JP6102152B2

JP6102152B2 - 液化ガス燃料の供給システム、及び液化ガス燃料の供給方法

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Publication number: JP6102152B2
Application number: JP2012213942A
Authority: JP
Inventors: 高瀬　繁寿; 繁寿高瀬
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2032-09-27
Also published as: JP2014066231A

Description

本発明は、緊急時にジメチルエーテル（以下、ＤＭＥという）などの液化ガス燃料を供給する液化ガス燃料の供給システム、及び液化ガス燃料の供給方法に関する。

現在、ディーゼルエンジンに使用される軽油の代替燃料として、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）などの液化ガス燃料を用いることが注目されている。このＤＭＥを燃料とする車両において、ＤＭＥの液体噴射の実現には、ＤＭＥの特性からエンジンからの受熱によりＤＭＥが暖められることによって、ＤＭＥが気化する状態（ガスレーションともいう）を防止する必要がある。

ＤＭＥは常温常圧で気体である。よってこれをエンジンに適用しようとする場合は、ＤＭＥを加圧し液体としてエンジンに供給しなければならない。さもないとガスレーションによってＤＭＥ中に気泡が混入し、エンジンの回転が不安定となり、配管や高圧ポンプ（コモンレール式の場合）内でキャビテーションが生じたりするからである。

そこで、燃料タンクから燃料噴射装置までＤＭＥを供給する経路にフィードポンプを設けて、気化しない程度にＤＭＥを昇圧する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ＤＭＥに過度の高圧を加えると、ＤＭＥの粘性が低いため、各摺動部でＤＭＥの漏れが発生し、大掛かりな回収システムが必要となる。また、フィードポンプ自体の消費馬力が大きくなり燃費の悪化を招いてしまう。よってＤＭＥの加圧は適度に行うのが好ましい。

ここで従来のＤＭＥの供給システムについて、図４を参照しながら説明する。ここで、ＣＶ１〜ＣＶ４は逆止弁（チェックバルブ）を示し、ＳＶ１及びＳＶ２は電磁弁（ソレノイドバルブ）を示し、Ｖ１〜Ｖ４はバルブ（開閉可能な弁装置）を示す。

この従来のＤＭＥの供給システム１Ｘは、エンジン２内に設けられた燃料噴射装置３と、別途設けられた燃料タンク４を備え、その燃料噴射装置３は、高圧ポンプ５、コモンレール６、及びインジェクタ７を備える。また、供給システム１Ｘは、燃料タンク４内に設けたフィードポンプ（加圧ポンプ）８と、燃料噴射装置３と燃料タンク４とを接続する供給流路９及びリターン流路１０と、を備える。加えて、高圧ポンプ５の圧力制御、各インジェクタ７の噴射量制御、及び電磁弁ＳＶ１及びＳＶ２の開閉制御を行うＥＣＵ（制御装置）１１を備える。

通常時の供給システム１Ｘにおいて、ＤＭＥは燃料タンク４からフィードポンプ８により供給流路９へ吐出される。このとき、ＤＭＥは、気化しない程度の圧力以下、且つエンジン２の燃料温度における蒸気圧以上の圧力で加圧され、液相のまま高圧ポンプ５に供給される。

次に、ＤＭＥは、高圧ポンプ５により、予め定めた通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒ（例えば、６０ＭＰａ）になるように圧力制御されて、コモンレール６に供給される。そして、コモンレール６に蓄圧したＤＭＥは各インジェクタ７に供給され、各インジェクタ７から筒内に噴射される。

噴射の際に、高圧ポンプ５、コモンレール６、及びインジェクタ７において余剰となったＤＭＥは、リターン流路１０を通じて燃料タンク４に戻されている。

上記の構成によれば、液相のまま高圧ポンプ５にＤＭＥを供給することができるので、ガスレーションによってＤＭＥ中に気泡が混入し、エンジン２の回転が不安定となり、配管や高圧ポンプ５内でキャビテーションが生じたりすることを抑制することができる。

