JPH0996254A

JPH0996254A - 内燃機関の気体燃料供給装置

Info

Publication number: JPH0996254A
Application number: JP7256322A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yanagawa; 祐治柳川; Keigo Kato; 圭吾加藤; Koichiro Muta; 浩一郎牟田; Tadao Ikuhara; 忠男生原
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1995-10-03
Filing date: 1995-10-03
Publication date: 1997-04-08

Abstract

(57)【要約】【課題】内燃機関の全回転域において、空燃比を最適
な空燃比に制御できる内燃機関の燃料供給装置を提供す
ること。【解決手段】気体燃料を貯蔵する燃料貯蔵部２と、燃
料貯蔵部２と燃料噴射弁３とを互いに接続するととも
に、気体燃料を低圧で供給する低圧気体燃料通路１０ａ
と、気体燃料を高圧で供給する高圧気体燃料通路１０ｂ
とを有する気体燃料通路１０と、内燃機関の運転状態に
応じて、いずれかの圧力の気体燃料を選択的に燃料噴射
弁３から内燃機関に供給する制御手段９とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮天然ガス等の
気体燃料を燃料とする内燃機関において、燃焼室に気体
燃料を供給する内燃機関の燃料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プロパン、プロピレン、ブタン、ブチレ
ン等の液化ガス（ＬＰＧ）や、メタン、エタン等を圧縮
した圧縮天然ガス（ＣＮＧ）の気体燃料を燃料とする内
燃機関が知られている。この内燃機関の燃料供給装置を
図６に示す。同図において、燃料供給装置は、気体燃料
を貯蔵する燃料ボンベ５０と、内燃機関５１の燃焼室に
燃料を噴射するインジェクタ５２と、燃料ボンベ５０と
インジェクタ５２とを互いに接続するとともに、燃料ボ
ンベ５０内の気体燃料をインジェクタ５２に供給する燃
料通路５３と、この燃料通路５３にそれぞれ設けられて
おり、気体燃料の圧力を減圧する第１の圧力レギュレー
タ５４及び第２の圧力レギュレータ５５と、インジェク
タ５２による燃料噴射を制御する制御部５６とから主に
構成されている。そして、燃料供給装置は、制御部５６
がインジェクタ５２の作動を制御することにより、所定
時期に各気筒内の燃焼室に燃料通路５３から供給される
気体燃料をそれぞれ噴射する。なお、燃料噴射は一回の
噴射において噴射弁を開いている時間を制御することで
調整される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
燃料供給装置では、インジェクタに供給される気体燃料
の圧力が略一定であり、また、インジェクタへ気体燃料
を供給する燃料通路が一つであるので、インジェクタに
供給される気体燃料の圧力をエンジン低負荷時の特性に
合わせて設定すると、エンジン高負荷時には充分な開弁
時間が得られず混合気がリーンとなり、また逆にインジ
ェクタに供給される気体燃料の圧力をエンジン高負荷時
の特性に合わせて設定すると、エンジン低負荷時には燃
料量を減らすため開弁時間を短くしていくとインジェク
タを制御しきれなくなる限界（最小制御量）があり、そ
れ以上は燃料量を減らせないため混合気がリッチとなっ
て、エンジン全回転域において空燃比を最適な値に制御
することが困難であるという問題点がある。

【０００４】特に、気体燃料の噴射では、ガソリン等の
液体燃料の噴射とは異なり燃料を気体の状態で噴射する
ので、燃料噴射弁のバルブストローク量が大きくなる
か、もしくはバルブ径が大きくなりインジェクタの動作
負担が大きくなる。すなわち、前述の燃料供給装置では
気体状態の燃料を噴射しているので、現在のインジェク
タの性能では、気体燃料の圧力が一定では、アイドル運
転時（無負荷）の燃焼室への少量の燃料噴射と、高負荷
時の燃焼室への多量の燃料噴射とを両立させることが困
難であるという問題点がある。

