内燃機関システムおよび内燃機関システムの制御方法
【課題】コストを低減しつつ燃料タンク内の燃料の劣化を抑制することができる内燃機関システムおよび内燃機関システムの制御方法を提供すること。
【解決手段】エンジン１２に供給する燃料を貯留する燃料タンク１０と、エンジン１２から排気ガスが排出されるマフラー１４とを有する内燃機関システム１において、マフラー１４を閉塞する排気シャッタ１６と、マフラー１４と燃料タンク１０との間を接続する排気ガス導入通路４８と、エンジン１２が停止した後に排気シャッタ１６によりマフラー１４を閉塞してマフラー１４内に排気ガスを貯めた後、マフラー１４内に貯めた排気ガスが排気ガス導入通路４８を経由して燃料タンク１０内に導入されるように制御するＥＣＵ４４と、を有する。
【解決手段】エンジン１２に供給する燃料を貯留する燃料タンク１０と、エンジン１２から排気ガスが排出されるマフラー１４とを有する内燃機関システム１において、マフラー１４を閉塞する排気シャッタ１６と、マフラー１４と燃料タンク１０との間を接続する排気ガス導入通路４８と、エンジン１２が停止した後に排気シャッタ１６によりマフラー１４を閉塞してマフラー１４内に排気ガスを貯めた後、マフラー１４内に貯めた排気ガスが排気ガス導入通路４８を経由して燃料タンク１０内に導入されるように制御するＥＣＵ４４と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクとエンジンとマフラーなどを有する内燃機関システムおよび内燃機関システムの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料の消費が少ないＨＶ（ハイブリット車両）、ＰＨＶ（プラグハイブリット車両）では、燃料の消費スピードが遅くなり、燃料が燃料タンク内で長期間保管されて劣化（酸化）するおそれがある。特に、アルコールを含む燃料（ガソリン）は劣化し易い。そして、燃料が劣化すると、燃料が接触する樹脂製部品やゴム製部品の劣化、燃料が接触する金属部分の腐食などが生じてしまう。また、金属部分の腐食により生じた酸化生成物が、電極、接点に付着して導通不良を起こしたり、フィルタに詰まってしまうことなどが懸念される。
【０００３】
そこで、第１の従来技術として、燃料タンク内に外部の高圧窒素ボンベから窒素ガス等の不活性ガスを充填する技術が存在する。しかし、この第１の従来技術は、定期的に高圧窒素ボンベ内に窒素ガスを再充填するための設備が別途必要になり、コストが増大する。また、車両において、高圧窒素ボンベを搭載するスペースが別途必要になってしまう。さらに、車両に高圧窒素ボンベを搭載する安全性も問題となってしまう。
【０００４】
また、第２の従来技術として、エンジンからの排気ガスをクーラーで冷却して一旦貯留タンク内に貯留し、ポンプにより貯留タンクから燃料タンク内に排気ガスを充填する技術が存在する。しかし、この第２の従来技術は、クーラーや貯留タンクやポンプなどの構成物が多くなり、コストが増大してしまう。また、これらの構成物の車両における搭載場所の確保が必要になり車両の制約を受けてしまう。
【０００５】
ここで、特許文献１では、排気ガスを燃料タンクに導入することで燃料の酸化を抑えるシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１９３６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のシステムでは、エンジンの駆動中に排気ガスを燃料タンク内に導入するので、高温の排気ガスが燃料タンク内に導入される。そして、このように高温の排気ガスが燃料タンク内に導入されると、燃料タンク内でベーパ（蒸発燃料）の発生が促進されるので好ましくない。そこで、燃料タンク内でベーパの発生を抑制するためには、高温の排気ガスを冷却するための冷却デバイスが別途必要になる。そのため、コストが増大し、配置スペースの確保が必要となる。
【０００８】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、コストを低減しつつ燃料タンク内の燃料の劣化を抑制する内燃機関システムおよび内燃機関システムの制御方法を提供すること、を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、エンジンに供給する燃料を貯留する燃料タンクと、前記エンジンから排気ガスが排出される排気通路とを有する内燃機関システムにおいて、前記排気通路を閉塞する閉塞手段と、前記排気通路と前記燃料タンクとの間を接続する排気ガス導入通路と、前記エンジンが停止した後に前記閉塞手段により前記排気通路を閉塞して前記排気通路内に前記排気ガスを貯めた後、前記排気通路内に貯めた前記排気ガスが前記排気ガス導入通路を経由して前記燃料タンク内に導入されるように制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
この態様によれば、制御部は、エンジンが停止した後に閉塞手段により排気通路を閉塞して排気通路内に排気ガスを貯めた後、排気通路内に貯めた排気ガスが排気ガス導入通路を経由して燃料タンク内に導入されるように制御する。このように、酸素濃度の低い排気ガスが燃料タンク内に導入されるので、燃料が燃料タンク内で長期間保管されても劣化（酸化）の進行が抑えられる。そして、排気通路内に貯めた排気ガスを燃料タンク内に導入するので、別途排気ガスを貯めるためのタンクなどが不要になる。また、排気ガスは排気通路内で冷却されるので、排気ガスを冷却する装置が不要になる。そのため、コストを低減しつつ燃料タンク内の燃料の劣化を抑制することができる。
【００１１】
上記の態様においては、前記排気ガスの温度を検出する排気温センサを有し、前記制御部は、前記排気温センサにより検出された前記排気通路内に貯めた前記排気ガスの温度に基づき前記排気ガスを前記燃料タンク内に導入する時機を制御すること、が好ましい。
【００１２】
この態様によれば、制御部は、排気温センサにより検出された排気通路内に貯めた排気ガスの温度に基づき排気ガスを燃料タンク内に導入する時機を制御する。これにより、排気ガスの温度を確実に低下させた後に排気ガスを燃料タンク内に導入することができる。そのため、燃料タンク内にてベーパの発生を抑制できる。
【００１３】
上記の態様においては、前記制御部は、前記エンジンを始動させずにクランキングさせて前記排気通路に大気を導入することにより、前記排気通路内に貯めた前記排気ガスが前記排気ガス導入通路を経由して前記燃料タンク内に導入されるように制御すること、が好ましい。
【００１４】
この態様によれば、エンジンを始動させずに電動機等で強制的にクランキングさせて排気通路に大気を導入することにより、排気通路内に貯めた排気ガスが排気ガス導入通路を経由して燃料タンク内に導入される。そのため、排気通路に大気を導入するためのポンプなどが不要になる。したがって、さらなるコストの低減を図ることができる。
【００１５】
また、エンジンのエキゾーストマニホールド内に大気が導入されるので、次回の冷間始動時に触媒コンバータにて未燃ガスの触媒反応が促進され、排気ガスの浄化性能が向上する。なお、冷間始動時とは、例えば内燃機関の冷却水温が所定値未満となった低温状態での始動時である。
【００１６】
上記の態様においては、前記排気ガスを浄化する触媒コンバータと、前記排気通路における前記エンジンと前記触媒コンバータとの間に接続されるポンプと、を有し、前記制御部は、前記ポンプを駆動させて前記排気通路に大気を導入することにより、前記排気通路内に貯めた前記排気ガスが前記排気ガス導入通路を経由して前記燃料タンク内に導入されるように制御すること、が好ましい。
