燃料分離器の異常判定装置
【課題】この発明は、燃料分離器の異常判定装置に関し、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器の異常を、早期にかつ精度良く判定することを目的とする。
【解決手段】供給された原料燃料を、高ＲＯＮ燃料と低ＲＯＮ燃料とに分離するアロマ分離膜３０１を備えた燃料分離器３０の異常判定装置であって、燃料ポンプ４８による高ＲＯＮ燃料の吐出圧を取得し（ステップ１００）、次いで、燃料分離器３０の区画３０３内の負圧（アロマ分離膜３０１の吸引負圧）を取得する（ステップ１０２）。上記吐出圧が所定の上限値Ｐｍａｘよりも高く、かつ、上記負圧が所定の下限値Ｐｍｉｎよりも低い場合に、燃料分離器３０に破損による異常が生じたと判定する（ステップ１０８）。
【解決手段】供給された原料燃料を、高ＲＯＮ燃料と低ＲＯＮ燃料とに分離するアロマ分離膜３０１を備えた燃料分離器３０の異常判定装置であって、燃料ポンプ４８による高ＲＯＮ燃料の吐出圧を取得し（ステップ１００）、次いで、燃料分離器３０の区画３０３内の負圧（アロマ分離膜３０１の吸引負圧）を取得する（ステップ１０２）。上記吐出圧が所定の上限値Ｐｍａｘよりも高く、かつ、上記負圧が所定の下限値Ｐｍｉｎよりも低い場合に、燃料分離器３０に破損による異常が生じたと判定する（ステップ１０８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料分離器の異常判定装置に係り、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器の異常判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、車載用燃料分離装置の異常を判定する装置が開示されている。この従来の燃料分離装置では、より具体的には、原料燃料タンク内のガソリンが、分離膜モジュールによって、原料燃料よりオクタン価（ＲＯＮ）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る。
【０００３】
そして、上記従来の燃料分離装置では、高オクタン価燃料の生成量が所定の上限値よりも大きい場合に分離膜の破損による異常と判断し、当該生成量が所定の下限値より小さい場合には、分離膜の機能低下による異常と判断することとしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４００４７号公報
【特許文献２】特開２００４−２３２６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の燃料分離装置では、高オクタン価燃料の生成量を、高オクタン価燃料を貯留している燃料タンクの液面変化と当該燃料タンクから内燃機関に供給される燃料量とに基づいて算出することとしている。このため、高オクタン価燃料がこの燃料タンクにある程度貯留されるまでは、燃料分離装置の異常判定を行うことができなくなる。このため、上記従来の燃料分離装置では、燃料分離装置の異常を早期に発見することができないおそれがあった。
【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器の異常を、早期にかつ精度良く判定することのできる燃料分離器の異常判定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、燃料分離器の異常判定装置であって、
芳香族成分を選択的に通過させる燃料分離膜を有し、供給された原料燃料を、前記燃料分離膜を通過した高オクタン価燃料と前記燃料分離膜を通過していない低オクタン価燃料とに分離する燃料分離器と、
前記燃料分離膜を通過した前記高オクタン価燃料を貯留するための燃料タンクと、
前記燃料分離器における前記高オクタン価燃料側の区画と前記燃料タンクとを連通する貯留側燃料通路と、
前記燃料通路の途中に配置され、前記燃料分離器の前記区画内に負圧を生成する負圧生成手段と、
前記燃料タンクに貯留されている前記高オクタン価燃料を燃料供給対象へ供給する際に用いられる供給側燃料通路と、
前記供給側燃料通路の途中に配置され、前記高オクタン価燃料を前記燃料供給対象へ供給する燃料供給手段と、
前記負圧生成手段により生成される前記負圧を取得する負圧取得手段と、
前記燃料供給手段による前記高オクタン価燃料の吐出圧を取得する吐出圧取得手段と、
前記吐出圧と前記負圧とに基づいて、前記燃料分離器の異常の有無を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記負圧生成手段は、前記燃料供給手段から前記高オクタン価燃料の供給を受けて生じた吸引作用によって前記区画内の燃料を前記燃料タンクに移送するジェットポンプであることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記異常判定手段は、前記吐出圧が所定の上限値よりも高く、かつ、前記負圧が所定の下限値よりも低い場合に、前記燃料分離器に破損による異常が生じたと判定することを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、燃料分離器の異常判定装置であって、
芳香族成分を選択的に通過させる燃料分離膜を有し、供給された原料燃料を、前記燃料分離膜を通過した高オクタン価燃料と前記燃料分離膜を通過していない低オクタン価燃料とに分離する燃料分離器と、
前記高オクタン価燃料を貯留するための燃料タンクと、
前記燃料分離器における前記高オクタン価燃料側の区画と前記燃料タンクとを連通する貯留側燃料通路と、
前記燃料通路の途中に配置され、前記燃料分離器の前記区画内に負圧を生成する負圧生成手段と、
前記負圧生成手段により生成される前記負圧を取得する負圧取得手段と、
前記負圧に基づいて、前記燃料分離器の異常の有無を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第４の発明において、
前記異常判定手段は、前記負圧が所定の上限値よりも高い場合に、前記燃料分離膜に詰まりによる異常が生じたと判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、燃料供給手段による高オクタン価燃料の吐出圧と、燃料分離器における高オクタン価燃料側の区画内の負圧とに基づいて、燃料分離器の異常の有無が判定される。燃料分離器に異常が発生すると、上記吐出圧および上記負圧に正常時とは異なる傾向が見られるようになる。このため、本発明によれば、上記吐出圧と上記負圧とに基づいて、燃料分離器の異常を精度良く判定することができる。
【００１３】
第２の発明によれば、負圧生成手段としてジェットポンプを用いられている場合において、燃料供給手段による高オクタン価燃料の吐出圧の変化に伴うジェットポンプの負圧生成能力の変化の状況を考慮して、燃料分離器の異常をより精度良く判定することが可能となる。
【００１４】
第３の発明によれば、上記吐出圧が所定の上限値よりも高く、かつ、上記負圧が所定の下限値よりも低い場合に、燃料分離器に破損による異常が生じたと判定される。燃料分離器の燃料分離膜やその基材が破損すると、上記区画側への燃料透過量が過大となるため、上記吐出圧が過大となるとともに上記負圧が過小となる。このため、本発明によれば、簡易な構成で、燃料分離器に破損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。
