(57)【要約】【課題】機関燃料としてアルコールとガソリンとの混合燃料の使用が可能な内燃機関において、始動性を好適に確保することが可能な内燃機関の燃料供給装置を提供する。【解決手段】燃料供給装置は、アルコールとガソリンとが混合された混合燃料Ｆを貯留する燃料タンク５０を備える。燃料タンク５０内には内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射するポートインジェクタと供給路３６を介して連通する第１吸入口６１ａ及び第２吸入口６２ａが備えられている。第１吸入口６１ａはフロート６１ｆをなし、燃料タンク５０の混合燃料Ｆの液面付近で開口するように、第２吸入口６２ａは燃料タンク５０の底面付近で開口するように、それぞれ設けられている。内燃機関の始動に際しては第１吸入口６１ａから、内燃機関の完爆状態への移行後は第２吸入口６２ａから、それぞれ混合燃料Ｆが吸入されるように、切替バルブ６６によって切り替える。【選択図】図２
2009191700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコールとガソリンとが混合された混合燃料を貯留する燃料タンクを備え、同混合燃料を吸入して内燃機関に供給する燃料供給装置において、
前記機関の始動に際して前記燃料タンク内に貯留される前記混合燃料の上層部が吸入される割合を増大させる
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置において、
前記機関の始動に際して前記燃料タンク内に貯留される前記混合燃料の上層部のみを吸入する
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
アルコールとガソリンとが混合された混合燃料を貯留する燃料タンクと、同燃料タンク内で開口する第１吸入口と、同第１吸入口よりも低い位置で開口する第２吸入口とを備え、同第１吸入口及び第２吸入口から吸入される前記混合燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置において、
前記機関の始動に際して前記第１吸入口及び第２吸入口から吸入される前記混合燃料のうち同第１吸入口から吸入される混合燃料の割合を増大させる
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の燃料供給装置において、
前記機関の始動に際して前記第１吸入口のみから前記混合燃料を吸入する
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の内燃機関の燃料供給装置において、
前記第１吸入口は前記燃料タンク内に貯留される前記混合燃料の液面に浮かぶフロートをなしている
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料供給装置において、
前記第１吸入口と前記第２吸入口とで前記混合燃料を吸入する吸入口を切り替える吸入口切替手段をさらに備え、
前記吸入口切替手段は、前記機関の始動に際して前記混合燃料を吸入する吸入口を前記第１吸入口に切り替え、同機関の始動後に前記混合燃料を吸入する吸入口を前記第２吸入口に切り替える
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料供給装置において、
前記第１吸入口は前記機関の気筒内に前記混合燃料を噴射する燃料噴射弁に連通される
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項８】
請求項７に記載の内燃機関の燃料供給装置において、
前記第２吸入口は前記機関の吸気ポート内に前記混合燃料を噴射する燃料噴射弁に連通される
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項９】
アルコールとガソリンとが混合された混合燃料を貯留する燃料タンクと、同燃料タンク内で開口する第１吸入口と、同第１吸入口よりも低い位置で開口する第２吸入口とを備え、同第１吸入口及び第２吸入口から吸入される前記混合燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置において、
前記第１吸入口は前記機関の気筒内に前記混合燃料を噴射する燃料噴射弁に連通され、
前記第２吸入口は前記機関の吸気ポート内に前記混合燃料を噴射する燃料噴射弁に連通される
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はアルコールを含む混合燃料を燃料噴射弁に供給可能な燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機関燃料としてアルコール燃料及びガソリン燃料を併用可能な内燃機関が実用化されつつある。こうした内燃機関では、アルコール燃料のみ、ガソリン燃料のみ、あるいはアルコールとガソリンとが混合された混合燃料でも運転が可能となっている。この混合燃料による運転が可能な内燃機関の燃料供給装置として、例えば特許文献１に記載されるものが知られている。
【０００３】
