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JP4196849B2 - Fuel fractionator for internal combustion engine - Google Patents
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JP4196849B2 - Fuel fractionator for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の燃料分留装置に関する。   The present invention relates to a fuel fractionator for an internal combustion engine.

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。
特許第2850547号公報 特許第3402505号公報 特開平8−246850号公報
There is known an exhaust emission control device that heats a part of a path for circulating a fuel to fractionate the fuel into a low-boiling component and a high-boiling component, and supplies the low-boiling component obtained by the fractionation from the upstream of the catalyst. (See Patent Document 1). Other techniques related to the present invention include Patent Documents 2 and 3.
Japanese Patent No. 2850547 Japanese Patent No. 3402505 JP-A-8-246850

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。   The conventional apparatus is not provided with means for detecting an abnormality of the fuel fractionation apparatus. Therefore, the internal combustion engine may be operated as it is even if a pump or the like that supplies fuel to the fuel fractionation unit is out of order. In this case, since the low boiling point component cannot be recovered, the exhaust gas purification using the catalyst is not performed normally, and the exhaust emission may be deteriorated.

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。   Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel fractionation device for an internal combustion engine that can detect an abnormality in equipment used for fractionation of fuel.

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)。   The fuel fractionating device for an internal combustion engine of the present invention is connected to a fuel supply system of the internal combustion engine, and fractionates a fractionation passage for fractionating fuel into a gas phase and a liquid phase, and a gas fractionated in the fractionation passage. An internal combustion engine comprising: a branching portion for branching the phase fuel and the liquid phase fuel; a temperature detecting means for detecting the temperature of the branching portion; and a flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the fuel supplied to the fractionation passage In this fuel fractionation device, the flow rate of the fuel supplied to the fractionation passage is set so that the liquid phase fuel is applied to the temperature detection means, and based on the change in the temperature detected by the temperature detection means when the fuel flow rate is set. Thus, the above-described problem is solved by providing abnormality determination means for determining whether or not the fuel fractionation device is abnormal.

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。   When the liquid phase fuel is applied to the temperature detection means that has detected the temperature of the branch portion, the detection value of the temperature detection means changes. When the fuel fractionation device is normal, the fuel flow rate at which the liquid phase fuel is applied to the temperature detection means by the abnormality judgment means is supplied to the fractionation passage, so that the detection value of the temperature detection means changes. On the other hand, when there is an abnormality in the fuel fractionation device, the detected value changes differently from the case where the device is normal. For example, if there is an abnormality in the flow rate adjusting means and the fuel is not supplied to the fractionation passage, the fuel is not supplied to the fractionation passage even if the fuel flow rate at which the liquid phase fuel is applied to the temperature detection means by the abnormality determination means. The detection value of the temperature detection means hardly changes. In this way, by setting the fuel flow rate so that the liquid phase fuel is applied to the temperature detection means, and observing the change in the temperature detected by the temperature detection means at this time, it is possible to diagnose whether there is an abnormality in the fuel fractionation device. Therefore, it is possible to prevent the internal combustion engine from operating without ensuring the vapor phase fuel. Thereby, for example, when the gas phase fuel is supplied to the catalyst and the exhaust gas is purified, the deterioration of the exhaust emission can be suppressed.

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)。   When the amount of liquid phase fuel applied to the temperature detection means is small, there is a possibility that the detection value of the temperature detection means hardly changes. Therefore, in order to change the detection value of the temperature detecting means with certainty, it is desirable that the amount of liquid phase fuel flowing into the branch portion is large. Therefore, in the fuel fractionating device for an internal combustion engine according to the present invention, the abnormality determination means may set a fuel flow rate that is higher than a fuel flow rate range set at the time of fuel fractionation when the abnormality is determined. .

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。   The fuel fractionating device for an internal combustion engine of the present invention includes a liquid phase passage branched downward from the branch portion, and a gas phase passage branched from the branch portion above the liquid phase passage, The abnormality determination means may adjust the flow rate of the fuel supplied to the fractionation passage so that the fractionated liquid phase fuel does not flow into the gas phase passage. In this case, mixing of the liquid phase fuel into the vapor phase fuel can be suppressed. Therefore, the properties of the gas phase fuel can be stabilized.

