(57)【要約】【課題】  不燃性流体が概して単独で内燃機関に供給されてしまう事態をより確実に回避して、内燃機関の異常停止、および再始動性の悪化を防止する。【解決手段】  燃料と不燃性流体とを混合して内燃機関に供給するための燃料供給システムにおいて、燃料の使用の制限につながる予め定められた状態を検知したとき（Ｓ２０１、Ｓ２１１、Ｓ２２１の各々でＹＥＳ）、不燃性流体の供給を停止する（Ｓ２０３、Ｓ２２２）。【選択図】            図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と不燃性流体とを混合して内燃機関に供給するための燃料供給システムであって、
前記燃料の使用の制限につながる予め定められた状態を検知したとき、前記不燃性流体の供給を停止することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項２】
燃料と不燃性流体とを混合して内燃機関に供給するための燃料供給システムであって、
前記燃料を供給するための燃料供給ラインと、
前記不燃性流体を供給するための不燃性流体供給ラインと、
前記燃料供給ラインを経た前記燃料と前記不燃性流体供給ラインを経た前記不燃性流体とを混合するための混合容器と、
前記不燃性流体の供給を停止するための不燃性流体供給量調整手段と、
前記燃料の使用の制限につながる予め定められた状態を検知するための検知手段と、
前記状態を検知したとき、前記不燃性流体の供給を停止するように前記不燃性流体供給量調整手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項３】
前記燃料の使用の制限につながる予め定められた状態は、燃料タンク内の燃料の残量が所定量以下である状態を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料供給システム。
【請求項４】
前記燃料の使用の制限につながる予め定められた状態は、前記燃料の供給量の減少又は停止につながる予め定められた状態を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料供給システム。
【請求項５】
前記燃料の供給量の減少又は停止につながる予め定められた状態は、前記内燃機関の停止要求を受け付けた状態を含むことを特徴とする請求項４に記載の燃料供給システム。
【請求項６】
前記燃料の供給量の減少又は停止につながる予め定められた状態は、前記内燃機関のアイドリング状態を含むことを特徴とする請求項４または５に記載の燃料供給システム。
【請求項７】
前記燃料の供給量の減少又は停止につながる予め定められた状態は、前記燃料の供給流量が所定値以下である状態を含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載の燃料供給システム。
【請求項８】
前記不燃性流体の供給を停止した後、前記燃料の供給を停止することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の燃料供給システム。
【請求項９】
前記燃料の供給を停止した後、前記燃料と前記不燃性流体とを混合するための混合容器内に残存する物質を排出することを特徴とする請求項８に記載の燃料供給システム。
【請求項１０】
前記燃料と前記不燃性流体とを、前記燃料または前記不燃性流体のうちの少なくとも一方の臨界温度以上かつ臨界圧力以上の所定条件下で混和させることにより前記燃料の一部または全部を改質して、内燃機関に供給可能とされていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の燃料供給システム。
【請求項１１】
前記燃料と前記不燃性流体とを、前記所定条件下で混和させて触媒に接触させることにより前記燃料の一部または全部を改質して、内燃機関に供給可能とされていることを特徴とする請求項１０に記載の燃料供給システム。
【請求項１２】
前記燃料と前記不燃性流体とを、前記燃料および前記不燃性流体の双方の臨界温度以上かつ臨界圧力以上の所定条件下で混和させて触媒に接触させることにより前記燃料の一部または全部を改質して、内燃機関に供給可能とされていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の燃料供給システム。
【請求項１３】
燃料と不燃性流体とを、前記燃料および前記不燃性流体の双方が超臨界状態となる所定条件下で混和させて触媒に接触させることにより前記燃料の一部または全部を改質して、内燃機関に供給するための燃料供給システムであって、
前記燃料の使用の制限につながる予め定められた状態を検知したとき、前記不燃性流体の供給を減少又は停止することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項１４】
