JPH10103159A - 内燃機関に燃料を供給する方法および装置 - Google Patents
内燃機関に燃料を供給する方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガス状燃料機関では機関の速度または負荷の
変化に迅速に対応することが困難であり、またそのため
に例えば大きい圧縮機を必要とし、非能率的で、構造が
複雑化し、高価であった。 【解決手段】 ガス状燃料供給装置にして低圧供給源と
高圧供給源とを有して、定常状態運転で低圧燃料を使用
し、過渡状態例えば機関の速度または負荷の変化すると
きは高圧燃料を使用して迅速な対応を可能とする。空燃
比制御も容易に組み込み可能である。さらに、機関の始
動時には予め定めた機関の運転状態に到達するまで低圧
供給源より高圧供給源からの燃料を多量として迅速、確
実な運転を可能とし、予め定めた機関の運転状態に到達
すれば高圧供給源より低圧供給源からの燃料を多量とす
る。
変化に迅速に対応することが困難であり、またそのため
に例えば大きい圧縮機を必要とし、非能率的で、構造が
複雑化し、高価であった。 【解決手段】 ガス状燃料供給装置にして低圧供給源と
高圧供給源とを有して、定常状態運転で低圧燃料を使用
し、過渡状態例えば機関の速度または負荷の変化すると
きは高圧燃料を使用して迅速な対応を可能とする。空燃
比制御も容易に組み込み可能である。さらに、機関の始
動時には予め定めた機関の運転状態に到達するまで低圧
供給源より高圧供給源からの燃料を多量として迅速、確
実な運転を可能とし、予め定めた機関の運転状態に到達
すれば高圧供給源より低圧供給源からの燃料を多量とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料装置に関
し、詳細には内燃機関に高圧および低圧ガス状燃料を供
給する装置に関している。
し、詳細には内燃機関に高圧および低圧ガス状燃料を供
給する装置に関している。
【０００２】
【従来の技術】ガス状燃料が供給される内燃機関を使用
する多くの装置が存在する。通常、ガス状燃料機関はガ
ソリン燃料機関より環境的に望ましい。この結果として
ガス状燃料機関は地上輸送車輛および各種装置に使用さ
れている。なお「ガス状燃料」とは標準温度および圧力
でガス状をなす燃料をいう。内燃機関に使用されるガス
状燃料の例として、圧縮天然ガス、液体天然ガス、液体
石油ガスなどがある。
する多くの装置が存在する。通常、ガス状燃料機関はガ
ソリン燃料機関より環境的に望ましい。この結果として
ガス状燃料機関は地上輸送車輛および各種装置に使用さ
れている。なお「ガス状燃料」とは標準温度および圧力
でガス状をなす燃料をいう。内燃機関に使用されるガス
状燃料の例として、圧縮天然ガス、液体天然ガス、液体
石油ガスなどがある。
【０００３】最適の機関性能を得るために、ガス状燃料
機関は燃焼のために機関に供給されるチャージとしての
空気および燃料の混合物を監視する。ここでチャージと
は機関に供給される燃料および空気の燃焼可能な混合物
をいう。チャージの空燃比は定常状態の機関の性能を改
善するために容易に調節可能であるから、ガス状燃料機
関の制御装置における第１のフィードバック変数とな
る。例えば、空燃比制御によって燃料の節約が可能とな
り、有害な排気排出物を減少せしめる。
機関は燃焼のために機関に供給されるチャージとしての
空気および燃料の混合物を監視する。ここでチャージと
は機関に供給される燃料および空気の燃焼可能な混合物
をいう。チャージの空燃比は定常状態の機関の性能を改
善するために容易に調節可能であるから、ガス状燃料機
関の制御装置における第１のフィードバック変数とな
る。例えば、空燃比制御によって燃料の節約が可能とな
り、有害な排気排出物を減少せしめる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】代表的には、従来の装
置は制御スロットルに関連する弁を介して内燃機関への
空気・燃料混合物の流れを制御して出力動力を調節す
る。これら従来の装置における課題の１つは燃料に対す
る要求の変化に迅速に対応することができない点にあ
る。一般的にこれらの要求は機関の速度または負荷の変
化によって生じ、機関の過渡状態を発生せしめるが、こ
れは通常のガス燃料機関では円滑に行われていない。こ
の結果、或る装置では空気・燃料混合物の圧力を増加し
て迅速な対応を可能としている。しかし、このような装
置では対応的に大きい圧縮機を必要とするので、これが
内燃機関装置の全体の効率を著しく低下させる。
置は制御スロットルに関連する弁を介して内燃機関への
空気・燃料混合物の流れを制御して出力動力を調節す
る。これら従来の装置における課題の１つは燃料に対す
る要求の変化に迅速に対応することができない点にあ
る。一般的にこれらの要求は機関の速度または負荷の変
化によって生じ、機関の過渡状態を発生せしめるが、こ
れは通常のガス燃料機関では円滑に行われていない。こ
の結果、或る装置では空気・燃料混合物の圧力を増加し
て迅速な対応を可能としている。しかし、このような装
置では対応的に大きい圧縮機を必要とするので、これが
内燃機関装置の全体の効率を著しく低下させる。
【０００５】従って、ガス状燃料装置において過渡的燃
料供給状態において迅速に応答してしかも定常状態にお
ける低圧燃料供給の利点を保つことのできる装置が要望
されている。さらに、空燃比の制御が可能であることが
望ましい。
料供給状態において迅速に応答してしかも定常状態にお
ける低圧燃料供給の利点を保つことのできる装置が要望
されている。さらに、空燃比の制御が可能であることが
望ましい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様は低
圧燃料供給源と高圧燃料供給源とを有するガス状燃料供
給装置である。低圧燃料供給源と高圧燃料供給源とのそ
れぞれから供給される燃料の時期と量とは、燃料供給効
率と応答性を改善するために制御される。この装置には
空燃比制御装置が設けられる。この装置の一つの応用例
として電力発生機を駆動する機関がある。別の応用例と
して各種の車輛用機関がある。ガス状燃料を使用する内
燃機関を利用する多くの装置では本発明の装置が有利に
使用される。
圧燃料供給源と高圧燃料供給源とを有するガス状燃料供
給装置である。低圧燃料供給源と高圧燃料供給源とのそ
れぞれから供給される燃料の時期と量とは、燃料供給効
率と応答性を改善するために制御される。この装置には
空燃比制御装置が設けられる。この装置の一つの応用例
として電力発生機を駆動する機関がある。別の応用例と
して各種の車輛用機関がある。ガス状燃料を使用する内
燃機関を利用する多くの装置では本発明の装置が有利に
使用される。
【０００７】本発明の別の態様によれば、ガス状燃料内
燃機関装置であって、燃焼室と、該燃焼室に連結され空
気と低圧ガス状燃料との混合物を燃焼のため供給する低
圧空気・燃料供給部と、該燃焼室に連結された高圧燃料
供給源とを有する内燃機関を含んでいる。
燃機関装置であって、燃焼室と、該燃焼室に連結され空
気と低圧ガス状燃料との混合物を燃焼のため供給する低
圧空気・燃料供給部と、該燃焼室に連結された高圧燃料
供給源とを有する内燃機関を含んでいる。
【０００８】さらに、低圧空気・燃料供給部は燃焼室へ
の混合物の流れを調節する第１の制御可能な弁を含む。
高圧燃料供給源は高圧燃料の流れを制御する第２の制御
可能な弁を含む。センサが機関速度と機関負荷との一方
に対応する機関性能信号を与える。該センサに応答する
制御器が第１および第２の制御可能な弁に連結されて対
応する低圧および高圧燃料供給信号を与える。第１の制
御可能な弁は低圧燃料供給信号に応答して混合物の流れ
を制御する。第２の制御可能な弁は高圧燃料供給信号に
応答して高圧ガス状燃料の流れを制御する。第２の制御
可能な弁は制御器からのインジェクタ燃料供給信号に応
答する制御可能な燃料インジェクタとすることができ
る。
の混合物の流れを調節する第１の制御可能な弁を含む。
高圧燃料供給源は高圧燃料の流れを制御する第２の制御
可能な弁を含む。センサが機関速度と機関負荷との一方
に対応する機関性能信号を与える。該センサに応答する
制御器が第１および第２の制御可能な弁に連結されて対
応する低圧および高圧燃料供給信号を与える。第１の制
御可能な弁は低圧燃料供給信号に応答して混合物の流れ
を制御する。第２の制御可能な弁は高圧燃料供給信号に
応答して高圧ガス状燃料の流れを制御する。第２の制御
可能な弁は制御器からのインジェクタ燃料供給信号に応
答する制御可能な燃料インジェクタとすることができ
る。
【０００９】本発明の一態様において、低圧燃料供給源
と高圧燃料供給源とは燃料供給通路によって燃焼室に連
結される。燃料供給通路は燃焼室に燃料を供給するため
燃料を低圧燃料供給源と高圧燃料供給源とから受領す
る。この通路の例として吸入マニフォルド、充填流通路
があるが、これらに限定されない。
と高圧燃料供給源とは燃料供給通路によって燃焼室に連
結される。燃料供給通路は燃焼室に燃料を供給するため
燃料を低圧燃料供給源と高圧燃料供給源とから受領す
る。この通路の例として吸入マニフォルド、充填流通路
があるが、これらに限定されない。
【００１０】本発明の別の態様として、（１）高圧燃料
供給源からの燃料を低圧燃料供給源からの燃料より大と
して機関を始動せしめる、（２）機関作動特性として機
関の速度または負荷を検知する、（３）機関作動特性が
