JP2008286033A - 燃料供給制御装置および燃料供給制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、バイオ燃料を含む燃料を内燃機関に供給する場合に、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を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る燃料供給制御装置を適用した内燃機関システム１では、バイオ燃料濃度センサ１３で燃料中のバイオ燃料濃度Ｃｂｉｏを検出し、ＥＣＵ２は、バイオ燃料濃度Ｃｂｉｏが閾値Ｃ０より高い場合には、燃料タンク１１内に窒素ボンベ４１から窒素リッチ空気を供給して、燃料タンク１１内の酸素濃度を低下させる。
【選択図】 図１

Description

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、バイオ燃料を含む燃料を内燃機関に供給する場合に、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。

近年、サトウキビ、とうもろこし、小麦、パーム椰子、菜種、ひまわり種、ココナッツ、大豆等の植物資源からなるバイオマス原料は、過去の石油危機時代を背景にして、代替燃料としての利用が期待されている。また、再生可能なエネルギーであるバイオマス燃料（以下、バイオ燃料という）は、二酸化炭素（ＣＯ₂）の発生量を抑制する効果があるうえ、廃棄物としてのバイオマスを有効利用できることから、地球温暖化対策の一つとして注目されている。特に、自動車産業においては、バイオ燃料は石油燃料の代替として期待されている。

例えば、特許文献１では、エタノールを含有するバイオ燃料を改質して水素を含有する改質ガスを生成し、この改質ガスを燃料として利用するとともに、このバイオ燃料を、排出ガス中のＮＯｘ浄化剤として利用する技術が開示されている。

一般的に、バイオ燃料は、空気中の酸素によって酸化され易く、燃料タンク内の酸素で酸化されて、酸化劣化するという問題がある。特に、パーム椰子、菜種、ひまわり種、ココナッツ、大豆等を原料とする脂肪酸メチルエステル（ＦＡＭＥ）などのバイオ燃料は、酸化が起こると脂肪酸を生成し、燃料供給系統の金属腐食や目詰まりを引き起こす等の問題がある。例えば、バイオ燃料混合軽油を使用した場合に、そのバイオ燃料濃度が高い場合には、酸化劣化し易くなるため、ディーゼル車両の燃料供給系部品の金属、ゴム材をアタックしてデポジットの要因になる物質を生成し易くなり、精密加工を施したインジェクタや燃料フィルタ等を閉塞し、車両性能・運転性・排気性能等を低下させるという問題がある。

他方、軽油を燃料とする車載用ディーゼルエンジン等の内燃機関では、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等に加え、排気ガス中に含まれる煤や，ＳＯＦ（Solbule Organic Fraction）等の粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を浄化もしくは除去することを要求されている。この内燃機関の排気浄化装置として、排気ガス中に含まれる煤や，ＳＯＦ（Solbule Organic Fraction）等の粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集するＰＭフィルタを排気系に設けたものが知られている。

バイオ燃料混合軽油は、通常の軽油に比べて高沸点成分が多く、未燃ＨＣは高沸点（高分子）成分が多くなり、ＰＭ中のＳＯＦも通常の軽油の場合と比べて増加する。このため、ＰＭ捕集のバインダーとなるＳＯＦによって煤成分の捕集が増加してデポジットが生成され、ＰＭフィルタが閉塞し易くなり、その前端面が詰まり易くなるという問題がある。

特開２００６−１４４７３６号公報

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、バイオ燃料を含む燃料を内燃機関に供給する場合に、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を提供することを目的とする。

