JP5563881B2 - Fuel supply device - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置に関する。 The present invention relates to a fuel supply device that supplies fuel to an internal combustion engine.
従来から、内燃機関に供給される燃料には、不純物として極微量の金属イオンが含まれる一方、潤滑剤としてオレイン酸等の脂肪酸が添加されている。このため、燃料中で、金属イオンと脂肪酸との間に塩反応が起こり、脂肪酸金属塩が生成する可能性がある。そして、脂肪酸金属塩は、一般的に燃料に不溶であるため、例えば、インジェクタの摺動部等に析出して作動不良を引き起こす虞がある。 Conventionally, fuel supplied to an internal combustion engine contains a very small amount of metal ions as impurities, while a fatty acid such as oleic acid is added as a lubricant. For this reason, a salt reaction may occur between the metal ions and the fatty acid in the fuel, and a fatty acid metal salt may be generated. Since the fatty acid metal salt is generally insoluble in fuel, for example, the fatty acid metal salt may deposit on the sliding portion of the injector and cause malfunction.
そこで、燃料供給装置では、燃料タンクからインジェクタに至る燃料の供給路に、燃料中の金属イオンを除去する金属イオン除去手段を配する技術が公知となっている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の燃料供給装置によれば、例えば、キレート樹脂を金属イオンの捕捉材として利用したり、燃料流路に陽極および陰極を配して陰極に金属イオンを引き寄せることで電気化学的に金属イオンを除去したりしている。 Therefore, in the fuel supply device, a technique is known in which a metal ion removing means for removing metal ions in the fuel is arranged in a fuel supply path from the fuel tank to the injector (see, for example, Patent Document 1). According to the fuel supply apparatus of Patent Document 1, for example, a chelate resin is used as a metal ion capturing material, or an anode and a cathode are arranged in a fuel flow path and the metal ions are attracted to the cathode to electrochemically metal. Ions are removed.
ところで、金属イオン除去手段による除去効率は燃料の流動性に大きく依存している。すなわち、燃料の動粘度が高く流動性が低いほど、金属イオン除去手段における燃料の分散性や浸透性が低下して除去効率が下がる。
そこで、動粘度が高い燃料を使用する場合でも、金属イオン除去手段により充分に金属イオンを除去できるようにする必要がある。
By the way, the removal efficiency by the metal ion removing means largely depends on the fluidity of the fuel. That is, the higher the kinematic viscosity and the lower the fluidity of the fuel, the lower the dispersibility and permeability of the fuel in the metal ion removing means and the lower the removal efficiency.
Therefore, even when a fuel having a high kinematic viscosity is used, it is necessary to sufficiently remove metal ions by the metal ion removing means.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、燃料供給装置において、動粘度が高い燃料を使用する場合でも、金属イオン除去手段により充分に金属イオンを除去することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to sufficiently remove metal ions by a metal ion removing means even when a fuel having a high kinematic viscosity is used in a fuel supply device. There is to do.
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載の燃料供給装置は、車両の内燃機関に燃料を供給するものであり、燃料に含まれる金属イオンを除去する金属イオン除去手段と、燃料の温度を検出する温度検出手段と、燃料を加熱する加熱手段と、燃料を冷却する冷却手段と、温度検出手段により検出された燃料温度の検出値に応じて加熱手段や冷却手段を操作する制御手段とを備える。
また、金属イオン除去手段は、イオン交換樹脂またはキレート樹脂であり、制御手段は、燃料温度の検出値に対する上限値を記憶しており、燃料温度の検出値が上限値以下となるように加熱手段や冷却手段を操作する。そして、上限値は、燃料温度と金属イオン除去率との相関において金属イオン除去率が最大となる燃料温度であるピーク温度に基づき設定される。
[Means of Claim 1]
The fuel supply device according to claim 1 supplies fuel to an internal combustion engine of a vehicle, and includes a metal ion removing unit that removes metal ions contained in the fuel, a temperature detecting unit that detects the temperature of the fuel, A heating unit that heats the fuel, a cooling unit that cools the fuel, and a control unit that operates the heating unit and the cooling unit according to the detected value of the fuel temperature detected by the temperature detection unit.
Further, the metal ion removing means is an ion exchange resin or a chelate resin, and the control means stores an upper limit value for the detected value of the fuel temperature, and the heating means so that the detected value of the fuel temperature is equal to or lower than the upper limit value. And operate the cooling means. The upper limit value is set based on the peak temperature that is the fuel temperature at which the metal ion removal rate is maximized in the correlation between the fuel temperature and the metal ion removal rate.
これにより、燃料温度を燃料動粘度の目安として利用することで、燃料の温度が低く動粘度が高いと考えられる場合に、燃料を加熱して温度を上げるとともに燃料動粘度を下げることができる。このため、動粘度が高い燃料を使用する場合でも流動性を高めて、金属イオン除去手段により充分に金属イオンを除去することができる。 Thus, by using the fuel temperature as a measure of the fuel kinematic viscosity, when the temperature of the fuel is considered to be low and the kinematic viscosity is high, the fuel can be heated to increase the temperature and the fuel kinematic viscosity can be decreased. For this reason, even when using fuel with high kinematic viscosity, fluidity | liquidity can be improved and a metal ion removal means can fully remove a metal ion.
