(57)【要約】【課題】様々な車載装置を利用して、分離膜の未透過側と透過側との間に十分な差圧を発生させ、燃料の分離速度を確保し、所望の成分の燃料が不足することを防止できるエンジンの燃料供給装置を提供する。【解決手段】車両に搭載され、原燃料を分離膜９ａの未透過側に供給し、該分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧によって、特定成分を、該分離膜９ａを透過させて分離し、分離後の各燃料を互いに異なる供給路を介してエンジンへ供給するエンジンの燃料供給装置であって、エンジンの回転力により蓄圧状態とされる一方、車両の状態に応じて該蓄圧状態を解放して前記差圧を発生させる蓄圧装置３を含んで構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、
原燃料を分離膜の未透過側に供給し、該分離膜の未透過側と透過側との差圧によって、特定成分を、該分離膜を透過させて分離し、分離後の各燃料を互いに異なる供給路を介してエンジンへ供給するエンジンの燃料供給装置であって、
エンジンの回転力により蓄圧状態とされる一方、車両の状態に応じて該蓄圧状態を解放して前記差圧を発生させる蓄圧装置を含んで構成したことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項２】
駆動により前記差圧を発生可能なポンプと、
車両の状態に応じて、前記差圧の発生源を、前記蓄圧装置とポンプとの間で切り換える切換手段と、
を含んで構成したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項３】
前記ポンプはエンジンに駆動されるように構成し、
前記切換手段は、
前記蓄圧装置の蓄圧量が燃料分離可能な下限蓄圧量より高い所定蓄圧量より高い場合、又は、前記蓄圧装置の蓄圧量が前記下限蓄圧量以上かつ前記所定蓄圧量以下でエンジンの出力が所定出力より低い場合、
前記蓄圧装置を前記差圧の発生源とすることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項４】
前記ポンプは電動式に構成され、
エンジンにより駆動されて発電を行う発電機と、該発電機の発電電力を充電可能であると共に前記ポンプへ駆動用電力を供給する蓄電手段と、を備え、
前記切換手段は、前記発電機の発電量に基づいて、前記差圧の発生源を切り換えることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項５】
前記切換手段は、
前記蓄圧装置の蓄圧量が燃料分離可能な下限蓄圧量より高い所定蓄圧量より高い場合、又は、前記蓄圧装置の蓄圧量が前記下限蓄圧量以上かつ前記所定蓄圧量以下で前記発電機の発電量が所定値より小さい場合、
前記蓄圧装置を前記差圧の発生源とすることを特徴とする請求項４に記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項６】
前記車両は、エンジン又はモータの少なくとも一方の出力で走行するハイブリッド車両であり、
前記ポンプは電動式に構成され、
エンジンにより駆動されて発電を行う発電機と、該発電機の発電電力を充電可能であると共に前記ポンプ及びモータへ駆動用電力を供給する蓄電手段と、を備え、
前記切換手段は、前記蓄電手段の充電残量に基づいて、前記差圧の発生源を切り換えることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項７】
前記切換手段は、
前記蓄圧装置の蓄圧量が燃料分離可能な下限蓄圧量より高い所定蓄圧量より高い場合、又は、前記蓄圧装置の蓄圧量が前記下限蓄圧量以上かつ前記所定蓄圧量以下で前記蓄電手段の充電残量が第２所定値より小さい場合、
前記蓄圧装置を前記差圧の発生源とすることを特徴とする請求項６に記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項８】
前記蓄圧装置又はポンプの少なくとも一方は、エンジンの停止時に、前記差圧を発生可能であることを特徴とする請求項４〜請求項７のいずれか１つに記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項９】
前記蓄圧装置及びポンプの双方が、エンジンの停止時に前記差圧を発生可能であり、
前記切換手段は、エンジンの停止時、
前記蓄圧装置の蓄圧量が燃料分離可能な下限蓄圧量以上の場合、該蓄圧装置を前記差圧の発生源とし、
前記蓄圧装置の蓄圧量が前記下限蓄圧量より低く、前記蓄電手段の充電残量が第３所定値以上の場合、前記ポンプを前記差圧の発生源とすることを特徴とする請求項８に記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項１０】
前記切換手段は、前記蓄圧装置の蓄圧量が燃料分離可能な下限蓄圧量より低い場合は、前記ポンプを前記差圧の発生源とすることを特徴とする請求項２〜請求項８のいずれか１つに記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項１１】
