JP5726676B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

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燃料を凝縮器に対して供給するための１次回収経路を介して供給された前記第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、前記凝縮器により凝縮された液相状態の前記第１燃料を前記第１燃料タンクに対して供給するための２次回収経路と、前記凝縮器から前記第１燃料の蒸発によって生じた蒸発燃料を吸引した上で、前記２次回収経路とは別個の第２蒸発燃料経路を介して前記第１燃料タンク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（蒸発燃料の形で）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第１燃料タンクに対して供給される。これに応じて、蒸発燃料の少なくとも一部は気相から液相に相転移し、第１燃料として第１燃料タンクに貯蔵されうる。このように、凝縮器の減圧に際して蒸発燃料が回収及び利用不可能な形で車両外部等に排出されることが防止されるので、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において、前記１次回収経路を開閉する第１開閉機構と、前記２次回収経路を開閉する第２開閉機構と、前記第２蒸発燃料経路を開閉する第４開閉機構とをさらに備え、前記制御装置は、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４開閉機構が閉じている１次状態と、前記第２開閉機構が開いている一方、前記第１開閉機構及び前記第４開閉機構が閉じている２次状態と、前記第４開閉機構が開いている一方、前記第１開閉機構、及び前記第２開閉機構が閉じている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４開閉機構の動作を制御するとともに、前記３次状態では前記真空ポンプを動作させ、前記１次状態及び前記２次状態では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が好ましい。

本発明の燃料供給装置は、前記第１燃料タンクから前記凝縮器に対して前記蒸発燃料を供給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、凝縮器に対して第１燃料タンクから蒸発燃料が供給されることにより、凝縮器を昇圧させ、凝縮器から２次回収経路を通じて第１燃料タンクに対して第１燃料を供給させることができる。このように、凝縮器及び第１燃料タンク等から蒸発燃料を回収及び利用不可能な形で外部に漏洩させることなく、凝縮器が昇圧されうる。その結果、内燃機関に供給されることなく、回収不可能な形で排出される蒸発燃料を減少させることができ、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１次回収経路を開閉する第１開閉機構と、前記２次回収経路を開閉する第２開閉機構と、前記蒸発燃料を前記第１燃料タンクから前記凝縮器に対して供給するための第１蒸発燃料経路を開閉する第３開閉機構と、前記第２蒸発燃料経路を開閉する第４開閉機構とをさらに備え、前記制御装置は、前記第１開閉機構が開いている一方、前記第２開閉機構、前記第３開閉機構及び前記第４開閉機構が閉じている１次状態と、前記第２開閉機構及び前記第３開閉機構が開いている一方、前記第１開閉機構及び前記第４開閉機構が閉じている２次状態と、前記第４開閉機構が開いている一方、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、前記第３開閉機構及び前記第４開閉機構の動作を制御するとともに、前記３次状態では前記真空ポンプを動作させ、前記１次状態及び前記２次状態では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、凝縮器の減圧及び昇圧に際して、蒸発燃料が凝縮器及び第１燃料タンク等から回収不可能かつ使用不可能な形で漏洩することが防止されるので、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３次状態から前記１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１次状態から前記２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、前記第３開閉機構及び前記第４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、蒸発燃料の無駄な排出を回避しながら、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及び動作停止期間が適当に制御されうる。

本発明の燃料供給装置は、前記蒸発燃料を前記第１燃料タンクから前記内燃機関に対して供給するための経路を開閉する第５開閉機構をさらに備え、前記制御装置は、前記第５開閉機構が開いている４次状態が実現されるように、前記第５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、第１燃料タンクに充満している蒸発燃料が内燃機関に対して直接的又は間接的に供給されるので、蒸発燃料の利用効率の向上が図られる。

本発明の燃料供給装置は、前記第１燃料タンク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第１燃料タンクの内部気圧が閾値以上に上昇したことを要件として前記４次状態が実現されるように、前記第５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、圧力センサを用いて測定される第１燃料タンクの圧力に応じて、第５開閉機構の開閉が制御される。これにより、第１燃料タンクに充満している蒸発燃料の有効利用の観点から、当該蒸発燃料の内燃機関に対する供給時期又は期間が適当に制御されうる。

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。 負圧制御系の開閉処理に関する説明図。 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、第１燃料タンク４０と、凝縮器３０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）Ｆ０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、原料燃料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。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（負圧タンク）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の蒸発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の動作により第１燃料タンクに供給される。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と第１燃料タンク４０とが、２次回収経路とは別個の第１蒸発燃料経路により接続され、第１蒸発燃料経路には第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、第１燃料タンク４０に充満している蒸発燃料Ｖが凝縮器３０に導入される。

凝縮器３０と第１燃料タンク４０とが、第１蒸発燃料経路とは別の第２蒸発燃料経路を通じて接続され、第２蒸発燃料経路には第４開閉機構３４及び真空ポンプ３６が設けられている。第４開閉機構３４が開かれ、かつ、真空ポンプ３６が動作することにより、蒸発燃料Ｖが凝縮器３０から第１燃料タンク４０に貯蔵されている第１燃料Ｆ１に導入される。