予め定めた水準を越えたとき高圧燃料供給源からの燃料
より低圧燃料供給源からの燃料を大とする。この態様の
変形例として、始動時の燃料は少なくとも部分的に高圧
燃料供給源に関連する高圧燃料貯蔵容器から供給され
る。機関が予め定めた作動水準に到達したとき、次の機
関の始動動作のため高圧燃料の一部が導入されて高圧燃
料貯蔵容器が再充填される。この容器は厳しい過渡状態
を処理するため高圧燃料供給源を補助するものであって
よい。
供給源からの燃料を低圧燃料供給源からの燃料より大と
して機関を始動せしめる、（２）機関作動特性として機
関の速度または負荷を検知する、（３）機関作動特性が
予め定めた水準を越えたとき高圧燃料供給源からの燃料
より低圧燃料供給源からの燃料を大とする。この態様の
変形例として、始動時の燃料は少なくとも部分的に高圧
燃料供給源に関連する高圧燃料貯蔵容器から供給され
る。機関が予め定めた作動水準に到達したとき、次の機
関の始動動作のため高圧燃料の一部が導入されて高圧燃
料貯蔵容器が再充填される。この容器は厳しい過渡状態
を処理するため高圧燃料供給源を補助するものであって
よい。
【００１１】本発明の燃料装置の別の態様によれば、低
圧および高圧燃料供給源からの燃料の比を制御して、定
常状態運転時には大部分の燃料が低圧燃料供給源から供
給されるようにする。この場合、高圧燃料供給源は検知
された機関特性、例えば速度または負荷の過渡状態にお
いて急速に燃料を与えるために使用される。すなわちこ
の態様は機関の過渡状態における応答性を改善するため
の、大きい非能率的な燃料圧縮機を不必要とする。また
全体の供給量に対して高圧燃料供給量を少なくすること
によって燃焼室内の層状供給の不具合が減少する。
圧および高圧燃料供給源からの燃料の比を制御して、定
常状態運転時には大部分の燃料が低圧燃料供給源から供
給されるようにする。この場合、高圧燃料供給源は検知
された機関特性、例えば速度または負荷の過渡状態にお
いて急速に燃料を与えるために使用される。すなわちこ
の態様は機関の過渡状態における応答性を改善するため
の、大きい非能率的な燃料圧縮機を不必要とする。また
全体の供給量に対して高圧燃料供給量を少なくすること
によって燃焼室内の層状供給の不具合が減少する。
【００１２】
【作用】本発明によれば燃料供給要求が変化するとき迅
速且つ制御可能に応答するガス状燃料供給装置が提供さ
れる。
速且つ制御可能に応答するガス状燃料供給装置が提供さ
れる。
【００１３】本発明によれば、空燃比制御が容易で、優
れた機関始動特性を有し、全体効率の高いガス状燃料機
関が得られる。
れた機関始動特性を有し、全体効率の高いガス状燃料機
関が得られる。
【００１４】
【実施例】本発明の上述以外の目的および効果は図面を
参照する以下の説明によって明らかとなされる。
参照する以下の説明によって明らかとなされる。
【００１５】本発明の原理の理解を促進するため、望ま
しい実施例を図示し、特定の用語を使用して説明する。
しかし、これらは本発明を限定するものではなく、当業
者に容易な各種の改変、変形、または本発明の原理の応
用は本発明の範囲に属するものである。
しい実施例を図示し、特定の用語を使用して説明する。
しかし、これらは本発明を限定するものではなく、当業
者に容易な各種の改変、変形、または本発明の原理の応
用は本発明の範囲に属するものである。
【００１６】図１を参照すると、本発明の望ましい実施
例として内燃機関装置１が示されている。装置１は内燃
機関１０とこれに機械的リンク３を介して連結された発
電機２とを含む。機関１０は発電機２を駆動して電力を
発生する。発電機２は独立形式で、単独で動力を発生す
る。一実施例において発電機２は交流電力を発生し、端
子４に接続された電気的装置（図示しない）に電気的動
力を与える。特に、このような装置に効果的に電力を与
えるためには、発電機２は比較的一定の周波数を与える
ことが望ましい。周波数は発電機２の回転速度に対応す
る。従って、周波数は発電機２を駆動する機関１０の回
転速度に対応する。すなわち、機関１０の回転速度は装
置１の作動信頼性のために制御する必要がある。
例として内燃機関装置１が示されている。装置１は内燃
機関１０とこれに機械的リンク３を介して連結された発
電機２とを含む。機関１０は発電機２を駆動して電力を
発生する。発電機２は独立形式で、単独で動力を発生す
る。一実施例において発電機２は交流電力を発生し、端
子４に接続された電気的装置（図示しない）に電気的動
力を与える。特に、このような装置に効果的に電力を与
えるためには、発電機２は比較的一定の周波数を与える
ことが望ましい。周波数は発電機２の回転速度に対応す
る。従って、周波数は発電機２を駆動する機関１０の回
転速度に対応する。すなわち、機関１０の回転速度は装
置１の作動信頼性のために制御する必要がある。
【００１７】機関１０は低圧空気・燃料供給源３０と高
圧燃料供給源５０とからガス状燃料を受領する。低圧空
気・燃料供給源３０と高圧燃料供給源５０とは、低圧燃
料源３２から低圧燃料ライン３３を介して低圧燃料を受
取る。制御器８０が高圧燃料供給源５０と低圧空気・燃
料供給源３０とに連結され、各供給源からの供給量をそ
れぞれ制御する。機関位置センサ２６が制御器８０に連
結されて信号「ＰＳ」を与える。信号「ＰＳ」は機関１
０のカム軸（図示しない）の位置を指示するもので、可
変磁気抵抗センサと機関のカム軸歯車に設けられた固定
の歯とが共働する。別の実施例によれば通常形式の速度
センサ２６が使用される。制御器８０は信号「ＰＳ」の
周波数を使用して機関１０の回転速度を決定し、低圧空
気・燃料供給源３０と高圧燃料供給源５０とからの燃料
の量を調節することによって機関１０の回転速度を制御
する。発電機２の回転速度は機関１０の回転速度によっ
て定まるから、制御器８０によって発電機２の回転速度
を制御することが可能となされる。
圧燃料供給源５０とからガス状燃料を受領する。低圧空
気・燃料供給源３０と高圧燃料供給源５０とは、低圧燃
料源３２から低圧燃料ライン３３を介して低圧燃料を受
取る。制御器８０が高圧燃料供給源５０と低圧空気・燃
料供給源３０とに連結され、各供給源からの供給量をそ
れぞれ制御する。機関位置センサ２６が制御器８０に連
結されて信号「ＰＳ」を与える。信号「ＰＳ」は機関１
０のカム軸（図示しない）の位置を指示するもので、可
変磁気抵抗センサと機関のカム軸歯車に設けられた固定
の歯とが共働する。別の実施例によれば通常形式の速度
センサ２６が使用される。制御器８０は信号「ＰＳ」の
周波数を使用して機関１０の回転速度を決定し、低圧空
気・燃料供給源３０と高圧燃料供給源５０とからの燃料
の量を調節することによって機関１０の回転速度を制御
する。発電機２の回転速度は機関１０の回転速度によっ
て定まるから、制御器８０によって発電機２の回転速度
を制御することが可能となされる。
【００１８】図２には図１の装置の詳細が示される。低
圧燃料源３２はタンクであっても供給配管であってもよ
い。燃料源３２に低圧供給ライン３３が連結され、これ
がライン３３ａとライン３３ｂとに分岐する。燃料セン
サ３４が制御器８０に連結されて信号「ＦＬＯＷ」を与
える。信号「ＦＬＯＷ」はライン３３ａを通る燃料の質
量流量を示す。ライン３３ａを通る燃料の流れは制御器
８０に連結される制御可能な弁３６によって調節され
る。
圧燃料源３２はタンクであっても供給配管であってもよ
い。燃料源３２に低圧供給ライン３３が連結され、これ
がライン３３ａとライン３３ｂとに分岐する。燃料セン
サ３４が制御器８０に連結されて信号「ＦＬＯＷ」を与
える。信号「ＦＬＯＷ」はライン３３ａを通る燃料の質
量流量を示す。ライン３３ａを通る燃料の流れは制御器
８０に連結される制御可能な弁３６によって調節され
る。
【００１９】ライン３３ａからの燃料は空気取入口３８
からの空気と空気・燃料混合器４０で混合せしめられ
る。空気とガス状燃料との混合物は通路４１を通る。低
圧圧縮機４２が空気とガス状燃料との混合物を通路４１
に沿って前進せしめる。次に、この混合気、すなわち低
圧チャージは通常形式の後段冷却器４３を通る。なお、
通路４１に沿う低圧チャージの流れは制御器８０に制御
可能に連結される絞り弁４４によって調節される。絞り
弁４４は通常形式の制御可能なバタフライ弁としてもよ
い。
からの空気と空気・燃料混合器４０で混合せしめられ
る。空気とガス状燃料との混合物は通路４１を通る。低
圧圧縮機４２が空気とガス状燃料との混合物を通路４１
に沿って前進せしめる。次に、この混合気、すなわち低
圧チャージは通常形式の後段冷却器４３を通る。なお、
通路４１に沿う低圧チャージの流れは制御器８０に制御
可能に連結される絞り弁４４によって調節される。絞り
弁４４は通常形式の制御可能なバタフライ弁としてもよ
い。
【００２０】調節されたチャージは絞り弁４４から吸入
マニフォルド４６に流れる。吸入マニフォルド４６は機
関１０内で燃焼させるためにチャージを供給する。
マニフォルド４６に流れる。吸入マニフォルド４６は機
関１０内で燃焼させるためにチャージを供給する。
【００２１】図２の実施例において参照数字３４〜４４
の範囲のものは、図１の低圧空気・燃料供給部３０の構
成部である。別の実施例として、燃料供給源３２と、低
圧供給ライン３３と、ライン３３ａ、３３ｂとは低圧空
気・燃料供給部３０の部品となっている。
の範囲のものは、図１の低圧空気・燃料供給部３０の構
成部である。別の実施例として、燃料供給源３２と、低
