CN107923351A - 燃料供给*** - Google Patents

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Abstract

燃料供给***(100)能够将DME箱(190)中贮存的作为液化气体燃料的DME和轻油箱(90)中贮存的作为液体燃料的轻油供给到内燃机(150)。燃料供给***(100)具备供给燃料***(20)和返回燃料***(30)。供给燃料***(20)将从DME箱(190)和轻油箱(90)分别送出的DME和轻油进行混合，并将它们的混合燃料供给到内燃机(150)。返回燃料***(30)使供给至内燃机(150)的混合燃料中的在该发动机(150)中未使用于燃烧的一部分混合燃料返回到DME箱(190)和轻油箱(90)中的DME箱(190)。

Description

燃料供给***
关联申请的相互参照
本申请基于2015年8月17日申请的日本专利申请号2015-160527号，在此引用其记载内容。
技术领域
本公开涉及一种向发动机供给液化气体燃料和液体燃料的燃料供给***。
背景技术
在专利文献1中公开了将作为液化气体燃料的二甲醚(DME)和作为液体燃料的轻油供给到发动机的燃料控制***。在专利文献1的燃料控制***中，在燃料***的多个部位设置有电子控制开关。通过利用这些多个电子控制开关来切换燃料***的流路，燃料控制***能够将DME和轻油中的一方供给到发动机。
本申请的发明人着眼于将液化气体燃料与液体燃料的混合燃料供给到发动机的优点。例如在供给混合燃料的情况下，与仅供给液体燃料的情况相比，从发动机排出的烟雾量(Smoke)降低。另外，在供给混合燃料的情况下，与仅供给液化气体燃料的情况相比，在发动机的泵等处产生的泄漏燃料降低。
在专利文献1中，在发动机中未使用于燃烧的返回燃料被排出的配管经过向发动机供给轻油的配管来与轻油箱连接。因此，如果将液化气体燃料与液体燃料混合后供给到发动机，则成为返回燃料的一部分混合燃料有可能经由多个配管还返回到轻油箱。为了防备这种事态，轻油箱不得不设置成能够经得住液化气体燃料的蒸气压的构造。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：中国实用新型第201687585号说明书
发明内容
本公开的目的在于提供一种燃料供给***，即使能够将混合燃料供给到发动机，也可以不将液体燃料箱设为能够经得住液化气体燃料的蒸气压的构造。
根据本公开的一方式，燃料供给***是一种能够向发动机供给气体燃料箱中贮存的液化气体燃料和液体燃料箱中贮存的液体燃料的燃料供给***，具备：供给燃料***，将从气体燃料箱和液体燃料箱分别送出的液化气体燃料和液体燃料进行混合，并将它们的混合燃料供给到发动机；以及返回燃料***，使供给至发动机的混合燃料中的在该发动机中未使用于燃烧的一部分混合燃料返回到气体燃料箱和液体燃料箱中的气体燃料箱。
供给至发动机的混合燃料中的在发动机中未使用于燃烧的一部分混合燃料返回到气体燃料箱和液体燃料箱中的气体燃料箱。因此，液化气体燃料不返回到液体燃料箱。由此，即使是将液化气体燃料和液体燃料的混合燃料供给到发动机的燃料供给***，液体燃料箱也可以不是能够经得住液化气体燃料的蒸气压的构造。
另外，根据本公开的其它方式，设为还具备混合比例控制部的燃料供给***，该混合比例控制部对经过供给燃料***向发动机供给的混合燃料中的液化气体燃料与液体燃料的混合比例进行调整。
这样，在一部分混合燃料返回到气体燃料箱的方式中，气体燃料箱内的燃料中的液化气体燃料与液体燃料的比例逐渐变化。但是，根据混合比例控制部的控制，即使气体燃料箱内的燃料的混合比例发生变化，向内燃机供给的混合燃料的混合比例也被适当调整，能够稳定地维持为不使废气的排放水平恶化的值。由此，不仅能够避免将液体燃料箱设置成耐压构造，还能够良好地维持废气的排放水平。
附图说明
关于本公开的上述目的及其它目的、特征、优点通过参照附图进行的下述的详细描述，会变得更明确。
图1是表示本公开的一实施方式的燃料供给***的整体结构的图。
图2是表示在控制装置中构建的功能块的详情的图。
图3是表示由控制装置的处理器实施的处理的流程图。
具体实施方式
图1所示的基于本公开的一实施方式的燃料供给***100与内燃机150、DME箱190以及轻油箱90等一起搭载于车辆。燃料供给***100能够将DME箱190中贮存的二甲醚(DME)与轻油箱90中贮存的轻油进行混合，并将它们的混合燃料供给到内燃机150。
内燃机150具体是柴油机，是能够将DME和轻油用作燃料的双燃料类型的多缸(例如直列四缸)发动机。内燃机150将从配置于各缸的直喷式喷射器140喷射的燃料在各缸内进行压缩，能够将在各燃烧室151中通过压缩来燃烧的燃料的热能变换为动力。在内燃机150中设置有供给泵120、共轨(Common rail)130、EGR(Exhaust Gas Recirculation：废气再循环)***160以及上述的喷射器140。
