JP2008231938A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】供給燃料中でのベーパの発生を防止することができる内燃機関の燃料供給装置を提供すること。
【解決手段】燃料を貯蔵する燃料タンク２０と、燃料をエンジン１０に液相状態で噴射するインジェクタ１０〜１４と、インジェクタ１０〜１４へ供給する燃料量を変更可能な燃料ポンプ２１と、供給燃料の圧力を調節するプレッシャレギュレータ２６，２７および燃圧切換弁３２と、燃料ポンプ２１および燃圧切換弁３２を制御するＥＣＵ５０とを有するエンジンシステムにおいて、ＥＣＵ５０は、燃圧切換弁３２の故障を検出した場合、燃料ポンプ２１からの燃料供給量を増加させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置に関する。より詳細には、供給燃料中においてベーパが発生することを防止することができる内燃機関の燃料供給装置に関するものである。

従来から、燃料タンク内に貯蔵された燃料を燃料ポンプにより加圧して燃料供給配管を通じてデリバリパイプに送り、デリバリパイプに設けられたインジェクタから噴射して内燃機関に供給する燃料供給装置が実用化されている。このような燃料供給装置において、ＬＰＧ燃料などの液化ガス燃料をエンジンに供給するものでは、リターン配管中に燃料遮断弁（調圧手段）が配設されたものがある（特許文献１）。そして、このような燃料供給装置においては、供給燃料中にベーパが発生しないようにする必要がある。なぜなら、燃料ポンプにより圧送される燃料にベーパが混入してしまうと、エンジンに供給される燃料量が不足してしまうからである。

このため、特許文献１に記載の燃料供給装置では、燃料タンクの内部圧力が所定値より低下すると、制御手段が燃料ポンプの吸入側の圧力低下を減少させて、燃料ポンプの吸入側にて燃料の圧力低下を少なくし、燃料中でのベーパの発生を抑えている。
特開２００６−６３８３１号公報

しかしながら、上記した燃料供給装置では、燃料ポンプからの供給燃料量が少ない状態にあるときに、調圧手段が故障して所望の低圧値に調圧できずに調圧値が低圧から高圧に変化するとリターン燃料がなくなり、供給燃料の温度がエンジンからの受熱によって上昇し、供給燃料中にベーパが発生するおそれがあった。そして、供給燃料中にベーパが発生すると、最終的にエンジンへ供給するための燃料量が不足してエンジン出力が低下してしまう。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、供給燃料中でのベーパの発生を防止することができる内燃機関の燃料供給装置を提供することを課題とする。

上記問題点を解決するためになされた本発明に係る内燃機関の燃料供給装置は、燃料を貯蔵する燃料タンクと、燃料を内燃機関に液相状態で噴射する燃料噴射機構と、前記燃料噴射機構へ供給する燃料量を変更可能な燃料供給手段と、供給燃料の圧力を調節する調圧手段と、前記燃料供給手段および調圧手段を制御する制御手段とを有する内燃機関の燃料供給装置において、制御手段は、前記調圧手段の故障が検出された場合、前記燃料供給手段からの燃料供給量を増加させることを特徴とする。

この燃料供給装置では、燃料タンク内に貯蔵された燃料が、制御手段によって駆動制御される燃料供給手段により、内燃機関に液相状態で燃料を噴射する燃料噴射機構に供給される。このとき、燃料供給手段から供給される燃料の量および調圧手段における調圧値は、制御手段により内燃機関の運転条件に応じてそれぞれ変更される。例えば、内燃機関の始動時などには、燃料供給手段から供給される燃料量が増量されるとともに、調圧手段における調圧値が高められる。そして、始動後は燃料供給手段から供給される燃料量が始動時に比較して減量されるとともに、調圧手段における調圧値も始動時に比較して低められる。その後、内燃機関に対する停止要求が発生すると、制御手段により、燃料供給手段の駆動が停止させられて内燃機関への燃料供給が停止する。

ここで、調圧手段が故障してしまうと、供給燃料の圧力を調節を行うことができなくなり、供給燃料中にベーパが発生するおそれがある。
しかし、この燃料供給装置では、調圧手段の故障が検出された場合には、制御手段が燃料供給手段からの燃料供給量を増加させる。これにより、供給燃料の温度を低下させることができるため、供給燃料中でのベーパの発生を防止することができる。その結果、内燃機関に過不足なく燃料を供給することができる。

