(57)【要約】【課題】ポート噴射弁３により内燃機関２に燃料を供給する燃料供給装置１に関し、マニホールド１４にレゾネータ１５を設けることができるように対策を採る。【解決手段】燃料供給装置１によれば、開放路６は、メイン供給路５から分岐して燃料タンク１９内に通じるものであり、開放弁７は開放路６を開閉する。これにより、内燃機関２の停止中に開放弁７を開弁させて開放路６を開くことで、メイン供給路５やポート噴射弁３に残った燃料の圧力を燃料タンク１９内の圧力と均等になるまで下げることができる。このため、ポート噴射弁３からの燃料の漏れを抑制し、内燃機関２の始動時のバックファイヤを防止することができる。したがって、バックファイヤによる圧力がレゾネータ１５に及ぶ事態を回避することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（２）への吸気ポート（１２）に燃料を噴射するポート噴射弁（３）と、
燃料タンク（１９）から燃料を吸引するとともに加圧して吐出するポンプ（２０）が設けられ、前記燃料タンク（１９）から前記ポート噴射弁（３）に燃料を導くメイン供給路（５）と、
前記メイン供給路（５）から分岐して前記燃料タンク（１９）内に通じる開放路（６）と、
この開放路（６）を開閉する開放弁（７）とを備える燃料供給装置（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料供給装置（１）において、
前記内燃機関（２）のシリンダ（１３）内に燃料を噴射する筒内噴射弁（４）と、
前記メイン供給路（５）における前記開放路（６）の分岐位置よりも上流側から分岐して前記筒内噴射弁（４）に燃料を導く筒内側供給路（８）と、
前記メイン供給路（５）における前記開放路（６）の分岐位置（Ａ）と前記筒内側供給路（８）の分岐位置（Ｂ）との間に設けられ、前記メイン供給路（５）を開閉するメイン開閉弁（９）とを備えることを特徴とする燃料供給装置（１）。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料供給装置（１）において、
前記筒内噴射弁（４）は、複数の噴孔から燃料を前記シリンダ（１３）内に噴射する多孔式であることを特徴とする燃料供給装置（１）。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の燃料供給装置（１）において、
前記ポート噴射弁（３）、前記開放弁（７）、前記筒内噴射弁（４）および前記メイン開閉弁（９）を制御する制御手段（１０）を備え、
この制御手段（１０）は、
前記内燃機関（２）の停止中、前記メイン開閉弁（９）を閉弁させるとともに前記開放弁（７）を開弁させておき、
前記内燃機関（２）の始動開始時以降、前記メイン開閉弁（９）の開弁を、前記開放弁（７）の閉弁の後に行うことを特徴とする燃料供給装置（１）。
【請求項５】
請求項１から請求項４の内のいずれか１つに記載の燃料供給装置（１）において、
前記内燃機関（２）に締結されるインテークマニホールド（１４）は樹脂製であり、
このインテークマニホールド（１４）には、前記内燃機関（２）に吸入される吸入空気の脈動に共鳴するトルクアップレゾネータ（１５）が設けられていることを特徴とする燃料供給装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃料供給装置では、内燃機関への吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁を備えて吸気ポートに燃料を供給するポート噴射式が周知である。また、ポート噴射弁とともに、内燃機関のシリンダ内に燃料を噴射する筒内噴射弁を備え、シリンダ内に直接燃料を供給することもできる併用式が公知である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、内燃機関の吸気系統では、内燃機関への吸入空気（以下、吸気と略して呼ぶ。）の充填効率を高めるため、インテークマニホールド（以下、マニホールドと略して呼ぶ。）にトルクアップレゾネータを設けることが公知となっている（例えば、特許文献２参照。）。ここで、トルクアップレゾネータとは、吸気脈動に共鳴する共鳴空間をマニホールドの内部または外部に形成してヘルムホルツの共鳴原理により吸気の充填効率を高めるものであり、吸気騒音の低減策としても期待されている（以下、トルクアップレゾネータをレゾネータと略して呼ぶ。）。
【０００４】
ところで、ポート噴射式や併用式を採用する燃料供給装置では、例えば、数時間の長期の内燃機関停止中に、ポート噴射弁の噴孔から漏れた燃料が吸気ポート内で混合気を形成し、次の内燃機関始動の着火によりバックファイヤが発生することがある。このため、マニホールドは、バックファイヤの圧力に耐えうるように設けられている。