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。   In the fuel fractionating device for an internal combustion engine according to the present invention, the abnormality determining means may determine whether or not the fuel fractionating device is abnormal when it is determined that fuel fractionation is not required (claim). Item 4). Thus, by performing the abnormality determination while avoiding the fuel fractionation request time, it is possible to determine the abnormality of the fuel fractionation apparatus while securing vapor phase fuel by fractionation. Note that when fractional distillation is not required, for example, gas phase fuel may be sufficiently secured in a tank that stores gas phase fuel.

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。   In the fuel fractionating device for an internal combustion engine according to the present invention, the abnormality judging means determines that the fuel fractionation is performed when it is determined that the temperature of the branch portion is lower than the target temperature at the time of fuel fractionation. You may determine the presence or absence of abnormality of an apparatus (Claim 5). When the temperature of the branch portion is lower than the target temperature, the gas fuel having a desired property cannot be recovered, so that no fuel is supplied to the fractionation passage. Furthermore, when such a state continues, it is considered that there is almost no gas-phase fuel in the fractionation passage, and the temperature of the gas-phase fuel is not detected by the temperature detecting means. If there is a gas phase fuel and a liquid phase fuel in the fractionation passage, the temperatures of both fuels are almost the same, so even if the liquid phase fuel is applied to the temperature detection means (that is, even if the fuel fractionation device is normal) The value may hardly change. When the temperature of the vapor phase fuel is not detected by the temperature detection means, the detected value can be changed by applying liquid phase fuel to the temperature detection means. Therefore, abnormality diagnosis is performed when the branching portion is in such a state.

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。   The fuel fractionating device for an internal combustion engine according to the present invention includes a fuel tank for storing the fuel of the internal combustion engine, fuel temperature acquisition means for acquiring the temperature of the fuel stored in the fuel tank, and the fuel tank from the fuel tank. A fuel supply pump that supplies fuel to the distilling passage, and when the abnormality determination means determines that there is an abnormality, the rate of increase in the temperature of the fuel stored in the fuel tank is greater than or equal to an allowable range. If it is determined that there is an abnormality in the flow rate adjusting means, and if it is determined that the temperature increase rate of the fuel stored in the fuel tank is smaller than an allowable range, the fuel supply pump is abnormal. (6). When there is an abnormality in the flow rate adjusting means and fuel is not supplied to the fractionation passage, the entire amount of fuel sucked up by the fuel supply pump is returned to the fuel tank. Since the temperature of the returned fuel is increased by the energy consumed by the fuel supply pump, the temperature of the fuel in the fuel tank rapidly increases. Therefore, when the rate of temperature increase is greater than or equal to the allowable range, it can be determined that the flow rate adjusting means is abnormal. On the other hand, when there is an abnormality in the fuel supply pump, the fuel is not sucked up from the fuel tank, so that the fuel is not returned from the fuel supply pump to the fuel tank. Therefore, it is considered that the temperature of the fuel tank is difficult to rise. Therefore, when the temperature increase rate increase is smaller than the allowable range, it can be determined that the fuel supply pump is abnormal.

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。   In the fuel fractionating device for an internal combustion engine according to the present invention, the abnormality determination means may decrease the amount of fuel set at the time of abnormality determination as the temperature of the branch portion increases. The viscosity of the fuel decreases as the temperature of the fuel increases. The higher the temperature of the branch portion, the higher the temperature of the liquid phase fuel, so the fuel viscosity decreases. As described above, when the viscosity of the liquid phase fuel is low, if the amount of the liquid phase fuel flowing into the branch portion is large, the liquid phase fuel may flow into the gas phase passage. Therefore, as the temperature of the branch is higher, the amount of fuel to be set is decreased and the inflow of liquid phase fuel into the gas phase passage is suppressed. Thereby, the property of the gas phase fuel can be further stabilized.

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。   According to the present invention, since abnormality diagnosis of the fuel fractionation device is performed by the abnormality determination means, it is possible to avoid long-term operation of the internal combustion engine in a state where gas phase fuel is not secured. Therefore, for example, when exhaust gas is purified by supplying gas-phase fuel to the catalyst, deterioration of exhaust emission can be suppressed.

