JPH07259686A

JPH07259686A - 気体−液体燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JPH07259686A
Application number: JP6071409A
Authority: JP
Inventors: Kazumitsu Kobayashi; 一光小林
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】単一の燃料噴射弁から気体燃料と液体燃料を
選択的に噴射できるようにし、コストの増加を伴うこと
なく気体燃料と液体燃料との併用を図る。【構成】燃料タンク１と燃料噴射弁２０とを連通させ
る液体燃料管路６の途中に、低圧用圧力レギュレータ７
と低圧液体用電磁弁９を設けると共に、高圧用圧力レギ
ュレータ１０と高圧液体用電磁弁１２を設け、ガスボン
ベ１３と気体燃料管路１６との間に気体用電磁弁１７を
設け、これら各電磁弁の作動をコントロールユニット１
８によって制御する。そして、ガスボンベ１３内の気体
燃料の圧力が設定圧以上であるときには気体燃料を燃料
噴射弁２０に供給し、気体燃料の圧力が設定圧未満であ
るときには液体燃料を燃料噴射弁２０に供給する。これ
により、コストの増加を伴うことなく単一の燃料噴射弁
２０から選択的に気体燃料と液体燃料を噴射させること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車等のエン
ジンに燃料を噴射する燃料噴射装置において、特にメタ
ンを主成分とする気体燃料を噴射する場合に有効な気体
−液体燃料噴射制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用エンジン等には、ガソ
リン、軽油、ＬＰＧ等の液体燃料が用いられているが、
低公害化を目的としてメタンを主成分とする圧縮天然ガ
ス（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄｎａｔｕｒａｌｇａｓ：
ＣＮＧ）の利用が検討されている。このメタンを主成分
とする圧縮天然ガスは、例えば２００ｋｇ／ｃｍ²程度
の圧力まで圧縮作用を行っても液化せず、気体のままの
燃料（気体燃料）として使用される。

【０００３】このように、燃料噴射装置には液体燃料を
噴射するものと気体燃料を噴射するものとがあり、いず
れの燃料も燃料噴射弁からエンジンの燃焼室内に向けて
噴射、供給することにより、吸入空気と混合して燃焼さ
れる。

【０００４】ところで、気体燃料を利用する燃料噴射装
置を搭載した自動車においては、気体燃料を貯えるガス
ボンベを収容する容積に限度があるため、液体燃料を利
用する燃料噴射装置を搭載した自動車に比べ搭載できる
燃料が少なく、自動車の走行距離が短くなるという欠点
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の如き欠点を解決
するため、気体燃料用の燃料噴射弁を備えた燃料噴射装
置に、液体燃料を噴射する液体燃料噴射弁を追加して設
け、気体燃料と液体燃料とを併用することにより、自動
車の走行距離を伸ばすことが考えられる。

【０００６】しかしながら、気体燃料と液体燃料とを併
用する燃料噴射装置を構成するにあたり、エンジンの１
気筒毎に気体燃料を噴射する気体燃料噴射弁と液体燃料
を噴射する液体燃料噴射弁とを設けた場合には、大幅な
コストの増加を招くことになるだけでなく、エンジンの
周囲に大きな部品設置スペースが必要となるという問題
がある。

【０００７】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、コストの増加を伴うことなく、気体燃料
と液体燃料とを併用することにより気体燃料を専用する
場合に比して自動車の走行距離を大幅に伸ばすことがで
きるようにした気体−液体燃料噴射制御装置を提供する
ことを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１に記載した気体−液体燃料噴射制御装
置は、気体燃料を貯える気体燃料貯留手段と、液体燃料
を貯える液体燃料貯留手段と、噴射口に連通する気体通
路と液体通路が設けられ、電磁アクチュエータへの給電
によって前記気体通路と液体通路を開、閉する噴射弁
と、該噴射弁に気体燃料と液体燃料を選択的に供給する
ため、前記気体燃料貯留手段と液体燃料貯留手段を選択
的に切換える燃料切換手段とから構成する。

【０００９】そして、請求項２に記載したように、前記
燃料切換手段は、前記気体燃料貯留手段と前記噴射弁と
を連通させる気体燃料管路に設けられた気体用弁手段
と、前記液体燃料貯留手段と前記噴射弁とを連通させる
液体燃料管路に設けられた液体用弁手段とから構成する
ことができる。

【００１０】また、請求項３に記載したように、前記液
体燃料貯留手段と前記噴射弁とを連通させる液体燃料管
路には、燃圧を所定の低圧値に減圧する低圧側減圧手段
と、燃圧を所定の高圧値に減圧する高圧側減圧手段とを
並列に設ける構成とし得る。

