(57)【要約】内燃機関のための燃料供給システムが、領域あたりを加熱され端領域内の燃料の温度を上昇させ燃料が端領域から噴射されたとき即座に気化するインジェクタ（２４０）を、含む。エンジンからの直接の伝導か電気加熱エレメントかにより、端領域の加熱が実施される。熱伝導性部材のガスケット（２２）が、シリンダヘッドと吸い込みマニフォルド（２００）との間に設けられこれにより熱が吸い込みマニフォルド（２００）及びインジェクタ（２４０）に伝導される。電気加熱エレメント（３２０、３８０）がインジェクタの端領域の周りに設けられ、これによりエンジンが動作温度に達するのを待つことなく即座に端領域を加熱できる。
2005538311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともシリンダと、シリンダ内で移動可能なピストンと、空気及び燃料をシリンダに供給するための吸い込みポートとを有する乗物エンジンのための燃料供給システムにおいて、
空気を吸い込みポートに供給するための吸い込みマニフォルドと、
エンジンと吸い込みマニフォルドとの間の熱伝導性ガスケットと、
吸い込みポート内のインジェクタポートと、
端領域を有し、更に、インジェクタポート内に配置されるインジェクタを操作するための部品を含むボディを有する燃料インジェクタを含み、
熱が、エンジンから熱伝導性ガスケットを介し吸い込みマニフォルドへ更に端領域へ伝導されて端領域を加熱するがインジェクタのボディを加熱せず、端領域の燃料温度を上昇させ、これにより燃料がインジェクタの端領域から噴出されると、端領域と端領域の燃料への加熱と燃料がインジェクタの端領域を離れるときに燃料が受ける圧力変化のために、燃料が実質的に即座に蒸気に変換することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項２】
熱伝導性カラーが、インジェクタの端領域の周りに端領域と熱伝導接触して配置され、カラーがインジェクタポートを画する壁と熱伝導接触することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
インジェクタポートが、インジェクタの端領域がインジェクタポートを画する壁と直接に熱伝導接触するような寸法であることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
ガスケットが、対向する側部と、
吸い込みマニフォルドから吸い込みポートまで連通させる少なくとも一つの開口部と、
ガスケットの一つの側部の開口部周りの第１の段切片と、
ガスケットのもう一つの側部の開口部周りの第２の段切片を含み、
ガスケットがエンジンと吸い込みマニフォルドとの間に配置され、吸い込みマニフォルドに固定されるとき、段切片が変形し開口部周りでシールを形成することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
ガスケットが打ち抜き若しくは加圧動作で形成され、
段切片が、ガスケットの一つの側部で横断面がＶ字形状突起となり、ガスケットのもう一つの側部で横断面がオフセットのＶ字形状突起となるように形成されることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
ハウジングが、インジェクタ及びインジェクタポートを覆って配置され、インジェクタの端領域を加熱する熱の保持を促進することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
エンジンが端領域へ伝導するための十分な熱を取得して端領域を加熱し更にエンジンから伝導される熱により端領域内の燃料を加熱する前に、電気加熱手段がエンジンの最初の始動の間に熱を端領域に供給するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
電気加熱手段が、端領域と電気的に接触する電気加熱パッドと、
パッドとエンジンの間の絶縁部材と、
電流がパッドに供給され端領域を介して流れ端領域を加熱するように、パッドと電気的に連絡する電気インダクタを含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
電気加熱手段が、端領域周りに巻かれたコイルと、
コイルを介する電流の通過が熱を生成し端領域を加熱するようにコイルに電流を供給する電気リードを含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
システムが、燃料インジェクタの近傍でエンジンの温度をモニタする温度感知手段を含み、
温度感知手段は、十分な熱がエンジンから端領域まで伝導され端領域の燃料を加熱する所定の温度に、エンジン温度が達したとき電気加熱手段をスイッチオフすることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
少なくとも一つのシリンダと、シリンダ内で移動可能なピストンと、空気及び燃料をシリンダに供給するための空気ポートとを有する乗物エンジンのための燃料供給システムにおいて、
空気を吸い込みポートに供給するための吸い込みマニフォルドと、
インジェクタポートと、
インジェクタポート内に配置され、端領域とボディを有し、そのボディがインジェクタを操作するための部品を含む燃料インジェクタと、
端領域を加熱するが燃料インジェクタのボディを加熱しない電気加熱手段を含み、
上記電気加熱手段は、端領域の燃料温度を上昇させ、これにより燃料がインジェクタの端領域から噴出されると、端領域と端領域の燃料への加熱と燃料がインジェクタの端領域を離れるときに燃料が受ける圧力変化のために、燃料が実質的に即座に蒸気に変換することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項１２】
電気加熱手段が端領域の外側面に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
電気加熱手段が、端領域と電気的に接触する電気加熱パッドと、
パッドとエンジンの間の断熱部材と、
電流がパッドに供給され端領域を介して流れ端領域を加熱するように、パッドと電気的に接続する断熱電気伝導体を含むことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
電気加熱手段が、
端領域周りに巻かれた絶縁加熱コイルと、
コイルを介する電流の通過が熱を生成し端領域を加熱するようにコイルに電流を供給する電気伝導体を含むことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
温度感知手段が、
エンジン温度を感知し、更に、
インジェクタから燃料が噴射されると実質的に即座に燃料を気化し得るのに必要な温度にまで、伝導体端領域を十分に加熱できる所定の温度に、エンジン温度が達すると、電気加熱手段への電流の供給を切るように設定されていることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
シリンダ内で移動可能なピストンを有する内燃機関のための燃料インジェクタにおいて、
端領域と、
ボディと、
端領域からインジェクタに燃料が噴出されるように操作するボディ内の電気部品と、
インジェクタの端領域を加熱するがボディを加熱しない端領域の外側面上の電気加熱手段を含み、
燃料がインジェクタ内に配置され電気加熱手段が操作されると、燃料がインジェクタの端領域から噴出され、端領域と端領域の燃料への加熱と燃料がインジェクタの端領域を離れるときに燃料が受ける圧力変化のために、燃料が実質的に即座に蒸気に変換することを特徴とする燃料インジェクタ。