上記特許文献１のように混合燃料を使用する内燃機関においては、機関運転時にはガソリンとアルコールとが燃料タンク内で比較的混ざり合った状態となるが、機関運転停止後にはガソリンとアルコールの比重差により燃料タンク内の燃料が上層と下層とに分離し、上層側はガソリン濃度が高く、下層側はアルコール濃度が高くなる。また、アルコールは水との親和力が強く、大気中の水分を吸湿しやすいため、上記特許文献１のような混合燃料を使用する内燃機関においては、燃料タンク内に混入した水分とアルコールとが結合して、燃料タンク内の燃料は上層側と下層側とに更に分離し易くなる。そこで、特許文献１に記載の燃料供給装置は、燃料タンク内の燃料の上層に開口する第１の燃料吸込口と下層に開口する第２の燃料吸込口とを備えるとともに、第１、第２の吸込口のそれぞれから採取した燃料を混合して燃料噴射弁に供給している。
【０００４】
しかしながら、アルコールはガソリンと比較して揮発性が低く、低温下にて気化しにくいといった特性を有しているため、アルコールとガソリンとが混合された混合燃料にあってアルコールの比率が高い場合等には、機関の始動性が悪化するといった問題がある。
【０００５】
そこで特許文献２に記載の燃料供給装置では、アルコールのみまたはアルコールとガソリンとの混合の主燃料が貯留された主燃料タンクに加え、ガソリンを補助燃料として貯留する補助燃料タンクを備えている。こうした燃料供給装置にあっては、始動時以外の機関運転時（通常運転時）には主燃料を内燃機関に供給し、始動時には主燃料に加えて補助燃料を内燃機関に供給することにより始動性を好適に確保することを可能としている。また、特許文献３に記載の燃料供給装置では、ヒータを吸気通路内に配設し、インジェクタから噴射された混合燃料を該ヒータによって加熱することにより、混合燃料の気化を促進させて始動性の悪化を改善するようにしている。
【特許文献１】特開平３−８８９５３号公報
【特許文献２】特開平２−１４９７５７号公報
【特許文献３】特開平４−２３１６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２に記載の燃料供給装置においては、アルコールのみまたはアルコールとガソリンとの混合燃料を主燃料タンクに補給することに加えて、ガソリンを補助燃料タンクに補給する必要があり、燃料補給の際に車両使用者に負担を強いることになる。さらには、主燃料タンク等の主燃料系の構成部材とは別途に補助燃料タンク等の補助燃料系の構成部材を備えるため、主燃料系の構成部材のみを車両に搭載する場合と比較して配置スペースの増大は避けられない。また、上記特許文献３に記載の燃料供給装置では内燃機関の吸気通路にヒータが設けられているため、吸気通路の構造が複雑化することが懸念される。加えて機関始動時、スタータモータが駆動される際に比較的大きな電力が消費されるため、混合燃料を加熱するヒータとして電熱ヒータを使用する場合には、スタータモータの駆動力不足や電熱ヒータの発熱不足といった不都合が生じる虞がある。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は機関燃料としてアルコールとガソリンとの混合燃料の使用が可能な内燃機関において、始動性を好適に確保することが可能な内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、アルコールとガソリンとが混合された混合燃料を貯留する燃料タンクを備え、同混合燃料を吸入して内燃機関に供給する燃料供給装置において、前記機関の始動に際して前記燃料タンク内に貯留される前記混合燃料の上層部が吸入される割合を増大させることをその要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、内燃機関の始動に際して燃料タンク内に貯留される混合燃料の上層部が吸入される割合を増大させるため、混合燃料のガソリン濃度が高い部分を多く吸入することができる。したがって、アルコールが気化しにくい低温下であっても燃料は十分に気化され、混合気の着火性が良くなることとなる。その結果、燃料タンク内の混合燃料のアルコール濃度の高低に関わらず、機関始動性を好適に確保することができる。なお、混合燃料の上層部が吸入される割合が他の部分が吸入される割合よりも必ずしも大きい必要はなく、内燃機関の始動に際して混合燃料の上層が吸入される割合を通常運転時等の始動時以外と比較して増大させるものであれば、機関始動性を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記機関の始動に際して前記燃料タンク内に貯留される前記混合燃料の上層部のみを吸入することをその要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、内燃機関の始動に際して燃料タンク内に貯留される混合燃料の上層部のみが吸入されるため、混合燃料のガソリン濃度が高い部分のみを吸入することができる。その結果、燃料タンク内の混合燃料のアルコール濃度の高低に関わらず、機関始動性をより好適に確保することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、アルコールとガソリンとが混合された混合燃料を貯留する燃料タンクと、同燃料タンク内で開口する第１吸入口と、同第１吸入口よりも低い位置で開口する第２吸入口とを備え、同第１吸入口及び第２吸入口から吸入される前記混合燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置において、前記機関の始動に際して前記第１吸入口及び第２吸入口から吸入される前記混合燃料のうち同第１吸入口から吸入される混合燃料の割合を増大させることをその要旨とする。
