(57)【要約】【課題】簡素な構造で燃料不足を検知可能な船舶推進装置を提供する。【解決手段】船外機３０は、エンジン３１と、燃料タンク４１と、燃料経路４２と、燃料ポンプ４３と、制御部４５とを備える。エンジン３１は、燃料噴射装置４２ｆを有する。燃料タンク４２には、燃料を貯留可能な燃料貯留領域１００Ｓが形成されている。燃料経路４２は、燃料噴射装置４２ｆと燃料タンク４１に接続される。燃料ポンプ４３は、燃料経路４２に配置され、燃料貯留領域１００Ｓに貯留された燃料を燃料噴射装置４２ｆに吐出する。制御部４５は、燃料ポンプ４３の負荷を制御する。制御部４５は、燃料ポンプ４３の負荷変動に基づいて、燃料貯留領域１００Ｓに貯留された燃料が所定残量以下になったことを検知する燃欠検知部４５２を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射装置を有するエンジンと、
燃料を貯留可能な燃料貯留領域が形成された燃料タンクと、
前記燃料噴射装置と前記燃料タンクに接続される燃料経路と、
前記燃料経路に配置され、前記燃料貯留領域に貯留された燃料を前記燃料噴射装置に吐出する燃料ポンプと、
前記燃料ポンプの負荷を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記燃料ポンプの負荷変動に基づいて、前記燃料貯留領域に貯留された燃料が所定残量以下になったことを検知する燃欠検知部を含む、
船舶推進装置。
【請求項２】
前記燃料貯留領域は、密閉領域である、
請求項１に記載の船舶推進装置。
【請求項３】
前記燃料経路は、前記燃料貯留領域内にそれぞれ位置する液体燃料吸込口及び気体燃料吸込口を有する、
請求項１又は２に記載の船舶推進装置。
【請求項４】
前記燃料経路と前記燃料タンクに接続され、前記燃料ポンプから吐出された燃料の余剰分を前記燃料貯留領域に戻すためのリターン経路を備え、
前記燃欠検知部は、前記燃料ポンプの負荷が所定閾値以下になった場合に、前記燃料貯留領域に貯留される燃料が前記所定残量以下になったことを検知する、
請求項１乃至３のいずれかに記載の船舶推進装置。
【請求項５】
前記燃料経路と前記燃料タンクに接続され、前記燃料ポンプから吐出された燃料の余剰分を前記燃料貯留領域に戻すためのリターン経路を備え、
前記燃欠検知部は、前記燃料ポンプの負荷の減少速度が所定閾値以上になった場合に、前記燃料貯留領域に貯留される燃料が前記所定残量以下になったことを検知する、
請求項１乃至３のいずれかに記載の船舶推進装置。
【請求項６】
前記燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を検出する燃圧センサを備え、
前記制御部は、前記燃圧センサの検出値に基づいて、前記燃料ポンプの負荷を制御する、
請求項１乃至３のいずれかに記載の船舶推進装置。
【請求項７】
前記燃欠検知部は、前記燃料ポンプからの吐出量が所定閾値以下になった場合に、前記燃料貯留領域に貯留される燃料が前記所定残量以下になったことを検知する、
請求項６に記載の船舶推進装置。
【請求項８】
前記燃欠検知部は、前記燃料ポンプの負荷が所定閾値以上になった場合に、前記燃料貯留領域に貯留される燃料が前記所定残量以下になったことを検知する、
請求項６に記載の船舶推進装置。
【請求項９】
前記燃欠検知部は、前記燃料ポンプの負荷の増加速度が所定閾値以上になった場合に、前記燃料貯留領域に貯留される燃料が前記所定残量以下になったことを検知する、
請求項６に記載の船舶推進装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクを備える船舶推進装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料タンクとエンジンと排気管とを備える船舶推進装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。燃料タンクは、船体に設けられた外部タンクの燃料を一時的に貯留する。エンジンは、燃料タンクに貯留された燃料をシリンダ内に噴射するための燃料噴射装置を有する。排気管は、エンジンに接続されており、触媒を収容している。この船舶推進装置では、燃料タンクの燃料不足が発生すると、シリンダ内の空燃費がオーバーリーン状態となって失火する場合がある。この場合、エンジンから排気管に漏れ出した未燃焼ガスが高温の触媒に触れて燃焼することによって触媒が過熱されるおそれがある。
【０００３】
そこで、特許文献２では、燃料タンクに供給される燃料の圧力が低下したことに基づいて、燃料タンクの燃料不足を事前に検知することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１９０７０４号公報
【特許文献２】特開２０１４−２０３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２の船舶推進装置は、燃圧を検知するための燃圧センサを備える必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る船舶推進装置は、エンジンと、燃料タンクと、燃料経路と、燃料ポンプと、制御部とを備える。エンジンは、燃料噴射装置を有する。燃料タンクには、燃料を貯留可能な燃料貯留領域が形成されている。燃料経路は、燃料噴射装置と燃料タンクに接続される。燃料ポンプは、燃料経路に配置され、燃料貯留領域に貯留された燃料を燃料噴射装置に吐出する。制御部は、燃料ポンプの負荷を制御する。制御部は、燃料ポンプの負荷変動に基づいて、燃料貯留領域に貯留された燃料が所定残量以下になったことを検知する燃欠検知部を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る船舶推進装置において、制御部は、燃料ポンプの負荷変動に基づいて燃料タンクにおける燃料不足（いわゆる燃欠）を検知することができるため、従来のように燃欠検知のための専用装置（例えば、燃圧センサなど）を設ける必要がない。従って、本発明に係る船舶推進装置によれば、簡素な構造で燃料不足を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】船舶の後端部周辺の構成を示す側面図
【図２】第１実施形態に係る燃料供給装置の構成を示す模式図
【図３】燃圧フィードバック制御を説明するためのフロー図
【図４】燃欠制御を説明するためのフロー図
【図５】燃料タンクの内部構成を示す断面図
【図６】気液混合燃料吸込部の断面図
【図７】燃料タンクにおける燃料及び気体燃料の流れを時系列で説明するための模式図
【図８】燃料タンクにおける燃料及び気体燃料の流れを時系列で説明するための模式図
【図９】燃料タンクにおける燃料及び気体燃料の流れを時系列で説明するための模式図
【図１０】燃料タンクにおける燃料及び気体燃料の流れを時系列で説明するための模式図
【図１１】燃料タンクにおける燃料及び気体燃料の流れを時系列で説明するための模式図
【図１２】第２実施形態に係る燃料供給装置の構成を示す模式図
【図１３】燃欠制御を説明するためのフロー図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下において、実施形態に係る燃料供給装置を適用した船舶推進装置の構成について、図面を参照しながら説明する。ただし、本実施形態に係る燃料供給装置は、エンジン（内燃機関）を備える自動車や自動二輪車などにも適用可能である。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、船舶１０の後端部周辺の構成を示す側面図である。船舶１０は、船体２０と、船舶推進装置としての船外機３０とを備える。
【００１１】
船体２０は、トランサム２１と、外部タンク２２と、外部ホース２３とを有する。トランサム２１には、船外機３０が固定される。外部タンク２２は、船外機３０に供給される燃料が貯留される。外部ホース２３は、外部タンク２２と船外機３０に接続される。外部タンク２２に貯留された燃料は、外部ホース２３を通って船外機３０に供給される。
【００１２】
船外機３０は、エンジン３１と、ドライブ軸３２と、シフト機構３３と、プロペラ軸３４と、プロペラ３５と、カウリング３６と、ブラケット３７と、ホースコネクタ３８と、燃料供給管３９と、燃料供給装置４０とを有する。
【００１３】
エンジン３１は、燃料を燃焼することによって駆動力を発生させる内燃機関である。エンジン３１は、排気管３１ａと触媒３１ｂとを有する。排気管３１ａは、図示しない排気通路に接続される。触媒３１ｂは、排気管３１ａに収容される。ドライブ軸３２は、エンジン３１に連結されており、エンジン３１の駆動力によって回転する。
【００１４】
シフト機構３３は、ドライブ軸３２とプロペラ軸３４の間に配置される。シフト機構３３は、前進位置とニュートラル位置と後進位置に移動可能であり、プロペラ軸３４の回転を前進状態と停止状態と後進状態に切り替える。プロペラ３５は、プロペラ軸３４の後端部に取り付けられる。
【００１５】
カウリング３６は、エンジン３１や燃料供給装置４０などを収容する。ブラケット３７は、船体２０のトランサム２１に取り付けられる。ブラケット３７は、船外機３０を左右方向及び上下方向に揺動可能に支持する。
【００１６】
ホースコネクタ３８は、カウリング３６に取り付けられる。ホースコネクタ３８には、外部ホース２３の先端が接続される。燃料供給管３９は、ホースコネクタ３８と燃料供給装置４０に接続される。外部ホース２３から送られてくる燃料は、燃料供給管３９を通って燃料を燃料供給装置４０に供給される。燃料供給装置４０は、燃料供給管３９とエンジン３１に接続される。燃料供給管３９から送られてくる燃料は、燃料供給装置４０によってエンジン３１に供給される。
【００１７】
次に、燃料供給装置４０の構成について説明する。図２は、第１実施形態に係る燃料供給装置４０の構成を示す模式図である。
【００１８】
燃料供給装置４０は、燃料タンク４１と、燃料経路４２と、燃料ポンプ４３と、燃圧センサ４４と、制御部４５とを備える。
【００１９】
燃料タンク４１は、燃料供給管３９から送られてくる燃料を貯留可能な燃料貯留領域１００Ｓを有する。燃料貯留領域１００Ｓは、液密性及び気密性を有する密閉領域である。燃料貯留領域１００Ｓでは、液体状の燃料が揮発して気体状の燃料が発生する。そのため、燃料貯留領域１００Ｓには、液体状の燃料（以下、「液体燃料」という。）と気体状の燃料（以下、「気体燃料」という。）の両方が密閉状態で貯留される。燃料タンク４１の構成については後述する。
【００２０】
燃料経路４２は、燃料タンク４１とエンジン３１（図１参照）に接続される。燃料経路４２は、第１燃料ホース４２ａと、第２燃料ホース４２ｂと、分岐管４２ｃと、第３燃料ホース４２ｄと、第４燃料ホース４２ｅと、燃料噴射装置４２ｆとを有する。
【００２１】
第１燃料ホース４２ａは、燃料タンク４１と燃料ポンプ４３に接続される。第１燃料ホース４２ａは、燃料タンク４１の燃料貯留領域１００Ｓ内に配置される気液混合燃料吸込部２００を有する。気液混合燃料吸込部２００は、燃料貯留領域１００Ｓに貯留された液体燃料と気体燃料との混入物（以下、「気液混合燃料」という。）を吸い込む。気液混合燃料吸込部２００の構成については後述する。
【００２２】
