JP2014227895A - Controller of fuel separation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料分離システムの制御装置に関する。より詳しくは、アルコールとガソリンの混合燃料を、オクタン価の高い高オクタン価燃料とオクタン価の低い低オクタン価燃料とに分離する燃料分離システムの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a fuel separation system. More specifically, the present invention relates to a control device for a fuel separation system that separates a mixed fuel of alcohol and gasoline into a high-octane fuel having a high octane number and a low-octane fuel having a low octane number.
内燃機関(以下、「エンジン」という。)の燃料として、さとうきび、とうもろこし、じゃがいも等多くの作物から製造できるアルコール燃料が注目されている。特に近年では、アルコール燃料をガソリンに添加した混合燃料が流通しており、今後さらに普及すると予測されている。アルコール燃料としては、エタノールやメタノール等様々な種類があり、これらのうちエタノールが最も多く普及している。 As fuel for internal combustion engines (hereinafter referred to as “engines”), alcohol fuel that can be produced from many crops such as sugar cane, corn, and potatoes has attracted attention. Particularly in recent years, mixed fuels in which alcohol fuel is added to gasoline are in circulation and are expected to become more widespread in the future. There are various types of alcohol fuel such as ethanol and methanol, and ethanol is the most popular among these.
上記混合燃料の普及とあわせて、車両の走行中に、外部から給油された混合燃料を、分離膜により高ガソリン濃度の燃料(低オクタン価燃料)と高アルコール濃度の燃料(高オクタン価燃料)とに再び分離する燃料分離システムが知られている。ガソリンとアルコールとでは、オクタン価や発熱量等の燃料物性において様々な相違点があることから、外部から給油された混合燃料をそのまま利用するよりも、車両上で再び分離し、エンジンの運転状態に応じてガソリンとアルコールとを使い分けた方が好ましい場合があるためである。例えば、アルコールはガソリンと比べて耐ノッキング性に優れているため、アルコールをエンジンに供給することで、ノッキングが抑制される。 Along with the widespread use of the above mixed fuels, the mixed fuel supplied from the outside while the vehicle is running is separated into high gasoline concentration fuel (low octane fuel) and high alcohol concentration fuel (high octane fuel) by the separation membrane. Fuel separation systems that separate again are known. There are various differences in fuel properties such as octane number and calorific value between gasoline and alcohol.Therefore, instead of using the mixed fuel supplied from the outside as it is, it is separated again on the vehicle and put into the engine operating state. This is because it may be preferable to use gasoline and alcohol properly. For example, since alcohol has better knock resistance than gasoline, knocking is suppressed by supplying alcohol to the engine.
ところで上述の燃料分離システムでは、分離膜の分離効率向上の観点から、例えばエンジンの冷却水を利用した昇温用熱交換器により燃料を昇温する必要がある。従って、システムを作動後、必要な温度条件(例えば、燃料温度がおよそ70度)が満たされてシステムが正常に機能するまでには、ある程度の時間を要する。そのため、エンジンの始動直後において、十分な量の低オクタン価燃料及び高オクタン価燃料(以下、「分離燃料」)という。)をエンジンに供給できないという課題があった。そこで、エンジン停止時刻に対して、燃料分離システム停止時刻を所定時間遅延させることで、次回のエンジン始動直後に必要な分離燃料を確保するシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 By the way, in the above-mentioned fuel separation system, it is necessary to raise the temperature of the fuel by, for example, a temperature raising heat exchanger using engine coolant from the viewpoint of improving the separation efficiency of the separation membrane. Therefore, after the system is operated, a certain amount of time is required until a necessary temperature condition (for example, the fuel temperature is approximately 70 degrees) is satisfied and the system functions normally. Therefore, immediately after the engine is started, a sufficient amount of low-octane fuel and high-octane fuel (hereinafter referred to as “separated fuel”) are referred to. ) Cannot be supplied to the engine. In view of this, a system has been proposed in which the fuel separation system stop time is delayed by a predetermined time with respect to the engine stop time, so that necessary separated fuel is ensured immediately after the next engine start (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら特許文献1のシステムでは、燃料分離部の分離効率の経時劣化度合いに基づいて、上記所定時間が設定される。即ち、燃料温度によらずに、エンジン停止後における燃料分離システムの駆動時間が決定される。そのため、燃料温度を十分に降温できない状態で燃料分離システムが停止されるおそれがあり、この場合には、昇温用熱交換器内で燃料が沸騰するおそれがある。また、燃料分離部の分流改質器内に設けられた改質触媒の活性温度によっては、燃料分離部で燃料が沸騰するおそれがある。 However, in the system of Patent Document 1, the predetermined time is set based on the degree of deterioration over time of the separation efficiency of the fuel separation unit. That is, the driving time of the fuel separation system after the engine is stopped is determined regardless of the fuel temperature. Therefore, the fuel separation system may be stopped in a state where the temperature of the fuel cannot be lowered sufficiently. In this case, the fuel may boil in the heat exchanger for temperature increase. Further, depending on the activation temperature of the reforming catalyst provided in the shunt reformer of the fuel separator, there is a risk that the fuel will boil in the fuel separator.
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料温度が所定温度以下となった後に燃料分離システムを停止させることで、燃料の沸騰を回避できる燃料分離システムの制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a control device for a fuel separation system that can avoid boiling of fuel by stopping the fuel separation system after the fuel temperature becomes equal to or lower than a predetermined temperature. There is to do.
上記目的を達成するため本発明は、アルコールとガソリンの混合燃料を貯留する第1タンク(例えば、後述の主タンク10)と、該第1タンク内の混合燃料を圧送する燃料ポンプ(例えば、後述の燃料ポンプ102)と、該燃料ポンプにより圧送された混合燃料を昇温させる昇温用熱交換器(例えば、後述の昇温用熱交換器11)と、該昇温用熱交換器により昇温された混合燃料を、該混合燃料よりオクタン価の高い高オクタン価燃料と前記混合燃料よりオクタン価の低い低オクタン価燃料とに分離する分離膜(例えば、後述の分離膜122)を備えた分離器(例えば、後述の分離器12)と、該分離器により分離された低オクタン価燃料を降温させる降温用熱交換器(例えば、後述の降温用熱交換器16)と、前記分離器により分離された高オクタン価燃料を貯留する第2タンク(例えば、後述の高オクタン価燃料タンク15)と、前記分離器内の前記分離膜より前記第2タンク側の圧力を負圧とする負圧ポンプ(例えば、後述の負圧ポンプ141)と、を備える燃料分離システム(例えば、後述の燃料分離システム1)の制御装置(例えば、後述のECU5)であって、前記燃料分離システムの停止要求があった場合に、前記負圧ポンプを停止させた後、前記昇温用熱交換器により昇温されて前記分離器に流入する燃料の温度が所定温度以下になったことに応じて、前記燃料ポンプ及び前記降温用熱交換器を停止させる停止制御手段(例えば、後述のECU5,停止制御部)を備えることを特徴とする燃料分離システムの制御装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a first tank (for example, a
本発明では、燃料分離システムの停止要求があった場合に、先ず、負圧ポンプを停止させる。その後、昇温用熱交換器により昇温されて分離器に流入する燃料の温度が所定温度以下になったことに応じて、燃料ポンプ及び降温用熱交換器を停止させる。
本発明によれば、負圧ポンプを停止し、高オクタン価燃料が流通する2次側装置を停止させた後、燃料ポンプ及び降温用熱交換器を所定時間作動させるため、燃料温度を十分に冷却して降温させることができる。従って、熱交換器内で燃料が沸騰するのを回避でき、蒸発燃料量を低減できる。ひいては、高い耐久性を有する高価な部品が不要となり、コストを削減できる。
In the present invention, when there is a request to stop the fuel separation system, first, the negative pressure pump is stopped. Thereafter, the fuel pump and the temperature lowering heat exchanger are stopped when the temperature of the fuel heated by the temperature raising heat exchanger and flowing into the separator becomes equal to or lower than a predetermined temperature.
According to the present invention, the fuel pressure is sufficiently cooled in order to operate the fuel pump and the temperature lowering heat exchanger for a predetermined time after stopping the negative pressure pump and stopping the secondary side device through which the high-octane fuel flows. Then, the temperature can be lowered. Therefore, it is possible to avoid boiling of the fuel in the heat exchanger and to reduce the amount of evaporated fuel. As a result, expensive parts having high durability are not required, and the cost can be reduced.
