JP7110558B2 - 混合燃料供給装置及び混合燃料供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、混合燃料供給装置及び混合燃料供給方法に関する。

２種以上の燃料成分を混合してなる混合燃料を用いて所望のエネルギーを生成する内燃機関及び発電機等の装置が知られている。このような混合燃料を用いる場合には、燃料成分ごとの物理的性質又は化学的性質の相違などに起因して、当該混合燃料の保管中に各燃料成分の組成（濃度）が変化することがある。

例えば、特許文献１には、ガソリンに植物性のエタノールを混合してなるエタノール混合ガソリンにおいて、地下タンク内に貯蔵された当該エタノール混合ガソリンの組成変化をもたらし得る水分濃度の変化を監視するシステムが開示されている。特許文献１のシステムでは、地下タンク内のエタノール混合ガソリンの水分濃度が一定以上となると、これを廃棄するように構成されている。

特開２０１３－３０６２３号公報

しかしながら、特許文献１のシステムでは水分濃度が変化したエタノール混合ガソリンを利用することなく廃棄するため、無駄が生じていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、混合燃料の組成変化による不利益を抑制し得る混合燃料供給装置及び混合燃料供給方法を提供することにある。

本発明のある態様によれば、２種類以上の燃料成分が混合されてなる液体の混合燃料を所定の燃料貯留部に供給する混合燃料供給装置が提供される。この混合燃料供給装置は、２種類以上の燃料成分の内の第１燃料成分を導入する第１燃料成分導入路と、第１燃料成分以外の第２燃料成分を導入する第２燃料成分導入路と、第１燃料成分導入路に配置されて第１燃料成分の導入量を調節する第１導入量調節装置と、第２燃料成分導入路に配置されて第２燃料成分の導入量を調整する第２導入量調節装置と、第１燃料成分導入路及び第２燃料成分導入路を介してそれぞれ導入された第１燃料成分と第２燃料成分を混合して混合燃料を生成する燃料混合部と、を有する。さらに、混合燃料供給装置は、生成された混合燃料を燃料貯留部に送り出す燃料送出路と、燃料混合部で生成される混合燃料の濃度の目標値である目標生成燃料濃度に基づいて第１導入量調節装置及び第２導入量調節装置を制御する制御装置と、を備える。そして、目標生成燃料濃度は、所定の供給先に供給される際の燃料貯留部内の混合燃料の濃度と該供給先の要求濃度とのずれを解消するように定められる。

また、本発明の他の態様によれば、２種類以上の燃料成分の内の第１燃料成分、及び第１燃料成分以外の第２燃料成分の導入を受けて第１燃料成分及び第２燃料成分を混合して混合燃料を生成し、生成した混合燃料を所定の燃料貯留部に供給する混合燃料供給方法が提供される。この混合燃料供給方法では、第１燃料成分の導入量及び第２燃料成分の導入量を、生成する混合燃料の濃度の目標値である目標生成燃料濃度に基づいて調節する。そして、目標生成燃料濃度を、所定の供給先に供給される際の燃料貯留部内の混合燃料の濃度と該供給先の要求濃度とのずれを解消するように定める。

本発明によれば、タンク等の燃料貯留部に貯留される混合燃料の組成変化に起因する不利益を抑制することができる。

図１は、第１実施形態の混合燃料供給装置の構成を説明する図である。 図２は、第１実施形態の混合燃料供給装置における制御を説明するブロック図である。 図３は、第２実施形態の混合燃料供給装置の構成を説明する図である。 図４は、第２実施形態の混合燃料供給装置における制御を説明するフローチャートである。 図５は、第２実施形態の変形例による混合燃料供給装置の構成を説明する図である。 図６は、第４実施形態の混合燃料供給装置の構成を説明する図である。 図７は、第４実施形態の混合燃料供給装置における制御を説明するフローチャートである。 図８は、第５実施形態の混合燃料供給装置の構成を説明する図である。 図９は、第５実施形態の混合燃料供給装置における制御を説明するブロック図である。 図１０は、第６実施形態の混合燃料供給装置の構成を説明する図である。 図１１は、第１～第６実施形態と異なる形態の混合燃料供給装置の構成を説明する図である。

以下、図面を参照し、本発明の各実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態による混合燃料供給装置１０の構成を説明する図である。本実施形態の混合燃料供給装置１０は、第１燃料成分としてのエタノールと、第２燃料成分としての水が混合されてなる液体の混合燃料としてのエタノール混合水を燃料貯留部としての車両の燃料タンク１００に供給する装置である。特に、本実施形態の混合燃料供給装置１０は、タンク搭載装置としての車両等に搭載された燃料タンク１００にエタノール混合水を供給するための定置型の燃料ディスペンサ内に構成される。

混合燃料供給装置１０は、第１燃料成分導入路としてのエタノール導入路１２と、第２燃料成分導入路としての水導入路１４と、第１導入量調節装置としての第１流量調整弁１６と、第２導入量調節装置としての第２流量調整弁１８と、燃料混合部としてのミキサ２０と、燃料送出路２１と、を有している。

エタノール導入路１２は、一端が混合燃料供給装置１０の外部の所定のエタノール供給源に接続されている。すなわち、エタノール導入路１２は、外部のエタノール供給源から混合燃料供給装置１０内にエタノールを導入するための通路である。また、エタノール導入路１２の他端はミキサ２０に接続されている。これにより、エタノール導入路１２は、外部のエタノール供給源から導入されたエタノールをミキサ２０に供給可能に構成されている。

エタノール導入路１２には、上流（一端側）から順に、上述の第１流量調整弁１６、第１流量センサ２２、及び第１燃料成分遮断弁２３が設けられている。

第１流量調整弁１６は、その開度に応じてエタノール導入路１２を流れるエタノールの流量、すなわちミキサ２０へ供給されるエタノールの流量を任意に調節する弁である。そして、第１流量センサ２２は、このエタノール流量ＱＥを検出するセンサである。また、第１燃料成分遮断弁２３は、ミキサ２０、燃料タンク１００、又は燃料タンク１００を搭載する装置の要求に応じて、ミキサ２０へのエタノールの供給を遮断する弁である。例えば、第１燃料成分遮断弁２３は、ノーマルオープンタイプの弁で構成され、緊急時等に閉塞（遮断）される。

水導入路１４は、一端が混合燃料供給装置１０の外部の所定の水供給源に接続されている。すなわち、水導入路１４は、外部の水供給源から混合燃料供給装置１０内に水を導入する通路である。また、水導入路１４の他端はミキサ２０に接続されている。これにより、水導入路１４は、外部の水供給源から導入された水をミキサ２０に供給可能に構成されている。

水導入路１４には、上流（一端側）から順に、上述の第２流量調整弁１８、第２流量センサ２４、及び第２燃料成分遮断弁２５が設けられている。

第２流量調整弁１８は、その開度に応じて水導入路１４を流れる水の流量、すなわちミキサ２０へ供給される水の流量を任意に調節する弁である。そして、第２流量センサ２４は、この水流量ＱＨを検出するセンサである。また、第２燃料成分遮断弁２５は、ミキサ２０、燃料タンク１００、又は燃料タンク１００を搭載する装置の要求に応じて、ミキサ２０への水の供給を遮断する弁である。例えば、第２燃料成分遮断弁２５は、ノーマルオープンタイプの弁で構成され、緊急時等に閉塞（遮断）される。

ミキサ２０は、エタノール導入路１２を介して供給されるエタノールと水導入路１４を介して供給される水を混合してエタノール混合水を生成する。ミキサ２０は、例えば、静的ミキサにより構成される。さらに、ミキサ２０の下流には燃料送出路２１が接続されている。

さらに、ミキサ２０には、生成されたエタノール混合水における濃度、特にエタノール混合水中のエタノールの濃度を検出する濃度検出センサとしての生成燃料濃度センサ５０が設けられている。なお、生成燃料濃度センサ５０としては、光屈折率、水晶振動子、超音波、又はＩＲスペクトル等を利用した種々のタイプのセンサを用いることができる。

燃料送出路２１は、ミキサ２０による混合で生成されたエタノール混合水を、車両等に搭載された燃料貯留部としての燃料タンク１００に供給する通路である。なお、本実施形態の燃料送出路２１には、ミキサ２０から燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給を任意に遮断可能な供給遮断弁２６が設けられている。

さらに、本実施形態の混合燃料供給装置１０は、制御装置としてのコントローラ３０を有している。

コントローラ３０は、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）から構成されており、第１流量調整弁１６及び第２流量調整弁１８の開度調節を含む混合燃料供給装置１０の各種制御を実行可能となるようにプログラムされている。

