(57)【要約】【課題】原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離する燃料分離装置において、高オクタン価燃料の分離能力を精度よく判定する。【解決手段】燃料分離器３０と、アロマ分離膜３０１を通過した通過燃料の温度を検出する燃温計５２と、を備え、通過燃料の温度Ｔｈを検出し（ステップ１００）、該温度Ｔｈが所定の基準温度Ｔ１よりも大きい場合に、燃料分離器３０において所定の高オクタン価燃料を生成可能と判定する。好ましくは、高ＲＯＮ燃料タンク４２と、燃料分離器３０における区画３０３側と高ＲＯＮ燃料タンク４２とを連通する高ＲＯＮ燃料配管３８と、高ＲＯＮ燃料配管３８の開閉を行う開閉弁５４と、を備え、高オクタン価燃料を生成可能と判定された場合に、閉弁されていた開閉弁５４を開弁する（ステップ１０６）。【選択図】図２
2010019111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料燃料中の芳香族成分を選択的に通過させる分離膜を有し、原料燃料が供給される前記分離膜の一方の側（以下、供給側）の圧力より前記分離膜の他方の側（以下、通過側）の圧力を低圧にすることにより、加熱された原料燃料を、前記分離膜を通過した通過燃料と前記分離膜を通過していない非通過燃料とに分離する燃料分離器と、
前記分離膜を通過した通過燃料の温度を検出する温度検出手段と、
通過燃料の温度に基づいて、前記燃料分離器において、原料燃料よりも高オクタン価成分が多く含まれる通過燃料（以下、高オクタン価燃料）を分離する能力を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする燃料分離装置。
【請求項２】
前記判定手段は、通過燃料の温度が所定の基準温度よりも大きい場合に、前記燃料分離器が高オクタン価燃料を分離し得る状態であることを判定することを特徴とする請求項１記載の燃料分離装置。
【請求項３】
前記判定手段により、前記燃料分離器が高オクタン価燃料を分離し得ると判定された場合に、高オクタン価燃料を回収する回収手段を更に備えることを特徴とする請求項２記載の燃料分離装置。
【請求項４】
前記回収手段は、
前記高オクタン価燃料を貯留するための貯留装置と、
前記燃料分離器における前記分離膜の通過側と前記貯留装置とを連通する配管と、
前記配管の開閉を行う開閉装置と、を含み、
前記判定手段により、前記燃料分離器が高オクタン価燃料を分離し得ると判定された場合に、閉弁されていた前記開閉装置を開弁することを特徴とする請求項２記載の燃料分離装置。
【請求項５】
前記燃料分離器における前記分離膜の通過側と高オクタン価燃料の回収先とを結ぶ回収経路と、
前記燃料分離器における前記分離膜の通過側と原料燃料の流通先とを結ぶ循環経路と、
前記判定手段により、前記燃料分離器が高オクタン価燃料を分離し得ると判定された場合に、通過燃料の流通経路を、前記循環経路から前記回収経路へ切り替える切り替え手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項２記載の燃料分離装置。
【請求項６】
前記判定手段は、通過燃料の温度に基づいて、前記燃料分離器の異常に起因する、高オクタン価燃料の分離能力の低下を判定することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の燃料分離装置。
【請求項７】
前記燃料分離器の温度を検出する第２の温度検出手段を更に備え、
前記判定手段は、前記燃料分離器の温度が所定の第２の基準温度に到達してから所定時間経過後に、通過燃料の温度が所定の第３の基準温度に達していない場合に、前記燃料分離器の異常に起因して、高オクタン価燃料の分離能力が低下していることを判定することを特徴とする請求項６記載の燃料分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料分離装置に係り、特に、原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離する燃料分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開２００７−２３１８１８号公報には、外部から供給された燃料を分離して内燃機関に供給する燃料分離装置が開示されている。この燃料供給装置では、燃料タンク内の燃料が、高オクタン価燃料、改質燃料、および始動用燃料に分離される。そして、エンジンの運転状態に応じて、これらの燃料の何れかが選択または混合されて、該エンジンに供給されることで、効率的な運転を行うことができる。
【０００３】
また、エンジンの冷間始動直後においては、燃料分離装置の内部温度が低く、短期間に分留・改質環境に適応した温度環境を整えることができない。そこで、上記従来の燃料分離装置では、内燃機関の始動から該燃料分離装置の温度環境が整うまでの間、該燃料分離装置への燃料の供給を禁止することとしている。禁止期間には、前回の運転時に貯留した分離燃料を使用する。これにより、エンジンの始動直後から分離燃料を用いた効率的な運転を行うことができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３１８１８号公報
