專利名稱：發(fā)動機的燃料供給裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料供給裝置，其將像LPG或DME那樣與汽油相比容易氣化的液體燃料從噴射閥噴射到進氣管內(nèi)供給于發(fā)動機，尤其涉及這樣一種發(fā)動機的燃料供給裝置不使燃料供給管路內(nèi)的LPG氣化而仍以穩(wěn)定的液體狀態(tài)進行噴射，避免燃料箱內(nèi)的過分的溫度上升。
背景技術(shù)：
用配置于進氣管的噴射閥以液體方式對液體燃料進行計量噴射并供給于發(fā)動機的系統(tǒng)是眾所周知的，但對于汽油，如圖6所示，用泵3對儲藏在燃料箱2內(nèi)的液體燃料進行加壓，用燃料供給管路4B將其送到燃料導(dǎo)向件6，再向配置于發(fā)動機21的進氣管22的噴射閥8分配，未被噴射的剩余燃料經(jīng)設(shè)有壓力調(diào)節(jié)器10的燃料返回管路9B而返回到燃料箱2，這是普通的技術(shù)方案。另一方面，對于容易氣化的液體燃料即LPG，也像例如日本實開昭61-138860號公報、實開昭62-87162號公報和特開昭63-18172號公報所記載的那樣，使用與圖6所示結(jié)構(gòu)相同的系統(tǒng)。
通過將前述眾所周知的返回式燃料供給系統(tǒng)應(yīng)用于像LPG那樣容易氣化的液體燃料的噴射，從而可避免燃料導(dǎo)向件和噴射器內(nèi)的液體燃料因發(fā)動機熱量所引起的溫度上升而發(fā)生氣泡使燃料噴射量不穩(wěn)定的問題。但是，在長時間使發(fā)動機運轉(zhuǎn)的場合，溫度高的剩余燃料大量返回到燃料箱內(nèi)，隨著燃料箱內(nèi)溫度上升，燃料箱內(nèi)壓力也就上升，因此，產(chǎn)生燃料箱破損的危險性或難以進行燃料再補充的這種問題。
針對該問題，本案申請人先前在特開平1-127700號公報中揭示了這樣一種技術(shù)方案在具有連接在燃料供給管路的燃料箱附近的壓力調(diào)節(jié)器的第1返回管路和具有連接在燃料導(dǎo)向件末端側(cè)的壓力調(diào)節(jié)器的第2返回管路，分別設(shè)有開閉閥，通過對其進行開閉控制，發(fā)動機起動時為返回式，起動后經(jīng)過規(guī)定時間后切換成非返回式，由此避免箱內(nèi)溫度上升。
但是，當(dāng)在該技術(shù)方案中也考慮實際車輛的使用狀態(tài)時，尤其在將LPG作為燃料的出租車車輛中，堵車和待機等怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)的比例較多，加上幾乎沒有行駛所產(chǎn)生的冷卻空氣向發(fā)動機室的流入，由此，燃料導(dǎo)向件和噴射器處于高溫的機會(時間)也就較多。因此，此時當(dāng)采用非返回式的燃料供給方式時，因燃料消耗量少，燃料流量也小，故燃料導(dǎo)向件和接近它的燃料供給管路內(nèi)的燃料溫度逐漸上升，容易產(chǎn)生氣泡、發(fā)動機運轉(zhuǎn)不順暢這種問題。
對此，日本特開平7-27030公報揭示了如下結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案為檢測出發(fā)動機燃料系統(tǒng)零件的溫度狀態(tài)，在檢測出高溫狀態(tài)時，將燃料泵的控制量修正為增量側(cè)，僅在修正為增量側(cè)時切換成返回式。通過作成這種控制，可確保充分的燃料流量，從而可避免接近發(fā)動機的燃料供給管路內(nèi)的燃料溫度過分上升的情況。
