(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジメチルエーテル燃料使用エンジンにおける燃料噴射の開始に際して、エンジンのシリンダ内への燃料噴射を開始する前に、シリンダ内へ漏れた燃料による着火の有無を検出し、漏れた燃料の着火を検出した場合はエンジンの始動を停止すると共に、
前記漏れた燃料による着火の有無の検出を、スターターによるクランキングを開始した際のエンジン回転速度の変動をエンジン回転速度センサーで検出することで行うことを特徴とするジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動方法であって、
エンジン回転速度が上昇した後低下した時に漏れた燃料による着火があったと判定するジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動方法。
【請求項２】
前記漏れた燃料の着火を検出した場合は、エンジンの始動を停止すると共に、ドライバーに対して警報を発することを特徴とする請求項１に記載のジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動方法。
【請求項３】
ジメチルエーテル燃料使用エンジンにおける燃料噴射の開始に際して、エンジンのシリンダ内への燃料噴射を開始する前に、漏れた燃料による着火の有無を検出し、漏れた燃料の着火を検出した場合はエンジンの始動を停止する制御を行う始動制御装置を備えると共に、
該始動制御装置が、前記漏れた燃料による着火の有無の検出を、スターターによるクランキングを開始した際のエンジン回転速度の変動をエンジン回転速度センサーで検出して、この検出したエンジン回転速度が上昇した後低下した時に漏れた燃料による着火があったと判定することで行うことを特徴とするジメチルエーテル燃料使用エンジン。
【請求項４】
前記始動制御装置が、前記漏れた燃料の着火を検出した場合は、エンジンの始動を停止すると共に、ドライバーに対して警報を発することを特徴とする請求項３記載のジメチルエーテル燃料使用エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンやシリンダライナーに与える、燃料漏れによる燃料着火に起因する衝撃を減少でき、ピストンリングやシリンダライナー等のエンジン部品の破損の恐れを無くすことができるジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動方法、及び、ジメチルエーテル燃料使用エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ジメチルエーテル燃料（ＤＭＥ燃料）を使用するエンジンの始動方法には、軽油ディーゼルエンジンと同じシステム及び方法が採用されてきた。また、燃料噴射システムについても、軽油ディーゼルとほぼ同じタイプ、主にコモンレール式が使われている。エンジン始動の際に使われる主な部品の構成は、図１に示すように、セルモーター（スターター）３８、サプライポンプ３１、コモンレール３２、インジェクター３３、燃料タンク１０内のインタンクポンプ１１、制御ユニット（ＥＣＵ）５０等である。
【０００３】
このエンジン１の始動における制御は、インタンクポンプ１１の系統では、図２に示すような制御フローで実施される。この図２の制御フローがスタートし、ステップＳ１１でエンジンキーがＯＮされると、ステップＳ１２で燃料タンク１０内のインタンクポンプ１１が作動し、エンジン本体３０側のサプライポンプ３１へ燃料の圧送を開始する。このとき、ステップＳ１３で供給圧をチェックし、予め設定された圧力値になるまでは、ステップＳ１３に戻り、ステップＳ１３で供給圧が予め設定された圧力値になったら、ステップＳ１４に行きインタンクポンプ１１の回転数を維持して、ステップＳ２０の通常運転モードに入るように制御される。
【０００４】
また、燃料噴射の系統では、図５に示すような制御フローで実施される。この図５の制御フローがスタートし、ステップＳ３１でエンジンキーがＯＮされ、ステップＳ３２で、エンジンキーがスターター位置にされると、ステップＳ３３でセルモーター３８が回転してエンジンクランクシャフトが回転を開始する。ステップＳ３４では燃料の噴射制御を開始する。つまり、エンジン１の運転を制御する制御装置（ＥＣＵ)５０で、エンジン回転速度Ｎｅとクランク軸の回転位置に関して１番気筒の上死点位置を検出する。ステップＳ３５で噴射条件を判定し、この噴射条件を満足するまでは、繰返しステップＳ３５に戻り、ステップＳ３５で噴射条件を満足したら、ステップＳ３６に行き、燃料噴射を開始する。つまり、エンジン回転速度Ｎｅに応じて、燃料噴射時期を算出し、始動に必要なコモンレール圧力を同時に算出する。この制御装置５０からサプライポンプ３１へ制御信号が出されて、必要な圧力になるよう調圧装置の制御が行なわれる。この制御装置５０で、噴射時期、噴射量、コモンレール圧を制御し、所定のコモンレール圧になると燃料噴射を開始する。
【０００５】
