(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽油を貯溜する軽油タンクと、バイオ燃料を貯溜するバイオ燃料タンクと、軽油とバイオ燃料が混ざった混合油を貯溜する混合油タンクと、軽油給油管を介して前記軽油タンクに接続しバイオ燃料給油管を介して前記バイオ燃料タンクに接続し燃焼フィルタ及び燃料噴射ポンプを備える燃料給油管を介してエンジンに接続し、かつ前記エンジンへの燃料の供給を前記軽油又はバイオ燃料の何れかに切り換える燃料切換弁と、燃料戻管を介して前記燃料噴射ポンプに接続し軽油戻管を介して前記軽油燃料タンクに接続しバイオ燃料戻管を介して前記バイオ燃料タンクに接続し混合油送液管を介して前記混合油タンクに接続し、かつ前記燃料噴射ポンプからの燃料の戻り方向を前記軽油タンク又はバイオ燃料タンク或いは混合油タンクの何れかに切り換える燃料戻弁と、を有するディーゼルエンジン搭載車両のバイオ燃料・軽油切換システムであって、
（１）エンジンへ供給する燃料がバイオ燃料のときは、前記燃料切換弁は前記バイオ燃料給油管と燃料給油管を連通させ、前記燃料戻弁は前記バイオ燃料戻管と燃料戻管を連通させ、
（２）エンジンへ供給する燃料が軽油のときは、前記燃料切換弁は前記軽油給油管と燃料給油管を連通させ、前記燃料戻弁は前記軽油戻管と燃料戻管を連通させ、
（３）バイオ燃料から軽油に切り換えるときは、前記燃料切換弁は前記軽油給油管と燃料給油管を連通させ、前記燃料戻弁は前記混合油タンク送液管と燃料戻管を一定時間連通させ、
（４）軽油からバイオ燃料に切換えるときは、前記燃料切換弁は前記バイオ燃料給油管と燃料給油管を連通させ、前記燃料戻弁は前記混合油タンク送液管と燃料戻管を一定時間連通させることを特徴とするバイオ燃料・軽油切換システム。
【請求項２】
前記燃料切換弁が、有底かつ内部空洞で側壁に７つの孔を有する第一カップと、前記空洞に嵌合され内部に２方の出口を有する通路を設けた第一回転体と、前記第一カップの開口面側に固定される第一蓋と、前記第一回転体を回転させる軸と、前記第一蓋側の前記軸に連結され前記軸を回転させる切換レバーとからなり、
別々の前記孔に前記燃料給油管、前記軽油給油管、前記バイオ燃料給油管が接続し、前記回転体を回転させ前記通路と前記燃料給油管と前記軽油給油管或いは前記バイオ燃料給油管を連通させ、燃料給油管に送液する燃料を軽油又はバイオ燃料から選択することを特徴とする請求項１に記載のバイオ燃料・軽油切換システム。
【請求項３】
前記燃料戻弁が、有底かつ内部空洞で側壁に７つの穴を有する第二カップと、前記空洞に嵌合され内部に２方の出口を有する通路を設けて前記第一回転体とともに前記切換レバーにより回転する第二回転体と、前記第二カップの開口面側に固定される第二蓋とからなり、
別々の前記穴に前記燃料戻管、前記軽油戻管、前記バイオ燃料戻管、混合油送液管が接続し、前記第二回転体を回転させ前記通路と前記燃料戻管と前記軽油戻管又は前記バイオ燃料戻管或いは混合油送液管を連通させ、前記燃料噴射ポンプから戻される燃料を前記軽油タンク又は前記バイオ燃料タンク或いは混合油タンクに切り換えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバイオ燃料・軽油切換システム。
【請求項４】
前記（１）〜（４）の状況であること、又は前記混合燃料が満タンであることを表示する運転席インジケーターを備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のバイオ燃料・軽油切換システム。
【請求項５】
前記軽油燃料タンク及び前記バイオ燃料タンクの残量を表示する燃料計を備えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のバイオ燃料・軽油切換システム。
【請求項６】
前記運転席インジケーターの表示を、前記燃料切換弁の作動に連動して、ローターリースイッチにより接続制御させることを特徴とする請求項４に記載のバイオ燃料・軽油切換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、車両用内燃機関（ディーゼルエンジン）に燃料を供給する装置に係り、より詳しくは、ディーゼルエンジン搭載車両において、１００％バイオ燃料と軽油それぞれのタンクを備えて併用使用する場合において、両者の燃料を混合させることなく簡便に切り換えが出来るバイオ燃料・軽油切換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
「軽油引取税」では、軽油にバイオ燃料を混ぜた場合そのすべてを軽油引取税の対象とするとの法解釈から、１００％バイオマス燃料を使用したディーゼルエンジン搭載車両の試みが広まった。また、２００９年の「揮発油等の品質の確保等に関する法律」改正では、軽油へのバイオ燃料の混合割合の上限が５％に、またそれら燃料の混合者は事前登録が必要になった。しかし、１００％バイオ燃料を使用する場合は、その改正による制限を受けないために注目された。また、人々の環境意識の高まりもバイオ燃料の利用の背景にある。
