JP4680741B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置に係り、詳しくは、燃料タンクから燃料供給部位までの燃料供給経路に燃料貯留部を備えた燃料供給装置に関する。

従来、この種の燃料供給装置として、下記の特許文献１乃至４に記載の装置が知られている。例えば、特許文献１には、燃料タンク内の液化ガス燃料を燃料ポンプにより燃料供給経路を介して内燃機関の燃料供給部位へ液体状態で供給する液化ガス燃料供給装置が記載される。ここで、「燃料供給部位」として燃料を複数の燃料噴射弁へ分配するデリバリパイプが記載される。「燃料供給経路」として燃料供給配管が記載される。この燃料供給装置は、内燃機関の停止期間中は燃料供給経路から燃料供給部位までの一部又は全部を含んで設けられた貯留部位に液化ガス燃料を加圧状態で貯留しておき、内燃機関の始動時に貯留部位の液化ガス燃料を開放する加圧貯留手段を備える。ここで、燃料供給経路上に設けられた上流側燃料遮断弁と下流側燃料遮断弁との間が「貯留部位」となっている。各燃料遮断弁が「加圧貯留手段」に相当する。さらに、この燃料供給装置は、燃料供給部位から燃料タンクへ燃料を戻す燃料リターン配管を備え、その配管の途中に一つのリリーフ弁を備える。

特開２００３−８３１７２号公報 公技２００４−５００８６５ 特開２００３−２３９７８８号公報 特開２００３−３２８８５８号公報

ところが、上記特許文献１に記載の燃料供給装置では、内燃機関の始動時に、加圧貯留手段により貯留部位の液化ガス燃料を開放することで、燃料供給部位における液化ガス燃料を早期に高圧にして液体状態を確保する必要がある。しかし、加圧貯留手段を使用することで、液化ガス燃料を高圧に保持できるものの、その圧力は燃料リターン配管のリリーフ弁により調整される圧力値までしか高めることができず、内燃機関の始動時のみ通常運転時よりも高い圧力にすることができなかった。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関の始動時のみ通常運転時よりも燃料圧力を高めることを可能とした燃料供給装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプにより燃料供給経路を介して燃料供給部位へ供給し、内燃機関の停止時には燃料供給経路から燃料供給部位までの一部又は全部を含んでなる貯留部位に燃料を加圧状態で保持しておき、内燃機関の始動時には貯留部位の燃料を開放して液体状態の燃料を燃料供給部位から内燃機関へ供給する燃料供給装置において、燃料供給部位の燃料を燃料タンクへ戻す燃料戻り経路に燃料の流れを遮断する遮断手段を設け、前記内燃機関の停止時に前記遮断手段を開状態とすることにより、前記燃料供給部位に残留する燃料を前記燃料戻り経路を介して前記燃料タンクへ戻し、前記内燃機関の始動時に前記遮断手段を閉状態とし、前記燃料供給部位の燃料圧力を通常運転時の燃料圧力よりも高めた後、前記内燃機関の始動後に前記遮断手段を開状態とすることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、内燃機関の始動時に遮断手段により燃料戻り経路の燃料の流れを遮断することで、貯留部位から開放された燃料が燃料供給部位へ一気に供給され、燃料供給部位の燃料の圧力が早期に高くなる。また、内燃機関の停止時に遮断手段を開状態とすることにより、燃料供給部位に残留する燃料が燃料戻り経路を介して燃料タンクへ戻されるので、燃料供給部位の燃料圧力が低減する。また、燃料供給部位で燃料が減圧気化することで、燃料供給部位が冷却される。更に、内燃機関の始動時には、遮断手段が閉状態となるので、燃料供給部位の燃料圧力が早期に通常圧力よりも高くなる。また、内燃機関の始動後には、遮断手段が開状態となるので、燃料供給部位で余った燃料が燃料戻り経路を介して燃料タンクへ戻される。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料供給装置において、遮断手段は、燃料調圧機能を有し、燃料戻り経路に別個の調圧手段を設けたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、内燃機関の始動時には、遮断手段の燃料調圧機能と、別個の調圧手段による燃料調圧機能とが協働することで、燃料供給部位の燃料圧力が相対的高めに調整される。また、内燃機関の始動後は、遮断手段を開放することで、別個の調圧手段による燃料調圧機能のみにより燃料供給部位の燃料圧力が相対的低めに調整される。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の燃料供給装置において、遮断手段は、燃料流れと同方向に作用することで開弁し、燃料流れと逆方向に作用することで付勢部材により閉弁する弁体を含む電磁弁であることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項２に記載の発明の作用に加え、電磁弁が燃料遮断機能と燃料調圧機能を発揮することになるので、電磁弁と別個の調圧手段を直列に配置することが可能となる。また、付勢部材の付勢力を設定変更することで、燃料調圧値が容易に変えられる。

上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、貯留部位の燃料圧力が所定値以上となったときにその貯留部位の燃料を燃料タンクへリリーフするリリーフ手段を備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の作用に加え、リリーフ手段の作用により、貯留部位の燃料圧力が高くなり過ぎることがない。

