(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の燃料供給装置に関し、燃料の円滑な流通を阻害させることなく、燃料供給系の詰まりや腐食などの不具合を良好に回避させることを目的とする。【解決手段】バイオ燃料を少なくとも含む燃料の給油を受ける燃料タンク１２を備える。燃料噴射弁１８で噴射されなかった燃料を燃料タンク１２に戻すための主リターン通路２０と、当該主リターン通路２０の途中から分岐し、燃料タンク１２に至る副リターン通路２８とを備える。燃料噴射弁１８から燃料タンク１２に戻るリターン燃料の流入先を、主リターン通路２０と副リターン通路２８との間で切り換え可能な切換弁３９を備える。副リターン通路２８に設けられ、バイオ燃料の酸化劣化により生じた生成物質を捕集するためのフィルタ３２を備える。燃料の酸化劣化の影響を受ける状況にあると判断された場合に、リターン燃料の流入先が副リターン通路２８となるように切換弁３０を制御する。【選択図】図１
2009275665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオ燃料を少なくとも含む燃料の給油を受ける燃料タンクと、
内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料タンク内の燃料を前記燃料噴射弁に供給する燃料ポンプと、
前記燃料噴射弁で噴射されなかった燃料を前記燃料タンクに戻すための主リターン通路と、
前記主リターン通路の途中から分岐し、前記燃料タンクに至る副リターン通路と、
前記燃料噴射弁から前記燃料タンクに戻るリターン燃料の流入先を、前記主リターン通路と前記副リターン通路との間で切り換え可能な切換手段と、
前記副リターン通路に設けられ、バイオ燃料の酸化劣化により生じた生成物質を捕集するための捕集手段と、
燃料の酸化劣化の影響を受ける状況にあるか否かを判定する酸化劣化影響判定手段と、
前記酸化劣化影響判定手段により前記酸化劣化の影響を受ける状況にあると判定された場合に、前記リターン燃料の流入先が前記副リターン通路となるように前記切換手段を制御する流路制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
前記捕集手段は、前記生成物質を捕集するためのフィルタを含み、
前記燃料供給装置は、
当該フィルタよりも前記燃料タンク側の前記副リターン通路に、前記燃料タンクへの前記リターン燃料の排出を促すためのリターンポンプと、
前記酸化劣化影響判定手段により前記酸化劣化の影響を受ける状況にあると判定された場合に、前記リターンポンプを作動させるポンプ駆動手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
前記捕集手段は、内部に水が貯められ、前記リターン燃料の供給を受ける水槽を含み、
前記副リターン通路は、一端が前記水槽の上層に配置され、他端が前記燃料タンクに配置された水槽下流通路を含み、
前記燃料供給装置は、
前記水槽下流通路に、前記燃料タンクへの前記リターン燃料の排出を促すためのリターンポンプと、
前記酸化劣化影響判定手段により前記酸化劣化の影響を受ける状況にあると判定された場合に、前記リターンポンプを作動させるポンプ駆動手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】
前記水槽下流通路に、前記生成物質を捕集するためのフィルタを更に備えることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項５】
前記燃料供給装置は、
前記捕集手段よりも上流側の前記主リターン通路と前記燃料ポンプとに接続された流量調整通路と、
前記酸化劣化影響判定手段により燃料の酸化劣化度が高いと判定された場合に、前記燃料噴射弁による燃料噴射の実行のために必要とされる量よりも前記燃料ポンプの吐出量が多くなるように前記燃料ポンプを制御する燃料ポンプ制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項６】
前記切換手段は、更に、前記切換手段よりも前記燃料タンク側の前記主リターン通路と前記副リターン通路とが連通する流路形態を選択可能に構成されており、
前記流路制御手段は、前記酸化劣化影響判定手段により燃料の酸化劣化度が高いと判定された場合に、前記切換手段よりも前記燃料タンク側の前記主リターン通路と前記副リターン通路とが連通するように前記切換手段を制御し、
前記ポンプ駆動手段は、前記酸化劣化影響判定手段により燃料の酸化劣化度が高いと判定された場合に、前記リターンポンプを作動させることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の燃料供給装置に係り、特に、バイオ燃料を使用する内燃機関に用いるうえで好適な内燃機関の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、バイオ燃料を供給可能な内燃機関の燃料噴射装置が開示されている。この従来の燃料噴射装置は、通常燃料用タンクとバイオ燃料用タンクとを備えている。通常燃料用タンクには、燃料噴射装置からのリターン燃料が戻されるようになっている。その結果、バイオ燃料が含まれるリターン燃料が通常燃料用タンクに戻されていくことで、通常燃料用タンクから燃料噴射装置に供給される燃料中のバイオ燃料濃度は、新たに燃料補給がされない限り徐々に増大することとなる。