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。   FIG. 1 shows an internal combustion engine to which a fuel fractionation apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. The internal combustion engine 1 in FIG. 1 is configured as a diesel engine having a plurality (four in FIG. 1) of cylinders 2. As is well known, an intake passage 3 and an exhaust passage 4 are connected to the internal combustion engine 1, and a compressor 5 a of a turbocharger 5, an intercooler 6 that cools intake air, and a throttle valve 7 for adjusting the intake air amount are connected to the intake passage 3. Is provided. In the exhaust passage 4, an exhaust turbine 5 b of the turbocharger 5 and an exhaust purification catalyst 8 are provided. The exhaust passage 4 is connected to the intake passage 3 by an EGR passage 10 via an EGR cooler 9 in order to return a part of the exhaust gas to the intake passage 3.

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。   The internal combustion engine 1 is provided with a fuel supply device 11. The fuel supply device 11 includes a fuel injection valve 12 for injecting fuel into each cylinder 2, a common rail 13 for storing high-pressure fuel injected from the fuel injection valve 12, a fuel tank 14 for storing fuel, and a fuel tank 14 A remaining amount sensor 15 that outputs a signal corresponding to the remaining amount of fuel and a fuel pump 16 that supplies fuel from the fuel tank 14 to the common rail 13 are provided. The fuel tank 14 outputs an air communication pipe 14a for adjusting the pressure in the fuel tank 14 and a signal corresponding to the temperature of the fuel in the fuel tank 14 (hereinafter also referred to as raw material fuel). A raw material fuel temperature sensor 17 is provided.

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。   In addition, the internal combustion engine 1 includes a light gas phase fuel (hereinafter sometimes referred to as a light fuel) that contains many low-boiling components and a heavy liquid-phase fuel that contains many high-boiling components (hereinafter also referred to as light fuel). Hereinafter, the fuel fractionation device 18 for fractional distillation is also described, and the fractionated light fuel and raw material fuel are subjected to exhaust purification by the exhaust purification catalyst 8 and the exhaust purification catalyst during function regeneration. 8 is provided with a fuel addition device 19 for adding to the exhaust passage 4 upstream. As the exhaust purification catalyst 8, a NOx storage reduction catalyst that absorbs NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean and reduces NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is rich and a reducing agent is present, or an oxidation catalyst is used. A supported particulate filter or the like is used. The NOx storage reduction catalyst is supplied with raw material fuel or light fuel during NOx reduction for reducing NOx stored in the NOx storage material or during SOx reduction for reducing SOx stored in the storage material. The particulate filter is supplied with raw material fuel and light fuel during PM oxidation removal for burning particulate (PM) collected by the filter. In addition, a light fuel or a raw material fuel may be supplied to a selective reduction type NOx catalyst which is composed of a noble metal and zeolite, selectively traps hydrocarbons and selectively reduces NOx under a lean atmosphere of the exhaust gas.

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。   The fuel fractionator 18 includes a fractionation passage 20 as fractionation means, a raw material fuel pump 21 for supplying raw material fuel from the fuel tank 14 to the fractionation passage 20, and a raw material fuel supplied to the fractionation passage 20. A flow rate adjusting valve 22 for adjusting the flow rate of the gas, a gas phase passage 23 and a liquid phase passage 24 branched from the fractionation passage 20, a light fuel tank 25 for storing light fuel fractionated in the fractionation passage 20, A storage amount sensor 26 that outputs a signal corresponding to the amount of light fuel stored in the fuel tank 25 is provided. The fractionation passage 20 is provided with a fractionation temperature sensor 27 that outputs a signal corresponding to the temperature in the fractionation passage 20. The light fuel tank 25 is provided with an air communication pipe 25a for adjusting the pressure in the light fuel tank 25, and a light fuel temperature sensor 28 for outputting a signal corresponding to the temperature of the light fuel in the light fuel tank 25. It has been. The fuel fractionator 18 also includes a first heat exchanger 29 that exchanges heat between the raw material fuel and the light fuel, and a second heat exchanger 30 that exchanges heat between the raw material fuel and the heavy fuel. It has been. Of the raw material fuel sucked by the raw material fuel pump 21, the raw material fuel that has not been supplied to the fractionation passage 20 is returned to the fuel tank 14 via the raw material fuel return passage 21a. As the flow rate adjusting valve 22, a valve that is closed by a biasing means such as a spring at the time of failure or non-energization is used.

