JP2006257967A - 内燃機関の液化ガス燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サブタンクの中の燃料ポンプにてベーパロック等が発生するのを防止すること。
【解決手段】燃料供給装置２は、燃料タンク３に液相状態で貯留されるＬＰＧを燃料ポンプ４によりデリバリパイプ７及び各インジェクタ６へ圧送してエンジン１へ噴射供給し、デリバリパイプ７で余った戻り燃料を戻り通路８により燃料タンク３へ戻すように構成される。燃料タンク３は、メインタンク３ｂ及びサブタンク３ｃを含み、燃料ポンプ４はサブタンク３ｃに設けられる。戻り通路８は、メインタンク戻り通路８ａとサブタンク戻り通路８ｂとを含み、その分岐部に、三方切換弁９が設けられる。電子制御装置２０は、戻り燃料温度がタンク燃料温度より低いとき、サブタンク戻り通路８ｂにより戻り燃料をサブタンク３ｃへ戻し、戻り燃料温度がタンク燃料温度より高いときは、メインタンク戻り通路８ａにより戻り燃料をメインタンク３ｂへ戻すように三方切換弁９を制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、内燃機関に液化石油ガス（ＬＰＧ）などの液化ガス燃料を供給する内燃機関の液化ガス燃料供給装置に関する。

従来、この種の液化ガス燃料供給装置として、例えば、下記の特許文献１及び２に記載された装置がある。特許文献１に記載の装置は、燃料タンクの中に飽和状態で貯留された液化ガス燃料を、燃料ポンプにより液相状態で燃料噴射用機器（デリバリパイプ、インジェクタ）へ圧送して噴射させるようになっている。この装置で、燃料噴射用機器で噴射されずに余った余剰燃料は、サブタンクを有する燃料タンクへリターンパイプを通じて戻されるようになっている。燃料ポンプは、このサブタンクの中に設けられる。また、特許文献２に記載の装置は、燃料タンクに貯留された燃料を、燃料ポンプにより燃料噴射用機器（デリバリパイプ、インジェクタ）へ圧送して噴射させるようになっている。この装置でも、燃料噴射用機器で噴射されずに余った余剰燃料は、サブタンクを有する燃料タンクへリターンパイプを通じて戻されるようになっている。そして、この装置では、サブタンク内の燃料温度に応じて、サブタンク内へ戻される燃料の分配量を適宜変更するよう構成される。ここでも、燃料ポンプは、サブタンクの中に設けられる。

特開２００４−３６５９９号公報 特開平７−４９０６６号公報

ところが、一般に、燃料タンクの中に飽和状態で貯留されている液化ガス燃料は、燃料温度の上昇や燃料圧力の低下により気化することがある。ここで、燃料ポンプが液相状態の燃料を吸引することで燃料ポンプ吸引部の燃料圧力が局所的に低下する。このとき、燃料ポンプが設けられるサブタンクでは、その中の燃料温度が高いと燃料が蒸発してベーパが発生することがある。このため、内燃機関からの受熱により比較的高温となった余剰燃料が、燃料タンクへ、特にはサブタンクへ戻されることを防止して、サブタンクの中の燃料温度が上昇することを防止する必要がある。