【請求項１７】
電気加熱手段が、
端領域と電気的に接触する電気加熱パッドと、
パッドとエンジンの間の断熱部材と、
電流がパッドに供給され端領域を介して流れ端領域を加熱するように、パッドと電気的に接続する断熱電気伝導体を含むことを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
電気加熱手段が、
端領域周りに巻かれた絶縁加熱コイルと、
コイルを介する電流の通過が熱を生成し端領域を加熱するようにコイルに電流を供給する電気伝導体を含むことを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
燃焼機関、燃焼機関内で移動可能なピストン、空気吸い込みポート及び排出ポートを有する燃料供給システムにおいて、
燃焼室と接続する第１の開口端部、該第１の端部と離隔する第２の端部を有し、インジェクタポート壁を備えるインジェクタポートと、
インジェクタを操作するための電気部品を収容するインジェクタメインボディ、噴射チップ、及びインジェクタから噴出される燃料を格納するためのチップに近接する端領域を有する、インジェクタポート内に配置される燃料インジェクタと、
端領域を囲み燃料インジェクタの外側にある電気加熱エレメントと、
インジェクタの端領域を加熱するために加熱エレメントに電流を供給し端領域内の燃料を加熱し、燃料への加熱と燃料がインジェクタを離れるときに燃料が受ける圧力変化のために、燃料がインジェクタを離れるときに燃料が実質的に即座に蒸気に変換する、電流供給部とを含む
ことを特徴とする燃料供給システム。
【請求項２０】
インジェクタの端領域を覆って配置され、インジェクタの端領域とエンジン内のインジェクタポートのインジェクタポート壁との間に位置する円筒スリーブの中に、加熱エレメントが設けられることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
電流供給部は、加熱エレメントから電流供給デバイスにまで伸展する少なくとも一つの伝導体を含むことを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
電流供給部は、
電流を供給するためのバッテリと、
バッテリにより供給される電流を変調し、これにより加熱エレメントに供給される電流がパルス幅変調され、加熱エレメントに供給される電流の量が加熱エレメントへの加熱及びインジェクタ端領域内部の燃料への加熱を制御するようにコントロールされる、パルス幅変調器を含むことを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
電流供給部が、閉じられた場合に電流が供給される中継器と、
中継器を閉じるための制御電流供給部を含むことを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
エンジン温度センサを通過し、もしエンジン温度が所定の温度より低ければ、中継器が閉じられこれにより電流が加熱エレメントに供給される、燃料ポンプ中継器からの信号を、制御電流供給部が含むことを特徴とする請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
燃料インジェクタが、端領域内の燃料の温度をモニタし温度が所定の温度に達した場合中継器を開く温度センサを含むことを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
エンジンの中に燃料を噴射するインジェクタにおいて、
チップ、燃料を格納するためのチップに近接する端領域、及び、インジェクタを操作する電気部品が収容されるメインボディ部を有するインジェクタボディと、
熱伝導部材から形成される外面を有する端領域と、
端領域上に配置され端領域を囲むヒータスリーブを含み、
ヒータスリーブは、
電流を受けて自らを加熱し、これにより端領域の熱伝導外面を介して熱を伝導しインジェクタの端領域内の燃料を加熱し、燃料が端領域から噴出されたときに燃料への加熱と燃料がインジェクタを離れるときに燃料が受ける圧力変化のために、燃料が実質的に即座に気化状態に変換する、ヒータエレメントを含むことを特徴とするインジェクタ。
【請求項２７】
加熱エレメントが中にモールドにより埋め込まれた高温シリコンから、スリーブが形成されることを特徴とする請求項２６に記載のインジェクタ。
【請求項２８】
加熱エレメントが、コイルされたワイヤを含むことを特徴とする請求項２６に記載のインジェクタ。
【請求項２９】
コイルされたワイヤを囲み、コイルされたワイヤがスリーブ内でモールドされたときにコイルされたワイヤの巻きが相互に分離する状態を維持する鞘を、コイルされたワイヤが含むことを特徴とする請求項２８に記載のインジェクタ。
【請求項３０】
インジェクタの端領域の温度をモニタし、これによりインジェクタの端領域内の燃料をモニタするために、温度センサが、インジェクタの端領域の近傍に配置されていることを特徴とする請求項２６に記載のインジェクタ。
【請求項３１】
ヒータスリーブが、インジェクタの端領域を受けるための周縁壁を有する中央開口部を含み、
温度センサが、インジェクタの端領域と周縁壁との間に配置されることを特徴とする請求項２６に記載のインジェクタ。
【請求項３２】
燃焼室、該燃焼室内で移動可能なピストン、空気吸い込みポート、空気吸い込み排出ポートを有するエンジンのための燃料供給システムにおいて、
燃焼室と接続する第１の開口端部、該第１の端部と離隔する第２の端部を有し、インジェクタポート壁を備えるインジェクタポートと、
インジェクタを操作するための電気部品を収容するインジェクタメインボディ、噴射チップ、及びインジェクタから噴出される燃料を格納するためのチップに近接する端領域を有する、インジェクタポート内に配置される燃料インジェクタと、
インジェクタの端領域内の燃料を加熱するための電気加熱エレメントと、
インジェクタの端領域を加熱するために加熱エレメントに電流を供給するための電流供給部と、
インジェクタの端領域がエンジンから伝導される熱により加熱され得る、エンジンからインジェクタの端領域への熱伝導路と、
電気加熱エレメントへの電流の供給を遮断する電流遮断部を含み、
エンジンの最初の始動時に、電流が電気加熱エレメントに供給されエンジンの端領域を加熱し、エンジン内の燃料の最初の加熱の後、電流遮断部がエンジンへの電流を遮断し、このことで端領域が、端領域が直接の伝導路を介するエンジンからの直接の熱伝導により加熱され続けることを特徴とする燃料供給システム。
【請求項３３】
インジェクタポートが空気吸い込みポートに接続するマニフォルドの中に配置され、直接の伝導路が、熱をマニフォルドとインジェクタの端領域とに伝導するため吸い込みポートとマニフォルドとの間に熱伝導ガスケットを含むことを特徴とする請求項３２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、燃料供給システムに関し、特に、我々の国際出願ＰＣＴ／ＡＵ０２／００４０３で開示されるシステムの改良に関する。
【０００２】
上記国際出願の内容は、参照の上本明細書に組み込まれる。
【０００３】
［背景技術］
我々の上記国際出願は、燃料噴射装置の端領域内の燃料の温度を上昇させるように燃料噴射装置の端領域を加熱する燃料噴射システムを開示する。このことにより、燃料が噴射装置の端領域からエンジンの空気吸い込みポートの中に噴射されると、燃料は即座に蒸気に変化することになる。このように、燃料が噴射装置を離れると直ぐに、端領域の燃料の加熱、及び、燃料が噴射装置を離れる際に燃料が受ける圧力変化のために、燃料は蒸気に変化する。従って、燃料は、燃料消費を大きく減らす蒸気の状態でシリンダに供給される。
