專利名稱：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。
背景技術(shù)：
使液體燃料在燃燒室燃燒的裝置，已知將液體燃料向燃燒室供給的裝置、和將液體燃料預(yù)先氣化并將氣體燃料向燃燒室供給的裝置。作為向內(nèi)燃機(jī)的燃燒室供給燃料的裝置，已知將液體燃料向內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣通路和/或燃燒室噴射的裝置、或?qū)⒁后w燃料在蒸發(fā)器中氣化后向內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣通路和/或燃燒室噴射的裝置。作為使液體燃料在蒸發(fā)器中氣化而向燃燒室供給的裝置，例如已知使用液化石油氣(LPG Liquefied petroleum gas)等的氣體燃料的裝置。特開平9-4528號(hào)公報(bào)中公開了 在暖機(jī)運(yùn)行中，使液體燃料蒸發(fā)、氣化后，將氣化了的燃料向內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣通路供給的內(nèi)燃機(jī)。在該公報(bào)中公開了 在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)后的暖機(jī)運(yùn)行中，在比較低的溫度下實(shí)施燃料的蒸發(fā)。并公開了 在暖機(jī)運(yùn)行中，在燃料蒸發(fā)器中生成的燃料蒸氣，只含有揮發(fā)性高的燃料成分，使排放氣體中所含的碳?xì)浠衔锱欧帕匡@著降低。該公報(bào)公開了 向燃料蒸發(fā)器的燃料供給，利用燃料調(diào)量裝置，相應(yīng)于暖機(jī)運(yùn)行時(shí)的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行來控制。另外公開了 燃料蒸發(fā)器的加熱輸出與燃料供給量關(guān)聯(lián)，有利地相對(duì)于燃料供給量成比例地控制。另外公開了 在暖機(jī)運(yùn)行完成后，向燃燒室的燃料供給，是液體燃料從燃料噴射閥噴射到進(jìn)氣管的內(nèi)部?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I特開平9-4528號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
在將液體燃料氣化并向燃燒室供給的情況下，蒸發(fā)器配置有將液體燃料加熱的加熱部。加熱部對(duì)液體燃料傳遞熱，該情況下，優(yōu)選可效率好地向液體燃料傳遞熱。上述的特開平9-4528號(hào)公報(bào)，雖公開了內(nèi)燃機(jī)的蒸發(fā)器被與燃料供給量成比例地控制加熱輸出，但連在蒸發(fā)器中對(duì)液體燃料傳遞熱的效率也沒有考慮。因此，根據(jù)情況而有以低的效率加熱燃料之虞。另外，存在相對(duì)于所要求的氣體燃料量，實(shí)際所供給的燃料量的響應(yīng)性差的情況?；蛘?，存在加熱器產(chǎn)生了過度的熱量的情況，存在用于將液體燃料加熱的電力消耗量和燃料消耗量變多的情況。本發(fā)明的目的是提供一種具備能夠?qū)⒁后w燃料效率好地氣化的蒸發(fā)器的燃料供
給裝置。本發(fā)明的燃料供給裝置，是使液體燃料蒸發(fā)從而供給氣體燃料的燃料供給裝置，具備蒸發(fā)器，其包含將液體燃料加熱使其氣化的加熱器；向蒸發(fā)器供給液體燃料的液體燃料供給裝置；和調(diào)整加熱器溫度的溫度調(diào)整裝置。加熱器具有向液體燃料供給熱的傳熱面。檢測加熱器的傳熱面的溫度，基于加熱器的傳熱面的溫度與蒸發(fā)器中的燃料的沸點(diǎn)之差，溫度調(diào)整裝置使加熱器的溫度變化，來調(diào)整傳熱面上的熱流通量。在上述發(fā)明中，優(yōu)選加熱器的傳熱面具有燃料從泡核沸騰狀態(tài)向過渡沸騰狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)的熱流通量變?yōu)闃O大值的溫度，溫度調(diào)整裝置調(diào)整加熱器的溫度，使得傳熱面的溫度接近于所述熱流通量變?yōu)闃O大值的溫度。