(57)【要約】【課題】自己着火のタイミングを制御してＮＯｘやＰＭの発生を確実に抑制できるとともにユーザーに経済的負担や燃料補給の手間を強いない給油装置を提供する。【解決手段】車両に搭載され、軽油を収容する燃料タンクから内燃機関に至る給油経路の一部を構成するとともに軽油を内燃機関の燃焼室に直接噴射する噴射手段を備える給油装置に、燃料タンクに連絡され軽油をセタン価の低い低セタン価成分とセタン価の高い高セタン価成分とに分離するとともに低セタン価成分と高セタン価成分とを噴射手段に別個に輸送する分離手段を設け、噴射手段にて少なくとも初期噴射時に低セタン価成分を燃焼室内に噴射する。【選択図】図２
2006125380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、軽油を収容する燃料タンクから内燃機関に至る給油経路の一部を構成するとともに、該軽油を該内燃機関の燃焼室に多段階で噴射する噴射手段を備える給油装置であって、
前記燃料タンクに連絡され前記軽油をセタン価の低い低セタン価成分とセタン価の高い高セタン価成分とに分離するとともに、該低セタン価成分と該高セタン価成分とを前記噴射手段に別個に輸送する分離手段を備え、
前記噴射手段は、少なくとも初期噴射時に該低セタン価成分を前記燃焼室内に噴射することを特徴とする給油装置。
【請求項２】
前記噴射手段は、前記初期噴射終了後に前記高セタン価成分を噴射する請求項１記載の給油装置。
【請求項３】
前記分離手段は多孔材を備える請求項１記載の給油装置。
【請求項４】
前記多孔材はゼオライトからなる請求項３記載の給油装置。
【請求項５】
前記分離手段の給油流れ下流側に設けられ前記低セタン価成分のセタン価を検出する第１センサと、
前記分離手段の給油流れ下流側に設けられ前記高セタン価成分のセタン価を検出する第２センサと、
車両の走行条件に応じた燃料噴射量の適正範囲とセタン価の適正範囲とを格納し、該第１センサと該第２センサと前記噴射手段とに接続されている制御手段と、を備え、
該制御手段は、該第１センサで検出されたセタン価と、該第２センサで検出されたセタン価と、該燃料噴射量の適正範囲と、該セタン価の適正範囲とを基に、前記低セタン価成分の噴射量と前記高セタン価成分の噴射量とを調整する請求項１記載の給油装置。
【請求項６】
前記第１センサおよび前記第２センサは、芳香族化合物を検出する炭化水素センサからなる請求項５記載の給油装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディーゼル車の燃焼室内に軽油を給油するための給油装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル車においてはＮＯXの発生とＰＭの発生とが問題になっている。このうちＰＭは、内燃機関の燃焼室内に形成される軽油と空気との混合気に濃い部分があると生じるとされている。ＰＭの主成分である黒鉛は、濃い混合気を着火・燃焼すると生じるとされているためである。この黒鉛は、燃焼室内に空気を導入して再度燃焼させてなくすことができるが、酸素の共存下で燃焼温度が高くなるとＮＯXが発生する問題がある。そして、ＮＯXの発生を抑制するために燃焼時間を短くし燃焼温度を低く抑えるとＰＭが増加する。このように、ＮＯXの低減とＰＭの低減とは背反した関係にあり、両者を同時に低減させるのは困難とされていた。
【０００３】
