JP2010112268A

JP2010112268A - Fuel supply device of engine

Info

Publication number: JP2010112268A
Application number: JP2008285901A
Authority: JP
Inventors: Akira Michikawauchi; 亮道川内
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2010-05-20

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel supply device of an engine capable of suitably simultaneously reducing smoke and NOx, by reducing fuel oxide generated in fuel, by providing the high atomization effect of a fuel spray. SOLUTION: This supply device 70A of the engine comprises a fuel injection valve 71, a common rail 72, a fuel supply pipe 73, a fuel pump 74, a fuel tank 75, a mixer 76, an exhaust supply pipe 77 and a flow regulating valve 78. The mixer 76 is arranged so as to interpose in a fuel supply pipe 73 between the fuel pump 74 and the fuel tank 75, and mixes a part of exhaust gas of the engine 50 in the fuel. The exhaust gas is mixed in the fuel as microscopic bubbles of a micro bubble or a nano bubble by the mixer 76. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

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。 The present invention relates to an engine fuel supply device, and more particularly to an engine fuel supply device that mixes bubbles into fuel supplied to an engine.

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。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for mixing bubbles in fuel supplied to an engine is known. When fuel in which bubbles are mixed is injected, the bubbles that are mixed in due to the pressure drop that occurs during the injection grows rapidly, destroying the liquid film of the fuel. For this reason, when bubbles are mixed in the fuel, for example, atomization of the injected fuel spray can be promoted. In this regard, for example, Patent Documents 1 to 3 propose techniques that are considered to be related to the present invention as a technique for mixing bubbles in the fuel supplied to the engine. Further, for example, Patent Document 4 proposes a technique that is considered to be related to the present invention in terms of simultaneously reducing smoke and NOx. In addition, Patent Documents 5 and 6 disclose a technique for recovering energy by increasing the back pressure of an engine and storing exhaust gas with increased pressure as a conventional technique.

特開昭６３−４５４５６号公報JP-A 63-45456 特開２００６−２２６２２７号公報JP 2006-226227 A 特開２００７−１７０２９５号公報JP 2007-170295 A 特開平６−２４８９５０号公報JP-A-6-248950 特開２００８−１５１００５号公報JP 2008-151005 A 特開２００７−７１０３４号公報JP 2007-71034 A

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。 In mixing bubbles into fuel, Patent Document 1 specifically describes mixing air. However, in the case of air, since the amount dissolved in the fuel is not so large, the amount mixed into the fuel is limited in relation to the amount dissolved. When the mixing amount is small, the amount of gas that is deposited during fuel injection is also reduced, and as a result, the atomization effect of the fuel spray is reduced. That is, when air bubbles are mixed into the fuel, it is generally considered simplest to use air. However, in the proposed technique of Patent Document 1, air with a small amount of dissolution is mixed into the fuel. There is a problem in that the atomization effect of the fuel spray is limited.

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。 On the other hand, when injecting fuel in which bubbles are mixed, the fuel needs to be at a high pressure. However, when the bubbles contain oxygen, fuel oxide (for example, carbon black) may be generated in the fuel when the fuel mixed with the bubbles has a high pressure. Specifically, the fuel oxide is generated by, for example, adiabatic compression when the fuel in which bubbles are mixed is increased in pressure by a high-pressure pump, and oxygen in the bubbles oxidizes the fuel. In this regard, when fuel oxide is generated in the fuel, the generated fuel oxide may cause clogging of the fuel injection valve or a sliding failure. That is, mixing a gas containing a large amount of oxygen such as air with the fuel has such a problem in addition to limiting the atomization effect of the fuel spray.

