(57)【要約】【課題】燃料中の高オクタン価成分を有効に利用し、高オクタン価燃料量を十分に確保することによって、高負荷運転状態における内燃機関の性能の向上を図ることができる内燃機関の燃料供給装置を提供する。【解決手段】本発明による内燃機関の燃料供給装置１は、燃料を貯留するメインタンク１１と、メインタンク１１から供給された燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離するための分離装置１２と、分離された高オクタン価燃料を貯留するサブタンク１３を備える。メインタンク１３への燃料の給油の有無を判定し（図３のステップ２、図４）、燃料が給油されたと判定されたときに、分離装置１２の運転を実行させる（図３のステップ３、７、８）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料をオクタン価がより高い高オクタン価燃料とオクタン価がより低い低オクタン価燃料に分離し、内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置であって、
給油された燃料を貯留する第１燃料タンクと、
当該第１燃料タンクから供給された燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離するための分離装置と、
当該分離された高オクタン価燃料を貯留する第２燃料タンクと、
前記第１燃料タンクへの燃料の給油の有無を判定する給油判定手段と、
前記第１燃料タンクに燃料が給油されたと判定されたときに、前記分離装置の運転を実行させる制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
前記第２燃料タンクに貯留された高オクタン価燃料の量を表す高オクタン価燃料量パラメータを取得する高オクタン価燃料量パラメータ取得手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記分離装置の運転の開始後、前記取得された高オクタン価燃料量パラメータが所定の上限値に達するまで、前記分離装置の運転を継続することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
前記第１燃料タンクに貯留された燃料中の高オクタン価成分の量を表す高オクタン価成分量パラメータを取得する高オクタン価成分量パラメータ取得手段をさらに備え、
前記制御手段は、燃料の給油の前後において、前記取得された高オクタン価成分量パラメータが増加していることを条件として、前記分離装置の運転を実行させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】
前記分離装置は、
燃料を気相の高オクタン価燃料と液相の低オクタン価燃料に分離する分離膜と、
当該分離された気相の高オクタン価燃料を、前記第１燃料タンクから供給される燃料を冷媒として冷却することにより、液相の高オクタン価燃料に凝縮させる凝縮器と、を有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離し、内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関の燃料供給装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この燃料供給装置では、燃料タンクから分離装置に供給された燃料が、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に分離される。分離された低オクタン価燃料は、タンクなどに収容されることなく、分離装置から内燃機関に直接、供給される。
【０００３】
一方、分離された高オクタン価燃料は、専用のサブタンクに収容されるとともに、内燃機関が高負荷運転状態のときに、サブタンクから内燃機関に供給される。これにより、点火時期を進角側に維持した状態で、ノッキングを有効に抑制することによって、内燃機関の出力や燃費などの性能が良好に保たれる。また、分離装置は、サブタンク内の高オクタン価燃料の液面レベルが所定の下限値まで低下したときに運転され、それにより高オクタン価燃料量が確保される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００４−５２２０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、高オクタン価燃料は、高負荷運転状態において、ノッキングを有効に抑制し、内燃機関の出力や燃費などの性能を向上させるために用いられる。したがって、この効果を十分に得るためには、高オクタン価燃料量を不足なく確保することが望ましい。これに対し、従来の装置では、サブタンク内の高オクタン価燃料の液面レベルが下限値まで低下しない限り、分離装置は運転されない。また、低オクタン価燃料は、分離装置の運転中、分離装置で分離されながら内燃機関に直接、供給される。
