JP4707644B2 - 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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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あり，より詳しくは，前記アルコール又はアルコールを主成分とする燃料を使用した内燃機関において，その迅速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，内燃機関における燃料として，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等のように，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。
この場合，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大幅に高いという特性を有するから，アルコールを主成分とする燃料を使用する内燃機関においては，その始動が，ガソリンを主たる燃料とする場合よりも始動性が低い。
そこで，先行技術としての特許文献１は，内燃機関におけるシリンダへの吸気経路のうち吸気弁より上流側でスロットル弁より下流側の部位に，アルコールを主成分とする燃料を噴射する燃料噴射弁と，前記燃料噴射弁より噴射された燃料を，内燃機関の始動の際におけるクランキング（内燃機関におけるクランク軸等の出力軸を始動用モータで回転駆動すること）中において加熱するヒータとを設けて，燃料の気化を促進することにより，始動性の改善を図ることを提案している。
また，別の先行技術としての特許文献２は，車両におけるドア開閉の検出等によって始動予定の発生を検出し，この始動予定の発生検出に応じて前記アルコールを主成分とする燃料を噴射する燃料噴射弁の加熱や燃料ポンプの作動を開始することにより，始動性の改善を図ることを提案している。
実開昭５８−９２４５４号公報
特開２００４−３４００２８号公報
しかし，両先行技術のものは，そのいずれも，内燃機関を始動するイグニッションスイッチのキーを差し込んで，スイッチＯＮに操作したときの信号に基づいて，始動用燃料の噴射供給を行い，この噴射燃料を気化するというものであることにより，前記イグニッションスイッチにおけるスイッチＯＮの操作から完全始動までの間には，始動用燃料の噴射供給に要する時間と，この噴射燃料を気化することに要する時間とを必要とするから，前記イグニッションスイッチにおけるスイッチＯＮの操作から完全始動までに要する時間が長くなるというように，始動性の改善が十分に達成できないという問題があった。
本発明は，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，そのイグニッションスイッチをスイッチＯＮに操作する以前における始動準備を検出する手段を備え，この始動準備検出信号に基づいて，気筒への吸気経路のうちスロットル弁より下流側の部位にアルコールを主成分とする燃料の所定量を噴射供給し，クランク軸を適宜時間だけ回転するように構成した。」
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，そのイグニッションスイッチをスイッチＯＮに操作する以前における始動準備を検出する手段を備え，この始動準備検出信号に基づいて，気筒への吸気経路のうちスロットル弁より下流側の部位にアルコールを主成分とする燃料の所定量を噴射供給し，クランク軸を適宜時間だけ回転するように構成した。」
ことを特徴としている。
また，本発明の請求項２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，そのイグニッションスイッチをスイッチＯＮに操作する以前における始動準備を検出する手段を備え，この始動準備検出信号に基づいて，先ず，クランク軸を適宜時間だけ回転し，次いで，気筒への吸気経路のうちスロットル弁より下流側の部位にアルコールを主成分とする燃料の所定量を噴射供給するように構成した。」
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，そのイグニッションスイッチをスイッチＯＮに操作する以前における始動準備を検出する手段を備え，この始動準備検出信号に基づいて，先ず，クランク軸を適宜時間だけ回転し，次いで，気筒への吸気経路のうちスロットル弁より下流側の部位にアルコールを主成分とする燃料の所定量を噴射供給するように構成した。」
ことを特徴としている。
この場合，イグニッションキースイッチをＯＮ操作する前における始動準備としては，例えば，運転者の車両への接近，ドアのリモートスイッチのＯＮ操作，ドアの開閉，運転者の座席への着座，シートベルトの着用又はイグニッションスイッチキーの差し込み等が存在する。
前記請求項１に記載した構成にすることにより，始動用燃料の噴射供給を，イグニッションスイッチをスイッチＯＮに操作するよりも前において行うことができるとともに，この始動用燃料の気化を，イグニッションスイッチをスイッチＯＮに操作するよりも前から開始することができるから，前記イグニッションスイッチにおけるスイッチＯＮの操作から完全始動までに要する時間を，当該イグニッションスイッチにおけるスイッチＯＮの操作に先立って始動用燃料の噴射供給とその気化開始を行う分だけ，前記先行技術の場合よりも短縮することができて，始動性の向上を確実に達成できる。
また，請求項１に記載したように，始動用燃料の噴射供給を行うことに加えて，クランク軸を適宜時間だけ回転することにより，内燃機関における吸気経路は，大気圧より低い負圧になって，燃料の沸点が下がることになるから，前記始動用燃料の気化を，この負圧によって大幅に促進することができ，前記した効果を助長できる利点がある。
特に，請求項２に記載したように，内燃機関における吸気経路を，クランク軸の適宜時間だけの回転にて負圧にした状態で，これに始動用燃料を噴射供給することにより，始動用燃料の噴射供給は大気圧よりも低い負圧において行われ，この噴射燃料の気化を，負圧にて促進することができ，しかも，この燃料噴射に際しての圧力差が大きくなり，噴射燃料をより微細化できるから，この微細化によっても気化を促進することができる利点がある。
