JP2009209754A - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガソリンとアルコールの混合燃料を燃焼して駆動する内燃機関であって低温での始動性をさらに向上させた内燃機関の始動制御装置を提供することにある。
【解決手段】混合燃料５１を蒸留して、低沸点成分を主成分とする第１燃料５３と、高沸点成分を主成分とする第２燃料５２とに分離する蒸留装置２０と、蒸留装置２０にて分離した第１燃料５３をエンジン本体１の燃料噴射弁１１へ供給する、第２の排出管２７、第２の燃料ポンプ６２、第４の開閉バルブ７４と、エンジン本体１を始動するときにおいてエンジン本体１の温度が所定値以下である場合に、第２の燃料ポンプ６２を作動させると共に、第４の開閉バルブ７４を開放して蒸留装置２０にて分離された第１燃料５３を燃料噴射弁１１へ供給する電子制御装置８０とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の始動制御装置に関する。

近年、環境やエネルギなどの観点から、ガソリンとアルコール（例えばエタノールなど）を混合した混合燃料を燃焼して駆動する内燃機関を具備する自動車が開発されている。アルコールは単一成分でありその沸点がガソリンに含まれる低沸点成分よりも高いため、低温領域、例えばマイナス１５℃以下においては従来のガソリンを燃焼して駆動する内燃機関と比べて内燃機関の始動性が悪かった。具体的には、アルコールはガソリンと比べて理論空燃比が小さく内燃機関の筒内へアルコールを多量に送り込む必要があり、低温始動時には筒内に設けられた点火プラグがアルコールで濡れかぶった状態となり発火しない可能性があった。また、アルコールはガソリンと比べて気化潜熱が高くアルコール気化時にこのアルコールの周囲を冷却しており、従来のガソリンを燃焼して駆動する内燃機関と比べて内燃機関の始動性を悪くする一因でもあった。よって、低温での内燃機関の始動性を向上させるため種々の改善が行われていた。

例えば、吸気系に電熱ヒータを設けておき、低温始動時は該電熱ヒータを作動させて燃料や吸入空気の温度を上げて燃料の温度の気化を促進することが考えられる。

また、低温始動時専用に小容量のガソリンタンクを設けておき低温始動時はガソリンタンク内のガソリンを使用して機関を始動させる方式も知られている。

このほか、混合燃料を分留して使用するものとして、特許文献１には、混合燃料を加熱してガス状アルコールと液体ガソリンとに分離する予熱器と、ガス状アルコールを水素と一酸化炭素からなるガスに改質する改質器と、吸気管に配設されたアルコール改質ガス供給装置およびガソリン供給装置を具備するエンジンの燃料供給装置が記載されている。

特開昭５８−３５２５８号公報

しかしながら、吸気系に電熱ヒータを設ける方式はバッテリへの負担が大きく、バッテリを大型化する必要がある問題がある。特にバッテリは低温時に性能が低下する傾向にあるので電熱ヒータに十分な性能を発揮させようとするとバッテリをかなり大型化しなければならない。

また、小容量のガソリンタンクを設ける方式の場合は、ユーザに二種類の燃料の量の管理を強いることになり利便性が大幅に低下する欠点がある。

特許文献１に記載のエンジンの燃料供給装置では、予熱器にて混合燃料を加熱してガス状アルコールと液体ガソリンとに分離することができるものの、内燃機関の低温始動時にあっては電気ヒータあるいは冷却水がアルコールの沸点よりも高くなるまで混合燃料の分離が促進されず混合燃料をそのままガソリン供給装置へ送給することになり、混合燃料に含まれるアルコールにより低温での内燃機関の始動性を低下させる可能性があった。この場合、電気ヒータの性能を上げれば始動性を向上できる可能性もあるが、前述の吸気系に電熱ヒータを設ける方式の場合以上にバッテリ性能の向上が要求される問題がある。

