JP7472054B2 - ガス供給システム、及びそのガス供給システムを使用するガス消費装置を構成する内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、貯留タンクに貯留されている液化ガスを気化器により気化してガス消費装置に導くガス供給システム、及びそのガス供給システムを使用するガス消費装置を構成する内燃機関に関する。

上記したガス供給システムに関連する技術が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のガス供給システムは、貯留タンクに貯留されている液化ガスを気化器に導く液化ガス流路と、気化器により気化されたガスをエンジンに導くガス流路とを備えている。液化ガス流路には、液化ガスを気化器に圧送するためのポンプが設けられており、ポンプがポンプ制御部よって制御される。また、ガス流路には、気化器により気化されたガスの圧力を測定するための圧力計が設けられている。ポンプ制御部は、圧力計により測定されたガスの圧力が設定圧力（要求ガス圧）になるようにポンプの回転数を制御する。

特開２０１６－３７９３５号公報

上記したガス供給システムでは、圧力計により測定されたガスの圧力が設定圧力（要求ガス圧）になるようにポンプの回転数を制御する。したがって、例えば、低温環境下でのエンジンの始動時には、気化器が低温であるため、ポンプから圧送される液化ガスが十分に気化されず一部が液体のままエンジンに供給されることが考えられる。液体の状態の液化ガスがエンジンに供給されて気化すると、体積が急増するため空燃比が過度にリッチになって、エンジンの始動、及びアイドル不良が発生する。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、システム起動時に液化ガスが気化しきれずに気化器を通過するのを抑制することである。

上記した課題は、各発明によって解決される。第１の発明は、貯留タンクに貯留されている液化ガスを気化器に導く液化ガス流路と、その液化ガス流路を通して前記貯留タンクの液化ガスを気化器に圧送するポンプと、前記気化器により気化されたガスをガス消費装置に導くガス流路とを備えるガス供給システムであって、前記ポンプを制御するポンプ制御部と、システム起動時に前記ポンプにより圧送される所定流量の前記液化ガスが前記気化器により気化されるための条件を満たしているか否かを判定する判定部とを有しており、前記ポンプにより圧送される所定流量の前記液化ガスが前記気化器により気化されるための条件を満たしていないと前記判定部が判定した場合、前記ポンプ制御部が前記ポンプを気化促進モードに制御した状態で、前記液化ガス流路により前記気化器に対して前記液化ガスが供給される構成であり、前記気化促進モードは、前記ポンプにより圧送される前記液化ガスの流量を所定流量より小さくする。

本発明によると、ポンプにより圧送される所定流量の液化ガスが気化器により気化されるための条件を満たしていないと判定部が判定した場合、圧送される液化ガスの流量が所定流量よりも小さくなるような気化促進モードの制御で前記ポンプが駆動される。即ち、気化促進モードの制御でポンプが駆動されることで、通常よりも少量の液化ガスが気化器に供給されるようになる。これにより、液化ガスが気化しきれずに気化器を通過するような不都合を抑制できる。

第２の発明によると、気化促進モードでは、ポンプの起動を禁止する。

第３の発明によると、気化促進モードでは、気化器の出力側にあるガス流路の設定調整圧力に対して実際の前記ガス流路の圧力が低くなるような流量でポンプを起動させる。

第４の発明によると、判定部は、実測パラメータが液化ガスの気化の基準となる所定値よりも大きい場合、前記液化ガスが前記気化器により気化されるための条件を満たしていると判定し、前記所定値は、前記液化ガスを構成する組成中で気化し易い組成が占める割合が高いほど小さな値になる。このため、液化ガスを構成する組成中で気化し易い組成が占める割合が高いほど、液化ガスが気化器により気化されるための条件が緩和される。

第５の発明によると、判定部は、気化器における実測パラメータと、ガス消費装置における実測パラメータとが共に液化ガスの気化の基準となる所定値よりも大きい場合、液化ガスが気化器により気化されるための条件を満たしていると判定する。このため、例えば、気化器により気化された液化ガスがガス消費装置に到達する前に再び液化するような不具合の発生を抑制できる。

第６の発明は、ガス供給システムを使用するガス消費装置を構成する内燃機関であって、ガスを燃焼させるための空気を供給する吸気通路と、前記吸気通路内の吸気量を調整するスロットルバルブと、前記スロットルバルブの開度を制御する開度制御部とを備え、前記開度制御部は、前記ポンプ制御部が前記ポンプを気化促進モードに制御している場合、前記スロットルバルブの開度を目標アイドル開度に制限する。このように、気化促進モードの制御によりガスの供給量が制限されている状態では、スロットルバルブの開度が目標アイドル開度に制限されるため、仮にアクセルペダルが踏み込まれたとしてもスロットルバルブが開方向に回動することがない。このため、エンストの発生を抑制できる。

