(57)【要約】【課題】互いに異なる異種の燃料をそれぞれ効率良く昇圧して燃料噴射弁に供給できる多気筒内燃機関の燃料噴射装置を提供する。【解決手段】燃料噴射装置２０は、ＧＴＬ燃料と軽油とを噴射可能な気筒２毎に設けられた燃料噴射弁２５と、ＧＴＬ燃料を昇圧する燃料ポンプ２１と、燃料ポンプ２１にて昇圧されたＧＴＬ燃料が導入される第１圧力室８１ａを有し、かつ第１圧力室８１ａに導入されたＧＴＬ燃料の圧力を利用して燃料噴射時期の到来前に合わせて軽油を昇圧する気筒２毎に設けられた増圧機構２６と、軽油の昇圧時期が互いに相違する二つの増圧機構２６の第１圧力室８１ａ同士を結ぶ接続通路９０Ａ〜９０Ｄと、増圧機構２６による軽油の昇圧動作に連動して接続通路９０Ａ〜９０Ｄを開閉する開閉弁９１Ａ〜９１Ｄと、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒毎に燃料噴射時期が設定された多気筒内燃機関に適用される多気筒内燃機関の燃料噴射装置において、
互いに異なる第１燃料と第２燃料とを噴射可能な前記気筒毎に設けられた燃料噴射弁と、前記第１燃料又は前記第２燃料のうち、いずれか一方の燃料を昇圧する燃料ポンプと、前記燃料ポンプにて昇圧された前記一方の燃料を前記燃料噴射弁に供給する第１供給手段と、前記燃料ポンプにて昇圧された前記一方の燃料が導入される圧力室を有し、かつ前記圧力室に導入された前記一方の燃料の圧力を利用して燃料噴射時期の到来前に合わせて前記他方の燃料を昇圧する前記気筒毎に設けられた増圧機構と、前記増圧機構にて昇圧された前記他方の燃料を前記燃料噴射弁に供給する第２供給手段と、前記他方の燃料の昇圧時期が互いに相違する二つの前記増圧機構の前記圧力室同士を結ぶ接続通路と、前記増圧機構による前記他方の燃料の昇圧動作に連動して前記接続通路を開閉する開閉手段と、を備えることを特徴とする多気筒内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項２】
前記燃料噴射弁は、中心側に第１弁室が、外周側に前記第１弁室に対して隔壁で仕切られた第２弁室がそれぞれ設けられ、先端部には、前記第１弁室に通じる第１噴孔と、前記第２弁室に通じる第２噴孔とが設けられたバルブ本体と、前記第１噴孔を開閉できるようにして前記第１弁室に配置された第１弁体と、前記第２噴孔を開閉できるようにして前記第２弁室に配置された第２弁体と、前記第１弁体を開閉駆動する第１駆動機構と、前記第１駆動機構による前記第１弁体の駆動とは独立して前記第２弁体を開閉駆動する第２駆動機構と、を有し、
前記第１供給手段は前記第１弁室又は前記第２弁室のいずれか一方の弁室に前記一方の燃料を、前記第２供給手段は前記第１弁室又は前記第２弁室のいずれか他方の弁室に前記他方の燃料をそれぞれ供給する請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記内燃機関がディーゼルエンジンであり、前記第１燃料がＧＴＬ燃料であり、前記第２燃料が軽油であることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒毎に燃料噴射時期が設定された多気筒内燃機関に適用され、２種類の燃料を噴射できるように構成された燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高セタン価の燃料と低セタン価の燃料といった２種類の互いに異なる燃料を内燃機関の運転状態に応じた比率で燃焼室に噴射する燃料噴射装置が知られている。このような２種類の燃料を共通の燃料噴射弁で選択的に噴射させるには、各燃料を所定の燃圧まで昇圧することが必要である。なお、本発明に関連する先行技術文献として特許文献１〜５が存在する。
【０００３】
【特許文献１】実開平２−１１５９６１号公報
【特許文献２】特開平１０−２２０３０１号公報
【特許文献３】特開２００２−２０６４７０号公報
【特許文献４】特表２００２−５３４６４２号公報
