JP2013040570A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸発燃料の利用率の向上を図りながら、内燃機関に対して燃料を供給しうる装置を提供する。
【解決手段】開閉機構３１〜３３が全て閉じている状態で真空ポンプ３６が動作することにより、凝縮器３０が減圧される。続いて、第１開閉機構３１が開かれることにより、分離器２０によって原燃料Ｆ０が第１燃料Ｆ１及び第２燃料Ｆ２に分離され、第１燃料Ｆ１は凝縮器３０に供給された上で凝縮される。そして、第１開閉機構３１が閉じられ、第２開閉機構３２及び第３開閉機構３３が開かれることにより、凝縮器３０が昇圧し、第１燃料Ｆ１が凝縮器３０から第１燃料タンク４０に対して供給される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関に対して燃料を供給する技術に関する。

原燃料から分離された高オクタン価燃料及び低オクタン価燃料のそれぞれを選択的に内燃機関に供給する手法が提案されている（特許文献１及び２参照）。

また、原燃料と比較して高オクタン価燃料の揮発性が低いことに起因する、高オクタン価燃料貯蔵用のタンクに対する空気の進入を防止するための手法が提案されている（特許文献３参照）。具体的には、蒸発燃料が原燃料タンクから高オクタン価燃料タンクに対して供給され、さらに高オクタン価燃料タンクからチャコールキャニスタに対して供給されるように装置が構成されている。

特開２００７−２７８２９８号公報 特開２００９−１４４７２０号公報 特開２００９−２０３９０９号公報

しかし、キャニスタの吸着容量が大きいほど、多量の蒸発燃料が内燃機関の運転に有効利用されうるものの、車両におけるキャニスタの搭載スペースの制約上、当該容量には限界がある。このため、多量の蒸発燃料が発生した場合、キャニスタに吸着されきれなかった蒸発燃料は車両外部に排出されてしまい無駄になる。

そこで、本発明は、蒸発燃料の利用率の向上を図りながら、内燃機関に対して燃料を供給しうる装置を提供することを課題とする。

本発明は、原燃料から分離される、オクタン価が高い成分が当該原燃料よりも多く含有されている第１燃料と、オクタン価が低い成分が当該原燃料よりも多く含有されている第２燃料又は前記原燃料とを、選択的に又は指定混合比で同時に内燃機関に対して供給する装置に関する。

本発明の燃料供給装置は、前記原燃料を貯蔵する原燃料タンクと、前記原燃料タンクから供給される前記原燃料を前記第１燃料と前記第２燃料とに分離するように構成されている分離器と、前記分離器により分離された前記第１燃料を凝縮させて貯留するように構成されている凝縮器と、前記凝縮器により凝縮された前記第１燃料を貯蔵するように構成されている第１燃料タンクと、前記第１燃料の蒸発によって生じた蒸発燃料を吸着し、前記蒸発燃料を脱着させて前記内燃機関に対して供給するように構成されているキャニスタと、前記凝縮器から前記蒸発燃料を吸引し、当該吸引した前記蒸発燃料を前記キャニスタに対して供給するように構成されている真空ポンプと、前記真空ポンプが断続的な動作を繰り返すように、前記真空ポンプの動作を制御する制御装置とを備えていることを特徴とする。

本発明の燃料供給装置によれば、分離器によって原燃料が第１燃料（高オクタン価燃料）及び第２燃料（低オクタン価燃料）に分離される。第１燃料は、気相状態で分離器から凝縮器に供給され、凝縮器において少なくとも一部が凝縮されることにより液相状態となる。

また、真空ポンプの動作により第１燃料由来の蒸発燃料が凝縮器から吸引された上でキャニスタに対して供給され、当該キャニスタ（正確にはそこに内蔵されている吸着剤）に吸着される。蒸発燃料はキャニスタから脱着されて内燃機関に対して供給されうる。

ここで、真空ポンプが断続的な動作を繰り返すようにその動作が制御されるので、真空ポンプが定常的又は連続的に動作している場合とは異なり、キャニスタに対する蒸発燃料の供給量が過多になる事態が回避又は抑制されうる。その結果、内燃機関に供給されることなく、キャニスタから車両外部等に回収不可能な形で排出される蒸発燃料が減少するため、その利用率の向上が図られる。

本発明の燃料供給装置は、前記凝縮器と外部とを開閉する複数の開閉機構をさらに備え、前記制御装置は、前記凝縮器が外部から遮断されている閉状態と、前記凝縮器が外部に連通する開状態とが交互に実現されるように前記複数の開閉機構のそれぞれの動作を制御するとともに、前記凝縮器の閉状態において前記真空ポンプを動作させる一方、前記凝縮器の開状態において前記真空ポンプの動作を停止させるように前記真空ポンプの動作を制御することを特徴とする。