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。 Further, it has been conventionally known that an engine can simultaneously reduce smoke and NOx by performing EGR (exhaust gas recirculation) as disclosed in, for example, Patent Document 4. However, when simultaneous reduction of smoke and NOx is attempted by performing EGR, it is necessary to perform a large amount of EGR, for example, during high-load operation, but in an operation region where this is difficult, smoke is achieved by performing EGR. There was a problem that simultaneous reduction of NOx and NOx could not be sufficiently achieved.
On the other hand, when a large amount of EGR is performed, it is possible to simultaneously reduce smoke and NOx because the local high temperature state and gas mixing can be promoted as the combustion temperature decreases. Since the amount is large, there is a problem that the thermal efficiency is lowered.

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。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and can obtain a high atomization effect of fuel spray, reduce fuel oxides generated in the fuel, and further reduce smoke and NOx simultaneously. It is an object of the present invention to provide an engine fuel supply device that can be suitably achieved.

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。 In order to solve the above problems, an engine fuel supply device of the present invention includes a fuel tank for storing fuel to be supplied to an engine, and fuel part of the engine exhaust between the fuel tank and the engine. It is characterized by comprising exhaust mixing means for mixing with the exhaust gas.

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、ＣＯ_２の濃度を高めるＣＯ_２濃度向上手段をさらに備える構成であってもよい。 Further, the present invention may be configured to further include a CO ₂ concentration improving means for increasing the concentration of CO ₂ when mixing a part of the exhaust of the engine into the fuel.

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。 According to the present invention, a high atomization effect of fuel spray can be obtained, fuel oxides generated in the fuel can be reduced, and simultaneous reduction of smoke and NOx can be suitably achieved.

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。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

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。 FIG. 1 is a diagram schematically showing an engine fuel supply device (hereinafter simply referred to as a fuel supply device) 70A according to the present embodiment together with other related components such as an engine 50. The intake system 10 includes an air flow meter 11, an intercooler 12, a diesel throttle 13, and an intake manifold 14. The air flow meter 11 includes an air flow sensor and an atmospheric temperature sensor, and measures an intake air amount and outputs a signal corresponding to the measured intake air amount. The intercooler 12 cools the intake air compressed by the supercharger 30. Under the control of the ECU 1A, the diesel throttle 13 is opened and closed by an actuator (not shown) to adjust the intake air amount. The intake manifold 14 distributes intake air to each cylinder of the engine 50.

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、Ｎ_２に還元する。 The exhaust system 20 includes an exhaust manifold 21 and a catalyst 22. The exhaust manifold 21 merges exhaust from each cylinder into one exhaust passage on the downstream side. The catalyst 22 is a NOx occlusion reduction type catalyst. In the catalyst 22, a catalyst capable of storing NOx is supported on a filter capable of capturing PM. The catalyst 22 occludes NOx in the exhaust when the oxygen concentration of the inflowing exhaust is high, that is, when the air-fuel ratio of the exhaust is high. On the other hand, when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas decreases and the reducing agent is present, the catalyst 22 reduces the stored NOx to N ₂ while releasing the stored NOx.

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。 The supercharger 30 is a variable displacement turbocharger and includes a compressor unit 31 and a turbine unit 32. The supercharger 30 is disposed such that a compressor portion 31 that houses a compressor wheel (not shown) is interposed in the intake system 10 and a turbine portion 32 that houses a turbine wheel 32 (not shown) is interposed in the exhaust system 20. . The compressor wheel and the turbine wheel are connected by a rotating shaft, and when the turbine wheel is driven by exhaust, the compressor wheel is driven through the rotating shaft to compress the intake air.

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。 The engine 50 is a diesel engine, and the engine 50 is provided with various sensors (not shown) such as a crank angle sensor and a water temperature sensor.
The engine 50 includes a fuel injection valve 71 that directly injects fuel into each cylinder 51. Each fuel injection valve 71 is connected to a pressure accumulation chamber (common rail) 72 that accumulates fuel to a predetermined pressure. The common rail 72 communicates with the fuel pump 74 via the fuel supply pipe 73. Further, the fuel pump 74 communicates with the fuel tank 75 through the fuel supply pipe 73. The fuel supplied to the engine 50 is stored in the fuel tank 75, and the fuel stored in the fuel tank 75 is discharged after being pressurized by the fuel pump 74. The fuel discharged from the fuel pump 74 is supplied to the common rail 72, accumulated in the common rail 72 to a predetermined pressure, and then distributed to each fuel injection valve 71. When a drive current is applied to the fuel injection valve 71, the fuel injection valve 71 is opened, whereby fuel is injected from the fuel injection valve 71 into the cylinder 51.

