JP2009133279A - 燃料供給制御装置および燃料供給制御方法 - Google Patents

Abstract

【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】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、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、排出ガスの温度を測定する排気温度センサ５８と、を備え、ＥＣＵ２は、バイオ燃料濃度が第１の閾値以上で、かつ、排気温度が第２の閾値以下である場合に、燃料タンク１１内に排出ガスを供給することとしたので、燃料タンク１１内の空気を排出ガスと置換して、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。

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。

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く、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。

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。

したがって、このようなバイオ軽油を単体で、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、そのような燃料の酸化劣化を抑制する手段の提供はなされていないのが実情である。

例えば、特許文献１では、ディーゼル内燃機関において、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。

しかしながら、同文献の技術では、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。

特開２００４−１９７０５８号公報

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。

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、前記ディーゼル機関から排出される排出ガスの排気温度を測定する排気温度測定手段と、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、前記排気温度が第２の閾値以下である場合に、前記燃料タンク内に前記排出ガスを供給する排出ガス供給手段と、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、前記排出ガス供給手段は、前記ディーゼル機関の排気通路と前記燃料タンク間に接続され、前記燃料タンク内に前記排気通路の排出ガス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排気導入弁と、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排気開放弁と、を備え、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、前記排気温度が第２の閾値以下である場合に、前記排気導入弁および前記排気開放弁を開弁して、前記燃料タンク内の空気を排出ガスで置換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、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、前記排出ガス供給手段は、前記燃料タンク内の空気量に応じた所定時間、前記排気導入弁と前記排気開放弁を開弁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、前記燃料タンクに給油されたか否かを判定する給油判定手段を備え、前記排出ガス供給手段は、前記給油判定手段で給油されたと判定された場合に、前記燃料タンク内に前記排出ガス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、前記燃料タンク内の空気層の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備え、前記排出ガス供給手段は、前記燃料タンク内の酸素濃度が第４の閾値以上の場合に、前記燃料タンク内に前記排出ガスを供給することが望ましい。

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ディーゼル機関の燃料供給制御方法において、燃料タンクに貯留される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、前記ディーゼル機関から排出される排出ガスの温度を測定する排気温度測定工程と、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、前記排気温度が第２の閾値以下である場合に、前記燃料タンク内に前記排出ガスを供給する排出ガス供給工程と、を含むことを特徴とする。

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、前記ディーゼル機関から排出される排出ガスの温度を測定する排気温度測定手段と、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、前記排気温度が第２の閾値以下である場合に、前記燃料タンク内に前記排出ガスを供給する排出ガス供給手段と、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。

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、および排出ガス供給系６０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。

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７１が設けられている。バイオ燃料濃度センサ７１は、バイオ燃料濃度検出手段として機能し、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の量を計測して、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の温度を計測して、計測した燃料温度をＥＣＵ２に出力する。

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。

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。

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。

排気系５０は、各燃焼室２０から排出される排出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、排気ガスの排気温度を検出する排気温度センサ（排気温度検出手段）５８、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５６と、排気流量を調整するＥＧＲ弁５７とが設けられている。

排出ガス供給系６０は、燃料タンク１１内の空気を排出ガスと置換するためのものであり、排気通路Ｐ４の排出ガスを燃料タンク１１内に導入するための排気導入通路（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ための排気開放通路（第２の通路）Ｐ６とを形成している。排気導入通路Ｐ５は、排気通路Ｐ４の酸化触媒コンバータ５４の下流側と燃料タンク１１に連通しており、排出ガス導入用の電磁弁である排気導入弁６１が配設されている。排気開放弁６１の開閉動作はＥＣＵ２によって制御される。

排気開放通路Ｐ６は、燃料タンク１１に連通しており、上流側から順に、燃料タンク１１内の空気を外部に放出するための電磁弁である排気開放弁６２と、キャニスタ６３とが配置されている。排気開放弁６２の開閉動作はＥＣＵ２によって制御される。キャニスタ６３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。

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や不揮発性メモリ等からなるメモリ、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５７、燃料噴射弁１６、還元剤添加弁１７、排気導入弁６１、排気開放弁６２等の駆動回路が接続されている。

