JPH05195887A - エンジンの燃料供給装置、燃料噴射弁及び燃料気化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン低温始動時の燃料供給において、効
率の良い燃料気化と燃料微粒化を図り低温始動運転の向
上を図る。 【構成】 燃料供給系通路９を、噴射弁３に通じる主通
路９ａと、これと分かれた副通路９ｂとで構成し、副通
路９ｂを燃料微粒化用のバイパス空気通路１０の途中位
置に切換弁１２を介して接続する。副通路９ｂ又はバイ
パス１０の切換弁下流側通路１０ｂにヒータ付き気化部
１１を設ける。切換弁下流側通路１０ｂは低温始動時に
副通路９ｂと通じて通過燃料を気化部１１にて気化さ
せ、気化燃料が噴射弁３の燃料噴射空間３５に噴出し、
噴射弁３からの噴射燃料に衝突する。副通路９ｂは専用
のものでもよい。また、気化燃料は、燃料タンクで自然
気化したものを導入してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンに燃料を供給す
る装置に係り、更に詳細には、燃料を気化させて低温始
動性を向上させる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンの燃焼効率を図るた
めに、供給する燃料の気化或いは霧化促進を図る種々の
技術が提案されている。

【０００３】例えば、特開昭５６−６０４４号公報に
記載の装置（内燃機関の燃料霧化促進装置）では、燃料
噴射弁の噴射孔外周に多数の空気噴出口を設け、この空
気噴出口に排気ガスによって加熱された空気を通して、
燃料噴射弁の噴射孔を加熱させつつ燃料噴射空間に噴出
させており、特開昭６２−２５５５３９号、特開昭６
２−２５５５４０号、特開昭６３−４１６５９号公報等
に記載の装置（燃料噴射式エンジンの燃料制御装置）で
は、噴射弁に燃料を送る燃料供給通路に加熱器及び加圧
手段を設けて、燃料を噴射時に減圧沸騰させる程度に加
圧，加熱したり、特開昭６３−１７０５５５号公報に
記載の装置（燃料噴射弁）では、燃料噴射弁の噴孔を形
成する部材にヒータを付加することで、噴射孔から噴出
する燃料を加熱して霧化促進を図ったり、特開平１−
２６２３３７号公報に記載の装置（アルコール内燃機関
の電子制御燃料噴射装置）では、通常運転時用の燃料噴
射弁のほかに始動時用の噴射弁（以下、補助噴射弁とす
る）を吸気マニホルドの集合部（コレクタ）に設けると
共に、補助噴射弁の噴霧燃料を加熱する手段を設け、始
動時に機関温度が設定値以下の場合には、補助噴射弁及
びその加熱手段を駆動し、且つアシストエア源から通常
運転時用燃料噴射源に燃料微粒化用のアシストエアを供
給したり、特開平３−１５６４号公報に記載の装置
（熱面衝突式着火式内燃機関）のように、ディーゼルエ
ンジンの燃焼室内に電気的な加熱部材を配置し、その加
熱表面に向けて燃料噴射弁から連続液体流の形で燃料を
噴射させることで、燃料気化促進を図る技術等、種々提
案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の装置におい
て、燃料の気化を図る場合には、気化のためのヒータの
加熱容量を小さくしつつ効率の良い気化を図ることが、
実用化を図る上で重要である。

【０００５】この点、の従来技術は排気ガスで加熱さ
れた空気により噴射孔外周を加熱するため、排気熱を空
気を媒体として噴射孔に伝えて加熱し、の従来技術は
噴射弁の噴孔を形成する金属部材をヒータで加熱するた
め、これらは間接的な加熱方式となり、その分気化を早
めるには、熱容量を大きくする必要がある。また、
の従来技術では噴射弁或いは始動時用の補助噴射弁に供
給する燃料を全て加熱するので、その分、熱容量が大き
くなり、の従来技術は、燃焼室に加熱部材を設けるた
め、使用上の用途が限定されると共に、燃料の一部しか
加熱平板に当たらず、気化されない燃料が多く存在す
る。

【０００６】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、燃料気化手段の熱効率を従来以上に向上させて良
好な低温始動運転を保証することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために基本的には次のような課題解決手段を提案す
る。以下、内容の理解を容易にするため、実施例に用い
た図面の一部の符号を参照しつつ説明する。

【０００８】一つは、例えば、図１６に示すように、計
量機能を有する燃料噴射弁３を備えたエンジンの燃料供
給装置において、燃料供給系の通路９として、燃料噴射
弁３に燃料を送るための主燃料供給通路９ａと、この主
燃料供給通路９ａから途中で分かれて或いは別個に設け
て出口９ｂ´が燃料噴射弁３の計量オリフィス下流の燃
料噴射空間（燃料噴射空間に気流を生じさせて噴射燃料
を微粒化させる空間を含む）３５に臨む副燃料供給通路
９ｂとを備え、副燃料供給通路９ｂにその通過燃料を気
化させるためのヒータ１１ａ付き気化部１１を設けて、
副燃料供給通路出口９ｂ´から噴出する気化燃料が燃料
噴射弁３から噴射される燃料に混入されるよう設定した
（これを第１の課題解決手段とする）。

【０００９】もう一つは、例えば図１に示すように、燃
料噴射弁３が、その計量オリフィス下流に燃料を微粒化
させるための気流を発生させる燃料微粒化空間３５を有
し、この燃料微粒化空間の気流発生用の空気を吸気通路
１の絞り弁２上流からバイパス通路１０（１０ａ，１０
ｂ）を介して導入するよう設定し、且つ燃料供給通路９
の途中を燃料噴射弁３に通じる主燃料供給通路９ａと該
主燃料供給通路から分れる副燃料供給通路９ｂとに分岐
して、この副燃料供給通路９ｂをバイパス通路１０の途
中に切換弁１２を介して接続し、この切換弁１２は、そ
の切換により、バイパス通路１０を吸気通路１の絞り弁
２上流と燃料噴射弁３の燃料微粒化空間３５とに連通さ
せる第１の切換モード（このモードの時は、バイパス通
路１０と副燃料供給通路９ｂとが遮断状態にある）と、
バイパス通路１０のうち切換弁１２の下流側通路１０ｂ
と副燃料供給通路９ｂとを連通させる第２の切換モード
（このモードの時は、バイパス通路１０の切換弁上流側
通路１０ａは遮断状態にある）とを実行する機能を有
し、副燃料供給通路９ｂ或いはバイパス通路１０の切換
弁下流側通路１０ｂに、前記第２の切換モードの時に導
入される通過燃料を加熱気化するヒータ１１ａ付き気化
部１１を設けた（これを第２の課題解決手段とする）。

【００１０】もう一つは、上記に代えて、図２０に示す
ように燃料噴射弁３に通じる燃料供給通路９の他に、燃
料タン７内の気体層（燃料が自然気化してタンク上部空
間に溜る箇所）７ａの気化燃料を燃料噴射弁３の計量オ
リフィス下流の燃料噴射空間３５或いはこの燃料噴射空
間下流に導く気化燃料供給手段８０を設けたり、又は気
化燃料供給手段８０からの気化燃料を吸気マニホールド
のコレクタに導くようにする（これを第３の課題解決手
段とする）。

【００１１】なお、上記第１，第２，第３の課題解決手
段において、気化燃料は通常運転時に駆動される燃料噴
射弁の計量オリフィス下流の噴射空間に噴出させるほ
か、これに代えて図１８に示すようなエンジン低温始動
時用の補助燃料噴射弁３´（この補助燃料噴射弁３´は
吸気マニホールドのコレクタ５０に設けられる）の燃料
噴射空間に導くようにしてもよい。

【００１２】もう一つは、図２７に示すように、燃料噴
射弁３の計量オリフィス３４下流に燃料噴射空間となる
オリフィス１０１を有するチップ１００を装着し、この
チップ１００を電気ヒータ部材（電熱部材）で形成する
（これを第４の課題解決手段とする）。

【００１３】さらに、第４の課題解決手段の要素に加え
て、図２８，図２３に示すように、オリフィス１０１付
きチップ（電気ヒータ部材）１００の燃料噴射空間３５
或いはオリフィス１０１に旋回空気流を発生させる燃料
微粒化用空気通路１０２を設けて、この通路１０２を介
して、例えば吸気通路の空気を一部をバイパス通路を介
して導入するものを提案する（これを第５の課題解決手
段とする）。

