JP2007120413A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガソリン及びアルコールなどの複数の燃料が混合された混合燃料を使用する内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine using a mixed fuel in which a plurality of fuels such as gasoline and alcohol are mixed.
ガソリンとアルコールとを混合した混合燃料は、アルコール濃度が低い場合、混合燃料中に水分が一定以上含まれた場合、又は低温時などにガソリンとアルコールとが相分離し易くなることが知られている。また、燃料タンク内に貯留されている混合燃料とはアルコール濃度が異なる混合燃料が燃料タンクに給油された場合、燃料タンクに貯留されている混合燃料のアルコール濃度が不均一になるおそれがある。アルコール濃度が不均一の場合又はガソリンとアルコールとが相分離している場合などは、安定した性状の混合燃料が供給できないため、内燃機関の燃焼が不安定になるおそれがある。そこで、このような混合燃料を使用する内燃機関において、内燃機関の始動時に検出した混合燃料中のアルコール濃度と前回内燃機関を停止した時の混合燃料中のアルコール濃度とを比較し、アルコール濃度が変化している場合に燃料ポンプを動作させて燃料を予混合する内燃機関が知られている(特許文献1参照)。また、燃料タンクに貯留されている混合燃料を攪拌する攪拌装置が燃料タンクに設けられている内燃機関が知られている(特許文献2参照)。 It is known that a mixed fuel that is a mixture of gasoline and alcohol is likely to cause phase separation of gasoline and alcohol when the alcohol concentration is low, when the mixed fuel contains more than a certain amount of water, or at low temperatures. Yes. Further, when a mixed fuel having a different alcohol concentration from the mixed fuel stored in the fuel tank is supplied to the fuel tank, the alcohol concentration of the mixed fuel stored in the fuel tank may be non-uniform. When the alcohol concentration is not uniform or when the gasoline and alcohol are phase-separated, the mixed fuel having a stable property cannot be supplied, so that the combustion of the internal combustion engine may become unstable. Therefore, in an internal combustion engine using such a mixed fuel, the alcohol concentration in the mixed fuel detected at the start of the internal combustion engine is compared with the alcohol concentration in the mixed fuel when the internal combustion engine was last stopped. There is known an internal combustion engine that premixes fuel by operating a fuel pump when the fuel pressure changes (see Patent Document 1). There is also known an internal combustion engine in which a fuel tank is provided with a stirring device that stirs the mixed fuel stored in the fuel tank (see Patent Document 2).
特許文献1の内燃機関では、燃料タンクに貯留されている混合燃料を燃料通路を循環させて攪拌している。このように混合燃料を循環させるためには混合燃料を燃料通路に設けられたプレッシャーレギュレータの設定圧力よりも昇圧する必要がある。そのため、混合燃料の攪拌に余分なエネルギを消費している。特許文献2には、燃料タンクに設けられた攪拌装置の制御方法について何ら開示されていない。
In the internal combustion engine of
そこで、本発明は、余分なエネルギの消費を抑えつつ燃料タンクに貯留されている混合燃料を略均一な混合状態にすることが可能な内燃機関を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an internal combustion engine capable of bringing a mixed fuel stored in a fuel tank into a substantially uniform mixed state while suppressing consumption of excess energy.
本発明の内燃機関は、複数の燃料を混合した混合燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンクに貯留されている混合燃料を攪拌する攪拌手段と、前記燃料タンクに貯留されている混合燃料の混合状態に基づいてこの混合燃料の攪拌の要否を判定する攪拌判定手段と、を備えた内燃機関において、前記内燃機関の停止時で、かつ前記攪拌判定手段によって混合燃料の攪拌が必要と判断された場合に前記攪拌手段を動作させる動作制御手段を備えているいることにより、上述した課題を解決する(請求項1)。 An internal combustion engine according to the present invention includes a fuel tank that stores a mixed fuel obtained by mixing a plurality of fuels, a stirring unit that stirs the mixed fuel stored in the fuel tank, and a mixed fuel stored in the fuel tank. And an agitation determination means for determining the necessity of agitation of the mixed fuel based on a mixed state, and determines that the agitation of the mixed fuel is necessary by the agitation determination means when the internal combustion engine is stopped. In this case, the above-described problem is solved by providing an operation control means for operating the stirring means.
