(57)【要約】【課題】内燃機関へ供給される燃料の流動性が高い場合に燃焼悪化を抑制すること。【解決手段】燃料供給装置１０は、内燃機関１へ燃料Ｆを供給するものである。燃料供給装置１０は、燃料タンク１２と、燃料噴射弁１８と、粘度向上剤タンク１１と、粘度向上剤用フィードポンプ１３とを備える。粘度向上剤ＶＩは、例えば高分子の炭化水素であり、内燃機関１へ供給される燃料Ｆに添加されて、燃料Ｆの流動性を低下させるものである。粘度向上剤用フィードポンプ１３は、燃料Ｆの流動性が高い場合には、粘度向上剤タンク１１内の粘度向上剤ＶＩを燃料タンク１２内の燃料Ｆへ供給する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関へ供給する燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンク内の前記燃料を前記内燃機関に供給される燃焼用の空気へ供給する燃料供給手段と、
前記燃料の流動性が予め定めた所定の閾値よりも大きい場合には、前記燃料の流動性を低下させる粘度向上剤を前記燃料に供給する粘度向上剤供給手段と、
を備えることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記粘度向上剤供給手段は、前記粘度向上剤を貯留する粘度向上剤タンクと前記燃料タンクとの間を接続する粘度向上剤通路に設けられるポンプであることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記粘度向上剤供給手段は、前記粘度向上剤を貯留する粘度向上剤タンクと前記燃料タンクとの間を接続する粘度向上剤通路に設けられる弁装置であることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記燃料タンク内の燃料を吸引し、前記燃料供給手段へ前記燃料を吐出する燃料吐出手段を備え、
前記粘度向上剤供給手段は、前記燃料吐出手段の燃料吸引口に前記粘度向上剤を供給することを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
内燃機関へ供給する燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンク内の前記燃料を前記内燃機関に供給される燃焼用の空気へ供給する燃料供給手段と、
前記燃料の流動性が予め定めた所定の閾値よりも大きい場合には、前記燃料に対して前記燃料の流動性を低下させる粘度向上剤を供給することを指示する粘度向上剤供給指示手段と、
を備えることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項６】
前記粘度向上剤供給指示手段は、前記燃料に供給する粘度向上剤の量を指示することを特徴とする請求項５に記載の燃料供給装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料供給装置を備え、前記燃料供給手段によって燃料が供給されることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関への燃料供給に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関においては、一般に、燃料タンクから燃料噴射弁へ燃料を送り、前記燃料噴射弁によってシリンダ内の燃焼空間や吸気ポート内へ燃料を噴射する。特許文献１には、燃料の粘度が基準とする燃料よりも低い場合には、燃料噴射のタイミングを基準とする燃料よりも進角し、燃料の粘度が基準とする燃料よりも高い場合には、燃料噴射のタイミングを基準とする燃料よりも遅角する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−９１２８７号公報（００１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された技術のように、燃料の粘度が低い場合、すなわち燃料の流動性が高い場合に燃料の噴射時期を変更するのみでは燃料噴霧を微粒化すること自体は改善されず、燃料噴霧の質が維持できないおそれがある。その結果、特許文献１に開示された技術では、燃料の流動性が高い場合には、燃焼悪化を抑制できないおそれがある。