【０００３】
上記従来の技術では、バイオ燃料の混入後における燃料温度や燃料粘度等に基づき、バイオ燃料の供給流量を制御するようにしている。これにより、燃料噴射装置の燃料入口におけるバイオ燃料の過剰な混入を避け、バイオ燃料の混合割合が過度になって燃料噴射装置のプランジャ摺動部の潤滑が阻害されるのを回避するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９１１０４号公報
【特許文献２】特開２００３−３９２５号公報
【特許文献３】特開２００６−２０７４９９号公報
【特許文献４】特許第４００７４３７号公報
【特許文献５】特開２００７−１８６５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バイオ燃料が時間経過とともに酸化劣化すると、分子量が大きく粘度の高い重合物が生成されたり、酸や水が生成されたりする。このような酸化劣化に伴う生成物質（酸、水、重合物）が生成されると、燃料ポンプや燃料噴射弁などの燃料供給系に腐食や詰まりなどの不具合が生ずることが懸念される。そのような不具合に対し、上記従来の技術の手法、すなわち、バイオ燃料の供給流量を制御するという手法では、上記重合物を含むバイオ燃料の供給が継続されることになるので対策としては不十分であると考えられる。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、燃料の円滑な流通を阻害させることなく、燃料供給系の詰まりや腐食などの不具合を良好に回避させ得る内燃機関の燃料供給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】
【０００７】
第１の発明は、内燃機関の燃料供給装置であって、
バイオ燃料を少なくとも含む燃料の給油を受ける燃料タンクと、
内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料タンク内の燃料を前記燃料噴射弁に供給する燃料ポンプと、
前記燃料噴射弁で噴射されなかった燃料を前記燃料タンクに戻すための主リターン通路と、
前記主リターン通路の途中から分岐し、前記燃料タンクに至る副リターン通路と、
前記燃料噴射弁から前記燃料タンクに戻るリターン燃料の流入先を、前記主リターン通路と前記副リターン通路との間で切り換え可能な切換手段と、
前記副リターン通路に設けられ、バイオ燃料の酸化劣化により生じた生成物質を捕集するための捕集手段と、
燃料の酸化劣化の影響を受ける状況にあるか否かを判定する酸化劣化影響判定手段と、
前記酸化劣化影響判定手段により前記酸化劣化の影響を受ける状況にあると判定された場合に、前記リターン燃料の流入先が前記副リターン通路となるように前記切換手段を制御する流路制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記捕集手段は、前記生成物質を捕集するためのフィルタを含み、
前記燃料供給装置は、
当該フィルタよりも前記燃料タンク側の前記副リターン通路に、前記燃料タンクへの前記リターン燃料の排出を促すためのリターンポンプと、
前記酸化劣化影響判定手段により前記酸化劣化の影響を受ける状況にあると判定された場合に、前記リターンポンプを作動させるポンプ駆動手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１の発明において、
前記捕集手段は、内部に水が貯められ、前記リターン燃料の供給を受ける水槽を含み、
前記副リターン通路は、一端が前記水槽の上層に配置され、他端が前記燃料タンクに配置された水槽下流通路を含み、
前記燃料供給装置は、
前記水槽下流通路に、前記燃料タンクへの前記リターン燃料の排出を促すためのリターンポンプと、
前記酸化劣化影響判定手段により前記酸化劣化の影響を受ける状況にあると判定された場合に、前記リターンポンプを作動させるポンプ駆動手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第３の発明において、
前記水槽下流通路に、前記生成物質を捕集するためのフィルタを更に備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第２乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記燃料供給装置は、
前記捕集手段よりも上流側の前記主リターン通路と前記燃料ポンプとに接続された流量調整通路と、
前記酸化劣化影響判定手段により燃料の酸化劣化度が高いと判定された場合に、前記燃料噴射弁による燃料噴射の実行のために必要とされる量よりも前記燃料ポンプの吐出量が多くなるように前記燃料ポンプを制御する燃料ポンプ制御手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第６の発明は、第２乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記切換手段は、更に、前記切換手段よりも前記燃料タンク側の前記主リターン通路と前記副リターン通路とが連通する流路形態を選択可能に構成されており、