しかしながら、高圧ポンプ５が故障するなどして、高圧ポンプ５で通常燃料噴射圧力ＰｎｏｒでＤＭＥを吐出できない場合に、リンプホーム（非常時回避）なども不可能となり車両が停止してしまう。このような状態になると、他の車両による牽引などが必要となってしまう。

特開２００１−１１５９１６号公報

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、高圧ポンプの故障発生時でも、高圧ポンプにおける液化ガス燃料の圧力低下を抑制し、燃料噴射弁の最低噴射圧力を維持した液化ガス燃料をコモンレールに供給することができる液化ガス燃料の供給システム、及び液化ガス燃料の供給方法を提供することである。

上記の目的を解決するための本発明の液化ガス燃料の供給システムは、燃料タンクから加圧ポンプを介して液相のまま供給された液化ガス燃料を、高圧ポンプにより予め定めた通常燃料噴射圧力にしてから、コモンレールに供給する供給流路と、前記高圧ポンプと前記コモンレールに供給された液化ガス燃料の一部を、前記燃料タンクに戻す戻り流路と、を備える液化ガス燃料の供給システムにおいて、前記高圧ポンプから前記燃料タンクへ戻る液化ガス燃料を遮断するように、前記戻り流路を閉止する閉止弁と、前記高圧ポンプから前記コモンレールへの液化ガス燃料の供給を調節する手段と、制御装置と、を備えると共に、前記制御装置により、液化ガス燃料を前記高圧ポンプにより前記通常燃料噴射圧力で前記コモンレールに供給できなくなったときに、前記閉止弁を閉じて前記戻り流路を閉止すると共に前記調節する手段によって前記高圧ポンプから前記コモンレールへの液化ガス燃料の供給を停止して、前記高圧ポンプに貯留した液化ガス燃料の圧力が少なくとも燃料噴射弁から噴射するときに微粒化するために必要な最低噴射圧力になるまでは、前記高圧ポンプに前記加圧ポンプで加圧された液化ガス燃料を貯留し、前記高圧ポンプ内で圧力を前記最低噴射圧力以上に高めた後に、前記閉止弁を閉じたまま前記調節する手段によって、前記高圧ポンプから前記コモンレールに液化ガス燃料を供給する構成にした。

この構成によれば、高圧ポンプの吐出不良、または吐出不能が発生したときに、高圧ポンプから戻り流路への出口を閉止して、加圧ポンプで加圧された液化ガス燃料の圧力低下を抑制する。そして、高圧ポンプ内で液化ガス燃料が貯留することにより、最低噴射圧力に維持された液化ガス燃料をコモンレールに供給することができる。これにより、高圧ポンプの故障発生時に緊急として内燃機関を運転でき、リンプホーム（非常時回避）を図ることができる。

燃料タンクからコモンレールまでの間に配設される加圧ポンプは、通常時には、液化ガス燃料を液体のまま高圧ポンプに供給するように、液化ガス燃料を加圧する。このとき液化ガス燃料が、内燃機関の燃料温度における蒸気圧以上、且つ気化しない圧力以下に、より詳しくは２Ｍｐａ以上、３．５ＭＰａ以下に加圧されるので、内燃機関からの受熱により暖められることによりキャビテーションが発生することを抑制することができる。

本発明では、高圧ポンプの故障発生時に、この加圧ポンプで加圧された液化ガス燃料を、戻り流路が閉止弁により閉止された高圧ポンプに供給することで、液化ガス燃料を、燃料噴射弁から噴射するときに液化ガス燃料を微粒化するために必要な最低噴射圧力に、より詳しくは８ＭＰａ以上、１２ＭＰａ以下の圧力に維持することができる。

なお、ここでいう加圧ポンプとは、燃料タンクから液化ガス燃料を汲み上げるフィードポンプなどのポンプのことであり、例えば、燃料タンク内に設けたインタンクポンプで構成してもよい。また、燃料タンク内に設けたインタンクポンプとは別に、供給流路に設けたフィードポンプで構成してもよい。

また、上記の液化ガス燃料の供給システムにおいて、前記閉止弁を、液化ガス燃料を前記戻り流路から前記高圧ポンプに逆流させない圧力調整弁の下流側に、且つ前記コモンレール又は前記燃料噴射弁から前記燃料タンクに戻る液化ガス燃料と合流しない位置に配置すると、高圧ポンプ内の液化ガス燃料の圧力の低下をより抑制することができる。