【特許文献２】特開２００４−２３２６２４号公報
【特許文献３】特開２００４−５２２０３９号公報
【特許文献４】特開２００５−１４００４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の燃料供給装置では、燃料分離装置内において分留・改質のための温度環境が整うと、燃料の分離動作が開始される。より具体的には、燃料分離装置の温度が所定の温度に達した時点で燃料ポンプがＯＮされて、燃料が該燃料分離装置内に導入される。しかしながら、燃料分離装置の温度環境が整っていても、分離動作の開始から実際に高オクタン価燃料が分離膜を浸透気化して生成されるまでには多少の時間差が発生する。このため、上記従来の燃料分離装置では、高オクタン価燃料の生成が開始される時期を正確に把握することができないことが想定される。また、燃料分離装置に異常が発生している場合においても、所望の分離性能を発揮することができないことが想定される。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離する燃料分離装置において、高オクタン価燃料の分離能力を精度よく判定することのできる燃料分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料分離装置であって、
原料燃料中の芳香族成分を選択的に通過させる分離膜を有し、原料燃料が供給される前記分離膜の一方の側（以下、供給側）の圧力より前記分離膜の他方の側（以下、通過側）の圧力を低圧にすることにより、加熱された原料燃料を、前記分離膜を通過した通過燃料と前記分離膜を通過していない非通過燃料とに分離する燃料分離器と、
前記分離膜を通過した通過燃料の温度を検出する温度検出手段と、
通過燃料の温度に基づいて、前記燃料分離器において、原料燃料よりも高オクタン価成分が多く含まれる通過燃料（以下、高オクタン価燃料）を分離する能力を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、
前記判定手段は、通過燃料の温度が所定の基準温度よりも大きい場合に、前記燃料分離器が高オクタン価燃料を分離し得る状態であることを判定することを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、
前記判定手段により、前記燃料分離器が高オクタン価燃料を分離し得ると判定された場合に、高オクタン価燃料を回収する回収手段を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第２の発明において、
前記回収手段は、
前記高オクタン価燃料を貯留するための貯留装置と、
前記燃料分離器における前記分離膜の通過側と前記貯留装置とを連通する配管と、
前記配管の開閉を行う開閉装置と、を含み、
前記判定手段により、前記燃料分離器が高オクタン価燃料を分離し得ると判定された場合に、閉弁されていた前記開閉装置を開弁することを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第２の発明において、
前記燃料分離器における前記分離膜の通過側と高オクタン価燃料の回収先とを結ぶ回収経路と、
前記燃料分離器における前記分離膜の通過側と原料燃料の流通先とを結ぶ循環経路と、
前記判定手段により、前記燃料分離器が高オクタン価燃料を分離し得ると判定された場合に、通過燃料の流通経路を、前記循環経路から前記回収経路へ切り替える切り替え手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、
前記判定手段は、通過燃料の温度に基づいて、前記燃料分離器の異常に起因する、高オクタン価燃料の分離能力の低下を判定することを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、第６の発明において、
前記燃料分離器の温度を検出する第２の温度検出手段を更に備え、
前記判定手段は、前記燃料分離器の温度が所定の第２の基準温度に到達してから所定時間経過後に、通過燃料の温度が所定の第３の基準温度に達していない場合に、前記燃料分離器の異常に起因して、高オクタン価燃料の分離能力が低下していることを判定する。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、分離膜を通過した通過燃料の温度に基づいて、燃料分離器が高オクタン価燃料を分離する能力を判定することができる。正常な燃料分離器においては、通過燃料中の高オクタン価成分と該通過燃料の温度との間に相関関係を有する。このため、本発明によれば、かかる関係に基づいて、燃料分離器の分離能力を精度よく判定することができる。
