(57)【要約】【課題】燃料配管や燃料噴射装置の整備工数を大幅に低減して、排気管噴射部品の交換費用を低減して低コスト化を図ることができる、信頼性の高い内燃機関及び内燃機関の整備方法を提供する。【解決手段】エンジンの始動時または停止時に、燃料遮断弁１２を閉状態に、空気遮断弁１３を開状態に、燃料噴射装置１１を開状態にそれぞれ切り替えて、燃料Ｆを燃料遮断弁１２を介して第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１に流通させることなく、空気Ａを第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１に流通させて、第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１に滞留した燃料Ｆを排気通路に流出させる制御を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に燃料を噴射する燃料噴射装置と、該燃料噴射装置への燃料供給用の燃料配管に備わる燃料遮断弁と、前記燃料噴射装置と前記燃料遮断弁の間の前記燃料配管である第１燃料配管に接続される空気供給用の空気配管に備わる空気遮断弁と、制御装置と、を有する燃料噴射システムを備えた内燃機関において、
前記制御装置が、
イグニッションキーがオン状態からオフ状態に切り替わるとき、または、オフ状態からオン状態に切り替わるときに、
前記燃料遮断弁を閉状態に、前記空気遮断弁を開状態に、前記燃料噴射装置を開状態にそれぞれ切り替えて、燃料を前記燃料遮断弁を介して前記第１燃料配管及び前記燃料噴射装置に流通させることなく、空気を前記第１燃料配管及び前記燃料噴射装置に流通させて、前記第１燃料配管及び前記燃料噴射装置に滞留した燃料を前記排気通路に流出させる制御を行うように構成される内燃機関。
【請求項２】
前記燃料遮断弁の燃料流出口に２流路接続装置を備えて、該２流路接続装置の第１流路接続口に前記第１燃料配管を、第２流路接続口に前記空気配管を接続して構成される請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
内燃機関の排気通路に燃料を噴射する燃料噴射装置と、該燃料噴射装置への燃料供給用の燃料配管に備わる燃料遮断弁と、前記燃料噴射装置と前記燃料遮断弁の間の前記燃料配管である第１燃料配管に接続される空気供給用の空気配管に備わる空気遮断弁と、を有する燃料噴射システムを備えた内燃機関の整備方法において、
イグニッションキーがオン状態からオフ状態に切り替わるとき、または、オフ状態からオン状態に切り替わるときに、
前記燃料遮断弁を閉状態にして、前記燃料遮断弁を介して前記第１燃料配管及び前記燃料噴射装置への燃料の流通を停止した後、前記空気遮断弁を開状態に、前記燃料噴射装置を開状態にそれぞれ切り替えて、空気を前記第１燃料配管及び前記燃料噴射装置に流通させて、前記第１燃料配管及び前記燃料噴射装置に滞留した燃料を前記排気通路に流出させる制御を行うことを特徴とする内燃機関の整備方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関及び内燃機関の整備方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンでは、排気浄化処理装置の昇温等を目的として、排気通路に燃料噴射装置が備わることがある。燃料噴射装置には燃料供給用の燃料配管が接続され、この燃料配管には燃料噴射装置への燃料の供給可否を制御するための燃料遮断弁が備わる。
【０００３】
ここで、加圧燃料を導く燃料供給通路と、加圧空気を導く空気供給通路と、これらの燃料供給通路と空気供給通路の合流点を始点として、加圧燃料と加圧空気を混合して排気通路に備えたノズルに導く燃料空気混合通路とを備えるとともに、燃料供給通路に下流側燃料遮断弁を、空気供給通路に空気遮断弁を備えて構成される強制再生装置を有する排気後処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１４４６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、燃料遮断弁より下流側の燃料配管から燃料噴射装置のノズル先端部までの通路には常に燃料が滞留しており、また、この燃料の滞留箇所はエンジン本体の付近で高温になりやすい。燃料の滞留を放置すると、高温の燃料が煤となり燃料配管等に付着したり、高温の燃料が変質して燃料配管の腐食等を引き起こしたりする懸念がある。そのため、燃料配管及び燃料噴射装置については定期的な清掃、交換が必要となっていた。その結果、定期的な清掃に伴う整備工数の増加と、定期的な交換に伴う排気管噴射部品（消耗部品）の交換費用の増加が生じており、また、燃料詰まりの長期放置による信頼性低下の懸念があった。
