(57)【要約】【課題】燃料噴射装置において、燃料を噴射しないときには噴射口と燃焼ガスとの接触を回避することでデポジットの堆積を抑制して燃焼改善を図る。【解決手段】吸気ポート１７に燃料を噴射する第１インジェクタ３３と、燃焼室１６に燃料を噴射する第２インジェクタ３４とを設け、シリンダヘッド１２の取付孔５１に第２インジェクタ３４を装着し、その先端部にスライドカバー５２をスライド自在に設け、このスライドカバー５２を、圧縮スプリング５４により収納部５３から突出して取付孔５１を閉止する方向に付勢支持すると共に、ソレノイド５６への通電により収納部５３に移動させて取付孔５１を開放可能とする。【選択図】        図１
2006316668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体に装着されて燃料を燃焼室に噴射する燃料噴射装置において、燃料を噴射する噴射口と前記燃焼室とを連通及び遮断可能な開閉部材が設けられたことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、燃料を噴射するインジェクタがシリンダヘッドに形成された取付孔に装着されており、前記開閉部材は、前記シリンダヘッドにスライド自在に設けられ、弾性部材により前記取付孔を閉止する方向に付勢支持されると共に、ソレノイドへの通電により前記取付孔を開放可能であることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、燃料を噴射するインジェクタがシリンダヘッドに形成された取付孔に装着されると共に、偏心位置に第１開口部が形成されたカバーが前記取付孔の先端部に固定されており、前記開閉部材は、偏心位置に第２開口部が形成されて前記シリンダヘッドに回動自在に設けられ、モータにより前記開閉部材を所定角度回動して前記第１開口部と前記第２開口部とを一致させることで、前記噴射口と前記燃焼室とを連通可能であることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項４】
燃料を吸気通路に噴射する第１インジェクタと、燃料を燃焼室に噴射する第２インジェクタとを有する燃料噴射装置において、前記第２インジェクタの噴射口と前記燃焼室とを連通及び遮断可能な開閉部材が設けられたことを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料噴射装置において、前記第２インジェクタによる燃料噴射が停止されている運転状態のとき、前記開閉部材により前記第２インジェクタの噴射口と前記燃焼室とを遮断することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項６】
請求項４記載の燃料噴射装置において、前記第２インジェクタによる燃料噴射の割合が予め設定された所定割合より低い運転状態のとき、前記第２インジェクタによる燃料噴射実行中を除く期間に、前記開閉部材により前記第２インジェクタの噴射口と前記燃焼室とを遮断することを特徴とする燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定量の燃料を燃焼室に噴射可能としたインジェクタを有する燃料噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料を吸気ポートではなく、燃焼室に直接噴射する筒内噴射式内燃機関が従来から知られている。この筒内噴射式内燃機関では、吸気弁の開放時に、空気が吸気ポートから燃焼室に吸入されてピストンにより圧縮され、この高圧空気に対してインジェクタから燃料が直接噴射され、燃焼室内の高圧空気と霧状の燃料とが混合し、この混合気が点火プラグに導かれて着火して爆発することで駆動力を得ることができ、排気弁の開放時に、燃焼後の排気ガスが排気ポートから排出される。
【０００３】
このような筒内噴射式内燃機関にて、インジェクタは、先端部に噴射口を有するハウジング内にニードル弁が移動自在に支持され、このニードル弁が燃料通路を閉塞するように付勢支持されると共に、ソレノイドへの通電時にその電磁力によりニードル弁を移動して燃料通路を開放可能となるように構成されている。そして、所定のタイミングで、このニードル弁を移動して燃料通路を開放することで、燃料通路の燃料を噴射口から燃焼室に向けて噴射することができる。
【０００４】
この筒内噴射式内燃機関に適用されるインジェクタでは、所定量の燃料が加圧された状態で維持され、ニードル弁により燃料通路が開放された期間に、所定圧の燃料が噴射口から噴射される。そのため、燃料噴射期間が経過してニードル弁が燃料通路を閉止しても、全ての燃料が燃焼室に噴射されずに一部の燃料が噴射口の周辺に付着して残量する。この場合、残留した燃料は燃焼室で発生した燃焼ガスにより蒸し焼きにされ、噴射口の内面やニードル弁の先端面などにデポジットが堆積してしまう。すると、この堆積したデポジットが燃料通路の流路面積を狭めて燃料の流路抵抗となり、流量低下を引き起こして燃料噴射量がばらつき、燃焼悪化を招いてしまう。
