(57)【要約】【課題】エタノール含有燃料を用い圧縮着火内燃機関を効率よく運転できる車両を提供する。【解決手段】要求負荷が低いときには液体炭化水素Ｄを燃料とし、要求負荷が高いときにはエタノールと水との混合液Ｃを燃料に添加する圧縮着火内燃機関１を備える。エタノールと液体炭化水素との混合燃料Ａを収容する第１のタンク１１と、水Ｂを収容する水タンク１２と、混合燃料Ａと水Ｂとを混合し、混合液Ｃと、液体炭化水素Ｄとに分離する第２のタンク１３と、液体炭化水素Ｄを収容する第３のタンク１４と、混合液Ｃを収容する第４のタンク１５とを備え、第２のタンク１３における分離操作を停止時にのみ行う燃料供給手段２を備える。圧縮着火内燃機関１は、液体炭化水素Ｄまたは混合液Ｃの供給が困難になったときは、混合燃料Ａを用いて火花点火による燃焼またはディーゼル燃焼を行う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
要求負荷が低いときには液体炭化水素を燃料とし、要求負荷が高いときにはエタノールと水との混合液を燃料に添加する圧縮着火内燃機関を備える車両であって、
エタノールと液体炭化水素とを所定の割合で混合した混合燃料を収容する第１のタンクと、
水を収容する水タンクと、
該第１のタンクから供給される該混合燃料と、該水タンクから供給される水とを混合し、該エタノールと該水とが混合された混合液と、該液体炭化水素とに分離する第２のタンクと、
該第２のタンクから抽出された該液体炭化水素を収容する第３のタンクと、
該第２のタンクから抽出された該混合液を収容する第４のタンクとを備え、
該第２のタンクにおける該混合燃料と水とを混合し、該エタノールと該水とが混合された混合液と、該液体炭化水素とに分離する操作を停止時にのみ行う燃料供給手段を備えることを特徴とする圧縮着火内燃機関を備える車両。
【請求項２】
第３のタンクと第４のタンクとは、それぞれ収容する液体の補充が必要となる第１の液位を検出する第１の液位センサを備え、前記燃料供給手段は、第３のタンクと第４のタンクとの少なくとも一方のタンクの該液位センサが該第１の液位を検出したときに、該第２のタンクにおける該混合燃料と水とを混合し、該エタノールと該水とが混合された混合液と、該液体炭化水素とに分離する操作を行うことを特徴とする請求項１記載の圧縮着火内燃機関を備える車両。
【請求項３】
第３のタンクと第４のタンクとは、それぞれ収容する液体を前記圧縮着火内燃機関に供給することが困難となる第２の液位を検出する第２の液位センサを備え、該圧縮着火内燃機関は、第３のタンクと第４のタンクとの少なくとも一方のタンクの該液位センサが該第２の液位を検出したときに、前記混合燃料を用いて火花点火による燃焼を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧縮着火内燃機関を備える車両。
【請求項４】
第３のタンクと第４のタンクとは、それぞれ収容する液体を前記圧縮着火内燃機関に供給することが困難となる第２の液位を検出する第２の液位センサを備え、該圧縮着火内燃機関は、第３のタンクと第４のタンクとの少なくとも一方のタンクの該液位センサが該第２の液位を検出したときに、前記混合燃料を用いてディーゼル燃焼を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧縮着火内燃機関を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮着火内燃機関を備える車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関の燃費を向上し、排出物を低減するために、予混合圧縮着火内燃機関に代表される圧縮着火内燃機関を備える車両が検討されている。圧縮着火内燃機関は、酸素含有気体と圧縮自着火可能な燃料とをシリンダ内に導入し、圧縮して自着火させるものである。
【０００３】
ところが、圧縮着火内燃機関は、火花点火方式の内燃機関と異なり着火のタイミングを制御することが難しく、安定に運転することができる運転領域が狭いとの問題がある。前記問題は、さらに詳しくは、着火性の高い燃料を用いると該機関の要求負荷が高くなったときにノッキングを起こしやすく、着火性の低い燃料を用いると該機関の要求負荷が低くなったときに失火しやすいことである。