【特許文献５】特開２００３−１９３９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような燃料毎の昇圧を実現するため、燃料ポンプを燃料毎に設けて各燃料を別々に昇圧することも考えられるが、燃料ポンプの数が増えるほどその駆動のためにそれだけエネルギを消費するから効率が悪い。
【０００５】
そこで、本発明は、互いに異なる異種の燃料をそれぞれ効率良く昇圧して燃料噴射弁に供給できる多気筒内燃機関の燃料噴射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】
本発明の燃料噴射装置は、気筒毎に燃料噴射時期が設定された多気筒内燃機関に適用される多気筒内燃機関の燃料噴射装置において、互いに異なる第１燃料と第２燃料とを噴射可能な前記気筒毎に設けられた燃料噴射弁と、前記第１燃料又は前記第２燃料のうち、いずれか一方の燃料を昇圧する燃料ポンプと、前記燃料ポンプにて昇圧された前記一方の燃料を前記燃料噴射弁に供給する第１供給手段と、前記燃料ポンプにて昇圧された前記一方の燃料が導入される圧力室を有し、かつ前記圧力室に導入された前記一方の燃料の圧力を利用して燃料噴射時期の到来前に合わせて前記他方の燃料を昇圧する前記気筒毎に設けられた増圧機構と、前記増圧機構にて昇圧された前記他方の燃料を前記燃料噴射弁に供給する第２供給手段と、前記他方の燃料の昇圧時期が互いに相違する二つの前記増圧機構の前記圧力室同士を結ぶ接続通路と、前記増圧機構による前記他方の燃料の昇圧動作に連動して前記接続通路を開閉する開閉手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
この燃料噴射装置によれば、燃料ポンプにて昇圧された一方の燃料の圧力を利用して他方の燃料を増圧機構にて昇圧することができる。このため、第１燃料及び第２燃料のそれぞれに対して燃料ポンプを設ける必要がなくなるから、燃料毎に燃料ポンプを設ける場合と比べて効率良く第１燃料と第２燃料とをそれぞれ昇圧できる。しかも、燃料の昇圧時期が互いに異なる二つの増圧機構の圧力室同士が接続通路で結ばれ、その接続通路は増圧機構による燃料の昇圧動作に連動して開閉手段にて開閉される。このため、先に昇圧時期が到来する増圧機構による昇圧が終わった後に接続通路を開閉手段にて開放することにより、昇圧に利用した後の燃料を、昇圧時期が後に到来する増圧機構の圧力室に導くことができる。つまり、気筒毎に設けられた増圧機構相互間で昇圧に利用した燃料を再利用できるから燃料ポンプの吐出流量を低減できる。これにより、このような再利用を実施しない場合よりも第１燃料及び第２燃料をそれぞれ昇圧するための効率が向上する。
【０００８】
接続通路によって圧力室が結ばれる増圧機構の組み合わせは、昇圧時期が相違するものであれば如何なる組み合わせでもよい。増圧機構による昇圧時期は燃料噴射時期の到来前に合わせて設定されるため、例えば燃料噴射時期が互いに隣り合う二つの気筒に対して設けられた二つの増圧機構の圧力室同士を接続通路で結んでもよい。また、３気筒以上の内燃機関に本発明の燃料噴射装置を適用する場合には、燃料噴射時期が互いに隣り合わない二つの気筒に対して設けられた二つの増圧機構の圧力室同士を接続通路で結んでもよい。
【０００９】
第１燃料と第２燃料とを区別して噴射できる限度で燃料噴射弁の構成に特段の制限はない。例えば、前記燃料噴射弁は、中心側に第１弁室が、外周側に前記第１弁室に対して隔壁で仕切られた第２弁室がそれぞれ設けられ、先端部には、前記第１弁室に通じる第１噴孔と、前記第２弁室に通じる第２噴孔とが設けられたバルブ本体と、前記第１噴孔を開閉できるようにして前記第１弁室に配置された第１弁体と、前記第２噴孔を開閉できるようにして前記第２弁室に配置された第２弁体と、前記第１弁体を開閉駆動する第１駆動機構と、前記第１駆動機構による前記第１弁体の駆動とは独立して前記第２弁体を開閉駆動する第２駆動機構と、を有し、前記第１供給手段は前記第１弁室又は前記第２弁室のいずれか一方の弁室に前記一方の燃料を、前記第２供給手段は前記第１弁室又は前記第２弁室のいずれか他方の弁室に前記他方の燃料をそれぞれ供給してもよい（請求項２）。この態様によれば、燃料噴射弁の第１駆動機構にて第１弁体を開閉駆動すれば、第１弁室に導かれた燃料がバルブ本体の第１噴孔から噴射され、第２駆動機構にて第２弁体を開閉駆動すれば、第２弁室に導かれた燃料が同一のバルブ本体の第２噴孔から噴射される。これにより、２種類の異なる燃料を互いに独立して噴射することができる。一回の燃料噴射時期における第１燃料と第２燃料との噴射比率は内燃機関の運転状態に応じて適宜定めてよい。その噴射比率は第１駆動機構及び第２駆動機構をそれぞれ操作することにより実現することができる。