【０００４】
我々の前述の国際出願では、噴射装置の端領域を加熱する多数の様々な方法が開示されている。一つの形態では、エンジンから燃料噴射装置の端部までの熱伝導が利用される。
【０００５】
今日のエンジンの通常の構成では、エンジンのヘッド部の吸い込みポートは、ヘッド部からマニフォルドへの熱移動を防ぎ吸い込みマニフォルドを可及的に冷却に保持するために、吸い込みマニフォルドから相当程度断熱されている。このことにより、噴射装置の端領域でのシールの利用と組み合わされて、噴射装置端領域の加熱が防がれる。
【０００６】
［発明の概要］
本発明の第１の実施形態の目的は、前述の国際出願で開示されるタイプの噴射装置の直接の伝導加熱を改良することである。
【０００７】
本発明は、
少なくともシリンダと、シリンダ内で移動可能なピストンと、空気及び燃料をシリンダに供給するための吸い込みポートとを有する乗物エンジンのための燃料供給システムにおいて、
空気を吸い込みポートに供給するための吸い込みマニフォルドと、
エンジンと吸い込みマニフォルドとの間の熱伝導性ガスケットと、
吸い込みポート内のインジェクタポートと、
端領域を有し、更に、インジェクタポート内に配置されるインジェクタを操作するための部品を含むボディを有する燃料インジェクタを含み、
熱が、エンジンから熱伝導性ガスケットを介し吸い込みマニフォルドへ更に端領域へ伝導されて端領域を加熱するがインジェクタのボディを加熱せず、端領域の燃料温度を上昇させ、これにより燃料がインジェクタの端領域から噴出されると、端領域と端領域の燃料への加熱と燃料がインジェクタの端領域を離れるときに燃料が受ける圧力変化のために、燃料が実質的に即座に蒸気に変換することを特徴とする燃料供給システムに、存すると言い得る。
【０００８】
熱伝導性ガスケットを利用し、マニフォルド更には熱伝導性端領域へ熱を伝導することにより、端領域への良好な熱移動を確実に果たし燃料を必要な温度にまで上昇させ、これにより、燃料がインジェクタから噴射されるとき燃料が即座に確実に気化される。
【０００９】
本発明の一つの実施形態では、熱伝導性カラーが、インジェクタの端領域の周りに端領域と熱伝導接触して配置され、カラーがインジェクタポートを画する壁と熱伝導接触することを特徴とする。
【００１０】
別の実施形態では、インジェクタポートが、インジェクタの端領域がインジェクタポートを画する壁と直接に熱伝導接触するような寸法であることを特徴とする。
【００１１】
ガスケットが、対向する側部と、
吸い込みマニフォルドから吸い込みポートまで連通させる少なくとも一つの開口部と、
ガスケットの一つの側部の開口部周りの第１の段切片と、
ガスケットのもう一つの側部の開口部周りの第２の段切片を含み、
ガスケットがエンジンと吸い込みマニフォルドとの間に配置され、吸い込みマニフォルドに固定されるとき、段切片が変形し開口部周りでシールを形成することが、好ましい。
【００１２】
ガスケットが、打ち抜き若しくは加圧動作で形成され、
段切片が、ガスケットの一つの側部で横断面がＶ字形状突起となり、ガスケットのもう一つの側部で横断面がオフセットのＶ字形状突起となるように形成されることが、好ましい。
【００１３】
本発明の一つの実施形態では、ハウジングが、インジェクタ及びインジェクタポートを覆って配置され、インジェクタの端領域を加熱する熱の保持を促進する。
【００１４】
本発明の一つの実施形態では、エンジンが、端領域へ伝導するための十分な熱を取得して端領域を加熱し更にエンジンから伝導される熱により端領域内の燃料を加熱する前に、電気加熱手段がエンジンの最初の始動の間に熱を端領域に供給するように設けられている。
【００１５】
一つの実施形態では、電気加熱手段が、端領域と電気的に接触する電気加熱パッドと、
パッドとエンジンの間の絶縁部材と、
電流がパッドに供給され端領域を介して流れ端領域を加熱するように、パッドと電気的に連絡する電気インダクタを含む。
【００１６】
別の実施形態では、電気加熱手段が、端領域周りに巻かれたコイルと、
コイルを介する電流の通過が熱を生成し端領域を加熱するようにコイルに電流を供給する電気リードを含む。
【００１７】
本発明のこの実施形態は、燃料インジェクタの近傍でエンジンの温度をモニタする温度感知手段を含み、
温度感知手段は、十分な熱がエンジンから端領域まで伝導され端領域の燃料を加熱する所定の温度に、エンジン温度が達したとき電気加熱手段をスイッチオフする。
【００１８】
本発明の第２の実施形態は、最初のエンジン始動の間インジェクタの端領域に十分な熱を供給し、これによりエンジン始動後可及的速やかにインジェクタの端領域内の燃料が、燃料がインジェクタから噴射された途端に実質的に即座に気化されるのに必要な温度にまで、上昇されることに関する。
【００１９】
本発明のこの実施形態は、少なくとも一つのシリンダと、シリンダ内で移動可能なピストンと、空気及び燃料をシリンダに供給するための空気ポートとを有する乗物エンジンのための燃料供給システムにおいて、
空気を吸い込みポートに供給するための吸い込みマニフォルドと、
インジェクタポートと、
インジェクタポート内に配置され、端領域とボディを有し、そのボディがインジェクタを操作するための部品を含む燃料インジェクタと、
端領域を加熱するが燃料インジェクタのボディを加熱しない電気加熱手段を含み、
上記電気加熱手段は、端領域の燃料温度を上昇させ、これにより燃料がインジェクタの端領域から噴出されると、端領域と端領域の燃料への加熱と燃料がインジェクタの端領域を離れるときに燃料が受ける圧力変化のために、燃料が実質的に即座に蒸気に変換することを特徴とする燃料供給システムに、存すると言える。
【００２０】
電気加熱手段を利用することにより、エンジンにスイッチが入ると直ぐに熱が供給され、十分な熱が供給されるまでエンジンが過熱される必要がない。本発明の第１の実施形態にてインジェクタに熱を伝導しインジェクタを加熱するのに要求される温度にまでエンジンが加熱するのにかかる時間は、２００−３００秒ほどになり得る。この時間にはあまり意味がないとはいえ、エンジンが継続して稼動するならば、やはりエンジンの全体の燃料消費にてかなりの部分を占めることになる。明らかなことであるが、エンジンが規則的にオンオフされ再始動の間には冷却するのであれば、エンジンが必要な操作温度に達するまでの２００−３００の始動期間は、より意味のあるものとなる。本発明のこの実施形態の電気加熱手段により、インジェクタの端領域にまでずっとより早く熱が伝導され得、このことにより、特にエンジン始動後の最初の期間、及びエンジンが必要な操作温度に達するまで、燃料消費が更に改良される。従って、本発明のこの実施形態は、主として、最初の始動後第１の２００−３００秒程度利用され、その後、エンジンから伝導された熱は端領域伝わり、一方で本発明のこの実施形態は、端領域を必要な温度にまで加熱し燃料がインジェクタを離れると即座に燃料を気化せしめる端領域への唯一若しくは主要な熱源として、利用され得る。
【００２１】
本発明の一つの実施形態では、電気加熱手段が端領域の外側面に配置されている。
【００２２】
一つの実施形態では、電気加熱手段が、端領域と電気的に接触する電気加熱パッドと、
パッドとエンジンの間の断熱部材と、
電流がパッドに供給され端領域を介して流れ端領域を加熱するように、パッドと電気的に接続する断熱電気伝導体を含む。
【００２３】
別の実施形態では、電気加熱手段が、
端領域周りに巻かれた絶縁加熱コイルと、
コイルを介する電流の通過が熱を生成し端領域を加熱するようにコイルに電流を供給する電気伝導体を含む。
【００２４】
