JP2017031932A - Fuel supply device for engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液化ガス燃料を使用するエンジンの燃料供給装置に関し、特に、燃料のリターン通路にプレッシャレギュレータが配設されている場合に好適な燃料ポンプの制御の技術分野に属する。 The present invention relates to a fuel supply device for an engine using liquefied gas fuel, and particularly to a technical field of fuel pump control suitable when a pressure regulator is provided in a fuel return passage.
従来より、車両に搭載するエンジンの燃料として、LPG(Liquefied Petroleum Gas)などの液化ガス燃料を使用することが知られている。例えば特許文献1に記載の燃料供給装置では、液化ガス燃料を液相状態で燃料噴射弁に供給して、吸気ポートに噴射させるようにしている。そして、エンジン始動時には燃料にベーパ(気相燃料)が含まれることが多いので、始動性の悪化を抑制するために燃料ポンプから圧送する燃料の量を増やすようにしている。 Conventionally, it is known to use a liquefied gas fuel such as LPG (Liquefied Petroleum Gas) as a fuel for an engine mounted on a vehicle. For example, in the fuel supply device described in Patent Document 1, liquefied gas fuel is supplied to a fuel injection valve in a liquid phase state and injected into an intake port. Since the fuel often contains vapor (vapor phase fuel) when starting the engine, the amount of fuel pumped from the fuel pump is increased in order to suppress deterioration in startability.
また、LPGなどの液化ガス燃料は、デリバリパイプなどにおけるエンジンからの受熱によってベーパが発生し、その混入割合は燃料の組成や性状によって変化する。この点に着目して特許文献2の燃料供給装置では、燃料タンク内の温度および圧力を検出して燃料組成を推定するとともに、デリバリパイプなどにおける燃料の温度も考慮して、その燃料の液密度やベーパの混入割合を推定し、これに応じて燃料噴射量を補正するようにしている。
Further, in liquefied gas fuel such as LPG, vapor is generated by receiving heat from an engine in a delivery pipe or the like, and the mixing ratio varies depending on the composition and properties of the fuel. Focusing on this point, the fuel supply device of
ところで、前記特許文献2に記載の燃料供給装置では、噴射されなかった余剰の燃料を燃料タンクに戻すリターン通路にプレッシャレギュレータが配設されており、その保護のためにリターン通路には定常的に燃料を流すことが望ましい。しかしながら、リターン通路を流れる燃料の流量が必要以上に多ければ、燃料ポンプの駆動負荷が無駄に増大することになる。
By the way, in the fuel supply device described in
この点について前記特許文献2に記載されているように、エンジンの運転中に燃料噴射弁から噴射される燃料の量は、その組成や性状、ベーパの混入割合などによってばらつくものである。そして、そのばらつきを考慮して従来は、リターン通路の燃料の流量が不足しないよう、多めに燃料を供給せざるを得ず、この点で燃料ポンプの駆動負荷を低減する余地が残されている。
In this regard, as described in
このような不具合を考慮して本発明の目的は、エンジンに液化ガス燃料を供給する装置において、リターン通路に配設されたプレッシャレギュレータの保護を図りつつ、従来よりも燃料ポンプの駆動負荷を低減することにある。 In view of such problems, an object of the present invention is to reduce the driving load of the fuel pump as compared with the prior art while protecting the pressure regulator disposed in the return passage in the apparatus for supplying liquefied gas fuel to the engine. There is to do.
前記の目的を達成するために本発明では、例えばハイブリッド車両のようにエンジンの運転、停止が繰り返される状況を想定し、エンジンの停止中は燃料噴射量のばらつきを考慮する必要がないことに着目した。 In order to achieve the above object, in the present invention, it is assumed that the engine is repeatedly operated and stopped as in a hybrid vehicle, for example, and it is not necessary to consider the variation in the fuel injection amount while the engine is stopped. did.
