(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料として気体燃料を噴射する気体燃料噴射弁と、
前記気体燃料を前記気体燃料噴射弁に供給する気体燃料供給管と、
前記内燃機関の吸気通路と前記気体燃料供給管とを連通する連通路と、
前記気体燃料供給管の圧力が前記気体燃料噴射弁を作動させるために許容される上限の圧力である所定圧力よりも高いときに前記気体燃料供給管の内部の前記気体燃料を前記連通路に流通させて前記吸気通路に導く気体燃料導入手段と、
を備える内燃機関の燃料供給装置において、
前記内燃機関は、少なくとも前記気体燃料を含む複数の燃料を切り替えて使用可能であって、且つ該複数の燃料を該複数の燃料毎に該内燃機関に対して供給するための個別の燃料供給手段を備え、
前記燃料供給手段によって前記内燃機関に対して前記複数の燃料のうち前記気体燃料以外の燃料が供給されている場合において、前記気体燃料供給管の圧力が前記所定圧力より高いときに、前記気体燃料導入手段によって前記気体燃料を前記吸気通路に導くことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
前記内燃機関が停止してから再始動する場合であって且つ前記気体燃料供給管の圧力が前記所定圧力よりも高い場合には、前記気体燃料導入手段によって前記気体燃料を前記吸気通路に導くことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
前記気体燃料導入手段によって前記気体燃料供給管から前記吸気通路に導かれる前記気体燃料の導入量を推定する燃料導入量推定手段と、
前記燃料導入量推定手段により推定される前記気体燃料の導入量に基づいて前記燃料供給手段による前記複数の燃料の何れかの供給量を補正する燃料供給量補正手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関の燃料としてＣＮＧ（Compressed Natural Gas;圧縮天然ガス）等の気
体燃料を使用する内燃機関（以下、「ＣＮＧエンジン」ともいう。）や、複数の燃料（例えばＣＮＧ、ガソリン等）を切り換えて使用することの可能な内燃機関（以下、「バイフューエルエンジン」ともいう。）が提案されている。
【０００３】
ところで、ＣＮＧエンジンにおいて内燃機関の短時間停止後に再始動する時や、バイフューエルエンジンにおいてガソリンを燃料として使用している場合には、ＣＮＧを燃料噴射弁に供給するデリバリパイプ（以下、「燃料供給管」ともいう。）の内部に残留するＣＮＧが内燃機関からの輻射熱等によって過度に温度が上昇される場合がある。そのような場合には、デリバリパイプ内部の圧力が過度に上昇されることによって燃料噴射弁の正常な作動が妨げられる虞があった。
【０００４】
これに関して、ＣＮＧとガソリンとを選択して使用することの可能なバイフューエルエンジンにおいて、ガソリンを燃料として使用しているときには燃料噴射弁からＣＮＧを噴射させて燃料を抜くことにより該燃料噴射弁の噴射圧力を低減する技術も提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３１４３１７号公報
【特許文献２】特開２００４−３４６９０４号公報
【特許文献３】特開２００４−３６４５８号公報
【特許文献４】特開平９−３１７５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の従来技術のように、内燃機関の燃料としてガソリンを使用している期間に亘りＣＮＧを噴射するための燃料噴射弁から燃料を抜いておくと、燃料をＣＮＧに切り替えるときに該ＣＮＧが噴射可能となる圧力に上昇するまで待たなくてはならない。そのため、燃料を切り替える際のレスポンスが悪化し、燃料の切り替えがスムーズに行われない場合や、内燃機関の始動がスムーズに行われない場合があった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、気体燃料を燃料として使用可能な内燃機関において、燃料供給管内部の圧力が過度に上昇することを抑制して、内燃機関へ燃料をより円滑に供給することのできる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために本発明の内燃機関の燃料供給装置は、以下の手段を採用した。即ち、本発明による内燃機関の燃料供給装置は、
内燃機関の燃料として気体燃料を噴射する気体燃料噴射弁と、
前記気体燃料を前記気体燃料噴射弁に供給する気体燃料供給管と、
前記内燃機関の吸気通路と前記気体燃料供給管とを連通する連通路と、
前記気体燃料供給管の圧力が所定圧力よりも高いときに前記気体燃料供給管の内部の前記気体燃料を前記連通路に流通させて前記吸気通路に導く気体燃料導入手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
このように構成された内燃機関の燃料供給装置では、燃料タンクに貯蔵された前記気体燃料は調圧されて気体燃料供給管に溜められた後に前記気体燃料噴射弁に供給される。そして、該気体燃料噴射弁から継続して前記気体燃料が噴射されている状態では、前記気体燃料供給管の内部における前記気体燃料は新しい気体燃料と常に入れ替わっているため、短期間に亘り前記内燃機関の輻射熱等を受けても該気体燃料の温度が過度に昇温する虞がない。
【０００９】
しかし、例えば、前記気体燃料供給管の内部に前記気体燃料が滞留している状態においては、前記内燃機関からの輻射熱によって該気体燃料が過度に昇温される場合がある。そのような場合には、前記気体燃料が熱膨張することによって前記気体燃料供給管における内部圧力が過度に上昇し、前記気体燃料噴射弁を開弁することが困難となる場合がある。尚、本発明における気体燃料とは、例えばＣＮＧ（圧縮天然ガス）を例示することができる。