ここで、上記した特許文献１には、余剰燃料の戻り形態については何も言及されていない。このため、戻り燃料がサブタンクに戻され、その戻り燃料の温度が燃料タンクの中の燃料温度よりも高い場合には、サブタンクの中の燃料温度が上昇してベーパが発生し、燃料ポンプでベーパロックを起こすおそれがあった。また、上記した特許文献２には、サブタンクの中の燃料温度が所定温度（燃料沸点温度）以上にならないように戻り燃料の戻り分配量を変更するものであって、戻り燃料の温度は考慮されていない。このため、戻り燃料がサブタンクの外に戻される場合、その戻り燃料の温度が燃料タンクの中の燃料温度よりも低いときには、サブタンクの中の燃料温度が相対的に高くなってベーパが発生し、燃料ポンプでベーパロックを起こすおそれがあった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、サブタンクに設けられる燃料ポンプにおいてベーパロックの発生及びベーパ混入による燃料ポンプ吐出流量低下を防止することを可能とした内燃機関の液化ガス燃料供給装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、燃料タンクの中に液相状態で貯留される液化ガス燃料を燃料ポンプにより燃料噴射用機器へ圧送して内燃機関へ噴射供給し、燃料噴射用機器で余った燃料を戻り燃料として戻り通路により燃料タンクへ戻すように構成し、燃料タンクはメインタンク及びサブタンクを含み、燃料ポンプはサブタンクに設けられる内燃機関の液化ガス燃料供給装置であって、戻り燃料の温度が燃料タンクの中の燃料温度より低いときにのみ、戻り燃料をサブタンクの中へ戻すように構成したことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、燃料噴射用機器で余った戻り燃料は、その温度が燃料タンクの中の燃料温度より低いときのみ、サブタンクの中に戻される。従って、戻り燃料によってサブタンクの中の燃料温度が上昇することがなく、サブタンクの中での燃料の蒸発が抑えられる。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、戻り通路は、戻り燃料をメインタンクへ戻すメインタンク戻り通路と、戻り燃料をサブタンクへ戻すサブタンク戻り通路とを含み、戻り燃料の温度が燃料タンクの中の燃料温度より低いときは、サブタンク戻り通路により戻り燃料をサブタンクの中へ戻し、戻り燃料の温度が燃料タンクの中の燃料温度より高いときは、メインタンク戻り通路により戻り燃料をメインタンクの中へ戻すように構成したことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、燃料噴射用機器で余った戻り燃料は、その温度が燃料タンクの中の燃料温度より低いときは、サブタンク戻り通路によりサブタンクの中へ戻され、その温度が燃料タンクの中の燃料温度より高いときは、メインタンク戻り通路によりメインタンクの中へ戻される。従って、戻り燃料によってサブタンクの中の燃料温度が上昇することがなく、サブタンクの中での燃料の蒸発が抑えられる。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、燃料タンクの中に液相状態で貯留される液化ガス燃料を燃料ポンプにより燃料噴射用機器へ圧送して内燃機関へ噴射供給し、燃料噴射用機器で余った燃料を戻り燃料として戻り通路により燃料タンクへ戻すように構成し、燃料タンクはメインタンク及びサブタンクを含み、燃料ポンプはサブタンクに設けられる内燃機関の液化ガス燃料供給装置であって、戻り通路は、戻り燃料をメインタンクの中へ戻すものであり、戻り燃料の温度が燃料タンクの中の燃料温度より低いときは、戻り通路による戻り燃料の戻りを禁止し、戻り燃料の温度が燃料タンクの中の燃料温度より高いときは、戻り通路による戻り燃料の戻りを許容するように構成したことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、燃料噴射用機器で余った戻り燃料は、その温度が燃料タンクの中の燃料温度より低いときは、戻り通路による戻りが禁止され、その温度が燃料タンクの中の燃料温度より高いときは、戻り通路による戻りが許容される。従って、戻り燃料によってサブタンクの中の燃料温度が相対的に降下して、サブタンクの中での燃料の蒸発が抑えられる。

上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、燃料タンクの中に液相状態で貯留される液化ガス燃料を燃料ポンプにより燃料噴射用機器へ圧送して内燃機関へ噴射供給し、燃料噴射用機器で余った燃料を戻り燃料として戻り通路により燃料タンクへ戻すように構成し、燃料タンクはメインタンク及びサブタンクを含み、燃料ポンプはサブタンクに設けられる内燃機関の液化ガス燃料供給装置であって、戻り通路は、戻り燃料をメインタンクへ戻すメインタンク戻り通路と、戻り燃料をサブタンクへ戻すサブタンク戻り通路とを含むことと、戻り燃料を、メインタンク戻り通路を通る流れと、サブタンク戻り通路を通る流れとに選択的に切り換えるための切換手段と、戻り燃料の温度が燃料タンクの中の燃料温度より低いときは、サブタンク戻り通路により戻り燃料をサブタンクの中へ戻し、戻り燃料の温度が燃料タンクの中の燃料温度より高いときは、メインタンク戻り通路により戻り燃料をメインタンクの中へ戻すように切換手段を制御するための制御手段とを備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、燃料噴射用機器で余った戻り燃料は、その温度が燃料タンクの中の燃料温度より低いときは、切換手段が制御手段により切り換えられて、サブタンク戻り通路によりサブタンクの中へ戻される。また、戻り燃料は、その温度が燃料タンクの中の燃料温度より高いときは、切換手段が制御手段により切り換えられて、メインタンク戻り通路によりメインタンクの中へ戻される。従って、戻り燃料によってサブタンクの中の燃料温度が上昇することがなく、サブタンクの中での燃料の蒸発が抑えられる。