具体的に本発明は、液化ガス燃料を液相状態で燃料噴射弁に供給する供給通路と、余剰の燃料を燃料タンクに戻すリターン通路とを備え、このリターン通路にプレッシャレギュレータが配設されているエンジンの燃料供給装置が対象である。そして、前記燃料噴射弁による燃料噴射に必要な燃料流量を算出する第1の流量算出手段と、前記プレッシャレギュレータの保護のために必要な前記リターン通路の燃料流量を算出する第2の流量算出手段と、これら第1および第2の流量算出手段によってそれぞれ算出された燃料流量に基づいて、燃料ポンプから前記供給通路に圧送する燃料の流量を制御する燃料ポンプ制御手段と、を備え、エンジンの停止中に前記第2の流量算出手段によって算出される燃料流量が、エンジンの運転中に比べて少ないことを特徴とする。 Specifically, the present invention includes a supply passage for supplying liquefied gas fuel to the fuel injection valve in a liquid phase and a return passage for returning excess fuel to the fuel tank, and a pressure regulator is disposed in the return passage. The target is the fuel supply device of the engine. And the 1st flow rate calculation means which calculates the fuel flow rate required for fuel injection by the fuel injection valve, and the 2nd flow rate calculation means which calculates the fuel flow rate of the return passage required for protection of the pressure regulator And a fuel pump control means for controlling the flow rate of the fuel pumped from the fuel pump to the supply passage based on the fuel flow rates calculated by the first and second flow rate calculation means, respectively, and stopping the engine The fuel flow rate calculated by the second flow rate calculation means is smaller than that during engine operation.
前記の特定事項により、まず、エンジンの運転中には、燃料噴射に必要な燃料流量が第1の流量算出手段によって算出されるとともに、プレッシャレギュレータの保護のために必要なリターン通路の燃料流量(以下、リターン流量という)が、第2の流量算出手段によって算出される。そして、それら算出された燃料流量およびリターン流量に基づいて、燃料ポンプ制御手段により、燃料ポンプから圧送される燃料の流量が制御される。 According to the above specific matter, first, during the operation of the engine, the fuel flow rate required for fuel injection is calculated by the first flow rate calculation means, and the fuel flow rate in the return passage required for protecting the pressure regulator ( Hereinafter, the return flow rate) is calculated by the second flow rate calculation means. Based on the calculated fuel flow rate and return flow rate, the fuel pump control means controls the flow rate of the fuel pumped from the fuel pump.
ここで、エンジンの運転中は燃料噴射量のばらつきを考慮して、リターン通路における燃料流量の不足が生じないよう、第2の流量算出手段によって多めにリターン流量が算出される。一方、エンジンの停止中は燃料噴射が行われないので、そのばらつきを考慮する必要がなく、エンジンの運転中に比べてリターン流量は少なめに算出される。このため、燃料ポンプから圧送される燃料の流量が少なくなって、その駆動負荷の低減が図られる。 Here, during the operation of the engine, in consideration of the variation in the fuel injection amount, the return flow rate is calculated by the second flow rate calculation means so that the fuel flow rate is not insufficient in the return passage. On the other hand, since fuel injection is not performed while the engine is stopped, there is no need to consider the variation, and the return flow rate is calculated to be smaller than that during engine operation. For this reason, the flow rate of the fuel pumped from the fuel pump is reduced, and the driving load is reduced.
以上より、本発明に係るエンジンの燃料供給装置によれば、燃料噴射のために必要な燃料流量と、プレッシャレギュレータの保護のために必要なリターン流量とを算出し、それらに基づいて燃料ポンプから圧送する燃料の流量を制御するとともに、エンジンの停止中には運転中に比べてリターン流量を少なくすることで、プレッシャレギュレータの保護を図りつつ、従来よりも燃料ポンプの駆動負荷を低減することができる。 As described above, according to the fuel supply apparatus for an engine according to the present invention, the fuel flow rate required for fuel injection and the return flow rate required for protection of the pressure regulator are calculated, and based on these, the fuel pump While controlling the flow rate of fuel to be pumped and reducing the return flow rate when the engine is stopped compared to during operation, it is possible to protect the pressure regulator and reduce the driving load of the fuel pump than before. it can.
以下、本発明をハイブリッド車両に搭載されたエンジンに適用した実施の形態について、図面を参照して説明する。また、本実施形態では液化ガス燃料としてLPG燃料を使用するエンジンについて説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an engine mounted on a hybrid vehicle will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an engine that uses LPG fuel as liquefied gas fuel will be described.