前記蓄圧装置は、エンジンの減筒運転において燃焼を停止した気筒で圧縮された空気を取り込んで、蓄圧状態とされることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１つに記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項１２】
前記蓄圧装置は、コモンレール内の燃料の圧力を導かれて、蓄圧状態とされることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１つに記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項１３】
前記蓄圧装置は、吸気負圧を導かれて、蓄圧状態とされることを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１つに記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項１４】
エンジンの運転状態に応じて、分離後の各燃料の中から、エンジンへ供給する燃料を選択することを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１つに記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項１５】
前記分離膜は、オクタン価に基づく特定成分を透過させることを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか１つに記載のエンジンの燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃料供給装置に関し、特に、原燃料を分離膜により分離する際、分離膜の未透過側と透過側との間に差圧を発生させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の燃料供給装置では、原燃料を、分離膜を用いて、原燃料よりオクタン価の高い高ＲＯＮ燃料と、原燃料よりオクタン価の低い低ＲＯＮ燃料と、に分離し、運転状態に応じて、高ＲＯＮ燃料又は低ＲＯＮ燃料のいずれか一方又は両方をエンジンに供給している。
【０００３】
このように、運転状態に応じてエンジンに供給される燃料のオクタン価を変更することで、燃焼状態を改善し、エンジンの出力の増大及び排気性状の改善を図っている。
【特許文献１】特開２００４−５２２０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、ポンプの駆動力のみによって分離膜の未透過側と透過側との間に差圧を発生させているため、ポンプの駆動力が小さいときやポンプを駆動できないときなどは、分離膜の未透過側と透過側との間の差圧が十分に大きくならず、燃料の分離速度が低下してしまう。
【０００５】
このような燃料の分離速度の低下により高ＲＯＮ燃料又は低ＲＯＮ燃料の一方が不足すると、エンジンへ供給される燃料は他方の燃料ばかりに偏ってしまい、排気性状の低下や、出力の低下又は燃費の低下などが生じてしまう。
【０００６】
そこで、ポンプ以外の様々な車載装置も利用して、分離膜の未透過側と透過側との間に十分な差圧を発生させ、燃料の分離速度を確保したいが、このような技術に関して特許文献１には特に記載がない。
【０００７】
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、様々な車載装置を利用して、分離膜の未透過側と透過側との間に十分な差圧を発生させ、燃料の分離速度を確保し、所望の成分の燃料が不足することを防止できるエンジン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】
このため本発明は、車両に搭載され、原燃料を分離膜の未透過側に供給し、該分離膜の未透過側と透過側との差圧によって、特定成分を、該分離膜を透過させて分離し、分離後の各燃料を互いに異なる供給路を介してエンジンへ供給するエンジンの燃料供給装置であって、エンジンの回転力により蓄圧状態とされる一方、車両の状態に応じて該蓄圧状態を解放して前記差圧を発生させる蓄圧装置を含んで構成した。
【発明の効果】
【０００９】
以上の構成によって、蓄圧装置は、エンジンの回転力により蓄圧状態とされる一方、車両の状態に応じて蓄圧状態を解放して、分離膜の未透過側と透過側との差圧を発生させ、分離膜による燃料の分離を行わせることができる。
【００１０】
ここで、本来は燃料分離以外に用いられる車載装置を蓄圧装置として利用すれば、本来は燃料分離以外に用いられる車載装置により、分離膜の未透過側と透過側との差圧を発生させ、分離膜による燃料の分離を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態のシステム構成を示す図である。
図１において、車両のエンジン１は、燃料分離装置２において分離された各燃料を、互いに異なる供給路を介して各気筒へ供給され、各気筒での燃料への着火，燃焼により駆動力を発生させ、車両を走行させる。
【００１２】