【０００５】よって、本発明は、前述の問題点を解決
し、内燃機関の全回転域において、空燃比を最適な空燃
比に制御できる内燃機関の燃料供給装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
気体燃料を貯蔵する燃料貯蔵部と、燃料貯蔵部と燃料噴
射弁とを互いに接続するとともに、気体燃料を低圧で供
給する低圧気体燃料通路と、気体燃料を高圧で供給する
高圧気体燃料通路とを有する気体燃料通路と、内燃機関
の運転状態に応じて、いずれかの圧力の気体燃料を選択
的に燃料噴射弁から内燃機関に供給する制御手段とを備
えた構成である。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の内
燃機関の気体燃料供給装置において、制御手段が、内燃
機関の要求燃料量が少ないときに低圧気体燃料通路を介
した気体燃料を燃料噴射弁から内燃機関に供給し、要求
燃料量が多いときに高圧気体燃料通路を介した気体燃料
を燃料噴射弁から内燃機関に供給し、低圧気体燃料通路
による燃料供給と高圧気体燃料通路による燃料供給との
切換が行なわれる要求燃料量が、低圧気体燃料通路を経
由する場合に供給可能な最大燃料噴射量よりも少なく、
かつ、高圧気体燃料通路を経由して気体燃料を供給する
ときに燃料噴射弁の最小パルス幅特性により規定される
最小燃料噴射量よりも多いことを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の内燃機関の気体燃料供給装置において、燃料噴射
弁が高圧用燃料噴射弁と低圧用燃料噴射弁とを備え、高
圧用燃料噴射弁が高圧気体燃料通路に、低圧用燃料噴射
弁が低圧気体燃料通路にそれぞれ接続されている構成で
あり、制御手段が、内燃機関の運転状態に応じて高圧用
燃料噴射弁と低圧用燃料噴射弁とを選択的に作動させる
ことを特徴とする。

【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１記載の内
燃機関の気体燃料供給装置において、燃料噴射弁が内燃
機関の吸気系に複数設けられており、この複数の燃料噴
射弁のうち一部が低圧気体燃料通路に接続されるととも
に、残りの燃料噴射弁が高圧気体燃料通路に接続され、
制御手段が、内燃機関の要求燃料量に応じて、低圧気体
燃料通路に接続されている燃料噴射弁と、高圧気体燃料
通路に接続されている燃料噴射弁のうちの一部の燃料噴
射弁と、高圧気体燃料通路に接続されている燃料噴射弁
の全ての燃料噴射弁とを選択的に作動することを特徴と
する。

【００１０】請求項５記載の発明は、請求項３または４
記載の内燃機関の気体燃料供給装置において、各燃料噴
射弁が同仕様の構成である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図面を参照し
て説明する。図１において、符号１は気体燃料としての
圧縮天然ガス（以下ＣＮＧという）を燃料とする内燃機
関としてのエンジン１を、符号２はＣＮＧが貯蔵された
燃料ボンベをそれぞれ示す。エンジン１の吸気系１ａに
は、エンジン１側から順にエンジン１の燃焼室に燃料を
噴射するインジェクタ３、スロットルバルブ４及びエア
クリーナ５がそれぞれ設けられている。インジェクタ３
は、一気筒当たり低圧噴射用のインジェクタ３ａと高圧
噴射用のインジェクタ３ｂの二つ設けられている。各イ
ンジェクタ３ａ，３ｂは、図示しないニードルバルブ、
プランジャ、電磁石等から同様に構成され、後述する制
御手段としてのエンジンコントロールユニット９（以下
ＥＣＵという）に接続されており、その作動を制御され
る。

【００１２】一方、燃料ボンベ２には、２００ｋｇｆ／
ｃｍ²の圧力でＣＮＧが充填されており、このＣＮＧを
インジェクタ３ａ，３ｂに供給する気体燃料供給通路１
０が接続されている。気体燃料通路１０は、その途中部
分で低圧気体燃料通路１０ａと高圧気体燃料通路１０ｂ
とに分岐されており、低圧気体燃料通路１０ａがインジ
ェクタ３ａに、高圧気体燃料通路１０ｂがインジェクタ
３ｂにそれぞれ接続している。