【０００３】
ここで、バイオ燃料とは、生物由来の油から精製されるディーゼルエンジン用燃料の総称である。具体的には、家庭で使用された天ぷら油などがある。バイオ燃料は、原料となる油脂からグリセリンを除去するため、メチルエステル化等の化学処理を施し、精製して得られる。そして、軽油による走行に比べ二酸化炭素排出量が少なくなると試算されている。一方で、精製処理が不十分である場合には原料の油脂が残存し、エンジン系統に支障をきたすリスクもある。
【０００４】
他方、排ガス規制に対応するため、次世代ディーゼルエンジン搭載車両の開発が近年進んでいる。次世代ディーゼルエンジン搭載車両は、燃料完全燃焼させる「コモンレールシステム」、或いは排ガス中の微粒子状物質（ＰＭ）を捕集する「排気微粒子除去装置（ＤＰＦ）」、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させる「排ガス再生循環装置（ＥＧＲ）」備え、それら組み合わせにより排ガスをＮＯｘ・ＰＭ法の基準に適合させている。
【０００５】
この次世代ディーゼルエンジン搭載車両に１００％バイオ燃料を使用した場合の問題が利用者から指摘されている。その指摘で多いのが、１００％バイオ燃料を使用した場合に、エンジンオイルに多量の燃料が混入し、車両故障を引き起こすというものである。その結果、次世代ディーゼルエンジン搭載車両へのバイオ燃料の利用を断念している状況にある。
【０００６】
実際発明者は、次世代ディーゼルエンジン搭載車両（日野自動車製、コモンレールシステム、ＤＰＦ、ＥＧＲ採用のゴミ収集車２台）において、１００％バイオ燃料を使用した場合、１台は実験開始から１月（実験走行９５５Ｋｍ）でエンジン異常の警告灯が点灯し、検査したところ、エンジンオイルにバイオ燃料が混入しその量が通常の約２倍になっていた。他方は、エンジン警告灯は点滅しなかったが同期間（実験走行１４３３Ｋｍ）で同様に通常のエンジンオイル量の約１．５倍になっていた。
【０００７】
一方、次世代ディーゼルエンジン開発前の旧世代ディーゼルエンジン搭載車両においては、バイオ燃料がエンジンオイルに混入する問題は発生していなかった。しかしながら、旧世代ディーゼルエンジン搭載車両は、排ガス規制強化の流れのなかで生産は終了している。
【０００８】
次世代ディーゼルエンジン搭載車両において、エンジンオイルへの燃料混入原因は、排気フィルタの自己再生（排気フィルタを加熱することで排気微粒子を燃焼）中の排気ブレーキ(排気絞り弁)の作動ではないかと考えている。
【０００９】
排気微粒子除去装置（ＤＰＦ）装着車両の多くは、停止中（エンジン・アイドリング時）に自動的にＰＭ燃焼作業を行うが、この自動ＰＭ燃焼作業で焼却出来なかった場合には手動で焼却作業(警告灯による作業指示)を行う。この場合、ＤＰＦ内フィルター(酸化触媒)の温度をＰＭの焼却温度まで上昇(約５００℃)させるため、通常のアイドリング時のエンジン回転数約６００ｒｐｍ／分のところ、約１,２００ｒｐｍ／分まで自動的に上げ、更に排気ブレーキ(車種によっては、排気絞り弁)を自動的に作動させて排気ガス中に燃料の軽油(炭化水素油)を噴射(ポスト噴射)することにより、軽油と酸化触媒フィルタの反応熱によりＰＭの焼却温度まで上昇させている。
【００１０】
この排気ガス中に燃料(軽油)を噴射(ポスト噴射)するとき、フィルタの温度を効率的に上げるため排気ブレーキ(排気絞り弁)を作動させるが、排気ガス中に噴射した燃料の一部でシリンダー壁に付着している燃料が圧縮されることから、エンジンオイルに混入するものと思われる。
【００１１】
１００％バイオ燃料のエンジンオイルへ混入の最大の原因は、排気フィルタの自己再生が、バイオ燃料では酸化触媒フィルタとの反応熱を得られないことから、この作業を長時間行うことではないかと考えている。排気フィルタの自己再生では、１００％バイオ燃料を燃料として使用した場合でも、バイオ燃料を爆発行程直後の排気ガス中にポスト噴射する。しかしながら、１００％バイオ燃料ではマフラー内にある酸化触媒フィルタとの反応熱が得られず、フィルタの温度がＰＭの燃焼温度に達しないので、自己再生作業を長時間継続してしまうことになる。
【００１２】
その長時間の自己再生作業により１００％バイオ燃料がエンジンオイルに多量に混入するのではないかと考えている。なお、軽油を燃料としてポスト噴射した場合には、排気フィルタの自己再生作業は１５分〜２０分であるところから、軽油のエンジンオイルへの混入量は許容の範囲内とされている。(エンジンオイルのレベルゲージには従来のＭＡＸラインに加えて、増量ＭＡＸラインが刻まれ、更にこれを超えて増量した場合にはエンジン異常の警告灯が点灯するシステムになっている。)