そこで、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、ガソリンとアルコールの混合燃料を燃焼して駆動する内燃機関であって低温での始動性をさらに向上させた内燃機関の始動制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決する第１の発明に係る内燃機関の始動制御装置は、
ガソリンとアルコールの混合燃料を燃焼して駆動する内燃機関の始動を制御する内燃機関の始動制御装置であって、
前記内燃機関の通常運転時における排熱を利用して前記混合燃料を蒸留し、低沸点成分を主成分とする第１燃料と、高沸点成分を主成分とする第２燃料とに分離する蒸留手段と、
前記蒸留手段にて分離した第１燃料を貯留する２次タンクと、
前記２次タンク内の第１燃料の量を計測する第１燃料量計測手段と、
前記２次タンク内の第１燃料を内燃機関の燃料噴射弁へ供給する第１燃料供給手段と、
前記内燃機関を始動するときにおいて前記内燃機関の温度が低温所定値以下である場合に、前記第１燃料供給手段を制御して前記第１燃料を前記内燃機関の燃料噴射弁へ供給する制御手段とを具備する
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第２の発明に係る内燃機関の始動制御装置は、第１の発明に係る内燃機関の始動制御装置であって、
前記蒸留手段が、前記混合燃料を貯留する１次タンクから供給される前記混合燃料を一時的に貯留し該貯留した混合燃料を排熱利用の加熱手段により加熱して蒸発させる燃料加熱槽と、前記燃料加熱槽と連通して設けられ蒸発した混合燃料を前記第１燃料成分と前記第２燃料成分に分離する燃料分留槽とを有し、前記２次タンクが前記燃料分留槽と連絡通路を介して連通して設けられ、
前記連絡通路が、前記燃料分留槽側から前記２次タンク側へ向け下方へ傾斜して延在し、２次タンク内の第１燃料が所定量以上になると第１燃料を前記燃料分留槽に戻すよう構成されている
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第３の発明に係る内燃機関の始動制御装置は、第２の発明に係る内燃機関の始動制御装置であって、
前記１次タンク内の混合燃料を前記蒸留手段へ送給する混合燃料送給手段と、
前記燃料加熱槽内の混合燃料量を計測する混合燃料量計測手段とを具備し、
前記制御手段が、前記混合燃料量計測手段にて計測された前記燃料加熱槽内の混合燃料量が上限所定値以上である場合に前記混合燃料送給手段を制御して前記１次タンク内の混合燃料の前記燃料加熱槽への送給を停止し、前記混合燃料量計測手段にて計測された前記燃料加熱槽内の混合燃料量が上限所定値未満である場合に前記混合燃料送給手段を制御して前記１次タンク内の混合燃料を前記燃料加熱槽へ送給する
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第４の発明に係る内燃機関の始動制御装置は、第２または第３の発明に係る内燃機関の始動制御装置であって、
前記燃料分留槽内の第２燃料量を計測する第２燃料量計測手段と、
前記燃料分留槽内の第２燃料を前記内燃機関の燃料噴射弁へ供給する第２燃料供給手段とを具備し、
前記制御手段が、前記内燃機関の温度が前記低温所定値よりも高い状態で前記第２燃料量計測手段にて計測された前記燃料分留槽内の第２燃料量が下限所定値以上である場合に前記第２燃料供給手段を制御して前記燃料分留槽内の第２燃料を前記燃料噴射弁へ供給する
ことを特徴とする。

本発明に係る内燃機関の始動制御装置によれば、多量の燃料を必要とする極低温での始動時に、混合燃料を蒸留して分離した低沸点成分を主成分とする第１燃料を使用できる。この第１燃料は気化しやすい燃料であるため、点火プラグが濡れて始動不可となるような事態を確実に回避できるし、混合燃料をそのまま燃料噴射弁から噴射する場合と比べて始動に必要な噴射量を低減でき、燃費の低減や排ガスの向上にも寄与できる。そして、混合燃料を蒸留して得られた第１燃料を２次タンクに貯留でき、この第１燃料を内燃機関の始動直後から内燃機関の燃料噴射弁へ供給できる。２次タンクに貯留する第１燃料は１次タンクに貯留する混合燃料を蒸留して得られるものであり、１次タンク内の混合燃料の残量にだけ注意を払えば良いため、利便性が向上する。
また、内燃機関の通常運転時における排熱を利用して混合燃料を蒸留して得られた第１燃料を使用するものであるためエネルギ効率に優れる利点もある。

本発明の請求項２に係る内燃機関の始動制御装置によれば、２次タンクが許容する燃料の貯留量を超えた場合には、第１燃料は燃料分留槽に貯留される。このように機器構成が簡易であるため、設備コスト増を抑制できる。

