燃料供給制御装置および燃料供給制御方法
【課題】燃料タンク内のバイオ燃料の酸化劣化を抑制することが可能な内燃機関の燃料供給制御装置および燃料供給制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】燃料４を貯留する燃料タンク１１と、燃料４中のバイオ燃料濃度を検出するバイオ燃料濃度センサ７１と、燃料タンク１１内の燃料の温度を検出する燃料温度センサ７３と、大気温度を検出する大気温度センサ６１とを備え、ＥＣＵ２は、バイオ燃料濃度が閾値ＴＨ２以上で、かつ、燃料タンク１１内の燃料４の温度と大気温度の差分が閾値ＴＨ３以上である場合に、燃料タンク１１内に大気を供給して、燃料４を冷却して、その酸化劣化を防止する。
【解決手段】燃料４を貯留する燃料タンク１１と、燃料４中のバイオ燃料濃度を検出するバイオ燃料濃度センサ７１と、燃料タンク１１内の燃料の温度を検出する燃料温度センサ７３と、大気温度を検出する大気温度センサ６１とを備え、ＥＣＵ２は、バイオ燃料濃度が閾値ＴＨ２以上で、かつ、燃料タンク１１内の燃料４の温度と大気温度の差分が閾値ＴＨ３以上である場合に、燃料タンク１１内に大気を供給して、燃料４を冷却して、その酸化劣化を防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給制御装置および燃料供給制御方法に関し、詳細には、バイオ燃料を使用可能なディーゼル機関の燃料供給制御装置において、燃料タンク内のバイオ燃料の酸化劣化を防止することが可能な燃料供給制御装置および燃料供給制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー対策や環境対策等の観点から、ガソリンや軽油等の標準燃料に対する代替燃料としてアルコールや、菜種やパームから作られるバイオ燃料等の含酸素燃料も注目されており、これらの燃料を使用可能な内燃機関の開発も要請されている。
【０００３】
特に、バイオ燃料であるバイオ軽油（たとえば、ＲＭＥ：菜種油メチルエステル、廃食油等）は、ディーゼルエンジン用の燃料として着目されている。しかしながら、このバイオ軽油は、標準軽油に比べて酸化劣化し易い燃料であり、時間経過とともに酸化劣化し易い。特に、高温条件下や高濃度条件下で酸化劣化し易いという特徴がある。自動車の場合、燃料が酸素に接触するのは主として燃料タンクである。したがって、燃料タンクでの保管状態が酸化劣化に重大な影響を与える。
【０００４】
酸化劣化した燃料がディーゼルエンジンに使用されると、その燃料系装置の金属部品（たとえば、コモンレールやサプライポンプ、インジェクタの金属部品）に対して腐食作用があり、そのメッキ等も腐食させるため、インジェクタ等が作動不良や燃料漏れを起こす虞がある。
【０００５】
したがって、かかるバイオ燃料を単体で、あるいは標準軽油に混合してディーゼルエンジンに用いる場合、その燃料性状に基づいて燃料の酸化劣化を抑制する必要があるが、バイオ燃料の酸化劣化を抑制する方法は何ら提案されていない。
【０００６】
関連する技術として、例えば、特許文献１では、ディーゼル機関において、アルコール混合燃料が酸化劣化すると鋼板製の燃料容器の腐食が進行するため、鋼版の表層に高耐食制加工処理を施す技術が開示されている。
【０００７】
しかしながら、同文献の方法では、高耐食性加工処理にコストがかかるという問題がある。また、燃料タンク内のバイオ燃料の酸化劣化を抑制する方法を何ら提案していない。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１９７０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、燃料タンク内のバイオ燃料の酸化劣化を抑制することが可能な内燃機関の燃料供給制御装置および燃料供給制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を解決して、本発明の目的を達成するために、本発明は、バイオ燃料を含む燃料を使用可能なディーゼル機関の燃料供給制御装置において、前記燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料中のバイオ燃料濃度を検出するバイオ燃料濃度検出手段と、前記燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と、大気温度を検出する大気温度検出手段と、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出されたバイオ燃料濃度が第１の閾値以上で、かつ、前記燃料温度検出手段で検出された燃料タンク内の燃料の温度と前記大気温度検出手段で検出された大気温度の差分が第２の閾値以上である場合に、前記燃料タンク内に大気を供給して、前記燃料を冷却する燃料冷却手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、車速を検出する車速検出手段を備え、前記燃料冷却手段は、前記車速が第３の閾値以上の場合に、前記燃料タンク内に前記大気を供給して、前記燃料を冷却することが望ましい。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記燃料タンク内の空気量を検出する空気量検出手段を備え、前記燃料冷却手段は、前記空気量検出手段で検出された燃料タンク内の空気量が第４の閾値以上の場合に、前記燃料タンク内に前記大気を供給して、前記燃料を冷却することが望ましい。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記燃料冷却手段は、前記燃料タンク内に大気を導入する第１の通路と、前記第１の通路に配置された大気導入弁と、前記燃料タンク内の空気を排出する第２の通路と、前記第２の通路に配置された大気開放弁と、前記大気導入弁および前記大気開放弁の開閉動作を制御する制御手段とを含み、前記制御手段は、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出されたバイオ燃料濃度が第１の閾値以上で、かつ、前記燃料温度検出手段で検出された燃料タンク内の燃料の温度と前記大気温度検出手段で検出された大気温度の差分が第２の閾値以上である場合に、前記大気導入弁と前記大気開放弁を開弁させて、前記燃料タンク内に大気を供給して前記燃料を冷却することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１の通路は、前記ディーゼル機関の燃焼室に空気を導入する吸気通路に接続されており、前記吸気通路の吸入空気を、前記第１の通路を介して、前記燃料タンク内に供給することが望ましい。
