(57)【要約】【課題】  車載型燃料分離システムにおいて、簡潔、低コスト、かつ、バッテリに負荷をかけずに分離効率を高めること。【解決手段】  燃料分離装置（１０）の分離ユニット（１００）に機関（２）の冷却水を流通せしめる温水式ヒータ（１１２）を設け加熱する。しかし、冷却水温が分離膜モジュール（１１０）が作動する温度以下の時は電磁三方弁（２０６）の第２ポート２０６ｂと第１ポート（２０６ａ）を連通して温水式ヒータに冷却水が流れないようにすると共に、原料燃料タンク（３）内のフィードポンプ（３１）、分離ユニットに付設されている循環ポンプ（１４１）、気液分離器（１３０）に付設されている循環ポンプ（１３９）、液面制御弁（７５）、低オクタン価燃料回収ライン（５４）の制御弁（５５）、低オクタン価燃料蒸気循環ライン（１３０７）の流量制御弁（１３５）を停止させ、燃料分離装置を稼動させない。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関で駆動される車両に、原料燃料を相対的にオクタン価が高い高オクタン価燃料と相対的にオクタン価が低い低オクタン価燃料に分離する燃料分離装置を搭載して成る車載型燃料分離システムにおいて、
燃料分離装置が分離能力を発揮するために加熱を要する要加熱型の燃料分離装置であって、
燃料分離装置を加熱する加熱装置を備え、該加熱装置は機関冷却水を燃料分離装置に伝熱可能に流通せしめる温水式ヒータで構成され、
機関冷却水温度が予め定めた分離装置稼動開始温度に達するまでは温水式ヒータへの機関冷却水の流通を停止し、且つ、燃料分離装置の作動を停止するようにした、
ことを特徴とする車載型燃料分離システム。
【請求項２】
分離装置稼動開始温度を燃料分離装置が原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離し得る燃料分離可能温度とした、ことを特徴とする請求項１に記載の車載型燃料分離システム。
【請求項３】
分離された低オクタン価燃料を貯留する低オクタン価燃料タンクと分離された高オクタン価燃料を貯留する高オクタン価燃料タンクを備え、低オクタン価燃料タンクの残量と高オクタン価燃料タンクの残量の和が所定値以下の場合は、分離装置稼動開始温度を燃料分離装置が原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離し得る燃料分離可能温度以下に低下せしめる、ことを特徴とする請求項１に記載の車載型燃料分離システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料分離システム、特には車載型燃料分離システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関で駆動される車両に燃料分離装置を搭載して成る車載型燃料分離システムが公知である。例えば、特許文献１に記載の装置である。この装置では、原料燃料を車載された燃料分離装置で高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離し、分離された燃料を、高オクタン価燃料タンクと低オクタン価燃料タンクに貯留し、そこから、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を運転条件に適するように混合して内燃機関の燃焼室に供給するようにされている。
【０００３】
