JP2024102459A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インジェクタに供給する燃料を加熱する燃料供給装置において、燃料チャンバ部内の燃料を素早く加熱する。
【解決手段】インジェクタ４０の上流側に接続され、前記インジェクタ４０に供給する燃料を溜める燃料チャンバ部５０を備え、前記燃料チャンバ部５０には、プレッシャレギュレータ４６により調圧された燃料を前記燃料チャンバ部５０内に送る燃料フィード経路４４と、前記燃料フィード経路４４に対して流路を絞ったオリフィス５６が設定され、前記燃料チャンバ部５０内の燃料を燃料ポンプ４２よりも上流側に燃料を戻す燃料リターン経路５５と、が接続されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、燃料供給装置に関する。

従来、気候変動の緩和または影響軽減を目的とした取り組みが継続され、この実現に向けて二酸化炭素の排出量低減に関する研究開発が行われている。
例えば特許文献１においては、アルコール燃料を含有する燃料で運転される内燃エンジンにおいて、低温時の始動性を確保するために、インジェクタの上流側に燃料チャンバ部を設け、前記燃料チャンバ部に溜まっている燃料をヒータ部によって加熱する構造が開示されている。

特許第４８３４７２８号公報

ところで、二酸化炭素の排出量低減のために上記従来技術を適用した場合、ヒータ部の加熱開始からインジェクタの上流側に溜まっている燃料が十分温まり切るまでの時間は、短い方が使い勝手が良い。しかし、ヒータ部が配置された燃料チャンバ部内に予め調圧された燃料が供給される形式の場合、チャンバ部内の燃料を燃料タンク側（ポンプより上流側）へ戻すリターン配管は備えないことが一般的であり、特にエンジン始動前のプレヒート時は燃料噴射も始まっておらず積極的な燃料の流れが発生せず自然対流のみに頼る必要があるため、燃料チャンバ部内の燃料を満遍なく温めることが難しいという課題がある。

そこで本発明は、インジェクタに供給する燃料を加熱する燃料供給装置において、燃料チャンバ部内の燃料を素早く加熱することを目的とする。

上記課題の解決手段として、本発明の第一の態様は、内燃機関（１０）の燃料室内で燃焼する燃料を供給するインジェクタ（４０）と、前記インジェクタ（４０）の上流側に接続され、前記インジェクタ（４０）に供給する燃料を溜める燃料チャンバ部（５０）と、前記燃料チャンバ部（５０）内に配置され、前記燃料チャンバ部（５０）内に溜めた燃料を加熱するヒータ部（６２）と、前記内燃機関（１０）の燃料を貯留する燃料タンク（１５）と、前記燃料タンク（１５）内の燃料を前記インジェクタ（４０）に圧送する燃料ポンプ（４２）と、前記燃料ポンプ（４２）が圧送する燃料の圧力を前記インジェクタ（４０）からの噴射のための規定圧力に調整する調圧手段（４６）と、前記燃料チャンバ部（５０）に接続され、前記調圧手段（４６）により調圧された燃料を前記燃料チャンバ部（５０）内に送る燃料フィード経路（４４）と、を備える燃料供給装置（４０Ａ）において、前記燃料チャンバ部（５０）には、前記燃料フィード経路（４４）に対して流路を絞った絞り部（５６）が設定され、前記燃料チャンバ部（５０）内の燃料を前記燃料ポンプ（４２）よりも上流側に燃料を戻す燃料リターン経路（５５）が接続されている。
この構成によれば、燃料チャンバ部内の燃料を燃料ポンプよりも上流側に燃料を戻す燃料リターン経路に、燃料フィード経路に対して流路を絞った絞り部が設定されることで、燃料チャンバ部内の燃料の圧力を保ちつつ一部の燃料を燃料リターン経路から燃料ポンプの上流側に戻すことができる。これにより、インジェクタからの燃料噴射のないプレヒート時において、燃料チャンバ部内に燃料に流れを発生させることができる。このため、燃料チャンバ部内の燃料の攪拌を促して満遍なく加熱することができ、燃料噴射前のプレヒート時間を短くすることができる。

本発明の第二の態様は、上記第一の態様において、前記燃料リターン経路（５５）には、前記燃料リターン経路（５５）の流路を開閉するリターン制御バルブ（５７）が設定され、前記リターン制御バルブ（５７）は、前記インジェクタ（４０）からの燃料噴射が始まる前は、前記流路を開いて燃料の戻りを可能とし、前記インジェクタ（４０）からの燃料噴射が始まった後は、前記流路を閉じて燃料の戻りを規制する。
この構成によれば、燃料リターン経路に設けたリターン制御バルブにより、燃料噴射が始まるまで（プレヒート期間）はリターン制御バルブを開けることで、燃料チャンバ部内の燃料に強制的に流れを作り、燃料の自然対流を促進してプレヒート期間を短くすることができる。燃料噴射が始まった後はリターン制御バルブを閉じることで、加熱した燃料の流出を防ぎ、ヒータ装置の消費エネルギを抑えて効率よく燃料を加熱することができる。

本発明の第三の態様は、上記第一又は第二の態様において、前記燃料チャンバ部（５０）は、前記燃料リターン経路（５５）への流出口（５４ａ）を備え、前記流出口（５４ａ）は、前記燃料チャンバ部（５０）の上下方向中央よりも下方に配置されている。
この構成によれば、燃料チャンバ部内での加熱後に上方に溜まる比較的温度の高い燃料を戻すのではなく、燃料チャンバ部内で下方に溜まる比較的温度の低い燃料を戻すことで、燃料チャンバ部内の昇温速度を上げることができる。

