(57)【要約】【課題】ＮＯｘ排出量を規制値以下に維持しつつ、燃費を向上したエンジンを提供することを課題とする。【解決手段】エマルション燃料利用エンジン１は、軽油を貯留する第１タンク５と、軽油と混合させる水を貯留する第２タンク６と、軽油と水とを混合するミキサ７と、軽油のみまたはミキサ７で混合した燃料を筒内へ供給する高圧ポンプ４、コモンレール３、燃料噴射弁２と、ＥＣＵ１４とを備え、ミキサ７で混合した燃料を筒内へ供給する場合であって、排気ガスの温度が触媒活性化温度Ｔｓ以上であると判断するとき、軽油を筒内へ供給する場合と同等のＮＯｘ排出量となるようにエンジン作動領域を設定し、ミキサ７で混合した燃料を筒内へ供給する場合であって、排気ガスの温度が触媒活性化温度Ｔｓより低いと判断するとき、排気ガスの温度が触媒活性化温度Ｔｓとなるようにエンジン作動領域を設定することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主燃料を貯留する第１タンクと、
前記主燃料と混合させる液体を貯留する第２タンクと、
前記主燃料と前記液体とを混合するミキサと、
前記主燃料または前記ミキサで混合した燃料を筒内へ供給する燃料供給手段と、
前記ミキサで混合した燃料を前記筒内へ供給する場合であって、排気ガスの温度が触媒活性化温度以上であると判断するとき、前記主燃料を前記筒内へ供給する場合と同等のＮＯｘ排出量となるようにエンジン作動領域を設定し、前記ミキサで混合した燃料を前記筒内へ供給する場合であって、排気ガスの温度が触媒活性化温度より低いと判断するとき、排気ガスの温度が触媒活性化温度となるようにエンジン作動領域を設定する制御手段と、
を備えたことを特徴とするエマルション燃料利用エンジン。
【請求項２】
請求項１記載のエマルション燃料利用エンジンにおいて、
前記制御手段は、前記ミキサで混合した燃料を前記筒内へ供給する場合であって、排気ガスの温度が触媒活性化温度より低いと判断するとき、前記主燃料を前記筒内へ供給する場合と同等の排気ガス中のＨＣ濃度となるようにエンジン作動領域を設定することを特徴としたエマルション燃料利用エンジン。
【請求項３】
請求項１記載のエマルション燃料利用エンジンにおいて、
前記第１タンク内の前記主燃料の残量を計測する第１計測手段と、
前記第２タンク内の前記液体の残量を計測する第２計測手段と、
前記第１計測手段が計測する前記主燃料の残量と前記第２計測手段が計測する前記液体の残量とに基づいて、エマルション混合割合を算出する算出手段と、
を備えたことを特徴とするエマルション燃料利用エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
エマルション燃料を利用するエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの低ＮＯｘ技術としてエマルション燃料が利用されている。このエマルション燃料は、軽油等の液体燃料に少量の乳化剤を加えて燃料中に水を分散させたものであり、その混合方法、乳化剤の種類、水の添加量が水粒子の粒径、安定性、分散性などの性状に影響を与える。
【０００３】
このエマルション燃料の燃焼では、排気ガス中のＮＯｘが低減されることが特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１６１０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ハイブリッドシステムを組み込んだ車両に搭載されるエンジンは、エンジン正味熱効率のよい領域で運転される。このようなエンジンは、高負荷で運転される場合にエンジン正味熱効率が良くなるが、その一方でＮＯｘ排出量が増加する。特に、ディーゼルエンジンの場合、ＮＯｘ排出量が多く、触媒により排気ガスの還元を行っても排気ガス規制値をクリアすることが困難であることから、エンジン正味熱効率を落とし、負荷を軽減した運転を行っている。
【０００６】