ところで、燃料分離装置には、燃料を分留して高オクタン価燃料タンクと低オクタン価燃料に分離する分留式のものや、分離膜モジュールで高オクタン価燃料タンクと低オクタン価燃料に分離する分離膜式のものがあるが、いずれも、常温では分離効率が低いので加熱する必要がある。前記特許文献１の燃料分離装置は分留式のものであるが、電熱式ヒータと内燃機関の冷却水を温水式ヒータを備え、内燃機関が暖機未了で冷却水温度が低い場合には電熱式ヒータで分離システムを加熱し、内燃機関が暖機完了して冷却水温度が高くなったら燃料エンジン冷却水で分離装置を加熱している。すなわち、２つの加熱手段を備えており、その結果、装置が複雑になり、コストも高くなり、バッテリ負荷も高くなってしまう。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０５００７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記問題に鑑み、車載型燃料分離システムにおいて、簡潔、低コスト、かつ、バッテリへの負荷を抑制して分離効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明によれば、内燃機関で駆動される車両に、原料燃料を相対的にオクタン価が高い高オクタン価燃料と相対的にオクタン価が低い低オクタン価燃料に分離する燃料分離装置を搭載して成る車載型燃料分離システムにおいて、
燃料分離装置が分離能力を発揮するために加熱を要する要加熱型の燃料分離装置であって、
燃料分離装置を加熱する加熱装置を備え、該加熱装置は機関冷却水を燃料分離装置に伝熱可能に流通せしめる温水式ヒータで構成され、
機関冷却水温度が予め定めた分離装置稼動開始温度に達するまでは温水式ヒータへの機関冷却水の流通を停止し、且つ、燃料分離装置の作動を停止するようにされている、ことを特徴とする車載型燃料分離システムが提供される。
このように構成される車載型燃料分離システムでは、燃料分離装置は機関冷却水を燃料分離装置に伝熱可能に流通せしめる温水式ヒータで構成される加熱装置で加熱されるが、機関冷却水温度が予め定めたシステム稼動開始温度に達するまでは温水式ヒータへの機関冷却水の流通を停止せしめ、且つ、燃料分離装置の作動を停止することができる。したがって、冷却水温が高い時に分離効率を上げることができる。一方、冷却水温が低い時に低オクタン価燃料タンクに分離されない芳香族成分が大量に流入することがなく、低オクタン価燃料タンクのオクタン価が安定した状態となり、分離装置を停止するので無駄なエネルギが消費されず燃費が向上する。
【０００７】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、システム稼動開始温度を燃料分離装置が原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離し得る燃料分離可能温度とした、ことを特徴とする車載型燃料分離システムが提供される。
このように構成される車載型燃料分離システムでは、燃料分離可能温度以下では、燃料分離装置は作動しないので、低オクタン価燃料タンクに分離されない芳香族成分が大量に流入して低オクタン価燃料タンクのオクタン価が上昇することが確実に防止される。
【０００８】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明において、分離された低オクタン価燃料を貯留する低オクタン価燃料タンクと分離された高オクタン価燃料を貯留する高オクタン価燃料タンクを備え、各タンクから内燃機関に燃料を供給するようにされていて、低オクタン価燃料タンク残量と高オクタン価燃料タンク残量の和が所定値以下の場合は、分離装置稼動開始温度を燃料分離装置が原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離し得る燃料分離可能温度以下に低下させる、ことを特徴とする車載型燃料分離システムが提供される。
このように構成される車載型燃料分離システムでは、低オクタン価燃料タンク残量と高オクタン価燃料タンク残量の和が所定値以下の場合は、システム稼動開始温度を燃料分離装置が原料燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離し得る燃料分離可能温度以下に低下させるので、冷却水温が低い状態でも燃料分離装置が稼動され、内燃機関に供給される燃料量を確保することができ、燃料分離装置に燃料が供給される限りエンストする事態を回避できる。
【発明の効果】
【０００９】
