JP2003129913A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一の燃料噴射弁から２種類の燃料を噴射す
る際に、燃料の混合比を正確に制御する。 【解決手段】 互いに異なる２種類の燃料流体を単一の
噴孔から噴射する燃料噴射弁１１０から噴射する。それ
ぞれの燃料は互いに独立した燃料タンク１１、１３、高
圧ポンプ２１、２３、燃料供給通路２０１、２０３を備
えており、燃料供給津数から単一の燃料噴射通路２５７
を介して燃料噴射弁に供給される。機関の電子制御ユニ
ット（ＥＣＵ）３０は、それぞれの高圧ポンプの吐出量
制御機構２１３をデューティ制御することにより、ポン
プからそれぞれの燃料供給通路に圧送される燃料量を制
御する。これにより、燃料噴射弁から噴射される燃料中
のそれぞれの燃料の割合が正確に制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料供給装置に関
し、詳細には互いに異なる２種類の燃料を所望の割合で
混合して単一の燃料噴射弁から噴射することが可能な燃
料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】１つの燃料噴射弁を用いて２種類の異な
る燃料を噴射することを可能とする内燃機関の燃料供給
装置が知られている。例えば、燃料としてオクタン価の
高い高オクタン価燃料とオクタン価の低い低オクタン価
燃料を用いるような場合には、高オクタン価燃料のみ、
或は低オクタン価燃料のみを運転条件に応じて燃料噴射
弁から噴射する以外に、１つの燃料噴射弁から高オクタ
ン価燃料と低オクタン価燃料とを所望の割合で同時に噴
射することができれば、噴射される燃料のオクタン価を
任意に調整することが可能となるため、機関に供給する
燃料のオクタン価を機関運転状態に応じた最適な値とす
ることが可能となる。

【０００３】例えば、このような燃料供給装置の例とし
ては特開２００１−５００７０号公報に記載されたもの
がある。同公報の燃料供給装置では原料となる燃料を分
留することにより、原料燃料よりオクタン価の高い高オ
クタン価燃料と、原料燃料よりオクタン価の低い低オク
タン価燃料とを生成し、これら２種類の燃料を単一の燃
料噴射弁から内燃機関に噴射している。

【０００４】同公報の装置では、燃料噴射弁本体内部
に、ニードル弁体閉弁時に燃料が残留する燃料たまり部
を設け、この燃料たまり部に貯留される低オクタン価燃
料の量を調節することにより燃料噴射時に噴射される高
オクタン価燃料と低オクタン価燃料との割合を調節して
いる。すなわち、同公報の装置では燃料噴射弁本体内に
は上記燃料たまりに連通する互いに独立した高オクタン
価燃料噴射通路と低オクタン価燃料噴射通路とが形成さ
れており、高オクタン価燃料は高圧間欠ポンプにより高
オクタン価燃料噴射通路に供給される。

【０００５】一方、低オクタン価燃料は可変圧力ポンプ
を用いて別途低オクタン価燃料噴射通路を介して燃料た
まりに供給される。高圧間欠ポンプにより高圧の高オク
タン価燃料が燃料たまりに供給されると、燃料たまり内
の燃料圧力によりニードル弁体が押上げられニードル弁
体が噴孔を開放するため、燃料たまり内の燃料が噴孔か
ら噴射される。また、噴射により燃料たまり内の燃料圧
力が低下すると、スプリングの付勢力によりニードル弁
体が噴孔を閉鎖するが、このとき低オクタン価燃料噴射
通路から燃料たまり内に低オクタン価燃料が流入するた
め、次回燃料噴射が行われると燃料たまり内に残留する
低オクタン価燃料と高圧間欠ポンプにより新たに供給さ
れた高オクタン価燃料とが同時に噴射されるようにな
る。

【０００６】また、同公報の装置では、可変圧力ポンプ
の吐出圧を変化させることにより燃料噴射終了時に燃料
たまりに残留する低オクタン価燃料の量を増減すること
ができるため、燃料噴射時に噴射される高オクタン価燃
料量と低オクタン価燃料量との割合を調節することが可
能となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記特開２００１−５
００７０号公報の燃料供給装置では、燃料噴射終了時の
燃料たまり内の高オクタン価燃料の残圧と、可変圧力ポ
ンプにより供給される低オクタン価燃料圧力との差によ
り燃料タンク内に流入する低オクタン価燃料の量が定ま
る。すなわち、燃料噴射終了時残留高オクタン価燃料圧
力が低いほど、また可変圧力ポンプにより供給される低
オクタン価燃料の圧力が高いほど、燃料たまり内に流入
する低オクタン価燃料の量は多くなり、燃料噴射中に占
める低オクタン価燃料の量の割合も大きくなる。ところ
が、実際には燃料噴射終了時の燃料たまり内の高オクタ
ン価燃料の残圧を正確にある値に管理することは極めて
困難であり、そのため噴射される低オクタン価燃料の割
合を所望の値にするための可変圧力ポンプの吐出圧を正
確に定めることができない問題がある。