但是，由于該技術(shù)僅是根據(jù)發(fā)動機燃料系統(tǒng)零件的溫度對燃料排出量和燃料供給方式的切換進行控制，不是在避免供給燃料氣化的同時將返回到燃料箱的返回燃料調(diào)節(jié)成最小限度的方法，故在假定長時間來自發(fā)動機的受熱的出租車車輛等的怠速運轉(zhuǎn)時等中，長時間溫度高的返回燃料就積蓄在箱內(nèi)，產(chǎn)生內(nèi)部溫度過分上升、同時壓力也上升的問題。
特許文件1日本專利實開昭61-138860號公報；特許文件2實開昭62-87162號公報；特許文件3特開昭63-18172號公報；特許文件4特開平1-127700號公報；特許文件5特開平7-27050公報。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)動機的燃料供給裝置，其可在返回式和非返回式之間切換液化氣燃料的供給方式，能可靠地避免供給燃料的氣化、修正泵的運轉(zhuǎn)狀況并將返回燃料調(diào)節(jié)成最小限度，可避免燃料箱內(nèi)溫度的過分上升。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的發(fā)動機的燃料供給裝置是，由對應(yīng)于發(fā)動機要求流量而被輸出控制的燃料泵對燃料箱的液化氣燃料進行加壓，由燃料供給管路將其送向噴射器，在該燃料供給管路途中分支的第1燃料返回管路和將未由噴射器噴射的燃料返回的第2燃料返回管路分別具有遮斷閥，并與燃料箱連接，電子控制單元通過對該二個遮斷閥進行開閉控制，在返回式和非返回式之間對燃料供給方式進行切換控制，在燃料供給管路的接近于噴射器的位置配設(shè)燃料壓力傳感器和燃料溫度傳感器，對這些輸出信號進行檢測的電子控制單元進行如下控制在判斷為噴射燃料處于有可能氣化的狀態(tài)時和發(fā)動機起動時作成返回式，在通常運轉(zhuǎn)時作成非返回式。
在作成這種結(jié)構(gòu)的場合，流過發(fā)動機(室)被加熱的燃料基本上沒有(非返回式)再返回到燃料箱的量，且由配設(shè)于接近于噴射器和燃料導(dǎo)向件的位置的燃料溫度傳感器與燃料壓力傳感器來監(jiān)視供給燃料的狀態(tài)，當(dāng)進入燃料有可能氣化的警戒狀態(tài)時，通過將燃料供給方式從非返回式切換到返回式，則即使在長時間運轉(zhuǎn)的使用條件下，也可避免燃料氣化的麻煩，并可避免燃料箱內(nèi)溫度的過分上升。
另外，在上述的發(fā)動機的燃料供給裝置中，配置有對燃料箱的燃料溫度進行檢測用的燃料溫度檢測裝置，電子控制單元利用該燃料溫度檢測裝置對儲藏于燃料箱內(nèi)的燃料溫度進行監(jiān)視，若以檢測出的燃料溫度為基礎(chǔ)對燃料供給方式從返回式轉(zhuǎn)換到非返回式的切換標(biāo)準(zhǔn)值進行變更，則即使燃料箱內(nèi)溫度有變化，也能容易地更可靠地避免噴射燃料的氣化。
此外，在該發(fā)動機的燃料供給裝置中，電子控制單元將表示所使用的液化氣燃料中成為氣相與液相的邊界值的溫度和壓力關(guān)系的蒸氣壓曲線數(shù)據(jù)儲存在儲存裝置中，在檢測出的燃料溫度接近該邊界值并進入規(guī)定的警戒溫度區(qū)域的場合，若對燃料泵進行控制為通常運轉(zhuǎn)用的輸出，直到返回到該警戒溫度區(qū)域外，則能更可靠地避免燃料供給管路內(nèi)的液體燃料的氣化。并且，若將該燃料溫度檢測裝置作成如下的結(jié)構(gòu)，即通過電子控制單元以一定時間間隔在反饋控制和開環(huán)控制之間對泵的運轉(zhuǎn)進行切換，從燃料壓力傳感器所檢測出的燃料壓力值對燃料箱內(nèi)的燃料壓力進行逆運算，根據(jù)前述的蒸氣壓曲線數(shù)據(jù)來推定燃料箱內(nèi)的燃料溫度，對燃料溫度進行檢測，那么，就不需要燃料箱用的燃料溫度傳感器，可將成本抑制得較低廉。
