(57)【要約】【課題】簡素な構成で燃料中に微細気泡を混合可能な燃料噴射装置を提供する。【解決手段】燃料噴射装置１では、燃料ポンプ４０は、燃料タンク１０に貯留された燃料を気体とともにインジェクタ６１に供給する。気体供給通路部材２４は、キャニスタ１７に貯留された蒸発燃料を含む気体と流入通路２２から流入した気体とを燃料ポンプ４０に供給する気体供給通路２５を有する。微細気泡混合器５０は、燃料とともに供給された気体を微細化し燃料中に混合する。リターン通路部材６４は、デリバリパイプ６０内の燃料を燃料タンク１０に戻すリターン通路６５を有する。リリーフ弁６７は、デリバリパイプ６０とリターン通路６５との連通および遮断を切り替える。これにより、燃料中への気体の供給と蒸発燃料の回収および再利用とをキャニスタ１７が兼ねており、脱泡装置が不要となるので、簡素な構成で燃料中に微細気泡を混合することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁に燃料を分配するデリバリパイプと、
前記燃料噴射弁に供給される燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンクと前記デリバリパイプとを連通する燃料通路を有する燃料通路部材と、
前記燃料タンクに貯留された燃料を気体とともに前記燃料通路および前記デリバリパイプを経由して前記燃料噴射弁に供給する燃料ポンプと、
前記燃料タンク内の燃料が蒸発した蒸発燃料を含む気体を貯留する蒸発燃料貯留部材と、
前記蒸発燃料貯留部材に接続し、前記蒸発燃料貯留部材に気体を供給する流入通路を有する流入通路部材と、
前記蒸発燃料貯留部材に貯留された蒸発燃料を含む気体と前記流入通路を経由して前記蒸発燃料貯留部材に供給された気体とを前記燃料ポンプに供給する気体供給通路を有する気体供給通路部材と、
前記燃料通路に設けられ、前記燃料ポンプにより燃料とともに供給された気体を微細化し燃料中に混合する微細気泡混合手段と、
前記デリバリパイプ内の燃料を前記燃料タンクに戻すリターン通路を有するリターン通路部材と、
前記デリバリパイプと前記リターン通路との連通および遮断を切り替えるリリーフ弁と、
を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記気体供給通路部材と接続し、前記蒸発燃料貯留部材を経由せずに前記気体供給通路に気体を供給するバイパス通路を有するバイパス通路部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記流入通路に設けられ、前記流入通路を経由する前記蒸発燃料貯留部材への気体の流入の許容または禁止を切り替える切替弁をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記切替弁は、前記蒸発燃料貯留部材に貯留された蒸発燃料が所定値より大きくなった場合、前記流入通路を経由して前記蒸発燃料貯留部材に気体が流入するのを許容するように切り替えられることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記微細気泡混合手段と前記デリバリパイプとの間に設けられる高圧ポンプをさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記気体供給通路に設けられ、前記燃料ポンプへの気体の流入の許容または禁止を切り替える気体供給制御弁を備え、
前記内燃機関が停止してから所定期間、前記リリーフ弁を開弁するとともに、前記気体供給通路を遮断し前記燃料ポンプに気体を供給しないように前記気体供給制御弁を切り替えた状態で前記燃料ポンプの駆動を継続することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の燃料室に微粒化した燃料を噴射供給することにより燃焼効率を向上させている。例えば、特許文献１では、外部から取り込んだ空気を微細化して液体の燃料に混合し、微細化された空気である微細気泡を含む燃料を噴射することにより噴霧液滴を微粒化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７０２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１では、デリバリパイプから燃料タンクへのリターン経路の途中に脱泡装置が設けられる。脱泡装置では、デリバリパイプから燃料タンクに戻される微細気泡を含んだ余剰燃料から空気を分離して燃料のみを燃料タンクに戻している。