【０００８】すなわち、同公報の燃料供給装置では高オ
クタン価燃料と低オクタン価燃料とを１つの燃料噴射弁
から噴射する際に、その混合比を正確に制御することが
出来ず、機関運転条件に応じた最適な値に燃料のオクタ
ン価を正確に調整できない問題が生じるのである。本発
明は、上記従来技術の問題に鑑み、１つの燃料噴射弁か
ら同時に２種類の異なった燃料を噴射する際に、両方の
燃料の噴射量の比率を正確に制御することが可能な燃料
供給装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、互いに異なる２種類の燃料流体を単一の噴孔か
ら噴射する燃料噴射弁を備えた燃料供給装置であって、
それぞれの燃料を加圧供給する互いに独立した２つの燃
料供給源と、前記それぞれの燃料供給源と前記燃料噴射
弁とを接続する互いに独立した２つの燃料供給通路と、
前記それぞれの燃料供給源からそれぞれの燃料供給通路
に供給される加圧燃料の流量を前記燃料供給通路毎に制
御可能な圧送量制御手段とを備え、前記燃料噴射弁は、
前記２つの燃料供給通路が接続され両方の燃料供給通路
から供給された２種類の燃料を前記噴孔に導く単一の燃
料噴射通路を噴射弁内部に備え、前記圧送量制御手段
は、前記それぞれの燃料供給通路に圧送する燃料量の比
を制御することにより、前記燃料噴射弁から噴射される
２種類の燃料の割合を変更する、燃料供給装置が提供さ
れる。

【００１０】すなわち、請求項１の発明では、燃料噴射
弁内には噴孔に続く単一の燃料噴射通路が設けられ、２
種類の燃料は同時にこの単一の燃料噴射通路に供給さ
れ、通路内で混合した後噴孔から噴射される。また、２
種類の燃料はそれぞれ独立した燃料供給源と燃料供給通
路を通って燃料噴射通路に供給されるが、それぞれの燃
料供給通路に圧送される燃料量は圧送量制御手段により
制御されている。それぞれの燃料供給通路に圧送された
燃料は、圧送された量だけ燃料噴射通路に流入して噴孔
から噴射されるため、それぞれの燃料供給通路に圧送す
る燃料量の比を所望の値に制御することにより、正確に
噴射される燃料の混合比を制御することが可能となる。

【００１１】請求項２に記載の発明によれば、前記燃料
供給源はそれぞれ、燃料を加圧して前記燃料供給通路に
圧送する加圧ポンプを備え、前記圧送量制御手段は前記
それぞれの加圧ポンプの吐出量を制御することにより前
記燃料供給通路に圧送される燃料量の比を制御する、請
求項１に記載の燃料供給装置が提供される。

【００１２】すなわち、請求項２の発明では圧送量制御
手段はそれぞれの燃料供給源に備えられた加圧ポンプの
吐出量を制御することにより燃料供給通路に圧送される
燃料量を制御する。加圧ポンプの吐出量の制御は、加圧
ポンプが可変容量式の場合にはポンプの可変容量機構を
制御することにより行っても良く、加圧ポンプの吐出量
が固定されている場合には、逃し弁を用いて、ポンプ吐
出量の一部をポンプ吸入側に逃すことによって行っても
良い。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、前記圧送
量制御手段は、それぞれ入力する流量制御信号のデュー
ティ比に応じた量の燃料を、それぞれ前記燃料供給通路
に圧送する、請求項１又は請求項２に記載の燃料供給装
置が提供される。

【００１４】すなわち、請求項３の発明では圧送量制御
手段はデューティ制御される。すなわち、圧送量制御手
段には流量制御信号としてパルス信号が供給され、圧送
量制御手段は流量制御パルス信号のデューティ比（すな
わち、パルス信号１周期に占めるパルスオン時間の割
合）に応じた流量の燃料を燃料供給通路に圧送する。圧
送量制御手段をデューティ制御することにより、両方の
燃料供給通路に圧送する燃料量が正確に制御されるよう
になる。

