(57)【要約】【課題】液化ガス燃料を用いた場合に生じる燃料噴射装置内に付着する付着物による影響を回避して、内燃機関の始動時に燃焼噴射装置を確実に動作させて、内燃機関を始動することができる燃料噴射システム、内燃機関、及び内燃機関の燃料噴射方法を提供する。【解決手段】液体のＤＭＥ（液化ガス燃料）を貯留タンク４からサプライポンプ７を経由させてインジェクタ９に供給する供給ライン６と、インジェクタ９で気化したＤＭＥをインジェクタ９から貯留タンク４に戻す戻りライン１０とを備えると共に、液体のＤＭＥを、貯留タンク４からサプライポンプ７を経由させずにインジェクタ９に送り、インジェクタ９から戻りライン１０を経由させて貯留タンク４に循環する循環ライン１９を備えて構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガス燃料を貯留する貯留タンクと、液化ガス燃料を加圧する噴射ポンプと、液化ガス燃料を噴射する燃料噴射装置を備えると共に、液体の液化ガス燃料を前記貯留タンクから前記噴射ポンプを経由させて前記燃料噴射装置に供給する供給流路と、前記燃料噴射装置で気化した液化ガス燃料を前記燃料噴射装置から前記貯留タンクに戻す戻り流路とを備える燃料噴射システムにおいて、
液体の液化ガス燃料を、前記貯留タンクから前記噴射ポンプを経由させずに前記燃料噴射装置に送り、前記燃料噴射装置から前記戻り流路を経由させて前記貯留タンクに循環する循環流路を備えることを特徴とする燃料噴射システム。
【請求項２】
液体の液化ガス燃料を圧送する電動駆動の圧送ポンプを備え、内燃機関の始動時の前記燃料噴射装置から液化ガス燃料を噴射する前に、前記圧送ポンプを駆動して、前記循環流路に液体の液化ガス燃料を循環させるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射システム。
【請求項３】
前記循環流路に、前記噴射ポンプの上流側の前記供給流路から分岐して、前記燃料噴射装置に液体の液化ガス燃料を移送する移送流路を設け、
前記燃料噴射装置の圧力制御室のオリフィスを開閉する開閉弁が設けられ、且つ前記戻り流路と連通する圧力開放室に、前記移送流路を連通することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射システム。
【請求項４】
前記循環流路が、前記供給流路と、前記噴射ポンプの上流側の前記供給流路から分岐して、前記燃料噴射装置に液体の液化ガス燃料を移送する移送流路と、前記戻り流路とから形成されると共に、
液体の液化ガス燃料を圧送する電動駆動の圧送ポンプと、前記供給流路と前記移送流路の分岐点に設けられ、開状態で液体の液化ガス燃料の流れを前記供給流路から前記移送流路に切り換える、及び閉状態で液体の液化ガス燃料の流れを前記供給流路のままにする流路切換弁と、該流路切換弁の開閉と前記圧送ポンプの駆動を制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料供給システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料供給システムを備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項６】
液体の液化ガス燃料を、貯留タンクから供給流路を経由させて噴射ポンプへと送り、該噴射ポンプで加圧した液体の液化ガス燃料を燃料噴射装置で噴射すると共に、気化した液化ガス燃料を、前記燃料噴射装置から戻り流路を経由させて前記貯留タンクに戻す内燃機関の燃料噴射方法において、
