(57)【要約】【課題】  内燃機関の暖機装置において、内燃機関をより好適に暖機することが可能な技術を提供することを課題とする。【解決手段】  内燃機関の暖機装置において、内燃機関１を暖機するために使用する熱媒体を保温しつつ貯留する蓄熱タンクを設けずに、燃料タンク２を、燃料を保温しつつ貯留する燃料蓄熱タンク２とする。これにより、蓄熱タンクとして機能する燃料蓄熱タンク２の容量をより大きくすることが出来る。そして、該燃料蓄熱タンク２に貯留された燃料の熱エネルギーを用いて内燃機関１を暖機する。【選択図】  図１
2006266103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を保温しつつ貯留する燃料蓄熱タンクを備え、
該燃料蓄熱タンクに貯留された燃料の熱エネルギーを用いて内燃機関を暖機することを特徴とする内燃機関の暖機装置。
【請求項２】
前記燃料蓄熱タンクは一つだけ備えられており、且つ、燃料を貯留するタンクは該燃料蓄熱タンクのみであることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の暖機装置。
【請求項３】
前記内燃機関のシリンダヘッドおよび／またはシリンダブロックに設けられた機関燃料通路をさらに備え、
前記内燃機関を暖機するときは、前記燃料蓄熱タンクから前記機関燃料通路に燃料を供給することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の暖機装置。
【請求項４】
前記内燃機関のシリンダヘッドおよび／またはシリンダブロックを通って熱媒体が循環する熱媒体循環回路と、
該熱媒体循環回路を循環する熱媒体と燃料との間で熱交換が行われる熱交換器と、をさらに備え、
前記内燃機関を暖機するときは、前記燃料蓄熱タンクから前記熱交換器に燃料を供給し、該燃料によって熱媒体を加熱することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の暖機装置。
【請求項５】
前記燃料蓄熱タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と、
前記熱媒体循環回路を循環する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度検出手段と、
前記燃料蓄熱タンクと前記熱交換器とを通って燃料が循環する燃料循環回路と、をさらに備え、
前記内燃機関を暖機するときは、前記燃料循環回路において燃料を循環させることで前記燃料蓄熱タンクから前記熱交換器に燃料を供給し、さらに、前記燃料温度検出手段によって検出される燃料の温度が前記熱媒体温度検出手段によって検出される熱媒体の温度以下となった時点で前記燃料蓄熱タンクから前記熱交器への燃料の供給を停止することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の暖機装置。
【請求項６】
前記熱媒体循環回路を循環する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度検出手段と、
前記燃料蓄熱タンクと前記熱交換器とを通って燃料が循環する燃料循環回路と、をさらに備え、
前記内燃機関を暖機するときは、前記燃料循環回路において燃料を循環させることで前記燃料蓄熱タンクから前記熱交換器に燃料を供給し、
さらに、前記内燃機関の暖機終了後、前記熱媒体温度検出手段によって検出される熱媒体の温度が規定熱媒体温度以上となったときに、前記燃料循環回路における燃料の循環を再度開始し、それにより、前記熱交換器において熱媒体によって加熱された燃料を前記燃料蓄熱タンクに回収することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の暖機装置。
【請求項７】
前記燃料蓄熱タンクに、該燃料蓄熱タンクから燃料を排出させるときの出口となる排出口と、該燃料蓄熱タンクから排出された燃料を該燃料蓄熱タンクに回収するときの入口となる流入口とが形成されており、
前記燃料蓄熱タンクにおいて、前記排出口と前記流入口とは互いに比較的離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の内燃機関の暖機装置。
【請求項８】
前記燃料蓄熱タンクにおける下部に前記排出口が配置されており、前記燃料蓄熱タンク
における上部に前記流入口が配置されていることを特徴とする請求項７記載の内燃機関の暖機装置。
【請求項９】