しかし、樹脂製のマニホールドにレゾネータを設ける場合、共鳴空間は次のような空間として設けられるので、バックファイヤに対するレゾネータの耐性が問題視されている。
【０００５】
つまり、共鳴空間は、マニホールドの内部に気密的に区画される空間や、細い連通路を介してマニホールド内と連通する外部の空間として設けられる。このため、樹脂を素材としてマニホールドやレゾネータを設ける場合、レゾネータを樹脂の溶着により設けざるをえず、レゾネータの強度向上には限界がある。さらに、共鳴空間のような狭く区画された空間では、バックファイヤの圧力が１０ａｔｍを超える事態も想定され、このような高圧に耐えうる強度にレゾネータを設けることは困難である。
以上により、ポート噴射式または併用式の燃料供給装置により燃料を供給する場合、マニホールドにレゾネータを設けるには、何らかの対策を採る必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０４２６２０号公報
【特許文献２】特開２００７−２７０６８７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、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ポート噴射式または併用式の燃料供給装置により内燃機関に燃料を供給する場合でも、マニホールドにレゾネータを設けることができるように対策を採ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の第１発明の燃料供給装置は、以下のポート噴射弁、メイン供給路、開放路および開放弁を備える。まず、ポート噴射弁は、内燃機関への吸気ポートに燃料を噴射するものであり、メイン供給路は、燃料タンクから燃料を吸引するとともに加圧して吐出するポンプが設けられ、燃料タンクからポート噴射弁に燃料を導く。また、開放路は、メイン供給路から分岐して燃料タンク内に通じるものであり、開放弁は開放路を開閉する。
【０００９】
これにより、内燃機関停止中に開放弁を開弁させて開放路を開くことで、メイン供給路やポート噴射弁に残った燃料の圧力を燃料タンク内の圧力と均等になるまで下げることができる。このため、ポート噴射弁からの燃料の漏れを抑制し、内燃機関始動時のバックファイヤを防止することができる。
したがって、ポート噴射式または併用式の燃料供給装置により内燃機関に燃料を供給する場合でも、マニホールドにレゾネータを設けることができる。
【００１０】
本願の第１発明に従属する第２発明の燃料供給装置は、以下の筒内噴射弁、筒内側供給路およびメイン開閉弁を備える。まず、筒内噴射弁は、内燃機関のシリンダ内に燃料を噴射するものであり、筒内側供給路は、メイン供給路における開放路の分岐位置よりも上流側から分岐して筒内噴射弁に燃料を導く。また、メイン開閉弁は、メイン供給路における開放路の分岐位置と筒内側供給路の分岐位置との間に設けられ、メイン供給路を開閉する。
【００１１】
これにより、併用式の燃料供給装置では、内燃機関の停止中、メイン開閉弁を閉弁させるとともに開放弁を開弁させることで、ポート噴射弁に残った燃料の圧力を燃料タンク内の圧力と均等に保ちながら、筒内噴射弁に残った燃料の圧力を高圧に保つことができる。このため、内燃機関始動時の燃料の噴射を筒内噴射弁により行うことで、内燃機関を円滑に始動することができるとともに、内燃機関始動時のＰＭの発生を抑制することができる。
【００１２】
本願の第２発明に従属する第３発明によれば、筒内噴射弁は、複数の噴孔から燃料をシリンダ内に噴射する多孔式である。
これにより、内燃機関始動時のＰＭの発生を更に抑制することができる。
【００１３】
本願の第２、第３発明に従属する第４発明の燃料供給装置は、ポート噴射弁、開放弁、筒内噴射弁およびメイン開閉弁を制御する制御手段を備える。そして、制御手段は、内燃機関の停止中、メイン開閉弁を閉弁させるとともに開放弁を開弁させておき、内燃機関の始動開始時以降、メイン開閉弁の開弁を、開放弁の閉弁の後に行う。
これにより、内燃機関運転中、開放路を通じて燃料タンクに燃料が戻るのを回避して、ポート噴射弁に確実に燃料を導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】燃料供給装置の構成図である。
【図２】ポート噴射弁の単独噴射、ポート噴射弁と筒内噴射弁との両方噴射、筒内噴射弁の単独噴射の切り替えを示す説明図である。
【図３】内燃機関の始動および停止における燃料供給装置の動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施形態の燃料供給装置を、以下の実施例に基づき説明する。なお、実施例は具体的な一例を開示するものであり、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。
【実施例】
【００１６】
