JP2011149297A - バイオ燃料特定装置及び制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明に係るバイオ燃料特定装置は、内燃機関1に供給される燃料中の酸素濃度を検出する燃料中酸素濃度検出手段30と、1行程当りの燃料による発熱量を取得する発熱量取得手段50と、を備え、燃料中の酸素濃度と、少なくとも1種類のバイオ燃料の軽油に対する混合率と、の関係と、燃料の発熱量と、少なくとも1種類のバイオ燃料の軽油に対する混合率と、の関係と、に基づいて、検出された燃料中酸素濃度に基づくバイオ燃料種に応じた混合率と、取得された燃料の発熱量に基づくバイオ燃料種に応じた混合率と、を比較して、両混合率が略一致するバイオ燃料種を、使用中のバイオ燃料種として特定し、その混合率をバイオ燃料の混合率として特定することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
燃焼装置に供給される燃料中の酸素濃度を検出する燃料中酸素濃度検出手段と、
1行程当りの燃料による発熱量を取得する発熱量取得手段と、
を備え、
燃料中の酸素濃度と、少なくとも1種類のバイオ燃料の軽油に対する混合率と、の関係と、
燃料の発熱量と、少なくとも1種類のバイオ燃料の軽油に対する混合率と、の関係と、
に基づいて、
検出された燃料中酸素濃度に基づくバイオ燃料種に応じた混合率と、取得された燃料の発熱量に基づくバイオ燃料種に応じた混合率と、を比較して、両混合率が略一致するバイオ燃料種を、使用中のバイオ燃料種として特定すると共に、その混合率をバイオ燃料混合軽油におけるバイオ燃料の混合率として特定することを特徴とする。
内燃機関1は、コモンレール方式の燃料噴射装置及びターボチャージャ式過給機を備えたディーゼル機関を例として説明する。この内燃機関1の燃料噴射装置は、図示しないECU(Engine Control Unit:エンジンコントロールユニット)により、運転状態(回転速度や負荷など)に応じて燃料噴射タイミングや燃料噴射率などが制御可能となっている。
ステップ(以下、Sと記す)1では、燃料密度センサ20の出力に基づいて、燃料の密度を取得する。
より詳細には、例えば、燃焼圧力センサ(筒内圧センサ)50により筒内圧(シリンダ内圧力)Pの履歴をクランク回転角度情報と関連付けて取得する。クランク回転角度毎の筒内瞬時体積Vをクランク回転角度情報及びエンジン諸元などに基づいて求める。
そして、1サイクル(行程)当たりの仕事を算出する。
∫PdVを求め(筒内圧Pを瞬時体積Vにて圧縮・膨張行程の間で積分して求めることができる)、シリンダ壁面からの熱損失等Qlossを、Woschniの式等に従って推定(水温の関数になるので、ある程度データベースを持たせておく)により求める。
∫PdV+Qlossが、1サイクル当たりにおける燃料の燃焼による仕事=燃料の総発熱量Qfuel(単位はJ)である。
また、燃料噴射量から単位体積当たりの発熱量を求める。
例えば、コモンレール式の燃料噴射装置では開閉弁の作動時間で流量(噴射量)を管理しており、すなわち、1サイクル・1気筒当たりの燃料流量Vfuel(mm3)は密度等が変わってもECUの指示流量から大きくは変わらない。
Qfuel/Vfuelから、実際に使用している燃料の単位体積当たりの発熱量(J/mm3)が求まる。
そして、S3で取得した内容に従って、燃料の体積供給量(体積噴射量)を質量供給量(質量噴射量)に換算して、燃料の質量当たりの発熱量を推定する。
燃料中酸素濃度は、バイオ燃料(FAME)の混合率の増加に応じて線形的に変化するといった特性があり、例えば軽油のみの場合には燃料中酸素濃度は0(ゼロ)で、バイオ燃料(FAME)100%では10〜14%まで線形的に増加するといった特性がある(例えば、図3(A)等参照)。
燃料中の酸素濃度と、バイオ燃料の原材料の種類(FAME種)に応じたバイオ燃料の混合率と、の関係(図3(A)参照)と、
燃料の発熱量と、バイオ燃料の原材料の種類(FAME種)に応じたバイオ燃料の軽油に対する混合率と、の関係(図3(B)参照)と、
に基づいて、
実際に検出された燃料中酸素濃度に基づくバイオ燃料種に応じた混合率と、実際に取得された燃料の発熱量に基づくバイオ燃料種に応じた混合率と、を比較して、両混合率が略一致するバイオ燃料種を、使用中のバイオ燃料種(FAME種)として特定すると共に、その混合率をバイオ燃料混合軽油におけるバイオ燃料の混合率として特定することができる。
10 燃料タンク
11 燃料供給通路
12 燃料ポンプ
20 燃料密度センサ
30 燃料中酸素濃度センサ(燃料中酸素濃度検出手段の一部を構成)
40 燃料温度センサ
50 燃焼圧力センサ(筒内圧センサ)(発熱量取得手段の一部を構成)
60 クランク回転角度センサ(発熱量取得手段の一部を構成)
Claims (4)
- 燃焼装置に供給される燃料中の酸素濃度を検出する燃料中酸素濃度検出手段と、
1行程当りの燃料による発熱量を取得する発熱量取得手段と、
を備え、
燃料中の酸素濃度と、少なくとも1種類のバイオ燃料の軽油に対する混合率と、の関係と、
燃料の発熱量と、少なくとも1種類のバイオ燃料の軽油に対する混合率と、の関係と、
に基づいて、
検出された燃料中酸素濃度に基づくバイオ燃料種に応じた混合率と、取得された燃料の発熱量に基づくバイオ燃料種に応じた混合率と、を比較して、両混合率が略一致するバイオ燃料種を、使用中のバイオ燃料種として特定すると共に、その混合率をバイオ燃料混合軽油におけるバイオ燃料の混合率として特定することを特徴とするバイオ燃料特定装置。 - 前記燃料の発熱量は、質量当りの発熱量であることを特徴とする請求項1に記載のバイオ燃料特定装置。
- 前記発熱量は、燃焼室内圧力に基づき取得されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のバイオ燃料特定装置。
- 請求項1〜請求項3の何れか1つに記載のバイオ燃料特定装置により特定された内容に基づいて、パティキュレートフィルター再生の際の燃料のポスト噴射を制限或いは禁止することを特徴とする制御装置。
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