【００１３】気体燃料通路１０の燃料ボンベ２と分岐部
との間には、燃料ボンベ２側から順に緊急遮断弁１１及
び第１の減圧レギュレータ１２が設けられている。緊急
遮断弁１１は、ＣＮＧの充填時に燃料ボンベ２内の圧力
が所定圧力よりも上昇したときに燃料通路１０を遮断す
る。第１の減圧レギュレータ１２は、燃料ボンベ２から
供給されるＣＮＧの圧力を１０ｋｇｆ／ｃｍ²まで減圧
する。

【００１４】低圧気体燃料通路１０ａには、ＣＮＧが供
給される流れの上流側から順に第１の減圧レギュレータ
１２で減圧されたＣＮＧをさらに低圧（３．５ｋｇｆ／
ｃｍ²）に減圧する第２のレギュレータ１３ａ及びエン
ジン１の運転時に開き、停止時に閉じる停止弁１４ａが
それぞれ設けられている。低圧気体燃料通路１０ａに
は、ＣＮＧが供給される流れの上流側から順に第１の減
圧レギュレータ１２で減圧されたＣＮＧを第２のレギュ
レータ１３ａに対して高圧（８．５ｋｇｆ／ｃｍ²）に
減圧する第２のレギュレータ１３ｂ及びエンジン１の運
転時に開き、停止時に閉じる停止弁１４ｂがそれぞれ設
けられている。

【００１５】停止弁１４ａ，１４ｂは、ＥＣＵ９にそれ
ぞれ接続されており、その動作をＥＣＵ９によって制御
される。ＥＣＵ９には、緊急遮断弁１１や、吸気系１ａ
に吸入される吸入空気量及び吸気圧力を検出するエアフ
ローセンサ１５、スロットバルブの開度を検出するスロ
ットル開度センサ１６及びエンジン回転数を検出する回
転センサ１７が接続されている。ＥＣＵ９は、各センサ
１５，１６，１７からの入力信号によりエンジン１の要
求燃料量を算出し、一噴射当たりの要求燃料量が少ない
とき、例えば、アイドル運転時には低圧気体燃料通路１
０ａを選択して、所定のタイミングでインジェクタ３ａ
を作動して要求燃料量に見合った燃料量を噴射させる。
また、要求燃料量が多いとき、すなわち、高負荷でエン
ジン回転数が高いときには高圧気体燃料通路１０ｂを選
択して、インジェクタ３ｂを作動して要求燃料量に見合
った燃料量を噴射させる。さらに、負荷に応じてインジ
ェクタ３ａ，３ｂを同じに噴射しても良い。

【００１６】以下、燃料供給装置による燃料供給につい
て説明する。図示しないエンジンキーをオンしてエンジ
ン１を始動させると、エンジン１やＥＣＵ９及び各種セ
ンサ１５，１６，１７が作動するとともに、エンジン１
はアイドル運転を行なう。ＥＣＵ９が作動すると、各種
センサ１５，１６，１７から情報が取り込まれる。ＥＣ
Ｕ９は、停止弁１４ａ，１４ｂをそれぞれ作動させて、
低圧気体燃料通路１０ａ及び高圧気体燃料通路１０ｂを
それぞれ連通させるとともに、エアフローセンサ１５か
ら吸入空気量及び吸気圧力の情報を、スロットル開度セ
ンサ１６からスロットルバルブ４の開度を、回転センサ
１７からエンジン１の回転数をそれぞれ取り込み、これ
らの入力信号によりエンジン１の要求燃料量を算出する
とともに、インジェクタの一噴射当たりの要求燃料噴射
量を算出する。ＥＣＵ９は、この要求燃料噴射量が少な
いとき、すなわち、アイドル運転時等の低負荷運転時に
は低圧気体燃料通路１０ａによる気体燃料供給を選択す
る。さらに、ＥＣＵ９は、要求燃料量に応じてインジェ
クタ３ａを作動させる。インジェクタ３ａ内の電磁石が
ニードルバルブを吸引することにより、低圧気体燃料通
路１０ａ内の気体燃料が燃焼室内に向けて噴射される。
エンジン１の要求燃料量が少ないときに、低圧気体燃料
通路１０ａ内の気体燃料を燃焼室内に向けて噴射するこ
とにより、適切な長さのパルス幅（燃料噴射時間）で要
求燃料噴射量が満足される。