【０００５】
また、噴射口の周辺に燃料が残留してしまうと、次の燃料噴射期間になってニードル弁により燃料通路を開放しても、残留している燃料により噴射された全ての燃料の霧化が不十分となり、噴射初期の微粒化レベルが良くなく、アイドル運転時などには、トルクが変動したり、排気ガス特性が悪化してしまうなどの問題が発生してしまう。
【０００６】
このような問題を解決するものとして、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された燃料噴射弁は、燃料噴射時に噴孔を開閉可能な第１ニードル弁を設けると共に、燃料噴射後に噴孔に進入して噴孔の残留燃料を除去する第２ニードル弁を設けることで、デポジットの発生を抑制するものである。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２８７１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来の燃料噴射弁にあっては、第１ニードル弁を移動して噴孔を開放することで燃料を噴射した後、第２ニードル弁を噴孔に進入させることで噴孔に残留した燃料を除去し、残留燃料によるデポジットの発生を抑制することができる。ところが、燃料を燃焼室に直接噴射する筒内噴射式内燃機関の燃料噴射装置では、インジェクタの先端部が燃焼室に露出しており、燃焼ガスにより加熱されて高温状態となる。そのため、インジェクタの先端部が熱膨張や熱収縮することで噴孔の内径が変化し、第２ニードル弁とのクリアランスが変化してしまう。すると、燃料噴射後に、第２ニードル弁を噴孔に適正に進入させることができず、噴孔に燃料が残留することでデポジットの発生を抑制することが困難となる。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、燃料を噴射しないときには噴射口と燃焼ガスとの接触を回避することでデポジットの堆積を抑制して燃焼改善を図った燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の燃料噴射装置は、エンジン本体に装着されて燃料を燃焼室に噴射する燃料噴射装置において、燃料を噴射する噴射口と前記燃焼室とを連通及び遮断可能な開閉部材が設けられたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の燃料噴射装置では、燃料を噴射するインジェクタがシリンダヘッドに形成された取付孔に装着されており、前記開閉部材は、前記シリンダヘッドにスライド自在に設けられ、弾性部材により前記取付孔を閉止する方向に付勢支持されると共に、ソレノイドへの通電により前記取付孔を開放可能であることを特徴としている。
【００１２】
本発明の燃料噴射装置では、燃料を噴射するインジェクタがシリンダヘッドに形成された取付孔に装着されると共に、偏心位置に第１開口部が形成されたカバーが前記取付孔の先端部に固定されており、前記開閉部材は、偏心位置に第２開口部が形成されて前記シリンダヘッドに回動自在に設けられ、モータにより前記開閉部材を所定角度回動して前記第１開口部と前記第２開口部とを一致させることで、前記噴射口と前記燃焼室とを連通可能であることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の燃料噴射装置は、燃料を吸気通路に噴射する第１インジェクタと、燃料を燃焼室に噴射する第２インジェクタとを有する燃料噴射装置において、前記第２インジェクタの噴射口と前記燃焼室とを連通及び遮断可能な開閉部材が設けられたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の燃料噴射装置では、前記第２インジェクタによる燃料噴射が停止されている運転状態のとき、前記開閉部材により前記第２インジェクタの噴射口と前記燃焼室とを遮断することを特徴としている。
【００１５】
本発明の燃料噴射装置では、前記第２インジェクタによる燃料噴射の割合が予め設定された所定割合より低い運転状態のとき、前記第２インジェクタによる燃料噴射実行中を除く期間に、前記開閉部材により前記第２インジェクタの噴射口と前記燃焼室とを遮断することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の燃料噴射装置によれば、燃料を噴射する噴射口と燃焼室とを連通及び遮断可能な開閉部材を設けたので、燃料を噴射する必要があるときには、開閉部材により噴射口と燃焼室とを連通することで、燃焼室に確実に燃料を噴射することができる一方、燃料を噴射する必要がないときには、開閉部材により噴射口と燃焼室とを遮断することで、燃焼室で発生した燃焼ガスが噴射口に接触することはなく、噴射口に燃料が残留しても、残留燃料が燃焼ガスにより高温となってデポジットとして堆積することが抑制され、内燃機関の燃焼改善を図ることができる。
