JP5744674B2 - Fuel supply device - Google Patents
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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。 The present invention relates to a technique for supplying fuel to an internal combustion engine.
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)。
There has been proposed a method of selectively supplying each of a high-octane fuel and a low-octane fuel separated from a raw fuel to an internal combustion engine (see
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。 In addition, a technique for preventing air from entering a high-octane fuel storage tank due to low volatility of high-octane fuel compared to raw fuel has been proposed (see Patent Document 3). Specifically, the apparatus is configured such that the evaporated fuel is supplied from the raw fuel tank to the high octane fuel tank and further supplied from the high octane fuel tank to the charcoal canister.
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。 However, as the adsorption capacity of the canister increases, a larger amount of evaporated fuel can be used more effectively for the operation of the internal combustion engine, but the capacity is limited due to the limitation of the canister mounting space in the vehicle. For this reason, when a large amount of evaporated fuel is generated, the evaporated fuel that cannot be adsorbed by the canister is discharged outside the vehicle and is wasted.
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。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus that can supply fuel to an internal combustion engine while improving the utilization rate of evaporated fuel.
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。 The present invention provides a first fuel that is separated from a raw fuel and contains a higher octane number component than the raw fuel, and a second fuel that contains a lower octane number component than the raw fuel, or The present invention relates to an apparatus for supplying the raw fuel to an internal combustion engine selectively or simultaneously at a specified mixing ratio.
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。 The fuel supply apparatus of the present invention is configured to separate a raw fuel tank that stores the raw fuel, and the raw fuel supplied from the raw fuel tank into the first fuel and the second fuel. A separator; a condenser configured to condense and store the first fuel separated by the separator; and a structure configured to store the first fuel condensed by the condenser. A first fuel tank, a canister configured to adsorb evaporated fuel generated by evaporation of the first fuel, desorb the evaporated fuel and supply the evaporated fuel to the internal combustion engine, and the condenser A vacuum pump configured to suck the evaporated fuel and supply the sucked evaporated fuel to the canister; and the vacuum pump so that the vacuum pump repeats intermittent operation Characterized in that a control device for controlling the operation.
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。 According to the fuel supply apparatus of the present invention, the raw fuel is separated into the first fuel (high octane fuel) and the second fuel (low octane fuel) by the separator. The first fuel is supplied from the separator to the condenser in a gas phase state, and becomes a liquid phase state by being at least partially condensed in the condenser.
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。 Further, the evaporated fuel derived from the first fuel is sucked from the condenser by the operation of the vacuum pump, supplied to the canister, and adsorbed by the canister (more precisely, the adsorbent incorporated therein). The evaporated fuel can be desorbed from the canister and supplied to the internal combustion engine.
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。 Here, since the operation is controlled so that the vacuum pump repeats intermittent operation, the supply amount of the evaporated fuel to the canister is excessive, unlike the case where the vacuum pump is operating constantly or continuously. Can be avoided or suppressed. As a result, the amount of evaporated fuel that is discharged from the canister to the outside of the vehicle and the like without being supplied to the internal combustion engine is reduced, so that the utilization rate is improved.
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。 The fuel supply device of the present invention further includes a plurality of open / close mechanisms that open and close the condenser and the outside, and the control device includes a closed state in which the condenser is shut off from the outside, and the condenser is externally provided. The operation of each of the plurality of opening and closing mechanisms is controlled so that the open state communicating with each other is realized alternately, and the vacuum pump is operated in the closed state of the condenser, while the operation in the open state of the condenser The operation of the vacuum pump is controlled so as to stop the operation of the vacuum pump.
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。 According to the fuel supply apparatus having the above configuration, when the vacuum pump operates in the closed state of the condenser, the condenser is depressurized and the evaporated fuel derived from the first fuel is supplied to the canister. On the other hand, in the open state of the condenser, the raw fuel can be separated into the first fuel and the second fuel by the separator, or the first fuel can be supplied from the condenser to the first fuel tank.
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。 When the operation of the vacuum pump is stopped in the open state of the condenser, a situation in which the evaporated fuel derived from the first fuel is excessively supplied to the canister can be avoided. As a result, the amount of evaporated fuel that is discharged from the canister to the outside of the vehicle without being supplied to the internal combustion engine is reduced, so that the utilization rate is improved.
