(57)【要約】【課題】燃料貯溜部に貯溜された混合燃料を用いるシステムの構成や制御の簡素化に寄与し得る混合燃料供給装置を提供する。【解決手段】混合燃料供給装置１０は、エタノールと水とを混合してエタノール混合水を生成する混合部４０と、生成された混合燃料を燃料貯溜部１００に送り出す供給ノズル５１と、燃料貯溜部に送り出された混合燃料の供給量（Ｖ）を検出する供給量検出部２２、３２と、コントローラー６０とを有している。コントローラーは、供給量検出部によって検出されたエタノール混合水の供給量（Ｖ）に基づいて、第１調整部２１および第２調整部３１の作動を制御し、燃料貯溜部に送り出されるエタノール混合水の濃度を変化させる。これによって、燃料貯溜部１００に貯溜された混合燃料の性状を調整する。【選択図】図１
2019194101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２種類の燃料成分が混合されてなる液体の混合燃料を燃料貯溜部に供給する混合燃料供給装置であって、
少なくとも２種類の前記燃料成分のうち第１燃料成分を導入する第１導入路と、
第２燃料成分を導入する第２導入路と、
前記第１燃料成分の導入量を調整する第１調整部と、
前記第２燃料成分の導入量を調整する第２調整部と、
前記第１導入路および前記第２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燃料成分とを混合して前記混合燃料を生成する混合部と、
前記混合部によって生成された前記混合燃料を前記燃料貯溜部に送り出す供給ノズルと、
前記供給ノズルを介して前記燃料貯溜部に送り出された前記混合燃料の供給量（Ｖ）を検出する供給量検出部と、
前記供給量検出部によって検出された前記混合燃料の供給量（Ｖ）に基づいて、前記第１調整部および前記第２調整部の作動を制御し、前記燃料貯溜部に貯溜された前記混合燃料の性状を調整する制御部と、を有する混合燃料供給装置。
【請求項２】
前記燃料貯溜部に前記混合燃料を供給しているときに前記燃料貯溜部に貯溜可能な前記混合燃料の残燃料供給量（Ｖａ）を検出する残燃料供給量検出部をさらに有し、
前記制御部は、前記燃料貯溜部に前記混合燃料を供給している場合において前記残燃料供給量検出部によって検出された前記残燃料供給量（Ｖａ）が予め設定されたしきい値に達したときに、前記混合燃料の供給量（Ｖ）に基づく前記第１調整部および前記第２調整部の作動の制御を開始する、請求項１に記載の混合燃料供給装置。
【請求項３】
前記燃料貯溜部の容量（ＶＴ）を入力する入力部をさらに有し、
前記制御部は、前記混合燃料の供給量（Ｖ）に基づく前記第１調整部および前記第２調整部の作動の制御を開始するとき、前記入力部によって入力された前記燃料貯溜部の前記容量（ＶＴ）、前記混合燃料の供給量（Ｖ）、および前記残燃料供給量（Ｖａ）に基づいて、前記混合燃料を供給する前に前記燃料貯溜部に残っていた前記混合燃料の残量を検出する、請求項２に記載の混合燃料供給装置。
【請求項４】
前記供給量検出部は、前記第１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流量センサーと、前記第２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流量センサーと、を含み、前記第１流量センサーによって検出される第１流量検出値および前記第２流量センサーによって検出される第２流量検出値を積算することによって、前記燃料貯溜部に送り出された前記混合燃料の供給量（Ｖ）を検出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の混合燃料供給装置。
【請求項５】
前記性状は、前記混合燃料中の特定の成分の濃度であり、
前記制御部は、前記供給ノズルを介して前記燃料貯溜部に送り出される前記混合燃料の濃度を変化させることによって、前記燃料貯溜部に貯溜された前記混合燃料の濃度を調整する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の混合燃料供給装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１燃料成分および前記第２燃料成分のうち揮発性の高い方の前記燃料成分の濃度が高くなるように、前記第１燃料成分の流量と前記第２燃料成分の流量との流量比を変化させる、請求項５に記載の混合燃料供給装置。
【請求項７】
前記混合部において生成された前記混合燃料の濃度を検出する濃度検出センサーをさらに有し、
前記制御部は、前記濃度検出センサーによって検出される濃度検出値が、前記混合部において生成された前記混合燃料の濃度の目標値である目標生成燃料濃度に近づくように、前記第１燃料成分の流量と前記第２燃料成分の流量との流量比を変化させる、請求項５または請求項６に記載の混合燃料供給装置。
【請求項８】
前記混合燃料を供給する前に前記燃料貯溜部に残っている前記混合燃料の残燃料濃度を検出する残燃料濃度検出部をさらに有し、
前記制御部は、前記残燃料濃度検出部によって検出される残燃料濃度に基づいて前記目標生成燃料濃度を設定する、請求項７に記載の混合燃料供給装置。
【請求項９】
前記供給ノズルは、前記燃料貯溜部からのベントガスが流れるベントチューブを有し、
前記残燃料濃度検出部は、前記ベントチューブを流れる前記ベントガスの前記第１燃料成分の濃度および前記第２燃料成分の濃度のそれぞれを検出するベントガス用濃度センサーを含み、
前記制御部は、前記混合燃料の供給を開始したときに前記ベントガス用濃度センサーによって検出された各前記燃料成分の濃度から前記ベントガスの組成を検出し、前記ベントガスの組成に基づいて前記混合燃料の液相の組成を推定して、前記混合燃料の残燃料濃度を検出する、請求項８に記載の混合燃料供給装置。
【請求項１０】
前記燃料貯溜部は車両に搭載される燃料タンクであり、前記燃料タンクに前記混合燃料を供給する定置型の燃料ディスペンサを構成する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の混合燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも２種類の燃料成分が混合されてなる液体の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およ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または化学的性質の相違などに起因して、混合燃料の保管中に各燃料成分の組成が変化することがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、エタノールなどを燃料とする燃料電池システムにおいて、エタノール燃料を貯溜する燃料タンクを含む燃料循環ライン中のエタノール濃度を検出し、燃料電池システムに供給されるエタノール濃度を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０５８８１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のシステムは、燃料タンクとは別個に燃料原液を貯蔵する容器および純水容器をさらに有し、検出したエタノール濃度に応じて、燃料タンクに供給する燃料原液や純水の供給量を調整／制御している。このため、混合燃料を用いる個々のシステムの構成や制御が複雑になる。
【０００６】