【０００４】
前記問題を解決するために、従来、着火性の高い燃料と、着火性の低い燃料とを備え、両燃料を混合して該機関に供給する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。前記技術によれば、前記圧縮着火内燃機関の要求負荷に対応して、両燃料の混合比を調整することにより、広い範囲の要求負荷に対して安定して運転することができる。しかし、前記技術では、着火性の高い燃料と、着火性の低い燃料とをそれぞれ別に準備し収容しておく必要がある。
【０００５】
これに対して、単一の燃料を用い、前記圧縮着火内燃機関の要求負荷が高くなったときには、該燃料の一部を部分酸化して着火性抑制物質を生成させる技術も知られている（例えば特許文献２参照）。前記技術は、具体的には、軽油等の炭化水素系燃料の一部を部分酸化してホルムアルデヒド等の着火性抑制物質を生成させるものである。
【０００６】
しかしながら、前記軽油等の炭化水素を部分酸化してホルムアルデヒドを生成させるには、高温で長時間の反応が必要になるという不都合がある。
【０００７】
また、近年、地球温暖化の原因となっている二酸化炭素の排出を削減するために、エタノールを含有する燃料を内燃機関に用いることが提案されている（例えば特許文献３参照）。前記エタノールは、植物性物質、例えばサトウキビ、トウモロコシ等の農作物の発酵、蒸留により得られるが、前記植物性物質は、原料となる植物自体が既に二酸化炭素を吸収している。従って、前記植物性物質を燃焼させたとしても、排出される二酸化炭素の量は、前記植物自体が吸収した二酸化炭素の量に等しく、総計としての二酸化炭素の排出量は理論的にはゼロになるという所謂カーボンニュートラル効果を得ることができる。
【０００８】
そこで、前記圧縮着火内燃機関に前記エタノールを含有する燃料を用いることが望まれる。
【特許文献１】特開２００１−３５５４７１号公報
【特許文献２】特開２０００−２１３４４４号公報
【特許文献３】特開２００５−２１３３３２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、かかる事情に鑑み、エタノールを含有する燃料を用いて、圧縮着火内燃機関を効率よく運転することができる車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するために、本発明は、要求負荷が低いときには液体炭化水素を燃料とし、要求負荷が高いときにはエタノールと水との混合液を燃料に添加する圧縮着火内燃機関を備える車両であって、エタノールと液体炭化水素とを所定の割合で混合した混合燃料を収容する第１のタンクと、水を収容する水タンクと、該第１のタンクから供給される該混合燃料と、該水タンクから供給される水とを混合し、該エタノールと該水とが混合された混合液と、該液体炭化水素とに分離する第２のタンクと、該第２のタンクから抽出された該液体炭化水素を収容する第３のタンクと、該第２のタンクから抽出された該混合液を収容する第４のタンクとを備え、該第２のタンクにおける該混合燃料と水とを混合し、該エタノールと該水とが混合された混合液と、該液体炭化水素とに分離する操作を停止時にのみ行う燃料供給手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、前記燃料供給手段は、前記第１のタンクにエタノールと液体炭化水素とを所定の割合で混合した前記混合燃料を収容しておき、該混合燃料と、前記水タンクに収容されている前記水とを前記第２のタンクに供給して混合する。このようにすると、前記エタノールは前記水と相溶性があり混合液を形成するが、前記液体炭化水素は水に不溶であるため、該混合液と該液体炭化水素とが分離する。
【００１２】
