(57)【要約】【課題】コモンレールから気泡を短時間のうちに確実に排出させる。【解決手段】燃料ポンプと燃料噴射弁間のコモンレールに、開閉制御可能な逃がし制御弁を介して逃がし管を接続する。機関が停止されてからの、逃がし制御弁周りのコモンレール部分における燃料温度低下速度（太線Ａ）が、他のコモンレール部分における燃料温度低下速度（太線Ｂ）よりも小さくなるようにする。その結果、逃がし制御弁周りのコモンレール部分の燃料圧が燃料の飽和蒸気圧Ｓに達し（点Ｙａ）、このとき他のコモンレール部分の燃料圧は飽和蒸気圧Ｓに達していない。従って、逃がし制御弁周りのコモンレール部分内に燃料蒸気からなる気泡が発生する。機関始動時に逃がし制御弁を一時的に開弁して逃がし制御弁周りのコモンレール部分内にある気泡を逃がし管を介しコモンレール外に排出する。【選択図】　　　図３
2004044553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ポンプの吐出口と燃料噴射弁間の燃料通路内に設けられる燃料蓄圧室に、開閉制御可能な逃がし制御弁を介して逃がし通路を接続し、機関始動時に逃がし制御弁を一時的に開弁して燃料蓄圧室内の気泡を逃がし通路を介し燃料蓄圧室外に排出するようにした内燃機関の燃料供給装置において、機関運転が停止されると燃料蓄圧室内の燃料の温度が次第に低下し、このとき逃がし制御弁周りの燃料蓄圧室部分における燃料温度低下速度が他の燃料蓄圧室部分における燃料温度低下速度よりも小さくなるようにした内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
燃料ポンプの吐出口と燃料噴射弁間の燃料通路内に設けられる燃料蓄圧室に、開閉制御可能な逃がし制御弁を介して逃がし通路を接続し、機関始動時に逃がし制御弁を一時的に開弁して燃料蓄圧室内の気泡を逃がし通路を介し燃料蓄圧室外に排出するようにした内燃機関の燃料供給装置において、燃料蓄圧室の一部分における燃料温度低下速度が燃料蓄圧室の他の部分における燃料温度低下速度よりも小さくなっており、該一部分に前記逃がし制御弁を介して前記逃がし通路を接続した内燃機関の燃料供給装置。
【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供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料ポンプの吐出口と燃料噴射弁間の燃料通路内に設けられる燃料蓄圧室に、開閉制御可能な逃がし制御弁を介して逃がし通路を接続し、機関始動時に逃がし制御弁を一時的に開弁して燃料蓄圧室内の気泡を逃がし通路を介し燃料蓄圧室外に排出するようにした内燃機関の燃料供給装置が公知である（特開平１０−１３１８２０号公報参照）。
【０００３】
機関運転中には燃料蓄圧室内の燃料の温度は比較的高く維持されるけれども、機関が停止されると燃料蓄圧室内の燃料の温度が次第に低下し、この温度低下に伴い燃料が収縮するので、燃料蓄圧室内の燃料圧が次第に低下する。次いで、燃料圧が燃料の飽和蒸気圧に達すると燃料蓄圧室内に燃料蒸気からなる気泡が発生する。ところが、次いで機関が再始動されたときにこの気泡が燃料噴射弁に供給されると、燃料噴射弁から実際に噴射される燃料の量が正規の量からずれることになる。そこで上述の公報では、機関始動時に逃がし制御弁を一時的に開弁して燃料蓄圧室内の気泡を燃料蓄圧室外に排出するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
燃料蓄圧室内に発生した気泡は燃料蓄圧室の上方内周面に接して存在しており、次いで逃がし制御弁が開弁されると燃料蓄圧室の上方内周面に沿いつつ逃がし通路に向けて進行する。ところが、この場合、燃料蓄圧室内周面に凹凸があると気泡が逃がし通路まで到達できず、或いは燃料蓄圧室内に存在するほぼ全ての気泡を排出するために長時間を要することになる。このことは機関を始動させるのに長時間を要することを意味している。