本発明に係る燃料供給装置においては、余剰燃料を前記燃料タンクに戻すリターン配管を備え、前記調圧手段が、前記リターン配管の途中に配置されていることが望ましい。

これにより、余剰燃料をリターン配管を介して燃料タンクに還流させることができるため、供給燃料の温度を効率よく低下させることができる。その結果、供給燃料中でのベーパの発生を確実に防止することができ、内燃機関に過不足なく燃料を供給することができる。

そして、本発明に係る燃料供給装置においては、前記制御手段は、前記供給燃料の圧力が所定の判定値より小さくなった場合に、前記燃料供給手段からの燃料供給量を増加させることが望ましい。

調圧手段が故障しても、余剰燃料がリターン配管を介して燃料タンクに還流している場合には、供給燃料の圧力が上昇することがないため、供給燃料中でベーパが発生することはない。これに対して、余剰燃料がリターン配管を介して燃料タンクに還流されなくなると、内燃機関からの受熱により、燃料の温度が上昇して、供給燃料中にベーパが発生するおそれがある。

そこで、この燃料供給装置では、調圧手段の故障が検出された場合に、供給燃料の圧力が所定の判定値以下になったときに限り、制御手段により燃料供給手段からの燃料供給量を増加させている。これにより、供給燃料中にベーパが発生するおそれがある場合にのみ、燃料供給手段からの燃料供給量を増加させて、供給燃料中でのベーパの発生を防止して、内燃機関に過不足なく燃料を供給することができる。

そして、前記所定の判定値は、前記供給燃料の算出飽和蒸気圧力に所定の余裕分を加算した値とすればよい。

ここで、供給燃料中にベーパが発生しているか否かは、基本的には、供給燃料の圧力とその飽和蒸気圧力とを比較することにより判断することができる。つまり、供給燃料の圧力が飽和蒸気圧力よりも低いと供給燃料が気化してベーパが発生していると判断することができる。しかしながら、実際の飽和蒸気圧力と算出された飽和蒸気圧力の誤差等に起因して、実際には燃料中にベーパが発生しているにもかかわらず、ベーパが発生していないと判断されるおそれがある。
なお、算出飽和蒸気圧力は、燃料タンク内の燃料温度および燃料圧力から推定した燃料組成を基本飽和蒸気圧曲線に適用して算出するという公知の方法により算出される。

そこで、本発明においては、燃料供給手段からの供給燃料を増量するか否かを判断するための判定値を、供給燃料の算出飽和蒸気圧力に所定の余裕分を加算した値としている。こうすることにより、供給燃料の圧力が実際の飽和蒸気圧力以下になる前、すなわち供給燃料が気化してベーパが発生する前に、燃料供給手段からの燃料供給量を増加させることができる。このため、供給燃料中でのベーパの発生を確実に防止することができる。

上記問題点を解決するためになされた本発明に係る別形態の内燃機関の燃料供給装置は、燃料を貯蔵する燃料タンクと、燃料を内燃機関に液相状態で噴射する燃料噴射機構と、前記燃料噴射機構へ供給する燃料量を変更可能な燃料供給手段と、前記燃料噴射機構における燃料圧力を調圧する調圧手段と、前記燃料供給手段および調圧手段を制御する制御手段とを有する内燃機関の燃料供給装置において、前記制御手段は、前記調圧手段における調圧値の上昇程度に応じて、前記燃料供給手段からの燃料供給量を増加させることを特徴とする。

この燃料供給装置でも、燃料タンク内に貯蔵された燃料が、制御手段によって駆動制御される燃料供給手段により、内燃機関に液相状態で燃料を噴射する燃料噴射機構に供給される。このとき、燃料供給手段から供給される燃料の量および調圧手段における調圧値は、制御手段により内燃機関の運転条件に応じてそれぞれ変更される。例えば、内燃機関の始動時などには、燃料供給手段から供給される燃料量が増量されるとともに、調圧手段における調圧値が高められる。その後、内燃機関に対する停止要求が発生すると、制御手段により、燃料供給手段の駆動が停止させられて内燃機関への燃料供給が停止する。

ここで、この燃料供給装置では、調圧手段の故障の有無にかかわらず、制御手段により、調圧手段における調圧値の上昇程度に応じて、燃料供給手段からの燃料供給量を増加させる。これにより、燃料供給手段から調圧値に応じた燃料量が供給されるため、供給燃料の温度上昇が防止されるため、供給燃料中でのベーパの発生を防止することができる。

