(57)【要約】【課題】  燃料の分留に使用される機器の異常を検出できる内燃機関の燃料分留装置を提供する。【解決手段】  内燃機関１の燃料供給系統１１に接続され、燃料を気相と液相とに分留する分留通路２０と、前記分留通路にて分留された気相燃料と液相燃料とを分岐させる分岐部２０ｂと、前記分岐部の温度を検出する温度検出手段２７と、前記分留通路へ供給する燃料の流量を調整する流量調整手段２２と、を備えた内燃機関の燃料分留装置１８において、前記分留通路へ供給する燃料の流量を前記温度検出手段に液相燃料がかかるように設定し、この燃料流量設定時における前記温度検出手段の検出温度の変化に基づいて前記燃料分留装置の異常の有無を判定する異常判定手段３５を備える。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料供給系統に接続され、燃料を気相と液相とに分留する分留通路と、前記分留通路にて分留された気相燃料と液相燃料とを分岐させる分岐部と、前記分岐部の温度を検出する温度検出手段と、前記分留通路へ供給する燃料の流量を調整する流量調整手段と、を備えた内燃機関の燃料分留装置において、
前記分留通路へ供給する燃料の流量を前記温度検出手段に液相燃料がかかるように設定し、この燃料流量設定時における前記温度検出手段の検出温度の変化に基づいて前記燃料分留装置の異常の有無を判定する異常判定手段を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料分留装置。
【請求項２】
前記異常判定手段は、異常判定時に、燃料分留時に設定される燃料流量範囲よりも多い燃料流量を設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料分留装置。
【請求項３】
前記分岐部から下方に分岐された液相通路と、前記分岐部から前記液相通路よりも上方に分岐された気相通路と、を備え、
前記異常判定手段は、分留された液相燃料が前記気相通路へ流入しないように前記分留通路へ供給する燃料流量を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料分留装置。
【請求項４】
前記異常判定手段は、燃料の分留が要求されていないと判断した場合に、前記燃料分留装置の異常の有無を判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料分留装置。
【請求項５】
前記異常判定手段は、前記分岐部の温度が燃料分留時の目標温度よりも低い状態が継続していると判断した場合に、前記燃料分留装置の異常の有無を判定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料分留装置。
【請求項６】
前記内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンクに貯留されている燃料の温度を取得する燃料温度取得手段と、前記燃料タンクから前記分留通路へ燃料を供給する燃料供給ポンプと、を備え、
前記異常判定手段により異常があると判定された場合、前記燃料タンクに貯留されている燃料の温度の上昇速度が許容範囲以上であると判断した場合には前記流量調整手段に異常があると判定し、前記燃料タンクに貯留されている燃料の温度の上昇速度が許容範囲より小さいと判断した場合には前記燃料供給ポンプに異常があると判定する異常箇所判定手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料分留装置。
【請求項７】
前記異常判定手段は、前記分岐部の温度が高いほど異常判定時に設定する燃料量を減少させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料分留装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料分留装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料を循環させる経路の一部を加熱して燃料を低沸点成分と高沸点成分とに分留し、分留により得られた低沸点成分を触媒の上流から供給する排気浄化装置が知られている（特許文献１参照）。その他に本発明と関連する技術としては特許文献２、３がある。