前記流路制御手段は、前記酸化劣化影響判定手段により燃料の酸化劣化度が高いと判定された場合に、前記切換手段よりも前記燃料タンク側の前記主リターン通路と前記副リターン通路とが連通するように前記切換手段を制御し、
前記ポンプ駆動手段は、前記酸化劣化影響判定手段により燃料の酸化劣化度が高いと判定された場合に、前記リターンポンプを作動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、燃料の酸化劣化の影響を受ける状況にあると判定された場合に、リターン燃料の流入先として捕集手段が設けられた副リターン通路が選択される。これにより、バイオ燃料の酸化劣化に伴う生成物質を捕集手段により除去したうえで、リターン燃料を燃料タンクに戻せるようになる。このため、そのような生成物質が含まれる燃料が燃料ポンプや燃料噴射弁といった燃料供給系に供給されるのを防止することができ、燃料供給系に詰まりや腐食等の不具合が生ずるのを良好に回避することができる。また、本発明によれば、燃料の酸化劣化の影響を受ける状況にあると判定された場合にのみ、捕集手段が設けられた副リターン通路を選択する構成としたことで、そのような状況にない場合に、上記生成物質が捕集された捕集手段の存在によって燃料の円滑な流通が阻害されるのを防止することができる。
【００１４】
第２の発明によれば、フィルタとともに副リターン通路に設けられたリターンポンプによって、フィルタに上記生成物質が捕集されていくことで副リターン通路での圧力損失が増加した場合であっても、燃料タンクへのリターン燃料の円滑な排出を実現することができる。また、本発明によれば、燃料の酸化劣化の影響を受ける状況にあると判定された場合にのみ、リターンポンプが駆動されることになるので、リターンポンプの作動に関して、余計なエネルギ消費を回避することができる。
【００１５】
第３の発明によれば、燃料が燃料供給系を通過する過程で酸化劣化して生成された生成物質（酸、水、重合物）を、水槽で捕集して燃料中から効率的に除去することができる。また、本発明によれば、水槽において上記生成物質が除去された後のリターン燃料を燃料タンクに円滑に排出することができる。
【００１６】
第４の発明によれば、水槽では除去し切れなかった上記生成物質（軽い重合物等）をフィルタで捕集して除去することができる。
【００１７】
第５の発明によれば、燃料の酸化劣化度が極めて高いために副リターン通路を一度通しただけでは十分に除去できずに酸化劣化生成物質の一部が燃料タンクに流入した場合であっても、そのような生成物質を捕集手段によって繰返し捕集することで、燃料タンク内から酸化劣化生成物質を十分に除去することが可能となる。
【００１８】
第６の発明によれば、燃料の酸化劣化度が極めて高いために副リターン通路を一度通しただけでは十分に除去できずに酸化劣化生成物質の一部が燃料タンクに流入した場合であっても、そのような生成物質を捕集手段によって繰返し捕集することで、燃料タンク内から酸化劣化生成物質を十分に除去することが可能となる。また、本発明によれば、上記第５の発明と比べ、燃料ポンプをも介することなく燃料タンクと捕集手段との間で燃料を循環させることができるので、燃料タンク内の燃料中に含まれる上記生成物質がより確実に燃料供給系に供給されないようにしながら、燃料タンク中の当該生成物質をより確実に取り除くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、自動車に搭載されたディーゼルエンジン１０を備えている。また、本実施形態のシステムは、ディーゼルエンジン１０の燃料を貯留するための燃料タンク１２を備えている。
【００２０】
燃料タンク１２には、例えば菜種メチルエステル（Rapeseed Methyl Esther）といったバイオ燃料１００％の燃料、或いは、そのようなバイオ燃料と軽油とが所定の割合で混合された混合燃料が給油されるものとする。
【００２１】
燃料タンク１２内の燃料は、燃料ポンプ１４によって所定の燃料圧力まで加圧されて、コモンレール１６内に蓄えられ、コモンレール１６から各気筒の燃料噴射弁１８に供給される。また、燃料噴射弁１８には、燃料タンク１２と連通する主リターン通路２０が接続されている。このような構成によって、コモンレール１６から燃料噴射弁１８に供給された燃料のうちの噴射に使用されなかった燃料が主リターン通路２０を通って燃料タンク１２に還流するようになっている。
【００２２】
また、燃料ポンプ１４には、当該燃料ポンプ１４の吐出圧力を調整するためのレギュレートバルブ（図示省略）が備えられているとともに、主リターン通路２０と連通する燃料通路２２が接続されている。このような構成によって、既定値以上の流量の燃料が燃料ポンプ１４に供給されたことで燃料ポンプ１４の吐出圧力が予め設定された上限圧力に達した場合に、燃料ポンプ１４に供給された燃料の一部が燃料通路２２および主リターン通路２０を通って燃料タンク１２に還流するようになっている。
【００２３】