そして、上記した本発明に係る燃料供給装置は、前記燃料が液化ガス燃料である場合に好適なものである。
液化ガス燃料のようにベーパが発生しやすい燃料であっても、本発明に係る燃料供給装置によって供給することにより、内燃機関に供給される液化ガス燃料中でのベーパの発生を防止することができる。

本発明に係る内燃機関の燃料供給装置によれば、上記した通り、供給燃料中でのベーパの発生を防止することができる。

以下、本発明の内燃機関の燃料供給装置を具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態は、本発明の燃料供給装置をＬＰＧ自動車のエンジンシステムに適用したものである。

（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態について説明する。第１の実施の形態は、調圧手段が故障ことを検知して供給燃料量を増量するシステムである。
そこで、第１の実施の形態に係るエンジンシステムの構成を図１に示す。図１は、自動車に搭載されたエンジンシステムの概略構成を示す図である。図１のエンジンシステムにおいて、多気筒のエンジン１０は、周知の構造を有するレシプロタイプのものであり、本実施の形態では、１番気筒＃１〜４番気筒＃４の４気筒を有する。エンジン１０は、吸気通路を通じて吸入されるＬＰＧ燃料と空気との可燃混合気を、各気筒＃１〜＃４の燃焼室で爆発・燃焼させ、その燃焼後の排気を排気通路を通じて排出させることにより、ピストンを動作させてクランクシャフトを回転させ、動力を得るようになっている。

各気筒＃１〜＃４に対応して、インジェクタ１１〜１４が設けられている。インジェクタ１１〜１４は、各気筒＃１〜＃４の吸気ポートに対してＬＰＧ燃料を噴射するものである。これらのインジェクタ１１〜１４には、燃料タンク２０内に設けられた燃料ポンプ２１から圧送されたＬＰＧ燃料が、燃料供給配管２２およびデリバリパイプ２３を介して供給されるようになっている。

ここで、燃料ポンプ２１は、駆動回路５１を介してＥＣＵ５０に接続されている。なお、ＥＣＵ５０については後述する。駆動回路５１は、第１レジスタリレー５２および第２レジスタリレー５３を備えている。イグニションスイッチ（ＩＧ・ＳＷ）５４がオン操作されることにより、バッテリ５５から燃料ポンプ２１へ電力が供給されるようになっている。そして、ＥＣＵからの指令に基づき、第１レジスタリレー５２および第２レジスタリレー５３がそれぞれオンまたはオフされて、その組み合わせにより、燃料ポンプ２１における駆動モードが三段階（小流量モード・中流量モード・大流量モード）に切り換えられるようになっている。例えば、第１レジスタリレー５２および第２レジスタリレー５３をオンにすると、燃料ポンプ２１の駆動モードが大流量モードになる。また、第１レジスタリレー５２および第２レジスタリレー５３をオフにすると、燃料ポンプ２１の駆動モードが小流量モードになる。これにより、エンジン１０の運転状態に応じて燃料ポンプ２１から供給される燃料量を変化させることができる。具体的には、燃料ポンプ２１は、定常運転時には小流量モードで駆動され、加速運転時には中または大流量モードで駆動され、始動時に大流量モードで駆動されるようになっている。

このようにして燃料ポンプ２１によってインジェクタ１１〜１４に供給されたＬＰＧ燃料は、インジェクタ１１〜１４が作動することにより、吸気ポートへ噴射され、空気との可燃混合気を形成して各気筒＃１〜＃４に取り込まれる。なお、燃料タンク２０には、燃料タンク２０内におけるＬＰＧ燃料の温度を検知する燃温センサ４０およびＬＰＧ燃料の圧力を検知する燃圧センサ４１とが設けられている。

ここで、燃料供給配管２２には、タンク遮断弁３０とデリバリ遮断弁３１が設けられている。タンク遮断弁３０は燃料供給配管２２のうち燃料タンク２０近傍に配置されており、燃料タンク２０からのＬＰＧ燃料の供給を遮断するためのものである。タンク遮断弁３０は、非制御時は閉弁状態となっている。一方、デリバリ遮断弁３１は燃料供給配管２２のうちデリバリパイプ２３近傍に配置されており、デリバリパイプ２３へのＬＰＧ燃料の供給を遮断するためのものである。デリバリ遮断弁３１は、非制御時は閉弁状態となっている。