ここで、前記混合液と前記液体炭化水素とでは、比重が異なるので、該混合液と該液体炭化水素とは重力により容易に分離する。この結果、ガソリン等のように前記液体炭化水素の方が前記混合液より比重が小さい場合には、前記第２のタンクの下層に前記混合液層、上層に前記液体炭化水素層が形成される。また、軽油、オレイン酸メチル等のように前記液体炭化水素の方が前記混合液より比重が大きい場合には、前記ガソリン等の場合とは逆に、前記第２のタンクの下層に前記液体炭化水素層、上層に前記混合液層が形成される。そして、前記混合液と前記液体炭化水素とは前述のように分離した状態で前記第２のタンクに収容されている。
【００１３】
そこで、前記第２のタンクから抽出された前記液体炭化水素を前記第３のタンクに収容しておくと共に、該第２のタンクから抽出された前記混合液を前記第４のタンクに収容しておく。このようにすることにより、前記液体炭化水素と、前記エタノールと前記水との混合液とを、１種類の前記混合燃料から容易に得ることができる。そして、要求負荷が低いときには前記第３のタンクから供給される前記液体炭化水素を燃料とし、要求負荷が高いときには前記第４のタンクからエタノールと水との混合液を燃料に添加することにより、前記圧縮着火内燃機関を効率よく運転することができる。
【００１４】
ところが、前記各タンクを車両に搭載し、車両上で、前記第２のタンクにおける前記混合燃料と水とを混合し前記混合液と前記液体炭化水素とに分離する操作を行おうとすると、走行時には液面が揺動して、該混合液と該液体水素とに確実に分離することができず、分離後の燃料組成にバラツキが生じる。
【００１５】
そこで、本発明によれば、前記燃料供給手段は、前記第２のタンクにおける前記混合燃料と水とを混合し前記混合液と前記液体炭化水素とに分離する操作を前記車両の停止時にのみ行う。前記車両の停止時には、液面が揺動しないので、前記混合液と前記液体炭化水素との分離を確実に行うことができる。
【００１６】
また、本発明の車両において、第３のタンクと第４のタンクとは、それぞれ収容する液体の補充が必要となる第１の液位を検出する第１の液位センサを備え、前記燃料供給手段は、第３のタンクと第４のタンクとの少なくとも一方のタンクの該液位センサが該第１の液位を検出したときに、該第２のタンクにおける該混合燃料と水とを混合し、該エタノールと該水とが混合された混合液と、該液体炭化水素とに分離する操作を行うことを特徴とする。
【００１７】
本発明の車両では、前記第３のタンクと前記第４のタンクとがそれぞれ前記第１の液位センサを備えていることにより、前記第３のタンクに収容されている前記液体炭化水素の量と、前記燃料供給手段は、前記第４のタンクに収容されている前記混合液の量とを常時監視することができる。そして、前記第３のタンクと前記第４のタンクとの少なくとも一方のタンクの前記液位センサが前記第１の液位を検出したときに、前記第２のタンクにおける前記混合燃料と水とを混合し前記混合液と前記液体炭化水素とに分離する操作を行う。この結果、前記第３のタンクと前記第４のタンクとに十分な液量を確保しておくことができる。
【００１８】
一方、本発明の車両では、前記燃料供給手段が前記第２のタンクにおける前記混合燃料と水とを混合し前記混合液と前記液体炭化水素とに分離する操作を、該車両の停止時にのみ行うので、前記第３のタンクに収容されている前記液体炭化水素と、前記第４のタンクに収容されている前記混合液とのいずれか一方または両方が不足することがある。そこで、本発明の車両において、第３のタンクと第４のタンクとは、それぞれ収容する液体を前記圧縮着火内燃機関に供給することが困難となる第２の液位を検出する第２の液位センサを備え、該圧縮着火内燃機関は、第３のタンクと第４のタンクとの少なくとも一方のタンクの該液位センサが該第２の液位を検出したときに、前記混合燃料を用いて火花点火による燃焼またはディーゼル燃焼を行うことを特徴とする。
【００１９】
