(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内弁式の燃料噴射弁を備える筒内燃料噴射式エンジンにおいて、エンジン潤滑用のオイルポンプとは別個に、プリミックス用の電動オイルポンプを設け、前記エンジンを潤滑するためのオイルに清浄剤を混入させ、オイルの一部を燃料にプリミックスさせ、前記燃料噴射弁先端温度に応じてプリミックスオイル量を制御することを特徴とする燃料噴射弁の洗浄装置。
【請求項２】
内弁式の燃料噴射弁を備える筒内燃料噴射式エンジンにおいて、エンジン潤滑用のオイルポンプとは別個に、プリミックス用の電動オイルポンプを設け、前記エンジンを潤滑するためのオイルに清浄剤を混入させ、オイルの一部を燃料にプリミックスさせ、空燃比補正係数が所定値以上になった場合にプリミックスオイル量を増量補正することを特徴とする燃料噴射弁の洗浄装置。
【請求項３】
内弁式の燃料噴射弁を備える筒内燃料噴射式エンジンにおいて、エンジン潤滑用のオイルポンプとは別個に、プリミックス用の電動オイルポンプを設け、前記エンジンを潤滑するためのオイルに清浄剤を混入させ、オイルの一部を燃料にプリミックスさせ、前記燃料噴射弁先端温度に応じてプリミックスオイル量を制御し、加速時にプリミックスオイル量を増量補正し、減速時にプリミックスオイル量を減量補正またはカットすることを特徴とする燃料噴射弁の洗浄装置。
【請求項４】
内弁式の燃料噴射弁を備える筒内燃料噴射式エンジンにおいて、エンジン潤滑用のオイルポンプとは別個に、プリミックス用の電動オイルポンプを設け、前記エンジンを潤滑するためのオイルに清浄剤を混入させ、オイルの一部を燃料にプリミックスさせ、前記燃料噴射弁先端温度に応じてプリミックスオイル量を制御し、慣らし運転時にプリミックスオイル量を増量補正することを特徴とする燃料噴射弁の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内燃料噴射式エンジンにおける燃料噴射弁の洗浄装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
筒内燃料噴射式エンジンにおいて、通常、燃料噴射弁は内弁式のものが主流であるが、内弁式の燃料噴射弁は、噴孔が直接、燃焼室に対向するため、噴孔周辺で多くの燃焼生成物（すす等）が発生し、噴孔内にデポジット（燃料炭化物）が付着し、その結果、燃料噴射量が低下し、エンジンの的確な運転制御ができなくなるという問題を有している。特に、２サイクル筒内燃料噴射式エンジンや高負荷／高回転域での使用頻度の高い船外機等のマリンエンジンにおいては、軽負荷／低中回転域での使用頻度の高い自動車用４サイクルエンジンと比較して、高負荷／高回転域での霧化時間の不足から、噴霧粒径が大きく燃焼生成物の発生量が多くなり、この問題を解決することが重要な課題となっている。また、集合排気構造を有し気筒間差の大きな２サイクル筒内燃料噴射式エンジンをマリンエンジンに搭載し、気筒毎に空燃比制御を行う場合には、正確な空燃比制御ができなくなるという問題を有している。
【０００３】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、内弁タイプの燃料噴射弁を使用しても噴孔内にデポジットが付着しないようにすることができる筒内燃料噴射式エンジンにおける燃料噴射弁の洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、内弁式の燃料噴射弁を備える筒内燃料噴射式エンジンにおいて、エンジン潤滑用のオイルポンプとは別個に、プリミックス用の電動オイルポンプを設け、前記エンジンを潤滑するためのオイルに清浄剤を混入させ、オイルの一部を燃料にプリミックスさせ、前記燃料噴射弁先端温度に応じてプリミックスオイル量を制御することを特徴とし、請求項２記載の発明は、内弁式の燃料噴射弁を備える筒内燃料噴射式エンジンにおいて、エンジン潤滑用のオイルポンプとは別個に、プリミックス用の電動オイルポンプを設け、前記エンジンを潤滑するためのオイルに清浄剤を混入させ、オイルの一部を燃料にプリミックスさせ、空燃比補正係数が所定値以上になった場合にプリミックスオイル量を増量補正することを特徴とし、請求項３記載の発明は、内弁式の燃料噴射弁を備える筒内燃料噴射式エンジンにおいて、エンジン潤滑用のオイルポンプとは別個に、プリミックス用の電動オイルポンプを設け、前記エンジンを潤滑するためのオイルに清浄剤を混入させ、オイルの一部を燃料にプリミックスさせ、前記燃料噴射弁先端温度に応じてプリミックスオイル量を制御し、加速時にプリミックスオイル量を増量補正し、減速時にプリミックスオイル量を減量補正またはカットすることを特徴とし、請求項４記載の発明は、内弁式の燃料噴射弁を備える筒内燃料噴射式エンジンにおいて、エンジン潤滑用のオイルポンプとは別個に、プリミックス用の電動オイルポンプを設け、前記エンジンを潤滑するためのオイルに清浄剤を混入させ、オイルの一部を燃料にプリミックスさせ、前記燃料噴射弁先端温度に応じてプリミックスオイル量を制御し、慣らし運転時にプリミックスオイル量を増量補正することを特徴とする。
以上
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の１実施形態を示す船外機の模式図であり、図（Ａ）はエンジンの平面図、図（Ｂ）は図（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図、図（Ｃ）は船外機の側面図、図（Ｄ）は燃料供給系の構成図である。
【０００６】
１は船外機であり、クランク軸１０が縦置状態で搭載されるエンジン２と、エンジン２の下端面に接続されエンジン２を支持するガイドエキゾースト部３と、ガイドエキゾースト部３の下端面に接続されるアッパケース４、ロアケース５及びプロペラ６からなる。上記エンジン２は、筒内噴射式Ｖ型６気筒２サイクルエンジンであり、６つの気筒７ａ〜７ｆが平面視でＶバンクをなすように横置き状態で且つ縦方向に２列に配設されたシリンダボディ７に、シリンダヘッド８が連結、固定されている。
【０００７】
上記気筒７ａ〜７ｆ内には、ピストン１１が摺動自在に嵌合配置され、各ピストン１１はクランク軸１０に連結されている。シリンダヘッド８には、磁力で開閉作動されるソレノイド開閉式の燃料噴射弁１３及び点火プラグ１４が装着されている。各気筒７ａ〜７ｆは、それぞれ掃気ポート（図示せず）によりクランク室１２に連通され、また、気筒７ａ〜７ｆには排気ポート１５が接続されている。図１（Ｂ）の左バンクの排気ポート１５は左集合排気通路１６に、右バンクの排気ポート１５は右集合排気通路１７に合流されている。エンジン２のクランク室１２には、吸気マニホールドから分岐する吸気通路１９が接続されており、該吸気通路１９のクランク室１２への接続部には、逆流防止用のリード弁２０が配設され、また、リード弁２０の上流側には、エンジン内にオイルを供給し潤滑するためのオイルポンプ２１と、吸気量を調節するためのスロットル弁２２が配設されている。
【０００８】
図１（Ｄ）に示すように、船体側に設置されている燃料タンク２３内の燃料は、手動式の第１の低圧燃料ポンプ２５により燃料フィルタ２６を経て船外機側の第２の低圧燃料ポンプ２７に送られる。この第２の低圧燃料ポンプ２７は、エンジン２のクランク室１２のパルス圧により駆動されるダイヤフラム式ポンプであり、燃料を、気液分離機能を有する燃料タンクであるベーパーセパレータタンク２９に送る。ベーパーセパレータタンク２９内には、電動モータにより駆動される燃料予圧ポンプ３０が配設されており、燃料を加圧し予圧配管３１を経て高圧燃料ポンプ３２に送る。高圧燃料ポンプ３２の吐出側は、各気筒７ａ〜７ｆに沿って縦方向に配設された燃料供給レール３３に接続されるとともに、高圧圧力調整弁３５および燃料冷却器３６、戻り配管３７を介してベーパーセパレータタンク２９に接続されている。また、予圧配管３１とベーパーセパレータタンク２９間には予圧圧力調整弁３９が設けられている。高圧燃料ポンプ３２は、ポンプ駆動ユニット４０により駆動される。このポンプ駆動ユニット４０はベルト４１を介してクランク軸１０に連結されている。
【０００９】
エンジン潤滑用のオイルポンプ２１は、クランク軸１０の回転により駆動されるポンプであり、船体側に設置されたサブオイルタンク５０からエンジン側に配設されたメインオイルタンク５１を経て吸気通路１９内にオイルを供給する。また、メインオイルタンク５１のオイルは、フィルタ５２、プリミックス用オイルポンプ５３、チェック弁５４を介してベーパーセパレータタンク２９に供給するように構成されている。なお、プリミックス用オイルを、高圧燃料の戻り配管３７に供給するようにしてもよいし、第２の低圧燃料ポンプ２７の吐出側に供給するようにしてもよい。なお、オイルタンク５０内には、オイル量に対して５〜２５％以上の界面活性剤からなる清浄剤を混入している。
