JP2012031754A - 加熱機能付燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フュエルストレーナ等の交換後における燃料加熱性能の向上を図った加熱機能付燃料供給装置を提供する。
【解決手段】エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ３８で現在の燃圧ＰＦが燃圧閾値ＰＦｔｈに到達しているか否かを判定し、この判定がＮｏであった場合にはステップＳ３４に戻って継続加熱デューティ比Ｄｃをもって燃料加熱ヒータ１６の駆動を繰り返す。燃圧ＰＦが次第に上昇して燃圧閾値ＰＦｔｈに達し、ステップＳ３８の判定がＹｅｓとなった場合、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ３９で燃料ポンプ６を停止させた後、ステップＳ４０で燃料加熱ヒータ１６を所定の燃圧上昇後デューティ比Ｄｈｐ（例えば、１００％）をもって燃料加熱ヒータ１６の駆動を開始する。
【選択図】図７

Description

本発明は、混合燃料エンジン車両等に搭載される加熱機能付燃料供給装置に係り、フュエルストレーナ等の交換後における燃料加熱性能の向上を図る技術に関する。

近年、化石燃料（ガソリンや軽油）の枯渇抑制を主な目的として、例えばガソリンに代替燃料（エタノールやメタノール等）を任意の混合率で混合した混合燃料を用いる混合燃料エンジン車両（flexible fuel vehicle：以下、ＦＦＶと記す）が出現している。ＦＦＶでは、代替燃料の気化温度が高い（低温域で着火しにくい）ことから、冬季における冷間始動時に燃料加熱ヒータによって燃料の加熱を行うことが一般的である。燃料加熱ヒータは、例えば燃料噴射弁が装着されるデリバリパイプ等（以下、加熱容器と記す）に取り付けられており、冷却水温や代替燃料の混合率に応じてマップ等から通電デューティ比や通電時間が設定される（特許文献１参照）。

燃料加熱ヒータが取り付けられたＦＦＶでは、デリバリパイプ付近の燃料ホース等の交換によって加熱容器に空気が流入した場合、加熱容器内で空気に露出した燃料加熱ヒータに通電される（すなわち、燃料加熱ヒータの空焚きが起こる）ことがある。そして、空焚きが起きた場合、加熱容器内の空気および燃料の過熱（スーパーヒート）によって燃料蒸気が発生し、燃料噴射弁がベーパロックを起こしてエンジンの始動運転が不安定となる、燃料噴射弁や燃料加熱ヒータが高温となって損傷する等の虞があった。そこで、エンジンの始動時に、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力（以下、燃圧と記す）の上昇速度やエンジン回転速度の上昇率に基づいて燃料噴射弁内に所定量以上の空気が混入しているか否かを判定し、この判定がＹｅｓであった場合、少なくとも燃料噴射弁内の空気が所定量以下になると推定される時間が経過するまで燃料加熱ヒータへの通電を禁止する技術が提案されている（特許文献２参照）。

特開平１１−１４８４４１号公報 特許第３７１５１９５号公報

しかしながら、特許文献２の技術では、燃圧の上昇速度やエンジン回転速度の上昇率に基づいて空気の混入を判定した後に、燃料加熱ヒータの駆動や燃料噴射弁内の空気が所定量以下になる時間を推定したりするため、燃料の温度（燃温）が目標値となるまでに（すなわち、エンジンが始動できるようになるまでに）遅れが生じることが避けられなかった。そこで、本発明者等は、加熱容器に燃圧を検出する燃圧センサを設置し、エンジンの始動時に燃圧センサの検出結果に基づいて燃料加熱ヒータへの通電制御を行うことにより、加熱容器での空焚きを防止する方法を過去に提案した（特願２００９−２１３７２４号）。この方法では、イグニッションスイッチがオンとなって（燃料ポンプが起動して）所定時間が経過した時点での燃圧を検出し、燃圧が閾値に達していなければ燃料加熱ヒータへの通電を停止する。そして、通電を停止した後において、燃料加熱ヒータの余熱によって燃圧が閾値まで上昇すれば、燃料加熱ヒータへの通電を再開するようにしたため、燃料加熱ヒータの空焚きを効果的に防止しながら、燃料の加熱に要する時間を短縮させることができる。

ところが、この方法を採った場合、フュエルストレーナを交換した直後において、冷間時にエンジンが正常に始動できなくなる問題があった。フュエルストレーナは整備工場で車検時等に交換される定期交換部品であるが、燃料タンクの付近に設置されていることから、その交換が行われた場合にも燃料加熱ヒータは加熱容器内で混合燃料に完全に漬かったままとなる。したがって、フュエルストレーナの交換によって加熱容器内で空焚きが起こることはなく、エンジンの運転が継続されることでフュエルストレーナ内の空気は徐々に燃料噴射弁から排出される。しかしながら、フュエルストレーナの容積が大きいことから、図１０に示すように、その交換後には燃料ポンプ起動後の燃圧の上昇が非常に緩やかになり、空焚きが生じたと判定されることによって通電が停止されると、燃料加熱ヒータの余熱によって燃圧が閾値まで上昇することがなく、エンジンの始動が速やかに行えなくなってしまう虞があった。なお、燃圧の低い状態で燃料加熱ヒータによる加熱を継続して行った場合、沸点が低下することで燃料が沸騰してしまい、燃温が目標値まで達しなくなる。