内燃機関の始動時の前記燃料噴射装置から液化ガス燃料を噴射する前に、液体の液化ガス燃料を、前記噴射ポンプを経由させないで前記燃料噴射装置に送り、前記燃料噴射装置から前記戻り流路を経由させて前記貯留タンクに循環させてから、前記燃料噴射装置から燃料を噴射することを特徴とする内燃機関の燃料噴射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射システム、内燃機関、及び内燃機関の燃料噴射方法に関し、より詳細には、ジメチルエーテル（以下、ＤＭＥという）などの液化ガス燃料を噴射する燃料噴射システム、内燃機関、及び内燃機関の燃料噴射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽油の代わりに硫黄酸化物や微粒子状物質などを生じないクリーンな燃料としてＤＭＥを用いた装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置のように、ＤＭＥを用いたエンジンでは、インジェクタ内で気化したＤＭＥを貯留タンクに戻す戻り流路が設けられている。
【０００３】
上記の装置などに用いられるインジェクタは圧力バランス方式のものである。この圧力バランス方式のインジェクタは、圧力制御室のオリフィスを開閉する開閉弁をソレノイドにて駆動し、圧力制御室の圧力を圧力開放室に逃がすことによって、ニードル弁を駆動して噴射口を開放している。そのため、圧力制御室から圧力開放室に流入したＤＭＥが気化して、戻り流路を経由して貯留タンクの気相へと戻るように構成されている。
【０００４】
しかし、このＤＭＥが気化するときに、エンジンオイルを由来とする添加剤成分が析出して、開閉弁の周囲に付着するという問題がある。ＤＭＥを用いたエンジンでは、ＤＭＥが低粘性のため、サプライポンプのポンプカムやベアリングをエンジンオイルで潤滑している。このとき、サプライポンプのプランジャにてＤＭＥとエンジンオイルを分離するシール部から、エンジンオイルがＤＭＥ側に流入する場合があり、コモンレールやインジェクタにエンジンオイルが混入したＤＭＥが行き渡る可能性がある。
【０００５】
そして、このエンジンオイルが混入したＤＭＥが気化するときに、開閉弁の周囲に析出した添加剤成分が付着する。エンジンが暖気状態の場合では、析出した添加剤成分はインジェクタの温度が高く、粘性が低いため開閉弁の動作に影響は出ない。しかし、エンジン停止後の冷間状態となった場合では、析出した添加剤成分の粘性が高くなるので、開閉弁が固着して、圧力制御室の圧力を圧力開放室に逃がすことができなくなり、インジェクタの作動不良を起こす可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２６２１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、液化ガス燃料を用いた場合に生じる燃料噴射装置内に付着する付着物による影響を回避して、内燃機関の始動時に燃焼噴射装置を確実に動作させて、内燃機関を始動することができる燃料噴射システム、内燃機関、及び内燃機関の燃料噴射方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための本発明の燃焼噴射システムは、液化ガス燃料を貯留する貯留タンクと、液化ガス燃料を加圧する噴射ポンプと、液化ガス燃料を噴射する燃料噴射装置を備えると共に、液体の液化ガス燃料を前記貯留タンクから前記噴射ポンプを経由させて前記燃料噴射装置に供給する供給流路と、前記燃料噴射装置で気化した液化ガス燃料を
前記燃料噴射装置から前記貯留タンクに戻す戻り流路とを備える燃料噴射システムにおいて、液体の液化ガス燃料を、前記貯留タンクから前記噴射ポンプを経由させずに前記燃料噴射装置に送り、前記燃料噴射装置から前記戻り流路を経由させて前記貯留タンクに循環する循環流路を備えて構成される。
【０００９】
なお、ここでいう噴射ポンプとは、列型噴射ポンプ、分配型噴射ポンプ、独立型噴射ポンプ、及びユニットインジェクター式噴射ポンプなどの燃料噴射ポンプ、又はコモンレールなどを用いた蓄圧式で用いられるサプライポンプなどのことをいう。
【００１０】