【００１７】
また、本発明の燃料噴射装置によれば、燃料を吸気通路に噴射する第１インジェクタと、燃料を燃焼室に噴射する第２インジェクタとを設け、第２インジェクタの噴射口と燃焼室とを連通及び遮断可能な開閉部材を設けたので、第２インジェクタを駆動するときには、開閉部材により第２インジェクタの噴射口と燃焼室とを連通することで、燃焼室に確実に燃料を噴射することができる一方、第１インジェクタを駆動するときには、開閉部材により第２インジェクタの噴射口と燃焼室とを遮断することで、燃焼室で発生した燃焼ガスが噴射口に接触することはなく、噴射口に燃料が残留しても、残留燃料が燃焼ガスにより高温となってデポジットとして堆積することが抑制され、内燃機関の燃焼改善を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る燃料噴射装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１に係る燃料噴射装置を表す概略構成図、図２は、実施例１の燃料噴射装置における燃料噴射状態を表す概略断面図、図３は、実施例１の燃料噴射装置が適用されたエンジンの概略構成図である。
【００２０】
実施例１の燃料噴射装置は、エンジンの吸気通路に燃料を噴射する第１インジェクタと、燃焼室に燃料を噴射する第２インジェクタとを有しており、エンジン運転状態に基づいて、第１インジェクタを用いて吸気通路に燃料を噴射するか、第２インジェクタを用いて燃焼室に燃料を噴射するか、または、第１、第２インジェクタを用いて吸気通路及び燃焼室に燃料を噴射するか制御している。
【００２１】
即ち、実施例１の燃料噴射装置が適用された多気筒型エンジンにおいて、図３に示すように、シリンダブロック１１上にシリンダヘッド１２が締結されており、このシリンダブロック１１に形成された複数のシリンダボア１３にピストン１４がそれぞれ上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック１１の下部に図示しないクランクシャフトが回転自在に支持されており、ピストン１４はコネクティングロッド１５を介してこのクランクシャフトにそれぞれ連結されている。
【００２２】
燃焼室１６は、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とピストン１４により区画されて構成されており、この燃焼室１６は、上部（シリンダヘッド１２の下面）の中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。そして、この燃焼室１６の上部、つまり、シリンダヘッド１２の下面に吸気ポート１７及び排気ポート１８が対向して形成されており、この吸気ポート１７及び排気ポート１８に対して吸気弁１９及び排気弁２０の下端部がそれぞれ位置している。この吸気弁１９及び排気弁２０は、シリンダヘッド１２に固定された各ステムガイド２１，２２により軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、各バルブスプリング２３，２４により吸気ポート１７及び排気ポート１８を閉止する方向に付勢支持されている。また、吸気弁１９及び排気弁２０は、上端部にローラロッカアーム２５，２６の一端部が連結され、このローラロッカアーム２５，２６の他端部はシリンダヘッド１２に固定されたラッシュアジャスタ２７，２８に連結されており、吸気カムシャフト２９の吸気カム３０及び排気カムシャフト３１の排気カム３２がローラロッカアーム２５，２６を押圧している。
【００２３】
従って、エンジンに同期して吸気カムシャフト２９及び排気カムシャフト３１が回転すると、吸気カム３０及び排気カム３２がローラロッカアーム２５，２６を作動させ、各吸気弁１９及び排気弁２０が所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート１７及び排気ポート１８を開閉し、吸気ポート１７と燃焼室１６、燃焼室１６と排気ポート１８とをそれぞれ連通することができる。
【００２４】
シリンダヘッド１２には、吸気ポート１７に燃料を噴射する第１インジェクタ３３が装着されると共に、燃焼室１６に燃料を噴射する第２インジェクタ３４が装着されている。また、燃焼室１６の天井部中央、つまり、各吸気ポート１７及び各排気ポート１８の間のシリンダヘッド１２の下面には、点火プラグ３５が装着されている。この第１インジェクタ３３は、噴射口３３ａから低圧燃料を吸気ポート１７に噴射するものであり、図示しない低圧燃料供給通路及び低圧ポンプを介して燃料タンクに連結されている。一方、第２インジェクタ３４は、噴射口３４ａから高圧燃料を燃焼室１６に噴射するものであり、図示しない高圧燃料供給通路及び高圧ポンプを介して低圧燃料供給通路の分岐部に連結されている。
