JPH11190263A - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機関の停止時にデリバリパイプの圧力を低下
させて燃料噴射弁からの洩れ燃料を低減した場合であっ
ても、次回の機関始動時の始動性を良好にすること。 【解決手段】 デリバリパイプ４には燃料蒸気を集積す
る容積空間４ａが設けられている。また、容積空間４ａ
と燃料タンク１を貫通孔８及び燃料流出管７によって連
通する。機関停止時にはデリバリパイプ４の燃料圧力は
貫通孔８及び燃料流出管７による燃料流出によって低下
せしめられる。これによりインジェクタ５ａ、５ｂ、５
ｃ、５ｄからの燃料洩れを防止できる。この燃料圧力の
低下及び高温化によってデリバリパイプ４の内部には燃
料蒸気が発生する場合があるが、次回の始動時には燃料
蒸気は貫通孔８及び燃料流出管７からすみやかに排出さ
れる。これにより燃料への燃料蒸気混入がなく、始動性
を良好にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料噴
射装置に関するものであって、特に機関停止時に燃料噴
射弁に燃料を供給する燃料配管の燃料圧力を低下せしめ
る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の燃料噴射装置は、燃料タンク
に貯蓄された燃料を圧送する燃料ポンプと、燃料ポンプ
によって圧送される燃料を流通せしめる燃料配管と、燃
料配管から供給される燃料を吸気通路を介しあるいは直
接的に燃焼室へ供給する燃料噴射弁から主に構成され
る。そして、燃料噴射弁は所定の駆動回路によって機関
の運転状態に応じた適切なタイミングで開閉する。これ
により燃焼室には機関の運転状態に応じた適切な時期に
適切な量の燃料が供給される。

【０００３】ところで、燃料は燃料ポンプによって圧送
さるため燃料配管内部の燃料圧力は比較的高く、また、
機関が停止した後においても燃料配管には比較的高圧の
燃料が残存することになる。燃料噴射弁は常閉型の開閉
弁であり機関停止後は閉弁状態に維持されるが、上述の
ように燃料配管中の燃料圧力は機関停止後であっても比
較的高く、機関停止中に吸気通路または燃焼室に燃料が
漏れ出る可能性がある。この洩れ燃料の量は燃料噴射弁
の弁密性を向上すれば少なくすることができるが、完全
に皆無とすることは困難である。そして、この洩れ燃料
は次回の機関始動時には余剰の燃料として作用し、空燃
比を過度にリッチ化させる可能性がありエミッションが
悪化するという問題がある。

【０００４】そこで、特開平６−１０８９４３号公報に
は、機関停止時に燃料配管中の燃料の圧力を低下させる
手段を設ける技術が開示されている。この技術によれば
機関停止時には燃料配管中の燃料の圧力は低下し、従っ
て、燃料噴射弁からの燃料洩れが抑制できエミッション
悪化を防止できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
の技術は燃料配管中の燃料の圧力を低下させるものであ
るが、燃料配管中の燃料は圧力低下及び機関の残熱によ
り蒸発が促進され、これにより燃料配管中に燃料蒸気が
発生する可能性がある。更に、機関停止時は燃料ポンプ
も停止しているため、この発生した燃料蒸気は燃料配管
中の何処かにおいて滞留するこになる。そして、次回の
機関始動時において燃料蒸気が燃料に混入して燃料噴射
弁に供給される場合があり、この場合、燃料噴射弁によ
って実際に噴射される燃料量が低下し、始動性が悪化す
るという問題が発生する。

【０００６】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であり、機関停止時に燃料配管の燃料圧力を低下させて
燃料噴射弁からの洩れ燃料を低減した場合でも、次回の
機関始動時の始動性を良好にすることを課題とするもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち１番目の発明
は、燃料ポンプから供給される燃料を複数の燃料噴射弁
に分配すべく設けられたデリバリパイプと、機関停止時
に前記デリバリパイプの内部の燃料圧力を低下せしめる
燃料圧力低下手段とを有する内燃機関の燃料噴射装置に
おいて、前記デリバリパイプに自身内部で発生した燃料
蒸気を集積する集積部を設けると共に、機関始動時に前
記集積部に集積した燃料蒸気を前記デリバリパイプの外
部に排出する燃料蒸気排出手段を設けたことを特徴とす
る。