この構成によれば、循環流路により液体の液化ガス燃料を、噴射ポンプを経由させずに燃料噴射装置に液体の液化ガス燃料を移送して、循環する。これにより、燃料噴射装置内に付着して燃料噴射装置の噴射動作を妨げる付着物を液体の液化ガス燃料で溶解して、あるいは押し流して、燃料噴射装置内を洗浄するので、付着物による影響を回避することができる。
【００１１】
例えば、液化ガス燃料にＤＭＥ（ジメチルエーテル）を用いた場合に、上記の構成によれば、燃料噴射装置を経由させて液体のＤＭＥを循環させることで、噴射ポンプを潤滑する潤滑油が燃料噴射装置内でＤＭＥが気化する際に析出して燃料噴射装置内に付着しても、その析出した潤滑油由来の添加剤成分をＤＭＥ中に溶解するので、添加剤成分などの付着物による燃料噴射装置の噴射動作の不良を回避することができる。つまり、長期に渡って付着した付着物があっても、その付着物を液体のＤＭＥで溶解又は押し流して、燃料噴射装置の動作不良を確実に回避して、内燃機関を始動することができる。
【００１２】
また、上記の燃料噴射システムにおいて、液体の液化ガス燃料を圧送する電動駆動の圧送ポンプを備え、内燃機関の始動時の前記燃料噴射装置から液化ガス燃料を噴射する前に、前記圧送ポンプを駆動して、前記循環流路に液体の液化ガス燃料を循環させるように構成されると、内燃機関の始動前に電動駆動の圧送ポンプで液体の液化ガス燃料を圧送して、循環させることができる。これにより、内燃機関の始動前の内燃機関の温度が低く、粘性が高い燃料噴射装置に付着した付着物を、内燃機関の始動前に液体の液化ガス燃料で溶解する、あるいは押し流すことができる。
【００１３】
加えて、上記の燃料噴射システムにおいて、前記循環流路に、前記噴射ポンプの上流側の前記供給流路から分岐して、前記燃料噴射装置に液体の液化ガス燃料を移送する移送流路を設け、前記燃料噴射装置の圧力制御室のオリフィスを開閉する開閉弁が設けられ、且つ前記戻り流路と連通する圧力開放室に、前記移送流路を連通するように構成されると、燃料噴射装置の圧力開放室に液体の液化ガス燃料を流し込み、圧力バランス方式の燃料噴射装置の開閉弁に付着した付着物を溶解、又は押し流すことができるので、付着物によって開閉弁が圧力制御室のオリフィスを開放できなくなることを回避することができる。
【００１４】
更に、上記の燃料噴射システムにおいて、前記循環流路が、前記供給流路と、前記噴射ポンプの上流側の前記供給流路から分岐して、前記燃料噴射装置に液体の液化ガス燃料を移送する移送流路と、前記戻り流路とから形成されると共に、液体の液化ガス燃料を圧送する電動駆動の圧送ポンプと、前記供給流路と前記移送流路の分岐点に設けられ、開状態で液体の液化ガス燃料の流れを前記供給流路から前記移送流路に切り換える、及び閉状態で液体の液化ガス燃料の流れを前記供給流路のままにする流路切換弁と、該流路切換弁の開閉と前記圧送ポンプの駆動を制御する制御装置を備えて構成されることが望ましい。
【００１５】
この構成によれば、圧送ポンプにより圧送された液体の液化ガス燃料の流れを、流路切換弁により供給流路から移送流路に切り換えて、燃料噴射装置を経由させて戻り流路から貯留タンクに循環させることができる。これにより、圧送ポンプを駆動する、及び流路切
換弁を開状態にするという容易な制御で燃料噴射装置内に析出した付着物を液体の液化ガス燃料で洗浄して、付着物の影響を回避することができる。
【００１６】
そして、上記の課題を解決するための内燃機関は、上記に記載の燃料噴射システムを設けて構成される。この構成によれば、液化ガス燃料を用いた場合に生じる燃料噴射装置内の付着物による影響を回避して、内燃機関の始動時に燃焼噴射装置を確実に動作させて、内燃機関を始動することができる。
【００１７】