還有，在該發(fā)動機的燃料供給裝置中，燃料箱內(nèi)溫度在長時間運轉(zhuǎn)中逐漸變化，箱內(nèi)壓力也逐漸變化，因此，若電子控制單元用逆運算后的燃料箱內(nèi)燃料壓力而適當(dāng)變更下一次的反饋控制的燃料壓力目標(biāo)值并加以執(zhí)行，則可將成本抑制得較低廉，并可進行更精密的反饋控制。
此外，在上述的發(fā)動機的燃料供給裝置中，電子控制單元利用燃料溫度傳感器和燃料壓力傳感器始終對燃料溫度和燃料壓力進行監(jiān)視，并將燃料泵的輸出反饋控制成燃料在燃料供給管路內(nèi)未氣化范圍的規(guī)定壓力。由此，可柔性地應(yīng)對僅靠燃料供給管路的切換所不能應(yīng)對的燃料溫度和壓力的變化。特別是在向返回式切換時，可防止第2燃料返回管路打開所產(chǎn)生的燃料急劇的壓力下降，有效地避免氣化。并且，利用這種反饋控制，也容易將向燃料箱返回的返回燃料的量調(diào)節(jié)成最小限度。
并且，若通過使供給于燃料泵的供給電力變化將電子控制單元進行的燃料泵的輸出控制作成規(guī)定的輸出，則燃料泵的輸出控制就容易，且是可靠的。
采用本發(fā)明，對于可將燃料供給方式在返回式與非返回式之間進行切換的燃料供給裝置，可應(yīng)對各種場合而可靠地避免供給燃料的氣化，修正泵的運轉(zhuǎn)狀況并將返回燃料調(diào)節(jié)成最小限度，可有效地避免燃料箱內(nèi)溫度的過分上升。


圖1是表示本發(fā)明實施例的配置圖。
圖2是用來說明圖1的燃料供給裝置動作的波形圖。
圖3是燃料溫度較低時的波形圖。
圖4是用來說明圖1的燃料泵的控制方法的表示燃料泵輸出變動所產(chǎn)生的燃料壓力的變動和燃料流量變動關(guān)系的曲線圖。
圖5是表示在圖1的燃料供給裝置所使用的LPG中成為氣相和液相邊界的壓力和溫度關(guān)系的蒸氣壓線的曲線圖。
圖6是汽油噴射系統(tǒng)的配置圖。
具體實施例方式
對于本發(fā)明的實施例，下面用附圖來詳細(xì)說明。
圖1表示配設(shè)有本實施例的燃料供給裝置的發(fā)動機的燃料供給系統(tǒng)的配置圖，在燃料箱2的出口側(cè)配設(shè)有燃料泵3，燃料供給管路4A在未圖示的發(fā)動機的進氣管22中配設(shè)在節(jié)流閥7的下游，并與配置多個噴射器8的燃料導(dǎo)向件6連接。
另外，在燃料供給管路4A的燃料箱2附近部分(例如車輛后部后貨箱內(nèi)等)，在此處分支而與燃料箱2連接的第1燃料返回管路9a具有單向閥14和遮斷閥12。此外，從燃料導(dǎo)向件6末端側(cè)延伸出、在第1燃料返回管路9a的遮斷閥12下游側(cè)合流的第2燃料返回管路9b具有單向閥15和遮斷閥13，這些形成燃料返回管路9A。
并且，在燃料供給管路4A的噴射器8附近(燃料導(dǎo)向件6入口附近)配設(shè)有對燃料溫度進行檢測的溫度傳感器51和對燃料壓力進行檢測的壓力傳感器52，分別將數(shù)據(jù)信號輸出到電子控制單元50。電子控制單元50根據(jù)發(fā)動機的負(fù)荷狀態(tài)，利用PWM(脈沖寬度調(diào)節(jié))控制等變更燃料泵3的輸出，調(diào)節(jié)排出量。
此外，電子控制單元50對配置于第1燃料返回管路9a和第2燃料返回管路9b的電磁式遮斷閥12、13進行控制，在返回式和非返回式之間對燃料供給方式進行切換控制，發(fā)動機起動時控制成返回式，通常運轉(zhuǎn)時控制成非返回式，這種功能與上述的眾所周知的燃料供給裝置相同。
