(57)【要約】燃料タンクシステムは、水溶性の燃料を液体状態で貯留する燃料タンク４０と、燃料タンク内の温度及び圧力を検出する検出装置４８、４９と、検出装置によって検出された温度及び圧力に基づいて燃料タンク内の燃料中の水分含有率を推定する水分含有率推定装置とを具備する。これにより、水溶性の燃料を用いた場合であっても燃料中の水分含有率や水分量を検出することができる。
2011064903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性の燃料を液体状態で貯留する燃料タンクと、該燃料タンク内の温度及び圧力を検出する検出装置と、該検出装置によって検出された温度及び圧力に基づいて上記燃料タンク内の燃料中の水分含有率を推定する水分含有率推定装置とを具備する、燃料タンクシステム。
【請求項２】
上記燃料タンクには交換可能な乾燥材が設けられ、該乾燥材は燃料タンクの燃料充填口から供給された燃料が燃料タンク内に貯留される前に該乾燥材を通過するように配置され、
当該燃料タンクシステムは上記水分含有率推定装置によって推定された水分含有率に基づいて上記乾燥材の交換を促す警告を発する警告装置をさらに具備する、請求項１に記載の燃料タンクシステム。
【請求項３】
上記燃料タンク内に貯留している燃料の残量を検出する残量検出装置をさらに具備し、
上記残量検出装置によって検出された燃料残量を上記水分含有率推定装置によって推定された水分含有率に基づいて補正するようにした、請求項１又は２に記載の燃料タンクシステム。
【請求項４】
上記水分含有率推定装置による水分含有率の推定は、燃料タンク内の温度と燃料タンク内の圧力と燃料中の水分含有率との関係を表すマップ又は計算式を用いて行われる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料タンクシステム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載された燃料タンクシステムと、該燃料タンクシステムの燃料タンクに連結されると共に該燃料タンクから供給された燃料を燃料供給対象に液体状態で目標燃料供給量だけ供給する燃料供給装置とを具備する燃料供給システムにおいて、
上記目標燃料供給量を上記含有率推定装置によって推定された水分含有率に基づいて補正するようにした、燃料供給システム。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載された燃料タンクシステムと、該燃料タンクシステムの燃料タンクに連結されると共に該燃料タンクから供給された燃料を燃料供給対象に気体状態で目標燃料供給量だけ供給する燃料供給装置とを具備する燃料供給システムにおいて、
上記含有率推定装置によって推定された液体状態の燃料中の水分含有率に基づいて気体状態の燃料中の水分含有率を算出し、該気体状態の燃料中の水分含有率に基づいて上記目標燃料供給量を補正するようにした、燃料供給システム。
【請求項７】
当該燃料供給システムは、内燃機関の燃料供給システム又は燃料電池の燃料供給システムである、請求項５又は６に記載の燃料供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクシステム及び燃料タンクシステムを具備する燃料供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関や燃料電池等に用いられる燃料タンクでは、燃料タンクに供給される燃料自体に水分が含まれていたり、燃料タンク内に流入した空気中の水分が凝結したりすることにより、貯留されている燃料中に水が混入している場合がある。燃料中に混入した水は、燃料タンク自体や燃料タンクから燃料噴射装置への供給管に錆を発生させる可能性等があるため、定期的に燃料タンク内の水抜きを行うことが必要となる。