また、燃料の流動性が高い場合には、燃料ポンプや燃料噴射弁の摺動部の摩耗が増加し、燃料ポンプや燃料噴射弁といった燃料供給系に設けられる摺動部を有する機器の耐久性が低下するおそれもある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内燃機関へ供給される燃料の流動性が高い場合に燃焼悪化を抑制すること、内燃機関へ供給される燃料の流動性が高い場合に燃料供給系に設けられる摺動部を有する機器の耐久性低下を抑制することのうち、少なくとも一つを達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る燃料供給装置は、内燃機関へ供給する燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンク内の前記燃料を前記内燃機関に供給される燃焼用の空気へ供給する燃料供給手段と、前記燃料の流動性が予め定めた所定の閾値よりも大きい場合には、前記燃料の流動性を低下させる粘度向上剤を前記燃料に供給する粘度向上剤供給手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の望ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記粘度向上剤供給手段は、前記粘度向上剤を貯留する粘度向上剤タンクと前記燃料タンクとの間を接続する粘度向上剤通路に設けられるポンプであることが好ましい。
【０００８】
本発明の望ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記粘度向上剤供給手段は、前記粘度向上剤を貯留する粘度向上剤タンクと前記燃料タンクとの間を接続する粘度向上剤通路に設けられる弁装置であることが好ましい。
【０００９】
本発明の望ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記燃料タンク内の燃料を吸引し、前記燃料供給手段へ前記燃料を吐出する燃料吐出手段を備え、前記粘度向上剤供給手段は、前記燃料吐出手段の燃料吸引口に前記粘度向上剤を供給することが好ましい。
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る燃料供給装置は、内燃機関へ供給する燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンク内の前記燃料を前記内燃機関に供給される燃焼用の空気へ供給する燃料供給手段と、前記燃料の流動性が予め定めた所定の閾値よりも大きい場合には、前記燃料に対して前記燃料の流動性を低下させる粘度向上剤を供給することを指示する粘度向上剤供給指示手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の望ましい態様としては、前記燃料供給装置において、前記粘度向上剤供給指示手段は、前記燃料に供給する粘度向上剤の量を指示することが好ましい。
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る内燃機関は、前記燃料供給装置を備え、前記燃料供給手段によって燃料が供給されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、内燃機関へ供給される燃料の流動性が高い場合に燃焼悪化を抑制すること、内燃機関へ供給される燃料の流動性が高い場合に燃料供給系に設けられる摺動部を有する機器の耐久性低下を抑制することのうち、少なくとも一つを達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【００１５】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る内燃機関及び燃料供給装置を示す装置構成図である。本実施形態は、内燃機関１へ供給される燃料の流動性が予め定めた所定の閾値よりも大きい場合、すなわち、内燃機関１へ供給される燃料の粘度が予め定めた所定の閾値よりも小さい場合には、粘度向上剤を燃料へ添加する点に特徴がある。粘度向上剤は、内燃機関１へ供給される燃料Ｆの流動性を低下させる、すなわち、燃料Ｆの粘度を向上させるものであり、例えば高分子の炭化水素である。
【００１６】