また、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、バイオ燃料を使用した場合に、排気系のＰＭフィルタの目詰まりを防止することが可能な燃料供給制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、燃料タンク内に貯留される燃料を内燃機関に供給する燃料供給制御装置において、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閾値より高い場合に、前記燃料タンク内の酸素濃度を低下させる酸素濃度低下手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様によれば、さらに、吸入空気から窒素リッチ空気を分離して蓄圧する窒素リッチ空気蓄圧手段を備え、前記酸素濃度低下手段は、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閾値より高い場合に、前記燃料タンク内に前記窒素リッチ空気蓄圧手段に蓄圧された窒素リッチ空気を供給することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、さらに、前記内燃機関の排気系に配設されたＰＭフィルタと、吸入空気から酸素リッチ空気を分離して蓄圧する酸素リッチ空気蓄圧手段と、前記内燃機関の排気系に配設されたＰＭフィルタと、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閾値より高い場合に、前記ＰＭフィルタに対して、前記酸素リッチ空気蓄圧手段に蓄圧された酸素リッチ空気をその上流側から噴射する酸素噴射手段と、を備えることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記燃料は、バイオ燃料混合軽油であることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、燃料タンク内に貯留される燃料を内燃機関に供給する燃料供給制御方法において、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工程と、前記バイオ燃料濃度検出工程で検出されたバイオ燃料濃度が閾値より高い場合に、前記燃料タンク内の酸素濃度を低下させる酸素濃度低下工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、燃料タンク内に貯留される燃料を内燃機関に供給する燃料供給制御装置において、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閾値より高い場合に、前記燃料タンク内の酸素濃度を低下させる酸素濃度低下手段を備えているので、バイオ燃料を含む燃料を内燃機関に供給する場合に、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を提供することが可能となるという効果を奏する。

また、本発明によれば、前記内燃機関の排気系に配設されたＰＭフィルタと、吸入空気から酸素リッチ空気を分離して蓄圧する酸素リッチ空気蓄圧手段と、前記内燃機関の排気系に配設されたＰＭフィルタと、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閾値より高い場合に、前記ＰＭフィルタに対して、前記酸素リッチ空気蓄圧手段に蓄圧された酸素リッチ空気をその上流側から噴射する酸素噴射手段と、を備えているので、バイオ燃料を使用した場合に、排気系のＰＭフィルタの目詰まりを防止することが可能となる。

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。

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内燃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、および排気系５０等を主要部として構成されている。

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３の不純物を除去する燃料フィルタ１２、バイオ燃料濃度センサ１３、サプライポンプ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。

燃料タンク１１は、燃料３を貯留するためのものである。燃料３は、例えば、バイオ燃料混合軽油である。燃料タンク１１には、燃料タンク１１から汲み上げた燃料３をメイン燃料通路Ｐ０に供給する燃料ポンプ１１ａ、燃料タンク１１内の圧力を検出する圧力センサ１１ｂ、窒素供給用通路Ｐ６に接続されている電磁弁１１ｃ、および燃料タンク１１内を減圧するためのリリーフ弁１１ｄが設けられている。この燃料タンク１１内には、燃料中のバイオ燃料濃度が閾値より高い場合に、窒素ボンベ４１から窒素供給用通路Ｐ６を介して窒素リッチ空気が供給される。

バイオ燃料濃度センサ１３は、バイオ燃料濃度検出手段として機能し、メイン燃料通路Ｐ０に供給される燃料３のバイオ燃料濃度を検出して、検出結果をＥＣＵ２に出力する。バイオ燃料濃度センサ１３は、例えば、光の反射率や屈折率を測定して燃料のバイオ燃料濃度を検出することができる。サプライポンプ１４は、燃料ポンプ１１ａにより燃料タンク１１からメイン燃料通路Ｐ０に供給される燃料３を、高圧にして機関燃料通路Ｐ１を経てコモンレール１５に供給する。コモンレール１５は、サプライポンプ１４から供給された高圧燃料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３を噴射供給する。

また、サプライポンプ１４は、メイン燃料通路Ｐ０に供給される燃料３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３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。

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。

また、吸気通路Ｐ３は、酸素／窒素蓄圧用通路Ｐ４に接続されており、この酸素／窒素蓄圧用通路Ｐ４には、吸気通路Ｐ３と酸素／窒素蓄圧用通路Ｐ４との遮断／接続を行うための吸気開閉弁３６と、酸素／窒素蓄圧用通路Ｐ４の吸入空気を酸素リッチ空気と窒素リッチ空気に分離する酸素／窒素分離装置３７とが配設されている。酸素／窒素分離装置３７は、公知の装置を使用することができ、例えば、酸素富化膜を利用した構成となっている。