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、燃料タンク１１内の燃料４の酸化を防止するために、燃料酸化防止処理（図３参照）を実行する。具体的には、かかる燃料酸化防止処理では、ＥＣＵ２は、バイオ燃料濃度センサ７１で検出されたバイオ燃料濃度が第１の閾値ＴＨ１以上で、かつ、排気温度センサ５８で検出された排気温度が第２の閾値ＴＨ２以下である場合に、排気導入弁６１および排気開放弁６２を所定時間開弁して、排気通路Ｐ４から排出ガスを導入し、燃料タンク１１内に供給して、燃料タンク１１内の空気を排出ガスに置換することにより、燃料タンク１１内の酸素濃度を低下させて燃料４の酸化を防止する。

また、ＥＣＵ２は、燃料酸化防止処理で使用する排出ガス導入時間マップ２１を備えている。図２は、排出ガス導入時間マップ２１の一例を示す図である。排出ガス導入時間マップ２１は、予め実験やシミュレーションを行い、燃料タンク１１内の空気容量を変数として、燃料温度の上昇を考慮して、燃料タンク１１内の空気が排出ガスと置換するのに必要な排気導入弁６１および排気開放弁６２の開弁時間を登録したものである。すなわち、かかる排出ガス導入時間マップ２１では、燃料タンク１１への長時間の排出ガスの導入は、燃料温度の上昇につながるため、燃料タンク１１内の空気層の容量に基づいて、燃料タンク１１内の空気を排出ガスに置換するために必要な時間だけ排気導入弁６１および排気開放弁６２の開弁時間が設定されている。上記構成において、ＥＣＵ２および排出ガス供給系６０は、排出ガス供給手段を構成する。

図３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酸化防止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、ＩＧがＯＮされると、ＥＣＵ２は、まず、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（％）≧第１の閾値ＴＨ１（例えば、４０％）であるか否かを判断する（ステップＳ１）。バイオ燃料濃度Ｌ（％）＜第１の閾値ＴＨ１である場合には、ほとんどが軽油であり、燃料４の酸化劣化の可能性が少ないため、燃料タンク１１内に排出ガスの供給を行わない。

バイオ燃料濃度Ｌ（％）≧第１の閾値ＴＨ１である場合には（ステップＳ１の「Ｙｅｓ」）、ＥＣＵ２は、排気温度センサ５８で検出した排気温度ＴＥを取り込み、排気温度ＴＥ≦第２の閾値ＴＨ２（例えば、１５０℃）であるか否かを判断する（ステップＳ２）。排気温度が高い場合に、排出ガスを燃料タンク１１内に供給すると、燃料４が酸化劣化し易くなるため、排気温度ＴＥ＞第２の閾値ＴＨ２の場合は、排出ガスを燃料タンク１１内に供給しない。

排気温度ＴＥ≦第２の閾値ＴＨ２である場合には（ステップＳ２の「Ｙｅｓ」）、ステップＳ３に移行する一方、排気温度ＴＥ≦第２の閾値ＴＨ２でない場合には（ステップＳ２の「Ｎｏ」）、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ３では、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）を算出し（ステップＳ３）、空気量ＶＡ（Ｌ）≧閾値ＴＨ３であるか否かを判定する（ステップＳ４）。空気量ＶＡ（Ｌ）≧閾値ＴＨ３である場合には（ステップＳ４の「Ｙｅｓ」）、ステップＳ５に移行する。例えば、燃料タンク１１の容量が６０Ｌの場合に、空気量１０Ｌ（＝閾値ＴＨ３）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下の場合は、空気よる酸化劣化が少ないと考えられるからである。空気量ＶＡ（Ｌ）≧閾値ＴＨ３でない場合には（ステップＳ４の「Ｎｏ」）、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ５では、ＩＧがＯＦＦされていない場合には（ステップＳ５の「Ｎｏ」）、ＥＣＵ２は、排出ガス導入時間マップ２１（図２参照）を参照して、空気量ＶＡに対応する排気導入弁６１および排気開放弁６２の開弁時間を算出する（ステップＳ６）。この後、ＥＣＵ２は、排気導入弁６１および排気開放弁６２を開弁する（ステップＳ７）。これにより、排出ガスが排気通路Ｐ４から排気導入通路Ｐ５に導入され、燃料タンク１１内を通過して、排気開放通路Ｐ６から外部に排出され、燃料タンク１１内の空気が排出ガスに置換される。

ＥＣＵ２は、排気導入弁６１および排気開放弁６２の開弁後、Ｓ６で算出した開弁時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ８）、Ｓ６で算出した開弁時間が経過した場合には（ステップＳ８の「Ｙｅｓ」）、排気導入弁６１および排気開放弁６２を閉弁する（ステップＳ９）。つづいて、ＥＣＵ２は、ＩＧがＯＦＦされたか否かを判定し（ステップＳ１０）、ＩＧがＯＦＦされた場合には（ステップＳ１０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Ｓ１０の「Ｎｏ」）、ステップＳ１に戻り、同様の処理を実行する。

