(57)【要約】【課題】  高い燃料噴霧の微粒化効果を得るとともに、燃料中に生成される燃料酸化物を低減することができ、さらにスモークとＮＯｘの同時低減を好適に図ることができるエンジンの燃料供給装置を提供する。【解決手段】  エンジンの供給装置７０Ａは、燃料噴射弁７１と、コモンレール７２と、燃料供給管７３と、燃料ポンプ７４と、燃料タンク７５と、ミキサ７６と、排気供給管７７と、流量調整弁７８とを有して構成されている。ミキサ７６は燃料ポンプ７４および燃料タンク７５間の燃料供給管７３に介在するようにして設けられており、エンジン５０の排気の一部を燃料に混入させる。排気はミキサ７６でマイクロバブルまたはナノバブルの微小気泡となって燃料に混入される。【選択図】  図１
2010112268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに供給する燃料を貯留する燃料タンクを含め、該燃料タンクから前記エンジンまでの間で、前記エンジンの排気の一部を燃料に混入させる排気混入手段を備えることを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの燃料供給装置であって、
前記エンジンの排気の一部を燃料に混入させるにあたり、ＣＯ２の濃度を高めるＣＯ２濃度向上手段をさらに備えることを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの燃料供給装置に関し、特にエンジンに供給する燃料に気泡を混入させるエンジンの燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンに供給する燃料に気泡を混入させる技術が知られている。気泡を混入させた燃料を噴射すると、噴射の際に生じる圧力低下で混入した気泡が急激に成長し、燃料の液膜を破壊する。このため燃料に気泡を混入させた場合、例えばこれによって噴射した燃料噴霧の微粒化を促進することができる。この点、エンジンに供給する燃料に気泡を混入させる技術として、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献１から３までで提案されている。またスモークとＮＯｘの同時低減を図る点で本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献４で提案されている。またこのほか従来技術としてエンジンの背圧を高め、これにより圧力の高まった排気を貯蔵することでエネルギを回収する技術が特許文献５、６で開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−４５４５６号公報
【特許文献２】特開２００６−２２６２２７号公報
【特許文献３】特開２００７−１７０２９５号公報
【特許文献４】特開平６−２４８９５０号公報
【特許文献５】特開２００８−１５１００５号公報
【特許文献６】特開２００７−７１０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料に気泡を混入させるにあたり、特許文献１では具体的には空気を混入させることとしている。しかしながら、空気の場合、燃料への溶解量があまり多くないことから、燃料への混入量が溶解量との関係で制限されることになる。そして混入量が少ない場合には、燃料噴射時に析出する気体も少なくなることから、結果的に燃料噴霧の微粒化効果も小さいものとなる。すなわち、燃料に気泡を混入させるにあたっては、一般には空気を用いるのが最も簡便であると考えられるところ、特許文献１の提案技術では、溶解量が少ない空気を燃料に混入させることに起因して、燃料噴霧の微粒化効果が制限されてしまう点で問題があった。
【０００５】