エンジン１には蓄圧装置３が接続され、蓄圧装置３は、詳しくは後述するように、エンジン１の回転力により蓄圧状態とされるようになっている。
また、蓄圧装置３は、燃料分離装置２と接続され、詳しくは後述するように、燃料分離装置２に対して蓄圧状態を解放することができる。
【００１３】
エンジン１の出力の一部は、発電機５での発電に用いることができ、該発電電力は、バッテリ４へ充電されるようになっている。
バッテリ４は、後述する燃料分離装置２内の一部機器（ヒータ８等）へ電力を供給する。
【００１４】
図２は、燃料分離装置２及び蓄圧装置３の構成の詳細を示す。
燃料分離装置２において、原燃料は、１次タンク６、圧送機構７、ヒータ８を順に通って、分離膜モジュール９へ供給される。
【００１５】
分離膜モジュール９では、原燃料は、分離膜９ａの未透過側に供給され、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧によって、原燃料中の特定成分（例えばオクタン価に基づく特定成分）が、分離膜９ａを透過して分離される。
【００１６】
分離膜９ａを透過した燃料は、気液分離機１２へ供給されるが、この供給通路として、エンジン１に駆動されるバキュームポンプ（以下、単にポンプとする）１０を介装する通路１８と、負圧機構１１を介装する通路１９と、が並列に設けられている。
【００１７】
なお、通路１９には、負圧機構１１の上流側に弁２７が設けられている。
この弁２７は、少なくとも、ポンプ１０が停止しているとき、及び、弁２７より下流側の通路１９の燃料圧力Ｐｌａｅがポンプ１０より下流側の通路１８の燃料圧力Ｐｖｐ未満であるとき、は開弁するように制御される。
【００１８】
気液分離機１２で気泡を除去された燃料は、２次タンク１３へ供給される。
また、分離膜９ａを透過しなかった燃料は、２次タンク１４へ供給される。
そして、エンジン１の運転状態に応じて、２次タンク１３に貯蔵された燃料又は２次タンク１４に貯蔵された燃料のうちから、エンジン１へ供給すべき燃料が選択される。
【００１９】
前記分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧は、蓄圧装置３の作動、又は、ポンプ１０の駆動、のいずれかにより発生させることができる。即ち、該差圧の発生源は、蓄圧装置３とポンプ１０との間で切り換えることができる。
【００２０】
以下、蓄圧装置３のエア用高圧貯蓄部１５により、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させる構成について説明する。
エア用高圧貯蓄部１５は、弁２１を介装した圧力伝達通路３１を介して、圧送機構７へ接続されている。
【００２１】
また、エア用高圧貯蓄部１５には、弁２４を介装した圧力伝達通路３４を介して、減筒運転時に燃焼停止可能な気筒４１が接続されている。
なお、減筒運転は、減速運転時など、エンジン１の要求出力が小さいときに行われる。
【００２２】
詳細には、圧力伝達通路３４は、例えば図３に示すように、気筒４１の燃焼室５０上部と連通して形成するとよい。なお、図３の符号５１は吸気ポート、５２は排気ポート、５３は吸気弁、５４は排気弁、５５はピストンである。
【００２３】
ここで、減筒運転時に燃焼停止した気筒４１はエンジン１の回転力により筒内の空気を圧縮するが、エア用高圧貯蓄部１５の圧力Ｐｈａが気筒４１の圧縮時の最大圧力Ｐｈａｖより低い場合、弁２４の開弁により、気筒４１で最大限に圧縮された空気の一部を、圧力伝達通路３４を介して、エア用高圧貯蓄部１５へ取り込むことができる。これにより、エア用高圧貯蓄部１５は、蓄圧状態とされる。
【００２４】
そして、エア用高圧貯蓄部１５の圧力Ｐｈａが、圧送機構７の駆動による原燃料の圧送に必要な最低限の圧力Ｐｈａｃよりも高い場合、弁２１の開弁により、エア用高圧貯蓄部１５の蓄圧状態を、圧力伝達通路３１を介して、圧送機構７へ解放することができる。
【００２５】
この蓄圧状態の解放により、圧送機構７が空気圧によって駆動され、分離膜９ａの未透過側を透過側よりも高圧とできるようになっている。
なお、弁２４は、気筒４１の燃焼運転中は、全閉へ制御され、混合気や排気がエア用高圧貯蓄部１５へ取り込まれるのを防止するが、エア用高圧貯蓄部１５側から気筒４１側への空気の移動を防止する逆止弁の機能も備えて構成してもよい。
【００２６】
次に、蓄圧装置３の燃料用高圧貯蓄部１６により、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させる構成について説明する。
燃料用高圧貯蓄部１６は、弁２２を介装した圧力伝達通路３２を介して、分離膜モジュール９内の分離膜９ａの未透過側（上流側）へ接続されている。
【００２７】
また、燃料用高圧貯蓄部１６には、弁２５を介装した圧力伝達通路３５を介して、コモンレール４２が接続されている。
詳細には、燃料用高圧貯蓄部１６は、例えば図４に示すように、ピストン６１及びスプリング６２を備えたアキュームレータ６０を取り付けて構成することもできる。
【００２８】
