JP4411700B2

JP4411700B2 - Engine fuel supply system

Info

Publication number: JP4411700B2
Application number: JP23374299A
Authority: JP
Inventors: 保憲岩切
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-03-16
Filing date: 1999-08-20
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2019-08-20
Also published as: JP2000329013A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの燃料供給装置に関し、詳しくは、車両の外部から補給された燃料に対して改質を行ってエンジンに供給する構成の燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、燃料の改質を行ってからエンジンに供給する構成とした燃料供給装置が知られている（特開平５−３１２１１５号公報及び特開昭５７−４６０５９号公報参照）。
【０００３】
前記特開平５−３１２１１５号公報に開示されるものでは、ガソリンを低沸点燃料と高沸点燃料とに分離膜により分離して、前記分離した低沸点燃料を専用のタンクに貯留し、エンジン始動時や冷間運転時に前記低沸点燃料をエンジンに供給する構成となっている。
【０００４】
また、特開昭５７−４６０５９号公報に開示されるものでは、重質燃料油を加熱・熱分解してコンデンサに導入し、該コンデンサで分離された軽質油を燃料油としてディーゼルエンジンに供給する構成になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンの効率を高めるべく圧縮比を高く設定すると、アンチノック性の高い高オクタン価の燃料を使用することが要求されることになるが、外部から補給される燃料のオクタン価が要求よりも低いと、高負荷域でノッキングが発生することになって、高負荷域での運転が行えなくなってしまう。
【０００６】
そこで、前述のような燃料の改質技術が注目されることになるが、前記特開平５−３１２１１５号公報に開示されるものでは、エンジン始動時や冷間運転時に適した気化性の良い低沸点燃料を分離することを目的としているため、低沸点燃料が除かれた後の燃料でもアンチノック性（オクタン価）が充分でなく、圧縮比の高いエンジンに適用した場合にノッキングが発生し易くなって、高負荷域での運転が行えなくなる可能性があった。
【０００７】
また、前記特開昭５７−４６０５９号公報に開示されるものは、基本的に熱分解による燃料の改質であるため、高オクタン価の燃料が要求されるガソリンエンジンには適用できないという問題があった。
【０００８】
また、エンジン始動時や冷間運転時などの条件のみで使用燃料の切り換えを行う構成では、例えば外気温度が極端に低い場合や逆に高い場合などで使用燃料の要求が異なる場合に、きめ細かく対応することができず、エンジンの運転性を最適に維持することができず、始動性が悪化したり、ノッキングを発生させる可能性があった。
【０００９】
更に、燃料の分離・分留・改質によって生成される燃料の組成は、外部から供給される燃料によって変動し、また、エンジンのばらつきなどによって要求される燃料の組成が異なり、初期設定された特性で燃料の選択を行っても、所期の運転性が得られなくなる場合があった。
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、外部から補給される燃料よりもオクタン価を高めてエンジンに供給できるようにして、高圧縮比のエンジンを全負荷域において運転できるようにし、高効率を実現できるようにすることを目的とする。
【００１１】
また、外気温度の変化に対応して適切な燃料を供給でき、始動性の確保やノッキング防止を図れるようにすることを目的とする。
更に、外部から供給される燃料のばらつきやエンジンばらつきがあっても、所期の運転性が得られる燃料をエンジンに供給できるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１記載の発明では、燃料を低オクタン価燃料と高オクタン価燃料とに分離分留し、前記分離分留した低オクタン価燃料に対してオクタン価を高める改質を行い、該改質を行ってオクタン価が高められた燃料と、前記分離分留で得られた高オクタン価燃料とを所定の比率で混合させてエンジンに供給するよう構成した。
【００１３】
かかる構成によると、分離分留した低オクタン価燃料に対してオクタン価を高める改質を行い、高オクタン価成分として分離分留された燃料と混合させてエンジンに供給する。ここで、燃料の一部である低オクタン価燃料のオクタン価を高めることで、混合燃料のオクタン価が車両に補給された燃料のオクタン価よりも高くなる。
【００１４】
請求項２記載の発明では、燃料を低オクタン価燃料と高オクタン価燃料とに分離分留し、前記分離分留した低オクタン価燃料に対してセタン価を高める改質を行う一方、前記分離分留した高オクタン価燃料に対してオクタン価を高める改質を行い、前記改質を行ってセタン価が高められた燃料と、前記改質を行ってオクタン価が高められた燃料とを所定の比率で混合させてエンジンに供給するよう構成した。
【００１５】
かかる構成によると、分離分留した低オクタン価燃料に対してはセタン価を高める改質を、分離分留した高オクタン価燃料に対してはオクタン価を更に高める改質を行い、車両に補給された燃料よりもセタン価が高められた燃料と、車両に補給された燃料よりもオクタン価が高められた燃料とを混合してエンジンに供給する。従って、セタン価が高められた燃料の比率を多くすることで、車両に補給された燃料よりもセタン価が高い燃料がエンジンに供給され、また、オクタン価が高められた燃料の比率を多くすることで、車両に補給された燃料よりもオクタン価が高い燃料がエンジンに供給される。
【００１６】
請求項３記載の発明では、前記改質を行う改質装置と、該改質装置で改質された燃料を貯蔵するタンクと、該タンク内の燃料性状を検出する燃料性状センサとを備え、該燃料性状センサの検出結果に応じて前記タンク内の燃料を前記改質装置に循環させるよう構成した。
【００１７】
かかる構成によると、改質が行われてオクタン価又はセタン価が高められた燃料を、改質装置とは別に設けたタンクに貯蔵するが、該タンクには燃料性状を検出するセンサが設けられており、前記センサで検出される燃料性状（オクタン価又はセタン価）が要求値になっていない場合には、再度改質を行わせるべく、タンク内に貯蔵された燃料を改質装置に戻すようにする。
【００１８】
請求項４記載の発明では、前記混合された燃料を貯蔵するタンクを備え、該タンク内の燃料をエンジンに供給するよう構成した。
かかる構成によると、要求のオクタン価又はセタン価になるように混合した燃料を一旦タンクに貯蔵し、該タンク内の燃料をエンジンに供給する。
【００１９】
請求項５記載の発明では、相互に異なる比率で混合させた燃料を個別に貯蔵する複数のタンクを備え、運転条件に応じて前記複数の燃料タンクの中から選択した１つのタンク内の燃料をエンジンに供給するよう構成した。
【００２０】
かかる構成によると、要求のオクタン価又はセタン価になるように混合した燃料を一旦タンクに貯蔵するが、運転条件による要求値の違いに対応すべく、異なる混合比率によって異なるオクタン価又はセタン価に混合された燃料を、別々のタンクに貯蔵させ、そのときの運転状態における要求性状の燃料が貯蔵されているタンクからエンジンに燃料を供給させる。
【００２１】
請求項6記載の発明では、前記燃料の混合比率を、エンジンの負荷に応じて設定する構成とした。
かかる構成によると、低負荷域でノッキング回避のために比較的高オクタン価を要求しない場合には（低負荷域で自着火燃焼を行う領域では）、オクタン価の低い方（セタン価の高い方）の燃料の比率を増やし、高負荷域でノッキング回避のために比較的高オクタン価が要求される場合には、オクタン価の高い方の燃料の比率を増やす。
【００２２】
請求項７記載の発明では、前記燃料の混合比率を、エンジンの暖機状態に応じて設定する構成とした。
かかる構成によると、エンジンが充分に暖機された状態では、ノッキングが起こり易くなるため、オクタン価の高い方の燃料の比率を増やし、エンジンの始動時や冷間運転時などの燃料の気化性能が悪化するときには、比較的低沸点であるオクタン価の低い方の燃料の比率を増やす。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、車両に補給される燃料よりもオクタン価の高い燃料をエンジンに供給させることができるようになり、高圧縮比のエンジンであっても高負荷域でのノッキングの発生を回避でき、以って、高効率を実現できるという効果がある。
【００４２】
請求項２記載の発明によると、車両に補給される燃料よりもオクタン価の高い燃料をエンジンに供給できると共に、車両に補給される燃料よりもセタン価の高い燃料をエンジンに供給でき、低負荷域では高セタン価の燃料を供給することで燃焼安定性を向上させ、高負荷域では高オクタン価の燃料を供給することでノッキングの発生を回避でき、高圧縮比のエンジンであっても全負荷域で運転させることができるという効果がある。
【００４３】
請求項３記載の発明によると、改質が不十分であるときに、これを検知して再度改質を行わせることができ、要求に見合った性状の燃料に確実に改質させることができるという効果がある。
【００４４】
請求項４記載の発明によると、性状の異なる燃料を混合して生成された燃料を一旦タンクに貯蔵させることで、要求の性状の燃料を安定的にエンジンに供給できるという効果がある。
【００４５】
請求項５記載の発明によると、異なる比率で混合させた燃料を個別にタンクに貯蔵させることで、要求の性状の燃料を安定的にエンジンに供給でき、かつ、要求性状に切り換えに応答良く対応できるという効果がある。
【００４６】
請求項６記載の発明によると、エンジン負荷に応じて異なる性状の燃料をエンジンに供給でき、特に、高負荷域で車両に補給される燃料よりもオクタン価の高い燃料を供給してノッキングを回避でき、又は、低負荷域で車両に補給される燃料よりもセタン価の高い燃料を供給することで、燃焼安定性を向上させることができるという効果がある。
【００４７】
請求項７記載の発明によると、暖機中は低沸点の燃料をエンジンに供給し気化性能を確保する一方、暖機完了後は、高オクタン価の燃料を供給することでノッキングの発生を抑制できるという効果がある。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、第１の実施の形態を示すエンジンのシステム構成図であり、エンジン１は、通常のガソリンエンジンの圧縮比より高い圧縮比に設定されるものとする。