本発明の目的は、燃料貯溜部に貯溜された混合燃料を用いるシステムの構成や制御の簡素化に寄与し得る混合燃料供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、少なくとも２種類の燃料成分が混合されてなる液体の混合燃料を燃料貯溜部に供給する混合燃料供給装置である。混合燃料供給装置は、少なくとも２種類の前記燃料成分のうち第１燃料成分を導入する第１導入路と、第２燃料成分を導入する第２導入路と、を有している。混合燃料供給装置は、第１調整部と、第２調整部と、混合部と、供給ノズルと、供給量検出部と、制御部と、を有している。第１調整部は、前記第１燃料成分の導入量を調整する。第２調整部は、前記第２燃料成分の導入量を調整する。混合部は、前記第１導入路および前記第２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燃料成分とを混合して前記混合燃料を生成する。供給ノズルは、前記混合部によって生成された前記混合燃料を前記燃料貯溜部に送り出す。供給量検出部は、前記供給ノズルを介して前記燃料貯溜部に送り出された前記混合燃料の供給量（Ｖ）を検出する。そして、制御部は、前記供給量検出部によって検出された前記混合燃料の供給量（Ｖ）に基づいて、前記第１調整部および前記第２調整部の作動を制御する。これによって、混合燃料供給装置は、前記燃料貯溜部に貯溜された前記混合燃料の性状を調整する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、燃料貯溜部に貯溜された混合燃料を用いるシステムの構成や制御の簡素化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態による混合燃料供給装置の構成を説明する図である。
【図２】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フローチャートである。
【図３】混合燃料の供給量（Ｖ）に対する混合燃料の供給濃度および燃料タンク内濃度の変化を模式的に示す図である。
【図４】車両に搭載された燃料タンク内のエタノール濃度と放置時間との関係を模式的に示すグラフである。
【図５】エタノールを燃料とする燃料電池システムにおいて、エタノールの濃度変化に対する改質ガス中の水素濃度の変化を模式的に示すグラフである。
【図６】第２実施形態による混合燃料供給装置の構成を説明する図である。
【図７】残燃料供給量検出部の構成を説明するための構成図である。
【図８】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９】混合燃料の供給を開始してからの時間に対する混合燃料の供給濃度および燃料タンク内濃度の変化を模式的に示す図である。
【図１０】第３実施形態による混合燃料供給装置の構成を説明する図である。
【図１１】第３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１２】燃料タンクの容量（ＶＴ）、供給量（Ｖ）、残燃料供給量（Ｖａ）、およびそれぞれのエタノール濃度の説明に使用する図である。
【図１３】第４実施形態による混合燃料供給装置の構成を説明する図である。
【図１４】燃料タンクからのベントガスが流れるベントチューブを有する供給ノズルを一部断面で示す正面図である。
【図１５】燃料供給配管およびベントガス排出配管が接続された燃料タンクを示す模式図である。
【図１６】第１成分がエタノール、第２成分が水の気液平衡線図を示すグラフである。
【図１７】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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１１】
（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。
【００１２】
図１に示すように、第１実施形態の混合燃料供給装置１０は、概説すると、少なくとも２種類の燃料成分が混合されてなる液体の混合燃料を燃料貯溜部１００に供給する。混合燃料供給装置１０は、少なくとも２種類の燃料成分のうち第１燃料成分を導入する第１導入路２０と、第２燃料成分を導入する第２導入路３０と、を有している。第１導入路２０には、第１燃料成分の導入量を調整する第１調整部２１が設けられ、第２導入路３０には、第２燃料成分の導入量を調整する第２調整部３１が設けられている。混合燃料供給装置１０は、混合部４０と、供給ノズル５１と、供給量検出部２２、３２と、コントローラー６０と、を有している。混合部４０は、第１導入路２０および第２導入路３０を介してそれぞれ導入された第１燃料成分と第２燃料成分とを混合して混合燃料を生成する。供給ノズル５１は、混合部４０によって生成された混合燃料を燃料貯溜部１００に送り出す。供給量検出部２２、３２は、供給ノズル５１を介して燃料貯溜部１００に送り出された混合燃料の供給量（Ｖ）を検出する。そして、コントローラー６０は、供給量検出部２２、３２によって検出された混合燃料の供給量（Ｖ）に基づいて、第１調整部２１および第２調整部３１の作動を制御する。これによって、混合燃料供給装置１０は、燃料貯溜部１００に貯溜された混合燃料の性状を調整する。性状は、例えば、混合燃料中の特定の成分の濃度（以下、燃料濃度と称する）である。以下、詳述する。
【００１３】
第１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溜部１００に供給する。燃料貯溜部１００は、車両に搭載される燃料タンク１００である。第１実施形態の混合燃料供給装置１０は、車両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定置型の燃料ディスペンサを構成する。
【００１４】
第１導入路２０は、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。第１導入路２０の一端は、混合燃料供給装置１０の外部のエタノール供給源に接続されている。第１導入路２０の他端は、混合部４０に接続されている。これによって、第１導入路２０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混合部４０に供給可能に構成されている。
【００１５】
第２導入路３０は、混合燃料供給装置１０内に水を導入するための通路である。第２導入路３０の一端は、混合燃料供給装置１０の外部の水供給源に接続されている。第２導入路３０の他端は、混合部４０に接続されている。これによって、第２導入路３０は、外部の水供給源から導入された水を混合部４０に供給可能に構成されている。
【００１６】
第１導入路２０には、上流から順に、第１調整部２１、第１流量センサー２２、および第１遮断弁２３が設けられている。
【００１７】
第１調整部２１は、例えば、流量調整弁から構成されている。流量調整弁の開度を調整することによって、第１導入路２０を流れるエタノールの流量、すなわち混合部４０へ供給されるエタノールの流量を任意に調整できる。第１流量センサー２２は、第１導入路２０に設けられてエタノールの流量を検出する。第１遮断弁２３は、混合部４０へのエタノールの供給を遮断する弁である。例えば、第１遮断弁２３は、ノーマルオープンタイプの弁によって構成され、緊急時等に閉塞（遮断）される。
【００１８】
第２導入路３０には、上流から順に、第２調整部３１、第２流量センサー３２、および第２遮断弁３３が設けられている。
【００１９】
第２調整部３１は、例えば、流量調整弁から構成されている。流量調整弁の開度を調整することによって、第２導入路３０を流れる水の流量、すなわち混合部４０へ供給される水の流量を任意に調整できる。第２流量センサー３２は、第２導入路３０に設けられて水の流量を検出する。第２遮断弁３３は、混合部４０への水の供給を遮断する弁である。例えば、第２遮断弁３３は、ノーマルオープンタイプの弁によって構成され、緊急時等に閉塞（遮断）される。
【００２０】
混合部４０は、第１導入路２０を介して供給されるエタノールと第２導入路３０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。混合部４０は、例えば、静的ミキサにより構成される。さらに、混合部４０の下流には燃料送出路５０が接続されている。
【００２１】
混合部４０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ー４１が設けられている。濃度検出センサー４１としては、光屈折率、水晶振動子等を利用した種々のタイプのセンサーを用いることができる。
【００２２】
燃料送出路５０は、混合部４０による混合で生成されたエタノール混合水を、車両に搭載された燃料タンク１００に供給する通路である。
【００２３】
供給ノズル５１は、燃料送出路５０の端部に接続され、混合部４０によって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。供給ノズル５１内には、混合部４０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遮断弁が設けられている。