一方、気泡を混入させた燃料を噴射するにあたっては、燃料を高圧にする必要がある。ところが、気泡が酸素を含む場合、気泡を混入させた燃料が高圧になると、燃料中に燃料酸化物（例えばカーボンブラック）が生成されることがある。燃料酸化物は、具体的には例えば気泡を混入させた燃料を高圧ポンプで高圧にする際の断熱圧縮で、気泡中の酸素が燃料を酸化することによって生成される。この点、燃料中に燃料酸化物が生成されると、生成された燃料酸化物によって燃料噴射弁に詰まりが発生したり摺動不良が生じたりする虞がある。すなわち、空気など酸素を多く含む気体を燃料に混入させることには燃料噴霧の微粒化効果が制限されてしまう以外にも、かかる問題がある。
【０００６】
またエンジンにおいては従来から、例えば特許文献４で開示されているように、ＥＧＲ（排気還流）を行うことで、スモークとＮＯｘの同時低減を図れることが知られている。ところが、ＥＧＲを行うことでスモークとＮＯｘの同時低減を図る場合、例えば高負荷運転時など大量のＥＧＲを行うことが必要とされる一方で、これが困難な運転領域では、ＥＧＲを行うことによってスモークとＮＯｘの同時低減を十分に図ることができないという問題があった。
一方、大量のＥＧＲを行った場合には、燃焼温度の低下とともに局所的な高温状態の低減やガスの混合促進などを図れることから、スモークとＮＯｘの同時低減を図ることができるものの、排気の量が大量であるために、熱効率が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、高い燃料噴霧の微粒化効果を得るとともに、燃料中に生成される燃料酸化物を低減することができ、さらにスモークとＮＯｘの同時低減を好適に図ることができるエンジンの燃料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明のエンジンの燃料供給装置は、エンジンに供給する燃料を貯留する燃料タンクを含め、該燃料タンクから前記エンジンまでの間で、前記エンジンの排気の一部を燃料に混入させる排気混入手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
また本発明は前記エンジンの排気の一部を燃料に混入させるにあたり、ＣＯ２の濃度を高めるＣＯ２濃度向上手段をさらに備える構成であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高い燃料噴霧の微粒化効果を得るとともに、燃料中に生成される燃料酸化物を低減することができ、さらにスモークとＮＯｘの同時低減を好適に図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本実施例に係るエンジンの燃料供給装置（以下、単に燃料供給装置と称す）７０Ａをエンジン５０など関連する他の構成とともに模式的に示す図である。吸気系１０は、エアフロメータ１１と、インタークーラ１２と、ディーゼルスロットル１３と、インテークマニホールド１４とを有して構成されている。エアフロメータ１１はエアフロセンサと大気温センサとを有して構成されており、吸入空気量を計測するとともに計測した吸入空気量に応じた信号を出力する。インタークーラ１２は過給機３０によって圧縮された吸気を冷却する。ディーゼルスロットル１３はＥＣＵ１Ａの制御のもと、図示しないアクチュエータによって開閉駆動し、吸入空気量を調節する。インテークマニホールド１４はエンジン５０の各気筒に吸気を分配する。
【００１３】
排気系２０はエキゾーストマニホールド２１と触媒２２とを有して構成されている。エキゾーストマニホールド２１は、各気筒からの排気を下流側で一つの排気通路に合流させる。触媒２２はＮＯｘ吸蔵還元型触媒であり、触媒２２ではＰＭを捕捉可能なフィルタにＮＯｘを吸蔵可能な触媒が担持されている。触媒２２は、流入する排気の酸素濃度が高いとき、すなわち排気の空燃比が高いときには排気中のＮＯｘを吸蔵する。一方、触媒２２は、流入する排気の酸素濃度が低下し、且つ還元剤が存在するときには吸蔵していたＮＯｘを放出しつつ、Ｎ２に還元する。
【００１４】