コモンレール４２は、燃料を高圧に保つため、エンジン１により駆動される高圧ポンプ（図示せず）を備えており、該高圧ポンプの駆動時にコモンレール４２の燃料圧力が変動して、これが燃料用高圧貯蓄部１６へ伝播する可能性があるが、ピストン６１に作用する燃料圧力の変動をスプリング６２が吸収することで、燃料用高圧貯蓄部１６の燃料圧力を略一定に維持することができる。
【００２９】
ここで、燃料用高圧貯蓄部１６の燃料圧力Ｐｈｆがコモンレール４２の燃料圧力Ｐｈｆｖより低い場合、弁２５の開弁により、コモンレール４２内の高い燃料圧力を、圧力伝達通路３５を介して、燃料用高圧貯蓄部１６へ導くことができる。これにより、燃料用高圧貯蓄部１６は、蓄圧状態とされる。
【００３０】
なお、弁２５は、簡易的には燃料用高圧貯蓄部１６側からコモンレール４２側への燃料の移動を防止する逆止弁でよいが、コモンレール４２の燃料圧力を略一定に維持するために、所定の圧力以上で開弁して燃料用高圧貯蓄部１６側へ燃料を送る機能と、該逆止弁の機能と、を兼ね備えるのが好ましい。
【００３１】
そして、燃料用高圧貯蓄部１６の燃料圧力Ｐｈｆが、分離膜９ａの未透過側の圧力Ｐｈｆｓよりも高い場合、弁２２の開弁により、燃料用高圧貯蓄部１６の蓄圧状態を、圧力伝達通路３２を介して、分離膜９ａの未透過側へ解放することができる。
【００３２】
この蓄圧状態の解放により、分離膜９ａの未透過側を透過側よりも高圧とできるようになっている。
以下、蓄圧装置３の負圧貯蓄部１７により、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させる構成について説明する。
【００３３】
負圧貯蓄部１７は、弁２３を介装した圧力伝達通路３３を介して、負圧機構１１へ接続されている。
また、負圧貯蓄部１７には、弁２６を介装した圧力伝達通路３６を介して、ブレーキ倍力装置のマスターバック４３が接続されている（詳細は図５にも示す）。
【００３４】
ここで、負圧貯蓄部１７の圧力Ｐｌａがマスターバック４３の圧力Ｐｌａｖより高い場合、弁２６の開弁により、マスターバック４３の吸気負圧を、圧力伝達通路３６を介して、負圧貯蓄部１７へ導くことができる。これにより、負圧貯蓄部１７は、蓄圧状態とされる。
【００３５】
なお、弁２６は、簡易的にはマスターバック４３側から負圧貯蓄部１７側への空気の移動を防止する逆止弁でよいが、開閉を制御するように構成してもよい。
そして、負圧貯蓄部１７の圧力Ｐｌａが、負圧機構１１（シリンダ１１ａ内におけるピストン１１ｂより圧力伝達通路３３側）の圧力Ｐｆａよりも低い場合、弁２３の開弁により、負圧貯蓄部１７の蓄圧状態を、圧力伝達通路３３を介して、負圧機構１１（ピストン１１ｂより圧力伝達通路３３側）へ解放することができる。
【００３６】
この蓄圧状態の解放により、負圧機構１１内のピストン１１ｂが圧力伝達通路３３側へ引き寄せられ、分離膜９ａの透過側を未透過側よりも低圧とできるようになっている。
なお、負圧貯蓄部１７により分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させるときは、弁２７は開弁状態とする。
【００３７】
以上説明したエア用高圧貯蓄部１５，燃料用高圧貯蓄部１６，負圧貯蓄部１７のうち少なくとも１つを用いれば、ポンプ１０を用いなくとも、分離膜９ａの未透過側と透過側との十分な差圧を発生させて原燃料中の特定成分を分離可能であるが、以下、説明の簡単のため、特に記載がない限り、エア用高圧貯蓄部１５のみを用いて該差圧を発生させる例を説明する。
【００３８】
図６は、本実施形態に係る制御のフローチャートを示す。
ステップＳ１では、エア用高圧貯蓄部１５の圧力Ｐｈａから大気圧を減算した値（以下、蓄圧量Ｐａｃｃとする）が、Ｐｏ未満であるか判定する。
【００３９】
なお、前記Ｐｏは、本発明に係る燃料分離可能な下限蓄圧量であり、分離膜９ａによる燃料分離を支障なく行えるような蓄圧量Ｐａｃｃの下限値として設定される。
ステップＳ１で、蓄圧量Ｐａｃｃが前記Ｐｏ以上であると判定したときは、蓄圧量Ｐａｃｃが分離膜９ａによる燃料分離を支障なく行える範囲であると判断して、ステップＳ２へ進む。
【００４０】
一方、ステップＳ１で、蓄圧量Ｐａｃｃが前記Ｐｏ未満であると判定したときは、蓄圧量Ｐａｃｃが分離膜９ａによる燃料分離を支障なく行うには不十分であると判断して、ステップＳ５へ進む。
【００４１】
ステップＳ２では、蓄圧量ＰａｃｃがＰａ（Ｐａ＞Ｐｏ）より大きいか判定する。
なお、前記Ｐａは、本発明に係る所定蓄圧量であり、蓄圧量Ｐａｃｃが十分に高い値であるかの判定用として設定される。
【００４２】
ステップＳ２で、蓄圧量ＰａｃｃがＰａより大きいと判定したときは、蓄圧量Ｐａｃｃが十分に高い値であると判断し、ステップＳ３へ進む。
一方、ステップＳ２で、蓄圧量ＰａｃｃがＰａ以下であると判定したときは、蓄圧量Ｐａｃｃが分離膜９ａによる燃料分離を支障なく行える範囲ではあるが十分に高い値でないと判断し、ステップＳ４へ進む。
【００４３】
ステップＳ４では、エンジン１の出力Ｗｅが所定出力Ｗａ未満であるか判定する。
ここで、該所定出力Ｗａは、例えば図７に基づいて設定することができる。
図７は、本実施形態に係るエンジン１の出力と、エア用高圧貯蓄部１５の蓄圧効率及びポンプ１０の出力と、の関係を例示する。