図1には模式的に示すように、本実施の形態においてエンジン1は一例として4気筒のレシプロエンジンであって、第1から第4の4つの気筒#1〜#4にはそれぞれピストン2が収容されて、図示しないクランクシャフトの回転と同期して気筒内を往復動するようになっている。そして、このクランクシャフトの回転数、即ちエンジン回転数を検出するためのクランク角センサ101が配設されている。
As schematically shown in FIG. 1, in the present embodiment, the engine 1 is a four-cylinder reciprocating engine as an example, and the first to fourth cylinders # 1 to # 4 have
このエンジン1の吸気通路3は、サージタンク30の下流側(吸気の流れの下流側)が気筒毎に分岐していて、そこには吸気ポートに向かって液化ガス燃料(以下、LPG燃料という)を噴射するように、4つのインジェクタ(燃料噴射弁)4が配設されている。このインジェクタ4はECU100からの制御信号に応じて作動され、その噴孔から液相状態で噴射されたLPG燃料が気化しながら吸気と混合されて、気筒内の燃焼室に混合気を形成する。
In the
また、吸気通路3においてサージタンク30よりも上流側にはスロットルバルブ31が配設され、ECU100からの制御信号に応じてスロットルモータ31aにより駆動されることで、吸気の流量を調整するようになっている。このスロットルバルブ31の開度(スロットル開度)はスロットル開度センサ102により検出される。また、スロットルバルブ31の上流側には、吸気の流量を計測するエアフローメータ103や吸気温センサ104が配設されている。
Further, a
前記の吸気通路3を流通して気筒内に吸入された吸気およびLPG燃料の混合気が点火プラグ5により点火されて燃焼し、これにより発生した燃焼ガスが排気通路6に排出される。この燃焼ガス、即ちエンジン1の排気は、排気通路6の最上流部である排気マニホルド60において集合し、その下流側に設けられた触媒コンバータ61により浄化された後に、大気中へ放出される。排気通路6において触媒コンバータ61よりも上流側には空燃比センサ105が、また、下流側には酸素濃度センサ106がそれぞれ配設されている。
The mixture of the intake air and the LPG fuel that have been passed through the
−燃料供給系−
前記4つのインジェクタ4にLPG燃料を供給する燃料供給系7(燃料供給装置)は、LPG燃料を貯留する燃料タンク70と、電動ポンプである燃料ポンプ71と、この燃料ポンプ71から圧送されるLPG燃料をデリバリパイプ72に供給する燃料供給管(供給通路)73と、余剰のLPG燃料を燃料タンク70に還流させる燃料リターン管(リターン通路)74と、を備えている。
-Fuel supply system-
A fuel supply system 7 (fuel supply device) that supplies LPG fuel to the four
燃料ポンプ71は、ECU100からの制御信号に応じて電動モータ71aが作動され、燃料タンク70内のLPG燃料を吸い込んで燃料供給管73に圧送する。このLPG燃料は燃料供給管73を流通してデリバリパイプ72からインジェクタ4に分配される。燃料タンク70には、LPG燃料の温度および圧力をそれぞれ検出するように、タンク内燃料温度センサ107およびタンク内燃料圧力センサ108が配設されている。
In the
デリバリパイプ72は、前記のように燃料供給管73を流通して圧送されてくるLPG燃料を一時貯留する蓄圧容器としての機能を有しており、そのLPG燃料の温度および圧力をそれぞれ検出するように、デリバリ内燃料温度センサ109およびデリバリ内燃料圧力センサ110が配設されている。また、燃料供給管73には電磁弁75が配設されていて、ECU100からの制御信号に応じて開放状態または閉鎖状態に切り換えられるようになっている。
The
一方、燃料リターン管74には、燃料タンク70に還流するLPG燃料の流れの上流側から順にプレッシャレギュレータ76、電磁弁77および燃料クーラ78が配設されている。プレッシャレギュレータ76は、デリバリパイプ72内の燃料圧力が所定以上、高くなると開放されるようになっており、これにより、デリバリパイプ72の燃料圧力を所定圧に調圧することができる。電磁弁77は、ECU100からの制御信号に応じて開放状態または閉鎖状態に切り換えられる。
On the other hand, in the
このように構成された燃料供給系において、エンジン1の運転中には燃料供給管73および燃料リターン管74の電磁弁75,77がいずれも開放される。そして、燃料ポンプ71の作動によってデリバリパイプ72に圧送されるLPG燃料のうち、インジェクタ4から噴射されるものを除いた余剰のLPG燃料が、燃料リターン管74を流通して燃料タンク70に戻されるようになる。
In the fuel supply system configured as described above, the
また、エンジン1の停止中であっても、車両のハイブリッドシステムの稼働中における所定の状態では電磁弁75,77が開放され、燃料ポンプ71の作動によってデリバリパイプ72に圧送されるLPG燃料が、燃料リターン管74を流通して燃料タンク70に戻される。これにより、プレッシャレギュレータ76の保護が図られる。なお、燃料クーラ78は、燃料リターン管74を流通するLPG燃料を、図示しない空調装置の冷媒との熱交換によって冷却する。
Even when the engine 1 is stopped, the
−ECU−