供给泵120例如是柱塞泵等，由内燃机150进行驱动。在供给泵120的泵壳体中形成有加压室、使燃料流入加压室的吸入流路、使燃料从加压室流出的喷出流路等。供给泵120将从燃料供给***100供给的混合燃料在加压室内通过利用内燃机150的动力来往复位移的柱塞进行加压，并向共轨130加压输送。
在供给泵120中设置有泄漏燃料排出口122和供料压力传感器123。泄漏燃料排出口122将从柱塞周围的间隙等漏出的泄漏燃料排出到供给泵120的外部。供料压力传感器123对在壳体内的吸入流路中流通的混合燃料的压力进行测量。
共轨130是由铁钢材等金属材料形成的管状构件。共轨130通过高压燃料配管121来与供给泵120连接。共轨130将在供给泵120处加压后的混合燃料在维持压力的状态下蓄积。共轨130经由分配配管131来与各喷射器140连接，向各喷射器140供给混合燃料。
在共轨130中设置有调压阀132、轨压力传感器(Rail pressure sensor)133以及轨温度传感器(Rail temperature sensor)134。调压阀132在共轨130内的燃料压力超过规定的上限压力的情况下开阀，将蓄积的混合燃料的一部分排出到共轨130的外部。轨压力传感器133对共轨130内的燃料压力进行测量。轨温度传感器134对共轨130内的燃料温度进行测量。
喷射器140将经过共轨130供给的混合燃料供给到内燃机150的各缸。喷射器140通过***到形成于内燃机150的头部的贯通孔，使喷孔暴露于燃烧室151。喷射器140基于从后述的控制装置50输入的控制信号，从暴露于燃烧室151的喷孔喷射混合燃料。
喷射器140具有剩余燃料排出部141。剩余燃料排出部141将在喷射器140中产生的剩余燃料排出到喷射器140的外部。喷射器140的剩余燃料是从共轨130供给的混合燃料中的未从喷孔喷射的燃料。具体地说，从喷射器140的背压室排出的燃料以及经过形成于滑动部分的空隙漏出的泄漏燃料等成为剩余燃料。
EGR***160包括将内燃机150的排气管与吸气管进行连接的EGR管以及设置于EGR管的EGR阀等。EGR***160使在排气管中流通的废气的一部分回流到吸气管。EGR阀能够对向吸气管回流的废气的流量进行调整。
在内燃机150中，作为用于检测该内燃机(发动机)的状态的传感器，设置有缸内压传感器152、水温传感器153以及曲柄速度传感器156等。缸内压传感器152对燃烧室151的压力进行测量。水温传感器153对在形成于各缸的周围的冷却水路中流动的冷却水的温度进行测量。曲柄速度传感器156对作为内燃机150的输出轴的曲柄轴155的角速度进行检测。
DME箱190能够将作为液化气体燃料的一种的DME作为向内燃机150供给的燃料进行贮存。DME箱190内的DME通过以与燃料蒸气压相应的压力被加压来液化。因此，DME箱190被设为能够经得住DME的蒸气压的耐压构造。DME箱190的容积大于轻油箱90的容积，具体地说，被规定为轻油箱90的二倍左右。在DME箱190中设置有填充口191。DME加油机(Dispenser)的填充喷嘴以气密状态连接于填充口191，由此能够实现从DME加油机向DME箱190的DME的供油。
轻油箱90能够将作为液体燃料的一种的轻油作为向内燃机150供给的燃料来进行贮存。轻油箱90未被设为如DME箱190那样的耐压构造。在轻油箱90中设置有供油口91和空气导入阀92。通过供油装置的供油喷嘴***到供油口91，能够实现从供油装置向轻油箱90的轻油的供油。空气导入阀92能够在防止雨水、异物等混入的同时从轻油箱90的外部向内部导入空气。因此，即使轻油箱90内的轻油被消耗，轻油箱90的内部的压力也维持为规定的压力。
接着，说明燃料供给***100的结构。燃料供给***100包括供给燃料***20、返回燃料***30、DME供料泵110、轻油供料泵10、多个传感器以及控制装置50等。
供给燃料***20将从轻油箱90和DME箱190各自送出的DME和轻油进行混合，并将它们的混合燃料供给到内燃机150。供给燃料***20包括液体燃料配管21、气体燃料配管23、混合燃料配管26等。液体燃料配管21在轻油箱90内与轻油供料泵10连接，形成使轻油箱90的轻油流通的液体燃料供给路21a。在液体燃料配管21中设置有防止轻油向轻油箱90的逆流的逆止阀22。
气体燃料配管23在DME箱190内与DME供料泵110连接，形成使DME箱190的DME流通的气体燃料供给路23a。在气体燃料配管23中设置有防止DME向DME箱190的逆流的逆止阀24。气体燃料配管23与液体燃料配管21连接。气体燃料配管23与液体燃料配管21的连接部分形成液体燃料供给路21a和气体燃料供给路23a合流的合流部25。