そこで、本発明では、ＮＯｘ排出量を規制値以下に維持しつつ、燃費を向上したエンジンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決する本発明のエマルション燃料利用エンジンは、主燃料を貯留する第１タンクと、前記主燃料と混合させる液体を貯留する第２タンクと、前記主燃料と前記液体とを混合するミキサと、前記主燃料または前記ミキサで混合した燃料を筒内へ供給する燃料供給手段と、前記ミキサで混合した燃料を前記筒内へ供給する場合であって、排気ガスの温度が触媒活性化温度以上であると判断するとき、前記主燃料を前記筒内へ供給する場合と同等のＮＯｘ排出量となるようにエンジン作動領域を設定し、前記ミキサで混合した燃料を前記筒内へ供給する場合であって、排気ガスの温度が触媒活性化温度より低いと判断するとき、排気ガスの温度が触媒活性化温度となるようにエンジン作動領域を設定する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
このような構成とすることにより、ＮＯｘ排出量を抑制するとともに、高効率の状態でエンジンを運転することができる。これにより、燃費を飛躍的に向上することができる。また、触媒活性を保障する排気ガス温度を維持するようにエンジンの作動領域を決定するため、エマルション燃料の燃焼による排気ガス温度の低下を抑制し、触媒の機能を維持することができる。このように、本発明のエマルション燃料利用エンジンは燃費を向上しつつ、エミッションの低下を抑制することができる。
【０００９】
このようなエマルション燃料利用エンジンにおいて、前記制御手段は、前記ミキサで混合した燃料を前記筒内へ供給する場合であって、排気ガスの温度が触媒活性化温度より低いと判断するとき、前記主燃料を前記筒内へ供給する場合と同等の排気ガス中のＨＣ濃度となるようにエンジン作動領域を高負荷に設定する構成とすることができる。
【００１０】
このような構成とすることにより、エマルション燃料の燃焼により増加するＨＣ排出量を抑制することができる。
【００１１】
また、上記のエマルション燃料利用エンジンにおいて、前記第１タンク内の前記主燃料の残量を計測する第１計測手段と、前記第２タンク内の前記液体の残量を計測する第２計測手段と、前記第１計測手段が計測する前記主燃料の残量と前記第２計測手段が計測する前記液体の残量とに基づいて、エマルション混合割合を算出する算出手段と、を備えた構成とすることができる。
【００１２】
このような構成とすることにより、本発明のエンジンは、エマルション燃料によるＮＯｘ低減の効果が低下する状態を予め検出し、その状態に合わせてエンジンの運転領域を選択することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のエマルション燃料利用エンジンは、ＮＯｘ排出量を抑制するとともに、エンジンを高負荷で運転することにより、エンジンの正味熱効率が改善され、燃費を飛躍的に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１のエンジンの概略構成を示した説明図である。
【図２】実施例１のエンジンの制御処理を示したフローである。
【図３】エンジンの運転領域を示した説明図である。
【図４】図３のマップにおける領域Ｂを決定する方法を示したフローである。
【図５】中高負荷時の運転領域を決定する場合におけるエンジン負荷とＮＯｘ排出量、排気ガス温度との関係を示した説明図であって、（ａ）は、エンジン負荷とＮＯｘ排出量との関係を示した説明図であって、（ｂ）は、エンジン負荷と排気ガス温度との関係を示した説明図である。
【図６】軽負荷時の運転領域を決定する場合におけるエンジン負荷とＮＯｘ排出量、排気ガス温度との関係を示した説明図であって、（ａ）は、エンジン負荷とＮＯｘ排出量との関係を示した説明図であって、（ｂ）は、エンジン負荷と排気ガス温度との関係を示した説明図である。
【図７】実施例２において図３のマップの領域Ｂを決定する方法を示したフローである。
【図８】軽負荷時の運転領域を決定する場合におけるエンジン負荷とＮＯｘ排出量、排気ガス温度、ＨＣ排出量との関係を示した説明図であって、（ａ）は、エンジン負荷とＮＯｘ排出量との関係を示した説明図であって、（ｂ）は、エンジン負荷と排気ガス温度との関係を示した説明図であって、（ｃ）は、エンジン負荷とＨＣ排出量との関係を示した説明図である。
【図９】実施例３のエンジンの概略構成を示した説明図である。
【図１０】実施例３のエンジンの制御処理を示したフローである。