燃料と不燃性流体とを混合して内燃機関に供給するための燃料供給システムであって、
前記燃料を供給するための燃料供給ラインと、
前記不燃性流体を供給するための不燃性流体供給ラインと、
前記燃料供給ラインを経た前記燃料と前記不燃性流体供給ラインを経た前記不燃性流体とを混合するための混合容器と、
前記前記不燃性流体の供給を停止するための不燃性流体供給量調整手段と、
前記燃料の使用の制限につながる予め定められた状態を検知するための検知手段と、
前記状態を検知したとき、前記不燃性流体の供給を減少又は停止するように前記不燃性流体供給量調整手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項１５】
前記不燃性流体は水であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の燃料供給システム。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１つに記載の燃料供給システムを搭載した車両。
【請求項１７】
燃料と不燃性流体とを混合して内燃機関に供給するための燃料供給方法であって、
前記燃料の使用の制限につながる予め定められた状態を検知したとき、前記不燃性流体の供給を停止することを特徴とする燃料供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料と不燃性流体とを混合して内燃機関に供給するための燃料供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気は、燃料の性状、燃料の噴霧／気化状態、空燃比をはじめとする内燃機関の燃焼状態、および触媒をはじめとする排気浄化システムの運転状態により影響を受ける。
【０００３】
従来、内燃機関における燃焼状態を改善するために、燃料に超臨界流体などを混合して燃料を改質し噴射することにより、燃料の噴霧／気化状態を改善する方法が知られている（特許文献１参照）。また、燃料に水を混合してエマルジョンを形成し、エマルジョン燃料として噴射することにより、燃焼温度を低減させて排気中の窒素酸化物を低減する方法が知られている（特許文献２参照）。
【０００４】
このように燃料に他の流体を混合して内燃機関に供給する燃料供給システムでは、燃料に混合された流体は、直接内燃機関に供給される。この流体がアルコールなどの可燃性流体であれば問題はないが、水や二酸化炭素などの不燃性流体である場合には、次のような問題が生じ得る。すなわち、燃料の供給が何らかの事情で停止した場合、不燃性成分のみが内燃機関に供給されてしまう可能性がある。このため、内燃機関の異常停止が発生したり、あるいは内燃機関停止後の再始動性が困難になったりするという不具合を生じる恐れがあった。
【０００５】
また、上記特許文献２には、運転者による外部からの燃料への加水の停止指令に基づいて、加水を停止する一方で運転を続行して、燃料のみによる運転状態となったことを機関出力から判定した後に、内燃機関の停止を許可する技術が開示されている。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２の技術は、加水を停止してから燃料のみによる運転状態となるまでに必要な運転続行時間を、熟練運転者の経験によらずとも確保するための技術であり、この場合、運転者は、内燃機関の停止を許可する信号を確認して初めて内燃機関を停止させることができる。つまり、上記の技術は、加水の停止が行われた後に、内燃機関の停止を所定時間禁止する技術にすぎない。したがって、上記特許文献２の技術は、たとえば燃料供給系の異常などの事態の発生によって、外部からの加水の停止指令を受けることなく燃料の供給が減少又は停止する場合には、適切に対処することができない。このため、水などの不燃性流体が単独で内燃機関に供給されてしまう恐れがあるという問題は、依然として存在する。
【特許文献１】特開２００２−２４２７８９号公報
【特許文献２】特開２０００−１６１０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、燃料と不燃性流体とを混合して内燃機関に供給するための燃料供給システムにおいて、不燃性流体が概して単独で内燃機関に供給されてしまう事態をより確実に回避して、内燃機関の異常停止、および再始動性の悪化を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、下記の手段により達成される。
【０００９】
（１）燃料と不燃性流体とを混合して内燃機関に供給するための燃料供給システムであって、前記燃料の使用の制限につながる予め定められた状態を検知したとき、前記不燃性流体の供給を停止することを特徴とする燃料供給システム。