本発明は、上記状況に鑑みなされたものであり、フュエルストレーナ等の交換後における燃料加熱性能の向上を図った加熱機能付燃料供給装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明の第１の側面では、燃料タンク（２）内の燃料を内燃機関（Ｅ）用の燃料噴射弁（４）に供給するための燃料供給路（５）と、前記燃料タンク内または前記燃料供給路に配設された燃料ポンプ（６）と、前記燃料供給路に設置された燃料加熱ヒータ（１６）と、前記燃料供給路内の燃圧を検出する燃圧検出手段（３５）と、前記燃料供給路の特定構成部品（２８）が交換されたか否かを判定する交換判定手段（２９）と、前記内燃機関の始動時に燃料を加熱すべき所定の条件が成立した場合に、前記燃料ポンプの駆動と前記燃料加熱ヒータのデューティ駆動とによる燃料の加熱制御を実行する加熱制御手段（２２，２３）とを有する加熱機能付燃料供給装置であって、前記加熱制御手段は、前記交換判定手段による前記特定構成部品の交換情報に基づいて、前記燃料加熱ヒータを加熱開始時デューティ比で第１所定時間にわたって駆動し、当該第１所定時間が経過した時点での燃圧が所定の燃圧判定閾値に達していない場合、前記加熱開始時デューティ比より小さくかつ前記内燃機関の状態量に基づいて決定される継続加熱デューティ比で前記燃料加熱ヒータを駆動する。

また、本発明の第２の側面では、前記加熱制御手段は、前記継続加熱デューティ比による前記燃料加熱ヒータの駆動と前記燃料ポンプの駆動とを第２所定時間にわたって実行し、前記第２所定時間が経過した時点での燃圧が前記第２所定時間の計時を開始する直前の燃圧よりも高くかつ前記燃圧判定閾値に達していなかった場合には、前記継続加熱デューティ比による前記燃料加熱ヒータの駆動と前記燃料ポンプの駆動とを継続し、前記第２所定時間が経過した時点での燃圧が前記第２所定時間の計時を開始する直前の燃圧よりも低かった場合には、前記燃料加熱ヒータおよび前記燃料ポンプの駆動を中止する。

また、本発明の第３の側面では、前記継続加熱デューティ比は、前記内燃機関の温度が低いほど高く設定される。

また、本発明の第４の側面では、前記特定構成部品が前記燃料供給路の上流側に存在し、前記加熱制御手段は、前記交換判定手段によって前記特定構成部品が交換されたとの判定がなされた場合、前記燃料加熱ヒータを加熱開始時デューティ比で第１所定時間にわたって駆動し、当該第１所定時間が経過した時点での燃圧が所定の燃圧判定閾値に達していなければ、前記加熱開始時デューティ比より小さくかつ前記内燃機関の状態量に基づいて決定される継続加熱デューティ比で前記燃料加熱ヒータを駆動する一方、前記交換判定手段によって前記特定構成部品が交換されていないとの判定がなされた場合、前記燃圧検出手段の検出結果に基づいて前記燃料加熱ヒータが燃料に漬かっているか否かの空焚き判定を行う。

また、本発明の第５の側面では、前記特定構成部品が前記燃料供給路の下流側に存在し、前記加熱制御手段は、前記交換判定手段によって前記特定構成部品が交換されていないとの判定がなされた場合、前記燃料加熱ヒータを加熱開始時デューティ比で第１所定時間にわたって駆動し、当該第１所定時間が経過した時点での燃圧が所定の燃圧判定閾値に達していなければ、前記加熱開始時デューティ比より小さくかつ前記内燃機関の状態量に基づいて決定される継続加熱デューティ比で前記燃料加熱ヒータを駆動する一方、前記交換判定手段によって前記特定構成部品が交換されているとの判定がなされた場合、前記燃圧検出手段の検出結果に基づいて前記燃料加熱ヒータが燃料に漬かっているか否かの空焚き判定を行う。

本発明の第１の側面によれば、特定構成部品の交換によって燃料供給路内に空気が混入しても、内燃機関の状態に応じた適切な加熱度合いをもって燃料加熱ヒータの近傍に存在する燃料を早期に加熱することができ、内燃機関の円滑な始動が実現できるようになる。また、第２の側面によれば、燃料供給路が正常である場合には、燃圧が燃圧判定閾値に達するまで燃料ポンプによる加圧と燃料加熱ヒータによる加熱とが燃料に対して行われ、燃圧や燃温が速やかに上昇する。一方、燃料供給路に洩れが生じている場合には、燃料ポンプと燃料加熱ヒータとの駆動が中止され、燃料の漏洩量を抑制できる。また、第３の側面によれば、内燃機関の状態に応じた適切な加熱度合いをもって燃料を早期に加熱することができる。また、第４の側面によれば、燃料加熱ヒータの近傍に燃料が存在するにもかかわらず空焚きと誤判定されることがなくなり、内燃機関の状態に応じた適切な加熱度合いをもって燃料を早期に加熱することができる。また、第５の側面によれば、燃料供給路の下流側に空気が存在している場合にのみ空焚きと判定されるため、特定構成部品の交換が行われていない場合には、内燃機関の状態に応じた適切な加熱度合いをもって燃料を早期に加熱することができる。

