(57)【要約】【課題】  デュアルインジェクタを備え、異なる燃料を吹き分けることが可能なエンジンで、混合利用可能な燃料の利用の好適化を図ることが可能なエンジンの燃料供給装置を提供する。【解決手段】  燃料供給装置１は第１および第２の燃料噴射弁５８、５９からなるデュアルインジェクタを備えたエンジン５０にガソリンおよびアルコール混合燃料を個別に供給可能な外側配管１１と内側配管１２とからなる二重配管構造を備えるとともに、外側配管１１に対して内側配管１２を回転させることでガソリンとアルコール混合燃料とを混合可能な移動構造を備える燃料導管１０と、内側配管１０を回転させるモータ２０と、所定の条件に基づきガソリンとアルコール混合燃料とを混合するようにモータ２０を制御するＥＣＵ７０とを備える。【選択図】  図１
2011169303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デュアルインジェクタを備え、異なる燃料を吹き分けることが可能なエンジンに第１の燃料および第２の燃料を個別に供給可能な外側配管と内側配管とからなる二重配管構造を備えるとともに、前記外側配管に対して前記内側配管を移動させることで、前記第１の燃料と前記第２の燃料とを混合可能な移動構造を備える燃料導管と、
前記内側配管を移動させる移動手段と、
所定の条件に基づき、前記第１の燃料と前記第２の燃料とを混合するように前記移動手段を制御する制御手段と、を備えたエンジンの燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの燃料供給装置であって、
前記二重配管構造が、前記外側配管と前記内側配管の間に第１の燃料通路を形成するとともに、前記内側配管内に第２の燃料通路を形成する構造であることに対して、前記移動構造が、前記第２の燃料通路を流通する燃料を被混合燃料として、前記第１の燃料と前記第２の燃料とを混合可能な構造となっており、
前記第１の燃料通路を流通する燃料に前記第１の燃料を適用するとともに、前記第２の燃料通路を流通する燃料に第２の燃料を適用する場合に、前記第２の燃料に前記第１の燃料よりもオクタン価が相対的に低い燃料を適用し、
前記所定の条件を前記第２の燃料のオクタン価が所定値よりも低い場合としたエンジンの燃料供給装置。
【請求項３】
請求項１記載のエンジンの燃料供給装置であって、
前記二重配管構造が、前記外側配管と前記内側配管の間に第１の燃料通路を形成するとともに、前記内側配管内に第２の燃料通路を形成する構造であることに対して、前記移動構造が、前記第２の燃料通路を流通する燃料を被混合燃料として、前記第１の燃料と前記第２の燃料とを混合可能な構造となっており、
前記第１の燃料通路を流通する燃料に前記第１の燃料を適用するとともに、前記第２の燃料通路を流通する燃料に第２の燃料を適用する場合に、前記第２の燃料に前記第１の燃料よりもオクタン価が相対的に低い燃料を適用し、
前記所定の条件を前記第２の燃料の残量が所定値よりも少ない場合としたエンジンの燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの燃料供給装置に関し、特にデュアルインジェクタを備え、異なる燃料を吹き分けることが可能なエンジンに燃料を供給するエンジンの燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デュアルインジェクタを備え、異なる燃料を吹き分けることが可能なエンジンが知られている。かかるエンジンに燃料を供給するためには、異なる燃料それぞれを個別に流通させる燃料導管が必要となる。この点、燃料導管の構造に関し、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献１で開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３６１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、デュアルインジェクタを備えたエンジンは、例えばＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）に搭載できる。そしてこの場合には、異なる燃料として例えば混合利用可能なガソリンとアルコール混合燃料とを使用することが考えられる。