【特許文献１】特許第２８５０５４７号公報
【特許文献２】特許第３４０２５０５号公報
【特許文献３】特開平８−２４６８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の装置には、燃料分留装置の異常を検出する手段が設けられていない。そのため、燃料分留部へ燃料を供給するポンプ等が故障していても、そのまま内燃機関が運転される可能性がある。この場合、低沸点成分を回収することができないので、触媒による排気浄化が正常に行われず、排気エミッションを悪化させるおそれがある。
【０００４】
そこで、本発明は、燃料の分留に使用される機器の異常を検出できる内燃機関の燃料分留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】
【０００５】
本発明の内燃機関の燃料分留装置は、内燃機関の燃料供給系統に接続され、燃料を気相と液相とに分留する分留通路と、前記分留通路にて分留された気相燃料と液相燃料とを分岐させる分岐部と、前記分岐部の温度を検出する温度検出手段と、前記分留通路へ供給する燃料の流量を調整する流量調整手段と、を備えた内燃機関の燃料分留装置において、前記分留通路へ供給する燃料の流量を前記温度検出手段に液相燃料がかかるように設定し、この燃料流量設定時における前記温度検出手段の検出温度の変化に基づいて前記燃料分留装置の異常の有無を判定する異常判定手段を備えていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００６】
分岐部の温度を検出していた温度検出手段に液相燃料がかかると、温度検出手段の検出値が変化する。燃料分留装置が正常な場合、異常判定手段により温度検出手段に液相燃料がかかる燃料流量が分留通路へ供給されるので、温度検出手段の検出値が変化する。一方、燃料分留装置に異常がある場合は、装置が正常な場合とは異なる検出値の変化を示す。例えば流量調整手段に異常があって分留通路へ燃料が供給されない場合は、異常判定手段によって温度検出手段に液相燃料がかかる燃料流量が設定されても分留通路へ燃料が供給されないので、温度検出手段の検出値は殆ど変化しない。このように、温度検出手段に液相燃料がかかるように燃料流量を設定し、この時の温度検出手段の検出温度の変化をみることで、燃料分留装置の異常の有無が診断できる。そのため、気相燃料が確保されないまま内燃機関が運転されることを防止できる。これにより、例えば気相燃料を触媒へ供給して排気浄化させている場合は、排気エミッションの悪化が抑制できる。
【０００７】
温度検出手段にかかる液相燃料量が少ない場合、温度検出手段の検出値が殆ど変化しない可能性がある。従って、温度検出手段の検出値を確実に変化させるためには、分岐部へ流入する液相燃料量が多いほうが望ましい。そこで、本発明の内燃機関の燃料分留装置において、前記異常判定手段は、異常判定時に、燃料分留時に設定される燃料流量範囲よりも多い燃料流量を設定してもよい（請求項２）。
【０００８】
本発明の内燃機関の燃料分留装置は、前記分岐部から下方に分岐された液相通路と、前記分岐部から前記液相通路よりも上方に分岐された気相通路と、を備え、前記異常判定手段は、分留された液相燃料が前記気相通路へ流入しないように前記分留通路へ供給する燃料流量を調整してもよい（請求項３）。この場合、気相燃料への液相燃料の混入が抑制できる。そのため、気相燃料の性状を安定化させることができる。
【０００９】
本発明の内燃機関の燃料分留装置において、前記異常判定手段は、燃料の分留が要求されていないと判断した場合に、前記燃料分留装置の異常の有無を判定してもよい（請求項４）。このように燃料の分留要求時を避けて異常判定を行うことにより、分留によって気相燃料を確保しつつ燃料分留装置の異常判定を行うことができる。なお、分留が要求されていないときとしては、例えば気相燃料を貯留するタンクに気相燃料が十分に確保できている場合がある。
【００１０】