在上述發(fā)明中，優(yōu)選預(yù)定了加熱器的傳熱面的溫度與燃料的沸點(diǎn)之差的目標(biāo)范圍，溫度調(diào)整裝置調(diào)整加熱器的溫度，使得傳熱面的溫度與燃料的沸點(diǎn)之差達(dá)到所預(yù)定的目標(biāo)范圍內(nèi)。在上述發(fā)明中，優(yōu)選液體燃料供給裝置具備貯存液體燃料的燃料罐，檢測燃料罐的氣體壓力和燃料溫度，基于燃料罐的氣體壓力和燃料溫度，推定燃料的組成。在上述發(fā)明中，優(yōu)選檢測蒸發(fā)器中的氣體壓力，基于檢測出的氣體壓力，推定蒸發(fā)器中的燃料的沸點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供具備可將液體燃料效率好地氣化的蒸發(fā)器的燃料供給裝置。


圖1是實(shí)施方式中的燃料供給裝置的概略圖。圖2是說明將液體加熱了時(shí)的過熱度與熱流通量的關(guān)系的曲線圖。圖3是實(shí)施方式中的第I控制的流程圖。圖4是說明燃料溫度與飽和蒸氣壓的關(guān)系的蒸氣壓曲線圖。圖5是說明實(shí)施方式中的加熱器的傳熱面中的過熱度與熱流通量的關(guān)系的曲線圖。圖6是在加熱器中在極大熱流通量點(diǎn)的溫度下加熱了時(shí)所要求的傳熱面積、和在比較例的溫度下加熱了時(shí)所要求的傳熱面積的曲線圖。圖7是實(shí)施方式中的第2控制的流程圖。圖8是說明含有丙烷和丁烷的燃料的溫度與飽和蒸氣壓的關(guān)系的曲線圖。圖9是使燃料罐的溫度和燃料罐的壓力成為函數(shù)的燃料中所含的丙烷的濃度的圖。圖10是使燃料罐的溫度和燃料罐的壓力成為函數(shù)的燃料中所含的丁烷的濃度的圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1至圖10，對(duì)實(shí)施方式中的燃料供給裝置進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，取安裝于內(nèi)燃機(jī)的燃料供給裝置為例進(jìn)行說明。圖1表示本實(shí)施方式中的燃料供給裝置的概略圖。本實(shí)施方式中的燃料供給裝置，使液體燃料蒸發(fā)從而生成氣體燃料。在本實(shí)施方式中，作為燃料，使用了液化石油氣。本實(shí)施方式中的燃料供給裝置，具備將液體燃料加熱使其蒸發(fā)的蒸發(fā)器I。蒸發(fā)器I包含容器10。蒸發(fā)器I包含將液體燃料加熱的加熱器2。加熱器2配置于容器10的內(nèi)部。加熱器2具有與液體燃料接觸，并向液體燃料傳遞熱的傳熱面2a。加熱器2可以采用任意形狀的傳熱面。例如，加熱器2的傳熱面2a可以由多個(gè)散熱片(fins)構(gòu)成。本實(shí)施方式中的蒸發(fā)器I包含電加熱器3。通過對(duì)電加熱器3通電而向加熱器2供給熱。電加熱器3與電源4連接著。本實(shí)施方式中的燃料供給裝置，包含調(diào)整加熱器2的溫度的溫度調(diào)整裝置。本實(shí)施方式中的溫度調(diào)整裝置包含電加熱器3和電源4。通過調(diào)整電加熱器3的通電量，可調(diào)整加熱器2的溫度。例如，如果向液體燃料供給的熱量為一定，則通過增加向電加熱器3供給的電力，能夠使加熱器2的溫度上升。作為溫度調(diào)整裝置，不限于該形態(tài)，只要以能夠調(diào)整加熱器溫度的方式形成就可以。本實(shí)施方式中的蒸發(fā)器I，包含作為檢測加熱器2的傳熱面2a的溫度的溫度檢測器的溫度傳感器18。本實(shí)施方式中的溫度傳感器18，配置于傳熱面2a的表面。作為檢測傳熱面2a的溫度的溫度檢測器，不限于該形態(tài)，只要以能夠直接或間接地檢測傳熱面2a的溫度的方式形成就可以。本實(shí)施方式中的燃料供給裝置，具備向蒸發(fā)器I供給液體燃料的液體燃料供給裝置。本實(shí)施方式中的液體燃料供給裝置包含燃料罐6和燃料泵7。燃料罐6以內(nèi)部能夠貯存液體燃料的方式形成。在本實(shí)施方式中，燃料罐6的內(nèi)部被加壓了。在燃料罐6的內(nèi)部貯存有液化了的液化石油氣。