【００１０】
ＥＣＵ（電子制御装置）４２には、エンジン２の駆動状態、船外機１や船の状態を示す各種センサからの検出信号が入力される。例えば、クランク軸１０の回転角（回転数）を検出するエンジン回転数センサ４３、吸気通路１９内の温度を検出する吸気温センサ４４、スロットル弁２２の開度を検出するスロットル開度センサ４５、最上段の気筒７ｄ内の空燃比を検出するに空燃比センサ４６、高圧燃料配管内の圧力を検出する燃料圧力センサ４７、エンジンの冷却水温度を検出する冷却水温センサ４８等の信号が入力される。ＥＣＵ４２は、これら各センサの検出信号を制御マップに基づき演算処理し、制御信号を燃料噴射弁１３、点火プラグ１４、予圧燃料ポンプ３０、プリミックス用オイルポンプ５３に伝送する。
【００１１】
プリミックス用オイルポンプ５３は、電磁ソレノイドで駆動する電磁ポンプや、電動モータにより駆動するタイプのポンプを採用する。図２は、電動モータにより駆動するタイプのプリミックス用オイルポンプを示し、図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ方向から見た図、図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）のＣ−Ｃ線で切断し矢印方向に見た断面図である。図中、５３ａはモータ入力軸、５３ｂはウオームギヤ、５３ｃはウオームギヤ５３ｂに噛み合う回転軸、５３ｄはプランジャ、５３ｅはカム、５３ｆはサブプランジャ、５３ｇはスプリング、５３ｈは吸入管、５３ｉは吐出管である。
【００１２】
図３は、図１のベーパーセパレータタンク２９の構成を示す断面図である。ベーパーセパレータタンク２９は、ケース本体２９ａと、ケース本体２９ａに固定される蓋体２９ｂと、ケース本体２９ａ内に配設されるフィルタ５６および予圧燃料ポンプ３０と、蓋体２９ｂに装着される燃料ポンプ端子５７および予圧圧力調整弁３９と、蓋体２９ｂに形成される燃料入口部２９ｃおよびオイル入口部２９ｄと、燃料入口部２９ｃの下部に装着されるフロート弁２９ｅを備えている。予圧燃料ポンプ３０は、ポンプインペラ部３０ａ、コイル部３０ｂおよびブラシ部３０ｃを有している。また、オイル入口部２９ｄは、予圧圧力調整弁３９の燃料戻り通路２９ｆに連通されている。なお、２９ｇはエンジン取付用ブラケットである。
【００１３】
図４は、図１の燃料噴射弁１３を示し、図４（Ａ）は全体構成を示す断面図、図４（Ｂ）は燃料噴射弁のシリンダヘッドへの取付状態を示す断面図である。燃料噴射弁１３は、バルブ本体１３ａと、バルブ本体１３ａの先端に固定されたノズル部材１３ｂと、ノズル部材１３ｂの先端に設けられたスワーラー部１３ｃおよびバルブシート部１３ｄと、バルブ本体１３ａ内に摺動可能に配設された摺動ロッド１３ｅと、摺動ロッド１３ｅの先端に設けられるニードルバルブ１３ｆと、バルブシート部１３ｄに開口される噴孔１３ｇと、摺動ロッド１３ｅを摺動させるためのソレノイドコイル１３ｈおよびスプリング１３ｉを備えている。図４（Ｂ）に示すように、ノズル部材１３ｂは、シリンダヘッド８の貫通穴８ａに挿入され、バルブ本体１３ａとシリンダヘッド８との間には、封止部材５９が挟着される。封止部材５９は、２枚のリング状のガスケット５９ａと、ガスケット５９ａの内周から両面にかけて被覆されたステンレス材５９ｂとからなる。上記燃料噴射弁１３は、内弁タイプのバルブであり、常時はスプリング１３ｉによりニードルバルブ１３ｆがバルブシート部１３ｄに押圧されており、ソレノイドコイル１３ｈに通電されるニードルバルブ１３ｆがスプリング１３ｉに抗して噴孔１３ｇを開き高圧燃料が噴射される。
【００１４】
上記構成からなる本発明の作用について説明する。ベーパーセパレータタンク２９内の燃料は、燃料予圧ポンプ３０により例えば３〜１０ｋｇ／ｃｍ2程度に予圧され、加圧された燃料は、高圧燃料ポンプ３２により５０〜１００ｋｇ／ｃｍ2程度若しくはそれ以上に加圧され、加圧された高圧燃料は、圧力調整弁３５にて設定圧を越える余剰燃料がベーパーセパレータタンク２９に戻され、必要な高圧燃料分のみを燃料供給レール３３に供給し、各気筒７ａ〜７ｆに装着した燃料噴射弁１３に供給される。オイルポンプ２１は、クランク軸１０の回転により駆動され、オイルをサブタンク５０、メインタンク５１から吸気通路１９内に供給しエンジン内部を潤滑する。このとき、図４（Ｂ）に示すように気筒内で発生する燃焼火炎は噴孔１３ｇに到達し、噴孔１３ｇの表面および内部にデポジット（燃料炭化物）Ｄが付着し、その結果、燃料噴射量が低下し、正確な空燃比制御ができなくなる。そこで、本発明においては、プリミックス用オイルポンプ５３を駆動させ、メインタンク５１のオイルをフィルタ５２、チェック弁５４を介してベーパーセパレータタンク２９に供給することにより、燃料中に清浄剤入りのオイルを混入し、燃料噴射弁１３の噴孔１３ｇに付着したデポジットＤを除去するようにしている。