圧供給ライン３３と、ライン３３ａ、３３ｂとは低圧空
気・燃料供給部３０の部品となっている。
【００２２】図２には高圧燃料供給部５０の部品も示さ
れている。燃料圧縮機５２はライン３３ｂに沿って供給
されるガス状燃料の圧力を、低圧空気・燃料供給部３０
の圧力、または低圧燃料源３２の圧力に対して大とした
高圧燃料源を与える。燃料圧縮機５２は高圧燃料を高圧
供給ライン５３に供給し、ライン５３はライン５３ａと
ライン５３ｂとに分岐する。変形例において高圧供給ラ
イン５３からの燃料は選択的にライン３３に戻され、燃
料圧縮機５２で発生した圧力を調節するようになされる
（図示しない）。
れている。燃料圧縮機５２はライン３３ｂに沿って供給
されるガス状燃料の圧力を、低圧空気・燃料供給部３０
の圧力、または低圧燃料源３２の圧力に対して大とした
高圧燃料源を与える。燃料圧縮機５２は高圧燃料を高圧
供給ライン５３に供給し、ライン５３はライン５３ａと
ライン５３ｂとに分岐する。変形例において高圧供給ラ
イン５３からの燃料は選択的にライン３３に戻され、燃
料圧縮機５２で発生した圧力を調節するようになされる
（図示しない）。
【００２３】高圧供給ライン５３ａに沿った高圧燃料の
流れは制御器８０に連結される制御可能な弁５４によっ
て調節される。制御可能な弁５４からの調節された高圧
燃料は機関１０内のインジェクタレール５６に供給され
る。インジェクタレール５６内の高圧燃料は複数の制御
可能なインジェクタ５８のそれぞれによって機関１０内
での燃焼のために選択的に配送される。制御可能なイン
ジェクタ５８は通常形式のものであって、順次的ポート
噴射装置として一般的な多数ポート形式のものであって
よい。高圧供給ライン５３からのライン５３ｂは、制御
器８０に連結された制御可能の弁６２によって調節され
る。弁６２からの調節された高圧燃料は貯蔵容器６０に
導かれる。弁６２を開き、制御可能な弁５４を閉じる
と、燃料圧縮機６２からの燃料は高圧で貯蔵容器６０に
貯蔵される。制御可能な弁６２と制御可能な弁５４とを
開くと、燃料は貯蔵容器からインジェクタレール５６に
供給されるが、これは燃料圧縮機５２が作動していない
ときでも行われる。
流れは制御器８０に連結される制御可能な弁５４によっ
て調節される。制御可能な弁５４からの調節された高圧
燃料は機関１０内のインジェクタレール５６に供給され
る。インジェクタレール５６内の高圧燃料は複数の制御
可能なインジェクタ５８のそれぞれによって機関１０内
での燃焼のために選択的に配送される。制御可能なイン
ジェクタ５８は通常形式のものであって、順次的ポート
噴射装置として一般的な多数ポート形式のものであって
よい。高圧供給ライン５３からのライン５３ｂは、制御
器８０に連結された制御可能の弁６２によって調節され
る。弁６２からの調節された高圧燃料は貯蔵容器６０に
導かれる。弁６２を開き、制御可能な弁５４を閉じる
と、燃料圧縮機６２からの燃料は高圧で貯蔵容器６０に
貯蔵される。制御可能な弁６２と制御可能な弁５４とを
開くと、燃料は貯蔵容器からインジェクタレール５６に
供給されるが、これは燃料圧縮機５２が作動していない
ときでも行われる。
【００２４】図２に示す実施例において、参照数字５１
〜６２によって示すものは、図１の高圧燃料供給部５０
の部品を示している。別の実施例において、高圧燃料供
給部５０の部品は当業者において適宜に変更可能であ
る。燃料圧縮機５２以外に高圧燃料源としての部品に
は、高圧供給ライン５３、５３ａ、５３ｂ；容器６０；
および高圧燃料供給源５０と組合わされる各種部品があ
る。別の実施例において、本発明に使用される高圧燃料
供給源は低圧燃料源３２から完全に独立したものとして
もよく、別個の高圧タンク、配管またはその他の供給源
を有するものであってよい。さらに別の実施例では低圧
燃料源５２も当業者の適宜な選択によって変更せしめら
れる。
〜６２によって示すものは、図１の高圧燃料供給部５０
の部品を示している。別の実施例において、高圧燃料供
給部５０の部品は当業者において適宜に変更可能であ
る。燃料圧縮機５２以外に高圧燃料源としての部品に
は、高圧供給ライン５３、５３ａ、５３ｂ；容器６０；
および高圧燃料供給源５０と組合わされる各種部品があ
る。別の実施例において、本発明に使用される高圧燃料
供給源は低圧燃料源３２から完全に独立したものとして
もよく、別個の高圧タンク、配管またはその他の供給源
を有するものであってよい。さらに別の実施例では低圧
燃料源５２も当業者の適宜な選択によって変更せしめら
れる。
【００２５】機関１０はそれぞれ吸入口１３に連結され
る複数の燃焼室１４を含む。図３を参照すると、１つの
室１４が詳細に示される。図２の他の室１４及び吸入口
１３は同様であることを理解されたい。室１４は往復運
動するピストン１５を有し、ピストン１５はロッド１６
を介して図示しないカム軸に連結される。室１４は弁１
３ａを介して吸入口１３に連結される。弁１３ａが開く
と吸入口１３から燃料が室１４に入る。吸入口１３は矢
１２に示す経路に沿って吸入マニフォルド４６から燃料
と空気との混合物を受取る。
る複数の燃焼室１４を含む。図３を参照すると、１つの
室１４が詳細に示される。図２の他の室１４及び吸入口
１３は同様であることを理解されたい。室１４は往復運
動するピストン１５を有し、ピストン１５はロッド１６
を介して図示しないカム軸に連結される。室１４は弁１
３ａを介して吸入口１３に連結される。弁１３ａが開く
と吸入口１３から燃料が室１４に入る。吸入口１３は矢
１２に示す経路に沿って吸入マニフォルド４６から燃料
と空気との混合物を受取る。
【００２６】さらに、吸入口１３は対応する制御可能の
インジェクタ５８を有する。制御可能のインジェクタ５
８は吸入口１３内に突出する出口５９を有する。高圧燃
料は矢印５７で示すように出口５９を通って吸入口１３
内に供給される。図２を参照すると制御可能のインジェ
クタ５８はそれぞれ制御部８０に連結されて高圧燃料流
をそれぞれの対応する吸入口１３に調節供給する。図２
には１つの制御可能のインジェクタ５８のみが示されて
いる。
インジェクタ５８を有する。制御可能のインジェクタ５
８は吸入口１３内に突出する出口５９を有する。高圧燃
料は矢印５７で示すように出口５９を通って吸入口１３
内に供給される。図２を参照すると制御可能のインジェ
クタ５８はそれぞれ制御部８０に連結されて高圧燃料流
をそれぞれの対応する吸入口１３に調節供給する。図２
には１つの制御可能のインジェクタ５８のみが示されて
いる。
【００２７】燃焼室１４内の燃料は点火手段１７によっ
て点火せしめられる。図面の明確化のため省略してある
が、それぞれの燃焼室１４にはそれぞれ点火手段１７が
設けられる。この点火手段１７は直接点火モジュール
（図示しない）を使用する制御部８０によって制御され
る。別法として通常の点火プラグ及び分配器を使用する
点火装置を設けてもよい。さらに別の実施例では点火手
段と関連する点火制御装置は当業者によって任意的に選
択することができる。
て点火せしめられる。図面の明確化のため省略してある
が、それぞれの燃焼室１４にはそれぞれ点火手段１７が
設けられる。この点火手段１７は直接点火モジュール
（図示しない）を使用する制御部８０によって制御され
る。別法として通常の点火プラグ及び分配器を使用する
点火装置を設けてもよい。さらに別の実施例では点火手
段と関連する点火制御装置は当業者によって任意的に選
択することができる。
【００２８】吸入マニフォルド４６からの低圧燃料及び
空気と制御可能のインジェクタ５８からの高圧燃料とは
吸入口１３内で混合する。この結果としての混合物が燃
焼室１４に、弁１３ａを開くことによって供給され、点
火手段１７によって点火せしめられ、機関１０の対応す
るピストン１５を駆動するエネルギを生ずる。排気弁１
９ａが開くと、燃焼した燃焼生成物は矢印１９に沿って
燃焼室１４から排気マニフォルド１８に排出される。排
気は通路２０に沿って機関１０から出て、タービン２２
を駆動する。タービン２２は機械的連結装置２３を介し
て圧縮機４２を駆動する。図示しない機械的連結装置に
よって燃料圧縮機５２を駆動するようにしてもよい。別
の実施例として別のタービンによって燃料圧縮機５２を
駆動するようにしてもよい。
空気と制御可能のインジェクタ５８からの高圧燃料とは
吸入口１３内で混合する。この結果としての混合物が燃
焼室１４に、弁１３ａを開くことによって供給され、点
火手段１７によって点火せしめられ、機関１０の対応す
るピストン１５を駆動するエネルギを生ずる。排気弁１
９ａが開くと、燃焼した燃焼生成物は矢印１９に沿って
燃焼室１４から排気マニフォルド１８に排出される。排
気は通路２０に沿って機関１０から出て、タービン２２
を駆動する。タービン２２は機械的連結装置２３を介し
て圧縮機４２を駆動する。図示しない機械的連結装置に
よって燃料圧縮機５２を駆動するようにしてもよい。別
の実施例として別のタービンによって燃料圧縮機５２を
駆動するようにしてもよい。
【００２９】通路２０に沿った燃焼生成物は排気流れを
形成し、これはセンサ２４によって監視される。センサ
２４は制御器８０に連結されて、排気流の中の酸素量を
示す「ＥＧＯ」信号を与える。代表的には燃焼生成物中
の酸素の量は燃焼直前のガスの空燃比を示すものであ
る。「ＥＧＯ」信号が機関１０内で燃焼した空気・燃料
混合物の空燃比を示すものであるから、燃焼効率を改善
し排気流中の有害排出物を減少せしめるフィードバック
変数として使用可能である。