更に、コモンレール１６には、コモンレール１６内の燃料圧力が予め設定された上限圧力に達した場合に開弁するように構成された減圧弁２４が備えられているとともに、主リターン通路２０と連通する燃料通路２６が接続されている。このような構成によって、コモンレール１６内の燃料圧力が所定の圧力に調整されるようになっている。
【００２４】
また、図１に示すシステムは、主リターン通路２０の途中から分岐し、燃料タンク１２に至る副リターン通路２８を備えている。主リターン通路２０と副リターン通路２８との分岐点には、燃料噴射弁１８側から燃料タンク１２に戻るリターン燃料の流入先を、主リターン通路２０と副リターン通路２８との間で切り換え可能な切換弁３０が設置されている。
【００２５】
副リターン通路２８の途中には、バイオ燃料の酸化劣化により生じた生成物質（重合物など）を捕集するためのフィルタ３２が設置されている。更に、当該フィルタ３２よりも燃料タンク１２側の副リターン通路２８には、燃料タンク１２へのリターン燃料の排出を促すためのリターンポンプ３４が設置されている。
【００２６】
また、燃料タンク１２と燃料ポンプ１４とを接続する燃料通路３６には、その内部を流通する燃料中のバイオ燃料濃度（ＲＭＥ濃度）Ｂを検出するためのバイオ濃度センサ３８が組み込まれている。更に、切換弁３０よりも燃料噴射弁１８側の主リターン通路２０には、その内部を流通するリターン燃料の温度Ｔを検出するための燃料温度センサ４０が組み込まれている。
【００２７】
更に、図１に示すシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４２を備えている。ＥＣＵ４２には、上述したバイオ濃度センサ３８および燃料温度センサ４０、並びに燃料ポンプ１４、燃料噴射弁１８、切換弁３０、およびリターンポンプ３４以外にも、ディーゼルエンジン１０を制御するための各種のセンサおよびアクチュエータが電気的に接続されている。
【００２８】
［実施の形態１の制御］
ところで、バイオ燃料は、不飽和結合を有する成分が多く、時間経過に伴い酸化劣化を起こす傾向にある。例えば、本実施形態で用いられるバイオディーゼル燃料であるＲＭＥは、オレイン酸メチルエステルが主成分であるが、当該成分は不飽和結合を有している。このため、酸化を受けて重合などが生じ、分子量が大きくかつ粘度の高いガム状の物質（生成物質）が生成される。その結果、生成されたガム状の物質が燃料ポンプ１４や燃料噴射弁１８等に堆積し、燃料の流通経路に詰まりが生じてしまう。
【００２９】
また、バイオ燃料の酸化劣化は、燃料温度が高いほど進み易い。特に、燃料タンク１２内の燃料は、燃料噴射弁１８に供給される過程で高圧とされることで高温になる。このようにして加熱された燃料がリターン通路（本実施形態では、主リターン通路２０が相当）を通って燃料タンク１２に一旦戻された後に、再度燃料噴射弁に供給される過程を繰り返すことになると、重合が進み、ガム状の物質が生成し易くなってしまう。
【００３０】
そこで、本実施形態では、燃料温度およびバイオ燃料濃度に基づいて、燃料の酸化劣化の影響を受ける状況にあると判定された場合に、リターン燃料が通る経路を、主リターン通路２０をそのまま通って燃料タンク１２に戻る経路から副リターン通路２８を通って燃料タンク１２に戻る経路に切り換えるようにした。
【００３１】
図２は、上記の機能を実現するために、本実施の形態１においてＥＣＵ４２が実行するルーチンのフローチャートである。
図２に示すルーチンでは、先ず、バイオ燃料濃度Ｂが所定の判定閾値ＢＬ（例えば、１０％）よりも高いか否かが判別される（ステップ１００）。燃料中のバイオ燃料濃度が高いほど、酸化劣化に伴ってガム状の重合物が生成され易くなる。つまり、本ステップ１００では、現在の使用燃料が所定濃度以上のバイオ燃料を含む燃料（一定レベル以上の酸化劣化が懸念される燃料）であるか否かが判断される。
【００３２】
上記ステップ１００の判定が不成立である場合、つまり、現在の使用燃料が非バイオ燃料もしくは低バイオ燃料濃度であるために酸化劣化の影響が問題ないレベルであると判断できる場合には、フィルタ３２を介さないリターン経路（すなわち、リターン燃料が主リターン通路２０をそのまま通って燃料タンク１２に戻る経路）が選択されるように、切換弁３０が制御される（ステップ１０２）。また、この場合には、リターンポンプ３４がＯＦＦとされる。
【００３３】
一方、上記ステップ１００の判定が成立する場合、つまり、現在の使用燃料が酸化劣化の影響が懸念される程度の濃度のバイオ燃料を含む燃料であると判定された場合には、次いで、リターン燃料温度Ｔが所定の判定閾値ＴＬ（例えば、８０℃）よりも高いか否かが判別される（ステップ１０４）。判定閾値ＴＬは、リターン燃料温度が酸化劣化の影響の懸念される温度に達しているか否かを判別できる閾値として予め設定された値である。
【００３４】
上記ステップ１０４の判定が不成立である場合、つまり、燃料の酸化劣化の影響が懸念される状況にないと判断できる場合には、リターン燃料が主リターン通路２０をそのまま通って燃料タンク１２に戻る経路が選択されるように、切換弁３０が制御されるとともに、リターンポンプ３４がＯＦＦとされる（ステップ１０２）。
【００３５】
一方、上記ステップ１０４の判定が成立する場合、つまり、燃料の酸化劣化の影響が懸念される状況下にあると判断できる場合には、リターン燃料が副リターン通路２８を通って燃料タンク１２に戻る経路が選択されるように、切換弁３０が制御される（ステップ１０６）。また、この場合には、リターンポンプ３４がＯＮとされる。
