JP2007146806A

JP2007146806A - 液化ガス燃料エンジンの燃料装置

Info

Publication number: JP2007146806A
Application number: JP2005345375A
Authority: JP
Inventors: Kenji Toda; 憲二戸田; Takayuki Tsuchiya; 孝幸土屋; Naotoshi Amano; 直利天野
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】本発明は液化ガス燃料エンジンの燃料装置に関し、簡単な構造によって燃料タンク同士の残量の偏りをなくした燃料装置を提供することを目的とする。
【解決手段】液化ガス燃料を貯蔵する第１，第２の燃料タンクと、インジェクタを介してエンジンの燃焼室に燃料を噴射させる噴射ポンプと、噴射ポンプと第１，第２の燃料タンクとの間に夫々配管された燃料供給管と、各燃料供給管に装着されたフィードポンプと、噴射ポンプと第１，第２の燃料タンクとの間に接続された燃料戻り管とを備えた液化ガス燃料エンジンの燃料装置に於て、第１，第２の燃料タンクに、タンク内の燃料残量を検出する残量計を装着し、第１，第２の燃料タンクへの燃料戻り管に、ノーマルオープンの制御バルブを装着すると共に、残量計の検出値を入力するコントロールユニットを備え、コントロールユニットは、残量計の検出値を基に燃料残量の多い燃料タンク側の制御バルブを閉作動して戻り燃料の流れを調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ジメチルエーテルや液化石油ガス等の液化ガス燃料を用いる液化ガス燃料エンジンの燃料装置に関する。

今日、自動車燃料用として液化石油ガス（ＬＰＧ）が用いられ、また、代替燃料としてジメチルエーテル（以下、「ＤＭＥ」という）が注目されているが、これらの液化ガス燃料は、未だ燃料の補給ステーションが特定の限られた地域にしか存在しないため、自動車の走行距離を長く設定することが必要となる。
しかし、ＤＭＥの発熱量は軽油よりも低いため、倍以上の燃料を車両に搭載しなければならず、このため、十分な走行距離を確保するには１つの燃料タンクだけでは足らず、複数の燃料タンクを併設することが必要となる。

そして、複数の燃料タンクを併設する場合、車両中心線に対して燃料タンクを左右の片側にまとめて配置することは自動車の重量バランスの観点から好ましくなく、燃料タンクは、車両中心線に対し左右に割り振って配置することになる（特許文献１）。
しかし乍ら、燃料タンクに戻る燃料は、燃料タンク同士の圧力バランスの違いや配管路（燃料戻り管）の流路損失等によって均等に戻らないという問題があり、燃料タンク同士の残量が偏ってしまうと、エンジンへの燃料供給量が低下して燃焼不良に繋がる虞があった。

また、特許文献１には、複数の燃料タンクに貯蔵されている燃料を均等に消費するため、各燃料タンク内に於ける燃料の液位を検出して、液位の差を算出した後、算出した液位差に応じ、燃料が多く残されている燃料タンク側のフィードポンプの回転数を増大させると共に、他方の燃料タンク側のフィードポンプの回転数を減少させる燃料供給装置が提案されている。
特開２００５−７６５４８号公報

しかし乍ら、特許文献１に開示された燃料供給装置は、燃料タンク内の燃料の液位差を算出し、斯かる液位差に応じてフィードポンプの回転数を制御する構造上、機構及び制御が複雑化し、また、液位差に応じフィードポンプの回転数を通常時よりも増大させる結果、長期に亘る使用でフィードポンプに大きな負担がかかってしまう虞があった。
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、フィードポンプに負担をかけず、簡単な構造によって燃料タンク同士の残量の偏りをなくした液化ガス燃料エンジンの燃料装置を提供することを目的とする。

斯かる目的を達成するため、請求項１に係る発明は、液化ガス燃料を貯蔵する第１及び第２の燃料タンクと、インジェクタを介してエンジンの燃焼室に燃料を噴射させる噴射ポンプと、当該噴射ポンプと第１，第２の燃料タンクとの間に夫々配管された燃料供給管と、当該各燃料供給管に装着されたフィードポンプと、上記噴射ポンプと第１，第２の燃料タンクとの間に接続された燃料戻り管とを備えた液化ガス燃料エンジンの燃料装置に於て、上記第１及び第２の燃料タンクに、燃料タンク内の燃料残量を検出する残量計を装着し、第１，第２の燃料タンクへの燃料戻り管に、ノーマルオープンの制御バルブを夫々装着すると共に、前記残量計の検出値を入力するコントロールユニットを備え、コントロールユニットは、当該残量計の検出値を基に、燃料残量の多い燃料タンク側の制御バルブを閉作動して戻り燃料の流れを調整することを特徴とする。