そして、ステップＳ３７のアイドリング回転を行う。次に、エンジンが自力運転したことをドライバーが確認すると、エンジンキーをスターター位置から、キーオンの位置に戻す。これをステップＳ３８で検知して、ステップＳ２０の通常運転モードに入る。
【０００６】
一方、ジメチルエーテル燃料は軽油に比べ、常温では気体であり、火が付き易い性質を持っている。そのため、インジェクターに不具合が起こったとき、例えば、インジェクターノズルのシート不良等により、エンジン停止時においてノズルのシート部より燃料が漏れた場合には、次にエンジンを始動しようとしてセルモーターでクランキングを開始した際に、ピストンが圧縮を開始した直後などに、設計的に意図しない場所で漏出していた燃料が着火することがある。このような場合には、ピストンやライナーに大きな衝撃を与えるので、これを繰り返すと、ピストンリングやライナーに破損が発生するおそれが生じる。
【０００７】
これに関連して、本発明の発明者は、ジメチルエーテル使用のディーゼルエンジンにおいて、エンジン始動時の異常燃焼を防止し、これに伴う異常振動等を防止するために、正規の排気タイミングと無関係に排気ポートを開閉可能な始動制御弁を設けて、この始動制御弁の下流側のジメチルエーテル濃度を検出して、この検出値が所定値以下になるまで、燃料噴射装置を無噴射状態に制御すると共に、始動制御弁を開維持して、燃焼室内に漏れ出して滞留しているジメチルエーテル燃料を掃気してから、燃料噴射を開始する、ジメチルエーテル用ディーゼルエンジンの始動制御装置を提案している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１１５８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、ジメチルエーテル燃料使用エンジンで、燃料噴射を開始する前に、漏れた燃料による着火を検出し、漏れた燃料の着火を検出した場合はエンジンの始動を停止すると共に、エンジンの停止と同時にドライバーに警報を発することができるジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動方法、及び、ジメチルエーテル燃料使用エンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するためのジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動方法は、ジメチルエーテル燃料使用エンジンにおける燃料噴射の開始に際して、エンジンのシリンダ内への燃料噴射を開始する前に、シリンダ内へ漏れた燃料による着火の有無を検出し、漏れた燃料の着火を検出した場合はエンジンの始動を停止すると共に、前記漏れた燃料による着火の有無の検出を、スターターによるクランキングを開始した際のエンジン回転速度の変動をエンジン回転速度センサーで検出することで行うことを特徴とするジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動方法であって、エンジン回転速度が上昇した後低下した時に漏れた燃料による着火があったと判定することを特徴とする方法である。この方法によれば、燃料漏れによる燃料着火で、ピストンやシリンダライナーに与える衝撃を減少でき、ピストンリングやシリンダライナー等のエンジン部品の破損を防止できる。
【００１１】
上記のジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動方法において、前記漏れた燃料の着火を検出した場合は、エンジンの始動を停止すると共に、ドライバーに対して警報を発するようにすると、ドライバーが燃料の漏れの知らせを受けて、修理するので、エンジンの損傷を防止できる。
【００１２】
そして、上記の目的を達成するためのジメチルエーテル燃料使用エンジンは、ジメチルエーテル燃料使用エンジンにおける燃料噴射の開始に際して、エンジンのシリンダ内への燃料噴射を開始する前に、漏れた燃料による着火の有無を検出し、漏れた燃料の着火を検出した場合はエンジンの始動を停止する制御を行う始動制御装置を備えると共に、該始動制御装置が、前記漏れた燃料による着火の有無の検出を、スターターによるクランキングを開始した際のエンジン回転速度の変動をエンジン回転速度センサーで検出して、この検出したエンジン回転速度が上昇した後低下した時に漏れた燃料による着火があったと判定することで行うように構成される。この構成によれば、燃料漏れによる燃料着火で、ピストンやシリンダライナーに与える衝撃を減少でき、ピストンリングやシリンダライナー等のエンジン部品の破損を防止することができる。
【００１３】
