KR20070038913A - 연료 공급 장치 - Google Patents

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KR20070038913A
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도루 사토
다카오 고모다
마사하루 와카바야시
도시히로 가와이
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아이상 고교 가부시키가이샤
도요다 지도샤 가부시끼가이샤
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Abstract

과제
내연 기관의 시동시에만 통상 운전시보다도 연료 압력이 높은 연료 공급 장치를 제공한다.
해결수단
연료 공급 장치 (2) 는 연료 탱크 (3) 의 연료를 연료 펌프 (4) 에 의해 연료 공급 배관 (5) 을 통하여 딜리버리(delivery) 파이프 (7) 에 공급하고, 엔진 (1) 의 정지시에는 상기 공급 배관 (5) 의 일부에 형성된 저류 부위 (13) 에 연료를 가압 상태로 유지해두고, 엔진 (1) 의 시동시에는 상기 저류 부위 (13) 의 연료를 개방하여 액체 상태의 연료를 딜리버리 파이프 (7) 로부터 인젝터 (6) 에 의해 엔진 (1) 에 분사 공급한다. 딜리버리 파이프 (7) 의 연료를 연료 탱크 (3) 로 되돌리는 연료 환류 배관 (8) 에는 연료 흐름을 차단하는 연료 차단 밸브 (32) 가 형성된다. 이 차단 밸브 (32) 는 연료 조압 기능을 갖는다. 연료 환류 배관 (8) 에는 압력 조절기 (31) 가 연료 차단 밸브 (32) 와 직렬로 배치된다. 연료 차단 밸브 (32) 는 전자 밸브로 이루어지며, 연료 흐름과 동일 방향으로 작용함으로써 밸브 개방되고, 연료 흐름과 역방향으로 작용함으로써 스프링에 의해 밸브 폐쇄되는 밸브체를 포함한다.
연료 공급 장치

Description

연료 공급 장치{FUEL SUPPLYING DEVICE}
도 1 은 연료 공급 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는 연료 차단 밸브를 나타내는 단면도이다.
도 3 은 도 1 의 일부를 나타내는 설명도이다.
도 4 는 연료 공급 제어 프로그램을 나타내는 플로우 차트이다.
도 5 는 연료 공급 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 6 은 연료 차단 밸브를 나타내는 단면도이다.
도 7 은 연료 차단 밸브의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 8 은 연료 차단 밸브의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 9 는 연료 공급 제어 프로그램을 나타내는 플로우 차트이다.
도 10 은 연료 압력과 엔진 회전 속도의 거동을 나타내는 그래프이다.
도 11 은 연료 압력과 엔진 회전 속도의 거동을 나타내는 그래프이다.
도 12 는 연료 공급 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 13 은 연료 공급 제어 프로그램을 나타내는 플로우 차트이다.
도 14 는 연료 공급 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 15 는 연료 공급 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 16 은 연료 공급 제어 프로그램을 나타내는 플로우 차트이다.
도 17 은 연료 공급 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도면의 주요 부분에 대한 설명
1 LPG 엔진 (내연 기관)
2 연료 공급 장치
3 연료 탱크
4 연료 펌프
5 연료 공급 배관 (연료 공급 경로)
6 인젝터 (연료 공급 부위)
7 딜리버리 파이프 (연료 공급 부위)
8 연료 환류 배관 (연료 환류 경로)
11 탱크측 연료 차단 밸브
12 딜리버리측 연료 차단 밸브
13 저류 부위
14 환류 연료 차단 밸브 (차단 수단)
24 밸브체
25 스프링 (탄성 지지 부재)
31 압력 조절기 (별개의 조압 수단)
32 환류 연료 차단 밸브
41 릴리프 배관 (릴리프 수단)
42 릴리프 밸브 (릴리프 수단)
46 릴리프 배관 (연료 포집 수단)
47 다른 환류 연료 차단 밸브 (연료 포집 수단)
48 캐니스터 (연료 포집 수단)
[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 2003-83172 호
[특허 문헌 2] 일본 공개 기보 2004-500865 호
[특허 문헌 3] 일본 공개특허공보 2003-239788 호
[특허 문헌 4] 일본 공개특허공보 2003-328858 호
본 발명은 내연 기관에 연료를 공급하는 연료 공급 장치에 관한 것으로, 상세하게는 연료 탱크로부터 연료 공급 부위까지의 연료 공급 경로에 연료 저류부를 구비한 연료 공급 장치에 관한 것이다.
종래, 이 종류의 연료 공급 장치로서, 상기 특허 문헌 1 내지 4 에 기재된 장치가 알려져 있다. 예를 들어, 특허 문헌 1 에는 연료 탱크 내의 액화 가스 연료를 연료 펌프에 의해 연료 공급 경로를 통하여 내연 기관의 연료 공급 부위에 액체 상태로 공급하는 액화 가스 연료 공급 장치가 기재되어 있다. 여기에서, 「연료 공급 부위」로서 연료를 복수의 연료 분사 밸브에 분배하는 딜리버리 파이프가 기재되어 있으며, 「연료 공급 경로」로서 연료 공급 배관이 기재되어 있다. 이 연료 공급 장치는 내연 기관의 정지 기간 중에는 연료 공급 경로로부터 연료 공급 부위까지의 일부 또는 전부를 포함하여 형성된 저류 부위에 액화 가스 연료를 가압 상태로 저류해 두고, 내연 기관의 시동시에 저류 부위의 액화 가스 연료를 개방하는 가압 저류 수단을 구비한다. 여기에서, 연료 공급 경로 상에 형성된 상류측 연료 차단 밸브와 하류측 연료 차단 밸브 사이가 「저류 부위」에 해당하고, 각 연료 차단 밸브가 「가압 저류 수단」에 해당한다. 또한, 이 연료 공급 장치는 연료 공급 부위로부터 연료 탱크로 연료를 되돌리는 연료 리턴 배관을 구비하고, 그 배관의 도중에 하나의 릴리프 밸브를 구비한다.
그런데, 상기 특허 문헌 1 에 기재된 연료 공급 장치에서는 내연 기관의 시동시에, 가압 저류 수단에 의해 저류 부위의 액화 가스 연료를 개방함으로써, 연료 공급 부위에 있어서의 액화 가스 연료를 조기에 고압으로 하여 액체 상태를 확보할 필요가 있다. 그러나, 가압 저류 수단을 사용함으로써, 액화 가스 연료를 고압으로 유지할 수 있지만, 그 압력은 연료 리턴 배관의 릴리프 밸브에 의해 조정되는 압력치까지 밖에 높일 수 없어, 내연 기관의 시동시에만 통상 운전시보다 높은 압력으로 할 수 없었다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 내연 기관의 시동시에만 통상 운전시보다 연료 압력을 높일 수 있게 한 연료 공급 장치를 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구범위 제 1 항에 기재된 발명은 연료 탱크 내의 연료를 연료 펌프에 의해 연료 공급 경로를 통하여 연료 공급 부위에 공급하고, 내연 기관의 정지시에는 연료 공급 경로로부터 연료 공급 부위까지의 일부 또는 전부를 포함하여 이루어지는 저류 부위에 연료를 가압 상태로 유지해 두고, 내연 기관의 시동시에는 저류 부위의 연료를 개방하여 액체 상태의 연료를 연료 공급 부위로부터 내연 기관으로 공급하는 연료 공급 장치에 있어서, 연료 공급 부위의 연료를 연료 탱크로 되돌리는 연료 환류 경로에 연료의 흐름을 차단하는 차단 수단을 형성한 것을 특징으로 한다.