【００１０】
本発明の燃料噴射装置の一態様においては、前記内燃機関がディーゼルエンジンであり、前記第１燃料がＧＴＬ燃料であり、前記第２燃料が軽油であってもよい（請求項３）。この態様によれば、ＧＴＬ燃料を所定の燃圧にまで昇圧できる燃料ポンプを一つ用意すれば、軽油も増圧機構にて昇圧することができるから、ＧＴＬ燃料と軽油とをそれぞれ効率良く昇圧することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、燃料ポンプにて昇圧された一方の燃料の圧力を利用して他方の燃料を増圧機構にて昇圧できるから、第１燃料及び第２燃料を効率良く昇圧できる。しかも、燃料の昇圧時期が互いに異なる二つの増圧機構の圧力室同士が接続通路で結ばれて、その接続通路が増圧機構による燃料の昇圧動作に連動して開閉手段にて開閉されるため、気筒毎に設けられた増圧機構相互間で昇圧に利用した燃料を再利用できる。これにより、このような再利用を実施しない場合よりも第１燃料及び第２燃料をそれぞれ昇圧するための効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明に係る燃料噴射装置を多気筒内燃機関としてのディーゼルエンジン（以下、エンジンと略称する。）に適用した形態を示している。エンジン１は、車両に走行用の動力源として搭載されるもので、図中の左右方向に一列に並べられた複数（図では４つ）の気筒２と、気筒２内に吸気を導く吸気通路３と、気筒２からの排気が導かれる排気通路４と、吸気通路３と排気通路４との間に設けられたターボチャージャ５とを備えている。
【００１３】
吸気通路３のコンプレッサ５ａよりも上流側には、吸入空気を濾過するためのエアクリーナ６及び吸入空気量を検出するためのエアフローメータ７が設けられている。コンプレッサ５ａの下流側には吸入空気量を調整するための吸気絞り弁８が設けられている。一方、排気通路４のタービン５ｂの下流側には、少なくとも一つの排気浄化触媒９が設けられている。排気通路４のエキゾーストマニホールド４ａにはＥＧＲ通路１０が接続されている。気筒２からエキゾーストマニホールド４ａに排出された排気の一部はＥＧＲ通路１０のＥＧＲクーラ１１及びＥＧＲ弁１２を順次通過して吸気通路３の吸気絞り弁８とインテークマニホールド３ａとの間に還流する。
【００１４】
エンジン１が搭載されるべき車両には燃料タンク１４が設けられている。その燃料タンク１４には、第１燃料としてのＧＴＬ（Ｇａｓ  ｔｏ  Ｌｉｑｕｉｄｓの略）燃料を蓄える第１貯留室１５と、第２燃料としての軽油を蓄える第２貯留室１６とが設けられている。燃料タンク１４のそれぞれの燃料は燃料噴射装置２０によってエンジン１の気筒２内に噴射される。
【００１５】
燃料噴射装置２０は、第１貯留室１５のＧＴＬ燃料をセジメンタ１７を介して吸い込んで昇圧する燃料ポンプ２１と、第２貯留室１６の軽油をセジメンタ１７を介して送り出す低圧のフィードポンプ２２と、燃料ポンプ２１から送り出される高圧のＧＴＬ燃料を蓄えるコモンレール２３と、フィードポンプ２２から送り出される低圧の軽油が導かれるデリバリパイプ２４と、コモンレール２３及びデリバリパイプ２４にそれぞれ接続されてＧＴＬ燃料及び軽油を気筒２内に噴射する燃料噴射弁２５と、デリバリパイプ２４を経由して導かれた軽油を、燃料ポンプ２１にて昇圧されたＧＴＬ燃料の圧力を利用して昇圧する増圧機構２６とを備えている。
【００１６】
