JP6519442B2 - 燃料供給システム - Google Patents

Description

燃料をエンジンに供給するための燃料供給システムに関する。

エンジンに燃料を供給する燃料供給システムでは、燃料を圧送するポンプを備えている。特許文献１には、燃料タンクに貯蓄された燃料を送出する低圧ポンプ（インタンクポンプ）と、燃料を高圧化する高圧ポンプと、を備える燃料供給システムが開示されている。この燃料供給システムでは、低圧ポンプによって吐出された低圧燃料は、高圧ポンプによって高圧化され、コモンレール等の蓄圧部に供給される。

燃料供給システムには、高圧ポンプによって高圧化された燃料が流れる高圧燃料路と、この高圧燃料路よりも低圧の燃料が流れる低圧燃料路がある。低圧燃料路は、高圧燃料路と比べて圧力が低く保たれており、高圧ポンプへ吸入される燃料が流れる燃料路や、燃料タンクへ戻る燃料が流れる燃料路を含んでいる。

特開２０１２−８２７９７号公報

低圧燃料路に圧力脈動が生じる場合がある。圧力脈動は、燃料路の圧力を不安定にし、高圧ポンプによる燃料吸入や燃料の流れに悪影響を与えるため好ましくない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、低圧燃料路に生じる圧力脈動を低減することができる燃料供給システムを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明では、燃料供給システムは、燃料タンクに貯留された液化ガス燃料を所定の低圧力で吐出する低圧ポンプと、前記低圧ポンプから供給される低圧燃料を所定の高圧力で吐出する高圧ポンプと、前記高圧ポンプから供給される高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器と、前記低圧燃料が通過する低圧燃料路に設けられる容積室と、前記容積室の圧力及び温度を、所定の臨界範囲に保持する保持部と、を備えている。

物質中の音波(圧力波)の伝わる速度を示す音速は、固相状態、液相状態、気相状態の順で遅くなる。また、流体は気相と液相の境界である臨界点附近において、流体分子の音速が極端に低下する。本発明者は、この原理を応用し、燃料供給システムにおいて低圧燃料路に生ずる圧力脈動を低減させることを考えた。

燃料供給システムは、低圧燃料路に容積室を設けており、保持部はこの容積室の温度と圧力とを臨界点附近に保持することで、容積室を通過する液化燃料を超臨界状態、気相状態、又は気液２相状態に変化させる。そのため、低圧燃料路で生じた圧力脈動は容積室を通過することでその速度が低下し、低周期化する。低周波の圧力脈動は、高周波の場合と比べて調圧弁やポンプといった調圧手段により容易に調圧することができ、圧力脈動を低減することが可能となる。

燃料供給システム１００の構成を説明する図。 エンジン９０の内部構成の一部を説明する断面図。 燃料中の音速Ｕ［ｍ／ｓ］の変化と、温度及び圧力との関係を説明する図。 ＤＭＥのモリエル線図。 燃料供給システム１００において、圧力脈動が低減される過程を説明する図。 第２実施形態に係る燃料供給システム１００を説明する図。 ＥＣＵ１８１がリークギャラリ７１を臨界範囲に保持するフローチャート。 室温Ｔｖ１と修正制御量との関係を示す図。 室圧Ｐｖと修正制御量との関係を示す図。 保持部が容積室７０を臨界範囲に保持するフローチャート。

以下、図面を参照しつつ本発明にかかる燃料供給システムの実施形態の一例について説明する。なお、以下の実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

１．第１実施形態
図１は、燃料供給システム１００を含むエンジンシステムの構成を説明する図である。図２は、エンジン９０の内部構成の一部を説明する断面図である。図１に示すエンジンシステムでは、燃料を気筒に噴射するインジェクタ９５を備えるエンジン９０と、インジェクタ９５に燃料を供給する燃料供給システム１００とを備えている。エンジン９０は、インジェクタ９５が搭載されるシリンダヘッド９１と、ピストンが往復動するシリンダが形成されたシリンダブロック９２と、を備えている。燃料供給システム１００とエンジン９０とは、厳密に区別されるものではなく、エンジン９０の要素が燃料供給システム１００の要素としても機能する場合がある。

燃料供給システム１００は、燃料タンク１０、低圧ポンプ１５、フィード燃料路２０、高圧ポンプ３０、高圧燃料路４０、コモンレール４５、戻り燃料路６０、容積室７０、保持部８０を備えている。まずは、燃料供給システム１００の内、燃料供給に係る概略的な構成を説明した後、圧力脈動の低減に係る構成について説明する。

燃料タンク１０は、燃料を貯留する容器である。燃料タンク１０が貯留する燃料としては、液化石油ガス（ＬＰＧ）、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、これらを合成した合成油等の液化ガス燃料を用いることができる。以下では、燃料としてＤＭＥを例に説明を行う。

