(57)【要約】【課題】燃料ポンプによって昇圧される燃料を冷却可能とすると共に、冷却時に燃料から回収した熱を効果的に活用可能とする燃料熱回収装置を提供する【解決手段】コモンレール式の燃料噴射装置に適用される燃料熱回収装置であって、燃料ポンプによって加圧されることにより予め定めた所定温度以上に温度上昇した燃料の熱を、この燃料よりも低温の熱媒体に回収する熱回収部と、この熱回収部と、加熱を必要とする加熱部との間で、前記熱媒体を循環させる循環流路とを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用の燃料タンク内の燃料を吸引して、前記燃料を加圧し、吐出する燃料ポンプと、
前記ポンプによって吐出された前記燃料を貯留するコモンレールと、
前記コモンレールから供給される前記燃料を前記内燃機関に噴射する燃料噴射弁と、
前記コモンレール内の前記燃料の圧力が設定圧力を超えた時、前記コモンレール内の前記燃料を前記燃料タンクに戻す第１リターン配管と、
前記燃料噴射弁において前記燃料の噴射時に余剰となる余剰燃料を前記燃料タンクに戻す第２リターン配管と、を備えるコモンレール式の燃料噴射装置に適用される燃料熱回収装置であって、
前記燃料ポンプによって加圧されることにより予め定めた所定温度以上に温度上昇した燃料の熱を、この燃料よりも低温の熱媒体に回収する熱回収部と、
前記熱回収部と、加熱を必要とする加熱部との間で、前記熱媒体を循環させる循環流路とを備えることを特徴とする燃料熱回収装置。
【請求項２】
前記循環流路には、前記循環流路を開閉する開閉手段が設けられ、
前記内燃機関の始動後、前記燃料の温度が前記所定温度以上で、前記開閉手段によって前記循環流路を開く制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料熱回収装置。
【請求項３】
前記熱回収部は、前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁に至る経路、あるいは前記第１リターン配管、あるいは前記第２リターン配管のうち、少なくとも１つの部位に隣接して設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料熱回収装置。
【請求項４】
前記熱回収部は、前記少なくとも１つの部位の外側に隣接し、前記熱媒体を流通させる熱媒体流路によって形成されたことを特徴とする請求項３に記載の燃料熱回収装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの部位は、前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁に至る経路における前記コモンレールであることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の燃料熱回収装置。
【請求項６】
前記内燃機関は、車両に搭載されるものであり、
前記熱媒体は、前記内燃機関を冷却する冷却液であり、
前記加熱部は、前記車両の室内に供給される空調空気を、前記冷却液を熱源として加熱する暖房用熱交換器であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の燃料熱回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に供給される燃料の熱を回収して、燃料を冷却すると共に、回収した熱を必要部位に有効に活用する燃料熱回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に示されるように、燃料ポンプによって燃料タンク内の燃料が蓄圧室（コモンレール）に供給され、更に蓄圧室から内燃機関の各気筒に設けられた燃料噴射弁に高圧燃料が供給され、燃料噴射弁によって各気筒内に燃料が噴射されるコモンレール式の燃料噴射装置が知られている。この燃料噴射装置においては、燃料噴射弁からの最適な燃料噴射率が得られるように、内燃機関の運転状態に応じて、燃料ポンプの吐出量、蓄圧室内の圧力が制御され、更に、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射タイミング、噴射量等が制御されるようになっている。
【０００３】