フィードポンプ２２の吐出圧は燃料ポンプ２１の吐出圧と比べて低い。例えば燃料ポンプの吐出圧が１００ＭＰａ程度あるいはそれを超える高圧であるのに対してフィードポンプ２２の吐出圧は０．５ＭＰａ程度である。燃料噴射弁２５は気筒２毎に設けられている。増圧機構２６は燃料噴射弁２５に対して一つずつ、つまり気筒２毎に設けられている。各燃料噴射弁２５は、ＧＴＬ燃料及び軽油をそれぞれ独立して気筒２内に噴射する機能を有している。燃料噴射弁２５と燃料タンク１４の貯留室１５、１６との間には、余剰の燃料を戻すためのリターン配管１８、１９がそれぞれ設けられている。エンジン１は燃料噴射弁２５による燃料噴射時期が気筒２毎に設定されている。エンジン１の気筒２の並び方向の左側の一端から右側の他端に向かって気筒番号＃１、＃２、＃３、＃４を付した場合、これらの気筒２に対する燃料噴射時期は＃１、＃３、＃４、＃２の順序に設定されている。以下、各気筒２を互いに区別する必要がある場合には上記の気筒番号を使用することがある。
【００１７】
次に、図２を参照して燃料噴射弁２５の詳細を説明する。図２は燃料噴射弁２５の構成を模式的に示した断面模式図である。図示するように、燃料噴射弁２５は、燃料噴射弁２５の全体のケーシングとして機能するバルブ本体３１と、そのバルブ本体３１に内蔵された第１弁体としての第１ニードル３２及び第２弁体としての第２ニードル３３と、第１ニードル３２を駆動する第１駆動機構３４と、第２ニードル３３を駆動する第２駆動機構３５とを備えている。
【００１８】
第１ニードル３２は中実の軸状であり、第２ニードル３３は中空筒状である。バルブ本体３１の先端部（図２において下端部）３１ａの中心側には第１弁室３６が設けられ、外周側には第２弁室３７が設けられている。これらの弁室３６、３７は、隔壁３８により燃料の流通が不可能となるように仕切られている。バルブ本体３１の先端部３１ａは先細りのコーン状に形成され、その先端部３１ａには第１弁室３６に通じる第１噴孔３９と、第２弁室３７に通じる第２噴孔４０とがそれぞれ設けられている。第１ニードル３２は、その後端のピストンフランジ３２ａが隔壁３８の内周面３８ａに嵌め合わされることにより、燃料噴射弁２５の中心線ＣＬの方向に移動自在な状態で第１弁室３６に配置されている。
【００１９】
第２ニードル３３は、隔壁３８の外周面３８ｂに嵌め合わされることにより、中心線ＣＬの方向に移動自在な状態で第２弁室３７に配置されている。第１ニードル３２がバルブ本体３１の先端側に移動すると、その第１ニードル３２の先端のテーパ面３２ｂによって第１噴孔３９が閉じられ、第１ニードル３２がバルブ本体３１の後端側（図２において上端側）に移動すると第１噴孔３９が開口する。一方、第２ニードル３３がバルブ本体３１の先端側に移動すると、その第２ニードル３３の先端のテーパ面３３ｂによって第２噴孔４０が閉じられ、第２ニードル３３がバルブ本体３１の後端側（図２において上端側）に移動すると第２噴孔４０が開口する。
【００２０】
第１駆動機構３４は、第１ニードル３２をバルブ本体３１の先端部３１ａに向かって押し付ける第１ニードルリターンスプリング４２と、バルブ本体３１の第１シリンダ４３に摺動自在に嵌め合わされた第１コマンドピストン４４と、バルブ本体３１の第１ソレノイド室４５に配置された第１アウタバルブ４６と、第１アウタバルブ４６を第１気筒４３側に押し付ける第１アウタバルブリターンスプリング４７と、その第１アウタバルブリターンスプリング４７の外周に配置された第１ソレノイドコイル４８とを備えている。
【００２１】
第１コマンドピストン４４により第１シリンダ４３の内部は先端側の第１スプリング室４３ａと後端側の第１コマンド室４３ｂとに区分されている。第１コマンドピストン４４の先端側には小径のニードル保持軸４４ａが設けられている。そのニードル保持軸４４ａは、第１ニードル３２が第１噴孔３９を閉じているときに第１ニードル３２の後端と当接可能である。第１コマンド室４３ｂには第１高圧燃料通路５０が第１オリフィス５１を介して接続されている。第１高圧燃料通路５０はバルブ本体３１に形成されており、その一部は第１弁室３６にも通じている。第１コマンド室４３ｂは第２オリフィス５２を介して第１ソレノイド室４５と通じている。第２オリフィス５２の内径は第１オリフィス５１の内径よりも小さく設定されている。更に、第１スプリング室４３ａ及び第１ソレノイド室４５のそれぞれは、バルブ本体３１に形成された第１低圧燃料通路５３と接続されている。