此外，本發(fā)明的特點在于利用配設(shè)在噴射器5和燃料導(dǎo)向件6附近的溫度傳感器51和壓力傳感器52對噴射燃料的狀態(tài)進行檢測，當(dāng)噴射的燃料可能產(chǎn)生氣化時，作成切換為返回式的控制，并從儲存于電子控制單元50的儲存裝置的數(shù)據(jù)來推定燃料箱2內(nèi)燃料的狀態(tài)，根據(jù)所推定的箱內(nèi)燃料溫度，遮斷閥12、13的切換值(溫度)被設(shè)定成可變，再以一定時間，在反饋控制與開環(huán)控制之間對燃料泵2的運轉(zhuǎn)進行切換，就能進行下一次的閉環(huán)控制中目標(biāo)壓力值的設(shè)定變更。
首先，用圖1的燃料供給系統(tǒng)的配置圖來說明本實施例的基本的作用，儲存在燃料箱2內(nèi)的液體燃料(例如液體LPG)利用燃料泵3從燃料箱2被送入燃料供給管路4A，通過遮斷閥11進入燃料導(dǎo)向件6，從向發(fā)動機進氣管22內(nèi)開口的噴射閥8以液體狀態(tài)噴射。
并且，在通常運轉(zhuǎn)的開環(huán)控制時，噴射壓力利用設(shè)于燃料返回管路9a、也起到壓力調(diào)節(jié)裝置作用的單向閥14而被調(diào)節(jié)成規(guī)定的一定壓力，剩余燃料經(jīng)燃料返回管路9b被返回到燃料箱2，在反饋控制(轉(zhuǎn)換)時，燃料泵3由電子控制單元50進行輸出控制，以成為相對于壓力傳感器52的檢測壓力被設(shè)定成稍低的反饋目標(biāo)壓力，返回到燃料箱2內(nèi)的燃料返回量成為零。
下面，對于不同于通常運轉(zhuǎn)的特殊運轉(zhuǎn)狀態(tài)時和與其對應(yīng)的本實施例中特點部分的作用，參照各傳感器的輸出信號、遮斷閥12、13和燃料泵3的驅(qū)動信號的波形圖所示的圖2來說明。
首先說明發(fā)動機起動時(A的時刻)，燃料泵3由開環(huán)控制運轉(zhuǎn)規(guī)定時間，在遮斷閥12關(guān)閉、遮斷閥13打開的狀態(tài)(返回式)下，剩余燃料經(jīng)燃料供給管路4A～燃料導(dǎo)向件6～第2燃料返回管路9b的路徑而返回到燃料箱2。并且，在經(jīng)過規(guī)定時間后，燃料泵3由反饋(閉環(huán))控制進行運轉(zhuǎn)，進入遮斷閥12為打開、遮斷閥13為關(guān)閉的狀態(tài)(非返回式)，剩余燃料為零。
另一方面，在特殊運轉(zhuǎn)狀態(tài)，例如急劇的過渡運轉(zhuǎn)時，燃料泵3從反饋控制成為開環(huán)控制，剩余燃料以遮斷閥12為打開、遮斷閥13為關(guān)閉的狀態(tài)(返回式)而從第1燃料返回管路9a返回到燃料箱2。另外，根據(jù)不同的燃料溫度傳感器51的檢測溫度，如圖3所示，在開環(huán)控制中也具有計算表，燃料泵3的輸出值與該溫度對應(yīng)地被控制成不相同。
另外，燃料導(dǎo)向件6內(nèi)和噴射器8內(nèi)的燃料溫度在成為高溫時(B的時刻)，燃料泵3從反饋控制成為開環(huán)控制。成為遮斷閥12為關(guān)閉、遮斷閥13為打開的狀態(tài)(返回式)，維持該狀態(tài)，直到附近的溫度傳感器51下降到規(guī)定的設(shè)定溫度為止，剩余燃料從第2燃料返回管路9b返回到燃料箱2。然后，燃料泵3進入反饋控制，成為遮斷閥12為打開、遮斷閥13為關(guān)閉的狀態(tài)(返回式)，剩余燃料為零。
