JP2021092211A - Fuel supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、車両に使用される燃料供給装置に関する。 The present disclosure relates to a fuel supply device used in a vehicle.
車両に使用される燃料供給装置の一例として、特許文献１には燃料送出システムが開示されている。このシステムにおいては、エンジンへの燃料の供給時に、液体電磁弁を開いて貯蔵容器内から液体燃料を気化器に流入させて気化させ、この気化した燃料を燃料ラインを介してエンジンに流入させている。その一方で、貯蔵容器内の燃料の圧力が著しく低下したときなど、必要に応じて、蒸気電磁弁を開いて気化器から気化した燃料を蒸気ラインを介して貯蔵容器に戻して、貯蔵容器内の燃料の圧力及び温度を正常化させようとしている。なお、ここでいう燃料は、密閉容器内で気相と液相が飽和状態で存在し、密閉容器内で大気圧よりも高い圧力が発生する燃料（例えば、ＬＰＧ）である。 As an example of a fuel supply device used in a vehicle, Patent Document 1 discloses a fuel delivery system. In this system, when the fuel is supplied to the engine, the liquid solenoid valve is opened to flow the liquid fuel from the storage container into the vaporizer to vaporize it, and this vaporized fuel flows into the engine through the fuel line. There is. On the other hand, when the pressure of the fuel in the storage container drops significantly, the steam electromagnetic valve is opened to return the vaporized fuel from the vaporizer to the storage container via the steam line, and the inside of the storage container is used. Attempts to normalize the pressure and temperature of the fuel. The fuel referred to here is a fuel (for example, LPG) in which the gas phase and the liquid phase exist in a saturated state in the closed container and a pressure higher than the atmospheric pressure is generated in the closed container.
しかしながら、エンジンの搭載場所と燃料タンクの搭載場所が離れている場合には、外気の温度が低い低温時において、気化器によって気化された燃料が、気化器から離れた場所にあるエンジン又は燃料タンクに到達するときに、温度が低下するなどして気化状態が保てない可能性がある。そして、このように燃料の気化状態が保てない場合には、燃料をエンジン又は燃料タンクへ供給できないおそれがある。そこで、燃料の気化状態を保つために、気化器で多くの燃料を気化させようとすると、気化器で多くの熱量を要することになってしまう。 However, when the engine mounting location and the fuel tank mounting location are separated, the fuel vaporized by the vaporizer is located in a location away from the vaporizer when the outside air temperature is low and low. When it reaches, the vaporized state may not be maintained due to the temperature dropping. If the vaporized state of the fuel cannot be maintained in this way, the fuel may not be supplied to the engine or the fuel tank. Therefore, if a large amount of fuel is to be vaporized by the vaporizer in order to maintain the vaporized state of the fuel, a large amount of heat will be required by the vaporizer.
そこで、本開示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、低温時であっても少ない熱量で燃料を供給することができる燃料供給装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present disclosure is to provide a fuel supply device capable of supplying fuel with a small amount of heat even at a low temperature.
上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料を噴射するインジェクタと、前記燃料タンクと前記インジェクタとに接続する燃料供給通路と、前記燃料供給通路に設けられ前記燃料を気化させる気化器と、を有する燃料供給装置において、前記燃料タンク付近に設けられたチャンバと、前記燃料タンクの液相部と前記チャンバとに接続する第１流路と、前記チャンバの気相部と前記燃料タンクの気相部とに接続する第２流路と、前記チャンバ内に熱量を与える加熱部と、を有し、前記燃料タンクの液相部から前記第１流路を介して前記チャンバ内に流入した前記燃料は前記加熱部により加熱されて気化し、前記チャンバ内で気化した前記燃料は前記第２流路を介して前記燃料タンクの気相部に移送されること、を特徴とする。 One form of the present disclosure made to solve the above problems is a fuel tank for storing fuel, an injector for injecting the fuel, a fuel supply passage connecting the fuel tank and the injector, and the fuel supply. In a fuel supply device having a vaporizer provided in a passage for vaporizing the fuel, a chamber provided near the fuel tank, a liquid phase portion of the fuel tank, and a first flow path connected to the chamber. A second flow path connected to the gas phase portion of the chamber and the gas phase portion of the fuel tank, and a heating portion for applying heat to the inside of the chamber, and the liquid phase portion of the fuel tank to the first. The fuel that has flowed into the chamber through one flow path is heated and vaporized by the heating portion, and the fuel vaporized in the chamber enters the gas phase portion of the fuel tank via the second flow path. It is characterized by being transferred.
この態様によれば、チャンバ内で気化させた燃料を燃料タンクに移送することで、燃料タンクの気相部の気体分子量及び熱量を確実に増加させて、燃料タンクの気相部の圧力を上昇させることができる。これにより、燃料タンクとインジェクタとの間に差圧を発生させることができる。また、加熱部によりチャンバ内に熱量を与えてチャンバ内の液体の燃料を気化させればよいので、与える熱量を少なくすることができる。そのため、低温時であっても少ない熱量で燃料を供給することができる。 According to this aspect, by transferring the fuel vaporized in the chamber to the fuel tank, the gas molecular weight and the calorific value of the gas phase portion of the fuel tank are surely increased, and the pressure of the gas phase portion of the fuel tank is increased. Can be made to. As a result, a differential pressure can be generated between the fuel tank and the injector. Further, since the heat amount may be given to the inside of the chamber by the heating unit to vaporize the liquid fuel in the chamber, the amount of heat given can be reduced. Therefore, the fuel can be supplied with a small amount of heat even at a low temperature.