そして、上記の課題を解決するための内燃機関の燃料噴射方法は、液体の液化ガス燃料を、貯留タンクから供給流路を経由させて噴射ポンプへと送り、該噴射ポンプで加圧した液体の液化ガス燃料を燃料噴射装置で噴射すると共に、気化した液化ガス燃料を、前記燃料噴射装置から戻り流路を経由させて前記貯留タンクに戻す内燃機関の燃料噴射方法において、内燃機関の始動時の前記燃料噴射装置から液化ガス燃料を噴射する前に、液体の液化ガス燃料を、前記噴射ポンプを経由させないで前記燃料噴射装置に送り、前記燃料噴射装置から前記戻り流路を経由させて前記貯留タンクに循環させてから、前記燃料噴射装置から燃料を噴射することを特徴とする方法である。
【００１８】
この方法によれば、液体の液化ガス燃料を、内燃機関の始動時の燃料噴射装置から燃料が噴射される前に、燃料噴射装置を経由させて循環するので、燃料噴射装置内の付着物を液体の液化ガス燃料で溶解、あるいは押し流して、洗浄するので、液化ガス燃料を用いた場合に生じる燃料噴射装置内の付着物による影響によって発生する燃料噴射装置の作動不良を回避して、内燃機関の始動を確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の燃料噴射システム、内燃機関、及び内燃機関の燃料噴射方法によれば、循環流路により液体の液化ガス燃料を循環させて、噴射ポンプを経由させずに燃料噴射装置に液体の液化ガス燃料を移送するので、燃料噴射装置内に付着して燃料噴射装置の噴射動作を妨げる付着物を、液体の液化ガス燃料で溶解して、あるいは押し流して、燃料噴射装置内を洗浄することができる。
【００２０】
これにより、付着物による燃料噴射装置の動作不良を回避して、燃料噴射装置から燃料の噴射を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る実施の形態の燃料噴射システムと、それを備える内燃機関の構成を示した図である。
【図２】図１に示す噴射ポンプを示す図であり、（ａ）は噴射ポンプを示す全体図であり、（ｂ）は噴射ポンプのシール部分を示す拡大図である。
【図３】図１に示す燃料噴射装置の断面を示した断面図であり、（ａ）は液化ガス燃料が供給された状態を示し、（ｂ）は液化ガス燃料が噴射される状態を示す。
【図４】図１に示す燃料噴射装置の断面を示した断面図であり、（ａ）は内燃機関の停止時の状態を示し、（ｂ）は内燃機関の始動時の液化ガス燃料を噴射する前の状態を示す。
【図５】本発明に係る実施の形態の内燃機関の燃料噴射方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る実施の形態の燃料噴射システム、内燃機関、及び内燃機関の燃料噴射方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
まず、本発明に係る実施の形態の燃料噴射システムと内燃機関の構成について、図１〜
図４を参照しながら説明する。図１に示すように、エンジン（内燃機関）１は、エンジン本体２に設けられた燃焼室（図示しない）にＤＭＥ（ジメチルエーテル；液化ガス燃料）を噴射する燃料噴射システム３を備える。
【００２４】
この燃料噴射システム３は、貯留タンク４内のＤＭＥをフィードポンプ（圧送ポンプ）５で加圧して圧送し、供給ライン（供給流路）６を介して液体の状態でサプライポンプ（噴射ポンプ）７に移送し、そのサプライポンプ７からコモンレール８を介してインジェクタ（燃料噴射装置）９に供給するように構成される。
【００２５】
また、この燃料噴射システム３は、サプライポンプ７、コモンレール８、及びインジェクタ９からの余剰となり、気化したＤＭＥを戻りライン（戻り流路）１０を介して貯留タンク４に戻すように構成される。この貯留タンク４に戻るＤＭＥは気化しているため、戻りライン１０は貯留タンク４の気相に連通するように接続される。
【００２６】
加えて、この燃料噴射システム３は、供給ライン６、戻りライン１０、及び貯留タンク４への充填ライン１１のそれぞれに、バルブ１２ａ〜１２ｄ、チェックバルブ（逆止弁）１３ａ〜１３ｅ、及び電磁弁１４ａ〜１４ｃを備え、各バルブ１２ａ〜１２ｄ、及び電磁弁１４ａ〜１４ｃを開閉して、貯留タンク４へのＤＭＥの充填、インジェクタ９へのＤＭＥの供給、及び貯留タンク４へのＤＭＥの戻しを行うように構成される。