【００１７】ＥＣＵ９が、エアフローセンサ１５、スロ
ットル開度センサ１６及び回転センサ１７からの信号に
よりエンジン１の要求燃料量を算出するとともに、イン
ジェクタの一噴射当たりの要求燃料噴射量を算出して、
要求燃料噴射量が多いと判断したとき、すなわち、エン
ジン１に高負荷がかかっていると判断したときには、高
圧気体燃料通路１０ｂによる気体燃料供給を選択する。
ＥＣＵ９は、要求燃料噴射量に応じてインジェクタ３ｂ
を作動させる。インジェクタ３ｂ内の電磁石がニードル
バルブを吸引することにより、高圧気体燃料通路１０ｂ
内の気体燃料が燃焼室内に向けて噴射される。エンジン
１の要求燃料量が多いときに、高圧気体燃料通路１０ｂ
内の気体燃料を燃焼室内に噴射することにより、要求燃
料量が多いときに低圧の燃料を噴射するときよりも比較
的短い時間で燃料噴射することができるので、インジェ
クタの開弁時間が不足して燃料供給が不十分になること
が防止される。

【００１８】次に、低圧気体燃料通路１０ａと高圧気体
燃料通路１０ｂとの切換を行なうエンジン１の要求燃料
量について説明する。図２に低圧気体燃料通路１０ａと
高圧気体燃料通路１０ｂによる燃料噴射量の特性を示し
た。この特性図は、横軸に燃料を噴射する時間、すなわ
ち、インジェクタの噴射パルス幅（ｍｓｅｃ）、縦軸に
噴射される燃料噴射量（ｍｇ／ｐｕｌｓｅ）がそれぞれ
設定されている。また、図中、線Ａは低圧気体燃料通路
１０ａによる燃料噴射特性を、線Ｂは高圧気体燃料通路
１０ｂによる燃料噴射特性をそれぞれ示している。ま
た、図中、Ｔｃは限界最小パルス幅、Ｔｄは許容最大パ
ルス幅を示す。限界最小パルス幅Ｔｃ（高精度で燃料の
流量を制御できる最小側の限界パルス幅）はインジェク
タの特性により決定される。また、許容最大パルス幅Ｔ
ｄは使用される最高回転数でこれ以上長くすると次の噴
射期間に干渉するために使用できなくなることを示す。
同図から判るように、低圧燃料噴射特性Ａと高圧燃料噴
射特性Ｂとは、燃料噴射量がＣとＤとの間で一部オーバ
ーラップしており、この間の燃料噴射量であればどちら
の気体燃料通路１０ａ，１０ｂを用いても燃料噴射が可
能なように、低圧気体燃料通路１０ａ及び高圧気体燃料
通路１０ｂの内部の気体圧力が設定されている。燃料噴
射量Ｃは、インジェクタ３ｂを最小パルス幅で駆動させ
たときの燃料噴射量である。すなわち、高圧気体燃料通
路１０ｂで気体燃料を供給するときの最小燃料噴射量で
ある。燃料噴射量Ｄは、エンジン１の最高負荷数時にお
いて低圧気体燃料通路１０ａで供給可能な最大燃料噴射
量である。

【００１９】ここで、低圧気体燃料通路１０ａと高圧気
体燃料通路１０ｂとの切換を行なうエンジン１の要求燃
料量をＦとすると、この要求燃料量Ｆが、Ｃ≦Ｆ≦Ｄの
条件を満たしていれば低圧気体燃料通路１０ａと高圧気
体燃料通路１０ｂとの切換を行なっても良いことにな
る。したがって、ＥＣＵ９は、図２に示す特性図に基づ
いて要求燃料量ＦがＣ≦Ｆ≦Ｄの条件を満たしていると
きに、低圧気体燃料通路１０ａと高圧気体燃料通路１０
ｂとの切換を行なう。より好ましくは、燃料噴射量Ｃと
燃料噴射量Ｄとの略中間の燃料噴射量Ｅのときに低圧気
体燃料通路１０ａと高圧気体燃料通路１０ｂとの切換を
行なう。