本発明によると、システム起動時に液化ガスが気化しきれずに気化器を通過するのを抑制できる。

本発明の実施形態１に係るガス供給システムを表す模式構成図である。 ガス供給システムにおける気化器の模式構成図（調圧室の入口開）である。 ガス供給システムにおける気化器の模式構成図（調圧室の入口閉）である。 液化ＬＰＧ圧送用のポンプの回転数と流量との関係を表すグラフである。 前記ガス供給システムの燃料タンクにおける飽和蒸気圧曲線図である。 ＬＰＧのプロパン率とアイドル燃料気化温度との関係を表すマップである。 ＬＰＧのプロパン率と燃料気化温度との関係を表すマップである。 前記ガス供給システムのシステム起動時の動作を表すフローチャートである。 変更例に係るガス供給システムのシステム起動時の動作を表すフローチャートである。

［実施形態１］
以下、図１～図９に基づいて、本発明の実施形態１に係るガス供給システム、及びそのガス供給システムを使用するエンジン（内燃機関）について説明する。本実施形態に係るガス供給システムは、気体噴射式ＬＰＧ車において使用されるガス供給システムである。ここで、ＬＰＧは、プロパンとブタンとを主成分とする混合気体であり、本実施形態に係るガス供給システムの説明においては、液化状態のＬＰＧを液化ＬＰＧと記載し、気化状態のＬＰＧをＬＰガスと記載する。

＜気体噴射式ＬＰＧ車の概要について＞
気体噴射式ＬＰＧ車は、ＬＰガスを燃料としてエンジン１０を駆動させる車両である。エンジン１０は、例えば、４気筒エンジンである。エンジン１０は、図１に示すように、各気筒の燃焼室１０ｂにＬＰガスと空気との混合気体を供給する吸気通路１２と、燃焼後の排気ガスを燃焼室１０ｂから排出する排気通路１４とを備えている。なお、図１では、エンジン１０の１気筒分を表している。各気筒の吸気通路１２には、通路内にＬＰガスを噴射するためのインジェクタ１６が設けられている。各々のインジェクタ１６は燃料供給用のパイプであるデリバリパイプ１７によって互いに接続されている。また、吸気通路１２には、インジェクタ１６の上流側に吸気通路１２内を流れる空気の流量（吸気量）を調節するためのスロットルバルブ１９が設けられている。

エンジン１０の吸気通路１２には、図１に示すように、外気温度を測定するための外気温度センサー２１が設けられている。また、デリバリパイプ１７には、デリバリパイプ１７内の燃料温度（ＬＰガス温度）を測定するデリバリ燃温センサー２３と、デリバリパイプ１７内の燃料圧力（ＬＰガス圧力）を測定するデリバリ燃圧センサー２５が設けられている。デリバリ燃温センサー２３、デリバリ燃圧センサー２５、及び外気温度センサー２１の信号は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３０に入力される。また、ＥＣＵ３０には、車両のアクセルペダル（図示省略）の動作信号が入力される。そして、ＥＣＵ３０のスロットル開度制御部（図示省略）が前記アクセルペダルの動作信号に基づいてスロットルバルブ１９の開度を調節する。

＜ガス供給システム４０の概要について＞
ガス供給システム４０は、図１に示すように、気体噴射式ＬＰＧ車のエンジン１０にＬＰガスを供給するシステムである。ガス供給システム４０は、液化ＬＰＧを貯留する車両の燃料タンク４１と、液化ＬＰＧを気化させる気化器４５とを備えている。また、ガス供給システム４０は、燃料タンク４１に貯留されている液化ＬＰＧを気化器４５に導く液化ＬＰＧ流路４３と、前記気化器４５により気化されたＬＰガスをエンジン１０のデリバリパイプ１７に導くＬＰガス流路４６を備えている。

＜燃料タンク４１について＞
燃料タンク４１は、密閉圧力容器であり、図１に示すように、液化ＬＰＧを充填するための充填口４１ｅと、液化ＬＰＧが送り出される送出口４１ｔとを備えている。燃料タンク４１内には、前記送出口４１ｔから液化ＬＰＧを圧送するためのポンプ４１ｐが設置されている。ポンプ４１ｐは、モータ（図示省略）の回転力を受けてインペラ（図示省略）を回転させ、液化ＬＰＧを圧送できるように構成されている。また、燃料タンク４１には、タンク内の圧力を測定するタンク燃圧センサー４１ｘと、タンク内の温度を測定するタンク温度センサー４１ｙとが設けられている。燃料タンク４１の送出口４１ｔには、緊急遮断弁４３ｓを介して液化ＬＰＧ流路４３が接続されている。ここで、緊急遮断弁４３ｓは、常時、流路を開放しており、緊急時に流路を遮断できるように構成されている。また、液化ＬＰＧ流路４３には、液化ＬＰＧ流路４３を開閉する電磁弁４３ｖが設けられている。