しかしながら、特許文献１のように、余剰燃料中の微細気泡を分離する脱泡装置を設けると、脱泡装置において消費されるエネルギーが大きく、燃費の悪化に繋がるという問題点があった。また、脱泡装置を設けることにより、部品点数およびコストが増大するという問題点があった。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡素な構成で燃料中に微細気泡を混合可能な燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の燃料噴射装置は、燃料噴射弁と、デリバリパイプと、燃料タンクと、燃料通路部材と、燃料ポンプと、蒸発燃料貯留部材と、流入通路部材と、気体供給通路部材と、微細気泡混合手段と、リターン通路部材と、リリーフ弁と、を備える。燃料噴射弁は、燃料を内燃機関に噴射する。デリバリパイプは、燃料噴射弁に燃料を分配する。燃料タンクは、燃料噴射弁に供給される燃料を貯留する。燃料通路部材は、燃料タンクとデリバリパイプとを連通する燃料通路を有する。燃料ポンプは、燃料タンクに貯留された燃料を気体とともに燃料通路を経由して燃料噴射弁に供給する。蒸発燃料貯留部材は、燃料タンク内の燃料が蒸発した蒸発燃料を含む気体を貯留する。流入通路部材は、蒸発燃料貯留部材に接続し、蒸発燃料貯留部材に気体を供給する流入通路を有する。気体供給通路部材は、蒸発燃料貯留部材に貯留された蒸発燃料を含む気体と流入通路を経由して蒸発燃料貯留部材に供給された気体とを燃料ポンプに供給する気体供給通路を有する。微細気泡混合手段は、燃料通路に設けられ、燃料ポンプにより燃料とともに供給された気体を微細化し燃料中に混合する。リターン通路部材は、デリバリパイプ内の燃料を燃料タンクに戻すリターン通路を有する。リリーフ弁は、デリバリパイプとリターン通路との連通および遮断を切り替える。
【０００６】
本発明では、微細気泡が混合された燃料が燃料噴射弁から噴射されるので、噴霧の微粒化を促進することができる。これにより、燃焼効率を改善することができる。また、リターン通路に脱泡装置を備えない場合、リターン通路を経由して燃料タンク内に戻される燃料中には微細気泡が含まれる。燃料タンク内に戻された燃料中に微細気泡として混合された気体は、時間とともに液面付近に上昇、凝集した後に消泡し、液体の燃料から分離される。液体の燃料から分離された気体は、蒸発燃料とともに蒸発燃料貯留部材に貯留された後、気体供給通路を経由して燃料ポンプに供給され、再度燃料中に混合される。このように、燃料中への気体の供給と、蒸発燃料の回収および再利用とを蒸発燃料貯留部材が兼ねているので、脱泡装置が不要となり、簡素な構成で燃料中に微細気泡を混合することができる。
なお、本発明における「気体」とは、燃料タンク内に燃料とともにリターン可能な気体であればよい。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、気体供給通路部材と接続し、蒸発燃料貯留部材を経由せずに気体供給通路に気体を供給するバイパス通路を有するバイパス通路部材をさらに備える。蒸発燃料貯留部材を経由せずバイパス通路を経由して気体を供給することにより、気体の供給量を増やすことができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、流入通路に設けられ、流入通路を経由する蒸発燃料貯留部材への気体の流入の許容または禁止を切り替える切替弁をさらに備える。これにより、蒸発燃料貯留部材を経由して気体供給通路に供給される気体の量を可変とすることができる。例えば請求項２の構成を採用し、運転状態に基づき、蒸発燃料供給部材への気体の流入を禁止するように切替弁を切り替え、バイパス通路を経由して気体供給通路に気体を供給することにより、気体の供給量を増やすことができる。
【０００９】