【００１０】
（２）燃料と不燃性流体とを混合して内燃機関に供給するための燃料供給システムであって、前記燃料を供給するための燃料供給ラインと、前記不燃性流体を供給するための不燃性流体供給ラインと、前記燃料供給ラインを経た前記燃料と前記不燃性流体供給ラインを経た前記不燃性流体とを混合するための混合容器と、前記前記不燃性流体の供給を停止するための不燃性流体供給量調整手段と、前記燃料の使用の制限につながる予め定められた状態を検知するための検知手段と、前記状態を検知したとき、前記不燃性流体の供給を停止するように前記不燃性流体供給量調整手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする燃料供給システム。
【００１１】
（３）燃料と不燃性流体とを、前記燃料および前記不燃性流体の双方が超臨界状態となる所定条件下で混和させて触媒に接触させることにより前記燃料の一部または全部を改質して、内燃機関に供給するための燃料供給システムであって、前記燃料の使用の制限につながる予め定められた状態を検知したとき、前記不燃性流体の供給を減少又は停止することを特徴とする燃料供給システム。
【００１２】
（４）燃料と不燃性流体とを混合して内燃機関に供給するための燃料供給システムであって、前記燃料を供給するための燃料供給ラインと、前記不燃性流体を供給するための不燃性流体供給ラインと、前記燃料供給ラインを経た前記燃料と前記不燃性流体供給ラインを経た前記不燃性流体とを混合するための混合容器と、前記前記不燃性流体の供給を停止するための不燃性流体供給量調整手段と、前記燃料の使用の制限につながる予め定められた状態を検知するための検知手段と、前記状態を検知したとき、前記不燃性流体の供給を減少又は停止するように前記不燃性流体供給量調整手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする燃料供給システム。
【００１３】
（５）上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の燃料供給システムを搭載した車両。
【００１４】
（６）燃料と不燃性流体とを混合して内燃機関に供給するための燃料供給方法であって、前記燃料の使用の制限につながる予め定められた状態を検知したとき、前記不燃性流体の供給を停止することを特徴とする燃料供給方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、不燃性流体が概して単独で内燃機関に供給されてしまう事態をより確実に回避して、内燃機関の異常停止、および再始動性の悪化を防止することができる。したがって、内燃機関の動作の信頼性がより向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の燃料供給システムについて説明する。
【００１７】
本発明の燃料供給システムは、燃料と不燃性流体とを混合して内燃機関に供給するための燃料供給システムである。ここで、不燃性流体とは、燃焼改善または排気改善を目的として燃料に混合されるものであって、たとえば水や二酸化炭素などが挙げられる。
【００１８】
燃料にこれらの不燃性流体を混合して噴射することにより当該燃料および当該不燃性流体を内燃機関に供給すると、不燃性流体の気化熱により燃焼温度を低下させ、窒素酸化物の生成を抑制することができる。また燃料と不燃性流体とを混合し、加熱、加圧したり、触媒等と接触させたりすることにより、燃料の一部あるいは全部を改質して内燃機関に供給することができる。この場合、燃料自体の燃焼性が向上して、炭化水素、パティキュレートの抑制が可能となる。
【００１９】
しかしながら、このような燃料供給システムは、燃料供給が停止する際には注意が必要である。たとえば、イグニッションキーをオフにするなど内燃機関の停止要求があった場合、そのまま燃料および不燃性流体の供給を停止すると、燃料と不燃性流体とを混合するための混合容器内に不燃性流体が残留してしまう。このため、内燃機関の再始動時に不燃性流体が概して単独で内燃機関に供給される恐れがあり、再始動が困難になる。また、燃料切れ、あるいは燃料漏れなどにより、燃料の供給が停止した場合には、不燃性流体のみが内燃機関に供給されてしまう。このため、内燃機関が異常停止する恐れがある。
【００２０】
したがって本実施形態では、燃料の使用の制限につながる予め定められた状態が検知された場合には、不燃性流体の供給を停止することにより、不燃性流体が概して単独で内燃機関に供給されてしまう事態をより確実に回避し得る燃料供給システムが構築されている。ここで、燃料の使用の制限につながる予め定められた状態には、燃料タンク内の燃料の残量が所定量以下である状態、および燃料の供給量の減少又は停止につながる予め定められた状態が含まれる。したがって、内燃機関の再始動性の悪化を防止し、内燃機関の異常停止を防止することが可能となる。さらには、混合容器内から、混合物の全てあるいは不燃性流体を排出することが好ましい。