混合燃料配管26与内燃机150的供给泵120连接。混合燃料配管26形成使混合燃料从合流部25向内燃机150流通的混合燃料供给路26a。在混合燃料配管26的中间且在合流部25与供给泵120之间设置有共用燃料过滤器27。共用燃料过滤器27具备对供料压力的耐压性。共用燃料过滤器27能够在供料压力作用的状态下去除在DME和轻油各自中混入的异物。
返回燃料***30使供给至内燃机150的混合燃料中的在该内燃机中未使用于燃烧的一部分燃料(以下为返回燃料)返回到DME箱190和轻油箱90中的DME箱190。返回燃料***30仅向DME箱190返回返回燃料，不向轻油箱90返回返回燃料。返回燃料***30包括喷射器排出燃料配管33、泵排出燃料配管35以及返回配管31等。
喷射器排出燃料配管33连接于各喷射器140的剩余燃料排出部141、以及设置于返回配管31的合流部34。喷射器排出燃料配管33形成使从各剩余燃料排出部141排出的喷射器140的剩余燃料流通到返回配管31的燃料流路。
泵排出燃料配管35连接于供给泵120的泄漏燃料排出口122、以及设置于返回配管31的合流部36。泵排出燃料配管35形成使从泄漏燃料排出口122排出的供给泵120的泄漏燃料流通到返回配管31的燃料流路。
返回配管31形成使从共轨130、喷射器140以及供给泵120排出的混合燃料仅流通到DME箱190的返回燃料流路31a。返回配管31的入口部分32a与共轨130的调压阀132连接。返回配管31的出口部分32b仅与两个燃料箱中的DME箱190连接。在返回配管31的中间设置有与各排出燃料配管33、35连接的合流部34、36。在返回燃料流路31a中，除了流入通过调压阀132的开阀而从共轨130排出的混合燃料以外，还流入在各排出燃料配管33、35中流通的泄漏燃料等。返回燃料流路31a使DME和轻油这两方流通到DME箱190。因此，在DME箱190中贮存DME和轻油这两方。另一方面，DME和轻油均不回流到轻油箱90。
DME供料泵110是配置于DME箱190的内部的电动泵。DME供料泵110使用电动马达的动力来吸入DME箱190中贮存的DME，并向内燃机150喷出。由DME供料泵110施加了供料压力的DME经过液体燃料供给路21a和混合燃料配管26被加压输送至供给泵120。DME供料泵110即使在DME中混有轻油的情况下也能够进行燃料的喷出。对于DME供料泵110，利用从控制装置50输入的控制信号对电动马达的转速进行控制。由DME供料泵110施加到DME的供料压力被设定为使DME能够维持液体的状态的压力(例如3MPa左右)。
轻油供料泵10是配置于轻油箱90的内部的电动泵。轻油供料泵10使用电动马达的动力来吸入轻油箱90中贮存的轻油，并向内燃机150喷出。由轻油供料泵10施加了供料压力的轻油通过液体燃料供给路21a和混合燃料配管26被加压输送至供给泵120。对于轻油供料泵10，利用从控制装置50输入的控制信号对电动马达的转速进行控制。由轻油供料泵10施加到轻油的供料压力与由DME供料泵110施加到DME等的供料压力一致。
在燃料供给***100中，设置有轻油温度传感器71、DME温度传感器72、各供料泵的转速传感器73、74、DME压力传感器76、轻油燃料计78以及DME燃料计79。这些传感器与控制装置50电连接，向控制装置50输出检测结果。
轻油温度传感器71安装于轻油箱90的底壁。轻油温度传感器71例如具备根据温度改变电阻值的热敏电阻等。轻油温度传感器71向控制装置50输出与轻油箱90内的轻油的温度相应的电信号。DME温度传感器72安装于DME箱190的底壁。与轻油温度传感器71同样地，DME温度传感器72例如具备热敏电阻等。DME温度传感器72向控制装置50输出与DME箱190内的DME的温度相应的电信号。
转速传感器73设置于轻油供料泵10。转速传感器73向控制装置50输出与轻油供料泵10的转速相应的电信号。转速传感器74设置于DME供料泵110。转速传感器74向控制装置50输出与DME供料泵110的转速相应的电信号。
DME压力传感器76与DME温度传感器72一起安装于DME箱190的底壁。DME压力传感器76具备接受压力的金属制的隔膜部、以及将起因于压力的隔膜部的变形变换为电信号的应变仪等。DME压力传感器76向控制装置50输出与DME箱190内的燃料压力相应的电信号。
轻油燃料计78和DME燃料计79是通过使用磁电变换元件或可变电阻器检测追随液面而上下移动的浮标的位置来测量各箱90、190中的燃料的余量的传感器。轻油燃料计78位于轻油箱90内，安装于轻油供料泵10或轻油箱90的壁面。由轻油燃料计78测量出的与轻油箱90内的轻油的余量相应的测量值作为电信号被控制装置50所获取。DME燃料计79位于DME箱190内，安装于DME供料泵110或DME箱190的壁面。由DME燃料计79测量出的与DME箱190内的DME的余量相应的测量值作为电信号被控制装置50所获取。