【００１７】
この態様によれば、排気ガスを浄化する触媒コンバータと、排気通路におけるエンジンと触媒コンバータとの間に接続されるポンプとを有する。そして、制御部は、ポンプを駆動させて排気通路に大気を導入することにより、排気通路内に貯めた排気ガスが排気ガス導入通路を経由して燃料タンク内に導入されるように制御する。このように、例えば、既存の二次エア供給装置を使用して、排気通路内に貯めた排気ガスを燃料タンク内に導入する。そのため、排気通路に大気を導入するために別途ポンプを設ける必要がない。したがって、さらなるコストの低減を図ることができる。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた本発明の他の態様は、エンジンに供給する燃料を貯留する燃料タンクと、前記エンジンから排気ガスが排出される排気通路とを有する内燃機関システムの制御方法において、前記内燃機関システムは、前記排気通路を閉塞する閉塞手段と、前記排気通路と前記燃料タンクとの間を接続する排気ガス導入通路と、を有し、前記エンジンが停止した後に前記閉塞手段により前記排気通路を閉塞して前記排気通路内に前記排気ガスを貯めた後、前記排気通路内に貯めた前記排気ガスが前記排気ガス導入通路を経由して前記燃料タンク内に導入されるように制御すること、を特徴とする。
【００１９】
この態様によれば、エンジンが停止した後に閉塞手段により排気通路を閉塞して排気通路内に排気ガスを貯めた後、排気通路内に貯めた排気ガスが排気ガス導入通路を経由して燃料タンク内に導入されるように制御する。このように、酸素濃度の低い排気ガスが燃料タンク内に導入されるので、燃料が燃料タンク内で長期間保管されても劣化（酸化）の進行が抑えられる。そして、排気通路内に貯めた排気ガスを燃料タンク内に導入するので、別途排気ガスを貯めるためのタンクなどが不要になる。また、排気ガスは排気通路内で冷却されるので、排気ガスを冷却する装置が不要になる。そのため、コストを低減しつつ燃料タンク内の燃料の劣化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る内燃機関システムおよび内燃機関システムの制御方法によれば、コストを低減しつつ燃料タンク内の燃料の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】内燃機関システムの構成図であり、エンジン運転時の状態を示す図である。
【図２】内燃機関システムの制御方法についてのフローチャート図である。
【図３】エンジン停止後の内燃機関システムを示す図である。
【図４】変形例において、エンジン停止後の内燃機関システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２３】
〔内燃機関システムの構成について〕
まず、本実施例の内燃機関システム１の構成を説明する。ここで、図１は内燃機関システム１の構成図である。図１に示すように、内燃機関システム１は、燃料タンク１０、エンジン１２、マフラー１４、排気シャッタ１６、ＭＧ（モータジェネレータ）１８、触媒コンバータ２０、排気フィルタ２２、キャニスタ２４、第１のＯ2センサ２６、第２のＯ2センサ２８、排気温センサ３０、第１逆止弁３２、第２逆止弁３４、第３逆止弁３６、第１圧力センサ３８、第２圧力センサ４０、ＶＳＶ４２、ＥＣＵ４４などを有している。また、内燃機関システム１は、通路４６、排気ガス導入通路４８、通路５２、燃料供給通路５４を有する。なお、ＭＧ１８の代わりにスタータとしてもよいが、以下の説明ではＭＧ１８を例に挙げて説明する。
【００２４】
燃料タンク１０は、エンジン１２に供給する燃料を貯留するための手段である。そして、燃料タンク１０に貯留された燃料は、ポンプ５６により燃料供給通路５４を通ってエンジン１２に供給される。なお、燃料供給通路５４には、燃料内の不純物を除去する燃料フィルタ（不図示）が設けられている。
【００２５】
マフラー１４は、エンジン１２から排気ガスが排出される通路である。排気シャッタ１６は、マフラー１４において排気ガス導入通路４８との分岐部分よりも排気ガスの流れ方向の下流側の位置に設けられている。この排気シャッタ１６は、マフラー１４の内部を閉塞したり開放したりする。なお、マフラー１４は本発明における「排気通路」の一例であり、排気シャッタ１６は本発明における「閉塞手段」の一例である。
【００２６】
ＭＧ１８は、ＨＶ（ハイブリット車両）やＰＨＶ（プラグインハイブリット車両）に搭載されるモータジェネレータであり、エンジン１２と動力結合される。触媒コンバータ２０は、マフラー１４上に設けられている。この触媒コンバータ２０は、内部に触媒を備えており、排気ガス中の有害成分を還元・酸化によって浄化する。
【００２７】
排気フィルタ２２は、燃料タンク１０とマフラー１４との間を接続する排気ガス導入通路４８上に設けられている。この排気フィルタ２２は、排気ガス中のカーボンを除去する。キャニスタ２４は、燃料タンク１０に接続する通路５２上に設けられている。このキャニスタ２４は、吸着材を備えており、当該吸着材によりベーパ（蒸発燃料）を吸着する。
【００２８】
第１のＯ2センサ２６と第２のＯ2センサ２８は、マフラー１４上において触媒コンバータ２０を挟んで設けられている。排気温センサ３０は、マフラー１４上において第２のＯ2センサ２８に対して排気ガスの流れ方向の下流側の位置に設けられている。この排気温センサ３０は、排気ガスの温度を検出する。
【００２９】
第１逆止弁３２は、マフラー１４と燃料タンク１０との間を接続する排気ガス導入通路４８上において、マフラー１４と第１圧力センサ３８との間に設けられている。この第１逆止弁３２の開弁時には、マフラー１４から排気ガスを排気フィルタ２２側に流すことができるようになる。なお、この第１逆止弁３２により高温の排気ガスが燃料タンク１０内に導入されることを確実に防止するため、第１逆止弁３２は電磁弁であることが望ましい。また、この第１逆止弁３２により、マフラー１４から排気ガスを排気フィルタ２２側に流すことが制御されるため、排気フィルタ２２が目詰まりすることを防止できる。
【００３０】
第２逆止弁３４は、排気ガス導入通路４８上において排気フィルタ２２と燃料タンク１０との間に設けられている。この第２逆止弁３４の開弁時には、排気フィルタ２２を通過した排気ガスを燃料タンク１０の内部に流すことができるようになる。また、この第２逆止弁３４は、燃料タンク１０内のベーパが排気フィルタ２２側に流れ込むことを防止している。さらに、この第２逆止弁３４は、前記の第１逆止弁３２とともに、高温の排気ガスが燃料タンク１０内に導入されることを防止している。
【００３１】
第３逆止弁３６は、通路５２上に設けられている。この第３逆止弁３６の開弁時には、燃料タンク１０から大気とベーパをキャニスタ２４に流すことができるようになる。
【００３２】
第１圧力センサ３８は、排気ガス導入通路４８上において、第１逆止弁３２と排気フィルタ２２との間の位置に設けられている。第２圧力センサ４０は、燃料タンク１０に設けられている。この第２圧力センサ４０は、燃料タンク１０の内部の大気とベーパなどからなる気相部の圧力を検出する。
【００３３】
ＶＳＶ（バキューム・スイッチング・バルブ）４２は、開閉弁であり、キャニスタ２４と通路４６を接続するパージ通路５８に設けられている。このＶＳＶ４２は、エンジン１２の運転時に開弁してパージ通路５８を開く。なお、通路４６は、エンジン１２に大気を送るための流路である。