【００１５】
第２の発明によれば、通過燃料の温度が所定の基準温度より大きい場合に、該通過燃料中に、高オクタン価成分が原料燃料よりも多量に含まれていることを判定することができる。通過燃料中の高オクタン価成分量は、該通過燃料の温度が高いほど多量になる。このため、本発明によれば、通過燃料の温度に基づいて、前記燃料分離器が高オクタン価燃料を分離し得る状態であることを精度よく判定することができる。
【００１６】
第３の発明によれば、前記燃料分離器が高オクタン価燃料を分離可能と判定された場合に、通過燃料が高オクタン価燃料として回収される。このため、本発明によれば、高オクタン価燃料を効率よく回収することができる。
【００１７】
第４の発明によれば、前記燃料分離器が高オクタン価燃料を分離可能と判定された場合に、燃料分離器と貯留装置とを連通させる配管が開弁される。このため、本発明によれば、オクタン価の低い通過燃料が該貯留装置に流入する事態を抑止することができるので、貯留装置に貯留される高オクタン価燃料のオクタン価が低下する事態を効果的に抑止することができる。
【００１８】
第５の発明によれば、前記燃料分離器が高オクタン価燃料を分離可能と判定された場合に、通過燃料の流通経路が、原料燃料の流通先へ連通する循環経路から高オクタン価燃料の回収先へ連通する回収経路へ切り替えられる。このため、本発明によれば、高オクタン価燃料を効率よく回収先に流通させることができるので、回収される高オクタン価燃料のオクタン価が低下する事態を効果的に抑止することができる。
【００１９】
第６の発明によれば、通過燃料の温度に基づいて、燃料分離器の異常に起因する、高オクタン価燃料の分離能力の低下が判定される。燃料分離器に異常が発生している場合には、通過燃料中の高オクタン価成分と該通過燃料の温度との間の関係が正常時から変化する。このため、本発明によれば、かかる関係に基づいて、燃料分離器の異常に起因する、高オクタン価燃料の分離能力の低下を精度よく判定することができる。
【００２０】
第７の発明によれば、燃料分離器の温度が所定の第２の基準温度に達してから所定期間経過した後に、通過燃料の温度が所定の第３の基準温度まで達しない場合に、燃料分離器の異常に起因して、高オクタン価燃料の分離能力が低下していることが判定される。燃料分離器の分離膜に詰まりが発生すると、分離膜の供給側から通過側に伝達される熱量が減少する。このため、本発明によれば、通過燃料の温度および燃料分離器の温度に基づいて、燃料分離器の異常に起因する、高オクタン価燃料の分離能力の低下を精度よく判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づいてこの発明の幾つかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２２】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る燃料分離装置の構造を説明するための図である。内燃機関１０は燃料タンク１２を備えている。燃料タンク１２には、通常のガソリン（例えば、９０ＲＯＮ）が給油されて貯留されている。以下、燃料タンク１２に貯留されているガソリン燃料は、後述する分離燃料と区別するために「原料燃料」と称する。
【００２３】
燃料タンク１２には、原料燃料配管１４の一端が接続されている。燃料タンク１２内の原料燃料は、該原料燃料配管１４に設けられた燃料ポンプ１６によって、該原料燃料配管１４に供給される。
【００２４】
原料燃料配管１４における燃料ポンプ１６の下流には、燃料加熱器２０が配置されている。燃料加熱器２０は、原料燃料を加熱するための装置であり、例えば、ヒートパイプが使用される。ヒートパイプは、内燃機関１０の排気通路に介在するように構成されており、排気通路を流れる排気ガスの熱を受けて、原料燃料を加熱することができるものである。
【００２５】
原料燃料配管１４における燃料加熱器２０の下流側は、燃料分離器３０に接続されている。燃料分離器３０は、供給された原料燃料を高オクタン価成分の含有率が原料燃料より多い高ＲＯＮ燃料（例えば、１０３ＲＯＮ）と高オクタン価成分の含有率が原料燃料より少ない低ＲＯＮ燃料（例えば、８８ＲＯＮ）とに分離するための装置である。
【００２６】
燃料分離器３０は、耐圧容器からなるハウジング内を、アロマ分離膜３０１で２つの区画３０２と３０３とに区分した構成を有している。アロマ分離膜３０１は、原料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いる。芳香族成分量が増大すると、オクタン価（ＲＯＮ）が高くなる。このため、区画３０３側に透過した燃料は、芳香族成分の含有量が多い高オクタン価燃料（以下、「高ＲＯＮ燃料」とも称する）となり、区画３０２側に残った燃料は、芳香族成分の含有量が少ない低オクタン価燃料（以下、「低ＲＯＮ燃料」とも称する）となる。
【００２７】