そして、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の液化ガス燃料エンジンの燃料装置に於て、第１の燃料タンクと第２の燃料タンクの気相部分に、連通管を配管したことを特徴とする。

請求項１に係る発明は、燃料タンクに装着した残量計の検出値を基に、コントロールユニットが燃料残量の多い燃料タンク側の制御バルブを閉じて戻り燃料の流れを調整し、燃料タンク残量が略等しくなったら閉じていた制御バルブを開くように構成したので、従来に比し、極めて簡単な機構と制御で燃料タンク同士の燃料残量の偏りをなくすことが可能となって燃料供給量の低下を抑制できると共に、フィードポンプに大きな負担をかけることがない。

また、請求項２に係る発明によれば、燃料タンクの気相部分に連通管を配管して、燃料タンク内の圧力バランスを調整するため、燃料タンク同士の圧力バランスの違いがなくなって、燃料残量の調整をスムーズに行うことができる利点を有する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は請求項１及び請求項２に係る液化ガス燃料エンジンの燃料装置の一実施形態を示し、図中、１，３は液化ガス燃料（例えば、ＤＭＥ）５を貯蔵する第１，第２の燃料タンク、７は図示しないインジェクタを介してエンジン９の燃焼室に燃料５を噴射させる噴射ポンプで、燃料タンク１，３は、エンジン９を搭載したトラックのフレームの左右のサイドメンバに１つ宛固定されている。そして、燃料タンク１，３内の燃料５は、常温である外気の温度よりも低い温度で、且つ加圧された液体の状態で貯蔵されている。

そして、燃料タンク１，３と噴射ポンプ７との間に、燃料供給管１１，１３が配管されており、燃料供給管１１，１３は、噴射ポンプ７側の合流部１５で１本の燃料供給管１７に纏められて噴射ポンプ７に接続されている。
また、燃料供給管１１，１３には、夫々、燃料タンク１，３に貯蔵された燃料５を汲み上げるフィードポンプ１９，２１が装着されており、これらのフィードポンプ１９，２１で汲み上げられた燃料５は、燃料供給管１１，１３，１７を介して噴射ポンプ７へ圧送されるようになっている。

一方、噴射ポンプ７と燃料タンク１，３との間には、分岐部２３で燃料タンク１，３側が分岐された燃料戻り管２５，２７が接続されており、噴射ポンプ７に圧送された燃料５のうち、余剰の燃料５が燃料戻り管２５，２７を経て各燃料タンク１，３に戻されるようになっている。
そして、本実施形態に係る燃料装置２９は、上述の如き従来と同様の構成に加え、以下の如き特徴を有する。

即ち、図中、３１，３３は、各燃料戻り管２５，２７に装着されたノーマルオープンの制御バルブ、３５，３７は各燃料タンク１，３に装着された残量計で、残量計３５，３７は、夫々、各燃料タンク１，３内の燃料残量を検出するようになっている。そして、残量計３５，３７の検出値はコントロールユニット３９に入力されている。
而して、コントロールユニット３９は、残量計３５，３７の検出値を基に、例えば燃料タンク１の燃料残量が多ければ、燃料タンク１側の制御バルブ３１を閉じて噴射ポンプ７からの戻り燃料を燃料タンク３側へ戻し、燃料タンク残量が略等しくなったら、閉じていた制御バルブ３１を開くようになっている。

従って、燃料タンク３の燃料残量が多ければ、コントロールユニット３９は、燃料タンク３側の制御バルブ３３を閉じて燃料を燃料タンク１側へ戻し、燃料タンク残量が略等しくなったら、閉じていた制御バルブ３３を開くこととなる。
そして、燃料タンク１と燃料タンク３の気相部分４１，４３に連通管４５が配管されており、斯様に気相部分４１，４３に連通管４５を連通させることで、燃料タンク１，３内の圧力バランスを調整して偏りが生じないようになっている。

本実施形態に係る燃料装置２９はこのように構成されており、次に当該燃料装置２９の制御に関するコントロールユニット３９の動作を図２のフローチャートにより説明する。
トラックの走行に伴い、エンジン９の駆動で噴射ポンプ７とフィードポンプ１９，２１が駆動し、各燃料タンク１，３内の燃料５が燃料供給管１１，１３，１７を介して噴射ポンプ７へ圧送されて、図示しないインジェクタにより燃料５がエンジン９の燃焼室に噴射される。