【図１１】エンジンの運転領域を示した説明図である。
【図１２】軽油と水との混合可能割合を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明の実施例１について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施例のエンジン１の概略構成を示した説明図である。エンジン１は、ディーゼルエンジンであって、エマルション燃料を利用するものである。さらに、このエンジン１は電気モータと組み合わされたハイブリッドシステムを構成している。このハイブリッドシステムは、ハイブリッドシステムコントローラにより制御されている。ハイブリッドシステムコントローラはエンジン１に要求する出力を決定する。
【００１７】
エンジン１は、燃料を筒内に噴射する燃料噴射弁２、燃料噴射弁２へ供給する筒内噴射用の燃料を蓄えるコモンレール３、コモンレール３内へ高圧燃料を供給する高圧ポンプ４とを備えている。これらの燃料噴射弁２、コモンレール３、高圧ポンプ４は、本発明の燃料供給手段を構成している。
【００１８】
さらに、エンジン１は、主燃料である軽油を貯留する第１タンク５と、主燃料である軽油に混合する水を貯留する第２タンク６と、軽油と水とを混合するミキサ７とを備えている。このミキサ７は、軽油と水とを混合しエマルション燃料を生成する。また、第２タンク６内の水には、界面活性剤が混入されており、ミキサ７における軽油と水との混合を容易にする。
【００１９】
第１タンク５とミキサ７とは、燃料通路８により接続されており、燃料通路８上には第１フィルタ９が配置され、燃料通路８内の軽油に含まれる不純物を取り除く。また、第２タンク６とミキサ７とは、液体通路１０により接続されており、この液体通路１０上には第２タンク６側から、第２フィルタ１１と電動ポンプ１２とが配置されている。第２フィルタ１１は、液体通路１０内の水に含まれる不純物を取り除く。電動ポンプ１２は、第２タンク６内の水をミキサ７へ送る。電動ポンプ１２が稼働すると第２タンク６内の水がミキサ７内へ送られ、ミキサ７内で軽油と水とが混合されてエマルション燃料が生成される。高圧ポンプ４、コモンレール３、燃料噴射弁２により、この生成されたエマルション燃料が筒内へ供給される。また、燃料噴射弁２、コモンレール３、高圧ポンプ４等から供給した燃料がリターンするリターン通路１３がミキサ７に接続されている。
【００２０】
また、エンジン１はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１４を備えている。ＥＣＵ１４は、エンジン１に組み込まれた各機器の制御を司る。電動ポンプ１２とＥＣＵ１４とは電気的に接続されており、電動ポンプ１２は、ＥＣＵ１４による指令信号に基づいて稼働する。
【００２１】
次に、本実施例のエンジン１の制御について説明する。この制御はＥＣＵ１４により行われる。図２は、本発明のエンジン１の制御処理を示したフローである。図３は、エンジン１の運転領域を示した説明図である。図３は、ハイブリッドシステムコントローラによるエンジン運転要求の出力を得るためのエンジン回転数とエンジン負荷との算出に用いるマップである。図３の縦軸はエンジン負荷、横軸はエンジン回転数を示している。図３中には、エンジン正味熱効率ηｅの等しい値を結んだ等高線ａが示されている。このエンジン正味熱効率ηｅは、図３中の矢示ｂの示す方向に向かって効率が上昇する。また、図３中に示した領域Ａ、領域Ｂは、実際にエンジン１が運転に使用するエンジン回転数とエンジン負荷の領域を示しており、領域Ａは、軽油のみを燃料として利用する場合の領域を示し、領域Ｂは、エマルション燃料を用いた場合の領域を示している。以下、図２のフローを参照し、エンジン１の制御について説明する。
【００２２】
ＥＣＵ１４はステップＳ１で、ハイブリッド（ＨＶ）システムコントローラからエンジン運転要求出力を取得する。ＥＣＵ１４はステップＳ１の処理を終えるとステップＳ２へ進む。ＥＣＵ１４はステップＳ２で、エマルション制御実行中か否かを判断する。エマルション制御とは、エマルション燃料を利用する制御、すなわち、電動ポンプ１２を稼働させて、軽油と水とを混合した燃料を筒内へ供給する処理である。