상기 발명의 구성에 의하면, 내연 기관의 시동시에 차단 수단에 의해 연료 환류 경로의 연료의 흐름을 차단함으로써, 저류 부위로부터 개방된 연료가 연료 공급 부위로 한번에 공급되어, 연료 공급 부위의 연료의 압력이 조기에 높아진다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구범위 제 2 항에 기재된 발명은 청구범위 제 1 항에 기재된 연료 공급 장치에 있어서, 차단 수단은 연료 조압 기능을 가지고, 연료 환류 경로에 별개의 조압 수단을 형성한 것을 특징으로 한다.
상기 발명의 구성에 의하면, 청구범위 제 1 항에 기재된 발명의 작용에 추가하여, 내연 기관의 시동시에는, 차단 수단의 연료 조압 기능과, 별개의 조압 수단에 의한 연료 조압 기능이 협동함으로써, 연료 공급 부위의 연료 압력이 상대적으로 높게 조정된다. 또, 내연 기관의 시동 후에는, 차단 밸브를 개방함으로써, 별개의 조압 수단에 의한 연료 조압 기능만으로 연료 공급 부위의 연료 압력이 상 대적으로 낮게 조정된다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구범위 제 3 항에 기재된 발명은 청구범위 제 2 항에 기재된 연료 공급 장치에 있어서, 차단 수단은 연료 흐름과 동일 방향으로 작용함으로써 밸브 개방하고, 연료 흐름과 역방향으로 작용함으로써 탄성 지지 부재에 의해 밸브를 폐쇄하는 밸브체를 포함하는 전자 밸브인 것을 특징으로 한다.
상기 발명의 구성에 의하면, 청구범위 제 2 항에 기재된 발명의 작용에 추가하여, 전자 밸브가 연료 차단 기능과 연료 조압 기능을 발휘하게 되므로, 전자 밸브와 별개의 조압 수단을 직렬로 배치하는 것이 가능해진다. 또한, 탄성 지지 부재의 탄성 지지력을 설정 변경함으로써, 연료 조압치를 용이하게 바꿀 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구범위 제 4 항에 기재된 발명은 청구범위 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 저류 부위의 연료 압력이 소정치 이상이 되었을 때에 그 저류 부위의 연료를 연료 탱크로 릴리프하는 릴리프 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 발명의 구성에 의하면, 청구범위 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 발명의 작용에 추가하여, 릴리프 수단의 작용에 의해, 저류 부위의 연료 압력이 지나치게 높아지는 경우가 발생하지 않는다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구범위 제 5 항에 기재된 발명은 청구범위 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 내연 기관의 정지시에는, 연료 공급 부위에 잔류하는 연료를 연료 환류 경로를 통하여 연료 탱크로 되돌리는 것을 특징으로 한다.
상기 발명의 구성에 의하면, 청구범위 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 발명의 작용에 추가하여, 내연 기관의 정지시에 연료 공급 부위의 연료가 연료 탱크에 되돌려지므로, 연료 공급 부위의 연료 압력이 감소한다. 또한, 연료 공급 부위에서 연료가 감압 기화함으로써, 연료 공급 부위가 냉각된다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구범위 제 6 항에 기재된 발명은 청구범위 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 내연 기관의 정지시에는, 연료 공급 부위에 잔류하는 연료를 연료 탱크와는 별개로 포집하는 연료 포집 수단을 형성한 것을 특징으로 한다.
상기 발명의 구성에 의하면, 청구범위 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 발명의 작용에 추가하여, 내연 기관의 정지시에 연료 공급 부위의 연료가 포집 수단에 포집되므로, 연료 공급 부위의 연료 압력이 감소한다. 또한, 연료 공급 부위에서 연료가 감압 기화함으로써, 연료 공급 부위가 냉각된다. 또한, 내연 기관의 운전시에는 포집 수단에 포집된 연료를 필요에 따라 내연 기관으로 공급하는 것이 가능해진다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구범위 제 7 항에 기재된 발명은 청구범위 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 차단 수단은 내연 기관의 시동시에 폐쇄 상태로 되고, 내연 기관의 시동 후에 개방 상태로 되는 것을 특징으로 한다.
상기 발명의 구성에 의하면, 청구범위 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 발명의 작용에 추가하여, 내연 기관의 시동시에는 차단 수단이 폐쇄 상 태가 되므로, 연료 공급 부위의 연료 압력이 조기에 통상 압력보다 높아진다. 또한, 내연 기관의 시동 후에는 차단 수단이 개방 상태가 되므로, 연료 공급 부위에서 남은 연료가 연료 환류 경로를 통하여 연료 탱크로 되돌려진다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
[제 1 실시 형태]
이하, 본 발명에 있어서의 연료 공급 장치를 구체화한 제 1 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 실시 형태에서는 본 발명의 연료 공급 장치를 액화 석유 가스 (LPG) 를 연료로서 사용하는 LPG 엔진으로 구체화하여 설명한다.
도 1 에 있어서, 이 실시 형태에 따른 연료 공급 장치를 개략 구성도에 의해 나타낸다. 차량에 탑재된 LPG 엔진 시스템은 내연 기관으로서의 LPG 엔진 (1) 과, 상기 엔진 (1) 에 LPG 를 연료로서 분사 공급하기 위한 연료 공급 장치 (2) 를 포함한다. 상기 연료 공급 장치 (2) 는 액상 상태로 LPG 를 저류하는 연료 탱크 (3) 를 구비한다. 연료 탱크 (3) 에 내장된 전동식 연료 펌프 (4) 는 동일 탱크 (3) 에 저류된 액상 상태의 LPG 를 흡입하여 연료 공급 배관 (5) 에 고압으로 토출한다. 상기 실시 형태에서 연료 공급 배관 (5) 은 본 발명의 연료 공급 경로에 상당한다.
상기 실시 형태에 있어서, LPG 엔진 (1) 은 4 기통의 레시프로 타입이고, 각 기통에 대응하여 액상 상태의 LPG 를 분사 공급하는 고압 연료용의 연료 분사 밸브 (인젝터 ; 6) 가 형성된다. 각 인젝터 (6) 는 딜리버리 파이프 (7) 에 접속된 다. 딜리버리 파이프 (7) 에는 연료 공급 배관 (5) 이 접속된다. 상기 실시 형태에 있어서, 각 인젝터 (6) 및 딜리버리 파이프 (7) 는 본 발명의 연료 공급 부위에 상당한다.
여기에서, 연료 펌프 (4) 로부터 토출되는 액상 상태의 LPG 는 연료 공급 배관 (5) 및 딜리버리 파이프 (7) 를 통해서 각 인젝터 (6) 로 압송 공급된다. 공급된 액상 상태의 LPG 는 각 인젝터 (6) 가 동작함으로써, LPG 엔진 (1) 의 각 흡기 포트에 액상 상태로 분사된다. 각 인젝터 (6) 로부터 분사되는 액상 상태의 LPG 는 흡기 통로 (도시 생략) 에 의해 취입된 공기과 함께 가연 혼합기를 형성하여 각 기통에 흡입된다. 딜리버리 파이프 (7) 에는 연료 환류 배관 (8) 이 접속된다. 딜리버리 파이프 (7) 에서 남은 액상 상태의 LPG 는 환류 연료로서 연료 환류 배관 (8) 을 통하여 연료 탱크 (3) 로 되돌려진다. 상기 실시 형태에 있어서, 연료 환류 배관 (8) 은 본 발명의 연료 환류 경로에 해당한다.