【０００６】
本発明の目的は、燃料配管や燃料噴射装置の整備工数を大幅に低減して、排気管噴射部品の交換費用を低減して低コスト化を図ることができる、信頼性の高い内燃機関及び内燃機関の整備方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、内燃機関の排気通路に燃料を噴射する燃料噴射装置と、該燃料噴射装置への燃料供給用の燃料配管に備わる燃料遮断弁と、前記燃料噴射装置と前記燃料遮断弁の間の前記燃料配管である第１燃料配管に接続される空気供給用の空気配管に備わる空気遮断弁と、制御装置と、を有する燃料噴射システムを備えた内燃機関において、前記制御装置が、イグニッションキーがオン状態からオフ状態に切り替わるとき、または、オフ状態からオン状態に切り替わるときに、前記燃料遮断弁を閉状態に、前記空気遮断弁を開状態に、前記燃料噴射装置を開状態にそれぞれ切り替えて、燃料を前記燃料遮断弁を介して前記第１燃料配管及び前記燃料噴射装置に流通させることなく、空気を前記第１燃料配管及び前記燃料噴射装置に流通させて、前記第１燃料配管及び前記燃料噴射装置に滞留した燃料を前記排気通路に流出させる制御を行うように構成される。
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の整備方法は、内燃機関の排気通路に燃料を噴射する燃料噴射装置と、該燃料噴射装置への燃料供給用の燃料配管に備わる燃料遮断弁と、前記燃料噴射装置と前記燃料遮断弁の間の前記燃料配管である第１燃料配管に接続される空気供給用の空気配管に備わる空気遮断弁と、を有する燃料噴射システムを備えた内燃機関の整備方法において、イグニッションキーがオン状態からオフ状態に切り替わるとき、または、オフ状態からオン状態に切り替わるときに、前記燃料遮断弁を閉状態にして、前記燃料遮断弁を介して前記第１燃料配管及び前記燃料噴射装置への燃料の流通を停止した後、前記空気遮断弁を開状態に、前記燃料噴射装置を開状態にそれぞれ切り替えて、空気を前記第１燃料配管及び前記燃料噴射装置に流通させて、前記第１燃料配管及び前記燃料噴射装置に滞留した燃料を前記排気通路に流出させる制御を行うことを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の内燃機関及び内燃機関の整備方法によれば、イグニッションキーのオンとオフの切替時、すなわち、エンジンの始動時または停止時に、燃料遮断弁より下流側の燃料配管及び燃料噴射装置への燃料流通を停止するとともに空気の流通を行うことで、燃料配管及び燃料噴射装置に滞留した燃料を排気通路まで流出させることができる。
【００１０】
その結果、燃料遮断弁より下流側の燃料配管と燃料噴射装置の通路の定期的な清掃が不要となり、整備工数を大幅に低減することができるとともに、従来定期交換していた消耗品（排気管噴射部品）の交換が不要となるので、この交換に係るコストを削減して、低コスト化することができる。さらに、エンジンの始動時または停止時の一定周期毎に、燃料配管及び燃料噴射装置に滞留した燃料を排気通路まで流出させるので、燃料配管及び燃料噴射装置における燃料詰まりが長期的に放置されることはなく、信頼性の高い内燃機関を実現することができる。
【００１１】
また、エンジンの通常運転時ではなく、エンジンの始動時または停止時に排気通路への滞留燃料の流出を行うので、下流側の排気浄化処理装置の過剰な高温化や、排気浄化処理装置に対する排気ガス内の炭化水素等の浄化対象成分の余剰な流入を防止して、排気浄化処理装置の焼損や浄化処理能力の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の内燃機関の構成を示す模式図で、燃料パージ制御時の燃料及び空気の流れを示す図である。
