燃料蒸気圧計測システム
【課題】内燃機関の運転状態に影響されず常に安定して噴射燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる燃料蒸気圧計測システムを提供すること。
【解決手段】エンジン１１に燃料を供給する燃料供給システム１０において、インジェクタ１２に燃料を分配供給するデリバリパイプ２３と、燃料ポンプ２１により燃料タンク２０から送出された燃料をデリバリパイプ２３に供給する燃料供給管２２と、デリバリパイプ２３に供給された燃料の一部を燃料タンク２０に還流させる燃料還流管２４と、燃料還流管２４に設けられ、管内の燃料の圧力を所定圧に調整するプレッシャレギュレータ２８と、デリバリパイプ２３に供給される燃料の蒸気圧を計測する燃料蒸気圧計測装置４０とを備え、プレッシャレギュレータ２８により調圧された燃料が流れる配管から分岐した分岐配管２５にプレッシャレギュレータ２８に対して並列配置されている。
【解決手段】エンジン１１に燃料を供給する燃料供給システム１０において、インジェクタ１２に燃料を分配供給するデリバリパイプ２３と、燃料ポンプ２１により燃料タンク２０から送出された燃料をデリバリパイプ２３に供給する燃料供給管２２と、デリバリパイプ２３に供給された燃料の一部を燃料タンク２０に還流させる燃料還流管２４と、燃料還流管２４に設けられ、管内の燃料の圧力を所定圧に調整するプレッシャレギュレータ２８と、デリバリパイプ２３に供給される燃料の蒸気圧を計測する燃料蒸気圧計測装置４０とを備え、プレッシャレギュレータ２８により調圧された燃料が流れる配管から分岐した分岐配管２５にプレッシャレギュレータ２８に対して並列配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の蒸気圧を計測する蒸気圧計測システムに関する。より詳細には、内燃機関に供給される燃料の蒸気圧を計測する蒸気圧計測システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、内燃機関用の燃料として、主にガソリンが使用されているが、市販されている燃料（ガソリン）の性状は必ずしも一定ではない。このため、燃料の蒸気圧にバラツキがある。特に、仕向地が異なると、燃料性状が異なる場合が多く、燃料の蒸気圧にバラツキが生じやすい。そして、燃料の蒸気圧の変化は、燃料の燃焼性へ影響を与えてしまうおそれがある。このため、現状では、仕向地ごとに内燃機関の適合が行われている。
【０００３】
ところが、燃料の蒸気圧は、燃料が酸化したり、燃料が蒸発したりすること等によっても変化してしまう。このため、仕向地ごとに内燃機関の適合を行っても、すべての内燃機関において、燃料の噴射量、噴射タイミング、点火時期等を最適に制御することは困難である。そして、燃料の蒸気圧のバラツキにより、燃料の噴射量、噴射タイミング、点火時期等が最適に制御されないと、特に、内燃機関の冷間時における始動性、エミッション性能、及びドライバビリティが悪化してしまう。
【０００４】
このように、すべての内燃機関において、燃料の噴射量、噴射タイミング、点火時期等を最適に制御するためには、燃料の蒸気圧（燃料性状）を計測する必要がある。そして、このような燃料性状を測定する装置として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。ここに記載されている装置は、チャンバーと被測定流体を噴出するノズルとで構成される水流ポンプと、チャンバー内の圧力を測定する圧力センサと、チャンバー内の燃料温度を検出する燃温センサと、該圧力センサと該燃温センサからの情報を受けて被測定液体の性状を算出する性状算出器とを備えている。そして、ノズルから被測定流体を噴出させることによりチャンバー内を負圧にし、燃料を気化させた時の圧力を測定することにより燃料の代表的な蒸気圧、つまり燃料性状を測定するようになっている。
【０００５】
また、燃料性状を測定する別の装置として、例えば、特許文献２に記載されたものがある。ここに記載されている装置では、燃料に接して燃料性状のパラメータを検出する燃料性状パラメータ検出手段と、検出された燃料性状パラメータから燃料性状を判定する燃料性状検出手段を具備し、燃料性状パラメータ検出手段がエンジンルーム内の燃料噴射弁近傍に配設されている。これにより、燃料噴射弁近傍の燃料の性状のパラメータが検出され、それにもとづき燃料性状が判定されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２２３７２３号公報
【特許文献２】特開平１１−１３５６８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、上記した前者の装置では、レギュレータから還流される燃料（インジェクタからの余剰燃料）を水流ポンプに供給しており、インジェクタでの燃料使用量（噴射量）が変動すると、水流ポンプへの燃料の供給流量及び圧力が変動してしまい、精度よく蒸気圧を算出することができないという問題があった。例えば、インジェクタからの余剰燃料が少なくなるような内燃機関の運転状態においては、蒸気圧を算出することができないのである。このため、精度よく蒸気圧を算出するためには、余剰燃料が多くなる運転状態においてのみ蒸気圧を計測する（測定タイミングを制限する）、あるいは燃料ポンプをサイズアップする等の対策が必要であった。
【０００８】
一方、上記した後者の装置で蒸気圧を計測するには、チャンバ内に燃料を所定量導入して、所定温度まで加熱器で燃料を加熱する必要があるため、蒸気圧を計測するまでに時間がかかってしまうという問題があった。そして、蒸気圧の計測に時間がかかるため、燃料噴射弁から噴射される噴射燃料と計測燃料との差異が生じてしまい、燃料噴射弁から噴射される噴射燃料の蒸気圧を正確に計測することができないおそれがあった。
【０００９】
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、内燃機関の運転状態に影響されず常に安定して噴射燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる燃料蒸気圧計測システム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】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた本発明は、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁へ供給される燃料の蒸気圧を計測する燃料蒸気圧計測システムにおいて、前記燃料噴射弁に燃料を分配供給する燃料分配管と、燃料ポンプにより燃料タンクから送出された燃料を前記燃料分配管に供給する燃料供給管と、前記燃料分配管に供給された燃料の一部を前記燃料タンクに還流させる燃料還流管と、前記燃料還流管に設けられ、管内の燃料の圧力を所定圧に調整する燃圧調整弁と、前記燃料分配管に供給される燃料の蒸気圧を計測する燃料蒸気圧計測手段とを備え、前記燃圧調整弁により調圧された燃料が流れる配管から分岐した分岐配管に、前記燃圧調整弁に対して並列配置されていることを特徴とする。
【００１１】
この燃料蒸気圧計測システムでは、燃料ポンプにより燃料タンクから燃料供給管を介して燃料分配管に供給される。そして、燃料分配管から燃料噴射弁に燃料が分配供給されて、燃料噴射弁から内燃機関に燃料が噴射供給される。このとき、燃料分配管に供給された燃料の一部が燃料還流管に分配されて燃料タンクに還流される。
ここで、燃料還流管には燃圧調整弁が設けられているため、燃圧調整弁よりも上流側の燃料配管（燃料供給管、燃料分配管、及び燃料還流管の一部）内の燃料の圧力は所定圧に調整されている。そして、燃料蒸気圧計測手段が、燃圧調整弁により調圧された燃料が流れる配管から分岐した分岐配管に燃圧調整弁に対して並列配置されている。つまり、燃料蒸気圧計測手段が一定圧力配管中に燃圧調整弁に対して並列配置されている。
【００１２】
なお、燃料蒸気圧計測手段は、アスピレータと、アスピレータ内の圧力を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段の検出結果に基づき燃料の蒸気圧を算出する蒸気圧算出手段とを備えていればよい。
このような燃料蒸気圧計測手段では、アスピレータで燃料が減圧気化され、蒸気圧が発生する。そして、アスピレータ内の圧力は、燃料の蒸気圧に基づき平衡状態となる。このとき、平衡状態におけるアスピレータ内の圧力が圧力検出手段で検知される。その後、蒸気圧算出手段により、圧力検出手段の検出結果に基づいて燃料の蒸気圧が算出される。なお、蒸気圧算出手段で算出される蒸気圧にはリード蒸気圧も含まれる。このように、燃料の蒸気圧が算出できるのは、アスピレータ内の圧力が蒸気圧（燃料性状）の違いに伴って変化するからである。このようにして、燃料蒸気圧計測手段で燃料の蒸気圧を計測することができる。
【００１３】
ここで、蒸気圧は温度の関数であるから、燃料の温度が安定していないと蒸気圧を正確に計測（算出）することができない。そこで、燃料蒸気圧計測手段は、アスピレータを通過する燃料の温度を検出する燃温検出手段をさらに備えていることが好ましい。このような燃温検出手段を設けることにより、気化する前（液体状態）の燃料の温度を検出することができるので、気化した燃料の温度を検出する場合に比べ、燃料温度を精度良く検出することができる。そして、蒸気圧算出手段で、正確に検出された燃料温度を用いて、圧力検出手段の検出結果に基づいて算出した燃料の蒸気圧を補正することができるため、蒸気圧を精度良く計測（算出）することができる。
【００１４】
そして、この燃料蒸気圧計測システムでは、燃料蒸気圧計測手段が一定圧力配管中に燃圧調整弁に対して並列配置されているため、燃料蒸気圧計測手段には常に安定した圧力の燃料が供給される。このため、燃料蒸気圧計測手段において、内燃機関の運転状態に影響されず常に安定して燃料噴射弁から噴射される噴射燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる。また、燃圧調整弁から還流される燃料はそのまま燃料タンクに戻るので燃圧調整弁の背圧が変化しないため、燃料の蒸気圧計測によって燃料噴射弁の噴射燃圧に悪影響を与えることがない。
【００１５】
本発明に係る燃料蒸気圧計測システムにおいては、前記燃圧調整弁を２つ備えており、第１の燃圧調整弁と第２の燃圧調整弁との間に前記分岐配管が接続されていることが望ましい。
【００１６】
このような構成により、第１の燃圧調整弁により燃料分配管に供給される燃料の圧力が所定圧に調整され、第２の燃圧調整弁により第１の燃圧調整弁から還流される燃料の圧力が所定圧に調整される。そして、第２の燃圧調整弁により常に所定圧に保たれた燃料が、燃料蒸気圧計測手段に供給される。このため、燃料蒸気圧計測手段において、内燃機関の運転状態に影響されず常に安定して噴射燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる。また、第２の燃圧調整弁が第１の燃圧調整弁の背圧を一定化させるため、燃料の蒸気圧計測によって燃料噴射弁の噴射燃圧に悪影響を与えることがない。
【００１７】
本発明に係る燃料蒸気圧計測システムにおいては、前記燃料蒸気圧計測手段への燃料供給を制御する燃料供給制御手段を備えていることが望ましい。