在本實施例中，每一定時間(周期的)從通常運轉(zhuǎn)僅將燃料泵3的運轉(zhuǎn)輸出自反饋控制狀態(tài)變更增量為開環(huán)控制狀態(tài)，監(jiān)視燃料壓力傳感器52的檢測值，由電子控制單元50推定燃料箱2內(nèi)的燃料壓力，運算下一次的反饋控制的目標(biāo)壓力，據(jù)此，逐漸使燃料泵3的輸出下降，以新的更新反饋控制壓力目標(biāo)值進行運轉(zhuǎn)，容易實現(xiàn)更可靠的控制。
然而，如圖4的表示燃料泵的壓力和燃料流量關(guān)系的特性曲線所示，在某種運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，燃料流量由與壓力調(diào)節(jié)裝置(調(diào)壓器)進行的設(shè)定壓力的交叉點所決定，但通過逐漸使泵輸出下降，流量也減少，若使其更低，最后與設(shè)定壓力的交點消失，通過調(diào)壓器的燃料流量為零。因此，在此瞬間，燃料導(dǎo)向件和噴射器內(nèi)的燃料壓力明顯下降。
因此，在燃料泵3輸出下降開始后，配設(shè)在燃料導(dǎo)向件6附近的壓力傳感器52讀出燃料壓力明顯下降的瞬間，電子控制單元50使泵輸出上升至到此時的運轉(zhuǎn)輸出值D1與輸出下降開始時的運轉(zhuǎn)輸出值D0的平均值D2為止。并且，再次從D2逐漸使輸出下降，與前述相同，壓力明顯下降，使輸出上升至該運轉(zhuǎn)輸出值D3與D2的平均值為止，反復(fù)該動作。
通過實行這種控制，即使是特殊的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，也能維持設(shè)定壓力值且可將通過調(diào)壓器的燃料的量調(diào)節(jié)成接近于零，能可靠地避免燃料壓力急劇下降而在燃料供給管路中產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象，并可將返回到燃料箱2的返回燃料的量作成最小限度。
圖5表示涉及本實施例的燃料供給裝置所使用的LPG燃料、表示成為氣相和液相的邊界值的壓力和溫度關(guān)系的蒸氣壓線曲線，而電子控制單元50預(yù)先將該數(shù)據(jù)儲存于儲存裝置中，如圖所示，在閉環(huán)控制時，在燃料導(dǎo)向件6附近的燃料溫度上升的場合，成為與該邊界值對應(yīng)的警戒區(qū)域(Tm)內(nèi)的溫度T1時解除閉環(huán)控制，作成開環(huán)控制，使其上升到通常運轉(zhuǎn)的輸出值D4，并維持該輸出值，直到溫度下降到警戒區(qū)域(Tm)外的溫度T2為止。
通過作成這種控制，維持特殊的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而在成為燃料變化成氣相的溫度前增加燃料排出量，能可靠且迅速地使燃料溫度下降。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機的燃料供給裝置，用對應(yīng)于發(fā)動機要求流量而被輸出控制的燃料泵對燃料箱的液化氣燃料進行加壓，用燃料供給管路將其送向噴射器，在所述燃料供給管路途中分支的第1燃料返回管路和將未用所述噴射器噴射的燃料返回的第2燃料返回管路分別具有遮斷閥，并與所述燃料箱連接，電子控制單元通過對所述二個遮斷閥進行開閉控制，在返回式和非返回式之間對燃料供給方式進行切換控制，其特征在于，在所述燃料供給管路的接近所述噴射器的位置上配設(shè)燃料壓力傳感器和燃料溫度傳感器，對該兩個傳感器的輸出信號進行檢測的所述電子控制單元進行如下控制在判斷為噴射燃料處于有可能氣化的狀態(tài)時和發(fā)動機起動時作為返回式，在通常運轉(zhuǎn)時作為非返回式。