【０００６】
このため、分離装置の停止中には、燃料タンク内の高オクタン価成分を比較的多く含む燃料が、分離装置で分離されないまま、内燃機関に供給されるため、その間、燃料中の高オクタン価成分が無駄に消費される結果、生成される高オクタン価燃料量が減少してしまう。このため、高負荷運転状態において、高オクタン価燃料を用いて内燃機関の性能を向上させるという効果を十分に得ることができない。
【０００７】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、燃料中の高オクタン価成分を有効に利用し、高オクタン価燃料量を十分に確保することによって、高負荷運転状態における内燃機関の性能の向上を図ることができる内燃機関の燃料供給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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、燃料をオクタン価がより高い高オクタン価燃料とオクタン価がより低い低オクタン価燃料に分離し、内燃機関３に供給する内燃機関の燃料供給装置であって、燃料を貯留する第１燃料タンク（実施形態における（以下、本項において同じ）メインタンク１１）と、第１燃料タンクから供給された燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離するための分離装置１２と、分離された高オクタン価燃料を貯留する第２燃料タンク（サブタンク１３）と、第１燃料タンクへの燃料の給油の有無を判定する給油判定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ２、図４）と、第１燃料タンクに燃料が給油されたと判定されたときに、分離装置１２の運転を実行させる制御手段（ＥＣＵ２、図３のステップ３、７、８）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、第１燃料タンクから分離装置に燃料が供給され、分離装置によって低オクタン価燃料と高オクタン価燃料に分離される。分離された高オクタン価燃料は、第２燃料タンクに貯留される。また、第１燃料タンクへの燃料の給油の有無を判定し、燃料が給油されたと判定されたときに、分離装置の運転を実行させる。
【００１０】
このように、第１燃料タンクに燃料が給油されたときに、優先的に分離装置を運転し、高オクタン価燃料を生成するので、分離装置が運転されないまま、給油された燃料が内燃機関に供給され、燃料中の高オクタン価成分が無駄に消費されるという事態を回避できる。これにより、燃料中の高オクタン価成分を有効に利用し、高オクタン価燃料量を十分に確保でき、したがって、高負荷運転状態において、高オクタン価燃料を不足なく用いることによって、内燃機関の性能を向上させることができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置において、第２燃料タンクに貯留された高オクタン価燃料の量を表す高オクタン価燃料量パラメータ（高オクタン価燃料の液面レベルＬＦＬ２、高オクタン価燃料量ＱＦＬ２）を取得する高オクタン価燃料量パラメータ取得手段（第２レベルセンサ４４、ＥＣＵ２）をさらに備え、制御手段は、分離装置１２の運転の開始後、取得された高オクタン価燃料量パラメータが所定の上限値Ｑ＿ＬＭＴＨに達するまで、分離装置１２の運転を継続すること（図３のステップ９〜１１）を特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、高オクタン価燃料の量を表す高オクタン価燃料量パラメータが上限値に達するまで、分離装置の運転が継続されるので、燃料中の高オクタン価成分を最大限に利用し、最大限の高オクタン価燃料量を確保でき、前述した請求項１による効果をより良好に得ることができる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料供給装置において、第１燃料タンクに貯留された燃料中の高オクタン価成分の量を表す高オクタン価成分量パラメータ（エタノール濃度ＣＥＦＬ）を取得する高オクタン価成分量パラメータ取得手段（エタノール濃度センサ４２）をさらに備え、制御手段は、燃料の給油の前後において、取得された高オクタン価成分量パラメータが増加していることを条件として、分離装置の運転を実行させること（図３のステップ６〜８）を特徴とする。