本発明の内燃機関の燃料分留装置において、前記異常判定手段は、前記分岐部の温度が燃料分留時の目標温度よりも低い状態が継続していると判断した場合に、前記燃料分留装置の異常の有無を判定してもよい（請求項５）。分岐部の温度が目標温度よりも低い場合、所望の性状の気相燃料が回収できないので、分留通路へ燃料が供給されない。さらに、このような状態が継続している場合は、分留通路内に気相燃料が殆どなくなり、温度検出手段によって気相燃料の温度が検出されていないと考えられる。分留通路に気相燃料と液相燃料とがある場合、両方の燃料の温度が殆ど同じになるため、液相燃料が温度検出手段にかかっても（即ち燃料分留装置が正常でも）検出値が殆ど変化しない可能性がある。温度検出手段で気相燃料の温度が検出されていない場合は、温度検出手段に液相燃料をかけることで検出値を変化させることができる。そこで、分岐部がこのような状態のときに異常の診断を実施する。
【００１１】
本発明の内燃機関の燃料分留装置は、前記内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンクに貯留されている燃料の温度を取得する燃料温度取得手段と、前記燃料タンクから前記分留通路へ燃料を供給する燃料供給ポンプと、を備え、前記異常判定手段により異常があると判定された場合、前記燃料タンクに貯留されている燃料の温度の上昇速度が許容範囲以上であると判断した場合には前記流量調整手段に異常があると判定し、前記燃料タンクに貯留されている燃料の温度の上昇速度が許容範囲より小さいと判断した場合には前記燃料供給ポンプに異常があると判定する異常箇所判定手段を備えていてもよい（請求項６）。流量調整手段に異常があって分留通路へ燃料が供給されない場合、燃料供給ポンプによって吸い上げられた燃料は全量が燃料タンクへ戻される。この戻された燃料は燃料供給ポンプで消費されたエネルギによって温度が上昇しているので、燃料タンク内の燃料の温度が急速に上昇する。そのため、温度の上昇速度が許容範囲以上である場合は、流量調整手段が異常であると判定できる。一方、燃料供給ポンプに異常がある場合、燃料タンクから燃料が吸い上げられないので、燃料供給ポンプから燃料タンクへ燃料が戻されることがない。そのため、燃料タンクの温度が上昇し難くなると考えられる。そこで、温度の上昇速度昇が許容範囲よりも小さい場合は、燃料供給ポンプが異常であると判定できる。
【００１２】
本発明の内燃機関の燃料分留装置において、前記異常判定手段は、前記分岐部の温度が高いほど異常判定時に設定する燃料量を減少させてもよい（請求項７）。燃料の粘度は、燃料の温度が高いほど低下する。分岐部の温度が高いほど、液相燃料の温度もたかくなるので、燃料の粘度は低下する。このように液相燃料の粘度が低い場合、分岐部へ流入する液相燃料量が多いと、液相燃料が気相通路へ流入するおそれがある。そこで、分岐分の温度が高いほど、設定する燃料量を減少させ、気相通路への液相燃料の流入を抑制する。これにより、気相燃料の性状をより安定化させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、異常判定手段により燃料分留装置の異常診断が行われるので、気相燃料が確保されない状態での長時間の内燃機関の運転を回避できる。そのため、例えば気相燃料を触媒に供給して排気の浄化を行っている場合は、排気エミッションの悪化が抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に本発明の一実施形態に係る燃料分留装置が適用される内燃機関を示す。図１の内燃機関１は、複数（図１では４つ）の気筒２を有するディーゼルエンジンとして構成される。周知のように、内燃機関１には吸気通路３及び排気通路４が接続され、吸気通路３には、ターボチャージャ５のコンプレッサ５ａ、吸気を冷却するインタークーラ６、吸気量調整用のスロットルバルブ７が設けられている。排気通路４には、ターボチャージャ５の排気タービン５ｂ、排気浄化触媒８が設けられている。排気通路４は、排気の一部を吸気通路３へ戻すためＥＧＲクーラ９を介してＥＧＲ通路１０によって吸気通路３と接続されている。
【００１５】