【００３４】
ＥＣＵ４４は、内燃機関システム１の各種制御を行う制御部である。このＥＣＵ４４は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要な制御プログラムやデータ等が記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時的に記憶されるＲＡＭや不揮発性メモリ等からなるメモリ、外部との間で信号を入・出力するためのポート等を備えて構成されている。ＥＣＵ４４のポートには、前記の排気シャッタ１６、ＭＧ１８、第１のＯ2センサ２６、第２のＯ2センサ２８、排気温センサ３０、第１逆止弁３２、第２逆止弁３４、第３逆止弁３６、第１圧力センサ３８、第２圧力センサ４０、ＶＳＶ４２などが接続されている。
【００３５】
〔内燃機関システムの制御方法について〕
次に、このような構成の内燃機関システム１の制御方法として、燃料タンク１０内の燃料の劣化を抑制するための制御方法を説明する。ここで、図２は内燃機関システム１の制御方法についてのフローチャート図である。なお、以下に説明する内燃機関システム１の制御方法は、ＥＣＵ４４により内燃機関システム１を制御することにより実行される。
【００３６】
図２に示すように、まず、運転者の操作（代表的には、イグニッションキーのオフ操作）に応答して、ＥＣＵ４４がエンジン１２の運転を停止する指示を受ける（ステップＳ１）。すると、第２のＯ2センサ２８によるマフラー１４内の酸素濃度の検出結果より、触媒コンバータ２０による浄化後の排気ガスの状態が良いかを判断する（ステップＳ２）。ここで、「排気ガスの状態が良いか」とは、すなわち、燃料タンク１０内に排気ガスを不活性ガスとして導入するに際し排気ガス中の酸素濃度が適切か（酸素濃度が所定の濃度より低いか）、ということである。そして、排気ガスの状態が良くない場合は、さらに、エンジン１２の運転を継続させて（ステップＳ３）、ステップＳ２に戻る。一方、排気の状態が良い場合は、エンジン１２を停止させる（ステップＳ４）。
【００３７】
そして、ステップＳ４にてエンジンを停止させると、マフラー１４内の排気シャッタ１６を閉じる（ステップＳ５）。これにより、マフラー１４内の排気ガスは、外部に排出されずに、マフラー１４内に貯められることになる。なお、このとき、第１逆止弁３２を閉弁しているため、マフラー１４内の排気ガスは燃料タンク１０内へ導入されず、マフラー１４内に貯められたままとなっている。
【００３８】
次に、車両を待機状態（エンジン１２の停止を維持した状態）にすると、マフラー１４内に貯められた排気ガスが時間の経過とともに冷却していく（ステップＳ６）。
【００３９】
そして、マフラー１４内に貯めた排気ガスの温度についての排気温センサ３０による検出結果をもとに、マフラー１４内に貯められた排気ガスの温度が所定の温度以下になったか否かを判断する（ステップＳ７）。ここで「所定の温度」は、様々な条件によって変化する温度であるが、一例として１００℃とすることが考えられる。そして、排気ガスの温度が所定の温度よりも高い場合には、ステップＳ６に戻る。一方、排気ガスの温度が所定の温度以下になっている場合には、排気シャッタ１６が確実に閉じられているかを確認する（ステップＳ８）。そして、排気シャッタ１６が閉じられていない場合には、排気シャッタ１６を閉じて（ステップＳ９）、ステップＳ８に戻る。一方、排気シャッタ１６が閉じられている場合には、通路４６上に設けられたスロットルバルブ（不図示）を必要開度まで開弁する（ステップＳ１０）。
【００４０】
次に、エンジン１２を停止状態のまま（始動させずに）ＭＧ１８によりエンジン１２を強制的にクランキングさせる（ステップＳ１１）。すなわち、エンジン１２の停止状態を維持しながら、ＭＧ１８の力により、強制的にエンジン１２のクランクシャフト（不図示）を回転させる。さらに詳細には、エンジン１２の燃焼室（不図示）内で燃料の燃焼が行われないようにしながら強制的にクランクシャフトを回転させることにより、エンジン１２をポンプ作動させて新気（大気）を吸入し、マフラー１４内に排気ガスではなく新気を導入する。なお、エンジン１２の燃焼室内で燃料の燃焼が行われないようにするために、具体的に、例えば、燃料噴射を行わない。なお、ＭＧ１８の代わりにスタータ（不図示）を回転させることにより、エンジン１２のクランクシャフトを回転させてもよい。
【００４１】
すると、図３に示すように新気（大気）がマフラー１４内に導入されて、マフラー１４内の排気ガスが排気ガス導入通路４８側に押し出される（ステップＳ１２）。これにより、排気ガス導入通路４８と排気フィルタ２２とを介して排気ガスが燃料タンク１０内に導入される（ステップＳ１３）。このとき、第１圧力センサ３８および第２圧力センサ４０で測定される圧力値が所定の範囲内にあるか否かを確認する（ステップＳ１４）。ここで、第１圧力センサ３８および第２圧力センサ４０で測定される圧力値が所定の範囲内よりも低いと確認された場合には、マフラー１４や排気ガス導入通路４８などのいずれかの場所で排気ガスが漏れているものと考えられる。また、第１圧力センサ３８で測定される圧力値が所定の範囲内よりも高いと確認された場合には、排気フィルタ２２が目詰まりしているものと考えられる。さらに、第２圧力センサ４０で測定される圧力値が所定の範囲内よりも高いと確認された場合には、キャニスタ２４や通路５２などのいずれかの場所で目詰まりしているものと考えられる。
【００４２】
そして、第１圧力センサ３８および第２圧力センサ４０で測定される圧力値が所定の範囲内にないと確認された場合には、警告灯を表示させる（ステップＳ１５）。一方、第１圧力センサ３８および第２圧力センサ４０で測定される圧力値が所定の範囲内にあると確認された場合には、必要な回数分クランキングした後にクランキングを停止し（ステップＳ１６）、スロットルバルブを閉弁する（ステップＳ１７）。以上のようにして、内燃機関システム１を制御する。
【００４３】
また、ステップＳ１６において必要な回数分クランキングした後にクランキングを停止するが、これに限定されず、例えば、第２のＯ2センサ２８により新気（大気）がマフラー１４内に流れ込んだことを検知したときにクランキングを停止する、としてもよい。
【００４４】
また、本実施例の内燃機関システム１の制御方法は、例えば、給油時にエンジン１２の運転を停止してフューエルキャップ（不図示）が開閉されたことをセンサ（不図示）などで検知したときに、実行されるようにしてもよい。あるいは、本実施例の内燃機関システム１の制御方法は、例えば、燃料タンク１０内の燃料が所定量減少したことをセンサ（不図示）などで検知したときであってエンジン１２の運転を停止したときに、実行されるようにしてもよい。
【００４５】
このように内燃機関システム１は、マフラー１４の容量を有効活用している。すなわち、エンジン１２の運転の停止後にマフラー１４の内部に酸素濃度の低い排気ガスを一旦貯めて、当該排気ガスを所定の温度以下まで冷却する。そして、全ての逆止弁を開弁した状態でＭＧ１８によりエンジン１２を強制的にクランキングさせてマフラー１４の内部に貯めた排気ガスを排気ガス導入通路４８側に押し出すことにより、排気ガスを排気フィルタ２２で濾過しながら燃料タンク１０の内部に導入する。そして、燃料タンク１０の内部に導入した排気ガスを、燃料タンク１０の内部の気相部の大気の全部または一部と置換する。なお、燃料タンク１０の内部に導入する排気ガスは、第２のＯ2センサ２８により酸素濃度を管理することにより、確実に不活性ガスとして作用する。これにより、燃料タンク１０の内部の燃料の劣化が抑制される。また、排気ガスを冷却した後に燃料タンク１０に導入するので、燃料タンク１０の内部でベーパがさらに発生することを抑制できる。