【００１３】
上記構成によれば、燃料タンク内で開口する第１吸入口と、同第１吸入口よりも低い位置で開口する第２吸入口とを備えるため、同第２吸入口よりもガソリン濃度が高い混合燃料を同第１吸入口から吸入することができる。そして、内燃機関の始動に際して第１吸入口及び第２吸入口から吸入される混合燃料のうち同第１吸入口から吸入される混合燃料の割合を増大させるため、混合燃料のガソリン濃度が高い部分を多く吸入することができる。その結果、燃料タンク内の燃料のアルコールの比率の高低に関わらず、機関始動性を好適に確保することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記機関の始動に際して前記第１吸入口のみから前記混合燃料を吸入することをその要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、内燃機関の始動に際して第１吸入口のみから混合燃料を吸入するため、第２吸入口から吸入される混合燃料よりもガソリン濃度が高い混合燃料のみを吸入することができる。その結果、燃料タンク内の混合燃料のアルコール濃度の高低に関わらず、機関始動性をより好適に確保することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の内燃機関の燃料供給装置において、  前記第１吸入口は前記燃料タンク内に貯留される前記混合燃料の液面に浮かぶフロートをなしていることをその要旨とする。
【００１７】
上記構成によれば、第１吸入口が燃料タンク内に貯留される混合燃料の液面に浮かぶフロートをなしているため、上述のように燃料タンク内で混合燃料が上層側と下層側とに分離して貯留される際に、ガソリン濃度が高い上層部の燃料が吸入されることとなる。また、上記構成によれば、燃料タンク内に貯留される混合燃料が減っていくのに伴って、混合燃料の液面に浮かぶ第１吸入口も燃料タンクの底面に近づくように移動することとなる。したがって、内燃機関の始動に際して、燃料タンク内の燃料の貯留量に関わらず、第１吸入口を介してガソリン濃度の高い混合燃料を吸入させることが可能となり、好適に始動性を確保することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記第１吸入口と前記第２吸入口とで前記混合燃料を吸入する吸入口を切り替える吸入口切替手段をさらに備え、前記吸入口切替手段は、前記機関の始動に際して前記混合燃料を吸入する吸入口を前記第１吸入口に切り替え、同機関の始動後に前記混合燃料を吸入する吸入口を前記第２吸入口に切り替えることをその要旨とする。
【００１９】
上記構成によれば、吸入口切替手段は、内燃機関の始動に際して混合燃料を吸入する吸入口を第１吸入口に切り替え、同機関の始動後に混合燃料を吸入する吸入口を第２吸入口に切り替えるため、機関の始動に際してはガソリン濃度が高い燃料を内燃機関に供給し、機関の始動後にはアルコール濃度が高い燃料を内燃機関に供給することとなる。したがって、アルコールが気化しにくい低温下では機関始動性を好適に確保しつつ、機関の始動後にはアルコールの濃度が高い燃料を供給することで、混合燃料のガソリンとアルコールとを均等に消費することが可能となる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項３〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記第１吸入口は前記機関の気筒内に前記混合燃料を噴射する燃料噴射弁に連通されることをその要旨とする。
【００２１】
上記構成によれば、第１吸入口から吸入されるガソリンの濃度の高い混合燃料が気筒内に混合燃料を噴射する燃料噴射弁へと供給されるため、気筒内の点火プラグ回りにガソリンの濃度の高い混合燃料が噴射されることとなる。したがって、より円滑に混合気への着火がなされるようになるため、機関始動性をさらに好適に確保することが可能となる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記第２吸入口は前記機関の吸気ポート内に前記混合燃料を噴射する燃料噴射弁に連通されることをその要旨とする。
【００２３】
上記構成によれば、ガソリン濃度が高い混合燃料は気筒内へ、アルコール濃度が高い混合燃料は吸気ポート内へそれぞれ噴射供給されるため、点火プラグ回りに揮発性の高い混合気が形成されて混合気への着火性を向上させつつ、揮発性の低い混合燃料はポート内に噴射することにより気化を促進することが可能となる。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、アルコールとガソリンとが混合された混合燃料を貯留する燃料タンクと、同燃料タンク内で開口する第１吸入口と、同第１吸入口よりも低い位置で開口する第２吸入口とを備え、同第１吸入口及び第２吸入口から吸入される前記混合燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置において、前記第１吸入口は前記機関の気筒内に前記混合燃料を噴射する燃料噴射弁に連通され、前記第２吸入口は前記機関の吸気ポート内に前記混合燃料を噴射する燃料噴射弁に連通されることをその要旨とする。