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。 The mixer (corresponding to the exhaust gas mixing means) 76 is configured to mix a part of the exhaust gas of the engine 50 into the fuel, and is provided so as to be interposed in the fuel supply pipe 73 between the fuel pump 74 and the fuel tank 75. ing. However, the present invention is not limited to this, and the mixer 76 may be appropriately provided between the fuel tank 75 and the engine 50 including the fuel tank 75 so that a part of the exhaust of the engine 50 is mixed into the fuel.

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。 FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the mixer 76. The mixer 76 includes a main body 76a, a lead-out port 76b, a fuel supply path 76c, a gas supply path 76d, and a fuel supply path 76c. The internal space 76e formed by the main body 76a is formed as a conical space, and the fuel supply path 76c is opened in the tangential direction of a circle forming the cone of the internal space 76e. The gas supply path 76d is opened at the bottom side center of the conical internal space 76e, and a lead-out port 76b is opened at the top side center of the internal space 76e. The gas supply path 76d is connected to the exhaust supply pipe 77A, and exhaust gas is supplied from the exhaust passage of the exhaust system 20.

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。 When fuel is supplied from the fuel supply path 76c, a swirling flow is generated in the internal space 76e. As a result, a negative pressure is generated near the bottom of the internal space 76e, and exhaust gas flows from the gas supply path 76d. The exhaust gas that has flowed in travels in the top direction while swirling with the fuel in the internal space 76e, and is mixed into the fuel. At this time, the inflowing exhaust gas is reduced in diameter and extended as it proceeds in the top direction, and as a result, microbubbles such as microbubbles or nanobubbles are formed. The exhaust gas that has become microbubbles flows out from the outlet 76b to the fuel supply pipe 73 in a state of being mixed in the fuel. In addition, when mixing a part of the exhaust gas of the engine 50 into the fuel, it is not limited to the mixer 76, and an appropriate configuration capable of mixing the fine bubbles made of the exhaust gas into the fuel may be used.

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。 One end of the exhaust supply pipe 77A is connected to the gas supply path 76d of the mixer 76 as described above, and the other end communicates with the exhaust path of the exhaust system 20. More specifically, the other end of the exhaust supply pipe 77A communicates with an exhaust passage downstream of the catalyst 22. Thereby, the exhaust gas purified by the catalyst 22 can be supplied to the mixer 76. The exhaust supply pipe 77 A is provided with a flow rate adjustment valve 78, and the amount of exhaust gas supplied to the mixer 76 is adjusted by the flow rate adjustment valve 78.

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。 The ECU 1A includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like (not shown), an input / output circuit, and the like. The ECU 1A is mainly configured to control the engine 50. In this embodiment, specifically, the ECU 1A is configured to control not only the fuel injection valve 71 and the fuel pump 74 but also the diesel throttle 13 and the flow rate adjustment valve 78. Has been. These objects to be controlled are electrically connected to the ECU 1A. Various sensors such as an air flow meter 11, a crank angle sensor, and a water temperature sensor are electrically connected to the ECU 1A. The ROM is configured to store a program describing various processes executed by the CPU, map data, and the like. The ECU 1A executes various processes based on a program stored in the ROM while using a temporary storage area of the RAM as necessary, so that various control means, determination means, detection means, calculation means, and the like are functional in the ECU 1A. To be realized.