상기 실시 형태의 연료 공급 배관 (5) 의 연료 탱크 (3) 의 근방에는 탱크측 연료 차단 밸브 (11) 가 형성되고, 딜리버리 파이프 (7) 의 근방에는 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 가 형성된다. 상기 연료 차단 밸브 (11, 12) 는 각각 전자 밸브로 구성된다. 상기 실시 형태에 있어서, 두 개의 연료 차단 밸브 (11, 12) 사이의 연료 공급 배관 (5) 이 본 발명의 저류 부위 (13) 에 해당한다. 그리고, LPG 엔진 (1) 의 정지시에는 두 개의 연료 차단 밸브 (11, 12) 를 폐쇄함으로써, 저류 부위 (13) 에 LPG 를 가압 상태로 유지해 두고, LPG 엔진 (1) 의 시동시 및 운전시에는 두 개의 연료 차단 밸브 (11, 12) 를 열어 저류 부위 (13) 를 개 방함으로써, 액체 상태의 LPG 를 딜리버리 파이프 (7) 및 각 인젝터 (6) 로부터 LPG 엔진 (1) 으로 공급하도록 되어 있다.
상기 실시 형태에 있어서, 연료 환류 통로 (8) 에는 딜리버리 파이프 (7) 의 근방으로부터 순서대로, 환류 연료 차단 밸브 (14), 상류측 압력 조절기 (15) 및 하류측 압력 조절기 (16) 가 직렬로 배치되어 형성된다. 또한, 하류측 압력 조절기 (16) 의 상류측과 하류측 사이에는 바이패스 배관 (17) 이 형성되고, 상기 바이패스 배관 (17) 에는 바이패스 연료 차단 밸브 (18) 가 형성된다. 이들 각 연료 차단 밸브 (14, 18) 는 각각 전자 밸브로 구성된다. 상기한 4 개의 연료 차단 밸브 (11, 12, 14, 18) 는 동일한 기본 구성을 구비한다. 환류 연료 차단 밸브 (14) 는 본 발명의 차단 수단에 해당한다. 따라서, 바이패스 연료 차단 밸브 (18) 가 폐쇄되어 있을 때에는, 도 3 에 화살표로 나타내는 바와 같이, 연료 환류 배관 (8) 을 흐르는 LPG 연료는 바이패스 배관 (17) 을 흐르지 않고 하류측 압력 조절기 (16) 를 통해서 흐른다. 바이패스 연료 차단 밸브 (18) 가 개방되었을 때에는 LPG 연료는 하류측 압력 조절기 (16) 를 흐르지 않고, 바이패스 배관 (17) 을 통해서 연료 탱크 (3) 로 되돌려진다.
도 2 는 각 연료 차단 밸브 (11, 12, 14, 18) 의 단면도를 나타낸다. 각 연료 차단 밸브 (11, 12, 14, 18) 는 밸브 본체 (21) 와, 밸브 본체 (21) 의 내부에 형성된 연료 유로 (22) 와, 연료 유로 (22) 의 출구 (22a) 에 대응하여 형성된 밸브 시트 (23) 와, 밸브 시트 (23) 를 향하여 왕복 운동 가능하게 형성된 밸브체 (24) 와, 밸브체 (24) 를 밸브 시트 (23) 를 압착한 방향 (밸브 폐쇄 방향) 으로 탄성 지지하는 탄성 지지 부재로서의 스프링 (25) 과, 밸브체 (24) 를 자력에 의해 이동시키기 위한 코일 (26) 을 구비한다. 도 2 는 밸브체 (24) 가 스프링 (25) 의 탄성 지지력에 의해 밸브 시트 (23) 에 압착된 밸브 폐쇄 상태를 나타낸다. 연료 펌프 (4) 에 의해 압송된 연료는 화살표로 나타내는 바와 같이 밸브체 (24) 의 밸브 폐쇄 방향과 동일한 방향으로 흐른다. 각 연료 차단 밸브 (11, 12, 14, 18) 는 전류를 가하여 코일 (26) 에 자력을 발생시키고, 스프링 (25) 의 탄성 지지력이 및 연료 압력에 저항하여 밸브체 (24) 를 연료의 흐름 방향과는 반대 방향으로 이동시킴으로써, 밸브체 (24) 를 개방시키도록 되어 있다. 이 실시 형태에서, 각 연료 차단 밸브 (11, 12, 14, 18) 는 도 2 에 나타내는 바와 같이 연료의 흐름 방향 (화살표로 나타낸다) 이 밸브체 (24) 의 폐쇄 방향이 되도록 각 배관 (5, 8, 17) 에 배치된다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 이 실시 형태에서 연료 펌프 (4), 각 인젝터 (6) 및 각 연료 차단 밸브 (11, 12, 14, 18) 등을 제어하기 위해서 전자 제어 장치 (ECU ; 20) 가 형성된다. ECU (20) 에는 연료 펌프 (4), 각 인젝터 (6) 및 각 연료 차단 밸브 (11, 12, 14, 18) 가 접속된다. ECU (20) 에는 이그니션 스위치 (ignition switch) 나 회전 속도 센서 등을 포함하는 각종 센서 (도시 생략) 가 접속된다. ECU (20) 는 소정의 제어 프로그램에 따라 각종 제어 등을 실행한다.
다음으로, 이 실시 형태의 연료 공급 제어에 대해 설명한다. 도 4 에 연료 공급 제어 프로그램의 내용을 플로우 차트로 나타내었다. ECU (20) 는 이 연료 공급 제어 프로그램을 주기적으로 실행한다.
먼저, 스텝 (100) 에서, ECU (20) 는 LPG 엔진 (1) 의 정지 여부를 판단한다. ECU (20) 는 이 판단을, 예를 들어, 이그니션 스위치가 오프 (OFF) 인지의 여부에 따라 행한다.
스텝 (100) 의 판단 결과가 긍정인 경우, ECU (20) 는 스텝 (101) 에서 연료 펌프 (4) 를 정지시키고, 스텝 (102) 에서 각 연료 차단 밸브 (11, 12, 14, 18) 를 폐쇄한다. 이것에 의해, 연료 공급 배관 (5) 의 저류 부위 (13) 에서는 액체 상태의 LPG 연료가 가압 상태로 유지된다.
한편, 스텝 (100) 의 판단 결과가 부정인 경우, 스텝 (110) 에서 ECU (20) 는 LPG 엔진 (1) 의 시동 여부를 판단한다. ECU (20) 는 이 판단을, 예를 들어, 이그니션 스위치가 온 (ON) 인지의 여부에 따라 행한다.
스텝 (110) 의 판단 결과가 긍정인 경우, ECU (20) 는 스텝 (111) 에서 연료 펌프 (4) 를 구동하고, 스텝 (112) 에서 각 연료 차단 밸브 (11, 12, 14, 18) 중 탱크측 연료 차단 밸브 (11) 와 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 를 개방한다. 이것에 의해, 연료 공급 배관 (5) 의 저류 부위 (13) 에 가압 상태로 유지되어 있던 LPG 연료가 개방되고, LPG 엔진 (1) 의 시동시에, 딜리버리 파이프 (7) 및 각 인젝터 (6) 에 가압 상태의 LPG 연료가 한번에 공급된다. 이 때, 환류 연료 차단 밸브 (14) 는 폐쇄되어 있으므로, 딜리버리 파이프 (7) 내에 있어서의 LPG 연료의 압력이 조기에 통상 압력보다 높아진다.