【００２２】
第１アウタバルブ４６は磁性材料にて構成されている。第１ソレノイドコイル４８が非励磁状態にあるとき、第１アウタバルブ４６は第１アウタバルブリターンスプリング４７のばね力で第２オリフィス５２を閉じる位置に保持される。この場合、第１コマンド室４３ｂと第１低圧燃料通路５３との間は閉鎖される。一方、第１ソレノイドコイル４８が励磁されると第１アウタバルブ４６が開かれ、それにより、第１コマンド室４３ｂが第２オリフィス５２及び第１ソレノイド室４５を介して第１低圧燃料通路５３に接続される。
【００２３】
第２駆動機構３５は、第２ニードル３３をバルブ本体３１の先端部３１ａに向かって押し付ける第２ニードルリターンスプリング６２と、バルブ本体３１の第２気筒６３に摺動自在に嵌め合わされた第２コマンドピストン６４と、バルブ本体３１の第２ソレノイド室６５に配置された第２アウタバルブ６６と、第２アウタバルブ６６を第２シリンダ６３側に押し付ける第２アウタバルブリターンスプリング６７と、第２アウタバルブリターンスプリング６７の外周に配置された第２ソレノイドコイル６８とを備えている。
【００２４】
第２コマンドピストン６４により第２気筒６３の内部は先端側の第２スプリング室６３ａと後端側の第２コマンド室６３ｂとに区分されている。第２コマンドピストン６４の先端側には中空のニードル保持軸６４ａが設けられている。そのニードル保持軸６４ａは、第２ニードル３３が第２噴孔４０を閉じているときに第２ニードル３３の後端と当接可能である。第２コマンド室６３ｂには第２高圧燃料通路７０が第１オリフィス７１を介して接続されている。第２高圧燃料通路７０はバルブ本体３１に形成されており、その一部は第２弁室３７にも通じている。第２コマンド室６３ｂは第２オリフィス７２を介して第２ソレノイド室６５と通じている。第２オリフィス６２の内径は第１オリフィス６１の内径よりも小さく設定されている。更に、第２スプリング室６３ａ及び第２ソレノイド室６５のそれぞれは、バルブ本体３１に形成された第２低圧燃料通路７３と接続されている。
【００２５】
第２アウタバルブ６６は磁性材料にて構成されている。第２ソレノイドコイル６８が非励磁状態にあるとき、第２アウタバルブ６６は、第２アウタバルブリターンスプリング６７のばね力で第２オリフィス７２を閉じる位置に保持される。この場合、第２コマンド室６３ｂと第２低圧燃料通路７３との間は閉鎖される。一方、第２ソレノイドコイル６８が励磁されると第２アウタバルブ６６が開かれ、それにより、第２コマンド室６３ｂが第２オリフィス７２及び第２ソレノイド室６５を介して第２低圧燃料通路７３と接続される。
【００２６】
以上の構成を備えた燃料噴射弁２５において、第１高圧燃料通路５０にはコモンレール２３に蓄えられた高圧のＧＴＬ燃料が供給され、第２高圧燃料通路７０には増圧機構２６にて昇圧された軽油が供給されるようになっている。これにより、燃料噴射弁２５の第１弁室３６及び第１コマンド室４３ｂに高圧のＧＴＬ燃料が導入され、第２弁室３７及び第２コマンド室６３ｂに高圧の軽油が導入される。そして、第１低圧燃料通路５３は第１リターン配管１８と接続され、第２低圧燃料通路７３は第２リターン配管１９と接続される。
【００２７】
図２に示したように、ソレノイドコイル４８、６８がそれぞれ非励磁の状態では、第２オリフィス５２、７２がアウタバルブ４６、６６によってそれぞれ閉じられているので、各コマンド室４３ｂ、６３ｂに燃料圧力が閉じ込められる。それにより、コマンドピストン４４、６４が燃料噴射弁２５の先端側に押し出され、それに伴って、ニードル保持軸４４ａ、６４ａがニードル３２、３３を押し込んで噴孔３９、４０が閉じられる。これらの状態ではいずれの燃料も噴射されない。
【００２８】
