(57)【要約】【課題】燃料調圧装置で減圧を行う際のエネルギーを適切に回収する。【解決手段】内燃機関の燃料供給装置において、燃料調圧装置は、燃料の調圧を行い、発電機は、燃料調圧装置において燃料の減圧を行う際のエネルギーを電力として回収する。つまり、発電機は、燃料の減圧時のエネルギーを動力回生する。このように減圧膨張時のエネルギーを回生することで、機関の効率を向上させることができる。また、内燃機関の燃料供給装置は、燃料調圧装置による調圧前の圧力と調圧後の圧力とに基づいて、発電機の負荷を制御する。これにより、所望の燃料噴射圧力へ適切に設定することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に供給する燃料の調圧を行う燃料調圧装置と、
前記燃料調圧装置において燃料の減圧を行う際のエネルギーを、電力として回収する発電機と、を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
前記燃料調圧装置による調圧前の燃料の圧力、及び前記燃料調圧装置による調圧後の燃料の圧力に基づいて、前記発電機の負荷を制御する制御手段を更に備える請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
前記制御手段は、設定すべき燃料噴射圧力に基づいて、前記発電機の負荷を制御する請求項２に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の調圧を行う燃料調圧装置を有する内燃機関の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術が、例えば特許文献１及び２に記載されている。特許文献１には、エンジン軸と燃料ポンプの回転軸とモータジェネレータとをプラネタリギヤを介して連結し、燃料ポンプをエンジン回転数に関係なくモータジェネレータによって回転させることが提案されている。この場合、エンジンの高回転時には、余剰回転動力で発電している。また、特許文献２には、燃料蓄圧部の減圧時に燃料を逆流させることで、ポンプにおいてエネルギーを回収することが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７７２０号公報
【特許文献２】特開平１０−３１８０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１及び２に記載された技術では、燃料調圧装置で減圧を行う際のエネルギーを適切に回収することができない場合があった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃料調圧装置で減圧を行う際のエネルギーを適切に回収することが可能な内燃機関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】
【０００６】
本発明の１つの観点では、内燃機関の燃料供給装置は、内燃機関に供給する燃料の調圧を行う燃料調圧装置と、前記燃料調圧装置において燃料の減圧を行う際のエネルギーを、電力として回収する発電機と、を備える。
【０００７】
上記の内燃機関の燃料供給装置において、燃料調圧装置は燃料の調圧を行い、発電機は燃料調圧装置において燃料の減圧を行う際のエネルギーを、電力として回収する。つまり、発電機は、燃料の減圧時のエネルギーを動力回生する。このように減圧膨張時のエネルギーを回生することで、機関の効率を向上させることができる。
【０００８】
上記の内燃機関の燃料供給装置の一態様では、前記燃料調圧装置による調圧前の燃料の圧力、及び前記燃料調圧装置による調圧後の燃料の圧力に基づいて、前記発電機の負荷を制御する制御手段を更に備える。これにより、所望の燃料噴射圧力へ適切に設定することが可能となる。
【０００９】
上記の内燃機関の燃料供給装置において好適には、前記制御手段は、設定すべき燃料噴射圧力に基づいて、前記発電機の負荷を制御する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１１】
［装置構成］
図１は、本実施形態に係る内燃機関の燃料供給装置が適用されたシステムの概略構成を示す図である。当該システムは、主に、吸気通路３と、燃料噴射弁５と、エンジン（内燃機関）６と、排気通路９と、燃料タンク１０と、燃料供給通路１１と、膨張機１２と、発電機１４と、蓄電装置１５と、圧力センサ１８、１９と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、を有する。なお、図１では、電気的な配線を破線で示している。
【００１２】
吸気通路３には外部から導入された吸気（空気）が通過し、吸気通路３を通過した吸気はエンジン６における燃焼室６ｂに供給される。また、燃焼室６ｂには、燃料噴射弁５によって噴射された燃料が供給される。更に、エンジン６の燃焼室６ｂには、吸気弁７と排気弁８とが設けられている。吸気弁７は、開閉することによって、吸気通路３と燃焼室６ｂとの導通／遮断を制御する。排気弁８は、開閉することによって、排気通路９と燃焼室６ｂとの導通／遮断を制御する。なお、図１においては、説明の便宜上、１つの気筒６ａのみを示しているが、実際にはエンジン６は複数の気筒６ａを有する。また、エンジン６は、例えばディーゼルエンジンで構成される。
【００１３】
