JP4677640B2 - 内燃機関の燃料供給装置および燃料供給制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃料の中から特定成分を分離することにより改質させた燃料を供給する燃料供給装置と、燃料供給を制御する燃料供給制御装置に関する。

自動車を中心とする現状の交通システムにおいては、排出ガスによる環境汚染の低減や資源枯渇への対応が大きな課題となっている。そこで、自動車用燃料の代替燃料として、従来の炭化水素系燃料に代わる燃料の開発や、ガソリンや軽油燃料の改良が検討されている。このうち後者は、既存のエンジンにそのまま使用できることから、コスト面で有利であり、例えば、ガソリンに安価なアルコールを混合させた混合燃料や、ガソリン中の芳香族成分を低減させた燃料が知られている。

ところが、アルコールを含む混合燃料は、ガソリン燃料に比べると着火性に劣る。このため、低温時や寒冷地での始動性を低下させるという不具合があった。また、アルコールはガソリン燃料よりも気化しやすいため、高温再始動時に、噴射弁内の燃燃流路でアルコールが気化してベーパロックが生じるおそれがあった。

従来技術として、特許文献１には、燃料タンク内にアルコール成分を分離する高分子膜を設けて、アルコール成分の濃い燃料と薄い燃料とを別々に貯留しておき、それぞれの貯留部からエンジンへの燃料供給通路を２系統としたアルコール混合燃料用燃料供給装置が開示されている。２系統の燃料供給通路は、それぞれポンプを経由してインジェクタに至る燃料通路に接続され、切換弁によって、アルコール成分の多い燃料の供給をオンオフすることで、エンジンの運転状態に応じた燃料供給を可能にしている。

特許文献２には、分離膜を設けずに、アルコール含有燃料用のタンクと、ガソリン燃料用のタンクとを別個に設け、アルコール含有燃料とガソリン燃料の２種類の燃料を、運転状況に応じて使い分けるようにしたエンジンの燃料貯留装置が開示されている。この装置では、燃料タンク内をガソリン燃料用の第１タンクとアルコール含有燃料用の第２タンクとに区画し、両タンクをそれぞれバルブを介して燃料ポンプに接続することで、燃料供給配管を経てインジェクタへ供給される燃料を選択可能としている。また、給油間違いを防止するための給油検出手段と、アルコール濃度検出手段を設けている。

また、例えば、ガソリン燃料は、パラフィン類、オレフィン類、芳香族類といった多種類の成分から構成されるため、冷間始動時にこれら成分の一部が気化できずに完全燃料しないまま排出されることがある。この対策として、特許文献３には、燃料中の芳香族成分を低減させるアロマ分低減装置を付設した燃料供給装置が開示されている。この装置は、アロマ分が低減された燃料を貯留するタンクと、アロマ分低減装置で吸着したアロマ分を燃料タンクに循環させる手段を設け、始動時の暖気過程に、アロマ分が低減された燃料を供給して排気ガス中の炭化水素を低減するようにしている。
特開昭６１−１１４４５号公報 特開平５−２０９５６５号公報 特開２００４−１９６１４号公報

しかしながら、特許文献１の装置では、２系統の燃料供給通路とポンプが必要で、構成が複雑となる。しかも、それぞれの燃料供給通路が合流してインジェクタに至る燃料通路となっているため、始動時にアルコール燃料の供給をオフとしても、それ以前に供給されたアルコール成分の濃い燃料が、燃料配管やデリバリーパイプ内に相当量残っていることになる。従って、アルコール成分が分離された燃料を直ちにインジェクタから噴射することができず、始動性の改善効果が十分ではなかった。

特許文献２の装置も、ポンプ下流の燃料通路がアルコール含有燃料とガソリン燃料とで共通であるため、燃料の切換が速やかになされず、同様の問題が生じる。また、アルコール含有燃料用のタンクと、ガソリン燃料用のタンクとを別個に設けているため、それぞれに給油する手間がかかり、さらに給油間違いを防止するために、給油時制御手段が必要となる。