過給機３０は可変容量型ターボチャージャであり、コンプレッサ部３１とタービン部３２とを有して構成されている。過給機３０は、図示しないコンプレッサホイールを収納するコンプレッサ部３１が吸気系１０に、図示しないタービンホイール３２を収納するタービン部３２が排気系２０に、夫々介在するようにして配設されている。コンプレッサホイールとタービンホイールとは回転軸で連結されており、タービンホイールが排気によって駆動されると、回転軸を介してコンプレッサホイールが駆動し吸気を圧縮する。
【００１５】
エンジン５０はディーゼルエンジンであり、エンジン５０にはクランク角センサや水温センサなどの各種のセンサ（図示省略）が配設されている。
エンジン５０は各気筒５１に直接燃料を噴射する燃料噴射弁７１を備えている。各燃料噴射弁７１は燃料を所定圧まで蓄圧する蓄圧室（コモンレール）７２と接続されている。コモンレール７２は燃料供給管７３を介して燃料ポンプ７４に連通している。また、燃料ポンプ７４は燃料供給管７３を介して燃料タンク７５に連通している。エンジン５０に供給する燃料は燃料タンク７５に貯留されており、燃料タンク７５に貯留された燃料は、燃料ポンプ７４によって加圧された上で吐出される。燃料ポンプ７４から吐出された燃料はコモンレール７２へと供給され、コモンレール７２で所定圧まで蓄圧された上で各燃料噴射弁７１へ分配される。そして、燃料噴射弁７１に駆動電流が印加されると、燃料噴射弁７１が開弁し、これにより燃料噴射弁７１から気筒５１内へ燃料が噴射される。
【００１６】
ミキサ（排気混入手段に相当）７６は、エンジン５０の排気の一部を燃料に混入させるための構成であり、燃料ポンプ７４および燃料タンク７５間の燃料供給管７３に介在させるようにして設けられている。但しこれに限られず、ミキサ７６は、燃料タンク７５を含め、燃料タンク７５からエンジン５０までの間で、エンジン５０の排気の一部を燃料に混入させるように適宜設けられてよい。
【００１７】
図２はミキサ７６の構成を模式的に示す図である。ミキサ７６は本体部７６ａと、導出口７６ｂと、燃料供給路７６ｃと、ガス供給路７６ｄと、燃料供給路７６ｃとを有して構成されている。本体部７６ａが形成する内部空間７６ｅは円錐状の空間として形成されており、燃料供給路７６ｃは内部空間７６ｅの円錐を形成する円の接線方向に開口している。ガス供給路７６ｄは円錐状の内部空間７６ｅの底面側中央に開口しており、内部空間７６ｅの頂部側中央には導出口７６ｂが開口している。ガス供給路７６ｄには排気供給管７７Ａに接続され、排気系２０の排気通路から排気が供給される。
【００１８】
燃料供給路７６ｃから燃料を供給すると、内部空間７６ｅで旋回流が発生する。これにより内部空間７６ｅの底部近傍に負圧が発生し、ガス供給路７６ｄから排気が流入する。流入してきた排気は内部空間７６ｅを燃料とともに旋回しながら頂部方向に進み、燃料に混入される。この際、流入してきた排気は頂部方向に進むにつれて縮径且つ伸長され、この結果、マイクロバブルまたはナノバブルといった微小気泡に形成される。微小気泡となった排気は燃料に混入された状態で導出口７６ｂから燃料供給管７３へと流出する。なお、エンジン５０の排気の一部を燃料に混入させるにあたっては、ミキサ７６に限られず、燃料中に排気からなる微小気泡を混入させることが可能な適宜の構成を用いてよい。
【００１９】
排気供給管７７Ａはその一端が前述の通りミキサ７６のガス供給路７６ｄに接続されており、他端が排気系２０の排気通路に連通している。排気供給管７７Ａの他端はより具体的には触媒２２よりも下流側の排気通路と連通している。これにより、触媒２２で浄化された排気をミキサ７６に供給することができる。排気供給管７７Ａには流量調整弁７８が設けられており、ミキサ７６に供給する排気の量は流量調整弁７８によって調整される。
【００２０】
