JP2010255601A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高温の内燃機関を始動する際のベーパロックによる始動性の悪化を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】車両制御システム１は、燃料噴射手段と、分量分離手段と、第１燃料供給手段と、第２燃料供給手段と、温度検出手段と、燃料噴射制御手段とによって、燃料を密度によって分離して、エンジン１００の始動の際の温度が高温の場合により気化しにくい高密度の燃料を噴射供給することで、高温のエンジン１００を始動する際のベーパロックによる始動性の悪化を抑制することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

車両に搭載される内燃機関は、燃料の温度が過度に上昇すると燃料供給系統においてベーパロックが発生することが知られている。ベーパロックとは、内燃機関が運転によって高温になった場合に、内燃機関自身の熱によって燃料配管中などの燃料が気化して気泡が生じることにより燃料供給系統が閉塞される現象である。ベーパロックが発生すると、燃料噴射装置に燃料が適切に供給できなくなるために内燃機関の燃焼が不安定になることから、内燃機関の出力のハンチングやエンストを生じる場合がある、といった問題がある。

このような問題を解決するものとして、重質燃料と軽質燃料とを供給可能なディーゼル機関において、ディーゼル機関の停止に際して燃料温度がベーパロック発生温度以上の場合に軽質燃料用加圧ポンプを作動させて重質燃料を加圧することにより、重質燃料中の水分の蒸発によるベーパロックの発生を抑制する技術が特許文献１に開示されている。

ところで、車両が所定時間走行した後に内燃機関が停止されると、走行中に発生した内燃機関の熱が伝達して燃料供給系統の温度が上昇するために、停止中に燃料供給系統の燃料が気化する場合がある。このような状態の内燃機関を始動する場合、燃料供給系統にベーパロックが発生し易いことから、内燃機関の始動性が損なわれるために、場合によっては内燃機関が始動不能となるおそれがある。

内燃機関の始動性の悪化を抑制するものとしては、アルコール及びガソリンが混合された混合燃料を使用するハイブリッド車両において、燃料中のアルコール濃度および燃料温度に基づいてベーパロックが発生するか否かを判定し、ベーパロックが発生すると判定した場合にモータジェネレータ用冷却水により燃料供給経路を冷却することにより、始動時のベーパロックの発生を抑制する技術が特許文献２に開示されている。

また、エンジンの始動時に際して燃料計量装置と燃料噴射ノズルとの間の燃料通路に発生したベーパを含む燃料を燃料タンクに還流させて、ベーパが存在しない新規の燃料と置換することにより、ベーパロックの発生を抑制する技術が特許文献３に開示されている。

そして、エンジン停止後のエンジン温度、燃料温度、燃料圧力のいずれかの検出結果に基づいて燃料供給系内の気泡発生率を推定し、推定結果に基づいてエンジン再始動時における燃料噴射量を増量補正することにより、内燃機関の始動性の悪化を抑制する技術が特許文献４に開示されている。

特開２００１−２１４８２２号公報 特開２００７−１５４７４７号公報 実開昭５５−１０４７６５号公報 特開昭６２−２４３９５６号公報

しかしながら、特許文献２の技術はモータジェネレータ用冷却水を有する車両、即ちハイブリッド車両を前提としている。そのため、特許文献２の技術では、ハイブリッド車両でない一般的な車両においては始動時のベーパロックの発生を適切に抑制することができない、といった問題点がある。
また、特許文献３の技術では、特に、高負荷運転後や夏場などで燃料温度が高く気化し易い場合に、始動時に置換されたベーパを含まない燃料が内燃機関の余熱によって昇温されることでベーパロックが発生する可能性がある、といった問題点がある。
そして、特許文献４の技術では、気泡発生率に基づいて始動時の燃料噴射量を増量させることから、気泡発生率によっては始動時の燃費が大幅に悪化するおそれがある、といった問題点がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、高温の内燃機関を始動する際のベーパロックによる始動性の悪化を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射手段と、前記内燃機関の燃料を高密度燃料と低密度燃料とに分離する燃料分離手段と、前記燃料分離手段が分離した高密度燃料を前記燃料噴射手段へ供給する第１燃料供給手段と、前記燃料分離手段が分離した低密度燃料を前記燃料噴射手段へ供給する第２燃料供給手段と、前記内燃機関の温度を検出する温度検出手段と、前記燃料噴射手段が実行する燃料の噴射供給を制御する燃料噴射制御手段と、を備え、前記燃料噴射制御手段は、前記内燃機関の始動の際の前記温度検出手段の検出結果が第１しきい値以上である場合に、前記第１燃料供給手段によって供給される燃料を噴射供給させることを特徴とする。
このような構成とすることにより、高温の内燃機関を始動する際に、より気化しにくい高密度燃料を噴射することができることから、燃料供給系統におけるベーパロックの発生を抑制することができる。よって、高温の内燃機関を始動する際のベーパロックによる始動性の悪化を抑制することができる。

