JP2011226378A - Fuel injection device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a fuel injection device that injects fuel into an internal combustion engine.
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。
Conventionally, combustion efficiency is improved by injecting and supplying atomized fuel to a fuel chamber of an internal combustion engine. For example, in
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。
By the way, in
However, as in
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a fuel injection device capable of mixing fine bubbles into fuel with a simple configuration.
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。
The fuel injection device according to
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。
In the present invention, since the fuel in which the fine bubbles are mixed is injected from the fuel injection valve, atomization of the spray can be promoted. Thereby, combustion efficiency can be improved. In addition, when the degassing device is not provided in the return passage, fine bubbles are included in the fuel returned to the fuel tank via the return passage. The gas mixed as fine bubbles in the fuel returned to the fuel tank rises to the vicinity of the liquid surface over time and aggregates, and then defoamed and separated from the liquid fuel. The gas separated from the liquid fuel is stored in the evaporative fuel storage member together with the evaporative fuel, and then supplied to the fuel pump via the gas supply passage and mixed again in the fuel. In this way, the evaporative fuel storage member serves both for the supply of gas into the fuel and the recovery and reuse of the evaporative fuel, eliminating the need for a defoaming device and mixing fine bubbles in the fuel with a simple configuration. can do.
In the present invention, the “gas” may be any gas that can be returned to the fuel tank together with the fuel.
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。
The invention according to
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。
According to a third aspect of the present invention, there is further provided a switching valve that is provided in the inflow passage and switches between permitting or prohibiting the inflow of gas to the evaporated fuel storage member via the inflow passage. Thereby, the quantity of the gas supplied to the gas supply passage via the evaporated fuel storage member can be made variable. For example, by adopting the configuration of
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。 Further, for example, when the configuration according to claim 4 is adopted and the evaporated fuel stored in the evaporated fuel storage member becomes larger than a predetermined value, the gas is allowed to flow into the evaporated fuel storage member via the inflow passage. If the switching valve is switched as described above, it is possible to efficiently supply the gas into the fuel and collect and reuse the evaporated fuel.
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。 The invention according to claim 5 further includes a high-pressure pump provided between the fine bubble mixing portion and the delivery pipe. Thereby, the fuel mixed with fine bubbles can be pressurized and supplied to the delivery pipe.
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。 According to a sixth aspect of the present invention, the gas supply control valve further includes a gas supply control valve that is provided in the gas supply passage and switches between permitting or prohibiting the inflow of gas to the fuel pump. Then, the relief valve is opened for a predetermined period after the internal combustion engine is stopped, and the fuel pump is continuously driven with the gas supply control valve switched so that the gas supply passage is blocked and no gas is supplied to the fuel pump. To do. Note that the predetermined period of time during which the pump is continuously driven with the relief valve opened and the gas supply passage shut off is based on the capacity of the fuel passage and the delivery pipe and the discharge amount of the fuel pump. It is set to a period required for fuel containing fine bubbles to be returned to the fuel tank. Thereby, since the fuel containing gas does not remain in the fuel passage and the delivery pipe, it is possible to avoid the shortage of the fuel injection amount due to the injection of the agglomerated gas together with the fuel when the engine is restarted.
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。
A fuel injection device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
A fuel injection device according to a first embodiment of the present invention is shown in FIG. The
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。
Liquid fuel is stored in the
The
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。
The
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。
A gas
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。
A gas
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
In the present embodiment, whether the switching
Therefore, the switching valve control process for controlling the driving of the switching
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。
In the first step S101 (hereinafter, “step” is omitted and is simply indicated by the symbol “S”), the switching
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。
In S102, an estimated fuel amount V that is the amount of evaporated fuel stored in the
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。
In S103, it is determined whether the estimated fuel amount V stored in the
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。
In S <b> 104, the switching
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。
In S105, it is determined whether or not a time Tx after switching the switching
In S106, the switching
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。
Next, the gas supply control process when the engine is stopped will be described based on the flowchart shown in FIG. This process is executed when an engine stop command is acquired.
In the first S121, an engine stop command is acquired.