【００１５】請求項４に記載の発明によれば、更に、前
記それぞれの燃料供給通路から前記燃料噴射弁内の燃料
噴射通路に向う方向の燃料流のみを許容する逆止弁手段
を備えた、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載
の、燃料供給装置が提供される。

【００１６】すなわち、請求項４の発明では燃料噴射終
了後に燃料噴射通路内の燃料が各燃料供給通路に逆流す
ることが防止されるため、それぞれの燃料供給通路内に
他方の燃料が流入し、滞留することが防止される。この
ため、燃料の混合割合変更時に、燃料供給通路内に滞留
した混合燃料が燃料噴射通路に供給されることがないた
め、混合割合の変更時や燃料の切換時の応答性が向上す
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。図１は、本発明の燃料供給
装置を車両用内燃機関に適用した場合の実施形態の概略
構成を模式的に示す図である。

【００１８】図１において、１００は内燃機関、１１０
は内燃機関１の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁を示
す。各燃料噴射弁１１０は、後述するデュアルデリバリ
パイプ２０に接続され、デュアルデリバリパイプ２０内
に形成された２つのデリバリ通路２０１、２０３内の燃
料の一方を選択的に、もしくは両方の燃料を任意の混合
比で同時に、機関１の各気筒に噴射可能な構造となって
いる。デュアルデリバリパイプ２０の構造及び燃料噴射
弁１１０への燃料供給部構造については後述する。

【００１９】図１において、１１、１３で示すのは機関
１の燃料タンクである。本実施形態では、種類の異なる
２つの燃料油を燃料噴射弁１１０から機関に噴射するた
め、燃料タンクも２つ別個に設けられている。本発明で
は、種類の異なる２つの燃料として、例えば高オクタン
価ガソリンと低オクタン価ガソリン、ガソリンと他の種
類の燃料（例えばＤＭＥ（ジメチルエーテル））、ガソ
リン以外の燃料（例えば、ＬＰＧ（液化石油ガス）とＤ
ＭＥ、或はＣＮＧ（加圧天然ガス）とＤＭＥ等のよう
に、液体燃料同士、或は気体同士の異なる燃料をも使用
することが可能であるが、図１の例では液体同士の性質
の異なる燃料（高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガ
ソリン）を使用する場合を示している。

【００２０】本実施形態では、例えば燃料タンク１１に
は高オクタンガソリンが、１３には低オクタンガソリン
が貯留されている。高オクタン価ガソリンと低オクタン
価ガソリンとは、それぞれ外部からタンク１１と１３と
に別々に補給するようにしても良いし、例えば車両上で
分留、膜分離などの適宜な手段を用いて市販のガソリン
を高オクタン価成分を多く含むガソリンと低オクタン価
成分を多く含むガソリンとに分離することにより車両上
で生成することも可能である。

【００２１】燃料タンク１１と１３に貯留された燃料
は、タンク内にそれぞれ設けられた低圧フィードポンプ
１１ａ、１３ａにより低圧供給配管１５、１７を介して
高圧燃料ポンプ２１、２３に供給される。高圧燃料ポン
プ２１、２３は、例えばプランジャ式高圧ポンプとさ
れ、それぞれ後述する吐出量制御機構を有している。高
圧ポンプ２１、２３はそれぞれ高圧供給配管２５、２７
を介してデュアルデリバリパイプ２０のデリバリ通路２
０１、２０３に接続されている。

【００２２】図１に示すように、高オクタン価ガソリン
は燃料タンク１１から低圧フィードポンプ１１ａにより
高圧燃料ポンプ２１に供給され、高圧燃料ポンプ２１で
昇圧されて高圧供給配管２５からデュアルデリバリパイ
プ２０のデリバリ通路２０１に供給される。また、低オ
クタン価ガソリンは燃料タンク１３から低圧フィードポ
ンプ１３ａ、高圧燃料ポンプ２３、高圧供給配管２７を
通りデュアルデリバリパイプ２０のデリバリ通路２０３
に供給される。すなわち、高オクタン価ガソリンと低オ
クタン価ガソリンとは、互いに独立した供給源から互い
に独立した供給経路を通って燃料噴射弁１１０に供給さ
れる。