特に、本発明の内燃機関の制御装置は、前記第１燃料供給手段と前記第２燃料供給手段との間で燃料を移動可能な燃料移動手段と、前記燃料分離手段によって分離される前の燃料の密度を検出する燃料密度検出手段と、前記燃料密度検出手段の検出結果に基づいて、前記燃料移動手段が実行する燃料の移動を制御する燃料移動制御手段と、を備えることを特徴とすることができる。
このような構成とすることで、第１燃料供給手段が供給する燃料または第２燃料供給手段が供給する燃料のいずれか一方が不足している場合に、他方の燃料を移動させることによって不足分を補充することができる。よって、第１燃料供給手段および第２燃料供給手段ともに燃料噴射手段に充分な燃料を供給することができることから、内燃機関の始動性の悪化を抑制することができる。

また、本発明の内燃機関の制御装置は、前記第１燃料供給手段および前記第２燃料供給手段が前記燃料噴射手段に供給する燃料の圧力を調節する燃圧調節手段と、前記燃圧調節手段が実行する燃料の圧力調節を制御する燃圧調節制御手段と、を備え、前記燃圧調節制御手段が、前記燃料密度検出手段の検出結果が第２しきい値以上の場合に、前記燃料噴射手段に供給する燃料の圧力を低下させることを特徴とすることができる。
このような構成とすることで、燃料の密度が高く気化しにくい場合に、燃料噴射手段に供給する燃料の圧力を低下させることで、燃料噴射手段に供給される燃料の気化を促進させることができる。よって、ベーパロックによる始動性の悪化を抑制しつつ、燃費の悪化を抑制することができる。

本発明の内燃機関の制御装置によれば、燃料を密度によって分離して、内燃機関が高温の場合により気化しにくい高密度の燃料を噴射することができる。よって、高温の内燃機関を始動する際のベーパロックによる始動性の悪化を抑制することができる。

実施例の車両制御システムの概略構成を示した構成図である。 燃料分離装置の概略構成を示した構成図である。 実施例のＥＣＵが行う制御のフローを示している。 実施例のＥＣＵが行う制御のフローを示している。

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。

本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の内燃機関の制御装置を組み込んだ車両制御システム１の概略構成を示した構成図である。なお、図１にはエンジンの一部の構成のみを示している。

図１に示す車両制御システム１は、動力源であるエンジン１００を備えており、エンジン１００の運転動作を総括的に制御するエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０を備えている。また、車両制御システム１は、第１燃料噴射手段であるポートインジェクタ２１と、第２燃料噴射手段である筒内インジェクタ２２とを備えている。そして、車両制御システム１は、燃料タンク４６内からポートインジェクタ２１に供給される燃料が流通する第１燃料流路４１、および筒内インジェクタ２２に供給される燃料が流通する第２燃料流路４２を備えている。更に、車両制御システム１は、第１燃料流路４１と第２燃料流路４２との分岐部に燃料分離装置４３を備えている。また、車両制御システム１は、燃料分離装置４３の下流側において第１燃料流路４１と第２燃料流路４２とを連通させる第１バイパス流路４４と、第１バイパス流路４４を流通する燃料を制御する制御弁４５とを備えている。
そして、車両制御システム１は、燃料タンク４６の燃料を燃料分離装置４３をバイパスさせて第１燃料流路４１へと流通させる第２バイパス流路４７と、燃料分離装置４３をバイパスさせて第２燃料流路４２へと流通させる第３バイパス流路４８とを備えている。更に、車両制御システム１は、燃料タンク４６、第１燃料流路４１、第２燃料流路４２内の燃料の密度を検出する第１密度センサ３２、第２密度センサ３３、第３密度センサ３４を備えている。また、車両制御システム１は、第１燃料流路４１を流通して供給される燃料の圧力、および第２燃料流路４２を流通して供給される燃料の圧力を検出する第１燃圧センサ３５、および第２燃圧センサ３６を備えている。

エンジン１００は、車両に搭載される多気筒エンジンであって、各気筒は燃焼室を構成するピストンを備えている。各燃焼室のピストンはそれぞれコネクティングロッドを介して出力軸部材であるクランクシャフトに連結されている。
吸気ポートから燃焼室内へ流入した混合ガスは、ピストンの上昇運動により燃焼室内で圧縮される。エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサからのピストンの位置、および吸気カム角センサからのカム軸回転位相の情報に基づき、点火タイミングを決定しイグナイタに信号を送る。イグナイタはエンジンＥＣＵ１０の信号に従って、指示された点火タイミングでバッテリからの電力を点火プラグに通電する。点火プラグはバッテリからの電力により点火し、圧縮混合ガスを着火させて、燃焼室内を膨張させピストンを下降させる。この下降運動がコネクティングロッドを介してクランクシャフトの軸回転に変更されることにより、エンジン１００は動力を得る。
この場合、エンジン１００は、ガソリンを燃料とするガソリンエンジン、軽油を燃料とするディーゼルエンジン、ガソリンとアルコールとを任意の割合で混合した燃料を使用するフレキシブルフューエルエンジンのいずれでもよい。また、エンジン１００は、複数の電動モータと組み合わせたハイブリッドシステムとして用いてもよい。