한편, 스텝 (110) 의 판단 결과가 부정인 경우, 스텝 (120) 에서 ECU (20) 는 LPG 엔진 (1) 의 시동 후인지의 여부를 판단한다. ECU (20) 는 이 판단을, 예를 들어, 회전 속도 센서로 검출되는 엔진 회전 속도에 기초하여 실행한다.
스텝 (120) 의 판단 결과가 긍정인 경우, ECU (20) 는 스텝 (121) 에서 연료 펌프 (4) 를 구동하고, 스텝 (122) 에서 각 연료 차단 밸브 (11, 12, 14, 18) 중 탱크측 연료 차단 밸브 (11), 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 및 환류 연료 차단 밸브 (14) 를 개방한다. 이것에 의해, 딜리버리 파이프 (7) 에서 각 인젝터 (6) 로부터 분사되지 않고 남은 연료는 연료 환류 배관 (8) 을 통하여 연료 탱크 (3) 로 되돌아오게 된다. 이 때, 바이패스 연료 차단 밸브 (18) 는 폐쇄되어 있으므로, 연료 환류 배관 (8) 상의 두 개의 압력 조절기 (15, 16) 가 LPG 연료에 작용하여, LPG 연료가 상대적으로 높은 압력으로 조정된다.
그 후, 스텝 (123) 에서 ECU (20) 는 LPG 연료의 압력에 대해 「저압 요구」인지의 여부를 판단한다. 그리고, 이 판단 결과가 긍정인 경우, ECU (20) 는 스텝 (124) 에서 바이패스 연료 차단 밸브 (18) 를 개방한다. 이것에 의해 상류측 압력 조절기 (15) 를 통과한 연료가 상류측 압력 조절기 (16) 를 우회하여 바이패스 배관 (17) 을 흐르기 때문에, 하나의 압력 조절기 (15) 만이 LPG 연료에 작용하여, LPG 연료가 상대적으로 낮은 압력으로 조정된다.
이상 설명한 바와 같이, 이 실시 형태의 연료 공급 장치 (2) 에 의하면, LPG 엔진 (1) 의 시동시에 환류 연료 차단 밸브 (14) 에 의해 연료 환류 배관 (8) 에 있어서의 LPG 연료의 흐름을 차단하여, 저류 부위 (13) 로부터 개방된 LPG 연료를 딜리버리 파이프 (7) 및 각 인젝터 (6) 로 공급함으로써, 그 공급 연료의 압력을 조기에 높일 수 있다. 이 때문에, LPG 엔진 (1) 의 시동시에만 시동 후의 통상 운전시에 비해 LPG 연료 압력을 조기에 높일 수 있다.
또, 이 실시 형태에서는 LPG 엔진 (1) 의 시동 후, 즉 통상 운전시에 연료 환류 배관 (8) 의 두 개의 압력 조절기 (15, 16) 중 하류측 압력 조절기 (16) 에 대응하여 형성된 바이패스 연료 차단 밸브 (18) 를 선택적으로 개폐함으로써, 하류측 압력 조절기 (16) 를 선택적으로 기능시키고 있다. 이 때문에, 딜리버리 파이프 (7) 에 있어서의 LPG 연료의 압력을 2 단계로 가변 설정할 수 있다.
[제 2 실시 형태]
다음으로, 본 발명에 있어서의 연료 공급 장치를 구체화한 제 2 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
또한, 이 실시 형태를 포함하는 하기의 각 실시 형태에 있어서, 제 1 실시 형태와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙여 설명을 생략하고, 이하에는 상이한 점을 중심으로 설명한다.
도 5 에, 이 실시 형태에 있어서의 연료 공급 장치를 개략 구성도로 나타내었다. 이 실시 형태는 연료 환류 배관 (8) 에 부수되는 구성의 관점에서 제 1 실시 형태와 상이하다. 즉, 이 실시 형태에 있어서, 연료 환류 배관 (8) 에는 각각 하나의 압력 조절기 (31) 및 환류 연료 차단 밸브 (32) 가 직렬로 배치되어 형성된다. 압력 조절기 (31) 는 환류 연료 차단 밸브 (32) 의 상류측에 배치된다. 환류 연료 차단 밸브 (32) 는 ECU (20) 에 접속된다. 이 실시 형태에서 특징적인 것은, 환류 연료 차단 밸브 (32) 의 배치 방향이 제 1 실시 형태에 있 어서의 환류 연료 차단 밸브 (14) 와는 역방향을 이루는 것이다. 즉, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 환류 연료 차단 밸브 (32) 의 기본 구성은 도 2 에 나타내는 각 연료 차단 밸브 (11, 12, 14, 18) 의 구성과 동일하기는 하나, 연료의 흐름 방향 (화살표로 나타낸다) 이 밸브체 (24) 의 밸브 개방 방향이 되도록 배치되어 있다. 이러한 배치에 의해, 환류 연료 차단 밸브 (32) 의 밸브체 (24) 는 연료의 흐름 방향으로 이동함으로써 밸브 개방하고, 연료의 흐름 방향과 역방향으로 이동함으로써 밸브 폐쇄하도록 되어 있다. 이러한 배치에 의해, 환류 연료 차단 밸브 (32) 는 LPG 연료의 압력을 조정하는 연료 조압 기능을 갖는다. 즉, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 연료 압력이 스프링압보다 작을 때에는 밸브체 (24) 가 연료의 흐름 방향과는 역방향 이동하여 밸브 폐쇄한다. 한편, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 연료 압력이 스프링압보다 클 때에는 스프링 (25) 에 저항하여 밸브체 (24) 가 연료의 흐름 방향으로 이동하여 밸브 개방한다. 이 밸브 개방의 정도는 연료 압력과 스프링 (25) 의 탄성 지지력의 밸런스로 정해지게 된다. 이와 같이 하여, 환류 연료 차단 밸브 (32) 가 연료 조압 기능을 발휘한다. 즉, 연료 환류 배관 (8) 에는 연료 조압 기능을 갖는 환류 연료 차단 밸브 (32) 와, 그것과는 별개로 형성되어 본래의 연료 조압 기능 (압력 조정 기능) 을 발휘하는 하나의 압력 조절기 (31) 가 형성된다. 이 압력 조절기 (32) 는 본 발명에 있어서의 별개의 조압 수단에 해당한다.
도 9 에, 이 실시 형태에서 ECU (20) 가 실행하는 연료 공급 제어 프로그램의 내용을 플로우 차트로 나타내었다. 도 9 에 나타내는 바와 같이, 이 플로 우 차트는 도 4 에 나타내는 스텝 (123, 124) 의 처리를 생략한 점에서, 도 4 의 플로우 차트와 다르다. 따라서, 엔진 정지시 엔진 시동시 및 엔진 시동 후에 있어서, 각 연료 차단 밸브 (11, 12, 32) 및 연료 펌프 (4) 의 제어 방법에 대해서는 제 1 실시 형태의 경우와 동일하다.