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。   The fractionation passage 20 is disposed in the exhaust manifold 4a of the exhaust passage 4 and vaporizes the fractionation section 20a for raising the temperature of the fuel to a target temperature (for example, 200 to 250 degrees) and the light fuel vaporized in the fractionation section 20a. The phase passage 23 is provided with branching portions 20b that guide the heavy fuel that has not been vaporized to the liquid phase passage 24, respectively. FIG. 2 shows an example of the structure of the branch part 20b. As shown in FIG. 2A, the gas phase passage 23 is connected so as to extend in the horizontal direction from the fractionation section 20a at the branching portion 20b. On the other hand, the liquid phase passage 24 is connected to the fractionation section 20a so as to extend vertically downward at the branch portion 20b. In this way, the liquid phase passage 24 is connected, and only heavy fuel is guided to the liquid phase passage 24 by gravity. The gas phase passage 23 is connected to the light fuel tank 25, and the liquid phase passage 24 is connected to the fuel tank 14.

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。   The fuel addition device 19 includes a light fuel addition injector 31 that adds light fuel to the exhaust passage 4, a light fuel supply pump 32 that supplies light fuel from the light fuel tank 25 to the light fuel addition injector 31, and raw material fuel to the exhaust passage. 4 is provided with a raw material fuel addition injector 33 to be added to 4, and an additional raw material fuel supply pump 34 for supplying the raw material fuel from the fuel tank 14 to the raw fuel addition injector 33. Of the light fuel sucked up by the light fuel pump 32, the amount not added to the exhaust passage 4 is returned to the light fuel tank 25 via the light fuel return passage 32a.

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。   The operating state of the internal combustion engine 1 is controlled by an engine control unit (ECU) 35. The ECU 35 is configured as a computer in which a microprocessor and peripheral devices such as ROM and RAM necessary for its operation are combined. The ECU 35 operates the light fuel addition injector 31 and the raw fuel addition injector 33, for example, at a predetermined cycle to add the raw fuel and the light fuel to the exhaust purification catalyst 8. Further, the ECU 35 controls the operation of the flow rate adjusting valve 22 to adjust the amount of fuel supplied to the fractionation passage 20 so that the raw material fuel is fractionated at the target temperature. In order to appropriately control the operation of each device according to the operating state of the internal combustion engine 1, the ECU 35 has signals from the remaining amount sensor 15, the storage amount sensor 26, the fractionation temperature sensor 27, the light fuel temperature sensor 28, and the like. Is entered.

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。   If an abnormality occurs in the fuel fractionator 18 and gas phase fuel cannot be secured, the exhaust gas is not properly purified by the catalyst 8, and the exhaust emission may deteriorate. Therefore, the ECU 35 executes the abnormality diagnosis control routine of FIG. 3 to determine whether or not the raw material fuel pump 21, the flow rate adjustment valve 22, and the fractionation temperature sensor 27 are abnormal. In addition, the ECU 35 identifies an abnormal device by executing the abnormality location determination routine of FIG. The routines of FIGS. 3 and 4 are executed when the internal combustion engine 1 is started, and are repeatedly executed at a predetermined cycle during the operation of the internal combustion engine 1. The ECU 35 functions as an abnormality determining unit by executing the routine of FIG. 3, and functions as an abnormal point determining unit by executing the routine of FIG.

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。   In the control routine of FIG. 3, the ECU 35 first determines in step S11 whether or not the internal combustion engine 1 is in an operating state. Whether or not the internal combustion engine 1 is in an operating state is determined with reference to, for example, the operation of an engine rotation angle sensor (not shown). If it is determined that the internal combustion engine 1 is not in an operating state, the current control routine is terminated. On the other hand, when it is determined that the internal combustion engine 1 is in the operating state, the process proceeds to step S12, and the ECU 35 determines whether or not the internal combustion engine 1 is in the cold state. Whether or not the internal combustion engine 1 is in the cold state is determined with reference to an output signal of the fractional distillation temperature sensor 27, for example. If it is determined that the internal combustion engine 1 is not cold, the current control routine is terminated. On the other hand, when it is determined that the internal combustion engine 1 is in the cold state, the process proceeds to step S13, and the ECU 35 determines whether or not a diagnosis condition for diagnosing the abnormality of the fuel fractionation device 18 is satisfied. As a case where the diagnosis condition is not satisfied, for example, there is a case where an abnormality has already been detected. If it is determined that the diagnosis condition is not satisfied, the current control routine is terminated.