酸素／窒素蓄圧用通路Ｐ４は、酸素／窒素分離装置３７の下流側が酸素蓄圧用通路Ｐ４ａと、窒素蓄圧用通路Ｐ４ｂに分岐している。酸素蓄圧用通路Ｐ４ａには、圧送ポンプ３８、酸素ボンベ４０が配設されている。酸素ボンベ４０には、酸素蓄圧用通路Ｐ４ａに接続された電磁弁４０ａと、酸素ボンベ４０内の圧力を検出する圧力センサ４０ｂとが設けられている。また、窒素蓄圧用通路Ｐ４ｂには、圧送ポンプ３９と、窒素ボンベ４１が配設されている。窒素ボンベ４１には、窒素蓄圧用通路Ｐ４ｂおよび窒素供給用通路Ｐ６に接続された電磁弁４１ａと、窒素ボンベ４１内の圧力を検出する圧力センサ４１ｂとが設けられている。

エアクリーナー３１からの吸入空気は、吸気通路Ｐ３および酸素／窒素蓄圧用通路Ｐ４を通り、酸素／窒素分離装置３７で酸素と窒素に分離された後、酸素蓄圧用通路Ｐ４ａ、窒素蓄圧用通路Ｐ４ｂを通り、酸素ボンベ４０、窒素ボンベ４１にそれぞれ蓄圧される。
酸素／窒素分離装置３７および酸素ボンベ４０は、酸素リッチ空気蓄圧手段として機能し、また、酸素／窒素分離装置３７および窒素ボンベ４１は、窒素リッチ空気蓄圧手段として機能する。

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Ｐ５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。

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。

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。

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。

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６１と、排気流量を調整するＥＧＲ弁６２とが設けられている。

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、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、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。

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）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６２、燃料噴射弁１６、還元剤添加弁１７、圧送ポンプ３８，３９、燃料ポンプ１１ａ、リリーフ弁１１ｄ、電磁弁１１ｃ、４０ａ、４１ａ等の駆動回路が接続されている。ＥＣＵ２は、ＣＰＵでＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することにより、後述するバイオ燃料劣化防止処理を実行する。

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６２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、ＣＰＵでＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することにより、後述するバイオ燃料劣化防止処理を実行し、バイオ燃料濃度が閾値より高い場合に、燃料タンク１１内の酸素濃度を低下させる酸素濃度低下手段として機能する。

図２は、上記構成の内燃機関システム１のＥＣＵ２により実行されるバイオ燃料劣化防止処理を説明するためのフローチャートである。ＥＣＵ２は、ＩＧがＯＮされている間に、所定周期でバイオ燃料劣化防止処理を実行する。図２において、まず、ＥＣＵ２は、各種センサからの検出信号（バイオ燃料濃度センサ１３から入力されるバイオ燃料濃度Ｃｂｉｏ、圧力センサ４１ｂから入力される窒素ボンベ圧Ｐｎ２、圧力センサ１１ｂから入力される燃料タンク内圧Ｐｔａｎｋ等）を入力する（ステップＳ１）。

ＥＣＵ２は、バイオ燃料濃度Ｃｂｉｏ＞閾値Ｃ０であるか否かを判断し（ステップＳ２）、バイオ燃料濃度Ｃｂｉｏ＞閾値Ｃ０である場合には（ステップＳ２の「Ｙｅｓ」）、窒素ボンベ圧Ｐｎ２＞Ｐ０であるか否かを判断する（ステップＳ３）。

ＥＣＵ２は、窒素ボンベ圧Ｐｎ２＞Ｐ０でない場合には（ステップＳ３の「Ｎｏ」）、吸気開閉弁３６を開弁し、圧送ポンプ３８，３９をＯＮする（ステップＳ１２）。これにより、空気が吸気通路Ｐ３から酸素／窒素蓄圧用通路Ｐ４に吸入され、酸素／窒素分離装置３７で酸素リッチ空気と窒素リッチ空気に分離された後、酸素蓄圧用通路Ｐ４ａおよび窒素蓄圧用通路Ｐ４ｂを介して酸素ボンベ４０と窒素ボンベ４１にそれぞれ蓄圧される。

