JP2010138813A - 燃料貯留システム - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃機関が長期間使用されない場合における蒸発燃料又は劣化燃料による不具合を軽減する。
【解決手段】燃料供給システム800は、連通管817により相互に連通した、容量可変構造を有するメインタンク801及びサブタンク810を備える。連通管817には、移送ポンプ818が設置されており、メインタンク801からサブタンク810へ適宜燃料が移送される。係る構成において、メインタンク801及びサブタンク810に夫々燃料が貯留されている場合に、ECU100は、冷却水温Twに応じて、インジェクタ212に供給される軽質燃料の量に対する重質燃料の量の比率たる燃料比率Rflを設定し、未暖機状態のエンジン200における燃焼性能の悪化を防止する。更に、冷却水温Twが安定した暖機後においては、外気温Toに基づいて燃料比率Rflが制御される。
【選択図】図5
【解決手段】燃料供給システム800は、連通管817により相互に連通した、容量可変構造を有するメインタンク801及びサブタンク810を備える。連通管817には、移送ポンプ818が設置されており、メインタンク801からサブタンク810へ適宜燃料が移送される。係る構成において、メインタンク801及びサブタンク810に夫々燃料が貯留されている場合に、ECU100は、冷却水温Twに応じて、インジェクタ212に供給される軽質燃料の量に対する重質燃料の量の比率たる燃料比率Rflを設定し、未暖機状態のエンジン200における燃焼性能の悪化を防止する。更に、冷却水温Twが安定した暖機後においては、外気温Toに基づいて燃料比率Rflが制御される。
【選択図】図5
Description
本発明は、車両において内燃機関の燃料を貯留するための燃料貯留システムの技術分野に関する。
この種のシステムに類するものとして、ハイブリッド電気自動車において、蒸発燃料(以下、適宜「ベーパ」と称する)の処理を行うものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示されたハイブリッド電気自動車の制御装置(以下、「従来の技術」と称する)によれば、電動モータにより車両を駆動させている間、エンジンの停止期間が所定期間を超えた場合にエンジンを始動させることによって、蒸発燃料を燃焼により消費することが可能となり、蒸発燃料の大気放出が防止されるとされている。
尚、燃料タンク内の燃料ベーパの量が所定量を超えた場合にエンジンを起動させる発電機駆動用エンジンの制御装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
従来の技術の如く、エンジンの停止期間が所定期間を超えた場合にベーパの処理を目的としてエンジンを始動させた場合、燃費の悪化が避け難い問題となる。とりわけ、外部電源からの適宜の充電が可能に構成されたプラグインハイブリッド車両のように、比較的長期間エンジンを始動させることなく走行可能な車両においては、この種の燃費の悪化がより顕在化し易い。即ち、従来の技術には、燃費の悪化を生じさせることなくベーパを処理することが困難であるという技術的な問題点がある。
また、動力源として内燃機関のみを有する車両においては、内燃機関が停止した状態で車両が恒常的に走行することは先ずないが、別の問題として、車両の使用頻度自体が低い場合に、燃料タンク内に貯留された燃料に経時的な劣化が生じ得る。係る燃料の劣化は、燃料の円滑な供給を妨げかねず、内燃機関の各部に対し少なくとも良い影響を与えない。
このように、ハイブリッド車両に限らず一般に車両においては、内燃機関が長期にわたって不使用状態に置かれた場合に、蒸発燃料又は劣化燃料による不具合が回避され難いという技術的な問題点がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、内燃機関が長期間使用されない場合における蒸発燃料又は劣化燃料による不具合を軽減し得る燃料貯留システムを提供することを課題とする。
上述した課題を解決するために、本発明に係る燃料貯留システムは、給油口に接続され燃料を貯留可能に構成されると共に該燃料の貯留容量が可変であるメインタンクと、前記燃料を貯留可能なサブタンクと、前記メインタンクから前記サブタンクへの前記貯留された燃料の移送が可能な移送手段と、前記メインタンクに貯留されたメイン燃料及び前記サブタンクに貯留されたサブ燃料を内燃機関の燃料噴射装置に供給可能な供給手段と、前記メイン燃料及び前記サブ燃料の燃料性状を特定する第1特定手段と、前記内燃機関の機関温度及び負荷のうち少なくとも一方を特定する第2特定手段と、該特定された少なくとも一方に応じて前記燃料噴射装置に供給される燃料における重質燃料と軽質燃料との相対比率を設定する設定手段と、前記特定された燃料性状に基づいて、前記設定された相対比率で前記重質燃料及び前記軽質燃料が前記燃料噴射装置に供給されるように前記供給手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
本発明の燃料貯留システムは、車両に搭載された状態で、該車両の一動力源たる内燃機関に供給すべき、例えばガソリン、軽油、アルコール、液化石油ガス、又はこれらが適宜混合された混合燃料等、各種態様を採り得る燃料を貯留することが可能なシステムである。
本発明のメインタンク及びサブタンクは、例えば一形態として、各々が相互に独立して構成される貯留手段、或いは外観上は一体とみなし得る物体の内部に形成された、各々相互に隔絶された或いは区画された貯留空間等の形態を採り得るが、その内部に燃料を貯留可能である限りにおいて、基本的にその形状及び材質等は限定されない趣旨である。但し、メインタンクは、給油時に燃料の給油を受けるための給油口と接続されており、また燃料を貯留する空間の容量たる貯留容量が例えば二値的に、段階的に又は連続的に可変な物理的、機械的、電気的、磁気的又は化学的な構造を有する、所謂可変容量タンクとして構成されている。メインタンクは、その貯留容量が可変であるため、少なくともサブタンクと較べて燃料の蒸発が抑制され、理想的には、燃料の蒸発が殆ど生じない(所謂ゼロエバポタンクに相当する)。尚、これ以降、メインタンクに貯留された状態の燃料を「メイン燃料」と定義し、サブタンクに貯留された状態の燃料を「サブ燃料」と定義することとする。また、本発明の燃料貯留システムには、例えば各種管路、各種弁装置及び各種ポンプ装置等を適宜に含み得る供給手段が備わっており、各種内燃機関における、電子制御式インジェクタ等の形態を採り得る各種燃料噴射装置に対し、このメイン燃料及びサブ燃料が適宜供給される構成となっている。
ここで、新規に給油される燃料(以下、適宜「新燃料」と称する)は、少なくとも経時的な蒸発が生じる以前である点において、冬場に供給される相対的に気化し易い軽質の冬燃料であれ、夏場に供給される相対的に気化し難い重質の夏燃料であれ、気化し易い軽質成分を多く含んでいるが、本発明に係る燃料貯留システムによれば、給油口と接続されたメインタンクの貯留容量が可変であるため、この軽質成分を多く含む新燃料の蒸発が抑制される。このため、本発明に係る燃料貯留システムによれば、システム全体として、例えばキャニスタ等を含む蒸発燃料処理装置へ蒸発燃料が供給される機会を減少させることができ(尚、メインタンク及びサブタンクと蒸発燃料処理装置との接続態様は、本発明の本質とは無関係であり、如何なる態様を有していてもよい)、例えばキャニスタにおいて蒸発燃料を吸着保持する活性炭等の吸着材がその保持限界を超えた場合に実行されるパージの実行頻度を減少させることが可能となる。この種のパージの実行頻度減少に係る効果は特に、動力源として内燃機関のみを有する車両と較べて内燃機関の動作頻度が極端に少なくなり得る各種のハイブリッド車両に対しては、パージのために内燃機関を始動する(即ち、蒸発燃料を直接大気放出することは避ける必要がある)といった、燃費の悪化に直結し得る事態の発生を抑制し得る点において顕著に有利に作用する。
ところで、如何なる理由があるにせよ、内燃機関が長期間不使用であった場合等には(無論、このような場合には蒸発燃料も相応に増加するが)、燃料自体に経時的に生じる、例えば軽質成分の蒸発による燃料の重質化、水分の混入、或いは酸化による粘性の増大等、各種劣化も無視し難い問題となる。内燃機関に供給される燃料が劣化している場合、例えば内燃機関の各部の円滑な動作が阻害される、或いは内燃機関の燃焼特性(とりわけ始動特性)を悪化させる等の各種不具合が生じかねない。
ここで、本発明に係る燃料貯留システムは、メインタンクからサブタンクへの貯留された燃料の移送を可能とする、例えば電動式又は機械式ポンプ等の各種流体圧送手段を好適に含み得る移送手段を備える(移送手段が、サブタンクからメインタンクへの燃料の移送が可能に構成されているか否か(即ち、移送手段が双方向に燃料を移送可能に構成されているか否か)は、本発明の本質部分に影響を与えることはなく、いずれであってもよい)。この移送手段によれば、例えばメイン燃料に経時的な劣化が生じた場合等にメイン燃料をサブタンクに移送することが可能となり、更には例えばメインタンクへの燃料給油を促進する等といった措置を講じることも可能となる。即ち、本発明に係る燃料貯留システムによれば、少なくとも長期不使用等の理由により劣化状態にある燃料のみが燃料噴射装置を介した燃料噴射制御に供される事態が防止され得、内燃機関の動作が、係る劣化燃料により阻害されるといった事態が防止される。即ち、内燃機関が長期間使用されない場合における蒸発燃料又は劣化燃料による不具合を軽減することが可能となるのである。