控制装置50是对内燃机150的喷射器140及供给泵120以及燃料供给***100的各供料泵10、110等综合地进行控制的控制单元。控制装置50是以具有处理器55、RAM 56、快闪存储器57等的微型计算机为主体来构成的。在控制装置50中，除了输入部51和输出部52以外，还设置有电源电路、输入信号处理电路、控制信号处理电路、通信电路等。此外，在图1中省略了控制装置50与各结构的电连接的图示。
处理器55能够执行与快闪存储器57中存储的程序有关的各种运算处理。RAM 56作为处理器55的运算处理的作业区域发挥功能。快闪存储器57是保存程序和映射图等信息的非过渡性实体存储介质(Non-transition entities storage)。输入部51与设置于内燃机150和燃料供给***100的大量传感器连接。由输入信号处理电路对从各传感器输入到输入部51的信号进行处理。输出部52与各喷射器140、供给泵120、各供料泵10、110等连接。由控制信号处理电路生成的控制信号从输出部52向各致动器输出。
以上的控制装置50通过处理器55中的程序的执行来将图2所示的喷射控制部61、燃料余量获取部62、EGR控制部63、混合比例计算部66、混合比例设定部67以及泵控制部68等构建为功能块。下面，基于图1和图2说明各功能块的详情。
喷射控制部61对从各喷射器140喷射的混合燃料的喷射量进行控制。喷射控制部61根据混合燃料中的DME与轻油的混合比例调整喷射期间，由此能够使喷射量增减。具体地说，喷射控制部61基于加速踏板的操作量等来设定对内燃机150要求的转矩。喷射控制部61能够参照规定了与要求转矩相应的DME和轻油各自的喷射量的控制映射图。喷射控制部61基于EGR率、冷却水温以及混合燃料的混合比例等信息以及两个控制映射图来设定向各喷射器140输出的控制信号的脉宽，使得向燃烧室151供给产生要求转矩所需的量的混合燃料。
燃料余量获取部62获取轻油箱90和DME箱190的各燃料余量。燃料余量获取部62基于从轻油燃料计78输出的测量值来计算轻油箱90中残留的轻油的余量。燃料余量获取部62基于从DME燃料计79输出的测量值来计算DME箱190中残留的DME的余量。
EGR控制部63根据内燃机150的运转状态控制EGR***160中的EGR阀的开度。EGR控制部63设定EGR率，使得内燃机150的燃烧状态维持为期望的状态。EGR控制部63控制EGR阀的开度使得实现所设定的EGR率，由此对向吸气***回流的排出气体的量进行调整。
混合比例计算部66计算混合燃料中的DME与轻油的混合比例。以下的说明中的混合比例是混合燃料中的DME与轻油的体积比。混合比例计算部66能够利用后述的多个方法计算混合燃料的混合比例。混合比例计算部66通过并用多个方法来能够提高混合比例的计算精度。
混合比例设定部67设定由内燃机150要求的目标混合比例。混合比例设定部67能够基于轻油箱90中的轻油的余量和DME箱190中的DME的余量设定目标混合比例，使得在维持利用混合燃料的内燃机150的运行的同时使车辆的续航距离最长。例如在轻油箱90和DME箱190各自中各燃料填充至最多的情况下，能够根据各箱90、190的容积比来将目标混合比例的基准值设定为约2:1。另外，混合比例设定部67在DME的余量变为少量的情况下，能够降低混合燃料中的DME的比例。
泵控制部68通过对轻油供料泵10和DME供料泵110一起进行控制，对向内燃机150供给的混合燃料中的DME与轻油的混合比例进行调整。泵控制部68进行轻油供料泵10和DME供料泵110中的各喷出流量的反馈控制，使得由混合比例计算部66计算的混合比例成为由混合比例设定部67设定的目标混合比例。另外，泵控制部68随着目标混合比例中的DME燃料的比例增加，通过各供料泵10、110的协调控制，能够进行使向内燃机150供给的混合燃料的流量增加的控制。这是因为，由于DME的能量密度低于轻油的能量密度，混合燃料中的DME的比例越高，则混合燃料的能量密度越低。
关于由以上的泵控制部68实施的供料泵控制处理的详情，基于图3的流程图并参照图1、图2进行说明。供料泵控制处理是基于通过车辆的点火装置切换为接通状态来内燃机150被启动这一情况而由控制装置50的泵控制部68反复开始的。泵控制部68持续进行供料泵控制处理，直到内燃机150停止为止。
在S101中，读入由混合比例设定部67设定的最新的目标混合比例，进入S102。在S102中，读入由混合比例计算部66计算的混合比例的检测值，进入S103。
在S103中，判定在S102中读入的混合比例的检测值是否脱离了在S101中读入的目标值。具体地说，在S103中，判定混合比例的检测值与目标值之差是否超过了预先设定的阈值。在S103中，在检测值与目标值之差为阈值以下的情况下，视为混合比例按照目标被控制，使各供料泵10、110继续当前的工作。另一方面，在S103中，在检测值与目标值之差超过阈值的情况下，进入S104。