ＥＣＵ２は、窒素ボンベ圧Ｐｎ２＞閾値Ｐ０である場合には（ステップＳ３の「Ｙｅｓ」）、圧送ポンプ３８、３９をＯＦＦとし、吸気開閉弁３６を閉弁し、窒素ボンベ４１の電磁弁４１ａおよび燃料タンク１１の電磁弁１１ｃを開弁する（ステップＳ４）。これにより、窒素ボンベ４１の窒素リッチ空気が、窒素供給用通路Ｐ６を介して、燃料タンク１１に供給され、燃料タンク１１内の酸素濃度を低下させる。

ＥＣＵ２は、圧力センサ１１ｂから燃料タンク内圧Ｐｔａｎｋを入力し（ステップＳ５）、燃料タンク内圧Ｐｔａｎｋ／Ｐｔａｎｋ０＞閾値Ｃとなるまで（ステップＳ６の「Ｙｅｓ」）、窒素ボンベ４１の電磁弁４１ａおよび燃料タンク１１の電磁弁１１ｃを開弁する（ステップＳ４〜Ｓ６）。ＥＣＵ２は、燃料タンク内圧Ｐｔａｎｋ／Ｐｔａｎｋ０＞閾値Ｃとなった場合には（ステップＳ６の「Ｙｅｓ」）、窒素ボンベ４１の電磁弁４１ａおよび燃料タンク１１の電磁弁１１ｃを閉弁して（ステップＳ７）、窒素リッチ空気の燃料タンク１１内への供給を停止させる。

この後、ＥＣＵ２は、燃料タンク１１のリリーフ弁１１ｄを開弁して（ステップＳ８）、燃料タンク１１内を減圧し、圧力センサ１１ｂの燃料タンク内圧Ｐｔａｎｋを入力して（ステップＳ９）、燃料タンク内圧Ｐｔａｎｋ＜Ｐｔａｎｋ０となるまで（ステップＳ１０の「Ｙｅｓ」）、リリーフ弁１１ｄを開弁する（ステップＳ８〜ステップ１０）。ＥＣＵ２は、燃料タンク内圧Ｐｔａｎｋ＜Ｐｔａｎｋ０となった場合には（ステップＳ１０の「Ｙｅｓ」）、燃料タンク１１のリリーフ弁１１ｄを閉弁する（ステップＳ１１）。このようにして、燃料タンク１１内の空気は窒素リッチ空気に置換され、燃料タンク１１内の酸素濃度が低下する。

実施例１によれば、バイオ燃料濃度センサ１３で燃料中のバイオ燃料濃度Ｃｂｉｏを検出し、ＥＣＵ２は、バイオ燃料濃度Ｃｂｉｏ＞閾値Ｃ０の場合に、燃料タンク１１内に窒素ボンベ４１から窒素リッチ空気を供給して、その酸素濃度を低下させることとしたので、バイオ燃料を内燃機関に供給する場合に、バイオ燃料の酸化劣化を防止することが可能となる。これにより、酸化劣化したバイオ燃料に起因するデポジットの生成や目詰まり等を防止することが可能となる。付言すると、実施例１では、燃料中のバイオ燃料濃度が高い場合に、燃料タンク１１内に窒素リッチ空気を供給する構成であるので、バイオ燃料の含有率が不明な燃料でも安心して使用することが可能となる。

また、実施例１によれば、酸素／窒素分離装置３７で吸入空気から窒素リッチ空気を分離して、窒素ボンベ４１に蓄圧し、この窒素ボンベ４１から燃料タンク１１内に窒素リッチ空気を供給することとしたので、低コストな構成で燃料タンク１１内の酸素濃度を低下させることが可能となる。

なお、実施例１では、燃料タンク１１内の酸素濃度を低下させるために、窒素リッチ空気を供給することとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、酸素以外の他の気体（例えば、Ａｒ等）のリッチ空気を供給して、燃料タンク１１内の酸素濃度を低下させる構成としてもよい。

また、実施例１では、バイオ燃料濃度Ｃｂｉｏ＞閾値Ｃ０の場合に、燃料タンク１１内に窒素リッチ空気を供給することとしたが、閾値を段階的に設定し、バイオ燃料濃度Ｃｂｉｏに応じて、燃料タンク１１内に供給する窒素リッチ空気の供給量を段階的に制御することにしてもよい。

