专利名称：发动机的燃料供给装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发动机的燃料供给装置，特别是涉及进行缸内燃料供给路的放气和向排气管内供给燃料的发动机的燃料供给装置。
背景技术：
(现有实施技术)图10 (a)、(b)分别例示现有发动机的燃料供给装置100的结构。图10 (a)表示经由给料泵I向发动机2的工作缸内供给燃料的缸内燃料供给装置 110。而图10(b)表示将燃料向发动机2的排气管4供给的HC(烃)计量装置120。在图10(a)所示的缸内燃料供给装置110中，燃料罐5内的燃料经由供给路10a、 预滤器6、供给路10b，由给料泵I吸入。给料泵I将燃料升压到规定燃压例如3 5kgf/ cm2左右，并向供给路IOc喷出。在给料泵I的作用下升压后的燃料经由供给路10c、主滤器7、供给路IOd而被吸入供油泵8。供油泵8将燃料进ー步升压到规定燃压例如1000 1600kgf/cm2左右，并向供给路IOe喷出。在供油泵8的作用下升压后的燃料经由供给路 IOe并通过未图示的共轨、喷射器向发动机2的工作缸内供给。向发动机2的工作缸中喷射高压的燃料，使发动机2工作。此外，当燃料在供油泵8中溢流时，溢出的燃料经由溢流用燃料排出路11排出到燃料罐5中。当所谓“缺气”时，也就是在发动机2的工作中，燃料罐5内的燃料不足而成为无法向发动机2供给燃料的状态时，或者更换预滤器6或主滤器7时等，有时在缸内燃料供给路10中会混入气体(空气)。若在缸内燃料供给路10中混入气体，则在直到从缸内燃料供给路10中完全除去气体为止的长时间内，在缸内燃料供给路10中流动的燃料的燃压无法上升到适当值，从而使发动机2变得不稳定，或发动机很难启动。为此，需要在毎次更换燃料过滤器后定期地例如发动机2每工作500小时、或者缺气吋，使起动泵9工作，进行放气， 然后使发动机2工作。在接通开关12时，继电器13启动(付勢)，起动泵9工作。由于需要在发动机2 不工作的状态下进行放气，所以起动泵9在发动机2不工作时进行工作。在起动泵9工作时，燃料罐5内的燃料经由供给路10a、预滤器6、供给路10b、吸入用燃料供给路30，吸入起动泵9的吸入ロ ％。起动泵9将燃料升压到适于放气用的规定燃压例如3 5kgf/cm2左右，并从喷出ロ 9a向放气用燃料供给路31喷出。在起动泵9的作用下升压后的燃料经由放气用燃料供给路31压送到主滤器7，通过供油泵8并经由溢流用燃料排出路11排出到燃料罐5。另外，在起动泵9的作用下升压后的燃料，经由放气用燃料供给路31压送到主滤器7，并经由放气用燃料排出路32排出到燃料罐5。由此，从缸内燃料供给路10内除去气体。
接着，对图10(b)所示的HC计量装置120进行说明。随着近年来对发动机2的废气限制的強化，在排气管4内设置了作为废气后处理装置的柴油颗粒过滤器14。柴油颗粒过滤器14捕集发动机2的废气中的粒子状物质(PM particulate matter)，抑制 PM 向大气扩散。但是，若柴油颗粒过滤器14长时间捕集粒子状物质PM，则排气管4内的压カ损失増加，使废气很难被排出或产生过滤器堵塞，从而使柴油颗粒过滤器14的功能下降。因此， 需要定期地、例如发动机2每工作数十小吋，除去在柴油颗粒过滤器14中堆积的粒子状物质PM，使柴油颗粒过滤器14的功能再生。所述柴油颗粒过滤器14的再生方式有各种方式， 其中ー种方式为“HC计量”方式。S卩，已知为了除去在柴油颗粒过滤器14中堆积的粒子状物质PM，只要提高废气的温度，使过滤器中堵塞的粒子状物质PM中的煤烟子燃烧即可。为此，在排气管4中的柴油颗粒过滤器14的前级配置氧化催化剂15，向氧化催化剂15喷射燃料，使燃料中的HC (烃) 和氧化催化剂15发生氧化反应而产生热，从而使废气的温度上升。为了柴油颗粒过滤器14的再生，设置HC计量装置120以用于向排气管4内供给燃料。控制器50根据传感器51的检测信号，判断是否到达使废气后处理装置再生的时期(以下，简称为再生时期)，并在判断为到了使废气后处理装置再生的时期时，向HC计量用泵16、各阀17、19施加指示向排气管4内供给燃料的信号。由此，HC计量用泵16工作， 且各阀17、19开阀。由于需要在发动机2工作并排出废气的状态下向排气管4供给燃料， 所以HC计量用泵16在发动机2的工作过程中进行工作。若HC计量用泵16工作，则燃料罐5内的燃料经由吸入用燃料供给路41吸入HC 计量用泵16的吸入ロ 16b。HC计量用泵16将燃料升压到适于向排气管内供给的规定燃压例如7 lOkgf/cm2 左右，并从喷出口 16a向供给路20a喷出。在HC计量用泵16的作用下升压后的燃料，经由供给路20a、第二开闭阀17、流量控制阀19、供给路20b、喷嘴21向排气管4内喷射而供给。(专利文献中公开的现有技术)下述专利文献I记载的是独立于给料泵设置放气专用的泵，通过使该泵工作而进行柴油发动机燃料系统的放气的发明。另外，有关上述HC计量装置的发明记载于下述专利文献2、3中。另外，作为与上述HC计量装置同样地向排气管供给燃料的技术，有下述专利文献 4所述的结构。在该专利文献4中记载的发明是，在排气管中设置除去废气中的NOx的催化剂，为了提高该催化剂的NOx的除去率，以高压状态向排气管内喷射并供给作为催化剂的还原剂的轻油燃料。专利文献I日本特开平2-256869号公报专利文献2日本特公平5-34486号公报专利文献3日本特开2000-193824号公报专利文献4日本特开平8-68315号公报如上所述，HC计量装置120独立于缸内燃料供给装置110而设置，HC计量用泵16 需要准备独立于缸内燃料供给装置110所采用的各种泵1、8、9而专用的泵。