このため、燃料タンク内に或る程度の水分が混入した場合には、燃料タンク内から水を排出する水抜き装置が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載された水抜き装置では、疎水性の燃料と水とは燃料タンク内で分離することに着目して、燃料と水との間の境界で静止するように比重の設定されたフロートの位置によって燃料タンク内の水の量を検出すると共に、検出された水の量が一定量を超えた場合には燃料タンクの底部に形成された水抜き孔を開放して燃料タンク内の水抜きを行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平１−１７６７４５号公報
【特許文献２】特開昭６３−２２４７０７号公報
【特許文献３】実開平２−００４９６０号公報
【特許文献４】実開昭６１−１２８１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したように燃料としてガソリンや軽油といった疎水性の燃料を用いている場合には、燃料と水とが分離することから、分離した水の量のみを検出することができる。ところが、燃料としてアルコール類等の水溶性（親水性）の燃料を用いた場合には、燃料と水とは分離せず、よって上記特許文献１のフロートを用いた検出方法によっては燃料中の水分量や水分含有率を検出することはできない。
そこで、上記問題に鑑みて、本発明は、水溶性の燃料を用いた場合であっても燃料中の水分含有率や水分量を検出することができる燃料タンクシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求の範囲の各請求項に記載された内燃機関の制御装置を提供する。
本発明の１番目の態様では、水溶性の燃料を液体状態で貯留する燃料タンクと、該燃料タンク内の温度及び圧力を検出する検出装置と、該検出装置によって検出された温度及び圧力に基づいて上記燃料タンク内の燃料中の水分含有率を推定する水分含有率推定装置とを具備する、燃料タンクシステムが提供される。
本態様によれば、燃料タンク内の温度及び圧力に基づいて、例えば燃料と水とで平衡蒸気圧が異なることを利用して、燃料中の水分含有率が推定せしめられる。これにより、水溶性の燃料を用いた場合であっても燃料中の水分含有率や水分量を検出することができる。
本発明の２番目の態様では、上記燃料タンクには交換可能な乾燥材が設けられ、該乾燥材は燃料タンクの燃料充填口から供給された燃料が燃料タンク内に貯留される前に該乾燥材を通過するように配置され、当該燃料タンクシステムは上記水分含有率推定装置によって推定された水分含有率に基づいて上記乾燥材の交換を促す警告を発する警告装置をさらに具備する。
本発明の３番目の態様では、上記燃料タンク内に貯留している燃料の残量を検出する残量検出装置をさらに具備し、上記残量検出装置によって検出された燃料残量を上記水分含有率推定装置によって推定された水分含有率に基づいて補正するようにした。
本発明の４番目の態様では、上記水分含有率推定装置による水分含有率の推定は、燃料タンク内の温度と燃料タンク内の圧力と燃料中の水分含有率との関係を表すマップ又は計算式を用いて行われる。
本発明の５番目の態様では、１〜４番目のいずれか一つの態様に係る燃料タンクシステムと、該燃料タンクシステムの燃料タンクに連結されると共に該燃料タンクから供給された燃料を燃料供給対象に液体状態で目標燃料供給量だけ供給する燃料供給装置とを具備する燃料供給システムにおいて、上記目標燃料供給量を上記含有率推定装置によって推定された水分含有率に基づいて補正するようにした。
本発明の６番目の態様では、１〜４番目のいずれか一つの態様に係る燃料タンクシステムと、該燃料タンクシステムの燃料タンクに連結されると共に該燃料タンクから供給された燃料を燃料供給対象に気体状態で目標燃料供給量だけ供給する燃料供給装置とを具備する燃料供給システムにおいて、上記含有率推定装置によって推定された液体状態の燃料中の水分含有率に基づいて気体状態の燃料中の水分含有率を算出し、該気体状態の燃料中の水分含有率に基づいて上記目標燃料供給量を補正するようにした。
本発明の７番目の態様では、当該燃料供給システムは、内燃機関の燃料供給システム又は燃料電池の燃料供給システムである。