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。   On the other hand, if it is determined that the diagnosis condition is satisfied, the process proceeds to step S14, and the ECU 35 performs diagnosis. The diagnosis is performed by periodically supplying fuel to the fractionation passage 20 and referring to the output signal of the fractionation temperature sensor 27 at the time of periodic fuel supply. The amount of fuel supplied to the fractionation passage 20 at the time of diagnosis is set so that the liquid phase fuel that has flowed into the branching portion 20b is applied to the fractionation temperature sensor 27. In order to apply liquid phase fuel to the fractionation temperature sensor 27 in this way, the fuel flow rate supplied to the fractionation passage 20 is increased from that during fuel fractionation to increase the amount of liquid phase fuel flowing into the branch portion 20b. . At this time, the fuel flow rate is also adjusted so that the liquid phase fuel does not flow into the gas phase passage 23. FIG. 2B shows an example of the state of the liquid phase fuel in the branch portion 20b at the time of diagnosis. Note that the liquid phase fuel at the time of fuel fractionation flows into the liquid phase passage 24 in a state as shown in FIG. 2A, for example. Note that the fuel flow rate set at the time of diagnosis may be changed according to the temperature of the raw material fuel and the temperature of the branching portion 20b. The viscosity of the fuel decreases as the temperature of the fuel increases. Therefore, the flow rate of the fuel supplied to the fractionation passage 20 may be adjusted according to the temperature of the raw material fuel and the temperature of the branch portion 20b with reference to a map as shown in FIG. Thus, by adjusting the fuel flow rate according to the temperature, it is possible to more reliably suppress the inflow of the liquid phase fuel into the gas phase passage 23.

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。   In the next step S15, the ECU 35 determines whether or not the raw material fuel pump 21, the flow rate adjustment valve 22 and the fractional distillation temperature sensor 27 are normal. Whether or not these devices are normal is determined from, for example, a change in the output signal of the fractionation temperature sensor 27 with respect to periodic fuel supply to the fractionation passage 20. FIGS. 6A to 6C show examples of changes in the output signal of the fractional temperature sensor 27 at the time of diagnosis. FIG. 6D shows an example of the change over time in the flow rate of the fuel supplied to the fractionation passage 20 at the time of diagnosis.

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。   FIG. 6A shows the change over time in the output signal of the fractional distillation temperature sensor 27 when these devices are normal. The temperature of the branch portion 20b rises as the internal combustion engine 1 is warmed up. Further, when there is no abnormality in the fuel fractionation device 18 and fuel is periodically supplied to the fractionation passage 20, the output signal is periodically changed by the liquid phase fuel periodically applied to the fractionation temperature sensor 27. . Therefore, when the fuel fractionation device 18 is normal, the output signal of the fractionation temperature sensor 27 shows a waveform in which these temperature changes are synthesized.

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。   FIGS. 6B and 6C show temporal changes in the output signal of the fractionation temperature sensor 27 when the raw material fuel pump 21, the flow rate adjustment valve 22 and the fractionation temperature sensor 27 are abnormal. When there is an abnormality in the raw material fuel pump 21 and the flow rate adjustment valve 22, the fuel is not supplied to the fractionation passage 20, so that the liquid phase fuel is not periodically applied to the fractionation temperature sensor 27. In this case, only the temperature rise of the branch portion 20 b due to warming up of the internal combustion engine 1 is detected by the fractionation temperature sensor 27. Therefore, the time change as shown in FIG. On the other hand, when the fractionation temperature sensor 27 is abnormal, the fractionation temperature sensor 27 outputs only a constant value signal. Therefore, an output signal having a constant value is detected as shown in FIG.