本實(shí)施方式中的燃料泵7配置于燃料罐6的內(nèi)部。燃料泵7與液體燃料供給管31連接著。液體燃料供給管31與向蒸發(fā)器I的內(nèi)部供給液體燃料的液體燃料供給閥5連接。在液體燃料供給管31的途中配置有流量調(diào)整閥11。通過調(diào)整流量調(diào)整閥11的開度，可調(diào)整液體燃料的供給量。本實(shí)施方式中的液體燃料供給閥5，以向容器10的內(nèi)部噴射液體燃料的方式形成。并且，液體燃料供給閥5，以朝向加熱器2的傳熱面2a噴射液體燃料的方式形成。作為液體燃料供給裝置，不限于上述的形態(tài)，可以采用向蒸發(fā)器供給液體燃料的任意的形態(tài)。蒸發(fā)器I的容器10上連接有返回管33。返回管33與燃料罐6連接。在返回管33的途中配置有安全閥12和冷凝器13。安全閥12包含止回閥，并以在規(guī)定的壓力下打開的方式形成。安全閥12被形成為在其打開時(shí)，從蒸發(fā)器I向燃料罐6流動(dòng)氣體。冷凝器13以對(duì)在返回管33中流動(dòng)的氣體進(jìn)行冷卻的方式形成。本實(shí)施方式中的燃料供給裝置，向內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管9的內(nèi)部噴射氣體燃料。蒸發(fā)器I經(jīng)由氣體燃料供給管32與氣體燃料噴射閥8連接。氣體燃料噴射閥8以向內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管9的內(nèi)部噴射被氣化了的燃料的方式形成。在燃料罐6上，作為檢測燃料罐6的內(nèi)部的燃料溫度的溫度檢測器，配置有溫度傳感器15。在本實(shí)施方式中，檢測了燃料的蒸氣的溫度來作為燃料的溫度，但是不限于該形態(tài)，也可以檢測液體燃料的溫度來作為燃料的溫度。另外，在燃料罐6上，配置有作為檢測燃料罐6的內(nèi)部的氣體壓力的壓力檢測器的壓力傳感器14。壓力傳感器14檢測燃料的蒸氣的壓力。在氣體燃料供給管32上，安裝有作為檢測向氣體燃料噴射閥8供給的氣體燃料的溫度的溫度檢測器的溫度傳感器17。另外，在氣體燃料供給管32上，安裝有作為檢測向氣體燃料噴射閥8供給的氣體燃料的壓力的壓力檢測器的壓力傳感器16。氣體燃料供給管32與蒸發(fā)器I連通。因此，壓力傳感器16以及溫度傳感器17作為檢測蒸發(fā)器I的內(nèi)部的氣體壓力的壓力檢測器以及檢測蒸發(fā)器I的內(nèi)部的氣體溫度的溫度檢測器發(fā)揮功能。
本實(shí)施方式中的燃料供給裝置，具備作為控制裝置的電子控制單元21。本實(shí)施方式中的電子控制單元21包含數(shù)字計(jì)算機(jī)。電子控制單元21包含例如，作為可讀取的存儲(chǔ)裝置的ROM (只讀存儲(chǔ)器)、作為可讀寫的存儲(chǔ)裝置的RAM (隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)和CPU (微處理器)?？刂浦兴倪\(yùn)算和判定等由CPU進(jìn)行。進(jìn)行控制時(shí)的判定值等的所預(yù)定了的信息可存儲(chǔ)于ROM。另外，運(yùn)算結(jié)果等的暫時(shí)的信息可存儲(chǔ)于RAM。電子控制單元21接收各個(gè)檢測器的信號(hào)。壓力傳感器14、16的輸出信號(hào)、溫度傳感器15、17、18的輸出信號(hào)被輸入到電子控制單元21。另外，燃料供給裝置中所包含的設(shè)備被電子控制單元21控制。電子控制單元21與液體燃料供給閥5、氣體燃料噴射閥8、燃料泵7和電源4等連接，并控制這些設(shè)備。在將本實(shí)施方式中的燃料供給裝置起動(dòng)了的情況下，利用電源4對(duì)電加熱器3通電。通過電加熱器3的溫度上升，加熱器2的溫度上升。特別是加熱器2的傳熱面2a的溫度上升。另一方面，通過驅(qū)動(dòng)燃料泵7，如箭頭101所示，液體燃料被供給到液體燃料供給閥5。通過調(diào)整流量調(diào)整閥11的開度，可調(diào)整向液體燃料供給閥5的供給量。液體燃料供給閥5向蒸發(fā)器I的容器10的內(nèi)部供給燃料。