JP4581884B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料供給装置に関し、さらに詳しくは、マイクロバブルが混入された液体燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置に関するものである。

一般に、内燃機関にガソリンあるいは軽油などの液体燃料を供給する際には、液体燃料を燃料噴射弁により吸気経路あるいは燃焼室に噴射することにより行われる。燃料噴射弁により噴射される液体燃料は、燃料ポンプにより加圧されたものであるため、この液体燃料が噴射された空間はこの加圧された液体燃料の圧力よりも低いものである。従って、噴射された液体燃料が減圧沸騰し、これにより噴射された燃料の微粒化が図られる。しかしながら、内燃機関の冷間始動時など、液体燃料の温度や液体燃料が噴射される空間の温度が低い場合、液体燃料が減圧沸騰し難くなり、噴射された燃料の微粒化を十分に図ることができないという虞があった。

そこで、従来の内燃機関では、例えば特許文献１に示すように、内燃機関の低温時（冷間始動時など）に超音波により燃料を霧化する超音波噴射弁に供給される液体燃料をヒータなどの加熱手段により加熱するものなどがある。この特許文献１は、加熱した液体燃料を超音波霧化することで、排気ガスに含まれるパティキュレートを抑制するものである。

実開平５−６１４４６号公報

しかしながら、ヒータなどの加熱手段では、供給される液体燃料を均一に加熱することが困難である虞がある。また、液体燃料の温度を上昇させるためには、ヒータの温度を所定の温度まで上昇させる必要があり、このヒータの温度の上昇に時間を要するため、例えば冷間始動時などでは、ヒータの温度が所定の温度となるまで、内燃機関を始動することができない虞もある。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、燃料噴射弁により噴射された燃料の微粒化を図ることができる燃料供給装置を提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明では、燃料噴射弁から液体燃料を少なくとも筒内あるいは吸気ポート内のいずれか一方に噴射することで内燃機関に液体燃料を供給する燃料供給装置において、マイクロバブルを発生するマイクロバブル発生手段および前記マイクロバブル発生手段により発生したマイクロバブルを構成する気体に応じて超音波を発生する超音波発生手段を備え、前記内燃機関の運転状態に応じて、前記発生したマイクロバブルを前記燃料噴射弁に供給される液体燃料に混入するとともに、当該マイクロバブルが混入された液体燃料に超音波を照射することを特徴とする。

なお、上記燃料供給装置においては、前記液体燃料の温度を取得する燃料温度取得手段をさらに備え、前記取得された液体燃料の温度が所定値以下であると、前記マイクロバブル発生手段により前記マイクロバブルを発生させ、前記超音波発生手段により超音波を発生させることが好ましい。

これらの発明によれば、マイクロバブル発生手段は、内燃機関の運転状態に応じて、例えば冷間始動時などの燃料温度取得手段により取得された液体燃料の温度が所定値以下の場合に、内燃機関に供給される液体燃料に視認が困難なほど極微細な気泡であるマイクロバブルを混入する。混入されたマイクロバブルは、液体燃料に対して均一に分布するができる。それとともに、この超音波発生手段は、マイクロバブルが混入された液体燃料にマイクロバブル発生手段により発生したマイクロバブルを構成する気体に応じた超音波、すなわち液体燃料に混入されたマイクロバブルを収縮させることができる周波数の超音波をこのマイクロバブルが混入された液体燃料に照射する。従って、液体燃料に均一に分布するマイクロバブルは、照射された超音波により収縮し、マイクロバブルを構成する気体の温度が瞬時に上昇する。これにより、燃料噴射弁により噴射される液体燃料の温度を均一に、かつ瞬時に上昇することができる。

また、この発明では、上記燃料供給装置において、前記マイクロバブル発生手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて、前記燃料噴射弁に供給される液体燃料に混入するマイクロバブルの気体の種類を変更することを特徴とする。

なお、上記燃料供給装置においては、前記発生するマイクロバブルの気体の種類は、少なくとも一種類が他の種類よりも前記燃料の燃焼を促進する気体であり、前記マイクロバブル発生手段は、前記取得された液体燃料の温度が所定値以下であると、前記発生するマイクロバブルの気体の種類を前記燃料の燃焼を促進する気体に変更することを特徴とする。