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、バイオ燃料を含む燃料を使用可能な内燃機関の燃料供給制御方法において、燃料タンク内の燃料のバイオ燃料濃度を検出するバイオ燃料濃度検出工程と、前記燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度検出工程と、大気温度を検出する大気温度検出工程と、前記検出されたバイオ燃料濃度が第１の閾値以上で、かつ、前記燃料タンク内の燃料の温度と前記大気温度の差分が第２の閾値以上である場合に、前記燃料タンク内に前記大気を供給して、前記燃料を冷却する燃料冷却工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る燃料供給制御装置によれば、バイオ燃料を含む燃料を使用可能なディーゼル機関の燃料供給制御装置において、前記燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料中のバイオ燃料濃度を検出するバイオ燃料濃度検出手段と、前記燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と、大気温度を検出する大気温度検出手段と、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出されたバイオ燃料濃度が第１の閾値以上で、かつ、前記燃料温度検出手段で検出された燃料タンク内の燃料の温度と前記大気温度検出手段で検出された大気温度の差分が第２の閾値以上である場合に、前記燃料タンク内に大気を供給して、前記燃料を冷却する燃料冷却手段と、を備えているので、燃料タンク内のバイオ燃料の酸化劣化を抑制することが可能な内燃機関の燃料供給制御装置を提供することが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、こ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または実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例１に係る燃料供給制御装置を適用した内燃機関システムの概略構成を示している。この内燃機関システム１は、コモンレール方式の燃料噴射装置およびターボチャージャ５を備えるディーゼル機関システムとなっており、車両に走行用動力源として搭載されるものである。この内燃機関システム１は、図１に示すように、ＥＣＵ２、燃料供給系１０、燃焼室２０、吸気系３０、排気系５０、および燃料冷却系６０等を主要部として構成されている。
【００１９】
燃料供給系１０は、燃料タンク１１、メイン燃料通路Ｐ０、メイン燃料通路Ｐ０を通過する燃料４の不純物を除去する燃料フィルタ１２、燃料ポンプ１４、コモンレール１５、燃料噴射弁１６、還元剤添加弁１７、機関燃料通路Ｐ１、および添加燃料通路Ｐ２等を備えて構成されている。
【００２０】
燃料タンク１１は、燃料４を貯留するためのものである。燃料４は、例えば、バイオ燃料（例えば、菜種油、大豆油、パーム油等）混合軽油である。なお、使用されるバイオ燃料は、単一種のものとし、例えば、菜種油や大豆油を混合して使用しないものとする。燃料タンク１１には、バイオ燃料濃度センサ（バイオ燃料濃度検出手段）７１が設けられている。バイオ燃料濃度センサ７１は、燃料４中のバイオ燃料濃度Ｌ（％）を検出して、検出結果をＥＣＵ２に出力する。バイオ燃料濃度センサ７１は、例えば、燃料４を光学的（光の反射率や屈折率）にまたは誘電率等を測定して、燃料４中のバイオ燃料濃度を検出することができる。また、燃料タンク１１には、燃料タンク１１内の燃料４の量を計測する燃料量センサ７２が設けられている。燃料量センサ７２は、燃料タンク１１内の燃料４の量を計測し、計測した燃料量をＥＣＵ２に出力する。さらに、燃料タンク１１には、燃料タンク１１内の燃料４の温度を計測する燃料温度センサ７３が設けられている。燃料温度センサ７３は、燃料タンク１１内の燃料４の温度を計測し、計測した燃料温度をＥＣＵ２に出力する。
【００２１】
燃料ポンプ１４は、燃料タンク１１からメイン燃料通路Ｐ０を介して、燃料４を汲み上げ、機関燃料通路Ｐ１を経てコモンレール１５に供給する。コモンレール１５は、燃料ポンプ１４から供給された燃料４を所定圧力に蓄圧し、各燃料噴射弁１６に分配する。電磁弁である燃料噴射弁１６は、燃焼室２０内に燃料４を噴射供給する。
【００２２】
また、燃料ポンプ１４は、メイン燃料通路Ｐ０に供給される燃料４の一部を、添加燃料通路Ｐ２を介して還元剤添加弁１７に供給する。電磁弁である還元剤添加弁１７は、還元剤として機能する燃料４を、適宜量、適宜タイミングで排気系５０のＮＯｘ触媒コンバータ（ＮＳＲ）５１の上流に添加供給する。
【００２３】
吸気系３０は、各燃焼室２０内に供給される吸入空気の通路を形成するものである。吸気系３０を構成する吸気通路Ｐ３には、その最上流部に配設されたエアクリーナー３１から下流側に向けて順に、吸気量を検出するエアーフローセンサ３２、ターボチャージャ５のコンプレッサ５ａ、吸入空気を冷却するインタークーラ３３、吸気量調節用の吸気絞り弁３４が配設されている。
【００２４】
排気系５０は、各燃焼室２０から排出される排気ガスの通路を形成するものである。排気系５０を構成する排気通路Ｐ４には、上流側から順に、上記ターボチャージャ５の排気タービン５ｂ、ＮＯｘ触媒コンバータ（ＮＳＲ：NOx Storage Reduction Catalyst）５１、ＰＭフィルタ（ＤＰＮＦ：Diesel Particulate NOx Redudction Filter）５２、排気中の酸素濃度を検出する空燃比センサ５３、酸化触媒コンバータ５４が配設されている。
【００２５】
ＮＯｘ触媒コンバータ（ＮＳＲ）５１には、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が担持されている。このＮＯｘ触媒は、排気の酸素濃度が高いときに排気中のＮＯｘを吸蔵し、排気の酸素濃度が低いときにその吸蔵したＮＯｘを放出する。またＮＯｘ触媒は、上記ＮＯｘ放出時に、還元剤となる未燃燃料成分がその周囲に十分存在していれば、その放出されたＮＯｘを還元して浄化する。
【００２６】
ＰＭフィルタ（ＤＰＮＦ）５２は、多孔質材料によって形成されており、排気中の煤を主成分とする微粒子（ＰＭ）が捕集されるようになっている。このＰＭフィルタ（ＤＰＮＦ）５２にも、上記ＮＯｘ触媒コンバータ５１と同様に、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が担持されており、排気中のＮＯｘの浄化が行われるようになっている。
【００２７】
酸化触媒コンバータ５４には、酸化触媒が担持されている。この酸化触媒は、排気中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）を酸化して浄化する。
【００２８】
また、内燃機関システム１には、吸気系３０と排気系５０をバイパスし、排気の一部を吸気系３０に戻すＥＧＲ通路Ｐ７が設けられている。ＥＧＲ通路Ｐ７には、排気を冷却するためのＥＧＲクーラ５６と、排気流量を調整するＥＧＲ弁５７とが設けられている。
【００２９】
燃料冷却系６０は、燃料タンク１１内の燃料４を冷却するためのものであり、燃料タンク１１内に大気（空気）を導入する大気導入通路（第１の通路）Ｐ５と、燃料タンク１１内の空気を外部に排出する大気開放通路（第２の通路）Ｐ６を形成している。大気導入通路Ｐ５は、燃料タンク１１に連通しており、上流側から順に、大気温度を計測する大気温度センサ６１、エアクリーナー６２、大気導入用の電磁弁である大気導入弁６３が配設されている。大気温度センサ６１は、大気温度を検出して、ＥＣＵ２に出力する。大気導入弁６３の開閉動作はＥＣＵ２によって制御される。大気開放通路Ｐ６は、燃料タンク１１に連通しており、上流側から順に、大気開放用の電磁弁である大気開放弁６４およびキャニスタ６５が配置されている。大気開放弁６４の開閉動作はＥＣＵ２によって制御される。キャニスタ６５は、吸着材が充填されており、蒸発燃料を吸着材で吸着する。