しかしながら、かかるエンジンで異なる燃料を吹き分ける場合には、デュアルインジェクタの一方の燃料噴射弁がガソリンとアルコール混合燃料のうち一方の燃料を、他方の燃料噴射弁が他方の燃料を噴射することになる。このためこの場合には、ガソリンの利用を必要最小限に留めつつ、ガソリンの代替燃料であるアルコール混合燃料を可能な限りより多く利用できるようにすることがかかるエンジンにおいて好ましいと考えられる一方で、例えばノッキングなど不都合が生じ易い状況でアルコール混合燃料の利用を敢えて避けるようにすることで、アルコール混合燃料の利用が制限される結果になると考えられる点で問題があった。
【０００５】
そこで本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、デュアルインジェクタを備え、異なる燃料を吹き分けることが可能なエンジンで、混合利用可能な燃料の利用の好適化を図ることが可能なエンジンの燃料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明はデュアルインジェクタを備え、異なる燃料を吹き分けることが可能なエンジンに第１の燃料および第２の燃料を個別に供給可能な外側配管と内側配管とからなる二重配管構造を備えるとともに、前記外側配管に対して前記内側配管を移動させることで、前記第１の燃料と前記第２の燃料とを混合可能な移動構造を備える燃料導管と、前記内側配管を移動させる移動手段と、所定の条件に基づき、前記第１の燃料と前記第２の燃料とを混合するように前記移動手段を制御する制御手段とを備えたエンジンの燃料供給装置である。
【０００７】
また本発明は前記二重配管構造が、前記外側配管と前記内側配管の間に第１の燃料通路を形成するとともに、前記内側配管内に第２の燃料通路を形成する構造であることに対して、前記移動構造が、前記第２の燃料通路を流通する燃料を被混合燃料として、前記第１の燃料と前記第２の燃料とを混合可能な構造となっており、前記第１の燃料通路を流通する燃料に前記第１の燃料を適用するとともに、前記第２の燃料通路を流通する燃料に第２の燃料を適用する場合に、前記第２の燃料に前記第１の燃料よりもオクタン価が相対的に低い燃料を適用し、前記所定の条件を前記第２の燃料のオクタン価が所定値よりも低い場合とした構成であることが好ましい。
【０００８】
また本発明は前記二重配管構造が、前記外側配管と前記内側配管の間に第１の燃料通路を形成するとともに、前記内側配管内に第２の燃料通路を形成する構造であることに対して、前記移動構造が、前記第２の燃料通路を流通する燃料を被混合燃料として、前記第１の燃料と前記第２の燃料とを混合可能な構造となっており、前記第１の燃料通路を流通する燃料に前記第１の燃料を適用するとともに、前記第２の燃料通路を流通する燃料に第２の燃料を適用する場合に、前記第２の燃料に前記第１の燃料よりもオクタン価が相対的に低い燃料を適用し、前記所定の条件を前記第２の燃料の残量が所定値よりも少ない場合とした構成であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、デュアルインジェクタを備え、異なる燃料を吹き分けることが可能なエンジンで、混合利用可能な燃料の利用の好適化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例にかかるエンジンの燃料供給装置（以下、単に燃料供給装置と称す）をエンジンとともに示す概略構成図である。
【図２】燃料導管の外観図である。
【図３】燃料導管の中心軸線を含む垂直断面の斜視図である。
【図４】第１の燃料出口部の中心軸線を含む燃料導管の垂直断面図である。
【図５】第２の燃料出口部の中心軸線を含む燃料導管の垂直断面図である。
【図６】ガソリンとアルコール混合燃料を混合する場合に、ガソリンが占める割合と回転角との関係を示す図である。