【００１４】

【作用】第１の課題解決手段の作用…例えばエンジンの
低温始動時には、副燃料供給通路９ｂに設けた気化部１
１のヒータ１１ａを通電させて気化部１１を加熱させ
る。この場合、燃料供給系通路９の燃料は、主燃料供給
通路９ａを介して燃料噴射弁３に送られ、一方、副燃料
供給通路９ｂにも燃料の一部が通過する。副燃料供給通
路９ｂを通過する燃料は気化部１１により加熱気化さ
れ、燃料噴射弁３から噴射される燃料の噴射空間３５に
ガス気流となって噴出され、気化燃料が噴射弁３からの
噴射燃料に混入し、加えてその気流が噴射燃料に衝突す
ることにより燃料の微粒化促進も図る。

【００１５】第２の課題解決手段の作用…本課題解決手
段の場合には、例えばエンジンの低温始動時には、切換
弁１２により第２の切換モードを選択すると、バイパス
通路１０の切換弁下流側通路１０ｂと副燃料供給通路９
ｂとが連通する。これにより切換弁下流側通路１０ｂも
副燃料供給通路９ｂの一部となる。そのため、ヒータ１
１ａにより副燃料供給系側の気化部１１を加熱させれ
ば、上記第１の課題解決手段同様の作用がなされて燃料
の気化促進と微粒化促進を図れる。

【００１６】また、エンジンが暖機状態になった場合に
は、切換弁１２により第１の切換モードを選択する（ヒ
ータ１１ａもオフさせる）。これにより、副燃料供給通
路９ｂは遮断されて、吸気系のバイパス通路１０（１０
ａ，１０ｂ）が開通し、絞り弁２上流から空気の一部が
差圧等により燃料噴射弁３の微粒化空間３５に送られて
噴出し、この空気による気流が噴射弁３から噴射される
燃料に衝突して燃料の微粒化が促進される。

【００１７】第３の課題解決手段の作用…本課題解決手
段の場合にも、気化燃料を噴射弁３の計量オリフィス下
流の燃料噴射空間等に導いて噴射燃料への気化燃料の混
入とその気化ガスの気流により燃料を微粒化させるが、
この気化燃料として燃料タンク７内で自然気化したガス
を利用するので、ヒータの使用を無くすことが可能とな
る。

【００１８】第４の課題解決手段の作用…噴射弁３の計
量オリフィス３４下流に設けた燃料通過用のオリフィス
（燃料噴射空間）１０１をヒータにより直接加熱して、
このオリフィス１０１の噴射燃料を直接加熱すること
で、気化促進を図れる。

【００１９】第５の課題解決手段の作用…第４の課題解
決手段の作用を行う場合、燃料を旋回気流により微粒化
させた後、オリフィス１０１に通すので、微粒化燃料が
気流の流れに乗ってオリフィス１０１の壁に沿いつつ通
過し、この時、チップからの受熱効率を高めて、より一
層の効率の良い気化促進が図れる。

【００２０】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づき説明する。

【００２１】図１に第１実施例を示す。

【００２２】図１において、エンジンの吸気管（吸気通
路）１のうち、絞り弁２下流の吸気ポート１ａに燃料噴
射弁３が装着される。４はエンジンの気筒、５は排気管
である。

【００２３】ここで、本実施例の全体構成を説明するに
先立ち、図３により本実施例に用いる燃料噴射弁３の一
例を説明する。

【００２４】図３の（ａ）に示すように、燃料噴射弁３
は電磁弁により構成され、その内部に電磁コイル３１，
固定コア３２，プランジャ付き弁体３３，噴射孔を兼ね
る計量オリフィス３４を備える。電磁コイル３１は、図
１に示す制御ユニット６からのパルス（デューティ信号
で燃料噴射弁３の開弁時間を決定する）により励磁さ
れ、この励磁により弁体３３がコア３２側に電磁吸引さ
れて開弁する。このパルス幅（燃料噴射時間）は、エン
ジン制御ユニット６が図示されない空気流量計，回転数
センサ，負荷センサ，水温センサ，空燃比センサ等の検
出信号を入力し、これらの検出信号を基に演算が行われ
て決定される。

【００２５】また、燃料噴射弁３には、その先端部に、
図３の（ｂ）に示すように計量オリフィス３４の下流に
位置して燃料微粒化用の空間（燃料分配オリフィス）３
５ａ，３５ｂが二又に分けて形成してある。燃料微粒化
用空間３５ａ，３５ｂはその内部に後述のバイパス通路
１０や副燃料供給通路９ｂ（図１に示す）を介して空気
又は気化燃料を選択的に導入して気流を発生させ、この
気流により計量オリフィス３４下流に噴射された燃料の
微粒化を図る機能をなす。分配オリフィス３５ａ，３５
ｂを二又に分けたのは、図１に示すように気筒４に２個
の吸気弁４ａを備えるため、これに対応させるためであ
る。吸気弁が１個であればオリフィス３５ａ，３５ｂも
１個でよい。

【００２６】オリフィス３５ａ，３５ｂにはバイパス通
路１０の出口１０´が臨むように配置される。この出口
１０´を確保するために、燃料噴射弁３の先端には、バ
イパス通路１０の一部となる通路３７ａ，３７ｂと流体
取入口３６を有するカバー３８が装着してある。

【００２７】燃料噴射弁３には、図１に示すように燃料
タンク７からの燃料が燃料ポンプ８，燃圧レギュレータ
（図示省略）等を備えた燃料供給管（燃料供給通路）
９，９ａを介して送られる。この燃料は、重質ガソリ
ン、軽質ガソリン、アルコール等が混入している可能性
がある。このため、燃料性状センサ１４により、その成
分比を検出する。燃料性状センサ１４は、燃料の光の屈
折の違いにより成分比を検出するものでもよいし、誘電
率の違いにより成分比を検出するものでもよい。この検
出値は制御ユニット６に送られ、各種の制御に使われ
る。

【００２８】燃料供給系の通路９は途中で分岐して、燃
料噴射弁３に燃料を送るための主燃料供給通路（燃料供
給管）９ａと、この主燃料供給通路９ａから分かれる副
燃料供給通路９ｂとで構成され、副燃料供給通路９ｂが
以下に述べるバイパス通路１０の途中位置に切換弁１２
を介して接続される。。

【００２９】バイパス通路１０は、その入口が吸気通路
１の絞り弁２上流に通じ、出口１０´が既述のように燃
料噴射弁３の燃料微粒化空間（分配オリフィス３５ａ，
３５ｂ）に通じるよう配設される。

【００３０】切換弁１２は、制御ユニット６からの指令
を受けて制御され、切換により、バイパス通路１０を吸
気通路１の絞り弁２上流と燃料噴射弁３の燃料微粒化空
間３５（３５ａ，３５ｂ）とに連通させる第１の切換モ
ード（このモードの時は、バイパス通路１０と副燃料供
給通路９ｂとが遮断状態にある）と、バイパス通路１０
のうち切換弁下流側通路１０ｂと副燃料供給通路９ｂと
を連通させる第２の切換モード（このモードの時は、バ
イパス通路１０の切換弁上流側通路１０ａは遮断状態に
ある）とを実行する機能を有する。

【００３１】バイパス通路１０の切換弁下流側通路１０
ｂに、前記第２の切換モードの時に副燃料供給通路９ｂ
から導入される通過燃料を加熱気化するヒータ１１ａ付
き気化部１１が設けてある。ヒータ１１ａは、例えば電
気ヒータを用いる。

【００３２】図２に本実施例の燃料供給系の全体の構成
を示す。燃料噴射弁３はエンジンの気筒数に対応した数
だけ各気筒４の吸気ポート１ａに配設される。実線で示
すラインがバイパス通路１０用の配管、点線で示すライ
ンが燃料供給通路９（９ａ，９ｂ）用の配管である。

【００３３】バイパス通路１０は、切換弁１２下流位置
にて各気筒４の燃料噴射弁３ごとに分岐配設され、この
バイパス通路１０の分岐部１０ｃと切換弁１２との間に
ヒータ付き気化部１１を設けて、この気化部１１を各燃
料噴射弁４に共通のものとしている。また、気化部１１
の下流位置に減圧弁１６が設けてある。