本発明の請求項３に係る内燃機関の始動制御装置によれば、燃料加熱槽内に所定量の混合燃料を貯留でき、加熱手段による燃料加熱槽の過剰な加熱を抑制できる。

本発明の請求項４に係る内燃機関の始動制御装置によれば、所定量の第２燃料を燃料分留槽内に貯留することとなり、第２燃料供給手段への空気の流入を防止できる。

本発明に係る内燃機関の始動制御装置の最良の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

［第一の実施形態］
本発明に係る内燃機関の始動制御装置の第一の実施形態につき図１、図２を参照して説明する。本実施形態では、ガソリンよりも高沸点（揮発性の低い）成分であるエタノールとガソリンを含む混合燃料を燃焼して駆動する内燃機関に適用した場合について説明する。
図１は、内燃機関の始動制御装置の一実施形態を模式的に示した図であり、図２はその制御フローを示す図である。

本実施形態に係る内燃機関の始動制御装置は、アルコール、例えばエタノールとガソリンとを混合してなる混合燃料を燃焼して駆動する内燃機関の始動の制御に利用される。
この内燃機関の始動制御装置１００は、図１に示すように、エンジン本体１の排熱を利用し混合燃料５１を蒸留して、低沸点成分（揮発性の高い成分）を主成分とする第１燃料５３と高沸点成分（揮発性の低い成分）を主成分とする第２燃料５２とに分離する蒸留装置（蒸留手段）２０を具備する。これら燃料５１，５２，５３は、燃料供給経路３０を介して内燃機関の吸気通路１２に設けられた燃料噴射弁１１へ供給されている。前記混合燃料５１としては、エタノール濃度が２０％のＥ２０、エタノール濃度が５０％のＥ５０、エタノール濃度が８５％のＥ８５などが挙げられる。

内燃機関であるエンジン本体１は、シリンダヘッド２とシリンダブロック３とピストン４で形成される燃焼室５を具備する。さらに、吸気ポート６および排気ポート７と燃焼室５を開閉可能な吸気バルブ８および排気バルブ９を具備する。燃焼室５の上部略中央に点火プラグ１０が配置される。

さらに、エンジン本体１には、エンジン本体１の冷却水を循環させる冷却水循環経路４０が設けられている。この冷却水循環経路４０は、エンジン本体１のウォータジャケット内にて高温となった冷却水をラジエータ４１に送給し、ラジエータ４１にて冷却された冷却水をエンジン本体１のウォータジャケット内へ送給する循環パイプ４５を有する。この循環パイプ４５には、後述する蒸留装置２０の燃料加熱槽２１近傍に燃料加熱槽熱源（加熱手段）４２が設けられる。燃料加熱槽熱源４２は、冷却水流通方向にてラジエータ４１の上流側に配置される。燃料加熱槽熱源４２としては例えば熱交換器などが挙げられる。燃料加熱槽熱源４２により、エンジン本体１のウォータジャケット内にて高温となった冷却水により燃料加熱槽２１内の混合燃料５１が加熱される。よって、エンジン本体１の排熱を燃料加熱槽熱源４２にて有効に利用できる。

冷却水循環経路４０には、ウォータポンプ６３、サーモスタットバルブ４３、およびラジエータ４１を迂回する迂回パイプ４６が設けられている。このサーモスタットバルブ４３により、冷却水の温度が高い暖気時には、エンジン本体１のウォータジャケットから排出された冷却水はラジエータ４１を通ってエンジン本体１のウォータジャケット内へ送給されている。他方、冷却水の温度が低い冷機時には、エンジン本体１のウォータジャケットから排出された冷却水は迂回パイプ４６を通ってエンジン本体１のウォータジャケット内へ送給されている。すなわち、冷却水の温度が低い冷機時には、冷却水はラジエータ４１を迂回して循環している。