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。   Returning to the description of FIG. If it is determined that the raw material fuel pump 21, the flow rate adjustment valve 22 and the fractionation temperature sensor 27 are normal, the process proceeds to step S16, and the ECU 35 has no abnormality in the abnormality flag Fsp indicating that these devices are abnormal. Substitute 0 indicating that Thereafter, the current control routine is terminated. On the other hand, if it is determined that it is not normal, the process proceeds to step S17 to determine whether or not there is an abnormality in the fractional distillation temperature sensor 27. If it is determined that the fractionation temperature sensor 27 is abnormal, the process proceeds to step S18, and the ECU 35 turns on a sensor abnormality flag indicating that the fractionation temperature sensor 27 is abnormal. On the other hand, if it is determined that there is no abnormality, step S18 is skipped. In the next step S19, the ECU 35 substitutes 1 indicating that there is an abnormality in the abnormality flag Fsp. In the following step S20, the ECU 35 turns on an abnormal lamp in the instrument panel, warns the driver of the abnormality, and then ends the current control routine. The abnormality flag Fsp is stored in the RAM of the ECU 35 so that it can be referred to from other control routines, and is not reset even after the control routine of FIG.

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。   In the abnormality diagnosis control routine in FIG. 3, it is not determined which of the raw material fuel pump 21 and the flow rate adjustment valve 22 has an abnormality. Therefore, the ECU 35 determines a device having an abnormality by the abnormality location determination routine of FIG.

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。   In the abnormal part determination routine of FIG. 4, the ECU 35 determines in step S21 whether or not the value of the abnormality flag Fsp is 1 (the fuel fractionator 18 is abnormal). If it is determined that the value of the abnormality flag Fsp is not 1, the current control routine is terminated. When it is determined that the value of the abnormality flag Fsp is 1, the process proceeds to step S22, and the ECU 35 determines whether or not the temperature of the raw material fuel is equal to or lower than the standard raw material fuel temperature range during operation of the internal combustion engine 1. To do. After the warm-up operation is completed, the temperature of the raw material fuel in the fuel tank 14 becomes a temperature within a certain range due to the fuel returned from the fuel pump 16 and the like. Thus, when the temperature of the raw material fuel has risen to a certain range, the detection accuracy of the temperature rise rate of the raw material fuel acquired in the next step S23 is deteriorated. Therefore, this fixed range is set as the standard temperature range. If it is determined that the temperature of the raw material is not below the standard temperature range, the current control routine is terminated.

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。   On the other hand, when it is determined that the raw material fuel temperature is equal to or lower than the standard temperature range, the process proceeds to step S23 where the ECU 35 calculates the raw fuel temperature rising speed dVT in the fuel tank 14. The rising speed dVT is calculated with reference to the time change of the output signal of the raw material fuel temperature sensor 17. In the next step S24, the ECU 35 determines whether or not the rising speed dVT exceeds the abnormality determination rising speed threshold value dVTcr. For example, the rate of increase in the raw material fuel temperature when the flow rate adjustment valve 22 is normal and only part of the raw material fuel is returned to the fuel tank 14 is set in dVTcr. When there is an abnormality in the flow rate adjustment valve 22 and no fuel is supplied from the flow rate adjustment valve 22 to the fractionation passage 20, all the fuel sucked up by the raw material fuel pump 21 is returned to the fuel tank 14. Therefore, the rate of increase in the temperature of the fuel in the fuel tank 14 is faster than when part of the raw material fuel is returned to the fuel tank 14. On the other hand, when there is an abnormality in the raw material fuel pump 21, the raw material fuel is not sucked up, so that the fuel is not returned from the raw material fuel pump 21. Therefore, dVT is equal to or less than dVTcr. Thus, by comparing dVT with dVTcr, it is possible to determine an abnormal device.

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。   If it is determined that dVT exceeds dVTcr, the process proceeds to step S25, and ECU 35 substitutes 1 indicating that the flow rate adjustment valve 22 is abnormal into a valve abnormality flag Flg indicating that the flow rate adjustment valve 22 is abnormal. To do. On the other hand, if it is determined that the dVT does not exceed the dVTcr, the process proceeds to step S26, and the ECU 35 sets the valve abnormality flag Flg to 0 indicating that the flow rate adjustment valve 22 is not abnormal (that is, the raw material fuel pump 21 is abnormal). substitute. After the process of step S25 or S26 ends, the process proceeds to step S27, and the ECU 35 performs a process according to the failure location. Thereafter, the current control routine is terminated. For example, when the flow rate adjustment valve 22 is abnormal (Flg value is 1), the raw material fuel pump 21 is stopped to suppress an excessive temperature rise in the fuel tank 14 as a process corresponding to the failure location. . On the other hand, when there is an abnormality in the raw material fuel pump 21 (Flg value is 0), for example, power supply to the raw material fuel pump 21 is stopped in order to suppress useless power consumption. Further, when 1 or 0 is assigned to the valve abnormality flag Flg, the control signal is not sent to the flow rate adjusting valve 22.