〔実施例の構成〕
実施例の燃料供給装置１の構成を、図面を用いて説明する。
燃料供給装置１は、内燃機関２に燃料を供給する装置であり、以下に説明するポート噴射弁３、筒内噴射弁４、メイン供給路５、開放路６、開放弁７、筒内側供給路８、メイン開閉弁９および制御手段１０を備える（図１参照。）。
ポート噴射弁３は、内燃機関２への吸気ポート１２に搭載されて吸気ポート１２に燃料を噴射し、筒内噴射弁４は、内燃機関２のシリンダヘッドに搭載されてシリンダ１３内に燃料を噴射する。
【００１７】
また、ポート噴射弁３および筒内噴射弁４は、両方ともに、燃料を噴射するノズル、および、ノズルを開弁駆動する駆動力としてコイルへの通電により発生する磁気力を利用する電磁式のアクチュエータを有する。そして、両方とも、アクチュエータへの通電制御により燃料の噴射を開始または停止する。
以上により、燃料供給装置１は、吸気ポート１２に燃料を供給することができるとともに、シリンダ１３内にも直接燃料を供給することもできる併用式であり、燃料としてのガソリンを内燃機関２に供給する。
【００１８】
ここで、燃料噴射の態様について、ポート噴射弁３の単独噴射、筒内噴射弁４の単独噴射、および、ポート噴射弁３と筒内噴射弁４との両方噴射の使い分けは、例えば、図２に示すように、内燃機関２の回転数や負荷（例えば、内燃機関２の１回転あたりの吸気量）に応じて決められる。例えば、回転数を一定に保って内燃機関２を運転したときに負荷が上がっていった場合、燃料噴射の態様は、順次、ポート噴射弁３の単独噴射→ポート噴射弁３と筒内噴射弁４との両方噴射→筒内噴射弁４の単独噴射に切り替わっていく。
なお、筒内噴射弁４は、複数の噴孔から燃料をシリンダ１３内に噴射する多孔式である。
【００１９】
また、内燃機関２の吸気系統では、内燃機関２への吸気の充填効率を高めるため、マニホールド１４にレゾネータ１５が設けられている。マニホールド１４は、樹脂製であってシリンダヘッドに締結され、レゾネータ１５は、吸気脈動に共鳴する共鳴空間１６を形成し、ヘルムホルツの共鳴原理により吸気の充填効率を高める。
【００２０】
また、共鳴空間１６は、例えば、サージタンク１７において気密的に区画される空間として形成され、樹脂の振動溶着により設けられる。なお、レゾネータ１５は、吸気脈動に共鳴することで吸気騒音を低減することもできる。また、共鳴空間１６は、マニホールド１４外部の空間として設けることも可能であり、この場合、共鳴空間１６は、細い連通路を介して、例えば、サージタンク１７と連通する。
【００２１】
メイン供給路５は、燃料タンク１９から燃料を吸引するとともに加圧して吐出する電動ポンプ２０が設けられ、燃料タンク１９からポート噴射弁３に燃料を導く。ここで、燃料タンク１９は、図示しないキャニスタ等を介して大気圧雰囲気に開放されている。また、電動ポンプ２０は、制御手段１０からの指令により通電制御される周知構造であり、燃料タンク１９から燃料を吸引して吐出する。なお、燃料タンク１９には、電動ポンプ２０から吐出された燃料の圧力を規制するレギュレータ２１が内蔵され、メイン供給路５において電動ポンプ２０の下流側に設けられている。
【００２２】
開放路６は、メイン供給路５から分岐して燃料タンク１９内に通じるものであり、開放弁７は開放路６を開閉することで、メイン供給路５を燃料タンク１９内に対して開閉する。
なお、開放弁７は、例えば、開弁動作するための駆動力としてコイルへの通電により発生する磁気力を利用する電磁式のアクチュエータを有し、アクチュエータへの通電制御により開放路６を開閉する。
【００２３】
筒内側供給路８は、メイン供給路５における開放路６の分岐位置Ａよりも上流側から分岐して筒内噴射弁４に燃料を導く。また、筒内側供給路８には、内燃機関２により駆動される機械ポンプ２２が設けられ、機械ポンプ２２は、電動ポンプ２０から吐出された燃料を更に高圧化して吐出し、筒内噴射弁４に供給する。
【００２４】
メイン開閉弁９は、メイン供給路５における開放路６の分岐位置Ａと筒内側供給路８の分岐位置Ｂとの間に設けられ、メイン供給路５を開閉する。
なお、メイン開閉弁９は、例えば、開弁動作するための駆動力としてコイルへの通電により発生する磁気力を利用する電磁式のアクチュエータを有し、アクチュエータへの通電制御によりメイン供給路５を開閉する。
【００２５】
制御手段１０は、例えば、車両に搭載されて内燃機関２の動作を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：以下、制御手段１０をＥＣＵ１０と呼ぶ。）である。また、ＥＣＵ１０は、制御機能や演算機能を有するＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置、各種センサで検出された信号等の入力を受ける入力装置、および、各種機器を通電制御等するための信号を出力する出力装置等を有する周知構造である。つまり、ＥＣＵ１０は、各種センサで検出された信号等を用いて制御演算処理を行い、その結果に基づき、ポート噴射弁３、筒内噴射弁４、開放弁７、メイン開閉弁９および電動ポンプ２０等を通電制御する。