【００１８】
このような燃料供給制御手段を設けることにより、燃料の蒸気圧を計測するときにだけ燃料を燃料蒸気圧計測手段に供給することができる。これにより、燃料噴射弁からの噴射量（内燃機関の要求噴射量）が少ないときに燃料の蒸気圧の計測を行うことができ、燃料ポンプの流量をアップすることなく噴射燃料の蒸気圧を精度良く計測することができる。
また、内燃機関始動前に燃料の蒸気圧を計測する場合には、計測時に燃料蒸気圧計測手段へ燃料を供給し、内燃機関の始動時には燃料蒸気圧計測手段への燃料供給を停止することができるので、燃料噴射弁における必要な噴射燃圧を確保することができ、始動性を悪化させることがない。
【００１９】
本発明に係る燃料蒸気圧計測システムにおいては、前記燃料蒸気圧計測手段に供給される燃料を加熱する加熱手段を備えていることが望ましい。
【００２０】
このような加熱手段を設けることにより、燃料蒸気圧計測手段において、燃料の温度が低くて蒸気圧が低い状態（蒸気圧を精度良く計測することができない状態）で蒸気圧を計測することがなくなるため、噴射燃料の蒸気圧を常に精度良く計測することができる。
また、燃料蒸気圧計測手段に供給される燃料の温度を変化させることにより、複数点の蒸気圧を計測することができる。
【００２１】
なお、加熱手段は、電気ヒータ等であっても良いが、内燃機関の冷却水を利用することが好ましい。この場合には、冷却水配管を燃料蒸気圧計測手段の周辺に配置するとともに流量制御弁を設け、冷却水の流量を制御することにより温調するようにすればよい。
【００２２】
本発明に係る燃料蒸気圧計測システムにおいては、前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁までの間に燃料を攪拌混合する攪拌混合手段を備えていることが望ましい。
なお、攪拌混合手段は、燃料供給管に設ければよいが、燃料供給管の他、燃料フィルタや燃料分配管に設けてもよい。
【００２３】
このような攪拌混合手段を設けることにより、例えば給油後に急激に燃料性状が変わったような場合でも、燃料濃度のムラをなくすることができるため、燃料噴射弁から噴射される燃料と燃料蒸気圧計測手段に供給される燃料との差異をなくすことができる。その結果、燃料噴射弁から噴射される噴射燃料の蒸気圧を精度良く計測することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る燃料蒸気圧計測システムによれば、上記した通り、内燃機関の運転状態に影響されず常に安定して燃料噴射弁から噴射される噴射燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施の形態に係る燃料供給システムの概略を示す構成図である。
【図２】図１に示す燃料蒸気圧計測装置の概略を示す構成図である。
【図３】エンジンシステムの概略構成を示す図である。
【図４】燃料供給システムにおけるエンジン始動時における燃料供給制御の内容を示すフローチャートである。
【図５】燃料供給システムにおけるリード蒸気圧計測ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図６】アスピレータ内の流量と圧力との関係（フィード圧３００ｋＰａ）を示す図である。
【図７】リード蒸気圧（物性値）とアスピレータ内の圧力との関係を示す図である。
【図８】図７の結果より求めた３７．８℃における圧力を基準としたときの温度に対する変化割合（温度係数Ｃｔ）を示す図である。
【図９】燃料蒸気圧計測装置に温度センサを備えていない燃料供給システムにおけるリード蒸気圧計測ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態に係る燃料供給システムの概略を示す構成図である。
【図１１】第３の実施の形態に係る燃料供給システムの概略を示す構成図である。
【図１２】第３の実施の形態における１つの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の燃料蒸気圧計測システムを具体化した実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。以下に述べる各実施の形態は、本発明を自動車用４気筒エンジンの燃料供給システムに適用したものである。
【００２７】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態について説明する。そこで、第１の実施の形態に係る燃料供給システムについて、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、第１の実施の形態に係る燃料供給システムの概略を示す構成図である。図２は、図１に示す燃料蒸気圧計測装置の概略を示す構成図である。図３は、エンジンシステムの概略構成を示す図である。
【００２８】
燃料供給システム１０には、図１に示すように、エンジン１１と、４つのインジェクタ１２と、燃料タンク２０と、燃料ポンプ２１と、燃料供給管２２と、デリバリパイプ２３と、燃料還流管２４と、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３０とが備わっている。これにより、燃料供給システム１０では、ＥＣＵ３０の指令に基づき、燃料ポンプ２１から燃料タンク２０内の燃料が燃料供給管２２及びデリバリパイプ２３を介してインジェクタ１２に供給され、インジェクタ１２からエンジン１１に燃料が噴射供給されるとともに、デリバリパイプ２３に供給された燃料の一部が燃料還流管２４を介して燃料タンク２０に還流されるようになっている。
【００２９】
また、燃料供給システム１０には、燃料還流管２４から分岐する分岐配管２５と、分岐配管２５の途中に配置された燃料蒸気圧計測装置４０とが備わっている。これにより、燃料還流管２４を介して燃料タンク２０に還流される燃料の一部が分岐配管２５を介して燃料蒸気圧計測装置４０に供給されるようになっている。そして、燃料蒸気圧計測装置４０で燃料の蒸気圧が計測されるようになっている。なお、燃料蒸気圧計測装置４０による蒸気圧の計測の詳細については後述する。
【００３０】
ここで、エンジン１１は、図３に示すように、周知の構造を有するレシプロタイプのものである。そして、このエンジン１１は、吸気通路１３を通じて吸入される空気とインジェクタ１２から噴射される燃料との可燃混合気を、点火プラグ３５により着火して燃焼室で爆発・燃焼させ、その燃焼後の排気を排気通路１４を通じて排出させることにより、ピストン１５を動作させてクランクシャフト（不図示）を回転させ、動力を得るようになっている。また、エンジン１１には、水温センサ３３が設けられている。水温センサ３３は、エンジン１１の内部を流れる冷却水の温度（冷却水温）を検知し、その検出値に応じた電気信号を出力するものである。なお、水温センサ３３からの出力信号は、ＥＣＵ３０に入力されるようなっている。
【００３１】
吸気通路１３には、エアフローメータ３１、スロットルバルブ１６、およびサージタンク１７が設けられている。ここで、エアフローメータ３１は、吸気通路１３を通じてエンジン１１に吸入される空気量（吸気量）を検出し、その検出値に応じた電気信号を出力するものである。スロットルバルブ１６は、吸気通路１３を通じてエンジン１１に吸入される空気量（吸気量）を調節するために開閉されるものである。このバルブ１６は、運転席に設けられたアクセルペダル１８の操作に連動、より詳細には、アクセルペダル１８に設けられたアクセルポジションセンサ１９からの出力信号に応じて作動するようになっている。また、サージタンク１７には吸気圧センサ３２が設けられている。この吸気圧センサ３２は、スロットルバルブ１６より下流の吸気通路１３における吸気圧を検出し、その検出値に応じた電気信号を出力するものである。なお、エアフローメータ３１及び吸気圧センサ３２からの出力信号は、ＥＣＵ３０に入力されるようなっている。
【００３２】
インジェクタ１２は、エンジン１１における各気筒の吸気ポートに対して燃料を噴射するものである。インジェクタ１２には、燃料ポンプ２１から圧送された燃料が、燃料フィルタ２７を通過した後に燃料供給管２２を介して供給されるようになっている。このようにして供給された燃料は、ＥＣＵ３０からの指令に基づきインジェクタ１２が作動することにより、吸気ポートへ噴射され、空気との可燃混合気を形成して各気筒に取り込まれる。なお、インジェクタ１２に供給される燃料は、燃料還流管２４に設けられたプレッシャレギュレータ２８により所定圧（４００ｋＰａ程度）に調整されている。また、プレッシャレギュレータ２８により、燃料供給管２２、デリバリパイプ２３、及び燃料還流管２４の一部（プレッシャレギュレータ２８より上流側）が一定圧力配管となっている。
【００３３】
エンジン１１に設けられた点火プラグ３５は、イグナイタ３６から出力される高電圧を受けて点火動作をするものである。点火プラグ３５の点火時期は、ＥＣＵ３０の指令によって定まるイグナイタ３６による高電圧の出力タイミングにより決定される。
【００３４】
ＥＣＵ３０には、上記した他、クランク角センサ等の各種センサ類から出力される各種信号が入力されるようになっている。そして、ＥＣＵ３０は、これらの入力信号に基づきエンジン１１の運転状態を検出し、エンジン１１の運転状態に応じた燃料供給制御及び点火時期制御等を実行するために、燃料ポンプ２１、インジェクタ１２、及びイグナイタ３６をそれぞれ制御するようになっている。なお、燃料供給制御とは、エンジン１１の運転状態に応じて、燃料ポンプ２１の吐出量（ポンプモータの回転数）、およびインジェクタ１２から噴射される燃料量（燃料噴射量）とその噴射タイミングを制御することである。点火時期制御とは、エンジン１１の運転状態に応じてイグナイタ３６を制御することにより、点火プラグ３５による点火時期を制御することである。
【００３５】
ＥＣＵ３０は、周知の構成、すなわち中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部入力回路及び外部出力回路等を備えている。ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭと、外部入力回路及び外部出力回路等とをバスにより接続してなる論理演算回路を構成している。ＲＯＭは、エンジン制御に関する所定の制御プログラムを予め記憶している。ＲＡＭは、ＣＰＵの演算結果を一時記憶するものである。バックアップＲＡＭは、予め記憶したデータを保存するものである。ＣＰＵは、入力回路を介して入力される各種センサ等の検出値に基づき、所定の制御プログラムに従って各種制御等を実行するものである。
【００３６】
そして、分岐配管２５がデリバリパイプ２３とプレッシャレギュレータ２８との間（一定圧力配管）に接続されている。この分岐配管２５には、燃料蒸気圧計測装置４０が設けられている。燃料蒸気圧計測装置４０は、エンジン１１が搭載されている車両のエンジンルーム内でインジェクタ１２の近傍に配置されている。これにより、インジェクタ１２から噴射される噴射燃料と燃料蒸気圧計測装置４０で蒸気圧を計測する計測燃料との差異が生じないようになっている。そして、分岐配管２５の他端は、燃料タンク２０に接続されている。これにより、燃料蒸気圧計測装置４０を通過した燃料は、燃料タンク２０に戻されるようになっている。また、プレッシャレギュレータ２８から還流される燃料もそのまま燃料タンク２０に戻される。このため、プレッシャレギュレータ２８の背圧が変化しないため、燃料の蒸気圧計測によってインジェクタ１２の噴射燃圧に悪影響を与えることがない。なお、分岐配管２５の他端は、プレッシャレギュレータ２８より下流側で燃料還流管２４に接続してもよい。