【００２１】
すなわち、本発明は、内燃機関の再始動性の悪化と内燃機関の異常停止とを防止する目的で、燃料の使用の制限につながる予め定められた状態を検知するための検知手段と、不燃性流体の供給を停止するための不燃性流体供給量調整手段とを備えた燃料供給システムである。さらには、混合容器内に残存する既に混合された混合物などの物質を排出する手段を設けることが好ましい。
【００２２】
燃料の供給が停止する場合、必ず不燃性流体の供給を先に停止する必要がある。したがって、より具体的には、燃料切れ、燃料漏れ、燃料の詰まりなどの燃料供給系の異常状態、イグニッションキーのオフ（内燃機関の停止要求）、燃費向上のためのフューエルカット運転などの燃料供給の停止要求を受け付けた状態、あるいは、燃料タンク内の燃料の残量の減少、内燃機関のアイドリング状態などの燃料供給の停止が予測される状態が検知された場合、不燃性流体の供給を前もって停止する必要がある。
【００２３】
燃料の使用の制限につながる予め定められた状態を検知するための検知手段は、かかる状態を検知できるものであれば特に制限されるものではない。燃料供給系の異常状態を検知するための検知手段としては、たとえば燃料供給ラインに配設された圧力センサや流量計などが例示される。燃料供給の停止が予測される状態を検知するための検知手段としては、たとえば内燃機関の回転数センサ、燃料残量計などが例示される。
【００２４】
上述のようにして燃料の供給停止の前に不燃性流体の供給を停止するが、それ以前に既に混合容器に送り込まれた不燃性流体は、依然として内燃機関に供給される可能性がある。そこで、燃料供給系に異常が発生した場合、あるいは燃料供給の停止要求が発生した場合には、不燃性流体の供給を停止した後、燃料の供給を停止してから、混合容器内の混合物などの物質を排出させることが好ましい。混合容器内の物質の排出手段は、不燃性流体の全部あるいは大部分が排出できるものであれば特に限定されるものではない。
【００２５】
混合容器内の物質の排出方法は、ピストンなどの流体を押圧する手段を用いて混合容器内の容積を変化させることにより混合容器内の物質を排出する方法、燃料や空気など他の流体を混合容器内に導入することにより混合容器内の物質を押し出して排出する方法などが例示される。空気などの支燃性物質を混合容器内に導入する場合、支燃性物質が燃料に直接接触しないように、燃料との間に、シール性が良く燃えない隔膜等の介在物を配置して用いることが好ましい。
【００２６】
ただし、混合容器内には燃料等の可燃性物質が存在するため、空気などの支燃性物質を直接導入するよりも、むしろ燃料などの非支燃性物質を導入する方が好ましい。なお、燃料漏れ等の燃料供給系に異常が発生した場合には混合容器内に燃料を導入することが困難になると想定されるため、混合容器内の物質を排出するために用いる燃料を予備的に確保しておくことが好ましい。
【００２７】
混合容器から排出された混合物などの物質は、燃料と不燃性流体が互いに分離する性質を有していれば、分離槽を備えた排出タンクにおいて燃料と不燃性流体とを分離し、それぞれ燃料タンクと不燃性流体タンクとに戻してもよい。あるいは、混合容器から排出された混合物を一時的に排出タンクに貯留し、次回に燃料と不燃性流体とを混合する際に、排出タンクから再度混合容器に供給してもよい。
【００２８】
本発明の燃料供給システムは、たとえば内燃機関の運転状態により燃料と不燃性流体の比率などの反応条件を制御して燃料の改質を行なう燃料改質システムと組み合わせて実施することができる。ただし、本発明の燃料供給システムは、たとえば上記の燃料改質システムとは分離独立して動作させることもできる。
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態をより具体的に説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態に係る燃料供給システムの概要図を示す。
【００３１】
図１に示すように、燃料供給システムは、燃料を貯留するための燃料タンク１０と、不燃性流体を貯留するための不燃性流体タンク２０と、燃料を供給するための燃料供給ライン１４と、不燃性流体を供給するための不燃性流体供給ライン２４と、燃料供給ライン１４を経た燃料と不燃性流体供給ライン２４を経た不燃性流体とを混合するための混合容器３０と、混合容器３０で混合された燃料と不燃性流体との混合物を図示しない内燃機関に供給するための混合燃料供給管４０とを有している。混合容器３０の内部には、触媒を配設するのが好ましい。本実施形態では、不燃性流体としてたとえば水が使用される。また、内燃機関としてたとえばディーゼルエンジンが使用される。