また、イオン交換樹脂やキレート樹脂は、高温になるとイオン交換基やキレート形成基から+イオンが脱離しやすくなる。このため、燃料動粘度の低減を求めて燃料温度を漠然と上昇させても、金属イオンの除去率は、特定の温度でピークを示すとともに特定の温度より高温では低下してしまう。 Also, ion exchange resins and chelate resins tend to desorb + ions from ion exchange groups and chelate forming groups at high temperatures. For this reason, even if the fuel temperature is increased roughly in order to reduce the fuel kinematic viscosity, the metal ion removal rate shows a peak at a specific temperature and decreases at a temperature higher than the specific temperature.
そこで、燃料温度と金属イオン除去率との相関において金属イオン除去率が最大となる燃料温度であるピーク温度に基づき、燃料温度の上限値を設定するとともに、燃料温度を上限値以下に制御する。これにより、イオン交換基やキレート形成基からの+イオンの脱離を抑制しながら燃料動粘度を適度に下げて、金属イオン除去率を最適化することができる。
また、イオン交換樹脂やキレート樹脂の母体樹脂は高温になるほど劣化するので、母体樹脂の劣化を抑制する点でも請求項1の手段は有効である。
Therefore, based on the peak temperature that is the fuel temperature at which the metal ion removal rate is maximized in the correlation between the fuel temperature and the metal ion removal rate, the upper limit value of the fuel temperature is set and the fuel temperature is controlled to be equal to or lower than the upper limit value. As a result, it is possible to optimize the metal ion removal rate by appropriately reducing the fuel kinematic viscosity while suppressing the elimination of + ions from the ion exchange group or chelate-forming group.
Further, since the base resin such as an ion exchange resin or a chelate resin deteriorates as the temperature increases, the means of claim 1 is also effective in suppressing the deterioration of the base resin.
〔請求項2の手段〕
請求項2に記載の燃料供給装置は、燃料の動粘度を検出する動粘度検出手段を備え、制御手段は、燃料動粘度の検出値に対する上限値を記憶しており、燃料動粘度の検出値が上限値以下となるように加熱手段を操作する。
燃料の品種には、寒冷地用の品種や、植物油を混合した品種等が存在しており、燃料温度と燃料動粘度との相関も品種毎に異なる。そこで、燃料動粘度を直接的に検出できるようにして、燃料動粘度を上限値以下に制御する。これにより、どのような品種の燃料を使用する場合でも、加熱不足による流動性不良を確実に解消することができる。
[Means of claim 2 ]
The fuel supply apparatus according to
As fuel varieties, there are varieties for cold regions, varieties mixed with vegetable oil, and the like, and the correlation between fuel temperature and fuel kinematic viscosity varies depending on the type. Therefore, the fuel kinematic viscosity is controlled below the upper limit value so that the fuel kinematic viscosity can be directly detected. As a result, fluidity failure due to insufficient heating can be reliably resolved regardless of the type of fuel used.
〔請求項3の手段〕
請求項3に記載の燃料供給装置は、走行風を金属イオン除去手段に導く走行風導入路と、走行風導入路を金属イオン除去手段に対して開閉する開閉ドアとを備える。そして、制御手段は、開閉ドアを操作することで、走行風による金属イオン除去手段の冷却を開始または停止する。
走行風は、簡易な構成で冷却媒体としての利用が可能になる。そこで、請求項3の手段を採用することにより、簡易な構成で金属イオン除去手段を冷却することができる。
[Means of claim 3 ]
According to a third aspect of the present invention , the fuel supply apparatus includes a traveling wind introduction path that guides the traveling wind to the metal ion removing unit, and an open / close door that opens and closes the traveling wind introduction path with respect to the metal ion removing unit. And a control means starts or stops cooling of the metal ion removal means by driving | running | working wind by operating an opening-and-closing door.
The traveling wind can be used as a cooling medium with a simple configuration. Therefore, by adopting the means of
実施形態1の燃料供給装置は、車両の内燃機関に燃料を供給するものであり、燃料に含まれる金属イオンを除去する金属イオン除去手段と、燃料の温度を検出する温度検出手段と、燃料を加熱する加熱手段と、燃料を冷却する冷却手段と、温度検出手段により検出された燃料温度の検出値に応じて加熱手段や冷却手段を操作する制御手段とを備える。 The fuel supply device according to the first embodiment supplies fuel to an internal combustion engine of a vehicle, and includes metal ion removing means for removing metal ions contained in the fuel, temperature detecting means for detecting the temperature of the fuel, and fuel. A heating means for heating, a cooling means for cooling the fuel, and a control means for operating the heating means and the cooling means in accordance with the detected value of the fuel temperature detected by the temperature detecting means.