【００２７】
更に、この燃料噴射システム３は、サプライポンプ７内のＤＭＥの圧力を検知する圧力センサ１５、ＤＭＥの温度を検知する温度センサ１６、コモンレール８内の圧力を検知する圧力センサ１７を備え、それぞれのセンサ１５〜１７がＥＣＵ（制御装置）１８に接続されている。
【００２８】
フィードポンプ５は、ＤＭＥを３ＭＰａ程度に加圧して、液体の状態のままで貯留タンク４からサプライポンプ７に圧送するポンプであり、ＥＣＵ１８により駆動を制御されている。このフィードポンプ５は、エンジン１が始動する前に駆動できるように電動駆動のポンプを用いる。
【００２９】
サプライポンプ７は、図２の（ａ）に示すように、供給ライン６からポンプギャラリ２０に移送されたＤＭＥをソレノイドバルブ２１の開閉を介してプランジャシリンダ２２内に流入させ、そのプランジャシリンダ２２内のＤＭＥを、ポンプカム２３により摺動するリフタ２４と接合されたプランジャ２５がプランジャシリンダ２２内を上下動して、出口に逆止弁２６を設けた出口側流路２７から吐出するように構成される。また、ポンプギャラリ２０にプランジャシリンダ２２からリークされたＤＭＥを戻すリーク回収路２８を備える。
【００３０】
このとき、ソレノイドバルブ２１のバルブ２１ａの開閉タイミングをＥＣＵ１８が制御することで、プランジャシリンダ２２から出口側流路２７へと吐出されるＤＭＥの吐出量を調整している。
【００３１】
このサプライポンプ７は、図２の（ｂ）に示すように、プランジャ２５をロッドシール（シール部材）２９によりシールして、プランジャシリンダ２２内のＤＭＥと、ポンプカム２３などを潤滑するエンジンオイルとが混ざらないように分離している。
【００３２】
このロッドシール２９は、スプリング３０によりプランジャ２５に押し付けられるシール本体３１を備え、二つのシール本体３１とプランジャ２５との間に中間室３２を形成するように構成される。このシール本体３１はロッドシール抑えにより固定される。
【００３３】
インジェクタ９は、圧力バランスタイプのインジェクタである。このインジェクタ９は、図３の（ａ）に示すように、コモンレール８から高圧のＤＭＥがインジェクタボディ４０内に供給されると、高圧のＤＭＥが圧力制御室４１に導入される。そして、圧力制御室４１の圧力が上昇し、ニードルスプリング４８によりニードル弁４２が下方に付勢されると共に、噴射ノズル４３を塞ぐように構成されている。
【００３４】
また、図３の（ｂ）に示すように、圧力開放室４４内に設けた図示しないスプリングにより閉方向に付勢されるアーマチュア（開閉弁）４５をソレノイド４６により上方に動かして、圧力制御室４１の上方のオリフィス４７を開放すると、圧力制御室４１のＤＭＥが圧力開放室４４に流入して、圧力制御室４１の圧力が下がる。このときに、ニードル弁４２が上方に移動して、噴射ノズル４３を開いて、ＤＭＥを噴射するように構成されている。
【００３５】
この燃料噴射システム３は、図２の（ｂ）に示すロッドシール２９からエンジンオイルがＤＭＥ側に入る現象があり、コモンレール８及びインジェクタ９までエンジンオイルが混入したＤＭＥが行き渡ることになる。
【００３６】
インジェクタ９は前述したように圧力バランスタイプであるため、ソレノイド４６によりアーマチュア４５を動かしたときに、圧力開放室４４内にＤＭＥが流入する。この圧力開放室４４内のＤＭＥが貯留タンク４へ戻る場合に、そのＤＭＥは気化する。このときに、図４の（ａ）に示すように、エンジンオイル由来の添加剤成分（付着物）Ｄが析出し、アーマチュア４５の周囲に付着する。
【００３７】
エンジン１が暖気状態の場合では、インジェクタ９の温度が高く、析出した添加剤成分Ｄの粘性が低くなるので、アーマチュア４５の動作に支障がない。一方、エンジン１が停止後の冷間状態の場合では、インジェクタ９の温度が低く、添加剤成分Ｄの粘性が高くなるので、付着した添加剤成分Ｄによってアーマチュア４５が固着する可能性がある。
