(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射計量バルブ（４０）において、
第１アキュムレータ容積部（２０）に燃料を供給するための第１燃料出口（６０）と、
第２アキュムレータ容積部（３２）に燃料を供給するための第２燃料出口（６２）と、
前記第１及び第２の燃料出口への燃料の流れを制御するためのバルブ装置（４８）と、
前記バルブ装置へ、前記第１アキュムレータ容積部内の燃料圧力に対応する第１の燃料圧力をかけるための、第１流路（６６）及び第１チャンバ（６８）と、
前記バルブ装置へ、前記第２アキュムレータ容積部内の燃料圧力に対応する第２の燃料圧力をかけるための、第２流路（７４、７６）とを含み、
前記バルブ装置（４８）は、前記第１及び第２の燃料圧力に応答し、前記第２燃料出口（６２）から前記第２アキュムレータ容積部（３２）への燃料の供給を、前記第１アキュムレータ容積部（２０）内の燃料圧力の関数として制御する、燃料噴射計量バルブ（４０）。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射計量バルブ（４０）において、
使用時に、前記第１アキュムレータ容積部（２０）と前記第２アキュムレータ容積部（３２）との間に所定の燃料圧力差が存在するように前記バルブ装置（４８）に作用する少なくとも一つの押圧エレメント（９０）を含み、前記燃料圧力差は、少なくとも部分的に、前記少なくとも一つの押圧エレメント（９０）によって決定される、燃料噴射計量バルブ（４０）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の燃料噴射計量バルブ（４０）において、
前記バルブ装置（４８）は、前記第１及び第２の燃料圧力に応じて夫々の逆方向に軸線方向に摺動自在であり、前記バルブ装置（４８）には、前記バルブ装置（４８）の軸線に関して半径方向に移動できる部材（１１０）によって形成された通路（１０８）に摺動自在に受け入れられる突出部（９４）が設けられている、燃料噴射計量バルブ（４０）。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の燃料噴射計量バルブ（４０）において、
前記バルブ装置（４８）は、前記第１及び第２の燃料圧力がかかる、第１流路（６６）及び第１チャンバ（６８）及び第２流路（７４）及び第２チャンバ（７６）に連通する夫々の圧力受け入れ部分（７０、７８）を含み、圧力受け入れ部分（７０、７８）には前記第１アキュムレータ容積部（２０）と前記第２アキュムレータ容積部（３２）との間の圧力差を少なくとも部分的に決定するため、異なる圧力がかかる少なくとも一つの突出部（９４、１００）が設けられている、燃料噴射計量バルブ（４０）。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の燃料噴射計量バルブ（４０）において、
前記バルブ装置（４８）には、前記第１通路（６６）及び第１チャンバ（６８）及び前記第２通路（７４）及び第２チャンバ（７６）のうちの一方を所定の通路（９６，１０８）を介して通気するように形成された、前記通路（９６、１０８）内で軸線方向に摺動自在の突出部（９４）が設けられている、燃料噴射計量バルブ（４０）。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料噴射計量バルブ（４０）において、
前記突出部は、弁座（９８）と係合するように押圧されている、燃料噴射計量バルブ（４０）。
【請求項７】
請求項１に記載の燃料噴射計量バルブ（４０）において、
前記バルブ装置（４８）は、前記第１及び第２の燃料圧力がかかる、前記第１流路（６６）及び第１チャンバ（６８）と第２流路（７４）及び第２チャンバ（７６）に連通している夫々の圧力受け入れ部分（７０、７８）を含み、これらの圧力受け入れ部分は、前記第２アキュムレータ容積部内の前記燃料圧力が、前記第１アキュムレータ容積部内の前記燃料圧力と実質的に等しくなるように制御されるように構成されている、燃料噴射計量バルブ（４０）。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の燃料噴射計量バルブ（４０）において、
前記第１又は第２のアキュムレータ容積部（２０；３２）のうちの一方の圧力を減少させるため、前記計量バルブは、前記第１又は第２の燃料出口（６０；６２）の夫々からの燃料の供給を減少させるように作用し、前記第１又は第２のアキュムレータ容積部のうちの一方の圧力を増大させるため、前記計量バルブは、前記第１又は第２の燃料出口の夫々からの燃料の供給を増大させるように作用する、燃料噴射計量バルブ（４０）。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載の燃料噴射計量バルブ（４０）において、