【００５９】
燃料タンク２は、車両に補給される燃料を貯蔵するためのものであり、燃料の分留機能を有する分留器３に繋がっている。また、分留器３には、分留された燃料を貯蔵する高オクタン価燃料タンク４と低オクタン価燃料タンク５が繋げられている。
【００６０】
前記低オクタン価燃料タンク５内には、燃料改質装置１０が設置され、改質に必要な条件が整えられる。
前記高オクタン価燃料タンク４と低オクタン価燃料タンク５とは、燃料混合比率調整器７に接続され、燃料混合比率調整器７は、燃料混合用ポンプ８を介して燃料供給用タンク６と接続される。
【００６１】
前記燃料供給用タンク６は、燃料供給用ポンプ９を介して、エンジン１の燃料供給装置（燃料噴射弁）に接続される。
前記分留器３では、燃料を沸点範囲に応じて分留して、オクタン価の高い燃料であることを示す沸点範囲の燃料を高オクタン価燃料タンク４に、その他の沸点範囲の燃料を低オクタン価燃料タンク５に供給する。本実施の形態において、沸点範囲は図２に示すように３つに区分され、沸点範囲のうちオクタン価の高い成分を多く含む９０℃〜１５０℃の沸点範囲の燃料を、オクタン価の高い燃料として分留して取り出す。
【００６２】
次に作用を説明する。
車両に対する燃料の補給は、燃料タンク２に対して行われ、該燃料タンク２内に貯えられる。燃料タンク２内に貯えられた燃料は、分留器３の処理能力に応じて分留器３内に導入され、燃料温度が１５０℃になる熱を加えられる。該加熱によって蒸発した沸点１５０℃以下の燃料は、その後９０℃まで冷却され、該冷却化により凝縮した沸点９０℃〜１５０℃範囲の燃料が、高オクタン価燃料タンク４に供給されて貯えられる。
【００６３】
一方、沸点の更に低い燃料と沸点１５０℃以上の燃料は、低オクタン価燃料タンク５に供給されて貯えられる。
図２に示すように、一般的な燃料は、沸点の低い領域と高い領域でオクタン価が低く、沸点９０℃〜１５０℃範囲でオクタン価が高いので、上記の手順により燃料を分留してオクタン価の異なる燃料に分離できる。尚、高オクタン価の沸点範囲は、９０℃〜１５０℃の範囲に限定されるものではなく、実際の使用燃料及び要求オクタン価に応じて適宜設定されるべきものである。また、簡便には、沸点９０℃以下の燃料を低オクタン価燃料として分離し、それ以外を高オクタン価燃料とする構成であっても良い。
【００６４】
低オクタン価燃料タンク５内の燃料改質装置１０では、低オクタン価燃料が触媒と熱の作用により重合などの変成を受け、オクタン価の高い燃料に変えられる。但し、前記燃料改質装置１０により改質された燃料のオクタン価は、分留器３で分離され高オクタン価燃料タンク４に貯えられる燃料よりも低い。
【００６５】
前記オクタン価を高める燃料の改質は、具体的にはナフサの高温分解を行うものであり、無触媒で行うものを熱改質、触媒を使用する場合を接触改質という（株式会社朝倉書店昭和45年8月20日発行「石油事典（4版）」第249頁〜第253頁参照）。ここで、芳香属系の沸点の高い成分は、分子構造の一部が分解を受け、分子量が低下することによりオクタン価が上げられるので、改質を受ける燃料の分子構造によっては、オクタン価を高めるために平均分子量が低下することもある。
【００６６】
尚、前記分留器３で高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離することなく、車両に補給された燃料を直接燃料改質装置により改質させることも可能であるが、オクタン価の高いものが混ざっている状態では、燃料改質装置の効率（単位時間当たりの改質量）が悪くなるので、上記のようにして、分留器３で分留された低オクタン価燃料のオクタン価を燃料改質装置により上げるようにすれば、オクタン価を上げる改質を効率よく行わせることができる。
【００６７】
以上の作用により別々のタンクに貯えられた、高オクタン価燃料と、燃料改質装置１０によりオクタン価の高い燃料に変えられたが沸点９０℃〜１５０℃範囲の燃料のオクタン価には及ばない改質高オクタン価燃料は、エンジンの運転条件によって必要とされるオクタン価になるように、燃料混合比率調整器７でそれぞれのタンクからの流量を調整されて混合し、燃料混合用ポンプ８により燃料供給用タンク６に供給される。そして、燃料供給用タンク６内の燃料は、燃料供給用ポンプ９を介してエンジン１ヘ供給される。
【００６８】
前記エンジンの運転条件に応じた燃料混合比率の調整は、エンジン負荷及びエンジン回転数(rpm)に応じて変化するノッキング回避のための要求オクタン価に基づき行われる（図３参照）。即ち、エンジンの運転条件が低負荷で、ノッキング回避のため要求オクタン価が比較的低い場合には、改質高オクタン価燃料の割合を増やし、エンジン負荷が高くノッキング回避のための要求オクタン価が比較的高い場合には、沸点９０℃〜１５０℃範囲の高オクタン価燃料の割合を多くする。
【００６９】
尚、エンジン負荷を検出する方法としては、スロットル開度や、該スロットルの開度を基に各種エンジン状態のパラメータを考慮して決定される燃料噴射量などが適している。
【００７０】
分留改質された異なる燃料の混合比率の調整は、エンジンの負荷状態等に合わせてコンピュータ２１から出力される信号によって、各々のタンクからの燃料流量を調整する燃料混合比率調整器７のバルブをコントロールすることで行う。
【００７１】
前記コンピュータ２１には、点火時期センサ、吸入空気量センサ、アクセル開度センサ、ポンプ回転角センサ、クランク角センサ、水温センサなどからの検出信号が入力される。
【００７２】
ここで、前記分留器３で分離分留される沸点が９０℃よりも低い燃料と、沸点１５０℃以上の燃料とは、共に低オクタン価燃料であるが、沸点が９０℃よりも低い燃料を、前記燃料改質装置１０が設置される低オクタン価燃料タンク５とは別に設けた低沸点用タンクに貯蔵させる構成とすることができる。この場合、低沸点用タンクには燃料改質装置１０を設けず、低沸点燃料の供給要求がないとき、又は、低沸点用タンク内の燃料貯蔵量が所定以上になったら、沸点が９０℃よりも低い燃料も低オクタン価燃料タンク５に入れるようにすると良い。
【００７３】
そして、エンジンの始動時及び始動直後であってエンジン温度が低いとき、即ち、エンジンの暖機中において、前記低沸点用タンク内の燃料をエンジンに供給するようにすれば、燃料の気化が車両に補給される燃料よりも良いため、燃焼室壁面などに対する燃料付着が抑制され、燃焼が良好に行われ、排気性能が改善される。
【００７４】
また、エンジンの暖機完了後は、ノッキングが発生し易くなるため、前述のように、エンジン負荷に応じて要求されるオクタン価になるように、改質高オクタン価燃料と沸点９０℃〜１５０℃範囲の高オクタン価燃料との混合比率を調整すればよい。
【００７５】
尚、エンジン暖機状態は、エンジンの冷却水温度に基づいて判断できる。
図４は、第２の実施の形態を示すエンジンのシステム構成図である。
図１に示した第１の実施の形態では、低オクタン価燃料タンク５内に燃料改質装置１０が設置される構成としたが、図４に示される第２の実施の形態では、低オクタン価燃料タンク５と燃料改質装置１０とが別々に設置されると共に、低オクタン価燃料タンク５と燃料改質装置１０との間で燃料を循環させる燃料循環ポンプ12及び燃料循環流路系が設置され、燃料改質装置１０が分留器３に繋げられている。また、低オクタン価燃料タンク５には、燃料性状センサ１１が設置される。
【００７６】
上記に述べた構成以外は、第１の実施の形態と同じであり、燃料タンク２内に貯えられた燃料が分留器３に導入され、該分留器３では、沸点範囲の違いに基いて高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離し、高オクタン価燃料は高オクタン価燃料タンク４に貯えられれ、低オクタン価燃料は燃料改質装置１０に送られる。そして、燃料改質装置１０で高オクタン価に改質された燃料は低オクタン価燃料タンク５に送られて貯えられる。高オクタン価燃料タンク４からの高オクタン価燃料と低オクタン価燃料タンク５からの改質高オクタン価燃料とは、燃料混合比率調整器７で混合比率を調整されつつ、燃料混合用ポンプ８により燃料供給用タンク６に供給され、燃料供給用タンク６内の燃料は、燃料供給用ポンプ９を介してエンジン１ヘ供給される。
【００７７】
ここで、上記第２の実施の形態に特有の作用として、燃料性状センサ１１で検出される低オクタン価燃料タンク５内の燃料の組成（オクタン価）が設定値になっていない場合には、コンピュータ２１からの指示により循環ポンプ12が動作し、低オクタン価燃料タンク５内の燃料が燃料改質装置１０に循環され、再度改質が行われると共に、燃料改質装置１０の条件設定のチェックが行われ、前記改質条件の更新が行われる。
【００７８】
図５は、第３の実施の形態を示すエンジンのシステム構成図である。
該第３の実施の形態では、前記第２の実施の形態と同様に、低オクタン価燃料タンク５と燃料改質装置１０とが別々に設置される一方、２つの燃料供給用タンク６Ａ，６Ｂが設けられ、該２つの燃料供給用タンク６Ａ，６Ｂのいずれに混合燃料を供給するかを切り換えるためのタンク切り替えバルブ２２が設けられている。また、前記２つの燃料供給用タンク６Ａ，６Ｂは、それぞれ燃料供給用予圧ポンプ２１Ａ，２１Ｂを介して燃料切り替えバルブ２３に接続されており、前記燃料切り替えバルブ２３によって２つの燃料供給用タンク６Ａ，６Ｂのうちのいずれか一方の燃料が、燃料供給用ポンプ９を介してエンジン１に供給される。
【００７９】
上記に述べた構成以外は、第１の実施の形態と同じであり、燃料タンク２内に貯えられた燃料が分留器３に導入され、該分留器３では、沸点範囲の違いに基いて高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離し、高オクタン価燃料は高オクタン価燃料タンク４に貯えられ、低オクタン価燃料は燃料改質装置１０に送られる。そして、燃料改質装置１０で高オクタン価に改質された燃料は低オクタン価燃料タンク５に送られて貯えられる。高オクタン価燃料タンク４からの高オクタン価燃料と低オクタン価燃料タンク５からの改質高オクタン価燃料とは、燃料混合比率調整器７で混合比率を調整されつつ、燃料混合用ポンプ８により燃料供給用タンク６Ａ，６Ｂに供給される。
【００８０】
ここで、上記第３の実施の形態に特有の作用として、２つの燃料供給用タンク６Ａ，６Ｂに対してそれぞれに異なるオクタン価の燃料（異なる混合比率の燃料）を貯えるようにする一方、エンジンの運転条件（負荷）に応じて要求されるオクタン価に基づき、２つの燃料供給用タンク６Ａ，６Ｂのいずれか一方の燃料をエンジンに供給すべく、燃料切り替えバルブ２３を切り換えるようになっている。
【００８１】