これらの発明によれば、バブル発生手段は、内燃機関の運転状態に応じて、例えば内燃機関の冷間始動時などの燃料温度取得手段により取得された液体燃料の温度が所定値以下の場合に、内燃機関に供給される液体燃料に水素や酸素などの燃料の燃焼を促進する気体により構成されるマイクロバブルを混入する。従って、マイクロバブルが混入した液体燃料は、温度を均一に、かつ瞬時に上昇した状態で、燃料噴射弁より噴射され、燃焼室内でマイクロバブルを構成する気体により燃焼が促進される。これにより、内燃機関の始動性を向上することができる。

この発明にかかる燃料供給装置は、液体燃料にマイクロバブルを混入し、このマイクロバブルが混入した液体燃料に超音波を照射するので、燃料噴射弁により噴射される液体燃料の温度を均一に、かつ瞬時に上昇することができ、燃料噴射弁により噴射された燃料の微粒化を図ることができるという効果を奏する。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施例により、この発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。ここで、以下に説明する燃料供給装置は、乗用車、トラックなどの車両に搭載されるガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関に、ガソリン、軽油などの燃料を供給する装置である。

図１は、この発明にかかる燃料供給装置の構成例を示す図である。図２−１は、マイクロバブル発生装置の構成例を示す図である。図２−２は、マイクロバブル発生装置の要部拡大断面図である。図３−１は、超音波発生装置の構成例を示す図である。図３−２は、マイクロバブルの状態説明図である。この発明にかかる燃料供給装置１は、内燃機関１００に燃料を供給するものであり、燃料タンク２と、燃料ポンプ３と、マイクロバブル発生装置４と、超音波発生装置５と、燃料噴射弁６と、燃料供給経路７と、燃料供給制御装置８とにより構成されている。

燃料タンク２は、図１に示すように、内燃機関１００に供給する液体燃料を貯留する燃料貯留室である。この燃料タンク２には、外部から液体燃料が供給され、貯留される。この燃料タンク２には、燃料ポンプ３が配置されている。

燃料ポンプ３は、図１に示すように、燃料タンク２に貯留された液体燃料を加圧するものである。この燃料ポンプ３は、燃料供給通路７１を介してマイクロバブル発生装置４に接続されている。従って、燃料タンク２に貯留された液体燃料は、燃料ポンプ３に吸引され、この燃料ポンプ３により加圧される。この加圧された液体燃料は、燃料供給通路７１に吐出され、同図の矢印Ａに示すように、マイクロバブル発生装置４により加圧された状態で流入される。なお、この燃料ポンプ３は、燃料供給制御装置８から出力されるポンプ作動信号により作動するものである。

マイクロバブル発生装置４は、図１〜図２−２に示すように、マイクロバブルＭを発生するマイクロバブル発生手段であり、発生したマイクロバブルＭをこのマイクロバブル発生装置４を通過する液体燃料に混入するものである。このマイクロバブル発生装置４は、バブル発生本体４１と、気体導入制御弁４２と、気体導入通路４３と、により構成されている。このマイクロバブル発生装置４は、燃料供給通路７２を介して超音波発生装置５に接続されている。従って、発生したマイクロバブルＭが混入された液体燃料は、同図の矢印Ｂに示すように、超音波発生装置５に流入する。ここで、マイクロバブルＭとは、視認が容易な大きさの気泡ではなく、視認が困難なほど極微細な気泡であり、その大きさが直径５０μｍ、好ましくは２０〜３０μｍの気泡をいう。このマイクロバブルＭは、バブルどうしが合体や吸収し難く、液体中に長時間浮遊することができるものである。

バブル発生本体４１は、マイクロバブルＭを発生し、この発生したマイクロバブルＭを燃料供給通路７１から流入した液体燃料に混入し、燃料供給通路７２に流出させるものである。このバブル発生本体４１には、バブル発生部４１ａが形成されている。このマイクロバブル発生装置４は、液体燃料がバブル発生部４１ａに噴出する際のせん断力により、このバブル発生部４１ａに供給される気体、例えば空気からマイクロバブルＭを生成するものである。