また、燃料供給配管２２には、燃料タンク２０とタンク遮断弁３０の間に手動弁３５が設けられている。また、デリバリパイプ２３には、デリバリパイプ２３内におけるＬＰＧ燃料の温度を検知する燃温センサ４２およびＬＰＧ燃料の圧力を検知する燃圧センサ４３とが設けられている。

なお、各インジェクタ１１〜１４からの余剰燃料は、リターン配管２５とプレッシャレギュレータ２６，２７を通じて燃料タンク２０内に戻されるようになっている。リターン配管２５にはプレッシャレギュレータ２７をバイパスするバイパス配管２５ａが設けられており、このバイパス配管２５ａに燃圧切換弁３２が配設されている。燃圧切換弁３２はバイパス配管２５ａを開閉することにより、デリバリパイプ２３内の燃料圧力を調整するようになっている。具体的には、エンジン１０の始動時のみ燃圧切換弁３２を閉弁状態にしておき、デリバリパイプ２３内の燃料圧力を通常時よりも高くして始動性の向上を図っている。従って、燃圧切換弁３２は、エンジン１０が始動すると開弁状態が維持される。燃圧切換弁３２もタンク遮断弁３０やデリバリ遮断弁３１と同様、通常時は閉弁状態となっている。本実施の形態におけるプレッシャレギュレータ２６，２７および燃圧切換弁３２が、本発明の「調圧手段」に相当する。

また、リターン配管２５には、燃料タンク２０とプレッシャレギュレータ２７の間（燃料タンク２０近傍）に手動弁３６が設けられている。なお、手動弁３５，３６は、燃料タンク２０に燃料を補給する際や部品交換を行う場合などに閉じられる。

そして、タンク遮断弁３０、デリバリ遮断弁３１、および燃圧切換弁３２の開閉は、エンジンコントロールコンピュータ（ＥＣＵ）５０により制御されるようになっている。また、ＥＣＵ５０は、エンジン１０の運転条件に合った燃料量をエンジン１０に噴射供給するために、インジェクタ１１〜１４の開閉駆動および燃料ポンプ２１の駆動（ポンプ流量モードの切換も含む）も制御するようになっている。このため、ＥＣＵ５０には、エンジン１０の運転状況を把握するために各種センサから信号が入力されるようになっている。

このようなＥＣＵ５０は、周知のように中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、およびバックアップＲＡＭ等を備えている。ＲＯＭは、各種制御に係る所定の制御プログラムを予め記憶している。そして、ＥＣＵ（ＣＰＵ）５０は、これら制御プログラムに従い各種制御（例えば、タンク遮断弁３０、デリバリ遮断弁３１、および燃圧切換弁３２の開閉制御や燃料ポンプ２１の駆動制御など）を実行する。

次に、本発明の特徴であるＥＣＵ５０が実行する燃料ポンプ２１の駆動制御の内容について、図２を参照しながら説明する。図２は、ＬＰＧ燃料の増量制御の内容を示すフローチャートである。なお、本制御のサブルーチンは、燃料ポンプ２１が駆動される間、所定周期毎に実行される。

ＥＣＵ５０からの指令により燃料ポンプ２１が駆動（通常制御）されると、ＥＣＵ５０によって燃圧切換弁３２の断線（故障）の有無が検出される（Ｓ１）。具体的には、燃圧切換弁３２に印加されている電圧あるいは燃圧切換弁３２に流れている電流の値に基づき、燃圧切換弁３２の断線を検出する。例えば、燃圧切換弁３２に印加されている電圧あるいは燃圧切換弁３２に流れている電流の値がゼロになった場合に、燃圧切換弁３２が断線していると判断すればよい。そして、ＥＣＵ５０によって燃圧切換弁３２の断線が検出されると（Ｓ１：ＹＥＳ）、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄが、所定の圧力値（判定値）Ｐｄｃ以上であるか否かが判断される（Ｓ２）。なお、ＥＣＵ５０によって燃圧切換弁３２の断線が検出されない場合には（Ｓ１：ＮＯ）、Ｓ４の処理が実行される。なお、Ｓ４の処理内容の詳細は後述する。