【図２】本発明の内燃機関の整備方法を制御フローの形で示す図である
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施形態の内燃機関及び内燃機関の整備方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１に示すように、本発明の対象となるエンジン（内燃機関）は、排気通路（図示しない）に燃料Ｆを噴射する燃料噴射システム１０を備えている。燃料噴射システム１０は、燃料噴射装置１１と、燃料遮断弁１２と、空気遮断弁１３と、制御装置２０とで構成されるシステムである。
【００１５】
燃料噴射装置１１は、エンジンの排気通路に備わり、下流側の排気浄化処理装置（図示しない）に対して、排気浄化処理装置に担持する各触媒の温度を活性温度域まで昇温させるとき等に燃料を噴射する装置である。
【００１６】
燃料遮断弁１２は、燃料供給ポンプ１５から燃料噴射装置１１に至るまでの燃料供給路（燃料配管）に備わる二方弁である。本実施形態では、燃料供給ポンプ１５と燃料遮断弁１２を接続する燃料配管を第２燃料配管１８、燃料遮断弁１２と燃料噴射装置１１を接続する燃料配管を第１燃料配管１６とする。
【００１７】
燃料遮断弁１２が開状態のときには、燃料タンク（図示しない）から燃料供給ポンプ１５を介して送出される燃料Ｆが燃料遮断弁１２で遮断されることなく、第１燃料配管１６を経由して燃料噴射装置１１まで供給される。燃料遮断弁１２が閉状態のときには、燃料タンクから燃料供給ポンプ１５を介して送出される燃料Ｆが燃料遮断弁１２で遮断されて、第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１まで供給されない。
【００１８】
空気遮断弁１３は、第１燃料配管１６に接続される空気供給用の空気配管（空気供給路）１７に備わる二方弁である。空気遮断弁１３が開状態のときには、空気タンク１４から空気供給ポンプ（図示しない）を介して送出される空気Ａが空気遮断弁１３で遮断されることなく、第１燃料配管１６を経由して燃料噴射装置１１まで供給される。空気遮断弁１３が閉状態のときには、空気タンク１４から空気供給ポンプを介して送出される空気Ａが空気遮断弁１３で遮断されて、第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１まで供給されない。
【００１９】
制御装置２０は、燃料噴射システムを制御する装置であり、エンジンの運転状態や排気ガスに含まれるＮＯｘ等の浄化対象成分の排出状況等に応じて、燃料噴射装置１１、燃料遮断弁１２、空気遮断弁１３、燃料供給ポンプ１５の動作状態を制御する。
【００２０】
本発明の内燃機関では、制御装置２０が、エンジンの始動時または停止時に、第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１に滞留した燃料Ｆを空気Ａにより排気通路に流出して、第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１の内部を清掃する制御（燃料パージ制御）を行う。
【００２１】
より詳細には、制御装置２０が、運転者の操作によりイグニッションキー（図示しない）がオン状態からオフ状態に切り替わるとき、または、オフ状態からオン状態に切り替わるときを、エンジンの停止時または始動時であると判定して、燃料遮断弁１２を閉状態に、空気遮断弁１３を開状態に、燃料噴射装置１１を開状態にそれぞれ切り替える。このように制御することで、燃料Ｆを燃料遮断弁１２を介して第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１に流通させることなく、空気Ａを第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１に流通させて、第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１に滞留した燃料Ｆを燃料噴射装置１１のノズル先端部より排気通路に流出させる。
【００２２】