前記第１及び第２のアキュムレータ容積部（２０；３２）は、第１及び第２のコモンレールである、燃料噴射計量バルブ（４０）。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちのいずれか一項に記載の燃料噴射計量バルブ（４０）を一体に備えた燃料ポンプ（１２０）において、前記燃料ポンプは、前記第１又は第２の燃料出口（６０；６２）から受け取った夫々の燃料流を別々に圧送し出力するための圧送手段を含む、燃料ポンプ（１２０）。
【請求項１１】
燃料噴射システム（１０）において、
使用時に第１燃料出力及び第２燃料出力を第１アキュムレータ容積部（２０）及び第２アキュムレータ容積部（３２）の夫々に供給するように形成された燃料噴射計量バルブ（４０）を含み、
燃料噴射計量バルブ（４０）は夫々の第１流路（６６）及び第１チャンバ（６８）と第２流路（７４）及び第２チャンバ（７６）と流れ連通したバルブ装置（４８）を有し、前記流路は使用時に前記バルブ装置（４８）の圧力受け入れ部分（７０；７８）の夫々に対して前記第１アキュームレータ容積部（２０）内の燃料圧力に対応する第１の燃料圧力及び第２アキュームレータ容積部（３２）内の燃料圧力に対応する第２の燃料圧力で燃料を供給するものであり、
前記バルブ装置（４８）は、前記各燃料圧力に応答し、前記第２アキュムレータ容積部内の前記第２の燃料圧力を前記第１アキュムレータ容積部内の前記第１の燃料圧力に従って変化させる、燃料噴射システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の燃料噴射システムにおいて、
前記バルブ装置（４８）は、前記第２アキュムレータ容積部内の前記燃料圧力を前記第１アキュムレータ容積内の前記燃料圧力と所定量だけ異ならせる少なくとも一つのデバイス（９０、９４、１００）と関連している、燃料噴射システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の燃料噴射システムにおいて、
前記少なくとも一つのデバイス（９０、９４、１００）は、前記バルブ装置に作用する押圧部材（９０）及び前記バルブ装置に連結された部材（９４、１００）のうちの少なくとも一方を含み、これらの部材（９４、１００）は、前記第１及び第２のアキュムレータ容積部内の各燃料圧力を示す前記圧力流れのうちの少なくとも一方に、前記バルブ装置の応答性を変化させるために燃料リザーバ（１４）からの燃料圧力がかけられる、燃料噴射システム。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の燃料噴射システムにおいて、
前記少なくとも一つのデバイス（９０、９４、１００）は、前記バルブ装置に連結されており且つ燃料リザーバ（１４）からの燃料圧力がかけられた部材（９４、１００）を含み、前記部材（９４、１００）は、前記バルブ装置（４８）から通路形成部材（１１０）の通路（１０８）内に突出しており、前記通路内で軸線方向に摺動自在であり、前記通路形成部材は、摺動軸線に関して半径方向に自由に移動する、燃料噴射システム。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４のうちのいずれか一項に記載の燃料噴射システムにおいて、
圧力を第２流路（７４）および第２チャンバ（７６）から逃がすための通気デバイス（９４）を含み、このデバイスは、前記第２アキュムレータ容積部内の燃料圧力に対応する圧力流れを前記バルブ装置（４８）にかける、燃料噴射システム。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５のうちのいずれか一項に記載の燃料噴射システムにおいて、
前記燃料噴射計量バルブ（４０）の上流又は下流に配置された、電子式制御ユニットからコマンドを受け取り且つ第１流路（６６）及び第１チャンバ（６８）内の前記燃料圧力を調整するように作動できる少なくとも一つのバルブ（１８、２８）を含む、燃料噴射システム。
【請求項１７】
請求項１１乃至１６のうちのいずれか一項に記載の燃料噴射システムにおいて、
前記第１及び第２の燃料出力を受け取るための燃料ポンプ（１２０）を含み、このポンプは、前記出力を前記第１及び第２のアキュムレータ容積部の夫々に選択的に圧送する、燃料噴射システム。
【請求項１８】
請求項１１乃至１７のうちのいずれか一項に記載の燃料噴射システムにおいて、更に、
前記第１及び第２のアキュムレータ容積部（２０；３２）から燃料を受け取るための少なくとも第１組の燃料噴射装置（２２）を含む、燃料噴射システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の燃料噴射システムにおいて、
前記第１アキュムレータ容積部（２０）から燃料を受け取るための第１組の燃料噴射装置（２２）及び前記第２アキュムレータ容積部（３２）から燃料を受け取るための第２組
の燃料噴射装置（３４）を含む、燃料噴射システム。
【請求項２０】
請求項１１乃至１９のうちのいずれか一項に記載の燃料噴射システムにおいて、
前記第１及び第２のアキュムレータ容積部（２０；３２）は、第１及び第２のコモンレールである、燃料噴射システム。
【請求項２１】