【図７】ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）の動作をフローチャートで示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。
【００１２】
図１に示すようにエンジン５０はシリンダブロック５１と、シリンダヘッド５２と、ピストン５３と、吸気弁５５と、排気弁５６と、点火プラグ５７と、第１の燃料噴射弁５８と、第２の燃料噴射弁５９とを備えている。シリンダブロック５１にはシリンダ５１ａが形成されている。シリンダ５１ａ内にはピストン５３が収容されている。シリンダブロック５１の上面にはシリンダヘッド５２が固定されている。燃焼室５４はシリンダブロック５１、シリンダヘッド５２及びピストン５３に囲まれた空間として形成されている。
【００１３】
シリンダヘッド５２には吸気ポート５２ａと排気ポート５２ｂとが形成されている。吸気ポート５２ａは燃焼室５４に吸気を導き、排気ポート５２ｂは燃焼室５４のガスを排気する。シリンダヘッド５２にはこれら吸排気ポート５２ａ及び５２ｂを開閉するための吸排気弁５５、５６が設けられている。またシリンダヘッド５２には、燃焼室５４の上部略中央に電極を突出させた状態で点火プラグ５７が設けられている。さらにシリンダヘッド５２には、第１および第２の燃料噴射弁５８、５９が吸気ポート５２ａ内に燃料を噴射できるように設けられている。第１および第２の燃料噴射弁５８、５９はエンジン５０の一気筒あたりに２本設けられたデュアルインジェクタを構成しており、ともに燃料導管１０に取り付けられている。
【００１４】
図２から図５までに示すように、燃料導管１０は具体的には外側配管１１と内側配管１２とを備えている。外側配管１１と内側配管１２とはともに概略円筒状の形状を有しており、互いに同軸となるように設けられている。
外側配管１１と内側配管１２の間には第１の燃料通路Ｐ１が、内側配管１２内には第２の燃料通路Ｐ２がそれぞれ形成されている。燃料導管１０では、内側配管１２のほうが外側配管１１よりも肉厚が厚くなっており、第１の燃料通路Ｐ１を低圧燃料通路、第２の燃料通路Ｐ２を高圧燃料通路と位置付けている。
この点、燃料導管１０では、第１の燃料通路Ｐ１を流通する燃料に第１の燃料としてガソリンを、第２の燃料通路Ｐ２を流通する燃料に第２の燃料としてアルコール混合燃料をそれぞれ適用することとしており、アルコール混合燃料はガソリンよりも相対的に燃圧が燃料となっている。
【００１５】
外側配管１１には、ガソリンの流入部となる第１の燃料入口部１１ａと、アルコール混合燃料の流入口となる第２の燃料入口部１１ｂとが設けられている。第１および第２の燃料入口部１１ａ、１１ｂは燃料導管１０の延伸方向において一端側に設けられている。第１および第２の燃料入口部１１ａ、１１ｂは外側配管１１の内外を連通する連通穴が形成されたフランジ状の突起部となっている。
また外側配管１１には、ガソリンの流出部となる複数（ここでは４つ）の第１の燃料出口部１１ｃと、アルコール混合燃料の流出口となる第２の燃料出口部１１ｄとが設けられている。隣り合う第１および第２の燃料出口部１１ｃ、１１ｄの各セット（ここでは４セット）はエンジン５０の各気筒（ここでは４つの気筒）に対応させるべく、燃料導管１０の延伸方向において互いに等間隔で設けられている。第１および第２の燃料出口部１１ｃ、１１ｄは、外側配管１１の内外を連通する連通穴が形成されたボス状の突起部となっており、この連通穴は第１および第２の燃料噴射弁５８、５９を取り付けるための取付穴にもなっている。
【００１６】
内側配管１２には、アルコール混合燃料の流入部となる内側燃料入口部１２ａが設けられている。内側燃料入口部１２ａは内側配管１２の内外を連通する連通穴が形成されたボス状の突起部となっており、その先端部は外側配管１１の内面に当接するようになっている。内側燃料入口部１２ａは燃料導管１０の延伸方向において第２の燃料入口部１１ｂに対応する位置に設けられている。
また内側配管１２には、アルコール混合燃料の流出部となる複数（ここでは４つ）の内側燃料出口部１２ｂが設けられている。内側燃料出口部１２ｂは内側配管１２の内外を連通する連通穴が形成されたボス状の突起部となっており、その先端部は外側配管１１の内面に当接するようになっている。内側燃料出口部１２ｂは燃料導管１０の延伸方向において第２の燃料出口部１１ｄに対応する位置にそれぞれ設けられている。
