CN102678346A

CN102678346A - 燃料供给装置

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Publication number: CN102678346A
Application number: CN2012100682868A
Authority: CN
Inventors: 加藤正明; 竹内久晴; 人见克彦
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: CN102678346B; JP5585501B2; JP2012193637A

Abstract

将由液化气体构成的燃料供给到内燃机(10)中的燃料供给装置(20)构成为：基于通道压力(Phg)、通道温度(Thg)及蒸气压(Pv)，控制向盖通道(11b)的燃料供给及从盖通道(11b)的燃料排出，关于返回流路(11b)内的燃料，在高于下限温度(Tmin)且低于上限温度(Tmax)的温度范围内保持小于容许压力(Pmax)的液体状态。因此，能够使使用液化气体燃料的燃料喷射阀的动作稳定，使喷射量为对应于开阀时间的量，并且提高从燃料喷射阀及返回流路等的燃料系统的燃料的耐泄漏性能。

Description

燃料供给装置

技术领域

本发明涉及对内燃机供给由液化气体构成的燃料的燃料供给装置。

背景技术

已知有代替轻油等的柴油机燃料而将由二甲醚(以下记作DME)等的液化气体构成的燃料供给到内燃机中的燃料供给装置。例如，专利文献1(特开2010-196471号公报)及专利文献2(特开2010-203286号公报)公开了在内燃机开始动作时控制进给泵以使高压泵的入口的燃料压力成为基于蒸气压线图求出的DME不气化的程度的压力的燃料供给装置。

在专利文献1的燃料供给装置中，如果高压泵的入口的燃料压力成为DME不气化的程度的压力，则将设置在使从高压泵等排出的燃料回到燃料箱中的流路上的电磁阀，与在向高压泵供给燃料的供给管中设置的已经开阀的电磁阀一起开阀，来使起动装置起动。

此外，在专利文献2的燃料供给装置中，除了专利文献1的电磁阀以外，还在使从高压泵的出口侧排出的燃料回到燃料箱中的流路中设置电磁阀，通过将该电磁阀开闭，将高压泵内的气体状态的燃料压出到高压泵外。

上述专利文献1或专利文献2的燃料供给装置是控制进给泵以使由设置在高压泵的入口侧的传感器检测到的压力成为DME不气化的程度的压力的装置。

这里，已知有具有不喷射到内燃机地使从燃料喷射阀排出的燃料回到燃料箱中的返回流路的燃料供给装置。

在将上述返回流路应用到专利文献1或专利文献2的燃料供给装置中的情况下，高压泵的入口侧的燃料成为液体状态的燃料(以下适当称作液化燃料)，但不喷射到内燃机中地使从燃料喷射阀的排出部排出的燃料回到燃料箱的返回流路内的燃料的状态并不限定于液体状态。这是因为，该返回流路设置在内燃机的附近的情况尤其多，与高压泵的入口侧的配管相比接受更多来自内燃机的热的可能性高。如果这样返回流路内的燃料温度高，则即使将高压泵的入口侧的燃料压力控制为DME不气化的程度的压力，也会导致返回流路内的燃料压力低于燃料蒸气压，气体状态的燃料(以下称作气化燃料)有可能混入到返回流路内的燃料中。

如果这样返回流路内的燃料压力低于燃料蒸气压而气体状态的燃料混入到该流路内的燃料中，则该气体状态的燃料流入到燃料喷射阀中，将燃料喷射阀开阀时的燃料喷射阀的动作不稳定，喷射量有可能不是对应于开阀时间的量。

对于这样的问题，为了使返回流路内的燃料成为液体状态，只要使该燃料的温度降低、降低燃料蒸气压就可以。通过降低燃料蒸气压，能够使返回流路内的燃料成为液体状态。但是，如果为了使燃料成为液体状态而使燃料温度过度降低，则形成返回流路的部件及燃料喷射阀通过该燃料而被冷却。此外，如果形成返回流路的部件及燃料喷射阀被冷却，则其体积变化。因而，如果为了使返回流路内的燃料成为液体状态而使该燃料温度降低，则在形成返回流路的部件及燃料喷射阀的排出部的连接部分容易形成间隙，燃料有可能从所形成的该间隙泄漏。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的是提供一种使搭载在使用液化气体燃料的内燃机中的燃料喷射阀的动作稳定、使喷射量对应于开阀时间、并且提高来自燃料喷射阀及返回流路的燃料的耐泄漏功能的燃料供给装置。

为了达到上述目的，在本发明的第1技术方案中，具备：燃料箱，储存由液化气体构成的燃料；泵部，对燃料箱内的燃料加压，将加压后的燃料向内燃机加压输送；燃料喷射阀，将来自泵部的加压输送燃料的一部分向内燃机喷射，具有将作为加压输送燃料的剩余部分的剩余燃料排出的排出部；返回流路形成部件，与燃料喷射阀连接，形成使从排出部排出的剩余燃料回到燃料箱中的返回流路；返回压力检测部，检测返回流路内的燃料压力，作为返回压力；返回温度检测部，检测返回流路内的燃料温度，作为返回温度；返回蒸气压计算部，基于由返回温度检测部检测到的返回温度，计算返回流路内的燃料蒸气压，作为返回蒸气压；以及控制装置，控制从泵部向返回流路内的燃料供给、以及从返回流路内的燃料排出；控制装置基于返回压力、返回温度以及返回蒸气压，设定在小于燃料喷射阀内及返回流路内的容许压力的情况下使返回流路内的燃料成为液体状态的温度范围，并控制燃料供给及燃料排出，以保持该温度范围。

在该发明中，对于向内燃机喷射燃料的燃料喷射阀，加压输送由泵部加压的燃料。由此，使燃料喷射阀的内部以液化燃料充满，能够从燃料喷射阀向内燃机喷射对应于开阀时间的液化燃料。

这里，在返回流路中、与燃料喷射阀近的部分较多地受到来自内燃机的热，所以返回流路内的燃料温度上升。而且，由于从燃料喷射阀的排出部排出的剩余燃料通过返回流路回到燃料箱中，所以返回流路内的燃料压力变得比由泵部加压的燃料压力低。如果这样在返回流路内的燃料压力较低的状态下燃料温度上升，则返回流路内的燃料的一部分气化。结果，如果气化燃料混入到返回流路内的燃料中，则有时该气化燃料通过排出部流入到燃料喷射阀内部中。如果气化燃料流入到燃料喷射阀内部中，则与燃料喷射阀以液化燃料充满的情况相比，燃料喷射阀的动作变得不稳定，喷射量有可能变得不稳定。

对于这样的问题，为了将返回流路内的燃料保持为液体状态，只要使该燃料的温度下降、将燃料蒸气压降低就可以。通过降低燃料蒸气压，能够使返回流路内的燃料成为液体状态。但是，如果为了使燃料成为液体状态而过度降低，则返回流路形成部件及燃料喷射阀因该燃料而被冷却。如果这样返回流路形成部件及燃料喷射阀被冷却，则返回流路形成部件及燃料喷射阀的体积变化。这样，在返回流路形成部件及燃料喷射阀的连接部分容易形成间隙，燃料有可能从该形成的间隙泄漏。

所以，本发明的上述第1技术方案通过控制装置控制从泵部向返回流路内的燃料供给、以及从返回流路内的燃料排出，所以能够适当进行这些燃料供给及燃料排出、控制返回流路内的返回压力及返回温度。这里，特别是，控制装置基于返回压力、返回温度及返回蒸气压，设定在小于燃料喷射阀内及返回流路内的容许压力的情况下使返回流路内燃料成为液体状态的温度范围，控制向返回流路内的燃料供给及从返回流路的燃料排出，以保持该温度范围。通过这样的控制装置的控制，返回流路内燃料成为液体状态，所以能够避免燃料喷射阀的动作变得不稳定的问题。此外，通过控制装置的控制，返回流路内燃料压力变得小于燃料喷射阀内及返回流路内的容许压力，所以能够抑制因超过容许压力造成的从燃料喷射阀及返回流路的燃料泄漏。除此以外，通过控制装置的控制，能够将返回流路内的燃料温度保持在指定的温度范围内，所以能够抑制返回流路形成部件及燃料喷射阀的过度的温度下降，能够抑制因过度的温度下降造成的从返回流路形成部件及燃料喷射阀的连接部分的燃料泄漏。

由此，在本发明的上述第1技术方案中，能够使使用液化气体燃料的燃料喷射阀的动作稳定、使喷射量成为对应于开阀时间的量、并且提高从燃料喷射阀及返回流路的燃料的耐泄漏性能。

例如，根据本发明的第2技术方案，也可以是，在由返回压力检测部检测到的返回压力是容许压力以上、并且为返回蒸气压以上的情况下，控制装置将来自泵部的燃料的向返回流路内的供给停止，并且将燃料从返回流路强制性地排出。

在返回压力是容许压力以上、并且为返回蒸气压以上的情况下，担心从燃料喷射阀及返回流路的燃料泄漏。但是，根据本发明的第2技术方案，由于阻止来自泵部的燃料向返回流路内流入、并从返回流路内将成为容许压力以上的燃料强制性地排出，所以能够使返回流路内的返回压力迅速地降低到低于容许压力的值。

此外，根据本发明的第3技术方案，也可以是，在由返回温度检测部检测到的范围温度为规定温度范围的上限温度以上、并且由返回压力检测部检测到的返回压力低于返回蒸气压的情况下，控制装置将来自泵部的燃料供给到返回流路内，并且将燃料从返回流路内强制性地排出。