【００３０】
ＥＣＵ２は、内燃機関システム１の各種制御を実行する。ＥＣＵ２は、機関制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵと、その制御に必要な制御プログラムやデータ等が記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時的に記憶されるＲＡＭや不揮発性メモリ等からなるメモリと、および外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。
【００３１】
ＥＣＵ２の入力ポートには、上述した各センサに加え、機関回転速度を検出するＮＥセンサ（不図示）やアクセル操作量を検出するアクセルセンサ（不図示）、吸気絞り弁３４の開度を検出する絞り弁センサ（不図示）、車速センサ（車速検出手段）８０等が接続されている。またＥＣＵ２の出力ポートには、吸気絞り弁３４、ＥＧＲ弁５７、燃料噴射弁１６、還元剤添加弁１７、大気導入弁６３、大気開放弁６４等の駆動回路が接続されている。
【００３２】
ＥＣＵ２は、上記各センサから入力される検出信号より把握される機関運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各機器類の駆動回路に指令信号を出力する。このようにして、ＥＣＵ２は、上記吸気絞り弁３４の開度制御、上記ＥＧＲ弁５７の開度制御に基づくＥＧＲ制御、上記燃料噴射弁１６からの燃料噴射量、燃料噴射時期、及び燃料噴射圧の制御、ＰＭ再生等の各種制御を実行する。また、ＥＣＵ２は、車速センサ８０により検出された車速を受信する。また、ＥＣＵ２は、燃料量センサ７２で計測された燃料タンク１１内の燃料量に基づいて、燃料タンク１１内の空気量を算出する空気量検出手段として機能する。
【００３３】
さらに、ＥＣＵ２は、燃料タンク１１内の燃料４の酸化を防止するために、燃料タンク１１内に大気を供給して燃料４を冷却する燃料冷却処理（図２参照）を実行する。具体的には、ＥＣＵ２は、バイオ燃料濃度が閾値ＴＨ２（第１の閾値）以上で、かつ、燃料タンク１１内の燃料４の温度と大気温度の差分が閾値ＴＨ３（第２の閾値）以上である場合に、燃料冷却系６０（大気導入弁６３および大気開放弁６４）を制御して、燃料タンク１１内に大気を供給して燃料４を冷却する。ＥＣＵ２および燃料冷却系６０は、燃料冷却手段として機能する。
【００３４】
図２は、上記構成の内燃機関システム１のＥＣＵ２により実行される燃料冷却処理を説明するためのフローチャートである。
【００３５】
同図において、ＩＧがＯＮされると、ＥＣＵ２は、まず、車速≧閾値ＴＨ１（第３の閾値）であるか否かを判断する（ステップＳ１）。燃料冷却系６０において空気流を好適に形成するためには、車両が一定速度以上で走行する必要があるためである。ＥＣＵ２は、車速≧閾値ＴＨ１である場合には（ステップＳ１の「Ｙｅｓ」）、バイオ燃料濃度センサ７１で検出したバイオ燃料濃度Ｌ（％）を取り込み、バイオ燃料濃度Ｌ（％）≧閾値ＴＨ２（第１の閾値：例えば、４０％）であるか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００３６】
バイオ燃料濃度Ｌ（％）≧閾値ＴＨ２でない場合には（ステップＳ２の「Ｎｏ」）、ステップＳ１に戻る。他方、バイオ燃料濃度Ｌ（％）≧閾値ＴＨ２である場合には（ステップＳ２の「Ｙｅｓ」）、ＥＣＵ２は、大気温度センサ６１で検出した大気温度ＴＡおよび燃料温度センサ７３で検出した燃料温度ＴＦを取り込み、燃料温度ＴＦと大気温度ＴＡとの差分Ｓ＝（燃料温度ＴＦ−大気温度ＴＡ）≧閾値ＴＨ３（第２の閾値：例えば、４０℃）であるか否かを判断する（ステップＳ３）。ここで、燃料温度ＴＦと大気温度ＴＡの差分Ｓを判定しているのは、燃料温度ＴＦと大気温度ＴＡの差分が小さい場合には、大気による燃料冷却効果が少ないからである。
【００３７】
差分Ｓ≧閾値ＴＨ３でない場合には（ステップＳ３の「Ｎｏ」）、ステップＳ１に戻る。他方、差分Ｓ≧閾値ＴＨ３である場合には（ステップＳ３の「Ｙｅｓ」）、ＥＣＵ２は、燃料量センサ７２で検出した燃料量を取り込み、燃料量に基づいて、燃料タンク１１内の空気量（空気層の容量）ＶＡ（Ｌ）を算出する（ステップＳ４）。
【００３８】
ＥＣＵ２は、空気量ＶＡ（Ｌ）≧閾値ＴＨ４（第４の閾値）であるか否かを判定する（ステップＳ５）。例えば、燃料タンク１１の容量が６０Ｌの場合に、空気量１０Ｌ（閾値ＴＨ４）以上（燃料の量５０Ｌ以下）とすることができる。燃料タンク１１内の空気量が一定量以上ないと大気による燃料冷却効果が少ないからである。空気量ＶＡ（Ｌ）≧閾値ＴＨ４でない場合には（ステップＳ５の「Ｎｏ」）、ステップＳ１に戻る。
【００３９】
空気量ＶＡ（Ｌ）≧閾値ＴＨ４である場合には（ステップＳ５の「Ｙｅｓ」）、ＥＣＵ２は、ＩＧがＯＦＦされていない場合に（ステップＳ６の「Ｎｏ」）、大気導入弁６３および大気開放弁６４を開弁する（ステップＳ７）。これにより、大気（空気）が外部から大気導入通路Ｐ５に導入され、燃料タンク１１内を通過して、大気開放通路Ｐ６から外部に排出され、燃料タンク１１内の燃料が大気により冷却される。
【００４０】
ＥＣＵ２は、大気導入弁６３および大気開放弁６４を開弁した後、所定時間が経過した場合に（ステップＳ８）、燃料温度ＴＦの変化ΔＴ≦閾値ＴＨ５であるか否かを判定する（ステップＳ９）。ステップＳ８で所定時間をカウントしているのは、大気導入後に、直ちに燃料４の冷却効果がでないので、所定時間経過後に、燃料温度ＴＦの変化ΔＴを判定している。
【００４１】
燃料温度ＴＦの変化ΔＴ≦閾値ＴＨ５となった場合（ステップＳ９の「Ｙｅｓ」）、すなわち、燃料４の冷却効果が小さくなった場合には、大気導入弁６３および大気開放弁６４を閉弁する（ステップＳ１０）。つづいて、ＥＣＵ２は、ＩＧがＯＦＦされたか否かを判定し（ステップＳ１１）、ＩＧがＯＦＦされた場合には（ステップＳ１１の「Ｙｅｓ」）、当該フローを終了し、ＩＧがＯＦＦされていない場合には（ステップＳ１１の「Ｎｏ」）、ステップＳ１に戻り、同様の処理を実行する。
【００４２】
以上説明したように、実施例１によれば、燃料４を貯留する燃料タンク１１と、燃料４中のバイオ燃料濃度Ｌを検出するバイオ燃料濃度センサ７１と、燃料タンク１１内の燃料４の温度を検出する燃料温度センサ７３と、大気温度を検出する大気温度センサ６１とを備え、ＥＣＵ２は、バイオ燃料濃度Ｌが閾値ＴＨ２（第１の閾値）以上で、かつ、燃料タンク１１内の燃料４の温度と大気温度と差分が閾値ＴＨ３（第２の閾値）以上である場合に、燃料タンク１１内に大気を供給して、燃料４を冷却することとしたので、燃料タンク１１内の燃料４を冷却して、バイオ燃料の酸化を防止することが可能となる。
【００４３】
また、実施例１によれば、ＥＣＵ２は、車速が閾値ＴＨ１（第３の閾値）以上の場合に、燃料タンク１１内に大気を供給して、燃料４を冷却することとしたので、燃料冷却系６０において、燃料タンク１１内の燃料４を冷却するための好適な空気流を形成することが可能となる。
【００４４】
また、実施例１によれば、燃料量センサ７２で燃料タンク１１内の燃料量を検出し、ＥＣＵ２は、検出した燃料量に基づいて、燃料タンク１１内の空気量を算出し、燃料タンク１１内の空気量が閾値ＴＨ４（第４の閾値）以上の場合に、燃料タンク１１内に大気を供給して、燃料４を冷却することとしたので、効率的に燃料タンク１１内の燃料４を冷却することが可能となる。