上記の態様においては、前記チャンバは前記燃料供給通路における前記燃料タンクと前記気化器との間の位置に設けられ、前記第１流路は前記燃料供給通路の一部を構成していること、が好ましい。 In the above aspect, the chamber is provided at a position between the fuel tank and the vaporizer in the fuel supply passage, and the first flow path constitutes a part of the fuel supply passage. Is preferable.
この態様によれば、昇温させた燃料を気化器に供給することができる。そのため、気化器にてスムーズな燃料の気化を実現できる。 According to this aspect, the heated fuel can be supplied to the vaporizer. Therefore, the vaporizer can realize smooth fuel vaporization.
上記の態様においては、前記チャンバは複数設けられていること、が好ましい。 In the above aspect, it is preferable that a plurality of the chambers are provided.
この態様によれば、複数設けられたチャンバを用いて気化した燃料を連続的に燃料タンクの気相部に供給することができる。 According to this aspect, the vaporized fuel can be continuously supplied to the gas phase portion of the fuel tank by using a plurality of chambers provided.
上記の態様においては、前記チャンバとして、第１チャンバと第２チャンバが設けられており、気化した前記燃料を前記燃料タンクの気相部に移送させるための前記チャンバを、前記チャンバにおける前記燃料の残量に応じて、前記第１チャンバと前記第２チャンバとの間で切り替える制御を行う制御部を有すること、が好ましい。 In the above aspect, the first chamber and the second chamber are provided as the chamber, and the chamber for transferring the vaporized fuel to the gas phase portion of the fuel tank is the chamber of the fuel in the chamber. It is preferable to have a control unit that controls switching between the first chamber and the second chamber according to the remaining amount.
この態様によれば、燃料タンクの気相部の圧力を効率良く上昇させることができる。 According to this aspect, the pressure in the gas phase portion of the fuel tank can be efficiently increased.
本開示の燃料供給装置によれば、低温時であっても少ない熱量で燃料を供給することができる。 According to the fuel supply device of the present disclosure, fuel can be supplied with a small amount of heat even at a low temperature.
本開示の燃料供給装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 An embodiment of the fuel supply device of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
〔第１実施形態〕
まず、第１実施形態について説明する。
[First Embodiment]
First, the first embodiment will be described.
＜燃料供給装置の概要＞
本実施形態の燃料供給装置１は、エンジンＥＮＧを備える車両に使用される装置である。この燃料供給装置１は、図１に示すように、タンク１１と、燃料供給通路１２と、ベーパライザ１３と、レギュレータ１４と、インジェクタ１５と、第１流路１６と、チャンバ１７と、ヒータ１８と、第２流路１９と、圧力センサ２０−１と、圧力センサ２０−２と、制御部２１などを有する。
<Overview of fuel supply system>
The fuel supply device 1 of the present embodiment is a device used for a vehicle equipped with an engine ENG. As shown in FIG. 1, the fuel supply device 1 includes a
タンク１１は、燃料（例えば、ＬＰＧ）を貯留する容器である。なお、タンク１１は、本開示の「燃料タンク」の一例である。
The
燃料供給通路１２は、タンク１１とインジェクタ１５とに接続しており、タンク１１からインジェクタ１５へ燃料を供給するための通路である。
The
ベーパライザ１３は、燃料供給通路１２に設けられ、燃料を気化させる機器である。なお、ベーパライザ１３は、本開示の「気化器」の一例である。
The
レギュレータ１４は、燃料供給通路１２におけるベーパライザ１３よりもインジェクタ１５側（すなわち、燃料が供給される方向の下流側）の位置に設けられ、気体の燃料の圧力を制御する機器である。
The
インジェクタ１５は、燃料供給通路１２から供給される気体の燃料をエンジンＥＮＧへ噴射して供給する機器である。
The
第１流路１６は、タンク１１の燃料が存在する液相部１１ａとチャンバ１７とに接続しており、タンク１１の液相部１１ａからチャンバ１７へ液体の燃料を供給するための流路である。
The
チャンバ１７は、タンク１１付近の位置、詳しくは、タンク１１とインジェクタ１５との間の距離よりもタンク１１に近い距離の位置に設けられている容器である。このチャンバ１７の容積は、タンク１１の容積よりも小さい。
The
ヒータ１８は、チャンバ１７内に熱量を与える機器であり、例えば、温水ヒータまたは電気ヒータである。なお、ヒータ１８は、本開示の「加熱部」の一例である。
The
第２流路１９は、チャンバ１７の気体が存在する気相部１７ｂとタンク１１の気体が存在する気相部１１ｂとに接続しており、図１にてドットハッチングが付された矢印で示すように、チャンバ１７の気相部１７ｂからタンク１１の気相部１１ｂへ気体の燃料を供給するための流路である。
The
圧力センサ２０−１は、タンク１１内の圧力（詳しくは、タンク１１の気相部１１ｂの圧力）であるタンク圧Ｐ１を計測する。圧力センサ２０−２は、チャンバ１７内の圧力（詳しくは、チャンバ１７の気相部１７ｂの圧力）であるチャンバ圧Ｐ２を計測する。
The pressure sensor 20-1 measures the tank pressure P1 which is the pressure inside the tank 11 (specifically, the pressure of the
制御部２１は、車両に搭載されたＥＣＵ（不図示）の一部である。なお、制御部２１は、ＥＣＵと別に配置されていてもよい。制御部２１は、ＣＰＵとＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリを含む。制御部２１は、メモリに予め格納されているプログラムに応じて、ベーパライザ１３やレギュレータ１４やインジェクタ１５やヒータ１８などを制御して、燃料供給装置１における各種制御を行う。また、制御部２１は、圧力センサ２０−１や圧力センサ２０−２から圧力の計測値を取得する。
The