本實(shí)施方式中的液體燃料供給閥5，向加熱器2噴射液體燃料。在加熱器2的傳熱面2a上，液體燃料被氣化。變?yōu)闅怏w了的燃料，通過氣體燃料供給管32，如箭頭102所示，被供給到氣體燃料噴射閥8。氣體燃料噴射閥8通過噴射燃料，能夠向進(jìn)氣管9的內(nèi)部供給氣體燃料。被供給到進(jìn)氣管9的內(nèi)部的燃料，如箭頭103所示，被導(dǎo)入到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室。氣體燃料噴射閥8的開閉的控制，可根據(jù)所要求的燃料的量進(jìn)行。例如，在內(nèi)燃機(jī)中，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷等算出所要求的燃料的量。利用溫度傳感器17和壓力傳感器16檢測氣體燃料供給管32中的燃料溫度和燃料壓力?；跈z測出的燃料溫度和燃料壓力，選定氣體燃料噴射閥8的噴射時(shí)間。可基于選定了的噴射時(shí)間，從氣體燃料噴射閥8噴射燃料。液體燃料供給閥5的開閉的控制，可根據(jù)所要求的燃料的量進(jìn)行。例如，可進(jìn)行控制使得從液體燃料供給閥5噴射的液體燃料的量變得與從氣體燃料噴射閥8噴射的燃料的量相等。通過調(diào)整流量調(diào)整閥11的開度、液體燃料供給閥5的噴射時(shí)間等，可調(diào)整從液體燃料供給閥5供給的液體燃料的量。另外，在內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷急劇上升了的情況等，有時(shí)從氣體燃料噴射閥8噴射大量的燃料，氣體燃料不足。在液體燃料供給閥5的控制中，例如，利用安裝于氣體燃料供給管32上的壓力傳感器16，檢測向氣體燃料噴射閥8供給的氣體燃料的壓力。在氣體燃料的壓力變得低于所預(yù)定的規(guī)定的判定值的情況下，可進(jìn)行使從液體燃料供給閥5供給的液體燃料的量增加的控制?？墒?，由于控制的滯后等，有時(shí)液體燃料被過量地供給到蒸發(fā)器I的內(nèi)部。在蒸發(fā)器I中的氣化量變得過量的情況下，容器10的內(nèi)部壓力過量地上升。在本實(shí)施方式中，在容器10的內(nèi)部壓力超過了所預(yù)定的容許值的情況下，安全閥12打開，能夠使壓力釋減。通過安全閥12打開，如箭頭104所示，能夠使蒸發(fā)器I的內(nèi)部的燃料返回到燃料罐6。此時(shí)，燃料被配置于返回管33的途中的冷凝器13冷凝，由此以液體的狀態(tài)返回到燃料罐6中。圖2表示說明使加熱器的傳熱面的溫度變化了時(shí)的熱流通量的曲線圖。圖2是由過熱度和熱流通量表示液體的沸騰現(xiàn)象的沸騰曲線。橫軸是過熱度AT的對(duì)數(shù)的值，縱軸是熱流通量q的對(duì)數(shù)的值。在此，過熱度△ T是加熱器的傳熱面的溫度Thex與液體的飽和溫度Tsat之差。過熱度Λ T可用以下的式子表示。AT = Thex-Tsat... (I)橫軸的過熱度的對(duì)數(shù)的值越大，則傳熱面的溫度越高。在曲線圖中，在點(diǎn)Α，通過自然對(duì)流來熱傳遞。點(diǎn)B是液體達(dá)到飽和溫度、沸騰開始的飽和開始點(diǎn)。點(diǎn)C是泡核沸騰臨界點(diǎn)，在從點(diǎn)B到點(diǎn)C的區(qū)域，隨著過熱度變大，熱流通量急劇地上升。而且，當(dāng)過熱度變大時(shí)，呈現(xiàn)出熱流通量變?yōu)闃O大值的點(diǎn)D。點(diǎn)D是極大熱流通量點(diǎn)。從點(diǎn)B到點(diǎn)D是產(chǎn)生了泡核沸騰的狀態(tài)，在傳熱面上產(chǎn)生了蒸氣泡。當(dāng)相比于點(diǎn)D使過熱度變大時(shí)，隨著過熱度變大，熱流通量變小。呈現(xiàn)出熱流通量變?yōu)闃O小的點(diǎn)E15AE是極小熱流通量點(diǎn)。當(dāng)相比于點(diǎn)E使過熱度變大時(shí)，隨著過熱度的上升，熱流通量變大。在相比于點(diǎn)E過熱度大的區(qū)域，產(chǎn)生膜狀沸騰。例如，在點(diǎn)F產(chǎn)生了膜 狀沸騰。當(dāng)為膜狀沸騰時(shí)，在傳熱面的整體上形成有蒸氣的膜。