(57)【要約】【課題】デュアルインジェクション方式のエンジンにおいて、製造コストを抑制しうる新規な構成を提供する。【解決手段】筒内噴射用の高圧ポンプを設置せず、筒内噴射弁８とポート噴射弁９とに、共通の燃料ポンプ１２によって互いに同一の圧力に加圧された燃料を供給する。筒内噴射弁８とポート噴射弁９とに異なる圧力の燃料を供給する構造を設ける必要がなく、また、高圧ポンプと燃料ポンプとを個別に制御する必要もないため制御を簡易化することができるので、燃料供給経路と制御の共通化によって製造コストを抑制することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に燃料を供給する筒内噴射弁と、吸気ポート内に燃料を供給するポート噴射弁と、を備えた燃料噴射式エンジンであって、
前記筒内噴射弁と前記ポート噴射弁とに、互いに同一の圧力に加圧された燃料を供給する燃料供給手段と、を備えたことを特徴とする燃料噴射式エンジン。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射式エンジンであって、
前記燃料供給手段は蓄圧のためのデリバリパイプを含み、前記筒内噴射弁と前記ポート噴射弁とが共通の前記デリバリパイプに接続されていることを特徴とする燃料噴射式エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポート噴射弁と筒内噴射弁とを有する燃料噴射式エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸気ポートと燃焼室との両方に燃料噴射弁を設置したデュアルインジェクション方式のエンジンが実用化されている（例えば、特許文献１を参照）。この種のエンジンでは、例えば低、中負荷域ではポート噴射と筒内噴射の両方を作動させ、均質な混合気を形成することによって、燃焼の安定化と低エミッション化・燃費向上が図られ、他方、高負荷領域では、ポート噴射を停止して筒内噴射のみを行うことによって、吸気冷却効果による充填効率の向上・ノッキングの抑制・高圧縮比・出力向上が図られる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１３９９２２号公報
【０００４】
このようなデュアルインジェクション方式のエンジンでは、燃料供給のために、ポート噴射弁と筒内噴射弁とで共通の低圧ポンプが設けられている一方、筒内噴射弁への燃料供給系路には高圧ポンプおよびデリバリパイプが設けられており、これによって筒内噴射弁にポート噴射弁よりも高い圧力で燃料が供給される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この構成は、二種類の燃料噴射弁に互いに異なる燃料圧力を供給するために複数のポンプを用いることが必要であり、製造コストが非常に高くなるという問題がある。
【０００６】
そこで本発明の目的は、デュアルインジェクション方式のエンジンにおいて、製造コストを抑制しうる新規な構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の本発明は、燃焼室に燃料を供給する筒内噴射弁と、吸気ポート内に燃料を供給するポート噴射弁と、を備えた燃料噴射式エンジンであって、前記筒内噴射弁と前記ポート噴射弁とに、互いに同一の圧力に加圧された燃料を供給する燃料供給手段と、を備えたことを特徴とする燃料噴射式エンジンである。
【０００８】
第１の本発明では、筒内噴射弁とポート噴射弁とに、互いに同一の圧力に加圧された燃料を供給するので、筒内噴射弁とポート噴射弁とに異なる圧力の燃料を供給する構造を設ける必要がなく、燃料供給経路と制御の共通化によって、製造コストを抑制することができる。
【０００９】
第２の本発明は、前記燃料供給手段は蓄圧のためのデリバリパイプを含み、前記筒内噴射弁と前記ポート噴射弁とが共通の前記デリバリパイプに接続されていることを特徴とする燃料噴射式エンジンである。
【００１０】