【００２５】
上記構成によれば、ガソリン濃度が高い混合燃料は気筒内へ、アルコール濃度が高い混合燃料は吸気ポート内へそれぞれ噴射供給されるため、点火プラグ回りに揮発性の高い混合気が形成されて混合気への着火性を向上させつつ、揮発性の低い混合燃料はポート内に噴射することにより気化を促進することが可能となる。その結果、燃料タンク内の混合燃料のアルコール濃度の高低に関わらず、機関始動性を好適に確保することができるとともに、燃料タンク内に貯留されるアルコールも均等に消費することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（第１の実施形態）
以下この発明にかかる内燃機関の燃料供給装置を、ＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle ：フレキシブル燃料車）に搭載される内燃機関の燃料供給装置に具体化した第１の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。本実施形態では、吸気ポート噴射用のインジェクタを気筒ごとに備える車載内燃機関に本発明を適用した場合を例に説明する。
【００２７】
図１は本実施形態における内燃機関１０及び燃料供給装置３０の模式図を示している。同図１において、気筒２０内の燃焼室２５には、吸気ポート２２を介して吸気通路２１が接続されているとともに、排気ポート２７を介して排気通路２８が接続されている。気筒２０内にはピストン１６が往復動可能に収納されるとともに、ピストン１６はコネクティングロッド１７を介してクランクシャフト１５に連結されている。また、クランクシャフト１５の回転に伴って吸気カムシャフト（図示なし）及び排気カムシャフト（図示なし）が回動する。この吸気カムシャフトの回動により吸気バルブ２３が押し下げられ、吸気ポート２２と燃焼室２５とが連通される。対して、排気カムシャフトの回動により排気バルブ２６が押し下げられ、排気ポート２７と燃焼室２５とが連通される。また、燃焼室２５に臨むように点火プラグ３１が設けられている。
【００２８】
つづいて、同図１の燃料供給装置３０において、ポートインジェクタ３５はシリンダヘッドに取り付けられるとともに、供給路３６を介して燃料タンク５０に接続されている。ここで、燃料タンク５０内にはアルコールとガソリンとが混合された混合燃料が貯留されている。すなわち、該燃料タンク５０内の混合燃料は供給路３６内を流れてポートインジェクタ３５に供給され、同ポートインジェクタ３５から吸気ポート２２内の吸気下流側へ向けて噴射される。吸気通路２１を介して該吸気ポート２２内に流れ込む吸入空気と噴射された混合燃料とが混ざり合って混合気となる。上記点火プラグ３１及びポートインジェクタ３５は電子制御装置４０に接続されるとともに、同電子制御装置４０によって駆動制御される。
【００２９】
次に、内燃機関１０の作動の様子について説明する。まず、吸気バルブ２３が押し下げられるとともに、ピストン１６が下降して吸気ポート２２から気筒２０内へ混合気が吸入された後、吸気バルブ２３が閉弁位置に戻される（吸入行程）。次に、ピストン１６が上昇して気筒２０内の混合気は圧縮されるとともに（圧縮行程）、点火プラグ３１によって混合気に着火され燃焼する。燃焼により高温高圧になった燃焼ガスがピストン１６を押し、同ピストン１６が下がる（膨張行程）。そして、排気バルブ２６が押し下げられるとともに、ピストン１６が気筒２０内の燃焼ガスを排気ポート２７へ押し出す（排気行程）。こうした行程が繰り返されることにより、ピストン１６が往復動され、同ピストン１６の往復運動がコネクティングロッド１７を介してクランクシャフト１５に伝達される。そして、クランクシャフト１５が回転し、内燃機関１０の駆動力が得られる。なお、本実施形態においては、クランクシャフト１５の近傍に同クランクシャフト１５の回転位相を検出するクランク角センサ７１が備えられており、同クランク角センサ７１は電子制御装置４０に接続されている。
【００３０】
ところで、本実施形態のような混合燃料を使用する内燃機関においては、上述のように、機関運転時にはガソリンとアルコールとが燃料タンク内で比較的混ざり合った状態となるが、機関運転停止後にはガソリンとアルコールの比重差により燃料タンク内の燃料が上層と下層とに分離し、上層側はガソリン濃度が高く、下層側はアルコール濃度が高くなる。また、アルコールは水との親和力が強く、大気中の水分を吸湿しやすいため、本実施形態のような混合燃料を使用する内燃機関においては、燃料タンク内に混入した水分とアルコールとが結合して、燃料タンク内の燃料は上層側と下層側とに更に分離し易くなる。そこで、燃料タンク内の燃料の上層に開口する吸入口と下層に開口する吸入口とを備えるようにして、それぞれの燃料吸込口から採取した燃料を混合してポートインジェクタ等の燃料噴射弁に供給するといった態様が考えられる。しかしながら、アルコールはガソリンと比較して揮発性が低く、低温下にて気化しにくいといった特性を有しているため、アルコールとガソリンとが混合された混合燃料にあってアルコールの比率が高い場合等には、機関の始動性が悪化するといった問題がある。