一つの実施形態では、温度感知手段が、
エンジン温度を感知し、更に、
インジェクタから燃料が噴射されると実質的に即座に燃料を気化し得るのに必要な温度にまで、伝導体端領域を十分に加熱できる所定の温度に、エンジン温度が達すると、電気加熱手段への電流の供給を切るように設定されている。
【００２５】
本発明のこの実施形態は更に、シリンダ内で移動可能なピストンを有する内燃機関のための燃料インジェクタにおいて、
端領域と、
ボディと、
端領域からインジェクタに燃料が噴出されるように操作するボディ内の電気部品と、
インジェクタの端領域を加熱するがボディを加熱しない端領域の外側面上の電気加熱手段を含み、
燃料がインジェクタ内に配置され電気加熱手段が操作されると、燃料がインジェクタの端領域から噴出され、端領域と端領域の燃料への加熱と燃料がインジェクタの端領域を離れるときに燃料が受ける圧力変化のために、燃料が実質的に即座に蒸気に変換する。
【００２６】
一つの実施形態では、電気加熱手段が、
端領域と電気的に接触する電気加熱パッドと、
パッドとエンジンの間の断熱部材と、
電流がパッドに供給され端領域を介して流れ端領域を加熱するように、パッドと電気的に接続する断熱電気伝導体を含む。
【００２７】
別の実施形態では、電気加熱手段が、
端領域周りに巻かれた絶縁加熱コイルと、
コイルを介する電流の通過が熱を生成し端領域を加熱するようにコイルに電流を供給する電気伝導体を含む。
【００２８】
本発明は、
燃焼機関、燃焼機関内で移動可能なピストン、空気吸い込みポート及び排出ポーよを有する燃料供給システムにおいて、
燃焼室と接続する第１の開口端部、該第１の端部と離隔する第２の端部を有し、インジェクタポート壁を備えるインジェクタポートと、
インジェクタを操作するための電気部品を収容するインジェクタメインボディ、噴射チップ、及びインジェクタから噴出される燃料を格納するためのチップに近接する端領域を有する、インジェクタポート内に配置される燃料インジェクタと、
端領域を囲み燃料インジェクタの外側にある電気加熱エレメントと、
インジェクタの端領域を加熱するために加熱エレメントに電流を供給し端領域内の燃料を加熱し、燃料への加熱と燃料がインジェクタを離れるときに燃料が受ける圧力変化のために、燃料がインジェクタを離れるときに燃料が実質的に即座に蒸気に変換する、電流供給部とを含む
ことを特徴とする燃料供給システムに、存すると言える。
【００２９】
インジェクタの端領域を覆って配置され、インジェクタの端領域とエンジン内のインジェクタポートのインジェクタポート壁との間に位置する円筒スリーブの中に、加熱エレメントが設けられることが、好ましい。
【００３０】
電流供給部は、加熱エレメントから電流供給デバイスにまで伸展する少なくとも一つの伝導体を含むことが、好ましい。
【００３１】
電流供給部は、
電流を供給するためのバッテリと、
バッテリにより供給される電流を変調し、これにより加熱エレメントに供給される電流がパルス幅変調され、加熱エレメントに供給される電流の量が加熱エレメントへの加熱及びインジェクタ端領域内部の燃料への加熱を制御するようにコントロールされる、パルス幅変調器を含むことが、好ましい。
【００３２】
電流供給部が、閉じられた場合に電流が供給される中継器と、
中継器を閉じるための制御電流供給部を含むことが、好ましい。
【００３３】
エンジン温度センサを通過し、もしエンジン温度が所定の温度より低ければ、中継器が閉じられこれにより電流が加熱エレメントに供給される、燃料ポンプ中継器からの信号を、制御電流供給部が含むことが、好ましい。
【００３４】
燃料インジェクタが、端領域内の燃料の温度をモニタし温度が所定の温度に達した場合中継器を開く温度センサを含むことが、好ましい。
【００３５】
本発明は、
エンジンの中に燃料を噴射するインジェクタにおいて、
チップ、燃料を格納するためのチップに近接する端領域、及び、インジェクタを操作する電気部品が収容されるメインボディ部を有するインジェクタボディと、
熱伝導部材から形成される外面を有する端領域と、
端領域上に配置され端領域を囲むヒータスリーブを含み、
ヒータスリーブは、
電流を受けて自らを加熱し、これにより端領域の熱伝導外面を介して熱を伝導しインジェクタの端領域内の燃料を加熱し、燃料が端領域から噴出されたときに燃料への加熱と燃料がインジェクタを離れるときに燃料が受ける圧力変化のために、燃料が実質的に即座に気化状態に変換する、ヒータエレメントを含むことを特徴とするインジェクタも、提示する。
【００３６】
加熱エレメントが中にモールドにより埋め込まれた高温シリコンから、スリーブが形成されることが、好ましい。
【００３７】
加熱エレメントが、コイルされたワイヤを含むことが好ましい。しかしながら、別の実施形態では、加熱エレメントは半円筒プレートの形態でもよい。
【００３８】
コイルされたワイヤを囲み、コイルされたワイヤがスリーブ内でモールドされたときにコイルされたワイヤの巻きが相互に分離する状態を維持する鞘を、コイルされたワイヤが含むことが、好ましい。
【００３９】
インジェクタの端領域の温度をモニタし、これによりインジェクタの端領域内の燃料をモニタするために、温度センサが、インジェクタの端領域の近傍に配置されていることが好ましい。
【００４０】
ヒータスリーブが、インジェクタの端領域を受けるための周縁壁を有する中央開口部を含み、
温度センサが、インジェクタの端領域と周縁壁との間に配置されることが、好ましい。
【００４１】
本発明は、
燃焼室、該燃焼室内で移動可能なピストン、空気吸い込みポート、空気吸い込み排出ポートを有するエンジンのための燃料供給システムにおいて、
燃焼室と接続する第１の開口端部、該第１の端部と離隔する第２の端部を有し、インジェクタポート壁を備えるインジェクタポートと、
インジェクタを操作するための電気部品を収容するインジェクタメインボディ、噴射チップ、及びインジェクタから噴出される燃料を格納するためのチップに近接する端領域を有する、インジェクタポート内に配置される燃料インジェクタと、
インジェクタの端領域内の燃料を加熱するための電気加熱エレメントと、
インジェクタの端領域を加熱するために加熱エレメントに電流を供給するための電流供給部と、
インジェクタの端領域がエンジンから伝導される熱により加熱され得る、エンジンからインジェクタの端領域への熱伝導路と、
電気加熱エレメントへの電流の供給を遮断する電流遮断部を含み、
エンジンの最初の始動時に、電流が電気加熱エレメントに供給されエンジンの端領域を加熱し、エンジン内の燃料の最初の加熱の後、電流遮断部がエンジンへの電流を遮断し、このことで端領域が、端領域が直接の伝導路を介するエンジンからの直接の熱伝導により加熱され続けることを特徴とする燃料供給システムに、存すると言える。
【００４２】
インジェクタポートが空気吸い込みポートに接続するマニフォルドの中に配置され、直接の伝導路が、熱をマニフォルドとインジェクタの端領域とに伝導するため吸い込みポートとマニフォルドとの間に熱伝導ガスケットを含むことが、好ましい。
【００４３】
［好適な実施形態の詳細な説明］
図１を参照すると、概略符号１０が付された内燃機関のための燃料供給システムが示される。内燃機関１０は、吸い込みポート１４と排出ポート１６を有するヘッド部１２を含む。
【００４４】
ピストン（図示せず。）が往復運動するために配置されているシリンダ１８が、設けられ（、符号１８により概略示され）ている。
【００４５】
吸い込みマニフォルド２０が、従来のやり方でボルト（図示せず。）によりヘッド部１２に接続されている。吸い込みマニフォルド２０とヘッド部１２との間に、ガスケット２２が配置されている。ガスケットは、アルミニウムなどの熱伝導部材から形成され、又は、他のどの適切な金属若しくは熱伝導部材から形成されてもよい。