【００２４】
供給ノズル５１は、混合部４０によって生成されたエタノール混合水のエタノール濃度が変化した場合であっても、燃料タンク１００への供給が終了するまで単一のつまり同じものが使用される。この点において、通常のガソリンスタンドにおいて性状の異なるガソリン燃料ごとに供給ノズルが異なる形態とは相違している。
【００２５】
第１実施形態の供給量検出部２２、３２は、第１流量センサー２２と、第２流量センサー３２と、コントローラー６０とによって構成されている。供給量検出部２２、３２は、第１流量センサー２２によって検出される第１流量検出値および第２流量センサー３２によって検出される第２流量検出値を積算することによって、供給ノズル５１を介して燃料タンク１００に送り出されたエタノール混合水の供給量（Ｖ）を検出する。
【００２６】
コントローラー６０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）から構成されている。コントローラー６０は、第１調整部２１および第２調整部３１の作動を制御し、流量調整弁の開度を調整する。コントローラー６０は、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。
【００２７】
図２は、第１実施形態の混合燃料供給装置１０における制御を説明するフローチャートである。図３は、混合燃料の供給量（Ｖ）に対する混合燃料の供給濃度および燃料タンク１００内濃度の変化を模式的に示す図である。図２および図３を参照して、第１実施形態における制御について説明する。
【００２８】
ステップＳ１１において、コントローラー６０は、ベースの流量比で燃料の供給を開始する。コントローラー６０は、第１調整部２１の作動を制御し、流量調整弁の開度を調整してエタノールの流量を調整する。コントローラー６０は、第２調整部３１の作動を制御し、流量調整弁の開度を調整して水の流量を調整する。エタノールおよび水のベースの流量比は、燃料タンク１００に供給されたエタノール混合水を燃料として作動するシステムにおいて要求されるエタノール濃度となるように設定される。
【００２９】
固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ：  ｓｏｌｉｄ  ｏｘｉｄｅ  ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌ）システムを例に挙げると、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。一例を挙げると、車両の燃料として使用するために要求される濃度は、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４５ｖｏｌ％程度またはその周辺の値に設定することができる。この要求濃度（例えば、エタノールの体積濃度４５ｖｏｌ％）となるように、エタノールおよび水のベースの流量比が設定される。
【００３０】
ステップＳ１２において、コントローラー６０は、流量を計測し、流量の積算を開始する。第１流量センサー２２はエタノールの流量を検出し、第２流量センサー３２は水の流量を検出する。コントローラー６０は、第１流量センサー２２によって検出される第１流量検出値および第２流量センサー３２によって検出される第２流量検出値を積算することによって、供給ノズル５１を介して燃料タンク１００に送り出されるエタノール混合水の供給量（Ｖ）を検出する。
【００３１】
図３をも参照して、ステップＳ１３において、コントローラー６０は、ステップＳ１２において積算した燃料供給量（Ｖ）が所定量に到達したか否かを判断する。第１実施形態にあっては、車両に搭載された燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水のエタノール濃度が上記の要求濃度（例えば、エタノールの体積濃度４５ｖｏｌ％）よりも低下している場合を想定している。所定量であるしきい値は、要求濃度よりも低下している燃料タンク１００内のエタノール混合水のエタノール濃度を、要求濃度に近づくように高めることが必要であるか否かの観点から、所望の値を採用できる。例えば、１０リットル（１０×１０−３ｍ３）、あるいは２０リットル（２０×１０−３ｍ３）などである。燃料タンク１００内のエタノール混合水のエタノール濃度は、燃料の残量に比例する。燃料の残量が多いときは放置時間が比較的短いと想定され、エタノール濃度の低下が小さく、燃料タンク１００内のエタノール混合水のエタノール濃度は要求濃度に近い。逆に、燃料の残量が少ないときは放置時間が比較的長いと想定され、エタノール濃度の低下が大きく、燃料タンク１００内のエタノール混合水のエタノール濃度は要求濃度よりもかなり低下した状態にある。なお、気温などの外的環境の変動に応じて、しきい値を変更することができる。
【００３２】
コントローラー６０は、燃料供給量（Ｖ）が所定量に到達していないと判断した場合には（ステップＳ１３：「ＮＯ」）、ベースの流量比で燃料の供給を継続する。
【００３３】
燃料供給量（Ｖ）が所定量に到達する前に燃料タンク１００が満杯（ＦＵＬＬ）になった場合には、供給ノズル５１に設けられたオートストップ機構によって、エタノール混合水の供給が自動的に停止し（ステップＳ１６）、処理が終了する。ステップＳ１６のオートストップ処理は、エタノール混合水の供給中においては、他の処理を実行しているときにも割り込み制御されている。オートストップ機構は、例えば、真空を検知するセンサーと、空気を吸い込む検知口が開口されセンサーを大気と連通する管路とを有し、管路の検知口が燃料タンク１００の満杯位置に配置されている。燃料タンク１００が満杯になるまでは、エタノール混合水の供給に伴って検知口から空気が管路内に吸い込まれ、管路内が真空にならないためオートストップ機構が作動しない。一方、燃料タンク１００が満杯になると、エタノール混合水によって検知口が塞がれ、センサーは管路内が真空になったことを検知する。これによってオートストップ機構が作動し、供給ノズル５１内の遮断弁が閉じられ、エタノール混合水の供給が停止される。
【００３４】
コントローラー６０は、燃料供給量（Ｖ）が所定量に到達したと判断した場合には（ステップＳ１３：「ＹＥＳ」）、ステップＳ１４において、燃料供給量（Ｖ）に基づいて、以降の濃度を決定する。新たに設定する変更濃度は、要求濃度（例えば、エタノールの体積濃度４５ｖｏｌ％）よりも高い濃度である。変更濃度は、要求濃度よりも低下している燃料タンク１００内のエタノール混合水のエタノール濃度を、要求濃度に近づくように高める観点から、エタノールの体積濃度４６〜１００ｖｏｌ％の範囲において所望の値を採用できる。
【００３５】
ステップＳ１５において、コントローラー６０は、変更濃度となる流量比に各流量を変更する。コントローラー６０は、濃度検出センサー４１によって検出される濃度検出値が、混合部４０において生成された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に近づくように流量比を変化させる。目標生成燃料濃度は、ステップＳ１４において新たに設定された変更濃度である。コントローラー６０は、第１調整部２１の作動を制御し、流量調整弁の開度を調整してエタノールの流量を調整する。コントローラー６０は、第２調整部３１の作動を制御し、流量調整弁の開度を調整して水の流量を調整する。エタノールおよび水の流量比は、変更濃度（＝目標生成燃料濃度）のエタノール濃度となるように設定される。
【００３６】
コントローラー６０が第１調整部２１および第２調整部３１を制御するときには、コントローラー６０は、エタノールの目標流量である第１目標流量および水の目標流量である第２目標流量を設定する。コントローラー６０は、第１流量センサー２２によって検出される第１流量検出値および第２流量センサー３２によって検出される第２流量検出値が、それぞれ、第１目標流量および第２目標流量に近づくように、第１調整部２１および第２調整部３１を制御する。
【００３７】
コントローラー６０は、新たに設定された変更濃度に対応した流量比で燃料の供給を継続する。燃料タンク１００が満杯（ＦＵＬＬ）になった場合には、供給ノズル５１に設けられたオートストップ機構によって、エタノール混合水の供給が自動的に停止し（ステップＳ１６）、処理が終了する。