发明内容
本发明鉴于上述实情而作出，所要解决的课题在于，通过使HC计量泵等排气管内燃料供给用的泵兼作缸内燃料供给装置HO所采用的泵来降低装置成本。第一发明是一种发动机的燃料供给装置，包括经由燃料泵向发动机的工作缸内供给燃料的缸内燃料供给路和向发动机的排气管内供给燃料的排气管内燃料供给路，其特征在于，还包括兼用泵，其独立于所述燃料泵设置，兼用于缸内燃料供给路的放气和向排气管内供给燃料；放气用燃料供给路，其使兼用泵的喷出口和缸内燃料供给路连通；排气管内燃料供给路，其使兼用泵的喷出口和排气管连通；第一开闭阀，其设于放气用燃料供给路上，开闭放气用燃料供给路；第二开闭阀，其设于排气管内燃料供给路上，开闭排气管内燃料供给路；控制机构，在产生指示进行缸内燃料供给路的放气的信号时，所述控制机构使兼用泵工作，并使第一开闭阀为开状态，使第二开闭阀为闭状态，从而从兼用泵经由放气用燃料供给路向缸内燃料供给路供给燃料，并且，在产生指示向排气管内供给燃料的信号时，所述控制机构使兼用泵工作，并使第 ニ开闭阀为开状态，使第一开闭阀为闭状态，从而从兼用泵经由排气管内燃料供给路向排气管供给燃料。第二发明的特征在于，包括第一吸入用燃料供给路，其使缸内燃料供给路中的燃料泵的吸入ロ侧的供给路和兼用泵的吸入ロ连通；第二吸入用燃料供给路，其使缸内燃料供给路中的燃料泵的喷出ロ侧的供给路和兼用泵的吸入ロ连通；第一吸入用开闭阀，其设于第一吸入用燃料供给路上，开闭第一吸入用燃料供给路；第二吸入用开闭阀，其设于第二吸入用燃料供给路上，开闭第二吸入用燃料供给路；控制机构，在产生指示进行缸内燃料供给路的放气的信号时，所述控制机构使第一吸入用开闭阀为开状态，使第二吸入用开闭阀为闭状态，从而将燃料从所述燃料泵的吸入口侧经由第一吸入用燃料供给路吸入兼用泵的吸入ロ，并且，在产生指示向排气管内供给燃料的信号时，所述控制机构使第二吸入用开闭阀为开状态，使第一吸入用开闭阀为闭状态，从而将燃料从所述燃料泵的喷出口侧经由第二吸入用燃料供给路吸入兼用泵的吸入ロ。第三发明根据第一发明，其特征在干，根据燃压信号开闭第一开闭阀。第四发明根据第二发明，其特征在干，根据燃压信号开闭第一开闭阀、第一吸入开闭阀、第二吸入开闭阀。第五发明根据第一发明，其特征在干，
根据电信号开闭第一开闭阀。第六发明根据第二发明，其特征在于，根据电信号开闭第一开闭阀、第一吸入开闭阀、第二吸入开闭阀。第七发明的发动机的燃料供给装置，其特征在于，包括兼用泵，其兼用于缸内燃料供给路的放气和向排气管内供给燃料；控制机构，在放气时，所述控制机构进行阻止从兼用泵向排气管内供给燃料的控制，在向排气管供给燃料时，所述控制机构进行阻止从兼用泵向缸内燃料供给路供给燃料的控制。第一发明中，如图I所示，发动机的燃料供给装置100包括经由燃料泵(给料泵)I向发动机2的工作缸内供给燃料的缸内燃料供给路10 ;向发动机2的排气管4内供给燃料的排气管内燃料供给路20。兼用泵60独立于燃料泵I设置，兼用于缸内燃料供给路10的放气和向排气管4 内供给燃料。兼用泵60的喷出口 60a和缸内燃料供给路10通过放气用燃料供给路70连通。兼用泵60的喷出口 60a和排气管4通过排气管内燃料供给路20连通。在放气用燃料供给路70上设有第一开闭阀71，第一开闭阀71开闭放气用燃料供给路70。在排气管内燃料供给路20上设有第二开闭阀17，第二开闭阀17开闭排气管内燃料供给路20。控制机构50在产生指示进行缸内燃料供给路10的放气的信号时，使兼用泵60工作，并使第一开闭阀71为开状态，使第二开闭阀17为闭状态，从而从兼用泵60经由放气用燃料供给路70向缸内燃料供给路10供给燃料。另外，控制机构50在产生指示向排气管4 内供给燃料的信号时，使兼用泵60工作，并使第二开闭阀17为开状态，使第一开闭阀71为闭状态，从而从兼用泵60经由排气管内燃料供给路20向排气管4供给燃料。根据第一发明，使用兼用泵60能够进行缸内燃料供给路10的放气和向排气管4 内供给燃料，所以能够降低装置成本。在第二发明中，如图5所示，缸内燃料供给路10中的燃料泵(给料泵)I的吸入口 Ib侧的供给路IOb和兼用泵60的吸入口 60b通过第一吸入用燃料供给路80连通。缸内燃料供给路10中的燃料泵I的喷出口 Ia侧的供给路IOc和兼用泵60的吸入口 60b通过第二吸入用燃料供给路81连通。在第一吸入用燃料供给路80上，设有开闭第一吸入用燃料供给路80的第一吸入用开闭阀82。在第二吸入用燃料供给路81上，设有开闭第二吸入用燃料供给路81的第二吸入用开闭阀83。控制机构50在产生指示进行缸内燃料供给路10的放气的信号时，使第一吸入用开闭阀82为开状态，使第二吸入用开闭阀83为闭状态，将燃料从燃料泵I的吸入口 Ib侧经由第一吸入用燃料供给路80吸入兼用泵60的吸入口 60b。另外，控制机构50在产生指示向排气管4内供给燃料的信号时，使第二吸入用开闭阀83为开状态，使第一吸入用开闭阀82为闭状态，将燃料从燃料泵I的喷出口 Ia侧经由第二吸入用燃料供给路81吸入兼用泵60的吸入口 60b。根据第二发明，在向排气管4内进行燃料供给时，燃料被从燃料泵I的喷出口 Ia 侧吸入兼用泵60，将燃料升压到适于向排气管4内供给燃料的燃压。在向排气管4内供给燃料时，发动机2工作，燃料泵(给料泵)I也工作。