尚、蓄圧室内の圧力が所定圧力を超えるとプレッシャリミッタが開弁して、燃料がリターン配管から燃料タンクへ戻されるようになっている。また、燃料噴射弁において余剰となるリターン燃料もリーク配管から燃料タンクへ戻されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３００２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような燃料噴射装置においては、蓄圧室に流入する燃料は、短時間で１００ＭＰａを超えるような圧力にまで加圧されるため、燃料の温度も急激に上昇することになる。燃料温度が上昇すると、燃料噴射弁内においてデポジットが生成されやすくなり、燃料噴射弁の弁体の摺動不良や固着が生ずるおそれがある。その結果、燃料噴射量のバラツキが大きくなり、エミッション値やドライバビリティの悪化を招く。また、燃料ポンプは通常、吐出する燃料自体が潤滑剤として使用されるようになっており、燃料温度が上昇すると燃料の粘度が必要以上に低下して、燃料ポンプの摺動不良や摺動部材の固着が生ずるおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、燃料ポンプによって昇圧される燃料を冷却可能とすると共に、冷却時に燃料から回収した熱を効果的に活用可能とする燃料熱回収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、内燃機関用の燃料タンク内の燃料を吸引して、燃料を加圧し、吐出する燃料ポンプと、
ポンプによって吐出された燃料を貯留するコモンレールと、
コモンレールから供給される燃料を内燃機関に噴射する燃料噴射弁と、
コモンレール内の燃料の圧力が設定圧力を超えた時、コモンレール内の燃料を燃料タンクに戻す第１リターン配管と、
燃料噴射弁において燃料の噴射時に余剰となる余剰燃料を燃料タンクに戻す第２リターン配管と、を備えるコモンレール式の燃料噴射装置に適用される燃料熱回収装置であって、
燃料ポンプによって加圧されることにより予め定めた所定温度以上に温度上昇した燃料の熱を、この燃料よりも低温の熱媒体に回収する熱回収部と、
この熱回収部と、加熱を必要とする加熱部との間で、熱媒体を循環させる循環流路とを備えることを特徴としている。
【０００９】
この発明によれば、燃料ポンプによって温度上昇した燃料は、熱回収部において低温の熱媒体によって冷却されることになるので、燃料の温度が過度に上昇してしまうことを抑制することができる。そして、燃料の熱を回収した熱媒体を循環流路によって加熱部に供給することができるので、回収した熱を効果的に活用して加熱部を加熱することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、循環流路には、循環流路を開閉する開閉手段が設けられ、
内燃機関の始動後、燃料の温度が所定温度以上で、開閉手段によって循環流路を開く制御部を備えることを特徴としている。
【００１１】
この発明によれば、燃料が好適な所定温度まで上昇した後に、循環流路が開かれて、熱媒体が循環流路を流通して、熱回収を実施することになるので、燃料の温度を適切に維持すると共に、加熱部に対する回収熱の有効活用が可能となる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、熱回収部は、燃料ポンプから燃料噴射弁に至る経路、あるいは第１リターン配管、あるいは第２リターン配管のうち、少なくとも１つの部位に隣接して設けられたことを特徴としている。
【００１３】
この発明によれば、燃料ポンプから燃料噴射弁に至る経路、あるいは第１リターン配管、あるいは第２リターン配管は、燃料ポンプによって温度上昇した燃料が流通する代表的な部位であり、このうちの少なくとも１つの部位に隣接して熱回収部を設定することで、温度上昇した燃料の熱を好適に回収することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、熱回収部は、少なくとも１つの部位の外側に隣接し、熱媒体を流通させる熱媒体流路によって形成されたことを特徴としている。
【００１５】
この発明によれば、燃料噴射装置における各構成をそのまま生かして、少なくとも１つの部位の外側に隣接するように熱媒体流路を追加するのみで熱回収部を形成することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明のように、少なくとも１つの部位は、燃料ポンプから燃料噴射弁に至る経路におけるコモンレールとすることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明のように、内燃機関は、車両に搭載されるものであり、
熱媒体は、内燃機関を冷却する冷却液であり、
加熱部は、車両の室内に供給される空調空気を、冷却液を熱源として加熱する暖房用熱交換器であることを特徴としている。
【００１８】
この発明によれば、熱媒体としての冷却液を燃料によって効果的に加熱することができる。そして、この冷却液を加熱部としての暖房熱交換器に供給することで、暖房熱交換器の加熱能力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】コモンレール式燃料噴射装置、および第１実施形態における燃料熱回収装置を示す全体構成図である。
【図２】第１実施形態における燃料熱回収制御を実行するための制御フローである。
【図３】第２実施形態における燃料熱回収装置を示す構成図である。
【図４】第３実施形態における燃料熱回収装置を示す構成図である。
【図５】第４実施形態における燃料熱回収装置を示す構成図である。
【図６】第５実施形態における燃料熱回収装置を示す構成図である。