特に、本実施形態のコントローラ３０は、少なくとも第１流量センサ２２で検出されるエタノール流量検出値ＱＥ_ｄ、第２流量センサ２４で検出される水流量検出値ＱＨ_ｄ、及び生成燃料濃度センサ５０で検出される生成エタノール濃度検出値ＣＥ_ｄに基づいて、第１流量調整弁１６の開度及び第２流量調整弁１８の開度を制御するようにプログラムされている。コントローラ３０の制御についてより詳細に説明する。

図２は、本実施形態に係るコントローラ３０の制御を説明するブロック図である。図示のように、コントローラ３０は、該コントローラ３０が有する各ハードウェア及びプログラムにより実現される各機能ブロックを備えている。

具体的に、コントローラ３０は、実流量比演算ブロックＢ１１０と、目標流量比演算ブロックＢ１２０と、流量比差演算ブロックＢ１３０と、目標流量演算ブロックＢ１４０と、流量弁開度調節ブロックＢ１５０と、を有している。

実流量比演算ブロックＢ１１０には、第１流量センサ２２からのエタノール流量検出値ＱＥ_ｄ、及び第２流量センサ２４からの水流量検出値ＱＨ_ｄが入力される。そして、実流量比演算ブロックＢ１１０は、エタノール流量検出値ＱＥ_ｄから水流量検出値ＱＨ_ｄを除算してエタノール流量ＱＥと水流量ＱＨとの間の実流量比ＱＥ／ＱＨ_ｒを演算する。さらに、実流量比演算ブロックＢ１１０は、演算した実流量比ＱＥ／ＱＨ_ｒを流量比差演算ブロックＢ１３０に出力する。

目標流量比演算ブロックＢ１２０には、生成燃料濃度センサ５０からの生成エタノール濃度検出値ＣＥ_ｄ、及びミキサ２０で生成されるエタノール混合水におけるエタノール濃度（生成エタノール濃度ＣＥ）の目標値としての目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔが入力される。

ここで、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔは、エタノール混合水の供給先である燃料タンク１００の要求などに基づいて任意に設定される。例えば、車載の燃料タンク１００の場合、エタノール混合水を燃料として作動するシステム（固体酸化物型燃料電池システム等）において、当該システムの起動のために確保すべき熱量を得る観点から定まる下限濃度又は当該下限濃度に所定のマージンを持たせた濃度範囲に含まれる任意の濃度に設定することができる。例えば、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔは、エタノール混合水中の水成分の体積に対するエタノール成分の体積の比として定められる体積濃度で４０％程度又はその周辺の値に設定することができる。

そして、目標流量比演算ブロックＢ１２０は、生成エタノール濃度検出値ＣＥ_ｄと目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔの偏差をゼロに近づけるように、エタノール流量ＱＥと水流量ＱＨとの間の目標流量比ＱＥ／ＱＨ_ｔを演算する。そして、目標流量比演算ブロックＢ１２０は、演算した目標流量比ＱＥ／ＱＨ_ｔを流量比差演算ブロックＢ１３０に出力する。

流量比差演算ブロックＢ１３０には、実流量比演算ブロックＢ１１０からの実流量比ＱＥ／ＱＨ_ｒ、及び目標流量比演算ブロックＢ１２０からの目標流量比ＱＥ／ＱＨ_ｔが入力される。そして、流量比差演算ブロックＢ１３０は、実流量比ＱＥ／ＱＨ_ｒから目標流量比ＱＥ／ＱＨ_ｔを演算して得られる流量比差ΔＱＥ／ＱＨ_Ｒを目標流量演算ブロックＢ１４０に出力する。

目標流量演算ブロックＢ１４０には、流量比差演算ブロックＢ１３０から流量比差ΔＱＥ／ＱＨ_Ｒが入力される。そして、目標流量演算ブロックＢ１４０は、流量比差ΔＱＥ／ＱＨ_Ｒに基づいて目標エタノール流量ＱＥ_ｔ及び目標水流量ＱＨ_ｔをそれぞれ演算する。

より詳細には、目標流量演算ブロックＢ１４０は、流量比差ΔＱＥ／ＱＨ_Ｒをゼロに近づけるように、エタノール流量ＱＥ及び水流量ＱＨの少なくとも一方を適宜増減させる観点から目標エタノール流量ＱＥ_ｔ及び目標水流量ＱＨ_ｔを定める。

特に、流量比差ΔＱＥ／ＱＨ_Ｒ＞０の場合には、エタノール流量ＱＥを減少させるか、又は水流量ＱＨを増加させるように目標エタノール流量ＱＥ_ｔ及び目標水流量ＱＨ_ｔを定める。一方、流量比差ΔＱＥ／ＱＨ_Ｒ＜０の場合には、エタノール流量ＱＥを増加させるか、又は水流量ＱＨを減少させるように目標エタノール流量ＱＥ_ｔ及び目標水流量ＱＨ_ｔを定める。

流量弁開度調節ブロックＢ１５０には、目標流量演算ブロックＢ１４０から目標エタノール流量ＱＥ_ｔ及び目標水流量ＱＨ_ｔが入力される。そして、流量弁開度調節ブロックＢ１５０は、目標エタノール流量ＱＥ_ｔ及び目標水流量ＱＨ_ｔに所定のゲインを乗じて、第１流量調整弁１６の開度目標値である第１開度目標値Ｏ１_ｔ、及び第２流量調整弁１８の開度目標値である第２開度目標値Ｏ２_ｔを演算する。さらに、流量弁開度調節ブロックＢ１５０は、第１流量調整弁１６の開度及び第２流量調整弁１８の開度が、それぞれ、第１開度目標値Ｏ１_ｔ及び第２開度目標値Ｏ２_ｔに近づくように第１流量調整弁１６及び第２流量調整弁１８を制御する。

次に、本実施形態に係る混合燃料供給装置１０の背景技術において生じていた課題について、一例となる具体的なシーン、特にエタノール混合水を車両に搭載された燃料タンク１００に供給する定置型の燃料ディスペンサで生じていた問題を例に挙げつつ説明する。

燃料ディスペンサにおいては、車両の燃料として使用するために好適な所定の要求濃度に調節されたエタノール混合水が所定の定置貯蔵タンクに貯留される。そして、定置貯蔵タンクに接続されている燃料充填ノズルによって、車両の燃料供給ポートから燃料タンク１００にエタノール混合水を供給する。

このような燃料ディスペンサでは、既に車両に使用する観点から定まる要求濃度に調節された状態のエタノール混合水が、車両に供給されることなく比較的長期間に亘って定置貯蔵タンク内に保存される場合が想定される。

このようにエタノール混合水を定置貯蔵タンク内で比較的長期間保存すると、エタノール混合水の燃料成分であるエタノールと水の揮発性の違いに起因して、エタノール混合水中のエタノール濃度が変化する。より詳細には、水に比べて揮発性の高いエタノールがエタノール混合水中からより気化しやすいため、気化したエタノールが定置貯蔵タンクの排気口を介して外部空気と交換されることがある。これにより、定置貯蔵タンク内に侵入する外部空気が、エタノール混合水中から気化したエタノールに代わり、当該エタノール混合水に混入してエタノール濃度が低下する現象が生じる。

特に、比較的温度が高い日中においては、定置貯蔵タンク内の蒸気圧が高くなるため、液体のエタノール混合水から当該定置貯蔵タンク内の気相中にエタノールが蒸発し易い傾向にある。このエタノールの蒸発によって定置貯蔵タンク内の圧力が上昇しやすくなるため、これを抑制すべく定置貯蔵タンクから内部の気体をパージすべく、定置貯蔵タンクに設けられるパージ通路を開放するパージ弁の開弁が行われる。

これにより、定置貯蔵タンク内の気相状態のエタノールが外部に放出されることとなる。一方で、夜間等の比較的気温が低くなると定置貯蔵タンク内の圧力が低下するため、外部に放出されたエタノールに代わって空気がパージ通路を介して定置貯蔵タンク内に侵入することがある。そして、定置貯蔵タンク内に侵入した空気がエタノール混合水に混ざり、当該エタノール混合水のエタノール濃度の低下が助長されることとなる。

このような定置貯蔵タンク内のエタノール混合水中のエタノール濃度の低下によって、車両に要求される要求濃度を満たさない状態となることが懸念される。そして、この要求濃度を満たさないエタノール混合水が、車両の燃料タンク１００に供給されて当該車両の燃料として使用されると、本来想定される車両の走行性能に影響を及ぼす懸念がある。したがって、このようにエタノール濃度の低下したエタノール混合水は廃棄されることとなり、無駄となる。