由于兼用泵60只要使在燃料泵I的作用下已经升到规定压(3 5kgf/cm2左右)的燃料再升到适于向排气管4内供给燃料的燃压(7 lOkgf/cm2左右)即可，所以与使燃压没有上升的燃料升压的情况相比，兼用泵60的升压能力低也没关系。另一方面，缸内燃料供给路10的放气主要在发动机2不工作时进行。根据第二发明，在进行缸内燃料供给路10的放气时，将燃料罐5内的燃料从燃料泵I的吸入口 Ib侧吸入兼用泵60，所以即使在发动机2不工作且燃料泵I没有工作时，也能够从燃料泵I的吸入口 Ib侧的燃料罐5良好地吸入燃料。虽然用兼用泵60使燃料罐5内的燃料(大气压)升压时的燃压(4kgf/cm2左右)，低于使在燃料泵I的工作下已经升到规定压(3 5kgf/cm2 左右)的燃料进一步升压时的燃压(7 9kgf/cm2左右)，但由于原本就可以在比向排气管 4内供给燃料时更低的燃压下进行缸内燃料供给路10的放气，所以能够充分进行缸内燃料供给路10的放气。根据第二发明，能够将兼用泵60的升压能力抑制到很低，从而能够使兼用泵60小型化。在第三发明中，根据燃压信号开闭第一开闭阀71。在第四发明中，根据燃压信号开闭第一开闭阀71、第一吸入开闭阀82、第二吸入开闭阀83。在第五发明中，根据电信号开闭第一开闭阀71。在第六发明中，根据电信号开闭第一开闭阀71、第一吸入开闭阀82、第二吸入开闭阀83。如在第一发明中所说明的，兼用泵60兼用于缸内燃料供给路10的放气和向排气管4内供给燃料，控制机构50进行如下控制，即，在放气时，以阻止从兼用泵60向排气管4 内供给燃料的方式动作，在向排气管4供给燃料时，以阻止从兼用泵60向缸内燃料供给路 10供给燃料的方式动作(第七发明)。
图I是实施例的发动机的燃料供给装置的结构图，是对在发动机不工作的情况下进行放气时的动作进行说明的图。图2是对图I的装置在发动机的工作中既不进行放气也不进行HC计量时的动作进行说明的图。图3是对图I的装置在发动机的工作中进行HC计量时的动作进行说明的图。图4是由通过施加电指令信号而动作的阀构成图I所示的第一开闭阀时的结构图。图5是与图I不同的实施例的发动机的燃料供给装置的结构图，是对在发动机不工作的情况下进行放气时的动作进行说明的图。图6是对图5的装置在发动机的工作中既不进行放气也不进行HC计量时的动作进行说明的图。图7是对图5的装置在发动机的工作中进行HC计量时的动作进行说明的图。图8是由通过施加电指令信号而动作的阀构成图5所不的第一开闭阀、第一吸入用开闭阀、第二吸入用开闭阀时的结构图。图9 (a)是控制器的功能框图。另外，图9(b)、(C)是对图I、图2、图3所示的实施例的动作进行说明的流程图，图9(b)是表示伴随开关操作的处理的图，图9(c)是表示由控制器进行的处理的图。图10(a)、(b)是现有技术的结构图。
具体实施例方式以下，参照图面，对本发明的发动机的燃料供给装置的实施方式进行说明。图I表示实施例的发动机的燃料供给装置100的结构图。如该图I所示，实施例的发动机的燃料供给装置100包括经由给料泵I向发动机2 的工作缸内供给燃料的缸内燃料供给路10和向发动机2的排气管4供给燃料的排气管内燃料供给路20而构成。缸内燃料供给路10使燃料罐5和发动机2的工作缸内连通。在缸内燃料供给路 10上配置有燃料罐5、预滤器6、给料泵I、主滤器7、供油泵8、发动机2。发动机2为柴油发动机。给料泵I、供油泵8构成燃料泵。预滤器6是包括水分离器的燃料过滤器，为了分离并捕集混入燃料的水且捕集混入燃料的异物而设置。主滤器7是燃料过滤器，为了捕集混入燃料的异物而设置。缸内燃料供给路10包括各供给路10a、10b、10c、10d、IOe。燃料罐5和预滤器6通过供给路IOa连通，预滤器6和给料泵I通过供给路IOb连通，给料泵I和主滤器7通过供给路IOc连通，主滤器7和供油泵8通过供给路IOd连通，供油泵8和发动机2通过供给路 IOe连通。供油泵8和燃料罐5通过溢流用燃料排出路11连通。在溢流用燃料排出路11 上设有只容许燃料从供油泵8向燃料罐5流动的单向阀28。兼用泵60独立于给料泵I设置。兼用泵60兼用于缸内燃料供给路10的放气和向排气管4内供给燃料即HC计量。兼用泵60由电动泵构成。开关12、继电器13和兼用泵60电连接。兼用泵60在继电器13启动的情况下工作。在为了指示进行缸内燃料供给路10的放气而对开关12接通操作时，产生指示进行缸内燃料供给路10的放气的信号。该信号施加给继电器13，使继电器13启动。通过启动继电器13使兼用泵60工作。使用吸入用燃料供给路30、放气用燃料供给路70、放气用燃料排出路32、溢流用燃料排出路11进行放气。供给路IOb和兼用泵60的吸入口 60b通过吸入用燃料供给路30连通。兼用泵60 的喷出口 60a和缸内燃料供给路10的主滤器7通过放气用燃料供给路70连通。在放气用燃料供给路70上设有第一开闭阀71，第一开闭阀71开闭放气用燃料供给路70。第一开闭阀71由只容许从兼用泵60向主滤器7方向的流动的单向阀构成。此外，在实施例中，放气用燃料供给路70使兼用泵60的喷出口 60a和缸内燃料供给路10的主滤器7连通，不过，