形成し、これはセンサ２４によって監視される。センサ
２４は制御器８０に連結されて、排気流の中の酸素量を
示す「ＥＧＯ」信号を与える。代表的には燃焼生成物中
の酸素の量は燃焼直前のガスの空燃比を示すものであ
る。「ＥＧＯ」信号が機関１０内で燃焼した空気・燃料
混合物の空燃比を示すものであるから、燃焼効率を改善
し排気流中の有害排出物を減少せしめるフィードバック
変数として使用可能である。
【００３０】特に、通路４１と吸入マニフォルド４６と
それぞれの吸入口１３とがそれぞれの室１４のための燃
料供給通路を限定する。望ましくは高圧燃料供給部５０
はそれぞれの吸入口１３に対応するインジェクタ５８に
よって連結され、燃焼のため各室１４に供給される高圧
燃料の流れに選択的制御を与える。別の実施例におい
て、高圧燃料供給部５０は絞り弁４４の後方の各種の位
置に、それぞれの吸入口１３に接続し、または接続しな
いで設けてもよい。
それぞれの吸入口１３とがそれぞれの室１４のための燃
料供給通路を限定する。望ましくは高圧燃料供給部５０
はそれぞれの吸入口１３に対応するインジェクタ５８に
よって連結され、燃焼のため各室１４に供給される高圧
燃料の流れに選択的制御を与える。別の実施例におい
て、高圧燃料供給部５０は絞り弁４４の後方の各種の位
置に、それぞれの吸入口１３に接続し、または接続しな
いで設けてもよい。
【００３１】図４と図５とは図１ないし図３に示す望ま
しい実施例の制御部８０のプログラム動作を示すルーチ
ン８００のフローチャートである。図４はスタートを示
している。ルーチン８００は図５に継続し図５で終わ
る。図４のステップ８０１でセンサを読取り、その信号
値を適切に調整する。ステップ８０１はセンサ信号、例
えば「ＦＬＯＷ」（流量）信号および「ＥＧＯ」信号の
線形化、および各種アナログ信号のデジタル化を含む。
信号値の調整は所定の時間での各種信号値の平均化、そ
の他の統計的処理など当業者に公知の手法、技術を含む
ものである。
しい実施例の制御部８０のプログラム動作を示すルーチ
ン８００のフローチャートである。図４はスタートを示
している。ルーチン８００は図５に継続し図５で終わ
る。図４のステップ８０１でセンサを読取り、その信号
値を適切に調整する。ステップ８０１はセンサ信号、例
えば「ＦＬＯＷ」（流量）信号および「ＥＧＯ」信号の
線形化、および各種アナログ信号のデジタル化を含む。
信号値の調整は所定の時間での各種信号値の平均化、そ
の他の統計的処理など当業者に公知の手法、技術を含む
ものである。
【００３２】ステップ８０２において、センサ信号に対
応する変数が更新される。機関の回転速度「ＲＰＭ」は
位置センサ２６からの信号「ＰＳ」の関数として更新せ
しめられる。空燃比「ＡＦＲ」はステップ８０１におい
て更新された信号「ＥＧＯ」の関数として更新される。
同様にガス質量流量「ＧＭＦ」は信号「ＦＬＯＷ」の関
数として更新される。
応する変数が更新される。機関の回転速度「ＲＰＭ」は
位置センサ２６からの信号「ＰＳ」の関数として更新せ
しめられる。空燃比「ＡＦＲ」はステップ８０１におい
て更新された信号「ＥＧＯ」の関数として更新される。
同様にガス質量流量「ＧＭＦ」は信号「ＦＬＯＷ」の関
数として更新される。
【００３３】ステップ８０３において、機関１０が始動
しているか否かが決定される。１つの実施例においてス
テップ８０３は「ＲＰＭ」信号で決定を行う。機関の始
動状態が検出されると、ステップ８０４において始動燃
料が高圧燃料供給源５０から供給される。一般的に高圧
燃料の供給は低圧燃料よりも迅速確実な機関の始動を達
成せしめる。この実施例の変形例として、高圧燃料は貯
蔵容器６０から供給される。貯蔵容器６０内の加圧され
た燃料は、圧縮機５２からの燃料が利用できない場合で
も制御弁５４、６２を開くことによって機関１０を始動
させることを可能とする。別の実施例において高圧始動
用燃料は燃料圧縮機５２または、燃料圧縮機５２と貯蔵
容器６０との組合わせから与えられる。
しているか否かが決定される。１つの実施例においてス
テップ８０３は「ＲＰＭ」信号で決定を行う。機関の始
動状態が検出されると、ステップ８０４において始動燃
料が高圧燃料供給源５０から供給される。一般的に高圧
燃料の供給は低圧燃料よりも迅速確実な機関の始動を達
成せしめる。この実施例の変形例として、高圧燃料は貯
蔵容器６０から供給される。貯蔵容器６０内の加圧され
た燃料は、圧縮機５２からの燃料が利用できない場合で
も制御弁５４、６２を開くことによって機関１０を始動
させることを可能とする。別の実施例において高圧始動
用燃料は燃料圧縮機５２または、燃料圧縮機５２と貯蔵
容器６０との組合わせから与えられる。
【００３４】機関が始動するとステップ８０５に進む。
ここで機関の速度が目標水準にあるか、または目標範囲
内にあるかを判定する。機関の速度「ＲＰＭ」が目標値
より低いときは空燃比「ＡＦＲ」が所望範囲内にあるか
がステップ８０６で決定される。「ＡＦＲ」が所望範囲
内にある場合はステップ８０７で高圧燃料が増加せしめ
られて機関の速度を増加せしめ、速度変化に伴う過渡状
態を円滑にする。
ここで機関の速度が目標水準にあるか、または目標範囲
内にあるかを判定する。機関の速度「ＲＰＭ」が目標値
より低いときは空燃比「ＡＦＲ」が所望範囲内にあるか
がステップ８０６で決定される。「ＡＦＲ」が所望範囲
内にある場合はステップ８０７で高圧燃料が増加せしめ
られて機関の速度を増加せしめ、速度変化に伴う過渡状
態を円滑にする。
【００３５】ステップ８０５に戻ると、機関の速度が目
標値以下でなければステップ８０８に進む。ステップ８
０８は機関の速度が目標値以上であるか否かを決定す
る。機関速度「ＲＰＭ」が目標値以上であるか目標範囲
外であれば、ステップ８０９において「ＡＦＲ」の範囲
が検討される。「ＡＦＲ」が所望の範囲内であれば、ス
テップ８１０において高圧燃料供給は減少せしめられ、
機関の速度はこれによって減少する。
標値以下でなければステップ８０８に進む。ステップ８
０８は機関の速度が目標値以上であるか否かを決定す
る。機関速度「ＲＰＭ」が目標値以上であるか目標範囲
外であれば、ステップ８０９において「ＡＦＲ」の範囲
が検討される。「ＡＦＲ」が所望の範囲内であれば、ス
テップ８１０において高圧燃料供給は減少せしめられ、
機関の速度はこれによって減少する。
【００３６】別の実施例において、機関の性能変数また
は機関の作動特性として機関の速度以外のものを使用し
てもよい。例えば１つの変形例において、ステップ８０
５とステップ８０８とで機関の負荷が目標値または目標
範囲にあるかを検討することもできる。機関の速度の場
合と同様に機関負荷の過渡状態も高圧燃料を調節するこ
とによって処理できる。別の実施例において、機関速度
と機関負荷との双方が制御変数として使用される。
は機関の作動特性として機関の速度以外のものを使用し
てもよい。例えば１つの変形例において、ステップ８０
５とステップ８０８とで機関の負荷が目標値または目標
範囲にあるかを検討することもできる。機関の速度の場
合と同様に機関負荷の過渡状態も高圧燃料を調節するこ
とによって処理できる。別の実施例において、機関速度
と機関負荷との双方が制御変数として使用される。
【００３７】高圧燃料供給または燃料流がステップ８０
７または８１０において調節されると図５のステップ８
１１に進む。ステップ８０６またはステップ８０９にお
いて、空燃比「ＡＦＲ」が所望の範囲外にあればステッ
プ８１１に進む。同様に、「ＲＰＭ」が目標値を満足す
ればステップ８１１に進む。
７または８１０において調節されると図５のステップ８
１１に進む。ステップ８０６またはステップ８０９にお
いて、空燃比「ＡＦＲ」が所望の範囲外にあればステッ
プ８１１に進む。同様に、「ＲＰＭ」が目標値を満足す
ればステップ８１１に進む。
【００３８】図５において、ステップ８１１では空燃比
「ＡＦＲ」が所望の範囲より大であるかを決定する。大
であればステップ８１２に進み、低圧燃料流が減少せし
められて、所定の高圧燃料流に対する吸入口１３の空気
量を減少させる。濃厚な混合気が吸入口１３から室１４
に供給される。空燃比「ＡＦＲ」がステップ８１１で目
標値を越えないときは、ステップ８１３において「ＡＦ
Ｒ」が目標値より低いか否かをしらべる。「ＡＦＲ」が
目標値より低いときには、ステップ８１４において低圧
燃料流が増加せしめられ、所定の高圧燃料流に対する吸
入口１３における相対的空気量を増加せしめる。この薄
い混合気が吸入口１３から燃焼のため室１４に送られ
る。「ＡＦＲ」が目標値にあれば、ルーチン８００はス
タートに戻る。望ましくは低圧供給流の調節は絞り弁４
４によって行う。
「ＡＦＲ」が所望の範囲より大であるかを決定する。大
であればステップ８１２に進み、低圧燃料流が減少せし
められて、所定の高圧燃料流に対する吸入口１３の空気
量を減少させる。濃厚な混合気が吸入口１３から室１４
に供給される。空燃比「ＡＦＲ」がステップ８１１で目
標値を越えないときは、ステップ８１３において「ＡＦ
Ｒ」が目標値より低いか否かをしらべる。「ＡＦＲ」が
目標値より低いときには、ステップ８１４において低圧
燃料流が増加せしめられ、所定の高圧燃料流に対する吸
入口１３における相対的空気量を増加せしめる。この薄
い混合気が吸入口１３から燃焼のため室１４に送られ
る。「ＡＦＲ」が目標値にあれば、ルーチン８００はス
タートに戻る。望ましくは低圧供給流の調節は絞り弁４
４によって行う。