また、金属イオン除去手段は、イオン交換樹脂またはキレート樹脂である。そして、制御手段は、燃料温度の検出値に対する上限値を記憶しており、燃料温度の検出値が上限値以下となるように加熱手段や冷却手段を操作する。なお、上限値は、燃料温度と金属イオン除去率との相関において金属イオン除去率が最大となる燃料温度であるピーク温度に基づき設定される。
さらに、実施形態1の燃料供給装置は、燃料の動粘度を検出する動粘度検出手段を備え、制御手段は、燃料動粘度の検出値に対する上限値を記憶しており、燃料動粘度の検出値が上限値以下となるように加熱手段を操作する。
Moreover, metallic ion removal means is ion-exchange resin or chelate resin. The control means stores an upper limit value for the detected value of the fuel temperature, and operates the heating means and the cooling means so that the detected value of the fuel temperature is equal to or lower than the upper limit value. The upper limit value is set based on the peak temperature that is the fuel temperature at which the metal ion removal rate is maximized in the correlation between the fuel temperature and the metal ion removal rate.
Furthermore, the fuel supply apparatus of Embodiment 1 includes kinematic viscosity detection means for detecting the kinematic viscosity of the fuel, and the control means stores an upper limit value for the detected value of the fuel kinematic viscosity, and the detected value of the fuel kinematic viscosity. The heating means is operated so that is below the upper limit.
実施形態2の燃料供給装置は、走行風を金属イオン除去手段に導く走行風導入路と、走行風導入路を金属イオン除去手段に対して開閉する開閉ドアとを備える。そして、制御手段は、開閉ドアを操作することで、走行風による金属イオン除去手段の冷却を開始または停止する。 The fuel supply apparatus according to the second embodiment includes a traveling wind introduction path that guides traveling wind to the metal ion removing unit, and an open / close door that opens and closes the traveling wind introduction path with respect to the metal ion removing unit. And a control means starts or stops cooling of the metal ion removal means by driving | running | working wind by operating an opening-and-closing door.
〔実施例1の構成〕
実施例1の燃料供給装置1の構成を、図面に基づいて説明する。
燃料供給装置1は、車両の内燃機関2に燃料を供給するものであり、例えば、図1に示すように、燃料タンク3から燃料を汲み上げ高圧化して吐出するサプライポンプ4と、サプライポンプ4から吐出された燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレール5と、内燃機関2の気筒毎に搭載され、コモンレール5から燃料の分配を受けて気筒内に燃料を噴射するインジェクタ6とを備え、燃料タンク3からサプライポンプ4およびコモンレール5を経てインジェクタ6に至る燃料供給路7が形成されており、インジェクタ6から内燃機関2に燃料が噴射供給される。
[Configuration of Example 1]
The configuration of the fuel supply device 1 of the first embodiment will be described with reference to the drawings.
The fuel supply device 1 supplies fuel to an
また、燃料供給装置1は、サプライポンプ4やインジェクタ6等を駆動制御する電子制御装置(以下、ECUと呼ぶ。)8を備えており、ECU8は、CPU等を有する周知のマイコンと、サプライポンプ4やインジェクタ6等に給電するための各種の駆動回路とを含んで構成されている
The fuel supply device 1 includes an electronic control unit (hereinafter referred to as an ECU) 8 that controls the supply pump 4, the
サプライポンプ4は、例えば、燃料タンク3から燃料を汲み上げる低圧ポンプ11、低圧ポンプ11により汲み上げた燃料を高圧化して吐出する高圧ポンプ12、低圧ポンプ11から高圧ポンプ12に向かう流路に配されて高圧ポンプ12に吸入される燃料を調量する調量弁13等から構成される。そして、サプライポンプ4は、調量弁13の開度がECU8により制御されることで、吐出量を可変する。また、燃料タンク3と低圧ポンプ11との間の燃料供給路7には、燃料に含まれる異物を除去するフィルタ14が配され、異物除去済みの燃料がサプライポンプ4に供給される。
The supply pump 4 is, for example, disposed in a low-
インジェクタ6は、例えば、電磁ソレノイド(図示せず)への通電により開弁して高圧の燃料を噴射するものであり、電磁ソレノイドへの通電がECU8により制御される。そして、電磁ソレノイドへの通電制御によって、インジェクタ6による噴射時期や噴射量が制御され、噴射されなかった余剰の燃料はインジェクタ6から燃料タンク3に戻される。
The
ここで、インジェクタ6内には、コモンレール5から高圧の燃料が導入される各種の燃料室が形成されており、例えば、噴孔(図示せず)を開閉する弁体(図示せず)のように燃料噴射の開始および停止に係わる部材は、これらの燃料室を高圧状態に維持しながらインジェクタ6内で変位する。このため、これらの部材は、クリアランスの狭い摺動部等を形成しており、このような摺動部等に脂肪酸金属塩が析出するとインジェクタ6の作動不良を引き起こす虞がある。
Here, various fuel chambers into which high-pressure fuel is introduced from the
すなわち、内燃機関2に供給される燃料には、不純物として極微量の金属イオンが含まれる一方、潤滑剤としてオレイン酸等の脂肪酸が添加されている。このため、燃料中で、金属イオンと脂肪酸との間に塩反応が起こり、脂肪酸金属塩が生成する可能性がある。そして、脂肪酸金属塩は、一般的に燃料に不溶であるため、インジェクタ6の摺動部等に析出すると作動不良を引き起こす虞がある。
That is, the fuel supplied to the
なお、コモンレール5を介してインジェクタ6により燃料を噴射する場合、上記の燃料室における燃料圧は100MPaを超えるような高圧になるので、摺動部等におけるクリアランスを極めて狭くする必要がある。したがって、このように狭いクリアランスを形成する摺動部等に脂肪酸金属塩が析出すると、インジェクタ6の作動不良を引き起こす虞はより高いものになってしまう。
そこで、燃料供給装置1は、燃料に含まれる金属イオンを除去する金属イオン除去手段16を備え、金属イオンを積極的に除去する。
When fuel is injected by the
Therefore, the fuel supply device 1 includes metal ion removing means 16 that removes metal ions contained in the fuel, and actively removes metal ions.