【００４６】
ガスケット２２は、図３、図４、及び図５に詳細に示される。これらの図面を参照すると、ガスケットは複数の開口部２４を含む。図示される実施形態では、ガスケットは、列状の６シリンダのエンジンが意図されており、エンジンの６個の吸い込みポート１４に対応する開口部２４を有する。ガスケット２４は、マニフォルド２０をヘッド部１２に固定しヘッド部１２とマニフォルド２０との間にガスケットを挟むために利用される受けとめボルト（図示せず。）のためのホールを含む。
【００４７】
ガスケット２２は、第１の側面２８と第２の側面２９を有する。側面２８、２９には、開口部２４を取り囲む突起部３０、３１が配置される。
【００４８】
図５に最もよく示されるように、突起部３０（及び突起部３１）は、構成が環状であるのが好ましいが、形状は、関連するエンジンの構成に依存して変化し得る開口部２４の形状に依存する。
【００４９】
突起部３０、３１は、図３及び図４に明確に示されるように、横断面がＶ形状であるのが好ましい。そうして、ガスケット２２がヘッド部１２と吸い込みマニフォルド２０との間に挟まれると、突起部３０、３１が変形し、開口部２４の周りにて、且つ吸い込みポート１４の端部１４’と吸い込みマニフォルド２０の端部２０’との間にて、シール部を形成し、マニフォルド２０を経由して吸い込みポート１４の中に入り込む空気が、吸い込みマニフォルド２０と機関１０のヘッド部１２との間で逃げられないようになる。
【００５０】
吸い込みマニフォルド２０には、インジェクタポート３５が設けられる。図１に示されるインジェクタポート３５は標準サイズであり、シール部が設けられた燃料インジェクタと、インジェクタが設けられた外側ケーシングとに通常適合する。
【００５１】
本発明の第１の実施形態では、インジェクタ５０が、シール部と外側ケーシング（いずれも図示せず。）を外されており、領域５２を晒している。端領域５２は金属で形成される。インジェクタポート３５を画定するシリンダ壁と端領域５２との間の空間を埋めるために、熱伝導金属のカラーが設けられている。カラー４０は熱伝導接触して端領域５２を受けとめるボア４２を有し、カラー４０の外側表面４３はインジェクタポート３５の壁３８と熱伝導接触する。
【００５２】
インジェクタ５０は、端領域５２の先端５６から燃料が噴射し得るようにインジェクタ５０を操作するための、コイル、電機子などのインジェクタの電気操作部品を含むボディ部５４を有する。
【００５３】
従って、本発明のこの実施形態によれば、シリンダ１８からヘッド部１２に伝えられる熱は、熱伝導ガスケット２２を経由して吸い込みマニフォルド２０に、特に、ポート３５が形成されるマニフォルド２０の端領域２３に、伝導される。従って、熱はカラー４０を経由して端領域５２に伝導され端領域５２を加熱する。このように、端領域５２内の燃料は温度上昇し、燃料が先端５６を離れると直ぐに、燃料は、温度上昇と噴射時に燃料が受ける圧力変化とのために、即座に蒸気に変化する。このように、蒸気は、吸い込みポート１４に沿ってシリンダ１８まで運ばれ、シリンダ１８内で燃焼する。
【００５４】
本発明のこの実施形態は、通常のエンジンの構成要素に何らの改変も要求しないが、例外として、断熱ガスケットの代わりに伝熱ガスケット２２を求める。
【００５５】
図２の実施形態では、インジェクタポート３５が、図１に示される標準的なサイズから相当に小さいサイズに変更されている、という点においてのみ修正されている。この相当に小さいサイズとは、インジェクタ５０のシール部と外側ケーシングが除去された後のインジェクタ５０の端領域５２のサイズに適合するものである。従って、この実施形態では、カラー４０は必要とされず、熱はインジェクタポート３５から端領域５２に直接伝導する。
【００５６】
本発明の上記の両方の実施形態において、ボディ部５４はエンジンと熱伝導接触せず、従って、マニフォルド２０及びガスケット２２を介してエンジンと熱伝導接触する端領域５２と比べて相対的に低温を維持している。よって、ボディ部５４は加熱されず、ボディ部５４内部の電子部品は損傷しない。
【００５７】
図６は、ガスケット２２の断面をより詳細に示し、突起部３０、３１が如何に構成されるかを記している。この実施形態では、ガスケット２２は、打ち抜き作業やプレス作業により形成され、プレス若しくは打ち抜きのツール（図示せず。）には、ガスケット２２の側面２９から伸展する開口部２４周りのＶ形状環状谷部６０と、Ｖ形状構成の一部でもありやはり開口部２４を取り囲む直立ピーク７０とを、プレスして作るジグザグの構成が備わる。従って、この実施形態では、突起部３０、３１は、ガスケット２２が形成されている金属の適切な曲げや変形により形成され、相互にオフセットしている。
【００５８】
他の実施形態では、突起部３０、３１は、モールド作業などを含む他の方法で形成されてもよい。但し、かような技術は、ガスケット２２を打ち抜いたりプレスしたりするよりも、高価になる傾向がある。
【００５９】
図７及び図８は、本発明の更なる実施形態を示す。この実施形態は図１及び図２のものと略同じであるが、断熱部材のハウジング８０がマニフォルド２０の端を覆ってインジェクタ５０の端領域５２と接触するマニフォルド２０の端を取り囲んでいることが異なる。このことにより、マニフォルド２０のその部位での熱の維持が促進され、よってインジェクタ５０の端領域５２への良好な熱伝導が促進される。ボディ部５４はハウジング８０から離れており、よってそのために冷却が維持される。ハウジング８０は、マニフォルド２０を覆って単に挟み更にヘッド部１２のショルダ部８３（図１参照）上に位置する棚切片によりエンジンヘッド部１２で支持される、２つの片身の形態でもよい。
【００６０】
図９は、図１の実施形態を修正した本発明の更なる実施形態を示す。この実施形態では、同一の符号は前述のものと同一の部位を示す。簡略化のために、ガスケットとエンジン１０は図９から省かれている。
【００６１】
本発明のこの実施形態では、インジェクタ５２には、電気伝導性部材からなるコンパクトパッド９０と、パッド９０を覆いカラー４０から（図２の実施形態に示すように、カラー４０が用いられていなかったら、吸い込みマニフォルド２０から）パッドを絶縁する絶縁部９２とを含む電気加熱部が設けられている。リング９２は、ステップ９２ａと内部円錐壁９２ｂを有する。パッド９０は、スイッチ９４を介して乗り物のバッテリ９３に接続する。インジェクタ５０付近のエンジン（特に、エンジンのヘッド部、即ちマニフォルド２０の端領域２０）の温度を計測する熱センサ９５が設けられ、選択的に、パッド９０への電流を流したりパッド９０からの電流を切断したりするスイッチ９４を動作する。
【００６２】
前述のように、パッド９０は端領域５２と電気的に接触するがカラー４０から絶縁されており、電気回路は、端領域５０を経由するアースへのパッドから、カラー４０及びマニフォルド２０へ、完了する。従って、スイッチ９４がスイッチオンされると、電流はバッテリ９３からパッド９０に流れ、端領域５２を経由してカラー４０及びマニフォルド２０に（従ってアースに）到る。絶縁部９２は、電流が端領域５２を通過せずにパッド９０からカラー４０に直接流れることを防ぐ。電流が端領域５２を通過すると、最初のエンジンの始動の間に端領域の温度を上げるように端領域を加熱し、燃料から蒸気への即座の変化を生じるような端領域５２への充分な熱を伝導する最初の始動の後、エンジンが所望の温度まで加熱するのに掛かる時間よりもより早く、インジェクタからの噴射で燃料の蒸気への即座の変化を生じさせるように、端領域が所望の温度まで加熱される。
【００６３】
