JP2006144666A - 内燃機関の燃料供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】 機関冷間時における吸気通路噴射時の排気性状を改善し、かつ筒内噴射用インジェクタ先端部へのデポジット堆積を抑制する内燃機関の燃料供給システムを提供する。
【解決手段】 内燃機関は、筒内へ燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路へ燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタ１２０を有する。ＤＩデリバリパイプ１３０は、高圧燃料ポンプ１５５から供給された燃料を上流側から受けて筒内噴射用インジェクタ１１０へ分配する。ＰＦＩデリバリパイプ１６０は、ＤＩデリバリパイプ１３０を通過した燃料を上流側から受けて吸気通路噴射用インジェクタ１２０へ分配する。すなわち、燃料供給システム中において、ＤＩデリバリパイプ１３０およびＰＦＩデリバリパイプ１６０は、内燃機関からの受熱量が大きいＤＩデリバリパイプ１３０が上流側に位置するように、互いに直列に接続される。
【選択図】 図２

Description

この発明は、内燃機関の燃料供給システムに関し、より特定的には、筒内に向けて燃料噴射する第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）と吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料噴射する第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）とを備えた内燃機関の燃料供給システムに関する。

筒内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ（燃料噴射弁）と、吸気ポート内に燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタ（燃焼噴射弁）とを備え、運転状態に応じて筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを制御して、吸気通路噴射および筒内直接噴射を組合わせて燃料を噴射させる燃料噴射装置が知られている（たとえば特許文献１）。

このような内燃機関の燃料供給システムとしては、燃料タンクから内燃機関近傍まで設けられた１つの燃料ラインが内燃機関近傍で分岐することにより吸気通路噴射用インジェクタと筒内噴射用インジェクタとにそれぞれ燃料が供給される構成が一般的である。しかし、このような構成では、内燃機関の近傍に設けられた燃料ラインの構成が複雑化することとなり、燃料タンクから供給された燃料は、内燃機関のエンジンブロックから多くの熱を受ける場合がある。一般的に、吸気通路噴射用インジェクタに供給される燃料は、燃料タンクから低圧燃料ポンプによって汲み上げられて供給される低圧の燃料であるため、エンジンブロックから多くの熱を受けた場合には、吸気通路噴射用インジェクタに燃料を供給する燃料ラインもしくはデリバリパイプ内で燃料が部分的に蒸発してしまうベーパーロックが発生する可能性があることが指摘されている。

このため、たとえば特許文献２には、燃料タンク−低圧燃料ポンプ−燃料圧レギュレータ（プレッシャレギュレータ）−吸気通路噴射用（低圧）デリバリパイプ−高圧燃料ポンプ−筒内噴射用（高圧）デリバリパイプ−リリーフ弁を直列に配置した燃料供給システムが開示されている。このような燃料供給システムでは、吸気通路噴射用インジェクタに接続される配管内で発生するベーパーロックに起因する燃料噴射不良を簡単な構成で防止することが可能となる。
特開平７−１０３０４８号公報 特開２００４−２７８３４７号公報

一方で、機関冷間時にあっては、気筒内における燃料の霧化が促進され難いために、筒内噴射された燃料は、機関ピストンの頂面（ピストン頂面）や気筒内周面（シリンダ内周面（ボア））に多量に付着してしまう傾向がある。この付着燃料のうち、特にピストン頂面への付着分は、その後の機関燃焼時に徐々に霧化され、不完全燃焼して気筒内から排出されるようになる。その結果、黒煙の発生や未燃成分の増大等、排気性状の悪化を招くこととなる。また、付着燃料のうち、気筒内周面への付着分は、機関ピストンの潤滑のために同気筒内周面に付着している潤滑油と混合されるようになる。その結果、燃料による潤滑油の希釈、いわゆる燃料希釈が発生して、内燃機関の潤滑性能が低下する可能性がある。