第２燃料ホース４２ｂは、燃料ポンプ４３と分岐管４２ｃに接続される。第３燃料ホース４２ｄは、分岐管４２ｃと燃料噴射装置４２ｆに接続される。第４燃料ホース４２ｅは、分岐管４２ｃと燃圧センサ４４に接続される。燃料噴射装置４２ｆは、エンジン３１の吸気系に取り付けられる。
【００２３】
燃料ポンプ４３は、燃料経路４２上に配置される。燃料ポンプ４３は、第１燃料ホース４２ａと第２燃料ホース４２ｂの間に配置される。燃料ポンプ４３は、ポンプ吸込口４３ａにおいて負圧を発生させることができる。燃料ポンプ４３が駆動してポンプ吸込口４３ａに負圧が発生すると、燃料貯留領域１００Ｓが密閉領域であるため、気液混合燃料吸込部２００において生成された気液混合燃料が燃料ポンプ４３に吸い込まれるとともに、燃料貯留領域１００Ｓに液体燃料が引き込まれる。このように、燃料貯留領域１００Ｓから気体燃料を効率的に吸い出すことができるため、デッドソーク後であっても燃料貯留領域１００Ｓの液体燃料が空になることを抑制できる。従って、燃料ポンプ４３のポンプ能力を継続して発揮できるとともに、燃料ポンプ４３内の油膜シールを維持することができる。その結果、液体燃料を燃料タンク内に迅速に引き込むことができる。さらに、燃料貯留領域１００Ｓの液体燃料が空になることを抑制できるため、燃料タンク３自体を小型化することができる。
【００２４】
燃料ポンプ４３は、第１燃料ホース４２ａから気液混合燃料を吸い込む。燃料ポンプ４３は、気液混合燃料中の気体燃料が液化する圧力以上の吐出圧力を発生する。燃料ポンプ４３の吐出圧力は、スロットル全開時に燃料噴射装置４２ｆからの燃料噴射量を確保するために必要な最大目標燃圧（例えば、３００ｋPa）に対して、３７．８℃におけるリード蒸気圧以上の余剰圧力を加えた圧力である。余剰圧力は、燃料供給装置１の実使用環境における燃料経路４内の燃料の全温度域における蒸気圧以上であることが好ましい。燃料ポンプ４３の単位時間当たりの吸込量は、単位時間当たりに吸い込まれる気液混合燃料量（燃料量と気体燃料量の合計量）よりも大きいことが好ましい。
【００２５】
燃料ポンプ４３は、気液混合燃料中の気体燃料を圧縮して液化させた後に液体状の燃料を第２燃料ホース４２ｂに吐出する。燃料ポンプ４３としては、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御に対応したトロコイドポンプを用いることができる。
【００２６】
燃圧センサ４４は、第４燃料ホース４２ｅに接続される。燃圧センサ４４は、燃料経路４２内の燃圧、すなわち燃料ポンプ４３の吐出圧力を検出する。燃圧センサ４４は、検出値を制御部４５に出力する。
【００２７】
制御部４５は、燃圧フィードバック部４５１と、燃欠検知部４５２とを有する。
【００２８】
燃圧フィードバック部４５１は、燃圧センサ４４によって検出された実燃圧の検出値に基づいて燃料ポンプ４３の吐出圧力を変動させる燃圧フィードバック制御を実行する。図３は、燃圧フィードバック部４５１における燃圧フィードバック制御を説明するためのフロー図である。
【００２９】
ステップＳ１において、燃圧フィードバック部４５１は、燃圧センサ４４から燃料経路４２内の実燃圧を取得するとともに、エンジン３１の吸気系に取り付けられた図示しない吸気圧センサから吸気圧を取得する。次に、ステップＳ２において、燃圧フィードバック部４５１は、実燃圧から吸気圧を引いた値（第１差圧）を算出する。次に、ステップＳ３において、燃圧フィードバック部４５１は、予め設定された目標燃圧から第１差圧を引いた値（第２差圧）を算出する。目標燃圧は、燃料噴射装置４２ｆからの燃料噴射量を確保するために必要な燃圧であり、エンジン３１の回転数と吸気圧に基づいて設定することができる。
【００３０】
次に、ステップＳ４において、燃圧フィードバック部４５１は、第２差圧に基づいて、燃料ポンプ４３の吐出圧力を変更するためのゲイン値を設定する。次に、ステップＳ５において、燃圧フィードバック部４５１は、ゲイン値に基づいて燃料ポンプ４３のデューティ比を設定する。燃料ポンプ４３のデューティ比は燃料ポンプ４３の負荷に対応する。デューティ比が増減するということは、燃料ポンプ４３の負荷が変動することを意味する。次に、ステップＳ６において、燃圧フィードバック部４５１は、デューティ比を燃料ポンプ４３に出力することによって、燃料ポンプ４３の吐出圧力を制御する。燃料貯留領域１００Ｓに十分な貯留量が確保されている場合、実燃圧の増減幅が微小であるため、燃圧フィードバック部４５１はデューティ比を微小に増減させることによって実燃圧を実質的に一定に保つことができる。一方、燃料貯留領域１００Ｓの貯留量が少なくなると、燃料貯留領域中の気体燃料を吸い込むことで実燃圧が大幅に減少するため、燃圧フィードバック部４５１は実燃圧を一定に保つためにデューティ比を大幅に増加させるように制御する。
【００３１】
燃欠検知部４５２は、上述した燃圧フィードバック部４５１における燃圧フィードバック制御と並行して、燃料貯留領域１００Ｓにおける燃料不足（いわゆる、燃欠）を検知してエンジン３１の回転速度を低下させる燃欠制御を実行する。図４は、燃欠検知部４５２における燃欠制御を説明するためのフロー図である。
【００３２】
まず、ステップＳ７において、燃欠検知部４５２は、燃圧フィードバック部４５１によって設定された燃料ポンプ４３のデューティ比を所定時間間隔でモニタする。所定時間間隔でデューティ比をモニタすることで、ステップＳ６にて出力されたデューティ比の計時変化を検出することができる。
【００３３】