一方、ソレノイドコイル４８、６８が励磁された場合には、図３に示すようにアウタバルブ４６、６６がソレノイドコイル４８、６８に引き寄せられ、第２オリフィス５２、７２が開いてコマンド室４３ｂ、６３ｂの燃料が低圧燃料通路５３、７３にそれぞれ流出する。これにより、コマンド室４３ｂ、６３ｂの圧力が低下してニードル３２、３３を燃料噴射弁２５の先端側に押し付ける力が低下する。その結果、ニードル３２、３３がそれらのピストンフランジ３２ａ、３３ａに作用する燃料の圧力で燃料噴射弁２５の後端部へと押し込まれて噴孔３９、４０が開口する。これにより、第１噴孔３９からはＧＴＬ燃料が、第２噴孔４０からは軽油がそれぞれ噴射される。噴孔３９、４０からの燃料の噴射量はソレノイドコイル４８、６８に励磁電流を供給する時間長（ＰＷＭ制御の場合はオンデューティー比）を変化させることにより適宜に調整することができる。しかも、第１ソレノイドコイル４８及び第２ソレノイドコイル６８への励磁電流の供給を互いに独立して変化させることにより、噴孔３９、４０のそれぞれからの燃料の噴射時期を独立して設定することができ、更には燃料の噴射量の比率（以下、噴射比率と呼ぶ。）も変化させることができる。
【００２９】
次に、図４を参照して増圧機構２６の詳細を説明する。図４は増圧機構２６の構成を模式的に示すとともに、気筒２毎に設けられた増圧機構２６の相互の接続関係及びこれらの増圧機構２６と燃料噴射弁２５等の他の構成との接続関係を模式的に示している。増圧機構２６はコモンレール２３から供給されるＧＴＬ燃料の圧力を利用して、フィードポンプ２２から送られる軽油の圧力を昇圧する。
【００３０】
この昇圧機能を実現するため、増圧機構２６は増圧シリンダ８１と、その増圧シリンダ８１の内部に摺動自在に収容された増圧ピストン８２と、ＧＴＬ燃料の供給及びその停止を切り替える電磁駆動式の制御弁８３とを備えている。増圧ピストン８２はピストン部８２ａと、そのピストン部８２ａの一端に同軸に配置された加圧プランジャ８２ｂとを有している。増圧シリンダ８１は、増圧ピストン８２のピストン部８２ａにより、第１圧力室８１ａ及び第２圧力室８１ｂにそれぞれ区分されている。更に、第２圧力室８１ｂには増圧室８１ｃが接続され、その増圧室８１ｃに加圧プランジャ８２ｂが嵌め合わされている。増圧室８１ｃの内径は第１圧力室８１ａのそれよりも十分に小さい。よって、増圧ピストン８２のピストン部８２ａの面積と比較して加圧プランジャ８２ｂの面積も十分に小さい。増圧室８１ｃには、その容積が拡大する方向に増圧ピストン８２を付勢するリターンスプリング８９が設けられている。
【００３１】
増圧機構２６には、コモンレール２３と第１圧力室８１ａとを接続して高圧のＧＴＬ燃料を第１圧力室８１ａに導くための第１高圧燃料通路８５と、デリバリパイプ２４と増圧室８１ｃとを接続して低圧の軽油を増圧室８１ｃに導くための低圧燃料通路８６とが設けられている。第１高圧燃料通路８５は途中で分岐されており、その分岐路８５ａは燃料噴射弁２５の第１高圧燃料通路５０に通じている。即ち、燃料ポンプ２１にて昇圧されたＧＴＬ燃料はコモンレール２３及び第１高圧燃料通路８５を通じて燃料噴射弁２５に供給されるから、コモンレール２３及び第１高圧燃料通路８５によって本発明に係る第１供給手段が構成される。低圧燃料通路８６にて導かれた低圧の軽油は逆止弁８７を介して増圧室８１ｃに導かれる。逆止弁８７は増圧室８１ｃから低圧燃料通路８６への軽油の逆流を阻止できる向きで設けられている。増圧室８１ｃには第２高圧燃料通路８８が接続されており、その第２高圧燃料通路８８は燃料噴射弁２５の第２高圧燃料通路７０に通じている。即ち、増圧機構２６にて昇圧された軽油は第２高圧燃料通路８８を通じて燃料噴射弁２５に供給されるから、第２高圧燃料通路８８にて本発明に係る第２供給手段が構成される。
【００３２】
このような構成により、高圧のＧＴＬ燃料が第１圧力室８１ａに導かれて各増圧機構２６の第１圧力室８１ａの圧力が高まると増圧ピストン８２がリターンスプリング８９のばね力に打ち勝って押し下げられる。増圧ピストン８２の押し下げにより加圧プランジャ８２ｂが増圧室８１ｃの容積を縮小する。増圧室８１ｃは低圧の軽油で満たされているので、増圧室８１ｃ内の軽油は加圧プランジャ８２ｂによって昇圧された状態で燃料噴射弁２５の第２高圧通路７０へ導かれる。軽油の昇圧に利用したＧＴＬ燃料の一部は第２圧力室８１ｂにリークし、そのリークしたＧＴＬ燃料はリーク通路９５を介してリターン配管１８に戻される。また、プランジャ８２ｂの加圧によりリークした軽油はリーク通路９６を介してリターン配管１９に戻される。