上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、内燃機関の停止時には、燃料供給部位に残留する燃料を燃料タンクとは別に捕集する燃料捕集手段を設けたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の作用に加え、内燃機関の停止時に燃料供給部位の燃料が捕集手段に捕集されるので、燃料供給部位の燃料圧力が低減する。また、燃料供給部位で燃料が減圧気化することで、燃料供給部位が冷却される。また、内燃機関の運転時には、捕集手段に捕集された燃料を別途必要に応じて内燃機関へ供給することが可能となる。

請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の始動時のみ通常運転時よりも燃料圧力を早期に高めることができる。また、内燃機関の停止時に燃料供給部位で高圧による燃料洩れが起きることを防止することができる。また、燃料供給部位を冷却することで、始動時に燃料供給部位へ供給される燃料の液化を促進することができる。更に、内燃機関の始動時にのみ始動後の通常運転時に比べて燃料圧力を早期に高めることができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、内燃機関の通常運転時に、燃料圧力を２段階に可変調整することができ、そのための構成を簡素化することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、内燃機関のバリエーションに応じて電磁弁による燃料調圧機能を容易に適合させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の効果に加え、内燃機関の停止時に燃料供給経路で高圧による燃料洩れを防止することができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の効果に加え、内燃機関の停止時に燃料供給部位で高圧による燃料洩れが起きることを防止することができる。また、燃料供給部位を冷却することで、始動時に燃料供給部位へ供給される燃料の液化を促進することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明における燃料供給装置を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。この実施形態では、本発明の燃料供給装置を、液化石油ガス（ＬＰＧ）を燃料として使用するＬＰＧエンジンに具体化して説明する。

図１に、この実施形態における燃料供給装置を概略構成図により示す。車両に搭載されたＬＰＧエンジンシステムは、内燃機関としてのＬＰＧエンジン１と、そのエンジン１にＬＰＧを燃料として噴射供給するための燃料供給装置２とを含む。この燃料供給装置２は、液相状態でＬＰＧを貯留する燃料タンク３を備える。燃料タンク３に内蔵された電動式燃料ポンプ４は、同タンク３に貯留された液相状態のＬＰＧを吸入して燃料供給配管５へ高圧で吐出する。この実施形態で、燃料供給配管５は、本発明の燃料供給経路に相当する。

この実施形態で、ＬＰＧエンジン１は、４気筒のレシプロタイプのものであり、各気筒に対応して、液相状態のＬＰＧを噴射供給する高圧燃料用の燃料噴射弁（インジェクタ）６が設けられる。各インジェクタ６は、デリバリパイプ７に接続される。デリバリパイプ７には、燃料供給配管５が接続される。この実施形態で、各インジェクタ６及びデリバリパイプ７は、本発明の燃料供給部位に相当する。

ここで、燃料ポンプ４から吐出される液相状態のＬＰＧは、燃料供給配管５及びデリバリパイプ７を通じて各インジェクタ６へ圧送供給される。供給された液相状態のＬＰＧは、各インジェクタ６が動作することで、ＬＰＧエンジン１の各吸気ポートへ液相状態で噴射される。各インジェクタ６から噴射される液相状態のＬＰＧは、吸気通路（図示略）により取り込まれた空気と共に可燃混合気を形成して各気筒に吸入される。デリバリパイプ７には、燃料戻り配管８が接続される。デリバリパイプ７で余った液相状態のＬＰＧは、戻り燃料として燃料戻り配管８を介して燃料タンク３へ戻される。この実施形態で、燃料戻り配管８は、本発明の燃料戻り経路に相当する。

この実施形態で、燃料供給配管５の途中において、燃料タンク３の近傍には、タンク側燃料遮断弁１１が設けられ、デリバリパイプ７の近傍には、デリバリ側燃料遮断弁１２が設けられる。これら燃料遮断弁１１，１２は、それぞれ電磁弁より構成される。この実施形態では、二つの燃料遮断弁１１，１２の間の燃料供給配管５が、本発明の貯留部位１３に相当する。そして、ＬＰＧエンジン１の停止時には、二つの燃料遮断弁１１，１２を閉じることで、貯留部位１３にＬＰＧを加圧状態で保持しておき、ＬＰＧエンジン１の始動時及び運転時には、二つの燃料遮断弁１１，１２を開いて貯留部位１３を開放することで、液体状態のＬＰＧをデリバリパイプ７及び各インジェクタ６からＬＰＧエンジン１へ供給するようになっている。

この実施形態で、燃料戻り通路８には、そのデリバリパイプ７の近傍から順に、戻り燃料遮断弁１４、上流側プレッシャレギュレータ１５及び下流側プレッシャレギュレータ１６が直列に配置されて設けられる。また、下流側プレッシャレギュレータ１６の上流側と下流側との間には、バイパス配管１７が設けられ、その配管１７にはバイパス燃料遮断弁１８が設けられる。これら各燃料遮断弁１４，１８は、それぞれ電磁弁より構成される。上記した四つの燃料遮断弁１１，１２，１４，１８は、同じ基本構成を備える。戻り燃料遮断弁１４は、本発明の遮断手段に相当する。従って、バイパス燃料遮断弁１８が閉弁しているときには、図３に矢印で示すように、燃料戻り配管８を流れるＬＰＧ燃料は、バイパス配管１７を流れることなく、下流側プレッシャレギュレータ１６を通って流れる。バイパス燃料遮断弁１８が開弁したときは、ＬＰＧ燃料は下流側プレッシャレギュレータ１６を流れることなく、バイパス配管１７を通って燃料タンク３へ戻される。