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。 In this respect, in the present embodiment, the flow rate control means described below is functionally realized by the ECU 1A. The flow rate control unit controls the flow rate adjustment valve 78 so as to supply a part of the exhaust gas of the engine 50 to the mixer 76 (fuel) according to the operating state of the engine 50. In this regard, the flow rate control means specifically determines whether or not the operating state of the engine 50 is an operating state that requires supply of exhaust gas, and when the engine 50 is in an operating state that requires supply of exhaust gas, The flow rate adjustment valve 78 is controlled so that a part of the exhaust gas is supplied to the fuel. In addition, when supplying a part of the exhaust of the engine 50 to the fuel, the flow rate control means calculates the amount of exhaust necessary to be mixed into the fuel according to the operating state of the engine 50 and sets the required amount of exhaust. The flow rate adjusting valve 78 is controlled so as to have a corresponding opening degree.

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。 In this embodiment, a fuel injection valve 71, a common rail 72, a fuel supply pipe 73, a fuel pump 74, a fuel tank 75, a mixer 76, an exhaust supply pipe 77A, and a flow rate adjustment valve 78 are provided. A fuel supply device 70A is realized. In this embodiment, the ECU 1A realizes a fuel supply device control device, and the fuel supply device 70A and ECU 1A realize an engine fuel supply system 100A.

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。 Next, the operation of the ECU 1A will be described using the flowchart shown in FIG. In the ECU 1A, the processing shown in the flowchart of FIG. 3 is repeatedly executed at very short time intervals. The ECU 1A determines whether or not the operation state of the engine 50 is an operation state that requires supply of exhaust gas (whether or not gas supply is necessary) (step S11). The operation state that requires the exhaust gas supply state can be set in advance using map data in accordance with, for example, the operation state of the engine 50 (for example, the rotational speed NE and the load). Based on the operating state of the engine 50, it is possible to determine whether or not the exhaust gas needs to be supplied by referring to this map data stored in advance in the ROM. If a negative determination is made in step S11, the ECU 1A controls the flow rate adjustment valve 78 so as to have an opening corresponding to the required amount of exhaust (step S13). In this regard, if a negative determination is made in step S11, the flow rate adjustment valve 78 is closed in step S13.

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。 On the other hand, if the determination in step S11 is affirmative, the ECU 1A calculates the amount of exhaust gas necessary for mixing with the fuel (calculation of the amount of mixed gas) according to the operating state of the engine 50 (step S12). The amount of exhaust gas required to be mixed into the fuel can be set in advance using map data in accordance with, for example, the operating state of the engine 50 (for example, the rotational speed NE and the load). Based on the operating state of the engine 50, the required amount of exhaust gas can be calculated by referring to this map data stored in advance in the ROM.
For example, from the viewpoint of atomization effect of the fuel spray, the necessary amount of exhaust gas can be set to the maximum amount that can be mixed into the fuel in consideration of the dissolved amount of the exhaust gas with respect to the fuel. In addition to this, the necessary amount of exhaust gas may be an amount capable of obtaining a desired atomization effect of fuel spray, for example. The required amount of exhaust gas can be set to a different amount in accordance with the operating state of the engine 50, for example, from such different viewpoints.

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。 Subsequent to step S12, the ECU 1A controls the flow rate adjustment valve 78 so as to have an opening degree corresponding to the required amount of exhaust (step S13). The opening degree corresponding to the required amount of exhaust gas can be set in advance by map data, for example, corresponding to the required exhaust gas amount. Then, by referring to this map data stored in advance in the ROM based on the calculated required exhaust amount, the flow rate adjusting valve 78 can be controlled so that the opening degree corresponds to the required exhaust amount.

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ＣＯ_２の濃度が高く、またＣＯ_２はＯ_２やＮ_２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。 By controlling the flow rate adjusting valve 78 in step S13, the mixer 76 mixes the necessary amount of exhaust gas into the fuel as microbubbles. In this regard, the exhaust has a high concentration of CO ₂ in comparison with air, also CO ₂ is often dissolved amount relative to the fuel as compared to O ₂ and N _2. For this reason, in the fuel supply device 70A, the amount of gas mixed into the fuel can be increased, so that a high atomization effect of the fuel spray can be obtained.
Further, in the fuel supply device 70A, the oxygen concentration of the bubbles can be reduced by mixing the exhaust gas into the fuel as compared with the case where air or a gas having a high oxygen concentration is mixed. For this reason, in the fuel supply device 70A, it is possible to reduce the fuel oxide generated by the adiabatic compression of the fuel pump 74.