【００３４】ここで、本実施例の動作を説明する。

【００３５】エンジンの始動に際して、キースイッチを
オンすると、制御ユニット６からの指令によってヒータ
１１ａが通電制御され、また、切換弁１２が第２の切換
モードになる（第２の切換モードはキースイッチオフの
時に常にそのようにリセットされるようにしてもよ
い）。第２の切換モードにより、バイパス通路１０の切
換弁下流側通路１０ｂと副燃料供給通路９ｂとが連通
し、この切換弁下流側通路１０ｂが副燃料供給通路９ｂ
の一部となる。この時、ヒータ付きの気化部１１は次の
ようにして加熱制御される。

【００３６】図６の（ａ）に気化部１１の加熱制御のタ
イムチャートを、（ｂ）にそのフローチャートを示す。
Ｓ１０１〜Ｓ１０７はステップである。（イ）のように
キースイッチをオン６０すると（Ｓ１０１）、（ロ）の
ようにヒータ１１ａにヒータ電流６１を流す（Ｓ１０
２）。これにより、気化部１１における燃料が加熱され
る。次に、加熱が完了したかどうかを判断する（Ｓ１０
３）。気化部１１の加熱が完了したら、（ハ）のように
クランキング６２を開始する（Ｓ１０４）。加熱完了の
判断は、温度センサを用いて設定温度に達した時点を検
知するか、或いは、これに代わり一定時間加熱したら加
熱完了とみなしてもよい。

【００３７】そして、クランキング時には、燃料は、主
燃料供給通路９ａを介して燃料噴射弁３に送られ、その
一部が副燃料供給通路９ｂ側に流れる。燃料噴射弁３に
送られた燃料は、計量オリフィス３４で計量されつつ分
配オリフィス３５ａ，３５ｂに噴射される。一方、副燃
料供給通路９ｂ（バイパス通路１０の切換弁下流側通路
１０ｂを含む）を通過する燃料は、加熱状態にある気化
部１１により気化され、この気化燃料が出口１０´を介
して計量オリフィス３４下流の分岐オリフィス３５ａ，
３５ｂ位置に噴出し、燃料噴射弁３からの噴射燃料と合
流して混入する。つまり、本実施例は、始動時に気化燃
料を作るために、クランキング前に気化部１１をプリヒ
ートしておく考えである。このようにすれば、始動の最
初から気化燃料が供給され、しかも、気化燃料は気流と
なって計量オリフィス３４からの噴射燃料に衝突するの
で、燃料の気化と微粒化を双方を図り、低温始動性が向
上する。

【００３８】なお、気化部１１の加熱完了後もヒータ１
１ａは条件１が成立するまで通電され加熱を続行する
（Ｓ１０５，Ｓ１０６）。条件１は、ある一定の時間が
経過したかどうかの条件でもよく、エンジンの回転数が
一定値になったことを条件としてもよく、さらに図１に
示した排気管５に設けた触媒１５の温度がある値になっ
た時でもよい。条件１が成立したら、ヒータ通電を停止
する（Ｓ１０７）。

【００３９】図７に加熱制御の別の例を示し、その
（ａ）が制御のタイムチャート、（ｂ）がフローチャー
トである。

【００４０】本例では、（イ）のようにキースイッチを
オン７１すると（Ｓ２０１）、（ロ）のように気化部１
１のヒータ１１ａが通電７２し（Ｓ２０２）、同時に
（ハ）のようにクランキング７３を開始する（Ｓ２０
３）。その後、条件１が成立したかどうかを判断し（Ｓ
２０４）、成立していたらヒータ通電を停止し（Ｓ２０
５）、成立してないときはヒータ通電を続行する（Ｓ２
０６）。この場合にも、低温始動性を向上させる。

【００４１】次に、上記の低温始動運転が完了すると、
制御ユニット６は切換弁１２を第１の切換モードに切換
制御する。

【００４２】この第１の切換モードにより、バイパス通
路１０の入口が吸気通路１の絞り弁２の上流に通じ、出
口１０´が分配オリフィス３５ａ，３５ｂに通じ、副燃
料供給通路９ｂは遮断状態となる。これにより、燃料は
専ら主燃料通路９ａを介して燃料噴射弁３に供給され、
また、バイパス通路１０（１０ａ，１０ｂ）全体が開通
して絞り弁２上流の空気が差圧によりオリフィス３５
ａ，３５ｂに噴出され、このオリフィス３５ａ，３５ｂ
に気流を発生させる。この気流が計量オリフィス３４か
ら噴射される噴射燃料と狭い空間にて効率よく衝突する
ことで燃料の微粒化促進が図られる。その結果、Ａ／Ｆ
制御精度を高めることが可能となる。

【００４３】ここで、上記実施例に用いた、ヒータ付き
気化部１１の具体例について図４，図５により説明す
る。

【００４４】図４における気化部１１は、同図（ａ）に
示すようにその入口側から出口側に向けて燃料分散部
（イ）、気化部（ロ）、気液分離部（ハ）が順に配置さ
れる。燃料分散部（イ）は粒状部材２１からなり、気化
部（ロ）は電熱板をハニカム状に形成した電気ヒータ部
材２２からなり、気液分離部（ハ）は金網などの慣性衝
突を利用した部材２３からなる。ハニカム状のヒータ部
材２２は図１のヒータ１１ａとなるもので、ハニカム状
の多数の微細通路に燃料を通過させることで、加熱効率
を良くしている。ヒータ部材２２は断熱部材２４により
保護される。気化部１１の出口には、オリフィス２６が
設けてある。ハニカムヒータ２２の端子は端子引出口２
７ａ，２７ｂから引き出される。

【００４５】また、図４の（ｂ）に示すように、ヒータ
２２の表面上には、セラミック粒２５が多数付着させて
ある。これは、加熱部分の表面積を大きくして、加熱効
率を向上させるためである。

【００４６】気化部１１は、このような構成をなすこと
で、燃料分散部（イ）にて通過燃料をヒータ全面に均等
に分散させ、気化部（ロ）にて通過燃料を加熱して気化
する。なお、気化燃料には液状分が含まれているため、
気液分離部（ハ）における金網２３で液状分を取り除い
た後に、気化燃料をオリフィス２６は通して送出する。
オリフィス２６は、気化燃料の量を規制するためのもの
で、減圧効果がある。

【００４７】図５は別の気化部１１の例で、図中、図４
の符号と同一のものは同一或いは共通する要素である。
本例と図４における気化部１１との主な異なる点は、ヒ
−タ１１ａとなるヒータ部材２２´を、薄い金属板を丸
めて構成した点にある。このヒータ部材２２´の構造
を、図５（ｂ）〜（ｃ）に示した製造工程により説明す
ると、先ず同図の（ｃ）に示すように薄い金属板（電熱
板）２８に、（ｃ）のように波状に加工した薄い金属板
（電熱板）２９を重ね、その後、（ｄ）に示すように、
これを丸めてヒ−タ部材２２´を構成する。このように
することにより、ヒ−タ部材２２´を簡単で、低コスト
に加工できる。この丸めた金属板に電流を流して加熱す
る。

【００４８】次に本実施例における制御ユニット６によ
り実行される気化燃料制御内容の詳細について図８〜図
１３により説明する。

【００４９】図８は一定量の燃料を加熱していった場合
のヒータ温度と燃料重量の関係を示す。

【００５０】図中の、実線は燃料としてガソリンを用
いた場合の結果である。ヒータ温度が上昇するに従っ
て、燃料の軽質分から蒸発していき、重量は徐々に減少
していく。この場合、（イ）（ロ）…（ホ）等の段差は
それぞれの温度過程で気化する成分が一気に蒸発したこ
とを示している。ヒータ容量の点で、燃料全体を気化さ
せるのが困難な場合は、燃料の軽質分のみが気化する温
度に加熱するのがよい。例えば（ハ）の成分までが気化
する温度（１）にヒータ制御する。

【００５１】点線は、ガソリン中にメタノールが混入
している場合の特性である。この場合も、燃料全部を気
化させるのではなく、メタノールが気化する温度（２）
にヒータ温度を制御してもよい。ガソリン分をあまり気
化させないほうが、燃料の重質分の残さ物が少なくて、
気化部１１に目づまりが起こりにくくなり、耐久性に優
れる。

【００５２】図９にエンジン始動時の冷却水温と供給燃
料量との関係を示した。低温時の方が燃料量を多くする
と共に、低温時の方が気化燃料量が多いかその占める割
合を多くする。図中では、（イ）は気化燃料量であり、
（ロ）が噴射弁から供給される液体の燃料量である。始
動性が悪い低温時には、気化燃料量を多くして可燃混合
気をつくる。このような、気化燃料の比率制御例を図１
０に示す（なお、燃料供給料自体は噴射弁パルス幅を制
御することで行われる）。