以上説明したように、実施例１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、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、排出ガスの温度を測定する排気温度センサ５８と、を備え、ＥＣＵ２は、燃料４のバイオ燃料濃度が第１の閾値ＴＨ１以上で、かつ、排気温度が第２の閾値ＴＨ２以下である場合に、燃料タンク１１内に排出ガスを供給することとしたので、燃料タンク１１内の空気を排出ガスと置換して、燃料タンク１１内の酸素濃度を低下させることができ、バイオ燃料の酸化劣化を防止することが可能となる。

また、実施例１によれば、排出ガス供給系６０は、排気通路Ｐ４と燃料タンク１１間に接続され、燃料タンク１１内に排気通路Ｐ４の排出ガスを導入するための排気導入通路Ｐ５と、排気導入通路Ｐ５に配置された排気導入弁６１と、燃料タンク１１内の空気を排出するための排気開放通路Ｐ６と、排気開放通路Ｐ６に配置された排気開放弁６２とを備え、ＥＣＵ２は、バイオ燃料濃度センサ７１で検出されたバイオ燃料濃度が第１の閾値ＴＨ１以上で、かつ、排気温度が第２の閾値ＴＨ２以下である場合に、排気導入弁６１と排気開放弁６２を開弁して、燃料タンク１１内の空気を排出ガスで置換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内の空気を排出ガスと置換することが可能となる。

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内の空気量が第３の閾値ＴＨ３以上の場合に、燃料タンク１１内に排出ガスを供給して、燃料タンク１１内の空気を排出ガスで置換することとしたので、燃料タンク１１内への排出ガスの不必要な供給を防止することが可能となる。

また、実施例１によれば、ＥＣＵ２は、排出ガス導入マップ２１を参照して、排気導入弁６１と排気開放弁６２を、燃料タンク１１内の空気量に応じた時間だけ開弁することとしたので、燃料タンク１１内の燃料の温度を上昇させることなく、燃料タンク１１内の空気を排出ガスと置換することが可能となる。

図４を参照して、本発明の実施例２に係る燃料酸化防止処理を説明する。実施例２に係る内燃機関システムの構成は、図１と同様であるので、その詳細な説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。実施例２では、ＥＣＵ２は、給油判定手段として機能し、燃料量センサ７２の検出結果に基づいて、燃料タンク１１に給油されたか否かを判定し、給油された場合にのみ燃料タンク１１内に排出ガスを供給する。

図４は、上記構成の内燃機関システム１のＥＣＵ２により実行される実施例２に係る燃料酸化防止処理を説明するためのフローチャートである。図４において、図３のフローチャートと同様な処理を行うステップには、同一のステップ番号を付してその説明を省略し、異なるステップについてのみ説明する。

同図において、ＩＧがＯＮされると、ＥＣＵ２は、まず、燃料量センサ７２で検出された燃料量を取り込み、燃料タンク１１に給油されたか否かを判定する（ステップＳ２０）。具体的には、ＥＣＵ２は、ＩＧのＯＦＦ時の燃料タンク１１内の燃料量を記憶しておき、ＩＧのＯＮ時の燃料タンク１１内の燃料量と比較して、増量が所定量以上の場合に給油状態にあると判定し、増量が所定量未満の場合には、給油状態にないと判定する。給油がなされていない場合には、燃料タンク１１内に排出ガスの供給を行わない。給油をしなければ、燃料タンク１１の蓋（不図示）を開けることがないため、燃料タンク１１内の酸素濃度が変わらないためである。

燃料タンク１１に給油されたと判定した場合には（ステップＳ２０の「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１に移行して、上記図３（実施例１）と同様な処理（ステップＳ１〜ステップＳ１０）を行う。

以上説明したように、実施例２によれば、ＥＣＵ２は、給油判定手段として機能し、燃料量センサ７２の検出結果に基づいて、燃料タンク１１に給油されたか否かを判定し、給油された場合にのみ燃料タンク１１内に排出ガスを供給することとしたので、酸化劣化防止が必要な時だけ燃料タンク１１内に排出ガスを供給することができ、不必要な排出ガスの供給による燃料温度の上昇を防止することが可能となる。