8放气用燃料供给路70也可以使兼用泵60的喷出口 60a和缸内燃料供给路10的供给路IOc 连通，另外，放气用燃料供给路70还可以使兼用泵60的喷出口 60a和缸内燃料供给路10 的供给路IOd连通。主滤器7和燃料罐5通过放气用燃料排出路32连通。在放气用燃料排出路32上设有节流器29。燃料罐5内的燃料经由供给路10a、预滤器6、供给路IOb吸入给料泵I。给料泵I 将燃料升压到规定燃压例如3 5kgf/cm2左右并向供给路IOc喷出。在给料泵I的作用下升压后的燃料，经由供给路10c、主滤器7、供给路IOd吸入供油泵8。供油泵8将燃料进一步升压到规定燃压例如1000 1600kgf/cm2左右并向供给路IOe喷出。在供油泵8的作用下升压后的燃料，经由供给路IOe并通过未图示的共轨、喷射器向发动机2的工作缸内供给。向发动机2的工作缸中喷射高压的燃料，使发动机2工作。此外，当燃料在供油泵8 中溢流时，溢出的燃料经由溢流用燃料排出路11排出到燃料罐5。在发动机2的排气管4内设有作为废气后处理装置的柴油颗粒过滤器14。柴油颗粒过滤器14捕集发动机2的废气中的粒子状物质(PM particulate matter),抑制P M向大气扩散。在排气管4中的柴油颗粒过滤器14的前级配置有氧化催化剂15。在向氧化催化剂15喷射燃料时(HC计量)，燃料中的HC (烃)和氧化催化剂15发生氧化反应而产生热量，从而使废气的温度上升。在废气的温度升高时，柴油颗粒过滤器14的过滤器中堵塞的粒子状物质P M中的煤烟子燃烧，使柴油颗粒过滤器14的功能再生。排气管内燃料供给路20是为了通过向排气管4内供给燃料(HC计量)进行柴油颗粒过滤器14的再生而设置的。排气管内燃料供给路20使兼用泵60和排气管4连通。兼用泵60、第二开闭阀17、第三开闭阀18、流量控制阀19、喷嘴21配置在排气管内燃料供给路20上。排气管内燃料供给路20包括供给路20a、20b、20c。兼用泵60的喷出口 60a和第二开闭阀17通过供给路20a连通。第二开闭阀17 根据从控制器50施加的电指令信号，开闭排气管内燃料供给路20。第二开闭阀17的出口 17a、第三开闭阀18和流量控制阀19的入口 19b通过供给路20b连通。流量控制阀19和喷嘴21通过供给路20c连通。喷嘴21安装在排气管4上， 向排气管4内喷射燃料。喷嘴21设置在氧化催化剂15和未图示的排气歧管之间。此外， 喷嘴21也可以设置在排气歧管上。第三开闭阀18和燃料罐5通过燃料排出路40连通。当燃料在第三开闭阀18中溢流时，溢出的燃料经由燃料排出路40排出到燃料罐5。为了向氧化催化剂15喷射高压燃料并促进燃料的雾化，从而使HC和氧化催化剂 15发生氧化反应，在HC计量时，需要从兼用泵60喷出比放气时所要求的燃压(3 5kgf/ cm2左右)高的燃压例如7 10kgf/cm2左右燃压的燃料。各阀17、18、19由电磁阀构成。兼用泵60、各阀17、18、19和控制器50电连接。控制器50与继电器13电连接。 在发动机2不工作时，断开从控制器50对各阀17、18、19的电指令信号，关闭各阀17、18、19，并且，断开从控制器50对继电器13施加的用于启动继电器13的电指令信号。在排气管4上设有对排气管4内的发动机2的废气压力或者柴油颗粒过滤器14 的前后压力的差压进行检测的传感器51。传感器51的检测信号输入控制器50。控制器50 根据传感器51的检测信号判断成为再生时期的情况。由单向阀构成的第一开闭阀71的出口 71a经由燃压信号路72与第二开闭阀17 的出口 17a的供给路20b连通。以下，将压力以计示压力表示，第一开闭阀71的开启压设定为2kgf/cm2，给料泵I 的喷出压为3kgf/cm2，兼用泵60的喷出压为7kgf/cm2，以此进行说明。此外，上述的压力数值是为了便于说明而例示的，本发明不限定于上述数值。图9(a)是控制器50的功能框图。另外，图9(b)、(C)是对图I、图2、图3所示的实施例的动作进行说明的流程图，图9(b)表示伴随开关12的操作的处理，另外，图9 (c)表示由控制器50进行的处理。以下，一并参照图9 (a)、(b)、(C)，对图I、图2、图3所示的实施例的动作进行说明。 此外，图I、图2、图3中的黑箭头表示燃料的流动。在图4、图5、图6、图7、图8的实施例中的黑箭头也同样表示燃料的流动。(放气时的动作图I)当所谓“缺气”时，也就是在发动机2的工作中，燃料罐5内的燃料不足而成为无法向发动机2供给燃料的状态时，或者更换预滤器6或主滤器7时等，有时在缸内燃料供给路 10中会混入气体(空气)。若在缸内燃料供给路10中混入气体，则在直到从缸内燃料供给路10中完全除去气体为止的长时间内，在缸内燃料供给路10中流动的燃料的燃压无法上升到适当值，从而使发动机2变得不稳定，或发动机很难启动。为此，需要在每次更换燃料过滤器后定期地例如发动机2每工作500小时、或者缺气时，进行放气，然后使发动机2工作。操作员为了在发动机2的起动前即发动机2不工作时进行放气而接通开关12(图 9(b)的步骤101的判断为是)。在开关12接通时，产生指示进行缸内燃料供给路10的放气的信号，并启动继电器 13。通过启动继电器13使兼用泵60工作。在兼用泵60工作时，燃料罐5内的燃料经由供给路10a、预滤器6、供给路10b、吸入用燃料供给路30吸入兼用泵60的吸入口 60b。兼用泵60将燃料升压到7kgf/cm2，并从喷出口 60a向放气用燃料供给路70喷出。这样，在发动机2不工作时，兼用泵60工作。从兼用泵60喷出的燃料的燃压7kgf/cm2作用于放气用燃料供给路70上的第一开闭阀71的入口 7Ib(图9(b)的步骤102)。另一方面，由于发动机2处于不工作中(图9(c)的步骤201的判断为否)，所以断开从控制器50的输出部50c对各阀17、18、19的电指令信号，关闭各阀17、18、19，并且，断开从控制器50的输出部50c对继电器13施加的用于启动继电器13的电指令信号，继电器 13关闭(图9(c)的步骤202)。但是，如上所述，在操作员对开关12的接通操作下，继电器 13启动(图9(b)的步骤102)。由于关闭第二开闭阀17且因此而关闭排气管内燃料供给路20，所以阻止了从兼用泵60喷出的燃料通过排气管内燃料供给路20向排气管4内的供给。由于第二开闭阀17关闭(图9(b)的步骤103的判断为是)，因此第二开闭阀17