따라서, 이 실시 형태의 연료 공급 장치 (2) 에 의하면, LPG 엔진 (1) 의 시동시에는 코일 (26) 에 전류가 흐르지 않은 상태에 있어서의 환류 연료 차단 밸브 (32) 의 연료 조압 기능과, 별개의 압력 조절기 (31) 의 연료 조압 기능이 협동함으로써, 딜리버리 파이프 (7) 및 각 인젝터 (6) 에 있어서의 LPG 연료 압력이 상대적으로 조금 높게 조정된다. 또, LPG 엔진 (1) 의 시동 후에는, 코일 (26) 로 전류가 흘러 환류 연료 차단 밸브 (32) 를 개방함으로써, 별개의 압력 조절기 (31) 에 의한 연료 조압 기능에 비해서만 딜리버리 파이프 (7) 및 각 인젝터 (6) 에 있어서의 LPG 연료 압력이 상대적으로 낮게 조정된다.
즉, 이 실시 형태에서도, LPG 엔진 (1) 의 시동 후, 즉 통상 운전시에 연료 환류 배관 (8) 에 있어서의 환류 연료 차단 밸브 (32) 에 연료 조압 기능을 발휘시킴으로써, 환류 연료 차단 밸브 (32) 와 압력 조절기 (31) 의 협동에 의해 딜리버리 파이프 (7) 에 있어서의 LPG 연료의 압력을 2 단계로 가변 조정할 수 있다. 이 2 단계의 연료 조압 기능이 얻어지는 것에 대해서는 제 1 실시 형태의 경우와 동일하다. 추가로, 2 단계의 연료 조압 기능을 얻기 위해서, 이 실시 형태에서는 각각 하나의 환류 연료 차단 밸브 (32) 및 별개의 압력 조절기 (31) 를 연료 환류 배관 (8) 상에 형성했을 뿐이므로, 제 1 실시 형태와는 달리 두 개의 압력 조절 기 (15, 16), 바이패스 배관 (17) 및 바이패스 연료 차단 밸브 (18) 를 형성할 필요가 없고, 그들을 생략한 만큼 연료 공급 장치 (2) 의 구성을 간소화할 수 있다.
또, 이 실시 형태에서는 환류 연료 차단 밸브 (32) 를 구성하는 전자 밸브가 연료 차단 기능과 연료 조압 기능을 발휘하게 되므로, 그 환류 연료 차단 밸브 (32) 와 별개의 압력 조절기 (31) 를 서로 직렬 배치할 수 있게 된다. 이것도 연료 공급 장치 (2) 구성의 간소화에 기여한다. 또한, 환류 연료 차단 밸브 (32) 속의 스프링 (26) 의 탄성 지지력을 설정 변경함으로써, 동일 차단 밸브 (32) 에 의한 연료 조압치를 용이하게 바꿀 수 있다. 이 때문에, LPG 엔진 (1) 과 관련된 구성 상의 변경에 따라, 환류 연료 차단 밸브 (32) 에 의한 연료 조압 기능을 용이하게 적합시킬 수 있다.
또한, 이 실시 형태에서는 환류 연료 차단 밸브 (32) 의 배치 방향이 통상 배치 방향의 반대가 되어 있다. 이 때문에, 환류 연료 차단 밸브 (32) 를 통상의 배치 방향으로 했을 경우에는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 이 차단 밸브 (32) 가 개방되었을 때에 딜리버리 파이프 (7) 속의 연료 압력이 급격히 지나치게 내려가 엔진 스톨 (stall) 에 이를 우려가 있었다. 이에 대해, 이 실시 형태에서는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 환류 연료 차단 밸브 (32) 가 폐쇄 상태일 때에도 이 차단 밸브 (32) 의 하류측에 약간의 연료가 흐르기 때문에, 이 차단 밸브 (32) 를 열었을 때에 딜리버리 파이프 (7) 속의 연료 압력이 지나치게 내려가는 경우가 없고, 연료 압력을 엔진 스톨이 발생하지 않는 목적치로 수속시킬 수가 있다.
[제 3 실시 형태]
다음으로, 본 발명에 있어서의 연료 공급 장치를 구체화한 제 3 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 12 에 이 실시 형태에 있어서의 연료 공급 장치를 개략 구성도를 나타내었다. 이 실시 형태는 연료 공급 배관 (5) 및 연료 환류 배관 (8) 에 부수되는 구성의 관점에서 제 1 실시 형태와 상이하다. 즉, 이 실시 형태에서 연료 공급 배관 (5) 의 저류 부위 (13) 에는 연료 탱크 (3) 에 통하는 릴리프 배관 (41) 이 형성된다. 이 릴리프 배관 (41) 에는 릴리프 밸브 (42) 가 형성된다. 릴리프 밸브 (42) 는 동일 밸브 (42) 에 이러한 연료 압력이 소정치 이상이 될 때 밸브 개방하여 LPG 연료를 릴리프시키게 되어 있다. 이들 릴리프 배관 (41) 및 릴리프 밸브 (42) 는 저류 부위 (13) 에 있어서의 연료 압력이 소정치 이상이 되었을 때에 그 저류 부위 (13) 에 유지되어 있는 LPG 연료를 연료 탱크 (3) 에 릴리프하기 위한 본 발명의 릴리프 수단에 해당한다. 한편, 이 실시 형태에서는 제 2 실시 형태와 달리, 연료 환류 배관 (8) 에 있어서, 환류 연료 차단 밸브 (32) 가 압력 조절기 (31) 보다 상류 측에 배치된다. 추가로, 연료 공급 배관 (5) 의 저류 부위 (13) 에는 LPG 연료의 압력을 검출하기 위한 압력 센서 (43) 가 형성된다. 이 압력 센서 (43) 에서 검출되는 LPG 연료의 압력은 ECU (20) 에 입력된다. 따라서, ECU (20) 는 연료 압력에 관한 입력 신호에 기초하여 저류 부위 (13) 에 있어서의 LPG 연료의 압력을 감시할 수 있다.
도 13 에 이 실시 형태에서 ECU (20) 가 실행하는 연료 공급 제어 프로그램의 내용을 플로우 차트로 나타내었다. 이 플로우 차트는 도 4 에 나타내는 스 텝 (102, 112, 122) 의 처리 대신 스텝 (103, 113, 125) 이 형성된다.
즉, 엔진 정지시에는 스텝 (101) 으로부터 이행하여 스텝 (103) 에서 ECU (20) 는 탱크측 연료 차단 밸브 (11) 및 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 를 폐쇄하고, 환류 연료 차단 밸브 (32) 를 개방한다. 이 때, 릴리프 배관 (41) 의 릴리프 밸브 (42) 는 폐쇄되어 있다. 엔진 정지시에 있어서의 연료 공급 장치 (2) 의 목적 중 하나는 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 의 상류는 고압 (릴리프 밸브 (42) 에 의한 릴리프압) 으로 유지함으로써, LPG 연료를 액상 상태로 유지하는 것이다. 또 하나의 목적은 연료 환류 배관 (8) 을 통하여 연료 탱크 (3) 로 되돌아오는 LPG 연료를 압력 조절기 (31) 에 의해 조정하여, 저류 부위 (13) 에 있어서의 연료 압력 릴리프압보다 낮게 함으로써, 연료 공급 배관 (5) 에 있어서의 연료 누설을 막는 것이다.