図２に、各燃料遮断弁１１，１２，１４，１８を断面図により示す。各燃料遮断弁１１，１２，１４，１８は、弁本体２１と、弁本体２１の内部に形成された燃料流路２２と、燃料流路２２の出口２２ａに対応して設けられた弁座２３と、弁座２３へ向かって往復動可能に設けられた弁体２４と、弁体２４を弁座２３へ押し付ける方向（閉弁方向）へ付勢する付勢部材としてのスプリング２５と、弁体２４を磁力により移動させるためのコイル２６とを備える。図２は、弁体２４がスプリング２５の付勢力により弁座２３に押し付けられた閉弁状態を示す。燃料ポンプ４により圧送された燃料は、矢印で示すように、弁体２４の閉弁方向と同じ方向へ流れる。各燃料遮断弁１１，１２，１４，１８は、通電によりコイル２６を励磁させて、スプリング２５の付勢力及び燃料圧力に抗して弁体２４を燃料の流れ方向とは反対方向へ移動させることで、弁体２４を開弁させるようになっている。この実施形態では、各燃料遮断弁１１，１２，１４，１８は、図２に示すように燃料の流れ方向（矢印で示す）が弁体２４の閉弁方向となるように各配管５，８，１７に配置される。

図１に示すように、この実施形態で、燃料ポンプ４、各インジェクタ６及び各燃料遮断弁１１，１２，１４，１８等を制御するために電子制御装置（ＥＣＵ）２０が設けられる。ＥＣＵ２０には、燃料ポンプ４、各インジェクタ６及び各燃料遮断弁１１，１２，１４，１８が接続される。ＥＣＵ２０には、イグニションスイッチや回転速度センサ等を含む各種センサ（図示略）が接続される。ＥＣＵ２０は、所定の制御プログラムに従い各種制御等を実行する。

次に、この実施形態の燃料供給制御について説明する。図４に、燃料供給制御プログラムの内容をフローチャートに示す。ＥＣＵ２０は、このルーチンを周期的に実行する。

先ず、ステップ１００で、ＥＣＵ２０は、ＬＰＧエンジン１の停止時であるか否かを判断する。ＥＣＵ２０は、この判断を、例えば、イグニションスイッチがオフであるか否かによって行う。

ステップ１００の判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ２０は、ステップ１０１で、燃料ポンプ４を停止し、ステップ１０２で、各燃料遮断弁１１，１２，１４，１８を閉弁する。これにより、燃料供給配管５の貯留部位１３では、液体状態のＬＰＧ燃料が加圧状態で保持される。

一方、ステップ１００の判断結果が否定である場合、ステップ１１０で、ＥＣＵ２０は、ＬＰＧエンジン１の始動時であるか否かを判断する。ＥＣＵ２０は、この判断を、例えば、イグニションスイッチがオンであるか否かによって行う。

ステップ１１０の判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ２０は、ステップ１１１で、燃料ポンプ４を駆動し、ステップ１１２で、各燃料遮断弁１１，１２，１４，１８のうちタンク側燃料遮断弁１１とデリバリ側燃料遮断弁１２を開弁する。これにより、燃料供給配管５の貯留部位１３に加圧状態で保持されていたＬＰＧ燃料が開放され、ＬＰＧエンジン１の始動に際して、デリバリパイプ７及び各インジェクタ６へ加圧状態のＬＰＧ燃料が一気に供給される。このとき、戻り燃料遮断弁１４は閉弁していることから、デリバリパイプ７の中におけるＬＰＧ燃料の圧力が、早期に通常圧力よりも高くなる。

一方、ステップ１１０の判断結果が否定である場合、ステップ１２０で、ＥＣＵ２０は、ＬＰＧエンジン１の始動後であるか否かを判断する。ＥＣＵ２０は、この判断を、例えば、回転速度センサで検出されるエンジン回転速度に基づいて行う。

ステップ１２０の判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ２０は、ステップ１２１で、燃料ポンプ４を駆動し、ステップ１２２で、各燃料遮断弁１１，１２，１４，１８のうちタンク側燃料遮断弁１１、デリバリ側燃料遮断弁１２及び戻り燃料遮断弁１４を開弁する。これにより、デリバリパイプ７で各インジェクタ６から噴射されずに余った燃料は燃料戻り配管８を介して燃料タンク３へ戻ることになる。このとき、バイパス燃料遮断弁１８は閉弁していることから、燃料戻り配管８上の二つのプレッシャレギュレータ１５，１６がＬＰＧ燃料に作用して、ＬＰＧ燃料が相対的に高い圧力に調整される。

その後、ステップ１２３で、ＥＣＵ２０は、ＬＰＧ燃料の圧力につき「低圧要求」であるか否かを判断する。そして、この判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ２０は、ステップ１２４で、バイパス燃料遮断弁１８を開弁する。これにより、上流側プレッシャレギュレータ１５を通過した燃料が下流側プレッシャレギュレータ１６を迂回してバイパス配管１７を流れることから、一つのプレッシャレギュレータ１５のみがＬＰＧ燃料に作用して、ＬＰＧ燃料が相対的に低い圧力に調整される。