この場合、前記混合燃料がガソリン等の燃料とエタノールとの混合燃料である場合には前記火花点火による燃焼を行い、前記混合燃料が軽油、オレイン酸メチル等の燃料とエタノールとの混合燃料である場合には前記ディーゼル燃焼を行う。このようにすることにより、前記第３のタンクに収容されている前記液体炭化水素または、前記第４のタンクに収容されている前記混合液が不足した場合にも、前記圧縮着火内燃機関を停止させることなく運転を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態の車両に搭載された圧縮着火内燃機関の燃料供給に関する装置のブロック図であり、図２は図１に示す燃料供給手段の構成を示すシステム構成図であり、図３は図１に示す装置の作動を示すフローチャートである。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の車両は、搭載された圧縮着火内燃機関１に燃料を供給する燃料供給手段２と、燃料供給手段２の作動を制御する制御装置３とを備えている。また、制御装置３は、車速センサ４から出力される検知信号を燃料供給手段２の作動の制御に利用するようになっている。尚、圧縮着火内燃機関１は、必要に応じて火花点火による燃焼またはディーゼル燃焼を行うことができる。
【００２２】
燃料供給手段２は、図２に示すように、エタノールと液体炭化水素とを所定の割合で混合した混合燃料Ａを収容する第１タンク１１と、水Ｂを収容する水タンク１２と、第１タンク１１から供給される混合燃料Ａと、水タンク１２から供給される水Ｂとを混合する第２タンク１３とを備えている。第２タンク１３は、混合燃料Ａと水Ｂとを混合し、前記エタノールと水Ｂとの混合液Ｃと液体炭化水素Ｄとに分離し、混合液Ｃと液体炭化水素Ｄとを相互に分離した状態で収容する。
【００２３】
また、燃料供給手段２は、第２タンク１３から抽出された液体炭化水素Ｄを収容する第３タンク１４と、第２タンク１３から抽出された混合液Ｅを収容する第４タンク１５とを備え、さらに第１タンク１１に混合燃料Ａを供給する燃料タンク１６を備えている。
【００２４】
本実施形態では、混合燃料Ａに含まれる液体炭化水素Ｄがガソリンである場合を例として説明する。
【００２５】
第１タンク１１は、途中に送液ポンプ１７、開閉弁１８を備える導管１９を介して燃料タンク１６に接続されている。燃料タンク１６は、大気に開放されている。
【００２６】
第１タンク１１は、気密に密閉されており、開閉弁２０により大気開放自在とされると共に、途中に開閉弁２１、第１定量ポンプ２２を備える導管２３を介して第２タンク１３に接続されている。また、第１タンク１１は、収容される混合燃料Ａの上限液位を検知するレベルセンサ２４ａと、混合燃料Ａの下限液位を検知するレベルセンサ２４ｂとを備えている。そして、導管２３は第１タンク１内で、レベルセンサ２４ｂよりも下方に開口している。
【００２７】
水タンク１２は、気密に密閉されており、開閉弁２５により大気開放自在とされると共に、途中に開閉弁２６、第２定量ポンプ２７を備える導管２８を介して第２タンク１３に接続されている。また、水タンク１２は、収容される水Ｂの上限水位を検知するレベルセンサ２９ａと、水Ｂの下限水位を検知するレベルセンサ２９ｂとを備えている。そして、導管２８は水タンク１２内で、レベルセンサ２９ｂよりも下方に開口している。
【００２８】
第２タンク１３は、気密に密閉されており、開閉弁３０により大気開放自在とされると共に、途中に第３定量ポンプ３１、開閉弁３２を備える導管３３を介して第３タンク１４に接続されている。また、第２タンク１３は、途中に第４定量ポンプ３４、開閉弁３５を備える導管３６を介して第４タンク１５に接続されている。
【００２９】
第２タンク１３は、下部に撹拌装置３７を備えている。撹拌装置３７は、例えばマグネティックスターラーであり、第２タンク１３内に配置されたスターラーバー３７ａを磁気により回転駆動することにより、混合燃料Ａと水Ｂとを混合し、前記エタノールと水Ｂとの混合液Ｃと液体炭化水素Ｄとに分離するようになっている。
【００３０】
また、第２タンク１３は、収容される液体の合計の上限液位を検知するレベルセンサ３８ａと、液体炭化水素Ｄの下限液位を検知するレベルセンサ３８ｂと、混合液Ｃの下限液位を検知するレベルセンサ３８ｃとを備えている。そして、導管３３は第２タンク１３内で、レベルセンサ３８ｂよりも下方で液体炭化水素Ｄの存在する位置に開口しており、導管３６は第２タンク１３内で、レベルセンサ３８ｃよりも下方に開口している。
【００３１】
さらに、第２タンク１３は、導管３３の開口部と導管３６の開口部との間に、混合液Ｃと液体炭化水素Ｄとの分離を検知する分離検知センサ３９を備えている。本実施形態では、分離検知センサ３９は、混合液Ｃと液体炭化水素Ｄとが分離したときに混合液Ｃ内に位置するようにされている。