本発明の第四の態様は、上記第一から第三の態様の何れか一つにおいて、前記燃料チャンバ部（５０）は、前記燃料リターン経路（５５）への流出口（５４ａ）と、前記燃料フィード経路（４４）からの流入口（５３ａ）と、を備え、前記流入口（５３ａ）は、前記流出口（５４ａ）よりも上方に配置されている。
この構成によれば、流入口から流出口へ向かう上から下への流れを形成することができるため、ヒータ部の加熱による下から上への流れと逆向きの流れの形成により、燃料チャンバ部内での燃料の撹拌を促進でき、燃料チャンバ部内を満遍なく加熱することができる。

本発明の第五の態様は、内燃機関（１０）の燃料室内で燃焼する燃料を供給するインジェクタ（４０）と、前記インジェクタ（４０）の上流側に接続され、前記インジェクタ（４０）に供給する燃料を溜める燃料チャンバ部（５０）と、前記燃料チャンバ部（５０）内に配置され、前記燃料チャンバ部（５０）内に溜めた燃料を加熱するヒータ部（６２）と、前記内燃機関（１０）の燃料を貯留する燃料タンク（１５）と、前記燃料タンク（１５）内の燃料を前記インジェクタ（４０）に圧送する燃料ポンプ（４２）と、前記燃料ポンプ（４２）が圧送する燃料の圧力を前記インジェクタ（４０）からの噴射のための規定圧力に調整する調圧手段（４６）と、前記燃料チャンバ部（５０）に接続され、前記調圧手段（４６）により調圧された燃料を前記燃料チャンバ部（５０）内に送る燃料フィード経路（４４）と、を備える燃料供給装置（４０Ａ）において、前記燃料チャンバ部（５０）には、前記燃料チャンバ部（５０）内の燃料を前記燃料ポンプ（４２）よりも上流側に燃料を戻す燃料リターン経路（５５’）が接続され、前記燃料フィード経路（４４）には、前記燃料チャンバ部（５０）側への燃料の流れは許容し、前記燃料ポンプ（４２）側への燃料の流れは規制する逆止弁（４５）が備えられ、前記燃料リターン経路（５５’）には、前記燃料チャンバ部（５０）内の燃料の圧力が、前記規定圧力よりも高い第二規定圧力になるまで開弁せず、前記第二規定圧力を超えた場合に開弁する調圧弁（５６’）が備えられている。
この構成によれば、燃料チャンバ部に調圧された燃料を送る燃料フィード経路に逆止弁を備え、燃料チャンバ部内の燃料を燃料ポンプよりも上流側に燃料を戻す燃料リターン経路には、燃料フィード経路よりも高い燃料圧力によって開弁する第二プレッシャレギュレータを備えることで、燃料チャンバ部内の燃料の圧力を保ちつつ一部の高圧の燃料を燃料リターン経路から燃料ポンプの上流側に戻すことができる。これにより、燃料のプレヒート時に意図しない圧力上昇が生じた場合にも、燃料リターン経路から余剰圧力を逃がすことができる。このため、燃料ホースやインジェクタなどの許容圧力を無用に上げることなく適正な設定とし、部品コストの増加を抑えることができる。

本発明の第六の態様は、上記第五の態様において、前記燃料チャンバ部（５０）は、前記燃料リターン経路（５５’）への流出口（５４ａ’）を備え、前記流出口（５４ａ’）は、前記燃料チャンバ部（５０）の最上部に配置されている。
この構成によれば、燃料チャンバ部内の燃料蒸気（ベーパ）は燃料チャンバ部の最上部に溜まるため、最上部に燃料リターン経路の流出口を配置することで、効率的に燃料蒸気を燃料リターン経路に流すことができ、結果として素早く減圧できる。

本発明によれば、インジェクタに供給する燃料を加熱する燃料供給装置において、燃料チャンバ部内の燃料を素早く加熱することができる。

本発明の実施形態における自動二輪車の右側面図である。 図１の要部拡大図である。 上記自動二輪車の吸気通路部品周辺の上面図である。 上記自動二輪車の燃料供給装置の構成図である。 上記燃料供給装置の第一実施形態における燃料タンクおよび燃料チャンバ部に係る構成を示す説明図である。 上記燃料供給装置の第二実施形態における燃料タンクおよび燃料チャンバ部に係る構成を示す説明図である。 上記燃料チャンバ部の変形例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ以下に説明する車両における向きと同一とする。また以下の説明に用いる図中適所には、車両前方を示す矢印ＦＲ、車両左方を示す矢印ＬＨ、車両上方を示す矢印ＵＰ、車体左右中心を示す線ＣＬが示されている。

＜車両全体＞
図１に示すように、本実施形態は、鞍乗り型車両である自動二輪車１に適用される。自動二輪車１の前輪２は、左右一対のフロントフォーク３の下端部に支持されている。左右フロントフォーク３の上部は、ステアリングステム４を介して車体フレーム２０の前端部のヘッドパイプ２１に支持されている。ステアリングステム４の上部には、操向用のバーハンドル６が取り付けられている。

自動二輪車１の後輪７は、スイングアーム８の後端部に支持されている。スイングアーム８の前端部は、車体フレーム２０の前後中間部のピボットフレーム２３に支持されている。なお、本実施形態で用いる「中間」とは、対象の両端間の中央のみならず、対象の両端間の内側の範囲を含む意とする。後輪７は、自動二輪車１のパワーユニットＰＵに対し、例えば車体後部左側に配置されたチェーン式の伝動機構を介して連結されている。