上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、燃料タンクの中に液相状態で貯留される液化ガス燃料を燃料ポンプにより燃料噴射用機器へ圧送して内燃機関へ噴射供給し、燃料噴射用機器で余った燃料を戻り燃料として戻り通路により燃料タンクへ戻すように構成し、燃料タンクはメインタンク及びサブタンクを含み、燃料ポンプはサブタンクに設けられる内燃機関の液化ガス燃料供給装置であって、戻り通路は、戻り燃料をメインタンクの中へ戻すものであることと、戻り通路を開閉するための開閉手段と、戻り燃料の温度が燃料タンクの中の燃料温度より低いときは、戻り通路による戻り燃料の戻りを禁止し、戻り燃料の温度が燃料タンクの中の燃料温度より高いときは、戻り通路による戻り燃料の戻りを許容するように開閉手段を制御するための制御手段とを備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、燃料噴射用機器で余った戻り燃料は、その温度が燃料タンクの中の燃料温度より低いときは、開閉手段が制御手段により閉じられて戻り通路による戻りが禁止される。また、燃料噴射用機器で余った戻り燃料は、その温度が燃料タンクの中の燃料温度より高いときは、開閉手段が制御手段により開かれて戻り通路による戻りが許容される。従って、戻り燃料によってサブタンクの中の燃料温度が相対的に降下して、サブタンクの中での燃料の蒸発が抑えられる。

請求項１に記載の発明によれば、サブタンクに設けられる燃料ポンプにおいてベーパロックの発生及びベーパ混入による燃料ポンプ吐出流量低下を防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、戻り燃料を戻り通路を通じて燃料タンクへ絶えず戻すことができるので、燃料噴射用機器における燃料温度の上昇を抑えることができる。また、メインタンク戻り通路とサブタンク戻り通路が選択的に使用されることから、使われない側の通路に切り換えられたとき、その通路によって戻り燃料の温度を下げることができる。

請求項３に記載の発明によれば、サブタンクに設けられる燃料ポンプにおいてベーパロックの発生及びベーパ混入による燃料ポンプ吐出流量低下を防止することができる。加えて、二つの戻り通路を設ける必要がないので、戻り通路に係る構成を簡略化することができる。また、戻り燃料が燃料タンクに戻される機会が少なくなるので、その分だけ燃料タンクの中の燃料温度の上昇を相対的に抑えることができる。

請求項４に記載の発明によれば、サブタンクに設けられる燃料ポンプにおいてベーパロックの発生及びベーパ混入による燃料ポンプ吐出流量低下を防止することができる。加えて、戻り燃料を戻り通路を通じて燃料タンクへ絶えず戻すことができるので、燃料噴射用機器における燃料温度の上昇を抑えることができる。また、メインタンク戻り通路とサブタンク戻り通路が選択的に使用されることから、使われない側の通路に切り換えられたとき、その通路によって戻り燃料の温度を下げることができる。

請求項５に記載の発明によれば、サブタンクに設けられる燃料ポンプにおいてベーパロックの発生及びベーパ混入による燃料ポンプ吐出流量低下を防止することができる。加えて、二つの戻り通路を設ける必要がないので、戻り通路に係る構成を簡略化することができる。また、戻り燃料が燃料タンクに戻される機会が少なくなるので、その分だけ燃料タンクの中の燃料温度の上昇を相対的に抑えることができる。

［第１の実施形態］
以下、本発明における内燃機関の液化ガス燃料供給装置を具体化した第１の実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。この実施形態では、液化ガス燃料供給装置を、液化ガス燃料として液化石油ガス（ＬＰＧ）を使用したＬＰＧエンジンに具体化して説明する。

図１に、この実施形態の液化ガス燃料供給装置を概略構成図により示す。車両に搭載されたＬＰＧエンジンシステムは、ＬＰＧエンジン１と、そのエンジン１にＬＰＧを燃料として供給する液化ガス燃料供給装置２とを含む。液化ガス燃料供給装置２は、液相状態でＬＰＧを貯留する燃料タンク３を備える。燃料タンク３に内蔵された燃料ポンプ４は、同タンク３に貯留される液相状態のＬＰＧを吸入して燃料通路５へ吐出する。燃料通路５は、ＬＰＧエンジン１へ延びる。この実施形態で、燃料ポンプ４は、モータによりインペラを回転させることで燃料を吸入して燃料通路５へ吐出するタイプのものである。この実施形態で、燃料タンク３は、互いに隔壁３ａで区画されてなるメインタンク３ｂ及びサブタンク３ｃを含む。燃料ポンプ４はサブタンク３ｃの中に配置されて設けられる。