以上のような構成の燃料供給装置１は、タンク１１に貯留される液体の燃料を、燃料供給通路１２を介してベーパライザ１３に供給して、ベーパライザ１３により液体の燃料を気化して気体の燃料とし、さらにレギュレータ１４により気体の燃料の圧力を制御した上で、この気体の燃料をインジェクタ１５からエンジンＥＮＧへ噴射して供給する。なお、図１において、液体の燃料の流れを単色で塗り潰した矢印で示し、気体の燃料の流れをドットのハッチングを付した矢印で示す。
The fuel supply device 1 having the above configuration supplies the liquid fuel stored in the
＜タンク昇圧制御について＞
インジェクタ１５から安定した燃料を噴射させるために、インジェクタ１５の噴射時にてインジェクタ１５に供給される燃料の圧力を一定に調圧させる必要がある。しかしながら、外気の温度の低い低温時（例えば、−５°以下）においては、燃料の特性により、タンク１１の気相部１１ｂの気体の燃料が液化して、タンク圧Ｐ１が低下してしまう。そうすると、タンク１１とインジェクタ１５との間の差圧が小さくなり、タンク１１からインジェクタ１５への燃料の供給ができないおそれがある。そこで、タンク圧Ｐ１を上昇させるために、従来技術のようにタンク１１の液相部１１ａの液体の燃料を直接的に加熱すると、タンク１１における液体の燃料の充填量が多い場合には、莫大な熱量が必要になってしまうという課題がある。
<About tank boost control>
In order to inject stable fuel from the
そこで、このような課題を解決するために、本実施形態の燃料供給装置１においては、タンク１１の液相部１１ａから第１流路１６を介してチャンバ１７内に流入した燃料はヒータ１８により加熱されて気化する。そして、チャンバ１７内で気化した燃料は、第２流路１９を介してタンク１１の気相部１１ｂに移送される。
Therefore, in order to solve such a problem, in the fuel supply device 1 of the present embodiment, the fuel that has flowed into the
このようにして、本実施形態では、チャンバ１７で気化した燃料をタンク１１の気相部１１ｂへ戻してタンク圧Ｐ１を上昇させる。すなわち、チャンバ１７の液相部１７ａの燃料に熱量を与えて気化させて発生させた高温の気体の燃料がチャンバ１７の気相部１７ｂからタンク１１の気相部１１ｂに移送され、タンク１１の気相部１１ｂの気体分子量と熱量を増加させる。そして、これにより、タンク圧Ｐ１が上昇してタンク１１とインジェクタ１５との間に差圧が発生することから、タンク１１からインジェクタ１５への燃料の供給が可能になる。そして、このようにチャンバ１７を用いてタンク圧Ｐ１を上昇させることにより、タンク１１の液相部１１ａ自体を加熱させてタンク圧Ｐ１を上昇させる従来技術に比べて、約９０％の熱量を削減することが理論上可能である。そして、このようにチャンバ１７を用いてタンク圧Ｐ１を上昇させる制御（以下、単に「タンク昇圧制御」という。）は、制御部２１により行われる。
In this way, in the present embodiment, the fuel vaporized in the
ここで、本実施形態におけるタンク１１の液相部１１ａと気相部１１ｂにおける圧力（図中、「燃圧」と表記）と温度（図中、「燃温」と表記）の変化の一例を図２に示す。高温の気体の燃料がチャンバ１７の気相部１７ｂからタンク１１の気相部１１ｂに移送されて、図２に示すように、タンク１１の気相部１１ｂの圧力（すなわち、タンク圧Ｐ１、図中、「タンク気相圧力」と表記）が上昇するのに伴い、タンク１１の液相部１１ａの圧力（図中、「タンク液相圧力」と表記）も上昇する。なお、図２において、「タンク気相圧力」の線と「タンク液相圧力」の線は、ほぼ重なるようにして示されている。このとき、タンク１１の気相部１１ｂの温度（図中、「タンク気相温度」と表記）は上昇する一方で、タンク１１の液相部１１ａの温度（図中、「タンク液相温度」と表記）はほとんど変化していない。
Here, an example of changes in pressure (denoted as "fuel pressure" in the figure) and temperature (denoted as "fuel temperature" in the figure) in the
次に、制御部２１が行うタンク昇圧制御の具体的な内容について説明する。制御部２１は、エンジンＥＮＧへ燃料を供給する際に、図３と図４に示すフローチャートの内容に基づいてタンク昇圧制御を行う。なお、制御部２１は、このタンク昇圧制御を、例えばエンジンＥＮＧを夜間に停止させ、その後、朝に始動させる時などに行う。
Next, the specific contents of the tank boost control performed by the
図３に示すように、イグニッションスイッチ（不図示）がＯＮになる（ステップＳ１）と、制御部２１は、圧力センサ２０−１によりタンク圧Ｐ１を計測し（ステップＳ２）、タンク圧Ｐ１が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）以下であるか否かを判断する（ステップＳ３）。ここで、システム燃圧Ｐ０は、インジェクタ１５に供給する燃料の圧力として必要な圧力である。また、流動抵抗分は、タンク１１からインジェクタ１５までの間の流路にて流動抵抗となる圧力である。なお、流動抵抗分＝流動抵抗（流れによって発生する抵抗）＋バルブを開弁させるときに発生する力など（流れ出そうとするときに発生する力）である。
As shown in FIG. 3, when the ignition switch (not shown) is turned on (step S1), the
そして、タンク圧Ｐ１が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）以下である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）には、制御部２１は、圧力センサ２０−２によりチャンバ圧Ｐ２を計測し（ステップＳ４）、チャンバ圧Ｐ２が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）以下であるか否かを判断する（ステップＳ５）。ここで、流動抵抗分は、タンク１１からインジェクタ１５までの間の流路にて損失する圧力のことである。
Then, when the tank pressure P1 is equal to or lower than (system fuel pressure P0 + flow resistance) (step S3: YES), the
そして、チャンバ圧Ｐ２が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）以下である場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）には、制御部２１は、ヒータ１８を駆動させる（ステップＳ６）。これにより、チャンバ圧Ｐ２が上昇する。そして、これに伴いタンク圧Ｐ１も上昇する。
Then, when the chamber pressure P2 is (system fuel pressure P0 + flow resistance) or less (step S5: YES), the
そして、チャンバ圧Ｐ２が上昇して、圧力センサ２０−２によりチャンバ圧Ｐ２を計測して（ステップＳ７）、チャンバ圧Ｐ２が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）より高圧になったら（ステップＳ８：ＹＥＳ）、制御部２１は、ヒータ１８を停止させて（ステップＳ９）、エンジンＥＮＧを始動させる（ステップＳ１０）。なお、チャンバ圧Ｐ２が上昇して（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）より高圧になることにより、タンク圧Ｐ１も上昇して（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）より高圧になる。