内燃機関１には、燃料供給装置１１が設けられている。燃料供給装置１１は、各気筒２内へ燃料を噴射する燃料噴射弁１２と、燃料噴射弁１２から噴射する高圧の燃料を蓄えるコモンレール１３と、燃料を貯留する燃料タンク１４と、燃料タンク１４の燃料残量に対応した信号を出力する残量センサ１５と、燃料タンク１４からコモンレール１３へ燃料を供給する燃料ポンプ１６とを備えている。燃料タンク１４には、燃料タンク１４内の圧力を調整するための大気連通管１４ａと、燃料タンク１４の燃料（以下、原料燃料と記述することもある。）の温度に対応した信号を出力する原料燃料温度センサ１７と、が設けられている。
【００１６】
また、内燃機関１には、燃料を、低沸点成分を多く含み軽質な気相燃料（以下、軽質燃料と記述することもある。）と、高沸点成分を多く含み重質な液相燃料（以下、重質燃料と記述することもある。）と、に分留する燃料分留装置１８と、分留された軽質燃料及び原料燃料を排気浄化触媒８による排気浄化、機能再生時に排気浄化触媒８の上流の排気通路４へ添加する燃料添加装置１９とが設けられている。排気浄化触媒８としては、流入する排気の空燃比がリーンの時にＮＯｘを吸収し、流入する排気の空燃比がリッチで且つ還元剤存在時にＮＯｘを還元する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒や、酸化触媒を担持したパティキュレートフィルタ等が利用される。吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へは、ＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されたＮＯｘを還元するＮＯｘ還元時や、吸蔵材に吸蔵されたＳＯｘを還元するＳＯｘ還元時等に原料燃料や軽質燃料を供給する。また、パティキュレートフィルタへは、フィルタに捕集されたパティキュレート（ＰＭ）を燃焼させるＰＭ酸化除去時に原料燃料や軽質燃料を供給する。この他、貴金属とゼオライトで構成され、炭化水素をトラップして排気の空燃比がリーン雰囲気下でＮＯｘを選択的に還元する選択還元型ＮＯｘ触媒へ軽質燃料や原料燃料を供給してもよい。
【００１７】
燃料分留装置１８は、分留手段としての分留通路２０と、燃料タンク１４から分留通路２０へ原料燃料を供給するための原料燃料ポンプ２１と、分留通路２０へ供給される原料燃料の流量を調整する流量調整バルブ２２と、分留通路２０から分岐する気相通路２３及び液相通路２４と、分留通路２０で分留された軽質燃料を貯留する軽質燃料タンク２５と、軽質燃料タンク２５に貯留されている軽質燃料量に対応した信号を出力する貯留量センサ２６とを備えている。分留通路２０には、分留通路２０内の温度に対応した信号を出力する分留温度センサ２７が設けられている。軽質燃料タンク２５には、軽質燃料タンク２５内の圧力を調整するための大気連通管２５ａと、軽質燃料タンク２５内の軽質燃料の温度に対応した信号を出力する軽質燃料温度センサ２８とが設けられている。また、燃料分留装置１８には、原料燃料と軽質燃料とを熱交換させる第一の熱交換器２９と、原料燃料と重質燃料とを熱交換させる第二の熱交換器３０とが設けられている。なお、原料燃料ポンプ２１で吸引された原料燃料のうち、分留通路２０へ供給されなかった原料燃料は、原料燃料リターン通路２１ａを介して燃料タンク１４へ戻される。流量調整バルブ２２には、故障時や非通電時等にバネ等の付勢手段によって閉状態になるバルブが使用される。
【００１８】
分留通路２０は、排気通路４の排気マニホールド４ａ内に配置されて燃料を目標温度（例えば２００〜２５０度）まで昇温させる分留区間２０ａと、分留区間２０ａで気化した軽質燃料を気相通路２３へ、気化しなかった重質燃料を液相通路２４へそれぞれ導く分岐部２０ｂとを備えている。図２に、分岐部２０ｂの構造の一例を示す。図２（ａ）に示したように気相通路２３は、分岐部２０ｂにおいて分留区間２０ａから水平方向へ延びるように接続されている。一方、液相通路２４は、分岐部２０ｂにおいて鉛直下方へ延びるように分留区間２０ａと接続されている。このように液相通路２４を接続して、重質燃料のみを重力によって液相通路２４へ導く。なお気相通路２３は軽質燃料タンク２５と接続され、液相通路２４は燃料タンク１４に接続されている。
【００１９】