但し、本発明において、移送手段が如何なる制御ロジックに従ってメイン燃料をサブタンクへ移送するかについては、何ら限定されない。例えば、メイン燃料が軽質燃料(例えば、冬燃料)である場合、メインタンクが蒸発抑制効果を有するから、上記経時的な劣化が生じた或いは生じると推定されるまでの比較的長期にわたって係る燃料移送が実行されずともよい。或いは軽質燃料を例えば夏季に使用することが望ましくないと判断される場合には、軽質燃料をサブタンク側に移送して重質の夏燃料をメインタンクに給油すべき旨をドライバに告知してもよい。一方、メイン燃料が重質燃料(例えば、夏燃料)である場合、燃料が蒸発し難い冬季において内燃機関の始動性が低下する懸念が生じ得る。このような観点から、メイン燃料が重質燃料である場合には、上記経時的な劣化の有無にかかわらず、軽質燃料の供給時期に合わせて燃料移送を実行してもよい。
一方、メインタンクとサブタンクに夫々メイン燃料及びサブ燃料が貯留される状況においては、メイン燃料とサブ燃料との間で、燃料性状(ここで言う「燃料性状」とは、蒸発し易さの度合いを意味し、重質(蒸発し難い)或いは軽質(蒸発し易い)等と規定される)が大なり小なり異なっている。
特に、夏燃料を冬季まで持ち越して先に述べた燃料移送を実行し、メイン燃料として新規に冬燃料を給油した場合、或いは冬燃料又は夏燃料を比較的長期にわたってメインタンクに貯留した結果燃料劣化が生じた等の理由から燃料移送を実行し、新規に夏燃料或いは冬燃料をメイン燃料として給油した場合等には、メイン燃料とサブ燃料との間に比較的明確な燃料性状の差が発生し得る。また、この場合、いずれのタンクに貯留された燃料が相対的に重質(又は軽質)であるのかは必ずしも一義に規定されず、燃料移送の制御態様に応じて変化し得る。
従って、各燃料を燃料噴射装置に供給するにあたっては、メイン燃料及びサブ燃料の各々の供給比率を決定するための何らかの指針が必要となる(尚、必ず一方の燃料が相対的に重質(又は軽質)となるように燃料移送の制御がなされてもよく、その場合は、燃料性状の関係は一義的となり得るが、この種の指針が必要である点には何ら変わりない)。
そこで、本発明に係る燃料貯留システムによれば、以下の如くにして各タンクに貯留された燃料が適切な割合で燃料噴射装置に供給される。即ち、本発明に係る燃料貯留システムによれば、その動作時には、例えばECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第1特定手段により、メイン燃料及びサブ燃料の燃料性状が特定される。ここで、「燃料性状」とは、先に述べた通り、燃料の蒸発し易さの度合いを規定する指標であって、少なくとも、一方の燃料が他方の燃料に対し重質である(軽質である)との二値的な判定を下し得る程度の精度を有する限り、如何なる特定がなされてもよい。
尚、本発明に係る「特定」とは、検出、推定、算出、導出、同定及び取得等を包括する概念であり、真偽の程度はともかく、特定対象(この場合、両燃料に係る燃料性状)を、制御上参照し得る情報として後述する制御手段に把握させ得る限りにおいて、そのプロセスは、各種態様を有してよい趣旨である。
好適な一形態として、第1特定手段は、直近の給油時期及び現時点の時候、或いは当該給油時期から現時点までの経過時間等に基づいて、メイン燃料の燃料性状を特定してもよい。より具体的には、例えば、直近の給油時期が冬燃料(或いは夏燃料)の供給期間に該当する場合に、初期情報としてメイン燃料が軽質である(或いは重質である)旨の特定を行ってもよい。また、サブ燃料は、メイン燃料が何らかのタイミングで移送されたものであるから、メイン燃料の燃料性状に基づいて特定することが可能である。尚、第1特定手段に係る燃料性状の特定は、位相手段の駆動制御による燃料移送の実行と相互にリンクする形で行われてもよい。
一方、本発明に係る燃料貯留システムによれば、第1特定手段に係る燃料性状特定に係る作用とは別に、例えばECU等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第2特定手段により、内燃機関の機関温度及び負荷のうち少なくとも一方が特定される。尚、機関温度は、冷却水温や潤滑油温等、予め機関温度を代替し得る或いは機関温度を表すものとして定められた指標値、物理量又は制御量等により代替される形で特定されてもよい。また、負荷も同様に、吸入空気量や負荷率(気筒の最大吸入容積に対する吸気量の割合)等、予め負荷を代替し得る或いは負荷を表すものとして定められた指標値、物理量又は制御量等により代替される形で特定されてもよい。
第2特定手段による特定作用を経ると、例えばECU等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る設定手段により、第2特定手段により特定された少なくとも一方に応じて燃料噴射装置に供給される燃料における重質燃料と軽質燃料との相対比率(重量比率であっても、体積比率であってもよいが、好適には後者である)が設定される。尚、この相対比率は、燃料噴射装置に供給される燃料の全量(重量であっても体積であってもよい)に対する、重質燃料の供給量及び軽質燃料の供給量各々の比率と一義な関係を有する。従って、相対比率は、燃料噴射装置に供給される燃料量を1とした場合の、重質燃料の供給量の割合α及び軽質燃料の供給量の割合β(β=1−α)を決定することによって設定されてもよい。或いは逆に、相対比率から、これら各割合が算出され、後述する制御手段の制御に供されてもよい。
相対比率が設定されると、例えばECU等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る制御手段により、この設定された相対比率で重質燃料及び軽質燃料が燃料噴射装置に供給されるように、供給手段が制御される。
ここで、先に述べたように、メイン燃料及びサブ燃料相互間の燃料性状の関係は、必ずしも一義的ではないから、重質燃料と軽質燃料との相対比率が設定されたところで、必ずしも供給手段の制御態様(好適には、メインタンク側のポンプとサブタンク側のポンプとの駆動比率等)は一義に規定され得ない。
そこで、制御手段は、第1特定手段により特定された各燃料の燃料性状に基づいて供給手段を制御する。即ち、設定された相対比率から得られる重質(軽質)燃料の供給比率及びその供給量が、燃料性状から重質(軽質)燃料である旨が決定されたメイン燃料又はサブ燃料の供給量の制御目標等して用いられるのである。
その結果、重質燃料(又は軽質燃料)が、メインタンク及びサブタンクのいずれに貯留されているかにかかわらず、燃料噴射装置に最適な相対比率で燃料を供給することが可能となるのである。
ここで特に、第2特定手段により特定される機関温度又は負荷は、燃料性状が内燃機関の燃焼性能に与える影響の度合いを好適に規定する。例えば、機関温度が低い冷間始動時等においては、蒸発し易い軽質燃料の方が燃焼状態を安定させ得るし、機関温度が十分に上昇した機関暖機後であれば、軽質であれ重質であれその燃焼は十分に担保され得る。また、このように機関暖機後の燃焼性能が十分に担保され得る点に鑑みれば、機関暖機後については、その時点の貯留状態等に応じて適宜定められ得る一方の燃料の供給量を他方に対し増加させるといった措置を講じることも可能である。
一方、負荷が小さい(軽負荷である)場合、負荷が大きい(高負荷である)と較べると燃焼状態が繊細となり、蒸発し易い軽質燃料の方が燃焼をより安定させ得るし、空気量が担保される高負荷側では軽質であれ重質であれ燃焼性能にさしたる違いは生じない。このように、これら少なくとも一方に応じて相対比率を設定することにより、重質燃料及び軽質燃料の貯留状態を考慮しつつ、その時点の内燃機関の状態に適した供給比率で燃料噴射装置に燃料を供給することが可能となるのである。
尚、本発明に係る車両とは、内燃機関と共に動力源として機能する少なくとも一つの電動機を備えたハイブリッド車両であってもよい。車両が、このように、内燃機関とは異なる動力源としての、例えば、モータ或いはモータジェネレータ等の形態を採り得る電動機を備えたハイブリッド車両として構成され、この電動機が、例えばインバータや各種のPCU(Power Control Unit)等を介した、電流制御、電圧制御又は電力制御等各種の動力制御により、車軸に対し直接的に又は間接的に、バッテリ等各種蓄電手段からの放電電力に応じた動力を出力可能に構成される場合、電動機の動力のみを使用したEV(Electric Vehicle)走行なる走行形態が実現可能である。とりわけ、外部電源(例えば家庭に設置された設置型の又は可搬性を有する各種電源(好適な一形態として、例えば家庭用コンセント及び専用又は汎用の充電プラグ等を適宜含む)、或いは市街地又は郊外地に、専用又は汎用のインフラ設備等として設置された(好適な一形態として、例えばガソリンスタンドやそれに類するインフラ施設等に付設されていてもよい)各種電源等を指す)から供給される外部電力(即ち、ハイブリッド車両内部で生成される電力とは異なる)を使用した通電により、バッテリ等の蓄電手段に対し適宜に充電がなされる構成を有する、所謂プラグインハイブリッド車両においては、この種のEV走行が主たる走行態様となり得、内燃機関の動作頻度は極端に小さくなり易い。従って、ハイブリッド車両においては、蒸発燃料又は劣化燃料の処理がより重要な意味を持つ。即ち、本発明の燃料貯留システムは、ハイブリッド車両に対して顕著に効果的である。
本発明に係る燃料貯留システムの一の態様では、前記第2特定手段は、前記機関温度を特定し、前記設定手段は、前記特定された機関温度の高低が、前記燃料噴射装置に供給される燃料に対し前記重質燃料が占める割合の大小に夫々対応するように前記相対比率を設定する。
この態様によれば、機関温度が低い場合には、高い場合と較べて軽質燃料の割合が二値的に、段階的に又は連続的に大きくなるため、燃焼性能が低下し易い冷間始動時や未暖機時において内燃機関を好適に動作させることが可能となる。
本発明に係る燃料貯留システムの他の態様では、前記第2特定手段は、前記負荷を特定し、前記設定手段は、前記特定された負荷の大小が、前記燃料噴射装置に供給される燃料に対し前記重質燃料が占める割合の大小に夫々対応するように前記相対比率を設定する。