低圧ポンプ１５は、燃料タンク１０に貯留された燃料をフィード燃料路２０に圧送する。低圧ポンプ１５は、不図示の圧送部を備え、この圧送部により燃料タンク１０から吸い上げた燃料にフィード圧Ｐｆを加えてフィード燃料路２０に送出する。圧送部が生じさせるフィード圧Ｐｆは、燃料に応じて可変させることができる。燃料としてＤＭＥを用いる場合、例えば、フィード圧Ｐｆを０．５ＭＰａから７ＭＰａの間で設定することができる。低圧ポンプ１５は圧送部を電動機により駆動する電気式を用いてもよいし、圧送部をエンジン９０の動力により駆動する機械式のものを用いてもよい。

フィード燃料路２０は、低圧ポンプ１５と高圧ポンプ３０とを繋げる燃料路であり、第１燃料路２１と、第２燃料路２２と、を備えている。第１燃料路２１は、低圧ポンプ１５の排出口と繋がる燃料通路である。第２燃料路２２は、高圧ポンプ３０の吸入口と繋がる燃料通路である。また、第１燃料路２１と第２燃料路２２との間には容積室（後術するリークギャラリ７１）が配置されており、第１燃料路２１と、容積室７０と、第２燃料路２２とが低圧の燃料が流れる低圧燃料路として機能している。

高圧ポンプ３０は、燃料を高圧化して高圧燃料路４０に送出する。高圧ポンプは、不図示の圧送部を備えており、この圧送部によりフィード燃料路２０から吸入した燃料を高圧化し、送出する。圧送部の加圧量は、低圧ポンプ１５と比べて高く、燃料に応じてその値が設定されている。ＤＭＥを燃料とする場合、圧送部の加圧量は、例えば、３０ＭＰａ〜１００ＭＰａとなる。高圧ポンプ３０は、エンジンのクランクシャフトの回転に応じて圧送部を駆動する機械式や、電動機により圧送部を駆動する電気式を用いることができる。また、高圧ポンプ３０は、高圧化前の燃料圧力が所定値を超えた場合に、燃料を排出するオーバーフローバルブ（ＯＦＶ）３３を備えている。ＯＦＶ３３は、戻り燃料路６０に接続されている。

コモンレール４５は、高圧燃料路４０を流れる燃料を一定の圧力で蓄圧するとともに、蓄圧した燃料をインジェクタ９５に供給する蓄圧容器である。コモンレール４５は、入力口４１で高圧燃料路４０に接続され、出力口４２でインジェクタ９５と接続されている。また、コモンレール４５は、燃料圧力が所定の値を超えた場合に、燃料を戻り燃料路６０に排出する調圧弁４６を備えている。図１では、便宜上、コモンレール４５は１つのインジェクタ９５と接続されているが、実際はエンジン９０に実装された全てのインジェクタ９５と複数の出力口４２で繋がっている。

戻り燃料路６０は、燃料を燃料タンク１０に戻す燃料路である。戻り燃料路６０は、シリンダヘッド９１、高圧ポンプ３０、コモンレール４５と燃料タンク１０とを繋ぐ燃料路として構成されている。また、戻り燃料路６０は、高圧ポンプ３０によって高圧化されていない燃料が流れる燃料路であるため、低圧燃料路としても機能する。

容積室７０は、低圧燃料路に形成されており、この容積室７０内の燃料に圧力変化と温度変化とをもたらす。この実施形態では、容積室７０は、シリンダヘッド９１内に形成されたリークギャラリ７１と、戻り燃料路６０に形成された戻り側容積部７５と、で構成されている。以下では、容積室７０と記載するときは、リークギャラリ７１と戻り側容積部７５との総称を意味するものとする。

図２に示すように、リークギャラリ７１は、シリンダヘッド９１に構成されており、インジェクタ９５からの戻り燃料が流れる燃料路である。リークギャラリ７１は、シリンダヘッド９１において、インジェクタ９５が挿入される挿入孔９３と連通するよう構成されている。

この実施形態では、リークギャラリ７１は、第１燃料路２１（フィード燃料路２０）と、第２燃料路２２（フィード燃料路２０）と、にそれぞれ繋がっており、フィード燃料路２０の一部としても機能する。そのため、フィード圧Ｐｆで送出された燃料は、リークギャラリ７１を通過する際に、エンジン９０からの放熱により温められる。また、リークギャラリ７１は戻り燃料路６０に繋がっており、フィード燃料路２０及び戻り燃料路６０の圧力は低圧ポンプ１５が設定するフィード圧Ｐｆ附近となっている。