＜気化器４５について＞
気化器４５は、液化ＬＰＧの圧力を設定調整圧力まで減圧し、さらに液化ＬＰＧをエンジン冷却水の熱で暖めることで、液化ＬＰＧを気化させる装置である。気化器４５は、図２、図３に示すように、圧力レギュレータ４５０と、その圧力レギュレータ４５０を温める温水ヒータ４５ｈとから構成されている。圧力レギュレータ４５０は、ハウジング４５１の内部がダイヤフラム４５６によって、調圧室４５３（中央部）と大気圧室４５５（上部）とに仕切られている。そして、大気圧室４５５には、ダイヤフラム４５６の中央を下方に押圧するバネ４５５ｃが設けられている。前記バネ４５５ｃは、調圧室４５３の設定調整圧力を設定するためのもので、バネ力を調整できるように構成されている。また、調圧室４５３には、ダイヤフラム４５６の中央に上端が連結された縦リンク４５７ｚが設けられており、その縦リンク４５７ｚの下端が関節部を介してシーソー状の横リンク４５７ｙに連結されている。そして、横リンク４５７ｙの先端に調圧室４５３の入口通路４５３ｅを開閉する弁体４５７ｖが連結されている。

即ち、調圧室４５３内の圧力が上昇して、図３に示すように、ダイヤフラム４５６がバネ４５５ｃのバネ力に抗して上方に変位すると、縦リンク４５７ｚが上方に変位してシーソー状の横リンク４５７ｙが弁体４５７ｖを押し下げ、調圧室４５３の入口通路４５３ｅが閉鎖される。逆に、調圧室４５３内の圧力が低下して、図２に示すように、ダイヤフラム４５６がバネ４５５ｃのバネ力で下方に変位すると、縦リンク４５７ｚが下方に変位して横リンク４５７ｙが弁体４５７ｖを引き上げ、調圧室４５３の入口通路４５３ｅが開放される。これにより、圧力レギュレータ４５０の調圧室４５３の内部圧力が設定調整圧力に調整される。ここで、本実施形態に係る圧力レギュレータ４５０では、設定調整圧力は、燃料タンク４１の内部圧力、即ち、燃料タンク４１の飽和蒸気圧よりも十分小さな値で、例えば、0.2MPaに設定されている。

圧力レギュレータ４５０の調圧室４５３の入口通路４５３ｅは、図２、図３に示すように、入口室４５２を介して液化ＬＰＧ流路４３に接続されている。また、圧力レギュレータ４５０の調圧室４５３の出口開口４５３ｄは、出口室４５４を介してＬＰガス流路４６に接続されている。これにより、気化器４５は、図１に示すように、液化ＬＰＧを気化させたＬＰガスを設定調整圧力（0.2MPa）に調整した状態でＬＰガス流路４６によりエンジン１０のデリバリパイプ１７に供給できるようになる。ここで、仮に、エンジン１０の低温始動時に、圧力レギュレータ４５０の入口室４５２（液化ＬＰＧ流路４３）の圧力が設定調整圧力（0.2MPa）より小さくなると、圧力レギュレータ４５０の入口通路４５３ｅは開放状態となる。

気化器４５の温水ヒータ４５ｈには、図２等に示すように、エンジン冷却水を通す冷却水配管２７が接続されている。これにより、気化器４５の内部温度は、エンジン冷却水の温度とほぼ等しくなる。また、エンジン１０には、エンジン冷却水の温度を測定するための冷却水温度センサー２７ｔが取付けられている。なお、図１では、システムの説明上、冷却水温度センサー２７ｔを冷却水配管２７の位置に記載している。

＜ガス供給システム４０の制御について＞
ガス供給システム４０の制御はＥＣＵ３０で行われる。なお、ＥＣＵ３０とは別に、ガス供給システム４０の専用の制御部を設けることも可能である。ＥＣＵ３０には、図１に示すように、燃料タンク４１の内部圧力を測定するタンク燃圧センサー４１ｘの信号と、タンク内温度を測定するタンク温度センサー４１ｙの信号とが入力される。タンク燃圧センサー４１ｘとタンク温度センサー４１ｙの信号は、ＬＰＧ中におけるプロパンの割合を示すプロパン率等の算出に使用される。

ＬＰＧは、上記したように、プロパンとブタンとを主成分とする混合気体である。ここで、プロパンは、沸点が－42.09°Ｃであり、ブタンは、沸点が－0.5°Ｃである。このため、プロパンとブタンとの混合割合によって液化ＬＰＧが気化する温度が変化する。したがって、気化器４５において液化ＬＰＧを効率的に気化させられるか否かを判定する際に、ＬＰＧのプロパン率を算出することが重要になる。プロパン率の算出には、図５に示すＬＰＧ飽和蒸気圧曲線（一例）が使用される。燃料タンク４１は密閉容器であるため、タンク燃圧センサー４１ｘの測定値は、ＬＰＧ飽和蒸気圧曲線における飽和蒸気圧に等しくなる。また、タンク温度センサー４１ｙの測定値は、タンク内圧温度に等しくなる。このため、例えば、タンク温度センサー４１ｙの測定値が30°Ｃであり、タンク燃圧センサー４１ｘの測定値が0.5ＭＰａの場合、ＬＰＧ飽和蒸気圧曲線によりプロパン率は25％となる。