この態様によれば、負荷が低い場合には、高い場合と較べて軽質燃料の割合が二値的に、段階的に又は連続的に大きくなるため、燃焼が不安定となり易い軽負荷時において内燃機関を好適に動作させることが可能となる。
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
<発明の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
<第1実施形態>
<実施形態の構成>
始めに、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係るハイブリッド車両10の構成について説明する。ここに、図1は、ハイブリッド車両10の構成を概念的に表してなる模式的なブロック図である。
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
<第1実施形態>
<実施形態の構成>
始めに、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係るハイブリッド車両10の構成について説明する。ここに、図1は、ハイブリッド車両10の構成を概念的に表してなる模式的なブロック図である。
図1において、ハイブリッド車両10は、減速機構11及び車輪12、並びにECU100、エンジン200、モータジェネレータMG1(以下、適宜「MG1」と略称する)、モータジェネレータMG2(以下、適宜「MG2」と略称する)、動力分割機構300、PCU400、バッテリ500、充電プラグ600、リレー回路700、燃料供給システム800、警告ランプ900及び外気温センサ1000を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。
減速機構11は、エンジン200及びモータジェネレータMG2から出力された動力に応じて回転可能に構成された、デファレンシャルギア(不図示)等を含んでなるギア機構であり、これら動力源の回転速度を所定の減速比に従って減速可能に構成されている。減速機構11の出力軸は、ハイブリッド車両10の車軸(符号省略)に連結されており、これら動力源の動力は、回転速度が減速された状態で当該車軸及び当該車軸に連結された、駆動輪としての車輪12に伝達されるように構成されている。
尚、減速機構11の構成は、エンジン200及びモータジェネレータMG2から供給される動力を、その動力に基づいた軸体の回転速度を減速しつつ車軸に伝達可能である限りにおいて何ら限定されず、単にデファレンシャルギア等を含んでなる構成を有していてもよいし、複数のクラッチ及びブレーキ並びに遊星歯車機構により構成される可変リダクション機構として複数の変速比を得ることが可能に構成されていてもよい。
ECU100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備え、ハイブリッド車両10の動作全体を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「第1特定手段」、「第2特定手段」、「第3特定手段」、「設定手段」及び「制御手段」の一例である。ECU100は、ROMに格納された制御プログラムに従って、後述する貯留状態制御及び燃料供給比率制御を実行可能に構成されている。
尚、ECU100は、本発明に係る「第1特定手段」、「第2特定手段」、「第3特定手段」、「設定手段」及び「制御手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てECU100によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のECU、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
エンジン200は、ハイブリッド車両10の動力源の一つとして機能するように構成された、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンである。エンジン200の詳細な構成は、後に図2を参照する形で詳述する。
モータジェネレータMG1は、バッテリ500を充電するための或いはモータジェネレータMG2に電力を供給するための発電機として、更にはエンジン200の動力をアシストする電動機として機能するように構成された電動発電機である。
モータジェネレータMG2は、本発明に係る「電動機」の一例たる電動発電機であり、エンジン200と共にハイブリッド車両10の動力源の一つとなる電動機として、或いはバッテリ500を充電するための発電機として機能するように構成されている。
尚、これらモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。但し、他の形式のモータジェネレータであっても構わない。
動力分割機構300は、エンジン200の動力をMG1及び車軸へ分配可能に構成された遊星歯車機構である。尚、動力分割機構300の構成は公知の各種態様を採り得るため、ここではその詳細な説明を省略するが、簡略的に説明すると、動力分割機構300は、中心部に設けられたサンギアと、サンギアの外周に同心円状に設けられたリングギアと、サンギアとリングギアとの間に配置されてサンギアの外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギアと、後述するクランクシャフト205の端部に結合され、各ピニオンギアの回転軸を軸支するプラネタリキャリアとを備える。
このサンギアは、サンギア軸を介してMG1のロータ(符合は省略)に結合され、リングギアは、リングギア軸を介してMG2の不図示のロータに結合されている。リングギア軸は、車軸と連結されており、MG2が発する動力は、リングギア軸を介して車軸へと伝達され、同様に車軸を介して伝達される車輪12からの駆動力は、リングギア軸を介してMG2に入力される。係る構成の下、動力分割機構300により、エンジン200が発する動力は、プラネタリキャリアとピニオンギアとによってサンギア及びリングギアに伝達され、エンジン200の動力が2系統に分割される。この際、サンギアに伝達される動力によって、モータジェネレータMG1が正回転側に駆動されると、モータジェネレータMG1により発電が行われる構成となっている。
PCU400は、バッテリ500から取り出した直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2に供給すると共に、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ500に供給可能に構成された不図示のインバータを含み、バッテリ500と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力(即ち、この場合、バッテリ500を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる)を制御可能に構成された電力制御ユニットである。PCU400は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100によってその動作が制御される構成となっている。
バッテリ500は、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2を駆動するための電力に係る電力供給源として機能するように構成された充電可能な蓄電池である。ここで、バッテリ500は、ハイブリッド車両10の車外に設置される外部電源20により、適宜充電可能に構成されている。即ち、バッテリ500は、各モータジェネレータの発電作用により生じる電力の他に、外部電源20からの電力供給によっても充電される構成となっており、ハイブリッド車両10は、所謂プラグインハイブリッド車両となっている。
充電プラグ600は、リレー回路700の入力端子と電気的に接続されており、且つ外部電源20との電気的な接続を可能とする金属製のプラグである。尚、外部電源20は、例えば家庭用の100V電源であってもよいし、市街地や郊外の然るべきインフラ施設(例えば、ガソリンスタンドやサービスステーション)等にインフラ設備として設置されるものであってもよく、その物理的、機械的、機構的、電気的又は化学的態様は何ら限定されない趣旨である。
リレー回路700は、充電プラグ600側の入力端子と、バッテリ500側の出力端子との間の電気的な接続状態を二値的に且つ選択的に切り替え可能なスイッチング回路である(図1では接続されていない状態が示されている)。リレー回路700は、ECU100と電気的に接続されており、当該接続状態は、ECU100により制御される構成となっている。尚、入力端子と出力端子とが電気的に接続された状態において、バッテリ500は充電プラグ600と電気的に接続された状態となり、充電プラグ600が外部電源20と接続されている場合には、半ば自動的にバッテリ500への通電がなされ、充電が開始される構成となっており、入力端子と出力端子とが接続されていない状態において、バッテリ500は充電プラグ600から解放され、充電プラグ600が外部電源20と接続されている又はいないに関係なく、バッテリ500への通電が停止される構成となっている。
燃料供給システム800は、エンジン200に対し燃料たるガソリンを供給可能に構成された、本発明に係る「燃料貯留システム」の一例を含む装置群である。尚、燃料供給システム800については、後に図2を参照する形で詳述する。
警告ランプ900は、ハイブリッド車両10の車内におけるコンソールパネル付近にドライバによる視認が可能に設置されてなるインジケータであり、本発明に係る「給油促進手段」の一例である。警告ランプ900は、然るべきタイミングにおいて、給油が必要である旨を表す「Empty」なる文字が赤色に点灯する構成を有している。警告ランプ900の当該点灯に係る駆動系は、ECU100と電気的に接続されており、警告ランプ900は、ECU100の制御を受けて適宜に点灯する構成となっている。