請求項１１乃至２０のうちのいずれか一項に記載の燃料噴射システムと、燃料を前記第１及び第２の燃料出力に供給するため、前記燃料噴射計量バルブ（４０）に連結された夫々の燃料リザーバ（１２；１４）とを含む燃料噴射システム。
【請求項２２】
燃料噴射システム内の燃料圧力を制御する方法において、
第１燃料を第１燃料リザーバ（１２）から第１アキュムレータ容積部（２０）内に圧送する工程と、
第２燃料を第２燃料リザーバ（１４）から第２アキュムレータ容積部（３２）内に圧送する工程と、
前記第１アキュムレータ容積部からの前記第１燃料の所望の送出圧力を設定する工程と、
バルブ装置（４８）を、第１アキュームレータ容積部（２０）内の燃料圧力に対応する所定の圧力の前記第１燃料の供給源（６４、６６）に連通する工程と、
前記バルブ装置（４８）を、第２アキュムレータ容積部（３２）内の燃料圧力に対応する所定の圧力の前記第２燃料の供給源（７２、７４）に連通する工程とを含み、
前記バルブ装置（４８）は、第１燃料の供給源（６４，６６）と第２燃料の供給源（７２，７４）の夫々の燃料圧力に応答し、第２アキュームレータ容積部（３２）内の前記燃料圧力を前記第１アキュームレータ容積部（２０）内の燃料圧力に関して実質的に固定された関係に維持するように作動できる、方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法において、
前記バルブ装置（４８）は、前記夫々の供給源（６４、６６；７２、７４）からの前記第１及び第２の燃料の圧力に応答して、逆方向の夫々に移動できる、方法。
【請求項２４】
請求項２２又は２３に記載の方法において、
前記第１及び第２の燃料は異なる燃料である、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射計量バルブに関し、更に詳細には、二燃料−燃料噴射システム(dual-fuel fuel injection systems)で使用するための燃料噴射計量バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ）等の最新の燃焼モードについての多くの研究によれば、エンジンの全負荷−速度範囲に亘ってこのようなモードを使用できる燃料を見つけるのは非常に困難であるということがわかった。低負荷−速度では、ディーゼル燃料が適している。これは、ディーゼル燃料の自己点火温度が低いためである。しかしながら高負荷−速度では、シリンダの温度が比較的高く、ディーゼル燃料は上死点の遥か手前で点火し、余りに早期に燃焼してしまう。その結果、効率が低下し、シリンダの圧力が過度に高くなり、大きなエンジン騒音が発生する。ガソリンやエタノールは、自己点火温度が高いため、こうした状態に比較的適した燃料である。しかしながら自己点火温度が高いということは、エンジン速度及び負荷が低い場合には、これらの燃料を圧縮点火するのが困難であるということを意味する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この問題点に対する解決策は、異なる作動条件に対し、異なる燃料間で交換を行うことができる燃料噴射システムを提供することである。現在公知の技術では、これを行うには、専用の噴射装置セット、入口計量バルブ、圧力調整器、及び燃料ポンプを備えた二つの別々の噴射システムを必要とする。これは、自動車で使用するには非常に費用がかかり、空間上及び／又は重量に関し、問題点を生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の特徴において、本発明は、燃料噴射計量バルブにおいて、第１アキュムレータ容積部に燃料を供給するための第１燃料出口と、第２アキュムレータ容積部に燃料を供給するための第２燃料出口と、前記第１及び第２の燃料出口への燃料の流れを制御するためのバルブ装置と、前記バルブ装置を、前記第１アキュムレータ容積部内の燃料圧力を表す燃料圧力にさらすための第１流路と、前記バルブ装置を、前記第２アキュムレータ容積部内の燃料圧力を表す燃料圧力にさらすための第２流路とを含み、前記バルブ装置は、前記燃料圧力を表す燃料圧力に応答し、前記第２燃料出口から前記第２アキュムレータ容積部への燃料の供給を、前記第１アキュムレータ容積部内の燃料圧力の関数として制御する、燃料噴射計量バルブを提供する。
【０００５】
適当には、燃料噴射計量バルブは、前記第１及び第２のアキュムレータ容積部の一方の圧力を減少させ、前記第１又は第２の燃料出口からの燃料の供給を減少させるように作用（例えばバルブを通って第１又は第２の燃料出口への燃料の流量を制限することによって）し、及び前記第１及び第２のアキュムレータ容積部の一方の圧力を増大させ、前記第１及び第２の燃料出口からの燃料の供給を増大させるように作用（例えばバルブを通って第１又は第２の燃料出口への燃料の流量を増大させることによって）するように形成されている。
【０００６】
第２の特徴において、本発明は、更に、本明細書中に説明した一体の燃料噴射計量バルブを持つ燃料ポンプを含む。前記燃料ポンプは、前記第１又は第２の燃料出口から受け取った夫々の燃料流を別々に圧送し出力するための圧送手段を含む。