したがって、排気性状の悪化や内燃機関の潤滑性能低下などの悪影響を考慮すれば、機関冷間時における均質燃焼運転では、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射は避けて、吸気通路噴射用インジェクタから燃料噴射を行なうことが好ましい。
しかしながら、特許文献２に開示された燃料噴射装置では、吸気通路噴射用デリバリパイプの方が上流側に位置するように、吸気通路噴射用デリバリパイプおよび筒内噴射用デリバリパイプが直列に接続されている。このため、機関冷間時においては、筒内噴射用デリバリパイプ内の燃料温度の上昇が遅く、吸気通路噴射用インジェクタからの噴射燃料の噴霧粒径が大きくなって排気性状が悪化しやすくなる。

一方、内燃機関の運転が進むと（機関温間時）、燃焼室内での燃料燃焼に伴い筒内噴射用インジェクタの先端温度が上昇する。先端温度の上昇に伴い、筒内噴射用インジェクタ先端の噴孔部にデポジットが堆積されやすくなってしまうので、筒内噴射用インジェクタを冷却するために、筒内噴射用デリバリパイプ内の燃料温度は低い方が好ましい。

しかしながら、特許文献２に開示された構成では、筒内噴射用デリバリパイプの方が下流側に配置されるため、燃料ポンプからの全供給燃料量から吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射量を差し引いた燃料量だけが、高圧燃料ポンプによって昇圧されて筒内噴射用デリバリパイプへ供給される。すなわち、筒内噴射用デリバリパイプ内の燃料流量が小さいので、内燃機関からの受熱によって筒内噴射用デリバリパイプ内の燃料温度が上昇しやすくなる。このため、筒内噴射用インジェクタの冷却効果が十分得られず、デポジット堆積に対して不利である。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、筒内に向けて燃料噴射する第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）と吸気通路および／または吸気ポート内に向けて燃料噴射する第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）とを備えた内燃機関において、機関冷間時の吸気通路噴射での排気性状の改善、ならびに筒内噴射用インジェクタ先端部へのデポジット堆積の抑制が可能な燃料供給システムを提供することである。

本発明に従う内燃機関の燃料供給システムは、筒内へ燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段および吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段を備える内燃機関の燃料供給システムであって、燃料ポンプと、第１の燃料分配管と、第２の燃料分配管とを備える。燃料ポンプは、燃料タンク内の燃料を所定圧力で吐出する。第１の燃料分配管は、燃料ポンプより吐出される燃料を上流側より受けて、第１の燃料噴射手段へ分配して筒内へ噴射させるために設けられる。第２の燃料分配管は、上流側より受けた燃料を第２の燃料噴射手段へ分配して吸気通路内へ噴射させるために設けられる。第１および第２の燃料分配管が直列に接続されるように、第２の燃料分配管の上流側は、第１の燃料分配管の下流側と接続される。

上記内燃機関の燃料供給システムによれば、筒内燃料噴射のための第１の燃料分配管および吸気通路噴射のための第２の燃料分配管を直列に接続して、燃料経路の分岐を不要としてシステム構成の複雑化を回避した上で、第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）から噴射される燃料が、第１の燃料分配管（ＤＩデリバリパイプ）を通過した後に第２の燃料分配管（ＰＦＩデリバリパイプ）へ供給される構成とすることができる。

このため、第２の燃料分配管が上流側に配置される構成と比較して、機関冷間時における第２の燃料噴射手段からの噴射燃料の温度を速やかに上昇させることができる。したがって、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）からの燃料噴射を避けることが好ましい機関冷間時において、第２の燃料噴射手段からの噴射燃料の噴霧粒径を微細化できるので、排気性状の悪化を防止できる。

また、第２の燃料分配管が上流側に配置される構成と比較して、第１の燃料分配管の燃料流量が大きいので、機関温間時には内燃機関の運転に伴う第１の燃料分配管内の燃料温度上昇が抑制される。この結果、第１の燃料分配管内の通過燃料あるいは噴射燃料による第１の燃料噴射手段の冷却効果を確保することができるので、筒内に燃料噴射する第１の燃料噴射手段の温度上昇を抑制して、デポジット堆積を防止することが可能となる。