外気温センサ1000は、ハイブリッド車両10の車外温度たる外気温Toを検出可能に構成されたセンサである。外気温センサ1000は、ECU100と電気的に接続されており、検出された外気温Toは、ECU100により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
ここで、図2を参照し、エンジン200及び燃料供給システム800の詳細な構成について説明する。ここに、図2は、エンジン200及び燃料供給システム800の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、図2において、図1と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
図2において、エンジン200は、気筒201内において燃焼室に点火プラグ(符号省略)の一部が露出してなる点火装置202による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン203の往復運動を、コネクティングロッド204を介してクランクシャフト205の回転運動に変換可能に構成されている。また、クランクシャフト205の近傍には、クランクシャフト205の回転位置(即ち、クランク角)を検出するクランクポジションセンサ206が設置されている。尚、エンジン200は、紙面と垂直な方向に4本の気筒201が直列に配されてなる直列4気筒エンジンであるが、個々の気筒201の構成は相互に等しいため、図2においては一の気筒201についてのみ説明を行うこととする。
尚、本発明に係る「内燃機関」とは、ガソリンエンジンに限らず、軽油を燃料とするディーゼルエンジン又はアルコールとガソリンとの混合燃料を使用可能なバイフューエルエンジン等の形態を有していてもよい。また、ガソリンエンジンであるにせよ、その気筒配列は、直列型式に限定されない。
エンジン200において、外部から吸入された空気は吸気管207を通過し、吸気ポート210において、インジェクタ212から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。この際、燃料は、燃料供給システム800を介してインジェクタ212に供給される構成となっている。尚、燃料を噴射する噴射手段の形態は、図示するような所謂吸気ポート噴射型インジェクタの構成を採らずともよく、例えば、フィードポンプ或いは他の低圧ポンプにより圧送される燃料の圧力を更に高圧ポンプによって昇圧せしめ、高温高圧の気筒201内部へ燃料を直接噴射可能に構成された、所謂直噴インジェクタ等の形態を有していてもよい。
気筒201内部と吸気管207とは、吸気バルブ211の開閉によってその連通状態が制御されている。気筒201内部で燃焼した混合気は排気となり吸気バルブ211の開閉に連動して開閉する排気バルブ213の開弁時に排気ポート214を介して排気管215に導かれる。
一方、吸気管207における、吸気ポート210の上流側には、図示せぬクリーナを経て導かれた吸入空気に係る吸入空気量を調節するスロットルバルブ208が配設されている。このスロットルバルブ208は、ECU100と電気的に接続された不図示のスロットルバルブモータによってその駆動状態が制御される構成となっている。このスロットルバルブモータは、基本的にはドライバの意思を反映したアクセル開度Taに応じたスロットル開度が得られるように、ECU100により駆動制御されるが、その駆動制御に際してドライバの意思が介在する必要は必ずしもなく(無論、ドライバの意思に反することのない範囲である)、言わば自動的にスロットル開度を調整することも可能である。即ち、スロットルバルブ208は、一種の電子制御式スロットルバルブとして構成されている。
吸気管207におけるスロットルバルブ208の上流側には、吸気管207を流れる吸入空気の流量たる吸入空気量を検出可能なエアフローセンサ209が設置されている。エアフローセンサ209は、ECU100と電気的に接続されており、検出された吸入空気量は、ECU100により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
排気管215には、三元触媒216が設置されている。三元触媒216は、エンジン200から排出されるCO(一酸化炭素)、HC(炭化水素)、及びNOx(窒素酸化物)を夫々浄化可能に構成された排気浄化装置である。
また、排気管215には、排気管215中の酸素濃度に基づいてエンジン200の空燃比AFを検出可能に構成された空燃比センサ217が設置されている。更に、気筒201を収容するシリンダブロックに設置されたウォータジャケットには、エンジン200を冷却するために循環供給される冷却水(LLC)に係る冷却水温Twを検出可能な水温センサ218が配設されている。これら各種センサは、夫々ECU100と電気的に接続されており、検出された空燃比AF及び冷却水温Twは、夫々ECU100により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
一方、図2において、燃料供給システム800は、メインタンク801を有する。メインタンク801は、金属製のケース802に収容されると共に、伸縮可能な樹脂製材料(例えば、硬質ゴムや強化ゴム等)で構成されており、内部に貯留される燃料FL1(本発明に係る「メイン燃料」の一例)の貯留量に応じて、その容量が変化する構成となっている。従って、メインタンク801において、貯留される燃料FL1は殆ど空気に触れることがなく、燃料FL1は、その蒸発が抑制された状態で貯留される。尚、図示される燃料FL1の貯留状態は、メインタンク801における燃料FL1の一貯留状態に過ぎない。
メインタンク801には、給油管803が接続されており、その内部において先述した容量可変なメインタンク801の内部に連通している。給油時には、この給油管803の先端部分に取り付けられたフューエルキャップ804が取り外され、燃料たるガソリンが給油管803を介してメインタンク801内部に給油される構成となっている。
メインタンク801には、燃料FL1の供給路としてメインタンク側フューエルパイプ805が接続されている。このメインタンク側フューエルパイプ805には更に、メインタンク側フューエルポンプ806が設置されている。メインタンク側フューエルポンプ806は、メインタンク801の内部から、貯留された燃料FL1を不図示のモータの回転力により吸い上げることが可能に構成された電気駆動式のポンプ装置であり、吸い上げられた燃料FL1は、更にこのメインタンク側フューエルポンプ806の流体圧送作用により、メインタンク側フューエルパイプ805及びメインタンク側フューエルパイプ805に接続された共有フューエルパイプ807を経由して、先述したインジェクタ212に圧送供給される構成となっている。メインタンク側フューエルパイプ805、メインタンク側フューエルポンプ806及び共有フューエルパイプ807は、本発明に係る「供給手段」の一例を構成している。
尚、このメインタンク側フューエルポンプ806は、上記モータを駆動する駆動系の駆動制御により、燃料FL1の供給圧を自由に制御可能に構成されている。この駆動系は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100によりその駆動状態が制御される構成となっている。即ち、ECU100もまた、本発明に係る「供給手段」の一例を構成している。また、メインタンク側フューエルパイプ805には、不図示の逆流防止弁が配設されており、燃料FL1がインジェクタ212側からメインタンク801側へ逆流しないように配慮されている。
メインタンク801には、蒸発燃料供給路808の一端部が接続されている。この蒸発燃料供給路808の他端部は、後述するキャニスタ820に接続されている。また、蒸発燃料供給路808上には、封鎖弁809が設置されている。封鎖弁809は、封鎖弁809を挟む上流部分と下流部分との圧力差が所定値以上となった場合に開弁すると共に、蒸発燃料のみがキャニスタ820に供給されるように、燃料FL1のキャニスタ820への流出を防止可能に構成されている。尚、メインタンク801は、先に述べたように容量可変構造を有しており、貯留される燃料の蒸発を抑制することが可能である。従って、メインタンク801からキャニスタ820への蒸発燃料の供給は殆ど生じることはなく、蒸発燃料をキャニスタ820へ供給するための蒸発燃料供給路808の構造は、後述するサブタンク810側のブリーザ配管813と較べて簡素となっている。
燃料供給システム800は、メインタンク801に加えてサブタンク810を有する。サブタンク810は、金属材料で形成された所謂燃料タンクである。サブタンク810の内部には、燃料FL2(即ち、本発明に係る「サブ燃料」の一例)が貯留される構成となっている(尚、図示される燃料FL2の貯留状態は、サブタンク816における燃料FL2の一貯留状態に過ぎない)。
サブタンク810には、燃料FL2の供給路としてサブタンク側フューエルパイプ811が接続されている。このサブタンク側フューエルパイプ811には更に、サブタンク側フューエルポンプ812が設置されている。サブタンク側フューエルポンプ812は、サブタンク810の内部から貯留された燃料FL2を不図示のモータの回転力により吸い上げることが可能に構成された、メインタンク側フューエルポンプ806と同様の電気駆動式のポンプ装置であり、吸い上げられた燃料FL2は、更にこのサブタンク側フューエルポンプ812の流体圧送作用により、サブタンク側フューエルパイプ811及びサブタンク側フューエルパイプ811に接続された、先述の共有フューエルパイプ807を経由して、先述したインジェクタ212に圧送供給される構成となっている。サブタンク側フューエルパイプ811、サブタンク側フューエルポンプ812及び共有フューエルパイプ807は、本発明に係る「供給手段」の一例を構成している。尚、本実施形態に係る燃料供給システム800は、各タンクからインジェクタ212へ繋がる燃料供給路の一部が共有されるが、これは一例に過ぎず、インジェクタ212に対しては、タンク毎に独立した燃料供給路から燃料が供給されてもよい。