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機的燃料供給裝置，其特征在于，配置有對所述燃料箱的燃料溫度進行檢測用的燃料溫度檢測裝置，所述電子控制單元利用該燃料溫度檢測裝置對所述燃料箱內(nèi)的燃料溫度進行監(jiān)視，以檢測出的燃料溫度為基礎(chǔ)對燃料供給方式從返回式轉(zhuǎn)換到非返回式的切換標(biāo)準(zhǔn)值進行變更。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的燃料供給裝置，其特征在于，所述電子控制單元將表示所使用的液化氣燃料中成為氣相與液相間的邊界值的溫度和壓力關(guān)系的蒸氣壓曲線數(shù)據(jù)儲存在儲存裝置中，在檢測出的燃料溫度接近所述邊界值并進入規(guī)定的警戒溫度區(qū)域的場合，作為通常運轉(zhuǎn)用的輸出對所述燃料泵進行控制，直到返回到該警戒溫度區(qū)域外。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動機的燃料供給裝置，其特征在于，所述燃料溫度檢測裝置為如下的結(jié)構(gòu)所述電子控制單元以固定時間間隔在反饋控制和開環(huán)控制之間對所述燃料泵的運轉(zhuǎn)進行切換，從用所述燃料壓力傳感器檢測出的燃料壓力值對所述燃料箱內(nèi)的燃料壓力進行逆運算，根據(jù)所述蒸氣壓曲線數(shù)據(jù)來推定所述燃料箱內(nèi)的燃料溫度，從而檢測燃料溫度。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動機的燃料供給裝置，其特征在于，所述電子控制單元利用所述逆運算后的燃料箱內(nèi)燃料壓力，對下一次的反饋控制的燃料壓力目標(biāo)值適當(dāng)變更地實行控制。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的發(fā)動機的燃料供給裝置，其特征在于，所述電子控制單元利用所述燃料溫度傳感器和所述燃料壓力傳感器始終對燃料溫度和燃料壓力進行監(jiān)視，并將所述燃料泵的輸出反饋控制成規(guī)定壓力，在該規(guī)定壓力的范圍內(nèi)，燃料在所述燃料供給管路內(nèi)不氣化。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的發(fā)動機的燃料供給裝置，其特征在于，由所述電子控制單元對燃料泵進行的輸出控制，是通過使供給所述燃料泵的供給電力變化而成為規(guī)定的輸出。
全文摘要
本發(fā)明的發(fā)動機的燃料供給裝置，在燃料供給管路途中分支的第1燃料返回管路(9a)與將未由噴射器(8)噴射的燃料返回的第2燃料返回管路(9b)分別具有遮斷閥(14、15)，并與燃料箱(2)連接，在燃料供給管路的接近于噴射器(8)和燃料導(dǎo)向件(6)的位置配設(shè)有燃料壓力傳感器(52)和燃料溫度傳感器(51)，對它們的輸出信號進行檢測的電子控制單元(50)進行如下控制在判斷為噴射燃料成為有可能氣化的狀態(tài)時和發(fā)動機起動時作成返回式，在通常運轉(zhuǎn)時作成非返回式。在返回式與非返回式之間對液化氣燃料的供給方式進行切換，可靠地避免供給燃料的氣化，將返回燃料調(diào)節(jié)成最小限度，避免燃料箱內(nèi)溫度的過分上升。
文檔編號F02M37/20GK1847641SQ200610004628
公開日2006年10月18日 申請日期2006年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月12日
發(fā)明者山口真也, 津坂智, 田沼正義, 布川剛史, 稻生州俊 申請人:株式會社日氣