所望の温度まで端領域を加熱するのに充分な温度までエンジンが熱するのに掛かる時間が、２００秒のオーダーであることを、テストは示している。電気加熱パッドは、約１°Ｃ／秒で端領域への熱を増加し、従って、エンジンがスイッチオンされると直ぐに、電流が端領域５２に供給されるようにスイッチ９４が活動化され、所望の熱の端領域５２への伝導を促す充分なエンジン温度を待つよりも、ずっとより素早く、端領域が所望の温度まで加熱する。従って、乗り物は、エンジン始動後より素早くより燃料効率よく、動作し始める。
【００６４】
温度センサ９５はエンジンの温度をモニタし、エンジンが所望の動作温度に達すると直ぐに、温度センサ９５は、スイッチ９４に、熱がパッドから分断されるようにスイッチオフさせる信号を出力し得る。このとき、前述のように、燃料がインジェクタ５０を離れると直ぐに燃料の気化を生じるのに要求される温度にまで端領域５２の温度を上昇させることにより、マニフォルド２３から端領域５２への熱伝導のための充分な熱が発生される。
【００６５】
従って、この実施形態には、最初のエンジン始動後より素早く燃料を効率的に供給できるという更なる利点がある。
【００６６】
図１０〜図１４は、より詳細にこの実施形態の構造を示す。
【００６７】
図１０及び図１１に示されるように、パッド９０は、コネクタ９０ｃによりターミナル９０ｂに接続する熱伝導金属のリング９０ａを示す。リングは、傾斜した即ち円錐形の側壁９０ｄを有する。熱伝導体９０ｃは絶縁されており、電力がターミナル９０ｂ、リード９０ｃ、及びリング９０ａに供給され得るように、ターミナル９０ｂがスイッチ９４からリード（図示せず。）に接続する。
【００６８】
図１２及び図１３は、ゴムなどの適切な絶縁部材から形成されているやはりリングの形態の絶縁体９２を示す。リング９２はパッド９０ａを覆って堅く嵌め込まれており、インジェクタ５０の端領域５２に対してパッド９０ａを確実に保持し、タブ５２をカラー４０近傍部分から絶縁する。図１２に示されるように、リング９２は、段切片９２ａと、内側円錐壁９２ｂを有する。
【００６９】
図１４は、図９の実際の構造をより詳細に示し、図１０及び図１１に示されるパッドと図１２及び図１３に示される絶縁リングとを組み立てられた状況で示す。この実施形態では、カラー４０には、傾斜した肩部３８ａを有する内側壁３８と、エンジンの吸い込みポートに面するカラーの開口部を画定する短い軸切片３９ｂとが備わる。
【００７０】
インジェクタ５０の端領域５２には、円錐形端面切片５０ａが備わり、円錐壁９０ｄはインジェクタ端領域５２の円錐形壁５０ａ上に配置される。リード９０ｃは、端領域５２とカラー４０の壁３８との間において、所望であればインジェクタ５０をカラー４０内に密閉するように設けられ得るオーリング９９の下で、伸展する。
【００７１】
内側円錐形壁９２ｂがパッド９０に接触され、パッド９０を円錐形壁９２ｂと端領域５２の円錐形壁５０ａとで挟むようにして、絶縁リング９２がパッド９０を覆って設けられる。従って、パッド９０は押し込まれて端領域５２と電気的に接触するようになる。
【００７２】
傾斜壁３８ａと軸３９ｂは段部９２ａで合わさりインジェクタ５０の配置を容易にし、更にカラー４０でインジェクタの保持を容易にする。従って端領域５０の外側壁５２ｃは、カラー４０の内側壁３８と接触する。但し、図１４では図示のために、僅かな空間を示している。よって、前述の実施形態に記したように、熱は、カラー４０から端領域５２に伝導し得る。
【００７３】
従って、前述のように、熱はパッド９０によって最初端領域５２に加えられて端領域を加熱し、エンジンが所望の温度にまで暖まると、熱は前述の実施形態に記したようにカラー４０を介して端領域５２まで伝導される。
【００７４】
図１５は、本発明の第２の実施形態を示す。この実施形態では、インジェクタ５０は、端領域５２に沿って全体に巻かれている電気絶縁加熱コイル１００が備わる。コイル１００は、乗物バッテリの正電極とアースとの夫々に接続する導線１０１、１０２に接続する端部を有する。電流は、流れる電流で加熱し更に端領域５２を加熱するコイル１００に加えられる。従って、端領域５２は所望の温度まで上昇し、インジェクタ５０から噴出する燃料を即座に上記に変換せしめる。
【００７５】
この実施形態では、カラー４０若しくは（場合により）インジェクタポート３５の内側壁３８から、コイル１００に僅かに隙間を開けるように、シール１０３が設けられてもよい。この実施形態では、端領域５２に対して供給される熱の全ては、エンジンからの熱伝導よりも、加熱コイル１００で与えられる。従って、この実施形態において、マニフォルド２０とエンジン１０との間のガスケットは、従来の絶縁ガスケットであればよい。
【００７６】
図１６は、カラー４０が利用される構成のエンジンで配置される図１５のインジェクタを示す。この実施形態は、コイル１００を有する端領域５２のサイズに適合するようにインジェクタポート３５があけられる図２の状況でも利用可能である。従って、この第２の実施形態では、インジェクタポート３５は、コイルを伴う端領域５２の直径に適合するより小さいサイズに合わせてあけられ、更に所望であれば、コイルは、図１５に示すシール１０３と同様に、シールによりポート３５の壁から僅かに間隔を開けられることも可能である。
【００７７】
前述の実施形態のように、パッド９０若しくはコイル１００により設けられる電気加熱エレメントは、インジェクタ５０の端領域５２のみを加熱しボディ５４を加熱しない。従って、ボディ５４は温度が上昇せず、冷たい自由な空気の中にあり、図９〜１４若しくは図１５、１６の電気加熱システムで供給される熱は、ボディ５４内部の電子部品の操作に有害な影響を与えない。
【００７８】
図９〜１６の電気加熱システムを利用する本発明の実施形態は、２４ボルト操作のような比較的高電圧電源を有する乗物に最も適切であり、従って、電流はエンジンへの過大な負荷とはならず、端領域を加熱する目的を損ねることがない。電流が、過大な範囲にまでエンジンへの負荷を増大するならば、エンジンは、電気システムが無いのと同じレベルで動作するためにはより多くの燃料を必要としてしまう。
【００７９】
必要とされる燃料の量が減少しうるから、本発明は燃料の節約を可能にしより高い経済性を可能にする。インジェクタが開かれる毎にインジェクタがより少ない量の燃料を確実に噴出することによって、このことが達成される。しかしながら、レーシングカーなどの場合のように、より高度なパフォーマンスを果たすことが求められるならば、インジェクタにより噴出される燃料の全てが完全に気化するために、インジェクタが開かれる度により多くの量の燃料が供給されるように、本発明はインジェクタを操作し得る。燃料が気化するため、エンジンの中に追加される燃料は、エンジンのスパークプラグからのスパークに悪影響を与えない。エンジンへの液体燃料の供給を増加しようとすると、通常スパークへの悪影響が生じる。また、スパークへの悪影響は、より多くの燃料がスパークを消してしまい不点火となる、という結果となる。従って、燃焼チャンバでの夫々の燃焼からのより大きい動力が得られるように、より多くの燃料を加えることによって、より大きなパフォーマンスがレーシング環境などで達成され得ることになる。
【００８０】
図１７を参照すると、ピストン１４０が搭載されるシリンダ１２０を有するエンジン１１０が示される。エンジン１１０は、吸い込みポート１６０と排出ポート１８０を有する。吸い込みマニフォルド２００は、吸い込みポート１６０に接続する。
【００８１】
燃料インジェクタ２４０を受ける吸い込みマニフォルド２００において、多くの燃料が吸い込みポート１６０の中に噴出され吸い込み空気と共にシリンダ１２０に運ばれるように、インジェクタポート２２０が構成される。
【００８２】