【００２０】次に、第２の実施例を図３に示す。同図に
おいて、図１に示す部材と同様の部材は、図１で用いた
符号と同一符号を付すにとどめてその説明を省略し相違
する点について説明する。

【００２１】エンジン１の吸気系１ａには、一気筒に対
して一つのインジェクタ２０が設けられている。停止弁
１４ａ，１４ｂは互いに気体燃料通路１０ｃで接続され
ている。気体燃料通路１０ｃの略中央部分には、この気
体燃料通路１０ｃから分岐してインジェクタ２０に接続
する気体燃料通路１０ｄが接続されている。気体燃料通
路１０ｃの分岐部には、低圧気体燃料通路１０ａと気体
燃料通路１０ｄ、または高圧気体燃料通路１０ｂと気体
燃料通路１０ｄの連通を切換る切換弁２１が設けられて
いる。切換弁２１は、ＥＣＵ９が接続されており、その
動作をＥＣＵ９によって制御される。なお、切換弁２１
は、エンジン１始動時には低圧気体燃料通路１０ａと気
体燃料通路１０ｄを連通させている。

【００２２】この構成による動作を簡単に説明する。エ
ンジン１が始動して、ＥＣＵ９が、エアフローセンサ１
５、スロットル開度センサ１６及び回転センサ１７から
の入力信号によりエンジン１の要求燃料量を算出する。
ＥＣＵ９は、この要求燃料量が少ないとき、すなわち、
アイドル運転時等のエンジンの低負荷時には低圧気体燃
料通路１０ａによる気体燃料供給を選択する。エンジン
１始動時には低圧気体燃料通路１０ａと気体燃料通路１
０ｄは連通しているので、ＥＣＵ９は、要求燃料量に応
じてインジェクタ３ａを作動させる。

【００２３】エンジン１の要求燃料量が多いとき、すな
わち、エンジン１に高負荷がかかり、エンジン１が高回
転で回転しているときに、ＥＣＵ９は、高圧気体燃料通
路１０ｂによる気体燃料供給を選択する。ＥＣＵ９は、
切換弁２１を作動させて、低圧気体燃料通路１０ａと気
体燃料通路１０ｄの連通を遮断させるとともに、高圧気
体燃料通路１０ｂと気体燃料通路１０ｄを連通させる。
その後、ＥＣＵ９は、要求燃料量に応じてインジェクタ
３ｂを作動させる。この際、ＥＣＵ９は、高圧気体燃料
通路１０ｂを選択した場合と、低圧気体燃料通路１０ａ
を選択した場合とで同一の燃料噴射量において前者の方
が後者よりもパルス幅が小さくなるように噴射パルス幅
の変更を行なう。なお、低圧気体燃料通路１０ａと高圧
気体燃料通路１０ｂとの切換を行なうエンジン１の要求
燃料量については、第１の実施例と同様なのでその説明
は省略する。第２の実施例では、一気筒に対して二つの
インジェクタを有する第１の実施例に比べ、一気筒に対
して一つのインジェクタで済むので、燃焼室の周囲がコ
ンパクトになるという効果が得られる。

【００２４】次に、第３の実施例を図４に示す。同図に
おいて、第３の実施例は、第１の実施例と略同様の構成
であり、図１に示す部材と同様の部材は、図１で用いた
符号と同一符号を付すにとどめてその説明を省略し相違
する点について説明する。相違する構成は、高圧噴射用
のインジェクタが二つ設けられている点である。

【００２５】エンジン１の吸気系１ａには、一気筒当た
り低圧噴射用のインジェクタ３ａと高圧噴射用のインジ
ェクタ３ｂ₁，３ｂ₂の合計三つのインジェクタが設けら
れている。インジェクタ３ａは、低圧気体燃料通路１０
ａに接続され、インジェクタ３ｂ₁，３ｂ₂は、共にに高
圧気体燃料通路１０ｂに接続されている。各インジェク
タ３ａ，３ｂ₁，３ｂ₂は、ＥＣＵ９に接続されており、
その作動をそれぞれ制御される。