また例えば請求項４に記載の構成を採用し、蒸発燃料貯留部材に貯留された蒸発燃料が所定値より大きくなった場合、流入通路を経由して蒸発燃料貯留部材に気体が流入するのを許容するように切替弁を切り替えれば、燃料中への気体の供給と、蒸発燃料の回収および再利用と、を効率よく行うことができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、微細気泡混合部とデリバリパイプとの間に設けられる高圧ポンプをさらに備える。これにより、微細気泡が混合された燃料を加圧してデリバリパイプに供給することができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、気体供給通路に設けられ、燃料ポンプへの気体の流入の許容または禁止を切り替える気体供給制御弁をさらに備える。そして、内燃機関が停止してから所定期間、リリーフ弁を開弁するとともに、気体供給通路を遮断し燃料ポンプに気体を供給しないように気体供給制御弁を切り替えた状態で燃料ポンプの駆動を継続する。なお、リリーフ弁を開弁し、気体供給通路を遮断した状態でポンプの駆動を継続する所定期間は、燃料通路およびデリバリパイプの容量と燃料ポンプの吐出量に基づき、燃料通路およびデリバリパイプ内の微細気泡を含む燃料が燃料タンクに戻されるのに要する期間に設定される。これにより、燃料通路およびデリバリパイプ内に気体を含んだ燃料が残留しないため、エンジンの再始動時に燃料とともに凝集した気体が噴射されて燃料の噴射量が不足するのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料噴射装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態による切替弁制御処理を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態によるエンジン停止時における気体供給制御処理を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態による燃料噴射装置の構成を示す概略構成図である。
【図５】本発明の第３実施形態による燃料噴射装置の構成を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明による燃料噴射装置を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料噴射装置を図１に示す。燃料噴射装置１は、図示しない内燃機関としてのエンジンに燃料を噴射する。本実施形態の燃料噴射装置１は、ポート噴射式のエンジンに適用される。燃料噴射装置１は、燃料タンク１０、蒸発燃料貯留部材としてのキャニスタ１７、流入通路部材２１、気体供給通路部材２４、燃料ポンプ４０、燃料通路部材４４、微細気泡混合手段としての微細気泡混合器５０、デリバリパイプ６０、燃料噴射弁としてのインジェクタ６１、リターン通路部材６４、リリーフ弁６７、および電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という。）７０等を備えている。
【００１４】
燃料タンク１０には、液体の燃料が貯留されている。本実施形態における燃料はガソリンである。燃料タンク１０内では、液体状態の燃料の液面の上部空間１１は、燃料の一部が蒸発した蒸発燃料で満たされている。
上部空間１１は、キャニスタ通路部材１３に形成されたキャニスタ通路１４を経由してキャニスタ１７と連通している。これにより、キャニスタ１７には、燃料タンク１０からキャニスタ通路１４を経由して蒸発燃料を含む気体が供給される。キャニスタ１７は、活性炭等の吸着部材を有し、燃料タンク１０からキャニスタ通路１４を経由して供給された蒸発燃料を吸着部材に吸着して貯留する。
【００１５】
流入通路部材２１は、キャニスタ１７に気体を供給する流入通路２２を有している。流入通路２２は、キャニスタ１７と反対側の端部が図示しないエンジンルーム内に開口している。これにより、キャニスタ１７には、流入通路２２を経由して気体が流入する。本実施形態では、流入通路２２および後述するバイパス通路３２へ流入する気体は、空気である。
【００１６】
キャニスタ１７と燃料ポンプ４０の吸入口との間には、気体供給通路２５を有する気体供給通路部材２４が設けられている。気体供給通路２５には、キャニスタ１７およびバイパス通路３２からの気体が流入し、気体供給通路２５に流入した気体は、燃料ポンプ４０に供給される。なお、キャニスタ１７から気体供給通路２５に流入する気体には、蒸発燃料が含まれている。