エンジン１００の燃焼室の周辺にはウォータジャケットが設けられており、ウォータジャケット内部は燃焼室等を冷却するための冷媒（冷却水）が循環している。そして、ウォータジャケットには冷却水の温度を測定するための水温センサ３１が設けられており、ウォータジャケット内部の冷却水温の検出結果をエンジンＥＣＵ１０へ送信する。エンジンＥＣＵ１０は、水温センサ３１が検出した冷却水温に基づいてエンジン１００の温度を認識する。この場合、水温センサ３１は、エンジン１００内部を流通する比較的高温な冷却水の温度を検出できる任意の位置に設けることができる。
なお、水温センサ３１は、本発明の温度検出手段に相当する。

ポートインジェクタ２１は、エンジン１００の吸気ポートに装着されており、エンジンＥＣＵ１０の指示に基づいて、第１燃料流路４１を通じて供給された燃料を吸気ポートへ噴射する第１燃料噴射手段である。そして、筒内インジェクタ２２は、エンジン１００の燃焼室に装着されており、エンジンＥＣＵ１０の指示に基づいて、第２燃料流路４２を通じて供給された燃料を燃焼室へ噴射する第２燃料噴射手段である。
エンジンＥＣＵ１０は、エアフロメータおよびスロットルポジションセンサからの吸入空気量、および吸気カム角センサからのカム軸回転位相の情報に基づき、燃料噴射量と噴射タイミングを決定しポートインジェクタ２１、筒内インジェクタ２２に信号を送る。ポートインジェクタ２１、筒内インジェクタ２２はエンジンＥＣＵ１０の信号に従って、指示された燃料噴射量・噴射タイミングにて吸気ポートおよび燃焼室へ燃料を高圧噴射する。ポートインジェクタ２１および筒内インジェクタ２２のリーク燃料は、リリーフ弁からリリーフ配管を通じて燃料タンク４６へと戻される。この場合、第２燃料流路４２と筒内インジェクタ２２との間に蓄圧室を設けることで、筒内インジェクタ２２へ高圧の燃料を供給する構成とすることもできる。また、車両制御システム１は、ポートインジェクタ２１または筒内インジェクタ２２のいずれか一方のみを備える構成とすることもできる。
なお、ポートインジェクタ２１および筒内インジェクタ２２は、本発明の燃料噴射手段に相当する。

燃料タンク４６は、その内部にエンジン１００の燃焼に供される燃料を貯蔵する。燃料タンク４６に貯蔵された燃料は、フィードポンプ４９によって汲み上げられて燃料分離装置４３で分離された後に、第１燃料流路４１および第２燃料流路４２を流通してポートインジェクタ２１および筒内インジェクタ２２に供給される。
燃料タンク４６には、第１密度センサ３２が設けられている。第１密度センサ３２は、燃料タンク４６内に貯留される燃料の密度を検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。エンジンＥＣＵ１０は、送信された検出結果に基づいて燃料タンク４６内の燃料の密度を認識する。第１密度センサ３２は、燃料タンク４６内にある燃料の密度を検出できる任意の位置に設けることができる。第１密度センサ３２としては、例えば浮子式、振動式等の周知の密度センサを適用することができる。
なお、第１密度センサ３２は、本発明の燃料密度検出手段に相当する。

フィードポンプ４９は、燃料タンク４６内部から燃料を吸引抽出して燃料分離装置４３へ移動させる。フィードポンプ４９は、エンジンＥＣＵ１０の指令に従って所定の圧力で燃料を圧送することで、ポートインジェクタ２１および筒内インジェクタ２２に供給する燃料の圧力を調節する。
なお、フィードポンプ４９は、本発明の燃圧調節手段に相当する。