パワーユニットＰＵは、自動二輪車１の原動機であるエンジン（内燃機関）１０と、エンジン１０の出力を断接、変速するクラッチ及びトランスミッション（何れも不図示）と、を含む一体のユニットであり、車体フレーム２０に固定的に支持されている。
エンジン１０は、クランクケース１１の前部上方にシリンダ１２を起立させている。シリンダ１２の後部には、吸気通路部品３２が接続されている。シリンダ１２の前部には、排気管１４が接続されている。排気管１４は、エンジン１０の前方から下方を通って例えば右後方に取り回され、車体後部右側に配置された排気マフラー１４ａに接続されている。

エンジン１０の上方には、エンジン１０に供給する燃料を貯留する燃料タンク１５が配置されている。燃料タンク１５の後方には、運転者および後部同乗者が着座するシート１６が配置されている。車体下部両側には、運転者の足を載せる左右一対のメインステップ１７、および後部同乗者用が足を載せる左右一対のピリオンステップ１８がそれぞれ配置されている。

車体フレーム２０は、ヘッドパイプ２１と、ヘッドパイプ２１の上部から後下方へ延びるメインフレーム２２と、メインフレーム２２の後下端部からメインフレーム２２よりも急傾斜をなして後下方へ延びるピボットフレーム２３と、ヘッドパイプ２１の下部から後下方へメインフレーム２２よりも急傾斜をなして延びるダウンフレーム２７と、メインフレーム２２の後部から後方へ延びるシートレール２５と、ピボットフレーム２３の上下中間部から上後方へ延びてシートレール２５を支持するサポートフレーム２６と、を備えている。

エンジン１０は、ガソリンの他に、エタノール又はガソリンとエタノールとの混合燃料（以下、エタノール燃料と総称する。）を用いて運転可能である。すなわち、自動二輪車１は、複数種の燃料による走行が可能なフレキシブル・フューエル・モーターサイクル（ＦＦＭ）である。
エンジン１０のシリンダ１２は、クランクケース１１側から順に、シリンダ本体１２ａ、シリンダヘッド１２ｂ及びヘッドカバー１２ｃを有している。

図２を併せて参照し、シリンダヘッド１２ｂの後部（吸気側）には、スロットルボディ３３を含む吸気通路部品３２の下流端が接続されている。図中符号３４は吸気通路部品３２の上流端が接続されるエアクリーナボックス、符号３５はスロットルボディ３３とエアクリーナボックス３４とを接続するコネクティングチューブ、符号３６はスロットルボディ３３とシリンダヘッド１２ｂとを接続する吸気管部材、をそれぞれ示す。コネクティングチューブ３５および吸気管部材３６は吸気通路部品３２に含まれる。

＜燃料供給装置＞
図４に示すように、自動二輪車１は、燃料タンク１５、燃料ポンプ４２、インジェクタ（燃料噴射弁）４０等を含んで燃料供給装置４０Ａを構成している。
燃料タンク１５の燃料は、例えば燃料タンク１５内に配置した燃料ポンプ４２に吸入され、下流側へ吐出される。燃料ポンプ４２は、燃料タンク１５内の燃料に浸漬されることで、燃料タンク１５内の燃料を吸入する。例えば、燃料ポンプ４２は、燃料を圧送するポンプ本体と、ポンプ本体の吸入側（上流側）で燃料を濾過する一次フィルタと、を備えている（何れも不図示）。

図５を併せて参照し、燃料ポンプ４２の吐出部４３からインジェクタ４０に延びる下流側経路（燃料フィード経路４４）には、逆止弁４５および調圧手段（プレッシャレギュレータ４６）が備えられている。逆止弁４５は、燃料ポンプ４２側から下流側（インジェクタ４０側）への燃料の流れは許容し、逆方向への流れは規制する。燃料ポンプ４２の吐出側に逆止弁４５を備えることで、駐車等によってエンジン１０を停止したとき（燃料ポンプ４２が停止したとき）、逆止弁４５よりも下流側の燃料の加圧状態（残圧）が維持される。このため、エンジン１０の再始動時には、少ないポンプ駆動で燃料噴射に必要な圧力まで燃料を加圧することができる。

プレッシャレギュレータ４６は、燃料ポンプ４２から吐出された燃料の圧力を所定圧力に調整する。余剰圧力（燃料）は、戻し流路４７を介して燃料タンク１５内に戻される。プレッシャレギュレータ４６で調圧された燃料は、燃料タンク１５外部に延びるフィードホース４８を介してインジェクタ４０に供給される。図５では逆止弁４５およびプレッシャレギュレータ４６を燃料ポンプ４２と別体に示したが、逆止弁４５およびプレッシャレギュレータ４６の少なくとも一方が燃料ポンプ４２と一体であってもよい。プレッシャレギュレータ４６に代わる調圧手段として、燃料ポンプ４２の駆動制御（例えば回転数制御）によって燃料を調圧する構成でもよい。

燃料ポンプ４２から吐出された燃料は、インジェクタ４０に連なる燃料チャンバ部５０のチャンバ室Ｔ３内に供給される。チャンバ室Ｔ３にはヒータ部６２が臨んでおり、チャンバ室Ｔ３内に溜めた燃料を加熱可能である。
インジェクタ４０は、ＥＣＵ（Electric Control Unit）に作動制御され、スロットルセンサ等の出力に応じて吸気通路部品３２内へ燃料を噴射する。