特に、エタノール混合水は、いわゆる固体酸化物型燃料電池（SOFC: solid oxide fuel cell）システムを搭載した車両において、このＳＯＦＣシステムにおける発電のための燃料として使用されることが想定される。そして、本発明は、このＳＯＦＣシステムにおいて濃度が変化したエタノール混合水を用いると、ＳＯＦＣシステムの出力電力特性の低下が引き起こされることを見出している。なお、このような定置貯蔵タンク内に一定期間保存されて濃度変化したエタノール混合水は、車両の燃料タンク１００に供給する場合に限らず、当該エタノール混合水を後に使用するために携行缶等の燃料貯留部に供給する場合にも同様に問題となる。

このような問題に対して、本実施形態の混合燃料供給装置１０では、各燃料成分としてのエタノール及び水を適切なエタノール濃度（目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔ）となるように混合された状態のエタノール混合水を燃料タンク１００に供給することができるので、定置貯蔵タンク内でエタノール混合水を保存することによってエタノール濃度が低下することに起因する不利益に回避することができる。

以上説明した構成を有する本実施形態の混合燃料供給装置１０によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態によれば、２種類の燃料成分であるエタノールと水が混合されてなる液体の混合燃料としてのエタノール混合水を所定の燃料貯留部としての燃料タンク１００に供給する混合燃料供給装置１０が提供される。

この混合燃料供給装置１０は、エタノールと水の内の第１燃料成分としてのエタノールを導入する第１燃料成分導入路としてのエタノール導入路１２と、エタノール以外の第２燃料成分である水を導入する第２燃料成分導入路としての水導入路１４と、エタノール導入路１２によるエタノールの導入量としてのエタノール流量ＱＥを調節する第１導入量調節装置としての第１流量調整弁１６と、水導入路１４に配置されて水の導入量としての水流量ＱＨを調整する第２導入量調節装置としての第２流量調整弁１８と、エタノール導入路１２及び水導入路１４を介してそれぞれ導入されたエタノールと水を混合してエタノール混合水を生成するミキサ２０と、生成されたエタノール混合水を燃料タンク１００に送り出す燃料送出路２１と、を有する。

さらに、混合燃料供給装置１０は、ミキサ２０で生成されるエタノール混合水の濃度である生成エタノール濃度ＣＥの目標値である目標生成燃料濃度としての目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔに基づいて第１流量調整弁１６及び第２流量調整弁１８を制御する制御装置としてのコントローラ３０を有する。

これによれば、第１流量調整弁１６及び第２流量調整弁１８により、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔに基づいて、各燃料成分としてのエタノール及び水のミキサ２０への供給量を個別に適宜調節して、当該供給量に応じて決まる生成エタノール濃度ＣＥを好適に調節することが可能となる。すなわち、燃料供給先の燃料タンク１００へ供給すべきエタノール混合水のエタノール濃度が所望の濃度になるようにエタノール及び水を混合してエタノール混合水を生成しつつ、これを燃料タンク１００に供給することができる。

これにより、混合燃料であるエタノール混合水の状態で所定の定置貯蔵タンク等において長期間貯留しておくことに起因するエタノール濃度の変化による不利益、例えばエタノール濃度が低下したエタノール混合水を廃棄することによる無駄な燃料の消費などを回避することができる。

特に、本実施形態の混合燃料供給装置１０は、ミキサ２０で生成されるエタノール混合水の濃度を検出する濃度検出センサとしての生成燃料濃度センサ５０をさらに有する。そして、コントローラ３０は、生成燃料濃度センサ５０で検出される生成エタノール濃度検出値ＣＥ_ｄが目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔに近づくように、エタノール導入路１２を流れるエタノールと水導入路１４を流れる水の間の流量比ＱＥ／ＱＨ（実流量比ＱＥ／ＱＨ_ｒ）を調節する（図２参照）。

このように、燃料タンク１００へ供給されるエタノール混合水のエタノール濃度に相当する生成エタノール濃度検出値ＣＥ_ｄを目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔに近づけるように制御することで、燃料タンク１００に供給するエタノール混合水のエタノール濃度の調節をより好適に実行することができる。

さらに、本実施形態の混合燃料供給装置１０は、エタノール導入路１２に設けられてエタノール流量ＱＥを検出する第１流量センサ２２と、水導入路１４に設けられて水流量ＱＨを検出する第２流量センサ２４と、をさらに有する。

そして、コントローラ３０は、第１燃料成分の目標流量である第１目標流量としての目標エタノール流量ＱＥ_ｔ及び第２燃料成分の目標流量である第２目標流量としての目標水流量ＱＨ_ｔを設定する（流量比差演算ブロックＢ１３０及び目標流量演算ブロックＢ１４０）。さらに、コントローラ３０は、第１流量センサ２２で検出される第１流量検出値としてのエタノール流量検出値ＱＥ_ｄ及び第２流量センサ２４で検出される第２流量検出値としての水流量検出値ＱＨ_ｄが、それぞれ、目標エタノール流量ＱＥ_ｔ及び目標水流量ＱＨ_ｔに近づくように、第１流量調整弁１６及び第２流量調整弁１８を制御する（流量弁開度調節ブロックＢ１５０）。

これにより、燃料タンク１００に供給するエタノール混合水を生成するミキサ２０への各燃料成分の量に相当するエタノール流量ＱＥ及び水流量ＱＨをパラメータとして、生成エタノール濃度ＣＥ、すなわち燃料タンク１００に供給するエタノール混合水のエタノール濃度を調節する具体的な制御態様が提供されることとなる。

さらに、本実施形態の混合燃料供給装置１０では、燃料タンク１００が車両（特に自動車）に搭載されるタンクとして構成される。そして、混合燃料供給装置１０は、燃料タンク１００にエタノール混合水を供給する定置型の燃料ディスペンサ内に構成される。

これにより、車両のユーザー等によって燃料ディスペンサを用いて燃料タンク１００にエタノール混合水を供給する場面において、混合燃料供給装置１０によって燃料成分であるエタノール及び水を好適なエタノール濃度となるように混合して生成しつつ、燃料タンク１００に供給することができる。したがって、エタノール混合水の状態で燃料ディスペンサ内に一定以上の期間保存しておくことによるエタノール混合水の濃度変化、及びこれに起因する車両の走行性能への影響を抑制することができる。

さらに、以上説明した本実施形態によれば、２種類の燃料成分であるエタノール及び水の内の第１燃料成分としてのエタノール、及びエタノール以外の第２燃料成分としての水の導入を受けてエタノール及び水を混合して混合燃料としてのエタノール混合水を生成し、生成したエタノール混合水を所定の燃料貯留部としての燃料タンク１００に供給する混合燃料供給方法が提供される。そして、この混合燃料供給方法では、エタノールの導入量及び水の導入量を、生成するエタノール混合水の濃度の目標値である目標生成燃料濃度としての目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔに基づいて調節する。

これによれば、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔに基づいて、各燃料成分としてのエタノール及び水の導入量（ミキサ２０への供給量）を個別に適宜調節して、当該導入量に応じて決まる生成エタノール濃度ＣＥを好適に調節することが可能となる。すなわち、燃料供給先の燃料タンク１００へ供給すべきエタノール混合水のエタノール濃度が所望の濃度になるようにエタノール及び水を混合してエタノール混合水を生成しつつ、これを燃料タンク１００に供給することができる。

したがって、混合燃料であるエタノール混合水の状態で所定の定置貯蔵タンク等において長期間貯留しておくことに起因するエタノール濃度の変化による不利益、例えばエタノール濃度が低下したエタノール混合水を廃棄することによる無駄な燃料の消費などを回避することができる。

なお、本実施形態の混合燃料供給装置１０においては、第１燃料成分遮断弁２３、第２燃料成分遮断弁２５、及び供給遮断弁２６の開閉制御は必ずしも要求されるものではない。しかしながら、種々の理由により、ミキサ２０へのエタノール若しくは水の供給、又は燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給を遮断することが要求される場合には、当該要求に応じてコントローラ３０がこれら弁を適宜遮断することができるように、当該コントローラ３０がプログラムされていても良い。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図３は、第２実施形態の混合燃料供給装置１０の構成を説明する図である。図示のように、本実施形態の混合燃料供給装置１０は、第１実施形態で説明した各構成に加えて、コントローラ３０が貯留部情報取得部としての通信装置６０を備えている。