実施形態に係る加熱機能付燃料供給装置の全体概要図である。 実施形態に係る燃料供給ユニットの斜視図である。 実施形態に係る燃料加熱装置の断面図である。 実施形態に係る制御装置のブロック図である。 フュエルストレーナ交換判定処理の手順を示すフローチャートである。 ストレーナ交換時加熱制御の手順を示すフローチャートである。 継続加熱処理の手順を示すフローチャートである。 実施形態に係るストレーナ交換時加熱制御のタイムチャートである。 実施形態に係る継続加熱デューティ比マップである。 従来の加熱制御の問題点を説明するためのタイムチャートである。

以下、添付図に基づいて、本発明に係る加熱機能付燃料供給装置（以下、単に燃料供給装置と記す）の一実施形態を説明する。
≪実施形態の構成≫
図１に示すように、本実施形態の燃料供給装置１は、直列４気筒混合燃料エンジン（以下、単にエンジンと記す。）Ｅに対して設けられ、燃料タンク２に貯留された燃料を気筒Ｃごとに設けられた４つの燃料噴射弁４でエンジンＥに供給する。本実施形態では、４つの燃料噴射弁４に対してそれぞれ１つ、計４つの燃料加熱装置１４が設けられている。

燃料タンク２の内部（すなわち、燃料タンク２と燃料噴射弁４とを接続する燃料供給路５の上流端）には燃料ポンプ６が設けられており、この燃料ポンプ６により、燃料タンク２に貯留された燃料が汲み上げられ、燃料噴射弁４へ向けて圧送される。燃料供給路５における燃料ポンプ６の下流側には、余剰燃料を燃料タンク２へ還流させることで燃圧を一定に保つプレッシャレギュレータ７と、燃料中の異物（塵埃や錆等）を捕捉するフュエルストレーナ２８（燃料加熱装置１４よりも燃料供給方向で上流側に存在する特定構成部品）とが設けられている。フュエルストレーナ２８にはメンテナンススイッチ２９（プッシュオフスイッチ）が付設されており、フュエルストレーナ２８が脱着される（正確には、フュエルストレーナ２８とメンテナンススイッチ２９とが離れる）ことにより、メンテナンススイッチ２９から後述するエンジンＥＣＵ２０にメンテナンス信号が出力される。

各燃料加熱装置１４および各燃料噴射弁４は、後述する燃料ケース１３とともにベース板１９によって一体化されて１つの燃料供給ユニット３を構成している。燃料供給ユニット３の上流側には燃料ケース１３が設置されており、燃料供給路５がこの燃料ケース１３に接続している。

詳細な図示は省略するが、自動車には回動式のイグニッションスイッチ３７（図４参照）、およびエンジンＥを始動するためのスタータモータ８（図１，図４参照）が設けられている。運転者によってイグニッションスイッチ３７がアクセサリポジション（以下、ＡＣＣポジションと記す）からイグニッションポジション（以下、ＩＧポジションと記す）に操作されると、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０（図４参照）が起動するとともに、燃料ポンプ６が駆動される。また、詳細について後述するが、操作者がイグニッションスイッチ３７をＩＧポジションからスタートポジション（以下、ＳＴポジションと記す）に回動させる始動操作を行うと、エンジンＥＣＵ２０がバッテリからスタータモータ８への通電を行わせることにより、スタータモータ８が作動してエンジンＥを始動させる。

なお、本実施形態では、始動操作は、イグニッションスイッチ３７をＩＧポジションからＳＴポジションに回動させる方式で行われるが、イグニッションスイッチ３７がＩＧポジションにある状態で、プッシュオン式のスタートボタンを押す方式で行われてもよい。また、本実施形態のエンジンＥでは、後述するように最初に行われる第１始動操作に応じて燃料加熱装置１４による燃料の加熱が行われ、所定条件下で行われる２回目以降の第２始動操作に応じてスタータモータ８が駆動される。

図２に示すように、燃料供給ユニット３は、燃料供給管１２と、燃料供給管１２の下流端に接続する燃料ケース１３と、燃料ケース１３に形成された４つの流出口にそれぞれ接続された燃料加熱装置１４と、ベース板１９を介してそれぞれ燃料加熱装置１４の下流側に接続された燃料噴射弁４とを備えている。燃料供給管１２、燃料ケース１３および燃料加熱装置１４は、それぞれ燃料供給路５の一部を構成している。燃料ケース１３は、燃料供給管１２よりも断面積の大きい扁平な配管であり、内部に燃料を貯めて４つの流出口から均等な圧力で燃料を各燃料加熱装置１４に分配する。