ＥＣＵ３０には、図１に示すように、冷却水温度センサー２７ｔの信号が入力される。冷却水温度センサー２７ｔの測定値は、上記したように、気化器４５の内部温度と等しくなる。なお、気化器４５の内部温度を測定するために、冷却水温度センサー２７ｔの代わりに、気化器４５の内壁温度を直接的に測定する温度センサーを設置することも可能である。ＥＣＵ３０は、ＬＰＧのプロパン率と、所定流量の液化ＬＰＧの気化に必要な温度（後記する）と、気化器４５の内部温度である冷却水温度センサー２７ｔの測定値とからエンジンの始動時における気化器４５の液化ＬＰＧの気化能力を判定する。気化器４５における液化ＬＰＧの気化能力の判定はＥＣＵ３０の判定部で行われる。

本実施形態において、ＥＣＵ３０の判定部では、所定流量の液化ＬＰＧ（燃料）の気化に必要な温度の一例としてアイドル燃料気化温度を使用する。アイドル燃料気化温度は、エンジン１０のアイドリング時にエンジン１０で消費される量（図４におけるFmin(Fa)参照）の液化ＬＰＧ（燃料）を気化させるのに必要な温度である。アイドル燃料気化温度は、ＬＰＧのプロパン率との関係で実験的に求められた値であり、図６に示すように、マップとしてメモリに記憶されている。例えば、ＬＰＧのプロパン率が20％の場合、アイドル燃料気化温度は5°Ｃである。同様に、プロパン率が60％の場合、アイドル燃料気化温度は－5°Ｃである。ＥＣＵ３０の判定部により、エンジン冷却水の温度（気化器４５の内部温度）がアイドル燃料気化温度＋α（余裕分）よりも高いと判定された場合には、気化器４５がアイドリング時に使用される量（Fa）の液化ＬＰＧ（燃料）を全て気化させる能力を有していると判断できる。さらに、ＥＣＵ３０の判定部により、デリバリパイプ１７内の燃料温度がアイドル燃料気化温度＋α（余裕分）よりも高いと判定された場合には、気化器４５で気化されたＬＰガスがデリバリパイプ１７に到達するまでの間で再び液化することがないと判断できる。

また、ＥＣＵ３０の判定部は、運転時に必要とされる流量の液化ＬＰＧ（燃料）の気化に必要な温度の一例として燃料気化温度を使用する。燃料気化温度は、エンジン１０の運転時（エンジン１０の回転速度がアイドリング速度よりも高い運転時）にポンプ４１ｐにより単位時間当たりに圧送される平均的な量の液化ＬＰＧ（燃料）を気化させるのに必要な温度である。燃料気化温度は、アイドル燃料気化温度の場合と同様にＬＰＧのプロパン率との関係で実験的に求められた値であり、図７に示すように、マップとしてメモリに記憶されている。例えば、ＬＰＧのプロパン率が20％の場合、燃料気化温度は30°Ｃである。同様に、プロパン率が60％の場合、燃料気化温度は10°Ｃである。ＥＣＵ３０の判定部により、エンジン冷却水の温度（気化器４５の内部温度）が燃料気化温度＋β（余裕分）よりも高いと判定された場合には、気化器４５がエンジン１０の運転時に使用される量の液化ＬＰＧ（燃料）を全て気化させる能力を有していると判断できる。また、ＥＣＵ３０の判定部により、デリバリパイプ１７内の燃料温度が燃料気化温度＋β（余裕分）よりも高いと判定された場合には、気化器４５で気化されたＬＰガスがデリバリパイプ１７に到達するまでの間で再び液化することがないと判断できる。

また、ＥＣＵ３０は、燃料タンク４１のポンプ４１ｐを制御するポンプ制御部を備えている。前記ポンプ制御部は、ポンプ４１ｐの流量（ポンプ流量F）を制御する部分であり、ポンプ４１ｐ（モータ）に対してポンプ流量信号を出力する。前記ポンプ４１ｐでは、ポンプ制御部からのポンプ流量信号に基づいてモータを駆動させ、ポンプ流量Fに対応するポンプ回転数Nでポンプ４１ｐを回転させる。ここで、ポンプ流量Fとポンプ回転数Nとの関係が、図４のグラフに示されている。ポンプ４１ｐの駆動中には、ポンプ回転数Nは最小回転数Nmin（＞0）から最大回転数Nmaxの範囲で変化可能である。ポンプ回転数Nが最小回転数Nminのときには、ポンプ流量Fは0となる。また、ポンプ回転数Nが最小回転数Nminから実用下限回転数Naまでの範囲では、ポンプ流量Fは0～実用最小流量Fmin間で変化する。そして、ポンプ回転数Nが実用下限回転数Naから最大回転数Nmaxまでの範囲では、ポンプ流量Fは実用最小流量Fminから最大流量Fmaxまで変化する。ここで、ポンプ回転数Nが実用下限回転数Naから最大回転数Nmaxまでの範囲では、ポンプ回転数Nとポンプ流量Fとの関係はリニヤになる（比例関係になる）。一般的に、ポンプ４１ｐは、ポンプ回転数Nとポンプ流量Fとの関係がリニヤの範囲で使用される。