そして、噴射ポンプ７に圧送された燃料５のうち、余剰の燃料５が燃料戻り管２５，２７を経て各燃料タンク１，３に戻されるが、各燃料タンク１，３に装着した残量計３５，３７は、夫々、各燃料タンク１，３内の燃料残量を計測，検出し（ステップＳ１）、残量計３５，３７の検出値は常時コントロールユニット３９に入力される。
而して、コントロールユニット３９は、ステップ２に於て、残量計３５，３７の検出値を基に、燃料タンク１，３間の燃料残量に大きな違いがあるか否かを判定し、例えば燃料タンク１の燃料残量が多ければ、燃料タンク１側の制御バルブ３１を閉じて噴射ポンプ７からの戻り燃料を燃料タンク３側へ戻し、また、燃料タンク３の燃料残量が多ければ、コントロールユニット３９は、燃料タンク３側の制御バルブ３３を閉じて燃料を燃料タンク１側へ戻す（ステップＳ３）。

そして、コントロールユニット３９は、残量計３５，３７の検出値を基に、制御バルブ３１，３３の制御による燃料残量の変化を監視し（ステップＳ４）、燃料タンク残量が略等しくなったら、閉じていた制御バルブ３１または制御バルブ３３を開いて（ステップＳ５）、再びステップＳ１に戻り、以後も同様の工程によって燃料タンク１，３内の燃料残量を監視する。そして、斯様に制御バルブ３１，３３の開閉動作で戻り燃料の流れが調整される際に、燃料タンク１，３の気相部分４１，４３に配管した連通管４５によって、燃料タンク１，３内の圧力バランスが調整されることとなる。

以上述べたように、本実施形態は、燃料タンク１，３に装着した残量計３５，３７の検出値を基に、コントロールユニット３９が燃料残量の多い燃料タンク１または燃料タンク３側の制御バルブ３１または制御バルブ３３を閉じて戻り燃料の流れを調整し、燃料タンク残量が略等しくなった処で、閉じていた制御バルブ３１，３３を開くようにしたので、特許文献１の従来例に比し、極めて簡単な機構と制御で燃料タンク１，３同士の燃料残量の偏りをなくすことが可能となって、燃料供給量の低下を抑制できると共に、フィードポンプ１９，２１に大きな負担をかけることもない。

また、燃料タンク１と燃料タンク３の気相部分４１，４３に連通管４５を配管して、燃料タンク１，３内の圧力バランスを調整しているため、燃料タンク１，３同士の圧力バランスの違いがなくなって、燃料残量の調整をスムーズに行うことができる利点を有する。

請求項１及び請求項２の一実施形態に係る液化ガス燃料エンジンの燃料装置の概略構成図である。コントロールユニットの動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１第１の燃料タンク
３第２の燃料タンク
５液化ガス燃料
７噴射ポンプ
９エンジン
１１，１３，１７燃料供給管
１９，２１フィードポンプ
２５，２７燃料戻り管
２９燃料装置
３１，３３制御バルブ
３５，３７残量計
３９コントロールユニット
４１，４３気相部分
４５連通管

Claims

液化ガス燃料を貯蔵する第１及び第２の燃料タンクと、
インジェクタを介してエンジンの燃焼室に燃料を噴射させる噴射ポンプと、
当該噴射ポンプと第１，第２の燃料タンクとの間に夫々配管された燃料供給管と、
当該各燃料供給管に装着されたフィードポンプと、
上記噴射ポンプと第１，第２の燃料タンクとの間に接続された燃料戻り管とを備えた液化ガス燃料エンジンの燃料装置に於て、
上記第１及び第２の燃料タンクに、燃料タンク内の燃料残量を検出する残量計を装着し、
第１，第２の燃料タンクへの燃料戻り管に、ノーマルオープンの制御バルブを夫々装着すると共に、
前記残量計の検出値を入力するコントロールユニットを備え、
コントロールユニットは、当該残量計の検出値を基に、燃料残量の多い燃料タンク側の制御バルブを閉作動して戻り燃料の流れを調整することを特徴とする液化ガス燃料エンジンの燃料装置。
第１の燃料タンクと第２の燃料タンクの気相部分に、連通管を配管したことを特徴とする請求項１に記載の液化ガス燃料エンジンの燃料装置。