各請求項に記載の発明によれば、燃料分離装置を内燃機関の冷却水によって加熱して分離効率を向上することができ、構造が簡単で、コストもかからない、そして、冷却水温が低い時には、燃料分離装置が停止されるので低オクタン価燃料タンクに分離されない芳香族成分が大量に流入することが防止され低オクタン価燃料タンクのオクタン価を安定させることができ、分離装置を停止するので無駄なエネルギが消費されず燃費が向上する。
特に、請求項３のようにすれば、冷却水温が低い状態でも燃料分離装置が稼動され、内燃機関に供給される燃料量を確保することができ、燃料分離装置に燃料が供給される限りエンストする事態を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の車載用燃料分離装置の実施の形態の概略構成を模式的に示す図である。
図１において、１は車両、２は内燃機関、１１、１２は内燃機関２の燃料噴射弁を示している。本実施の形態では、後述するようにオクタン価の高い高オクタン価燃料とオクタン価の低い低オクタン価燃料とが使用され、それぞれの燃料を個別に噴射するために各気筒にそれぞれ２つの燃料噴射弁１１、１２が設けられている。図１の例では、低オクタン価燃料用の燃料噴射弁１１は各気筒内に直接燃料を噴射する筒内燃料噴射弁とされ、高オクタン価燃料用の燃料噴射弁１２は各気筒の吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁とされている。
【００１１】
３は燃料（ガソリン）を貯留する燃料タンクである。タンク３には通常の（市販の）ガソリンが給油され、貯留されている。なお、本明細書では、燃料タンク３内に貯留されるガソリンは後述する分離燃料と区別するために原料燃料と呼び、その燃料タンクも原料燃料タンクと呼んでいる。原料燃料タンク３内の燃料は、フィードポンプ３１により原料燃料供給ライン３４を介して燃料分離装置１０に供給され、そこで原料燃料よりオクタン価の高い高オクタン価燃料と原料燃料よりオクタン価の低い低オクタン価燃料とに分離され、分離された燃料はそれぞれ低オクタン価燃料タンク５と高オクタン価燃料タンク７とに貯留される。なお、本実施の形態では燃料分離装置１０、各燃料タンク３、５、７は内燃機関２とともに車両１上に搭載されている。低オクタン価燃料タンク５には低オクタン価燃料タンク５内の燃料残量を検出する燃料残量計５２が付設され、高オクタン価燃料タンク７には高オクタン価燃料タンク７内の燃料残量を検出する燃料残量計７２が付設されている。
【００１２】
低オクタン価燃料タンク５内の低オクタン価燃料はフィードポンプ５１により高圧燃料噴射ポンプ５３に供給され、ポンプ５３で昇圧後、低オクタン価燃料用燃料噴射弁１１から各気筒内に直接噴射される。また、高オクタン価燃料タンク７内の高オクタン価燃料は、フィードポンプ７１により高オクタン価燃料用燃料噴射弁１２に供給され、燃料噴射弁１２から各気筒の吸気ポートに噴射される。
【００１３】
このように、本実施の形態では低オクタン価燃料用と高オクタン価燃料用とに互いに独立した燃料噴射弁を使用しているため、機関の運転状態に応じて低オクタン価燃料と高オクタン価燃料との一方を選択的に、或いは両方の燃料を所定の比率で同時に、内燃機関２の各気筒に供給し、機関性能の向上と排気性状の改善とを達成している。すなわち、低オクタン価燃料は、着火性が非常に良好であるため、機関始動時や冷間運転時に使用して機関性能の向上や排気性状を改善できる。高オクタン価燃料は自己着火が生じにくく耐ノック性が高いため、高出力運転時に使用することにより点火時期を進角させて機関の出力を増大させることができる。
【００１４】
燃料分離装置１０は、分離ユニット１００と、熱交換器１２０、気液分離器１３０、原料燃料の循環ライン１４０及び循環ポンプ１４１等を備えている。
分離ユニット１００は、分離膜モジュール１１０備えており、分離膜モジュール１１０は、耐圧容器からなるハウジング１１０ａ内を分離膜１１１で２つの区画１１３と１１５とに区分した構成とされている。分離膜１１１としては、ガソリン中の芳香族成分を選択的に透過させる性質を有するものが使用される。