近年、ＮＯXの発生とＰＭの発生とをともに抑制するために、空気と軽油とを希薄雰囲気下で均一に混合させる予混合圧縮着火燃焼方式の給油装置が提案されている。この給油装置は、燃焼室内に軽油を噴射するタイミングを早めて、軽油が自己着火するまでに要する時間を稼ぐことで、燃焼室内における空気と軽油との混合気を均一化する。しかし、一方、予混合圧縮着火燃焼方式では、噴射される軽油量や噴射のタイミング、噴射速度等のばらつきにより、混合気を均一に形成する事が困難であり、自己着火のタイミングがずれてしまう場合があった。また、車両の高負荷走行時や低負荷走行時等、車両の種々の走行パターンに対応した濃度の混合気を各々形成する必要があるが、各々の走行パターンに応じた種々の混合気を、各々適正なタイミングで自己着火させることが難しい問題もあった。
【０００４】
このため、シリンダ内に残留する排ガス量を制御しシリンダ内の温度を任意に設定して自己着火のタイミングを制御する方法（例えば、特許文献１）が提案されている。また、予備噴射と主噴射との２段階で軽油を噴射し、予備噴射時に所定量の軽油を予め燃焼室内に拡散させておき、主噴射時にさらに軽油を燃焼室内に噴射して自己着火させることで、燃焼室内に均一な混合気を形成して自己着火のタイミングを制御する方法（例えば、特許文献２）も提案されている。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載される方法では、排気ポートにロータリーバルブ等の流量調整弁を設けてシリンダ内の排ガス量を調整しているために、排気の圧力損失が大きくなり、出力が大きく低下する問題がある。
【０００６】
また、特許文献２の方法では、予備噴射時に軽油が均一に分散しない場合には、主噴射前に自己着火が生じる場合があり、所望通りのタイミングで自己着火しない問題がある。
【０００７】
ここで、軽油の自己着火性はセタン価で表され、セタン価の低い燃料は自己着火し難くセタン価の高い燃料は自己着火し易い。そして、特許文献２には、予備噴射時に低セタン価燃料を、主噴射時に高セタン価燃料を噴射すると燃焼時期を最適に制御できることが記載されている。しかし、この方法では、低セタン価成分や高セタン価成分を別々に準備する必要があり、ユーザーには経済的負担がかかるし、給油の手間も増える。そして、例えば高セタン価成分としては、例えば市販のプレミアム軽油等を用いることができると考えられるが、従来の軽油に比べて非常に高価であるために、ユーザーに強いる経済的負担が大きくなる問題がある。
【特許文献１】特開２００１−５９４２１号公報
【特許文献２】特開平９−１５８８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は自己着火のタイミングを制御してＮＯｘやＰＭの発生を確実に抑制できるとともにユーザーに経済的負担や燃料補給の手間を強いない給油装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の給油装置は、車両に搭載され、軽油を収容する燃料タンクから内燃機関に至る給油経路の一部を構成するとともに軽油を内燃機関の燃焼室に直接噴射する噴射手段を備える給油装置であって、上記燃料タンクに連絡され上記軽油をセタン価の低い低セタン価成分とセタン価の高い高セタン価成分とに分離するとともに、低セタン価成分と高セタン価成分とを上記噴射手段に別個に輸送する分離手段を備え、上記噴射手段は、少なくとも初期噴射時に低セタン価成分を上記燃焼室内に噴射することを特徴とする。
【００１０】
本発明の給油装置において、上記噴射手段は、上記初期噴射終了後に上記高セタン価成分を噴射することが好ましい。
【００１１】
本発明の給油装置において、上記分離手段は多孔材を備えることが好ましい。
【００１２】
本発明の給油装置において、上記多孔材はゼオライトからなることが好ましい。
【００１３】
本発明の給油装置は、上記分離手段の給油流れ下流側に設けられ上記低セタン価成分のセタン価を検出する第１センサと、上記分離手段の給油流れ下流側に設けられ上記高セタン価成分のセタン価を検出する第２センサと、車両の走行条件に応じた燃料噴射量の適正範囲とセタン価の適正範囲とを格納し、第１センサと第２センサと上記噴射手段とに接続されている制御手段と、を備え、制御手段は、第１センサで検出されたセタン価と、第２センサで検出されたセタン価と、燃料噴射量の適正範囲と、セタン価の適正範囲とを基に、上記低セタン価成分の噴射量と上記高セタン価成分の噴射量とを調整することが好ましい。