例えば、ＥＣＵは、不図示の排気ガスセンサ（Ｏ２センサ）の出力等に基づいて、理論空燃費運転となるよう燃料噴射量をフィードバック制御する。
実施形態では、混合燃料を一時的に貯留するチャンバ室Ｔ３を備えることで、給油直前の燃料と異なる燃料組成の燃料が給油された場合でも、給油前後の燃料の混合が緩やかに行われる。これにより、インジェクタ４０に供給する燃料が、給油直前の燃料から異なる種類の燃料に急激に変化することを回避し、フィードバック制御を追従しやすくする。
燃料チャンバ部５０から延びるリターン経路５５については後述する。

図２、図３を参照し、スロットルボディ３３を含む吸気通路部品３２は、車体左右中央ＣＬに対して全体的に左右一側（実施形態では右側）に偏って配置されている。
シリンダヘッド１２ｂの後部には、吸気ポートのシリンダ外部への開口（外部開口）を形成するポート開口部３７が備えられている。ポート開口部３７には、吸気管部材３６の前端部（下流端部）が固定されている。吸気管部材３６の後端部（上流端部）には、スロットルボディ３３の前端部（下流端部）が接続されている。スロットルボディ３３の後端部（上流端部）には、コネクティングチューブ３５の前端部（下流端部）が接続されている。吸気通路部品３２全体で形成する吸気通路を符号ＴＡで示す（図１参照）。

＜インジェクタ＞
図２、図４、図５を参照し、吸気管部材３６の前部上側には、インジェクタ４０が取り付けられている。
インジェクタ４０は、筒状のインジェクタボディと、インジェクタボディ内に収容される弁部と、弁部を駆動する電磁駆動部（何れも不図示）と、を備えている。図中線Ｃ１はインジェクタ４０の中心軸線、符号４０ｂはインジェクタ４０の軸方向一端に設けられる噴射口、をそれぞれ示す。
インジェクタボディは、内部に燃料を流通させる燃料流路を形成している。弁部は、リターンスプリングから付与された付勢力によって、燃料流路を閉塞させ、インジェクタ４０を閉弁させる。
電磁駆動部は、弁部をリターンスプリングの付勢力に抗して駆動させて、燃料流路を開放させ、インジェクタ４０を開弁させる。これにより、インジェクタ４０の噴射口４０ｂから吸気通路ＴＡ内へ燃料が噴射される。

インジェクタ４０は、その長手方向（インジェクタボディの長手方向）で噴射口４０ｂと反対側（上流側）への延長部分に、インジェクタ４０への供給燃料を溜める燃料チャンバ部５０と、燃料チャンバ部５０内の燃料を加熱（昇温）するヒータ装置６０と、が接続されている。燃料チャンバ部５０とヒータ装置６０とを含んで、インジェクタ４０に供給する燃料を昇温させる昇温部が構成されている。

図５を参照し、燃料チャンバ部５０は、チャンバケース５１を備えている。チャンバケース５１は、インジェクタ４０の上流側に開放した円筒状をなし、内部空間としてチャンバ室Ｔ３を形成する。図中線Ｃ２は燃料チャンバ部５０の中心軸線を示す。図５の例では、燃料チャンバ部５０とインジェクタ４０とは互いに同軸に配置されている。

チャンバケース５１の外周壁５２には、フィードホース４８を接続するためのフィードノズル５３が突設されている。フィードホース４８は、燃料フィード経路４４に含まれる。燃料フィード経路４４は、燃料ポンプ４２の吐出部４３から延び、フィードノズル５３を介してチャンバ室Ｔ３内に加圧燃料を供給可能とする。図５のフィードノズル５３は、外周壁５２の軸方向中間部（中央に限らない）に配置されている。フィードノズル５３のチャンバ室Ｔ３側の端部開口（燃料チャンバ部５０への流入口）５３ａは、燃料チャンバ部５０（チャンバ室Ｔ３）の上下方向（鉛直方向）の中央位置よりも上方に配置されている。

チャンバケース５１の外周壁５２には、燃料リターンホース５８を接続するためのリターンノズル５４が突設されている。リターンホース５８は、リターン経路５５に含まれる。リターン経路５５は、燃料タンク１５の戻し部に向けて延び、リターンノズル５４からチャンバ室Ｔ３内の加圧燃料の一部を排出可能とする。図５のリターンノズル５４は、外周壁５２の軸方向下端部に配置されている。リターンノズル５４のチャンバ室Ｔ３側の端部開口（燃料チャンバ部５０からの流出口）５４ａは、燃料チャンバ部５０（チャンバ室Ｔ３）の上下方向（鉛直方向）の中央位置よりも下方に配置されている。リターンノズル５４から排出される燃料は、チャンバ室Ｔ３内において比較的低温の燃料であるため、燃料の排出によるチャンバ室Ｔ３内の燃料の温度低下が抑えられる。流出口５４ａに対して流入口５３ａは上方に配置されており、流入口５３ａから流出口５４ａに向かう上から下への流れを形成することができる。

リターンノズル５４から燃料の一部を排出することで、ヒータ部６２の周囲で加熱された燃料の上昇流とフィードノズル５３から供給された燃料の下降流とによる攪拌が促進され、加熱された燃料がチャンバ室Ｔ３の下端側（インジェクタ４０側）に導かれる。チャンバ室Ｔ３内の燃料の攪拌によって、燃料の温度の偏りを抑えるとともに、ヒータ部６２表面のベーパの発生を抑制して熱伝達を向上させる。
フィードノズル５３は、外周壁５２の軸方向中間部に限らず、外周壁５２の軸方向でより上端側に配置されるとよい。この場合、チャンバ室Ｔ３内の上下方向の流れがより促進される。