【００２６】
そして、ＥＣＵ１０は、燃料供給装置１の制御に関し、内燃機関２を停止するときに実行する停止モード、および、内燃機関２を始動するときに実行する始動モードを有する。
まず、停止モードは、図３の時間ｔｅに示すように、イグニッションスイッチのオフ時に、メイン開閉弁９を閉弁させるとともに開放弁７を開弁させるものである。つまり、ＥＣＵ１０は、停止モードの実行により、内燃機関２の停止中、メイン開閉弁９を閉弁させるとともに開放弁７を開弁させておく。
【００２７】
また、始動モードは、図３の時間ｔｓに示すように、イグニッションスイッチのオン時に開放弁７を閉弁させ、筒内噴射弁４の単独噴射により内燃機関２を始動させた後、メイン開閉弁９を開弁させるものである。つまり、ＥＣＵ１０は、始動モードの実行により、メイン開閉弁９の開弁を、開放弁７の閉弁の後に行う。
【００２８】
〔実施例１の作用効果〕
実施例１の燃料供給装置１は、以下のメイン供給路５、開放路６および開放弁７を備える。まず、メイン供給路５は、燃料タンク１９から燃料を吸引するとともに加圧して吐出する電動ポンプ２０が設けられ、燃料タンク１９からポート噴射弁３に燃料を導く。また、開放路６は、メイン供給路５から分岐して燃料タンク１９内に通じるものであり、開放弁７は開放路６を開閉する。
【００２９】
これにより、内燃機関２の停止中に開放弁７を開弁させて開放路６を開くことで、メイン供給路５やポート噴射弁３に残った燃料の圧力を燃料タンク１９内の圧力と均等になるまで下げることができる。このため、ポート噴射弁３からの燃料の漏れを抑制し、内燃機関２の始動時のバックファイヤを防止することができる。
したがって、マニホールド１４に設けられたレゾネータ１５に、バックファイヤによる圧力が及ぶ事態を回避することができる。
【００３０】
また、燃料供給装置１は、以下の筒内側供給路８およびメイン開閉弁９を備える。まず、筒内側供給路８は、メイン供給路５における開放路６の分岐位置よりも上流側から分岐して筒内噴射弁４に燃料を導く。また、メイン開閉弁９は、メイン供給路５における開放路６の分岐位置Ａと筒内側供給路８の分岐位置Ｂとの間に設けられ、メイン供給路５を開閉する。
【００３１】
これにより、内燃機関２の停止中、メイン開閉弁９を閉弁させるとともに開放弁７を開弁させることで、ポート噴射弁３に残った燃料の圧力を燃料タンク１９内の圧力と均等に保ちながら、筒内噴射弁４に残った燃料の圧力を高圧に保つことができる。このため、内燃機関２の始動時の燃料の噴射を筒内噴射弁４により行うことで、内燃機関２を円滑に始動することができるとともに、内燃機関２の始動時のＰＭの発生を抑制することができる。
なお、筒内噴射弁４は、複数の噴孔から燃料をシリンダ１３内に噴射する多孔式であることから、内燃機関２の始動時のＰＭの発生を更に抑制することができる。
【００３２】
また、ＥＣＵ１０は、内燃機関２の停止中、メイン開閉弁９を閉弁させるとともに開放弁７を開弁させておき、内燃機関２の始動開始時以降、メイン開閉弁９の開弁を、開放弁７の閉弁の後に行う。
これにより、内燃機関２の運転中、開放路６を通じて燃料タンク１９に燃料が戻るのを回避して、ポート噴射弁３に確実に燃料を導くことができる。
【００３３】
〔変形例〕
燃料供給装置１の態様は実施例に限定されず、種々の変形例を考えることができる。例えば、実施例の燃料供給装置１は、ポート噴射弁３および筒内噴射弁４を両方備える併用式であったが、ポート噴射弁３のみを備えるポート噴射式の燃料供給装置１に開放路６や開放弁７を設けてもよい。
【００３４】
また、実施例の燃料供給装置１によれば、イグニッションスイッチのオン時に開放弁７を閉弁させていたが、開放弁７の閉弁は、メイン開閉弁９の開弁に先行すればよく、内燃機関２の始動開始時以降、最初のポート噴射弁３による噴射を実行する前であれば、特に限定されない。
なお、燃料供給装置１がポート噴射式である場合、開放弁７の閉弁は、開放路６を介する燃料の戻りを回避する観点で、イグニッションスイッチのオン時に行うのが好ましい。また、燃料供給装置１がポート噴射式である場合、メイン開閉弁９を設けなくてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  燃料供給装置  ２  内燃機関  ３  ポート噴射弁  ５  メイン供給路  ６  開放路  ７  開放弁  １２  吸気ポート  １９  燃料タンク  ２０  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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