【００５３】すなわち、図１０（ａ）に示すように、エ
ンジンの冷却水温によりヒ−タ温度を変化させる。冷却
水温が低くなるに従ってヒ−タ温度を高くする。このた
めの制御フロ−を図１０（ｂ）に示す。キ−スイッチが
オンしたら、冷却水温を読み込み（Ｓ３０１）、それに
相応のヒ−タ温度を、図１０（ａ）のようなマップから
検索し（Ｓ３０２）、その後、このヒ−タ温度をヒ−タ
駆動回路１３に出力する（Ｓ３０３）。

【００５４】図１１に、燃料性状センサ１４の出力を基
に気化部１１をヒ−タ制御する方法を示す。燃料として
ガソリンとメタノ−ルを混合した場合、燃料の性状が異
なるため気化する温度が異なり、例えばメタノ−ルが多
く混入している場合は、燃料の大半が図８の点線の特
性により（２）の温度で気化する。この場合は、加熱エ
ネルギ−の節約のために図８の点線の特性にしたがい
（２）の加熱温度に設定するのが良い。もちろん、燃料
の全量が気化する温度に加熱するようにしても良い。こ
のように、加熱エネルギ−を節約する場合は、燃料性状
に対応してヒ−タ１１ａの加熱温度を変えることが有効
である。その制御フロ−を図１１（ａ）により説明す
る。

【００５５】始めに燃料性状センサ１４の検出値を制御
ユニット６で読み込む（Ｓ４０１）。次に、冷却水温を
読み込む（Ｓ４０２）。気化部１１ａのヒータ１１ａの
温度は、図１１（ｂ）の〜の範囲で示すように燃料
性状に合った異なる気化温度（ヒータ温度特性）を予め
冷却水温との関係で設定して記憶しておき、燃料性状セ
ンサ１４の検出値によって異なったヒ−タ温度特性を決
定する。つまり、ヒ−タ温度は冷却水温と燃料性状によ
って決定される（Ｓ４０３）。さらに、冷却水温または
燃料性状によって、加熱時間を決定する（Ｓ４０４）。
このように、気化部１１のヒ−タ１１ａの温度決定に燃
料性状を用いると、最小の加熱エネルギーでも効率の良
い気化を図れる。

【００５６】以上の燃料気化を行う場合、長期的には、
図１２（ａ）に示すように気化部１１、その下流の燃料
配管１０ｂ等の通路に、黒丸で示したような燃料の残さ
物（イ）が付着する。残さ物が付着すると、燃料の流れ
が悪くなると共に、熱伝導が悪くなり気化効率が低下す
るため、燃料の残さ物を定期的に取り除く必要がある。
この点は配慮し、実施例では、気化部１１を加熱しない
状態で燃料のみを定期的に流すようにする。ガソリン、
アルコ−ル等の燃料は浄化作用があり、これにより残さ
物が取り除かれる。つまり、エンジンの運転中に、燃料
を気化させないで気化部１１、通路１０ｂに流すパ−ジ
モ−ドを設ける。パ−ジモ−ドはエンジンの暖機完了後
のアイドル運転中、定速走行中等に実行する。

【００５７】このパージモ−ド実行中の燃料量の変化を
図１２（ｂ）に示す。図中に示した（ロ）は、噴射弁３
から噴射される燃料量を示している。また、（ハ）に示
した燃料量は、気化部１１から噴出される液状の燃料
量、つまり、気化部１１を加熱しないで燃料を気化部１
１に流したときの燃料量である。図中のｔ以降の時点が
パージモードで、液状の燃料は、主燃料供給通路９ａ及
び噴射弁３と、副燃料供給通路９ｂ，１０ｂ及び気化部
１１とで配分された燃料がトータルしてエンジンに供給
される。

【００５８】図１３（ａ）に、パ−ジモ−ドの制御フロ
−を示す。始めに、パ−ジモ−ドかどうかを判断する
（Ｓ５０１）。このパ−ジモ−ドは、ある特定の運転状
態、例えば、アイドル運転かどうか、また、ヒ−タ１１
ａがオフ（低温始動以外の運転領域）かどうかで判断さ
れる。次に、パ−ジモ−ドに入る前の空燃比（Ａ／Ｆ）
_Nを読み込み（Ｓ５０２）、気化部１１に燃料を供給す
る（Ｓ５０３）と共に、（Ａ／Ｆ）_Nを維持するため噴
射弁３からの燃料供給量を気化部１１経由の供給燃料分
だけ減少させる（Ｓ５０４）。この燃料の供給により、
全体としてエンジンに供給される燃料量をパ−ジモ−ド
以前の（Ａ／Ｆ）_N状態に保ちつつ、気化部１１内部や
通路１０ｂが洗浄される。一定時間パ−ジしたら、また
は、パ−ジモ−ド以外の運転状態になったら、パ−ジモ
−ドを終了する（Ｓ５０５）。

【００５９】図１３（ｂ）に、パージモード時の燃料供
給制御のタイムチャートを示し、図中、（イ）が噴射弁
３から噴射される燃料量（噴射パルス）、（ロ）が気化
部１１から噴出される燃料量、ｔ以降がパ−ジモ−ド
で、パ−ジモ−ド時に噴射弁３の噴射パルスは減少し、
一方、気化部１１から燃料が噴出される。

【００６０】図１４に本発明の第２実施例を示す。な
お、図中、既述の第１実施例と同一符号は同一或いは共
通する要素を示す（以後の図面も同様である）。本実施
例も第１実施例同様の気化燃料供給制御がなされるが、
その気化部１１の加熱手段を次のようにして構成する。

【００６１】すなわち、本実施例はＥＧＲ装置（排気還
流装置）付きの吸気系を備え、ＥＧＲの配管（通路）４
０の一部に気化部加熱室４１を形成して、この加熱室４
１に気化部１１を収容する。気化部１１は、その内部に
例えば多数の細孔状の燃料通路を有する伝熱体４３が装
着され、気化部加熱室４１とはシールされている。

【００６２】以上のようにして燃料気化用の加熱手段を
構成する。本実施例によれば、排気還流用の通路４０に
流れる排気ガスが気化部１１のケースの周囲を通過し
て、排気ガスの熱が気化部１１に与えられる。通路４０
を通る排気ガスは、吸気管１内に導入される。このよう
に、排気還流時の排気ガスにより気化部１１を加熱する
ことにより、電気ヒ−タなしに副燃料通路９ｂ，１０ｂ
を通過する燃料を気化させることができる。また、第１
実施例に用いた電気ヒータ１１ａを併用してもよく、こ
の場合には、ヒータ１１ａの容量と小さくできる。ま
た、ヒータ１１ａと併用することで、エンジン始動直後
の排気ガスが低温の場合は電気ヒ−タで気化部１１を加
熱し、排気ガスが高温になったら排気ガスで気化部１１
を加熱することも可能で、気化部１１は常に燃料気化の
機能をなすことができる。

【００６３】図１５に本発明の第３実施例を示す。本実
施例も第２実施例同様に排気ガスにより気化部１１を加
熱するが、第２実施例と異なる点は、気化部１１の周囲
４１´を通過する排気ガスを排気管５に戻すことにあ
る。

【００６４】すなわち、気化部１１を加熱するための排
気還流通路４０´を排気管５に接続し、この排気還流通
路４０´の一部に気化部加熱室４１´を設ける。排気還
流通路４０´のうち気化部加熱室４１´より上流側の通
路要素４０ａ´は排気管５の触媒１５の上流側に接続さ
れ、下流側の通路要素４０ｂ´は触媒１５の下流側に接
続される。気化部加熱室４１´には、第２実施例同様の
気化部１１が収容される。

【００６５】このような構成をなすことで、排気管５中
の触媒１５上流側の排気ガスの一部は、触媒１５上下流
の差圧により、通路４０ａ´を通って気化部加熱室４１
´に流れ気化部１１を加熱し、その後、通路４０ｂ´を
通って排気管５の触媒下流に戻される。この構成におい
ても、第２実施例同様の効果を奏する。

【００６６】図１６に第３実施例を示す。

【００６７】本実施例では、今まで述べた実施例のよう
に燃料微粒化用のバイパス通路１０と副燃料供給通路９
ｂとを兼用させず、副燃料供給通路９ｂを専用のものと
した。