在返回温度成为规定温度范围的上限温度以上、并且返回压力低于返回蒸气压的情况下，返回流路内的燃料是较高温并混入了气化燃料的燃料。在此情况下，如果使返回压力成为超过返回蒸气压的值，则能够使气化燃料成为液体状态。但是，在返回温度成为了上限温度以上的情况下，返回蒸气压有时为容许压力以上，所以即使使燃料成为液体状态，返回压力也有可能成为容许压力以上。这样，有不能消除从燃料喷射阀内及返回流路内的燃料泄漏的问题的情况。

所以，在本发明的第3技术方案中，即使提高返回流路内燃料的压力、使该燃料成为液体状态，也从泵部向返回流路内供给新的燃料，并且将成为了上限温度以上的燃料从返回流路内强制性地排出，所以能够使返回温度降低到低于上限温度的值。如果这样使返回温度迅速地降低到低于上限温度的值，则当为了使气化燃料成为液体状态而提高了返回压力时，能够抑制返回压力成为容许压力以上。

根据本发明的第4技术方案，也可以是，在上述第3技术方案中，泵部具备将燃料箱内的燃料向燃料箱外送出的进给泵、以及将来自进给泵的燃料的一部分加压并朝向内燃机加压输送、并且将来自进给泵的燃料的剩余部分作为调压燃料排出的高压泵；从泵部向返回流路供给的燃料是从高压泵排出的调压燃料；控制装置在将从高压泵排出的调压燃料向返回流路内供给时，使进给泵的送出量最大。

在该泵部中，高压泵将来自进给泵的燃料的一部分加压，朝向内燃机加压输送，并且将来自进给泵的燃料的剩余部分作为调压燃料排出。并且，将来自该高压泵的调压燃料作为向返回流路内供给的燃料使用。因而，向返回流路内供给的燃料的量依存于进给泵向高压泵的送出量。

这里，控制装置使进给泵的送出量最大，来向返回流路内供给调压燃料。由此，将大量的调压燃料向返回流路供给，所以能够使返回温度迅速地降低。

此外，根据本发明的第5技术方案，也可以是，在由返回温度检测部检测到的返回温度低于规定温度范围的上限温度、并且由返回压力检测部检测到的返回压力为返回蒸气压以下的情况下，控制装置将来自泵部的燃料供给到返回流路内，并且将从返回流路内的燃料的强制的排出停止。

在返回温度低于上限温度、并且返回压力为返回蒸气压以下的情况下，返回流路内的燃料为混入了气化燃料的状态，担心喷射量变得不稳定。但是，根据本发明的第5技术方案，即使从泵部向返回流路内供给燃料，由于从返回流路内的燃料的强制的排出停止，所以能够使返回压力上升与向返回流路内供给的燃料量相当的量，能够使返回蒸气压迅速地上升到超过返回蒸气压的值。

根据本发明的第6技术方案，也可以是，上述第5技术方案的泵部具备将燃料箱内的燃料向燃料箱外送出的进给泵、以及将来自进给泵的燃料的一部分加压并朝向内燃机加压输送、并且将来自进给泵的燃料的剩余部分作为调压燃料排出的高压泵；从泵部向返回流路供给的燃料是从高压泵排出的调压燃料；在将从高压泵排出的调压燃料向返回流路内供给时，使进给泵的送出量最大。

在上述第6技术方案的泵部中，高压泵也将来自进给泵的燃料的一部分加压、朝向内燃机加压输送，并且将来自进给泵的燃料的剩余部分作为调压燃料排出。并且，将来自该高压泵的调压燃料作为向返回流路内供给的燃料使用。因而，向返回流路内供给的燃料的量依存于进给泵向高压泵的送出量。

这里，控制装置使进给泵的送出量最大，来向返回流路内供给调压燃料。由此，将大量的调压燃料向返回流路供给，所以能够使返回压力迅速地上升。

进而，根据本发明的第7技术方案，也可以是，在由返回压力检测部检测到的返回压力高于返回蒸气压并低于容许压力、并且由返回温度检测部检测到的返回温度为规定温度范围的下限温度以下的情况下，控制装置将来自泵部的燃料的向返回流路内的供给停止，并且将从返回流路内的燃料的强制性的排出停止。

在返回压力高于返回蒸气压并且低于容许压力、并且返回温度为规定温度范围的下限温度以下的情况下，通过返回流路内燃料，返回流路形成部件及燃料喷射阀被冷却，因此燃料有可能从在返回流路形成部件及燃料喷射阀的连接部分上形成的间隙泄露。但是，根据本发明的第7技术方案，由于不进行向返回流路的燃料供给、以及从返回流路内的强制性的燃料的排出，所以尽量抑制返回流路内的燃料的移动，返回温度容易受到来自内燃机的热而上升。

进而，在本发明的第8技术方案中，也可以是，具备将由泵部吸引的燃料、或者经由返回流路回到燃料箱中的燃料冷却的冷却部。

由此，即使经由返回流路回到燃料箱中的燃料成为比较高温，也能够通过冷却部可靠地将燃料冷却，所以能够降低燃料箱内的燃料、或从燃料箱向泵部送出的燃料的温度。由此，能够降低从泵部向返回流路内供给的燃料的温度，能够使返回温度的降低变得迅速。

进而，在本发明的第9技术方案中，也可以是，具备：泵压力检测部，检测泵部内的燃料的压力作为泵压力；泵温度检测部，检测泵部内的燃料的温度作为泵温度；蒸气压计算部，基于由泵温度检测部检测到的泵温度计算作为泵部内的燃料蒸气压的泵蒸气压；泵燃料状态判断部，将由泵压力检测部检测到的泵压力与由泵蒸气压计算部计算出的泵蒸气压比较，由此判断在泵部内的燃料中是否混入了气化的燃料；以及供给流路形成部件，形成将从泵部加压输送的燃料供给到燃料喷射阀中的供给流路；在内燃机开始动作过程中泵燃料状态判断部判断为在泵部内的燃料中混入了气化的燃料的情况下，控制装置将来自泵部的燃料供给到返回流路中，并且从供给流路内将燃料强制性地排出。

此外，在本发明的第10技术方案中，也可以是，具备：供给流路形成部件，形成将从泵部加压输送的燃料供给到燃料喷射阀中的供给流路；供给压力检测部，检测供给流路内的燃料的压力作为供给压力；供给温度检测部，检测供给流路内的燃料的温度作为供给温度；供给蒸气压计算部，基于由供给温度检测部检测到的供给温度，计算作为供给流路内的燃料蒸气压的供给蒸气压；供给燃料状态判断部，将由供给压力检测部检测到的供给压力、和由供给蒸气压计算部计算出的供给蒸气压比较，由此判断在供给流路内的燃料中是否混入了气化的燃料；在内燃机开始动作过程中供给燃料状态判断部判断为在供给流路内的燃料中混入了气化的燃料的情况下，控制装置将来自泵部的燃料供给到返回流路内，并且将燃料从供给流路内强制性地排出。

如果将内燃机的运转停止，则燃料供给装置的动作也停止。如果燃料供给装置的动作停止，则在燃料供给装置的内部中流通的燃料的流动也停止。由于内燃机在停止后也带有热，所以通过该热，燃料供给装置内的燃料的温度上升。因此，有时燃料供给装置的达到的地方的燃料、例如泵部内、供给流路内、以及返回流路内的燃料的温度上升、气化。然后，如果在燃料气化的状态下使内燃机开始动作，则泵部在没有将燃料充分加压的状态下将气化燃料加压输送到供给流路中。并且，加压输送到供给流路中的气化燃料被供给到燃料喷射阀中。此外，在气化燃料混入到返回流路内燃料中的情况下，返回流路内的气化燃料也经由燃料喷射阀的排出部流入到燃料喷射阀内。如果这样气化燃料从泵部、供给流路及返回流路流入到燃料喷射阀中，则燃料喷射阀不能进行适当的燃料喷射，内燃机的开始动作为止的时间有可能变长。

所以，根据本发明的第9技术方案及第10技术方案的控制，将处于供给流路内的气化燃料强制性地排出，并且将来自泵部的气化燃料从供给流路强制性地排出。泵部内及供给流路内的燃料的气化燃料不供给到燃料喷射阀而被排出。此外，由于此时泵部驱动着，所以来自燃料箱的冷却的燃料被供给到泵部及供给流路中。由此，泵部内的燃料及供给流路内的燃料被冷却，能够使泵部内的燃料及供给流路内的气化燃料变化为液化燃料。

并且，除了从供给流路的燃料的强制排出控制以外，控制装置还将来自泵部的燃料供给到返回流路内。由此，从燃料箱经由泵部将冷却的燃料供给到返回流路内，所以返回流路内的燃料被冷却，能够使返回流路内的燃料变化为液化燃料。

这样，能够使泵部内的燃料、供给流路内的燃料、以及返回流路内的燃料以液化燃料充满，所以能够使内燃机开始动作时的燃料喷射稳定，能够大幅地缩短内燃机开始动作为止的时间。