【００３７】
このように、燃料蒸気圧計測装置４０は、一定圧力配管中にプレッシャレギュレータ２８に対して並列配置されている。これにより、燃料蒸気圧計測装置４０には、インジェクタ１２に供給される常に安定した圧力の燃料が供給される。このため、燃料蒸気圧計測装置４０において、エンジン１１の運転状態（インジェクタ１２の噴射量）に影響されず常に安定して燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる。
【００３８】
この燃料蒸気計測装置４０には、図２に示すように、燃料を減圧気化させるアスピレータ４１と、アスピレータ４１内の圧力を検出する圧力センサ４２と、アスピレータ４１を通過する燃料の温度（燃温）を検出する温度センサ４３とが備わっている。そして、分岐配管２５に流れ込む燃料がアスピレータ４１を通過するようになっている。これにより、アスピレータ４１で燃料が減圧気化されて蒸気圧が発生するようになっている。そして、アスピレータ４１内の圧力は、燃料の蒸気圧に基づき平衡状態となる。このとき、平衡状態におけるアスピレータ４１内の圧力が、圧力センサ４２で検知される。なお、圧力センサ４２および温度センサ４３からの各出力信号は、ＥＣＵ３０に入力されるようになっている。
このようにして燃料蒸気圧計測装置４０で検出される圧力と燃温とに基づいて、後述するようにして燃料の蒸気圧（本実施の形態ではリード蒸気圧ＲＶＰ）を算出することができるようになっている。
【００３９】
続いて、上記した燃料供給システム１０の動作について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４は、燃料供給システムにおけるエンジン始動時における燃料供給制御の内容を示すフローチャートである。図５は、燃料供給システムにおけるリード蒸気圧計測ルーチンの内容を示すフローチャートである。なお、燃料供給システム１０における燃料供給制御は、イグニッション（ＩＧ）がＯＮされると開始される。
【００４０】
イグニッション（ＩＧ）がＯＮされると、ＥＣＵ３０は、図４に示すように、ＥＣＵ３０に備わるＲＡＭに記憶された現在のリード蒸気圧ＲＶＰを読み出す（ステップ１）。このリード蒸気圧ＲＶＰは、燃料の揮発性を示す指標である。なお、ＲＡＭへの現在のリード蒸気圧ＲＶＰの書き込み（記憶）処理は、後述するリード蒸気圧計測ルーチン（図５参照）の実施中に行われる。
【００４１】
次に、ＥＣＵ３０は、水温センサ３３からの信号により、エンジン１１の冷却水温を検出する（ステップ２）。そして、ＥＣＵ３０は、ステップ２で検出した冷却水温に基づき、温度係数Ｃｔ（Ｔ２）を算出する（ステップ３）。ここで、温度係数Ｃｔ（Ｔ２）は、ステップ１で読み出したリード蒸気圧ＲＶＰ（３７．８℃）を「１」としたときの燃温による蒸気圧の変化割合を示すものである（図８参照）。その後、ＥＣＵ３０は、ステップ１で読み出したリード蒸気圧ＲＶＰ（３７．８℃）と、ステップ３で算出した温度係数Ｃｔ（Ｔ２）とから次式により現在の燃料蒸気圧ＶＰを算出する（ステップ４）。
ＶＰ＝ＲＶＰ・Ｃｔ（Ｔ２）
【００４２】
ここで、冷却水温に基づき温度係数から燃料蒸気圧を算出するのは、インジェクタ１２から噴射される状態における蒸気圧を正確に算出するためである。例えば、寒冷地においては、エンジン１１の暖気が終了していても、燃温が低い状態であることがあり、このような場合に燃温に基づいて燃料蒸気圧を算出すると、インジェクタ１２から噴射されたときの燃料蒸気圧を正確に算出することができないからである。なお、エンジン１１の運転状態によって、燃料蒸気圧を算出するための温度を、冷却水温又は燃温のいずれにするかを決定する（切り替える）ようにしてもよい。
【００４３】
その後、ＥＣＵ３０は、算出した燃料蒸気圧に基づき始動時における燃料噴射量や点火時期などの補正量を決定する（ステップ５）。これにより、燃料供給システム１０においては、始動時における燃料蒸気圧に基づく燃料増量補正が行われる。そして、ＥＣＵ３０は、この増量補正を行ってエンジン１１を始動させる（ステップ６）。
【００４４】
このように、燃料供給システム１０では、ＥＣＵ３０がエンジン１１の始動時における燃料噴射制御を燃料蒸気圧に基づき行うため、燃料性状（種類）が変化しても、高精度な燃料噴射制御を行うことができる。その結果、燃料の種類、温度に合わせエンジンが要求する最適な燃料噴射量の補正が出来るため常に安定した燃焼状態が得られ、特に冷間始動時におけるＡ／Ｆセンサの未活性時（オープン制御時）のＨＣ低減、始動性、ドライバビリティの向上を満たすことができる。また、仕向け先の違いによる燃料性状（蒸気圧）の違いを検知できるため、燃料性状に合わせたエンジンの適合を行う必要が無くなるので、機種展開が容易になり開発工数を大幅に削減することができる。
【００４５】
そして、エンジン１１が始動した後、ＥＣＵ３０は図５に示すリード蒸気圧計測ルーチンを実行する。このリード蒸気圧計測ルーチンが実行されると、図５に示すように、ＥＣＵ３０は、タイマーリセット後に（ステップＳ１０）、圧力センサ４２による圧力計測条件が満たされているか否かを判断する（ステップ１１〜１４）。本実施の形態では、タイマーリセットから規定時間以上経過していること（ステップ１１）、アクセルポジションセンサ１９の出力電圧が規定値以下、つまりアクセルペダル１８が操作されていないこと（ステップ１２）、バッテリ電圧が既定値（例えば、６Ｖ）以上であること（ステップ１３）、給油されていないこと（ステップ１４）を計測条件としている。
【００４６】
上記した計測条件を満たしている場合には（Ｓ１１〜Ｓ１３：ＹＥＳ，Ｓ１４：ＮＯ）、燃料蒸気圧計測装置４０において、圧力センサ４２によりアスピレータ４１内の圧力が検出されるとともに、温度センサ４３によりアスピレータ４１を通過する燃料の温度Ｔ１が検出される（ステップ１５，１６）。
ここで、圧力センサ４２により検出される圧力は、図６に示すＰ（Ｔ１）である。この圧力Ｐ（Ｔ１）は、アスピレータ４１を燃料が通過するとき（流量Ｑ（Ｑは一定））に発生する負圧Ｐｎ（一点鎖線参照）よりも、燃料が減圧気化することで発生した蒸気圧によってよって回復した（小さくなった）負圧（実線参照）となる。なお、図６は、アスピレータ内の流量と圧力との関係（フィード圧３００ｋＰａ）を示す図である。
【００４７】
一方、ステップ１１〜１３において、圧力計測条件が満たされていない場合には、ＥＣＵ３０は、各条件が満たされるまで以降の処理を一時的に中止する。そして、ＥＣＵ３０は、ステップ１１〜１３のすべての条件が満たされると（Ｓ１１〜Ｓ１３：ＹＥＳ）、給油されたか否かを判断する（ステップ１４）。このとき、給油されていると（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、タイマーをリセットして圧力計測条件（ステップ１１〜１４）の判定を繰り返す。
【００４８】
そして、ＥＣＵ３０は、ステップ１６で検出した燃料温度に基づき、温度係数Ｃｔ（Ｔ１）を算出する（ステップ１７）。次いで、ステップ１５で計測した圧力Ｐ（Ｔ１）と、ステップ１７で算出した温度係数Ｃｔ（Ｔ１）とにより下記の換算式に基づき、リード蒸気圧ＲＶＰ（３７．８℃）を算出する（ステップ１８）。
【００４９】
ここで、リード蒸気圧及び任意の温度における蒸気圧（揮発性）を算出する換算式について、図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、リード蒸気圧（物性値）とアスピレータ内の圧力との関係を示す図である。図８は、図７の結果より求めた３７．８℃における圧力を基準としたときの温度に対する変化割合（温度係数Ｃｔ）を示す図である。
【００５０】
図７から明らかなように、圧力は、各燃温において燃料の種類に関係なくリード蒸気圧（物性値）と非常に高い相関性がある。そして、３７．８℃における圧力を基準としたときの温度変化に対し、圧力の変化割合は図８に示すように、燃料の種類に関係なく、ある割合で変化する。従って、アスピレータ４１での圧力と燃料温度とを検出することができれば、リード蒸気圧と任意の温度における燃料蒸気圧（揮発性）も簡単に算出することができる。
また、燃料蒸気圧計測装置４０にはインジェクタ１２に供給される常に安定した圧力の燃料が供給されるため、エンジン１１の運転状態に影響されず常に安定してインジェクタ１２から噴射される噴射燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる。
【００５１】
そして、上記結果から得られるリード蒸気圧ＲＶＰの換算式は以下に示す通りである。
ＲＶＰ＝１／Ｃｔ（Ｔ１）・Ａ0・Ｐ（Ｔ１）＋Ｂ0
Ａ0：基準温度（３７．８℃）の傾き
Ｂ0：基準温度（３７．８℃）の切片
また、任意の温度における蒸気圧ＶＰの換算式は以下に示す通りである。
ＶＰ（Ｔ２）＝ＲＶＰ・Ｃｔ（Ｔ２）
【００５２】
その後、ＥＣＵ３０は、このようにしてリード蒸気圧ＲＶＰ（３７．８℃）を算出すると、算出したリード蒸気圧ＲＶＰ（３７．８℃）を現在のリード蒸気圧ＲＶＰとしてＲＡＭに上書きする。これにより、先回のリード蒸気圧ＲＶＰが消去されて、現在のリード蒸気圧ＲＶＰが記憶される。そして、このようにして記憶された現在のリード蒸気圧ＲＶＰが次回のエンジン始動時に読み出される（ステップ１参照）。
【００５３】
ここで、燃料蒸気圧計測装置４０に温度センサ４３を備えていない場合の蒸気圧計測について、図９を参照しながら説明する。図９は、燃料蒸気圧計測装置に温度センサを備えていない燃料供給システムにおけるリード蒸気圧計測ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【００５４】
この燃料供給システムでも、エンジン１１が始動されると、ＥＣＵ３０がリード蒸気圧計測ルーチンを実行する。このリード蒸気圧計測ルーチンが実行されると、図９に示すように、ＥＣＵ３０は、圧力計測条件（ステップ３０，３１）が満たされているか否かを判断する。この計測条件は、上記した形態とは異なり、給油がされたこと（ステップ３０）、及び先回のエンジン停止後より規定時間以上経過していること（ステップ３１）としている。なお、ステップ３１における規定時間としては、燃温とエンジン１１の冷却水温とが同じ温度になるまでの時間を設定すればよい。
【００５５】
上記の圧力計測条件が満たされると、ＥＣＵ３０は、圧力センサ４２からの信号に基づき圧力（Ｐ（Ｔ））を検出し（ステップ３２）、水温センサ３３からの信号に基づきエンジン１１の冷却水温を検出する（ステップ３３）。そして、ＥＣＵ３０は、ステップ３３で検出した冷却水温に基づき、温度係数Ｃｔ（Ｔ）を算出する（ステップ３４）。次いで、ステップ３２で検出した圧力Ｐ（Ｔ）と、ステップ３４で算出した温度係数Ｃｔ（Ｔ）とにより上記した換算式に基づき、リード蒸気圧ＲＶＰ（３７．８℃）を算出する（ステップ３５）。その後、ＥＣＵ３０は、算出したリード蒸気圧ＲＶＰ（３７．８℃）を現在のリード蒸気圧ＲＶＰとしてＲＡＭに上書きする。これにより、先回のリード蒸気圧ＲＶＰが消去されて、現在のリード蒸気圧ＲＶＰが記憶される（ステップ３６）。
【００５６】