好ましくは、本発明に従う内燃機関では、第１の燃料分配管は、内燃機関の受熱部に設置される。

上記内燃機関の燃料供給システムによれば、第１および第２の燃料噴射手段からの噴射燃料の両方が受熱量の大きい第１の燃料分配管を通過するため、上述の機関冷間時における排気性状改善効果、および内燃機関の運転に伴う第１の燃料噴射手段へのデポジット堆積防止効果を、さらに顕著に得ることができる。

好ましくは、本発明に従う内燃機関は、第１の燃料圧調整手段と、第２の燃料圧調整手段とをさらに備える。燃料ポンプは、第１の所定圧力で燃料を吐出する。第１の燃料圧調整手段は、第１の燃料分配管の下流側に配置されて、第１の燃料分配管の燃料圧を第１の所定圧力に維持するために設けられる。第２の燃料圧調整手段は、第２の燃料分配管の下流側に配置されて、第２の燃料分配管の燃料圧を第１の所定圧力よりも低い第２の所定圧力に維持するために設けられる。

上記内燃機関の燃料供給システムによれば、直接筒内へ燃料噴射する第１の燃料噴射手段からの噴射圧力を燃料の噴霧化に必要な高圧力に設定する一方で、吸気通路へ燃料噴射する第２の燃料噴射手段からの噴射圧力を低圧力に設定する。したがって、高圧力での燃料噴霧が必須ではない第２の燃料噴射手段および第２の燃料分配管の設計耐圧を下げることにより、製造コストを削減できる。

さらに好ましくは、本発明に従う内燃機関では、第１の燃料圧調整手段は、燃料からの所定圧力印加時に開弁するとともに、電気信号にも応答して開弁可能なリリーフ弁で構成される。

上記内燃機関の燃料供給システムによれば、たとえば運転停止時にリリーフ弁を開弁して、第１の燃料分配管の下流側および第２の燃料分配管の上流側に圧力抜き経路を形成できる。したがって、内燃機関の運転停止中に第１および第２の燃料分配管内の燃料圧力を十分に低下させて、第１および第２の燃料噴射手段での油密を改善できる。この結果、次回の内燃機関始動時における排気性状の悪化を抑制できる。

あるいは好ましくは、本発明に従う内燃機関は、燃料圧調整手段をさらに備える。燃料圧調整手段は、第２の燃料分配管の下流側に配置され、燃料からの所定圧力印加時に該燃料を圧力抜き経路へ導くために設けられ、第１および第２の燃料噴射手段からの噴射燃料の圧力は同等である。

上記内燃機関の燃料供給システムによれば、直接筒内へ燃料噴射する第１の燃料噴射手段および吸気通路へ燃料噴射する第２の燃料噴射手段の各々での燃料噴射圧力が同等に、具体的には、筒内噴射燃料の霧化に必要な高圧力に設定される。この結果、燃料供給システム内での燃料圧力が一定となることによるシステム簡素化の効果に加えて、第２の燃料噴射手段からの噴射燃料の噴霧粒径をさらに微小化できる。したがって、機関冷間時における排気性状をさらに改善できる。

さらに好ましくは、本発明に従う内燃機関では、燃料圧調整手段は、燃料からの所定圧力印加時に開弁するとともに、電気信号にも応答して開弁可能なリリーフ弁で構成される。

上記内燃機関の燃料供給システムによれば、たとえば運転停止時にリリーフ弁を開弁して、第２の燃料分配管の下流側に圧力抜き経路を形成して、第１および第２の燃料分配管内の燃料圧力を低下させることができる。したがって、内燃機関の運転停止中における第１および第２の燃料噴射手段での油密を改善して、次回の内燃機関始動時における排気性状の悪化を防止できる。

本発明による内燃機関の燃料供給システムによれば、筒内に向けて燃料噴射する第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）と吸気通路および／または吸気ポート内に向けて燃料噴射する第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）とを備えた内燃機関において、機関冷間時における吸気通路噴射時の排気性状の改善、ならびに筒内噴射用インジェクタ先端部へのデポジット堆積の抑制を実現できる。

以下において、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その詳細な説明は原則として繰返さないものとする。

図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料供給システムを備えて構成されたエンジンシステムの概略構成図である。図１にはエンジンとして直列４気筒ガソリンエンジンを示すが、本発明の適用はこのようなエンジンに限定されるものではない。