第２の本発明では、ポート噴射弁と筒内噴射弁とでデリバリパイプが共用されるので、構造の簡素化によって製造コストを更に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。図１において、本発明が適用されるバイフューエルエンジン１は、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３を有し、シリンダブロック２内にはピストン４が摺動可能に設置されている。シリンダヘッド３には、吸気ポート５、排気ポート６および燃焼室７が形成されている。
【００１２】
シリンダヘッド３には、筒内噴射弁８が燃焼室７に向けて設置されている。吸気ポート５には、ポート噴射弁９が設置されている。燃焼室７の頂部には点火栓１０が設置されている。なお、図１は１気筒分の構造を示すが、エンジン１は４つの気筒を有し、そのそれぞれについて同様の構造を有する。
【００１３】
図２に示されるように、本実施形態に係る車両は、燃料タンク１１と、燃料タンク１１からの燃料をエンジン１に供給するための電動式の燃料ポンプ１２とを備えている。燃料ポンプ１２の吐出側の燃料配管１３は、その中途から二方向に分岐しており、筒内燃料配管１３ａとポート燃料配管１３ｂを有する。筒内燃料配管１３ａは、筒内燃料デリバリパイプ１４ａに接続されている。ポート燃料配管１３ｂは、ポート燃料デリバリパイプ１４ｂに接続されている。筒内燃料デリバリパイプ１４ａには複数の筒内噴射弁８が、またポート燃料デリバリパイプ１４ｂには複数のポート噴射弁９が、それぞれ気筒数に応じた数だけ接続されている。
【００１４】
通常の筒内噴射式エンジンでは、筒内噴射弁に向かう燃料配管中に、フィード圧を供給する低圧ポンプに加えて更に高圧ポンプが設けられており、低圧ポンプの吐出圧力（フィード圧）は例えば０．３〜０．４ＭＰａであり、高圧ポンプの吐出側の圧力は例えば１２ＭＰａである。しかしながら、本実施形態では、高圧ポンプは設けられておらず、かつ、燃料ポンプ１２からの吐出圧力（フィード圧）は、従来のフィード圧よりも高く且つ従来のフィード圧よりも低い値、例えば２ＭＰａとする。
【００１５】
燃料ポンプ１２には、これを駆動するためのポンプ駆動回路（ＥＤＵ）２１が接続されている。筒内噴射弁８およびポート噴射弁９には、これらを個別に駆動するための噴射弁駆動回路（ＥＤＵ）２２が接続されている。これらＥＤＵ２１，２２は電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０に接続されており、このＥＣＵ３０からの出力信号に従って、燃料ポンプ１２、筒内噴射弁８およびポート噴射弁９を駆動する。
【００１６】
ＥＣＵ３０はワンチップマイクロプロセッサを備えた周知のデジタルコンピュータとして構成されており、双方向性バスを介して相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）、常時電源に接続されているＢ−ＲＡＭ（バックアップＲＡＭ）、入力ポート、出力ポート、Ａ／Ｄ変換器、およびＤ／Ａ変換器等を具備している。ＥＣＵ３０の入力ポートには、車両の状態を示す各種の物理量を検出するための図示しないセンサ類がＡ／Ｄ変換器を介して接続されており、そのようなセンサ類は例えば、クランク軸の近傍に設置されエンジン回転数を検出するクランク角センサ、アクセルペダルの踏み込み量を検出するためのアクセルペダルセンサ、スロットル弁の開度を検出するためのスロットルセンサ、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ、およびエンジン水温を検出するためのエンジン水温センサを含む。ＥＣＵ３０の出力ポートは、それぞれ、対応するＤ／Ａ変換器および上述したＥＤＵ２１，２２などの駆動回路を介して、点火栓１０、筒内噴射弁８、ポート噴射弁９、燃料ポンプ１２等に接続されている。
【００１７】
以上のとおり構成された本実施形態では、ＥＣＵ３０からの制御出力によって、ポンプＥＤＵ２１が制御され、燃料ポンプ１２はそのフィード圧が所定値（例えば２ＭＰａ）に一致するように制御される。その結果、燃料ポンプ１２からのフィード圧によって、筒内噴射弁８およびポート噴射弁９の両者に対して燃料が供給される。