高圧ポンプと戻り流路との間に設けた圧力調整弁が、高圧ポンプ内のＤＭＥの圧力が通常燃料噴射圧力よりも高くなった場合に、機械的に圧力調整弁から戻り流路にＤＭＥを吐出して、高圧ポンプ内の圧力を調整している。本発明では、その圧力調整弁の下流側に閉止弁を配置することで、高圧ポンプの故障発生時に、閉止弁が戻り流路を閉止するので、この圧力調整弁が機能しなくなり、高圧ポンプ内のＤＭＥの圧力低下を抑制することができる。

さらに、本発明では、閉止弁をコモンレール又は燃料噴射弁から燃料タンクに戻る液化ガス燃料と合流しない位置に配置することで、燃料噴射弁やコモンレールの戻り側に圧力がかからないようにしている。

加えて、上記の液化ガス燃料の供給システムにおいて、前記加圧ポンプを電動機で駆動するように構成し、前記制御装置が、内燃機関の始動時の前記高圧ポンプが通常駆動していないときに、前記閉止弁により前記戻り流路を閉止し、前記高圧ポンプ内の液化ガス燃料の圧力を前記最低噴射圧力に維持して、前記コモンレールに供給する始動時供給手段を備えると、内燃機関の始動時などの内燃機関の回転が低く、高圧ポンプが通常動作していないときに、液化ガス燃料を最低噴射圧力まで加圧して、燃料噴射弁に供給することができるので、始動時間の短縮化を図ることができる。

さらに、上記の問題を解決するための液化ガス燃料の供給方法は、液化ガス燃料を、燃料タンクから加圧ポンプを介して液体のまま高圧ポンプに供給した後に、該高圧ポンプで予め定めた通常燃料噴射圧力にしてからコモンレールに供給すると共に、前記高圧ポンプと前記コモンレールに供給された液化ガス燃料の一部を、前記燃料タンクに戻す液化ガス燃料の供給方法において、液化ガス燃料を前記高圧ポンプにより前記通常燃料噴射圧力で前記コモンレールに供給できなくなったときに、閉止弁により前記高圧ポンプから前記燃料タンクに戻る戻り流路を閉止すると共に前記高圧ポンプから前記コモンレールへの液化ガス燃料の供給を停止して、前記高圧ポンプに貯留した液化ガス燃料の圧力が少なくとも燃料噴射弁から噴射するときに微粒化するために必要な最低噴射圧力になるまでは、前記高圧ポンプに前記加圧ポンプで加圧された液化ガス燃料を貯留し、前記高圧ポンプの圧力が前記最低噴射圧力以上に高まった後に、前記高圧ポンプから前記コモンレールに液化ガス燃料を供給することを特徴とする方法である。

その上、上記の液化ガス燃料の供給方法において、前記高圧ポンプに貯留した液化ガス燃料の圧力が少なくとも燃料噴射弁から噴射するときに微粒化するために必要な最低噴射圧力になるまでは、前記高圧ポンプから前記コモンレールへの液化ガス燃料の供給を停止することが好ましい。

本発明によれば、高圧ポンプの故障発生時でも、高圧ポンプにおける液化ガス燃料の圧力低下を抑制し、燃料噴射弁の最低噴射圧力を維持した液化ガス燃料をコモンレールに供給することができる。これにより、高圧ポンプの故障発生時でも、緊急としてエンジンを
運転することができ、リンプホームが可能となる。

また、エンジンの始動時などの高圧ポンプが正常動作していないときでも、液化ガス燃料を最低噴射圧力に制御することができ、始動時間を短縮することができる。

本発明に係る実施の形態の液化ガス燃料の供給システムを示す概略図であり、緊急時の状態を示す。本発明に係る実施の形態の液化ガス燃料の供給方法を示すフローチャートである。本発明に係る実施の形態の液化ガス燃料のエンジンの始動時の供給方法を示すフローチャートである。従来の液化ガス燃料の供給システムを示す概略図である。