燃料分離装置４３は、第１燃料流路４１と第２燃料流路４２との分岐部に備えられており、フィードポンプ４９によって圧送された燃料を密度に応じて分離する。図２は、燃料分離装置の概略構成を示した構成図である。燃料分離装置４３は、重力によって燃料を分離する構成を採用する。燃料分離装置４３は、フィードポンプ４９から圧送される燃料を取り込む燃料ラインを有する。燃料ラインから取り込まれた燃料は、燃料分離装置４３内部で、重力によってより高密度の燃料（高密度燃料）が下側に、より低密度の燃料（低密度燃料）が上側に集合する。そして、燃料分離装置４３は、その下側が第１燃料流路４１と連通しており、重力によって下側に集合した高密度燃料を第１燃料流路４１を通じてポートインジェクタへ供給する。更に、燃料分離装置４３は、その上側が第２燃料流路４２と連通しており、重力によって上側に集合した低密度燃料を第２燃料流路４２を通じて筒内インジェクタ２２へ供給する。
この場合、燃料分離装置４３は、重力式に関わらず、遠心分離等のメカニカルな手法によって燃料を分離する構成を採用することもできるし、その他の分離手法を採用することもできる。また、燃料の分離基準は密度に限られずに、他の基準（例えば、沸点）に基づいて燃料を分離してもよい。
そして、燃料分離装置４３に代えて、燃料タンク４６にて燃料を分離してもよい。例えば、燃料の密度よりも小さく油面に浮遊するフロート式吸入部を用いることで、燃料タンク４６に貯留された燃料の上側部分に集合した低密度燃料を吸引抽出し、下側部分に集合した高密度燃料をフィードポンプで汲み上げることで、燃料を分離することができる。
なお、燃料分離装置４３は、本発明の燃料分離手段に相当する。

第１燃料流路４１は、燃料分離装置４３の下側とポートインジェクタ２１とを連通させる構成であり、燃料分離装置４３が分離した高密度燃料をポートインジェクタ２１へ供給する。
なお、第１燃料流路４１は、本発明の第１燃料供給手段に相当する。

第１燃料流路４１には、ポートインジェクタ２１の近傍に第２密度センサ３３が設けられている。第２密度センサ３３は、第１燃料流路４１を通じてポートインジェクタ２１に供給される燃料の密度を検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。エンジンＥＣＵ１０は、送信された検出結果に基づいてポートインジェクタ２１に供給される燃料の密度を認識する。第２密度センサ３３は、ポートインジェクタ２１の近傍に関わらず、ポートインジェクタ２１に供給される燃料の密度を検出できる任意の位置に設けることができる。第２密度センサ３３としては、第１密度センサ３２と同様の周知の密度センサを適用することができる。

また、第１燃料流路４１には、ポートインジェクタ２１近傍に第１燃圧センサ３５が設けられている。第１燃圧センサ３５は、第１燃料流路４１を通じてポートインジェクタ２１に供給される燃料の圧力を検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。エンジンＥＣＵ１０は、送信された検出結果に基づいてポートインジェクタ２１に供給される燃料の圧力を認識する。第１燃圧センサ３５は、ポートインジェクタ２１近傍に関わらず、ポートインジェクタ２１に供給される燃料の圧力を検出できる任意の位置に設けることができる。

第２燃料流路４２は、燃料分離装置４３の上側と筒内インジェクタ２２とを連通させる構成であり、燃料分離装置４３が分離した低密度燃料を筒内インジェクタ２２へ供給する。
なお、第２燃料流路４２は、本発明の第２燃料供給手段に相当する。

第２燃料流路４２には、高圧ポンプ５０が備えられている。高圧ポンプ５０は、エンジンＥＣＵ１０の指令に従って筒内インジェクタ２２に供給する燃料を圧縮する。それによって、筒内インジェクタ２２の基準燃圧（例えば、１２［MPa］）を確保しつつ、筒内インジェクタ２２に供給される低密度燃料が気化してベーパロックが発生することを抑制する。
なお、高圧ポンプ５０は、本発明の燃圧調節手段に相当する。

また、第２燃料流路４２には、筒内インジェクタ２２の近傍に第３密度センサ３４が設けられている。第３密度センサ３４は、第２燃料流路４２を通じて筒内インジェクタ２２に供給される燃料の密度を検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。エンジンＥＣＵ１０は、送信された検出結果に基づいて筒内インジェクタ２２に供給される燃料の密度を認識する。第３密度センサ３４は、筒内インジェクタ２２の近傍に関わらず、筒内インジェクタ２２に供給される燃料の密度を検出できる任意の位置に設けることができる。第３密度センサ３４としては、第１密度センサ３２および第２密度センサ３３と同様の周知の密度センサを適用することができる。

更に、第２燃料流路４２には、筒内インジェクタ２２の近傍に第２燃圧センサ３６が設けられている。第２燃圧センサ３６は、第２燃料流路４２を通じて筒内インジェクタ２２に供給される燃料の圧力を検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。エンジンＥＣＵ１０は、送信された検出結果に基づいて筒内インジェクタ２２に供給される燃料の圧力を認識する。第２燃圧センサ３６は、筒内インジェクタ２２の近傍に関わらず、筒内インジェクタ２２に供給される燃料の圧力を検出できる任意の位置に設けることができる。