ＥＣＵ１Ａは、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータと入出力回路などを有して構成されている。ＥＣＵ１Ａは主にエンジン５０を制御するように構成されており、本実施例では具体的には燃料噴射弁７１や燃料ポンプ７４のほか、ディーゼルスロットル１３や流量調整弁７８などを制御するように構成されている。これら制御対象はＥＣＵ１Ａに電気的に接続されている。また、ＥＣＵ１Ａにはエアフロメータ１１や、クランク角センサや、水温センサなどの各種のセンサが電気的に接続されている。ＲＯＭはＣＰＵが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成である。ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに基づき、必要に応じてＲＡＭの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ＥＣＵ１Ａでは各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが機能的に実現される。
【００２１】
この点、本実施例では以下に示す流量制御手段がＥＣＵ１Ａで機能的に実現される。流量制御手段は、エンジン５０の運転状態に応じて、エンジン５０の排気の一部をミキサ７６（燃料）に供給するように流量調整弁７８を制御する。この点、流量制御手段は具体的にはエンジン５０の運転状態が排気の供給が必要な運転状態であるか否かを判定するとともに、排気の供給が必要な運転状態である場合に、エンジン５０の排気の一部を燃料に供給するように流量調整弁７８を制御する。またエンジン５０の排気の一部を燃料に供給するにあたり、流量制御手段はエンジン５０の運転状態に応じて、燃料に混入させるのに必要な排気の量を算出するとともに、必要な排気の量に応じた開度になるように流量調整弁７８を制御する。
【００２２】
本実施例では、燃料噴射弁７１と、コモンレール７２と、燃料供給管７３と、燃料ポンプ７４と、燃料タンク７５と、ミキサ７６と、排気供給管７７Ａと、流量調整弁７８とを有して燃料供給装置７０Ａが実現されている。また本実施例ではＥＣＵ１Ａで燃料供給装置の制御装置が、燃料供給装置７０ＡとＥＣＵ１Ａとでエンジンの燃料供給システム１００Ａがそれぞれ実現されている。
【００２３】
次にＥＣＵ１Ａの動作を図３に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ１Ａでは、図３のフローチャートに示す処理がごく短い時間間隔で繰り返し実行される。ＥＣＵ１Ａはエンジン５０の運転状態が、排気の供給が必要な運転状態であるか否か（ガス供給必要であるか否か）を判定する（ステップＳ１１）。排気の供給状態が必要な運転状態は、例えばエンジン５０の運転状態（例えば回転数ＮＥおよび負荷）に応じてマップデータで予め設定することができる。そしてエンジン５０の運転状態に基づき、ＲＯＭに予め格納したこのマップデータを参照することで、排気の供給が必要な運転状態であるか否かを判定することができる。ステップＳ１１で否定判定であれば、ＥＣＵ１Ａは必要な排気の量に応じた開度になるように流量調整弁７８を制御する（ステップＳ１３）。この点、ステップＳ１１で否定判定された場合には、ステップＳ１３で流量調整弁７８は閉弁されることになる。
【００２４】
一方、ステップＳ１１で肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ａはエンジン５０の運転状態に応じて、燃料に混入させるのに必要な排気の量の算出（混入ガス量の算出）をする（ステップＳ１２）。燃料に混入させるのに必要な排気の量は、例えばエンジン５０の運転状態（例えば回転数ＮＥおよび負荷）に応じてマップデータで予め設定することができる。そしてエンジン５０の運転状態に基づき、ＲＯＭに予め格納したこのマップデータを参照することで、必要な排気の量を算出できる。
必要な排気の量は、例えば燃料噴霧の微粒化効果の観点から、燃料に対する排気の溶解量を考慮した上で、燃料に混入させることが可能な最大の量とすることができる。また必要な排気の量はこのほか、例えば所望の燃料噴霧の微粒化効果を得ることが可能な量とすることもできる。そして必要な排気の量はエンジン５０の運転状態に応じて例えばこのような異なる観点で異なる量に設定することもできる。