以下、添付図面と本発明の好適な実施形態の記載から、本発明を一層十分に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、本発明の燃料タンクシステム及び燃料供給システムを搭載した内燃機関の全体を表す概略図である。
図２は、実施形態の燃料タンクシステムを概略的に示す図である。
図３は、燃料としてアンモニアを用いた場合における、燃料タンク内の温度と圧力との関係を示す図である。
図４は、エタノールと水とのモル分率と、燃料タンク内の圧力との関係を示す図である。
図５は、第二実施形態の燃料タンクシステムを概略的に示す図である。
図６は、第三実施形態の燃料タンクシステムを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
図１は、本発明の燃料タンクシステム及び燃料供給システムを搭載した内燃機関の全体を表す概略図である。図１を参照すると、１は機関本体、２は各気筒の燃焼室、３は各燃焼室２内にそれぞれ燃料を噴射するための燃料噴射弁、４は点火プラグ、５は吸気マニホルド、６は排気マニホルドをそれぞれ示す。吸気マニホルド５は吸気管７を介してエアクリーナ８に連結される。吸気管７内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁９が配置される。一方、排気マニホルド６は排気管１０を介して排気浄化触媒（例えば、三元触媒）１１を内蔵したケーシング１２に連結される。各燃料噴射弁３は燃料リザーバ１５に連結される。この燃料リザーバ１５は燃料供給管１６を介して燃料タンクシステム１７に接続される。なお、本実施形態では、燃料噴射弁３は、各燃焼室２内に直接燃料を噴射するように構成されているが、各燃焼室２に連通した吸気ポートに燃料を噴射するように構成されてもよい。
電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス２１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２４、入力ポート２５および出力ポート２６を具備する。吸気管７には吸気管７内を通過する空気の流量を検出するエアフロメータ２９が取り付けられ、エアフロメータ２９の出力信号は対応するＡＤ変換器２７を介して入力ポート２５に入力される。また、排気管１０には排気管１０内を通過する排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ３０が取り付けられ、空燃比センサ３０の出力信号は対応するＡＤ変換器２７を介して入力ポート２５に入力される。
また、アクセルペダル３１にはアクセルペダル３１の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ３２が接続され、負荷センサ３２の出力電圧は対応するＡＤ変換器２７を介して入力ポート２５に入力される。さらに入力ポート２５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ２３が接続され、このクランク角センサ２３により機関回転数が検出される。一方、出力ポート２６は対応する駆動回路２８を介して燃料噴射弁３、スロットル弁９駆動用のステップモータに接続される。
本内燃機関では、燃料として水溶性の燃料が用いられる。このような水溶性の燃料としては、引火性又は着火性の高い水溶性の物質、例えばエタノール、メタノール等のアルコール類、ジメチルエーテル、アセトンやアンモニア又はこれらの混合物等があげられる。
図２は、本発明の燃料タンクシステム１７を概略的に示す図である。図２に示したように、燃料タンクシステム１７は燃料を貯留する燃料タンク４０を具備する。燃料タンク４０には燃料充填管４１が連結され、この燃料充填管４１の端部には燃料充填口４２が設けられる。燃料充填口４２には燃料充填口４２を閉じるための充填口キャップ４３が配置される。また、燃料充填管４１には燃料充填口４２と燃料タンク４０との間に逆止弁４４が配置される。逆止弁４４は、燃料充填口４２から燃料タンク４０内への液体及び気体の通過は許可するが、燃料タンク４０内から燃料充填口４２への液体及び気体の通過は禁止するように構成される。