図３は、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例を示している。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、異なる点についてのみ説明する。実施例２に係る内燃機関システム１は、図３に示すように、実施例１の内燃機関システム１（図１参照）において、排気通路Ｐ５のＰＭフィルタ（ＤＰＮＦ）５２の上流側に、酸素噴射弁７０を設けた構成である。酸素噴射弁７０は、酸素供給用通路Ｐ１０を介して、酸素ボンベ４０が接続されている。

酸素噴射弁７０は、燃料３中のバイオ燃料濃度が高い場合に、酸素ボンベ４０から酸素供給用通路Ｐ１０を介して供給される酸素リッチ空気をＰＭフィルタ５２に対して噴射する。ＥＣＵ２は、ＩＧがＯＮされている間に、所定周期でＰＭ再生処理を実行する。なお、実施例２の内燃機関システム１は、実施例１と同様なバイオ燃料劣化防止処理（図２）を実行する。

図４は、上記図３の燃料供給制御装置のＥＣＵ２により実行されるＰＭ再生処理を説明するためのフローチャートである。同図において、まず、ＥＣＵ２は、各種センサからの検出信号（バイオ燃料濃度センサ１３から入力されるバイオ燃料濃度Ｃｂｉｏ、圧力センサ４０ｂから入力される酸素ボンベ圧Ｐｏ２等）を入力する（ステップＳ２１）。

ＥＣＵ２は、バイオ燃料濃度Ｃｂｉｏ＞閾値Ｃ０であるか否かを判断し（ステップＳ２２）、バイオ燃料濃度Ｃｂｉｏ＞閾値Ｃ０である場合には（ステップＳ２２の「Ｙｅｓ」）、酸素ボンベ圧Ｐｏ２＞Ｐ０であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。酸素ボンベ圧Ｐｏ２＞Ｐ０でない場合には（ステップＳ２３の「Ｎｏ」）、吸気開閉弁３６を開弁し、圧送ポンプ３８，３９をＯＮする（ステップＳ３１）。これにより、空気が吸気通路Ｐ３から酸素／窒素蓄圧用通路Ｐ４に吸入され、酸素／窒素分離装置３７で酸素リッチ空気と窒素リッチ空気に分離された後、酸素蓄圧用通路Ｐ４ａおよび窒素蓄圧用通路Ｐ４ｂを介して酸素ボンベ４０と窒素ボンベ４１にそれぞれ蓄圧される。

他方、ＥＣＵ２は、酸素ボンベ圧Ｐｏ２＞閾値Ｐ０である場合には（ステップＳ２３の「Ｙｅｓ」）、圧送ポンプ３８，３９をＯＦＦとし、吸気開閉弁３６を閉弁する（ステップＳ２４）。

つぎに、ＥＣＵ２は、ＰＭ再生モードか否かを判断し（ステップＳ２５）、ＰＭ再生モードである場合には（ステップＳ２５の「Ｙｅｓ」）、酸素ボンベ４０の電磁弁４０ａおよび燃料タンク１１の電磁弁１１ｃを開弁する（ステップＳ２６）。これにより、酸素ボンベ４０から酸素供給用通路Ｐ１０を介して酸素リッチ空気が酸素噴射弁７０に供給される。そして、ＥＣＵ２は、酸素噴射弁７０を開弁し、酸素リッチ空気をＰＭフィルタ（ＤＰＮＦ）５２に上流側から噴射する（ステップＳ２７）。これにより、ＰＭフィルタ（ＤＰＮＦ）５２に捕集されたＰＭが酸化されて除去され（例えば、Ｓｏｏｔ（Ｃ）＋Ｏ₂→ＣＯ₂、ＳＯＦ（ＨＣ）＋Ｏ₂→Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂）、ＰＭフィルタ５２の目詰まりを防止することが可能となる。

ＥＣＵ２は、ＰＭ再生モードが完了したか否かを判断し（ステップＳ２８）、ＰＭ再生モードが完了した場合には（ステップＳ２８の「Ｙｅｓ」）、酸素噴射弁７０を閉弁して酸素リッチ空気の噴射を停止する（ステップＳ２９）。この後、酸素ボンベ４０の電磁弁４０ａおよび燃料タンク１１の電磁弁１１ｃを閉弁する（ステップＳ３０）。