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の側面は，図示しないエアクリーナから吸気通路４にて導かれて来る吸気を前記各気筒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前記各気筒３に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，このスロットルボデー８におけるスロットル弁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のうちバイパス弁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に操作する以前における始動準備を検出する始動準備検出手段１２からの信号を入力とするコントローラ１３にて，以下に述べるように作動するように構成する。
すなわち，前記コントローラ１３は，始動準備検出手段１２からの始動準備信号が入ると，前記始動用燃料噴射弁１１を，始動用燃料の噴射供給を適宜時間の間だけ行うように作動制御するという構成になっている。
なお，前記内燃機関１の始動は，前記始動準備に続いて，従来から周知のように，前記イグニッションスイッチをスイッチＯＮに操作することによって行われることは勿論である。
前記した構成により，始動用燃料の噴射供給を，前記イグニッションスイッチをスイッチＯＮに操作するよりも前において行うことができるとともに，この始動用燃料の気化を，イグニッションスイッチをスイッチＯＮに操作するよりも前から開始することができるから，前記イグニッションスイッチにおけるスイッチＯＮの操作から完全始動までに要する時間を，当該イグニッションスイッチにおけるスイッチＯＮの操作に先立って始動用燃料の噴射供給とその気化開始を行う分だけ短縮できる。
ところで，前記始動準備検出手段１２としては，例えば，運転者の車両への接近を検出する手段，ドアのリモートスイッチのＯＮ操作を検出する手段，ドアの開閉を検出する手段，運転者の座席への着座を検出する手段，シートベルトの着用を検出する手段，或いは，イグニッションスイッチキーの差し込みを検出する手段等が存在する。
次に，第２の実施の形態においては，前記コントローラ１３は，始動準備検出手段１２からの始動準備信号が入ると，前記始動用燃料噴射弁１１を，始動用燃料の噴射供給を適宜時間の間だけ行うように作動制御することに加えて，前記内燃機関１におけるクランク軸２を，始動用モータ１４を適宜時間（例えば，２０℃では 3秒以内，１０℃では７秒以内）だけ駆動することによって，前記クランク軸２を回転するように作動制御するという構成にしている。
このように，前記始動用燃料噴射弁１１の燃料噴射と同時に，又は，これに適宜遅れて前記クランク軸２を適宜時間だけ回転することにより，前記スロットル弁７及びバイパス弁１０より下流側は，大気圧よりも低い負圧になって，燃料における沸点が下がるから，前記始動準備検出手段１２にて噴射供給された始動用燃料の気化を促進することができる。
また，第３の実施の形態においては，前記コントローラ１３は，始動準備検出手段１２からの始動準備信号が入ると，先ず，前記内燃機関１におけるクランク軸２を始動用モータ１４を適宜時間（例えば，２０℃では 3秒以内，１０℃では７秒以内）だけ回転することによって，前記スロットル弁７及びバイパス弁１０より下流側を負圧にし，次いで，前記始動用燃料噴射弁１１を，始動用燃料の噴射供給を適宜時間の間だけ行うように作動制御するという構成にしている。
これにより，始動用燃料の噴射供給を，負圧に対して行うことになるから，始動用燃料の気化を促進することができるとともに，始動用燃料の噴射供給に際しての圧力差が大きくなり，噴射燃料の微細化を促進できる。
なお，前記した各実施の形態においては，前記コントローラ１３に，前記内燃機関１における温度センサー１５，又は，外気温度の検出センサーからの信号を入力し，前記始動用燃料噴射弁１１による始動用燃料の噴射供給量を，前記内燃機関１における温度又は外気温度が低いほど多くするように構成することができ，これによって，低温時における始動性を確実に向上できる。
また，前記実施の形態は，始動用燃料の噴射供給を，これ専用の始動用燃料噴射弁１１にて行うように構成した場合であったが，本発明とこれに限らず，前記した始動用燃料の噴射供給を，各気筒に対するメイン燃料噴射弁を用いて行うように構成して良いことはいうまでもない。
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
１２ 始動準備検出手段
１３ コントローラ
１４ 始動用モータ
１５ 温度センサー
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
１２ 始動準備検出手段
１３ コントローラ
１４ 始動用モータ
１５ 温度センサー
Claims (2)
- 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，そのイグニッションスイッチをスイッチＯＮに操作する以前における始動準備を検出する手段を備え，この始動準備検出信号に基づいて，気筒への吸気経路のうちスロットル弁より下流側の部位にアルコールを主成分とする燃料の所定量を噴射供給し，クランク軸を適宜時間だけ回転するように構成した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。
- 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，そのイグニッションスイッチをスイッチＯＮに操作する以前における始動準備を検出する手段を備え，この始動準備検出信号に基づいて，先ず，クランク軸を適宜時間だけ回転し，次いで，気筒への吸気経路のうちスロットル弁より下流側の部位にアルコールを主成分とする燃料の所定量を噴射供給するように構成した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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| JP2006293957A JP4707644B2 (ja) | 2006-10-30 | 2006-10-30 | 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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