特許文献３の装置は、アロマ分低減装置と、その下流のアロマ分低減燃料タンクを、燃料タンクと独立して設けており、装置が大型となりやすい。また、それぞれのタンクを燃料配管でエンジン内の通路に接続しているため、デリバリーパイプ内に燃料が残り、始動性に関しては同様の問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、複数の燃料を内燃機関のインジェクタに供給可能とし、しかも始動直後からデリバリーパイプおよびインジェクタ内に所望の燃料、特に着火性の高い燃料や燃焼性の良好な燃料を供給して、始動性を向上させることを目的とする。

請求項１の発明は、燃料タンクの燃料を燃料供給路に設けた燃料ポンプを経て噴射弁に供給する内燃機関の燃料供給装置であって、上記噴射弁近傍の燃料供給路の途中に上記燃料の中から特定成分を分離することにより燃料成分組成を調整する成分調整部を備えている。
この成分調整部は、上記特定成分を選択的に透過させて分離する分離膜とこれを支持する多孔質支持体からなる成分分離壁にて区画される２室の一方の室を、上記燃料ポンプから成分調整前の燃料が流入する燃料流入口を有する前室とし、他方の室を、上記成分分離壁を通過した上記特定燃料を一時貯留させる後室として、上記後室を開閉弁を介して低圧側通路に接続してあり、
上記開閉弁が開状態である時に、上記前室から上記後室へ上記特定燃料を分離させることにより成分調整された燃料を上記噴射弁へ供給し、上記開閉弁が閉状態である時に、上記前室から上記後室への上記特定燃料の分離を制限して成分調整されない燃料を上記噴射弁へ供給することを特徴とする。

上記開閉弁を開弁すると、上記成分調整部の前室に導入した成分調整前の燃料のうち特定成分が、成分分離壁の分離膜を選択的に透過して低圧側の後室に貯留される。始動時には、このようにして特定成分が分離された燃料を、噴射弁に供給することで、着火性や燃焼性を向上させることができる。また暖気後は、上記開閉弁を閉弁して特定燃料の分離を制限すれば、成分調整されない燃料を噴射弁に供給することができる。また、成分調整部は噴射弁近傍の燃料供給路に設けられるので、成分調整した燃料を噴射弁に直ちに供給することができる。よって、始動性や排出ガス低減効果に優れた、簡易な構成の燃料供給装置を実現できる。

請求項２の構成では、上記成分調整部は、上記燃料ポンプによって加圧された燃料が流入する上記前室と上記後室との間に圧差を生じさせることで、上記特定成分を上記前室から上記成分分離壁を通過して上記後室へ移動させる。

上記開閉弁を開弁すると、低圧側通路に連通する上記後室が低圧となり、燃料ポンプによって加圧された燃料が流入する前室との間に圧差を生じる。よって、例えば加圧燃料の圧力を適切に調整し、両室の圧差を利用して上記特定成分の分離を促進することで、成分調整された燃料を速やかに供給することができる。

請求項３の構成では、上記後室に接続される上記低圧側通路に減圧ポンプを設ける。

好適には、低圧側通路に減圧ポンプを設けて上記後室の圧力をさらに低下させると、上記前室との間の圧差を大きくすることができる。よって、この圧差を適切に調整して上記特定成分の分離を促進し、成分調整された燃料を速やかに供給することができる。

請求項４の構成では、複数の上記噴射弁と、各噴射弁への燃料入口が接続される共通の燃料供給室を設けて、該共通の燃料供給室に、上記成分調整部を設ける。

具体的には、多気筒の内燃機関に共通に設けられる燃料供給室を、成分分離壁により区画することで、容易に成分調整部を設置することができる。また、成分調整部のための新たな設置スペースが不要であり、各噴射弁の直上に位置するので、成分調整された燃料を速やかにかつ均等に供給することができる。

請求項５の構成では、複数の上記噴射弁と、各噴射弁への燃料入口にそれぞれ接続される複数の個別燃料供給室を設けて、該個別燃料供給室に、上記成分調整部を設ける。

あるいは、多気筒の内燃機関において、個々の噴射弁の直上に設けた燃料供給室を成分分離壁により区画することで、成分調整部を設置することができる。この場合、個別燃料供給室の容量が小さいので、特定成分の分離がスムーズになされ、成分調整された燃料を速やかに供給することができる。