【０００８】２番目の発明では１番目の発明において、
燃料蒸気排出手段が、一端が集積部に連通すると共に他
端がデリバリパイプの外部に連通する連通路よりなる。

【０００９】３番目の発明では２番目の発明において、
デリバイパイプの燃料を燃料タンクに流出せしめる燃料
流出管と、デリバリパイプの燃料圧力と吸気管圧力の差
圧を所定範囲に調整すべく燃料流出管のデイバリパイプ
側の開口部を開閉する開閉弁を有すると共に、連通路が
開閉弁をバイパスして集積部と燃料流出管を連通するバ
イパス通路と燃料流出管の内部通路よりなる。

【００１０】４番目の発明では３番目の発明において、
バイパス通路が燃料流出管に設けられた貫通孔よりな
る。

【００１１】５番目の発明では３番目の発明において、
バイパス通路が燃料流出管の開口部と前記開閉弁との間
に形成された間隙からなる。

【００１２】６番目の発明では２番目の発明において、
連通路の一端側の連通部を開閉する開閉手段を有すると
共に、燃料蒸気が集積部に存在することを検知して開閉
手段を開作動せしめる駆動手段を有する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明を４気筒４ストロー
クガソリンエンジンの燃料噴射装置に適用した場合の第
1の実施の形態を示している。

【００１４】図１において、１は燃料タンク、２は燃料
ポンプを夫々示し、２ａは燃料ポンプ２の燃料吸引口を
構成するストレーナを示す。燃料ポンプ２は電動式の流
体圧送ポンプであり、イグニッション（図示なし）がＯ
Ｎとなると同時に作動を開始し、また、イグニッション
がＯＦＦとなると停止する。それ故、内燃機関（図示な
し）が運転されているときには作動し、また、内燃機関
が停止すると停止する。

【００１５】燃料ポンプ２が作動すると燃料タンク１の
内部の燃料はストレーナ２ａより吸引され燃料ポンプ２
から圧送される。そして、燃料ポンプ２から圧送された
燃料は燃料管３を介してデリバリパイプ４に供給され、
内燃機関の各気筒に対応したインジェクタ５ａ、５ｂ、
５ｃ、５ｄに分配される。インジェクタ５ａ、５ｂ、５
ｃ、５ｄは内燃機関の各気筒に対応した各吸気ポート
（図示なし）に燃料を噴射するものであり、所定の駆動
回路によって駆動され内燃機関の運転状態に応じた最適
な量の燃料を最適なタイミングで各気筒に対して噴射す
る。

【００１６】図において、デリバリパイプ４は右方向に
いくに従い断面積が増大するよう形成され、右端部には
拡張された容積空間４ａが形成される。そして、このデ
リバリパイプ４の配置は、内部で発生した燃料蒸気がこ
の容積空間４ａに集積するよう設定されており、この容
積空間４ａが燃料蒸気を集積する集積部として機能す
る。

【００１７】デリバリパイプ４には、更に、内部に供給
された燃料の圧力を調整する燃料圧力調整装置６が設け
られている。燃料圧力調整装置６は、図２に示されるよ
うに、デリバリパイプ４の燃料を燃料タンク１にリター
ンする燃料流出管７の開口７ａを開閉する開閉弁であ
り、ダイヤフラム６ａ、ダイヤフラム背圧室６ｂ、及
び、ダイヤフラム６ａを付勢するスプリング６ｃを有す
る。ダイヤフラム背圧室６ｂは負圧導入管６ｄを介して
内燃機関の吸気通路（図示なし）に連通しており、ま
た、スプリング６ｃは燃料流出管７の開口７ａを閉塞す
るようダイヤフラム６ａを付勢している。

【００１８】ダイヤフラム６ａは一側面でデリバリパイ
プ４の内部の燃料圧力を受圧し、また、他側面でスプリ
ング６ｃの押圧力及び吸気通路の負圧を受圧するよう構
成されており、それゆえ、燃料圧力調整装置６はデリバ
リパイプ４の内部の燃料圧力が吸気通路の負圧に対して
所定値以上のとき開弁して燃料を燃料タンク１にリター
ンする開閉弁として機能する。