前記昇温用熱交換器は、内燃機関(例えば、後述のエンジン2)の冷却水が流れる冷却水通路(例えば、後述のLLC通路111)と、該冷却水通路内を流れる冷却水の流量を調整する流量調整弁(例えば、後述の流量調整弁112)と、を備え、前記停止制御手段は、前記負圧ポンプを停止させた後、前記流量調整弁を閉弁することが好ましい。
The temperature raising heat exchanger has a cooling water passage (for example, an after-mentioned LLC passage 111) through which cooling water of an internal combustion engine (for example, an engine 2 described later) flows, and a flow rate of the cooling water flowing through the cooling water passage. It is preferable that the flow rate adjusting valve (for example, a flow
この発明では、燃料分離システムの停止要求があった場合に、負圧ポンプを停止させた後、流量調整弁を閉弁(全閉)することで、昇温用熱交換器が備える冷却水通路内を流れる冷却水の流れを停止させる。
この発明によれば、負圧ポンプを停止させた後、冷却水の流れを停止させるため、燃料分離システム内を流れる燃料が昇温用熱交換器により加熱されることがなくなるため、燃料温度をより確実に冷却して降温させることができる。
In the present invention, when there is a request to stop the fuel separation system, the negative pressure pump is stopped, and then the flow rate adjustment valve is closed (fully closed), so that the cooling water passage included in the temperature raising heat exchanger is provided. Stops the flow of cooling water flowing inside.
According to this invention, since the flow of the cooling water is stopped after the negative pressure pump is stopped, the fuel flowing in the fuel separation system is not heated by the heat exchanger for temperature increase. It is possible to cool and cool the temperature more reliably.
前記燃料分離システムは、前記第1タンク及び前記第2タンクと連通してこれらタンクから排出された蒸発燃料を吸着するキャニスタ(例えば、後述のキャニスタ18)と、該キャニスタと内燃機関の吸気通路とを連通するパージ通路(例えば、後述のパージ通路183)と、該パージ通路に設けられ、前記パージ通路を開放又は遮断するパージ弁(例えば、後述のパージ弁181)と、をさらに備え、前記停止制御手段は、内燃機関の停止要求がない場合には、前記負圧ポンプを停止させてから所定時間が経過するまでの間、前記パージ弁により前記パージ通路を開放することで前記蒸発燃料を前記吸気通路内に供給して燃焼させ、前記所定時間が経過した後は、前記パージ弁により前記パージ通路を遮断することで前記蒸発燃料を前記キャニスタに吸着させることが好ましい。
The fuel separation system communicates with the first tank and the second tank and adsorbs evaporated fuel discharged from these tanks (for example, a
この発明では、燃料分離システムの停止要求があった場合においてエンジンの停止要求がない場合(イグニッションスイッチがオフされていない場合やアイドルストップ要求がない場合)、即ち燃料分離が完了した場合や高オクタン価燃料タンク内の残量との関係からオーバーフローを防止する必要がある場合には、負圧ポンプを停止させてから所定時間が経過するまでの間、パージ弁によりパージ通路を開放することで、蒸発燃料を吸気通路内に供給して燃焼させる。また、所定時間が経過した後は、パージ弁によりパージ通路を遮断することで、蒸発燃料をキャニスタに吸着させる。
この発明によれば、燃料分離が完了した場合や高オクタン価燃料タンク内の残量との関係からオーバーフローを防止する必要がある場合には、負圧ポンプを停止させてから所定時間(例えば5秒)の間、エンジン駆動中に通常行われる蒸発燃料のパージ処理を延長して実行する。これにより、蒸発燃料を適切に処理できることで、蒸発燃料量をより低減できる。ひいては、キャニスタを小型化できる。
In the present invention, when there is a request for stopping the fuel separation system, there is no request for stopping the engine (when the ignition switch is not turned off or when there is no idle stop request), that is, when fuel separation is completed or when the high octane number is high. When it is necessary to prevent overflow from the relationship with the remaining amount in the fuel tank, evaporation is performed by opening the purge passage with the purge valve until the predetermined time elapses after the negative pressure pump is stopped. Fuel is supplied into the intake passage and burned. In addition, after a predetermined time has elapsed, the purge passage is blocked by the purge valve so that the evaporated fuel is adsorbed to the canister.
According to the present invention, when fuel separation is completed or when it is necessary to prevent overflow from the relationship with the remaining amount in the high-octane fuel tank, the negative pressure pump is stopped for a predetermined time (for example, 5 seconds). ), The evaporated fuel purge process normally performed while the engine is running is extended and executed. Thus, the amount of evaporated fuel can be further reduced by appropriately processing the evaporated fuel. As a result, the canister can be miniaturized.
前記燃料分離システムは、前記第1タンク及び前記第2タンクと連通してこれらタンクから排出された蒸発燃料を吸着するキャニスタ(例えば、後述のキャニスタ18)と、該キャニスタと内燃機関の吸気通路とを連通するパージ通路(例えば、後述のパージ通路183)と、該パージ通路に設けられ、前記パージ通路を開放又は遮断するパージ弁(例えば、後述のパージ弁181)と、をさらに備え、前記停止制御手段は、内燃機関の停止要求があった場合に、前記負圧ポンプを停止させてから所定時間が経過して前記内燃機関を停止させるまでの間、前記パージ弁により前記パージ通路を開放することで前記蒸発燃料を前記吸気通路内に供給して燃焼させ、前記所定時間が経過した後は、前記パージ弁により前記パージ通路を遮断することで前記蒸発燃料を前記キャニスタに吸着させることが好ましい。
The fuel separation system communicates with the first tank and the second tank and adsorbs evaporated fuel discharged from these tanks (for example, a
この発明では、燃料分離システムの停止要求があった場合においてエンジンの停止要求があった場合、即ちイグニッションスイッチがオフされた場合又はアイドルストップ要求があった場合に、負圧ポンプを停止させてから所定時間が経過し、エンジンを停止させるまでの間、パージ弁によりパージ通路を開放することで、蒸発燃料を吸気通路内に供給して燃焼させる。また、所定時間が経過した後は、パージ弁によりパージ通路を遮断することで、蒸発燃料をキャニスタに吸着させる。
この発明によれば、イグニッションスイッチがオフされた場合又はアイドルストップ要求があった場合に、エンジンを停止させるまでの所定時間(例えば5秒)の間、エンジン駆動中に通常行われる蒸発燃料のパージ処理を延長して実行する。これにより、蒸発燃料を適切に処理できることで、蒸発燃料量をより低減できる。ひいては、キャニスタを小型化できる。
In the present invention, when there is a request for stopping the fuel separation system and when there is a request for stopping the engine, that is, when the ignition switch is turned off or when there is an idle stop request, the negative pressure pump is stopped. By elapse of a predetermined time and until the engine is stopped, the purge passage is opened by the purge valve, whereby the evaporated fuel is supplied into the intake passage and burned. In addition, after a predetermined time has elapsed, the purge passage is blocked by the purge valve so that the evaporated fuel is adsorbed to the canister.
According to the present invention, when the ignition switch is turned off or there is an idle stop request, the evaporated fuel purge normally performed during engine operation for a predetermined time (for example, 5 seconds) until the engine is stopped. Extend the process and execute it. Thus, the amount of evaporated fuel can be further reduced by appropriately processing the evaporated fuel. As a result, the canister can be miniaturized.
前記停止制御手段は、車両がアイドルストップ中は前記燃料ポンプの駆動を継続することで、アイドルストップ解除後、速やかに燃料の分離を開始可能な状態を維持することが好ましい。 It is preferable that the stop control means maintains the state in which fuel separation can be started promptly after the idle stop is canceled by continuing to drive the fuel pump while the vehicle is in an idle stop.
この発明では、車両がアイドルストップ中は燃料ポンプの駆動を継続することで、アイドルストップ解除後、速やかに燃料の分離を開始可能な状態を維持する。
この発明によれば、アイドルストップ中は燃料ポンプの駆動を継続し、燃料に燃圧を付与して温調することで、アイドルストップ解除後、速やかに燃料の分離を開始できる。従って、より効率良く燃料を分離できる。
In the present invention, the fuel pump is continuously driven while the vehicle is in an idle stop, thereby maintaining a state where fuel separation can be started immediately after the release of the idle stop.
According to the present invention, the fuel pump is continuously driven during the idling stop, and the fuel pressure is applied to the fuel to control the temperature, so that the separation of the fuel can be started immediately after the idling stop is released. Therefore, fuel can be separated more efficiently.