第１バイパス流路４４は、燃料分離装置４３の下流側において第１燃料流路４１と第２燃料流路４２とを連通させる構成である。第１バイパス流路４４は、その内部を通じて第１燃料流路４１内の燃料を第２燃料流路４２へと、または第２燃料流路４２内の燃料を第１燃料流路へと移動させる。第１バイパス流路４４には、第１バイパス流路４４の連通を制御する制御弁４５を備えている。制御弁４５は、エンジンＥＣＵ１０の指令に従って弁開度を調節することで、第１燃料流路４１と第２燃料流路４２との間の燃料の移動を制御する。制御弁４５としては、ソレノイド式やバタフライ式等の周知の制御弁を適用することができる。
なお、第１バイパス流路４４は、本発明の燃料移動手段に相当する。また、制御弁４５は、本発明の燃料移動制御手段に相当する。

第２バイパス流路４７および第３バイパス流路４８は、フィードポンプ４９から圧送される燃料を、燃料分離装置４３をバイパスさせて第１燃料流路４１および第２燃料流路４２へと流通させる構成である。第２バイパス流路４７および第３バイパス流路４８には、それぞれの連通を制御する制御弁５１，５２が設けられている。制御弁５１，５２は、エンジンＥＣＵ１０の指令に従って弁開度を調節することで、第２バイパス流路４７および第３バイパス流路４８を流通する燃料を制御する。エンジンＥＣＵ１０は、第１燃圧センサ３５または第２燃圧センサ３６の検出結果がポートインジェクタ２１または筒内インジェクタ２２の基準燃圧に達していない場合に、制御弁５１，５２を開弁させて燃料を第１燃料流路４１または第２燃料流路４２へと流通させる。これによって、ポートインジェクタ２１または筒内インジェクタ２２への燃料の供給量を増加させることで、ポートインジェクタ２１または筒内インジェクタ２２の基準燃圧を確保する。

エンジンＥＣＵ１０は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、データ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）と、を備えるコンピュータである。エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ、吸気カム角センサ、エアフロメータ、スロットルポジションセンサ、排気温センサ、水温センサ３１等の検出結果を読み込み、スロットルバルブの動作、吸気弁、排気弁の動作、ポートインジェクタ２１および筒内インジェクタ２２の動作、点火プラグの点火時期など、エンジン１００の運転動作を統合的に制御する。

また、エンジンＥＣＵ１０は、水温センサ３１の検出結果に基づいて、エンジン１００の始動の際に第１燃料流路４１から供給される燃料を噴射供給させる制御を実行する。
エンジンＥＣＵ１０は、水温センサ３１からの信号を受信し、エンジン１００の温度を認識する。この場合、エンジンＥＣＵ１０は、第１燃料流路４１または第２燃料流路４２を流通する燃料の温度を検出し、検出結果に基づいてエンジン１００の温度を認識してもよい。つづいて、エンジンＥＣＵ１０は、認識したエンジン１００の温度、すなわち冷却水温が第１しきい値以上であるか否かを判断する。ここで、第１しきい値とは、エンジン１００の始動の際に燃料供給系統にベーパロックが発生する可能性がある任意の冷却水温を適用する。冷却水温が第１しきい値以上であると判断した場合に、第１燃料流路を通じて供給される燃料を噴射供給するようポートインジェクタ２１に指令する。
第１燃料流路４１には、燃料分離装置４３で分離された高密度燃料が流通している。一般的に、密度が高い燃料、いわゆる重質燃料は、密度が低い燃料、いわゆる軽質燃料よりも沸点が高く気化しにくいために、燃料供給系統にベーパロックが発生しにくい。そのため、エンジン１００の始動の際に燃料供給系統にベーパロックが発生する可能性がある場合は、より気化しにくい重質燃料を用いることで、燃料供給系統にベーパロックが発生することを抑制することができる。特に、アルコールはガソリンと比較して沸点が低いために、ガソリンとアルコールとを任意の割合で混合した燃料を使用する内燃機関は、高温での始動時にベーパロックが発生し易い。本発明は、そのような内燃機関における高温時の始動性の悪化を抑制するために有効である。