另外，所谓“内燃机的起动中”，是指从接通用来起动内燃机的开关起到内燃机完全爆燃的期间。

附图说明

图1是表示第1实施方式的燃料供给装置的概况的整体结构图。

图2是图1的燃料喷射阀的剖视图。

图3是说明燃料供给装置的控制的流程图。

图4是表示在燃料供给装置中使用的燃料的状态变化的蒸气压线图。

图5是说明图3的S40的控制的流程图。

图6是说明图3的S40的控制的流程图。

图7是说明图3的S40的控制的流程图。

图8是说明图3的S40的控制的流程图。

图9是表示第2实施方式的燃料供给装置的概况的整体结构图。

图10是说明内燃机开始动作时的燃料供给装置的控制的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的多个实施方式。另外，通过对在各实施方式中对应的构成单元赋予相同的标号，省略重复的说明。

(第1实施方式)

使用图1～图8对本发明的第1实施方式进行说明。图1是表示第1实施方式的燃料供给装置的概况的整体结构图。

本实施方式的燃料供给装置20是以液化气体的一种的DME(二甲醚)为燃料的内燃机10的燃料供给装置。如图1所示，燃料供给装置20中作为主要的构成单元而具备燃料箱21、进给泵(feed pump)25、高压泵29、共轨(common rail)36、燃料喷射阀44、燃料冷却器42、43等。另外，这些构成单元用燃料配管80～85相互连接。

燃料箱21储存作为由液化气体构成的燃料的DME(以下，简单记作燃料)。燃料箱21内的燃料被以对应于燃料蒸气压的压力加压。由此，燃料箱21内的燃料成为液体状态。燃料箱21具有为了保护燃料箱21而将超过燃料箱21的容许压力的压力排散的安全阀22。

另外，本实施方式的安全阀22的开阀压力Psv为2MPa。如果箱压力Ptank超过2MPa，则安全阀22开启，燃料蒸气排出到燃料箱21外。由此，能够将箱压力Ptank保持为2MPa以下。

此外，燃料箱21具有压力传感器23及温度传感器24。压力传感器23与控制装置90电连接，检测燃料箱21内的燃料压力，将检测到的燃料压力作为箱压力Ptank向控制装置90输出。温度传感器24检测燃料箱21内的燃料温度，将检测到的燃料温度作为箱温度Ttank向控制装置90输出。此外，在燃料箱21内配置有进给泵25。

进给泵25将燃料箱21内的燃料向高压泵29供给。进给泵25是电动泵，与控制装置90电连接。进给泵25基于来自控制装置90的指令信号驱动，由此对燃料箱21内的燃料的箱压力Ptank加上进给压力Pf，来向高压泵29送出燃料。在将进给泵25与高压泵29连接的燃料配管80上连接着调压阀26。调压阀26进行调节以使进给压力Pf成为规定压力以下。此外，进给压力Pf通过来自控制装置90的指令信号而变化。在本实施方式中，进给泵25的最大吐出压力为进给压力Pf＝3MPa。

此外，在燃料配管80中，在调压阀26的下游侧设有切断阀27。切断阀27与控制装置90电连接，基于来自控制装置90的指令信号将燃料配管80开闭。此外，在燃料配管80中，在切断阀27的更下游侧设有燃料冷却器42。燃料冷却器42将向高压泵29供给的燃料冷却，具有使燃料与送风空气热交换而将燃料冷却的热交换器、以及与控制装置90电连接且通过来自控制装置90的指令信号而驱动的冷却风扇。进而，在燃料配管80中，在燃料冷却器42的下游侧，设有将向高压泵29输送的燃料过滤的燃料过滤器28。

高压泵29将来自进给泵25的燃料加压，将该加压的燃料向共轨36供给。本实施方式的高压泵29由内燃机10的驱动力驱动。另外，高压泵29的驱动源也可以是电动马达的驱动力。

高压泵29具备将来自进给泵25的燃料暂时储存的泵通道(gallery)30、将泵通道30内的燃料加压的加压部31等。由加压部31加压后的燃料将吐出阀32的阀体推起，吐出到与共轨36连接的燃料配管81。高压泵29具有在泵通道30内的燃料压力为规定压力以上的情况下将燃料向高压泵29外排出的调压阀33。从调压阀33排出的燃料经由燃料配管82回到燃料箱21中。

此外，高压泵29具有压力传感器34及温度传感器35。压力传感器34与控制装置90电连接，检测泵通道30内的燃料压力，将检测到的燃料压力作为泵压力Ppg向控制装置90输出。温度传感器35与控制装置90电连接，检测泵通道30内的燃料温度，将检测到的燃料温度作为泵温度Tpg向控制装置90输出。

共轨36用于将由高压泵29加压后的燃料维持在高压的状态下储存，经由燃料配管83与燃料喷射阀44连接。共轨36具有压力传感器37及温度传感器38。压力传感器37与控制装置90电连接，检测共轨36内的燃料压力，将检测到的燃料压力作为轨道压力Pc向控制装置90输出。温度传感器38与控制装置90电连接，检测共轨36内的燃料温度，将检测到的燃料温度作为轨道温度Tc向控制装置90输出。

设置在共轨36上的限压器39将共轨36的燃料压力维持在其容许压力以下。如果超过设定为容许压力以下的开阀压力Pprv则限压器39开阀，将共轨36内的燃料向外部排出。排出的燃料经由燃料配管84回到燃料箱21中。在燃料配管84中，燃料箱21侧的端部连接在燃料配管82上。此外，限压器39构成为，不仅根据共轨36内的燃料压力开闭，还根据来自控制装置90的指令信号开闭。由此，能够将共轨36内的燃料强制性地排出。

燃料喷射阀44用于将从高压泵29经由共轨36加压输送的燃料的一部分供给到内燃机10的各气缸内。燃料喷射阀44与控制装置90电连接，构成为，通过来自控制装置90的驱动信号在规定时间开启规定期间。燃料喷射阀44通过插入到形成在气缸盖11上的贯通孔11a中而固定在气缸盖11上。贯通孔11a通到各气缸中，将燃料喷射阀44从前端侧插入，从而喷孔55配置在各气缸的燃烧室中。

此外，燃料喷射阀44具有将来自高压泵29的加压输送燃料的剩余部分作为剩余燃料向燃料喷射阀44的外部排出的出口47。这里，上述加压输送燃料的剩余部分(剩余燃料)，是指从高压泵29经由共轨36被加压输送到燃料喷射阀44中、但没有被从喷孔55喷射的燃料。该出口47与形成在气缸盖11上的盖通道11b连通，以将多个贯通孔11a彼此连接。由此，从各燃料喷射阀44的出口47排出的燃料被暂时收容在盖通道11b中。此外，在燃料喷射阀44与盖通道11b的连接部分、即燃料喷射阀44与贯通孔11a的连接部分上，如图1所示，配置有橡胶制的O形环12。通过配置该O形环12，使得收容在盖通道11b内的燃料不会通过贯通孔11a泄漏到外部。

此外，气缸盖11具有压力传感器13及温度传感器14。压力传感器13与控制装置90电连接，检测盖通道11b内的燃料压力，将检测到的燃料压力作为通道压力Phg向控制装置90输出。温度传感器14与控制装置90电连接，检测盖通道11b内的燃料温度，将检测到的燃料温度作为通道温度Thg向控制装置90输出。

此外，在盖通道11b上连接有通道背压阀15，该通道背压阀15在盖通道11b内的燃料压力成为规定压力以上的情况下，将燃料向盖通道11b外排出。经由通道背压阀15排出的燃料经由燃料配管84回到燃料箱21中。此外，在盖通道11b与通道背压阀15之间设有背压切换阀16。背压切换阀16由切换两个流路的三通阀构成。背压切换阀16与控制装置90电连接，通过来自控制装置90的指令信号，切换第一流路和第二流路，该第一流路将盖通道11b内的燃料排出到在燃料配管84中位于通道背压阀15的下游侧的部位，该第二流路将盖通道11b内的燃料向通道背压阀15排出。如果流路切换为第一流路，则盖通道11b内的燃料不经由通道背压阀15而被排出到在燃料配管84中通道背压阀15的下游侧。由此，盖通道11b内的燃料强制性地朝向燃料箱21排出。如果流路切换为第二流路，则盖通道11b内的燃料朝向通道背压阀15排出。由此，盖通道11b内的燃料压力被维持为设定的通道背压阀15的开阀压力Pgbv。

在燃料配管82中，在与燃料配管84的连接部位的下游侧设有用来防止从燃料箱21的倒流的止回阀41。止回阀41的开阀压力Pcv设定为比通道背压阀15的开阀压力Pgbv小的值。此外，在燃料配管82中，在止回阀41的下游侧，设有燃料冷却器43。燃料冷却器43用于将经由燃料配管82、燃料配管84而朝向燃料箱21的燃料冷却，具有使燃料与送风空气热交换而将燃料冷却的热交换器、以及与控制装置90电连接且通过来自控制装置90的指令信号驱动的冷却风扇。

在燃料配管82中，在与燃料配管84的连接部位与高压泵29的调压阀33之间设有进给切换阀40。进给切换阀40由切换两个流路的三通阀构成。进给切换阀40与控制装置90电连接，通过来自控制装置90的指令信号，切换第一流路和第二流路，该第一流路将从调压阀33排出的燃料经由燃料配管85向盖通道11b供给，该第二流路将从调压阀33排出的燃料经由燃料配管82送回到燃料箱21。如果流路切换为第一流路，则从调压阀33排出的燃料供给到盖通道11b中。此外，如果流路切换为第二流路，则从调压阀33排出的燃料回到燃料箱21中。