内燃機関１はピストン５がシリンダ３の内部を往復運動する、いわゆるレシプロ式の内燃機関である。内燃機関１のシリンダ３は、一端部がシリンダヘッド２に取り付けられ、他端部がクランクケース４に取り付けられる。シリンダ３の内面と、ピストン５の頂面と、シリンダヘッド２の内面とで囲まれる空間３Ｂが、内燃機関１へ供給される燃料Ｆの燃焼する空間となる。この空間３Ｂを、燃焼空間３Ｂという。
【００１７】
内燃機関１へ供給される燃料Ｆは、炭化水素を含む燃料であり、内燃機関１がディーゼル機関である場合には、例えば軽油が用いられ、内燃機関１が火花点火式の機関である場合には、例えばガソリンが用いられる。また、内燃機関１が多種燃料に対応できる機関である場合には、アルコール等の含酸素燃料やガソリンやＬＰＧ（Liquefied petroleum gas：液化石油ガス）等が用いられる。
【００１８】
シリンダヘッド２には、燃焼空間３Ｂへ燃焼用空気Ａを導入するための吸気通路である吸気ポート８ｉ、及び燃焼空間３Ｂで燃料Ｆが燃焼した後の燃焼ガス（排ガス）Ｅｘを燃焼空間３Ｂの外部へ排出する排気通路である排気ポート８ｅが形成される。吸気ポート８ｉ及び排気ポート８ｅは、それぞれ燃焼空間３Ｂに開口し、シリンダヘッド２にそれぞれの開口部が形成される。そして、吸気ポート８ｉの開口部には吸気弁９ｉが配置され、排気ポート８ｅの開口部には排気弁９ｅが配置される。吸気弁９ｉは吸気ポート８ｉの開口部を開閉し、排気弁９ｅは排気ポート８ｅの開口部を開閉する。
【００１９】
内燃機関１は、ディーゼル式の内燃機関であり、シリンダヘッド２に燃焼空間３Ｂ内の燃焼用空気Ａへ燃料を噴射する燃料供給手段として、燃料噴射弁１８を備える。吸気弁９ｉが開き、ピストン５が下死点へ向かうと、吸気ポート８ｉの開口部から燃焼空間３Ｂへ燃焼用空気Ａが流入する（吸気行程）。ピストン５が下死点を通過し、吸気弁９ｉ及び排気弁９ｅが閉じた状態でピストン５が上死点（すなわちシリンダヘッド２の方向）へ向かうと、燃焼空間３Ｂ内の燃焼用空気Ａが圧縮されて昇温する（圧縮行程）。燃料噴射弁１８が、圧縮され、昇温した燃焼空間３Ｂ内の燃焼用空気Ａへ燃料Ｆを噴射すると、燃料Ｆは自然着火する。ここで、燃料噴射弁１８は、機関ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０によって制御される。
【００２０】
燃料Ｆが燃焼したときの燃焼圧力によりピストン５が下死点へ向かって移動する（膨張行程）。下死点を通過したピストン５は、再び上死点へ向かって移動するが、このとき排気弁９ｅが開いて燃焼空間３Ｂ内の燃焼ガス（排ガスＥｘ）が排気ポート８ｅへ排出される（排気行程）。これによって、内燃機関の１サイクルが終了する。
【００２１】
ピストン５が上死点の近傍にくると、吸気弁９ｉが開き、排気弁９ｅは閉じて、吸気ポート８ｉから燃焼空間３Ｂへ燃焼用空気Ａが流入し、内燃機関１の次のサイクルが開始する。このように、内燃機関１は、ピストン５がシリンダ３内を２往復する間に１サイクルが終了する、４ストローク１サイクルの内燃機関である。ピストン５の往復運動は、コネクティングロッド６を介してクランクケース４内のクランクシャフト７へ伝達され、回転運動へ変換される。
【００２２】
なお、本実施形態において、内燃機関１はディーゼル式に限定されず、火花点火式の内燃機関であってもよい。内燃機関１が火花点火式である場合、内燃機関１への燃料Ｆの供給は、燃焼空間３Ｂ内の燃焼用空気Ａへ直接燃料Ｆを噴射する、いわゆる直噴式の燃料供給方式でもよいし、吸気ポート８ｉ内の燃焼用空気Ａへ燃料Ｆを噴射する、いわゆるポート噴射式の燃料供給式であってもよい。また、直噴式及びポート噴射式の両方を併用する燃料供給方式であってもよい。次に、内燃機関１へ燃料を供給する燃料供給装置１０を説明する。
【００２３】
燃料供給装置１０は、内燃機関１へ供給する燃料Ｆを貯留する燃料タンク１２と、燃料タンク１２内の燃料Ｆを内燃機関１に供給される燃焼用空気Ａへ供給する燃料噴射弁１８と、燃料Ｆの流動性を低下させる粘度向上剤ＶＩを燃料Ｆに供給する粘度向上剤供給手段であるポンプ（粘度向上剤用フィードポンプ）１３と、を有する。内燃機関１へ供給される燃料Ｆは、燃料吐出手段である燃料用フィードポンプ（低圧ポンプ）１４から高圧ポンプ１５へ接続される燃料供給通路２０へ吐出される。燃料供給通路２０を通って高圧ポンプ１５へ導かれた燃料Ｆは、高圧ポンプ１５で圧力（燃料圧力）をさらに高められた後、燃料分配管１６へ送られる。