【００１７】
気体供給通路２５には、気体供給制御弁２７が設けられている。気体供給制御弁２７は、燃料ポンプ４０への気体の流入の許容または禁止を切り替える。本実施形態では、気体供給通路２５の開閉を切り替える開閉弁である。気体供給制御弁２７が開弁しているとき、燃料ポンプ４０側への気体の流入が許容される。一方、気体供給制御弁２７が閉弁しているとき、燃料ポンプ４０側への気体の流入が禁止される。
【００１８】
バイパス通路部材３１は、一方の端部が流入通路部材２１と接続し、他方の端部が気体供給通路部材２４と接続している。バイパス通路部材３１には、キャニスタ１７を経由せずに気体供給通路２５に気体を供給するバイパス通路３２が形成されている。流入通路２２のバイパス通路３２との接続部には、切替弁３５が設けられる。本実施形態の切替弁３５は、三方弁である。切替弁３５を駆動することにより、キャニスタ１７を経由して気体供給通路２５に蒸発燃料を含む気体を供給するか、キャニスタ１７を経由せずにバイパス通路３２を経由して気体供給通路２５に蒸発燃料を含まない気体を供給するか、を切り替える。本実施形態では、切替弁３５は、エンジン運転時において通常、バイパス通路３２を経由して気体供給通路２５に気体が供給されるようになっている。
【００１９】
燃料ポンプ４０は、燃料タンク１０内に設けられるインタンク式のポンプである。燃料ポンプ４０の吸入口には、吸入通路部材４１が接続され、吸入通路部材４１に形成される吸入通路４２を経由して燃料タンク１０内の燃料が燃料ポンプ４０に吸入される。また、吸入通路４２と気体供給通路２５とは連通しており、これにより、吸入通路４２には、気体供給通路２５からの気体と燃料タンク１０からの燃料とが流入する。燃料ポンプ４０の吐出口は、デリバリパイプ６０と連通する燃料通路４５を有する燃料通路部材４４と接続している。これにより、燃料ポンプ４０は、吸入通路４２を経由して燃料および気体を吸入し、燃料通路４５に燃料および気体を吐出する。なお、気体供給通路２５を経由して供給される気体中の蒸発燃料は、燃料ポンプ４０によって圧送されるときに液化する。したがって、燃料ポンプ４０によって吐出される流体は、液体の燃料と当該液体の燃料に溶解しない気体とからなる。
【００２０】
燃料通路４５には、燃料ポンプ４０により燃料とともに供給された気体を微細化して燃料中に混合する微細気泡混合器５０が設けられている。微細化された気体である微細気泡としては、例えば数μｍから数十μｍ程度のマイクロバルブが知られている。微細気泡混合器５０は、燃料とともに供給された気体を微細化して燃料中に混合できればどのような装置であってもよく、例えば、旋回流を発生させることによりせん断力を発生させて気体を切断、粉砕することにより、気体を微細化する。また例えば、気体を含む燃料を加圧して気体を燃料中に溶解させた状態から流速を上げてキャビテーションを起こさせることにより、気体を微細化する。さらに、超音波により気体を微細化してもよい。
【００２１】
デリバリパイプ６０には、微細気泡混合器５０により微細化された微細気泡を含む燃料が供給される。デリバリパイプ６０に供給された微細気泡を含む燃料は、複数のインジェクタ６１に分配される。インジェクタ６１は、エンジンの燃料室に連通する図示しない吸気ポートに微細気泡が混合された燃料を噴射する。これにより、インジェクタ６１から噴射される燃料が微粒化され、燃焼効率が向上する。
【００２２】
リターン通路部材６４は、デリバリパイプ６０内の余剰燃料を燃料タンク１０に戻すリターン通路６５を有する。リターン通路６５は、リリーフ弁６７を経由してデリバリパイプ６０と連通する。
【００２３】
リリーフ弁６７は、デリバリパイプ６０の末端側に設けられる。リリーフ弁６７は、デリバリパイプ６０における燃料圧力が設定圧を超えたときに開弁する。これにより、デリバリパイプ６０内の余剰燃料は、リターン通路６５を経由して燃料タンク１０に戻される。本実施形態では、リターン通路６５には脱泡装置は設けられていない。したがって、燃料中に微細化されて混合された微細気泡を含んだ燃料がリターン通路６５を経由して燃料タンク１０に戻される。
【００２４】