控制装置90由电子控制单元91及驱动电路92构成。电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit)91由以CPU、ROM、RAM、闪存存储器等为中心的微型计算机构成。ECU91与压力传感器13、23、34、37、温度传感器14、24、35、38电连接，从压力传感器13、23、34、37分别接收关于燃料压力的检测信号，并且从温度传感器14、24、35、38分别接收关于燃料温度的检测信号。此外，ECU91还接收运转内燃机10所需要的来自各种传感器的检测信号。并且，ECU91基于这些检测信号，通过存储在ROM或闪存存储器中的控制程序，生成向各种构成单元(进给泵25、切断阀27、燃料冷却器42、43、高压泵29、限压器39、燃料喷射阀44、背压切换阀16)的指令信号，将该指令信号向各构成单元输出。驱动电路(EDU：ElectricDrive Unit)92与燃料喷射阀44电连接，基于从ECU91发送的指令信号，生成用来驱动燃料喷射阀44内的电磁阀的驱动信号并输出。

接着，基于图2说明燃料喷射阀44的详细情况。图2是燃料喷射阀44的剖视图。燃料喷射阀44具备壳体45、阀体54、夹在壳体45与阀体54之间的接头密封62、以及将这些部件从外侧连结的锁紧螺母(retaining nut)65。

在壳体45上，形成有入口46及出口47。入口46与燃料配管83连接，出口47配置在盖通道11b内。从入口46供给的燃料经由通路48，然后分支。一方经由通路49引导到阀体54侧，主要用于喷射。另一方经由通路50用于后述的油压控制。

在阀体54的前端形成有喷射燃料的喷孔55。在该阀体54的内部中形成有通路56，在接头密封62的内部中形成有通路63。这些通路48、49、56、63从入口46侧起以通路48、通路49、通路63、通路56的顺序连接，由此，燃料引导到喷孔55。以下，适当将燃料喷射阀44的喷孔55侧记作燃料喷射阀44的“前端侧”。

此外，燃料喷射阀44具备沿其长度方向收容在内部中的阀部件59。阀部件59从前端侧起由针阀(needle)60及指令活塞(command piston)61构成。

针阀60收容在阀体54的孔57和接头密封62的孔64中，沿着孔57、64的轴往复运动，由此将喷孔55开闭。孔57与通路56连接。配置在针阀60的与前端侧相反侧(以下适当记作“基端侧”)的弹簧52经由指令活塞61对针阀60施力。此外，在阀体54的孔57与针阀60之间形成有燃料积存室58。由此，在燃料积存室58中储存通过通路56流入到孔57中的燃料。并且，在孔57与针阀60之间，除了燃料积存室58以外还形成有间隙，该间隙达到了针阀60的前端部。该间隙与燃料积存室58连通。由此，在该间隙中也与燃料积存室58同样储存燃料。通过使燃料积存室58内的燃料压力作用在针阀60的阶梯部上、并且使间隙的燃料压力作用在针阀60的前端部上，在针阀60上发生向基端侧的推力。

针阀60的前端侧的端部抵接在孔57内的前端侧的内壁，由此从喷孔55的燃料喷射停止。针阀60在孔57内移位到基端侧，由此供给到孔57内的燃料从喷孔55喷射。

指令活塞61收容在壳体45的孔53和接头密封62的孔64中。阀体54的孔57、接头密封62的孔64及壳体45的孔53配置在同轴上。

在壳体45的孔53的基端侧，设有孔板(orifice plate)66。在孔53中，在指令活塞61的基端侧的端部与孔板66之间形成有背压室67。在孔板66上形成有入孔(in orifice)68及出孔(out orifice)69。入孔68与通路50连接，构成为：将从通路48供给到燃料喷射阀44中的燃料总是供给到背压室67中。出孔69构成为将背压室67内的燃料排出到外部。在壳体45中，形成有连通到出口47的通路51。该通路51还与出孔69连接。从出孔69排出的燃料经由通路51从出口47排出，被排出到燃料喷射阀44的外部。入孔68及出孔69各自的内径及长度设定为：使经由入孔68供给到背压室67中的燃料的供给量比经由出孔69从背压室67排出的燃料的排出量少。

指令活塞61的基端侧的端部被施加背压室67内的燃料压力。此外，在壳体45的孔53中，配置有将指令活塞61朝向前端侧施力的弹簧52。这样，在收容在孔53及孔64中的指令活塞61上，发生将背压室67的燃料压力与弹簧52的施力相加的向前端侧的推力。

在孔板66的基端侧设有电磁阀部70。电磁阀部70通过螺母78连结于壳体45。电磁阀部70由端子71、线圈72、衔铁(Armature)73、挡块74、弹簧75、主体76、剖视T字状的控制阀77等构成。

端子71是用来向线圈72通电的端子。通过EDU92(参照图1)，将对应于内燃机10的运转条件的驱动信号经由端子71向线圈72供给。通过该驱动信号的供给，在线圈72中发生磁吸引力。

衔铁73在其中心部具有圆筒状的杯型挡块74。该挡块74是向前端侧开口的形状，在其内部中配置有弹簧75。由弹簧75施力的是支承在主体76上的控制阀77。如果因驱动信号的供给而在线圈72上发生磁吸引力，则控制阀77抵抗弹簧75的施力而向基端侧移动。

当没有通过EDU92对线圈72供给驱动信号、在线圈72中没有发生磁吸引力时，通过弹簧75的施力，控制阀77抵接于孔板66。通过控制阀77抵接于孔板66，出孔69被堵塞。因而，背压室67内的燃料留在背压室67中。由此，背压室67的燃料压力成为经由通路50、入孔68供给的共轨36的轨道压力Pc。此时，由于在指令活塞61上发生的向前端侧的推力比向针阀60的基端侧的推力大，所以针阀60的前端抵接在孔57的内壁，喷孔55被闭阀。因而，从喷孔55不喷射燃料。

如果通过EDU92对线圈72供给驱动信号、在线圈72上发生磁吸引力、控制阀77抵抗弹簧75的施力而向基端侧移动，则出孔69被开放，背压室67的燃料从出孔69排出。从出孔69排出的燃料经由通路51被从出口47排出。由此，背压室67的燃料压力与出孔69堵塞的情况相比降低。通过背压室67的燃料压力的降低，如果向指令活塞61的前端侧的推力比向针阀60的基端侧的推力低，则针阀60抵抗指令活塞61的推力而上升。由此，针阀60的前端从孔57的内壁离开，喷孔55开阀，从喷孔55喷射燃料。

如以上说明，在本实施方式的燃料喷射阀44中，通过将成为比较高压状态的背压室67内的燃料向外部排出、使背压室67内的燃料压力降低，来控制针阀60的上升。在该燃料喷射阀44中，利用背压室67内的燃料压力进行背压室67内的燃料排出。因此，出孔69的下游侧、即通路51、出口47、盖通道11b、燃料配管84的燃料压力变得比背压室67内的燃料压力低。

这里，由于与出口47连接的盖通道11b形成于气缸盖11，所以排出到盖通道11b中的燃料被来自内燃机10的热加热。特别是，在作为内燃机10的燃料而使用DME的情况下，成为比较低压状态的燃料被加热，由此燃料的一部分气化，其气化燃料有可能流入到燃料喷射阀44的内部中。如果气化燃料流入到燃料喷射阀44的出孔69与出口47之间，则将出孔69开阀时的背压室67的压力变化与被液化燃料充满的情况相比变化，针阀60的开闭动作也变化。这是因为，即使是相同的燃料，在液化燃料和气化燃料中粘性不同。这里，如果与由液化燃料充满的情况同样对线圈进行基于EDU92的驱动信号的供给，则燃料喷射量有可能变化。另外，就背压室67内的燃料压力而言，由于流入被高压泵29加压的燃料，所以燃料压力较高，即使被内燃机10的热加热也几乎不会气化。

如果这样燃料喷射量变化，则有不能使内燃机10适当地运转的情况。由此可知，为了使燃料喷射稳定，需要将使来自燃料喷射阀44的燃料回到燃料箱21中的流路(特别是盖通道11b)中的燃料维持为液体状态。

接着，使用图3～图8说明在燃料供给装置20中用来对于盖通道11b内的燃料、在规定温度范围中保持小于规定压力的液体状态的控制。图3是燃料供给装置20的控制用的流程图。图4是表示在燃料供给装置20中使用的燃料的状态变化的蒸气压线图。图5～图8是用来说明图3的S40中的控制的内容的流程图。

如图3所示，在步骤S10中，从未图示的各种传感器的输出信号中读取内燃机10的运转目标。并且，在步骤S20中，从未图示的各种传感器的输出信号中读取内燃机10的运转状态。接着，在步骤S30中，基于步骤S10及步骤S20读取的运转目标及运转状态，计算盖通道11b内的燃料的通道压力Phg及通道温度Thg的控制目标值。所谓控制目标值，是对于这些通道压力Phg及通道温度Thg规定用图4所示的虚线包围的部分而得到的。并且，在步骤S40中，为了实现计算出的控制目标值，控制各构成单元(进给泵25、切断阀27、进给切换阀40、背压切换阀16、限压器39等)。

接着，对于图3所示的S40，使用图5所示的流程图进行说明。如图5所示，首先，在步骤S110中，将来自压力传感器13及温度传感器14的通道压力Phg及通道温度Thg读入。并且，在步骤S120中，将来自压力传感器23及温度传感器24的箱压力Ptank及箱温度Ttank读入。在步骤S130中，计算在步骤S110中读入的通道温度Thg下的盖通道11b内的燃料的蒸气压Pv。就蒸气压Pv而言，可以使用预先存储在ECU91的ROM等的存储媒体中的如图4所示的蒸气压线图计算。此外，蒸气压Pv也可以使用通过实验等求出的计算式计算。