燃料添加装置１９は、軽質燃料を排気通路４へ添加する軽質燃料添加インジェクタ３１と、軽質燃料タンク２５から軽質燃料添加インジェクタ３１へ軽質燃料を供給する軽質燃料供給ポンプ３２と、原料燃料を排気通路４へ添加する原料燃料添加インジェクタ３３と、燃料タンク１４から原料燃料添加インジェクタ３３へ原料燃料を供給する添加用原料燃料供給ポンプ３４とを備えている。なお、軽質燃料ポンプ３２で吸い上げられた軽質燃料のうち、排気通路４へ添加されなかった分は、軽質燃料リターン通路３２ａを介して軽質燃料タンク２５へ戻される。
【００２０】
内燃機関１の運転状態はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３５により制御される。ＥＣＵ３５は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ等の周辺装置を組み合わせたコンピュータとして構成されている。ＥＣＵ３５は、例えば所定の周期で軽質燃料添加インジェクタ３１及び原料燃料添加インジェクタ３３を動作させて原料燃料及び軽質燃料を排気浄化触媒８へ添加する。また、ＥＣＵ３５は、流量調整バルブ２２の動作を制御し、原料燃料が目標温度で分留されるように分留通路２０へ供給する燃料量を調整する。このような各機器の動作を内燃機関１の運転状態に応じて適正に制御するため、ＥＣＵ３５には残量センサ１５、貯留量センサ２６、分留温度センサ２７、軽質燃料温度センサ２８等の信号が入力される。
【００２１】
燃料分留装置１８に異常が発生して気相燃料が確保できない場合、触媒８で排気が適正に浄化されず、排気エミッションが悪化するおそれがある。そこで、ＥＣＵ３５は図３の異常診断制御ルーチンを実行して原料燃料ポンプ２１、流量調整バルブ２２及び分留温度センサ２７の異常の有無を判定する。また、ＥＣＵ３５は、図４の異常箇所判別ルーチンを実行することにより、異常のある機器を特定する。図３及び図４のルーチンは、内燃機関１が始動されるとともに実行され、内燃機関１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。ＥＣＵ３５は、図３のルーチンを実行することで異常判定手段として、図４のルーチンを実行することで異常箇所判定手段として機能する。
【００２２】
図３の制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ３５はまずステップＳ１１で内燃機関１が運転状態であるか否かを判断する。内燃機関１が運転状態であるか否かは、例えば図示しないエンジン回転角度センサの動作を参照して判断する。内燃機関１が運転状態ではないと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。一方、内燃機関１が運転状態であると判断した場合はステップＳ１２へ進み、ＥＣＵ３５は内燃機関１が冷機状態であるか否かを判断する。内燃機関１が冷機状態であるか否かは、例えば分留温度センサ２７の出力信号を参照して判断する。内燃機関１が冷機状態ではないと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。一方、内燃機関１が冷機状態であると判断した場合はステップＳ１３へ進み、ＥＣＵ３５は燃料分留装置１８の異常を診断する診断条件が成立しているか否かを判断する。診断条件が成立しない場合としては、例えば既に異常が検出されている場合等がある。診断条件が成立していないと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２３】
一方、診断条件が成立していると判断した場合は、ステップＳ１４へ進み、ＥＣＵ３５は診断を実施する。診断は、周期的に分留通路２０へ燃料を供給し、この周期的な燃料供給時における分留温度センサ２７の出力信号を参照して行う。なお、この診断時に分留通路２０へ供給される燃料量は、分岐部２０ｂへ流入した液相燃料が分留温度センサ２７へかかるように設定される。このように液相燃料を分留温度センサ２７へ掛けるためには、分留通路２０へ供給する燃料流量を燃料分留時よりも増量させて分岐部２０ｂへ流入する液相燃料量を増量させる。また、この際、液相燃料が気相通路２３へ流入しないようにも燃料流量が調整される。図２（ｂ）に、診断時における分岐部２０ｂの液相燃料の状態の一例を示す。なお、燃料分留時における液相燃料は、例えば図２（ａ）に示したような状態で液相通路２４へ流入する。なお、診断時に設定される燃料流量は、原料燃料の温度及び分岐部２０ｂの温度に応じて変化させてもよい。燃料の粘度は、燃料の温度が高いほど粘度が低下する。そこで、図５に示したようなマップを参照し、原料燃料の温度及び分岐部２０ｂの温度に応じて、分留通路２０へ供給する燃料の流量を調整してもよい。このように温度に応じて燃料流量を調整することで、より確実に気相通路２３への液相燃料の流入を抑制できる。