【００１３】
他方、バイオ燃料を使用する車両として、特許文献１等の発明が公開されている。何れも、単に１００％バイオ燃料をエンジン燃料として使用するもの、或いは軽油にバイオマス燃料に単に混合してエンジン燃料として使用するものでしかない。次世代ディーゼルエンジン搭載車におけるエンジンオイルへのバイオ燃料の混入については考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特２００９−４１４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そこで、本願発明は、現行の軽油引取税や揮発油等の品質の確保等に関する法律に抵触することなく、軽油と１００％バイオ燃料（以下、単に「バイオ燃料」ということもある。）をディーゼルエンジンの燃料として随時切り換え併用し、かつ次世代ディーゼルエンジンにおいては、エンジンのトラブルを回避して１００％バイオ燃料による走行を可能にするバイオ燃料・軽油切換システム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】
【００１６】
本願発明は、上記課題を解決するために、軽油を貯溜する軽油タンクと、バイオ燃料を貯溜するバイオ燃料タンクと、軽油とバイオ燃料が混ざった混合油を貯溜する混合油タンクと、軽油給油管を介して前記軽油タンクに接続しバイオ燃料給油管を介して前記バイオ燃料タンクに接続し燃焼フィルタ及び燃料噴射ポンプを備える燃料給油管を介してエンジンに接続し、かつ前記エンジンへの燃料の供給を前記軽油又はバイオ燃料の何れかに切り換える燃料切換弁と、燃料戻管を介して前記燃料噴射ポンプに接続し軽油戻管を介して前記軽油燃料タンクに接続しバイオ燃料戻管を介して前記バイオ燃料タンクに接続し混合油送液管を介して前記混合油タンクに接続し、かつ前記燃料噴射ポンプからの燃料の戻り方向を前記軽油タンク又はバイオ燃料タンク或いは混合油タンクの何れかに切り換える燃料戻弁と、を有するディーゼルエンジン搭載車両のバイオ燃料・軽油切換システムであって、（１）エンジンへ供給する燃料がバイオ燃料のときは、前記燃料切換弁は前記バイオ燃料給油管と燃料給油管を連通させ、前記燃料戻弁は前記バイオ燃料戻管と燃料戻管を連通させ、（２）エンジンへ供給する燃料が軽油のときは、前記燃料切換弁は前記軽油給油管と燃料給油管を連通させ、前記燃料戻弁は前記軽油戻管と燃料戻管を連通させ、（３）バイオ燃料から軽油に切り換えるときは、前記燃料切換弁は前記軽油給油管と燃料給油管を連通させ、前記燃料戻弁は前記混合油タンク送液管と燃料戻管を一定時間連通させ、（４）軽油からバイオ燃料に切換えるときは、前記燃料切換弁は前記バイオ燃料給油管と燃料給油管を連通させ、前記燃料戻弁は前記混合油タンク送液管と燃料戻管を一定時間連通させることを特徴とするバイオ燃料・軽油切換システムの構成とした。
【００１７】
また、前記燃料切換弁が、有底かつ内部空洞で側壁に７つの孔を有する第一カップと、前記空洞に嵌合され内部に２方の出口を有する通路を設けた第一回転体と、前記第一カップの開口面側に固定される第一蓋と、前記第一回転体を回転させる軸と、前記第一蓋側の前記軸に連結され前記軸を回転させる切換レバーとからなり、別々の前記孔に前記燃料給油管、前記軽油給油管、前記バイオ燃料給油管が接続し、前記回転体を回転させ前記通路と前記燃料給油管と前記軽油給油管或いは前記バイオ燃料給油管を連通させ、燃料給油管に送液する燃料を軽油又はバイオ燃料から選択することを特徴とする前記記載のバイオ燃料・軽油切換システムの構成とした。
【００１８】
また、前記燃料戻弁が、有底かつ内部空洞で側壁に７つの穴を有する第二カップと、前記空洞に嵌合され内部に２方の出口を有する通路を設けて前記第一回転体とともに前記切換レバーにより回転する第二回転体と、前記第二カップの開口面側に固定される第二蓋とからなり、別々の前記穴に前記燃料戻管、前記軽油戻管、前記バイオ燃料戻管、混合油送液管が接続し、前記第二回転体を回転させ前記通路と前記燃料戻管と前記軽油戻管又は前記バイオ燃料戻管或いは混合油送液管を連通させ、前記燃料噴射ポンプから戻される燃料を前記軽油タンク又は前記バイオ燃料タンク或いは混合油タンクに切り換えることを特徴とする前記いずれかに記載のバイオ燃料・軽油切換システムの構成とした。
【００１９】
また、前記（１）〜（４）の状況であること、又は前記混合燃料が満タンであることを表示する運転席インジケーターを備えることを特徴とする前記何れかに記載のバイオ燃料・軽油切換システムの構成とし、前記軽油燃料タンク及び前記バイオ燃料タンクの残量を表示する燃料計を備えることを特徴とする前記いずれかに記載のバイオ燃料・軽油切換システムの構成とした。そして、前記運転席インジケーターの表示を、前記燃料切換弁の作動に連動して、ローターリースイッチにより接続制御させることを特徴とする前記いずれかに記載のバイオ燃料・軽油切換システムの構成とした。
