(57)【要約】【課題】内燃機関用燃料噴射装置において、燃料の成分を分析する成分分析器の耐久性を向上させる。【解決手段】燃料給油口６１から燃料タンク４に燃料を導く主給油管６と、この主給油管６から分岐して燃料タンク４に接続されたバイパス給油管７とを備え、成分分析器８をバイパス給油管７中に配置する。バイパス給油管７の部位は燃料タンク４内よりも低温・低湿度であるため、成分分析器８の耐久性を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を備える車両に搭載され、燃料タンク（４）内に貯留された燃料を燃料ポンプ（５）により高圧化して前記内燃機関に供給する内燃機関用燃料噴射装置において、
燃料給油口（６１）から前記燃料タンク（４）に燃料を導く給油管（６、７）に、燃料の成分を分析する成分分析器（８）が配置されていることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
【請求項２】
前記給油管（６、７）は、前記燃料給油口（６１）から前記燃料タンク（４）に燃料を導く主給油管（６）と、この主給油管（６）から分岐して前記燃料タンク（４）に接続されたバイパス給油管（７）とを備え、
前記成分分析器（８）は前記バイパス給油管（７）中に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用燃料噴射装置。
【請求項３】
高圧燃料を蓄える蓄圧器（１）と、
この蓄圧器（１）に蓄えられた高圧燃料を内燃機関に噴射するインジェクタ（２）と、
燃料タンク（４）から吸入した燃料を加圧して前記蓄圧器（１）へ圧送する燃料ポンプ（５）とを備える内燃機関用燃料噴射装置において、
前記燃料タンク（４）内の燃料が吸入配管（Ｓ１）を介して前記燃料ポンプ（５）の燃料入口部に導かれ、
前記蓄圧器（１）、前記インジェクタ（２）、および前記燃料ポンプ（５）のリーク燃料がリーク配管（Ｌ１〜Ｌ４）を介して前記燃料タンク（４）に導かれ、
燃料の成分を分析する成分分析器（８）が、前記吸入配管（Ｓ１）および前記リーク配管（Ｌ１〜Ｌ４）のいずれか一方に配置されていることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の成分を分析する成分分析器を備える内燃機関用燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、世界的に化石燃料の枯渇によるエネルギー問題が起こっており、ディーゼルエンジンの代替エネルギーとしてバイオ燃料の使用が各国で行われてきている。そして、そのバイオ燃料は各国の農産物により様々な種類のものが製造され、したがって、国をまたいだ車両走行をする場合などは燃料の交換の際に問題が起き易い。そこで、燃料系に取り付けた成分分析器によって燃料の成分を分析し、その分析結果を燃料噴射制御等に利用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１−１１３５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示された装置では、成分分析器が燃料タンク内に配置されているため、高温多湿の環境の影響により成分分析器の耐久性に問題があった。
【０００４】
本発明は上記点に鑑みて、内燃機関用燃料噴射装置において、成分分析器の耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の特徴では、燃料給油口（６１）から燃料タンク（４）に燃料を導く給油管（６、７）に、燃料の成分を分析する成分分析器（８）が配置されている。
【０００６】
このような構成では、給油管（６、７）の部位は燃料タンク（４）内よりも低温・低湿度であるため、成分分析器（８）の耐久性を向上させることができる。
【０００７】
この場合、燃料給油口（６１）から燃料タンク（４）に燃料を導く主給油管（６）と、この主給油管（６）から分岐して燃料タンク（４）に接続されたバイパス給油管（７）とを備え、成分分析器（８）をバイパス給油管（７）中に配置することができる。
【０００８】
このようにすれば、例えば主給油管（６）から離れた位置に成分分析器（８）を設置することが可能であり、成分分析器（８）の設置位置の選定自由度が高くなる。
【０００９】