この実施形態で、ＬＰＧエンジン１は、４気筒のレシプロタイプのものであり、各気筒に対応して、液相状態のＬＰＧを噴射供給するインジェクタ６が設けられる。各インジェクタ６は、デリバリパイプ７に設けられる。燃料ポンプ４から吐出される液相状態のＬＰＧは、燃料通路５及びデリバリパイプ７を通じて各インジェクタ６へ圧送されて供給される。供給された液相状態のＬＰＧは、各インジェクタ６が動作することにより、ＬＰＧエンジン１の各吸気ポートへ液相状態で噴射される。各インジェクタ６から噴射される液相状態のＬＰＧは、吸気通路（図示略）から取り込まれた空気と共に可燃混合気を形成して各気筒へ吸入される。デリバリパイプ７で余った液相状態のＬＰＧは、戻り燃料として戻り通路である戻り通路８を通じて燃料タンク３へ戻される。この実施形態で、各インジェクタ６及びデリバリパイプ７は、本発明の燃料噴射用機器に相当する。

この実施形態で、戻り通路８は、その下流側が二つに分岐された、戻り燃料をメインタンク３ｂへ戻すメインタンク戻り通路８ａと、戻り燃料をサブタンク３ｃへ戻すサブタンク戻り通路８ｂとを含む。これら戻り通路８ａ，８ｂの分岐部には、本発明の切換手段としての三方切換弁９が設けられる。三方切換弁９は、電磁弁により構成され、デリバリパイプ７からの戻り燃料を、メインタンク戻り通路８ａを通る流れと、サブタンク戻り通路８ｂを通る流れとに選択的に切り換える。三方切換弁９は、オンされることにより、戻り燃料をサブタンク戻り通路８ｂを通る流れに切り換え、オフされることにより戻り燃料をメインタンク戻り通路８ａを通る流れに切り換えるようになっている。

ここで、デリバリパイプ７には、その中の燃料温度（デリバリ燃料温度）Ｔｄｆを、戻り燃料の温度として検出するための第１の燃料温度センサ１０が設けられる。また、燃料タンク３には、その中の燃料温度（タンク燃料温度）Ｔｔｆを検出するための第２の燃料温度センサ１１が設けられる。この燃料温度センサ１１は、詳細には、メインタンク３ｂの中に設けられる。従って、この実施形態では、サブメインタンク３ｂの中の燃料の温度をタンク燃料温度Ｔｔｆとして検出することになる。

この実施形態では、各インジェクタ６及び三方切換弁９を制御するために電子制御装置（ＥＣＵ）２０が設けられる。ＥＣＵ２０は、本発明の制御手段に相当する。ＥＣＵ２０には、各インジェクタ６、三方切換弁９及び各燃料温度センサ１０，１１が接続される。ＥＣＵ２０は、各燃料温度センサ１０，１１の検出値に基づき、デリバリ燃料温度Ｔｄｆがタンク燃料温度Ｔｔｆより低いときは、サブタンク戻り通路８ｂにより戻り燃料をサブタンク３ｃの中へ戻し、デリバリ燃料温度Ｔｄｆがタンク燃料温度Ｔｔｆより高いときは、メインタンク戻り通路８ａにより戻り燃料をメインタンク３ｂの中へ戻すように三方切換弁９を制御するようになっている。また、ＥＣＵ２０は、ＬＰＧエンジン１の運転状態に関わる各種信号を入力し、それら入力信号に基づいて燃料噴射を実行するために各インジェクタ６を制御するようになっている。

ＥＣＵ２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部入力回路及び外部出力回路等を備える。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭと、外部入力回路及び外部出力回路等とをバスにより接続してなる論理演算回路を構成する。各ＲＯＭは、各種制御に関する所定の制御プログラムを予め記憶したものである。各ＲＡＭは、各ＣＰＵの演算結果を一時記憶するものである。各バックアップＲＡＭは、予め記憶したデータを保存するものである。各ＣＰＵは、入力回路を介して入力される各種センサ１０，１１等からの信号に基づき、所定の制御プログラムに従って各種制御等を実行する。