【００２５】
なお、第１インジェクタ３３は、低圧燃料を吸気通路に噴射することができればよいものであり、吸気ポート１７に限らず、インテークマニホールドやサージタンク、吸気管内に燃料を噴射するようにしてもよい。また、第２インジェクタ３４は、高圧燃料を燃焼室１６内に直接噴射することができればよいものであり、燃焼室１６の側部に限らず、燃焼室１６の天井部に点火プラグ３５と隣接して設けてもよい。
【００２６】
また、車両には電子制御ユニット（ＥＣＵ）４１（図１参照）が搭載されており、このＥＣＵ４１は、第１インジェクタ３３、第２インジェクタ３４、点火プラグ３５などを制御可能となっている。即ち、ＥＣＵ４１は、検出した吸入空気量Ｑ、エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度θT、アクセル開度θA、冷却水温Ｔなどのエンジン運転状態に基づき、または、予め設定されたマップを用いて第１インジェクタ３３及び第２インジェクタ３４の燃料噴射量、噴射時期を決定すると共に、点火プラグ３５による点火時期などを決定している。この場合、例えば、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷（例えば、スロットル開度θT）に基づき、第１インジェクタ３３を用いて吸気ポート１７に燃料を噴射するか、第２インジェクタ３４を用いて燃焼室１６に燃料を噴射するか、または、両方のインジェクタ３３，３４を用いて吸気ポート１７及び燃焼室１６に燃料を噴射するかを決定している。
【００２７】
ところで、上述した第２インジェクタ３４では、燃料を噴射する噴射口３４ａが燃焼室１６に露出しており、内部に燃料が加圧された状態で維持され、ニードル弁により燃料通路が開放された期間に所定量の燃料が噴射口３４ａから燃焼室１６に噴射される。そのため、燃料噴射期間が経過してニードル弁が燃料通路を閉止しても、一部の燃料が噴射口３４ａの周辺に付着して残量し、この残留した燃料が燃焼室１６で発生した燃焼ガスと接触することでデポジットとして堆積してしまう。すると、この堆積したデポジットが噴射口３４ａにおける燃料の流路抵抗となり、流量低下を引き起こして燃料噴射量がばらついたり、噴射燃料の霧化が不十分となったりして燃焼悪化や排気ガス特性の悪化を招いてしまう。
【００２８】
そこで、本実施例では、第２インジェクタ３４にて、燃料を噴射する噴射口３４ａと燃焼室１６とを連通及び遮断可能な開閉部材を設けている。即ち、図１に示すように、シリンダヘッド１２には、所定の位置に取付孔５１が形成されてこの取付孔５１にガスケットを介して第２インジェクタ３４が装着されており、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａは、燃焼室１６から取付孔５１内に所定距離引っ込んだ位置に固定されている。
【００２９】
シリンダヘッド１２における第２インジェクタ３４の前方部には、取付孔５１の先端部を開閉可能な開閉部材としての磁性材料からなるスライドカバー５２が、この取付孔５１の軸心と直交する方向に沿ってスライド自在に支持されている。このスライドカバー５２は、取付孔５１の内面に形成された収納部５３内に移動自在に支持され、内部に設けられた弾性部材としての圧縮スプリング５４により収納部５３から突出する方向、つまり、取付孔５１を閉止する方向に付勢支持されている。一方、収納部５３に対向する取付孔５１の内面には、嵌入部５５が形成されている。従って、スライドカバー５２は、圧縮スプリング５４により収納部５３から突出したときに、その先端部がこの嵌入部５５に嵌入することで、スライドカバー５２を位置決めして取付孔５１を完全に閉止し、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とを遮断することができる。
【００３０】
また、シリンダヘッド１２には、スライドカバー５２の収納部５３に隣接してソレノイド５６が設けられており、ＥＣＵ４１により通電可能となっている。従って、スライドカバー５２が圧縮スプリング５４により収納部５３から突出して、先端部が嵌入部５５に嵌入した取付孔５１の閉止状態から、ＥＣＵ４１によりソレノイド５６に通電すると、図２に示すように、発生した電磁力によりスライドカバー５２を収納部５３内に移動させ、取付孔５１を開放することで、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とを連通することができる。
【００３１】
ここで、実施例１の燃料噴射装置における作動を説明する。