また、燃料タンク４０には燃料供給管１６が連結される。図２に示したように、この燃料供給管１６の端部は燃料タンク４０の底部近傍に配置される。燃料供給管１６にはその途中に燃料ポンプ４５及び遮断弁４６が設けられる。燃料ポンプ４５は燃料タンク４０内に貯留されている燃料を燃料供給管１６へ、よって燃料リザーバ１５及び燃料噴射弁３へ送り出すように作用する。また、遮断弁４６は、緊急時等に燃料タンク４０内に貯留されている燃料が燃料タンク４０から流出しないように燃料供給管１６を遮断する。これら燃料ポンプ４５及び遮断弁４６は、対応する駆動回路２８を介してＥＣＵ２０の出力ポート２６に接続される。
さらに、燃料タンク４０には、燃料タンク４０内の燃料の残量を検出する残量計（残量検出装置）４７、燃料タンク４０内の温度を検出する温度センサ（温度検出装置）４８、燃料タンク内の圧力を検出する圧力センサ（圧力検出装置）４９が設けられる。図１に示した例では、残量計４７は燃料上に浮くフロート４７ａを具備し、このフロート４７ａの鉛直方向の位置を検出することで燃料タンク４０内に貯留されている燃料の残量を検出している。また、図２に示した例では、温度センサ４８及び圧力センサ４９は、燃料タンク４０の側部に配置されているが、燃料タンク４０内の液体の温度及び圧力を検出するように燃料タンク４０の底部に配置されてもよいし、燃料タンク４０内の気体の温度及び圧力を検出するように燃料タンク４０の頂部に配置されてもよい。これら、残量計４７、温度センサ４８、圧力センサ４９の出力信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器２７を介して入力ポート２５に入力される。
このように構成された燃料タンクシステム１７では、燃料充填口４２及び燃料充填管４１を介して燃料タンク４０内に燃料が充填される。燃料タンク４０内に貯留された燃料は、燃料ポンプ４５によって吸引され、燃料供給管１６を介して燃料リザーバ１５及び燃料噴射弁３に供給される。
ところで、一般に、燃料充填口４２から燃料タンク４０内に燃料を供給する際に燃料中に大気中の水が混入されることがある。また、例えば水溶性燃料としてアンモニア等、水との親和性の高い燃料を用いた場合、燃料の生成段階で燃料から水を完全に除去するのが困難であるため、生成された燃料には微量の水が含まれている。このような理由により、一般に、燃料充填口４２から供給される燃料には少量の水が含まれており、その結果、燃料タンク４０内に貯留されている燃料にも少量の水が含まれている。
このように燃料中に水が含まれていると、内燃機関の出力低下や排気エミッションの悪化を招く。すなわち、内燃機関の燃焼室２内に供給された燃料中に水が含まれていると、その水の分だけ燃焼室２内に供給される真の燃料量（燃焼室２内に供給された液体総量から水量を除いた量）が少なくなり、その結果、内燃機関の出力が低下してしまう。また、一般に、内燃機関では、混合気の空燃比を機関運転状態に応じて設定した目標空燃比にすることにより最適な排気ガスの浄化を行っているが、水により燃焼室２内に供給される真の燃料量が少なくなると、混合気の空燃比が目標空燃比からずれてしまい、その結果、排気エミッションの悪化を招いてしまう。
ところで、このような内燃機関の出力低下や排気エミッションの悪化は、燃焼室２内に供給された燃料中の水分含有率が不明であることに起因している。逆に言うと、燃焼室２内に供給された燃料中の水分含有率を正確に把握することができれば、燃焼室２内に供給された真の燃料量を把握することができ、その結果、内燃機関の出力低下や排気エミッションの悪化を抑制することができる。