例えば、燃料供給用タンク６Ａに対して燃料供給用タンク６Ｂよりも高オクタン価の燃料を貯蔵する場合には、燃料混合比率調整器７は、高オクタン価燃料タンク４からの燃料量の割合が低オクタン価燃料タンク５からの燃料量の割合よりも大きくなるように設定し、かつ、このときに前記タンク切り替えバルブ２２により燃料供給用タンク６Ａに対して混合燃料が供給されるようにする。また、前記タンク切り替えバルブ２２により燃料供給用タンク６Ｂに対して混合燃料が供給されるようにし、このときに、燃料混合比率調整器７は、高オクタン価燃料タンク４からの燃料量の割合を減少させると共に、相対的に低オクタン価燃料タンク５からの燃料量の割合を増大させる。
【００８２】
そして、エンジンの運転条件が低負荷で、ノッキング回避のため要求オクタン価が比較的低い場合には、燃料切り替えバルブ２３を切り換えて燃料供給用タンク６Ｂに貯えられている比較的低オクタン価の燃料がエンジン１に供給されるようにし、エンジン負荷が高くノッキング回避のための要求オクタン価が比較的高い場合には、燃料切り替えバルブ２３を切り換えて燃料供給用タンク６Ａに貯えられている比較的高オクタン価の燃料がエンジン１に供給されるようにする。
【００８３】
上記構成の燃料供給系によると、燃料切り替えバルブ２３からエンジン１までのオクタン価が変化する燃料配管内のボリュームが非常に小さいため、運転条件の変化に対して迅速な燃料の切り替えが可能であり、また、予め要求オクタン価の燃料を混合形成させてそれぞれの燃料タンクに貯蔵させておくので、要求オクタン価の燃料を安定的に供給できる。
【００８４】
尚、上記図５に示される第３の実施の形態において、図４に示される第２の実施の形態と同様に、低オクタン価燃料タンク５と燃料改質装置１０との間で燃料を循環させる燃料循環ポンプ12、及び、低オクタン価燃料タンク５内における燃料組成を検出する燃料性状センサ１１を設置し、燃料性状センサ１１で検出される低オクタン価燃料タンク５内の燃料の組成が設定値になっていない場合には、低オクタン価燃料タンク５内の燃料を燃料改質装置１０に循環されて再度改質を行わせる構成としても良い。
【００８５】
図６は、第４の実施の形態を示すエンジンのシステム構成図である。
該第４の実施の形態において、分留器３に、分留された燃料を貯蔵する高オクタン価燃料タンク４と低オクタン価燃料タンク５が繋げられ、これら高オクタン価燃料タンク４と低オクタン価燃料タンク５との燃料がそれぞれ燃料混合比率調整器７により流量調整され、燃料混合用ポンプ８を介して燃料供給用タンク６に供給される構成は、第１の実施の形態と同一である。一方、第４の実施の形態においては、高オクタン価燃料タンク４と低オクタン価燃料タンク５とにそれぞれ異なる改質を行う燃料改質装置１０Ａ，１０Ｂが設置されている。
【００８６】
ここで、前記燃料改質装置１０Ａは、高オクタン価燃料タンク４内の燃料の低オクタン価成分を、触媒と熱の作用による重合などの変性により、より高オクタン価の燃料に改質するものである。また、前記燃料改質装置１０Ｂは、低オクタン価燃料タンク５内の燃料を、触媒と熱の作用による重合などの変性により、高セタン価の燃料に改質するものである。
【００８７】
そして、エンジン１の運転条件に応じて高オクタン価燃料タンク４内の高オクタン価燃料と低オクタン価燃料タンク５内の高セタン価燃料とが、前記燃料混合比率調整器７により流量調整されて、運転条件に応じた混合比率で混合されて、燃料供給用タンク６に供給されて、燃料供給用ポンプ９を介してエンジン１に供給される。具体的には、エンジン１の運転条件が軽負荷で自着火燃焼を行う領域では、高セタン価燃料の割合を増やす一方、負荷が高く火花点火を行う領域では、高オクタン価燃料の割合を増やしエンジン１に供給する。
【００８８】
尚、上記図６に示される第４の実施の形態において、図４，５に示される構成と同様に、燃料改質装置１０Ａ，１０Ｂと高オクタン価燃料タンク４，低オクタン価燃料タンク５とを個別に設けると共に、燃料改質装置１０Ａと高オクタン価燃料タンク４との間で、また、燃料改質装置１０Ｂと低オクタン価燃料タンク５との間で、燃料を循環させる燃料循環ポンプをそれぞれ設け、高オクタン価燃料タンク４内の燃料のオクタン価，低オクタン価燃料タンク５内の燃料のセタン価が、設定値になっていないときに、燃料を燃料改質装置１０Ａ，１０Ｂに循環させる構成としても良い。
【００８９】
図７は、第５の実施の形態を示すエンジンのシステム構成図である。
該第５の実施の形態は、図５に示した第３の実施の形態に対して、燃料タンク２から燃料切り替えバルブ２３を介してエンジン１に燃料を供給できるように構成されると共に、始動用燃料タンク２４が設けられ、該始動用燃料タンク２４からも燃料切り替えバルブ２３を介してエンジン１に燃料を供給できるように構成されている。即ち、燃料切り替えバルブ２３によって、燃料供給用タンク６Ａ，６Ｂ，始動用燃料タンク２４，燃料タンク２の４つのタンクから選択される１つのタンクからエンジン１に燃料を供給させることができるよう構成されている。
【００９０】
ここで、前記４つのタンクにはそれぞれ異なる組成の燃料が貯蔵されるので、燃料切り替えバルブ２３によるタンクの選択によって、エンジン１に供給される燃料が選択されることになる。
【００９１】
前記始動用燃料タンク２４には、以下に示す動作によって燃料中の最も沸点の低い成分が蓄えられる。
燃料タンク２から分留器３に導入された燃料は、まず、温度が４０℃程度になるように加熱され、該加熱によって蒸発した沸点４０℃以下の燃料は、その後冷却され、該冷却により凝縮した沸点４０℃以下の燃料（低沸点成分）が、前記始動用燃料タンク２４に供給されて貯えられる。
【００９２】
次に、燃料温度が１５０℃程度になる熱を加えられる。該加熱によって蒸発した沸点１５０℃以下の燃料（詳しくは沸点４０℃〜１５０℃の燃料）は、その後９０℃まで冷却され、該冷却化により凝縮した沸点９０℃〜１５０℃範囲の燃料が、高オクタン価燃料タンク４に供給されて貯えられ、残る沸点が４０〜９０℃の燃料と沸点が１５０℃以上の燃料は、燃料改質装置１０に送られる。
【００９３】
そして、燃料改質装置１０で改質されてオクタン価が高くなった燃料が、低オクタン価燃料タンク５に送られて貯えられ、前記高オクタン価燃料タンク４の燃料と前記低オクタン価燃料タンク５の燃料とが、前記燃料混合比率調整器７により混合比率を調整されて混合され、相互に異なる混合比率の混合燃料が燃料供給用タンク６Ａ，６Ｂに貯蔵される。
【００９４】
ここで、上記第５の実施の形態における供給燃料の選択制御の様子を、図８〜図１１のフローチャートに従って説明する。
図８のフローチャートにおいて、イグニッションスイッチがＯＮされると（ステップＳ１）、ステップＳ２以降へ進んで、始動時（クランキング中及び暖機中）に用いる燃料の選択（燃料供給を行わせるタンクの選択）を行う。
【００９５】
ステップＳ２では、イグニッションスイッチがＯＮされた時点の冷却水温度が設定温度（例えば４０℃）よりも低いか否かを判別する。
冷却水温度（エンジン温度）が設定温度よりも低く、冷間始動時であると判断されるときには、ステップＳ３へ進み、外気温度センサで検出される外気温度（エンジンの吸気温）が、設定温度よりも低いか否かを判別する。
【００９６】
冷間始動であって然も外気温度が設定温度よりも低い場合には、ステップＳ４へ進み、前記始動用燃料タンク２４に蓄えられている最も沸点の低い燃料成分をエンジン１に供給させるようにし、燃料の気化性を確保し、以って、良好な始動が得られるようにする。
【００９７】
一方、冷間始動であるが、外気温度が設定温度以上であるときには、ステップＳ５へ進み、最も沸点の低い成分を含むと共に沸点のより高い成分も含む燃料タンク２内の燃料（車両供給燃料）をエンジン１に供給させるようにする。
【００９８】
また、冷却水温度が設定温度以上であるときには、ステップＳ６へ進み、燃料供給用タンク６Ｂに貯えられている低オクタン価の燃料がエンジン１に供給されるようにする。
【００９９】
前記燃料供給用タンク６Ｂに貯えられている低オクタン価の燃料は、最も沸点の低い成分を含まないが、燃料供給用タンク６Ａに貯えられている高オクタン価の燃料に対して、沸点の低い成分をより多く含む燃料であり、冷却水温度が設定温度以上である始動時には必要十分な始動性を確保し得る。
【０１００】
図９のフローチャートは、始動時に用いた燃料の適否を判断すると共に、始動時に用いる燃料の変更学習を行うルーチンを示し、始動が完了すると（ステップＳ１１）、ステップＳ１２へ進み、始動に要した時間（例えば燃料供給開始から完爆に至るまでの時間）が設定時間よりも短いか否かを判別する。
【０１０１】
始動時間が設定時間よりも短かったときには、ステップＳ１３へ進み、暖機中のエンジン安定度を示すパラメータ（数値が高いほど安定度が低いことを示すパラメータ）が、設定値よりも小さいか否かを判別する。
【０１０２】
尚、前記エンジン安定度を示すパラメータとしては、エンジン回転の変動や、燃焼圧の変動を用いることができる。
エンジン安定度を示すパラメータが設定値よりも小さい場合（エンジン運転が安定している場合）には、更に、ステップＳ１４へ進み、ノッキング発生の有無をノックセンサの検出信号に基づいて判別する。
【０１０３】
そして、ノッキングの発生が無いと判断されたとき、即ち、始動時間が短く、始動後の安定度が良好で、ノッキングの発生も無いときには、始動時における燃料の選択に誤りが無く、適切な組成の燃料をエンジン１に供給できたものと判断し、ステップＳ１５へ進んで、始動時燃料の選択条件をそのまま保持する。
【０１０４】
一方、ステップＳ１２〜ステップＳ１４の３条件のうちの１つでも満たさなかったときには、ステップＳ１６へ進み、同一温度条件における使用燃料を暫定的に変更する設定を行う。
【０１０５】
例えば、燃料供給用タンク６Ｂ（低オクタン価燃料）をエンジンに供給する温度条件で、始動時間が長かったり、安定度が悪かった場合には、そのときの外気温度を前記ステップＳ３で判定させたときに始動用燃料又は車両供給燃料のいずれが選択されるかによって、次回の同じ温度条件での供給燃料を、始動用燃料又は車両供給燃料のいずれかに変更する。
【０１０６】
また、車両供給燃料が供給される温度条件で、始動時間が長かったり、安定度が悪かった場合には、次回の同じ温度条件での供給燃料を、始動用燃料に変更する。
【０１０７】
更に、始動用燃料を供給する温度条件で、始動時間が短く、安定度は良いものの、ノッキングが発生した場合には、次回の同じ温度条件での供給燃料を、車両供給燃料に変更する。
【０１０８】
そして、実際に同じ温度条件での始動時に変更後の燃料で始動を行わせたときに（ステップＳ１７）、その始動時のエンジン運転性を、ステップＳ１８〜ステップＳ２０において前記ステップＳ１２〜ステップＳ１４と同様にして確認し、前記３条件を満たす始動が行われたときには、ステップＳ２１へ進み、図８のフローチャートにおける燃料選択の条件（水温又は外気温の判定基準）を、変更後の燃料が選択されるように修正する。