【０００７】
第３の特徴において、本発明は、燃料噴射システムにおいて、使用時に第１燃料出力及び第２燃料出力を第１アキュムレータ容積部及び第２アキュムレータ容積部の夫々に供給するように形成された燃料噴射計量バルブを含み、夫々の流路と流れ連通したバルブ装置を有し、前記流路は、使用時に、前記バルブ装置の圧力受け入れ部分の夫々を、前記第１及び第２のアキュムレータ容積部内の燃料圧力を示す燃料圧力流れの夫々にさらし、前記バルブ装置は、前記圧力流れに応答し、前記第２アキュムレータ容積部内の前記燃料圧力を前記第１アキュムレータ容積部内の前記燃料圧力に従って変化する、燃料噴射システムを含む。
【０００８】
適当には、本発明の燃料噴射システム内の燃料噴射計量バルブは、本発明の第１の特徴に関して説明したのと同様のバルブである。
【０００９】
第４の特徴において、本発明は、本発明の燃料噴射システムを含む燃料送出システムを提供する。
【００１０】
第５の特徴において、本発明は、燃料噴射システム内の燃料圧力を制御する方法において、第１燃料を第１リザーバから第１アキュムレータ容積部内に圧送する工程と、第２燃料を第２リザーバから第２アキュムレータ容積部内に圧送する工程と、前記第１アキュムレータ容積部からの前記第１燃料の送出圧力を設定する工程と、バルブ部材を、前記送出圧力を示す所定の圧力の前記第１燃料の供給源にさらす工程と、前記バルブ部材を、前記第２燃料の前記送出圧力を示す所定の圧力の前記第２燃料の供給源にさらす工程とを含み、前記バルブ部材は、送出圧力を示す夫々の圧力に応答し、前記第２燃料の前記送出圧力を前記第１燃料の前記送出圧力に関して実質的に固定された関係に維持するように作動できる、方法を提供する。
【００１１】
本発明の特徴及び実施例の各々の第１及び第２のアキュムレータ容積部は、適当には、第１及び第２のコモンレールであってもよいということは、当業者には容易に理解されよう。
【００１２】
本発明のこれらの及び他の特徴、目的、及び利点は、本発明の詳細及び特許請求の範囲を検討することにより明らかになるであろう。
【００１３】
本明細書中で引用した全ての文献は、出典を明示することにより、本明細書の開示の一部とされる。特段の記載のない限り、本明細書中で使用した全ての技術用語及び科学的用語は、本発明が属する分野の当業者が一般的に理解しているのと同じ意味を有する。
【００１４】
本発明を更によく理解するため、単なる例として与えられる本発明の幾つかの実施例を添付図面を参照して以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１乃至図３を参照すると、自動車用二燃料−燃料供給システムは、噴射システム１０と、第１燃料リザーバ１２と、第２燃料リザーバ１４とを含む。参照を容易にするため、第１燃料リザーバ１２をガソリンリザーバとして説明し、第２燃料リザーバ１４をディーゼル燃料リザーバとして説明する。しかしながら、これは限定であると考えられるべきではなく、二燃料−燃料送出システム（即ち二燃料−燃料噴射システム）では、これらのリザーバは、噴射システムが供給を行うエンジンに適した任意の二種類の燃料を収容していてもよい。例として、燃料は、ディーゼル燃料及びエタノールであってもよいし、ガソリン及びバイオディーゼル燃料であってもよいし、バイオディーゼル燃料及びエタノールであってもよいし、混合比率が異なる二種類のバイオディーゼル燃料であってもよい。かくして、ガソリン及びディーゼル燃料を含む二燃料−燃料システムに対する一つの変形例として、システムは、（バイオ）ディーゼル燃料及びエタノールを使用して作動する。
【００１６】
二燃料−燃料噴射システム１０は、更に、燃料ポンプ１６と、この燃料ポンプの上流に設けられた入口計量バルブ１８とを含む。燃料ポンプ１６は、ガソリンリザーバ１２から、コモンレール２０の形態のアキュムレータ容積部にガソリンを圧送する。コモンレール２０は、図示の実施例では、一組の四つの電子式燃料噴射装置２２に連結されている。圧力センサ２４によってコモンレール２０内の圧力が監視され、コモンレール２０内の燃圧を示す信号を電子制御装置（図示せず）に送出する。使用されなかったガソリンは、ガソリン戻しラインに装着した圧力調整器２８の作動によって、コモンレール２０からガソリン戻しライン２６を介してガソリンリザーバ１２に戻される。
【００１７】
二燃料−燃料噴射システム１０は、更に、ディーゼル燃料リザーバ１４から、コモンレール３２の形態の第２アキュムレータ容積部にディーゼル燃料を圧送する第２燃料ポンプ３０を含む。図示の実施例では、ディーゼル燃料は、コモンレール３２から、一組の四つの電子式燃料噴射装置３４に供給される。随意であるが、コモンレール３２には、圧力センサ３８（図１、図２、及び図３に破線で示す）が設けられている。圧力センサは、例えば、診断の目的で使用されてもよい。有利な変形例では、燃料噴射システムの燃料送出動作にこのようなセンサを必要としない。
【００１８】