【００４５】
また、実施例１によれば、燃料冷却系６０は、燃料タンク１１内に空気を導入するための大気導入通路Ｐ５（第１の通路）と、当該大気導入通路Ｐ５に配置された大気導入弁６３と、燃料タンク１１内の空気を排出するための大気開放通路Ｐ６（第２の通路）と、当該大気開放通路Ｐ６に配置された大気開放弁６４とを備え、ＥＣＵ２は、燃料冷却処理では、大気導入弁６３と大気開放弁６４を開弁して、燃料タンク１１内の燃料４を冷却することとしたので、簡単かつ低コストな構成で、燃料タンク１１内の燃料４を冷却することが可能となる。
【実施例２】
【００４６】
図３を参照して、本発明の実施例２に係る燃料供給制御装置を適用した内燃機関システムの概略構成を示している。図３において、図１と同等機能を有する部位には、同一符号を付して共通する部分の説明は省略する。実施例１では、吸気系３０と燃料冷却系６０の空気導入口を別々に形成している。これに対して、実施例２では、吸気系３０と燃料冷却系６０の空気導入口を共通にして、吸気通路Ｐ３をインタークーラ３３の下流側で分岐させて、大気導入通路Ｐ５を形成する。さらに、吸気通路Ｐ３の空気導入口に大気温度センサ６１を配置する。
【００４７】
実施例２によれば、燃料冷却系６０を構成する大気導入通路Ｐ５を吸気系３０の吸気通路Ｐ３に接続し、吸気通路Ｐ３の吸入空気を、大気導入通路Ｐ５を介して、燃料タンク１１内に供給することとしたので、大気導入通路Ｐ５にエアクリーナーを設ける必要がなくなり、また、燃料冷却系６０を簡素な構成とすることが可能となり、より簡単かつ低コストな構成で燃料タンク１１内の燃料４を冷却することが可能となる。
【００４８】
また、上記実施例１、２では、燃料４としてバイオ燃料混合軽油を使用したが、本発明はこれに限られるものではなく、バイオ燃料単体の場合（バイオ燃料１００％、軽油０％）、軽油単体の場合（バイオ燃料０％、軽油１００％）、バイオ燃料を含む他の燃料にも適用可能である。
【００４９】
また、上記実施例１、２では、燃料４のバイオ燃料濃度を測定する場合に、バイオ燃料濃度センサ７１を使用することにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、既存のセンサ（例えば、空燃比センサ５３）を使用して、バイオ燃料濃度を検出することにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る燃料供給制御装置および燃料供給制御方法は、燃料タンク内のバイオ燃料の酸化劣化を抑制する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例１に係る燃料供給制御装置を適用した内燃機関システムの概略構成を示す図である。
【図２】内燃機関システム１のＥＣＵ２により実行される燃料冷却処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の実施例２に係るディーゼル機関の燃料供給制御装置を適用した内燃機関システムの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 内燃機関システム
２ ＥＣＵ
４ 燃料
５ ターボチャージャ
５ａ コンプレッサ
５ｂ 排気タービン
１０ 燃料供給系
１１ 燃料タンク
１２ 燃料フィルタ
１４ 燃料ポンプ
１５ コモンレール
１６ 燃料噴射弁
１７ 還元剤添加弁
２０ 燃焼室
３０ 吸気系
３１ エアクリーナー
３２ エアーフローセンサ
３３ インタークーラ
３４ 吸気絞り弁
５０ 排気系
５１ ＮＯｘ触媒コンバータ（ＮＳＲ）
５２ ＰＭフィルタ（ＤＰＮＦ）
５３ 空燃比センサ
５４ 酸化触媒コンバータ
５６ ＥＧＲクーラ
５７ ＥＧＲ弁
６０ 燃料冷却系
６１ 大気温度センサ
６２ エアクリーナー
６３ 大気導入弁
６４ 大気開放弁
６５ キャニスタ
７１ バイオ燃料濃度センサ
７２ 燃料量センサ
７３ 燃料温度センサ
８０ 車速センサ
Ｐ０ メイン燃料通路
Ｐ１ 機関燃料通路
Ｐ２ 添加燃料通路
Ｐ３ 吸気通路
Ｐ４ 排気通路
Ｐ５ 大気導入通路（第１の通路）
Ｐ６ 大気開放通路（第２の通路）
Ｐ７ ＥＧＲ通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給制御装置および燃料供給制御方法に関し、詳細には、バイオ燃料を使用可能なディーゼル機関の燃料供給制御装置において、燃料タンク内のバイオ燃料の酸化劣化を防止することが可能な燃料供給制御装置および燃料供給制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー対策や環境対策等の観点から、ガソリンや軽油等の標準燃料に対する代替燃料としてアルコールや、菜種やパームから作られるバイオ燃料等の含酸素燃料も注目されており、これらの燃料を使用可能な内燃機関の開発も要請されている。
【０００３】
特に、バイオ燃料であるバイオ軽油（たとえば、ＲＭＥ：菜種油メチルエステル、廃食油等）は、ディーゼルエンジン用の燃料として着目されている。しかしながら、このバイオ軽油は、標準軽油に比べて酸化劣化し易い燃料であり、時間経過とともに酸化劣化し易い。特に、高温条件下や高濃度条件下で酸化劣化し易いという特徴がある。自動車の場合、燃料が酸素に接触するのは主として燃料タンクである。したがって、燃料タンクでの保管状態が酸化劣化に重大な影響を与える。
【０００４】
酸化劣化した燃料がディーゼルエンジンに使用されると、その燃料系装置の金属部品（たとえば、コモンレールやサプライポンプ、インジェクタの金属部品）に対して腐食作用があり、そのメッキ等も腐食させるため、インジェクタ等が作動不良や燃料漏れを起こす虞がある。
【０００５】
したがって、かかるバイオ燃料を単体で、あるいは標準軽油に混合してディーゼルエンジンに用いる場合、その燃料性状に基づいて燃料の酸化劣化を抑制する必要があるが、バイオ燃料の酸化劣化を抑制する方法は何ら提案されていない。
【０００６】
関連する技術として、例えば、特許文献１では、ディーゼル機関において、アルコール混合燃料が酸化劣化すると鋼板製の燃料容器の腐食が進行するため、鋼版の表層に高耐食制加工処理を施す技術が開示されている。
【０００７】
しかしながら、同文献の方法では、高耐食性加工処理にコストがかかるという問題がある。また、燃料タンク内のバイオ燃料の酸化劣化を抑制する方法を何ら提案していない。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１９７０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、燃料タンク内のバイオ燃料の酸化劣化を抑制することが可能な内燃機関の燃料供給制御装置および燃料供給制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を解決して、本発明の目的を達成するために、本発明は、バイオ燃料を含む燃料を使用可能なディーゼル機関の燃料供給制御装置において、前記燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料中のバイオ燃料濃度を検出するバイオ燃料濃度検出手段と、前記燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と、大気温度を検出する大気温度検出手段と、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出されたバイオ燃料濃度が第１の閾値以上で、かつ、前記燃料温度検出手段で検出された燃料タンク内の燃料の温度と前記大気温度検出手段で検出された大気温度の差分が第２の閾値以上である場合に、前記燃料タンク内に大気を供給して、前記燃料を冷却する燃料冷却手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、車速を検出する車速検出手段を備え、前記燃料冷却手段は、前記車速が第３の閾値以上の場合に、前記燃料タンク内に前記大気を供給して、前記燃料を冷却することが望ましい。