そして、次回のエンジン１１の始動時に、ＥＣＵ３０により、ステップ３６で記憶された現在のリード蒸気圧ＲＶＰが読み込まれ、その時のエンジン１１の冷却水温から算出した温度係数（Ｃt（Ｔ２））に基づき燃料蒸気圧ＶＰが算出される。そして、この燃料蒸気圧ＶＰをもとに燃料噴射量補正が行われて、エンジン１１が始動する（図４参照）。
【００５７】
以上、詳細に説明したように第１の実施の形態に係る燃料供給システム１０では、燃料蒸気圧計測装置４０が、デリバリパイプ２３とプレッシャレギュレータ２８との間で燃料還流管２４から分岐した分岐配管２５に配置されている。つまり、燃料蒸気圧計測装置４０は、一定圧力配管中にプレッシャレギュレータ２８に対して並列配置されている。このため、燃料蒸気圧計測装置４０には、インジェクタ１２に供給される常に安定した圧力の燃料が供給される。従って、第１の実施の形態に係る燃料供給システム１０では、エンジン１１の運転状態に影響されず常に安定してインジェクタ１２から噴射される噴射燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる。
【００５８】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態に係る燃料供給システムは、第１の実施の形態と基本的な構成をほぼ同じくするが、燃料蒸気圧計測装置への燃料の供給を制御する電磁弁が設けられている点、燃料蒸気圧計測装置への供給燃料を加熱する加熱装置が設けられている点、及び燃料供給管の途中にミキサを備えている点が異なる。このため、以下ではこの相違点を中心に、第２の実施の形態に係る燃料供給システムについて、図１０を参照しながら説明する。図１０は、第２の実施の形態に係る燃料供給システムの概略を示す構成図である。
【００５９】
第２の実施の形態に係る燃料供給システム１０ａでは、図１０に示すように、分岐配管２５の燃料蒸気測定装置４０より上流側に電磁弁４５が設けられている。この電磁弁４５は、ＥＣＵ３０に接続されておりＥＣＵ３０からの指令に基づき分岐配管２５を開閉するようになっている。このため、電磁弁４５の開閉を制御することにより、燃料蒸気測定装置４０への燃料供給を制御することができる。
【００６０】
また、エンジン１１の冷却水が流れる冷却水配管４７が、燃料蒸気圧計測装置４０及び電磁弁４５の周辺に取り回されて配置されている。この冷却水配管４７には流量調整弁４８が設けられており、流量調整弁４８により冷却水の流量を調整することができるようになっている。このように構成された加熱装置４６により、燃料蒸気圧計測装置４０に供給される燃料の温調を行うことができる。
【００６１】
さらに、燃料供給管２２にミキサ４９が設けられている。このミキサ４９は、一定量の燃料を取り込み、その内部で攪拌混合することができるものである。このようなミキサ４９を設けることにより、例えば給油後に急激に燃料種類が変わったような場合でも、燃料濃度のムラをなくすることができるため、インジェクタ１２から噴射される燃料と燃料蒸気圧計測装置４０に供給される燃料との差異をなくすことができる。
【００６２】
さらにまた、ドアロックコントローラ５０が備わっており、ドアロックコントローラ５０の動作情報がＥＣＵ３０に入力されるようになっている。これにより、ドアロックコントローラ５０からの情報に基づき、エンジン１１が始動される予兆を検知することができるようになっている。
【００６３】
従って、第２の実施の形態に係る燃料供給システム１０ａでは、燃料の蒸気圧を計測するときにだけ電磁弁４５を開状態とすることにより、燃料を燃料蒸気圧計測装置４０に供給することができる。このため、インジェクタ１２からの燃料噴射量が少ないときに燃料の蒸気圧の計測を行うことができ、燃料ポンプ２１の流量をアップすることなく噴射燃料の蒸気圧を精度良く計測することができる。
【００６４】
そして、エンジン１１の始動前に燃料の蒸気圧を計測する場合には、電磁弁４５により、計測時に燃料蒸気圧計測装置４０へ燃料を供給し、エンジン１１の始動時には燃料蒸気圧計測装置４０への燃料供給を停止することができる。従って、このような計測を行う場合でも、インジェクタ１２において必要な噴射燃圧を確保することができ、始動性を悪化させることがない。また、ドアロックコントローラ５０からのドアロック動作情報に基づきエンジン１１が始動される予兆を検知したときに、燃料ポンプ２１を作動させて燃料の蒸気圧を計測することができる。これにより、エンジン１１の始動前にあらかじめ燃料の蒸気圧を計測するため、エンジン１１の始動時間（ＩＧオンからエンジン１１が始動するまでの時間）が長くなることがない。
【００６５】
また、加熱装置４６により、燃料蒸気圧計測装置４０に供給される燃料の温調を行うことができるため、燃料の温度が低くて蒸気圧が低い状態（蒸気圧を精度良く計測することができない状態）で蒸気圧を計測することがないため、噴射燃料の蒸気圧を常に精度良く計測することができる。さらに、燃料蒸気圧計測装置４０に供給される燃料の温度を変化させることにより、複数点の蒸気圧を計測することもできる。
【００６６】
また、ミキサ４９により、インジェクタ１２から噴射される燃料と燃料蒸気圧計測装置４０に供給される燃料との差異が生じないようにしているため、例えば給油後に急激に燃料性状が変わったような場合でも、噴射燃料の蒸気圧を精度良く計測することができる。
【００６７】
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態に係る燃料供給システムは、第１の実施の形態と基本的な構成をほぼ同じくするが、プレッシャレギュレータが２つ備わっている点と分岐配管の分岐点が異なっている。このため、以下ではこの相違点を中心に、第３の実施の形態に係る燃料供給システムについて、図１１を参照しながら説明する。図１１は、第３の実施の形態に係る燃料供給システムの概略を示す構成図である。
【００６８】
第３の実施の形態に係る燃料供給システム１０ｂでは、図１１に示すように、燃料還流管２４にプレッシャレギュレータ２８の他に、プレッシャレギュレータ２９が設けられている。このプレッシャレギュレータ２９は、プレッシャレギュレータ２８の下流側に配置されており、設定圧はプレッシャレギュレータ２８の設定圧の約半分である。
そして、プレッシャレギュレータ２８とプレッシャレギュレータ２９との間に分岐配管２５が接続されている。この分岐配管２５には、燃料蒸気圧計測装置４０が設けられている。これにより、燃料蒸気圧計測装置４０には、プレッシャレギュレータ２９により一定圧（２００ｋＰａ程度）に調圧された燃料が供給される。このため、燃料蒸気圧計測装置４０において、エンジン１１の運転状態（インジェクタ１２の噴射量）に影響されず常に安定して燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる。また、プレッシャレギュレータ２８の背圧が変化しないため、燃料の蒸気圧計測によってインジェクタ１２の噴射燃圧に悪影響を与えることもない。
【００６９】
従って、インジェクタ１２の噴射燃圧を調整するプレッシャレギュレータ２８からの還流される燃料を使用して蒸気圧を計測する場合であっても、第３の実施の形態に係る燃料供給システム１０ｂのような構成にすることにより、プレッシャレギュレータ２９によってプレッシャレギュレータ２８から還流されて燃料蒸気圧計測装置４０に供給される燃料の圧力を常に安定させることができる。このため、燃料蒸気圧計測装置４０において、エンジン１１の運転状態に影響されず常に安定して燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる。
【００７０】
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。例えば、上記した第２の実施の形態では、ミキサ４９を燃料供給管２２に設けているが、ミキサ４９を燃料フィルタ２７やデリバリパイプ２３に設けることもできる。また、燃料蒸気圧計測装置４０に供給される燃料をエンジン１１の冷却水によって加熱しているが、電気ヒータ等によって燃料を加熱することもできる。
【００７１】
また、上記した第３の実施の形態に係るシステムに第２の実施の形態で説明した構成を任意に組み合わせることもできる。例えば、電磁弁４５を設けるとともに、ドアロック動作情報に基づきエンジン１１の始動前に燃料ポンプ２１を作動させて燃料の蒸気圧を計測することができるようにする場合には、図１２に示すようなシステム構成にすればよい。
【００７２】
また、上記した実施の形態では、演算処理や記憶が簡単になることから燃料の蒸気圧を算出するのに、ＥＣＵ３０はリード蒸気圧ＲＶＰを記憶するようになっているが、リード蒸気圧の代わりに、圧力センサ４２で検出された圧力とそのとき温度センサ４３で検出された燃温との２変数をそのまま記憶して、その２変数を用いて燃料の蒸気圧を算出することもできる。あるいは、圧力センサ４２で検出された圧力とそのとき温度センサ４３で検出された燃温との２変数から算出できる特定温度の蒸気圧をリード蒸気圧の代わりに代表値として記憶し、その特定温度の蒸気圧を用いて燃料の蒸気圧を算出することもできる。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 燃料供給システム
１１ エンジン
１２ インジェクタ
２０ 燃料タンク
２１ 燃料ポンプ
２２ 燃料供給管
２３ デリバリパイプ（燃料分配管）
２４ 燃料還流管
２５ 分岐配管
２７ 燃料フィルタ
２８ プレッシャレギュレータ
２９ プレッシャレギュレータ
３０ エンジンコントロールユニット
４０ 燃料蒸気圧計測装置
４１ アスピレータ
４２ 圧力センサ
４３ 温度センサ
４５ 電磁弁
４６ 加熱装置
４９ ミキサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の蒸気圧を計測する蒸気圧計測システムに関する。より詳細には、内燃機関に供給される燃料の蒸気圧を計測する蒸気圧計測システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、内燃機関用の燃料として、主にガソリンが使用されているが、市販されている燃料（ガソリン）の性状は必ずしも一定ではない。このため、燃料の蒸気圧にバラツキがある。特に、仕向地が異なると、燃料性状が異なる場合が多く、燃料の蒸気圧にバラツキが生じやすい。そして、燃料の蒸気圧の変化は、燃料の燃焼性へ影響を与えてしまうおそれがある。このため、現状では、仕向地ごとに内燃機関の適合が行われている。
【０００３】
ところが、燃料の蒸気圧は、燃料が酸化したり、燃料が蒸発したりすること等によっても変化してしまう。このため、仕向地ごとに内燃機関の適合を行っても、すべての内燃機関において、燃料の噴射量、噴射タイミング、点火時期等を最適に制御することは困難である。そして、燃料の蒸気圧のバラツキにより、燃料の噴射量、噴射タイミング、点火時期等が最適に制御されないと、特に、内燃機関の冷間時における始動性、エミッション性能、及びドライバビリティが悪化してしまう。
【０００４】