ここで、従来の燃料タンクシステムでは、燃料として疎水性の燃料を用いることを前提として、燃料タンク内の燃料中の水分含有率（或いは燃料タンク内の水量）を検出している（例えば、上記特許文献１や特許文献４）。換言すると、従来の燃料タンクシステムでは、燃料が水と分離することを前提として、分離した水の量のみを何らかの方法で検出するようにしている。
ところが、本実施形態のように、燃料として水溶性の燃料を用いた場合、燃料タンク内では燃料と水とは分離しない。このため、上述したような分離した水の量のみを検出するという方法では、燃料タンク内の燃料中の水分含有率或いは水の量を検出することはできない。そこで、本実施形態では、燃料タンク内の温度及び圧力に基づいて燃料タンク内に貯留されている燃料中の水分含有率を推定することとしている。
図３は、水溶性の燃料としてアンモニアを用いた場合における、燃料タンク４０内の温度と圧力との関係を示す図である。図中の実線は、アンモニアの濃度が１００ｗｔ％である純アンモニアにおける温度と圧力との関係を、図中の破線は、アンモニアの濃度が３０ｗｔ％であるアンモニア水における温度と圧力との関係をそれぞれ示している。
図３に示したように、燃料タンク４０内にアンモニアの濃度が１００ｗｔ％である純アンモニア（図中の実線）が貯留されている場合にも、燃料タンク４０内にアンモニアの濃度が３０ｗｔ％のアンモニア水（図中の破線）が貯留されている場合にも、燃料タンク４０内の温度が高くなるにつれて燃料タンク４０内の圧力が高くなる。しかしながら、燃料タンク４０内の温度に関わらず、燃料タンク４０内に純アンモニアが貯留されている場合の方が、燃料タンク４０内にアンモニアの濃度が３０ｗｔ％のアンモニア水が貯留されている場合に比べて、常に圧力が高くなる。これは、アンモニアの平衡蒸気圧が水の平衡蒸気圧よりも高いことに起因するものである。
また、図４は、水溶性の燃料としてエタノールを用い且つ燃料タンク４０内の温度を一定とした場合における、エタノールと水とのモル分率と、燃料タンク４０内の圧力との関係を示す図である。図４からわかるように、水のモル分率が低くなるほど、すなわちエタノールのモル分率が高くなるほど、燃料タンク４０内の圧力が高くなる。これも、エタノールの平衡蒸気圧が水の平衡蒸気圧よりも高いことに起因するものである。
本実施形態において燃料として用いられる水溶性の物質は、その平衡蒸気圧が水の平衡蒸気圧よりも高い。このため、本実施形態において用いられる水溶性の燃料全般において、図３及び図４に示したような傾向が認められる。すなわち、水溶性の燃料中の水分含有率に応じて燃料タンク４０内の温度と圧力との関係が変化し、特に燃料タンク４０内の温度を一定とすると、水溶性の燃料中の水分含有率が高くなるほど燃料タンク４０内の圧力が低くなる。
このように、水溶性の燃料中の水分含有率に応じて燃料タンク４０内の温度と圧力との関係が変化することから、燃料タンク４０内の温度及び圧力を検出する温度センサ４８及び圧力センサ４９の出力に基づいて燃料タンク４０内に貯留された燃料中の水分含有率を推定することができる。
具体的には、本実施形態では、図４に示したような燃料と水との混合比率と燃料タンク４０内の圧力との関係を示すマップを各温度毎に予め作成し、すなわち燃料中の水分含有率と燃料タンク４０内の温度と燃料タンク４０内の圧力との関係を示すマップを予め作成する。そして、このマップを用いて温度センサ４８及び圧力センサ４９の出力値に基づいて燃料中の水分含有率を算出する。なお、マップの代わりに、燃料中の水分含有率と、燃料タンク４０内の温度と、燃料タンク４０内の圧力との関係を示す計算式を予め求め、この計算式を用いて各センサ４８、４９の出力値に基づいて燃料中の水分含有率を算出するようにしてもよい。
本実施形態によれば、このように燃料タンク４０内の温度及び圧力に基づいて燃料タンク４０内に貯留されている燃料中の水分含有率を推定することにより、水溶性の燃料を用いた場合にも水分含有率を正確に推定することができる。
そして、本実施形態では、このようにして推定された燃料中の水分含有率に基づいて、燃料噴射弁３から燃焼室２内への燃料噴射量を補正することとしている。以下に燃料噴射量の補正方法について説明する。