また、ＥＣＵ３０は、液化ＬＰＧ流路４３の電磁弁４３ｖ、及び緊急遮断弁４３ｓを制御する弁制御部とを備えている。ポンプ４１ｐと電磁弁４３ｖとは、エンジン１０の始動時に、図８に示すシステム起動時のフローチャートの処理に基づいて動作する。

＜システム起動時のフローチャートの処理について＞
図８に示すフローチャートによる処理を実行するためのプログラムがＥＣＵ３０のメモリに格納されている。図８に示すように、車両のイグニッションスイッチがオンされると、データの読み込みが行われる（ステップＳ１０１）。即ち、エンジン１０のデリバリパイプ１７内の燃料圧力（デリバリ燃圧センサー２５の測定値）とデリバリパイプ１７内の燃料温度（デリバリ燃温センサー２３の測定値）とが読み込まれる。また、燃料タンク４１内の圧力（タンク燃圧センサー４１ｘの測定値）と、燃料タンク４１内の温度（タンク温度センサー４１ｙの測定値）とが読み込まれる。さらに、エンジン冷却水の温度（冷却水温度センサー２７ｔの測定値）と、外気温度（外気温度センサー２１の測定値）とが読み込まれる。

次に、ＬＰＧのプロパン率が算出される（図８ ステップＳ１０２）。プロパン率の算出は、上記したように、図５に示すＬＰＧ飽和蒸気圧曲線を使用して行われる。ここで、外気温度、燃料タンク４１内の温度が共に4°Ｃと仮定して以下の説明を行なう。燃料タンク４１内の温度が4°Ｃの場合、燃料タンク４１内の圧力が0.4ＭＰａであれば図５のＬＰＧ飽和蒸気圧曲線からプロパン率は60％となる。また、燃料タンク４１内の圧力が0.25ＭＰａであればプロパン率は20％となる。次に、燃料タンク４１内のポンプ作動可否判断が行われる（図８ ステップＳ１０３）。ポンプ作動可否判断は、ＥＣＵ３０の判定部で行われる。即ち、先ず、図６のマップに基づいてアイドル燃料気化温度が求められる。ここで、アイドル燃料気化温度は、上記したように、エンジン１０のアイドリング時に使用される量Faの液化ＬＰＧ（燃料）を気化させるのに必要な温度である。ここで、アイドリング時に使用される燃料量Faは、図４に示すポンプ流量Fの実用最小流量Fminにほぼ等しくなる。

ポンプ作動可否判断（ステップＳ１０３）では、アイドル燃料気化温度＋α（余裕分）とエンジン冷却水温度、及びデリバリパイプ１７内の燃料温度とが比較される。そして、〔アイドル燃料気化温度＋α〕＜〔エンジン冷却水温度〕の条件、及び〔アイドル燃料気化温度＋α〕＜〔デリバリパイプ１７内の燃料温度〕の条件が共に成立する場合に判断がＹＥＳとなる。逆に、上記条件が成立しない場合に判断がＮＯとなる。ＬＰＧ飽和蒸気圧曲線から、例えば、プロパン率が60％と判定された場合、アイドル燃料気化温度は、図６のマップから－5°Ｃとなる。ここで、エンジン１０の始動時には、エンジン冷却水温度、及びデリバリパイプ１７内の燃料温度は外気温度に等しいと考えられるため４°Ｃである。このため、〔アイドル燃料気化温度＋α〕＜〔エンジン冷却水温度〕の条件、及び〔アイドル燃料気化温度＋α〕＜〔デリバリパイプ１７内の燃料温度〕の条件が共に成立し、ステップＳ１０３の判断はＹＥＳとなる。

即ち、気化器４５がアイドリング時に使用される量の液化ＬＰＧ（燃料）を全て気化させる能力を有しており、さらに、気化器４５で気化されたＬＰガスがデリバリパイプ１７に到達するまでの間で再び液化することがないと判断できる。このため、エンジン１０が始動されると（図８ ステップＳ１０４）、液化ＬＰＧ流路４３の電磁弁４３ｖが開放され、同時に燃料タンク４１内のポンプ４１ｐが駆動される（ステップＳ１０５）。このように、気化器４５がアイドリング時に使用される量の液化ＬＰＧ（燃料）を全て気化させる能力を有しているため、ポンプ４１ｐが駆動されても液化ＬＰＧが気化しきれずに気化器４５を通過するようなことがなくなる。即ち、気化器４５における圧力レギュレータ４５０の調圧室４５３の圧力が正常に設定調整圧力（0.2MPa）まで上昇して入口通路４５３ｅを閉鎖できるため、液化ＬＰＧが気化しきれずに気化器４５を通過することがない。そして、エンジン１０のデリバリパイプ１７内の燃料圧力が設定圧力になるように、ＥＣＵ３０のポンプ制御部においてポンプ４１ｐの回転数が制御される。