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。   As described above, by executing the control routine of FIGS. 3 and 4, it is possible to determine which of the raw fuel pump 21, the flow rate adjustment valve 22, and the fractionation temperature sensor 27 is abnormal.

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。   Next, another example of a diagnostic control routine for causing the ECU 35 to function as diagnostic means will be described with reference to FIG. The control routine of FIG. 7 is also executed when the internal combustion engine 1 is started, and is repeatedly executed at a predetermined cycle while the internal combustion engine 1 is in operation. In the control routine of FIG. 7, the same processes as those of the control routine of FIG. 3 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

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。   In the control routine of FIG. 7, the ECU 35 performs the same processing as in FIG. 3 until step S12. If it is determined in step S12 that the internal combustion engine 1 is not in the cold state, the process proceeds to step S31, and the ECU 35 determines whether fuel fractionation is required. Whether or not fuel fractionation is required is determined with reference to, for example, the storage amount sensor 26. If light fuel is sufficiently stored in the light fuel tank 25, fuel fractionation is not required. Judge. If it is determined that fractional distillation is requested, the current control routine is terminated. On the other hand, if it is determined that fractional distillation is not requested, the process proceeds to step S32, and the ECU 35 determines whether or not the fuel fractionator 18 is in an operating condition that allows fuel fractionation. Whether or not the operating conditions allow fuel fractionation is determined with reference to, for example, an output signal from the fractionation temperature sensor 27. Even if fuel is supplied to the fractionation passage 20, the fuel temperature rises to the target temperature. If it is determined that it is not, it is determined that the operating condition is such that fuel fractionation is impossible. If it is determined that the operating conditions do not allow fractional distillation of fuel, the current control routine is terminated.

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。   On the other hand, if it is determined that the operating conditions allow fuel fractionation, the process proceeds to step S33, and the ECU 35 calculates a temperature difference dTds between the temperature of the branch portion 20b and the standard fractionation temperature at the time of fuel fractionation. For example, a target temperature at the time of fuel fractionation is set as the standard fractionation temperature. In subsequent step S34, the ECU 35 determines whether or not a state in which dTds is larger than a determination value dTcr has continued for a predetermined time. As the determination value dTcr, for example, a temperature difference between the temperature of the branching portion 20b when the fuel is not raised to the target temperature even when the fuel is supplied to the fractionation passage 20 and the target temperature at the time of fuel fractionation is set. . Further, as the predetermined time, for example, a time until the vapor phase fuel is discharged from the fractionation passage 20 is set to such an extent that the temperature of the vapor phase fuel is not detected by the fractionation temperature sensor 27. When there is almost no vapor phase fuel in the fractionation passage 20, the fractionation temperature sensor 27 does not detect the temperature of the vapor phase fuel. Therefore, the output signal of the fractionation temperature sensor 27 can be changed by the liquid phase fuel. Therefore, it can be diagnosed whether the fuel fractionator 18 is abnormal. When it is determined that the state where dTds is greater than the determination value dTcr is not continuous for a predetermined time, the current control routine is terminated. On the other hand, if it is determined that it has been continuous for a predetermined time, the process proceeds to step S14, and the same processing as in the control routine of FIG. Thereafter, the current control routine is terminated.

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。   In the diagnostic control routine of FIG. 7, abnormality diagnosis of the fuel fractionation device 18 is also performed when it is determined that the temperature of the vapor phase fuel is not detected by the fractionation temperature sensor 27. As a result, abnormality diagnosis can be performed even during operation of the internal combustion engine 1, so that an abnormality of the fuel fractionation device 18 can be found at an early stage.