從點(diǎn)D到點(diǎn)E的區(qū)域是過渡沸騰的狀態(tài)。過渡沸騰的區(qū)域是從泡核沸騰向膜狀沸騰轉(zhuǎn)移的區(qū)域，在傳熱面上部分性地形成了蒸氣的膜。這樣，熱流通量依賴于傳熱面的溫度而變化。本實(shí)施方式中的燃料供給裝置，進(jìn)行加熱器的溫度的控制，使得接近于所預(yù)定的過熱度。例如，燃料的種類和蒸發(fā)器的內(nèi)部壓力一確定，則蒸發(fā)器的內(nèi)部的飽和溫度Tsat就確定。通過檢測加熱器的傳熱面的溫度Thex,能夠算出過熱度ΛΤ。通過算出過熱度，可以推定傳熱面中的熱流通量。另外，通過算出過熱度，可以推定圖2所示的沸騰曲線上的位置。因此，能夠控制加熱器的溫度，使得熱流通量變大。圖3表示本實(shí)施方式中的第I控制的流程圖。在第I控制中，預(yù)定熱流通量變大的過熱度的目標(biāo)值，并控制加熱器的溫度，使得接近于過熱度的目標(biāo)值。另外，在第I控制中，液體燃料的種類、組成已被預(yù)定。圖3所示的控制，例如可以每隔預(yù)定的時(shí)間間隔反復(fù)進(jìn)行。在步驟201中，檢測蒸發(fā)器的內(nèi)部的氣體壓力。參照?qǐng)D1，蒸發(fā)器I的氣體壓力，例如可利用配置于氣體燃料供給管32上的壓力傳感器16檢測。接著，在步驟202中，推定與檢測出的蒸發(fā)器I的氣體壓力對(duì)應(yīng)的燃料的沸點(diǎn)Tb。即，推定蒸發(fā)器I的現(xiàn)在的狀態(tài)下的燃料的沸點(diǎn)。圖4表示本實(shí)施方式的第I控制中的燃料的蒸氣壓曲線。橫軸是溫度，縱軸是飽和蒸氣壓。蒸發(fā)器I的內(nèi)部為飽和狀態(tài)。因此，基于蒸氣壓曲線的關(guān)系，可推定與蒸發(fā)器I的內(nèi)部的氣體壓力對(duì)應(yīng)的沸點(diǎn)。例如，與飽和蒸氣壓(蒸發(fā)器的內(nèi)部壓力)ρχ對(duì)應(yīng)的沸點(diǎn)為溫度ΤΧ。在燃料供給裝置中，可將圖4所示的溫度和飽和蒸氣壓的關(guān)系預(yù)先存儲(chǔ)于電子控制單元21。基于檢測出的蒸發(fā)器I的內(nèi)部的氣體壓力，可推定蒸發(fā)器I中的燃料的沸點(diǎn)。接著，在步驟203中，檢測加熱器2的傳熱面2a的溫度Thex。傳熱面2a的溫度可以由例如溫度傳感器18檢測。接著，在步驟204中，由檢測出的傳熱面2a的溫度Thex和推定出的燃料的沸點(diǎn)Tb算出過熱度AT。接著，在步驟205中，判別算出的過熱度AT是否與目標(biāo)值相等。圖5表示本實(shí)施方式中的燃料的沸騰曲線。橫軸表示過熱度AT，縱軸表示熱流通量。圖5表示沸騰曲線中的產(chǎn)生泡核沸騰的區(qū)域和沸騰過渡的區(qū)域。本實(shí)施方式的第I控制中的過熱度的目標(biāo)值，采用了從泡核沸騰狀態(tài)向膜狀沸騰狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)的熱流通量變?yōu)闃O大值的點(diǎn)。即，采用點(diǎn)D的極大熱流通量點(diǎn)的過熱度來作為目標(biāo)值A(chǔ)Ttar。在步驟205中，在過熱度與目標(biāo)值相等的情況下，轉(zhuǎn)移到步驟206。在步驟206中，電加熱器3被控制，使得加熱器2的傳熱面2a維持現(xiàn)在的溫度。例如，進(jìn)行控制使得電加熱器3的發(fā)熱量維持現(xiàn)在的發(fā)熱量。在步驟205中，在過熱度與目標(biāo)值不同的情況下，轉(zhuǎn)移到步驟207。在步驟207中，判別過熱度AT是否大于目標(biāo)值。在過熱度AT大于目標(biāo)值的情況下，轉(zhuǎn)移到步驟208。在步驟208中，進(jìn)行使加熱器2的傳熱面2a的溫度降低的控制。例如，進(jìn)行減小向電加熱器3供給的電力的控制。通過該控制，能夠使過熱度接近于目標(biāo)值。步驟208中的加熱器2的溫度的降低量，可采用所預(yù)定的降低量。另外，也可以進(jìn)行檢測出的過熱度與目標(biāo)值之差越大，就使溫度的降低量越大的控制。在步驟207中，在過熱度AT不大于目標(biāo)值的情況下，轉(zhuǎn)移到步驟209。