請求項６の構成では、上記分離膜を、ゼオライト膜またはメソポーラスシリカ膜とする。

具体的には、このような燃料中の特定成分を分離する機能を有する膜として、ゼオライト膜やメソポーラスシリカ膜を使用することができる。これらの膜は、分離する特定成分に応じた大きさの細孔を多数有しており、細孔による分子ふるいおよび吸着性の差を利用して特定成分を選択的に透過可能である。

請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料供給装置を備え、上記開閉弁を開閉して上記噴射弁への燃料供給を制御する燃料供給制御装置であり、内燃機関の停止時に上記開閉弁を開弁して、上記前室の燃料残圧により上記特定成分を上記後室へ分離させ、内燃機関の始動後に上記開閉弁を閉弁して、上記特定成分の分離を停止する開閉弁制御手段を設けたことを特徴とする。

上記構成の燃料供給装置を用いて、特定成分の分離による成分調整を効果的に行うには、内燃機関が停止している間に、上記開閉弁を開状態として燃料流の特定成分を分離させておくのがよい。これにより、次回の始動時に速やかに成分調整された燃料を供給することができる。始動後は、上記開閉弁を閉状態とすれば、特定成分を分離が停止されて、成分調整されない燃料を供給することができる。

請求項８の構成では、上記開閉弁制御手段は、内燃機関の回転数に基づいて始動の有無を判定し、始動がなされたと判定された時に、上記開閉弁を閉弁する。

具体的には、内燃機関の回転数に基づいて始動判定を行うことができる。そして、予定の回転数に到達した時に始動できたと判断して上記開閉弁を閉弁し、通常の成分調整されない燃料に切り換えればよい。

本発明を適用した内燃機関の燃料供給装置および燃料供給制御装置の第１の実施形態を、図１〜６に基づいて説明する。図１は、本実施形態における燃料供給システムの概略構成を示すもので、内燃機関であるエンジン１は、４気筒エンジンとして説明する。エンジン１には、各気筒の燃焼室に燃料を噴射するための噴射弁であるインジェクタ１１、１２、１３、１４が設けられ、これらインジェクタ１１、１２、１３、１４は、共通の燃料供給室であるデリバリーパイプ２に接続されている。

燃料タンクＴにはアルコールを混合したガソリン燃料（以下、アルコール混合ガソリン燃料という）が貯蔵されており、燃料供給配管４１に設けた燃料ポンプＰを経て加圧された燃料が、デリバリーパイプ２から各インジェクタ１１、１２、１３、１４に供給されるようになっている。これら燃料供給配管４１およびデリバリーパイプ２にて燃料供給路を構成している。デリバリーパイプ２の燃料圧力は、プレッシャレギュレータ５にて調整され、余剰の燃料はプレッシャレギュレータ５に接続した燃料戻し配管４２から燃料タンク２に還流される。

デリバリーパイプ２内には、本発明の特徴部分である成分調整部３が形成されている。成分調整部３は、燃料中の特定成分、ここでは、アルコール混合ガソリン燃料中のアルコール成分を分離することにより、燃料成分組成を調整する機能を備えている。分離されたアルコール成分は、燃料戻し配管４２に接続するアルコール回収配管４３から回収され、燃料タンク２に還流される。燃料戻し配管４２は、開閉弁である電磁弁６を備え、開閉弁制御手段となる制御部７にて、アルコール成分の分離と回収が制御されるようになっている。制御部７には、また、図示しない種々のセンサが接続されており、エンジン回転数、その他のエンジン運転状態を検出することができる。

次に、図２〜４により成分調整部３の詳細を説明する。図２において、デリバリーパイプ２内には、側壁に開口する燃料供給配管４１からアルコール混合ガソリン燃料が導入されるようになっており、底面には、インジェクタ１１、１２、１３、１４に接続される導出管２１、２２、２３、２４が突出形成されている。成分調整部３は、デリバリーパイプ２の左右側壁間に架け渡すように配設したパイプ状の多孔質支持体３２と、その内周壁に積層形成され、アルコール成分を選択的に透過させる分離膜である燃料成分分離膜３３とからなる成分分離壁３１を備えている。