図１に戻り、保持部８０は、容積室７０の圧力と温度とを所定の条件に保持する。この実施形態では、シリンダヘッド９１と、戻り側容積部７５とにそれぞれ保持部（リーク側保持部８１、戻り側保持部８５）が設けられている。以下では、保持部８０と記載するときは、リーク側保持部と戻り側保持部との総称を意味する。

リーク側保持部８１は、リークギャラリ７１の室圧Ｐｖ１を一定に保つ調圧弁８２と、リークギャラリ７１の室温Ｔｖ１を一定に保つ調温弁８３と、を備えている。調圧弁８２は、例えば、機械式のリリーフ弁であり、室圧Ｐｖ１が設定圧力を超える場合に開弁し、室圧Ｐｖを保持する。調温弁８３は、例えば、サーモスタットであり、室温Ｔｖ１が設定温度を超える場合にリークギャラリ７１内の熱を排熱することで、室温Ｔｖ１を保持する。

戻り側保持部８５は、戻り側容積部７５の室圧Ｐｖ２を一定に保つ調圧弁８６と、戻り側容積部７５の室温Ｔｖ２を一定に保つ調温弁８７と、を備えている。調圧弁８６は、例えば、機械式のリリーフ弁であり、室圧Ｐｖ２が設定圧力を超えた場合に開弁し、室圧Ｐｖ２を保持する。調温弁８７は、例えば、サーモスタットであり、室温Ｔｖ２が設定温度を超えた場合に、熱流入口７６からの熱の流入の遮断又は放熱を行うことで、室温Ｔｖ２を保持する。

また、戻り側保持部８５には、エンジン９０からの排熱が流れる排熱供給部９６が接続されている。排熱供給部９６は、例えば、シリンダブロック９２が備える各気筒からの排ガスが排出されるエキゾーストマニホールドと繋がる排熱路により構成されている。排熱供給部９６は、戻り側保持部８５の熱流入口７６と調温弁８７を介して接続されている。

次に、低圧燃料路における圧力脈動を低減する原理について説明する。まず、燃料中の音速Ｕ［ｍ／ｓ］の変化と、温度及び圧力との関係を、図３を用いて説明する。音速Ｕは、固相状態、液相状態、気相状態の順で遅くなることが知られている。また、気相状態の音速理論式を、下記式（１）により示す。

ここで、Cｐは定圧比熱を示し、Ｃｖは定容比熱を示す。−Ｖは比容積、（∂Ｐ／∂Ｖ）は体積弾性係数を示す。

理論的には、流体は臨界点において（∂Ｐ／∂Ｖ）が（＝０）となるため、上記式（１）より音速Ｕは０となる。図３では、定温状態（３７０Ｋ、３８０Ｋ、３９０Ｋ、４０２Ｋ、４１０Ｋ、４２０Ｋ）を保持したままＤＭＥの圧力を変化させた場合の、音速Ｕの変化を示している。ＤＭＥにおいても圧力を定温変化させると、臨界点ＣＰ附近の圧力で音速Ｕが極端に低下することを示している。

圧力脈動は、高周期の圧力変動で低圧燃料路を伝播する。このような圧力脈動を伴う燃料の音速Ｕを低減させることで、波の合成が生じ、圧力変動は低周期化する。低周期化された圧力脈動は高周波の場合と比べて調圧手段により容易に調圧することが可能となるため、減衰させることが可能となる。この実施形態では、燃料の圧力と温度とを臨界点附近に維持する容積室７０を低圧燃料路に設けることで、この容積室７０により圧力脈動の音速Ｕを低下させている。

次に、ＤＭＥの臨界点を図４に示すモリエル線図を用いて説明する。臨界点ＣＰは、気相と液相との間の相転移が起こりうる温度及び圧力の限界を示している。図４に示すモリエル線図では、臨界点ＣＰは飽和液線と飽和蒸気線とがつながる頂点附近の点として示される。容積室７０を臨界点附近に維持するということは、容積室７０を、臨界点ＣＰ附近に保持する設定圧力Ｐｓと設定温度Ｔｓとに保持することである。以下では、このような設定圧力Ｐｓと設定温度Ｔｓとの組み合わせを臨界範囲とも記載する。

また、図４に示すＤＭＥのモリエル線図から４００Ｋ以上の等温曲線において圧力を変化させてもＤＭＥは液相状態に転移しない。そのため、ＤＭＥが容積室７０を通過した後に直ちに冷却され液相状態に相転移できるよう、臨界範囲が設定されることが望ましい。本実施形態では、容積室７０に設定する臨界範囲（設定圧力Ｐｓ、設定温度Ｔｓ）を、以下の範囲としている。
・４．０[ＭＰａ]≦Ｐｓ≦６．５[ＭＰａ]
・３８０[Ｋ]≦Ｔｓ≦４２０[Ｋ]
また、望ましくは、以下の値である。
・５．０[ＭＰａ]≦Ｐｓ≦６．０[ＭＰａ]
・３８０[Ｋ]≦Ｔｓ≦４００[Ｋ]
設定圧力Ｐｓと設定温度Ｔｓとを上記値とすることで、圧力脈動の低減に加えて、容積室を通過したＤＭＥを適正に液相状態へ変化させることができる。