【００３８】
次に、燃料貯溜部１００に貯溜された混合燃料を用いるシステムにおいて生じる課題について、車両に搭載された燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水を用いるシステムを例に挙げて説明する。
【００３９】
図４は、車両に搭載された燃料タンク１００内のエタノール濃度と放置時間との関係を模式的に示すグラフ、図５は、エタノールを燃料とする燃料電池システムにおいて、エタノールの濃度変化に対する改質ガス中の水素濃度の変化を模式的に示すグラフである。
【００４０】
定置型の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（例えば、エタノールの体積濃度４５ｖｏｌ％）に調整されたエタノール混合水が供給ノズル５１から燃料タンク１００に供給される。
【００４１】
車両は比較的長時間放置される場合がある。図４に模式的に示すように、エタノール混合水を燃料タンク１００内において比較的長時間放置すると、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燃料タンク１００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、燃料タンク１００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。
【００４２】
特に、比較的温度が高い日中においては、燃料タンク１００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燃料タンク１００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燃料タンク１００内の圧力が上昇しやすくなるため、これを抑制すべく燃料タンク１００から内部の気体をパージすべく、燃料タンク１００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。
【００４３】
これにより、燃料タンク１００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燃料タンク１００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燃料タンク１００内に侵入することがある。そして、燃料タンク１００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。
【００４４】
エタノール混合水は、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。図５に模式的に示すように、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、改質ガス中の水素濃度が変化する。燃料電池スタックの出力は改質ガスの組成によって変化する。このため、ＳＯＦＣシステムの出力電力特性は、燃料電池スタックや触媒の劣化に拘わらず変化する可能性がある。
【００４５】
なお、エタノール混合水の濃度変化に伴う問題は、車両の燃料タンク１００において生じるほか、エタノール混合水を後に使用するために携行缶等の圧抜きのための大気連通経路を持つ燃料貯溜部に貯溜する場合にも同様に生じる。
【００４６】
このような問題に対して、第１実施形態の混合燃料供給装置１０にあっては、燃料供給量（Ｖ）がしきい値よりも多くなると、供給ノズル５１を介して燃料タンク１００に送り出されるエタノール混合水のエタノール濃度を高めている。その結果、エタノール濃度を一定に維持したまま燃料タンク１００に供給する場合に比べて、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水のエタノール濃度を高く調整することができる（図３を参照）。すなわち、第１実施形態の混合燃料供給装置１０にあっては、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水に関して、各燃料成分としてのエタノールおよび水が適切なエタノール濃度となるように混合された状態にすることができる。
【００４７】
したがって、燃料タンク１００内においてエタノール混合水を貯溜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を回避することができる。具体的には、ＳＯＦＣシステムは、燃料タンク１００とは別個に燃料原液（エタノール）を貯蔵する容器や、水を貯蔵する容器を持つ必要がない。さらに、燃料電池に供給されるエタノール濃度を検出したり、検出したエタノール濃度に応じて燃料タンク１００に供給する燃料原液や純水の供給量を調整／制御したりする必要がない。したがって、個々のＳＯＦＣシステムは、構成や制御を簡素にすることができる。
【００４８】
以上説明したように、第１実施形態の混合燃料供給装置１０は、少なくとも２種類の燃料成分（エタノールおよび水）が混合されてなる液体のエタノール混合水を燃料タンク１００に供給する。混合燃料供給装置１０は、エタノールを導入する第１導入路２０と、水を導入する第２導入路３０と、エタノールの導入量を調整する第１調整部２１と、水の導入量を調整する第２調整部３１と、を有している。混合燃料供給装置１０は、導入されたエタノールと水とを混合してエタノール混合水を生成する混合部４０と、混合部４０によって生成されたエタノール混合水を燃料タンク１００に送り出す供給ノズル５１と、供給ノズル５１を介して燃料タンク１００に送り出されたエタノール混合水の供給量（Ｖ）を検出する供給量検出部２２、３２と、を有している。そして、混合燃料供給装置１０は、供給量検出部２２、３２によって検出されたエタノール混合水の供給量（Ｖ）に基づいて、第１調整部２１および第２調整部３１の作動を制御する。これによって、混合燃料供給装置１０は、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水の性状を調整する。
【００４９】
このように構成することによって、混合燃料供給装置１０は、供給量検出部２２、３２によって検出されたエタノール混合水の供給量（Ｖ）に基づいて、第１調整部２１および第２調整部３１によってエタノールおよび水の混合部４０への供給量を個別に適宜調整して、供給ノズル５１を介して燃料タンク１００に送り出されるエタノール混合水の性状を調整することが可能となる。その結果、エタノール混合水の性状を一定に維持したまま燃料タンク１００に供給する場合に比べて、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水の性状を所望の性状に調整することができる。すなわち、第１実施形態の混合燃料供給装置１０にあっては、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水に関して、各燃料成分としてのエタノールおよび水によって適切な性状となるように混合された状態にすることができる。
【００５０】
しかも、エタノール混合水を供給する場合において、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水を用いるシステム側においてエタノール混合水の性状を検出する必要がない。したがって、燃料タンク１００内のエタノール混合水の性状を格別に検出することなく、混合燃料供給装置１０からエタノール混合水を一義的に供給することのみによって、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水の性状を調整することが可能となる。これによって、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水を用いるシステムの構成や制御の簡素化に寄与することができる。
【００５１】
供給量検出部２２、３２は、エタノールの流量を検出する第１流量センサー２２と、水の流量を検出する第２流量センサー３２と、を含み、第１流量センサー２２によって検出される第１流量検出値および第２流量センサー３２によって検出される第２流量検出値を積算することによって、燃料タンク１００に送り出されたエタノール混合水の供給量（Ｖ）を検出する。