以下、本発明に係る実施の形態の液化ガス燃料の供給システムと、液化ガス燃料の供給方法について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態では、液化ガス燃料として、ジメチルエーテル（以下、ＤＭＥとする）を用いた車両について説明するが、例えば、液化石油ガス（ＬＰＧ）、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化ブタンガス（ＬＢＧ）、又は液化水素燃料などにも適用することができる。

また、この実施の形態では、ＤＭＥを貯蔵するタンクを一本搭載した液化ガス燃料の供給システムを例に説明するが、本発明は二本以上のタンクを搭載したものにも適用することができる。

まず、本発明に係る第１の実施の形態の液化ガス燃料の供給システムについて、図１を参照しながら説明する。この供給システム１は、図４の従来の供給システム１Ｘに、図１に示すように、高圧ポンプ５から燃料タンク４に戻るＤＭＥ（以下、リターンＤＭＥという）の流路であるリターン流路（戻り流路）１０を閉止する閉止弁１２を備えると共に、ＥＣＵ（制御装置）１１にＤＭＥを高圧ポンプ５により通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒでコモンレール６に供給できなくなったときに、閉止弁１２でリターン流路１０を閉止して、高圧ポンプ５内のＤＭＥの圧力低下を抑制して、少なくともインジェクタ（燃料噴射弁）７から噴射するときに微粒化するために必要な最低噴射圧力Ｐｍｉｎを維持されたＤＭＥを、コモンレール６に供給する緊急時供給手段１３を備えて構成される。

また、ＥＣＵ１１に、エンジン（内燃機関）２の始動時の高圧ポンプ５が通常駆動していないときに、閉止弁１２でリターン流路１０を閉止し、高圧ポンプ５内のＤＭＥの圧力を最低噴射圧力Ｐｍｉｎに維持して、コモンレール６に供給する始動時供給手段１４を備える。

この供給システム１について、詳しく説明する。リターン流路１０は、燃料噴射装置３の各装置から燃料タンク４に余剰分のリターンＤＭＥを戻す流路であり、燃料タンク４のそれぞれの装置から吐出されたリターンＤＭＥを第１リターン流路１０ａ〜第４リターン流路１０ｄから第５リターン流路１０ｅに合流して燃料タンク４へと戻している。

高圧ポンプ５と第１リターン流路１０ａとの間には逆止弁（圧力調整弁）ＣＶ１を介設し、コモンレール６と第２リターン流路１０ｂとの間にも逆止弁ＣＶ２を介設する。これにより、高圧ポンプ５内における圧力、あるいはコモンレール６内における圧力を調整し、高圧ポンプ５あるいはコモンレール６から余剰分のＤＭＥを各リターン流路１０ａ及び１０ｂにリターンＤＭＥとして排出する。

なお、この実施の形態では、圧力調整弁として、逆止弁ＣＶ１及びＣＶ２を用いたが、それぞれリリーフ弁のように作動して、圧力が高圧になりすぎないように、機械的にリターンＤＭＥを逃がすことができればよく、上記の構成に限定しない。例えば、機械式、電気式、又は機械式と電気式の併用タイプなどのリリーフ弁を使用することもできる。

本発明の閉止弁１２は、高圧ポンプ５から吐出されるリターンＤＭＥをリターン流路１０へ流入させないように、あるいは高圧ポンプ５からリターンＤＭＥを吐出しないように、リターン流路１０を閉止する電磁弁である。

また、この閉止弁１２は、通常時にリターン流路１０から高圧ポンプ５にリターンＤＭＥが逆流しないように設けられた逆止弁ＣＶ１の下流側に、且つ、コモンレール６又はインジェクタ７から燃料タンク４に戻るリターンＤＭＥと合流しない位置に、つまり第１リターン流路１０ａ上に配置される。

高圧ポンプ５の吐出不良、又は吐出不能が発生した場合に、この閉止弁１２を閉じて、第１リターン流路１０ａを閉止すると、リターンＤＭＥを高圧ポンプ５から第１リターン流路１０ａに吐出されなくなり、高圧ポンプ５内におけるＤＭＥの圧力の低下を抑制することができる。