【００１８】
また、上記各センサの検出値に基づき、ＥＣＵ３０からの制御出力によって、噴射弁ＥＤＵ２２が制御され、筒内噴射弁８およびポート噴射弁９が所定のタイミングで駆動される。その結果、例えば低、中負荷域ではポート噴射と筒内噴射の両方を作動させることにより、均質な混合気の形成によって燃焼の安定化と低エミッション化・燃費向上が図られ、他方、高負荷領域では、ポート噴射を停止して筒内噴射のみを行うことによって、吸気冷却効果による充填効率の向上・ノッキングの抑制・高圧縮比・出力向上が図られる。
【００１９】
以上のとおり、本実施形態では、高圧ポンプを設置せず、筒内噴射弁８とポート噴射弁９とに、共通の燃料ポンプ１２によって互いに同一の圧力に加圧された燃料を供給するので、筒内噴射弁８とポート噴射弁９とに異なる圧力の燃料を供給する構造を設ける必要がなく、また、高圧ポンプと燃料ポンプとを個別に制御する必要もないため制御を簡易化することができる。すなわち、本実施形態では燃料供給経路と制御の共通化によって、製造コストを抑制することができる。
【００２０】
また、従来の高圧ポンプを使用せず、筒内噴射弁８とポート噴射弁９とに、従来の高圧ポンプの吐出圧力（例えば１２ＭＰａ）よりも低圧（２ＭＰａ）で燃料を供給することとしたので、冷間始動時などの始動直後にも、迅速に所望の燃料圧力を得ることができる。また、ポート噴射弁９による噴射圧力は従来のフィード圧（例えば０．３〜０．４ＭＰａ）よりも高圧であるため、吸気ポート５内での燃料の微粒化が良好である。したがって本実施形態では、筒内噴射弁８の噴射圧力が従来よりも低いことに起因したエンジン性能の低下を抑制することができる。
【００２１】
次に、第２実施形態について説明する。図３において、第２実施形態に係る車両では、筒内噴射弁８とポート噴射弁９とが、共通のデリバリパイプ１１４に接続されている。デリバリパイプ１１４には、共通の燃料ポンプからの燃料配管１１３が接続されている。なお、第２実施形態における残余の構造は上記第１実施形態と同様であるため、同一部材に同一符号を付してその詳細の説明を省略する。
【００２２】
しかして、第２実施形態では、ポート噴射弁９と筒内噴射弁８とでデリバリパイプ１１４が共用されるので、構造の簡素化によって製造コストを更に抑制することができる。
【００２３】
なお、上記各実施形態では、燃料ポンプ１２からのフィード圧を２ＭＰａとしたが、燃料ポンプ１２からのフィード圧の値はこれに限られず、好ましくは１ＭＰａ以上３ＭＰａ以下であれば、ポート噴射弁９と筒内噴射弁８からの特に良好な噴射を実行できる。また、上記各実施形態では燃料ポンプ１２からのフィード圧を固定値としたが、燃料ポンプ１２からのフィード圧は可変としてもよい。
【００２４】
また、上記実施形態では燃料としてガソリンを用いた例につき説明したが、燃料としてイソオクタン、ヘキサン、ヘプタン、軽油、灯油のような炭化水素、或いは液体の状態で保存しうるブタン、プロパンのような炭化水素、或いはメタノールを用いることができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るデュアルインジェクタ方式のエンジンの要部を示す断面図である。
【図２】第１実施形態の概略構成を示す概念図である。
【図３】第２実施形態の概略構成を示す概念図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    エンジン
８    筒内噴射弁
９    ポート噴射弁
１１    燃料タンク
１２    燃料ポンプ
１３，１１３    燃料配管
１３ａ    筒内燃料配管
１３ｂ    ポート燃料配管
１４ａ    筒内燃料デリバリパイプ
１４ｂ    ポート燃料デリバリパイプ
３０    電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１１４    デリバリパイプ
【図１】
2007187058.tif 000003
【図２】
2007187058.tif 000004
【図３】
2007187058.tif 000005