【００３１】
そこで、本実施形態においては、燃料タンク５０内から混合燃料を吸入する吸入口の開口位置を切り替える吸入口切替手段（切替バルブ６６）を備えるようにしている。この吸入口切替手段およびその周辺構造について、図２を参照して詳しく説明する。
【００３２】
図２は燃料タンク５０の断面図を示している。同図２において、供給路３６（同図の左方）は、ポートインジェクタ３５（図１）との接続部から混合燃料Ｆが貯留される燃料タンク５０の底面に近づくように延伸され、同燃料タンク５０内に挿入されている。そして、燃料タンク５０の底面付近において、供給路３６は第１吸入路６１と第２吸入路６２とに分岐されている。この第１吸入路６１は、供給路３６からの分岐部分を基端部として、その先端部が燃料タンク５０の中央方向に延伸されている。そして、第１吸入路６１の先端部は、燃料タンク５０内に開口する第１吸入口６１ａを有している。ここで、第１吸入路６１について、その第１吸入口６１ａは混合燃料Ｆの液面に浮かぶフロート６１ｆをなしていることに加え、該第１吸入路６１は蛇腹形状等の伸縮可能な形状をなしている。したがって、燃料タンク５０内に貯留される混合燃料Ｆが減っていくのに伴って、混合燃料Ｆの液面に浮かぶ第１吸入口６１ａも燃料タンク５０の底面に近づくように移動することとなる。
【００３３】
かわって、第２吸入路６２について説明する。同図２に示されるように第２吸入路６２は、供給路３６からの分岐部分を基端部として、その先端部が燃料タンク５０の底面に沿うように延伸されている。そして、第２吸入路６２の先端部は、燃料タンク５０の底面付近において同燃料タンク５０内に開口する第２吸入口６２ａを有している。こうした第１吸入路６１及び第２吸入路６２は、上記各基端部が供給路３６からの分岐部分において接続され、該供給路３６からの分岐部分に燃料ポンプ６５が設けられている。この燃料ポンプ６５により、第１吸入口６１ａ及び第２吸入口６２ａから燃料タンク５０内の混合燃料Ｆが吸入され、供給路３６を介してポートインジェクタ３５（図１）へ圧送される。さらに、本実施形態の燃料タンク５０においては、第１吸入路６１と第２吸入路６２との接続部分に切替バルブ６６を設け、第１吸入路６１と第２吸入路６２とで連通させる連通路、すなわち第１吸入口６１ａと第２吸入口６２ａとで混合燃料Ｆを吸入させる吸入口を切り替えるようにしている。この吸入口の切替は、上記内燃機関１０の始動処理として電子制御装置４０によって切替バルブ６６を駆動させて行われている。
【００３４】
図３は電子制御装置４０が実行する内燃機関１０の始動処理の手順をフローチャートとして示している。同図３において、内燃機関１０の始動処理を行うに際しては、まず運転者によりイグニッションスイッチがオン操作されると（ステップＳ１１０）、燃料タンク５０内の混合燃料Ｆを吸入させる吸入口が混合燃料の上層部を吸入する上層部吸入口へ切り替えられる（ステップＳ１２０）。具体的には、切替バルブ６６（図２）によって吸入口が第１吸入口６１ａへ切り替えられる。
【００３５】
そして、運転者の始動操作に応じてスタータモータ８０が駆動（ＯＮ）されて内燃機関１０の始動が開始される（ステップＳ１３０）。ここで、内燃機関１０の始動に際しては、図２における第１吸入口６１ａから燃料タンク５０内の混合燃料Ｆの上層部のみが吸入される。すなわち、第１吸入口６１ａからはガソリン濃度の高い混合燃料Ｆが吸入されることとなる。そして、混合燃料Ｆは第１吸入路６１内、供給路３６内と流れ、ポートインジェクタ３５へと圧送された後、同ポートインジェクタ３５から吸気ポート２２内に噴射される。
【００３６】
つづいて、図３に示される本処理においては、内燃機関１０が完爆状態に移行したか否かが判断される（ステップＳ１４０）。ここで、内燃機関１０が完爆状態に移行したか否かは、クランク角センサ７１（図１）の出力信号に基づいて算出されるクランクシャフト１５の回転速度により判断される。なお、完爆状態とは内燃機関１０が自立運転できる状態（運転に際してスタータモータ８０による補助が必要とならない状態）を示す。図３に示される本処理において、上記回転速度が所定値未満であるときは、内燃機関１０が完爆状態に移行していないと判断され（ステップＳ１４０：ＮＯ）、内燃機関１０が完爆状態に移行したと判断されるまで、第１吸入口６１ａから吸入された混合燃料Ｆのポートインジェクタ３５への供給が継続される。
【００３７】
また、上記回転速度が所定値以上であるときは、内燃機関１０が完爆状態に移行したと判断され（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、スタータモータ８０の駆動が停止（ＯＦＦ）され（ステップＳ１５０）、燃料タンク５０内の混合燃料Ｆを吸入させる吸入口が混合燃料の下層部を吸入する下層部吸入口へ切り替えられる（ステップＳ１６０）。具体的には、切替バルブ６６（図２）によって吸入口が第２吸入口６２ａへ切り替えられる。ここで、図２における第２吸入口６２ａからは燃料タンク５０内の混合燃料Ｆの下層部のみが吸入される。すなわち、第２吸入口６２ａからはアルコール濃度の高い混合燃料Ｆが吸入されることとなる。そして、混合燃料Ｆは第２吸入路６２内、供給路３６内と流れ、ポートインジェクタ３５へと圧送された後、同ポートインジェクタ３５から吸気ポート２２内に噴射される。なお、上述のクランクシャフト１５の回転速度の所定値とは、スタータモータ８０による駆動力の補助がなくてもクランクシャフト１５の回転が維持されるときの値であり、実験によって求められた実験値である。