金属イオン除去手段16は、イオン交換樹脂またはキレート樹脂の粒子を充填した充填層、もしくは、イオン交換樹脂またはキレート樹脂の粒子を担持した繊維からなる担持層等であり、燃料中の金属イオンとのイオン交換反応またはキレート形成反応により、金属イオンを捕捉するものである。
The metal
また、金属イオン除去手段16による金属イオン除去率は、燃料温度および燃料動粘度に大きく依存している。
すなわち、燃料温度および燃料動粘度は、図2(a)に示すように、燃料の品種ごとに異なる相関を有するが、これらの相関は、いずれも燃料温度の上昇に応じて燃料動粘度が指数関数的に減少するものである。このため、燃料温度が高くなるほど燃料動粘度が下がって燃料の流動性が高まるので、金属イオン除去手段16内における燃料の分散性や浸透性が向上する。
Further, the metal ion removal rate by the metal ion removing means 16 greatly depends on the fuel temperature and the fuel kinematic viscosity.
That is, as shown in FIG. 2A, the fuel temperature and the fuel kinematic viscosity have different correlations depending on the type of fuel. It decreases functionally. For this reason, as the fuel temperature increases, the fuel kinematic viscosity decreases and the fluidity of the fuel increases, so that the dispersibility and permeability of the fuel in the metal
また、イオン交換樹脂やキレート樹脂は、高温になるとイオン交換基やキレート形成基(以下、イオン交換基とキレート形成基とをまとめて活性基と呼ぶことがある。)から+イオンが脱離しやすくなるので、燃料動粘度の低減を求めて燃料温度を漠然と上昇させると、金属イオン除去手段16の金属イオン捕捉機能が低下する。
In addition, ion exchange resins and chelate resins easily desorb + ions from ion exchange groups and chelate forming groups (hereinafter, ion exchange groups and chelate forming groups may be collectively referred to as active groups) at high temperatures. Therefore, when the fuel temperature is increased vaguely in order to reduce the fuel kinematic viscosity, the metal ion trapping function of the metal
したがって、燃料温度と金属イオン除去率との相関は、図2(b)に示すように、燃料の品種ごとに異なるものの、いずれの品種でも特定の温度で金属イオン除去率がピークを示すものとなる(以下、金属イオン除去率がピークを示す温度をピーク温度と呼ぶ。)。なお、ピーク温度は、同一の燃料温度における燃料動粘度が低く流動性の高い品種の方が低い。 Therefore, the correlation between the fuel temperature and the metal ion removal rate differs depending on the fuel type as shown in FIG. 2 (b), but the metal ion removal rate has a peak at a specific temperature in any type. (Hereinafter, the temperature at which the metal ion removal rate shows a peak is referred to as a peak temperature). Note that the peak temperature is lower for the varieties having low fuel kinematic viscosity and high fluidity at the same fuel temperature.
すなわち、ピーク温度よりも低温側では、燃料温度の上昇による燃料動粘度の低下(燃料の流動性向上)の影響が顕著であり、金属イオン除去率は燃料温度の上昇とともに向上する。また、ピーク温度よりも高温側では、燃料温度の上昇による金属イオン除去手段16の金属イオン捕捉機能の低下(活性基からの+イオンの脱離進行)の影響が顕著であり、金属イオン除去率は燃料温度の上昇とともに低下する。 That is, on the lower temperature side than the peak temperature, the influence of a decrease in fuel kinematic viscosity (an improvement in fuel fluidity) due to an increase in fuel temperature is significant, and the metal ion removal rate improves with an increase in fuel temperature. On the higher temperature side than the peak temperature, the influence of the metal ion scavenging function of the metal ion removing means 16 due to the increase in fuel temperature (progress of desorption of + ions from the active group) is significant, and the metal ion removal rate Decreases with increasing fuel temperature.