【００１０】
これに対し、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置においては、前記吸気通路と前記気体燃料供給管とを連通する連通路を備えている。そして、前記気体燃料導入手段は、前記気体燃料供給管の圧力が所定圧力よりも高いときに前記気体燃料供給管の内部の前記気体燃料を前記連通路に流通させて前記吸気通路に導く。その結果、前記気体燃料供給管における前記気体燃料の残留量を減らすことによって、該気体燃料供給管の内部圧力を低下させることができる。
【００１１】
これにより、前記気体燃料供給管の内部圧力が所定圧力よりも高くなることを抑制し、前記気体燃料噴射弁をより円滑に作動させることができる。また、該前記気体燃料供給管の内部圧力が過度に上昇することに起因して前記気体燃料噴射弁から気体燃料が漏れ出す虞もない。
【００１２】
尚、前記気体燃料供給管から前記吸気通路に前記気体燃料を導くためには、例えば前記気体燃料供給管と前記連通路との連通部分又は前記連通路の途中、若しくは前記連通路と前記吸気通路との連通部分等に開閉弁を設け、前記気体燃料供給管の圧力に応じて該開閉弁を開閉しても良い。
【００１３】
また、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置においては、前記吸気通路と前記気体燃料供給管との圧力差を利用して前記気体燃料を前記吸気通路に導くことができる。従って、前記気体燃料を前記燃料タンクに戻す場合等のように前記気体燃料を再加圧することが不要となる。
【００１４】
尚、上記の所定圧力とは、前記気体燃料噴射弁を円滑に作動させるための該気体燃料供給管に許容される上限の圧力であり、予め実験的に求めておいても良い。また、前記所定圧力は例えば、予め設定されているとともに前記内燃機関の燃料タンクから前記気体燃料供給管に前記気体燃料が流入するときの圧力より高く、前記気体燃料噴射弁に動作不良が生じうる圧力に所定のマージンを見込んだ圧力としても良い。
【００１５】
また、前記気体燃料導入手段は、前記気体燃料供給管の内部圧力が前記所定圧力よりも高くなったときから、該所定圧力より低い第２所定圧力以下となるまでの期間に亘り前記気体燃料を前記気体燃料供給管から前記吸気通路に導くようにしても良い。
【００１６】
ここで、上記の第２所定圧力は、前記気体燃料供給管内の気体燃料が前記内燃機関の輻射熱等によって昇温されても当面は該気体燃料供給管の内部圧力が前記気体燃料噴射弁に動作不良が生じうる圧力に達しない圧力であっても良い。例えば、第２所定圧力は、前記
燃料タンクから前記気体燃料供給管に前記気体燃料が調圧されて供給される際において設定されている上限の圧力としても良い。
【００１７】
そして、前記気体燃料供給管の内部圧力が充分に低下した後は前記気体燃料噴射弁の開弁が困難となる虞が生じないため、前記気体燃料噴射弁から前記気体燃料を噴射することができる。更に、前記気体燃料導入手段によって前記吸気通路に導入された前記気体燃料は前記内燃機関の燃焼のための燃料として使用することが可能となり、前記内燃機関の燃焼のための燃費が悪化することを抑制することが可能となる。
【００１８】
また、前記内燃機関が停止してから再始動する場合であって且つ前記気体燃料供給管の圧力が前記所定圧力よりも高い場合には、前記気体燃料導入手段によって前記気体燃料を前記吸気通路に導いても良い。
【００１９】
即ち、前記内燃機関が停止している状態では、前記気体燃料は前記気体燃料噴射弁から噴射されずに前記気体燃料供給管の内部に滞留する。そのような場合には、前記内燃機関からの輻射熱によって過度に昇温される場合があり、例えば、前記内燃機関が高速走行を継続後に短期間だけ停止させた後に再び始動する場合等には前記気体燃料の温度が非常に高くなっていることが多い。
【００２０】
これに対し、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置においては、前記内燃機関が停止してから再始動する時に前記気体燃料供給管の圧力が前記所定圧力よりも高い場合には前記気体燃料導入手段によって前記気体燃料供給管の圧力を低減させることができる。従って、前記気体燃料噴射弁の開閉動作をより円滑に行うことができる。
【００２１】
また、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置においては、前記気体燃料導入手段によって前記気体燃料供給管から前記吸気通路に導かれる前記気体燃料の導入量を推定する燃料導入量推定手段と、
前記燃料導入量推定手段により推定される前記気体燃料の導入量に基づいて前記気体燃料噴射弁から噴射される前記気体燃料の噴射量を補正する気体燃料噴射量補正手段と、
を備えていても良い。
【００２２】
上記のように、前記気体燃料導入手段によって該気体燃料供給管から前記吸気通路に導かれた前記気体燃料は、前記内燃機関の燃焼のための燃料として使用することができる。そこで、前記気体燃料噴射量補正手段は前記燃料導入量推定手段が推定した前記気体燃料の導入量に基づいて前記気体燃料噴射弁から噴射される前記気体燃料の噴射量を補正する。
【００２３】
即ち、前記気体燃料導入手段によって前記吸気通路に導かれた前記気体燃料の導入量に応じて、新たに前記気体燃料噴射弁から噴射させる前記気体燃料の噴射量を減量補正することができる。これにより、前記内燃機関の燃焼室に過剰な気体燃料が供給されることによって燃費やエミッションが悪化すること並びに所謂トルク段差が生じることを抑制することが可能となる。