【００２４】
次のステップＳ１５においてＥＣＵ３５は、原料燃料ポンプ２１、流量調整バルブ２２及び分留温度センサ２７が正常であったか否かを判断する。これらの機器が正常であったか否かは、例えば分留通路２０への周期的な燃料供給に対する分留温度センサ２７の出力信号の変化から判断する。図６（ａ）〜（ｃ）に、診断時における分留温度センサ２７の出力信号の変化の一例を示す。なお、図６（ｄ）は、診断時に分留通路２０へ供給される燃料流量の時間変化の一例を示している。
【００２５】
図６（ａ）は、これらの機器が正常である場合の分留温度センサ２７の出力信号の時間変化を示している。分岐部２０ｂの温度は、内燃機関１が暖機されるとともに上昇する。また、燃料分留装置１８に異常がなく分留通路２０へ周期的に燃料が供給されている場合は、分留温度センサ２７へ周期的に掛かる液相燃料によって出力信号は周期的に変化する。そのため、燃料分留装置１８が正常である場合、分留温度センサ２７の出力信号は、これらの温度変化が合成された波形を示す。
【００２６】
図６（ｂ）及び（ｃ）は、原料燃料ポンプ２１、流量調整バルブ２２及び分留温度センサ２７に異常がある場合の分留温度センサ２７の出力信号の時間変化を示している。原料燃料ポンプ２１、流量調整バルブ２２に異常がある場合、分留通路２０へ燃料が供給されないため、分留温度センサ２７へ周期的に液相燃料が掛からない。この場合、内燃機関１の暖機による分岐部２０ｂの温度上昇のみが分留温度センサ２７で検出される。そのため図６（ｂ）に示したような時間変化を示す。一方、分留温度センサ２７に異常がある場合、分留温度センサ２７からは一定値の信号しか出力されない。そのため、図６（ｃ）に示したように一定値の出力信号が検出される。
【００２７】
図３の説明に戻る。原料燃料ポンプ２１、流量調整バルブ２２及び分留温度センサ２７が正常であったと判断した場合はステップＳ１６へ進み、ＥＣＵ３５は、これらの機器に異常があることを示す異常フラグＦｓｐに異常が無かったことを示す０を代入する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、正常ではなかったと判断した場合はステップＳ１７へ進み、分留温度センサ２７に異常があったか否かを判断する。分留温度センサ２７に異常があったと判断したと判断した場合はステップＳ１８へ進み、ＥＣＵ３５は、分留温度センサ２７に異常があることを示すセンサ異常フラグをオンにする。一方、異常がなかったと判断した場合はステップＳ１８をスキップする。次のステップＳ１９においてＥＣＵ３５は、異常フラグＦｓｐに異常があったことを示す１を代入する。続くステップＳ２０においてＥＣＵ３５はインパネ内の異常ランプを点灯させ、運転手に異常を警告する、その後今回の制御ルーチンを終了する。なお、異常フラグＦｓｐは、他の制御ルーチンからも参照可能なようにＥＣＵ３５のＲＡＭに保存され、図３の制御ルーチンの終了後もリセットされない。
【００２８】
図３の異常診断制御ルーチンでは、原料燃料ポンプ２１、流量調整バルブ２２のいずれの機器に異常があるか判別されていない。そこで、ＥＣＵ３５は、図４の異常箇所判別ルーチンによって異常のある機器を判別する。
【００２９】
図４の異常箇所判定ルーチンにおいてＥＣＵ３５は、ステップＳ２１で異常フラグＦｓｐの値が１である（燃料分留装置１８に異常がある）か否かを判断する。異常フラグＦｓｐの値が１ではないと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。異常フラグＦｓｐの値が１であると判断した場合はステップＳ２２へ進み、ＥＣＵ３５は原料燃料の温度が、内燃機関１の運転時の標準的な原料燃料の温度範囲以下であるか否かを判断する。暖機運転の終了後、燃料タンク１４内の原料燃料の温度は、燃料ポンプ１６から戻される燃料等によって一定範囲内の温度になる。このように原料燃料の温度が一定範囲まで上昇してしまっている場合、次のステップＳ２３で取得する原料燃料の温度上昇速度の検出精度が悪くなる。そのため、標準温度範囲には、この一定範囲が設定される。原料の温度が標準温度範囲以下ではないと判断した場合、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３０】