燃料分離器３０における区画３０２側には、低ＲＯＮ燃料配管３２の一端が接続されている。また、低ＲＯＮ燃料配管３２の他端は、低ＲＯＮ燃料を貯留するための低ＲＯＮ燃料タンク３６が接続されている。低ＲＯＮ燃料タンク３６内の低ＲＯＮ燃料は、内燃機関１０の運転状態に応じて、図示しないインジェクタから内燃機関１０の筒内へ噴射される。
【００２８】
一方、燃料分離器３０における区画３０３側には、高ＲＯＮ燃料配管３８の一端が接続されている。また、高ＲＯＮ燃料配管３８の途中には、区画３０３内に負圧を発生させるためのイダクタ４０が設けられている。高ＲＯＮ燃料配管３８の他端は、高ＲＯＮ燃料を貯留するための高ＲＯＮ燃料タンク４２に接続されている。高ＲＯＮ燃料タンク４２内の高ＲＯＮ燃料は、内燃機関１０の運転状態に応じて、図示しないインジェクタから内燃機関１０のポートへ噴射される。
【００２９】
また、燃料分離器３０と高ＲＯＮ燃料配管３８との接続部近傍には、通過燃料の温度を検出するための燃温計５２が設けられている。また、高ＲＯＮ燃料配管３８の途中には、該高ＲＯＮ燃料配管３８の連通状態を切り替える開閉弁５４が配設されている。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態の制御装置はＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０の入力には、燃温計５２に加え、内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサ（図示せず）が接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力には、上述したイダクタ４０、開閉弁５４などの各種アクチュエータが接続されている。
【００３１】
［実施の形態１の動作］
（燃料分離動作について）
次に、燃料分離器３０における燃料分離動作について説明する。燃料分離器３０では、原料燃料から高ＲＯＮ燃料と低ＲＯＮ燃料が生成される。より具体的には、燃料タンク１２に貯留されている原料燃料は、燃料ポンプ１６により所定の圧力まで昇圧された後、燃料加熱器２０を通過する間に所定の温度まで加熱される。
【００３２】
高温高圧となった原料燃料は、燃料分離器３０の区画３０２側へ送られる。アロマ分離膜３０１を挟んだ区画３０３側は、イダクタ４０の作用により低い圧力に制御されている。ハウジング内における区画３０２側を高圧に保ち、区画３０３側を区画３０２側よりも低圧（好ましくは負圧）に保つと、原料燃料中の芳香族成分が、該アロマ分離膜３０１を区画３０２側から区画３０３側へ透過する。つまり、区画３０２側の原料燃料中の芳香族成分がアロマ分離膜３０１を透過して区画３０３側へ浸透気化する。これにより、原料燃料（例えば、ＲＯＮ９０）が高ＲＯＮ燃料（例えば、ＲＯＮ１０３）と低ＲＯＮ燃料（例えば、ＲＯＮ８８）とに分離される。内燃機関１０においては、ノッキングを発生せずに安定したトルクを発生できるように、運転条件に応じた最適なオクタン価が設定されている。ＥＣＵ５０は、要求オクタン価の大小に応じて、各燃料のインジェクタをそれぞれ駆動する。
【００３３】
（本実施の形態１の特徴）
内燃機関１０の冷間始動直後においては、原料燃料が燃料加熱器２０において所望の高温まで加熱されずに、燃料分離器３０内に流入することとなる。このような状態においては、原料燃料中の高沸点成分（高オクタン価成分）の浸透気化が進まない。このため、区画３０３側に通過する通過燃料は、低オクタン価成分の比率が増加してしまう。したがって、冷間始動直後の通過燃料を高ＲＯＮ燃料として貯留してしまうと、高ＲＯＮ燃料タンク４２内のオクタン価が低下してしまう。
【００３４】
そこで、本実施の形態１では、所望の高ＲＯＮ燃料を分離しうる条件が整うまでの間、開閉弁５４を閉弁することとする。開閉弁５４が閉弁されると、燃料分離器３０から高ＲＯＮ燃料タンク４２への経路が遮断される。このため、オクタン価の低い低ＲＯＮ燃料が高ＲＯＮ燃料タンク４２に導入される事態を効果的に抑止することができる。
【００３５】
所定のオクタン価の高ＲＯＮ燃料を生成しうる条件は、区画３０２から区画３０３側へ通過してきた通過燃料の温度で判断する。より具体的には、通過燃料の温度Ｔｈが、高沸点成分の浸透気化が進行する所定の基準温度Ｔ１温度に到達していれば、原料燃料から高オクタン価成分を分離することができると判断することができる。このため、燃温計５２によって検出された通過燃料の温度Ｔｈが所定の基準温度Ｔ１に達した時点で、開閉弁５４を開弁することで、高ＲＯＮ燃料の生成を即座に実行することができる。これにより、高ＲＯＮ燃料を早期に得ることができる。
【００３６】
［実施の形態１における具体的処理］
次に、図２を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図２は、ＥＣＵ５０が、高ＲＯＮ燃料を貯留するために実行するルーチンのフローチャートである。
【００３７】