【００２３】
ＥＣＵ１４はステップＳ２で、エマルション制御を実行中と判断すると、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、図３のエンジン運転領域で領域Ｂを選択する。一方、ＥＣＵ１４はステップＳ２で、エマルション制御を実行中でないと判断すると、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、図３のエンジン運転領域で領域Ａを選択する。
【００２４】
ＥＣＵ１４はステップＳ３、またはステップＳ４の処理を終えると、ステップＳ５の処理へ進む。ＥＣＵ１４はステップＳ５で、エンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｒｑを図３のマップに基づいて設定する。ここで、ステップＳ３を経由した場合は、図３の領域Ｂを参照してエンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｒｑを算出する。ステップＳ４を経由した場合は、図３の領域Ａを参照してエンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｒｑを算出する。
【００２５】
ＥＣＵ１４はステップＳ５の処理を終えると、ステップＳ６へ進む。ＥＣＵ１４はステップＳ６で、ステップＳ５で設定したエンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｒｑによりエンジン制御を実行する。ＥＣＵ１４はステップＳ６の処理を終えると、リターンとなる。
【００２６】
次に、図３におけるマップの領域Ｂの決定方法について説明する。図３のマップは予め実験的に決定しておくものである。図４は、この図３のマップにおける領域Ｂを決定する方法を示したフローである。図５は、中高負荷時の運転領域を決定する場合におけるエンジン負荷とＮＯｘ排出量、排気ガス温度との関係を示した説明図であって、図５（ａ）は、エンジン負荷とＮＯｘ排出量との関係を示した説明図であって、図５（ｂ）は、エンジン負荷と排気ガス温度との関係を示した説明図である。図６は、軽負荷時の運転領域を決定する場合におけるエンジン負荷とＮＯｘ排出量、排気ガス温度との関係を示した説明図であって、図６（ａ）は、エンジン負荷とＮＯｘ排出量との関係を示した説明図であって、図６（ｂ）は、エンジン負荷と排気ガス温度との関係を示した説明図である。図５中、図６中の破線は軽油のみを燃料として使用した場合、実線はエマルジョン燃料を使用した場合を示している。以下、図４を参照しつつ、領域Ｂの決定方法について説明する。
【００２７】
領域Ｂの決定方法では、ステップＳ１１で任意のエンジン回転数Ｎｅ＿１を決定する。次に、ステップＳ１２で、図３の領域Ａにおいて、ステップＳ１１で決定したエンジン回転数Ｎｅ＿１の場合のエンジン負荷Ｔｒｑ＿１を取得する。次に、ステップＳ１３で、図５（ａ）のグラフにおいて、軽油を燃料とした場合における、ステップＳ１２において取得したエンジン負荷Ｔｒｑ＿１のときのＮＯｘ排出量ＮＯｘ＿１を取得する。すなわち、エンジン回転数Ｎｅ＿１、エンジン負荷Ｔｒｑ＿１のときのＮＯｘ排出量ＮＯｘ＿１を取得する。次に、ステップＳ１４で、図５（ａ）のグラフにおいて、エマルション燃料とした場合であって、ステップＳ１３で取得したＮＯｘ＿１となるときのエンジン負荷Ｔｒｑ＿２を取得する。すなわち、エマルション燃料で、エンジン回転数Ｎｅ＿１、ＮＯｘ排出量ＮＯｘ＿１のときのエンジン負荷Ｔｒｑ＿２を取得する。
【００２８】
さらに、次のステップＳ１５では、図５（ｂ）のグラフにおいて、エマルション燃料の場合であって、ステップＳ１４で取得したエンジン負荷Ｔｒｑ＿２のときの排気温度Ｔ＿２を取得する。すなわち、エマルション燃料で、エンジン回転数Ｎｅ＿１、エンジン負荷Ｔｒｑ＿２のときの排気温度Ｔ＿２を取得する。ここでの排気温度Ｔ＿２は、ターボチャージャのタービン入口、タービン出口、還元触媒の入口における排気ガスの温度の測定値、若しくは推定値、又はこれらと相関関係があり、排気ガスの温度を推定することのできる情報に基づいて算出する。本実施例では、ターボチャージャのタービン出口における排気ガス温度を排気温度Ｔ＿２としている。