そして、エンジンＥＣＵ１０は、第１密度センサ３２の検出結果に基づいて、第１燃料流路４１と第２燃料流路４２との間で燃料を移動させる制御を実行する。
エンジンＥＣＵ１０は、第１密度センサ３２の検出結果より燃料タンク４６内に貯留された燃料の密度を認識する。つづいて、エンジンＥＣＵ１０は、燃料の密度が軽質燃料代表値Ａ以下である場合、または重質燃料代表値Ｂ以上である場合に、制御弁４５を開弁させて、第１燃料流路４１と第２燃料流路４２との間で燃料を移動させる。ここで、軽質燃料代表値Ａとは、使用する燃料の平均密度よりも小さい任意の密度を適用し、燃料がガソリンの場合、例えば、０．７３［ｇ・ｃｍ^−３］とすることができる。また、重質燃料代表値Ｂとは、使用する燃料の平均密度より大きい任意の密度を適用し、燃料がガソリンの場合、例えば、０．７６［ｇ・ｃｍ^−３］とすることができる。
燃料は、その仕様やロットによって密度のバラツキがある。そのため、密度に基づいて燃料を分離する場合、分離前の燃料の密度によっては分離後に得られる燃料量に差が生じる場合がある。例えば、分離前の燃料の密度が軽質燃料代表値Ａ以下の場合には分離後に得られる高密度燃料量が不足する可能性があり、分離前の燃料の密度が重質燃料代表値Ｂ以上の場合には分離後に得られる低密度燃料量が不足する可能性がある。そこで、どちらか一方の燃料が不足する場合にもう一方の燃料を移動させることによって、燃料の不足分を補充することができる。よって、第１燃料流路４１および第２燃料流路４２ともにポートインジェクタ２１および筒内インジェクタ２２に充分な燃料を供給することができることから、内燃機関の始動性の悪化を抑制することができる。

更に、エンジンＥＣＵ１０は、第１密度センサ３２の検出結果に基づいて、フィードポンプ４９が供給する燃料の圧力を低下させる制御を実行する。
エンジンＥＣＵ１０は、第１密度センサ３２の検出結果より燃料タンク４６に貯留された燃料の密度を認識する。つづいて、エンジンＥＣＵ１０は、燃料の密度が第２しきい値以上である場合に、フィードポンプ４９の駆動力を低下させて、ポートインジェクタ２１および筒内インジェクタ２２へ供給される燃料の圧力を低下させる。なお、高圧ポンプ５０が駆動している場合には、高圧ポンプ５０の駆動力も低下させる。ここで、第２しきい値とは、使用する燃料の平均密度より大きい任意の密度を適用し、例えば、重質燃料代表値Ｂを用いることができる。
一般的に、密度が高い燃料、いわゆる重質燃料は、密度が低い燃料、いわゆる軽質燃料よりも沸点が高く気化しにくいために、内燃機関の燃費が悪化する。そのため、燃料の密度がより高い場合に、インジェクタに供給する燃料の圧力を低下させることで、燃料の気化を促進させて燃費の悪化を抑制することができる。
なお、エンジンＥＣＵ１０は、本発明の燃料噴射制御手段、燃料移動制御手段、燃圧調節制御手段に相当する。

つづいて、エンジンＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、車両制御システム１の動作を説明する。本実施例の車両制御システム１は、燃料噴射手段と、分量分離手段と、第１燃料供給手段と、第２燃料供給手段と、温度検出手段と、燃料噴射制御手段とを備えることで、燃料を密度によって分離して、内燃機関の始動の際の温度が高温の場合に高密度燃料を噴射供給する制御を実行する。

まず、燃料噴射手段に燃料を供給するフローについて説明する。図３は、エンジンＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。エンジンＥＣＵ１０の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがＯＮにされると開始する。まず、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ１で、第１密度センサ３２の検出結果に基づいて、燃料タンク４６に貯留された燃料の密度が軽質燃料代表値Ａと重質燃料代表値Ｂとの間にあるか否かを判断する。ここで、軽質燃料代表値Ａおよび重質燃料代表値Ｂについては前述したために、その詳細な説明は省略する。燃料の密度が軽質燃料代表値Ａと重質燃料代表値Ｂとの間にある場合（ステップＳ１／ＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ１０は制御の処理を終了する。燃料の密度が軽質燃料代表値Ａと重質燃料代表値Ｂとの間にない場合（ステップＳ１／ＮＯ）は、エンジンＥＣＵ１０は次のステップＳ２へ進む。

ステップＳ２で、エンジンＥＣＵ１０は、分離された高密度燃料と低密度燃料との燃料量の不均衡が発生していると判断し、制御弁４５に開弁を指令して、第１燃料流路４１と第２燃料流路４２との間で燃料を移動させる。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ２の処理を終えると、次のステップＳ３へ進む。