【００１５】
第４の発明によれば、燃料分離器における高オクタン価燃料側の区画内の負圧に基づいて、燃料分離器の異常の有無が判定される。燃料分離器に異常が発生すると、負圧に正常時とは異なる傾向が見られるようになる。このため、本発明によれば、上記負圧に基づいて、燃料分離器の異常を精度良く判定することができる。
【００１６】
第５の発明によれば、上記負圧が所定の上限値よりも高い場合に、燃料分離器に詰まりによる異常が生じたと判定される。燃料分離器の燃料分離膜やその基材に詰まりが生ずると、上記区画側への燃料透過量が過小となるため、上記負圧が過大となる。このため、本発明によれば、簡易な構成で、燃料分離器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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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における燃料供給装置の構成を説明するための図である。本実施形態の燃料供給装置は、車両に搭載された内燃機関１０に燃料を供給するための車載用燃料供給装置として適用されている。図１に示すように、内燃機関１０は、燃料タンク１２を備えている。
【００１８】
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。
【００１９】
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、当該原料燃料配管１４の途中に設けられた燃料ポンプ１６によって、当該原料燃料配管１４に供給されるようになっている。
【００２０】
原料燃料配管１４における燃料ポンプ１６の下流には、レギュレータ１８が配置されている。レギュレータ１８は、原料燃料配管１４を流れる原料燃料の圧力を調整するためのものである。
【００２１】
原料燃料配管１４におけるレギュレータ１８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。
【００２２】
燃料加熱器２０よりも下流側の原料燃料配管１４には、燃料分離器３０が接続されている。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。
【００２３】
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ＲＯＮ燃料となり、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ＲＯＮ燃料となる。
【００２４】
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の途中には、低ＲＯＮ燃料を減圧して液化するためのレギュレータ３４が配置されている。液化された低ＲＯＮ燃料は、インジェクタ３６を用いて、内燃機関１０の筒内に噴射されるようになっている。
【００２５】
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。高ＲＯＮ燃料配管３８の他端には、区画３０３内に負圧を発生させるための負圧生成手段として、ジェットポンプ４０が設けられている。より具体的には、高ＲＯＮ燃料配管３８の当該他端は、ジェットポンプ４０内のベンチュリー部（図示省略）と連通するように設けられている。
【００２６】
また、ジェットポンプ４０には、高ＲＯＮ燃料配管４２の一端が接続されている。高ＲＯＮ燃料配管４２の他端は、高ＲＯＮ燃料を貯留するための高ＲＯＮ燃料タンク４４に接続されている。高ＲＯＮ燃料タンク４４には、更に、高ＲＯＮ燃料配管４２とは別の高ＲＯＮ燃料配管４６の一端が接続されている。
【００２７】
高ＲＯＮ燃料タンク４４内の高ＲＯＮ燃料は、当該高ＲＯＮ燃料配管４６の途中に設けられた燃料ポンプ４８によって、当該高ＲＯＮ燃料配管４６に供給されるようになっている。
【００２８】
また、高ＲＯＮ燃料配管４６は、燃料ポンプ４８の吐出側の部位において二股状に分岐している。ここでは、説明の便宜上、図１に示すように、高ＲＯＮ燃料配管４６において、インジェクタ５０に向かう方の分岐通路を「第１分岐通路４６ａ」と称し、もう一方のジェットポンプ４０に向かう方の分岐通路を「第２分岐通路４６ｂ」と称することとする。
【００２９】
上記の構成によれば、燃料ポンプ４８によって圧送された高ＲＯＮ燃料は、高ＲＯＮ燃料配管４６の第１分岐通路４６ａを通ってインジェクタ５０に供給されるとともに、高ＲＯＮ燃料配管４６の第２分岐通路４６ｂを通ってジェットポンプ４０にも供給される。
【００３０】
当該ジェットポンプ４０は、一種のエジェクターとして機能し、第２分岐通路４６ｂから高ＲＯＮ燃料が当該ジェットポンプ４０内の上記ベンチュリー部を通過する際に生じる負圧によって、燃料分離器３０の区画３０３内の燃料を高ＲＯＮ燃料タンク４４側に吸引するものである。つまり、ジェットポンプ４０は、燃料ポンプ４８から高ＲＯＮ燃料の供給を受けて生じた吸引作用によって区画３０３内の燃料を高ＲＯＮ燃料タンク４４に移送するものである。
【００３１】
更に、高ＲＯＮ燃料配管４２の途中には、高ＲＯＮ燃料配管４２を流れる高ＲＯＮ燃料の圧力、言い換えれば、燃料ポンプ４８の吐出圧を調整するためのレギュレータ５２が配置されている。
【００３２】
また、図１に示すシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０を備えている。ＥＣＵ６０の入力には、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）に加え、燃料分離器３０からジェットポンプ４０に向かう通路（高ＲＯＮ燃料配管３８）内の燃料の圧力（負圧）を検出するための圧力センサ６２、および、燃料ポンプ４８の吐出圧を検出するための圧力センサ６４がそれぞれ接続されている。また、ＥＣＵ６０の出力には、上述した燃料ポンプ１６、４８、レギュレータ１８、３４、５２、インジェクタ３６、５０などの各種アクチュエータが接続されている。
【００３３】
［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およびレギュレータ１８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。
【００３４】
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、ジェットポンプ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。
【００３５】
このため、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側へ浸出する。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。ＥＣＵ６０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３６、５０をそれぞれ駆動するようにしている。