ＥＣＵ７０は、燃料噴射装置１全体の制御を司る。ＥＣＵ７０の出力側には、気体供給制御弁２７、切替弁３５、燃料ポンプ４０、微細気泡混合器５０、インジェクタ６１、およびリリーフ弁６７等が接続されている。また、ＥＣＵ７０の入力側には、クランク角センサ、アクセル開度センサ、空燃比センサ等が接続されている。なお、図１においては、煩雑になることを避けるため、微細気泡混合器５０への制御線以外は省略した。
【００２５】
本実施形態では、切替弁３５は、キャニスタ１７を経由して蒸発燃料を含む気体を供給するか、キャニスタ１７を経由せずにバイパス通路３２を経由して蒸発燃料を含まない気体を供給するかを、切り替えている。
そこで、切替弁３５の駆動を制御する切替弁制御処理を、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。この処理は、エンジン運転中に所定の間隔で実行される。
【００２６】
初めのステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で示す）では、吸入される空気が、バイパス通路３２を経由するように切替弁３５を切り替える。バイパス通路３２を経由して気体が供給される状態になっている場合には、その状態を継続する。
【００２７】
Ｓ１０２では、キャニスタ１７に貯留されている蒸発燃料の量である推定燃料量Ｖを推定する。推定燃料量Ｖは、キャニスタ１７を経由して気体を供給する状態の後にバイパス通路３２を経由して気体を供給する状態に切替弁３５を切り替えてからの経過時間とリリーフ弁６７の開弁時間とに基づき、予め記憶されているマップを参照することにより推定される。また、推定燃料量Ｖは、キャニスタ１７を経由して気体を供給する状態の後にバイパス通路３２を経由して気体を供給する状態に切替弁３５を切り替えてからの経過時間とリリーフ弁６７の開弁時間とに基づき、計算により算出してもよい。
【００２８】
Ｓ１０３では、キャニスタ１７に貯留されている推定燃料量Ｖが所定値Ｖ１より大きいか否かを判断する。推定燃料量Ｖが所定値Ｖ１以下であると判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、Ｓ１０２へ戻る。推定燃料量Ｖが所定値Ｖ１より大きいと判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０４へ移行する。
【００２９】
Ｓ１０４では、吸入される空気がキャニスタ１７を経由するように切替弁３５を切り替える。このとき、吸入される空気がキャニスタ１７を経由するので、キャニスタ１７に貯留された蒸発燃料を含む気体が気体供給通路２５を経由して燃料ポンプ４０に送られ、蒸発燃料が処理される。またここでは、吸入される空気がキャニスタ１７を経由するように切替弁３５を切り替えてからの時間Ｔｘを計時する。
【００３０】
Ｓ１０５では、吸入される空気がキャニスタ１７を経由するように切替弁３５を切り替えてからの時間Ｔｘが所定時間Ｔ１を超えたか否かを判断する。所定時間Ｔ１は、キャニスタ１７の容量や燃料ポンプ４０の吸入特性等に基づいて予め設定されている。吸入される空気がキャニスタ１７を経由するように切替弁３５を切り替えてからの時間Ｔｘが所定時間Ｔ１以下であると判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、この判断処理を繰り返す。吸入される空気がキャニスタ１７を経由するように切替弁３５を切り替えてからの時間Ｔｘが所定時間Ｔ１を超えたと判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１０６へ移行する。
Ｓ１０６では、吸入される空気が、バイパス通路３２を経由するように切替弁３５を切り替えて、本処理を終了する。
【００３１】
次に、エンジン停止時における気体供給制御処理を、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。この処理は、エンジン停止指令が取得されたときに実行される。
初めのＳ１２１では、エンジン停止指令を取得する。
Ｓ１２２では、インジェクタ６１からの燃料噴射を停止する。
Ｓ１２３では、エンジンを停止する。なおこのとき、インジェクタ６１からの燃料の噴射およびエンジンは停止するが、燃料ポンプ４０の駆動は継続されている。