【００４４】
図７において、エンジン１が低出力のときほど、燃費向上のために一部気筒の燃焼停止を行う機会が増えることで、エア用高圧貯蓄部１５の蓄圧効率が高くなっている。また、エンジン１が高出力のときほど、ポンプ１０の出力が高くなっている。
【００４５】
即ち、エンジン１が低出力のときほど、蓄圧が促進されるエア用高圧貯蓄部１５を用いて、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させるのが有利であり、エンジン１が高出力のときほど、出力が増加するポンプ１０を用いて、該差圧を発生させるのが有利である。
【００４６】
したがって、前記所定出力Ｗａは、エア用高圧貯蓄部１５又はポンプ１０のうち、どちらが前記差圧を発生させるのに有利かを判断する基準として設定される。
ステップＳ４で、エンジン１の出力Ｗｅが前記所定出力Ｗａ未満であると判定したときは、エア用高圧貯蓄部１５を用いるほうが前記差圧を発生させるのに有利であると判断して、ステップＳ３へ進む。
【００４７】
一方、ステップＳ４で、エンジン１の出力Ｗｅが前記所定出力Ｗａ以上であると判定したときは、ポンプ１０を用いるほうが前記差圧を発生させるのに有利であると判断して、ステップＳ５へ進む。
【００４８】
ステップＳ３では、エア用高圧貯蓄部１５を用いて、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させることで、原燃料中の特定成分を、分離膜９ａを透過させて分離する。
一方、ステップＳ５では、ポンプ１０を用いて、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させることで、原燃料中の特定成分を、分離膜９ａを透過させて分離する。
【００４９】
なお、図６において、燃料用高圧貯蓄部１６のみを用いて分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させる場合、蓄圧量Ｐａｃｃは、燃料用高圧貯蓄部１６の燃料圧力Ｐｈｆから大気圧下での燃料圧力を減算した値で定義する。
【００５０】
また、負圧貯蓄部１７のみを用いて前記差圧を発生させる場合、蓄圧量Ｐａｃｃは、大気圧から負圧貯蓄部１７の圧力Ｐｌａを減算した値で定義する。
さらに、前記Ｐｏ，Ｐａ及びＷａは、エア用高圧貯蓄部１５のみを用いて前記差圧を発生させる場合と、燃料用高圧貯蓄部１６のみを用いて前記差圧を発生させる場合と、負圧貯蓄部１７のみを用いて前記差圧を発生させる場合と、では夫々異なる値に設定することができる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、減速時などの減筒運転時に燃焼停止した気筒４１で圧縮された空気を、エア用高圧貯蓄部１５へ取り込み、エア用高圧貯蓄部１５を蓄圧状態とすることができる。
【００５２】
また、エア用高圧貯蓄部１５の蓄圧状態を解放して、圧送機構７を駆動することで、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させ、分離膜９ａによる燃料の分離を行うことができる。
【００５３】
このように、本来はエンジン１の運転に用いられる気筒４１を利用して、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させ、分離膜９ａによる燃料の分離を行うことができる。
【００５４】
さらに、燃焼停止した気筒４１のピストンの運動エネルギーの一部を、捨てることなく、分離膜９ａによる燃料の分離を行うのに有効利用することができ、燃費を向上させることができる。
【００５５】
なお、燃料用高圧貯蓄部１６を蓄圧状態とする場合は、圧力伝達通路３５を介して、コモンレール４２内の高い燃料圧力を燃料用高圧貯蓄部１６へ導くことで、前記高圧ポンプの発生させたエネルギーの一部（エンジン１の出力の一部）を、捨てることなく燃料分離に有効利用することができる。
【００５６】
また、負圧貯蓄部１７を蓄圧状態とする場合も、吸気負圧を負圧貯蓄部１７へ導くことで、減速時などに発生する吸気負圧を、燃料分離に有効利用することができる。
さらに、本実施形態によれば、エンジン１の出力Ｗｅ及びエア用高圧貯蓄部１５（又は燃料用高圧貯蓄部１６，負圧貯蓄部１７）の蓄圧量Ｐａｃｃに応じて、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧の発生源を、蓄圧装置３とポンプ１０との間で切り換えることができる。
【００５７】
したがって、例えばエンジン１の出力が小さすぎるなどしてポンプ１０では前記差圧を十分に発生できないときでも、蓄圧装置３により前記差圧を十分に発生させたりすることで、幅広い運転条件において十分な速度で安定して燃料分離を行うことができる。
【００５８】
これにより、燃料分離速度の低下により一方の成分の燃料が不足して、エンジン１へ供給される燃料が他方の燃料ばかりに偏ることをより確実に回避でき、排気性状の低下や、出力の低下，燃費の低下などを一層確実に防止することができる。
