(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクの燃料を高圧ポンプにより昇圧してコモンレールに蓄圧させ、該コモンレールからインジェクタに燃料を導いて燃焼室内に噴射させるようにしたＤＭＥエンジンの燃料供給装置において、
前記燃料タンクからフィードポンプにより送り出された燃料を前記高圧ポンプへ導く燃料供給ラインと、前記高圧ポンプ内の燃料ギャラリで圧力が所定値を超えた時に解放された余剰燃料を燃料クーラを介し冷却して前記燃料供給ラインの途中に再循環する燃料リターンラインと、該燃料リターンラインの燃料クーラより下流側から適宜に燃料を抜き出して前記燃料タンクに戻すバイパスラインと、該バイパスラインの前記燃料リターンラインに対する接続箇所に装備されて前記燃料クーラを経た燃料を切替指令の入力時にのみ前記バイパスライン側へ選択的に振り分ける流路切替弁と、前記高圧ポンプ内の燃料ギャラリの燃料温度を検出する温度センサと、エンジン停止時に前記流路切替弁に向け切替指令を出力し且つ前記温度センサの検出信号を入力してエンジン停止時に検出温度が所定の設定温度を超えている条件下でのみ前記フィードポンプ及び燃料クーラに向け起動指令を出力する制御装置とを備え、
しかも、この制御装置が、エンジン停止時に起動したフィードポンプ及び燃料クーラが温度センサによる検出温度の設定温度下への低下により停止する毎に、次回の起動指令を出力するための設定温度を直前の起動時より高い設定温度に変更するように構成されていることを特徴とするＤＭＥエンジンの燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジメチルエーテルを燃料として利用するＤＭＥエンジンの燃料供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高セタン価（５５以上）で無煙燃焼するジメチルエーテル（以下ではＤＭＥと略称する）が石油や軽油の代替燃料として注目されており、特にＥＧＲ（排気ガス再循環）や触媒により低ＮＯxを実現し得て将来の厳しい排気規制を満足できるという観点から、ディーゼルエンジンの代替燃料として検討が進められている。
【０００３】
ただし、ＤＭＥは、その沸点が−２５℃と非常に低くて蒸発し易いという特性があるため、ＤＭＥを燃料として利用するＤＭＥエンジンの実用化にあたっては、このようなＤＭＥの特性を十分に考慮した燃料供給装置が必要になるものと考えられており、例えば、図３に示す如きＤＭＥエンジンの燃料供給装置が既に提案されている。
【０００４】
ここに図示している例では、燃料タンク１内に約０.４〜１ＭＰａの圧力で貯えられている燃料（ＤＭＥ）を、前記燃料タンク１内に装備されているフィードポンプ２により燃料供給ライン３を介して高圧ポンプ４に送り出し、該高圧ポンプ４により約２０〜７０ＭＰａに昇圧して圧送ライン５を介しコモンレール６に蓄圧させ、該コモンレール６から噴射ライン７を介し各気筒のインジェクタ８に燃料を導いて開弁制御により燃焼室９内に噴射させ、通常のディーゼルエンジンの場合と同様に圧縮着火により燃焼させるようにしてある。
【０００５】
ここで、前記高圧ポンプ４には、図示しないカムやタペットを介しプランジャ１０をエンジン駆動により昇降させて燃料を圧縮するようにした従来の列型ポンプと類似のピストン式圧送系が採用されており、ポンプ気筒毎に吐出量制御のための電磁弁１１が備えられている。
【０００６】
そして、前記プランジャ１０の下降行程で前記電磁弁１１が開けられてポンプ室１３に燃料が導入されるようになっているが、次のプランジャ１０の上昇行程でも前記電磁弁１１に通電されずに開弁した状態では、燃料ギャラリ１２からポンプ室１３に取り込まれた燃料が前記電磁弁１１を介し昇圧されずに再び燃料ギャラリ１２に排出されることになり、他方、必要吐出量に見合ったタイミングで前記電磁弁１１が通電されて閉弁した状態では、退路を断たれた燃料がポンプ室１３内でプランジャ１０により圧縮されてデリバリバルブ１４（逆止弁）を介しコモンレール６へと圧送されるようになっている。
【０００７】
即ち、前記電磁弁１１の閉弁以降のプランジャ１０のリフト分が吐出量となり、前記電磁弁１１の閉弁のタイミングで吐出量が変わり、コモンレール６の圧力の生成と制御が成されるようになっているのである。
【０００８】