【００１５】
ここで、プリミックス用のオイルは、燃料噴射弁１３の噴孔の洗浄を図るためなので、多量のオイル混合の必要はなく、また、過度にオイルをプリミックスすることにより白煙、オイル消費の悪化、プラグファールが発生してしまう。そこで、本発明においては、オイルのプリミックス量が最適になるように制御するようにしている。
【００１６】
図５は、プリミックス用オイルの制御例を示すフロー図、図６は図５の制御を説明するための図である。本例は空燃比制御を行う場合に適用するものである。空燃比制御は、燃焼後の排気の空燃比を検出する空燃比センサ４６を設け、目標空燃比になるように気筒内に吸入される燃料噴射量をフィードバック制御する方式、すなわち、空燃比がリーン側からリッチ側になると燃料噴射量を減少させるように制御し、この制御により次第に空燃比がリーン側に変化してゆき、空燃比がリッチ側からリーン側になると燃料噴射量を増大させるように制御することにより、平均的に目標空燃比となるように燃料噴射量を制御する方式である。
【００１７】
この制御において、燃料噴射弁１３の噴孔１３ｇにデポジットＤが付着すると、図６（Ａ）に示すように燃料噴射量は低下してゆき、そのため、空燃比補正（増量）係数が増大してゆく。そこで、図５のステップＳ１で、空燃比フィードバック補正量（係数）を読み込み、ステップＳ２で補正量が所定値（例えば１．０５）以上か否かを判定し、所定値以上であればステップＳ４でプリミックスオイル量増量係数を図６（Ｃ）に示すように最大値（例えば１．２）に設定する。この設定によりプリミックスオイル量が増量され、燃料噴射弁１３の噴孔１３ｇが洗浄されていくにしたがい、図６（Ａ）に示すように、噴射量の低下がとまり、やがて噴射量低下率は減少していく。そのため、ステップＳ２で補正量が１．０５以上でないと判定された後、ステップＳ３でオイル増量制御中と判定され、ステップＳ６に進みここで補正量が所定値（例えば１．０２５）以上か否かが判定される。所定値以上であればステップＳ７で、プリミックスオイル量増量係数を図６（Ｃ）に示すように最小値（例えば１．１）に減少させる。そして、このルーチンが繰り返され、ステップＳ６で１．０２５以上でないと判定された場合には、ステップＳ５でプリミックスオイル量増量係数を１．０（すなわちオイルを混入させないまたは増量しない）に設定する。
【００１８】
オイルプリミックス量の制御は、プリミックス用オイルポンプ５３が電磁ポンプの場合には、図７に示すように、ソレノイドへの通電回数を（Ａ）の状態から減少させて（Ｂ）のように制御する方法や、（Ｃ）に示すように周波数を変える方法により行う。
【００１９】
図８は、プリミックス用オイルの他の制御例を示すフロー図、図９は図８の制御を説明するための図である。図８のステップＳ１１でエンジン回転数、エンジン負荷およびエンジン温度（代用オイル温度）を読み込み、ステップＳ１２で図９（Ｃ）に示す関数曲線からオイル粘度補正係数Ａを演算する。次に、ステップＳ１３で、図９（Ｂ）に示す基本オイル吐出量マップＦmnより基本オイル量Ｆを演算する。これは、燃料噴射弁１３の噴孔１３ｇに付着するデポジットＤの量は、燃料噴射弁１３の先端バルブシート部１３ｄの温度が高くなると多くなり、そして、バルブシート部１３ｄの温度は、図９（Ａ）に示すように、エンジン負荷とエンジン回転数によりほぼ求められる。そこで、図９（Ｂ）に示す基本オイル吐出量マップＦmnが予め作成されている。
【００２０】
次に、ステップＳ１４において、エンジン総運転時間が所定時間（例えば３０時間）以下の慣らし運転時か否かが判定され、慣らし運転と判定された場合には、ステップＳ１５で慣らし時係数Ｈ＝ｇ（ｔ）により、基本オイル量をＦ×Ｈに補正し、次に、ステップＳ１６で過度時か否かを判定し、加速時であればステップＳ１７で加速時補正係数Ｊにより、基本オイル量をＦ×Ｊに増量補正してオイルが燃料噴射弁１３に速やかに供給されるようにし、減速時であればステップＳ１８でオイル量をカットまたは減量補正し、そして、最終的に、ステップＳ１９でオイル供給用電磁ソレノイド（プリミックス用オイルポンプ５３）に通電する。