接着，在步骤S140中，判断在步骤S110中读入的通道压力Phg是否满足Pv＜Phg＜Pmax。Pmax是指包括燃料喷射阀44、盖通道11b在内的返回侧的最大容许压力。如果包括燃料喷射阀44、盖通道11b在内的返回侧的燃料压力超过最大容许压力Pmax，则燃料有可能例如从燃料喷射阀44内的密封部分、或配置在燃料喷射阀44与气缸盖11的贯通孔11a之间的O形环122等泄漏。另外，在本实施方式中，最大容许压力Pmax被设定为3MPa。

在步骤S140中如果判断为通道压力Phg满足上述条件，则处理前进到步骤S150。在步骤S140中如果判断为通道压力Phg不满足上述条件，则处理前进到后述的步骤S210(参照图6)。

在步骤S150中，判断在步骤S110中读入的通道温度Thg是否满足Tmin＜Thg＜Tmax。这里，温度Tmin是盖通道11b内的燃料的下限温度。此外，如果通道温度Thg成为较低的温度，则燃料喷射阀44、气缸盖11及O形环12通过成为低温的燃料而被冷却。这些单元44、11、12如果被过度冷却则收缩。此外，特别是橡胶制的O形环12通过被冷却而收缩并且硬化，密封性能下降。因此，有可能在这些单元44、11、12间发生间隙、燃料从该间隙泄漏。在本实施方式中，将不会形成这样的燃料泄漏那样的间隙的温度中的最低的温度设为下限温度Tmin。

此外，在如本实施方式那样在气缸盖11中形成有盖通道11b的例子中，如果通道温度Thg成为比较低的温度，则气缸盖11被过冷却，内燃机10的热损失有可能增大。也可以考虑这一点而决定下限温度Tmin。另外，在本实施方式中，将下限温度Tmin设定为能够确保密封性能、以及能够抑制内燃机10的热损失的增大的温度。具体而言，将下限温度Tmin设定为12℃。

此外，温度Tmax是在最大容许压力Pmax以下能够使盖通道11b内的燃料成为液体状态的上限温度。该上限温度Tmax如图4所示，为上述最大容许压力Pmax与蒸气压Pv交叉时的温度。由图4可知，如果通道温度Thg超过该上限温度Tmax，则如果不使通道压力Phg成为最大容许压力Pmax以上，就难以将盖通道11b内的燃料保持为液体状态。另外，在本实施方式中，将上限温度Tmax设定为90℃。另外，该上限温度根据使用的燃料而变化。这是因为，根据使用的燃料，蒸气压曲线变化。

在步骤S150中，如果判断为通道温度Thg满足上述条件，则处理前进到步骤S160。在步骤S150中，如果判断为通道温度Thg不满足上述条件，则处理前进到后述的步骤S310(参照图7)。

在步骤S160中，控制进给切换阀40以将进给切换阀40的流路切换为第二流路，并且控制背压切换阀16以将背压切换阀16的流路切换为第二流路。由此，如果进给切换阀40的流路被切换为第二流路，则从调压阀33排出的燃料通过燃料配管82、通过止回阀41回到燃料箱21中。如果背压切换阀16的流路被切换为第二流路，则盖通道11b内的燃料被供给到通道背压阀15中。

在步骤S150及步骤S160中都作出了肯定判断的情况下，通道压力Phg及通道温度Thg为图4所示的虚线的范围内，盖通道11b内的燃料为液体状态。此外，在此状态下，由于通道压力Phg低于最大容许压力Pmax，所以燃料不会从燃料喷射阀44、盖通道11b及配置在燃料喷射阀44与气缸盖11的连接部分的O形环12泄漏。此外，由于通道温度Thg高于下限温度Tmin，所以能够抑制O形环12的密封性能下降。因而，能够抑制因密封性能下降造成的从O形环12的燃料泄漏的发生。此外，由于通道温度Thg比下限温度Tmin高，所以能够抑制因内燃机10的过冷却造成的热损失的增大。

另外，在本实施方式中，设定止回阀41的开阀压力Pcv、调压阀33的开阀压力Pofv及通道背压阀15的开阀压力Pgbv，以使其满足(1)0≤Pcv＜Pofv、(2)0≤Pcv＜Pgbv、(3)0＜(Ptank+Pcv+Pofv)≤3MPa、(4)0＜(Ptank+Pcv+Pgbv)≤3MPa的四个关系的全部。在本实施方式中，例如在将箱压力Ptank设为作为安全阀22的开阀压力Psv的2MPa、将止回阀41的开阀压力Pcv设为Pcv＝0的情况下，设定开阀压力Pofv及开阀压力Pgbv以使其分别满足0＜Pofv≤1MPa、0＜Pgbv≤1MPa。由此，通道压力Phg不会超过作为最大容许压力Pmax的3MPa。

这样设定止回阀41、调压阀33及通道背压阀15的各开阀压力Pcv、Pofv、Pgbv，所以在没有执行步骤S160的情况下，通道压力Phg大致为开阀压力Pgbv。接着，在步骤S170中，在满足Pv＜(Ptank+Pf)≤Pmax的条件的基础上，根据内燃机10的转速及负荷决定进给压力Pf，基于该决定的进给压力Pf控制进给泵25。在将最大容许压力Pmax设为3MPa的本实施方式的情况下，控制进给泵25以使其满足0≤Pf≤3MPa。

并且，在接着的步骤S180中，控制燃料冷却器42、43以使箱温度Ttank及从进给泵25送出的燃料的温度成为10℃以上、40℃以下，来结束控制流程。通过该燃料冷却器42、43的冷却动作，高压泵29内的泵通道30内的燃料温度及燃料箱21内的燃料温度成为10℃以上、40℃以下。

以上，对将通道压力Phg及通道温度Thg都控制在控制目标值的范围内的情况进行了说明。以下，对通道压力Phg或通道温度Thg从图4中用虚线包围的控制目标值的范围脱离的情况进行说明。在本实施方式中，将上述控制目标值的范围的外侧的区域划分为四个区域，按照各个区域适当地控制进给切换阀40、背压切换阀16、进给泵25、燃料冷却器42、43等。

(通道压力Phg及通道温度Thg处于第一区域中的情况)

接着，使用图6对在步骤S140中作出了否定判断的情况进行说明。在步骤S140中作出了否定判断时前进到的步骤S210中，判断通道压力Phg是否满足Pmax≤Phg、并且Pv≤Phg。在步骤S210中，如果判断为满足上述两个条件，则处理前进到步骤S220。在步骤S210中，如果判断为不满足上述两个条件，则处理前进到后述的步骤S410。

根据该步骤S210的判断，能够判断通道压力Phg及通道温度Thg是否存在于图4所示的第一区域中。即，根据该步骤S210的判断，能够判断出燃料有可能从燃料喷射阀44内的密封部分、或者配置在燃料喷射阀44与气缸盖11的贯通孔11a之间的O形环12泄漏。在通道压力Phg存在于第一区域中的情况下，燃料有可能从燃料喷射阀44内的密封部分、或者配置在燃料喷射阀44与气缸盖11的贯通孔11a之间的O形环12泄漏，所以必须迅速地降低通道压力Phg。

在步骤S220中，控制进给切换阀40以将进给切换阀40的流路切换为第二流路，并且控制背压切换阀16以将背压切换阀16的流路切换为第一流路。如果进给切换阀40的流路切换为第二流路，则从调压阀33排出的燃料通过燃料配管82、通过止回阀41回到燃料箱21中。如果背压切换阀16的流路切换为第一流路，则盖通道11b内的燃料不供给到通道背压阀15而强制性地排出到燃料箱21中。根据这样的各切换阀40、16的动作，没有从高压泵29向盖通道11b的燃料的供给，较高压的燃料从盖通道11b强制性地排出，所以通道压力Phg迅速地下降。由此，能够抑制从燃料喷射阀44内的密封部分、或者配置在燃料喷射阀44与气缸盖11的贯通孔11a之间的O形环12的燃料的泄漏。

接着，在步骤S230中，在满足Pv＜(Ptank+Pf)≤Pmax的条件的基础上，根据内燃机10的转速及负荷决定进给压力Pf，基于该决定的进给压力Pf控制进给泵25。在将最大容许压力Pmax设为3MPa的本实施方式的情况下，控制进给泵25以使其满足0≤Pf≤3MPa。

并且，在接着的步骤S240中，控制燃料冷却器42、43以使箱温度Ttank及从进给泵25送出的燃料的温度成为10℃以上、40℃以下，结束控制流程。通过该燃料冷却器42、43的冷却动作，高压泵29内的泵通道30内的燃料温度及燃料箱21内的燃料温度成为10℃以上、40℃以下。

(通道压力Phg及通道温度Thg处于第四区域中的情况)

接着，使用图7对在步骤S150中作出了否定判断的情况进行说明。在步骤S150中作出了否定判断时前进到的步骤S310中，判断通道温度Thg是否满足Thg≤Tmin。在步骤S310中，在判断为满足上述条件的情况下，处理前进到步骤S320。在步骤S310中，在判断为不满足上述条件的情况下，处理前进到后述的步骤S410。