【００３２】
燃料供給ライン１４には、燃料の供給流量を測定するための燃料流量計１１と、燃料を送出するための燃料供給ポンプ１２と、燃料の逆流を防止するための逆止弁１３とが配設される。また、不燃性流体供給ライン２４には、不燃性流体の供給を停止するための不燃性流体供給量調整部２１と、不燃性流体を送出するための不燃性流体供給ポンプ２２と、不燃性流体の逆流を防止するための逆止弁２３とが配設される。各供給ポンプ１２及び２２としては、たとえば高圧ポンプが用いられる。また、燃料および不燃性流体のそれぞれを加熱するための図示しないヒータが、適宜の箇所に配設される。
【００３３】
燃料を燃料タンク１０から混合容器３０に導入するための混合物排出用燃料供給管３２が配設されており、この混合物排出用燃料供給管３２は、混合容器３０内の混合物などの物質を押し出して排出するために用いられる。混合容器３０は、排出管３４を介して、混合容器３０から排出された混合物を一時的に貯留するための排出タンク３３と接続されている。排出管３４には、混合容器３０からの混合物の排出時に開かれる排出弁３１が配設される。排出タンク３３は、好ましくは燃料と不燃性流体とを分離するための分離槽を備える。この場合、分離された燃料と不燃性流体とは、それぞれ戻し管３５、３６を経て燃料タンク１０および不燃性流体タンク２０に回収され得る。
【００３４】
また、燃料タンク１０には、燃料タンク１０内の燃料の残量を検出するための燃料残量計１５が付設されている。さらに、イグニッションキーのオフ（内燃機関の停止要求）を検出するためのセンサ１６が設けられている。上記した燃料流量計１１、燃料残量計１５、およびセンサ１６は、燃料の使用の制限につながる予め定められた状態を検知するための検知手段として機能する。
【００３５】
燃料流量計１１、燃料残量計１５、およびセンサ１６からの信号は、制御部５０に入力される。なお、図１において、信号線は破線で示され、流体の移動に用いられる管路は、実線で示されている。制御部５０は、各種の入力信号に基づいて、不燃性流体供給量調整部２１、不燃性流体供給ポンプ２２、燃料供給ポンプ１２、および排出弁３１などのシステム内の各部を制御する。
【００３６】
次に、図２および図３を参照して、燃料供給制御について説明する。
【００３７】
図２は、内燃機関の始動時の燃料供給制御を示すフローチャート、図３は、内燃機関の定常運転時の燃料供給制御を示すフローチャートである。
【００３８】
内燃機関の始動時（再始動時を含む）には、まず、燃料供給系の異常状態が検知されたか否かが判断される（ステップＳ１０１）。本実施形態では、燃料流量計１１からの信号に基づいて、燃料の供給流量が所定値以下であるか否かが判断される。燃料供給系の異常状態が検知された場合、つまり、ここでは燃料の供給流量が所定値以下の場合には（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、燃料切れ、燃料漏れ、燃料の詰まりなどの燃料供給系の異常状態が検知されたと判断し、内燃機関の始動を行わずに本制御を終了する。
【００３９】
ステップＳ１０１で燃料供給系の異常状態が検知されなかった場合（ステップＳ１０１でＮＯ）、ステップＳ１０２に進み、燃料供給の停止が予測される状態が検知されたか否かが判断される。本実施形態では、燃料残量計１５からの信号に基づいて、燃料タンク１０内の燃料の残量が所定量以下である状態が検知されたか否かが判断される。
【００４０】
ステップＳ１０２で燃料供給の停止が予測される状態が検知されなかった場合（ステップＳ１０２でＮＯ）、不燃性流体の供給を停止すべきことを示す不燃性流体停止フラグＦａをクリアして（Ｆａに０をセットして）、不燃性流体の供給を許可する（ステップＳ１０３）。一方、ステップＳ１０２で燃料供給の停止が予測される状態が検知された場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、不燃性流体の供給を停止すべきことを示す不燃性流体停止フラグＦａを立てて（Ｆａに１をセットして）、不燃性流体の供給を禁止する（ステップＳ１０４）。
【００４１】
ステップＳ１０５では、内燃機関が始動される。ここで、不燃性流体停止フラグＦａに０がセットされている場合には、燃料と不燃性流体とが供給されて内燃機関が始動される。一方、不燃性流体停止フラグＦａに１がセットされている場合には、不燃性流体が供給されることなく、燃料のみが供給されて内燃機関が始動される。ただし、ステップＳ１０５においては、常に燃料のみが供給されて内燃機関が始動される構成が採られてもよい。
【００４２】
そして、図３に示す定常運転時の燃料供給制御に移行する。なお、不燃性流体停止フラグＦａが１にセットされている場合、内燃機関の定常運転時においても、不燃性流体は供給されないで定常運転が継続される。