【００１５】
分離膜１１１では、原料燃料を分離膜１１１の一方の側（例えば区画１１３側、すなわち低オクタン価燃料側）に比較的高い圧力で供給し、もう一方の側（例えば区画１１５側、すなわち高オクタン価燃料側）を比較的低圧に保持すると、主に原料燃料中の芳香族成分が分離膜１１１内を透過して分離膜１１１の低圧側（区画１１５側、すなわち高オクタン価燃料側）の表面に浸出して低圧側１１５に面した膜表面を覆うようになる。この、低圧側の膜表面を覆う液状の浸出燃料を除去することにより、高圧区画１１３側から低圧区画１１５側に連続的に分離膜１１１を通して芳香族成分の浸出が生じるようになる。
【００１６】
本実施の形態では、低圧側（区画１１５側内）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、低圧側の膜表面を覆う芳香族成分を多く含む浸出燃料を蒸発させて連続的に表面から除去し、燃料蒸気の形で回収するようにしている。分離膜モジュール１１０の低圧側区画１１５から回収された燃料蒸気は、気液分離器１３０に送られてそこで冷却される。
そして、比較的沸点の高い芳香族成分は液化し、気液分離器１３０の下部には芳香族成分を多く含む液相の高オクタン価燃料が生成される。一方、気液分離器１３０の上部には底部に生成される液相燃料よりオクタン価の低い低沸点の燃料蒸気が分離される。
【００１７】
よく知られているように、ガソリン中の芳香族成分の量が増大するとガソリンのオクタン価（ＲＯＮ）は高くなる。このため、気液分離器１３０から回収される芳香族成分を多く含む燃料のオクタン価は原料燃料のオクタン価より大幅に高くなる。一方、分離膜１１１の高圧側区画１１３に残った、芳香族成分の一部が除去され高オクタン価成分含有量が少なくなった燃料は原料燃料よりオクタン価が低くなる。
【００１８】
すなわち、分離膜モジュール１１０の高圧側区画１１３に原料燃料を供給すると、低圧側区画１１５からは原料燃料よりオクタン価の高い高オクタン価燃料がベーパの形で回収され、更に気液分離器１３０で生成した液相分を分離回収することにより芳香族成分とオクタン価が更に増大された高オクタン価燃料が生成される。一方、高圧側区画１１３からは原料燃料から高オクタン価成分（芳香族成分）の一部が除去されて原料燃料よりオクタン価が低下した燃料が回収され、そのままの形で、あるいは気液分離器１３０で液相分を分離した後の蒸気と混合されて低オクタン価燃料となる。
つまり、分離膜モジュール１１０に原料燃料を供給する事により、原料燃料は高オクタン価燃料と低オクタン価燃料とに分離される。
【００１９】
熱交換器１２０は、例えば通常のシェルアンドチューブまたはプレート型等の熱交換器であって、低オクタン価燃料の燃料タンク５への戻りライン５４と原料燃料供給ライン３４が内部を通過するようにされていて分離ユニット１００で分離された低オクタン価燃料の燃料タンク５への戻りライン５４中の低オクタン価燃料と、原料燃料タンク３から分離ユニット１００への原料燃料供給ライン中の原料燃料とを熱交換するものである。
【００２０】
図中分離ユニット１００の上方に示されている、循環ライン１４０と循環ポンプ１４１は以下のように作用する。
原料燃料はタンク３から原料燃料供給ポンプ３１により原料燃料供給ライン３４を介して熱交換器１２０を経て分離ユニット１００の循環ライン１４０に供給され、循環ライン１４０内では、原料燃料は分離膜モジュール１１０の高圧区画１１３に供給され分離膜１１１と接触する。分離膜１１１と接触した後の原料燃料、すなわち低オクタン価燃料は循環ポンプ１４１により循環ライン１４０を経て分離膜モジュール１１０の高圧区画１１３に供給される。
【００２１】
循環ライン１４０内の低オクタン価燃料は回収ライン５４を通って低オクタン価燃料タンク５に回収される。回収配管５４には制御弁５５が設けられており、この制御弁５５の開度を制御することにより、分離膜モジュール１１０の温度制御のために循環ライン１４０内の流れと原料燃料の分離ユニット１００への供給量及び圧力が制御される。