成分分離壁３１は、一端側がデリバリーパイプ２の右側壁に保持固定され、他端側は右側壁に開口するアルコール回収配管４３に連結固定される。燃料供給配管４１の開口端部は、デリバリーパイプ２内への燃料流入口４１１となっている。これにより、デリバリーパイプ２内空間は、成分分離壁３１によって２室に区画され、成分分離壁３１の外周側の室は、燃料流入口４１１から成分調整前の燃料が流入する前室３４となり、成分分離壁３１の内周側の室は、成分分離壁３１を通過したアルコール成分を一時貯留させる後室３５となる。後室３５は、低圧側通路としてのアルコール回収配管４３および電磁弁６を介して、燃料タンクＴに至る燃料戻し配管４２に連通している。

ここで、前室３４に流入する燃料は、燃料ポンプおよびプレッシャレギュレータ５により、所定の圧力に加圧されており、一方、後室３５は、低圧の燃料燃料戻し配管４２に連通している。従って、制御部７により電磁弁６を開弁することで、成分分離壁３１の内外の圧力差を利用して燃料中のアルコール成分を通過させ、前室３４から後室３５へ分離することが可能となる。電磁弁６を閉弁すると、成分分離壁３１内外の圧力差がなくなり、アルコール成分の分離を停止させることができる。

図３（ａ）に、成分分離壁３１の詳細構造を示す（図２のＡ部拡大図）。成分分離壁３１の外周壁となる多孔質支持体３２は、例えば、ムライト等のセラミックスやステンレス等の金属からなる多孔質パイプで、燃料中のアルコール成分が容易に通過可能な大きさの多数の細孔を有している。細孔の大きさは、通常、１０ｎｍ〜１００μｍ程度とし、燃料成分分離膜３３の細孔に比較して大きく形成するのがよい。多孔質セラミックスとして、例えばムライトを用いると安価であり製作コストの低減が可能である。多孔質金属としては、例えば、微細な金属線をメッシュ構造としたもの、微細な金属ファイバーによる多孔体等が用いられる。

成分分離壁３１の内周壁となる燃料成分分離膜３３は、多孔質支持体３２の内周面の全面を被って形成される。図３（ｂ）に詳細構造を示すように（図３（ａ）のＢ部拡大図）、燃料成分分離膜３３の細孔の大きさは、通常、０．３〜１０ｎｍ程度細孔である。分子ふるいにより分離する場合は燃料中のガソリン成分の大きさよりも小さく、吸着性の差で分離する場合は、ガソリン成分の大きさよりも大きくすることもできる。分子ふるいや吸着性の差でアルコール混合ガソリン燃料からアルコール成分のみを分離する。

このような燃料成分分離膜３３としては、例えば、ゼオライト膜（ＮＡ−Ｘ、ＮＡ−Ｙ、Ｔ型等）、またはメソポーラスシリカ膜等が好適に使用できる。燃料成分分離膜３３を、多孔質支持体３２の内周表面に形成する手段としては、水熱合成による結晶成長を利用することができ、例えば、多孔質支持体３２の壁厚を０．５〜３ｍｍ程度とした場合、燃料成分分離膜３３は１〜５０μｍ程度の厚さとするのがよい。

図４は、アルコール混合ガソリン燃料中のアルコール成分割合と、冷間時の始動性との関係を表すグラフである。図より、アルコール成分割合が低減するほど、始動時間が短縮されることが分かる。そこで、制御部６では、エンジン１の停止から次回の始動時までの時間を利用して、デリバリーパイプ２内に流入するアルコール混合ガソリン燃料から、アルコール成分をより多く分離し、次回始動時にインジェクタ１１、１２、１３、１４に供給される燃料を、着火性に優れるガソリン成分の多い燃料とする。

図５により、制御部７にて実行される燃料供給システムの動作について、図１〜４を参照しながら説明する。まず、ステップＳ１で通常運転している状態から、ステップＳ２でエンジン１が停止したことが検出されると、ステップＳ３に進んで電磁弁６を開弁する。これにより、デリバリーパイプ２内の成分調整部３では、前室３４の燃料残圧によりアルコール混合ガソリン燃料中のアルコール成分が、成分分離壁３１の多孔質支持体３２および燃料成分分離膜３３を順に通過して、後室３２へ移動する。後室３２に溜まったアルコール成分は、アルコール回収配管４３および電磁弁６を経由して燃料戻し配管４２から燃料タンクＴに回収される。