次に、戻り燃料の戻り形態の変更につき、ＥＣＵ２０が実行する制御プログラムについて、図２のフローチャートを参照して説明する。

先ず、ステップ１００で、ＥＣＵ２０は、各燃料温度センサ１０，１１により検出されるタンク燃料温度Ｔｔｆ及びデリバリ燃料温度Ｔｄｆの値を読み込む。

続いて、ステップ１１０で、ＥＣＵ２０は、それぞれ読み込まれたタンク燃料温度Ｔｔｆの値がデリバリ燃料温度Ｔｄｆの値以上であるか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、戻り燃料の温度がタンク燃料温度Ｔｔｆより低いことから、ステップ１２０で、ＥＣＵ２０は、三方切換弁９をオンすることにより、戻り燃料をサブタンク戻り通路８ｂを通る流れに切り換えてサブタンク３ｃの中に戻す。

一方、ステップ１１０の判断結果が否定である場合、戻り燃料の温度がタンク燃料温度Ｔｔｆより高いことから、ステップ１３０で、ＥＣＵ２０は、三方切換弁９をオフすることにより、戻り燃料をメインタンク戻り通路８ａを通る流れに切り換えてメインタンク３ｂの中に戻す。

すなわち、この実施形態では、戻り燃料の温度がタンク燃料温度Ｔｔｆより低いときにのみ、戻り燃料をサブタンク３ｃの中へ戻すようになっている。より詳しくは、戻り燃料の温度がタンク燃料温度Ｔｔｆより低いときは、サブタンク戻り通路８ｂにより戻り燃料をサブタンク３ｃの中へ戻し、戻り燃料の温度がタンク燃料温度Ｔｔｆより高いときは、メインタンク戻り通路８ａにより戻り燃料をメインタンク３ｂの中へ戻すようになっている。

以上説明したようにこの実施形態の液化ガス燃料供給装置２によれば、各インジェクタ６及びデリバリパイプ７で噴射されずに余った戻り燃料は、その温度がタンク燃料温度Ｔｔｆより低いときは、三方切換弁９がＥＣＵ２０により切り換えられて、サブタンク戻り通路８ｂによりサブタンク３ｃの中へ戻される。また、戻り燃料は、その温度がタンク燃料温度Ｔｔｆより高いときは、三方切換弁９がＥＣＵ２０により切り換えられて、メインタンク戻り通路８ａによりメインタンク３ｃの中へ戻される。従って、相対的に温度の高い戻り燃料が、燃料ポンプ４を設けたサブタンク３ｃの中に戻されることがなく、戻り燃料によってサブタンク３ｃの中の燃料温度が上昇することがなく、サブタンク３ｃの中での燃料の蒸発が抑えられる。このため、サブタンク３ｃの中に設けられる燃料ポンプ４においてベーパロックが発生するのを未然に防止することができる。また、ベーパ混入による燃料ポンプ４の吐出流量低下を防止することができる。

図３，４に、タンク燃料温度Ｔｔｆがデリバリ燃料温度Ｔｄｆより高い場合における燃料タンクの中の圧力と燃料温度との関係をグラフに示す。図３，４において、「Ｐｓ」は、ＬＰＧエンジンシステムを搭載した車両が長時間ソーク状態に置かれた状態でのタンク内圧力を示す。「Ｐｅ」は、その車両走行後のタンク内圧力を示す。「Ｔｅ」は、その車両が走行した後の平均タンク内燃料温度を示す。「Ｔｉ」は、その車両が走行した後のサブタンク内燃料温度を示す。「Ｔｏ」は、その車両が走行した後のサブタンク外燃料温度を示す。図３，４において、曲線は「飽和蒸気圧線」を示し、この曲線より上側は、燃料が液相状態となる液相領域を示し、曲線より下側の領域は、燃料が気相状態となる気相領域を示す。

図３は、戻り燃料がサブタンクの外へ戻されることで、サブタンク内燃料温度Ｔｉがサブタンク外燃料温度Ｔｏより高くなった状態を示す。この状態では、サブタンクの中で燃料が蒸発することから、燃料ポンプでベーパロックが起きる懸念がある。

一方、図４は、戻り燃料がサブタンクの中へ戻されることで、サブタンク外燃料温度Ｔｏがサブタンク内燃料温度Ｔｉより高くなった状態を示す。この状態では、サブタンクの中では燃料が蒸発することがないので、燃料ポンプでベーパロックが起きる懸念はない。この実施形態では、図４から明らかなように、タンク燃料温度Ｔｔｆがデリバリ燃料温度Ｔｄｆより高くなるときに、戻り燃料がサブタンク３ｃの中に戻されるので、燃料ポンプ４でベーパロックが起きないことが分かる。