【００３６】
［実施の形態１の特徴部分］
燃料分離器３０におけるアロマ分離膜３０１やその基材に破損が生じた場合、原料燃料が当該破損部から区画３０３側へ流出してしまう。このため、高ＲＯＮ燃料のオクタン価が、想定していたオクタン価よりも低くなってしまうおそれがある。このような場合においては、設定された噴射量で燃料を噴射しているにも関わらず、要求オクタン価を実現することができないので、知らぬ間に燃焼状態が悪化しているおそれがある。
【００３７】
また、燃料分離器３０におけるアロマ分離膜３０１やその基材に詰まりが生じた場合、高ＲＯＮ燃料の生成量が低下してしまう。このような場合においては、ノッキングの抑制のために点火時期を遅角せざるを得ず、燃費の悪化を招いてしまう。このように、燃料分離器３０に異常が発生すると、燃焼状態の悪化や燃費の悪化を招くため、これらの異常を早期にかつ精度良く検出することが好ましい。
【００３８】
そこで、本実施の形態１では、燃料ポンプ４８による高ＲＯＮ燃料の吐出圧と、燃料分離器３０の高ＲＯＮ燃料側の区画３０３内の負圧とに基づいて、燃料分離器３０の異常判定を行うようにした。
【００３９】
既述したように、燃料分離器３０に導入された原料燃料は、アロマ分離膜３０１を通過した高ＲＯＮ燃料とアロマ分離膜３０１を通過していない低ＲＯＮ燃料とに分離される。この際、区画３０２側から区画３０３側への燃料透過量が多量になるほど、高ＲＯＮ燃料配管３８や高ＲＯＮ燃料タンク４４への燃料供給量が増えていくので、基本的に、燃料ポンプ４８による高ＲＯＮ燃料の吐出圧が高くなるとともに、区画３０３内の負圧は低くなる。
【００４０】
このため、本実施形態では、より具体的には、燃料ポンプ４８による高ＲＯＮ燃料の吐出圧が規定値以上で、かつ、区画３０３内の負圧が規定範囲に満たない場合に、区画３０２側から区画３０３側への燃料通過量が過大であると判断するようにした。そして、この場合には、燃料分離器３０に破損（具体的には、アロマ分離膜３０１或いはその基材の破損）による異常が発生したと判断するようにした。
【００４１】
次に、図２を参照して、本実施の形態１において実行される処理の具体的内容について説明する。図２は、ＥＣＵ６０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。
【００４２】
図２に示すルーチンでは、先ず、燃料ポンプ４８による高ＲＯＮ燃料の吐出圧が取得される（ステップ１００）。ここでは、具体的には、圧力センサ６４の検出信号に基づいて取得される。
【００４３】
次に、燃料分離器３０の区画３０３内の負圧（アロマ分離膜３０１の吸引負圧）が取得される（ステップ１０２）。ここでは、具体的には、圧力センサ６２の検出信号に基づいて取得される。
【００４４】
次に、上記吐出圧が所定の上限値Ｐｍａｘよりも高く、かつ、上記負圧が所定の下限値Ｐｍｉｎよりも低いか否かが判別される（ステップ１０４）。これらのＰｍａｘ、Ｐｍｉｎは、燃料分離器３０による燃料分離動作が正常である場合において想定しうる最大の吐出圧、最小の負圧として、予め実験等により設定された値が使用される。
【００４５】
その結果、上記ステップ１０４の判定が不成立である場合には、高ＲＯＮ燃料の吐出圧が規定値以上にはなっておらず、かつ、アロマ分離膜３０１の吸引負圧が規定範囲内にあると判断することができる。このため、この場合には、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１０６）。
【００４６】
一方、上記ステップ１０４の判定が成立する場合には、燃料ポンプ４８の吐出圧が高いことで、ジェットポンプ４０のベンチュリー部を通過する高ＲＯＮ燃料の量が多く、これにより、ジェットポンプ４０の負圧生成能力が高くなる状況下であるにも関わらず、十分な負圧が生成されていない状況にあるといえる。
【００４７】
このため、この場合には、区画３０２側から区画３０３側への燃料通過量が過大となる状況にあると良好に判断することができる。このため、この場合には、次のステップに移行し、燃料分離器３０の異常が判定される（ステップ１０８）。具体的には、本ステップ１０８では、アロマ分離膜３０１或いはその基材の破損による異常が生じたと判定される。
【００４８】
以上説明した図２に示すルーチンによれば、燃料ポンプ４８による高ＲＯＮ燃料の吐出圧と、燃料分離器３０の高ＲＯＮ燃料側の区画３０３内の負圧とに基づいて、燃料分離器３０に異常が発生しているか否かを精度良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。
【００４９】
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「燃料分離膜」に、高ＲＯＮ燃料が前記第１の発明における「高オクタン価燃料」に、低ＲＯＮ燃料が前記第１の発明における「低オクタン価燃料」に、高ＲＯＮ燃料タンク４４が前記第１の発明における「燃料タンク」に、区画３０３が前記第１の発明における「区画」に、高ＲＯＮ燃料配管３８および高ＲＯＮ燃料配管４２が前記第１の発明における「貯留側燃料通路」に、ジェットポンプ４０が前記第１の発明における「負圧生成手段」に、内燃機関１０が前記第１の発明における「燃料供給対象」に、燃料ポンプ４８が前記第１の発明における「燃料供給手段」に、それぞれ相当している。
また、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第１の発明における「負圧取得手段」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「吐出圧取得手段」が、上記ステップ１０４〜１０８の処理を実行することにより前記第１の発明における「異常判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００５０】
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、ＥＣＵ６０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ものである。
【００５１】
［実施の形態２の構成］
図３は、本発明の実施の形態２における燃料供給装置の構成を説明するための図である。尚、図３において、上記図１に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
本実施形態のシステムは、高ＲＯＮ燃料配管４６の第１分岐通路４６ａに圧力センサ６４が備えられていない点を除き、上述した実施の形態１におけるシステムと同様に構成されている。
【００５２】
［実施の形態２の特徴部分］
本実施形態では、上述した実施の形態１とは異なり、燃料分離器３０の高ＲＯＮ燃料側の区画３０３内の負圧のみに基づいて、燃料分離器３０の異常判定を行うようにしている。より具体的には、上記区画３０３内の負圧が規定範囲を超えたものとなっている場合に、区画３０２側から区画３０３側への燃料通過量が過少であると判断し、アロマ分離膜３０１やその基材に詰まりによる異常が発生したと判断するようにしている。
