JP2008157141A - アルコールを主成分とする燃料を使用した内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【課題】アルコールを主成分とする燃料にて運転するようにした内燃機関において，その始動の際に，エンストが発生することを減少して，始動性を向上する。
【解決手段】始動の際に，吸気経路４内を吸気量制御弁１０又は７の閉作動にて減圧にして燃料噴射し，次いで，燃料の初期着火を検出したとき前記吸気経路内の減圧を前記吸気量制御弁の開作動にて下げるように構成して成り，前記吸気量制御弁における開作動を緩やかな速度で行うようにした制御手段を備える。
【選択図】図１
【解決手段】始動の際に，吸気経路４内を吸気量制御弁１０又は７の閉作動にて減圧にして燃料噴射し，次いで，燃料の初期着火を検出したとき前記吸気経路内の減圧を前記吸気量制御弁の開作動にて下げるように構成して成り，前記吸気量制御弁における開作動を緩やかな速度で行うようにした制御手段を備える。
【選択図】図１
Description
本発明は，エタノール等のアルコールとか，或いは，主成分としてのアルコールにガソリン又は灯油等を混合した混合燃料油のように，アルコールを主成分とする燃料を使用した内燃機関に関するもので，より詳しくは，前記内燃機関における確実な始動を図るものである。
最近，大気汚染や，原油事情の変動等に伴い，内燃機関の燃料として，エタノール等のアルコールとか，或いは，主成分としてのアルコールにガソリン又は灯油等を混合した混合燃料油のように，アルコールを主成分とする燃料を使用することが提唱されている。
しかし，アルコールは，ガソリンに比較して，オクタン価が高い利点を有するものの発熱量が低く，しかも，沸点，引火点及び気化潜熱が可成り高いという特性を有するから，このアルコールを主成分とする燃料を内燃機関に使用する場合には，その始動性が，ガソリンを主たる燃料とする場合よりも可成り低い。
この場合，先行技術としての特許文献１，２等には，内燃機関の始動に際し，先ず，スロットル弁等の吸気量制御弁を閉じることで，吸気経路内を減圧にし，この減圧の状態で燃料を噴射供給することによって，燃料の微細化及び気化を促進し，この燃料の初期着火が確認されると，前記吸気量制御弁を開いて前記吸気経路内の減圧を低くするように構成することによって，内燃機関における始動性を改善するという技術が記載されている。
実開平０１−１１９８７４号公報
実開昭５８−１５１３３２号公報
しかし，この先行技術を，アルコールを主成分とする燃料による内燃機関に適用した場合には，アルコールは，ガソリンに比較して沸点，引火点及び気化潜熱が可成り高くて，その微細化及び気化が遅いことにより，燃料の初期着火の検出に応じて前記吸気量制御弁が開いて新規の吸気が大量に吸入されると，前記アルコールの微細化及び気化が急激に悪化することになるから，内燃機関を始動することに至らずに，エンストが発生するという問題がある。
特に，この始動に際してのエンストは，温度が低いほど頻発するのであった。
本発明の，この問題を解消することを技術的課題とするものである。
この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は，
「アルコールを主成分とする燃料にて運転するようにした内燃機関において，その始動の際に，吸気経路内を吸気量制御弁の閉作動にて減圧にして燃料噴射し，次いで，燃料の初期着火を検出したとき前記吸気経路内の減圧を前記吸気量制御弁の開作動にて下げるように構成して成り，前記吸気量制御弁における開作動を緩やかな速度で行うようにした制御手段を備えている。」
ことを特徴としている。
「アルコールを主成分とする燃料にて運転するようにした内燃機関において，その始動の際に，吸気経路内を吸気量制御弁の閉作動にて減圧にして燃料噴射し，次いで，燃料の初期着火を検出したとき前記吸気経路内の減圧を前記吸気量制御弁の開作動にて下げるように構成して成り，前記吸気量制御弁における開作動を緩やかな速度で行うようにした制御手段を備えている。」
ことを特徴としている。
また，本発明の請求項２は，
「前記請求項１の記載において，前記制御手段は，前記吸気量制御弁を開作動するときの速度を，温度が低いときほど遅くするという構成である。」