次に、燃料供給システム１００において、圧力脈動が低減される過程を、図５を用いて説明する。まずは、フィード燃料路２０に生じる圧力脈動の低減を説明する。フィード燃料路２０には、低圧ポンプ１５による吸入と排出により低圧ポンプ１５からリークギャラリ７１に向けて伝播する圧力脈動が生じているものとする。また、低圧ポンプ１５によるフィード圧Ｐｆを５．０ＭＰａとすることで、リークギャラリ７１の設定圧力Ｐｓを５．０ＭＰａとしている。

フィード燃料路２０で生じた圧力脈動は、図５（ａ）に示すように、変動周期Ｆｆでフィード燃料路２０内を伝播している。変動周期Ｆｆは高周波であるため、フィード燃料路２０内の燃料圧を不安定にさせている。

圧力脈動がリークギャラリ７１に伝播すると、リークギャラリ７１内の室圧Ｐｖ１及び室温Ｔｖ１により燃料の音速Ｕが低減する。音速Ｕが低減することで波の合成が生じ、圧力脈動の変動周期を低周期化する。図５（ｂ）では、圧力脈動の変動周期は、高周期Ｆｆから低周期Ｆｌｏｗに変化している。なお、リークギャラリ７１内において、燃料（ＤＭＥ）は、超臨界状態、気相状態、又は気液２相状態に変化している。

圧力脈動がリーク側保持部８１の調圧弁８２を通過する過程で、低周期化された圧力脈動は調圧弁８２により調圧されて、第２燃料路２２に達する。図５（ｃ）では、圧力脈動は、調圧弁８２により室圧Ｐｖと同じ値に調圧されている。すなわち、圧力脈動が減衰している。

リーク側保持部８１が備える調圧弁８２により圧力脈動を調圧することは一例に過ぎない。これ以外にも、リーク側保持部８１の下流に新たな調圧弁を設け、低周期化された圧力脈動を減衰させるものであってもよい。

その後、第２燃料路２２を通過する燃料は放熱し、液相状態に変化する。そのため、燃料は液相状態でフィード燃料路２０を流れ、高圧ポンプ３０に達する。そして、高圧ポンプ３０により圧送された燃料（高圧燃料）は、コモンレール４５に達し、このコモンレール４５からインジェクタ９５に供給される。

次に、戻り燃料路６０に生じる圧力脈動の低減を説明する。戻り燃料路６０には、高圧ポンプ３０による吸入と排出により高圧ポンプ３０から戻り側容積部７５に向けて伝播する圧力脈動が生じているものとする。また、この例においても、低圧ポンプ１５によるフィード圧Ｐｆを５．０ＭＰａとすることで、戻り側容積部７５の設定圧力Ｐｓを５．０ＭＰａとしている。

圧力脈動が戻り側容積部７５に伝播すると、戻り側容積部７５内の室圧Ｐｖ１及び室温Ｔｖ１により燃料の音速Ｕが低減し、変動周期が低周期化される。また、戻り側容積部７５内において、燃料（ＤＭＥ）は、超臨界状態、気相状態、又は気液２相状態に変化している。

圧力脈動が戻り側保持部８５の調圧弁８６を通過する過程で、圧力脈動は調圧弁８６により調圧される。すなわち、戻り燃料路６０を伝播する圧力脈動が減衰される。燃料が戻り側容積部７５を通過すると、熱の放熱が生じ、燃料は液相状態に変化する。そのため、燃料は液相状態で燃料タンク１０に達する。

以上説明したように、この第１実施形態では、低圧燃料路（２０，６０）に容積室７０を設けている。保持部８０は、この容積室７０の温度と圧力とを臨界点附近に保持することで、容積室７０を通過する液化燃料を超臨界状態、気相状態、又は気液２相状態に変化させる。そのため、低圧燃料路（２０，６０）で生じた圧力脈動は容積室７０により低周期化される。低周期化された圧力脈動は、高周波の場合と比べて調圧弁やポンプといった調圧手段により容易に調圧することができ、圧力脈動を低減することが可能となる。