【発明の効果】
【００２０】
本願発明は、１００％バイオ燃料と軽油との燃料切り換え時に、切り換え前に配管内等に残っている燃料を混合油タンクに貯え、燃料切換弁及び燃料戻弁を適切に制御することで、双方の燃料の一部が混ざった油をディーゼルエンジン車に使用することがないので、軽油引取税や揮発油等の品質の確保等に関する法律の対象とならない。
【００２１】
さらに、次世代ディーゼルエンジン搭載車両であっても、本発明によれば、１００％バイオ燃料による走行であっても、排気フィルタの自己再生モード中はその燃料を軽油に切り換えることで、１００％バイオ燃料に起因するエンジン系統への問題（エンジンオイルへの燃料混入）を起こすことがない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明であるディーゼルエンジン搭載車両のバイオ燃料・軽油切換システムの模式図である。
【図２】バイオ燃料使用時の燃料の流れ及び計器の電気的接続を示す模式図である。
【図３】バイオ燃料から軽油に切り換えるときの燃料の流れ及び計器の電気的接続を示す模式図である。
【図４】軽油供使用時の燃料の流れ及び計器の電気的接続を示す模式図である。
【図５】軽油からバイオ燃料に切り換えるときの燃料の流れ及び計器の電気的接続を示す模式図である。
【図６】燃料切換弁と燃料戻弁の説明図（縦断面）である。
【図７】切換レバーの移動に連動した各燃料弁の位置及びインジケーターの電気的接続の状態（バイオ燃料使用時）を示す模式図である。
【図８】切換レバーの移動に連動した各燃料弁の位置及びインジケーターの電気的接続の状態（バイオ燃料から軽油への切換時）を示す模式図である。
【図９】切換レバーの移動に連動した各燃料弁の位置及びインジケーターの電気的接続の状態（軽油使用時）を示す模式図である。
【図１０】切換レバーの移動に連動した各燃料弁の位置及びインジケーターの電気的接続の状態（軽油からバイオ燃料への切換時）を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本願発明であるディーゼルエンジン搭載車両のバイオ燃料・軽油切換システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明であるディーゼルエンジン搭載車両のバイオ燃料・軽油切換システムの模式図である。図１を参照して、本発明の構成について先ず説明する。
【００２５】
バイオ燃料・軽油切換システム１は、ディーゼルエンジン５搭載車両に備えられる軽油２ａを貯溜する軽油タンク２と、バイオ燃料３ａを貯溜するバイオ燃料タンク３と、軽油２ａとバイオ燃料３ａが混ざった混合油４ａを貯溜する混合油タンク４と、燃料切換弁８と、燃料戻弁９とからなる。
【００２６】
さらに、燃料計１０ａの表示、インジケーター１２の表示を燃料送液状況に連動させる燃料計切換スイッチ１０、インジケーター切換スイッチを運転席に備える。
【００２７】
各燃料は、既存の燃料給油管６を通り、既存の燃料フィルタ５ａ、燃料噴射ポンプ５ｂ、ディーゼルエンジン５に送られる。軽油２ａは、燃料切換弁８を介して燃料給油管６に連結される軽油給油管２ｄを通りエンジン５に送られる。バイオ燃料３ａは、燃料切換弁８を介して燃料給油管６に連結されるバイオ燃料給油管３ｄを通りエンジン５に送られる。
【００２８】
軽油タンク２、バイオ燃料タンク３にはそれぞれ、従来から燃料残量を感知する浮子２ｃ、３ｃに接続する残量センサ２ｂ、燃料計センサ３ｂを備え、その感知残量は、電気信号として燃料計切換スイッチ１０を介して燃料計１０ａに送られ、燃料計１０ａが燃料残量を表示する。
【００２９】
他方、混合油タンク４には、混合油４ａの貯留量を検知する浮子４ｃに接続する警報センサ４ｂが備えられている。警報センサ４ｂは、混合油タンク４での混合油４ａの貯留量が所定量に達した場合に、電気信号をインジケーター切換スイッチ１１を介して、混合油満タン表示１２ａに送り、「混合油満タン」表示を点灯させる。
【００３０】
その後、ユーザーが、混合油タンク４の底部に設けられた排油バルブ４ｄを開放し、混合油４ａを混合油タンク４から抜き取る。なお、警報センサ４ｂからの信号はブザーなど、混合油タンク４に混合油４ａが満タン量貯留されていることを運転者などユーザーに知らせる手段であればよい。
【００３１】