このように、すべての内燃機関において、燃料の噴射量、噴射タイミング、点火時期等を最適に制御するためには、燃料の蒸気圧（燃料性状）を計測する必要がある。そして、このような燃料性状を測定する装置として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。ここに記載されている装置は、チャンバーと被測定流体を噴出するノズルとで構成される水流ポンプと、チャンバー内の圧力を測定する圧力センサと、チャンバー内の燃料温度を検出する燃温センサと、該圧力センサと該燃温センサからの情報を受けて被測定液体の性状を算出する性状算出器とを備えている。そして、ノズルから被測定流体を噴出させることによりチャンバー内を負圧にし、燃料を気化させた時の圧力を測定することにより燃料の代表的な蒸気圧、つまり燃料性状を測定するようになっている。
【０００５】
また、燃料性状を測定する別の装置として、例えば、特許文献２に記載されたものがある。ここに記載されている装置では、燃料に接して燃料性状のパラメータを検出する燃料性状パラメータ検出手段と、検出された燃料性状パラメータから燃料性状を判定する燃料性状検出手段を具備し、燃料性状パラメータ検出手段がエンジンルーム内の燃料噴射弁近傍に配設されている。これにより、燃料噴射弁近傍の燃料の性状のパラメータが検出され、それにもとづき燃料性状が判定されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２２３７２３号公報
【特許文献２】特開平１１−１３５６８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、上記した前者の装置では、レギュレータから還流される燃料（インジェクタからの余剰燃料）を水流ポンプに供給しており、インジェクタでの燃料使用量（噴射量）が変動すると、水流ポンプへの燃料の供給流量及び圧力が変動してしまい、精度よく蒸気圧を算出することができないという問題があった。例えば、インジェクタからの余剰燃料が少なくなるような内燃機関の運転状態においては、蒸気圧を算出することができないのである。このため、精度よく蒸気圧を算出するためには、余剰燃料が多くなる運転状態においてのみ蒸気圧を計測する（測定タイミングを制限する）、あるいは燃料ポンプをサイズアップする等の対策が必要であった。
【０００８】
一方、上記した後者の装置で蒸気圧を計測するには、チャンバ内に燃料を所定量導入して、所定温度まで加熱器で燃料を加熱する必要があるため、蒸気圧を計測するまでに時間がかかってしまうという問題があった。そして、蒸気圧の計測に時間がかかるため、燃料噴射弁から噴射される噴射燃料と計測燃料との差異が生じてしまい、燃料噴射弁から噴射される噴射燃料の蒸気圧を正確に計測することができないおそれがあった。
【０００９】
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、内燃機関の運転状態に影響されず常に安定して噴射燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる燃料蒸気圧計測システム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】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた本発明は、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁へ供給される燃料の蒸気圧を計測する燃料蒸気圧計測システムにおいて、前記燃料噴射弁に燃料を分配供給する燃料分配管と、燃料ポンプにより燃料タンクから送出された燃料を前記燃料分配管に供給する燃料供給管と、前記燃料分配管に供給された燃料の一部を前記燃料タンクに還流させる燃料還流管と、前記燃料還流管に設けられ、管内の燃料の圧力を所定圧に調整する燃圧調整弁と、前記燃料分配管に供給される燃料の蒸気圧を計測する燃料蒸気圧計測手段とを備え、前記燃圧調整弁により調圧された燃料が流れる配管から分岐した分岐配管に、前記燃圧調整弁に対して並列配置されていることを特徴とする。
【００１１】
この燃料蒸気圧計測システムでは、燃料ポンプにより燃料タンクから燃料供給管を介して燃料分配管に供給される。そして、燃料分配管から燃料噴射弁に燃料が分配供給されて、燃料噴射弁から内燃機関に燃料が噴射供給される。このとき、燃料分配管に供給された燃料の一部が燃料還流管に分配されて燃料タンクに還流される。
ここで、燃料還流管には燃圧調整弁が設けられているため、燃圧調整弁よりも上流側の燃料配管（燃料供給管、燃料分配管、及び燃料還流管の一部）内の燃料の圧力は所定圧に調整されている。そして、燃料蒸気圧計測手段が、燃圧調整弁により調圧された燃料が流れる配管から分岐した分岐配管に燃圧調整弁に対して並列配置されている。つまり、燃料蒸気圧計測手段が一定圧力配管中に燃圧調整弁に対して並列配置されている。
【００１２】
なお、燃料蒸気圧計測手段は、アスピレータと、アスピレータ内の圧力を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段の検出結果に基づき燃料の蒸気圧を算出する蒸気圧算出手段とを備えていればよい。
このような燃料蒸気圧計測手段では、アスピレータで燃料が減圧気化され、蒸気圧が発生する。そして、アスピレータ内の圧力は、燃料の蒸気圧に基づき平衡状態となる。このとき、平衡状態におけるアスピレータ内の圧力が圧力検出手段で検知される。その後、蒸気圧算出手段により、圧力検出手段の検出結果に基づいて燃料の蒸気圧が算出される。なお、蒸気圧算出手段で算出される蒸気圧にはリード蒸気圧も含まれる。このように、燃料の蒸気圧が算出できるのは、アスピレータ内の圧力が蒸気圧（燃料性状）の違いに伴って変化するからである。このようにして、燃料蒸気圧計測手段で燃料の蒸気圧を計測することができる。
【００１３】
ここで、蒸気圧は温度の関数であるから、燃料の温度が安定していないと蒸気圧を正確に計測（算出）することができない。そこで、燃料蒸気圧計測手段は、アスピレータを通過する燃料の温度を検出する燃温検出手段をさらに備えていることが好ましい。このような燃温検出手段を設けることにより、気化する前（液体状態）の燃料の温度を検出することができるので、気化した燃料の温度を検出する場合に比べ、燃料温度を精度良く検出することができる。そして、蒸気圧算出手段で、正確に検出された燃料温度を用いて、圧力検出手段の検出結果に基づいて算出した燃料の蒸気圧を補正することができるため、蒸気圧を精度良く計測（算出）することができる。
【００１４】
そして、この燃料蒸気圧計測システムでは、燃料蒸気圧計測手段が一定圧力配管中に燃圧調整弁に対して並列配置されているため、燃料蒸気圧計測手段には常に安定した圧力の燃料が供給される。このため、燃料蒸気圧計測手段において、内燃機関の運転状態に影響されず常に安定して燃料噴射弁から噴射される噴射燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる。また、燃圧調整弁から還流される燃料はそのまま燃料タンクに戻るので燃圧調整弁の背圧が変化しないため、燃料の蒸気圧計測によって燃料噴射弁の噴射燃圧に悪影響を与えることがない。
【００１５】
本発明に係る燃料蒸気圧計測システムにおいては、前記燃圧調整弁を２つ備えており、第１の燃圧調整弁と第２の燃圧調整弁との間に前記分岐配管が接続されていることが望ましい。
【００１６】
このような構成により、第１の燃圧調整弁により燃料分配管に供給される燃料の圧力が所定圧に調整され、第２の燃圧調整弁により第１の燃圧調整弁から還流される燃料の圧力が所定圧に調整される。そして、第２の燃圧調整弁により常に所定圧に保たれた燃料が、燃料蒸気圧計測手段に供給される。このため、燃料蒸気圧計測手段において、内燃機関の運転状態に影響されず常に安定して噴射燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる。また、第２の燃圧調整弁が第１の燃圧調整弁の背圧を一定化させるため、燃料の蒸気圧計測によって燃料噴射弁の噴射燃圧に悪影響を与えることがない。
【００１７】
本発明に係る燃料蒸気圧計測システムにおいては、前記燃料蒸気圧計測手段への燃料供給を制御する燃料供給制御手段を備えていることが望ましい。
【００１８】
このような燃料供給制御手段を設けることにより、燃料の蒸気圧を計測するときにだけ燃料を燃料蒸気圧計測手段に供給することができる。これにより、燃料噴射弁からの噴射量（内燃機関の要求噴射量）が少ないときに燃料の蒸気圧の計測を行うことができ、燃料ポンプの流量をアップすることなく噴射燃料の蒸気圧を精度良く計測することができる。
また、内燃機関始動前に燃料の蒸気圧を計測する場合には、計測時に燃料蒸気圧計測手段へ燃料を供給し、内燃機関の始動時には燃料蒸気圧計測手段への燃料供給を停止することができるので、燃料噴射弁における必要な噴射燃圧を確保することができ、始動性を悪化させることがない。
【００１９】
本発明に係る燃料蒸気圧計測システムにおいては、前記燃料蒸気圧計測手段に供給される燃料を加熱する加熱手段を備えていることが望ましい。
【００２０】
このような加熱手段を設けることにより、燃料蒸気圧計測手段において、燃料の温度が低くて蒸気圧が低い状態（蒸気圧を精度良く計測することができない状態）で蒸気圧を計測することがなくなるため、噴射燃料の蒸気圧を常に精度良く計測することができる。
また、燃料蒸気圧計測手段に供給される燃料の温度を変化させることにより、複数点の蒸気圧を計測することができる。
【００２１】
なお、加熱手段は、電気ヒータ等であっても良いが、内燃機関の冷却水を利用することが好ましい。この場合には、冷却水配管を燃料蒸気圧計測手段の周辺に配置するとともに流量制御弁を設け、冷却水の流量を制御することにより温調するようにすればよい。
【００２２】
本発明に係る燃料蒸気圧計測システムにおいては、前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁までの間に燃料を攪拌混合する攪拌混合手段を備えていることが望ましい。
なお、攪拌混合手段は、燃料供給管に設ければよいが、燃料供給管の他、燃料フィルタや燃料分配管に設けてもよい。
【００２３】
このような攪拌混合手段を設けることにより、例えば給油後に急激に燃料性状が変わったような場合でも、燃料濃度のムラをなくすることができるため、燃料噴射弁から噴射される燃料と燃料蒸気圧計測手段に供給される燃料との差異をなくすことができる。その結果、燃料噴射弁から噴射される噴射燃料の蒸気圧を精度良く計測することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る燃料蒸気圧計測システムによれば、上記した通り、内燃機関の運転状態に影響されず常に安定して燃料噴射弁から噴射される噴射燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施の形態に係る燃料供給システムの概略を示す構成図である。
【図２】図１に示す燃料蒸気圧計測装置の概略を示す構成図である。
【図３】エンジンシステムの概略構成を示す図である。
【図４】燃料供給システムにおけるエンジン始動時における燃料供給制御の内容を示すフローチャートである。
【図５】燃料供給システムにおけるリード蒸気圧計測ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図６】アスピレータ内の流量と圧力との関係（フィード圧３００ｋＰａ）を示す図である。
【図７】リード蒸気圧（物性値）とアスピレータ内の圧力との関係を示す図である。