このバブル発生本体４１は、このバブル発生部４１ａと連通する燃料導入通路４１ｂおよび気体導入通路４１ｃが形成されている。バブル発生部４１ａは、液体燃料の流れ方向のうち下流側の端部が開口しており、燃料供給通路７２と連通している。また、この液体燃料の流れ方向のうち上流側の端部には、その中央部に上記気体導入通路４１ｃの一方の端部と連通する気体用開口４１ｄが形成されている。また、この上流側の端部には、この気体用開口４１ｄを中心に、燃料導入通路４１ｂの一方の端部（ここでは、分岐した複数の端部）と連通する複数の燃料用開口４１ｅが形成されている。この燃料導入通路４１ｂは、その他方の端部（液体燃料の流れ方向のうち上流側の端部）が燃料供給通路７１と接続されている。また、気体導入通路４１ｃは、その他方の端部が気体導入通路４３の一方の端部と接続されている。

気体導入制御弁４２は、気体導入通路４３の途中に設けられている。この気体導入制御弁４２は、燃料供給制御装置８から出力される制御弁開閉信号に基づいて、開閉弁が行われる。

なお、気体導入通路４３は、この実施例１では、その他方の端部が図示しない内部に高圧の気体が貯留されている気体タンクに接続されている。従って、バブル発生本体４１のバブル発生部４１ａに液体燃料が噴出することで圧力が低下するので、気体と液体燃料と圧力差により、この気体がこの気体導入通路４３を介して、バブル発生部４１ａに供給される。

超音波発生装置５は、図１および図３−１に示すように、超音波Ｅを発生する超音波発生手段であり、マイクロバブルＭが混入された液体燃料に、この超音波Ｅを照射するものである。この超音波発生装置５は、超音波照射通路５１と、発振器５２と、発振回路５３と、により構成されている。この超音波発生装置５は、燃料供給通路７３を介して燃料噴射弁６に接続されている。従って、超音波Ｅが照射されたマイクロバブルＭが混入している液体燃料は、同図の矢印Ｃに示すように、燃料噴射弁６に供給される。ここで、超音波とは、マイクロバブル発生装置４により発生し、液体燃料に混入されたマイクロバブルＭを構成する気体を収縮させることができる周波数のものであり、この周波数はマイクロバブルＭの気体の種類によって異なるものである。つまり、超音波発生装置５は、発生したマイクロバブルＭを構成する気体に応じた周波数の超音波を発生できるものである。

超音波照射通路５１は、一方の端部（液体燃料の流れ方向のうち上流側の端部）が燃料供給通路７２に接続されており、他方の端部（液体燃料の流れ方向のうち下流側の端部）が燃料供給通路７３に接続されている。発振器５２は、この発振器５２の焦点（発振器５２が発生した超音波の焦点）が上記超音波照射通路５１内となるように設けられている。この発振器５２は、発振回路５３に接続されており、燃料供給制御装置８からこの発振回路５３に出力される発振器作動信号により、作動するものである。

燃料噴射弁６は、燃料ポンプ３により加圧され、燃料供給通路７１，７２，７３、マイクロバブル発生装置４、超音波発生装置５を介して供給された液体燃料を内燃機関１００に供給するものである。この燃料噴射弁６は、例えば図１に示すように、内燃機関１００の吸気経路を構成する吸気ポート１０１に配置されている。従って、燃料タンク２から燃料ポンプ３により加圧され、燃料噴射弁６に供給された液体燃料は、この燃料噴射弁６から吸気ポート１０１に噴射される。この噴射された液体燃料は、吸気ポート１０１を介して内燃機関１００の図示しない各気筒の燃焼室Ｇに供給される。なお、燃料噴射弁６は、燃料供給制御装置８から出力される噴射信号により噴射タイミングや噴射量などの噴射制御が行われるものである。また、この吸気ポート１０１は、内燃機関１００の図示しない気筒ごとに設けられているので、燃料噴射弁６も図示しない気筒ごとに設けられている。さらに、燃料噴射弁６は、吸気ポート１０１に液体燃料を噴射するように構成されているが、これに限定されるものではなく、燃焼室Ｇに直接液体燃料を噴射、すなわち筒内に直接液体燃料を噴射しても良い。