以上説明したように、この実施形態の燃料供給装置２によれば、ＬＰＧエンジン１の始動時に戻り燃料遮断弁１４により燃料戻り配管８におけるＬＰＧ燃料の流れを遮断することで、貯留部位１３から開放されたＬＰＧ燃料をデリバリパイプ７及び各インジェクタ６へ供給することにより、その供給燃料の圧力が早期に高められる。このため、ＬＰＧエンジン１の始動時にのみ始動後の通常運転時に比べてＬＰＧ燃料圧力を早期に高めることができる。

また、この実施形態では、ＬＰＧエンジン１の始動後、すなわち通常運転時に、燃料戻り配管８の二つのプレッシャレギュレータ１５，１６のうち、下流側プレッシャレギュレータ１６に対応して設けられたバイパス燃料遮断弁１８を選択的に開閉することで、下流側プレッシャレギュレータ１６を選択的に機能させている。このため、デリバリパイプ７におけるＬＰＧ燃料の圧力を２段階に可変設定することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明における燃料供給装置を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

尚、この実施形態を含む下記の各実施形態において、第１実施形態と同じ構成要素については同一符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。

図５に、この実施形態における燃料供給装置を概略構成図により示す。この実施形態は、燃料戻り配管８に付随する構成の点で第１実施形態と異なる。すなわち、この実施形態において、燃料戻り配管８には、それぞれ一つのプレッシャレギュレータ３１及び戻り燃料遮断弁３２が直列に配置されて設けられる。プレッシャレギュレータ３１は、戻り燃料遮断弁３２の上流側に配置される。戻り燃料遮断弁３２は、ＥＣＵ２０に接続される。この実施形態で特徴的なことは、戻り燃料遮断弁３２の配置向きが、第１実施形態における戻り燃料遮断弁１４とは逆向きをなすことである。すなわち、図６に示すように、戻り燃料遮断弁３２の基本構成は、図２に示す各燃料遮断弁１１，１２，１４，１８のそれと同じではあるが、燃料の流れ方向（矢印で示す）が弁体２４の開弁方向となるように配置されている。この配置により、戻り燃料遮断弁３２の弁体２４は、燃料の流れ方向へ移動することで開弁し、燃料の流れ方向と逆方向へ移動することで閉弁するようになっている。この配置により、戻り燃料遮断弁３２は、ＬＰＧ燃料の圧力を調整する燃料調圧機能を有する。すなわち、図７に示すように、燃料圧力がスプリング圧より小さいときは、弁体２４が燃料の流れ方向とは逆方向へ移動して閉弁する。一方、図８に示すように、燃料圧力がスプリング圧より大きいときは、スプリング２５に抗して弁体２４が燃料の流れ方向へ移動して開弁する。この開弁の度合いは、燃料圧力とスプリング２５の付勢力とのバランスで決まることになる。このようにして、戻り燃料遮断弁３２が燃料調圧機能を発揮する。つまり、燃料戻り配管８には、燃料調圧機能を有する戻り燃料遮断弁３２と、それとは別個に設けられて本来の燃料調圧機能（圧力調整機能）を発揮する一つのプレッシャレギュレータ３１とが設けられる。このプレッシャレギュレータ３２は、本発明における別個の調圧手段に相当する。

図９に、この実施形態でＥＣＵ２０が実行する燃料供給制御プログラムの内容をフローチャートに示す。図９に示すように、このフローチャートは、図４に示すステップ１２３，１２４の処理を省略した点で、図４のフローチャートと異なる。従って、エンジン停止時、エンジン始動時及びエンジン始動後において、各燃料遮断弁１１，１２，３２及び燃料ポンプ４の制御の仕方については、第１実施形態の場合と同じである。

従って、この実施形態の燃料供給装置２によれば、ＬＰＧエンジン１の始動時には、コイル２６に通電していない状態における戻り燃料遮断弁３２の燃料調圧機能と、別個のプレッシャレギュレータ３１の燃料調圧機能とが協働することで、デリバリパイプ７及び各インジェクタ６におけるＬＰＧ燃料圧力が相対的高めに調整される。また、ＬＰＧエンジン１の始動後は、コイル２６への通電により戻り燃料遮断弁３２を開放することで、別個のプレッシャレギュレータ３１による燃料調圧機能のみによりデリバリパイプ７及び各インジェクタ６におけるＬＰＧ燃料圧力が相対的低めに調整される。

つまり、この実施形態でも、ＬＰＧエンジン１の始動後、すなわち通常運転時に、燃料戻り配管８における戻り燃料遮断弁３２に燃料調圧機能を発揮させることで、戻り燃料遮断弁３２とプレッシャレギュレータ３１との協働により、デリバリパイプ７におけるＬＰＧ燃料の圧力を２段階に可変調整することができる。この２段階の燃料調圧機能が得られることについては、第１実施形態の場合と同じである。加えて、２段階の燃料調圧機能を得るために、この実施形態では、それぞれ一つの戻り燃料遮断弁３２及び別個のプレッシャレギュレータ３１を燃料戻り配管８上に設けただけなので、第１実施形態とは異なり、二つのプレッシャレギュレータ１５，１６、バイパス配管１７及びバイパス燃料遮断弁１８を設ける必要がなく、それらを省略した分だけ燃料供給装置２の構成を簡素化することができる。