【００３８】
そこで、本発明に係る実施の形態の燃料噴射システム３は、図１に示すように、貯留タンク４からサプライポンプ７を経由させずに液体のＤＭＥをインジェクタ９に送り、インジェクタ９から戻りライン１０を経由させて液体のＤＭＥを貯留タンク４に循環させる循環ライン１９を備えて構成される。
【００３９】
また、供給ライン６と移送ライン５０との分岐点には、開状態で液体のＤＭＥの流れを供給ライン６から移送ライン５０に切り換える、及び閉状態で液体のＤＭＥの流れを供給ライン６のままにする流路切換弁５１が設けられ、この流路切換弁５１の開閉は、ＥＣＵ１８により制御されている。
【００４０】
循環ライン１９は、供給ライン６と、サプライポンプ７の上流側の供給ライン６から分岐して、インジェクタ９に液体のＤＭＥを移送する移送ライン５０と、戻りライン１０とから形成される。よって、この循環ライン１９は、エンジン１の始動前で、サプライポンプ７が駆動していない場合でもインジェクタ９に液体のＤＭＥを移送することができる。
【００４１】
移送ライン５０は、図１に示すように、貯留タンク４とサプライポンプ７との間、より詳しくはフィードポンプ５とサプライポンプ７との間で供給ライン６から分岐して、図４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、インジェクタ９を介して戻りライン１０に連通するように設けられる配管である。
【００４２】
この移送ライン５０は、詳しくは、インジェクタ９の圧力制御室４１のオリフィス４７を開閉するアーマチュア４５が設けられ、且つ戻りライン１０と連通する圧力開放室４４
に連通されて構成される。
【００４３】
流路切換弁５１は、図１に示すように、貯留タンク４からサプライポンプ７に移送される液体のＤＭＥの流れを供給ライン６から移送ライン５０に切り換える弁である。この流路切換弁５１は、閉状態で、貯留タンク４からフィードポンプ５で加圧された液体のＤＭＥをサプライポンプ７まで移送可能にし、開状態で、貯留タンク４からフィードポンプ５で加圧された液体のＤＭＥの流れを供給ライン６から移送ライン５０に分岐させて、インジェクタ９まで移送するように構成される三方切換弁である。
【００４４】
また、この流路切換弁５１は、ＥＣＵ１８により開閉を制御されており、エンジン１の始動時のインジェクタ９からＤＭＥを噴射する前に、開状態に制御され、移送ライン５０を経由させて液体のＤＭＥを循環させるように構成される。
【００４５】
ＥＣＵ１８は、エンジン１の運転状況や各センサの検出値に基づいてエンジン１や燃料噴射システム３を電気的に制御するマイクロコントローラである。この実施の形態では、サプライポンプ７のポンプ圧やＤＭＥの温度の制御、コモンレール８のコモンレール圧の制御、及びインジェクタ９の噴射量の制御に加えて、フィードポンプ５の駆動制御と流路切換弁５１の開閉制御を行っている。
【００４６】
次に、本発明に係る実施の形態の内燃機関の燃料噴射方法について、図４及び図５のフローチャートを参照しながら説明する。なお、以下で説明する燃料噴射方法については、エンジン１の始動時に行われる工程のみを説明するが、エンジン１が始動してからは、インジェクタ９から運転状況に基づいた噴射量を制御するなどを行う。
【００４７】
図５に示すように、まず、運転手が図示しないイグニッションキーをＯＮにするステップＳ１００を行う。このとき、エンジン１は停止後の冷間状態であり、図４の（ａ）に示すように、インジェクタ９の圧力開放室４４内のアーマチュア４５に析出した添加剤成分Ｄが付着している。エンジン１が冷間状態で、インジェクタ９の温度が低い場合に、この添加剤成分Ｄの粘性は高い。
【００４８】