【００１４】
本発明の給油装置において、上記第１センサおよび上記第２センサは、芳香族化合物を検出する炭化水素センサからなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の給油装置は、少なくとも初期噴射時に低セタン価成分を噴射する。低セタン価成分は自己着火しにくいため、燃料の拡散ムラ等が生じた場合にも自己着火が生じにくい。したがって、燃焼室内に噴射された燃料が意図しないタイミングで自己着火してしまう不具合を回避できる。すなわち、本発明の給油装置によると、燃焼室内に燃料を均一に拡散させることができ、着火タイミングを所望のタイミングに設定することができる。
【００１６】
そして、本発明の給油装置は分離手段を備えることで、市販の軽油から低セタン価成分を生成できる。従って、燃料に高価なプレミアム軽油や添加剤等を要さず、ユーザーに経済的負担や燃料補給の手間をかけさせない。
【００１７】
噴射手段で、初期噴射終了後に高セタン価成分を噴射する場合には、高セタン価成分の噴射がトリガーとなり、燃料室内の燃料が着火する。このため、着火タイミングをさらに所望のタイミングに制御できるようになる。
【００１８】
分離手段として、多孔材を備えるものを用いる場合には、分子量や嵩高さによって軽油中の成分を低セタン価成分と高セタン価成分とに分離でき、軽油の分離を簡単な構成で精度良くおこなうことができる。また、多孔材としてゼオライトを用いる場合には、軽油を低セタン価成分と高セタン価成分とにより精度良く分離できる。
【００１９】
本発明の給油装置は、例えば、初期噴射時には燃焼室内に低セタン価成分のみを供給し、初期噴射終了後には燃焼室内に高セタン価成分のみを供給してもよい。あるいは、初期噴射時および初期噴射終了後に、低セタン価成分と高セタン価成分との両方を燃焼室内に供給してもよい。この場合、低セタン価成分および高セタン価成分の噴射量を制御する制御手段を噴射手段に接続し、初期噴射時には低セタン価成分が多くなるように、初期噴射終了後には高セタン価成分が多くなるように、各成分の噴射量を調整すればよい。さらにこの場合、低セタン価成分のセタン価を検出する第１センサと、高セタン価成分のセタン価を検出する第２センサとを設けて各成分のセタン価を検出し、検出された各成分のセタン価に応じて各成分の噴射量を調整すれば、着火タイミングをより精度高く制御できる。この場合、車両の走行条件に応じた燃料噴射量の適正範囲とセタン価の適正範囲とを予め制御手段に格納しておき、第１センサおよび第２センサで得られた各成分のセタン価と、燃料噴射量の適正範囲と、セタン価の適正範囲と、に基づいて各成分の噴射量を調整すれば、各成分の噴射量を最適に調整できる。なお、この場合、例えば分離手段が劣化して分離精度が低下した場合にも、着火タイミングを精度高く制御できる利点もある。
【００２０】
第１センサおよび第２センサはセタン価を検出できる種々の構造からなる物が用いられるが、例えば芳香族化合物を検出する炭化水素センサを用いれば、セタン価を精度高く検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
通常、軽油のセタン価は５３〜５５程度である。本発明においては、セタン価がこの範囲に満たない成分を低セタン価成分と呼ぶ。また、セタン価がこの範囲以上である成分を高セタン価成分と呼ぶ。また、予め充分量の燃料を燃焼室内に拡散させて、上述した自己着火のタイミングをより所望通りに設定するためには、低セタン価成分のセタン価は低い方が好ましく、低セタン価成分のセタン価は４５以下であることが好ましい。高セタン価成分は、セタン価が４５以下の成分を除く軽油成分、すなわち、セタン価が４５を超える成分であることが好ましい。