根据该步骤S310的判断，能够判断通道压力Phg及通道温度Thg是否存在于图4所示的第四区域中。即，根据该步骤S310的判断，能够判断为有可能有O形环12的密封性的下降、或者内燃机10的热损失的增大。在通道温度Thg存在于第四区域中的情况下，由于有可能有O形环12的密封性的下降、或者内燃机10的热损失的增大，所以必须一边将燃料保持为液体状态一边使燃料温度上升。

在步骤S320中，控制进给切换阀40以将进给切换阀40的流路切换为第二流路，并且控制背压切换阀16以将背压切换阀16的流路切换为第二流路。如果进给切换阀40的流路切换为第二流路，则从调压阀33排出的燃料通过燃料配管82、通过止回阀41回到燃料箱21中。如果背压切换阀16的流路切换为第二流路，则盖通道11b内的燃料供给到通道背压阀15。根据这样的各切换阀40、16的动作，没有从高压泵29向盖通道11b的燃料的供给、没有从盖通道11b的强制的燃料的排出，所以盖通道11b内的燃料的移动被尽量抑制。由此，盖通道11b内的燃料容易从内燃机10受到热而上升，通道温度Thg上升。

接着，在步骤S330中，在满足Pv＜(Ptank+Pf)≤Pmax的条件的基础上，根据内燃机10的转速及负荷决定进给压力Pf，基于该决定的进给压力Pf控制进给泵25。在将最大容许压力Pmax设为3MPa的本实施方式的情况下，控制进给泵25以使其满足0≤Pf≤3MPa。

并且，在接着的步骤S340中，控制燃料冷却器42、43以使箱温度Ttank及从进给泵25送出的燃料的温度成为10℃以上、40℃以下，结束控制流程。通过该燃料冷却器42、43的冷却动作，高压泵29内的泵通道30内的燃料温度及燃料箱21内的燃料温度成为10℃以上、40℃以下。

(通道压力Phg及通道温度Thg处于第二区域中的情况)

接着，使用图8对在步骤S210或步骤S310中作出了否定判断的情况进行说明。在步骤S210或步骤S310中作出了否定判断时前进到的步骤S410中，判断通道温度Thg是否满足Tmax≤Thg。在步骤S410中，在判断为满足上述条件的情况下，处理前进到步骤S420。在步骤S410中，在判断为不满足上述条件的情况下，处理前进到后述的步骤S450。

根据该步骤S410的判断，能够判断通道压力Phg及通道温度Thg是否存在于图4所示的第二区域中。在第二区域中，由于盖通道11b内的燃料的蒸气压Pv超过最大容许压力Pmax，所以即使为了使燃料成为液体状态而进行使通道压力Phg成为蒸气压Pv以上的控制，超过最大容许压力Pmax的状态也不会被消除，有可能不能抑制从燃料喷射阀44或盖通道11b泄漏燃料。根据该步骤S410的判断，能够判断出这样的担心事项。因而，在通道温度Thg存在于第二区域中的情况下，为了消除上述担心事项，首先必须降低通道温度Thg。

在步骤S420中，控制进给切换阀40以将进给切换阀40的流路切换为第一流路，控制背压切换阀16以将背压切换阀16的流路切换为第一流路。如果进给切换阀40的流路切换为第一流路，则从调压阀33排出的燃料通过燃料配管85流入到盖通道11b内。如果背压切换阀16的流路切换为第一流路，则盖通道11b内的燃料不供给到通道背压阀15而强制性地排出到燃料箱21中。根据这样的各切换阀40、16的动作，来自调压阀33的温度较低的燃料流入到盖通道11b中，并且较高温的燃料从盖通道11b强制性地排出，通道温度Thg迅速地下降。

接着，在步骤S430中，与内燃机10的运转状态无关地使进给泵25以最大吐出压力(Pf＝3MPa)运转。由此，能够将大量的处于比较低温状态的燃料供给到高压泵29中。结果，从高压泵29经由调压阀33向盖通道11b供给大量的处于比较低温状态的燃料。由此，能够迅速地使通道温度Thg下降。

接着，在步骤S440中，控制燃料冷却器42、43以使箱温度Ttank及从进给泵25送出的燃料的温度成为10℃以上、40℃以下，结束控制流程。通过该燃料冷却器42、43的冷却动作，高压泵29内的泵通道30内的燃料温度及燃料箱21内的燃料温度成为10℃以上、40℃以下。

(通道压力Phg及通道温度Thg处于第三区域中的情况)

接着，使用图8对在步骤S410中作出了否定判断的情况进行说明。在步骤S410中作出了否定判断的情况下，通道压力Phg及通道温度Thg存在于图4所示的第三区域中。在此情况下，通道压力Phg处于低于蒸气压Pv的状态，盖通道11b内的燃料的一部分有可能成为了气体状态。这样，燃料喷射阀44的喷射量变得不稳定，所以需要使通道压力Phg上升、使盖通道11b内的燃料成为液体状态。

在步骤S450中，控制进给切换阀40以将进给切换阀40的流路切换为第一流路，并且控制背压切换阀16以将背压切换阀16的流路切换为第二流路。如果进给切换阀40的流路切换为第一流路，则从调压阀33排出的燃料通过燃料配管85流入到盖通道11b内。如果背压切换阀16的流路切换为第二流路，则盖通道11b内的燃料供给到通道背压阀15。根据这样的各切换阀40、16的动作，来自调压阀33的燃料供给到盖通道11b内，另一方面不进行从盖通道11b的强制的燃料排出，所以能够使通道压力Phg迅速上升。

接着，在步骤S460中，与内燃机10的运转状态无关地使进给泵25以最大吐出压力(Pf＝3MPa)运转。由此，能够将大量的处于比较高压状态的燃料供给到高压泵29中。结果，从高压泵29经由调压阀33向盖通道11b供给大量的处于比较高压状态的燃料。由此，能够迅速地使通道压力Phg上升。

接着，在步骤S470中，控制燃料冷却器42、43以使箱温度Ttank及从进给泵25送出的燃料的温度成为10℃以上、40℃以下，结束控制流程。通过该燃料冷却器42、43的冷却动作，高压泵29内的泵通道30内的燃料温度及燃料箱21内的燃料温度成为10℃以上、40℃以下。

如以上所述，通过执行本实施方式的控制流程，基于通道压力Phg、通道温度Thg及通道蒸气压Pv，设定在小于燃料喷射阀44内及盖通道11b内的最大容许压力Pmax的情况下使盖通道11b内的燃料成为液体状态的温度范围(下限温度Tmin＜通道温度Thg＜上限温度Tmax)，控制向盖通道11b的燃料供给及从盖通道11b的燃料排出，以保持该温度范围。通过这样的控制，盖通道11b内的燃料成为液体状态，所以能够使使用液化气体燃料的燃料喷射阀的动作稳定、使喷射量成为对应于开阀时间的量，能够避免燃料喷射阀44的动作变得不稳定的问题。

此外，通过本实施方式的控制流程的控制，盖通道11b内的通道压力Phg变得小于燃料喷射阀44内及盖通道11b内的最大容许压力Pmax，所以能够抑制因超过最大容许压力Pmax造成的从燃料喷射阀44及盖通道11b的燃料泄漏。除此以外，通过本实施方式的控制流程的控制，盖通道11b内的通道温度Thg保持在高于下限温度Tmin并且低于上限温度Tmax的范围内，所以能够抑制从燃料喷射阀44与气缸盖11的连接部分的燃料泄漏。

通过以上，使使用液化气体燃料的燃料喷射阀44的动作稳定、使喷射量成为对应于开阀时间的量，并且能够提高从燃料喷射阀44及盖通道11b的燃料的耐泄漏性能。

另外，以上，进给泵25及高压泵29被作为“泵部”的一例来使用，气缸盖11被作为“返回流路形成部件”的一例来使用，盖通道11b被作为“返回流路”的一例来使用。并且，燃料喷射阀44的出口47被作为“排出部”的一例来使用。此外，压力传感器13被作为“返回压力检测部”的一例来使用，温度传感器14被作为“返回温度检测部”的一例来使用。进而，步骤S130是“返回蒸气压计算部”的一例。进而，步骤S130是“返回蒸气压计算部”的一例。并且，作为盖通道11b内的燃料压力的通道压力Phg被作为“返回压力”的一例来使用，作为盖通道11b内的燃料温度的通道温度Thg被作为“返回温度”的一例来使用。此外，燃料冷却器42及燃料冷却器43被作为“冷却部”的一例来使用。

(第2实施方式)

以下，基于附图说明本发明的第2实施方式。第2实施方式的燃料供给装置20的控制是第1实施方式的燃料供给装置20的控制的变形例。

在第1实施方式的控制中，关于通道压力Phg及通道温度Thg的控制范围，将燃料压力设为超过蒸气压Pv且低于最大容许压力Pmax的范围、将燃料温度设为超过下限温度Tmin且低于上限温度Tmax的范围。如果在这样的范围中控制通道压力Phg及通道温度Thg，则有可能不能稳定地使盖通道11b内的燃料的状态成为液体状态。相对于此，在该变形例中，预测控制变动而控制通道压力Phg以使其满足(Pv+ΔPvt)＜Phg＜(Pmax-ΔPmt)，控制通道温度Thg以使其满足Tmin＜Thg＜(Tmax-ΔTmt)(图4的单点划线的范围内)。如果这样设定控制目标值，则能够稳定地将盖通道11b内的燃料的状态保持为液体状态。