なお、７４は、燃料噴射弁６に供給される液体燃料の温度を検出し、燃料供給制御装置８に出力する燃料温度検出手段である燃料温度センサである。

燃料供給制御装置８は、マイクロバブルＭの発生を制御するバブル発生制御手段であるとともに、超音波の発生を制御する超音波発生制御手段である。燃料供給制御装置８は、燃料温度センサ７４により検出された燃料温度が入力され、この燃料温度に基づいて、マイクロバブル発生装置４および超音波発生装置５の制御を行うものである。

具体的には、上記入力信号や出力信号の入出力を行う入出力部（Ｉ／Ｏ）８１と、少なくともマイクロバブル発生装置４によるマイクロバブルＭの発生および超音波発生装置５による超音波Ｅの発生を行う処理部８２と、上記記憶部８３とにより構成されている。処理部８２は、燃料温度取得部８４と、バブル発生制御部８５と、超音波発生制御部８６とを有するものである。また、この処理部８２は、メモリおよびＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成され、マイクロバブル発生装置の制御方法などに基づくプログラムをメモリにロードして実行することにより、燃料供給制御装置８の制御方法を実現させるものであっても良い。また、記憶部８３は、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような読み出しのみが可能な不揮発性のメモリあるいはＲＡＭ（Random Access Memory）のような読み書きが可能な揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。なお、燃料供給制御装置８は、単独で構成される必要はなく、内燃機関１００の運転を制御するＥＣＵ（Engine Control Unit）がこの燃料供給制御装置８の機能を有していても良い。

次に、実施例１にかかる燃料供給装置１の動作について説明する。特に、マイクロバブル発生装置４および超音波発生装置５の制御方法について説明する。図４は、実施例１にかかる燃料供給装置の制御フローを示す図である。ここで、燃料供給制御装置８は、内燃機関１００の始動時から停止時までにおいて、この内燃機関１００の運転状態に応じて、内燃機関１００に供給する液体燃料の量および液体燃料の供給のタイミング、すなわち燃料噴射弁６から噴射される液体燃料の噴射量および噴射タイミングを決定する。具体的には、燃料噴射制御装置８は、内燃機関１００に燃料を供給する際には、燃料ポンプ３にポンプ作動信号を出力し、この燃料ポンプ３を駆動させ、燃料タンク２に貯留されている液体燃料を燃料噴射弁６に加圧した状態で供給する。そして、この燃料供給制御装置８は、入力された内燃機関１００の運転状態の情報、例えば、機関回転数、アクセル開度などと、記憶部８３に記憶されている例えば機関回転数およびアクセル開度に基づく液体燃料の噴射量マップと、に基づいて燃料噴射弁６の噴射制御を行う。

燃料供給制御装置８により、内燃機関１００に液体燃料が供給される状態において、まず燃料供給制御装置８の処理部８２の燃料温度取得部８４は、液体燃料の温度Ｔを取得する（ステップＳＴ１０１）。具体的には、燃料温度センサ７４により検出され、燃料供給制御装置８に出力された燃料噴射弁６に供給される液体燃料の温度Ｔを取得する。

次に、処理部８２のバブル発生制御部８５は、上記燃料温度取得部８４により取得された液体燃料の温度Ｔが所定値Ｔ１以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ１０２）。ここで、所定値Ｔ１は、燃料噴射弁６から噴射される液体燃料が減圧沸騰し難く、微粒化が困難となる温度をいい、例えば内燃機関１００の冷間始動時における液体燃料の温度をいう。なお、処理部８２の燃料温度取得部８４は、取得された液体燃料の温度Ｔが所定値Ｔ１以下となるまで、液体燃料の温度Ｔの取得を繰り返す。

次に、処理部８２のバブル発生制御部８５は、燃料噴射弁６から噴射される液体燃料の温度Ｔが所定値Ｔ１以下と判断すると、マイクロバブル発生装置４を作動する（ステップＳＴ１０３）。具体的には、バブル発生制御部８５は、気体導入制御弁４２に制御弁開閉信号を出力し、この気体導入制御弁４２を開弁する。これにより、上述のように、気体と液体燃料との圧力差により、気体がこの気体導入通路４３および気体導入通路４１ｃを介して、気体用開口４１ｄからバブル発生部４１ａに供給される。

