JPS61258933A - アルコ−ル用内燃機関の始動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、エタノール、メタノール等のアルコールを燃
料とする内燃機関の始動装置に関する。

〈従来技術〉 エタノールやメタノール等のアルコールを燃料とする内
燃機関は、ガソリンエンジンと比較すると、（イ）アル
コールのオクタン価が高いので、圧縮比を上げることが
でき、出力の点で有利である、（ロ）気化潜熱が大きい
ので、内部冷却の効果がある、（ハ）燃焼してもススが
出ない、等の長所があるが、一方で、冷態での始動性が
悪いという欠点がある。

、たとえば、エタノールを燃料とした場合、室温が１９
℃以下に下がると、その内燃機関は始動しない。これは
、エタノールの気化潜熱がガソリンの３倍もあって、気
化する際に周囲から必要とする気化熱を吸収することが
できず、充分に気化し得ないためであり、また、たとえ
気化したとしても、空気との混合比が可燃範囲内の値に
まで達しないためでもある。

このようにアルコールを使用する内燃機関は、冷態での
始動性が悪く、低温雰囲気中での始動が困難であるとい
う問題があった。

これに対しては、従来、超音波振動子を用いてアルコー
ルを気化するようにした始動装置が提案されているが、
高価な部品を使用するため、コスト高となる欠点があっ
た。

〈発明の目的〉 本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって
、簡単な構成により、アルコールを使用する内燃機関の
始動性を良好にし、その始動可能温度の低下を図るとと
もに、コストを低減化することを目的とする。

〈発明の構成〉 本発明は、上記の目的を達成するために、始動時に吸気
管内にアルコールを噴射する専用の噴射ノズルと、セル
モータの始動動作の直前に前記始動用噴射ノズルに噴射
動作を行なわせる制御部とを備えてアルコール用内燃機
関の始動装置を構成したものである。

〈実施例〉 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。第１図は、本発明始動装置を備えたアルコール／
ガス共用の内燃機関の概略構成図であって、該内燃機関
は、多気筒（この実施例では６気筒）の機関本体Ｉと、
制御部２とを有する。

前記機関本体ｌの各気筒３．・・・は点火プラグ（図示
せず）を有するものであって、各気筒３には、それぞれ
吸気マニホールド４の分岐部と排気マニホールド５の分
岐部とが連通接続され、吸気マニホールド４の基部には
、アルコール用空気供給管６と、ガスおよび空気の混合
気供給管７とが接続されている。

しかして、前記吸気マニホールド４には、気筒３と同数
の定常運転用噴射ノズル８．・・・と、始動用噴射ノズ
ル９．９とが取り付けられており、各噴射ノズル８．９
はいずれも電気信号に応答して開閉動作する噴射弁を備
えている。前記の各定常運転用噴射ノズル８は各気筒３
の吸気ボートに対向する位置にあって、定常運転時に所
要量のアルコールを各吸気ボートに向けて噴射するもの
である。また始動用噴射ノズル９は、始動時にアルコー
ルを吸気マニホールド４内に噴射するものであって、こ
の実施例では吸気マニホールド４０両端（第１図におい
て左右両端）に各１本ずつ取り付けられ、吸気マニホー
ルド４の内部を横切る方向（矢印１１口）にアルコール
を噴射するようになっている。

【０は定常運転用噴射ノズル８および始動用噴射ノズル
９にアルコールを圧送する燃料ポンプ、ｌｌはアルコー
ルを貯溜する燃料タンクである。

前記アルコール用空気供給管６には、上流側に空気開閉
弁１２が、また下流側に吸気加熱用のヒータ１３がそれ
ぞれ設けられ、このヒータ１３と空気開閉弁１２との間
に、吸気温度を検出するだめの温度センサ１４が取り付
けられている。１５はアルフノールに対する空気量を絞
るスロットル弁である。