内燃機関の運転時は燃料タンクから機関本体に燃料を供給するべく燃料タンクに貯留されている混合燃料を吸い上げるなど燃料タンク内の混合燃料に流れが生じるため、この混合燃料の流れによって燃料タンク内の混合燃料が攪拌される。本発明の内燃機関では、内燃機関の停止時で、かつ燃料タンク内の混合燃料の攪拌が必要と判断された場合に攪拌手段によって燃料タンク内の混合燃料を攪拌するので、混合燃料の攪拌に消費されるエネルギを抑えるとともに燃料タンク内に混合燃料を略均一な混合状態にすることができる。 During operation of the internal combustion engine, a flow occurs in the mixed fuel in the fuel tank, such as sucking up the mixed fuel stored in the fuel tank to supply fuel from the fuel tank to the engine body. The mixed fuel is stirred. In the internal combustion engine of the present invention, the mixed fuel in the fuel tank is agitated by the agitating means when the internal combustion engine is stopped and the agitation of the mixed fuel in the fuel tank is necessary. The consumed energy can be suppressed and the mixed fuel can be brought into a substantially uniform mixed state in the fuel tank.
なお、本発明における「均一」の概念は、燃料タンクに貯留されている混合燃料の混合比率が混合燃料の全体において同一の場合、及び燃料タンクに貯留されている混合燃料のうち互いに異なる箇所の混合燃料の混合比率の差が内燃機関を安定に運転可能な許容範囲内に収まる程度である場合の両方を含む。 In addition, the concept of “uniform” in the present invention is the case where the mixture ratio of the mixed fuel stored in the fuel tank is the same in the entire mixed fuel, and the case where the mixed fuel stored in the fuel tank is different from each other. This includes both cases where the difference in the mixing ratio of the mixed fuel is within the allowable range in which the internal combustion engine can be stably operated.
本発明の内燃機関の一形態において、前記攪拌判定手段は、前記燃料タンクに貯留されている混合燃料が相分離しているか否か判定する相分離判定手段を備えるとともに前記相分離判定手段により混合燃料が相分離していると判断された場合に混合燃料の攪拌が必要と判断し、前記動作制御手段は、前記相分離判定手段によって前記燃料タンクに貯留されている混合燃料の相分離が解消されたと判断されるまで前記攪拌手段を動作させてもよい(請求項2)。このように攪拌手段の動作を制御することで、混合燃料の無駄な攪拌を防止できる。そのため、混合燃料に消費されるエネルギを低減できる。 In one form of the internal combustion engine of the present invention, the agitation determination means includes phase separation determination means for determining whether or not the mixed fuel stored in the fuel tank is phase-separated and is mixed by the phase separation determination means. When it is determined that the fuel is phase-separated, it is determined that the mixed fuel needs to be agitated, and the operation control unit eliminates the phase separation of the mixed fuel stored in the fuel tank by the phase separation determination unit. The stirring means may be operated until it is determined that it has been performed (Claim 2). Controlling the operation of the stirring means in this way can prevent useless stirring of the mixed fuel. Therefore, the energy consumed by the mixed fuel can be reduced.
なお、本発明における「相分離」の概念は、混合燃料中の軽質成分と重質成分とが分離している場合、及び燃料タンクの底部付近の混合燃料の重質成分の濃度が油面付近の混合燃料の重質成分の濃度よりも高い場合など分離はしていないが燃料タンクの高さ方向に関して混合燃料の混合比率に分布が生じている場合の両方を含む。 The concept of “phase separation” in the present invention is that when the light and heavy components in the mixed fuel are separated, and the concentration of the heavy components in the mixed fuel near the bottom of the fuel tank is near the oil level. This includes both cases where the separation is not performed, such as when the concentration is higher than the concentration of the heavy component of the mixed fuel, but the distribution of the mixing ratio of the mixed fuel occurs in the height direction of the fuel tank.
本発明の内燃機関の一形態は、前記内燃機関の始動が要求されたか否か判定する始動要求判定手段を備え、前記動作制御手段は、前記内燃機関の停止時で、かつ前記始動要求判定手段によって前記内燃機関の始動が要求されたと判断され、さらに前記攪拌判定手段によって混合燃料の攪拌が必要と判断された場合に前記攪拌手段を動作させてもよい(請求項3)。この場合、内燃機関の始動の直前に混合燃料の攪拌が行われるので、混合燃料の無駄な攪拌を防止しつつ略均一な混合状態の混合燃料を内燃機関に供給できる。 One form of the internal combustion engine of the present invention includes start request determination means for determining whether or not start of the internal combustion engine is requested, and the operation control means is when the internal combustion engine is stopped and the start request determination means. If it is determined that the start of the internal combustion engine has been requested, and the agitation determination unit determines that the agitation of the mixed fuel is necessary, the agitation unit may be operated (Claim 3). In this case, since the mixed fuel is stirred immediately before the internal combustion engine is started, the mixed fuel in a substantially uniform mixed state can be supplied to the internal combustion engine while preventing unnecessary mixing of the mixed fuel.