インジェクタ２４０は、チップ２６０、メインボディ部２８０、及びチップ２６０に近接する端領域３００を有する標準的な燃料インジェクタである。メインボディ２８０は、エンジンＥＣＵ（図示せず）からの制御に従ってインジェクタを操作するための電気部品を含む。端領域３００は、インジェクタから噴射される燃料を格納する。端領域３００の金属周辺壁を晒すために端領域３００の周りの外側のケーシングを外すことによってのみ、インジェクタ２４０は変更される。ヒータスリーブ３２０が、端領域３００に設けられ、インジェクタ２４０を伴うスリーブ３２０が変更なく現存のインジェクタポート２２０の中に適合するような寸法とされる。スリーブ３２０は、インジェクタ２４０をポート２２０の中でシールするシール機能も行う。
【００８３】
スリーブ３２０は電気加熱部品３８０（図２０及び図２１参照）を坦持しており、電流は導線４００により部品３８０に供給される。導線４００は、加熱部品３８０に電力を供給するための電気システム（図１７には図示されない）に接続するコネクタ４２０に接続する。これにより、加熱部品は加熱され、インジェクタ２４０の端領域３００と端領域に含まれる燃料とを加熱するが、電機部品が含まれるメインボディ部２８０は加熱しない。従って、前述の先の国際出願のように、インジェクタ３００の端領域が加熱され端領域の中の燃料を加熱し、燃料がチップ２６０から噴出されると、燃料の加熱と、燃料がインジェクタから吐出しポート２２０及び吸い込みポート１６０に入る際に燃料が受ける圧力変化とのために、燃料は蒸気に即座に変換する。
【００８４】
図１８と図１９は、スリーブ２４０のより詳細な図を示す。図１８及び図１９から明白なように、スリーブ２４０は、端領域３００を受ける中心開口部４１０、テーパー状のフロント部４３０、及びリアフランジ４２５を有する概ね円筒のボディである。加熱部品３８０は、スリーブ３２０内でモールドされ埋め込まれたワイヤのコイルを含んでもよく、導線４００は、スリーブ３２０内部でコイルと連続し、前述のようにコネクタ４２０に接続する。
【００８５】
図２０はコイル３８０をより詳細に示す図であり、図２１はその拡大図である。図２０及び図２１から明らかなように、加熱エレメントを形成するコイル３８０は、互いに隙間を開けて離れ導線４００と接触及び結合せず電流が加熱コイル３８０に供給され加熱コイルを加熱する複数の巻きを含む。図２０及び図２１は、インジェクタ２４０の端領域３００が位置する中心キャビティ即ち孔４１０も示す。
【００８６】
本発明の好適な実施形態では、加熱エレメント３８０は、導線４００により供給される電流に対する抵抗となるｎｉｃａｎｅワイヤから形成され、これにより電流がコイル３８０を流れる際に加熱コイル３８０を加熱する。加熱スリーブ３２０は、コイル３８０で生成される熱がスリーブ３２０を介してインジェクタ２４０の端領域３００まで伝わるように、熱伝導する高温シリコンから形成されるのが好ましい。別の実施形態では、スリーブ３２０は、高温プラスチック、セラミック等の他の部材から構成され得る。
【００８７】
図２２及び図２３は、巻き３８０ａが鞘４４０の内部に含まれる第２の構成を示す。スリーブ３２０のモールドの間に巻き３８０ａが多少押し込まれても、鞘４４０が、ワイヤ巻き３８０ａが互いに接触するのを防ぎ、これによりコイル３８０内において、加熱スリーブ３２０の動作と熱効率を損なう短絡が回避される。これにより、巻き３８０ａが互いに確実に隔離することを維持する必要がないため、鞘４４０はモールドをより容易にし、従って、コイル３８０がスリーブ３２０の成形の為にモールド内に配置される際、巻き３８０ａが装着される内部マンドリル即ちスリーブに対する要求を回避し得る。
【００８８】
図２４及び図２５は、加熱エレメント３８０がＣ形状帯の形態である本発明の更なる実施形態を示し、図２６の断面図にはそのことが最もよく示される。従って、本発明の好適な実施形態では、端領域３００周りの外側ケーシングを省く必要以外は、従来のインジェクタを利用でき、更に、インジェクタポート２２０内のインジェクタをシールする隔離シールを利用する必要も回避する。スリーブ３２０は、インジェクタ２４０をポート２２０内に配置する機能とポート内にインジェクタをシールする機能を行い、更に、前述のように端領域３００を加熱する機能も行う。
【００８９】
図２７は、本発明の好適な実施形態の動作を示すブロック回路図である。回路は、中継器５４０に電流を供給するバッテリ５００と交流電源５２０を含む。バッテリ５００は、従来技術のように、燃料ポンプ中継器５４５とそれから燃料ポンプ５６０にも電力を供給する。中継器５４０は、図２７に示されるように、燃料ポンプ中継器５４５と燃料ポンプ５６０との間にライン５７０により回路の中に繋がれる。これにより、乗物エンジンがエンジン始動により最初かけられると電力が燃料ポンプに供給されるように燃料ポンプ中継器が閉じられる。エンジンが始動すると即座に、電力がライン５７０に供給される。ライン５７０は、エンジン温度をモニタするエンジン温度センサ５８０を含み、温度が所定の温度を下回れば、エンジン温度センサはライン５７０の中継器５４０に電流を供給し、これにより中継器５４０を閉じる。
【００９０】
中継器５４０が閉じると、電流は交流電源５２０からインジェクタ２４０の加熱エレメント３８０に供給される。
【００９１】
図２６は６このインジェクタ２４０を示し、各々は加熱エレメント３８０が直列に配置されている。しかしながら、適用例、シリンダの数、要求されるインジェクタの数、及び乗物に動力を供給するバッテリの電圧容量に依存するが、インジェクタ２４０は幾つかが直列に繋がれ、幾つかが若しくは全てが並列に繋がれるというような、別の構成も利用できることが理解される。
【００９２】
本発明の好適な実施形態では、パルス幅モジュレータ６００も、中継器５４０とインジェクタ２４０の間のライン６１０に配置され、これによりパルス幅信号がエレメント３８０に供給される。パルス幅モジュレータ６００は、エレメント３８０に供給される信号のパルス幅即ちデューティサイクルを変更するように制御され、動作の間にエンジンの要求に従ってエレメント３８０の加熱の程度を制御する。これにより、パルス制御モジュレータ６００は、電力を減少させる要求に基づき、加熱エレメント３８０によって一定の温度出力を維持するように利用され得る。パルス幅モジュレータ６００は、加熱エレメント３８０に供給される信号の変調のために、パルス幅モジュレータのない実施形態の略電力要求も引き出す。
【００９３】
パルス幅モジュレータ６００により、より小さい加熱エレメントがスリーブ３２０内で利用されることも可能である。これは、もし加熱エレメント３８０が通常のバッテリ電源により連続して加熱されると加熱エレメントが直ぐにオーバヒートしてしまうからである。従って、このことを確実に起こさないためには、加熱エレメントにおいて相対的に直径が大きく相対的に長くなる必要がある。このことは、スリーブ３８０が比較的小さいサイズであることから、問題を生じてしまう。加熱エレメントに供給される電流の量を減少させるパルス幅モジュレータを利用することによって、加熱エレメント３８０の長さ及びワイヤ直径若しくはワイヤゲージがより小さくされ得る。
【００９４】
エンジン温度が所定温度に達すれば、センサ５８０が中継器５４０への電力供給を止めることができ、これにより中継器５４０を開き加熱エレメント３８０への電流を止める。
【００９５】