なお、第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１への燃料Ｆの滞留状況によっては、エンジンの始動時または停止時のいずれか一方のときのみ、燃料パージ制御を行うようにしてもよい。この場合、第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１に滞留した燃料Ｆの除去後、すぐにこれらの配管及び装置に燃料Ｆを充填する必要のあるエンジン始動時よりも、このような必要のないエンジン停止時に燃料パージ制御を行うのがより好ましい。エンジン始動時に行うと、燃料Ｆの充填が遅れて、エンジンの始動が遅くなる懸念があるからである。
【００２３】
また、エンジンが始動または停止する度に毎回行う必要はなく、例えば、エンジンの始動回数または停止回数の積算値が前回の清掃実施時の積算値から予め設定された設定数増加する度に燃料パージ制御を行うようにしてもよいし、一定周期毎に（例えば１日に１回）燃料パージ制御を行うようにしてもよい。
【００２４】
また、本発明の内燃機関では、図１に示すように、燃料遮断弁１２の燃料流出口に２流路接続装置３０を備えて、この２流路接続装置３０の第１流路接続口３０ａに第１燃料配管１６を、第２流路接続口３０ｂに空気配管１７を接続することで、第１燃料配管１６と空気配管１７とを接続して、燃料遮断弁１２から第１燃料配管１６へ燃料Ｆを供給する通路と、空気遮断弁１３から第１燃料配管１６へ空気Ａを供給する通路との選択的切換を行えるようにしてもよい。
【００２５】
第１燃料配管１６の途中で空気配管１７を接続する場合、空気配管１７との接続点と燃料遮断弁１２の間の第１燃料配管１６に滞留した燃料Ｆを空気Ａにより十分に排気通路へと排出し得ない虞がある。これに対し、本発明のように２流路接続装置３０を用いて燃料遮断弁１２の燃料流出口で第１燃料配管１６と空気配管１７を接続することで、第１燃料配管１６全体に対して空気Ａを供給できるので、第１燃料配管１６全体に滞留した燃料Ｆを排気通路へと十分に排出することができる。
【００２６】
なお、２流路接続装置３０を用いる場合、燃料Ｆが第２流路接続口３０ｂを経由して空気遮断弁１３側に流入する虞があるが、燃料遮断弁１２が閉弁された状態では、空気遮断弁１３から空気タンク１４までの空気Ａの配管内圧力は空気遮断弁１３から第２流路接続口３０ｂまでの燃料Ｆの配管内圧力より大きいので、燃料Ｆが空気遮断弁１３を経由して空気タンク１４まで流入することはない。また、第２流路接続口３０ｂと空気遮断弁１３の間の配管に滞留した燃料Ｆも、エンジンの始動時または停止時に、空気遮断弁１３を介して供給される空気Ａにより、第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１を経由して排気通路へと排出されることとなる。
【００２７】
次に、本発明の内燃機関の整備方法について図２の制御フローを参照しながら説明する。図２の制御フローがスタートすると、ステップＳ１０にて、エンジンが始動時または停止時の状態にあるか否かを判定する。エンジンが始動時または停止時である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ２０に進み、ステップＳ２０にて燃料パージ制御を行う。このとき、ステップＳ２０Ａの燃料遮断弁１２の閉状態への切替を先に行い、このステップＳ２０Ａが終了した後に、ステップＳ２０Ｂの空気遮断弁１３の開状態への切替と燃料噴射装置１１の開状態への切替を行う。この順番で燃料パージ制御を行うことで、燃料Ｆの空気遮断弁１３側への流入を確実に防止することができる。ステップＳ２０の制御を実施後、ステップＳ３０に進む。一方、ステップＳ１０にて、エンジンが始動時でも停止時でもない場合（ＮＯ）は、リターンに進んで、本制御フローを終了する。
【００２８】
ステップＳ３０にて、ステップＳ２０の制御の完了時点からの経過時間ｔが、予め設定した設定時間ｔｃより小さいか否かを判定する。ステップＳ３０の制御にて、経過時間ｔが設定時間ｔｃ未満である場合（ＮＯ）には、第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１に滞留した燃料Ｆの排気通路への排出が十分ではないと判定して、予め設定した制御時間を経過後に再度ステップＳ３０の判定を行う。一方、ステップＳ３０の制御にて、経過時間ｔが設定時間ｔｃ以上である場合（ＹＥＳ）には、第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１に滞留した燃料Ｆの排気通路への放出が十分であると判定して、ステップＳ４０に進み、ステップＳ４０にて、燃料パージ制御を終了させる。より詳細には、燃料遮断弁１２をエンジン始動時なら開状態に切り替え、エンジン停止時なら閉状態のままにするとともに、空気遮断弁１３を閉状態にし、燃料噴射装置１１をエンジン始動時ではエンジンの運転状態に応じた開閉状態に切り替え、エンジン停止時では閉状態に切り替える。このステップＳ４０の制御を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。