【０００５】
そこで本発明の目的は、燃料蓄圧室から気泡を短時間のうちに確実に排出させることができる内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために１番目の発明によれば、燃料ポンプの吐出口と燃料噴射弁間の燃料通路内に設けられる燃料蓄圧室に、開閉制御可能な逃がし制御弁を介して逃がし通路を接続し、機関始動時に逃がし制御弁を一時的に開弁して燃料蓄圧室内の気泡を逃がし通路を介し燃料蓄圧室外に排出するようにした内燃機関の燃料供給装置において、機関運転が停止されると燃料蓄圧室内の燃料の温度が次第に低下し、このとき逃がし制御弁周りの燃料蓄圧室部分における燃料温度低下速度が他の燃料蓄圧室部分における燃料温度低下速度よりも小さくなるようにしている。
【０００７】
また、前記課題を解決するために２番目の発明によれば、燃料ポンプの吐出口と燃料噴射弁間の燃料通路内に設けられる燃料蓄圧室に、開閉制御可能な逃がし制御弁を介して逃がし通路を接続し、機関始動時に逃がし制御弁を一時的に開弁して燃料蓄圧室内の気泡を逃がし通路を介し燃料蓄圧室外に排出するようにした内燃機関の燃料供給装置において、燃料蓄圧室の一部分における燃料温度低下速度が燃料蓄圧室の他の部分における燃料温度低下速度よりも小さくなっており、該一部分に前記逃がし制御弁を介して前記逃がし通路を接続している。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、機関本体１は例えば３つの気筒１ａを備えており、各気筒１ａには燃料噴射弁２が設けられる。これら燃料噴射弁２は共通のコモンレール３に接続される。このコモンレール３の内部空間は燃料で満たされた燃料蓄圧室を形成する。
【０００９】
コモンレール３の長手方向一端には供給ポート４が形成され、長手方向他端には逃がしポート５が形成される。供給ポート４には燃料供給管６の一端が接続され、燃料供給管６の他端は燃料ポンプ７の吐出口に接続される。この燃料ポンプ７の吸入口は燃料タンク８に接続される。一方、逃がしポート５には開閉制御可能な逃がし制御弁９を介して逃がし管１０の一端が接続され、この逃がし管１０は燃料タンク８内まで延びている。
【００１０】
電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、常時電源に接続されているＢ−ＲＡＭ（バックアップＲＡＭ）３５、入力ポート３６及び出力ポート３７を具備する。コモンレール３にはコモンレール３内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ１１が取り付けられ、燃料圧センサ１１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。また、図示しないアクセルペダルにはアクセルペダルの踏み込み量に比例した出力電圧を発生する踏み込み量センサ３９が接続され、踏み込み量センサ３９の出力電圧は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。更に入力ポート３６には機関回転数を表す出力パルスを発生する回転数センサ４０と、機関スイッチ４１がオフからオンに又はその逆に切り替えられたことを表す出力パルスを発生するスイッチセンサ４２とが接続される。ここで、機関スイッチ４１は機関始動すべきときにオンにされ機関停止すべきときにオフにされるスイッチであり、例えばイグニッションスイッチからなる。一方、出力ポート３７は対応する駆動回路４３を介して燃料噴射弁２、燃料ポンプ７、及び逃がし制御弁９にそれぞれ接続される。
【００１１】