【００２３】次に、燃料噴射弁１１０への燃料供給機構
について説明する。図２は、デュアルデリバリパイプ２
０と燃料噴射弁１１０の燃料供給機構の構成を示す断面
図である。デュアルデリバリパイプ２０内には、その長
手方向に沿った隔壁２０ａにより２つのデリバリ通路
（高オクタン価ガソリンレール２０１と低オクタン価ガ
ソリンレール２０３）とが形成されている。レール２０
１と２０３とは、それぞれ供給される高圧の高オクタン
価ガソリンと低オクタン価ガソリンとを貯留し、各気筒
の燃料噴射弁１１０に分配する機能を有している。

【００２４】図２に２５１で示すのは、各燃料噴射弁１
１０毎に設けられた円筒状のインジェクタガイド２５１
である。インジェクタガイド２５１は、デュアルデリバ
リパイプ２０内の隔壁２０ａを貫通して取付けられてい
る。インジェクタガイド２５１は、内部に軸線方向に形
成された燃料噴射通路２５７を備えている。燃料噴射通
路２５７はその端部にデリバリパイプ２０の高オクタン
価ガソリンレール２０１内に開口する開口２５７ａによ
りレール２０１に連通しており、更にデリバリパイプ２
０側面に形成された開口２５７ｂによりデリバリパイプ
２０内の低オクタン価ガソリンレール２０３に連通して
いる。

【００２５】図２に２０１ａ、２０３ａで示すのは、イ
ンジェクタガイド２０の外側に嵌装され、各レールから
の燃料洩れを防止するＯリングシールである。各燃料噴
射弁１１０は、それぞれのインジェクタガイド２５１の
デリバリパイプ２０側と反対の端部に取付けられてお
り、インジェクタガイド２５１内に軸線方向に形成され
た燃料噴射通路２５７から燃料を供給される。すなわ
ち、本実施形態では、共通の燃料噴射通路２５７を介し
て高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガソリンとの両
方が供給される。

【００２６】図１に３０で示すのは、機関１の電子制御
ユニット（ＥＣＵ）である。本実施形態では、ＥＣＵ３
０は、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）、演算ユニット（ＣＰＵ）及び入出
力ポートを双方向性バスで接続した公知の構成のマイク
ロコンピュータとして構成され、機関の燃料噴射制御や
点火時期制御などの基本制御を行う他、本実施形態では
後述するように、高圧燃料ポンプ２１と２３の吐出量を
制御してデリバリパイプ２０内の圧力を機関運転条件に
応じて調節するとともに、各レール２０１、２０３への
燃料供給量を個別に調節することにより、各燃料噴射弁
１１０に供給される高オクタン価ガソリンと低オクタン
価ガソリンとの量の比率を調節する。

【００２７】これらの各制御のために、ＥＣＵ３０の入
力ポートには図示しない機関回転数センサと、機関吸入
空気量センサ、アクセル開度センサ等の各センサから、
機関回転数、吸入空気量、運転者のアクセルペダル踏込
み量（アクセル開度）等の機関運転状態を表すパラメー
タが入力されている他、デュアルデリバリパイプ２０の
両方のレール２０１、２０３に設けられた燃料圧センサ
２０１Ｐと２０３Ｐからそれぞれのレール内の燃料圧力
を表す信号が入力されている。また、ＥＣＵ３０の出力
ポートは、各燃料噴射弁１１０に接続され、各燃料噴射
弁からの燃料噴射量、燃料噴射タイミングを制御してい
る他、高圧燃料ポンプ２１、２３の吐出量制御機構に接
続され、それぞれの高圧燃料ポンプ２１、２３の燃料吐
出量を制御している。

【００２８】次に、本実施形態の高圧燃料噴射ポンプ２
１と２３との吐出量制御機構について説明する。図３
は、吐出量制御機構の一例として、吐出調量型の制御機
構を設けた場合の構成概略を示している。なお、吐出量
制御機構は両方のポンプ２１、２３とも同一であるの
で、以下の説明では、高圧燃料ポンプ２１を例にとって
説明する。

【００２９】図３において、２１１で示すのは高圧燃料
ポンプ２１の吐出配管である、吐出配管２１１は、後述
する調量弁２１３と、高圧供給配管２５側からポンプ２
１側への燃料の逆流を防止する逆止弁２１９とを介して
高圧供給配管２５に接続されている。また、ポンプ２１
の吐出配管２１１と低圧供給配管１５（若しくは燃料タ
ンク１１）とは、圧力制御弁２１５を有するバイパス配
管２１７で接続されている。圧力制御弁２１５は吐出配
管２１１内の圧力が予め定めた開弁圧力以上になると開
弁して吐出配管２１１内の燃料を低圧供給配管１５また
は燃料タンク１１に戻すものである。