本発明の内燃機関の一形態は、前記内燃機関が搭載された車両に設けられる機器に電力を供給するバッテリと、前記バッテリの残量を検出するバッテリ残量検出手段と、をさらに備え、前記攪拌手段は前記バッテリから供給された電力によって動作し、前記動作制御手段は、前記バッテリ残量検出手段により検出された前記バッテリの残量が予め設定された下限値以上の場合に前記攪拌手段を動作させてもよい(請求項4)。この場合、攪拌手段を動作させたことによってバッテリの残量が下限値未満に減少することを防止できる。そのため、バッテリの残量が略ゼロになることを防止し、このバッテリから電力が供給される機器を確実に動作させることができる。 One aspect of the internal combustion engine of the present invention further includes a battery that supplies electric power to a device provided in a vehicle on which the internal combustion engine is mounted, and a battery remaining amount detection unit that detects a remaining amount of the battery, The stirring means is operated by the electric power supplied from the battery, and the operation control means is configured to turn the stirring means when the remaining amount of the battery detected by the battery remaining amount detecting means is equal to or greater than a preset lower limit value. It may be operated (Claim 4). In this case, it is possible to prevent the remaining amount of the battery from decreasing below the lower limit value by operating the stirring means. Therefore, it is possible to prevent the remaining amount of the battery from becoming substantially zero, and to reliably operate the device to which power is supplied from the battery.
本発明の内燃機関の一形態において、前記混合燃料はガソリンとアルコールとが混合された燃料であってもよい(請求項5)。また、この形態では、前記燃料タンクに貯留されている混合燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段が前記燃料タンクに高さが互いに異なるようにして複数設けられ、前記攪拌判定手段は、前記燃料タンクに設けられている複数のアルコール濃度検出手段がそれぞれ検出したアルコール濃度を比較して前記燃料タンクに貯留されている混合燃料の攪拌の要否を判定してもよい(請求項6)。ガソリンとアルコールとを混合した混合燃料が相分離するとガソリンよりも重いアルコールが燃料タンクの底部に集まるので、燃料タンクの底部付近の混合燃料のアルコール濃度と油面付近の混合燃料のアルコール濃度との間に濃度差が生じる。そのため、燃料タンクに高さが互いに異なるように設けた複数のアルコール濃度検出手段によって異なる高さの混合燃料中のアルコール濃度を検出し、それら検出したアルコール濃度を比較することで、燃料タンクに貯留されている混合燃料の攪拌の要否が判定できる。 In one form of the internal combustion engine of the present invention, the mixed fuel may be a fuel in which gasoline and alcohol are mixed (claim 5). Further, in this embodiment, a plurality of alcohol concentration detection means for detecting the alcohol concentration of the mixed fuel stored in the fuel tank are provided in the fuel tank so that the heights thereof are different from each other, and the stirring determination means includes the It may be determined whether or not the mixed fuel stored in the fuel tank needs to be agitated by comparing the alcohol concentrations detected by the plurality of alcohol concentration detecting means provided in the fuel tank. When the mixed fuel that is a mixture of gasoline and alcohol is phase-separated, alcohol heavier than gasoline collects at the bottom of the fuel tank, so the alcohol concentration of the mixed fuel near the bottom of the fuel tank and the alcohol concentration of the mixed fuel near the oil level A difference in density occurs between them. For this reason, the alcohol concentration in the mixed fuel of different heights is detected by a plurality of alcohol concentration detection means provided at different heights in the fuel tank, and the detected alcohol concentrations are compared to store in the fuel tank. It is possible to determine whether the mixed fuel that is being mixed needs to be stirred.
さらに、前記複数のアルコール濃度検出手段のうちの一つが前記燃料タンクの底面に配置され、前記複数のアルコール濃度検出手段のうちの他の一つが前記燃料タンク内に設けられたフロート部材に配置されていてもよい(請求項7)。上述したように相分離したアルコールは燃料タンクの底部に集まるため、燃料タンクの底部付近のアルコール濃度は油面付近のアルコール濃度よりも高くなる。そこで、複数のアルコール濃度検出手段のうちの一つを燃料タンクの底面に配置し、他の一つをフロート部材に配置することにより、混合燃料の相分離を速やかに検出できる。 Further, one of the plurality of alcohol concentration detection means is disposed on the bottom surface of the fuel tank, and the other one of the plurality of alcohol concentration detection means is disposed on a float member provided in the fuel tank. (Claim 7). As described above, the phase-separated alcohol collects at the bottom of the fuel tank, so that the alcohol concentration near the bottom of the fuel tank is higher than the alcohol concentration near the oil level. Therefore, by arranging one of the plurality of alcohol concentration detection means on the bottom surface of the fuel tank and the other one on the float member, the phase separation of the mixed fuel can be detected quickly.