【００３９】別の実施例において、制御可能な排出ゲー
ト弁を通路４１に沿って設け（図示しない）、弁を開い
て後段冷却器４３からの過剰な低圧供給ガスを流出させ
て調節する。通路２０の圧力を調節しタービン２２とカ
ップリング２３を介する圧縮機４２との速度を変化させ
るために排出ゲート弁を設けてもよい。圧縮機速度の変
化は通路４１内の充填流を調節し「ＡＦＲ」を修正する
ことができる。別の実施例において制御可能の空気流弁
を空気入口３８に設けて「ＡＦＲ」調節を行うようにす
る。制御可能の弁３６によって混合器４０内への低圧燃
料流を変化させることによって「ＡＦＲ」調節を行うこ
とができ、または当業者に公知の各種の制御手段を使用
して調節することができる。変形例として、信号「ＦＬ
ＯＷ」を空燃比制御に関連して低圧燃料調節を監視する
ために使用することもできる。センサ３４と関連する信
号「ＦＬＯＷ」とを使用して、センサ２４が故障した場
合の、または「ＥＧＯ」信号その他が利用不能の場合の
代用機能とすることもできる。
ト弁を通路４１に沿って設け（図示しない）、弁を開い
て後段冷却器４３からの過剰な低圧供給ガスを流出させ
て調節する。通路２０の圧力を調節しタービン２２とカ
ップリング２３を介する圧縮機４２との速度を変化させ
るために排出ゲート弁を設けてもよい。圧縮機速度の変
化は通路４１内の充填流を調節し「ＡＦＲ」を修正する
ことができる。別の実施例において制御可能の空気流弁
を空気入口３８に設けて「ＡＦＲ」調節を行うようにす
る。制御可能の弁３６によって混合器４０内への低圧燃
料流を変化させることによって「ＡＦＲ」調節を行うこ
とができ、または当業者に公知の各種の制御手段を使用
して調節することができる。変形例として、信号「ＦＬ
ＯＷ」を空燃比制御に関連して低圧燃料調節を監視する
ために使用することもできる。センサ３４と関連する信
号「ＦＬＯＷ」とを使用して、センサ２４が故障した場
合の、または「ＥＧＯ」信号その他が利用不能の場合の
代用機能とすることもできる。
【００４０】ステップ８１２又は８１４において空燃比
「ＡＦＲ」が調節されると、ステップ８１５において、
高圧燃料供給が全供給量に対して所望の比率以下である
か否かが決定される。高圧燃料供給が所望の比率より少
ないときはステップ８１６において弁３６、絞り弁４４
または双方を調節して低圧燃料供給を減少せしめる。ス
テップ８１５が満足しないときは、ステップ８１７にお
いて高圧燃料供給が全供給量に対して所望の比率を越え
ているか否かが決定される。高圧燃料供給が所望の比率
を越えているときはステップ８１８において低圧燃料供
給が増加せしめられる。この実施例の変形例において、
ステップ８１５、８１７が交代的に行われて全燃料供給
量に対する高圧燃料の比率をテストする。別の実施例に
おいて、高圧燃料供給量が低圧燃料供給量に対して決定
される。ステップ８１６、８１８のいづれかによって燃
料供給が調節されると、初期位置に戻る。
「ＡＦＲ」が調節されると、ステップ８１５において、
高圧燃料供給が全供給量に対して所望の比率以下である
か否かが決定される。高圧燃料供給が所望の比率より少
ないときはステップ８１６において弁３６、絞り弁４４
または双方を調節して低圧燃料供給を減少せしめる。ス
テップ８１５が満足しないときは、ステップ８１７にお
いて高圧燃料供給が全供給量に対して所望の比率を越え
ているか否かが決定される。高圧燃料供給が所望の比率
を越えているときはステップ８１８において低圧燃料供
給が増加せしめられる。この実施例の変形例において、
ステップ８１５、８１７が交代的に行われて全燃料供給
量に対する高圧燃料の比率をテストする。別の実施例に
おいて、高圧燃料供給量が低圧燃料供給量に対して決定
される。ステップ８１６、８１８のいづれかによって燃
料供給が調節されると、初期位置に戻る。
【００４１】望ましくは装置１の制御は適宜の利得係数
を有する通常の補償方法を含むものとする。ある実施例
において利得係数はステップ８０３〜８１０における回
転数調整がルーチン８００の他のステップより迅速に行
われるようにする。同様に、ステップ８１１〜８１４に
おける「ＡＦＲ」制御がステップ８１５〜８１８におけ
る高圧燃料供給比例制御より敏感に行われるようにして
もよい。一般的には、本発明では機関の過渡状態を円滑
にすることが第１の優先事項で、空燃比制御が中間的優
先事項で、高圧燃料供給量が最低の優先事項としてルー
チン８００で定められる。
を有する通常の補償方法を含むものとする。ある実施例
において利得係数はステップ８０３〜８１０における回
転数調整がルーチン８００の他のステップより迅速に行
われるようにする。同様に、ステップ８１１〜８１４に
おける「ＡＦＲ」制御がステップ８１５〜８１８におけ
る高圧燃料供給比例制御より敏感に行われるようにして
もよい。一般的には、本発明では機関の過渡状態を円滑
にすることが第１の優先事項で、空燃比制御が中間的優
先事項で、高圧燃料供給量が最低の優先事項としてルー
チン８００で定められる。
【００４２】注目すべきことは、機関１０の始動時およ
び作動時の過渡的速度状態はルーチン８００のステップ
８０３〜８１０に関連する高圧燃料供給部５０による燃
料供給を調節することによって得られる。高圧燃料供給
部５０の制御可能なインジェクタ５８は迅速な応答と円
滑な速度変化を与える。ポート噴射装置による高圧燃料
供給装置は吸入マニフォルドのフラッシュバックの機会
を減少させる。
び作動時の過渡的速度状態はルーチン８００のステップ
８０３〜８１０に関連する高圧燃料供給部５０による燃
料供給を調節することによって得られる。高圧燃料供給
部５０の制御可能なインジェクタ５８は迅速な応答と円
滑な速度変化を与える。ポート噴射装置による高圧燃料
供給装置は吸入マニフォルドのフラッシュバックの機会
を減少させる。
【００４３】低圧空気・燃料源３０から主として燃料を
供給することは定常状態運転において、特に精密な空燃
比制御が要求される場合に効率的である。さらに、予期
される過渡状態に対して代表的に要求される高圧燃料流
を制限することによって、層状充填問題が解決される。
従って、高圧燃料供給部５０からの燃料供給と低圧供給
部からの空気および燃料供給とのバランスを達成するこ
とが望ましい。ルーチン８００のステップ８１５〜８１
８において全燃料流に対する高圧燃料流の比率を制御す
ることはこの問題の１つの解決を与える。
供給することは定常状態運転において、特に精密な空燃
比制御が要求される場合に効率的である。さらに、予期
される過渡状態に対して代表的に要求される高圧燃料流
を制限することによって、層状充填問題が解決される。
従って、高圧燃料供給部５０からの燃料供給と低圧供給
部からの空気および燃料供給とのバランスを達成するこ
とが望ましい。ルーチン８００のステップ８１５〜８１
８において全燃料流に対する高圧燃料流の比率を制御す
ることはこの問題の１つの解決を与える。
【００４４】１つの望ましい実施例において、燃料圧縮
器５２は機関の過渡状態を円滑にするため、予期される
全最大燃料要求量の約３０％の高圧燃料流を与える寸法
となされる。しかし、安定運転状態が達成されると、全
最大燃料要求量の約１０ないし２０％の範囲の高圧燃料
流を与えるようにすることが望ましい。
器５２は機関の過渡状態を円滑にするため、予期される
全最大燃料要求量の約３０％の高圧燃料流を与える寸法
となされる。しかし、安定運転状態が達成されると、全
最大燃料要求量の約１０ないし２０％の範囲の高圧燃料
流を与えるようにすることが望ましい。
【００４５】この実施例の変形例として、貯蔵容器６０
からの高圧燃料が燃料圧縮器５２からの高圧燃料に加え
られて、燃料圧縮器５２単独で供給できる量より多い過
渡状態の燃料を賄うようにする。望ましい最大高圧燃料
供給能力と望ましい定常状態高圧燃料供給量とは機関の
設計目標と変数、例えば速度変化応答時間、機関排出基
準、全機関効率、燃料の特定形式、および空気・燃料供
給部３０の低圧燃料と高圧燃料供給部５０からの高圧燃
料との相対的圧力との組み合わせによって定められる。
からの高圧燃料が燃料圧縮器５２からの高圧燃料に加え
られて、燃料圧縮器５２単独で供給できる量より多い過
渡状態の燃料を賄うようにする。望ましい最大高圧燃料
供給能力と望ましい定常状態高圧燃料供給量とは機関の
設計目標と変数、例えば速度変化応答時間、機関排出基
準、全機関効率、燃料の特定形式、および空気・燃料供
給部３０の低圧燃料と高圧燃料供給部５０からの高圧燃
料との相対的圧力との組み合わせによって定められる。
【００４６】別の実施例において、高圧燃料供給が燃料
供給の主要部となる。一実施例において機関１０は、始
動時には独占的に高圧燃料供給部５０から燃料が供給さ
れ、或る性能水準までは低圧燃料供給部より高圧燃料供
給部から多くの燃料が供給される。この実施例の変形例
において、高圧燃料供給量の相対的比率は、始動時の約
１００％から全出力定常状態運転における約１５％まで
徐々に低下するようになされている。
供給の主要部となる。一実施例において機関１０は、始
動時には独占的に高圧燃料供給部５０から燃料が供給さ
れ、或る性能水準までは低圧燃料供給部より高圧燃料供
給部から多くの燃料が供給される。この実施例の変形例
において、高圧燃料供給量の相対的比率は、始動時の約
１００％から全出力定常状態運転における約１５％まで
徐々に低下するようになされている。
【００４７】図４および図５に示すルーチン８００の或
る段階は他の段階より多く、または少なく実施され、ま