上述した燃料供給経路３０は、１次タンク３１と燃料噴射弁１１に接続して設けられ、１次タンク３１内の混合燃料５１を燃料噴射弁１１へ供給するデリバリー・ライン３２と、燃料噴射弁１１と１次タンク３１に接続して設けられ、燃料噴射弁１１から噴射されなかった余剰の燃料を１次タンク３１へ送給するリターン・ライン３３とを具備する。このデリバリー・ライン３２には燃料の流通方向上流側から第１の燃料ポンプ６１および第１の開閉バルブ７１が設けられる。リターン・ライン３３には燃圧レギュレータ３４が設けられる。そして、燃圧レギュレータ３４を迂回する迂回ライン３５が設けられると共に、この迂回ライン３５に第５の開閉バルブ７５が設けられる。デリバリー・ライン３２、第１の燃料ポンプ６１、および第１の開閉バルブ７１が混合燃料供給手段をなす。

上述したデリバリー・ライン３２における第１の燃料ポンプ６１と第１の開閉バルブ７１との間に、蒸留装置２０の燃料加熱槽２１へ混合燃料５１を送給する送給ライン３６が接続して設けられる。この送給ライン３６に第２の開閉バルブ７２が設けられる。送給ライン３６および第２の開閉バルブ７２が混合燃料送給手段をなす。

蒸留装置２０は、燃料加熱槽２１と、この燃料加熱槽２１に第１の連絡通路２２を介して連通して設けられた燃料分留槽２３を有し、この燃料分留槽２３は第２の連絡通路２５を介して２次タンク２６に連通している。

第１の連絡通路２２は、燃料加熱槽２１の頂部２１ｂ近傍に設けられた排出口２１ｄと、燃料分留槽２３の頂部２３ｂとその底部２３ａとの間に設けられた導入口２３ｃとに連通して設けられている。第２の連絡通路２５は、燃料分留槽２３の頂部２３ｂ近傍に設けられた排出口２３ｄと、２次タンク２６の頂部２６ｂ近傍に設けられた導入口２６ｃとに連通して設けられている。

第１の連絡通路２２の下部２２ａは、燃料加熱槽２１側から燃料分留槽２３側に亘り下方へ向けて傾斜して延在している。そして、燃料分留槽２３の頂部２３ｂは、燃料加熱槽２１の頂部２１ｂよりも上方に配置されている。燃料分留槽２３の頂部２３ｂは２次タンク２６の頂部２６ｂよりも上方に配置されており、第２の連絡通路２５は燃料分留槽２３側から２次タンク２６側に亘って下方へ向けて傾斜している。

上述した燃料加熱槽２１は混合燃料５１を一時的に貯留している。この燃料加熱槽２１内の混合燃料５１は、燃料加熱槽熱源４２により加熱されて蒸気化している。この蒸気は、第１の連絡通路２２を通って燃料分留槽２３へ導入されこの燃料分留槽２３内にて自然冷却されている。燃料分留槽２３にて、蒸気に含まれる高沸点成分（揮発性の低い成分）を主成分として液化している。すなわち、この液体（第２燃料５２）は燃料分留槽２３内に貯留される。高沸点成分が液化してこの高沸点成分が分離除去された蒸気は第２の連絡通路２５を通って２次タンク２６へ導入され２次タンク２６内にて自然冷却されている。２次タンク２６にて、蒸気に含まれる低沸点成分（揮発性の高い成分）を主成分として液化している。すなわち、この液体（第１燃料５３）は２次タンク２６内に貯留される。なお、エタノールは成分として均一であるが、ガソリンの成分は均一ではなく、ガソリンに含有させる成分間にも沸点のばらつきがあることは一般的に知られているが、本実施例の蒸留装置２０はガソリンとエタノールとを分離しているのではなく、元々はガソリンに含有されていた低沸点成分と、ガソリンに含有されていたその他の成分とエタノールとからなる高沸点成分を分留するよう構成されている。このため、２次タンク２６内に貯留される第１燃料５３を使用すれば低温始動時きガソリンに切り替える方式よりも更に始動性が向上し始動に必要な燃料を節約できることになる。

上述した燃料分留槽２３の底部２３ａに第１の排出管２４が設けられている。この第１の排出管２４により、燃料分留槽２３の底部２３ａと、デリバリー・ライン３２における第１の燃料ポンプ６１の燃料流通方向上流側（１次タンク３１側）とが連通する。この第１の排出管２４の途中に第３の開閉バルブ７３が設けられている。よって、第１の開閉バルブ７１および第３の開閉バルブ７３を開放し、第１の燃料ポンプ６１を作動させることで、燃料分留槽２３内の第２燃料５２はデリバリー・ライン３２を介して燃料噴射弁１１へ供給される。第１の排出管２４、第３の開閉バルブ７３、デリバリー・ライン３２、第１の燃料ポンプ６１、第１の開閉バルブ７１が第２燃料供給手段をなす。