【００３２】
第３タンク１４は、気密に密閉されており、開閉弁４０により大気開放自在とされると共に、途中に開閉弁４１、送液ポンプ４２を備える導管４３を介して図１に示す圧縮着火内燃機関１のインジェクタ（図示せず）に接続されている。また、第３タンク１４は、収容される液体炭化水素Ｄの補充が必要となる第１の液位を検知するレベルセンサ４４ａと、液体炭化水素Ｄの供給が困難となる第２の液位を検知するレベルセンサ４４ｂとを備えている。レベルセンサ４４ａは、液体炭化水素Ｄの液位が第１の液位以下の場合にＯＮ、第１の液位より上である場合にＯＦＦとなり、レベルセンサ４４ｂは、液体炭化水素Ｄの液位が第２の液位以下の場合にＯＮ、第２の液位より上である場合にＯＦＦとなる。そして、導管４３は第３タンク１４内で、レベルセンサ４４ｂよりも下方に開口している。
【００３３】
第４タンク１５は、気密に密閉されており、開閉弁４５により大気開放自在とされると共に、途中に開閉弁４６、送液ポンプ４７を備える導管４８を介して図１に示す圧縮着火内燃機関１のインジェクタ（図示せず）に接続されている。また、第４タンク１５は、収容される混合液Ｃの補充が必要となる第１の液位を検知するレベルセンサ４９ａと、混合液Ｃの供給が困難となる第２の液位を検知するレベルセンサ４９ｂとを備えている。レベルセンサ４９ａは、混合液Ｃの液位が第１の液位以下の場合にＯＮ、第１の液位より上である場合にＯＦＦとなり、レベルセンサ４９ｂは、混合液Ｃの液位が第２の液位以下の場合にＯＮ、第２の液位より上である場合にＯＦＦとなる。そして、導管４８は第４タンク１５内で、レベルセンサ４９ｂよりも下方に開口している。
【００３４】
本実施形態の燃料供給手段２において、各ポンプ１７，２２，２７，３１，３４，４２，４７、各開閉弁１８，２０，２１，２５，２６，３０，３２，３５，４０，４１，４５，４６、撹拌装置３７は、図１に示す制御装置３によりそれぞれの作動が制御されるようになっている。また、各レベルセンサ２４ａ，２４ｂ，２９ａ，２９ｂ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，４４ａ，４４ｂ，４９ａ，４９ｂ、分離検知センサ３９は、それぞれの検知信号を制御装置３に出力するようになっている。
【００３５】
各開閉弁１８，２０，２１，２５，２６，３０，３２，３５，４０，４１，４５，４６としては、例えば小型の電磁弁などを用いることができる。また、各レベルセンサ２４ａ，２４ｂ，２９ａ，２９ｂ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，４４ａ，４４ｂ，４９ａ，４９ｂとしては、小型の光ファイバーセンサ等を用いることができる。また、分離検知センサ３９としては、例えば、アルコール濃度センサ、混合液Ｃの屈折率、誘電率、光吸収等を評価するセンサ等を用いることができる。
【００３６】
燃料供給手段２は、図１に示す制御装置３により制御されて、混合燃料Ａと水Ｂとを混合し、前記エタノールと水Ｂとの混合液Ｃと液体炭化水素Ｄとに分離する分離操作を行う。そして、分離された液体炭化水素Ｄを第３タンク１４に、混合液Ｃを第４タンク１５に供給し、圧縮着火内燃機関１の負荷に応じて各タンク１４，１５から液体炭化水素Ｄまたは混合液Ｃを図示しないインジェクタに供給する。
【００３７】
前記分離操作を行うときには、まず、大気開放弁２０，２５，３０と、開閉弁２１，２６とを開き、他の弁は全て閉じた状態で、第１定量ポンプ２２、第２定量ポンプ２７を作動させる。これにより、第１タンク１１に収容されている混合燃料Ａが導管２３を介して第２タンク１３に供給されると共に、水タンク１２に収容されている水Ｂが導管２８を介して第２タンク１３に供給される。そして、第２タンク１３内に収容されている液体の合計の液位が上限に達したことがレベルセンサ３８ａにより検知されたならば、第１定量ポンプ２２、第２定量ポンプ２７が停止され、大気開放弁２０，２５，３０と、開閉弁２１，２６とが閉じられる。
【００３８】