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ＣＯ_２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。 Further, in the fuel supply device 70A, exhaust gas is mixed into the fuel, so that EGR is performed in the spray. For this reason, the fuel supply device 70A, in addition to improving the air utilization rate by atomizing atomization, a small amount of it is possible to re-combustion of the smoke by CO ₂ in the exhaust, thereby to reduce the smoke with a small amount of exhaust Can do. At the same time, in the fuel supply device 70A, the EGR is performed in the spray. As a result, the combustion temperature can be lowered with a small amount of exhaust gas, so NOx can be reduced with a small amount of exhaust gas. Therefore, in the fuel supply device 70A, smoke and NOx can be simultaneously reduced by mixing exhaust gas into the fuel even in an operation region where it is difficult to perform a large amount of EGR. Further, if exhaust gas is mixed into the fuel instead of performing a large amount of EGR, a small amount of exhaust gas can be used, so that a decrease in thermal efficiency can be suppressed.
As described above, the fuel supply device 70A can obtain a high atomization effect of the fuel spray, can reduce the fuel oxide generated in the fuel, and can suitably achieve the simultaneous reduction of smoke and NOx. .

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。 FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the fuel supply device 70B according to the present embodiment together with other related configurations. The fuel supply device 70B is substantially the same as the fuel supply device 70A except that it further includes a gas pump 81 and a pressurizing pump 82. Accordingly, in this embodiment, the ECU 1B is applied instead of the ECU 1A as a control device of the fuel supply device. The ECU 1B is substantially the same as the ECU 1A except that the gas pump 81 and the pressurizing pump 82 are further electrically connected and that the gas pump 81 and the pressurizing pump 82 are further controlled. It has become a thing. Accordingly, in this embodiment, an engine fuel supply system 100B is realized by the fuel supply device 70B and the ECU 1B.

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。 The gas pump 81 is provided so as to be interposed in the exhaust supply pipe 77A. Specifically, the exhaust supply pipe 77A is provided so as to be interposed in a portion closer to the exhaust passage than the flow rate adjustment valve 78. The pressurizing pump 82 is provided so as to be interposed in the fuel supply pipe 73 between the fuel tank 75 and the mixer 76. The pressurizing pump 82 sucks fuel from the fuel tank 75, pressurizes the sucked fuel, and discharges it to the mixer 76.
In the fuel supply device 70 B, the supply amount of exhaust gas is increased by the gas pump 81. On the other hand, the pressure pump 82 pressurizes the fuel and discharges it to the mixer 76 accordingly. Thus, in the fuel supply device 70B, the amount of exhaust dissolved in the mixer 76 can be increased, and thus the amount of exhaust mixed in can be further increased compared to the fuel supply device 70A. For this reason, the fuel supply device 70B can obtain a larger atomization effect of fuel spray and an improvement effect of exhaust emission as compared with the fuel supply device 70A.

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。 FIG. 5 is a diagram schematically showing the fuel supply device 70C according to the present embodiment together with other related configurations. The fuel supply device 70C is provided with an exhaust supply pipe 77B instead of the exhaust supply pipe 77A, a point further provided with a flow rate adjusting valve 79, and an exhaust mixing means (not shown) provided in the fuel tank 75. The fuel supply device 70A is substantially the same as the fuel supply device 70A. Accordingly, in this embodiment, the ECU 1C is applied instead of the ECU 1A as a control device of the fuel supply device. The ECU 1C is substantially the same as the ECU 1A except that the flow rate adjusting valve 79 is further electrically connected and that the flow rate adjusting valve 79 is further controlled. Accordingly, in this embodiment, the fuel supply system 100C for the engine is realized by the fuel supply device 70C and the ECU 1C.