上述した２次タンク２６の底部２６ａに第２の排出管２７が設けられる。この第２の排出管２７により、２次タンク２６の底部２６ａと、デリバリー・ライン３２における第１の開閉バルブ７１と燃料噴射弁１１の間とが連通する。第２の排出管２７の途中に第２の燃料ポンプ６２および第４の開閉バルブ７４が設けられている。よって、第１の開閉バルブ７１を閉塞する一方、第４の開閉バルブ７４を開放し、第１の燃料ポンプ６１を停止する一方、第２の燃料ポンプ６２を作動させることで、２次タンク２６内の第１燃料５３はデリバリー・ライン３２を介して燃料噴射弁１１へ供給される。また、２次タンク２６に溜めることが可能な燃料量を超えた場合には、燃料分留槽２３内にて混合燃料５１の蒸気に含まれる低沸点成分を主成分とし液化してなる燃料５３も燃料分留槽２３内に溜められる。このように機器構成が簡易であるため、設備コスト増を抑制できる。なお、第２の排出管２７、第２の燃料ポンプ６２、第４の開閉バルブ７４、第１の開閉バルブ７１、デリバリー・ライン３２が第１燃料供給手段をなす。

上述した内燃機関の始動制御装置１００は、制御手段である電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）８０をさらに具備する。
このＥＣＵ８０は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えたマイクロコンピュータからなる。ＥＣＵ８０には、エンジン本体１のウォータジャケット内を流れる冷却水（冷却媒体）の温度Ｔｗを検出する温度検出手段である水温センサ８１の検出信号が入力される。ＥＣＵ８０には、蒸留装置２０の燃料加熱槽２１内に溜められる混合燃料５１の液面５１ａを検出する第１の液面検出器（混合燃料量計測手段）８２の検出信号が入力されると共に、蒸留装置２０の燃料分留槽２３内に溜められる第２燃料５２の液面５２ａを検出する第２の液面検出器（第２燃料量計測手段）８３の検出信号が入力される。さらに、ＥＣＵ８０には、２次タンク２６内に溜められる第１燃料５３の液面５３ａを検出する第３の液面検出器（第１燃料量計測手段）８４の検出信号が入力される。

そして、ＥＣＵ８０は、エンジン本体１を始動するときにおいてエンジン本体１の温度が低温所定値以下であり、第３の液面検出器８４にて計測された第１燃料量が所定値以上である場合に、第２の燃料ポンプ６２、第１の開閉バルブ７１、第４の開閉バルブ７４、第５の開閉バルブ７５、および燃圧レギュレータ３４を制御して、２次タンク２６に予め溜められた第１燃料５３を燃料噴射弁１１へ供給する。ＥＣＵ８０は、第１の液面検出器８２で計測された燃料加熱槽２１内の混合燃料量が上限所定値以上である場合に、第２の開閉バルブ７２を閉塞して１次タンク３１内の混合燃料５１の蒸留装置２０の燃料加熱槽２１への送給を停止し、第１の液面検出器８２で計測された燃料加熱槽２１内の混合燃料量が上限所定値未満である場合に、第２の開閉バルブ７２を開放して１次タンク３１内の混合燃料５１を蒸留装置２０の燃料加熱槽２１へ送給する。さらにＥＣＵ８０は、第２の液面検出器８３で計測された燃料分留槽２３内の第２燃料量が下限所定値未満である場合に、第３の開閉バルブ７３を閉塞して蒸留装置２０の燃料分留槽２３内の第２燃料５２のデリバリー・ライン３２への供給を停止し、第２の液面検出器８３で計測された燃料分留槽２３内の第２燃料量が下限所定値以上である場合に、第３の開閉バルブ７３を開放して蒸留装置２０の燃料分留槽２３内の第２燃料５２を、デリバリー・ライン３２を介して燃料噴射弁１１へ供給する。