二燃料−燃料噴射システム１０は、コモンレール３２内のディーゼル燃料の圧力を、コモンレール２０内のガソリンの圧力の所定の関数である値に合わせて駆動されるように制御するための燃料噴射計量バルブ４０を含む。この実施例では、計量バルブ４０は、ディーゼル燃料圧力がガソリン圧力と実質的に同じであるように圧力を制御するように構成されている（即ち、計量バルブは、両方の噴射システムに実質的に同じ燃料圧力を維持するように構成されている）。
【００１９】
計量バルブ４０は、ガソリンリザーバ１２からガソリンを受け入れるための、参照番号４４を付した第１入口ポートと、ディーゼル燃料リザーバ１４からディーゼル燃料を受け入れるための、参照番号４６を付した第２入口ポートとを持つバルブ本体４２を含む。バルブ本体４２には、ボア５０に収容された浮動スプール４８の形態で示すバルブ装置が収容されている。燃料入口通路５２、５４は、第１入口ポート４４及び第２入口ポート４６からボア５０まで夫々延びている。夫々の燃料出口通路５６、５８が、ボア５０から、参照番号６０を付した第１出口ポート及び参照番号６２を付した第２出口ポートまで延びている。燃料入口通路５２、５４から燃料出口通路５６、５８までボア５０を横切って流れるガソリン及びディーゼル燃料は、ボア５０内でのスプール４８の位置に従って制御される。入口通路５２、５４と夫々の燃料出口通路５６、５８との間の燃料流路におけるスプール４８及びボア５０の構成は、かくして、第１及び第２の燃料の夫々用の第１及び第２の計量ポートを含むものと考えられる。
【００２０】
ガソリン戻しライン２６からの分岐ライン６４は、バルブ本体４２の第１流路６６にガソリンを供給する。第１流路６６は、ボア５０の一端にボア壁とスプール４８の端面７０との間に形成された第１チャンバ６８内に延びている。随意であるが、例えば減衰オリフィス７１の形態の燃料流れ調整器を分岐ライン６４に配置する。ディーゼル燃料戻しライン３６からの分岐ライン７２が、ディーゼル燃料をバルブ本体４２の第２流路７４に供給する。第２流路７４は、ボア５０の反対側の端部にボア壁とスプール４８の端面７８との間に形成された第２チャンバ７６内に延びている。
【００２１】
図示の実施例では、スプール４８の端面７０、７８の夫々の表面積は実質的に等しく、そのため、スプールは、コモンレール２０、３２内の燃料圧力を等しくするように作用する。
【００２２】
図１は、コモンレール２０、３２内の燃料圧力が一致した場合のスプール４８の位置を示す。この場合、チャンバ６８、７６内の圧力はほぼ一致し、端面７０、７８の夫々の表面積はほぼ等しく、スプールには正味力が作用しない。そうでない場合には、スプールはボア５０内で自由に移動する。従って、スプール４８は中立位置をとる。この位置では、燃料を、入口通路５２、５４から、夫々の出口通路５６、５８を通して、燃料ポンプ１６、３０の各々まで、ボア５０を横切って均等に流すことができる。
【００２３】
図２は、第２コモンレール３２内の圧力が第１コモンレール２０内の圧力よりも大きい場合のスプール４８の位置を示す。この圧力の不均衡は、例えば、圧力調整器２８の開放及び／又は入口計量バルブ１８の制限により生じる。この場合、第２チャンバ７６内の圧力が第１チャンバ６８内の圧力よりも高くなり、その結果、スプールがボア５０内で第１チャンバ６８の方向に軸線方向に移動する。この移動により、スプール４８のランド８０が、燃料入口通路５４から燃料出口通路５８までのディーゼル燃料の流れを制限し、ランド８２が、燃料入口通路５２と燃料出口通路５６との間でボア５０を通る流路を開放する位置まで移動し、その結果、コモンレール２０内の圧力を上昇させることできると同時に、コモンレール３２内の圧力を一定に保持し、又は燃料噴射装置３４からディーゼル燃料を噴射することにより低下させることができる。
【００２４】
説明した実施例は、第１及び第２の計量ポートを含む、スプール４８及びボア５０の特定の構成を持つものとして示してあるが、ボア５０内でのスプール４８の移動に応答する計量ポートを提供する任意の他の適当な手段を使用してもよいということは理解されるべきである。例として、スプール４８には、夫々の入口通路５２、５４から出口通路５６、５８まで延びる一つ又はそれ以上の半径方向通穴が設けられていてもよい。
【００２５】
図３は、コモンレール３２内の圧力がコモンレール２０内の圧力よりも低い場合のスプール４８の位置を示す。この圧力の不均衡は、例えば、圧力調整器２８の閉鎖及び／又は入口計量バルブ１８の開放によって生じる。この場合、第２チャンバ７６内の圧力が第１チャンバ６８内の圧力よりも低くなり、その結果、スプール４８がボア５０内で第２チャンバ７６の方向に軸線方向に移動する。この移動により、ランド８２が、燃料入口通路５２から燃料出口通路５６へのガソリンの流れを制限する位置まで移動し、ランド８０が、燃料入口通路５４と燃料出口通路５８との間でボア５０を通る流路を開放する位置まで移動し、その結果、第２燃料ポンプ３０は、更に多くのディーゼル燃料を圧送でき、コモンレール３２内の圧力がコモンレール２０内の圧力まで上昇する。
【００２６】