【００２２】
気液分離器１３０にはジェットポンプ１３１が付設され、ジェットポンプ１３１は低圧区画燃料吸引ライン１３３を介して分離膜モジュール１１０の低圧区画１１５と接続され分離膜モジュール１１０の低圧区画１１５内の圧力は例えば５０ｋＰａ程度の圧力に維持される。分離膜１１１の低圧区画１１５側の表面に滲出した燃料は燃料蒸気となって気液分離器１３０内に吸引される。高オクタン価成分のみならず低オクタン価成分も分離膜１１１を通過してしまうので燃料蒸気には高オクタン価成分と低オクタン価成分とが含まれている。
【００２３】
気液分離器１３０で芳香族成分（高オクタン価成分）のほとんどが液化し、かつ、それ以外の成分（低オクタン価成分）は気体の状態となる。従って、低圧区画１１５から吸引された燃料蒸気は、気液分離器１３０内で液相の高オクタン価燃料と、気相の低オクタン価燃料蒸気とに分離される。
【００２４】
気液分離器１３０の上部と分離膜モジュール１１０の低圧区画１１５は低オクタン価燃料蒸気循環ライン１３７で接続されている。気液分離器１３０内の気相の低オクタン価燃料蒸気は分離膜モジュール低圧区画１１５に再循環される。これにより、低圧区画１１５内では高オクタン価成分の蒸気圧を低く維持したまま低オクタン価成分の蒸気圧のみが増大し、高オクタン価成分（芳香族成分）の選択透過性が向上する。なお、循環ライン１３７には流量制御弁１３５が設けられており、循環ライン１３７を流れる低オクタン価燃料蒸気の流量を制御することにより、低圧区画１１５と気液分離器１３０との圧力差を適宜な値に維持している。
【００２５】
また、気液分離器１３０の下部には、液相の高オクタン価燃料の循環ライン１３８と循環ポンプ１３９、及び循環ライン１３８と高オクタン価燃料タンク７とを接続する高オクタン価燃料の回収ライン７７が設けられており、この回収ライン７７上には液面制御弁７５が配置されている。また、気液分離器１３０内の液面を検出する液面検出部７５ａが設けられている。
気液分離器１３０内の高オクタン価燃料の液面が所定の高位高さに到達すると液面制御弁７５が開弁される。液面制御弁７５が開弁すると、循環ポンプ１３９から吐出された高オクタン価燃料は回収ライン７７から高オクタン価燃料タンク７に流入する。これにより、燃料分離装置１０で分離生成された高オクタン価燃料は燃料タンク７に移送されるようになる。
一方、気液分離器１３０内の高オクタン価燃料の液面が所定の低位高さまで低下すると液面制御弁７５は閉弁され、循環ポンプ１３９から吐出された高オクタン価燃料は循環ライン１３８を通って気液分離器１３０内に循環する。
【００２６】
高オクタン価燃料が気液分離器１３０内に循環する際、ジェットポンプ１３１を通り、ジェットポンプ１３１内のベンチュリー部を通過する際に生じる負圧により、前述したように分離膜モジュール１１０の低圧部１１５内の燃料蒸気が気液分離器１３０内に吸引される。
【００２７】
また、低オクタン価燃料蒸気の循環ライン１３７と低オクタン価燃料タンク５とを接続する低オクタン価燃料蒸気回収ライン５７が設けられている。この低オクタン価燃料蒸気回収ライン５７は、前述の分離後の低オクタン価燃料回収ライン５４の制御弁５５下流側に配置した、ジェットポンプ１３１と同様なジェットポンプ５９の吸引側に接続されている。制御弁５５が開弁されてジェットポンプ５９内を液状の低オクタン価燃料が流れると、気液分離器１３０内の低オクタン価燃料蒸気がジェットポンプ５９により吸引され、ジェットポンプ５９内で液状の低オクタン価燃料と混合して低オクタン価燃料タンク５に回収される。これにより、気液分離器１３０内の低オクタン価燃料蒸気が低オクタン価燃料タンク５に回収され、気液分離器１３０内の圧力上昇が防止される。
【００２８】
上記のようにして、本実施の形態では原料燃料が高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離される。