Then, when the chamber pressure P2 rises, the chamber pressure P2 is measured by the pressure sensor 20-2 (step S7), and the chamber pressure P2 becomes higher than (system fuel pressure P0 + flow resistance) (step S8: YES). ), The
なお、ステップＳ３においてタンク圧Ｐ１が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）より高圧である場合（ステップＳ３：ＮＯ）や、ステップＳ５においてチャンバ圧Ｐ２が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）より高圧である場合（ステップＳ５：ＮＯ）には、制御部２１は、ヒータ１８を駆動させずに停止させたまま（ステップＳ９）、エンジンＥＮＧを始動させる（ステップＳ１０）。
When the tank pressure P1 is higher than (system fuel pressure P0 + flow resistance) in step S3 (step S3: NO), or when the chamber pressure P2 is higher than (system fuel pressure P0 + flow resistance) in step S5. In (step S5: NO), the
このようにして、エンジンＥＮＧの始動前において、タンク圧Ｐ１とチャンバ圧Ｐ２が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）より高圧に制御される。 In this way, the tank pressure P1 and the chamber pressure P2 are controlled to be higher than (system fuel pressure P0 + flow resistance) before the engine ENG is started.
そして、エンジンＥＮＧの始動後、図４に示すように、制御部２１は、圧力センサ２０−１によりタンク圧Ｐ１を計測し（ステップＳ１１）、タンク圧Ｐ１が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）以下であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。
Then, after starting the engine ENG, as shown in FIG. 4, the
そして、タンク圧Ｐ１が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）以下である場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）には、制御部２１は、圧力センサ２０−２によりチャンバ圧Ｐ２を計測し（ステップＳ１３）、チャンバ圧Ｐ２が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）以下であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。
When the tank pressure P1 is equal to or lower than (system fuel pressure P0 + flow resistance) (step S12: YES), the
そして、チャンバ圧Ｐ２が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）以下である場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）には、制御部２１は、ヒータ１８を駆動させる（ステップＳ１５）。これにより、チャンバ圧Ｐ２が上昇する。そして、これに伴いタンク圧Ｐ１も上昇する。
Then, when the chamber pressure P2 is (system fuel pressure P0 + flow resistance) or less (step S14: YES), the
そして、チャンバ圧Ｐ２が上昇して、圧力センサ２０−２によりチャンバ圧Ｐ２を計測し（ステップＳ１６）、チャンバ圧Ｐ２が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）より高圧になったら（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、制御部２１は、ヒータ１８を停止させて（ステップＳ１８）、エンジンＥＮＧを停止させるか否かを判断する（ステップＳ１９）。なお、チャンバ圧Ｐ２が上昇して（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）より高圧になることにより、タンク圧Ｐ１も上昇して（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）より高圧になる。
Then, when the chamber pressure P2 rises, the chamber pressure P2 is measured by the pressure sensor 20-2 (step S16), and the chamber pressure P2 becomes higher than (system fuel pressure P0 + flow resistance) (step S17: YES). , The
そして、エンジンＥＮＧを停止させる場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）には制御部２１はタンク昇圧制御を終了する一方で、エンジンＥＮＧが停止させない場合（ステップＳ１９：ＮＯ）には制御部２１はステップＳ１１の処理を行う。
Then, when the engine ENG is stopped (step S19: YES), the
なお、ステップＳ１２においてタンク圧Ｐ１が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）より高圧である場合（ステップＳ１２：ＮＯ）や、ステップＳ１４においてチャンバ圧Ｐ２が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）より高圧である場合（ステップＳ１４：ＮＯ）には、制御部２１は、ヒータ１８を駆動させずに、ヒータ１８を停止させる（ステップＳ１８）。
When the tank pressure P1 is higher than (system fuel pressure P0 + flow resistance) in step S12 (step S12: NO), or when the chamber pressure P2 is higher than (system fuel pressure P0 + flow resistance) in step S14. In (step S14: NO), the
このようにして、エンジンＥＮＧの始動後において、タンク圧Ｐ１とチャンバ圧Ｐ２が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）を超えるように制御される。 In this way, after the engine ENG is started, the tank pressure P1 and the chamber pressure P2 are controlled to exceed (system fuel pressure P0 + flow resistance).