【図７】第６実施形態における燃料熱回収装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００２１】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図１、２に基づいて説明する。図１はコモンレール式燃料噴射装置５、および燃料熱回収装置１００Ａを示す全体構成図、図２は燃料熱回収制御を実行するための制御フローである。
【００２２】
燃料熱回収装置１００Ａは、車両に搭載される多気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、単にエンジンという）１用の燃料噴射システム、ここでは高圧燃料を蓄圧するコモンレール２１を有するコモンレール式燃料噴射装置５に適用される。
【００２３】
エンジン１は、コモンレール式燃料噴射装置（以下、単に燃料噴射装置という）５によって燃焼室に噴射される燃料を爆発燃焼させて車両駆動用の駆動力を発生する機関であり、エンジン１の作動状況に応じて、冷却水によって適切な温度に維持されるようになっている。即ち、冷却水の一部は、図示しないラジエータを循環するようになっており、冷却水は外部空気によって冷却され、エンジン１の温度が制御されるようになっている。また、図１に示すように、冷却水の一部は、水ポンプ３によってヒータ回路２を循環するようになっており、車両用空調装置の暖房用の熱源として使用される。つまり、ヒータ回路２の途中部位には、暖房用熱交換器としてのヒータコア４が配設されており、ヒータコア４を流通する冷却水（温水）によって、車室内に供給される空調空気が加熱されるようになっている。エンジン１の冷却水出口部には、冷却水の温度を検出する水温センサ２ａが設けられており、水温センサ２ａによって検出された冷却水温度信号は、後述する制御装置４０に出力されるようになっている。
【００２４】
燃料噴射装置５は、図１に示すように、燃料タンク３０より汲み上げた燃料を加圧するサプライポンプ１０、サプライポンプ１０にて加圧された高圧燃料を蓄圧するコモンレール２１、コモンレール２１に蓄圧されている高圧燃料をエンジン１の各気筒（ここでは４気筒）の燃焼室に噴射するインジェクタ２３、およびサプライポンプ１０、インジェクタ２３を制御する制御装置４０等から構成されている。
【００２５】
サプライポンプ１０は、内蔵されているフィードポンプにて燃料タンク３０内の燃料を吸引し、内蔵されている高圧ポンプにて吸引した燃料を加圧し、加圧した燃料を、燃料配管３３を介してコモンレール２１に送る。サプライポンプ１０は、ポンプを駆動するポンプ駆動軸１１を有している。このポンプ駆動軸１１は、エンジン１のクランク軸またはカム軸にて回転駆動される。サプライポンプ１０には、吸入調量弁５０が設けられている。吸入調量弁５０は、高圧ポンプからコモンレール２１へ送り出される燃料量を制御する弁であり、制御装置４０からの電気信号にて制御される。コモンレール２１へ送り出される燃料量が制御されることにより、コモンレール２１内の燃料圧力がエンジン１の運転に最適な圧力となるように制御されるようになっている。
【００２６】
また、サプライポンプ１０（フィードポンプ）の吸入口には、燃料の温度を検出する温度センサ１２が設けられており、この温度センサ１２によって検出された燃料温度信号は、制御装置４０に出力されるようになっている。制御装置４０は、温度センサ１２によって得られたサプライポンプ１０の吸入口側の燃料温度をもとに、予め定められた関係式から吐出側（ここではコモンレール２１）における燃料温度Ｔｆを推定算出する。また、サプライポンプ１０の吸入口と燃料タンク３０とを接続する燃料配管３２の途中には、燃料中に含まれている異物を捕捉するフィルタ３１が設けられている。
【００２７】
コモンレール２１は、サプライポンプ１０から燃料配管３３を介して送られた高圧燃料を蓄圧して貯留する蓄圧容器である。コモンレール２１は、燃料配管３４を介して蓄圧された高圧燃料を各気筒に設置されているインジェクタ２３に分配する。また、コモンレール２１には、プレッシャリミッタ２２が設けられている。プレッシャリミッタ２２には燃料タンク３０に通じるリターン配管３５が接続されており、プレッシャリミッタ２２は、コモンレール２１内の圧力が予め定めた設定圧力を超えて異常高圧となったときに作動し、コモンレール２１内の圧力を、リターン配管３５を通じて逃がす。リターン配管３５は、本発明における第１リターン配管に対応する。また、コモンレール２１には、コモンレール２１内の燃料圧力を検出するコモンレール圧力センサ３８が設けられている。この圧力センサ３８によって検出された燃料圧力信号は、制御装置４０に出力されるようになっている。
【００２８】
インジェクタ２３は、燃料噴射弁であり、エンジン１の各気筒に対応して搭載され、コモンレール２１内に蓄圧されている高圧燃料を、各気筒における燃焼室内に霧状に噴射する。インジェクタ２３は、先端に設けられている噴孔からの燃料噴射を制御する電磁弁２６を備えている。制御装置４０は、噴孔から噴射される燃料の噴射時期、噴射量、噴射率がエンジン１の運転状態に応じたものとなるように電磁弁２６を制御する。