ECU100は公知の電子制御ユニット(Electronic Control Unit)であり、図示はしないが、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびバックアップRAMなどを備えている。CPUは、ROMに記憶された制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、RAMは、CPUでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶し、バックアップRAMは例えばエンジン1の停止時に保存すべきデータ等を記憶する。
-ECU-
The
ECU100には、前記のクランク角センサ101、スロットル開度センサ102、エアフローメータ103、吸気温センサ104、空燃比センサ105、酸素濃度センサ106、タンク内燃料温度センサ107、タンク内燃料圧力センサ108、デリバリ内燃料温度センサ109、およびデリバリ内燃料圧力センサ110などが接続されており、また、図示はしないが、アクセルペダルの操作量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサなども接続されている。
The
一方、ECU100には、前記のスロットルモータ31a、インジェクタ4、燃料ポンプ71の電動モータ71a、電磁弁75,77などのアクチュエータが接続されており、その他、点火プラグ5の点火タイミングを調整するイグナイタなども接続されている。そして、前記各種センサなどから入力する信号に基づいてECU100は種々の制御プログラムを実行することにより、前記各種アクチュエータを適宜、作動させてエンジン1の運転制御を実行する。
On the other hand, the
例えばECU100は、アクセル開度やエンジン1の負荷率および回転数、或いは車速などに基づいてエンジン1への要求トルクを算出し、この要求トルクを出力できるようにスロットル開度の制御(即ち、吸気量の制御)を行う。また、ECU100は、吸気の流量およびエンジン回転数から気筒内への吸気の充填量を算出し、これに応じて理論空燃比となるようにインジェクタ4による燃料噴射量を制御する。さらに、ECU100は、ハイブリッドシステム全体の制御(モータジェネレータのトルク制御やバッテリの充放電制御等)も行う。
For example, the
加えて、本実施の形態においてECU100は、以下に説明するように燃料ポンプ71の電動モータ71aの回転数を制御して、燃料供給管73に圧送するLPG燃料の流量を制御する。すなわち、ECU100は、インジェクタ4による燃料噴射のために必要な燃料流量と、プレッシャレギュレータ76の保護のために必要なリターン流量とをそれぞれ算出し、これらを加算して、燃料ポンプ71から燃料供給管73に圧送するLPG燃料の流量を算出する。
In addition, in the present embodiment, the
−燃料ポンプの流量制御−
次に、本実施形態の特徴とする燃料ポンプ71の流量制御について説明する。前記したようにECU100は、エンジン1の停止中であっても所定の状態で、LPG燃料のリターン流量がプレッシャレギュレータ76の保護のために必要なものとなるように、燃料ポンプ71を制御している。これは、プレッシャレギュレータ76においてダイヤフラムの開閉弁のシール部が固着しないように、燃料リターン管74には定常的にLPG燃料を流す必要があるからである。
-Fuel pump flow control-
Next, flow control of the
しかしながら、そうして燃料リターン管74を流れるLPG燃料が必要以上に多ければ、燃料ポンプ71の駆動負荷が無駄に増大することになる。すなわち、エンジン1の運転中にインジェクタ4から噴射されるLPG燃料の量は、その組成や性状、ベーパの混入割合などによってばらつくので、これによってリターン流量が不足しないようにするためには、燃料ポンプ71から圧送するLPG燃料の流量を多めにせざるを得ないからである。
However, if the amount of LPG fuel flowing through the
一方で、本実施の形態のようなハイブリッド車両では、その走行状態やバッテリの状態に応じて適宜、エンジン1が停止され、このエンジン停止中は燃料噴射が行われないので、そのばらつきを考慮する必要はない。この点に着目して本実施の形態では、エンジン1の停止中には運転中に比べてリターン流量を少なく算出し、燃料ポンプ71からのLPG燃料の圧送量を減らすことによって、その駆動負荷を低減するようにしている。
On the other hand, in the hybrid vehicle as in the present embodiment, the engine 1 is appropriately stopped according to the traveling state and the battery state, and fuel injection is not performed while the engine is stopped. There is no need. Focusing on this point, in the present embodiment, when the engine 1 is stopped, the return flow rate is calculated to be smaller than that during operation, and the pumping amount of LPG fuel from the
以下、本実施の形態における燃料ポンプ71の流量制御ルーチンについて、図2を参照して具体的に説明する。このルーチンは、車両のハイブリッドシステムの稼働中において所定のタイミングで繰り返し実行される。なお、図2に示すフローチャートにおいては、スタート後のステップST1とステップST2〜ST6とが並行して行われるが、これは順番に行うようにしてもよい。
Hereinafter, the flow control routine of the
図示の例では、まず、ステップST1において、インジェクタ4による所定回数の燃料噴射量に基づいて、これらの燃料噴射に必要なLPG燃料の供給量(燃料ポンプ71から圧送するLPG燃料の流量)を算出し、後述のステップST7に進む。なお、インジェクタ4による燃料噴射量は、ECU100によるエンジン1の運転制御のために算出されて、RAMに記憶されている燃料噴射量の制御目標値を用いればよい。