当該構成の燃料供給装置によれば、凝縮器の閉状態で真空ポンプが動作することにより、凝縮器が減圧されるとともに、第１燃料由来の蒸発燃料がキャニスタに供給される。その一方、凝縮器の開状態で、分離器により原燃料が第１燃料及び第２燃料に分離され、或いは、第１燃料が凝縮器から第１燃料タンクに対して供給されうる。

凝縮器の開状態において、真空ポンプの動作が停止されることにより、第１燃料由来の蒸発燃料がキャニスタに対して過剰に供給される事態が回避されうる。その結果、内燃機関に供給されることなく、キャニスタから車両外部に回収不可能な形で排出される蒸発燃料が減少するため、その利用率の向上が図られる。

本発明の燃料供給装置は、前記分離器から前記凝縮器に対して前記第１燃料を供給するための１次回収経路を開閉する第１開閉機構と、前記凝縮器から前記第１燃料タンクに対して前記第１燃料を供給するための２次回収経路を開閉する第２開閉機構と、外部から空気を前記凝縮器に対して供給するための経路を開閉する第３開閉機構をさらに備え、前記制御装置は、前記第１開閉機構、前記第２開閉機構及び前記第３開閉機構が閉じている前記凝縮器の閉状態としての１次状態と、前記第１開閉機構が開いている一方、前記第２開閉機構及び前記第３開閉機構が閉じている前記凝縮器の開状態としての２次状態と、前記第１開閉機構が閉じている一方、前記第２開閉機構及び前記第３開閉機構が開いている前記凝縮器の開状態としての３次状態とが順に実現されるように前記第１開閉機構、前記第２開閉機構及び前記第３開閉機構の動作を制御することを特徴とする。

当該構成の燃料供給装置によれば、１次状態において、真空ポンプの動作により凝縮器が減圧されて負圧状態とされるとともに、第１燃料由来の蒸発燃料がキャニスタに供給される。続いて、２次状態において、分離器により原燃料が第１燃料及び第２燃料に分離される。さらに、３次状態において、第１燃料が凝縮器から第１燃料タンクに対して供給される。

２次状態及び３次状態のそれぞれにおいて、真空ポンプの動作が停止される。これにより、第１燃料由来の蒸発燃料がキャニスタに対して過剰に供給される事態が回避されうる。その結果、内燃機関に供給されることなく、キャニスタから車両外部に回収不可能な形態で排出される蒸発燃料が減少するため、その利用率の向上が図られる。

本発明の燃料供給装置は、前記蒸発燃料が、前記キャニスタから開状態の前記第３開閉機構を経て前記凝縮器に対して供給されるように構成されていることを特徴とする。

当該構成の燃料供給装置によれば、キャニスタにより吸蔵されている第１燃料由来の蒸発燃料のうち少なくとも一部が凝縮器に供給され、凝縮された上で第１燃料タンクに供給されうる。これにより、第３開閉機構が閉状態から開状態に遷移する際、凝縮器に存在している蒸発燃料が回収不能な形で車両外部等に無駄に排出される事態が回避される。さらに、第１燃料タンクからキャニスタに対して供給される蒸発燃料の利用率の向上が図られる。

本発明の燃料供給装置は、前記蒸発燃料が、前記第１燃料タンクから前記キャニスタに対して供給されるように構成されていることを特徴とする。

当該構成の燃料供給装置によれば、第１燃料タンクに充満している第１燃料由来の蒸発燃料がキャニスタに対して供給された上で、内燃機関に対して供給されうるため、蒸発燃料の利用率の向上が図られる。

本発明の燃料供給装置は、前記凝縮器の内部気圧を測定するための圧力センサをさらに備え、前記制御装置が、前記圧力センサの出力信号により表わされる前記凝縮器の内部気圧が低下して、第１負圧以下になったことを要件として前記１次状態から前記２次状態への遷移が実現される一方、前記圧力センサの出力信号により表わされる前記凝縮器の内部気圧が上昇して、前記第１負圧より高い第２負圧以上になったことを要件として前記２次状態から前記３次状態への遷移が実現されるように、前記第１開閉機構、前記第２開閉機構及び前記第３開閉機構の動作を制御するように構成されていることを特徴とする。

当該構成の燃料供給装置によれば、圧力センサを用いて測定される凝縮器の圧力に応じて、各開閉機構の開閉及び真空ポンプの動作が制御される。これにより、蒸発燃料の無駄を回避しながら、分離器による第１燃料及び第２燃料の分離を促進させる観点から、真空ポンプの動作期間が適当に制御されうる。