【００２４】
尚、前記燃料導入量推定手段は、前記気体燃料導入手段によって前記気体燃料が前記吸気通路に導かれる際の前記気体燃料供給管における内部圧力の変化や温度の変化等に基づいて前記気体燃料の導入量を推定しても良い。
【００２５】
また、本発明は、該内燃機関の燃料として気体燃料を使用可能であれば、複数の燃料を切り替えて使用可能な内燃機関においても適用可能であり、以下のような構成を例示することができる。即ち、本発明における内燃機関の燃料供給装置は、
前記内燃機関は、少なくとも前記気体燃料を含む複数の燃料を切り替えて使用可能であって、且つ該複数の燃料を該複数の燃料毎に該内燃機関に対して供給するための個別の燃料供給手段を備え、
前記燃料供給手段によって前記内燃機関に対して前記複数の燃料の何れかが供給されている場合において、前記内燃機関に供給する燃料を前記気体燃料へ切り替える前に、前記気体燃料導入手段によって前記気体燃料を前記吸気通路に導いても良い。
【００２６】
上記構成によれば、前記複数の燃料毎に該燃料を内燃機関に供給する燃料供給手段が備わる。従って、前記内燃機関の稼働時においても、複数の燃料供給手段のうち何れかから燃料が供給されている状態においては、前記気体燃料噴射弁から前記気体燃料が継続的に噴射されない場合があり、前記気体燃料供給管に滞留する前記気体燃料が過度に昇温され該気体燃料供給管の内部圧力が前記所定圧力よりも高くなる場合がある。
【００２７】
これに対し、本発明によれば、前記内燃機関に供給する燃料を前記気体燃料へ切り替える前に、前記気体燃料導入手段によって前記気体燃料を前記吸気通路に導くことができる。従って、前記気体燃料供給管の圧力を充分に低減させてから燃料を前記気体燃料に切り替えることが可能となり、以って前記気体燃料噴射弁の開閉動作をより円滑に行うことができる。
【００２８】
また、本発明において、少なくとも前記気体燃料を含む複数の燃料とは、例えばＣＮＧとガソリンとの組み合わせを例示できる。また、前記複数の燃料とは、該燃料自体の種類が異なる必要は無い。従って、燃料として使用されるのはＣＮＧのみであって、且つ該ＣＮＧが複数の燃料供給系から個別に供給される場合であっても本発明を適用することができる。そのような場合には、燃料供給系毎に、気体燃料供給管と吸気通路とを連通する連通路が設けられていても良い。尚、上記の前記燃料供給手段とは、燃料噴射弁（インジェクター）や、気化器（キャブレター）を例示することができる。
【００２９】
ところで、前記複数の燃料が例えばＣＮＧとガソリンとの組み合わせであって、前記内燃機関が停止してから再始動する際に前記気体燃料供給管の圧力が前記所定圧力よりも高い場合には、前記内燃機関の燃料としてガソリンを選択しても良い。
【００３０】
そのような場合には、前記気体燃料導入手段によって前記気体燃料を前記吸気通路に導くことにより前記気体燃料供給管の圧力を低減させている途中であっても、前記ガソリンを前記燃料供給手段から該内燃機関に供給することができる。従って、前記内燃機関をより迅速に始動することが可能となる。
【００３１】
また、本発明においては、前記気体燃料導入手段によって前記気体燃料供給管から前記吸気通路に導かれる前記気体燃料の導入量を推定する燃料導入量推定手段と、
前記燃料導入量推定手段により推定される前記気体燃料の導入量に基づいて前記燃料供給手段による前記複数の燃料の何れかの供給量を補正する燃料供給量補正手段を備えていても良い。
【００３２】
これにより、前記吸気通路に導かれた前記気体燃料の導入量に応じて、前記複数の燃料の何れかの供給量を減量補正することができる。これにより、前記内燃機関の燃焼室に過剰な燃料が供給されることによって燃費やエミッションが悪化すること並びに所謂トルク段差が生じることを抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明にあっては、気体燃料を燃料として使用可能な内燃機関において、燃料供給管内部の圧力が過度に上昇することを抑制して、内燃機関へ燃料をより円滑に供給することが
できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。尚、本実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００３５】
図１は、本実施例に係る燃料供給装置を備えた内燃機関１と、その燃料供給系の概略構成を示す図である。図１においては、内燃機関１の内部及びその排気系の一部は省略されている。
【００３６】
内燃機関１は、４つの気筒２を有する４気筒ＣＮＧ燃料エンジンである。内燃機関１には吸気枝管３が接続されており、吸気枝管３の各枝管は、各気筒２の燃焼室と吸気ポート（図示省略）を介して連通している。
【００３７】
また、内燃機関１には、高圧のＣＮＧ燃料を充填したＣＮＧ燃料タンク３０が併設されている。該ＣＮＧ燃料タンク３０はＣＮＧ燃料供給通路３１の一端に接続され、該ＣＮＧ燃料供給通路３１の他端はＣＮＧデリバリパイプ３２と接続されている。
【００３８】
ＣＮＧ燃料供給通路３１にはレギュレータ３３が設けられており、該レギュレータ３３によってＣＮＧ燃料の圧力が予め設定されている範囲の圧力に調節される。また、ＣＮＧ燃料供給通路３１において、ＣＮＧ燃料タンク３０とレギュレータ３３との間にはＣＮＧ圧力センサ３１ａ、ＣＮＧ温度センサ３１ｂが配置されており、該ＣＮＧ圧力センサ３１ａ、ＣＮＧ温度センサ３１ｂによってＣＮＧの残量が検出される。そして、各気筒２に通じる吸気枝管３にはＣＮＧ燃料噴射弁３５がそれぞれ取り付けられており、各ＣＮＧ燃料噴射弁３５はＣＮＧデリバリパイプ３２に接続されている。