一方、原料燃料温度が標準温度範囲以下であると判断した場合はステップＳ２３へ進み、ＥＣＵ３５は燃料タンク１４内の原料燃料温度の上昇速度ｄＶＴを算出する。上昇速度ｄＶＴは、原料燃料温度センサ１７の出力信号の時間変化を参照して算出する。次のステップＳ２４においてＥＣＵ３５は、上昇速度ｄＶＴが異常判定上昇速度しきい値ｄＶＴｃｒを上回っているか否かを判断する。なお、ｄＶＴｃｒには、例えば流量調整バルブ２２が正常で原料燃料の一部のみが燃料タンク１４へ戻される場合の原料燃料温度の上昇速度が設定される。流量調整バルブ２２に異常があり、流量調整バルブ２２から分留通路２０へ燃料が供給されていない場合、原料燃料ポンプ２１で吸い上げられた燃料が全て燃料タンク１４へ戻される。従って、原料燃料の一部が燃料タンク１４へ戻される場合と比較して燃料タンク１４内の燃料の温度の上昇速度が早くなる。一方、原料燃料ポンプ２１に異常がある場合は、原料燃料が吸い上げられないので、原料燃料ポンプ２１から燃料が戻されることがない。そのため、ｄＶＴはｄＶＴｃｒ以下になる。このようにｄＶＴをｄＶＴｃｒと比較することで、異常のある機器が判別できる。
【００３１】
ｄＶＴがｄＶＴｃｒを上回っていると判断した場合はステップＳ２５へ進み、ＥＣＵ３５は流量調整バルブ２２に異常があることを示すバルブ異常フラグＦｌｇに、流量調整バルブ２２が異常であることを示す１を代入する。一方、ｄＶＴがｄＶＴｃｒを上回っていないと判断した場合はステップＳ２６へ進み、ＥＣＵ３５はバルブ異常フラグＦｌｇに流量調整バルブ２２が異常ではない（即ち原料燃料ポンプ２１に異常がある）ことを示す０を代入する。ステップＳ２５又はＳ２６の処理終了後、ステップＳ２７へ進み、ＥＣＵ３５は故障箇所に応じた処理を行う。その後、今回の制御ルーチンを終了する。故障箇所に応じた処理としては、例えば流量調整バルブ２２に異常がある（Ｆｌｇの値が１である）場合、原料燃料ポンプ２１を停止させて、燃料タンク１４内の過度の温度上昇を抑制する。一方、原料燃料ポンプ２１に異常がある（Ｆｌｇの値が０である）場合、例えば無駄な電力消費を抑制するため原料燃料ポンプ２１への電力供給を停止する。また、バルブ異常フラグＦｌｇに１又は０が代入された場合、流量調整バルブ２２に制御信号を送らないようにする。
【００３２】
このように図３及び図４の制御ルーチンを実行することで、原料燃料ポンプ２１、流量調整バルブ２２、分留温度センサ２７のいずれの機器に異常があるかを判別できる。
【００３３】
次に、ＥＣＵ３５を診断手段として機能させるための診断制御ルーチンの他の例を図７により説明する。図７の制御ルーチンも内燃機関１が始動されるとともに実行され、内燃機関１の運転中は所定の周期で繰り返し実行される。なお、図７の制御ルーチンにおいて図３の制御ルーチンと同一の処理には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００３４】
図７の制御ルーチンにおいてＥＣＵ３５は、ステップＳ１２までは図３と同様の処理を行う。ステップＳ１２において内燃機関１が冷機状態ではないと判断した場合、ステップＳ３１へ進み、ＥＣＵ３５は燃料の分留が要求されているか否かを判断する。燃料の分留が要求されているか否かは、例えば貯留量センサ２６を参照して判断され、軽質燃料タンク２５に軽質燃料が十分に貯留されている場合、燃料の分留が要求されていないと判断する。分留が要求されていると判断した場合、今回の制御ルーチンを終了する。一方、分留が要求されていないと判断した場合はステップＳ３２へ進み、ＥＣＵ３５は燃料分留装置１８によって燃料の分留が可能な運転条件か否かを判断する。燃料の分留が可能な運転条件であるか否かは、例えば分留温度センサ２７の出力信号を参照して行われ、分留通路２０へ燃料を供給しても目標温度まで燃料が昇温されないと判断した場合に燃料分留が不可能な運転条件であると判断する。燃料を分留可能な運転条件ではないと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３５】