以上のようにして、タンク圧Ｐ１が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）を超えるように制御されることにより、低温時であっても、タンク１１とインジェクタ１５との間で差圧を発生させて、インジェクタ１５からエンジンＥＮＧへ燃料を供給できる。そして、このとき、ヒータ１８で直接的にタンク１１の液相部１１ａを加熱してタンク圧Ｐ１を上昇させるのではなく、ヒータ１８でチャンバ１７の液相部１７ａを加熱してチャンバ圧Ｐ２を上昇させることによりタンク圧Ｐ１を上昇させる。そのため、ヒータ１８を駆動して発生させる熱量を少なくすることができる。したがって、低温時であっても少ない熱量で燃料をエンジンＥＮＧへ供給することができる。
By controlling the tank pressure P1 to exceed (system fuel pressure P0 + flow resistance) as described above, a differential pressure is generated between the
＜本実施形態の作用効果＞
以上のように、本実施形態の燃料供給装置１において、タンク１１から第１流路１６を介してチャンバ１７内に流入した燃料はヒータ１８により加熱されて気化し、チャンバ１７内で気化した燃料は第２流路１９を介してタンク１１に移送される。
<Action and effect of this embodiment>
As described above, in the fuel supply device 1 of the present embodiment, the fuel that has flowed into the
このようにして、低温時（すなわち、低温のためにタンク圧Ｐ１が低いとき）であっても、チャンバ１７内で気化させた燃料をタンク１１に移送することで、タンク１１の気相部１１ｂの気体分子量及び熱量を確実に増加させて、タンク圧Ｐ１を上昇させることができる。そして、これにより、タンク１１とインジェクタ１５との間に差圧を発生させることができるので、タンク１１からインジェクタ１５へ燃料を供給して、インジェクタ１５からエンジンＥＮＧへ燃料を供給できる。すなわち、タンク１１の液相部１１ａから液体の燃料を燃料供給通路１２を介してベーパライザ１３に供給して、ベーパライザ１３で気化させた燃料をレギュレータ１４を介してインジェクタ１５に供給できる。そして、インジェクタ１５からエンジンＥＮＧへ燃料を噴射できる。そして、このとき、ヒータ１８によりチャンバ１７の液相部１７ａに熱量を与えて液体の燃料を気化させればよいので、タンク１１の液相部１１ａに熱量を与えて液体の燃料を気化させる従来技術よりも、与える熱量を少なくすることができる。以上のようなことから、低温時であっても少ない熱量で燃料をエンジンＥＮＧへ供給することができる。
In this way, even at a low temperature (that is, when the tank pressure P1 is low due to the low temperature), the fuel vaporized in the
また、チャンバ１７はタンク１１付近に設けられているので、第２流路１９を短くすることができる。そのため、チャンバ１７で気化した燃料は、気化した状態を保ったまま、第２流路１９を介して、タンク１１に移送される。したがって、安定して、タンク圧Ｐ１を上昇させて、タンク１１とインジェクタ１５との間に差圧を発生させることができる。ゆえに、安定して、タンク１１からインジェクタ１５へ燃料を供給して、インジェクタ１５からエンジンＥＮＧへ燃料を供給できる。
Further, since the
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態について、第１実施形態と異なる点を説明する。本実施形態においては、図５に示すように、チャンバ１７は、燃料供給通路１２におけるタンク１１とベーパライザ１３との間の位置に設けられている。そして、第１流路１６は、燃料供給通路１２の一部を構成している。
[Second Embodiment]
Next, the second embodiment will be described as being different from the first embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 5, the
これにより、ヒータ１８を駆動させて昇温させたチャンバ１７の液相部１７ａの液体の燃料を、チャンバ１７からタンク１１を介さずに直接的に燃料供給通路１２を介してベーパライザ１３に供給することができる。そのため、ベーパライザ１３において、スムーズな燃料の気化を実現できる。
As a result, the liquid fuel of the
〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態について、第１，２実施形態と異なる点を説明する。
[Third Embodiment]
Next, the differences between the third embodiment and the first and second embodiments will be described.