低圧燃料路（２０，６０）は、低圧ポンプ１５から供給される低圧燃料を高圧ポンプ３０に供給するフィード燃料路（低圧燃料路）と、高圧ポンプ３０から燃料タンク１０への戻り燃料を流す戻り燃料路６０とを含み、フィード燃料路２０と戻り燃料路６０との少なくともいずれかに容積室（７１、７５）が設けられている。上記構成とすることで、低圧ポンプ１５と高圧ポンプ３０とを繋ぐフィード燃料路２０と、高圧ポンプ３０からの戻り燃料が流れる戻り燃料路６０とに生じる圧力脈動を低減し、燃料の流れを適正化することができる。

保持部８０は、エンジンから容積室７０に供給される排熱を利用し、容積室７０の温度を臨界範囲に保持するよう、容積室７０に供給する排熱を制御する排熱制御部を備える。上記構成により、エンジンからの排熱を熱源として用いる場合でも、容積室７０の温度管理を適正に行うことが可能となる。

燃料（液化ガス燃料）は、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）であり、臨界点附近は、圧力が４．０ＭＰａから６．５ＭＰａの間であって、温度が３８０Ｋから４２０Ｋの間である。上記構成により、容積室７０で超臨界状態、気相状態、又は気液２相状態に変化したＤＭＥを、容積室７０を通過後、放熱により液相状態に変化させることが容易となる。その結果、燃料供給システム１００内で燃料の流れを適正に行うことができる。

エンジンを熱源として利用することで、熱源のための専用の装置を用いる必要がなく、燃料供給システムのサイズやコストを低減することができる。

２．第２実施形態
保持部が室圧Ｐｖ及び室温Ｔｖをフィードバック制御することで、容積室７０を臨界範囲に保持する構成としてもよい。図６は、第２実施形態に係る燃料供給システム１００を説明する図である。図６においても、燃料供給システム１００は、エンジン９０のインジェクタ９５に燃料を供給するシステムとして構成されている。

この第２実施形態では、保持部として、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１８１と、保持部（リーク側保持部１８２と、戻り側保持部１８５）と、を備えている。そのため、ＥＣＵ１８１により、リーク側保持部１８２及び戻り側保持部１８５が制御され、室圧Ｐｖ及び室温Ｔｖが保持される。

ＥＣＵ１８１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の書換可能な不揮発性メモリ、入出力インタフェース等、を中心とするマイクロコンピュータから主に構成されている。ＥＣＵ１８１の出力端子は、低圧ポンプ１５、リーク側保持部１８２、及び戻り側保持部１８５に接続されている。ＥＣＵ１８１は、ＲＯＭまたはフラッシュメモリに記憶されている制御プログラムを実行することで、低圧ポンプ１５、リーク側保持部１８２、戻り側保持部１８５の駆動を制御することができる。

リーク側保持部１８２は、ＥＣＵ１８１による制御に基づいて、リークギャラリ７１の室圧Ｐｖ１や室温Ｔｖ１を調整するものであり、圧力制御弁１８３を備えている。圧力制御弁１８３は、例えば、電磁式の調圧弁であり、ＥＣＵ１８１からの出力によって室圧Ｐｖ１を調圧する。

エンジン９０は、循環油を循環させるオイルポンプ９７を備えている。例えば、循環油はエンジンオイルである。エンジン９０には、エンジンオイルを貯留する不図示のオイルタンクと、エンジンオイルを各部に送る不図示のオイルギャラリと、を備えている。オイルポンプ９７は、オイルタンクに貯留されたエンジンオイルをオイルギャラリに圧送することで、このエンジンオイルをエンジン９０内の各部に行き渡らせる。エンジンオイルはエンジン９０内を循環し、オイルタンクに戻る。

戻り側保持部１８５は、ＥＣＵ１８１による制御に基づいて、戻り側容積部７５の室圧Ｐｖ２や室温Ｔｖ２を調整するものであり、圧力制御弁１８６と、調温弁１８７と、を備えている。圧力制御弁１８６は、例えば、電磁式の調温弁であり、ＥＣＵ１８１からの出力によって室圧Ｐｖ２を調圧する。調温弁１８７は、電磁式の温度制御弁であり、ＥＣＵ１８１からの出力に応じて、室温Ｔｖ２を調温する。

リークギャラリ７１には、リークギャラリ７１の室圧Ｐｖ１を検出する圧力センサ７３、及びリークギャラリ７１の室温Ｔｖ１を検出する温度センサ７４が取り付けられている。また、戻り側容積部７５には、戻り側容積部７５の室圧Ｐｖ２を検出する圧力センサ７７、及び戻り側容積部７５の室温Ｔｖ２を検出する温度センサ７８が取り付けられている。圧力センサ７３，７７の出力端子、及び温度センサ７４，７８の出力端子は、それぞれＥＣＵ１８１の入力端子に接続されており、ＥＣＵ１８１に室圧Ｐｖ又は室温Ｔｖに応じた出力を行う。