本発明の燃料供給装置は、前記キャニスタから脱着された前記蒸発燃料が、前記分離器に対して供給されるように構成されていることを特徴とする。

当該構成の燃料供給装置によれば、内燃機関に供給されることなく、キャニスタから車両外部に排出される蒸発燃料を低減させ、その利用率の向上が図られる。

本発明の燃料供給装置は、前記凝縮器において発生する前記第１燃料の凝縮熱によって、前記キャニスタが加熱されるように構成されていることを特徴とする。

当該構成の燃料供給装置によれば、キャニスタの加熱により、キャニスタから蒸発燃料の脱着を促してこれを内燃機関に供給させることができるので、蒸発燃料の利用率の向上が図られる。

本発明の一実施形態としての燃料供給装置の構成説明図。 負圧制御処理の手順を表わすフローチャート。 負圧制御処理に伴う燃料及び蒸発燃料の供給に関する説明図。 分離燃料の回収率に関する対比説明図。

（構成）
図１に示されている燃料供給装置は、原燃料タンク１０と、分離器２０と、凝縮器３０と、第１燃料タンク４０と、キャニスタ５０と、ＥＣＵ（電子制御ユニット（制御装置））７０とを備えている。燃料供給装置は車両に搭載され、同じく車両に搭載されている内燃機関６０に対して燃料を供給するように構成されている。

原燃料タンク１０には、給油口を通じて供給された通常又は市販のガソリンが原燃料Ｆ０として貯蔵される。原燃料タンク１０に貯蔵されている原燃料Ｆ０は、高圧供給ポンプ１２により指定圧力まで昇圧された後、内燃機関６０に対して供給される。

また、原燃料Ｆ０は、高圧供給ポンプ１２により指定圧力まで昇圧された後、加熱器１６において加熱された後、分離器２０に送り込まれる。三方バルブ１４により、原燃料タンク１０及び加熱器１６が遮断された場合、原燃料Ｆ０は分離器２０を経ずに、放熱器２６を経て原燃料タンク１０に戻される。加熱器１６は、内燃機関６０の冷却水と原燃料とを熱交換させる熱交換器により構成されている。加熱器１６は、これに代えて又は加えて、電気ヒータにより構成されてもよい。

原燃料タンク１０に貯蔵されている原燃料Ｆ０が蒸発することにより、炭化水素及びエタノールを含有する蒸発燃料Ｖが生じる。蒸発燃料Ｖは、原燃料タンク１０からキャニスタ５０に対して供給される。

分離器２０は、原燃料Ｆ０を、透過気化法（ＰＶ（パーベーパレーション））にしたがって第１燃料Ｆ１と第２燃料Ｆ２とに分離するように構成されている。分離器２０は、原燃料（ガソリン）中の高オクタン価成分を選択的に透過させる分離膜２１と、分離膜２１により区分されている高圧室２２及び低圧室２４とを備えている（図示略）。

第１燃料Ｆ１は、原燃料Ｆ０よりも高オクタン価成分の含有量が多い高オクタン価燃料であり、例えばエタノール等のアルコールである。第２燃料Ｆ２は、原燃料Ｆ０よりも高オクタン価成分の含有量が少ない低オクタン価燃料である。

具体的には、分離器２０の高圧室２２に対して高温かつ高圧状態の原燃料Ｆ０が供給される一方、低圧室２４が負圧状態に維持されることにより、原燃料Ｆ０に含有される高オクタン価成分が分離膜２１を透過して低圧室２４に浸出する。原燃料Ｆ０の高オクタン価成分量が増加すると、当該透過流体のオクタン価は高くなるため、分離膜２１の低圧側から高オクタン価成分を多く含み、原燃料Ｆ０よりもオクタン価が高い第１燃料Ｆ１が回収されうる。

一方、高圧室２２を流れる原燃料Ｆ０に含有される高オクタン価成分量は下流になる程低下するため、高オクタン価成分含有量の少ない、原燃料Ｆ０よりオクタン価の低い第２燃料Ｆ２が高圧室２２に残る。分離器２０から流出した第２燃料Ｆ２は、放熱器２６において冷却された後、原燃料タンク１０に対して供給される。

また、分離膜２１の温度、原燃料Ｆ０の温度及び供給量、高圧室２２の圧力並びに低圧室２４の圧力（負圧）等の分離器２０の作動条件が制御される。これにより、分離器２０による第１燃料Ｆ１及び第２燃料Ｆ２の分離速度又は回収量などが変化する。

例えば、加熱器１６により、分離器２０に供給される原燃料Ｆ０の温度が制御されることにより、分離膜２１の温度が調整されうる。また、高圧供給ポンプ１２の動作による原燃料Ｆ０の加圧によって高圧室２２の圧力が調節されうる。さらに、真空ポンプ３６の動作による凝縮器３０の減圧によって低圧室２４の圧力が調節されうる。

なお、原燃料タンク１０とは別個の第２燃料タンク（図示略）に対して第２燃料Ｆ２が供給された上で、この第２燃料タンクに貯蔵されてもよい。また、第２燃料タンクに貯蔵されている第２燃料Ｆ２が、原燃料Ｆ０に代えて内燃機関６０に対して供給されてもよい。

