專利名稱：超臨界燃料用燃料噴射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛用燃料噴射裝置，使用在常溫常壓下不液化的超臨界燃料 (亞臨界燃料)。
背景技術(shù)：
(現(xiàn)有技術(shù)1) 已知一種使用作為超臨界燃料的一例的匿E( 二甲醚)的車輛用燃料噴射裝置 (例如專利文獻(xiàn)1)。 參照?qǐng)D9對(duì)使用DME的燃料噴射裝置的一例進(jìn)行說(shuō)明。 以天然氣、煤炭和生物物質(zhì)等作為原料來(lái)精制匿E。該匿E的蒸汽壓較低。因此， 能夠被加壓到IO個(gè)大氣壓前后并以被液化的狀態(tài)蓄積在燃料箱Jl內(nèi)。
燃料箱Jl內(nèi)所蓄積的DME通過(guò)高壓燃料泵J2 —高壓泵J3 —共軌J4被高壓供給 到噴射器(injector) J5，并從J5噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸內(nèi)。噴射器J5的要求噴射壓為高壓， 從噴射器J5被導(dǎo)入回流管J6的泄漏燃料變成高溫。因此，被導(dǎo)入回流管J6的泄漏燃料在 回流管J6內(nèi)容易氣化。 以往，為了使該氣化的泄漏燃料液化并返回到燃料箱Jl中，搭載有專用的壓縮機(jī) J7。 但是，僅為了使泄漏燃料液化并返回到燃料箱Jl內(nèi)而搭載高價(jià)的壓縮機(jī)J7，會(huì)提 高使用DME的燃料噴射裝置的成本。
(現(xiàn)有技術(shù)2) 作為使用匿E的其他的燃料噴射裝置，提出如下的方法通過(guò)向燃料箱供給氮?dú)猓?br> 使燃料箱內(nèi)的壓力超過(guò)飽和蒸汽壓，由此將匿E液化(未圖示，例如專利文獻(xiàn)2)。 該將氮?dú)夤┙o到燃料箱并進(jìn)行升壓的燃料噴射裝置，如果為置型則問(wèn)題也較少。 但是，由于當(dāng)要將這種技術(shù)使用于車輛時(shí)，需要在車輛上搭載氮?dú)馄?，所以高價(jià)且
車輛重量變重。并且，由于除匿E之外，新產(chǎn)生還要進(jìn)行補(bǔ)充氮?dú)獾男枰?，因此向車輛的適
用較困難。 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2003-3925號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 :日本特開平10-306760號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是有鑒于上述問(wèn)題而進(jìn)行的，其目的是提供一種車輛用燃料噴射裝置，可
抑制成本并將燃料箱內(nèi)的超臨界燃料維持為液態(tài)。[技術(shù)方案l]
采用技術(shù)方案1的超臨界燃料用燃料噴射裝置，通過(guò)由加熱機(jī)構(gòu)對(duì)燃料箱內(nèi)的超 臨界燃料進(jìn)行加熱，來(lái)使燃料箱的內(nèi)壓升高。由此，可使燃料箱內(nèi)的壓力超過(guò)飽和蒸汽壓， 可將燃料箱內(nèi)的超臨界燃料液化。即，取代現(xiàn)有技術(shù)所使用的高價(jià)的壓縮機(jī)和氮?dú)馄?，可?通過(guò)加熱機(jī)構(gòu)將燃料箱內(nèi)升壓并將超臨界燃料液化。 作為加熱機(jī)構(gòu)，由于可利用廉價(jià)且重量輕的緊湊的電加熱器、或者車輛廢熱(發(fā) 動(dòng)機(jī)廢熱、冷卻水熱、中間冷卻器廢熱等)，因此與利用現(xiàn)有技術(shù)所使用的壓縮機(jī)和氮?dú)馄?的情況比較，可降低超臨界燃料用燃料噴射裝置的成本。
[技術(shù)方案2] 采用技術(shù)方案2的超臨界燃料噴射裝置的燃料箱為，由主箱和副箱構(gòu)成，并將加 熱機(jī)構(gòu)設(shè)置在副箱內(nèi)。由此，通過(guò)加熱機(jī)構(gòu)可容易地升高超臨界燃料的溫度，并可容易地進(jìn) 行燃料箱內(nèi)的升壓。 并且，主箱和副箱在上部通過(guò)通路阻力小的氣體連通部連通，在下部通過(guò)通路阻 力大的液體連通部連通。由此，在副箱內(nèi)產(chǎn)生的高壓通過(guò)通路阻力小的氣體連通部施加到 主箱內(nèi)。另一方面，由于在副箱內(nèi)被加熱的高溫的液體燃料與主箱內(nèi)的液體燃料通過(guò)通路 阻力大的液體連通部連通，因此可抑制主箱內(nèi)的液體燃料的溫度上升，并且可抑制副箱內(nèi) 的液體燃料的熱量泄漏到外部。
[技術(shù)方案3] 采用技術(shù)方案3的超臨界燃料噴射裝置的副箱被設(shè)置在主箱的外部。 這樣，由于副箱從主箱分離，因此加熱機(jī)構(gòu)等的搭載性和絕熱構(gòu)造的采用變得容易。[技術(shù)方案4] 采用技術(shù)方案4的超臨界燃料噴射裝置的副箱被設(shè)置在主箱的內(nèi)部。
由此，可以減小燃料箱的搭載空間。
[技術(shù)方案5] 采用技術(shù)方案5的超臨界燃料噴射裝置，具有冷卻燃料箱內(nèi)的燃料的冷卻機(jī)構(gòu)。