【００３３】
本形態の燃料噴射装置２０は、軽油の昇圧に利用した高圧のＧＴＬ燃料を他の増圧機構２６で再利用するため、昇圧時期が隣り合う二つの増圧機構２６の第１圧力室８１ａ同士が接続通路９０Ａ〜９０Ｄにて結ばれている。軽油の昇圧時期は、各気筒２に対する燃料噴射時期の到来前に合うように設定されている。つまり、各気筒２に対する燃料噴射時期の順番と同様に、＃１、＃３、＃４、＃２、＃１・・・の順序で軽油が昇圧される。従って、接続通路９０Ａは＃１の気筒２に設けられた増圧機構２６の第１圧力室８１ａと＃３の気筒２に設けられた増圧機構２６の第１圧力室８１ａとを結んでおり、接続通路９０Ｂは＃３の気筒２に設けられた増圧機構２６の第１圧力室８１ａと＃４の気筒２に設けられた増圧機構２６の第１圧力室８１ａとを結んでおり、接続通路９０Ｃは＃４の気筒２に設けられた増圧機構２６の第１圧力室８１ａと＃２の気筒２に設けられた増圧機構２６の第１圧力室８１ａとを結んでおり、接続通路９０Ｄは＃２の気筒２に設けられた増圧機構２６の第１圧力室８１ａと＃１の気筒２に設けられた増圧機構２６の第１圧力室８１ａとを結んでいる。各接続通路９０Ａ〜９０Ｄには開閉手段としての電磁駆動式の開閉弁９１Ａ〜９１Ｄが設けられている。
【００３４】
軽油の昇圧は、各増圧機構２６の制御弁８３と各開閉弁９１Ａ〜９１Ｄとが連動するように操作されることにより実現される。例えば、＃１の気筒２の燃料噴射時期の到来前に、開閉弁９１Ｄを開いて利用済みのＧＴＬ燃料を＃１の気筒２に設けられた増圧機構２６の第１圧力室８１ａに導いてから開閉弁９１Ｄを閉じる。開閉弁９１Ｄにて接続通路９０Ｄが閉鎖された状態で、＃１の気筒２に設けられた増圧機構２６の制御弁８３を開いて、コモンレール２３に蓄えられた高圧のＧＴＬ燃料を第１圧力室８１ａに導いて軽油の昇圧を行う。その昇圧が終了したら、今度は、開閉弁９１Ａを開いて利用済のＧＴＬ燃料を＃３の気筒２に設けられた増圧機構２６の第１圧力室８１ａに導いてから開閉弁９１Ａを閉じる。以後同様に、開閉弁９１Ａにて接続通路９０Ａが閉鎖された状態で＃３の気筒２に設けられた増圧機構２６の制御弁８３を開いて、コモンレール２３に蓄えられた高圧のＧＴＬ燃料を第１圧力室８１ａに導いて軽油の昇圧を行う。その昇圧が終了したら、開閉弁９１Ｂを開いて利用済みのＧＴＬ燃料を＃４の気筒に設けられた増圧機構２６の第１圧力室８１ａに導いてから開閉弁９１Ｂを閉じる。・・・このようにして、順次、増圧機構２６の昇圧動作に連動して各開閉弁９１Ａ〜９１Ｄを操作することにより、増圧機構２６の相互間で昇圧に利用したＧＴＬ燃料を再利用することができる。
【００３５】
以上の構成を持つ燃料噴射装置２０は、図１に示したエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１００にて制御される。ＥＣＵ１００はエンジン１の運転状態を制御するためのコンピュータユニットとして構成されている。ＥＣＵ１００は、エアフローメータ７から出力される吸入空気量に対応した信号、クランク角センサ１０１から出力されるクランク角及びエンジン回転数（回転速度）に対応した信号、アクセル開度センサ１０２から出力されるアクセルペダルの開度に対応した信号等を参照して各種の演算を実行し、その演算結果に従って吸気絞り弁８、ＥＧＲ弁１２、燃料噴射弁２５といった制御対象装置を操作することによりエンジン１の運転状態を目標とする状態に制御する。
【００３６】