【００６８】すなわち、燃料供給通路９はポンプ８の下
流で、噴射弁３に燃料送りする主燃料供給通路９ａと、
噴射弁３の計量オリフィス下流の燃料噴射空間３５に出
口９ｂ´が臨む副燃料供給通路９ｂとに分岐し、この副
燃料供給通路９ｂの途中にヒータ１１ａ付き気化部１１
を設ける。ヒータ１１ａは、例えば電気ヒータである。
また、気化部１１と噴射弁３との間に減圧弁４５を設け
た。

【００６９】減圧弁４５を設けたのは、次の理由によ
る。各噴射弁３に送る主燃料供給通路９ａ側の燃料ギャ
ラリ−４６中の燃料は、噴射エネルギーを確保するため
燃料ポンプ８で加圧する必要がある（この加圧はレギュ
レータ４８により調整される）。この圧力を保つために
は、副燃料供給通路９ｂ側も圧力を高く保つ必要があ
り、そのため、減圧弁４５を設けて、副燃料供給通路９
ｂの減圧弁４５上流側の圧力を高く保っている。この減
圧弁４５の代わりに、固定のオリフィスを設けても良
い。

【００７０】さらに、この減圧弁４５に、吸気管１の負
圧を導き負圧により弁４５の開口面積を変化させてもよ
い。これは、負圧により燃料ギャラリ−４６中の燃料圧
力がレギュレ−タ４８で調整されているので、この燃料
圧力の変化に応じて通路９ｂの減圧弁４５上流側の圧力
を主燃料供給通路９ａ（燃料ギャラリー４６）と同レベ
ルになるよう変化させる必要があるからである。つま
り、減圧弁４５は、燃圧レギュレ−タ４８と同じ役割を
なす。

【００７１】そして、本実施例によれば、気化部１１を
通過する加熱燃料が減圧弁４５の下流側でその減圧作用
により気化促進され（その意味で、減圧弁４５も気化部
１１の一部を構成することになる）、気化燃料が噴射弁
３の燃料噴射空間３５にて噴射弁３の計量オリフィスか
ら噴射される燃料に当たるように噴出し、燃料の気化と
その気化ガスの気流が噴射弁３からの噴射燃料を微粒化
させる機能をなし、低温始動時の燃焼効率を大幅にアッ
プさせることができる。なお、副燃料供給通路９ｂにお
けるヒータ１１ａの駆動（気化作用）は低温運転時にの
み行うが、エンジン運転中には暖機後も燃料を副燃料供
給通路に流してもよく、或いは開閉制御弁を設けて低温
運転時にのみ副燃料供給通路に燃料を通し、その他は副
燃料供給通路を閉じるようにしてもよい。

【００７２】図１７に本発明の第５実施例を示す。本実
施例も上記第４実施例同様に燃料供給通路９を、噴射弁
３に燃料を送る主燃料供給通路９ａと、噴射弁３の計量
オリフィス下流に送る専用の副燃料供給通路９ｂとで構
成する。

【００７３】図中の点線９ａで示すのが主燃料供給通
路、実線９ｂで示すのが副燃料供給通路である。気化燃
料を生成するヒータ１１ａ付き気化部１１を有する副燃
料供給通路９ｂは、その吹出口９ｂ´を、噴射弁３とは
別体で設けた構成である。

【００７４】このような構成では、気化燃料の吹出口９
ｂ´を自由な位置に配置できる。例えば、気化燃料の吹
出口９ｂ´を気筒４の吸気弁４ａの近くに配置すること
ができる。このようにすると、気化燃料が吸気管の一部
１Ｂに接触して再び液体になることを防止しつつ直接、
気筒４（燃焼室）に流入するために、燃焼室内に入る液
体燃料が少なくなり着火、燃焼がよくなる。

【００７５】また、副燃料供給通路９ｂにおける気化部
１１上流に減圧弁４５が設けられ、さらに気化部１１下
流に固定のオリフィス４９が設けてある。この固定オリ
フィス４９と気化部１１の間には、気化しきれない液体
燃料が残る可能性があるので、この液体燃料を通路９ｂ
−１を介して再び燃料タンク７に戻すようにしてある。
この液体燃料の戻し機構は、他の実施例にも適用可能で
ある。

【００７６】図１８に第６実施例を示す。本実施例も燃
料供給通路９は、主燃料供給通路９ａと、副燃料供給通
路９ｂとで構成されるが、副燃料供給通路９の吹出口９
ｂ´は次のようにして配置される。

【００７７】ここでは、吸気管１のコレクタ５０に各気
筒対応の噴射弁３と別個の共通のエンジン始動時用の補
助燃料噴射弁３´を設け、一方、主燃料供給通路９ａの
一部を更に９ａのほかに９ａ−１に分けて、燃料供給通
路９ａ−１により噴射弁３´に燃料を送るようにし、一
方、副燃料供給通路９ｂの吹出口９ｂ´を噴射弁３´の
計量オリフィス下流の燃料噴射空間に臨ませた。このよ
うにすると、副燃料供給通路９ｂの気化燃料がコレクタ
５０の噴射弁３´の噴射燃料と混合され、気化燃料の供
給場所は一か所でよい。コレクタ５０に気化燃料を混合
すると、一個の噴射弁で各燃焼室４に均等に気化燃料が
供給される。燃料としてアルコ−ルなどを用いると、ガ
ソリンの供給量の倍の量が必要なので、特に始動時など
はこのコレクタ５０に設けた噴射弁３´から燃料を補助
的に供給でき低温始動性の向上を図れる。

【００７８】図１９に本発明の第７実施例を示す。本実
施例は第６実施例の変形例で、ここでは、吸気管１のコ
レクタ５０に副燃料供給通路９ｂの気化燃料の吹出口９
ｂ´のみを設けている。気化燃料の方が、吸気管１を流
れる気流に乗りやすいので、各燃焼室４への分配がよく
なる。通常、始動性向上のために、コレクタ５０に液体
燃料を噴射する噴射弁を設けているが、液体のために燃
料の分配が低下し、燃焼が不安定になり易い。その点、
気化燃料の方が、分配が良く着火性もよくなる。

【００７９】図２０に本発明の第８実施例を示す。ここ
では、燃料タンク７内で自然気化した気体層７ａの気化
燃料を低温始動時に噴射弁３の計量オリフィス下流の燃
料噴射空間３５に噴出するようにした。

【００８０】図２０において、燃料供給通路９は前述し
た各実施例と異なり分岐させていない。そして、本実施
例では、吸気通路１には絞り弁２をバイパスしてその出
口８４´が噴射弁３の計量オリフィス下流の燃料微粒化
空間３５に臨むバイパス通路８４を形成し、このバイパ
ス通路８４の途中を切換弁８５を介して気化燃料供給通
路８０と接続してある。

【００８１】気化燃料供給通路８０は、その入口が燃料
タンク７の気体層７ａに臨み、通路途中にポンプ８１及
び流量制御弁８２が配設してある。また本実施例では、
気化燃料のなかで、軽質分のガスのみ抽出するために、
例えば、通路８０に活性炭８３が設けてある。

【００８２】上記構成において、切換弁８５は制御ユニ
ット（図示省略）により次のようなモードに切換制御さ
れる。低温始動時は、切換弁８５はバイパス通路８４の
切換弁下流側と気体燃料供給通路８０とを連通させ、ポ
ンプ８１を駆動させることで、燃料タンク７中の気体層
７ａに溜る気化燃料を通路８０，バイパス通路８４を介
して噴射弁３の計量オリフィス下流の燃料微粒化空間に
噴出させる。ここで、燃料噴射弁３から噴射される燃料
に吹き付けられて混入する。これによって、噴射燃料中
に気化燃料成分が含まれると共にその吹き付けにより燃
料の微粒化が促進される。

【００８３】次に低温運転が完了すると、切換弁８５は
バイパス通路８４の絞り弁２の上下流を連通させ、絞り
弁２上流の空気の一部が吸気管差圧によりバイパス通路
８４の出口８４´から噴出され、この気流によって噴射
弁３からの噴射燃料の微粒化が促進される。

【００８４】なお、上記構成において、気化燃料を通路
８０，８４を介して送る場合には、ポンプ８１に代わり
吸気管１に生じる負圧を利用しても良い。

【００８５】図２１に本発明の第９実施例を示す。本実
施例は、燃料タンク７の上層部７ａの気化燃料を、吸気
管１のコレクタ５０に設けた共通の補助噴射弁３´の噴
射空間から噴出するようにした。