【００２５】
ステップＳ１２に続いて、ＥＣＵ１Ａは必要な排気の量に応じた開度になるように流量調整弁７８を制御する（ステップＳ１３）。必要な排気の量に応じた開度は、例えば必要な排気の量に対応させて予めマップデータで設定することができる。そして算出した必要な排気の量に基づき、予めＲＯＭに格納したこのマップデータを参照することで、必要な排気の量に応じた開度になるように流量調整弁７８を制御することができる。
【００２６】
ステップＳ１３で流量調整弁７８を制御することにより、ミキサ７６では必要な量の排気が微小気泡となって燃料に混入される。この点、排気は空気と比較してＣＯ２の濃度が高く、またＣＯ２はＯ２やＮ２と比較して燃料に対する溶解量が多い。このため燃料供給装置７０Ａでは、燃料に対する気体の混入量を増加させることができ、以って高い燃料噴霧の微粒化効果を得ることができる。
また燃料供給装置７０Ａでは、燃料に排気を混入させることで、空気や酸素濃度が高い気体を混入させた場合と比較して気泡の酸素濃度を低下させることができる。このため燃料供給装置７０Ａでは、これにより燃料ポンプ７４の断熱圧縮で生成される燃料酸化物を低減することができる。
【００２７】
また燃料供給装置７０Ａでは燃料に排気を混入させるため、これにより噴霧内にＥＧＲを行う形になる。このため燃料供給装置７０Ａでは、噴霧微粒化による空気利用率の向上に加えて、少量の排気でＣＯ２によるスモークの再燃焼を図ることができ、これにより少量の排気でスモークの低減を図ることができる。同時に燃料供給装置７０Ａでは、噴霧内にＥＧＲを行う形となる結果、少量の排気で燃焼温度を低下させることができることから、少量の排気でＮＯｘの低減を図ることもできる。このため燃料供給装置７０Ａでは、大量のＥＧＲを行うことが困難な運転領域であっても、燃料に排気を混入させることでスモークとＮＯｘの同時低減を図ることができる。また大量のＥＧＲを行う代わりに燃料に排気を混入させることとすれば、少量の排気で済むことから熱効率の低下も抑制できる。
このように、燃料供給装置７０Ａは高い燃料噴霧の微粒化効果を得るとともに、燃料中に生成される燃料酸化物を低減することができ、さらにスモークとＮＯｘの同時低減を好適に図ることができる。
【実施例２】
【００２８】
図４は本実施例に係る燃料供給装置７０Ｂを関連する他の構成とともに模式的に示す図である。燃料供給装置７０Ｂはガスポンプ８１と加圧ポンプ８２とをさらに備えている点以外、燃料供給装置７０Ａと実質的に同一のものとなっている。またこれに伴い、本実施例では燃料供給装置の制御装置としてＥＣＵ１Ａの代わりにＥＣＵ１Ｂが適用されている。ＥＣＵ１Ｂはガスポンプ８１と加圧ポンプ８２とがさらに電気的に接続されている点と、これらガスポンプ８１と加圧ポンプ８２をさらに制御するように構成されている点以外、ＥＣＵ１Ａと実質的に同一のものとなっている。またこれに伴い、本実施例では燃料供給装置７０ＢとＥＣＵ１Ｂとでエンジンの燃料供給システム１００Ｂが実現されている。
【００２９】
ガスポンプ８１は排気供給管７７Ａに介在させるようにして設けられている。具体的には排気供給管７７Ａのうち、流量調整弁７８よりも排気通路側の部分に介在させるようにして設けられている。加圧ポンプ８２は、燃料タンク７５およびミキサ７６間の燃料供給管７３に介在させるようにして設けられている。加圧ポンプ８２は燃料タンク７５から燃料を吸引するとともに、吸引した燃料を加圧してミキサ７６に吐出する。
燃料供給装置７０Ｂでは、ガスポンプ８１によって排気の供給量が増加される。またその一方で、これに応じて加圧ポンプ８２が燃料を加圧してミキサ７６に吐出する。これにより燃料供給装置７０Ｂでは、ミキサ７６における排気の溶解量を増加させることができ、以って燃料供給装置７０Ａと比較して排気の混入量をさらに増加させることができる。このため燃料供給装置７０Ｂは、燃料供給装置７０Ａと比較してより大きな燃料噴霧の微粒化効果や排気エミッションの改善効果を得ることができる。