図１に示すように、エンジン（内燃機関）１０は、４つの気筒１１２を備え、各気筒１１２はそれぞれ対応するインテークマニホールド（吸気通路）２０を介して共通のサージタンク３０に接続されている。サージタンク３０は、吸気ダクト４０を介してエアクリーナ５０に接続され、吸気ダクト４０内にはエアフローメータ４２が配置されるとともに、電動機６０によって駆動されるスロットルバルブ７０が配置されている。このスロットルバルブ７０は、アクセルペダル１００とは独立してエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいてその開度が制御される。一方、各気筒１１２は共通のエキゾーストマニホールド８０に連結され、このエキゾーストマニホールド８０は三元触媒コンバータ９０に連結されている。

各気筒１１２に対しては、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ１１０と、吸気ポートまたは／および吸気通路内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタ１２０とがそれぞれ設けられている。

これらインジェクタ１１０，１２０は、エンジンＥＣＵの出力信号に基づいてそれぞれ制御される。また、各筒内噴射用インジェクタ１１０は、共通の燃料分配管１３０（以下、ＤＩデリバリパイプとも称する）に接続されており、各吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、共通の燃料分配管１６０（以下、ＰＦＩデリバリパイプとも称する）に接続されている。ＤＩデリバリパイプ１３０およびＰＦＩデリバリパイプ１６０は、連結管２２０によって直列に接続される。ＤＩデリバリパイプ１３０およびＰＦＩデリバリパイプ１６０に対する燃料供給は、以下に詳細に説明する燃料供給部１５０によって実行される。

ＤＩデリバリパイプ１３０およびＰＦＩデリバリパイプ１６０は、内燃機関での燃料燃焼熱をともに受けるが、燃焼室内に配置された筒内噴射用インジェクタ１１０が形成されるＤＩデリバリパイプ１３０の方が、ＰＦＩデリバリパイプ１６０よりも受熱量が相対的に大きい。

エンジンＥＣＵ３００は、デジタルコンピュータから構成され、双方向性バス３１０を介して相互に接続されたＲＯＭ(Read Only Memory)３２０、ＲＡＭ(Random Access Memory)３３０、ＣＰＵ(Central Processing Unit)３４０、入力ポート３５０および出力ポート３６０を備えている。

エアフローメータ４２は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、このエアフローメータ４２の出力電圧はＡ／Ｄ変換器３７０を介して入力ポート３５０に入力される。エンジン１０には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ３８０が取付けられ、この水温センサ３８０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器３９０を介して入力ポート３５０に入力される。

ＤＩデリバリパイプ１３０には、ＤＩデリバリパイプ１３０内の燃料圧に比例した出力電圧を発生する燃料圧センサ４００が取付けられ、この燃料圧センサ４００の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４１０を介して入力ポート３５０に入力される。三元触媒コンバータ９０上流のエキゾーストマニホールド８０には、排気ガス中の酸素濃度に比例した出力電圧を発生する空燃比センサ４２０が取付けられ、この空燃比センサ４２０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４３０を介して入力ポート３５０に入力される。

本実施の形態に係るエンジンシステムにおける空燃比センサ４２０は、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）である。なお、空燃比センサ４２０としては、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ的に検出するＯ₂センサを用いてもよい。

アクセルペダル１００は、アクセルペダル１００の踏込み量に比例した出力電圧を発生するアクセル開度センサ４４０に接続され、アクセル開度センサ４４０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４５０を介して入力ポート３５０に入力される。また、入力ポート３５０には、機関回転数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ４６０が接続されている。エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０には、上述のアクセル開度センサ４４０および回転数センサ４６０により得られる機関負荷率および機関回転数に基づき、運転状態に対応させて設定されている燃料噴射量の値や機関冷却水温に基づく補正値などが予めマップ化されて記憶されている。

エンジンＥＣＵ３００は、所定プログラムの実行により各センサからの信号に基づいて、エンジンシステムの全体動作を制御するための各種制御信号を生成する。これらの制御信号は、出力ポート３６０および駆動回路４７０を介して、エンジンシステムを構成する機器・回路群へ送出される。