図５および図６を参照して、本発明の実施例３に係る燃料供給制御装置を説明する。図５は、本発明の実施例３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５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２は、図５に示すように、燃料タンク１１に燃料タンク１１内上面の空気層の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ８０を設け、ＥＣＵ２は、酸素濃度センサ８０で検出した燃料タンク１１内の酸素濃度が閾値以上の場合に、燃料タンク１１内に排出ガスを供給する構成である。

図６は、上記図５の内燃機関システム１のＥＣＵ２により実行される実施例３に係る燃料酸化防止処理を説明するためのフローチャートである。図６において、図３のフローチャートと同様な処理を行うステップには、同一のステップ番号を付してその説明を省略し、異なるステップについてのみ説明する。

同図において、ＩＧがＯＮされると、ＥＣＵ２は、まず、酸素濃度センサ８０で検出した燃料タンク１１内の上面の空気層の酸素濃度（％）を取り込み、酸素濃度（％）≧第４の閾値ＴＨ４（例えば、５％）であるか否かを判断する（ステップＳ３０）。酸素濃度が＜第４の閾値ＴＨ４である場合には、燃料タンク１１内に排出ガスの供給を行わない。不必要な排出ガス導入による燃料タンク１１内の燃料温度の上昇を防ぎ、酸化劣化を防止するためである。酸素濃度（％）≧第４の閾値ＴＨ４である場合には（ステップＳ３０の「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１に移行して、上記図３（実施例１）と同様な処理（ステップＳ１〜ステップＳ１０）を行う。

以上説明したように、実施例３によれば、燃料タンク１１内の空気層の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ８０を備え、ＥＣＵ２は、燃料タンク１１内の酸素濃度が第４の閾値ＴＨ４以上の場合に、燃料タンク１１内に排出ガスを供給することとしたので、酸化劣化防止が必要な時だけ燃料タンク１１内に排出ガスを供給することができ、不必要な排出ガスの供給による燃料温度の上昇を防止することが可能となる。

なお、上記実施例１〜３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。

また、上記実施例１〜３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。また、上記実施例２と実施例３の燃料酸化防止処理を組み合わせて実施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、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。

本発明の実施例１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。 排出ガス導入時間マップの一例を示す図である。 ＥＣＵにより実行される燃料酸化防止処理を説明するためのフローチャートである。 ＥＣＵにより実行される実施例２に係る燃料酸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３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。 ＥＣＵ２により実行される実施例３に係る燃料酸化防止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 ディーゼル機関システム
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
５８ 排気温度センサ
６０ 排出ガス供給系
６１ 排気導入弁
６２ 排気開放弁
６３ 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 酸素濃度センサ
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 排気導入通路（第１の通路）
Ｐ６ 排気開放通路（第２の通路）
Ｐ７ ＥＧＲ通路

Claims (6)

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、
   前記ディーゼル機関から排出される排出ガスの排気温度を測定する排気温度測定手段と、
   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、前記排気温度が第２の閾値以下である場合に、前記燃料タンク内に前記排出ガスを供給する排出ガス供給手段と、
   を備えたことを特徴とする燃料供給制御装置。
2. 前記排出ガス供給手段は、前記ディーゼル機関の排気通路と前記燃料タンク間に接続され、前記燃料タンク内に前記排気通路の排出ガス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排気導入弁と、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排気開放弁と、を備え、
   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、前記排気温度が第２の閾値以下である場合に、前記排気導入弁および前記排気開放弁を開弁して、前記燃料タンク内の空気を排出ガスで置換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。
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、
   前記排出ガス供給手段は、前記燃料タンク内の空気量に応じた所定時間、前記排気導入弁と前記排気開放弁を開弁することを特徴とする請求項２に記載の燃料供給制御装置。
4. 前記燃料タンクに給油されたか否かを判定する給油判定手段と、
   前記排出ガス供給手段は、前記給油判定手段で給油されたと判定された場合に、前記燃料タンク内に前記排出ガスを供給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。
5. 前記燃料タンク内の空気層の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備え、
   前記排出ガス供給手段は、前記燃料タンク内の酸素濃度が第４の閾値以上の場合に、前記燃料タンク内に前記排出ガスを供給することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の燃料供給制御装置。
6. 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方法において、
   燃料タンクに貯留される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、
   前記ディーゼル機関から排出される排出ガスの温度を測定する排気温度測定工程と、
   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、前記排気温度が第２の閾値以下である場合に、前記燃料タンク内に前記排出ガスを供給する排出ガス供給工程と、 を含むことを特徴とする燃料供給制御方法。

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