図２に示すルーチンでは、先ず、通過燃料の燃温Ｔｈが取得される（ステップ１００）。ここでは、具体的には、燃温計５２の検出信号に基づいて取得される。次に、通過燃料の燃温Ｔｈが所定の基準温度Ｔ１よりも大きいか否かが判定される（ステップ１０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００において取得された燃温Ｔｈと所定の基準温度Ｔ１との大小関係が比較される。基準温度Ｔ１は、燃料分離器３０において、アロマ分離膜３０１を通過する成分のオクタン価が、所望の高オクタン価となる温度として、予め実験等により設定された値が使用される。その結果、Ｔｈ＞Ｔ１の成立が認められない場合には、未だ、通過燃料が所望の高ＲＯＮ燃料となる条件が成立していないと判断されて、次のステップに移行し、開閉弁５４が閉弁される（ステップ１０４）。これにより、燃料分離器３０と高ＲＯＮ燃料タンク４２との連通状態が遮断される。
【００３８】
一方、上記ステップ１０２において、Ｔｈ＞Ｔ１の成立が認められた場合には、通過燃料が所望の高ＲＯＮ燃料となる条件が成立したと判断されて、次のステップに移行し、開閉弁５４が開弁される（ステップ１０６）。ここでは、具体的には、開閉弁５４の開弁により、燃料分離器３０と高ＲＯＮ燃料タンク４２との連通状態が形成される。高ＲＯＮ燃料配管３８は、イダクタ４０の作用により、所定の低圧に制御されている。このため、燃料分離器３０において生成された高ＲＯＮ燃料は、該高ＲＯＮ燃料配管３８を通過して高ＲＯＮ燃料タンク４２内に貯留される。
【００３９】
以上説明したとおり、本実施の形態１によれば、アロマ分離膜３０１を通過した通過燃料の温度に基づいて、所望の高ＲＯＮ燃料の生成可否を精度よく判定することができる。また、所望の高ＲＯＮ燃料の生成条件が成立するまで、開閉弁５４が閉弁されるので、オクタン価の低い燃料が高ＲＯＮ燃料タンク４２内に流入し、該高ＲＯＮ燃料タンク内のオクタン価が低下する事態を効果的に抑止することができる。
【００４０】
また、本実施の形態１によれば、所望の高ＲＯＮ燃料の生成条件が成立した場合に、開閉弁５４を開弁することで即座に燃料分離動作を実行することができるので、高ＲＯＮ燃料の生成を早期に行うことができる。
【００４１】
ところで、上述した実施の形態１によれば、高ＲＯＮ燃料配管３８における燃料分離器３０との接続部近傍に燃温計５２を配置することとしているが、燃温計５２の配置はこれに限られない。すなわち、通過燃料の燃温を検出することができるのであれば、燃料分離器３０に直接燃温計を配置する構成でもよい。
【００４２】
また、上述した実施の形態１によれば、高ＲＯＮ燃料配管３８に開閉弁５４を配設し、該高ＲＯＮ燃料配管３８の連通状態を制御することとしているが、高ＲＯＮ燃料配管３８の連通状態を制御する方法はこれに限られない。すなわち、燃料分離器３０と高ＲＯＮ燃料タンク４２との連通を遮断することができるのであれば、開度をリニアに調節可能な制御弁でもよいし、また、他の開閉装置を用いることとしてもよい。
【００４３】
尚、上述した実施の形態１においては、アロマ分離膜３０１が前記第１の発明における「分離膜」に、区画３０２が前記第１の発明における「供給側」に、区画３０３が前記第１の発明における「通過側」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１００の処理を実行することにより、前記第１の発明における「温度検出手段」が、実現されている。
【００４４】
また、上述した実施の形態１においては、基準温度Ｔ１が前記第２の発明における「基準温度」に相当している。
【００４５】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより、前記第３の発明における「回収手段」が実現されている。
【００４６】
また、上述した実施の形態１においては、高ＲＯＮ燃料タンク４２が前記第４の発明における「貯留装置」に、高ＲＯＮ燃料配管３８が前記第４の発明における「配管」に、開閉弁５４が前記第４の発明における「開閉装置」に、それぞれ相当している。
【００４７】
実施の形態２．
次に、図３および図４を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態のシステムは、図３に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に後述する図４に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００４８】
［実施の形態２の構成］
本実施の形態２の内燃機関１０は実施の形態１と同じく燃料分離器３０を備えた内燃機関である。図３は、本発明の実施の形態２に係る燃料分離装置の構造を説明するための図である。尚、図３において、図１に示す燃料分離装置と同一の部位については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略あるいは簡略化するものとする。