【００２９】
インジェクタ２３は、噴孔を開閉する弁体を内蔵する噴射ノズル部２４と、弁体を開閉駆動する駆動部２５とを備えている。上記電磁弁２６は駆動部２５に内蔵されている。駆動部２５には圧力制御室が設けられており、この圧力制御室には、燃料配管３４より高圧燃料が送られるようになっている。そして、電磁弁２６が閉弁し、圧力制御室内の燃料圧力がコモンレール２１内の燃料圧力とほぼ同じとなっている状態では、弁体は閉弁方向に付勢される。このとき、弁体は噴孔を閉じるため、噴孔より燃料は噴射されない。逆に、電磁弁２６が開弁して、圧力制御室内の燃料圧力が減少すると、弁体は開弁方向に付勢されるようになっており、これにより、弁体は噴孔を開き、噴孔より燃料が噴射されるようになっている。
【００３０】
なお、インジェクタ２３には、燃料の噴射に際して電磁弁２６が開弁動作するときに圧力制御室から排出されて余剰となる燃料などを燃料タンク３０に戻すためのリターン配管３６が接続されている。リターン配管３６は、本発明の第２リターン配管に対応する。また、サプライポンプ１０にも、コモンレール２１に送り出されなかった余剰燃料を燃料タンク３０に戻すためのリターン配管３７が接続されている。これらのリターン配管３６、３７は、上述したプレッシャリミッタ２２に接続されているリターン配管３５の途中部位で合流している。
【００３１】
制御装置４０は、エンジン１の運転状態等を検出する各種センサ、およびコモンレール圧力センサ３８からの燃料圧力信号に基づきエンジン１の運転に最適な噴射時期、噴射量、噴射率、コモンレール２１内に必要とされる燃料の目標圧力を算出し、その算出した結果に基づきサプライポンプ１０やインジェクタ２３の電磁弁２６を制御する制御信号を生成するエンジン制御ユニット（以下、ＥＣＵという）、およびＥＣＵにて生成したインジェクタ２３の電磁弁２６への制御信号に応じた、当該電磁弁２６を高速駆動させるための高電圧を発生する駆動ユニット（以下、ＥＤＵという）を備えている。
【００３２】
更に、制御装置４０は、イグニッションスイッチ信号、サプライポンプ１０の温度センサ１２から出力される燃料温度信号、外気温度を検出する外気温センサ１ａから出力される外気温度信号、およびエンジン１の冷却水出口部における水温センサ２ａから出力される冷却水温度信号に基づいて、後述する燃料熱回収装置１００Ａの作動を制御するようになっている。なお、本実施形態では、一つの制御装置４０内にＥＣＵとＥＤＵとが搭載されている例を示しているが、ＥＣＵとＥＤＵは別搭載されていても良い。
【００３３】
次に、燃料熱回収装置１００Ａの構成について説明する。
【００３４】
燃料熱回収装置１００Ａは、熱回収部１１０Ａと、循環流路１２０とを備えている。熱回収部１１０Ａは、サプライポンプ１０によって加圧されて、予め定めた所定温度以上に温度上昇した燃料の熱を、この燃料よりも低温の熱媒体に回収する熱交換部である。ここで、予め定めた所定温度とは、「発明が解決しようとする課題」の項で説明したように、燃料が過度に加熱されると種々の悪影響を及ぼすおそれが生ずるが、この悪影響が生じ得る温度（閾値）として予め定めたものである。また、熱媒体は、エンジン１の冷却水としている。サプライポンプ１０によって加圧され、温度上昇する燃料は、燃料配管３３、コモンレール２１、燃料配管３４、インジェクタ２３、更にはリターン配管３５、３６を流れるが、熱回収部１１０Ａは、上記の各部位３３、２１、３４、２３、３５、３６のうちの少なくとも１つの部位に隣接して設けられている。更に具体的な熱回収部１１０Ａの設定部位として、ここではサプライポンプ１０とインジェクタ２３との間の経路となるコモンレール２１としている。つまり、コモンレール２１を流れる燃料の熱を熱回収部１１０Ａによって回収するようにしている。
【００３５】
熱回収部１１０Ａは、本体部１１１、冷却水入口部１１２、および冷却水出口部１１３を備えている。本体部１１１は、コモンレール２１の外側を取り囲む細長の筒状体として形成されており、コモンレール２１と本体部１１１との間は液密にシールされている。コモンレール２１の外側と本体部１１１の内側との間には空間１１１ａが形成されて、この空間１１１ａを冷却水が流通できるようになっている。
【００３６】
冷却水入口部１１２は、本体部１１１の外部と空間１１１ａとを連通させて、冷却水を空間１１１ａに流入させる開口部であり、本体部１１１の一方の長手方向端部に形成されている。一方の長手方向端部は、ここでは、コモンレール２１の燃料の流入側（燃料配管３３側）としている。
【００３７】
冷却水出口部１１３は、本体部１１１の空間１１１ａと外部とを連通させて、冷却水を本体部１１１の外部に流出させる開口部であり、本体部１１１の他方の長手方向端部に形成されている。他方の長手方向端部は、ここでは、コモンレール２１のリターン燃料の流出側（リターン配管３５側）としている。
【００３８】