【００１４】
給油される燃料に含まれる高オクタン価成分の濃度は、必ずしも一定ではない。このため、高オクタン価成分濃度が低い燃料が給油された場合には、燃料中の高オクタン価成分量があまり増加しないため、分離装置を運転しても、高オクタン価燃料を効率良く生成できないおそれがある。この構成によれば、給油が行われたという条件に加えて、給油の前後において、燃料中の高オクタン価成分の量を表す高オクタン価成分量パラメータが増加していることを条件として、分離装置の運転が実行される。これにより、給油によって燃料中の高オクタン価成分量が有効に増加している場合に限り、分離装置が運転されることによって、高オクタン価燃料を効率良く生成することができる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置において、分離装置１２は、燃料を気相の高オクタン価燃料と液相の低オクタン価燃料に分離する分離膜１９と、分離された気相の高オクタン価燃料を、第１燃料タンクから供給される燃料を冷媒として冷却することにより、液相の高オクタン価燃料に凝縮させる凝縮器２０と、を有することを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、第１燃料タンク内の燃料は、分離膜で分離された気相の高オクタン価燃料を冷却し、凝縮させるための冷媒として用いられる。通常、燃料は、給油される直前まで、ガソリンスタンドの地下のタンクに貯蔵されているため、外気温にかかわらず、安定した低い温度状態に保たれている。したがって、本発明のように燃料の給油時に分離装置を運転することによって、気相の高オクタン価燃料が給油された直後の低温状態の燃料で冷却されるので、安定した高い凝縮性能によって、高オクタン価燃料の生成を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態による燃料供給装置を内燃機関とともに概略的に示す図である。
【図２】燃料供給装置の制御装置などを示すブロック図である。
【図３】第１実施形態による分離装置の給油時制御処理を示すフローチャートである。
【図４】図３の給油判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態による分離装置の給油時制御処理を示すフローチャートである。
【図６】図５の温度条件判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図６の判定処理で用いられる、温度条件を判定するためのマップである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。図１は、本実施形態による燃料供給装置１を内燃機関（以下「エンジン」という）３とともに示す。
【００１９】
エンジン３は、車両（図示せず）に動力源として搭載されており、例えば４つの気筒３ａ（１つのみ図示）を有するガソリンエンジンである。各気筒３ａのピストン３ｂとシリンダヘッド３ｃとの間には、燃焼室３ｄが形成されている。燃焼室３ｄには、吸気マニホルド４ａを介して吸気通路４が接続されるとともに、排気マニホルド５ａを介して排気通路５が接続されている。
【００２０】
また、シリンダヘッド３ｃの側部には、気筒３ａ内に燃料を直接、噴射する筒内噴射弁６が、吸気マニホルド４ａには、燃料を吸気ポートに向かって噴射するポート噴射弁７が、それぞれ気筒３ａごとに設けられている。シリンダヘッド３ｃにはさらに、燃焼室３ｄ内に生成された燃料と空気との混合気を点火するための点火プラグ８が、気筒３ａごとに設けられている。これらの筒内噴射弁６、ポート噴射弁７及び点火プラグ８の動作は、図２に示すＥＣＵ２によって制御される。
【００２１】
燃料供給装置１は、燃料が給油されるメインタンク１１と、メインタンク１１から供給された燃料を高オクタン価燃料と低オクタン価燃料に分離する分離装置１２と、分離された高オクタン価燃料を貯留するサブタンク１３を備えている。本実施形態では、メインタンク１１に給油される燃料として、エタノール成分（高オクタン価成分）を含むガソリンが想定されている。