前記燃料蓄熱タンクを上方から見た場合に最も長手となる方向の一端部近傍に前記排出口が配置されており、前記燃料蓄熱タンクを上方から見た場合に最も長手となる方向の他端部近傍に前記流入口が配置されていることを特徴とする請求項７または８記載の内燃機関の暖機装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の暖機装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の始動時の排気エミッションの向上を目的として、燃料タンクから内燃機関に燃料を供給する燃料供給通路の途中に、内燃機関の排気や冷却水、オイルによって加熱される蓄熱槽を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、燃料を保温しつつ貯留する燃料蓄熱タンクを備え、内燃機関の始動時に該燃料蓄熱タンクに貯留された燃料を該内燃機関の燃料噴射弁に供給する技術も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−５６４１８号公報
【特許文献２】特開２００３−３４３３６９号公報
【特許文献３】特開２００４−９２４９１号公報
【特許文献４】特開２００３−１３８９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の暖機装置においては、内燃機関を加熱するために使用する冷却水等の熱媒体を保温状態で貯留する蓄熱タンクを備えている場合がある。しかしながら、このような蓄熱タンクを車両に搭載する場合、その容量は車両における搭載スペースによって制限される。そして、蓄熱タンクの容量がより小さくなると、該蓄熱タンク内に貯留可能な熱媒体の量も減少するため、暖機性能が低下する虞がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、内燃機関の暖機装置において、内燃機関をより好適に暖機することが可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る内燃機関の暖機装置は、
燃料を保温しつつ貯留する燃料蓄熱タンクを備え、
該燃料蓄熱タンクに貯留された燃料の熱エネルギーを用いて内燃機関を暖機するものである。
【０００７】
本発明においては、燃料蓄熱タンクにおいて燃料が保温しつつ貯留される。つまり、本発明では、燃料タンクが蓄熱タンクの機能を有している。そのため、燃料蓄熱タンクには、比較的高温の燃料を貯留することが可能である。そして、内燃機関を暖機するときには、燃料蓄熱タンクに貯留されている燃料の熱エネルギーを用いて内燃機関を暖機する。
【０００８】
従って、本発明によれば、内燃機関を暖機するために使用する熱媒体を保温しつつ貯留する蓄熱タンクを、燃料蓄熱タンクの他に設ける必要がない。そして、燃料以外の熱媒体を貯留する蓄熱タンクと燃料タンクとを別々に設けずに燃料蓄熱タンクのみとすることによって、該燃料蓄熱タンクの容量を、蓄熱タンクと燃料タンクとを別々に設けた場合の蓄熱タンクの容量よりも大きくすることが出来る。これにより、より多くの熱容量を保持することが可能となる。そのため、より多くの熱エネルギーによって内燃機関を暖機することが出来る。その結果、内燃機関をより速やかに暖機することが出来る。
【０００９】
また、燃料自体が高温の状態で保持されているため、内燃機関を低温時に始動させる場
合であっても、より温度の高い燃料を内燃機関の燃料噴射弁に供給することが出来る。その結果、燃料の霧化が促進し易くなるため、排気エミッションや燃費を向上させることが出来る。
【００１０】
以上のように、本発明によれば、内燃機関をより好適に暖機することが可能となる。
【００１１】
本発明において、燃料蓄熱タンクは一つだけであって、且つ、燃料を貯留するタンクは該燃料蓄熱タンクのみであっても良い。
【００１２】
つまり、従来の燃料タンクの他に燃料蓄熱タンクを設けるのではなく、燃料タンクを一つの燃料蓄熱タンクのみとしても良い。これにより、燃料蓄熱タンクの容量をより大きくすることが出来る。
【００１３】
本発明においては、内燃機関のシリンダヘッドおよび／またはシリンダブロックに設けられた機関燃料通路をさらに備えても良い。この場合、内燃機関を暖機するときは、燃料蓄熱タンクから機関燃料通路に燃料を供給しても良い。
【００１４】
このような構成によれば、燃料蓄熱タンクから機関燃料通路に燃料を供給することで、燃料によって内燃機関を加熱することが出来、以って、内燃機関を暖機することが出来る。
【００１５】
本発明においては、内燃機関のシリンダヘッドおよび／またはシリンダブロックを通って熱媒体が循環する熱媒体循環回路と、該熱媒体循環回路を循環する熱媒体と燃料との間で熱交換が行われる熱交換器と、をさらに備えても良い。この場合、内燃機関を暖機するときは、燃料蓄熱タンクから熱交換器に燃料を供給し、該燃料によって熱媒体を加熱しても良い。
【００１６】
このような構成によれば、熱媒体循環回路を循環する熱媒体が熱交換器において燃料によって加熱される。そして、加熱された熱媒体によって内燃機関が加熱される。これにより、内燃機関を暖機することが出来る。尚、この場合であっても、熱媒体は燃料によって加熱されるため、熱媒体を保温しつつ保持する必要はない。そのため、熱媒体を貯留する蓄熱タンクを蓄熱燃料タンクの他に設ける必要はない。
【００１７】