＜燃料供給装置の概要＞
本実施形態において、燃料供給装置１は、燃料供給通路１２におけるタンク１１とベーパライザ１３の間の位置にチャンバ１７を２個設けている。具体的には、燃料供給装置１は、図６に示すように、第１分岐流路１６Ａと、第２分岐流路１６Ｂと、第１チャンバ１７Ａと、第２チャンバ１７Ｂと、第１ヒータ１８Ａと、第２ヒータ１８Ｂと、第１分岐流路１９Ａと、第２分岐流路１９Ｂと、第１遮断弁２２Ａと、第２遮断弁２２Ｂと、逆止弁２３を有する。
<Overview of fuel supply system>
In the present embodiment, the fuel supply device 1 is provided with two
第１分岐流路１６Ａと第２分岐流路１６Ｂは、第１流路１６が分岐して形成される流路である。
The first
第１チャンバ１７Ａは、第１分岐流路１６Ａに設けられている。第２チャンバ１７Ｂは、第２分岐流路１６Ｂに設けられている。このようにして、本実施形態では、チャンバ１７は複数設けられており、具体的には、チャンバ１７として、第１チャンバ１７Ａと第２チャンバ１７Ｂが設けられている。
The
第１ヒータ１８Ａは、第１チャンバ１７Ａに設けられている。第２ヒータ１８Ｂは、第２チャンバ１７Ｂに設けられている。このようにして、本実施形態では、ヒータ１８として、第１ヒータ１８Ａと第２ヒータ１８Ｂが設けられている。
The
第１分岐流路１９Ａと第２分岐流路１９Ｂは、第２流路１９が分岐して形成される流路である。
The first
第１遮断弁２２Ａは、第１分岐流路１９Ａに設けられ、第１分岐流路１９Ａを開閉する。第２遮断弁２２Ｂは、第２分岐流路１９Ｂに設けられ、第２分岐流路１９Ｂを開閉する。
The
逆止弁２３は、第１分岐流路１６Ａにおける第１チャンバ１７Ａの上流側と下流側の位置、および、第２分岐流路１６Ｂにおける第２チャンバ１７Ｂの上流側と下流側の位置に設けられている。この逆止弁２３は、上流側から下流側へ燃料を流す一方で下流側から上流側へ燃料を流さないように作用する。なお、ここでいう「上流側」や「下流側」とは、第１分岐流路１６Ａや第２分岐流路１６Ｂにおける燃料の流れ方向の上流側や下流側であるという意味である。
Check
＜タンク昇圧制御について＞
次に、制御部２１が行うタンク昇圧制御の具体的な内容について説明する。制御部２１は、エンジンＥＮＧへ燃料を供給する際に、図７〜図９に示すフローチャートの内容に基づいてタンク昇圧制御を行う。
<About tank boost control>
Next, the specific contents of the tank boost control performed by the
図７に示すように、イグニッションスイッチ（不図示）がＯＮになる（ステップＳ１０１）と、制御部２１は、第１遮断弁２２Ａと第２遮断弁２２Ｂを開弁状態（図中、「ＯＰＥＮ」と表記）にする（ステップＳ１０２）。また、制御部２１は、第１ヒータ１８Ａと第２ヒータ１８Ｂを停止（図中、「ＯＦＦ」と表記）させておく（ステップＳ１０３）。
As shown in FIG. 7, when the ignition switch (not shown) is turned on (step S101), the
次に、制御部２１は、圧力センサ２０−１によりタンク圧Ｐ１を計測し（ステップＳ１０４）、タンク圧Ｐ１が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。
Next, the
そして、タンク圧Ｐ１が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）以下である場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）には、制御部２１は、圧力センサ２０−２Ａにより第１チャンバ圧Ｐ２Ａを計測し（ステップＳ１０６）、第１チャンバ圧Ｐ２Ａが（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。ここで、第１チャンバ圧Ｐ２Ａは、第１チャンバ１７Ａ内の圧力（詳しくは、第１チャンバ１７Ａの気相部１７ｂの圧力）である。
When the tank pressure P1 is equal to or lower than (system fuel pressure P0 + flow resistance) (step S105: YES), the
そして、第１チャンバ圧Ｐ２Ａが（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）以下である場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）には、制御部２１は、第１ヒータ１８Ａを駆動させて（ステップＳ１０８）、第１遮断弁２２Ａを閉弁状態（図中、「ＣＬＯＳＥ」と表記）にする（ステップＳ１０９）。これにより、第１チャンバ圧Ｐ２Ａが上昇する。
When the first chamber pressure P2A is (system fuel pressure P0 + flow resistance) or less (step S107: YES), the
そして、第１チャンバ圧Ｐ２Ａが上昇して、圧力センサ２０−２Ａにより第１チャンバ圧Ｐ２Ａを計測し（ステップＳ１１０）、第１チャンバ圧Ｐ２Ａが（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）より高圧になったら（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、制御部２１は、第１ヒータ１８Ａを停止させて（ステップＳ１１２）、エンジンＥＮＧを始動させる（ステップＳ１１３）。
Then, when the first chamber pressure P2A rises, the first chamber pressure P2A is measured by the pressure sensor 20-2A (step S110), and the first chamber pressure P2A becomes higher than (system fuel pressure P0 + flow resistance). (Step S111: YES), the
なお、ステップＳ１０５においてタンク圧Ｐ１が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）より高圧である場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）や、ステップＳ１０７において第１チャンバ圧Ｐ２Ａが（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）より高圧である場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）には、制御部２１は、第１ヒータ１８Ａを停止させたまま、かつ、第１遮断弁２２Ａを開弁状態にしたまま、エンジンＥＮＧを始動させる（ステップＳ１１３）。
In step S105, the tank pressure P1 is higher than (system fuel pressure P0 + flow resistance) (step S105: NO), or in step S107, the first chamber pressure P2A is higher than (system fuel pressure P0 + flow resistance). In a certain case (step S107: NO), the
そして、エンジンＥＮＧの始動後、図８に示すように、制御部２１は、圧力センサ２０−１によりタンク圧Ｐ１を計測し（ステップＳ１１４）、タンク圧Ｐ１が（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）以下になったら（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、第１チャンバ１７Ａの燃料残量（すなわち、第１チャンバ１７Ａに残っている燃料の量）を計測する（ステップＳ１１６）。