【００５９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態では、ポンプ１０は、バッテリ４から電力を供給されて駆動する電動式に構成されている。
【００６０】
図８は、本実施形態に係る制御のフローチャートを示す。
ステップＳ１１では、エア用高圧貯蓄部１５の蓄圧量Ｐａｃｃが、Ｐｏ未満であるか判定する。
【００６１】
ステップＳ１１で、蓄圧量Ｐａｃｃが前記Ｐｏ以上であると判定したときは、蓄圧量Ｐａｃｃが分離膜９ａによる燃料分離を支障なく行える範囲であると判断して、ステップＳ１２へ進む。
【００６２】
一方、ステップＳ１１で、蓄圧量Ｐａｃｃが前記Ｐｏ未満であると判定したときは、蓄圧量Ｐａｃｃが分離膜９ａによる燃料分離を支障なく行うには不十分であると判断して、ステップＳ１５へ進む。
【００６３】
ステップＳ１２では、蓄圧量ＰａｃｃがＰａ（Ｐａ＞Ｐｏ）より大きいか判定する。
ステップＳ１２で、蓄圧量ＰａｃｃがＰａより大きいと判定したときは、蓄圧量Ｐａｃｃが十分に高い値であると判断し、ステップＳ１３へ進む。
【００６４】
一方、ステップＳ１２で、蓄圧量ＰａｃｃがＰａ以下であると判定したときは、蓄圧量Ｐａｃｃが分離膜９ａによる燃料分離を支障なく行える範囲ではあるが十分に高い値でないと判断し、ステップＳ１４へ進む。
【００６５】
ステップＳ１４では、発電機５の発電量ηｅが所定値Ａ未満であるか判定する。
ここで、該所定値Ａは、例えば図９に基づいて設定することができる。
図９は、本実施形態に係るエンジン１の出力と、発電機５の発電量ηｅと、の関係を例示する。
【００６６】
図９において、エンジン１が高出力のときほど、発電機５の発電量ηｅが高くなって、バッテリ４の充電効率が増加し、これにより、バッテリ４からポンプ１０へ供給可能な電力も増加する。また、前記第１実施形態でも述べたように、エンジン１が低出力のときほど、エア用高圧貯蓄部１５の蓄圧効率が高くなる。
【００６７】
即ち、エンジン１が低出力のときほど、蓄圧が促進されるエア用高圧貯蓄部１５を用いて、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させるのが有利であり、エンジン１が高出力のときほど、発電機５の発電量ηｅが増えてバッテリ４の充電残量に余裕ができやすいため、ポンプ１０を用いて、該差圧を発生させるのが有利である。
【００６８】
したがって、前記所定値Ａは、エア用高圧貯蓄部１５又はポンプ１０のうち、どちらが前記差圧を発生させるのに有利かを判断する基準として設定される。
ステップＳ１４で、発電機５の発電量ηｅが前記所定値Ａ未満であると判定したときは、発電機５の発電量ηｅが燃料分離を行うのに十分でないため、エア用高圧貯蓄部１５を用いるほうが前記差圧を発生させるのに有利であると判断して、ステップＳ１３へ進む。
【００６９】
一方、ステップＳ１４で、発電機５の発電量ηｅが前記所定値Ａ以上であると判定したときは、発電機５の発電量ηｅが燃料分離を行うのに十分であるため、ポンプ１０を用いるほうが前記差圧を発生させるのに有利であると判断して、ステップＳ１５へ進む。
【００７０】
ステップＳ１３では、エア用高圧貯蓄部１５を用いて、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させることで、原燃料中の特定成分を、分離膜９ａを透過させて分離する。
【００７１】
一方、ステップＳ１５では、ポンプ１０を用いて、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させることで、原燃料中の特定成分を、分離膜９ａを透過させて分離する。
なお、前記Ｐｏ，Ｐａ及びＡは、エア用高圧貯蓄部１５のみを用いて前記差圧を発生させる場合と、燃料用高圧貯蓄部１６のみを用いて前記差圧を発生させる場合と、負圧貯蓄部１７のみを用いて前記差圧を発生させる場合と、では夫々異なる値に設定することができる。
【００７２】
このように、本実施形態によれば、発電機５の発電量ηｅ及びエア用高圧貯蓄部１５（又は燃料用高圧貯蓄部１６，負圧貯蓄部１７）の蓄圧量Ｐａｃｃに応じて、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧の発生源を、蓄圧装置３とポンプ１０との間で切り換えることができる。
【００７３】
したがって、例えば発電機５の発電量ηｅが不足するなどしてポンプ１０では前記差圧を十分に発生できないときでも、蓄圧装置３により前記差圧を十分に発生させたりすることで、幅広い車両条件において十分な速度で安定して燃料分離を行うことができる。
【００７４】
これにより、燃料分離速度の低下により一方の成分の燃料が不足して、エンジン１へ供給される燃料が他方の燃料ばかりに偏ることをより確実に回避でき、排気性状の低下や、出力の低下，燃費の低下などを一層確実に防止することができる。
【００７５】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態の車両は、エンジン１又はモータの少なくとも一方の出力で走行するハイブリッド車両である。
【００７６】
なお、該モータは、例えば、発電機５をモータとしても駆動可能に構成し、バッテリ４から駆動用電力を供給されて駆動するように構成するとよい。