ところで、原料燃料中の芳香族成分の内、分離膜を透過するものの割合（透過率）を高める、すなわち高オクタン価燃料の収率を高めるには、分離膜１１１の低圧側での温度をある最適温度範囲にする必要がある。
【００２９】
そこで、本実施の形態では、分離膜に供給される原料燃料温度が最適な温度範囲になるように内燃機関２の冷却水で分離ユニット１００を加熱し、分離膜１１１の分離性能を向上させ、分離後の高オクタン価燃料の収量が原料燃料に対して所定の割合以上、かつオクタン価が原料燃料のオクタン価より所定値以上高くなるようにしている。
【００３０】
このため、分離ユニット１００には内燃機関２の冷却水を使用した温水式ヒータ１１２が設けられている。温水式ヒータ１１２は分離ユニット１００内に形成された冷却水通路２０７に内燃機関の冷却水を通過せしめるものである。冷却水通路２０７は図中分離ユニット１００の上側部分に形成されている燃料配管類のみでなく分離膜モジュール１１０も加熱できるように分離膜膜モジュール１１１の周りにも配設されている。
【００３１】
冷却水通路２０７には内燃機関２の冷却水が流通せしめられるので、ここで、内燃機関２の冷却水回路２００について説明する。なお、車室暖房用の冷却水回路は本発明と関係がないので省略してある。まず、２０１はラジエータ、２０２はサーモスタット弁、２０３はウォータポンプ、２０４は機関内部冷却水通路、２０５は十字管、２０６は電磁三方弁を示している。
【００３２】
サーモスタット弁２０２の第１ポート２０２ａはラジエータ２０１の出口２０１ｂと第１冷却水通路２１１で接続される。サーモスタット弁２０２の第２ポート２０２ｂはウォータポンプ２０３の入口２０３ａと短い第２冷却水通路２１２で接続される。サーモスタット弁２０２の第３ポート２０２ｃは十字管２０５の第４ポート２０５ｄと第３冷却水通路２１３で接続されている。
【００３３】
機関内部冷却水通路２０４の上流端はウォータポンプ２０３の出口２０３ｂに直接接続され、機関内部冷却水通路２０４の下流端は十字管２０５の第１ポート２０５ａと第４冷却水通路２１４で接続されている。十字管２０５の第２ポート２０５ｂと電磁三方弁２０６の第１ポート２０６ａは第５冷却水通路２１５で接続されている。電磁三方弁２０６の第２ポート２０６ｂとラジエータ２０１の入口２０１ａが第６冷却水通路２１６で接続されている。
【００３４】
そして、分離ユニット１００内の冷却水通路２０７の入口２０７ａが十字管２０５の第３ポート２０５ｃと第７冷却水通路２１７で接続され、分離ユニット１００の冷却水通路２０７の出口２０７ｂが電磁三方弁２０６の第３ポート２０６ｃと第８冷却水通路２１８で接続されている。電磁三方弁２０６はＥＣＵ（電子制御ユニット）３０により制御される。
【００３５】
以下、上記の構成による分離ユニット１００の温度制御について説明する。
冷却水温が所定の温度以上、具体的には分離膜モジュール１１０が作動する温度以上になったら、ＥＣＵ３０により電磁三方弁２０６の第３ポート２０６ｃと第２ポート２０６ｂを連通する。同時に、原料燃料タンク３内のフィードポンプ３１、循環ポンプ１４１、気液分離器１３０に付設されている循環ポンプ１３９、液面制御弁７５、低オクタン価燃料回収ライン５４の制御弁５５、低オクタン価燃料蒸気循環ライン１３７の流量制御弁１３５を作動させ燃料分離装置１０を稼動させる。なお、冷却水温度は機関内部冷却水通路２０４の出口に設けられた水温センサ１５により検出される。
【００３６】
しかし、冷間始動直後から分離ユニット１００内の冷却水通路２０７に冷却水を流通せしめると分離が良好におこなわれずに芳香族成分が低オクタン価燃料タンク５に混入し、低オクタン価燃料タンク５のオクタン価は上昇し、高オクタン価燃料タンク７のオクタン価が低下する。そこで、冷却水温度が所定値以下の場合にはＥＣＵ３０により電磁三方弁２０６の第３ポート２０６ｃを閉じ、かつ、原料燃料タンク３内のフィードポンプ３１、分離ユニット１００に付設されている循環ポンプ１４１、気液分離器１３０に付設されている循環ポンプ１３９、液面制御弁７５、低オクタン価燃料回収ライン５４の制御弁５５、低オクタン価燃料蒸気循環ライン１３７の流量制御弁１３５を停止し、燃料分離装置１０を稼動停止させる。