【００５２】
このように構成することによって、エタノールおよび水の混合部４０への供給量を個別に検出することができるとともに、混合された後のエタノール混合水の供給量（Ｖ）を簡単に検出することができる。
【００５３】
性状は、エタノール混合水のエタノール濃度である。コントローラー６０は、供給ノズル５１を介して燃料タンク１００に送り出されるエタノール混合水のエタノール濃度を変化させることによって、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水のエタノール濃度を調整する。
【００５４】
このように構成することによって、供給ノズル５１を介して燃料タンク１００に送り出されるエタノール混合水のエタノール濃度を調整することが可能となる。その結果、エタノール混合水のエタノール濃度を一定に維持したまま燃料タンク１００に供給する場合に比べて、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水のエタノール濃度を所望の濃度に調整することができる。すなわち、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水に関して、各燃料成分としてのエタノールおよび水によって適切なエタノール濃度となるように混合された状態にすることができる。例えば、燃料タンク１００内のエタノール混合水を比較的長時間使用しなかったために、エタノール濃度が初期の要求濃度よりも低くなった場合であっても、エタノール濃度を高めたエタノール混合水を補充することによって、燃料タンク１００内のエタノール混合水を要求濃度に近づけることができる。
【００５５】
コントローラー６０は、エタノールおよび水のうち揮発性の高い方の燃料成分つまりエタノールの濃度が高くなるように、エタノールの流量と水の流量との流量比を変化させている。
【００５６】
このように構成することによって、エタノール混合水のエタノール濃度を一定に維持したまま燃料タンク１００に供給する場合に比べて、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水のエタノール濃度を高く調整することができる。
【００５７】
混合部４０において生成されたエタノール混合水の濃度を検出する濃度検出センサー４１をさらに有している。コントローラー６０は、濃度検出センサー４１によって検出される濃度検出値が、混合部４０において生成された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に近づくように、エタノールの流量と水の流量との流量比を変化させる。
【００５８】
このように構成することによって、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整をより好適に実行することができ、その結果、燃料タンク１００内のエタノール混合水を要求濃度により好適に近づけることができる。
【００５９】
燃料貯溜部１００は車両に搭載される燃料タンク１００であり、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を構成する。
【００６０】
このように構成することによって、燃料ディスペンサを用いて車両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場面において、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水に関して、各燃料成分としてのエタノールおよび水によって適切な性状（エタノール濃度）となるように混合された状態にすることができる。しかも、車両側において燃料タンク１００内のエタノール混合水の性状（エタノール濃度）を格別に検出することなく、燃料ディスペンサからエタノール混合水を一義的に供給することのみによって、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水の性状（エタノール濃度）を調整することが可能となる。
【００６１】
なお、混合燃料供給装置１０においては、第１遮断弁２３、および第２遮断弁３３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、混合部４０へのエタノールおよび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ーがこれら弁を適宜遮断する制御を行うことができる。
【００６２】
（第２実施形態）
図６は、第２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。図７は、残燃料供給量検出部５３の構成を説明するための構成図である。なお、第１実施形態と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００６３】
図６に示すように、第２実施形態の混合燃料供給装置１０は、燃料タンク１００にエタノール混合水を供給しているときに燃料タンク１００に貯溜可能なエタノール混合水の残燃料供給量（Ｖａ）を検出する残燃料供給量検出部５３をさらに有している。残燃料供給量（Ｖａ）は、燃料タンク１００内にあとどれだけエタノール混合水を供給できるかを示す量である。コントローラー６０は、燃料タンク１００にエタノール混合水を供給している場合において残燃料供給量検出部５３によって検出された残燃料供給量（Ｖａ）が予め設定されたしきい値に達したときに、トリガーを発し、エタノール混合水の供給量（Ｖ）に基づく第１調整部２１および第２調整部３１の作動の制御を開始する。
【００６４】
図７に示すように、残燃料供給量検出部５３は、例えば、供給ノズル５１のノズル先端に配置された超音波式液面計と、演算処理を行うコントローラー６０とから構成されている。燃料タンク１００にはストレート形状のフィラーチューブ１０１が接続され、燃料タンク１００のエタノール混合水の容量に応じて、フィラーチューブ１０１内の液面が上昇下降する。燃料タンク１００の断面積Ｓと、液面変位Δｈと、液面がΔｈだけ変位するまでのエタノール混合水の給水量Ｑとすると、Ｓ×Δｈ＝Ｑなる関係がある。この式から、エタノール混合水を供給しているときの燃料タンク１００の断面積Ｓを求めることができる。燃料タンク１００が満杯時の液面とノズルとの距離（Ｌｍａｘ）は、事前に複数車両についてデータを取得し、下限値を採用する。超音波式液面計によってノズルと液面との距離の測定値がＬのときには、燃料タンク１００内の気相体積は、Ｓ×（Ｌ−Ｌｍａｘ）となる。この気相体積に相当する容量のエタノール混合水が、燃料タンク１００に貯溜可能なエタノール混合水の残燃料供給量（Ｖａ）となる。
【００６５】
図８は、第２実施形態の混合燃料供給装置１０における制御を説明するフローチャートである。図９は、混合燃料の供給を開始してからの時間に対する混合燃料の供給濃度および燃料タンク１００内濃度の変化を模式的に示す図である。図８および図９を参照して、第２実施形態における制御について説明する。
【００６６】
ステップＳ２１において、コントローラー６０は、ベースの流量比で燃料の供給を開始し、ステップＳ２２において、コントローラー６０は、流量を計測し、流量の積算を開始する。ステップＳ２１、Ｓ２２は、第１実施形態のステップＳ１１、Ｓ１２と同様である。
【００６７】
ステップＳ２３において、コントローラー６０は、残燃料供給量（Ｖａ）の測定を開始する。コントローラー６０は、超音波式液面計によって測定した液面変位Δｈと、液面がΔｈだけ変位するまでのエタノール混合水の給水量Ｑとから、エタノール混合水を供給している燃料タンク１００の断面積Ｓを求める。超音波式液面計によってノズルと液面との距離Ｌを測定し、Ｓ×（Ｌ−Ｌｍａｘ）の式から、燃料タンク１００に貯溜可能なエタノール混合水の残燃料供給量（Ｖａ）を求める。
【００６８】