【００２２】
分離手段は、低セタン価成分および高セタン価成分のセタン価に応じて、適宜選択できる。分離手段は、低セタン価成分と高セタン価成分とを物理的あるいは化学的に分離できる種々のものを用いることができる。例えば、分離手段として多孔材を備えるものを用いる場合には、多孔材として分離すべき低セタン価成分または高セタン価成分の分子径に応じた細孔径を持つものを選択すれば、低セタン価成分と高セタン価成分とを容易且つ確実に分離できる。
【００２３】
例えば図１に示すように、軽油に含まれる種々の炭化水素化合物のうち、ｎ−パラフィンは、セタン価が５５〜１００程度の範囲で分布しており、セタン価が高い。このため、分離手段としてｎ−パラフィンを通すものを用いると、分離手段を通った成分、すなわち、ｎ−パラフィンを含む成分が高セタン価成分となり、分離手段を通らない成分、すなわち、ｎ−パラフィンを含まない成分が低セタン価成分となる。また例えば、芳香族化合物のセタン価は５〜６５程度の範囲で分布しており、セタン価が低い。このため、分離手段として芳香族化合物を通さないものを用いると、分離手段を通らない成分、すなわち、芳香族化合物を含む成分が低セタン価成分となり、分離手段を通った成分、すなわち、芳香族化合物を含まない成分が高セタン価成分となる。なお、ｎ−パラフィンは軽油中に４０％程度含まれており、芳香族化合物は軽油中に２５％程度含まれている。このように軽油中の両者の含有率は非常に高いために、ｎ−パラフィンを含む軽油成分を高セタン価成分とし、芳香族化合物を含む軽油成分を低セタン価成分とすれば、軽油を低セタン価成分と高セタン価成分とに容易に分離できる。
【００２４】
ここで、ｎ−パラフィンを含む軽油成分を高セタン価成分とし、芳香族化合物を含む軽油成分を低セタン価成分とする場合には、分離手段に用いる多孔材の孔径は４Å程度（平均細孔径）であることが好ましい。芳香族化合物の分子径は約５〜７Å程度であり、ｎ−パラフィンの分子径は約３．２〜３．８Å程度である。このため、孔径４Åの多孔材はｎ−パラフィンを通し芳香族化合物を通さない。したがって、この多孔材を通った成分を高セタン価成分とし、通らなかった成分を低セタン価成分とすれば、低セタン価成分と高セタン価成分とを容易且つ確実に分離できる。なお、この場合には、所定のタイミングで多孔材を逆洗するなどして、多孔材の細孔内に捕集された成分を多孔材から脱離させることが好ましい。
【００２５】
その他、分離手段としては、例えば、所定形状の炭化水素化合物を化学的に捕集するものや、分子量に応じて所定の炭化水素化合物を物理的に分別するものなどを用いても良い。
【００２６】
分離手段は、得られた低セタン価成分と高セタン価成分とを別個に噴射手段に輸送するため、低セタン価成分を輸送するための経路（以下、第１経路と呼ぶ）と、高セタン価成分を輸送するための経路（以下、第２経路と呼ぶ）とをもつ。また、その他、各々経路を開閉する開閉弁や、軽油を輸液するための輸液手段等を設けても良い。
【００２７】
噴射手段は、分離手段で分離され各々別個に輸送された低セタン価成分と高セタン価成分とを燃焼室内に多段階で噴射できるものを用いることができる。例えば、低セタン価成分を噴射するためのノズル（以下、第１ノズルと呼ぶ）と、高セタン価成分を噴射するためのノズル（以下、第２ノズルと呼ぶ）とを備えるものを用いても良い。この場合、第１ノズルを上述した第１経路に接続するとともに、第２ノズルを上述した第２経路に接続すれば、初期噴射時に第１ノズルから低セタン価成分を燃焼室内に噴射し、初期噴射終了後に第２ノズルから高セタン価成分を噴射できる。