【実施例３】
【００３０】
図５は本実施例に係る燃料供給装置７０Ｃを関連する他の構成とともに模式的に示す図である。燃料供給装置７０Ｃは排気供給管７７Ａの代わりに排気供給管７７Ｂを備えている点と、流量調整弁７９をさらに備えている点と、燃料タンク７５内に設けられた排気混入手段（図示省略）をさらに備えている点以外、燃料供給装置７０Ａと実質的に同一のものとなっている。またこれに伴い、本実施例では燃料供給装置の制御装置としてＥＣＵ１Ａの代わりにＥＣＵ１Ｃが適用されている。ＥＣＵ１Ｃは流量調整弁７９がさらに電気的に接続されている点と、流量調整弁７９をさらに制御するように構成されている点以外、ＥＣＵ１Ａと実質的に同一のものとなっている。またこれに伴い、本実施例では燃料供給装置７０ＣとＥＣＵ１Ｃとでエンジンの燃料供給システム１００Ｃが実現されている。
【００３１】
排気供給管７７Ｂは、燃料タンク７５およびミキサ７６のそれぞれに排気を供給可能に構成されている。この点、排気供給管７７Ｂは本実施例では具体的にはその一端が排気系２０の排気通路のうち、触媒２２よりも下流側の部分に連通するとともに、他端が分岐して燃料タンク７５とミキサ７６に連通するように構成されている。流量調整弁７８はミキサ７６に、流量調整弁７９は燃料タンク７５にそれぞれ対応させて排気供給管７７Ｂに設けられており、具体的には分岐後の排気導入管７７Ｂそれぞれに介在させるようにして設けられている。
排気供給管７７Ｂを介して燃料タンク７５に供給される排気は、排気混入手段によってマイクロバブルまたはナノバブルの微小気泡となり、燃料に混入および溶解される。なお、この排気混入手段としては例えばミキサ７６と同様のものを適用することができる。これにより、仮にミキサ７６で燃料に排気を十分に混入および溶解させることができない場合であっても、燃料に排気を十分に混入および溶解させることができる。このため燃料供給装置７０Ｃは、燃料供給装置７０Ａと比較してより大きな燃料噴霧の微粒化効果や、排気エミッションの改善効果を得ることができる。
【実施例４】
【００３２】
図６は本実施例に係る燃料供給装置７０Ｄを関連する他の構成とともに模式的に示す図である。燃料供給装置７０ＤはＣＯ２富化装置（ＣＯ２濃度増加手段に相当）８５をさらに備えている点以外、燃料供給装置７０Ｃと実質的に同一のものとなっている。本実施例では燃料供給装置の制御装置として実施例３と同様にＥＣＵ１Ｃが適用されており、燃料供給装置７０ＤとＥＣＵ１Ｃとでエンジンの燃料供給システム１００Ｄが実現されている。
【００３３】
ＣＯ２富化装置８５は排気のＣＯ２濃度を高めるための構成であり、排気供給管７７Ｂに介在させるようにして設けられている。この点、ＣＯ２富化装置８５は具体的には排気供給管７７Ｂのうち、排気供給管７７Ｂが燃料タンク７５およびミキサ７６へと分岐する前の部分に介在させるようにして設けられている。ＣＯ２富化装置８５は具体的には例えば圧力スイング吸着方式（ＰＳＡ）のガス分離装置やガス分離膜で実現することができる。
ＣＯ２富化装置８５は排気に含まれるＣＯ２以外の成分（例えばＯ２、Ｎ２、Ｈ２Ｏ）を除去する。このため、ミキサ７６に供給される排気はＣＯ２富化装置８５によってそのＣＯ２濃度が高められる。これにより燃料供給装置７０Ｄでは、燃料供給装置７０Ｃと比較してより少ない排気の量で燃料への排気の混入量を増加させることができる。このため燃料供給装置７０Ｄは、燃料供給装置７０Ｃと比較してより大きな燃料噴霧の微粒化効果や、燃料酸化物の低減効果や、排気エミッションの改善効果を得ることができる。
【実施例５】
【００３４】
図７は本実施例に係る燃料供給装置７０Ｅを関連する他の構成とともに模式的に示す図である。燃料供給装置７０Ｅはミキサ７６の上流側で燃料を冷却する冷却手段である冷却装置９０をさらに備えている点以外、燃料供給装置７０Ａと実質的に同一のものとなっている。冷却装置９０は例えばエンジン冷却水との間で熱交換を行うように構成された熱交換器で実現することができる。またこのほか、冷却装置９０は例えば空冷などによって燃料タンク７５に貯留された燃料との間で熱交換を行うように構成することなどもできる。本実施例では燃料供給装置の制御装置として実施例１と同様にＥＣＵ１Ａが適用されており、燃料供給装置７０ＥとＥＣＵ１Ａとでエンジンの燃料供給システム１００Ｅが実現されている。