また、高圧ポンプ４内の燃料ギャラリ１２で圧力が所定値を超えた時にオーバーフローバルブ１５（リリーフ弁）により余剰燃料が燃料リターンライン１６に解放されるようになっているが、該燃料リターンライン１６に解放された燃料は、エンジンからの受熱により温度上昇して気泡が発生し易くなっているため、その途中に装備された燃料クーラ１７を介し十分に冷却した後に逆止弁１８を介し前記燃料供給ライン３の途中に再循環させるようにしてある。尚、図中における燃料クーラ１７は、バッテリ駆動の電動ファン１９による空冷方式となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、斯かる燃料供給装置では、エンジン停止時に高圧ポンプ４が止まって燃料の流れが停滞してしまうと、エンジンや排気系から熱が伝わってきて流路内の燃料が昇温し、ＤＭＥの臨界温度である１２７℃を超えた段階で圧力に関係なく燃焼が気化してしまうため、高圧ポンプ４内の燃料ギャラリ１２に気化ガスが溜まり且つ高圧化してＯリングやオイルシール等のシール手段２０から燃料の気化ガスが外部に漏出（液密性があってもガスの漏出をシールすることは困難）してしまったり、或いは、次にエンジンを始動した時に高圧ポンプ４内が液相状態の燃料で満たされていないことによる焼付きが惹起されてしまう虞れがあった。
【００１０】
また、現状においては、エンジン停止時に燃料供給ライン３及び燃料リターンライン１６と高圧ポンプ４内とから燃料を抜き出す手法が対策として検討されているが、このような手法を採用してしまうと、エンジン停止後に再始動しようとした際に、燃料が燃料供給ライン３及び燃料リターンライン１６と高圧ポンプ４内に充填されるまでに時間を要してしまうため、迅速なエンジンの再始動が行えなくなるという問題があった。
【００１１】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、エンジン停止時における高圧ポンプ内からの燃料気化ガスの漏出や該高圧ポンプの焼付きを未然に回避し且つ迅速なＤＭＥエンジンの再始動を実現することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃料タンクの燃料を高圧ポンプにより昇圧してコモンレールに蓄圧させ、該コモンレールからインジェクタに燃料を導いて燃焼室内に噴射させるようにしたＤＭＥエンジンの燃料供給装置において、前記燃料タンクからフィードポンプにより送り出された燃料を前記高圧ポンプへ導く燃料供給ラインと、前記高圧ポンプ内の燃料ギャラリで圧力が所定値を超えた時に解放された余剰燃料を燃料クーラを介し冷却して前記燃料供給ラインの途中に再循環する燃料リターンラインと、該燃料リターンラインの燃料クーラより下流側から適宜に燃料を抜き出して前記燃料タンクに戻すバイパスラインと、該バイパスラインの前記燃料リターンラインに対する接続箇所に装備されて前記燃料クーラを経た燃料を切替指令の入力時にのみ前記バイパスライン側へ選択的に振り分ける流路切替弁と、前記高圧ポンプ内の燃料ギャラリの燃料温度を検出する温度センサと、エンジン停止時に前記流路切替弁に向け切替指令を出力し且つ前記温度センサの検出信号を入力してエンジン停止時に検出温度が所定の設定温度を超えている条件下でのみ前記フィードポンプ及び燃料クーラに向け起動指令を出力する制御装置とを備え、しかも、この制御装置が、エンジン停止時に起動したフィードポンプ及び燃料クーラが温度センサによる検出温度の設定温度下への低下により停止する毎に、次回の起動指令を出力するための設定温度を直前の起動時より高い設定温度に変更するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
而して、このようにすれば、エンジン停止時に制御装置から流路切替弁に向け切替指令が出力されて該流路切替弁が切り替わり、燃料クーラを経た燃料がバイパスライン側へ選択的に振り分けられることになる一方、同時にフィードポンプ及び燃料クーラにも適宜に起動指令が出力されて、これらフィードポンプ及び燃料クーラが起動されるので、エンジン停止時においても、フィードポンプにより燃料タンクから燃料が汲み上げられて燃料供給ラインに送り出され、高圧ポンプ内の燃料ギャラリを経由して燃料リターンラインに流れ込む燃料の流れが形成されることになり、該燃料リターンラインに流れ込んだ燃料が燃料クーラを介し冷却された後に流路切替弁を介し燃料タンクに戻されることになる。
【００１４】