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、外部からの空気又は蒸発燃料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。 The fuel supply device of the present invention includes a first opening / closing mechanism that opens and closes a primary recovery path for supplying the first fuel from the separator to the condenser, and the condenser to the first fuel tank. On the other hand, a second opening / closing mechanism for opening / closing a secondary recovery path for supplying the first fuel, and a third opening / closing mechanism for opening / closing a path for supplying air or evaporated fuel from the outside to the condenser. The control device further comprises: a primary state as a closed state of the condenser in which the first opening / closing mechanism, the second opening / closing mechanism, and the third opening / closing mechanism are closed; and the first opening / closing mechanism is opened. On the other hand, the secondary state as the open state of the condenser in which the second opening and closing mechanism and the third opening and closing mechanism are closed, and the second opening and closing mechanism and the second state in which the first opening and closing mechanism is closed Opening of the condenser with the third opening / closing mechanism open It said first opening and closing mechanism so 3 and order state is implemented in the order as, and controlling the operation of said second opening and closing mechanism and the third opening and closing mechanism.
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。 According to the fuel supply apparatus having such a configuration, in the primary state, the condenser is decompressed by the operation of the vacuum pump to be in a negative pressure state, and the evaporated fuel derived from the first fuel is supplied to the canister. Subsequently, in the secondary state, the raw fuel is separated into the first fuel and the second fuel by the separator. Further, in the tertiary state, the first fuel is supplied from the condenser to the first fuel tank.
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。 The operation of the vacuum pump is stopped in each of the secondary state and the tertiary state. Thereby, the situation where the evaporative fuel derived from the first fuel is excessively supplied to the canister can be avoided. As a result, the amount of evaporated fuel that is discharged from the canister to the outside of the vehicle without being supplied to the internal combustion engine is reduced, so that the utilization rate is improved.
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。 The fuel supply device according to the present invention is configured such that the evaporated fuel is supplied from the canister to the condenser through the third opening / closing mechanism in an open state.
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。 According to the fuel supply apparatus having such a configuration, at least a part of the evaporated fuel derived from the first fuel stored in the canister can be supplied to the condenser and can be supplied to the first fuel tank after being condensed. As a result, when the third opening / closing mechanism transitions from the closed state to the open state, it is possible to avoid a situation where the evaporated fuel present in the condenser is unnecessarily discharged to the outside of the vehicle and the like. Furthermore, the utilization rate of the evaporated fuel supplied from the first fuel tank to the canister is improved.
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。 The fuel supply apparatus according to the present invention is configured such that the evaporated fuel is supplied from the first fuel tank to the canister.
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。 According to the fuel supply apparatus having the above configuration, the evaporated fuel derived from the first fuel filling the first fuel tank can be supplied to the internal combustion engine after being supplied to the canister. The utilization rate is improved.
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。 The fuel supply device of the present invention further comprises a pressure sensor for measuring the internal pressure of the condenser, and the control device reduces the internal pressure of the condenser represented by the output signal of the pressure sensor, While the transition from the primary state to the secondary state is realized on the condition that the first negative pressure or less, the internal pressure of the condenser represented by the output signal of the pressure sensor is increased, The first opening / closing mechanism, the second opening / closing mechanism, and the transition from the secondary state to the tertiary state on the condition that the second negative pressure is higher than the first negative pressure. It is configured to control the operation of the third opening / closing mechanism.
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。 According to the fuel supply apparatus of the said structure, according to the pressure of the condenser measured using a pressure sensor, opening / closing of each opening-closing mechanism and operation | movement of a vacuum pump are controlled. Accordingly, the operation period of the vacuum pump can be appropriately controlled from the viewpoint of promoting the separation of the first fuel and the second fuel by the separator while avoiding the waste of the evaporated fuel.
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。 The fuel supply apparatus according to the present invention is configured such that the evaporated fuel desorbed from the canister is supplied to the separator.
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。 According to the fuel supply apparatus having the above configuration, the evaporated fuel discharged from the canister to the outside of the vehicle without being supplied to the internal combustion engine is reduced, and the utilization rate is improved.
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。 The fuel supply apparatus of the present invention is configured such that the canister is heated by the heat of condensation of the first fuel generated in the condenser.
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。 According to the fuel supply apparatus having such a configuration, the canister can be heated to promote the desorption of the evaporated fuel from the canister and be supplied to the internal combustion engine, so that the utilization rate of the evaporated fuel can be improved.