通信装置６０は、エタノール混合水の供給先である燃料タンク１００を搭載した車両等のタンク搭載装置２００が備える所定の通信手段との間で通信可能に構成されている。なお、通信装置６０は、例えば、無線又は有線により通信が可能な既存の通信規格に準拠するように、各種ハードウェア及び各種ソフトウェア（プログラム）を備えた装置である。

そして、本実施形態では、通信装置６０は、タンク搭載装置２００から燃料タンク１００に関する情報である燃料貯留部情報としてのタンク情報を受信する。そして、コントローラ３０は、受信したタンク情報に基づいて目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを演算し、演算された目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔに基づいて図２の制御ロジックにしたがって第１流量調整弁１６及び第２流量調整弁１８の制御（以下、単に「燃料濃度制御」とも記載する）を実行する。以下では、本実施形態のコントローラ３０による燃料濃度制御についてより詳細に説明する。

図４は、本実施形態のコントローラ３０による燃料濃度制御の流れを説明するフローチャートである。なお、以下で説明する各ステップで表される一連の制御ルーチンは、コントローラ３０によって所定の演算周期で繰り返される。

ステップＳ２１０において、コントローラ３０は、通信装置６０により燃料タンク１００を搭載したタンク搭載装置２００からタンク情報を取得する。本実施形態のタンク情報には、全タンク容量Ｖｔａ、タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ、タンク内エタノール混合水量Ｖｒｅ、及び燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給を許可されているか否かを示す供給受け入れ可否判断信号が含まれる。

ステップＳ２２０において、コントローラ３０は、全タンク容量Ｖｔａ、タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ、タンク内エタノール混合水量Ｖｒｅ、及び目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔに基づいて目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを演算する。具体的に、コントローラ３０は、下記の式（１）に取得したこれらの値を適用して目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを演算する。

ここで、タンク内エタノール混合水量Ｖｒｅは、制御ルーチンの実行時において燃料タンク１００内の貯留されているエタノール混合水の残量に相当する。また、全タンク容量Ｖｔａは、燃料タンク１００内の全容量、すなわち燃料タンク１００に貯留し得るエタノール混合水の最大量に相当する。したがって、式（１）中の（Ｖｔａ－Ｖｒｅ）は、燃料タンク１００が満杯になるまでに供給可能なエタノール混合水の量に相当する。なお、式（１）から明らかなように、左辺の分母は全タンク容量Ｖｔａに等しい。

また、タンク内エタノール濃度ＣＥｔａは、制御ルーチンの実行時において燃料タンク１００内に残存しているエタノール混合水のエタノール濃度に相当する。したがって、式（１）の左辺の分子第１項は、燃料タンク１００内に残存しているエタノール混合水中の正味のエタノールの量に相当する。

そして、式（１）の左辺の分子第２項は、ミキサ２０で生成されるエタノール混合水の濃度（生成エタノール濃度ＣＥ）が目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔに調節された状態で燃料タンク１００が満杯になるまでに供給可能な量のエタノール混合水を供給したと仮定した場合において、燃料タンク１００内における正味のエタノール量の増加分に相当する。

したがって、式（１）の左辺の分子、残存しているエタノール混合水中の正味のエタノールの量と燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給後における貯留エタノール増加量の和、すなわち本制御ルーチンにより混合燃料供給装置１０から燃料タンク１００にエタノール混合水の供給が行われた後の当該燃料タンク１００内におけるエタノール混合水中のエタノール量に相当する。

必然的に、式（１）の左辺は、本制御ルーチンにより混合燃料供給装置１０から燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給された後におけるタンク内エタノール濃度ＣＥｔａの値に相当する。

したがって、式（１）の右辺の目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔに所望の値を設定することで、燃料タンク１００内が満杯になったタイミングで、タンク内エタノール濃度ＣＥｔａが所望の目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔをとる目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを演算することができる。

次に、ステップＳ２３０において、コントローラ３０は、上述の供給受け入れ可否判断信号に基づいて、燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給が可能であるか否かを判断する。ここで、供給受け入れ可否判断信号とは、燃料タンク１００を搭載したタンク搭載装置２００の作動状態などに応じて、燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給が許可されているか否かを示す情報を含む信号である。

例えば、タンク搭載装置２００の作動状態によって、燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給が実行されることが好ましくない場合、又は禁止する必要がある場合には、タンク搭載装置２００は、上記供給受け入れ可否判断信号に燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給を停止する指令を含ませる。

なお、本実施形態では、コントローラ３０は、本制御ルーチンの実行中、すなわち混合燃料供給装置１０によって燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給が行われている間に亘ってタンク情報に含まれる供給受け入れ可否判断信号を取得する。

そして、コントローラ３０は、ステップＳ２３０において燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給が可能であると判断すると、ステップＳ２４０の処理を実行する。

ステップＳ２４０において、コントローラ３０は、ステップＳ２２０で演算した目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔに基づいて、図２で説明した制御ロジックにしたがい、第１流量調整弁１６及び第２流量調整弁１８を制御する。

一方、コントローラ３０は、上記ステップＳ２３０において燃料タンク１００へのエタノール混合水への供給が可能であると判断すると、ステップＳ２５０の処理を実行する。

ステップＳ２５０において、コントローラ３０は、燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給を停止する。より具体的に、コントローラ３０は、供給遮断弁２６の閉塞処理を実行して、混合燃料供給装置１０から燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給を遮断する。なお、当該供給遮断弁２６の閉塞処理に伴い、ミキサ２０へのエタノール及び水の供給を遮断すべく、コントローラ３０が第１燃料成分遮断弁２３及び第２燃料成分遮断弁２５を併せて遮断することが好ましい。

また、上記閉塞処理は、図２で説明した制御ロジックに対する割り込み処理として実行する。すなわち、コントローラ３０は、タンク搭載装置２００により燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給が許可されていない場合には、第１流量調整弁１６及び第２流量調整弁１８の制御にかかわらず、又はこれをキャンセルして本閉塞処理を実行する。

特に、本実施形態では。コントローラ３０は、上述のステップＳ２３０において説明したように本制御ルーチンの実行中において継続的に供給受け入れ可否判断信号を受信しているので、タンク搭載装置２００が停止指令信号を生成したら速やかに燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給を停止することができる。

以上説明した構成を有する本実施形態の混合燃料供給装置１０によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態の混合燃料供給装置１０において、コントローラ３０は、燃料タンク１００に関する情報であるタンク情報を取得する貯留部情報取得部としての通信装置６０をさらに備える。そして、コントローラ３０は、取得したタンク情報に基づいて、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを演算する（図４のステップＳ２２０）。

これにより、エタノール混合水の供給先である燃料タンク１００に関するタンク情報からを考慮して目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを定めることができる。すなわち、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを定めるにあたり、タンク情報を加味することができるので、より好適に濃度調節された状態のエタノール混合水を燃料タンク１００に供給することができる。

特に、本実施形態では、貯留部情報取得部が、タンク情報を燃料タンク１００から受信する貯留部情報受信装置として機能する通信装置６０により構成されている。

これにより、コントローラ３０は、混合燃料供給装置１０によって燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給時などにおいて、通信装置６０を用いて容易にタンク情報を取得することができる。

また、本実施形態では、タンク情報は、燃料タンク１００の容量としての全タンク容量Ｖｔａ、燃料タンク１００に貯留されている貯留混合燃料としての貯留エタノール混合水の濃度であるタンク内エタノール濃度ＣＥｔａ、及び該貯留エタノール混合水の量としてのタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅを含む。そして、コントローラ３０は、全タンク容量Ｖｔａ、タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ、及びタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅ、タンク内エタノール濃度ＣＥｔａの目標値である目標貯留混合燃料濃度としての目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔから目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを演算する（図４のステップＳ２２０）。

これによれば、ミキサ２０で生成するエタノール混合水の濃度（生成エタノール濃度ＣＥ）を、供給先の燃料タンク１００に既に貯留されているエタノール混合水の量及び濃度等を考慮して好適に設定することができる。したがって、さらに適切に濃度調節されたエタノール混合水を燃料タンク１００に供給することができる。

さらに、本実施形態では、上記目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔとして、燃料タンク１００が搭載された装置であるタンク搭載装置２００が要求する要求燃料濃度を設定する。

これにより、タンク内エタノール濃度ＣＥｔａをタンク搭載装置２００において要求される濃度に好適に調節しつつ、燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給を実行することができる。

すなわち、タンク搭載装置２００の種類等に応じて燃料タンク１００におけるタンク内エタノール濃度ＣＥｔａとして、法令又は規格等により要求される要求燃料濃度に目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔを設定することで、燃料タンク１００内のタンク内エタノール濃度ＣＥｔａをこの規格等で定まる要求燃料濃度に調節しつつ、燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給を実行することができる。