循環流路１２０は、熱回収部１１０Ａと、加熱を必要とする加熱部との間で熱媒体としての冷却水を循環させる熱媒体循環手段である。加熱を必要とする加熱部は、ここでは暖房用熱交換器であるヒータコア４としている。循環流路１２０は、流入流路１２１、および流出流路１２２を備えている。
【００３９】
流入流路１２１は、一端がヒータ回路２における水ポンプ３とヒータコア４との間から分岐して、他端が熱回収部１１０Ａの冷却水入口部１１２に接続される流路となっている。流入流路１２１の一端側には、この流入流路１２１を開閉する開閉手段としての開閉弁１２１ａが設けられている。開閉弁１２１ａの開閉作動は制御装置４０によって制御されるようになっている。また、流入流路１２１の一端側の近傍には、水ポンプ１２１ｂが設けられている。水ポンプ１２１ｂの作動は制御装置４０によって制御されるようになっている。
【００４０】
流出流路１２２は、一端が熱回収部１１０Ａの冷却水出口部１１３に接続されて、他端がヒータ回路２における水温センサ２ａ（エンジン１の冷却水出口部）とヒータコア４との間に合流する流路となっている。流出流路１２２の他端側近傍には、熱回収部１１０Ａからヒータコア４への冷却水の流れを許容し、且つ逆方向の流れを阻止する逆止弁１２２ａが設けられている。
【００４１】
次に、上記構成に基づく燃料熱回収装置１００Ａの作動について説明する。
【００４２】
イグニッションスイッチがオンされ、エンジン１が始動されると、燃料噴射装置５が作動され、エンジン１の各気筒における燃焼室に燃料が噴射され、エンジン１の作動が継続されていく。具体的には、サプライポンプ１０によって、燃料タンク３０内の燃料が吸引され、加圧されて、燃料配管３３を介してコモンレール２１に供給（蓄圧）される。コモンレール２１に蓄圧された燃料は、燃料配管３４を介して各気筒に配置されているインジェクタ２３に分配される。そして、インジェクタ２３から各燃焼室に燃料が噴射される。
【００４３】
制御装置４０は、コモンレール２１内の燃料圧力がエンジンの運転に最適な圧力となるように、吸入調量弁５０の弁開度を制御し、サプライポンプ１０から吐出される燃料の吐出量を制御すると共に、インジェクタ２３の噴孔から噴射される燃料の噴射時期、噴射量、噴射率がエンジン１の運転状態に応じたものとなるように電磁弁２６の開閉作動を制御する。
【００４４】
尚、コモンレール２１内の燃料圧力が設定圧力を超えて異常高圧となると、プレッシャリミッタ２２が開放されて、燃料圧力が低下される。プレッシャリミッタ２２から開放された燃料は、リターン配管３５を介して燃料タンク３０に戻される。また、インジェクタ２３の圧力制御室から排出される余剰燃料は、リターン配管３６を介して燃料タンク３０に戻される。
【００４５】
ここで、サプライポンプ１０によって加圧される燃料は、温度上昇を伴うことから、エンジン１が始動された後に燃料が所定温度を超えて過度に加熱されると、「発明が解決しようとする課題」の項で説明したように、種々の悪影響を及ぼすおそれが生ずることから、本実施形態では、燃料熱回収装置１００Ａによって燃料を冷却すると共に、冷却によって回収した熱を効果的に活用するようにしている。その作動について、図２を用いて説明する。
【００４６】
図２において、制御装置４０は、まず、ステップＳ１００にて、エンジン１が始動時状態であるか否かを判定する。ステップＳ１００において制御装置４０は、イグニッションスイッチがオンされ、外気温度Ｔａｍｂが予め定めた所定外気温度Ｔａ１（例えば２５℃）以下であり、冷却水温度Ｔｗが予め定めた第１所定冷却水温度Ｔｗ１（例えば２５℃）以下であり、燃料温度Ｔｆが予め定めた第１所定燃料温度Ｔｆ１（例えば２５℃）以下であるときに、「始動時状態」であると判定する。
【００４７】
ステップＳ１００で「始動時状態」であると判定すると、ステップＳ１１０でアイドルアップ制御、および燃料温度アップ制御を実行する。即ち、ステップＳ１１０では、エンジン１が始動された時に、外気温度Ｔａｍｂ、冷却水温度Ｔｗ、燃料温度Ｔｆが共に各所定温度Ｔａ１、Ｔｗ１、Ｔｆ１よりも低い状態にあるため、早期にエンジン１および燃料を暖機して適切なエンジン１の作動が可能となるようにする。
【００４８】
アイドルアップ制御では、意図的にエンジン１への燃料噴射量を増加させて、エンジン１の回転数を増加させ、暖機を促進させる。また、燃料温度アップ制御では、意図的にコモンレール２１における目標圧力を上げると共に、更にプレッシャリミッタ２２を開くようにする、あるいはインジェクタ２３からの排出燃料量を増加させるようにすることで、燃料タンク３０、サプライポンプ１０、コモンレール２１、インジェクション２３、およびリターン配管３５、３６の間における燃料循環量を増加させて、早期に燃料の温度が第１所定燃料温度Ｔｆ１以上の適正温度となるように暖機する。
【００４９】
上記のようにステップＳ１１０で、始動時判定に伴うアイドルアップ制御、および燃料温度アップ制御を終えると、制御装置４０は、次にステップＳ１２０、ステップ１３０の判定をもって、燃料熱回収制御を実行する。
【００５０】