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。 The exhaust supply pipe 77B is configured to be able to supply exhaust to each of the fuel tank 75 and the mixer 76. In this regard, in the present embodiment, specifically, one end of the exhaust supply pipe 77B communicates with a portion of the exhaust passage of the exhaust system 20 on the downstream side of the catalyst 22, and the other end branches to a fuel tank 75. And the mixer 76. A flow rate adjustment valve 78 is provided in the exhaust gas supply pipe 77B in correspondence with the mixer 76, and a flow rate adjustment valve 79 in correspondence with the fuel tank 75. Specifically, the flow rate adjustment valve 79 is interposed in each of the branched exhaust introduction pipes 77B. Is provided.
Exhaust gas supplied to the fuel tank 75 through the exhaust gas supply pipe 77B becomes micro bubbles or micro bubbles of micro bubbles by the exhaust gas mixing means, and is mixed and dissolved in the fuel. For example, the same exhaust gas mixing means as that of the mixer 76 can be applied. Accordingly, even if the exhaust gas cannot be sufficiently mixed and dissolved in the fuel by the mixer 76, the exhaust gas can be sufficiently mixed and dissolved in the fuel. For this reason, the fuel supply device 70C can obtain a larger atomization effect of fuel spray and an improvement effect of exhaust emission as compared with the fuel supply device 70A.

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ＣＯ_２富化装置（ＣＯ_２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。 FIG. 6 is a diagram schematically showing the fuel supply device 70D according to this embodiment together with other related components. The fuel supply device 70D is substantially the same as the fuel supply device 70C except that it further includes a CO ₂ enrichment device (corresponding to CO ₂ concentration increasing means) 85. In the present embodiment, the ECU 1C is applied as a control device for the fuel supply device in the same manner as in the third embodiment, and an engine fuel supply system 100D is realized by the fuel supply device 70D and the ECU 1C.

ＣＯ_２富化装置８５は排気のＣＯ_２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、ＣＯ_２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。
ＣＯ_２富化装置８５は排気に含まれるＣＯ_２以外の成分（例えばＯ_２、Ｎ_２、Ｈ_２Ｏ）を除去する。このため、ミキサ７６に供給される排気はＣＯ_２富化装置８５によってそのＣＯ_２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。 The CO ₂ enrichment device 85 is configured to increase the CO ₂ concentration of the exhaust, and is provided so as to be interposed in the exhaust supply pipe 77B. In this regard, the CO ₂ enrichment device 85 is specifically provided so as to be interposed in the exhaust supply pipe 77B before the exhaust supply pipe 77B branches to the fuel tank 75 and the mixer 76. Specifically, the CO 2 enrichment device 85 can be realized by, for example, a pressure swing adsorption (PSA) gas separation device or a gas separation membrane.
The CO ₂ enrichment device 85 removes components (for example, O ₂ , N ₂ , H ₂ O) other than CO ₂ contained in the exhaust gas. For this reason, the CO ₂ concentration of the exhaust gas supplied to the mixer 76 is increased by the CO ₂ enrichment device 85. Thereby, in the fuel supply device 70D, the amount of exhaust gas mixed into the fuel can be increased with a smaller amount of exhaust gas than in the fuel supply device 70C. Therefore, the fuel supply device 70D can obtain a larger atomization effect of fuel spray, a reduction effect of fuel oxide, and an improvement effect of exhaust emission as compared with the fuel supply device 70C.