【００４９】
燃料分離器３０におけるアロマ分離膜３０１には、該アロマ分離膜３０１の温度Ｔｍを検出するための燃温計５６が配設されている。燃温計５６はＥＣＵ５０に接続されている。
【００５０】
［実施の形態２の特徴］
本実施の形態２では、アロマ分離膜３０１の温度Ｔｍ、およびアロマ分離膜３０１を通過した通過燃料の温度Ｔｈに基づいて、燃料分離器３０の異常の有無を判定することとする。上述したとおり、燃料分離器３０に導入される原料燃料は、燃料加熱器２０の作用により加熱される。このため、内燃機関１０の冷間始動直後においては、区画３０２内の温度が、徐々に高くなる。
【００５１】
ここで、正常な燃料分離器３０においては、区画３０２内の温度が上昇するに従って区画３０３内の温度も上昇する。これは、区画３０２内の熱量が、アロマ分離膜３０１を通過する燃料成分と共に区画３０３内へ移動するからである。
【００５２】
そこで、本実施の形態２では、区画３０２内の温度が上昇したにも係わらず、区画３０３側の温度が上昇しない場合には、燃料分離器３０におけるアロマ分離膜３０１に詰まりが発生していると判断することとする。より具体的には、アロマ分離膜３０１の温度Ｔｍが所定の基準温度Ｔ２に達してから所定時間経過しても、アロマ分離膜３０１を通過した通過燃料の温度Ｔｈが所定の基準温度Ｔ２まで上昇していない場合には、該アロマ分離膜３０１に詰まりによる異常が発生したと判断することとする。
【００５３】
このように、本実施の形態２の燃料分離装置によれば、簡易な構成で、アロマ分離膜３０１に詰まりによる異常が発生したか否かを精度よく判定することができる。これにより、燃料分離器３０の異常を早期に発見することができるので、内燃機関１０の燃焼状態の悪化や燃費の悪化等を効果的に回避することができる。
【００５４】
［実施の形態２における具体的処理］
次に、図４を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図４は、ＥＣＵ５０が、燃料分離器３０の異常を診断するために実行するルーチンのフローチャートである。
【００５５】
図４に示すルーチンでは、先ず、アロマ分離膜３０１の温度Ｔｍが取得される（ステップ２００）。ここでは、具体的には、燃温計５６の検出信号に基づいて温度Ｔｍが取得される。
【００５６】
次に、アロマ分離膜３０１の温度Ｔｍが、所定の基準温度Ｔ２に到達したか否かが判定される（ステップ２０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ２００において取得された温度Ｔｍと所定の基準温度Ｔ２との大小関係が比較される。基準温度Ｔ２は、燃料分離器３０の通常時の動作温度として、予め実験等により設定された値が使用される。その結果、Ｔｍ≧Ｔ２の成立が認められない場合には、未だ、燃料分離器３０が所望の分離能を発揮しうる温度に到達していないと判断されて、再度上記ステップ２００に移行し、温度Ｔｍが取得される。
【００５７】
一方、上記ステップ２０２において、Ｔｍ≧Ｔ２の成立が認められた場合には、燃料分離器３０が所望の分離能を発揮しうる温度に到達したと判断されて、次のステップに移行し、規定時間が経過したか否かが判定される（ステップ２０４）。ここでは、具体的には、上記ステップ２０２においてＴｍ≧Ｔ２の成立が認められてから規定時間が経過したか否かが判定される。規定時間は、区画３０２側から区画３０３側への熱移動が行われる次官として予め設定された値が使用される。その結果、いまだ規定時間が経過していない場合には、本ステップが繰り返し実行される。
【００５８】
一方、上記ステップ２０４において規定時間が経過したと判定された場合には、次のステップに移行し、区画３０３側の燃温Ｔｈが取得される（ステップ２０６）。ここでは、具体的には、燃温計５２の検出信号に基づいて燃温Ｔｈが取得される。
【００５９】
次に、燃温Ｔｈが、所定の基準温度Ｔ３に到達しているか否かが判定される（ステップ２０８）。ここでは、具体的には、上記ステップ２００において取得された温度Ｔｈと所定の基準温度Ｔ３との大小関係が比較される。その結果、Ｔｈ≧Ｔ３の成立が認められた場合には、アロマ分離膜３０１を介しての燃料成分の移動が問題なく行われていると判断されて、次のステップに移行し、燃料分離器３０の正常が判定される（ステップ２１０）。
【００６０】
一方、上記ステップ２０８において、Ｔｈ≧Ｔ３の成立が認められない場合には、アロマ分離膜３０１を介しての燃料成分の移動に支障が発生していると判断されて、次のステップに移行し、燃料分離器３０におけるアロマ分離膜３０１の詰まりによる異常が判定される。
【００６１】
以上説明したとおり、本実施の形態２によれば、アロマ分離膜３０１の温度Ｔｍおよび通過燃料の燃温Ｔｈに基づいて、燃料分離器３０に異常が発生しているか否かを精度よく判定することができる。これにより、燃料分離器３０の異常を早期に発見することができるので、内燃機関１０の燃焼状態の悪化や燃費の悪化等を効果的に回避することができる。