本発明において、燃料蓄熱タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と、熱媒体循環回路を循環する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度検出手段と、燃料蓄熱タンクと熱交換器とを通って燃料が循環する燃料循環回路と、をさらに備えても良い。この場合、内燃機関を暖機するときは、燃料循環回路において燃料を循環させることで燃料蓄熱タンクから熱交換器に燃料を供給しても良い。さらに、燃料温度検出手段によって検出される燃料の温度が熱媒体温度検出手段によって検出される熱媒体の温度以下となった時点で燃料蓄熱タンクから熱交換器への燃料の供給を停止しても良い。
【００１８】
燃料循環回路において燃料を循環させることで燃料によって熱媒体を加熱した場合、熱媒体循環回路を流れる熱媒体の温度が上昇すると共に、燃料蓄熱タンク内の燃料の温度が低下することになる。そして、熱媒体の温度が燃料の温度以上となった以降も両者の間の熱交換を継続させた場合、熱媒体の温度が低下する虞がある。
【００１９】
そこで、燃料循環回路において燃料を循環させることで燃料蓄熱タンクから熱交換器への燃料の供給を開始した後、燃料蓄熱タンク内の燃料の温度が熱媒体循環回路を流れる熱媒体の温度以下となった時点で、燃料循環回路にける燃料の循環を停止することで燃料蓄熱タンクから熱交換器への燃料の供給を停止する。
【００２０】
これにより、熱媒体と燃料との間での熱交換を過剰に継続することにより熱媒体の温度が低下するのを抑制することが出来る。そのため、内燃機関からの放熱を抑制することが出来る。また、燃料蓄熱タンクに貯留されていた燃料の熱エネルギーによって可及的に内燃機関を加熱することが可能となる。
【００２１】
本発明において、熱媒体循環回路を循環する熱媒体の温度を検出する熱媒体温度検出手段と、燃料蓄熱タンクと前記熱交換器とを通って燃料が循環する燃料循環回路と、をさらに備えた場合、内燃機関を暖機するときは、上記のように、燃料循環回路において燃料を循環させることで燃料蓄熱タンクから前記熱交換器に燃料を供給しても良い。そして、この場合、内燃機関の暖機終了後、つまり、内燃機関を暖機するための熱交換器への燃料の供給が停止された後、熱媒体温度検出手段によって検出される熱媒体の温度が規定熱媒体温度以上となったときに、燃料循環回路における燃料の循環を再度開始しても良い。これにより、熱交換器において熱媒体によって加熱された燃料を燃料蓄熱タンクに回収する。
【００２２】
ここで、規定熱媒体温度とは、熱交換器において熱媒体と燃料との間で熱交換が行われた場合、燃料の温度を規定燃料温度以上にまで上昇させることが可能と考えられる温度である。ここでの規定燃料温度とは、次回の内燃機関の始動時に、蓄熱燃料タンクに貯留された燃料の熱エネルギーによって内燃機関を暖機することが可能と考えられる値である。
【００２３】
上記制御により、熱媒体によって加熱されることで比較的高温となった燃料を燃料蓄熱タンクに貯留することが出来る。
【００２４】
本発明において、燃料蓄熱タンクに、該燃料蓄熱タンクから燃料を排出させるときの出口となる排出口と、該燃料蓄熱タンクから排出された燃料を該燃料蓄熱タンクに回収するときの入口となる流入口とが形成されている場合、燃料蓄熱タンクにおいて、排出口と流入口とは互いに比較的離れた位置に配置されても良い。
【００２５】
内燃機関を暖機するために燃料蓄熱タンクから機関燃料通路または熱交換器に燃料を供給する場合、排出口から比較的高温の燃料が排出される。そして、この排出された燃料は機関燃料通路または熱交換器を通ることでその温度が低下するため、流入口からは比較的低温の燃料が流入することになる。
【００２６】
このとき、上記構成によれば、排出口と流入口とが互いに比較的離れた位置に配置されているため、排出口から排出される燃料と流入口から流入する燃料とが混ざり難い。そのため、機関燃料通路または熱交換器により高温の燃料を供給することが出来る。その結果、内燃機関をより速やかに暖機することが可能となる。
【００２７】
また、内燃機関の暖機終了後に燃料循環回路において燃料を循環させ、それにより、熱交換器において熱媒体によって加熱された燃料を燃料蓄熱タンクに回収する場合、排出口からは比較的低温の燃料が排出され、流入口からは比較的高温の燃料が流入する。
【００２８】
上記構成によれば、このような場合においても、排出口から排出される燃料と流入口から流入する燃料とが混ざり難い。そのため、蓄熱燃料タンクに比較的高温の燃料をより効率よく蓄えることが可能となる。
【００２９】
本発明においては、燃料蓄熱タンクにおける下部に排出口が配置され、燃料蓄熱タンクにおける上部に流入口が配置されても良い。
【００３０】
また、燃料蓄熱タンクを上方から見た場合に最も長手となる方向の一端部近傍に排出口
が配置され、燃料蓄熱タンクを上方から見た場合に最も長手となる方向の他端部近傍に流入口が配置されても良い。
【００３１】
燃料蓄熱タンクにおいて、上記のように、排出口および流入口を配置することで、排出口と流入口とを互いに比較的離れた位置に配置することが出来る。
【００３２】