ここで、バブル発生部４１ａには、燃料供給通路７１および燃料導入通路４１ｂを介して、燃料用開口４１ｅから燃料ポンプ３により加圧された液体燃料が供給されている。従って、この加圧された液体燃料が、このバブル発生部４１ａに噴出する際におけるせん断力により、このバブル発生部４１ａに供給される気体からマイクロバブルＭを生成され、バブル発生部４１ａから燃料供給通路７２に流出する液体燃料に混入される（図２−１および図２−２参照）。つまり、マイクロバブル発生装置４は、マイクロバブルＭを発生し、この発生したマイクロバブルＭを液体燃料に混入する。ここで、マイクロバブル発生装置４は、バブル発生部４１ａを通過する液体燃料に対してマイクロバブルＭを発生するため、この発生したマイクロバブルＭを液体燃料に均一に混入、すなわち分布することができる。

次に、処理部８２の超音波発生制御部８６は、超音波発生装置５を作動する（ステップＳＴ１０４）。具体的には、超音波発生制御部８６は、発振回路５３に発振器作動信号を出力し、この発振回路５３が発振器５２を作動させる。これにより、上述のように、発振器５１が超音波Ｅ、この実施例１では、マイクロバブルＭを構成する気体である空気を収縮することができる周波数のものを発生する。この超音波Ｅは、超音波照射通路５１を通過する加圧されマイクロバブルＭが混入された液体燃料に照射される（図３−１参照）。つまり、超音波発生制御部８６は、超音波Ｅを発生し、この超音波ＥをマイクロバブルＭが混入された液体燃料に照射する。

超音波Ｅが照射される液体燃料に混入されたマイクロバブルＭは、図３−２に示すように、収縮し、小さいマイクロバブルＭ´となる。液体燃料に混入されたマイクロバブルＭは、超音波Ｅが照射されている間、短期間で収縮を繰り返し、温度が瞬時に上昇する。これにより、マイクロバブルＭが混入されている液体燃料の温度Ｔも瞬時に上昇する。ここで、上述のように、液体燃料には、マイクロバブルＭが均一に分布しているので、液体燃料の温度Ｔも均一に上昇することができる。

温度Ｔが瞬時に上昇した液体燃料は、混入されたマイクロバブルＭとともに、燃料噴射弁６に供給され、この燃料噴射弁６から吸気ポート１０１に噴射される。燃料噴射弁６から噴射された液体燃料は、温度が上昇しているため、減圧沸騰し易くなり、微粒化を図ることができる。また、この燃料噴射弁６から噴射された液体燃料には、マイクロバブルＭが混入されているため、このマイクロバブルＭも減圧沸騰し、破裂する。これによっても、燃料噴射弁６から噴射された燃料の微粒化を図ることができる。以上のように、液体燃料の温度Ｔが低温時、例えば内燃機関１００の冷間始動時などにおいて、燃料噴射弁６から噴射された燃料の微粒化を図ることができるので、内燃機関１００の始動性を向上することができる。また、内燃機関１００の始動時におけるエミッションの悪化を抑制することができる。

上記実施例１では、液体燃料に混入するマイクロバブルＭを構成する気体として空気のみを用いているが、この発明にかかる燃料供給装置１は、これに限定されるものではなく、空気以外の他の気体、例えば燃料の燃焼を促進する水素や酸素などの気体により構成されるマイクロバブルを液体燃料に混入しても良い。このとき、超音波発生装置５は、このマイクロバルブＭを構成する気体に応じた周波数の超音波Ｅを照射することとなる。例えば、マイクロバブルＭを構成する気体として水素を用いる場合は、超音波発生装置５は、水素により構成されているマイクロバブルＭが収縮することができる周波数の超音波ＥをこのマイクロバブルＭが混入された液体燃料に照射することとなる。

また、以下、実施例２として説明するように、内燃機関１００の運転状態に応じて液体燃料に混入するマイクロバブルＭを構成する気体の種類を変更しても良い。なお、実施例２にかかる燃料供給装置は、図１に示す実施例１にかかる燃料供給装置１とほぼ同一の構成である。