なお、フィードポンプ（加圧ポンプ）８を、図示しない電動機によって駆動するように構成すると、エンジン２の始動状況によらず、燃料タンク４に貯蔵したＤＭＥを供給することができる。また、この実施の形態では、フィードポンプ８をインタンクポンプで形成し燃料タンク４内に設けたが、燃料タンク４内に設けられるインタンクポンプとは別に、供給流路９の途中に設けてもよい。

次に、この供給システム１の動作について説明する。まず、通常時には、燃料タンク４内のＤＭＥは、フィードポンプ８により供給流路９に吐出される。そして、吐出されたＤＭＥは移送圧力Ｐｂａｓに加圧されてから高圧ポンプ５に液相のまま供給される。

この移送圧力Ｐｂａｓは、詳しくは、エンジン２の燃料温度における蒸気圧以上、且つ気化しない程度の圧力以下の値であり、好ましくは２ＭＰａ以上、３．５ＭＰａである。高圧ポンプ５までこの移送圧力Ｐｂａｓを維持することによって、エンジン２からの受熱によるガスレーション（気化すること）によってＤＭＥ中に気泡が混入し、エンジン２の回転が不安定となり、配管や高圧ポンプ５内でキャビテーションが生じたりすることを防止することができる。

高圧ポンプ５に供給されたＤＭＥは、予め定めた通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒ、例えば、約６０ＭＰａに加圧されてからコモンレール６に供給されて、各インジェクタ７から噴射される。このとき、ＤＭＥを高圧ポンプ５により通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒでコモンレール６に供給できる状態のため、ＥＣＵ１１により閉止弁１２は開いた状態に維持される。

よって、逆止弁ＣＶ１が正常に動作して高圧ポンプ５内の圧力を調整し、逆止弁ＣＶ１から吐出したリターンＤＭＥは、第１リターン流路１０ａを経由して、第５リターン流路１０ｅに合流して燃料タンク４へと戻される。

一方、高圧ポンプ５の故障などにより、ＤＭＥを高圧ポンプ５により通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒでコモンレール６に供給できない高圧ポンプ５の故障発生時には、高圧ポンプ５内におけるＤＭＥの圧力を、少なくともインジェクタ７から噴射するときに、微粒化するために必要な最低噴射圧力Ｐｍｉｎに維持する必要がある。

そこで、本発明の供給システム１は、高圧ポンプ５の故障発生時に、ＥＣＵ１１の緊急時供給手段１３により閉止弁１２を閉じた状態に制御することによって、高圧ポンプ５内におけるＤＭＥの圧力を最低噴射圧力Ｐｍｉｎに維持することができる。

詳しくは、閉止弁１２の閉鎖により、逆止弁ＣＶ１の機械的なリリーフ弁のような作動が機能しなくなる。よって、高圧ポンプ５から第１リターン流路１０ａにリターンＤＭＥが吐出されることがなくなるので、高圧ポンプ５内におけるＤＭＥの圧力低下を抑制することができる。

そして、高圧ポンプ５からコモンレール６への供給口５ａを閉じて、フィードポンプ８で加圧されたＤＭＥが移送されると、徐々にＤＭＥの圧力が高まり、ＤＭＥの圧力を少なくともインジェクタ７から噴射するときに、微粒化するために必要な最低噴射圧力Ｐｍｉｎに維持する。そして、その最低噴射圧力Ｐｍｉｎに維持されたＤＭＥをインジェクタ７に供給することができる。

ここでいう最低噴射圧力Ｐｍｉｎは、ＤＭＥをインジェクタ７から噴射するときに、ＤＭＥが微粒化するために必要な圧力であり、好ましくは、８ＭＰａ以上、１２ＭＰａ以下の圧力のことをいう。

つまり、本発明の供給システム１によれば、高圧ポンプ５の吐出不良、または吐出不能が発生したときに、高圧ポンプ５から第１リターン流路１０ａを閉止することにより、フィードポンプ８で加圧されたＤＭＥの圧力低下を抑制し、インジェクタ７の最低噴射圧力Ｐｍｉｎを維持したＤＭＥをコモンレール６に供給するので、高圧ポンプ５の故障発生時に緊急としてエンジン２が運転でき、リンプホーム（非常時回避）を図ることができる。