【０１０９】
例えば、車両供給燃料が選択される温度条件で、始動用燃料を供給することで始動時間の短縮等が可能な場合には、前記ステップＳ３において外気温度と比較させる設定値（判定基準）をより高く修正し、始動用燃料が選択されるようにする。逆に、始動用燃料が選択される温度条件で、車両供給燃料を供給することでノッキングの発生を防止できる場合には、前記ステップＳ３において外気温度と比較させる設定値をより低く修正し、車両供給燃料が選択されるようにする。
【０１１０】
また、低オクタン価燃料（燃料供給用タンク６Ｂ内の燃料）が選択される冷却水温度条件で、車両供給燃料又は始動用燃料を供給することで始動時間の短縮等が可能な場合には、前記ステップＳ２において冷却水温度と比較させる設定値（判定基準）をより高く修正し、車両供給燃料又は始動用燃料が選択されるようにする。
【０１１１】
上記のようにして、始動時燃料の選択条件（冷却水温度又は外気温度の判定値）を変更することで、始動時燃料の選択条件が対象エンジン及び使用燃料に適合され、始動時に良好なエンジン運転性を得られる燃料をエンジンに供給することができるようになる。
【０１１２】
尚、低オクタン価燃料（燃料供給用タンク６Ｂ内の燃料）をエンジンに供給する温度条件において、始動時間が長かったり、始動直後の安定性が悪いときに、燃料供給用タンク６Ｂ内に混合燃料を供給するときの低オクタン価燃料タンク５からの燃料の割合を所定値だけ増大させ、予め定めた最大割合まで増大させても始動性が改善されないときに、燃料を始動用燃料又は車両供給燃料に変更するようにしても良い。
【０１１３】
図１０のフローチャートは、始動後の通常運転中における燃料の選択を示すものであり、暖機が完了すると（ステップＳ２１）、ステップＳ２２へ進み、外気温度が設定温度よりも低いか否かを判別する。
【０１１４】
外気温度が設定温度以上で、ノッキングが起こり易い温度条件であるときには、ステップＳ２３へ進み、エンジン負荷の条件に関わらずに燃料供給用タンク６Ａに貯えられている高オクタン価の燃料がエンジン１に供給されるようにする。
【０１１５】
また、外気温度が設定温度よりも低い場合には、ステップＳ２４へ進み、エンジン負荷が設定値以上であるか否かを判別する。
エンジン負荷が設定値以上であるときには、たとえ外気温度が低い条件であっても、ノッキングが起き易いので、ステップＳ２６へ進み、燃料供給用タンク６Ａに貯えられている高オクタン価の燃料がエンジン１に供給されるようにする。
【０１１６】
一方、エンジン負荷が設定値よりも小さいときには、ノッキングが起こり難いので、ステップＳ２５へ進み、燃料供給用タンク６Ｂに貯えられている低オクタン価の燃料がエンジン１に供給されるようにする。
【０１１７】
上記通常運転時に選択される燃料についても、その適否を判断して、選択条件を変更するようになっており、図１１のフローチャートに従って説明する。
ステップＳ３１では、エンジン回転などの運転条件の読み込みを行い、ステップＳ３２では、前記ステップＳ１３と同様にエンジン安定度の判定を行う。
【０１１８】
エンジン運転が十分に安定していると判定されると、ステップＳ３３へ進んでノッキングの有無を判定し、ノッキングの発生がない場合には、ステップＳ３４へ進んで、図１０のフローチャートに示される燃料選択条件（外気温度・エンジン負荷の判定値）をそのまま保持する。
【０１１９】
一方、エンジンの安定度が悪いか、又は、ノッキングが発生するときには、ステップＳ３５へ進み、そのときの条件に対応して選択される燃料を、低オクタン価燃料（燃料供給用タンク６Ｂ）と高オクタン価燃料（燃料供給用タンク６Ａ）との間で切り替える設定を行う。
【０１２０】
そして、同一条件において（ステップＳ３６）、切り替え設定された燃料を供給したときの安定度及びノッキングを判定し、エンジン運転が安定化するか、又は、ノッキングが発生しなくなったときには（ステップＳ３６，３７）、前記変更後の燃料が選択されるように選択条件を変更する（ステップＳ３９）。
【０１２１】
例えば、外気温度が低く、かつ、エンジン負荷が小さいため、低オクタン価燃料を供給したときに、ノッキングが発生した場合には、同じ条件のときに高オクタン価燃料を供給させ、ノッキングが発生しなくなったことが確認された場合には、図１０のフローチャートのステップＳ２４においてエンジン負荷の判定に用いる設定値（判定基準）をより小さく変更し、高オクタン価燃料が選択されるようにする。
【０１２２】
また、外気温度が低く、かつ、エンジン負荷が大きいために、高オクタン価燃料を供給したときに、エンジン安定度が悪かったときには、同じ条件のときに低オクタン価燃料（気化性のより良い燃料）を供給させ、エンジン安定度が改善された場合には、図１０のフローチャートのステップＳ２４においてエンジン負荷の判定に用いる設定値（判定基準）をより大きく変更し、低オクタン価燃料が選択されるようにする。
【０１２３】
ここで、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料との間で使用燃料を切り替えても、エンジン運転の安定度が悪いか、又は、ノッキングが発生する場合、及び、初期特性で高オクタン価燃料が選択される条件で、高オクタン価燃料（燃料供給用タンク６Ａ）を供給したときにノッキングが発生する場合、初期特性で低オクタン価燃料が選択される条件で、低オクタン価燃料（燃料供給用タンク６Ｂ）を供給したときに安定度が悪い場合には、ステップＳ４０へ進む。
【０１２４】
ステップＳ４０では、高オクタン価燃料タンク４からの高オクタン価燃料と低オクタン価燃料タンク５からの改質高オクタン価燃料との混合比率を変更することにより、燃料供給用タンク６Ａ，６ｂに蓄えられる燃料のオクタン価を変更する。即ち、ノッキングが改善されない場合には燃料供給用タンク６Ａのオクタン価をより高め、安定度が改善されない場合には燃料供給用タンク６Ｂのオクタン価をより低くする（低沸点成分を多くする）ようにする。
【０１２５】
そして、上記混合比率の変更によってエンジンに供給される燃料のオクタン価を変更しても、エンジン安定度やノッキングを改善できない場合には、燃料の分離・分留・改質条件を変更することで更なるオクタン価の変更を図る（ステップＳ４１）。
【０１２６】
例えば、燃料の分離・分留・改質条件の変更によるオクタン価の増大（ノッキング回避）は、初期設定されている沸点範囲９０℃〜１５０℃を、オクタン価のより高い成分が多い、例えば１３０℃〜１５０℃に狭めて、よりオクタン価の高い燃料を抽出し、また、残った低オクタン価の燃料に対する改質時間をより長くしてよりオクタン価をより高めて、低オクタン価燃料として蓄えられる燃料のオクタン価を高くすることで行われる。
【０１２７】
上記燃料選択条件、混合比率、燃料の分離・分留・改質条件の変更により、通常運転時の燃料の選択条件が対象エンジン及び使用燃料に適合され、良好なエンジン運転性を得られる燃料をエンジンに供給することができるようになる。
【０１２８】
尚、上記燃料選択条件、混合比率、燃料の分離・分留・改質条件のうちの少なくとも１つを変更することで、エンジン安定度やノッキングの改善を図る構成であれば良く、変更の優先順位や変更の決定方法を上記のものに限定するものではない。
【０１２９】
例えば、高オクタン価燃料が選択されるエンジンの高負荷側と、低オクタン価燃料が選択されるエンジンの低負荷側との双方で、ノッキングが発生する場合には、全体的に要求オクタン価よりも低いことになるので、燃料選択条件を変えずに、混合比率及び／又は燃料の分離・分留・改質条件を変更して、燃料供給用タンク６Ａ，６ｂに蓄えられる燃料のオクタン価がより高くなるようにしても良い。
【０１３０】
ここで、燃料選択条件、混合比率、燃料の分離・分留・改質条件のいずれかを変更した結果は、燃料タンク２に外部から燃料が補給されるまで保持され、燃料タンク２に対する燃料補給が行われた時点で初期特性にリセットされ、新たに補給された燃料に適合する燃料選択条件、混合比率、燃料の分留・改質条件を学習させるようにする。上記燃料タンク２に対する燃料補給は、燃料キャップの開閉スイッチに基づいて検出させることができる。
【０１３１】
また、第１の実施形態に示すように、エンジン負荷に応じて燃料の混合比率を変化させつつ、混合燃料をエンジンに供給する構成において、エンジン安定度やノッキングの有無からエンジン負荷毎の混合比率を変更するか、又は、エンジン負荷の判別に用いる判定基準を変更するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を示す構成図。
【図２】沸点とオクタン価との関係を示す図。
【図３】実施の形態におけるエンジンの運転領域と混合比率との関係を示す図。
【図４】第２の実施形態を示す構成図。
【図５】第３の実施形態を示す構成図。
【図６】第４の実施形態を示す構成図。
【図７】第５の実施形態を示す構成図。
【図８】第５の実施形態における始動時燃料の選択を示すフローチャート。
【図９】上記始動時選択燃料の変更学習の様子を示すフローチャート。
【図１０】第５の実施形態における通常運転時の燃料選択を示すフローチャート。
【図１１】上記通常運転時選択燃料の変更学習の様子を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…エンジン
２…燃料タンク
３…分留器
４…高オクタン価燃料タンク
５…低オクタン価燃料タンク
６…燃料供給用タンク
７…燃料混合比率調整器
８…燃料混合用ポンプ
９…燃料供給用ポンプ
10…燃料改質装置
11…燃料性状センサ
12…燃料循環ポンプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine fuel supply device, and more particularly to a fuel supply device configured to reform fuel supplied from the outside of a vehicle and supply the fuel to an engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there has been known a fuel supply device configured to supply fuel to an engine after reforming the fuel (see Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-31115 and 57-46059).