【００１１】この場合、請求項４に記載したように、前
記燃料切換手段は、前記気体燃料貯留手段と前記噴射弁
とを連通させる気体燃料管路に設けられた気体用弁手段
と、前記低圧側減圧手段と直列に設けられた低圧液体用
弁手段と、前記高圧側減圧手段と直列に設けられた高圧
液体用弁手段とから構成するのが望ましい。

【００１２】さらに、請求項５に記載したように、前記
噴射弁の噴射口には逆止弁を設け、該逆止弁は、前記低
圧側減圧手段による低圧値より高く、かつ、前記高圧側
減圧手段による高圧値より低い圧力で開弁する構成とし
得る。

【００１３】

【作用】請求項１の構成によれば、燃料切換手段によっ
て気体燃料貯留手段と液体燃料貯留手段とを切換えるこ
とにより、噴射弁には気体燃料または液体燃料を選択的
に供給でき、電磁アクチュエータを作動すれば、燃料切
換手段によって選択された燃料が噴射弁から噴射され
る。

【００１４】そして、請求項２の構成によれば、気体用
弁手段によって気体燃料管路を開くと共に液体用弁手段
によって液体燃料管路を閉じることにより、噴射弁に気
体燃料が供給され、また、気体用弁手段によって気体燃
料管路を閉じると共に液体用弁手段によって液体燃料管
路を開くことにより、噴射弁に液体燃料が供給される。

【００１５】また、請求項３の構成によれば、液体燃料
管路を介して噴射弁に供給される液体燃料は、低圧側減
圧手段または高圧側減圧手段によって、所定の低圧値ま
たは高圧値に減圧された状態をもって噴射弁に供給され
る。

【００１６】さらに、請求項４の構成によれば、低圧液
体用弁手段を開くと共に高圧液体用弁手段を閉じること
により、液体燃料は低圧側減圧手段によって所定の低圧
値に減圧された状態で噴射弁に供給され、また、高圧液
体用弁手段を開くと共に低圧液体用弁手段を閉じること
により、液体燃料は高圧側減圧手段によって所定の高圧
値に減圧された状態で噴射弁に供給される。

【００１７】さらにまた、請求項５の構成によれば、低
圧側減圧手段によって所定の低圧値に減圧された状態
で、液体燃料が噴射弁に供給されたときには、該液体燃
料は逆止弁によって噴射口からの噴射を阻止されて噴射
弁内に滞留し、また、高圧側減圧手段によって所定の高
圧値に減圧された状態で噴射弁に供給されたときには、
該液体燃料はその燃圧によって逆止弁を開弁させて噴射
口から外部に向けて噴射される。

【００１８】

【実施例】以下、図１ないし図６に基づいて本発明の実
施例による気体−液体燃料噴射制御装置を、自動車の燃
料噴射装置に適用した場合を例に挙げて説明する。

【００１９】図において１は燃料タンクを示し、該燃料
タンク１内にはガソリン等の液体燃料が貯えられてい
る。２は燃料タンク１内に設けられ、液体燃料を吐出す
る燃料ポンプで、該燃料ポンプ２としては、例えばター
ビン型の燃料ポンプが用いられる。

【００２０】３は燃料タンク１と後述の燃料噴射弁２０
とを連通させる吐出配管で、該吐出配管３の途中には、
燃料フィルタ４と分岐管路５が設けられている。そし
て、分岐管路５は互いに並列の関係をもって配管された
低圧側管路５Ａと高圧側管路５Ｂとからなっている。ま
た、低圧側管路５Ａ，高圧側管路５Ｂとは後述の低圧用
圧力レギュレータ７の吐出側で合流し、吐出配管３と共
に液体燃料管路６となっている。

【００２１】７は分岐管路５の低圧側管路５Ａ途中に設
けられた低圧側減圧手段としての低圧用圧力レギュレー
タを示し、該低圧用圧力レギュレータ７は、低圧側管路
５Ａを流通する液体燃料の圧力（燃圧）を、例えば０．
５〜１ｋｇ／ｃｍ²に減圧して後述の燃料噴射弁２０に
供給し、余剰燃料をリターン配管８を介して燃料タンク
１に戻すようになっている。

【００２２】９は低圧側管路５Ａの低圧用圧力レギュレ
ータ７よりも上流側に設けられた、低圧液体用弁手段と
しての低圧液体用電磁弁で、該低圧液体用電磁弁９は後
述のコントロールユニット１８からの制御信号Ｓ1 に応
じてＯＮ、ＯＦＦすることにより低圧側管路５Ａを開、
閉するようになっている。