また、エンジン２の始動時で、ＤＭＥを高圧ポンプ５により通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒでコモンレール６に供給できない場合は、ＥＣＵ１１の始動時供給手段１４により高圧ポンプ５の故障発生時と同様に閉止弁１２を閉じた状態に制御する。エンジン２の始動時に、電動機に直結されたフィードポンプ８が駆動し、スタータなどでエンジン２の回転が認識する前に、閉止弁１２を閉じることで、ＤＭＥの圧力を最低噴射圧力Ｐｍｉｎに制御して、インジェクタ７に供給することができ、始動時間を短縮することができる。

次に、本発明に係る実施の形態のＤＭＥの供給方法について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。まず、各パラメータを検知するステップＳ１０を行う。この実施の形態でいうパラメータとは、ポンプ圧力センサＳ１が検知する高圧ポンプ５の圧力Ｐａ、温度センサＳ２が検知する高圧ポンプ５内のＤＭＥの温度Ｔａ、コモンレール圧力センサＳ３が検知するコモンレール圧Ｐｂ、ＥＣＵ１１から高圧ポンプ５に指示された吐出指令値の継続時間ｔａ、及び予め実験的に求めた温度Ｔａに基づくマップから算出された通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒである。

次に、ＥＣＵ１１が、各パラメータから高圧ポンプ５の故障を検知するステップＳ２０を行う。このステップＳ２０は、高圧ポンプ５の通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒとコモンレール圧Ｐｂの差圧ΔＰが判定差圧値Ｐｎ以上、且つ高圧ポンプ５の吐出指令値（ｄｕｔｙ＝１００％）の継続時間ｔａが判定時間ｔｎ以上か否かを判断するステップである。

なお、この判定差圧値Ｐｎと判定時間ｔｎのそれぞれは、任意の値に設定することができ、例えば、予め実験などにより算出された値を用いてもよい。また、この実施の形態では、上記の方法で、ＥＣＵ１１から高圧ポンプ５に通常燃料噴射圧力ＰｎｏｒになるようにＤＭＥを加圧して、コモンレール６に供給できているか否かを判断したが、高圧ポンプ
５の故障、あるいはＤＭＥを高圧ポンプ５により通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒでコモンレール６に供給できる状態か否かを判断することができればよく、この方法に限定しない。

上記のステップＳ２０で、差圧ΔＰが判定差圧値Ｐｎより小さく、又は吐出指令値の継続時間ｔａが判定時間ｔｎより小さい場合は、高圧ポンプ５が故障しておらず、ＤＭＥを高圧ポンプ５により通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒでコモンレール６に供給できる状態と判断して、次に、ＥＣＵ１１が、閉止弁１２を開くステップＳ３０を行う。

次に、ＥＣＵ１１が、フィードポンプ８で加圧されたＤＭＥを高圧ポンプ５で加圧するステップＳ４０を行う。このステップＳ４０では、ＤＭＥの圧力が先程算出した通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒになるように加圧する。次に、高圧ポンプ５の圧力Ｐａを検知するステップＳ５０を行う。

次に、ＥＣＵ１１が、ステップＳ５０で検知した高圧ポンプ５の圧力Ｐａが通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒになったか否かを判断するステップＳ６０を行う。このステップＳ６０で、高圧ポンプ５の圧力Ｐａが通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒより小さい場合はステップＳ４０へ戻る。

また、ステップＳ６０で、高圧ポンプ５の圧力Ｐａが通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒよりも大きい場合は、次に、高圧ポンプ５の圧力Ｐａを逆止弁ＣＶ１が開放するステップＳ７０を行う。このステップＳ７０で、逆止弁ＣＶ１から吐出されたリターンＤＭＥは、前述したように、第１リターン流路１０ａを経由して燃料タンク４に戻る。