【００８６】すなわち、吸気管１のコレクタ５０に補助
噴射弁３´を設ける方式において、気体燃料供給通路
（副燃料供給通路）９０の入口を燃料タンク７の気体層
７ａに臨ませ、出口９０´を補助噴射弁３´の計量オリ
フィス下流の燃料噴射空間に臨ませた。通路９０には、
ポンプ９２及び活性炭フィルタ９１が配設してある。な
お、噴射弁３及び補助噴射弁３´に燃料を供給する通路
９は、主燃料供給通路９ａとこれから分岐した通路９ａ
−１とで構成される。

【００８７】本実施例によれば、図１８の第６実施例同
様の効果を奏する。

【００８８】図２２に本発明の第１０実施例を示す。

【００８９】本実施例は、今まで述べたような気化燃料
搬送用の副燃料供給通路を用いず、専ら燃料噴射弁３か
ら噴射される燃料の気化促進を図る方式である。

【００９０】図２２の（ａ）における燃料噴射弁３は図
３のものと同様に電磁弁が使用され、特に、発明の要点
となる部分のみを示してある。

【００９１】すなわち、計量オリフィス３４下流には、
燃料噴射空間３５（ここでは２吸気弁／１気筒に対応し
て噴射空間３５を３５ａ，３５ｂに分岐させてある）を
配設するが、この噴射空間３５ａ，３５ｂを電気ヒータ
部材のチップ９３中に設け、チップ９３を噴射弁３の先
端に装着した。チップ９３は電気ヒータとして機能し、
噴射空間３５ａ，３５ｂに出口が臨むようにして空気噴
出孔（空気通路）９４が設けてある。また、この空気噴
出孔９４は噴射弁３に設けた空気導入口９５を介し空気
導入用の外部通路（図示省略するが、これは、例えば吸
気管の絞り弁上下流をバイパスさせた通路等で構成され
る）と接続してある。

【００９２】本実施例によれば、例えば、低温始動運転
時にチップ（ヒータ）９３を加熱し、この状態で、燃料
噴射空間３５ａ，３５ｂに通路９５，空気噴出孔９４を
介して空気を噴出させると、計量オリフィス３４から噴
射される燃料に空気が当たり、噴射空間３５ａ，３５ｂ
に図２２（ｂ）に示すような旋回気流が発生する。その
結果、燃料はヒ−タ９３壁面に接触して噴出するように
なる。このため、燃料とヒ−タ９３の接触時間が長くな
り、気化が促進される。気化を伴う燃料は、空気流によ
り、噴射オリフィス３５ａ，３５ｂを旋回しながら吸気
ポートに噴出する。

【００９３】本実施例によれば、気化燃料生成用の副燃
料供給通路を設けなくとも、噴射弁３から噴射される燃
料を気流の衝突により微粒化しつつその微粒燃料を噴射
空間（オリフィス）を兼ねるヒータ９３壁面に沿って流
れるので、燃料に対しての伝熱効率を高めて良好な気化
促進を図り、燃焼効率ひいては低温運転の向上を図り得
る。

【００９４】図２３は上記第１０実施例の応用例（第１
１実施例）で、ヒータチップ９３に設けた燃料噴射空間
（オリフィス）３５ａ，３５ｂの壁面に凹凸面９５を形
成して、燃料の受熱面積を大きくした。このオリフィス
３５ａ，３５ｂの壁面は、凹凸状でなくても、例えば、
セラミックの粒状物質を付着させても同様に燃料を受け
る受熱面積を大きくできる。

【００９５】図２４は本発明の第１２実施例である。

【００９６】本実施例も噴射弁３の計量オリフィス３４
の下流に噴射空間（オリフィス）３５ａ，３５ｂを有す
るチップ９６を装着するが、このオリフィス３５ａ，３
５ｂを分岐する部材９７を電気ヒータ部材で構成し、こ
の分岐部材９７に例えばセラミックの粒が入っている加
熱通路９８ａ，９８ｂを設けた。加熱通路９８ａはその
一端が計量オリフィス３４の出口と対向するよう配置さ
れ、これに通じる加熱通路９８ｂの出口がオリフィス３
５ａ，３５ｂに臨む。

【００９７】このような構成よりなれば、計量オリフィ
ス３４から噴射される燃料の一部が加熱通路９８ａ，９
８ｂを通って気化され、オリフィス３５ａ，３５ｂに高
速で噴出する。またこの噴出した気化燃料が加熱通路９
８ａ，９８ｂを通らない噴射燃料に衝突して燃料微粒化
促進を図る。

【００９８】本実施例においても、分岐部材９７を低温
運転時に加熱することで、燃料の気化と微粒化を促進
し、燃焼効率を高め、良好な低温運転を保証する。

【００９９】図２５は第１２実施例の応用例（第１３実
施例）で、ここでは、加熱通路９８ａの入り口部９８ａ
´に、温度に応じてこの入り口９８ａ´を開閉する部材
（例えばバイメタル）９９を設けた。

【０１００】すなわち、図２５（ａ）は、分岐部材９７
を加熱している状態である。加熱による熱で、開閉部材
９９は通路入り口９８ａ´を開けた状態になっている。
この状態では、燃料は加熱通路９８ａ，９８ｂに流入通
過し、気化される。

【０１０１】また、図２５（ｂ）は、加熱をやめた場合
の状態で、開閉部材９９は加熱通路入り口９８ａ´を閉
じた状態にする。このため、燃料は加熱通路９８ａ，９
８ｂを流入通過しない。加熱していない時に、加熱通路
９８ａ，９８ｂに燃料が流入すると燃料が通路内にトラ
ップされて、燃料の応答が悪くなる。本実施例はこれを
防止することができる。

【０１０２】図２６に本発明の第１４実施例を示す。本
実施例でも、吸気管１のコレクタ５０に補助燃料噴射弁
３´を設けるが、ここでは、噴射弁３´の先端部（計量
オリフィス３４下流）にチップ１００を設けた。チップ
１００は電気ヒータ部材により構成され、その中に図２
７に示すようなオリフィス１０１がエンジンの気筒数だ
け配設され、各オリフィス１０１は各気筒４の方に向け
てある。この構成では、計量オリフィス３４から噴射さ
れた燃料はオリフィス１０１により加熱されて気化さ
れ、各気筒４に分配され、その分配効率を高める。

【０１０３】図２８に上記第１４実施例の変形例（第１
５実施例）を示す。

【０１０４】本実施例では、分配オリフィス１０１付き
ヒータチップ１００に燃料噴射空間３５に通じる気流発
生用の空気導入孔１０２を形成し、この燃料噴射空間３
５下流に分配オリフィス１０１を配設した。空気導入孔
１０２は、空気通路（例えば、吸気管に設けるバイパス
通路）と接続される。

【０１０５】本実施例によれば、空気導入孔１０２から
噴出する空気流が計量オリフィス３４から噴射される燃
料に当たることで燃料微粒化が図られた後、微粒化燃料
がヒータチップ１００の分配オリフィス１０１を通過す
るので、効率の良い気化促進を図り得る。

【０１０６】

【発明の効果】第１の課題解決手段によれば、エンジン
の低温始動時に燃料を主燃料供給通路と副燃料供給通路
とに分けて供給し、この副燃料供給通路を通過する燃料
だけを加熱気化させるので、燃料に対するヒータの負担
を軽減しつつ効率の良い気化を図り、同時にその気化燃
料の噴出箇所に工夫をなすことで、微粒化の促進を図る
ことができるので、従来以上に低温始動時の燃焼効率を
高め、良好な低温始動運転を保証する。

【０１０７】第２の課題解決手段によれば、上記第１の
課題解決手段の効果に加えて、暖機完了後は副燃料供給
通路が燃料微粒化のための空気通路（バイパス通路）に
切り換わるので、極力少ない構成要素により、通常運転
時のＡ／Ｆ精度をも保証する効果がある。

【０１０８】第３の課題解決手段によれば、上記第１，
第２の課題解決手段で実現させる効果をヒータなしで可
能にするので、エネルギーの省約を図ることができる。

【０１０９】第４の課題解決手段によれば、ヒータで直
接噴射燃料さらには微粒化燃料を加熱させるので、気化
のための加熱エネルギーをできるだけ少なくしつつ気化
促進を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す構成図