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とが接続され、当該接続経路には第５開閉機構４４が設けられている。第５開閉機構４４が開放されることにより、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。

第１燃料タンク４０には、その内部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。

開閉機構３１〜３４及び４４のそれぞれは、例えば電磁弁により構成される。

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、原燃料Ｆ０由来の蒸発燃料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。

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。

さらに、蒸発燃料Ｖが、ベンチュリガスミキサ６５１により凝縮器３０から吸気管６１に対して直接的に供給されてもよい。また、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。

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。

３次状態において真空ポンプ３６が動作することにより、凝縮器３０が減圧される。「３次状態」とは、第４開閉機構３４が開いている一方、第１開閉機構３１、第２開閉機構３２及び第３開閉機構３３が閉じている状態を意味する。この状態で、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／ＳＴＥＰ００２）。「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／ＳＴＥＰ００２‥ＹＥＳ）、第１開閉機構３１が開放される一方で、第４開閉機構が閉塞される（図２／ＳＴＥＰ００４）。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、第３開閉機構３３及び第４開閉機構３４が閉塞されている「１次状態」が実現される。また、真空ポンプ３６の動作が停止される（図２／ＳＴＥＰ００４）。

なお、後述する真空ポンプ３６の動作開始（図２／ＳＴＥＰ０１２参照）から第１指定時間経過後に、真空ポンプ３６の動作が停止されるとともに、第１開閉機構３１が開かれてもよい（図２／ＳＴＥＰ００４参照）。

１次状態において、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、図３（ａ）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の内部が昇圧される。

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／ＳＴＥＰ００６）。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／ＳＴＥＰ００６‥ＹＥＳ）、第１開閉機構３１が閉じられる一方、第２開閉機構３２及び第３開閉機構３３が開かれる（図２／ＳＴＥＰ００８）。これにより、第１開閉機構３１及び第４開閉機構３４が閉じられている一方、第２開閉機構３２及び第３開閉機構３３が開かれている「２次状態」が実現される。

なお、真空ポンプ３６の動作が停止され、第１開閉機構３１が開かれてから、第２指定時間経過後に、第１開閉機構３１が閉じられる一方、第２開閉機構３２及び第３開閉機構３３が開かれてもよい（図２／ＳＴＥＰ００８参照）。

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が閉じられることにより、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が開かれることにより、図３（ｂ）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。また、第３開閉機構３３が開かれることにより、図３（ｂ）に示されているように凝縮器３０に第１燃料タンク４０から蒸発燃料Ｖが供給され、凝縮器３０が昇圧して第１燃料タンク４０と同圧になる。

２次状態が実現されてから、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／ＳＴＥＰ０１０）。

当該判定結果が肯定的である場合（図２／ＳＴＥＰ０１０‥ＹＥＳ）、第２開閉機構３２及び第３開閉機構３３がともに閉じられる一方、第４開閉機構３４が開かれる（図２／ＳＴＥＰ０１２）。これにより、前記の３次状態が実現される。また、真空ポンプ３６の動作が開始される（図２／ＳＴＥＰ０１２）。

３次状態において、図３（ｃ）に示されているように蒸発燃料Ｖ（気体）が凝縮器３０から第１燃料タンク４０に対して供給され（矢印参照）、凝縮器３０の圧力Ｐが低下する。蒸発燃料Ｖは、第１燃料タンク４０において第１燃料Ｆ１のバブリングを引き起こし、気泡中の蒸発燃料Ｖのうち少なくとも一部が液相状態の第１燃料Ｆ１に取り込まれうる。第１燃料タンク４０において第１燃料Ｆ１は二相状態（気相−液相）にあり、凝縮器３０から蒸発燃料Ｖが供給されることにより第１燃料タンク４０が昇圧される。なお、蒸発燃料Ｖは凝縮器３０から、第１燃料タンク４０において同じく蒸発燃料Ｖが充満している空間に対して供給されてもよい。

以降、凝縮器３０の圧力Ｐの対比判定以降の処理が繰り返される（図２／ＳＴＥＰ００２参照）。

また、ＥＣＵ７０により、負圧制御処理の実行中に、第１燃料タンク４０の開放条件が満たされているか否かが判定される。「開放条件」としては、第１燃料タンク４０の測定圧力が閾値以上になったという条件、若しくは、閾値を超える車両の加速要求があったという条件又はこれらの組み合わせ条件が採用されうる。

そして、開放条件が満たされていると判定された場合、第５開閉機構４４が開放されている「４次状態」が実現される。この際、例えば、第１開閉機構３１、第２開閉機構３２、第３開閉機構３３及び第４開閉機構３４は閉塞されている。４次状態において、図３（ｄ）に示されているように、蒸発燃料Ｖが第１燃料タンク４０から放出され、キャニスタ５０、さらには吸気管６１を通じて内燃機関６０に対して供給される。