ヒータハウジング１５は、エンジンに取り付けられた状態においてその軸線Ａが水平方向に対して傾斜した略円筒状を呈している。より詳しくは、ヒータハウジング１５は、軸方向長さが直径よりも長い長筒状を呈しており、軸線Ａが水平面に対して約４５度傾斜した状態でエンジンに取り付けられる。そして、ヒータハウジング１５の上側の軸端部には、燃料加熱ヒータ１６を挿着するための開口１５ｏが形成されている。

図３に示すように、燃料加熱ヒータ１６は、開口１５ｏから加熱室１８に挿入される態様でヒータハウジング１５に取り付けられており、加熱室１８に挿入された部分が棒状を呈し、その先端１６ａが下側となるようにヒータハウジング１５の軸線Ａに沿って同軸に延在している。そして、発熱部１６ｈが先端１６ａ側に設けられている。なお、発熱部１６ｈは、抵抗が大きく通電により発熱する電熱線を内蔵し、電熱線による発熱を伝達することで比較的大きな熱量を保持して発熱状態となる部位であり、本実施形態では、燃料加熱ヒータ１６の先端に設けられた棒状部材の先端側７割〜８割程度がこれに相当する。

したがって、発熱部１６ｈの上方に位置するヒータハウジング１５の上壁１５ｕは、円筒の一部をなす湾曲状の壁が傾斜した状態で発熱部１６ｈの上方を覆っている。そして、ヒータハウジング１５の上壁１５ｕには、その中心線、即ち軸線Ａに直交する各断面におけるヒータハウジング１５の最も高い点を結んだ稜線１５ｒ上の最上部近傍に、燃料供給管１２から加熱室１８に燃料を流入させる流入口１５ａが形成されている。

一方、発熱部１６ｈの下方に位置するヒータハウジング１５の下壁１５ｌは、傾斜した円筒の一部をなす湾曲状の筒壁部１５ｌｔと、傾斜した円筒の下側軸端部を閉塞する円形状の底壁部１５ｌｂとによって構成されている。そして、ヒータハウジング１５の下壁１５ｌには、筒壁部１５ｌｔの中心線、即ち軸線Ａに直交する各断面におけるヒータハウジング１５の最も低い点を結んだ谷線１５ｖ上の最下部近傍に、加熱室１８から燃料噴射弁４に向けて燃料を流出させる流出口１５ｂが形成されている。したがって、流入口１５ａと流出口１５ｂとは、発熱部１６ｈを挟んで相反する側に配置され、流入口１５ａは発熱部１６ｈよりも高い位置に設けられ、流出口１５ｂは発熱部１６ｈよりも低い位置に設けられている。

ベース板１９には、ヒータハウジング１５の流出口１５ｂに整合する位置に貫通孔１９ａが形成されている。そして、燃料噴射弁４は、その基端側の軸端部に燃料流入口４ａが設けられており、この燃料流入口４ａが貫通孔１０ａと整合するように、且つその軸線Ｂがヒータハウジング１５の軸線Ａと直交する向きとなるように、ベース板１０に取り付けられている。したがって、燃料噴射弁４の軸線Ｂは、水平面に対して約４５度傾斜し、ヒータハウジング１５の下壁１５ｌの筒壁部１５ｌｔに直交している。各部材がこのような配置とされることで、ヒータハウジング１５の流入口１５ａが燃料噴射弁４の軸線Ｂに対して上側にオフセットされている。換言すれば、ヒータハウジング１５の流入口１５ａおよび流出口１５ｂがそれぞれ円筒状の壁部に直交するように形成され、流入口１５ａはヒータハウジング１５の軸方向上側に、流出口１５ｂはヒータハウジング１５の軸方向下側にそれぞれ配置され、流入口１５ａおよび流出口１５ｂは、その軸線（燃料流れ方向）が平行に延在し、且つ上下にオフセットしている。

このように構成された燃料加熱装置１４によれば、発熱部１６ｈが発熱すると、発熱部１６ｈ周辺の燃料が加熱され、暖められた燃料は加熱室１８内で上方へ移動する。そして、流入口１５ａから加熱室１８に流入した冷たい燃料は加熱室１８内で下方へ移動するため、加熱室１８内に還流する対流が発生する。また、ヒータハウジング１５の流入口１５ａは、流入する燃料が対流を促進するように配置され、ヒータハウジング１５の流出口１５ｂは、流出する燃料が対流を阻害しないように配置されている。

そして、発熱部１６ｈによって燃料が過熱状態になると、発熱部１６ｈ周辺の燃料が気化して気泡となり、気泡は比重差と対流とにより略鉛直に上昇する。そして、ヒータハウジング１５が発熱部１６ｈの上方に水平面に対して傾斜する上壁１５ｕを有することにより、略鉛直に上昇してヒータハウジング１５の上壁１５ｕに突き当たった気泡は、上壁１５ｕに沿って斜めに上昇する。この際、気泡は、上壁１５ｕにおける稜線１５ｒ以外の部位に突き当たったとしても、稜線１５ｒに集められるように上昇する。