本発明の実施の形態に係るエンジン１０では、各気筒１１２に筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の両方が設けられているため、上記のように算出された必要な全燃料噴射量について、筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の間での燃料噴射分担比率制御を行なう必要がある。

基本的には、エンジンＥＣＵ３００は、エンジン温度やエンジンの運転状態（回転率および負荷率）に応じて、予め作成されたマップの参照によって、燃料噴射分担比率が設定され、設定された燃料噴射分担比率に従って、筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の両方による燃料噴射あるいは、筒内噴射用インジェクタ１１０のみによる燃料噴射が行なわれる。なお、概略的には、筒内噴射用インジェクタ１１０は、出力性能の上昇に寄与し、吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、混合気の均一性に寄与する。ただし、既に説明したように、排気性状および潤滑性能の維持の面から、関冷間時には、吸気通路噴射用インジェクタ１２０のみによって燃料噴射を行なうように燃料噴射分担比率が設定される。

次に、本発明の実施の形態に従う内燃機関の燃料供給システムの構成について、図２を用いて詳細に説明する。

図２を参照して、低圧燃料ポンプ（フィードポンプ）１８０、燃料フィルタ１９０、燃料タンク２００、高圧燃料ポンプ１５５および電磁スピル弁（調量弁）１５６は、図１に示した燃料供給部１５０に含まれる。

電動駆動式の低圧燃料ポンプ１８０は、燃料タンク２００に蓄えられた燃料を所定圧力（低圧）で吐出する。低圧燃料ポンプ１８０の運転期間および吐出燃料量（流量）は、ＥＣＵ３００♯からの制御信号に基づいて制御される。ここで、ＥＣＵ３００♯は、図１に示したエンジンＥＣＵ３００のうち、燃料噴射システム制御に関する機能部分に相当するものとする。

低圧燃料ポンプ１８０の吐出側は、燃料フィルタ１９０を介して、高圧燃料ポンプ１５５の吸入側に連結されている。高圧燃料ポンプ１５５の吐出側は、燃料配管２１０に向けて流通可能な逆止弁２４０を介して、燃料配管２１０と連結される。燃料配管２１０は、筒内噴射用インジェクタ１１０を備えた管体として形成されるＤＩデリバリパイプ１３０の上流側と連結される。

高圧燃料ポンプ１５５の吐出側は電磁スピル弁１５６を介して高圧燃料ポンプ１５５の吸入側に連結されている。高圧燃料ポンプ１５５は、機関駆動式のポンプとして設けられ、たとえば、エンジン１０の運転により回転駆動されるポンプ用カムの回転に伴ってシリンダ内を往復駆動されるプランジャによって、加圧室内に吸入された燃料を圧縮することにより昇圧して、所定圧力（高圧：たとえば１２ＭＰａ程度）で吐出する。この所定圧力（高圧）は、筒内噴射燃料の霧化に必要なレベルに設定される。

高圧燃料ポンプ１５５が低圧燃料ポンプ１８０の吐出燃料を加圧室へ吸入する吸入行程では、電磁スピル弁１５６は開弁される。一方、高圧燃料ポンプ１５５の吐出（加圧）行程では、電磁スピル弁１５６の閉弁期間において、加圧室内でプランジャにより圧縮された燃料が燃料配管２１０へ圧送される一方で、電磁スピル弁１５６の開弁期間には、加圧室内の燃料が高圧燃料ポンプ１５５の吸入側に逆流して燃料の圧縮動作が行なわれない。

このような構成とすることにより、ＥＣＵ３００♯による電磁スピル弁１５６の開閉制御によって、高圧燃料ポンプ１５５からの吐出燃料量を調量可能となる。この結果、高圧燃料ポンプ１５５では、必要な全燃料噴射量を超えた不必要な燃料圧縮動作を行なう必要がなくなるので、高圧燃料ポンプ１５５の駆動力源であるエンジン１０の燃費が改善される。