【００３９】
このような構成により、ＣＮＧ燃料タンク３０内に充填されたＣＮＧ燃料はＣＮＧ燃料供給通路３１を通じてＣＮＧデリバリパイプ３２に供給される。そして、ＣＮＧ燃料はＣＮＧデリバリパイプ３２から各ＣＮＧ燃料噴射弁３５に供給される。また、ＣＮＧ燃料噴射弁３５は、その開弁動作によってＣＮＧデリバリパイプ３２から供給されたＣＮＧ燃料を吸気枝管３の各枝管に供給し、閉弁動作によってその供給を停止する。従って、ＣＮＧデリバリパイプ３２は本実施例において気体燃料供給管に相当する。
【００４０】
また、ＣＮＧデリバリパイプ３２には該ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力を検出するためのＣＮＧデリバリパイプ圧力センサ３２ａと、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の温度を検出するためのＣＮＧデリバリパイプ温度センサ３２ｂが設けられている。更に、ＣＮＧデリバリパイプ３２と吸気枝管３とはリリーフ管３６を介して連通しており、リリーフ管３６におけるＣＮＧデリバリパイプ３２との接続部には、通常時は閉弁され必要時に開弁されるリリーフ弁３７が設けられている。
【００４１】
そして、ＣＮＧデリバリパイプ圧力センサ３２ａによって検出された該ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力が過度に上昇した場合には、リリーフ弁３７が開弁されることによってＣＮＧ燃料が吸気枝管３にリリーフされる。これによってＣＮＧデリバリパイプ３２内の気体燃料の残留量が減少し、該ＣＮＧデリバリパイプ３２の圧力が低減される。従って、ＣＮＧデリバリパイプ３２、リリーフ管３６、リリーフ弁３７は本実施例において気体燃料導入手段の一部を構成する。
【００４２】
次に、吸気枝管３は吸気管４に接続され、この吸気管４は、エアクリーナボックス５に接続されている。前記エアクリーナボックス５より下流の吸気管４には、該吸気管４内を流通する吸気量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ６が取り付けられている。
【００４３】
また、吸気管４におけるエアフローメータ６よりも下流側には、該吸気管４内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁７が設けられている。
【００４４】
このように構成された内燃機関１の吸気系では、エアクリーナボックス５に流入した吸気は、該エアクリーナボックス５内のエアクリーナ（図示省略）によって吸気中の塵や埃等が除去された後、吸気管４を介して、必要に応じて吸気絞り弁７によって流量を調節されて吸気枝管３に流入する。吸気枝管３に流入した吸気は、各枝管を介して各気筒２の燃焼室へ分配される。そして、各気体燃料噴射弁３５から噴射されたＣＮＧ燃料を着火源として燃焼される。
【００４５】
一方、内燃機関１には、排気枝管８が接続され、排気枝管８の各枝管が排気ポート（図示省略）を介して各気筒２の燃焼室と連通している。また、排気枝管８は下流側で排気管９と接続されている。
【００４６】
以上述べたように構成された内燃機関１及びその燃料供給系には、該内燃機関１及び燃料供給系を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）５０
が併設されている。このＥＣＵ５０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御するほか、内燃機関１の燃料供給系に係る制御を行うユニットである。
【００４７】
ＥＣＵ５０には、エアフローメータ６等の内燃機関１の運転状態の制御に係るセンサ類や、ＣＮＧ圧力センサ３１ａ、ＣＮＧ温度センサ３１ｂ、ＣＮＧデリバリパイプ圧力センサ３２ａ、ＣＮＧデリバリパイプ温度センサ３２ｂ等の燃料供給系の制御に係るセンサ類が電気配線を介して接続され、それらの出力信号がＥＣＵ５０に入力されるようになっている。
【００４８】
一方、ＥＣＵ５０には、吸気絞り弁７、ＣＮＧ燃料噴射弁３５、リリーフ弁３７等が電気配線を介して接続され、上記した各部をＥＣＵ５０が制御することが可能になっている。
【００４９】
また、ＥＣＵ５０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が備えられており、ＲＯＭには、内燃機関１の種々の制御を行うためのプログラムや、データを格納したマップが記憶されている。ここで、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力を低減させるための制御もＥＣＵ５０のＲＯＭに記憶されているプログラムの一つである。従って、ＥＣＵ５０は本実施例において気体燃料導入手段、燃料導入量推定手段、気体燃料噴射量補正手段の一部を構成する。
【００５０】
上記のように構成された内燃機関の燃料供給装置では、ＣＮＧデリバリパイプ３２の内部に供給されているＣＮＧ燃料の温度が内燃機関１の輻射熱等により上昇する。そして、ＣＮＧ燃料噴射弁３５からのＣＮＧ燃料の噴射が停止されているときには該ＣＮＧ燃料がＣＮＧデリバリパイプ３２内に滞留するため、ＣＮＧ燃料の温度上昇が顕著となる。例えば、高速走行を継続した後に内燃機関１を短期間だけ停止させ、その後再始動する場合等にはＣＮＧ燃料が過度に昇温されることが考えられる。
【００５１】
そして、ＣＮＧデリバリパイプ３２の内部圧力が過度に上昇し、ＣＮＧ燃料噴射弁３５