この場合、計量バルブ４０は、二燃料−燃料噴射システム１０内の二つの別個の噴射サブシステムのガソリン及びディーゼル燃料の圧力を制御し、第２システム内のディーゼル燃料の圧力は第１システム内のガソリンの圧力に従って変化する。これは、計量バルブが二つの噴射システム間で圧力のバランスを維持しようとするためである。有利なこととしては、これは、単一の電子式制御装置（図示せず）が入口計量バルブ１８及び圧力調整器２８を使用して二つのシステム内の燃料圧力を制御できるということを意味し、かくして二燃料−燃料噴射システム内の燃料圧力の制御に必要な構成要素の数を低減する。図１、図２、及び図３に示す実施例では、電子式制御装置（図示せず）の制御下で入口計量バルブ１８及び圧力調整器２８によってコモンレール２０内のガソリンの圧力を制御し、燃料噴射計量バルブ４０は、コモンレール３２内のディーゼル燃料の圧力をガソリンの圧力に従って変化するように作動する。実際には、入口計量バルブ１８及び圧力調整器２８、及び関連した電子式制御ユニット（ＥＣＵ）が、夫々のコモンレール内のディーゼル燃料及びガソリンの噴射圧力を同時に制御する。
【００２７】
図示の二燃料−燃料噴射システム１０では、二つの燃料の各々に対し、燃料噴射装置２２、３４の夫々の組が設けられている。しかしながら、噴射装置２２が、二つの異なる燃料を選択的に噴射できるように設計されている場合には、噴射装置３４の組を不要にでき、噴射装置２２の組に供給するようにコモンレール３２を構成してもよく（図示せず）、これによって二燃料−燃料噴射システム１０を更に簡単にする。従って、このような実施例では、一組の燃料噴射装置２２（又は３４）が設けられ、コモンレール２０及びコモンレール３２は、両方とも、噴射装置の組に、例えば燃料流れ配管を介して流動連通される。
【００２８】
更に、本明細書中に説明した実施例は、四つの個々の噴射装置を各々有する数組の噴射装置を備えているということは理解されるべきである。「組」をなした噴射装置の各々は、２個、４個、６個、８個、１２個、１６個の任意の所望の数の個々の噴射装置を含んでいてもよい。
【００２９】
燃料噴射計量バルブ４０を、二つの異なる燃料に関して作動するものとして説明した。計量バルブは、コモンレール２０，３２内の一方の燃料の圧力が他方の燃料の圧力に従って変化するように、夫々のコモンレール２０、３２内の二つの燃料の圧力を制御する。しかしながら、計量バルブは、様々な燃料を一つの燃料送出システムで使用できるようにするのに特に適用できるが、一種類の燃料しか使用しないツインレールシステムの各レール内の燃料圧力を差動的に制御するのに使用してもよい。これにより、四気筒エンジン又は六気筒エンジン用の容量を持つコモンレールシステムを、計量バルブ４０を作動することによって第２コモンレールの燃料圧力を第１コモンレールの圧力と等しい圧力にした一対のレールを使用するだけで、八気筒エンジン又は十二気筒エンジンで使用できる。代表的には、このような構成は、一つの大型の燃料ポンプの代りに二つの小型の燃料ポンプ（又は二燃料ポンプ）を使用する方が経済的であったり効率的であったりする場合に有用である。このような構成は、エンジンのエミッションを最適化するために追加の自由度を提供するため、点火サイクルで様々な噴射を様々な圧力で噴射できるように、コモンレールの噴射圧力を選択する（一種類の燃料しか使用しない場合でも）のが望ましい場合に特に有用である。この場合には、計量バルブは、適切には、第２コモンレール内の圧力が第１コモンレール内の圧力に従って変化するが、二つの出力圧力間に所定の差が生じるように構成される。
【００３０】
コモンレールの各々の燃料の圧力間に差があるようにできる燃料噴射計量バルブの変形例を以下に説明する。このように改良した燃料噴射計量バルブは、二つの燃料間に所定の圧力差を必要とする場合に、様々な燃料を圧送するのにも同様に使用できるということは理解されよう。説明を簡単にするため、変形例の燃料噴射計量バルブを、二燃料−燃料噴射システム１０での使用について説明する。
【００３１】
次に、燃料噴射計量バルブ４０に対する変更を、図４乃至図９を参照して説明する。変形例の様々な形態のうちの任意の形態を、単独で、又は同じ種類の又は異なる種類の変更を含む対のいずれかで使用してもよいということは理解されるべきである。変形例の説明において、説明の重複を避けるため、同様の部品に、図１、図２、及び図３で使用したのと同様の参照番号を使用する。
【００３２】
図４は、計量バルブ４０の二つの変更を示す。燃料噴射システムの他の全ての構成要素は、図１、図２、及び図３に示す通りである。
【００３３】
図４に示す第１の変更は、チャンバ６８に配置された、適当にはコイルばね９０の形態の押圧部材を含む。この実施例では、ばね９０は、スプール４８の端面７０から同軸に延びるガイドポスト９２の周囲に配置されており、端面７０と、これと向き合ったボア５０の端壁との間で作用する。
【００３４】