由此，可防止由于加熱機(jī)構(gòu)的動(dòng)作而使燃料箱內(nèi)的溫度成為異常高溫，并且可避 免燃料箱內(nèi)成為異常高壓。
[技術(shù)方案6] 采用技術(shù)方案6的超臨界燃料噴射裝置為，通過(guò)送氣機(jī)構(gòu)向燃料箱內(nèi)供給加壓空 氣，使燃料箱的內(nèi)壓升壓。由此，可使燃料箱內(nèi)的壓力超過(guò)飽和蒸汽壓，可使燃料箱內(nèi)的超 臨界燃料液化。即，替代現(xiàn)有技術(shù)所使用的高價(jià)的壓縮機(jī)和氮?dú)馄?，通過(guò)送氣機(jī)構(gòu)可將燃料 箱內(nèi)升壓并將超臨界燃料液化。 作為送氣機(jī)構(gòu)，由于可利用通用性強(qiáng)的廉價(jià)的空氣壓縮機(jī)或搭載在車輛上的現(xiàn)有 的氣泵(氣動(dòng)制動(dòng)器用泵等)，因此與利用現(xiàn)有技術(shù)所使用的壓縮機(jī)或氮?dú)馄康那闆r比較， 可降低超臨界燃料噴射裝置的成本。
[技術(shù)方案7] 采用技術(shù)方案7的超臨界燃料噴射裝置具有控制裝置，該控制裝置對(duì)加熱機(jī)構(gòu)或 者送氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，以使燃料箱內(nèi)的壓力或者將燃料壓縮為高壓并排出的高壓泵的燃料 吸入側(cè)的燃料壓力成為飽和蒸汽壓以上。
這樣，通過(guò)控制裝置對(duì)加熱機(jī)構(gòu)和送氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，可將燃料箱內(nèi)的超臨界燃 料維持為液化狀態(tài)，或者在使燃料箱內(nèi)的燃料為液化狀態(tài)的基礎(chǔ)上，可將高壓泵的燃料吸 入側(cè)的燃料維持為液化狀態(tài)。


圖1是燃料噴射裝置的概略圖(實(shí)施例1)。圖2是表示壓力控制功能的控制例的流程圖。圖3是表示DME的溫度和飽和蒸汽壓的關(guān)系的圖表。圖4是燃料噴射裝置的概略圖(實(shí)施例2)。圖5是燃料噴射裝置的概略圖(實(shí)施例3)。圖6是燃料噴射裝置的概略圖(實(shí)施例4)。圖7是燃料噴射裝置的概略圖(實(shí)施例5)。圖8是燃料噴射裝置的概略圖(實(shí)施例6)。圖9是燃料噴射裝置的概略圖(現(xiàn)有技術(shù)例)。
具體實(shí)施例方式
優(yōu)選方式1的超臨界燃料用燃料噴射裝置具有對(duì)蓄積超臨界燃料的燃料箱內(nèi)的 燃料進(jìn)行加熱并使燃料箱的內(nèi)壓升壓的加熱機(jī)構(gòu)(例如，電加熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、冷卻水 熱、中間冷卻器廢熱等)。通過(guò)加熱機(jī)構(gòu)對(duì)燃料箱內(nèi)的超臨界燃料進(jìn)行加熱并使燃料箱的內(nèi) 壓升壓，可將燃料箱內(nèi)的超臨界燃料液化。 優(yōu)選方式2的超臨界燃料用燃料噴射裝置具有向蓄積超臨界燃料的燃料箱內(nèi)供 給加壓空氣并使燃料箱的內(nèi)壓升壓的送氣機(jī)構(gòu)(例如，氣動(dòng)制動(dòng)器用泵等)。
[實(shí)施例1] 參照?qǐng)D1 圖3對(duì)使用作為超臨界燃料的一例的DME的燃料噴射裝置進(jìn)行說(shuō)明
燃料噴射裝置是向發(fā)動(dòng)機(jī)(未圖示)的各氣缸進(jìn)行燃料噴射的系統(tǒng)，如圖l所示， 由供給泵1、共軌2、噴射器3以及控制裝置4等構(gòu)成。 另外，控制裝置4由ECU(發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元)4a和EDU(驅(qū)動(dòng)單元)4b構(gòu)成，ECU4a 和EDU4b可以獨(dú)立地設(shè)置、也可以內(nèi)置在一個(gè)殼內(nèi)。 [OOM](供給泵l的說(shuō)明) 供給泵1是通過(guò)共通的凸輪軸(通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸)來(lái)驅(qū)動(dòng)輸送泵 (feed pump)5和高壓泵6的整體式的燃料泵。該供給泵1是對(duì)在一般所使用的共軌式燃料 噴射裝置(柴油機(jī)用的燃料噴射裝置)中所搭載的類型施加了匿E用的改良的供給泵。