【００２９】
領域Ｂの決定方法では、ステップＳ１５の次に、ステップＳ１６で、ステップＳ１５で取得したＴ＿２が触媒活性化温度Ｔｓ以上か否かを判断する。ステップＳ１６でＴ＿２が触媒活性化温度Ｔｓ以上であると判断すると、ステップＳ１７へ進む。一方、ステップＳ１６でＴ＿２が触媒活性化温度Ｔｓ以上でないと判断すると、ステップＳ１８へ進む。
【００３０】
ステップＳ１７では、エンジン回転数Ｎｅ＿１、エンジン負荷Ｔｒｑ＿２を領域Ｂとして決定する。ステップＳ１７の処理が行われる場合は、ミキサ７で混合した燃料、すなわち、エマルション燃料を筒内へ供給する場合であって、排気ガスの温度が触媒活性化温度Ｔｓ以上であると判断するときである。このとき、主燃料、すなわち、軽油を筒内へ供給する場合と同等のＮＯｘ排出量となるようにエンジン作動領域を設定する。したがって、ＮＯｘ排出量がＮＯｘ＿１となるときのエンジン負荷Ｔｒｑ＿２を設定する。
【００３１】
ステップＳ１８では、図６に示すように触媒活性化温度Ｔｓのときの、エンジン負荷Ｔｒｑ＿３を取得する。ステップＳ１８の次に、ステップＳ１９では、エンジン回転数Ｎｅ＿１、エンジン負荷Ｔｒｑ＿３を領域Ｂとして決定する。ステップＳ１８、ステップＳ１９の処理が行われる場合は、ミキサ７で混合した燃料、すなわち、エマルション燃料を筒内へ供給する場合であって、排気ガスの温度が触媒活性化温度Ｔｓより低いと判断するときである。このとき、排気ガスの温度が触媒活性化温度Ｔｓとなるときのエンジン作動領域を設定する。したがって、触媒活性化温度Ｔｓのときの、エンジン負荷Ｔｒｑ＿３を設定する。
【００３２】
ステップＳ１７、またはステップＳ１９の処理が終わると領域Ｂの決定の処理は終了となる。
【００３３】
以上の処理により図３のマップにおける領域Ｂに含まれるエンジン回転数とエンジン負荷とを算出し、領域Ｂを決定する。エンジン１は、このようにして決定された領域Ｂに含まれるエンジン回転数とエンジン負荷で運転することにより、エンジン正味熱効率ηｅを改善し、燃費を向上することができる。また、排気ガスの温度は触媒活性温度以上に維持されるため、ＮＯｘをトラップする触媒の機能が維持される。
【実施例２】
【００３４】
次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例のエンジンは実施例１のエンジン１と同様の構成をしている。本実施例では、図３のマップにおける領域Ｂの決定方法が実施例１と異なっている。本実施例の領域Ｂの決定方法は、ミキサ７で混合した燃料、すなわち、エマルション燃料を筒内へ供給する場合であって、排気ガスの温度が触媒活性化温度より低いと判断するとき、主燃料、すなわち、軽油を筒内へ供給する場合と同等の排気ガス中のＨＣ濃度となるようにエンジン作動領域を高負荷に設定する点で実施例１の領域Ｂの決定方法と相違している。なお、本実施例のエンジンの構成は実施例１と同一であるため、同一の参照番号を用いて説明する。
【００３５】
エマルション燃料の燃焼による排気ガス成分は、スモーク、ＮＯｘが減少するが、ＨＣが大幅に増加することが知られている。エンジン負荷が上がるほど、ＨＣ絶対量が減ることから高負荷領域で運転することにより、ＨＣ排出量を減少することができる。ところが、軽負荷での運転では、ＨＣの絶対量が多いため、高負荷側へのシフトや触媒活性化温度Ｔｓとなるようなエンジン負荷へのシフトを行っても、ＨＣ排出量を基準値まで減少できない。このとき、触媒が活性化されているが、触媒でトラップされずに排出されるＨＣが存在する。そこで、本実施例では、軽油のみを燃料として運転する場合と同等のＨＣ排出量となるようにエンジン負荷を設定し、軽油のみを燃料とする場合と同等のＨＣ排出量とする。
【００３６】
次に、本実施例における領域Ｂの決定方法について説明する。図７は、本実施例における領域Ｂを決定する方法を示したフローである。図８は、軽負荷時の運転領域を決定する場合におけるエンジン負荷とＮＯｘ排出量、排気ガス温度、ＨＣ排出量との関係を示した説明図であって、図８（ａ）は、エンジン負荷とＮＯｘ排出量との関係を示した説明図であって、図８（ｂ）は、エンジン負荷と排気ガス温度との関係を示した説明図であって、図８（ｃ）は、エンジン負荷とＨＣ排出量との関係を示した説明図である。また、図８中の破線は軽油のみを燃料として使用した場合、実線はエマルジョン燃料を使用した場合を示している。以下、図７を参照しつつ、領域Ｂの決定方法について説明する。なお、図７のフロー中、図４のフローにおける処理と同一の処理については、同一のステップ番号を付し、その説明を省略する。