(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。
(Constitution)
The fuel supply device shown in FIG. 1 includes a
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。
In the
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。
The raw fuel F0 is boosted to a specified pressure by the high-
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。
When the raw fuel F0 stored in the
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)。
The
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。 The first fuel F1 is a high-octane fuel having a higher content of high-octane components than the raw fuel F0, and is, for example, an alcohol such as ethanol. The second fuel F2 is a low-octane fuel having a lower content of high-octane components than the raw fuel F0.
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。
Specifically, the high-pressure and high-pressure raw fuel F0 is supplied to the high-
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。
On the other hand, since the amount of high octane number component contained in the raw fuel F0 flowing through the
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。
Further, the operating conditions of the
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。
For example, the temperature of the
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。
Note that the second fuel F2 may be supplied to a second fuel tank (not shown) separate from the
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。
The
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。
The
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。
A primary recovery path that connects the
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。
A secondary recovery path that connects the
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。
The
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。
Each of the opening /
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。
The
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。
When the first fuel F1 stored in the
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。
The
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。
The separated air containing nitrogen or the like is discharged from the
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。
The
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。
An
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。
The
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。
When the second fuel tank is provided, the
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。
The evaporated fuel V sucked from the
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。
The
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。
The
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。
The
「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。 “Programmed” means that an arithmetic processing unit such as a CPU, which is a component of a computer, reads out software in addition to necessary information from a memory or recording medium such as a ROM or a RAM, It means that it is comprised so that an arithmetic processing may be performed according to.
(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。
(function)
The function of the fuel supply apparatus having the above configuration will be described. Specifically, the “negative pressure control process” is repeatedly executed by the
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)。
First, in the primary state of the condenser 30 (closed state (first opening /
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。
As a result, as shown in FIG. 3A, the evaporated fuel V (gas) is discharged from the condenser 30 (see the arrow), and the
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。
It is determined whether or not the pressure P of the
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)。
When the determination result is affirmative (FIG. 2 / STEP004... YES), the operation of the
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)。
Note that the operation of the
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。
As a result, the first opening /
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。
It is determined whether or not the pressure P of the
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)。
When the determination result is affirmative (FIG. 2 / STEP008... YES), the first opening /
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)。
In addition, after the operation of the
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。
Each value of the first negative pressure P1 and the second negative pressure P2 may be changed in advance to various values, and depending on the running state (acceleration request, etc.) of the fuel supply device or the vehicle in which it is mounted, It may be changed by the
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。
When the first opening /
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)。
A specified time (for example, 10) is realized after the state in which the first opening /
(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。
(Function and effect)
According to the fuel supply device of the present invention, when the
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。
After that, when the secondary state is realized, the
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)。
Further, in the tertiary state, the first fuel F1 is supplied from the
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。
In the secondary state (see FIG. 3B) and the tertiary state (see FIG. 3C), the operation of the
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。
Thus, since the operation of the
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。
Further, the evaporated fuel V is supplied from the
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。
The evaporated fuel V desorbed from the
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。
Further, the
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。 In FIG. 4, the recovery rate of the first fuel F1 (for example, ethanol) is compared between the example of the present invention and the comparative example. The “recovery rate” corresponds to the “utilization rate”, and is a loss due to the discharge of the first fuel F1 from the reduction amount to the outside air or the like with respect to the reduction amount of the first fuel F1 contained in the raw fuel F0. It means the ratio of the quantity minus the quantity.
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。 The first and second embodiments are the result of repeated negative pressure control. The comparative example is a result of continuously moving the vacuum pump without stopping. In the first embodiment, the difference between the first negative pressure P1 and the second negative pressure P2 is set larger than that in the second embodiment, and the negative pressure control cycle is relatively long according to this.
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。 As is apparent from FIG. 4, the recovery rate of the first fuel F1 in the first and second embodiments is higher than that in the comparative example. This means that the loss of the evaporated fuel V derived from the first fuel F1 is small by the execution of the negative pressure control, and the first fuel F1 is efficiently recovered. Further, the recovery rate of the first fuel F1 in the first embodiment is higher than that in the second embodiment. This means that the loss of the evaporated fuel V derived from the first fuel F1 is reduced and the recovery rate of the first fuel F1 is further improved by changing the negative pressure control cycle.