【００２３】１０は高圧側管路５Ｂの途中に設けられた
高圧側減圧手段としての高圧用圧力レギュレータを示
し、該高圧用圧力レギュレータ１０は、高圧側管路５Ｂ
を流通する液体燃料の圧力を、例えば２．８〜３．５ｋ
ｇ／ｃｍ²に減圧して燃料噴射弁２０に供給し、余剰燃
料をリターン配管１１を介して燃料タンク１に戻すよう
になっている。なお、高圧用圧力レギュレータ１０は、
吸気マニホールド（図示せず）内の圧力と大気圧との差
圧から燃圧を制御する構成としてもよい。

【００２４】１２は高圧側管路５Ｂの高圧用圧力レギュ
レータ１０よりも上流側に設けられた、高圧液体用弁手
段としての高圧液体用電磁弁で、該高圧液体用電磁弁１
２はコントロールユニット１８からの制御信号Ｓ2 に応
じてＯＮ、ＯＦＦすることにより高圧側管路５Ｂを開、
閉するようになっている。

【００２５】１３は自動車に搭載されたガスボンベを示
し、該ガスボンベ１３内には圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等
の気体燃料が、例えば２００ｋｇ／ｃｍ²程度の圧力を
もって貯えられている。１４はガスボンベ１３に付設さ
れた気体用圧力レギュレータで、該気体用圧力レギュレ
ータ１４は後述の気体燃料管路１６等を介して燃料噴射
弁２０に供給される気体燃料の圧力を、例えば７〜８ｋ
ｇ／ｃｍ²とするように圧力制御している。１５は気体
用圧力レギュレータ１４に付設された圧力センサを示
し、該圧力センサ１５は、例えばガスボンベ１３内の気
体燃料の圧力が予め設定された設定圧（例えば７〜８ｋ
ｇ／ｃｍ²）未満に低下すると、後述のコントロールユ
ニット１８に検出信号Ｓ3 を出力する。

【００２６】１６は一端側が気体用圧力レギュレータ１
４に接続され、他端側が燃料噴射弁２０に接続された気
体燃料管路を示し、ガスボンベ１３内に貯えられた気体
燃料は、気体用圧力レギュレータ１４によって減圧され
た後、気体燃料管路１６を介して燃料噴射弁２０に供給
される。

【００２７】１７は気体燃料管路１６の途中に設けられ
た気体用弁手段としての気体用電磁弁で、該気体用電磁
弁１７はコントロールユニット１８からの制御信号Ｓ4
に応じてＯＮ、ＯＦＦすることにより気体燃料管路１６
を開、閉するようになっている。

【００２８】１８は自動車に搭載されたコントロールユ
ニットで、該コントロールユニット１８は、例えばマイ
クロコンピュータ等によって構成されている。そして、
該コントロールユニット１８の入力側は、エンジンスイ
ッチ、各種センサ、スイッチ類（図示せず）と接続され
ると共に前記圧力センサ１５と接続され、検出信号Ｓ3
が入力されるようになっている。

【００２９】また、コントロールユニット１８の出力側
は、低圧液体用電磁弁９、高圧液体用電磁弁１２、気体
用電磁弁１７および燃料噴射弁２０等と接続されてい
る。

【００３０】そして、コントロールユニット１８は、例
えば圧力センサ１５からの検出信号Ｓ3 により、ガスボ
ンベ１３内の気体燃料の圧力が設定圧以上であることが
検出されている間は、分岐管路５の低圧側管路５Ａを連
通させると共に高圧側管路５Ｂを遮断し、気体燃料の圧
力が設定圧未満に低下したことが検出されたときには、
低圧側管路５Ａを遮断すると共に高圧側管路５Ｂを連通
させるべく、低圧液体用電磁弁９と高圧液体用電磁弁１
２に対し、それぞれ制御信号Ｓ1 とＳ2 を出力する機能
を有している。

【００３１】また、コントロールユニット１８は、例え
ばガスボンベ１３内の気体燃料の圧力が設定圧以上であ
る間は気体燃料管路１６を燃料噴射弁２０と連通させ、
気体燃料の圧力が設定圧未満に低下したときには気体燃
料管路１６を遮断すべく、気体用電磁弁１７に制御信号
Ｓ4 を出力する機能を有している。