【００３２】
図１及び図３に示すように、ＥＣＵ４１は、エンジン運転状態に基づいて燃料噴射量を算出すると共に、燃料をエンジンの吸気ポート１７に噴射するか、燃焼室１６に噴射するか、また、両方に噴射するかを決定する。本実施例では、例えば、エンジンの始動暖機運転時は、気筒壁面が十分に昇温されておらず、燃料が適正に霧化せずに壁面に付着する可能性があるため、燃焼室１６への燃料噴射をやめて吸気ポート１７にだけ燃料噴射を実行する。即ち、ＥＣＵ４１は、第２インジェクタ３４の駆動を停止する一方、第１インジェクタ３３を駆動することで、エンジン運転状態に基づいて噴射口３３ａを所定期間開放し、所定量の燃料を吸気ポート１７に噴射する。
【００３３】
このように第１インジェクタ３３のみを駆動して吸気ポート１７に燃料を噴射する間、第２インジェクタ３４による燃料噴射が停止されているため、このとき、スライドカバー５２により第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とを遮断する。即ち、ＥＣＵ４１は、ソレノイド５６への通電を停止することで、スライドカバー５２を圧縮スプリング５４の付勢力により収納部５３から突出させ、先端部を嵌入部５５に嵌入して取付孔５１を閉止する。すると、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とが遮断されるため、燃焼室１６で発生した燃焼ガスがこの噴射口３４ａに接触せず、以前の燃料噴射後に燃料が噴射口３４ａに残留していても、この残留燃料が燃焼ガスにより高温となることはなく、噴射口３４ａへのデポジットの堆積が抑制される。
【００３４】
なお、エンジンの始動暖機運転後は、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて吸気ポート１７への燃料噴射量と燃焼室１６内への燃料噴射量とを設定するが、一般的に、エンジンの運転状態が高回転高負荷状態になるほど、吸気ポート１７内への燃料噴射量を増加することが望ましい。
【００３５】
即ち、ＥＣＵ４１が、エンジン運転状態から燃料の噴射領域が吸気ポート１７への燃料噴射だけを実行する領域であると判断すると、前述したように、第２インジェクタ３４の駆動を停止する一方、第１インジェクタ３３を駆動し、所定量の燃料を吸気ポート１７に噴射する。このとき、スライドカバー５２により第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とを遮断するため、燃焼室１６で発生した燃焼ガスがこの噴射口３４ａに接触しないため、残留燃料が燃焼ガスにより高温となることはなく、噴射口３４ａへのデポジットの堆積が抑制される。
【００３６】
一方、図２及び図３に示すように、ＥＣＵ４１が、エンジン運転状態から燃料の噴射領域が燃焼室１６への燃料噴射だけを実行する領域であると判断すると、このＥＣＵ４１は、第１インジェクタ３３の駆動を停止する一方、第２インジェクタ３４を駆動することで、エンジン運転状態に基づいて噴射口３４ａを所定期間開放し、所定量の燃料を燃焼室１６に噴射する。
【００３７】
このように第２インジェクタ３４のみを駆動して燃焼室１６に燃料を噴射する間、この第２インジェクタ３４による燃料噴射が実行されているため、このとき、スライドカバー５２により第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とを連通する。即ち、ＥＣＵ４１は、ソレノイド５６へ通電することで、スライドカバー５２を圧縮スプリング５４の付勢力に抗して収納部５３内に収納し、取付孔５１を開放する。すると、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａが燃焼室１６に露出するため、この燃焼室１６に確実に燃料を噴射することができる。
【００３８】
このスライドカバー５２の開閉制御にあたり、第１インジェクタ３３のみを駆動して吸気ポート１７に燃料を噴射しているときに、スライドカバー５２により取付孔５１を閉止しており、この状態から、第２インジェクタ３４を駆動して燃焼室１６に燃料を噴射するために、第２インジェクタ３４へ噴射信号が出力される所定時間前に、ＥＣＵ４１は、スライドカバー５２により取付孔５１を開放するようにしている。
【００３９】
このように実施例１の燃料噴射装置にあっては、吸気ポート１７に燃料を噴射する第１インジェクタ３３と、燃焼室１６に燃料を噴射する第２インジェクタ３４とを設け、シリンダヘッド１２の取付孔５１に第２インジェクタ３４を装着し、その先端部にスライドカバー５２をスライド自在に設け、このスライドカバー５２を、圧縮スプリング５４により収納部５３から突出して取付孔５１を閉止する方向に付勢支持すると共に、ソレノイド５６への通電により収納部５３に移動させて取付孔５１を開放可能としている。