図５に示すように、ステップＳ１００でイグニッションキーがＯＮとなると、ＥＣＵ１８がフィードポンプ５を駆動するステップＳ１１０を行う。このステップＳ１１０により貯留タンク４からサプライポンプ７に向けて液体のＤＭＥを圧送する。
【００４９】
次に、ＥＣＵ１８が流路切換弁５１を開状態にするステップＳ１２０を行う。ステップＳ１２０により、液体のＤＭＥの流れを供給ライン６から移送ライン５０に切り換えて、液体のＤＭＥをインジェクタ９に移送する。これにより、図４の（ｂ）に示すように、インジェクタ９の圧力開放室４４内に、移送ライン５０から移送された液体のＤＭＥを流して、アーマチュア４５に付着した添加剤成分Ｄを溶解、あるいは押し流す。そして、この液体のＤＭＥを戻りライン１０を経由させて貯留タンク４へ循環する。
【００５０】
このように、ステップＳ１２０で流路切換弁５１を開状態にすることで、液体のＤＭＥを、インジェクタ９を経由させて、詳しくはインジェクタ９内の添加剤成分Ｄが付着するアーマチュア４５が設けられ、且つ戻りライン１０に連通される圧力開放室４４を経由させて、貯留タンク４へ循環することで、インジェクタ９の圧力開放室４４内を洗浄することができる。
【００５１】
図５に示すうように、次に、ステップＳ１３０として予め定めた循環時間ｔ１が経過する。この循環時間ｔ１は、インジェクタ９の圧力開放室４４に流入した液体のＤＭＥが添加剤成分Ｄを溶解する、あるいは押し流せる時間に設定される。この実施の形態では、こ
の循環時間ｔ１を５秒に設定し、イグニッションキーがＯＮになってから５秒間の間で、液体のＤＭＥを圧力開放室４４に移送するようにした。
【００５２】
ステップＳ１３０で循環時間ｔ１が経過すると、次に、ＥＣＵ１８が流路切換弁５１を閉状態にするステップＳ１４０を行う。このステップＳ１４０により、フィードポンプ５で加圧された液体のＤＭＥを供給ライン６を経由させてサプライポンプ７に移送する。そして、サプライポンプ７で加圧されたＤＭＥをコモンレール８を介してインジェクタ９に供給する。
【００５３】
次に、ＥＣＵ１８がインジェクタ９のソレノイド４６を制御して、インジェクタ９からＤＭＥが噴射を開始するステップＳ１５０を行う。このステップＳ１５０は、ＥＣＵ１８がソレノイド４６を制御して、アーマチュア４５を駆動する。次に、アーマチュア４５の駆動により開放されたオリフィス４７から圧力制御室４１内のＤＭＥが圧力開放室４４に流れこむ。次に、圧力制御室４１の圧力が低下したことによりニードル弁４２が上方に駆動する。そして、開口された噴射ノズル４３からＤＭＥを噴射して、エンジン１を始動する。
【００５４】
本発明の燃料噴射システム３、それを備えるエンジン１、及びエンジン１の燃料噴射方法によれば、循環ライン１９により液体のＤＭＥ液化ガス燃料を、サプライポンプ７を経由させずにインジェクタ９に移送して、循環する。これによりインジェクタ９内に付着してインジェクタ９の噴射動作を妨げる添加剤成分Ｄを液体のＤＭＥで溶解して、あるいは押し流して、インジェクタ９内を洗浄するので、添加剤成分Ｄによる影響を回避することができる。
【００５５】
詳しく説明すると、第一に、エンジン１の始動時のインジェクタ９からＤＭＥを噴射する前に、フィードポンプ５を電動駆動して、液体のＤＭＥを循環させることができるので、エンジン１の温度が低いために、インジェクタ９に付着した添加剤成分Ｄの粘性が高くなるエンジン１の始動前に、液体のＤＭＥでその添加剤成分Ｄを溶解する、あるいは押し流すことができる。
【００５６】
第二に、循環ライン１９の移送ライン５０を、インジェクタ９の圧力制御室４１のオリフィス４７を開閉するアーマチュア４５が設けられ、且つ戻りライン１０と連通する圧力開放室４４に連通することで、ニードル弁４２を動作させるために圧力開放室４４に流入したＤＭＥが気化する際に析出する添加剤成分Ｄを、液体のＤＭＥが直接溶解して、あるいは押し流して、圧力開放室４４内を洗浄することができる。
【００５７】