在这样设定控制目标值的情况下，需要使图5～图8的判断步骤为下述这样。在图5的流程图中，使步骤S140为(Pv+ΔPvt)＜Phg＜(Pmax-ΔPmt)。这里，ΔPvt是最低压控制公差，在本实施方式中设定为0.3MPa。此外，ΔPmt是最高压控制公差，在本实施方式中设定为0.2MPa。进而，将步骤S150设为Tmin＜Thg＜(Tmax-ΔTmt)。这里，ΔTmt是最高温度公差，在本实施方式中设定为10℃。此外，在图6的流程图中，使步骤S210为(Pmax-ΔPmt)≤Phg且(Pv-ΔPvt)≤Phg。并且，在图8的流程图中，使步骤S410为(Tmax-ΔTmt)≤Thg。

进而，在该实施方式中，在使各判断步骤为上述那样的情况下，使步骤S170、S230、S330的进给泵25的控制为下述这样。具体而言，在各步骤S170、S230、S330中，在满足(Pv+ΔPvt)＜(Ptank+Pf)≤(Pmax-ΔPmt)的条件的基础上，根据内燃机10的转速及负荷决定进给压力Pf，基于该决定的进给压力Pf控制进给泵25。在将最大容许压力Pmax设为3MPa、将ΔPmt设为0.2MPa的本实施方式的情况下，控制进给泵25以使其满足0≤Pf≤(3MPa-0.2MPa)。

另外，在该实施方式中，(Pv+ΔPvt)被作为“返回蒸气压”的一例来使用，(Pmax-ΔPmt)被作为“容许压力”的一例来使用。此外，(Tmax-ΔTmt)被作为“上限温度”的一例来使用。

(第3实施方式)

以下，基于附图说明本发明的第3实施方式。图9所示的第3实施方式的燃料供给装置120将来自燃料喷射阀44的排出燃料不是排出到盖通道11b中、而是将来自燃料喷射阀44的排出燃料排出到从进给切换阀40延长到背压阀115的燃料配管85中，在这一点上，与第1实施方式的燃料供给装置20不同。在此情况下，由于燃料配管85接近于内燃机10而设置，所以容易受到来自内燃机10的热，气化燃料有可能混入到燃料配管85内的燃料中。另外，在该实施方式中，检测燃料配管85内的燃料的状态的压力传感器13及温度传感器14设置在燃料配管85中。

此外，在本实施方式中，代替背压切换阀16而使用背压切换阀116。背压切换阀116是双向阀，由控制装置90控制。背压切换阀116设置在从燃料配管85分支、在燃料配管84中连接到背压阀115的下游侧的配管中途。通过背压切换阀116开阀，燃料配管85的燃料在燃料配管84中排出到背压阀115的下游侧。通过背压切换阀116闭阀，燃料配管85的燃料供给到背压阀115中。背压切换阀116的开阀状态相当于将第1实施方式的背压切换阀16的流路切换为第一流路的状态，背压切换阀116的闭阀状态相当于将该背压切换阀16的流路切换为第二流路的状态。

这样的燃料供给装置120，也通过执行图5～图8所示的流程图，能够与第1实施方式同样，将燃料配管85内的燃料的压力及温度控制在图4所示的虚线的范围内。此外，在该燃料供给装置120中，也能够进行与第2实施方式同样的控制。此外，也可以代替第1实施方式的背压切换阀16而采用本实施方式的背压切换阀116。

(第4实施方式)

以下，基于附图说明本发明的第4实施方式。另外，在该实施方式中使用的燃料供给装置为第1实施方式的燃料供给装置20。该实施方式是关于内燃机10开始动作时的燃料供给装置20的控制的实施方式。

如果将内燃机10的运转停止，则燃料供给装置20的动作也停止。如果燃料供给装置20的动作停止，则在燃料供给装置20的内部中流通的燃料的流动也停止。由于内燃机10在停止后也带有热，所以通过该热，燃料供给装置20内的燃料的温度上升。因此，有时燃料供给装置20的达到的地方的燃料、例如高压泵29的泵通道30内、共轨36内、以及盖通道11b内的燃料有温度上升而气化。

如果在这些泵通道30内、共轨36内、以及盖通道11b内的燃料成为气化燃料的状态下使内燃机10开始动作，则高压泵29在没有将燃料充分加压的状态下将气化燃料加压输送到共轨36中。并且，加压输送到共轨36中的气化燃料通过燃料配管83供给到燃料喷射阀44。此外，盖通道11b内的气化燃料也经由燃料喷射阀44的出口47流入到燃料喷射阀44内。这样，如果气化燃料从泵通道30、共轨36及盖通道11b流入到燃料喷射阀44中，则燃料喷射阀44不能进行适当的燃料喷射，内燃机10的开始动作为止的时间有可能变长。

以下，使用图10所示的流程图对内燃机10开始动作时的燃料供给装置20的控制进行说明。该控制流程在由操作者将用来使内燃机10开始动作的发动机开关接通时开始。首先，在步骤S510中，将来自压力传感器34及温度传感器35的泵压力Ppg及泵温度Tpg读入。在接着的步骤S520中，计算在步骤S510中读入的泵温度Tpg下的泵通道30内的燃料的蒸气压Pvpg。蒸气压Pvpg的计算与第1实施方式的蒸气压Pv的计算相同。

然后，在步骤S530中，将来自压力传感器37及温度传感器38的轨道压力Pc及轨道温度Tc读入。在接着的步骤S540中，计算在步骤S530中读入的轨道温度Tc下的共轨36内的燃料的蒸气压Pvc。Pvc的计算与第1实施方式的蒸气压Pv的计算相同。

在步骤S550中，判断在步骤S510中读入的泵压力PPg是否高于在步骤S520中计算出的蒸气压Pvpg。如果泵压力Ppg高于蒸气压Pvpg，则可以看作泵通道30内的燃料是液体状态，所以将处理前进到步骤S560。如果泵压力Ppg是蒸气压Pvpg以下，则可以看作在泵通道30内的燃料中混入了气化燃料，所以将处理前进到后述的步骤S600。

在步骤S560中，判断在步骤S530中读入的轨道压力Pc是否高于在步骤S540中计算出的蒸气压Pvc。如果轨道压力Pc高于蒸气压Pvc，则能够看作共轨36内的燃料是液体状态，所以将处理前进到步骤S570。如果轨道压力Pc是蒸气压Pvc以下，则可以看作在共轨36内的燃料中混入了气化燃料，所以将处理前进到后述的步骤S600。

在接着的步骤S570中，控制进给切换阀40以将进给切换阀40切换为第二流路，并且控制背压切换阀16以将背压切换阀16的流路切换为第二流路。这样控制各切换阀40、16是因为，如果泵通道30或共轨36内的燃料成为了液体状态、则将盖通道11b内的燃料也能够看作为液体状态。这是因为，如果盖通道11b内的燃料是液体状态，则不需要从高压泵29向盖通道11b供给比较低温的燃料、或将燃料从盖通道11b强制性地排出。

并且，在步骤S580中，在满足Pv＜(Ptank+Pf)≤Pmax的条件的基础上，根据内燃机10的转速及负荷决定进给压力Pf，基于该决定的进给压力Pf控制进给泵25。进而，不将限压器39的阀强制性地开阀，而是控制限压器39以使其成为对应于设定的开阀压力Pprv的开闭动作。

并且，在步骤S590中，进行使起动装置(未图示)起动的控制，在其开始动作时进行的控制流程结束。通过起动器起动，内燃机10被转动(cranking)。然后，转移到图5～图8所示的控制流程。另外，在该实施方式中，在通过步骤S550、步骤S560判断出气化燃料没有混入到泵通道30内及共轨36内之后使起动器起动，但起动器的起动定时既可以为与进给泵25的驱动同时，也可以是驱动进给泵25之后。通过使起动器的起动与进给泵25的驱动同时，能够更快地驱动内燃机10。

接着，对在步骤S550或步骤S560中作出否定判断、执行步骤S600的情况进行说明。所谓执行该步骤S600的处理的情况，是在泵通道30内的燃料、或共轨36内的燃料中混入了气化燃料的情况。在步骤S600中，控制进给切换阀40以将进给切换阀40的流路切换为第一流路，并且控制背压切换阀16以将背压切换阀16的流路切换为第二流路。

并且，在步骤S610中，控制为将限压器39强制性地开放。进而，在步骤S620中，与内燃机10的运转状态无关地使进给泵25在最大吐出压力(Pf＝3MPa)下运转。

通过执行这些步骤S600～步骤S620的处理，从进给泵25向泵通道30流入比较低温而高压(3MPa)的燃料。由此，将泵通道30内的燃料冷却。此外，在泵通道30内混入了气化燃料的情况下，该气化燃料通过加压部31及吐出阀32到达共轨36，所以气化燃料从高压泵29强制性地被排出。由此，泵通道30内的燃料容易变化为液体状态。

此时，由于限压器39被强制性地开放，所以来自泵通道30的气化燃料从限压器39被强制性地排出。此外，在共轨36内的燃料中混入了气化燃料的情况，也被从限压器39强制性地排出。此外，与此同时，来自进给泵25的比较低温的燃料流入到共轨36中，所以共轨36内的燃料被冷却。由此，共轨36内的燃料容易变化为液体状态。