Then, after starting the engine ENG, as shown in FIG. 8, the
次に、第１チャンバ１７Ａの燃料残量が昇温限界値未満になったら（ステップＳ１１７：ＹＥＳ）、制御部２１は、第２ヒータ１８Ｂを駆動させて（ステップＳ１１８）、第２遮断弁２２Ｂを閉弁状態にする（ステップＳ１１９）。これにより、第２チャンバ圧Ｐ２Ｂが上昇する。ここで、昇温限界値未満の状態とは、加熱しても所望の昇圧が出来ない状態である。また、第２チャンバ圧Ｐ２Ｂは、第２チャンバ１７Ｂ内の圧力（詳しくは、第２チャンバ１７Ｂの気相部１７ｂの圧力）である。
Next, when the remaining amount of fuel in the
そして、第２チャンバ圧Ｐ２Ｂが上昇して、圧力センサ２０−２Ｂにより第２チャンバ圧Ｐ２Ｂを計測し（ステップＳ１２０）、第２チャンバ圧Ｐ２Ｂが（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）より高圧になったら（ステップＳ１２１：ＹＥＳ）、制御部２１は、第２ヒータ１８Ｂを停止させて（ステップＳ１２２）、第１チャンバ１７Ａの燃料残量を計測する（ステップＳ１２３）。
Then, when the second chamber pressure P2B rises, the second chamber pressure P2B is measured by the pressure sensor 20-2B (step S120), and the second chamber pressure P2B becomes higher than (system fuel pressure P0 + flow resistance). (Step S121: YES), the
そして、第１チャンバ１７Ａの燃料残量が切替燃料値未満になったら（ステップＳ１２４：ＹＥＳ）、制御部２１は、第１遮断弁２２Ａを開弁状態にする（ステップＳ１２５）。これにより、第１チャンバ１７Ａ内で気化した燃料が第２流路１９（第１分岐流路１９Ａを含む）を介してタンク１１の気相部１１ｂに移送されるので、タンク圧Ｐ１が上昇する。また、タンク１１の液相部１１ａから液体の燃料が第１流路１６（第１分岐流路１６Ａを含む）を介して第１チャンバ１７Ａ内へ流入する。このようにして、第１チャンバ１７Ａによるタンク１１に対する昇圧効果が発揮されるとともに、第１チャンバ１７Ａへの燃料の流入が開始される。
Then, when the remaining fuel amount in the
次に、制御部２１は、第１チャンバ１７Ａの燃料残量を計測して（ステップＳ１２６）、第１チャンバ１７Ａの燃料残量が８０％よりも多くなったら（ステップＳ１２７：ＹＥＳ）、図９に示すように、第２チャンバ１７Ｂの燃料残量（すなわち、第２チャンバ１７Ｂに残っている燃料の量）を計測する（ステップＳ１２８）。なお、ステップＳ１２７の「８０％」の値は一例であり、この値に特に限定されない。
Next, the
そして、第２チャンバ１７Ｂの燃料残量が昇温限界値未満になったら（ステップＳ１２９：ＹＥＳ）、制御部２１は、第１ヒータ１８Ａを駆動させて（ステップＳ１３０）、第１遮断弁２２Ａを閉弁状態にする（ステップＳ１３１）。これにより、第１チャンバ圧Ｐ２Ａが上昇する。
Then, when the remaining amount of fuel in the
次に、第１チャンバ圧Ｐ２Ａが上昇して、圧力センサ２０−２Ａにより第１チャンバ圧Ｐ２Ａを計測し（ステップＳ１３２）、第１チャンバ圧Ｐ２Ａが（システム燃圧Ｐ０＋流動抵抗分）より高圧になったら（ステップＳ１３３：ＹＥＳ）、第１ヒータ１８Ａを停止させて（ステップＳ１３４）、第２チャンバ１７Ｂの燃料残量を計測する（ステップＳ１３５）。
Next, the first chamber pressure P2A rises, the first chamber pressure P2A is measured by the pressure sensor 20-2A (step S132), and the first chamber pressure P2A becomes higher than (system fuel pressure P0 + flow resistance). Then (step S133: YES), the
次に、第２チャンバ１７Ｂの燃料残量が切替燃料値未満になったら（ステップＳ１３６：ＹＥＳ）、第２遮断弁２２Ｂを開弁状態にする（ステップＳ１３７）。これにより、第２チャンバ１７Ｂ内で気化した燃料が第２流路１９（第２分岐流路１９Ｂを含む）を介してタンク１１の気相部１１ｂに移送されるので、タンク圧Ｐ１が上昇する。また、タンク１１の液相部１１ａから液体の燃料が第１流路１６（第２分岐流路１６Ｂを含む）を介して第２チャンバ１７Ｂ内へ流入する。このようにして、第２チャンバ１７Ｂによるタンク１１に対する昇圧効果が発揮されるとともに、第２チャンバ１７Ｂへの燃料の流入が開始される。
Next, when the remaining fuel amount in the
次に、制御部２１は、第２チャンバ１７Ｂの燃料残量を計測して（ステップＳ１３８）、第２チャンバ１７Ｂの燃料残量が８０％よりも多くなったら（ステップＳ１３９：ＹＥＳ）、エンジンＥＮＧを停止させるか否かを判断する（ステップＳ１４０）。そして、制御部２１は、エンジンＥＮＧが停止させる場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）には、処理を終了する。一方、エンジンＥＮＧを停止させない場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）には、ステップＳ１１４の処理を行う。
Next, the
＜本実施形態の作用効果＞
以上のように、本実施形態の燃料供給装置１において、チャンバ１７は複数設けられている。
<Action and effect of this embodiment>
As described above, in the fuel supply device 1 of the present embodiment, a plurality of
これにより、複数設けられたチャンバ１７のうちのいずれかのチャンバ１７内で気化した燃料を、チャンバ１７の気相部１７ｂからタンク１１の気相部１１ｂに供給することができる。そのため、気化した燃料を連続的にタンク１１の気相部１１ｂに供給することができる。したがって、タンク圧Ｐ１を効率良く上昇させることができる。
As a result, the fuel vaporized in any one of the plurality of
また、チャンバ１７として、第１チャンバ１７Ａと第２チャンバ１７Ｂが設けられており、制御部２１は、気化した燃料をタンク１１の気相部１１ｂに移送させるためのチャンバ１７を、チャンバ１７における燃料の残量に応じて、第１チャンバ１７Ａと第２チャンバ１７Ｂとの間で切り替える制御を行う。
Further, as the
これにより、第１チャンバ１７Ａと第２チャンバ１７Ｂにおける燃料の残量に応じて、気化した燃料を連続的にタンク１１の気相部１１ｂに供給することができる。そのため、さらにタンク圧Ｐ１を効率良く上昇させることができる。
As a result, the vaporized fuel can be continuously supplied to the
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示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。 It should be noted that the above-described embodiment is merely an example and does not limit the present disclosure in any way, and it goes without saying that various improvements and modifications can be made without departing from the gist thereof.