ここで、圧力値Ｐｄｃは、算出飽和蒸気圧力Ｐｓｖに補正圧力（余裕分）Ｐａを加算した判定圧力値である。すなわち、Ｐｄｃ＝Ｐｓｖ＋Ｐａとなる。
なお、算出飽和蒸気圧力Ｐｓｖは、公知の方法により算出すればよい。具体的には、まず、燃温センサ４０および燃圧センサ４１によって検出される燃料タンク２０内の燃料温度（タンク温度ＴＨｔｋ）および燃料圧力（タンク圧力Ｐｔｋ）に基づいて、使用しているＬＰＧ燃料の燃料組成を推定する。すなわち、タンク温度ＴＨｔｋおよびタンク圧力Ｐｔｋを燃料組成算出マップに適用して、燃料のプロパン比率ＰＰｘを算出する。続いて、基本飽和蒸気圧曲線に算出されたプロパン比率ＰＰｘを適用して、燃料の飽和蒸気圧曲線を算出する。そして、算出された飽和蒸気圧曲線（飽和蒸気圧計算式）に、燃温センサ４２によって検出されるデリバリパイプ２３内の燃料温度（デリバリ温度ＴＨｄｐ）を適用して、デリバリパイプ２３内の燃料の算出飽和蒸気圧力Ｐｓｖを求めればよい。

また、補正圧力Ｐａは、算出飽和蒸気圧力Ｐｓｖを求める際に発生する最大誤差を考慮して、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄが実際の飽和蒸気圧力以下になる前に、Ｓ５の処理が確実に実行されるように決定すればよい。これにより、デリバリパイプ２３内のＬＰＧ燃料が気化してベーパが発生する前に、燃料ポンプ２１の駆動モードを大流量モードに切り替えて、燃料供給量を増加させることができるため、燃料ポンプ２１から供給されたＬＰＧ燃料中におけるベーパの発生を確実に防止することができるからである。

そして、Ｓ２の処理において、ＥＣＵ５０により、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄが、所定の圧力値（判定値）Ｐｄｃ以上であると判断された場合には（Ｓ２：ＹＥＳ）、続いて、故障時大流量モード履歴の有無が判定される（Ｓ３）。
一方、ＥＣＵ５０により、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄが、所定の圧力値（判定値）Ｐｄｃ以上でないと判断された場合には（Ｓ２：ＮＯ）、Ｓ５の処理が実行される。つまり、ＥＣＵ５０により、燃料ポンプ２１が大流量モードで駆動されるとともに、故障時大流量モード履歴がセットされる。これにより、デリバリパイプ２３内のＬＰＧ燃料が気化してベーパが発生する前に、燃料ポンプ２１からの燃料供給量が増量される。その結果、燃料ポンプ２１から供給されたＬＰＧ燃料中でのベーパの発生が防止され、エンジン１０に過不足なくＬＰＧ燃料が供給される。

ここで、Ｓ３の処理において、ＥＣＵ５０により、故障時大流量モード履歴がないと判定された場合には（Ｓ３：ＮＯ）、Ｓ４の処理が実行される。つまり、燃料ポンプ２１が通常の制御（エンジン１０の運転状態に応じた流量モード）により駆動されるとともに、故障時大流量モード履歴がクリアされる。これにより、燃料ポンプ２１からは、エンジン１０の運転状態に応じて必要とされる量のＬＰＧ燃料が供給される結果、エンジン１０には過不足なくＬＰＧ燃料が供給される。

なお、故障時大流量モード履歴がセットされた後に、本サブルーチンが実施されるとＳ３の処理では「ＮＯ」と判定されるため、燃料ポンプ２１は大流量モードで駆動され続ける。つまり、故障時大流量モード履歴が一度セットされると、故障時大流量モード履歴がクリアされない限りは、燃料ポンプ２１は大流量モードで駆動される。なお、故障時大流量モード履歴がクリアされるのは、Ｓ４の処理が実行されたとき、あるいは燃圧切換弁３２の断線が修復（修理）されたときである。

続いて、上記した燃料ポンプ２１の駆動制御が実施された場合におけるデリバリパイプ内のＬＰＧ燃料の状態変化について図３を用いて、上記の制御が実施されない場合（つまり、従来の燃料ポンプ制御）との比較をしながら説明する。図３は、燃圧切換弁が断線した場合におけるデリバリパイプ内のＬＰＧ燃料の状態（温度と圧力）変化を示す図である。

まず、図２のＳ１において「ＮＯ」と判断された場合、つまり燃圧切換弁３２の断線が検出されないときには、燃料ポンプ２１はエンジン１０の運転状態に応じた流量モード（通常は小流量モード）で駆動される。このとき、デリバリパイプ２３内のＬＰＧ燃料は、図３に示す（Ａ）の状態にある。つまり、ＬＰＧ燃料の温度がＴ１、圧力がＰ１（プレッシャーレギュレータ２６の調圧値）となっている。