【００４６】
また、排気ガスを貯めて冷却するためのスペースとして、従来から既存のマフラー１４を利用している。そのため、排気ガスを貯めて冷却するための構成部品が不要になる。さらに、クランキングさせる動力として、従来から既存のＭＧ１８やスタータの動力を利用している。すなわち、エンジン１２とＭＧ１８との組み合わせにより、ポンプの役割を実現している。このように、従来から既存の構成物を利用しているので、追加すべき構成部品を極力少なくすることができる。そのため、コストを低減できる。
【００４７】
また、変形例として、図４に示すような内燃機関システム２も考えられる。内燃機関システム２は、図４に示すように、ポンプ６０とエアクリーナ６２と通路６４とを備えるＡＩ（エアインジェクション）システムと言われる、二次エア供給装置を有している。通路６４は、エンジン１２と触媒コンバータ２０との間、詳細にはエンジン１２と第１のＯ2センサ２６との間にて、マフラー１４に接続している。そして、この通路６４にマフラー１４側から順にポンプ６０、エアクリーナ６２が設けられている。このようにして、ポンプ６０は、エンジン１２と触媒コンバータ２０との間のマフラー１４に接続されている。
【００４８】
このような内燃機関システム２は、ＥＣＵ４４により、エンジン１２の停止時に、ＭＧ１８によるクランキングに代えて、ポンプ６０を所定時間駆動させてエアクリーナ６２で浄化した新気（大気）を通路６４を介してマフラー１４に導入するように制御する。そして、これにより、マフラー１４内に貯めた排気ガスが排気ガス導入通路４８を経由して燃料タンク１０内に導入される。
【００４９】
〔本実施例の効果〕
本実施例によれば、ＥＣＵ４４は、エンジン１２が停止した後に排気シャッタ１６によりマフラー１４を閉塞してマフラー１４内に排気ガスを貯めた後、マフラー１４内に貯めた排気ガスが排気ガス導入通路４８を経由して燃料タンク１０内に導入されるように制御する。このように、酸素濃度が低く、不活性な排気ガスが燃料タンク１０内に導入されるので、燃料が燃料タンク１０内で長期間保管されても劣化（酸化）の進行が抑えられる。そして、マフラー１４内に貯めた排気ガスを燃料タンク１０内に導入するので、別途排気ガスを貯めるためのタンクなどが不要になる。また、排気ガスはマフラー１４内で冷却されるので、排気ガスを冷却する装置が不要になる。そのため、コストを低減しつつ燃料タンク１０内の燃料の劣化を抑制することができる。
【００５０】
また、ＥＣＵ４４は、排気温センサ３０により検出されたマフラー１４内に貯めた排気ガスの温度に基づき排気ガスを燃料タンク１０内に導入する時機（タイミング）を制御する。これにより、排気ガスの温度を確実に低下させた後に、排気ガスを燃料タンク１０内に導入することができる。そのため、燃料タンク１０内にてベーパの発生を抑制できる。
【００５１】
また、エンジン１２を停止状態のまま強制的にクランキングさせてマフラー１４内に大気を導入することにより、マフラー１４内に貯めた排気ガスが排気ガス導入通路４８を経由して燃料タンク１０内に導入される。そのため、マフラー１４内に大気を導入するためのポンプなどが不要になる。したがって、さらなるコストの低減を図ることができる。
【００５２】
また、マフラー１４の上流側（エンジン１２側）に設けられるエキゾーストマニホールド（不図示）内に大気が導入されるので、次回の冷間始動時に触媒コンバータ２０にて未燃ガスの触媒反応が促進され、排気ガスの浄化性能が向上し、ＨＣ排出量（車両外部への炭化水素の排出量）を低減できる。なお、冷間始動時とは、例えば冷却水温が所定値未満となった低温状態でのエンジン１２の始動時である。
【００５３】
また、マフラー１４内に貯めた排気ガスを、ＡＩシステムにおける既存のポンプ６０を使用して燃料タンク１０内に導入してもよい。これにより、マフラー１４に大気を導入するために別途ポンプを設ける必要がない。そのため、さらなるコストの低減を図ることができる。そして、このようにマフラー１４内に貯めた排気ガスをＡＩシステムにおける既存のポンプ６０を使用して燃料タンク１０内に導入したときも、次回の冷間始動時に触媒コンバータ２０にて未燃ガスの触媒反応が促進され、排気ガスの浄化性能が向上し、ＨＣ排出量を低減できる。
【００５４】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【００５５】
本発明は排気ガスを冷却する装置を必要としないが、例えば、特開２００７−３０３４２５号公報に開示されているような排気熱回収装置など、排気ガスを冷却する装置が設けられたシステムにも適用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 内燃機関システム
１０ 燃料タンク
１２ エンジン
１４ マフラー
１６ 排気シャッタ
１８ ＭＧ
２０ 触媒コンバータ
２６ 第１のＯ2センサ
２８ 第２のＯ2センサ
３０ 排気温センサ
３２ 第１逆止弁
３４ 第２逆止弁
３８ 第１圧力センサ
４０ 第２圧力センサ
４４ ＥＣＵ
４８ 排気ガス導入通路
５６ ポンプ
５８ パージ通路
６０ ポンプ
６４ 通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクとエンジンとマフラーなどを有する内燃機関システムおよび内燃機関システムの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料の消費が少ないＨＶ（ハイブリット車両）、ＰＨＶ（プラグハイブリット車両）では、燃料の消費スピードが遅くなり、燃料が燃料タンク内で長期間保管されて劣化（酸化）するおそれがある。特に、アルコールを含む燃料（ガソリン）は劣化し易い。そして、燃料が劣化すると、燃料が接触する樹脂製部品やゴム製部品の劣化、燃料が接触する金属部分の腐食などが生じてしまう。また、金属部分の腐食により生じた酸化生成物が、電極、接点に付着して導通不良を起こしたり、フィルタに詰まってしまうことなどが懸念される。
【０００３】
そこで、第１の従来技術として、燃料タンク内に外部の高圧窒素ボンベから窒素ガス等の不活性ガスを充填する技術が存在する。しかし、この第１の従来技術は、定期的に高圧窒素ボンベ内に窒素ガスを再充填するための設備が別途必要になり、コストが増大する。また、車両において、高圧窒素ボンベを搭載するスペースが別途必要になってしまう。さらに、車両に高圧窒素ボンベを搭載する安全性も問題となってしまう。
【０００４】
また、第２の従来技術として、エンジンからの排気ガスをクーラーで冷却して一旦貯留タンク内に貯留し、ポンプにより貯留タンクから燃料タンク内に排気ガスを充填する技術が存在する。しかし、この第２の従来技術は、クーラーや貯留タンクやポンプなどの構成物が多くなり、コストが増大してしまう。また、これらの構成物の車両における搭載場所の確保が必要になり車両の制約を受けてしまう。
【０００５】
ここで、特許文献１では、排気ガスを燃料タンクに導入することで燃料の酸化を抑えるシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１９３６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のシステムでは、エンジンの駆動中に排気ガスを燃料タンク内に導入するので、高温の排気ガスが燃料タンク内に導入される。そして、このように高温の排気ガスが燃料タンク内に導入されると、燃料タンク内でベーパ（蒸発燃料）の発生が促進されるので好ましくない。そこで、燃料タンク内でベーパの発生を抑制するためには、高温の排気ガスを冷却するための冷却デバイスが別途必要になる。そのため、コストが増大し、配置スペースの確保が必要となる。