【００１７】
内側配管１２は外側配管１１に対して移動可能に構成されており、具体的には外側配管１１に対して回転可能に構成されている。これに対して燃料導管１０の端部にはモータ２０（図１参照）が設けられており、モータ２０は外側配管１２に対して内側配管１１を回転させることで、外側配管１２に対して内側配管１１を移動させるための移動手段となっている。
内側配管１２の回転角αは、内側燃料出口部１２ｂと第２の燃料出口部１１ｄの連通穴中心それぞれが回転方向において互いに一致するときを基準とし、その状態から内側配管１２が回転した角度として規定されている。
【００１８】
第１の燃料入口部１１ａは回転角αに関わらず、第１の燃料通路Ｐ１と常に連通するようになっている。また、第２の燃料入口部１１ｂも回転角αに関わらず、内側燃料入口部１２ａを介して第２の燃料通路Ｐ２と常に連通するようになっている。この点、内側燃料入口部１２ａは具体的には正面から見て長円状の形状を有しており、内側燃料入口部１２ａに形成された連通穴は具体的には正面から見て長穴状の形状を有している。
第１の燃料出口部１１ｃは回転角αに関わらず、第１の燃料通路Ｐ１と常に連通するようになっている。一方、第２の燃料出口部１１ｄは、回転角αが０度である場合に、内側燃料出口部１２ｂを介して第２の燃料通路Ｐ２と連通した状態となる。この点、回転角αが０度である場合には、第２の燃料出口部１１ｄの連通穴と内側燃料出口部１２ｂの連通穴とは互いに一致するようになっている。また第２の燃料出口部１１ｄは、回転角αが所定値よりも大きい場合に、第１および第２の燃料通路Ｐ１、Ｐ２と連通するようになっている。
【００１９】
すなわち燃料導管１０は、回転角αが所定値よりも大きくなるように外側配管１１に対して内側配管１２を回転（移動）させることで、第１の燃料通路Ｐ１を流通するガソリンと第２の燃料通路Ｐ２を流通するアルコール混合燃料とを混合可能な移動構造を備えている。
この点、移動構造は具体的には第２の燃料出口部１１ｄを第１および第２の燃料通路Ｐ１、Ｐ２に連通させることで、第２の燃料通路Ｐ２を流通する燃料であるアルコール混合燃料を混合された上で噴射される被混合燃料として、ガソリンとアルコール混合燃料とを混合可能な構造になっており、被混合燃料には、ガソリンおよびアルコール混合燃料のうち、オクタン価が相対的に低いアルコール混合燃料が適用される。したがって、混合された燃料は第２の燃料出口部１１ｄを介してアルコール混合燃料に対応する第２の燃料噴射弁５９から噴射されるようになっている。第２の燃料噴射弁５９から噴射されるガソリンの割合は、燃料の混合が開始される状態からガソリンの割合が１００％になる状態までの範囲内で、回転角αが大きくなるほど大きくなるようになっている。
一方、燃料導管１０は、回転角αが０度である場合にエンジン５０（より具体的には第１および第２の燃料噴射弁５８、５９）にガソリンおよびアルコール混合燃料を個別に供給することが可能な外側配管１１と内側配管１２とからなる二重配管構造を備えており、エンジン５０は回転角αが０度である場合に、第１および第２の燃料噴射弁５８、５９で異なる燃料を吹き分けることができるようになっている。
【００２０】
図１に戻り、ＥＣＵ７０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる図示しないマイクロコンピュータや図示しない入出力回路を備えている。ＥＣＵ７０には、エンジン５０の回転数を検出するためのクランク角センサ８１や、エンジン５０の冷却水の温度を検知する水温センサ８２や、燃料タンク６０に貯留されたアルコール混合燃料の残量を検知する残量センサ８３や、燃料タンク６０に貯留されたアルコール混合燃料のアルコール濃度を検出するためのアルコール濃度センサ８４などの各種のセンサ・スイッチ類が電気的に接続されている。またＥＣＵ７０にはモータ２０や第１および第２の燃料噴射弁５８、５９などの各種の制御対象が電気的に接続されている。