【００４３】
定常運転時に移行すると、まず、燃料供給系の異常状態が検知されたか否かが判断される（ステップＳ２０１）。このステップＳ２０１は、前述したステップＳ１０１と同様であるため説明を省略する。
【００４４】
燃料供給系の異常状態が検知された場合、つまり、ここでは燃料の供給流量が所定値以下の場合には（ステップＳ２０１でＹＥＳ）、ステップＳ２０２に進み、不燃性流体の混合を禁止すべきことを示す混合禁止フラグＦｂを立てる（Ｆｂに１をセットする）とともに、不燃性流体の燃料に対する混合を禁止する処理を行なう（ステップＳ２０２）。
【００４５】
続いて、ステップＳ２０３では、不燃性流体の供給を停止すべきことを示す不燃性流体停止フラグＦａを立てる（Ｆａに１をセットする）とともに、不燃性流体供給量調整部２１を制御して不燃性流体の供給を停止する。その後、ステップＳ２０４では、燃料の供給が停止されて、内燃機関が停止させられる。したがって、この場合、内燃機関の運転は継続されない。
【００４６】
さらにその後、ステップＳ２０５では、混合容器３０内に残存する物質が排出される。より具体的には、排出弁３１が開かれ、混合物排出用燃料供給管３２を経て、燃料が混合容器３０内に供給されることにより、混合容器３０内に存在する燃料と不燃性流体との混合物が排出タンク３３へ排出される。これにより、不燃性流体の供給を停止する以前に既に混合容器に送り込まれた不燃性流体をも取り除くことができる。そして、内燃機関が停止されて（Ｓ２０６）、本制御を終了する。
【００４７】
ステップＳ２０１で燃料供給系の異常状態が検知されなかった場合（ステップＳ２０１でＮＯ）、ステップＳ２１１に進み、燃料供給の停止要求を受け付けた状態が検知されたか否かが判断される。本実施形態では、センサ１６からの信号に基づいて、イグニッションキーのオフ（内燃機関の停止要求）が検知されたか否かが判断される。
【００４８】
燃料供給の停止要求を受け付けた状態が検知された場合（ステップＳ２１１でＹＥＳ）、ステップＳ２０３に進み、前述したステップＳ２０３〜Ｓ２０６の処理が行われて、本制御を終了する。
【００４９】
ステップＳ２１１で燃料供給の停止要求を受け付けた状態が検知されなかった場合（ステップＳ２１１でＮＯ）、ステップＳ２２１に進み、燃料供給の停止が予測される状態が検知されたか否かが判断される。このステップＳ２２１は、前述したステップＳ１０２と同様であるため説明を省略する。
【００５０】
ステップＳ２２１で燃料供給の停止が予測される状態が検知された場合（ステップＳ２２１でＹＥＳ）、不燃性流体の供給を停止すべきことを示す不燃性流体停止フラグＦａを立てる（Ｆａに１をセットする）とともに、不燃性流体供給量調整部２１を制御して不燃性流体の供給を停止して（ステップＳ２２２）、ステップＳ２２３に進む。この場合、直ちに燃料供給の停止に至ることはないため、不燃性流体の供給のみを停止し、混合容器３０からの混合物の排出を行なわずに、燃料改質システムにおける燃料改質制御であるステップＳ２２３に進む。なお、ステップＳ２２２では、不燃性流体の供給を完全に停止させるのではなく、燃料供給の停止が予測される状態の種類あるいは程度に応じて、不燃性流体の供給を減少させる制御が行われてもよい。
【００５１】
一方、ステップＳ２２１で燃料供給の停止が予測される状態が検知されなかった場合（ステップＳ２２１でＮＯ）、ステップＳ２２２をスキップしてステップＳ２２３に進む。
【００５２】
ステップＳ２２３では、燃料の改質制御が行われる。具体的には、燃料と不燃性流体である水との混合物を超臨界混合条件下で好ましくは触媒と接触させて、燃料を改質する。このとき、不燃性流体停止フラグＦａおよび混合禁止フラグＦｂの値が参照されて制御が行われる。また、内燃機関の負荷状態に応じて、改質する際の温度条件、圧力条件および水／燃料比といった反応条件を制御することで、改質後の混合物中に含有される難燃成分および良燃成分の含有量の割合を変化させることが好ましい。これにより、内燃機関へ供給される燃料の性状が、内燃機関の負荷状態に応じて最適化され得る。
【００５３】
一般に、物質には固体、液体および気体の三態が存在するが、液体または気体状態にある物質の温度および圧力を上昇させると、液体と気体との区別がつかない状態に達することがある。この状態を「超臨界状態」と称し、一般に、温度および圧力がともに、物質ごとに決まっている臨界点以上の高い条件にある状態である。ここで、当該臨界点の温度を臨界温度と称し、臨界点の圧力を臨界圧と称する。
【００５４】