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記燃料タンク内の空気量を検出する空気量検出手段を備え、前記燃料冷却手段は、前記空気量検出手段で検出された燃料タンク内の空気量が第４の閾値以上の場合に、前記燃料タンク内に前記大気を供給して、前記燃料を冷却することが望ましい。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記燃料冷却手段は、前記燃料タンク内に大気を導入する第１の通路と、前記第１の通路に配置された大気導入弁と、前記燃料タンク内の空気を排出する第２の通路と、前記第２の通路に配置された大気開放弁と、前記大気導入弁および前記大気開放弁の開閉動作を制御する制御手段とを含み、前記制御手段は、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出されたバイオ燃料濃度が第１の閾値以上で、かつ、前記燃料温度検出手段で検出された燃料タンク内の燃料の温度と前記大気温度検出手段で検出された大気温度の差分が第２の閾値以上である場合に、前記大気導入弁と前記大気開放弁を開弁させて、前記燃料タンク内に大気を供給して前記燃料を冷却することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１の通路は、前記ディーゼル機関の燃焼室に空気を導入する吸気通路に接続されており、前記吸気通路の吸入空気を、前記第１の通路を介して、前記燃料タンク内に供給することが望ましい。
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、バイオ燃料を含む燃料を使用可能な内燃機関の燃料供給制御方法において、燃料タンク内の燃料のバイオ燃料濃度を検出するバイオ燃料濃度検出工程と、前記燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度検出工程と、大気温度を検出する大気温度検出工程と、前記検出されたバイオ燃料濃度が第１の閾値以上で、かつ、前記燃料タンク内の燃料の温度と前記大気温度の差分が第２の閾値以上である場合に、前記燃料タンク内に前記大気を供給して、前記燃料を冷却する燃料冷却工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る燃料供給制御装置によれば、バイオ燃料を含む燃料を使用可能なディーゼル機関の燃料供給制御装置において、前記燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料中のバイオ燃料濃度を検出するバイオ燃料濃度検出手段と、前記燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と、大気温度を検出する大気温度検出手段と、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出されたバイオ燃料濃度が第１の閾値以上で、かつ、前記燃料温度検出手段で検出された燃料タンク内の燃料の温度と前記大気温度検出手段で検出された大気温度の差分が第２の閾値以上である場合に、前記燃料タンク内に大気を供給して、前記燃料を冷却する燃料冷却手段と、を備えているので、燃料タンク内のバイオ燃料の酸化劣化を抑制することが可能な内燃機関の燃料供給制御装置を提供することが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、こ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または実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例１に係る燃料供給制御装置を適用した内燃機関システムの概略構成を示している。この内燃機関システム１は、コモンレール方式の燃料噴射装置およびターボチャージャ５を備えるディーゼル機関システムとなっており、車両に走行用動力源として搭載されるものである。この内燃機関システム１は、図１に示すように、ＥＣＵ２、燃料供給系１０、燃焼室２０、吸気系３０、排気系５０、および燃料冷却系６０等を主要部として構成されている。
【００１９】
燃料供給系１０は、燃料タンク１１、メイン燃料通路Ｐ０、メイン燃料通路Ｐ０を通過する燃料４の不純物を除去する燃料フィルタ１２、燃料ポンプ１４、コモンレール１５、燃料噴射弁１６、還元剤添加弁１７、機関燃料通路Ｐ１、および添加燃料通路Ｐ２等を備えて構成されている。
【００２０】
燃料タンク１１は、燃料４を貯留するためのものである。燃料４は、例えば、バイオ燃料（例えば、菜種油、大豆油、パーム油等）混合軽油である。なお、使用されるバイオ燃料は、単一種のものとし、例えば、菜種油や大豆油を混合して使用しないものとする。燃料タンク１１には、バイオ燃料濃度センサ（バイオ燃料濃度検出手段）７１が設けられている。バイオ燃料濃度センサ７１は、燃料４中のバイオ燃料濃度Ｌ（％）を検出して、検出結果をＥＣＵ２に出力する。バイオ燃料濃度センサ７１は、例えば、燃料４を光学的（光の反射率や屈折率）にまたは誘電率等を測定して、燃料４中のバイオ燃料濃度を検出することができる。また、燃料タンク１１には、燃料タンク１１内の燃料４の量を計測する燃料量センサ７２が設けられている。燃料量センサ７２は、燃料タンク１１内の燃料４の量を計測し、計測した燃料量をＥＣＵ２に出力する。さらに、燃料タンク１１には、燃料タンク１１内の燃料４の温度を計測する燃料温度センサ７３が設けられている。燃料温度センサ７３は、燃料タンク１１内の燃料４の温度を計測し、計測した燃料温度をＥＣＵ２に出力する。
【００２１】
燃料ポンプ１４は、燃料タンク１１からメイン燃料通路Ｐ０を介して、燃料４を汲み上げ、機関燃料通路Ｐ１を経てコモンレール１５に供給する。コモンレール１５は、燃料ポンプ１４から供給された燃料４を所定圧力に蓄圧し、各燃料噴射弁１６に分配する。電磁弁である燃料噴射弁１６は、燃焼室２０内に燃料４を噴射供給する。
【００２２】
また、燃料ポンプ１４は、メイン燃料通路Ｐ０に供給される燃料４の一部を、添加燃料通路Ｐ２を介して還元剤添加弁１７に供給する。電磁弁である還元剤添加弁１７は、還元剤として機能する燃料４を、適宜量、適宜タイミングで排気系５０のＮＯｘ触媒コンバータ（ＮＳＲ）５１の上流に添加供給する。
【００２３】
吸気系３０は、各燃焼室２０内に供給される吸入空気の通路を形成するものである。吸気系３０を構成する吸気通路Ｐ３には、その最上流部に配設されたエアクリーナー３１から下流側に向けて順に、吸気量を検出するエアーフローセンサ３２、ターボチャージャ５のコンプレッサ５ａ、吸入空気を冷却するインタークーラ３３、吸気量調節用の吸気絞り弁３４が配設されている。