チャンバケース５１の下流端部には、インジェクタボディの上流端部が接続されている。チャンバケース５１におけるインジェクタボディと反対側の端部には、ヒータ装置６０の本体部（ヒータ本体部）６１が取り付けられている。
ヒータ装置６０は、ヒータ本体部６１からチャンバ室Ｔ３内へ、棒状のヒータ部６２を突出させている。ヒータ部６２は、例えばチャンバケース５１と同軸に配置されている。

フィードホース４８から供給された燃料は、チャンバ室Ｔ３内に供給されて溜められ、ヒータ部６２の発熱によって昇温される。ヒータ部６２に近い領域の燃料は、ヒータ部６２に直に接することもあり、ヒータ部６２から遠い領域の燃料よりも温まりやすい。ヒータ部６２に近い領域の燃料は、ヒータ部６２から遠い領域の燃料よりも密度が減少して浮力が生じ、上昇流を発生させる（自然対流）。図５では、説明都合上、燃料チャンバ部５０が長手方向（軸方向）を鉛直方向に沿わせて配置された例を示す。

ヒータ部６２の周囲の領域でチャンバ室Ｔ３の上端側に至った燃料は、チャンバ室Ｔ３の外周側で下方に折り返し、下降流となって流れる。チャンバ室Ｔ３の外周側で下端側に至った燃料は、チャンバ室Ｔ３の内周側（ヒータ部６２側）で上方に折り返し、再び上昇流となって流れる。これにフィードノズル５３からリターンノズル５４への流れが加わることでさらに撹拌が促進し、燃料を規定温度まで加熱する際の加熱時間の短縮が図られる。

規定温度まで昇温された燃料は、インジェクタ４０のインジェクタボディ内に至り、弁部の駆動によって噴射口４０ｂから吸気通路ＴＡ内に噴射される。
エタノール燃料エンジン１０においては、冷間時の始動性を向上させるために、および排ガス中に含まれる有害成分を低減するために、加熱した燃料を吸気通路ＴＡに噴射し、噴射燃料の気化を促進させることが有効である。

ここで、ヒータ装置６０の作動について説明する。
車両を駐停車してエンジン１０の駆動を止めている場合、エンジン１０は冷えており、燃料供給装置４０Ａ内の燃料も冷えている。吸気通路ＴＡに噴射する燃料の気化を促進するためには、ヒータ装置６０による燃料の昇温をエンジン１０の始動前に行う必要がある。ヒータ装置６０による燃料の昇温開始のタイミングとしては、例えばエンジン１０を停止して駐停車状態にある車両のメインスイッチがオンになったタイミングが好適である。

ヒータ装置６０による燃料の昇温は、例えばヒータ装置６０の作動がオンになったタイミングから開始される。ヒータ装置６０の制御部は、ヒータ装置６０のオンとともにタイマーを作動させ、規定時間の経過後にヒータ装置６０をオフにする。その後、エンジン１０の始動（スタータ駆動）が可能となる。このとき、インジケータランプを点灯させる等により、エンジン始動が可能になったことをユーザーに告知してもよい。

ヒータオンの継続時間は、例えば外気温や機関温度に応じて変動させてもよい。このときの温度検知は、例えば既存の吸気温センサ、油温センサ、等の検知情報を利用することができる。また、燃料チャンバ部５０に温度センサを設置し、チャンバ室Ｔ３内の燃料の温度を直接検知することもできる。ヒータオンの継続時間に加え（又は継続時間に替わり）、ヒータ装置６０の出力を変動させてもよい。
本実施形態は、燃料を加熱し始めて所定の条件が揃えば（例えば所定時間の経過等）、ヒータオフとするものであるが、車両走行中での燃料の気化を促進するためにも、ヒータオンによる加熱を継続するものであってもよい。なお、本実施形態では、燃料チャンバ部５０に、エンジン１０の周囲を流れて熱を帯びた走行風が当たりやすい構造であるので、ヒータオンを継続する際の電力量を抑えることに寄与する。

エタノール燃料エンジン１０においては、外気温が低いと燃料のプレヒート時間が長くなりやすい。すなわち、燃料チャンバ部５０内にヒータ部６２を挿入して燃料を加熱する構成において、自然対流による攪拌が生じるにはある程度の流速になるまで待つ必要がある。
ヒータ部６２および燃料チャンバ部５０は、軸方向（長手方向）を鉛直方向に向けて配置されることで、以下の効果がある。すなわち、燃料チャンバ部５０内の燃料は、自然対流時にヒータ部６２の長手方向の広範囲に接して加熱され、燃料チャンバ部５０内の対流を効果的に発生させて、温度の偏りのない予熱を可能とする。

ところで、エタノール燃料の混合割合によっては、燃料チャンバ部５０内での加熱時に、燃料の圧力が目標値を超えることがある。この余剰圧力を速やかに排出するため、図５に示すように、燃料チャンバ部５０にはリターン経路５５が接続されている。

リターン経路５５は、チャンバケース５１の外周壁５２に突設されるリターンノズル５４と、リターンノズル５４に一端が接続されるとともに他端が燃料タンク１５に接続されるリターンホース５８と、リターンホース５８の上流側（リターンノズル５４近傍）に配置されるオリフィス５６と、リターンホース５８におけるオリフィス５６よりも下流側に配置されるソレノイドバルブ（リターン制御バルブ）５７と、を備えている。