【００３０】調量弁２１３は、ソレノイドアクチュエー
タを備えており、ＥＣＵから入力する制御パルス信号が
オンの間全開になり、制御パルス信号がオフのときに全
閉となる開閉操作を繰返す。このため、調量弁２１３の
前後差圧が一定の場合には、調量弁２１３を通過する流
量、すなわち高圧供給配管２５への燃料圧送流量は、ソ
レノイドアクチュエータに入力する制御パルス信号の１
周期に占めるパルスオン（開弁）時間の割合（デューテ
ィ比）に比例するようになる。

【００３１】本実施形態では高圧燃料ポンプ２１はプラ
ンジャ式ポンプが使用されている。従って、ポンプ内の
プランジャが上昇を開始してポンプからの燃料吐出が開
始されると吐出配管２１１内の燃料圧力は上昇する。ポ
ンプの幾何学的吐出量（プランジャ径とストロークの
積）は必要とされる最大燃料圧送量より大きく設定され
ているため、調量弁２１３をデューティ制御していると
ポンプから吐出される燃料量が調量弁２１３から高圧供
給通路２５に圧送される燃料量より多くなり、吐出配管
２１１内圧力は圧力制御弁２１５の開弁圧まで上昇し、
圧力制御弁２１５が開弁する。このため、吐出配管２１
１内の圧力は圧力制御弁開弁２１５の開弁圧力に略等し
い一定圧力になる。

【００３２】この状態で調量弁２１３をデューティ制御
すると、調量弁２１３を通過する燃料流量（圧送量）は
制御パルス信号のデューティ比に比例する量になる。本
実施形態では、高圧燃料ポンプ２１と２３とは同一の構
造であり、互いに同期して運転されるためポンプの吐出
期間も一致している。このため、ポンプの吐出期間中に
両方のポンプの調量弁をデューティ制御することによ
り、両方のポンプの吐出量を精密に制御することができ
る。

【００３３】更に、それぞれのポンプからの燃料の圧送
量は調量弁のデューティ比に比例するため、それぞれの
ポンプの調量弁に入力する制御パルス信号のデューティ
比を異なる値にすることにより、それぞれのポンプの圧
送量を変えることができる。この場合、それぞれのポン
プからの圧送量の比はそれぞれの調量弁に入力するデュ
ーティ比の比に等しくなる。

【００３４】それぞれの高圧燃料ポンプ２１、２３から
デュアルデリバリパイプ２０のレール２０１、２０３に
圧送された燃料は、それぞれインジェクタガイド２５１
の各レールに設けられた開口２５７ａと２５７ｂとから
インジェクタガイド内の燃料噴射通路２５７に流入し、
各燃料噴射弁１１０に供給される。この場合、各レール
に供給された燃料量と各レールから燃料噴射通路２５７
に流入する燃料量とは等しくなるため、各燃料噴射弁１
１０からはそれぞれの調量弁に入力する制御パルス信号
のデューティ比の比率に等しい混合比の燃料が機関に噴
射されるようになる。このように、制御パルス信号のデ
ューティ比の比率が所定値になるようにそれぞれのポン
プの圧送量を制御することにより、燃料の混合比を精密
に制御することが可能となる。なお、一方の調量弁の制
御パルス信号デューティ比をゼロにすると、ポンプの圧
送量はゼロになり、レールには燃料が供給されなくな
る。このため、この場合には他方の燃料のみが各燃料噴
射弁から噴射されるようになり、高オクタン価ガソリン
のみ、または低オクタン価ガソリンのみでの機関の運転
が可能となる。

【００３５】本実施形態では、ＥＣＵ３０は機関運転条
件に応じて高圧燃料ポンプ２１と２３との調量弁に供給
する制御パルス信号のデューティ比の比率を設定するこ
とにより、各燃料噴射弁１１０から機関に噴射される燃
料中の高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガソリンの
比率を調節し、機関運転状態に応じて供給する燃料のオ
クタン価が最適になるようにしている。