尚、前記操作中、第１タンク１１に収容されている混合燃料Ａを第２タンク１３に供給しているときに、混合燃料Ａの液位が下限に達したことがレベルセンサ２４ｂにより検知されたときは、まず、開閉弁２１が閉じられ、第１定量ポンプ２２が停止される。次に、開閉弁１８が開かれ、送液ポンプ１７が作動されて、燃料タンク１６から導管１０を介して混合燃料Ａが第１タンク１１に供給される。
【００３９】
第１タンク１１に対する混合燃料Ａの供給は、第１タンク１１に収容されている混合燃料Ａの液位が上限に達したことがレベルセンサ２４ａにより検知されると終了し、送液ポンプ１７が停止されると共に開閉弁１８が閉じられる。そして、再び開閉弁２１が開かれ、第１定量ポンプ２２が作動されて、第１タンク１１に収容されている混合燃料Ａを第２タンク１３に供給する操作が再開される。
【００４０】
また、水タンク１２に収容されている水Ｂを第２タンク１３に供給しているときに、水Ｂの水位が下限に達したことがレベルセンサ２９ｂにより検知されたときは、まず、開閉弁２６が閉じられ、第２定量ポンプ２７が停止されると共に、図示しない給水手段により水タンク１２に給水が行われる。前記給水は、水タンク１２に収容されている水Ｂの水位が上限に達したことがレベルセンサ２９ａにより検知されると終了する。そして、再び開閉弁２６が開かれ、第２定量ポンプ２７が作動されて、水タンク１２に収容されている水Ｂを第２タンク１３に供給する操作が再開される。
【００４１】
次に、第２タンク１３に対する混合燃料Ａと水Ｂとの供給が終了したならば、撹拌装置３７が作動され、第２タンク１３内に配置されたスターラーバー３７ａを磁気により回転駆動することにより、混合燃料Ａと水Ｂとの混合が行われる。このとき、第２タンク１３内に混合液Ｃ、液体炭化水素Ｄが残っている時には、混合液Ｃ、液体炭化水素Ｄも混合燃料Ａと水Ｂと共に混合される。
【００４２】
ここで、混合燃料Ａを形成している前記エタノールは水Ｂと相溶性があり、液体炭化水素Ｄは水に不溶である。従って、前記のように混合すると、前記エタノールと水Ｂとにより混合液Ｃが形成される一方、液体炭化水素Ｄが分離される。
【００４３】
本実施形態では、混合燃料Ａに含まれる液体炭化水素Ｄがガソリンであり、混合液Ｃと液体炭化水素Ｄとでは、水Ｂを含む混合液Ｃの方が比重が大であるので、混合液Ｃが第２タンク１３内の下層、液体炭化水素Ｄが上層となり、上下２層に分離した状態となる。第２タンク１３では、撹拌装置３７による撹拌を停止した後、混合液Ｃと液体炭化水素Ｄとが上下２層に分離したことが分離検知センサ３９により検知されるまで、所定時間放置する。
【００４４】
次に、分離された液体炭化水素Ｄを第３タンク１４に供給する操作は、大気開放弁３０，４０と、開閉弁３２とを開き、他の弁は全て閉じた状態で、第３定量ポンプ３１を作動させることにより行われる。前記操作により、第２タンク１３に上下２層に分離した状態で収容されている混合液Ｃと液体炭化水素Ｄとのうち、上層の液体炭化水素Ｄが抽出され、導管３３を介して第３タンク１４に供給される。そして、第２タンク１３に収容されている液体炭化水素Ｄの液位が下限に達したことがレベルセンサ３８ｂにより検知されたならば、第３定量ポンプ３１が停止され、大気開放弁３０，４０と、開閉弁３２が閉じられ、前記操作を終了する。
【００４５】
また、分離された混合液Ｃを第４タンク１５に供給する操作は、大気開放弁３０，４５と、開閉弁３５とを開き、他の弁は全て閉じた状態で、第４定量ポンプ３４を作動させることにより行われる。前記操作により、第２タンク１３に上下２層に分離した状態で収容されている混合液Ｃと液体炭化水素Ｄとのうち、下層の混合液Ｃが抽出され、導管３６を介して第４タンク１５に供給される。そして、第２タンク３に収容されている混合液Ｃの液位が下限に達したことがレベルセンサ２９ｃにより検知されたならば、第４定量ポンプ３４が停止され、大気開放弁３０，４５と、開閉弁３５が閉じられ、前記操作を終了する。
【００４６】
次に、第３タンク１４に収容されている液体炭化水素Ｄを図示しないインジェクタに供給する操作は、大気開放弁４０と、開閉弁４１とを開き、他の弁は全て閉じた状態で、送液ポンプ４２を作動させることにより行われる。前記操作により、液体炭化水素Ｄは導管４３を介して前記インジェクタに供給される。
【００４７】