【００５３】
次に、図４を参照して、本実施の形態２において実行される処理の具体的内容について説明する。図４は、ＥＣＵ６０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。
【００５４】
図４に示すルーチンでは、先ず、上記ステップ１０２と同様の手法で、燃料分離器３０の区画３０３内の負圧（アロマ分離膜３０１の吸引負圧）が取得される（ステップ２００）。
【００５５】
次に、上記負圧が所定の上限値Ｐｍａｘ’よりも高いか否かが判別される（ステップ２０２）。このＰｍａｘ’は、燃料分離器３０による燃料分離動作が正常である場合において想定しうる最大の負圧として、予め実験等により設定された値が使用される。
【００５６】
その結果、上記ステップ２０２の判定が不成立である場合には、アロマ分離膜３０１の吸引負圧が規定範囲内にあると判断することができる。このため、この場合には、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２０４）。
【００５７】
一方、上記ステップ２０２の判定が成立する場合には、区画３０２側から区画３０３側への燃料通過量が過少となる状況にあると判断することができる。このため、この場合には、次のステップに移行し、燃料分離器３０の異常が判定される（ステップ２０６）。具体的には、本ステップ２０６では、アロマ分離膜３０１或いはその基材に詰まりによる異常が生じたと判定される。
【００５８】
以上説明した図４に示すルーチンによれば、燃料分離器３０の高ＲＯＮ燃料側の区画３０３内の負圧に基づいて、燃料分離器３０に異常が発生しているか否かを精度良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。
【００５９】
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４の発明における「燃料分離膜」に、高ＲＯＮ燃料が前記第４の発明における「高オクタン価燃料」に、低ＲＯＮ燃料が前記第４の発明における「低オクタン価燃料」に、高ＲＯＮ燃料タンク４４が前記第４の発明における「燃料タンク」に、区画３０３が前記第４の発明における「区画」に、高ＲＯＮ燃料配管３８および高ＲＯＮ燃料配管４２が前記第４の発明における「貯留側燃料通路」に、ジェットポンプ４０が前記第４の発明における「負圧生成手段」に、それぞれ相当している。
また、ＥＣＵ６０が、上記ステップ２００の処理を実行することにより前記第４の発明における「負圧取得手段」が、上記ステップ２０２〜２０６の処理を実行することにより前記第４の発明における「異常判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００６０】
ところで、上述した実施の形態１および２においては、燃料分離器３０の区画３０３内に負圧を生成させる負圧生成手段として、ジェットポンプ４０を備えるようにしている。特に実施の形態１において、上記図２に示すルーチンの判定手法によれば、当該負圧生成手段がジェットポンプ４０である場合に、上記吐出圧と上記負圧とに基づいて、特に良好な異常判定を行うことができる。しかしながら、本発明の負圧生成手段は、必ずしもジェットポンプでなくてもよく、他の機械式真空ポンプなどを必要に応じて用いるようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した実施の形態１および２においては、燃料分離器３０により分離された高ＲＯＮ燃料を燃料ポンプ４８によって内燃機関１０に供給するようにしているが、本発明における高オクタン価燃料の燃料供給対象は、内燃機関１０に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態１における燃料供給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における燃料供給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る。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 内燃機関
１２ 燃料タンク
１４ 原料燃料配管
１６ 燃料ポンプ
１８ レギュレータ
２０ 燃料加熱器
３０ 燃料分離器
３０１ アロマ分離膜
３０２ 区画
３０３ 区画
３２ 低ＲＯＮ燃料配管
３４ レギュレータ
３６ インジェクタ
３８ 高ＲＯＮ燃料配管
４０ ジェットポンプ
４２ 高ＲＯＮ燃料配管
４４ 高ＲＯＮ燃料タンク
４６ 高ＲＯＮ燃料配管
４６ａ 第１分岐通路
４６ｂ 第２分岐通路
４８ 燃料ポンプ
５０ インジェクタ
５２ レギュレータ
６０ ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
６２ 圧力センサ
６４ 圧力センサ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料分離器の異常判定装置に係り、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器の異常判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、車載用燃料分離装置の異常を判定する装置が開示されている。この従来の燃料分離装置では、より具体的には、原料燃料タンク内のガソリンが、分離膜モジュールによって、原料燃料よりオクタン価（ＲＯＮ）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る。
【０００３】
そして、上記従来の燃料分離装置では、高オクタン価燃料の生成量が所定の上限値よりも大きい場合に分離膜の破損による異常と判断し、当該生成量が所定の下限値より小さい場合には、分離膜の機能低下による異常と判断することとしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４００４７号公報
【特許文献２】特開２００４−２３２６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の燃料分離装置では、高オクタン価燃料の生成量を、高オクタン価燃料を貯留している燃料タンクの液面変化と当該燃料タンクから内燃機関に供給される燃料量とに基づいて算出することとしている。このため、高オクタン価燃料がこの燃料タンクにある程度貯留されるまでは、燃料分離装置の異常判定を行うことができなくなる。このため、上記従来の燃料分離装置では、燃料分離装置の異常を早期に発見することができないおそれがあった。
【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器の異常を、早期にかつ精度良く判定することのできる燃料分離器の異常判定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、燃料分離器の異常判定装置であって、
芳香族成分を選択的に通過させる燃料分離膜を有し、供給された原料燃料を、前記燃料分離膜を通過した高オクタン価燃料と前記燃料分離膜を通過していない低オクタン価燃料とに分離する燃料分離器と、