また、この実施形態では、戻り燃料遮断弁３２を構成する電磁弁が、燃料遮断機能と燃料調圧機能を発揮することになるので、その戻り燃料遮断弁３２と別個のプレッシャレギュレータ３１とを互いに直列に配置することが可能となる。このことも、燃料供給装置２の構成の簡素化に寄与する。また、戻り燃料遮断弁３２の中のスプリング２６の付勢力を設定変更することで、同遮断弁３２による燃料調圧値が容易に変えられる。このため、ＬＰＧエンジン１に係る構成上のバリエーションに応じて、戻り燃料遮断弁３２による燃料調圧機能を容易に適合させることができる。

更に、この実施形態では、戻り燃料遮断弁３２の配置向きが通常の配置向きの逆となっている。このため、仮に、戻り燃料遮断弁３２を通常の配置向きにした場合には、図１０に示すように、この遮断弁３２が開いたときに、デリバリパイプ７の中の燃料圧力が急激に下がり過ぎて、エンジンストールに至る懸念があった。これに対し、この実施形態では、図１１に示すように、戻り燃料遮断弁３２が閉弁状態のときでも、この遮断弁３２の下流側へ若干の燃料が流れることから、この遮断弁３２を開いたときに、デリバリパイプ７の中の燃料圧力が下がり過ぎることがなく、燃料圧力をエンジンストールの起きない狙いの値に収束させることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明における燃料供給装置を具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１２に、この実施形態における燃料供給装置を概略構成図により示す。この実施形態は、燃料供給配管５及び燃料戻り配管８に付随する構成の点で第１実施形態と異なる。すなわち、この実施形態で、燃料供給配管５の貯留部位１３には、燃料タンク３に通じるリリーフ配管４１が設けられる。このリリーフ配管４１には、リリーフ弁４２が設けられる。リリーフ弁４２は、同弁４２にかかる燃料圧力が所定値以上となるときに開弁してＬＰＧ燃料をリリーフさせるようになっている。これらリリーフ配管４１及びリリーフ弁４２は、貯留部位１３における燃料圧力が所定値以上となったときにその貯留部位１３に保持されているＬＰＧ燃料を燃料タンク３へリリーフするための本発明のリリーフ手段に相当する。一方、この実施形態では、第２実施形態と異なり、燃料戻り配管８において、戻り燃料遮断弁３２がプレッシャレギュレータ３１より上流側に配置される。加えて、燃料供給配管５の貯留部位１３には、ＬＰＧ燃料の圧力を検出するための圧力センサ４３が設けられる。この圧力センサ４３で検出されるＬＰＧ燃料の圧力は、ＥＣＵ２０に入力される。従って、ＥＣＵ２０は、燃料圧力に関する入力信号に基づいて貯留部位１３におけるＬＰＧ燃料の圧力を監視することができる。

図１３に、この実施形態でＥＣＵ２０が実行する燃料供給制御プログラムの内容をフローチャートに示す。このフローチャートは、図４に示すステップ１０２，１１２，１２２の処理に代わって、ステップ１０３，１１３，１２５が設けられる。

すなわち、エンジン停止時には、ステップ１０１から移行してステップ１０３で、ＥＣＵ２０は、タンク側燃料遮断弁１１及びデリバリ側燃料遮断弁１２を閉弁し、戻り燃料遮断弁３２を開弁する。このとき、リリーフ配管４１のリリーフ弁４２は閉じている。エンジン停止時における燃料供給装置２の狙いの一つは、デリバリ側燃料遮断弁１２の上流は高圧（リリーフ弁４２によるリリーフ圧）に保持することでＬＰＧ燃料を液相状態に維持することである。もう一つの狙いは、燃料戻り配管８を介して燃料タンク３に戻るＬＰＧ燃料を、プレッシャレギュレータ３１により調整し、貯留部位１３における燃料圧力をリリーフ圧よりも低くすることで、燃料供給配管５における燃料洩れを防ぐことである。

また、エンジン始動時には、ステップ１１１から移行してステップ１１３で、ＥＣＵ２０は、タンク側燃料遮断弁１１及びデリバリ側燃料遮断弁１２を開弁し、戻り燃料遮断弁３２を閉弁する。このとき、リリーフ配管４１のリリーフ弁４２は閉じている。エンジン始動時における燃料供給装置２の狙いは、燃料戻り配管８を介して燃料タンク３に戻るＬＰＧ燃料を遮断することで、デリバリパイプ７における燃料圧力をリリーフ弁３１によるリリーフ圧以上に昇圧させてＬＰＧ燃料を液相状態に維持することである。

更に、エンジン始動後には、ステップ１２１から移行してステップ１２５で、ＥＣＵ２０は、タンク側燃料遮断弁１１及びデリバリ側燃料遮断弁１２を開弁し、戻り燃料遮断弁３２を開弁する。このとき、リリーフ配管４１のリリーフ弁４２は閉じている。エンジン始動後における燃料供給装置２の狙いは、燃料戻り配管８を介して燃料タンク３に戻るＬＰＧ燃料をプレッシャレギュレータ３１により調整し、エンジン負荷に対する燃料流量を確保することである。