ことを特徴としている。
「前記請求項１の記載において，前記制御手段は，前記吸気量制御弁を開作動するときの速度を，温度が低いときほど遅くするという構成である。」
ことを特徴としている。
更にまた，本発明の請求項３は，
「前記請求項１又は２の記載において，燃料の初期着火の検出が，燃焼室内におけるイオン電流の検出である。」
ことを特徴としている。
「前記請求項１又は２の記載において，燃料の初期着火の検出が，燃焼室内におけるイオン電流の検出である。」
ことを特徴としている。
アルコールを主成分とする燃料にて運転するようにした内燃機関において，その始動の際に，吸気経路内を吸気量制御弁の閉作動にて減圧にして燃料噴射し，次いで，燃料の初期着火の検出に応じて前記吸気経路内の減圧を前記吸気量制御弁の開作動にて下げるように構成する場合に，前記吸気量制御弁における開作動を，制御手段にて緩やかな速度にすることにより，燃料の初期着火後における新規吸気の吸入が徐々に行われる。
これにより，アルコールを主成分とする燃料の微細化及び気化が，新規吸気の吸入によって急激に悪化することを低減できるから，始動に際してエンストが発生することを確実に減少できるというように，内燃機関の始動性を向上できる。
特に，アルコールを主成分とする燃料の微細化及び気化は，温度が低いほど悪くなるから，請求項２に記載したように，始動の際に前記吸気量制御弁を開作動するときの速度を，温度が低いときほど遅くすることにより，内燃機関における温度が低い状態からの始動性をより確実に向上できる。
この場合，温度としては，内燃機関自体における温度にすることに限らず，大気空気の温度又は内燃機関に対する冷却液の温度にしても良いことは勿論である。
また，前記請求項３の記載にしたイオン電流の検出は，内燃機関の回転及び負荷等に変化に現れないような初期着火の状態も確実に検出することができ，初期着火を検出する精度を大幅に向上できるから，前記した効果を的確に助長できる利点がある。
以下，本発明の実施の形態を，図１の図面について説明する。
この図において，符号１は，一本のクランク軸２に対して複数の気筒３を有する多気筒内燃機関を示し，この内燃機関１の側面には，図示しないエアクリーナからの吸気通路４にて導かれて来る新規吸気を前記各気筒３に分配するための吸気マニホールド５が接続され，この吸気マニホールド５には，前記各気筒３の各々に，アルコールを主成分とする燃料を噴射供給するためのメイン燃料噴射弁６が，前記各気筒３ごとに設けられている。
前記吸気通路４の途中には，スロットル弁７を備えたスロットルボデー８が設けられているとともに，前記スロットル弁７をバイパスするアイドル通路９が設けられ，このアイドル通路９の途中にはバイパス弁１０が設けられ，前記スロットル弁７を閉じた状態で前記バイパス弁１０を開くことにより，内燃機関１におけるアイドル運転を行うように構成している。
前記吸気通路４のうち前記スロットル弁７より下流側の部分には，アルコールを主成分とする燃料を始動用燃料として吸気通路４内に噴射供給するようにした始動用燃料噴射弁１１が取付けられており，この始動用燃料噴射弁１１は，前記吸気マニホールド５における集合管部に設けるか，或いは，前記アイドル通路９のうちパイパス弁１０の下流側に設けるという構成にすることができる。
そして，前記始動用燃料噴射弁１１，前記スロットル弁７及び前記バイパス弁１０を，内燃機関１の始動を行うイグニッションスイッチ（図示せず）をスイッチＯＮにする始動信号１２，内燃機関１における温度センサー１３，前記各気筒３のうち少なくとも一つの気筒３か，或いは複数の気筒における燃焼室に設けたイオン電流センサー１４からの信号を入力とするコントローラ１５にて以下に述べるように制御する。
すなわち，このコントローラ１５は，これに始動信号１２が入ると，先ず，前記スロットル弁７及び前記バイパス弁１０を完全に閉作動し，この状態で，クランク軸２が回転されることで吸気通路４内を高い減圧にし，次いで，始動用燃料噴射弁１１から始動用燃料の噴射供給を開始する。
この始動用燃料を噴射供給した後で，前記イオン電流センサー１４が燃料の初期着火を検出すると，前記バイパス弁１０を，アイドル開度まで開作動するのであるが，この際における開作動を緩やかな速度で行うように構成する。