【００３２】さらに、コントロールユニット１８は、例
えばガスボンベ１３内の気体燃料の圧力が設定圧以上で
ある間は、この気体燃料を最適な空燃比を得るために必
要な量をもってエンジン１９の燃焼室内に噴射させるべ
く、燃料噴射弁２０に所定のパルス幅をもった気体燃料
用噴射信号Ｓ5 を出力し、気体燃料の圧力が設定圧未満
に低下したときには、燃料タンク１内に貯えられた液体
燃料を最適な空燃比を得るために必要な量をもってエン
ジン１９の燃焼室内に噴射させるべく、燃料噴射弁２０
に気体燃料の場合とは異なる所定のパルス幅をもった液
体燃料用噴射信号Ｓ5 ′を出力する機能を有している。

【００３３】即ち、本実施例においては低圧液体用電磁
弁９、高圧液体用電磁弁１２、気体用電磁弁１７および
コントロールユニット１８等により、気体燃料と液体燃
料とを切換える燃料切換手段が構成されている。

【００３４】２０はエンジン１９に搭載された燃料噴射
弁を示し、該燃料噴射弁２０は、例えばエンジン１９の
シリンダヘッド（図示せず）に１気筒に対して１つ設け
られ、エンジン１９の燃焼室内に向けて、燃料タンク１
内に貯えられた液体燃料またはガスボンベ１３内に貯え
られた気体燃料を選択的に噴射するようになっている。

【００３５】このような、液体燃料または気体燃料を選
択的に噴射することができるようにされた燃料噴射弁２
０の構成を以下に説明する。

【００３６】図２において、２１は段付筒状に形成され
た噴射弁本体を示し、該噴射弁本体２１は、一端側が後
述する液体導入路２３、電磁アクチュエータ２９等が設
けられる大径部２１Ａとなり、他端側が後述する気体通
路３３、弁室３４等が設けられる小径部２１Ｂとなって
いる。

【００３７】２２は噴射弁本体２１の大径部２１Ａ内に
軸方向に伸長して設けられた筒状のコア部材を示し、該
コア部材２２は、例えば電磁ステンレス鋼等の磁性材料
によって段付筒状に形成され、突出部２２Ａ、フランジ
部２２Ｂおよび先端側内周が拡径穴２２Ｃとなったコア
部２２Ｄとから大略構成されている。

【００３８】２３はコア部材２２の内周側に設けられた
液体導入路で、該液体導入路２３は液体燃料管路６等を
介して、燃料タンク１内の液体燃料を弁室３４に流通さ
せるようになっており、液体通路４１の一部を構成して
いる。

【００３９】２４はコア部材２２のコア部２２Ｄ外周に
アンカガイド穴２４Ａを挿嵌させたコイルボビンを示
し、該コイルボビン２４の外周側には、噴射弁本体２１
との間に位置して電磁コイル２５が巻回されている。２
６は噴射弁本体２１の一端側に位置して突出部２２Ａ外
周に一体化されたコネクタで、該コネクタ２６を介して
電磁コイル２５にコントロールユニット１８から噴射信
号Ｓ5 を入力することにより、後述の弁体３７を開閉す
るようになっている。

【００４０】２７はコイルボビン２４のアンカガイド穴
２４Ａ内に軸方向への摺動が可能に設けられたアンカを
示し、該アンカ２７はコア部材２２と同様の磁性材料に
よって略筒状に形成され、図３に示すように一端側にば
ね受部２７Ａを有し、他端側に雌ねじ部２７Ｂを有して
いる。また、アンカ２７の外周部には、図４に示すよう
に４か所の面取部２７Ｃ，２７Ｃ，…が設けられ、該各
面取部２７Ｃとコイルボビン２４のアンカガイド穴２４
Ａとの間には連通路２８，２８，…が形成されている。
そして、これらコア部材２２、コイルボビン２４、電磁
コイル２５およびアンカ２７等によって電磁アクチュエ
ータ２９が形成されている。

【００４１】３０は噴射弁本体２１の小径部２１Ｂに径
方向に伸長して設けられた噴射口で、該噴射口３０は後
述の逆止弁４２を介して弁室３４内の液体燃料と共に気
体燃料をエンジン１９の燃焼室内に向けて噴射すべく、
エンジン１９の燃焼室内に開口している。

【００４２】３１は噴射弁本体２１の小径部２１Ｂ内に
設けられ、カシメ等の手段によって小径部２１Ｂの先端
側に固定された筒状の弁ホルダを示し、該弁ホルダ３１
の内周側には、小径の弁体ガイド穴３１Ａと該弁体ガイ
ド穴３１Ａよりも大径の弁穴３１Ｂが設けられている。
３２は弁ホルダ３１の弁穴３１Ｂ内に設けられた筒状の
継手管で、該継手管３２は、その外周側に形成された雄
ねじ部を弁穴３１Ｂの内周側に形成された雌ねじ部に螺
着させて固定されている。