特に、タンク搭載装置２００が車両（特に自動車）である場合などにおいては、車両走行性能や耐久性の向上の観点からタンク内エタノール濃度ＣＥｔａに対して要求される基準が高い傾向にある。これに対して、本実施形態の混合燃料供給装置１０によれば、このような高いタンク内エタノール濃度ＣＥｔａの基準をより確実に満たしつつ、燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給を実行することができる。

一方で、目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔを、タンク搭載装置２００に応じた要求燃料濃度以外の値に設定するようにしても良い。例えば、タンク内エタノール濃度ＣＥｔａとしてある程度の幅（レンジ）の許容されている場合、タンク搭載装置２００の種類によっては車両のように要求燃料濃度の基準が高くない場合などにおいては、目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔを必ずしもタンク搭載装置２００の要求に基づくことなく、任意に設定できるようにしても良い。

また、本実施形態のコントローラ３０は、燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給後におけるタンク内エタノール濃度ＣＥｔａが目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔになるように、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを演算する（図４のステップＳ２２０及び式（１））。

ここで、本実施形態の混合燃料供給装置１０によって燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給が実行された後には、供給前に燃料タンク１００内に貯留されていたエタノール混合水と、混合燃料供給装置１０によって供給されるエタノール混合水が混ざることとなる。

したがって、ミキサ２０で生成されるエタノール混合水におけるエタノール濃度の目標である目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを、燃料タンク１００又はタンク搭載装置２００の要求などに応じたエタノール濃度に直接調節すると、混合燃料供給装置１０によるエタノール混合水の供給後におけるタンク内エタノール濃度ＣＥｔａが実際に要求されるエタノール濃度（目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔ）に対してずれることが想定される。

これに対して、本実施形態では、混合燃料供給装置１０から燃料タンク１００へエタノール混合水を供給した後におけるタンク内エタノール濃度ＣＥｔａが、所望の目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔとなるように目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを演算するため、エタノール混合水を燃料タンク１００に供給した後のタンク内エタノール濃度ＣＥｔａをより確実に要求される目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔに調節することができる。

さらに、本実施形態のより具体的な制御として、コントローラ３０は、燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給後におけるタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅが所定貯留量としての全タンク容量Ｖｔａとなったときに、タンク内エタノール濃度ＣＥｔａが目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔになるように、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを演算する（図４のステップＳ２２０及び式（１））。

これにより、燃料タンク１００内にエタノール混合水が供給されて満杯に貯留された状態でタンク内エタノール濃度ＣＥｔａが所望の目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔとなるように、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを調節することができる。すなわち、混合燃料供給装置１０による燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給前におけるタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅ及びタンク内エタノール濃度ＣＥｔａにかかわらず、燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給後の満杯状態で所望のタンク内エタノール濃度ＣＥｔａを実現することができる。

さらに、本実施形態では、コントローラ３０は、燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給が実行されている間に亘ってタンク情報の取得を係属する（ステップＳ２３０）。

これにより、タンク搭載装置２００の作動状態に応じた燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給を停止する要求に対して、速やかに混合燃料供給装置１０による燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給を停止することができる。

（変形例）
以下では、第２実施形態の変形例について説明する。なお、第２実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図５は、本変形例による混合燃料供給装置１０の構成を説明する図である。図示のように、本変形例では、コントローラ３０は、第２実施形態で説明した通信装置６０に代えて、貯留部情報取得部としての入力装置７０を有している。入力装置７０は、ボタン式、タッチパネル式、及び音声入力式等のタンク情報を入力可能な任意の入力インターフェースで構成することができる。

すなわち、本変形例によれば、タンク情報を取得する貯留部情報取得部が、当該タンク情報を入力する貯留部情報入力装置である入力装置７０として構成されている。

混合燃料供給装置１０によって燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給時においては、タンク搭載装置２００との通信を行わずとも、タンク情報を取得することができる。

なお、上記第２実施形態で説明した通信装置６０によってタンク搭載装置２００からのタンク情報を受信する構成、及び上記変形例で説明した入力装置７０によりタンク情報を入力する構成を混合燃料供給装置１０に備えるようにしても良い。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態又は第２実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、図５で説明した第２実施形態の変形例に係る混合燃料供給装置１０と同様の構成を有する。さらに、本実施形態では。コントローラ３０の入力装置７０が、指定貯留量Ｖｄｅｇ又は全タンク容量Ｖｔａから指定貯留量Ｖｄｅｇを減じて得られる燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給予定量を入力可能に構成されている。

ここで、上記第２実施形態において、燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給後におけるタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅが全タンク容量Ｖｔａとなったときに、タンク内エタノール濃度ＣＥｔａが目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔになるように、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを演算した。

これに対して、本実施形態では、燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給後におけるタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅが予め指定される指定貯留量Ｖｄｅｇとなったときに、タンク内エタノール濃度ＣＥｔａが目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔになるように、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを演算する例について説明する。

具体的に、本実施形態では、図４で説明したステップＳ２２０における目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを、上記式（１）に代えて下記の式（２）に基づいて行う。

ここで、式（２）中のΔＶは、指定貯留量Ｖｄｅｇからタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅを減算した値である。すなわち、タンク内エタノール混合水量Ｖｒｅが指定貯留量Ｖｄｅｇとなるまでに燃料タンク１００に供給されるべきエタノール混合水の量（エタノール混合水の供給予定量）に相当する。なお、指定貯留量Ｖｄｅｇ＝全タンク容量Ｖｔａとすれば、式（２）は実質的に式（１）と一致することとなる。

これにより、コントローラ３０がステップＳ２２０において式（２）を用いることで、燃料タンク１００におけるタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅが予め指定される指定貯留量Ｖｄｅｇになったタイミングで、タンク内エタノール濃度ＣＥｔａが所望の目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔをとることのできる目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを演算することができる。

以上説明した構成を有する本実施形態の混合燃料供給装置１０によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態の混合燃料供給装置１０において、コントローラ３０は、燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給後におけるタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅが所定貯留量としての任意に設定される指定貯留量Ｖｄｅｇとなったときに、タンク内エタノール濃度ＣＥｔａが目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔになるように、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを演算する（図４のステップＳ２２０及び式（２））。

これにより、燃料タンク１００内にエタノール混合水が供給されて指定貯留量Ｖｄｅｇとなった状態でタンク内エタノール濃度ＣＥｔａが所望の目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔとなるように、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを調節することができる。すなわち、混合燃料供給装置１０による燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給前におけるタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅ及びタンク内エタノール濃度ＣＥｔａにかかわらず、燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給後において燃料タンク１００内のエタノール混合水の量が指定貯留量Ｖｄｅｇとなったタイミングで所望のタンク内エタノール濃度ＣＥｔａを実現することができる。

特に本実施形態では、コントローラ３０の入力装置７０が、指定貯留量Ｖｄｅｇ又は全タンク容量Ｖｔａから指定貯留量Ｖｄｅｇを減じて得られる燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給予定量を入力可能に構成されている。

したがって、エタノール混合水の供給後においてタンク内エタノール濃度ＣＥｔａを好適に調節する機能を維持しつつも、燃料タンク１００内へのエタノール混合水の供給を実行する者に所望の指定貯留量Ｖｄｅｇを選択させることができる。

さらに、入力装置７０が、全タンク容量Ｖｔａから指定貯留量Ｖｄｅｇを減じて得られる燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給予定量を入力可能に構成されることが好ましい。

これにより、燃料タンク１００内へのエタノール混合水の供給を実行する者は、エタノール混合水の供給後のタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅである指定貯留量Ｖｄｅｇを認識せずとも、自らが希望するエタノール混合水の供給予定量を入力装置７０に対して入力するだけで、当該希望の供給予定量及びエタノール混合水の供給後の好適なタンク内エタノール濃度ＣＥｔａを実現することが可能となる。

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について説明する。なお、第１～第３実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図６は、本実施形態の混合燃料供給装置１０の構成を説明する図である。図示のように、本実施形態の混合燃料供給装置１０は、第２実施形態で説明した混合燃料供給装置１０の構成をベースとする。

一方で、燃料タンク１００には、内部の貯留エタノール混合水を適宜排出するための排出路１１０が設けられている。また、排出路１１０には、排出される貯留エタノール混合水の流量（以下では、「排出流量Ｑｅｘ」とも記載する）を検出する排出路流量センサ１２０が設けられている。