【００２２】
分離装置１２は、燃料の分離動作を行う分離器１５と、メインタンク１１から分離器１５に燃料を供給する燃料通路１６と、分離器１５に供給される燃料を加熱する加熱部１７などを有する。
【００２３】
分離器１５は、ハウジング１８に収容された分離膜１９及び凝縮器２０などで構成されている。分離膜１９は、ハウジング１８の上部に配置されており、上側及び下側に高圧室１９ａ及び低圧室１９ｂをそれぞれ画成している。分離膜１９は、周知の構成のものであり、高圧室１９ａに供給された燃料中のエタノール成分を選択的に透過させることによって、燃料よりもオクタン価が高い気相の高オクタン価燃料を低圧室１９ｂに流出させるとともに、燃料よりもオクタン価が低い液相の低オクタン価燃料を高圧室１９ａに残留させる。
【００２４】
凝縮器２０は、低圧室１９ｂの下側に隣接して配置され、低圧室１９ｂに連通している。凝縮器２０は、低圧室１９ｂから流入した気相の高オクタン価燃料を凝縮させ、液相の高オクタン価燃料に変換するものである。凝縮器２０には、凝縮器２０及び低圧室１９ｂを負圧状態に制御するための負圧ポンプ２１が、負圧通路２１ａを介して接続されている。
【００２５】
燃料通路１６は、一端部がメインタンク１１内に設けられた供給ポンプ２２に接続されるとともに、凝縮器２０と加熱部１７の後述する冷却水チャンバ２３ａを順に通って延び、他端部が分離器１５の高圧室１９ａに接続されている。なお、燃料通路１６は、凝縮器２０及び冷却水チャンバ２３ａの部分では、燃料通路１６内の燃料と気相の高オクタン価燃料及び冷却水チャンバ２３ａ内の冷却水との熱交換を促進するために、コイル状に形成されている。
【００２６】
加熱部１７は、冷却水チャンバ２３ａ内の冷却水を熱源として、分離器１５に供給される燃料を加熱・昇温するものである。冷却水チャンバ２３ａは、エンジン３の冷却水が循環する冷却水回路２３の一部として構成されており、冷却水が満たされるとともに、冷却水回路２３を循環する冷却水が流出入する状態になっている。また、冷却水チャンバ２３ａの入口付近には、冷却水の流量を制御するための流量制御弁２４が設けられている。
【００２７】
以上の構成によれば、分離装置１２を運転する場合、負圧ポンプ２１や供給ポンプ２２を作動させると、メインタンク１１内の燃料は、供給ポンプ２２により加圧された状態で、燃料通路１６に送り出され、冷却水チャンバ２３ａを通る際に冷却水との熱交換によって加熱・昇温された後、分離器１５の高圧室１９ａに流入する。
【００２８】
高圧室１９ａに流入した燃料は、前述した分離膜１９の作用によって、オクタン価がより高い気相の高オクタン価燃料と、より低い液相の低オクタン価燃料に分離される。気相の高オクタン価燃料は、分離膜１９から低圧室１９ｂを介して凝縮器２０に流入し、燃料通路１６を流れる燃料との熱交換により冷却されることで凝縮し、液相に変換される。この液相の高オクタン価燃料は、ハウジング１８の底部から高オクタン価燃料通路２５を介してサブタンク１３に流入し、貯留される。
【００２９】
以上のように、メインタンク１１内の燃料（以下「メインタンク燃料」という）は、高／低オクタン価燃料を生成する原料として用いられるとともに、凝縮器２０において、気相の高オクタン価燃料を冷却し、凝縮させるための冷媒として用いられる。また、この冷却の際、燃料は、気相の高オクタン価燃料との熱交換によってある程度、昇温され、その後に加熱部１７でさらに加熱・昇温される。
【００３０】
一方、分離膜１９で分離された液相の低オクタン価燃料は、高圧室１９ａから戻り通路２６を介して、メインタンク１１に戻される。その結果、メインタンク１１には、給油された燃料と分離装置１２から戻された低オクタン価燃料が混在した状態で貯留され、メインタンク燃料のオクタン価は、分離装置１２による燃料の分離が進むにつれて低下する。
【００３１】
メインタンク１１内のメインタンク燃料は、低圧ポンプ２７によって第１燃料供給通路２８に送られ、その途中に設けられた高圧ポンプ２９によりさらに昇圧された状態で、筒内噴射弁６に供給され、筒内噴射弁６から燃焼室３ｄに噴射される。また、サブタンク１３内の高オクタン価燃料は、ポンプ３０により第２燃料供給通路３１を介してポート噴射弁７に供給され、ポート噴射弁７から吸気ポートに向かって噴射される。
【００３２】