【００３７】
図２に示すのが上記の制御のフローチャートであって、ステップ２０１では内燃機関２が運転中であるか、否か、が判定される。否定判定されれば、ステップ２０７に跳び終了する。肯定判定された場合はステップ２０２において、エンジン冷却水温THWegが分離膜モジュール１１０が所定のシステム稼動判定温度THWcrに達しているか、否か、が判定される。
【００３８】
ステップ２０２において肯定判定された場合は、ステップ２０３において上述のように内燃機関２の冷却水が分離ユニット１００に流れるように電磁三方弁２０６等を制御し、ステップ２０４で燃料分離装置１０を稼動させてから、ステップ２０７に進んで終了する。逆に、ステップ２０２において否定判定された場合は、ステップ２０５において上述のように内燃機関２の冷却水が分離ユニット１００に流れないように電磁三方弁２０６等を制御し、ステップ２０６において燃料分離装置１０を停止してから、ステップ２０７に進んで終了する。
【００３９】
上記のようにして本実施の形態では、内燃機関２の冷却水によって分離ユニット１００の分離効率を高めており、バッテリを用いた電力ヒータ等を使用しないのでシステム全体として省エネルギに貢献している。また、内燃機関２の暖機後の冷却水の温度は概ね８０〜９０℃程度で、前述した、分離膜モジュール１１０の最適温度範囲（約７５〜１２５°Ｃ）内にあり、温度調節のための付加装置も不要で装置を小さくまとめることができる。
【００４０】
次に、上記の実施の形態の変形例について説明する。この変形例は、低オクタン価燃料タンク５の残量と高オクタン価燃料タンク７の残量の和が所定値以下の場合には、燃料分離装置１０のシステム稼動判定温度THWcrを下げ、内燃機関２の冷却水の温度が分離ユニット１００の高オクタン価燃料の分離効率が大きくならない温度でも燃料分離装置１０を作動させて燃料噴射弁１１，１２に供給できる燃料を確保するようにしたものである。図３に示すのがこの変形例における制御のフローチャートである。
【００４１】
図３において、ステップ３０１では、図２のステップ２０１と同様に、内燃機関２が運転中であるか、否か、が判定される。否定判定されれば、ステップ３１１に跳び終了する。肯定判定された場合はステップ３０２において、低オクタン価燃料タンク５の残量Qlrと高オクタン価燃料タンク７の残量Qhrを合算して合計燃料残量Qtlを演算し、ステップ３０３に進んで合計燃料残量Qtlが予め定めた所定値Qcrより大きいか、否か、を判定する。
なお、低オクタン価燃料タンク５の残量Qlrは低オクタン価燃料タンク５に付設された燃料計５２により検出され、高オクタン価燃料タンク７の残量Qhrは高オクタン価燃料タンク７に付設された燃料計７２により検出される。
【００４２】
ステップ３０３で肯定判定された場合、すなわち、合計燃料残量Qtlが所定値Qcrより大きく、残量が多い場合には、ステップ３０４に進みシステム稼動判定温度THWcrを、通常の値、すなわち分離を良好におこなうための値であるTHWcr1に設定する。逆に、ステップ３０３で否定判定された場合、すなわち、合計燃料残量Qtlが所定値Qcrより小さく、残量が少ない場合には、ステップ３０５に進みシステム稼動判定温度THWcrを、通常の値THWcr1よりも低いTHWcr2に設定して、ステップ３０６に進む。ステップ３０６からステップ３１１は第２図におけるステップ２０２からステップ２０７と同じである。
【００４３】
すなわち、ステップ３０６ではエンジン冷却水温THWegが分離膜モジュール１１０が所定のシステム稼動判定温度THWcrに達しているか、否か、を判定する。ステップ３０６において肯定判定された場合は、ステップ３０７において前述のように内燃機関２の冷却水が分離ユニット１００に流れるように電磁三方弁２０６等を制御し、ステップ３０８で燃料分離装置１０を稼動させてから、ステップ３１１に進んで終了する。逆に、ステップ３０６において否定判定された場合は、ステップ３０９において前述のように内燃機関２の冷却水が分離ユニット１００に流れないように電磁三方弁２０６等を制御し、ステップ３１０において燃料分離装置１０を稼動停止にしてから、ステップ３１１に進んで終了する。