凝縮器３０は、分離器２０の低圧室２４と第１燃料タンク４０とを接続する回収経路の途中に設けられ、第１燃料Ｆ１を凝縮させるように構成されている。凝縮器３０は、例えば空冷式又は水冷式のタンク又は貯留器により構成されている。

凝縮器３０は真空ポンプ（負圧ポンプ）３６の吸込側に接続されている。真空ポンプ３６の動作により凝縮器３０の内側が負圧状態に制御され、第１燃料Ｆ１の蒸気圧よりも低圧状態とされうる。第１燃料Ｆ１が蒸発することにより生じた、エタノール等のアルコールを含有する蒸発燃料Ｖが、真空ポンプ３６の動作により、キャニスタ５０等に供給される。凝縮器３０には、その内部の圧力を測定するための圧力センサ（図示略）が設けられている。

分離器２０と凝縮器３０とを接続する１次回収経路には、当該経路を開閉する第１開閉機構３１が設けられている。第１開閉機構３１が開かれることにより分離器２０の低圧室２４と凝縮器３０とが連通される一方、第１開閉機構３１が閉じられることにより分離器２０と凝縮器３０とが遮断される。

凝縮器３０と第１燃料タンク４０とを接続する２次回収経路には、当該経路を開閉する第２開閉機構３２が設けられている。第２開閉機構３２が開かれることにより凝縮器３０と第１燃料タンク４０とが連通される一方、第２開閉機構３２が閉じられることにより凝縮器３０と第１燃料タンク４０とが遮断される。

凝縮器３０と空気源であるキャニスタ５０とが接続され、当該接続経路には第３開閉機構３３が設けられている。第３開閉機構３３が開かれることにより、キャニスタ５０に吸着されている蒸発燃料Ｖが凝縮器３０に導入される。なお、凝縮器３０と外気とを接続する経路が設けられ、当該経路に第３開閉機構３３が設けられ、第３開閉機構３３が開かれることにより、凝縮器に外気が導入されるように構成されていてもよい。また、凝縮器３０と第１燃料タンク４０とを接続する経路が２次回収経路とは別個に設けられ、当該経路に第３開閉機構３３が設けられ、第３開閉機構３３が開かれることにより、凝縮器に蒸発燃料Ｖが導入されるように構成されていてもよい。

開閉機構３１〜３３のそれぞれは、例えば電磁弁により構成される。

第１燃料タンク４０には、分離器２０により原燃料Ｆ０から分離された第１燃料Ｆ１が貯蔵される。第１燃料タンク４０に貯蔵されている第１燃料Ｆ１は、高圧供給ポンプ４２により指定圧力まで昇圧された後、内燃機関６０に対して供給される。

第１燃料タンク４０に貯蔵されている第１燃料Ｆ１が蒸発することにより、エタノール等のアルコールを含有する蒸発燃料Ｖが生じる。第１燃料タンク４０とキャニスタ５０とは接続され、蒸発燃料Ｖは第１燃料タンク４０から当該接続経路を通じてキャニスタ５０に対して供給される。原燃料タンク１０と第１燃料タンク４０とが、蒸発燃料Ｖを一方から他方に供給可能に接続され、又は、蒸発燃料Ｖを相互に供給可能に接続されていてもよい。

キャニスタ５０には、活性炭などの吸着剤が内蔵されており、蒸発燃料Ｖに含まれるアルコールのほか、炭化水素が当該吸着剤に吸着される。これにより、蒸発燃料Ｖは、アルコール及び炭化水素と、窒素等の他の成分とに分離されうる。

分離された窒素等を含有する空気は、キャニスタ５０から車両の外部に排出される。一方、内燃機関６０が稼動して吸気管６１が負圧状態になると、キャニスタ５０において吸着剤に吸着されているアルコール及び炭化水素は、スロットルバルブ６１３の下流側において吸気管６１に供給され、さらに燃焼室に導入された上で燃焼する。キャニスタ５０に接続されている吐出経路には、当該吐出経路における蒸発燃料Ｖの流量を調節するための流量調節バルブ５２が設けられている。

キャニスタ５０は、凝縮器３０において発生する第１燃料Ｆ１の凝縮熱によって加熱され、その温度が蒸発燃料Ｖの吸着性能を十分に発揮しうる温度範囲に維持されるように構成されていてもよい。例えば、凝縮器３０の冷却媒体によりキャニスタ５０が加熱されるように、当該媒体の流路が構成されていてもよい。

内燃機関６０の燃焼室に接続されている吸気管６１には、吸気バルブ６１１と、燃料噴射装置６１２と、スロットルバルブ６１３とが設けられている。吸気バルブ６１１が開かれることにより吸気管６１と燃焼室とが連通される一方、吸気バルブ６１１が閉じられることにより吸気管６１と燃焼室とが遮断される。スロットルバルブ６１３は、内燃機関６０の吸入空気量を調整するように構成されている。