【０００８】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、コストを低減しつつ燃料タンク内の燃料の劣化を抑制する内燃機関システムおよび内燃機関システムの制御方法を提供すること、を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、エンジンに供給する燃料を貯留する燃料タンクと、前記エンジンから排気ガスが排出される排気通路とを有する内燃機関システムにおいて、前記排気通路を閉塞する閉塞手段と、前記排気通路と前記燃料タンクとの間を接続する排気ガス導入通路と、前記エンジンが停止した後に前記閉塞手段により前記排気通路を閉塞して前記排気通路内に前記排気ガスを貯めた後、前記排気通路内に貯めた前記排気ガスが前記排気ガス導入通路を経由して前記燃料タンク内に導入されるように制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
この態様によれば、制御部は、エンジンが停止した後に閉塞手段により排気通路を閉塞して排気通路内に排気ガスを貯めた後、排気通路内に貯めた排気ガスが排気ガス導入通路を経由して燃料タンク内に導入されるように制御する。このように、酸素濃度の低い排気ガスが燃料タンク内に導入されるので、燃料が燃料タンク内で長期間保管されても劣化（酸化）の進行が抑えられる。そして、排気通路内に貯めた排気ガスを燃料タンク内に導入するので、別途排気ガスを貯めるためのタンクなどが不要になる。また、排気ガスは排気通路内で冷却されるので、排気ガスを冷却する装置が不要になる。そのため、コストを低減しつつ燃料タンク内の燃料の劣化を抑制することができる。
【００１１】
上記の態様においては、前記排気ガスの温度を検出する排気温センサを有し、前記制御部は、前記排気温センサにより検出された前記排気通路内に貯めた前記排気ガスの温度に基づき前記排気ガスを前記燃料タンク内に導入する時機を制御すること、が好ましい。
【００１２】
この態様によれば、制御部は、排気温センサにより検出された排気通路内に貯めた排気ガスの温度に基づき排気ガスを燃料タンク内に導入する時機を制御する。これにより、排気ガスの温度を確実に低下させた後に排気ガスを燃料タンク内に導入することができる。そのため、燃料タンク内にてベーパの発生を抑制できる。
【００１３】
上記の態様においては、前記制御部は、前記エンジンを始動させずにクランキングさせて前記排気通路に大気を導入することにより、前記排気通路内に貯めた前記排気ガスが前記排気ガス導入通路を経由して前記燃料タンク内に導入されるように制御すること、が好ましい。
【００１４】
この態様によれば、エンジンを始動させずに電動機等で強制的にクランキングさせて排気通路に大気を導入することにより、排気通路内に貯めた排気ガスが排気ガス導入通路を経由して燃料タンク内に導入される。そのため、排気通路に大気を導入するためのポンプなどが不要になる。したがって、さらなるコストの低減を図ることができる。
【００１５】
また、エンジンのエキゾーストマニホールド内に大気が導入されるので、次回の冷間始動時に触媒コンバータにて未燃ガスの触媒反応が促進され、排気ガスの浄化性能が向上する。なお、冷間始動時とは、例えば内燃機関の冷却水温が所定値未満となった低温状態での始動時である。
【００１６】
上記の態様においては、前記排気ガスを浄化する触媒コンバータと、前記排気通路における前記エンジンと前記触媒コンバータとの間に接続されるポンプと、を有し、前記制御部は、前記ポンプを駆動させて前記排気通路に大気を導入することにより、前記排気通路内に貯めた前記排気ガスが前記排気ガス導入通路を経由して前記燃料タンク内に導入されるように制御すること、が好ましい。
【００１７】
この態様によれば、排気ガスを浄化する触媒コンバータと、排気通路におけるエンジンと触媒コンバータとの間に接続されるポンプとを有する。そして、制御部は、ポンプを駆動させて排気通路に大気を導入することにより、排気通路内に貯めた排気ガスが排気ガス導入通路を経由して燃料タンク内に導入されるように制御する。このように、例えば、既存の二次エア供給装置を使用して、排気通路内に貯めた排気ガスを燃料タンク内に導入する。そのため、排気通路に大気を導入するために別途ポンプを設ける必要がない。したがって、さらなるコストの低減を図ることができる。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた本発明の他の態様は、エンジンに供給する燃料を貯留する燃料タンクと、前記エンジンから排気ガスが排出される排気通路とを有する内燃機関システムの制御方法において、前記内燃機関システムは、前記排気通路を閉塞する閉塞手段と、前記排気通路と前記燃料タンクとの間を接続する排気ガス導入通路と、を有し、前記エンジンが停止した後に前記閉塞手段により前記排気通路を閉塞して前記排気通路内に前記排気ガスを貯めた後、前記排気通路内に貯めた前記排気ガスが前記排気ガス導入通路を経由して前記燃料タンク内に導入されるように制御すること、を特徴とする。
【００１９】
この態様によれば、エンジンが停止した後に閉塞手段により排気通路を閉塞して排気通路内に排気ガスを貯めた後、排気通路内に貯めた排気ガスが排気ガス導入通路を経由して燃料タンク内に導入されるように制御する。このように、酸素濃度の低い排気ガスが燃料タンク内に導入されるので、燃料が燃料タンク内で長期間保管されても劣化（酸化）の進行が抑えられる。そして、排気通路内に貯めた排気ガスを燃料タンク内に導入するので、別途排気ガスを貯めるためのタンクなどが不要になる。また、排気ガスは排気通路内で冷却されるので、排気ガスを冷却する装置が不要になる。そのため、コストを低減しつつ燃料タンク内の燃料の劣化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る内燃機関システムおよび内燃機関システムの制御方法によれば、コストを低減しつつ燃料タンク内の燃料の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】内燃機関システムの構成図であり、エンジン運転時の状態を示す図である。
【図２】内燃機関システムの制御方法についてのフローチャート図である。
【図３】エンジン停止後の内燃機関システムを示す図である。
【図４】変形例において、エンジン停止後の内燃機関システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２３】
〔内燃機関システムの構成について〕
まず、本実施例の内燃機関システム１の構成を説明する。ここで、図１は内燃機関システム１の構成図である。図１に示すように、内燃機関システム１は、燃料タンク１０、エンジン１２、マフラー１４、排気シャッタ１６、ＭＧ（モータジェネレータ）１８、触媒コンバータ２０、排気フィルタ２２、キャニスタ２４、第１のＯ2センサ２６、第２のＯ2センサ２８、排気温センサ３０、第１逆止弁３２、第２逆止弁３４、第３逆止弁３６、第１圧力センサ３８、第２圧力センサ４０、ＶＳＶ４２、ＥＣＵ４４などを有している。また、内燃機関システム１は、通路４６、排気ガス導入通路４８、通路５２、燃料供給通路５４を有する。なお、ＭＧ１８の代わりにスタータとしてもよいが、以下の説明ではＭＧ１８を例に挙げて説明する。