前記燃料分離膜を通過した前記高オクタン価燃料を貯留するための燃料タンクと、
前記燃料分離器における前記高オクタン価燃料側の区画と前記燃料タンクとを連通する貯留側燃料通路と、
前記燃料通路の途中に配置され、前記燃料分離器の前記区画内に負圧を生成する負圧生成手段と、
前記燃料タンクに貯留されている前記高オクタン価燃料を燃料供給対象へ供給する際に用いられる供給側燃料通路と、
前記供給側燃料通路の途中に配置され、前記高オクタン価燃料を前記燃料供給対象へ供給する燃料供給手段と、
前記負圧生成手段により生成される前記負圧を取得する負圧取得手段と、
前記燃料供給手段による前記高オクタン価燃料の吐出圧を取得する吐出圧取得手段と、
前記吐出圧と前記負圧とに基づいて、前記燃料分離器の異常の有無を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記負圧生成手段は、前記燃料供給手段から前記高オクタン価燃料の供給を受けて生じた吸引作用によって前記区画内の燃料を前記燃料タンクに移送するジェットポンプであることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記異常判定手段は、前記吐出圧が所定の上限値よりも高く、かつ、前記負圧が所定の下限値よりも低い場合に、前記燃料分離器に破損による異常が生じたと判定することを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、燃料分離器の異常判定装置であって、
芳香族成分を選択的に通過させる燃料分離膜を有し、供給された原料燃料を、前記燃料分離膜を通過した高オクタン価燃料と前記燃料分離膜を通過していない低オクタン価燃料とに分離する燃料分離器と、
前記高オクタン価燃料を貯留するための燃料タンクと、
前記燃料分離器における前記高オクタン価燃料側の区画と前記燃料タンクとを連通する貯留側燃料通路と、
前記燃料通路の途中に配置され、前記燃料分離器の前記区画内に負圧を生成する負圧生成手段と、
前記負圧生成手段により生成される前記負圧を取得する負圧取得手段と、
前記負圧に基づいて、前記燃料分離器の異常の有無を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第４の発明において、
前記異常判定手段は、前記負圧が所定の上限値よりも高い場合に、前記燃料分離膜に詰まりによる異常が生じたと判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、燃料供給手段による高オクタン価燃料の吐出圧と、燃料分離器における高オクタン価燃料側の区画内の負圧とに基づいて、燃料分離器の異常の有無が判定される。燃料分離器に異常が発生すると、上記吐出圧および上記負圧に正常時とは異なる傾向が見られるようになる。このため、本発明によれば、上記吐出圧と上記負圧とに基づいて、燃料分離器の異常を精度良く判定することができる。
【００１３】
第２の発明によれば、負圧生成手段としてジェットポンプを用いられている場合において、燃料供給手段による高オクタン価燃料の吐出圧の変化に伴うジェットポンプの負圧生成能力の変化の状況を考慮して、燃料分離器の異常をより精度良く判定することが可能となる。
【００１４】
第３の発明によれば、上記吐出圧が所定の上限値よりも高く、かつ、上記負圧が所定の下限値よりも低い場合に、燃料分離器に破損による異常が生じたと判定される。燃料分離器の燃料分離膜やその基材が破損すると、上記区画側への燃料透過量が過大となるため、上記吐出圧が過大となるとともに上記負圧が過小となる。このため、本発明によれば、簡易な構成で、燃料分離器に破損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。
【００１５】
第４の発明によれば、燃料分離器における高オクタン価燃料側の区画内の負圧に基づいて、燃料分離器の異常の有無が判定される。燃料分離器に異常が発生すると、負圧に正常時とは異なる傾向が見られるようになる。このため、本発明によれば、上記負圧に基づいて、燃料分離器の異常を精度良く判定することができる。
【００１６】
第５の発明によれば、上記負圧が所定の上限値よりも高い場合に、燃料分離器に詰まりによる異常が生じたと判定される。燃料分離器の燃料分離膜やその基材に詰まりが生ずると、上記区画側への燃料透過量が過小となるため、上記負圧が過大となる。このため、本発明によれば、簡易な構成で、燃料分離器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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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における燃料供給装置の構成を説明するための図である。本実施形態の燃料供給装置は、車両に搭載された内燃機関１０に燃料を供給するための車載用燃料供給装置として適用されている。図１に示すように、内燃機関１０は、燃料タンク１２を備えている。
【００１８】
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。
【００１９】
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、当該原料燃料配管１４の途中に設けられた燃料ポンプ１６によって、当該原料燃料配管１４に供給されるようになっている。
【００２０】
原料燃料配管１４における燃料ポンプ１６の下流には、レギュレータ１８が配置されている。レギュレータ１８は、原料燃料配管１４を流れる原料燃料の圧力を調整するためのものである。
【００２１】
原料燃料配管１４におけるレギュレータ１８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。
【００２２】
燃料加熱器２０よりも下流側の原料燃料配管１４には、燃料分離器３０が接続されている。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。
【００２３】
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ＲＯＮ燃料となり、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ＲＯＮ燃料となる。
【００２４】
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の途中には、低ＲＯＮ燃料を減圧して液化するためのレギュレータ３４が配置されている。液化された低ＲＯＮ燃料は、インジェクタ３６を用いて、内燃機関１０の筒内に噴射されるようになっている。
【００２５】
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。高ＲＯＮ燃料配管３８の他端には、区画３０３内に負圧を発生させるための負圧生成手段として、ジェットポンプ４０が設けられている。より具体的には、高ＲＯＮ燃料配管３８の当該他端は、ジェットポンプ４０内のベンチュリー部（図示省略）と連通するように設けられている。
【００２６】