【００３７】
本実施例の領域Ｂの決定方法では、ステップＳ１１、ステップＳ１２の処理を行い、これらの処理の次にステップＳ２３を行う。ステップＳ２３では、図８（ａ）及び図８（ｃ）のグラフにおいて、軽油を燃料とした場合における、ステップＳ１２において取得したエンジン負荷Ｔｒｑ＿１のときのＮＯｘ排出量ＮＯｘ＿１、ＨＣ排出量ＨＣ＿１を取得する。すなわち、エンジン回転数Ｎｅ＿１、エンジン負荷Ｔｒｑ＿１のときのＮＯｘ排出量ＮＯｘ＿１、ＨＣ排出量ＨＣ＿１を取得する。
【００３８】
ステップＳ２３の次に、ステップＳ１４〜ステップＳ１６の処理を行う。ステップＳ１６でＴ＿２が触媒活性化温度Ｔｓ以上であると判断すると、ステップＳ１７へ進む。一方、ステップＳ１６でＴ＿２が触媒活性化温度Ｔｓ以上でないと判断すると、ステップＳ１８へ進む。
【００３９】
ステップＳ１８で触媒活性化温度Ｔｓのときの、エンジン負荷Ｔｒｑ＿３を取得すると次にステップＳ２６へ進む。ステップＳ２６では、触媒活性化温度がＴｓのときのエンジン負荷Ｔｒｑ＿３で運転する場合のＨＣ排出量ＨＣ＿２がＨＣ排出量ＨＣ＿１以上であるか否かを判断する。ステップＳ２６でＨＣ排出量ＨＣ＿２がＨＣ排出量ＨＣ＿１以上である場合、ステップＳ２８へ進む。一方、ステップＳ２６でＨＣ排出量ＨＣ＿２がＨＣ排出量ＨＣ＿１以上でない場合、ステップＳ１９へ進む。
【００４０】
ステップＳ２８では、図８（ｃ）に示すようにＨＣ排出量がＨＣ＿１となるときの、エンジン負荷Ｔｒｑ＿４を取得する。ステップＳ２８の次に、ステップＳ２９でエンジン回転数Ｎｅ＿１、エンジン負荷Ｔｒｑ＿４を領域Ｂとして決定する。ステップＳ２８、ステップＳ２９の処理が行われる場合は、ミキサ７で混合した燃料、すなわち、エマルション燃料を筒内へ供給する場合であって、排気ガスの温度が触媒活性化温度より低いと判断するときである。このとき、主燃料、すなわち、軽油を筒内へ供給する場合と同等の排気ガス中のＨＣ濃度となるようにエンジン作動領域を高負荷に設定する。したがって、ＨＣ排出量がＨＣ＿１のときの、エンジン負荷Ｔｒｑ＿４を設定する。
【００４１】
ステップＳ１７、ステップＳ１９、またはステップＳ２９の処理が終わると領域Ｂの決定の処理は終了となる。
【００４２】
以上の処理により、エマルション燃料の燃焼により増加するＨＣ排出量を抑制することができる。
【実施例３】
【００４３】
次に、本発明の実施例３について説明する。図９は、本実施例のエンジン３１の概略構成を示した説明図である。本実施例のエンジン３１は実施例１のエンジン１とほぼ同様の構成をしている。本実施例のエンジン３１は、第１タンク５内の軽油の残量を計測する燃料計３２、第２タンク６内の水の残量を計測する水面センサ３３を備えている点で、実施例１のエンジン１と相違する。また、ＥＣＵ１４は、燃料計３２、水面センサ３３のそれぞれと電気的に接続されており、第１タンク５内の軽油の残量と、第２タンク６内の水の残量を取得する。ＥＣＵ１４は、取得した第１タンク５内の軽油の残量と、第２タンク６内の水の残量とに基づいて、エマルション混合割合を算出する。なお、その他の構成は実施例１と同一であるため、実施例１と同一の構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
エマルション燃料は、軽油と水との混合により、エンジン正味熱効率が変化する。このため、軽油と水との混合割合によりエンジンの最適な運転領域が異なる。したがって、軽油と水との混合割合が最適の状態（例えば、軽油１０に対して水３）から水の割合が減少すると、ＮＯｘ排出量の低減効果が低下することとなる。この場合、エンジン運転領域を高負荷側に変化させても、ＮＯｘが規制値を超えてしまう可能性がある。そこで、本実施例では、エマルション燃料の軽油と水との混合割合に応じて、エンジン運転領域を決定する。
【００４５】