図４に示す第２の変更は、燃料噴射システム１０の比較的低圧の領域にさらされたチャンバ７６から延びる通路９６にニードル９４の形態で設けられる通気バルブ９４、９６を設けることである。便利には、通路９６と連通した低圧領域は、燃料リザーバ１４である。ばね９０なしで使用した場合、チャンバ７６内の燃料圧力がチャンバ６８内の燃料圧力を越えたとき、通気バルブ９４、９６により、コモンレール３２内の燃料圧力が低下（急速に）する。これは、圧力調整器２８が開放された場合にコモンレール２０内の圧力が急速に低下するのと同様に行われる。
【００３５】
通気バルブ９４、９６なしで使用した場合、ばね９０の効果により、第１及び第２の出口ポートからコモンレール２０、３２までの夫々の出力間で燃料供給（即ち流量）に差が発生する。燃料供給の差の量はばねの強さで決まる。これは、スプール４８を図１に示す中立位置から移動しようとする場合、チャンバ７６内の燃料圧力が、チャンバ６８内の燃料圧力よりも、ばね力に打ち勝つのに十分な量だけ大きくなければならないためである。変形例では、押圧部材は、スプール４８を全体にチャンバ６８に向かって押圧するように、チャンバ７６内に配置されていてもよい。図示してないけれども、同じ効果を提供するため、ばね及びガイドポストをスプールの両端に設けてもよいことは理解されるであろう。その場合、二つの出力からの燃料流量間の所望の差を提供するため、一方のばねを他方のばねよりも強くする必要がある。例えば、チャンバ６８、７６内の燃料圧力の変化に対して更に迅速に応答するため、ばねをスプール４８の両端に設けるのが望ましい。
【００３６】
通気バルブ９４、９６を図４に示すばね９０等の押圧部材と組み合わせて使用する場合、通気バルブは、チャンバ７６内の燃料圧力が、ばね定数（即ちばね力）で決まる所定値だけチャンバ６８内の燃料圧力よりも高い場合にだけ開放する。ニードル９４は、通路９６に自由に進入し、そのため、スプール４８は圧力の変化に対して所定の初期応答を提供でき、そのため、スプール４８をボア５０内で移動することによって更に効率的に計量を行い、通気バルブ９４、９６を開放状態に置く上で固有の高圧燃料の損失を最少に保つことによって制御の大部分を行うことができる。
【００３７】
図５は、通気バルブ９４、９６の変形例を示す。この実施例では、計量バルブ４０のスプール４８に通気バルブが設けられており、この通気バルブは、弁座９８に押し付けられる。計量バルブのこの他の全ての構成要素は、図４に示すのと同じである。
【００３８】
通気バルブ９４、９６を弁座９８に押し付けることによって得られる効果は、コモンレール３２内の燃料圧力がコモンレール２０内の燃料圧力よりも所定閾値だけ大きい場合にしか、計量バルブ４０が作用しないということである。この機構は、コモンレール３２内の大きな圧力エラーを代償として、コモンレール２０内の圧力的安定性を改善する。
【００３９】
図６は、ピストン１００が円筒形ボア１０２に収容された、燃料噴射計量バルブ４０のスプール４８を示す。燃料噴射システムのこの他の全ての構成要素は、図１、図２、及び図３に示すのと同じである。
【００４０】
ピストン１００は、スプール４８の端面７８から円筒形ボア１０２内に同軸に延びている。円筒形ボア１０２は、チャンバ７６から、燃料噴射システム１０の比較的低圧の領域まで、例えば燃料リザーバ１４まで延びている。ピストン１００の効果は、コモンレール３２内の燃料圧力がコモンレール２０内の燃料圧力に従って変化するように、チャンバ７６内の燃料圧力にさらされる端面７０の面積を減少することであるが、これらの二つの燃料圧力間の差は、ピストン１００の直径で決まる。スプール４８の二つの端部に様々な直径のピストンを設けることによっても、又はスプール４８の一方のランド８０、８２及びこれと協働するボア５０の夫々の部分の直径を他方よりも小さくすることによっても、同じ効果を得ることができるということは理解されよう。別の実施例では、ピストン１００及び円筒形ボア１０２は、別の態様では、スプール４８の反対側の端部に、即ちスプールのチャンバ６８側の端部に設けられていてもよい。
【００４１】
図７は、図５に示す計量バルブ４０の変形例を示す。燃料噴射システムのこの他の全ての構成要素は、図１、図２、及び図３に示すのと同じである。
【００４２】
この実施例では、チャンバ６８内のスプール４８の端部に作用する（図５の）押圧構成（ばね）の代りに、図６に示す構成と本質的に一致するピストン装置１００、１０２を使用する。有利には、これにより、設計者は、ピストンの直径及び／又はピストン１００の端面１１０に及ぼされる圧力、及びニードル９４及び通路９６の直径を（通気バルブ９４、９６の機能を保持した状態で）変化させることによって、コモンレール２０とコモンレール３２との間の圧力比を自由に変更する。
【００４３】
別の変更は、ピストン１００に作用するアクチュエータ１１２（図示せず）を設けることである。ソレノイドや圧電デバイス等の任意の適当なアクチュエータを使用してもよい。アクチュエータを設けることにより、電子式制御装置（図示せず）の制御下で追加の制御機能が可能になる。
【００４４】
図８は、図４に示す計量バルブ４０に対する変形例を示す。燃料噴射システムのこの他の全ての構成要素は、図１、図２、及び図３に示すのと同じである。
【００４５】