第三に、エンジン１の始動前に、電動駆動のフィードポンプ５を駆動して、貯留タンク４から液体のＤＭＥを圧送すると共に、流路切換弁５１を開状態にするだけで、液体のＤＭＥをインジェクタ９内に移送して、循環させることができる。
【００５８】
これにより、長期に渡って添加剤成分Ｄが付着しても、その添加剤成分Ｄを液体のＤＭＥで溶解して、あるいは押し流して、インジェクタ９内を洗浄するので、添加剤成分Ｄによる影響を回避することができる。よって、インジェクタ９からＤＭＥの噴射を確実に行うことができ、エンジン１を正常に始動することができる。
【００５９】
なお、上記の実施の形態では、直列四気筒のディーゼルエンジンを例に説明したが、本発明はこれに限定されずに、ＤＭＥなどの液化ガス燃料を用いたエンジンに適用することができ、その気筒数や配列は限定されない。また、上記のエンジン１は車両に搭載されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００６０】
また、上記の実施の形態では、液化ガス燃料としてＤＭＥを用いたエンジン１を例に説明したが、本発明はＤＭＥに限定されずに、ＬＰＧ（液化石油ガス）やＬＮＧ（液化天然ガス）などを用いたエンジンにも適用することができる。
【００６１】
加えて、上記の実施の形態では、コモンレール８を用いたコモンレール式の燃料噴射システム３を例に説明したが、本発明はこれに限定されずに、例えば、列型噴射ポンプ、分配型噴射ポンプ、独立型噴射ポンプ、及びユニットインジェクター式噴射ポンプなど用いた燃料噴射システムにも適用することができる。
【００６２】
更に、上記の実施の形態の燃料噴射システム３、サプライポンプ７、及びインジェクタ９の構成は一例であり、本発明はこれに限定されない。例えば、燃料噴射システム３に複数の貯留タンクを設けた構成としてもよく、また、インジェクタ９を圧力バランス方式以外のものにしてもよい。加えて、インジェクタ９として圧力バランス方式のものを用いたため、インジェクタ９の圧力開放室４４に液体のＤＭＥを導入する構成としたが、添加剤成分Ｄなどの付着物を液体のＤＭＥで溶解、あるいは押し流すように構成すればよく、上記の構成に限定されない。
【００６３】
その上、上記の実施の形態の燃料噴射方法は、エンジン１の始動前に行われるものとして説明したが、アイドリングストップなどの一時的なエンジン１の停止からの始動時の場合で、エンジン１の温度やインジェクタ９の温度などから添加剤成分Ｄなどの付着物の粘性が高くなっていないと判断されるときは、液体のＤＭＥを循環させないように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の燃料噴射システムは、液化ガス燃料を用いた場合に生じる燃料噴射装置内に付着する付着物による影響を回避して、内燃機関の始動時に燃焼噴射装置を確実に動作させて、内燃機関を始動することができるので、特に液化ガス燃料としてＤＭＥを用いたディーゼルエンジンを搭載したトラックなどの車両に利用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１  エンジン（内燃機関）
３  燃料噴射システム
４  貯留タンク
５  フィードポンプ（圧送ポンプ）
６  供給ライン（供給流路）
７  サプライポンプ（噴射ポンプ）
８  コモンレール
９  インジェクタ（燃料噴射装置）
１０  戻りライン（戻り流路）
１８  ＥＣＵ（制御装置）
１９  循環ライン（循環流路）
４０  インジェクタボディ
４１  圧力制御室
４２  ニードル弁
４３  噴射ノズル（噴射口）
４４  圧力開放室
４５  アーマチュア（開閉弁）
４６  ソレノイド
４７  オリフィス
５０  移送ライン（移送流路）
５１  流路切換弁
【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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