【図８】図７の結果より求めた３７．８℃における圧力を基準としたときの温度に対する変化割合（温度係数Ｃｔ）を示す図である。
【図９】燃料蒸気圧計測装置に温度センサを備えていない燃料供給システムにおけるリード蒸気圧計測ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態に係る燃料供給システムの概略を示す構成図である。
【図１１】第３の実施の形態に係る燃料供給システムの概略を示す構成図である。
【図１２】第３の実施の形態における１つの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の燃料蒸気圧計測システムを具体化した実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。以下に述べる各実施の形態は、本発明を自動車用４気筒エンジンの燃料供給システムに適用したものである。
【００２７】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態について説明する。そこで、第１の実施の形態に係る燃料供給システムについて、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、第１の実施の形態に係る燃料供給システムの概略を示す構成図である。図２は、図１に示す燃料蒸気圧計測装置の概略を示す構成図である。図３は、エンジンシステムの概略構成を示す図である。
【００２８】
燃料供給システム１０には、図１に示すように、エンジン１１と、４つのインジェクタ１２と、燃料タンク２０と、燃料ポンプ２１と、燃料供給管２２と、デリバリパイプ２３と、燃料還流管２４と、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３０とが備わっている。これにより、燃料供給システム１０では、ＥＣＵ３０の指令に基づき、燃料ポンプ２１から燃料タンク２０内の燃料が燃料供給管２２及びデリバリパイプ２３を介してインジェクタ１２に供給され、インジェクタ１２からエンジン１１に燃料が噴射供給されるとともに、デリバリパイプ２３に供給された燃料の一部が燃料還流管２４を介して燃料タンク２０に還流されるようになっている。
【００２９】
また、燃料供給システム１０には、燃料還流管２４から分岐する分岐配管２５と、分岐配管２５の途中に配置された燃料蒸気圧計測装置４０とが備わっている。これにより、燃料還流管２４を介して燃料タンク２０に還流される燃料の一部が分岐配管２５を介して燃料蒸気圧計測装置４０に供給されるようになっている。そして、燃料蒸気圧計測装置４０で燃料の蒸気圧が計測されるようになっている。なお、燃料蒸気圧計測装置４０による蒸気圧の計測の詳細については後述する。
【００３０】
ここで、エンジン１１は、図３に示すように、周知の構造を有するレシプロタイプのものである。そして、このエンジン１１は、吸気通路１３を通じて吸入される空気とインジェクタ１２から噴射される燃料との可燃混合気を、点火プラグ３５により着火して燃焼室で爆発・燃焼させ、その燃焼後の排気を排気通路１４を通じて排出させることにより、ピストン１５を動作させてクランクシャフト（不図示）を回転させ、動力を得るようになっている。また、エンジン１１には、水温センサ３３が設けられている。水温センサ３３は、エンジン１１の内部を流れる冷却水の温度（冷却水温）を検知し、その検出値に応じた電気信号を出力するものである。なお、水温センサ３３からの出力信号は、ＥＣＵ３０に入力されるようなっている。
【００３１】
吸気通路１３には、エアフローメータ３１、スロットルバルブ１６、およびサージタンク１７が設けられている。ここで、エアフローメータ３１は、吸気通路１３を通じてエンジン１１に吸入される空気量（吸気量）を検出し、その検出値に応じた電気信号を出力するものである。スロットルバルブ１６は、吸気通路１３を通じてエンジン１１に吸入される空気量（吸気量）を調節するために開閉されるものである。このバルブ１６は、運転席に設けられたアクセルペダル１８の操作に連動、より詳細には、アクセルペダル１８に設けられたアクセルポジションセンサ１９からの出力信号に応じて作動するようになっている。また、サージタンク１７には吸気圧センサ３２が設けられている。この吸気圧センサ３２は、スロットルバルブ１６より下流の吸気通路１３における吸気圧を検出し、その検出値に応じた電気信号を出力するものである。なお、エアフローメータ３１及び吸気圧センサ３２からの出力信号は、ＥＣＵ３０に入力されるようなっている。
【００３２】
インジェクタ１２は、エンジン１１における各気筒の吸気ポートに対して燃料を噴射するものである。インジェクタ１２には、燃料ポンプ２１から圧送された燃料が、燃料フィルタ２７を通過した後に燃料供給管２２を介して供給されるようになっている。このようにして供給された燃料は、ＥＣＵ３０からの指令に基づきインジェクタ１２が作動することにより、吸気ポートへ噴射され、空気との可燃混合気を形成して各気筒に取り込まれる。なお、インジェクタ１２に供給される燃料は、燃料還流管２４に設けられたプレッシャレギュレータ２８により所定圧（４００ｋＰａ程度）に調整されている。また、プレッシャレギュレータ２８により、燃料供給管２２、デリバリパイプ２３、及び燃料還流管２４の一部（プレッシャレギュレータ２８より上流側）が一定圧力配管となっている。
【００３３】
エンジン１１に設けられた点火プラグ３５は、イグナイタ３６から出力される高電圧を受けて点火動作をするものである。点火プラグ３５の点火時期は、ＥＣＵ３０の指令によって定まるイグナイタ３６による高電圧の出力タイミングにより決定される。
【００３４】
ＥＣＵ３０には、上記した他、クランク角センサ等の各種センサ類から出力される各種信号が入力されるようになっている。そして、ＥＣＵ３０は、これらの入力信号に基づきエンジン１１の運転状態を検出し、エンジン１１の運転状態に応じた燃料供給制御及び点火時期制御等を実行するために、燃料ポンプ２１、インジェクタ１２、及びイグナイタ３６をそれぞれ制御するようになっている。なお、燃料供給制御とは、エンジン１１の運転状態に応じて、燃料ポンプ２１の吐出量（ポンプモータの回転数）、およびインジェクタ１２から噴射される燃料量（燃料噴射量）とその噴射タイミングを制御することである。点火時期制御とは、エンジン１１の運転状態に応じてイグナイタ３６を制御することにより、点火プラグ３５による点火時期を制御することである。
【００３５】
ＥＣＵ３０は、周知の構成、すなわち中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部入力回路及び外部出力回路等を備えている。ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭと、外部入力回路及び外部出力回路等とをバスにより接続してなる論理演算回路を構成している。ＲＯＭは、エンジン制御に関する所定の制御プログラムを予め記憶している。ＲＡＭは、ＣＰＵの演算結果を一時記憶するものである。バックアップＲＡＭは、予め記憶したデータを保存するものである。ＣＰＵは、入力回路を介して入力される各種センサ等の検出値に基づき、所定の制御プログラムに従って各種制御等を実行するものである。
【００３６】
そして、分岐配管２５がデリバリパイプ２３とプレッシャレギュレータ２８との間（一定圧力配管）に接続されている。この分岐配管２５には、燃料蒸気圧計測装置４０が設けられている。燃料蒸気圧計測装置４０は、エンジン１１が搭載されている車両のエンジンルーム内でインジェクタ１２の近傍に配置されている。これにより、インジェクタ１２から噴射される噴射燃料と燃料蒸気圧計測装置４０で蒸気圧を計測する計測燃料との差異が生じないようになっている。そして、分岐配管２５の他端は、燃料タンク２０に接続されている。これにより、燃料蒸気圧計測装置４０を通過した燃料は、燃料タンク２０に戻されるようになっている。また、プレッシャレギュレータ２８から還流される燃料もそのまま燃料タンク２０に戻される。このため、プレッシャレギュレータ２８の背圧が変化しないため、燃料の蒸気圧計測によってインジェクタ１２の噴射燃圧に悪影響を与えることがない。なお、分岐配管２５の他端は、プレッシャレギュレータ２８より下流側で燃料還流管２４に接続してもよい。
【００３７】
このように、燃料蒸気圧計測装置４０は、一定圧力配管中にプレッシャレギュレータ２８に対して並列配置されている。これにより、燃料蒸気圧計測装置４０には、インジェクタ１２に供給される常に安定した圧力の燃料が供給される。このため、燃料蒸気圧計測装置４０において、エンジン１１の運転状態（インジェクタ１２の噴射量）に影響されず常に安定して燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる。
【００３８】
この燃料蒸気計測装置４０には、図２に示すように、燃料を減圧気化させるアスピレータ４１と、アスピレータ４１内の圧力を検出する圧力センサ４２と、アスピレータ４１を通過する燃料の温度（燃温）を検出する温度センサ４３とが備わっている。そして、分岐配管２５に流れ込む燃料がアスピレータ４１を通過するようになっている。これにより、アスピレータ４１で燃料が減圧気化されて蒸気圧が発生するようになっている。そして、アスピレータ４１内の圧力は、燃料の蒸気圧に基づき平衡状態となる。このとき、平衡状態におけるアスピレータ４１内の圧力が、圧力センサ４２で検知される。なお、圧力センサ４２および温度センサ４３からの各出力信号は、ＥＣＵ３０に入力されるようになっている。
このようにして燃料蒸気圧計測装置４０で検出される圧力と燃温とに基づいて、後述するようにして燃料の蒸気圧（本実施の形態ではリード蒸気圧ＲＶＰ）を算出することができるようになっている。
【００３９】
続いて、上記した燃料供給システム１０の動作について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４は、燃料供給システムにおけるエンジン始動時における燃料供給制御の内容を示すフローチャートである。図５は、燃料供給システムにおけるリード蒸気圧計測ルーチンの内容を示すフローチャートである。なお、燃料供給システム１０における燃料供給制御は、イグニッション（ＩＧ）がＯＮされると開始される。
【００４０】
イグニッション（ＩＧ）がＯＮされると、ＥＣＵ３０は、図４に示すように、ＥＣＵ３０に備わるＲＡＭに記憶された現在のリード蒸気圧ＲＶＰを読み出す（ステップ１）。このリード蒸気圧ＲＶＰは、燃料の揮発性を示す指標である。なお、ＲＡＭへの現在のリード蒸気圧ＲＶＰの書き込み（記憶）処理は、後述するリード蒸気圧計測ルーチン（図５参照）の実施中に行われる。
【００４１】
次に、ＥＣＵ３０は、水温センサ３３からの信号により、エンジン１１の冷却水温を検出する（ステップ２）。そして、ＥＣＵ３０は、ステップ２で検出した冷却水温に基づき、温度係数Ｃｔ（Ｔ２）を算出する（ステップ３）。ここで、温度係数Ｃｔ（Ｔ２）は、ステップ１で読み出したリード蒸気圧ＲＶＰ（３７．８℃）を「１」としたときの燃温による蒸気圧の変化割合を示すものである（図８参照）。その後、ＥＣＵ３０は、ステップ１で読み出したリード蒸気圧ＲＶＰ（３７．８℃）と、ステップ３で算出した温度係数Ｃｔ（Ｔ２）とから次式により現在の燃料蒸気圧ＶＰを算出する（ステップ４）。