【００２１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、プリミックス用のオイルポンプ５３を採用しているが、これを用いないで、エンジン潤滑用のオイルポンプ２１の吐出側からオイルを分岐させ、これを電磁弁を介して燃料系に供給するようにしてもよい。
【００２２】
また、上記実施形態においては、船外機に適用した例について説明しているが、エンジンを船体側に設置するマリンエンジンや自動車用エンジンに適用してもよい。また、上記実施形態においては、筒内噴射式２サイクルエンジンに適用した例について説明しているが、４サイクルエンジンにも適用可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１、３記載の発明によれば、内弁タイプの燃料噴射弁を使用しても噴孔内にデポジットが付着しないようにすることができ、
請求項２記載の発明によれば、プリミックス用の電動オイルポンプを設けることにより、オイルプリミックス量を正確に制御することができ、
請求項４記載の発明によれば、２サイクルエンジンを搭載したマリンエンジンに好適に採用することができ、
請求項５〜９記載の発明によれば、常に必要量のオイルを供給することができ、白煙発生、オイル消費の悪化、プラグファールを防止することができ、とくに、
請求項４記載の発明によれば、燃料噴射弁先端温度に応じてプリミックスオイル量を制御することにより、必要なオイル量を供給し的確にデポジットを洗浄することができ、
請求項６記載の発明によれば、応答遅れのない正確な空燃比制御を行うことができ、
請求項７記載の発明によれば、加速時または減速時に応答遅れがなくプリミックスオイルを供給することができ、
請求項８記載の発明によればし、慣らし運転時にプリミックスオイル量を増量させることにより、シリンダ回りの潤滑を十分に行うことができ、
請求項９記載の発明によれば、低温時におけるオイル粘度の変化に対応して的確にデポジットを洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態を示す船外機の模式図であり、図（Ａ）はエンジンの平面図、図１（Ｂ）は図（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図、図（Ｃ）は船外機の側面図、図（Ｄ）は燃料供給系の構成図である。
【図２】図１のプリミックス用オイルポンプの例を示し、図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ方向から見た図、図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）のＣ−Ｃ線で切断し矢印方向に見た断面図である。
【図３】図１のベーパーセパレータタンクの構成を示す断面図である。
【図４】図１の燃料噴射弁を示し、図４（Ａ）は全体構成を示す断面図、図４（Ｂ）は燃料噴射弁のシリンダヘッドへの取付状態を示す断面図である。
【図５】プリミックス用オイルの制御例を示すフロー図である。
【図６】図５の制御を説明するための図である。
【図７】本発明におけるプリミックス用オイルポンプの制御を説明するための図である。
【図８】プリミックス用オイルの他の制御例を示すフロー図である。
【図９】図８の制御を説明するための図である。
【符号の説明】
１３…燃料噴射弁
２１…エンジン潤滑用オイルポンプ
３０…予圧燃料ポンプ
３２…高圧燃料ポンプ
５１…オイルタンク
５３…プリミックス用オイルポンプ
【図１】
0004155480.tif 000002
【図２】
0004155480.tif 000003
【図３】
0004155480.tif 000004
【図４】
0004155480.tif 000005
【図５】
0004155480.tif 000006
【図６】
0004155480.tif 000007
【図７】
0004155480.tif 000008
【図８】
0004155480.tif 000009
【図９】
0004155480.tif 000010