(57)【要約】【課題】問題を発生させることなく、分離膜により燃料から芳香族成分を高オクタン価燃料として良好に分離させて高オクタン価燃料タンクへ貯蔵し、一部の芳香族成分を分離させた残りの燃料を低オクタン価燃料として低オクタン価燃料タンクへ貯蔵する。【解決手段】車両速度Ｖが設定速度Ｖ１以下である時（ステップ１０１）には、予め定められた最小流量Ｑｍｉｎで分離前燃料を分離膜へ供給するようにし（ステップ１０８）、排気ガスの熱を利用して加熱した分離前燃料の温度ＴＢが設定分離膜温度ＴＭ１より低い時（ステップ１０３）には分離前燃料の分離膜への供給を停止し（ステップ１０７）、車両の走行風により冷却した高オクタン価燃料及び低オクタン価燃料のいずれか一方の温度ＴＡＨ，ＴＡＬでも設定燃料温度ＴＦ１より高い時（ステップ１０４，１０５）には分離前燃料の分離膜への供給を停止する（ステップ１０７）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料中の芳香族成分を高オクタン価燃料として分離する分離膜を具備し、前記分離膜が設定分離膜温度以上に維持されるように排気ガスの熱を利用して加熱した分離前燃料を前記分離膜へ供給し、前記分離前燃料から前記分離膜により分離された前記高オクタン価燃料と前記分離前燃料から一部の芳香族成分が分離された残りの低オクタン価燃料とを車両の走行風により設定燃料温度以下に冷却して、それぞれを高オクタン価燃料タンクと低オクタン価燃料タンクとへ貯蔵する燃料分離装置において、車両速度が設定速度以下である時には、予め定められた最小流量で分離前燃料を前記分離膜へ供給するようにし、排気ガスの熱を利用して加熱した分離前燃料の温度が前記設定分離膜温度より低い時には分離前燃料の前記分離膜への供給を停止し、車両の走行風により冷却した前記高オクタン価燃料及び前記低オクタン価燃料のいずれか一方の温度でも前記設定燃料温度より高い時には分離前燃料の前記分離膜への供給を停止することを特徴とする燃料分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば圧縮比が高められたエンジンにおいて、ノッキングを抑制するために高オクタン価燃料が必要とされるが、ノッキングが発生し難い低負荷時においては、高オクタン価燃料でなく低オクタン価燃料としても良い。それにより、高価な高オクタン価燃料（ハイオクガソリン）を常に使用するのではなく、通常燃料（レギュラーガソリン）を燃料分離装置によって高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離して使用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７８２９８
【特許文献２】特開２００７−２３１８７８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の燃料分離装置は、分離膜によって燃料から芳香族成分を高オクタン価燃料として分離させ、こうして一部の芳香族成分を分離させた残りの燃料を低オクタン価燃料とするものであるが、分離膜によって燃料を常に分離させようとすると、良好な分離が困難となったり、分離させた高オクタン価燃料又は低オクタン価燃料のそれぞれの燃料タンクへの貯蔵が困難となったりするような問題が発生する。
【０００５】