図５は、マイクロバブル発生装置の他の構成例を示す図である。同図に示すように、マイクロバブル発生装置４は、切替弁４４をさらに備え、気体導入通路４３を介してバブル発生部４１ａに供給される気体の種類を変更する。ここで、変更できる気体の種類のうち少なくとも１種類は、例えば水素や酸素などの燃料の燃焼を促進することができる気体であることが好ましい。この実施例２におけるマイクロバブル発生装置４は、切替弁４４を切り替えることで、空気あるいは水素のいずれか一方から構成されるマイクロバブルＭを発生することができる。なお、この切替弁４４は、燃料供給制御装置８から出力される切換信号により、バブル発生部４１ａに供給される気体の種類を変更する。

次に、実施例２にかかる燃料供給装置の動作について説明する。図６は、実施例２にかかる燃料供給装置の制御フローを示す図である。なお、実施例２にかかる燃料供給装置の動作において、実施例１にかかる燃料供給装置１の動作と同一部分は、簡略して説明する。この実施例２においても、燃料供給制御装置８は、内燃機関１００の始動時から停止時までにおいて、この内燃機関１００の運転状態に応じて、燃料噴射弁６から噴射される液体燃料の噴射量および噴射タイミングを決定する。

燃料供給制御装置８により、内燃機関１００に液体燃料が供給される状態において、まず燃料供給制御装置８の処理部８２の燃料温度取得部８４は、液体燃料の温度Ｔを取得する（ステップＳＴ２０１）。次に、このバブル発生制御部８５は、取得された液体燃料の温度Ｔが所定値Ｔ１以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ２０２）。

次に、処理部８２のバブル発生制御部８５は、燃料噴射弁６から噴射される液体燃料の温度Ｔが所定値Ｔ１以下と判断すると、切替弁４４により気体導入通路４３に流入する気体が水素となるように切り替える（ステップＳＴ２０３）。具体的には、このバブル発生制御部８５は、切替弁４４に切替信号を出力し、この切替弁４４を通過する気体が水素となるように切り替える。

次に、処理部８２のバブル発生制御部８５は、マイクロバブル発生装置４を作動する（ステップＳＴ２０４）。具体的には、バブル発生制御部８５は、気体導入制御弁４２を開弁し、水素をバブル発生部４１ａに供給する。このバブル発生部４１ａに供給された水素からマイクロバブルＭが生成され、液体燃料に混入される（図５参照）。

次に、処理部８２の超音波発生制御部８６は、超音波発生装置５を作動する（ステップＳＴ２０５）。具体的には、超音波発生制御部８６は、発振器５２を作動させ、マイクロバブルＭを構成する気体である水素を収縮することができる周波数の超音波Ｅを発生し、超音波照射通路５１を通過する加圧されマイクロバブルＭが混入された液体燃料に照射させる（図３−１参照）。これにより、上述のように、マイクロバブルＭが均一に分布している液体燃料の温度Ｔが瞬時に上昇することができる。

温度Ｔが瞬時に上昇した液体燃料は、混入されたマイクロバブルＭとともに、燃料噴射弁６に供給され、この燃料噴射弁６から吸気ポート１０１に噴射される。燃料噴射弁６から噴射された液体燃料は、温度が上昇しているため、減圧沸騰し易くなり、微粒化を図ることができる。また、この燃料噴射弁６から噴射された液体燃料には、マイクロバブルＭが混入されているため、このマイクロバブルＭも減圧沸騰し、破裂する。これによっても、燃料噴射弁６から噴射された燃料の微粒化を図ることができる。さらに、マイクロバブルＭを構成する気体が水素、すなわち燃料の燃焼を促進することができる気体であるため、燃料の燃焼が促進される。以上のように、液体燃料の温度Ｔが低温時、例えば内燃機関１００の冷間始動時などにおいて、燃料噴射弁６から噴射された燃料の微粒化を図るとともに、燃料の燃焼の促進を図ることができるので、内燃機関１００の始動性を著しく向上することができる。また、内燃機関１００の始動時におけるエミッションの悪化を抑制することができる。

また、処理部８２のバブル発生制御部８５は、燃料噴射弁６から噴射される液体燃料の温度Ｔが所定値Ｔ１を超えると判断すると、切替弁４４により気体導入通路４３に流入する気体が空気となるように切り替える（ステップＳＴ２０６）。具体的には、このバブル発生制御部８５は、切替弁４４に切替信号を出力し、この切替弁４４を通過する気体が空気となるように切り替える。