【００６２】
ところで、上述した実施の形態２によれば、高ＲＯＮ燃料配管３８における燃料分離器３０との接続部近傍に燃温計５２を配置することとしているが、燃温計５２の配置はこれに限られない。すなわち、通過燃料の燃温を検出することができるのであれば、燃料分離器３０における区画３０３内に直接燃温計を配置する構成でもよい。
【００６３】
また、上述した実施の形態２によれば、アロマ分離膜３０１に燃温計５６を設けて、該アロマ分離膜３０１の温度Ｔｍを検出することとしているが、燃温計５６の配置はこれに限られない。すなわち、区画３０２側の燃温を検出することができるのであれば、燃料分離器３０における区画３０２内に直接燃温計を配置する構成でもよい。
【００６４】
尚、上述した実施の形態２においては、アロマ分離膜３０１が前記第１の発明における「分離膜」に、区画３０２が前記第１の発明における「供給側」に、区画３０３が前記第１の発明における「通過側」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ２０６の処理を実行することにより、前記第１の発明における「温度検出手段」が、実現されている。
【００６５】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ２１０または２１２の処理を実行することにより、前記第６の発明における「判定手段」が実現されている。
【００６６】
また、上述した実施の形態２においては、基準温度Ｔ２が前記第７の発明における「第２の基準温度」に、基準温度Ｔ３が前記第７の発明における「第３の基準温度」に相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ２００の処理を実行することにより、前記第７の発明における「第２の温度検出手段」が実現されている。
【００６７】
実施の形態３．
次に、図５および図６を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態のシステムは、図５に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に後述する図６に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００６８】
［実施の形態３の構成］
本実施の形態３の内燃機関１０は実施の形態１と同じく燃料分離器３０を備えた内燃機関である。図５は、本発明の実施の形態３に係る燃料分離装置の構造を説明するための図である。尚、図５において、図１に示す燃料分離装置と同一の部位については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略あるいは簡略化するものとする。
【００６９】
図５に示す燃料分離装置では、図１に示す装置における開閉弁５４に替えて三方弁５８が配置されている。また、三方弁５８の残りの一端には、循環配管４４の一端が接続されている。循環配管４４の他端は、原料燃料タンク１２に連通している。三方弁５８はＥＣＵ５０に接続されている。
【００７０】
［実施の形態３の特徴］
上述した実施の形態１では、所望の高ＲＯＮ燃料の生成条件が成立するまで、開閉弁５４を閉弁することとしている。これにより、オクタン価の低い燃料が高ＲＯＮ燃料タンク４２内に流入し、該高ＲＯＮ燃料タンク内のオクタン価が低下する事態を効果的に抑止することができる。
【００７１】
一方、本実施の形態３では、高ＲＯＮ燃料の生成条件が成立するまで、燃料分離器３０における区画３０３側へ通過した燃料の流通経路を、高ＲＯＮ燃料配管３８側から循環配管４４側へ切り替えることに特徴がある。より具体的には、区画３０３側へ通過した通過燃料の温度Ｔｈが所定の基準温度Ｔ１に達した時点で、三方弁５８を制御して、燃料分離器３０との連通先を循環配管４４から高ＲＯＮ燃料配管３８へ切り替えることとする。これにより、高ＲＯＮ燃料タンク４２内に流入し、該高ＲＯＮ燃料タンク内のオクタン価が低下する事態を効果的に抑止することができる。
【００７２】
［実施の形態３における具体的処理］
次に、図６を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図６は、ＥＣＵ５０が、高ＲＯＮ燃料を貯留するために実行するルーチンのフローチャートである。
【００７３】
図６に示すルーチンでは、先ず、通過燃料の燃温Ｔｈが取得される（ステップ３００）。次に、通過燃料の燃温Ｔｈが所定の基準温度Ｔ１よりも大きいか否かが判定される（ステップ３０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００および１０２と同様の処理が実行される。その結果、Ｔｈ＞Ｔ１の成立が認められない場合には、未だ、通過燃料が所定の高ＲＯＮ燃料となる条件が成立していないと判断されて、次のステップに移行し、三方弁５８における循環配管４４側が開弁され、高ＲＯＮ燃料配管３８側が閉弁される（ステップ３０４）。これにより、燃料分離器３０と高ＲＯＮ燃料タンク４２との連通状態が遮断され、燃料分離器３０と原料燃料タンク１２との連通状態が形成される。