また、メインタンク１１には、燃料温度センサ４１、エタノール濃度センサ４２及び第１レベルセンサ４３が設けられている。これらのセンサ４１〜４３は、メインタンク燃料の温度ＴＦＬ、エタノール濃度ＣＥＦＬ及び液面レベルＬＦＬ１をそれぞれ検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００３３】
サブタンク１３には、第２レベルセンサ４４が設けられている。第２レベルセンサ４４は、高オクタン価燃料の液面レベルＬＦＬ２を検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。また、加熱部１７の冷却水回路２３には、流量制御弁２４よりも上流側の位置に、水温センサ４５が設けられている。水温センサ４５は、冷却水回路２３内の冷却水の温度（冷却水温）ＴＷＨを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。さらに、ＥＣＵ２には、イグニッションスイッチ４６から、そのオン／オフ状態を表す信号が出力される（図２参照）。
【００３４】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、上述した各種のセンサ４１〜４５からの検出信号などに応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、分離装置１２の負圧ポンプ２１、供給ポンプ２２及び流量制御弁２４などの動作を制御することによって、分離装置１２を制御する（図２参照）。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、給油判定手段、制御手段、及び高オクタン価燃料量パラメータ取得手段に相当する。
【００３５】
次に、図３を参照しながら、本発明の第１実施形態による、分離装置１２の給油時制御処理について説明する。本処理は、高オクタン価燃料量を確保するために、燃料の給油時、所定の条件が成立したときに、分離装置１２を運転させるものである。本処理は、ＥＣＵ２により所定時間ごとに繰り返し実行される。
【００３６】
本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、今回の処理サイクルが、イグニッションスイッチ（ＩＧ．ＳＷ）４６がオンされた直後に相当するか否かを判別する。この答えがＹＥＳのときには、ステップ２に進み、給油判定処理を実行する。
【００３７】
図４は、この給油判定処理のサブルーチンを示す。この処理では、まずステップ２１において、メインタンク１１内のメインタンク燃料量ＱＦＬ１を算出する。このメインタンク燃料量ＱＦＬ１の算出は、例えば、そのときに第１レベルセンサ４３で検出された液面レベルＬＦＬ１にメインタンク１１の横断面積を乗算することによって、行われる。
【００３８】
次に、ＩＧ．ＳＷ４６の前回のオフ直前におけるメインタンク燃料の量（以下「直前メインタンク燃料量」という）ＱＦＬ１Ｚを算出する（ステップ２２）。この直前メインタンク燃料量ＱＦＬ１Ｚの算出は、例えばＩＧ．ＳＷ４６のオフ直前に検出され、ＲＡＭに記憶された液面レベルＬＦＬ１に、メインタンク１１の横断面積を乗算することによって、行われる。
【００３９】
次に、メインタンク燃料量ＱＦＬ１が直前メインタンク燃料量ＱＦＬ１Ｚよりも大きいか否かを判別する（ステップ２３）。この答えがＹＥＳで、ＱＦＬ１＞ＱＦＬ１Ｚのときには、ＩＧ．ＳＷ４６のオフ−オンの間で、メインタンク１１に燃料が給油されたと判定し、そのことを表すために給油フラグＦ＿ＳＰＬＹを「１」にセットし（ステップ２４）、本処理を終了する。
【００４０】
一方、上記ステップ２３の答えがＮＯのときには、燃料が給油されていないと判定して、給油フラグＦ＿ＳＰＬＹを「０」にセットし（ステップ２５）、本処理を終了する。
【００４１】
図３に戻り、ステップ２の給油判定処理に続くステップ３では、給油フラグＦ＿ＳＰＬＹが「１」であるか否かを判別する。この答えがＮＯで、燃料が給油されていないと判定されたときには、分離装置１２の運転を実行しないものとし、分離装置運転フラグＦ＿ＳＰＲを「０」にセットする（ステップ４）とともに、分離装置１２を停止状態に保持し（ステップ５）、本処理を終了する。
【００４２】
前記ステップ３の答えがＹＥＳで、燃料が給油されたと判定されたときには、ステップ６に進み、このときにエタノール濃度センサ４２で検出されたメインタンク燃料のエタノール濃度ＣＥＦＬが、給油前のエタノール濃度ＣＥＦＬＺよりも大きいか否かを判別する。このステップ６の答えがＮＯのときには、給油された燃料のエタノール濃度が低いなどの理由から、メインタンク燃料中のエタノール成分量が有効に増加していないとして、分離装置１２の運転を実行しないものとし、前記ステップ４及び５を実行した後、本処理を終了する。