ＲＯＭはＣＰＵが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成である。ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに基づき、必要に応じてＲＡＭの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ＥＣＵ７０では各種の制御手段や判定手段や検出手段などが機能的に実現される。
【００２１】
この点、ＥＣＵ７０では、所定の条件に基づき、ガソリンとアルコール混合燃料とを混合するようにモータ２０を制御する制御手段が機能的に実現される。
制御手段は具体的には、所定の条件として、アルコール混合燃料のオクタン価が所定値よりも低い場合に、ガソリンとアルコール混合燃料とを混合するようにモータ２０を制御するよう実現される。この点、アルコール混合燃料のオクタン価は例えばアルコール混合燃料の給油が行われた場合に、アルコール濃度センサ８４の出力に基づきＥＣＵ７０で推定するとともに、次の給油が行われるまでの間、ＥＣＵ７０でデータとして保持するようにすることができる。また制御手段はさらに具体的には、アルコール混合燃料のオクタン価が所定値よりも低い場合ほど、回転角αが大きくなるように（すなわちガソリンの割合が大きくなるように）モータ２０を制御するよう実現される。
本実施例では、燃料導管１０とモータ２０とＥＣＵ７０とで燃料供給装置１が実現されている。
【００２２】
次にＥＣＵ７０で行われる動作を図７に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ７０は、所定の条件を充足するか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には本ステップでアルコール混合燃料のオクタン価が所定値よりも低いか否かが判定される。否定判定であれば、ＥＣＵ７０は回転角αが０度であるか否かを判定する（ステップＳ４）。そしてステップＳ３で肯定判定であれば本フローチャートを一旦終了し、否定判定であれば回転角αが０度となるようにモータ２０を制御する（ステップＳ５）。一方、ステップＳ１で肯定判定であれば、ＥＣＵ７０はアルコール混合燃料のオクタン価の大きさに応じて、回転角αを決定するとともに（ステップＳ２）、決定した回転角αになるようにモータ２０を制御する（ステップＳ３）。
【００２３】
次に燃料供給装置１の作用効果について説明する。燃料供給装置１では、燃料導管１０が、エンジン５０にガソリンおよびアルコール混合燃料を個別に供給可能な外側配管１１と内側配管１２とからなる二重配管構造を備えている。このため燃料供給装置１は、デュアルインジェクタを備え、異なる燃料の吹き分けを行うエンジン５０に燃料を供給するにあたり、燃料導管１０をコンパクトに構成することができ、以ってエンジン５０への高い搭載性を確保できる。またかかる燃料導管１０を備えた燃料供給装置１０は、エンジン５０に異なる燃料を個別に供給するにあたり、例えば異なる燃料を個別に流通させる燃料導管それぞれを備えた場合と比較して、部品点数削減などによるコストの低減も期待できる。
また燃料供給装置１では、第１および第２の燃料噴射弁５８、５９にガソリンおよびアルコール混合燃料を個別に供給する燃料導管１０が、外側配管１１に対して内側配管１２を移動させることで、ガソリンとアルコール混合燃料とを混合可能な移動構造を備えている。このため燃料供給装置１は、燃料導管１０の高い搭載性を確保する同時に、高い切替応答性を有しつつ、異なる燃料を吹き分ける場合と異なる燃料を混合して利用する場合とを切替可能にすることができる。
また燃料供給装置１では、ＥＣＵ７０が所定の条件に基づきモータ２０を制御することで、ガソリンとアルコール混合燃料とを混合させる。このため燃料供給装置１は、エンジン５０において異なる燃料の吹き分けを可能にしつつ、必要に応じて異なる燃料同士を混合して利用できるようにすることができ、これにより混合利用可能な燃料の利用の好適化を図ることができる。
【００２４】