また、ポンプ１０は前記第２実施形態と同様に、電動式に構成されている。
【００７７】
図１０は、本実施形態に係る制御のフローチャートを示す。
ステップＳ２１では、エア用高圧貯蓄部１５の蓄圧量Ｐａｃｃが、Ｐｏ未満であるか判定する。
【００７８】
ステップＳ２１で、蓄圧量Ｐａｃｃが前記Ｐｏ以上であると判定したときは、蓄圧量Ｐａｃｃが分離膜９ａによる燃料分離を支障なく行える範囲であると判断して、ステップＳ２２へ進む。
【００７９】
ステップＳ２２では、蓄圧量ＰａｃｃがＰａ（Ｐａ＞Ｐｏ）より大きいか判定する。
ステップＳ２２で、蓄圧量ＰａｃｃがＰａより大きいと判定したときは、蓄圧量Ｐａｃｃが十分に高い値であると判断し、ステップＳ２３へ進む。
【００８０】
一方、ステップＳ２２で、蓄圧量ＰａｃｃがＰａ以下であると判定したときは、蓄圧量Ｐａｃｃが分離膜９ａによる燃料分離を支障なく行える範囲ではあるが十分に高い値でないと判断し、ステップＳ２４へ進む。
【００８１】
ステップＳ２４では、バッテリ４の充電残量ＳＯＣが第２所定値Ｂ未満であるか判定する。
該第２所定値Ｂは、ポンプ１０の駆動により分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を十分に発生させても、バッテリ４の過放電を十分に回避可能な範囲で設定するのがよい。
【００８２】
ステップＳ２４で、バッテリ４の充電残量ＳＯＣが前記第２所定値Ｂ未満であると判定したときは、バッテリ４の充電残量ＳＯＣが燃料分離を行うのに十分でないため、エア用高圧貯蓄部１５を用いるほうが前記差圧を発生させるのに有利であると判断して、ステップＳ２３へ進む。
【００８３】
一方、ステップＳ２４で、バッテリ４の充電残量ＳＯＣが前記第２所定値Ｂ以上であると判定したときは、バッテリ４の充電残量ＳＯＣが燃料分離を行うのに十分であるため、ポンプ１０を用いるほうが前記差圧を発生させるのに有利であると判断して、ステップＳ２５へ進む。
【００８４】
また、ステップＳ２１で、蓄圧量Ｐａｃｃが前記Ｐｏ未満であると判定したときは、蓄圧量Ｐａｃｃが分離膜９ａによる燃料分離を支障なく行うには不十分であると判断して、ステップＳ２６へ進む。
【００８５】
ステップＳ２６では、前記ステップＳ２４と同様、バッテリ４の充電残量ＳＯＣが前記第２所定値Ｂ未満であるか判定する。
ステップＳ２６で、バッテリ４の充電残量ＳＯＣが前記第２所定値Ｂ未満であると判定したときは、バッテリ４の充電残量ＳＯＣが燃料分離を行うのに十分でなく、かつ、蓄圧量Ｐａｃｃが分離膜９ａによる燃料分離を支障なく行うには不十分であるため、エア用高圧貯蓄部１５及びポンプ１０による燃料分離は行わず、リターンとなる。
【００８６】
一方、ステップＳ２６で、バッテリ４の充電残量ＳＯＣが前記第２所定値Ｂ以上であると判定したときは、バッテリ４の充電残量ＳＯＣが燃料分離を行うのに十分であるため、ポンプ１０を用いて前記差圧を発生可能であると判断して、ステップＳ２５へ進む。
【００８７】
ステップＳ２３では、エア用高圧貯蓄部１５を用いて、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させることで、原燃料中の特定成分を、分離膜９ａを透過させて分離する。
【００８８】
一方、ステップＳ２５では、ポンプ１０を用いて、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させることで、原燃料中の特定成分を、分離膜９ａを透過させて分離する。
なお、前記Ｐｏ，Ｐａ及びＢは、エア用高圧貯蓄部１５のみを用いて前記差圧を発生させる場合と、燃料用高圧貯蓄部１６のみを用いて前記差圧を発生させる場合と、負圧貯蓄部１７のみを用いて前記差圧を発生させる場合と、では夫々異なる値に設定することができる。
【００８９】
このように、本実施形態によれば、ハイブリッド車両において、バッテリ４の充電残量ＳＯＣ及びエア用高圧貯蓄部１５（又は燃料用高圧貯蓄部１６，負圧貯蓄部１７）の蓄圧量Ｐａｃｃに応じて、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧の発生源を、蓄圧装置３とポンプ１０との間で切り換えることができる。
【００９０】
したがって、例えばバッテリ４の充電残量ＳＯＣが不足するなどしてポンプ１０では前記差圧を十分に発生できないときでも、蓄圧装置３により前記差圧を十分に発生させたりすることで、幅広い車両条件において十分な速度で安定して燃料分離を行うことができる。
【００９１】
これにより、ハイブリッド車両において、燃料分離速度の低下により一方の成分の燃料が不足して、エンジン１へ供給される燃料が他方の燃料ばかりに偏ることをより確実に回避でき、排気性状の低下や、出力の低下，燃費の低下などを一層確実に防止することができる。
【００９２】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
本実施形態では、エンジン１の停止時（ハイブリッド車両ではモータのみによる走行時も含む）に、蓄圧装置３又はポンプ１０による燃料分離を行っている。