また、燃料蓄熱タンクにおける下部であり且つ燃料蓄熱タンクを上方から見た場合に最も長手となる方向の一端部近傍である位置に排出口を配置し、燃料蓄熱タンクにおける上部であり且つ燃料蓄熱タンクを上方から見た場合に最も長手となる方向の他端部近傍である位置に流入口を配置した場合、排出口と流入口とを互いに可及的に離れた位置に配置することが出来る。したがって、このような配置とした場合、排出口から排出される燃料と流入口から流入する燃料とを最も混ざり難くすることが出来る。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る内燃機関の暖機装置によれば、内燃機関をより好適に暖機することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明に係る内燃機関の暖機装置の具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３５】
＜内燃機関とその燃料供給系および冷却水系との概略構成＞
図１は、本実施例に係る内燃機関とその燃料供給系および冷却水系との概略構成を示す図である。内燃機関１は車両駆動用の４気筒ディーゼルエンジンである。該内燃機関１のそれぞれの気筒（図示せず）には燃料噴射弁４が設けられている。それぞれの燃料噴射弁４にはコモンレール５から燃料が供給される。
【００３６】
内燃機関１には、該内燃機関１に燃料を供給する燃料タンク２が併設されている。該燃料タンク２は、断熱構造となっており、燃料を保温しつつ貯留することが出来る。つまり、燃料タンク２は蓄熱タンクとしても機能する燃料蓄熱タンクである。この燃料タンク２には、該燃料タンク２内に貯留された燃料の温度に対応した電気信号を出力する燃料温度センサ２１が設けられている。本実施例では、内燃機関１に供給される燃料を貯留するタンクは燃料タンク２のみである。
【００３７】
燃料タンク２には燃料供給通路３の一端３ａが挿入されている。該燃料供給通路３の他端はコモンレール５に接続されている。そして、燃料供給通路３の途中には、燃料を燃料タンク２側からコモンレール５側に燃料を圧送する燃料ポンプ６が設けられている。尚、本実施例では、燃料供給通路３の一端３ａは、燃料タンク２から燃料を排出させるときの出口となるため、該燃料供給通路３の一端を燃料排出口３ａと称する。
【００３８】
コモンレール５には、該コモンレール５内の燃料の一部を燃料タンク２に戻す燃料リターン通路９の一端が接続されている。該燃料リターン通路９の他端９ａは燃料タンク２に挿入されている。コモンレール５には、該コモンレール５内の圧力に対応した電気信号を出力する圧力センサ７が設けられている。さらに、コモンレール５と燃料リターン通路９との接続部には減圧弁８が設けられている。該減圧弁８が開弁することで、コモンレール５内の燃料の一部が燃料リターン通路９を介して燃料タンク２に戻る。尚、本実施例では、燃料リターン通路９の他端９ａが、燃料タンク２から排出された燃料を該燃料タンク２に回収するときの入口となるため、該燃料リターン通路９の他端９ａを燃料流入口９ａと称する。
【００３９】
ここで、燃料タンク２における燃料排出口３ａおよび燃料流入口９ａの配置について図１および図２に基づいて説明する。図１における燃料タンク２の図は、該燃料タンク２を側方から見た場合の断面図である。図２は、燃料タンク２を上方から見た場合の図であって、燃料排出口３ａおよび燃料流入口９ａの位置を示す図である。図１および図２に示すように、本実施例に係る燃料タンク２は略直方体形状となっている。
【００４０】
図１に示すように、燃料排出口３ａは燃料タンク２における下部に配置されており、燃料流入口９ａは燃料タンク２における上部に配置されている。また、図２に示すように、燃料排出口３ａは、燃料タンク２を上方から見た場合における長方形の一頂点近傍に配置されている。そして、該燃料排出口３ａが近傍に配置されている頂点に対して点対称となる頂点近傍に燃料流入口９ａが配置されている。つまり、燃料タンク２を上から見た場合の長方形において最も長手となる方向である対角線方向の一端部近傍に燃料排出口３ａが配置されており、該対角線方向の他端部近傍に燃料流入口９ａが配置されている。
【００４１】
このように、燃料排出口３ａと燃料流入口９ａとは、燃料タンク２において互いに可及的に離れた位置に配置されている。
【００４２】
図１に戻り、燃料供給通路３における燃料ポンプ６よりも下流側にはバイパス通路１０の一端が接続されている。該バイパス通路１０の他端は燃料リターン通路９の途中に接続されている。燃料供給通路３とバイパス通路１０との接続部には、レギュレータ１１が設けられている。該レギュレータ１１によって、内燃機関１側に流す燃料の流量とバイパス通路１０側に流す燃料の流量とが調整される。
【００４３】
燃料リターン通路９におけるバイパス通路１０の接続部分には、熱交換器側燃料通路１３の一端が接続されている。該熱交換器側燃料通路１３の他端は、燃料リターン通路９における該熱交換器側燃料通路１３の一端との接続部分よりも下流側に接続されている。そして、該熱交換器側燃料通路１３の途中には、後述する冷却水通路１７を流れる冷却水と熱交換器側燃料通路１３を流れる燃料との間で熱交換が行われる熱交換器１２が設けられている。