また、燃料温度と金属イオン除去率との相関線は品種ごとに異なるが、これらの相関線は、燃料温度の上昇とともに品種間差が小さくなるように上昇していき、ピーク温度が低い品種の相関線から、順次、1本の相関線に統一されていく。 In addition, the correlation line between the fuel temperature and the metal ion removal rate differs for each product type, but these correlation lines increase so that the difference between product types becomes smaller as the fuel temperature increases, and the product with a lower peak temperature. The correlation line is unified into one correlation line in order.
つまり、ピーク温度よりも低温側では、金属イオン除去率を支配する主因子が燃料動粘度であり、燃料温度と燃料動粘度との相関は品種ごとに異なり、燃料動粘度の品種間差は燃料温度の上昇とともに小さくなる。このため、ピーク温度よりも低温側の金属イオン除去率は、燃料温度の上昇とともに品種間差が小さくなるように上昇していく。そして、ピーク温度よりも低温側では、燃料の品種にかかわらず、燃料動粘度と金属イオン除去率との間にほぼ1対1の対応関係が成り立っている。 In other words, on the lower temperature side than the peak temperature, the main factor governing the metal ion removal rate is the fuel kinematic viscosity, and the correlation between the fuel temperature and the fuel kinematic viscosity varies depending on the type, and the difference in the fuel kinematic viscosity varies between types. Smaller with increasing temperature. For this reason, the metal ion removal rate on the lower temperature side than the peak temperature increases so that the difference between the types decreases as the fuel temperature increases. On the lower temperature side than the peak temperature, a one-to-one correspondence is established between the fuel kinematic viscosity and the metal ion removal rate regardless of the type of fuel.
ピーク温度よりも高温側では、金属イオン除去率を支配する主因子が活性基からの+イオンの脱離であり、活性基からの+イオンの脱離は燃料の品種とはほとんど相関がない。このため、ピーク温度よりも高温側の金属イオン除去率は、燃料温度の上昇とともに品種間差がなく、1本の相関線に統一されて低下していく。そして、ピーク温度よりも高温側では、燃料動粘度や燃料の品種にかかわらず、燃料温度と金属イオン除去率との間にほぼ1対1の対応関係が成り立っている。 On the higher temperature side than the peak temperature, the main factor governing the metal ion removal rate is the desorption of + ions from the active group, and the desorption of + ions from the active group has little correlation with the fuel type. For this reason, the metal ion removal rate on the higher temperature side than the peak temperature does not differ between varieties as the fuel temperature rises, and decreases as a single correlation line. On the higher temperature side than the peak temperature, there is a substantially one-to-one correspondence between the fuel temperature and the metal ion removal rate regardless of the fuel kinematic viscosity and fuel type.
以上のような金属イオン除去率に対する燃料温度および燃料動粘度の影響を緩和するため、燃料供給装置1は、燃料を加熱する加熱手段18と、燃料を冷却する冷却手段19と、燃料温度を検出する温度検出手段20と、燃料動粘度を検出する動粘度検出手段21とを備え、ECU8は、温度検出手段20により検出された燃料温度の検出値や動粘度検出手段21により検出された燃料動粘度の検出値に応じて加熱手段18および冷却手段19を操作するように設けられている。
In order to mitigate the influence of the fuel temperature and the fuel kinematic viscosity on the metal ion removal rate as described above, the fuel supply device 1 detects the fuel temperature by the heating means 18 for heating the fuel, the cooling means 19 for cooling the fuel. The
加熱手段18は、例えば、通電により発熱する周知のヒータであり、ECU8の指令信号により通電をオンオフするように設定されている。
冷却手段19は、例えば、エンジン冷却水を冷却媒体として利用するものであって、エンジン冷却水と燃料との間で熱交換させる熱交換装置であり、ECU8の指令信号により、熱交換器へのエンジン冷却水の流通をオンオフするように設定されている。
なお、温度検出手段20や動粘度検出手段21は周知のセンサ機器である。
The heating means 18 is, for example, a well-known heater that generates heat by energization, and is set to turn on / off energization by a command signal from the
The cooling means 19 uses, for example, engine cooling water as a cooling medium, and is a heat exchange device that exchanges heat between the engine cooling water and the fuel. It is set to turn on and off the flow of engine cooling water.
The temperature detection means 20 and the kinematic viscosity detection means 21 are well-known sensor devices.
また、ECU8は、燃料動粘度の検出値や燃料温度の検出値に基づく加熱手段18および冷却手段19の操作を次のような方式に従って実行する。
まず、ECU8は、燃料動粘度の検出値に対する上限値ηmaxを記憶しており、燃料動粘度の検出値が上限値ηmax以下となるように加熱手段18を操作する。また、ECU8は、燃料温度の検出値に対する上限値Tmaxを記憶しており、燃料温度の検出値が上限値Tmax以下となるように加熱手段18や冷却手段19を操作する。
Further, the
First, the
ここで、上限値ηmaxは、金属イオン除去率が所定の基準値以上となる数値として設定されている。なお、ピーク温度よりも低温側では、燃料温度や燃料の品種にかかわらず燃料動粘度と金属イオン除去率との間にほぼ1対1の対応関係が成り立つので、上限値ηmaxは、燃料の品種ごとに設定する必要はなく、単一の数値として設定することができる。 Here, the upper limit value ηmax is set as a numerical value at which the metal ion removal rate is equal to or higher than a predetermined reference value. Note that on the lower temperature side than the peak temperature, there is an almost one-to-one correspondence between the fuel kinematic viscosity and the metal ion removal rate regardless of the fuel temperature and the fuel type, so the upper limit value ηmax is the fuel type. It is not necessary to set for each, but can be set as a single numerical value.