このようなＥＣＵ８０による制御を、図２を用いて説明する。

図２に示すように、最初に、ステップＳ１にて、エンジン本体１が始動済みか判定する。エンジン本体１が始動済みである場合には、ステップＳ６に進む。他方、エンジン本体１が始動済みでは無い場合にはステップＳ２に進む。

続いて、ステップＳ２にて、エンジン本体１の温度が低温所定値以下であるか判定する。水温センサ８１にて検出されたエンジン本体１のウォータジャケット内の冷却水の温度が、エタノールが気化しづらい低温所定値、例えばマイナス１５℃以下である場合にはステップＳ３に進む。他方、水温センサ８１にて検出されたエンジン本体１のウォータジャケット内の冷却水の温度が、低温所定値よりも高い場合にはステップＳ６に進む。

続いて、ステップＳ３にて、２次タンク２６の第１燃料量が規定量以上であるか判定する。第３の液面検出器８４にて検出された２次タンク２６に貯留される第１燃料量が規定量以上である場合には、ステップＳ４に進む。他方、第３の液面検出器８４にて検出された２次タンク２６に貯留される第１燃料量が規定量未満である場合には、ステップＳ６に進む。

続いて、ステップＳ４にて、第１の燃料ポンプ６１を停止し、第２の燃料ポンプ６２を作動させる。第１の開閉バルブ７１を閉塞し、第４の開閉バルブ７４を開放する。そして、第５の開閉バルブ７５を一定時間開放し、その後閉塞する。すなわち、２次タンク２６内の第１燃料５３を燃料噴射弁１１へ供給する。

続いて、ステップＳ５に進み、このステップＳ５にてエンジン本体１の挙動が安定であるか判定する。エンジン本体１の挙動が安定している場合にはステップＳ６に進む。他方、エンジン本体１の挙動が安定していない場合にはステップＳ１に戻る。

続いて、ステップＳ６にて、第２の燃料ポンプ６２を停止し、第１の燃料ポンプ６１を作動させる。第４の開閉バルブ７４を閉塞すると共に、第５の開閉バルブ７５を閉塞し、第１の開閉バルブ７１を開放する。すなわち、１次タンク３１内の混合燃料５１を燃料噴射弁１１へ供給する。

続いて、ステップＳ７に進み、このステップＳ７にて燃料加熱槽２１の燃料量が規定量（上限所定値）未満であるか判定する。燃料加熱槽２１内に溜められた混合燃料量が規定量未満である場合にはステップＳ８−１に進む。このステップＳ８−１にて、第２の開閉バルブ７２を開放して、１次タンク３１内の混合燃料５１を燃料加熱槽２１へ送給する。燃料加熱槽２１内に溜められた混合燃料量が規定量未満で無い（規定量以上である）場合にはステップＳ８−２に進む。このステップＳ８−２ににて、第２の開閉バルブ７２を閉塞して、１次タンク３１内の混合燃料５１の燃料加熱槽２１への送給を停止する。すなわち、燃料加熱槽２１内に溜められた混合燃料量に応じて、１次タンク３１から燃料加熱槽２１への混合燃料５１の送給が行われる。これにより、燃料加熱槽熱源４２による燃料加熱槽２１内の混合燃料５１の過剰な加熱を抑制できる上に、燃料加熱槽２１から燃料分留槽２３への混合燃料５１の流出を抑制できる。

続いて、ステップＳ９に進み、このステップＳ９にて燃料分留槽２３の燃料量が規定量（下限所定値）以上であるか判定する。燃料分留槽２３内に溜められた第２燃料量が規定量以上である場合にはステップＳ１０−１に進む。このステップＳ１０−１にて、第３の開閉バルブ７３を開放して、燃料分留槽２３内の第２燃料５２をデリバリー・ライン３２へ供給し、終了となる。他方、燃料分留槽２３内に溜められた第２燃料量が規定量以上で無い（規定量より少ない）場合にはステップＳ１０−２に進む。このステップＳ１０−２にて、第３の開閉バルブ７３を閉塞して、燃料分留槽２３内の第２燃料５２のデリバリー・ライン３２への供給を停止し、終了となる。すなわち、燃料分留槽２３内に溜められた第２燃料量に応じて、燃料分留槽２３内の第２燃料５２の燃料噴射弁１１への供給が行われる。これにより、燃料分留槽２３内に所定量の第２燃料５２を貯留できる。その結果、燃料分留槽２３から燃料加熱槽２１への第２燃料５２の流出を抑制できると共に、デリバリー・ライン３２への空気の流入を抑制できる。