燃料噴射装置６１２は、吸気バルブ６１１とスロットルバルブ６１３との間に配置され、原燃料Ｆ０及び第１燃料Ｆ１のうち一方を選択的に、内燃機関６０の各気筒に対して噴射するように構成されている。なお、燃料噴射装置６１２は、原燃料Ｆ０及び第１燃料Ｆ１の両方を指定混合比で同時に、内燃機関６０の各気筒に対して噴射するように構成されていてもよい。吸気管６１に吸入された空気と、燃料噴射装置６１２から噴射された燃料との混合ガスが吸気管６１から各気筒の燃焼室に導入される。

第２燃料タンクが設けられている場合、燃料噴射装置６１２は、第１燃料Ｆ１及び第２燃料Ｆ２のうち一方を選択的に、又は、両方を指定混合比で同時に、内燃機関６０の各気筒に対して噴射するように構成されていてもよい。

真空ポンプ３６の動作により凝縮器３０から吸引された蒸発燃料Ｖは、真空ポンプ３６の吐出側から、スロットルバルブ６１３の下流側において吸気管６１に対して直接的に供給される。なお、蒸発燃料Ｖが第１燃料タンク４０から内燃機関６０の吸気管６１に対して直接的に供給されてもよい。

吸気管６１には、スロットルバルブ６１３の上流側においてターボチャージャー６５、ベンチュリガスミキサ６５１及びパージポンプ６５２が設けられている。蒸発燃料Ｖは、キャニスタ５０から、パージポンプ６５２及びターボチャージャー６５を経て吸気管６１に対して供給されうる。

なお、内燃機関６０はターボチャージャー６５付きのエンジンではなく、自然吸気エンジンであってもよい。この場合、キャニスタ５０から、蒸発燃料Ｖが、パージコントロールバルブ（図示略）を経て、スロットルバルブ６１３の下流側において吸気管６１に対して供給されてもよい。

制御装置７０は、プログラマブルコンピュータにより構成されている。制御装置７０には、凝縮器３０の圧力Ｐに応じた信号を出力する圧力センサ等、燃料供給装置のさまざまな状態を検知するための各種センサの出力信号が入力される。制御装置７０は、後述する「負圧制御処理」を実行するようにプログラムされている。制御装置７０は、内燃機関６０の燃料噴射制御及び点火時期制御などのほか、分離器２０の作動条件の調節、内燃機関６０に対して供給される燃料の調節、各ポンプの動作制御及び各バルブの開閉又は開度調節などのために必要な演算処理を実行するようにプログラムされている。

「プログラムされている」とは、コンピュータの構成要素であるＣＰＵ等の演算処理装置が、ＲＯＭ若しくはＲＡＭ等のメモリ又は記録媒体から必要な情報に加えてソフトウェアを読み出し、当該情報に対して当該ソフトウェアにしたがって演算処理を実行するように構成されていることを意味する。

（機能）
前記構成の燃料供給装置の機能について説明する。具体的には、制御装置７０により、次に説明する手順にしたがって「負圧制御処理」が繰り返し実行される。

まず、凝縮器３０の１次状態（閉状態（第１開閉機構３１‥閉、第２開閉機構３２‥閉、第３開閉機構３３‥閉））において、真空ポンプ３６の動作が開始される（図２／ＳＴＥＰ００２）。

これにより、図３（ａ）に示されているように蒸発燃料Ｖ（気体）が凝縮器３０から排出され（矢印参照）、凝縮器３０が減圧される。蒸発燃料Ｖは、キャニスタ５０等に供給される。

凝縮器３０の圧力Ｐが第１負圧Ｐ１以下に到達したか否かが判定される（図２／ＳＴＥＰ００４）。「負圧」は大気圧又は常圧を基準として負値として定義される。すなわち、大気圧よりも低圧であるほどその絶対値は大きくなる。

当該判定結果が肯定的である場合（図２／ＳＴＥＰ００４‥ＹＥＳ）、真空ポンプ３６の動作が停止されるとともに、第１開閉機構３１が開放される（図２／ＳＴＥＰ００６）。

なお、真空ポンプ３６の動作開始（図２／ＳＴＥＰ００２参照）から第１指定時間経過後に、真空ポンプ３６の動作が停止され、第１開閉機構３１が開放されてもよい（図２／ＳＴＥＰ００６参照）。

これにより、第１開閉機構３１が開放されている一方、第２開閉機構３２及び第３開閉機構３３が閉塞されている状態（以下「２次状態」という。）で、分離器２０によって第１燃料Ｆ１及び第２燃料Ｆ２の分離が開始される。図３（ｂ）に示されているように第１燃料Ｆ１が分離器２０から凝縮器３０に対して供給される。第１燃料Ｆ１の少なくとも一部は、負圧かつ冷却状態にある凝縮器３０において凝縮（気相から液相に相転移）した上で貯留される。また、真空ポンプ３６の停止により、凝縮器３０において蒸発燃料Ｖが増加し、凝縮器３０が昇圧される。