【００２４】
排気系５０は、各燃焼室２０から排出される排気ガスの通路を形成するものである。排気系５０を構成する排気通路Ｐ４には、上流側から順に、上記ターボチャージャ５の排気タービン５ｂ、ＮＯｘ触媒コンバータ（ＮＳＲ：NOx Storage Reduction Catalyst）５１、ＰＭフィルタ（ＤＰＮＦ：Diesel Particulate NOx Redudction Filter）５２、排気中の酸素濃度を検出する空燃比センサ５３、酸化触媒コンバータ５４が配設されている。
【００２５】
ＮＯｘ触媒コンバータ（ＮＳＲ）５１には、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が担持されている。このＮＯｘ触媒は、排気の酸素濃度が高いときに排気中のＮＯｘを吸蔵し、排気の酸素濃度が低いときにその吸蔵したＮＯｘを放出する。またＮＯｘ触媒は、上記ＮＯｘ放出時に、還元剤となる未燃燃料成分がその周囲に十分存在していれば、その放出されたＮＯｘを還元して浄化する。
【００２６】
ＰＭフィルタ（ＤＰＮＦ）５２は、多孔質材料によって形成されており、排気中の煤を主成分とする微粒子（ＰＭ）が捕集されるようになっている。このＰＭフィルタ（ＤＰＮＦ）５２にも、上記ＮＯｘ触媒コンバータ５１と同様に、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒が担持されており、排気中のＮＯｘの浄化が行われるようになっている。
【００２７】
酸化触媒コンバータ５４には、酸化触媒が担持されている。この酸化触媒は、排気中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）を酸化して浄化する。
【００２８】
また、内燃機関システム１には、吸気系３０と排気系５０をバイパスし、排気の一部を吸気系３０に戻すＥＧＲ通路Ｐ７が設けられている。ＥＧＲ通路Ｐ７には、排気を冷却するためのＥＧＲクーラ５６と、排気流量を調整するＥＧＲ弁５７とが設けられている。
【００２９】
燃料冷却系６０は、燃料タンク１１内の燃料４を冷却するためのものであり、燃料タンク１１内に大気（空気）を導入する大気導入通路（第１の通路）Ｐ５と、燃料タンク１１内の空気を外部に排出する大気開放通路（第２の通路）Ｐ６を形成している。大気導入通路Ｐ５は、燃料タンク１１に連通しており、上流側から順に、大気温度を計測する大気温度センサ６１、エアクリーナー６２、大気導入用の電磁弁である大気導入弁６３が配設されている。大気温度センサ６１は、大気温度を検出して、ＥＣＵ２に出力する。大気導入弁６３の開閉動作はＥＣＵ２によって制御される。大気開放通路Ｐ６は、燃料タンク１１に連通しており、上流側から順に、大気開放用の電磁弁である大気開放弁６４およびキャニスタ６５が配置されている。大気開放弁６４の開閉動作はＥＣＵ２によって制御される。キャニスタ６５は、吸着材が充填されており、蒸発燃料を吸着材で吸着する。
【００３０】
ＥＣＵ２は、内燃機関システム１の各種制御を実行する。ＥＣＵ２は、機関制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵと、その制御に必要な制御プログラムやデータ等が記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時的に記憶されるＲＡＭや不揮発性メモリ等からなるメモリと、および外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。
【００３１】
ＥＣＵ２の入力ポートには、上述した各センサに加え、機関回転速度を検出するＮＥセンサ（不図示）やアクセル操作量を検出するアクセルセンサ（不図示）、吸気絞り弁３４の開度を検出する絞り弁センサ（不図示）、車速センサ（車速検出手段）８０等が接続されている。またＥＣＵ２の出力ポートには、吸気絞り弁３４、ＥＧＲ弁５７、燃料噴射弁１６、還元剤添加弁１７、大気導入弁６３、大気開放弁６４等の駆動回路が接続されている。
【００３２】
ＥＣＵ２は、上記各センサから入力される検出信号より把握される機関運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各機器類の駆動回路に指令信号を出力する。このようにして、ＥＣＵ２は、上記吸気絞り弁３４の開度制御、上記ＥＧＲ弁５７の開度制御に基づくＥＧＲ制御、上記燃料噴射弁１６からの燃料噴射量、燃料噴射時期、及び燃料噴射圧の制御、ＰＭ再生等の各種制御を実行する。また、ＥＣＵ２は、車速センサ８０により検出された車速を受信する。また、ＥＣＵ２は、燃料量センサ７２で計測された燃料タンク１１内の燃料量に基づいて、燃料タンク１１内の空気量を算出する空気量検出手段として機能する。
【００３３】
さらに、ＥＣＵ２は、燃料タンク１１内の燃料４の酸化を防止するために、燃料タンク１１内に大気を供給して燃料４を冷却する燃料冷却処理（図２参照）を実行する。具体的には、ＥＣＵ２は、バイオ燃料濃度が閾値ＴＨ２（第１の閾値）以上で、かつ、燃料タンク１１内の燃料４の温度と大気温度の差分が閾値ＴＨ３（第２の閾値）以上である場合に、燃料冷却系６０（大気導入弁６３および大気開放弁６４）を制御して、燃料タンク１１内に大気を供給して燃料４を冷却する。ＥＣＵ２および燃料冷却系６０は、燃料冷却手段として機能する。
【００３４】
図２は、上記構成の内燃機関システム１のＥＣＵ２により実行される燃料冷却処理を説明するためのフローチャートである。
【００３５】
同図において、ＩＧがＯＮされると、ＥＣＵ２は、まず、車速≧閾値ＴＨ１（第３の閾値）であるか否かを判断する（ステップＳ１）。燃料冷却系６０において空気流を好適に形成するためには、車両が一定速度以上で走行する必要があるためである。ＥＣＵ２は、車速≧閾値ＴＨ１である場合には（ステップＳ１の「Ｙｅｓ」）、バイオ燃料濃度センサ７１で検出したバイオ燃料濃度Ｌ（％）を取り込み、バイオ燃料濃度Ｌ（％）≧閾値ＴＨ２（第１の閾値：例えば、４０％）であるか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００３６】
バイオ燃料濃度Ｌ（％）≧閾値ＴＨ２でない場合には（ステップＳ２の「Ｎｏ」）、ステップＳ１に戻る。他方、バイオ燃料濃度Ｌ（％）≧閾値ＴＨ２である場合には（ステップＳ２の「Ｙｅｓ」）、ＥＣＵ２は、大気温度センサ６１で検出した大気温度ＴＡおよび燃料温度センサ７３で検出した燃料温度ＴＦを取り込み、燃料温度ＴＦと大気温度ＴＡとの差分Ｓ＝（燃料温度ＴＦ−大気温度ＴＡ）≧閾値ＴＨ３（第２の閾値：例えば、４０℃）であるか否かを判断する（ステップＳ３）。ここで、燃料温度ＴＦと大気温度ＴＡの差分Ｓを判定しているのは、燃料温度ＴＦと大気温度ＴＡの差分が小さい場合には、大気による燃料冷却効果が少ないからである。
【００３７】
差分Ｓ≧閾値ＴＨ３でない場合には（ステップＳ３の「Ｎｏ」）、ステップＳ１に戻る。他方、差分Ｓ≧閾値ＴＨ３である場合には（ステップＳ３の「Ｙｅｓ」）、ＥＣＵ２は、燃料量センサ７２で検出した燃料量を取り込み、燃料量に基づいて、燃料タンク１１内の空気量（空気層の容量）ＶＡ（Ｌ）を算出する（ステップＳ４）。
【００３８】