10的出口 17a的供给路20b成为大气压。这是因为，如后所述，在经由供给路20b向排气管4 供给燃料后，进行使供给路20b内的压力下降到大气压的动作。由于第二开闭阀17的出口 17a的供给路20b经由燃压信号路72与第一开闭阀71的出口 71a连通，所以第一开闭阀 71的出口 71a成为大气压。为了使第一开闭阀71形成开状态，需要使作用于第一开闭阀 71的入口 71b的燃压达到出口 71a侧的燃压(大气压)加上开启压力(2kgf/cm2)而得到的2kgf/cm2以上的燃压，但是，由于相当于兼用泵60的喷出压的燃压7kgf/cm2作用于当前的第一开闭阀71的入口 71b，所以第一开闭阀71打开。由此，在兼用泵60的作用下升压后的燃料，经由放气用燃料供给路70压送到主滤器7，通过供油泵8并经由溢流用燃料排出路11排出到燃料罐5。另外，在兼用泵60的作用下升压后的燃料，经由放气用燃料供给路70压送到主滤器7，并经由放气用燃料排出路32排出到燃料罐5。由此，从缸内燃料供给路10内除去气体(图9(b)的步骤104)。如上所述，在发动机2不工作时进行缸内燃料供给路10的放气。而且，根据本实施例，以比放气时所要求的燃压(3 5kgf/cm2左右)高的适于HC计量的高压燃压(7kgf/ cm2)进行放气，所以能够在短时间内进行放气。(放气及HC计量均没有进行的发动机工作时的动作图2)操作员接通未图示的发动机起动用钥匙开关时,发动机2起动,发动机2工作(图 9(c)的步骤201的判断为是)。由此，如图2所示，与发动机2的未图示的曲轴连接的给料泵I、供油泵8工作。在给料泵I工作时，燃料罐5内的燃料经由供给路10a、预滤器6、供给路IOb吸入给料泵I的吸入口 lb。给料泵I将燃料升压到燃压3kgf/cm2并从喷出口 Ia向供给路IOc 喷出。在给料泵I的作用下升压后的燃料，经由供给路10c、主滤器7、供给路IOd吸入供油栗8。在控制器50中，经由输入部50a输入传感器51的检测信号，在运算处理部50b根据传感器51的检测信号判断是否成为再生时期。其结果是，在判断为没有成为再生时期时 (图9 (c)的步骤203的判断为否)，不生成经由控制器50的输出部50c指示向排气管4内供给燃料的信号。因此，断开从控制器50的输出部50c对各阀17、18、19的电指令信号，关闭各阀17、18、19，并且，断开从控制器50的输出部50c对继电器13施加的用于启动继电器 13的电指令信号，继电器13关闭(图9(c)的步骤204)。由于第二开闭阀17关闭，所以第二开闭阀17的出口 17a的供给路20b成为大气压。这是因为，如后所述，在经由供给路20b向排气管4供给燃料后，进行使供给路20b内的压力下降到大气压的动作。由于第二开闭阀17的出口 17a的供给路20b经由燃压信号路72与第一开闭阀71的出口 71a连通，所以第一开闭阀71的出口 71a成为大气压。在不进行缸内燃料供给路10的放气时，断开开关12(图9(b)的步骤101的判断为否)。在开关12断开时，不产生指示进行缸内燃料供给路10的放气的信号，并断开用于启动继电器13的电指令彳目号。如上所述，没有对继电器13施加用于启动继电器13的电指令信号，继电器13关闭。由此，兼用泵60不工作。因此，没有从兼用泵60的喷出口 60a经由放气用燃料供给路70向第一开闭阀71 的入口 71b作用兼用泵60的喷出压，第一开闭阀71的入口 71b侧的压力成为大气压。
这样，作用于第一开闭阀71的入口 71b的压力为大气压，在出口 71a侧作用有大气压加上开启压力(2kgf/cm2)而得的2kgf/cm2，所以第一开闭阀71关闭。因而，在不从兼用泵60向放气用燃料供给路70、排气管内燃料供给路20的任一个喷出燃料的情况下，发动机2工作。(HC计量时的动作图3)在操作员接通未图示的发动机起动用钥匙开关时,发动机2起动,发动机2工作 (图9(c)的步骤201的判断为是)。由此，如图3所示，与发动机2的未图示的曲轴连接的给料泵I、供油泵8工作。在给料泵I工作时，燃料罐5内的燃料经由供给路10a、预滤器6、供给路IOb吸入给料泵I的吸入口 lb。给料泵I将燃料升压到燃压3kgf/cm2并从喷出口 Ia向供给路IOc 喷出。在给料泵I的作用下升压后的燃料经由供给路10c、主滤器7、供给路IOd吸入供油栗8。在控制器50中，当根据传感器51的检测信号判断为成为再生时期时(图9(c)的步骤203的判断为是)，经由控制器50的输出部50c生成指示向排气管4内供给燃料的信号。由此，从控制器50的输出部50c向各阀17、19输出电指令信号，各阀17、19打开，阀18 关闭，并且，从控制器50的输出部50c向继电器13输出用于启动继电器13的电指令信号。 由此，继电器13启动(图9(c)的步骤205)。通过启动继电器13使兼用泵60工作。这样， 在发动机2的工作中，兼用泵60工作。在兼用泵60工作时，燃料罐5内的燃料经由供给路 10a、预滤器6、供给路10b、吸入用燃料供给路30吸入兼用泵60的吸入口 60b。兼用泵60将燃料升压到适于向排气管4内供给的燃压7kgf/cm2并从喷出口 60a 向供给路20a喷出。