【００１９】従って、燃料圧力調整装置６によってデリ
バリパイプ４の内部の燃料圧力は吸気通路の負圧に対し
て所定の値に常に維持され、インジェクタ５ａ、５ｂ、
５ｃ、５ｄから噴射される燃料量が常に最適となる。つ
まり、インジェクタ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄから噴射さ
れる燃料量はデリバリパイプ内部の燃料圧力と噴射する
吸気通路の負圧の差圧によって変化するが、燃料圧力調
整装置６によってこの差圧は常に所定の値に維持される
ため、常に燃料噴射量が最適とすることができる。

【００２０】本実施の形態においては、更に、燃料流出
管７に貫通孔８が設けられている。この貫通孔８は燃料
流出管７の開口７ａの近傍に設けられており、従って、
燃料蒸気が集積される容積空間４ａはこの貫通孔８及び
燃料流出管７を介してデリバリパイプ４の外部である燃
料タンク１に連通している。

【００２１】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。内燃機関の運転中は燃料ポンプ２が作動しており、
燃料ポンプ２から圧送された燃料はデリバリパイプ４に
流入する。そして、デリバリパイプ４流入した燃料は各
インジェクタ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに分配される。イ
ンジェクタ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは図示しない駆動回
路によって制御され各気筒の吸気通路に最適な量の燃料
を最適な時期に噴射する。

【００２２】デリバリパイプ４の燃料圧力が吸気通路の
圧力に対して所定値以上となると、燃料圧力調整装置６
のダイヤフラム６ａが燃料流出管７の開口７ａと離間
し、デリバリパイプ４内部の燃料が燃料流出管７を介し
て燃料タンク１にリターンする。それゆえ、デリバリパ
イプ４内部の燃料の圧力は吸気通路圧力に対して所定範
囲に維持され、インジェクタ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄか
らの燃料噴射量は常に最適に維持される。

【００２３】内燃機関が停止すると燃料ポンプ２も停止
し、そして、デリバリパイプ４の内部の燃料は比較的高
圧のまま残存することになる。しかしながら、デリバリ
パイプ４の内部の高圧の燃料は燃料流出管７に設けられ
た貫通孔８及び燃料流出管７を介して燃料タンク１に流
出することになり、デリバリパイプ４内部の燃料の圧力
は燃料タンク１の内部の圧力（略大気圧）となるまで低
下する。従って、内燃機関の停止後にはデリバリパイプ
４の内部の圧力が低下し、インジェクタ５ａ、５ｂ、５
ｃ、５ｄから燃料が洩れることはない。

【００２４】ところが、デリバリパイプ４の内部の燃料
は、圧力低下による沸点の低下及び内燃機関の残熱によ
る高温化によって蒸発が促進され、デリバリパイプ４の
内部には燃料蒸気が発生する場合がある。この場合、デ
リバリパイプ４の内部に発生した燃料蒸気はデリバリパ
イプ４の容積空間４ａに集積されることとなる。図２の
一点鎖線はこの集積された燃料蒸気と燃料の境界を示す
ものであり、この境界の上側が集積された燃料蒸気の層
である。そして、この燃料蒸気の層に開口するよう貫通
孔８は配置されている。

【００２５】次に内燃機関が始動した時には、これと同
時に燃料ポンプ２も作動を開始し、デリバリパイプ４の
内部の燃料圧力が上昇する。そして、デリバリパイプ４
の内部の燃料の圧力上昇に伴ない、容積空間４ａに集積
された燃料蒸気は貫通孔８から押し出され、燃料流出管
７を介し燃料タンク１に排出される。

【００２６】このように、機関停止時に発生した燃料蒸
気は容積空間４ａに集積され、また、内燃機関の始動時
にはその始動と共にすみやかにデリバリパイプ４の外部
へ排出されるため、インジェクタ５ａ、５ｂ、５ｃ、５
ｄには燃料蒸気が混入した燃料が供給されることはなく
始動性を良好に維持できる。