輸送泵5是燃料吸入泵，其通過(guò)燃料配管8與燃料箱7連接，并經(jīng)由設(shè)置在該燃料 配管8的途中的截止閥9及燃料濾清器10吸入燃料箱7內(nèi)(具體為后述的主箱21內(nèi))的 燃料，并送至高壓泵6。 截止閥9例如為常閉電磁閥，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中(點(diǎn)火開關(guān)接通時(shí))從ECU4a接受 通電并開通燃料配管8，在發(fā)動(dòng)機(jī)停止中(點(diǎn)火開關(guān)關(guān)斷時(shí))被停止通電并封閉燃料配管 8。 燃料濾清器10除了過(guò)濾燃料的原本的作用之外，還具有通過(guò)其內(nèi)部容積與燃料配管8的連接通路截面積，可吸收在燃料配管8中產(chǎn)生的脈動(dòng)(由輸送泵5和高壓泵6的 動(dòng)作引起的脈動(dòng)等)的作用。 另外，截止閥9及燃料濾清器10當(dāng)然是可對(duì)應(yīng)于高輸送壓的構(gòu)造。 在供給泵1中搭載有將高壓泵6的燃料吸入側(cè)的通道(￥ Y ， 'j 一 )壓調(diào)整為規(guī)
定的輸送通道壓的調(diào)壓閥11。 該調(diào)壓閥11被設(shè)置為，在其背后施加有燃料箱7內(nèi)的燃料蒸汽壓，并根據(jù)燃料蒸 汽壓、即燃料溫度自動(dòng)調(diào)整開閥壓力，并不使匿E在高壓泵6的燃料吸入側(cè)的通道內(nèi)氣化。 通過(guò)了調(diào)壓閥11的DME被導(dǎo)入回流管12，并通過(guò)止回閥13返回到燃料箱7 (具體為后述的 主箱21)。 高壓泵6是燃料壓縮泵，其將由調(diào)壓閥11調(diào)壓的燃料壓縮為高壓，并通過(guò)排出閥 (止回閥)14向共軌2壓送。 在從輸送泵5向高壓泵6 (具體是高壓泵6的燃料加壓室)輸送燃料的燃料流路 中，搭載有用于調(diào)整該燃料流路的開度程度的SCV(吸入調(diào)量閥)15。該SCV15是調(diào)量閥，通 過(guò)由來(lái)自控制裝置4的泵驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制來(lái)調(diào)整被吸入高壓泵6的燃料的吸入量、并變更向 共軌2壓送的燃料的排出量，通過(guò)調(diào)整向共軌2壓送的燃料的排出量來(lái)調(diào)整共軌壓。S卩，控 制裝置4通過(guò)控制SCV15來(lái)將共軌壓控制為與車輛行駛狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的壓力。
(共軌2的說(shuō)明) 共軌2是對(duì)向噴射器3供給的高壓燃料進(jìn)行蓄能的蓄能容器，通過(guò)高壓泵配管16 與高壓泵6的排出閥14連接、以便蓄能相當(dāng)于燃料噴射壓的共軌壓，并且連接有向各噴射 器3供給高壓燃料的多個(gè)噴射器配管17。 在共軌2的一端安裝有兼用作壓力限制器的減壓閥18。該減壓閥18通過(guò)從控制 裝置4賦予的開閥指示信號(hào)進(jìn)行開閥，并通過(guò)回流管2快速地對(duì)共軌壓進(jìn)行減壓。這樣，通 過(guò)在共軌2上搭載減壓閥18，控制裝置4可以將共軌壓快速降低控制到對(duì)應(yīng)于車輛行駛狀 態(tài)的壓力。(噴射器3的說(shuō)明) 噴射器3搭載于發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)氣缸，向各個(gè)氣缸內(nèi)噴射供給燃料，其連接在從共 軌2分支的多個(gè)噴射器配管17的下游端。 噴射器3搭載有螺線管、壓電驅(qū)動(dòng)器等電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器由來(lái)自控制裝置
4的噴射信號(hào)控制，由此使在共軌2中蓄能的高壓燃料從頂端的噴嘴3a噴射。 從噴射器3泄漏的低壓的泄漏燃料被導(dǎo)入到回流管12中，并經(jīng)由止回閥13返回
到燃料箱7中。 在此，在比止回閥13靠上流側(cè)的回流管12上設(shè)置有燃料轉(zhuǎn)換閥19。該燃料轉(zhuǎn) 換閥19例如為電磁三通閥，在通常時(shí)將泄漏燃料返回燃料箱7，當(dāng)從控制裝置4賦予清掃 (purge)信號(hào)(例如，伴隨發(fā)動(dòng)機(jī)停止的通電停止)時(shí)，將回流管12與清掃通路連接。另 外，清掃通路與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管或者清掃箱等連接。
(燃料箱7的說(shuō)明) 燃料箱7是可從外部補(bǔ)充被加壓到10個(gè)大氣壓左右并被液化的DME的、考慮了安 全性的、耐壓性、耐腐蝕性和耐可燃性等優(yōu)秀的容器，由大容積的主箱21和小容積的副箱 22構(gòu)成。