【００２６】この構成による動作を簡単に説明する。エ
ンジン１が始動して、ＥＣＵ９が、エアフローセンサ１
５、スロットル開度センサ１６及び回転センサ１７から
の入力信号によりエンジン１の要求燃料量を算出する。
ＥＣＵ９は、この要求燃料量が少ないとき、すなわち、
アイドル運転時等のエンジンの低負荷時には低圧気体燃
料通路１０ａによる気体燃料供給を選択するとともに、
要求燃料量に応じてインジェクタ３ａを作動させる。

【００２７】エンジン１の要求燃料量が多くなると、す
なわち、エンジン１に高負荷がかかると、ＥＣＵ９は、
高圧気体燃料通路１０ｂによる気体燃料供給を選択す
る。ＥＣＵ９は、要求燃料量に応じてインジェクタ３ｂ
₁の一つだけを作動させる。さらに、エンジン１の要求
燃料量が多くなると、ＥＣＵ９は、要求燃料量に応じて
インジェクタ３ｂ₁及びインジェクタ３ｂ₂の二つのイン
ジェクタを作動させて、エンジン１が要求する要求燃料
量を燃焼室に供給する。

【００２８】次に、インジェクタ３ａ、インジェクタ３
ｂ₁及びインジェクタ３ｂ₂とを段階的に切換るエンジン
１の要求燃料量の算出方法について説明する。エアフロ
ーセンサ１５では、吸入空気量Ｇａを算出する。１気筒
当たりの吸入空気量Ｑａは、Ｑａ＝（２／Ｎｅ）・Ｇａ
となる（４サイクル４気筒エンジンの場合）。ここで、
Ｎｅはエンジンの回転数を表す。目標空燃比Ａ／Ｆ＝Ａ
ｆとすれば一回当たりの要求燃料噴射量Ｑｆは、式１：
Ｑｆ＝Ｑａ／Ａｆとなる。

【００２９】一方、第３の実施例で用いられたインジェ
クタの特性である静的流量ｑ₁は、ｑ₁＝６．７Ｋｇ／ｈ
＝１．８６１ｍｇ／ｍｓとなり、動的流量ｑ₂は、噴射
パルス幅ｔｉ＝４ｍｓｅｃのときｑ_dyn＝５．１ｍｇ／
ｐとなることより、ｑ₂＝１．８６１ｔｉ−２．３４４
ｍｇ／ｐとなる。また、燃料の圧力はその絶対値に比例
するので、ゲージ圧が８．４５ｋｇｆ／ｃｍ²、燃料の
圧力がｐｆ（ｋｇｆ／ｃｍ²）である場合には、１パル
ス当たりのインジェクタの燃料噴射量Ｑは、式２：Ｑ＝
（１．８６１ｔｉ−２．３４４）・｛（１＋ｐｆ）／
（１＋８．４５）｝となる。

【００３０】式１よりエンジンの要求燃料噴射量Ｑｆを
算出する。この要求燃料噴射量Ｑｆをインジェクタの燃
料噴射量Ｑとして、式２より要求燃料噴射量Ｑｆが噴射
可能である噴射パルス幅ｔｉを算出する。この噴射パル
ス幅を、インジェクタ３ａとインジェクタ３ｂ₁とイン
ジェクタ３ｂ₁及びインジェクタ３ｂ₂との各場合につい
てそれぞれ算出する。この結果を図５に示す。同図で
は、横軸にインジェクタの燃料の噴射パルス幅ｔｉ（ｍ
ｓｅｃ）が、縦軸にインジェクタの燃料噴射量Ｑ（ｍｇ
／ｐａｌｓｅ）がそれぞれ設定されている。図中、線Ｆ
１はインジェクタ３ａの燃料噴射特性を、線Ｆ２はイン
ジェクタ３ｂ₁の燃料噴射特性を、線Ｆ３はインジェク
タ３ｂ₁及びインジェクタ３ｂ₂の燃料噴射特性をそれぞ
れ示す。また、インジェクタ３ａによる燃料噴射とイン
ジェクタ３ｂ₁による燃料噴射との切換を行なう燃料噴
射量をｆ１で、インジェクタ３ｂ₁による燃料噴射とイ
ンジェクタ３ｂ₁及びインジェクタ３ｂ₂による燃料噴射
の切換を行なう燃料噴射量をｆ２で示す。