前記昇温用熱交換器は、内燃機関の冷却水が流れる冷却水通路(例えば、後述のLLC通路111)と、該冷却水通路内を流れる冷却水の流量を調整する流量調整弁(例えば、後述の流量調整弁112)と、を備え、前記燃料分離システムの制御装置は、前記燃料分離システムに故障が発生したか否かを判断する故障判断手段(例えば、後述のECU5,故障判断部)と、前記故障判断手段の判断結果に基づいて故障事象を判別する故障事象判別手段(例えば、後述のECU5,故障事象判別部)と、をさらに備え、前記停止制御手段は、前記故障判断手段により前記燃料分離システムに故障が発生したと判断された場合には、前記故障事象判別手段による判別結果に応じて、前記負圧ポンプ、前記燃料ポンプ及び前記降温用熱交換器を即時停止並びに前記流量調整弁を即時閉弁させるか、又は、前記負圧ポンプを停止及び前記流量調整弁を閉弁させた後、前記昇温用熱交換器により昇温されて前記分離器に流入する燃料の温度が所定温度以下になったことに応じて、前記燃料ポンプ及び前記降温用熱交換器を停止させるかを選択することが好ましい。
The temperature raising heat exchanger includes a cooling water passage (for example, an
この発明では、燃料分離システムに故障が発生したと判断された場合には、故障事象の判別結果に応じて、負圧ポンプ、燃料ポンプ及び降温用熱交換器を即時停止並びに流量調整弁を閉弁(全閉)させるか、又は、負圧ポンプを停止及び流量調整弁を閉弁(全閉)させた後、昇温用熱交換器により昇温されて分離器に流入する燃料の温度が所定温度以下になったことに応じて、燃料ポンプ及び降温用熱交換器を停止させるかを選択する。
この発明によれば、重大な故障が発生した場合には、負圧ポンプ、燃料ポンプ及び降温用熱交換器を即時停止並びに流量調整弁を閉弁(全閉)させて、2次側装置及び1次側装置を含めた燃料分離システム全体を即時停止させることができる。また、重大でない故障が発生した場合には、負圧ポンプを停止させて2時側装置を停止、及び流量調整弁を閉弁(全閉)させた後、燃料温度が所定温度以下となった後に燃料ポンプ及び降温用熱交換器を停止させて1次側装置を停止させることで、燃料の沸騰を回避しながらシステムを停止できる。従って、この発明によれば、故障状況に応じて最適なタイミングで燃料分離システムを停止できる。
In this invention, when it is determined that a failure has occurred in the fuel separation system, the negative pressure pump, the fuel pump, and the temperature lowering heat exchanger are immediately stopped and the flow rate adjustment valve is closed according to the determination result of the failure event. After closing the valve (fully closed) or closing the negative pressure pump and closing the flow rate adjustment valve (fully closed), the temperature of the fuel that is heated by the heat exchanger for temperature rise and flows into the separator It is selected whether to stop the fuel pump and the temperature lowering heat exchanger in response to the temperature becoming lower than the predetermined temperature.
According to the present invention, when a serious failure occurs, the negative pressure pump, the fuel pump, and the temperature lowering heat exchanger are immediately stopped, and the flow rate adjustment valve is closed (fully closed). The entire fuel separation system including the primary side device can be immediately stopped. Also, in the event of a non-critical failure, the fuel pressure fell below the specified temperature after stopping the negative pressure pump, stopping the 2 o'clock side device, and closing the flow rate adjustment valve (fully closed) By stopping the fuel pump and the temperature lowering heat exchanger later to stop the primary device, the system can be stopped while avoiding fuel boiling. Therefore, according to the present invention, the fuel separation system can be stopped at an optimal timing according to the failure situation.
本発明によれば、燃料温度が所定温度以下となった後に燃料分離システムを停止させることで、燃料の沸騰を回避できる燃料分離システムの制御装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control apparatus of the fuel separation system which can avoid boiling of a fuel can be provided by stopping a fuel separation system after fuel temperature becomes below predetermined temperature.
本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るエンジン2の燃料分離システム1の構成を示す図である。エンジン2の燃料分離システム1は、図示しない車両に搭載され、車両の走行中にエタノールとガソリンの混合燃料を、混合燃料よりエタノール濃度が高くオクタン価の高い高オクタン価燃料と、混合燃料よりエタノール濃度が低くオクタン価の低い低オクタン価燃料とに分離する。
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a fuel separation system 1 for an engine 2 according to an embodiment of the present invention. The fuel separation system 1 of the engine 2 is mounted on a vehicle (not shown), and a mixed fuel of ethanol and gasoline, a high octane fuel having a higher ethanol concentration than the mixed fuel and a higher octane number, and an ethanol concentration than the mixed fuel while the vehicle is running. Separated into low octane fuel with low octane number.
図1に示すように、本実施形態に係るエンジン2の燃料分離システム1は、主タンク10と、昇温用熱交換器11と、分離器12と、凝縮器13と、高オクタン価燃料バッファタンク14と、高オクタン価燃料タンク15と、降温用熱交換器16と、キャニスタ18と、電子制御ユニット(以下、「ECU」という。)5と、を備える。なお、この燃料分離システム1は、分離器12内に設けられた後述の分離膜122を境として、1次側装置と2次側装置とに分けられる。即ち、1次側装置は、主タンク10と、昇温用熱交換器11と、降温用熱交換器16とを含んで構成され、分離膜122により分離された低オクタン価燃料が主に流通する。また、2次側装置は、凝縮器13と、高オクタン価燃料バッファタンク14と、高オクタン価燃料タンク15と、負圧ポンプ141と、を含んで構成され、分離膜122により分離された高オクタン価燃料が主に流通する。
As shown in FIG. 1, the fuel separation system 1 of the engine 2 according to the present embodiment includes a
主タンク10は、給油口から供給されたエタノールとガソリンの混合燃料を貯留する。本実施形態では、混合燃料として、最も普及しているエタノール含有率が10%の混合燃料(E10)が好ましく使用される。主タンク10には、後述する昇温用熱交換器11及び分離器12に燃料を供給するための第1燃料通路101が接続される。
The
また、後述するように主タンク10には、分離膜122により分離された低オクタン価燃料が導入され、主タンク10内の混合燃料と混合されて再び分離に供される。混合燃料を分離膜122に1回接触させただけでは、高オクタン価成分を完全には分離できないため、複数回、分離膜122に接触させる必要があるからである。
従って、主タンク10内の燃料は、1次側装置を循環して分離膜122に複数回接触することで、徐々に高オクタン価成分濃度が低下していく。以下、1次側装置を循環する燃料を、単に燃料という。
Further, as will be described later, the low-octane fuel separated by the
Accordingly, the fuel in the
主タンク10内の貯留部10aには、第1燃料通路101に接続された燃料ポンプ102が設けられる。この燃料ポンプ102の回転数はECU5により制御され、これにより、主タンク10内の混合燃料は第1燃料通路101を介して昇温用熱交換器11内に供給される。
昇温用熱交換器11の上流側の第1燃料通路101には、第1温度センサ104が設けられる。第1温度センサ104は、第1燃料通路101を介して昇温用熱交換器11内に供給される燃料の温度を検出し、これに応じた検出信号をECU5に出力する。
A
A
昇温用熱交換器11は、第1燃料通路101の途中に設けられ、燃料ポンプ102により第1燃料通路101を介して供給された燃料を、エンジン2の冷却水(LLC)との熱交換により加熱する。
昇温用熱交換器11には、エンジン2の冷却水が流れるLLC通路111が接続され、エンジン2の冷却水が昇温用熱交換器11内を流通する。LLC通路111には、LLC通路111内を流れる冷却水の流量を調整する流量調整弁112が設けられ、この流量調整弁112はECU5により制御される。また、LLC通路111のエンジン2側には、水温センサ113が設けられ、この水温センサ113は、LLC通路111内を流れる冷却水の温度を検出し、これに応じた検出信号をECU5に出力する。
なお、昇温用熱交換器11は、電気ヒータをさらに備えてもよく、電気ヒータで代替されてもよい。
The temperature raising
An
The temperature raising
分離器12は、昇温用熱交換器11により加熱されて供給された混合燃料を、該混合燃料よりエタノール濃度が高くオクタン価の高い高オクタン価燃料と、よりエタノール濃度が低くオクタン価の低い低オクタン価燃料とに分離する。
昇温用熱交換器11の下流側で且つ分離器12の上流側の第1燃料通路101には、第2温度センサ126が設けられる。第2温度センサ126は、昇温用熱交換器11により加熱されて分離器12に供給される燃料の温度を検出し、これに応じた検出信号をECU5に出力する。
The
A
分離器12は、透過気化法(パーベーパレーション法)を利用した分離器である。分離器12は、混合燃料中の高オクタン価成分であるエタノールを選択的に透過させる分離膜122と、この分離膜122により区画された高圧室123及び低圧室124と、低圧室124内の圧力を検出する圧力センサ125と、を備える。
The
高圧室123は、第1燃料通路101の昇温用熱交換器11下流側に接続され、第1燃料通路101に設けられた燃料ポンプ102により、高圧に保たれる。低圧室124は、後述する凝縮器13及び高オクタン価燃料バッファタンク14を介して負圧ポンプ141の吸気側に接続され、これにより負圧に保たれる。低圧室124内には、圧力センサ125が設けられる。圧力センサ125は、低圧室124内の圧力を検出し、これに応じた検出信号をECU5に出力する。
The