を開弁しようとする力よりもＣＮＧ燃料がＣＮＧ燃料噴射弁３５の弁を押圧する力が大きくなると、ＣＮＧ燃料噴射弁３５の開閉動作が円滑に行われない場合がある。
【００５２】
そこで、ＣＮＧ燃料噴射弁３５の開弁が困難になることを抑制するために、本実施例における内燃機関の燃料供給装置では、ＣＮＧデリバリパイプ３２の内部圧力が過度に上昇した場合にはＣＮＧ燃料にリリーフ管３６を流通させることによってＣＮＧデリバリパイプ３２の内部圧力を低減させる。以下に、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力を低減させるための制御について説明する。
【００５３】
図２は、本実施例に係る内燃機関１の燃料供給装置における始動時にＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力を低減させるための始動時圧力低減ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ５０内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり内燃機関１の始動時ごとに実行される。
【００５４】
本ルーチンが実行されると、先ずＳ１０１において、本実施例に係る内燃機関１のＣＮＧデリバリパイプ圧力センサ３２ａによる検出値に基づいてＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが取得される。Ｓ１０１の処理が終わるとＳ１０２に進む。
【００５５】
Ｓ１０２においては、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが許容限界圧力Ｐｃ１よりも高いか否かが判定される。ここで、許容限界圧力Ｐｃ１とはＣＮＧデリバリパイプ３２に許容される上限の圧力であり、予め実験的に求めておく。具体的には、例えばＣＮＧ燃料がレギュレータ３３によって調圧される際に設定されている上限の圧力より高く、ＣＮＧ燃料噴射弁３５に動作不良が生じうる圧力に一定のマージンを見込んだ圧力としても良い。
【００５６】
そして、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが許容限界圧力Ｐｃ１以下である場合には、ＣＮＧ燃料噴射弁３５の開弁が困難となる圧力に達していないと判断され、本ルーチンを一旦終了する。一方、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが許容限界圧力Ｐｃ１よりも高い場合には、ＣＮＧ燃料噴射弁３５の開弁が困難となる虞があると判断され、Ｓ１０３に進む。
【００５７】
そして、Ｓ１０３においてＥＣＵ５０によって吸気絞り弁７が全閉され、Ｓ１０４においてＥＣＵ５０によってリリーフ弁３７が開弁される。リリーフ弁３７が開弁されると、ＣＮＧデリバリパイプ３２内のＣＮＧ燃料はリリーフ管３６を経由して吸気枝管３にリリーフされる。従って、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃを低減することができる。また、ＣＮＧ燃料を吸気枝管３にリリーフする際には上述のＳ１０３において吸気絞り弁７が全閉されているため、リリーフされたＣＮＧ燃料が吸気枝管３を逆流して内燃機関１の外部に拡散することが抑制される。Ｓ１０４の処理が終わるとＳ１０５に進む。
【００５８】
Ｓ１０５においては、再びＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが取得され、該ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが設定上限圧力Ｐｃ２以下であるか否かが判定される。ここで、設定上限圧力Ｐｃ２とはＣＮＧデリバリパイプ３２に設けられたＣＮＧ燃料噴射弁３５からＣＮＧ燃料を噴射させる際に許容される上限の圧力であり、予め実験的に求めておいても良い。具体的には、例えばＣＮＧ燃料がレギュレータ３３によって調圧される際に設定されている上限の圧力としても良い。
【００５９】
そして、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが設定上限圧力Ｐｃ２を超えている場合には、ＣＮＧ燃料噴射弁３５の開弁が困難となる虞があると判断され、Ｓ１０４の処理の後の状態が継続される。即ち、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが設定上限圧力Ｐｃ２以下となるまでリリーフ弁３７が開弁された状態が継続され、ＣＮＧデリバリパイ
プ３２内の圧力Ｐｃを低減する処理が継続される。
【００６０】
一方、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが設定上限圧力Ｐｃ２以下である場合には、ＣＮＧ燃料噴射弁３５を開弁しても該ＣＮＧ燃料噴射弁３５の開弁が困難となる虞がないと判断され、Ｓ１０６に進む。
【００６１】
Ｓ１０６においては、ＥＣＵ５０によってリリーフ弁３７が閉弁される。これにより、ＣＮＧデリバリパイプ３２内から吸気枝管３へのＣＮＧ燃料のリリーフが停止され、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃを低減させる処理が終了する。Ｓ１０６の処理が終わるとＳ１０７に進む。
【００６２】