また、例えば、第１ノズルからの噴射と第２ノズルからの噴射とを同時におこなっても良い。すなわち、第１ノズルからの噴射量と第２ノズルからの噴射量とを適宜調整して、初期噴射時には、低セタン価成分が多くなる割合で噴射してもよい。初期噴射後には、高セタン価成分のみを噴射しても良いし、あるいは低セタン価成分と高セタン価成分とを両方噴射しても良い。上述したように、自己着火のタイミングを所望通りに制御するためには、初期噴射後の噴射では高セタン価成分が多くなる割合で噴射することが好ましく、例えば高セタン価成分のみを噴射すると噴射後瞬時に自己着火する。そして、自己着火後にさらに燃料を噴射する場合には、燃料としては、低セタン価成分、高セタン価成分の何れを選択しても良い。
【００２８】
また、分離手段とノズルとの間に混合室を設け、第１経路と第２経路とを混合室に接続し、混合室内で低セタン価成分と高セタン価成分とを適宜混合して燃焼室に噴射しても良い。この場合、例えば、初期噴射時には低セタン価成分のみを混合室内に導入して低セタン価成分のみを燃焼室に噴射しても良い。また例えば、初期噴射時には、低セタン価成分が分離前の軽油よりも多くなる割合で低セタン価成分と高セタン価成分とを混合室内に導入し、この混合燃料を燃焼室に噴射しても良い。初期噴射後には、上述と同様に、高セタン価成分のみを噴射しても良いし、低セタン価成分と高セタン価成分とを混合して噴射しても良い。さらに、車両の走行パターンに応じて低セタン価成分と高セタン価成分との噴射割合を変えても良い。例えば高負荷走行時には、初期噴射後に噴射する高セタン価成分の割合を高くすれば、始動性等を向上させることができる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の給油装置を図面を基に説明する。
【００３０】
（実施例１）
本実施例の給油装置は、分離手段として多孔材（ゼオライト膜）を備えるものであり、噴射手段が２つのノズルを備えるものである。本実施例の給油装置を模式的に表す図を図２に示す。
【００３１】
本実施例の給油装置は、分離手段１として、平均細孔径４Å、膜厚５０ｍｍのゼオライト膜からなる多孔材１１を備えている。この多孔材１１は、高セタン価のｎ−パラフィンを通し、低セタン価の芳香族化合物を通さないものであり、軽油成分のうち多孔材１１を通る成分は高セタン価成分となり、多孔材１１を通らない成分は低セタン価成分となる。
【００３２】
多孔材１１は箱状のケース体１２に収容されている。ケース体１２の一端側には内外を連通する第１開口１３が設けられ、第１開口１３は燃料タンク２に連絡する第３経路３に接続されている。ケース体１２のうち第１開口１３と対向する端側には、内外を連通する第２開口１４が設けられている。そして、多孔材１１は、ケース体１２を第１開口１３側の流路上流側領域１５と第２開口１４側の流路下流側領域１６とに区画している。ケース体１２のうち、流路上流側領域１５には、内外を連通する第３開口１７が設けられている。
【００３３】
本実施例の給油装置は、燃料を内燃機関４の燃焼室４０に供給する噴射手段５が２つのノズルを持つ。第２開口１４は、噴射手段５のうち第２ノズル５０に連絡する第２経路６に接続されている。そして第３開口１７は、噴射手段５のうち第１ノズル５１に連絡する第１経路７に接続されている。多孔材１１を通った高セタン価成分は第２経路６を経て第２ノズル５０に供給される。また、多孔材１１を通らなかった低セタン価成分は第１経路７を経て第１ノズル５１に供給される。
【００３４】
第３経路３には燃料タンク２内の軽油を汲み上げて分離手段１に供給する低圧ポンプ３０が接続されている。第１経路７には多孔材１１を通らなかった低セタン価成分を一時蓄えるための第１タンク７０と、第１タンク７０内の低セタン価成分を第１ノズル５１に供給する第１ポンプ７１（高圧ポンプ）が接続されている。第２経路６には多孔材１１を通った高セタン価成分を一時蓄えるための第２タンク６０と、第２タンク６０内の高セタン価成分を第２ノズル５０に供給する第２ポンプ６１（高圧ポンプ）が接続されている。