【００３８】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）内燃機関１０の始動に際して燃料タンク５０内に貯留される混合燃料Ｆの上層部が吸入される割合を増大させるようにしたため、混合燃料Ｆのガソリン濃度が高い部分を多く吸入することができる。したがって、アルコールが気化しにくい低温下であっても燃料は十分に気化され、混合気の着火性が良くなることとなる。その結果、燃料タンク５０内の混合燃料Ｆのアルコール濃度の高低に関わらず、機関始動性を好適に確保することができる。
【００３９】
（２）内燃機関１０の始動に際して燃料タンク５０内に貯留される混合燃料Ｆの上層部のみが吸入されるようにしたため、混合燃料Ｆのガソリン濃度が高い部分のみを吸入することができる。その結果、燃料タンク５０内の混合燃料Ｆのアルコール濃度の高低に関わらず、機関始動性をより好適に確保することができる。
【００４０】
（３）燃料タンク５０内で開口する第１吸入口６１ａと、同第１吸入口６１ａよりも低い位置で開口する第２吸入口６２ａとを備えるようにしたため、同第２吸入口６２ａよりもガソリン濃度が高い混合燃料Ｆを同第１吸入口６１ａから吸入することができる。そして、内燃機関１０の始動に際して第１吸入口６１ａ及び第２吸入口６２ａから吸入される混合燃料Ｆのうち同第１吸入口６１ａから吸入される混合燃料Ｆの割合を増大させるようにしたため、混合燃料Ｆのガソリン濃度が高い部分を多く吸入することができる。その結果、燃料タンク５０内の燃料のアルコールの比率の高低に関わらず、機関始動性を好適に確保することができる。
【００４１】
（４）内燃機関１０の始動に際して第１吸入口６１ａのみから混合燃料Ｆを吸入するようにしたため、第２吸入口６２ａから吸入される混合燃料Ｆよりもガソリン濃度が高い混合燃料Ｆのみを吸入することができる。その結果、燃料タンク５０内の混合燃料Ｆのアルコール濃度の高低に関わらず、機関始動性をより好適に確保することができる。
【００４２】
（５）第１吸入口６１ａが燃料タンク５０内に貯留される混合燃料Ｆの液面に浮かぶフロート６１ｆをなすようにしたため、上述のように燃料タンク５０内で混合燃料Ｆが上層側と下層側とに分離して貯留される際に、ガソリン濃度が高い上層部の燃料が吸入されることとなる。また、燃料タンク５０内に貯留される混合燃料Ｆが減っていくのに伴って、混合燃料Ｆの液面に浮かぶ第１吸入口６１ａも燃料タンク５０の底面に近づくように移動することとなる。したがって、内燃機関１０の始動に際して、燃料タンク５０内の燃料の貯留量に関わらず、第１吸入口６１ａを介してガソリン濃度の高い混合燃料Ｆを吸入させることが可能となり、好適に始動性を確保することができる。
【００４３】
（６）切替バルブ６６は、内燃機関１０の始動に際して混合燃料Ｆを吸入する吸入口を第１吸入口６１ａに切り替え、内燃機関１０の始動後に混合燃料Ｆを吸入する吸入口を第２吸入口６２ａに切り替えるようにしたため、機関の始動に際してはガソリン濃度が高い燃料を内燃機関に供給し、機関の始動後にはアルコール濃度が高い燃料を内燃機関に供給することとなる。したがって、アルコールが気化しにくい低温下では機関始動性を好適に確保しつつ、機関の始動後にはアルコールの濃度が高い燃料を供給することで、混合燃料のガソリンとアルコールとを均等に消費することが可能となる。
【００４４】
（第２の実施形態）
以下この発明にかかる内燃機関の燃料供給装置を、ＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle ：フレキシブル燃料車）に搭載される内燃機関の燃料供給装置に具体化した第２の実施形態について、図４〜図６を参照して説明する。本実施形態では、吸気ポート噴射用と筒内噴射用との２つのインジェクタを気筒ごとに備える車載内燃機関に本発明を適用した場合を例に説明する。
【００４５】
図４は、本実施形態における内燃機関１１０及び燃料供給装置１３０の模式図を示している。なお、本実施形態の内燃機関１１０及び燃料供給装置１３０について、先の図１に示したような第１の実施形態の内燃機関１０及び燃料供給装置３０と同一の部材や態様等の重複する説明は割愛する。
【００４６】
図４に示されるように、本実施形態の内燃機関１１０においては、その吸気ポート２２に混合燃料を噴射するポートインジェクタ１３５を備えているとともに、気筒２０内に混合燃料を噴射する気筒インジェクタ１３７を備えている。このポートインジェクタ１３５，気筒インジェクタ１３７には供給路１３６，１３８がそれぞれ接続されるとともに、供給路１３６，１３８は燃料タンク１５０とそれぞれ連通されている。こうした燃料供給装置１３０において、燃料タンク１５０内の混合燃料は供給路１３６を介してポートインジェクタ１３５へ供給されるほか、供給路１３８を介して気筒インジェクタ１３７へ供給される。また、ポートインジェクタ１３５及び気筒インジェクタ１３７からの燃料噴射のタイミングは電子制御装置１４０によって制御されている。
【００４７】