【００４３】
一方、前記ステップ６の答えがＹＥＳのときには、給油によってメインタンク燃料中のエタノール成分量が有効に増加しているとして、分離装置１２の運転を実行すべきとし、分離装置運転フラグＦ＿ＳＰＲを「１」にセットする（ステップ７）とともに、分離装置１２の運転を実行し（ステップ８）、本処理を終了する。
【００４４】
前記ステップ１の答えがＮＯで、ＩＧ．ＳＷ４６がオンされた直後でないときには、分離装置運転フラグＦ＿ＳＰＲが「１」であるか否かを判別する（ステップ９）。この答えがＹＥＳで、給油時の分離装置１２の運転が実行されているときには、サブタンク１３内の高オクタン価燃料量ＱＦＬ２を算出する（ステップ１０）。この高オクタン価燃料量ＱＦＬ２の算出は、例えば、そのときに第２レベルセンサ４４で検出された液面レベルＬＦＬ２にサブタンク１３の横断面積を乗算することによって、行われる。
【００４５】
次に、算出した高オクタン価燃料量ＱＦＬ２が所定の上限値Ｑ＿ＬＭＴＨ以上であるか否かを判別する（ステップ１１）。この答えがＮＯのときには、そのまま本処理を終了し、分離装置１２の運転を継続する。一方、ステップ１１の答えがＹＥＳで、高オクタン価燃料量ＱＦＬ２が上限値Ｑ＿ＬＭＴＨに達したときには、分離装置１２の運転によってサブタンク１３に十分な量の高オクタン価燃料が確保されたとして、分離装置１２の運転を終了するものとし、前記ステップ４及び５を実行した後、本処理を終了する。
【００４６】
また、前記ステップ９の答えがＮＯで、給油時の分離装置１２の運転が実行されていないとき又は終了したときには、そのまま本処理を終了する。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、メインタンク１１に給油が行われたと判定されたときに、優先的に分離装置１２を運転し、高オクタン価燃料を生成するので、分離装置１２が運転されないまま、給油された燃料がメインタンク１１からエンジン３に供給され、燃料中のエタノール成分（高オクタン価成分）が無駄に消費されるという事態を回避できる。これにより、燃料中のエタノール成分を有効に利用し、高オクタン価燃料量を十分に確保できるので、高負荷運転状態において、高オクタン価燃料を不足なく用いることによって、エンジン３の出力や燃費などの性能を向上させることができる。
【００４８】
また、この分離装置１２の運転を、高オクタン価燃料量ＱＦＬ２が上限値Ｑ＿ＬＭＴＨに達するまで継続するので、燃料中のエタノール成分を最大限に利用しながら、最大限の高オクタン価燃料量を確保することができる。
【００４９】
さらに、給油が行われたという条件に加えて、給油直後におけるメインタンク燃料のエタノール濃度ＣＥＦＬが給油前のエタノール濃度ＣＥＦＬＺを上回っていることを条件として、分離装置１２を運転する。これにより、給油によって燃料中のエタノール成分量が有効に増加している場合に限り、分離装置１２が運転されることによって、高オクタン価燃料を効率良く生成することができる。
【００５０】
また、燃料の給油時に分離装置１２を運転することにより、気相の高オクタン価燃料を給油された直後の低温状態の燃料で冷却するので、安定した高い凝縮性能によって、高オクタン価燃料の生成を良好に行うことができる。
【００５１】
次に、図５を参照しながら、本発明の第２実施形態による、分離装置１２の給油時制御処理について説明する。図３との比較から明らかなように、本処理は、第１実施形態による処理に、分離装置１２の運転のさらなる実行条件である温度条件の判定に関連する処理（ステップ３１、３２）を追加したものである。以下、追加した処理を中心として、本処理を説明する。本処理もまた、ＥＣＵ２により所定時間ごとに繰り返し実行される。
【００５２】
本処理では、ステップ１〜３及び６を第１実施形態と同様に実行するとともに、ステップ６の答えがＹＥＳのとき、すなわち、給油が行われたと判定され、かつエタノール濃度ＣＥＦＬが給油前エタノール濃度ＣＥＦＬＺよりも大きいときに、温度条件の判定処理を実行する（ステップ３１）。図６はそのサブルーチンを示す。
【００５３】