【００４３】３３は継手管３２の内周側に設けられた気
体通路を示し、該気体通路３３には気体燃料管路１６等
を介してガスボンベ１３内の気体燃料が導入されるよう
になっている。３４は弁ホルダ３１の弁穴３１Ｂ内に、
継手管３２によって画成されて設けられた弁室で、該弁
室３４と弁ホルダ３１の弁体ガイド穴３１Ａとの間に
は、弁体３７の第１弁部３７Ｃが離着座する第１弁座３
５が形成され、弁室３４と気体通路３３との間には弁体
３７の第２弁部３７Ｄが離着座する第２弁座３６が形成
されている。

【００４４】３７は噴射弁本体２１内に位置して、弁ホ
ルダ３１の弁体ガイド穴３１Ａ内に軸方向への摺動が可
能に設けられた弁体を示し、該弁体３７は図３に示すよ
うに、一端側に雄ねじ部３７Ａ、他端側に弁部３７Ｂが
それぞれ形成されている。ここで、弁部３７Ｂは、一端
側が第１弁座３５に離着座する平坦状の第１弁部３７Ｃ
となり、他端側が第２弁座３６に離着座する円弧状の第
２弁部３７Ｄとなっている。また、図５に示すように、
弁体３７には４つの切溝３７Ｅ，３７Ｅ，…が互いに９
０度の角度間隔をもって形成され、該各切溝３７Ｅと弁
ホルダ３１の弁体ガイド穴３１Ａとの間には連通路３８
が形成されている。そして、弁体３７は弁ホルダ３１の
弁体ガイド穴３１Ａ内に摺動可能に挿嵌され、雄ねじ部
３７Ａがアンカ２７の雌ねじ部２７Ｂに螺着されてい
る。

【００４５】３９はコア部材２２の拡径穴２２Ｃ内に設
けられた弁ばねを示し、該弁ばね３９は、一端側がコア
部材２２内に挿嵌された燃料パイプ４０の周縁部に係止
され、他端側がアンカ２７のばね受部２７Ａに係止され
ている。そして、弁ばね３９は、アンカ２７と弁体３７
とを、弁体３７の第２弁部３７Ｄが第２弁座３６に着座
する方向に常時付勢している。ここで、弁ばね３９のば
ね力は、コア部材２２内に挿嵌された燃料パイプ４０の
位置を変えることによって調整することができ、例えば
弁体３７の第２弁部３７Ｄが第２弁座３６に着座してい
るとき気体通路３３を介して第２弁部３７Ｄに作用する
気体燃料の圧力（７〜８ｋｇ／ｃｍ²）より大きく、か
つ、電磁アクチュエータ２９への給電によってアンカ２
７がコア部材２２のコア部２２Ｄに吸着される力よりも
小さい所定の値に設定されている。なお、燃料パイプ４
０は、弁ばね３９のばね力を調整した後にカシメ等の手
段によってコア部材２２に固着されている。

【００４６】４１は液体通路を示し、該液体通路４１
は、液体導入路２３、連通路２８および３８をもって構
成され、液体燃料管路６等を介して燃料タンク１から圧
送される液体燃料を弁室３４内に導入するようになって
いる。

【００４７】４２は噴射口３０と弁室３４との間に設け
られた逆止弁を示し、該逆止弁４２は、図３に示すよう
に、噴射口３０と弁室３４とを連通させる弁体摺動穴４
３および弁座部４４と、弁体摺動穴４３内に設けられ弁
座部４４を開閉する逆止弁体４５と、該逆止弁体４５を
弁座部４４を閉じる方向に付勢する弁ばね４６とから大
略構成されている。ここで、弁ばね４６のばね力は、分
岐管路５の低圧側管路５Ａを介して弁室３４内に導入さ
れる低圧の液体燃料の圧力より大きく、かつ、高圧側管
路５Ｂを介して弁室３４内に導入される高圧の液体燃料
の圧力、および気体燃料管路１６を介して弁室３４内に
導入される気体燃料の圧力より小さい所定の値に設定さ
れている。

【００４８】従って、逆止弁４２は、弁室３４内に上述
した低圧の液体燃料が導入されているときには弁室３４
と噴射口３０とを遮断し、また、弁室３４内に上述した
高圧の液体燃料が導入されたとき、または弁室３４内に
気体燃料が導入されたときには、その圧力によって弁室
３４と噴射口３０とを連通させ、燃料を噴射するように
なっている。