또, 엔진 시동시에는 스텝 (111) 으로부터 이행하여 스텝 (113) 에서, ECU (20) 는 탱크측 연료 차단 밸브 (11) 및 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 를 개방 하고, 환류 연료 차단 밸브 (32) 를 폐쇄한다. 이 때, 릴리프 배관 (41) 의 릴리프 밸브 (42) 는 폐쇄되어 있다. 엔진 시동시에 있어서의 연료 공급 장치 (2) 의 목적은 연료 환류 배관 (8) 을 통하여 연료 탱크 (3) 로 되돌아오는 LPG 연료를 차단함으로써, 딜리버리 파이프 (7) 에 있어서의 연료 압력을 릴리프 밸브 (31) 에 의한 릴리프압 이상으로 승압시켜 LPG 연료를 액상 상태로 유지하는 것이다.
또한, 엔진 시동 후에는 스텝 (121) 으로부터 이행하여 스텝 (125) 에서, ECU (20) 는 탱크측 연료 차단 밸브 (11) 및 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 를 개방하고, 환류 연료 차단 밸브 (32) 를 개방한다. 이 때, 리프 배관 (41) 의 릴리프 밸브 (42) 는 폐쇄되어 있다. 엔진 시동 후에 있어서의 연료 공급 장치 (2) 의 목적은 연료 환류 배관 (8) 을 통하여 연료 탱크 (3) 로 되돌아오는 LPG 연료를 압력 조절기 (31) 에 의해 조정하여, 엔진 부하에 대한 연료 유량을 확보 하는 것이다.
따라서, 이 실시 형태의 연료 공급 장치 (2) 에 의하면, 릴리프 밸브 (42) 의 작용에 의해 저류 부위 (13) 의 연료 압력이 지나치게 높아지는 경우가 발생하지 않는다. 이 때문에, 특히 엔진 정지시에는 저류 부위 (13) 에 있어서의 연료 압력을 릴리프압보다 낮게 할 수 있어, 연료 공급 배관 (5) 에서 고압에 의한 연료 누설을 미연에 방지할 수 있다. 그 외의 작용 효과는 제 1 실시 형태의 그것과 기본적으로 동일하다.
[제 4 실시 형태]
다음으로, 본 발명에 있어서의 연료 공급 장치를 구체화한 제 4 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 14 에 이 실시 형태에 있어서의 연료 공급 장치를 개략 구성도로 나타내었다. 이 실시 형태는 연료 공급 배관 (5) 에 부수되는 구성의 관점에서 제 3 실시 형태와 상이하다. 즉, 이 실시 형태에서는 제 3 실시 형태에 있어서의 릴리프 배관 (41) 및 릴리프 밸브 (42) 가 생략된다. 대신, 연료 탱크 (3) 중에 있어서, 연료 공급 배관 (5) 에는 연료 펌프 (4) 의 토출구 근방에 역지 밸브 (44) 가 형성된다. 동일하게, 연료 탱크 (3) 중에 있어서, 연료 공급 배관 (5) 에는 역지 밸브 (44) 의 하류 측에 릴리프 밸브 (45) 가 형성된다.
이 실시 형태에서, ECU (20) 가 실행하는 연료 공급 제어 프로그램의 내용은 기본적으로 도 13 의 플로우 차트와 동일하다. 즉, 엔진 정지시에는, ECU (20) 는 탱크측 연료 차단 밸브 (11) 및 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 를 폐쇄하고, 환류 연료 차단 밸브 (32) 를 개방한다. 이 때, 역지 밸브 (44) 와 릴리프 밸브 (45) 는 폐쇄되어 있다. 엔진 정지시에 있어서의 연료 공급 장치 (2) 의 목적 중 하나는 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 의 상류는 고압 (릴리프 밸브 (45) 에 의한 릴리프압) 으로 유지함으로써, LPG 연료를 액상 상태로 유지하는 것이다. 또 하나의 목적은 연료 환류 배관 (8) 을 통하여 연료 탱크 (3) 로 돌아오는 LPG 연료를 압력 조절기 (31) 에 의해 조정하고, 딜리버리 파이프 (7) 에 있어서의 연료 압력을 릴리프압보다 낮게 함으로써, 각 인젝터 (6) 로부터의 연료 누설을 방지하는 것이다.
또한, 엔진 시동시에는, ECU (20) 는 탱크측 연료 차단 밸브 (11) 및 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 를 개방하고, 환류 연료 차단 밸브 (32) 를 개방한다. 이 때, 역지 밸브 (44) 는 개방되어 있고, 릴리프 밸브 (45) 는 폐쇄되어 있다. 엔진 시동시에 있어서의 연료 공급 장치 (2) 의 목적은 연료 환류 배관 (8) 을 통하여 연료 탱크 (3) 로 되돌아오는 LPG 연료를 차단함으로써, 딜리버리 파이프 (7) 에 있어서의 연료 장력을 릴리프 밸브 (31) 에 의한 릴리프압 이상으로 승압시켜 LPG 연료를 액상 상태로 유지하는 것이다.
또한, 엔진 시동 후에는, ECU (20) 는 탱크측 연료 차단 밸브 (11) 및 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 를 개방하고, 환류 연료 차단 밸브 (32) 를 개방한다. 이 때, 역지 밸브 (44) 는 개방되어 있고, 릴리프 밸브 (45) 는 폐쇄되어 있다. 엔진 시동 후에 있어서의 연료 공급 장치 (2) 의 목적은 연료 환류 배관 (8) 을 통하여 연료 탱크 (3) 로 되돌아오는 LPG 연료를 압력 조절기 (31) 에 의해 조정하여, 엔진 부하에 대한 연료 유량을 확보하는 것이다.
따라서, 이 실시 형태의 연료 공급 장치 (2) 에 의하면, 릴리프 밸브 (45) 의 작용에 의해, 저류 부위 (13) 의 연료 압력이 지나치게 높아지는 경우가 발생하지 않는다. 이 때문에, 특히 엔진 정지시에는, 저류 부위 (13) 에 있어서의 연료 장력을 릴리프압보다 낮게 할 수 있어, 연료 공급 배관 (5) 에서 고압에 의한 연료 누설을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 릴리프 밸브 (45) 를 연료 펌프 (4) 의 토출구 근방의 연료 공급 배관 (5) 에 형성하였으므로, 제 3 실시 형태와는 달리, 릴리프 배관 (41) 을 생략할 수 있어 그만큼 구성을 간소화시킬 수 있다. 또한, 역지 밸브 (44) 및 릴리프 밸브 (45) 를 연료 탱크 (3) 안에 형성했으므로, 그들 밸브 (4 44, 45) 를 구성하는 밸브 본체의 내압성에 관한 크이테리어 (Criteria) 를 경감시킬 수 있다.
[제 5 실시 형태]
다음으로, 본 발명에 있어서의 연료 공급 장치를 구체화한 제 5 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 15 에 이 실시 형태에 있어서의 연료 공급 장치를 개략 구성도로 나타내 었다. 이 실시 형태에서는, 제 4 실시 형태의 연료 공급 장치와는 달리, 환류 연료 차단 밸브 (32) 보다 상류의 연료 환류 배관 (8) 에 대해서, 연료 탱크 (3) 로 통하는 릴리프 배관 (46) 이 형성된다. 이 릴리프 배관 (46) 에는 다른 환류 연료 차단 밸브 (47) 가 형성된다. 이 연료 차단 밸브 (47) 는 ECU (20) 에 접속된다.