該情況下， 過熱度AT低于目標(biāo)值。在步驟209中，進(jìn)行使加熱器2的傳熱面2a的溫度上升的控制。在使傳熱面2a的溫度上升的控制中，例如，可進(jìn)行使向電加熱器3供給的電力增加的控制。步驟209中的加熱器2的溫度的上升量，可以采用所預(yù)定的上升量。另外，也可以進(jìn)行過熱度與目標(biāo)值之差越大就使溫度的上升量越大的控制。在本實(shí)施方式中，檢測加熱器的傳熱面的溫度，基于加熱器的傳熱面的溫度與蒸發(fā)器中的燃料的沸點(diǎn)之差，使加熱器的溫度變化。通過進(jìn)行該控制，可控制加熱器的傳熱面中的熱流通量，可提高將液體燃料加熱的效率。而且，在本實(shí)施方式中，加熱器的傳熱面，具有在從泡核沸騰狀態(tài)向過渡沸騰狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)熱流通量變?yōu)闃O大值的溫度，調(diào)整加熱器的溫度使得加熱器的傳熱面接近于所述熱流通量變?yōu)闃O大值的溫度。通過該控制，能夠接近于在加熱器的傳熱面上熱流通量變大的狀態(tài)。能夠使將液體燃料加熱的效率提高。其結(jié)果，能夠使向加熱器供給的熱量減少。例如，能夠減少向加熱器的電加熱器供給的電力量。作為過熱度的目標(biāo)值，可不限于上述的形態(tài)而確定在任意的位置。例如，也可以在極大熱流通量點(diǎn)的近旁設(shè)定目標(biāo)值?；蛘?，也可以如圖5所示那樣預(yù)定過熱度的目標(biāo)范圍。在確定目標(biāo)范圍的情況下，可在極大熱流通量點(diǎn)的點(diǎn)D的近旁設(shè)定。或者，也可以在目標(biāo)范圍的內(nèi)部包含極大熱流通量點(diǎn)。在確定過熱度的目標(biāo)范圍的情況下，在加熱器的溫度的控制中，可進(jìn)行控制使得過熱度AT變?yōu)槟繕?biāo)范圍內(nèi)。例如，在圖3的控制中，可在步驟205中對(duì)算出的過熱度AT是否在目標(biāo)范圍內(nèi)進(jìn)行判定。另外，在步驟207中，可判別算出的過熱度AT是否大于目標(biāo)范圍。在確定過熱度的目標(biāo)范圍的控制中，也可得到與確定過熱度的目標(biāo)值的控制同樣的效果。圖6表示在本實(shí)施方式的燃料供給裝置中，使過熱度變化了時(shí)的加熱器所要求的傳熱面積的曲線圖?？v軸表示加熱器所要求的傳熱面的面積。圖6示出實(shí)例I和實(shí)例2的曲線圖。參照?qǐng)D5，實(shí)例I是將過熱度控制為與極大熱流通量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)值A(chǔ)Ttar的情況，實(shí)例2是將過熱度控制為比較例ATex的情況?？芍容^例Λ Tex從極大熱流通量點(diǎn)向高溫側(cè)遠(yuǎn)離著，與本實(shí)施方式中的目標(biāo)值Λ Ttar相比，熱流通量變小。參照?qǐng)D6可知，實(shí)例I的情況下所要求的加熱器的傳熱面積，比實(shí)例2的情況下所要求的加熱器的傳熱面積小?？芍绫緦?shí)施方式那樣，通過進(jìn)行使過熱度接近于目標(biāo)值A(chǔ)Ttar的控制，能夠減小加熱器的傳熱面積。即，能夠提高加熱器中的熱傳遞的效率。另夕卜，能夠使加熱器為小型。在本實(shí)施方式中，檢測蒸發(fā)器中的氣體壓力，基于檢測出的氣體壓力，推定了蒸發(fā)器中的燃料的沸點(diǎn)。根據(jù)該構(gòu)成，能夠推定根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)而變化的燃料的沸點(diǎn)。另外，能夠更準(zhǔn)確地推定過熱度。控制所使用的燃料的沸點(diǎn)不限于該形態(tài)，也可以使用所預(yù)定的值。接著，對(duì)本實(shí)施方式中的燃料供給裝置的第2控制進(jìn)行說明。液體燃料有時(shí)含有多種的物質(zhì)。補(bǔ)給的燃料有時(shí)這些多種的物質(zhì)的比例不同。即便在液化石油氣中，也存在寒冷的地方所提供的燃料與熱的地方所提供的燃料的成分比例相互不同的情況。