また、燃料動粘度が上限値ηmaxに達するときの燃料温度は燃料の品種ごとに異なり、同一温度における燃料動粘度が低い品種ほど、より低温で燃料動粘度が上限値ηmaxに達する。このため、金属イオン除去率が基準値に達するときの燃料温度も、同一の燃料温度における燃料動粘度が低い品種ほど、より低温で金属イオン除去率が基準値に達する。
また、上限値Tmaxは、例えば、流動性が最も高い品種のピーク温度の数値(つまり、最も低いピーク温度の数値)として設定されている。
Further, the fuel temperature when the fuel kinematic viscosity reaches the upper limit value ηmax is different for each fuel type, and the lower the fuel kinematic viscosity at the same temperature, the lower the fuel kinematic viscosity reaches the upper limit value ηmax. For this reason, as for the fuel temperature when the metal ion removal rate reaches the reference value, the metal ion removal rate reaches the reference value at a lower temperature as the fuel kinematic viscosity is lower at the same fuel temperature.
Further, the upper limit value Tmax is set, for example, as a numerical value of the peak temperature of the product having the highest fluidity (that is, the numerical value of the lowest peak temperature).
なお、金属イオン除去手段16、加熱手段18、冷却手段19、温度検出手段20および動粘度検出手段21は、燃料タンク3とフィルタ14との間の燃料供給路7において、上流から下流に向かって加熱手段18、冷却手段19、温度検出手段20、動粘度検出手段21、金属イオン除去手段16の順に組み込まれている。
The metal
〔実施例1の制御方法〕
実施例1の燃料供給装置1による制御方法を、図3に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップS1で燃料動粘度を動粘度検出手段21により検出し、ステップS2で燃料動粘度の検出値が上限値ηmax以下か否かを判定する。そして、検出値が上限値ηmaxよりも大きい場合には(NO)、ステップS3に進み、検出値が上限値ηmax以下の場合には(YES)、ステップS4に進む。
[Control Method of Example 1]
A control method by the fuel supply apparatus 1 according to the first embodiment will be described based on a flowchart shown in FIG.
First, in step S1, the fuel kinematic viscosity is detected by the kinematic
ステップS3では、加熱手段18をオンするとともに冷却手段19をオフしてステップS1に戻る。これにより、加熱手段18によって加熱された燃料が金属イオン除去手段16に流入するようになり、金属イオン除去手段16に流入する燃料は動粘度が低下して流動性が高まっていく。この結果、燃料動粘度の検出値が上限値ηmax以下になれば(ステップS2でYESと判定されれば)、ステップS4に進む。
In step S3, the heating means 18 is turned on and the cooling means 19 is turned off, and the process returns to step S1. As a result, the fuel heated by the heating means 18 flows into the metal
ステップS4では、燃料温度を温度検出手段20により検出し、ステップS5で燃料温度の検出値が上限値Tmax以下か否かを判定する。そして、検出値が上限値Tmaxよりも大きい場合には(NO)、ステップS6に進み、検出値が上限値Tmax以下の場合には(YES)、ステップS7に進む。
In step S4, the fuel temperature is detected by the
ステップS6では、加熱手段18をオフするとともに冷却手段19をオンしてステップS4に戻る。これにより、冷却手段19によって冷却された燃料が金属イオン除去手段16に流入するようになり、金属イオン除去手段16に流入する燃料は、活性基からの+イオン脱離を抑制できる程度の温度に制御される。この結果、燃料温度の検出値が上限値Tmax以下になれば(ステップS5でYESと判定されれば)、ステップS7に進む。
ステップS7では、加熱手段18および冷却手段19を両方ともオフにする。
In step S6, the heating means 18 is turned off and the cooling means 19 is turned on, and the process returns to step S4. As a result, the fuel cooled by the cooling means 19 flows into the metal
In step S7, both the heating means 18 and the cooling means 19 are turned off.