【００２４】
燃料分配管１６には、燃料噴射弁１８が接続されており、所定の圧力に加圧された燃料分配管１６内の燃料Ｆが燃料噴射弁１８へ供給される。ここで、内燃機関１が複数のシリンダ３、ピストン５及び燃料噴射弁１８を備える場合、燃料分配管１６にはそれぞれの燃料噴射弁１８が接続され、それぞれのシリンダ３内の燃焼空間３Ｂへ燃料が供給される。
【００２５】
燃料分配管１６には、燃料分配管１６内の燃料Ｆの圧力を調整する手段として、燃料圧力調整弁１７が取り付けられる。燃料圧力調整弁１７は、燃料分配管１６内の燃料Ｆの圧力が予め設定した圧力を超えると開弁して、燃料リリーフ通路２１を介して燃料分配管１６内の燃料Ｆを高圧ポンプ１５の入口側へ戻す。これによって、燃料圧力調整弁１７は、燃料分配管１６内の燃料圧力を、予め設定した値に保持する。燃料圧力調整弁１７は、機関ＥＣＵ５０によって、設定した圧力を変更できる機能を有していてもよいし、機関ＥＣＵ５０によって開弁及び閉弁が制御できるものであってもよい。
【００２６】
燃料分配管１６には、燃料分配管１６内の燃料圧力を測定する燃料圧力計４０、及び燃料分配管１６内の燃料Ｆの温度を測定する燃料温度計４１が取り付けられる。これらから得られる情報に基づき、本実施形態に係る燃料供給制御が行われる。
【００２７】
内燃機関１へ供給される燃料Ｆの流動性が高い場合、すなわち、燃料Ｆの粘度が低い場合、燃料噴射弁１８から燃焼空間３Ｂ内の燃焼用空気Ａへ噴射される燃料Ｆが十分に微粒化されず、燃料噴霧の質が低下して燃焼が悪化するおそれがある。これによって、内燃機関１のトルク変動やスモークの発生、未燃の炭化水素の増加といった現象を招くおそれがある。また、燃料供給装置１０は、燃料用フィードポンプ１４や高圧ポンプ１５や燃料噴射弁１８といった、可動部や摺動部が燃料Ｆと接触する機器を備える。燃料Ｆの流動性が高くなると、これらの機器は摺動部の摩耗が増加し、耐久性が低下するおそれがある。
【００２８】
本実施形態では、燃料Ｆの流動性が高くなることに起因するこのような問題を回避するため、内燃機関１へ供給される燃料Ｆの流動性が予め定めた所定の閾値以上である場合には、燃料Ｆの流動性を低下させる粘度向上剤ＶＩを燃料Ｆに供給する。これにより、内燃機関１へ供給される燃料Ｆの流動性を前記閾値よりも低下させて、上記問題を回避する。燃料Ｆへ供給される粘度向上剤ＶＩは、粘度向上剤タンク１１に貯留されており、燃料Ｆの流動性が予め定めた所定の閾値以上である場合には、粘度向上剤用フィードポンプ１３によって燃料タンク１２内の燃料Ｆへ供給される。
【００２９】
本実施形態において、粘度向上剤タンク１１と燃料タンク１２とは、粘度向上剤通路１９によって接続されており、粘度向上剤タンク１１内の粘度向上剤ＶＩは、粘度向上剤通路１９を通って燃料タンク１２内の燃料Ｆへ供給される。本実施形態において、粘度向上剤用フィードポンプ１３は、粘度向上剤通路１９に設けられており、粘度向上剤タンク１１内の粘度向上剤ＶＩを吸引して燃料タンク１２内へ吐出する。粘度向上剤用フィードポンプ１３は、機関ＥＣＵ５０が備える燃料供給制御装置５１によって制御される。
【００３０】
燃料供給制御装置５１を備える機関ＥＣＵ５０は、燃料圧力計４０、燃料温度計４１からの入力信号や、粘度向上剤用フィードポンプ１３への出力信号の入出力を行う入出力部５４と、処理部５０Ｐと、内燃機関１の制御に用いる各種マップ等を格納する記憶部５３とを有する。入出力部５４には、内燃機関１が搭載される車両の計器盤４３に設けられる表示装置４４が接続される。表示装置４４は、本実施形態の燃料供給制御において、燃料供給制御装置５１が発信する情報を表示する。
【００３１】
処理部５０Ｐは、例えば、メモリ及びＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）により構成されている。処理部５０Ｐは、本実施形態に係る燃料供給制御を実行する燃料供給制御装置５１及び内燃機関１を制御する機関制御部５２を備える。すなわち、本実施形態において、燃料供給制御装置５１は、処理部５０Ｐの一機能として実現される。ここで、燃料供給制御装置５１は、制御条件判定部５１Ａと、燃料粘度調整部５１Ｂとを有しており、これらが本実施形態に係る燃料供給制御を実行する。記憶部５３は、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような読み出しのみが可能なメモリ、あるいはＲＡＭ（Random Access Memory）のような読み書きが可能なメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成できる。次に、本実施形態に係る燃料供給制御を説明する。