上記のジメチルエーテル燃料使用エンジンにおいて、前記始動制御装置が、前記漏れた燃料の着火を検出した場合は、エンジンの始動を停止すると共に、ドライバーに対して警報を発するように構成すると、ドライバーが燃料の漏れの知らせを受けて、修理するので、エンジンの損傷を防止できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動方法、及び、ジメチルエーテル燃料使用エンジンによれば、燃料漏れによる燃料着火でピストンやシリンダライナーに与える衝撃を回避でき、ピストンリングやシリンダライナー等のエンジン部品の破損を防止することができる。従って、エンジンの運転開始時における洩れた燃料対策に対して、より安価な問題解決方法を提供でき、エンジンの破損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る実施の形態のジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動装置を備えたエンジン１の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態のジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動方法のインタンクポンプ系統の制御フローを示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態のジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動方法の燃料噴射系統の制御フローを示す図である。
【図４】エンジン回転速度の正常な状態と異常な状態を示す図である。
【図５】従来技術のジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動方法の燃料噴射系統の制御フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る実施の形態のジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動方法、及び、ジメチルエーテル燃料使用エンジンについて説明する。図１に示すように、本発明に係る実施の形態のジメチルエーテル（ＤＭＥ）燃料使用エンジンの始動装置を備えたエンジン１は、燃料タンク１０と燃料供給ライン２０とエンジン本体３０と燃料戻しライン４０とエンジン制御装置（ＥＣＵ）５０とを備えて構成されている。
【００１７】
燃料タンク１０は、内部にインタンクポンプ１１を備え、このインタンクポンプ１１の吐出側に取り出し弁１２と電磁弁１３を備えて、フィルタ２１を備えた燃料供給ライン２０に接続されている。また、この燃料タンク１０は、更に、充填弁１４と安全弁１５を備えており、フィルタ４１を備えた燃料戻りライン４０に、電磁弁１６と戻り弁１７を介して接続されている。
【００１８】
エンジン本体３０では、燃料供給ライン２０から供給される燃料をサプライポンプ３１で昇圧してコモンレール３２に一時的に貯留し、この貯留された高圧の燃料はインジェクター３３からシリンダ（図示しない）内に噴射される。また、リークライン３４が設けられ、インジェクター３３とサプライポンプ３１の余剰燃料を、燃料戻りライン４０側に戻したりする。なお、このリークライン３４とコモンレール３２との間に、電磁リリーフ弁（プレッシャー・リリーフ・バルブ）３５を備える。更に、コモンレール３２とリークライン３４との間に安全弁（プレッシャーレギュレーター）３６と、サプライポンプ３１とリークライン３４との間に圧力調整弁（プレッシャーレギュレーター）３７を備える。
【００１９】
また、エンジン全体の制御を行うエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）と呼ばれる制御装置５０が設けられ、この制御装置５０は、インタンクポンプ１１を制御するインタンクポンプ制御、サプライポンプ３１の入口側の圧力Ｐｐとコモンレール３２の圧力Ｐｃを入力してサプライポンプ３１を制御するサプライポンプ制御、セルモーター３８を制御するセルモーター制御、インジェクター３３を制御する噴射制御等を行っている。なお、エンジン回転速度Ｎｅやその他の情報も制御装置５０に入力され、また、排気ガス浄化システムを備えていれば、排気ガス浄化システムの制御も制御装置５０で行っている。
【００２０】
次に、ジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動方法について、図２のインタンクポンプ系統の制御フローと図３の噴射制御系統の制御フローを参照しながら説明する。
【００２１】
この制御装置５０で、ジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動を行う場合には、図２の制御フローで、インタンクポンプ１１の系統の制御を行う。この図２の制御フローがスタートし、ステップＳ１１でエンジンキーがＯＮされると、ステップＳ１２で燃料タンク１０内のインタンクポンプ１１が作動し、エンジン１側のサプライポンプ３１へ燃料の圧送を開始する。このとき、ステップＳ１３で供給圧をチェックし、予め設定された圧力値になるまでは、ステップＳ１３に戻り、ステップＳ１３で供給圧が予め設定された圧力値になったら、ステップＳ１４に行きインタンクポンプ１１の回転数を維持して、ステップＳ２０の通常運転モードに入るように制御される。