在兼用泵60的作用下升压后的燃料，经由供给路20a、第二开闭阀17、 流量控制阀19、供给路20b、喷嘴21向排气管4内喷射供给。流量控制阀19的开口面积调节成能够得到HC计量所需要的流量，从而向喷嘴21供给必要流量的燃料。由此进行再生 (图9(c)的步骤206)。第三开闭阀18在HC计量结束时从闭状态变化到开状态，以使第三开闭阀18和流量控制阀19之间的燃料供给路20b内的压力下降到大气压的方式动作。兼用泵60的喷出压7kgf/cm2还作用于放气用燃料供给路70上的第一开闭阀71 的入口 71b。另一方面，在再生时期(图9(c)的步骤203的判断为是)，由于第二开闭阀17打开，所以第二开闭阀17的出口 17a的供给路20b同样成为兼用泵60的喷出压7kgf/cm2。 由于第二开闭阀17的出口 17a的供给路20b经由燃压信号路72与第一开闭阀71的出口 71a连通，所以第一开闭阀71的出口 71a成为兼用泵60的喷出压7kgf/cm2。这样，作用于第一开闭阀71的入口 71b的压力为兼用泵60的喷出压7kgf/cm2，同样，在出口 71a侧作用有兼用泵60的喷出压7kgf/cm2加上开启压力(2kgf/cm2)而得到的 9kgf/cm2，所以第一开闭阀71关闭。第一开闭阀71关闭，由此放气用燃料供给路70关闭。 因此，从兼用泵60喷出的燃料通过放气用燃料供给路70向缸内燃料供给路10的主滤器7 供给的情况被阻止。如上所述，在发动机2工作时，进行HC计量，进行再生。如上所述，根据本实施例，由于能够使用兼用泵60进行缸内燃料供给路10的放气和向排气管4内供给燃料，所以能够降低装置成本。
在图I、图2、图3所示的实施例中，假定第一开闭阀71根据燃压信号开闭的情况而进行了说明，但也可以使第一开闭阀71根据电信号开闭而实施。图4是与图I 图3对应的图,表示的是由通过施加电指令信号而进行开闭动作的电磁阀构成第一开闭阀71的实施例。此外，图4中用黑箭头图示HC计量时的燃料流动。(图4中放气时的动作)S卩，在“放气时”，若开关12接通，则通过开关12产生指示进行缸内燃料供给路10 的放气的信号，从开关12将该指令信号作为电指令信号施加给第一开闭阀71，将第一开闭阀71打开。另外，由于不在控制器50中生成指示向排气管4内供给燃料的信号，所以第二开闭阀17关闭。因此，与图I同样，不进行HC计量，进行缸内燃料供给路10的放气。(图4中放气和HC计量均不进行时的动作)另外，在“放气和HC计量均不进行的发动机工作时”，开关12断开，不产生指示进行缸内燃料供给路10的放气的信号，不将该信号作为电指令信号施加给第一开闭阀71，所以第一开闭阀71关闭。另外，由于不在控制器50中生成指示向排气管4内供给燃料的信号，所以第二开闭阀17关闭。因此，与图2同样，放气和HC计量均不进行。(图4中HC计量时的动作)在“HC计量时”，开关12断开，不产生指示进行缸内燃料供给路10的放气的信号， 不将该信号作为电指令信号施加给第一开闭阀71，所以第一开闭阀71关闭。另外，在控制器50中生成指示向排气管4内供给燃料的信号，并将该信号作为电指令信号施加给第二开闭阀17，所以第二开闭阀17打开。因此，与图3同样，进行HC计量，向排气管4内供给燃料。在图I所示的装置中，一律构成为从给料泵I的吸入口 Ib侧的供给路IOb向兼用泵60吸入燃料，但在发动机2工作且进行HC计量时，也可以构成为从给料泵I的喷出口 Ia 侧的供给路IOc向兼用泵60吸入燃料，将兼用泵60设置成升压能力小的小型泵。图5表示如下构成的实施例，即，在发动机2没有工作而进行放气时，兼用泵60从给料泵I的吸入口 Ib侧的供给路IOb吸入燃料，在发动机2工作且进行HC计量时，兼用泵 60从给料泵I的喷出口 Ia侧的供给路IOc吸入燃料。以下，对于与图I相同的结构要素标以同一符号，适当省略对这些结构要素的说明。在图5所示的实施例装置中，缸内燃料供给路10中的给料泵I的吸入口 Ib侧的供给路IOb和兼用泵60的吸入口 60b通过第一吸入用燃料供给路80连通。另外，缸内燃料供给路10中的给料泵I的喷出口 Ia侧的供给路IOc和兼用泵60 的吸入口 60b通过第二吸入用燃料供给路81连通。在第一吸入用燃料供给路80上设有开闭第一吸入用燃料供给路80的第一吸入用开闭阀82。第一吸入用开闭阀82由单向阀构成，只容许从给料泵I的吸入口 Ib侧的供给路IOb向兼用泵60的吸入口 60b方向的流动。在第二吸入用燃料供给路81上设有开闭第二吸入用燃料供给路81的第二吸入用开闭阀83。第二吸入用开闭阀83由单向阀构成，只容许从给料泵I的喷出口 Ia侧的供给路IOc向兼用泵60的吸入口 60b方向的流动。给料泵I的吸入口 Ib侧的供给路IOb和第二吸入用开闭阀83的出口 83a通过燃