【００３６】
以上説明した図２に示すルーチンによれば、バイオ燃料濃度Ｂおよびリターン燃料温度Ｔがそれぞれの判定閾値ＢＬ、ＴＬを超えた場合に、リターン燃料の流通経路として、フィルタ３２が備えられた副リターン通路２８が選択されるとともにリターンポンプ３４が駆動されることになる。その結果、燃料が燃料供給系を通過する過程で重合などの変質により生成された生成物質（重合物）を、フィルタ３２で捕集して燃料中から除去することができる。このため、そのような生成物質が燃料タンク１２に戻るのを防止することができる。これにより、燃料ポンプ１４や燃料噴射弁１８等の燃料供給系に当該生成物質が供給されるのを防止することができ、燃料供給系に詰まりが生ずるのを回避することができる。
【００３７】
また、上記ルーチンによれば、燃料の酸化劣化の影響を受ける状況にあると判定された場合にのみ、フィルタ３２が設けられた副リターン通路２８を選択する構成としたことで、そのような状況にない場合に、上記生成物質が捕集されたフィルタ３２の存在によって燃料の円滑な流通が阻害されるのを防止することができる。
【００３８】
また、例えば、軽油１００％の燃料使用時などの燃料の酸化劣化が懸念されない場合にまで副リターン通路２８を利用するようにすると、リターンポンプ３４の作動のための余計なエネルギを消費することになる。これに対し、上記ルーチンによれば、バイオ燃料濃度Ｂおよびリターン燃料温度Ｔがそれぞれの判定閾値ＢＬ、ＴＬを超えるような場合、つまり、酸化劣化の影響が懸念される状況にあると認められる場合にのみ、リターン燃料の流通経路として、副リターン通路２８が選択されてリターンポンプ３４が駆動されることになる。このため、リターンポンプ３４の作動に関して、余計なエネルギ消費を回避することができる。
【００３９】
ところで、上述した実施の形態１においては、フィルタ３２の下流側に、燃料タンク１２へのリターン燃料の排出を促すためのリターンポンプ３４を備えているようにしている。このようなリターンポンプ３４を備えておくことで、リターン燃料がフィルタ３２を通過する際の圧力損失、更には、当該フィルタ３２に上記生成物質が捕集されていくことで更に増加する圧力損失に対応して、燃料タンク１２へのリターン燃料の円滑な排出を実現することができ、好適である。しかしながら、燃料噴射弁１８側から流れてくるリターン燃料は、燃料ポンプ１４の圧力によって押されてくるものであるため、副リターン通路２８において上記生成物質を捕集するうえで、リターンポンプ３４は、必ずしも備えていなくてもよい。
【００４０】
尚、上述した実施の形態１においては、切換弁３０が前記第１の発明における「切換手段」に、フィルタ３２が前記第１の発明における「捕集手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ４２が、上記ステップ１００および１０４の処理を実行することにより前記第１の発明における「酸化劣化影響判定手段」が、上記ステップ１００および１０４の判定が成立する場合に上記ステップ１０６の処理を実行することにより前記第１の発明における「流路制御手段」が、それぞれ実現されている。
また、ＥＣＵ４２が上記ステップ１００および１０４の判定が成立する場合に上記ステップ１０６の処理を実行することにより前記第２の発明における「ポンプ駆動手段」が実現されている。
【００４１】
実施の形態２．
次に、図３乃至図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
［実施の形態２のシステム構成］
図３は、本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための図である。尚、図３において、上記図１に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。尚、図３においては、燃料温度センサ４０を図示していないが、上述した実施の形態１と同様に燃料温度センサ４０を備えるようにしてもよい。
【００４２】
図３に示す構成は、主リターン通路２０から分岐して燃料タンク１２に至る副リターン通路５０の構成に特徴を有している。すなわち、本実施形態の副リターン通路５０の途中には、燃料の酸化劣化により生じた生成物質（酸、水、重合物）を捕集して除去するための水槽５２が配置されている。水槽５２の内部には、水が貯められている。水槽５２は、耐酸性の材質で構成されている。
【００４３】
上記副リターン通路５０は、水槽５２を介して配置された２本の第１副リターン通路５４および第２副リターン通路５６を備えている。より具体的には、第１副リターン通路５４の一端は、切換弁３０に接続されており、その他端は、水槽５２内の下層（水層）に位置するように設置されている。もう一方の第２副リターン通路５６の一端は、水槽５２の上層（油層）に位置するように設置され、その他端は、燃料タンク１２に配置されている。
【００４４】