また、第４タンク１５に収容されている混合液Ｃを前記インジェクタに供給する操作は、大気開放弁４５と、開閉弁４６とを開き、他の弁は全て閉じた状態で、送液ポンプ４７を作動させることにより行われる。前記操作により、混合液Ｃは導管４８を介して前記インジェクタに供給される。
【００４８】
尚、燃料供給手段２は、第１タンク１１に収容されている混合燃料Ａを前記インジェクタに供給する混合燃料供給手段（図示せず）を備えており、必要に応じて混合燃料Ａを前記インジェクタに供給することができる。
【００４９】
次に、図３を参照して本実施形態の車両における燃料供給の作動について説明する。
【００５０】
本実施形態の車両では、燃料供給のシーケンスが起動されると、図１に示す制御手段３は、まず、図３のステップ１で第３タンク１４内の液体炭化水素Ｄの補充の要否を確認する。そして、レベルセンサ４４ａの検知信号がＯＦＦである場合には、第３タンク１４内の液体炭化水素Ｄの液位が第１の液位より上であって、液体炭化水素Ｄの補充が不要であると判断し、次いでステップ２で第４タンク１５内の混合液Ｃの補充の要否を確認する。そして、レベルセンサ４９ａの検知信号がＯＦＦである場合には、第４タンク１５内の混合液Ｃの液位が第１の液位より上であって、混合液Ｃの補充が不要であると判断し、ステップ１に戻る。
【００５１】
前述のようにレベルセンサ４４ａ、レベルセンサ４９ａの検知信号がＯＦＦであるときには、本実施形態の車両に搭載された圧縮着火内燃機関１は、第３タンク１４内に収容された液体炭化水素Ｄを用いて予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ）燃焼を行っている。また、圧縮着火内燃機関１は、要求負荷が高くなったときには、液体炭化水素Ｄに第４タンク１５内に収容された混合液Ｃを添加して前記ＨＣＣＩ燃焼を行っている。
【００５２】
液体炭化水素Ｄは着火性が高いので、圧縮着火内燃機関１は、その要求負荷が低いときには液体炭化水素Ｄのみを用いることにより失火等を防止することができる。また、前記エタノールは着火性が低いので、圧縮着火内燃機関１は、その要求負荷が高くなるほど混合液Ｃの供給量を増加させることにより、ノッキング等を防止することができる。また、混合液Ｃに含まれる水により、燃焼温度が低下するため、前記ノッキングを防止することができるとともに、ＮＯｘの生成を抑制することができる。
【００５３】
一方、ステップ１でレベルセンサ４４ａの検知信号がＯＮであるか、ステップ２でレベルセンサ４９ａの検知信号がＯＮである場合には、制御装置３は第３タンク１４内の液体炭化水素Ｄの液位が第１の液位以下であるか、または第４タンク１５内の混合液Ｃの液位が第１の液位以下であって、液体炭化水素Ｄまたは混合液Ｃの補充が必要であると判断する。次に、制御装置３は、ステップ３で車両が停止中であるか確認する。
【００５４】
そして、制御装置３は、車速センサ４の出力がＯＦＦであるときは、車両が停止中であると判断し、この場合にのみステップ４で燃料供給手段２による前記分離操作を行い、前述のように、分離された液体炭化水素Ｄを第３タンク１４に供給し、あるいは分離された混合液Ｃを第４タンク１５に供給する。
【００５５】
制御装置３は、ステップ５で液体炭化水素Ｄ、混合液Ｃの供給を監視しており、第２タンク１３内の液体炭化水素Ｄの液位が下限に達したことがレベルセンサ３８ｂにより検知されるか、混合液Ｃの液位が下限に達したことがレベルセンサ３８ｃにより検知されたときには、液体炭化水素Ｄまたは混合液Ｃの供給が完了したものと判断してステップ１に復帰する。尚、制御装置３は、第３タンク１４の液体炭化水素Ｄと、第４タンク１５の混合液Ｃとのいずれか一方が補充不要の場合には、補充不要のタンクには液体炭化水素Ｄまたは混合液Ｃの供給を行わない。
【００５６】
また、制御装置３は、液体炭化水素Ｄまたは混合液Ｃの供給が未了の間は、車両が停止中であるか監視しており、ステップ３で車速センサ４の出力がＯＮとなったときには、車両が走行を開始したものと判断して、ステップ６で前記分離操作を停止する。
【００５７】