た当業者に公知のようにして変更せしめられる。例えば
別の実施例によれば、ステップ８０１、８０２において
センサが読取られ変数が更新されることが、ルーチン８
００の他のステップに対比していくらか多く実施され
る。一実施例においてルーチン８００は一定の時間間隔
で周期的に実施される。別の実施例においてルーチン８
００は別の予定された実施サイクルとは別の中断サイク
ルとしても実施される。
る段階は他の段階より多く、または少なく実施され、ま
た当業者に公知のようにして変更せしめられる。例えば
別の実施例によれば、ステップ８０１、８０２において
センサが読取られ変数が更新されることが、ルーチン８
００の他のステップに対比していくらか多く実施され
る。一実施例においてルーチン８００は一定の時間間隔
で周期的に実施される。別の実施例においてルーチン８
００は別の予定された実施サイクルとは別の中断サイク
ルとしても実施される。
【００４８】図６は本発明の内燃機関装置１０１を別の
望ましい実施例として示す。該装置１０１は電力をＡＣ
動力グリッド１０４に与える動力発生機１０２を含む。
図１の発生機２と異なり動力発生機１０２の速度はＡＣ
動力グリッド１０４の周波数によって一定に維持され
る。しかし、動力発生機１０２の出力は代表的には可変
である。通常、動力グリッド発生機１０２の動力出力は
典型的には可変である。通常、動力グリッド発生機の目
標動力出力は発生機１０２に関連する絞り弁、遠隔配置
された制御センタ（図示しない）、または両者によって
制御される。
望ましい実施例として示す。該装置１０１は電力をＡＣ
動力グリッド１０４に与える動力発生機１０２を含む。
図１の発生機２と異なり動力発生機１０２の速度はＡＣ
動力グリッド１０４の周波数によって一定に維持され
る。しかし、動力発生機１０２の出力は代表的には可変
である。通常、動力グリッド発生機１０２の動力出力は
典型的には可変である。通常、動力グリッド発生機の目
標動力出力は発生機１０２に関連する絞り弁、遠隔配置
された制御センタ（図示しない）、または両者によって
制御される。
【００４９】機関１１０は発生機１０２を機械的リンク
１０３を介して駆動する。しかし、機関１１０の制御は
発生機１０２の動力出力を監視することにより達成され
る。詳細にはセンサ１２６が制御器１８０に連結されて
発生機１０２の動力出力を示す信号Ｌを与える。センサ
１２６は負荷分担装置、動力メータ、またはＡＣ電力グ
リッド１０４に対する電力発生機１０２のインタフェー
スを監視する電圧および電流センサの組合わせであって
よい。一実施例においてセンサ１２６はＡＣ電力グリッ
ド１０４に対する電力発生機１０２の３相出力に対応す
る３つの端子に設けた電圧および電流センサとなされ
る。信号Ｌは電力発生機１０２が生ずる機関の負荷を示
すものである。変数ＥＬが信号Ｌから求められ、ルーチ
ン８００のステップ８０３〜８０８の回転数、または制
御器１８０で実行される制御ルーチンのための機関の作
動特性を示す。
１０３を介して駆動する。しかし、機関１１０の制御は
発生機１０２の動力出力を監視することにより達成され
る。詳細にはセンサ１２６が制御器１８０に連結されて
発生機１０２の動力出力を示す信号Ｌを与える。センサ
１２６は負荷分担装置、動力メータ、またはＡＣ電力グ
リッド１０４に対する電力発生機１０２のインタフェー
スを監視する電圧および電流センサの組合わせであって
よい。一実施例においてセンサ１２６はＡＣ電力グリッ
ド１０４に対する電力発生機１０２の３相出力に対応す
る３つの端子に設けた電圧および電流センサとなされ
る。信号Ｌは電力発生機１０２が生ずる機関の負荷を示
すものである。変数ＥＬが信号Ｌから求められ、ルーチ
ン８００のステップ８０３〜８０８の回転数、または制
御器１８０で実行される制御ルーチンのための機関の作
動特性を示す。
【００５０】機関１１０は低圧空気・燃料供給部１３０
と高圧燃料供給部１５０とから燃料が供給され、これら
は装置１と同様な制御器１８０によって制御される。し
かしガス状燃料は低圧燃料供給配管１３２によって、装
置１０１に配管連結されている。導管１３３が燃料供給
配管１３２から分岐し、締め切り弁１３２ａを有してい
る。導管１３３は供給導管１３３ａ、１３３ｂに分岐し
て、低圧ガス状燃料を低圧空気・燃料供給部１３０と高
圧燃料供給部１５０とにそれぞれ配送させる。１つの実
施例において、燃料供給配管１３２は通常の天然ガス供
給配管である。機関１１０に配管から燃料を与えること
は、燃料装置１０１のために別個の燃料タンクを必要と
しない点で有利である。
と高圧燃料供給部１５０とから燃料が供給され、これら
は装置１と同様な制御器１８０によって制御される。し
かしガス状燃料は低圧燃料供給配管１３２によって、装
置１０１に配管連結されている。導管１３３が燃料供給
配管１３２から分岐し、締め切り弁１３２ａを有してい
る。導管１３３は供給導管１３３ａ、１３３ｂに分岐し
て、低圧ガス状燃料を低圧空気・燃料供給部１３０と高
圧燃料供給部１５０とにそれぞれ配送させる。１つの実
施例において、燃料供給配管１３２は通常の天然ガス供
給配管である。機関１１０に配管から燃料を与えること
は、燃料装置１０１のために別個の燃料タンクを必要と
しない点で有利である。
【００５１】図７において、本発明のさらに別の望まし
い実施例が示される。装置２０１において、乗物２０２
は機械的連結装置２０３を介して機関２１０の動力を受
けるようになされる。装置２０１は燃料を低圧空気・燃
料供給部２３０と高圧燃料供給部２５０とに燃料ライン
２３３、２３３ａ、２３３ｂを介して供給する低圧燃料
源２３２を有している。乗物２０２は、乗物操作員によ
って制御される絞り部２０４を有している。制御部２８
０に連結されたセンサ２２６が絞り部２０４の位置に対
応する信号ＴＰを与える。信号ＴＰは図１および図２に
示されたような機関速度センサと関連して電子的絞り部
制御のために使用可能である。
い実施例が示される。装置２０１において、乗物２０２
は機械的連結装置２０３を介して機関２１０の動力を受
けるようになされる。装置２０１は燃料を低圧空気・燃
料供給部２３０と高圧燃料供給部２５０とに燃料ライン
２３３、２３３ａ、２３３ｂを介して供給する低圧燃料
源２３２を有している。乗物２０２は、乗物操作員によ
って制御される絞り部２０４を有している。制御部２８
０に連結されたセンサ２２６が絞り部２０４の位置に対
応する信号ＴＰを与える。信号ＴＰは図１および図２に
示されたような機関速度センサと関連して電子的絞り部
制御のために使用可能である。
【００５２】本発明の別の実施例において、制御部８
０、１８０、２８０、低圧空気・燃料供給部３０、１３
０、２３０、高圧燃料供給部５０、１５０、２５０およ
びルーチン８００は当業者によって適宜に組合わされ、
代替せしめられ、または変更せしめてもよい。さらに、
制御部８０、１８０、２８０は１つ以上の素子を含む電
子回路であってもよい。同様に、制御器はデジタル回
路、アナログ回路または双方を含むものであってよい。
また、制御部８０、１８０、２８０はプログラム可能の
デジタルまたはアナログのプロセッサ、またはこれらの
総合形式としてもよい。望ましい制御部８０、１８０、
２８０は公知の構造のマイクロプロセッサとなされる。
０、１８０、２８０、低圧空気・燃料供給部３０、１３
０、２３０、高圧燃料供給部５０、１５０、２５０およ
びルーチン８００は当業者によって適宜に組合わされ、
代替せしめられ、または変更せしめてもよい。さらに、
制御部８０、１８０、２８０は１つ以上の素子を含む電
子回路であってもよい。同様に、制御器はデジタル回
路、アナログ回路または双方を含むものであってよい。
また、制御部８０、１８０、２８０はプログラム可能の
デジタルまたはアナログのプロセッサ、またはこれらの
総合形式としてもよい。望ましい制御部８０、１８０、
２８０は公知の構造のマイクロプロセッサとなされる。
【００５３】センサ２４、２６、３４、１２６、２２６
は、それぞれの制御部にデジタルまたはアナログを与え
るものとする。対応的に、各制御部は必要ならば各セン
サの信号を適当な形式に変換する。装置１、１０１、２
０１のすべてのセンサは公知の構造となされる。
は、それぞれの制御部にデジタルまたはアナログを与え
るものとする。対応的に、各制御部は必要ならば各セン
サの信号を適当な形式に変換する。装置１、１０１、２
０１のすべてのセンサは公知の構造となされる。
【００５４】本発明は図面に示され詳細に説明された
が、上述説明は例示であり、本発明を限定するものでな
い。本発明の精神の範囲内のすべての変形、改変は本発
明の保護範囲内である。
が、上述説明は例示であり、本発明を限定するものでな
い。本発明の精神の範囲内のすべての変形、改変は本発
明の保護範囲内である。
【図１】図１は本発明の望ましい実施例を示す概略図。
【図２】図２は図１の実施例の詳細を示す概略図。
【図３】図３は図２の一部を示す概略図。
【図４】図４は図１〜図３に示す実施例の制御装置の動
作を示すフローチャート。
作を示すフローチャート。
【図５】図５は図４のつづきを示すフローチャート。
【図６】図６は本発明の第２の実施例を示す概略図。
【図７】図７は本発明の第３の実施例を示す概略図。
１０： 機関 １３： 吸入口 １４： 燃焼室 １５： ピスト
ン １６： ロッド １３ａ：弁 １７： 点火手段 １９ａ：排気弁 １８：排気マニフォルド ２２： タービ