ステップＳ３で、エンジンＥＣＵ１０は、第１燃圧センサ３５および第２燃圧センサ３６の検出結果が、ポートインジェクタ２１の基準燃圧Ｃおよび筒内インジェクタ２２の基準燃圧Ｄに達しているか否かを判断する。ここで、ポートインジェクタ２１の基準燃圧Ｃとは、ポートインジェクタ２１が適切に燃料を噴射するために必要とされる任意の燃圧を適用し、例えば３５０［ｋＰａ］とすることができる。また、筒内インジェクタ２２の基準燃圧Ｄとは、筒内インジェクタ２２が適切に燃料を噴射するために必要とされる任意の燃圧を適用し、例えば１２［ＭＰａ］とすることができる。第１燃圧センサ３５および第２燃圧センサ３６の検出結果が基準燃圧Ｃおよび基準燃圧Ｄに達している場合（ステップＳ３／ＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ１０は制御の処理を終了する。第１燃圧センサ３５および第２燃圧センサ３６の検出結果が基準燃圧Ｃおよび基準燃圧Ｄに達していない場合（ステップＳ３／ＮＯ）は、エンジンＥＣＵ１０は次のステップＳ４へ進む。

ステップＳ４で、エンジンＥＣＵ１０は、ポートインジェクタ２１または筒内インジェクタ２２へ供給される燃料の圧力が不足していると判断し、制御弁５１，または５２に開弁を指令して、第２バイパス流路または第３バイパス流路を連通させる。この場合、エンジンＥＣＵ１０は、フィードポンプ４９の駆動力を向上させる制御を同時に実行してもよい。また、高圧ポンプ５０を駆動させる制御を同時に実行してもよい。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ４の処理を終えると、制御の処理を終了する。

つづいて、エンジン１００の始動時の制御フローを説明する。図４は、エンジンＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。エンジンＥＣＵ１０の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがＯＮにされると開始する。まず、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ５で、水温センサ３１の検出結果に基づいて、冷却水温が第１しきい値以上であるか否かを判断する。ここで、第１しきい値については前述したために、その詳細な説明は省略する。冷却水温が第１しきい値以上でない場合（ステップＳ５／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０は、始動の際にベーパロックが発生する可能性が少ないと判断し、制御の処理を終了する。冷却水温が第１しきい値以上である場合（ステップＳ５／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０は次のステップＳ６へ進む。

ステップＳ６で、エンジンＥＣＵ１０は、第１密度センサ３２の検出結果に基づいて、燃料タンク４６に貯留された燃料の密度が軽質燃料代表値Ａ以下であるか否かを判断する。ここで、軽質燃料代表値Ａについては前述したために、その詳細な説明は省略する。燃料の密度が軽質燃料代表値Ａ以下でない場合（ステップＳ６／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ８へ進む。燃料の密度が軽質燃料代表値Ａ以下である場合（ステップＳ６／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０は次のステップＳ７へ進む。

ステップＳ７で、エンジンＥＣＵ１０は、エンジン１００の始動の際にベーパロックが発生する可能性があると判断し、ポートインジェクタ２１の燃料噴射時間を所定時間延長させつつ、延長した燃料噴射時間を学習値として記憶する。これにより、燃料が軽質でベーパロックが発生する可能性がある場合に、始動の際の燃料噴射時間を延長することで、エンジン１００のハンチングやエンストを抑制することができる。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ７の処理を終えると、次のステップＳ８へ進む。

ステップＳ６の判断がＮＯである場合、またはステップＳ７の処理の後に、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ８へ進む。ステップＳ８で、エンジンＥＣＵ１０は、第１燃料流路４１を通じて供給される高密度燃料を噴射供給するよう、ポートインジェクタ２１に指令する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ８の処理を終えると、次のステップＳ９へ進む。

ステップＳ９で、エンジンＥＣＵ１０は、第１密度センサ３２の検出結果に基づいて、燃料タンク４６に貯留された燃料の密度が第２しきい値以上であるか否かを判断する。ここで、第２しきい値については前述したために、その詳細な説明は省略する。燃料の密度が第２しきい値以上でない場合（ステップＳ９／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ１１へ進む。燃料の密度が第２しきい値以上である場合（ステップＳ９／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０は次のステップＳ１０へ進む。

ステップＳ１０で、エンジンＥＣＵ１０は、フィードポンプ４９の駆動力を低下させるよう指令して、ポートインジェクタ２１および筒内インジェクタ２２へ供給される燃料の圧力を低下させる。これによって、燃料の密度が高く気化しにくい場合に、インジェクタへ供給する燃圧を低下させることで燃料の気化を促進させることができる。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ１０の処理を終えると、次のステップＳ１１へ進む。

ステップＳ９の判断がＮＯである場合、またはステップＳ１０の処理の後に、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１で、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２２からの燃料噴射を開始する条件が成立したか否かを判断する。ここで、筒内インジェクタ２２からの燃料噴射を開始する条件とは、エンジン１００の出力、冷却水温、アクセル開度などの所定のパラメータに基づいて判断される。筒内インジェクタ２２からの燃料噴射を開始する条件が成立していない場合（ステップＳ１１／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０は制御の処理を終了する。筒内インジェクタ２２からの燃料噴射を開始する条件が成立している場合（ステップＳ１１／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０は次のステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２で、エンジンＥＣＵ１０は、高圧ポンプ５０に駆動を開始するよう指令し、第２燃料流路４２内の燃料を新規の燃料と入れ替える。これにより、温度が上昇した燃料を第２燃料流路４２内から排除することができることから、第２燃料流路４２内でのベーパロックの発生を抑制することができる。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ１２の処理を終えると、制御の処理を終了する。