ソレノイドバルブ５７は、例えばエンジン始動時の所定時間（例えば１０秒）だけ開状態となり、リターンホース５８内の流路を開通させる。ソレノイドバルブ５７は、前記所定時間経過後には閉状態となり、リターンホース５８内の流路を遮断させる。ソレノイドバルブ５７は、例えばエンジン始動時のみ開状態となり、リターンノズル５４からチャンバ室Ｔ３内の加圧燃料の一部を排出可能とする。これにより、エンジン始動時において、チャンバ室Ｔ３内の燃料に流れが生じて均等な加熱が促進される。加圧燃料の排出量は、リターンホース５８にオリフィス５６を配置して流路を絞ることで制御され、燃料の戻し過ぎによる効率低下を防いでいる。なお、ソレノイドバルブ５７の作動条件として、実施例では所定時間としたが、他にエンジン温度（油温や水温など）、吸気温度、Ｏ２センサの値、スロットル開度、またアルコール燃料濃度などでも良く、かつこれらを複合的に組み合わせて用いてもよい。

以上説明したように、上記実施形態における燃料供給装置４０Ａは、エンジン１０の吸気通路ＴＡ内に燃料を噴射するインジェクタ４０と、前記インジェクタ４０の上流側に接続され、前記インジェクタ４０に供給する燃料を溜める燃料チャンバ部５０と、前記燃料チャンバ部５０内に配置され、前記燃料チャンバ部５０内に溜めた燃料を加熱するヒータ部６２と、前記エンジン１０の燃料を貯留する燃料タンク１５と、前記燃料タンク１５内の燃料を前記インジェクタ４０に圧送する燃料ポンプ４２と、前記燃料ポンプ４２が圧送する燃料の圧力を前記インジェクタ４０からの噴射のための規定圧力に調整する調圧手段（プレッシャレギュレータ４６）と、を備え、前記燃料チャンバ部５０には、前記プレッシャレギュレータ４６により調圧された燃料を前記燃料チャンバ部５０内に送る燃料フィード経路４４と、前記燃料フィード経路４４に対して流路を絞った絞り部（オリフィス５６）が設定され、前記燃料チャンバ部５０内の燃料を前記燃料ポンプ４２よりも上流側（例えば燃料タンク１５内）に燃料を戻す燃料リターン経路５５と、が接続されている。
この構成によれば、燃料チャンバ部５０内の燃料を燃料ポンプ４２よりも上流側に燃料を戻す燃料リターン経路５５に、燃料フィード経路４４に対して流路を絞ったオリフィス５６が設定されることで、燃料チャンバ部５０内の燃料の圧力を保ちつつ一部（少量）の燃料を燃料リターン経路５５から燃料ポンプ４２の上流側に戻すことができる。これにより、インジェクタ４０からの燃料噴射のないプレヒート時において、燃料チャンバ部５０内に燃料に流れを発生させることができる。このため、燃料チャンバ部５０内の燃料の攪拌を促して満遍なく加熱することができ、燃料噴射前のプレヒート時間を短くすることができる。なお、燃料ポンプ４２の吸入側（上流側）に通じる戻し経路を備える場合、燃料タンク１５内ではなく前記戻し経路に燃料チャンバ部５０内の燃料を戻してもよい。
本願の「絞り部」とは、部分的に流路が絞られているものでもよく、あるいは燃料リターン経路の全体に渡って燃料フィード経路よりも流路が絞られている（細い）ものであってもよい。
吸気通路内に燃料を噴射するエンジンに限らず、燃焼室内に直接燃料を噴射する直噴型のエンジンに適用してもよい。

また、上記燃料供給装置４０Ａにおいて、前記燃料リターン経路５５には、前記燃料リターン経路５５の流路を開閉するリターン制御バルブ（ソレノイドバルブ５７）が設定され、前記ソレノイドバルブ５７は、前記インジェクタ４０からの燃料噴射が始まる前は、前記流路を開いて燃料の戻りを可能とし、前記インジェクタ４０からの燃料噴射が始まった後は、前記流路を閉じて燃料の戻りを規制する。
この構成によれば、燃料リターン経路５５に設けたソレノイドバルブ５７により、燃料噴射が始まるまで（プレヒート期間）はソレノイドバルブ５７を開けることで、燃料チャンバ部５０内の燃料に強制的に流れを作り、燃料の自然対流を促進してプレヒート期間を短くすることができる。燃料噴射が始まった後はソレノイドバルブ５７を閉じることで、加熱した燃料の流出を防ぎ、ヒータ装置６０の消費エネルギを抑えて効率よく燃料を加熱することができる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図６を参照して説明する。
第二実施形態は、前記第一実施形態に対して、燃料リターン経路５５’を備える点で特に異なる。燃料リターン経路５５’は、オリフィス５６およびソレノイドバルブ５７に代わり、第二調圧手段（調圧弁、第二プレッシャレギュレータ５６’）を備えている。その他の、前記実施形態と同一構成には同一符号を付して詳細説明は省略する。

第二プレッシャレギュレータ５６’は、燃料チャンバ部５０内の燃料の圧力が所定圧力を超えた場合に開弁し、燃料チャンバ部５０内の燃料の圧力を燃料リターン経路５５’に流す。この燃料は、不図示の戻し流路を介して、燃料タンク１５内（燃料ポンプ４２よりも上流側）に戻される。第二プレッシャレギュレータ５６’の開弁圧力は、燃料フィード経路４４のプレッシャレギュレータ４６の開弁圧力よりも高い。したがって、燃料チャンバ部５０内の燃料の圧力がプレッシャレギュレータ４６で調整された適正範囲の圧力であれば、第二プレッシャレギュレータ５６’が燃料リターン経路５５’を開通させることはない。