図５，６に、タンク燃料温度Ｔｔｆがデリバリ燃料温度Ｔｄｆより低い場合における燃料タンクの中の圧力と燃料温度との関係をグラフに示す。図５，６において、各パラメータＰｓ，Ｐｅ，Ｔｅ，Ｔｉ，Ｔｏ及び曲線が示す意味は、図３，４のそれに準ずる。

図５は、戻り燃料がサブタンクの中へ戻されることで、サブタンク内燃料温度Ｔｉがサブタンク外燃料温度Ｔｏより高くなった状態を示す。この状態では、サブタンクの中で燃料が蒸発することから、燃料ポンプでベーパロックが起きる懸念がある。

一方、図６は、戻り燃料がサブタンクの外へ戻されることで、サブタンク外燃料温度Ｔｏがサブタンク内燃料温度Ｔｉより高くなった状態を示す。この状態では、サブタンクの中では燃料が蒸発することがないので、燃料ポンプでベーパロックが起きる懸念はない。この実施形態では、図６から明らかなように、タンク燃料温度Ｔｔｆがデリバリ燃料温度Ｔｄｆより低くなるときに、戻り燃料がメインタンク３ｂの中に戻されるので、サブタンク３ｃの中で燃料が蒸発することがなく、燃料ポンプ４でベーパロックが起きないことが分かる。

この実施形態では、デリバリパイプ７で余った余剰燃料を戻り燃料として、戻り通路８を通じて燃料タンク３へ絶えず戻すことができるので、デリバリパイプ７における燃料温度の上昇を抑えることができる。また、メインタンク戻り通路８ａとサブタンク戻り通路８ｂが選択的に使用されることから、使われない側の通路８ａ，８ｂで温度が低下するので、使われない側の通路８ａ，８ｂが通路切り換えによって使われたときには、その通路８ａ，８ｂによって戻り燃料の温度を下げることができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明における内燃機関の液化ガス燃料供給装置を具体化した第２の実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施形態で、第１の実施形態と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略し、以下には相違点を中心に説明する。

図７に、この実施形態の液化ガス燃料供給装置を概略構成図により示す。この実施形態では、戻り通路８は、戻り燃料をメインタンク３ｂの中へ戻すようになっている。この戻り通路８には、同通路８を開閉するための本発明の開閉手段としての開閉弁１２が設けられる。この開閉弁１２は、オンされることで戻り通路８を閉じ、オフされることで戻り通路８を開くようになっている。

次に、戻り燃料の戻り形態の変更につき、ＥＣＵ２０が実行する制御プログラムについて、図８のフローチャートを参照して説明する。

先ず、ステップ２００で、ＥＣＵ２０は、各燃料温度センサ１０，１１により検出されるタンク燃料温度Ｔｔｆ及びデリバリ燃料温度Ｔｄｆの値を読み込む。

続いて、ステップ２１０で、ＥＣＵ２０は、それぞれ読み込まれたタンク燃料温度Ｔｔｆの値がデリバリ燃料温度Ｔｄｆの値以上であるか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、戻り燃料の温度がタンク燃料温度Ｔｔｆより低いことから、ステップ２２０で、ＥＣＵ２０は、開閉弁１２をオンすることにより、戻り通路８を閉じて戻り燃料の流れを遮断する。すなわち戻り燃料の燃料タンク３への戻りを止める。

一方、ステップ２１０の判断結果が否定である場合、戻り燃料の温度がタンク燃料温度Ｔｔｆより高いことから、ステップ２３０で、ＥＣＵ２０は、開閉弁１２をオフすることにより、戻り通路８を開いて戻り燃料をメインタンク３ｂの中に戻す。

すなわち、この実施形態では、戻り燃料の温度がタンク燃料温度Ｔｔｆより低いときは、メインタンク３ｂへの戻り燃料の戻りを遮断するようになっている。より詳しくは、戻り燃料の温度がタンク燃料温度Ｔｔｆより低いときは、戻り通路８による戻り燃料の戻りを禁止し、戻り燃料の温度がタンク燃料温度Ｔｔｆより高いときは、戻り通路８による戻り燃料の戻りを許容するようになっている。

以上説明したようにこの実施形態の液化ガス燃料供給装置２によれば、各インジェクタ６及びデリバリパイプ７で噴射されずに余った戻り燃料は、その温度がタンク燃料温度Ｔｔｆより低いときは、開閉弁１２がＥＣＵ２０により閉じられて戻り通路８による戻りが禁止される。また、戻り燃料は、その温度がタンク燃料温度Ｔｔｆより高いときは、開閉弁１２がＥＣＵ２０により開かれて戻り通路８による戻りが許容される。従って、戻り燃料によってサブタンク３ｃの中の燃料温度が相対的に降下して、サブタンク３ｃの中での燃料の蒸発が抑えられる。このため、サブタンク３ｃの中に設けられる燃料ポンプ４においてベーパロックが発生するのを未然に防止することができる。また、ベーパ混入による燃料ポンプ４の吐出流量低下を防止することができる。このような効果は、上記したように図６に示す通りである。