逃がし制御弁９はソレノイドコイルを含む電磁式アクチュエータ９ａによって開閉制御される。逃がし制御弁９が閉弁されるとコモンレール３が逃がし管１０から遮断され、逃がし制御弁９が開弁されるとコモンレール３が逃がし管１０に接続され、従ってコモンレール３内の燃料が逃がし管１０を介し燃料タンク８内まで戻される。逃がし制御弁９は通常閉弁されており、例えば燃料圧センサ１１により検出されたコモンレール３内の燃料圧が目標燃料圧を越えたときに逃がし制御弁９が一時的に開弁される。
【００１２】
さて、機関運転が停止されるとコモンレール３内の燃料温度Ｔ及び燃料圧Ｐが次第に低下し、燃料圧Ｐが燃料の飽和蒸気圧に達するとコモンレール３内に燃料蒸気からなる気泡が発生する。このことを図２を参照しながらもう少し詳しく説明する。
【００１３】
図２は機関が停止されてからのコモンレール３内の燃料の状態変化を示す図である。図２において細線Ｓは燃料の飽和蒸気圧を示している。また、点Ｘは機関が停止されたときのコモンレール３内の燃料の状態即ち燃料温度Ｔ及び燃料圧Ｐを示している。
【００１４】
機関が停止されると燃料温度Ｔが次第に低下し、この温度低下に伴いコモンレール３内の燃料が収縮する。このとき燃料噴射弁２及び燃料ポンプ７は作動停止されており逃がし制御弁９は閉弁されているので、燃料供給管６及びコモンレール３内には密閉空間が形成されている。その結果、燃料温度Ｔが低下するにつれて燃料圧Ｐも次第に低下する。即ち、点Ｘから図２に示される太線に沿って燃料温度Ｔ及び燃料圧Ｐが低下する。
【００１５】
次いで、図２において点Ｙで示されるように燃料圧Ｐが飽和蒸気圧Ｓに達すると、コモンレール３内に気泡が発生する。次いで、燃料温度Ｔ及び燃料圧Ｐは飽和蒸気圧曲線Ｓに沿ってそれぞれ低下し、次いで点Ｚで示される例えば常温状態に到る。
【００１６】
本発明による実施例では、機関が始動されるとき即ち機関スイッチ４１がオフからオンに切り替えられたときに逃がし制御弁９が一時的に開弁され、従ってコモンレール３内の気泡がコモンレール３外に排出される。
【００１７】
この場合、コモンレール３内に存在するほぼ全ての気泡がコモンレール３外に排出されるのに必要な時間だけ逃がし制御弁９が開弁され、この必要時間が経過すると逃がし制御弁９が閉弁され、次いで機関始動が開始される。従って、機関を速やかに始動させるためには、逃がし制御弁９が開弁されたときにコモンレール３内に存在するすべての気泡を速やかにコモンレール３外に排出させるのが好ましいということになる。
【００１８】
そこで本発明による実施例では、機関が停止された後即ち機関スイッチ４１がオンからオフに切り替えられた後、逃がし制御弁９周りのコモンレール部分３ａ内に気泡が発生するようにし、他のコモンレール部分３ｂ内に気泡が発生しないようにしている。このようにすると、逃がし制御弁９が開弁されたときにコモンレール３内の全ての気泡を一気にコモンレール３外に排出させることができる。これが本発明の基本的な考え方である。
【００１９】
これを達成するために本発明による実施例では、機関が停止され従ってコモンレール３内の燃料温度Ｔが次第に低下するときに、逃がし制御弁９周りのコモンレール部分３ａにおける燃料温度Ｔの低下速度が他のコモンレール部分３ｂにおける燃料温度Ｔの低下速度よりも小さくなるようにしている。次に図３を参照してこのことを詳しく説明する。
【００２０】
図３は図２と同様な、機関が停止されてからのコモンレール３内の燃料の状態変化を示す図である。図３において時間ｔ１は機関が停止された時間を示している。
【００２１】
時間がｔ１からｔ２，ｔ３と経過するにつれて、逃がし制御弁９周りのコモンレール部分３ａ内の燃料の状態は点Ｘから太線Ａに沿って変化し、他のコモンレール部分３ｂ内の燃料の状態は点Ｘから太線Ｂに沿って変化する。即ち、逃がし制御弁９周りのコモンレール部分３ａの燃料温度Ｔは比較的ゆっくりと低下し、他のコモンレール部分３ｂの燃料温度Ｔは比較的速やかに低下する。
【００２２】