本処理では、まずステップ４１において、検出されたメインタンク燃料温度ＴＦＬ及び冷却水温ＴＷＨが、図７に示すマップの許可（ＯＫ）領域内にあるか否かを判別する。このマップは、メインタンク燃料温度ＴＦＬ及び冷却水温ＴＷＨに基づき、分離装置１２によって燃料の分離を良好に行える領域を許可領域とし、それ以外の領域を禁止（ＮＧ）領域として区分したものであり、以下の観点に基づいて作成されている。
【００５４】
前述した分離装置１２の構成及び機能から、分離装置１２によって最終的に生成される液相の高オクタン価燃料量（高オクタン価燃料生成量）は、次式（１）で表される。
高オクタン価燃料生成量＝気相燃料量−非凝縮燃料量         ・・・（１）
【００５５】
この気相燃料量は、分離装置１２の分離膜１９によって分離される気相の高オクタン価燃料量であり、分離膜１９の分離性能に関わる。この分離性能は、分離膜１９に供給される燃料の温度が高いほど、分離膜１９を透過する燃料の透過速度が大きくなることで、より大きくなる。また、分離膜１９に供給されるメインタンク燃料は、加熱部１７の冷却水チャンバ２３ａ内の冷却水であらかじめ加熱される。以上の関係から、冷却水温ＴＷＨが高いほど、分離膜１９の分離性能が高くなり、気相燃料量は増加する。ただし、冷却水温ＴＷＨが高すぎるときには、燃料の過昇温によるキャビテーションや燃料の変質・蒸発などの現象を防ぐために、分離器１５の動作が禁止される。
【００５６】
一方、式（１）の非凝縮燃料量は、分離膜１９で分離された気相の高オクタン価燃料のうち、凝縮器２０で凝縮されなかった燃料の量であり、凝縮器２０の凝縮性能に関わる。前述したように、凝縮器２０による凝縮は、メインタンク燃料を冷媒として行われるため、メインタンク燃料温度ＴＦＬが低いほど、凝縮器２０の凝縮性能が高くなり、非凝縮燃料量は減少する。
【００５７】
以上の関係から、図７のマップでは、メインタンク燃料温度ＴＦＬ及び冷却水温ＴＷＨに基づき、分離膜１９の分離性能及び凝縮器２０の凝縮性能の双方が良好に得られる領域が、分離装置１２の運転を許可する許可領域として設定されている。この許可領域は、基本的には、メインタンク燃料温度ＴＦＬが所定温度ＴＦ＿ＲＥＦ以下で、かつ冷却水温ＴＷＨが所定温度ＴＷ＿ＲＥＦ以下の領域である。これは、メインタンク燃料温度ＴＦＬが所定温度ＴＦ＿ＲＥＦよりも高い場合には、所望の凝縮性能が得られないおそれがあり、また、冷却水温ＴＷＨが所定温度ＴＷ＿ＲＥＦよりも高い場合には、燃料の過昇温によるキャビテーションや燃料の変質・蒸発などが発生するおそれがあるためである。
【００５８】
また、冷却水温ＴＷＨが低すぎる場合、又はメインタンク燃料温度ＴＦＬが低すぎる場合には、燃料の加熱が不足し、昇温不足によって分離性能が低下するおそれがあることから、それらの領域も禁止領域に設定されている。
【００５９】
図７のマップは、以上のように設定されている。したがって、図６のステップ４１の答えがＹＥＳで、メインタンク燃料温度ＴＦＬ及び冷却水温ＴＷＨがマップの許可領域内にあるときには、分離装置１２の運転を実行するための温度条件が成立しているとして、温度条件フラグＦ＿ＴＭＰを「１」にセットし（ステップ４２）、本処理を終了する。一方、ステップ４１の答えがＮＯで、メインタンク燃料温度ＴＦＬ及び冷却水温ＴＷＨがマップの禁止領域内にあるときには、温度条件が成立していないとして、温度条件フラグＦ＿ＴＭＰを「０」にセットし（ステップ４２）、本処理を終了する。
【００６０】
図５に戻り、ステップ３１の温度条件判定処理に続くステップ３２では、温度条件フラグＦ＿ＴＭＰが「１」であるか否かを判別する。この答えがＮＯで、温度条件が成立していないときには、分離装置１２の運転を実行しないものとして、ステップ４及び５を実行し、分離装置運転フラグＦ＿ＳＰＲを「０」にセットするとともに、分離装置１２を停止状態に保持し、本処理を終了する。
【００６１】
一方、ステップ３２の答えがＹＥＳで、温度条件が成立しているときには、分離装置１２の運転を実行すべきとして、ステップ７及び８を実行し、分離装置運転フラグＦ＿ＳＰＲを「１」にセットするとともに、分離装置１２の運転を実行し、本処理を終了する。
【００６２】
以上のように、本実施形態によれば、メインタンク１１に給油が行われたという条件と、給油によりメインタンク燃料中のエタノール成分量が増加しているという条件に加えて、メインタンク燃料温度ＴＦＬ及び冷却水温ＴＷＨに関する温度条件が成立しているときに、分離装置１２を運転するので、給油時の温度条件を反映させながら、分離装置１２の運転をより適切に行うことができる。