【００４０】
従って、第１インジェクタ３３のみを駆動して吸気ポート１７に燃料を噴射するときは、第２インジェクタ３４による燃料噴射が停止されているため、ソレノイド５６への通電を停止することで、スライドカバー５２を圧縮スプリング５４の付勢力を用いて取付孔５１を閉止させ、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とを遮断させる。そのため、燃焼室１６で発生した燃焼ガスが第２インジェクタ３４の噴射口３４ａに接触せず、以前の燃料噴射後に燃料が噴射口３４ａに残留していても、この残留燃料が燃焼ガスにより高温となることはなく、噴射口３４ａへのデポジットの堆積が抑制されることとなる。その結果、噴射口３４ａに堆積したデポジットによる燃料の流量低下が抑制され、高精度な燃料量を噴射することができると共に、噴射燃料を適正に霧化することができ、燃焼改善を図ることができると共に、排気ガス特性を向上することができる。
【００４１】
また、実施例１の燃料噴射装置では、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とを遮断させるスライドカバー５２を、圧縮スプリング５４の付勢力により取付孔５１を閉止する方向に付勢支持すると共に、ソレノイド５６への通電により取付孔５１を開放可能としており、簡単な構成により取付孔５１を容易に短時間で開閉することができ、大幅なコストアップを抑制することができると共に、制御の容易化を図ることができる。
【００４２】
更に、実施例１では、第１インジェクタ３３のみを駆動して吸気ポート１７に燃料を噴射するときに、スライドカバー５２により取付孔５１を閉止し、不要となる第２インジェクタ３４の噴射口３４ａを燃焼室１６と遮断している。従って、第２インジェクタ３４を使用するときには、スライドカバー５２により取付孔５１を開放することで、燃焼室１６へ適正な燃料噴射を行うことができる一方、第２インジェクタ３４を使用しないときには、スライドカバー５２により取付孔５１を閉止することで、確実にデポジットの堆積を防止することができる。
【実施例２】
【００４３】
図４は、本発明の実施例２に係る燃料噴射装置を表す概略構成図、図５は、実施例２の燃料噴射装置における回転カバーの正面図、図６は、実施例２の燃料噴射装置における燃料噴射状態を表す概略断面図である。なお、実施例２の燃料噴射装置が適用されたエンジンは、実施例１で説明したものとほぼ同様であるため、図１を用いて説明すると共に、実施例１で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４４】
実施例２の燃料噴射装置は、図１に示すように、エンジンの吸気ポート１７に燃料を噴射する第１インジェクタ３３と、燃焼室１６に燃料を噴射する第２インジェクタ３４とを有しており、エンジン運転状態に基づいて、吸気ポート１７または燃焼室１６に燃料を噴射するものである。そして、本実施例では、第２インジェクタ３４にて、燃料を噴射する噴射口３４ａが軸中心から外側にずれた位置に設けられ、この噴射口３４ａと燃焼室１６とを連通及び遮断可能な開閉部材を設けている。
【００４５】
即ち、図４及び図５に示すように、シリンダヘッド１２には、所定の位置に取付孔６１が形成されてこの取付孔６１にガスケットを介して第２インジェクタ３４が装着されており、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａは、燃焼室１６から取付孔６１内に所定距離引っ込んだ位置に固定されている。
【００４６】
シリンダヘッド１２における第２インジェクタ３４の前方部には、取付孔６１の先端部を開閉可能な開閉部材としてのカバー６２が設けられており、このカバー６２は、取付孔６１の先端部に固定された円筒形状をなす固定カバー６３と、取付孔６１の先端部に回転自在に支持された円筒形状をなす回転カバー６４とから構成されている。この固定カバー６３は、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とを仕切る下面部に、この噴射口３４ａに対応して第２インジェクタ３４の軸中心から外側にずれた偏心位置に第１開口部６５が形成されている。一方、回転カバー６４は、固定カバー６３と同様に、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とを仕切る下面部に、第２インジェクタ３４の軸中心から外側にずれた偏心位置に第２開口部６６が形成されている。そして、回転カバー６４は、上端フランジ部に従動ギヤ６７が形成される一方、シリンダヘッド１２に油圧モータ６８が装着されており、この油圧モータ６８の出力軸６９に固結された駆動ギヤ７０が回転カバー６４の従動ギヤ６７に噛み合っている。
【００４７】