以上の制御方法により、金属イオン除去手段16に流入する燃料は、燃料温度と金属イオン除去率との相関が、例えば図2(b)に示す領域α内に含まれるように制御される。つまり、金属イオン除去手段16に流入する燃料は、金属イオン除去率に対して流動性を最適に保ちながら、活性基からの+イオン脱離を抑制できる程度の温度に制御される。
By the above control method, the fuel flowing into the metal
〔実施例1の効果〕
実施例1の燃料供給装置1は、燃料に含まれる金属イオンを除去する金属イオン除去手段16と、燃料を加熱する加熱手段18と、燃料を冷却する冷却手段19と、燃料温度を検出する温度検出手段20と、燃料動粘度を検出する動粘度検出手段21とを備え、ECU8は、燃料温度の検出値や燃料動粘度の検出値に応じて加熱手段18および冷却手段19を操作するように設けられている。
[Effect of Example 1]
The fuel supply apparatus 1 according to the first embodiment includes a metal
これにより、燃料温度が低く燃料動粘度が高い場合に、加熱手段18をオンして燃料温度を上げるとともに燃料動粘度を下げることができる。このため、燃料動粘度が高く流動性の良くない燃料の品種を使用する場合でも確実に流動性を高めて、金属イオン除去手段16内に燃料を充分に分散かつ浸透させて金属イオンを除去することができる。 Thereby, when the fuel temperature is low and the fuel kinematic viscosity is high, the heating means 18 can be turned on to raise the fuel temperature and lower the fuel kinematic viscosity. For this reason, even when using fuel varieties having a high fuel kinematic viscosity and poor fluidity, the fluidity is reliably increased, and the fuel is sufficiently dispersed and permeated into the metal ion removing means 16 to remove metal ions. be able to.
また、燃料温度が高く活性基から+イオンの脱離が進行する場合に、冷却手段19をオンして燃料温度を下げるとともに活性基からの+イオンの脱離を抑制することができる。このため、燃料温度の上昇による金属イオン除去手段16の金属イオン捕捉機能の低下を確実に阻止することができる。
また、イオン交換樹脂やキレート樹脂の母体樹脂は高温になるほど劣化するので、母体樹脂の劣化を抑制する点でも、冷却手段19の操作による燃料温度の制御は有効である。
When the fuel temperature is high and the desorption of + ions proceeds from the active group, the cooling means 19 can be turned on to lower the fuel temperature and suppress the desorption of + ions from the active group. For this reason, the fall of the metal ion capture function of the metal ion removal means 16 by the rise in fuel temperature can be prevented reliably.
In addition, since the base resin such as an ion exchange resin or a chelate resin deteriorates as the temperature increases, control of the fuel temperature by operating the cooling means 19 is also effective in suppressing the deterioration of the base resin.
さらに、金属イオン除去率と燃料温度との相関が一定の領域αに制御されることで、燃料動粘度も一定の数値範囲に制御されるので、燃料温度や燃料動粘度が変動することを見込んだ噴射補正制御が不要になる。
また、燃料動粘度の増大、ワックス析出等を確実に防止できるので、フィルタの目詰まりを抑制できる。
Furthermore, since the correlation between the metal ion removal rate and the fuel temperature is controlled to a constant region α, the fuel kinematic viscosity is also controlled to a certain numerical range, so that the fuel temperature and the fuel kinematic viscosity are expected to fluctuate. No injection correction control is required.
In addition, since increase in fuel kinematic viscosity, wax precipitation, and the like can be reliably prevented, clogging of the filter can be suppressed.
〔実施例2〕
実施例2の燃料供給装置1は、図4に示すように、走行風を金属イオン除去手段16に導く走行風導入路24と、走行風導入路24を金属イオン除去手段16に対して開閉する開閉ドア25とを備える。そして、ECU8は、開閉ドア25を操作することで、走行風による金属イオン除去手段16の冷却を開始または停止するように設けられている。また、金属イオン除去手段16には放熱フィン26が設けられており、放熱フィン26によって、走行風による金属イオン除去手段16の冷却を促進することができる。
[Example 2]
As shown in FIG. 4, the fuel supply device 1 according to the second embodiment opens and closes the traveling
走行風は、簡易な構成で冷却媒体としての利用が可能になる。そこで、車両外の雰囲気や、内燃機関2の発熱等により燃料や金属イオン除去手段16が高温になる場合に、冷却手段19によらず、走行風を利用する簡易な構成により、燃料や金属イオン除去手段16を冷却することができる。なお、冬季など外気温が低くなる場合には、過冷却による燃料動粘度の増大、ワックス析出等を防止するため、開閉ドア25は閉鎖される。
The traveling wind can be used as a cooling medium with a simple configuration. Therefore, when the fuel or metal ion removal means 16 becomes high temperature due to the atmosphere outside the vehicle or the heat generation of the
〔変形例〕
燃料供給装置1の態様は、実施例1、2に限定されず種々の変形例を考えることができる。例えば、実施例1、2の燃料供給装置1によれば、ECU8は、燃料動粘度の検出値に応じて加熱手段18をオンオフしていたが、燃料温度の検出値に応じて加熱手段18をオンオフするようにしてもよい。
[Modification]
The mode of the fuel supply device 1 is not limited to the first and second embodiments, and various modifications can be considered. For example, according to the fuel supply device 1 of the first and second embodiments, the
すなわち、燃料温度と燃料動粘度との間には、図2(a)又は図5(a)に示す相関があるので、燃料温度を燃料動粘度の目安として利用することが可能である。
なお、燃料温度の検出値に応じて加熱手段18をオンオフする場合、加熱手段18をオンする基準となる燃料温度の下限値Tminは、例えば、図5に示すように、流動性の最も低い品種の燃料動粘度が上限値ηmaxとなるときの燃料温度の数値として設定することができる。そして、金属イオン除去率と燃料温度との相関は、領域αの高温部分を占める領域βに制御される。
That is, there is a correlation shown in FIG. 2 (a) or FIG. 5 (a) between the fuel temperature and the fuel kinematic viscosity, so that the fuel temperature can be used as a measure of the fuel kinematic viscosity.