サブタンク810の上方には、サブタンク810内部に貯留された燃料FL2の液面上部空間とブリーザ配管813とを適宜に連通させることが可能に構成されたベントバルブ814が備わる。
ベントバルブ814は、サブタンク810の内圧とブリーザ配管813との圧力差が所定値に達すると開弁するように構成された弁装置である。ベントバルブ814は、その開弁時において、蒸発燃料を含む空気を、ブリーザ配管813を介して後述するキャニスタ820に供給可能に構成される。また、ベントバルブ814は、ROV(Roll Over Valve)815及びCOV(Cut Off Valve)816を介して上記液面上部空間と連通する構成となっている。尚、このブリーザ配管813は、既に述べた蒸発燃料供給路808と、封鎖弁809の下流側且つキャニスタ820の上流側において合流している。
ROV815は、給油時の液面上昇により閉弁し、ベントバルブ814とサブタンク810との連通を遮断するように構成されている。また、ROV815は、車両転倒時等においてもベントバルブ814とサブタンク810との連通を遮断する構成となっており、ブリーザ配管813を介して燃料FL2が外部に漏洩しない構成となっている。
COV816は、ROV815と並列配置されており、ROV815よりも更に液面が上昇した場合にベントバルブ814とサブタンク810との連通を遮断するように構成されている。COV816は、後述する燃料移送に伴う液面上昇に際しては、ROV815の閉弁後も開弁状態を維持するが、車両旋回による液面の動揺等により液面がCOV816まで到達するような場合には閉弁し、ベントバルブ814とサブタンク810との連通を遮断するように構成されており、ベントバルブ814を介して燃料FL2が外部に漏洩しない構成となっている。
メインタンク801及びサブタンク810には、夫々連通管817の両端部が接続されており、その内部において各タンクに連通する構成となっている。この連通管817上には、移送ポンプ818が設置されている。
移送ポンプ818は、内部に設置された、モータ駆動されるポンプ翼車の回転により、メインタンク801内に貯留された燃料FL1をサブタンク810内部に圧送供給することによって、燃料FL1をサブタンク810内に移送可能に構成された、本発明に係る「移送手段」の一例たる電気駆動式のポンプ装置である。移送ポンプ818において、このモータを駆動する駆動系は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100によってその駆動状態が制御される構成となっている。尚、この駆動系並びに先述したメインタンク側フューエルポンプ806の駆動系及びサブタンク側フューエルポンプ812の駆動系に対する電力供給は、先に述べたPCU400を介して適宜になされる構成となっている。また、連通管817には、サブタンク810からメインタンク801への燃料の流入を防止する逆流防止弁819が設置されている。
尚、本実施形態における移送ポンプ818は、ポンプ翼車の回転方向が一方向であり、メインタンク801からサブタンク810への燃料FL1の移送のみが可能に構成されているが、これは本発明に係る「移送手段」の一形態に過ぎず、燃料はメインタンク801とサブタンク810との間で双方向に移送可能に構成されていてもよい。このような双方向の移送は、例えば、上記ポンプ翼車の回転方向を逆転させることにより得られてもよいし、他のポンプを別途設置することにより得られてもよい。
キャニスタ820は、内部に蒸発燃料を吸着保持可能な活性炭等の吸着材821を備えたベーパ吸着装置である。キャニスタ820は、先述したブリーザ配管813及び蒸発燃料供給路808、大気連通管822並びにパージ用配管823に接続されている。
大気連通管822は、ハイブリッド車両10の車外空間と連通する管状部材である。大気連通管822は、後述するパージコントロールバルブ824が閉弁し且つ先に述べたベントバルブ814又は封鎖弁809が開弁している場合には、ブリーザ配管813又は蒸発燃料供給路808を介してキャニスタ820に流入するガスのうち吸着材821による蒸発燃料吸着後に残留する清浄な空気を車外へ導くと共に、パージコントロールバルブ824が開弁し且つベントバルブ814及び封鎖弁809が閉弁している場合には、車外から外気をキャニスタ820に導くように構成されている。
パージ用配管823は、一端部がキャニスタ820の下方に接続され、他端部が吸気管207のスロットルバルブ208上流側(気筒と反対側)に接続された、パージガスの通路である。
ここで、「パージガス」とは、大気連通管822を介して適宜導かれる外気と吸着材821に吸着保持された蒸発燃料との混合体(蒸発燃料の吸着量がゼロであれば、即ち外気そのもの)であり、係るパージガスは、エンジン200の稼動時に、パージ用配管823を介して吸気管207に供給され、パージ(即ち、蒸発燃料を吸気系へ戻す処理)がなされる構成となっている。
パージコントロールバルブ824は、パージ用配管823上に設置された、VSV(Vacuum Switching Valve)である。パージコントロールバルブ824の弁体は、エンジン200の非稼動時には、パージコントロールバルブ824の上流側と下流側(この場合の上流側及び下流側とは、パージガスの流れ方向を基準とした方向概念であって、上流側とは即ちキャニスタ側であり、下流側とは即ちスロットルバルブ208側を指す)との連通を遮断する遮断位置で停止するようにコイルバネ等の弾性体により付勢されている。一方、エンジン200が稼動状態にある場合、吸気管207には主として吸気行程において負圧が形成される。この負圧によって、VSVたるパージコントロールバルブ824の弁体位置は、上記遮断位置から変化し、パージコントロールバルブ824の上流側と下流側とが連通する。その結果、エンジン負圧により大気連通管822を介して外気が導かれ、また係る外気が、パージ用配管823へ到達する途上において吸着材821に保持された蒸発燃料と適宜混合されることによって、上述したパージガスとしてパージ用配管823を介して吸気管207へ供給されるのである。
尚、パージコントロールバルブ824は、本実施形態ではVSVとして構成されるが、その構成はVSVに限定されない。例えば、パージ用配管823上には、電磁アクチュエータ等により駆動される弁体を備えた電磁制御式の弁装置が設置され、例えばECU100による駆動制御によって、適宜パージ用配管823の連通状態が制御されてもよい。
<実施形態の動作>
ハイブリッド車両10は、エンジン200を機関停止状態とし、且つモータジェネレータMG2によりハイブリッド車両10の走行に要する動力を供給せしめることにより、EV走行を行うことが可能である。特に、ハイブリッド車両10のように、外部電源20からの充電が可能に構成されたプラグインハイブリッド車両においては、他のハイブリッド車両よりも広範な運転条件でEV走行を選択することが可能であり(即ち、バッテリ500のSOCを、MG1による発電或いは減速時のエネルギ回生以外によって、これらと較べれば自由なタイミングで回復させることが可能であり、車速や要求出力による制限が緩和される傾向がある)、必然的にエンジン200の稼動頻度は低下する。まして、動力源としてエンジン200(それに類する各種内燃機関)のみを有する車両と較べれば、当該稼動頻度は極端に低いものとなる。
ハイブリッド車両10は、エンジン200を機関停止状態とし、且つモータジェネレータMG2によりハイブリッド車両10の走行に要する動力を供給せしめることにより、EV走行を行うことが可能である。特に、ハイブリッド車両10のように、外部電源20からの充電が可能に構成されたプラグインハイブリッド車両においては、他のハイブリッド車両よりも広範な運転条件でEV走行を選択することが可能であり(即ち、バッテリ500のSOCを、MG1による発電或いは減速時のエネルギ回生以外によって、これらと較べれば自由なタイミングで回復させることが可能であり、車速や要求出力による制限が緩和される傾向がある)、必然的にエンジン200の稼動頻度は低下する。まして、動力源としてエンジン200(それに類する各種内燃機関)のみを有する車両と較べれば、当該稼動頻度は極端に低いものとなる。
ここで、メインタンク801は、給油管803と接続されており、給油時には新燃料が供給される。新燃料は、所謂軽質成分を多く含んでおり、定性的には蒸発燃料の生じ易い燃料である。従って、メインタンク801が例えばサブタンク810と同様通常の燃料タンクとして構成される等、何らの対策も講じられることがなければ、このように長いエンジン200の非稼動期間において、メインタンク801内で蒸発燃料が大量に発生し、キャニスタ820の吸着材821が飽和状態を超える頻度が高くなる。ところが、キャニスタ820が飽和状態を越えた場合であっても、或いは近未来的に飽和状態を超えると予測される場合(例えば、飽和状態にある場合、或いは近未来的に飽和状態に陥る可能性が高い場合等を含む)であっても、エンジン200の稼動頻度が極端に低いことには変わりは無く、VSVたるパージコントロールバルブ824は上記遮断位置のままであって、上述したパージは行われない。