【００４４】
また、燃料リターン通路９と熱交換器側燃料通路１３の他端との接続部分には三方弁１４が設けられている。該三方弁１４によって、燃料リターン通路９が遮断されると共に、該三方弁１４より下流側の燃料リターン通路９と熱交換器側燃料通路１３とが連通されると、熱交換器側燃料通路１３内を燃料が流れることになる。
【００４５】
以下、燃料リターン通路９における、減圧弁８との接続部から熱交換器側燃料通路１３の一端との接続部までの間を上流リターン通路９ｂと称し、熱交換器側燃料通路１３の一端との接続部から熱交換器側燃料通路１３の他端との接続部までの間を中流リターン通路９ｃと称し、熱交換器側燃料通路１３の他端との接続部から燃料流入口９ａまでの間を下流リターン通路９ｄと称する。
【００４６】
内燃機関１のシリンダヘッドおよびシリンダブロックには冷却水が流れる機関冷却水通路１６が形成されている。該機関冷却水通路１６の一端が冷却水通路１７の一端に接続されており、該機関冷却水通路１６の他端が冷却水通路１７の他端に接続されている。そして、該冷却水通路１７の途中に熱交換器１２が設けられている。
【００４７】
また、冷却水通路１７の一端と熱交換器１２との間には、内燃機関１側から熱交換器１２側に冷却水を圧送する冷却水ポンプ１８が設けられている。冷却水ポンプ１８が作動することで、冷却水通路１７および機関冷却水通路１６を通って冷却水が循環することにな
る。尚、機関冷却水通路１６には、該機関冷却水通路１６内を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する冷却水温度センサ２２が設けられている。
【００４８】
さらに、内燃機関１には、この内燃機関１を制御するためのＥＣＵ２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ２０には、圧力センサ７、および、燃料温度センサ２１、冷却水温度センサ２２が電気的に接続されている。これらのセンサの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。また、ＥＣＵ２０には、イグニッションスイッチ２３が電気的に接続されており、該イグニッションスイッチ２３の電気信号も同様にＥＣＵ２０に入力される。
【００４９】
また、ＥＣＵ２０には、燃料ポンプ６、および、減圧弁８、レギュレータ１１、三方弁１４、冷却水ポンプ１８が電気的に接続されている。これらが、ＥＣＵ２０によって制御される。例えば、ＥＣＵ２０は、圧力センサ７の出力値に基づいて減圧弁８を制御することで、燃料噴射弁４の燃料噴射圧を制御する。
【００５０】
＜内燃機関の暖機方法＞
次に、本実施例に係る内燃機関の暖機方法について説明する。上述したように、本実施例に係る燃料タンク２は、燃料を保温しつつ貯留する燃料蓄熱タンクである。そのため、燃料タンク２には比較的高温の燃料を貯留することが出来る。
【００５１】
そこで、本実施例では、内燃機関１を暖機する場合、三方弁１４によって中流リターン通路９ｃと下流リターン通路９ｄとの間を遮断すると共に、下流リターン通路９ｄと熱交換器側燃料通路１３とを連通させる。これにより、燃料ポンプ６が作動すると、燃料タンク２→燃料供給通路３→コモンレール５→上流リターン通路９ｂ→熱交換器側燃料通路１３→下流リターン通路９ｄ→燃料タンク２の順に燃料が循環する回路（以下、第一燃料循環回路２５と称する）、および、燃料タンク２→燃料供給通路３→バイパス通路１０→熱交換器側燃料通路１３→下流リターン通路９ｄ→燃料タンク２の順に燃料が循環する回路（以下、第二燃料循環回路２６と称する）が形成される。第一および第二燃料循環回路２５、２６を形成させると共に、燃料ポンプ６を作動させることにより、燃料タンク２から熱交換器１２に比較的高温の燃料を供給することが出来る。
【００５２】
一方、本実施例では、冷却水ポンプ１８が作動すると、機関冷却水通路１６と冷却水通路１７とを通って冷却水が循環する回路（以下、冷却水循環回路２７と称する）が形成されている。内燃機関１を暖機させるときは、冷却水ポンプ１８を作動させることにより、冷却水循環回路２７において冷却水を循環させる。
【００５３】
上記のような制御によって、熱交換器１２において、熱交換器側燃料通路１３を流れる燃料と冷却水循環回路２７を循環する冷却水との間で熱交換が行われることになる。これにより、燃料によって冷却水が加熱され、加熱された冷却水によって内燃機関１を加熱される。つまり、内燃機関１が暖機されることになる。
【００５４】
このように、本実施例においては、燃料タンク２に貯留されている燃料の熱エネルギーを用いて内燃機関１が暖機される。従って、内燃機関１を暖機するために使用する比較的高温の冷却水を保温しつつ貯留する蓄熱タンクを、燃料タンク２の他に設ける必要がない。そして、冷却水を貯留する蓄熱タンクと燃料タンクとを別々に設けずに蓄熱タンクとして機能する燃料タンク２のみとすることによって、該燃料タンク２の容量を、蓄熱タンクと燃料タンクとを別に設けた場合の蓄熱タンクの容量よりも大きくすることが出来る。これにより、より多くの熱容量を保持することが可能となる。そのため、より多くの熱エネルギーによって内燃機関１を暖機することが出来る。その結果、内燃機関１をより速やか