次に、ステップＳ８において、燃欠検知部４５２は、電源電圧、燃料温度及び燃料流量それぞれの変動に基づいてデューティ比を補正することによって補正済みデューティ比を算出する。電源電圧とは、燃料ポンプ４３に印加される実行電圧である。燃料温度とは、吸気温度あるいはエンジン３１の壁温から推定される推定燃料温度、又は、燃料ポンプ４３から吐出される燃料の実測温度である。燃料流量とは、燃料噴射装置４２ｆから燃料を噴射するために必要な燃料の量であり、エンジン３１の回転数に基づいて定められる理論値である。電源電圧や燃料温度が低下した場合、それに応じて燃圧フィードバック部４５１は燃料ポンプ４３のデューティ比を増加させている。そのため、燃欠検知部４５２は、電源電圧や燃料温度の低下量から推定されるデューティ比の増加分をデューティ比から差し引くことによって、電源電圧や燃料温度の低下に伴うデューティ比の増加分を減じる。一方、エンジン３１の回転数低下に応じて燃料流量（理論値）が低下した場合、それに応じて燃圧フィードバック部４５１は燃料ポンプ４３のデューティ比を低下させている。そのため、燃欠検知部４５２は、燃料流量の低下量に基づいて推定されるデューティ比の低下分をデューティ比に加えることによって、燃料流量の低下に伴うデューティ比の低下分を補う。このように、電源電圧、燃料温度及び燃料流量の変動に伴うデューティ比の増減を相殺することによって、燃料貯留領域１００Ｓにおける貯留量の増減以外の要因をノイズとして除去し、燃料貯留領域１００Ｓにおける貯留量の増減に伴うデューティ比の変動を精度良く観察できるようになる。
【００３４】
次に、ステップＳ９において、燃欠検知部４５２は、今回算出した補正済みデューティ比が前回算出した補正済みデューティ比よりも大きいか否かを判定する。今回算出した補正済みデューティ比の方が大きいことは、燃料貯留領域１００Ｓにおける燃料の貯留量が減少した可能性を示唆する。今回の方が大きければ処理はステップＳ９に進み、今回の方が大きくなければ処理はステップＳ７に戻る。
【００３５】
次に、ステップＳ１０において、燃欠検知部４５２は、今回算出した補正済みデューティ比から前回算出した補正済みデューティ比を引いた差分を微分することによって、補正済みデューティ比の増加速度を算出する。補正済みデューティ比の増加速度は、単位時間当たりにおけるデューティ比の増加率である。
【００３６】
次に、ステップＳ１１において、燃欠検知部４５２は、補正済みデューティ比の増加速度が所定閾値以上か否かを判定する。これによって燃欠検知部４５２は、燃料貯留領域１００Ｓにおける貯留量が所定残量以下になったか否か、すなわち燃欠が発生したか否かを判定する。増加速度が所定閾値以上である場合、燃欠検知部４５２は、燃欠が発生したと判断して、処理をステップＳ１２に進める。所定残量は、触媒３１ｂの温度が燃料の発火温度未満に低下するまでエンジン３１を駆動できる量に設定されていればよい。増加速度が所定閾値より小さい場合、燃欠検知部４５２は、燃欠が発生していないと判断して、処理をステップＳ７に戻す。
【００３７】
次に、ステップＳ１２において、燃欠検知部４５２は、排気管３１ａに収容された触媒３１ｂの温度を下げるためにエンジン３１の回転数を低下させる。エンジン３１の回転数を低下させる手法としては、例えば燃料噴射装置４２ｆの燃料噴射量を低下させる手法や、エンジン３１のスロットルバルブの開度を小さくする手法を挙げることができる。
【００３８】
以上のように、燃圧フィードバック制御に用いられる燃圧センサ４４を流用して燃欠制御を実行できるため、燃欠検知のための専用装置（例えば、燃圧センサなど）を別途設ける必要がない。従って、簡素な構造で燃料不足を検知できる。また、上述の燃欠制御によって、触媒３１ｂの温度を燃料の発火温度未満に低下させることができるため、エンジン３１の失火時に漏れ出した燃料が触媒３１ｂに触れて発火することを抑制できる。
【００３９】
次に、燃料タンク４１の構成について説明する。図５は、燃料タンク４１の内部構成を示す断面図である。
【００４０】
燃料タンク４１は、筐体１００と、濾過フィルタ１１０と、ストレーナ１２０とを備える。
【００４１】
筐体１００は、燃料貯留領域１００Ｓと、冷却液経路１００Ｔと、ロアケース１０１と、アッパケース１０２と、カバー１０３とを有する。
【００４２】
燃料貯留領域１００Ｓは、ロアケース１０１とアッパケース１０２の間に形成される空間である。ロアケース１０１とアッパケース１０２が密着することによって、燃料貯留領域１００Ｓの液密性と気密性が確保されている。燃料貯留領域１００Ｓには、液体燃料と気体燃料の両方が貯留されている。
【００４３】
燃料貯留領域１００Ｓの天面Ｓ１には、燃料経路４２の気液混合燃料吸込部２００が固定されている。天面Ｓ１は、気液混合燃料吸込部２００に近いほど高くなっていることが好ましい。これによって、燃料貯留領域１００Ｓにおける気体燃料が占める領域の体積を小さくすることができるため、燃料貯留領域１００Ｓにおける液体燃料の貯留量を増加させることができる。本実施形態では、気液混合燃料吸込部２００が燃料貯留領域１００Ｓの端部に配置されているため、天面Ｓ１は一端部から他端部に向かって高くなっているが、これに限られるものではない。例えば、気液混合燃料吸込部２００が燃料貯留領域１００Ｓの中央部に配置されている場合には、天面Ｓ１の中央部を外周部よりも高くすればよい。天面Ｓ１は、気液混合燃料吸込部２００に向かって徐々に高くなっていればよく、図５に示すように平面状に形成されていてもよいし、階段状に形成されていてもよい。
【００４４】
燃料貯留領域１００Ｓの底面Ｓ２は、気液混合燃料吸込部２００に近いほど低くなっていることが好ましい。本実施形態では、気液混合燃料吸込部２００が燃料貯留領域１００Ｓの端部に配置されているため、底面Ｓ２は一端部から他端部に向かって低くなっているが、これに限られるものではない。例えば、気液混合燃料吸込部２００が燃料貯留領域１００Ｓの中央部に配置されている場合には、底面Ｓ２の中央部を外周部よりも低くすればよい。底面Ｓ２は、気液混合燃料吸込部２００に向かって徐々に低くなっていればよく、図５に示すように階段状に形成されていてもよいし、平面状に形成されていてもよい。