ここで、エンジン停止時におけるフィードポンプ及び燃料クーラの起動に関しては、高圧ポンプ内の燃料ギャラリの燃料温度が臨界温度に近い危険温度域まで昇温した段階でフィードポンプ及び燃料クーラを起動させるように制御装置で制御が成されるので、これらフィードポンプ及び燃料クーラの駆動時間を必要最小限に限定して消費電力を大幅に抑制することが可能となる。
【００１５】
しかも、エンジン停止後にエンジンや排気系が冷却して温度的に落ち着いてくるまでは、温度センサによる検出温度が設定温度下へ低下してフィードポンプ及び燃料クーラが停止しても、高圧ポンプの燃料ギャラリ内の燃料温度が再び上昇してくることになるが、次回の起動指令を出力するための設定温度を直前の起動時より高い設定温度に変更するようにしているので、フィードポンプ及び燃料クーラが頻繁に起動停止を繰り返すような事態が回避されることになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００１８】
前述した図３と略同様に構成したＤＭＥエンジンの燃料供給装置に関し、本形態例においては、図１に示す如く、燃料リターンライン１６の燃料クーラ１７より下流側から適宜に燃料を抜き出して燃料タンク１に戻すバイパスライン２１が新たに設けられており、該バイパスライン２１の前記燃料リターンライン１６に対する接続箇所には、前記燃料クーラ１７を経た燃料を切替指令２２ａの入力時にのみ前記バイパスライン２１側へ選択的に振り分ける流路切替弁２２が装備されている。
【００１９】
また、高圧ポンプ４に対し燃料ギャラリ１２内の燃料温度を検出する温度センサ２３が新たに装備されており、該温度センサ２３の検出信号２３ａが、所定場所に設けた制御装置２４に入力されるようになっている。
【００２０】
そして、この制御装置２４においては、エンジン停止時に前記流路切替弁２２に向け切替指令２２ａを出力すると共に、前記温度センサ２３からの検出信号２３ａに基づき検出温度が所定の設定温度Ｔ1を超えている条件下でのみフィードポンプ２及び燃料クーラ１７の電動ファン１９に向け適宜に起動指令２ａ，１９ａを出力するようにしてある。
【００２１】
図２は前記制御装置２４での具体的な制御手順を示したものであり、ステップＳ１でエンジン停止が確認されたら、ステップＳ２にて流路切替弁２２が切替指令２２ａにより切り替えられ、次いで、ステップＳ３にて温度センサ２３からの検出信号２３ａに基づき燃料ギャラリ１２内の燃料温度が設定温度Ｔ1を超えているか否かが判定され、設定温度Ｔ1を超えている場合はステップＳ４へと進んでフィードポンプ２及び燃料クーラ１７の電動ファン１９が起動指令２ａ，１９ａにより起動され、これ以降はステップＳ３の判定が繰り返されて検出温度が設定温度Ｔ1下に低下するまでフィードポンプ２及び燃料クーラ１７の電動ファン１９の起動が継続されるようになっており、他方、ステップＳ３における判定で燃料ギャラリ１２内の燃料温度が設定温度Ｔ1を超えていない場合には、ステップＳ５へと進んでフィードポンプ２及び燃料クーラ１７の電動ファン１９が停止されるようになっている。
【００２２】
ここで、ステップＳ３での判定に用いる設定温度Ｔ1は、エンジン停止時に起動したフィードポンプ２及び燃料クーラ１７が温度センサ２３による検出温度の設定温度下への低下により停止する毎に、直前の起動時に用いた設定温度より高い設定温度に変更されるようにしてある。
【００２３】
而して、このように燃料供給装置を構成した場合、エンジン停止時に制御装置２４から流路切替弁２２に向け切替指令２２ａが出力されて該流路切替弁２２が切り替わり、燃料クーラ１７を経た燃料がバイパスライン２１側へ選択的に振り分けられることになる。
【００２４】
そして、エンジン停止時に温度センサ２３の検出信号が所定の設定温度Ｔ1を超えた時に、制御装置２４からフィードポンプ２及び燃料クーラ１７に対し起動指令２ａ，１９ａが出力され、これらフィードポンプ２及び燃料クーラ１７が起動されるので、エンジン停止時においても、フィードポンプ２により燃料タンク１から燃料が汲み上げられて燃料供給ライン３に送り出され、高圧ポンプ４内の燃料ギャラリ１２を経由して燃料リターンライン１６に流れ込む燃料の流れが形成されることになり、該燃料リターンライン１６に流れ込んだ燃料が燃料クーラ１７を介し冷却された後に流路切替弁２２を介し燃料タンク１に戻されることになる。
【００２５】