また、ジェットポンプ４０には、高ＲＯＮ燃料配管４２の一端が接続されている。高ＲＯＮ燃料配管４２の他端は、高ＲＯＮ燃料を貯留するための高ＲＯＮ燃料タンク４４に接続されている。高ＲＯＮ燃料タンク４４には、更に、高ＲＯＮ燃料配管４２とは別の高ＲＯＮ燃料配管４６の一端が接続されている。
【００２７】
高ＲＯＮ燃料タンク４４内の高ＲＯＮ燃料は、当該高ＲＯＮ燃料配管４６の途中に設けられた燃料ポンプ４８によって、当該高ＲＯＮ燃料配管４６に供給されるようになっている。
【００２８】
また、高ＲＯＮ燃料配管４６は、燃料ポンプ４８の吐出側の部位において二股状に分岐している。ここでは、説明の便宜上、図１に示すように、高ＲＯＮ燃料配管４６において、インジェクタ５０に向かう方の分岐通路を「第１分岐通路４６ａ」と称し、もう一方のジェットポンプ４０に向かう方の分岐通路を「第２分岐通路４６ｂ」と称することとする。
【００２９】
上記の構成によれば、燃料ポンプ４８によって圧送された高ＲＯＮ燃料は、高ＲＯＮ燃料配管４６の第１分岐通路４６ａを通ってインジェクタ５０に供給されるとともに、高ＲＯＮ燃料配管４６の第２分岐通路４６ｂを通ってジェットポンプ４０にも供給される。
【００３０】
当該ジェットポンプ４０は、一種のエジェクターとして機能し、第２分岐通路４６ｂから高ＲＯＮ燃料が当該ジェットポンプ４０内の上記ベンチュリー部を通過する際に生じる負圧によって、燃料分離器３０の区画３０３内の燃料を高ＲＯＮ燃料タンク４４側に吸引するものである。つまり、ジェットポンプ４０は、燃料ポンプ４８から高ＲＯＮ燃料の供給を受けて生じた吸引作用によって区画３０３内の燃料を高ＲＯＮ燃料タンク４４に移送するものである。
【００３１】
更に、高ＲＯＮ燃料配管４２の途中には、高ＲＯＮ燃料配管４２を流れる高ＲＯＮ燃料の圧力、言い換えれば、燃料ポンプ４８の吐出圧を調整するためのレギュレータ５２が配置されている。
【００３２】
また、図１に示すシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０を備えている。ＥＣＵ６０の入力には、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）に加え、燃料分離器３０からジェットポンプ４０に向かう通路（高ＲＯＮ燃料配管３８）内の燃料の圧力（負圧）を検出するための圧力センサ６２、および、燃料ポンプ４８の吐出圧を検出するための圧力センサ６４がそれぞれ接続されている。また、ＥＣＵ６０の出力には、上述した燃料ポンプ１６、４８、レギュレータ１８、３４、５２、インジェクタ３６、５０などの各種アクチュエータが接続されている。
【００３３】
［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およびレギュレータ１８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。
【００３４】
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、ジェットポンプ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。
【００３５】
このため、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側へ浸出する。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。ＥＣＵ６０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３６、５０をそれぞれ駆動するようにしている。
【００３６】
［実施の形態１の特徴部分］
燃料分離器３０におけるアロマ分離膜３０１やその基材に破損が生じた場合、原料燃料が当該破損部から区画３０３側へ流出してしまう。このため、高ＲＯＮ燃料のオクタン価が、想定していたオクタン価よりも低くなってしまうおそれがある。このような場合においては、設定された噴射量で燃料を噴射しているにも関わらず、要求オクタン価を実現することができないので、知らぬ間に燃焼状態が悪化しているおそれがある。
【００３７】
また、燃料分離器３０におけるアロマ分離膜３０１やその基材に詰まりが生じた場合、高ＲＯＮ燃料の生成量が低下してしまう。このような場合においては、ノッキングの抑制のために点火時期を遅角せざるを得ず、燃費の悪化を招いてしまう。このように、燃料分離器３０に異常が発生すると、燃焼状態の悪化や燃費の悪化を招くため、これらの異常を早期にかつ精度良く検出することが好ましい。
【００３８】
そこで、本実施の形態１では、燃料ポンプ４８による高ＲＯＮ燃料の吐出圧と、燃料分離器３０の高ＲＯＮ燃料側の区画３０３内の負圧とに基づいて、燃料分離器３０の異常判定を行うようにした。
【００３９】
既述したように、燃料分離器３０に導入された原料燃料は、アロマ分離膜３０１を通過した高ＲＯＮ燃料とアロマ分離膜３０１を通過していない低ＲＯＮ燃料とに分離される。この際、区画３０２側から区画３０３側への燃料透過量が多量になるほど、高ＲＯＮ燃料配管３８や高ＲＯＮ燃料タンク４４への燃料供給量が増えていくので、基本的に、燃料ポンプ４８による高ＲＯＮ燃料の吐出圧が高くなるとともに、区画３０３内の負圧は低くなる。
【００４０】
このため、本実施形態では、より具体的には、燃料ポンプ４８による高ＲＯＮ燃料の吐出圧が規定値以上で、かつ、区画３０３内の負圧が規定範囲に満たない場合に、区画３０２側から区画３０３側への燃料通過量が過大であると判断するようにした。そして、この場合には、燃料分離器３０に破損（具体的には、アロマ分離膜３０１或いはその基材の破損）による異常が発生したと判断するようにした。
【００４１】
次に、図２を参照して、本実施の形態１において実行される処理の具体的内容について説明する。図２は、ＥＣＵ６０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。
【００４２】
図２に示すルーチンでは、先ず、燃料ポンプ４８による高ＲＯＮ燃料の吐出圧が取得される（ステップ１００）。ここでは、具体的には、圧力センサ６４の検出信号に基づいて取得される。
【００４３】
次に、燃料分離器３０の区画３０３内の負圧（アロマ分離膜３０１の吸引負圧）が取得される（ステップ１０２）。ここでは、具体的には、圧力センサ６２の検出信号に基づいて取得される。
【００４４】
次に、上記吐出圧が所定の上限値Ｐｍａｘよりも高く、かつ、上記負圧が所定の下限値Ｐｍｉｎよりも低いか否かが判別される（ステップ１０４）。これらのＰｍａｘ、Ｐｍｉｎは、燃料分離器３０による燃料分離動作が正常である場合において想定しうる最大の吐出圧、最小の負圧として、予め実験等により設定された値が使用される。
【００４５】
その結果、上記ステップ１０４の判定が不成立である場合には、高ＲＯＮ燃料の吐出圧が規定値以上にはなっておらず、かつ、アロマ分離膜３０１の吸引負圧が規定範囲内にあると判断することができる。このため、この場合には、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１０６）。
【００４６】