【００３６】図４は、吐出力制御機構の図３とは異なる
例を示す。本実施形態では高圧燃料ポンプ２１には吸入
調量式の吐出量制御機構が設けられている。吸入調量式
の吐出量制御機構では、ポンプ２１の吸入側（低圧供給
配管１５）に、図３と同様な調量弁２２１と、圧力制御
弁２２３とが設けられている。圧力制御弁は、低圧フィ
ードポンプ１１ａの吐出圧力を一定に制御するものであ
り、ポンプ１１ａ自体に圧力調整機構を有する場合には
設ける必要はない。

【００３７】図４の場合には、調量弁２２１はポンプ２
１のプランジャ下降期間（吸入期間）内にポンプ２１に
流入する燃料量を制御するために用いられる。圧力制御
弁２２３により、調量弁２２１の入口圧力は一定に維持
されるため吸入期間中に調量弁２２１を通ってポンプ２
１に流入する燃料量は調量弁に供給される制御パルス信
号のデューティ比に比例した量になる。一方、ポンプの
吐出期間には、吸入期間にポンプに流入した量の燃料し
か吐出されないため、この場合も調量弁２２１のデュー
ティ比を調節することによりポンプ２１の吐出量を制御
することが出来る。

【００３８】本実施形態においても、ＥＣＵ３０は両方
のポンプ２１、２３の調量弁に供給する制御パルス信号
のデューティ比の比率を変えることにより、各燃料噴射
弁１１０から噴射される燃料中の高オクタン価ガソリン
と低オクタン価ガソリンとの比率を制御する。なお、本
実施形態では機関の出力トルクが高いほど、また機関回
転数が低いほど機関に供給される燃料のオクタン価が高
くなるように燃料ポンプ２１、２３の圧送量を制御す
る。燃料オクタン価が高くなるほどノックが生じにくく
なるため、点火時期を進角させて機関出力を増大するこ
とができるためである。一方、機関出力トルクが低く、
機関回転数が高い場合にはノックは生じないが、燃焼時
間が短くなるため逆に燃料の不完全燃焼が生じやすくな
る。このため、本実施形態では機関出力トルクが低く回
転数が高いほど燃料オクタン価を低く設定し、燃料の着
火性を向上させることにより燃焼を改善するようにして
いる。

【００３９】次に、各燃料噴射弁への燃料供給機構の図
２とは別の実施形態について図５を参照して説明する。
図２で説明した燃料供給機構では、デュアルデリバリパ
イプ２０の２つのレール２０１と２０３とは、常に開口
２５７ａ、２５７ｂでインジェクタガイド２５１の燃料
噴射通路２５７に連通している。このことは、すなわち
レール２０１と２０３とが常時燃料噴射通路２５７を介
して互いに連通していることを意味する。

【００４０】このため、例えば各レールへの圧送量の比
を変更するような場合に、両方のレールの圧力バランス
が変動すると、一方のレール（例えばレール２０１）か
ら他方のレール（例えばレール２０３）に燃料噴射通路
２５７を経由して燃料が流入する場合が生じる。この場
合、他方のレールに流入した燃料（この場合は高オクタ
ン価ガソリン）はインジェクタガイド２５１の開口付近
に滞留し、次に燃料噴射が行われると再度インジェクタ
ガイド２５１の燃料噴射通路２５７に吸入されるように
なる。このため、例えば圧送量の比を変更するような場
合には、噴射される燃料の所望の燃料比率を得ることが
出来なくなる問題が生じ、燃料比率変更の際の応答性が
悪化する問題が生じる可能性がある。

【００４１】そこで、本実施形態では図５に示すよう
に、各インジェクタガイド２５１のそれぞれのレールに
連通する開口部２５７ａ、２５７ｂに、レール２０１、
２０３側から燃料噴射通路２５７に向う燃料の流れのみ
を許容する逆止弁２５８ａ、２５８ｂを設けている。こ
れにより、燃料比率変更時にレール２０１と２０３との
圧力バランスが変動したような場合でも、燃料噴射通路
２５７内の燃料がレール２０１、２０３側に逆流するこ
とが完全に防止され、燃料比率変更時には直ちに所望の
燃料比率を得ることができるようになる。

【００４２】次に、本発明の図１とは異なる構成の実施
形態について説明する。図１の実施形態では、２種類の
燃料として高オクタン価ガソリンと低オクタン価ガソリ
ンとを使用している。しかし、２種類の燃料として両方
ともガソリンを使用した場合には、高オクタン燃料と低
オクタン燃料とのオクタン価の差がそれほど大きくない
ため、混合した場合にも燃料のオクタン価の調整範囲が
狭くなり、運転条件に合わせて広い範囲で燃料のオクタ
ン価を調節することができない。