ン ２４、２６、３４、１２６、２２６： センサ ３０： 低圧空気・燃料供給部 ５０： 高圧燃
料供給部 ３２： 低圧燃料源 ４２： 圧縮機 ４４： 絞り弁 ４６： 吸入マ
ニフォルド ５２： 燃料圧縮機 ５８：インジェクタ ５９： 出口 ８０、１８０、２８０：制御部 ６０： 貯蔵容
器
ン １６： ロッド １３ａ：弁 １７： 点火手段 １９ａ：排気弁 １８：排気マニフォルド ２２： タービ
ン ２４、２６、３４、１２６、２２６： センサ ３０： 低圧空気・燃料供給部 ５０： 高圧燃
料供給部 ３２： 低圧燃料源 ４２： 圧縮機 ４４： 絞り弁 ４６： 吸入マ
ニフォルド ５２： 燃料圧縮機 ５８：インジェクタ ５９： 出口 ８０、１８０、２８０：制御部 ６０： 貯蔵容
器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｃ // Ｆ０２Ｄ 41/32 41/32 Ａ (72)発明者 ゲイリー・エル・ハンター アメリカ合衆国インディアナ州47203，コ ロンブス，ロッキー・フォード・ドライブ 920 (72)発明者 パトリック・ピエズ アメリカ合衆国イリノイ州60564，ネイパ ーヴィル，ディフォー・コート 3719
Claims (37)
- 【請求項１】 燃焼室と、該燃焼室に連結されて空気と
低圧ガス状燃料との混合物を該燃焼室に供給する低圧空
気・燃料供給部と、該燃焼室に連結されて高圧ガス状燃
料を供給する制御可能な燃料噴射器を備えた高圧燃料部
とを含む内燃機関に燃料を供給する方法にして、 （１）機関の作動特性、すなわち該機関の速度および該
機関の負荷の一方を検知し、 （２）低圧空気・燃料供給部および高圧燃料部から燃焼
室に燃料を供給し、 （３）工程（１）において検知された機関の作動特性に
応答して燃料流を調節するように制御可能な燃料噴射器
を作動せしめる、各工程を含むことを特徴とする、内燃
機関に燃料を供給する方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法にして、前記工程
（２）が燃料を低圧空気・燃料供給部および高圧燃料部
から同時に供給し、さらに、 （４）工程（１）において検知された機関の作動特性の
変化を決定し、 （５）制御可能な燃料噴射器を作動せしめて工程（４）
において決定された変化に応答して高圧燃料部からの燃
料を調節する、各工程を含むことを特徴とする内燃機関
に燃料を供給する方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の方法にして、工程
（３）が、 （３ａ）燃焼室への全燃料量に相対的な高圧燃料部から
の燃料量の目標範囲を確立し、 （３ｂ）工程（３ａ）において確立された目標範囲によ
って低圧空気・燃料供給部からの燃料流を調節する、各
工程を含むことを特徴とする内燃機関に燃料を供給する
方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の方法にして、目標範囲
が約１０％〜２０％であることを特徴とする内燃機関に
燃料を供給する方法。 - 【請求項５】 請求項１に記載の方法にして、工程
（３）が、 （３ａ）全燃料流に対する高圧燃料部からの燃料量の定
常状態における比の値を確立し、 （３ｂ）機関速度および機関負荷の一方である作動特性
の目標値を確立し、 （３ｃ）高圧燃料部からの燃料流を調節して工程（３
ｂ）の作動特性の目標値を達成し、 （３ｄ）工程（３ａ）で確立された定常状態における燃
料量の比の値によって低圧空気・燃料供給部からの燃料
流を調節する、各工程を含むことを特徴とする内燃機関
に燃料を供給する方法。 - 【請求項６】 請求項１に記載の方法にして、さらに、 （４）低圧空気・燃料供給部からの燃料より高圧燃料部
からの燃料流を大として内燃機関を始動せしめ、 （５）工程（１）において検知された機関の作動特性が
予め定めた水準を越えたとき高圧燃料部からの燃料より
低圧空気・燃料供給部からの燃料を大とする、各工程を
含むことを特徴とする内燃機関に燃料を供給する方法。 - 【請求項７】 請求項６に記載の方法にして、該内燃機
関が空気・燃料供給部に連結された吸入口と燃焼室への
制御可能な燃料噴射器とを含み、燃焼生成物を排出する
排気流れを有し、さらに、 （６）排気流れから空燃比を検出し、 （７）該機関に対する空燃比の目標値を確立し、 （８）全燃料流に対する高圧燃料流の定常状態の目標値
を確立し、 （９）工程（８）において確立された定常状態の目標値
によって燃料を吸入口に供給し、 （１０）工程（１）において検知された機関の作動特性
の関数として機関の過渡状態を決定し、 （１１）高圧燃料部からの燃料流を調節して工程（１
０）において決定される機関の過渡状態を円滑なものと
する、各工程をを含むことを特徴とする内燃機関に燃料
を供給する方法。 - 【請求項８】 ガス状燃料を燃料とする内燃機関装置に
して、 燃焼室を有する内燃機関と、 該燃焼室に連結され燃焼室に供給される混合物の流れを
制御する第１の制御可能の弁を含み、空気と低圧ガス状
燃料との混合物を燃焼室に供給する低圧空気・燃料供給
部と、 該燃焼室に連結され高圧ガス状燃料を供給する高圧燃料
供給部にして、制御可能のインジェクタを含み、該制御
可能のインジェクタは燃焼室に供給される高圧ガス状燃
料の流れを制御する、高圧燃料供給部と、 機関の速度と機関の負荷との一方に対応する機関性能信
号を与える第１のセンサと、 該第１のセンサに応答し、第１の制御可能の弁と制御可
能のインジェクタとに連結される制御器にして、インジ
ェクタ燃料供給信号と弁燃料供給信号とを前記性能信号
に応答して与える制御器と、を含み、 インジェクタはインジェクタ燃料供給信号に応答して高
圧ガス状燃料流を制御し、前記第１の制御可能の弁は前
記弁燃料供給信号に応答して混合物の流れを制御する、
ことを特徴とする内燃機関装置。 - 【請求項９】 請求項８に記載の内燃機関装置にして、
前記制御器が性能信号の変化を検知して、該変化に応答
して高圧燃料供給部を調節する、ことを特徴とする内燃
機関装置。 - 【請求項１０】 請求項８に記載の内燃機関装置にし
て、該内燃機関に連結された電力発生機を含み、該電力
発生機は内燃機関によって駆動され、前記性能信号は機
関の速度に対応する、ことを特徴とする内燃機関装置。 - 【請求項１１】 請求項８に記載の内燃機関装置にし
て、前記室から排出された燃焼生成物の空燃比に対応す
る空燃比信号を与える第２のセンサを含み、前記制御器
が第２のセンサに応答して前記第１の制御可能の弁と前
記制御可能のインジェクタとの少なくとも一方を前記空
燃比信号の関数として調節する、ことを特徴とする、内
燃機関装置。 - 【請求項１２】 請求項８に記載の内燃機関装置にし
て、低圧空気・燃料供給部と高圧燃料供給部とが吸入ポ
ートによって前記室に連結されている、ことを特徴とす
る内燃機関装置。 - 【請求項１３】 請求項８に記載の内燃機関装置にし
て、低圧空気・燃料供給部が第２の制御可能な弁を具え
た低圧ガス燃料源を含み、該第２の弁は該燃料源から混
合物への燃料の流れを調節し、該混合物を加圧する第１
の圧縮機と、混合物を機関に分配する吸入マニフォルド
とが設けられ、 高圧燃料供給部が低圧ガス燃料源に連結され、該燃料源
から受け取る燃料の圧力を増加するための第２の圧縮機
が設けられている、ことを特徴とする内燃機関装置。 - 【請求項１４】 請求項８に記載の内燃機関装置にし
て、前記弁およびインジェクタ燃料信号は、機関の始動
時には低圧燃料より高圧燃料を多く供給し、機関の性能
信号が予め定めた水準を越えたときは高圧燃料より低圧
燃料を多く供給するように定められ、 高圧燃料供給部が高圧燃料ラインと高圧燃料を保持する
容器とを含み、 該容器は高圧燃料ラインに第２の制御可能な弁を介して
連結され、 前記制御器は第２の制御可能な弁に連結され容器給油信
号を与えるようになされており、 該容器給油信号が第２の制御可能な弁を作動せしめて機
関の始動時に高圧燃料を制御可能なインジェクタに与え
る、ことを特徴とする内燃機関装置。 - 【請求項１５】 内燃機関に燃料を供給する方法にし
て、該内燃機関はガス状燃料と空気との混合物を燃焼さ
せる室を有し、該室は低圧燃料源と高圧燃料源とに連結
され、該方法が （１）低圧燃料源より高圧燃料源からの燃料を多くして
機関を始動させ、 （２）機関の作動特性として機関の速度および機関の負
荷の一方を検知し、 （３）工程（２）で検知した機関の作動特性が予め定め
た水準を越えたときは高圧燃料より低圧燃料を多く前記
室に供給する、 各工程を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１６】 請求項１５による方法にして、さらに （４）低圧燃料源からの燃料に相対的な高圧燃料源から
の燃料の量の目標値を確立し、 （５）工程（４）で確立された目標値によって低圧燃料
源からの燃料の量を調節する、各工程を含むことを特徴
とする方法。 - 【請求項１７】 請求項１５に記載の方法にして、高圧
燃料源が貯蔵容器を含み、さらに （４）貯蔵容器内に高圧の燃料を貯蔵し、 （５）工程（１）の実施中に該貯蔵容器から燃料を供給
する、各工程を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１８】 請求項１５に記載の方法にして、さら
に、機関の過渡状態運転を円滑にするため高圧源からの