本明細書において、超臨界混合条件には、燃料または不燃性流体のうちのいずれか一方の臨界温度以上かつ臨界圧力以上の条件と、燃料および不燃性流体の双方の臨界温度以上かつ臨界圧力以上の条件と、燃料および不燃性流体の双方が超臨界状態となる条件とが含まれる。ここで、たとえば燃料および不燃性流体の双方の臨界温度以上かつ臨界圧力以上の条件下であっても、混合物中における燃料または不燃性流体のいずれかの混合比が低い場合には、混合物中における分圧が低下するため、燃料または不燃性流体が超臨界状態とはならない場合が生じ得る。また、燃料および不燃性流体の双方が超臨界状態となる条件とは、混合物中の不燃性流体が超臨界状態または亜臨界状態となり、かつ、使用される燃料中に含有される少なくとも１つの成分が超臨界状態または亜臨界状態となる条件をいう。この際、燃料中に含有される全ての成分が超臨界状態または亜臨界状態となっていることは必ずしも必要ではなく、該成分の一部が超臨界状態または亜臨界状態となっていればよい。
【００５５】
ステップＳ２２３における燃料の改質制御の後、再びステップＳ２０１に戻り、定常運転時の燃料供給制御が継続される。
【００５６】
このように本実施形態によれば、燃料と不燃性流体とを混合して内燃機関に供給するための燃料供給システムにおいて、燃料の使用の制限につながる予め定められた状態を検知したとき、不燃性流体の供給を停止するので、不燃性流体のみが内燃機関に供給されてしまう事態をより確実に回避して、内燃機関の異常停止、および再始動性の悪化を防止することができる。したがって、内燃機関の動作の信頼性がより向上する。
【００５７】
また、内燃機関の動作の信頼性を高く有しつつ、内燃機関における燃焼状態を大きく改善することができる。
【００５８】
本発明は、上記した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。
【００５９】
たとえば、上記実施形態では、燃料供給システムにおける制御は、燃料の改質を行なう燃料改質システムにおける制御と組み合わせて実施されるが、本発明はこれに限られない。本発明の燃料供給システムにおける制御は、たとえば図４に示すような燃料改質システムとは分離独立した制御として構築されてもよい。図４の燃料供給制御のフローチャートは、図３のものとはステップＳ２２３が省略されている点で相違するだけで他は同様であるため、説明を省略する。さらには、本発明の燃料供給システムにおける制御は、図３のステップＳ２２３を他の処理と置き換えることにより、当該他の処理と組み合わせて実施されてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、不燃性流体として水が使用されたが、本発明はこれに限られず、二酸化炭素などの他の不燃性流体が使用されてもよい。さらに、上記実施形態では、内燃機関としてディーゼルエンジンが使用されたが、本発明はこれに限られず、ガソリンエンジンなどの他の内燃機関が使用されてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、燃料と不燃性流体との混合物を超臨界混合条件下で好ましくは触媒と接触させて、燃料の一部または全部を改質して、内燃機関に供給するための燃料供給システムについて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明は、たとえば燃料に水を混合してエマルジョンを形成し、このようなエマルジョン燃料を噴射して内燃機関に供給するための燃料供給システムにも適用可能である。
【００６２】
また、本発明の燃料供給システムを車両に搭載することにより、信頼性、および動力性能の高い車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料供給システムの概要図である。
【図２】内燃機関の始動時の燃料供給制御を示すフローチャートである。
【図３】内燃機関の定常運転時の燃料供給制御を示すフローチャートである。
【図４】内燃機関の定常運転時の燃料供給制御を示す他の実施形態のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１０    燃料タンク、
１１    燃料流量計、
１２    燃料供給ポンプ、
１３、２３    逆止弁、
１４    燃料供給ライン、
１５    燃料残量計、
１６    センサ、
２０    不燃性流体タンク、
２１    不燃性流体供給量調整部、
２２    不燃性流体供給ポンプ、
２４    不燃性流体供給ライン、
３０    混合容器、
３１    排出弁、
３２    混合物排出用燃料供給管、
３３    排出タンク、
３４    排出管、
３５、３６    戻し管、
４０    混合燃料供給管、
５０    制御部。
【図１】
2005163571.tif 000003
【図２】
2005163571.tif 000004
【図３】
2005163571.tif 000005
【図４】
2005163571.tif 000006