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ＣＯ_２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。 FIG. 7 is a diagram schematically showing the fuel supply device 70E according to the present embodiment together with other related components. The fuel supply device 70E is substantially the same as the fuel supply device 70A except that the fuel supply device 70E further includes a cooling device 90 that is a cooling means for cooling the fuel upstream of the mixer 76. The cooling device 90 can be realized by, for example, a heat exchanger configured to exchange heat with engine cooling water. In addition, the cooling device 90 may be configured to exchange heat with the fuel stored in the fuel tank 75 by, for example, air cooling. In the present embodiment, the ECU 1A is applied as a control device for the fuel supply device as in the first embodiment, and the fuel supply system 70E for the engine is realized by the fuel supply device 70E and the ECU 1A.
In the fuel supply device 70E, the cooling device 90 cools the fuel, whereby the amount of CO ₂ dissolved in the fuel can be increased. For this reason, in the fuel supply device 70E, the amount of exhaust gas mixed can be further increased compared to the fuel supply device 70A. Emission improvement effect can be obtained.

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。 FIG. 8 is a diagram schematically illustrating the fuel supply device 70F according to the present embodiment together with other related configurations. The fuel supply device 70F is substantially the same as the fuel supply device 70B described in the second embodiment except that an energy recovery device 95 is provided instead of the gas pump 81. Accordingly, in this embodiment, the ECU 1F is applied instead of the ECU 1B as the control device of the fuel supply device, and the fuel supply system 100F for the engine is realized by the fuel supply device 70F and the ECU 1F. The pressurizing pump 82 may be provided as necessary.

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。 The energy recovery device 95 includes a gas storage container 96, a check valve 97, and a back pressure adjustment valve 98.
The gas storage container 96 stores the exhaust gas whose pressure has been increased by the increase in the back pressure of the engine 50 by the back pressure regulating valve 98. Further, the gas storage container 96 supplies exhaust gas stored using the accumulated pressure to the mixer 76. The gas storage container 96 is provided so as to be interposed in the exhaust supply pipe 77A. Specifically, in this embodiment, the gas storage container 96 is interposed in a portion of the exhaust supply pipe 77A closer to the exhaust passage than the flow rate adjusting valve 78. Is provided. The gas storage container 96 is provided with a pressure sensor 99 that detects the pressure in the gas storage container 96 (hereinafter referred to as storage container internal pressure P).
The check valve 97 prevents exhaust from flowing backward from the gas storage container 96 to the exhaust passage. Specifically, the check valve 97 is provided so as to be interposed in a portion of the exhaust supply pipe 77 A closer to the exhaust passage than the gas storage container 96.
The back pressure adjustment valve 98 adjusts the back pressure of the engine 50. The back pressure adjusting valve 98 is provided in a portion of the exhaust passage of the exhaust system 20 on the downstream side of the portion where the exhaust supply pipe 77A communicates. When the opening degree of the back pressure adjusting valve 98 changes from fully open to fully closed, the flow of exhaust gas in the exhaust passage is hindered, and the back pressure of the engine 50 increases accordingly.

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。 The ECU 1F, except that the gas pump 81 is not connected, the back pressure adjusting valve 98 and the pressure sensor 99 are further electrically connected, and the back pressure control means described below is further provided. It is substantially the same as the ECU 1B. The back pressure control means controls the back pressure of the engine 50 by controlling the back pressure adjustment valve 98. Specifically, the back pressure control means determines whether or not the pressure P in the storage container is equal to or lower than a gas replenishment reference pressure P0 set in advance as the minimum pressure required for storing the exhaust gas. When the internal pressure P is less than or equal to the gas replenishment reference pressure P0, the required amount of exhaust (or pressure; the same applies to the following) is calculated, and the back pressure is adjusted so that the opening degree corresponds to the calculated exhaust The valve 98 is controlled.

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。 Next, the operation of the ECU 1F will be described using the flowchart shown in FIG. The ECU 1F detects the internal pressure P of the storage container (step S21), and determines whether or not exhaust gas needs to be replenished (whether P ≦ P0) (step S22). If a negative determination is made, no special processing is required, and the process returns and returns to step S21. On the other hand, if the determination in step S22 is affirmative, the ECU 1F calculates the amount of exhaust (necessary gas amount) required (step S23). The amount of exhaust that is required can be preset by map data, for example, according to the operating state of the engine 50 (for example, the rotational speed NE and the load). Based on the operating state of the engine 50, the required amount of exhaust gas can be calculated by referring to this map data stored in advance in the ROM. Subsequently, the ECU 1F controls the back pressure adjustment valve 98 so that the opening degree corresponds to the calculated amount of exhaust (step S24). This opening can be set in advance by map data, for example, corresponding to the amount of exhaust required. Based on the calculated exhaust amount, the back pressure control valve 98 can be controlled so that the opening degree corresponds to the required exhaust amount by referring to the map data stored in advance in the ROM.