【００２４】
燃料タンク１０は、エンジン１２に供給する燃料を貯留するための手段である。そして、燃料タンク１０に貯留された燃料は、ポンプ５６により燃料供給通路５４を通ってエンジン１２に供給される。なお、燃料供給通路５４には、燃料内の不純物を除去する燃料フィルタ（不図示）が設けられている。
【００２５】
マフラー１４は、エンジン１２から排気ガスが排出される通路である。排気シャッタ１６は、マフラー１４において排気ガス導入通路４８との分岐部分よりも排気ガスの流れ方向の下流側の位置に設けられている。この排気シャッタ１６は、マフラー１４の内部を閉塞したり開放したりする。なお、マフラー１４は本発明における「排気通路」の一例であり、排気シャッタ１６は本発明における「閉塞手段」の一例である。
【００２６】
ＭＧ１８は、ＨＶ（ハイブリット車両）やＰＨＶ（プラグインハイブリット車両）に搭載されるモータジェネレータであり、エンジン１２と動力結合される。触媒コンバータ２０は、マフラー１４上に設けられている。この触媒コンバータ２０は、内部に触媒を備えており、排気ガス中の有害成分を還元・酸化によって浄化する。
【００２７】
排気フィルタ２２は、燃料タンク１０とマフラー１４との間を接続する排気ガス導入通路４８上に設けられている。この排気フィルタ２２は、排気ガス中のカーボンを除去する。キャニスタ２４は、燃料タンク１０に接続する通路５２上に設けられている。このキャニスタ２４は、吸着材を備えており、当該吸着材によりベーパ（蒸発燃料）を吸着する。
【００２８】
第１のＯ2センサ２６と第２のＯ2センサ２８は、マフラー１４上において触媒コンバータ２０を挟んで設けられている。排気温センサ３０は、マフラー１４上において第２のＯ2センサ２８に対して排気ガスの流れ方向の下流側の位置に設けられている。この排気温センサ３０は、排気ガスの温度を検出する。
【００２９】
第１逆止弁３２は、マフラー１４と燃料タンク１０との間を接続する排気ガス導入通路４８上において、マフラー１４と第１圧力センサ３８との間に設けられている。この第１逆止弁３２の開弁時には、マフラー１４から排気ガスを排気フィルタ２２側に流すことができるようになる。なお、この第１逆止弁３２により高温の排気ガスが燃料タンク１０内に導入されることを確実に防止するため、第１逆止弁３２は電磁弁であることが望ましい。また、この第１逆止弁３２により、マフラー１４から排気ガスを排気フィルタ２２側に流すことが制御されるため、排気フィルタ２２が目詰まりすることを防止できる。
【００３０】
第２逆止弁３４は、排気ガス導入通路４８上において排気フィルタ２２と燃料タンク１０との間に設けられている。この第２逆止弁３４の開弁時には、排気フィルタ２２を通過した排気ガスを燃料タンク１０の内部に流すことができるようになる。また、この第２逆止弁３４は、燃料タンク１０内のベーパが排気フィルタ２２側に流れ込むことを防止している。さらに、この第２逆止弁３４は、前記の第１逆止弁３２とともに、高温の排気ガスが燃料タンク１０内に導入されることを防止している。
【００３１】
第３逆止弁３６は、通路５２上に設けられている。この第３逆止弁３６の開弁時には、燃料タンク１０から大気とベーパをキャニスタ２４に流すことができるようになる。
【００３２】
第１圧力センサ３８は、排気ガス導入通路４８上において、第１逆止弁３２と排気フィルタ２２との間の位置に設けられている。第２圧力センサ４０は、燃料タンク１０に設けられている。この第２圧力センサ４０は、燃料タンク１０の内部の大気とベーパなどからなる気相部の圧力を検出する。
【００３３】
ＶＳＶ（バキューム・スイッチング・バルブ）４２は、開閉弁であり、キャニスタ２４と通路４６を接続するパージ通路５８に設けられている。このＶＳＶ４２は、エンジン１２の運転時に開弁してパージ通路５８を開く。なお、通路４６は、エンジン１２に大気を送るための流路である。
【００３４】
ＥＣＵ４４は、内燃機関システム１の各種制御を行う制御部である。このＥＣＵ４４は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要な制御プログラムやデータ等が記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時的に記憶されるＲＡＭや不揮発性メモリ等からなるメモリ、外部との間で信号を入・出力するためのポート等を備えて構成されている。ＥＣＵ４４のポートには、前記の排気シャッタ１６、ＭＧ１８、第１のＯ2センサ２６、第２のＯ2センサ２８、排気温センサ３０、第１逆止弁３２、第２逆止弁３４、第３逆止弁３６、第１圧力センサ３８、第２圧力センサ４０、ＶＳＶ４２などが接続されている。
【００３５】
〔内燃機関システムの制御方法について〕
次に、このような構成の内燃機関システム１の制御方法として、燃料タンク１０内の燃料の劣化を抑制するための制御方法を説明する。ここで、図２は内燃機関システム１の制御方法についてのフローチャート図である。なお、以下に説明する内燃機関システム１の制御方法は、ＥＣＵ４４により内燃機関システム１を制御することにより実行される。
【００３６】
図２に示すように、まず、運転者の操作（代表的には、イグニッションキーのオフ操作）に応答して、ＥＣＵ４４がエンジン１２の運転を停止する指示を受ける（ステップＳ１）。すると、第２のＯ2センサ２８によるマフラー１４内の酸素濃度の検出結果より、触媒コンバータ２０による浄化後の排気ガスの状態が良いかを判断する（ステップＳ２）。ここで、「排気ガスの状態が良いか」とは、すなわち、燃料タンク１０内に排気ガスを不活性ガスとして導入するに際し排気ガス中の酸素濃度が適切か（酸素濃度が所定の濃度より低いか）、ということである。そして、排気ガスの状態が良くない場合は、さらに、エンジン１２の運転を継続させて（ステップＳ３）、ステップＳ２に戻る。一方、排気の状態が良い場合は、エンジン１２を停止させる（ステップＳ４）。
【００３７】
そして、ステップＳ４にてエンジンを停止させると、マフラー１４内の排気シャッタ１６を閉じる（ステップＳ５）。これにより、マフラー１４内の排気ガスは、外部に排出されずに、マフラー１４内に貯められることになる。なお、このとき、第１逆止弁３２を閉弁しているため、マフラー１４内の排気ガスは燃料タンク１０内へ導入されず、マフラー１４内に貯められたままとなっている。
【００３８】
次に、車両を待機状態（エンジン１２の停止を維持した状態）にすると、マフラー１４内に貯められた排気ガスが時間の経過とともに冷却していく（ステップＳ６）。
【００３９】
そして、マフラー１４内に貯めた排気ガスの温度についての排気温センサ３０による検出結果をもとに、マフラー１４内に貯められた排気ガスの温度が所定の温度以下になったか否かを判断する（ステップＳ７）。ここで「所定の温度」は、様々な条件によって変化する温度であるが、一例として１００℃とすることが考えられる。そして、排気ガスの温度が所定の温度よりも高い場合には、ステップＳ６に戻る。一方、排気ガスの温度が所定の温度以下になっている場合には、排気シャッタ１６が確実に閉じられているかを確認する（ステップＳ８）。そして、排気シャッタ１６が閉じられていない場合には、排気シャッタ１６を閉じて（ステップＳ９）、ステップＳ８に戻る。一方、排気シャッタ１６が閉じられている場合には、通路４６上に設けられたスロットルバルブ（不図示）を必要開度まで開弁する（ステップＳ１０）。