一方、ステップＳ６０で、高圧ポンプ５の圧力Ｐａが通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒとなった場合は、次に、ＥＣＵ１１が、高圧ポンプ５からコモンレール６にＤＭＥを供給するステップＳ８０を行って、この制御方法は終了する。

対して、ステップＳ２０で、差圧ΔＰが判定差圧値Ｐｎ以上、且つ吐出指令値の継続時間ｔａが判定時間ｔｎ以上の場合は、高圧ポンプ５が故障などにより、ＤＭＥを高圧ポンプ５により通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒでコモンレール６に供給できない状態と判断して、次に、緊急時供給手段１３が、閉止弁１２を閉じるステップＳ９０を行う。

次に、緊急時供給手段１３が、フィードポンプ８で加圧されたＤＭＥを高圧ポンプ５内に貯留するステップＳ１００を行う。このステップＳ１００では、高圧ポンプ５からコモンレール６への供給口５ａを閉止することにより、フィードポンプ８から移送されるＤＭＥを貯留することができ、高圧ポンプ５内で圧力を高めることができる。

次に、高圧ポンプ５の圧力Ｐａを検知するステップＳ１１０を行う。次に、緊急時供給手段１３が、その検知された高圧ポンプ５の圧力Ｐａが最低噴射圧力Ｐｍｉｎ以上か否かを判断するステップＳ１２０を行う。ステップＳ１２０で、高圧ポンプ５の圧力Ｐａが最低噴射圧力Ｐｍｉｎよりも小さい場合は、ステップＳ１００に戻る。

一方、高圧ポンプ５の圧力Ｐａが最低噴射圧力Ｐｍｉｎ以上の場合は、次に、緊急時供給手段１３が、高圧ポンプ５からコモンレール６にＤＭＥを供給するステップＳ１３０を行い、この制御方法は終了する。

この方法によれば、高圧ポンプ５の故障等を検知し、ＤＭＥを高圧ポンプ５により通常燃料噴射圧力Ｐｎｏｒでコモンレール６に供給できない状態と判断すると、閉止弁１２を閉じて、高圧ポンプ５内におけるＤＭＥの圧力低下を抑制し、ＤＭＥを少なくとも最低噴射圧力Ｐｍｉｎに維持して、インジェクタ７に供給することができる。

これにより、高圧ポンプ５の故障発生時でも、フィードポンプ８によるＤＭＥを最低噴射圧力Ｐｍｉｎに維持する制御によって緊急としてエンジン２を運転することを可能にし、リンプホームを図ることができる。

次に、本発明に係る実施の形態のエンジン２の始動時のＤＭＥの供給方法について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。なお、上記の供給方法と同様のステップについては、同符号を用いて、その説明を省略する。

このエンジン２の始動時のＤＭＥの供給方法は、エンジン２の始動前に図示しない電動機でフィードポンプ８を駆動して、高圧ポンプ５が正常に作動する前に、最低噴射圧力Ｐｍｉｎに維持されたＤＭＥをインジェクタ７から噴射する供給方法である。よって、図３に示すように、エンジン２を始動すると同時に、始動時供給手段１４が、前述のステップＳ９０〜ステップＳ１３０を行う。

次に、始動時供給手段１４が、高圧ポンプ５が駆動したか否かを判断するステップＳ２００を行う。このステップＳ２００では、エンジン２が始動することにより、高圧ポンプ５が駆動したことを検知して、判断することができればよく、その方法は特に限定しない。例えば、高圧ポンプ５の圧力Ｐａが予め定めた判定値以上か否かを判断してもよい。

ステップＳ２００で、高圧ポンプ５が駆動していないと判断されると、ステップＳ９０に戻る。一方、ステップＳ２００で、高圧ポンプ５が駆動していると判断されると、次に、ＥＣＵ１１が、前述したステップＳ３０〜ステップＳ８０を行って、この制御方法は終了する。

この制御方法によれば、エンジン２の始動時に、スタータなどによるエンジン２の回転を認識する前に、閉止弁１２を閉じて、第１リターン流路１０ａを閉止することによって、高圧ポンプ５が駆動する前に、インジェクタ７から最低噴射圧力Ｐｍｉｎに維持されたＤＭＥを噴射することができるので、エンジン２の始動時間を短縮することができる。