さらに、本実施形態では、排出路流量センサ１２０で検出される排出流量検出値Ｑｅｘ_ｄがタンク情報に含まれている。すなわち、混合燃料供給装置１０による燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給の際には、排出流量検出値Ｑｅｘ_ｄが、タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ等の他のタンク情報とともに通信装置６０を介してコントローラ３０に送信される。以下では、本実施形態のコントローラ３０による混合燃料供給装置１０における制御についてより詳細に説明する。

図７は、本実施形態のコントローラ３０による混合燃料供給装置１０における制御の流れを説明するフローチャートである。なお、以下で説明する各ステップで表される一連の制御ルーチンは、コントローラ３０によって所定の演算周期で繰り返される。

図示のように、コントローラ３０は、ステップＳ４１０及びステップＳ４２０において、図４のステップＳ２１０及びステップＳ２２０と同様の処理を実行して、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを演算する。

次に、ステップＳ４３０において、コントローラ３０は、演算した目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを実現可能か否か判定する。具体的に、コントローラ３０は、式（１）に基づいて演算した目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔが１００を越えているか否かを判定する。

すなわち、演算された目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔが１００を越える場合とは、仮に燃料タンク１００が満杯になるまで水を供給することなくエタノールのみを供給したとしても、タンク内エタノール濃度ＣＥｔａが目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔに到達しないことを意味する。この場合には、第１流量調整弁１６及び第２流量調整弁１８によるエタノール流量ＱＥ及び水流量ＱＨの制御では目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを実現することができない。

したがって、この場合、コントローラ３０は、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを実現可能では無いと判断してステップＳ４４０の処理を実行する。

そして、ステップＳ４４０において、コントローラ３０は、供給遮断弁２６を閉塞するとともに、燃料タンク１００に対して貯留しているエタノール混合水の一部を排出路１１０から排出させる貯留混合燃料排出指令を生成する。なお、生成された貯留混合燃料排出指令は、通信装置６０等を介して燃料タンク１００又はタンク搭載装置２００に送信される。

具体的、コントローラ３０は、式（１）に基づいて演算される目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔが１００未満となる程度までタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅが減少するように、燃料タンク１００に貯留混合燃料の排出を実行させる。特に、コントローラ３０は、排出路流量センサ１２０により取得する排出流量Ｑｅｘの積算値が、所望のタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅの減少分に達するまで燃料タンク１００に貯留混合燃料の排出を実行させる。

これにより、供給前の燃料タンク１００におけるタンク内エタノール濃度ＣＥｔａが低くタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅが多いなどの、第１流量調整弁１６及び第２流量調整弁１８によるエタノール流量ＱＥ及び水流量ＱＨの制御では目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを実現することができない場合であっても、適宜、燃料タンク１００に対して貯留されているエタノール混合水を排出させることにより、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを実現できる状態とすることができる。

一方、上記ステップＳ４３０において、コントローラ３０が演算した目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを実現可能と判定した場合、すなわち目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔ≦１００である場合には、供給遮断弁２６を開放して（又は開放状態を維持して）、ステップＳ４５０以降の処理を実行する。

なお、ステップＳ４５０～ステップＳ４７０の処理は、図４で説明したステップＳ２３０～ステップＳ２５０の処理と同様である。

以上説明した構成を有する本実施形態の混合燃料供給装置１０によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態の混合燃料供給装置１０によれば、コントローラ３０は、燃料タンク１００へのエタノール混合水を供給した後におけるタンク内エタノール濃度ＣＥｔａが、目標タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ_ｔとならない場合に（ステップＳ４３０のＮｏ）、貯留混合燃料の少なくとも一部を燃料タンク１００から排出させる処理を実行し（ステップＳ４４０）、該処理の後に燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給を実行する（ステップＳ４５０）。

これにより、混合燃料供給装置１０による燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給前におけるタンク内エタノール濃度ＣＥｔａが低い、又はタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅが多いなどの、第１流量調整弁１６及び第２流量調整弁１８によるエタノール流量ＱＥ及び水流量ＱＨの制御では目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを実現することができない場合であっても、燃料タンク１００に貯留されているエタノール混合水を適宜排出させてタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅを減少させることで、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔを実現し得る状態とすることができる。

したがって、燃料供給前における燃料タンク１００内のエタノール混合水の貯留量又は濃度にかかわらず、より確実に混合燃料供給装置１０によるタンク内エタノール濃度ＣＥｔａの調節を実行することができる。

なお、本実施形態では、第２実施形態で説明した式（１）から演算される目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔに基づくステップＳ４３０及びステップＳ４４０の処理、すなわち燃料タンク１００内を満杯にするまで燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給を行う場合に説明した。

しかしながら、本実施形態のステップＳ４３０及びステップＳ４４０を含む各ステップの処理は、第３実施形態で説明した式（２）から演算される目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔ、すなわち燃料タンク１００におけるタンク内エタノール混合水量Ｖｒｅが指定貯留量Ｖｄｅｇとなるまで燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給を行う場合についても同様に適用可能である。

（第５実施形態）
以下、第５実施形態について説明する。なお、第１～第３実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図８は、第５実施形態の混合燃料供給装置１０の構成を説明する図である。図示のように、本実施形態の混合燃料供給装置１０は、第２実施形態で説明した混合燃料供給装置１０の構成をベースとする。

一方で、燃料タンク１００には、内部の貯留部エタノール混合水の温度を検出するタンク温度センサ１３０が設けられている。

さらに、本実施形態ではタンク温度センサ１３０で検出されるタンク内温度検出値Ｔｔａ_ｄがタンク情報に含まれている。すなわち、混合燃料供給装置１０による燃料タンク１００へのエタノール混合水の供給の際には、タンク内温度検出値Ｔｔａ_ｄが、タンク内エタノール濃度ＣＥｔａ等の他のタンク情報とともに通信装置６０を介してコントローラ３０に送信される。

そして、本実施形態において、コントローラ３０は、第１流量調整弁１６及び第２流量調整弁１８の制御に用いるパラメータであるエタノール流量ＱＥ及び水流量ＱＨを、タンク内温度検出値Ｔｔａ_ｄに基づいて体積流量から質量流量に変換（補正）する。以下では、エタノール流量ＱＥを質量流量に変換した値を「エタノール質量流量ＱＥｍ（Ｔｔａ）」及び水流量ＱＨを質量流量に変換した値を「水質量流量ＱＨｍ（Ｔｔａ）」と記載する。

図９は、本実施形態によるコントローラ３０の制御を説明するブロック図である。図示のように、本実施形態のコントローラ３０は、第１実施形態による図２の制御ブロックに加えて、第１流量センサ２２からのエタノール流量検出値ＱＥ_ｄ及び第２流量センサ２４からの水流量検出値ＱＨ_ｄを、それぞれ通信装置６０で受信したタンク情報に含まれるタンク内温度検出値Ｔｔａ_ｄに基づいて、エタノール質量流量検出値ＱＥｍ（Ｔｔａ）_ｄ及び水質量流量検出値ＱＨｍ（Ｔｔａ）_ｄに変換する流量単位変換ブロックＢ２１０を有している。

具体的に、流量単位変換ブロックＢ２１０は、コントローラ３０における所定の記憶手段に予め記憶された温度とエタノールの密度、及び温度と水の密度の関係を示す所定のマップを用いて、タンク内温度検出値Ｔｔａ_ｄにおけるエタノール密度ρＥ（Ｔｔａ_ｄ）［ｋｇ／ｍ³］及び水密度ρＨ（Ｔｔａ_ｄ）［ｋｇ／ｍ³］を取得する。さらに、流量単位変換ブロックＢ２１０は、第１流量センサ２２からのエタノール流量検出値ＱＥ_ｄ［ｍ³／ｓ］及び第２流量センサ２４からの水流量検出値ＱＨ_ｄ［ｍ³／ｓ］に、取得したエタノール密度ρＥ（Ｔｔａ_ｄ）［ｋｇ／ｍ³］及び水密度ρＨ（Ｔｔａ_ｄ）［ｋｇ／ｍ³］を乗じて、エタノール質量流量検出値ＱＥｍ（Ｔｔａ）_ｄ［ｋｇ／ｓ］及び水質量流量検出値ＱＨｍ（Ｔｔａ）_ｄ［ｋｇ／ｓ］を得る。

また、本実施形態の目標流量比演算ブロックＢ１２０は、第１実施形態と同様の方法で演算した目標流量比ＱＥ／ＱＨ_ｔに対して、タンク内温度検出値Ｔｔａ_ｄに応じた所定のゲインを乗じて質量流量基準の目標質量流量比ＱＥ／ＱＨ_ｔｍ（Ｔｔａ）_ｔを演算し、この目標質量流量比ＱＥ／ＱＨ_ｔｍ（Ｔｔａ）_ｔを流量比差演算ブロックＢ１３０に出力する。結果として、本実施形態では、タンク内温度Ｔｔａで補正された流量比ＱＥ／ＱＨが、第１流量調整弁１６及び第２流量調整弁１８の制御パラメータとして用いられることとなる。