ＥＣＵ１８１がリークギャラリ７１を臨界範囲に保持する際の処理を図７のフローチャートにより説明する。なお、各処理の主体は、特別に記載する場合を除き、ＥＣＵ１８１である。また、ＥＣＵ１８１が戻り側容積部７５を臨界範囲に保持する処理は、図７に示すフローチャートを援用できるため、異なる処理を除き説明を省略する。

ステップＳ１１では、機関運転条件を読み込む。機関運転条件は、エンジンシステムを運転させるために必要とされる諸条件であり、吸入空気量、吸入空気圧、冷却水温等を含んでいる。例えば、これら機関運転条件は、ＥＣＵ１８１に接続された不図示のセンサ（エアフロメータ、吸気圧センサ、水温センサ）で検出され、ＥＣＵ１８１によって管理されている。

ステップＳ１２では、フィード圧Ｐｆの設定を含む指令を読み込む。フィード圧Ｐｆは、例えば、臨界範囲に含まれる５．０ＭＰａで設定されている。

ステップＳ１３では、室圧Ｐｖ１と室温Ｔｖ１とを読み込む。例えば、室圧Ｐｖ１と室温Ｔｖ１とはＲＡＭの所定領域に記憶されており、ＥＣＵ１８１は一定の周期で値を更新する。

ステップＳ１４では、室温Ｔｖ１が臨界範囲に含まれているか否か判定する。図７では、温度Ｔ１は設定温度Ｔｓの下限を示し、温度Ｔ２は設定温度Ｔｓの上限を示している。例えば、設定温度Ｔｓを３８０［Ｋ］以上、４００［Ｋ］以下としている場合、温度Ｔ１は３８０［Ｋ］であり、温度Ｔ２は４００［Ｋ］となる。

室温Ｔｖ１が設定温度Ｔｓ内になければ（ステップＳ１４：ＮＯ）、リークギャラリ７１の室温Ｔｖ１は、臨界範囲に含まれていない。そのため、ステップＳ１５では、室温Ｔｖ１が温度Ｔ２以上か否かを判定する。なお、ステップＳ１４において室温Ｔｖ１が設定温度Ｔｓ内にあれば、ＥＣＵ１８１はステップＳ１９に進む。

室温Ｔｖ１がＴ２以上であれば（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ステップＳ１６では、室温Ｔｖ１を下降させるための修正制御量を取得する。修正制御量は、リークギャラリ７１の室圧Ｐｖ又は室温Ｔｖを臨界範囲内の値に変化させるために、保持部８０に出力される制御信号である。保持部８０は、この修正制御をもとに、容積室７０の室圧Ｐｖ又は室温Ｔｖをフィードバック制御する。

図８は、一例としての室温Ｔｖ１と修正制御量（循環油量、排熱流量）との関係を示す図である。図８（ａ）に示すように、室温Ｔｖ１は、エンジン９０の循環油量の増加に伴って減少する。エンジンオイルの循環油量は、オイルポンプ９７の回転速度［ｒｐｍ］と比例関係にあるため、オイルポンプ９７の回転速度を修正制御量とすることで、室温Ｔｖを制御することができる。例えば、ＥＣＵ１８１は、室温Ｔｖとオイルポンプの回転速度との関係を規定するＭａｐを記憶しており、このＭａｐを参照することで、修正制御量を取得する。そのため、ＥＣＵ１８１によるステップＳ１５〜Ｓ１７の処理により循環制御が実現される。

戻り側容積部７５の室温Ｔｖ２の制御は、リークギャラリ７１の場合と異なり、以下の構成となる。図８（ｂ）に示すように、排熱供給部９６から戻り側容積部７５に供給される排気流量が増加するに伴い、室温Ｔｖ２は減少する。排気流量は、調温弁１８７の開弁量と比例関係にあるため、調温弁１８７の開弁量を修正制御量とすることで、室温Ｔｖ２を制御することができる。例えば、ＥＣＵ１８１は、室温Ｔｖ２と開弁量との関係を規定するＭａｐを記憶しており、このＭａｐを参照することで、修正制御量を取得する。そのため、戻り側容積部７５に対するＥＣＵ１８１によるステップＳ１５〜Ｓ１７の処理により排熱制御部が実現される。