此外，由于进给切换阀40的流路切换为了第一流路，所以来自调压阀33的比较低温的燃料流入到盖通道11b中。由此，盖通道11b内的燃料被冷却。由此，盖通道11b内的燃料容易变化为液体状态。

在执行步骤S620的处理后，处理再次回到步骤S510。并且，再次执行步骤S520。步骤S600～步骤S620的处理持续到在步骤S550及步骤S560中作出肯定判断。

以上，通过执行步骤S600～步骤S620的处理，能够使泵通道30、共轨36、盖通道11b内的燃料成为液体状态，所以燃料喷射阀44的燃料喷射稳定，使内燃机10的开始动作变得可靠，并且能够缩短开始动作为止的时间。

另外，以上说明中，压力传感器34被作为“泵压力检测部”的一例来使用，温度传感器35被作为“泵温度检测部”的一例来使用。并且，步骤S520被作为“泵蒸气压计算部”的一例来使用，步骤S550被作为“泵燃料状态判断部”的一例来使用。此外，共轨36被作为“供给流路形成部件”的一例来使用，压力传感器37被作为“进给压力检测部”的一例来使用，温度传感器38被作为“供给温度检测部”的一例来使用。进而，步骤S540被作为“供给蒸气压计算部”的一例，步骤S560被作为“供给燃料状态判断部”的一例来使用。

(其他实施方式)

以下说明其他实施方式。在该其他实施方式中，对设置在第1实施方式的燃料供给装置20中的各种阀的控制进行说明。这里，特别对内燃机10停止时的控制进行说明。

在将内燃机10停止时，停止进给泵25的驱动，并且将切断阀27闭阀。由此，停止从燃料箱21向高压泵29供给燃料。此外，此时将进给切换阀40的流路切换为第二流路，并且将背压切换阀16的流路切换为第一流路。由此，包括盖通道11b的燃料配管82、84、85内的比较高压的燃料排出到燃料箱21中。此外，将限压器39先开阀，在约30秒后闭阀。由此，共轨36内的比较高压的燃料被排出。

此外，在怠速停止等的内燃机10的停止时间比较短的情况下，将进给泵25的驱动停止，并且将进给切换阀40的流路切换为第一流路或第二流路，再将背压切换阀16的流路切换为第二流路。由此，高压泵29的泵通道30及盖通道11b内的燃料压力维持在通道背压阀15的开阀压力Pgbv左右。此外，此时与上面的例子不同，不使限压器39强制性地开阀。由此，轨道压力Pc维持在高压状态。

Claims

1.一种燃料供给装置，其特征在于，具备：

燃料箱(21)，储存由液化气体构成的燃料；

泵部(25、29)，对上述燃料箱(21)内的燃料加压，将加压后的燃料向内燃机(10)加压输送；

燃料喷射阀(44)，将来自上述泵部(25、29)的加压输送燃料的一部分向上述内燃机(10)喷射，具有将作为上述加压输送燃料的剩余部分的剩余燃料排出的排出部(47)；

返回流路形成部件(11)，与上述燃料喷射阀(44)连接，形成使从上述排出部(47)排出的上述剩余燃料回到上述燃料箱(21)中的返回流路(11b)；

返回压力检测部(13)，检测上述返回流路(11b)内的燃料压力，作为返回压力(Phg)；

返回温度检测部(14)，检测上述返回流路(11b)内的燃料温度，作为返回温度(Thg)；

返回蒸气压计算部(S130)，基于由上述返回温度检测部(14)检测到的上述返回温度(Thg)，计算上述返回流路(11b)内的燃料蒸气压，作为返回蒸气压(Pv)；以及

控制装置(90)，控制从上述泵部(25、29)向上述返回流路(11b)内的燃料供给、以及从上述返回流路(11b)内的燃料排出；

上述控制装置(90)基于上述返回压力(Phg)、上述返回温度(Thg)以及上述返回蒸气压(Pv)，设定在小于上述燃料喷射阀(44)内及上述返回流路(11b)内的容许压力(Pmax)的情况下使上述返回流路(11b)内的燃料成为液体状态的温度范围，并控制上述燃料供给及上述燃料排出，以保持该温度范围。

2.如权利要求1所述的燃料供给装置，其特征在于，

在由上述返回压力检测部(13)检测到的上述返回压力(Phg)为上述容许压力(Pmax)以上、并且为返回蒸气压(Pv)以上的情况下，上述控制装置(90)停止将来自上述泵部(25、29)的燃料供给到上述返回流路(11b)内，并且从上述返回流路(11b)内强制性地排出燃料。

3.如权利要求1所述的燃料供给装置，其特征在于，

在由上述返回温度检测部(14)检测到的上述返回温度(Thg)为上述规定温度范围的上限温度(Tmax)以上、并且由上述返回压力检测部(13)检测到的上述返回压力(Phg)低于上述返回蒸气压(Pv)的情况下，上述控制装置(90)将来自上述泵部(25、29)的燃料供给到上述返回流路(11b)内，并且从上述返回流路(11b)内强制性地排出燃料。

4.如权利要求3所述的燃料供给装置，其特征在于，

上述泵部(25、29)具备：

进给泵(25)，将上述燃料箱(21)内的燃料送出到上述燃料箱(21)外；以及

高压泵(29)，对来自上述进给泵(25)的燃料的一部分加压并向上述内燃机(10)加压输送，并且将来自上述进给泵(25)的燃料的剩余部分作为调压燃料来排出；

从上述泵部(25、29)向上述返回流路(11b)供给的燃料是从上述高压泵(29)排出的上述调压燃料；

上述控制装置(90)在将从上述高压泵(29)排出的上述调压燃料供给到上述返回流路(11b)内时，使上述进给泵(25)的送出量最大。

5.如权利要求1所述的燃料供给装置，其特征在于，

在由上述返回温度检测部(14)检测到的上述返回温度(Thg)低于上述规定温度范围的上限温度(Tmax)、并且由上述返回压力检测部(13)检测到的上述返回压力(Phg)为上述返回蒸气压(Pv)以下的情况下，上述控制装置(90)将来自上述泵部(25、29)的燃料供给到上述返回流路(11b)内，并且停止从上述返回流路(11b)内强制性地排出燃料。

6.如权利要求5所述的燃料供给装置，其特征在于，

上述泵部(25、29)具备：

7.如权利要求1所述的燃料供给装置，其特征在于，

在由上述返回压力检测部(13)检测到的上述返回压力(Phg)高于上述返回蒸气压(Pv)且低于上述容许压力(Pmax)、并且由上述返回温度检测部(14)检测到的上述返回温度(Thg)为上述规定温度范围的下限温度(Tmin)以下的情况下，上述控制装置(90)停止将来自上述泵部(25、29)的燃料供给到上述返回流路(11b)内，并且停止从上述返回流路(11b)内强制性地排出燃料。

8.如权利要求1～7中任一项所述的燃料供给装置，其特征在于，

具备冷却部(42、43)，该冷却部(42、43)对由上述泵部(25、29)吸引的燃料、或者经由上述返回流路(11b)回到上述燃料箱(21)中的燃料进行冷却。

9.如权利要求1～7中任一项所述的燃料供给装置，其特征在于，具备：

泵压力检测部(34)，检测上述泵部(25、29)内的燃料的压力，作为泵压力(Ppg)；

泵温度检测部(35)，检测上述泵部(25、29)内的燃料的温度，作为泵温度(Tpg)；

泵蒸气压计算部(S520)，基于由上述泵温度检测部(35)检测到的上述泵温度(Tpg)，计算作为上述泵部(25、29)内的燃料蒸气压的泵蒸气压(Pvpg)；

泵燃料状态判断部(S550)，对由上述泵压力检测部(34)检测到的上述泵压力(Ppg)与由上述泵蒸气压计算部(S520)计算出的上述泵蒸气压(Pvpg)进行比较，由此判断在上述泵部(25、29)内的燃料中是否混入了气化的燃料；以及

供给流路形成部件(36)，形成将从上述泵部(25、29)加压输送的燃料向上述燃料喷射阀(44)供给的供给流路；

在上述内燃机(10)开始动作过程中上述泵燃料状态判断部(S550)判断为在上述泵部(25、29)内的燃料中混入了气化的燃料的情况下，上述控制装置(90)将来自上述泵部的燃料供给到上述返回流路(11b)，并且从上述供给流路内强制性地排出燃料。

10.如权利要求1～7中任一项所述的燃料供给装置，其特征在于，具备：

供给压力检测部(37)，检测上述供给流路内的燃料的压力，作为供给压力(Pc)；

供给温度检测部(38)，检测上述供给流路内的燃料的温度，作为供给温度(Tc)；

供给蒸气压计算部(S540)，基于由上述供给温度检测部(38)检测到的上述供给温度(Tc)，计算作为上述供给流路内的燃料蒸气压的供给蒸气压(Pvc)；以及

供给燃料状态判断部(S560)，对由上述供给压力检测部(37)检测到的上述供给压力(Pc)与由上述供给蒸气压计算部(S540)计算出的上述供给蒸气压(Pvc)进行比较，由此判断在上述供给流路内的燃料中是否混入了气化的燃料；

在上述内燃机(10)开始动作过程中上述供给燃料状态判断部(S560)判断为在上述供给流路内的燃料中混入了气化的燃料的情况下，上述控制装置(90)将来自上述泵部(25、29)的燃料供给到上述返回流路(11b)内，并且从上述供给流路内强制性地排出燃料。