本発明の第２の特徴では、高圧燃料を蓄える蓄圧器（１）と、この蓄圧器（１）に蓄えられた高圧燃料を内燃機関に噴射するインジェクタ（２）と、燃料タンク（４）から吸入した燃料を加圧して蓄圧器（１）へ圧送する燃料ポンプ（５）とを備える内燃機関用燃料噴射装置において、燃料タンク（４）内の燃料が吸入配管（Ｓ１）を介して燃料ポンプ（５）の燃料入口部に導かれ、蓄圧器（１）、インジェクタ（２）、および燃料ポンプ（５）のリーク燃料がリーク配管（Ｌ１〜Ｌ４）を介して燃料タンク（４）に導かれ、燃料の成分を分析する成分分析器（８）が、吸入配管（Ｓ１）およびリーク配管（Ｌ１〜Ｌ４）のいずれか一方に配置されている。
【００１０】
このような構成では、吸入配管（Ｓ１）やリーク配管（Ｌ１〜Ｌ４）の部位は燃料タンク（４）内よりも低湿度であるため、成分分析器（８）の耐久性を向上させることができる。また、吸入配管（Ｓ１）やリーク配管（Ｌ１〜Ｌ４）の任意の位置に成分分析器（８）を設置することができるため、成分分析器（８）の設置位置の選定自由度が高くなる。
【００１１】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る内燃機関用燃料噴射装置の全体構成を示す図である。
【００１３】
図１に示すように、燃料噴射装置は、高圧燃料が蓄えられる蓄圧器１を備えている。蓄圧器１には高圧配管Ｈ１を介して複数のインジェクタ２が接続され、インジェクタ２は、電子制御装置（図示せず。以下、ＥＣＵという）に制御されて所定の時期に所定の期間開弁して、蓄圧器１に蓄えられた高圧燃料を内燃機関（より詳細には、ディーゼルエンジン。図示せず）の各気筒内に噴射する。
【００１４】
蓄圧器１には、蓄圧器１内の燃料圧力（以下、レール圧という）が異常高圧になるのを防止するリミッタ３が設けられている。このリミッタ３は、レール圧が設定圧まで上昇すると開弁し、蓄圧器１内の燃料を蓄圧系リーク配管Ｌ１および共通リーク配管Ｌ２を介して燃料タンク４に逃がすようになっている。
【００１５】
インジェクタ２は、その内部に形成された背圧室の燃料圧力が制御されることにより開弁・閉弁が制御されるようになっている。そして、インジェクタ２には噴射系リーク配管Ｌ３が接続されており、インジェクタ２の余剰燃料や背圧室から排出された燃料は、噴射系リーク配管Ｌ３および共通リーク配管Ｌ２を介して燃料タンク４に戻される。
【００１６】
燃料ポンプ５は、燃料タンク４から吸入配管Ｓ１を介して燃料を吸入し、吸入した燃料を高圧に加圧して高圧配管Ｈ２を介して蓄圧器１に圧送する。この燃料ポンプ５は、燃料タンク４から燃料を吸い上げるフィードポンプ５１と、フィードポンプ５１から送られた燃料をプランジャ（図示せず）の往復動に基づいて加圧して蓄圧器１に圧送する高圧ポンプ５２と、フィードポンプ５１から高圧ポンプ５２に至る燃料通路の開口面積を調整する調整弁５３とを備えている。そして、調整弁５３により燃料通路の開口面積が変更されることにより、高圧ポンプ５２の燃料吸入量が調整され、ひいては燃料圧送量が調整される。
【００１７】
燃料ポンプ５にはポンプ系リーク配管Ｌ４が接続されており、燃料ポンプ５から排出された燃料は、ポンプ系リーク配管Ｌ４および共通リーク配管Ｌ２を介して燃料タンク４に戻される。
【００１８】
燃料タンク４には主給油管６が接続されており、燃料給油口６１から供給される燃料が主給油管６を介して燃料タンク４に導かれるようになっている。また、主給油管６からバイパス給油管７が分岐され、このバイパス給油管７の下流端は燃料タンク４に接続されている。そして、燃料給油口６１から供給される燃料は、大部分が主給油管６を介して燃料タンク４に導かれ、少量がバイパス給油管７を介して燃料タンク４に導かれる。
【００１９】
このバイパス給油管７の途中には、バイパス給油管７を通過する燃料の成分を分析する成分分析器８が配置されている。このバイパス給油管７の部位は燃料タンク４内よりも低温・低湿度であるため、成分分析器８の耐久性を向上させることができる。また、必要に応じて主給油管６から離れた位置に成分分析器８を設置することも可能であり、成分分析器８の設置位置の選定自由度が高くなる。
【００２０】
この成分分析器８としては、ＦＴ−ＩＲ、ラマン測定器、ガスマトグラフ、ＮＭＲ、小型蛍光Ｘ線分析装置を用いることができる。なお、成分分析器８は、必要成分分析のみできるようにして小型化することが望ましい。
【００２１】
ＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等からなる周知のマイクロコンピュータを備え、マイクロコンピュータに記憶したプログラムに従って演算処理を行うものである。ＥＣＵには、成分分析器８で分析した燃料の成分に関する情報が入力されるとともに、各種センサから機関回転数やアクセル開度等の種々の情報が随時入力される。そして、ＥＣＵは、燃料の性状や内燃機関の運転状態に応じた最適の噴射時期、噴射量（噴射期間）を算出して、各インジェクタ２の開弁時期および開弁期間を制御する。
【００２２】
次に、ＥＣＵよって実行される燃料成分を分析する処理について説明する。図２は燃料成分を分析する手順を示したフローチャートである。ＥＣＵはこの処理を常時実行する。
【００２３】
図２に示すように、燃料給油口６１のキャップ（図示せず）が開かれるまで、ステップＳ１００の判定を繰り返す。なお、燃料給油口６１のキャップの開閉状態を検出するスイッチ（図示せず）の信号がＥＣＵに入力されている。
【００２４】
そして、燃料給油口６１のキャップが開かれると（ステップＳ１００がＹＥＳ）、燃料タンク４内にそれまで貯留されていた古い燃料の成分情報をＥＣＵのメモリから読み込むとともに、燃料タンク４内の燃料量を検出する燃料計（図示せず）の検出信号に基づいて、古い燃料の残存量を算出する（ステップＳ１０１）。なお、古い燃料の成分情報は、後述するステップＳ１０３でＥＣＵのメモリに記憶したものである。
【００２５】
続いて、燃料給油口６１から新規に給油される燃料の成分を成分分析器８により分析するともに、燃料計の検出信号に基づいて新規給油量を算出する（ステップＳ１０２）。
【００２６】
続いて、ステップＳ１０１、１０２で得た情報に基づいて、燃料タンク４内にそれまで貯留されていた古い燃料と燃料給油口６１から給油された新しい燃料とが混ざった混合後の燃料の成分、および混合後の燃料の残存量を算出するとともに、混合後の燃料の成分情報をＥＣＵのメモリに記憶する（ステップＳ１０３）。
【００２７】
続いて、ステップＳ１０３で算出した混合後の燃料の成分情報に基づいて、混合後の燃料を使用した場合に環境問題及び有害物質発生等に悪影響を与えるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。なお、悪影響を与える燃料の混合割合等の情報は、予めＥＣＵのメモリに記憶されている。
【００２８】
そして、悪影響を与えないと判定された場合は（ステップＳ１０４がＮＯ）、ステップＳ１０３で算出した混合後の燃料の成分情報に基づいて、混合後の燃料は固形物等が生成されるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。固形物等が生成されないと判定された場合は（ステップＳ１０５がＮＯ）、リターンする。なお、固形物が生成される燃料の混合割合等の情報は、予めＥＣＵのメモリに記憶されている。
【００２９】
一方、ステップＳ１０４がＹＥＳの場合、すなわち、混合後の燃料を使用した場合に環境問題及び有害物質発生等に悪影響を与えると判定された場合は、車両計器盤に設けられた警告ランプ（図示せず）を点灯して、その旨をドライバーに知らせる（ステップＳ１０６）。
【００３０】
また、ステップＳ１０５がＹＥＳの場合、すなわち、混合後の燃料は固形物等が生成されると判定された場合は、固形物を液状に戻すための還元剤等を燃料タンク４内に供給する（ステップＳ１０７）。これにより、固形物による燃料噴射系の不具合（目づまり等）を防止することができる。
【００３１】
次に、ＥＣＵよって実行される燃料噴射制御処理について説明する。図３は燃料噴射制御処理の手順を示したフローチャートである。ＥＣＵは、内燃機関が始動されるとこの処理を開始し、内燃機関が停止されるとこの処理を終了する。
【００３２】
図３に示すように、燃料タンク４内に貯留されている現在の燃料の成分をＥＣＵのメモリから読み込む（ステップＳ２００）。
【００３３】
そして、燃料の成分によって、粘度や発熱量が異なり、また、ＮＯｘ等の有害ガスの排出量も異なるため、ステップＳ２００で得た燃料の成分の情報に基づいて、その燃料の成分に適した噴射量マップおよび噴射時期マップを選択する（ステップＳ２０１）。なお、噴射量マップおよび噴射時期マップは、燃料の成分毎に準備され、ＥＣＵのメモリに記憶されている。
【００３４】
続いて、ステップＳ２０１で選択した噴射量マップおよび噴射時期マップを用い、機関回転数やアクセル開度等の情報に基づいて、噴射量および噴射時期を決定し、各インジェクタ２の開弁時期および開弁期間を制御する（ステップＳ２０２）。