【００３２】
図２は、実施形態１に係る燃料供給制御の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る燃料供給制御を実行するにあたり、ステップＳ１０１において、燃料供給制御装置５１の制御条件判定部５１Ａは、燃料タンク１２へ内燃機関１の燃料Ｆを給油した後、所定時間が経過したか否かを判定する。これによって、燃料タンク１２へ給油された燃料Ｆが、燃料供給通路２０へ行き渡ったか否かを判定する。また、燃料Ｆを給油した場合、燃料タンク１２に残留している燃料Ｆと新たに給油した燃料Ｆとが混ざり合い、性状が安定するまでにある程度の時間を要するので、給油直後は燃料の流動性の判定精度が低下するおそれがある。このため、ステップＳ１０１で給油後所定時間経過したか否かを判定し、所定時間が経過していない場合には本実施形態に係る燃料供給制御を実行しないことにより、粘度向上剤ＶＩの過剰な消費を回避し、燃料Ｆの流動性を確実に改善できるようにする。
【００３３】
ステップＳ１０１でＮｏと判定された場合、すなわち制御条件判定部５１Ａが給油後所定時間経過していないと判定した場合、本実施形態に係る燃料供給制御を終了する。ここで、給油後の経過時間は、機関ＥＣＵ５０に備えたカウンタ機能を制御条件判定部５１Ａが利用することにより計数できる。例えば、制御条件判定部５１Ａは、燃料供給装置１０が搭載される車両の給油計が現時点よりも増加した場合に給油があったと判定し、その時間を基準として給油後の経過時間を計数する。本実施形態に係る燃料供給制御を実行するか否かの判定に用いる給油後の所定時間は、実験等により予め決定しておく。
【００３４】
ステップＳ１０１でＹｅｓと判定された場合、すなわち制御条件判定部５１Ａが給油後所定時間経過していると判定した場合、ステップＳ１０２へ進む。ステップＳ１０２において、制御条件判定部５１Ａは、粘度向上剤ＶＩを燃料タンク１２の燃料Ｆへ投入した後所定時間が経過したか否かを判定し、前記所定時間が経過していない場合には本実施形態に係る燃料供給制御を終了する。これによって、以前投入した粘度向上剤ＶＩの効果が残っている場合にはこれを利用することにより、粘度向上剤ＶＩの過剰な消費を抑制できる。前記所定時間は、実験等により予め決定しておく。
【００３５】
ステップＳ１０２でＮｏと判定された場合、すなわち制御条件判定部５１Ａが、粘度向上剤ＶＩを燃料タンク１２の燃料Ｆへ投入した後所定時間が経過していないと判定した場合、本実施形態に係る燃料供給制御を終了する。ステップＳ１０２でＹｅｓと判定された場合、すなわち制御条件判定部５１Ａが、粘度向上剤ＶＩを燃料タンク１２の燃料Ｆへ投入した後所定時間が経過したと判定した場合、ステップＳ１０３へ進む。
【００３６】
ステップＳ１０３では、燃料供給制御装置５１の燃料粘度調整部５１Ｂが燃料粘度指標Ｃｖｉを求める。燃料粘度指標Ｃｖｉは、燃料タンク１２内の燃料Ｆの流動性を示す指標である。燃料Ｆの流動性は、燃料Ｆの粘度に依存する。すなわち、燃料Ｆの粘度が高いと燃料Ｆの流動性は低く、燃料Ｆの流動性が高いと燃料Ｆの粘度は低い。本実施形態では、例えば、高圧ポンプ１５のポンピング回数と燃料分配管１６内の燃料圧力Ｐとに基づいて、燃料粘度指標Ｃｖｉを求める。
【００３７】
すなわち、燃料Ｆの性状が同一であれば、高圧ポンプ１５の同じポンピング回数で昇圧する燃料圧力Ｐは同じになる。ここで、燃料Ｆの流動性が高い場合、すなわち、燃料Ｆの粘度が低い場合、高圧ポンプ１５からの燃料Ｆの漏れ量が大きくなるので、燃料Ｆの温度が同一であれば、単位ポンピング回数で昇圧する燃料圧力Ｐは小さくなる。一方、燃料Ｆの流動性が低い場合、すなわち、燃料Ｆの粘度が高い場合、高圧ポンプ１５からの燃料Ｆの漏れ量が小さくなるので、燃料Ｆの温度が同一であれば、単位ポンピング回数で昇圧する燃料圧力Ｐは大きくなる。
【００３８】