【００２７】尚、本実施の形態では貫通孔８を燃料流出
管７に設けたが、図３に示されるように、燃料流出管７
の開口７ａの表面に凹溝８ａを設ける、あるいは、開口
７ａに当接するダイヤフラム６ａに凹溝８ｂを設けるこ
とにより容積空間４ａと燃料流出管７の内部を連通して
もよい。

【００２８】また、内燃機関の運転中はデリバリパイプ
４に供給される燃料の一部が常に貫通孔８から燃料タン
クにリターンされるため、デリバリパイプ４の内部の燃
料圧力が低下しないよう貫通孔８は適当な大きさに設定
されることが好ましい。

【００２９】次に、本発明の第２の実施の形態を図４及
び図５に基づき説明する。本実施の形態においては基本
的構成は第１の実施の形態と重複しており、重複する個
所については同一の符号として詳細な説明を省略する。

【００３０】本実施例は、第１の実施の形態の燃料流出
管７の貫通孔８に相当する構成はないが、図４及び図５
に示されるように、内燃機関が停止した時に燃料圧力調
整装置６のダイヤフラム６ａを強制的に開弁せしめる負
圧導入装置９が設けられ、また、容積空間４ａに集積し
た燃料蒸気を検知してダイヤフラム６ａを強制的に開弁
させる駆動装置１０が設けられている点で第１の実施の
形態と異なる。

【００３１】この負圧導入装置９は、内燃機関が運転さ
れているときの吸気通路から負圧を導入して蓄積するア
キュムレータ９ａと、内燃機関が停止したときにアキュ
ムレータ９ａに蓄積した負圧を燃料圧力調整装置６の負
圧導入管６ｄに導入する三方弁９ｂからなる。この三方
弁９ｂは内燃機関の運転中は負圧導入管６ｄと内燃機関
の吸気通路が連通するように、また、内燃機関の停止中
はアキュムレータ９ａと負圧導入管６ｄが連通するよう
切り換わるものである。

【００３２】また、駆動装置９は容積空間４ａに配置さ
れており、支点１０ａによって回転可能に設置されたア
ーム１０ｂと、このアーム１０ｂの一端に設けられたフ
ロート１０ｃを有する。また、アーム１０ｂの他端はダ
イヤフラム６ａの下面に対して当接可能に形成されてい
る。そして、フロート１０ｃは、周囲に燃料が満たされ
ているときには浮上し、かつ、周囲に燃料蒸気が満たさ
れているときには自重によって下降しダイヤフラム６ａ
を開弁せしめるように形成されている。

【００３３】次に、本実施の形態の作用を説明する。内
燃機関の停止時、三方弁９ｂはアキュムレータ９ａと燃
料圧力調整装置の負圧導入管６ｄが連通するよう切り換
わる。アキュムレータ９ａには内燃機関の運転中に吸気
通路に発生した負圧が蓄積されており、三方弁９ｂが切
り換わると同時にこの負圧がダイヤフラム背圧室６ｂに
導入される。従って、内燃機関の停止後ダイヤフラム６
ａは開弁する

【００３４】従って、内燃機関の停止中にはデリバリパ
イプ４は燃料流出管７を介して燃料タンク１に連通する
こととなり、デリバリパイプ４の内部の燃料圧力は低下
する。これにより、内燃機関の停止時にインジェクタ５
ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄから燃料が洩れ出ることはない。
そして、圧力低下及び内燃機関の残熱による高温化によ
って燃料の蒸発が促進されデリバリパイプ４の内部に燃
料蒸気が発生した場合、燃料蒸気はデリバリパイプ４の
内部において容積空間４ａに集積される。図５において
一点破線はこの燃料蒸気と燃料との境界を示し、燃料蒸
気の層はこの一点破線上側に位置する。

【００３５】次に、内燃機関が始動して運転を開始する
と三方弁９ｂが切り換わり、ダイヤフラム背圧室６ｂは
内燃機関の吸気通路と連通する。しかしながら、容積空
間４ａに燃料蒸気が集積されている場合、つまり、フロ
ート１０ｃの周囲に燃料蒸気が存在している場合、フロ
ート１０ｃは自重によって下降しており、ダイヤフラム
６ａはアーム１０ｂによって図５において上方に押圧さ
れ強制的に開弁状態に維持されることとなる。