次に、図５のＬＰＧ飽和蒸気圧曲線からプロパン率が、例えば、20％と判定された場合について説明する。この場合、図６のマップにより、アイドル燃料気化温度は、5°Ｃとなる。ここで、上記したように、エンジン１０の始動時には、エンジン冷却水温度、及びデリバリパイプ１７内の燃料温度は4°Ｃである。このため、図８のステップＳ１０３のポンプ作動可否判断では、〔アイドル燃料気化温度＋α〕＜〔エンジン冷却水温度〕の条件、及び〔アイドル燃料気化温度＋α〕＜〔デリバリパイプ１７内の燃料温度〕の条件が成立しない。このため、ステップＳ１０３の判断はＮＯとなる。したがって、気化器４５がアイドリング時に使用される量の液化ＬＰＧを全て気化させる能力を有していないと判断される。この状態では、気化器４５における圧力レギュレータ４５０の調圧室４５３の圧力が設定調整圧力（0.2MPa）まで上昇し難く、圧力レギュレータ４５０の入口通路４５３ｅは開放状態となる。この結果、ＬＰガス流路４６に液化ＬＰＧが入り込んでしまい、液化ＬＰＧ（燃料）が気化しきれずに気化器４５を通過する可能性がある。

このため、エンジン１０が始動されると（図８ ステップＳ１１０）、燃料タンク４１内のポンプ４１ｐが停止している状態で、液化ＬＰＧ流路４３の電磁弁４３ｖが開放される（図８ ステップＳ１１１）。即ち、液化ＬＰＧの気化を促進させるため、ポンプ４１ｐの駆動を禁止する気化促進モードの制御が行われる。これにより、燃料タンク４１と気化器４５間の圧力差により通常よりも少量の液化ＬＰＧ（燃料）が気化器４５に供給される。したがって、圧力レギュレータ４５０の入口通路４５３ｅが開放状態であっても、液化ＬＰＧがＬＰガス流路４６に入り込み難くなる。また、ポンプ４１ｐが停止している状態では、ＬＰガス流路４６の圧力も設定調整圧力（0.2MPa）より小さくなる。この状態で、ＥＣＵ３０の開度制御部によってスロットルバルブ１９の開度が目標アイドル開度に制限される（ステップＳ１１２）。これにより、アクセルペダルが踏み込まれたとしてもスロットルバルブが開方向に回動することがなく、エンジン１０のエンストを抑制できる。次に、スロットル作動可否判断が行われる（図８ ステップＳ１１３）。

スロットル作動可否判断は、ＥＣＵ３０の判定部で行われる。即ち、スロットル作動可否判断では、先ず、図７のマップに基づいて燃料気化温度が求められる。ここで、燃料気化温度は、上記したように、エンジン１０の運転時に使用される平均的な量の液化ＬＰＧ（燃料）を気化させるのに必要な温度である。スロットル作動可否判断では、燃料気化温度＋β（余裕分）とエンジン冷却水温度、及びデリバリパイプ１７内の燃料温度とが比較される。そして、〔燃料気化温度＋β〕＜〔エンジン冷却水温度〕の条件、及び〔燃料気化温度＋β〕＜〔デリバリパイプ１７内の燃料温度〕の条件が共に成立する場合に判断がＹＥＳとなる。逆に、上記条件が成立しない場合に判断がＮＯとなる。

ＬＰＧのプロパン率が20％であるから燃料気化温度は、図７のマップにより30°Ｃとなる。ここで、エンジン１０の始動時には、エンジン冷却水温度、及びデリバリパイプ１７内の燃料温度は外気温度に等しいと考えられるため4°Ｃである。このため、〔燃料気化温度（30°Ｃ）＋β〕＜〔エンジン冷却水温度〕の条件、及び〔燃料気化温度＋β〕＜〔デリバリパイプ１７内の燃料温度〕の条件が成立せず、ステップＳ１１３の判断はＮＯとなる。このため、スロットルバルブ１９の開度制限が継続される。そして、エンジン１０のアイドリング運転が継続されてエンジン冷却水温度とデリバリパイプ１７内の燃料温度とが徐々に上昇し、燃料気化温度（30°Ｃ）＋βを超えると、ステップＳ１１３の判断はＹＥＳとなる。これにより、スロットルバルブ１９の開度制限が解除され（ステップＳ１１４）、燃料タンク４１内のポンプ４１ｐが駆動される（ステップＳ１１５）。そして、エンジン１０のデリバリパイプ１７内の燃料圧力が設定調整圧力になるように、ＥＣＵ３０のポンプ制御部においてポンプ４１ｐの回転数が制御される。