[0003]
In JP-A-5-312115, gasoline is separated into a low-boiling point fuel and a high-boiling point fuel by a separation membrane, and the separated low-boiling point fuel is stored in a dedicated tank for starting the engine. The low boiling point fuel is supplied to the engine during cold operation.
[0004]
Also, in the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 57-46059, heavy fuel oil is heated and pyrolyzed and introduced into a condenser, and light oil separated by the condenser is supplied to a diesel engine as fuel oil. It is configured.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the compression ratio is set high in order to increase the efficiency of the engine, it is required to use high octane number fuel with high anti-knock properties, but the octane number of fuel replenished from outside is lower than required. Then, knocking occurs in the high load region, and operation in the high load region cannot be performed.
[0006]
Therefore, the fuel reforming technology as described above is attracting attention. However, the one disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-312115 has a low gasification property suitable for engine start and cold operation. Since the purpose is to separate boiling point fuel, the anti-knock property (octane number) is not sufficient even after the low boiling point fuel has been removed, and knocking is likely to occur when applied to an engine with a high compression ratio. Therefore, there is a possibility that operation in a high load range cannot be performed.
[0007]
In addition, what is disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-46059 has a problem that it cannot be applied to a gasoline engine that requires a fuel having a high octane number because it is basically reforming the fuel by thermal decomposition. It was.
[0008]
In addition, with the configuration where the fuel used is switched only under conditions such as when starting the engine or during cold operation, it is possible to meticulously deal with the case where the fuel requirement varies, for example, when the outside air temperature is extremely low or conversely high. The engine operability cannot be maintained optimally, and the startability may be deteriorated or knocking may occur.
[0009]
Furthermore, the composition of the fuel produced by the separation, fractionation, and reforming of the fuel fluctuates depending on the fuel supplied from the outside, and the required fuel composition varies depending on the engine variation and the like. Even if the fuel is selected based on the characteristics, the expected operability may not be obtained.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and enables an engine with a higher compression ratio to be supplied to an engine with a higher octane number than fuel replenished from the outside so that an engine with a high compression ratio can be operated in a full load range. The goal is to be able to achieve efficiency.
[0011]
It is another object of the present invention to be able to supply appropriate fuel in response to changes in the outside air temperature, and to ensure startability and prevent knocking.
It is another object of the present invention to supply fuel to an engine with a desired operability even when there are variations in fuel supplied from the outside and variations in engine.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the first aspect of the invention, the fuel is separated and fractionated into a low octane fuel and a high octane fuel, and the reformed low octane fuel is subjected to reforming to increase the octane number. The fuel with an increased octane number and the high octane number fuel obtained by the separation fractionation were mixed at a predetermined ratio and supplied to the engine.
[0013]
According to this configuration, the low-octane fuel that has been separated and fractionated is reformed to increase the octane number, mixed with the fuel that has been separated and fractionated as a high-octane component, and supplied to the engine. Here, by increasing the octane number of the low-octane fuel that is part of the fuel, the octane number of the mixed fuel becomes higher than the octane number of the fuel supplied to the vehicle.
[0014]
In the invention of claim 2, the fuel is separated and fractionated into a low-octane fuel and a low-octane fuel, and the low-octane fuel that has been separated and fractionated is reformed to increase the cetane number, while the separated fraction is obtained. The high octane number fuel is reformed to increase the octane number, and the fuel having the cetane number increased by the reforming and the fuel having the octane number increased by the reforming are mixed at a predetermined ratio. It was configured to be supplied to the engine.
[0015]
According to such a configuration, the fuel that is supplied to the vehicle is reformed to increase the cetane number for the low-octane fuel that has been separated and fractionated, and the reformation that further increases the octane number to the high-octane fuel that has been separately fractionated. A fuel having a higher cetane number and a fuel having a higher octane number than fuel supplied to the vehicle are mixed and supplied to the engine. Therefore, by increasing the ratio of fuel with an increased cetane number, fuel with a higher cetane number than the fuel supplied to the vehicle is supplied to the engine, and the ratio of fuel with an increased octane number is increased. Thus, a fuel having a higher octane number than the fuel supplied to the vehicle is supplied to the engine.
[0016]
The invention according to claim 3 includes a reformer that performs the reforming, a tank that stores fuel reformed by the reformer, and a fuel property sensor that detects the fuel property in the tank, The fuel in the tank is circulated to the reformer according to the detection result of the fuel property sensor.
[0017]
According to such a configuration, the fuel that has been reformed and increased in octane number or cetane number is stored in a tank provided separately from the reformer, and the tank is provided with a sensor that detects fuel properties. If the fuel property (octane number or cetane number) detected by the sensor does not reach the required value, the fuel stored in the tank is returned to the reformer so that reforming can be performed again. To do.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, a tank for storing the mixed fuel is provided, and the fuel in the tank is supplied to the engine.
According to this configuration, the fuel mixed so as to obtain the required octane number or cetane number is once stored in the tank, and the fuel in the tank is supplied to the engine.
[0019]
The invention according to claim 5 includes a plurality of tanks for individually storing fuels mixed at different ratios, and the fuel in one tank selected from the plurality of fuel tanks according to operating conditions. It was configured to be supplied to the engine.
[0020]
According to such a configuration, the fuel mixed so as to have the required octane number or cetane number is once stored in the tank, but is mixed with different octane numbers or cetane numbers at different mixing ratios in order to cope with the difference in required values depending on the operating conditions. The fuel is stored in separate tanks, and fuel is supplied to the engine from the tank in which the fuel having the required properties in the operating state at that time is stored.
[0021]
In the invention of claim 6, the fuel mixing ratio is set according to the engine load.
According to this configuration, when a relatively high octane number is not required in order to avoid knocking in the low load region (in the region where auto-ignition combustion is performed in the low load region), the lower octane number (the higher cetane number) If the fuel ratio is increased and a relatively high octane number is required to avoid knocking in a high load range, the ratio of the fuel with the higher octane number is increased.
[0022]
In the invention according to claim 7, the mixing ratio of the fuel is set according to the warm-up state of the engine.
According to such a configuration, when the engine is sufficiently warmed up, knocking is likely to occur, so the ratio of the fuel with the higher octane number is increased, and the fuel vaporization performance at the time of engine start or cold operation is increased. When it gets worse, the ratio of the lower octane fuel having a relatively low boiling point is increased.
[0041]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, it becomes possible to supply the engine with a fuel having a higher octane number than the fuel supplied to the vehicle, and knocking occurs in a high load range even with a high compression ratio engine. Therefore, there is an effect that high efficiency can be realized.
[0042]
According to the second aspect of the present invention, fuel having a higher octane number than fuel supplied to the vehicle can be supplied to the engine, and fuel having a higher cetane number than fuel supplied to the vehicle can be supplied to the engine. Can improve combustion stability by supplying high cetane number fuel, and can prevent knocking by supplying high octane number fuel in high load range, even in high compression ratio engine at full load range There is an effect that it can be driven by.
[0043]
According to the third aspect of the present invention, when reforming is insufficient, this can be detected and reformed again, and the fuel can be reliably reformed with properties that meet the requirements. There is an effect.
[0044]
According to the fourth aspect of the invention, there is an effect that the fuel having the required properties can be stably supplied to the engine by temporarily storing the fuel generated by mixing the fuels having different properties in the tank.
[0045]
According to the fifth aspect of the present invention, fuels mixed in different ratios are individually stored in the tank, so that the fuel having the required properties can be stably supplied to the engine, and the switching to the required properties can be performed with good response. There is an effect that can be done.
[0046]
According to the sixth aspect of the present invention, fuel having different properties can be supplied to the engine according to the engine load, and in particular, knocking can be avoided by supplying fuel having a higher octane number than fuel supplied to the vehicle in a high load range. Alternatively, by supplying a fuel having a higher cetane number than the fuel replenished to the vehicle in a low load region, there is an effect that the combustion stability can be improved.
[0047]
According to the invention described in claim 7, during the warm-up, low boiling point fuel is supplied to the engine to ensure the vaporization performance, and after the warm-up is completed, the occurrence of knocking can be suppressed by supplying the high-octane fuel. There is an effect.
[0058]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system configuration diagram of an engine showing a first embodiment, and the engine 1 is set to a compression ratio higher than that of a normal gasoline engine.
[0059]
The fuel tank 2 is for storing fuel to be replenished to the vehicle, and is connected to a fractionator 3 having a fuel fractionation function. The fractionator 3 is connected to a high octane fuel tank 4 and a low octane fuel tank 5 for storing the fractionated fuel.