在S104中，为了使混合比例接近目标值，实施对各供料泵10、110的转速进行调整的处理。具体地说，在轻油的混合比例低于目标值的情况下，轻油供料泵10的转速变高，在DME的混合比例低于目标值的情况下，DME供料泵110的转速变高。通过如以上那样的反馈控制，向内燃机150供给的混合燃料的混合比例追随目标混合比例。
接着，关于由混合比例计算部66实施的混合比例的检测方法的详情，按顺序进行说明。
<低压检测法>
混合比例计算部66能够根据在从各箱90、190到供给泵120入口的低压区间检测的信息等计算混合比例。在这种低压检测法中，混合比例计算部66估计从轻油供料泵10喷出的轻油的流量和从DME供料泵110喷出的喷出燃料的流量及混合比例。然后，混合比例计算部66能够基于各燃料流量和喷出燃料的混合比例计算向内燃机150供给的混合燃料中的混合比例。
详细地进行说明，轻油供料泵10的效率根据燃料温度而变化，另一方面，如果燃料温度一定，则实质上维持同一值。因此，混合比例计算部66能够基于由轻油温度传感器71检测的轻油温度、由转速传感器73检测的轻油供料泵10的转速以及由供料压力传感器123检测的供料压力估计轻油供料泵10的喷出流量。
另外，如果供料压力维持为一定，则混合比例计算部66能够根据从供给泵120加压输送的高压燃料的流量与轻油供料泵10的喷出流量的差分计算DME供料泵110的喷出流量。高压燃料的流量与每单位时间从喷射器140喷射的燃料量大致相同。混合比例计算部66为了计算喷射器140的喷射量，从轨压力传感器133和轨温度传感器134获取共轨130内的高压燃料的压力和温度，并且获取由喷射控制部61设定的控制信号的脉宽。混合比例计算部66能够基于计算出的喷射量估计高压燃料的流量，进而能够估计DME供料泵110的喷出流量。
在此，DME供料泵110的效率根据混入DME中的轻油的比例而变化。这是因为，从DME供料泵110内部的空隙渗出的每单位时间的燃料量根据混合燃料的粘性而增减。混合比例计算部66获取由DME温度传感器72检测的燃料温度、由DME压力传感器76检测的燃料压力以及由转速传感器74检测的DME供料泵110的转速。混合比例计算部66能够基于这些燃料温度、燃料压力以及转速这样的工作条件信息和估计出的DME供料泵110的喷出流量计算当前的DME供料泵110的效率。
混合比例计算部66针对DME和轻油分别预先存储有表示燃料温度、燃料压力以及转速这样的工作条件与泵的效率之间的相关性的两个效率映射图。混合比例计算部66能够通过将当前的DME供料泵110的工作条件及效率与两个效率映射图进行比较，来估计当前的喷出燃料的混合比例。其结果，混合比例计算部66能够得出从DME供料泵110喷出的DME和轻油各自的流量。因而，混合比例计算部66能够获取向供给泵120供给的混合燃料中的DME与轻油的混合比例。
<高压检测法>
混合比例计算部66能够根据在从供给泵120出口到各喷射器140的高压区间检测的信息计算混合比例。在这种高压检测法中，混合比例计算部66能够基于向内燃机150供给的混合燃料的体积弹性系数E计算混合比例。这是因为，混合燃料的体积弹性系数E随着DME的比例增加而减小。
详细地进行说明，通过喷射器140的燃料喷射而在高压区间产生的压力变化ΔP与体积变化ΔV之间存在下述的式1所示的相关性。
ΔP＝E×ΔV/V···(1)
在上述的式1中，V是高压区间的容积，是预先存储的特定的值。具体地说，高压区间的容积V为形成于各喷射器140的燃料流路的容积、分配配管131的容积、共轨130的容积、高压燃料配管121的容积以及供给泵120的喷出流路的容积的总和。
混合比例计算部66针对DME和轻油分别预先存储有表示与燃料温度及压力相对的体积弹性系数的值的两个相关性映射图。混合比例计算部66能够根据由轨压力传感器133检测的共轨130内的压力的变化获取通过燃料喷射所产生的压力变化ΔP。另外，混合比例计算部66能够基于由各传感器133、134检测的混合燃料的压力及温度以及由喷射控制部61设定的控制信号的脉宽，获取喷射器140的喷射量即在高压区间产生的体积变化ΔV。
通过使上述的式1变形，体积弹性系数E如下述的式2所示。
E＝ΔP/ΔV×V···(2)
使用上述式2，混合比例计算部66计算当前的体积弹性系数E。然后，混合比例计算部66能够根据预先存储的两个相关性映射图得出在由轨温度传感器134检测的当前的燃料温度下使得成为所计算出的体积弹性系数E的混合比例。
<转矩检测法>