一方、上記ステップ１０４の判定が成立する場合には、燃料ポンプ４８の吐出圧が高いことで、ジェットポンプ４０のベンチュリー部を通過する高ＲＯＮ燃料の量が多く、これにより、ジェットポンプ４０の負圧生成能力が高くなる状況下であるにも関わらず、十分な負圧が生成されていない状況にあるといえる。
【００４７】
このため、この場合には、区画３０２側から区画３０３側への燃料通過量が過大となる状況にあると良好に判断することができる。このため、この場合には、次のステップに移行し、燃料分離器３０の異常が判定される（ステップ１０８）。具体的には、本ステップ１０８では、アロマ分離膜３０１或いはその基材の破損による異常が生じたと判定される。
【００４８】
以上説明した図２に示すルーチンによれば、燃料ポンプ４８による高ＲＯＮ燃料の吐出圧と、燃料分離器３０の高ＲＯＮ燃料側の区画３０３内の負圧とに基づいて、燃料分離器３０に異常が発生しているか否かを精度良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。
【００４９】
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「燃料分離膜」に、高ＲＯＮ燃料が前記第１の発明における「高オクタン価燃料」に、低ＲＯＮ燃料が前記第１の発明における「低オクタン価燃料」に、高ＲＯＮ燃料タンク４４が前記第１の発明における「燃料タンク」に、区画３０３が前記第１の発明における「区画」に、高ＲＯＮ燃料配管３８および高ＲＯＮ燃料配管４２が前記第１の発明における「貯留側燃料通路」に、ジェットポンプ４０が前記第１の発明における「負圧生成手段」に、内燃機関１０が前記第１の発明における「燃料供給対象」に、燃料ポンプ４８が前記第１の発明における「燃料供給手段」に、それぞれ相当している。
また、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第１の発明における「負圧取得手段」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「吐出圧取得手段」が、上記ステップ１０４〜１０８の処理を実行することにより前記第１の発明における「異常判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００５０】
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、ＥＣＵ６０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ものである。
【００５１】
［実施の形態２の構成］
図３は、本発明の実施の形態２における燃料供給装置の構成を説明するための図である。尚、図３において、上記図１に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
本実施形態のシステムは、高ＲＯＮ燃料配管４６の第１分岐通路４６ａに圧力センサ６４が備えられていない点を除き、上述した実施の形態１におけるシステムと同様に構成されている。
【００５２】
［実施の形態２の特徴部分］
本実施形態では、上述した実施の形態１とは異なり、燃料分離器３０の高ＲＯＮ燃料側の区画３０３内の負圧のみに基づいて、燃料分離器３０の異常判定を行うようにしている。より具体的には、上記区画３０３内の負圧が規定範囲を超えたものとなっている場合に、区画３０２側から区画３０３側への燃料通過量が過少であると判断し、アロマ分離膜３０１やその基材に詰まりによる異常が発生したと判断するようにしている。
【００５３】
次に、図４を参照して、本実施の形態２において実行される処理の具体的内容について説明する。図４は、ＥＣＵ６０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。
【００５４】
図４に示すルーチンでは、先ず、上記ステップ１０２と同様の手法で、燃料分離器３０の区画３０３内の負圧（アロマ分離膜３０１の吸引負圧）が取得される（ステップ２００）。
【００５５】
次に、上記負圧が所定の上限値Ｐｍａｘ’よりも高いか否かが判別される（ステップ２０２）。このＰｍａｘ’は、燃料分離器３０による燃料分離動作が正常である場合において想定しうる最大の負圧として、予め実験等により設定された値が使用される。
【００５６】
その結果、上記ステップ２０２の判定が不成立である場合には、アロマ分離膜３０１の吸引負圧が規定範囲内にあると判断することができる。このため、この場合には、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２０４）。
【００５７】
一方、上記ステップ２０２の判定が成立する場合には、区画３０２側から区画３０３側への燃料通過量が過少となる状況にあると判断することができる。このため、この場合には、次のステップに移行し、燃料分離器３０の異常が判定される（ステップ２０６）。具体的には、本ステップ２０６では、アロマ分離膜３０１或いはその基材に詰まりによる異常が生じたと判定される。
【００５８】
以上説明した図４に示すルーチンによれば、燃料分離器３０の高ＲＯＮ燃料側の区画３０３内の負圧に基づいて、燃料分離器３０に異常が発生しているか否かを精度良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。
【００５９】
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４の発明における「燃料分離膜」に、高ＲＯＮ燃料が前記第４の発明における「高オクタン価燃料」に、低ＲＯＮ燃料が前記第４の発明における「低オクタン価燃料」に、高ＲＯＮ燃料タンク４４が前記第４の発明における「燃料タンク」に、区画３０３が前記第４の発明における「区画」に、高ＲＯＮ燃料配管３８および高ＲＯＮ燃料配管４２が前記第４の発明における「貯留側燃料通路」に、ジェットポンプ４０が前記第４の発明における「負圧生成手段」に、それぞれ相当している。
また、ＥＣＵ６０が、上記ステップ２００の処理を実行することにより前記第４の発明における「負圧取得手段」が、上記ステップ２０２〜２０６の処理を実行することにより前記第４の発明における「異常判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００６０】
ところで、上述した実施の形態１および２においては、燃料分離器３０の区画３０３内に負圧を生成させる負圧生成手段として、ジェットポンプ４０を備えるようにしている。特に実施の形態１において、上記図２に示すルーチンの判定手法によれば、当該負圧生成手段がジェットポンプ４０である場合に、上記吐出圧と上記負圧とに基づいて、特に良好な異常判定を行うことができる。しかしながら、本発明の負圧生成手段は、必ずしもジェットポンプでなくてもよく、他の機械式真空ポンプなどを必要に応じて用いるようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した実施の形態１および２においては、燃料分離器３０により分離された高ＲＯＮ燃料を燃料ポンプ４８によって内燃機関１０に供給するようにしているが、本発明における高オクタン価燃料の燃料供給対象は、内燃機関１０に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態１における燃料供給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における燃料供給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る。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 内燃機関