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。   The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various forms within the scope of the technical idea of the present invention. For example, the internal combustion engine is not limited to a diesel engine, and the present invention can also be applied to a gasoline engine. The use of light fuel is not limited to the functional regeneration of the exhaust purification catalyst. For example, it may be supplied to the intake passage when the internal combustion engine is started. By supplying light fuel in this way, it is possible to improve the startability of the internal combustion engine and improve the exhaust emission at the start.

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 is a view showing an internal combustion engine to which a fuel fractionating apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. 図1の分留通路の一部を拡大して示す図。The figure which expands and shows a part of fractionation channel | path of FIG. 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。The flowchart which shows the abnormality diagnosis control routine which ECU of FIG. 1 performs. 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。The flowchart which shows the abnormal location determination routine which ECU of FIG. 1 performs. 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。The figure which shows an example of the relationship between the raw material fuel temperature and the temperature of a branch part, and the fuel quantity supplied to a fractionation channel. 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。The figure which shows an example of the change of the output signal of a fractional distillation temperature sensor at the time of diagnostic control routine execution. 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。The flowchart which shows the other Example of the abnormality diagnosis control routine which ECU of FIG. 1 performs.

符号の説明Explanation of symbols

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)
1 Internal combustion engine 11 Fuel supply device (fuel supply system)
14 Fuel tank 17 Raw material fuel temperature sensor (Fuel temperature acquisition means)
18 Fuel Fractionation Device 20 Fractionation Passage 20b Branch 21 Raw Material Fuel Pump (Fuel Supply Pump)
22 Flow rate adjusting valve (Flow rate adjusting means)
23 Gas phase passage 24 Liquid phase passage 27 Fractionation temperature sensor (temperature detection means)
35 Engine control unit (abnormality determination means, abnormal location determination means)

Claims (7)

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。
A fractionation passage that is connected to a fuel supply system of an internal combustion engine and fractionates the fuel into a gas phase and a liquid phase, and a branching portion that branches the gas phase fuel and the liquid phase fuel that are fractionated in the fractionation passage And a fuel fractionation device for an internal combustion engine, comprising: temperature detection means for detecting the temperature of the branch portion; and flow rate adjustment means for adjusting a flow rate of fuel supplied to the fractionation passage.
The flow rate of the fuel supplied to the fractionation passage is set so that liquid temperature fuel is applied to the temperature detection means, and the fuel fractionation device is configured based on the change in the temperature detected by the temperature detection means when the fuel flow rate is set. A fuel fractionation device for an internal combustion engine, comprising an abnormality determination means for determining whether or not there is an abnormality.
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。   2. The fuel fractionation device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the abnormality determination unit sets a fuel flow rate larger than a fuel flow rate range set at the time of fuel fractionation when the abnormality is judged. 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。
A liquid phase passage branched downward from the branch portion, and a gas phase passage branched upward from the branch portion to the liquid phase passage,
3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the abnormality determination unit adjusts a flow rate of fuel supplied to the fractionation passage so that the fractionated liquid phase fuel does not flow into the gas phase passage. Fuel fractionator.
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。   The said abnormality determination means determines the presence or absence of the abnormality of the said fuel fractionation apparatus, when it is judged that the fuel fractionation is not requested | required. Fuel fractionation device for internal combustion engine. 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。   The abnormality determination means determines whether or not there is an abnormality in the fuel fractionation device when it is judged that the state where the temperature of the branch portion is lower than the target temperature at the time of fuel fractionation continues. The fuel fractionation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4. 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。
A fuel tank for storing fuel of the internal combustion engine, fuel temperature acquisition means for acquiring the temperature of the fuel stored in the fuel tank, a fuel supply pump for supplying fuel from the fuel tank to the fractionation passage, With
If it is determined by the abnormality determination means that there is an abnormality, it is determined that the flow rate adjustment means is abnormal if it is determined that the rate of increase in the temperature of the fuel stored in the fuel tank is above an allowable range. And an abnormality location determination means for determining that the fuel supply pump is abnormal when it is determined that the rate of temperature rise of the fuel stored in the fuel tank is smaller than an allowable range. The fuel fractionation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5.
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。   The fuel fractionation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the abnormality determination unit decreases the fuel amount set at the time of abnormality determination as the temperature of the branch portion is higher.
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