[0060]
A fuel reformer 10 is installed in the low-octane fuel tank 5 to prepare conditions necessary for reforming.
The high octane number fuel tank 4 and the low octane number fuel tank 5 are connected to a fuel mixing ratio adjuster 7, and the fuel mixing ratio adjuster 7 is connected to a fuel supply tank 6 via a fuel mixing pump 8. .
[0061]
The fuel supply tank 6 is connected to a fuel supply device (fuel injection valve) of the engine 1 via a fuel supply pump 9.
In the fractionator 3, the fuel is fractionated according to the boiling range, the fuel in the boiling range indicating that the fuel has a high octane number is supplied to the high-octane fuel tank 4, and the fuel in the other boiling range is supplied to the low-octane fuel. Supply to tank 5. In the present embodiment, the boiling point range is divided into three as shown in FIG. 2, and the fuel in the boiling point range of 90 ° C. to 150 ° C. containing many components having a high octane number in the boiling point range is classified as the high octane number fuel. Stay and take out.
[0062]
Next, the operation will be described.
Fuel supply to the vehicle is performed on the fuel tank 2 and stored in the fuel tank 2. The fuel stored in the fuel tank 2 is introduced into the fractionator 3 in accordance with the processing capacity of the fractionator 3, and is heated to a fuel temperature of 150 ° C. The fuel having a boiling point of 150 ° C. or less evaporated by the heating is then cooled to 90 ° C., and the fuel having a boiling point in the range of 90 ° C. to 150 ° C. condensed by the cooling is supplied to the high-octane fuel tank 4 and stored.
[0063]
On the other hand, a fuel having a lower boiling point and a fuel having a boiling point of 150 ° C. or higher are supplied to and stored in the low octane fuel tank 5.
As shown in FIG. 2, a general fuel has a low octane number in a low boiling point region and a high boiling point region, and a high octane number in a boiling point range of 90 ° C. to 150 ° C. Can be separated into different fuels. The boiling range of the high octane number is not limited to the range of 90 ° C. to 150 ° C., and should be appropriately set according to the actual fuel used and the required octane number. In addition, a configuration in which a fuel having a boiling point of 90 ° C. or less is separated as a low octane fuel and the other fuel is a high octane fuel may be used.
[0064]
In the fuel reformer 10 in the low-octane fuel tank 5, the low-octane fuel is subjected to modification such as polymerization by the action of the catalyst and heat, and is converted into a fuel having a high octane number. However, the octane number of the fuel reformed by the fuel reformer 10 is lower than the fuel separated by the fractionator 3 and stored in the high octane fuel tank 4.
[0065]
The reforming of the fuel that increases the octane number specifically involves high-temperature decomposition of naphtha. Thermal reforming is performed without a catalyst, and contact reforming is performed when a catalyst is used (Asakura Shoten Showa (See pages 249 to 253 of “Encyclopedia of Petroleum (4th edition)” issued August 20, 45). Here, the aromatic-based components having a high boiling point are partially decomposed and the octane number is increased by lowering the molecular weight. Therefore, depending on the molecular structure of the reformed fuel, the octane number may be increased. In some cases, the average molecular weight may decrease.
[0066]
The fuel supplied to the vehicle can be directly reformed by the fuel reformer without separating the high-octane fuel and the low-octane fuel by the fractionator 3, but those having a high octane number can be used. In the mixed state, the efficiency (reforming amount per unit time) of the fuel reformer deteriorates. Therefore, as described above, the octane number of the low-octane fuel fractionated by the fractionator 3 is used as the fuel reformer. Thus, reforming to increase the octane number can be performed efficiently.
[0067]
The high octane fuel stored in separate tanks by the above operation and the reformed fuel that has been changed to a high octane fuel by the fuel reformer 10 but does not reach the octane number of the fuel having a boiling point in the range of 90 ° C to 150 ° C. The octane number fuel is mixed by adjusting the flow rate from each tank by the fuel mixing ratio adjuster 7 so that the octane number required by the operating conditions of the engine is adjusted, and the fuel supply tank 6 by the fuel mixing pump 8. To be supplied. The fuel in the fuel supply tank 6 is supplied to the engine 1 via the fuel supply pump 9.
[0068]
The adjustment of the fuel mixture ratio according to the engine operating condition is performed based on the required octane number for avoiding knocking that changes according to the engine load and the engine speed (rpm) (see FIG. 3). That is, when the engine operating conditions are low and the required octane number is relatively low to avoid knocking, the ratio of reformed high octane fuel is increased, and the engine load is high and the required octane number to avoid knocking is relatively high. In this case, the proportion of the high octane fuel having a boiling point in the range of 90 ° C. to 150 ° C. is increased.
[0069]
As a method for detecting the engine load, a throttle opening, a fuel injection amount determined in consideration of various engine state parameters based on the throttle opening, and the like are suitable.
[0070]
Adjustment of the mixing ratio of different fuels subjected to fractional reforming is performed by a valve of the fuel mixing ratio adjuster 7 that adjusts the fuel flow rate from each tank in accordance with a signal output from the computer 21 in accordance with the load state of the engine. This is done by controlling
[0071]
The computer 21 receives detection signals from an ignition timing sensor, an intake air amount sensor, an accelerator opening sensor, a pump rotation angle sensor, a crank angle sensor, a water temperature sensor, and the like.
[0072]
Here, both the fuel having a boiling point lower than 90 ° C. and the fuel having a boiling point of 150 ° C. or higher separated by the fractionator 3 are low octane fuels, but the fuel having a boiling point lower than 90 ° C. The low-boiling point fuel tank 5 provided with the fuel reformer 10 may be stored in a low boiling point tank. In this case, the fuel reformer 10 is not provided in the low boiling point tank, and the boiling point is 90 ° C. when there is no supply request for the low boiling point fuel or when the amount of fuel stored in the low boiling point tank exceeds a predetermined value. The lower fuel may be put into the low octane fuel tank 5.
[0073]
When the engine temperature is low at the start of the engine and immediately after the start, that is, during the warm-up of the engine, if the fuel in the low-boiling point tank is supplied to the engine, the fuel vaporization is performed. Therefore, the fuel is prevented from adhering to the combustion chamber wall surface, the combustion is performed well, and the exhaust performance is improved.
[0074]
In addition, since knocking is likely to occur after the engine warm-up is completed, as described above, the reformed high-octane fuel and the boiling point range of 90 ° C. to 150 ° C. so as to obtain the octane number required according to the engine load. What is necessary is just to adjust the mixing ratio with the high-octane fuel.
[0075]
The engine warm-up state can be determined based on the engine coolant temperature.
FIG. 4 is a system configuration diagram of an engine showing a second embodiment.
In the first embodiment shown in FIG. 1, the fuel reformer 10 is installed in the low-octane fuel tank 5. However, in the second embodiment shown in FIG. 4, the low-octane fuel is used. The tank 5 and the fuel reformer 10 are installed separately, and a fuel circulation pump 12 and a fuel circulation channel system for circulating fuel between the low octane fuel tank 5 and the fuel reformer 10 are installed, A fuel reformer 10 is connected to the fractionator 3. A fuel property sensor 11 is installed in the low octane fuel tank 5.
[0076]
Except for the configuration described above, the second embodiment is the same as the first embodiment, and the fuel stored in the fuel tank 2 is introduced into the fractionator 3, and the fractionator 3 is based on the difference in the boiling range. The high-octane fuel is separated into the high-octane fuel and the low-octane fuel is stored in the high-octane fuel tank 4, and the low-octane fuel is sent to the fuel reformer 10. Then, the fuel reformed to a high octane number by the fuel reformer 10 is sent to the low octane number fuel tank 5 and stored. The fuel supply tank 8 adjusts the mixing ratio of the high-octane fuel from the high-octane fuel tank 4 and the reformed high-octane fuel from the low-octane fuel tank 5 by the fuel mixing ratio adjuster 7, and the fuel supply tank 8. The fuel in the fuel supply tank 6 is supplied to the engine 1 via the fuel supply pump 9.
[0077]
Here, as a function peculiar to the second embodiment, when the composition of the fuel (octane number) in the low octane number fuel tank 5 detected by the fuel property sensor 11 is not the set value, the computer 21 , The circulation pump 12 operates, the fuel in the low-octane fuel tank 5 is circulated to the fuel reformer 10, reforming is performed again, and the condition setting of the fuel reformer 10 is checked. The reforming conditions are updated.
[0078]
FIG. 5 is a system configuration diagram of an engine showing a third embodiment.
In the third embodiment, as in the second embodiment, the low octane fuel tank 5 and the fuel reformer 10 are separately installed, while the two fuel supply tanks 6A and 6B are provided. A tank switching valve 22 is provided for switching which of the two fuel supply tanks 6A and 6B is to supply the mixed fuel. The two fuel supply tanks 6A and 6B are connected to a fuel switching valve 23 via fuel supply preload pumps 21A and 21B, respectively, and the two fuel supply tanks 6A and 6B are connected by the fuel switching valve 23, respectively. Either one of the fuels 6 </ b> B is supplied to the engine 1 via the fuel supply pump 9.
[0079]
Except for the configuration described above, the second embodiment is the same as the first embodiment, and the fuel stored in the fuel tank 2 is introduced into the fractionator 3, and the fractionator 3 is based on the difference in the boiling range. The high-octane fuel is separated into the high-octane fuel and the low-octane fuel is stored in the high-octane fuel tank 4, and the low-octane fuel is sent to the fuel reformer 10. Then, the fuel reformed to a high octane number by the fuel reformer 10 is sent to the low octane number fuel tank 5 and stored. The fuel supply tank 8 adjusts the mixing ratio of the high-octane fuel from the high-octane fuel tank 4 and the reformed high-octane fuel from the low-octane fuel tank 5 by the fuel mixing ratio adjuster 7, and the fuel supply tank 8. 6A and 6B.
[0080]
Here, as an action peculiar to the third embodiment, fuels having different octane numbers (fuels having different mixing ratios) are stored in the two fuel supply tanks 6A and 6B, respectively. Based on the octane number required according to the operating condition (load), the fuel switching valve 23 is switched to supply the fuel of one of the two fuel supply tanks 6A and 6B to the engine.