即ち、ステップＳ１２０で冷却水温度Ｔｗが予め定めた第２所定冷却水温度Ｔｗ２（例えば４０℃）以下であると判定し、更にステップＳ１３０で燃料温度Ｔｆが予め定めた第２所定燃料温度Ｔｆ２（例えば６０℃）以上であると判定すると、ステップＳ１４０で燃料熱回収制御を実行する。なお、第２所定冷却水温度Ｔｗ２は、第１所定冷却水温度Ｔｗ１よりも高い側に設定された温度であり、また、第２所定燃料温度Ｔｆ２は、第１所定燃料温度Ｔｆ１よりも高い側に設定された温度であり、第２所定燃料温度Ｔｆ２は、第２所定冷却水温度Ｔｗ２よりも高い側に設定された温度となっている。また、第２所定燃料温度Ｔｆ２は、本発明の燃料における所定温度に対応する。
【００５１】
ステップＳ１４０では、制御装置４０は、開閉弁１２１ａを開状態とすると共に、水ポンプ１２１ｂを作動状態とする。すると、ヒータ回路２を循環し、ヒータコア４を流通した後の冷却水の一部は、流入流路１２１、熱回収部１１０Ａの冷却水入口部１１２、本体部１１１の空間１１１ａ、冷却水出口部１１３、更に流出流路１２２、逆止弁１２２ａ、ヒータコア４を循環する。そして、熱回収部１１０Ａにおいては、コモンレール２１内を流通する燃料と冷却水との間で熱交換が行われ、燃料は冷却される。逆に言えば、燃料の熱が冷却水に移動し（回収され）、冷却水は加熱されることになる。燃料の熱を回収した冷却水は、上記のように循環してヒータコア４に至る。ヒータコア４においては、燃料によって加熱された冷却水によって、効果的に空調空気が加熱されることになる。つまり、ヒータコア４の加熱能力が向上する。
【００５２】
このように本実施形態では、サプライポンプ１０によって温度上昇した燃料は、コモンレール２１における熱回収部１１０Ａにおいて低温の冷却水によって冷却されるので、燃料の温度が過度に上昇してしまうことを抑制することができる。そして、燃料の熱を回収した冷却水を循環流路１２０によってヒータコア４に供給することができるので、回収した熱を効果的に活用してヒータコア４による空調空気の加熱を促進することができる。
【００５３】
本実施形態では、ヒータコア４を流通し、ヒータコア４で温度低下した冷却水を流入流路１２１から熱交換部１１０Ａの冷却水入口部１１２に流入するようにしている。そして、冷却水入口部１１２をコモンレール２１における燃料の流入側に配置するようにしているので、この冷却水入口部１１２において、燃料と冷却水との温度差を大きくして、冷却効果を上げることができる。
【００５４】
また、熱交換部１１０Ａの形成にあたっては、本体部１１１によってコモンレール２１の外側に空間１１１ａを設けて冷却水を流通するようにしているので、燃料噴射装置５におけるコモンレール２１をそのまま生かして、熱交換部１１０Ａを追加するのみで燃料熱回収装置１００を形成することができる。
【００５５】
また、燃料熱回収制御の実行においては、燃料温度アップ制御によって燃料が好適な所定温度まで上昇した後に、冷却水温度Ｔｗが第２所定冷却水温度Ｔｗ２以下で、燃料温度Ｔｆが第２所定燃料温度Ｔｆ２以上であると、開閉弁１２１ａを開き、水ポンプ１２１ｂを作動させて、燃料熱回収を開始するようにしているので、燃料の温度を適切に維持すると共に、ヒータコア４に対する回収熱の有効活用が可能となる。
【００５６】
（第２実施形態）
第２実施形態の燃料熱回収装置１００Ｂを図３に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、リターン配管３５、３６を流通する燃料に対しても熱回収を行うようにしたものである。
【００５７】
第２実施形態における燃料熱回収装置１００Ｂは、上記第１実施形態の熱回収部１１０Ａを第１熱回収部１１０Ａとして、更に第２熱回収部１１０Ｂを備えている。第２熱回収部１１０Ｂは、本体部１１４に冷却水入口部１１５、冷却水出口部１１６が設けられて形成されている。本体部１１４は、リターン配管３５、３６の合流部の外側を取り囲む細長の筒状体として形成されており、リターン配管３５、３６と本体部１１４との間は液密にシールされている。リターン配管３５、２６の外側と本体部１１４の内側との間には空間１１４ａが形成されて、この空間１１４ａを冷却水が流通できるようになっている。リターン配管３５、３６の合流部は、本実施形態では、複数（４箇所）形成されており、本体部１１４は、複数箇所の合流部のうち、１箇所、あるいは複数箇所（２〜４箇所）の外側を取り囲むように形成することができる。
【００５８】
冷却水入口部１１５は、本体部１１４の外部と空間１１４ａとを連通させて、冷却水を空間１１４ａに流入させる開口部であり、本体部１１４の一方の長手方向端部に形成されている。冷却水入口部１１５は、接続配管１１０Ｃによって、第１熱回収部１１０Ａの冷却水出口部１１３と接続されている。
【００５９】
冷却水出口部１１６は、本体部１１４の空間１１４ａと外部とを連通させて、冷却水を本体部１１４の外部に流出させる開口部であり、本体部１１４の他方の長手方向端部に形成されている。冷却水出口部１１６は、流出流路１２２の一端に接続されている。
【００６０】