従って、油圧モータ６８を駆動すると、その駆動力が出力軸６９から駆動ギヤ７０に伝達され、この駆動ギヤ７０に噛み合った従動ギヤ６７を介して回転カバー６４に伝達し、この回転カバー６４を回転することができる。そして、回転カバー６４を、第２開口部６６が固定カバー６３の第１開口部６５と一致しない位置で停止することで取付孔６１を閉止し、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とを遮断することができる。一方、回転カバー６４を、図６に示すように、第２開口部６６が固定カバー６３の第１開口部６５と一致する位置で停止することで取付孔６１を開放し、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とを連通することができる。
【００４８】
この場合、回転カバー６４が、第１開口部６５と第２開口部６６とが一致する位置と、第１開口部６５と第２開口部６６とが一致しない位置で確実に停止できるように、ストッパを設けることが望ましく、回転カバー６４を一方方向に回転して第１ストッパに当接した位置で停止すると、第１開口部６５と第２開口部６６とが一致し、回転カバー６４を他方方向に回転して第２ストッパに当接した位置で停止すると、第１開口部６５と第２開口部６６とが一致しないようにすればよい。また、回転カバー６４の回転位置を検出する回転位置センサを設け、ＥＣＵ４１が油圧モータ６８の回転数を制御することで、回転カバー６４を所定の位置で停止するようにしてもよい。
【００４９】
ここで、実施例２の燃料噴射装置における作動を説明する。
【００５０】
図１及び図４に示すように、ＥＣＵ４１が、エンジン運転状態から燃料の噴射領域が吸気ポート１７への燃料噴射だけを実行する領域であると判断すると、第２インジェクタ３４の駆動を停止する一方、第１インジェクタ３３を駆動し、所定量の燃料を吸気ポート１７に噴射する。このとき、回転カバー６４により第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とを遮断する。即ち、ＥＣＵ４１は、油圧モータ６８を駆動することで回転カバー６４を回転し、この回転カバー６４を第２開口部６６が第１開口部６５と一致しない位置で停止して取付孔６１を閉止する。すると、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とが遮断されるため、燃焼室１６で発生した燃焼ガスがこの噴射口３４ａに接触せず、以前の燃料噴射後に燃料が噴射口３４ａに残留していても、この残留燃料が燃焼ガスにより高温となることはなく、噴射口３４ａへのデポジットの堆積が抑制される。
【００５１】
一方、図１及び図６に示すように、ＥＣＵ４１が、エンジン運転状態から燃料の噴射領域が燃焼室１６への燃料噴射だけを実行する領域であると判断すると、このＥＣＵ４１は、第１インジェクタ３３の駆動を停止する一方、第２インジェクタ３４を駆動することで、エンジン運転状態に基づいて噴射口３４ａを所定期間開放し、所定量の燃料を燃焼室１６に噴射する。
【００５２】
このように第２インジェクタ３４のみを駆動して燃焼室１６に燃料を噴射する間、この第２インジェクタ３４による燃料噴射が実行されているため、このとき、回転カバー６４により第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とを連通する。即ち、ＥＣＵ４１は、油圧モータ６８を駆動することで回転カバー６４を回転し、この回転カバー６４を第２開口部６６が第１開口部６５と一致する位置で停止して取付孔６１を開放する。すると、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａが燃焼室１６に露出するため、この燃焼室１６に確実に燃料を噴射することができる。
【００５３】
このように実施例２の燃料噴射装置にあっては、吸気ポート１７に燃料を噴射する第１インジェクタ３３と、燃焼室１６に燃料を噴射する第２インジェクタ３４とを設け、シリンダヘッド１２の取付孔６１に第２インジェクタ３４を装着し、その先端部にカバー６２を設け、このカバー６２を第１開口部６５を有する固定カバー６３と、第２開口部６６を有する回転カバー６４とから構成し、油圧モータ６８により回転カバー６４を回転可能とし、この回転カバー６４を所定の位置で停止することにより第１開口部６５を第２開口部６６との位置関係により取付孔６１を開閉可能としている。
【００５４】