この時、プレッシャレギュレータ５にてデリバリーパイプ２の燃料圧力の適切に設定することで、前室３４と後室３５の圧力差を利用して、アルコール成分の分離を促進することができる。また、燃料圧力が過度に加わらないように調整することで、成分分離壁３１を保護している。

このアルコール成分分離処理を、エンジン１が停止している間、継続して行い、前室３４のアルコール成分濃度をできるだけ低くする。これにより、ステップＳ５でエンジン１を始動させた時に、ガソリン成分の多い燃料での始動が可能になる。その後、ステップＳ６でエンジン回転数の測定を行い、続くステップＳ７で、エンジン回転数からエンジン１が始動したか否かの判定を行う。ステップＳ７が否定判定されたら、肯定判定されるまでステップＳ６、７を繰り返す。ステップＳ７が肯定判定されたら、ステップＳ８で、電磁弁６を閉弁する。これによりアルコール成分の分離が停止され、その後は、アルコール混合ガソリン燃料にて通常の運転が行われる。

このように、本実施形態では、インジェクタ１１、１２、１３、１４の直上流のデリバリーパイプ２内に成分調整部３を設け、始動時にガソリン成分の多い燃料を供給できるようにしたので、着火性が改善され、始動性を大幅に向上させることができる。始動時に使用する燃料は、通常、数ｃｃ以下と少ないので、インジェクタ１１、１２、１３、１４近傍の燃料供給路に成分調整部３を設けて、エンジン停止時にアルコール成分の分離を行うことで、エンジン始動時にインジェクタ１１、１２、１３、１４に供給されるガソリン成分濃度を高めることができる。

ここで、成分調整部３の配置は、デリバリーパイプ２内に限らず、インジェクタ１１、１２、１３、１４により近い方が、より少ないアルコール成分の分離でガソリン成分濃度を高めることができる。例えば、図６に本発明の第２の実施形態として示すように、デリバリーパイプ２とインジェクタ１１、１２、１３、１４とを接続する供給管２１、２２、２３、２４の途中に、それぞれ成分調整部３を設置することもできる。

図７は、本実施形態の成分調整部３構成を示す概略図で、ここでは、一例としてインジェクタ１１と供給管２１の間に設置されるものを図示する。図において、成分調整部３は、個別燃料供給室を構成する容器体３６と、その内部に図の上下方向に配設した成分分離壁３１とからなる。成分分離壁３１は、一端側が容器体３６の上壁中央に開口する供給管２１に連結固定され、他端側が下壁中央に開口するインジェクタ１１への連結管に連結固定される。他のインジェクタ１２、１３、１４と供給管２２、２３、２４の途中に設置されるものも同様の構成を有する。

これにより、容器体３６内空間は、成分分離壁３１によって２室に区画され、成分分離壁３１の内周側の室は、燃料流入口となる供給管２１から成分調整前の燃料が流入する前室３４となり、成分分離壁３１の外周側の室は、成分分離壁３１を通過したアルコール成分を一時貯留させる後室３５となる。後室３５は、容器体３６の左側壁に開口するアルコール回収配管４３に連通し、右側壁に開口する連結管３７によって隣合う成分調整部３の後室３５に連通している。従って、図６のように、インジェクタ１１、１２、１３、１４と供給管２１、２２、２３、２４の間にそれぞれ設置される成分調整部３は、連結管３７によって互いに連通し、分離されたアルコール成分は、連結管３７から隣合う成分調整部３の後室３５を経てアルコール回収配管４３に回収される。

本実施形態において、成分分離壁３１は、多孔質支持体３２を内周壁側とし、燃料成分分離膜３３を外周壁側に形成する。こうすることで燃料成分分離膜３３の面積が増加して分離量が増加できる。材質および形成方法は、上記実施形態と同様とすることができる。このように、成分調整されない燃料が流入する前室３４に面して多孔質支持体３２を配設し、その外周面の全面を被って燃料成分分離膜３３を積層形成することで、前室３４の燃料圧力を利用したアルコール混合ガソリン燃料からのアルコール成分の分離がスムーズになされる。