第二実施形態のリターンノズル５４’は、外周壁５２の軸方向上端部に配置されている。リターンノズル５４’のチャンバ室Ｔ３側の端部開口（燃料チャンバ部５０からの流出口）５４ａ’は、燃料チャンバ部５０（チャンバ室Ｔ３）の上下方向（鉛直方向）の最上部に配置されている。これにより、燃料チャンバ部５０内で発生して最上部に溜まった燃料蒸気（ベーパ）を良好に排出することができる。フィードノズル５３の流入口５３ａはリターンノズル５４’の流出口５４ａ’よりも軸方向下方側にずれており、フィードノズル５３から流入する燃料とリターンノズル５４’から排出する燃料とが互いに影響し難くしている。

以上説明したように、上記第二実施形態における燃料供給装置４０Ａは、エンジン１０の吸気通路ＴＡ内に燃料を噴射するインジェクタ４０と、前記インジェクタ４０の上流側に接続され、前記インジェクタ４０に供給する燃料を溜める燃料チャンバ部５０と、前記燃料チャンバ部５０内に配置され、前記燃料チャンバ部５０内に溜めた燃料を加熱するヒータ部６２と、前記エンジン１０の燃料を貯留する燃料タンク１５と、前記燃料タンク１５内の燃料を前記インジェクタ４０に圧送する燃料ポンプ４２と、前記燃料ポンプ４２が圧送する燃料の圧力を前記インジェクタ４０からの噴射のための規定圧力に調整する調圧手段（プレッシャレギュレータ４６）と、を備え、前記燃料チャンバ部５０には、前記プレッシャレギュレータ４６により調圧された燃料を前記燃料チャンバ部５０内に送る燃料フィード経路４４と、前記燃料チャンバ部５０内の燃料を前記燃料ポンプ４２よりも上流側に燃料を戻す燃料リターン経路５５’と、が接続され、前記燃料フィード経路４４には、前記燃料チャンバ部５０側への燃料の流れは許容し、前記燃料ポンプ４２側への燃料の流れは規制する逆止弁４５が備えられ、前記燃料リターン経路５５’には、前記燃料チャンバ部５０内の燃料の圧力が、前記規定圧力よりも高い第二規定圧力になるまで開弁せず、前記第二規定圧力を超えた場合に開弁する調圧弁（第二プレッシャレギュレータ５６’）が備えられている。
ている。
この構成によれば、燃料チャンバ部５０に調圧された燃料を送る燃料フィード経路４４に逆止弁４５を備え、燃料チャンバ部５０内の燃料を燃料ポンプ４２よりも上流側に燃料を戻す燃料リターン経路５５’には、燃料フィード経路４４よりも高い燃料圧力によって開弁する第二プレッシャレギュレータ５６’を備えることで、燃料チャンバ部５０内の燃料の圧力を保ちつつ一部（少量）の高圧の燃料を燃料リターン経路５５’から燃料ポンプ４２の上流側に戻すことができる。これにより、燃料のプレヒート時に意図しない圧力上昇が生じた場合にも、燃料リターン経路５５’から余剰圧力を逃がすことができる。このため、燃料ホースやインジェクタ４０などの許容圧力を無用に上げることなく適正な設定とし、部品コストの増加を抑えることができる。

上記各実施形態の変形例として、例えば図７に示す燃料チャンバ部１５０のように、チャンバ室Ｔ３内の燃料を攪拌する燃料撹拌デバイスを備えることもできる。燃料攪拌デバイスは、例えばチャンバ室Ｔ３内に配置された軸流ファン１５０ａと、軸流ファン１５０ａを駆動させる電気モータ等の駆動源１５０ｂと、を有する。図７の例では、燃料チャンバ部１５０の底部に燃料攪拌デバイスを配置することから、燃料チャンバ部１５０とインジェクタ４０とは互いに軸方向を異ならせている。

駆動源１５０ｂは、例えば不図示の制御装置によってエンジン始動時および燃料低温時にのみ駆動され、チャンバ室Ｔ３内の燃料を攪拌する。燃料攪拌デバイスは、例えば駆動源１５０ｂを有さずユーザーからの手入力によってファン等を駆動させる手動式であってもよい。この変形例によれば、燃料チャンバ部５０内の燃料を良好に攪拌させ、燃料の温度に偏りをさせずに予熱を行うことができる。したがって、インジェクタ４０に供給する手前の燃料の温度を、目標温度（例えば１００℃以上）に短時間で到達させることができる。燃料がより早く温まることで、エタノール燃料エンジン１０の低温始動性を改善し、始動時間を短縮することができる。燃料気化促進により燃費および熱交換率を向上させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、本実施形態の燃料供給装置は、自動二輪車以外の鞍乗り型車両に適用してもよい。
前記鞍乗り型車両には、運転者が車体を跨いで乗車する車両全般が含まれ、自動二輪車（原動機付自転車及びスクータ型車両を含む）のみならず、三輪（前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む）又は四輪（四輪バギー等）の車両も含まれる。ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）等の原動機に電気モータを含む車両に適用してもよい。鞍乗り型車両以外の車両（乗用車、バス、トラック等）に適用してもよい。すなわち、実施形態の車両はフレキシブル・フューエル・モーターサイクル（ＦＦＭ）であるが、四輪車（フレキシブル・フューエル・ビークル（ＦＦＶ））でもよい。
本実施形態の燃料供給装置は、車両に適用されるものであるが、本発明は車両への適用に限らず、航空機や船舶等の種々輸送機器、ならびに建設機械や産業機械等、様々な乗物や移動体に適用してもよい。さらに、本発明は、乗物以外でも燃料供給装置を備える機器であれば、例えば手押しの芝刈り機や清掃機等に広く適用可能である。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１ 自動二輪車（鞍乗り型車両）
１０ エンジン（内燃機関）
１５ 燃料タンク
３２ 吸気通路部品
４０ インジェクタ
４０Ａ 燃料供給装置
４２ 燃料ポンプ
４４ 燃料フィード経路
４５ 逆止弁
４６ プレッシャレギュレータ（調圧手段）
５０ 燃料チャンバ部
５３ａ 流入口
５４ａ、５４ａ’ 流出口
５５，５５’ 燃料リターン経路
５６ オリフィス（絞り部）
５６’ 第二プレッシャレギュレータ（調圧弁）
５７ ソレノイドバルブ（リターン制御バルブ）
６１ ヒータ本体部
６２ ヒータ部
ＴＡ 吸気通路