燃料供給装置７０Ｅでは冷却装置９０が燃料を冷却することで、燃料へのＣＯ２の溶解量を増加させることができる。このため燃料供給装置７０Ｅでは、燃料供給装置７０Ａと比較して排気の混入量をさらに増加させることができ、以って燃料供給装置７０Ａと比較してより大きな燃料噴霧の微粒化効果や、排気エミッションの改善効果を得ることができる。
【実施例６】
【００３５】
図８は本実施例に係る燃料供給装置７０Ｆを関連する他の構成とともに模式的に示す図である。燃料供給装置７０Ｆは、ガスポンプ８１の代わりにエネルギ回収装置９５を備えている点以外、実施例２で前述した燃料供給装置７０Ｂと実質的に同一のものとなっている。またこれに伴い、本実施例では燃料供給装置の制御装置としてＥＣＵ１Ｂの代わりにＥＣＵ１Ｆが適用されており、燃料供給装置７０ＦとＥＣＵ１Ｆとでエンジンの燃料供給システム１００Ｆが実現されている。なお、加圧ポンプ８２は必要に応じて設けられればよい。
【００３６】
エネルギ回収装置９５はガス貯蔵容器９６と、逆止弁９７と、背圧調整弁９８とを有して構成されている。
ガス貯蔵容器９６は、背圧調整弁９８によるエンジン５０の背圧の上昇によって圧力が高まった排気を貯蔵する。さらにガス貯蔵容器９６は蓄圧した圧力を利用して貯蔵した排気をミキサ７６に供給する。ガス貯蔵容器９６は排気供給管７７Ａに介在させるようにして設けられており、本実施例では具体的には排気供給管７７Ａのうち、流量調整弁７８よりも排気通路側の部分に介在させるようにして設けられている。ガス貯蔵容器９６にはガス貯蔵容器９６内の圧力（以下、貯蔵容器内圧力Ｐと称す）を検知する圧力センサ９９が設けられている。
逆止弁９７はガス貯蔵容器９６から排気通路へ排気が逆流することを防止する。逆止弁９７は具体的には排気供給管７７Ａのうち、ガス貯蔵容器９６よりも排気通路側の部分に介在させるようにして設けられている。
背圧調整弁９８はエンジン５０の背圧を調整する。背圧調整弁９８は排気系２０の排気通路うち、排気供給管７７Ａが連通している部分よりも下流側の部分に設けられている。背圧調整弁９８の開度が全開から全閉に向かって変化すると、排気通路の排気の流通が妨げられ、その分、エンジン５０の背圧が上昇する。
【００３７】
ＥＣＵ１Ｆは、ガスポンプ８１が接続されていない点と、背圧調整弁９８と圧力センサ９９とがさらに電気的に接続されている点と、以下に示す背圧制御手段をさらに備えている点以外、ＥＣＵ１Ｂと実質的に同一のものとなっている。背圧制御手段は背圧調整弁９８を制御することによって、エンジン５０の背圧を制御する。この点、背圧制御手段は具体的には、貯蔵容器内圧力Ｐが排気の貯蔵に最低必要な圧力として予め設定されたガス補充基準圧力Ｐ０以下であるか否かを判定するとともに、貯蔵容器内圧力Ｐがガス補充基準圧力Ｐ０以下である場合に、必要となる排気の量（或いは圧力。以下も同様）を算出し、算出した排気の量に応じた開度になるように背圧調整弁９８を制御する。
【００３８】
次にＥＣＵ１Ｆの動作を図９に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ１Ｆは貯蔵容器内圧力Ｐを検出するとともに（ステップＳ２１）、排気の補充が必要であるか否か（Ｐ≦Ｐ０であるか否か）を判定する（ステップＳ２２）。否定判定であれば、特段の処理を要しないためリターンしてステップＳ２１に戻る。一方、ステップＳ２２で肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ｆは必要となる排気の量（必要ガス量）の算出する（ステップＳ２３）。