ＥＣＵ２は、空気量ＶＡ（Ｌ）≧閾値ＴＨ４（第４の閾値）であるか否かを判定する（ステップＳ５）。例えば、燃料タンク１１の容量が６０Ｌの場合に、空気量１０Ｌ（閾値ＴＨ４）以上（燃料の量５０Ｌ以下）とすることができる。燃料タンク１１内の空気量が一定量以上ないと大気による燃料冷却効果が少ないからである。空気量ＶＡ（Ｌ）≧閾値ＴＨ４でない場合には（ステップＳ５の「Ｎｏ」）、ステップＳ１に戻る。
【００３９】
空気量ＶＡ（Ｌ）≧閾値ＴＨ４である場合には（ステップＳ５の「Ｙｅｓ」）、ＥＣＵ２は、ＩＧがＯＦＦされていない場合に（ステップＳ６の「Ｎｏ」）、大気導入弁６３および大気開放弁６４を開弁する（ステップＳ７）。これにより、大気（空気）が外部から大気導入通路Ｐ５に導入され、燃料タンク１１内を通過して、大気開放通路Ｐ６から外部に排出され、燃料タンク１１内の燃料が大気により冷却される。
【００４０】
ＥＣＵ２は、大気導入弁６３および大気開放弁６４を開弁した後、所定時間が経過した場合に（ステップＳ８）、燃料温度ＴＦの変化ΔＴ≦閾値ＴＨ５であるか否かを判定する（ステップＳ９）。ステップＳ８で所定時間をカウントしているのは、大気導入後に、直ちに燃料４の冷却効果がでないので、所定時間経過後に、燃料温度ＴＦの変化ΔＴを判定している。
【００４１】
燃料温度ＴＦの変化ΔＴ≦閾値ＴＨ５となった場合（ステップＳ９の「Ｙｅｓ」）、すなわち、燃料４の冷却効果が小さくなった場合には、大気導入弁６３および大気開放弁６４を閉弁する（ステップＳ１０）。つづいて、ＥＣＵ２は、ＩＧがＯＦＦされたか否かを判定し（ステップＳ１１）、ＩＧがＯＦＦされた場合には（ステップＳ１１の「Ｙｅｓ」）、当該フローを終了し、ＩＧがＯＦＦされていない場合には（ステップＳ１１の「Ｎｏ」）、ステップＳ１に戻り、同様の処理を実行する。
【００４２】
以上説明したように、実施例１によれば、燃料４を貯留する燃料タンク１１と、燃料４中のバイオ燃料濃度Ｌを検出するバイオ燃料濃度センサ７１と、燃料タンク１１内の燃料４の温度を検出する燃料温度センサ７３と、大気温度を検出する大気温度センサ６１とを備え、ＥＣＵ２は、バイオ燃料濃度Ｌが閾値ＴＨ２（第１の閾値）以上で、かつ、燃料タンク１１内の燃料４の温度と大気温度と差分が閾値ＴＨ３（第２の閾値）以上である場合に、燃料タンク１１内に大気を供給して、燃料４を冷却することとしたので、燃料タンク１１内の燃料４を冷却して、バイオ燃料の酸化を防止することが可能となる。
【００４３】
また、実施例１によれば、ＥＣＵ２は、車速が閾値ＴＨ１（第３の閾値）以上の場合に、燃料タンク１１内に大気を供給して、燃料４を冷却することとしたので、燃料冷却系６０において、燃料タンク１１内の燃料４を冷却するための好適な空気流を形成することが可能となる。
【００４４】
また、実施例１によれば、燃料量センサ７２で燃料タンク１１内の燃料量を検出し、ＥＣＵ２は、検出した燃料量に基づいて、燃料タンク１１内の空気量を算出し、燃料タンク１１内の空気量が閾値ＴＨ４（第４の閾値）以上の場合に、燃料タンク１１内に大気を供給して、燃料４を冷却することとしたので、効率的に燃料タンク１１内の燃料４を冷却することが可能となる。
【００４５】
また、実施例１によれば、燃料冷却系６０は、燃料タンク１１内に空気を導入するための大気導入通路Ｐ５（第１の通路）と、当該大気導入通路Ｐ５に配置された大気導入弁６３と、燃料タンク１１内の空気を排出するための大気開放通路Ｐ６（第２の通路）と、当該大気開放通路Ｐ６に配置された大気開放弁６４とを備え、ＥＣＵ２は、燃料冷却処理では、大気導入弁６３と大気開放弁６４を開弁して、燃料タンク１１内の燃料４を冷却することとしたので、簡単かつ低コストな構成で、燃料タンク１１内の燃料４を冷却することが可能となる。
【実施例２】
【００４６】
図３を参照して、本発明の実施例２に係る燃料供給制御装置を適用した内燃機関システムの概略構成を示している。図３において、図１と同等機能を有する部位には、同一符号を付して共通する部分の説明は省略する。実施例１では、吸気系３０と燃料冷却系６０の空気導入口を別々に形成している。これに対して、実施例２では、吸気系３０と燃料冷却系６０の空気導入口を共通にして、吸気通路Ｐ３をインタークーラ３３の下流側で分岐させて、大気導入通路Ｐ５を形成する。さらに、吸気通路Ｐ３の空気導入口に大気温度センサ６１を配置する。
【００４７】
実施例２によれば、燃料冷却系６０を構成する大気導入通路Ｐ５を吸気系３０の吸気通路Ｐ３に接続し、吸気通路Ｐ３の吸入空気を、大気導入通路Ｐ５を介して、燃料タンク１１内に供給することとしたので、大気導入通路Ｐ５にエアクリーナーを設ける必要がなくなり、また、燃料冷却系６０を簡素な構成とすることが可能となり、より簡単かつ低コストな構成で燃料タンク１１内の燃料４を冷却することが可能となる。
【００４８】
また、上記実施例１、２では、燃料４としてバイオ燃料混合軽油を使用したが、本発明はこれに限られるものではなく、バイオ燃料単体の場合（バイオ燃料１００％、軽油０％）、軽油単体の場合（バイオ燃料０％、軽油１００％）、バイオ燃料を含む他の燃料にも適用可能である。
【００４９】
また、上記実施例１、２では、燃料４のバイオ燃料濃度を測定する場合に、バイオ燃料濃度センサ７１を使用することにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、既存のセンサ（例えば、空燃比センサ５３）を使用して、バイオ燃料濃度を検出することにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る燃料供給制御装置および燃料供給制御方法は、燃料タンク内のバイオ燃料の酸化劣化を抑制する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例１に係る燃料供給制御装置を適用した内燃機関システムの概略構成を示す図である。
【図２】内燃機関システム１のＥＣＵ２により実行される燃料冷却処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の実施例２に係るディーゼル機関の燃料供給制御装置を適用した内燃機関システムの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 内燃機関システム
２ ＥＣＵ
４ 燃料
５ ターボチャージャ
５ａ コンプレッサ
５ｂ 排気タービン
１０ 燃料供給系
１１ 燃料タンク
１２ 燃料フィルタ
１４ 燃料ポンプ
１５ コモンレール
１６ 燃料噴射弁
１７ 還元剤添加弁
２０ 燃焼室
３０ 吸気系
３１ エアクリーナー
３２ エアーフローセンサ
３３ インタークーラ
３４ 吸気絞り弁
５０ 排気系
５１ ＮＯｘ触媒コンバータ（ＮＳＲ）
５２ ＰＭフィルタ（ＤＰＮＦ）
５３ 空燃比センサ
５４ 酸化触媒コンバータ
５６ ＥＧＲクーラ
５７ ＥＧＲ弁
６０ 燃料冷却系
６１ 大気温度センサ
６２ エアクリーナー
６３ 大気導入弁
６４ 大気開放弁
６５ キャニスタ
７１ バイオ燃料濃度センサ
７２ 燃料量センサ
７３ 燃料温度センサ
８０ 車速センサ
Ｐ０ メイン燃料通路
Ｐ１ 機関燃料通路
Ｐ２ 添加燃料通路
Ｐ３ 吸気通路
Ｐ４ 排気通路
Ｐ５ 大気導入通路（第１の通路）
Ｐ６ 大気開放通路（第２の通路）
Ｐ７ ＥＧＲ通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオ燃料を含む燃料を使用可能なディーゼル機関の燃料供給制御装置において、