【００２９】
以上より、本発明の内燃機関の整備方法は、内燃機関の排気通路に燃料Ｆを噴射する燃料噴射装置１１と、この燃料噴射装置１１への燃料供給用の燃料配管に備わる燃料遮断弁１２と、燃料噴射装置１１と燃料遮断弁１２の間の燃料配管である第１燃料配管１６に接続される空気供給用の空気配管１７に備わる空気遮断弁１３と、を有する燃料噴射システム１０を備えた内燃機関の整備方法において、イグニッションキーがオン状態からオフ状態に切り替わるとき、または、オフ状態からオン状態に切り替わるときに、燃料遮断弁１２を閉状態にして、燃料遮断弁１２を介して第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１への燃料Ｆの流通を停止した後、空気遮断弁１３を開状態に、燃料噴射装置１１を開状態にそれぞれ切り替えて、空気Ａを第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１に流通させて、第１燃料配管１６及び燃料噴射装置１１に滞留した燃料Ｆを排気通路に流出させる制御を行うことを特徴とする方法となる。
【００３０】
本発明の内燃機関及び内燃機関の整備方法によれば、イグニッションキーのオンとオフの切替時、すなわち、エンジンの始動時または停止時に、燃料遮断弁１２より下流側の燃料配管１６及び燃料噴射装置１１への燃料Ｆの流通を停止するとともに空気Ａの流通を行うことで、燃料配管１６及び燃料噴射装置１１に滞留した燃料Ｆを排気通路まで流出させることができる。
【００３１】
その結果、燃料遮断弁１２より下流側の燃料配管１６と燃料噴射装置１１の通路の定期的な清掃が不要となり、整備工数を大幅に低減することができるとともに、従来定期交換していた消耗品（排気管噴射部品）の交換が不要となるので、この交換に係るコストを削減して、低コスト化することができる。さらに、エンジンの始動時または停止時の一定周期毎に、燃料配管１６及び燃料噴射装置１１に滞留した燃料Ｆを排気通路まで流出させるので、燃料配管１６及び燃料噴射装置１１における燃料詰まりが長期的に放置されることはなく、信頼性の高い内燃機関を実現することができる。
【００３２】
また、エンジンの通常運転時ではなく、エンジンの始動時または停止時に排気通路への滞留燃料Ｆの流出を行うので、下流側の排気浄化処理装置で燃料Ｆと空気Ａの発熱反応に伴う過剰な高温化を防止したり、排気ガス浄化処理装置に対する排気ガス内の炭化水素等の浄化対象成分の余剰な流入を防止して、排気浄化処理装置の焼損や浄化処理能力の低下を防止したりすることができる。
【００３３】
なお、本発明は、燃料噴射装置１１に燃料供給用の配管と空気供給用の配管の両方が接続されて、必要に応じて、燃料噴射装置１１より燃料Ｆを空気Ａでアシストしながら排気通路へ噴射する空気アシスト付きの燃料噴射装置に対しても適用することができる。この場合は、燃料噴射装置１１の内部への燃料Ｆの滞留量は、図１に示す空気アシスト無しの燃料噴射装置１１の内部への燃料Ｆの滞留量よりも少ないが、第１燃料配管１６への燃料Ｆの滞留量はほぼ同じであるので、本発明を適用することで、上記した本発明の効果を十分に奏することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  内燃機関の燃料噴射システム
１１  燃料噴射装置
１２  燃料遮断弁
１３  空気遮断弁
１４  空気タンク
１５  燃料供給ポンプ
１６  第１燃料配管
１７  空気供給配管
１８  第２燃料配管
２０  制御装置
３０  ２流路接続装置
３０ａ  第１流路接続口
３０ｂ  第２流路接続口
Ｆ  燃料
Ａ  空気
【図１】
2018044468.tif 000003
【図２】
2018044468.tif 000004