Ｓ１０７においては、Ｓ１０４からＳ１０６までの処理によってＣＮＧデリバリパイプ３２からリリーフされたＣＮＧ燃料のリリーフ量Ｒｑが取得される。具体的には、例えばＣＮＧデリバリパイプ圧力センサ３２ａ、ＣＮＧデリバリパイプ温度センサ３２ｂによる検出値から該リリーフ量Ｒｑを導出しても良い。また、ＣＮＧデリバリパイプ圧力センサ３２ａ及びＣＮＧデリバリパイプ温度センサ３２ｂの変化量とリリーフ量Ｒｑとの関係が格納されたマップから読み出すことによりリリーフ量Ｒｑを導出しても良い。従って、ＣＮＧデリバリパイプ圧力センサ３２ａ、ＣＮＧデリバリパイプ温度センサ３２ｂは本実施例において燃料導入量推定手段に相当する。Ｓ１０７の処理が終わるとＳ１０８に進む。
【００６３】
Ｓ１０８においては、ＥＣＵ５０によって吸気絞り弁７の開度が調節される。このときの吸気絞り弁７の開度は内燃機関１の始動時に必要な該吸気絞り弁７の開度であり、予め実験的に求めておいても良い。そして、Ｓ１０８の処理が終わるとＳ１０９に進む。
【００６４】
Ｓ１０９においては、ＥＣＵ５０によって上記のＣＮＧ燃料のリリーフ量Ｒｑに基づいてＣＮＧ燃料補正量Ｑｒｃが取得される。ＣＮＧ燃料補正量Ｑｒｃとは、本ルーチンを実行しない場合にＣＮＧ燃料噴射弁３５から噴射されるＣＮＧ燃料噴射量Ｑｂｃ（以下、「ＣＮＧ基本噴射量Ｑｂｃ」という。）を補正する燃料噴射量である。本実施例においては、吸気枝管３にリリーフされたＣＮＧ燃料は燃焼室（図示省略）において燃焼されるため、ＣＮＧ基本噴射量Ｑｂｃを減量補正することとした。具体的には、例えばＣＮＧ燃料補正量ＱｒｃはＣＮＧ燃料のリリーフ量Ｒｑと等しくしても良い。従って、本実施例においてＥＣＵ５０は、ＣＮＧ燃料噴射弁３５とともに気体燃料噴射量補正手段の一部を構成する。
【００６５】
尚、上記のＣＮＧ基本噴射量Ｑｂｃは、例えばエアフローメータ６からの出力信号により取得した吸入空気量に応じて、空燃比を予め設定された目標空燃比（例えば、ストイキ）にするために必要な燃料噴射量としても良い。また、Ｓ１０９の処理が終わるとＳ１１０に進む。
【００６６】
Ｓ１１０においては、補正された後の燃料噴射量であるＣＮＧ補正後噴射量ＱｃのＣＮＧ燃料がＣＮＧ燃料噴射弁３５から噴射される。Ｓ１１０の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。
【００６７】
以上説明したように、本実施例に係る内燃機関１の始動時にＣＮＧデリバリパイプ３２の内部におけるＣＮＧ燃料が過度に昇温されており、該ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力ＰｃがＣＮＧ燃料噴射弁３５の開弁動作が困難となる虞のある許容限界圧力Ｐｃ１よりも高い場合においても、ＣＮＧ燃料をＣＮＧデリバリパイプ３２から吸気枝管３にリリーフすることによって、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃを低減することができる。従って、ＣＮＧ燃料噴射弁３５からＣＮＧ燃料を噴射する際に、ＣＮＧ燃料噴射弁３５の開弁動作が困難となることを抑制し、以って内燃機関１に燃料をより円滑に供給すること
が可能となる。また、ＣＮＧ燃料噴射弁３５からＣＮＧ燃料を抜いておく必要がないため、ＣＮＧ燃料噴射弁３５からＣＮＧ燃料を噴射する際のレスポンスが悪化することを抑制できる。
【００６８】
また、該気枝管３にリリーフされたＣＮＧ燃料は内燃機関１を燃焼させるための燃料として使用し、ＣＮＧ燃料のリリーフ量Ｒｑに基づいてＣＮＧ燃料噴射弁３５から噴射される燃料噴射量を補正することができる。従って、内燃機関１の燃焼室に過剰なＣＮＧ燃料が供給されることによって燃費やエミッションが悪化すること並びにトルク段差が生じることを抑制することができる。
【００６９】
尚、本実施例において、ＣＮＧ燃料を吸気枝管３にリリーフするためにリリーフ弁３７を開弁しているが、これは全開に限られるものではない。従って、リリーフ弁３７を開弁するとは、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃを低減するために該リリーフ弁３７の開度を該ＣＮＧデリバリパイプ３２からＣＮＧ燃料を流出させるために必要な開度とすることを意味する。
【実施例２】
【００７０】
次に、本発明に係る内燃機関１の燃料供給装置の実施例１とは異なる実施例について説明する。図３は、本実施例に係る燃料供給装置を備えた内燃機関１と、その燃料供給系の概略構成を示す図である。ここで、実施例１の燃料供給装置と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００７１】
本実施例に係る内燃機関１は、燃料供給系統としてＣＮＧ燃料系とガソリン燃料系とが個別に設けられ、ＣＮＧ燃料とガソリン燃料とを選択的に使用可能な所謂バイフューエルエンジンである。以下、主としてガソリン燃料系の燃料供給装置について説明する。
【００７２】
内燃機関１には、ガソリンを貯留するガソリン燃料タンク４０が併設されている。また、該ガソリン燃料タンク４０はガソリン燃料供給通路４１に接続され、該ガソリン燃料供給通路４１の他端はガソリン燃料デリバリパイプ４２に接続されている。また、ガソリン燃料供給通路４１にはガソリン燃料タンク４０に貯留されているガソリン燃料をガソリン燃料デリバリパイプ４２に圧送するためのポンプ４３が設けられている。また、各気筒２に通じる吸気枝管３にはガソリン燃料噴射弁４５がそれぞれ取り付けられており、各ガソリン燃料噴射弁４５はガソリン燃料デリバリパイプ４２に接続されている。
【００７３】
このような構成により、ガソリン燃料タンク４０内のガソリン燃料はガソリン燃料供給通路４１を通じてガソリン燃料デリバリパイプ４２に供給される。そして、ガソリン燃料はガソリン燃料デリバリパイプ４２からガソリン燃料噴射弁４５に供給される。また、ガソリン燃料噴射弁４５は、その開弁動作によってガソリン燃料デリバリパイプ４２から供給されたガソリン燃料を吸気枝管３の各枝管に供給し、閉弁動作によってその供給を停止する。従って、ガソリン燃料噴射弁４５は、本実施例において燃料供給手段に相当する。