燃料噴射弁３、燃料リザーバ１５、燃料供給管１６及び燃料タンクシステム１７から構成される本実施形態の燃料供給システムでは、例えば、エアフロメータ２９の出力値から算出された吸入空気量Ｍｃに基づいて、空燃比が目標空燃比（例えば、理論空燃比）となるように燃料噴射弁３の目標燃料噴射量（目標燃料供給量）ＴＡＵｔが算出される。
次いで、本実施形態では、推定された燃料中の水分含有率Ｒｗｔに基づいて、燃料噴射弁３から噴射される真の燃料量が目標燃料噴射量に等しくなるように下記式（１）により補正目標燃料噴射量ＴＡＵｔｍが算出され、算出された補正目標燃料噴射量ＴＡＵｔｍの燃料（水を含んだ燃料）が噴射されるように燃料噴射弁３が制御される。
ＴＡＵｔｍ＝ＴＡＵｔ・１００００／（１００−Ｒｗｔ）      …（１）
このように燃料噴射弁３から噴射される燃料量を補正することにより、燃焼室２内に噴射される真の燃料量（燃焼室２内に供給された液体総量から水量を除いた量）を、機関運転状態に基づいて算出された目標燃料噴射量に合わせることができる。これにより、内燃機関の出力低下や排気エミッションの悪化を抑制することができる。
なお、上記実施形態では、吸入空気量Ｍｃに基づいて目標燃料噴射量を算出しているが、例えば負荷センサ３２によって検出された機関負荷及びクランク角センサ３３によって検出された機関回転数等に基づいて目標燃料噴射量を算出するなど、上記実施形態とは異なる方法で目標燃料噴射量を算出してもよい。
また、上記実施形態では、本発明の燃料タンクシステム１７及び燃料供給システムを内燃機関に適用した例を示しているが、上述したような燃料タンクシステム１７及び燃料供給システムは、これら燃料タンクシステム及び燃料供給システムを必要とする内燃機関以外の機構、例えば燃料電池等にも適用可能である。したがって、これらをまとめて表現すると、本実施形態の燃料供給システムは、燃料タンクから供給された燃料を燃料供給対象（内燃機関の場合には燃焼室２や吸気ポート）に液体状態で目標燃料供給量だけ供給すると共に、この目標燃料供給量を水分含有率に基づいて補正するように構成されているといえる。
次に、図５を参照して、本発明の第二実施形態の燃料タンクシステム及び燃料供給システムについて説明する。図５からわかるように、第二実施形態の燃料タンクシステム及び燃料供給システムの構成は、基本的に第一実施形態の燃料タンクシステム及び燃料供給システムの構成と同様である。
しかしながら、第一実施形態では、燃料供給管１６の端部が燃料タンク４０の底部近傍に配置されていたのに対して、本実施形態では、燃料供給管１６’の端部が燃料タンク４０の頂部近傍に配置されている。したがって、上記第一実施形態では、燃料供給管１６には燃料タンク４０の底部に貯留している液体の燃料が吸引され、よって燃料噴射弁３には液体の燃料が供給されていたのに対して、本実施形態では、燃料供給管１６’には燃料タンク４０の頂部近傍に存在する気体の燃料が吸引され、よって燃料噴射弁３には気体の燃料が供給される。
ところで、水溶性の燃料の平衡蒸気圧が水の平衡蒸気圧よりも高いことから、水に比べて燃料の方が気化し易い。このため、図５に示したように構成された燃料タンクシステム１７’では、使用期間が長くなるにつれて燃料タンク４０内に水分が残留、蓄積し、貯留されている燃料中の水分含有率又は水分量が徐々に増大する。このように燃料中の水分量が増大すると、燃料タンク４０内には真の燃料は少量しか貯留されていない場合であっても、残量計４７によっては或る程度の量の燃料が検出されることになり、残量計４７によって検出される燃料の残量に誤差が生じてしまう。
また、このように構成された燃料タンクシステム１７’においても、燃料タンク４０内に貯留している液体燃料中に水分が含まれていると、燃料タンク４０内の気体燃料中にも水分が含まれることになる。したがって、この場合にも、上述した理由と同様な理由で、内燃機関の出力低下や排気エミッションの悪化を招くことになる。