도 16 에 이 실시 형태에서 ECU (20) 가 실행하는 연료 공급 제어 프로그램의 내용을 플로우 차트로 나타내었다. 이 플로우 차트는, 도 13 에 나타내는 스텝 (103, 113, 125) 의 처리 대신에 스텝 (104, 114, 126) 이 형성된다.
즉, 엔진 정지시에는, 스텝 (101) 으로부터 이행하여 스텝 (104) 에서, ECU (20) 는 탱크측 연료 차단 밸브 (11) 및 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 를 폐쇄하고, 환류 연료 차단 밸브 (32) 및 다른 환류 연료 차단 밸브 (47) 를 개방한다. 이 때, 역지 밸브 (44) 및 릴리프 밸브 (45) 는 폐쇄되어 있다. 엔진 정지시에 있어서의 연료 공급 장치 (2) 의 목적 중 하나는 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 의 상류는 고압 (릴리프 밸브 (45) 에 의한 릴리프압) 으로 유지함으로써 LPG 연료를 액상 상태로 유지하는 것이다. 다른 목적은 연료 환류 배관 (8) 을 통하여 연료 탱크 (3) 로 되돌아오는 LPG 연료를 다른 환류 연료 차단 밸브 (47) 를 개방함으로써 조정하여, 딜리버리 파이프 (7) 에 있어서의 연료 압력을 연료 탱크 (3) 의 내부 압력까지 떨어뜨림으로써, 딜리버리 파이프 (7) 나 각 인젝터 (6) 로부터의 연료 누설을 방지하는 것이다. 또 하나의 목적은 딜리버리 파이프 (7) 에서 연료를 감압 기화시킴으로써, 딜리버리 파이프 (7) 의 냉각을 촉진시키는 것이다.
또, 엔진 시동시에는 스텝 (111) 으로부터 이행하여 스텝 (114) 에서, ECU (20) 는 탱크측 연료 차단 밸브 (11) 및 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 를 개방 하고, 환류 연료 차단 밸브 (32) 및 다른 환류 연료 차단 밸브 (47) 를 폐쇄한다. 이 때, 역지 밸브 (44) 는 개방되어 있고, 릴리프 밸브 (45) 는 폐쇄되어 있다. 엔진 시동시에 있어서의 연료 공급 장치 (2) 의 목적은 연료 환류 배관 (8) 을 통하여 연료 탱크 (3) 로 되돌아오는 LPG 연료를 차단함으로써, 딜리버리 파이프 (7) 에 있어서의 연료 장력을 릴리프 밸브 (31) 에 의한 릴리프압 이상으로 승압시켜 LPG 연료를 액상 상태로 유지하는 것이다.
또한, 엔진 시동 후에는 스텝 (121) 으로부터 이행하여 스텝 (126) 에서, ECU (20) 는 탱크측 연료 차단 밸브 (11), 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 및 환류 연료 차단 밸브 (32) 를 개방하고, 다른 환류 연료 차단 밸브 (47) 를 폐쇄한다. 이 때, 역지 밸브 (44) 는 개방되어 있고, 릴리프 밸브 (45) 는 폐쇄되어 있다. 엔진 시동 후에 있어서의 연료 공급 장치 (2) 의 목적은 연료 환류 배관 (8) 을 통하여 연료 탱크 (3) 로 되돌아오는 LPG 연료를 압력 조절기 (31) 에 의해 조정하고, 엔진 부하에 대한 연료 유량을 확보하는 것이다.
따라서, 이 실시 형태의 연료 공급 장치 (2) 에 의하면, LPG 엔진 (1) 의 정지시에 딜리버리 파이프 (7) 의 LPG 연료가 리턴 배관 (46) 을 통하여 연료 탱크 (3) 에 되돌려지므로, 딜리버리 파이프 (7) 에 있어서의 연료 압력이 지나치게 높아지는 경우가 발생하지 않는다. 이 때문에, 엔진 정지시에 딜리버리 파이프 (7) 나 각 인젝터 (6) 에서 고압에 의한 연료 누설을 미연에 방지할 수 있다. 또, 딜리버리 파이프 (7) 에서 LPG 연료가 감압 기화됨으로써, 딜리버리 파이프 (7) 가 냉각된다. 이 때문에, 엔진 시동시에 딜리버리 파이프 (7) 에 공급되는 LPG 연료의 액화를 촉진시킬 수 있다. 그 밖의 작용 효과는 제 4 실시 형태의 그것과 기본적으로 동일하다.
[제 6 실시 형태]
다음으로, 본 발명에 있어서의 연료 공급 장치를 구체화한 제 6 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 17 에 이 실시 형태에 있어서의 연료 공급 장치를 개략 구성도로 나타내었다. 이 실시 형태에서는, 제 5 실시 형태의 연료 공급 장치와는 달리, 환류 연료 차단 밸브 (32) 보다 상류의 연료 환류 배관 (8) 에 대해서 형성되는 릴리프 배관 (46) 의 선단이 연료 탱크 (3) 와는 별도로 형성된 캐니스터 (48) 에 접속된다. 캐니스터 (48) 의 대기 포트에는 역지 밸브 (50) 가 형성된다. 캐니스터 (48) 와 LPG 엔진 (1) 의 흡입 기관 (도시 생략) 사이에는 퍼지 배관 (49) 이 형성된다. 퍼지 배관 (49) 에는 퍼지 제어 밸브 (51) 가 형성된다. 그리고, LPG 엔진 (1) 의 정지시에, 다른 환류 연료 차단 밸브 (47) 와 퍼지 제어 밸브 (51) 를 개방함으로써, 딜리버리 파이프 (7) 에 잔류하는 연료를 연료 탱크 (3) 와는 다른 캐니스터 (48) 에 포집하도록 되어 있다. 이 실시 형태에서는, 릴리프 배관 (46), 다른 환류 연료 차단 밸브 (47), 퍼지 제어 밸브 (51) 및 캐니스터 (48) 가 본 발명의 연료 포집 수단에 해당한다.
이 실시 형태에서, ECU (20) 가 실행하는 연료 공급 제어 프로그램의 내용은 기본적으로 도 16 의 플로우 차트와 동일하다. 즉, 엔진 정지시에는, ECU (20) 는 탱크측 연료 차단 밸브 (11) 및 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 를 폐쇄하고, 환류 연료 차단 밸브 (32), 다른 환류 연료 차단 밸브 (47) 및 퍼지 제어 밸브 (51) 를 개방한다. 이 때, 역지 밸브 (44) 및 릴리프 밸브 (45) 는 폐쇄되어 있다. 엔진 정지시에 있어서의 연료 공급 장치 (2) 의 목적 중 하나는 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 의 상류는 고압 (릴리프 밸브 (45) 에 의한 릴리프압) 으로 유지함으로써 LPG 연료를 액상 상태로 유지하는 것이다. 다른 목적은 연료 환류 배관 (8) 을 통하여 연료 탱크 (3) 로 되돌아오는 LPG 연료를 다른 환류 연료 차단 밸브 (47) 및 퍼지 제어 밸브 (51) 을 개방함으로써 조정하여, 딜리버리 파이프 (7) 에 있어서의 연료 압력을 캐니스터 (48) 에 작용하는 대기압까지 떨어뜨림으로써, 딜리버리 파이프 (7) 및 각 인젝터 (6) 로부터의 연료 누설을 막는 것이다. 또 하나의 목적은 딜리버리 파이프 (7) 에서 연료를 감압 기화시킴으로써, 딜리버리 파이프 (7) 의 냉각을 촉진시키는 것이다.