【００３６】また、内燃機関の始動と同時に燃料ポンプ
２が作動し、デリバリパイプ４への燃料供給が開始され
る。この時、上述のようにダイヤフラム６ａは強制的に
開弁しており、容積空間４ａに集積された燃料蒸気はデ
リバリパイプ４に供給された燃料によって押し出され燃
料流出管７を介し燃料タンク１にすみやかに放出され
る。従って、インジェクタ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄへ供
給される燃料に燃料蒸気が混入することはなく良好な始
動性が維持できる。

【００３７】その後、燃料蒸気が放出されるにつれ容積
空間４aに燃料が充填されていく。そして、周囲が燃料
で満たされるとフロート１０ｃは浮力によって浮上し、
ダイヤフラム６ａはアーム１０ａによる強制力から開放
され閉弁する。以降、ダイヤフラム６ａは燃料圧力調整
装置６の構成要素としての機能を開始し、デリバリパイ
プ４の燃料圧力を調整すべく開閉する。

【００３８】尚、内燃機関の停止時にデリバリパイプ４
の内部に燃料蒸気が発生しない場合においては、フロー
ト１０ｃは内燃機関の始動以前から浮上しており、ダイ
ヤフラム６ａは内燃機関の始動による三方弁９ｂの切り
換わりとともにすみやかに閉弁する。従って、デリバリ
パイプ４の燃料圧力の立ち上がりに影響を与えることは
ない。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、内燃機関の停止時にデ
リバリパイプの燃料圧力を低下せしめ燃料噴射弁からの
燃料洩れを低減した場合であっても、燃料蒸気が燃料に
混入することなく次回の内燃機関の始動時の始動性を良
好にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置の第１の
実施の形態の全体図である。

【図2】図１の要部拡大図である。

【図３】第１の実施例の変形例を示す図である。

【図４】本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置の第２の
実施の形態の全体図である。

【図５】図４の重部拡大図である。

【符号の説明】

４…デリバリパイプ ６…燃料圧力調整装置 ７…燃料流出管 ８…貫通孔 １０…駆動装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ポンプから供給される燃料を複数の
   燃料噴射弁に分配すべく設けられたデリバリパイプと、
   機関停止時に前記デリバリパイプの内部の燃料圧力を低
   下せしめる燃料圧力低下手段とを有する内燃機関の燃料
   噴射装置において、前記デリバリパイプに自身内部で発
   生した燃料蒸気を集積する集積部を設けると共に、機関
   始動時に前記集積部に集積した燃料蒸気を前記デリバリ
   パイプの外部に排出する燃料蒸気排出手段を設けたこと
   を特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記燃料蒸気排出手段が、一端が前記集
   積部に連通すると共に他端が前記デリバリパイプの外部
   に連通する連通路よりなることを特徴とする請求項１に
   記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 【請求項３】 前記デリバイパイプの燃料を燃料タンク
   に流出せしめる燃料流出管と、前記デリバリパイプの燃
   料圧力と吸気管圧力の差圧を所定範囲に調整すべく前記
   燃料流出管の前記デイバリパイプ側の開口部を開閉する
   開閉弁を有すると共に、前記連通路が前記開閉弁をバイ
   パスして前記集積部と前記燃料流出管を連通するバイパ
   ス通路と前記燃料流出管の内部通路よりなることを特徴
   とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
4. 【請求項４】 前記バイパス通路が前記燃料流出管に設
   けられた貫通孔よりなることを特徴とする請求項３に記
   載の内燃機関の燃料噴射装置。
5. 【請求項５】 前記バイパス通路が前記燃料流出管の開
   口部と前記開閉弁との間に形成された間隙からなること
   を特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射装
   置。
6. 【請求項６】 前記連通路の前記一端側の連通部を開閉
   する開閉手段を有すると共に、燃料蒸気が前記集積部に
   存在することを検知して前記開閉手段を開作動せしめる
   駆動手段を有することを特徴とする請求項２に記載の内
   燃機関の燃料噴射装置。