尚、エンジン停止後にエンジンや排気系が冷却して温度的に落ち着いてくるまでは、温度センサ２３による検出温度が一時的に設定温度Ｔ1下へ低下してフィードポンプ２及び燃料クーラ１７が停止しても、高圧ポンプ４の燃料ギャラリ１２内の燃料温度が再び上昇してくることになるが、次回の起動指令２ａ，１９ａを出力するための設定温度Ｔ1が直前の起動時より高い設定温度に変更されるようになっているので、フィードポンプ２及び燃料クーラ１７が頻繁に起動停止を繰り返すような事態が回避される。
【００２６】
従って、上記形態例によれば、エンジン停止時に高圧ポンプ４が止まっても燃料タンク１と高圧ポンプ４との間で燃料を循環させて該燃焼の流れが停滞してしまうことを回避できるので、高圧ポンプ４内の燃料ギャラリ１２における燃料の気化を著しく抑制することができて、エンジン停止時における高圧ポンプ４内からの燃料気化ガスの漏出や該高圧ポンプ４の焼付きを未然に回避することができ、しかも、エンジン停止後も燃料供給ライン３及び燃料リターンライン１６と高圧ポンプ４内とを燃料で満たした状態のまま維持することができるので、エンジン停止後の迅速なＤＭＥエンジンの再始動を実現することができる。
【００２７】
また、高圧ポンプ４内の燃料ギャラリ１２の燃料温度が臨界温度に近い危険温度域まで昇温した段階でフィードポンプ２及び燃料クーラ１７を起動させるように制御装置２４で制御を行うことで、これらフィードポンプ２及び燃料クーラ１７の駆動時間を必要最小限に限定することができるので、前記フィードポンプ２及び燃料クーラ１７に要する消費電力を大幅に抑制することができる。
【００２８】
更に、フィードポンプ２及び燃料クーラ１７に対し起動指令２ａ，１９ａを出力するための設定温度Ｔ1を、これらフィードポンプ２及び燃料クーラ１７が停止する毎に徐々に高くなるように変更しているので、フィードポンプ２及び燃料クーラ１７が頻繁に起動停止を繰り返すような事態を回避することができる。
【００２９】
尚、本発明のＤＭＥエンジンの燃料供給装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、燃料クーラは空冷式に限定されないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】
上記した本発明のＤＭＥエンジンの燃料供給装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３１】
（Ｉ）エンジン停止時に高圧ポンプが止まっても燃料タンクと高圧ポンプとの間で燃料を循環させて該燃焼の流れが停滞してしまうことを回避できるので、高圧ポンプ内の燃料ギャラリにおける燃料の気化を著しく抑制することができて、エンジン停止時における高圧ポンプ内からの燃料気化ガスの漏出や該高圧ポンプの焼付きを未然に回避することができ、しかも、エンジン停止後も燃料供給ライン及び燃料リターンラインと高圧ポンプ内とを燃料で満たした状態のまま維持することができるので、エンジン停止後の迅速なＤＭＥエンジンの再始動を実現することができる。
【００３２】
（ＩＩ）高圧ポンプ内の燃料ギャラリの燃料温度が臨界温度に近い危険温度域まで昇温した段階でフィードポンプ及び燃料クーラを起動させるように制御装置で制御を行うことで、これらフィードポンプ及び燃料クーラの駆動時間を必要最小限に限定することができるので、前記フィードポンプ及び燃料クーラに要する消費電力を大幅に抑制することができる。
【００３３】
（ＩＩＩ）フィードポンプ及び燃料クーラに対し起動指令を出力するための設定温度を、これらフィードポンプ及び燃料クーラが停止する毎に徐々に高くなるように変更できるので、フィードポンプ及び燃料クーラが頻繁に起動停止を繰り返すような事態を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】  図１の制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図３】  従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  燃料タンク
２  フィードポンプ
２ａ  起動指令
３  燃料供給ライン
４  高圧ポンプ
６  コモンレール
８  インジェクタ
９  燃焼室
１２  燃料ギャラリ
１６  燃料リターンライン
１７  燃料クーラ
１９  電動ファン
１９ａ  起動指令
２１  バイパスライン
２２  流路切替弁
２２ａ  切替指令
２３  温度センサ
２３ａ  検出信号
２４  制御装置
【図１】
0003796146.tif 000002
【図２】
0003796146.tif 000003
【図３】
0003796146.tif 000004