以上に説明したように、本発明によれば、燃料タンクに貯留されている混合燃料の攪拌手段による無駄な攪拌を防止できるので、この混合燃料を略均一な混合状態に調整しつつ混合燃料の攪拌に消費されるエネルギを低減できる。 As described above, according to the present invention, wasteful stirring by the stirring means of the mixed fuel stored in the fuel tank can be prevented, so that the mixed fuel is adjusted while maintaining the mixed fuel in a substantially uniform mixed state. Energy consumed for stirring can be reduced.
(第1の形態)
図1は、本発明の第1の形態に係る内燃機関の燃料タンクを示している。図1の燃料タンク1を備えた内燃機関(以下、エンジンと称することもある。)は、ガソリンとアルコールとを混合した混合燃料、いわゆるアルコール混合ガソリンにて運転可能であり、燃料タンク1にはこの混合燃料が貯留される。図1に示したように、燃料タンク1には、燃料タンク1内に貯留されている混合燃料をストレーナ3を介して吸い上げてエンジンの機関本体(不図示)に送る燃料ポンプ2と、燃料タンク1に混合燃料を給油するための燃料給油通路4と、給油時に燃料タンク1内の空気を抜くためのブリーザ通路5と、燃料タンク1に貯留されている混合燃料の量に対応した信号を出力する燃料量センサ6とを備えている。燃料ポンプ2は、燃料タンク1から吸い上げた混合燃料のうち機関本体に送られなかった余剰分を出口7aから燃料タンク1aの底部に向かって吐出するリターン通路7を備えている。図1に示したように、燃料供給通路4のタンク側出口4aは、燃料タンク1の底部に向かって混合燃料が流入するように設けられている。燃料量センサ6は、燃料タンク1内に設けられるフロート部材としてのフロート8と、一端9aが燃料ポンプ2に回転可能に取り付けられるとともに他端にフロート8が設けられるアーム9とを備え、燃料タンク1に貯留されている混合燃料の油面とともに移動するフロート8の位置によって燃料タンク1内に貯留されている混合燃料の量を検出する。これらの部分は周知の燃料タンクのものと同様でよいため、ここでの詳細な説明は省略する。
(First form)
FIG. 1 shows a fuel tank of an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. An internal combustion engine (hereinafter also referred to as an engine) provided with the
燃料タンク1には、混合燃料のアルコール濃度に対応した信号を出力するアルコール濃度検出手段としてのアルコール濃度センサ10、11が燃料タンク1の底面1a及びフロート8にそれぞれ設けられている。なお、以降、燃料タンク1の底面1aに設けられたアルコール濃度センサ10を第1のアルコール濃度センサ10と呼び、フロート8に設けられたアルコール濃度センサ11を第2のアルコール濃度センサ11と呼ぶこともある。図1に示したように燃料タンク1の底面1aは側面から中央に向かって下り勾配を描くように傾斜しており、底面1aに設けられる第1のアルコール濃度センサ10は、燃料タンク1の底部に集まった混合燃料のアルコール濃度を検出するように底面1aのうちの最も低い位置に配置される。フロート8に設けられる第2のアルコール濃度センサ11は、フロート8とともに移動するように設けられ、油面付近の混合燃料のアルコール濃度を検出するようにフロート8に取り付けられる。
The
また、燃料タンク1は、内部に貯留されている混合燃料を攪拌する攪拌手段としての燃料攪拌装置12を備えている。燃料攪拌装置12は、一端が燃料タンク1の底面1aに接続されるとともに他端が燃料タンク1の天井面に接続される燃料循環通路13と、循環ポンプ14とを備えている。燃料攪拌装置12は、循環ポンプ14によって燃料タンク1の底部の混合燃料を吸い込み、燃料タンク1の天井面から混合燃料を戻すことによって燃料タンク1内の混合燃料を攪拌する。なお、燃料循環通路13の他端の接続位置は燃料タンク1の天井面に限らず、燃料タンク1内の混合燃料を循環することによって攪拌可能、かつ燃料量センサ6の検出精度及び第2のアルコール濃度センサ11の検出精度に影響を与えない種々の場所に接続してよい。
The
循環ポンプ14の動作は、エンジンコントロールユニット(ECU)20によって制御される。ECU20は、マイクロプロセッサ、及びその動作に必要なRAM、ROM等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、例えばクランク角センサ21の出力信号などに基づいて燃料ポンプ2などの動作を制御してエンジンの運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ECU20には、循環ポンプ14の動作を制御するために必要な情報を取得する手段として第1及び第2のアルコール濃度センサ10、11が接続されている。
The operation of the
図2は、ECU20が循環ポンプ14の動作を制御するために実行する燃料攪拌制御ルーチンのフローチャートを示している。図2の制御ルーチンは、ECU20の起動時に実行される制御ルーチンの一つとして設定され、エンジンが停止していてもECU20が動作している間は所定の周期で繰り返し実行される。