【００２２】
また、図３の噴射制御系統では、この制御フローがスタートし、ステップＳ３１でエンジンキーがＯＮされ、ステップＳ３２で、エンジンキーがスターター位置にされると、ステップＳ３３でセルモーター（スターター）３８が回転してエンジンクランクシャフトが回転を開始する。ステップＳ３４では燃料の噴射制御を開始する。
【００２３】
本発明においては、この燃料の噴射制御の開始に際して、ステップＳ４０で、回転数上昇率の変化等をチェックして、漏れた燃料による着火の有無の検出を、セルモーター３８によるクランキングを開始した際のエンジン回転速度Ｎｅの変動をエンジン回転センサー（図示しない）で検出し、燃料漏れの燃料による着火による回転変動の有無を検出することで行う。
【００２４】
ステップＳ４１では、セルモーター３８による回転上昇をモニターして、クランク回転をチェックし、エンジン回転速度Ｎｅに異常が無いか否かをチェックする。図４の実線Ａで示すように、燃料漏れが無い場合には、エンジン回転速度Ｎｅが滑らかに上昇する。この場合は正常状態であると判断し、ステップＳ３５行く。
【００２５】
一方、図４の点線Ｂに示すように、エンジン回転速度Ｎｅが滑らかに上昇しないで、漏れた燃料が燃焼して、エンジン回転数Ｎｅの上昇において山等が発生した場合には、異常状態であると判断し、ステップＳ４２に行き、噴射制御を停止し、次のステップＳ４３で警告灯の点灯等の警報を発生して、ドライバーに対して修理を促す。
【００２６】
つまり、通常始動制御に入る前に、ステップＳ４１で、エンジン回転速度Ｎｅの変動をエンジン回転速度センサー等で検出し、通常と違う回転速度の上昇があった後低下した場合に、燃料漏れによる回転速度の上昇と判断し、ステップＳ４２で、その後の始動制御を中止する。また、ステップＳ４３で、運転席の警告灯を点灯する等によりドライバーに分かるようにする。
【００２７】
ステップＳ３５では、エンジン回転速度Ｎｅとクランク軸の回転位置に関して１番気筒の上死点位置を検出し、噴射条件を判定し、この噴射条件を満足するまでは、ステップＳ３５に戻り、ステップＳ３５で噴射条件を満足したら、ステップＳ３６に行き、インジェクター３３で燃料噴射を開始する。この燃料噴射の開始により、図４に示すように、燃料噴射開始位置ｔｆｓから燃料の燃焼によりエンジン回転速度Ｎｅが急上昇する。
【００２８】
つまり、エンジン回転速度Ｎｅに応じて、燃料噴射時期を算出し、始動に必要なコモンレール３２の圧力Ｐｃを同時に算出する。この制御装置５０からサプライポンプ３１へ制御信号が出されて、必要な圧力になるよう調圧装置の制御が行なわれる。この制御装置５０で、噴射時期、噴射量、コモンレール圧Ｐｃを制御し、所定のコモンレール圧になると燃料噴射を開始する。
【００２９】
そして、ステップＳ３７でアイドリング回転を行う。次に、エンジンが自力運転したことをドライバーが確認すると、エンジンキーをスターター位置から、キーオンの位置に戻す。これをステップＳ３８で検知して、ステップＳ２０の通常運転モードに入る。
【００３０】
上記のジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動方法、及び、ジメチルエーテル燃料使用エンジンによれば、エンジン回転速度Ｎｅがセルモーター３８による回転上昇であるか、燃料漏れによる異常燃焼による回転変動や回転上昇がないかを、回転速度センサーの信号により制御装置５０で確認し、異常が無ければ通常始動制御を継続し、また、異常があれば、始動制御を停止すると共に、運転席に設置した警告灯を点灯させる。
【００３１】
従って、燃料漏れによる燃料着火で、ピストンやシリンダライナーに与える衝撃を回避でき、ピストンリングやシリンダライナー等のエンジン部品の破損を防止することができる。その結果、エンジンの運転開始時における洩れた燃料対策に対して、より安価な問題解決方法を提供でき、エンジンの破損を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のジメチルエーテル燃料使用エンジンの始動方法、及び、ジメチルエーテル燃料使用エンジンによれば、より安価に問題解決が行えて、エンジンの破損を防止できるので、自動車等に搭載されるジメチルエーテル燃料使用エンジンに利用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１  エンジン
１０  燃料タンク
１１  インタンクポンプ
２０  燃料供給ライン
３０  エンジン本体
３１  サプライポンプ
３２  コモンレール
３３  インジェクター
３４  リークライン
３８  セルモーター
４０  燃料戻しライン
５０  エンジン制御装置（ＥＣＵ）
Ｎｅ  エンジン回転速度
Ｐｃ  コモンレールの圧力
Ｐｐ  サプライポンプの入口側の圧力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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