に暖機することが出来る。
【００５５】
また、燃料自体が高温の状態で保持されているため、内燃機関１を低温時に始動させる場合であっても、より温度の高い燃料を内燃機関１の燃料噴射弁４に供給することが出来る。その結果、燃料の霧化が促進し易くなるため、排気エミッションや燃費を向上させることが出来る。
【００５６】
以上のように、本実施例によれば、内燃機関１をより好適に暖機することが可能となる。
【００５７】
さらに、本実施例においては、燃料を貯留するタンクは燃料タンク２のみである。そのため、従来のような蓄熱タンクとしての機能を有していない燃料タンクとは別に燃料タンク２を設けた場合に比べて、該燃料タンク２の容量をより大きくすることが出来る。
【００５８】
＜内燃機関暖機時の燃料循環制御の制御ルーチン＞
ここで、本実施例において、内燃機関１を暖機するときの燃料循環制御の制御ルーチンを図３に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、本ルーチンは、予めＥＣＵ２０に記憶されおり、該ＥＣＵ２０がＯＮとなっている間、規定の間隔で繰り返されるルーチンである。
【００５９】
本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１０１において、イグニッションスイッチ２３がＯＮとなったか否かを判別する。このＳ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００６０】
Ｓ１０２において、ＥＣＵ２０は、冷却水温度センサ２２によって検出される機関冷却水通路１６内の冷却水の温度Ｔｗ（以下、単に冷却水温度Ｔｗと称する）が、燃料温度センサ２１によって検出される燃料タンク２内の燃料の温度Ｔｆ（以下、単に燃料温度Ｔｆと称する）よりも低いか否かを判別する。このＳ１０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０７に進む。
【００６１】
Ｓ１０３に進んだＥＣＵ２０は、三方弁１４を制御することによって、中流リターン通路９ｃと下流リターン通路９ｄとの間を遮断すると共に、熱交換器側燃料通路１３と下流リターン通路９ｄとを連通させる。これにより、第一および第二燃料循環回路２５、２６が形成される。
【００６２】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０４に進み、燃料ポンプ６および冷却水ポンプ１８を作動させる。これにより、蓄熱燃料タンク２に貯留されている燃料が熱交換器１２に供給され、熱交換器１２において、該燃料によって冷却水が加熱されることになる。
【００６３】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０５に進み、冷却水温度Ｔｗが燃料温度Ｔｆ以上となったか否かを判別する。このＳ１０５において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０６に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０５を繰り返す。
【００６４】
Ｓ１０６において、ＥＣＵ２０は、三方弁１４を制御することによって、熱交換器側燃料通路１３と下流リターン通路９ｄとを遮断すると共に、中流リターン通路９ｃと下流リターン通路９ｄとを連通させる。これにより、燃料は熱交換器１２を通らずに循環することになる。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００６５】
一方、Ｓ１０７に進んだＥＣＵ２０は、三方弁１４を制御することによって、熱交換器
側燃料通路１３と下流リターン通路９ｄとを遮断すると共に、中流リターン通路９ｃと下流リターン通路９ｄとを連通させる。
【００６６】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０８に進み、燃料ポンプ６および冷却水ポンプ１８を作動させる。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００６７】
以上説明した制御ルーチンによれば、内燃機関１の始動時に、冷却水温度Ｔｗが燃料温度Ｔｆよりも低い場合、第一および第二燃料循環回路２５、２６が形成され、冷却水循環回路２７を循環する冷却水が燃料によって加熱される。そして、加熱された冷却水によって内燃機関１が加熱されるために、内燃機関１が暖機されることになる。
【００６８】
さらに、上記制御ルーチンによれば、熱交換器１２において燃料と冷却水との間で熱交換を行うことによる内燃機関１の暖機が開始された後、冷却水温度Ｔｗが燃料温度Ｔｆ以上となった時点で、熱交換器側燃料通路１３と下流リターン通路９ｄとの間が遮断される。つまり、燃料タンク２から熱交換器１２への燃料の供給が停止される。