また、前記混合気供給管７には、ミキサ１６を介してガ
ス供給管１７と空気供給管１８とが接続されている。１
９はガス用空気供給管１８の空気開閉弁、２０は混合気
供給管７のスロットル弁である。

機関本体１のクランク軸２１には、ギア２２゜２３を介
してセルモータ２４が連動連結されでいる。また、クラ
ンク軸２１のギア２２には、回転センサ２５が対設され
いる。

制御部２は、マイクロコンピュータ２６と、入力インタ
ーフェース２７と、出力インターフェース２８とを含む
ものであって、入力インターフェース２７には温度セン
サ１４および回転センサ２５の各検出信号が入力する。

マイクロコンピュータ２６は、後述する所定のルーチン
に従って各アクチュエータへの制御信号を生成する。こ
の制御信号は、出力インターフェース２８を通じて始動
用噴射ノズル９、定常運転用噴射ノズル８、吸気加熱用
ヒータ１３、燃料ポンプ１０、アルコール用空気開閉井
１２等に送出される。

次に上記内燃機関における始動動作を説明する。

該内燃機関は、アルコールエンジンとしても、ガスエン
ジンとしても稼動しうるちのであるが、ここでは、アル
コールエンジンとして使用する場合の始動動作を、第２
図のフローチャートおよび第３図のタイムチャートに基
づいて説明する。

ステップＳｔでは、始動指令信号が出力されたか否かを
判断する。始動指令信号が出ていれば、ステップＳ２に
進み、アルコール用空気開閉弁６を開く駆動信号を出力
し、また燃料ポンプ１０にも駆動開始の信号を出力する
。なお、ガス用空気開閉弁１９は終始、閉じた状態に維
持される。ガス用空気開閉弁１９およびアルコール用空
気開閉弁６の開閉タイミングは、第３図（Ａ　ＸＢ　）
に示す。

アルコール用空気開閉弁６は所要角度に開放するまで若
干の時間を要し、そのため、ステップＳ３では、該空気
開閉弁６が開放したか否かを判断し、開放するまでこの
ステップＳ３を繰り返す。空気開閉弁６が所要角度に開
放すると、ステップＳ４に進む。この時には、第３図（
Ｃ）に示すように、アルコールの送出圧力も所要値に達
ｊ７ている。

ステップＳ４では、アルコール用吸気の温度を温度セン
サ１４の検出信号から読み取る。そして、読み取った吸
気温度から対応する始動用噴射ノズル９の噴射時間、す
なわち該噴射ノズル９の噴射弁に設けられているソレノ
イドへの通電時間を算出する。吸気温度とソレノイドへ
の通電時間とを対応させたマツプは、予めマイクロコン
ピュータ２６内のＲＯＭに記憶されている。次のステッ
プＳ６では、始動用噴射ノズル９側に通電開始の信号を
送出し、始動用噴射ノズル９に噴射動作を行なわせる。

これによって、第３図（Ｄ）に示すように、始動用噴射
ノズル９からアルコールが噴射され、吸気マニホールド
４内には霧化したアルコールが充満することになる。そ
して、ステップＳ７で、所要の噴射時間（通電時間）が
経過したか否かを判断し、所要時間が経過するまで、こ
のステップＳ７を繰り返して時間待ちをする。所要時間
が経過すると、ステップＳ８に進んで、始動用噴射ノズ
ル９での噴射動作を停止させる。