このため、燃料粘度指標Ｃｖｉとして単位ポンピング回数で昇圧する燃料圧力Ｐを用いれば、燃料Ｆの流動性を判定できる。例えば、単位ポンピング回数で昇圧する燃料圧力Ｐ（すなわち燃料粘度指標Ｃｖｉ）が予め定めた所定の閾値Ｐｃ（すなわち燃料粘度指標閾値Ｃｖｉｏ）よりも小さい場合には、燃料の流動性が許容できない程度に高いと判定し、粘度向上剤ＶＩを燃料Ｆへ投入する。すなわち、Ｐ＜Ｐｃ（Ｃｖｉ＜Ｃｖｉｏ）である場合は、燃料の流動性が、予め定めた所定の閾値よりも大きい場合であるので、このような場合には、燃料の流動性が許容できない程度に高いと判定し、粘度向上剤ＶＩを燃料Ｆへ投入することになる。
【００３９】
なお、燃料Ｆの流動性は燃料Ｆの温度に依存するので、単位ポンピング回数で昇圧する燃料圧力Ｐを燃料Ｆの温度（燃料温度）Ｔで補正して、燃料粘度指標Ｃｖｉとしてもよい。このようにすれば、燃料Ｆの流動性をより高い精度で判定できる。ここで、高圧ポンプ１５の単位ポンピング回数は、高圧ポンプ１５の駆動時間に相当する。
【００４０】
ステップＳ１０３で燃料粘度指標Ｃｖｉが求められたらステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４で、制御条件判定部５１Ａは、ステップＳ１０３で求められた燃料粘度指標Ｃｖｉと、予め定めた燃料粘度指標閾値Ｃｖｉｏとを比較する。燃料粘度指標閾値Ｃｖｉｏは、燃料Ｆの流動性が、燃料噴霧の質（すなわち燃料噴霧の微細化の程度）を許容できる程度の値に設定される。燃料粘度指標閾値Ｃｖｉｏは、実験等によって予め決定される。
【００４１】
ステップＳ１０４でＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部５１ＡがＣｖｉ≧Ｃｖｉｏであると判定した場合、燃料Ｆの流動性は、燃料噴霧の微細化の程度が許容できる程度であると判断できる。この場合、本実施形態に係る燃料供給制御を終了する。ステップＳ１０４でＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部５１ＡがＣｖｉ＜Ｃｖｉｏであると判定した場合、燃料Ｆの流動性は、燃料噴霧の微細化の程度が許容できない程度であると判断できる。この場合、粘度向上剤ＶＩを内燃機関１へ供給される燃料Ｆへ投入して、燃料Ｆの流動性を低くする必要があるので、ステップＳ１０５へ進む。
【００４２】
ステップＳ１０５において、燃料粘度調整部５１Ｂは、燃料Ｆに投入する粘度向上剤ＶＩの量（粘度向上剤投入量）Ｘを計算する。粘度向上剤投入量Ｘは、例えば、燃料粘度指標Ｃｖｉに基づいて得られる粘度向上剤ＶＩの必要濃度Ｄと、燃料タンク１２内の燃料量Ｖｆｔとの積（Ｄ×Ｖｆｔ）で求めることができる。ここで、Ｃｖｉ＜Ｃｖｉｏである場合には、少なくともＣｖｉｏとＣｖｉとの差ΔＣｖ（＝Ｃｖｉｏ−Ｃｖｉ）に相当する分、燃料Ｆの流動性を低下させればよい。粘度向上剤ＶＩの必要濃度Ｄは、ΔＣｖに相当する分、燃料Ｆの流動性を低下させるために必要な、単位体積あたりの燃料に投入する粘度向上剤ＶＩの量である。
【００４３】
ΔＣｖ（＝Ｃｖｉｏ−Ｃｖｉ）に対する粘度向上剤ＶＩの必要濃度Ｄは、実験や解析等によって予め求めてマップ化しておき、機関ＥＣＵ５０の記憶部５３に格納しておく。なお、燃料粘度指標閾値Ｃｖｉｏが定数である場合、前記マップは、燃料粘度指標Ｃｖｉと粘度向上剤ＶＩの必要濃度Ｄとの関係で記述される。燃料粘度調整部５１Ｂは、記憶部５３から前記マップを読み出し、現時点における燃料粘度指標Ｃｖｉを前記マップに与え、対応する粘度向上剤ＶＩの必要濃度Ｄを取得する。そして、取得した粘度向上剤ＶＩの必要濃度Ｄと、燃料タンク１２内の燃料量Ｖｆｔとの積（Ｄ×Ｖｆｔ）で、粘度向上剤投入量Ｘを求める。
【００４４】
ステップＳ１０５で粘度向上剤投入量Ｘが得られたら、ステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０６において、燃料粘度調整部５１Ｂは、粘度向上剤用フィードポンプ１３を駆動し、ステップＳ１０５で求めた粘度向上剤投入量Ｘ分だけ、粘度向上剤タンク１１の粘度向上剤Ｖｉを燃料タンク１２内の燃料Ｆへ供給する。これによって、燃料タンク１２内の燃料Ｆの流動性が低下して、内燃機関１の運転時において通常想定している流動性に近づくので、燃料噴射弁１８から内燃機関１の燃焼空間３Ｂへ噴射される燃料噴霧の微細化が改善される。その結果、燃焼悪化が抑制できるので、内燃機関１のトルク変動が抑制されるとともに、未燃の炭化水素が減少する。