昇温用熱交換器11により加熱された燃料が高圧室123内に供給されると、高オクタン価成分のエタノールが分離膜122を選択的に透過し、低圧室124内に高オクタン価燃料が浸出する。一方、高圧室123内には低オクタン価燃料が残存する。これにより、燃料が高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離される。
分離器12の分離効率は、供給される燃料の温度や流量と、高圧室123及び低圧室124内の圧力とにより調整される。
When the fuel heated by the temperature raising
The separation efficiency of the
凝縮器13は、気体状態の高オクタン価燃料を凝縮する。この凝縮器13は、分離器12の下方に配置される。凝縮器13は、その上流側が分離器12の低圧室124に接続され、その下流側が後述する高オクタン価燃料バッファタンク14を介して負圧ポンプ141の吸気側に接続される。これにより、凝縮器13内は負圧に制御され、気体状態の高オクタン価燃料が低圧室124から凝縮器13内に供給されて、凝縮される。
凝縮器13は、空冷式の凝縮器であり、プレート状の複数のフィン130と、冷却ファン132と、を備える。冷却ファン132は、その回転数がECU5により制御される。なお、凝縮器13として、水冷式の凝縮器を使用してもよい。
The
The
高オクタン価燃料バッファタンク14は、高オクタン価燃料を負圧下で一時的に貯留する。高オクタン価燃料バッファタンク14は、凝縮器13の下方に配置される。高オクタン価燃料バッファタンク14の上方空間146は、凝縮器13の下部134と第3連通路133により連通されるとともに、後述する負圧ポンプ141の吸気側に接続される。これにより、高オクタン価燃料バッファタンク14内は負圧に制御され、高オクタン価燃料が、凝縮器13から高オクタン価燃料バッファタンク14内に供給される。
高オクタン価燃料バッファタンク14の上方空間146と凝縮器13の下部134とを連通する第3連通路133には、高オクタン価燃料バッファタンク14から凝縮器13への燃料の流れを妨げる第2逆止弁131が設けられる。
高オクタン価燃料バッファタンク14内には、高オクタン価燃料の残量を検出する高オクタン価燃料バッファタンク残量センサ148が設けられる。
The high octane
A
A high octane fuel buffer tank remaining
高オクタン価燃料タンク15は、高オクタン価燃料を大気圧下で貯留する。高オクタン価燃料タンク15は、高オクタン価燃料バッファタンク14の下方に配置される。高オクタン価燃料タンク15の上方空間154は、高オクタン価燃料バッファタンク14の貯留部147と第2連通路145により連通される。第2連通路145には、高オクタン価燃料タンク15から高オクタン価燃料バッファタンク14への燃料の流れを妨げる第1逆止弁143が設けられる。
The high
高オクタン価燃料タンク15の貯留部155は、吸気側が高オクタン価燃料バッファタンク14の上方空間146に接続された負圧ポンプ141の排気側に接続される。また、高オクタン価燃料タンク15の上方空間154は、負圧ポンプ141の吸気側と第1連通路144により連通される。第1連通路144には、該第1連通路144を開放又は遮断する圧力制御弁142が設けられる。負圧ポンプ141の回転数及び圧力制御弁142の開閉は、ECU5により制御される。圧力制御弁142は、例えば電磁弁で構成される。
高オクタン価燃料タンク15内には、高オクタン価燃料の残量を検出する高オクタン価燃料タンク残量センサ156が設けられる。
The
In the high
負圧ポンプ141の作動停止後に、圧力制御弁142が開弁されると、高オクタン価燃料バッファタンク14の上方空間146が、負圧ポンプ141の吸気側と遮断される一方で、大気圧下の高オクタン価燃料タンク15の上方空間154と連通される。これにより、高オクタン価燃料バッファタンク14内の負圧が開放され、高オクタン価燃料バッファタンク14の内圧が概大気圧となる。すると、高オクタン価燃料バッファタンク14の貯留部147に貯留されていた高オクタン価燃料の自重により、第1逆止弁143が開弁され、高オクタン価燃料が高オクタン価燃料タンク15内に移送される。
また、高オクタン価燃料バッファタンク14の内圧が概大気圧となることで、凝縮器13の内圧との間に差圧が発生し、これにより第2逆止弁131が閉弁するため、分離器12の低圧室124内及び凝縮器13内の負圧が維持される。厳密に言えば、燃料の分離進行分の負圧低下はあるものの、短時間であれば分離器12の低圧室124内及び凝縮器13内の負圧は維持され、分離が継続可能である。
When the
In addition, since the internal pressure of the high-octane
高オクタン価燃料タンク15に貯留された高オクタン価燃料は、高オクタン価燃料タンク15の貯留部155に設けられた燃料ポンプ151により、所定の圧力まで昇圧され、高オクタン価燃料通路152内に圧送される。圧送された高オクタン価燃料は、ポートインジェクタ51によりエンジン2の吸気ポート30内に適宜噴射される。燃料ポンプ151の回転数と、ポートインジェクタ51の噴射時期及び噴射時間は、ECU5により制御される。
The high-octane fuel stored in the high-
また、高オクタン価燃料タンク15の上方空間154は、後述するキャニスタ18と二方弁153を介して接続される。高オクタン価燃料タンク15内の圧力がキャニスタ18内の圧力より高くなると、高オクタン価燃料タンク15内の蒸発燃料がキャニスタ18内に供給される。一方、高オクタン価燃料タンク15内の圧力がキャニスタ18内の圧力より低くなると、キャニスタ18内の蒸発燃料が高オクタン価燃料タンク15内に供給される。
Further, the
降温用熱交換器16は、分離器12により分離された低オクタン価燃料を冷却する。本実施形態の降温用熱交換器16は、ラジエータで構成される。この降温用熱交換器16は、第2燃料通路121の途中に設けられ、分離器12の下流側に配置される。降温用熱交換器16は、コルゲート状の複数のフィン160と、冷却ファン161と、を備える。冷却ファン161は、その回転数がECU5により制御される。分離膜122により分離された高温の低オクタン価燃料は、この降温用熱交換器16により冷却される。
降温用熱交換器16の出口には、第3温度センサ162が設けられる。第3温度センサ162は、降温用熱交換器16により冷却された燃料の温度を検出し、これに応じた検出信号をECU5に出力する。
The temperature lowering
A
降温用熱交換器16の下流側は、主タンク10と第2燃料通路121により接続される。即ち、分離膜122により分離された低オクタン価燃料は、主タンク10内に供給されて分離前の混合燃料と混合され、再び分離器12に供される。このようにして、燃料中の高オクタン価成分濃度が、分離が完了したと判断できる所定の閾値以下となるまで、主タンク10及び分離膜122間を燃料が循環する。
The downstream side of the temperature lowering
第2燃料通路121には、燃圧レギュレータ165が設けられる。この燃圧レギュレータ165により、第2燃料通路121内を流れる燃料の燃圧が除去される。
また、昇温用熱交換器11よりも上流側の第1燃料通路101には、燃料中の高オクタン価成分濃度を検出又は推定可能な高オクタン価成分濃度検出部として、例えばエタノールセンサ等の高オクタン価成分濃度センサ166が設けられる。高オクタン価成分濃度センサ166は、燃料中の高オクタン価成分濃度を検出し、これに応じた検出信号をECU5に出力する。
A
Further, in the
高オクタン価成分濃度センサ166により検出された燃料中の高オクタン価成分濃度が、分離が完了したと判断できる所定の閾値以下となった場合には、主タンク10内に高オクタン価成分濃度が十分に小さい低オクタン価燃料が貯留されていることとなる。
主タンク10内の低オクタン価燃料は、主タンク10の貯留部10aに設けられた燃料ポンプ103により、所定の圧力まで昇圧され、低オクタン価燃料通路106内に圧送される。圧送された低オクタン価燃料は、直噴インジェクタ52によりエンジン2の燃焼室20内に適宜噴射される。燃料ポンプ103の回転数と、直噴インジェクタ52の噴射時期及び噴射時間は、ECU5により制御される。
When the high octane component concentration in the fuel detected by the high octane
The low-octane fuel in the
主タンク10の上方空間10bは、後述するキャニスタ18と二方弁105を介して接続される。高オクタン価燃料タンク15内の圧力がキャニスタ18内の圧力より高くなると、高オクタン価燃料タンク15内の蒸発燃料がキャニスタ18内に供給される。一方、高オクタン価燃料タンク15内の圧力がキャニスタ18内の圧力より低くなると、キャニスタ18内の蒸発燃料が高オクタン価燃料タンク15内に供給される。
The
キャニスタ18は、主タンク10及び高オクタン価燃料タンク15と連通し、これらタンクから排出された蒸発燃料を吸着する。より具体的には、キャニスタ18は、活性炭等の吸着剤を内蔵し、高オクタン価成分のエタノール及び低オクタン価成分のガソリン(炭化水素)を吸着して保持する。キャニスタ18は、パージ通路183を介してエンジン2の吸気ポート30に連通する。パージ通路183には、パージ通路183を開放又は遮断するパージ弁181が設けられ、パージ弁181の開閉は、ECU5により制御される。
The
吸気ポート30内は負圧状態であることから、パージ弁181が開弁されると、キャニスタ18に吸着されて保持されていたエタノール及びガソリン(炭化水素)が、再び蒸発して蒸発燃料となって、開放されたパージ通路183を介して吸気ポート30内に供給される(以下、「燃料パージ処理」という。)。これにより、蒸発燃料がエンジン2の燃焼室20内に供給され、燃焼される。この燃料パージ処理は、イグニッションスイッチがオンされているときに実行される。
また、パージ弁181が閉弁されると、パージ通路183が遮断されて、主タンク10及び高オクタン価燃料タンク15内で発生した蒸発燃料がキャニスタ18に排出されて吸着される(以下、「キャニスタ処理」という。)このキャニスタ処理は、イグニッションスイッチがオフされているときとアイドルストップ中に実行される。
なお、蒸発燃料以外の窒素等の空気成分は、キャニスタ18から排出通路182を介して車外に排出される。
Since the
When the
Air components such as nitrogen other than the evaporated fuel are discharged from the
エンジン2は、複数のシリンダ23を備えた多気筒エンジンである。図1には、このうちの1つを代表的に示す。エンジン2は、シリンダ23が形成されたシリンダブロック21と、シリンダヘッド22とを組み合わせて構成される。シリンダ23内には、ピストン24が摺動可能に設けられる。ピストン24の頂面とシリンダヘッド22のシリンダ23側の面により、エンジン2の燃焼室20が形成される。ピストン24は、コンロッドを介して図示しないクランクシャフトに連結されている。即ち、シリンダ23内におけるピストン24の往復動に応じて図示しないクランクシャフトが回転する。
The engine 2 is a multi-cylinder engine having a plurality of
エンジン2には、吸気が流れる吸気管3と、排気が流れる排気管4と、が設けられる。シリンダヘッド22には、燃焼室20と吸気管3とを接続する吸気ポート30と、燃焼室20と排気管4とを接続する排気ポート40と、が形成されている。吸気ポート30のうち燃焼室20に臨む吸気開口は、吸気バルブ27により開閉される。排気ポート40のうち燃焼室20に臨む排気開口は、排気バルブ28により開閉される。
The engine 2 is provided with an
シリンダヘッド22には、燃焼室20内に臨む点火プラグ29と、吸気バルブ27を開閉駆動する図示しない吸気カムシャフトと、排気バルブ28を開閉駆動する排気カムシャフトと、が設けられる。点火プラグ29は、図示しないイグナイタ及びそのドライバを介してECU5に接続され、その点火時期がECU5により制御される。
The
吸気管3には、上流側から下流側に向かって順に、図示しない過給機のコンプレッサ及びインタークーラ、スロットル弁31が設けられる。スロットル弁31は、エンジン2の燃焼室20内に供給される空気の流量(吸気流量)を制御する。スロットル弁31は、図示しないドライバを介してECU5に接続される。
The
排気管4には、上流側から下流側へ向かって順に、図示しない過給機のタービン、排気を浄化する排気浄化触媒が設けられる。排気浄化触媒は、例えば三元触媒であり、排気中のHC、CO、NOx等を浄化する。 The exhaust pipe 4 is provided with a turbocharger turbine (not shown) and an exhaust purification catalyst for purifying exhaust gas in order from the upstream side to the downstream side. The exhaust purification catalyst is, for example, a three-way catalyst, and purifies HC, CO, NOx, etc. in the exhaust.