[0081]
For example, when fuel with a higher octane number than the fuel supply tank 6B is stored in the fuel supply tank 6A, the fuel mixing ratio adjuster 7 is configured such that the ratio of the amount of fuel from the high octane number fuel tank 4 is low. The ratio is set to be larger than the ratio of the amount of fuel from the fuel tank 5, and at this time, the mixed fuel is supplied to the fuel supply tank 6A by the tank switching valve 22. Further, the mixed fuel is supplied to the fuel supply tank 6B by the tank switching valve 22, and at this time, the fuel mixing ratio adjuster 7 decreases the ratio of the fuel amount from the high octane fuel tank 4. In addition, the ratio of the amount of fuel from the relatively low octane fuel tank 5 is increased.
[0082]
When the engine operating conditions are low and the required octane number is relatively low in order to avoid knocking, the fuel switching valve 23 is switched to store the relatively low octane number fuel stored in the fuel supply tank 6B. When the engine load is high and the required octane number for avoiding knocking is relatively high, the fuel switching valve 23 is switched to store the relatively high octane number fuel stored in the fuel supply tank 6A. Is supplied to the engine 1.
[0083]
According to the fuel supply system having the above configuration, since the volume in the fuel pipe from which the octane number from the fuel switching valve 23 to the engine 1 changes is very small, it is possible to quickly switch fuel in response to changes in operating conditions. Further, since the fuel having the required octane number is previously formed and stored in each fuel tank, the fuel having the required octane number can be stably supplied.
[0084]
In the third embodiment shown in FIG. 5, the fuel is circulated between the low-octane fuel tank 5 and the fuel reformer 10 as in the second embodiment shown in FIG. A fuel circulation pump 12 and a fuel property sensor 11 for detecting the fuel composition in the low-octane fuel tank 5 are installed, and the fuel composition in the low-octane fuel tank 5 detected by the fuel property sensor 11 becomes a set value. If not, the fuel in the low-octane fuel tank 5 may be circulated to the fuel reformer 10 and reformed again.
[0085]
FIG. 6 is a system configuration diagram of an engine showing a fourth embodiment.
In the fourth embodiment, a high-octane fuel tank 4 and a low-octane fuel tank 5 for storing the fractionated fuel are connected to the fractionator 3, and the high-octane fuel tank 4 and the low-octane fuel tank 5 are connected to the fractionator 3. The fuel flow rate is adjusted by the fuel mixing ratio adjuster 7 and supplied to the fuel supply tank 6 via the fuel mixing pump 8 in the same manner as in the first embodiment. On the other hand, in the fourth embodiment, fuel reformers 10A and 10B that perform different reformations on the high-octane fuel tank 4 and the low-octane fuel tank 5 are installed.
[0086]
Here, the fuel reformer 10A reforms the low-octane component of the fuel in the high-octane fuel tank 4 into a higher-octane fuel by modification such as polymerization by the action of the catalyst and heat. The fuel reformer 10B reforms the fuel in the low octane fuel tank 5 into a high cetane fuel by modification such as polymerization by the action of a catalyst and heat.
[0087]
The flow rate of the high octane number fuel in the high octane number fuel tank 4 and the high cetane number fuel in the low octane number fuel tank 5 is adjusted by the fuel mixture ratio adjuster 7 according to the operating conditions of the engine 1, thereby operating conditions. Are mixed at a mixing ratio according to the above, supplied to the fuel supply tank 6, and supplied to the engine 1 through the fuel supply pump 9. Specifically, in the region where the operating conditions of the engine 1 are self-ignition combustion under a light load, the proportion of high cetane fuel is increased, while in the region where the load is high and spark ignition is performed, the proportion of high octane fuel is increased. 1 is supplied.
[0088]
In the fourth embodiment shown in FIG. 6, the fuel reformers 10A and 10B, the high-octane fuel tank 4, and the low-octane fuel tank 5 are individually provided in the same manner as in the configuration shown in FIGS. And a fuel circulation pump for circulating the fuel between the fuel reformer 10A and the high octane fuel tank 4 and between the fuel reformer 10B and the low octane fuel tank 5, respectively. The fuel may be circulated to the fuel reformers 10A and 10B when the octane number of the fuel in the octane number fuel tank 4 and the cetane number of the fuel in the low octane number fuel tank 5 are not set values.
[0089]
FIG. 7 is a system configuration diagram of an engine showing a fifth embodiment.
The fifth embodiment is configured so that fuel can be supplied from the fuel tank 2 to the engine 1 via the fuel switching valve 23 with respect to the third embodiment shown in FIG. A fuel tank 24 is provided so that fuel can be supplied from the starting fuel tank 24 to the engine 1 via the fuel switching valve 23. That is, the fuel switching valve 23 is configured so that fuel can be supplied to the engine 1 from one tank selected from the four tanks of the fuel supply tanks 6A and 6B, the starting fuel tank 24, and the fuel tank 2. ing.
[0090]
Here, since the fuels having different compositions are stored in the four tanks, the fuel supplied to the engine 1 is selected by the tank selection by the fuel switching valve 23.
[0091]
The starting fuel tank 24 stores the component having the lowest boiling point in the fuel by the following operation.
The fuel introduced from the fuel tank 2 to the fractionator 3 is first heated so that the temperature is about 40 ° C., and the fuel having a boiling point of 40 ° C. or less evaporated by the heating is then cooled and condensed by the cooling. The fuel having a boiling point of 40 ° C. or less (low boiling point component) is supplied to the starting fuel tank 24 and stored therein.
[0092]
Next, heat is applied to bring the fuel temperature to about 150 ° C. The fuel having a boiling point of 150 ° C. or less evaporated by the heating (specifically, a fuel having a boiling point of 40 ° C. to 150 ° C.) is then cooled to 90 ° C., and the fuel having a boiling point in the range of 90 ° C. to 150 ° C. condensed by the cooling is high. The remaining fuel having a boiling point of 40 to 90 ° C. and the fuel having a boiling point of 150 ° C. or higher are sent to the fuel reformer 10 after being supplied to and stored in the octane fuel tank 4.
[0093]
The fuel reformed by the fuel reformer 10 and having a high octane number is sent to and stored in the low octane number fuel tank 5, and the fuel in the high octane number fuel tank 4 and the fuel in the low octane number fuel tank 5 are However, the mixing ratio is adjusted by the fuel mixing ratio adjuster 7 and mixed, and mixed fuels having different mixing ratios are stored in the fuel supply tanks 6A and 6B.
[0094]
Here, the state of fuel supply selection control in the fifth embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
In the flowchart of FIG. 8, when the ignition switch is turned on (step S1), the process proceeds to step S2 and subsequent steps to select fuel to be used at start-up (during cranking and warming up) (selection of a tank for supplying fuel) )I do.
[0095]
In step S2, it is determined whether or not the cooling water temperature at the time when the ignition switch is turned on is lower than a set temperature (for example, 40 ° C.).
When it is determined that the cooling water temperature (engine temperature) is lower than the set temperature and the engine is cold start, the process proceeds to step S3, and the outside air temperature (engine intake temperature) detected by the outside air temperature sensor is set to the set temperature. It is determined whether it is lower than or not.
[0096]
If it is a cold start and the outside air temperature is still lower than the set temperature, the process proceeds to step S4, where the fuel component having the lowest boiling point stored in the start fuel tank 24 is supplied to the engine 1. The fuel vaporization is ensured, so that a good start can be obtained.
[0097]
On the other hand, although it is a cold start, when the outside air temperature is equal to or higher than the set temperature, the process proceeds to step S5, and the fuel in the fuel tank 2 (vehicle-supplied fuel) that includes the lowest boiling component and the higher boiling component. Is supplied to the engine 1.
[0098]
When the cooling water temperature is equal to or higher than the set temperature, the process proceeds to step S6 so that the low octane number fuel stored in the fuel supply tank 6B is supplied to the engine 1.
[0099]
The low-octane fuel stored in the fuel supply tank 6B does not contain the component having the lowest boiling point, but the low-boiling component is lower than the high-octane fuel stored in the fuel supply tank 6A. The fuel is contained in a larger amount, and a necessary and sufficient startability can be ensured at the start-up when the coolant temperature is equal to or higher than the set temperature.
[0100]
The flowchart in FIG. 9 shows a routine for determining whether or not the fuel used at the start is appropriate and learning to change the fuel used at the start. When the start is completed (step S11), the process proceeds to step S12, and the time required for the start is shown. It is determined whether or not (for example, the time from the start of fuel supply to the complete explosion) is shorter than the set time.
[0101]
When the starting time is shorter than the set time, the process proceeds to step S13, and whether or not the parameter indicating the engine stability during warm-up (a parameter indicating that the higher the numerical value is, the lower the stability is) is smaller than the set value. Is determined.
[0102]
As the parameter indicating the engine stability, fluctuations in engine rotation and fluctuations in combustion pressure can be used.
When the parameter indicating the engine stability is smaller than the set value (when the engine operation is stable), the process further proceeds to step S14 to determine whether knocking has occurred or not based on the detection signal of the knock sensor.
[0103]
When it is determined that knocking does not occur, that is, when the starting time is short, the stability after starting is good, and knocking does not occur, there is no error in the selection of fuel at the time of starting, and an appropriate composition Is determined to have been able to be supplied to the engine 1, the process proceeds to step S15, and the starting fuel selection condition is maintained as it is.
[0104]
On the other hand, when one of the three conditions of step S12 to step S14 is not satisfied, the process proceeds to step S16, and setting is made to tentatively change the fuel used under the same temperature condition.
[0105]
For example, when the start-up time is long or the stability is poor under the temperature condition for supplying the fuel supply tank 6B (low octane fuel) to the engine, the outside air temperature at that time is determined in step S3. Depending on whether the starting fuel or the vehicle supplied fuel is selected, the supplied fuel at the next same temperature condition is changed to either the starting fuel or the vehicle supplied fuel.
[0106]
Further, when the start time is long or the stability is poor under the temperature condition where the vehicle-supplied fuel is supplied, the next supplied fuel under the same temperature condition is changed to the start fuel.
[0107]
Furthermore, although the start time is short and the stability is good under the temperature condition for supplying the start fuel, when knocking occurs, the next supply fuel under the same temperature condition is changed to the vehicle supply fuel.