インジケーター１２として、混合油満タン表示１２ａの他に、燃料切換弁８、燃料戻弁９、燃料計切換スイッチ１０の動き連動して、インジケーター切換スイッチ１１の電気的な接続を制御により、バイオ燃料３ａをエンジン５燃料として使用していることをユーザーに知らせる「バイオ燃料使用中」などを表示するバイオ燃料使用中表示１２ｂ、バイオ燃料３ａから軽油２ａに切り換えている状況、運転を中止しなければならないことをユーザー知らせる「バイオ→軽油バイオ排出中運転禁止」などを表示するバイオ燃料から軽油切換表示１２ｃ、軽油２ａからバイオ燃料３ａに切り換えている状況、運転を中止しなければならないことをユーザー知らせる「軽油→バイオ軽油排出中運転禁止」などを表示する軽油からバイオ燃料切換表示１２ｄ、軽油２ａをエンジン５燃料として使用していることをユーザーに知らせる「軽油使用中」などを表示する軽油使用中表示１２ｅを備える。そして、表示するために、ランプを点灯し、各種文字を強調する。その他、デジタル文字のスクロールなど、表示方法は問わない。
【００３２】
なお、図１中のＢ−、Ｂ＋は、バッテリのマイナス端子、プラス端子を意味する。また、燃料切換弁８、燃料戻弁９、燃料計切換スイッチ１０、インジケーター切換スイッチ１１の連動制御については後述する。
【００３３】
そして、燃料噴射ポンプ５ｂからエンジン５に送られなかった燃料の一部が、既存の燃料戻管７を通り、燃料の使用状況に応じて、燃料戻弁９の制御により、各種タンクから決められたタンクに送液される。
【００３４】
燃料戻管７から戻各種タンクの送液に使用される配管、即ち、燃料戻弁９を介して燃料戻弁９と軽油タンク２を連結する配管が軽油戻管２ｅ、燃料戻弁９を介して燃料戻弁９とバイオ燃料タンク３を連結する配管がバイオ燃料戻管３ｅ、軽油２ａからバイオ燃料３ａへの切換時及びバイオ燃料３ａから軽油２ａへの切換時に燃料を燃料戻弁９を介して混合油タンク４に送液する配管が混合油送液管４ｅである。
【００３５】
次に、図２〜図５を参照して、燃料使用状況、切り換え時の燃料の流れを説明する。
【００３６】
図２は、バイオ燃料使用時の燃料の流れ及び計器の電気的接続を示す模式図である。太線で示されているラインが、現時点での燃料の流れ及び計器が電気的に接続されていることを示している。そして、矢印が流れの方向を示している。また、使用中の燃料、表示はグレーで着色している。図３〜図５においても同じ。
【００３７】
エンジン５へ供給される燃料がバイオ燃料３ａのときは、燃料切換弁８はバイオ燃料給油管３ｄと燃料給油管６を連通させる。燃料戻弁９はバイオ燃料戻管３ｅと燃料戻管７を連通させる。燃料計切換スイッチ１０は燃料計センサ３ｂと燃料計１０ａを電気的に接続する。インジケーター切換スイッチ１１はバッテリとバイオ燃料使用中表示１２ｂを電気的に接続する。
【００３８】
図３は、バイオ燃料から軽油に切り換えるときの燃料の流れ及び計器の電気的接続を示す模式図である。バイオ燃料３ａから軽油２ａに切り換えるときは、燃料切換弁８は軽油給油管２ｄと燃料給油管６を連通させる。燃料戻弁９は混合油送液管４eと燃料戻管７を一定時間連通させる。燃料計切換スイッチ１０は残量センサ２ｂと燃料計１０ａを電気的に接続する。インジケーター切換スイッチ１１はバッテリとバイオ燃料から軽油切換表示１２ｃを電気的に接続する。このときは、車両は走行させない。一定時間経過後、燃料戻弁９は軽油戻管２ｅと燃料戻管７を連通させる。一定時間は、配管の長さにより異なるため、車種毎に最適な時間をあらかじめ設定する。一定時間については、軽油２ａからバイオ燃料３ａに切り換えるときも同じである。
【００３９】
図４は、軽油供使用時の燃料の流れ及び計器の電気的接続を示す模式図である。エンジン５へ供給される燃料が軽油２ａのときは、燃料切換弁８は軽油給油管２ｄと燃料給油管６を連通させる。燃料戻弁９は軽油戻管２ｅと燃料戻管７を連通させる。燃料計切換スイッチ１０は残量センサ２ｂと燃料計１０ａを電気的に接続する。インジケーター切換スイッチ１１はバッテリと軽油使用中表示１２ｅを電気的に接続する。
【００４０】
図５は、軽油からバイオ燃料に切り換えるときの燃料の流れ及び計器の電気的接続を示す模式図である。軽油２ａからバイオ燃料３ａに切換えるときは、燃料切換弁８はバイオ燃料給油管３ｄと燃料給油管６を連通させる。燃料戻弁９は混合油送液管４ｅと燃料戻管７を一定時間連通させる。燃料計切換スイッチ１０は燃料計センサ３ｂと燃料計１０ａを電気的に接続する。インジケーター切換スイッチ１１はバッテリと軽油からバイオ燃料切換表示１２ｄを電気的に接続する。このときは、車両は走行させない。一定時間経過後、燃料戻管７はバイオ燃料戻管３ｅと燃料戻管７を連通させる。
【００４１】
次に、図６を参照して、燃料切換弁８、燃料戻弁９の構造について、詳細に説明する。燃料切換弁の一例を図６に示したが、これに限定されるものではない。図６（Ａ）は切換弁の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面、（Ｃ）は（Ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００４２】
燃料切換弁８は、有底かつ内部空洞で側壁に７つの孔８ｉを有する第一カップ８ｄと、前記空洞に嵌合され内部に２方の出口８ｈを有する通路８ｇを設けた第一回転体８ｅと、第一カップ８ｄの開口面側に固定される第一蓋８ｃと、回転体８ｅを回転させる軸８ｂと、第一蓋８ｃ側の軸８ｂに連結され軸８ｂを回転させる切換レバー８ａとからなる。