【図２】第１実施例の燃料配管の全体構成図

【図３】上記実施例に用いる噴射弁の断面図及びその一
部拡大図

【図４】上記実施例に用いる気化部の断面図及びその一
部拡大図

【図５】上記実施例に用いる気化部の別の例を示す断面
図及びその製造工程図

【図６】上記実施例におけるエンジン始動時のタイムチ
ャート及びその制御フロ−を示す説明図

【図７】上記実施例におけるエンジン始動時のタイムチ
ャート及び制御フロ−の別の例を示す説明図

【図８】ヒ−タ温度と燃料気化量の関係を示す説明図

【図９】エンジンの供給燃料量と冷却水温との関係を示
す説明図

【図１０】上記実施例のヒ−タ温度と冷却水温の関係、
及びその制御フロ−を示す説明図

【図１１】上記実施例の燃料性状を加味したヒ−タ温度
の制御フロ−、及び冷却水温とヒータ温度の関係を示す
説明図

【図１２】上記実施例に用いる気化部に生じる汚れパ−
ジの原理図

【図１３】汚れパ−ジの制御フロ−及びタイムチャート

【図１４】本発明の第２実施例を示す構成図

【図１５】本発明の第３実施例を示す構成図

【図１６】本発明の第４実施例を示す構成図

【図１７】本発明の第５実施例を示す構成図

【図１８】本発明の第６実施例を示す構成図

【図１９】本発明の第７実施例を示す構成図

【図２０】本発明の第８実施例を示す構成図

【図２１】本発明の第９実施例を示す構成図

【図２２】本発明の第１０実施例を示す要部断面図及び
その一部拡大図

【図２３】本発明の第１１実施例を示す要部断面図

【図２４】本発明の第１２実施例を示す要部断面図

【図２５】本発明の第１３実施例を示す要部断面図

【図２６】本発明の第１４実施例を示す構成図

【図２７】第１４実施例に用いる噴射弁先端の断面図

【図２８】第１４実施例に用いる噴射弁先端の別の例を
示す断面図

【符号の説明】

１…吸気通路、２…絞り弁、３…燃料噴射弁、４…気
筒、５…排気管、６…制御ユニット、７…燃料タンク、
７ａ…気体層、８…ポンプ、９…燃料供給通路、９ａ…
主燃料供給通路、９ｂ…副燃料供給通路、１０…バイパ
ス通路、１０´…バイパス通路出口、１１…気化部、１
１ａ…ヒータ、１２…モード切換弁、１３…ヒータ駆動
回路、２２…ハニカム状ヒータ部材、２５…セラミック
粒子、３４…計量オリフィス、３５（３５ａ，３５ｂ）
…燃料噴射空間（分配オリフィス）、４０…ＥＧＲ用配
管、８０…気化燃料供給通路、８４…バイパス通路、９
３，９７，１００…ヒータチップ、９８ａ，９８ｂ…加
熱通路、９９…バイメタル式開閉部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 43/00 Ｐ 7536−3Ｇ Ｆ０２Ｍ 37/00 Ｅ 7049−3Ｇ (72)発明者 山口 純一 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 栗原 伸夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 大山 宜茂 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 計量機能を有する燃料噴射弁を備えたエ
   ンジンの燃料供給装置において、 燃料供給系の通路として、前記燃料噴射弁に燃料を送る
   ための主燃料供給通路と、この主燃料供給通路から途中
   で分かれて或いは別個に設けて出口が前記燃料噴射弁の
   計量オリフィス下流の燃料噴射空間に臨む副燃料供給通
   路とを備え、前記副燃料供給通路にその通過燃料を気化
   させるためのヒータ付き気化部を設けて、該副燃料供給
   通路出口から噴出する気化燃料が前記燃料噴射弁から噴
   射される燃料に混入されるよう設定したことを特徴とす
   るエンジンの燃料供給装置。
2. 【請求項２】 計量機能を有する燃料噴射弁を備えたエ
   ンジンの燃料供給装置において、 前記燃料噴射弁は、その計量オリフィス下流に燃料を微
   粒化させるための気流を発生させる燃料微粒化空間を有
   し、且つ燃料供給系の通路として、前記燃料噴射弁に燃
   料を送るための主燃料供給通路と、この主燃料供給通路
   から途中で分かれて或いは別個に設けて出口が前記燃料
   噴射弁の計量オリフィス下流の前記燃料微粒化空間に臨
   む副燃料供給通路とを備え、前記副燃料供給通路にその
   通過燃料を気化させるためのヒータ付き気化部を設け
   て、該副燃料供給通路出口から噴出する気化燃料が前記
   微粒化空間にて前記燃料噴射弁から噴射される燃料に混
   入されるよう設定したことを特徴とするエンジンの燃料
   供給装置。
3. 【請求項３】 計量機能を有する燃料噴射弁と、この燃
   料噴射弁に燃料を送る燃料供給通路とを備えたエンジン
   の燃料供給装置において、 前記燃料噴射弁は、その計量オリフィス下流に燃料を微
   粒化させるための気流を発生させる燃料微粒化空間を有
   し、この燃料微粒化空間の気流発生用の空気を吸気通路
   の絞り弁上流からバイパス通路を介して導入するよう設
   定し、 且つ前記燃料供給通路の途中を前記燃料噴射弁に通じる
   主燃料供給通路と該主燃料供給通路から分れる副燃料供
   給通路とに分岐して、この副燃料供給通路を前記バイパ
   ス通路の途中に切換弁を介して接続し、この切換弁は、
   その切換により、前記バイパス通路を前記吸気通路の絞
   り弁上流と前記燃料噴射弁の燃料微粒化空間とに連通さ
   せる第１の切換モード（このモードの時は、前記バイパ
   ス通路と前記副燃料供給通路とが遮断状態にある）と、
   前記バイパス通路のうち前記切換弁の下流側通路と前記
   副燃料供給通路とを連通させる第２の切換モード（この
   モードの時は、前記バイパス通路の前記切換弁の上流側
   通路は遮断状態にある）とを実行する機能を有し、前記
   副燃料供給通路或いは前記バイパス通路の前記切換弁下
   流側通路に、前記第２の切換モードの時に導入される通
   過燃料を加熱気化するヒータ付き気化部を設けたことを
   特徴とするエンジンの燃料供給装置。
4. 【請求項４】 各気筒ごとに配置される通常の燃料噴射
   弁及び吸気マニホールドの集合部（コレクタ）に各気筒
   共通のものとして設けたエンジン始動用の補助燃料噴射
   弁を備えたエンジンの燃料供給装置において、 燃料供給系の通路として、前記燃料噴射弁及び補助燃料
   噴射弁に燃料を送るための主燃料供給通路と、この主燃
   料供給通路から途中で分かれて或いは別個に設けて出口
   が前記補助燃料噴射弁の計量オリフィス下流の燃料噴射
   空間に臨む副燃料供給通路とを備え、前記副燃料供給通
   路にその通過燃料を気化させるためのヒータ付き気化部
   を設けて、該副燃料供給通路出口から噴出する気化燃料
   が前記補助燃料噴射弁から噴射される燃料に混入される
   よう設定したことを特徴とするエンジンの燃料供給装
   置。
5. 【請求項５】 各気筒ごとに配置される通常の燃料噴射
   弁及び吸気マニホールドの集合部に各気筒共通のものと
   して設けたエンジン始動用の補助燃料噴射弁を備えたエ
   ンジンの燃料供給装置において、、 前記補助燃料噴射弁は、その計量オリフィス下流に燃料
   を微粒化させるための気流を発生させる燃料微粒化空間
   を有し、且つ燃料供給系の通路として、前記燃料噴射弁
   及び補助燃料噴射弁に燃料を送るための主燃料供給通路
   と、この主燃料供給通路から途中で分かれて或いは別個
   に設けて出口が前記補助燃料噴射弁の計量オリフィス下
   流の前記燃料微粒化空間に臨む副燃料供給通路とを備
   え、前記副燃料供給通路にその通過燃料を気化させるた
   めのヒータ付き気化部を設けて、該副燃料供給通路出口
   から噴出する気化燃料が前記微粒化空間にて前記補助燃
   料噴射弁から噴射される燃料に混入されるよう設定した
   ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
6. 【請求項６】 請求項１又は請求項２において、前記燃
   料噴射弁は複数気筒エンジンの各気筒ごとに配置され、
   且つ、前記副燃料供給通路は、前記各気筒の燃料噴射弁
   ごとに分岐配設され、これらの副燃料供給通路の分岐部
   上流に前記ヒータ付き気化部を設けて、該ヒータ付き気
   化部を各気筒の燃料噴射弁共通にしたことを特徴とする
   エンジンの燃料供給装置。
7. 【請求項７】 請求項３において、前記燃料噴射弁は複
   数気筒エンジンの各気筒ごとに配置され、前記バイパス
   通路は、前記切換弁下流位置にて各気筒の燃料噴射弁ご