そこで、本実施形態においても、上記第一実施形態と同様に、燃料タンク４０内の温度及び圧力に基づいて燃料タンク４０内に貯留されている液体燃料中の水分含有率を推定し、この液体燃料中の水分含有率に基づいて真の燃料の残量推定及び目標燃料噴射量の補正を行うこととしている。
まず、真の燃料の残量推定について説明する。上述したように残量計４７によって検出される燃料の残量には水の量が含まれている。換言すると、残量計４７によって検出される燃料残量は、燃料タンク４０内に貯留されている真の燃料量と水量とを加えた値となっている。そこで、本実施形態では、残量計４７によって検出された燃料の残量ＦＲを、上記第一実施形態と同様な方法で推定された液体燃料中の水分含有率Ｒｗｔに基づいて下記式（２）により補正して、補正燃料残量ＦＲｍを算出している。
ＦＲｍ＝ＦＲ・（１００−Ｒｗｔ）      …（２）
このようにして算出された補正燃料残量ＦＲｍは、燃料タンク４０内に貯留されている真の燃料量（燃料タンク４０内に貯留されている液体総量から水量を除いた量）を示している。これにより、燃料タンク４０内の真の燃料量を正確に把握することができる。
次に、液体燃料中の水分含有率に基づく目標燃料噴射量の補正について説明する。上述したように、燃料タンク４０内の温度及び圧力に基づいて液体燃料中の水分含有率を推定することはできるが、この液体燃料中の水分含有率と気体燃料中の水分含有率とは必ずしも同一ではない。そこで、本実施形態では、液体燃料中の水分含有率に基づいて気体燃料中の水分含有率を算出することとしている。
ここで、燃料の活量係数をγｆｕｅｌ、液相の燃料のモル分率をｘｆｕｅｌ、燃料純物質の平衡蒸気圧をＰｆｕｅｌとし、水の活量係数をγＨ２０、液相の水のモル分率をｘＨ２０、水純物質の平衡蒸気圧をＰＨ２０として、燃料タンク４０内の気液平衡を考えると下記式（３）、（４）が成り立つ。なお、下記式（３）、（４）において、ｐｆｕｅｌは気相の燃料の分圧、ｐＨ２０は気相の水の分圧をそれぞれ示している。
ｐｆｕｅｌ＝γｆｕｅｌ・ｘｆｕｅｌ・Ｐｆｕｅｌ      …（３）
ｐＨ２０＝γＨ２０・ｘＨ２０・ＰＨ２０          …（４）
燃料純物質の平衡蒸気圧Ｐｆｕｅｌ及び水純物質の平衡蒸気圧ＰＨ２０は、燃料タンク４０内の温度により定まり、また、燃料の活量係数γｆｕｅｌは液相の燃料モル分率ｘｆｕｅｌにより且つ水の活量係数γＨ２０は液相の水モル分率ｘＨ２０により定まる。このため、気相の燃料の分圧ｐｆｕｅｌ及び気相の水の分圧ｐＨ２０は、液相の燃料モル分率ｘｆｕｅｌ、水モル分率ｘＨ２０、燃料タンク４０内の温度に基づいて算出することができる。
ここで、液相の燃料及び水のモル分率は、上述した燃料中の水分含有率により算出することができ、また、燃料タンク４０内の温度は温度センサ４８によって検出される。このため、本実施形態では、上記式（３）及び（４）を用いて、気相の燃料の分圧ｐｆｕｅｌ及び気相の水の分圧ｐＨ２０を算出することができ、これにより気相における燃料中の水分含有率Ｒｗｔｇａｓを算出することができる。
そして、本実施形態では、このようにして推定された気体燃料中の水分含有率Ｒｗｔｇａｓに基づいて、上記第一実施形態と同様に燃料噴射弁３から燃焼室２内への燃料噴射量を補正することとしている。すなわち、本実施形態では、気体燃料中の水分含有率Ｒｗｔｇａｓに基づいて、燃料噴射弁３から噴射される真の燃料量が目標燃料噴射量に等しくなるように、上記式（１）により補正目標燃料噴射量ＴＡＵｔｍが算出され、算出された補正目標燃料噴射量ＴＡＵｔｍの燃料（水を含んだ燃料）が噴射されるように燃料噴射弁３が制御される。
なお、上記第一実施形態では、液相の燃料中の水分含有率に基づいた燃料残量の補正を行っていない。しかしながら、第一実施形態の場合でも、残量計４７によって検出される燃料の残量に誤差が生じることから、第二実施形態と同様に液体燃料中の水分含有率に基づいた燃料残量の補正を行ってもよい。