【００３２】
Ｓ１２４では、気体供給制御弁２７を閉弁する。これにより、燃料ポンプ４０への気体の供給が停止される。したがって、燃料ポンプ４０からは気体を含まない燃料が吐出される。
Ｓ１２５では、リリーフ弁６７を開弁する。これにより、デリバリパイプ６０内の微細気泡を含む燃料は、リターン通路６５を経由して燃料タンク１０に戻される。またここでは、リリーフ弁６７を開弁してからの時間Ｔｙを計時する。
【００３３】
Ｓ１２６では、リリーフ弁６７を開弁してからの時間Ｔｙが所定時間Ｔ２を超えたか否かを判断する。所定時間Ｔ２は、燃料ポンプ４０からデリバリパイプ６０までの容積や燃料ポンプ４０の吐出性能等に基づき、デリバリパイプ６０および燃料通路４５内に微細気泡を含む燃料が残らない程度の時間に設定される。リリーフ弁６７を開弁してからの時間Ｔｙが所定時間Ｔ２以下であると判断された場合（Ｓ１２６：ＮＯ）、この判断処理を繰り返す。リリーフ弁６７を開弁してからの時間Ｔｙが所定時間Ｔ２を超えたと判断された場合（Ｓ１２６：ＹＥＳ）、Ｓ１２７へ移行する。
Ｓ１２７では、リリーフ弁６７を閉弁する。
Ｓ１２８では、燃料ポンプ４０の駆動を停止し、本処理を終了する。
【００３４】
ここで、燃料噴射装置１の作動を説明する。
キャニスタ１７に貯留された蒸発燃料が所定値Ｖ１以下である場合（図２中のＳ１０３：ＹＥＳ）、切替弁３５は、気体供給通路２５に供給される気体がキャニスタ１７を経由せずバイパス通路３２を経由するようになっている。バイパス通路３２および気体供給通路２５を経由して供給された気体は、吸入通路４２にて燃料と合流し、燃料とともに燃料ポンプ４０に吸入される。燃料ポンプ４０に吸入された気体を含む燃料は、燃料通路４５に吐出される。
【００３５】
キャニスタ１７に貯留された蒸発燃料が所定値Ｖ１を超えた場合（図２中のＳ１０３：ＹＥＳ）、気体供給通路２５に供給される気体がキャニスタ１７を経由するように切替弁３５を切り替える（Ｓ１０４）。このとき、キャニスタ通路１４を経由してキャニスタ１７に貯留された蒸発燃料を含む気体、および、吸入通路４２を経由して流入した気体が、気体供給通路２５を経由して燃料ポンプ４０に供給される。なお、燃料ポンプ４０に供給された気体に含まれる蒸発燃料は、吐出圧によって液化する。
【００３６】
燃料通路４５に吐出された気体を含む燃料は、微細気泡混合器５０にて気体が微細化されて燃料中に混合される。気体が微細化された微細気泡を含む燃料は、デリバリパイプ６０へ供給され、インジェクタ６１から噴射される。インジェクタ６１から噴射される燃料中には微細気泡が混合されているので、噴霧の微粒化が促進される。これにより、燃焼効率が改善する。
【００３７】
デリバリパイプ６０における余剰燃料は、リリーフ弁６７が開弁したとき、リターン通路６５を経由して燃料タンク１０に戻される。本実施形態では、微細気泡を含む燃料が燃料タンク１０に戻される。微細気泡を含んだ状態で燃料が燃料タンク１０中に戻されると、燃料中の微細気泡は時間とともに燃料の液面付近に上昇し、凝集、消泡し、気体は上部空間１１に放出される。放出された気体は、蒸発燃料とともにキャニスタ通路１４を経由してキャニスタ１７に供給される。この気体は、再度、気体供給通路２５を経由して燃料ポンプ４０に供給され、微細気泡混合器５０により微細化されて燃料中に混合される。すなわち、燃料タンク１０、キャニスタ通路１４、およびキャニスタ１７が脱泡装置としての機能を果たしている、といえる。また、キャニスタ通路１４からの蒸発燃料を含む気体および流入通路２２からの気体が、キャニスタ１７および気体供給通路２５を経由して燃料ポンプ４０に蒸発燃料を含む気体を供給することにより、蒸発燃料の処理、再利用と、気体の供給とを兼ねている、といえる。
【００３８】