本発明の液化ガス燃料の供給システムは、高圧ポンプの故障発生時でも、高圧ポンプにおける液化ガス燃料の圧力低下を抑制し、燃料噴射弁の最低噴射圧力を維持した液化ガス燃料をコモンレールに供給することができるので、ＤＭＥなどの液化ガス燃料を用いるエンジンを搭載した車両に利用することができる。また、液化ガス燃料を用いたガスタービンなどにも利用することができる。

１供給システム
２エンジン（内燃機関）
３燃料噴射装置
４燃料タンク
５高圧ポンプ
５ａ供給口
６コモンレール
７インジェクタ（燃料噴射弁）
８フィードポンプ（加圧ポンプ）
９供給流路
１０リターン流路（戻り流路）
１１ＥＣＵ（制御装置）
１２閉止弁
１３緊急時供給手段
１４始動時供給手段
Ｓ１ポンプ圧力センサ
Ｓ２温度センサ
Ｓ３コモンレール圧力センサ

Claims

燃料タンクから加圧ポンプを介して液相のまま供給された液化ガス燃料を、高圧ポンプにより予め定めた通常燃料噴射圧力にしてから、コモンレールに供給する供給流路と、
前記高圧ポンプと前記コモンレールに供給された液化ガス燃料の一部を、前記燃料タンクに戻す戻り流路と、を備える液化ガス燃料の供給システムにおいて、
前記高圧ポンプから前記燃料タンクへ戻る液化ガス燃料を遮断するように、前記戻り流路を閉止する閉止弁と、前記高圧ポンプから前記コモンレールへの液化ガス燃料の供給を調節する手段と、制御装置と、を備えると共に、
前記制御装置により、液化ガス燃料を前記高圧ポンプにより前記通常燃料噴射圧力で前記コモンレールに供給できなくなったときに、前記閉止弁を閉じて前記戻り流路を閉止すると共に前記調節する手段によって前記高圧ポンプから前記コモンレールへの液化ガス燃料の供給を停止して、前記高圧ポンプに貯留した液化ガス燃料の圧力が少なくとも燃料噴射弁から噴射するときに微粒化するために必要な最低噴射圧力になるまでは、前記高圧ポンプに前記加圧ポンプで加圧された液化ガス燃料を貯留し、前記高圧ポンプ内で圧力を前記最低噴射圧力以上に高めた後に、前記閉止弁を閉じたまま前記調節する手段によって、前記高圧ポンプから前記コモンレールに液化ガス燃料を供給する構成にしたことを特徴とする液化ガス燃料の供給システム。
前記閉止弁を、液化ガス燃料を前記戻り流路から前記高圧ポンプに逆流させない圧力調整弁の下流側に、且つ前記コモンレール又は燃料噴射弁から前記燃料タンクに戻る液化ガス燃料と合流しない位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の液化ガス燃料の供給システム。
液化ガス燃料を、燃料タンクから加圧ポンプを介して液体のまま高圧ポンプに供給した後に、該高圧ポンプで予め定めた通常燃料噴射圧力にしてからコモンレールに供給すると共に、前記高圧ポンプと前記コモンレールに供給された液化ガス燃料の一部を、前記燃料タンクに戻す液化ガス燃料の供給方法において、
液化ガス燃料を前記高圧ポンプにより前記通常燃料噴射圧力で前記コモンレールに供給できなくなったときに、閉止弁により前記高圧ポンプから前記燃料タンクに戻る戻り流路を閉止すると共に前記高圧ポンプから前記コモンレールへの液化ガス燃料の供給を停止して、前記高圧ポンプに貯留した液化ガス燃料の圧力が少なくとも燃料噴射弁から噴射する
ときに微粒化するために必要な最低噴射圧力になるまでは、前記高圧ポンプに前記加圧ポンプで加圧された液化ガス燃料を貯留し、
前記高圧ポンプの圧力が前記最低噴射圧力以上に高まった後に、前記高圧ポンプから前記コモンレールに液化ガス燃料を供給することを特徴とする液化ガス燃料の供給方法。