ＶＰ＝ＲＶＰ・Ｃｔ（Ｔ２）
【００４２】
ここで、冷却水温に基づき温度係数から燃料蒸気圧を算出するのは、インジェクタ１２から噴射される状態における蒸気圧を正確に算出するためである。例えば、寒冷地においては、エンジン１１の暖気が終了していても、燃温が低い状態であることがあり、このような場合に燃温に基づいて燃料蒸気圧を算出すると、インジェクタ１２から噴射されたときの燃料蒸気圧を正確に算出することができないからである。なお、エンジン１１の運転状態によって、燃料蒸気圧を算出するための温度を、冷却水温又は燃温のいずれにするかを決定する（切り替える）ようにしてもよい。
【００４３】
その後、ＥＣＵ３０は、算出した燃料蒸気圧に基づき始動時における燃料噴射量や点火時期などの補正量を決定する（ステップ５）。これにより、燃料供給システム１０においては、始動時における燃料蒸気圧に基づく燃料増量補正が行われる。そして、ＥＣＵ３０は、この増量補正を行ってエンジン１１を始動させる（ステップ６）。
【００４４】
このように、燃料供給システム１０では、ＥＣＵ３０がエンジン１１の始動時における燃料噴射制御を燃料蒸気圧に基づき行うため、燃料性状（種類）が変化しても、高精度な燃料噴射制御を行うことができる。その結果、燃料の種類、温度に合わせエンジンが要求する最適な燃料噴射量の補正が出来るため常に安定した燃焼状態が得られ、特に冷間始動時におけるＡ／Ｆセンサの未活性時（オープン制御時）のＨＣ低減、始動性、ドライバビリティの向上を満たすことができる。また、仕向け先の違いによる燃料性状（蒸気圧）の違いを検知できるため、燃料性状に合わせたエンジンの適合を行う必要が無くなるので、機種展開が容易になり開発工数を大幅に削減することができる。
【００４５】
そして、エンジン１１が始動した後、ＥＣＵ３０は図５に示すリード蒸気圧計測ルーチンを実行する。このリード蒸気圧計測ルーチンが実行されると、図５に示すように、ＥＣＵ３０は、タイマーリセット後に（ステップＳ１０）、圧力センサ４２による圧力計測条件が満たされているか否かを判断する（ステップ１１〜１４）。本実施の形態では、タイマーリセットから規定時間以上経過していること（ステップ１１）、アクセルポジションセンサ１９の出力電圧が規定値以下、つまりアクセルペダル１８が操作されていないこと（ステップ１２）、バッテリ電圧が既定値（例えば、６Ｖ）以上であること（ステップ１３）、給油されていないこと（ステップ１４）を計測条件としている。
【００４６】
上記した計測条件を満たしている場合には（Ｓ１１〜Ｓ１３：ＹＥＳ，Ｓ１４：ＮＯ）、燃料蒸気圧計測装置４０において、圧力センサ４２によりアスピレータ４１内の圧力が検出されるとともに、温度センサ４３によりアスピレータ４１を通過する燃料の温度Ｔ１が検出される（ステップ１５，１６）。
ここで、圧力センサ４２により検出される圧力は、図６に示すＰ（Ｔ１）である。この圧力Ｐ（Ｔ１）は、アスピレータ４１を燃料が通過するとき（流量Ｑ（Ｑは一定））に発生する負圧Ｐｎ（一点鎖線参照）よりも、燃料が減圧気化することで発生した蒸気圧によってよって回復した（小さくなった）負圧（実線参照）となる。なお、図６は、アスピレータ内の流量と圧力との関係（フィード圧３００ｋＰａ）を示す図である。
【００４７】
一方、ステップ１１〜１３において、圧力計測条件が満たされていない場合には、ＥＣＵ３０は、各条件が満たされるまで以降の処理を一時的に中止する。そして、ＥＣＵ３０は、ステップ１１〜１３のすべての条件が満たされると（Ｓ１１〜Ｓ１３：ＹＥＳ）、給油されたか否かを判断する（ステップ１４）。このとき、給油されていると（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、タイマーをリセットして圧力計測条件（ステップ１１〜１４）の判定を繰り返す。
【００４８】
そして、ＥＣＵ３０は、ステップ１６で検出した燃料温度に基づき、温度係数Ｃｔ（Ｔ１）を算出する（ステップ１７）。次いで、ステップ１５で計測した圧力Ｐ（Ｔ１）と、ステップ１７で算出した温度係数Ｃｔ（Ｔ１）とにより下記の換算式に基づき、リード蒸気圧ＲＶＰ（３７．８℃）を算出する（ステップ１８）。
【００４９】
ここで、リード蒸気圧及び任意の温度における蒸気圧（揮発性）を算出する換算式について、図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、リード蒸気圧（物性値）とアスピレータ内の圧力との関係を示す図である。図８は、図７の結果より求めた３７．８℃における圧力を基準としたときの温度に対する変化割合（温度係数Ｃｔ）を示す図である。
【００５０】
図７から明らかなように、圧力は、各燃温において燃料の種類に関係なくリード蒸気圧（物性値）と非常に高い相関性がある。そして、３７．８℃における圧力を基準としたときの温度変化に対し、圧力の変化割合は図８に示すように、燃料の種類に関係なく、ある割合で変化する。従って、アスピレータ４１での圧力と燃料温度とを検出することができれば、リード蒸気圧と任意の温度における燃料蒸気圧（揮発性）も簡単に算出することができる。
また、燃料蒸気圧計測装置４０にはインジェクタ１２に供給される常に安定した圧力の燃料が供給されるため、エンジン１１の運転状態に影響されず常に安定してインジェクタ１２から噴射される噴射燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる。
【００５１】
そして、上記結果から得られるリード蒸気圧ＲＶＰの換算式は以下に示す通りである。
ＲＶＰ＝１／Ｃｔ（Ｔ１）・Ａ0・Ｐ（Ｔ１）＋Ｂ0
Ａ0：基準温度（３７．８℃）の傾き
Ｂ0：基準温度（３７．８℃）の切片
また、任意の温度における蒸気圧ＶＰの換算式は以下に示す通りである。
ＶＰ（Ｔ２）＝ＲＶＰ・Ｃｔ（Ｔ２）
【００５２】
その後、ＥＣＵ３０は、このようにしてリード蒸気圧ＲＶＰ（３７．８℃）を算出すると、算出したリード蒸気圧ＲＶＰ（３７．８℃）を現在のリード蒸気圧ＲＶＰとしてＲＡＭに上書きする。これにより、先回のリード蒸気圧ＲＶＰが消去されて、現在のリード蒸気圧ＲＶＰが記憶される。そして、このようにして記憶された現在のリード蒸気圧ＲＶＰが次回のエンジン始動時に読み出される（ステップ１参照）。
【００５３】
ここで、燃料蒸気圧計測装置４０に温度センサ４３を備えていない場合の蒸気圧計測について、図９を参照しながら説明する。図９は、燃料蒸気圧計測装置に温度センサを備えていない燃料供給システムにおけるリード蒸気圧計測ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【００５４】
この燃料供給システムでも、エンジン１１が始動されると、ＥＣＵ３０がリード蒸気圧計測ルーチンを実行する。このリード蒸気圧計測ルーチンが実行されると、図９に示すように、ＥＣＵ３０は、圧力計測条件（ステップ３０，３１）が満たされているか否かを判断する。この計測条件は、上記した形態とは異なり、給油がされたこと（ステップ３０）、及び先回のエンジン停止後より規定時間以上経過していること（ステップ３１）としている。なお、ステップ３１における規定時間としては、燃温とエンジン１１の冷却水温とが同じ温度になるまでの時間を設定すればよい。
【００５５】
上記の圧力計測条件が満たされると、ＥＣＵ３０は、圧力センサ４２からの信号に基づき圧力（Ｐ（Ｔ））を検出し（ステップ３２）、水温センサ３３からの信号に基づきエンジン１１の冷却水温を検出する（ステップ３３）。そして、ＥＣＵ３０は、ステップ３３で検出した冷却水温に基づき、温度係数Ｃｔ（Ｔ）を算出する（ステップ３４）。次いで、ステップ３２で検出した圧力Ｐ（Ｔ）と、ステップ３４で算出した温度係数Ｃｔ（Ｔ）とにより上記した換算式に基づき、リード蒸気圧ＲＶＰ（３７．８℃）を算出する（ステップ３５）。その後、ＥＣＵ３０は、算出したリード蒸気圧ＲＶＰ（３７．８℃）を現在のリード蒸気圧ＲＶＰとしてＲＡＭに上書きする。これにより、先回のリード蒸気圧ＲＶＰが消去されて、現在のリード蒸気圧ＲＶＰが記憶される（ステップ３６）。
【００５６】
そして、次回のエンジン１１の始動時に、ＥＣＵ３０により、ステップ３６で記憶された現在のリード蒸気圧ＲＶＰが読み込まれ、その時のエンジン１１の冷却水温から算出した温度係数（Ｃt（Ｔ２））に基づき燃料蒸気圧ＶＰが算出される。そして、この燃料蒸気圧ＶＰをもとに燃料噴射量補正が行われて、エンジン１１が始動する（図４参照）。
【００５７】
以上、詳細に説明したように第１の実施の形態に係る燃料供給システム１０では、燃料蒸気圧計測装置４０が、デリバリパイプ２３とプレッシャレギュレータ２８との間で燃料還流管２４から分岐した分岐配管２５に配置されている。つまり、燃料蒸気圧計測装置４０は、一定圧力配管中にプレッシャレギュレータ２８に対して並列配置されている。このため、燃料蒸気圧計測装置４０には、インジェクタ１２に供給される常に安定した圧力の燃料が供給される。従って、第１の実施の形態に係る燃料供給システム１０では、エンジン１１の運転状態に影響されず常に安定してインジェクタ１２から噴射される噴射燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる。
【００５８】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態に係る燃料供給システムは、第１の実施の形態と基本的な構成をほぼ同じくするが、燃料蒸気圧計測装置への燃料の供給を制御する電磁弁が設けられている点、燃料蒸気圧計測装置への供給燃料を加熱する加熱装置が設けられている点、及び燃料供給管の途中にミキサを備えている点が異なる。このため、以下ではこの相違点を中心に、第２の実施の形態に係る燃料供給システムについて、図１０を参照しながら説明する。図１０は、第２の実施の形態に係る燃料供給システムの概略を示す構成図である。
【００５９】
第２の実施の形態に係る燃料供給システム１０ａでは、図１０に示すように、分岐配管２５の燃料蒸気測定装置４０より上流側に電磁弁４５が設けられている。この電磁弁４５は、ＥＣＵ３０に接続されておりＥＣＵ３０からの指令に基づき分岐配管２５を開閉するようになっている。このため、電磁弁４５の開閉を制御することにより、燃料蒸気測定装置４０への燃料供給を制御することができる。
【００６０】
また、エンジン１１の冷却水が流れる冷却水配管４７が、燃料蒸気圧計測装置４０及び電磁弁４５の周辺に取り回されて配置されている。この冷却水配管４７には流量調整弁４８が設けられており、流量調整弁４８により冷却水の流量を調整することができるようになっている。このように構成された加熱装置４６により、燃料蒸気圧計測装置４０に供給される燃料の温調を行うことができる。
【００６１】
さらに、燃料供給管２２にミキサ４９が設けられている。このミキサ４９は、一定量の燃料を取り込み、その内部で攪拌混合することができるものである。このようなミキサ４９を設けることにより、例えば給油後に急激に燃料種類が変わったような場合でも、燃料濃度のムラをなくすることができるため、インジェクタ１２から噴射される燃料と燃料蒸気圧計測装置４０に供給される燃料との差異をなくすことができる。
【００６２】
さらにまた、ドアロックコントローラ５０が備わっており、ドアロックコントローラ５０の動作情報がＥＣＵ３０に入力されるようになっている。これにより、ドアロックコントローラ５０からの情報に基づき、エンジン１１が始動される予兆を検知することができるようになっている。