【００４５】
冷却液経路１００Ｔは、アッパケース１０２とカバー１０３の間に形成される空間である。冷却液経路１００Ｔは、冷却液を循環可能な密閉領域である。アッパケース１０２とカバー１０３が密着することによって、冷却液経路１００Ｔの液密性が確保されている。冷却液経路１００Ｔは、燃料貯留領域１００Ｓの上方に位置する。冷却液が冷却液経路１００Ｔを循環することによって、燃料貯留領域１００Ｓ内の気体燃料が冷却される。
【００４６】
ロアケース１０１は、コップ状に形成される。ロアケース１０１は、樹脂材料や金属材料によって構成することができる。ロアケース１０１は、コネクタ１０１ａと、燃料流入管１０１ｂと、ドレン１０１ｃとを含む。
【００４７】
コネクタ１０１ａには、燃料供給管３９の先端が接続される。コネクタ１０１ａは、流入口Ａ１と流出口Ａ２を有する。燃料供給管３９から流入口Ａ１に流入した燃料は、流出口Ａ２から濾過フィルタ１１０に流出する。
【００４８】
燃料流入管１０１ｂは、燃料貯留領域１００Ｓの底面Ｓ２から突出するように配置される。燃料流入管１０１ｂは、燃料貯留領域１００Ｓ内を上下方向に延びる。燃料流入管１０１ｂは、流入口Ｂ１と流出口Ｂ２を有する。流入口Ｂ１は、ロアケース１０１の下面Ｓ３に形成される。流出口Ｂ２は、燃料流入管１０１ｂの上端部に形成される。濾過フィルタ１１０から流入口Ｂ１に流入した燃料は、流出口Ｂ２から燃料貯留領域１００Ｓに流出する。燃料流入管１０１ｂは、燃料貯留領域１００Ｓにおける燃料の貯留量を確保するための壁部として機能する。
【００４９】
ドレン１０１ｃは、ロアケース１０１の下面Ｓ３に接続される。ドレン１０１ｃは、流入口Ｃ１と流出口Ｃ２を有する。流入口Ｃ１は、燃料貯留領域１００Ｓの底面Ｓ２に形成される。流出口Ｃ２は、燃料流入管１０１ｂの下端部に形成される。
【００５０】
アッパケース１０２は、ロアケース１０１上に配置される。アッパケース１０２は、ロアケース１０１と密着するように固定される。ロアケース１０１とアッパケース１０２の間の密閉空間が燃料貯留領域１００Ｓとなる。アッパケース１０２の上面Ｓ４には、冷却液経路１００Ｔとなる凹部が形成されている。アッパケース１０２の下面は、燃料貯留領域１００Ｓの天面Ｓ１である。
【００５１】
カバー１０３は、アッパケース１０２の上面Ｓ４に形成された凹部を覆うように配置される。カバー１０３は、アッパケース１０２と密着するように固定具１０３ａで固定される。アッパケース１０２とカバー１０３の間の密閉空間が冷却液経路１００Ｔとなる。
【００５２】
濾過フィルタ１１０は、ロアケース１０１の下面Ｓ３に取り付けられる。濾過フィルタ１１０は、燃料流入管１０１ｂの下端部に接続される。濾過フィルタ１１０は、濾紙フィルタ１１１と水分離フィルタ１１２とを収容する。濾紙フィルタ１１１は、コネクタ１０１ａから流入した燃料に混入する異物を除去する。水分離フィルタ１１２は、濾紙フィルタ１１１を通過した燃料に混入する水を分離する。水分離フィルタ１１２を通過した燃料は、燃料流入管１０１ｂの流入口Ｂ１に流入する。
【００５３】
ストレーナ１２０は、燃料流入管１０１ｂ内に配置される。ストレーナ１２０は、水分離フィルタ１１２を通過した燃料に混入する異物を除去する。ストレーナ１２０を通過した燃料は、燃料流入管１０１ｂの流出口Ｂ２から燃料貯留領域１００Ｓに流入する。
【００５４】
次に、気液混合燃料吸込部２００の構成について説明する。図６は、気液混合燃料吸込部２００の断面図である。
【００５５】
気液混合燃料吸込部２００は、本体２１０と、液体燃料通路２２０と、気体燃料通路２３０と、ベンチュリ通路２４０と、気液混合燃料通路２５０とを有する。
【００５６】
本体２１０は、棒状に形成される。本体２１０は、樹脂材料や金属材料によって構成することができる。本体２１０の内部には、液体燃料通路２２０と気体燃料通路２３０とベンチュリ通路２４０と気液混合燃料通路２５０とが形成されている。
【００５７】
液体燃料通路２２０は、ベンチュリ通路２４０の上流側に接続される。液体燃料通路２２０は、液体燃料吸込口Ｄ１と液体燃料吐出口Ｄ２を有する。液体燃料吸込口Ｄ１は、本体２１０の端部に開口する。液体燃料吸込口Ｄ１は、燃料貯留領域１００Ｓの下端部に位置する。本実施形態において、液体燃料吸込口Ｄ１は、燃料貯留領域１００Ｓの底面Ｓ２と対向している。液体燃料吐出口Ｄ２は、液体燃料吸込口Ｄ１の反対側に形成される。液体燃料吐出口Ｄ２は、ベンチュリ通路２４０の入り口に開口する。このように、液体燃料通路２２０は、燃料貯留領域１００Ｓとベンチュリ通路２４０とに連通している。通常運転時、液体燃料吸込口Ｄ１は燃料中に常に埋没しているため、液体燃料吸込口Ｄ１から液体燃料が吸い込まれて、液体燃料吐出口Ｄ２から液体燃料が吐出される。
【００５８】
液体燃料通路２２０は、ベンチュリ通路２４０に接続される絞り部２２０ａを有する。絞り部２２０ａは、ベンチュリ通路２４０に向かってテーパー状に形成される。絞り部２２０ａの内径は、ベンチュリ通路２４０に近づくほど小さい。液体燃料通路２２０内を流れる液体燃料の流速は、絞り部２２０ａにおいて増加する。
【００５９】