＜実施形態１に係るガス供給システム４０等の用語と本発明に係る用語との対応＞
本実施形態に係るエンジン１０が本発明の内燃機関（ガス消費装置）に相当し、ＥＣＵ３０のスロットル開度制御部が本発明の開度制御部に相当する。また、燃料タンク４１が本発明の貯留タンクに相当し、液化ＬＰＧ流路４３が本発明の液化ガス流路に相当し、ＬＰガス流路４６が本発明のガス流路に相当する。また、液化ＬＰＧが本発明の液化ガスに相当し、ＬＰガスが本発明のガスに相当する。さらに、エンジン冷却水の温度（冷却水温度センサー２７ｔの測定値）が本発明の気化器における実測パラメータに相当し、デリバリパイプ１７内の燃料温度（デリバリ燃温センサー２３の測定値）が本発明のガス消費装置における実測パラメータに相当する。また、アイドル燃料気化温度＋α、及び燃料気化温度＋βが本発明の液化ガスの気化の基準となる所定値に相当する。さらに、プロパン率が本発明の液化ＬＰＧ（液化ガス）を構成する組成中で気化し易い組成が占める割合に相当する。また、エンジンが始動している状態でポンプ４１ｐの起動を停止する制御（図８ ステップＳ１１０、Ｓ１１１）が本発明における気化促進モードの制御に相当する。さらに、アイドリング時に使用される燃料量Fa（実用最小流量Fmin）が本発明におけるポンプに圧送される液化ガスの所定流量に相当する。

＜本実施形態に係るガス供給システム４０等の長所について＞
本実施形態に係るガス供給システム４０によると、ポンプ４１ｐにより圧送される液化ＬＰＧ（液化ガス）が気化器４５により気化されるための条件を満たしていないとＥＣＵ３０の判定部が判定した場合、ＥＣＵ３０のポンプ制御部はポンプ４１ｐの起動を禁止する。そして、液化ＬＰＧは、ポンプ４１ｐが停止している状態で液化ＬＰＧ流路４３（液化ガス流路）により気化器４５に供給される。即ち、ポンプ４１ｐが停止することで少量の液化ＬＰＧが気化器４５に供給されるようになる。これにより、液化ＬＰＧが気化しきれずに気化器４５を通過するような不都合を抑制できる。

また、アイドル燃料気化温度＋α（液化ガスの気化の基準となる所定値）は、図６に示すように液化ＬＰＧを構成する組成中で気化し易い組成が占める割合（プロパン率）が高いほど小さな値になる。このため、液化ＬＰＧを構成する組成中で気化し易い組成が占める割合（プロパン率）が高いほど、液化ＬＰＧが気化器４５により気化されるための条件が緩和される。また、気化器４５におけるエンジン冷却水の温度（気化器における実測パラメータ）と、デリバリパイプ１７内の燃料温度（ガス消費装置における実測パラメータ）とが共にアイドル燃料気化温度＋α（液化ガスの気化の基準となる所定値）よりも大きい場合に、液化ＬＰＧが気化器４５により気化されるための条件を満たしていると判定される。このため、例えば、気化器４５により気化された液化ＬＰＧがエンジンに到達する前に再び液化するようなことがない。

さらに、燃料タンク４１のポンプ４１ｐが停止してエンジン１０に対するＬＰガスの供給量が制限されている状態では、エンジン１０のスロットルバルブ１９の開度が目標アイドル開度に制限される。このため、アクセルペダルが踏み込まれたとしてもスロットルバルブ１９が開方向に回動することがなく、エンストの発生を抑制できる。

＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態における図８のフローチャートでは、ポンプ作動可否判断（ステップＳ１０３）がＮＯの場合、気化促進モードの制御においてポンプ４１ｐの起動を禁止する例を示した。しかし、図９のフローチャートに示すように、ポンプ作動判断（ステップＳ２０３）がＮＯの場合、気化促進モードの制御においてポンプ４１ｐを低流量駆動させることも可能である（ステップＳ２１２）。ここで、図９に示すフローチャートによる処理を実行するためのプログラムはＥＣＵ３０のメモリに格納されている。図９のフローチャートにおけるステップＳ２１２の処理（ポンプ低流量駆動）を除く処理、即ち、ステップＳ２０１～２０５、ステップＳ２１０、Ｓ２１１、及びステップＳ２１３～２１６の処理は、図８のフローチャートにおける処理と同様である。

図９のステップＳ２１２のポンプ低流量駆動処理では、ポンプ４１ｐを低流量で駆動させる。即ち、図４のグラフにおいて、ポンプ回転数Nを実用下限回転数Naよりも十分に小さな回転数Ｎｓに設定してポンプ４１ｐを駆動させる。これにより、ポンプ流量Fは、実用最小流量Fminよりも十分に小さな値になり、0に近くなる。これにより、ポンプ４１ｐが駆動されていても、ポンプ４１ｐの停止状態とほぼ等しい状態となる。このため、エンジン１０の低温始動時に、図２に示すように、気化器４５の圧力レギュレータ４５０の調圧室４５３の圧力が設定調整圧力（0.2MPa）よりも小さくなって入口通路４５３ｅが開放された場合でも、ＬＰガス流路４６に液化ＬＰＧ（燃料）が入り込み難くなる。また、ポンプ４１ｐの低流量駆動では、ＬＰガス流路４６の圧力も設定調整圧力（0.2MPa）より小さくなる。