本實(shí)施例的副箱22與主箱21相獨(dú)立地設(shè)置，在與主箱21大致相同高度位置搭載 在車輛上。 主箱21與副箱22在上部通過(guò)通路阻力小的氣體連通部23連通，在下部通過(guò)通路 阻力大的液體連通部24連通。 具體而言，主箱21和副箱22的上部通過(guò)流路截面大的上部配管(氣體連通部23 的一例)連接，并構(gòu)成為在副箱22內(nèi)產(chǎn)生的壓力(通過(guò)后述的電加熱器26的動(dòng)作而產(chǎn)生 的副箱22內(nèi)的上升壓力)容易施加到主箱21。 并且，主箱21和副箱22的下部通過(guò)流路截面小的下部配管(液體連通部24的一 例)連接，并構(gòu)成為在副箱22內(nèi)溫度上升的液體燃料(通過(guò)后述的電加熱器26的動(dòng)作而 被加熱的副箱22內(nèi)的燃料)不容易流入主箱21。 副箱22被設(shè)為絕熱構(gòu)造或簡(jiǎn)易絕熱構(gòu)造，并成為通過(guò)后述的電加熱器26的動(dòng)作 而被加熱的副箱22內(nèi)的燃料溫度不容易降溫的構(gòu)造。 并且，在主箱21或副箱22的一個(gè)的上部設(shè)置有安全閥25，當(dāng)燃料箱7的內(nèi)壓達(dá)到 規(guī)定的上限壓力時(shí)閥門打開，將燃料箱7內(nèi)的壓力釋放到外部。 在副箱22的內(nèi)部設(shè)置有對(duì)副箱22內(nèi)的DME進(jìn)行加熱并使副箱22的內(nèi)壓升壓的 加熱機(jī)構(gòu)。本實(shí)施例的加熱機(jī)構(gòu)，例如為設(shè)置在副箱22內(nèi)的下部等、通過(guò)通電來(lái)發(fā)熱并加 熱副箱22內(nèi)的液體燃料的電加熱器26。 該電加熱器26通過(guò)由控制裝置4控制通電狀態(tài)，來(lái)調(diào)整副箱22內(nèi)的液體燃料的 溫度，并控制主箱21內(nèi)及副箱22內(nèi)的壓力。另外，關(guān)于電加熱器26的通電控制將后述。
并且，在副箱22的內(nèi)部設(shè)置有冷卻副箱22內(nèi)的DME的燃料冷卻器27 (冷卻機(jī)構(gòu))。 該燃料冷卻器27是將發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫側(cè)的冷卻水、冷氣設(shè)備用的冷熱制冷劑、以及車輛行駛 風(fēng)等冷卻流體導(dǎo)入來(lái)冷卻副箱22的DME的機(jī)構(gòu)，導(dǎo)入到該燃料冷卻器27的冷卻流體的供 給及停止(設(shè)置于將冷卻流體導(dǎo)入燃料冷卻器27的配管的閥的開閉)，由控制裝置4控制。 另外，關(guān)于燃料冷卻器27的控制將后述。
(控制裝置4的說(shuō)明) 控制裝置4是對(duì)上述的各電功能部件進(jìn)行通電控制的裝置，由ECU4a和EDU4b構(gòu) 成。 ECU4a是由周知構(gòu)造的計(jì)算機(jī)構(gòu)成，其構(gòu)成為，包括進(jìn)行控制處理、運(yùn)算處理的 CPU ;保存各種程序及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置(R0M、RAM、SRAM、EEPR0M等存儲(chǔ)器)；輸入電路；輸出 電路；和電源電路。 ECU4a根據(jù)讀入的傳感類的信號(hào)(發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)根據(jù)乘員的駕駛狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn) 轉(zhuǎn)狀態(tài)的信號(hào))進(jìn)行各種運(yùn)算處理 另外，在ECU4a中，作為檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的傳感器類，除了檢測(cè)油門開度的油門傳 感器、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和曲軸角的轉(zhuǎn)速傳感器、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫度的水溫傳感器、以 及檢測(cè)共軌壓的共軌壓傳感器31等、通常的柴油機(jī)用的共軌式燃料噴射裝置的傳感器類 之外，還連接有檢測(cè)在共軌2蓄能的燃料溫度的共軌溫度傳感器32、檢測(cè)高壓泵6的燃料吸 入側(cè)的燃料溫度的通道溫度傳感器33、檢測(cè)副箱22內(nèi)的燃料溫度的副箱溫度傳感器34、檢 測(cè)主箱21內(nèi)的壓力的主箱壓力傳感器35。
(壓力控制功能的說(shuō)明)
在控制裝置4中，除根據(jù)車輛的駕駛狀態(tài)進(jìn)行噴射器3或SCV15的控制的通常的 噴射控制功能之外，還搭載有壓力控制功能，對(duì)電加熱器26的通電狀態(tài)進(jìn)行控制，以便使 高壓泵6的燃料吸入側(cè)的燃料壓力(輸送通道壓)成為匿E的飽和蒸汽壓以上，即、使高壓 泵6的燃料吸入側(cè)的DME成為液體狀態(tài)。 該壓力控制功能是存儲(chǔ)在ECU4a的存儲(chǔ)器中并由ECU4a執(zhí)行的控制程序，參照?qǐng)D2 的流程圖及圖3的飽和蒸汽壓曲線來(lái)說(shuō)明壓力控制功能的電加熱器26的通電控制的具體 的一例 當(dāng)ECU4a進(jìn)入(啟動(dòng))壓力控制功能的控制程序時(shí)，執(zhí)行下述的控制。 步驟S1 :讀入由通道溫度傳感器33檢測(cè)的高壓泵6的燃料吸入側(cè)的燃料溫度(通