なお、実流量比演算ブロックＢ１１０、流量比差演算ブロックＢ１３０、目標流量演算ブロックＢ１４０、及び流量弁開度調節ブロックＢ１５０における処理については、入力パラメータであるエタノール流量検出値ＱＥ_ｄ、及び水流量検出値ＱＨ_ｄが、エタノール質量流量検出値ＱＥｍ（Ｔｔａ）_ｄ及び水質量流量検出値ＱＨｍ（Ｔｔａ）_ｄに変更されたことにより必要となる各ゲインなどの変更を除いて図２で説明した処理を同様である。

以上説明した構成を有する本実施形態の混合燃料供給装置１０によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態の混合燃料供給装置１０によれば、タンク情報は、燃料タンク１００の温度であるタンク内温度検出値Ｔｔａ_ｄを含む。そして、コントローラ３０は、流量比ＱＥ／ＱＨをタンク内温度検出値Ｔｔａ_ｄで補正する（流量単位変換ブロックＢ２１０）。

すなわち、第１流量調整弁１６及び第２流量調整弁１８の制御におけるパラメータである流量比ＱＥ／ＱＨを、エタノール及び水のそれぞれの温度によって値が変化する可能性がある体積流量基準のエタノール流量検出値ＱＥ_ｄ及び水流量検出値ＱＨ_ｄに代えて、実質的に温度変化の影響を受けないエタノール質量流量検出値ＱＥｍ（Ｔｔａ）_ｄ及び水質量流量検出値ＱＨｍ（Ｔｔａ）_ｄに基づいて定めることができる。したがって、目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔに基づく第１流量調整弁１６及び第２流量調整弁１８の制御をより高精度に実行することができる。

なお、本実施形態のタンク内温度検出値Ｔｔａ_ｄに代えて、又はこれに加えて、エタノール導入路１２の第１流量センサ２２の近傍及び水導入路１４の第２流量センサ２４の近傍に温度センサを設け、これら温度センサによる温度検出値を用いてエタノール密度ρＥ及び水密度ρＨを求めるようにしても良い。これにより、より高精度なエタノール質量流量検出値ＱＥｍ（Ｔｔａ）_ｄ及び水質量流量検出値ＱＨｍ（Ｔｔａ）_ｄを得ることができ、結果として混合燃料供給装置１０における生成エタノール濃度ＣＥの制御精度がより高くなる。

特に、このようにエタノール導入路１２及び水導入路１４にそれぞれ温度センサを設ける場合には、図１のようにコントローラ３０に燃料タンク１００等と通信する通信装置６０が設けられていなくとも、本実施形態による質量流量基準のエタノール質量流量検出値ＱＥｍ（Ｔｔａ）_ｄ及び水質量流量検出値ＱＨｍ（Ｔｔａ）_ｄに基づく第１流量調整弁１６及び第２流量調整弁１８の制御を実行することが可能となる。

一方で、一定の精度を保ちつつ、混合燃料供給装置１０のハードウェア構成を簡略化する観点からは、本実施形態のように通信装置６０により取得したタンク内温度検出値Ｔｔａ_ｄからエタノール密度ρＥ（Ｔｔａ_ｄ）及び水密度ρＨ（Ｔｔａ_ｄ）を求めるようにすることが好ましい。

（第６実施形態）
以下、第６実施形態について説明する。なお、第１～第３実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１０は、第６実施形態の混合燃料供給装置１０の構成を説明する図である。図示のように、本実施形態の混合燃料供給装置１０は、第１実施形態で説明した混合燃料供給装置１０の構成をベースとする。

そして、本実施形態の混合燃料供給装置１０において、水導入路１４の入口には、水道管３００が接続されている。これにより、混合燃料供給装置１０は、水導入路１４には水道管３００から第２燃料成分である水が導入される構成となっている。なお、水導入路１４には水道管３００から供給される水中の不純物を取り除くフィルタ８０が設けられている。すなわち、本実施形態の混合燃料供給装置１０では、第２燃料成分である水を、既存の水供給インフラを利用して水導入路１４に供給することができる。

以上説明した構成を有する本実施形態の混合燃料供給装置１０によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態の混合燃料供給装置１０によれば、第２燃料成分が水であり、水導入路１４は、既存の水道水供給系統としての水道管３００を接続可能に構成されている。

これにより、本実施形態の混合燃料供給装置１０において、第２燃料成分である水を既存の水供給インフラである水道管３００を用いて確保することができる。

以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は、上述した一実施形態及びその変形例に限定されることはない。

例えば、上記各実施形態及び変形例においては、混合燃料であるエタノール混合水の濃度として、エタノール混合水中の第１燃料成分であるエタノールの濃度を制御パラメータとして第１流量調整弁１６の開度及び第２流量調整弁１８の制御を行った。しかしながら、第２燃料成分である水のエタノール混合水中の濃度を制御パラメータとして第１流量調整弁１６の開度及び第２流量調整弁１８の制御を行っても良い。

また、上記各実施形態及び変形例の混合燃料供給装置１０には、混合燃料はエタノール混合水に限られず、少なくとも２種以上の燃料成分を混合してなる任意の液体の混合燃料に採用することができる。すなわち、２種以上の燃料成分を混合してなる混合燃料であれば、各燃料成分の性質の相違に起因した混合燃料における成分濃度の変化が生じ所望の濃度からずれるという問題が想定されるところ、上記各実施形態又は変形例で説明した構成を適宜適用すれば当該問題の解消に寄与することができる。

具体的には、上記各実施形態及び変形例で説明した第１燃料成分をエタノール及び第２燃料成分を水とする例に、エタノールを越える炭素数を有する種々のアルコール成分をさらに混合する混合燃料を採用しても良い。

例えば、図１１において、ｎ種類（ｎ≧３）の燃料成分である１番目燃料成分、２番目燃料成分、・・・及びｎ番目燃料成分を混合して混合燃料を生成し、燃料タンク１００に供給する混合燃料供給装置１０の構成の例を示す。

図示のように、燃料成分の種類がｎ種類に増えた場合には、各燃料成分に対応させて１番目燃料成分導入路９０‐１、２番目燃料成分導入路９０‐２、・・・ｋ番目燃料成分導入路９０‐ｋ、・・・及びｎ番目燃料成分導入路９０‐ｎが設けられる。そして、これら各導入路にそれぞれ、１番目流量調整弁９２‐１、２番目流量調整弁９２‐２、・・・ｋ番目流量調整弁９２‐ｋ、・・・及びｎ番目流量調整弁９２‐ｎ、並びに１番目流量センサ９４‐１、２番目流量センサ９４‐２、・・・ｋ番目流量センサ９４‐ｋ、・・・及びｎ番目流量センサ９４‐ｎが設けられる。そして、生成燃料濃度センサ５０は、ミキサ２０で生成される混合燃料の濃度として着目すべきｋ番目燃料成分の濃度であるｋ番目燃料成分濃度Ｃｋ_ｄを検出する。

そして、図１１に示す混合燃料供給装置１０において、コントローラ３０は、図２の制御ロジックにおける制御パラメータである「エタノール流量ＱＥ」を「ｋ番目燃料成分の流量」、「水流量ＱＨ」を「ｋ番目燃料成分以外の燃料成分の流量の和」、「エタノール濃度ＣＥ」を「ｋ番目燃料成分濃度Ｃｋ」、及び「目標生成エタノール濃度ＣＥ_ｔ」を「目標ｋ番目燃料成分濃度Ｃｋ_ｔ」にそれぞれ置き換えて当該ロジックを同様に実行することで、１番目流量調整弁９２‐１～ｎ番目流量調整弁９２‐ｎの開度を適宜調節することができる。すなわち、図１１の形態では、「ｋ番目燃料成分」を「第１燃料成分」、及び「ｋ番目燃料成分以外の各燃料成分」を「第２燃料成分」とみなして本発明を適用することができる。

なお、この場合において、ｋ番目流量調整弁９２‐ｋ以外の流量調整弁の目標開度が一意に定まらない場合には、ｋ番目燃料成分以外の各燃料成分の中から新たに混合燃料の濃度として着目すべき燃料成分を第１燃料成分として抽出し、当該第１燃料成分とそれ以外の燃料成分（第２燃料成分）に関して、同様に制御パラメータを適宜置き換えつつ、図２の制御ロジックを実行する。同様の処理を順次繰り返すことで、全ての１番目流量調整弁９２‐１～ｎ番目流量調整弁９２‐ｎの目標開度を定めることができる。