さらに、図８のフローチャートにおけるポンプ作動可否判断（ステップＳ１０３ 図９のステップＳ２０３のポンプ作動判断）では、アイドル燃料気化温度+α（余裕分）がエンジン冷却水温度よりも低い場合に、気化器４５の液化ＬＰＧの気化能力が高いと判定してポンプ作動可否判断をＹＥＳとする例を示した。しかし、気化器４５が液化ＬＰＧを気化するために必要な熱量がエンジン冷却水の熱量よりも小さい場合に、ポンプ作動可否判断をＹＥＳとすることも可能である。また、この条件に加えて、デリバリパイプ１７内の燃料圧力+γ（余裕分）が燃料タンク４１内の圧力よりも小さい場合にポンプ作動可否判断をＹＥＳとすることも可能である。

また、前記ポンプ作動可否判断では、〔アイドル燃料気化温度＋α〕＜〔エンジン冷却水温度〕の条件１、〔アイドル燃料気化温度＋α〕＜〔デリバリパイプ１７内の燃料温度〕の条件２、〔気化器４５が液化ＬＰＧを気化するために必要な熱量〕＜〔エンジン冷却水の熱量〕の条件３、及び〔デリバリパイプ１７内の燃料圧力+γ（余裕分）〕＜〔燃料タンク４１内の圧力〕の条件４の各々の条件をいかように組み合わせて使用しても良いし、単独で使用しても良い。即ち、エンジン冷却水温度、デリバリパイプ１７内の燃料温度を判定に使用したが、どちらか一つの温度を判定に使用してもよいし、燃料圧力等の別条件を判定に使用しても良い。また、本実施形態では、気体噴射式ＬＰＧ車のエンジン１０のガス供給システム４０について例示したが、エンジン１０以外にガスヒータ等のガス供給システム４０に本発明を適用することも可能である。

１０・・・エンジン（内燃機関）（ガス消費装置）
１２・・・吸気通路
１７・・・デリバリパイプ
１９・・・スロットルバルブ
２１・・・外気温度センサー
２３・・・デリバリ燃温センサー
（デリバリ燃温センサーの測定値（ガス消費装置における実測パラメータ））
２５・・・デリバリ燃圧センサー
２７ｔ・・冷却水温度センサー
（冷却水温度センサーの測定値（気化器における実測パラメータ））
２７・・・冷却水配管
３０・・・ＥＣＵ（判定部、ポンプ制御部、スロットルバルブの開度制御部）
４０・・・ガス供給システム
４１ｙ・・タンク温度センサー
４１ｘ・・タンク燃圧センサー
４１・・・燃料タンク（貯留タンク）
４１ｐ・・ポンプ
４３・・・液化ＬＰＧ流路（液化ガス流路）
４５・・・気化器
４６・・・ＬＰガス流路（ガス流路）

Claims (6)

1. 貯留タンクに貯留されている液化ガスを気化器に導く液化ガス流路と、その液化ガス流路を通して前記貯留タンクの液化ガスを気化器に圧送するポンプと、前記気化器により気化されたガスをガス消費装置に導くガス流路とを備えるガス供給システムであって、
   前記ポンプを制御するポンプ制御部と、
   システム起動時に前記ポンプにより圧送される所定流量の前記液化ガスが前記気化器により気化されるための条件を満たしているか否かを判定する判定部と、
   を有しており、
   前記ポンプにより圧送される所定流量の前記液化ガスが前記気化器により気化されるための条件を満たしていないと前記判定部が判定した場合、前記ポンプ制御部が前記ポンプを気化促進モードに制御した状態で、前記液化ガス流路により前記気化器に対して前記液化ガスが供給される構成であり、
   前記気化促進モードは、前記ポンプにより圧送される前記液化ガスの流量を所定流量より小さくするガス供給システム。
2. 請求項１に記載のガス供給システムであって、
   前記気化促進モードでは、前記ポンプの起動を禁止するガス供給システム。
3. 請求項１に記載のガス供給システムであって、
   前記気化促進モードでは、前記気化器の出力側にある前記ガス流路の設定調整圧力に対して実際の前記ガス流路の圧力が低くなるような流量で前記ポンプを起動させるガス供給システム。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のガス供給システムであって、
   前記判定部は、実測パラメータが液化ガスの気化の基準となる所定値よりも大きい場合、前記液化ガスが前記気化器により気化されるための条件を満たしていると判定し、
   前記所定値は、前記液化ガスを構成する組成中で気化し易い組成が占める割合が高いほど小さな値になるガス供給システム。
5. 請求項４に記載のガス供給システムであって、
   前記判定部は、前記気化器における実測パラメータと、前記ガス消費装置における実測パラメータとが共に前記液化ガスの気化の基準となる所定値よりも大きい場合、前記液化ガスが前記気化器により気化されるための条件を満たしていると判定するガス供給システム。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載のガス供給システムを使用するガス消費装置を構成する内燃機関であって、
   前記ガスを燃焼させるための空気を供給する吸気通路と、
   前記吸気通路内の吸気量を調整するスロットルバルブと、
   前記スロットルバルブの開度を制御する開度制御部と、
   を備え、
   前記開度制御部は、前記ポンプ制御部が前記ポンプを気化促進モードに制御している場合、前記スロットルバルブの開度を目標アイドル開度に制限する内燃機関。

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