【００４９】上述の如くに構成された本実施例による気
体−液体燃料噴射制御装置は、コントロールユニット１
８が実行する図７に示す如くの燃料噴射制御処理に基づ
いて、気体燃料または液体燃料を選択的に燃料噴射弁２
０からエンジン１９の燃焼室内に噴射させるべく作動す
る。

【００５０】以下に、本実施例による気体−液体燃料噴
射制御装置の作動を、図７ないし図９を参照しつつ説明
する。

【００５１】まず、ステップ１で圧力センサ１５からの
検出信号Ｓ3 を読込んでステップ２に進み、ステップ２
で検出信号Ｓ3 に基づき、ガスボンベ１３内の気体燃料
の圧力が設定圧（例えば、７〜８ｋｇ／ｃｍ²）以上で
あるか否かを判断する。

【００５２】ここで、気体燃料の圧力が設定圧以上であ
ると判断した場合にはステップ３に進み、図８に示すよ
うに、低圧液体用電磁弁９に制御信号Ｓ1 を出力し、高
圧液体用電磁弁１２への制御信号Ｓ2 の出力を停止し、
さらに気体用電磁弁１７に制御信号Ｓ4 を出力した後、
ステップ４で図８に示すように燃料噴射弁２０に気体燃
料用の噴射信号Ｓ5 を出力する。

【００５３】このように気体燃料を選択した場合には、
噴射信号Ｓ5 が低レベルとなり電磁アクチュエータ２９
が消磁されている期間Ｔｉ′において、弁体３７は図３
に示すように、弁ばね３９のばね力によって第２弁部３
７Ｄが第２弁座３６に着座し、第１弁部３７Ｃが第１弁
座３５から離座する位置をとる。これにより、燃料タン
ク１内の液体燃料は、分岐管路５の低圧側管路５Ａ、液
体燃料管路６および燃料噴射弁２０の液体通路４１等を
介して、図３中に矢印Ｆで示すように弁室３４内に導入
される。このとき、弁室３４内に導入された液体燃料の
圧力は、逆止弁４２に用いられた弁ばね４６のばね力よ
りも小さいため、液体燃料は弁室３４内に貯留される。

【００５４】そして、噴射信号Ｓ5 が高レベルとなり電
磁アクチュエータ２９が励磁されている期間Ｔｉにおい
て、弁体３７は図６に示すように、弁ばね３９のばね力
に抗して第１弁部３７Ｃが第１弁座３５に着座し、第２
弁部３７Ｄが第２弁座３６から離座する位置をとる。こ
れにより、ガスボンベ１３内の気体燃料が、気体燃料管
路１６および気体通路３３を介して弁室３４内に導入さ
れる。このとき、弁室３４内に導入された気体燃料の圧
力は逆止弁４２に用いられた弁ばね４６のばね力よりも
大きいため、気体燃料は期間Ｔｉ′において弁室３４内
に貯留された液体燃料を伴って、図６中に矢印Ｇで示す
ように噴射口３０を介してエンジン１９の燃焼室内に噴
射される。

【００５５】即ち、気体燃料を選択した場合、エンジン
１９の燃焼室内には、期間Ｔｉ毎に、図８中に実線で囲
んだ領域Ｇの間に噴射される気体燃料の他に、斜線を付
した領域Ｆの間に弁室３４の内容積とほぼ等しい量の液
体燃料が同時に噴射されるようになっている。

【００５６】一方、図７のステップ２で、圧力センサ１
５からの検出信号Ｓ3 に基づき、ガスボンベ１３内の気
体燃料の圧力が設定圧未満に低下したと判断した場合に
はステップ５に進み、図９に示すように、低圧液体用電
磁弁９への制御信号Ｓ1 の出力を停止し、高圧液体用電
磁弁１２に制御信号Ｓ2 を出力し、さらに気体用電磁弁
１７への制御信号Ｓ4 の出力を停止した後、ステップ６
で図９に示すように燃料噴射弁２０に液体燃料用の噴射
信号Ｓ5 ′を出力する。

【００５７】このように液体燃料を選択した場合には、
噴射信号Ｓ5 が高レベルとなり電磁アクチュエータ２９
が励磁されている期間Ｔｉにおいて、弁体３７は図６に
示すように、弁ばね３９のばね力に抗して第１弁部３７
Ｃが第１弁座３５に着座し、第２弁部３７Ｄが第２弁座
３６から離座する位置をとる。このとき、気体燃料管路
１６は気体用電磁弁１７によって遮断されているので、
燃料噴射弁２０に気体燃料は供給されない。