凝縮器３０の圧力Ｐが第１負圧Ｐ１よりも高い第２負圧Ｐ２以上に到達したか否かが判定される（図２／ＳＴＥＰ００８）。前記のように「負圧」は大気圧を基準として負値として定義されるので、第２負圧Ｐ２の絶対値は第１負圧Ｐ１の絶対値よりも小さい。

当該判定結果が肯定的である場合（図２／ＳＴＥＰ００８‥ＹＥＳ）、第１開閉機構３１が閉塞される一方、第２開閉機構３２及び第３開閉機構３３が開放される（図２／ＳＴＥＰ０１０）。

なお、真空ポンプ３６の動作が停止され、第１開閉機構３１が開放されてから、第２指定時間経過後に、第１開閉機構３１が閉塞される一方、第２開閉機構３２及び第３開閉機構３３が開放されてもよい（図２／ＳＴＥＰ０１０参照）。

第１負圧Ｐ１及び第２負圧Ｐ２のそれぞれの値は予めさまざまな値に変更されていてもよく、燃料供給装置又はこれが搭載されている車両の走行状態（加速度要求など）に応じて、制御装置７０によって変更されてもよい。例えば、原燃料タンク１０に貯蔵されている原燃料Ｆ０の第１燃料Ｆ１の濃度又は含有量が測定され、当該測定値が高いほど、第２負圧Ｐ２が高くされてもよい。

第１開閉機構３１の閉塞により、分離器２０による第１燃料Ｆ１及び第２燃料Ｆ２の分離が停止される。第２開閉機構３２の開放により、図３（ｃ）に示されているように凝縮器３０に貯留されている第１燃料Ｆ１が第１燃料タンク４０に対して供給される。第３開閉機構３３の開放により、図３（ｃ）に示されているように凝縮器３０にキャニスタ５０から蒸発燃料Ｖが供給され、凝縮器３０が昇圧されて第１燃料タンク４０と同圧になる。

第１開閉機構３１が閉塞されている一方、第２開閉機構３２及び第３開閉機構３３が開放されている状態（以下「３次状態」という。）が実現されてから、指定時間（例えば１０［ｓ］）が経過したか否かが判定される（図２／ＳＴＥＰ０１２）。当該判定結果が肯定的である場合（図２／ＳＴＥＰ０１２‥ＹＥＳ）、第２開閉機構３２及び第３開閉機構３３がともに閉塞される（図２／ＳＴＥＰ０１４）。これにより、１次状態が再び実現された後、再び真空ポンプ３６の動作開始以降の処理が繰り返される（図２／ＳＴＥＰ００２参照）。

（作用効果）
本発明の燃料供給装置によれば、１次状態で真空ポンプ３６が動作することにより、第１燃料Ｆ１由来の蒸発燃料Ｖがキャニスタ５０に供給される（図２／ＳＴＥＰ００２、図３（ａ）参照）。蒸発燃料Ｖは、キャニスタ５０に内蔵されている吸着剤に吸着された上で、吸着剤から脱着され、キャニスタ５０から内燃機関６０に対して供給される。

その後、２次状態が実現されると、凝縮器３０及びこれに連通する分離器２０の低圧室２４が負圧状態になる。このため、原燃料タンク１０から分離器２０の高圧室２２に対して供給された原燃料Ｆ０が、ＰＶ法にしたがって第１燃料Ｆ１及び第２燃料Ｆ２に分離される（図２／ＳＴＥＰ００６、図３（ｂ）参照）。第１燃料Ｆ１は、気相状態で分離器２０から凝縮器３０に供給され、凝縮器３０において少なくとも一部が凝縮されることにより液相状態となって凝縮器３０に貯留される。

さらに、３次状態で、第１燃料Ｆ１が凝縮器３０から第１燃料タンク４０に対して供給される（図２／ＳＴＥＰ０１０、図３（ｃ）参照）。

２次状態（図３（ｂ）参照）及び３次状態（図３（ｃ）参照）において、真空ポンプ３６の動作が停止される。

このように、真空ポンプ３６は断続的な動作を繰り返すようにその動作が制御されるので、真空ポンプ３６が定常的又は連続的に動作している場合とは異なり、キャニスタ５０に対する蒸発燃料Ｖの供給量が過多になる事態が回避又は抑制されうる。その結果、内燃機関６０に供給されることなく、キャニスタ５０から回収不能な形で車両外部等に排出される蒸発燃料Ｖの量を低減させ、その利用率の向上が図られる。