作为转矩检测法，混合比例计算部66能够基于向燃烧室151供给的混合燃料的体积与通过所供给的混合燃料的燃烧而输出的转矩之间的相关性，来计算混合比例。详细地进行说明，DME和轻油各自的能量密度即每单位质量的发热量是预先确定的。因此，能够针对DME和轻油分别预先规定表示根据向燃烧室151供给的燃料质量、喷射定时、EGR率以及冷却水温等会输出的轴转矩的值的转矩映射图。此外，即使在供给了相同质量的燃料的情况下，EGR率越高则轴转矩越低。同样地，冷却水温越低，则轴转矩越低。
混合比例计算部66如在高压检测法中说明的那样能够求出喷射器140的喷射量(体积)。混合比例计算部66能够基于共轨130内的燃料温度和燃料压力，计算DME和轻油各自的密度。混合比例计算部66能够根据由曲柄速度传感器156检测的角速度的变化，估计曲柄轴155的轴转矩。混合比例计算部66能够参照预先规定的两个转矩映射图，得出能够取得以上的混合燃料的喷射量、DME和轻油的各密度以及实际的转矩值的匹配的混合比例。
<缸内压检测法>
作为缸内压检测法，混合比例计算部66能够基于混合燃料的起燃时间计算混合比例。起燃时间是在一次的燃烧周期中从开始向燃烧室151喷射混合燃料的喷射开始定时起至所喷射的混合燃料起燃为止的时间。
详细地进行说明，DME的十六烷值高于轻油的十六烷值。因此，混合燃料中的DME的混合比例越增加，则起燃定时越早。因此，能够根据起燃前的缸内压力和缸内温度以及EGR率等预先规定表示DME及轻油的混合比例与起燃时间之间的相关性的起燃时间映射图。
混合比例计算部66能够获取在向各喷射器140输出的控制信号中矩形状的脉冲上升的定时来作为喷射开始定时。除此以外，混合比例计算部66能够根据由缸内压传感器152测量的缸内压的变化，检测起燃定时。混合比例计算部66计算从喷射开始定时到起燃定时为止的起燃时间，能够基于计算出的起燃时间和预先规定的起燃时间映射图得出混合比例。
在到此为止说明的本实施方式中，在内燃机150中未消耗的返回燃料仅返回到DME箱190和轻油箱90中的DME箱190。因此，DME不返回到轻油箱90。根据以上，即使是将使DME和轻油混合而成的混合燃料供给到内燃机150的燃料供给***100，轻油箱90也可以不是能够经得住DME的高的蒸气压的构造。
其结果，轻油箱90可以是与和向内燃机仅供给轻油的燃料供给***组合的燃料箱实质上相同的结构。因此，能够抑制轻油箱90的成本。
除此以外，在本实施方式中，返回配管31的出口部分32b仅与DME箱190连接，不与供给燃料***20的燃料配管21、燃料配管23等连接。因此，能够可靠地防止DME流入轻油箱90。其结果，轻油箱90也可以不是能经得住DME的蒸气压的构造。并且，也不再发生在打开供油口91时因DME的气化所产生的压力一下子被释放的事态。
另外，在本实施方式中，轻油箱90和DME箱190这两方搭载于车辆，因此即使在车辆的当前位置附近不存在DME的供油站的情况下，也能够避免由于缺气体而不能行使的事态。除此以外，如果是如本实施方式那样从燃料供给***100供给混合燃料的方式，则仅通过与1个***相应的供给泵120、共轨130以及喷射器140等就能够向燃烧室151供给两种燃料。
并且，与将DME和轻油切换地供给的方式相比，如本实施方式那样的供给混合燃料的方式不易引起烟雾的增大、转矩的降低、燃料消耗率的恶化等。详细地说，为了输出相同的转矩，DME的喷射量需要确保轻油的喷射量的约1.9倍。因此，在将喷射器的喷孔形状设为适于DME的喷射的形状的情况下，在轻油的喷射时难以实现雾化，导致烟雾过大地排出。另外，在将喷射器的喷孔形状设为适于轻油的喷射的形状的情况下，由于燃料供给量的不足而导致转矩降低。除此以外，由于喷射期间变长而燃料消耗率容易恶化。供给混合燃料的燃料供给***100能够防止发生如以上那样的缺点。
除此以外，例如在轻油中混合2成左右的DME来燃烧的情况下，与仅使轻油燃烧的情况相比，烟雾的排出量降低至一半左右。这是因为，DME的分子中包含的氧原子通过燃烧而与碳原子结合，由此发挥抑制产生烟雾的作用。另外，由于DME的粘性低于轻油，仅将DME加压输送的供给泵的泄漏燃料的排出量相比于仅将轻油加压输送的供给泵而言达到10倍以上。但是，通过对DME混合轻油，由于轻油的粘性而泄漏燃料的排出量降低。其结果，实现内燃机150的效率提高。除此以外，在供给混合燃料的方式中，由轻油发挥润滑作用，因此实质上不需要对DME添加用于防止供给泵等的机械磨损的添加剂。
在此，在如本实施方式那样返回燃料仅返回到DME箱190的方式中，DME箱190内的燃料中的DME与轻油的比例逐渐变化。因此，向内燃机150供给的混合燃料的每单位体积的产生热量也逐渐变化。其结果，可能会因内燃机150的转矩增减而引起驾驶员感到不适感以及排气排放(Emissions)的恶化等。
但是，在本实施方式中，进行泵控制部68的反馈控制使得混合燃料中的混合比例成为目标混合比例。其结果，即使DME箱190内的DME与轻油的混合比例发生变化，向供给泵120供给的混合燃料的混合比例也被适当调整，能够稳定地维持。因而，在本实施方式中，不仅能够避免将轻油箱90设置成耐压构造，还能够可靠地防止驾驶员感到不适感的事态，且也能够良好地维持废气的排放水平。