【００７４】
一方、上記ステップ３０２において、Ｔｈ＞Ｔ１の成立が認められた場合には、通過燃料が所定の高ＲＯＮ燃料となる条件が成立したと判断されて、次のステップに移行し、三方弁５８における循環配管４４側が閉弁され、高ＲＯＮ燃料配管３８側が開弁される（ステップ３０６）。これにより、燃料分離器３０と高ＲＯＮ燃料タンク４２との連通状態が形成され、燃料分離器３０と原料燃料タンク１２との連通状態が遮断される。高ＲＯＮ燃料配管３８は、イダクタ４０の作用により、所定の低圧に制御されている。このため、燃料分離器３０において生成された高ＲＯＮ燃料は、該高ＲＯＮ燃料配管３８を通過して高ＲＯＮ燃料タンク４２内に貯留される。
【００７５】
以上説明したとおり、本実施の形態３によれば、アロマ分離膜３０１を通過した通過燃料の温度Ｔｈに基づいて、所定の高ＲＯＮ燃料の生成可否を精度よく判定することができる。また、所定の高ＲＯＮ燃料の生成条件が成立するまで、通過燃料を原料燃料タンク１２内へ戻すことができるので、オクタン価の低い燃料が高ＲＯＮ燃料タンク４２内に流入し、該高ＲＯＮ燃料タンク内のオクタン価が低下する事態を効果的に抑止することができる。
【００７６】
ところで、上述した実施の形態３によれば、高ＲＯＮ燃料配管３８における燃料分離器３０との接続部近傍に燃温計５２を配置することとしているが、燃温計５２の配置はこれに限られない。すなわち、通過燃料の燃温を検出することができるのであれば、燃料分離器３０に直接燃温計を配置する構成でもよい。
【００７７】
また、上述した実施の形態３によれば、高ＲＯＮ燃料配管３８に三方弁５８を配設し、通過燃料の流通経路を切り替えることとしているが、流通経路を切り替える構成はこれに限られない。すなわち、高ＲＯＮ燃料配管３８への経路と循環配管４４への経路とを切り替えることができるのであれば、各配管にそれぞれ開閉弁を配置し、各配管の連通状態を適宜制御することとしてもよい。
【００７８】
また、上述した実施の形態３によれば、循環配管４４の一端が原料燃料タンク１２に連通しているが、該循環配管の連通先は原料燃料タンク１２に限られない。すなわち、通過燃料を原料燃料へ戻すことができるのであれば、導入場所は特に限定されない。
【００７９】
尚、上述した実施の形態３においては、アロマ分離膜３０１が前記第１の発明における「分離膜」に、区画３０２が前記第１の発明における「供給側」に、区画３０３が前記第１の発明における「通過側」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３００の処理を実行することにより、前記第１の発明における「温度検出手段」が、実現されている。
【００８０】
また、上述した実施の形態３においては、基準温度Ｔ１が前記第２の発明における「基準温度」に相当している。
【００８１】
また、上述した実施の形態３においては、高ＲＯＮ燃料配管３８が前記第５の発明における「回収経路」に、循環配管４４が前記第５の発明における「循環経路」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３０６の処理を実行することにより、前記第５の発明における「切り替え手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る燃料分離装置の構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２に係る燃料分離装置の構成を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートであ
【図５】本発明の実施の形態３に係る燃料分離装置の構成を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートであ
【符号の説明】
【００８３】
１０  内燃機関
１２  燃料タンク
１４  原料燃料配管
１６  燃料ポンプ
２０  燃料加熱器
３０  燃料分離器
３０１  アロマ分離膜
３０２，３０３  区画
３２  低ＲＯＮ燃料配管
３６  低ＲＯＮ燃料タンク
３８  高ＲＯＮ燃料配管
４０  イダクタ
４２  高ＲＯＮ燃料タンク
４４  循環配管
５０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
５２，５６  燃温計
５４  開閉弁
５８  三方弁
【図１】
2010019111.tif 000003
【図２】
2010019111.tif 000004
【図３】
2010019111.tif 000005
【図４】
2010019111.tif 000006
【図５】
2010019111.tif 000007
【図６】
2010019111.tif 000008