【００７４】
上記のように構成された内燃機関の燃料供給装置では、燃料供給系統としてＣＮＧ燃料系とガソリン燃料系とが設けられているため、内燃機関１の燃料としてガソリン燃料が使用されている場合には内燃機関１の稼働中においてもＣＮＧ燃料噴射弁３５からＣＮＧ燃料が噴射されない状態が継続される。ＣＮＧデリバリパイプ３２の内部に滞留しているＣＮＧ燃料が過度に昇温され、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが上記の許容限界圧力Ｐｃ１よりも高くなった状態で、内燃機関１の燃料をガソリン燃料からＣＮＧ燃料に変更する要求がなされる場合には、ＣＮＧ燃料噴射弁３５の開閉動作が困難となる場合がある。
【００７５】
そこで、本実施例に係る内燃機関１の燃料としてガソリン燃料が使用されているとともにＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが許容限界圧力Ｐｃ１よりも高い場合において、該ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃを低減させる制御について説明する。
【００７６】
図４は、本実施例に係る内燃機関１の燃料供給装置における燃料をガソリン燃料からＣＮＧ燃料に切り替える前にＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃを低減させるためのガソリン燃料選択時圧力低減ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ５０内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり内燃機関１の燃料の燃料としてガソリン燃料が選択されている場合には所定期間毎に実行される。
【００７７】
本ルーチンにおけるＳ２０１、Ｓ２０２は上述した始動時圧力低減ルーチンにおけるＳ１０１、Ｓ１０２にそれぞれ対応しており、詳しい説明は省略する。
【００７８】
また、Ｓ２０２において、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが許容限界圧力Ｐｃ１以下である場合には、ＣＮＧ燃料噴射弁３５の開弁が困難となる圧力に達していないと判断され、本ルーチンを一旦終了する。一方、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが許容限界圧力Ｐｃ１よりも高い場合には、ＣＮＧ燃料噴射弁３５の開弁が困難となる虞があると判断され、Ｓ２０３に進む。
【００７９】
そして、Ｓ２０３においてＥＣＵ５０によってリリーフ弁３７が開弁される。リリーフ弁３７が開弁されると、ＣＮＧデリバリパイプ３２内のＣＮＧ燃料はリリーフ管３６を経由して吸気枝管３にリリーフされる。従って、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃを低減することができる。Ｓ２０３の処理が終わるとＳ２０４に進む。
【００８０】
Ｓ２０４においては、ＣＮＧデリバリパイプ３２からリリーフされたＣＮＧ燃料のリリーフ量Ｒｑが取得される。Ｓ２０４の処理が終わるとＳ２０５に進む。
【００８１】
Ｓ２０５においては、ＣＮＧ燃料のリリーフ量Ｒｑに基づいてガソリン燃料噴射弁４５から噴射されるガソリン燃料補正量ＱｒｇがＥＣＵ５０によって取得される。ここで、ガソリン燃料の補正量Ｑｒｇとは、リリーフ量ＲｑのＣＮＧ燃料が燃焼する際に生じるエネルギーと等価のエネルギーを生じさせるために必要なガソリン燃料の量である。従って、ＣＮＧ燃料のリリーフ前後で機関発生トルクが変化しないように、ガソリン燃料補正量Ｑｒｇが決定される。そして、本ルーチンを実行しない場合にガソリン燃料噴射弁４５から噴射されるガソリン燃料基本噴射量Ｑｂｇからガソリン燃料補正量Ｑｒｇを減ずることにより、該ガソリン燃料基本噴射量Ｑｂｇを補正することとした。従って、本実施例においてＥＣＵ５０は、ガソリン燃料噴射弁４５とともに燃料供給量補正手段の一部を構成する。
【００８２】
尚、上記のガソリン燃料基本噴射量Ｑｂｇは、例えばエアフローメータ６からの出力信号により取得した吸入空気量に応じて、空燃比を予め設定された目標空燃比（例えば、ストイキ）にするために必要な燃料噴射量としても良い。また、Ｓ２０５の処理が終わるとＳ２０６に進む。
【００８３】
Ｓ２０６においては、補正された後の燃料噴射量であるガソリン補正後噴射量Ｑｇのガソリン燃料がガソリン燃料噴射弁４５から噴射される。そして、Ｓ２０６の処理が終わるとＳ２０７に進む。
【００８４】
Ｓ２０７においては、再びＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが取得され、該ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが設定上限圧力Ｐｃ２以下であるか否かが判定される。そして、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが設定上限圧力Ｐｃ２を超えている場
合には、ＣＮＧ燃料噴射弁３５の開弁が困難となる虞があると判断されＳ２０３の処理の後の状態が継続される。即ち、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが設定上限圧力Ｐｃ２以下となるまでリリーフ弁３７が開弁された状態が継続され、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃを低減する処理が継続される。