第２副リターン通路５６の上記一端（水槽５２の出口）には、上層（油層）中に存在する軽い重合物や浮遊物などを捕集して除去するためのフィルタ５８が設けられている。また、第２副リターン通路５６の途中には、当該通路５６中の燃料に混入した水分を除去するための吸湿剤６０が設置されている。更に、この吸湿剤６０よりも燃料タンク１２側の第２副リターン通路５６には、リターンポンプ３４が設置されている。
【００４５】
また、図３に示すように、水槽５２の側面には、水槽５２内の水面位置を検出するためのレベルゲージ６２が取り付けられている。また、水槽５２の上面には、水槽５２内に水を追加する際に使用する水追加用栓６４が設置されている。更に、水槽５２の底面に近い側面には、水槽５２内の水を排出させる際に使用する水抜き用栓６６が設置されている。
【００４６】
図４は、図３に示すシステムが備える水槽５２の機能を説明するための図である。
ディーゼルエンジン１０で主に活用されているバイオ燃料であるＦＡＭＥ（脂肪酸メチルエステル）は、反応性の高い不飽和結合を有し、その不飽和結合が酸化されて脂肪酸などの酸を生成する。更に、生成された酸は、燃料中の金属、或いは燃料経路に含まれる金属と反応して金属塩を生成し、その際に、水も生成する。
【００４７】
上記のように生成された酸や水は、燃料経路の腐食を引き起こし、また、金属塩は、燃料ポンプ１４や燃料噴射弁１８等に詰まり易い。また、既述したように、上記不飽和結合の一部が酸化された過酸化物同士が重合し、分子量の大きな重合物を生成することもあり、また、このような重合物は、粘度や沸点が高いので、燃料ポンプ１４や燃料噴射弁１８等の詰まりの原因となる。
【００４８】
上述したように、本実施形態のシステムは、上記のような燃料中の酸化劣化生成物質（酸、水、重合物）を捕集して除去するための水槽５２を備えている。図４に示すように、水が貯められている水槽５２に対してリターン燃料が導入されると、燃料成分自体は、水と混ざらずに浮上し、上層（油層）に分離することとなる。
【００４９】
一方、燃料中の酸化劣化生成物質のうち、酸については、水に溶け易いため下層（水層）に残るようになる。また、水についても、下層（水層）に残るようになる。更に、重合物については、比重が大きいため、基本的に下層（水層）に沈殿することになる。このように、本実施形態の水槽５２によれば、酸化劣化生成物質が含まれたリターン燃料から燃料と酸化劣化生成物質を良好に分離させることが可能となる。
【００５０】
［実施の形態２の制御］
以上説明した構成を有する本実施形態においても、燃料の酸化劣化の影響が懸念される場合に、リターン燃料が通る経路を、主リターン通路２０をそのまま通って燃料タンク１２に戻る経路から副リターン通路５０を通って燃料タンク１２に戻る経路に切り換えるようにしている。
【００５１】
図５は、上記の機能を実現するために、本実施の形態２においてＥＣＵ４２が実行するルーチンのフローチャートである。
図５に示すルーチンでは、先ず、バイオ燃料濃度Ｂが所定の判定閾値ＢＬ（例えば、５％）よりも高いか否かが判別される（ステップ２００）。当該判定閾値ＢＬは、酸化劣化を許容できるバイオ燃料濃度Ｂの閾値である。
【００５２】
上記ステップ２００の判定が不成立である場合、つまり、現在の使用燃料のバイオ燃料濃度Ｂが酸化劣化を許容できるレベルの濃度であると判断できる場合には、リターン燃料が主リターン通路２０をそのまま通って燃料タンク１２に戻る経路が選択されるように、切換弁３０が制御される（ステップ２０２）。また、この場合には、リターンポンプ３４がＯＦＦとされる。
【００５３】
一方、上記ステップ２００の判定が成立する場合、つまり、現在の使用燃料が酸化劣化の影響が懸念される程度の濃度のバイオ燃料を含む燃料であると判定された場合には、リターン燃料が副リターン通路５０を通って水槽５２に導入された後に燃料タンク１２に戻る経路が選択されるように、切換弁３０が制御される（ステップ２０４）。また、この場合には、リターンポンプ３４がＯＮとされる。尚、本ルーチンにおいても、上記図２に示すルーチンと同様に、バイオ燃料濃度Ｂとともにリターン燃料温度Ｔに基づいて、現在の使用燃料が酸化劣化の影響が懸念される燃料であるか否かを判断するようにしてもよい。
【００５４】
次に、リターン燃料が副リターン通路５０に導入されるように切換弁３０が制御されている時間（切換弁作動時間）のカウントが開始される（ステップ２０６）。
【００５５】
その後、ディーゼルエンジン１０の運転が停止されると、リターン燃料が副リターン通路５０を介さずにそのまま主リターン通路２０を通って燃料タンク１２に戻る経路が選択されるように、切換弁３０が制御されるとともに、リターンポンプ３４がＯＦＦとされる（ステップ２０８）。
【００５６】
そして、上記切換弁作動時間のカウントが終了される（ステップ２１０）。尚、カウントされた切換弁作動時間は保存され、その後の燃料給油時にリセットされるまでの間は、次回のディーゼルエンジン１０の運転中に積算されていく。
【００５７】
以上説明した図５に示すルーチンによれば、バイオ燃料濃度Ｂに基づいて、燃料の酸化劣化の影響を受ける状況にあると判断された場合に、リターン燃料の流通経路として、水槽５２およびフィルタ５８が備えられた副リターン通路５０が選択されるとともにリターンポンプ３４が駆動されることになる。
【００５８】