   とに分岐配設され、このバイパス通路の分岐部と前記切
   換弁との間に前記ヒータ付き気化部を設けたことを特徴
   とするエンジンの燃料供給装置。
8. 【請求項８】 請求項１，２，４，５，６のいずれか１
   項において、エンジン運転の暖機完了後は、前記ヒータ
   付き気化部の加熱を停止させて燃料のみを通過させるよ
   うに制御するよう設定してあるエンジンの燃料供給装
   置。
9. 【請求項９】 請求項３又は請求項７において、前記切
   換弁による前記第２の切換モードをエンジンの低温始動
   時に実行し、エンジンの暖機完了後は前記第１の切換モ
   ードを実行するよう設定してあるエンジンの燃料供給装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし請求項９のいずれか１
    項において、前記ヒータは、エンジンの排気熱又は電気
    ヒータを用いたことを特徴とするエンジンの燃料供給装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし請求項９のいずれか１
    項において、前記ヒータは、ＥＧＲ装置の還流排気ガス
    の熱を用いたことを特徴とするエンジンの燃料供給装
    置。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし請求項９のいずれか１
    項において、前記ヒータは電気ヒータで、熱をエンジン
    のクランキング直前或いはクランキングと同時に行うこ
    とを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
13. 【請求項１３】 請求項１ないし請求項１２のいずれか
    １項において、前記ヒータ付き気化部で生成する気化燃
    料量を、エンジンの冷却水温の推移に応じて変化させる
    ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３において、前記気化燃料の
    生成量の変化は、エンジンの冷却水温が高まるにつれて
    ヒータ付き気化部の加熱温度を次第に低下させて実行す
    ることを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
15. 【請求項１５】 請求項１ないし請求項１４のいずれか
    １項において、前記燃料供給通路を通る燃料の性状を検
    出するセンサを備え、前記ヒータ付き気化部の加熱温度
    を燃料の性状を加味して可変に設定することを特徴とす
    るエンジンの燃料供給装置。
16. 【請求項１６】 請求項１ないし請求項１５のいずれか
    １項において、前記副燃料供給通路には気化燃料を減圧
    させるための手段を設けたことを特徴とするエンジンの
    燃料供給装置。
17. 【請求項１７】 請求項１ないし請求項１６のいずれか
    １項において、前記ヒータ付き気化部は、ハニカム状の
    多数の微細燃料通路を備えたことを特徴とするエンジン
    の燃料供給装置。
18. 【請求項１８】 請求項１ないし請求項１７のいずれか
    １項において、前記ヒータ付き気化部は、その燃料を通
    過させる壁面にセラミック粒子を多数付着してなること
    を特徴とするエンジンの燃料供給装置。
19. 【請求項１９】 筒状ケース内に燃料を気化させるヒー
    タを収納し、このヒータを多数の微細孔（燃料通過孔）
    を有するハニカム状に形成し、ハニカム状ヒータの前段
    に燃料をハニカム状微細孔に満遍なく分散させる手段を
    配設して成ることを特徴とする燃料気化装置。
20. 【請求項２０】 請求項１９において、前記ハニカム状
    ヒータの後段には、気化燃料を通過させつつ液状燃料を
    捕らえる気液分離部材を配設して成ることを特徴とする
    燃料気化装置。
21. 【請求項２１】 計量機能を有する燃料噴射弁を備えた
    エンジンの燃料供給装置において、 前記燃料噴射弁に通じる燃料供給通路の他に、燃料タン
    ク内の気体層（燃料が自然気化してタンク上部空間に溜
    る箇所）の気化燃料を前記燃料噴射弁の計量オリフィス
    下流の燃料噴射空間或いはこの燃料噴射空間下流に導く
    気化燃料供給手段を設けたことを特徴とするエンジンの
    燃料供給装置。
22. 【請求項２２】 各気筒ごとに配置される通常の燃料噴
    射弁及び吸気マニホールドの集合部に各気筒共通のもの
    として設けた始動用の補助燃料噴射弁を備えたエンジン
    の燃料供給装置において、 前記燃料噴射弁に通じる燃料供給通路の他に、燃料タン
    ク内の気体層の気化燃料を前記補助燃料噴射弁の計量オ
    リフィス下流の燃料噴射空間或いはこの燃料噴射空間下
    流に導く気化燃料供給手段を設けたことを特徴とするエ
    ンジンの燃料供給装置。
23. 【請求項２３】 各気筒ごとに配置される通常の燃料噴
    射弁を備えたエンジンの燃料供給装置において、 吸気マニホールドの集合部に、燃料タンク内の気体層に
    滞溜する気化燃料を前記吸気マニホールド集合部に導く
    気化燃料供給手段を設けたことを特徴とするエンジンの
    燃料供給装置。
24. 【請求項２４】 計量機能を有する燃料噴射弁と、この
    燃料噴射弁に燃料を送る燃料供給通路とを備えたエンジ
    ンの燃料供給装置において、 前記燃料噴射弁は、その計量オリフィス下流に燃料を微
    粒化させるための気流を発生させる燃料微粒化空間を有
    し、この燃料微粒化空間の気流発生用の空気を吸気通路
    の絞り弁上流からバイパス通路を介して導入するよう設
    定し、 且つ前記燃料噴射弁に通じる燃料供給通路の他に、燃料
    タンク内の気体層の気化燃料を供給する通路を前記バイ
    パス通路の途中に切換弁を介して接続し、この切換弁
    は、切換により、前記バイパス通路を前記吸気通路の絞
    り弁上流と前記燃料噴射弁の燃料微粒化空間とに連通さ
    せる第１の切換モード（このモードの時は、前記バイパ
    ス通路と前記気化燃料供給通路とが遮断状態にある）
    と、前記バイパス通路のうち前記切換弁の下流側通路と
    前記気化燃料供給通路とを連通させる第２の切換モード
    （このモードの時は、前記バイパス通路の前記切換弁の
    上流側通路は遮断状態にある）とを実行する機能を有し
    たことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
25. 【請求項２５】 開弁動作時に計量オリフィスを介して
    燃料が噴射される方式の燃料噴射弁において、前記計量
    オリフィス下流に噴射燃料を通過させるオリフィス付き
    のチップを装着し、このチップを電気ヒータ部材により
    形成したことを特徴とする燃料噴射弁。
26. 【請求項２６】 開弁動作時に計量オリフィスを介して
    燃料が噴射される方式の燃料噴射弁において、前記計量
    オリフィス下流に噴射燃料を通過させるオリフィス付き
    のチップを装着し、このチップを電気ヒータ部材により
    形成すると共に、該チップには、その噴射燃料通過用オ
    リフィス或いは該オリフィスの上流位置に空気を導入し
    て旋回空気流を発生させる気流発生用の空気導入通路を
    設けたことを特徴とする燃料噴射弁。
27. 【請求項２７】 請求項２５又は請求項２６において、
    前記チップには、オリフィスが複数吸気弁／１気筒の吸
    気弁の数だけ配設してあることを特徴とする燃料噴射
    弁。
28. 【請求項２８】 開弁動作時に計量オリフィスを介して
    燃料が噴射される方式の燃料噴射弁において、前記計量
    オリフィス下流に噴射燃料を通過させるオリフィス付き
    のチップを装着し、該チップに設けたオリフィスは１気
    筒あたり複数吸気弁仕様のエンジンに対応して複数分岐
    配設され、このオリフィス（以下、燃料分配オリフィス
    と称する）を分岐する部材を電気ヒータ部材で構成する
    と共に、該分岐部材の内部に前記計量オリフィスから噴
    射される燃料の一部を導入して加熱気化させた後分配オ
    リフィスに噴出させる加熱媒体粒子付き加熱通路を設け
    たことを特徴とする燃料噴射弁。
29. 【請求項２９】 請求項２８において、前記分岐部材の
    入口には、低温時には前記分岐部材に設けた前記加熱通
    路の入口を開き、高温時に閉じるバイメタル式開閉部材
    を設けたことを特徴とする燃料噴射弁。