気体燃料通路２３０は、ベンチュリ通路２４０の側方に接続される。気体燃料通路２３０は、気体燃料吸込口Ｅ１と気体燃料吐出口Ｅ２を有する。気体燃料吸込口Ｅ１は、本体２１０の側面に開口する。気体燃料吸込口Ｅ１は、液体燃料通路２２０の液体燃料吸込口Ｄ１よりも上方に位置する。気体燃料吸込口Ｅ１は、燃料貯留領域１００Ｓの上端部に位置する。気体燃料吸込口Ｅ１は、燃料貯留領域１００Ｓの天面Ｓ１のうち最上部の下方に位置する。気体燃料吐出口Ｅ２は、ベンチュリ通路２４０の側面に開口する。このように、気体燃料通路２３０は、燃料貯留領域１００Ｓとベンチュリ通路２４０とに連通している。気体燃料吸込口Ｅ１は液体燃料から露出しているため、気体燃料吸込口Ｅ１から気体燃料が吸い込まれて、気体燃料吐出口Ｅ２から気体燃料が吐出される。ただし、気体燃料吸込口Ｅ１は液体燃料中に一時的に埋没する場合があり、この場合には気体燃料吸込口Ｅ１から液体状の液体燃料が吸い込まれて、気体燃料吐出口Ｅ２から液体燃料が吐出される。
【００６０】
ベンチュリ通路２４０は、液体燃料通路２２０の下流側に接続される。ベンチュリ通路２４０は、燃料経路４２の一部を細くすることによって形成される。ベンチュリ通路２４０には、液体燃料通路２２０の液体燃料吐出口Ｄ２から液体燃料が吐出される。ベンチュリ通路２４０内を流れる燃料の流速は、液体燃料通路２２０内を流れる液体燃料の流速よりも大きいため、ベンチュリ効果による負圧がベンチュリ通路２４０内に発生する。そのため、気体燃料吐出口Ｅ２からベンチュリ通路２４０内に向かって気体燃料が吐出される。このように、気体燃料が液体燃料に混入されることによって、ベンチュリ通路２４０内で気液混合燃料が生成される。
【００６１】
気液混合燃料通路２５０は、ベンチュリ通路２４０の下流側に接続される。気液混合燃料通路２５０は、気液混合燃料吸込口Ｆ１を有する。気液混合燃料吸込口Ｆ１は、ベンチュリ通路２４０の出口に開口する。ベンチュリ通路２４０内で生成された気液混合燃料は、気液混合燃料吸込口Ｆ１から気液混合燃料通路２５０に吸い込まれる。気液混合燃料吸込口Ｆ１から気液混合燃料通路２５０に吸い込まれた気液混合燃料は、燃料ポンプ４３に向かって流れる。
【００６２】
気液混合燃料通路２５０は、ベンチュリ通路２４０に接続される拡大部２５０ａを有する。拡大部２５０ａは、ベンチュリ通路２４０に向かってテーパー状に形成される。拡大部２５０ａの内径は、ベンチュリ通路２４０から離れるほど大きい。気液混合燃料通路２５０内を流れる燃料の流速は、拡大部２５０ａにおいて低下する。
【００６３】
次に、各通路の断面積と各開口の開口面積について説明する。以下の説明において、「断面積」とは各通路の中心軸と直交する断面の面積を意味する。
【００６４】
液体燃料通路２２０の断面積は、絞り部２２０ａにおいて徐々に小さくなっている。気体燃料通路２３０の断面積は一様である。ベンチュリ通路２４０の断面積は一様である。気液混合燃料通路２５０の断面積は、拡大部２５０ａにおいて徐々に大きくなっている。気体燃料通路２３０の断面積は、ベンチュリ通路２４０の断面積よりも小さい。気体燃料通路２３０の断面積は、液体燃料通路２２０及び気液混合燃料通路２５０それぞれの最小断面積よりも小さい。ベンチュリ通路２４０の断面積は、液体燃料通路２２０及び気液混合燃料通路２５０それぞれの最小断面積と同等である。
【００６５】
液体燃料吸込口Ｄ１の開口面積は、液体燃料吐出口Ｄ２の開口面積よりも大きい。液体燃料吐出口Ｄ２の開口面積は、気液混合燃料吸込口Ｆ１の開口面積と同等である。気体燃料吸込口Ｅ１の開口面積は、気体燃料吐出口Ｅ２の開口面積と同等である。気体燃料吸込口Ｅ１及び気体燃料吐出口Ｅ２それぞれの開口面積は、液体燃料吸込口Ｄ１、液体燃料吐出口Ｄ２及び気液混合燃料吸込口Ｆ１それぞれの開口面積よりも小さい。気体燃料吸込口Ｅ１及び気体燃料吐出口Ｅ２それぞれの開口面積は、ベンチュリ通路２４０の断面積の４％程度にすることができる。
【００６６】
次に、燃料及び気体燃料の流れについて説明する。図７〜図１１は、燃料タンク４１における燃料及び気体燃料の流れを時系列で説明するための模式図である。図７〜図１１では、燃料が薄墨で示され、気体燃料の流れが矢印で示されている。
【００６７】
まず、図７に示すように、エンジン停止時、濾過フィルタ１１０及びストレーナ１２０内の燃料が、燃料貯留領域１００Ｓで発生する気体燃料の圧力によって燃料供給管３９内に押し戻される。
【００６８】
次に、図８に示すように、エンジン始動時、気液混合燃料吸込部２００から気体燃料と燃料が吸い込まれて、気液混合燃料吸込部２００内で気液混合燃料が生成される。この際、燃料供給管３９内の気体燃料が燃料貯留領域１００Ｓに吸い込まれる。燃料貯留領域１００Ｓに吸い込まれた気体燃料は、冷却液経路１００Ｔを循環する冷却液によって冷却される。
【００６９】
次に、図９に示すように、スロットル全開時、気液混合燃料が気液混合燃料吸込部２００から引き続き吸い込まれて、燃料貯留領域１００Ｓの燃料は減少する。
【００７０】
次に、図１０に示すように、スロットル全開から暫くすると、燃料貯留領域１００Ｓの燃料の減少に応じて、燃料供給管３９内に押し戻されていた燃料が燃料貯留領域１００Ｓに吸い込まれる。この際、燃料貯留領域１００Ｓに吸い込まれる燃料は、濾過フィルタ１１０とストレーナ１２０によって濾過される。
【００７１】
次に、図１１に示すように、スロットル全開を継続すると、気液混合燃料が気液混合燃料吸込部２００から引き続き吸い込まれるのに応じて、燃料貯留領域１００Ｓに燃料が充たされる。この際、燃料から常に気体燃料が発生しているが、発生した気体燃料は気体燃料吸込口Ｅ１から吸い込まれる。
【００７２】
気液混合燃料吸込部２００から吸い込まれた気液混合燃料は、燃料ポンプ４３の圧縮によって液化された後に燃料噴射装置４２ｆに供給される（図２参照）。
【００７３】