必要となる排気の量は、例えばエンジン５０の運転状態（例えば回転数ＮＥおよび負荷）に応じてマップデータで予め設定することができる。そしてエンジン５０の運転状態に基づき、ＲＯＭに予め格納したこのマップデータを参照することで、必要となる排気の量を算出できる。続いてＥＣＵ１Ｆは、算出した排気の量に応じた開度になるように背圧調整弁９８を制御する（ステップＳ２４）。この開度は、例えば必要となる排気の量に対応させて予めマップデータで設定することができる。そして算出した排気の量に基づき、予めＲＯＭに格納したこのマップデータを参照することで、必要となる排気の量に応じた開度になるように背圧制御弁９８を制御することができる。
【００３９】
ステップＳ２４で背圧調整弁９８を制御することで、貯蔵容器内圧力Ｐをミキサ７６への排気供給が可能な状態に維持することができ、これによりミキサ７６に排気を供給することが可能になる。このため燃料供給装置７０Ｆでは、ガスポンプ８１を不要化、または仮にガスポンプ８１を設けた場合であってもその駆動力を低減することができ、以って排気の供給に必要な補助動力を低減することができる。また燃料供給装置７０Ｆでは、ガス貯蔵容器９６で排気を蓄圧しておくので、排気供給の応答性を確保することもできる。また燃料供給装置７０Ｆでは、背圧調整弁９８で貯蔵容器内圧力Ｐを調整して、貯蔵容器内圧力Ｐをミキサ７６への排気供給が可能な状態に維持するので、排気の供給を安定して行うことができる。また燃料供給装置７０Ｆでは、例えば減速時に背圧調整弁９８で背圧を上昇させて、ガス貯蔵容器９６に排気を供給することとすれば、エンジン性能や燃費への悪影響を低減することもでき、さらにこの場合には排気ブレーキの効果を得ることもできる。
【００４０】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
例えば上述した実施例は当然にして適宜組み合わせるようにして実施をすることが可能である。この点、実施例１から実施例４までで示した燃料供給装置７０Ａから７０Ｄの構成要素を適宜組み合わせて実現した燃料供給装置の一例である燃料供給装置７０Ｇを、これに対応する燃料供給装置の制御装置であるＥＣＵ１Ｇ等とともに図１０に参考として示す。この燃料供給装置７０Ｇにおいて、エンジンの燃料供給システム１００Ｇは燃料供給装置７０ＧとＥＣＵ１Ｇとで実現される。またこの燃料供給装置７０Ｇにおいて、実施例５で前述した冷却装置９０は例えばミキサ７６と加圧ポンプ８２との間に設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】燃料供給装置７０Ａを他の構成とともに模式的に示す図である。
【図２】ミキサ７６の構成を模式的に示す図である。
【図３】ＥＣＵ１Ａの動作をフローチャートで示す図である。
【図４】燃料供給装置７０Ｂを他の構成とともに模式的に示す図である。
【図５】燃料供給装置７０Ｃを他の構成とともに模式的に示す図である。
【図６】燃料供給装置７０Ｄを他の構成とともに模式的に示す図である。
【図７】燃料供給装置７０Ｅを他の構成とともに模式的に示す図である。
【図８】燃料供給装置７０Ｆを他の構成とともに模式的に示す図である。
【図９】ＥＣＵ１Ｂの動作をフローチャートで示す図である。
【図１０】燃料供給装置７０Ｇを他の構成とともに模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１      ＥＣＵ
５０    エンジン
７０    燃料供給装置
７６    ミキサ
７８    流量調整弁
８１    ガスポンプ
８２    加圧ポンプ
８５    ＣＯ２富化装置
９０    冷却装置
９５    エネルギ回収装置
９６    ガス貯蔵容器
９７    逆止弁
９８    背圧調整弁
１００  エンジンの燃料供給システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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