【００３１】第３の実施例では、ＥＣＵ９が、図５に示
す特性図に基づいてエンジン１への燃料供給を行なう。
すなわち、エンジン１の要求燃料量が、燃料噴射量ｆ１
に満たない場合にはインジェクタ３ａにより燃料供給
を、燃料噴射量ｆ１を越え、かつ、燃料噴射量ｆ２に満
たない場合にはインジェクタ３ｂ₁により燃料供給を、
燃料噴射量ｆ２を越えた場合にはインジェクタ３ｂ₁及
びインジェクタ３ｂ₂により燃料供給を行なう。よっ
て、第３の実施例では、インジェクタを一気筒に対して
低圧噴射用インジェクタを一つ、高圧噴射用インジェク
タを二つの合計三つのインジェクタをエンジンの要求燃
料量に応じて段階的に作動させるので、エンジンの全回
転域で空燃比を理論空燃比とすることができる。

【００３２】以上説明した燃料供給装置を、ＣＮＧを燃
料とするエンジンを発電用に使用するハイブリッド型電
気自動車の発電用エンジンの燃料供給装置にも適用する
ことができる。また、前述の各実施例において、燃料供
給装置を、各気筒の吸入管に低圧噴射用及び高圧噴射用
の二つのインジェクタを設置し、各インジェクタで各気
筒に必要な燃料をそれぞれ供給する方式としたが、燃料
供給装置を、各気筒の吸入管が集合した部分に低圧噴射
用及び高圧噴射用の複数のインジェクタを設置し、すべ
ての気筒に必要な燃料を一箇所で供給する方式としても
良い。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、燃料供給装置が、気体燃料を該燃料噴射弁に低
圧で供給する低圧気体燃料通路と、気体燃料を該燃料噴
射弁に高圧で供給する高圧気体燃料通路とを有し、制御
手段が、内燃機関の運転状態に応じて各気体燃料通路の
うちいずれかの圧力の気体燃料通路を選択して、燃料噴
射弁に連通する気体燃料通路をその選択された気体燃料
通路に切換るので、内燃機関の運転状態に応じた圧力の
気体燃料が内燃機関に供給される。したがって、内燃機
関の全回転域で空燃比を最適な空燃比とすることができ
る。

【００３４】請求項２の発明によれば、要求燃料量が、
最高回転数時において低圧気体燃料通路で供給可能な最
大燃料噴射量よりも少なく、かつ、高圧気体燃料通路で
気体燃料を供給するときに燃料噴射弁の最小パルス幅特
性により規定される最小燃料噴射量よりも多いときに、
低圧気体燃料通路と高圧気体燃料通路との切換えを行な
うので、内燃機関の要求燃料量が少ないときに、低圧気
体燃料通路内の気体燃料が内燃機関に噴射され、内燃機
関の要求燃料量が多いときに、高圧気体燃料通路内の気
体燃料が燃焼室内に噴射される。したがって、内燃機関
の要求燃料量が少ないときに、適切なパルス幅で要求流
量が満足される。また、内燃機関の要求燃料量が多いと
きに、低圧の燃料を噴射するときよりも比較的短い時間
で燃料噴射することができるので、燃料噴射時間の不足
を心配する必要がない。さらに、内燃機関の要求燃料量
が少ないときの少量の燃料噴射と、内燃機関の要求燃料
量が多いときの多量の燃料噴射とを両立させることがで
きる。

【００３５】請求項４の発明によれば、内燃機関の要求
燃料量に応じて、低圧気体燃料通路に接続されている燃
料噴射弁と、高圧気体燃料通路に接続されている燃料噴
射弁のうちの一つの燃料噴射弁と、高圧気体燃料通路に
接続されている燃料噴射弁のうちの残りの燃料噴射弁と
が段階的に作動されるので、内燃機関の全回転域で空燃
比を理論空燃比とすることができる。