燃料供給を調節する工程を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１９】 請求項１５に記載の方法にして、燃焼
室内の空燃比を予め定めた範囲に維持する工程を含むこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項２０】 請求項１５に記載の方法にして、高圧
燃料源が貯蔵容器を含み、さらに、 （４）貯蔵容器内に高圧の燃料を貯蔵し、 （５）工程（２）において検知された機関の作動特性の
関数として機関の過渡状態を決定し、 （６）工程（５）において決定された過渡状態における
機関の円滑な運転を得るため高圧源から燃料を供給し、 （７）工程（６）を実施中に前記容器から燃料を供給す
る、各工程を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２１】 内燃機関のためのガス状燃料供給装置
にして、 燃焼室と、 該燃焼室への低圧ガス状燃料の流れを調節する第１の制
御可能の弁を介して燃焼室に連結される低圧燃料供給源
と、 該燃焼室への高圧ガス状燃料の流れを調節する第２の制
御可能の弁を介して燃焼室に連結される高圧燃料供給源
と、 前記機関の速度および機関の負荷の一方に対応する機関
作動信号を与える第１のセンサと、 第１および第２の制御可能な弁に連結され、第１のセン
サに応答して前記機関作動信号によって低圧燃料供給信
号または高圧燃料供給信号を対応的に与える制御器とを
含み、 第１の制御可能な弁は低圧燃料供給信号に応答して燃焼
室への低圧燃料流を調節し、前記第２の制御可能な弁は
高圧燃料供給信号に応答して燃焼室への高圧燃料流を調
節し、該低圧および高圧燃料供給信号は機関の始動時に
は低圧燃料より高圧燃料を多量に供給し機関の作動信号
が予め定めた水準を越えたとき高圧燃料より低圧燃料を
多量に供給するようになされている、ことを特徴とする
ガス状燃料供給装置。 - 【請求項２２】 請求項２１に記載のガス状燃料供給装
置にして、 高圧燃料供給源が第２の制御可能な弁と高圧燃料を保持
する容器とに連結された燃料ラインを含み、 該高圧燃料を保持する容器は第３の制御可能な弁を介し
て前記燃料ラインに連結され、 前記制御器は第３の制御可能な弁に連結され、容器給油
信号を与えるようになされ、 該容器給油信号は第３の制御可能な弁を作動せしめて高
圧燃料を第２の制御可能な弁に与える、ことを特徴とす
るガス状燃料供給装置。 - 【請求項２３】 請求項２１に記載のガス状燃料供給装
置にして、さらに、燃焼室から排出される燃焼生成物の
空燃比に対応する空燃比信号を与える第２のセンサを含
み、前記制御器は第２のセンサに応答して前記第１およ
び第２の制御可能な弁の少なくとも一方を前記空燃比信
号の関数として調節する、ことを特徴とするガス状燃料
供給装置。 - 【請求項２４】 請求項２１に記載のガス状燃料供給装
置にして、高圧燃料供給源が低圧ガス状燃料供給源に連
結され、低圧ガス状燃料供給源から受取るガス状燃料の
圧力を増大せしめる圧縮機を含む、ことを特徴とするガ
ス状燃料供給装置。 - 【請求項２５】 請求項２４に記載のガス状燃料供給装
置にして、高圧燃料供給源が第２の制御可能な弁と高圧
燃料を保持する容器とに連結された燃料ラインを含み、 前記容器は第３の制御可能な弁を介して燃料ラインに連
結され、 前記制御器は第３の制御可能な弁に連結され容器給油信
号を与え、 前記容器給油信号は第３の制御可能な弁を作動せしめて
高圧燃料を第２の制御可能な弁に与える、ことを特徴と
するガス状燃料供給装置。 - 【請求項２６】 内燃機関に燃料を供給する方法にし
て、該内燃機関は燃料供給通路に連結された燃焼室を有
し、該燃料供給通路は低圧燃料供給源と高圧燃料供給源
とに連結され、該方法が、 （１）機関作動特性、すなわち機関の速度と機関の負荷
との一方を検知し、 （２）低圧および高圧燃料供給源から燃料を受取る燃料
供給通路を介して燃焼室に燃料を供給し、 （３）工程（２）における低圧および高圧燃料供給源か
らの燃料流を前記工程（１）において検知された機関の
作動特性によって制御する、各工程を含む、ことを特徴
とする内燃機関に燃料を供給する方法。 - 【請求項２７】 請求項２６に記載の方法にして、工程
（２）が燃焼室内での燃焼のためガス状燃料と空気との
混合物を与えることを含む、ことを特徴とする内燃機関
に燃料を供給する方法。 - 【請求項２８】 請求項２６に記載の方法にして、前記
工程（２）が低圧および高圧燃料供給源から燃料を供給
通路に同時に供給せしめることを含み、前記工程（３）
が、 （３ａ）工程（１）で検知された機関作動特性の変化を
決定し、 （３ｂ）工程（３ａ）で決定された変化に応答して高圧
燃料供給源からの燃料の流れを調節する、各工程を含む
ことを特徴とする内燃機関に燃料を供給する方法。 - 【請求項２９】 請求項２６に記載の方法にして、工程
（３）が、 （３ａ）燃焼室への全燃料量に相対的な高圧燃料供給量
の定常状態の範囲を決定し、 （３ｂ）目標作動特性として機関速度と機関負荷との一
方を決定し、 （３ｃ）工程（３ｂ）における目標作動特性を達成する
ため高圧燃料供給源からの燃料流を調節し、 （３ｄ）工程（３ａ）において確立された定常状態範囲
について低圧燃料供給源からの燃料流を調節する、各工
程を含むことを特徴とする内燃機関に燃料を供給する方
法。 - 【請求項３０】 請求項２９に記載の方法にして、目標
範囲が約１０％ないし２０％であることを特徴とする方
法。 - 【請求項３１】 請求項２６に記載の方法にして、さら
に、 （４）低圧燃料供給源からの燃料より高圧燃料供給源か
らの燃料を大として機関を始動せしめ、 （５）工程（１）で検知された機関の作動特性が予め定
めた水準を越えたとき高圧燃料供給源からの燃料より低
圧燃料供給源からの燃料を大とする、各工程を含むこと
を特徴とする内燃機関に燃料を供給する方法。 - 【請求項３２】 内燃機関のガス状燃料供給装置にし
て、 燃焼室と、 燃焼室に連結され、燃焼のため空気およびガス状燃料の
混合物を燃焼室に供給する燃料供給通路と、 燃料供給通路に連結され、燃焼室への低圧ガス状燃料の
流れを調節する第１の制御可能な弁を具えた低圧空気・
燃料供給部と、 燃料供給通路に連結され、燃焼室への高圧ガス状燃料の
流れを調節する第２の制御可能な弁を具えた高圧燃料供
給部と、 機関の速度と機関の負荷との一方に対応する機関作動信
号を与える第１のセンサと、 第１のセンサに応答し、第１および第２の制御可能な弁
に連結されて前記機関作動信号によって低圧燃料供給信
号および高圧燃料供給信号を対応的に与える制御器と、
を含み、 第１の制御可能な弁は低圧燃料供給信号に応答して前記
通路への低圧燃料流を調節し、第２の制御可能な弁は高
圧燃料供給信号に応答して前記通路への高圧燃料流を調
節する、ことを特徴とするガス状燃料供給装置。 - 【請求項３３】 請求項３２に記載のガス状燃料供給装
置にして、前記燃料供給通路が吸入ポートを含み、第２
の制御可能の弁が燃料噴射器を含み、燃料噴射器の出口
が吸入ポート内に位置している、ことを特徴とする装
置。 - 【請求項３４】 請求項３２に記載のガス状燃料供給装
置にして、内燃機関に連結された電気動力発生機を含
み、電気動力発生機は該内燃機関によって駆動され、機
関作動信号が電気動力発生機の動力出力の関数として決
定される、ことを特徴とするガス状燃料供給装置。 - 【請求項３５】 請求項３２に記載のガス状燃料供給装
置にして、前記燃焼室から排出される燃焼生成物の空燃
比に対応する空燃比信号を与える第２のセンサを含み、
前記制御器は第２のセンサに応答して第１および第２の
制御可能な弁の少なくとも一方を前記空燃比信号の関数
として調節する、ことを特徴とするガス状燃料供給装
置。 - 【請求項３６】 請求項３２に記載のガス状燃料供給装
置にして、 前記通路が、空気および燃料の混合物を供給する空気取
入れ口と、混合物を該機関に分配する吸入マニフォルド
と、吸入ポートとを含み、 高圧燃料供給部が燃料供給源から受取った燃料の圧力を
増加せしめる圧縮機を含み、 前記第２の制御可能な弁が燃料インジェクタであって、
その出口が吸入ポート内にある、ことを特徴とするガス
状燃料供給装置。 - 【請求項３７】 請求項３２に記載のガス状燃料供給装
置にして、 前記低圧および高圧燃料供給信号は、機関の始動時には
低圧燃料より高圧燃料を多量に供給し、機関の作動信号
が予め定めた水準を越えたときは高圧燃料より低圧燃料
を多量に供給するように定められ、 高圧燃料供給部は高圧燃料ラインンと高圧燃料を保持す
る容器とを含み、 該容器は第３の制御可能な弁によって高圧燃料ラインに
連結されており、 制御器は第３の制御可能な弁に連結され、容器給油信号
を与えるようになされており、 前記容器給油信号は機関の始動のために、第３の制御可
能な弁を作動せしめて高圧燃料を第２の制御可能な弁に
供給する、ことを特徴とするガス状燃料供給装置。
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| US08/662,076 US5713340A (en) | 1996-06-12 | 1996-06-12 | System for fueling an internal combustion engine with low and high pressure gaseous fuel |
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