１２ 燃料タンク
１４ 原料燃料配管
１６ 燃料ポンプ
１８ レギュレータ
２０ 燃料加熱器
３０ 燃料分離器
３０１ アロマ分離膜
３０２ 区画
３０３ 区画
３２ 低ＲＯＮ燃料配管
３４ レギュレータ
３６ インジェクタ
３８ 高ＲＯＮ燃料配管
４０ ジェットポンプ
４２ 高ＲＯＮ燃料配管
４４ 高ＲＯＮ燃料タンク
４６ 高ＲＯＮ燃料配管
４６ａ 第１分岐通路
４６ｂ 第２分岐通路
４８ 燃料ポンプ
５０ インジェクタ
５２ レギュレータ
６０ ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
６２ 圧力センサ
６４ 圧力センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族成分を選択的に通過させる燃料分離膜を有し、供給された原料燃料を、前記燃料分離膜を通過した高オクタン価燃料と前記燃料分離膜を通過していない低オクタン価燃料とに分離する燃料分離器と、
前記燃料分離膜を通過した前記高オクタン価燃料を貯留するための燃料タンクと、
前記燃料分離器における前記高オクタン価燃料側の区画と前記燃料タンクとを連通する貯留側燃料通路と、
前記燃料通路の途中に配置され、前記燃料分離器の前記区画内に負圧を生成する負圧生成手段と、
前記燃料タンクに貯留されている前記高オクタン価燃料を燃料供給対象へ供給する際に用いられる供給側燃料通路と、
前記供給側燃料通路の途中に配置され、前記高オクタン価燃料を前記燃料供給対象へ供給する燃料供給手段と、
前記負圧生成手段により生成される前記負圧を取得する負圧取得手段と、
前記燃料供給手段による前記高オクタン価燃料の吐出圧を取得する吐出圧取得手段と、
前記吐出圧と前記負圧とに基づいて、前記燃料分離器の異常の有無を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする燃料分離器の異常判定装置。
【請求項２】
前記負圧生成手段は、前記燃料供給手段から前記高オクタン価燃料の供給を受けて生じた吸引作用によって前記区画内の燃料を前記燃料タンクに移送するジェットポンプであることを特徴とする請求項１記載の燃料分離器の異常判定装置。
【請求項３】
前記異常判定手段は、前記吐出圧が所定の上限値よりも高く、かつ、前記負圧が所定の下限値よりも低い場合に、前記燃料分離器に破損による異常が生じたと判定することを特徴とする請求項１または２記載の燃料分離器の異常判定装置。
【請求項４】
芳香族成分を選択的に通過させる燃料分離膜を有し、供給された原料燃料を、前記燃料分離膜を通過した高オクタン価燃料と前記燃料分離膜を通過していない低オクタン価燃料とに分離する燃料分離器と、
前記高オクタン価燃料を貯留するための燃料タンクと、
前記燃料分離器における前記高オクタン価燃料側の区画と前記燃料タンクとを連通する貯留側燃料通路と、
前記燃料通路の途中に配置され、前記燃料分離器の前記区画内に負圧を生成する負圧生成手段と、
前記負圧生成手段により生成される前記負圧を取得する負圧取得手段と、
前記負圧に基づいて、前記燃料分離器の異常の有無を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする燃料分離器の異常判定装置。
【請求項５】
前記異常判定手段は、前記負圧が所定の上限値よりも高い場合に、前記燃料分離膜に詰まりによる異常が生じたと判定することを特徴とする請求項４記載の燃料分離器の異常判定装置。
【請求項１】
芳香族成分を選択的に通過させる燃料分離膜を有し、供給された原料燃料を、前記燃料分離膜を通過した高オクタン価燃料と前記燃料分離膜を通過していない低オクタン価燃料とに分離する燃料分離器と、
前記燃料分離膜を通過した前記高オクタン価燃料を貯留するための燃料タンクと、
前記燃料分離器における前記高オクタン価燃料側の区画と前記燃料タンクとを連通する貯留側燃料通路と、
前記燃料通路の途中に配置され、前記燃料分離器の前記区画内に負圧を生成する負圧生成手段と、
前記燃料タンクに貯留されている前記高オクタン価燃料を燃料供給対象へ供給する際に用いられる供給側燃料通路と、
前記供給側燃料通路の途中に配置され、前記高オクタン価燃料を前記燃料供給対象へ供給する燃料供給手段と、
前記負圧生成手段により生成される前記負圧を取得する負圧取得手段と、
前記燃料供給手段による前記高オクタン価燃料の吐出圧を取得する吐出圧取得手段と、
前記吐出圧と前記負圧とに基づいて、前記燃料分離器の異常の有無を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする燃料分離器の異常判定装置。
【請求項２】
前記負圧生成手段は、前記燃料供給手段から前記高オクタン価燃料の供給を受けて生じた吸引作用によって前記区画内の燃料を前記燃料タンクに移送するジェットポンプであることを特徴とする請求項１記載の燃料分離器の異常判定装置。
【請求項３】
前記異常判定手段は、前記吐出圧が所定の上限値よりも高く、かつ、前記負圧が所定の下限値よりも低い場合に、前記燃料分離器に破損による異常が生じたと判定することを特徴とする請求項１または２記載の燃料分離器の異常判定装置。
【請求項４】
芳香族成分を選択的に通過させる燃料分離膜を有し、供給された原料燃料を、前記燃料分離膜を通過した高オクタン価燃料と前記燃料分離膜を通過していない低オクタン価燃料とに分離する燃料分離器と、
前記高オクタン価燃料を貯留するための燃料タンクと、
前記燃料分離器における前記高オクタン価燃料側の区画と前記燃料タンクとを連通する貯留側燃料通路と、
前記燃料通路の途中に配置され、前記燃料分離器の前記区画内に負圧を生成する負圧生成手段と、
前記負圧生成手段により生成される前記負圧を取得する負圧取得手段と、
前記負圧に基づいて、前記燃料分離器の異常の有無を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする燃料分離器の異常判定装置。
【請求項５】
前記異常判定手段は、前記負圧が所定の上限値よりも高い場合に、前記燃料分離膜に詰まりによる異常が生じたと判定することを特徴とする請求項４記載の燃料分離器の異常判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１７５５（Ｐ２０１０−１７５５Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５９２４６（Ｐ２００８−１５９２４６）
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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