第２実施形態においては、燃料熱回収制御の実行時（図２のステップＳ１４０）に、ヒータ回路２を循環し、ヒータコア４を流通した後の冷却水の一部は、流入流路１２１、第１熱回収部１１０Ａの冷却水入口部１１２、本体部１１１の空間１１１ａ、冷却水出口部１１３、接続配管１１０Ｃ、第２熱回収部１１０Ｂの冷却水入口部１１５、空間１１４ａ、冷却水出口部１１６、流出流路１２２、逆止弁１２２ａ、ヒータコア４を循環する。そして、第１熱回収部１１０Ａにおいては、コモンレール２１内を流通する燃料と冷却水との間で熱交換が行われ、更に第２熱回収部１１０Ｂにおいては、リターン配管３５、３６を流通する燃料と冷却水との間で熱交換が行われ、燃料は冷却される。逆に言えば、コモンレール２１およびリターン配管３５、３６を流通する燃料の熱が冷却水に移動し（回収され）、冷却水は加熱されることになる。燃料の熱を回収した冷却水は、上記のように循環してヒータコア４に至る。ヒータコア４においては、燃料によって加熱された冷却水によって、効果的に空調空気が加熱されることになる。
【００６１】
このように、第２実施形態では、コモンレール２１およびリターン配管３５、３６において燃料からの熱回収を実現しており、効果的な燃料の冷却、およびヒータコア４への回収熱の活用が可能となる。
【００６２】
（第３実施形態）
第３実施形態の燃料熱回収装置１００Ｃを図４に示す。第３実施形態は、上記第２実施形態に対して、熱回収部１１０Ａを廃止したものである。即ち、熱回収部１１０Ｂによってリターン配管３５、３６を流通する燃料から熱回収を行うようにしたものである。
【００６３】
熱回収部１１０Ｂの冷却水入口部１１５は、流入流路１２１の他端と接続されており、また、冷却水出口部１１６は、流出流路１２２の一端に接続されている。第３実施形態においては、燃料熱回収制御の実行時（図２のステップＳ１４０）に、ヒータ回路２を循環し、ヒータコア４を流通した後の冷却水の一部は、流入流路１２１、熱回収部１１０Ｂの冷却水入口部１１５、本体部１１４の空間１１４ａ、冷却水出口部１１６、流出流路１２２、逆止弁１２２ａ、ヒータコア４を循環する。そして、熱回収部１１０Ｂにおいて、リターン配管３５、３６を流通する燃料と冷却水との間で熱交換が行われ、燃料は冷却される。逆に言えば、リターン配管３５、３６を流通する燃料の熱が冷却水に移動し（回収され）、冷却水は加熱されることになる。燃料の熱を回収した冷却水は、上記のように循環してヒータコア４に至る。ヒータコア４においては、燃料によって加熱された冷却水によって、効果的に空調空気が加熱されることになる。
【００６４】
（第４実施形態）
第４実施形態の燃料熱回収装置１００Ｄを図５に示す。第４実施形態は、上記第１実施形態に対して、サプライポンプ１０からコモンレール２１に至る燃料配管３３を流通する燃料に対して熱回収を行うようにしたものである。
【００６５】
第４実施形態における燃料熱回収装置１００Ｄの熱回収部１１０Ｄは、本体部１１４に冷却水入口部１１５、および冷却水出口部１１６が設けられて形成されている。本体部１１４は、燃料配管３３の外側を取り囲む細長の筒状体として形成されており、燃料配管３３と本体部１１４との間は液密にシールされている。燃料配管３３の外側と本体部１１４の内側との間には空間１１４ａが形成されて、この空間１１４ａを冷却水が流通できるようになっている。
【００６６】
冷却水入口部１１５は、本体部１１４の外部と空間１１４ａとを連通させて、冷却水を空間１１４ａに流入させる開口部であり、本体部１１４の一方の長手方向端部に形成されている。冷却水入口部１１５は、流入流路１２１の他端に接続されている。
【００６７】
冷却水出口部１１６は、本体部１１４の空間１１４ａと外部とを連通させて、冷却水を本体部１１４の外部に流出させる開口部であり、本体部１１４の他方の長手方向端部に形成されている。冷却水出口部１１６は、流出流路１２２の一端に接続されている。
【００６８】
第４実施形態においては、燃料熱回収制御の実行時（図２のステップＳ１４０）に、ヒータ回路２を循環し、ヒータコア４を流通した後の冷却水の一部は、流入流路１２１、熱回収部１１０Ｄの冷却水入口部１１５、本体部１１４の空間１１４ａ、冷却水出口部１１６、流出流路１２２、逆止弁１２２ａ、ヒータコア４を循環する。そして、熱回収部１１０Ｄにおいては、燃料配管３３を流通する燃料と冷却水との間で熱交換が行われ、燃料は冷却される。逆に言えば、燃料の熱が冷却水に移動し（回収され）、冷却水は加熱されることになる。燃料の熱を回収した冷却水は、上記のように循環してヒータコア４に至る。ヒータコア４においては、燃料によって加熱された冷却水によって、効果的に空調空気が加熱されることになる。
【００６９】
（第５実施形態）
第５実施形態の燃料熱回収装置１００Ｅを図６に示す。第５実施形態は、上記第１実施形態に対して、冷却水の流通方向を変更したものである。
【００７０】
第５実施形態における燃料熱回収装置１００Ｅの熱回収部１１０Ｅは、冷却水入口部１１２がコモンレール２１の燃料の流出側（リターン配管３５側）に配置され、また冷却水出口部１１３がコモンレール２１の燃料の流入側（燃料配管３３側）に配置されている。
【００７１】