【００６９】
これにより、冷却水と燃料との間での熱交換を過剰に継続することにより冷却水の温度が低下するのを抑制することが出来る。そのため、内燃機関１からの放熱を抑制することが出来る。また、燃料タンク２に貯留されていた燃料の熱エネルギーによって可及的に内燃機関１を加熱することが可能となる。
【００７０】
＜高温燃料回収制御＞
本実施例においては、内燃機関１の暖機に使用するために、比較的高温の燃料を燃料タンクに貯留させておく必要がある。以下、燃料タンク２に比較的高温の燃料を回収するときの高温燃料回収制御の制御ルーチンについて図４に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、本ルーチンは、予めＥＣＵ２０に記憶されおり、該ＥＣＵ２０がＯＮとなっている間、規定の間隔で繰り返されるルーチンである。
【００７１】
本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ２０１において、内燃機関１が運転中であるか否かを判別する。このＳ２０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００７２】
Ｓ２０２において、ＥＣＵ２０は、冷却水温度Ｔｗが燃料温度Ｔｆよりも高いか否かを判別する。Ｓ２０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の暖機が終了していると判断し、Ｓ２０３に進む。一方、Ｓ２０２において、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００７３】
Ｓ２０３において、ＥＣＵ２０は、冷却水温度Ｔｗが規定冷却水温度Ｔｗ０以上となったか否かを判別する。ここで、規定冷却水温度Ｔｗ０とは、熱交換器１２おいて冷却水と燃料との間で熱交換が行われた場合、後述する規定燃料温度Ｔｆ０以上にまで燃料温度Ｔｆを上昇させることが可能と考えられる温度である。この規定冷却水温度Ｔｗ０は、予め定められた値でも良く、また、現時点での燃料温度Ｔｆに応じて定められる値であっても良い。Ｓ２０３において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０４に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００７４】
Ｓ２０４に進んだＥＣＵ２０は、三方弁１４を制御することによって、中流リターン通路９ｃと下流リターン通路９ｄとの間を遮断すると共に、熱交換器側燃料通路１３と下流リターン通路９ｄとを連通させる。これにより、第一および第二燃料循環回路２５、２６における燃料の循環が再度開始される。そして、熱交換器１２において冷却水と燃料との間で熱交換が行われることになる。この場合、冷却水の方が燃料よりも温度が高いため、
冷却水によって燃料が加熱される。
【００７５】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０５に進み、燃料温度Ｔｆが規定燃料温度Ｔｆ０以上となったか否かを判別する。ここで、規定燃料温度Ｔｆ０とは、次回の内燃機関１の始動時に、燃料タンク２に貯留された燃料の熱エネルギーによって内燃機関１を暖機することが可能と考えられる値である。この規定燃料温度Ｔｆ０は予め定められた値である。このＳ２０５において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０６に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０５を繰り返す。
【００７６】
Ｓ２０６において、ＥＣＵ２０は、三方弁１４を制御することによって、熱交換器側燃料通路１３と下流リターン通路９ｄとの間を遮断すると共に、中流リターン通路９ｃと下流リターン通路９ｄとを連通させる。これにより、燃料は熱交換器１２を通らずに循環することになる。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００７７】
以上説明したルーチンによれば、内燃機関１の暖機終了後に、冷却水温度Ｔｗが規定冷却水温度Ｔｗ０以上となったときに、第一および第二燃料循環回路２５、２６における燃料の循環が再度開始される。これにより、熱交換器１２において冷却水によって加熱された燃料を燃料タンク２に回収することが出来る。その結果、冷却水によって加熱されることで比較的高温となった燃料を燃料タンク２に貯留することが出来る。
【００７８】
尚、上記ルーチンでは、第一および第二燃料循環回路２５、２６における燃料の循環を再度開始した後、燃料温度Ｔｆが規定燃料温度Ｔｆ０以上となったときに、熱交換器側燃料通路１３と下流リターン通路９ｄとの間を遮断するとした。しかしながら、燃料温度Ｔｆが規定燃料温度Ｔｆ０以上となる前に内燃機関１の運転が停止された場合、その時点で燃料ポンプ６および冷却水ポンプ１８を停止させて、燃料タンク２への燃料の回収を停止しても良い。もしくは、このような場合は、内燃機関１の運転停止後であっても、燃料温度Ｔｆが規定燃料温度Ｔｆ０以上となるまで、または、予め定められた時間が経過するまでの間は、燃料ポンプ６および冷却水ポンプ１８の作動を継続しても良い。