ここで、燃料ポンプ２１が小流量モードで駆動されているときに、燃圧切換弁３２が断線して閉状態となったとする。そうすると、リターン配管２５において、プレッシャレギュレータ２６，２７が働くため、ＬＰＧ燃料の調圧値がＰ３となる。しかしながら、従来の燃料ポンプの駆動制御のように、燃料ポンプ２１が小流量モードで駆動されていると、デリバイパイプ２３内の燃料圧力ＰｄはＰ２までしか上昇しない。このとき、燃料ポンプ２１から供給されるＬＰＧ燃料は、リターン配管２５を通じて燃料タンク２０に還流されることはない。このため、エンジン１０からの受熱により、デリバリパイプ２３内の燃料温度ＴＨｄｐが上昇する。また、余剰燃料がリターン配管２５を通じて燃料タンク２０に還流されなくなるため、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄも徐々に上昇していく。その後、デリバリパイプ２３内の燃料圧力ＰｄはＰ２となり、燃料温度ＴＨｄｐはＴ２まで上昇して、デリバリパイプ２３内のＬＰＧ燃料は、図３に示す（Ｂ）の状態となる。つまり、ＬＰＧ燃料の圧力Ｐｄが判定値Ｐｄｃ（＝Ｐｓｖ＋Ｐａ）となる。そしてその後も、燃料ポンプ２１が小流量モードで駆動されていると、デリバリパイプ２３内の燃料温度ＴＨｄｐがＴ２を超える。そうすると、デリバリパイプ２３内のＬＰＧ燃料が気化し始めてベーパが発生する。その結果、エンジン１０に供給するＬＰＧ燃料が不足してエンジン出力が低下する。このように、従来の燃料ポンプの駆動制御では、燃圧切換弁３２が断線して閉状態になると、デリバリパイプ２３内のＬＰＧ燃料が気化し始めてベーパが発生して、エンジン１０に供給するＬＰＧ燃料が不足しエンジン出力が低下してしまう。

これに対して本実施の形態における燃料ポンプの駆動制御では、燃圧切換弁３２が断線して閉状態となったときには、図２のＳ１において「ＹＥＳ」と判断されて、燃料ポンプ２１が大流量モードで駆動される（図２のＳ５）。これにより、デリバリパイプ２３内の燃料圧力ＰｄはＰ３に達するとともに、余剰燃料がリターン配管２５を通じて燃料タンク２０に還流される。従って、デリバリパイプ２３内のＬＰＧ燃料は、図３に示す（Ｃ）の状態となる。よって、デリバリパイプ２３内のＬＰＧ燃料が気化することを防止することができる。その結果、燃料ポンプ２１から供給されたＬＰＧ燃料中におけるベーパの発生が防止され、エンジン１０に過不足なくＬＰＧ燃料が供給される。

以上、詳細に説明したように第１の実施の形態に係るエンジンシステムでは、ＥＣＵ５０により、燃圧切換弁３２の断線が検出された場合、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄが判定値Ｐｄｃ（＝Ｐｓｖ＋Ｐａ）より小さいときに、燃料ポンプ２１が大流量モードで駆動される。このため、燃圧切換弁３２に断線が発生して閉弁状態になっても、余剰燃料がリターン配管２５を通じて燃料タンク２０に還流される。これにより、デリバリパイプ２３内の燃料温度ＴＨｄｐの上昇が抑制され、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄを飽和蒸気圧よりも高く保つことができる。従って、デリバリパイプ２３内のＬＰＧ燃料にベーパが発生することを防止することができる。

また、燃圧切換弁３２の断線が検出され場合に、燃料ポンプ２１を大流量モードで駆動するか否かの判定値として、算出飽和蒸気圧力Ｐｓｖではなく、算出飽和蒸気圧力Ｐｓｖに余裕分（補正圧力）Ｐａを加算した圧力を用いている。これにより、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄが実際の飽和蒸気圧力以下になる前、すなわちデリバリパイプ２３内のＬＰＧ燃料が気化してベーパが発生する前に、燃料ポンプ２１からの燃料供給量を増加させることができる。従って、デリバリパイプ２３内のＬＰＧ燃料にベーパが発生することを確実に防止することができる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態に係るエンジンシステムは、第１の実施の形態と基本的な構成はほぼ同じであるが、ＥＣＵによる燃料ポンプの駆動制御の内容が異なる。すなわち、本実施の形態に係る燃料ポンプの駆動制御は、燃料切換弁の断線（故障）の有無を検出することなく、デリバリパイプ内の燃料圧力の上昇程度に応じて燃料ポンプからの燃料供給量を増やすようになっている。そのため以下では、第１の実施の形態と同一の構成については同符号を付して共通点についての説明は適宜省略し、相違点を中心に説明する。