そして、稜線１５ｒに沿って上昇した気泡は、加熱室１８に溜まることなく、稜線１５ｒ上の最上部近傍に形成された流入口１５ａを通って燃料ケース１３に流出する。そのため、燃料加熱装置１４の空焚きが防止され、空焚きによる燃料加熱ヒータ１６の断線も防止される。なお、燃料ケース１３に流出した気泡は、燃料ケース１３内の冷たい燃料によって冷却されて液化し、再び燃料加熱装置１４に供給された後、燃料噴射弁４によって噴射される。そのため、燃料供給管１２に気泡が大量に残留して燃料圧力の上昇を阻害することもない。

そして、ヒータハウジング１５の流出口１５ｂが発熱部１６ｈを挟んで流入口１５ａの反対側に設けられているため、流入口１５ａから加熱室１８に流入した燃料は、流出口１５ｂに向かう途中で発熱部１６ｈによって確実に加熱される。そして、流出口１５ｂが発熱部１６ｈよりも低い位置に設けられているため、加熱室１８内で発生した気泡が流出口１５ｂから流出し難くなり、気泡が燃料噴射弁４に供給されることが防止される。

次に、図４を参照して、実施形態に係る燃料供給装置１の機能について説明する。エンジンＥＣＵ２０は、メンテナンス信号を出力するメンテナンススイッチ２９、エンジンＥの冷却水温ＴＷを検出する水温センサ３１、クランク角に基づいてエンジン回転速度ＮＥを検出するクランク角センサ３２、排気ガス中に含まれる酸素濃度からエタノールの残留濃度を検出して燃料中に含まれるエタノール濃度ＫＲを把握するためのＬＡＦセンサ３３、吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ３４、上述した燃料加熱ヒータ１６へ供給される燃圧ＰＦを検出する燃圧センサ３５、バッテリに蓄電されたバッテリチャージ量ＳＯＣを検出するバッテリセンサ３６等からの検出信号、イグニッションスイッチ３７の状態信号が入力する入力インターフェース２１と、各センサ等の信号に基づいて、燃料ポンプ６を駆動制御する燃料ポンプ制御部２２と、燃料加熱ヒータ１６を駆動制御するヒータ制御部２３と、燃料噴射弁４を駆動制御する燃料噴射弁制御部２４と、スタータモータ８を駆動制御するスタータモータ制御部２５と、インストルメントパネルに設けられたプレヒートインジケータ９に対し、プレヒート状態の表示制御を行うプレヒート表示制御部２６と、出力インターフェース２７とを備えている。

エンジンＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ３７がＡＣＣポジションからＩＧポジションに操作されることによって起動する。燃料ポンプ制御部２２は、エンジンＥＣＵ２０の起動と同時に燃料ポンプ６の駆動を開始する。

ヒータ制御部２３は、イグニッションスイッチ３７がＩＧポジションからＳＴポジションに切り換えられたことを示す状態信号（以下、始動信号と称する。）が入力すると、より詳細には、イグニッションスイッチ３７がＡＣＣポジションからＩＧポジションに移行された後、最初に入力するＳＴ信号（以下、第１始動信号と称する。）が入力すると、燃料加熱ヒータ１６の駆動を開始する。換言すれば、ヒータ制御部２３は、後述する第１始動操作によって生成されたＳＴ信号が入力すると、燃料加熱ヒータ１６の駆動を開始する。

燃料噴射弁制御部２４は、イグニッションスイッチ３７がＡＣＣポジションからＩＧポジションに移行された後に入力する始動信号のうち、後述する始動許可フラグＦｓｔが設定された後における２回目以降の信号の入力（以下、第２始動操作と記す）と同時に燃料噴射弁４を駆動する。

スタータモータ制御部２５は、第２始動信号が入力する間、スタータモータ８を駆動する。プレヒート表示制御部２６は、始動許可フラグＦｓｔが入力するまでの間、プレヒートインジケータ９のランプを点灯させる。

≪実施形態の作用≫
以下、図５〜図７のフローチャートおよび図８のタイムチャートを参照して、本実施形態の作用を説明する。
＜フュエルストレーナ交換判定＞
イグニッションスイッチ３７がＩＧポジションからＳＴポジションに切り換えられると（図８のＰ１）、エンジンＥＣＵ２０は、図５のフローチャートにその手順を示すフュエルストレーナ交換判定処理を実行する。フュエルストレーナ交換判定処理を開始すると、エンジンＥＣＵ２０は、図５のステップＳ１でメンテナンススイッチ２９からメンテナンス信号が入力したか否かを判定し、この判定がＮｏであればステップＳ２において、特許文献２や特願２００９−２１３７２４号に開示されたように、燃料加熱ヒータ１６の空焚き判定を行った後、特許文献１に開示されたように、冷却水温ＴＷや混合燃料のエタノール濃度ＫＲに応じてマップ等から通電デューティ比や通電時間を設定して燃料の加熱を開始する通常時加熱制御を実行する。