【００３５】
そして、有害ガスの排出量を抑制するのに適したＡ／Ｆは燃料の成分によって異なるため、ステップＳ２００で得た燃料の成分の情報に基づいて、その燃料の成分に適したＡ／Ｆを決定するとともに、そのＡ／Ｆになるように吸気量を制御する（ステップＳ２０３）。なお、燃料の成分と最適Ａ／Ｆとの関係はＥＣＵのメモリに記憶されている。
【００３６】
このように、成分分析器８による燃料成分の分析結果を燃料噴射制御に利用することにより、成分の異なる燃料が混合された状態でも、必要なトルクを発生させつつ、有害ガスの排出を抑制することができる。
【００３７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図４は第２実施形態に係る内燃機関用燃料噴射装置の全体構成を示す図である。本実施形態は、成分分析器８の配置位置が第１実施形態と異なっている。第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
図４に示すように、本実施形態では、蓄圧系リーク配管Ｌ１に並列にバイパスリーク配管Ｌｂが設けられ、このバイパスリーク配管Ｌｂの途中に成分分析器８が配置されている。
【００３９】
この成分分析器８の配置変更に伴って、ＥＣＵよって実行される燃料成分を分析する処理も変更されている。なお、燃料噴射制御処理は第１実施形態と同じである。
【００４０】
図５は燃料成分を分析する手順を示したフローチャートである。ＥＣＵは、内燃機関が始動されるとこの処理を開始し、内燃機関が停止されるとこの処理を終了する。
【００４１】
図５に示すように、リミッタ３から排出された燃料（すなわち、古い燃料と新しい燃料とが混ざった混合後の燃料）の成分を成分分析器８により分析する（ステップＳ１１０）。続いて、第１実施形態と同様に、ステップＳ１０４以降の処理を実行する。
【００４２】
本実施形態では、バイパスリーク配管Ｌｂの部位は燃料タンク４内よりも低湿度であるため、成分分析器８の耐久性を向上させることができる。
【００４３】
また、成分分析器８は、古い燃料と新しい燃料とが混ざった混合後の燃料の成分を分析するため、第１実施形態のようにバイパス給油管７を通過する燃料の成分を分析する場合よりも、燃料成分を分析する処理が簡単になる。
【００４４】
なお、本実施形態では、蓄圧系リーク配管Ｌ１に対して並列なバイパスリーク配管Ｌｂの途中に成分分析器８を配置したが、共通リーク配管Ｌ２、噴射系リーク配管Ｌ３、あるいはポンプ系リーク配管Ｌ４のいずれかに対して並列なバイパスリーク配管を設け、そのバイパスリーク配管の途中に成分分析器８を配置してもよい。
【００４５】
また、吸入配管Ｓ１に対して並列なバイパス吸入配管を設け、そのバイパス吸入配管の途中に成分分析器８を配置してもよい。さらに、バイパスリーク配管やバイパス吸入配管を廃止し、リーク配管Ｌ１〜Ｌ４や吸入配管Ｓ１の途中に成分分析器８を配置してもよい。
【００４６】
（他の実施形態）
上記各実施形態において、固形物沈殿等を防ぐために、燃料タンク４内に攪拌羽を入れ、性状が変化しない程度の乱流場を作り出すようにしてもよい。
【００４７】
また、燃料の成分の分析により、どの種類の燃料がどのくらい入っているかを算出できるため、どの種類の燃料がどのくらい入っているかを表示し、ドライバーに認識できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関用燃料噴射装置の全体構成を示す図である。
【図２】第１実施形態の装置において燃料成分を分析する手順を示したフローチャートである。
【図３】第１実施形態の装置において燃料噴射制御処理の手順を示したフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る内燃機関用燃料噴射装置の全体構成を示す図である。
【図５】第２実施形態の装置において燃料成分を分析する手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
４…燃料タンク、５…燃料ポンプ、６、７…給油管、８…成分分析器、６１…燃料給油口。
【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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