次に、本実施例のエンジン３１の制御について説明する。この制御はエンジン３１を搭載した車両のトリップ毎にＥＣＵ１４により行われる。図１０は、本発明のエンジン３１の制御処理を示したフローである。図１１は、実施例１の図３と同様、エンジン３１の運転領域を示した説明図である。図１１は、エンジン運転要求の出力を得るためのエンジン回転数とエンジン負荷との算出に用いるマップである。図１２は、軽油と水との混合可能割合を示した説明図である。図１２の縦軸は、第１タンク５内の軽油残存量に対する第２タンク６内の水残存量の割合ｒを示している。エマルション燃料において軽油に混合する水の量は、軽油１０に対して水が最大で３である。
【００４６】
以下、図１０のフローを参照し、エンジン３１の制御について説明する。なお、図１０のフロー中、実施例１の図２のフローにおける処理と同一の処理については、同一のステップ番号を付し、その説明を省略する。
【００４７】
ＥＣＵ１４は、ステップＳ１、ステップＳ２の処理を行う。ＥＣＵ１４はステップＳ２で、エマルション制御を実行中と判断すると、ステップＳ３１、ステップＳ３２へ進む。ＥＣＵ１４はステップＳ３１で、燃料計３２により第１タンク５内の軽油の残量の測定値を取得し、ステップ３２で、水面センサ３３により第２タンク６内の水の残量の測定値を取得する。ＥＣＵ１４はステップＳ３１、ステップＳ３２の処理を終えると、ステップＳ３３の処理へ進む。ＥＣＵ１４はステップＳ３３で、混合可能割合ｒを算出する。
【００４８】
ＥＣＵ１４はステップＳ３３で、ステップＳ３２で取得した軽油の残量と水の残量とから軽油残量に対する水残量を算出し、図１２に適応させることにより、混合可能割合ｒを算出する。ＥＣＵ１４はステップＳ３３の処理を終えると、ステップＳ３４へ進む。ＥＣＵ１４はステップＳ３４で、ステップＳ３３で算出した混合可能割合ｒに基づいて、エンジン３１の運転領域を決定する。ここで、エンジン３１の運転領域は次式により算出される。次式では、ここで算出する運転領域を領域Ｃとしている。
領域Ｃ  ＝領域Ａ  ×  ｒ  ＋  領域Ｂ  ×  （１−ｒ）    （１）
【００４９】
この領域Ｃの算出は、トリップ毎に運転領域を判断する。領域Ｃは図１２に示す領域Ａと領域Ｂとの間でリニアに変化する。
【００５０】
ＥＣＵ１４はステップＳ３４の処理を終えると、ステップＳ５へ進む。ところで、ステップＳ２において、ＥＣＵ１４はステップＳ２で、エマルション制御を実行中でないと判断すると、ステップＳ４へ進み、ステップＳ４の次にステップＳ５へ進む。
【００５１】
ＥＣＵ１４はステップＳ５で、ステップＳ３４、またはステップＳ４で決定した領域でエンジン回転数Ｎｅ、エンジン負荷Ｔｒｑを設定しステップＳ６へ進み処理を行う。ＥＣＵ１４はステップＳ６の処理を終えるとリターンとなる。
【００５２】
以上の処理により、本実施例のエンジン３１は、エマルション燃料によるＮＯｘ低減の効果が低下する状態を予め検出することで、その状態に合わせてエンジンの運転領域を選択する。このように、本実施例のエンジン３１は、ＮＯｘ排出量を規定値以下とした状態で、燃費向上ができる運転領域で運転される。すなわち、燃費悪化を許容し、エミッション悪化の防止を最優先する。
【００５３】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【００５４】
例えば、本実施例では、主燃料の軽油に混合する液体を水としているが、水に代えてエタノール等のアルコールを用いることもできる。また、本実施例では、ディーゼルエンジンについて説明したが、本発明のエンジンはガソリンエンジンであってもよい。すなわち、主燃料をガソリン、混合する液体を水またはエタノール等のアルコールを利用するエンジンとすることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１、３１  エンジン
２  燃料噴射弁
３  コモンレール
４  高圧ポンプ
５  第１タンク（軽油）
６  第２タンク（水）
７  ミキサ
１４  ＥＣＵ
３２  燃料計
３３  水面センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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