In the illustrated example, first, in step ST1, based on a predetermined number of fuel injection amounts by the
より具体的には、エアフローメータ103により計測された吸気の流量およびエンジン回転数(クランク角センサ101の信号から算出)に基づいて、気筒への吸気の充填量が算出され、これに対応して理論空燃比になるようなLPG燃料の量が算出される。また、その際、推定されている燃料組成(プロパン率)などに基づいて、LPG燃料の液密度やベーパの混入割合に応じた補正が行われる。
More specifically, the charge amount of intake air into the cylinder is calculated based on the intake air flow rate measured by the
なお、LPG燃料の組成や性状についての推定は、タンク内燃料温度センサ107およびタンク内燃料圧力センサ108によって検出される燃料タンク70内のLPG燃料の温度および圧力に基づいて、予め実験・シミュレーションによって設定されている燃料組成マップ(図示省略)を参照して行われる。そして、推定された燃料組成と、デリバリ内燃料温度センサ109によって検出されるデリバリパイプ72内のLPG燃料の温度とに基づいて、液密度やベーパの混入割合についての補正係数が算出される。
The composition and properties of the LPG fuel are estimated based on the temperature and pressure of the LPG fuel in the
一方、ステップST2〜ST6では、プレッシャレギュレータ76の保護に必要なLPG燃料のリターン流量を算出する。まず、ステップST2において燃料リターン管74の燃料クーラ78が作動しているか否か判定し、例えばデリバリ内燃料温度センサ109によって検出される燃料温度が所定温度以上で、燃料クーラ78が作動していると肯定判定すれば(YES)ステップST3に進んで、予め設定されている大流量を選択して(リターン流量大)、後述のステップST7に進む。
On the other hand, in steps ST2 to ST6, the return flow rate of the LPG fuel necessary for protecting the
なお、前記の燃料クーラ78は、燃料タンク70のLPG燃料の温度が所定温度以上で、その圧力が高くなっているときに、給油性を確保するために燃料リターン管74において流通するLPG燃料を冷却するものである。この燃料クーラ78においてLPG燃料を効率良く冷却できるように、前記の大流量として好適な流量(例えば40L/秒)が予め実験・シミュレーションによって適合されている
一方、前記ステップST2において燃料クーラ78が作動していないと否定判定すれば(NO)、ステップST4に進んで、今度はエンジン1が停止中か否か判定する。例えばクランク角センサ101からの信号やインジェクタ4の作動状態などに基づいて、エンジン1が停止していると肯定判定すれば(YES)ステップST5に進んで、プレッシャレギュレータ76の保護のために予め設定されている小流量を選択し(リターン流量小)、後述のステップST7に進む。
The
また、エンジン1が停止中でないと否定判定すれば(NO)ステップST6に進んで、前記の大流量および小流量の中間の流量を選択して(リターン流量中)、後述のステップST7に進む。なお、前記の小流量(例えば5L/秒)は、プレッシャレギュレータ76においてダイヤフラムの開閉弁のシール部が固着しないように、必要なLPG燃料の最小限の流量を予め実験・シミュレーションによって適合したものである。また、前記中間の流量(例えば20L/秒)は、燃料噴射量のばらつきの大きいときでもリターン流量が不足しないよう、前記小流量に所定量を加算したものである。
If it is determined that the engine 1 is not stopped (NO), the process proceeds to step ST6, an intermediate flow rate between the large flow rate and the small flow rate is selected (during return flow rate), and the flow proceeds to step ST7 described later. The small flow rate (for example, 5 L / sec) is obtained by adapting the minimum flow rate of the required LPG fuel by experiments and simulations in advance so that the seal portion of the diaphragm on-off valve does not stick in the
そして、ステップST7において、前記のステップST1にて算出した燃料噴射のための燃料流量と、前記のステップST3,ST5,ST6のいずれかにて算出したリターン流量とを加算して、燃料ポンプ71から圧送するLPG燃料の流量(流量制御の目標値)を算出する。この燃料流量に基づいてECU100から出力される制御信号によって、燃料ポンプ71の電動モータ71aの回転数が制御されることにより、LPG燃料の流量が制御されることになる。