또, 엔진 시동시에는, ECU (20) 는 탱크측 연료 차단 밸브 (11) 및 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 를 개방하고, 환류 연료 차단 밸브 (32) 및 다른 환류 연료 차단 밸브 (47) 를 폐쇄한다. 이 때, 역지 밸브 (44) 는 개방되어 있고, 릴리프 밸브 (45) 는 폐쇄되어 있다. 엔진 시동시에 있어서의 연료 공급 장치 (2) 의 목적은 연료 환류 배관 (8) 을 통하여 연료 탱크 (3) 로 되돌아오는 LPG 연료를 차단함으로써, 딜리버리 파이프 (7) 에 있어서의 연료 압력을 릴리프 밸브 (31) 에 의한 릴리프압 이상으로 승압시켜 LPG 연료를 액상 상태로 유지하는 것이 다.
또한, 엔진 시동 후에는, ECU (20) 는 탱크측 연료 차단 밸브 (11), 딜리버리측 연료 차단 밸브 (12) 및 환류 연료 차단 밸브 (32) 를 개방하고, 다른 환류 연료 차단 밸브 (47) 를 폐쇄한다. 이 때, 역지 밸브 (44) 는 개방되어 있고, 릴리프 밸브 (45) 는 폐쇄되어 있다. 엔진 시동 후에 있어서의 연료 공급 장치 (2) 의 목적은 연료 환류 배관 (8) 을 통하여 연료 탱크 (3) 로 되돌아오는 LPG 연료를 압력 조절기 (31) 에 의해 조정하여, 엔진 부하에 대한 연료 유량을 확보하는 것이다.
따라서, 이 실시 형태의 연료 공급 장치 (2) 에 의하면, LPG 엔진 (1) 의 정지시에 딜리버리 파이프 (7) 의 LPG 연료가 리턴 배관 (46) 를 통하여 캐니스터 (48) 에 포집되므로, 딜리버리 파이프 (7) 에 있어서의 연료 압력이 지나치게 높아지는 경우가 없다. 이 때문에, 엔진 정지시에, 딜리버리 파이프 (7) 나 각 인젝터 (6) 에서 고압에 의한 연료 누설을 미연에 방지할 수 있다. 또, 딜리버리 파이프 (7) 에서 LPG 연료가 감압 기화됨으로써, 딜리버리 파이프 (7) 가 냉각된다. 이 때문에, 엔진 시동시에 딜리버리 파이프 (7) 에 공급되는 LPG 연료의 액화를 촉진시킬 수 있다. 또, LPG 엔진 (1) 의 운전시에는 필요에 따라 퍼지 제어 밸브 (51) 를 개방하여 캐니스터 (48) 에 포집된 연료를 퍼지 배관 (49) 을 통하여 흡입 기관에 퍼지하여 LPG 엔진 (1) 에 공급할 수 있게 된다. 이 때, 캐니스터 (48) 에서는 역지 밸브 (50) 에 의해 대기의 흡입이 허용되어 연료의 누설이 저지되므로, 연료의 퍼지가 가능해진다. 이 때문에, 캐니스터 (48) 에 포 집된 연료를 낭비없이 처리할 수 있다. 그 외의 작용 효과는 제 4 실시 형태의 그것과 기본적으로 동일하다.
또한, 이 발명은 상기 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 일부를 적절하게 변경하여 실시할 수도 있다. 예를 들어, 상기 각 실시 형태에서는, 연료 저류 부위를 인젝터 (6) 및 딜리버리 파이프 (7) 의 연료 공급 부위의 상류로 하였지만, 연료 공급 부위를 포함하는 부분을 연료 저류 부위로 해도 된다.
청구범위 제 1 항에 기재된 발명에 의하면, 내연 기관의 시동시에만 통상 운전시보다 연료 압력을 조기에 높일 수 있다.
청구범위 제 2 항에 기재된 발명에 의하면, 청구범위 제 1 항에 기재된 발명의 효과에 추가하여, 내연 기관의 통상 운전시에 연료 압력을 2 단계로 가변 조정할 수 있고, 그것을 위한 구성을 간소화할 수 있다.
청구범위 제 3 항에 기재된 발명에 의하면, 청구범위 제 2 항에 기재된 발명의 효과에 추가하여, 내연 기관의 배리에이션에 따라 전자 밸브에 의한 연료 조압 기능을 용이하게 적합시킬 수 있다.
청구범위 제 4 항에 기재된 발명에 의하면, 청구범위 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 발명의 효과에 추가하여, 내연 기관의 정지시에 연료 공급 경로에서 고압에 의한 연료 누설을 방지할 수 있다.
청구범위 제 5 항에 기재된 발명에 의하면, 청구범위 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 발명의 효과에 추가하여, 내연 기관의 정지시에 연료 공급 부위에서 고압에 의한 연료 누설이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또, 연료 공급 부위를 냉각함으로써, 시동시에 연료 공급 부위에 공급되는 연료의 액화를 촉진할 수 있다.
청구범위 제 6 항에 기재된 발명에 의하면, 청구범위 제 1 항 1 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 발명의 효과에 추가하여, 내연 기관의 정지시에 연료 공급 부위에서 고압에 의한 연료 누설이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 연료 공급 부위를 냉각함으로써, 시동시에 연료 공급 부위로 공급되는 연료의 액화를 촉진할 수 있다.
청구범위 제 7 항에 기재된 발명에 의하면, 청구범위 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 발명의 효과에 추가하여, 내연 기관의 시동시에만 시동 후의 통상 운전시에 비해 연료 압력을 조기에 높일 수 있다.

Claims (7)

  1. 연료 탱크 내의 연료를 연료 펌프에 의해 연료 공급 경로를 통하여 연료 공급 부위에 공급하고, 내연 기관의 정지시에는 상기 연료 공급 경로로부터 상기 연료 공급 부위까지의 일부 또는 전부를 포함하여 이루어지는 저류 부위에 연료를 가압 상태로 유지해 두고, 상기 내연 기관의 시동시에는 상기 저류 부위의 연료를 개방하여 액체 상태의 연료를 상기 연료 공급 부위로부터 상기 내연 기관에 공급하는 연료 공급 장치에 있어서,
    상기 연료 공급 부위의 연료를 연료 탱크로 되돌리는 연료 환류 경로에 연료의 흐름을 차단하는 차단 수단을 형성한 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단 수단은 연료 조압 기능을 가지고, 상기 연료 환류 경로에 별개의 조압 수단을 형성한 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 차단 수단은 연료 흐름과 동일 방향으로 작용함으로써 밸브 개방하고, 연료 흐름과 역방향으로 작용함으로써 탄성 지지 부재에 의해 밸브 폐쇄하는 밸브체를 포함하는 전자 밸브인 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저류 부위의 연료 압력이 소정치 이상이 되었을 때에 상기 저류 부위의 연료를 상기 연료 탱크로 릴리프하는 릴리프 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내연 기관의 정지시에는 상기 연료 공급 부위에 잔류하는 연료를 상기 연료 환류 경로를 통하여 상기 연료 탱크로 되돌리는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내연 기관의 정지시에는 상기 연료 공급 부위에 잔류하는 연료를 상기 연료 탱크와는 별도로 포집하는 연료 포집 수단을 형성한 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단 수단은 상기 내연 기관의 시동시에 폐쇄 상태로 하고, 상기 내연 기관의 시동 후에 개방 상태로 하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
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