図９をも参照して、ステップＳ２４において、コントローラー６０は、ステップＳ２３において測定した残燃料供給量（Ｖａ）が所定量に到達したか否かを判断する。第２実施形態にあっても、第１実施形態と同様に、車両に搭載された燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水のエタノール濃度が要求濃度（例えば、エタノールの体積濃度４５ｖｏｌ％）よりも低下している場合を想定している。所定量であるしきい値は、要求濃度よりも低下している燃料タンク１００内のエタノール混合水のエタノール濃度を、残燃料供給量（Ｖａ）だけ供給している間に、要求濃度に近づくように高めることが可能な観点から、所望の値を採用できる。例えば、残燃料供給量（Ｖａ）が３リットル（３×１０−３ｍ３）、あるいは５リットル（５×１０−３ｍ３）などである。なお、気温などの外的環境の変動に応じて、しきい値を変更することができる。
【００６９】
トリガーを発するタイミング、つまり上記のしきい値は、残燃料供給量（Ｖａ）がすべて原液のエタノールであっても、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水の最終的に狙っているエタノール濃度に所定のマージンを持たせた上限濃度を超えないようにする。
【００７０】
コントローラー６０は、残燃料供給量（Ｖａ）が所定量に到達していないと判断した場合には（ステップＳ２４：「ＮＯ」）、ベースの流量比で燃料の供給を継続する。
【００７１】
コントローラー６０は、残燃料供給量（Ｖａ）が所定量に到達したと判断した場合には（ステップＳ２４：「ＹＥＳ」）、トリガーを発し、ステップＳ２５において、燃料供給量（Ｖ）および残燃料供給量（Ｖａ）に基づいて、以降の濃度を決定する。新たに設定する変更濃度は、要求濃度（例えば、エタノールの体積濃度４５ｖｏｌ％）よりも高い濃度である。変更濃度は、要求濃度よりも低下している燃料タンク１００内のエタノール混合水のエタノール濃度を、要求濃度に近づくように高める観点から、エタノールの体積濃度４６〜１００ｖｏｌ％の範囲において所望の値を採用できる。
【００７２】
ステップＳ２６において、コントローラー６０は、変更濃度となる流量比に各流量を変更する。コントローラー６０は、第１調整部２１の作動を制御し、流量調整弁の開度を調整してエタノールの流量を調整する。コントローラー６０は、第２調整部３１の作動を制御し、流量調整弁の開度を調整して水の流量を調整する。エタノールおよび水の流量比は、変更濃度のエタノール濃度となるように設定される。ステップＳ２６は、第１実施形態のステップＳ１５と同様である。
【００７３】
コントローラー６０は、新たに設定された変更濃度に対応した流量比で燃料の供給を継続する。燃料タンク１００が満杯（ＦＵＬＬ）になった場合には、供給ノズル５１に設けられたオートストップ機構によって、エタノール混合水の供給が自動的に停止し（ステップＳ２７）、処理が終了する。ステップＳ２７は、第１実施形態のステップＳ１６と同様である。
【００７４】
以上説明したように、第２実施形態の混合燃料供給装置１０は、燃料タンク１００にエタノール混合水を供給しているときに燃料タンク１００に貯溜可能なエタノール混合水の残燃料供給量（Ｖａ）を検出する残燃料供給量検出部５３をさらに有している。コントローラー６０は、燃料タンク１００にエタノール混合水を供給している場合において残燃料供給量検出部５３によって検出された残燃料供給量（Ｖａ）が予め設定されたしきい値に達したときに、トリガーを発して、エタノール混合水の供給量（Ｖ）に基づく第１調整部２１および第２調整部３１の作動の制御を開始する。
【００７５】
このように構成することによって、燃料タンク１００にエタノール混合水を供給しているときに残燃料供給量（Ｖａ）が把握され、残燃料供給量（Ｖａ）が所定値に到達したら、トリガーが発せられる。コントローラーは、すでに供給された燃料供給量（Ｖ）と残燃料供給量（Ｖａ）とをトリガーとして、供給ノズル５１を介して燃料タンク１００に送り出されるエタノール混合水の性状（エタノール濃度）を調整することが可能となる。その結果、エタノール混合水の性状を一定に維持したまま燃料タンク１００に供給する場合に比べて、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水の性状（エタノール濃度）を所望の性状（エタノール濃度）に調整することができる。
【００７６】
（第３実施形態）
図１０は、第３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。なお、第２実施形態と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００７７】
図１０に示すように、第３実施形態の混合燃料供給装置１０は、燃料タンク１００の容量（ＶＴ）を入力する入力部６１をさらに有している。コントローラー６０は、エタノール混合水の供給量（Ｖ）に基づく第１調整部２１および第２調整部３１の作動の制御を開始するとき、入力部６１によって入力された燃料タンク１００の容量（ＶＴ）、供給量（Ｖ）、および残燃料供給量（Ｖａ）に基づいて、エタノール混合水を供給する前に燃料タンク１００に残っていたエタノール混合水の残量を検出している。
【００７８】
入力部６１は、キーボードやテンキーなどから構成されている。入力部６１は、コントローラー６０に接続され、燃料タンク１００の容量（ＶＴ）に関するデータがコントローラー６０に送られる。
【００７９】
図１１は、第３実施形態の混合燃料供給装置１０における制御を説明するフローチャートである。図１２は、燃料タンク１００の容量（ＶＴ）、供給量（Ｖ）、残燃料供給量（Ｖａ）、およびそれぞれのエタノール濃度の説明に使用する図である。図１１および図１２を参照して、第３実施形態における制御について説明する。
【００８０】
ステップＳ３１において、作業者が入力部６１を操作して燃料タンク１００の容量（ＶＴ）を入力すると、コントローラー６０に、燃料タンク１００の容量（ＶＴ）に関するデータが入力される。
【００８１】
ステップＳ３２において、コントローラー６０は、ベースの流量比で燃料の供給を開始し、ステップＳ３３において、コントローラー６０は、流量を計測し、流量の積算を開始し、ステップＳ３４において、コントローラー６０は、残燃料供給量（Ｖａ）の測定を開始する。ステップＳ３５において、コントローラー６０は、ステップＳ３４において測定した残燃料供給量（Ｖａ）が所定量に到達したか否かを判断する。ステップＳ３２〜Ｓ３５は、第２実施形態のステップＳ２１〜Ｓ２４と同様である。
【００８２】
第３実施形態は燃料タンク１００の容量（ＶＴ）が入力される。このため、残燃料供給量（Ｖａ）の所定量に設定するしきい値は、料タンクの容量（ＶＴ）の例えば９０％と設定することができる。
【００８３】
コントローラー６０は、残燃料供給量（Ｖａ）が所定量に到達していないと判断した場合には（ステップＳ３５：「ＮＯ」）、ベースの流量比で燃料の供給を継続する。
【００８４】
コントローラー６０は、残燃料供給量（Ｖａ）が所定量に到達したと判断した場合には（ステップＳ３５：「ＹＥＳ」）、トリガーを発し、ステップＳ３６において、燃料タンク１００の容量（ＶＴ）、燃料供給量（Ｖ）および残燃料供給量（Ｖａ）に基づいて、以降の濃度を決定する。新たに設定する変更濃度は、要求濃度（例えば、エタノールの体積濃度４５ｖｏｌ％）よりも高い濃度である。変更濃度は、要求濃度よりも低下している燃料タンク１００内のエタノール混合水のエタノール濃度を、要求濃度に近づくように高める観点から、エタノールの体積濃度４６〜１００ｖｏｌ％の範囲において所望の値を採用できる。
【００８５】
ステップＳ３７において、コントローラー６０は、変更濃度となる流量比に各流量を変更する。コントローラー６０は、第１調整部２１の作動を制御し、流量調整弁の開度を調整してエタノールの流量を調整する。コントローラー６０は、第２調整部３１の作動を制御し、流量調整弁の開度を調整して水の流量を調整する。エタノールおよび水の流量比は、変更濃度のエタノール濃度となるように設定される。ステップＳ３７は、第２実施形態のステップＳ２６と同様である。
【００８６】
コントローラー６０は、新たに設定された変更濃度に対応した流量比で燃料の供給を継続する。燃料タンク１００が満杯（ＦＵＬＬ）になった場合には、供給ノズル５１に設けられたオートストップ機構によって、エタノール混合水の供給が自動的に停止し（ステップＳ３８）、処理が終了する。ステップＳ３８は、第２実施形態のステップＳ２７と同様である。
【００８７】