1压信号路84连通。(放气时的动作图5)操作员在发动机2起动前、发动机2不工作时，为了进行放气而接通开关12。在开关12接通时，产生指示进行缸内燃料供给路10的放气的信号，启动继电器 13。通过启动继电器13，兼用泵60工作。另一方面，由于发动机2处于不工作中，因此，给料泵I不工作，不从给料泵I的喷出口 Ia喷出燃料，喷出口 Ia侧的供给路IOc的压力为大气压，第二吸入用开闭阀83的入口 83b也同样为大气压。另一方面，给料泵I的吸入口 Ib侧的供给路IOb的压力为大气压， 第一吸入用开闭阀82的入口 82b同样为大气压，并且，通过燃压信号路84，第一吸入用开闭阀82的出口 82a及第二吸入用开闭阀83的出口 83a同样为大气压。因此，第二吸入用开闭阀83关闭的同时，第一吸入用开闭阀82打开，通过兼用泵60的工作，燃料罐5内的燃料从给料泵I的吸入口 Ib侧的供给路IOb经由第一吸入用燃料供给路80吸入兼用泵60的吸入口 60b。兼用泵60使大气压的燃料升压到4kgf/cm2，并向放气用燃料供给路70喷出。这样，在产生指示进行缸内燃料供给路10的放气的信号时，第一吸入用开闭阀82 成为开状态，第二吸入用开闭阀83成为闭状态，燃料从给料泵I的吸入口 Ib侧经由第一吸入用燃料供给路80而被吸入兼用泵60的吸入口 60b。其它动作与图I同样，进行放气。(放气和HC计量均没有进行的发动机工作时的动作图6)操作员接通未图示的发动机起动用钥匙开关时，发动机2起动，从而发动机2工作。由此，如图6所示，与发动机2的未图示的曲轴连接的给料泵I、供油泵8工作。给料泵I工作时，燃料罐5内的燃料经由供给路10a、预滤器6、供给路IOb吸入给料泵I的吸入口 lb。给料泵I将燃料升压到燃压3kgf/cm2并从喷出口 Ia向供给路IOc喷出。在给料泵I的作用下升压后的燃料，经由供给路10c、主滤器7、供给路IOd吸入供油泵 8。在控制器50根据传感器51的检测信号判断为没有成为再生时期时，控制器50中不生成指示向排气管4内供给燃料的信号。因此，从控制器50向各阀17、18、19的电指令信号断开，各阀17、18、19关闭，并且，从控制器50向继电器13施加的、用于启动继电器13 的电指令信号断开。在不进行缸内燃料供给路10的放气时，开关12断开。开关12断开时，不产生指示进行缸内燃料供给路10的放气的信号，用于启动继电器13的电指令信号断开。如上所述，没有对继电器13施加用于启动继电器13的电指令信号，继电器13断开。由此，兼用栗60不工作。在给料泵I工作时，从给料泵I的喷出口 Ia喷出燃料，喷出口 Ia侧的供给路IOc 的燃压变为3kgf/cm2，该燃压施加给第二吸入用开闭阀83的入口 83b侧。另一方面，给料泵I的吸入口 Ib侧的供给路IOb的压力为大气压，第一吸入用开闭阀82的入口 82b同样为大气压，并且，通过燃压信号路84，第一吸入用开闭阀82的出口 82a及第二吸入用开闭阀83的出口 83a也同样为大气压。因此，第一吸入用开闭阀82关闭，并且第二吸入用开闭阀83打开。但是，由于兼用泵60没有工作，所以不会产生通过第二吸入用开闭阀83朝向兼用泵60的吸入口 60b的流动。(HC计量时的动作图7)
14
操作员接通未图示的发动机起动用钥匙开关时，发动机2起动，从而发动机2工作。由此，如图7所示，与发动机2的未图示的曲轴连接的给料泵I、供油泵8工作。在控制器50根据传感器51的检测信号判断为成为再生时期时，控制器50中生成指示向排气管4内供给燃料的信号。由此，从控制器50向各阀17、19输出电指令信号，各阀17、19打开，阀18关闭，并且，从控制器50向继电器13输出用于启动继电器13的电指令信号。由此，继电器13启动。通过启动继电器13，兼用泵60工作。这样，在发动机2工作过程中兼用泵60工作。在给料泵I工作时，从给料泵I的喷出口 Ia喷出燃料，喷出口 Ia侧的供给路IOc 的燃压变为3kgf/cm2，该燃压施加给第二吸入用开闭阀83的入口 83b侧。另一方面，给料泵I的吸入口 Ib侧的供给路IOb的压力为大气压，第一吸入用开闭阀82的入口 82b同样为大气压，并且，通过燃压信号路84，第一吸入用开闭阀82的出口 82a及第二吸入用开闭阀 83的出口 83a也同样为大气压。因此，第一吸入用开闭阀82关闭的同时，第二吸入用开闭阀83打开，升压到3kgf/cm2的燃料从给料泵I的喷出口 Ia侧的供给路IOc经由第二吸入用燃料供给路81吸入兼用泵60的吸入口 60b。兼用泵60使已经升压到3kgf/cm2的燃料进一步升到7kgf/cm2，并向排气管内燃料供给路20喷出。这样，在产生指示向排气管4内供给燃料的信号时，第二吸入用开闭阀83成为开状态，第一吸入用开闭阀82成为闭状态，燃料从给料泵I的喷出口 Ia侧经由第二吸入用燃料供给路81吸入兼用泵60的吸入口 60b。其它动作与图3同样，进行HC计量。如上所述，根据图5、图6、图7所示的实施例，在进行向排气管4内的燃料供给时， 燃料从给料泵I的喷出口 Ia侧吸入兼用泵60，燃料升到适合向排气管4内供给燃料的燃压 7kgf/cm2。在向排气管4内供给燃料时，发动机2处于工作中，给料泵I也处于工作中。兼用泵60只要使在给料泵I的作用下已经升到规定压3kgf/cm2左右的燃料进一步升到适合向排气管4内供给燃料的燃压7kgf/cm2左右即可，所以与使燃压没有上升的燃料升压的情况相比，兼用泵60的升压能力低也可。另一方面，缸内燃料供给路10的放气主要在发动机2不工作时进行。根据本实施例，在进行缸内燃料供给路10的放气时，将燃料罐5内的燃料从给料泵I的吸入口 Ib侧吸入兼用泵60，所以即使在发动机2不工作且给料泵I也没有工作时，也能够从给料泵I的吸入口 Ib侧的燃料罐5良好地吸入燃料。其中，虽然用兼用泵60使燃料罐5内的燃料(大气压)升压时的燃压4kgf/cm2，低于使在给料泵I的工作下已经升到规定压3kgf/cm2的燃料进一步升压时的燃压7kgf/cm2，但缸内燃料供给路10的放气原本就可以在比向排气管4 内供给燃料时低的燃压下进行，所以能够充分进行缸内燃料供给路10的放气。根据本实施例，能够将兼用泵60的升压能力抑制到较低，所以能够使兼用泵60小型化。在图5、图6、图7所示的实施例中，假定第一开闭阀71、第一吸入开闭阀82、第二吸入开闭阀83根据燃压信号开闭的情况而进行了说明，但也可以根据电信号使第一开闭阀71、第一吸入开闭阀82、第二吸入开闭阀83开闭而实施。图8是与图I 图3对应的图,表不的是第一开闭阀71、第一吸入开闭阀82、第二吸入开闭阀83由通过施加电指令信号而进行开闭动作的电磁阀构成的实施例。