そこで、本実施の形態において、ＥＣＵ５０が実行する燃料ポンプ２１の駆動制御の内容について、図４を参照しながら説明する。図４は、ＬＰＧ燃料の増量制御の内容を示すフローチャートである。なお、本制御のサブルーチンは、燃料ポンプ２１が駆動される間、所定周期毎に実行される。

まず、ＥＣＵ５０により、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄが所定値Ｐ１（図３参照）以下であるか否かが判断される（Ｓ１１）。そして、ＥＣＵ５０により、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄが所定値Ｐ１以下であると判断された場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、燃料ポンプ２１が通常の制御（エンジン１０の運転状態に応じた流量モード）で駆動される（Ｓ１２）。つまり、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄが所定値Ｐ１以下であると判断される場合は、燃圧切換弁３２が正常に作動しておりプレッシャレギュレータ２６のみで調圧されている状態であるから、燃料ポンプ２１が小流量モードで駆動されても、余剰燃料がリターン配管２５を通じて燃料タンク２０に還流される。従って、デリバリパイプ２３内の燃料温度ＴＨｄｐが上昇しないので、デリバリパイプ２３内のＬＰＧ燃料が気化することを防止することができる。その結果、燃料ポンプ２１から供給されたＬＰＧ燃料中におけるベーパの発生が防止され、エンジン１０に過不足なくＬＰＧ燃料が供給される。

一方、Ｓ１において、ＥＣＵ５０により、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄが所定値Ｐ１以下でないと判断された場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、さらに、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄが所定値Ｐ２（図３参照）以下であるか否かが判断される（Ｓ１３）。そして、ＥＣＵ５０により、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄが所定値Ｐ２以下であると判断された場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、燃料ポンプ２１が中流量モードで駆動される（Ｓ１４）。これにより、デリバリパイプ２３内の燃料温度ＴＨｄｐの上昇を抑制することができるので、デリバリパイプ２３内のＬＰＧ燃料が気化することを防止することができる。その結果、燃料ポンプ２１から供給されたＬＰＧ燃料中におけるベーパの発生が防止され、エンジン１０に過不足なくＬＰＧ燃料が供給される。

Ｓ１３において、ＥＣＵ５０により、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄが所定値Ｐ２以下でないと判断された場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、燃料ポンプ２１が大流量モードで駆動される（Ｓ１５）。これにより、余剰燃料がリターン配管２５を通じて燃料タンク２０に十分に還流され、デリバリパイプ２３内の燃料温度ＴＨｄｐの上昇を抑制することができる。従って、デリバリパイプ２３内のＬＰＧ燃料が気化することを防止することができるため、燃料ポンプ２１から供給されたＬＰＧ燃料中におけるベーパの発生が防止され、エンジン１０に過不足なくＬＰＧ燃料が供給される。

以上、詳細に説明したように第２の実施の形態に係るエンジンシステムでは、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄが所定値Ｐ１よりも上昇すると、ＥＣＵ５０により燃料ポンプ２１が中流量モードで駆動される。また、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄが所定値Ｐ２（＞Ｐ１）よりも上昇すると、ＥＣＵ５０により燃料ポンプ２１が大流量モードで駆動される。従って、デリバリパイプ２３内の燃料圧力Ｐｄの上昇程度に応じて、燃料ポンプ２１からの燃料供給量が増加する。これにより、余剰燃料をリターン配管２５を通じて燃料タンク２０に十分に還流させることができ、デリバリパイプ２３内の燃料温度ＴＨｄｐの上昇を防止することができる。このため、デリバリパイプ２３内のＬＰＧ燃料が気化することを防止することができるので、燃料ポンプ２１から供給されたＬＰＧ燃料中におけるベーパの発生を防止して、エンジン１０に過不足なくＬＰＧ燃料を供給することができる。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、リターン配管２５に設けた２つのプレッシャレギュレータ２６，２７とバイパス配管２５ａに配設した燃圧切換弁３２とにより調圧手段を構成しているが、図５に示すように、バイパス配管２５ａを設けずにリターン配管２５に、１つのプレッシャレギュレータ２６と燃圧切換弁３２ａとを設けて調圧手段を構成することもできる。ただし、この場合には、燃圧切換弁３２ａは、閉弁状態において調圧機能を有する残圧保持弁を使用する必要がある。