一方、燃料の分留が可能な運転条件であると判断した場合はステップＳ３３へ進み、ＥＣＵ３５は分岐部２０ｂの温度と燃料分留時の標準分留温度との温度差ｄＴｄｓを算出する。標準分留温度には、例えば燃料分留時の目標温度が設定される。続くステップＳ３４においてＥＣＵ３５は、ｄＴｄｓが判定値ｄＴｃｒよりも大きい状態が所定時間連続していたか否かを判断する。判定値ｄＴｃｒとしては、例えば、分留通路２０へ燃料を供給しても目標温度まで燃料が昇温されない場合の分岐部２０ｂの温度と燃料分留時の目標温度との温度差が設定される。また、所定時間としては、例えば分留温度センサ２７によって気相燃料の温度が検出されない程度に分留通路２０から気相燃料が排出されるまでの時間が設定される。分留通路２０に気相燃料が殆どない場合、分留温度センサ２７は気相燃料の温度を検出することがない。そのため、液相燃料によって分留温度センサ２７の出力信号を変化させることができる。従って、燃料分留装置１８の異常の有無を診断することができる。ｄＴｄｓが判定値ｄＴｃｒよりも大きい状態が所定時間連続していないと判断した場合、今回の制御ルーチンを終了する。一方、所定時間連続していたと判断した場合はステップＳ１４へ進み、以降図３の制御ルーチンと同様の処理を行う。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３６】
図７の診断制御ルーチンでは、分留温度センサ２７で気相燃料の温度が検出されることがないと判断した場合も燃料分留装置１８の異常診断を行う。これにより、内燃機関１の運転中にも異常診断ができるので、早期に燃料分留装置１８の異常を見つけることができる。
【００３７】
本発明は以上の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内において、種々の形態で実施してよい。例えば、内燃機関はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジンに本発明を適用することもできる。軽質燃料の用途は、排気浄化触媒の機能再生に限定されない。例えば、内燃機関の始動時に吸気通路へ供給してもよい。このように軽質燃料を供給することにより、内燃機関の始動性の向上や始動時の排気エミッションの改善が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料分留装置が適用される内燃機関を示す図。
【図２】図１の分留通路の一部を拡大して示す図。
【図３】図１のＥＣＵが実行する異常診断制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】図１のＥＣＵが実行する異常箇所判定ルーチンを示すフローチャート。
【図５】原料燃料温度及び分岐部の温度と、分留通路へ供給する燃料量との関係の一例を示す図。
【図６】診断制御ルーチン実行時における分留温度センサの出力信号の変化の一例を示す図。
【図７】図１のＥＣＵが実行する異常診断制御ルーチンの他の実施例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３９】
１  内燃機関
１１  燃料供給装置（燃料供給系統）
１４  燃料タンク
１７  原料燃料温度センサ（燃料温度取得手段）
１８  燃料分留装置
２０  分留通路
２０ｂ  分岐部
２１  原料燃料ポンプ（燃料供給ポンプ）
２２  流量調整バルブ（流量調整手段）
２３  気相通路
２４  液相通路
２７  分留温度センサ（温度検出手段）
３５  エンジンコントロールユニット（異常判定手段、異常箇所判定手段）
【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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【図７】
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