In step ST7, the fuel flow rate for fuel injection calculated in step ST1 is added to the return flow rate calculated in any of steps ST3, ST5, ST6. The flow rate of LPG fuel to be pumped (target value for flow rate control) is calculated. The flow rate of the LPG fuel is controlled by controlling the rotational speed of the
但し、本実施の形態ではステップST8において、車両の衝突や燃料供給系7の異常(例えば、燃料ポンプ71の作動不良、配管からのLPG燃料の漏れ等)が発生しているか否か判定する。車両の衝突は例えば、車両に搭載されている加速度センサからの信号に基づいて判定される。また、燃料ポンプ71の作動不良やLPG燃料の漏れ等は、タンク内燃料圧力センサ108およびデリバリ内燃料圧力センサ110からの信号に基づいて判定される。
However, in this embodiment, in step ST8, it is determined whether or not a vehicle collision or an abnormality of the fuel supply system 7 (for example, malfunction of the
そして、衝突や燃料供給系7の異常が発生していないと否定判定すれば(NO)、ステップST9に進んで、燃料ポンプ71によるLPG燃料の圧送量に下限ガード処理を施した後に、ルーチンを終了する(エンド)。この下限ガード処理は、デリバリパイプ72においてLPG燃料が液相状態に保たれるように、燃料ポンプ71から圧送するLPG燃料の流量をかさ上げする処理である。
If a negative determination is made that no collision or abnormality in the fuel supply system 7 has occurred (NO), the routine proceeds to step ST9, where the lower limit guard process is applied to the pumping amount of the LPG fuel by the
詳しくは図3に模式的に示すように、LPG燃料の温度を横軸に、その圧力を縦軸に取ってLPG燃料の蒸気圧線図を表した場合、燃料タンク70内の液相状態のLPG燃料が燃料ポンプ71によってデリバリパイプ72に圧送されると、矢印で示すように燃料圧力が上昇するとともに、デリバリパイプ72におけるエンジン1からの受熱によって、通常は点Aから点Bのように燃料温度も上昇する。この場合は、デリバリパイプ72内のLPG燃料は飽和蒸気圧線よりも上側の液相状態に保たれる。
Specifically, as schematically shown in FIG. 3, when the temperature of the LPG fuel is plotted on the horizontal axis and the pressure is plotted on the vertical axis, the vapor pressure diagram of the LPG fuel is represented. When the LPG fuel is pumped to the
一方、エンジン1が例えば高負荷高回転など発熱量の大きな運転状態にあって、デリバリパイプ72における受熱量が多くなると、点Cとして示すようにLPG燃料の温度が大幅に上昇する結果、飽和蒸気圧線よりも下側の気相状態になってしまい、気泡(ベーパ)が大量に発生する。こうなると、インジェクタ4からの燃料の噴射量を狙い通りに制御することはできない。
On the other hand, when the engine 1 is in an operation state with a large calorific value, such as high load and high rotation, and the amount of heat received in the
そこで、前述したように、燃料タンク70内のLPG燃料の温度および圧力に基づいて推定される燃料組成(プロパン率など)から、前記図3のような飽和蒸気圧線を求めておいて、デリバリ内燃料温度センサ109によって検出されるデリバリパイプ72内のLPG燃料の温度に基づいて、このLPG燃料の圧力と飽和蒸気圧との差圧が所定の閾値以下になれば、これに応じて燃料ポンプ71から圧送するLPG燃料の流量をかさ上げする。
Therefore, as described above, the saturated vapor pressure line as shown in FIG. 3 is obtained from the fuel composition (propane ratio and the like) estimated based on the temperature and pressure of the LPG fuel in the
こうして燃料ポンプ71からのLPG燃料の流量が増大することによって、デリバリパイプ72内の燃料圧力がさらに高くなるとともに、エンジン1からの受熱による燃料温度の上昇は緩和されて、図3の蒸気圧線図上では模式的に点C→点Dとして示すように、LPG燃料が液相状態に保たれることになる。これにより、インジェクタ4により狙い通りの燃料噴射を行うことができる。
As the flow rate of the LPG fuel from the