従って、本発明の目的は、問題を発生させることなく、分離膜により燃料から芳香族成分を高オクタン価燃料として良好に分離させて高オクタン価燃料タンクへ貯蔵し、一部の芳香族成分を分離させた残りの燃料を低オクタン価燃料として低オクタン価燃料タンクへ貯蔵することを可能とする燃料分離装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による請求項１に記載の燃料分離装置は、燃料中の芳香族成分を高オクタン価燃料として分離する分離膜を具備し、前記分離膜が設定分離膜温度以上に維持されるように排気ガスの熱を利用して加熱した分離前燃料を前記分離膜へ供給し、前記分離前燃料から前記分離膜により分離された前記高オクタン価燃料と前記分離前燃料から一部の芳香族成分が分離された残りの低オクタン価燃料とを車両の走行風により設定燃料温度以下に冷却して、それぞれを高オクタン価燃料タンクと低オクタン価燃料タンクとへ貯蔵する燃料分離装置において、車両速度が設定速度以下である時には、予め定められた最小流量で分離前燃料を前記分離膜へ供給するようにし、排気ガスの熱を利用して加熱した分離前燃料の温度が前記設定分離膜温度より低い時には分離前燃料の前記分離膜への供給を停止し、車両の走行風により冷却した前記高オクタン価燃料及び前記低オクタン価燃料のいずれか一方の温度でも前記設定燃料温度より高い時には分離前燃料の前記分離膜への供給を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による請求項１に記載の燃料分離装置によれば、燃料中の芳香族成分を高オクタン価燃料として分離する分離膜を具備し、分離膜が設定分離膜温度以上に維持されるように排気ガスの熱を利用して加熱した分離前燃料を分離膜へ供給し、分離前燃料から分離膜により分離された高オクタン価燃料と分離前燃料から一部の芳香族成分が分離された残りの低オクタン価燃料とを車両の走行風により設定燃料温度以下に冷却して、それぞれを高オクタン価燃料タンクと低オクタン価燃料タンクとへ貯蔵する燃料分離装置において、車両速度が設定速度以下である時には、排気ガスの熱を利用する分離前燃料の加熱が不十分となり、また、車両の走行風による高オクタン価燃料及び低オクタン価燃料の冷却も不十分となるために、予め定められた最小流量で分離前燃料を分離膜へ供給するようにして、排気ガスの熱を利用して加熱した分離前燃料の温度を設定分離膜温度以上として分離膜が芳香族成分の良好な分離を可能とする設定分離膜温度以上に維持されるようにすると共に、車両の走行風により冷却した高オクタン価燃料及び前記低オクタン価燃料の両方の温度が設定燃料温度以下となるようにして、それぞれを高オクタン価燃料タンクと低オクタン価燃料タンクとへ貯蔵するようにする。しかしながら、排気ガスの熱を利用して加熱した分離前燃料の温度が設定分離膜温度より低くなってしまう時には分離膜を設定分離膜温度より低くさせて良好な分離が不可能となるために、分離を断念して分離前燃料の分離膜への供給を停止し、また、車両の走行風により冷却した高オクタン価燃料及び低オクタン価燃料のいずれか一方の温度でも設定燃料温度より高くなってしまう時には燃料タンクへの貯蔵が不可能となるために、分離を断念して分離前燃料の分離膜への供給を停止するようにしており、良好な分離が困難となったり、分離させた高オクタン価燃料又は低オクタン価燃料のそれぞれの燃料タンクへの貯蔵が困難となったりするような問題が発生することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明による燃料分離装置を示す概略図である。同図において、１は燃料分離部であり、芳香族成分を透過する分離膜１ａにより分割された第一区画１ｂと第二区画１ｃとを具備している。第一区画１ｂには分離前の燃料を蓄える分離前燃料タンク２から第一燃料ポンプ３により比較的高い圧力に加圧された分離前燃料が供給される。４は第一区画１ｂへ供給する分離前燃料の流量を制御するための調整器であり、５は第一区画１ｂへ供給される直前において加圧燃料を加熱するための加熱器である。本加熱器５は排気ガスの熱を利用するものである。６は第一区画１ｂの直上流側において加熱器５により加熱された燃料温度ＴＢを測定するための第一温度センサであり、測定された燃料温度ＴＢは制御装置ＥＣＵへ入力される。
【０００９】