【００３６】請求項５の発明によれば、各燃料噴射弁が
同仕様の構成であるので、低圧用の燃料噴射弁や高圧用
の燃料噴射弁の複数の種類の燃料噴射弁を使用すること
がなく、低コストで燃料供給装置を構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す燃料供給装置の概
略構成図である。

【図２】低圧気体燃料通路と高圧気体燃料通路による燃
料噴射量の特性を示す特性図である。

【図３】本発明の第２の実施例を示す燃料供給装置の要
部構成図である。

【図４】本発明の第３の実施例を示す燃料供給装置の要
部構成図である。

【図５】エンジンの要求燃料に応じて燃料噴射を行なう
インジェクタの切換えを判断する特性図である。

【図６】従来の燃料供給装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１エンジン２燃料ボンベ３，３ａ，３ｂ，２０インジェクタ４スロットルバルブ９ＥＣＵ１０気体燃料供給通路１０ａ低圧気体燃料供給通路１０ａ高圧気体燃料供給通路１２第１のレギュレータ１３ａ，１３ｂ第２のレギュレータ１４ａ，１４ｂ停止弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者生原忠男東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気体燃料を貯蔵する燃料貯蔵部と、上記燃料貯蔵部と燃料噴射弁とを互いに接続する気体燃
料通路とを有し、上記気体燃料通路は、上記気体燃料を低圧で供給する低
圧気体燃料通路と、上記気体燃料を高圧で供給する高圧
気体燃料通路とを有し、内燃機関の運転状態に応じて、いずれかの圧力の気体燃
料を選択的に上記燃料噴射弁から上記内燃機関に供給す
る制御手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の気体燃料供給装
置。
【請求項２】上記制御手段は、上記内燃機関の要求燃料
量が少ないときに上記低圧気体燃料通路を介した上記気
体燃料を上記燃料噴射弁から上記内燃機関に供給し、上
記要求燃料量が多いときに上記高圧気体燃料通路を介し
た上記気体燃料を上記燃料噴射弁から上記内燃機関に供
給し、上記低圧気体燃料通路による燃料供給と上記高圧気体燃
料通路による燃料供給との切換が行なわれる上記要求燃
料量は、上記低圧気体燃料通路を経由する場合に供給可
能な最大燃料噴射量よりも少なく、かつ、上記高圧気体
燃料通路を経由して上記気体燃料を供給するときに上記
燃料噴射弁の最小パルス幅特性により規定される最小燃
料噴射量よりも多いことを特徴とする請求項１記載の内
燃機関の気体燃料供給装置。
【請求項３】上記燃料噴射弁は、高圧用燃料噴射弁と低
圧用燃料噴射弁とを備え、上記高圧用燃料噴射弁は上記高圧気体燃料通路に、上記
低圧用燃料噴射弁は上記低圧気体燃料通路にそれぞれ接
続するとともに、上記制御手段は、上記内燃機関の運転状態に応じて高圧
用燃料噴射弁と低圧用燃料噴射弁とを選択的に作動させ
ることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の気体燃料
供給装置。
【請求項４】上記燃料噴射弁が上記内燃機関の吸気系に
複数設けられており、この複数の燃料噴射弁のうちの一
部が上記低圧気体燃料通路に接続されるとともに、残り
の燃料噴射弁が上記高圧気体燃料通路に接続され、上記制御手段は、上記内燃機関の要求燃料量に応じて、
上記低圧気体燃料通路に接続されている上記燃料噴射弁
と、上記高圧気体燃料通路に接続されている上記燃料噴
射弁のうちの一部の上記燃料噴射弁と、上記高圧気体燃
料通路に接続されている上記燃料噴射弁の全ての上記燃
料噴射弁とを選択的に作動することを特徴とする請求項
１記載の内燃機関の気体燃料供給装置。
【請求項５】上記各燃料噴射弁は同じ仕様であることを
特徴とする請求項３または４記載の内燃機関の気体燃料
供給装置。