高圧漏洩を少なくするため、燃料噴射計量バルブ４０内の可動構成要素間の隙間をできるだけ小さくすることが重要である。ボア５０と通路９６との間の偏心度を許容するのに必要な大きな隙間を提供する必要をなくすため、この実施例では、通路９６の代りに、スリーブ１１０の形態の浮動構成要素によって形成した通路１０８を使用する。スリーブ１１０は、チャンバ７６内に配置され、それ自体がニードル９４と自動的に整合するように、スプールの軸線に関して半径方向に自由に移動する。便利には、スリーブ１１０によって形成される通路１０８を燃料噴射システム１０の低圧領域に接続するため、本体４２に過大な寸法のボア１１２を形成する。
【００４６】
図示していないけれども、浮動構成要素（例えばスリーブ１１０）を計量バルブ４０のボア５０の一端又は両端に設けてもよいということは理解されよう。更に、図５の通気弁座９８を形成するのにスリーブ１１０と同様の浮動スリーブを使用してもよいということは理解されよう。
【００４７】
図９は、単一の燃料ポンプ１２０に組み込んだ燃料噴射計量バルブ４０を示す。ポンプは、バルブ本体４２の燃料出口通路５６、５８から夫々の出力を受け取り、夫々の燃料流を夫々の出口１２２、１２４を介してコモンレール（図示せず）に出力する。燃料ポンプ１２０は、二つの異なる燃料を圧送でき、又は同じ燃料の別々の流れを圧送できる。
【００４８】
一体のポンプ−計量バルブを提供することにより、空間及び重量について経済的であるという利点が得られ、構成要素間の接続部の数を減らすことができる。計量バルブ４０とポンプ１２０とを一体化することに対する変形例として、ポンプ１２０の代りに、任意の例示の燃料噴射システムの燃料ポンプ１６、３０を使用するだけであってもよいということは理解されるべきである。従って、本発明の燃料送出システム及び燃料噴射システムは、２つの異なる燃料を圧送できる燃料ポンプを含んでいてもよいし、同じ燃料の別々の流れを圧送できる燃料ポンプを含んでいてもよい。
【００４９】
本明細書中、本発明の特定の実施例を詳細に開示したが、これは単なる例として行われたものであって、単に例示を目的としたものである。上述の実施例は、特許請求の範囲に関して限定を意図したものではない。例えば、計測ポートの構成、押圧構成の数及び選択、燃料ポンプの種類（例えば単燃料流又は二燃料流）、及び燃料噴射装置の数及び構成は、ケースバイケースで決定してもよく、このような変更は本発明の範疇に含まれる。本発明の方法では、任意の一つの燃料又は二つの異なる燃料の選択を使用してもよい。かくして、燃料送出システム、燃料噴射システム、及び計量バルブの様々な構成要素に対し、特許請求の範囲に記載の本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な代替、変更、及び変形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、システムの燃料噴射計量バルブを断面で示す、二燃料−燃料噴射システムの概略図である。
【図２】図２は、燃料噴射計量バルブが第１の異なる作動状態にある、図１の二燃料−燃料噴射システムを示す図である。
【図３】図３は、燃料噴射計量バルブが第２の異なる作動状態にある、図１の二燃料−燃料噴射システムを示す図である。
【図４】図４は、変形例の燃料噴射計量バルブを持つ、図１の二燃料−燃料噴射バルブを示す図である。
【図５】図５は、別の変形例の燃料噴射計量バルブを持つ、図１の二燃料−燃料噴射バルブを示す図である。
【図６】図６は、更に別の変形例の燃料噴射計量バルブを持つ、図１の二燃料−燃料噴射バルブを示す図である。
【図７】図７は、他の変形例の燃料噴射計量バルブを持つ、図１の二燃料−燃料噴射バルブを示す図である。
【図８】図８は、更に他の変形例の燃料噴射計量バルブを持つ、図１の二燃料−燃料噴射バルブを示す図である。
【図９】図９は、燃料噴射計量バルブが一体に設けられた燃料ポンプの概略図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  噴射システム
１２  第１燃料リザーバ
１４  第２燃料リザーバ
１６  燃料ポンプ
１８  入口計量バルブ
２０  コモンレール
２２  電子式燃料噴射装置
２４  圧力センサ
２６  ガソリン戻しライン
２８  圧力調整器
３０  第２燃料ポンプ
３２  コモンレール
４０  燃料噴射計量バルブ
４２  バルブ本体
４４  第１入口ポート
４６  第２入口ポート
４８  浮動スプール
５０  ボア
５２、５４  燃料入口通路
５６、５８  燃料出口通路
６０  第１出口ポート
６２  第２出口ポート
６４  分岐ライン
６６  第１流路
６８  第１チャンバ
７０  端面
７１  減衰オリフィス
７２  分岐ライン
７４  第２流路
７６  第２チャンバ
７８  端面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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