次に、処理部８２のバブル発生制御部８５は、マイクロバブル発生装置４を作動する（ステップＳＴ２０７）。具体的には、バブル発生制御部８５は、気体導入制御弁４２を開弁し、空気をバブル発生部４１ａに供給する。このバブル発生部４１ａに供給された空気からマイクロバブルＭが生成され、液体燃料に混入される（図５参照）。

空気から構成されるマイクロバブルＭが混入された液体燃料は、燃料噴射弁６に供給され、この燃料噴射弁６から吸気ポート１０１に噴射される。燃料噴射弁６から噴射された液体燃料には、マイクロバブルＭが混入されているため、このマイクロバブルＭも減圧沸騰し、破裂する。これにより、燃料噴射弁６から噴射された燃料の微粒化を図ることができる。以上のように、液体燃料の温度Ｔが低温時でなくても、燃料噴射弁６から噴射された燃料の微粒化を図ることができる。従って、内燃機関１００の出力や燃費などを向上することができる。また、エミッションの悪化を抑制することができる。

なお、上記実施例１，２では、燃料温度取得部８４は、燃料温度センサ７４が検出した液体燃料の温度Ｔを取得するが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、内燃機関１００が搭載されている車両外の気温を検出し、この気温に基づいて液体燃料の温度を予測しても良い。また、内燃機関１００を循環する冷媒の温度を検出し、この冷媒の温度に基づいて液体燃料の温度を予測しても良い。

以上のように、この発明にかかる燃料供給装置は、燃料噴射弁により液体燃料を噴射する燃料供給装置に有用であり、特に、燃料噴射弁から噴射された燃料の微粒化を図るのに適している。

この発明にかかる燃料供給装置の構成例を示す図である。 マイクロバブル発生装置の構成例を示す図である。 マイクロバブル発生装置の要部拡大断面図（図２−１のＤ−Ｄ断面図）である。 超音波発生装置の構成例を示す図である。 マイクロバブルの状態説明図（図３−１のＦ部分拡大図）である。 実施例１にかかる燃料供給装置の制御フローを示す図である。 マイクロバブル発生装置の他の構成例を示す図である。 実施例２にかかる燃料供給装置の制御フローを示す図である。

符号の説明

１ 燃料供給装置
２ 燃料タンク
３ 燃料ポンプ
４ マイクロバブル発生装置（マイクロバブル発生手段）
４１ バブル発生本体
４１ａ バブル発生部
４２ 気体導入制御弁
４３ 気体導入通路
４４ 切替弁
５ 超音波発生装置（超音波発生手段）
５１ 超音波照射通路
５２ 発振器
５３ 発振回路
６ 燃料噴射弁
７１〜７３ 燃料供給通路
７４ 燃料温度センサ
８ 燃料供給制御装置
８１ 入出力部
８２ 処理部
８３ 記憶部
８４ 燃料温度取得部（燃料温度取得手段）
８５ バブル発生制御部
８６ 超音波発生制御部

Claims (4)

1. 燃料噴射弁から液体燃料を少なくとも筒内あるいは吸気ポート内のいずれか一方に噴射することで内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置において、
   マイクロバブルを発生するマイクロバブル発生手段および前記マイクロバブル発生手段により発生したマイクロバブルを構成する気体に応じて超音波を発生する超音波発生手段を備え、
   前記内燃機関の運転状態に応じて、前記発生したマイクロバブルを前記燃料噴射弁に供給される液体燃料に混入するとともに、当該マイクロバブルが混入された液体燃料に超音波を照射することを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記液体燃料の温度を取得する燃料温度取得手段をさらに備え、
   前記取得された液体燃料の温度が所定値以下であると、前記マイクロバブル発生手段により前記マイクロバブルを発生させ、前記超音波発生手段により超音波を発生させることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記マイクロバブル発生手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて、前記燃料噴射弁に供給される液体燃料に混入するマイクロバブルの気体の種類を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料供給装置。
4. 前記発生するマイクロバブルの気体の種類は、少なくとも一種類が他の種類よりも前記液体燃料の燃焼を促進する気体であり、
   前記マイクロバブル発生手段は、前記取得された液体燃料の温度が所定値以下であると、前記発生するマイクロバブルの気体の種類を前記液体燃料の燃焼を促進する気体に変更することを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。

Images