【００４０】
次に、エンジン１２を停止状態のまま（始動させずに）ＭＧ１８によりエンジン１２を強制的にクランキングさせる（ステップＳ１１）。すなわち、エンジン１２の停止状態を維持しながら、ＭＧ１８の力により、強制的にエンジン１２のクランクシャフト（不図示）を回転させる。さらに詳細には、エンジン１２の燃焼室（不図示）内で燃料の燃焼が行われないようにしながら強制的にクランクシャフトを回転させることにより、エンジン１２をポンプ作動させて新気（大気）を吸入し、マフラー１４内に排気ガスではなく新気を導入する。なお、エンジン１２の燃焼室内で燃料の燃焼が行われないようにするために、具体的に、例えば、燃料噴射を行わない。なお、ＭＧ１８の代わりにスタータ（不図示）を回転させることにより、エンジン１２のクランクシャフトを回転させてもよい。
【００４１】
すると、図３に示すように新気（大気）がマフラー１４内に導入されて、マフラー１４内の排気ガスが排気ガス導入通路４８側に押し出される（ステップＳ１２）。これにより、排気ガス導入通路４８と排気フィルタ２２とを介して排気ガスが燃料タンク１０内に導入される（ステップＳ１３）。このとき、第１圧力センサ３８および第２圧力センサ４０で測定される圧力値が所定の範囲内にあるか否かを確認する（ステップＳ１４）。ここで、第１圧力センサ３８および第２圧力センサ４０で測定される圧力値が所定の範囲内よりも低いと確認された場合には、マフラー１４や排気ガス導入通路４８などのいずれかの場所で排気ガスが漏れているものと考えられる。また、第１圧力センサ３８で測定される圧力値が所定の範囲内よりも高いと確認された場合には、排気フィルタ２２が目詰まりしているものと考えられる。さらに、第２圧力センサ４０で測定される圧力値が所定の範囲内よりも高いと確認された場合には、キャニスタ２４や通路５２などのいずれかの場所で目詰まりしているものと考えられる。
【００４２】
そして、第１圧力センサ３８および第２圧力センサ４０で測定される圧力値が所定の範囲内にないと確認された場合には、警告灯を表示させる（ステップＳ１５）。一方、第１圧力センサ３８および第２圧力センサ４０で測定される圧力値が所定の範囲内にあると確認された場合には、必要な回数分クランキングした後にクランキングを停止し（ステップＳ１６）、スロットルバルブを閉弁する（ステップＳ１７）。以上のようにして、内燃機関システム１を制御する。
【００４３】
また、ステップＳ１６において必要な回数分クランキングした後にクランキングを停止するが、これに限定されず、例えば、第２のＯ2センサ２８により新気（大気）がマフラー１４内に流れ込んだことを検知したときにクランキングを停止する、としてもよい。
【００４４】
また、本実施例の内燃機関システム１の制御方法は、例えば、給油時にエンジン１２の運転を停止してフューエルキャップ（不図示）が開閉されたことをセンサ（不図示）などで検知したときに、実行されるようにしてもよい。あるいは、本実施例の内燃機関システム１の制御方法は、例えば、燃料タンク１０内の燃料が所定量減少したことをセンサ（不図示）などで検知したときであってエンジン１２の運転を停止したときに、実行されるようにしてもよい。
【００４５】
このように内燃機関システム１は、マフラー１４の容量を有効活用している。すなわち、エンジン１２の運転の停止後にマフラー１４の内部に酸素濃度の低い排気ガスを一旦貯めて、当該排気ガスを所定の温度以下まで冷却する。そして、全ての逆止弁を開弁した状態でＭＧ１８によりエンジン１２を強制的にクランキングさせてマフラー１４の内部に貯めた排気ガスを排気ガス導入通路４８側に押し出すことにより、排気ガスを排気フィルタ２２で濾過しながら燃料タンク１０の内部に導入する。そして、燃料タンク１０の内部に導入した排気ガスを、燃料タンク１０の内部の気相部の大気の全部または一部と置換する。なお、燃料タンク１０の内部に導入する排気ガスは、第２のＯ2センサ２８により酸素濃度を管理することにより、確実に不活性ガスとして作用する。これにより、燃料タンク１０の内部の燃料の劣化が抑制される。また、排気ガスを冷却した後に燃料タンク１０に導入するので、燃料タンク１０の内部でベーパがさらに発生することを抑制できる。
【００４６】
また、排気ガスを貯めて冷却するためのスペースとして、従来から既存のマフラー１４を利用している。そのため、排気ガスを貯めて冷却するための構成部品が不要になる。さらに、クランキングさせる動力として、従来から既存のＭＧ１８やスタータの動力を利用している。すなわち、エンジン１２とＭＧ１８との組み合わせにより、ポンプの役割を実現している。このように、従来から既存の構成物を利用しているので、追加すべき構成部品を極力少なくすることができる。そのため、コストを低減できる。
【００４７】
また、変形例として、図４に示すような内燃機関システム２も考えられる。内燃機関システム２は、図４に示すように、ポンプ６０とエアクリーナ６２と通路６４とを備えるＡＩ（エアインジェクション）システムと言われる、二次エア供給装置を有している。通路６４は、エンジン１２と触媒コンバータ２０との間、詳細にはエンジン１２と第１のＯ2センサ２６との間にて、マフラー１４に接続している。そして、この通路６４にマフラー１４側から順にポンプ６０、エアクリーナ６２が設けられている。このようにして、ポンプ６０は、エンジン１２と触媒コンバータ２０との間のマフラー１４に接続されている。
【００４８】
このような内燃機関システム２は、ＥＣＵ４４により、エンジン１２の停止時に、ＭＧ１８によるクランキングに代えて、ポンプ６０を所定時間駆動させてエアクリーナ６２で浄化した新気（大気）を通路６４を介してマフラー１４に導入するように制御する。そして、これにより、マフラー１４内に貯めた排気ガスが排気ガス導入通路４８を経由して燃料タンク１０内に導入される。
【００４９】
〔本実施例の効果〕
本実施例によれば、ＥＣＵ４４は、エンジン１２が停止した後に排気シャッタ１６によりマフラー１４を閉塞してマフラー１４内に排気ガスを貯めた後、マフラー１４内に貯めた排気ガスが排気ガス導入通路４８を経由して燃料タンク１０内に導入されるように制御する。このように、酸素濃度が低く、不活性な排気ガスが燃料タンク１０内に導入されるので、燃料が燃料タンク１０内で長期間保管されても劣化（酸化）の進行が抑えられる。そして、マフラー１４内に貯めた排気ガスを燃料タンク１０内に導入するので、別途排気ガスを貯めるためのタンクなどが不要になる。また、排気ガスはマフラー１４内で冷却されるので、排気ガスを冷却する装置が不要になる。そのため、コストを低減しつつ燃料タンク１０内の燃料の劣化を抑制することができる。
【００５０】
また、ＥＣＵ４４は、排気温センサ３０により検出されたマフラー１４内に貯めた排気ガスの温度に基づき排気ガスを燃料タンク１０内に導入する時機（タイミング）を制御する。これにより、排気ガスの温度を確実に低下させた後に、排気ガスを燃料タンク１０内に導入することができる。そのため、燃料タンク１０内にてベーパの発生を抑制できる。
【００５１】
また、エンジン１２を停止状態のまま強制的にクランキングさせてマフラー１４内に大気を導入することにより、マフラー１４内に貯めた排気ガスが排気ガス導入通路４８を経由して燃料タンク１０内に導入される。そのため、マフラー１４内に大気を導入するためのポンプなどが不要になる。したがって、さらなるコストの低減を図ることができる。
【００５２】