并且，在本实施方式中，混合比例计算部66通过使用上述的多个检测法，即使不直接测量混合燃料的混合比例，也能够获取准确的混合比例。除此以外，使用于上述的多个检测法的各测量值是能够由内燃机150和燃料供给***100中通常设置的传感器组来测量的值。因此，燃料供给***100无需伴随用于获取混合比例的特殊的传感器等的追加，就能够高精度地获取混合燃料的混合比例。
除此以外，在本实施方式中，随着每单位体积的产生热量少的DME的混合比例的增加，泵控制部68能够增加向内燃机150供给的混合燃料的流量。在本实施方式中，气体燃料供给路23a和液体燃料供给路21a的压力实质上相同，因此泵控制部68通过进行使各供料泵10、110的转速均提高的控制，增加混合燃料的供给量。根据以上的控制，即使在改变了混合比例的情况下，也能够防止能够由内燃机150产生的转矩降低。
另外，在本实施方式中，混合比例设定部67能够根据轻油箱90和DME箱190的各余量调整目标混合比例。根据以上的控制，以避免仅将DME和轻油中的一方用尽的方式，维持利用混合燃料的内燃机150的运行。其结果，能够最大限度地获得通过使用混合燃料所实现的上述的优点，并且能够延长车辆的续航距离。
并且，在本实施方式中，将贮存每单位体积的产生热量少的DME的DME箱190的容量确保得比轻油箱90的容量大。根据这样的结构，燃料供给***100能够将利用混合燃料使内燃机150运行的时间确保得长。
另外，在本实施方式中，设置于混合燃料配管26的共用燃料过滤器27去除在混合燃料中混入的异物。根据这样的结构，与在液体燃料配管21和气体燃料配管23各自中设置燃料过滤器相比，能够简化供给燃料***20的构造。
并且，在本实施方式中，通过空气导入阀92来容许空气向轻油箱90内的导入。因此，即使是不仅DME不返回、连轻油也不返回的结构，轻油箱90的内压也不会随着向内燃机150的燃料供给而降低，能够大致一定地维持。如上，通过轻油箱90内的内压的维持，轻油供料泵10能够可靠地吸入轻油箱90内的轻油。其结果，从轻油供料泵10加压输送的燃料量稳定化，进而混合燃料中的混合比例也能够稳定化。如上，在轻油箱90中设置空气导入阀92的结构在将混合燃料供给到内燃机150的燃料供给***100中能够可靠地贡献于混合比例的稳定化。
此外，在本实施方式中，轻油供料泵10相当于“液体燃料泵”，泵控制部68相当于“混合比例控制部”，轻油箱90相当于“液体燃料箱”，空气导入阀92相当于“空气导入部”。另外，DME供料泵110相当于“液化气体燃料泵”，DME箱190相当于“气体燃料箱”。
(其它实施方式)
以上说明了基于本公开的一实施方式，但是本公开不是限定于上述实施方式来进行解释，在不脱离本公开的宗旨的范围内能够应用于各种实施方式和组合。
在上述实施方式中，轻油供料泵10和DME供料泵110分别收容于轻油箱90和DME箱190的内部。但是，轻油供料泵和DEM供料泵也可以分别配置于轻油箱和DME箱的外部。在这样的方式中，期望的是，轻油温度传感器和DME温度传感器配置于各供给泵的吸入口。另外，测量高压区间的温度的传感器也可以不是轨温度传感器134，也可以是设置于喷射器140的温度传感器。
在上述实施方式中，DME与轻油的混合比例以2:1为基准。但是，作为基准的混合比例能够适当变更，例如也可以设定为1:1等。并且，液化气体燃料不限定于DME，也可以是LPG(Liquid Petroleum Gas：液化石油气)等。同样地，液体燃料不限定于轻油，也可以是汽油等。
在上述实施方式中，根据由曲柄速度传感器156测量的角速度的变动方式估计出曲柄轴155的轴转矩。但是，也可以是直接测量在曲柄轴中产生的轴转矩的传感器设置于内燃机。
在上述实施方式中，检测向内燃机供给的混合燃料的混合比例，进行使该检测值接近目标值的反馈控制。但是，也可以不实施这种反馈控制。例如在不检测混合燃料中的混合比例的方式中，泵控制部也可以根据要求转矩来仅进行使各供料泵的转速增减的控制。
在上述实施方式中，DME箱190的容量大于轻油箱90的容量。但是，各燃料箱的容量能够适当变更。并且，贮存液化气体燃料的气体燃料箱也可以设置多个。这种方式中的返回配管连接于气体燃料箱的至少一方，且不与轻油箱连接。如果是这种结构，即使气体燃料箱是多个，DME也不会回流到轻油箱。
在上述实施方式中，设置于混合燃料配管26的共用燃料过滤器27从经过液体燃料供给路21a和气体燃料供给路23a输送的燃料除掉异物。但是，这种燃料过滤器也可以分别设置于液体燃料配管和气体燃料配管。并且，也可以除了共用燃料过滤器以外，还分别在液体燃料配管和气体燃料配管设置燃料过滤器。
由上述实施方式的控制装置提供的功能既可以是执行规定的程序的处理器的功能块，或者也可以由专用的集成电路实现。或者，也可以由与上述不同的硬件和软件、或它们的组合来提供各功能。