【００４５】
また、高圧ポンプ１５は、通常内燃機関１によって駆動されるが、燃料タンク１２内の燃料Ｆの流動性が低下することにより、高圧ポンプ１５の吐出効率が向上するので、同じ吐出量であれば、高圧ポンプ１５の駆動エネルギーを低減できる。その結果、内燃機関１の燃料消費を抑制できる。さらに、上記燃料供給制御によって、燃料の流動性を低い状態に維持できるので、高圧ポンプ１５のポンプ効率を維持できる。さらに、燃料用フィードポンプ１４や高圧ポンプ１５や燃料噴射弁１８といった、燃料供給系に設けられる摺動部を有する機器の摩耗等を抑制できるので、このような機器の耐久性低下を抑制できる。
【００４６】
さらに、粘度向上剤供給手段として粘度向上剤用フィードポンプ１３を用いることにより、粘度向上剤タンク１１が燃料タンク１２よりも重力の作用方向側（下方）にある場合であっても粘度向上剤ＶＩを燃料タンク１２内の燃料Ｆへ供給できる。これによって、粘度向上剤タンク１１や燃料タンク１２の配置の自由度が向上する。
【００４７】
図３は、実施形態１に係る燃料供給制御の他の手順を示すフローチャートである。この燃料供給制御のステップＳ２０１〜ステップＳ２０５は、上述した燃料供給制御のステップＳ１０１〜ステップＳ１０５と同一なので説明を省略する。ステップＳ２０５で粘度向上剤投入量Ｘが得られたら、ステップＳ２０６へ進む。
【００４８】
ステップＳ２０６において、燃料粘度調整部５１Ｂは、図１に示す計器盤４３に設けられる表示装置４４に、ステップＳ２０５で得られた粘度向上剤投入量Ｘを表示する。これによって、燃料粘度調整部５１Ｂは、粘度向上剤を燃料Ｆへ供給することを指示する。この表示を見た運転者は、必要な粘度向上剤ＶＩを燃料タンク１２へ投入する。このように、表示装置４４は、燃料Ｆに対して粘度向上剤ＶＩを供給することを指示する粘度向上剤供給指示手段として機能する。このようにすれば、上述した効果に加え、粘度向上剤タンク１１や粘度向上剤用フィードポンプ１３が不要になるので、燃料供給装置１０のハードウェア構成を簡略化して、製造コストの低減を図るという効果が得られる。
【００４９】
以上、本実施形態では、内燃機関へ供給される燃料の流動性が予め定めた所定の閾値よりも大きい場合、すなわち、内燃機関へ供給される燃料の粘度が予め定めた所定の閾値よりも小さい場合には、粘度向上剤を燃料へ添加する。これによって、流動性が高い燃料であってもその流動性を低下させて内燃機関へ供給できるので、燃料噴霧の微細化が悪化することを抑制できる。その結果、燃焼悪化を抑制して、内燃機関のトルク変動が抑制されるとともに、未燃の炭化水素が減少する。また、燃料供給系に設けられる摺動部を有する機器、例えば高圧ポンプや燃料噴射弁の耐久性低下を抑制できる。
【００５０】
（実施形態２）
図４は、実施形態２に係る内燃機関及び燃料供給装置を示す装置構成図である。本実施形態は、実施形態１と略同様の構成であるが、粘度向上剤供給手段として弁装置を用いる点が異なる。他の構成は実施形態１と同様なので、同一の構成には同一の符合を付すとともに、その説明を省略する。
【００５１】
図４に示すように、燃料供給装置１０ａは、燃料Ｆの流動性を低下させる粘度向上剤ＶＩを燃料タンク１２の燃料Ｆに供給する弁装置として、粘度向上剤投入弁１３ａを備える。粘度向上剤投入弁１３ａは、例えば開閉弁である。粘度向上剤投入弁１３ａは、機関ＥＣＵ５０の入出力部５４に接続されており、機関ＥＣＵ５０が備える燃料供給制御装置５１によって動作が制御される。
【００５２】
本実施形態において、燃料タンク１２は、粘度向上剤タンク１１よりも重力の作用方向側（図４の矢印Ｇ側、すなわち下側）に配置されており、両者は粘度向上剤通路１９で接続される。粘度向上剤投入弁１３ａは、粘度向上剤通路１９に設けられており、粘度向上剤投入弁１３ａが開弁することにより、粘度向上剤タンク１１内の粘度向上剤ＶＩは重力の作用によって粘度向上剤通路１９を通って燃料タンク１２内へ流入する。これによって、粘度向上剤タンク１１内の粘度向上剤ＶＩは、燃料タンク１２内の燃料Ｆへ供給される。
【００５３】