一方、前記のステップST8において衝突や燃料供給系7の異常が発生していると肯定判定すれば(YES)、ステップST10に進んで、前記の下限ガード処理を禁止して、ルーチンを終了する(エンド)。これにより、燃料供給系7の部品が故障しているときに、LPG燃料の流量の増大によって故障の程度が悪化したり、LPG燃料のリーク量が増大することを防止できる。また、車両の衝突時であれば、想定されるLPG燃料のリークが発生する前に、そのリーク量の増大を防止できる。 On the other hand, if an affirmative determination is made in step ST8 that a collision or abnormality in the fuel supply system 7 has occurred (YES), the process proceeds to step ST10, the lower limit guard process is prohibited, and the routine is terminated ( End). As a result, when a component of the fuel supply system 7 is out of order, it is possible to prevent the degree of failure from being deteriorated due to an increase in the flow rate of the LPG fuel or an increase in the amount of leakage of LPG fuel. Further, if the vehicle is in a collision, an increase in the amount of leakage can be prevented before the expected leakage of LPG fuel occurs.
前記図2のフローのステップST1を実行することによってECU100は、インジェクタ4による燃料噴射に必要な燃料流量を算出する第1の流量算出手段を構成し、また、ステップST2〜ST6を実行することによってECU100は、プレッシャレギュレータ76の保護のために必要なリターン流量を算出する第2の流量算出手段を構成する。さらに、ステップST7を実行することによってECU100は、前記第1および第2の流量算出手段による算出値を加算して、燃料ポンプ71から圧送するLPG燃料の流量を制御する燃料ポンプ制御手段を構成する。
By executing step ST1 of the flow of FIG. 2, the
以上、説明したように本実施の形態に係るエンジン1の燃料供給系7においては、インジェクタ4からの燃料噴射のために必要な燃料流量と、プレッシャレギュレータ76の保護のために必要なリターン流量とに基づいて、燃料ポンプ71から圧送するLPG燃料の流量を制御することにより、燃料ポンプ71の駆動負荷をできるだけ抑えるようにしており、これにより、電動モータ71aの電力消費の低減によって、エンジン1の燃費の低減が図れる。
As described above, in the fuel supply system 7 of the engine 1 according to the present embodiment, the fuel flow rate necessary for fuel injection from the
しかも、エンジン1の停止中は、燃料噴射量のばらつきの分、多めにリターン流量を算出する必要がないので、本実施の形態ではリターン流量をプレッシャレギュレータ76の保護のために必要な最小限の流量(予め設定した小流量)としており、その分、燃料ポンプ71からの燃料流量を少なくして、さらに駆動負荷を低減することができる。
In addition, while the engine 1 is stopped, it is not necessary to calculate a large return flow rate due to the variation in the fuel injection amount. Therefore, in this embodiment, the return flow rate is the minimum required for protecting the
−他の実施形態−
上述した実施形態の記載はあくまで例示に過ぎず、本発明の構成や用途などについても限定することを意図しない。例えば前記実施の形態においては図2のフローチャートに示すように、ステップST2において燃料クーラ78が作動しているか否か判定し、作動中であればステップST3に進んで、リターン流量を大流量としているが、このステップST2,ST3の手順は実行しなくてもよい。
-Other embodiments-
The description of the above-described embodiment is merely an example, and is not intended to limit the configuration or application of the present invention. For example, in the above-described embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 2, it is determined in step ST2 whether or not the
同様に前記実施の形態においては、図2のフローチャートのステップST8において、車両の衝突や燃料供給系7の異常について判定し、これらが発生していればステップST10に進んで下限ガード処理を禁止するようにしているが、このステップST8,ST10の手順も実行しなくてもよい。 Similarly, in the above embodiment, in step ST8 of the flowchart of FIG. 2, it is determined whether there is a vehicle collision or an abnormality in the fuel supply system 7, and if these occur, the process proceeds to step ST10 and the lower limit guard process is prohibited. However, the steps ST8 and ST10 need not be executed.