エンジンの停止指令が発生したとき（図３中のＳ１２１）、インジェクタ６１からの燃料噴射が停止され、エンジンが停止される（Ｓ１２２、Ｓ１２３）。このとき、燃料ポンプ４０は、駆動を継続している。また、気体供給制御弁２７を閉弁し、燃料ポンプ４０への気体の供給を停止する（Ｓ１２４）。これにより、気体を含まない燃料が、燃料ポンプ４０によりデリバリパイプ６０へ供給される。また、デリバリパイプ６０の末端側に設けられているリリーフ弁６７を開弁するので（Ｓ１２５）、微細気泡を含む燃料は、リリーフ弁６７およびリターン通路６５を経由して燃料タンク１０に戻される。デリバリパイプ６０内に微細気泡を含む燃料がなくなり、デリバリパイプ６０内が微細気泡を含まない燃料で満たされた後（Ｓ１２６：ＹＥＳ）、リリーフ弁６７を閉弁し（Ｓ１２７）、燃料ポンプ４０の駆動を停止する（Ｓ１２８）。デリバリパイプ６０内に微細気泡を含む燃料が残っていると、エンジン停止中に燃料中の微細気泡が凝集して大きな塊となり、再始動時の噴射量が減ったり、始動できなくなったりする虞がある。本実施形態では、デリバリパイプ６０内の微細気泡を含む燃料を燃料タンク１０に戻した後に燃料ポンプ４０の駆動を停止するので、デリバリパイプ６０内に微細気泡を含んだ燃料が残留しないため、エンジンの再始動時に燃料とともに凝集した空気が噴射されて燃料の噴射量が不足したり、始動性が悪化したりするのを回避することができる。
【００３９】
以上詳述したように、インジェクタ６１は、デリバリパイプ６０により分配された燃料をエンジンに噴射する。燃料タンク１０は、インジェクタ６１に供給される燃料を貯留する。燃料通路部材４４は、燃料タンク１０とデリバリパイプ６０とを連通する燃料通路４５を有する。燃料ポンプ４０は、燃料タンク１０に貯留された燃料を気体とともに燃料通路４５を経由してインジェクタ６１に供給する。キャニスタ１７は、燃料タンク１０内の燃料が蒸発した蒸発燃料を含む気体を貯留する。流入通路部材２１は、キャニスタ１７に接続し、キャニスタ１７に気体を供給する流入通路２２を有する。気体供給通路部材２４は、キャニスタ１７に貯留された蒸発燃料を含む気体と流入通路２２を経由してキャニスタ１７に供給された気体とを燃料ポンプ４０に供給する気体供給通路２５を有する。微細気泡混合器５０は、燃料通路４５に設けられ、燃料ポンプ４０により燃料とともに供給された気体を微細化し燃料中に混合する。リターン通路部材６４は、デリバリパイプ６０内の燃料を燃料タンク１０に戻すリターン通路６５を有する。リリーフ弁６７は、デリバリパイプ６０とリターン通路６５との連通および遮断を切り替える。
【００４０】
これにより、以下の効果を奏する。
（１）本実施形態では、微細気泡が混合された燃料がインジェクタ６１から噴射されるので、噴霧の微粒化を促進することができる。これにより、燃焼効率を改善することができる。また、本実施形態では、リターン通路６５に脱泡装置を備えていないので、リターン通路６５を経由して燃料タンク１０に戻される燃料中には微細気泡が含まれる。燃料タンク１０内に戻された燃料中に微細気泡として混合された気体は、時間とともに液面付近に上昇、凝集した後に消泡し、液体の燃料から分離される。液体の燃料から分離された気体は、蒸発燃料ともにキャニスタ通路１４を経由してキャニスタ１７へ供給され、気体供給通路２５を経由して燃料ポンプ４０に供給され、再度燃料中に混合される。このように、燃料中への気体の供給と、蒸発燃料の回収および再利用とをキャニスタ１７が兼ねているので、脱泡装置が不要となり、簡素な構成で燃料中に微細気泡を混合することができる。
【００４１】
（２）また、気体供給通路部材２４と接続し、キャニスタ１７を経由せずに気体供給通路２５に気体を供給するバイパス通路３２を有するバイパス通路部材３１を備える。バイパス通路３２を経由して気体を供給することにより、気体の供給量を増やすことができる。
【００４２】
（３）さらにまた、流入通路２２に設けられ、流入通路２２を経由するキャニスタ１７への気体の流入の許容または禁止を切り替える切替弁３５をさらに備える。これにより、キャニスタ１７を経由して気体供給通路２５に供給される気体の量を可変とすることができる。例えば運転状態に基づき、キャニスタ１７への気体の流入を禁止するように切替弁３５を切り替え、バイパス通路３２を経由して気体供給通路２５に気体を供給することにより、気体の供給量を増やすことができる。
【００４３】
（４）本実施形態では、キャニスタ１７に貯留された蒸発燃料の推定燃料量Ｖが所定値Ｖ１より大きくなった場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、流入通路２２を経由してキャニスタ１７に気体が流入するのを許容するように切替弁３５を切り替えるので（Ｓ１０４）、燃料中への気体の供給と、蒸発燃料の回収および再利用と、を効率よく行うことができる。