また、上記した実施の形態では、燃料ポンプ２１の駆動モード（燃料供給量）を３段階で変化させているが、２段階あるいは４段階以上で変化させてもよいし、さらにはリニアに変化させてもよい。
また、上記した実施の形態では、燃料ポンプ２１から供給されるＬＰＧ燃料の調圧値を２段階で変化させているが、３段階以上で変化させてもよいし、さらにはリニアに変化させてもよい。

また、上記した実施の形態では、本発明を４気筒のエンジン１０に適用したが、４気筒以外の気筒数のエンジンにも適用することができる。
また、上記した実施の形態では、液化ガス燃料としてＬＰＧを使用するものを例示したが、ＬＮＧ、ＤＭＥなどを使用することもできる。
また、上記した実施の形態では、エンジンへの供給燃料として液化ガス燃料を使用するものを例示したが、供給燃料として液化ガス以外の燃料を使用することもできる。

実施の形態に係る自動車に搭載されたエンジンシステムの概略構成を示す図である。 第１の実施の形態に係るＬＰＧ燃料の増量制御の内容を示すフローチャートである。 燃圧切換弁が断線した場合におけるデリバリパイプ内のＬＰＧ燃料の状態（温度と圧力）変化を示す図である。 第２の実施の形態に係るＬＰＧ燃料の増量制御の内容を示すフローチャートである。 調圧手段の変形例を示す図である。

符号の説明

１０ エンジン
１１〜１４ インジェクタ
２０ 燃料タンク
２１ 燃料ポンプ
２２ 燃料供給配管
２３ デリバリパイプ
２５ リターン配管
２５ａ バイパス配管
２６，２７ プレッシャレギュレータ
３０ タンク遮断弁
３１ デリバリ遮断弁
３２ 燃圧切換弁
４０ 燃温センサ（燃料タンク内）
４１ 燃圧センサ（燃料タンク内）
４２ 燃温センサ（デリバリパイプ内）
４３ 燃圧センサ（デリバリパイプ内）
５０ ＥＣＵ
５１ 駆動回路
５２ 第１レジスタリレー
５３ 第２レジスタリレー
５４ イグニッションスイッチ
５５ バッテリ
Ｐｄ デリバリパイプ内の燃料圧力
Ｐｄｃ 判定値
Ｐｓｖ 算出飽和蒸気圧力
Ｐａ 補正圧力（余裕分）
ＴＨｄｐ デリバリパイプ内の燃料温度

Claims (6)

1. 燃料を貯蔵する燃料タンクと、燃料を内燃機関に液相状態で噴射する燃料噴射機構と、前記燃料噴射機構へ供給する燃料量を変更可能な燃料供給手段と、供給燃料の圧力を調節する調圧手段と、前記燃料供給手段および調圧手段を制御する制御手段とを有する内燃機関の燃料供給装置において、
   前記制御手段は、前記調圧手段の故障が検出された場合、前記燃料供給手段からの燃料供給量を増加させることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
2. 請求項１に記載する内燃機関の燃料供給装置において、
   余剰燃料を前記燃料タンクに戻すリターン配管を備え、
   前記調圧手段が、前記リターン配管の途中に配置されていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
3. 請求項２に記載する内燃機関の燃料供給装置において、
   前記制御手段は、前記供給燃料の圧力が所定の判定値より小さくなった場合に、前記燃料供給手段からの燃料供給量を増加させることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
4. 請求項３に記載する内燃機関の燃料供給装置において、
   前記所定の判定値は、前記供給燃料の算出飽和蒸気圧力に所定の余裕分を加算した値であることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
5. 燃料を貯蔵する燃料タンクと、燃料を内燃機関に液相状態で噴射する燃料噴射機構と、前記燃料噴射機構へ供給する燃料量を変更可能な燃料供給手段と、前記燃料噴射機構における燃料圧力を調圧する調圧手段と、前記燃料供給手段および調圧手段を制御する制御手段とを有する内燃機関の燃料供給装置において、
   前記制御手段は、前記調圧手段における調圧値の上昇程度に応じて、前記燃料供給手段からの燃料供給量を増加させることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
6. 請求項１から請求項５に記載するいずれか１つの内燃機関の燃料供給装置において、
   前記燃料は、液化ガス燃料であることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。

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