燃焼室６ｂ内では、上記のように供給された吸気と燃料との混合気が燃焼される。この場合、燃焼によってピストン６ｃが往復運動し、当該往復運動がコンロッド６ｄを介してクランク軸（不図示）に伝達され、クランク軸が回転する。エンジン６には排気通路９が接続されており、このような燃焼によって生じた排気は排気通路９から排出される。なお、排気通路９上には、排気ガスを浄化可能な触媒（不図示）が設けられている。
【００１４】
燃料タンク１０には燃料が貯蔵されており、燃料タンク１０内の燃料は燃料供給通路１１（太実線で示す）を介して燃料噴射弁５に供給される。燃料供給通路１１には、燃料タンク１０から燃料噴射弁５に向かって順に、圧力センサ１８、膨張機１２、圧力センサ１９が設けられている。圧力センサ１８は膨張機１２の入口付近における燃料の圧力（以下、単に「入口圧力」と呼ぶ。）を検出し、圧力センサ１９は膨張機１２の出口付近における燃料の圧力（以下、単に「出口圧力」と呼ぶ。）を検出する。そして、圧力センサ１８、１９は、それぞれ検出した圧力に対応する検出信号をＥＣＵ２０に供給する。膨張機１２は、燃料の調圧を行う。具体的には、膨張機１２は、燃料の圧力を減圧可能に構成されている。つまり、膨張機１２は、燃料を減圧膨張する。したがって、膨張機１２は、本発明における燃料調圧装置として機能する。
【００１５】
また、膨張機１２には、発電機１４が接続されている。発電機１４は、膨張機１２における燃料の減圧時のエネルギーを、電力として回収可能に構成されている。つまり、発電機１４は、減圧時のエネルギーを動力回生する。このように発電機１４によって回収された電力は、発電機１４に接続された蓄電装置１５へ供給されて、蓄電装置１５に蓄電される。更に、発電機１４は、ＥＣＵ２０から供給される制御信号によって制御される。具体的には、発電機１４は、ＥＣＵ２０によって、発電の負荷が制御される。このように発電機１４によって減圧膨張時のエネルギーを回生することで、機関の効率を向上させることができる。
【００１６】
なお、本発明をハイブリッド車両などに適用した場合には、ハイブリッド車両が有するモータジェネレータを上記のような発電機１４として機能させることができる。つまり、ハイブリッド車両が有するモータジェネレータの回転軸を膨張機１２の回転軸と連結することで、膨張機１２における減圧時のエネルギーをモータジェネレータで回収させることができる。
【００１７】
ＥＣＵ２０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えて構成される。本実施形態では、主に、ＥＣＵ２０は、圧力センサ１８、１９から取得された圧力などに基づいて、発電機１４に対する制御を行う。具体的には、発電機１４の負荷（発電電力）を制御する。したがって、ＥＣＵ２０は、本発明における制御手段として機能する。
【００１８】
［制御方法］
次に、本実施形態において発電機１４に対して行う制御方法について、具体的に説明する。本実施形態では、ＥＣＵ２０は、膨張機１２による調圧前の燃料の圧力、及び膨張機１２による調圧後の燃料の圧力に基づいて、発電機１４の負荷や回転数の制御を行う。言い換えると、ＥＣＵ２０は、膨張機１２の入口圧力及び出口圧力に基づいて、発電機１４による発電電力を制御する。ＥＣＵ２０は、このように発電機１４に対して制御を行うことで、膨張機１２の出口圧力を調整する（つまり燃料噴射圧力を調整する）。より具体的には、ＥＣＵ２０は、設定すべき燃料噴射圧力に基づいて、発電機１４の負荷を制御する。例えば、ＥＣＵ２０は、出口圧力（燃料噴射圧力）を入口圧力よりも小さく設定すべき状況では、即ち膨張機１２によって大きく減圧すべき状況では、発電機１４の負荷を大きくする。このように発電機１４の制御を行うことで、所望の燃料噴射圧力へ適切に設定することが可能となる。
【００１９】
図２は、燃料噴射圧力と発電機１４の負荷との関係の一例を示した図である。具体的には、横軸に「入口圧力／出口圧力」を示し、縦軸に発電機１４の負荷（発電電力）を示している。図より、「入口圧力／出口圧力」が大きいほど、言い換えると入口圧力に対して燃料噴射圧力が小さくなるほど、発電機１４の負荷が大きくなることがわかる。なお、このような関係は、予め設定されて、マップなどとして記憶される。
【００２０】
ＥＣＵ２０は、図２に示すような関係に基づいて、発電機１４の負荷を制御する。具体的には、ＥＣＵ２０は、車両の運転状態などから設定すべき燃料噴射圧力（出口圧力）を決定し、図２に示すような関係を参照することで、入口圧力（圧力センサ１８で検出された圧力）と当該決定された燃料噴射圧力（出口圧力）とに対応する発電機１４の負荷を得て、当該負荷に基づいて発電機１４に対する制御を行う。また、ＥＣＵ２０は、圧力センサ１９で検出された出口圧力などに基づいて発電機１４に対してフィードバック制御することで、設定すべき燃料噴射圧力への調整を行う。
【００２１】
以上説明した制御方法によれば、発電機１４に対する制御を行うことで、所望の燃料噴射圧力へ適切に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る内燃機関の燃料供給装置が適用されたシステムの概略構成を示す。
【図２】燃料噴射圧力と発電機負荷との関係の一例を示す。
【符号の説明】
【００２３】
３  吸気通路
５  燃料噴射弁
６  エンジン
９  排気通路
１０  燃料タンク
１１  燃料供給通路
１２  膨張機
１４  発電機
１５  蓄電装置
１８、１９  圧力センサ
２０  ＥＣＵ
【図１】
2009287534.tif 000003
【図２】
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