また、前記の実施形態では、ハイブリッド車両に搭載されたエンジン1に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず本発明は、ハイブリッド車両以外の車両にも適用できる。また、エンジン1において使用する液化ガス燃料についてもLPGに限らず、液化天然ガス(LNG)、ジメチルエーテル、液体水素等を使用するものであってもよいし、複数種類の燃料を併用するものであってもよい。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where this invention was applied to the engine 1 mounted in the hybrid vehicle, this invention is applicable not only to this but vehicles other than a hybrid vehicle. Further, the liquefied gas fuel used in the engine 1 is not limited to LPG, and liquefied natural gas (LNG), dimethyl ether, liquid hydrogen, or the like may be used, or a plurality of types of fuels are used in combination. May be.
本発明は、LPG等の液化ガス燃料を使用するエンジンに適用して、燃料ポンプの駆動負荷を可及的に低減し、もって燃費の改善に寄与するものなので、車両に搭載されるエンジンにおいて効果が高い。 The present invention is applied to an engine using a liquefied gas fuel such as LPG and reduces the driving load of the fuel pump as much as possible, thereby contributing to improvement of fuel consumption. Is expensive.
1 エンジン
4 インジェクタ(燃料噴射弁)
7 燃料供給系(燃料供給装置)
70 燃料タンク
71 燃料ポンプ
72 デリバリパイプ
73 燃料供給管(供給通路)
74 燃料リターン管(リターン通路)
76 プレッシャレギュレータ
100 ECU(第1の流量算出手段、第2の流量算出手段、燃料ポンプ制御手段)
1
7 Fuel supply system (fuel supply system)
70
74 Fuel return pipe (return passage)
76
Claims (1)
前記燃料噴射弁による燃料噴射に必要な燃料流量を算出する第1の流量算出手段と、
前記プレッシャレギュレータの保護のために必要な前記リターン通路の燃料流量を算出する第2の流量算出手段と、
前記第1および第2の流量算出手段によってそれぞれ算出された燃料流量に基づいて、燃料ポンプから前記供給通路に圧送する燃料の流量を制御する燃料ポンプ制御手段と、を備え、
エンジンの停止中に前記第2の流量算出手段によって算出される燃料流量が、エンジンの運転中に比べて少ないことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。 An engine fuel supply device comprising a supply passage for supplying liquefied gas fuel to a fuel injection valve in a liquid phase state and a return passage for returning surplus fuel to a fuel tank, wherein a pressure regulator is provided in the return passage. There,
First flow rate calculating means for calculating a fuel flow rate required for fuel injection by the fuel injection valve;
A second flow rate calculating means for calculating a fuel flow rate of the return passage required for protecting the pressure regulator;
Fuel pump control means for controlling the flow rate of fuel pumped from the fuel pump to the supply passage based on the fuel flow rates respectively calculated by the first and second flow rate calculation means,
A fuel supply apparatus for an engine, wherein the fuel flow rate calculated by the second flow rate calculation means when the engine is stopped is smaller than that during engine operation.
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