ＤＩデリバリパイプ１３０は、燃料配管２１０を介して高圧燃料ポンプ１５５より吐出される燃料を上流側より受けて、各筒内噴射用インジェクタ１１０へ分配して内燃機関内（筒内）へ噴射させる。さらに、ＤＩデリバリパイプ１３０の下流側には機械式リリーフ弁２５０が設けられる。機械式リリーフ弁２５０は、設定圧力（高圧：たとえば１２ＭＰａ程度）以上の印加によって開弁し、ＤＩデリバリパイプ１３０内の燃料を連結管２２０へ導く。これにより、ＤＩデリバリパイプ１３０内の燃料圧が所定圧力に維持される。

連結管２２０を介してＤＩデリバリパイプ１３０から送出された燃料は、ＰＦＩデリバリパイプ１６０の上流側へ供給される。ＰＦＩデリバリパイプ１６０は、連結管２２０よりの燃料を上流側より受けて各吸気通路噴射用インジェクタ１２０へ分配して、内燃機関内（吸気通路内）へ噴射させる。

さらに、ＰＦＩデリバリパイプ１６０の下流側には、圧力抜き経路２３０との間にプレッシャレギュレータ２６０が設けられる。プレッシャレギュレータ２６０は、ＰＦＩデリバリパイプ１６０の下流側における燃料の圧力が予め定められた設定燃料圧（低圧：たとえば４００ｋＰａ）よりも高くなると、当該燃料を圧力抜き経路２３０へ導くように構成されている。したがって、ＰＦＩデリバリパイプ１６０内の燃料圧力は、ＤＩデリバリパイプ１３０内の燃料圧力（高圧）よりも低い所定圧力（低圧）に維持される。圧力抜き経路２３０へ導かれた燃料は、たとえば燃料タンク２００へ戻される。

なお、この所定圧力（低圧）は、吸気通路噴射燃料の霧化に必要なレベルであればよいので、高圧燃料ポンプ１５５の吐出圧（すなわち高圧）よりも低く設定してもよい。ＰＦＩデリバリパイプ１６０内の設定燃料圧力を、ＤＩデリバリパイプ１３０内の設定燃料圧力よりも低くすることにより、高圧力での燃料噴霧が必須ではない吸気通路噴射用インジェクタ１２０およびＰＦＩデリバリパイプ１６０の設計耐圧を下げられるので、製造コストを削減できる。

以上説明したように、本発明の実施の形態による燃料供給システムでは、ＤＩデリバリパイプ１３０およびＰＦＩデリバリパイプ１６０を直列に接続した構成において、内燃機関からの受熱量が相対的に大きい筒内燃料噴射用のＤＩデリバリパイプ１３０を上流側に配置している。

このような構成とすることにより、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの噴射燃料は、受熱量の大きいＤＩデリバリパイプ１３０の通過後にＰＦＩデリバリパイプ１６０へ供給される。したがって、エンジン始動時等の機関冷間時においても、ＰＦＩデリバリパイプ１３０内の燃料温度、すなわち吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの噴射燃料の温度を速やかに上昇させることができる。この結果、機関冷間時における吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの噴射燃料の噴霧粒径を微細化して、排気性状の悪化を防止することができる。

一方、エンジン始動後に、内燃機関内での燃焼が進んだ後では筒内噴射用インジェクタ１１０の温度上昇によるデポジット堆積が懸念される。本発明の実施の形態による燃料供給システムでは、筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の両方からの噴射燃料、すなわち全燃料噴射量がＤＩデリバリパイプ１３０内を通過する構成となっているので、ＤＩデリバリパイプ１３０内の燃料温度の上昇を抑制することができる。この結果、ＤＩデリバリパイプ１３０内の通過燃料、あるいはインジェクタからの噴射燃料による筒内噴射用インジェクタ１１０の冷却効果を確保することができるので、筒内噴射用インジェクタ１１０の先端温度の上昇を抑制して、デポジット堆積を防止することが可能となる。

すなわち、図２に示した燃料供給システムと本発明との対応関係を説明すれば、低圧燃料ポンプ１８０および高圧燃料ポンプ１５５がこの発明における「燃料ポンプ」に対応し、ＤＩデリバリパイプ１３０は本発明の「第１の燃料分配管」に対応し、ＰＦＩデリバリパイプ１６０が本発明の「第２の燃料分配管」に対応する。また、機械式リリーフ弁１５０が本発明の「第１の燃料圧調整手段」に対応し、プレッシャレギュレータ２６０が本発明の「第２の燃料圧調整手段」に対応する。