なお，これにより，内燃機関１の始動が確認されると，燃料の噴射供給を前記始動用燃料噴射弁１１から前記メイン燃料噴射弁６に切り替えるようにしている。
前記始動の際し，イオン電流センサー１４が燃料の初期着火を検出することに応じて前記バイパス弁１０を開作動するとき，この開作動を緩やかな速度で行うことにより，燃料の初期着火後における新規吸気の吸入が徐々に行われ，これにより，アルコールを主成分とする燃料の微細化及び気化が，新規吸気の吸入によって急激に悪化することを確実に回避できるから，始動に際してエンストが発生することを確実に減少できる。
また，前記コントローラ１５は，前記内燃機関１に対する温度センサー１３からの信号入力とし，始動に際して，内燃機関１の温度が低いときには，前記バイパス弁１０をアイドル開度に開作動するときにおける速度を遅くするように制御するという構成にしている。
これにより，内燃機関における温度が低い状態からの始動性が確実に向上できる。
この場合の制御は，内燃機関１自体における温度に依存することに限らず，大気空気の温度又は内燃機関に対する冷却液の温度に依存すようにしても良い。
なお，前記実施の形態は，内燃機関１の始動に際し，前記スロットル弁７に対するバイパス弁１０を制御する場合であった，前記バイパス弁１０を廃止し，前記スロットル弁７のみを前記したように制御するように構成することもできる。
また，前記実施の形態における始動用燃料噴射弁１１を廃止し，前記メイン燃料噴射弁６によって始動用燃料の噴射供給するように構成することができる。
更にまた，アルコールを主成分とする燃料の微細化及び気化は，始動の際における回転速度が遅いとき，及び負荷が低いときには，減圧が低くなることで悪いから，内燃機関の始動の際に前記バイパス弁１０又は前記スロットル弁７等の吸気量制御弁を開作動するときの速度を，始動の際における回転速度が遅いとき，及び負荷が低いときにおいて遅くするというように制御する構成にすることにより，内燃機関の始動性をより向上できる。
１ 内燃機関
２ クランク軸
３ 気筒
４ 吸気通路
５ 吸気マニホールド
６ メイン燃料噴射弁
７ スロットル弁
１０ バイパス弁
１１ 始動用燃料噴射弁
１３ 温度センサー
１４ イオン電流センサー
１５ コントローラ
２ クランク軸
３ 気筒
４ 吸気通路
５ 吸気マニホールド
６ メイン燃料噴射弁
７ スロットル弁
１０ バイパス弁
１１ 始動用燃料噴射弁
１３ 温度センサー
１４ イオン電流センサー
１５ コントローラ
Claims (3)
- アルコールを主成分とする燃料にて運転するようにした内燃機関において，その始動の際に，吸気経路内を吸気量制御弁の閉作動にて減圧にして燃料噴射し，次いで，燃料の初期着火を検出したとき前記吸気経路内の減圧を前記吸気量制御弁の開作動にて下げるように構成して成り，前記吸気量制御弁における開作動を緩やかな速度で行うようにした制御手段を備えていることを特徴とするアルコールを主成分とする燃料を使用した内燃機関。
- 前記請求項１の記載において，前記制御手段は，前記吸気量制御弁を開作動するときの速度を，温度が低いときほど遅くするという構成であることを特徴とするアルコールを主成分とする燃料を使用した内燃機関。
- 前記請求項１又は２の記載において，燃料の初期着火の検出が，燃焼室内におけるイオン電流の検出であることを特徴とするアルコールを主成分とする燃料を使用した内燃機関。
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| JP2000337207A (ja) * | 1999-05-24 | 2000-12-05 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の燃料性状判別装置 |
| JP2004052636A (ja) * | 2002-07-18 | 2004-02-19 | Hitachi Ltd | 内燃機関の始動装置、始動方法、制御方法および排気浄化装置 |
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