【００５８】そして、噴射信号Ｓ5 ′が低レベルとなり
電磁アクチュエータ２９が消磁されている期間Ｔｉ′に
おいて、弁体３７は図３に示すように、弁ばね３９のば
ね力によって第２弁部３７Ｄが第２弁座３６に着座し、
第１弁部３７Ｃが第１弁座３５から離座する位置をと
る。これにより、燃料タンク１内の液体燃料は、分岐管
路５の高圧側管路５Ｂ、液体燃料管路６および燃料噴射
弁２０の液体通路４１等を介して、図３中に矢印Ｆで示
すように弁室３４内に導入される。このとき、弁室３４
内に導入された液体燃料の圧力は、逆止弁４２に用いら
れた弁ばね４６のばね力よりも大きいため、液体燃料は
噴射口３０を介してエンジン１９の燃焼室内に噴射され
る。

【００５９】即ち、液体燃料を選択した場合、エンジン
１９の燃焼室内には、期間Ｔｉ′毎に、図９中に斜線を
付した領域Ｆの間だけ、高圧用圧力レギュレータ１０で
減圧されて弁室３４内に導入された液体燃料が噴射され
るようになっている。

【００６０】これにより、気体燃料が不足した場合で
も、液体燃料によって通常の空燃比（１５：１）をもっ
て自動車を走行させることができ、目的地に到達するこ
とができる。

【００６１】上述した如く、本実施例によれば、ガスボ
ンベ１３内に貯えられた気体燃料または燃料タンク１内
に貯えられた液体燃料を、選択的に燃料噴射弁２０から
エンジン１９の燃焼室内に噴射させることができるの
で、気体燃料と液体燃料とを併用することにより走行距
離を大幅に伸ばすことができる。

【００６２】しかも、単一の燃料噴射弁２０から気体燃
料と液体燃料を噴射することができるので、大幅なコス
トの増加を抑えることができ、かつ、エンジンの周囲に
適正な部品設置スペースを確保することができる。

【００６３】また、本実施例によれば、主として気体燃
料を使用する場合でも、弁体３７が気体通路３３を遮断
しているとき弁室３４内には液体燃料が貯留されている
ので、弁体３７の第２弁部３７Ｄと第２弁座３６との間
を気密にシールすることができる。従って、弁体３７が
気体通路３３を遮断したとき、気体燃料が噴射口３０か
ら外部に漏洩して燃料制御等の性能を低下させるのを確
実に防止することができ、品質、性能を大幅に向上させ
ることができる。

【００６４】また、気体通路３３を遮断すべく弁体３７
の第２弁部３７Ｄが第２弁座３６に着座するとき、第２
弁部３７Ｄと第２弁座３６との衝合部に付着した液体燃
料が潤滑作用を発揮するので、弁体３７や第２弁座３６
の摩耗および損傷を効果的に防止でき、寿命や耐久性を
大幅に向上させることができる。

【００６５】なお、前記実施例では、ガスボンベ１３内
に貯えられた気体燃料の圧力が設定圧未満に低下したと
きに、気体燃料を液体燃料に切換える場合について述べ
たが、本発明はこれに限ることなく、例えば、気体燃料
または液体燃料を選択する切換スイッチ類をコンソール
パネル等に配設し、この切換スイッチの操作によって気
体燃料と液体燃料とを適宜に選択するようにしてもよ
い。この場合には、図１０のステップ１１〜１６の処理
手順に従って制御すればよい。

【００６６】また、前記実施例では、燃料タンク１と燃
料噴射弁２０との間に介在させた低圧液体用電磁弁９お
よび高圧液体用電磁弁１２の作動を制御することによ
り、燃料噴射弁２０への気体燃料の供給を制御するよう
に構成したが、例えばガスボンベ１３内の気体燃料の圧
力が設定圧以上である間は燃料ポンプ２を非作動とし、
気体燃料の圧力が設定圧未満となったときに燃料ポンプ
２を作動させて、燃料噴射弁２０に液体燃料を供給する
構成にしてもよい。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１に記載の発
明によれば、燃料切換手段の作動によって気体燃料貯留
手段と液体燃料貯留手段とを選択的に切換えることによ
り、気体燃料または液体燃料のうちの一方を単一の噴射
弁から選択的に噴射させることができる。従って、気体
燃料と液体燃料との併用により自動車の走行距離を大幅
に伸ばすことができる。また、気体燃料または液体燃料
のうちの一方を単一の噴射弁から選択的に噴射させるこ
とができるので、コストの増加を抑えることができ、か
つ、部品点数を少なくできるから、エンジンの周囲に大
きなスペースを確保することができる。