＜ストレーナ交換時加熱制御＞
図５のステップＳ１の判定がＹｅｓであった場合、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ３に進み、図６のフローチャートにその手順を示すストレーナ交換時加熱制御を実行する。ストレーナ交換時加熱制御を開始すると、エンジンＥＣＵ２０は、図６のステップＳ１１で燃料ポンプ６を所定の駆動継続時間（例えば、３ｓｅｃ）をもって起動した後、ステップＳ１２で冷却水温ＴＷが水温判定閾値ＴＷｔｈ（例えば、１５℃）以下であるか否かを判定する。そして、ステップＳ１２の判定がＮｏであった場合、エンジンＥＣＵ２０は、燃温ＴＦが十分に高いとみなされることから、ステップＳ１３で初期値０の始動許可フラグＦｓｔを１とする。これにより、運転者が第２始動操作を行うことでスタータモータ８が駆動され、エンジンＥが始動する。

冷却水温ＴＷが水温判定閾値ＴＷｔｈ以下で、ステップＳ１２の判定がＹｅｓとなった場合、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ１４で混合燃料のエタノール濃度ＫＲが濃度判定閾値ＫＲｔｈ（例えば、５０％）以上であるか否かを判定する。そして、ステップＳ１４の判定がＮｏであった場合、エンジンＥＣＵ２０は、混合燃料の着火温度が十分に低いことから、ステップＳ１３で初期値０の始動許可フラグＦｓｔを１とする。これにより、運転者が第２始動操作を行うことでスタータモータ８が駆動され、エンジンＥが始動する。

一方、ステップＳ１４の判定もＹｅｓであった場合（すなわち、請求項１において、始動時に燃料を加熱すべき所定の条件が成立した場合）、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ１５で加熱開始時デューティ比Ｄｓｔ（例えば、１００％）をもって燃料加熱ヒータ１６の駆動を開始した後、ステップＳ１６で第１待機タイマＴ１を起動する。次に、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ１７において第１待機タイマＴ１の値が所定の待機時間Ｔ１ｍ（請求項１における第１所定時間：例えば、２ｓｅｃ）に達したか否かを判定し、この判定がＮｏである間はステップＳ１７の判定を繰り返す。

待機時間Ｔ１ｍが経過してステップＳ１７の判定がＹｅｓになると（図８のＰ２）、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ１８で燃圧センサ３５によって現時点の燃圧ＰＦを検出した後、ステップＳ１９で燃圧ＰＦ（請求項１において、第１所定時間が経過した時点での燃圧）が所定の燃圧閾値ＰＦｔｈ（例えば、４００ＫＰａ）に達しているか否かを判定する。フュエルストレーナ２８の交換が行われたにもかかわらず、燃料供給路５への空気の混入が殆ど無かった場合、燃圧ＰＦが急速に立ち上がってステップＳ１９の判定がＹｅｓとなるため、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ２０で冷却水温ＴＷやエタノール濃度ＫＲ、通電電力に基づいて図示しないマップから始動用加熱デューティ比Ｄｓを設定し、ステップＳ２１でこの始動用加熱デューティ比Ｄｓをもって燃料加熱ヒータ１６を駆動する。

次に、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ２２で第２待機タイマＴ２を起動した後、ステップＳ２３において第２待機タイマＴ２の値が所定の待機時間Ｔ２ｍ（例えば、５ｓｅｃ）に達したか否かを判定し、この判定がＮｏである間はステップＳ２３の判定を繰り返す。待機時間Ｔ２ｍが経過してステップＳ２３の判定がＹｅｓになると、燃温ＴＦが目標燃温ＴＦｔｇｔよりも高くなることから、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ１３で始動許可フラグＦｓｔを１とする。これにより、運転者が第２始動操作を行うことでスタータモータ８が駆動され、エンジンＥが始動する。

＜継続加熱処理＞
フュエルストレーナ２８の交換が行われた場合、通常はステップＳ１９の判定がＮｏとなるため、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ２４で図７のフローチャートにその手順を示す継続加熱処理に移行する。継続加熱処理を開始すると、エンジンＥＣＵ２０は、図７のステップＳ３１で燃料ポンプ６を起動した後、ステップＳ３２で冷却水温ＴＷに基づいて図９の継続加熱デューティ比マップから継続加熱デューティ比Ｄｃを設定した後、ステップＳ３３でこの継続加熱デューティ比Ｄｃをもって燃料加熱ヒータ１６を駆動する。本実施形態では、加熱開始時デューティ比Ｄｓｔが１００％であるのに対し、継続加熱デューティ比Ｄｃは、加熱開始時デューティ比Ｄｓｔより小さくなるように、図９に示す通り１００％以下の値に設定されている。なお、加熱開始時デューティ比Ｄｓｔや継続加熱デューティ比Ｄｃの値は、本実施形態での例示に限るものではなく、例えば、加熱開始時デューティ比Ｄｓｔを冷却水温ＴＷに応じて変化させ、その際の継続加熱デューティ比Ｄｃを加熱開始時デューティ比Ｄｓｔより小さく設定するようにしてもよい。