次に燃料タンク１５０の断面図を示す図５を参照して説明する。同図５において、供給路１３８（同図の右方）は、気筒インジェクタ１３７（図４）との接続部から混合燃料Ｆが貯留された燃料タンク１５０の底面に近づくように延伸され、同燃料タンク１５０内に挿入されている。そして、該供給路１３８は燃料タンク１５０の底面付近に設けられる燃料ポンプ１６５まで延伸されるとともに、同燃料ポンプ１６５を介して第１吸入路１６１と連通している。この第１吸入路１６１は、燃料ポンプ１６５との接続部を基端部として、同基端部から燃料タンク１５０の中央方向へ延伸されている。そして、該第１吸入路１６１の先端部は燃料タンク１５０内に開口する第１吸入口１６１ａを有している。ここで、第１吸入路１６１について、その第１吸入口１６１ａは混合燃料Ｆの液面に浮かぶフロート１６１ｆをなしていることに加え、該第１吸入路１６１は蛇腹形状等の伸縮可能な形状をなしている。したがって、燃料タンク１５０内に貯留される混合燃料Ｆが減っていくのに伴って、混合燃料Ｆの液面に浮かぶ第１吸入口１６１ａも燃料タンク１５０の底面に近づくように移動することとなる。こうした第１吸入口１６１ａからは、燃料ポンプ１６５により燃料タンク１５０内の混合燃料Ｆの上層部のみが吸入される。すなわち、第１吸入口１６１ａからはガソリン濃度の高い混合燃料Ｆが吸入されることとなる。そして、吸入された混合燃料Ｆは第１吸入路１６１内、供給路１３８内を流れて、気筒インジェクタ１３７へ圧送される。なお、燃料ポンプ１６５が高圧で燃料を供給するものでない場合には、燃料ポンプ１６５の下流に更に高圧燃料ポンプが接続されて気筒インジェクタ１３７へ混合燃料が圧送される。
【００４８】
かわって、供給路１３６（同図５の左方）も上述の供給路１３８と同様に、ポートインジェクタ１３５（図４）との接続部から混合燃料Ｆが貯留される燃料タンク１５０の底面に近づくように延伸され、同燃料タンク１５０内に挿入されている。そして、該供給路１３６は燃料タンク１５０の底面付近に設けられる燃料ポンプ１６６まで延伸されるとともに、同燃料ポンプ１６６を介して第２吸入路１６２と連通している。この第２吸入路１６２は燃料ポンプ１６６との接続部を基端部として、同基端部から燃料タンク１５０の底面に沿うように延伸されている。そして、該第２吸入路１６２の先端部は燃料タンク１５０の底面付近において同燃料タンク１５０内に開口する第２吸入口１６２ａを有している。この第２吸入口１６２ａからは、燃料ポンプ１６６により燃料タンク１５０内の混合燃料Ｆの下層部が吸入される。すなわち、第２吸入口１６２ａからはアルコール濃度の高い混合燃料Ｆが吸入されることとなる。そして、吸入された混合燃料Ｆは第２吸入路１６２内、供給路１３６内を流れて、ポートインジェクタ１３５へ圧送される。
【００４９】
次に、電子制御装置１４０が実行する内燃機関１１０の始動処理の手順について、フローチャートとして示した図６を参照して説明する。同図６において、内燃機関１１０の始動処理を行うに際しては、まず運転者によりイグニッションスイッチがオン操作される（ステップＳ２１０）。次に、運転者の始動操作に応じてスタータモータ８０が駆動（ＯＮ）されて内燃機関１１０の始動が開始される（ステップＳ２２０）。ここで、内燃機関１１０の始動に際しては、該内燃機関１１０が圧縮行程であるときに気筒インジェクタ１３７から気筒２０内へ混合燃料Ｆが噴射されるように、また、該内燃機関１１０の吸気行程前にポートインジェクタ１３５から吸気ポート２２内へ混合燃料Ｆが噴射されるように、気筒インジェクタ１３７及びポートインジェクタ１３５の噴射タイミングがそれぞれ制御される（ステップＳ２３０）。
【００５０】
つづいて、内燃機関１１０が完爆状態に移行したか否かが判断される（ステップＳ２４０）。ここで、内燃機関１１０が完爆状態に移行したか否かは、上述の第１の実施形態と同じく、クランク角センサ７１（図４）の出力信号に基づいて算出されるクランクシャフト１５の回転速度により判断される。なお、本実施形態における完爆状態についても、上述の第１の実施形態と同様の状態を示す。図６に示される本処理において、上記回転速度が所定値未満であるときは、内燃機関１１０が完爆状態に移行していないと判断され（ステップＳ２４０：ＮＯ）、内燃機関１１０が完爆状態に移行したと判断されるまで、上述の噴射タイミングの制御が継続される。
【００５１】
また、上記回転速度が所定値以上であるときは、内燃機関１１０が完爆状態に移行したと判断され（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、スタータモータ８０の駆動が停止（ＯＦＦ）される（ステップＳ２５０）。そして、該内燃機関１１０が吸気行程であるときに気筒インジェクタ１３７から気筒２０内へ混合燃料Ｆが噴射されるように、また、該内燃機関１１０の吸気行程前にポートインジェクタ１３５から吸気ポート２２内へ混合燃料Ｆが噴射されるように、気筒インジェクタ１３７及びポートインジェクタ１３５の噴射タイミングがそれぞれ制御される（ステップＳ２６０）。なお、上述のクランクシャフト１５の回転速度の所定値とは、スタータモータ８０による駆動力の補助がなくてもクランクシャフト１５の回転が維持されているときの値であり、実験によって求められた実験値である。