ECU5は、エンジン2及び燃料分離システム1を制御する電子制御ユニットであり、CPU、ROM、RAM及び各種インターフェース等の電子回路を含んで構成される。また、ECU5には、後述する燃料分離システム1の燃料分離制御を実行する燃料分離制御部と、停止制御を実行する停止制御部と、燃料分離システム1に故障が発生したか否かを判断する故障判断部と、故障判断部の判断結果に基づいて故障事象を判別する故障事象判別部と、が構成される。ECU5には、エンジン2及び燃料分離システム1の状態及びこれらを搭載した車両の状態等を把握するため、上述した各種のセンサ、弁、ポンプ、ファン等が接続される。 The ECU 5 is an electronic control unit that controls the engine 2 and the fuel separation system 1 and includes electronic circuits such as a CPU, a ROM, a RAM, and various interfaces. Further, the ECU 5 determines whether or not a failure has occurred in the fuel separation system 1, a fuel separation control unit that performs fuel separation control of the fuel separation system 1 to be described later, a stop control unit that performs stop control, and the fuel separation system 1. A failure determination unit and a failure event determination unit that determines a failure event based on the determination result of the failure determination unit are configured. The ECU 5 is connected to the above-described various sensors, valves, pumps, fans, and the like in order to grasp the state of the engine 2 and the fuel separation system 1 and the state of the vehicle on which these are mounted.
次に、本実施形態に係る燃料分離システム1における燃料分離制御の動作について説明する。
先ず、主タンク10内に給油された混合燃料は、燃料ポンプ102(燃圧300〜400kPa)により、第1燃料通路101の途中に設けられた昇温用熱交換器11に供給され、昇温用熱交換器11内を流通するエンジン2の冷却水との熱交換により加熱される。加熱された混合燃料は、分離器12内の分離膜122に供給され、高オクタン価成分(アルコール)が選択的に分離膜122を透過する。これにより、混合燃料が、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離される。
Next, the operation of the fuel separation control in the fuel separation system 1 according to this embodiment will be described.
First, the mixed fuel supplied into the
低圧室124で分離された高オクタン価燃料は、気体状態であり、負圧ポンプ141の作用により負圧状態に保たれた低圧室124から、同じく負圧状態に保たれた凝縮器13内に供給される。気体状態の高オクタン価燃料は、凝縮器13内で凝縮されて液体状態となった後、負圧ポンプ141の作用により負圧状態に保たれた高オクタン価燃料バッファタンク14内に供給され、負圧下で一時的に貯留される。
The high-octane fuel separated in the low-
高オクタン価燃料バッファタンク14内の高オクタン価燃料は、所定のタイミングで、高オクタン価燃料タンク15内に移送される。具体的には、負圧ポンプ141の作動停止後に、圧力制御弁142を開弁することで、高オクタン価燃料バッファタンク14の上方空間146は、負圧ポンプ141の吸気側と遮断される一方で、大気圧下の高オクタン価燃料タンク15の上方空間154と連通される。これにより、高オクタン価燃料バッファタンク14内の圧力が大気圧となる。すると、高オクタン価燃料バッファタンク14の貯留部147に貯留されていた高オクタン価燃料の自重により、第1逆止弁143が開弁され、高オクタン価燃料が高オクタン価燃料タンク15内に供給される。
なお、このとき、高オクタン価燃料バッファタンク14よりも上方の凝縮器13内及び分離器12の低圧室124内は、燃料の分離進行分の負圧低下があるのみであり、負圧が維持されて分離が継続される。
The high-octane fuel in the high-octane
At this time, in the
高オクタン価燃料バッファタンク14から高オクタン価燃料タンク15への高オクタン価燃料の移送が終了した後、圧力制御弁142を閉弁し、負圧ポンプ141を作動開始することで、再び高オクタン価燃料バッファタンク14内は負圧状態となり、第1逆止弁143が閉弁される。
高オクタン価燃料タンク15内に移送されて貯留された高オクタン価燃料は、ポートインジェクタ51により吸気ポート30内に適宜噴射される。また、主タンク10及び高オクタン価燃料タンク15内で発生した蒸発燃料は、キャニスタ18に吸着された後、パージされてエンジン2の燃焼に供される。
After the transfer of the high-octane fuel from the high-octane
The high-octane fuel that has been transferred and stored in the high-
一方、高圧室123で分離された液体状態の低オクタン価燃料は、降温用熱交換器16により冷却された後、燃圧レギュレータ165により燃圧が除去される。その後、低オクタン価燃料は、主タンク10内に戻されて混合燃料と混合され、再び分離器12に供される。混合燃料を分離膜122に1回接触させただけでは、高オクタン価成分を完全には分離できないため、複数回、分離膜122に接触させる。そして、高オクタン価成分濃度センサ166により検出された高オクタン価成分濃度が所定の閾値以下となった場合には、分離が完了したと判断し、燃料分離制御を終了する。主タンク10内の低オクタン価燃料は、直噴インジェクタ52によりエンジン2の燃焼室20内に適宜噴射される。
On the other hand, the liquid low-octane fuel separated in the high-
図2は、本実施形態に係る燃料分離システム1の停止制御の手順を示すフローチャートである。本実施形態の停止制御は、ECU5により繰り返し実行される。 FIG. 2 is a flowchart showing a stop control procedure of the fuel separation system 1 according to this embodiment. The stop control of this embodiment is repeatedly executed by the ECU 5.
ステップS1では、燃料分離システム1の停止要求が有ったか否かを判別する。この判別がYESの場合にはステップS2に移り、NOの場合には本処理を終了する。
ここで、燃料分離システム1の停止要求は、(1)高オクタン価燃料タンク15内の高オクタン価燃料タンク残量センサ156により検出された高オクタン価燃料残量が所定の閾値以上であり、オーバーフローを防止する必要がある場合、(1’)高オクタン価成分濃度センサ166により検出された燃料中の高オクタン価成分濃度が所定の閾値以下であり、燃料の分離が完了したと判断された場合、(2)車両のアイドルストップ要求があった場合、(3)車両のイグニッションスイッチがオフされた場合、又は、(4)燃料分離システム1にフェール(故障)があった場合に要求され、停止フラグが「0」から「1」に設定される。
In step S1, it is determined whether or not there is a request to stop the fuel separation system 1. If this determination is YES, the process proceeds to step S2, and if this determination is NO, this process ends.