【００３５】
本実施例の給油装置では、先ず、車両ＥＣＵ（電子制御装置、図示せず）から伝送されたの信号に基づいて低圧ポンプ３０により燃料タンク２内の軽油が汲み上げられて、分離手段１に供給される。軽油のうち分離手段１の多孔材１１をを通らなかった成分は芳香族化合物を含む低セタン価成分であり、第１タンク７０に蓄えられる。また、分離手段１の多孔材１１を通った成分は、ｎ−パラフィンを含む高セタン価成分であり、第２タンク６０に蓄えられる。
【００３６】
初期噴射時には、ＥＣＵから伝送された信号に基づいて、第１ポンプ７１から第１ノズル５１に低セタン価成分が供給される。そして、第１ノズル５１から燃焼室４０内に低セタン価成分が噴射される。低セタン価成分は自己着火し難いために、噴射された低セタン価成分は燃焼室４０内に均一に拡散し、希薄混合気を形成する。ピストンが圧縮上死点に到達すると、ＥＣＵから信号が伝送され、第２ポンプ６１から第２ノズル５０に高セタン価成分が供給される。そして、第２ノズル５０から燃焼室４０内に高セタン価成分が噴射され、この高セタン価成分がトリガーとなって燃焼室４０内で自己着火が生じる。自己着火が生じると、希薄混合気が一気に燃焼する。自己着火発生後、ＥＣＵからさらに信号が伝送されて、第１タンク７０内の低セタン価成分の残存分と第２タンク６０内の高セタン価成分の残存分とが第１ポンプ７１と第２ポンプ６１とにより輸液されて、第１ノズル５１および第２ノズル５０から燃焼室４０内に噴射される。この噴射により燃焼室４０内に残存する希薄混合気は充分に燃焼する。噴射後、ＥＣＵから伝送された信号に基づいて、低圧ポンプ３０が動作し、軽油が分離膜で分離されて第１タンク７０に低セタン価成分が蓄えられるとともに第２タンク６０に高セタン価成分が蓄えられる。
【００３７】
本実施例の給油装置では、初期噴射時には低セタン価成分を噴射している。このため、燃焼室内で自己着火を生じることなく希薄混合気を形成でき、自己着火のタイミングを所望どおりに制御できる。また、初期噴射後に高セタン価成分を噴射し、この高セタン価成分の噴射をトリガーとして自己着火を発生させているため、自己着火のタイミングがさらに精密に制御される。本実施例の給油装置では、分離手段によって、低セタン価成分と高セタン価成分とを軽油から生成させているため、低セタン価成分や高セタン価成分を低コストで使用でき、かつ、これら成分を別個に給油する等の負担をユーザーに強いることもない。
【００３８】
なお、本実施例では分離手段に平均細孔径４Åのゼオライト膜からなる多孔材のみを用いたが、例えば、２以上の多孔材を併設することもできる。例えば、芳香族化合物が通過する程度に平均細孔径が大きな第２のゼオライト膜を平均細孔径４Åのゼオライト膜よりも給油流れの上流側に設け、第２のゼオライト膜を通り、平均細孔径４Åのゼオライト膜を通らなかった成分を低セタン価成分としても良い。この場合、芳香族化合物のみを高精度で分離できるために、低セタン価成分としてよりセタン価の低い成分を分離できる。
【００３９】
（実施例２）
本実施例の給油装置は、噴射手段が混合室を持ち、１つのみのノズルを持つこと以外は実施例１のものと同じものである。本実施例の給油装置を模式的に表す図を図３に示す。
【００４０】
本実施例の給油装置では、噴射手段５に混合室５２が設けられている。この混合室５２は第１経路７および第２経路６に接続されている。
【００４１】