【００４４】
本発明の実施の形態の変形例は、上記のように構成され、作用し、低オクタン価燃料タンク５の残量と高オクタン価燃料タンク７の残量の和が所定値以下の場合には、内燃機関２の冷却水の温度が低くても燃料分離装置１０が作動され、させて燃料噴射弁１１，１２に供給できる燃料を確保される。したがって、原料燃料タンク３に燃料がある限り、低オクタン価燃料タンク５と高オクタン価燃料タンク７に燃料が供給され、エンストすることは回避される。この時、低オクタン価燃料タンク５には分離されない芳香族成分が流入するのでそのタンク５内の燃料のオクタン価は増加するが許容する。
【００４５】
本実施の形態、および、その変形例は、上記のようにされているので、内燃機関２の暖機が終了すれば、分離ユニット１００全体が内燃機関２の冷却水により加熱される。その結果、分離ユニット１００で分離されて低オクタン価燃料タンク５に向かう低オクタン価燃料も内燃機関２の冷却水温と同等、すなわち８０℃程度まで加熱される。この温度は、低オクタン価燃料の沸点よりはるかに高いため、低オクタン価燃料タンク５に貯留する前に低オクタン価燃料の温度を低下させることが好ましい。そこで、前述したように熱交換器１２０を設けて、この加熱された低オクタン価燃料の熱で原料燃料を加熱するようにされている。
【００４６】
なお、熱交換器１２０は低オクタン価燃料の温度が最も高い部分で原料燃料と低オクタン価燃料とを熱交換させることが好ましい。従って、熱交換器１２０は、低オクタン価燃料配管及び原料燃料配管の最も分離ユニット１００に近い部分に設け、熱交換器１２０到達以前に配管壁を通じた熱放散により低オクタン価燃料温度が低下することを抑制するとともに、熱交換器１２０を出た原料燃料が配管壁を通じた熱放散により温度が低下する前に分離ユニット１００に到達するようにすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、原料燃料を車載された燃料分離装置で高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離し、分離された燃料を、高オクタン価燃料タンクと低オクタン価燃料タンクに貯留し、そこから、高オクタン価燃料と低オクタン価燃料を運転条件に適するように混合して内燃機関の燃焼室に供給する車載型燃料分離システムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の車載型燃料分離システムの一実施の形態の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の制御のフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態の変形例の制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１…車両
２…内燃機関
３…原料燃料タンク
５…低オクタン価燃料タンク
７…高オクタン価燃料タンク
１０…燃料分離装置
３０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１００…分離ユニット
１１０…分離膜モジュール
１１１…分離膜
１２０…熱交換器
１３０…気液分離器
２０１…ラジエータ
２０２…サーモスタット弁
２０３…ウォータポンプ
２０４…機関内冷却水通路
２０５…十字管
２０６…電磁三方弁
２０７…（分離ユニット内）冷却水通路
【図１】
2005146877.tif 000003
【図２】
2005146877.tif 000004
【図３】
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