従って、この実施形態の燃料供給装置２によれば、リリーフ弁４２の作用により、貯留部位１３の燃料圧力が高くなり過ぎることがない。このため、特にエンジン停止時には、貯留部位１３における燃料圧力をリリーフ圧よりも低くすることができ、燃料供給配管５で高圧による燃料洩れを未然に防止することができる。その他の作用効果は、第１実施形態のそれと基本的に同じである。

［第４実施形態］
次に、本発明における燃料供給装置を具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１４に、この実施形態における燃料供給装置を概略構成図により示す。この実施形態は、燃料供給配管５に付随する構成の点で第３実施形態と異なる。すなわち、この実施形態では、第３実施形態におけるリリーフ配管４１及びリリーフ弁４２が省略される。代わりに、燃料タンク３の中において、燃料供給配管５には、燃料ポンプ４の吐出口近傍に逆止弁４４が設けられる。同じく、燃料タンク３の中において、燃料供給配管５には、逆止弁４４の下流側にリリーフ弁４５が設けられる。

この実施形態で、ＥＣＵ２０が実行する燃料供給制御プログラムの内容は、基本的に図１３のフローチャートと同じである。すなわち、エンジン停止時には、ＥＣＵ２０は、タンク側燃料遮断弁１１及びデリバリ側燃料遮断弁１２を閉弁し、戻り燃料遮断弁３２を開弁する。このとき、逆止弁４４とリリーフ弁４５は閉じている。エンジン停止時における燃料供給装置２の狙いの一つは、デリバリ側燃料遮断弁１２の上流は高圧（リリーフ弁４５によるリリーフ圧）に保持することでＬＰＧ燃料を液相状態に維持することである。もう一つの狙いは、燃料戻り配管８を介して燃料タンク３に戻るＬＰＧ燃料を、プレッシャレギュレータ３１により調整し、デリバリパイプ７における燃料圧力をリリーフ圧よりも低くすることで、各インジェクタ６からの燃料洩れを防ぐことである。

また、エンジン始動時には、ＥＣＵ２０は、タンク側燃料遮断弁１１及びデリバリ側燃料遮断弁１２を開弁し、戻り燃料遮断弁３２を閉弁する。このとき、逆止弁４４は開き、リリーフ弁４５は閉じている。エンジン始動時における燃料供給装置２の狙いは、燃料戻り配管８を介して燃料タンク３に戻るＬＰＧ燃料を遮断することで、デリバリパイプ７における燃料圧力をリリーフ弁３１によるリリーフ圧以上に昇圧させてＬＰＧ燃料を液相状態に維持することである。

更に、エンジン始動後には、ＥＣＵ２０は、タンク側燃料遮断弁１１及びデリバリ側燃料遮断弁１２を開弁し、戻り燃料遮断弁３２を開弁する。このとき、逆止弁４４は開き、リリーフ弁４５は閉じている。エンジン始動後における燃料供給装置２の狙いは、燃料戻り配管８を介して燃料タンク３に戻るＬＰＧ燃料をプレッシャレギュレータ３１により調整し、エンジン負荷に対する燃料流量を確保することである。

従って、この実施形態の燃料供給装置２によれば、リリーフ弁４５の作用により、貯留部位１３の燃料圧力が高くなり過ぎることがない。このため、特にエンジン停止時には、貯留部位１３における燃料圧力をリリーフ圧よりも低くすることができ、燃料供給配管５で高圧による燃料洩れを未然に防止することができる。また、リリーフ弁４５を、燃料ポンプ４の吐出口近傍の燃料供給配管５に設けたので、第３実施形態とは異なり、リリーフ配管４１を省略することができ、その分だけ構成を簡素化することができる。更に、逆止弁４４及びリリーフ弁４５を燃料タンク３の中に設けたので、それら弁４４，４５を構成する弁本体の耐圧性に関するクライテリアを軽減することができる。

［第５実施形態］
次に、本発明における燃料供給装置を具体化した第５実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１５に、この実施形態における燃料供給装置を概略構成図により示す。この実施形態では、第４実施形態の燃料供給装置とは異なり、戻り燃料遮断弁３２より上流の燃料戻り配管８に対して、燃料タンク３に通じるリリーフ配管４６が設けられる。このリリーフ配管４６には、別の戻り燃料遮断弁４７が設けられる。この燃料遮断弁４７は、ＥＣＵ２０に接続される。

図１６に、この実施形態でＥＣＵ２０が実行する燃料供給制御プログラムの内容をフローチャートに示す。このフローチャートは、図１３に示すステップ１０３，１１３，１２５の処理に代わって、ステップ１０４，１１４，１２６が設けられる。

すなわち、エンジン停止時には、ステップ１０１から移行してステップ１０４で、ＥＣＵ２０は、タンク側燃料遮断弁１１及びデリバリ側燃料遮断弁１２を閉弁し、戻り燃料遮断弁３２及び別の戻り燃料遮断弁４７を開弁する。このとき、逆止弁４４及びリリーフ弁４５は閉じている。エンジン停止時における燃料供給装置２の狙いの一つは、デリバリ側燃料遮断弁１２の上流は高圧（リリーフ弁４５によるリリーフ圧）に保持することでＬＰＧ燃料を液相状態に維持することである。他の狙いは、燃料戻り配管８を介して燃料タンク３に戻るＬＰＧ燃料を、別の戻り燃料遮断弁４７を開くことで調整し、デリバリパイプ７における燃料圧力を燃料タンク３の内部圧力まで落とすことで、デリバリパイプ７や各インジェクタ６からの燃料洩れを防ぐことである。もう一つの狙いは、デリバリパイプ７で燃料を減圧気化させることで、デリバリパイプ７の冷却を促進することである。