FIG. 2 shows a flowchart of a fuel agitation control routine that the
図2の制御ルーチンにおいてECU20は、まずステップS11においてエンジンが停止中か否か判定する。エンジンが停止中か否かは、例えばクランク角センサ21の出力信号を参照して判定する。エンジンが停止中であると判断した場合はステップS12に進み、ECU20は第2のアルコール濃度センサ11の検出値(以降、上側濃度と呼ぶこともある。)から第1のアルコール濃度センサ10の検出値(以降、下側濃度と呼ぶこともある。)を引いた値の絶対値(以降、濃度差と呼ぶ。)が許容値Aよりも大きいか否か判断する。図1に一例を示したように相分離したアルコールALは燃料タンク1の底部に集まり、相分離したガソリンGAは相分離したアルコールALよりも上側に集まるため、燃料タンク1の底部付近の混合燃料のアルコール濃度は、油面付近の混合燃料のアルコール濃度よりも高くなる。そこで、上側濃度と下側濃度とを比較することによって混合燃料が相分離しているか否か判定する。なお、許容値Aとしては、例えばエンジンが安定に運転でき、エンジンを始動することが可能な程度の濃度差が設定される。このような濃度差は、予め実験などによって求めてECU20のROMに記憶させておく。
In the control routine of FIG. 2, the
濃度差が許容値Aよりも大きいと判断した場合はステップS13に進み、ECU20は循環ポンプが起動され、燃料タンク1内の混合燃料が攪拌されていることを示す攪拌フラグがオンの状態か否か判定する。攪拌フラグがオンの状態と判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。一方、攪拌フラグがオフの状態と判断した場合はステップS14に進み、ECU20は循環ポンプ14を起動する。続くステップS15においてECU20は、攪拌フラグをオンの状態に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
When it is determined that the concentration difference is larger than the allowable value A, the process proceeds to step S13, where the
ステップS11でエンジンが運転中であると判断した場合、又はステップS12で濃度差が許容値A以下であると判断した場合はステップS16に進み、ECU20は循環ポンプ14を停止させる。続くステップS17においてECU20は攪拌フラグをオフの状態に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
If it is determined in step S11 that the engine is operating, or if it is determined in step S12 that the concentration difference is equal to or smaller than the allowable value A, the process proceeds to step S16, and the
図2の制御ルーチンでは、エンジンの停止時、すなわち燃料ポンプ2の停止時で、かつ燃料タンク1内の混合燃料に相分離が生じていると判断した場合に循環ポンプ14を動作させるので、燃料タンク1に貯留されている混合燃料の無駄な攪拌を防止できる。また、濃度差が許容値A以下に低下し、混合燃料の相分離が解消されたと判断した場合は循環ポンプ14を停止させるので、混合燃料の無駄な攪拌を防止できる。そのため、混合燃料の攪拌に消費されるエネルギを低減できる。このように図2の制御ルーチンを実行して燃料循環装置12の動作を制御することによりECU20は、本発明の動作制御手段として機能する。また、図2のステップS12の処理を実行して燃料タンク1内の混合燃料が相分離しているか否か判定することによりECU20は本発明の相分離判定手段として機能する。さらに、ステップS12の処理を実行して燃料タンク1内の混合燃料の攪拌の要否を判定することによりECU20は本発明の攪拌判定手段として機能する。
In the control routine of FIG. 2, the
第1のアルコール濃度センサ10が燃料タンク1の底面1aに設けられ、第2のアルコール濃度センサ11がフロート8に設けられているため、第1のアルコール濃度センサ10によって燃料タンク1の底部付近の混合燃料のアルコール濃度が検出でき、第2のアルコール濃度センサ11によって油面付近の混合燃料のアルコール濃度を検出できる。そのため、燃料タンク1に貯留されている混合燃料の相分離を速やかに検出できる。
Since the first
図1に示したようにリターン通路7の出口7aは燃料タンク1の底部に向かって混合燃料を吐出するように設けられているので、エンジン1の運転中はこのリターン通路7から燃料タンク1に戻される混合燃料によって燃料タンク1に貯留されている混合燃料を攪拌できる。また、燃料供給通路4のタンク側出口4aが燃料タンク1の底部に向かって混合燃料が流入するように設けられているので、混合燃料の給油時にも燃料供給通路4から流入する混合燃料によって燃料タンク1内の混合燃料を攪拌できる。
As shown in FIG. 1, the