また、マフラー１４の上流側（エンジン１２側）に設けられるエキゾーストマニホールド（不図示）内に大気が導入されるので、次回の冷間始動時に触媒コンバータ２０にて未燃ガスの触媒反応が促進され、排気ガスの浄化性能が向上し、ＨＣ排出量（車両外部への炭化水素の排出量）を低減できる。なお、冷間始動時とは、例えば冷却水温が所定値未満となった低温状態でのエンジン１２の始動時である。
【００５３】
また、マフラー１４内に貯めた排気ガスを、ＡＩシステムにおける既存のポンプ６０を使用して燃料タンク１０内に導入してもよい。これにより、マフラー１４に大気を導入するために別途ポンプを設ける必要がない。そのため、さらなるコストの低減を図ることができる。そして、このようにマフラー１４内に貯めた排気ガスをＡＩシステムにおける既存のポンプ６０を使用して燃料タンク１０内に導入したときも、次回の冷間始動時に触媒コンバータ２０にて未燃ガスの触媒反応が促進され、排気ガスの浄化性能が向上し、ＨＣ排出量を低減できる。
【００５４】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【００５５】
本発明は排気ガスを冷却する装置を必要としないが、例えば、特開２００７−３０３４２５号公報に開示されているような排気熱回収装置など、排気ガスを冷却する装置が設けられたシステムにも適用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 内燃機関システム
１０ 燃料タンク
１２ エンジン
１４ マフラー
１６ 排気シャッタ
１８ ＭＧ
２０ 触媒コンバータ
２６ 第１のＯ2センサ
２８ 第２のＯ2センサ
３０ 排気温センサ
３２ 第１逆止弁
３４ 第２逆止弁
３８ 第１圧力センサ
４０ 第２圧力センサ
４４ ＥＣＵ
４８ 排気ガス導入通路
５６ ポンプ
５８ パージ通路
６０ ポンプ
６４ 通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに供給する燃料を貯留する燃料タンクと、前記エンジンから排気ガスが排出される排気通路とを有する内燃機関システムにおいて、
前記排気通路を閉塞する閉塞手段と、
前記排気通路と前記燃料タンクとの間を接続する排気ガス導入通路と、
前記エンジンが停止した後に前記閉塞手段により前記排気通路を閉塞して前記排気通路内に前記排気ガスを貯めた後、前記排気通路内に貯めた前記排気ガスが前記排気ガス導入通路を経由して前記燃料タンク内に導入されるように制御する制御部と、
を有することを特徴とする内燃機関システム。
【請求項２】
請求項１の内燃機関システムにおいて、
前記排気ガスの温度を検出する排気温センサを有し、
前記制御部は、前記排気温センサにより検出された前記排気通路内に貯めた前記排気ガスの温度に基づき前記排気ガスを前記燃料タンク内に導入する時機を制御すること、
を特徴とする内燃機関システム。
【請求項３】
請求項１または２の内燃機関システムにおいて、
前記制御部は、前記エンジンを始動させずにクランキングさせて前記排気通路に大気を導入することにより、前記排気通路内に貯めた前記排気ガスが前記排気ガス導入通路を経由して前記燃料タンク内に導入されるように制御すること、
を特徴とする内燃機関システム。
【請求項４】
請求項１または２の内燃機関システムにおいて、
前記排気ガスを浄化する触媒コンバータと、
前記排気通路における前記エンジンと前記触媒コンバータとの間に接続されるポンプと、を有し、
前記制御部は、前記ポンプを駆動させて前記排気通路に大気を導入することにより、前記排気通路内に貯めた前記排気ガスが前記排気ガス導入通路を経由して前記燃料タンク内に導入されるように制御すること、
を特徴とする内燃機関システム。
【請求項５】
エンジンに供給する燃料を貯留する燃料タンクと、前記エンジンから排気ガスが排出される排気通路とを有する内燃機関システムの制御方法において、
前記内燃機関システムは、前記排気通路を閉塞する閉塞手段と、前記排気通路と前記燃料タンクとの間を接続する排気ガス導入通路と、を有し、
前記エンジンが停止した後に前記閉塞手段により前記排気通路を閉塞して前記排気通路内に前記排気ガスを貯めた後、前記排気通路内に貯めた前記排気ガスが前記排気ガス導入通路を経由して前記燃料タンク内に導入されるように制御すること、
を特徴とする内燃機関システムの制御方法。
【請求項１】
エンジンに供給する燃料を貯留する燃料タンクと、前記エンジンから排気ガスが排出される排気通路とを有する内燃機関システムにおいて、
前記排気通路を閉塞する閉塞手段と、
前記排気通路と前記燃料タンクとの間を接続する排気ガス導入通路と、
前記エンジンが停止した後に前記閉塞手段により前記排気通路を閉塞して前記排気通路内に前記排気ガスを貯めた後、前記排気通路内に貯めた前記排気ガスが前記排気ガス導入通路を経由して前記燃料タンク内に導入されるように制御する制御部と、
を有することを特徴とする内燃機関システム。
【請求項２】
請求項１の内燃機関システムにおいて、
前記排気ガスの温度を検出する排気温センサを有し、
前記制御部は、前記排気温センサにより検出された前記排気通路内に貯めた前記排気ガスの温度に基づき前記排気ガスを前記燃料タンク内に導入する時機を制御すること、
を特徴とする内燃機関システム。
【請求項３】
請求項１または２の内燃機関システムにおいて、
前記制御部は、前記エンジンを始動させずにクランキングさせて前記排気通路に大気を導入することにより、前記排気通路内に貯めた前記排気ガスが前記排気ガス導入通路を経由して前記燃料タンク内に導入されるように制御すること、
を特徴とする内燃機関システム。
【請求項４】
請求項１または２の内燃機関システムにおいて、
前記排気ガスを浄化する触媒コンバータと、
前記排気通路における前記エンジンと前記触媒コンバータとの間に接続されるポンプと、を有し、
前記制御部は、前記ポンプを駆動させて前記排気通路に大気を導入することにより、前記排気通路内に貯めた前記排気ガスが前記排気ガス導入通路を経由して前記燃料タンク内に導入されるように制御すること、
を特徴とする内燃機関システム。
【請求項５】
エンジンに供給する燃料を貯留する燃料タンクと、前記エンジンから排気ガスが排出される排気通路とを有する内燃機関システムの制御方法において、
前記内燃機関システムは、前記排気通路を閉塞する閉塞手段と、前記排気通路と前記燃料タンクとの間を接続する排気ガス導入通路と、を有し、
前記エンジンが停止した後に前記閉塞手段により前記排気通路を閉塞して前記排気通路内に前記排気ガスを貯めた後、前記排気通路内に貯めた前記排気ガスが前記排気ガス導入通路を経由して前記燃料タンク内に導入されるように制御すること、
を特徴とする内燃機関システムの制御方法。
【図２】
【図１】
【図３】
【図４】
【図１】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１０７４６５（Ｐ２０１３−１０７４６５Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５３０３８（Ｐ２０１１−２５３０３８）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００１１６５７４）愛三工業株式会社 (1,018)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００１１６５７４）愛三工業株式会社 (1,018)
【Ｆターム（参考）】
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