この点、燃料供給装置１では、アルコール混合燃料のオクタン価が所定値よりも低い場合には、アルコール混合燃料を使用する場合に、アルコール混合燃料にガソリンを混合して第２の燃料噴射弁５９から燃料を噴射させる。そしてこれにより燃料供給装置１は、アルコール混合燃料をそのまま使用した場合にはノッキングが発生する虞がある場合でも、アルコール混合燃料の利用を可能にすることでアルコール混合燃料の利用可能運転領域を拡大でき、以ってアルコール混合燃料をより多く利用できるようになる点で、混合利用可能な燃料の利用の好適化を図ることができる。
また燃料供給装置１は、オクタン価が低い場合ほど回転角αが大きくなるようにすることで、さらにアルコール混合燃料の利用の適正化を図ることができる。
【００２５】
また燃料供給装置１は、燃料導管１０が第２の燃料噴射弁５９の接続部である第２の燃料出口部１１ｄでガソリンとアルコール混合燃料とを混合可能な移動構造を備えることで、より好適に高い切替応答性を確保することもできる。
また燃料供給装置１は、相対的に燃圧の高いアルコール混合燃料を第２の燃料通路Ｐ２を流通する燃料に適用することで、大気圧との差圧ではなく、第１の燃料通路Ｐ１を流通するガソリンとの差圧に応じて内側配管１２の肉厚を設定することができる。そしてこれにより、燃料供給装置１は、外側配管１１および内側配管１２の肉厚を設定するにあたって、全体として肉厚が大きくなることを抑制でき、以って燃料導管１０の軽量化を図ることもできる。
【００２６】
なお、制御手段は所定の条件として、例えばアルコール混合燃料の残量が所定値よりも少ない場合に、ガソリンとアルコール混合燃料とを混合するようにモータ２０を制御するよう実現することもできる。この場合には、アルコール混合燃料の一回当たりの燃料噴射量を低減できることから、アルコール混合燃料の残量が少ない状態でも、燃料噴射量不足による噴射不良が発生することを好適に防止できる。このためこの場合には、アルコール混合燃料の残量がより少なくなるまでの間、アルコール混合燃料を利用し続けることが可能になることから、アルコール混合燃料の利用可能期間を拡大でき、以ってアルコール混合燃料をより多く利用できるようになる点で、燃料の利用の好適化を図ることができる。
またこの場合、制御手段はさらにアルコール混合燃料の残量が所定値よりも少ない場合ほど、回転角αが大きくなるように（すなわちガソリンの割合が大きくなるように）モータ２０を制御するよう実現することもできる。そしてこの場合には、さらにアルコール混合燃料の利用の適正化を図ることもできる。
【００２７】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
例えば上述した実施例では、第１の燃料がガソリンであるとともに第２の燃料がアルコール混合燃料である場合について説明した。しかしながら本発明においては必ずしもこれに限られず、第１および第２の燃料は例えばいわゆるハイオクガソリンおよびレギュラーガソリンであってもよい。
また例えば上述した実施例では、ガソリンとアルコール混合燃料を混合するにあたって、外側配管１１に対して内側配管１２を回転させる場合について説明した。しかしながら、本発明においては必ずしもこれに限られず、例えば内側配管は外側配管に対して軸方向に移動可能に構成されていてもよい。
また例えば上述した実施例でＥＣＵ７０によって機能的に実現される制御手段は、その他の電子制御装置や専用の電子回路などのハードウェアやこれらの組み合わせによって実現されてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１      燃料供給装置
１０    燃料導管
１１    外側配管
１２    内側配管
２０    モータ
５０    エンジン
７０    ＥＣＵ
５８    第１の燃料噴射弁
５９    第２の燃料噴射弁
【図１】
2011169303.tif 000003
【図２】
2011169303.tif 000004
【図３】
2011169303.tif 000005
【図４】
2011169303.tif 000006
【図５】
2011169303.tif 000007
【図６】
2011169303.tif 000008
【図７】
2011169303.tif 000009