When the
また、実施例1、2の燃料供給装置1によれば、燃料はコモンレール5を経てインジェクタ6に供給されていたが、コモンレール5を経由することなく、サプライポンプ4からインジェクタ6に燃料を供給するようにしてもよい。
Further, according to the fuel supply device 1 of the first and second embodiments, the fuel is supplied to the
また、実施例1、2の燃料供給装置1によれば、サプライポンプ4の調量弁13は、低圧ポンプ11から高圧ポンプ12に向かう流路に配されて高圧ポンプ12に吸入される燃料を調量することで、サプライポンプ4の吐出量を可変するものであったが、高圧ポンプ12の下流側に調量弁13を配して高圧ポンプ12から吐出される燃料を調量することで、サプライポンプ4の吐出量を可変するようにしてもよい。
In addition, according to the fuel supply device 1 of the first and second embodiments, the
また、実施例1、2の燃料供給装置1によれば、インジェクタ6は、電磁ソレノイドへの通電により開弁して高圧の燃料を噴射するものであったが、インジェクタ6を、ピエゾ素子への電圧印加により開弁して高圧の燃料を噴射するものとしてもよい。
Further, according to the fuel supply device 1 of the first and second embodiments, the
1 燃料供給装置
2 内燃機関
8 ECU(制御手段)
16 金属イオン除去手段
18 加熱手段
19 冷却手段
20 温度検出手段
21 動粘度検出手段
24 走行風導入路
25 開閉ドア
ηmax 燃料動粘度の検出値に対する上限値
Tmax 燃料温度の検出値に対する上限値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
16 Metal ion removing means 18 Heating means 19 Cooling means 20 Temperature detecting means 21 Kinematic viscosity detecting means 24 Traveling
Claims (3)
燃料に含まれる金属イオンを除去する金属イオン除去手段と、
燃料の温度を検出する温度検出手段と、
燃料を加熱する加熱手段と、
燃料を冷却する冷却手段と、
前記温度検出手段により検出された燃料温度の検出値に応じて前記加熱手段や前記冷却手段を操作する制御手段とを備え、
前記金属イオン除去手段は、イオン交換樹脂またはキレート樹脂であり、
前記制御手段は、前記燃料温度の検出値に対する上限値を記憶しており、前記燃料温度の検出値が前記上限値以下となるように前記加熱手段や前記冷却手段を操作し、
前記上限値は、燃料温度と金属イオン除去率との相関において金属イオン除去率が最大となる燃料温度であるピーク温度に基づき設定されることを特徴とする燃料供給装置。 In a fuel supply device for supplying fuel to an internal combustion engine of a vehicle,
Metal ion removing means for removing metal ions contained in the fuel;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the fuel;
Heating means for heating the fuel;
Cooling means for cooling the fuel;
Control means for operating the heating means and the cooling means according to the detected value of the fuel temperature detected by the temperature detection means ,
The metal ion removing means is an ion exchange resin or a chelate resin,
The control means stores an upper limit value for the detected value of the fuel temperature, operates the heating means and the cooling means so that the detected value of the fuel temperature is equal to or lower than the upper limit value,
The upper limit value is set based on a peak temperature that is a fuel temperature at which the metal ion removal rate is maximized in the correlation between the fuel temperature and the metal ion removal rate .
燃料の動粘度を検出する動粘度検出手段を備え、
前記制御手段は、燃料動粘度の検出値に対する上限値を記憶しており、前記燃料動粘度の検出値が前記上限値以下となるように前記加熱手段を操作することを特徴とする燃料供給装置。 The fuel supply device according to claim 1,
Kinematic viscosity detection means for detecting the kinematic viscosity of the fuel,
The control means stores an upper limit value for the detected value of the fuel kinematic viscosity, and operates the heating means so that the detected value of the fuel kinematic viscosity is equal to or lower than the upper limit value. .
走行風を前記金属イオン除去手段に導く走行風導入路と、
この走行風導入路を前記金属イオン除去手段に対して開閉する開閉ドアとを備え、
前記制御手段は、前記開閉ドアを操作することで、走行風による前記金属イオン除去手段の冷却を開始または停止することを特徴とする燃料供給装置。 The fuel supply device according to claim 1 or 2,
A traveling wind introduction path for guiding the traveling wind to the metal ion removing means;
An open / close door that opens and closes the traveling wind introduction path with respect to the metal ion removing means,
The fuel supply apparatus according to claim 1, wherein the control means starts or stops cooling of the metal ion removing means by traveling wind by operating the opening / closing door .
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