【００６８】そして、請求項２に記載の発明によれば、
気体用弁手段が気体燃料管路を開くと共に液体用弁手段
が液体燃料管路を閉じることにより、また、気体用弁手
段が気体燃料管路を閉じると共に液体用弁手段が液体燃
料管路を開くことにより、気体燃料または液体燃料のう
ちの一方を単一の噴射弁から選択的に噴射させることが
できる。

【００６９】また、請求項３および４に記載の発明によ
れば、低圧側減圧手段によって所定の低圧値に減圧され
た液体燃料と、高圧側減圧手段によって所定の高圧値に
減圧された液体燃料を、選択的に噴射弁に供給すること
ができる。

【００７０】さらに、請求項５に記載の発明によれば、
低圧側減圧手段によって所定の低圧値に減圧された液体
燃料が噴射弁に導入されたときには、この液体燃料は逆
止弁によって噴射口の周囲に滞留して付着するので、気
体燃料に対する噴射弁のシール性を大幅に向上させるこ
とができ、気体燃料が噴射口から漏洩するのを確実に防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による気体−液体燃料噴射制御
装置を示す系統図である。

【図２】図１中の燃料噴射弁を燃料系統と共に示す縦断
面図である。

【図３】図２中に示す燃料噴射弁の要部を拡大して示す
要部拡大縦断面図である。

【図４】図３中の矢示IV−IV方向横断面図である。

【図５】図３中の矢示Ｖ−Ｖ方向横断面図である。

【図６】燃料噴射弁から気体燃料が噴射されている状態
を示す図３と同様の要部拡大縦断面図である。

【図７】本実施例による燃料噴射制御処理を示す流れ図
である。

【図８】気体燃料を選択した場合の、低圧液体用電磁
弁、高圧液体用電磁弁、気体用電磁弁、噴射信号および
逆止弁の動作状態を示す特性線図である。

【図９】液体燃料を選択した場合の、低圧液体用電磁
弁、高圧液体用電磁弁、気体用電磁弁、噴射信号および
逆止弁の動作状態を示す特性線図である。

【図１０】本発明の変形例による燃料噴射制御処理を示
す流れ図である。

【符号の説明】

１燃料タンク６液体燃料管路７低圧用圧力レギュレータ９低圧液体用電磁弁１０高圧用圧力レギュレータ１２高圧液体用電磁弁１３ガスボンベ１６気体燃料管路１８コントロールユニット２０燃料噴射弁３０噴射口３３気体通路４１液体通路４２逆止弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気体燃料を貯える気体燃料貯留手段と、
液体燃料を貯える液体燃料貯留手段と、噴射口に連通す
る気体通路と液体通路が設けられ、電磁アクチュエータ
への給電によって前記気体通路と液体通路を開、閉する
噴射弁と、該噴射弁に気体燃料と液体燃料を選択的に供
給するため、前記気体燃料貯留手段と液体燃料貯留手段
を選択的に切換える燃料切換手段とから構成してなる気
体−液体燃料噴射制御装置。
【請求項２】前記燃料切換手段は、前記気体燃料貯留
手段と前記噴射弁とを連通させる気体燃料管路に設けら
れた気体用弁手段と、前記液体燃料貯留手段と前記噴射
弁とを連通させる液体燃料管路に設けられた液体用弁手
段とから構成してなる請求項１に記載の気体−液体燃料
噴射制御装置。
【請求項３】前記液体燃料貯留手段と前記噴射弁とを
連通させる液体燃料管路には、燃圧を所定の低圧値に減
圧する低圧側減圧手段と、燃圧を所定の高圧値に減圧す
る高圧側減圧手段とを並列に設けてなる請求項１に記載
の気体−液体燃料噴射制御装置。
【請求項４】前記燃料切換手段は、前記気体燃料貯留
手段と前記噴射弁とを連通させる気体燃料管路に設けら
れた気体用弁手段と、前記低圧側減圧手段と直列に設け
られた低圧液体用弁手段と、前記高圧側減圧手段と直列
に設けられた高圧液体用弁手段とから構成してなる請求
項３に記載の気体−液体燃料噴射制御装置。
【請求項５】前記噴射弁の噴射口には逆止弁を設け、
該逆止弁は、前記低圧側減圧手段による低圧値より高
く、かつ、前記高圧側減圧手段による高圧値より低い圧
力で開弁する構成とした請求項３に記載の気体−液体燃
料噴射制御装置。