室温Ｔｖ１が温度Ｔ２未満であれば（ステップＳ１５：ＮＯ）、ステップＳ１７では、リークギャラリ７１の温度を上昇させるための修正制御量を取得する。

ステップＳ１８では、取得された修正制御量をリーク側保持部１８２に出力する。リーク側保持部１８２は、修正制御量により、リークギャラリ７１の室温Ｔｖ１を変化せる。

ステップＳ１９では、室圧Ｐｖ１が設定圧力Ｐｓの範囲であるか否かを判定する。図７では、圧力Ｐ１は設定圧力Ｐｓの下限を示し、圧力Ｐ２は設定圧力Ｐｓの上限を示している。例えば、設定圧力Ｐｓを４．０［ＭＰａ］以上、５．０［ＭＰａ］以下とする場合、Ｐ１は４．０［ＭＰａ］であり、Ｐ２は５．０［ＭＰａ］となる。

室圧Ｐｖ１が設定圧力Ｐｓ以上であれば（ステップＳ１９：ＮＯ）、ステップＳ２０では、室圧Ｐｖ１が圧力Ｐ２以上か否かを判定する。室圧Ｐｖ１が圧力Ｐ２以上であれば（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ステップＳ２１では、室圧Ｐｖ１を低減させるための修正制御量を取得する。

図９は、一例としての室圧Ｐｖと修正制御量（開弁量、回転速度）との関係を示す図である。図９（ａ）に示すように、リークギャラリ７１の室圧Ｐｖ１は、圧力制御弁１８３の開弁量の増加に伴って減少する。また、図９（ｂ）に示すように、室圧Ｐｖ１は、低圧ポンプ１５の回転速度［ｒｐｍ］の増加に伴って増加する。例えば、ＥＣＵ１８１は、室圧Ｐｖ１と圧力制御弁１８３の開弁量及び低圧ポンプ１５の回転速度との関係を規定するＭａｐを記憶しており、このＭａｐを参照することで、室圧Ｐｖの修正制御量を取得する。

低圧ポンプ１５によるフィード圧Ｐｆは、エンジン負荷の低下に従い低くなり、燃料供給量を減少させる。エンジン負荷は、ステップＳ１１により読み込まれた機関運転条件により判断される。そのため、ＥＣＵ１８１は、エンジン負荷に対して適正なフィード圧Ｐｆとなるよう低圧ポンプ１５の回転速度と、圧力制御弁１８３の開弁量とを組み合わせることが望ましい。無論、これ以外にも、修正制御量として低圧ポンプ１５の回転速度及び圧力制御弁１８３の開弁量の何れかを用いるものであってもよい。

なお、戻り側容積部７５の室圧Ｐｖ２の制御も、リークギャラリ７１と同様、圧力制御弁１８６の開弁量と低圧ポンプ１５の回転速度とを用いればよい。

室圧Ｐｖ１が圧力Ｐ２以下であれば（ステップＳ２０：ＮＯ）、ステップＳ２２では、室圧Ｐｖ１を上昇させるための修正制御量を取得する。

ステップＳ２３では、取得された修正制御量をリーク側保持部１８２に出力する。リーク側保持部１８２は、修正制御量により、リークギャラリ７１の室圧Ｐｖ１を変化させ、リークギャラリ７１を臨界範囲に保持する。

以上説明したようにこの第２実施形態では、ＥＣＵ１８１によるフィードバック制御により容積室７０を臨界範囲に保持するため、圧力脈動を適正に低減することが可能となる。燃料供給システム１００が動作する環境の変化に対しても耐性が高くなり、安定的に圧力脈動を低減することが可能となる。

保持部８０は、容積室７０の室温Ｔｖを臨界範囲に保持するよう、エンジンに流れる循環油の循環を制御する循環制御部を備える上記構成により、エンジンを熱源として用いる場合でも、容積室７０の温度管理を適正に行うことが可能となる。

３．第３実施形態
保持部８０は、室圧Ｐｖを圧力制御弁により機械的に保持し、室温Ｔｖのみをフィードバック制御する構成としてもよい。この場合、例えば、図６に示すリーク側保持部１８２の圧力制御弁１８３と、戻り側保持部１８５の圧力制御弁１８６と、は、それぞれ機械式の調圧弁により構成される。

図１０は、第３実施形態において、保持部が容積室７０を臨界範囲に保持する処理を説明するフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、ＥＣＵ１８１がリークギャラリ７１の室温Ｔｖ１を臨界範囲に保持する処理を示している。なお、ＥＣＵ１８１が戻り側容積部７５の室温Ｔｖ２を臨界範囲に保持する処理は、図７に示すフローチャートを援用できるため、異なる部分を除き説明を省略する。

ステップＳ３１では、機関運転条件を読み込む。ステップＳ３２では、フィード圧Ｐｆの設定を含む指令を読み込む。例えば、フィード圧Ｐｆは、例えば、臨界範囲に含まれる５．０ＭＰａに設定されている。