【００７９】
本実施例においては、内燃機関１を暖機するために、第一および第二燃料循環回路２５、２６において燃料を循環させた場合、燃料排出口３ａからは比較的高温の燃料が排出され、燃料流入口９ａからは比較的低温の燃料が流入する。
【００８０】
一方、内燃機関１の暖機終了後に、第一および第二燃料循環回路２５、２６において燃料を循環させることで、熱交換器１２において冷却水によって加熱された燃料を燃料タンク２に回収する場合、燃料排出口３ａからは比較的低温の燃料が排出され、燃料流入口９ａからは比較的高温の燃料が流入する。
【００８１】
このとき、本実施例では、燃料タンク２において、図１および図２に示すような位置に燃料排出口３ａおよび燃料流入口９ａを配置することで、燃料排出口３ａと燃料流入口９ａとが可及的に離れた位置に配置されている。このため、燃料排出口３ａから排出される燃料と燃料流入口９ａから流入する燃料とが混ざり難くなっている。
【００８２】
そのため、内燃機関１の暖機時においては、熱交換器１２により高温の燃料を供給することが出来る。その結果、内燃機関１をより速やかに暖機することが可能となる。また、燃料タンク２への燃料回収時においては、燃料タンク２に比較的高温の燃料をより効率よく蓄えることが可能となる。
【００８３】
尚、本実施例では、燃料タンク２を略直方体形状としたが、燃料タンク２が直方体以外の形状であっても、燃料排出口３ａと燃料流入口９ａとは可及的に離れた位置に配置する
のが好ましい。
【００８４】
＜変形例＞
本実施例においては、燃料リターン通路９に熱交換器側燃料通路１３が接続されており、該熱交換器側燃料通路１３の途中に熱交換器１２が設けられている。しかしながら、燃料供給通路３の途中に熱交換器１２を設け、該燃料供給通路３を流れる燃料と冷却水との間で熱交換が行われる構成としても良い。この場合、熱交換器１２をバイパスするバイパス通路を設け、燃料と冷却水との間で熱交換を行わないときは、該バイパス通路に燃料を流すようにする。
【００８５】
また、内燃機関１のシリンダヘッドおよび／またはシリンダブロックに、燃料が流れる機関燃料通路を設けた構成としても良い。この場合、内燃機関１を暖機するときは、燃料タンク２と機関燃料通路とを通して燃料を循環させることで、燃料タンク２から機関燃料通路に燃料を供給する。これにより、燃料によって内燃機関１が直接加熱される。
【００８６】
また、本実施例では、熱交換器１２において、機関冷却水通路１６を通って循環する冷却水と燃料タンク２から供給される燃料との間で熱交換を行うことで冷却水を加熱し、それによって、内燃機関１を暖機する場合について説明した。しかしながら、内燃機関１のシリンダヘッドおよび／またはシリンダブロックを通って循環するオイルと燃料タンク２から供給される燃料との間で熱交換を行う構成としても良い。
【００８７】
また、本実施例においては、冷却水温度センサ２２の代わりに、内燃機関１のシリンダヘッドまたはシリンダブロックの温度に応じた電気信号を出力する機関温度センサを設けた構成としても良い。この場合、上述した、内燃機関１を暖機するときの燃料循環制御、および、燃料タンク２に比較的高温の燃料を回収するときの高温燃料回収制御では、冷却水温度Ｔｗの代わりに、機関温度センサによって検出されたる内燃機関１のシリンダヘッドまたはシリンダブロックの温度を用いる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例に係る内燃機関とその燃料供給系および冷却水系との概略構成を示す図。
【図２】本発明の実施例に係る燃料タンクを上方から見た場合の図。
【図３】本発明の実施例に係る内燃機関暖機時の燃料循環制御の制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】本発明の実施例に係る高温燃料回収制御の制御ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８９】
１・・・内燃機関
２・・・燃料タンク
３・・・燃料供給通路
３ａ・・燃料排出口
５・・・コモンレール
６・・・燃料ポンプ
９・・・燃料リターン通路
９ａ・・燃料流入口
９ｂ・・上流リターン通路
９ｃ・・中流リターン通路
９ｄ・・下流リターン通路
１０・・バイパス通路
１１・・レギュレータ
１２・・熱交換器
１３・・熱交換器側燃料通路
１４・・三方弁
１６・・機関冷却水通路
１７・・冷却水通路
１８・・冷却水ポンプ
２０・・ＥＣＵ
２１・・燃料温度センサ
２２・・冷却水温度センサ
２５・・第一燃料循環回路
２６・・第二燃料循環回路
２７・・冷却水循環回路
【図１】
2006266103.tif 000003
【図２】
2006266103.tif 000004
【図３】
2006266103.tif 000005
【図４】
2006266103.tif 000006