在上述实施方式中，说明了将本公开应用于向搭载于车辆的内燃机供给燃料的燃料供给***的例。但是，不限于车载的内燃机，本公开还能够应用于向搭载于船舶、铁道车辆以及航空器等的内燃机或外燃机供给燃料的燃料供给***。并且，本公开还能够应用于供给在发电用的内燃机或外燃机中消耗的燃料的燃料供给***。
依据实施例描述了本公开，但是应理解为本公开不限定于该实施例、构造。本公开还包括各种变形例、均等范围内的变形。除此以外，各种组合、方式以及在这些组合、方式中仅包含一个要素、或其以上或者其以下的其它组合、方式也包括在本公开的范畴、思想范围内。

Claims (14)

1.一种燃料供给***，能够向发动机(150)供给气体燃料箱(190)中贮存的液化气体燃料和液体燃料箱(90)中贮存的液体燃料，具备：
供给燃料***(20)，将从所述气体燃料箱和所述液体燃料箱分别送出的液化气体燃料和液体燃料进行混合，并将它们的混合燃料供给到所述发动机；以及
返回燃料***(30)，使供给至所述发动机的混合燃料中的在该发动机中未使用于燃烧的一部分混合燃料返回到所述气体燃料箱和所述液体燃料箱中的所述气体燃料箱。
2.根据权利要求1所述的燃料供给***，其中，
还具备混合比例控制部(68)，该混合比例控制部(68)对经过所述供给燃料***向所述发动机供给的混合燃料中的液化气体燃料与液体燃料的混合比例进行调整。
3.根据权利要求2所述的燃料供给***，其中，还具备：
气体燃料泵(110)，向所述发动机喷出所述气体燃料箱的液化气体燃料；以及
液体燃料泵(10)，向所述发动机喷出所述液体燃料箱的液体燃料，
所述混合比例控制部通过对所述气体燃料泵和液体燃料泵均进行控制，来对向所述发动机供给的混合燃料中的液化气体燃料与液体燃料的混合比例进行调整。
4.根据权利要求3所述的燃料供给***，其中，还具备：
混合比例计算部(66)，计算向所述发动机供给的混合燃料的混合比例；以及
混合比例设定部(67)，设定由所述发动机要求的目标混合比例，
所述混合比例控制部对所述气体燃料泵和所述液体燃料泵进行控制，以使得由所述混合比例计算部计算出的混合比例成为所述目标混合比例。
5.根据权利要求4所述的燃料供给***，其中，
所述混合比例计算部通过估计从所述液体燃料箱喷出的液体燃料的流量、从所述气体燃料箱喷出的喷出燃料的流量、以及混合比例，来计算向所述发动机供给的混合燃料的混合比例。
6.根据权利要求4或5所述的燃料供给***，其中，
所述混合比例计算部基于向所述发动机供给的混合燃料的体积弹性系数来计算混合比例。
7.根据权利要求4～6中的任一项所述的燃料供给***，其中，
所述混合比例计算部基于向所述发动机的燃烧室供给的混合燃料的体积与通过所供给的混合燃料的燃烧而输出的所述发动机的转矩之间的相关性，来计算向所述发动机供给的混合燃料的混合比例。
8.根据权利要求4～7中的任一项所述的燃料供给***，其中，
所述混合比例计算部基于在一次的燃烧周期中从开始向所述发动机的燃烧室喷射混合燃料的喷射开始定时起至所喷射的混合燃料起燃的起燃定时为止的时间，来计算向所述发动机供给的混合燃料的混合比例。
9.根据权利要求4～8中的任一项所述的燃料供给***，其中，
所述混合比例控制部随着在由所述混合比例设定部设定的所述目标混合比例中液化气体燃料的比例增加，通过所述气体燃料泵和所述液体燃料泵的控制，来使向所述发动机供给的混合燃料的流量增加。
10.根据权利要求4～9中的任一项所述的燃料供给***，其中，
所述混合比例设定部基于所述气体燃料箱中的液化气体燃料的余量和所述液体燃料箱中的液体燃料的余量，来调整所述目标混合比例。
11.根据权利要求1～10中的任一项所述的燃料供给***，其中，
所述气体燃料箱的容积大于所述液体燃料箱的容积。
12.根据权利要求1～11中的任一项所述的燃料供给***，其中，
形成所述返回燃料***的返回配管(31)的出口部分(32b)仅与所述气体燃料箱连接。
13.根据权利要求1～12中的任一项所述的燃料供给***，其中，
所述供给燃料***具有供所述气体燃料箱的液化气体燃料流通的气体燃料供给路(23a)、供所述液体燃料箱的液体燃料流通的液体燃料供给路(21a)、以及供混合燃料从所述气体燃料供给路和液体燃料供给路的合流部(25)向所述发动机流通的混合燃料供给路(26a)，
在所述混合燃料供给路上设置有去除在液化气体燃料和液体燃料各自中所混入的异物的共用燃料过滤器(27)。
14.根据权利要求1～13中的任一项所述的燃料供给***，其中，
所述液体燃料箱具有空气导入部(92)，该空气导入部(92)通过从该液体燃料箱的外部向内部导入空气来维持该内部的压力。
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