【００４３】
そして、別々の孔８ｉに燃料給油管６、軽油給油管２ｄ、バイオ燃料給油管３ｄが接続し、第一回転体８ｅを回転させ通路８ｇと燃料給油管６と軽油給油管２ｄ或いはバイオ燃料給油管３ｄを連通させ、燃料給油管６に送液する燃料を軽油２ａ又はバイオ燃料３ａから選択する。孔８ｉは管８ｍに連接され、各配管は管８ｍに接続させる。
【００４４】
なお、各配管が接続する位置は、図１〜図５に示す燃料切換弁８の配管の接続を意味する接続線の位置と一致している。そして、通路８ｇは、略断面（Ｂ）Ｌ字としたため、軽油給油管２ｄ及びバイオ燃料給油管３ｄは、図１〜図５に示すように、それぞれ異なる２カ所の管８ｍ（孔８ｉ）とそれぞれ接続する。
【００４５】
そして、残り３カ所の管８ｍ（孔８ｉ）は、いずれも燃料給油管６に連結管８ｋを介して接続する。これにより、第一蓋８ｃ表面に記載の軽油使用、ＢＤＦ（バイオ燃料）、軽油排出（軽油→バイオ燃料切換）、ＢＤＦ排出（バイオ燃料→軽油切換）の４つのモードを切換制御することができる。蓋８ｃ、第一回転体８ｅはＯリング８ｆでシールされる。
【００４６】
燃料戻弁９は、有底かつ内部空洞で側壁に７つの穴９ｉを有する第二カップ９ｄと、前記空洞に嵌合され内部に２方の出口９ｈを有する通路９ｇを設けて第一回転体８ｅとともに切換レバー８ａにより回転する第二回転体９ｅと、第二カップ９ｄの開口面側に固定される第二蓋９ｃとからなる。
【００４７】
そして、別々の穴９ｉに燃料戻管７、軽油戻管２ｅ、バイオ燃料戻管３ｅ、混合油送液管４ｅが接続し、第二回転体９ｅを回転させ通路９ｇと燃料戻管７と軽油戻管２ｅ又はバイオ燃料戻管３ｅ或いは混合油送液管４ｅを連通させ、燃料噴射ポンプ５ｂから戻される燃料を軽油タンク２又はバイオ燃料タンク３或いは混合油タンク４に切り換える。穴９ｉは管９ｍに連接され、各配管は管９ｍに接続させる。
【００４８】
なお、各配管が接続する位置は、図１〜図５に示す燃料戻弁９の配管の接続を意味する接続線の位置と一致している。そして、通路９ｇは、通路８ｇと同様に、略断面Ｌ字としたため、混合油送液管４ｅは、図１〜図５に示すように、それぞれ異なる２カ所の管９ｍ（穴９ｉ）とそれぞれ接続する。
【００４９】
そして、軽油戻管２ｅ、バイオ燃料戻管３ｅと接続する管９ｍを除いた残り３カ所の管９ｍ（穴９ｉ）は、いずれも燃料戻管７に連結管８ｋ同様の連結管９ｋを介して接続する。これにより、第一蓋８ｃ表面に記載の軽油使用、ＢＤＦ（バイオ燃料）、軽油排出（軽油→バイオ燃料切換）、ＢＤＦ排出（バイオ燃料→軽油切換）の４つのモードを切換制御することができる。第二蓋９ｃ、第二回転体９ｅはＯリング９ｆでシールされる。
【００５０】
次に、図７〜図１０を参照して、燃料切換弁８、燃料戻弁９、燃料計切換スイッチ１０、インジケーター切換スイッチ１１の連動について、詳細に説明する。
【００５１】
図７は、切換レバーの移動に連動した各燃料弁の位置及びインジケーターの電気的接続の状態（バイオ燃料使用時）を示す模式図である。（Ａ）は燃料切換弁８の蓋８ｃの平面、（Ｂ）は燃料切換弁８の断面、（Ｃ）は燃料戻弁９の断面、（Ｄ）は燃料計切換スイッチ１０の平面、（Ｅ）はインジケーター切換スイッチ１１の平面図である。それぞれ切換レバー８ａの回転移動に伴い軸８ｂを中心に回転体８ｅ、９ｅ（通路８ｇ、９ｇ）、回転体１０ｂ、１１ｂ（バイパス端子１０ｃ、１１ｃ）が連動して回転する。図中の矢印は、燃料の流れる方向を示している。図８〜図１０においても同じ。
【００５２】
図７において、切換レバー８ａをＢＤＦ使用（バイオ燃料使用）に向けると、燃料切換弁８（Ｂ）ではバイオ燃料タンク３からバイオ燃料３ａがエンジン５に供給されることとなる。燃料戻弁９（Ｃ）では燃料噴射ポンプ５ｂからバイオ燃料３ａがバイオ燃料タンク３に送られることとなる。
【００５３】
燃料計切換スイッチ１０、インジケーター切換スイッチ１１は、同一の構成で、いわゆるローターリースイッチである。軸８ｂの回転に伴って回転する回転体１０ｂ、１１ｂと、回転体１０ｂ、１１ｂに固定したバイパス端子１０ｃ、１１ｃ、回転体１０ｂ、１１ｂの外周に配置されるリング１０ｇ、１１ｇ、リング１０ｇ、１１ｇに固定された７つの端子１０ｄ、１１ｄと、各端子１０ｄ、１１ｄと各計器を接続するリード線１０ｅ、１１ｅとからなる。
【００５４】
また、燃料計切換スイッチ１０においては、３つの端子１０ｄはリード線１０ｆを介して燃料計１０ａに接続する。そして、残り４つの端子１０ｄは、２組がそれぞれ、軽油タンク２の残量センサ２ｂ、バイオ燃料タンク３の燃料計センサ３ｂに接続する。そして、バイパス端子１０ｃでセンサと燃料計１０ａを電気的な接続制御する。インジケータースイッチ１１においては、３つの端子１１ｄはリード線１１ｆを介してバッテリ（−）１１ａに接続する。