前記燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料中のバイオ燃料濃度を検出するバイオ燃料濃度検出手段と、
前記燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と、
大気温度を検出する大気温度検出手段と、
前記バイオ燃料濃度検出手段で検出されたバイオ燃料濃度が第１の閾値以上で、かつ、前記燃料温度検出手段で検出された燃料タンク内の燃料の温度と前記大気温度検出手段で検出された大気温度の差分が第２の閾値以上である場合に、前記燃料タンク内に大気を供給して、前記燃料を冷却する燃料冷却手段と、
を備えたことを特徴とする燃料供給制御装置。
【請求項２】
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記燃料冷却手段は、前記車速が第３の閾値以上の場合に、前記燃料タンク内に前記大気を供給して、前記燃料を冷却することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給制御装置。
【請求項３】
前記燃料タンク内の空気量を検出する空気量検出手段を備え、
前記燃料冷却手段は、前記空気量検出手段で検出された燃料タンク内の空気量が第４の閾値以上の場合に、前記燃料タンク内に前記大気を供給して、前記燃料を冷却することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料供給制御装置。
【請求項４】
前記燃料冷却手段は、前記燃料タンク内に大気を導入するための第１の通路と、前記第１の通路に配置された大気導入弁と、前記燃料タンク内の空気を排出するための第２の通路と、前記第２の通路に配置された大気開放弁と、前記大気導入弁および前記大気開放弁の開閉動作を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出されたバイオ燃料濃度が第１の閾値以上で、かつ、前記燃料温度検出手段で検出された燃料タンク内の燃料の温度と前記大気温度検出手段で検出された大気温度の差分が第２の閾値以上である場合に、前記大気導入弁と前記大気開放弁を開弁させて、前記燃料タンク内に大気を供給して前記燃料を冷却することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の燃料供給制御装置。
【請求項５】
前記第１の通路は、前記ディーゼル機関の燃焼室に空気を導入する吸気通路に接続されており、前記吸気通路の吸入空気を、前記第１の通路を介して、前記燃料タンク内に供給することを特徴とする請求項４に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
バイオ燃料を含む燃料を使用可能な内燃機関の燃料供給制御方法において、
燃料タンク内の燃料のバイオ燃料濃度を検出するバイオ燃料濃度検出工程と、
前記燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度検出工程と、
大気温度を検出する大気温度検出工程と、
前記検出されたバイオ燃料濃度が第１の閾値以上で、かつ、前記燃料タンク内の燃料の温度と前記大気温度の差分が第２の閾値以上である場合に、前記燃料タンク内に前記大気を供給して、前記燃料を冷却する燃料冷却工程と、
を含むことを特徴とする燃料供給制御方法。
【請求項１】
バイオ燃料を含む燃料を使用可能なディーゼル機関の燃料供給制御装置において、
前記燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料中のバイオ燃料濃度を検出するバイオ燃料濃度検出手段と、
前記燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と、
大気温度を検出する大気温度検出手段と、
前記バイオ燃料濃度検出手段で検出されたバイオ燃料濃度が第１の閾値以上で、かつ、前記燃料温度検出手段で検出された燃料タンク内の燃料の温度と前記大気温度検出手段で検出された大気温度の差分が第２の閾値以上である場合に、前記燃料タンク内に大気を供給して、前記燃料を冷却する燃料冷却手段と、
を備えたことを特徴とする燃料供給制御装置。
【請求項２】
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記燃料冷却手段は、前記車速が第３の閾値以上の場合に、前記燃料タンク内に前記大気を供給して、前記燃料を冷却することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給制御装置。
【請求項３】
前記燃料タンク内の空気量を検出する空気量検出手段を備え、
前記燃料冷却手段は、前記空気量検出手段で検出された燃料タンク内の空気量が第４の閾値以上の場合に、前記燃料タンク内に前記大気を供給して、前記燃料を冷却することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料供給制御装置。
【請求項４】
前記燃料冷却手段は、前記燃料タンク内に大気を導入するための第１の通路と、前記第１の通路に配置された大気導入弁と、前記燃料タンク内の空気を排出するための第２の通路と、前記第２の通路に配置された大気開放弁と、前記大気導入弁および前記大気開放弁の開閉動作を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出されたバイオ燃料濃度が第１の閾値以上で、かつ、前記燃料温度検出手段で検出された燃料タンク内の燃料の温度と前記大気温度検出手段で検出された大気温度の差分が第２の閾値以上である場合に、前記大気導入弁と前記大気開放弁を開弁させて、前記燃料タンク内に大気を供給して前記燃料を冷却することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の燃料供給制御装置。
【請求項５】
前記第１の通路は、前記ディーゼル機関の燃焼室に空気を導入する吸気通路に接続されており、前記吸気通路の吸入空気を、前記第１の通路を介して、前記燃料タンク内に供給することを特徴とする請求項４に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
バイオ燃料を含む燃料を使用可能な内燃機関の燃料供給制御方法において、
燃料タンク内の燃料のバイオ燃料濃度を検出するバイオ燃料濃度検出工程と、
前記燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度検出工程と、
大気温度を検出する大気温度検出工程と、
前記検出されたバイオ燃料濃度が第１の閾値以上で、かつ、前記燃料タンク内の燃料の温度と前記大気温度の差分が第２の閾値以上である場合に、前記燃料タンク内に前記大気を供給して、前記燃料を冷却する燃料冷却工程と、
を含むことを特徴とする燃料供給制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１３３２８０（Ｐ２００９−１３３２８０Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１１３４９（Ｐ２００７−３１１３４９）
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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