図１２に示すように、燃料タンク１００の容量（ＶＴ）、トリガー作動時までに供給されている燃料供給量（Ｖ）および残燃料供給量（Ｖａ）から、エタノール混合水を供給する前に燃料タンク１００に残っていたエタノール混合水の残量を検出することができる。残量は、ＶＴ−（Ｖ＋Ｖａ）より求めることができる。エタノール混合水を補給する前に燃料タンク１００内の残量がわかるため、新たに設定する変更濃度は、燃料供給量（Ｖ）、残燃料供給量（Ｖａ）、および残量に応じた濃度に調整することができる。図１２において、残量のエタノール濃度はｎ０［ｖｏｌ％］、燃料供給量（Ｖ）のエタノール濃度はｎｆ［ｖｏｌ％］、残燃料供給量（Ｖａ）のエタノール濃度はｎｆａ［ｖｏｌ％］、燃料タンク１００が満杯（ＦＵＬＬ）になった場合の狙いのエタノール濃度はｎ［ｖｏｌ％］である。
【００８８】
なお、燃料タンク１００が満杯（ＦＵＬＬ）になった場合の狙いのエタノール濃度ｎ［ｖｏｌ％］として、規定の濃度範囲の下限濃度を狙う場合において、残燃料供給量（Ｖａ）のエタノール濃度ｎｆａ［ｖｏｌ％］が負になるときには、ステップＳ３６において濃度変更は実施しない。
【００８９】
ステップＳ３６において、トリガー作動以降に設定する新たな変更濃度は、下記の式（１）により求めたエタノール濃度に変更される。
【００９０】
【数１】
2019194101.tif 000003
【００９１】
燃料タンク容量ＶＴ［Ｌ］は、入力部６１からの入力によって取得される。残燃料の燃料濃度ｎ０［ｖｏｌ％］は、検出可能である（第４実施形態）。トリガー作動までに供給したエタノール混合水の供給量Ｖ［Ｌ］は、各流量を積算することによって取得される。トリガー作動までに供給したエタノール混合水の濃度ｎｆ［ｖｏｌ％］は、規定値であり、規格値等である。トリガー作動時に検出した残燃料供給量Ｖａ［Ｌ］は、残燃料供給量検出部５３によって検出される。トリガー作動以降に供給するエタノール混合水の濃度ｎｆａ［ｖｏｌ％］は、上記の濃度決定式（１）によって求める。満杯時の燃料タンク１００内の燃料濃度ｎ［ｖｏｌ％］は、規格値等の目標値である。
【００９２】
第３実施形態は残燃料の燃料濃度ｎ０［ｖｏｌ％］を検出していない。しかしながら、エタノール混合水を供給する前の残燃料の量と燃料濃度との相関を、燃料タンク１００の容量毎に事前に把握しておくことによって、残量に応じた燃料濃度に調整することができる。
【００９３】
以上説明したように、第３実施形態の混合燃料供給装置１０は、燃料タンク１００の容量（ＶＴ）を入力する入力部６１をさらに有している。コントローラー６０は、エタノール混合水の供給量（Ｖ）に基づく第１調整部２１および第２調整部３１の作動の制御を開始するとき、入力部６１によって入力された燃料タンク１００の容量（ＶＴ）、供給量（Ｖ）、および残燃料供給量（Ｖａ）に基づいて、エタノール混合水を供給する前に燃料タンク１００に残っていたエタノール混合水の残量を検出する。
【００９４】
このように構成することによって、燃料タンク１００の容量（ＶＴ）、燃料供給量（Ｖ）および残燃料供給量（Ｖａ）から、エタノール混合水を供給する前に燃料タンク１００に残っていたエタノール混合水の残量を検出することができる。エタノール混合水を補給する前に燃料タンク１００内の残量がわかるため、供給ノズル５１を介して燃料タンク１００に送り出されるエタノール混合水の性状（エタノール濃度）を、燃料供給量（Ｖ）、残燃料供給量（Ｖａ）、および残量に応じた性状（エタノール濃度）に調整することが可能となる。その結果、エタノール混合水の性状を一定に維持したまま燃料タンク１００に供給する場合に比べて、燃料タンク１００に貯溜されたエタノール混合水の性状（エタノール濃度）を所望の性状（エタノール濃度）に調整することができる。さらに、燃料タンク１００の容量（ＶＴ）を入力することから、当該燃料タンク１００にとっての最適値を個別に設定することができる。
【００９５】
（第４実施形態）
図１３は、第４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。図１４は、燃料タンク１００からのベントガスが流れるベントチューブ５２を有する供給ノズル５１を一部断面で示す正面図である。図１５は、燃料供給配管１０２およびベントガス排出配管１０３が接続された燃料タンク１００を示す模式図である。図１６は、第１成分がエタノール、第２成分が水の気液平衡状態を示すグラフ（気液平衡線図）である。なお、第３実施形態と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００９６】
図１３に示すように、第４実施形態の混合燃料供給装置１０は、エタノール混合水を供給する前に燃料タンク１００に残っているエタノール混合水の残燃料濃度を検出する残燃料濃度検出部５４をさらに有している。コントローラー６０は、残燃料濃度検出部５４によって検出される残燃料濃度に基づいて目標生成燃料濃度を設定する。
【００９７】
図１４に示すように、供給ノズル５１は、燃料タンク１００からのベントガスが流れるベントチューブ５２を有している。
【００９８】
図１５に示すように、燃料タンク１００には、燃料供給配管１０２およびベントガス排出配管１０３が接続されている。
【００９９】
エタノール混合水の供給を開始したときに、燃料タンク１００からのベントガスの組成比（エタノール／水）を検出することによって、残燃料の組成を推定することができる。すなわち、図１５に示すように、エタノール混合水を供給する前の燃料タンク１００内は、気液平衡状態となっている。気相の組成は、図１６に示される気液平衡線図にしたがって、液相の組成（エタノール濃度）に応じた組成となっている。
【０１００】
エタノール混合水を供給することによって、燃料タンク１００の気相中のガスは、ベントガス排出配管１０３を通って放出される。したがって、ベントガスの組成比を検出することによって、液相の組成がわかる。図１６の気液平衡線図にしたがうことによって、気相の組成比がわかると（符号（１）を参照）、液相の組成比がわかる（符号（２）を参照）。なお、燃料タンク１００の温度が変わると、気相におけるエタノールの分圧および水の分圧は変わるものの、分圧の比は同じである。
【０１０１】
エタノール混合水を供給した直後のベントガスの捕集は、図１４に示したように、ベントガスが流れるベントチューブ５２を有する供給ノズル５１によって行う。
【０１０２】
第４実施形態では、残燃料濃度検出部５４は、ベントチューブ５２を流れるベントガスのエタノールの濃度および水の濃度のそれぞれを検出するベントガス用濃度センサーを含んでいる。ベントガス用濃度センサーは、エタノール蒸気の濃度を測定する熱伝導式センサーと、水蒸気濃度を測定する鏡面式露点センサーとを含んでいる。エタノール蒸気および水蒸気の各成分の濃度を検出し、濃度比からベントガスの組成比を得ることができる。
【０１０３】
コントローラー６０は、エタノール混合水の供給を開始したときにベントガス用濃度センサーによって検出された各燃料成分の濃度からベントガスの組成を検出し、ベントガスの組成に基づいてエタノール混合水の液相の組成を推定して、エタノール混合水の残燃料濃度ｎ０［ｖｏｌ％］を検出する。
【０１０４】
図１７は、第４実施形態の混合燃料供給装置１０における制御を説明するフローチャートである。図１７を参照して、第４実施形態における制御について説明する。
【０１０５】
ステップＳ４１において、作業者が入力部６１を操作して燃料タンク１００の容量（ＶＴ）を入力すると、コントローラー６０に、燃料タンク１００の容量（ＶＴ）に関するデータが入力される。ステップＳ４２において、コントローラー６０は、ベースの流量比で燃料の供給を開始する。ステップＳ４１、Ｓ４２は、第３実施形態のステップＳ３１、Ｓ３２と同様である。
【０１０６】
ステップＳ４３において、残燃料の濃度ｎ０［ｖｏｌ％］を検出する。コントローラー６０は、エタノール混合水の供給を開始したときに残燃料濃度検出部５４（エタノール蒸気の濃度を測定する熱伝導式センサー、および水蒸気濃度を測定する鏡面式露点センサー）によって検出された各燃料成分の濃度からベントガスの組成を検出する。図１６の気液平衡線図にしたがうことによって、ベントガスの組成に基づいてエタノール混合水の液相の組成を推定して、エタノール混合水の残燃料濃度ｎ０［ｖｏｌ％］を検出する。
【０１０７】