分離膜１ａは、燃料中の芳香族成分を選択的に透過させる性質を有しており、第二区画１ｃを比較的低圧に維持すると、第一区画１ｂ内の分離前燃料中の芳香族成分が分離膜１ａ内を透過して分離膜１ａの第二区画１ｃ側表面に浸出して膜表面を覆うようになる。本実施形態においては、第二区画１ｃ内の圧力を浸出した芳香族成分の蒸気圧より低い圧力に維持することにより、浸出燃料を連続的に膜表面から蒸発させるようにする。
【００１０】
この蒸発燃料はバキュームポンプ７によりコンデンサ８内に吸引され、コンデンサ８内において液化した殆ど芳香族成分からなる液体燃料、すなわち、高オクタン価燃料が、冷却器９により冷却されて高オクタン価燃料タンク１０に貯蔵される。１１は第一冷却器９により冷却された高オクタン価燃料温度ＴＡＨを測定するための第二温度センサであり、測定された高オクタン価燃料の温度ＴＡＨは制御装置ＥＣＵへ入力される。
【００１１】
また、分離膜１ａを介して一部の芳香族成分が透過して分離前燃料よりオクタン価が低下した低オクタン価燃料は、冷却器１４により冷却されて燃料ポンプ１２により低オクタン価燃料タンク１３へ圧送されて貯蔵される。１５は第二冷却器１４により冷却された低オクタン価燃料温度ＴＡＬを測定するための第三温度センサであり、測定された例オクタン価燃料の温度ＴＡＬは制御装置ＥＣＵへ入力される。
【００１２】
これまで説明した部材は全て車両に搭載され、第一冷却器９及び第二冷却器１４は、両方とも車両の走行風を利用して燃料を冷却するものである。制御装置ＥＣＵには車両の速度を検出する車速センサも接続されている。
【００１３】
高オクタン価燃料タンク１０に貯蔵された高オクタン価燃料は、例えば、デリバリパイプへ圧送され、このデリバリパイプから主に高負荷時において各気筒の吸気ポートに配置された燃料噴射弁を介して噴射され、各吸気ポートから各気筒内へ供給される。また、低オクタン価燃料タンク１３に貯蔵された低オクタン価燃料は、例えば、別のデリバリパイプへ圧送され、このデリバイパイプから主に低負荷時において各気筒に配置された燃料噴射弁を介して噴射され、各気筒へ直接的に供給される。
【００１４】
このようにして、圧縮比が高められたエンジンにおいて分離前燃料として価格の安いレギュラーガソリンを使用しても、ノッキングが発生し難い低負荷時には主に各気筒に配置された燃料噴射弁を介してレギュラーガソリンから分離された低オクタン価燃料を使用することができ、また、ノッキングが発生し易い高負荷時には主に各吸気ポートに配置された燃料噴射弁を介してレギュラーガソリンから分離された高オクタン価燃料を使用することができ、ノッキングの発生しない良好な運転を実現することができる。
【００１５】
図２は燃料分離部１の第一区画１ｂへ供給される分離前燃料の流量Ｑを制御するための制御装置ＥＣＵにより実施されるフローチャートである。先ず、ステップ１０１において、車速センサにより検出される車両速度Ｖが設定速度Ｖ１以下であるか否かが判断される。この判断が否定される時には、特に問題は無いために、ステップ１０６において、調整器４により燃料分離部１の第一区画１ｂへ供給される分離前燃料の流量Ｑは、例えば、現在の機関負荷が高いほど、多量の高オクタン価燃料が消費されるために多く設定されたＱｒとされる。
【００１６】
しかしながら、車両速度Ｖが設定速度Ｖ１以下となってステップ１０１の判断が肯定される時には、排気ガスの熱を利用する加熱器５による分離前燃料の加熱が不十分となり、また、車両の走行風を利用する第一冷却器９による高オクタン価燃料の冷却及び第二冷却器１４による低オクタン価燃料の冷却が不十分となるために、ステップ１０６のように多量の分離前燃料を分離させることはできない。
【００１７】