図3は、図2の制御ルーチンを実行して燃料タンク1に貯留されている混合燃料を攪拌したときの第1のアルコール濃度センサ10の検出値及び第2のアルコール濃度センサ11の検出値の時間変化の一例を示している。なお、図3の線L1が第1のアルコール濃度センサ10の検出値(下側濃度)の時間変化を示し、線L2が第2のアルコール濃度センサ11の検出値(上側濃度)の時間変を示している。図3では、時刻T1において濃度差が許容値A以下に低下している。すなわち、図3では時刻T1まで燃料タンク1内の混合燃料が相分離していると判断され、時刻T1において混合燃料の相分離が解消されたと判断される。そのため、図3では、時刻T1まで循環ポンプ14が動作し、時刻T1以降循環ポンプ14が停止される。
FIG. 3 shows the detected value of the first
図4は、図2の燃料攪拌制御ルーチンの変形例を示すフローチャートである。なお、図4において図2と同一の処理には同一の参照符号を付し、説明を省略する。図4の制御ルーチンでは、ステップS11の処理とステップS12の処理との間にステップS21の処理が挿入されている点が図2の制御ルーチンと異なる。図4の制御ルーチンも、図2の制御ルーチンと同様にECU20の起動時に実行され、ECU20の動作中は所定の周期で繰り返し実行される。
FIG. 4 is a flowchart showing a modification of the fuel agitation control routine of FIG. In FIG. 4, the same processes as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The control routine of FIG. 4 differs from the control routine of FIG. 2 in that the process of step S21 is inserted between the process of step S11 and the process of step S12. The control routine of FIG. 4 is also executed when the
図4の制御ルーチンでは、ステップS11においてエンジンが停止中であると判断された場合、ステップS21に進み、ECU20はエンジンの始動が要求された否か判定する。エンジンの始動は、例えばイグニッションキーが所定の始動位置に回された場合に要求されたと判断する。また、エンジンの運転中に所定の機関停止条件が満たされた場合にエンジンを停止させる、いわゆるエコラン車両では、この所定の機関停止条件が満たされてエンジンを停止させているときに運転者によってアクセルペダル又はシフトギアが操作された場合にもエンジンの始動が要求されたと判断する。エンジンの始動が要求されたと判断した場合はステップS12に進み、以降図2の制御ルーチンと同様の処理を行う。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、エンジンの始動が要求されていないと判断した場合はステップS16に進み、ステップS16及びステップS17の処理を実行した後、今回の制御ルーチンを終了する。
In the control routine of FIG. 4, when it is determined in step S11 that the engine is stopped, the process proceeds to step S21, and the
図4の制御ルーチンでは、エンジンの停止時で、かつエンジンの始動が要求されたと判断し、さらに燃料タンク1内の混合燃料が相分離していると判断した場合に循環ポンプ14が起動される。このように循環ポンプ14を動作させることにより、エンジンの始動直前に混合燃料を攪拌できる。そのため、混合燃料の無駄な攪拌を防止しつつエンジンに相分離していない混合燃料を速やかに供給できる。なお、図4のステップS21の処理を実行することによりECU20は、本発明の始動要求判定手段として機能する。
In the control routine of FIG. 4, the
(第2の形態)
図5は、本発明の第2の形態に係る内燃機関の燃料タンク1を示している。なお、図5において図1と共通の部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。図5の燃料タンク1を備えた内燃機関(エンジン)は、エンジンの出力を利用して発電する発電機及びエンジンの出力をアシストする電気モータとして機能することが可能なモータジェネレータ(不図示)と、このモータジェネレータに接続されるバッテリ30と、バッテリ30の残量に対応した信号を出力するバッテリ残量検出手段としてのSOC(充電状態、State of Charge)センサ31とを備えたハイブリッド車両に搭載される。図5に示したように、循環ポンプ14は、バッテリ30と接続され、このバッテリ30から供給される電力によって動作する。なお、燃料タンク1には、第1の形態と同様にガソリンとアルコールとを混合した混合燃料が貯留される。
(Second form)
FIG. 5 shows a
図6は、図5のECU20が実行する燃料攪拌制御ルーチンを示すフローチャートである。図6の制御ルーチンも、図2の制御ルーチンと同様にECU20の起動時に実行され、ECU20の動作中は所定の周期で繰り返し実行される。なお、図6の制御ルーチンにおいて図2の制御ルーチンと同一の処理には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
FIG. 6 is a flowchart showing a fuel agitation control routine executed by the