この実施形態では、第１の実施形態とは異なり、二つの戻り通路８ａ，８ｂを設ける必要がないので、戻り通路８に係る構成を簡略化することができる。また、第１の実施形態と比べて、戻り燃料が燃料タンク３に戻される機会が少なくなるので、その分だけ燃料タンク３の中の燃料温度の上昇を相対的に抑えることができる。

尚、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。

（１）前記第１の実施形態では、戻り通路８を、戻り燃料をメインタンク３ｂへ戻すメインタンク戻り通路８ａと、戻り燃料をサブタンク３ｃへ戻すサブタンク戻り通路８ｂとに分岐させ、その分岐部分に三方切換弁９を設けて、戻り燃料の温度がタンク燃料温度Ｔｔｆより低いときは、サブタンク戻り通路８ｂにより戻り燃料をサブタンク３ｃの中へ戻し、戻り燃料の温度がタンク燃料温度Ｔｔｆより高いときは、メインタンク戻り通路８ａにより戻り燃料をメインタンク３ｂの中へ戻すように三方切換弁をＥＣＵ２０により制御するように構成した。これに対し、図９に示すように、戻り通路８は、戻り燃料をサブタンク３ｃの中へのみ戻すものとし、燃料タンク３の中において、その戻り通路８の出口近傍に温度感応動作式の分配弁１３を設ける。この分配弁１３は、本発明の切換手段に相当し、戻り燃料の温度がタンク燃料温度より低くなる所定温度以下となるときは、戻り燃料を戻り通路８によりサブタンク３ｃの中へ戻すように作動し、戻り燃料の温度がタンク燃料温度より高くなる所定温度以上となるときは、サブタンク３ｃへの戻りを規制して戻り燃料をメインタンク３ｂの中へ戻すように作動するようになっている。この構成では、戻り通路８に係る構成を簡略化することができる。また、デリバリパイプ７で余った余剰燃料を戻り燃料として、戻り通路８を通じて燃料タンク３へ絶えず戻すことができるので、デリバリパイプ７における燃料温度の上昇を抑えることができる。

（２）前記各実施形態において、戻り通路に燃料冷却装置を設けて戻り燃料を冷却するようにしてもよい。この場合、戻り燃料の温度を低下させることができ、燃料ポンプでのベーパロックの発生防止に寄与することができる。また、その燃料冷却装置の冷却能力が低下したときには、戻り燃料をメインタンクの中に戻すことで対処することができる。

（３）前記各実施形態では、ＬＰＧを使用した液化ガス燃料供給装置２に具体化したが、ＬＰＧに限らず、ＬＮＧ、ディメチルエーテル又は水素ガスを使用した液化ガス燃料供給装置に具体化することもできる。

液化ガス燃料供給装置を示す概略構成図。 制御プログラムを示すフローチャート。 燃料タンクの中の圧力と燃料温度との関係を示すグラフ。 燃料タンクの中の圧力と燃料温度との関係を示すグラフ。 燃料タンクの中の圧力と燃料温度との関係を示すグラフ。 燃料タンクの中の圧力と燃料温度との関係を示すグラフ。 液化ガス燃料供給装置を示す概略構成図。 制御プログラムを示すフローチャート。 液化ガス燃料供給装置を示す概略構成図。

符号の説明

１ ＬＰＧエンジン
２ 液化ガス燃料供給装置
３ 燃料タンク
３ｂ メインタンク
３ｃ サブタンク
４ 燃料ポンプ
６ インジェクタ（燃料噴射用機器）
７ デリバリパイプ（燃料噴射用機器）
８ 戻り通路
８ａ メインタンク戻り通路
８ｂ サブタンク戻り通路
９ 三方切換弁（切換手段）
１２ 開閉弁（開閉手段）
１３ 分配弁（切換手段）
２０ ＥＣＵ（制御手段）
Ｔｄｆ デリバリ燃料温度
Ｔｔｆ タンク燃料温度

Claims (5)