以上説明したように、実施例２によれば、酸素／窒素分離装置３７で吸入空気から酸素を分離して、酸素ボンベ４０に蓄圧しておき、バイオ燃料濃度Ｃｂｉｏ＞閾値Ｃ０の場合に、排気通路Ｐ５に配設されたＰＭフィルタ（ＤＰＮＦ）５２に対して、酸素ボンベ４０に蓄圧した酸素リッチ空気を、酸素噴射弁７０によりその上流側から噴射することとしたので、バイオ燃料濃度の高い燃料を使用した場合においても、ＰＭフィルタの目詰まりを防止することが可能となる。

なお、実施例２では、バイオ燃料濃度Ｃｂｉｏ＞閾値Ｃ０の場合に、ＰＭフィルタ５２に対して酸素リッチ空気を噴射することとしたが、閾値を段階的に設定し、バイオ燃料濃度Ｃｂｉｏに応じて、酸素リッチ空気の噴射量を段階的に制御することにしてもよい。

なお、上記した実施例１，２では、燃料３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やバイオ燃料を含む他の燃料（例えば、バイオ燃料混合ガソリン等）にも適用可能である。また、本発明に係る燃料供給制御装置をディーゼル内燃機関システムに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、ガソリン内燃機関システムに適用することにしてもよい。

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、バイオ燃料の酸化劣化を防止する場合に広く適用可能である。

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例を示す図である。 図１の内燃機関システムのＥＣＵにより実行されるバイオ燃料劣化防止処理を説明するためのフローチャートである。 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例を示す図である。 図３の内燃機関システムのＥＣＵにより実行されるＰＭ再生処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関システム
３ 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
１１ａ 燃料ポンプ
１１ｂ 圧力センサ
１１ｃ 電磁弁
１１ｄ リリーフ弁
１２ 燃料フィルタ
１３ バイオ燃料濃度センサ
１４ サプライポンプ
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
３６ 吸気開閉弁
３７ 酸素／窒素分離装置
３８，３９ 圧送ポンプ
４０ 酸素ボンベ
４０ａ 電磁弁
４０ｂ 圧力センサ
４１ 窒素ボンベ
４１ａ 電磁弁
４１ｂ 圧力センサ
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
６１ ＥＧＲクーラ
６２ ＥＧＲ弁
７０ 酸素噴射弁
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 酸素／窒素蓄圧用通路
Ｐ４ａ 酸素蓄圧用通路
Ｐ４ｂ 窒素蓄圧用通路
Ｐ５ 排気通路
Ｐ６ 窒素供給用通路
Ｐ７ ＥＧＲ通路
Ｐ１０ 酸素供給用通路

Claims (5)

1. 燃料タンク内に貯留される燃料を内燃機関に供給する燃料供給制御装置において、
   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閾値より高い場合に、前記燃料タンク内の酸素濃度を低下させる酸素濃度低下手段と、
   を備えたことを特徴とする燃料供給制御装置。
2. さらに、
   吸入空気から窒素リッチ空気を分離して蓄圧する窒素リッチ空気蓄圧手段を備え、
   前記酸素濃度低下手段は、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閾値より高い場合に、前記燃料タンク内に前記窒素リッチ空気蓄圧手段に蓄圧された窒素リッチ空気を供給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。
3. さらに、
   前記内燃機関の排気系に配設されたＰＭフィルタと、
   吸入空気から酸素リッチ空気を分離して蓄圧する酸素リッチ空気蓄圧手段と、
   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閾値より高い場合に、前記ＰＭフィルタに対して、前記酸素リッチ空気蓄圧手段に蓄圧された酸素リッチ空気をその上流側から噴射する酸素噴射手段と、
   を備えた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。
4. 前記燃料は、バイオ燃料混合軽油であ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。
5. 燃料タンク内に貯留される燃料を内燃機関に供給する燃料供給制御方法において、
   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工程と、
   前記バイオ燃料濃度検出工程で検出されたバイオ燃料濃度が閾値より高い場合に、前記燃料タンク内の酸素濃度を低下させる酸素濃度低下工程と、
   を含むことを特徴とする燃料供給制御方法。

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