15
此外，图8中，用黑箭头图示HC计量时的燃料流动。(图8中放气时的动作)S卩，在“放气时”，开关12接通，通过开关12产生指示进行缸内燃料供给路10的放气的信号时，从开关12将该指令信号作为电指令信号施加给第一吸入用开闭阀82，第一吸入用开闭阀82成为开状态。另外，由于控制器50中不产生指示向排气管4内供给燃料的信号，所以对于第二吸入用开闭阀83的电指令信号断开，第二吸入用开闭阀83成为闭状态。由此，燃料从给料泵I的吸入口 Ib侧经由第一吸入用燃料供给路80吸入兼用泵60的吸入口 60b。另一方面，在开关12接通，通过开关12产生指示进行缸内燃料供给路10的放气的信号时，从开关12将该指令信号作为电指令信号施加给第一开闭阀71，第一开闭阀71打开。另外，由于控制器50中不产生指示向排气管4内供给燃料的信号，所以第二开闭阀17 关闭。因此，与图5同样，不进行HC计量，进行缸内燃料供给路10的放气。(图8中放气和HC计量均不进行时的动作)另外，在“放气和HC计量均不进行的发动机工作时”，开关12断开，所以不产生指示进行缸内燃料供给路10的放气的信号，且控制器50中不生成指示向排气管4内供给燃料的信号，因而，通过控制器50使第一吸入用开闭阀82关闭的同时，使第二吸入用开闭阀 83关闭。另一方面，由于不产生指示进行缸内燃料供给路10的放气的信号，不将该信号作为电指令信号施加给第一开闭阀71，所以第一开闭阀71关闭。另外，由于控制器50中不生成指示向排气管4内供给燃料的信号，所以第二开闭阀17关闭。因此，与图6同样，放气和 HC计量均不进行。(图8中HC计量时的动作)在“HC计量时”，由于开关12断开，所以不产生指示进行缸内燃料供给路10的放气的信号，对于第一吸入用开闭阀82的电指令信号断开，因此，第一吸入用开闭阀82为闭状态。另外，由于控制器50中生成指示向排气管4内供给燃料的信号，所以向第二吸入用开闭阀83施加电指令信号，第二吸入用开闭阀83成为开状态。由此，高燃压的燃料从给料泵I的喷出口 Ia侧经由第二吸入用燃料供给路81吸入兼用泵60的吸入口 60b。另一方面，由于开关12断开，所以不产生指示进行缸内燃料供给路10的放气的信号，不将该信号作为电指令信号施加给第一开闭阀71，所以第一开闭阀71关闭。另外，控制器50中生成指示向排气管4内供给燃料的信号，并将该信号作为电指令信号施加给第二开闭阀17，第二开闭阀17打开。因此，与图7同样，进行HC计量，向排气管4内供给燃料。此外，在实施例中，假定为了进行柴油颗粒过滤器14等废气后处理装置的再生而向排气管4供给燃料的情况来进行了说明，但本发明不限定于这种目的，而是能够适用于为了任意目的而向排气管4内设置的废气后处理装置供给燃料的情况。例如，本发明也可以适用于在排气管4中设置去除废气中的NOx的催化剂，为了提高该催化剂的NOx除去率， 而以高压状态向排气管内喷射、供给作为催化剂的还原剂的轻油燃料的情况。
权利要求
1.一种发动机的燃料供给装置，包括经由燃料泵向发动机的工作缸内供给燃料的缸内燃料供给路和向发动机的废气后处理装置内供给燃料的废气后处理装置内燃料供给路，其特征在于，还包括兼用泵，其独立于所述燃料泵设置，兼用于缸内燃料供给路的放气和向废气后处理装置内供给燃料；放气用燃料供给路，其使兼用泵的喷出口和缸内燃料供给路连通；废气后处理装置内燃料供给路，其使兼用泵的喷出口和废气后处理装置连通；第一开闭阀，其设于放气用燃料供给路上，开闭放气用燃料供给路；第二开闭阀，其设于废气后处理装置内燃料供给路上，开闭废气后处理装置内燃料供给路；控制机构，在产生指示进行缸内燃料供给路的放气的信号时，所述控制机构使兼用泵工作，并使第一开闭阀为开状态，使第二开闭阀为闭状态，从而从兼用泵经由放气用燃料供给路向缸内燃料供给路供给燃料，并且，在产生指示向废气后处理装置内供给燃料的信号时，所述控制机构使兼用泵工作，井使第二开闭阀为开状态，使第一开闭阀为闭状态，从而从兼用泵经由废气后处理装置内燃料供给路向废气后处理装置供给燃料。
2.一种发动机的燃料供给装置，其特征在于，包括兼用泵，其兼用于缸内燃料供给路的放气和向废气后处理装置内供给燃料；控制机构，在放气时，所述控制机构进行阻止从兼用泵向废气后处理装置内供给燃料的控制，在向废气后处理装置供给燃料时，所述控制机构进行阻止从兼用泵向缸内燃料供给路供给燃料的控制。
全文摘要
一种发动机的燃料供给装置，通过使HC计量泵等排气管内燃料供给用的泵兼用于缸内燃料供给装置所使用的泵来降低装置成本。在产生指示进行缸内燃料供给路的放气的信号时，使兼用泵工作，并使第一开闭阀为开状态，使第二开闭阀为闭状态，从而从兼用泵经由放气用燃料供给路向缸内燃料供给路供给燃料。另外，在产生指示向排气管内供给燃料的信号时，使兼用泵工作，并使第二开闭阀为开状态，使第一开闭阀为闭状态，从而从兼用泵经由排气管内燃料供给路向排气管供给燃料。
文档编号F02M37/20GK102606265SQ20121008898
公开日2012年7月25日 申请日期2008年9月10日 优先权日2007年9月21日
发明者川岛康邦, 折田哲生 申请人:株式会社小松制作所