【００９３】
なお、ポンプ１０は前記第２，第３実施形態と同様に、電動式に構成されている。
図１１は、本実施形態に係る制御のフローチャートを示す。
ステップＳ３１では、エア用高圧貯蓄部１５の蓄圧量Ｐａｃｃが、Ｐｏ未満であるか判定する。
【００９４】
ステップＳ３１で、蓄圧量Ｐａｃｃが前記Ｐｏ以上であると判定したときは、蓄圧量Ｐａｃｃが分離膜９ａによる燃料分離を支障なく行える範囲であると判断して、ステップＳ３２へ進む。
【００９５】
一方、ステップＳ３１で、蓄圧量Ｐａｃｃが前記Ｐｏ未満であると判定したときは、蓄圧量Ｐａｃｃが分離膜９ａによる燃料分離を支障なく行うには不十分であると判断して、ステップＳ３３へ進む。
【００９６】
ステップＳ３３では、バッテリ４の充電残量ＳＯＣが第３所定値Ｃ未満であるか判定する。
該第３所定値Ｃは、ポンプ１０の駆動により分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を十分に発生させても、バッテリ４の過放電を十分に回避可能な範囲で設定するのがよい。
【００９７】
ステップＳ３３で、バッテリ４の充電残量ＳＯＣが前記第３所定値Ｃ未満であると判定したときは、バッテリ４の充電残量ＳＯＣが燃料分離を行うのに十分でなく、かつ、蓄圧量Ｐａｃｃが分離膜９ａによる燃料分離を支障なく行うには不十分であるため、エア用高圧貯蓄部１５及びポンプ１０による燃料分離は行わず、リターンとなる。
【００９８】
一方、ステップＳ３３で、バッテリ４の充電残量ＳＯＣが前記第３所定値Ｃ以上であると判定したときは、バッテリ４の充電残量ＳＯＣが燃料分離を行うのに十分であるため、ポンプ１０を用いて前記差圧を発生可能であると判断して、ステップＳ３４へ進む。
【００９９】
ステップＳ３２では、エア用高圧貯蓄部１５を用いて、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させることで、原燃料中の特定成分を、分離膜９ａを透過させて分離する。
【０１００】
一方、ステップＳ３４では、ポンプ１０を用いて、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧を発生させることで、原燃料中の特定成分を、分離膜９ａを透過させて分離する。
なお、前記Ｐｏ及びＣは、エア用高圧貯蓄部１５のみを用いて前記差圧を発生させる場合と、燃料用高圧貯蓄部１６のみを用いて前記差圧を発生させる場合と、負圧貯蓄部１７のみを用いて前記差圧を発生させる場合と、では夫々異なる値に設定することができる。
【０１０１】
このように、本実施形態によれば、エンジン１の停止中であっても、バッテリ４の充電残量ＳＯＣ及びエア用高圧貯蓄部１５（又は燃料用高圧貯蓄部１６，負圧貯蓄部１７）の蓄圧量Ｐａｃｃに応じて、分離膜９ａの未透過側と透過側との差圧の発生源を、蓄圧装置３とポンプ１０との間で切り換えることができる。
【０１０２】
したがって、例えばバッテリ４の充電残量ＳＯＣが不足するなどしてポンプ１０では前記差圧を十分に発生できないときでも、蓄圧装置３により前記差圧を十分に発生させたりすることで、エンジン１の停止中の幅広い車両条件において、十分な速度で安定して燃料分離を行うことができる。
【０１０３】
特に、エンジン１の停止中に燃料分離を行うことから、エンジン１の再始動時に、所望の成分の燃料が不足することをより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るシステム構成図
【図２】図１に係る燃料分離装置及び蓄圧装置の詳細図
【図３】図２に係る蓄圧装置と気筒とを結ぶ圧力伝達通路の詳細図
【図４】図２に係る蓄圧装置とコモンレールとを結ぶ圧力伝達通路の詳細図
【図５】図２に係る蓄圧装置とマスターバックとを結ぶ圧力伝達通路の詳細図
【図６】本発明の第１実施形態に係る制御のフローチャートを示す図
【図７】本発明の第１実施形態に係る、エンジン出力と、蓄圧効率及びポンプの出力と、の関係の例を示す図
【図８】本発明の第２実施形態に係る制御のフローチャートを示す図
【図９】本発明の第２実施形態に係る、エンジンの出力と、発電機の発電量と、の関係の例を示す図
【図１０】本発明の第３実施形態に係る制御のフローチャートを示す図
【図１１】本発明の第４実施形態に係る制御のフローチャートを示す図
【符号の説明】
【０１０５】
１    エンジン
３    蓄圧装置
５    発電機
４    バッテリ
９ａ  分離膜
１０  ポンプ
１５  エア用高圧貯蓄部
１６  燃料用高圧貯蓄部
１７  負圧貯蓄部
４１  気筒
４２  コモンレール
４３  マスターバック
【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】
2009209901.tif 000009
【図８】
2009209901.tif 000010
【図９】
2009209901.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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