また、蒸発燃料Ｖが、キャニスタ５０から開状態の第３開閉機構３３を経て凝縮器３０に対して供給される（図３（ｃ）参照）。これにより、第３開閉機構３３が閉状態から開状態に遷移する際、凝縮器３０に存在している蒸発燃料Ｖが車両外部に無駄に排出される事態が回避される。また、第１燃料タンク４０からキャニスタ５０に対して供給された蒸発燃料Ｖの利用率の向上が図られる。

キャニスタ５０から脱着された蒸発燃料Ｖが、分離器２０の低圧室２４に対して供給される（図１参照）。このため、図３（ｃ）において凝縮器３０と第１燃料タンク４０とを同圧にする代わりに、分離器２０の低圧室２４から凝縮器３０を同圧にする動作をすることで、低圧室２４における分離後の第１燃料Ｆ１の液滴を第１燃料タンク４０に排出させ、分離器２０の性能向上を図ることができる。

さらに、凝縮器３０において発生する第１燃料Ｆ１の凝縮熱によって、キャニスタ５０が加熱される。当該加熱により、キャニスタ５０から蒸発燃料Ｖの脱着を促してこれを内燃機関６０に供給させることができるので、蒸発燃料Ｖの利用率の向上が図られる。

図４には、本発明の実施例と比較例とについて第１燃料Ｆ１（例えばエタノール）の回収率が対比されている。「回収率」とは「利用率」に相当するものであり、原燃料Ｆ０に含有されている第１燃料Ｆ１の低下量に対する、当該低下量から第１燃料Ｆ１の外気等への排出による損失量を差し引いた量の比率を意味する。

第１実施例及び第２実施例は負圧制御が繰り返された結果である。比較例は真空ポンプが停止することなく連続して動かされた結果である。第１実施例は、第２実施例と比較して第１負圧Ｐ１と第２負圧Ｐ２との差が大きく設定され、これに応じて負圧制御周期が比較的長い。

図４から明らかなように、第１実施例及び第２実施例における第１燃料Ｆ１の回収率は、比較例のそれよりも高い。これは、負圧制御の実行によって、第１燃料Ｆ１由来の蒸発燃料Ｖの損失が少なく、第１燃料Ｆ１が効率的に回収されていることを意味する。また、第１実施例における第１燃料Ｆ１の回収率は、第２実施例のそれよりも高い。これは、負圧制御周期が変更されることによって、第１燃料Ｆ１由来の蒸発燃料Ｖの損失を低減させ、第１燃料Ｆ１を回収率のさらなる向上が図られることを意味する。

（本発明の他の実施形態）
前記実施形態では、負圧制御周期ごとに、１次状態（真空ポンプ動作）、２次状態（真空ポンプ動作停止）及び３次状態（真空ポンプ動作停止）が順に繰り返して実現された（図２及び図３参照）。その他の実施形態として、負圧制御周期ごとに、１次状態及び２次状態が複数回にわたり交互に実現された後、３次状態が実現されてもよい。

第３開閉機構３３が省略され、第２開閉機構３２が開状態であるときに、２次回収経路を通じて第１燃料タンク４０から凝縮器３０に対して蒸発燃料Ｖが供給されてもよい。これにより、共通の経路を介して、凝縮器３０を昇圧させるとともに、凝縮器３０から第１燃料タンク４０に対して第１燃料Ｆ１を供給させることができる。

この場合、制御装置７０により、第１開閉機構３１及び第２開閉機構３２が閉じている状態と、第１開閉機構３１及び第２開閉機構３２のうち一方が開いている状態との連続が繰り返して実現されてもよい。また、第１開閉機構３１及び第２開閉機構３２が閉じている状態では真空ポンプ３６を動作させる一方、第１開閉機構３１及び第２開閉機構３２のうち一方が開いている状態では真空ポンプ３６の動作を停止させてもよい。

当該構成の燃料供給装置によれば、第１開閉機構３１及び第２開閉機構３２が閉じている状態で真空ポンプ３６が動作することにより、凝縮器３０が負圧状態とされるとともに、第１燃料Ｆ１由来の蒸発燃料Ｖがキャニスタに供給される（図３（ａ）参照）。

その後、第１開閉機構３１が開いている一方、第２開閉機構３２が閉じている状態で、分離器２０により原燃料Ｆ０が第１燃料Ｆ１及び第２燃料Ｆ２に分離される（図３（ｂ）参照）。或いは、その後、第１開閉機構３１が閉じている一方、第２開閉機構３２が開いている状態で、第１燃料Ｆ１が凝縮器３０から第１燃料タンク４０に対して供給される一方、蒸発燃料Ｖが第１燃料タンク４０から凝縮器３０に対して供給される（図３（ｃ）参照）。

この際、真空ポンプ３６の動作が停止されることにより、蒸発燃料Ｖがキャニスタ５０に対して過剰に供給される事態が回避されうる。その結果、内燃機関６０に供給されることなく、キャニスタ５０から車両外部に排出される蒸発燃料Ｖを低減させ、その利用率の向上が図られる。