このため、余りに長期にわたってエンジン200が非稼動となると、蒸発燃料の吸着量が吸着材821の保持限界を超える、換言すればキャニスタ820が飽和状態を超える可能性がある。この場合、大気連通管822を介して蒸発燃料が外界に放出される事態を防止するために、エンジン200を稼動させ、吸気管207に負圧を形成することによって先に述べたパージを実行する必要がある。ところが、このような理由によるエンジン200の始動は、ハイブリッド車両10の要求駆動力の観点から見れば必ずしも必要ではない(即ち、蒸発燃料の大気放出を防止するためだけに燃料をエンジン200内で強制的に燃焼させているに過ぎない)から、燃費の観点からは望ましくない。
その点、本実施形態に係るメインタンク801は、貯留容量が可変な容量可変構造を有しており、貯留される燃料FL1は、メインタンク801内部に空気層が形成され難いことに起因して、タンク内での蒸発が抑制、理想的には防止された状態で貯留される(実践上は、幾ばくかの蒸発は生じ得る)。このため、軽質成分を多く含む新燃料が貯留されたとしても、少なくともその蒸発を極めて緩慢に進行させることが可能であり、上述した経緯を辿った上でのパージの実行頻度を著しく減少させることが可能となる。
一方、余りに長期にわたって燃料が使用されない(エンジン200が非稼動である)場合、燃料自体に経時的な劣化が生じて、エンジン200を稼動させようとした際に、エンジン200の各部の円滑な動作が阻害される、或いは、エンジン200における燃焼性能(特に始動性能)が悪化する可能性がある。このような問題は、メインタンク801が容量可変構造を有していても、好適には回避され難い。そこで、本実施形態では、ECU100により貯留状態制御及び燃料供給比率制御が実行される。
ここで、図3を参照して、貯留状態制御の詳細について説明する。ここに、図3は、貯留状態制御のフローチャートである。
図3において、ECU100は、メインタンク801に貯留された燃料FL1をサブタンク810に移送するか否かを決定するための、移送要否判別処理を実行する(ステップS200)。ここで、図4を参照し、移送要否判別処理の詳細について説明する。ここに、図4は、移送要否判別処理のフローチャートである。
図4において、ECU100は、メインタンク801に貯留される燃料FL1が軽質燃料であるか否かを判別する(ステップS201)。軽質燃料であるか否かは、給油時の時候に基づいて判別することができる。給油される新燃料は、夏季を中心とする比較的外気温の高い期間においては蒸発し難い重質燃料(所謂夏燃料)であり、冬季を中心とする比較的外気温の低い期間においては蒸発し易い軽質燃料(所謂冬燃料)である。従って、給油時がいずれの燃料の供給期間に該当するかを判別することにより、燃料FL1の燃料性状を特定することが簡便にして可能となる。尚、本実施形態においては、ECU100のRAM或いはフラッシュメモリ等の然るべき記憶手段に、最新の給油時について、その日付が記憶されており、ECU100は、ステップS201に係る判別処理を比較的簡便に行うことができる。尚、燃料供給システム800に燃料性状センサ等の各種検出手段が備わる場合には、当該検出手段による検出結果を参照して燃料FL1が軽質燃料であるか否かの判別を行ってもよい。
燃料FL1が重質燃料である場合(ステップS201:NO)、ECU100は、現在の時候が、冬燃料の提供時期に該当するか否かを判別する(ステップS203)。ECU100にはカレンダが内蔵されており、また冬燃料の提供時期に関する情報が予め参照情報として与えられている。従って、ECU100は、ステップS202に係る判別処理を比較的簡便に実行することができる。尚、冬季燃料の提供時期及び夏季燃料の提供時期については、予めROMに設定情報として与えられているが、サービスステーションや各種情報発信拠点よりインフラ情報等としてこの種の情報が提供される場合には、係る情報を利用してステップS203に係る判別が行われてもよい。
現在の時候が夏燃料の提供期間である場合(ステップS203:NO)、即ち、燃料FL1が重質燃料であり、且つ現在の時候も、重質な夏燃料の提供期間に該当している場合、ECU100は、燃料移送は不要であるものとして、燃料移送フラグFGを、燃料移送が不要である旨に相当する「0」に設定し(ステップS204)、移送要否判別処理を終了する。一方、現在の時候が冬燃料の提供期間である場合(ステップS203:YES)、即ち、燃料FL1が重質燃料であり、且つ現在の時候が冬燃料の提供期間に該当している場合、ECU100は燃料移送が必要であるとして、燃料移送フラグFGを、燃料移送が必要である旨に相当する「1」に設定し(ステップS205)、移送要否判別処理を終了する。
一方、燃料FL1が軽質燃料である場合(ステップS201:YES)、ECU100は、燃料FL1の貯留期間ΔTが基準値ΔTth以下であるか否かを判別する(ステップS202)。ここで、「貯留期間」とは、直近の給油時から現時点に至る期間の長さを指し、燃料の劣化状態を規定する指標値となる。ECU100は、直近の給油時において内蔵タイマによるカウントを開始しており、ここでは、その積算時間値が貯留期間ΔTとして取得される。尚、基準値ΔTthは、予め実験的に、新燃料に実践上無視し得ない経時的な劣化が生じる時間値として設定されている。
ECU100は、貯留期間ΔTが基準値ΔTthよりも長い場合(ステップS202:NO)、軽質成分が離脱する等の理由による燃料の重質化を伴う燃料FL1の劣化が生じているものとして、燃料移送フラグFGを「1」に設定する(ステップS205)と共に、貯留期間ΔTが基準値ΔTth以下である場合(ステップS202:YES)、燃料FL1に未だ経時的な劣化は生じていないものとして、燃料移送フラグFGを「0」に設定する(ステップS204)。ステップS204又はステップS205により燃料移送フラグFGが「0」又は「1」のいずれかに設定されると、移送要否判別処理は終了する。
図3に戻り、移送要否判別処理が終了すると、ECU100は、先に設定された燃料移送フラグFGが「1」であるか、即ち燃料移送が必要であるか否かを判別する(ステップS101)。燃料移送フラグFGが「0」、即ち燃料移送の必要が無い場合(ステップS101:NO)、ECU100は、処理をステップS200に戻し、処理を繰り返す。
燃料移送フラグFGが「1」である場合(ステップS101:YES)、ECU100は、移送ポンプ818を駆動制御して、メインタンク801内に貯留された燃料FL1の移送を開始する(ステップS102)。この際、ECU100は、基本的に燃料FL1を全量サブタンク810に移送させる。尚、ステップS102に係る動作は、本発明に係る「移送制御手段」の動作の一例である。
燃料FL1の移送が開始されると、ECU100は、サブタンク810が満タン状態であるか否かを判別する(ステップS103)。サブタンク810が満タン状態でない場合(ステップS103:NO)、ECU100は更に、メインタンク801が空になったか否かを判別する(ステップS104)。
サブタンク810が満タン状態でなく且つメインタンク801が空でない場合(ステップS104:NO)、ECU100は、処理をステップS102に戻して燃料FL1の移送を継続させると共に、サブタンク810が満タン状態でなく且つメインタンク801が空である場合(ステップS104:YES)、警告ランプ900を点灯させる(ステップS105)。警告ランプ900は、既に述べたように、給油を促すインジケータであり、点灯制御されることにより、ドライバに給油を促すことが可能となる。
尚、貯留状態制御を実行するにあたってのハイブリッド車両10の動作状態は特に限定されず、ハイブリッド車両10がEV走行している期間において当該処理が実行されてもよいが、ハイブリッド車両10がプラグインハイブリッド車両である点に鑑みれば、エンジン200、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2のいずれもが停止してなるソーク状態において外部電源20を介してなされる充電時が、貯留状態制御処理の実行機会として好適な一形態となる。この場合、特に充電が自宅でなされる場合には、ドライバが車内に居ない可能性があり、警告ランプ900の点灯は無駄な電力消費を生みかねない。従って、このような場合には、次回のイグニッションオン時(即ち、車両の始動時)において、警告ランプ900が点灯制御されてもよい。
警告ランプ900が点灯制御されると、ECU100は、給油が完了したか否かを判別する(ステップS106)。給油が完了していない場合(ステップS106:NO)、ECU100はステップS106を繰り返し実行して、処理を実質的に待機状態に制御する。一方、給油が完了した場合、ECU100は、処理をステップS102に戻し、一連の処理を実行する。即ち、サブタンク810が満タン状態となるまで、給油後のメインタンク801から燃料FL1が移送される。このような過程を辿り、サブタンク810が満タン状態となると(ステップS103:YES)、ECU100は、燃料移送フラグFGを「0」に設定し(ステップS107)処理をステップS200に戻す。貯留状態制御は、このようにして実行される。
以上説明したように、貯留状態制御によれば、メインタンク801に貯留される燃料FL1が劣化状態にある場合、或いは冬燃料の提供期間であるにもかかわらず重質燃料である場合に、メインタンク801からサブタンク810へ速やかに燃料FL1の移送がなされる。この際、メインタンク801への新燃料の給油が促されるため、エンジン200が稼動条件を満たした場合に、使用可能な燃料が劣化燃料又は重質燃料のみとなること(冬燃料の提供期間のみ)が防止され、エンジン200を好適に動作させることが可能となる。