【００８５】
一方、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが設定上限圧力Ｐｃ２以下である場合には、ＣＮＧ燃料噴射弁３５を開弁しても該ＣＮＧ燃料噴射弁３５の開弁が困難となる虞がないと判断され、Ｓ２０８に進む。
【００８６】
Ｓ２０８においては、ＥＣＵ５０によってリリーフ弁３７が閉弁される。これにより、ＣＮＧデリバリパイプ３２内のＣＮＧ燃料が吸気枝管３にリリーフされなくなり、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃを低減させる処理が終了される。Ｓ２０８の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。
【００８７】
以上説明したように、本実施例に係る内燃機関１の燃料としてガソリン燃料が使用されている状態であってＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが許容限界圧力Ｐｃ１より高い場合においても、使用する燃料をＣＮＧ燃料に切り替える前に本ルーチンを実行することによってＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃを低減することができる。
【００８８】
従って、燃料をＣＮＧ燃料に切り替える際にＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが過度の高圧状態に維持されることを抑制し、燃料をＣＮＧ燃料に切り替えた後にＣＮＧ燃料噴射弁３５の噴射弁の開弁が困難となることを抑制し、以って内燃機関１に燃料をより円滑に供給することが可能となる。また、ガソリン燃料噴射弁４５からガソリン燃料が噴射されている期間に亘りＣＮＧ燃料噴射弁３５からＣＮＧ燃料を抜いておく必要がないため、内燃機関１の燃料をガソリン燃料からＣＮＧ燃料に切り替える際のレスポンスが悪化することを抑制し、燃料の切り替えをスムーズに行うことができる。
【００８９】
また、該吸気枝管３にリリーフされたＣＮＧ燃料は内燃機関１を燃焼させるための燃料として使用可能であり、ＣＮＧ燃料のリリーフ量Ｒｑに相当するガソリン燃料補正量Ｑｒｇに基づいて補正されたガソリン補正後噴射量Ｑｇのガソリン燃料を内燃機関１に供給することができる。従って、内燃機関１の燃焼室に対し過剰なガソリン燃料が供給されることによって燃費やエミッションが悪化すること並びにトルク段差が生じることを抑制することができる。
【００９０】
また、本実施例に係る内燃機関１において、内燃機関１の稼働が停止している状態から始動する際に、ＣＮＧデリバリパイプ３２内の圧力Ｐｃが許容限界圧力Ｐｃ１よりも高い場合には、図２によって示した始動時圧力低減ルーチンを実行しても良いし、図４によって示したガソリン燃料選択時圧力低減ルーチンを適用しても良い。従って、内燃機関１の燃料に使用する燃料（ＣＮＧ燃料、ガソリン燃料）に応じて上記ルーチンの何れかを選択することができる。その際、内燃機関１の燃料に使用する燃料としてガソリン燃料を選択する場合には、ＣＮＧ燃料の吸気枝管３へのリリーフとガソリン燃料の燃焼室への供給とを併行して行うことが可能となり、内燃機関１を迅速に始動することができる。
【００９１】
尚、本実施例において、ＣＮＧ燃料とガソリン燃料とを選択的に使用可能であるバイフューエルエンジンに係る燃料供給装置について説明したが、本発明は上記燃料の組み合わせに限定されない。例えば、ＣＮＧ燃料とＬＰＧ、水素、ジメチルエーテル等との組み合わせに適用することもできるし、使用する燃料がＣＮＧ燃料のみであっても、複数の異なる燃料供給系から該ＣＮＧ燃料を個別に供給可能な燃料供給装置に対して適用しても良い。更に、使用する燃料の種類は３種類以上であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施例１に係る燃料供給装置を備えた内燃機関と、その燃料供給系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る内燃機関の燃料供給装置における始動時圧力低減ルーチンを示したフローチャートである。
【図３】実施例２に係る燃料供給装置を備えた内燃機関と、その燃料供給系の概略構成を示す図である。
【図４】実施例２に係る内燃機関の燃料供給装置におけるガソリン燃料選択時圧力低減ルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・吸気枝管
４・・・吸気管
５・・・クリーナボックス
６・・・エアフローメータ
７・・・吸気絞り弁
８・・・排気枝管
９・・・排気管
３０・・・ＣＮＧ燃料タンク
３１・・・ＣＮＧ燃料供給通路
３１ａ・・・ＣＮＧ圧力センサ
３１ｂ・・・ＣＮＧ温度センサ
３２・・・ＣＮＧデリバリパイプ
３２ａ・・・ＣＮＧデリバリパイプ圧力センサ
３２ｂ・・・ＣＮＧデリバリパイプ温度センサ
３３・・・レギュレータ
３５・・・ＣＮＧ燃料噴射弁
３６・・・リリーフ管
３７・・・リリーフ弁
４０・・・ガソリン燃料タンク
４１・・・ガソリン燃料供給通路
４２・・・ガソリン燃料デリバリパイプ
４３・・・ポンプ
４５・・・ガソリン燃料噴射弁
５０・・・ＥＣＵ
【図１】
0004802881.tif 000002
【図２】
0004802881.tif 000003
【図３】
0004802881.tif 000004
【図４】
0004802881.tif 000005