また、本実施形態についても、上述したような燃料タンクシステム１７’及び燃料供給システムを、内燃機関以外の機構、例えば燃料電池等に適用してもよい。したがって、これらをまとめて表現すると、本実施形態の燃料供給システムは、燃料タンクから供給された燃料を燃料供給対象（内燃機関の場合には燃焼室２や吸気ポート）に気体状態で目標燃料供給量だけ供給すると共に、液体状態の燃料中の水分含有率に基づいて気体状態の燃料中の水分含有率を算出し、気体状態の燃料中の水分含有率に基づいて目標燃料供給量を補正するように構成されているといえる。
次に、図６を参照して、本発明の第三実施形態の燃料タンクシステムについて説明する。図６からわかるように、第三実施形態の燃料タンクシステムの構成は、基本的に第一実施形態の燃料タンクシステムの構成と同様である。
しかしながら、図６から分かるように、本実施形態の燃料タンクシステム１７’’では、燃料充填口４２に近接して燃料充填管４１に乾燥材取付部５０が設けられ、乾燥材取付部５０にはカートリッジ式の乾燥材（吸水材）５１が取り付けられる。カートリッジ式の乾燥材５１は、乾燥材５１内を流れる燃料中の水分を吸収するように構成され、交換可能である。乾燥材５１としては、例えばモレキュラーシーブやシリカゲル等の水を物理吸着する乾燥材、又は例えば生石灰等の水を化学吸着する塩基性の乾燥材等が用いられる。なお、本実施形態では、乾燥材５１は、燃料充填口４２に近接して燃料充填管４１に配置されるが、燃料充填口４２から供給された燃料が燃料タンク４０内に貯留される前に乾燥材５１を通過すれば、如何なる位置に配置されてもよい。また、本実施形態では、警告表示装置５２が、ＥＣＵ２０の駆動回路２８に接続される。
このように構成された燃料タンクシステム１７’’では、燃料タンク４０内への燃料の充填に際して、燃料は必ず乾燥材５１を通過することになる。このため、燃料充填口４２に供給される燃料中に水分が含まれていてもその水分は乾燥材５１によって除去されるため、基本的に燃料タンク４０内に貯留される燃料の水分含有率は低く維持される。
ところで、乾燥材５１による水分吸収能力は、常に一定ではなく、乾燥材５１による水分吸収量の増大に伴って低下する。このため、乾燥材５１を長時間使用すると、燃料充填口４２に供給された燃料中の水分を乾燥材５１によって十分に除去することができなくなり、その結果、燃料タンク４０内に貯留されている燃料の水分含有率が増大する。
そこで、本実施形態では、上記第一実施形態と同様に、温度センサ４８及び圧力センサ４９によって検出された燃料タンク４０内の温度及び圧力に基づいて、燃料タンク４０内に貯留された燃料中の水分含有率を推定し、推定された水分含有率が予め定められた限界含有率以上となった場合には警告表示装置５２により乾燥材５１の交換を促す警告を発することとしている。
これにより、乾燥材５１による水分吸収能力が低下すると、警告表示装置５２によって警告が発せられることになるため、乾燥材５１の水分吸収能力を常に或る程度以上に維持することができる。
なお、本実施形態においても、上記第一実施形態及び第二実施形態と同様に、燃料の水分含有率に基づいて目標燃料噴射量を補正するようにしてもよい。また、本実施形態についても、上述したような燃料タンクシステム１７’’を、内燃機関以外の機構、例えば燃料電池等に適用してもよい。
なお、本発明について特定の実施形態に基づいて詳述しているが、当業者であれば本発明の請求の範囲及び思想から逸脱することなく、様々な変更、修正等が可能である。
【符号の説明】
【０００８】
２０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
４０  燃料タンク
４１  燃料充填管
４２  燃料充填口
４４  逆止弁
４５  燃料ポンプ
４６  遮断弁
４７  残量計
４８  温度センサ
４９  圧力センサ
【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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【国際調査報告】
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