初期噴射時には、ＥＣＵからの信号に基づいて、第１ポンプ７１により混合室５２内に低セタン価成分が供給されるとともに第２ポンプ６１によっても混合室５２内に高セタン価成分が供給される。このときの混合室５２内における低セタン価成分と高セタン価成分との割合は、低セタン価成分が分離前の軽油よりも多くなる割合である。そしてこの混合室５２内の燃料は、ノズルを介して燃焼室４０内に噴射される。噴射された燃料は通常の軽油よりも低セタン価成分が多く、セタン価が低くなっているために、燃焼室４０内に均一に拡散し、希薄混合気を形成する。そして、ＥＣＵから次の信号が伝送されると、第２ポンプ６１により混合室５２内に高セタン価成分が供給され、この高セタン価成分がノズルを介して燃焼室４０内に噴射され、燃焼室４０内で自己着火が生じる。次いで、ＥＣＵから更なる信号が伝送され、第１タンク７０内に残存する低セタン価成分と第２タンク６０内に残存する高セタン価成分とが混合室５２内に輸液され、ノズルを介して燃焼室４０内に噴射され、残存する希薄混合気が燃焼する。そして、ＥＣＵからの信号に基づいて分離手段１で軽油が分離されて第１タンク７０に低セタン価成分が蓄えられ、第２タンク６０に高セタン価成分が蓄えられる。
【００４２】
本実施例の給油装置では、初期噴射時には低セタン価成分と高セタン価成分との混合燃料が噴射されているが、初期噴射時に噴射される燃料は軽油よりもセタン価の低いものであるために、実施例１のものと同様に、燃焼室内で自己着火を生じることなく希薄混合気を形成でき、自己着火のタイミングを所望どおりに制御できる。
【００４３】
（実施例３）
本実施例の給油装置は、第１センサと第２センサとを備えることと、制御手段としてのＥＣＵに車両の走行条件に応じた燃料噴射量の適正範囲とセタン価の適正範囲とを格納していること以外は実施例１のものと同じものである。本実施例の給油装置を模式的に表す図を図４に示し、第１センサおよび第２センサの構造を模式的に表す図を図５に示す。
【００４４】
本実施例の給油装置では、第１経路７のうち第１ポンプ７１の給油流れ下流側に第１センサ８０が接続され、第２経路６のうち第２ポンプ６１の給油流れ下流側に第２センサ８１が接続されている。第１センサ８０および第２センサ８１は芳香族化合物を検出する炭化水素センサからなる。炭化水素センサは既知の構造からなり、超音波を用いて液体中の炭化水素量を測定するものを用いている。この炭化水素センサは、図５に示すように、収容槽８２と、送信器８３と、受信器８４と、時間差測定器８５とを備えている。収容槽８２は第１経路７（または第２経路６）に連絡して低セタン価成分（または高セタン価成分）を一時収容する。送信器８３および受信器８４は収容槽８２に接続されている。送信器８３は収容槽８２に超音波を送信する。受信器８４は収容槽８２内の低セタン価成分（または高セタン価成分）を伝搬した超音波を受信する。時間差測定器８５は、送信器８３と受信器８４とに接続され、超音波の送信から受信までに要した時間を測定する。超音波の伝搬速度は液体の種類によって種々に異なる。このため、超音波の送信から受信までに要した時間を測定することで、液体の成分や濃度を検出できる。本実施例で用いた第１センサ８０および第２センサ８１は、液体中の芳香族化合物濃度を検出するものである。
【００４５】
第１センサ８０および第２センサ８１は、図示しないＥＣＵに接続されている。ＥＣＵには車両の走行条件に応じた燃料噴射量の適正範囲とセタン価の適正範囲とが予め格納されている。本実施例の給油装置は以下のように動作する。
【００４６】
先ず、第１センサ８０によって第１経路７を流通する低セタン価成分のセタン価を検出するとともに、第２センサ８１によって第２経路を流通する高セタン価成分のセタン価を検出する。
【００４７】
次いで、各成分のセタン価に基づいた検出信号を、第１センサ８０および第２センサ８１からＥＣＵに伝送する。
【００４８】