なお、本発明の実施の形態による燃料供給システムでは、筒内噴射用および吸気通路噴射用の両方の噴射燃料を高圧燃料ポンプ１５５から吐出する必要があるため、高圧燃料ポンプ１５５からの吐出量は比較的多くなる。このため、高圧燃料ポンプ１５５については、上述のような電磁スピル弁１５６によって吐出量を調量可能な構成とする他に、電磁スピル弁１５６の配置を省略して、吸入した全燃料を圧縮して燃料配管２１０へ吐出する簡易な構成としてもよい。

あるいは、図３に示すように、ＤＩデリバリパイプ１３０の下流側に、機械式リリーフ弁２５０に代えて電磁弁付きのリリーフ弁２５５を設ける構成としてもよい。

図３を参照して、電磁弁付きリリーフ弁２５５は、図２に示した機械式リリーフ弁２５０の機能に加えて、ＥＣＵ３００♯からの電磁弁開指令ＳＶ０に応答して開弁し、ＤＩデリバリパイプ１３０の下流側および連結管２２０（すなわち、ＰＦＩデリバリパイプ１６０の上流側）を圧力抜き経路２３０と連通させる。

たとえば、車両運転停止時に、ＥＣＵ３００♯により電磁弁付きリリーフ弁２５５を開弁することにより、ＤＩデリバリパイプ１３０およびＰＦＩデリバリパイプ１６０内の燃料圧を十分に低下させることができる。これにより、運転停止中における、筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０での油密を改善して、これらのインジェクタから滲み出る燃料により次回のエンジン始動時における排気性状の悪化を抑制できる。

［実施の形態の変形例］
次に、この発明の実施の形態の変形例に係る燃料供給システムの構成について図４を用いて説明する。

図４を参照して、この発明の実施の形態の変形例に係る燃料供給システムは、図２および図３に示した燃料供給システムと比較して、ＤＩデリバリパイプ１３０の下流側における燃料圧調整手段（図２の機械式リリーフ弁２５０または電磁弁付きリリーフ弁２５５）の配置が省略されている点と、ＰＦＩデリバリパイプ１６０の下流側と圧力抜き経路２３０との間に、機械式リリーフ弁２７０が設けられている点とで異なる。

機械式リリーフ弁２７０は、図２に示した機械式リリーフ弁２５０と同様の機能を有し、設定圧力（高圧：たとえば１２ＭＰａ程度）以上の印加によって開弁し、ＰＦＩデリバリパイプ１６０内の燃料を圧力抜き経路２３０へ導く。すなわち、機械式リリーフ弁２７０は、本発明での「燃料圧調整手段」に対応する。

したがって、図４に示す燃料供給システムでは、ＰＦＩデリバリパイプ１６０内の燃料圧についても、ＤＩデリバリパイプ１３０と同様に高圧に設定される。これにより、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射に加えて、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射についても高圧で行なわれる。

このような構成とすることにより、図２に示した燃料供給システムと比較して、両インジェクタからの燃料噴射圧が同一となるのでシステムの簡素化が図れるとともに、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの噴射燃料の噴霧粒径をさらに微細化することが可能となるので、機関冷間時を始めとして吸気通路噴射時の排気性状をさらに改善することができる。

あるいは、図５に示すように、ＰＦＩデリバリパイプ１６０の後段に設けられる機械式リリーフ弁２７０を、電磁弁開指令ＳＶ０に応答して開弁する電磁弁付きリリーフ弁２７５に置換してもよい。

図５を参照して、電磁弁付きリリーフ弁２７５は、機械式リリーフ弁２７０の機能に加えて、ＥＣＵ３００♯からの電磁弁開指令ＳＶ０に応答して、ＰＦＩデリバリパイプ１６０の下流側を圧力抜き経路２３０と連通させる。