制御部７による電磁弁６の制御および成分調整部３の作動は、上記実施形態と同様であり、エンジン停止とともに電磁弁６を開弁してアルコール成分の分離を開始し、前室３４にガソリン成分の多い燃料が貯留されるようにする。本実施形態の構成では、前室３４の容量が小さいのでアルコール成分の分離が速やかになされる。これにより、着火性の良い燃料を始動時に直ちにインジェクタ１１、１２、１３、１４に供給することができるので、始動性の向上効果が高まる。

ここで、アルコール成分の分離を促進するためには、成分調整部３の前室３４と後室３５の圧力差が大きいことが望ましい。そこで、例えば、図８に本発明の第３の実施形態として示すように、低圧側通路であるアルコール回収配管４３に減圧ポンプＰ１を設けることもできる。本実施形態の基本構成は、上記第１の実施形態と同様であり、デリバリーパイプ２内に成分調整部３が配置された構成となっている。

図８において、減圧ポンプＰ１は、電磁弁６とデリバリーパイプ２の間に設けられ、制御部７によって作動が制御される。本実施形態では、エンジン停止により電磁弁６を開弁するとともに、減圧ポンプＰ１を作動させて、アルコール成分の分離を開始する。これによりアルコール成分の分離速度が高まるので、容量の大きいデリバリーパイプ２内に成分調整部３が配置された構成でも、アルコール成分の分離が促進されるので、着火性の良い燃料を始動時に直ちにインジェクタ１１、１２、１３、１４に供給することができ、始動性を向上させる効果が高い。

なお、本実施形態の減圧ポンプＰ１は、上記第１の実施形態の構成に限らず、上記第２の実施形態の構成に適用することも可能である。

さらに、図９に本発明の第４の実施形態として示すように、成分調整部３を、デリバリーパイプ２の燃料圧力を調整するプレッシャレギュレータ５内に設けることもできる。

図９において、プレッシャレギュレータ５は、デリバリーパイプ２に至る連結管５１と、燃料戻し配管４２との間に設けられる容器体５２内に、燃料圧によって開弁するバルブ５３を有している。バルブ５３は、連結管５１からアルコール混合ガソリン燃料が流入する流入管５４の開口端部を閉鎖するように、スプリング５５のばね力によって押圧されている。バルブ５３の開閉は、スプリング５５のばね力によって調整され、流入する燃料圧力がスプリング５５のばね力を上回ると開弁して、過剰の燃料が燃料戻し配管４２に排出されるようになっている。

本実施形態では、燃料が流入する流入管５４の管壁の一部を、上述した成分分離壁３構造とすることにより、成分調整部３を構成する。具体的には、流入管５４の中間部を多孔質パイプからなる多孔質支持体３２とするとともに、多孔質支持体３２の外周面全面を被って燃料成分分離膜３３を積層形成する。これにより流入管５４の内周側に成分調整前の燃料が流入する前室３４を、外周側の容器体５２内に分離したアルコール成分が一時的に貯留される後室３５が形成される。

本実施形態においても、制御部７による電磁弁６の制御および成分調整部３の作動は上記実施形態と同様であり、エンジン停止とともに電磁弁６を開弁すると、成分調整部３によりアルコール成分の分離が開始される。これに伴い、前室３４およびこれに連通するデリバリーパイプ２内にガソリン成分の多い燃料が貯留されるので、着火性の良い燃料をインジェクタ１１、１２、１３、１４に供給して、始動性を向上させる同様の効果が得られる。

以上のように、本発明によれば、燃料ポンプ下流の燃料供給路、特にインジェクタ１１、１２、１３、１４の直上流のデリバリーパイプ２内やデリバリーパイプ２に連結したプレッシャレギュレータ５内、あるいはデリバリーパイプ２とインジェクタ１１、１２、１３、１４の間の供給管２１、２２、２３、２４の途中に、成分調整部３を設けたので、インジェクタ１１、１２、１３、１４にガソリン成分濃度の高い燃料を速やかに供給して、エンジン１の始動性を向上させることができる。

なお、上記実施形態では、アルコール混合ガソリン燃料中のアルコール成分を分離することにより燃料成分組成を調整する成分調整部３を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、軽油やガソリン燃料中のｎ−パラフィン系成分、芳香族系成分等を分離することにより燃料成分組成を調整するものに適用することもできる。