【００４３】そこで、以下の実施形態では、低オクタン
価燃料としてＤＭＥ（ジメチルエーテル）、高オクタン
価燃料として液化石油ガス（ＬＰＧ）またはＣＮＧ（加
圧天然ガス）を用いた場合について説明する。図６は、
ＤＭＥとＬＰＧとを用いた場合の燃料供給装置の概略構
成を説明する図である。ＤＭＥは常温では加圧状態では
液体、常圧では気体となる燃料であり、極めてオクタン
価が低く着火性が良好である。また、ＬＰＧも同様に常
温では加圧状態では液体、常圧では気体となるが、オク
タン価はＤＭＥに較べてかなり高い。図６の実施形態で
は、ＤＭＥ、ＬＰＧとも加圧状態で使用し、液体のまま
機関に噴射する場合を示している。

【００４４】図６において、図１と同じ参照符号は図１
のものと同様な要素を示している。本実施形態では、図
１の高オクタン価ガソリン用燃料タンク１１に代えてＬ
ＰＧ圧力容器（ボンベ）６１１が、低オクタン価ガソリ
ン燃料タンク１３に代えてＤＭＥ圧力容器（ボンベ）６
１３が、それぞれ直接低圧供給配管１５、１７に接続さ
れている点が図１の実施形態と相違している。また、容
器６１１、６１３内のＬＰＧ及びＤＭＥは加圧されてお
り、液状になっている。本実施形態では、ＬＰＧ、ＤＭ
Ｅは、この加圧状態のまま高圧燃料ポンプ２１、２３に
供給されるため、低圧フィードポンプは設ける必要がな
い。

【００４５】図６においても、高圧燃料ポンプ２１、２
３の圧送量はデューティ制御され、燃料噴射弁１１０に
供給されるＬＰＧとＤＭＥとの割合は、両方のポンプ２
１、２３の流量制御パルス信号のデューティ比の比率を
調節することにより制御される。

【００４６】図７は、高オクタン価燃料としてＬＰＧを
気相で（またはＣＮＧを）、低オクタン価燃料としてＤ
ＭＥを気相で、それぞれ使用する場合の燃料供給装置の
概略構成を示す図である。ＣＮＧはメタンを主成分とす
る常温で気体の燃料であり、オクタン価はＤＭＥに較べ
てかなり高くなる。本実施形態では、ＬＰＧ、ＣＮＧ
は、加圧状態で容器内７１１に貯蔵されている。また、
ＤＭＥも同様に加圧状態で容器７１３内に貯蔵されてい
る。

【００４７】本実施形態では、デュアルデリバリパイプ
２０の高オクタン価燃料用レール２０１と低オクタン価
燃料用レール２０３は、それぞれ容器（ボンベ）７１
１、７１３と減圧弁７１１ａ、７１３ａ及び調量弁７２
１、７２３を介して接続されている。容器７１１、７１
３から加圧状態で取出された気相燃料は減圧弁７１１
ａ、７１１ｂで適宜な圧力まで減圧され、調量弁７２
１、７２３により流量（圧送量）を調節した後それぞれ
のレール２０１、２０３に送られ、各燃料噴射弁１１０
から噴射される。

【００４８】なお、図１、図６の実施形態では、燃料噴
射弁１１０は機関燃焼に直接燃料を噴射する筒内噴射弁
および気筒吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁の
いずれも採用することが可能であるが、図７の燃料噴射
弁１１０は比較的低圧の気体燃料を噴射するものである
ため、気筒内に直接燃料を噴射することは噴射圧力上困
難であり、ポート噴射弁とされている。

【００４９】本実施形態においても、調量弁７２１、７
２３はソレノイド駆動の開閉弁とされ、ソレノイドに供
給する流量制御パルス信号のデューティ比に応じた流量
の燃料を通過させる。このため、図１、図６の実施形態
と同様、本実施形態においても調量弁７２１、７２３の
流量制御パルス信号のデューティ比の比率を調節するこ
とにより、各燃料噴射弁１１０から噴射される燃料中の
高オクタン価燃料（ＬＰＧまたはＣＮＧ）と低オクタン
価燃料（ＤＭＥ）との割合を制御することが可能とな
る。