その結果、燃料が燃料供給系を通過する過程で酸化劣化して生成された生成物質（酸、水、重合物）を、水槽５２で捕集して燃料中から効率的に除去することができ、また、水槽５２では除去し切れなかった軽い重合物等をフィルタ５８で捕集して除去することができる。
【００５９】
このため、上記のような燃料の酸化劣化に伴う生成物質が燃料タンク１２に戻るのを防止することができる。これにより、燃料ポンプ１４や燃料噴射弁１８等の燃料噴射系に当該生成物質が供給されるのを防止することができ、燃料噴射系に腐食や詰まりが生ずるのを回避することができる。
【００６０】
また、上記ルーチンによれば、酸化劣化の影響が懸念される状況にあると認められる場合にのみ、リターン燃料の流通経路として、副リターン通路５０が選択されてリターンポンプ３４が駆動されることになる。このため、リターンポンプ３４の作動に関して、余計なエネルギ消費を回避することができる。
【００６１】
また、上記ルーチンによれば、ディーゼルエンジン１０の運転中にリターン燃料が副リターン通路５０に導入された時間が切換弁作動時間としてカウントされる。当該切換弁作動時間が長くなるに従って、水槽５２中に捕集される酸の量が増えていくことで、水槽５２中の酸濃度が高まっていくとともに、水面のレベルが次第に増えていくことになる。
【００６２】
そこで、上記切換弁作動時間が所定の閾値に達したか否かに基づいて、水中の酸濃度が許容限度に達したか否かを判断するようにし、水中の酸濃度がそのような許容限度に達した場合に、水の交換を車両のユーザーに促すための警告を発するようにしてもよい。また、同様に、レベルゲージ６２の出力に基づいて、水面レベルが許容限度に達した場合に、水抜きを促すための警告を発するようにしてもよい。
【００６３】
尚、上述した実施の形態２においては、水槽５２およびフィルタ５８が前記第１の発明における「捕集手段」に相当している。
また、第２副リターン通路５６が前記第３の発明における「水槽下流通路」に相当している。また、ＥＣＵ４２が上記ステップ２００の判定が成立する場合に上記ステップ２０４の処理を実行することにより前記第３の発明における「ポンプ駆動手段」が実現されている。
【００６４】
実施の形態３．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のシステムは、図１または図３に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４２に図２または図５に示すルーチンに代えて後述する図６に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
【００６５】
［実施の形態３の制御］
ところで、現在の使用燃料のバイオ燃料濃度Ｂやリターン燃料温度Ｔが極めて高いような場合（すなわち、燃料の酸化劣化度が極めて高い場合）には、副リターン通路２８（または５０）を一度通しただけでは十分に酸化劣化により生じた生成物質を捕集して除去し切れない可能性がある。そこで、本実施形態では、燃料の酸化劣化度が極めて高い場合に、上述した実施の形態１または２の制御に加え、燃料ポンプ１４の吐出量を燃料噴射弁１８による燃料噴射の実行のために必要とされる量よりも増やすようにした。
【００６６】
尚、以下の本実施形態では、上述した実施の形態１の制御（図２参照）と本実施形態の燃料ポンプ１４の制御とを組み合わせた制御の一例について説明することとするが、これに代え、上述した実施の形態２の制御（図５参照）と本実施形態の燃料ポンプ１４の制御とを組み合わせるようにしてもよい。
【００６７】
図６は、上記の機能を実現するために、本実施の形態３においてＥＣＵ４２が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図６において、実施の形態１における図２に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００６８】
図６に示すルーチンでは、ステップ１０６において、リターン燃料が副リターン通路２８を通って燃料タンク１２に戻る経路が選択されるように、切換弁３０が制御されるとともにリターンポンプ３４がＯＮとされた後に、次いで、燃料の酸化劣化度が極めて高いか否かが判別される（ステップ３００）。より具体的には、例えば、現在のバイオ燃料濃度Ｂ、リターン燃料温度Ｔを、上記ステップ１００、１０４で使用される判定閾値ＢＬ、ＴＬよりも大きな値にそれぞれ設定された第２の判定閾値と比較するようにし、これらの第２の判定閾値を共に上回っている場合に酸化劣化度が極めて高いと判断することができる。
【００６９】
上記ステップ３００において、燃料の酸化劣化度が極めて高いと判定された場合には、燃料ポンプ１４の吐出量が燃料噴射弁１８による燃料噴射の実行のために必要とされる量よりも増えるように、燃料ポンプ１４が制御される（ステップ３０２）。
【００７０】
以上説明した図６に示すルーチンによれば、燃料の酸化劣化度が極めて高いと判断された場合に、燃料ポンプ１４の吐出量が上記のように高められることにより、燃料ポンプ１４に供給された燃料のうちの余剰の燃料分が、燃料通路２２、主リターン通路２０、および副リターン通路２８を介して燃料タンク１２に戻されるようになる。これにより、燃料タンク１２内の燃料の一部が燃料噴射弁１８を介さずに、副リターン通路２８に設けられたフィルタ３２に導入された後に再び燃料タンク１２に戻るという燃料循環経路が形成されることになる。