本発明の別の実施形態では、エンジン温度センサ５８０によって中継器を切ったり繋いだりするのではなく、更なる温度センサスイッチ９００をライン５７０に組み込む。このスイッチはエンジン温度センサ５８０と組み合わせて利用されてもよく、エンジン温度センサ５８０の代わりに利用されてもよい。スイッチ９００は、インジェクタ２４０の端領域３００とスリーブ３２０の中心開口部４１０の周辺壁との間に配置される熱感知プローブ９２０と接続する。センサ９２０は熱電対の形態であり、ライン９４０によってスイッチに接続する。従って、温度センサ９２０は端領域３００内部で実際の燃料温度をより正確に検知し、温度が要求されるレベルに達すると、スイッチ９００が開かれて電力が中継器５４０に繋がれなくなり、これによりバッテリ５００から加熱エレメント３８０に電力が供給されないように中継器５４０が開かれる。燃料の温度が所定の値を下回ると、スイッチ９００が閉じられ加熱エレメント３８０に再び電圧が加えられインジェクタの端領域３００を加熱する。
【００９６】
端領域３００内の燃料の温度は約８０〜９２℃の範囲にあることが好ましく、これにより端領域３００に近接して温度センサ９２０を利用すれば、燃料の温度をより良く計測でき、更に、電気加熱エレメント３８０が切られたときの燃料温度をより良く示せる。
【００９７】
前述のように、スリーブ３２０は熱伝導性があり、熱は加熱されたエンジンからスリーブ３２０を介しインジェクタ４００の端領域に伝導し、これにより端領域は、加熱エレメント３８０からの熱よりもエンジンからの直接の熱によって加熱される。このように、マニフォルド２００は熱伝導ガスケット（図示せず）によってエンジン１００のシリンダブロック１９０に接続され、熱はシリンダブロック１９０からポート２２０周りの吸い込みマニフォルド２００に伝導され、更に熱は上述の仮出願で開示されるのと同じように端領域３００まで伝導される。
【００９８】
加熱エレメント３８０が端領域３００内の燃料を必要な温度まで加熱したことを温度センサ９２０が示す場合、加熱エレメント３８０がスイッチ９００によってスイッチオフされ、必要な熱の維持が、エンジンからスリーブ３２０までの、及び端領域３００までの伝導により保持される。いずれにせよ燃料温度が所定レベルより下がれば、スイッチ９００が閉じられ電力が中継器５４０に供給され加熱エレメント３８０に再び電力が与えられる。
【００９９】
図２７では、インジェクタ２４０の一つのみが温度センサ９２０を伴うように示される。しかしながら、インジェクタ２４０の全てに温度センサ９２０が備わりスイッチ９００に接続してもよく、中継器及びパルス幅モジュレータは、独立した電力供給が加熱エレメント３８０の各々に供給され個々のインジェクタが端領域内で独立して燃料温度をモニタされ、必要であれば個別の加熱エレメント３８０によって別々に加熱され得るように、構成されてもよい。
【０１００】
このように、本発明の好適な実施形態は、エンジンが始動すると直ぐにインジェクタの端領域３００に熱が直ちに加えられるという利点を有する。テストにより、端領域３００の燃料を必要な温度とするには約２０−４０秒若しくはそれ以下端領域３００が加熱されるということが示され、更にエンジン温度が必要であれば、端領域３００内の燃料が必要な温度となるようにエンジンが十分に加熱するには約５〜１５分かかり得る。
【０１０１】
図２７で示す回路はエンジン操作ロームの一部として形成され得、又はシステムが現存の乗物に付加されるならば、それ自身のルーム内に若しくは独立したワイヤシステムとして設置され得る。
【０１０２】
エンジンの動作温度が所定の温度に達したとき温度センサ５８０が中継器５４０を切る際、センサ５８０が中継器５４０に電力を与えるように制御されてもよく、さもなければ中継器５４０が電力を与えられて、より高いエンジン負荷が存在しより多くの燃料が要求される場合のような別の動作状況で中継器を閉じてもよく、このことにより、付加的な燃料がエンジン１０００からの伝導熱に加えて加熱エレメント３８０により、十分且つ早急に熱せられる。
【０１０３】
このように、本発明の好適な実施形態は、現存のエンジンのための改装システムとして設けられてもよく、若しくは元からの装備として設けられてもよい。元からの装備として設けられるならば、加熱エレメント３８０の制御は、乗物のエンジン電子制御ユニット（図示せず）によって上記記述に従って実施され得る。これにより、インジェクタ２４は通常のようにＥＣＵに結合し、ＥＣＵは、センサ９２０からの温度信号をモニタし必要な場合（例えば、エンジンの始動時）及び端領域３００内の燃料温度が通常動作の間に下がる場合に加熱エレメント３８０に電力を繋ぐよう、プログラムされ得る。このことにより、インジェクタには、元からの装備としてスリーブ３２０が備えられ、インジェクタへの電気供給は、インジェクタからの燃料噴出、加熱エレメント３８０への電気供給のための加熱伝導体、及びセンサ９２０からの温度計測のためのライン９４０を制御するためのＥＣＵからの通常パルス供給となる。
【０１０４】
センサ９２０は、端領域３００と中心開口部４１０の内側壁の間にぴったりと挟まれてもよく、内側壁４１０内の溝や凹部あたりに設けられてもよく、これにより、温度センサ９２０は温度計測のため端領域３００に近接することになる。
【０１０５】
本発明の精神及び領域の範囲内での修正は当業者であれば為され得るのであるから、本発明は上述の例示により記した特定の実施形態に限定されるものでないことが、理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
本発明の好適な実施形態は、添付の図面を参照して、例示として示される。
【図１】一つの実施形態に係る燃料供給システムの図である。
【図２】第２の実施形態に係る燃料噴射システムである。
【図３】図１及び図２の実施形態で用いられるガスケットの側面図である。
【図４】図３のガスケットの端部図である。
【図５】図３及び図４のガスケットの平面図である。
【図６】ガスケット上のシール突起部の形態をより詳細に示すガスケットの一部を介する断面図である。
【図７】本発明の更なる実施形態の図である。
【図８】図７の実施形態で利用される部品の図である。
【図９】本発明の更なる実施形態の図である。
【図１０】図９の実施形態で利用される部品の側面図である。
【図１１】図１０の部品の平面図である。
【図１２】図９の実施形態で利用される更なる部品の側面図である。
【図１３】図１２の部品の平面図である。
【図１４】図９の実施形態に係るエンジンの噴射ポート内のインジェクタの詳細な断面図である。
【図１５】更なる実施形態に係るインジェクタの図である。
【図１６】エンジンに搭載される図１５のインジェクタの図である。
【図１７】エンジンに搭載される本発明の好適な実施形態に係る燃料供給システムの図である。
【図１８】図１７のシステムの一部の側面図である。
【図１９】図１８に示す部分の端部図である。
【図２０】図１８と類似するが、図１８の部品の内部構造の一部を示す図である。
【図２１】図２０の旋回部分の拡大図である。
【図２２】更なる実施形態の図２０と類似する図である。
【図２３】図２２の実施形態の断面図である。
【図２４】本発明の更なる実施形態の図である。
【図２５】図２４の旋回部分の拡大図である。
【図２６】図２５のラインＸ−Ｘに沿った断面図である。
【図２７】本発明の好適な実施形態に係る回路図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０・・・燃料供給システム、１２・・・ヘッド部、１４・・・吸い込みポート、１８・・・シリンダ、２０・・・吸い込みマニフォルド、２３・・・端領域、２４・・・開口部、３５・・・インジェクタポート、５０・・・インジェクタ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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