【００４４】
（５）また、本実施形態では、気体供給通路２５に設けられ、燃料ポンプ４０への気体の流入の許容または禁止を切り替える気体供給制御弁２７を備えている。そして、エンジンが停止してからの所定期間、リリーフ弁６７を開弁するとともに、気体供給通路２５を遮断し燃料ポンプ４０に気体を供給しないように気体供給制御弁２７を切り替えた状態で燃料ポンプ４０の駆動を継続する（Ｓ１２４、Ｓ１２５）。この状態で、燃料通路４５およびデリバリパイプ６０内の微細気泡を含む燃料が燃料タンク１０に戻されるのに要する期間、燃料ポンプ４０の駆動を継続する。これにより、燃料通路４５およびデリバリパイプ６０内に気体を含んだ燃料が残留しないので、エンジンの再始動時に燃料とともに凝集した気体が噴射されて燃料の噴射量が不足するのを回避することができる。
【００４５】
以下、本発明の第２実施形態を図４、第３実施形態を図５に基づいて説明する。なお、以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第２実施形態）
図４に示すように、第２実施形態による燃料噴射装置２は、ガソリン直噴エンジンやディーゼルエンジンに適用される。燃料噴射装置２は、微細気泡混合器５０とデリバリパイプ６０との間に高圧ポンプ８０を備えている。これにより、上記実施形態と同様の効果を奏する他、微細気泡が混合された燃料を所定の圧力まで加圧してデリバリパイプ６０に微細気泡を含む燃料を供給することができる。
【００４６】
（第３実施形態）
図５に示すように、第３実施形態による燃料噴射装置３は、上記実施形態におけるバイパス通路３２を有するバイパス通路部材３１、および切替弁３５を備えていない。本実施形態においても、燃料中への気体の供給と、蒸発燃料の回収および再利用とをキャニスタ１７が兼ねているので、より簡素な構成で燃料中に微細気泡を混合することができ、上記（１）、（５）と同様の効果を奏する。
【００４７】
（他の実施形態）
上記実施形態では、４つのインジェクタを図示しているが、他の実施形態では、気筒数は４気筒に限らず、６気筒等であってもよい。
また、上記実施形態では、燃料中に供給される気体は空気であったが、他の実施形態では、燃料タンク中に戻せる気体であれば、例えば窒素等、他の気体であってもよい。
【００４８】
また、上記第１実施形態および第２実施形態では、切替弁３５は、流入通路２２とバイパス通路３２との接続部に設けられる三方弁であった。他の実施形態では、切替弁は、流入通路において、バイパス通路との接続部よりもキャニスタ側に設けてもよい。この場合、切替弁は、流入通路の連通および遮断を切り替える開閉弁であってもよい。
さらにまた、バイパス通路は、流入通路と接続せず、気体供給通路に直接気体を供給するように構成してもよい。
【００４９】
上記実施形態では、気体供給通路は、吸入通路を経由して燃料ポンプに気体を供給するように構成されていた。他の実施形態では、気体供給通路を燃料ポンプに接続し、吸入通路を経由せずに直接燃料ポンプに気体を供給するようにしてもよい。また、上記実施形態では、燃料ポンプは燃料タンク内に設けられていたが、他の実施形態では、燃料ポンプは燃料タンクの外部に設けてもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１，２，３・・・燃料噴射装置
１０・・・燃料タンク
１７・・・キャニスタ（蒸発燃料貯留部材）
２１・・・流入通路部材
２２・・・流入通路
２４・・・気体供給通路部材
２５・・・気体供給通路
２７・・・気体供給制御弁
３１・・・バイパス通路部材
３２・・・バイパス通路
３５・・・切替弁
４０・・・燃料ポンプ
４４・・・燃料通路部材
４５・・・燃料通路
５０・・・微細気泡混合器（微細気泡混合手段）
６０・・・デリバリパイプ
６１・・・インジェクタ（燃料噴射弁）
６４・・・リターン通路部材
６５・・・リターン通路
６７・・・リリーフ弁
７０・・・ＥＣＵ
８０・・・高圧ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011226378.tif 000006
【図５】
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