【００７１】
その結果、燃料の酸化劣化度が極めて高いために副リターン通路２８を一度通しただけでは十分に除去できずに酸化劣化生成物質の一部が燃料タンク１２に流入した場合であっても、そのような生成物質をフィルタ３２によって繰返し捕集することで、燃料タンク１２内から酸化劣化生成物質を十分に除去することが可能となる。また、このような手法によれば、ディーゼルエンジン１０の運転中において、燃料タンク１２中の上記生成物質を除去することが可能となる。
【００７２】
ところで、上述した実施の形態３においては、燃料の酸化劣化度が極めて高い場合に、燃料ポンプ１４の吐出量を高めるようにしている。しかしながら、燃料の酸化劣化度が極めて高いために酸化劣化生成物質が燃料タンク１２内に流入した場合に、燃料タンク１２内から酸化劣化生成物質を十分に除去するための手法は、これに限定されるものではなく、例えば、以下のような手法であってもよい。
【００７３】
すなわち、主リターン通路２０と副リターン通路２８（または５０）との分岐点に設けられる切換弁を、上記切換弁３０が有する機能に加え、切換弁よりも燃料タンク１２側の主リターン通路２０と副リターン通路２８（または５０）とが連通する流路形態（第３の流路形態）を選択可能な機能を有する三方弁として構成するようにする。そして、例えば、燃料の酸化劣化度が極めて高いと判定された後のディーゼルエンジン１０の停止中に、上記第３の流路形態が選択されるように切換弁を制御したうえで、リターンポンプ３４を駆動させるようにする。
【００７４】
このような手法によれば、燃料タンク１２内の燃料の一部が燃料噴射弁１８に加えて燃料ポンプ１４を介さずに、副リターン通路２８に設けられたフィルタ３２（または、水槽５２およびフィルタ５８）に導入された後に燃料タンク１２に戻るという燃料循環経路が形成されることになる。
【００７５】
その結果、上述した実施の形態３の制御を実行した場合と同様に、燃料の酸化劣化度が極めて高いために副リターン通路２８を一度通しただけでは十分に除去できずに酸化劣化生成物質の一部が燃料タンク１２に流入した場合であっても、そのような生成物質をフィルタ３２によって繰返し捕集することで、燃料タンク１２内から酸化劣化生成物質を十分に除去することが可能となる。
【００７６】
更に、このような手法によれば、上述した実施の形態３の手法と比べ、燃料ポンプ１４をも介することなく燃料タンク１２とフィルタ３２との間で燃料を循環させることができるので、燃料タンク１２内の燃料中に含まれる上記生成物質がより確実に燃料供給系に供給されないようにしながら、燃料タンク１２中の当該生成物質をより確実に取り除くことができる。
【００７７】
尚、上述した実施の形態３においては、燃料通路２２が前記第５の発明における「流量調整通路」に相当している。また、ＥＣＵ４２が上記ステップ３００および３０２の処理を実行することにより前記第５の発明における「燃料ポンプ制御手段」が実現されている。
【００７８】
ところで、上述した実施の形態１乃至３においては、バイオ燃料濃度Ｂやリターン燃料温度Ｔを所定の判定閾値ＢＬ、ＴＬと比較することによって、燃料の酸化劣化の影響を受ける状況にあるか否かを判定するようにしている。より具体的には、バイオ燃料濃度Ｂが判定閾値ＢＬよりも高いか否かを判断することで、酸化劣化のし易い燃料の使用時であるか否かを判断している。また、リターン燃料温度Ｔが判定閾値ＴＬよりも高いか否かを判断することで、酸化劣化し易い状況にあるか（酸化劣化が発生したと推定できるか）否か
を判断するようにしている。しかしながら、本発明における当該判定の手法は、これに限定されるものではなく、燃料の粘度を検出する粘度センサを備えるようにして、燃料の粘度から実際に酸化劣化が進んでいるか否かを判断したり、粘度センサ以外の他の燃料性状を検出する性状センサの出力から酸化劣化の有無を検出したりして、燃料の酸化劣化の影響を受ける状況にあるか否かを判定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための図である。
【図４】図３に示すシステムが備える水槽の機能を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１０  ディーゼルエンジン
１２  燃料タンク
１４  燃料ポンプ
１６  コモンレール
１８  インジェクタ
２０  主リターン通路
２２、２６、３６  燃料通路
２４  減圧弁
２６  燃料通路
２８、５０  副リターン通路
３０  切換弁
３２、５８  フィルタ
３４  リターンポンプ
３６  燃料通路
３８  バイオ濃度センサ
４０  燃料温度センサ
４２  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
５２  水槽
５４  第１副リターン通路
５６  第２副リターン通路
６０  吸湿剤
６２  レベルゲージ
６４  水追加用栓
６６  水抜き用栓
【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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