在寒冷的地方，氫質(zhì)的成分變多，如果為熱的地方，則重質(zhì)的成分變多。在第2控制中，檢測貯存于燃料罐的燃料的組成，基于檢測出的組成進(jìn)行控制。圖7表示本實(shí)施方式中的第2控制的流程圖。對(duì)在第2控制中作為燃料的液化石油氣由丙烷和丁烷構(gòu)成的例子進(jìn)行說明。起初，推定貯存于燃料罐的燃料的組成。在步驟211中，檢測燃料罐內(nèi)的燃料溫度和氣體壓力。參照?qǐng)D1，燃料罐6的燃料溫度可利用溫度傳感器15檢測。另外，氣體壓力可利用壓力傳感器14檢測。可以檢測液體燃料的溫度來作為燃料罐的燃料的溫度。接著，在步驟212中，推定貯存于燃料罐6的燃料的組成。即，推定燃料中所含的物質(zhì)的比例。圖8是表示液化石油氣的溫度與飽和蒸氣壓的關(guān)系的曲線圖。圖8示出了使丙烷和丁烷的比例變化了時(shí)的多條蒸氣壓曲線。例如，80%P-20%B的曲線圖表示按摩爾比計(jì)，80%為丙烷，20%為丁烷。由圖8的曲線圖可知，當(dāng)丙烷的比例變多時(shí)，飽和蒸氣壓變高。燃料罐6的內(nèi)部充滿了燃料的蒸氣。燃料罐6的內(nèi)部為飽和狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，通過檢測燃料罐的燃料溫度和氣體壓力，能夠推定燃料中所含的丙烷和丁烷的比例。例如，檢測出的燃料罐的氣體壓力與飽和蒸氣壓PY相當(dāng)。通過使用飽和蒸氣壓PY和檢測出的溫度TY，可以推定燃料的組成。圖9表示使燃料罐的燃料溫度和氣體壓力成為函數(shù)的燃料中所含的丙烷的比例的圖。圖10表示使燃料罐的燃料溫度和氣體壓力成為函數(shù)的燃料中所含的丁烷的比例的圖。在本實(shí)施方式的燃料供給裝置中，使圖9和圖10所示的圖存儲(chǔ)于電子控制單元21中。通過檢測燃料罐的燃料溫度Ttank和燃料罐的氣體壓力Ptank，可以推定燃料中所含的丙烷濃度CP和丁烷濃度CB。這樣，能夠推定燃料中所含的物質(zhì)的比例。參照?qǐng)D7，步驟201及其以后的步驟與本實(shí)施方式中的第I控制同樣。在步驟202中，推定蒸發(fā)器中的燃料的沸點(diǎn)的情況下，可基于檢測出的燃料的組成來推定蒸發(fā)器中的沸點(diǎn)。參照?qǐng)D8，基于檢測出的丙烷濃度和丁烷濃度的蒸氣壓曲線可推定蒸發(fā)器中的燃料的沸點(diǎn)。在本實(shí)施方式的第2控制中，基于燃料罐的氣體壓力和燃料溫度，能夠推定貯存于燃料罐的燃料的組成。因此，即使是補(bǔ)給的燃料中所含的物質(zhì)的比例變化的情況，也能夠精度好地推定過熱度。另外，能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。在上述的第I控制和第2控制中，可以根據(jù)需要適宜變更步驟的順序。例如，參照?qǐng)D3，可以在步驟201之前進(jìn)行步驟203中的傳熱面的溫度的檢測。
本實(shí)施方式中的加熱器包含電加熱器，但不限于該形態(tài)，加熱器只要以能夠?qū)⒁后w燃料加熱的方式形成就可以。加熱器也可以包含熱交換器。例如，在將燃料供給裝置配置于內(nèi)燃機(jī)上，加熱器包含熱交換器的情況下，可以將冷卻內(nèi)燃機(jī)主體的內(nèi)燃機(jī)冷卻水作為高溫側(cè)的流體向熱交換器供給。該情況下的溫度調(diào)整裝置，包含例如對(duì)向熱交換器流入的內(nèi)燃機(jī)冷卻水的流量進(jìn)行調(diào)整的流量調(diào)整器。通過調(diào)整向熱交換器流入的內(nèi)燃機(jī)冷卻水的流量，能夠調(diào)整熱交換器的傳熱面的溫度。例如，通過使向熱交換器流入的內(nèi)燃機(jī)冷卻水的流量增加，能夠使傳熱面的溫度上升。在配置以內(nèi)燃機(jī)冷卻水為熱源的熱交換器的情況下，通過進(jìn)行上述的控制，能夠抑制內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)的暖機(jī)性的降低。另外，在將內(nèi)燃機(jī)配置于車輛上，將內(nèi)燃機(jī)冷卻水的熱用于供暖的情況下，能夠抑制供暖性能的降低。