Here, the stop request of the fuel separation system 1 is (1) the high octane fuel remaining amount detected by the high octane fuel tank remaining
ステップS2では、燃料分離システム1が停止しているか否かを判別する。即ち、1次側装置及び2次側装置いずれも停止しているか否かを判別する。この判別がNOの場合には、ステップS3に移り、YESの場合には本処理を終了する。 In step S2, it is determined whether or not the fuel separation system 1 is stopped. That is, it is determined whether or not both the primary side device and the secondary side device are stopped. If this determination is NO, the process proceeds to step S3, and if this determination is YES, this process ends.
ステップS3では、燃料分離システム1にフェール(故障)が発生しているか否かを判別する。この判別がYESの場合には、ステップS4に移り、発生した故障の事象を判別する。一方、この判別がNOの場合には、ステップS7に移る。
ここで、フェール(故障)としては、(5)降温用熱交換器16の冷却ファン161の故障や制御異常等により、第1温度センサ104により検出される主タンク10内の燃料の温度が所定の閾値以上となった場合、(5’)(5)の場合において、燃料温度を降温できない場合、(6)分離膜122の破損等により、2次側装置の負圧が所定の閾値以上である場合、(7)配管の破損や通路の目詰まりにより、1次側装置の燃圧が所定の閾値以下である場合、(8)LLC通路11の流量調整弁112の固着や制御異常により、昇温用熱交換器11により昇温されて分離膜122に流入する燃料の温度が所定の閾値以上である場合、が挙げられる。これらの場合に、故障が発生したと判断し、故障フラグが「0」から「1」に設定される。
In step S3, it is determined whether or not a failure (failure) has occurred in the fuel separation system 1. If this determination is YES, the process proceeds to step S4 to determine the failure event that has occurred. On the other hand, if this determination is NO, the process proceeds to step S7.
Here, as the failure (failure), (5) the temperature of the fuel in the
ステップS4では、発生した故障の事象が重大フェール(重大故障)であるか否かを判別する。この判別がYESの場合には、重大な故障が発生しているため、ステップS5に移って燃料分離システム1を即時停止(1次側装置及び2次側装置いずれも即時停止、即ち、負圧ポンプ141、燃料ポンプ102及び降温用熱交換器16を即時停止、並びに、流量調整弁112を即時閉弁)させる。また、この判別がNOの場合には、発生した故障が重大ではないため、ステップS6に移って1次側装置を流通する燃料(主に低オクタン価燃料)の温度を十分に降温させてから燃料分離システム1を停止(即ち、負圧ポンプ141を停止及び流量調整弁112を閉弁させた後、昇温用熱交換器11により昇温されて分離器12に流入する燃料の温度が所定温度以下になったことに応じて、燃料ポンプ102及び降温用熱交換器16を停止)させ、本処理を終了する。
ここで、重大フェール(重大故障)とは、システムを即時停止させないとシステムが多大な影響を受ける故障事象である。上述の(5)〜(8)のフェール(故障)のうち、重大フェール(重大故障)としては、(5’)及び(7)が挙げられる。
In step S4, it is determined whether or not the failure event that has occurred is a serious failure (serious failure). If this determination is YES, since a serious failure has occurred, the process proceeds to step S5 and the fuel separation system 1 is immediately stopped (both the primary side device and the secondary side device are immediately stopped, that is, negative pressure is applied). The
Here, a serious failure (serious failure) is a failure event that greatly affects the system unless the system is immediately stopped. Among the failures (failures) of (5) to (8) described above, (5 ′) and (7) can be cited as serious failures (serious failure).
ステップS7では、負圧ポンプ141を停止させ、ステップS8に移る。これにより、燃料の分離が停止され、2次側装置が停止される。
In step S7, the
ステップS8では、エンジン2の停止要求が有ったか否かを判別する。この判別がNOの場合、即ち燃料分離システム1の停止要求はあったがエンジン2の停止要求が無い場合、具体的には上述の(1)又は(1’)の場合には、ステップS9に移る。一方、この判別がYESの場合、即ち燃料分離システム1の停止要求がありエンジン2の停止要求も有った場合、具体的には上述の(2)又は(3)の場合には、ステップS13に移る。 In step S8, it is determined whether or not there is a request to stop the engine 2. When this determination is NO, that is, when there is a request for stopping the fuel separation system 1 but there is no request for stopping the engine 2, specifically, in the case of the above (1) or (1 ′), the process proceeds to step S9. Move. On the other hand, if this determination is YES, that is, if there is a request to stop the fuel separation system 1 and there is also a request to stop the engine 2, specifically, in the case of the above (2) or (3), step S13. Move on.
ステップS9では、上述の(1)又は(1’)の場合において、ステップS7で負圧ポンプ141を停止させてから所定時間が経過したか否かを判別する。ここで、所定時間は、各タンクとキャニスタ18とを接続する配管内の蒸発燃料の排出遅れに相当する時間に予め設定される。なお、この所定時間は後述のステップS13の所定時間と同一の値に設定される。
この判別がNOの場合には、配管内の蒸発燃料がまだ十分に排出されていないため、ステップS10に移って燃料パージ処理を継続し、ステップS16に移る。一方、この判別がYESの場合には、配管内の蒸発燃料が十分に排出されたため、ステップS11に移って燃料パージ処理を終了し、ステップS12に移って2次側装置の停止を終了する。これにより、各タンク内で発生する蒸発燃料は、キャニスタ処理によりキャニスタ18に吸着されることとなる。
なお、燃料パージ処理の際には、各インジェクタの燃料噴射量を減少方向に補正するパージ補正係数を、パージ流量及び蒸発燃料濃度に基づいて算出し、算出されたパージ補正係数に基づく蒸発燃料量が差し引かれた燃料量を、各インジェクタから噴射するのが好ましい。
In step S9, in the case of (1) or (1 ′) described above, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the
If this determination is NO, the evaporated fuel in the pipe has not been sufficiently discharged, so the routine proceeds to step S10, the fuel purge process is continued, and the routine proceeds to step S16. On the other hand, if this determination is YES, the fuel vapor in the pipe has been sufficiently discharged, so the process proceeds to step S11 to end the fuel purge process, and the process proceeds to step S12 to end the stop of the secondary side device. Thereby, the evaporated fuel generated in each tank is adsorbed by the
In the fuel purge process, a purge correction coefficient for correcting the fuel injection amount of each injector in a decreasing direction is calculated based on the purge flow rate and the evaporated fuel concentration, and the evaporated fuel amount based on the calculated purge correction coefficient It is preferable to inject the fuel amount subtracted from each injector.
ステップS13では、(2)車両のアイドルストップ要求があった場合、又は(3)車両のイグニッションスイッチがオフされた場合において、ステップS7で負圧ポンプ141を停止させてから所定時間が経過したか否かを判別する。上述したように、この所定時間はステップS9の所定時間と同一の値に設定される。
この判別がNOの場合には、配管内の蒸発燃料がまだ十分に排出されていないため、エンジン2を停止させるまでの間、ステップS15に移って燃料パージ処理を継続する。
一方、この判別がYESの場合には、配管内の蒸発燃料が十分に排出されたため、ステップS14に移って燃料パージ処理を終了し、エンジン2の停止を許可する。これにより、各タンク内で発生する蒸発燃料は、キャニスタ処理によりキャニスタ18に吸着されることとなる。その後、ステップS12に移って2次側装置の停止を終了する。
このように、ステップS13〜15は、2次側装置のオフタイマーとして機能する。
In step S13, (2) when a vehicle idle stop request is received, or (3) when a predetermined time has elapsed since the
If this determination is NO, the evaporated fuel in the pipe has not yet been sufficiently discharged, so the process proceeds to step S15 until the engine 2 is stopped, and the fuel purge process is continued.
On the other hand, if this determination is YES, the evaporated fuel in the pipe has been sufficiently discharged, so the routine proceeds to step S14 where the fuel purge process is terminated and the engine 2 is allowed to stop. Thereby, the evaporated fuel generated in each tank is adsorbed by the
Thus, steps S13 to S15 function as an off timer for the secondary device.