以上のように、本実施形態に係る燃料供給装置４０は、燃料タンク４１と、燃料経路４２と、燃料ポンプ４３とを備える。燃料タンク４１は、密閉領域である燃料貯留領域１００Ｓを有する。燃料経路４２は、液体燃料吸込口Ｄ１と気体燃料吸込口Ｅ１と気液混合燃料吸込口Ｆ１を有する。燃料貯留領域１００Ｓ内の気体燃料は気体燃料吸込口Ｅ１から吸い込まれる。燃料貯留領域１００Ｓ内の燃料は液体燃料吸込口Ｄ１から吸い込まれる。気体燃料吸込口Ｅ１から吸い込まれた気体燃料が液体燃料吸込口Ｄ１から吸い込まれた燃料に混入することによって生成される気液混合燃料は気液混合燃料吸込口Ｆ１から吸い込まれる。気液混合燃料は、燃料ポンプ４３によって気体燃料が液化する圧力以上の吐出圧力に圧縮される。
【００７４】
このように、本実施形態に係る燃料供給装置４０によれば、気液混合燃料内の気体燃料を燃料ポンプ４３によって液化することができるため、燃料貯留領域１００Ｓの気体燃料を燃料の一部として積極的に消費できるとともに、エンジン３１に供給される燃料から気体燃料が発生することを抑制できる。従って、燃料貯留領域１００Ｓや燃料経路４２において発生する気体燃料の排出機構を設ける必要がないため、燃料ポンプ４３の吐出能力の低下を簡素な構造で抑制することができる。
【００７５】
（第２実施形態）
図１２は、第２実施形態に係る燃料供給装置４０Ａの構成を示す模式図である。第１実施形態に係る燃料供給装置４０との相違点は、燃料ポンプ４３に供給される電流値に基づいて燃欠制御が実行される点である。以下においては、当該相違点について主に説明する。
【００７６】
燃料供給装置４０Ａは、レギュレータ４６と、リターン経路４７と、電源４８と、制御部４５Ａとを備える。レギュレータ４６は、燃料経路４２（第４燃料ホース４２ｅ）に接続される。レギュレータ４６は、燃料経路４２内の余剰燃料をリターン経路４７に放出することによって、燃料ポンプ４３から吐出された燃料の圧力を目標値に調整する。
【００７７】
リターン経路４７は、燃料タンク４１とレギュレータ４６に接続される。レギュレータ４６から放出された燃料は、リターン経路４７を通って燃料タンク４１に戻る。
【００７８】
電源４８は、燃料ポンプ４３に電流を供給することによって、燃料ポンプ４３を駆動する。燃料ポンプ４３としては、電流値の変動で駆動制御可能なソレノイドポンプを用いることができる。電源４８は、燃料ポンプ４３の負荷（すなわち、燃料ポンプ４３を回転させるためのトルク）に応じた電流を供給する。燃料ポンプ４３の負荷が変動すると、電源４８が燃料ポンプ４３に供給する電流値が増減する。例えば、燃料貯留領域１００Ｓの貯留量が少なくなって燃料ポンプ４３に吸い込まれる気液混合燃料に含まれる気体燃料の割合が増加すると、燃料ポンプ４３の負荷が低下するため電源４８から燃料ポンプ４３に供給される電流値は減少する。
【００７９】
制御部４５Ａは、燃欠検知部４５２Ａを有する。
【００８０】
燃欠検知部４５２Ａは、燃料タンク４１の燃料不足を検知してエンジン３１の回転速度を低下させる燃欠制御を実行する。図１３は、燃欠検知部４５２Ａにおける燃欠制御を説明するためのフロー図である。
【００８１】
まず、ステップＳ２０において、燃欠検知部４５２Ａは、電源３８から燃料ポンプ４３に供給される電流値を検出する。次に、ステップＳ２１において、燃欠検知部４５２Ａは、電源３８の電圧、燃料温度及び燃料流量それぞれの変動に基づいて電流値を補正することによって補正済み電流値を算出する。電源電圧、燃料温度及び燃料流量の変動に伴う電流値の増減を相殺することによって、燃料貯留領域１００Ｓにおける貯留量の増減に伴う電流値の変動を精度良く観察できるようになる。
【００８２】
次に、ステップＳ２２において、燃欠検知部４５２Ａは、今回算出した補正済み電流値が前回算出した補正済み電流値よりも小さいか否かを判定する。今回算出した補正済み電流値の方が小さいことは、燃料貯留領域１００Ｓにおける燃料の貯留量が減少した可能性を示唆する。今回の方が小さければ処理はステップＳ２３に進み、今回の方が小さくなければ処理はステップＳ２０に戻る。
【００８３】
次に、ステップＳ２３において、燃欠検知部４５２Ａは、前回算出した補正済み電流値から今回算出した補正済み電流値を引いた差分を微分することによって、補正済み電流値の減少速度を算出する。補正済み電流値の減少速度は、単位時間当たりにおける電流値の減少率である。
【００８４】
次に、ステップＳ２４において、燃欠検知部４５２Ａは、補正済み電流値の減少速度が所定閾値以上か否かを判定する。これによって燃欠検知部４５２Ａは、燃料貯留領域１００Ｓにおける貯留量が所定残量以下になったか否か、すなわち燃欠が発生したか否かを判定する。減少速度が所定閾値以上である場合、燃欠検知部４５２Ａは、燃欠が発生したと判断して、処理をステップＳ２５に進める。所定残量は、触媒３１ｂの温度が燃料の発火温度未満に低下するまでエンジン３１を駆動できる量に設定されていればよい。減少速度が所定閾値より小さい場合、燃欠検知部４５２Ａは、燃欠が発生していないと判断して、処理をステップＳ２０に戻す。
【００８５】
次に、ステップＳ２５において、燃欠検知部４５２Ａは、排気管３１ａに収容された触媒３１ｂの温度を下げるためにエンジン３１の回転数を低下させる。
【００８６】
以上のように、燃料ポンプ４３に供給される電流値に基づいて燃欠制御を実行できるため、燃欠検知のための専用装置（例えば、燃圧センサなど）を設ける必要がない。従って、簡素な構造で燃料不足を検知できる。また、上述の燃欠制御によって、触媒３１ｂの温度を燃料の発火温度未満に低下させることができるため、エンジン３１の失火時に漏れ出した燃料が触媒３１ｂに触れて発火することを抑制できる。
【００８７】
（他の実施形態）
上記第１実施形態において、燃欠検知部４５２は、電源電圧、燃料温度及び燃料流量に基づいて補正したデューティ比を燃欠制御に用いることとしたが、補正されていないデューティ比を燃欠制御に用いてもよい。
【００８８】