図6の制御ルーチンにおいてECU20は、まずステップS31において車両が駐車中か否か判定する。車両が駐車中か否かは、例えば車両に設けられた自動変速機又はパーキングブレーキの状態などに基づいて判定される。車両が駐車中ではないと判断した場合はステップS11に進み、以降図2の制御ルーチンと同様の処理を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
In the control routine of FIG. 6, the
一方、車両が駐車中と判断した場合はステップS32に進み、ECU20はバッテリ30の充填状態が良好か否か判定する。バッテリ30の充電状態は、SOCセンサ31の出力信号を参照して判定し、バッテリ30の残量が車両の運転に支障がでないように予め設定した下限値以上の場合に良好と判定する。バッテリ30の充電状態が良好ではない、すなわちバッテリ30の残量が下限値未満であると判断した場合はステップS16に進み、ECU20はステップS16及びステップS17の処理を実行した後、今回の制御ルーチンを終了する。
On the other hand, when it is determined that the vehicle is parked, the process proceeds to step S <b> 32, and the
バッテリ30の充電状態が良好、すなわちバッテリ30の残量が下限値以上と判断した場合はステップS33に進み、ECU20は濃度差が判定値Bよりも大きいか否か判断する。判定値Bには、許容値Aよりも大きな値が設定され、例えばエンジンの始動時に燃料タンク1内の混合燃料を攪拌する時間を短縮可能な程度の濃度差が設定される。濃度差が判定値Bよりも大きいと判断した場合はステップS13に進み、以降図2と同様の処理を行う。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、濃度差が判定値B以下と判断した場合は、ステップS16に進み、ECU20はステップS16及びステップS17の処理を実行した後、今回の制御ルーチンを終了する。
When it is determined that the state of charge of the
第2の形態の内燃機関では、車両の駐車中に混合燃料の相分離が検出された場合も循環ポンプ14を動作させて燃料タンク1内の混合燃料を攪拌するので、エンジンの始動時に混合燃料を攪拌する時間を短縮できる。また、ECU20が動作していれば、運転者が乗車する前に燃料タンク1内の混合燃料を攪拌しておくこともできる。この制御ルーチンでは、バッテリ30の残量が下限値未満の場合、燃料攪拌装置12を停止させるので、バッテリ30の残量が略ゼロになることを防止し、このバッテリ30から電力が供給されるモータジェネレータなどの機器を確実に動作させることができる。
In the internal combustion engine of the second embodiment, the mixed fuel in the
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明の内燃機関に使用される混合燃料はアルコールとガソリンとを混合したアルコール混合ガソリンに限定されない。相分離する複数の燃料が混合された混合燃料を使用してよい。この場合、混合燃料が相分離すると、混合燃料中の軽質な成分が上に集まり、重質な成分が下に集まるので、燃料タンクの互いに異なる高さにおける混合燃料の混合比率が異なる。そのため、燃料タンクに高さが互いに異なるようにして混合比率を検出する手段を設けることによって混合燃料の混合比率が均一か否か速やかに判定できる。 The present invention is not limited to the above-described form and can be implemented in various forms. For example, the mixed fuel used in the internal combustion engine of the present invention is not limited to alcohol mixed gasoline in which alcohol and gasoline are mixed. A mixed fuel in which a plurality of fuels for phase separation are mixed may be used. In this case, when the mixed fuel is phase-separated, the light components in the mixed fuel are gathered up and the heavy components are gathered down, so that the mixing ratios of the mixed fuels at different heights of the fuel tank are different. Therefore, it is possible to quickly determine whether or not the mixing ratio of the mixed fuel is uniform by providing means for detecting the mixing ratio so that the fuel tanks have different heights.