したがって、図１１に示す混合燃料供給装置１０によれば、３種類以上の燃料成分を混合する場合においても生成される混合燃料の濃度を好適に調節することができる。

さらに、上記第２実施形態等においては、燃料貯留部がタンク搭載装置２００に搭載される燃料タンク１００である例について説明した。しかしながら、燃料貯留部は燃料タンク１００に限られない。例えば、燃料貯留部は、特定の装置に搭載される用途ではないものの、内部に一定期間に亘って混合燃料を貯留しておくことが想定される携行缶等であっても良い。

また、上記実施形態及び変形例は、矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせ可能である。

１０ 混合燃料供給装置
１２ エタノール導入路 (第１燃料成分導入路)
１４ 水導入路（第２燃料成分導入路）
１６ 第１流量調整弁 (第１導入量調節装置)
１８ 第２流量調整弁 (第２導入量調節装置)
２０ ミキサ（燃料混合装置）
２１ 燃料送出路
２２ 第１流量センサ
２４ 第２流量センサ
２６ 供給遮断弁
３０ コントローラ（制御装置）
５０ 生成燃料濃度センサ（濃度検出センサ）
６０ 通信装置（貯留部情報受信装置）
７０ 入力装置（貯留部情報入力装置）
１００ 燃料タンク
２００ タンク搭載装置
３００ 水道管

Claims (17)

1. ２種類以上の燃料成分が混合されてなる液体の混合燃料を所定の燃料貯留部に供給する混合燃料供給装置であって、
   前記２種類以上の燃料成分の内の第１燃料成分を導入する第１燃料成分導入路と、
   前記第１燃料成分以外の第２燃料成分を導入する第２燃料成分導入路と、
   前記第１燃料成分導入路に配置されて前記第１燃料成分の導入量を調節する第１導入量調節装置と、
   前記第２燃料成分導入路に配置されて前記第２燃料成分の導入量を調整する第２導入量調節装置と、
   前記第１燃料成分導入路及び前記第２燃料成分導入路を介してそれぞれ導入された前記第１燃料成分と前記第２燃料成分を混合して混合燃料を生成する燃料混合部と、
   生成された混合燃料を前記燃料貯留部に送り出す燃料送出路と、
   前記燃料混合部で生成される混合燃料の濃度の目標値である目標生成燃料濃度に基づいて前記第１導入量調節装置及び前記第２導入量調節装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記目標生成燃料濃度は、所定の供給先に供給される際の前記燃料貯留部内の混合燃料の濃度と該供給先の要求濃度とのずれを解消するように定められる、
   混合燃料供給装置。
2. 請求項１に記載の混合燃料供給装置であって、
   前記燃料混合部で生成される混合燃料の濃度を検出する濃度検出センサをさらに有し、
   前記制御装置は、前記濃度検出センサで検出される濃度検出値が前記目標生成燃料濃度に近づくように、前記第１燃料成分導入路を流れる前記第１燃料成分と前記第２燃料成分導入路を流れる前記第２燃料成分の間の流量比を調節する、
   混合燃料供給装置。
3. 請求項２に記載の混合燃料供給装置であって、
   前記第１燃料成分導入路に設けられて前記第１燃料成分の流量を検出する第１流量センサと、
   前記第２燃料成分導入路に設けられて前記第２燃料成分の流量を検出する第２流量センサと、をさらに有し、
   前記制御装置は、
   前記第１燃料成分の目標流量である第１目標流量及び前記第２燃料成分の目標流量である第２目標流量を設定し、
   前記第１流量センサで検出される第１流量検出値及び前記第２流量センサで検出される第２流量検出値が、それぞれ、前記第１目標流量及び前記第２目標流量に近づくように、前記第１導入量調節装置及び前記第２導入量調節装置を制御する、
   混合燃料供給装置。
4. 請求項２又は３に記載の混合燃料供給装置であって、
   前記制御装置は、
   前記燃料貯留部に関する情報である燃料貯留部情報を取得する貯留部情報取得部をさらに備え、
   取得した前記燃料貯留部情報に基づいて前記目標生成燃料濃度を演算する、
   混合燃料供給装置。
5. 請求項４に記載の混合燃料供給装置であって、
   前記貯留部情報取得部は、
   前記燃料貯留部情報を入力する貯留部情報入力装置、及び前記燃料貯留部情報を前記燃料貯留部から受信する貯留部情報受信装置の少なくとも何れか一方を含む、
   混合燃料供給装置。
6. 請求項４又は５に記載の混合燃料供給装置であって、
   前記燃料貯留部情報は、前記燃料貯留部の容量、前記燃料貯留部に貯留されている貯留混合燃料の濃度、及び前記貯留混合燃料の量を含み、
   前記制御装置は、前記燃料貯留部の容量、前記貯留混合燃料の濃度、前記貯留混合燃料の量、及び前記貯留混合燃料の濃度の目標値である目標貯留混合燃料濃度から前記目標生成燃料濃度を演算する、
   混合燃料供給装置。
7. 請求項６に記載の混合燃料供給装置であって、
   前記目標貯留混合燃料濃度は、前記燃料貯留部が搭載された装置が要求する要求燃料濃度である、
   混合燃料供給装置。
8. 請求項６又は７に記載の混合燃料供給装置であって、
   前記制御装置は、
   前記燃料貯留部への混合燃料の供給後における前記貯留混合燃料の濃度が前記目標貯留混合燃料濃度になるように、前記目標生成燃料濃度を演算する、
   混合燃料供給装置。
9. 請求項８に記載の混合燃料供給装置であって、
   前記制御装置は、
   前記燃料貯留部への混合燃料の供給後における前記貯留混合燃料の量が所定貯留量となったときに前記貯留混合燃料の濃度が前記目標貯留混合燃料濃度になるように、前記目標生成燃料濃度を演算する、
   混合燃料供給装置。
10. 請求項９に記載の混合燃料供給装置であって、
    前記所定貯留量は、前記燃料貯留部の容量である、
    混合燃料供給装置。
11. 請求項９に記載の混合燃料供給装置であって、
    前記所定貯留量は、任意に指定される量である、
    混合燃料供給装置。
12. 請求項８～１１の何れか１項に記載の混合燃料供給装置であって、
    前記制御装置は、前記燃料貯留部への混合燃料の供給後における前記貯留混合燃料の濃度が前記目標貯留混合燃料濃度にならない場合に、前記貯留混合燃料の少なくとも一部を前記燃料貯留部から排出させる処理を実行し、
    該処理の後に前記燃料貯留部への混合燃料の供給を実行する、
    混合燃料供給装置。
13. 請求項４～１２の何れか１項に記載の混合燃料供給装置であって、
    前記燃料貯留部情報は、前記燃料貯留部内の温度を含み、
    前記制御装置は、前記流量比を前記燃料貯留部内の温度に基づいて補正する、
    混合燃料供給装置。
14. 請求項４～１３の何れか１項に記載の混合燃料供給装置であって、
    前記貯留部情報取得部は、前記燃料貯留部への混合燃料の供給が実行されている間に亘って前記燃料貯留部情報の取得を継続する、
    混合燃料供給装置。
15. 請求項１～１４の何れか１項に記載の混合燃料供給装置であって、
    前記第２燃料成分が水であり、
    前記第２燃料成分導入路は、既存の水道水供給系統を接続可能に構成された、
    混合燃料供給装置。
16. 請求項１～１５の何れか１項に記載の混合燃料供給装置であって、
    前記燃料貯留部が車両に搭載される燃料タンクとして構成されるとともに、前記燃料タンクに混合燃料を供給する定置型の燃料ディスペンサ内に構成される、
    混合燃料供給装置。
17. ２種類以上の燃料成分の内の第１燃料成分、及び前記第１燃料成分以外の第２燃料成分の導入を受けて該第１燃料成分及び該第２燃料成分を混合して混合燃料を生成し、生成した混合燃料を所定の燃料貯留部に供給する混合燃料供給方法であって、
    前記第１燃料成分の導入量及び前記第２燃料成分の導入量を、生成する混合燃料の濃度の目標値である目標生成燃料濃度に基づいて調節し、
    前記目標生成燃料濃度を、所定の供給先に供給される際の前記燃料貯留部内の混合燃料の濃度と該供給先の要求濃度とのずれを解消するように定める、
    混合燃料供給方法。

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