道溫度Tgr)。 步驟S2 :根據(jù)在步驟Sl讀入的通道溫度Tgr計(jì)算箱內(nèi)目標(biāo)壓力Ptt (=通道目標(biāo) 壓Pf t)。 對(duì)該步驟S2的具體例進(jìn)行說(shuō)明。ECU4a對(duì)圖3所示的飽和蒸汽壓曲線的圖進(jìn)行存 儲(chǔ)。然后，根據(jù)讀入的通道溫度Tgr的飽和壓力，計(jì)算通道壓成為匿E的飽和蒸汽壓以上的 箱內(nèi)目標(biāo)壓力Ptt(=通道目標(biāo)壓Pft)。 并且，根據(jù)具體例子對(duì)箱內(nèi)目標(biāo)壓力Ptt( 二通道目標(biāo)壓Pft)的計(jì)算的流程進(jìn)行 說(shuō)明 首先，在讀入的通道溫度Tgr為圖3中(1)的情況下，對(duì)應(yīng)于該通道溫度Tgr的基 礎(chǔ)通道壓Pg成為圖3中(2)在輸送泵5中由于有圖3中(3)所示的DME的加壓力Pfp，所以燃料箱7內(nèi)的壓力 為(2)-(3)即可。但是，實(shí)際上在高壓泵6中存在燃料吸入的壓力降低。因此，將輸送通道 壓作為匿E的飽和蒸汽壓以上的剩余壓力，并保持圖3中(4)所示的剩余控制幅度Pgm。
這樣，使高壓泵6的燃料吸入側(cè)的DME為液體狀態(tài)的箱內(nèi)目標(biāo)壓力Ptt，通過(guò)(5) =(2)-(3)+ (4)來(lái)計(jì)算。 即，通過(guò)Ptt = Pg-Pfp+Pgm來(lái)計(jì)算。 步驟S3 :讀入由副箱溫度傳感器34檢測(cè)的副箱22內(nèi)的燃料溫度(箱內(nèi)溫度Ttr)。
步驟S4 :根據(jù)在步驟S2計(jì)算的箱內(nèi)目標(biāo)壓力Ptt(=通道目標(biāo)壓Pft)，來(lái)計(jì)算副 箱22內(nèi)的目標(biāo)溫度Ttt。具體而言，根據(jù)圖3所示的飽和蒸汽壓曲線的圖，并根據(jù)箱內(nèi)目標(biāo) 壓力Ptt(二通道目標(biāo)壓Pft)來(lái)計(jì)算箱內(nèi)目標(biāo)溫度Ttt。 S卩，如果箱內(nèi)目標(biāo)壓力Ptt(二通 道目標(biāo)壓Pft)為圖3中(5)，則作為對(duì)應(yīng)于該(5)的箱內(nèi)目標(biāo)溫度Ttt求出圖3中(6)。
步驟5 :對(duì)電加熱器26或者燃料冷卻器27進(jìn)行控制，以便成為在步驟4求出的箱 內(nèi)目標(biāo)溫度Ttt。 具體而言，從在步驟S3讀入的箱內(nèi)溫度Ttr減去在步驟S4求出的箱內(nèi)目標(biāo)溫度 Ttt(Ttr-Ttt)，在Ttr < Ttt的情況下，對(duì)電加熱器26通電使箱內(nèi)溫度Ttr升溫到箱內(nèi)目 標(biāo)溫度Ttt，反之在Ttr > Ttt的情況下，使燃料冷卻器27動(dòng)作使箱內(nèi)溫度Ttr降溫到箱內(nèi) 目標(biāo)溫度Ttt。 步驟S6 :讀入由主箱壓力傳感器35檢測(cè)的主箱21內(nèi)的壓力(箱內(nèi)壓力Ptr)。
步驟S7 :在步驟S5中在箱內(nèi)溫度Ttr和箱內(nèi)目標(biāo)溫度Ttt大致相等的情況下 (Ttr…Ttt)，在箱內(nèi)壓力Ptr和箱內(nèi)目標(biāo)壓力Ptt不同的情況下(Ptr # Ptt)，根據(jù)箱內(nèi)壓力Ptr和箱內(nèi)目標(biāo)壓力Ptt的差(Ptr-Ptt)進(jìn)行修正控制。 修正控制為，求出修正值，并根據(jù)該修正值使箱內(nèi)壓力Ptr和箱內(nèi)目標(biāo)壓力Ptt — 致，可以進(jìn)行計(jì)算的修正控制，也可對(duì)電加熱器26或者燃料冷卻器27的動(dòng)作輸出進(jìn)行修正 控制。(控制的變形例) 在本實(shí)施例中表示的例子為，在上述步驟S5中在Ttr > Ttt的情況下使燃料冷卻 器27動(dòng)作從而使箱內(nèi)溫度Ttr降溫到箱內(nèi)目標(biāo)溫度Ttt，但是，也可以使燃料冷卻器27動(dòng) 作以便使箱內(nèi)溫度Ttr不達(dá)到預(yù)先設(shè)定的上限溫度，或者使燃料冷卻器27動(dòng)作以便使箱內(nèi) 壓力Ptr不達(dá)到預(yù)先設(shè)定的上限壓力。 并且，也可以廢除上述步驟S6、 S7的修正控制，加入誤差大小并計(jì)算箱內(nèi)目標(biāo)壓 力Ptt或箱內(nèi)目標(biāo)溫度Ttt。 [O109](實(shí)施例l的動(dòng)作) 當(dāng)通過(guò)控制裝置4的動(dòng)作來(lái)對(duì)電加熱器26進(jìn)行通電并加熱副箱22內(nèi)時(shí)，副箱22 內(nèi)的液體燃料的一部份氣化從而內(nèi)壓上升。在副箱22內(nèi)上升的壓力經(jīng)由大流路截面的上 部配管被導(dǎo)入主箱21內(nèi)，使主箱21內(nèi)的壓力上升。通過(guò)上述壓力控制功能，主箱21內(nèi)的 壓力被控制為箱內(nèi)目標(biāo)壓力Ptt。 S卩，主箱21中的壓力被控制，以便使高壓泵6的燃料吸入 側(cè)的燃料成為液體狀態(tài)。