【００６３】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、図４のステップ２３において、給油の有無の判定を、ＩＧ．ＳＷ４６のオン直後のメインタンク燃料量ＱＦＬ１と直前メインタンク燃料量ＱＦＬ１Ｚを用い、次式（２）によって行っている。
ＱＦＬ１＞ＱＦＬ１Ｚ                                     ・・・（２）
【００６４】
この給油の判定式として、式（２）に代えて次式（３）を用いてもよい。
ＱＦＬ１＞ＱＦＬ１Ｚ＋α・ＱＭＡＸ                       ・・・（３）
ここで、ＱＭＡＸ：メインタンク１１の満杯容量、α：所定の増加係数（０＜α＜１）である。これによれば、ＩＧ．ＳＷ４６のオフ−オンの間で、満杯容量ＱＭＡＸを基準として、メインタンク燃料量ＱＦＬ１がα・ＱＭＡＸ分よりも大きく増加したときに、給油が行われたと判定するので、給油の判定を的確に行うことができる。
【００６５】
あるいは、給油の判定式として、次式（４）を用いてもよい。
ＱＦＬ１＞（１＋β）・ＱＦＬ１Ｚ                          ・・・（４）
ここで、β：所定の増加係数（０＜β）である。これによれば、ＩＧ．ＳＷ４６のオフ−オンの間で、メインタンク燃料量ＱＦＬ１が、直前メインタンク燃料量ＱＦＬ１Ｚを基準として、β・ＱＦＬ１Ｚ分よりも大きく増加したときに、給油が行われたと判定するので、式（３）の場合と同様、給油の判定を的確に行うことができる。
【００６６】
また、上述した例では、給油の判定を、検出されたメインタンク燃料の液面レベルＬＦＬ１から換算したメインタンク燃料量ＱＦＬ１を用いて行っているが、液面レベルＬＦＬ１をそのまま用いて同様の判定を行ってもよい。このことは、図３のステップ１１についても同様であり、検出された高オクタン価燃料の液面レベルＬＦＬ２から換算した高オクタン価燃料量ＱＦＬ２をその上限値Ｑ＿ＬＭＴＨと比較するのに代えて、液面レベルＬＦＬ２をその上限値と比較してもよい。
【００６７】
また、図３のステップ６では、給油によるエタノール成分量の増加の判定を、メインタンク燃料の給油直後におけるエタノール濃度ＣＥＦＬを給油前のエタノール濃度ＣＥＦＬＺと比較することによって行っている。これに代えて、給油直後のエタノール濃度ＣＥＦＬを適当な所定のしきい値と比較してもよい。あるいは、エタノール濃度ＣＥＦＬと液面レベルＬＦＬ１（メインタンク燃料量ＱＦＬ１）から、給油前後におけるメインタンク燃料中のエタノール成分量をそれぞれ算出し、両者の比較結果に基づいて判定を行ってもよい。
【００６８】
さらに、実施形態では、メインタンク燃料のエタノール濃度ＣＥＦＬを、エタノール濃度センサ４２で検出しているが、他の適当な方法で取得してもよい。例えば、メインタンク燃料を燃焼させたときの排ガスの酸素濃度を検出し、その検出値からエタノール濃度を推定してもよく、あるいは、メインタンク燃料を燃焼させたときのノッキングの発生状態を検出し、その検出結果からエタノール濃度を推定してもよい。
【００６９】
また、実施形態では、分離装置１２で分離された低オクタン価燃料が、メインタンク１１に戻され、給油燃料とともにメインタンク燃料として、分離装置１２やエンジン３に供給されるように構成されている。これに代えて、分離された低オクタン価燃料を、メインタンク１１とは別個の専用のタンクに収容し、この専用のタンクからエンジンに供給するようにしてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  燃料供給装置
２  ＥＣＵ（給油判定手段、制御手段、高オクタン価燃料量パラメータ取得手段）
３  エンジン（内燃機関）
１１  メインタンク（第１燃料タンク）
１２  分離装置
１３  サブタンク（第２燃料タンク）
１９  分離膜
２０  凝縮器
４２  エタノール濃度センサ（高オクタン価成分量パラメータ取得手段）
４４  第２レベルセンサ（高オクタン価燃料量パラメータ取得手段）
ＬＦＬ２  高オクタン価燃料の液面レベル（高オクタン価燃料量パラメータ）
ＱＦＬ２  高オクタン価燃料量（高オクタン価燃料量パラメータ）
Ｑ＿ＬＭＴＨ  高オクタン価燃料量の上限値
ＣＥＦＬ  エタノール濃度（高オクタン価成分量パラメータ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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