第５実施形態では、燃料熱回収制御の実行時（図２のステップＳ１４０）に、コモンレール２１内の燃料の流れ方向に対して、熱回収部１１０Ｅ内の冷却水は逆方向に流れる。つまり、熱回収部１１０Ｅは、燃料と冷却水との間で対向流を形成するようになっており、両者の熱交換によって温度低下していく燃料と、温度上昇していく冷却水とが熱交換部１１０Ｅの長手方向（両者の流れ方向）の全体に渡って同等の温度差を持ちながら熱交換が行われ、熱交換部１１０Ｅの全体に渡って効果的な熱交換が可能となる。
【００７２】
（第６実施形態）
第６実施形態の燃料熱回収装置１００Ｆを図７に示す。第６実施形態は、上記第１実施形態に対して、循環流路１２０（流入流路１２１、および流出流路１２２）を変更したものである。
【００７３】
流入流路１２１は、一端がエンジン１の冷却水出口部とヒータコア４との間から分岐して、他端が熱回収部１１０Ａの冷却水入口部１１２に接続される流路となっている。流入流路１２１の一端側には、この流入流路１２１を開閉する開閉弁１２１ａが設けられている。開閉弁１２１ａの開閉作動は制御装置４０によって制御されるようになっている。
【００７４】
流出流路１２２は、一端が熱回収部１１０Ａの冷却水出口部１１３に接続されて、他端がヒータ回路２における流入流路１２１の分岐部とヒータコア４との間に合流する流路となっている。
【００７５】
そして、ヒータ回路２において、流入流路１２１の分岐点と、流出流路１２２の合流点との間には、ヒータ回路２における循環方向の冷却水の流れを許容し、且つ逆方向の流れを阻止する逆止弁１２１ｃが設けられている。
【００７６】
第６実施形態においては、燃料熱回収制御の実行時（図２のステップＳ１４０）に、開閉弁１２１ａが開状態とされる。すると、ヒータ回路２を循環する冷却水の一部は、流入流路１２１、熱回収部１１０Ａの冷却水入口部１１２、本体部１１１の空間１１１ａ、冷却水出口部１１３、更に流出流路１２２、ヒータコア４、エンジン１を循環する。そして、熱回収部１１０Ａにおいては、コモンレール２１内を流通する燃料と冷却水との間で熱交換が行われ、燃料は冷却される。逆に、冷却水は加熱されることになる。燃料の熱を回収した冷却水は、上記のように循環してヒータコア４に至る。ヒータコア４においては、燃料によって加熱された冷却水によって、効果的に空調空気が加熱されることになる。
【００７７】
本実施形態では、ヒータ回路２においてエンジン１の冷却水出口部側で流入流路１２１を分岐させて循環流路１２０を形成するようにしているので、第１実施形態のように水ポンプ１２１ｂを不用として循環回路１２０の冷却水を循環させることができる。
【００７８】
（その他の実施形態）
上記第２、第３実施形態では、熱回収部１１０Ｂは、リターン配管３５、３６の両者を流通する燃料と冷却水との間で熱交換するものとして、両リターン配管３５、３６の外側を取り囲むように形成したが、これに限らず、いずれか一方のリターン配管３５（３６）の外側を取り囲むものとしても良い。
【００７９】
また、燃料の温度を検出する温度センサ１２をサプライポンプ１０の吸入側に設けるようにしたが、これに限らず、サプライポンプ１０の吐出側に設けるようにして、吐出側における燃料温度Ｔｆを直接的に検出するようにしても良い。
【００８０】
また、熱回収部１１０Ａ〜１１０Ｅは、コモンレール２１、リターン配管３５、３６、燃料配管３３の外側を取り囲むように形成したが、各構成（２１、３５、３６、３３）を二重管構造として、二重管の間に燃料を、二重管の中心側に冷却水を流通させるものとしても良い。
【００８１】
また、熱交換部１１０Ａ〜１１０Ｅにおいて、冷却水を熱交換部１１０Ａ〜１１０Ｅの長手方向の一端側から他端側へ向けて流すようにしたが、これに限らず、熱交換部１１０Ａ〜１１０Ｅの長手方向の中央部から、両端部側へ流し、再び中央部側に戻すように流しても良い。
【００８２】
また、熱媒体としてエンジン１の冷却水を使用したが、これに限らず、エンジン１の潤滑用オイル、あるいは自動変速機用のＡＴＦ等としても良い。これによりオイル、ＡＴＦに熱を回収して、加熱部としてエンジン、あるいは自動変速機の加熱（暖機）が可能となる。更に、潤滑オイル、あるいはＡＴＦ用の熱交換器を備えるものにおいては、この熱交換器の冷却媒体（例えば冷却水）を本燃料熱回収装置の熱媒体としても良い。
【符号の説明】
【００８３】
１  エンジン（内燃機関）
４  ヒータコア（加熱部、暖房用熱交換器）
５  コモンレール式燃料噴射装置
１０  サプライポンプ（燃料ポンプ）
２１  コモンレール
２３  インジェクタ（燃料噴射弁）
３０  燃料タンク
３５  リターン配管（第１リターン配管）
３６  リターン配管（第２リターン配管）
４０  制御装置（制御部）
１００Ａ〜１００Ｆ  燃料熱回収装置
１１０Ａ〜１１０Ｅ  熱回収部
１２０  循環流路
１２１ａ  開閉弁（開閉手段）
【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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