【００５０】図８は、高オクタン価燃料としてＬＰＧ
（またはＣＮＧ）を、低オクタン価燃料としてＤＭＥを
使用した場合の機関負荷に応じた使用燃料を示すマップ
である。図８に示すように、機関出力トルクが小さい領
域では低オクタン価燃料であるＤＭＥのみが使用され
る。また、機関回転数が高くなるほどＤＭＥを使用する
最大トルクが大きくなるように設定される。これによ
り、機関の燃焼状態が良好に維持されるようになる。

【００５１】更に、図８に示すように機関出力が高い領
域では、高オクタン価燃料であるＬＰＧ（またはＣＮ
Ｇ）のみが使用される。これにより、機関点火時期を進
角させた高出力運転が可能となる。また、上記ＤＭＥ領
域とＬＰＧ領域との間の中間の負荷領域では、ＤＭＥと
ＬＰＧとの両方を機関に噴射して運転を行う。一般に、
燃料のオクタン価はノックが生じない範囲で低い方が好
ましい。この中間負荷領域では、負荷が増大するにつれ
てＬＰＧ（またはＣＮＧ）の供給割合を増大させること
により、機関運転状態に応じたオクタン価の燃料を機関
に供給するようにしている。

【００５２】

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、１つの
燃料噴射弁から２種類の異なった燃料を噴射する際に、
両方の燃料の噴射量の比率を正確に制御することが可能
となるため、機関負荷等の運転状態に応じて２つの燃料
の混合比を変えて運転状態に最適な性質の燃料を機関に
供給することが可能となる共通の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を自動車用内燃機関に適用した実施形態
の概略構成を説明する図である。

【図２】燃料噴射弁への燃料供給機構を説明する図であ
る。

【図３】高圧燃料ポンプの吐出量制御機構の構成の一例
を示す図である。

【図４】高圧燃料ポンプの吐出量制御機構の構成の他の
例を示す図である。

【図５】図２の燃料供給機構の実施形態の改良例を示す
図である。

【図６】本発明の燃料供給装置の図１とは別の実施形態
の概略構成を説明する図である。

【図７】本発明の燃料供給装置の図１、図６とは別の実
施形態の概略構成を説明する図である。

【図８】機関運転条件に応じた使用燃料の設定を説明す
る図である。

【符号の説明】

１１、１３…燃料タンク ２１、２３…高圧燃料ポンプ ３０…電子制御ユニット（ＥＣＵ） １００…内燃機関本体 １１０…燃料噴射弁 ２１３、７２１、７２３…調量弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G066 AA01 AB02 AB06 AD01 AD04 BA00 CA21 CB05 CB09 CC69 CD02 CE21 DA06 DC18 3G092 AA01 AB12 BB20 DE09S DE12S DF03 DF10 DG09 FA06 HB03X HB05X

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに異なる２種類の燃料流体を単一の
   噴孔から噴射する燃料噴射弁を備えた燃料供給装置であ
   って、 それぞれの燃料を加圧供給する互いに独立した２つの燃
   料供給源と、前記それぞれの燃料供給源と前記燃料噴射
   弁とを接続する互いに独立した２つの燃料供給通路と、
   前記それぞれの燃料供給源からそれぞれの燃料供給通路
   に供給される加圧燃料の流量を前記燃料供給通路毎に制
   御可能な圧送量制御手段とを備え、 前記燃料噴射弁は、前記２つの燃料供給通路が接続され
   両方の燃料供給通路から供給された２種類の燃料を前記
   噴孔に導く単一の燃料噴射通路を噴射弁内部に備え、 前記圧送量制御手段は、前記それぞれの燃料供給通路に
   圧送する燃料量の比を制御することにより、前記燃料噴
   射弁から噴射される２種類の燃料の割合を変更する、燃
   料供給装置。
2. 【請求項２】 前記燃料供給源はそれぞれ、燃料を加圧
   して前記燃料供給通路に圧送する加圧ポンプを備え、前
   記圧送量制御手段は前記それぞれの加圧ポンプの吐出量
   を制御することにより前記燃料供給通路に圧送される燃
   料量の比を制御する、請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 【請求項３】 前記圧送量制御手段は、それぞれ入力す
   る流量制御信号のデューティ比に応じた量の燃料を、そ
   れぞれ前記燃料供給通路に圧送する、請求項１又は請求
   項２に記載の燃料供給装置。
4. 【請求項４】 更に、前記それぞれの燃料供給通路から
   前記燃料噴射弁内の燃料噴射通路に向う方向の燃料流の
   みを許容する逆止弁手段を備えた、請求項１から請求項
   ３のいずれか１項に記載の、燃料供給装置。