In S122, the fuel injection from the
In S123, the engine is stopped. At this time, the fuel injection from the
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。
In S124, the gas
In S125, the
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。
In S126, it is determined whether or not a time Ty after the
In S127, the
In S128, the driving of the
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。
Here, the operation of the
When the evaporated fuel stored in the
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。
When the evaporated fuel stored in the
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。
The fuel containing the gas discharged into the
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。
Excess fuel in the
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。
When an engine stop command is issued (S121 in FIG. 3), fuel injection from the
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。
As described above in detail, the
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。
Thereby, the following effects are produced.
(1) In this embodiment, since the fuel in which the fine bubbles are mixed is injected from the
(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。
(2) Further, a
(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。
(3) Furthermore, a switching
(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。
(4) In this embodiment, when the estimated fuel amount V of the evaporated fuel stored in the
(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。
(5) In this embodiment, the
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。
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 4 and the third embodiment with reference to FIG. Hereinafter, in a plurality of embodiments, substantially the same configuration is denoted by the same reference numeral, and description thereof is omitted.
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 4, the
(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。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 5, the fuel injection device 3 according to the third embodiment does not include the
(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。
(Other embodiments)
In the above embodiment, four injectors are illustrated, but in other embodiments, the number of cylinders is not limited to four, and may be six cylinders or the like.
Moreover, in the said embodiment, although the gas supplied in a fuel was air, in other embodiment, if it is a gas which can be returned in a fuel tank, other gases, such as nitrogen, may be sufficient, for example.
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。
In the first embodiment and the second embodiment, the switching
Furthermore, the bypass passage may be configured not to be connected to the inflow passage but to supply gas directly to the gas supply passage.
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。
In the above embodiment, the gas supply passage is configured to supply gas to the fuel pump via the suction passage. In another embodiment, the gas supply passage may be connected to the fuel pump, and the gas may be supplied directly to the fuel pump without going through the suction passage. In the above embodiment, the fuel pump is provided in the fuel tank. However, in another embodiment, the fuel pump may be provided outside the fuel tank.
As mentioned above, this invention is not limited to the said embodiment at all, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.
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
1, 2, 3 ... Fuel injection device
10 ... Fuel tank
17 ... canister (evaporative fuel storage member)
21 ... Inflow passage member
22 ... Inflow passage
24 ... Gas supply passage member
25 ... Gas supply passage
27 ... Gas supply control valve
31 ... Bypass passage member
32 ... Bypass passage
35 ... Switching valve
40 ... Fuel pump
44 ... Fuel passage member
45 ... Fuel passage
50 ... Fine bubble mixer (fine bubble mixing means)
60 ... Delivery pipe
61 ... Injector (fuel injection valve)
64 ... Return passage member
65 ... Return passage
67 ... Relief valve
70 ... ECU
80 ... High pressure pump
Claims (6)
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。 A fuel injection valve for injecting fuel into the internal combustion engine;
A delivery pipe for distributing fuel to the fuel injection valve;
A fuel tank for storing fuel supplied to the fuel injection valve;
A fuel passage member having a fuel passage communicating the fuel tank and the delivery pipe;
A fuel pump for supplying the fuel stored in the fuel tank to the fuel injection valve together with gas via the fuel passage and the delivery pipe;
An evaporative fuel storage member for storing a gas containing evaporative fuel in which the fuel in the fuel tank is evaporated;
An inflow passage member connected to the evaporative fuel storage member and having an inflow passage for supplying gas to the evaporative fuel storage member;
A gas supply passage member having a gas supply passage for supplying the fuel pump with a gas containing the evaporated fuel stored in the evaporated fuel storage member and a gas supplied to the evaporated fuel storage member via the inflow passage; ,
A fine bubble mixing means that is provided in the fuel passage and finely mixes the gas supplied together with the fuel by the fuel pump into the fuel;
A return passage member having a return passage for returning the fuel in the delivery pipe to the fuel tank;
A relief valve for switching communication and blocking between the delivery pipe and the return passage;
A fuel injection device comprising:
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。 A gas supply control valve that is provided in the gas supply passage and switches between permitting or prohibiting the inflow of gas to the fuel pump;
The fuel pump is opened in a state in which the relief valve is opened for a predetermined period after the internal combustion engine is stopped and the gas supply control valve is switched so that the gas supply passage is blocked and no gas is supplied to the fuel pump. The fuel injection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the driving is continued.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010096771A JP2011226378A (en) | 2010-04-20 | 2010-04-20 | Fuel injection device |
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