(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。
(Other embodiments of the present invention)
In the above-described embodiment, the primary state (vacuum pump operation), the secondary state (vacuum pump operation stop), and the tertiary state (vacuum pump operation stop) are sequentially repeated for each negative pressure control period (FIG. 2). And FIG. 3). As another embodiment, after the primary state and the secondary state are alternately realized a plurality of times for each negative pressure control period, the tertiary state may be realized.
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。
The evaporated fuel V may be supplied from the
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。
In this case, the
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)。
According to the fuel supply apparatus having the above configuration, the
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)。
Thereafter, the raw fuel F0 is separated into the first fuel F1 and the second fuel F2 by the
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。
At this time, the operation of the
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)。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
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。 A first fuel that is separated from the raw fuel and contains a higher octane component than the raw fuel; and a second fuel or a raw fuel that contains a lower octane component than the raw fuel. For the internal combustion engine, either selectively or at a specified mixing ratio,
A raw fuel tank for storing the raw fuel;
A separator configured to separate the raw fuel supplied from the raw fuel tank into the first fuel and the second fuel;
A condenser configured to condense the first fuel separated by the separator;
A first fuel tank configured to store the first fuel condensed by the condenser;
A canister configured to adsorb evaporated fuel generated by evaporation of the first fuel, desorb the evaporated fuel, and supply the evaporated fuel to the internal combustion engine;
A vacuum pump configured to suck the evaporated fuel from the condenser and supply the sucked evaporated fuel to the canister;
A fuel supply device comprising: a control device that controls the operation of the vacuum pump so that the vacuum pump repeats intermittent operation.
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燃料供給装置。 The fuel supply device according to claim 1, wherein
A plurality of opening and closing mechanisms for opening and closing the condenser and the outside;
The control device controls each operation of the plurality of opening / closing mechanisms so that a closed state where the condenser is blocked from outside and an open state where the condenser communicates with the outside are alternately realized. And a fuel supply device that controls the operation of the vacuum pump so as to stop the operation of the vacuum pump in the open state of the condenser while operating the vacuum pump in the closed state of the condenser. .
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、
外部からの空気又は蒸発燃料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。 The fuel supply device according to claim 2, wherein
A first opening / closing mechanism for opening / closing a primary recovery path for supplying the first fuel from the separator to the condenser;
A second opening / closing mechanism for opening / closing a secondary recovery path for supplying the first fuel from the condenser to the first fuel tank;
A third opening / closing mechanism for opening / closing a path for supplying air or evaporated fuel from the outside to the condenser;
The control device includes a primary state as a closed state of the condenser in which the first opening / closing mechanism, the second opening / closing mechanism, and the third opening / closing mechanism are closed, and the first opening / closing mechanism is open, The secondary state as the open state of the condenser in which the second opening and closing mechanism and the third opening and closing mechanism are closed, and the second opening and closing mechanism and the third opening and closing mechanism while the first opening and closing mechanism is closed The operation of the first opening / closing mechanism, the second opening / closing mechanism, and the third opening / closing mechanism is controlled so that the third state as the open state of the condenser that is open is sequentially realized. Fuel supply device.
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。 The fuel supply device according to claim 3, wherein
The fuel supply device, wherein the evaporated fuel is supplied from the canister to the condenser through the third opening / closing mechanism in an open state.
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。 The fuel supply device according to claim 4, wherein
The fuel supply device, wherein the evaporated fuel is configured to be supplied from the first fuel tank to the canister.
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。 The fuel supply device according to claim 3, wherein
A pressure sensor for measuring the internal pressure of the condenser;
The control device makes a transition from the primary state to the secondary state on the condition that the internal pressure of the condenser represented by the output signal of the pressure sensor has decreased to become the first negative pressure or less. On the other hand, the internal pressure of the condenser, represented by the output signal of the pressure sensor, has increased from the secondary state as a requirement that it has become a second negative pressure higher than the first negative pressure. A fuel supply device configured to control operations of the first opening / closing mechanism, the second opening / closing mechanism, and the third opening / closing mechanism so as to realize a transition to a tertiary state.
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。 In the fuel supply device according to any one of claims 1 to 6,
A fuel supply apparatus, wherein the fuel vapor desorbed from the canister is supplied to the separator.
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。 In the fuel supply device according to any one of claims 1 to 7,
The fuel supply device, wherein the canister is heated by the condensation heat of the first fuel generated in the condenser.
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