したがって、本実施形態に係る内燃機関の始動制御装置１００によれば、エンジン本体１を始動するときにおいてエンジン本体１の温度が低温所定値以下であり、第３の液面検出器８４にて計測された第１燃料量が所定値以上である場合に、第２のポンプ６２を作動させると共に、第４の開閉バルブ７４を開放して蒸留装置２０にて分離された第１燃料５３をエンジン本体１の燃料噴射弁１１へ供給する電子制御装置８０を具備することにより、多量の燃料を必要とする極低温での始動時に、混合燃料５１を蒸留して分離した低沸点成分を主成分とする第１燃料５３を使用できる。この第１燃料５３は気化しやすい燃料であるため、混合燃料５１を燃料噴射弁１１から噴射する場合と比べてその噴射量を低減できる。そして、このような始動時における燃料量の低減により、点火プラグ１０が濡れて始動不可となる可能性を回避できる。

蒸留装置２０が、燃料加熱槽熱源４２で加熱される混合燃料５１を貯留する燃料加熱槽２１と、燃料加熱槽２１と連通して設けられ、第２燃料５２を貯留する燃料分留槽２３と、燃料分留槽２３と第２の連絡通路２５を介して連通して設けられ、第１燃料５３を貯留する２次タンク２６とを具備するものであり、連絡通路２５が、燃料分留槽２３側から２次タンク２６側へ向け下方へ傾斜して延在する通路であることにより、２次タンク２６の燃料の貯留量を超えた場合には、第１燃料５３は燃料分留槽２３に貯留される。このように機器構成が簡易であるため、設備コスト増を抑制できる。さらに、蒸留装置２０が混合燃料５１を蒸留して分離した第１燃料５３を貯留する２次タンク２６を具備するものであることにより、通常運転時に混合燃料５１を蒸留して得られた第１燃料５３を２次タンク２６に貯留でき、この第１燃料５３をエンジン本体１の始動直後から燃料噴射弁１１へ供給できる。２次タンク２６に貯留する第１燃料５３は１次タンク３１に貯留する混合燃料５１を蒸留して得られるものであり、１次タンク３１内の混合燃料５１の残量にだけ注意を払えば良いため、利便性が向上する。

電子制御装置８０は、第１の液面検出器８２にて計測された燃料加熱槽２１内の混合燃料量が上限所定値以上である場合に電子制御装置８０が第２の開閉バルブ７２を閉塞して１次タンク３１内の混合燃料５１の燃料加熱槽２１への送給を停止し、第１の液面検出器８２にて計測された燃料加熱槽２１内の混合燃料量が上限所定値未満である場合に第２の開閉バルブ７２を開放して１次タンク３１内の混合燃料５１を燃料加熱槽２１へ送給することにより、燃料加熱槽２１内に所定量の混合燃料５１を貯留でき、燃料加熱槽熱源４２による燃料加熱槽２１の過剰な加熱を抑制できる。

電子制御装置８０は、第２の液面検出器８３にて計測された燃料分留槽２３内の第２燃料量が下限所定値未満である場合に第３の開閉バルブ７３を閉塞して燃料分留槽２３内の第２燃料５２の燃料噴射弁１１への供給を停止し、第２の液面検出器８３にて計測された燃料分留槽２３内の第２燃料量が下限所定値以上である場合に第３の開閉バルブ７３を開放して燃料分留槽２３内の第２燃料５２を燃料噴射弁１１へ供給することにより、所定量の第２燃料５２を燃料分留槽２３内に貯留することとなり、第１の排出管２４への空気の流入を防止できる。

なお、上記では、燃料噴射弁１１に混合燃料５１、第１燃料５３および第２燃料５２を供給する燃料供給経路３０を具備する内燃機関の始動制御装置１００を用いて説明したが、混合燃料および第２燃料用の燃料噴射弁と、第１燃料用の燃料噴射弁とを具備する内燃機関の始動制御装置に適用することも可能である。このような内燃機関の始動制御装置であっても、上述した内燃機関の始動制御装置１００と同様な作用効果を奏する。