ステップS16では、車両がアイドルストップ(I/S)中であるか否かを判別する。この判別がYESの場合には、ステップS17に移って燃料ポンプ102をONにして、本処理を終了する。これにより、燃料に燃圧が付与されて温調されることで、アイドルストップ解除後、速やかに燃料の分離の開始が可能となっている。
In step S16, it is determined whether or not the vehicle is in idle stop (I / S). If this determination is YES, the process moves to step S17, the
ステップS18では、昇温用熱交換器11により昇温されて分離器12に流入する燃料の温度が所定温度以下であるか否かを判別する。具体的には、第2温度センサ126により検出された燃料の温度が所定温度以下であるか否かを判別する。ここで、所定温度は、昇温用熱交換器11内等で燃料が沸騰することがない値に予め設定される。
In step S <b> 18, it is determined whether or not the temperature of the fuel heated by the temperature raising
この判別がYESの場合には、燃料が十分に降温したと判断されるため、ステップS19に移って、燃料ポンプ102、降温用熱交換器16の冷却ファン161をオフにする。また、昇温用熱交換器11の流量調整弁112によりLLC通路111をオフにする。次いで、ステップS21に移って1次側装置の停止を終了し、本処理を終了する。
一方、この判別がNOの場合には、燃料がまだ十分に降温していないと判断されるため、ステップS20に移って、燃料ポンプ102、降温用熱交換器16の冷却ファン161をオンにするとともに、昇温用熱交換器11の流量調整弁112によりLLC通路111をオフにし、本処理を終了する。これにより、1次側装置を流通する燃料の冷却が効率良く行われる。
If this determination is YES, it is determined that the temperature of the fuel has been sufficiently lowered. Therefore, the process proceeds to step S19, where the
On the other hand, if this determination is NO, it is determined that the temperature of the fuel has not yet been sufficiently lowered, so the routine proceeds to step S20, where the
従って、(1)高オクタン価燃料残量が所定の閾値以上でありオーバーフローを防止する必要がある場合、及び、(1’)燃料中の高オクタン価成分濃度が所定の閾値以下であり燃料の分離が完了したと判断された場合には、ステップS9及びステップS18を経由する処理が実行される。この場合には、ステップS19及びステップS20にあるように、LLC通路がオフ(即ち流量調整弁112が閉弁(全閉)、以下同様。)される。
Therefore, (1) when the remaining amount of high-octane fuel is equal to or greater than a predetermined threshold and it is necessary to prevent overflow, and (1 ′) the concentration of high-octane component in the fuel is equal to or lower than the predetermined threshold and the fuel is separated. If it is determined that the processing has been completed, processing via steps S9 and S18 is executed. In this case, as in step S19 and step S20, the LLC passage is turned off (that is, the flow
また、(2)車両のアイドルストップ要求があった場合には、ステップS13及びステップS17を経由する処理が実行される。この場合には、LLC通路はオフされない。 In addition, (2) when there is a vehicle idle stop request, processing through steps S13 and S17 is executed. In this case, the LLC path is not turned off.
また、(3)車両のイグニッションスイッチがオフされた場合には、ステップS13における所定時間が経過する前は、ステップS15及びステップS18を経由する処理が実行される。この場合には、ステップS19及びステップS20にあるように、LLC通路111がオフされる。
その後、ステップS13における所定時間が経過した後は、ステップS14及びステップS18を経由する処理が実行される。この場合には、エンジン2の停止により、LLC通路111のオフは特に不要である。
In addition, (3) when the ignition switch of the vehicle is turned off, the process through step S15 and step S18 is executed before the predetermined time in step S13 elapses. In this case, the
Thereafter, after a predetermined time has elapsed in step S13, processing via steps S14 and S18 is executed. In this case, it is not particularly necessary to turn off the
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。 According to this embodiment, the following effects are produced.
本実施形態では、燃料分離システム1の停止要求があった場合に、先ず、負圧ポンプ141を停止させる。その後、昇温用熱交換器11により昇温されて分離器12に流入する燃料の温度が所定温度以下になったことに応じて、燃料ポンプ102及び降温用熱交換器16を停止させる。
本実施形態によれば、負圧ポンプ141を停止し、高オクタン価燃料が流通する2次側装置を停止させた後、燃料ポンプ102及び降温用熱交換器16を所定時間作動させるため、燃料温度を十分に冷却して降温させることができる。従って、熱交換器内で燃料が沸騰するのを回避でき、蒸発燃料量を低減できる。ひいては、高い耐久性を有する高価な部品が不要となり、コストを削減できる。
In the present embodiment, when there is a request to stop the fuel separation system 1, first, the
According to this embodiment, after the
本実施形態では、燃料分離システム1の停止要求があった場合に、負圧ポンプ141を停止させた後、流量調整弁112を閉弁(全閉)することで、昇温用熱交換器11が備えるLLC通路111内を流れる冷却水の流れを停止させる。
本実施形態によれば、負圧ポンプ141を停止させた後、冷却水の流れを停止させるため、燃料分離システム1内を流れる燃料が昇温用熱交換器11により加熱されることがなくなるため、燃料温度をより確実に冷却して降温させることができる。
In the present embodiment, when there is a request to stop the fuel separation system 1, the
According to this embodiment, since the flow of the cooling water is stopped after the
本実施形態では、燃料分離システム1の停止要求があった場合においてエンジン2の停止要求がない場合(イグニッションスイッチがオフされていない場合やアイドルストップ要求がない場合)、即ち燃料分離が完了した場合や高オクタン価燃料タンク15内の残量との関係からオーバーフローを防止する必要がある場合には、負圧ポンプ141を停止させてから所定時間が経過するまでの間、パージ弁181によりパージ通路183を開放することで、蒸発燃料を吸気ポート30内に供給して燃焼させる。また、所定時間が経過した後は、パージ弁181によりパージ通路183を遮断することで、蒸発燃料をキャニスタ18に吸着させる。
本実施形態によれば、燃料分離が完了した場合や高オクタン価燃料タンク15内の残量との関係からオーバーフローを防止する必要がある場合には、負圧ポンプ141を停止させてから所定時間(例えば5秒)の間、エンジン2駆動中に通常行われる蒸発燃料のパージ処理を延長して実行する。これにより、蒸発燃料を適切に処理できることで、蒸発燃料量をより低減できる。ひいては、キャニスタ18を小型化できる。
In the present embodiment, when there is a request for stopping the fuel separation system 1, there is no request for stopping the engine 2 (when the ignition switch is not turned off or when there is no idle stop request), that is, when fuel separation is completed. If it is necessary to prevent overflow from the relationship with the remaining amount in the high-
According to the present embodiment, when fuel separation is completed or when it is necessary to prevent overflow from the relationship with the remaining amount in the high-
本実施形態では、燃料分離システム1の停止要求があった場合においてエンジン2の停止要求があった場合、即ちイグニッションスイッチがオフされた場合又はアイドルストップ要求があった場合に、負圧ポンプ141を停止させてから所定時間が経過し、エンジン2を停止させるまでの間、パージ弁181によりパージ通路183を開放することで、蒸発燃料を吸気ポート30内に供給して燃焼させる。また、所定時間が経過した後は、パージ弁181によりパージ通路183を遮断することで、蒸発燃料をキャニスタ18に吸着させる。
本実施形態によれば、イグニッションスイッチがオフされた場合又はアイドルストップ要求があった場合に、エンジン2を停止させるまでの所定時間(例えば5秒)の間、エンジン2駆動中に通常行われる蒸発燃料のパージ処理を延長して実行する。これにより、蒸発燃料を適切に処理できることで、蒸発燃料量をより低減できる。ひいては、キャニスタ18を小型化できる。
In the present embodiment, when there is a request for stopping the fuel separation system 1 and when there is a request for stopping the engine 2, that is, when the ignition switch is turned off or when there is an idle stop request, the
According to the present embodiment, when the ignition switch is turned off or when there is an idle stop request, the evaporation normally performed during driving of the engine 2 for a predetermined time (for example, 5 seconds) until the engine 2 is stopped. Extend the fuel purge process. Thus, the amount of evaporated fuel can be further reduced by appropriately processing the evaporated fuel. As a result, the
本実施形態では、車両がアイドルストップ中は燃料ポンプ102の駆動を継続することで、アイドルストップ解除後、速やかに燃料の分離を開始可能な状態を維持する。
本実施形態によれば、アイドルストップ中は燃料ポンプの駆動を継続し、燃料に燃圧を付与して温調することで、アイドルストップ解除後、速やかに燃料の分離を開始できる。従って、より効率良く燃料を分離できる。
In the present embodiment, the
According to the present embodiment, the fuel pump is continuously driven during the idle stop, and the fuel pressure is applied to the fuel to control the temperature, so that the separation of the fuel can be started promptly after the release of the idle stop. Therefore, fuel can be separated more efficiently.
本実施形態では、燃料分離システム1に故障が発生したと判断された場合には、故障事象の判別結果に応じて、負圧ポンプ141、燃料ポンプ102及び降温用熱交換器16を即時停止並びに流量調整弁112を閉弁(全閉)させるか、又は、負圧ポンプ141を停止及び流量調整弁112を閉弁(全閉)させた後、昇温用熱交換器11により昇温されて分離器12に流入する燃料の温度が所定温度以下になったことに応じて、燃料ポンプ102及び降温用熱交換器16を停止させるかを選択する。
本実施形態によれば、重大な故障が発生した場合には、負圧ポンプ141、燃料ポンプ102及び降温用熱交換器16を即時停止並びに流量調整弁112を閉弁(全閉)させて、2次側装置及び1次側装置を含めた燃料分離システム1全体を即時停止させることができる。また、重大でない故障が発生した場合には、負圧ポンプ141を停止させて2時側装置を停止、及び流量調整弁112を閉弁(全閉)させた後、燃料温度が所定温度以下となった後に燃料ポンプ102及び降温用熱交換器16を停止させて1次側装置を停止させることで、燃料の沸騰を回避しながらシステムを停止できる。従って、本実施形態によれば、故障状況に応じて最適なタイミングで燃料分離システム1を停止できる。
In this embodiment, when it is determined that a failure has occurred in the fuel separation system 1, the
According to this embodiment, when a serious failure occurs, the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
上記実施形態では、エタノールとガソリンの混合燃料の使用を想定したが、本発明はこれに限定されない。ガソリンに混合するアルコール成分としては、エタノールに限らずメタノールやブタノール等でもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In the said embodiment, although the use of the mixed fuel of ethanol and gasoline was assumed, this invention is not limited to this. The alcohol component mixed with gasoline is not limited to ethanol, but may be methanol, butanol, or the like.