以上のように、本実施例の車両制御システムは、燃料噴射手段と、分量分離手段と、第１燃料供給手段と、第２燃料供給手段と、温度検出手段と、燃料噴射制御手段とによって、燃料を密度によって分離して、内燃機関の始動の際の温度が高温の場合により気化しにくい高密度の燃料を噴射供給することで、高温の内燃機関を始動する際のベーパロックによる始動性の悪化を抑制することができる。

また、本実施例の車両制御システムは、第１密度センサ３２の検出結果に基づいて、第１燃料流路４１と第２燃料流路４２との間で燃料を移動させる制御を実行することで、第１燃料流路４１を通じて供給される燃料または第２燃料流路４２を通じて供給される燃料のいずれか一方が不足している場合に、他方の燃料を移動させて不足分を補充することができる。よって、インジェクタに供給される燃料量の不均衡を抑制することができる。

更に、本実施例の車両制御システムは、第１密度センサ３２の検出結果に基づいて、フィードポンプ４９が供給する燃料の圧力を低下させる制御を実行することで、燃料の密度が高く気化しにくい場合に、各インジェクタに供給する燃料の圧力を低下させて燃料の気化を促進させることができる。よって、ベーパロックによる始動性の悪化を抑制しつつ、燃費の悪化を抑制することができる。

上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、ハイブリッド車両において、高速運転時にエンジンを間欠運転することでベーパロックが発生し、次回のエンジン始動性が悪化するといった問題がある。そこで、本発明をハイブリッド車両に適用する場合、車両の高速運転時にはエンジン１００の間欠運転を禁止する制御を実行することで、次回のエンジン始動の際に燃料供給系統にベーパロックが発生することを抑制することもできる。

１ 車両制御システム
１０ エンジンＥＣＵ（燃料噴射制御手段，燃料移動制御手段，燃圧調節制御手段）
２１ ポートインジェクタ（燃料噴射手段）
２２ 筒内インジェクタ（燃料噴射手段）
３１ 水温センサ（温度検出手段）
３２ 第１密度センサ（燃料密度検出手段）
３３ 第２密度センサ
３４ 第３密度センサ
３５ 第１燃圧センサ
３６ 第２燃圧センサ
４１ 第１燃料流路（第１燃料供給手段）
４２ 第２燃料流路（第２燃料供給手段）
４３ 燃料分離装置（燃料分離手段）
４４ 第１バイパス流路（燃料移動手段）
４５ 制御弁（燃料移動制御手段）
４６ 燃料タンク
４７ 第２バイパス流路
４８ 第３バイパス流路
４９ フィードポンプ（燃圧調節手段）
５０ 高圧ポンプ
５１，５２ 制御弁
１００ エンジン

Claims (3)

1. 内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射手段と、
   前記内燃機関の燃料を高密度燃料と低密度燃料とに分離する燃料分離手段と、
   前記燃料分離手段が分離した高密度燃料を前記燃料噴射手段へ供給する第１燃料供給手段と、
   前記燃料分離手段が分離した低密度燃料を前記燃料噴射手段へ供給する第２燃料供給手段と、
   前記内燃機関の温度を検出する温度検出手段と、
   前記燃料噴射手段が実行する燃料の噴射供給を制御する燃料噴射制御手段と、を備え、
   前記燃料噴射制御手段は、前記内燃機関の始動の際の前記温度検出手段の検出結果が第１しきい値以上である場合に、前記第１燃料供給手段によって供給される燃料を噴射供給させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記第１燃料供給手段と前記第２燃料供給手段との間で燃料を移動可能な燃料移動手段と、
   前記燃料分離手段によって分離される前の燃料の密度を検出する燃料密度検出手段と、
   前記燃料密度検出手段の検出結果に基づいて、前記燃料移動手段が実行する燃料の移動を制御する燃料移動制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記第１燃料供給手段および前記第２燃料供給手段が前記燃料噴射手段に供給する燃料の圧力を調節する燃圧調節手段と、
   前記燃圧調節手段が実行する燃料の圧力調節を制御する燃圧調節制御手段と、を備え、
   前記燃圧調節制御手段は、前記燃料密度検出手段の検出結果が第２しきい値以上の場合に、前記燃料噴射手段に供給する燃料の圧力を低下させることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
   
   

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