上記では、混合燃料５１を加熱して蒸気にし、この蒸気を自然冷却させて第１燃料５３と第２燃料５２とに分離する蒸留装置２０を具備する内燃機関の始動制御装置１００を用いて説明したが、蒸留装置の燃料分留槽に温度を制御する装置（たとえばヒータやクーラなど）を設けた内燃機関の始動制御装置とすることも可能である。このような内燃機関の始動制御装置であっても、上述した内燃機関の始動制御装置１００と同様な作用効果を奏する上に、混合燃料の蒸気からの第２燃料の液化を促進することができる。

本発明に係る内燃機関の始動制御装置の一実施形態を模式的に示した図である。 本発明に係る内燃機関の始動制御装置の一実施形態の制御フローを示す図である。

符号の説明

１ エンジン本体
１１ 燃料噴射弁
２０ 蒸留装置
２６ ２次タンク
３１ １次タンク
８０ 電子制御装置（ＥＣＵ）
１００ 内燃機関の始動制御装置

Claims (4)

1. ガソリンとアルコールの混合燃料を燃焼して駆動する内燃機関の始動を制御する内燃機関の始動制御装置であって、
   前記内燃機関の通常運転時における排熱を利用して前記混合燃料を蒸留し、低沸点成分を主成分とする第１燃料と、高沸点成分を主成分とする第２燃料とに分離する蒸留手段と、
   前記蒸留手段にて分離した第１燃料を貯留する２次タンクと、
   前記２次タンク内の第１燃料の量を計測する第１燃料量計測手段と、
   前記２次タンク内の第１燃料を内燃機関の燃料噴射弁へ供給する第１燃料供給手段と、
   前記内燃機関を始動するときにおいて前記内燃機関の温度が低温所定値以下である場合に、前記第１燃料供給手段を制御して前記第１燃料を前記内燃機関の燃料噴射弁へ供給する制御手段とを具備する
   ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
2. 請求項１に記載された内燃機関の始動制御装置であって、
   前記蒸留手段は、前記混合燃料を貯留する１次タンクから供給される前記混合燃料を一時的に貯留し該貯留した混合燃料を排熱利用の加熱手段により加熱して蒸発させる燃料加熱槽と、前記燃料加熱槽と連通して設けられ蒸発した混合燃料を前記第１燃料成分と前記第２燃料成分に分離する燃料分留槽とを有し、前記２次タンクは前記燃料分留槽と連絡通路を介して連通して設けられ、
   前記連絡通路は、前記燃料分留槽側から前記２次タンク側へ向け下方へ傾斜して延在し、２次タンク内の第１燃料が所定量以上になると第１燃料を前記燃料分留槽に戻すよう構成されている
   ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
3. 請求項２に記載された内燃機関の始動制御装置であって、
   前記１次タンク内の混合燃料を前記蒸留手段へ送給する混合燃料送給手段と、
   前記燃料加熱槽内の混合燃料量を計測する混合燃料量計測手段とを具備し、
   前記制御手段は、前記混合燃料量計測手段にて計測された前記燃料加熱槽内の混合燃料量が上限所定値以上である場合に前記混合燃料送給手段を制御して前記１次タンク内の混合燃料の前記燃料加熱槽への送給を停止し、前記混合燃料量計測手段にて計測された前記燃料加熱槽内の混合燃料量が上限所定値未満である場合に前記混合燃料送給手段を制御して前記１次タンク内の混合燃料を前記燃料加熱槽へ送給する
   ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
4. 請求項２または請求項３に記載された内燃機関の始動制御装置であって、
   前記燃料分留槽内の第２燃料量を計測する第２燃料量計測手段と、
   前記燃料分留槽内の第２燃料を前記内燃機関の燃料噴射弁へ供給する第２燃料供給手段とを具備し、
   前記制御手段は、前記内燃機関の温度が前記低温所定値よりも高い状態で前記第２燃料量計測手段にて計測された前記燃料分留槽内の第２燃料量が下限所定値以上である場合に前記第２燃料供給手段を制御して前記燃料分留槽内の第２燃料を前記燃料噴射弁へ供給する
   ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。

Images