【００５２】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（７）ガソリン濃度が高い混合燃料Ｆは気筒２０内へ、アルコール濃度が高い混合燃料Ｆは吸気ポート２２内へそれぞれ噴射供給されるようにしたため、点火プラグ３１回りに揮発性の高い混合気が形成されて混合気への着火性を向上させつつ、揮発性の低い混合燃料Ｆは吸気ポート２２内に噴射することにより気化を促進することが可能となる。その結果、燃料タンク１５０内の混合燃料Ｆのアルコール濃度の高低に関わらず、機関始動性を好適に確保することができるとともに、燃料タンク１５０内に貯留されるアルコールも均等に消費することが可能となる。
【００５３】
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記第１の実施形態においては、内燃機関１０の始動の際に第１吸入口６１ａから燃料タンク５０内に貯留される混合燃料Ｆの上層部のみを吸入するようにしたが、内燃機関の始動の際に第２吸入口からも使用される燃料の一部を吸入させてもよい。また、第２吸入口よりも第１吸入口の方が吸入する燃料の量が必ずしも多くなる必要はなく、要するに内燃機関の始動に際して混合燃料の上層部が吸入される割合を通常運転時等の始動時以外と比較して増大させるものであれば、機関始動性を向上させることができる。
【００５４】
・上記第１の実施形態においては、燃料タンク５０内の混合燃料Ｆの液面付近で開口する第１吸入口６１ａと燃料タンク５０の底面付近で開口する第２吸入口６２ａとの２つの吸入口を有するようにしたが、燃料タンク内の開口位置が変動可能な可動式の吸入口を１つ設けるようにし、内燃機関の始動の際は燃料タンクに貯留される混合燃料の上層部に開口するように、また、機関始動後にはその開口位置を下層部へと移動させるようにしてもよい。
【００５５】
・上記第１及び第２の実施形態においては、第２吸入口６２ａ，１６２ａは燃料タンク５０，１５０の底面付近で開口するようにしたが、第２吸入口の開口位置は燃料タンクの底面付近に限定されず、燃料タンク内において第１吸入口よりも低い位置で開口するようにすれば、上述の第１及び第２の実施形態に準じた効果が得られる。
【００５６】
・上記第１の実施形態においては、第１吸入口６１ａ及び第２吸入口６２ａから吸入された混合燃料Ｆを、供給路３６を介して吸気ポート２２内に燃料を噴射するポートインジェクタ３５に供給するようにしたが、筒内インジェクタに供給するようにしてもよい。
【００５７】
・上記第２の実施形態においては、内燃機関１１０の始動に際して第１吸入口１６１ａ及び第２吸入口１６２ａの双方から混合燃料Ｆを吸入するようにしたが、内燃機関の始動に際して第１吸入口のみから混合燃料を吸入し、内燃機関が完爆状態に移行したと判断されたときに第２吸入口のみから混合燃料を吸入するようにしてもよい。
【００５８】
・上記第１及び第２の実施形態においては、内燃機関１０，１１０が完爆状態に移行したと判断されたときに処理を切り替えるようにしていたが、内燃機関が完爆状態まで達することなく内燃機関が始動開始されてから一定時間経過したときに上述のような処理の切り替えを行うようにしても、上記第１及び第２の実施形態に準じた効果を得ることができる。また、内燃機関が完爆状態に移行したと判断されてから一定時間経過したときに処理を切り替えるようにしてもよい。
【００５９】
・上記第１及び第２の実施形態においては、内燃機関１０，１１０が完爆状態に移行したか否かの判断をクランク角センサ７１の出力信号に基づいて行ったが、運転者がイグニッションスイッチをスタート位置から戻したときに内燃機関が完爆状態に移行したと判断してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる燃料供給装置をＦＦＶ用内燃機関と共に示す模式図。
【図２】図１における燃料タンク内の構造を示す断面図。
【図３】同実施形態にかかる内燃機関の始動の処理手順を示したフローチャート。
【図４】この発明の第２の実施形態にかかる燃料供給装置をＦＦＶ用内燃機関と共に示す模式図。
【図５】図４における燃料タンク内の構造を示す断面図。
【図６】同実施形態にかかる内燃機関の始動の処理手順を示したフローチャート。
【符号の説明】
【００６１】
Ｆ…混合燃料、１０，１１０…内燃機関、１５…クランクシャフト、１６…ピストン、１７…コネクティングロッド、２０…気筒、２１…吸気通路、２２…吸気ポート、２３…吸気バルブ、２５…燃焼室、２６…排気バルブ、２７…排気ポート、２８…排気通路、３０，１３０…燃料供給装置、３１…点火プラグ、３５，１３５…ポートインジェクタ、３６，１３６，１３８…供給路、４０，１４０…電子制御装置、５０，１５０…燃料タンク、６１，１６１…第１吸入路、６１ａ，１６１ａ…第１吸入口、６１ｆ、１６１ｆ…フロート、６２，１６２…第２吸入路、６２ａ，１６２ａ…第２吸入口、６５，１６５，１６６…燃料ポンプ、６６…切替バルブ、７１…クランク角センサ、８０…スタータモータ、１３７…気筒インジェクタ。
【図１】
2009191700.tif 000003
【図２】
2009191700.tif 000004
【図３】
2009191700.tif 000005
【図４】
2009191700.tif 000006
【図５】
2009191700.tif 000007
【図６】
2009191700.tif 000008