また、エンジン始動時には、ステップ１１１から移行してステップ１１４で、ＥＣＵ２０は、タンク側燃料遮断弁１１及びデリバリ側燃料遮断弁１２を開弁し、戻り燃料遮断弁３２及び別の戻り燃料遮断弁４７を閉弁する。このとき、逆止弁４４は開き、リリーフ弁４５は閉じている。エンジン始動時における燃料供給装置２の狙いは、燃料戻り配管８を介して燃料タンク３に戻るＬＰＧ燃料を遮断することで、デリバリパイプ７における燃料圧力をリリーフ弁３１によるリリーフ圧以上に昇圧させてＬＰＧ燃料を液相状態に維持することである。

更に、エンジン始動後には、ステップ１２１から移行してステップ１２６で、ＥＣＵ２０は、タンク側燃料遮断弁１１、デリバリ側燃料遮断弁１２及び戻り燃料遮断弁３２を開弁し、別の戻り燃料遮断弁４７を閉弁する。このとき、逆止弁４４は開き、リリーフ弁４５は閉じている。エンジン始動後における燃料供給装置２の狙いは、燃料戻り配管８を介して燃料タンク３に戻るＬＰＧ燃料をプレッシャレギュレータ３１により調整し、エンジン負荷に対する燃料流量を確保することである。

従って、この実施形態の燃料供給装置２によれば、ＬＰＧエンジン１の停止時にデリバリパイプ７のＬＰＧ燃料が、リターン配管４６を介して燃料タンク３へ戻されるので、デリバリパイプ７における燃料圧力が高くなり過ぎることがない。このため、エンジン停止時に、デリバリパイプ７や各インジェクタ６で高圧による燃料洩れを未然に防止することができる。また、デリバリパイプ７でＬＰＧ燃料が減圧気化することで、デリバリパイプ７が冷却される。このため、エンジン始動時にデリバリパイプ７へ供給されるＬＰＧ燃料の液化を促進することができる。その他の作用効果は、第４実施形態のそれと基本的に同じである。

［第６実施形態］
次に、本発明における燃料供給装置を具体化した第６実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１７に、この実施形態における燃料供給装置を概略構成図により示す。この実施形態では、第５実施形態の燃料供給装置とは異なり、戻り燃料遮断弁３２より上流の燃料戻り配管８に対して設けられるリリーフ配管４６の先端が、燃料タンク３とは別に設けられたキャニスタ４８に接続される。キャニスタ４８の大気ポートには、逆止弁５０が設けられる。キャニスタ４８とＬＰＧエンジン１の吸気管（図示略）との間には、パージ配管４９が設けられる。パージ配管４９には、パージ制御弁５１が設けられる。そして、ＬＰＧエンジン１の停止時に、別の戻り燃料遮断弁４７とパージ制御弁５１を開くことで、デリバリパイプ７に残留する燃料を、燃料タンク３とは別のキャニスタ４８に捕集するようになっている。この実施形態では、リリーフ配管４６、別の戻り燃料遮断弁４７、パージ制御弁５１及びキャニスタ４８が、本発明の燃料捕集手段に相当する。

この実施形態で、ＥＣＵ２０が実行する燃料供給制御プログラムの内容は、基本的に図１６のフローチャートと同じである。すなわち、エンジン停止時には、ＥＣＵ２０は、タンク側燃料遮断弁１１及びデリバリ側燃料遮断弁１２を閉弁し、戻り燃料遮断弁３２、別の戻り燃料遮断弁４７及びパージ制御弁５１を開弁する。このとき、逆止弁４４及びリリーフ弁４５は閉じている。エンジン停止時における燃料供給装置２の狙いの一つは、デリバリ側燃料遮断弁１２の上流は高圧（リリーフ弁４５によるリリーフ圧）に保持することでＬＰＧ燃料を液相状態に維持することである。他の狙いは、燃料戻り配管８を介して燃料タンク３に戻るＬＰＧ燃料を、別の戻り燃料遮断弁４７及びパージ制御弁５１を開くことで調整し、デリバリパイプ７における燃料圧力をキャニスタ４８に作用する大気圧まで落とすことで、デリバリパイプ７及び各インジェクタ６からの燃料洩れを防ぐことである。もう一つの狙いは、デリバリパイプ７で燃料を減圧気化させることで、デリバリパイプ７の冷却を促進することである。

また、エンジン始動時には、ＥＣＵ２０は、タンク側燃料遮断弁１１及びデリバリ側燃料遮断弁１２を開弁し、戻り燃料遮断弁３２及び別の戻り燃料遮断弁４７を閉弁する。このとき、逆止弁４４は開き、リリーフ弁４５は閉じている。エンジン始動時における燃料供給装置２の狙いは、燃料戻り配管８を介して燃料タンク３に戻るＬＰＧ燃料を遮断することで、デリバリパイプ７における燃料圧力をリリーフ弁３１によるリリーフ圧以上に昇圧させてＬＰＧ燃料を液相状態に維持することである。

