェイスは、典型的には、得られた情報を表示するためのスクリーン２０８と、測定装置の操作を制御するためのキーボード２０９とを有する。さらに、本装置は、流体パイプライン中の蒸気の割合を求めるために用いることも出来る。すなわち、たとえば図２の装置を用いて流体をパイプラインからポンプ室に導入し、“逆起電力”信号を利用してポンプ室内の蒸気の量を求める。この量は、流体の蒸気圧と関連しており、あらかじめプログラムされたマッピングテーブルを用いて求めることができる。
【００５２】
本発明は、パイプラインを流れる流体の蒸気圧及び／又は蒸気含有量を求めるための非常に単純かつ簡単な装置を提供するものであり、さらにパイプライン中を流れる流体の種類を判定できるという可能性も与えるものである。
【００５３】
上述のエンジンにおいては、エンジンの作動シリンダごとに１つのインジェクタが用いられている。しかし、出願人は、１つの作動シリンダに対して複数のインジェクタを設けることも想定している。これにより、２つの効果が得られる。第一に、各エンジンサイクルにおいて所定の量の燃料を供給するために必要な個々のインジェクタの作動回数が減る。すると、使用の際にインジェクタを高速で作動させる必要が無くなるので、実益がある。第二に、ある１つのシリンダに対して設けられた複数のインジェクタが、互いに異なる量の燃料を注入するように構成されている場合、このエンジン管理システムは、これらのインジェクタを制御することにより、各作動サイクルにおいて供給される燃料の量をより“細かく”制御することができる。たとえば、仮にエンジンが１パルスにつき０．１ｍｍ3の燃料を注入する１つのインジェクタのみを備えている場合、１エンジンサイクルにつき注入される燃料の総量は、０．１ｍｍ3の倍数、すなわち、０．１ｍｍ3、０．２ｍｍ3、０．３ｍｍ3〜０．５ｍｍ3、等である。これに対し、仮にエンジンが２つのインジェクタを備えており、そのうちの一方が１パルスにつき０．１ｍｍ3、他方が１パルスにつき０．０５ｍｍ3の燃料を注入するとする。この場合、エンジンは、各エンジンサイクルにおいて、総量にしてたとえば０．０５ｍｍ3、０．１ｍｍ3、０．１５ｍｍ3、０．２ｍｍ3等の燃料を供給することができる。このような制御を、たとえば１パルスにつき０．０５ｍｍ3の燃料を注入するインジェクタ１つのみをシリンダが備えている場合に比べて、より少ない回数のインジェクタの作動で実現できる。
【００５４】
２つのインジェクタを用いて異なる２つの流体を供給してもよい。たとえば、二行程エンジンにおいて、一方のインジェクタがガソリン燃料を供給し、他方のインジェクタが二行程潤滑油を供給してもよい。２つの流体が、異なる種類の燃料、たとえばガソリンと、エタノール等のバイオ燃料であってもよい。２つの流体の蒸気圧の違いは本発明によって調節することができるので、各燃料に対して同じインジェクタ（たとえば、図２または図５に示したもの）を用いることが出来る。
【００５５】
図２及び図５に示した例は、インジェクタ内に形成されたボア内をピストン５５が軸方向に摺動するという構成であったが、本発明は、図８に示すように、弾性のダイアフラム８１５５からなるピストンを用いても実施することが出来る。このダイアフラムは、電気コイル８１５７によって変位され (燃料／流体をポンプ室８１５２に導入する又はポンプ室から排出し) 、その後ダイアフラム固有の弾性によって変位前の状態に戻る。この構成によれば、追加部材としてばねを用いる必要が無い。さらに図８は、燃料入口８１５１、燃料出口８１５４、一方向入口弁８１５３、一方向出口弁８１５７、電気コイル８１５８、電子制御部８１５９及び温度センサ８１６０を示しており、これらはすべて前出の図面に示したものと同様の機能を有する。
【００５６】
図９は、図７ｂを参照して述べた電圧ピーク１００５の最大電圧を捕捉するために用いられるピーク電圧保持回路の回路図である。
【００５７】
符号８０００においてＶｉｎ信号が供給される。このＶｉｎ信号は、インジェクタ内のコイルに印加される、図７ａ及び図７ｂに示した電圧である。この電圧は、演算増幅器８００１への入力として用いられる。演算増幅器８００１は、電圧追跡 (voltage follower configuration)のために用いられている。演算増幅器８００１の出力側にはダイオード８００２が用いられており、演算増幅器８００１のフィードバックはダイオード８００２の後ろから得られる。したがって、接続点８００３における出力電圧は、正の誤差電圧のみに従う。ピーク電圧は、演算増幅器とアース線８０１０との間に接続されたコンデンサ８００４に保持され、電流を制限するために分路抵抗器８００５が用いられている。
【００５８】
演算増幅器８００１に対する入力電圧は、抵抗器８００６、８００７及びコンデンサ８００８によって、その大きさが制限されフィルター処理される。これらの抵抗器及びコンデンサは、電圧型入力８００とアース線８０１０との間に接続されている。
【００５９】
コンデンサ８００４に蓄えられた最大電圧をリセットするために、電界効果トランジスタ８００９が用いられている。８０１１から抵抗器８０１２を介してトランジスタ８００９に供給された制御信号は、マイクロプロセッサ(図示せず)によって制御され、接続点８００３をアース線８０１０に接続することにより、コンデンサ８００４に蓄えられた電圧をほぼゼロにリセットする。マイクロプロセッサは、周期的に、たとえば、ピストン５５を移動させるためにインジェクタのコイルにパルスが送られるたびに、制御信号を送る。
【００６０】
最大電圧をコンデンサ８００４に蓄えることにより、必要な処理能力を減らすことができる。すなわち、図８のピーク保持回路は、コイルの電圧に追従するために高周波で作動するプロセッサを必要とするのではなく、関連する最大電圧を捕捉し、プロセッサがそれをサンプリングする間その電圧を保持する働きをし、したがってプロセッサはかなりの低周波で作動可能である。典型的には、プロセッサは蓄えられた最大電圧を０．５ミリセカンドでサンプリングする。
【図１】
2010540815.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４ａ−４ｅ】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
2010540815.tif 000011
【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年10月6日(2010.10.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２０】
流体温度を測定するための温度センサと、
測定した流体温度と前記出力測定信号との両方を用いて、蓄積された参照情報から流体の組成を求める処理手段と、をさらに備える、請求項１８または１９に記載の流体試験装置。
【国際調査報告】
2010540815.tif 000013
2010540815.tif 000014
2010540815.tif 000015
2010540815.tif 000016
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