次いで、図３に示される例では、時間ｔ４になると、点Ｙａで示されるように逃がし制御弁９周りのコモンレール部分３ａ内の燃料圧Ｐが飽和蒸気圧Ｓに達し、このとき他のコモンレール部分３ｂ内の燃料圧Ｐは飽和蒸気圧Ｓに達していない。このことは逃がし制御弁９周りのコモンレール部分３ａ内に気泡が発生し、他のコモンレール部分３ｂ内には気泡が発生していないことを意味している。
【００２３】
次いで、時間ｔ５になると、点Ｙｂで示されるように他のコモンレール部分３ｂ内の燃料圧Ｐがようやく飽和蒸気圧Ｓに達する。ところが、この時点では既に逃がし制御弁９周りのコモンレール部分３ａ内で気泡が発生しているので、このとき他のコモンレール部分３ｂ内には気泡がほとんど発生しない。従って、逃がし制御弁９周りのコモンレール部分３ａ内にのみ気泡が発生することになる。
【００２４】
機関が停止された後の燃料温度Ｔの低下速度を制御するために、本発明による実施例では、機関が停止されてから予め定められた設定時間だけ、逃がし制御弁９周りのコモンレール部分３ａを加熱するようにしている。即ち、図１に示される例では、機関が停止されてから即ち機関スイッチ４１がオンからオフに切り替えられてから設定時間だけ、逃がし制御弁９が閉弁されるように逃がし制御弁９のアクチュエータ９ａに通電している。この場合、アクチュエータ９ａ又はそのソレノイドコイルは電気ヒータとして作用することになる。
【００２５】
なお、上述した設定時間は図３を参照して上述した説明から明らかなように、逃がし制御弁９周りのコモンレール部分３ａ内の燃料圧Ｐが飽和蒸気圧Ｓに達する時間（ｔ４）と、他のコモンレール部分３ｂ内の燃料圧Ｐが飽和蒸気圧Ｓに達する時間（ｔ５）とが異なるように設定される。
【００２６】
図４には本発明による別の実施例が示される。図４（Ａ）に示される例では、逃がし制御弁９周りのコモンレール部分３ａ例えば逃がしポート５を保温材５１によって覆い、逃がし制御弁９周りのコモンレール部分３ａを保温するようにしている。図４（Ｂ）に示される例では、逃がしポート５の壁面５ａ内に冷却水通路５２を形成し、この冷却水通路５２内に機関冷却水を流通させるようにしている。また、図４（Ｃ）に示される例では、逃がしポート５を覆うようにエンジンオイル管５３を配置している。機関が停止されるときには機関冷却水の温度もエンジンオイルの温度も比較的高くなっており、従ってこの高温の機関冷却水又はエンジンオイルによって逃がし制御弁９周りのコモンレール部分３ａが加熱又は保温されることになる。
【００２７】
或いは、機関が停止されたときに他のコモンレール部分３ｂを一時的に冷却するようにすることもできる。
【００２８】
更に、機関本体１や補機などに対するコモンレール３の位置や、コモンレール３の形状などによっては、機関が停止されてからのコモンレール３内の燃料温度Ｔの低下速度がコモンレール３の部分によって異なる場合がある。この場合には、燃料温度低下速度が最も小さくなっているコモンレール部分に逃がし制御弁９を介して逃がし管１０を接続すればよい。
【００２９】
【発明の効果】
燃料蓄圧室から気泡を短時間のうちに確実に排出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】機関運転が停止された後のコモンレール内の燃料の状態変化を示す線図である。
【図３】本発明による実施例を説明するための図である。
【図４】本発明による別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１…機関本体
２…燃料噴射弁
３…コモンレール
６…燃料供給管
７…燃料ポンプ
９…逃がし制御弁
１０…逃がし管
【図１】
2004044553.tif 000003
【図２】
2004044553.tif 000004
【図３】
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【図４】
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