ステップ８９以下のステップは、通常の始動動作を制御
するステップであって、まず、ステップＳ９で、セルモ
ータ２４を始動させるとともに、吸気加熱用ヒータ１３
への通電を開始する〔第３図（Ｅ）（Ｆ）参照〕。セル
モータ２４の駆動によりクランク軸２１が回転し、これ
によって各気筒３は吸排気動作を開始し、各気筒３には
加熱された空気が流入するようになる。そして、ステッ
プＳ１０で、各定常運転用噴射ノズル８のソレノイド２
ｏ□。ケイえアヶ、。１□６．６ｏ　　　′運転用噴射
ノズル８に繰り返し噴射動作を行なわ仕る〔第３図（Ｇ
）参照〕。これによって、各定常運転用噴射ノズル８か
ら噴射されたアルコールが、加熱された空気とともに各
気筒３内に流入するのであるが、この時龜は既に、始動
用噴射ノズル９から噴射されたアルコールが気化してい
る。そのため、この気化アルコールが、定常運転用噴射
ノズル８からの霧化アルコール、加熱された空気ととも
に各気筒３に流入することになる。この流入に伴ない、
霧化アルコールの気化が促進されるとともに、空気との
混合も促進される。このように各気筒３に流入した吸気
には、多量の気化アルコールが含まれ、しかもこの気化
アルコールは空気と充分に混合しているから、気筒３内
で点火により支障なく燃焼し、クランク軸２１を回転さ
せることになる。

ステップＳｌｌでは、回転センサ２５の検出信号からク
ランク軸２１の回転数を検出して、該回転数が一定値に
達したか否かを判断する。第３図（Ｈ）に示すように、
クランク軸２１の回転数が一定値に達すれば、始動が完
了したことになるから、この始動制御のルーチンを終え
る。

ぼ同時に吸気加熱用ヒータ１３への通電を開始するよう
にしたが、それよりも前の時点で始動用噴射ノズル９が
アルコールを噴射している最中に、該ヒータ１３への通
電を開始するようにしてもよい。

また、この実施例では、定常運転時に燃料であるアルコ
ールを噴射ノズルから各吸気ボート側へ供給するように
した内燃機関を示したが、本発明は、定常運転時に気化
器によりアルコールを各吸気ボート側に供給する内燃機
関にも実施しうる。

その場合、第１図における吸気マニホールド４の基部か
ら空気開閉弁１２に至る空気供給管６を、アルコール／
空気の混合気供給管と置換し、その混合気供給管の中途
部に気化器を設けた構造となる。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明によれば、セルモータが始動する
前に、始動用噴射ノズルから吸気管内にアルコールが噴
射されるから、セルモータの駆動１−ｋｌｑＡｉｉｌｍ
＜ｇｍｍｆｆｉｋ、シｃＪ、ｔＦｉｌｋム、４−Ｊ−＋
！Ｌ、４＋−１−）吸気管内の前記アルコールが充分に
気化しており、この気化したアルコールが、定常運転用
噴射ノズルからのアルコールもしくは気化器からのアル
コールと混合して気筒内に吸入されることとなる。

そのため、たとえ使用する環境の温度等が低（、定常運
転用噴射ノズルもしくは気化器からのアルコールが充分
に気化していなくても、始動用噴射ノズルから噴射され
て既に気化しているアルコールによって、気筒内での燃
焼が支障なく行なわれ、機関の始動が円滑に行なわれる
。その結果、内燃機関の始動性が良好となり、始動可能
な温度が低下する。

しかも、構造的には始動用噴射ノズルを付加するだけで
よく、該始動用噴射ノズルにアルコールを圧送する燃料
ポンプは、定常運転用噴射ノズルのための燃料ポンプを
共用することができるから、全体の構成が簡単で、安価
に実施しうる。

このほか、実施例に示すように、始動時に吸気を加熱す
るヒータを設けておけば、アルコールの気化が一層促進
されて、始動性がさらに良好となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明始動装置を備えたアルコールガス共用内
燃機関の概略構成図、第２図（よその始動動作を示すフ
ローチャート、第３図１まタイムチャートである。 ■・・・機関本体、２・・・制御部、４・・・吸気マニ
ホールド、６・・・アルコール用空気供給管、８・・・
定常運転用噴射ノズル、９・・・始動用噴射ノズル、２
４・・・セルモータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）始動時に吸気管内にアルコールを噴射する始動専
   用の噴射ノズルと、セルモータの始動動作の前に前記始
   動用噴射ノズルからアルコールを噴射させる制御部とを
   備えたことを特徴とするアルコール用内燃機関の始動装
   置。