図５は、実施形態２に係る燃料供給装置の他の構成例を示す説明図である。図５に示す燃料供給装置１０ａ’のように、燃料タンク１２内に配置した燃料用フィードポンプ１４の燃料吸引口１４ｉの上流側に、粘度向上剤通路１９の粘度向上剤出口１９ｅを配置して、粘度向上剤通路１９を通過した粘度向上剤ＶＩを粘度向上剤出口１９ｅから流出させる。これによって、粘度向上剤投入弁１３ａは、燃料用フィードポンプ１４の燃料吸引口１４ｉに粘度向上剤ＶＩを供給する。このようにすれば、燃料用フィードポンプ１４の吸引力によって粘度向上剤ＶＩが吸引されるので、粘度向上剤ＶＩを燃料タンク１２内へ確実に導入できる。
【００５４】
図６は、実施形態２に係る燃料供給制御の手順を示すフローチャートである。この燃料供給制御のステップＳ３０１〜ステップＳ３０５は、上述した燃料供給制御のステップＳ１０１〜ステップＳ１０５と同一なので説明を省略する。ステップＳ３０５で粘度向上剤投入量Ｘが得られたら、ステップＳ３０６へ進む。
【００５５】
本実施形態に係る燃料供給装置１０ａ、１０ａ’は、粘度向上剤投入弁１３ａを開弁させ、重力の作用を利用して粘度向上剤タンク１１内の粘度向上剤ＶＩを燃料タンク１２内へ供給する。このため、燃料タンク１２内の燃料Ｆへ供給される粘度向上剤ＶＩの量は、粘度向上剤投入弁１３ａの開弁時間によって決定される。ステップＳ３０６において、燃料供給制御装置５１の燃料粘度調整部５１Ｂは、ステップＳ３０５で得られた粘度向上剤投入量Ｘを燃料タンク１２へ供給するために必要な粘度向上剤投入弁１３ａの開弁時間Ｔ＿ｏを計算する。そして、ステップＳ３０７において、燃料粘度調整部５１Ｂは、ステップＳ３０６で求めた開弁時間Ｔ＿ｏだけ粘度向上剤投入弁１３ａを開弁する。これによって、粘度向上剤投入量Ｘ分の粘度向上剤ＶＩが燃料タンク１２へ供給される。
【００５６】
以上、本実施形態は、実施形態１と同様の構成を備えるので、実施形態１と同様の作用、効果が得られる。また、粘度向上剤供給手段として可動部や摺動部の少ない弁装置を用いるので、粘度向上剤供給手段としてポンプを用いる実施形態１と比較して、装置構成が簡単になる。また、可動部や摺動部が少ない弁装置を粘度向上剤供給手段として用いるので、信頼性や耐久性が向上する。さらに、重力を利用して粘度向上剤を燃料タンク内へ導入するので、粘度向上剤を燃料へ供給する際のエネルギーを低減できる。これによって、粘度向上剤供給手段を内燃機関によって駆動する場合には、内燃機関の燃料消費を抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明に係る燃料供給装置及び内燃機関は、燃料の供給に有用であり、特に、燃焼空間へ直接燃料を噴射する内燃機関に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施形態１に係る内燃機関及び燃料供給装置を示す装置構成図である。
【図２】実施形態１に係る燃料供給制御の手順を示すフローチャートである。
【図３】実施形態１に係る燃料供給制御の他の手順を示すフローチャートである。
【図４】実施形態２に係る内燃機関及び燃料供給装置を示す装置構成図である。
【図５】実施形態２に係る燃料供給装置の他の構成例を示す説明図である。
【図６】実施形態２に係る燃料供給制御の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１  内燃機関
２  シリンダヘッド
３  シリンダ
３Ｂ  燃焼空間
４  クランクケース
５  ピストン
６  コネクティングロッド
７  クランクシャフト
８ｅ  排気ポート
８ｉ  吸気ポート
１０、１０ａ、１０ａ’  燃料供給装置
１１  粘度向上剤タンク
１２  燃料タンク
１３  粘度向上剤用フィードポンプ
１３ａ  粘度向上剤投入弁
１４  燃料用フィードポンプ
１４ｉ  燃料吸引口
１５  高圧ポンプ
１６  燃料分配管
１７  燃料圧力調整弁
１８  燃料噴射弁
１９  粘度向上剤通路
１９ｅ  粘度向上剤出口
２０  燃料供給通路
２１  燃料リリーフ通路
４０  燃料圧力計
４１  燃料温度計
４３  計器盤
４４  表示装置
５０  機関ＥＣＵ
５０Ｐ  処理部
５１  燃料供給制御装置
５１Ａ  制御条件判定部
５１Ｂ  燃料粘度調整部
５２  機関制御部
５３  記憶部
５４  入出力部
【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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