次に、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ３４で燃圧センサ３５によって検出した現時点の燃圧ＰＦを第１燃圧ＰＦａ（請求項２において、第２所定時間の計時を開始する直前の燃圧）として記憶した後、ステップＳ３５で第３待機タイマＴ３を起動する。次に、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ３６において第３待機タイマＴ３の値が所定の待機時間Ｔ３ｍ（請求項２における第２所定時間：例えば、３ｓｅｃ）に達したか否かを判定し、この判定がＮｏである間はステップＳ３６の判定を繰り返す。待機時間Ｔ３ｍが経過してステップＳ３６の判定がＹｅｓになると、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ３７で燃圧センサ３５によって検出した現時点の燃圧ＰＦを第２燃圧ＰＦｂ（請求項２において、第２所定時間が経過した時点での燃圧）として記憶した後、ステップＳ３８で第２燃圧ＰＦｂが第１燃圧ＰＦａより高いか否かを判定する。そして、ステップＳ３８の判定がＮｏであった場合（すなわち、燃料加熱ヒータ１６による加熱を行っているにもかかわらず、燃圧ＰＦが低下している場合）、エンジンＥＣＵ２０は、燃料供給路５に洩れが発生しているおそれが高いため、ステップＳ３９で燃料ポンプ６および燃料加熱ヒータ１６の駆動を中止して制御を停止する。なお、この際に、インストルメントパネル等に設けられた警告灯の点灯や警告ブザーの吹鳴を行わせるようにしてもよい。

燃圧ＰＦが上昇しており、ステップＳ３８の判定がＹｅｓになった場合、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ４０で第２燃圧ＰＦｂが前述の燃圧閾値ＰＦｔｈに到達しているか否かを判定し、この判定がＮｏであった場合にはステップＳ３４に戻って第３待機タイマＴ３の再起動からの処理を繰り返す。

燃圧ＰＦが次第に上昇して第２燃圧ＰＦｂが燃圧閾値ＰＦｔｈに達し、ステップＳ４０の判定がＹｅｓとなった場合（図８のＰ３）、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ４１で燃料ポンプ６を停止させた後、ステップＳ４２で燃料加熱ヒータ１６を所定の燃圧上昇後デューティ比Ｄｈｐ（例えば、１００％）をもって燃料加熱ヒータ１６の駆動を開始した後、ステップＳ４３で第４待機タイマＴ４を起動する。次に、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ４４において第４待機タイマＴ４の値が所定の待機時間Ｔ４ｍ（例えば、５ｓｅｃ）に達したか否かを判定し、この判定がＮｏである間はステップＳ４４の判定を繰り返す。待機時間Ｔ４ｍが経過してステップＳ４４の判定がＹｅｓになると（図８のＰ４）、燃温ＴＦが目標燃温ＴＦｔｇｔよりも高くなることから、エンジンＥＣＵ２０は、ステップＳ４５で燃料加熱ヒータ１６の駆動を停止させた後、ステップＳ４６で始動許可フラグＦｓｔを１とする。これにより、運転者が第２始動操作を行うことでスタータモータ８が駆動され、エンジンＥが始動する。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態の加熱機能付燃料供給装置は、エタノールを含む混合燃料を使用するＦＦＶに適用したものであるが、メタノールや軽油等、他の成分を含む混合燃料を使用するＦＦＶにも適用可能であり、エンジンの形式も直列４気筒に限られるものではない。

また、上記実施形態では、燃料加熱ヒータが設置される構成部品よりも燃料供給方向で上流側の特定構成部品としてフュエルストレーナを挙げたが、例えば、燃料ポンプやプレッシャレギュレータ等を上流側の特定構成部品としてもよい。なお、特定構成部品が燃料加熱ヒータが設置される構成部品を含む燃料供給方向で下流側に存在する構成部品である場合（すなわち、特定構成部品が燃料供給管や燃料ケース等がヒータハウジングに溶着されて構成される燃料配管や、燃料噴射弁等であった場合）、特定構成部品が交換されていると判定された際に、燃圧検出手段の検出結果に基づいて燃料加熱ヒータが燃料に漬かっているか否かの空焚き判定を行うようにしてもよい。また、上記実施形態では、エンジンＥＣＵは、特定構成部品の交換をメンテナンススイッチからのメンテナンス信号に基づいて認識するものとしたが、例えば、サービスツール等を用いて整備作業者が交換データを入力するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、イグニッションスイッチがＳＴポジションになった時点で燃料加熱ヒータへの通電を開始しているが、ＡＣＣポジションからＩＧポジションになった時点で燃料加熱ヒータへの通電を開始するようにしてもよい。また、上記実施形態では、クランキングが許可された後の始動操作を第２始動操作とし、操作者による第２始動操作をスタータモータの始動条件にしているが、第１始動操作に応じ、例えばプレヒートに要する所定時間が経過した時にクランキングを開始するような形態であってもよい。また、上記実施形態では、イグニッションスイッチで全ての操作を行っているが、燃料加熱ヒータ用のスイッチとスタータモータ用のスイッチとを別途設けてもよい。その他、各装置の具体的構成や制御の具体的手順等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。