１０‥原燃料タンク、２０‥分離器、２１‥分離膜、３０‥凝縮器、３１‥第１開閉機構、３２‥第２開閉機構、３３‥第３開閉機構、３６‥真空ポンプ、４０‥第１燃料タンク、５０‥キャニスタ、６０‥内燃機関、７０‥ＥＣＵ（制御装置）。

Claims (8)

1. 原燃料から分離される、オクタン価が高い成分が当該原燃料よりも多く含有されている第１燃料と、オクタン価が低い成分が当該原燃料よりも多く含有されている第２燃料又は前記原燃料とを、選択的に又は指定混合比で同時に内燃機関に対して供給する装置であって、
   前記原燃料を貯蔵する原燃料タンクと、
   前記原燃料タンクから供給される前記原燃料を前記第１燃料と前記第２燃料とに分離するように構成されている分離器と、
   前記分離器により分離された前記第１燃料を凝縮させるように構成されている凝縮器と、
   前記凝縮器により凝縮された前記第１燃料を貯蔵するように構成されている第１燃料タンクと、
   前記第１燃料の蒸発によって生じた蒸発燃料を吸着し、前記蒸発燃料を脱着させて前記内燃機関に対して供給するように構成されているキャニスタと、
   前記凝縮器から前記蒸発燃料を吸引し、当該吸引した前記蒸発燃料を前記キャニスタに対して供給するように構成されている真空ポンプと、
   前記真空ポンプが断続的な動作を繰り返すように、前記真空ポンプの動作を制御する制御装置とを備えていることを特徴とする燃料供給装置。
2. 請求項１記載の燃料供給装置において、
   前記凝縮器と外部とを開閉する複数の閉塞機構をさらに備え、
   前記制御装置は、前記凝縮器が外部から遮断されている閉状態と、前記凝縮器が外部に連通する開状態とが交互に実現されるように前記複数の開閉機構のそれぞれの動作を制御するとともに、前記凝縮器の閉状態において前記真空ポンプを動作させる一方、前記凝縮器の開状態において前記真空ポンプの動作を停止させるように前記真空ポンプの動作を制御することを特徴とする燃料供給装置。
3. 請求項２記載の燃料供給装置において、
   前記分離器から前記凝縮器に対して前記第１燃料を供給するための１次回収経路を開閉する第１開閉機構と、
   前記凝縮器から前記第１燃料タンクに対して前記第１燃料を供給するための２次回収経路を開閉する第２開閉機構と、
   外部から空気を前記凝縮器に対して供給するための経路を開閉する第３開閉機構をさらに備え、
   前記制御装置は、前記第１開閉機構、前記第２開閉機構及び前記第３開閉機構が閉じている前記凝縮器の閉状態としての１次状態と、前記第１開閉機構が開いている一方、前記第２開閉機構及び前記第３開閉機構が閉じている前記凝縮器の開状態としての２次状態と、前記第１開閉機構が閉じている一方、前記第２開閉機構及び前記第３開閉機構が開いている前記凝縮器の開状態としての３次状態とが順に実現されるように前記第１開閉機構、前記第２開閉機構及び前記第３開閉機構の動作を制御することを特徴とする燃料供給装置。
4. 請求項３記載の燃料供給装置において、
   前記蒸発燃料が、前記キャニスタから開状態の前記第３開閉機構を経て前記凝縮器に対して供給されるように構成されていることを特徴とする燃料供給装置。
5. 請求項４記載の燃料供給装置において、
   前記蒸発燃料が、前記第１燃料タンクから前記キャニスタに対して供給されるように構成されていることを特徴とする燃料供給装置。
6. 請求項３記載の燃料供給装置において、
   前記凝縮器の内部気圧を測定するための圧力センサをさらに備え、
   前記制御装置が、前記圧力センサの出力信号により表わされる前記凝縮器の内部気圧が低下して、第１負圧以下になったことを要件として前記１次状態から前記２次状態への遷移が実現される一方、前記圧力センサの出力信号により表わされる前記凝縮器の内部気圧が上昇して、前記第１負圧より高い第２負圧以上になったことを要件として前記２次状態から前記３次状態への遷移が実現されるように、前記第１開閉機構、前記第２開閉機構及び前記第３開閉機構の動作を制御するように構成されていることを特徴とする燃料供給装置。
7. 請求項１〜６のうちいずれか１つに記載の燃料供給装置において、
   前記キャニスタから脱着された前記蒸発燃料が、前記分離器に対して供給されるように構成されていることを特徴とする燃料供給装置。
8. 請求項１〜７のうちいずれか１つに記載の燃料供給装置において、
   前記凝縮器において発生する前記第１燃料の凝縮熱によって、前記キャニスタが加熱されるように構成されていることを特徴とする燃料供給装置。

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