[0108]
Then, when the engine is started with the changed fuel at the time of starting under the same temperature condition (step S17), the engine operability at the time of starting is compared with step S12 to step S14 in step S18 to step S20. Similarly, if the start satisfying the above three conditions is performed, the process proceeds to step S21, and the fuel selection condition (water temperature or outside air temperature criterion) in the flowchart of FIG. Modify to
[0109]
For example, if the start time can be shortened by supplying the start fuel under the temperature condition where the vehicle supply fuel is selected, the set value (determination criterion) to be compared with the outside air temperature in step S3 is more Make a high correction so that the starting fuel is selected. On the other hand, when knocking can be prevented by supplying vehicle-supplied fuel under the temperature condition where the starting fuel is selected, the set value to be compared with the outside air temperature is corrected to a lower value in step S3. The supply fuel is selected.
[0110]
Further, in the case where it is possible to shorten the starting time by supplying the vehicle-supplied fuel or the starting fuel under the cooling water temperature condition in which the low octane fuel (the fuel in the fuel supplying tank 6B) is selected, In step S2, the set value (determination criterion) to be compared with the coolant temperature is corrected to be higher so that the vehicle supply fuel or the starting fuel is selected.
[0111]
As described above, by changing the starting fuel selection conditions (the cooling water temperature or the outside air temperature judgment value), the starting fuel selection conditions are adapted to the target engine and the fuel used, and a good engine at the time of starting. It becomes possible to supply the engine with fuel that can provide operability.
[0112]
In the temperature condition for supplying low octane fuel (fuel in the fuel supply tank 6B) to the engine, when the start time is long or the stability immediately after the start is poor, the mixed fuel is put into the fuel supply tank 6B. When the ratio of the fuel from the low octane fuel tank 5 at the time of supply is increased by a predetermined value and the startability is not improved even if the ratio is increased to a predetermined maximum ratio, the fuel is changed to the start fuel or the vehicle supply fuel. You may make it do.
[0113]
The flowchart of FIG. 10 shows fuel selection during normal operation after startup. When warming up is completed (step S21), the process proceeds to step S22 to determine whether or not the outside air temperature is lower than the set temperature. To do.
[0114]
When the outside air temperature is equal to or higher than the set temperature and the temperature condition is likely to cause knocking, the process proceeds to step S23, and the high octane fuel stored in the fuel supply tank 6A is supplied to the engine 1 regardless of the engine load condition. To be.
[0115]
When the outside air temperature is lower than the set temperature, the process proceeds to step S24, and it is determined whether or not the engine load is equal to or higher than the set value.
When the engine load is equal to or higher than the set value, knocking is likely to occur even under a condition where the outside air temperature is low. Therefore, the process proceeds to step S26, and the high octane number fuel stored in the fuel supply tank 6A is supplied to the engine 1. To be supplied.
[0116]
On the other hand, when the engine load is smaller than the set value, it is difficult for knocking to occur. Therefore, the process proceeds to step S25, and the low octane number fuel stored in the fuel supply tank 6B is supplied to the engine 1.
[0117]
Regarding the fuel selected during the normal operation, the selection condition is changed by judging whether it is appropriate or not, and will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step S31, operating conditions such as engine rotation are read. In step S32, the engine stability is determined in the same manner as in step S13.
[0118]
If it is determined that the engine operation is sufficiently stable, the process proceeds to step S33 to determine the presence or absence of knocking, and if there is no knocking, the process proceeds to step S34 and the fuel shown in the flowchart of FIG. The selection conditions (outside air temperature / engine load judgment value) are maintained as they are.
[0119]
On the other hand, when the engine stability is poor or knocking occurs, the process proceeds to step S35, and the fuel selected corresponding to the condition at that time is selected from the low octane number fuel (fuel supply tank 6B) and the high octane number. Setting to switch between fuel (fuel supply tank 6A) is performed.
[0120]
Then, under the same conditions (step S36), the stability and knocking are determined when the changed fuel is supplied, and the engine operation is stabilized or knocking does not occur (steps S36 and 37). ), The selection condition is changed so that the changed fuel is selected (step S39).
[0121]
For example, when knocking occurs when low octane fuel is supplied because the outside air temperature is low and the engine load is small, high octane fuel is supplied under the same conditions, and knocking does not occur. If this is confirmed, the set value (determination criterion) used for determining the engine load is changed to be smaller in step S24 of the flowchart of FIG. 10 so that the high-octane fuel is selected.
[0122]
In addition, when the engine stability is poor when high octane fuel is supplied because the outside air temperature is low and the engine load is large, low octane fuel (fuel with better vaporization) is used under the same conditions. When the engine stability is improved, the set value (determination criterion) used for determining the engine load is changed more greatly in step S24 in the flowchart of FIG. 10 so that the low-octane fuel is selected. .
[0123]
Here, even if the fuel used is switched between the low octane fuel and the high octane fuel, if the engine operation is not stable or knocking occurs, and the high octane fuel is selected in the initial characteristics. If knocking occurs when high-octane fuel (fuel supply tank 6A) is supplied under the conditions, low-octane fuel (fuel supply tank 6B) is supplied under the condition that low-octane fuel is selected in the initial characteristics. If the stability is sometimes poor, the process proceeds to step S40.
[0124]
In step S40, the octane number of the fuel stored in the fuel supply tanks 6A and 6b is changed by changing the mixing ratio of the high octane fuel from the high octane fuel tank 4 and the reformed high octane fuel from the low octane fuel tank 5. To change. That is, when knocking is not improved, the octane number of the fuel supply tank 6A is further increased, and when stability is not improved, the octane number of the fuel supply tank 6B is further decreased (low boiling point components are increased). .
[0125]
If the engine stability and knocking cannot be improved even if the octane number of the fuel supplied to the engine is changed by changing the mixing ratio, the fuel separation / distillation / reforming conditions can be changed. The octane number is changed (step S41).
[0126]
For example, the increase in octane number (avoidance of knocking) by changing the separation, fractionation, and reforming conditions of the fuel can be achieved by changing the initial boiling point range of 90 ° C. to 150 ° C. with a higher octane number component, for example, 130 ° C. By narrowing to 150 ° C, the fuel with higher octane number is extracted, and the reforming time for the remaining low octane number fuel is lengthened to increase the octane number, thereby increasing the octane number of the fuel stored as the low octane number fuel. It is done by doing.
[0127]
By changing the fuel selection conditions, mixing ratio, fuel separation, fractionation, and reforming conditions, the fuel selection conditions during normal operation are adapted to the target engine and the fuel used, and a fuel that provides good engine operability is obtained. It can be supplied to the engine.
[0128]
It should be noted that any configuration that improves engine stability and knocking by changing at least one of the fuel selection conditions, the mixing ratio, and the fuel separation / distillation / reforming conditions may be used. The order of determination and change are not limited to those described above.
[0129]
For example, if knocking occurs on both the high-load side of the engine where high-octane fuel is selected and the low-load side of the engine where low-octane fuel is selected, the overall value should be lower than the required octane number. Therefore, without changing the fuel selection conditions, the mixing ratio and / or the fuel separation / distillation / reforming conditions are changed so that the octane number of the fuel stored in the fuel supply tanks 6A and 6b becomes higher. Anyway.
[0130]
Here, the result of changing any of the fuel selection conditions, the mixing ratio, and the fuel separation / distillation / reforming conditions is held until the fuel is supplied to the fuel tank 2 from the outside, and the fuel is supplied to the fuel tank 2. Is reset to the initial characteristics, and the fuel selection conditions, the mixing ratio, and the fuel fractionation / reforming conditions suitable for the newly supplied fuel are learned. The fuel supply to the fuel tank 2 can be detected based on a fuel cap open / close switch.
[0131]
Further, as shown in the first embodiment, in a configuration in which the mixed fuel is supplied to the engine while changing the fuel mixing ratio according to the engine load, the mixing ratio for each engine load is determined based on the engine stability and the presence or absence of knocking. Or the criterion used for determining the engine load may be changed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between boiling point and octane number.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an engine operating region and a mixing ratio in the embodiment.
FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a third embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram showing a fourth embodiment.
FIG. 7 is a configuration diagram showing a fifth embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing fuel selection at start-up in the fifth embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing how to change the start-up fuel selection.
FIG. 10 is a flowchart showing fuel selection during normal operation in the fifth embodiment.
FIG. 11 is a flowchart showing a change learning of the selected fuel during normal operation.
[Explanation of symbols]
1 ... Engine
2 ... Fuel tank
3 ... Fractionator
4 ... High-octane fuel tank
5 ... Low-octane fuel tank
6 ... Fuel supply tank
7 ... Fuel mixing ratio adjuster
8 ... Fuel mixing pump
9 ... Fuel supply pump
10 ... Fuel reformer
11… Fuel property sensor
12 ... Fuel circulation pump

Claims

The fuel is separated and fractionated into a low-octane fuel and a high-octane fuel, and the low-octane fuel that has been separated and fractionated is reformed to increase the octane number. A fuel supply apparatus for an engine, characterized in that the high-octane fuel obtained by the separation fractionation is mixed with a predetermined ratio and supplied to the engine.

The fuel is separated and fractionated into a low-octane fuel and a high-octane fuel, and the low-octane fuel that has been separated and fractionated is reformed to increase the cetane number. The fuel that has been improved and the fuel that has been improved in cetane number by the reforming and the fuel that has been improved in the octane number has been mixed at a predetermined ratio and supplied to the engine. A fuel supply device for an engine.

A reformer that performs the reforming, a tank that stores fuel reformed by the reformer, and a fuel property sensor that detects the fuel property in the tank, the detection result of the fuel property sensor 3. The engine fuel supply device according to claim 1, wherein the fuel in the tank is circulated to the reforming device accordingly.

The engine fuel supply device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a tank for storing the mixed fuel, and configured to supply the fuel in the tank to the engine.

A plurality of tanks for individually storing fuels mixed in different ratios are provided, and the fuel in one tank selected from the plurality of fuel tanks according to the operating conditions is supplied to the engine. The fuel supply device for an engine according to any one of claims 1 to 3.

The engine fuel supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein a mixing ratio of the fuel is set in accordance with an engine load.

The engine fuel supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein a mixing ratio of the fuel is set according to a warm-up state of the engine.