(實(shí)施例1的效果) 如上所述，實(shí)施例1的燃料噴射裝置，通過(guò)電加熱器26對(duì)燃料箱7內(nèi)的DME進(jìn)行 加熱，由此使燃料箱7的內(nèi)壓升壓。由此，可使燃料箱7內(nèi)的壓力超過(guò)飽和蒸汽壓，并可使 燃料箱7內(nèi)的匿E液化。S卩，替代現(xiàn)有技術(shù)中使用的高價(jià)的壓縮機(jī)和氮?dú)馄浚赏ㄟ^(guò)輕量且 廉價(jià)的電加熱器26對(duì)燃料箱7內(nèi)進(jìn)行升壓從而將燃料箱7內(nèi)的匿E液化。
由此，與現(xiàn)有技術(shù)(使用壓縮機(jī)和氮?dú)馄康那闆r)相比較，能夠降低使用匿E的燃 料噴射裝置的成本。具體而言，可從圖9所示的現(xiàn)有技術(shù)(專利文獻(xiàn)l)，廢除高壓供給泵 J2、壓縮機(jī)J7和清掃箱J8等。 實(shí)施例1的燃料噴射裝置對(duì)主箱21內(nèi)的壓力進(jìn)行控制，以使高壓泵6的燃料吸入 側(cè)的燃料成為液體狀態(tài)。因此，可以廢除對(duì)從燃料箱7導(dǎo)入供給泵5的匿E進(jìn)行冷卻的燃 料供給冷卻器51 (符號(hào)參照實(shí)施例6的圖8)，并可降低使用匿E的燃料噴射裝置的成本。
實(shí)施例1的燃料噴射裝置將燃料箱7分為主箱21和副箱22，并將電加熱器26搭 載在容積小的副箱22中。由此，由于通過(guò)電加熱器26容易將燃料溫度上升，所以可減小電 加熱器26的容量，并且可抑制電加熱器26的電力消耗。 并且，主箱21和副箱22的上部通過(guò)通路阻力小的氣體連通部23連通，主箱21和 副箱22的下部通過(guò)通路阻力大的液體連通部24連通。由此，由于在副箱22內(nèi)產(chǎn)生的高壓 可通過(guò)通路阻力小的氣體連通部23施加到主箱21內(nèi)，但在副箱22內(nèi)被加熱的高溫的液體 燃料幾乎不通過(guò)通路阻力大的液體連通部24流入主箱21，因此可抑制主箱21內(nèi)的燃料的 溫度上升，并且可抑制副箱21內(nèi)的燃料的熱量泄漏到外部。 并且，在本實(shí)施例中，將副箱22設(shè)置在主箱21的外部。由此，可提高電加熱器26 或燃料冷卻器27的搭載性，并且可容易地采用副箱22的絕熱構(gòu)造。 并且，在實(shí)施例1的燃料噴射裝置中，在副箱22中設(shè)有冷卻DME的燃料冷卻器27。由此，可防止通過(guò)電加熱器26的動(dòng)作使副箱22內(nèi)的燃料溫度成為異常高溫，并且可避免燃 料箱7內(nèi)成為異常高壓。
[實(shí)施例2] 參照?qǐng)D4對(duì)實(shí)施例2進(jìn)行說(shuō)明。另外，在以下的實(shí)施例中，與實(shí)施例1相同的符號(hào) 表示同一功能物。 本實(shí)施例2為，取代在上述實(shí)施例1中所示的電加熱器26 (符號(hào)參照?qǐng)D1)，利用車 輛的廢熱(發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、冷卻水熱、中間冷卻器廢熱等)對(duì)副箱22內(nèi)的DME進(jìn)行加熱。
具體而言，在本實(shí)施例中，作為加熱機(jī)構(gòu)，將導(dǎo)入廢熱的高溫流體的熱交換器41 設(shè)置在副箱22內(nèi)。該熱交換器41通過(guò)使流過(guò)內(nèi)部的高溫流體和副箱22內(nèi)的DME進(jìn)行熱 交換，從而加熱副箱22內(nèi)的DME，由此使燃料箱7的內(nèi)壓上升并實(shí)現(xiàn)DME的液化。
作為被導(dǎo)入熱交換器41的高溫流體的一例，有發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫側(cè)的冷卻水、由增壓 器加壓的增壓氣、和從排氣管向進(jìn)氣管返回的EGR氣體等。S卩，通過(guò)將冷卻水導(dǎo)入熱交換器 41而使熱交換器41起到散熱器的一部分的作用，通過(guò)將增壓氣導(dǎo)入熱交換器41而使熱交 換器41起到中間冷卻器的作用，通過(guò)將EGR氣體導(dǎo)入熱交換器41而使熱交換器41起到 EGR冷卻器的作用。 當(dāng)被導(dǎo)入熱交換器41的高溫流體加熱副箱22內(nèi)的液體燃料時(shí)，副箱22內(nèi)的DME 接受該熱量并氣化。在該DME氣化時(shí)，其氣化熱高效地對(duì)流過(guò)熱交換器41內(nèi)的高溫流體進(jìn) 行冷卻。換言之，副箱22內(nèi)搭載的熱交換器41即使是小型，也可高效地加熱副箱22內(nèi)的 燃料。并且，由于作為高溫流體的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水、增壓器、EGR氣體被高效地冷卻，因此可實(shí) 現(xiàn)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出、減少?gòu)U氣。 