本発明の第１の実施形態における内燃機関の燃料供給装置および燃料供給制御装置のシステム構成を示す全体概略図である。 本発明の第１の実施形態における成分調整部の全体概略構成図である。 （ａ）は図２のＡ部拡大図、（ｂ）は図３（ａ）のＢ部拡大図である。 燃料中のアルコール成分割合と冷間時の始動時間との関係を示す図である。 本発明の第１の実施形態における制御部の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における内燃機関の燃料供給装置および燃料供給制御装置のシステム構成を示す全体概略図である。 本発明の第２の実施形態における成分調整部の全体概略構成図である。 本発明の第３の実施形態における内燃機関の燃料供給装置および燃料供給制御装置のシステム構成を示す全体概略図である。 本発明の第４の実施形態における内燃機関の燃料供給装置の成分調整部の全体概略構成図である。

符号の説明

１ エンジン
１１、１２、１３、１４ インジェクタ
２ デリバリーパイプ（共通の燃料供給室、燃料供給路）
３ 成分調整部
３１ 成分分離壁
３２ 多孔質支持体
３３ 燃料成分分離膜（分離膜）
３４ 前室
３５ 後室
３６ 容器体（個別燃料供給室）
４１ 燃料供給配管（燃料供給路）
４２ 燃料戻し配管
４３ アルコール回収配管
５ プレッシャレギュレータ
６ 電磁弁（開閉弁）
７ 制御部（開閉弁制御手段）
Ｔ 燃料タンク
Ｐ 燃料ポンプ
Ｐ１ 減圧ポンプ

Claims (8)

1. 燃料タンクの燃料を燃料供給路に設けた燃料ポンプを経て噴射弁に供給する内燃機関の燃料供給装置であって、
   上記噴射弁近傍の燃料供給路の途中に上記燃料の中から特定成分を分離することにより燃料成分組成を調整する成分調整部を備えており、
   該成分調整部は、上記特定成分を選択的に透過させて分離する分離膜とこれを支持する多孔質支持体からなる成分分離壁にて区画される２室の一方の室を、上記燃料ポンプから成分調整前の燃料が流入する燃料流入口を有する前室とし、他方の室を、上記成分分離壁を通過した上記特定燃料を一時貯留させる後室として、上記後室を開閉弁を介して低圧側通路に接続してあり、
   上記開閉弁が開状態である時に、上記前室から上記後室へ上記特定燃料を分離させることにより成分調整された燃料を上記噴射弁へ供給し、上記開閉弁が閉状態である時に、上記前室から上記後室への上記特定燃料の分離を制限して成分調整されない燃料を上記噴射弁へ供給することを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
2. 上記成分調整部は、上記燃料ポンプによって加圧された燃料が流入する上記前室と上記後室との間に圧差を生じさせることで、上記特定成分を上記前室から上記成分分離壁を通過して上記後室へ移動させる請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
3. 上記後室に接続される上記低圧側通路に減圧ポンプを設けた請求項１または２に記載の内燃機関の燃料供給装置。
4. 複数の上記噴射弁と、各噴射弁への燃料入口が接続される共通の燃料供給室を設けて、該共通の燃料供給室に、上記成分調整部を設けた請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。
5. 複数の上記噴射弁と、各噴射弁への燃料入口にそれぞれ接続される複数の個別燃料供給室を設けて、該個別燃料供給室に、上記成分調整部を設けた請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。
6. 上記分離膜は、ゼオライト膜またはメソポーラスシリカ膜である請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料供給装置を備え、
   上記開閉弁を開閉して上記噴射弁への燃料供給を制御する燃料供給制御装置であって、
   内燃機関の停止時に上記開閉弁を開弁して、上記前室の燃料残圧により上記特定成分を上記後室へ分離させ、内燃機関の始動後に上記開閉弁を閉弁して、上記特定成分の分離を停止する開閉弁制御手段を設けたことを特徴とする燃料供給制御装置。
8. 上記開閉弁制御手段は、内燃機関の回転数に基づいて始動の有無を判定し、始動がなされたと判定された時に、上記開閉弁を閉弁する請求項７に記載の燃料供給制御装置。