【００５５】
なお、各リード線が接続する位置は、図１〜図５に示す燃料計切換スイッチの端子を意味する接続線の位置と一致している。また、図中において実線で示したリード線１０ｅ、１１ｅは電気的接続を示している。
【００５６】
図７の燃料計切換スイッチ１０（Ｄ）では、バイオ燃料タンク３の燃料計センサ３ｂと燃料計１０ａをバイパス端子１０ｃで電気的に接続している。従って、ユーザーは、バイオ燃料３ａ使用中は、バイオ燃料３ａの残量を知ることができる。
【００５７】
図７のインジケーター切換スイッチ１１（Ｅ）では、バッテリ（−）１１ａとバイオ燃料使用中表示１２ｂをバイパス端子１１ｃで電気的に接続している。従って、ユーザーは、バイオ燃料３ａで車両が走行していることを知ることができる。
【００５８】
図８は、切換レバーの移動に連動した各燃料弁の位置及びインジケーターの電気的接続の状態（バイオ燃料から軽油への切換時）を示す模式図である。
【００５９】
図８において、切換レバー８ａをＢＤＦ排出（バイオ燃料→軽油に切換）に向けると、燃料切換弁８（Ｂ）では軽油タンク２から軽油２ａがエンジン５に供給されることとなる。燃料戻弁９（Ｃ）では燃料噴射ポンプ５ｂから混合油４ａが混合油タンク４に送られることとなる。
【００６０】
図８の燃料計切換スイッチ１０（Ｄ）では、軽油タンク２の残量センサ２ｂと燃料計１０ａをバイパス端子１０ｃで電気的に接続している。従って、ユーザーは、燃料の切換時点から軽油２ａの残量を知ることができる。
【００６１】
図８のインジケーター切換スイッチ１１（Ｅ）では、バッテリ（−）１１ａとバイオ燃料から軽油切換表示１２ｃをバイパス端子１１ｃで電気的に接続している。従って、ユーザーは、当該モードで走行が禁止されていることを知ることができる。
【００６２】
図９は、切換レバーの移動に連動した各燃料弁の位置及びインジケーターの電気的接続の状態（軽油使用時）を示す模式図である。
【００６３】
図９は、切換レバーの移動に連動した各燃料弁の位置及びインジケーターの電気的接続の状態（バイオ燃料から軽油への切換時）を示す模式図である。
【００６４】
図９において、切換レバー８ａを軽油使用に向けると、燃料切換弁８（Ｂ）では軽油タンク２から軽油２ａがエンジン５に供給されることとなる。燃料戻弁９（Ｃ）では燃料噴射ポンプ５ｂから軽油２ａが軽油タンク２に送られることとなる。
【００６５】
図９の燃料計切換スイッチ１０（Ｄ）では、軽油タンク２の残量センサ２ｂと燃料計１０ａをバイパス端子１０ｃで電気的に接続している。従って、ユーザーは、軽油２ａの残量を知ることができる。
【００６６】
図９のインジケーター切換スイッチ１１（Ｅ）では、バッテリ（−）１１ａと軽油使用中表示１２ｅをバイパス端子１１ｃで電気的に接続している。従って、ユーザーは、軽油２ａで車両が走行していることを知ることができる。
【００６７】
図１０は、切換レバーの移動に連動した各燃料弁の位置及びインジケーターの電気的接続の状態（軽油からバイオ燃料への切換時）を示す模式図である。
【００６８】
図１０において、切換レバー８ａを軽油排出に向けると、燃料切換弁８（Ｂ）ではバイオ燃料タンク３からバイオ燃料３ａがエンジン５に供給されることとなる。燃料戻弁９（Ｃ）では燃料噴射ポンプ５ｂから混合油４ａが混合油タンク４に送られることとなる。
【００６９】
図１０の燃料計切換スイッチ１０（Ｄ）では、バイオ燃料タンク３の燃料計センサ３ｂと燃料計１０ａをバイパス端子１０ｃで電気的に接続している。従って、ユーザーは、燃料の切換時点からバイオ燃料３ａの残量を知ることができる。
【００７０】
図１０のインジケーター切換スイッチ１１（Ｅ）では、バッテリ（−）１１ａと軽油からバイオ燃料切換表示１２ｄをバイパス端子１１ｃで電気的に接続している。従って、ユーザーは、当該モードで走行が禁止されていることを知ることができる。
【００７１】
次に、エンジンの始動から、燃料切換フローについて説明する。本発明であるバイオ燃料・軽油切換システムを搭載したディーゼルエンジン車両の運転者は、キーでセルを回し（ＩＧ  ＯＮ）、エンジン５を始動させる（エンジン始動）。
【００７２】
バイオ燃料３ａの残量を判定する。バイオ燃料が存在すれば運行を開始し、運行中は定期的に、バイオ燃料３ａの残量の判定をする。
【００７３】
バイオ燃料３ａの残量判定において、バイオ燃料３ａが無いと判定された場合には、次に、バイオ燃料３ａの給油施設の有無の判断をする。バイオ燃料給油施設があれば、バイオ燃料３ａを給油し、通常運行に戻る。
【００７４】
一方、バイオ燃料給油施設が無ければ、運転者は、車両を停止させて、図７〜１０に示す燃料切換弁８の切換レバー８aを「ＢＤＦ排出」に向ける（図８）。そして、所定時間、たとえば１０分間アイドリングをする。アイドリングの所定時間は、車種により適正な時間をあらかじめ定めておく。
【００７５】