尚、上記貯留状態制御によれば、燃料FL1が軽質燃料であり、且つ貯留期間ΔTがΔTth以下であれば、燃料の移送は実行されない。従って、夏季であるにもかかわらず使用可能な燃料が軽質燃料たるFL1のみである、といった事態は回避されない。然るに、軽質燃料は、重質燃料と異なり気化特性に問題はなく、夏季に使用されたとしても、エンジン200の性能低下を招来することはない。一方で、軽質燃料を夏季まで持ち込む場合、懸念されるのは、燃料の蒸発であるが、この点においても、メインタンク801が容量可変構造を有する点に鑑みれば、実践上さしたる問題は生じない。即ち、本実施形態に係る燃料供給システム800において、メインタンク801内に冬燃料が貯留されたまま夏季を迎えたとしても、燃料を移送する必要は生じないのである。
一方、メインタンク801及びサブタンク810の両タンクが夫々燃料を貯留している環境下では、インジェクタ212に供給される燃料における重質燃料及び軽質燃料の比率を適切に制御するための指針が必要となる。このため、本実施形態では、燃料供給比率制御が実行される。燃料供給比率制御においては、インジェクタ212に供給される軽質燃料の量に対する重質燃料の量(即ち、重質燃料量/軽質燃料量である)を意味する燃料比率Rfl(即ち、本発明に係る「相対比率」の一例である)が決定され、決定された燃料比率Rflに従って適切な比率でインジェクタ212に燃料が供給される。
ここで、図5を参照し、燃料供給比率制御の詳細について説明する。ここに、図5は、燃料供給比率制御のフローチャートである。
図5において、ECU100は、ハイブリッド車両10の運転条件がエンジン稼動領域に該当するか否かを判別する(ステップS301)。エンジン稼動領域にない場合(ステップS301:NO)、ECU100は、ステップS101を繰り返し実行して、処理を実質的に待機状態に制御する。
一方、エンジン稼動領域にある場合(ステップS301:YES)、ECU100は更に、メインタンク801及びサブタンク810の双方に燃料が貯留されているか否かを判別する(ステップS302)。いずれか一方のみに燃料が貯留されている場合(ステップS302:NO)、ECU100は、供給比率を決定する必要がないため、処理をステップS301に戻す。
両タンクに燃料が残存する場合(ステップS302:YES)、ECU100は、冷却水温Twに基づいてエンジン200の暖機が完了しているか否かを判別する(ステップS303)。この際、ECU100は、水温センサ218から冷却水温Twを取得し(即ち、本発明に係る「第2特定手段」の動作の一例)、予めROMに格納された暖機完了判定閾値Twth(例えば、概ね80℃前後)と比較する。係る比較の結果、冷却水温Twが暖機完了判定閾値Twth以上であれば、ECU100は、エンジン200の暖機が完了したと判別する。
エンジン200が未暖機状態にある(即ち、Tw<Twthである)場合(ステップS303:NO)、ECU100は、冷却水温twに基づいて燃料比率Rflを決定する(ステップS305)。ここで、図6を参照し、冷却水温Twに基づいた燃料比率Rflの決定態様について説明する。ここに、図6は、冷却水温Twに対する燃料比率Rflの特性を例示する模式図である。
図6において、冷却水温Twに対する燃料比率Rflの特性は、燃料比率Rflを縦軸に、また冷却水温Twを横軸に夫々配してなる座標平面上で図示実線の如く表され、冷却水温Twの増加に伴って増加する増加関数である。本実施形態では、冷却水温TwがTw1(Tw1<Twth)である場合に、燃料比率Rflが1となる。燃料比率Rflが「1」である場合、軽質燃料と重質燃料との比率は1:1である。ここで、Tw1は、それ以下の温度領域がエンジン200の冷間状態に対応するものとして設定されており、エンジン200が冷間状態にある場合には、燃料供給比率は1未満となって、即ちインジェクタ212に供給される燃料は、軽質燃料が支配的となる。ECU100は、予めROMに、図6に相当する関係を数値化してなる第1燃料比率マップを保持しており、係る第1燃料比率マップを参照することにより、ステップS305を実行する。
図5に戻り、エンジン200が既に暖機状態にある(即ち、Tw≧Twthである)場合(ステップS303:YES)、ECU100は、外気温センサ1000により検出された外気温Toに基づいて燃料比率Rflを決定する(ステップS304)。ここで、図7を参照し、外気温Toに基づいた燃料比率Rflの決定態様について説明する。ここに、図7は、外気温Toに対する燃料比率Rflの特性を例示する模式図である。
図6において、外気温Toに対する燃料比率Rflの特性は、燃料比率Rflを縦軸に、また外気温Toを横軸に夫々配してなる座標平面上で図示実線の如く表され、外気温Toの上昇に伴って減少する単調減少関数である。本実施形態では、外気温ToがTo1である場合に、燃料比率Rflが1となる。燃料比率Rflが「1」である場合、軽質燃料と重質燃料との比率は1:1である。即ち、燃料比率Rflは、To1を境にして、低温側では重質燃料が、高温側では軽質燃料が夫々支配的となるように設定される。ECU100は、予めROMに、図7に相当する関係を数値化してなる第2燃料比率マップを保持しており、係る第2燃料比率マップを参照することにより、ステップS304を実行する。
図5に戻り、ECU100は、ステップS304又はステップS305により燃料比率Rflが決定されると、メインタンク801及びサブタンク810の各々に貯留される燃料FL1及びFL2の燃料性状を推定する(ステップS306)。
係る燃料性状の推定は、本発明に係る「第1特定手段」に係る動作の一例である。ここで、燃料比率Rflは、重質燃料と軽質燃料との相対比率を規定する指標値であるから、ステップS306においては、燃料FL1と燃料FL2とのうち、いずれが重質(或いは軽質)であるかが言わば二値的に推定されればよい。
ここで、本実施形態における上述した蒸発抑制制御によれば、メインタンク801及びサブタンク810の双方に燃料が貯留される場合、可変容量構造による蒸発抑制効果を有するメインタンク801に軽質燃料が貯留される構成となっている。従って、ステップS306に係るプロセス以前に、例えば先の燃料移送が実現された時点で、燃料FL1が軽質燃料であり、且つ燃料FL2が重質燃料(劣化燃料もまた一種の重質燃料である)である旨の燃料性状の特定は実質的に終了している。従って、ステップS306においては、実質的には重質燃料=燃料FL2且つ軽質燃料=燃料FL1なる対応付けがなされるのみである。
但し、上述した蒸発抑制制御は、燃料供給システム800における燃料移送制御の単なる一制御例であり、燃料移送の実施態様は、本発明において特に限定されるものではない。その点に鑑みれば、燃料FL1及び燃料FL2の燃料性状の相対関係は、必ずしも一義的とはならない。その場合、ステップS306において、各燃料の燃料性状を特定するプロセスがより重要な意味を持つ。即ち、ステップS306に類する燃料性状の特定動作が存在することにより、メインタンク801及びサブタンク810相互間でなされる燃料移送が如何なる制御態様を有していようと、決定された燃料比率Rflに従った燃料供給制御が好適に行われ得るのである。
燃料性状の推定が終了すると、ECU100は、設定された燃料比率Rflに従ってメインタンク側フューエルポンプ806及びサブタンク側フューエルポンプ812を駆動制御する(ステップS307)。より具体的には、各ポンプの駆動源たるモータの回転速度が制御され、各ポンプに対応する燃料の吐出圧が、各比率に応じた値に制御される。尚、重質燃料と軽質燃料との相対比率たる燃料比率Rflから、各燃料の供給量を算出する動作(例えば、燃料比率Rfl=1であれば各燃料の供給量を等しくする、或いは燃料比率Rfl=0.5であれば、軽質燃料の供給量を重質燃料の2倍にする等の動作)は、ECU100によりステップS307の一部として行われる。供給すべき燃料量に対する各モータの吐出圧及び係る吐出圧を実現するためのモータの制御量は、予めROMにマップ化されて格納されている。
ステップS307が実行された結果、インジェクタ212には、設定された燃料比率Rflで燃料が供給され、エンジン200の燃料噴射制御(エンジン200はガソリンエンジンであるから、所謂空燃比フィードバック制御を伴う燃料噴射量の制御である)に供される。各ポンプの駆動制御が実行されると、処理はステップS301に戻され、一連の処理が繰り返される。燃料供給比率制御は、以上のように実行される。
ここで、本実施形態に係る燃料供給比率制御によれば、冷却水温Twが上述したTw1未満となるエンジン200の冷間始動時には、サブタンク810に貯留された重質燃料たる燃料FL2の比率は小さくなり、メインタンク810に貯留された軽質燃料たる燃料FL1の比率が大きく設定されるため、蒸発し難い重質燃料によりエンジン200における燃料の燃焼状態が極端に悪化することに起因する、燃焼状態の悪化、エミッションの悪化或いはドライバビリティの低下が抑制される。
尚、本実施形態では、図6に示す通り、冷間領域においても重質燃料の比率はゼロとはならないが、冷間時の始動特性を向上させる目的から言えば、冷間時には燃料比率Rflをゼロとして、実質的に軽質燃料のみをインジェクタ212に供給してもよい。ただ、このように、エンジン200の動作に実践上の支障をきたさない範囲で、サブタンク810に貯留された重質燃料の消費が促されることにより、燃料貯留システム800全体としての燃料の貯留状態を好適に制御することが可能となる。即ち、エンジン200の状態及び燃料貯留システム800の状態を共に好適に維持することが可能となる。
一方、エンジン暖機完了後は、外気温Toに基づいて燃料比率Rflが制御されるが、元よりエンジン暖機完了後においては、エンジン200の燃焼特性は良好であり、重質燃料であれ燃焼性能の低下が顕在化することはない。従って、燃料比率Rflは、基本的にどのように設定されてもよく、冷間時に軽質燃料が支配的とされる点に鑑みれば、重質燃料を支配的としてもよいが、上述したように外気温Toが高い場合に軽質燃料が、また低い場合に重質燃料が、夫々支配的に供給される場合、外気温が高いことによる軽質燃料の蒸発を、軽質燃料の消費量を高めることによって抑制しつつ(貯留量が減少すれば、蒸発量も即ち減少する)、重質燃料を確実に消費することが可能となるため、実践上有益である。