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。 By controlling the back pressure regulating valve 98 in step S24, the storage container internal pressure P can be maintained in a state in which exhaust can be supplied to the mixer 76, whereby exhaust can be supplied to the mixer 76. Become. For this reason, in the fuel supply device 70F, even if the gas pump 81 is not required or the gas pump 81 is provided, the driving force can be reduced, thereby reducing the auxiliary power necessary for supplying the exhaust gas. be able to. Further, in the fuel supply device 70F, since the exhaust gas is stored in the gas storage container 96, the responsiveness of the exhaust gas supply can be ensured. Further, in the fuel supply device 70F, the storage container internal pressure P is adjusted by the back pressure regulating valve 98, and the storage container internal pressure P is maintained in a state in which exhaust supply to the mixer 76 is possible. Can be done. Further, in the fuel supply device 70F, for example, if the back pressure is increased by the back pressure adjusting valve 98 during deceleration and exhaust gas is supplied to the gas storage container 96, adverse effects on engine performance and fuel consumption can be reduced. In this case, the effect of the exhaust brake can be obtained.

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。 The embodiment described above is a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
For example, the above-described embodiments can naturally be implemented by appropriately combining them. In this regard, a fuel supply device 70G, which is an example of a fuel supply device realized by appropriately combining the components of the fuel supply devices 70A to 70D shown in the first to fourth embodiments, is used in a corresponding fuel supply device. It is shown in FIG. 10 as a reference together with the ECU 1G as a control device. In this fuel supply device 70G, an engine fuel supply system 100G is realized by the fuel supply device 70G and the ECU 1G. In the fuel supply device 70G, the cooling device 90 described in the fifth embodiment can be provided, for example, between the mixer 76 and the pressurizing pump 82.

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。It is a figure which shows typically 70 A of fuel supply apparatuses with another structure. ミキサ７６の構成を模式的に示す図である。3 is a diagram schematically showing the configuration of a mixer 76. FIG. ＥＣＵ１Ａの動作をフローチャートで示す図である。It is a figure which shows operation | movement of ECU1A with a flowchart. 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。It is a figure which shows typically the fuel supply apparatus 70B with another structure. 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。It is a figure which shows typically the fuel supply apparatus 70C with another structure. 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。It is a figure which shows fuel supply apparatus 70D typically with another structure. 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。It is a figure which shows typically the fuel supply apparatus 70E with another structure. 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。It is a figure which shows typically the fuel supply apparatus 70F with another structure. ＥＣＵ１Ｂの動作をフローチャートで示す図である。It is a figure which shows operation | movement of ECU1B with a flowchart. 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。It is a figure which shows fuel supply apparatus 70G typically with another structure.

Explanation of symbols

１ＥＣＵ
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
８５ＣＯ_２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 1 ECU
50 engine 70 fuel supply device 76 mixer 78 flow rate control valve 81 a gas pump 82 pressure pump 85 CO ₂ enrichment device 90 cooling unit 95 the energy recovery device 96 gas reservoir 97 a check valve 98 back pressure regulating valve 100 engine fuel supply system

Claims

A fuel supply for an engine comprising a fuel tank for storing fuel to be supplied to the engine, and exhaust mixing means for mixing a part of the exhaust of the engine into the fuel between the fuel tank and the engine apparatus.

The engine fuel supply device according to claim 1,
A fuel supply device for an engine, further comprising CO ₂ concentration improving means for increasing the concentration of CO ₂ when mixing a part of the exhaust of the engine into the fuel.