（作用効果）
本発明の燃料供給装置によれば、１次状態（第１開閉機構３１‥開、第２開閉機構３２‥閉、第３開閉機構３３‥閉、第４開閉機構３４‥閉）において、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２／ＳＴＥＰ００４、図３（ａ）参照）。第１燃料Ｆ１は負圧状態の凝縮器３０において少なくとも一部が液相状態となって貯留される。

続いて、２次状態（第１開閉機構３１‥閉、第２開閉機構３２‥開、第３開閉機構３３‥開、第４開閉機構３４‥閉）において、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２／ＳＴＥＰ００８、図３（ｂ）参照）。これにより、凝縮器３０の内部圧力が上昇し、液相状態の第１燃料Ｆ１が凝縮器３０から２次回収経路を通じて第１燃料タンク４０に対して供給される。

そして、３次状態（第１開閉機構３１‥閉、第２開閉機構３２‥閉、第３開閉機構３３‥閉、第４開閉機構３４‥開）において、真空ポンプ３６が動作する。これにより、第１燃料Ｆ１由来の蒸発燃料Ｖが凝縮器３０から第１燃料タンク４０に対して供給されるとともに、凝縮器３０が減圧される（図２／ＳＴＥＰ０１２、図３（ｃ）参照）。

このように、凝縮器３０の減圧及び昇圧に際して、蒸発燃料Ｖが凝縮器３０及び第１燃料タンク４０等から回収不可能かつ使用不可能な形で車両外部等に漏洩することが防止されるので、蒸発燃料Ｖの利用率の向上が図られる。

さらに、４次状態（第５開閉機構４４‥開）において、第１燃料タンク４０に充満している蒸発燃料Ｖがキャニスタ５０に吸蔵された上で、内燃機関６０に対して間接的に供給される（図３（ｄ）参照）。蒸発燃料Ｖは内燃機関６０に対して直接的に供給されてもよい。このため、蒸発燃料Ｖの利用効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。

実施例は前記制御が繰り返された結果である。比較例は真空ポンプ３６の動作によって凝縮器３０から（第１燃料タンク４０ではなく）キャニスタ５０に対して蒸発燃料Ｖが供給され、かつ、この真空ポンプ３６が停止することなく連続して動かされた結果である。

図４から明らかなように、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、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が効率的に回収又は利用されていることを意味する。

（本発明の他の実施形態）
第１蒸発燃料経路及び第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。

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 (7)

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燃料を凝縮器に対して供給するための１次回収経路を介して供給された前記第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、
   前記凝縮器により凝縮された液相状態の前記第１燃料を前記第１燃料タンクに対して供給するための２次回収経路と、
   前記凝縮器から前記第１燃料の蒸発によって生じた蒸発燃料を吸引した上で、前記２次回収経路とは別個の第２蒸発燃料経路を介して前記第１燃料タンク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１次回収経路を開閉する第１開閉機構と、
   前記２次回収経路を開閉する第２開閉機構と、
   前記第２蒸発燃料経路を開閉する第４開閉機構とをさらに備え、
   前記制御装置は、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４開閉機構が閉じている１次状態と、前記第２開閉機構が開いている一方、前記第１開閉機構及び前記第４開閉機構が閉じている２次状態と、前記第４開閉機構が開いている一方、前記第１開閉機構、及び前記第２開閉機構が閉じている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４開閉機構の動作を制御するとともに、
   前記３次状態では前記真空ポンプを動作させ、前記１次状態及び前記２次状態では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１記載の燃料供給装置において、
   前記第１燃料タンクから前記凝縮器に対して前記蒸発燃料を供給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。
4. 請求項３記載の燃料供給装置において、
   前記１次回収経路を開閉する第１開閉機構と、
   前記２次回収経路を開閉する第２開閉機構と、
   前記蒸発燃料を前記第１燃料タンクから前記凝縮器に対して供給するための第１蒸発燃料経路を開閉する第３開閉機構と、
   前記第２蒸発燃料経路を開閉する第４開閉機構とをさらに備え、
   前記制御装置は、前記第１開閉機構が開いている一方、前記第２開閉機構、前記第３開閉機構及び前記第４開閉機構が閉じている１次状態と、前記第２開閉機構及び前記第３開閉機構が開いている一方、前記第１開閉機構及び前記第４開閉機構が閉じている２次状態と、前記第４開閉機構が開いている一方、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、前記第３開閉機構及び前記第４開閉機構の動作を制御するとともに、
   前記３次状態では前記真空ポンプを動作させ、前記１次状態及び前記２次状態では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。
5. 請求項４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３次状態から前記１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１次状態から前記２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、前記第３開閉機構及び前記第４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。
6. 請求項４記載の燃料供給装置において、
   前記蒸発燃料を前記第１燃料タンクから前記内燃機関に対して供給するための経路を開閉する第５開閉機構をさらに備え、
   前記制御装置は前記第５開閉機構が開いている４次状態が実現されるように、前記第５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。
7. 請求項６記載の燃料供給装置において、
   前記第１燃料タンク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第１燃料タンクの内部気圧が閾値以上に上昇したことを要件として前記４次状態が実現されるように、前記第５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。

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