それにより、先ずは、ステップ１０２において、推定又は測定された分離膜１ａの温度ＴＭが芳香族成分の良好な分離を可能とする設定分離膜温度ＴＭ１以上であるか否かが判断される。この判断が否定される時には、分離膜１ａの昇温制御が必要とされ、良好な燃料分離は不可能であるために、ステップ１０７において、調整器４により燃料分離部１の第一区画１ｂへ供給される分離前燃料の流量Ｑはゼロとされ、すなわち、第一区画１ｂへの分離前燃料の供給は停止され、燃料分離を断念する。
【００１８】
ステップ１０２の判断が肯定されても、ステップ１０３において、第一温度センサ６により検出された加熱器５により加熱された後の分離前燃料の温度ＴＢが設定分離膜温度ＴＭ１以上であるか否かが判断され、この判断が否定される時には、第一区画１ｂへ分離前燃料が供給されると、分離膜１ａの温度を設定分離膜温度ＴＭ１より低くさせて良好な分離を不可能とさせるために、やはり、ステップ１０７において、調整器４により燃料分離部１の第一区画１ｂへ供給される分離前燃料の流量Ｑはゼロとされ、すなわち、第一区画１ｂへの分離前燃料の供給は停止され、燃料分離を断念する。
【００１９】
また、ステップ１０３の判断が肯定されても、ステップ１０４において、第二温度センサ１１により検出された第一冷却器９により冷却された後の高オクタン価燃料の温度ＴＡＨが設定燃料温度ＴＦ１以下であるか否かが判断され、この判断が否定される時には、高温過ぎて高オクタン価燃料タンク１０への貯蔵が不可能であるために、やはり、ステップ１０７において、調整器４により燃料分離部１の第一区画１ｂへ供給される分離前燃料の流量Ｑはゼロとされ、すなわち、第一区画１ｂへの分離前燃料の供給は停止され、燃料分離を断念する。
【００２０】
また、ステップ１０４の判断が肯定されても、ステップ１０５において、第三温度センサ１５により検出された第二冷却器１４により冷却された後の低オクタン価燃料の温度ＴＡＬが設定燃料温度ＴＦ１以下であるか否かが判断され、この判断が否定される時には、高温過ぎて低オクタン価燃料タンク１３への貯蔵が不可能であるために、やはり、ステップ１０７において、調整器４により燃料分離部１の第一区画１ｂへ供給される分離前燃料の流量Ｑはゼロとされ、すなわち、第一区画１ｂへの分離前燃料の供給は停止され、燃料分離を断念する。
【００２１】
一方、ステップ１０２から１０５の判断がいずれも肯定される時には、車両速度Ｖが設定速度Ｖ１以下であるために、ステップ１０６のように多量の分離前燃料を分離させることはできないが、ステップ１０８において、調整器４により燃料分離部１の第一区画１ｂへ供給される分離前燃料の流量Ｑは最小流量Ｑｍｉｎとされ、排気ガスの熱を利用する加熱器５により加熱された分離前燃料の温度ＴＢを設定分離膜温度ＴＭ１以上として分離膜１ａが芳香族成分の良好な分離を可能とする設定分離膜温度ＴＭ１以上に維持されるようにすると共に、車両の走行風を利用する第一冷却器９により冷却された高オクタン価燃料の温度ＴＡＨを設定燃料温度ＴＦ１以下となるようにして、高オクタン価燃料タンク１０への貯蔵を可能とし、また、車両の走行風を利用する第二冷却器１４により冷却された低オクタン価燃料の温度ＴＡＬを設定燃料温度ＴＦ１以下となるようにして、低オクタン価燃料タンク１３への貯蔵を可能とする。
【００２２】
こうして、良好な分離が困難となったり、分離させた高オクタン価燃料又は低オクタン価燃料のそれぞれの燃料タンクへの貯蔵が困難となったりするような問題の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による燃料分離装置を示す概略図である。
【図２】燃料分離の流量を制御するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１    燃料分離部
１ａ    分離膜
５    加熱器
９    第一冷却器
１０    高オクタン価燃料タンク
１４    第二冷却器
１３    低オクタン価燃料タンク
【図１】
2010163910.tif 000003
【図２】
2010163910.tif 000004