燃料タンクにアルコール濃度センサを設ける位置はフロート及び底面に限定されない。例えば、燃料タンクの側面などに燃料タンク内の混合燃料のアルコール濃度が検出でき、かつ互いに高さが異なるようにして複数のアルコール濃度センサが設けられていてもよい。また、燃料タンクに設けるアルコール濃度センサの数は2個に限定されない。3個以上のアルコール濃度センサを燃料タンクに高さが互いに異なるようにして設けてもよい。 The position where the alcohol concentration sensor is provided in the fuel tank is not limited to the float and the bottom surface. For example, a plurality of alcohol concentration sensors may be provided on the side surface of the fuel tank so that the alcohol concentration of the mixed fuel in the fuel tank can be detected and the heights are different from each other. Further, the number of alcohol concentration sensors provided in the fuel tank is not limited to two. Three or more alcohol concentration sensors may be provided in the fuel tank so as to have different heights.
1 燃料タンク
1a 底面
8 フロート(フロート部材)
10 第1のアルコール濃度センサ(アルコール濃度検出手段)
11 第2のアルコール濃度センサ(アルコール濃度検出手段)
12 燃料攪拌装置(攪拌手段)
20 エンジンコントロールユニット(攪拌判定手段、動作制御手段、相分離判定手段、始動要求判定手段)
30 バッテリ
31 SOCセンサ(バッテリ残量検出手段)
GA ガソリン
AL アルコール
1 Fuel tank
10 first alcohol concentration sensor (alcohol concentration detection means)
11 Second alcohol concentration sensor (alcohol concentration detection means)
12 Fuel stirrer (stirring means)
20 Engine control unit (stirring determination means, operation control means, phase separation determination means, start request determination means)
30
GA Gasoline AL Alcohol
Claims (7)
前記内燃機関の停止時で、かつ前記攪拌判定手段によって混合燃料の攪拌が必要と判断された場合に前記攪拌手段を動作させる動作制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関。 This mixing based on the mixed state of the fuel tank that stores the mixed fuel obtained by mixing a plurality of fuels, the stirring means that stirs the mixed fuel stored in the fuel tank, and the mixed fuel stored in the fuel tank In an internal combustion engine provided with stirring determination means for determining whether or not fuel stirring is required,
An internal combustion engine comprising operation control means for operating the agitation means when the internal combustion engine is stopped and when the agitation determination means determines that agitation of the mixed fuel is necessary.
前記動作制御手段は、前記相分離判定手段によって前記燃料タンクに貯留されている混合燃料の相分離が解消されたと判断されるまで前記攪拌手段を動作させることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。 The agitation determination means includes phase separation determination means for determining whether or not the mixed fuel stored in the fuel tank is phase-separated, and is determined that the mixed fuel is phase-separated by the phase separation determination means. If it is determined that the mixed fuel needs to be stirred,
The operation control means operates the agitation means until it is determined by the phase separation determination means that phase separation of the mixed fuel stored in the fuel tank has been eliminated. Internal combustion engine.
前記動作制御手段は、前記内燃機関の停止時で、かつ前記始動要求判定手段によって前記内燃機関の始動が要求されたと判断され、さらに前記攪拌判定手段によって混合燃料の攪拌が必要と判断された場合に前記攪拌手段を動作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。 Starting request determining means for determining whether or not starting of the internal combustion engine is requested,
The operation control means is when the internal combustion engine is stopped, it is determined that the start request determination means has requested the start of the internal combustion engine, and the agitation determination means determines that the mixed fuel needs to be stirred. The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the stirring means is operated.
前記攪拌手段は前記バッテリから供給された電力によって動作し、
前記動作制御手段は、前記バッテリ残量検出手段により検出された前記バッテリの残量が予め設定された下限値以上の場合に前記攪拌手段を動作させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関。 A battery for supplying electric power to a device provided in a vehicle on which the internal combustion engine is mounted; and a battery remaining amount detecting means for detecting a remaining amount of the battery;
The stirring means is operated by electric power supplied from the battery,
The said operation control means operates the said stirring means, when the remaining amount of the said battery detected by the said battery remaining amount detection means is more than the preset lower limit. An internal combustion engine according to claim 1.
前記攪拌判定手段は、前記燃料タンクに設けられている複数のアルコール濃度検出手段がそれぞれ検出したアルコール濃度を比較して前記燃料タンクに貯留されている混合燃料の攪拌の要否を判定することを特徴とする請求項5に記載の内燃機関。 A plurality of alcohol concentration detection means for detecting the alcohol concentration of the mixed fuel stored in the fuel tank are provided in the fuel tank so as to have different heights,
The agitation determination means determines whether or not the agitation of the mixed fuel stored in the fuel tank is necessary by comparing the alcohol concentrations detected by the plurality of alcohol concentration detection means provided in the fuel tank. The internal combustion engine according to claim 5, characterized in that:
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