在上述的實(shí)施方式中，作為液體燃料，以含有丙烷和丁烷的液化石油氣為例進(jìn)行了說明，但不限于該形態(tài)，液化石油氣也可以含有丙烯、丁烯等的其他物質(zhì)。而且，作為液體燃料，可以采用在向蒸發(fā)器供給時(shí)為液體燃料。例如，可以采用通過在常溫下加壓而變?yōu)橐后w燃料、或在常溫和常壓下為液體燃料。在本實(shí)施方式中，取安裝于內(nèi)燃機(jī)的燃料供給裝置為例進(jìn)行了說明，但不限于該形態(tài)，可以將本發(fā)明應(yīng)用于將液體燃料氣化并向任意的裝置供給的燃料供給裝置。上述的實(shí)施方式可以適宜組合。在上述的各個(gè)圖中，同一或相當(dāng)?shù)牟糠指綆Я讼嗤臉?biāo)記。再者，上述的實(shí)施方式是例示，并不限定發(fā)明。另外，在實(shí)施方式中，可有意進(jìn)行請(qǐng)求保護(hù)的方案中所包含的變更。附圖標(biāo)記說明I 蒸發(fā)器2 加熱器2a傳熱面3 電加熱器4 電源5 液體燃料供給閥6 燃料罐7 燃料泵8 氣體燃料噴射閥9 進(jìn)氣管14壓力傳感器15溫度傳感器16壓力傳感器17溫度傳感器18溫度傳感器21電子控制單元31液體燃料供給管32氣體燃料供給管
權(quán)利要求
1.一種燃料供給裝置，是使液體燃料蒸發(fā)從而供給氣體燃料的燃料供給裝置，其特征在于，具備 蒸發(fā)器，其包含將液體燃料加熱使其氣化的加熱器； 向蒸發(fā)器供給液體燃料的液體燃料供給裝置；和 調(diào)整加熱器溫度的溫度調(diào)整裝置， 加熱器具有向液體燃料供給熱的傳熱面， 檢測加熱器的傳熱面的溫度，基于加熱器的傳熱面的溫度與蒸發(fā)器中的燃料的沸點(diǎn)之差，溫度調(diào)整裝置使加熱器的溫度變化，來調(diào)整傳熱面上的熱流通量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料供給裝置，其特征在于， 加熱器的傳熱面具有燃料從泡核沸騰狀態(tài)向過渡沸騰狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)的熱流通量變?yōu)闃O大值的溫度， 溫度調(diào)整裝置調(diào)整加熱器的溫度，使得傳熱面的溫度接近于所述熱流通量變?yōu)闃O大值的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料供給裝置，其特征在于， 預(yù)定了加熱器的傳熱面的溫度與燃料的沸點(diǎn)之差的目標(biāo)范圍， 溫度調(diào)整裝置調(diào)整加熱器的溫度，使得傳熱面的溫度與燃料的沸點(diǎn)之差達(dá)到所預(yù)定的目標(biāo)范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3的任一項(xiàng)所述的燃料供給裝置，其特征在于， 液體燃料供給裝置具備貯存液體燃料的燃料罐， 檢測燃料罐的氣體壓力和燃料溫度，基于燃料罐的氣體壓力和燃料溫度，推定燃料的組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4的任一項(xiàng)所述的燃料供給裝置，其特征在于，檢測蒸發(fā)器中的氣體壓力，基于檢測出的氣體壓力，推定蒸發(fā)器中的燃料的沸點(diǎn)。
全文摘要
一種燃料供給裝置，其使液體燃料蒸發(fā)從而供給氣體燃料，該燃料供給裝置具有蒸發(fā)器，其包含對(duì)液體燃料進(jìn)行加熱的加熱器；和調(diào)整加熱器溫度的電加熱器。加熱器具有向液體燃料供給熱的傳熱面?；诩訜崞鞯膫鳠崦娴臏囟扰c蒸發(fā)器中的燃料的沸點(diǎn)之差，使加熱器的溫度變化，來調(diào)整傳熱面上的熱流通量。
文檔編號(hào)F02M31/125GK103026040SQ201080068239
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者小島進(jìn), 清水里歐, 杉本知士郎, 山田潤, 米重和裕, 中川周 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社, 愛三工業(yè)株式會(huì)社