更に、エンジン始動後には、ＥＣＵ２０は、タンク側燃料遮断弁１１、デリバリ側燃料遮断弁１２及び戻り燃料遮断弁３２を開弁し、別の戻り燃料遮断弁４７を閉弁する。このとき、逆止弁４４は開き、リリーフ弁４５は閉じている。エンジン始動後における燃料供給装置２の狙いは、燃料戻り配管８を介して燃料タンク３に戻るＬＰＧ燃料をプレッシャレギュレータ３１により調整し、エンジン負荷に対する燃料流量を確保することである。

従って、この実施形態の燃料供給装置２によれば、ＬＰＧエンジン１の停止時にデリバリパイプ７のＬＰＧ燃料が、リターン配管４６を介してキャニスタ４８に捕集されるので、デリバリパイプ７における燃料圧力が高くなり過ぎることがない。このため、エンジン停止時に、デリバリパイプ７や各インジェクタ６で高圧による燃料洩れを未然に防止することができる。また、デリバリパイプ７でＬＰＧ燃料が減圧気化することで、デリバリパイプ７が冷却される。このため、エンジン始動時にデリバリパイプ７へ供給されるＬＰＧ燃料の液化を促進することができる。また、ＬＰＧエンジン１の運転時には、必要に応じてパージ制御弁５１を開きキャニスタ４８に捕集された燃料をパージ配管４９を介して吸気管へパージしてＬＰＧエンジン１へ供給することが可能となる。このとき、キャニスタ４８では、逆止弁５０により大気の吸入が許容され、燃料の抜けが阻止されるので、燃料のパージが可能となる。このため、キャニスタ４８に捕集された燃料を無駄なく処理することができる。その他の作用効果は、第４実施形態のそれと基本的に同じである。

尚、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。例えば、前記各実施形態では、燃料貯留部位を、インジェクタ６及びデリバリパイプ７の燃料供給部位の上流としたが、燃料供給部位を含む部分を燃料貯留部位としてもよい。

燃料供給装置を示す概略構成図。 燃料遮断弁を示す断面図。 図１の一部を示す説明図。 燃料供給制御プログラムを示すフローチャート。 燃料供給装置を示す概略構成図。 燃料遮断弁を示す断面図。 燃料遮断弁の一部を示す断面図。 燃料遮断弁の一部を示す断面図。 燃料供給制御プログラムを示すフローチャート。 燃料圧力とエンジン回転速度の挙動を示すグラフ。 燃料圧力とエンジン回転速度の挙動を示すグラフ。 燃料供給装置を示す概略構成図。 燃料供給制御プログラムを示すフローチャート。 燃料供給装置を示す概略構成図。 燃料供給装置を示す概略構成図。 燃料供給制御プログラムを示すフローチャート。 燃料供給装置を示す概略構成図。

１ ＬＰＧエンジン（内燃機関）
２ 燃料供給装置
３ 燃料タンク
４ 燃料ポンプ
５ 燃料供給配管（燃料供給経路）
６ インジェクタ（燃料供給部位）
７ デリバリパイプ（燃料供給部位）
８ 燃料戻り配管（燃料戻り経路）
１１ タンク側燃料遮断弁
１２ デリバリ側燃料遮断弁
１３ 貯留部位
１４ 戻り燃料遮断弁（遮断手段）
２４ 弁体
２５ スプリング（付勢部材）
３１ プレッシャレギュレータ（別個の調圧手段）
３２ 戻り燃料遮断弁
４１ リリーフ配管（リリーフ手段）
４２ リリーフ弁（リリーフ手段）
４６ リリーフ配管（燃料捕集手段）
４７ 別の戻り燃料遮断弁（燃料捕集手段）
４８ キャニスタ（燃料捕集手段）

Claims (5)

1. 燃料タンク内の燃料を燃料ポンプにより燃料供給経路を介して燃料供給部位へ供給し、内燃機関の停止時には前記燃料供給経路から前記燃料供給部位までの一部又は全部を含んでなる貯留部位に燃料を加圧状態で保持しておき、前記内燃機関の始動時には前記貯留部位の燃料を開放して液体状態の燃料を前記燃料供給部位から前記内燃機関へ供給する燃料供給装置において、
   前記燃料供給部位の燃料を燃料タンクへ戻す燃料戻り経路に燃料の流れを遮断する遮断手段を設け、前記内燃機関の停止時に前記遮断手段を開状態とすることにより、前記燃料供給部位に残留する燃料を前記燃料戻り経路を介して前記燃料タンクへ戻し、前記内燃機関の始動時に前記遮断手段を閉状態とし、前記燃料供給部位の燃料圧力を通常運転時の燃料圧力よりも高めた後、前記内燃機関の始動後に前記遮断手段を開状態とすることを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記遮断手段は、燃料調圧機能を有し、前記燃料戻り経路に別個の調圧手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記遮断手段は、燃料流れと同方向に作用することで開弁し、燃料流れと逆方向に作用することで付勢部材により閉弁する弁体を含む電磁弁であることを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
4. 前記貯留部位の燃料圧力が所定値以上となったときに前記貯留部位の燃料を前記燃料タンクへリリーフするリリーフ手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の燃料供給装置。
5. 前記内燃機関の停止時には、前記燃料供給部位に残留する燃料を前記燃料タンクとは別に捕集する燃料捕集手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の燃料供給装置。

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