1. 燃料タンクの中に液相状態で貯留される液化ガス燃料を燃料ポンプにより燃料噴射用機器へ圧送して内燃機関へ噴射供給し、前記燃料噴射用機器で余った燃料を戻り燃料として戻り通路により前記燃料タンクへ戻すように構成し、前記燃料タンクはメインタンク及びサブタンクを含み、前記燃料ポンプは前記サブタンクに設けられる内燃機関の液化ガス燃料供給装置であって、
   前記戻り燃料の温度が前記燃料タンクの中の燃料温度より低いときにのみ、前記戻り燃料を前記サブタンクの中へ戻すように構成したことを特徴とする内燃機関の液化ガス燃料供給装置。
2. 前記戻り通路は、前記戻り燃料を前記メインタンクへ戻すメインタンク戻り通路と、前記戻り燃料を前記サブタンクへ戻すサブタンク戻り通路とを含み、
   前記戻り燃料の温度が前記燃料タンクの中の燃料温度より低いときは、前記サブタンク戻り通路により前記戻り燃料を前記サブタンクの中へ戻し、前記戻り燃料の温度が前記燃料タンクの中の燃料温度より高いときは、前記メインタンク戻り通路により前記戻り燃料を前記メインタンクの中へ戻すように構成したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の液化ガス燃料供給装置。
3. 燃料タンクの中に液相状態で貯留される液化ガス燃料を燃料ポンプにより燃料噴射用機器へ圧送して内燃機関へ噴射供給し、前記燃料噴射用機器で余った燃料を戻り燃料として戻り通路により前記燃料タンクへ戻すように構成し、前記燃料タンクはメインタンク及びサブタンクを含み、前記燃料ポンプは前記サブタンクに設けられる内燃機関の液化ガス燃料供給装置であって、
   前記戻り通路は、前記戻り燃料を前記メインタンクの中へ戻すものであり、
   前記戻り燃料の温度が前記燃料タンクの中の燃料温度より低いときは、前記戻り通路による前記戻り燃料の戻りを禁止し、前記戻り燃料の温度が前記燃料タンクの中の燃料温度より高いときは、前記戻り通路による前記戻り燃料の戻りを許容するように構成したことを特徴とする内燃機関の液化ガス燃料供給装置。
4. 燃料タンクの中に液相状態で貯留される液化ガス燃料を燃料ポンプにより燃料噴射用機器へ圧送して内燃機関へ噴射供給し、前記燃料噴射用機器で余った燃料を戻り燃料として戻り通路により前記燃料タンクへ戻すように構成し、前記燃料タンクはメインタンク及びサブタンクを含み、前記燃料ポンプは前記サブタンクに設けられる内燃機関の液化ガス燃料供給装置であって、
   前記戻り通路は、前記戻り燃料を前記メインタンクへ戻すメインタンク戻り通路と、前記戻り燃料を前記サブタンクへ戻すサブタンク戻り通路とを含むことと、
   前記戻り燃料を、前記メインタンク戻り通路を通る流れと、前記サブタンク戻り通路を通る流れとに選択的に切り換えるための切換手段と、
   前記戻り燃料の温度が前記燃料タンクの中の燃料温度より低いときは、前記サブタンク戻り通路により前記戻り燃料を前記サブタンクの中へ戻し、前記戻り燃料の温度が前記燃料タンクの中の燃料温度より高いときは、前記メインタンク戻り通路により前記戻り燃料を前記メインタンクの中へ戻すように前記切換手段を制御するための制御手段と
   を備えたことを特徴とする内燃機関の液化ガス燃料供給装置。
5. 燃料タンクの中に液相状態で貯留される液化ガス燃料を燃料ポンプにより燃料噴射用機器へ圧送して内燃機関へ噴射供給し、前記燃料噴射用機器で余った燃料を戻り燃料として戻り通路により前記燃料タンクへ戻すように構成し、前記燃料タンクはメインタンク及びサブタンクを含み、前記燃料ポンプは前記サブタンクに設けられる内燃機関の液化ガス燃料供給装置であって、
   前記戻り通路は、前記戻り燃料を前記メインタンクの中へ戻すものであることと、
   前記戻り通路を開閉するための開閉手段と、
   前記戻り燃料の温度が前記燃料タンクの中の燃料温度より低いときは、前記戻り通路による前記戻り燃料の戻りを禁止し、前記戻り燃料の温度が前記燃料タンクの中の燃料温度より高いときは、前記戻り通路による前記戻り燃料の戻りを許容するように前記開閉手段を制御するための制御手段と
   を備えたことを特徴とする内燃機関の液化ガス燃料供給装置。

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