上記実施形態では、分離器12で分離された低オクタン価燃料を主タンク10に戻す構成としたが、これに限定されない。例えば、低オクタン価燃料タンクを別途設け、この低オクタン価燃料タンクに低オクタン価燃料を貯留する構成としてもよい。
また、低オクタン価燃料タンクに加えて循環回路を設け、この循環回路内を少量の燃料が循環して分離が行われるように構成してもよい。
In the above embodiment, the low octane fuel separated by the
Further, a circulation circuit may be provided in addition to the low octane fuel tank, and a small amount of fuel may be circulated in the circulation circuit so as to be separated.
1…燃料分離システム
2…エンジン(内燃機関)
5…ECU(制御装置,停止制御手段,故障判断手段,故障事象判別手段)
10…主タンク(第1タンク)
11…昇温用熱交換器
12…分離器
15…高オクタン価燃料タンク(第2タンク)
16…降温用熱交換器
18…キャニスタ
102…燃料ポンプ
111…LLC通路(冷却水通路)
112…流量調整弁
122…分離膜
141…負圧ポンプ
181…パージ弁
183…パージ通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel separation system 2 ... Engine (internal combustion engine)
5 ... ECU (control device, stop control means, failure determination means, failure event determination means)
10 ... Main tank (first tank)
11 ... Heat exchanger for
16 ... Heat exchanger for cooling 18 ...
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該第1タンク内の混合燃料を圧送する燃料ポンプと、
該燃料ポンプにより圧送された混合燃料を昇温させる昇温用熱交換器と、
該昇温用熱交換器により昇温された混合燃料を、該混合燃料よりオクタン価の高い高オクタン価燃料と前記混合燃料よりオクタン価の低い低オクタン価燃料とに分離する分離膜を備えた分離器と、
該分離器により分離された低オクタン価燃料を降温させる降温用熱交換器と、
前記分離器により分離された高オクタン価燃料を貯留する第2タンクと、
前記分離器内の前記分離膜より前記第2タンク側の圧力を負圧とする負圧ポンプと、を備える燃料分離システムの制御装置であって、
前記燃料分離システムの停止要求があった場合に、前記負圧ポンプを停止させた後、前記昇温用熱交換器により昇温されて前記分離器に流入する燃料の温度が所定温度以下になったことに応じて、前記燃料ポンプ及び前記降温用熱交換器を停止させる停止制御手段を備えることを特徴とする燃料分離システムの制御装置。 A first tank for storing a mixed fuel of alcohol and gasoline;
A fuel pump for pumping the mixed fuel in the first tank;
A temperature raising heat exchanger for raising the temperature of the mixed fuel pumped by the fuel pump;
A separator comprising a separation membrane that separates the mixed fuel heated by the heat-up heat exchanger into a high-octane fuel having a higher octane number than the mixed fuel and a low-octane fuel having a lower octane number than the mixed fuel;
A heat exchanger for lowering the temperature of the low-octane fuel separated by the separator;
A second tank for storing high-octane fuel separated by the separator;
A control device of a fuel separation system comprising: a negative pressure pump that makes the pressure on the second tank side negative from the separation membrane in the separator,
When the fuel separation system is requested to stop, after the negative pressure pump is stopped, the temperature of the fuel that is heated by the heat exchanger for temperature increase and flows into the separator becomes a predetermined temperature or less. A control device for a fuel separation system, comprising stop control means for stopping the fuel pump and the temperature lowering heat exchanger according to the situation.
前記停止制御手段は、前記負圧ポンプを停止させた後、前記流量調整弁を閉弁することを特徴とする請求項1に記載の燃料分離システムの制御装置。 The heat exchanger for temperature increase includes a cooling water passage through which cooling water of the internal combustion engine flows, and a flow rate adjustment valve that adjusts the flow rate of the cooling water flowing through the cooling water passage,
2. The control device for a fuel separation system according to claim 1, wherein the stop control unit closes the flow rate adjusting valve after stopping the negative pressure pump. 3.
前記第1タンク及び前記第2タンクと連通してこれらタンクから排出された蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
該キャニスタと内燃機関の吸気通路とを連通するパージ通路と、
該パージ通路に設けられ、前記パージ通路を開放又は遮断するパージ弁と、をさらに備え、
前記停止制御手段は、内燃機関の停止要求がない場合には、前記負圧ポンプを停止させてから所定時間が経過するまでの間、前記パージ弁により前記パージ通路を開放することで前記蒸発燃料を前記吸気通路内に供給して燃焼させ、前記所定時間が経過した後は、前記パージ弁により前記パージ通路を遮断することで前記蒸発燃料を前記キャニスタに吸着させることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料分離システムの制御装置。 The fuel separation system comprises:
A canister that communicates with the first tank and the second tank to adsorb the evaporated fuel discharged from these tanks;
A purge passage communicating the canister and the intake passage of the internal combustion engine;
A purge valve provided in the purge passage and opening or closing the purge passage;
When there is no request for stopping the internal combustion engine, the stop control means opens the purge passage by the purge valve until a predetermined time elapses after the negative pressure pump is stopped. 2. The fuel is supplied to the intake passage and burned, and after the predetermined time has elapsed, the purge fuel is adsorbed to the canister by blocking the purge passage with the purge valve. Or the control apparatus of the fuel separation system of 2.
前記第1タンク及び前記第2タンクと連通してこれらタンクから排出された蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
該キャニスタと内燃機関の吸気通路とを連通するパージ通路と、
該パージ通路に設けられ、前記パージ通路を開放又は遮断するパージ弁と、をさらに備え、
前記停止制御手段は、内燃機関の停止要求があった場合に、前記負圧ポンプを停止させてから所定時間が経過して前記内燃機関を停止させるまでの間、前記パージ弁により前記パージ通路を開放することで前記蒸発燃料を前記吸気通路内に供給して燃焼させ、前記所定時間が経過した後は、前記パージ弁により前記パージ通路を遮断することで前記蒸発燃料を前記キャニスタに吸着させることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料分離システムの制御装置。 The fuel separation system comprises:
A canister that communicates with the first tank and the second tank to adsorb the evaporated fuel discharged from these tanks;
A purge passage communicating the canister and the intake passage of the internal combustion engine;
A purge valve provided in the purge passage and opening or closing the purge passage;
When there is a request to stop the internal combustion engine, the stop control means causes the purge valve to open the purge passage during a predetermined time after the negative pressure pump is stopped until the internal combustion engine is stopped. The evaporative fuel is supplied into the intake passage and burned by being opened, and the evaporative fuel is adsorbed to the canister by shutting off the purge passage by the purge valve after the predetermined time has elapsed. The control apparatus of the fuel separation system according to claim 1 or 2, characterized by the above-mentioned.
前記燃料分離システムの制御装置は、前記燃料分離システムに故障が発生したか否かを判断する故障判断手段と、前記故障判断手段の判断結果に基づいて故障事象を判別する故障事象判別手段と、をさらに備え、
前記停止制御手段は、前記故障判断手段により前記燃料分離システムに故障が発生したと判断された場合には、前記故障事象判別手段による判別結果に応じて、前記負圧ポンプ、前記燃料ポンプ及び前記降温用熱交換器を即時停止並びに前記流量調整弁を即時閉弁させるか、又は、前記負圧ポンプを停止及び前記前記流量調整弁を閉弁させた後、前記昇温用熱交換器により昇温されて前記分離器に流入する燃料の温度が所定温度以下になったことに応じて、前記燃料ポンプ及び前記降温用熱交換器を停止させるかを選択することを特徴とする請求項1から5いずれかに記載の燃料分離システムの制御装置。 The heat exchanger for temperature increase includes a cooling water passage through which cooling water of the internal combustion engine flows, and a flow rate adjustment valve that adjusts the flow rate of the cooling water flowing through the cooling water passage,
The control device of the fuel separation system includes failure determination means for determining whether or not a failure has occurred in the fuel separation system, failure event determination means for determining a failure event based on a determination result of the failure determination means, Further comprising
The stop control means, when it is determined by the failure determination means that a failure has occurred in the fuel separation system, according to the determination result by the failure event determination means, the negative pressure pump, the fuel pump, and the Immediately stop the temperature-decreasing heat exchanger and immediately close the flow rate adjusting valve, or stop the negative pressure pump and close the flow rate adjusting valve, and then raise the temperature by the temperature-rising heat exchanger. The fuel pump and the temperature-decreasing heat exchanger are selected to be stopped when the temperature of the fuel that has been heated and flows into the separator falls below a predetermined temperature. 5. The control device for a fuel separation system according to any one of 5 above.
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