另外，在上述的實(shí)施例1中，作為控制副箱22內(nèi)的燃料的加熱量的方法，對(duì)電加熱 器26的通電進(jìn)行控制，但在本實(shí)施例中，通過(guò)控制裝置4對(duì)設(shè)置在將高溫流體導(dǎo)入熱交換 器41的配管42上的調(diào)量閥43的開度進(jìn)行控制，由此對(duì)副箱22內(nèi)的燃料的加熱量進(jìn)行控 制。 并且，在本實(shí)施例2中，廢除在實(shí)施例1中所示的燃料轉(zhuǎn)換閥19(符號(hào)參照?qǐng)D1)， 并通過(guò)止回閥13和安全閥25的開閥壓來(lái)調(diào)壓回流管12的內(nèi)壓。S卩，回流管12的內(nèi)壓由 止回閥13的設(shè)定壓力和燃料箱7內(nèi)的壓力來(lái)決定。因此，安全閥25成為最終的壓力設(shè)定 機(jī)構(gòu)。而且，在燃料箱7內(nèi)的壓力上升到安全閥25的開閥壓的情況下、或者回流管12的內(nèi) 壓上升、止回閥13開閥且燃料箱7內(nèi)的壓力上升到安全閥25的開閥壓的情況下，安全閥25
開閥以防止異常高壓。[實(shí)施例3] 參照?qǐng)D5對(duì)實(shí)施例3進(jìn)行說(shuō)明 在上述實(shí)施例1中表示了將副箱22與主箱21獨(dú)立地設(shè)置的例子。 與此相對(duì)，在本實(shí)施例3中，將副箱22設(shè)置在主箱21的內(nèi)部。具體而言，在主箱
21的內(nèi)部設(shè)置劃分主箱21的內(nèi)部的隔板44，并在主箱21的內(nèi)部設(shè)置小容積的副箱22。 隔板44為絕熱構(gòu)造，其被設(shè)置為可抑制副箱22內(nèi)的燃料的熱量傳導(dǎo)給主箱21內(nèi)
的燃料。 隔板44在上部較大地開口并將主箱21內(nèi)和副箱22內(nèi)連通，隔板44的上部的開 口相當(dāng)于氣體連通部23。并且，隔板44在下部設(shè)置有小的貫通孔，該貫通孔相當(dāng)于液體連
如本實(shí)施例3所示，由于在主箱21的內(nèi)部設(shè)置隔板44并構(gòu)成副箱22，因此可使燃
料箱7緊湊，并可提高向車輛的搭載性。另外，同實(shí)施例2 —樣，廢除了燃料轉(zhuǎn)換閥19 (符
號(hào)參照?qǐng)D1)。[實(shí)施例4] 參照?qǐng)D6對(duì)實(shí)施例4進(jìn)行說(shuō)明。 在上述實(shí)施例1中，表示了使用將輸送泵5和高壓泵6 —體化的供給泵1的例子。
與此相對(duì)，本實(shí)施例4廢除輸送泵5，而在燃料箱7內(nèi)搭載電動(dòng)燃料泵45。
電動(dòng)燃料泵45可以使用在汽油機(jī)中使用的小型泵，并且將在燃料箱7內(nèi)由燃料蒸 汽的壓力加壓而液化的DME進(jìn)一步加壓到300kPa左右并輸送到高壓泵6，因此可使燃料配 管8內(nèi)的燃料壓力一直高于燃料箱7內(nèi)的壓力。 通過(guò)采用該電動(dòng)燃料泵45，可使燃料配管8內(nèi)的燃料壓力一直高于燃料箱7內(nèi)的 壓力，由此可將高壓泵6的燃料吸入側(cè)的燃料保持為液化狀態(tài)。 在上述實(shí)施例1中，為了將高壓泵6的燃料吸入側(cè)的燃料保持為液化狀態(tài)，需要將 高壓泵6的燃料吸入側(cè)的壓力保持在匿E的飽和蒸汽壓以上。但是，在本實(shí)施例中，通過(guò)將 燃料箱7內(nèi)保持在飽和蒸汽壓以上，就可將高壓泵6的燃料吸入側(cè)的燃料保持為液化狀態(tài)， 因此可降低燃料箱7內(nèi)的壓力，并可抑制電加熱器26的電力消耗。 并且，通過(guò)使用電動(dòng)輸送泵45，可配合發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載狀態(tài)地將DME輸送至高壓泵
6，并可期待燃料消耗率的改善效果。[實(shí)施例5] 參照?qǐng)D7對(duì)實(shí)施例5進(jìn)行說(shuō)明。 在上述實(shí)施例1 4中，表示了對(duì)燃料箱7內(nèi)的DME進(jìn)行加熱從而提高燃料箱7 內(nèi)的壓力的例子。 與此相對(duì)，本實(shí)施例5廢除了加熱機(jī)構(gòu)，而使用送氣機(jī)構(gòu)，通過(guò)該送氣機(jī)構(gòu)向蓄積 匿E的燃料箱7內(nèi)供給加壓空氣，從而使燃料箱7的內(nèi)壓升壓。 具體而言，在本實(shí)施例中，作為送氣機(jī)構(gòu)的一例利用了氣動(dòng)制動(dòng)器用的氣泵46。