前記分離操作が停止されたときには、制御装置３は、次いでステップ７で第３タンク１４内の液体炭化水素Ｄが前記インジェクタに供給可能か確認する。ここで、レベルセンサ４４ｂの検知信号がＯＦＦである場合には、第３タンク１４内の液体炭化水素Ｄの液位が第２の液位より上であって、液体炭化水素Ｄのを前記インジェクタに供給することが可能であると判断し、次いでステップ８で第４タンク１５内の混合液Ｃが前記インジェクタに供給可能か確認する。そして、レベルセンサ４９ｂの検知信号がＯＦＦである場合には、第４タンク１５内の混合液Ｃの液位が第２の液位より上であって、混合液Ｃを前記インジェクタに供給することが可能であると判断し、ステップ３〜８の操作を繰り返す。
【００５８】
この間、圧縮着火内燃機関１は、液体炭化水素Ｄを用いてＨＣＣＩ燃焼を行っており、要求負荷が高くなったときには液体炭化水素Ｄに混合液Ｃを添加してＨＣＣＩ燃焼を行っている。また、燃料供給手段２は、車両が停止中である機会を捉えて前記分離操作を行い、液体炭化水素Ｄを第３タンク１４に、混合液Ｃを第４タンク１５に補充する。
【００５９】
一方、ステップ７でレベルセンサ４４ｂの検知信号がＯＮであるか、ステップ８でレベルセンサ４９ｂの検知信号がＯＮである場合には、制御装置３は第３タンク１４内の液体炭化水素Ｄの液位が第２の液位以下であるか、または第４タンク１５内の混合液Ｃの液位が第２の液位以下であって、液体炭化水素Ｄまたは混合液Ｃの前記インジェクタへの供給が困難になったものと判断する。この場合、制御装置３は、次にステップ９で液体炭化水素Ｄ、混合液Ｃの前記インジェクタへの供給を停止すると共に、ステップ１０で第１タンク１１内の混合燃料Ａを前記インジェクタへ供給する操作を開始する。混合燃料Ａの前記インジェクタへの供給は、前記混合燃料供給手段（図示せず）により行われる。この結果、圧縮着火内燃機関１は、液体炭化水素Ｄを用いるＨＣＣＩ燃焼から、混合燃料Ａを用いて火花点火による燃焼を行う方式に移行する。
【００６０】
圧縮着火内燃機関１が火花点火による燃焼に移行した後、制御装置３はステップ１に復帰し、ステップ１〜１０の操作を繰り返す。この結果、燃料供給手段２は、車両が停止中である機会を捉えて前記分離操作を行い、液体炭化水素Ｄを第３タンク１４に、混合液Ｃを第４タンク１５に補充することができる。そして、液体炭化水素Ｄ、混合液Ｃが補充されたならば、圧縮着火内燃機関１は液体炭化水素Ｄを用いるＨＣＣＩ燃焼に復帰し、要求負荷が高くなったときには液体炭化水素Ｄに混合液Ｃを添加する。
【００６１】
尚、本実施形態では、液体炭化水素Ｄがガソリンである場合について説明しているが、液体炭化水素Ｄは、軽油またはオレイン酸メチル等であってもよい。液体炭化水素Ｄが軽油またはオレイン酸メチル等である場合には、混合液Ｃと液体炭化水素Ｄとでは、液体炭化水素Ｄの方が比重が大であるので、混合液Ｃが第２タンク１３内の上層、液体炭化水素Ｄが下層となる。また、これに伴って、混合液Ｃが第３タンク１４に供給され、液体炭化水素Ｄが第４タンク１５に供給されることになる。
【００６２】
また、液体炭化水素Ｄが軽油またはオレイン酸メチル等である場合、ステップ１０で混合燃料Ａを前記インジェクタへ供給する操作が開始されたときには、圧縮着火内燃機関１は、液体炭化水素Ｄを用いるＨＣＣＩ燃焼から、混合燃料Ａを用いてディーゼル燃焼を行う方式に移行する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の車両に搭載された圧縮着火内燃機関の燃料供給に関する装置のブロック図。
【図２】図１に示す燃料供給手段の構成を示すシステム構成図。
【図３】図１に示す装置の作動を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６４】
１…圧縮着火内燃機関、  ２…燃料供給手段、  ４…車速センサ、  １１…第１のタンク、  １２…水タンク、  １３…第２のタンク、  １４…第３のタンク、  １５…第４タンク、  ４４ａ、４９ａ…第１の液位センサ、  ４４ｂ、４９ｂ…第２の液位センサ、  Ａ…混合燃料、  Ｂ…水、  Ｃ…混合液、  Ｄ…液体炭化水素。
【図１】
2007127061.tif 000003
【図２】
2007127061.tif 000004
【図３】
2007127061.tif 000005