ＥＣＵでは、この検出信号に基づいて低セタン価成分のセタン価と高セタン価成分のセタン価とを算出する。また、このときＥＣＵでは、予め格納されている燃料噴射量の適正範囲とセタン価の適正範囲とを車両の走行条件に応じて呼び出す。そして、算出した低セタン価成分のセタン価および高セタン価成分のセタン価をセタン価の適正範囲に照らし合わせて、低セタン価成分と高セタン価成分の噴射割合を決定する。さらに、燃料噴射量の適正範囲に照らし合わせて、低セタン価成分の噴射量と高セタン価成分の噴射量とを決定する。そして、低セタン価成分の噴射量および高セタン価成分の噴射量に応じた指示信号を噴射手段に伝送し、第１ノズル５１から燃焼室４０内に噴射する低セタン価成分の量と、第２ノズル５０から燃焼室４０内に噴射する高セタン価成分の量とを制御する。
【００４９】
例えば、第１センサ８０で検出された低セタン価成分のセタン価が適正範囲よりも低い場合には、初期噴射時に低セタン価成分とともに高セタン価成分を噴射して、セタン価が適正範囲内になるように調整する。
【００５０】
本実施例の給油装置では、実施例１の給油装置と同様に、初期噴射時には低セタン価成分を噴射し、初期噴射後には高セタン価成分を噴射している。このため、燃焼室内で自己着火を生じることなく希薄混合気を形成でき、自己着火のタイミングを所望どおりに制御できる。また、低セタン価成分と高セタン価成分とを、分離手段を用いて軽油から生成しているため、低セタン価成分や高セタン価成分を低コストで使用でき、かつ、これら成分を別個に給油する等の負担をユーザーに強いることもない。
【００５１】
さらに、低セタン価成分と高セタン価成分とを共に噴射することで、低セタン価成分と高セタン価成分との一方のみをを過剰に使用することがなくなり、例えば分離手段で分離された低セタン価成分の量が少ない場合等でも、車両を安定に走行させることができる。
【００５２】
そして、低セタン価成分および高セタン価成分のセタン価を第１センサ８０および第２センサ８１によって実測し、セタン価の実測値に応じて低セタン価成分と高セタン価成分の噴射量を調整しているため、自己着火のタイミングを精密に制御しつつ、低セタン価成分と高セタン価成分とをバランスよく消費することができる。
【００５３】
なお、軽油中に含まれている低セタン価成分および高セタン価成分の量によっては、低セタン価成分と高セタン価成分との噴射割合が、セタン価の適正範囲外になるように設定してもよい。例えば、軽油中の低セタン価成分が多い場合には、低セタン価成分のセタン価が適正範囲よりも低い場合でも、初期噴射時に低セタン価成分のみを噴射すればよい。
【００５４】
第１センサ８０および第２センサ８１の配置位置は本実施例に示される位置に限定されない。例えば、第２センサ８１を分離手段１の第２開口１４側に接続し、第１センサ８０を分離手段１の第３開口１７側に接続してもよい。
【００５５】
さらに、本実施例ではＥＣＵを制御手段として用いたが、制御手段をＥＣＵと独立に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】軽油に含まれる各種炭化水素化合物のセタン価と炭素数とを表すグラフである。
【図２】実施例１の給油装置を模式的に表す図である。
【図３】実施例２の給油装置を模式的に表す図である。
【図４】実施例３の給油装置を模式的に表す図である。
【図５】実施例３の給油装置における第１センサ８０と第２センサ８１の構造を模式的に表す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１：分離手段  １１：多孔材  ４：内燃機関  ４０：燃焼室  ５：噴射手段  ８０：第１センサ  ８１：第２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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