Claims (6)

1. 内燃機関（１０）の燃料室内で燃焼する燃料を供給するインジェクタ（４０）と、
   前記インジェクタ（４０）の上流側に接続され、前記インジェクタ（４０）に供給する燃料を溜める燃料チャンバ部（５０）と、
   前記燃料チャンバ部（５０）内に配置され、前記燃料チャンバ部（５０）内に溜めた燃料を加熱するヒータ部（６２）と、
   前記内燃機関（１０）の燃料を貯留する燃料タンク（１５）と、
   前記燃料タンク（１５）内の燃料を前記インジェクタ（４０）に圧送する燃料ポンプ（４２）と、
   前記燃料ポンプ（４２）が圧送する燃料の圧力を前記インジェクタ（４０）からの噴射のための規定圧力に調整する調圧手段（４６）と、
   前記燃料チャンバ部（５０）に接続され、前記調圧手段（４６）により調圧された燃料を前記燃料チャンバ部（５０）内に送る燃料フィード経路（４４）と、
   を備える燃料供給装置（４０Ａ）において、
   前記燃料チャンバ部（５０）には、
   前記燃料フィード経路（４４）に対して流路を絞った絞り部（５６）が設定され、前記燃料チャンバ部（５０）内の燃料を前記燃料ポンプ（４２）よりも上流側に燃料を戻す燃料リターン経路（５５）が接続されている、燃料供給装置。
2. 前記燃料リターン経路（５５）には、前記燃料リターン経路（５５）の流路を開閉するリターン制御バルブ（５７）が設定され、
   前記リターン制御バルブ（５７）は、前記インジェクタ（４０）からの燃料噴射が始まる前は、前記流路を開いて燃料の戻りを可能とし、前記インジェクタ（４０）からの燃料噴射が始まった後は、前記流路を閉じて燃料の戻りを規制する、請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記燃料チャンバ部（５０）は、前記燃料リターン経路（５５）への流出口（５４ａ）を備え、
   前記流出口（５４ａ）は、前記燃料チャンバ部（５０）の上下方向中央よりも下方に配置されている、請求項１又は２に記載の燃料供給装置。
4. 前記燃料チャンバ部（５０）は、前記燃料リターン経路（５５）への流出口（５４ａ）と、前記燃料フィード経路（４４）からの流入口（５３ａ）と、を備え、
   前記流入口（５３ａ）は、前記流出口（５４ａ）よりも上方に配置されている、請求項１又は２に記載の燃料供給装置。
5. 内燃機関（１０）の燃料室内で燃焼する燃料を供給するインジェクタ（４０）と、
   前記インジェクタ（４０）の上流側に接続され、前記インジェクタ（４０）に供給する燃料を溜める燃料チャンバ部（５０）と、
   前記燃料チャンバ部（５０）内に配置され、前記燃料チャンバ部（５０）内に溜めた燃料を加熱するヒータ部（６２）と、
   前記内燃機関（１０）の燃料を貯留する燃料タンク（１５）と、
   前記燃料タンク（１５）内の燃料を前記インジェクタ（４０）に圧送する燃料ポンプ（４２）と、
   前記燃料ポンプ（４２）が圧送する燃料の圧力を前記インジェクタ（４０）からの噴射のための規定圧力に調整する調圧手段（４６）と、
   前記燃料チャンバ部（５０）に接続され、前記調圧手段（４６）により調圧された燃料を前記燃料チャンバ部（５０）内に送る燃料フィード経路（４４）と、
   を備える燃料供給装置（４０Ａ）において、
   前記燃料チャンバ部（５０）には、
   前記燃料チャンバ部（５０）内の燃料を前記燃料ポンプ（４２）よりも上流側に燃料を戻す燃料リターン経路（５５’）が接続され、
   前記燃料フィード経路（４４）には、前記燃料チャンバ部（５０）側への燃料の流れは許容し、前記燃料ポンプ（４２）側への燃料の流れは規制する逆止弁（４５）が備えられ、
   前記燃料リターン経路（５５’）には、前記燃料チャンバ部（５０）内の燃料の圧力が、前記規定圧力よりも高い第二規定圧力になるまで開弁せず、前記第二規定圧力を超えた場合に開弁する調圧弁（５６’）が備えられている、燃料供給装置。
6. 前記燃料チャンバ部（５０）は、前記燃料リターン経路（５５’）への流出口（５４ａ’）を備え、
   前記流出口（５４ａ’）は、前記燃料チャンバ部（５０）の最上部に配置されている、請求項５に記載の燃料供給装置。

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