【００６３】
従って、第２の実施の形態に係る燃料供給システム１０ａでは、燃料の蒸気圧を計測するときにだけ電磁弁４５を開状態とすることにより、燃料を燃料蒸気圧計測装置４０に供給することができる。このため、インジェクタ１２からの燃料噴射量が少ないときに燃料の蒸気圧の計測を行うことができ、燃料ポンプ２１の流量をアップすることなく噴射燃料の蒸気圧を精度良く計測することができる。
【００６４】
そして、エンジン１１の始動前に燃料の蒸気圧を計測する場合には、電磁弁４５により、計測時に燃料蒸気圧計測装置４０へ燃料を供給し、エンジン１１の始動時には燃料蒸気圧計測装置４０への燃料供給を停止することができる。従って、このような計測を行う場合でも、インジェクタ１２において必要な噴射燃圧を確保することができ、始動性を悪化させることがない。また、ドアロックコントローラ５０からのドアロック動作情報に基づきエンジン１１が始動される予兆を検知したときに、燃料ポンプ２１を作動させて燃料の蒸気圧を計測することができる。これにより、エンジン１１の始動前にあらかじめ燃料の蒸気圧を計測するため、エンジン１１の始動時間（ＩＧオンからエンジン１１が始動するまでの時間）が長くなることがない。
【００６５】
また、加熱装置４６により、燃料蒸気圧計測装置４０に供給される燃料の温調を行うことができるため、燃料の温度が低くて蒸気圧が低い状態（蒸気圧を精度良く計測することができない状態）で蒸気圧を計測することがないため、噴射燃料の蒸気圧を常に精度良く計測することができる。さらに、燃料蒸気圧計測装置４０に供給される燃料の温度を変化させることにより、複数点の蒸気圧を計測することもできる。
【００６６】
また、ミキサ４９により、インジェクタ１２から噴射される燃料と燃料蒸気圧計測装置４０に供給される燃料との差異が生じないようにしているため、例えば給油後に急激に燃料性状が変わったような場合でも、噴射燃料の蒸気圧を精度良く計測することができる。
【００６７】
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態に係る燃料供給システムは、第１の実施の形態と基本的な構成をほぼ同じくするが、プレッシャレギュレータが２つ備わっている点と分岐配管の分岐点が異なっている。このため、以下ではこの相違点を中心に、第３の実施の形態に係る燃料供給システムについて、図１１を参照しながら説明する。図１１は、第３の実施の形態に係る燃料供給システムの概略を示す構成図である。
【００６８】
第３の実施の形態に係る燃料供給システム１０ｂでは、図１１に示すように、燃料還流管２４にプレッシャレギュレータ２８の他に、プレッシャレギュレータ２９が設けられている。このプレッシャレギュレータ２９は、プレッシャレギュレータ２８の下流側に配置されており、設定圧はプレッシャレギュレータ２８の設定圧の約半分である。
そして、プレッシャレギュレータ２８とプレッシャレギュレータ２９との間に分岐配管２５が接続されている。この分岐配管２５には、燃料蒸気圧計測装置４０が設けられている。これにより、燃料蒸気圧計測装置４０には、プレッシャレギュレータ２９により一定圧（２００ｋＰａ程度）に調圧された燃料が供給される。このため、燃料蒸気圧計測装置４０において、エンジン１１の運転状態（インジェクタ１２の噴射量）に影響されず常に安定して燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる。また、プレッシャレギュレータ２８の背圧が変化しないため、燃料の蒸気圧計測によってインジェクタ１２の噴射燃圧に悪影響を与えることもない。
【００６９】
従って、インジェクタ１２の噴射燃圧を調整するプレッシャレギュレータ２８からの還流される燃料を使用して蒸気圧を計測する場合であっても、第３の実施の形態に係る燃料供給システム１０ｂのような構成にすることにより、プレッシャレギュレータ２９によってプレッシャレギュレータ２８から還流されて燃料蒸気圧計測装置４０に供給される燃料の圧力を常に安定させることができる。このため、燃料蒸気圧計測装置４０において、エンジン１１の運転状態に影響されず常に安定して燃料の蒸気圧を精度良く瞬時に計測することができる。
【００７０】
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。例えば、上記した第２の実施の形態では、ミキサ４９を燃料供給管２２に設けているが、ミキサ４９を燃料フィルタ２７やデリバリパイプ２３に設けることもできる。また、燃料蒸気圧計測装置４０に供給される燃料をエンジン１１の冷却水によって加熱しているが、電気ヒータ等によって燃料を加熱することもできる。
【００７１】
また、上記した第３の実施の形態に係るシステムに第２の実施の形態で説明した構成を任意に組み合わせることもできる。例えば、電磁弁４５を設けるとともに、ドアロック動作情報に基づきエンジン１１の始動前に燃料ポンプ２１を作動させて燃料の蒸気圧を計測することができるようにする場合には、図１２に示すようなシステム構成にすればよい。
【００７２】
また、上記した実施の形態では、演算処理や記憶が簡単になることから燃料の蒸気圧を算出するのに、ＥＣＵ３０はリード蒸気圧ＲＶＰを記憶するようになっているが、リード蒸気圧の代わりに、圧力センサ４２で検出された圧力とそのとき温度センサ４３で検出された燃温との２変数をそのまま記憶して、その２変数を用いて燃料の蒸気圧を算出することもできる。あるいは、圧力センサ４２で検出された圧力とそのとき温度センサ４３で検出された燃温との２変数から算出できる特定温度の蒸気圧をリード蒸気圧の代わりに代表値として記憶し、その特定温度の蒸気圧を用いて燃料の蒸気圧を算出することもできる。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 燃料供給システム
１１ エンジン
１２ インジェクタ
２０ 燃料タンク
２１ 燃料ポンプ
２２ 燃料供給管
２３ デリバリパイプ（燃料分配管）
２４ 燃料還流管
２５ 分岐配管
２７ 燃料フィルタ
２８ プレッシャレギュレータ
２９ プレッシャレギュレータ
３０ エンジンコントロールユニット
４０ 燃料蒸気圧計測装置
４１ アスピレータ
４２ 圧力センサ
４３ 温度センサ
４５ 電磁弁
４６ 加熱装置
４９ ミキサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁へ供給される燃料の蒸気圧を計測する燃料蒸気圧計測システムにおいて、
前記燃料噴射弁に燃料を分配供給する燃料分配管と、
燃料ポンプにより燃料タンクから送出された燃料を前記燃料分配管に供給する燃料供給管と、
前記燃料分配管に供給された燃料の一部を前記燃料タンクに還流させる燃料還流管と、
前記燃料還流管に設けられ、管内の燃料の圧力を所定圧に調整する燃圧調整弁と、
前記燃料分配管に供給される燃料の蒸気圧を計測する燃料蒸気圧計測手段とを備え、
前記燃料蒸気圧計測手段が、前記燃圧調整弁により調圧された燃料が流れる配管から分岐した分岐配管に、前記燃圧調整弁に対して並列配置されている
ことを特徴とする燃料蒸気圧計測システム。
【請求項２】
請求項１に記載する燃料蒸気圧計測システムにおいて、
前記燃圧調整弁を２つ備えており、第１の燃圧調整弁と第２の燃圧調整弁との間に前記分岐配管が接続されている
ことを特徴とする燃料蒸気圧計測システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する燃料蒸気圧計測システムにおいて、
前記燃料蒸気圧計測手段への燃料供給を制御する燃料供給制御手段を備えている
ことを特徴とする燃料蒸気圧計測システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３に記載するいずれか１つの燃料蒸気圧計測システムにおいて、
前記燃料蒸気圧計測手段に供給される燃料を加熱する加熱手段を備えている
ことを特徴とする燃料蒸気圧計測システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４に記載するいずれか１つの燃料蒸気圧計測システムにおいて、
前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁までの間に燃料を攪拌混合する攪拌混合手段を備えている
ことを特徴とする燃料蒸気圧計測システム。
【請求項１】
内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁へ供給される燃料の蒸気圧を計測する燃料蒸気圧計測システムにおいて、
前記燃料噴射弁に燃料を分配供給する燃料分配管と、
燃料ポンプにより燃料タンクから送出された燃料を前記燃料分配管に供給する燃料供給管と、
前記燃料分配管に供給された燃料の一部を前記燃料タンクに還流させる燃料還流管と、
前記燃料還流管に設けられ、管内の燃料の圧力を所定圧に調整する燃圧調整弁と、
前記燃料分配管に供給される燃料の蒸気圧を計測する燃料蒸気圧計測手段とを備え、
前記燃料蒸気圧計測手段が、前記燃圧調整弁により調圧された燃料が流れる配管から分岐した分岐配管に、前記燃圧調整弁に対して並列配置されている
ことを特徴とする燃料蒸気圧計測システム。
【請求項２】
請求項１に記載する燃料蒸気圧計測システムにおいて、
前記燃圧調整弁を２つ備えており、第１の燃圧調整弁と第２の燃圧調整弁との間に前記分岐配管が接続されている
ことを特徴とする燃料蒸気圧計測システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する燃料蒸気圧計測システムにおいて、
前記燃料蒸気圧計測手段への燃料供給を制御する燃料供給制御手段を備えている
ことを特徴とする燃料蒸気圧計測システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３に記載するいずれか１つの燃料蒸気圧計測システムにおいて、
前記燃料蒸気圧計測手段に供給される燃料を加熱する加熱手段を備えている
ことを特徴とする燃料蒸気圧計測システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４に記載するいずれか１つの燃料蒸気圧計測システムにおいて、
前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁までの間に燃料を攪拌混合する攪拌混合手段を備えている
ことを特徴とする燃料蒸気圧計測システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２７５８７９（Ｐ２０１０−２７５８７９Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２６８０９（Ｐ２００９−１２６８０９）
【出願日】平成２１年５月２６日（２００９．５．２６）
【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２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２６日（２００９．５．２６）
【出願人】（０００１１６５７４）愛三工業株式会社 (1,018)
【Ｆターム（参考）】
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