ステップＳ４４において、コントローラー６０は、流量を計測し、流量の積算を開始し、ステップＳ４５において、コントローラー６０は、残燃料供給量（Ｖａ）の測定を開始する。ステップＳ４６において、コントローラー６０は、ステップＳ４５において測定した残燃料供給量（Ｖａ）が所定量に到達したか否かを判断する。ステップＳ４４〜Ｓ４６は、第３実施形態のステップＳ３３〜Ｓ３５と同様である。
【０１０８】
コントローラー６０は、残燃料供給量（Ｖａ）が所定量に到達していないと判断した場合には（ステップＳ４６：「ＮＯ」）、ベースの流量比で燃料の供給を継続する。
【０１０９】
コントローラー６０は、残燃料供給量（Ｖａ）が所定量に到達したと判断した場合には（ステップＳ４６：「ＹＥＳ」）、トリガーを発し、ステップＳ４７において、残燃料濃度ｎ０［ｖｏｌ％］、燃料タンク１００の容量（ＶＴ）、燃料供給量（Ｖ）および残燃料供給量（Ｖａ）に基づいて、以降の濃度を決定する。新たに設定する変更濃度は、要求濃度（例えば、エタノールの体積濃度４５ｖｏｌ％）よりも高い濃度である。変更濃度は、要求濃度よりも低下している燃料タンク１００内のエタノール混合水のエタノール濃度を、要求濃度に近づくように高める観点から、エタノールの体積濃度４６〜１００ｖｏｌ％の範囲において所望の値を採用できる。
【０１１０】
ステップＳ４８において、コントローラー６０は、変更濃度となる流量比に各流量を変更する。コントローラー６０は、第１調整部２１の作動を制御し、流量調整弁の開度を調整してエタノールの流量を調整する。コントローラー６０は、第２調整部３１の作動を制御し、流量調整弁の開度を調整して水の流量を調整する。エタノールおよび水の流量比は、変更濃度のエタノール濃度となるように設定される。ステップＳ４８は、第３実施形態のステップＳ３７と同様である。
【０１１１】
コントローラー６０は、新たに設定された変更濃度に対応した流量比で燃料の供給を継続する。燃料タンク１００が満杯（ＦＵＬＬ）になった場合には、供給ノズル５１に設けられたオートストップ機構によって、エタノール混合水の供給が自動的に停止し（ステップＳ４９）、処理が終了する。ステップＳ４９は、第２実施形態のステップＳ３８と同様である。
【０１１２】
ステップＳ４７において、トリガー作動以降に設定する新たな変更濃度は、上述した式（１）により求めたエタノール濃度に変更される。燃料タンク１００内の残量がわかり、さらに、エタノール混合水の残燃料濃度ｎ０［ｖｏｌ％］を検出しているため、燃料タンク１００が満杯（ＦＵＬＬ）になった場合に到達する狙いのエタノール混合水のエタノール濃度を精度よく調整することができる。
【０１１３】
以上説明したように、第４実施形態の混合燃料供給装置１０は、エタノール混合水を供給する前に燃料タンク１００に残っているエタノール混合水の残燃料濃度を検出する残燃料濃度検出部５４をさらに有している。コントローラー６０は、残燃料濃度検出部５４によって検出される残燃料濃度に基づいて目標生成燃料濃度を設定する。
【０１１４】
このように構成することによって、エタノール混合水を補給する前にエタノール混合水の残燃料濃度ｎ０［ｖｏｌ％］がわかるため、燃料タンク１００が満杯（ＦＵＬＬ）になった場合に到達する狙いのエタノール混合水のエタノール濃度を精度よく調整することができる。しかも、エタノール混合水を補給する前の燃料タンク１００の消費履歴、すなわち、長時間使用せずに放置したために蒸発して残量が減ったのか、あるいは走行によって残量が減ったのかがわからなくとも、燃料タンク１００内のエタノール混合水のエタノール濃度を精度よく調整することができる。
【０１１５】
供給ノズル５１は、燃料タンク１００からのベントガスが流れるベントチューブ５２を有している。残燃料濃度検出部５４は、ベントチューブ５２を流れるベントガスのエタノールの濃度および水の濃度のそれぞれを検出するベントガス用濃度センサーを含んでいる。コントローラー６０は、エタノール混合水の供給を開始したときにベントガス用濃度センサーによって検出された各燃料成分の濃度からベントガスの組成を検出し、ベントガスの組成に基づいてエタノール混合水の液相の組成を推定して、エタノール混合水の残燃料濃度を検出する。
【０１１６】
このように構成することによって、ベントガスのエタノールの濃度および水の濃度のそれぞれを検出し、その比により組成比が得られる。そして、ベントガスの組成に基づいてエタノール混合水の液相の組成を推定して、エタノール混合水の残燃料濃度ｎ０［ｖｏｌ％］を検出することができる。
【０１１７】
（その他の変形例）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることはない。
【０１１８】
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性状（濃度など）の変化が生じ所望の性状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。
【０１１９】
具体的には、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することができる。
【０１２０】
混合燃料の性状として混合燃料中の特定の成分の濃度を例に挙げて説明したが、この場合には限定されない。混合燃料の性状は、例えば、粘度、イオン伝導度、添加剤が発揮する効果など任意の性状を適用することができる。
【０１２１】
トリガーを１回だけ行い、性状（濃度）の変更を１回だけ行う実施形態を示したが、この場合に限定されない。トリガーを段階的に複数回発し、性状（濃度）を段階的に変更することができる。
【０１２２】
第４実施形態における残燃料の濃度検出処理（ステップＳ４３）を、第１実施形態や第２実施形態に組み込むことができる。エタノール混合水を補給する前の燃料タンク１００の消費履歴、すなわち、長時間使用せずに放置したために蒸発して残量が減ったのか、あるいは走行によって残量が減ったのかがわからなくとも、残燃料の濃度を考慮して変更濃度を決定することができる。その結果、燃料タンク１００内のエタノール混合水のエタノール濃度の調整の精度を高めることができる。
【０１２３】
また、いずれの実施形態でも第１燃料成分の導入量を調整する第１調整部を第１導入路に設け、第２燃料成分の導入量を調整する第２調整部を第２導入路に設けたが、これらを混合部に設けることもできる。
【符号の説明】
【０１２４】
１０    混合燃料供給装置、
２０    第１導入路、
２１    第１調整部、
２２    第１流量センサー（供給量検出部）、
２３    第１遮断弁、
３０    第２導入路、
３１    第２調整部、
３２    第２流量センサー（供給量検出部）、
３３    第２遮断弁、
４０    混合部、
４１    濃度検出センサー、
５０    燃料送出路、
５１    供給ノズル、
５２    ベントチューブ、
５３    残燃料供給量検出部、
５４    残燃料濃度検出部、
６０    コントローラー、
６１    入力部、
１００  燃料タンク（燃料貯溜部）、
１０１  フィラーチューブ、
１０２  燃料供給配管、
１０３  ベントガス排出配管、
Ｖ      供給量、
ＶＴ    燃料タンク容量、
Ｖａ    残燃料供給量。
【図１】
2019194101.tif 000004
【図２】
2019194101.tif 000005
【図３】
2019194101.tif 000006
【図４】
2019194101.tif 000007
【図５】
2019194101.tif 000008
【図６】
2019194101.tif 000009
【図７】
2019194101.tif 000010
【図８】
2019194101.tif 000011
【図９】
2019194101.tif 000012
【図１０】
2019194101.tif 000013
【図１１】
2019194101.tif 000014
【図１２】
2019194101.tif 000015
【図１３】
2019194101.tif 000016
【図１４】
2019194101.tif 000017
【図１５】
2019194101.tif 000018
【図１６】
2019194101.tif 000019
【図１７】
2019194101.tif 000020