ステップＳ３３では、室圧Ｐｖ１と室温Ｔｖ１とを読み込む。ステップＳ３４では、ステップＳ３４で読み込んだ室温Ｔｖ１が臨界範囲に含まれているか否か判定する。

リークギャラリ７１の室温Ｔｖ１が臨界範囲に含まれていなければ（ステップＳ３４：ＮＯ）、ステップＳ３５では、室温Ｔｖ１が温度Ｔ２以上か否かを判定する。室温Ｔｖ１が温度Ｔ２以上であれば（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、ステップＳ３６では、室温Ｔｖ１を下降させるための修正制御量を取得する。

室温Ｔｖ１がＴ２以下であれば（ステップＳ３５：ＮＯ）、ステップＳ３７では、室温Ｔｖ１を上昇させるための修正制御量を取得する。修正制御量は、第２実施形態で示したものと同様のものを用いることができる。

ステップＳ３８では、取得された修正制御量をリーク側保持部１８２に出力する。リーク側保持部１８２は、修正制御量により室温Ｔｖ１を変化させ、リークギャラリ７１を臨界範囲に保持する。なお、リークギャラリ７１の室圧Ｐｖ１は圧力制御弁１８３によりフィード圧Ｐｆに保持されている。

以上説明したようにこの第３実施形態に係る発明によれば、低圧ポンプ１５は、臨界範囲内の所定圧力で燃料を吐出し、保持部８０は、エンジンを熱源として用いることで容積室７０の温度を臨界範囲に保持する。上記構成とすることで、容積室７０の室圧Ｐｖを低圧ポンプ１５によるフィード圧Ｐｆ（吐出圧）で維持することができ、臨界範囲に維持するために温度条件のみを管理すればよくなる。また、機械式の制御弁により室圧を管理することで、保持部８０の制御系をより簡素化することが可能となる。

４．他の実施形態
容積室をフィード燃料路２０と戻り燃料路６０とにそれぞれ設けたことは一例に過ぎない。例えば、容積室をフィード燃料路２０又は戻り燃料路６０のいずれかのみに設けるものであってもよい。また、容積室をリークギャラリ７１により構成したことも一例に過ぎない。例えば、シリンダヘッド９１内の形成された燃料路を容積室として用いても良いし、フィード燃料路２０におけるシリンダヘッド９１とは別の部位を容積室として用いるものであってもよい。

保持部が調圧弁により室圧を調圧し、調温弁により室温を調温することは一例に過ぎず、室圧と室温とを調整できるものであればどのような構成であってもよい。

１０…燃料タンク、１５…低圧ポンプ、２０…フィード燃料路、３０…高圧ポンプ、６０…戻り燃料路、７０…容積室、８０…保持部、１００…燃料供給システム

Claims (6)

1. 燃料タンク（１０）に貯留された液化ガス燃料を所定の低圧力で吐出する低圧ポンプ（１５）と、
   前記低圧ポンプから供給される低圧燃料を所定の高圧力で吐出する高圧ポンプ（３０）と、
   前記高圧ポンプから供給される高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器（４５）と、
   前記低圧燃料が通過する低圧燃料路（２０，６０）に設けられる容積室（７０）と、
   前記容積室の圧力及び温度を、気相と液相との間の相転移が起こりうる温度及び圧力の限界である所定の臨界範囲に保持する保持部（８０）と、
   を備える燃料供給システム。
2. 前記低圧燃料路は、前記低圧ポンプから供給される低圧燃料を前記高圧ポンプに供給する低圧燃料路（２０）と、前記高圧ポンプから前記燃料タンクへの戻り燃料を流す戻り燃料路（６０）とを含み、前記低圧燃料路と前記戻り燃料路との少なくともいずれかに前記容積室が設けられている、請求項１に記載の燃料供給システム。
3. 前記低圧ポンプは、前記臨界範囲内の所定圧力で燃料を吐出し、
   前記保持部は、エンジンを熱源として用いることで前記容積室の温度を前記臨界範囲に保持する、請求項２に記載の燃料供給システム。
4. 前記保持部は、前記容積室の温度を前記臨界範囲に保持するよう、前記エンジンに流れる循環油の循環を制御する循環制御部（１８１）を備える、請求項３に記載の燃料供給システム。
5. 前記保持部は、
   前記エンジンからの前記容積室に供給される排熱を利用し、
   前記容積室の温度を前記臨界範囲に保持するよう、前記容積室に供給される前記排熱を制御する排熱制御部（１８１）、を備える請求項３に記載の燃料供給システム。
6. 前記液化ガス燃料は、ジメチルエーテルであり、
   前記臨界範囲は、
   圧力が４．０ＭＰａから６．５ＭＰａの間であって、
   温度が３８０Ｋから４２０Ｋの間である、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料供給システム。