并且，在實(shí)施例1 4中，控制燃料箱7內(nèi)(具體為副箱22內(nèi))的DME的加熱量 并控制燃料箱7內(nèi)的壓力，但是本實(shí)施例中，通過(guò)控制裝置4對(duì)設(shè)置在將高壓空氣從氣泵 46(具體為空氣箱內(nèi))導(dǎo)入燃料箱7內(nèi)的配管47上的空氣調(diào)壓閥48的開度進(jìn)行控制，由此 控制燃料箱7內(nèi)的壓力。另外，設(shè)置在配管47的燃料箱7側(cè)的止回閥49，防止燃料箱7內(nèi) 的壓力通過(guò)配管47泄漏到外部。 另外，在本實(shí)施例中，在回流管12的燃料箱7側(cè)設(shè)置燃料回流冷卻器50，其被設(shè) 置為降低返回到燃料箱7內(nèi)的燃料溫度。該燃料回流冷卻器50與上述的燃料冷卻器27 — 樣，是導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫側(cè)的冷卻水、冷氣設(shè)備用的冷熱制冷劑、車輛行走風(fēng)等冷卻流體來(lái) 冷卻DME的機(jī)構(gòu)。 由于通過(guò)采用本實(shí)施例5，可以不需要在實(shí)施例1 4中公開的副箱22，因此可抑 制成本。 并且，通過(guò)由氣泵46賦予的高壓，可比實(shí)施例1 4提高燃料箱7內(nèi)的壓力，通過(guò) 賦予到燃料箱7內(nèi)的高壓，可將燃料箱7內(nèi)的燃料供給到高壓泵6。由此，可以廢除在實(shí)施例1 4中公開的輸送泵5或電動(dòng)燃料泵45，由此也可抑制成本。 并且，由于通過(guò)蓄能在空氣箱中的高壓空氣，可在起動(dòng)時(shí)將DME輸送到高壓泵6，
因此可提高起動(dòng)性能。[實(shí)施例6] 參照?qǐng)D8對(duì)實(shí)施例6進(jìn)行說(shuō)明。 在上述實(shí)施例1 5中，表示了對(duì)燃料箱7內(nèi)的壓力進(jìn)行控制以便使高壓泵6的 燃料吸入側(cè)的燃料成為液體狀態(tài)的例子 與此相對(duì)，本實(shí)施例6將燃料箱7內(nèi)的壓力控制為匿E的飽和蒸汽壓力以上，以便 使燃料箱7內(nèi)的DME成為液體狀態(tài)。具體而言，本實(shí)施例6為，在上述實(shí)施例1中，將燃料 箱7內(nèi)的壓力控制為匿E的飽和蒸汽壓以上，以便使燃料箱7內(nèi)的匿E成為液體狀態(tài)。當(dāng) 然，也可以與其他的實(shí)施例進(jìn)行組合。 當(dāng)實(shí)施這種控制時(shí)，產(chǎn)生的不良情況為，在從燃料箱7向高壓泵6輸送DME的燃料 配管8中，DME從周圍受熱而氣化。因此，在本實(shí)施例中，在燃料配管8上設(shè)置防止氣化用 的燃料供給冷卻器51，避免匿E在燃料配管8內(nèi)氣化的不良情況。 另外，燃料供給冷卻器51與上述的燃料冷卻器27 —樣，是導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫側(cè)的
冷卻水、冷氣設(shè)備用的冷熱制冷劑、車輛行走風(fēng)等冷卻流體來(lái)冷卻DME的機(jī)構(gòu)。 在本實(shí)施例6中，由于將燃料箱7內(nèi)保持在飽和蒸汽壓以上即可，因此可以降低燃
料箱7內(nèi)的壓力，并可抑制電加熱器26的電力消耗。[變形例] 在上述的實(shí)施例中，將DME作為超臨界燃料的一例進(jìn)行了表示，但本發(fā)明也適用 使用在低溫容易氣化并具有高壓蒸汽壓的其他的匿E、例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等的燃料 噴射裝置。
權(quán)利要求
一種超臨界燃料用燃料噴射裝置，為使用超臨界燃料的車輛用燃料噴射裝置，其特征在于，該燃料噴射裝置具有送氣機(jī)構(gòu)，該送氣機(jī)構(gòu)向蓄積超臨界燃料的燃料箱內(nèi)供給加壓空氣，使上述燃料箱的內(nèi)壓升壓。
2. 如權(quán)利要求1所述的超臨界燃料用燃料噴射裝置，其特征在于， 上述送氣機(jī)構(gòu)為氣動(dòng)制動(dòng)器用氣泵。
全文摘要
提供一種車輛用燃料噴射裝置，可抑制成本并將燃料箱內(nèi)的超臨界燃料維持為液態(tài)。燃料箱(7)由容量大的主箱(21)和容量小的絕熱構(gòu)造的副箱(22)構(gòu)成，在該副箱(22)內(nèi)設(shè)置進(jìn)行燃料的加熱的電加熱器(26)。并且，通過(guò)電加熱器(26)對(duì)燃料箱(7)內(nèi)的DME進(jìn)行加熱，并通過(guò)燃料的氣化來(lái)使燃料箱(7)內(nèi)的壓力升壓。具體而言，對(duì)主箱(21)內(nèi)的壓力進(jìn)行控制，以便使高壓泵(6)的燃料吸入側(cè)的燃料成為液體狀態(tài)。取代在現(xiàn)有技術(shù)中使用的高價(jià)的壓縮機(jī)和氮?dú)馄?，可通過(guò)輕量且廉價(jià)的電加熱器(26)將燃料箱(7)內(nèi)升壓從而將燃料箱(7)內(nèi)的DME液化，并可降低燃料噴射裝置的成本。
文檔編號(hào)F02M55/00GK101699056SQ20091020769
公開日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者加藤正明, 本江勇介 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