電磁弁付きリリーフ弁２５５と同様に、電磁弁付きリリーフ弁２７５を車両運転停止時にＥＣＵ３００♯からの指令によって開弁することにより、ＤＩデリバリパイプ１３０およびＰＦＩデリバリパイプ１６０内の燃料圧を十分に低下させて、運転停止中における、筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０での油密を改善できる。この結果、各インジェクタから滲み出る燃料により次回のエンジン始動時における排気性状の悪化を抑制できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料供給システムを備えて構成されたエンジンシステムの概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料供給システムの構成図である。 本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料供給システムの他の例を示す構成図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る内燃機関の燃料供給システムの構成図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る内燃機関の燃料供給システムの他の例を示す構成図である。

符号の説明

１０ エンジン、２０ インテークマニホールド（吸気通路）、３０ サージタンク、４０ 吸気ダクト、４２ エアフローメータ、５０ エアクリーナ、６０ 電動機、７０ スロットルバルブ、８０ エキゾーストマニホールド、９０ 三元触媒コンバータ、１００ アクセルペダル、１１０ 筒内噴射用インジェクタ、１１２ 気筒、１２０ 吸気通路噴射用インジェクタ、１３０ 燃料分配管（ＤＩデリバリパイプ）、１５０ 燃料供給部、１５５ 高圧燃料ポンプ、１５６ 電磁スピル弁（調量弁）、１６０ 燃料分配管（ＰＦＩデリバリパイプ）、１８０ 低圧燃料ポンプ、１９０ 燃料フィルタ、２００ 燃料タンク、２１０ 燃料配管、２２０ 連結管、２３０ 圧力抜き経路、２４０ 逆止弁、２５０，２７０ 機械式リリーフ弁、２５５，２７５ 電磁弁付きリリーフ弁、２６０ プレッシャレギュレータ、３００，３００♯ ＥＣＵ、３８０ 水温センサ、４００ 燃料圧センサ、４２０ 空燃比センサ、４４０ アクセル開度センサ、４６０ 回転数センサ、ＳＶ０ 電磁弁開指令。

Claims (6)

1. 筒内へ燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段および吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段を備えた内燃機関の燃料供給システムであって、
   燃料タンク内の燃料を所定圧力で吐出するための燃料ポンプと、
   前記燃料ポンプより吐出される燃料を上流側より受けて、前記第１の燃料噴射手段へ分配して前記筒内へ噴射させるために設けられた第１の燃料分配管と、
   上流側より受けた燃料を前記第２の燃料噴射手段へ分配して前記吸気通路内へ噴射させるために設けられた第２の燃料分配管とを備え、
   前記第１および第２の燃料分配管が直列に接続されるように、前記第２の燃料分配管の上流側は、前記第１の燃料分配管の下流側と接続される、内燃機関の燃料供給システム。
2. 前記第１の燃料分配管は、前記内燃機関の受熱部に設置される、請求項１記載の内燃機関の燃料供給システム。
3. 前記燃料ポンプは、第１の所定圧力で燃料を吐出し、
   前記内燃機関の燃料供給システムは、
   前記第１の燃料分配管の下流側に配置されて、前記第１の燃料分配管の燃料圧を前記第１の所定圧力に維持するための第１の燃料圧調整手段と、
   前記第２の燃料分配管の下流側に配置されて、前記第２の燃料分配管の燃料圧を前記第１の所定圧力よりも低い第２の所定圧力に維持するための第２の燃料圧調整手段とをさらに備える、請求項１記載の内燃機関の燃料供給システム。
4. 前記第１の燃料圧調整手段は、燃料からの所定圧力印加時に開弁するとともに、電気信号にも応答して開弁可能なリリーフ弁で構成される、請求項３記載の内燃機関の燃料供給システム。
5. 前記第２の燃料分配管の下流側に配置され、燃料からの所定圧力印加時に該燃料を圧力抜き経路へ導くための燃料圧調整手段をさらに備え、
   前記第１および第２の燃料噴射手段からの噴射燃料の圧力は同等である、請求項１記載の内燃機関の燃料供給システム。
6. 前記燃料圧調整手段は、燃料からの所定圧力印加時に開弁するとともに、電気信号にも応答して開弁可能なリリーフ弁で構成される、請求項１記載の内燃機関の燃料供給システム。

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