所定時間経過後、運転者は、燃料切換弁８の切換レバー８aを「軽油使用」に向ける（図９）。その後、軽油残量の判定を行い。軽油２ａがあれば通用運行に戻り、なければ軽油を給油した上で、通常運行に戻る。
【００７６】
そして、軽油２ａでの走行中に、バイオ燃料３ａを給油しておく。また、軽油２ａの残量判定を定期的に行い、軽油２ａが無くなった場合には、或いはバイオ燃料３ａを給油した後には、燃料切換弁８の切換レバー８aを「軽油排出」に向ける（図１０）。そして、所定時間、たとえば１０分間アイドリングをする。アイドリングの所定時間は、車種により適正な時間をあらかじめ定めておく。その後、燃料切換弁８の切換レバー８aを「ＢＤＦ使用」に向ける（図７）。そして、通常運行に戻る。以下、上述のステップ、判断を繰り返す。
【００７７】
本発明では、１００％バイオ燃料と軽油を併用することで、バイオ燃料を次世代ディーゼルエンジン搭載車両に使用したとしても、エンジンオイルへ燃料の混入を無視できるレベルで維持できることを可能になった。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、次世代ディーゼルエンジン搭載車両であっても、廃油から精製されるバイオ燃料をエンジンの駆動に使用することができるため、バイオ燃料の利用価値を高め、環境付加を低減することができる。廃油の処理技術、環境技術分野に大きく貢献することとなる。さらには、自動車産業に起因するＣＯ２排出量の削減にも寄与することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１      バイオ燃料・軽油切換システム
２      軽油タンク
２ａ    軽油
２ｂ    残量センサ
２ｃ    浮子
２ｄ    軽油給油管
２ｅ    軽油戻管
３      バイオ燃料タンク
３ａ    バイオ燃料
３ｂ    燃料計センサ
３ｃ    浮子
３ｄ    バイオ燃料給油管
３ｅ    バイオ燃料戻管
４      混合油タンク
４ａ    混合油
４ｂ    警報センサ
４ｃ    浮子
４ｄ    排油バルブ
４ｅ    混合油送液管
５      エンジン
５ａ    フィルタ
５ｂ    燃料噴射ポンプ
６      燃料給油管
７      燃料戻管
８      燃料切換弁
８ａ    切換レバー
８ｂ    軸
８ｃ    蓋
８ｄ    カップ
８ｅ    回転体
８ｆ    Ｏリング
８ｇ    通路
８ｈ    出口
８ｉ    孔
８ｋ    連結管
８ｍ    管
９      燃料戻弁
９ｃ    蓋
９ｄ    カップ
９ｅ    回転体
９ｆ    Ｏリング
９ｇ    通路
９ｈ    出口
９ｉ    穴
９ｋ    連結管
９ｍ    管
１０    燃料計切換スイッチ
１０ａ  燃料計
１０ｂ  回転体
１０ｂ  バイパス端子
１０ｃ  端子
１０ｄ  リード線
１０ｆ  リード線
１０ｇ  リング
１１    インジケーター切換スイッチ
１１ａ  バッテリ（−）
１１ｂ  回転体
１１ｃ  バイパス端子
１１ｄ  端子
１１ｄ  リード線
１１ｆ  リード線
１１ｇ  リング
１２    インジケーター
１２ａ  混合油満タン表示
１２ｂ  バイオ燃料使用中表示
１２ｃ  バイオ燃料から軽油切換表示
１２ｄ  軽油からバイオ燃料切換表示
１２ｅ  軽油使用中表示  
【要約】
【課題】現行の軽油引取税や揮発油等の品質の確保等に関する法律に抵触することなく、軽油と１００％バイオ燃料をディーゼルエンジンの燃料として随時切り換え併用し、かつ次世代ディーゼルエンジンにおいては、エンジンのトラブルを回避して１００％バイオ燃料による走行を可能にするディーゼルエンジンへの燃料供給を切り換えるバイオ燃料・軽油切換システムを提供する。
【解決手段】上記課題を解決するために、軽油タンクと、バイオ燃料タンクと、軽油とバイオ燃料が混ざった混合油を貯溜する混合油タンクと、エンジへの燃料の供給を軽油又はバイオ燃料の何れかに切り換える燃料切換弁と、記燃料噴射ポンプからの燃料の戻り方向を軽油タンク又はバイオ燃料タンク或いは混合油タンクの何れかに切り換える燃料戻弁と、を有するディーゼルエンジン搭載車両のバイオ燃料・軽油切換システムの構成とした。
【選択図】図１【図１】
0004700759.tif 000002
【図２】
0004700759.tif 000003
【図３】
0004700759.tif 000004
【図４】
0004700759.tif 000005
【図５】
0004700759.tif 000006
【図６】
0004700759.tif 000007
【図７】
0004700759.tif 000008
【図８】
0004700759.tif 000009
【図９】
0004700759.tif 000010
【図１０】
0004700759.tif 000011