例えば、第１実施形態において、第３実施形態と同様にして、チャンバ１７が複数設けられていてもよい。
For example, in the first embodiment, a plurality of
例えば、図３，４，７，８，９に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１９，Ｓ１４０にて制御部２１がエンジンＥＮＧを停止させるか否かを判断する処理を行っている。しかしながら、これに限定されず、ステップＳ１９，Ｓ１４０以外の全てのステップについてその処理を行った後ごとに、あるいは、ステップＳ１９，Ｓ１４０以外のいずれかのステップの処理を行った後に、制御部２１がエンジンＥＮＧを停止させるか否かを判断し、必要であればエンジンＥＮＧを停止させてもよい。このようにして、図３，４，７，８，９に示すフローチャートに示す処理の途中であっても、制御部２１はエンジンＥＮＧを停止させてもよい。
For example, in the flowcharts shown in FIGS. 3, 4, 7, 8, and 9, in steps S19 and S140, the
１ 燃料供給装置
１１ タンク
１１ａ 液相部
１１ｂ 気相部
１２ 燃料供給通路
１３ ベーパライザ
１４ レギュレータ
１５ インジェクタ
１６ 第１流路
１６Ａ 第１分岐流路
１６Ｂ 第２分岐流路
１７ チャンバ
１７ａ 液相部
１７ｂ 気相部
１７Ａ 第１チャンバ
１７Ｂ 第２チャンバ
１８ ヒータ
１８Ａ 第１ヒータ
１８Ｂ 第２ヒータ
１９ 第２流路
１９Ａ 第１分岐流路
１９Ｂ 第２分岐流路
２０−１ 圧力センサ
２０−２ 圧力センサ
２０−２Ａ 圧力センサ
２０−２Ｂ 圧力センサ
２１ 制御部
２２Ａ 第１遮断弁
２２Ｂ 第２遮断弁
２３ 逆止弁
ＥＮＧ エンジン
Ｐ０ システム燃圧
Ｐ１ タンク圧
Ｐ２ チャンバ圧
Ｐ２Ａ 第１チャンバ圧
Ｐ２Ｂ 第２チャンバ圧
1
Claims (4)
前記燃料タンク付近に設けられたチャンバと、
前記燃料タンクの液相部と前記チャンバとに接続する第１流路と、
前記チャンバの気相部と前記燃料タンクの気相部とに接続する第２流路と、
前記チャンバ内に熱量を与える加熱部と、を有し、
前記燃料タンクの液相部から前記第１流路を介して前記チャンバ内に流入した前記燃料は前記加熱部により加熱されて気化し、前記チャンバ内で気化した前記燃料は前記第２流路を介して前記燃料タンクの気相部に移送されること、
を特徴とする燃料供給装置。 A fuel having a fuel tank for storing fuel, an injector for injecting the fuel, a fuel supply passage connecting the fuel tank and the injector, and a vaporizer provided in the fuel supply passage for vaporizing the fuel. In the supply device
A chamber provided near the fuel tank and
A first flow path connecting the liquid phase portion of the fuel tank and the chamber,
A second flow path connecting the gas phase portion of the chamber and the gas phase portion of the fuel tank,
It has a heating part that gives heat to the chamber.
The fuel that has flowed into the chamber from the liquid phase portion of the fuel tank via the first flow path is heated and vaporized by the heating portion, and the fuel vaporized in the chamber passes through the second flow path. To be transferred to the gas phase part of the fuel tank via
A fuel supply device characterized by.
前記チャンバは前記燃料供給通路における前記燃料タンクと前記気化器との間の位置に設けられ、
前記第１流路は前記燃料供給通路の一部を構成していること、
を特徴とする燃料供給装置。 In the fuel supply device of claim 1,
The chamber is provided at a position in the fuel supply passage between the fuel tank and the vaporizer.
The first flow path constitutes a part of the fuel supply passage.
A fuel supply device characterized by.
前記チャンバは複数設けられていること、
を特徴とする燃料供給装置。 In the fuel supply device of claim 1 or 2.
A plurality of the chambers are provided,
A fuel supply device characterized by.
前記チャンバとして、第１チャンバと第２チャンバが設けられており、
気化した前記燃料を前記燃料タンクの気相部に移送させるための前記チャンバを、前記チャンバにおける前記燃料の残量に応じて、前記第１チャンバと前記第２チャンバとの間で切り替える制御を行う制御部を有すること、
を特徴とする燃料供給装置。 In the fuel supply device of claim 3,
As the chamber, a first chamber and a second chamber are provided.
Control is performed to switch the chamber for transferring the vaporized fuel to the gas phase portion of the fuel tank between the first chamber and the second chamber according to the remaining amount of the fuel in the chamber. Having a control unit,
A fuel supply device characterized by.
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