１ 燃料供給装置
２ 燃料タンク
３ 燃料供給ユニット
４ 燃料噴射弁
５ 燃料供給路
６ 燃料ポンプ
１４ 燃料加熱装置
１６ 燃料加熱ヒータ
２０ エンジンＥＣＵ（加熱制御手段）
２８ フュエルストレーナ（特定構成部品）
２９ メンテナンススイッチ（交換判定手段）
３１ 水温センサ
３５ 燃圧センサ（燃圧検出手段）
３７ イグニッションスイッチ
Ｅ エンジン

Claims (5)

1. 燃料タンク内の燃料を内燃機関用の燃料噴射弁に供給するための燃料供給路と、
   前記燃料タンク内または前記燃料供給路に配設された燃料ポンプと、
   前記燃料供給路に設置された燃料加熱ヒータと、
   前記燃料供給路内の燃圧を検出する燃圧検出手段と、
   前記燃料供給路の特定構成部品が交換されたか否かを判定する交換判定手段と、
   前記内燃機関の始動時に燃料を加熱すべき所定の条件が成立した場合に、前記燃料ポンプの駆動と前記燃料加熱ヒータのデューティ駆動とによる燃料の加熱制御を実行する加熱制御手段と
   を有する加熱機能付燃料供給装置であって、
   前記加熱制御手段は、前記交換判定手段による前記特定構成部品の交換情報に基づいて、前記燃料加熱ヒータを加熱開始時デューティ比で第１所定時間にわたって駆動し、当該第１所定時間が経過した時点での燃圧が所定の燃圧判定閾値に達していない場合、前記加熱開始時デューティ比より小さくかつ前記内燃機関の状態量に基づいて決定される継続加熱デューティ比で前記燃料加熱ヒータを駆動することを特徴とする加熱機能付燃料供給装置。
2. 前記加熱制御手段は、前記継続加熱デューティ比による前記燃料加熱ヒータの駆動と前記燃料ポンプの駆動とを第２所定時間にわたって実行し、
   前記第２所定時間が経過した時点での燃圧が前記第２所定時間の計時を開始する直前の燃圧よりも高くかつ前記燃圧判定閾値に達していなかった場合には、前記継続加熱デューティ比による前記燃料加熱ヒータの駆動と前記燃料ポンプの駆動とを継続し、
   前記第２所定時間が経過した時点での燃圧が前記第２所定時間の計時を開始する直前の燃圧よりも低かった場合には、前記燃料加熱ヒータおよび前記燃料ポンプの駆動を中止することを特徴とする、請求項１に記載された加熱機能付燃料供給装置。
3. 前記継続加熱デューティ比は、前記内燃機関の温度が低いほど高く設定されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載された加熱機能付燃料供給装置。
4. 前記特定構成部品は、前記燃料加熱ヒータが設置される構成部品よりも燃料供給方向で上流側に存在し、
   前記加熱制御手段は、
   前記交換判定手段によって前記特定構成部品が交換されたとの判定がなされた場合、前記燃料加熱ヒータを加熱開始時デューティ比で第１所定時間にわたって駆動し、当該第１所定時間が経過した時点での燃圧が所定の燃圧判定閾値に達していなければ、前記加熱開始時デューティ比より小さくかつ前記内燃機関の状態量に基づいて決定される継続加熱デューティ比で前記燃料加熱ヒータを駆動する一方、
   前記交換判定手段によって前記特定構成部品が交換されていないとの判定がなされた場合、前記燃圧検出手段の検出結果に基づいて前記燃料加熱ヒータが燃料に漬かっているか否かの空焚き判定を行うことを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載された加熱機能付燃料供給装置。
5. 前記特定構成部品は、前記燃料加熱ヒータが設置される構成部品よりも燃料供給方向で下流側に存在し、
   前記加熱制御手段は、
   前記交換判定手段によって前記特定構成部品が交換されていないとの判定がなされた場合、前記燃料加熱ヒータを加熱開始時デューティ比で第１所定時間にわたって駆動し、当該第１所定時間が経過した時点での燃圧が所定の燃圧判定閾値に達していなければ、前記加熱開始時デューティ比より小さくかつ前記内燃機関の状態量に基づいて決定される継続加熱デューティ比で前記燃料加熱ヒータを駆動する一方、
   前記交換判定手段によって前記特定構成部品が交換されているとの判定がなされた場合、前記燃圧検出手段の検出結果に基づいて前記燃料加熱ヒータが燃料に漬かっているか否かの空焚き判定を行うことを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載された加熱機能付燃料供給装置。

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