以上説明したように、本実施形態に係る燃料供給比率制御によれば、エンジン200の冷却水温Twが低い冷間時には軽質燃料の供給量が重質燃料の供給量よりも多くなる。このため、重質燃料によるエンジン200の始動性の悪化を防止することが可能となる。即ち、メインタンク801及びサブタンク810の各々に燃料が貯留される環境において、インジェクタ212へ適切な割合で燃料を供給することが可能となるのである。
<第2実施形態>
インジェクタ212に供給される燃料に対する、軽質燃料及び重質燃料の供給比率の制御態様は、第1実施形態のものに限定されない。ここで、図8を参照し、本発明の第2実施形態に係る燃料供給比率制御の詳細について説明する。ここに、図8は、第2実施形態に係る燃料供給比率制御のフローチャートである。尚、同図において、図5と重複する箇所には、同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
<第2実施形態>
インジェクタ212に供給される燃料に対する、軽質燃料及び重質燃料の供給比率の制御態様は、第1実施形態のものに限定されない。ここで、図8を参照し、本発明の第2実施形態に係る燃料供給比率制御の詳細について説明する。ここに、図8は、第2実施形態に係る燃料供給比率制御のフローチャートである。尚、同図において、図5と重複する箇所には、同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
図8において、エンジン200の暖機が完了している場合(ステップS303:YES)、ECU100は、エアフローセンサ209により検出される吸入空気量に基づいて算出される、エンジン200の負荷率KL(即ち、本発明に係る「負荷」の一例)に基づいて燃料比率Rflを決定する(ステップS401)。
ここで、図9を参照し、負荷率KLに基づいた燃料比率Rflの決定態様について説明する。ここに、図9は、負荷率KL及び機関回転速度NEに対する燃料比率Rflの特性を例示する模式図である。
図9において、負荷率KL及び機関回転速度NEに対する燃料比率Rflの特性は、負荷率Rflを縦軸に、また機関回転速度NEを横軸に夫々配してなる座標平面上で図示実線の如く表され、機関回転速度NEを固定すれば、負荷率KLの減少に伴って減少する減少関数となる。ECU100は、予めROMに、図9に相当する関係を数値化してなる第3燃料比率マップを保持しており、係る第3燃料比率マップを参照することにより、ステップS401を実行する。
図8に戻り、燃料比率Rflが決定されると、ECU100は各燃料に対応するポンプの駆動制御を行って(ステップS309)、処理をステップS301に戻す。尚、エンジン暖機が未完了である場合(ステップS303:NO)、負荷率KLに基づいた燃料比率Rflの設定は中止される。
本実施形態に係る燃料供給比率制御によれば、負荷率KLが小さくなり、燃焼条件が厳しくなるのに伴って軽質燃料の供給量が増量されるため、軽負荷領域での燃焼の悪化が防止される。一方、燃焼が安定する高負荷領域では、軽質燃料であれ重質燃料であれ燃焼を悪化させることがないため、重質燃料の積極的な消費が促される。従って、第1実施形態と同様に、エンジン200における燃料の燃焼状態が極端に悪化することに起因するエミッションの悪化或いはドライバビリティの低下を抑制しつつ、燃料貯留システム800全体としての燃料の貯留状態を好適に制御することが可能となる。即ち、メインタンク801及びサブタンク810の各々に燃料が貯留される環境において、インジェクタ212へ適切な割合で燃料を供給し、エンジン200の状態及び燃料貯留システム800の状態を共に好適に維持することが可能となるのである。
尚、第1実施形態に係る燃料供給比率制御と第2実施形態に係る燃料供給比率制御とは、相容れないものではなく、好適には、両者が並行して、或いは一方が他方の一部として実行され得るものである。この場合、重質燃料と軽質燃料の供給比率をより精細に制御することが可能である。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う燃料貯留システムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
10…ハイブリッド車両、100…ECU、200…エンジン、201…気筒、203…ピストン、205…クランクシャフト、300…動力分割機構、400…PCU、500…バッテリ、600…充電プラグ、700…リレー回路、800…燃料供給システム、801…メインタンク、803…給油管、810…サブタンク、806…メインタンク側フューエルポンプ、812…サブタンク側フューエルポンプ、817…連通管、818…移送ポンプ、820…キャニスタ、821…吸着材、822…大気連通管、823…パージ用配管、824…パージコントロールバルブ、900…警告ランプ、1000…外気温センサ。
Claims (3)
- 給油口に接続され燃料を貯留可能に構成されると共に該燃料の貯留容量が可変であるメインタンクと、
前記燃料を貯留可能なサブタンクと、
前記メインタンクから前記サブタンクへの前記貯留された燃料の移送が可能な移送手段と、
前記メインタンクに貯留されたメイン燃料及び前記サブタンクに貯留されたサブ燃料を内燃機関の燃料噴射装置に供給可能な供給手段と、
前記メイン燃料及び前記サブ燃料の燃料性状を特定する第1特定手段と、
前記内燃機関の機関温度及び負荷のうち少なくとも一方を特定する第2特定手段と、
該特定された少なくとも一方に応じて前記燃料噴射装置に供給される燃料における重質燃料と軽質燃料との相対比率を設定する設定手段と、
前記特定された燃料性状に基づいて、前記設定された相対比率で前記重質燃料及び前記軽質燃料が前記燃料噴射装置に供給されるように前記供給手段を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする燃料貯留システム。 - 前記第2特定手段は、前記機関温度を特定し、
前記設定手段は、前記特定された機関温度の高低が、前記燃料噴射装置に供給される燃料に対し前記重質燃料が占める割合の大小に夫々対応するように前記相対比率を設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料貯留システム。 - 前記第2特定手段は、前記負荷を特定し、
前記設定手段は、前記特定された負荷の大小が、前記燃料噴射装置に供給される燃料に対し前記重質燃料が占める割合の大小に夫々対応するように前記相対比率を設定する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料貯留システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008316188A JP2010138813A (ja) | 2008-12-11 | 2008-12-11 | 燃料貯留システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008316188A JP2010138813A (ja) | 2008-12-11 | 2008-12-11 | 燃料貯留システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2010138813A true JP2010138813A (ja) | 2010-06-24 |
Family
ID=42349145
Family Applications (1)
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JP2008316188A Pending JP2010138813A (ja) | 2008-12-11 | 2008-12-11 | 燃料貯留システム |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010138813A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012030668A (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Mitsubishi Motors Corp | ハイブリッド車両の制御装置 |
ITUA20161864A1 (it) * | 2016-03-21 | 2017-09-21 | Magneti Marelli Spa | Serbatoio di combustibile e sistema di alimentazione del combustibile per un motore a combustione interna |
-
2008
- 2008-12-11 JP JP2008316188A patent/JP2010138813A/ja active Pending
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JP2012030668A (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Mitsubishi Motors Corp | ハイブリッド車両の制御装置 |
ITUA20161864A1 (it) * | 2016-03-21 | 2017-09-21 | Magneti Marelli Spa | Serbatoio di combustibile e sistema di alimentazione del combustibile per un motore a combustione interna |
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