上記第１実施形態において、燃欠検知部４５２は、燃料ポンプ４３のデューティ比の増加速度が所定閾値以上になった場合に燃料不足を検知することとしたが、これに限られるものではない。燃欠検知部４５２は、燃料ポンプ４３からの燃料の吐出量が所定閾値以下になった場合や、燃料ポンプ４３のデューティ比自体が所定閾値以上になった場合に燃料不足を検知することとしてもよい。
【００８９】
上記第２実施形態において、燃欠検知部４５２Ａは、電源電圧、燃料温度及び燃料流量に基づいて補正した電流値（すなわち負荷）を燃欠制御に用いることとしたが、補正されていない電流値を燃欠制御に用いてもよい。
【００９０】
上記第２実施形態において、燃欠検知部４５２Ａは、電流値の減少速度が所定閾値以上になった場合に燃料不足を検知することとしたが、これに限られるものではない。燃欠検知部４５２Ａは、燃料ポンプ４３に供給される電流値（すなわち負荷）が所定閾値以下になった場合に燃料不足を検知することとしてもよい。
【００９１】
上記実施形態において、燃料経路４２は、１つの液体燃料吸込口Ｄ１を有することとしたが、複数の液体燃料吸込口Ｄ１を有していてもよい。同様に、燃料経路４２は、１つの気体燃料吸込口Ｅ１を有することとしたが、複数の気体燃料吸込口Ｅ１を有していてもよい。
【００９２】
上記実施形態において、燃料経路４２は、燃料タンク４１の上面から引き出されることとしたが、燃料タンク４１の側面又は下面から引き出されていてもよい。
【００９３】
上記実施形態において、燃料ポンプ４３は、燃料タンク４１の外部に配置されることとしたが、燃料タンク４１の内部に配置されていてもよい。
【００９４】
上記実施形態において、気液混合燃料吸込口Ｆ１は、燃料貯留領域１００Ｓの内部に配置されることとしたが、燃料タンク４１の外部に配置されていてもよい。
【００９５】
上記実施形態において、燃料タンク４１は、船体２０の外部タンク２２と直接接続されることとしたが、燃料タンク４１と外部タンク２２との間にはサブタンクが配置されていてもよい。サブタンクは、燃料タンク４１より大容量であってもよい。
【００９６】
上記実施形態において、燃料タンク３は、濾過フィルタ１１０（濾紙フィルタ１１１と水分離フィルタ１１２を含む）とストレーナ１２０を備えることとしたが、これらのうち少なくとも１つを備えていなくてもよい。また、燃料タンク３は、必要に応じて他のフィルタを備えていてもよい。
【００９７】
上記実施形態において、燃料タンク３は、燃料貯留領域１００Ｓの上方に位置する冷却液経路１００Ｔを備えることとしたが、冷却液経路１００Ｔを備えていなくてもよい。
【００９８】
上記実施形態において、燃料タンク３の冷却液経路１００Ｔは、燃料貯留領域１００Ｓの上方に位置することとしたが、燃料貯留領域１００Ｓの側方に位置していてもよい。
【００９９】
燃料供給装置４０は、燃料経路４２の気液混合燃料吸込部２００と燃料ポンプ４３との間に配置された汲み上げポンプを備えていてもよい。このような汲み上げポンプとしては、一般的な容積ポンプを用いることができる。
【０１００】
燃料供給装置４０は、燃料ポンプ４３と燃料噴射装置４２ｆとの間に配置された汲み上げポンプを備えていてもよい。このような汲み上げポンプとしては、一般的な容積ポンプを用いることができる。
【０１０１】
燃料供給装置４０は、燃料タンク４１と外部タンク２２との間に配置された汲み上げポンプを有していてもよい。この汲み上げポンプによって、燃料タンク４１への燃料の汲み上げと昇圧を同時に行うことができる。このような汲み上げポンプとしては、一般的な低圧ポンプや手動ポンプを用いることができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０      船舶
２０      船体
２２      外部タンク
３０      船外機
３１      エンジン
３６      カウリング
３９      燃料供給管
４０，４０Ａ  燃料供給装置
４１      燃料タンク
４２      燃料経路
４２ｆ    燃料噴射装置
４３      燃料ポンプ
４４      燃圧センサ
４５，４５Ａ      制御部
４５１    燃圧フィードバック部
４５２，４５２Ａ  燃欠検知部
４６      レギュレータ
４７      リターン経路
４８      電源
１００    筐体
１００Ｓ  燃料貯留領域
１００Ｔ  冷却液経路
１０１    ロアケース
１０１ａ  コネクタ
１０１ｂ  燃料流入管
１０２    アッパケース
１０３    カバー
１１０    濾過フィルタ
１２０    ストレーナ
２００    気液混合燃料吸込部
２１０    本体
２２０    液体燃料通路
Ｄ１      液体燃料吸込口
Ｄ２      液体燃料吐出口
２３０    気体燃料通路
Ｅ１      気体燃料吸込口
Ｅ２      気体燃料吐出口
２４０    ベンチュリ通路
２５０    気液混合燃料通路
Ｆ１      気液混合燃料吸込口
【図１】
2016037940.tif 000003
【図２】
2016037940.tif 000004
【図３】
2016037940.tif 000005
【図４】
2016037940.tif 000006
【図５】
2016037940.tif 000007
【図６】
2016037940.tif 000008
【図７】
2016037940.tif 000009
【図８】
2016037940.tif 000010
【図９】
2016037940.tif 000011
【図１０】
2016037940.tif 000012
【図１１】
2016037940.tif 000013
【図１２】
2016037940.tif 000014
【図１３】
2016037940.tif 000015