燃料噴射弁２５の燃料噴射動作を制御するため、ＥＣＵ１００には第１コイル駆動回路１０３及び第２コイル駆動回路１０４が接続されている。なお、図１では一組のコイル駆動回路１０３、１０４のみを示したが、コイル駆動回路１０３、１０４は燃料噴射弁２５毎に１組ずつ設けられている。第１コイル駆動回路１０３は、ＥＣＵ１００からの指示に従って、不図示の電源から燃料噴射弁２５の第１ソレノイドコイル４８への励磁電流の供給及び供給停止を切り替え、第２コイル駆動回路１０４は、ＥＣＵ１００からの指示に従って、電源から燃料噴射弁２５の第２ソレノイドコイル６８への励磁電流の供給及び供給停止を切り替える。これにより、燃料噴射弁２５の第１駆動機構３４にて第１ニードル３２を開閉駆動すれば、第１弁室３６に導かれたＧＴＬ燃料がバルブ本体３１の第１噴孔３９から噴射され、第２駆動機構３５にて第２ニードル３３を開閉駆動すれば、第２弁室３７に導かれた軽油が同一のバルブ本体３１の第２噴孔４０から噴射される。これにより、２種類の異なる燃料を互いに独立して噴射することができる。一回の燃料噴射時期における第１燃料と第２燃料との噴射比率はエンジン１の運転状態に応じて適宜定めてよい。例えば、エンジン１の高負荷低回転の領域において軽油の噴射比率が最大となり、その領域から離れるほどＧＴＬ燃料の噴射比率が大きくなるように制御することができる。
【００３７】
また、増圧機構２６による昇圧動作を制御するため、ＥＣＵ１００はクランク角センサ１０１の出力信号を参照して、各気筒２に対する燃料噴射時期の到来前に合わせて上述した順序で軽油が昇圧されるように各制御弁８３及び各開閉弁９１Ａ〜９１Ｄをそれぞれ操作する。その結果、こうした再利用を実施しない場合に比べて、ＧＴＬ燃料を昇圧する燃料ポンプ２１の吐出流量を低減できるから、ＧＴＬ燃料と軽油とをそれぞれ昇圧するための効率が向上する。
【００３８】
本発明は上述した形態に限ることなく、適宜の形態にて実施することができる。本発明は、ＧＴＬ燃料と軽油とを利用する例に限らず、２種類の燃料を利用する限りにおいて適宜の燃料噴射装置に適用することができる。内燃機関の形式はディーゼルエンジンに限らず、例えば、２種類の燃料を利用する筒内直接噴射式の火花点火型のエンジン等に適用することもできる。
【００３９】
上述した形態では、燃料噴射時期が隣り合う二つの気筒２に対して設けられた増圧機構２６の第１圧力室８１ａ同士を接続通路９０Ａ〜９０Ｄで結んでいるが昇圧時期が相違するものであれば十分である。例えば、３気筒以上の内燃機関に本発明の燃料噴射装置を適用する場合には、燃料噴射時期が互いに隣り合わない二つの気筒に対して設けられた二つの増圧機構の圧力室同士を接続通路にて結んでもよい。この場合においても増圧機構相互間で一方の燃料の昇圧に用いた燃料を他方の燃料の昇圧に再利用することができる。上述した形態の開閉弁９１Ａ〜９１Ｄは開閉手段の一例にすぎない。従って、燃料ポンプにて加圧された燃料が接続通路を通じて二つの増圧機構の圧力室に同時に導入されることを阻止できるように増圧機構の昇圧動作に連動して接続通路を開閉するものであれば如何なる構成で開閉手段を実現してもよい。
【００４０】
増圧機構と燃料噴射弁とは一体化されてもよいし別体であってもよい。例えば、図２及び図３に示した燃料噴射弁２５のバルブ本体３１に増圧機構２６を内蔵させて実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一形態に係る燃料噴射装置が適用された内燃機関を示す図。
【図２】燃料噴射弁の閉弁状態における断面模式図。
【図３】燃料噴射弁の開弁状態における断面模式図。
【図４】増圧機構の構成を模式的に示すとともに、増圧機構の相互の接続関係及び増圧機構と燃料噴射弁等の他の構成との接続関係を模式的に示した図。
【符号の説明】
【００４２】
１  多気筒内燃機関
２  気筒
２０  燃料噴射装置
２１  燃料ポンプ
２３  コモンレール（第１供給手段）
２５  燃料噴射弁
２６  増圧機構
３１  バルブ本体
３２  第１ニードル（第１弁体）
３３  第２ニードル（第２弁体）
３４  第１駆動機構
３５  第２駆動機構
３６  第１弁室
３７  第２弁室
３８  隔壁
３９  第１噴孔
４０  第２噴孔
８１ａ  第１圧力室（圧力室）
９０Ａ〜９０Ｄ  接続通路
９１Ａ〜９１Ｄ  開閉弁（開閉手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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