従って、第１インジェクタ３３のみを駆動して吸気ポート１７に燃料を噴射するときは、第２インジェクタ３４による燃料噴射が停止されているため、油圧モータ６８により回転カバー６４を回転し、第２開口部６６が第１開口部６５と一致しない位置で停止することで取付孔６１を閉止させ、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とを遮断させる。そのため、燃焼室１６で発生した燃焼ガスが第２インジェクタ３４の噴射口３４ａに接触せず、以前の燃料噴射後に燃料が噴射口３４ａに残留していても、この残留燃料が燃焼ガスにより高温となることはなく、噴射口３４ａへのデポジットの堆積が抑制されることとなる。その結果、噴射口３４ａに堆積したデポジットによる燃料の流量低下が抑制され、高精度な燃料量を噴射することができると共に、噴射燃料を適正に霧化することができ、燃焼改善を図ることができると共に、排気ガス特性を向上することができる。
【００５５】
また、実施例２の燃料噴射装置では、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａと燃焼室１６とを遮断させる回転カバー６４を油圧モータ６８により回転可能とすると共に、所定の位置で停止可能としており、簡単な構成により取付孔６１を容易に短時間で開閉することができ、大幅なコストアップを抑制することができると共に、制御の容易化を図ることができる。
【００５６】
なお、上述した各実施例では、第１インジェクタ３３のみを駆動して吸気ポート１７に燃料を噴射するときに、スライドカバー５２及び回転カバー６４により取付孔５１，６１を閉止して第２インジェクタ３４の噴射口３４ａを燃焼室１６と遮断する一方、第２インジェクタ３４のみを駆動して燃焼室１６に燃料を噴射するときには、スライドカバー５２及び回転カバー６４により取付孔５１，６１を開放している。ところが、エンジン運転状態に基づいて決定された燃料の噴射領域が、吸気ポート１７に燃料を噴射すると共に、燃焼室１６に燃料を噴射する領域であると判断されることがある。このような場合、第２インジェクタ３４による燃料噴射の割合が予め設定された所定割合より低い運転状態のとき、この第２インジェクタ３４による燃料噴射の実行中を除く期間に、スライドカバー５２及び回転カバー６４により取付孔５１，６１を閉止して第２インジェクタ３４の噴射口３４ａを燃焼室１６と遮断するように構成することが望ましい。
【００５７】
また、上述した各実施例では、スライドカバー５２のスライド操作により取付孔５１を開閉可能としたり、回転カバー６４の回転操作により取付孔６１を開閉可能としたが、開閉部材の構成はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、開閉部材を吸気弁や排気弁のような弁部材として構成とし、スプリング及びソレノイドや油圧モータによりこの弁部材を移動することで、第２インジェクタ３４の噴射口３４ａを燃焼室１６と連通及び遮断可能とするようにしてもよい。
【００５８】
更に、上述した各実施例では、本発明の燃料噴射装置を、エンジンの吸気ポート１７に燃料を噴射する第１インジェクタ３３と、燃焼室１６に燃料を噴射する第２インジェクタ３４とを有するエンジンに適用したが、燃焼室のみに燃料を噴射するインジェクタを有する筒内噴射式エンジンに適用してもよく、この場合、インジェクタの非作動領域で、インジェクタの噴射口と燃焼室とを遮断するように構成すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明に係る燃料噴射装置は、燃料を噴射する噴射口と燃焼室とを連通及び遮断可能な開閉部材を設けることで、燃焼ガスによるデポジットの堆積を抑制するものであり、いずれの種類の内燃機関に用いても好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例１に係る燃料噴射装置を表す概略構成図である。
【図２】実施例１の燃料噴射装置における燃料噴射状態を表す概略断面図である。
【図３】実施例１の燃料噴射装置が適用されたエンジンの概略構成図である。
【図４】本発明の実施例２に係る燃料噴射装置を表す概略構成図である。
【図５】実施例２の燃料噴射装置における回転カバーの正面図である。
【図６】実施例２の燃料噴射装置における燃料噴射状態を表す概略断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１６  燃焼室
１７  吸気ポート
１８  排気ポート
１９  吸気弁
２０  排気弁
３３  第１インジェクタ
３４  第２インジェクタ
３３ａ，３４ａ  噴射口
３５  点火プラグ
４１  電子制御ユニット、ＥＣＵ
５１  取付孔
５２  スライドカバー（開閉部材）
５４  圧縮スプリング
５６  ソレノイド
６１  取付孔
６２  カバー
６３  固定カバー
６４  回転カバー（開閉部材）
６５  第１開口部
６６  第２開口部
６８  油圧モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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