JP2014137019A - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低温時の燃料の気化を促進して始動性を向上させることができる内燃機関の始動制御装置を提供する。
【解決手段】ガソリンとアルコールとが混合された混合燃料を利用可能な内燃機関の始動制御装置であって、エンジン始動時に、エンジン水温Ｔおよびアルコール濃度Ｃに基づき所定の燃料加熱領域であると判定した場合（ステップＳ２でＹＥＳ）に、燃料加熱用のヒータを駆動する（ステップＳ３）とともに、スロットルバルブの全閉状態でクランキングを行うようスタータを駆動するＥＦＩ−ＥＣＵを備え、ＥＦＩ−ＥＣＵは、ヒータによる加熱エネルギの積算量ΣＥが所定量Ｅｔｈ以上となり（ステップＳ４でＹＥＳ）、かつクランキング中における負圧確保用ＴＤＣカウンタの値が所定値Ｐｔｈ以上となるまで（ステップＳ８でＹＥＳ）燃料噴射弁による混合燃料の噴射を禁止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載される内燃機関の始動制御装置に関する。

従来、この種の始動制御装置として、イグニッションＯＮ時にエンジン始動時の冷却水温と燃料中のアルコール濃度とに基づきエンジンが始動可能か否かを判定し、始動不能と判定した場合には燃料加熱用のヒータに通電するとともに、スタータモータに対する通電を禁止するものが知られている（例えば、特許文献１の［０００５］〜［０００７］参照）。

この始動制御装置では、燃料加熱用のヒータへの通電によって燃料の気化を促進させるとともに、始動不能時のスタータモータへの通電禁止によって始動性が悪化した状態でのエンジン起動を回避している。

特開平０６−１０１５８３号公報

しかしながら、従来の始動制御装置にあっては、低温時にヒータによる燃料加熱のみに依拠するため、ヒータのみでは加熱が不十分となった場合に燃料の気化を促進させることができないおそれがある。例えば、エタノール１００％の燃料を用いる場合、低温時における燃料加熱のために多量の加熱エネルギが必要となる。この場合、加熱エネルギが不足して加熱不十分な状態で燃料噴射が行われ、低温時の始動性が悪化するおそれがある。

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、低温時の燃料の気化を促進して始動性を向上させることができる内燃機関の始動制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、上記目的達成のため、（１）炭化水素燃料とアルコール燃料とが混合された混合燃料を利用可能な内燃機関の始動制御装置であって、前記内燃機関をクランキングする始動補助手段と、前記内燃機関に供給される前記混合燃料を加熱する燃料加熱手段と、前記内燃機関に設けられた燃料噴射手段と、前記内燃機関の温度を検出する温度検出手段と、前記混合燃料中のアルコール濃度を検出する濃度検出手段と、前記燃料加熱手段による加熱エネルギの積算量を算出する加熱エネルギ積算量算出手段と、前記内燃機関の吸気負圧を検出する負圧検出手段と、前記内燃機関の始動時に、前記温度検出手段により検出された前記内燃機関の温度および前記濃度検出手段により検出された前記アルコール濃度に基づき所定の燃料加熱領域であると判定した場合に、前記混合燃料の加熱を開始するよう前記燃料加熱手段を制御するとともに、前記内燃機関のスロットル弁を全閉した状態で前記クランキングを行うよう前記始動補助手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記加熱エネルギの積算量が予め定められた所定量以上となり、かつ前記クランキング中における前記吸気負圧が予め定められた所定値以上となるまで前記燃料噴射手段による前記混合燃料の噴射を禁止する構成を有する。

この構成により、本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、燃料加熱手段による加熱エネルギの積算量が所定量以上となり、かつスロットル弁を全閉した状態で行われるクランキング中における吸気負圧が所定値以上となるまで燃料噴射手段による混合燃料の噴射を禁止するので、混合燃料がある程度加熱された状態で、かつ所定圧以上の吸気負圧の形成によって混合燃料の加熱に必要な加熱エネルギを十分に低下させた状態で燃料噴射を行うことができる。したがって、低温時の混合燃料の気化を促進することができる。これにより、低温時の始動性を向上させることができる。

また、本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、上記（１）に記載の内燃機関の始動制御装置において、（２）前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された前記内燃機関の温度が予め定められた所定温度未満であり、かつ前記濃度検出手段により検出された前記アルコール濃度が予め定められた所定濃度より高い場合に前記燃料加熱領域であると判定する構成を有する。

この構成により、本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、内燃機関の温度が所定温度未満であり、かつアルコール濃度が所定濃度より高い場合に燃料加熱領域であると判定するので、混合燃料の加熱が必要な状態であるときのみ混合燃料の加熱を行うことができる。

また、本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、上記（１）または（２）に記載の内燃機関の始動制御装置において、（３）前記制御手段は、前記内燃機関の始動時に前記燃料噴射手段による前記混合燃料の噴射が禁止されている間、前記内燃機関に設けられた点火手段による火花点火を禁止する構成を有する。

この構成により、本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、内燃機関の始動時に混合燃料の噴射が禁止されている間、点火手段による火花点火を禁止するので、低温始動時に燃料噴射を停止した状態でプラグの放電のみを行う、いわゆる空点火によるプラグやコイル等への影響を抑えることができる。

本発明によれば、低温時の燃料の気化を促進して始動性を向上させることができる内燃機関の始動制御装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る始動制御装置が適用される内燃機関の概略構成図である。 本発明の実施の形態に係るＥＦＩ−ＥＣＵにより実行されるエンジン始動制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る内燃機関の始動制御装置の作用を説明するタイムチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る内燃機関としてのエンジン１は、ピストン２が気筒としてのシリンダ３内を２往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程をからなる一連の４行程を行うとともに、圧縮行程および膨張行程の間に火花点火を行う４サイクルのガソリンエンジンによって構成されている。

ピストン２は、コネクティングロッド４を介してクランクシャフト５に連結されている。コネクティングロッド４は、ピストン２の往復動をクランクシャフト５の回転運動に変換するようになっている。

また、本実施の形態に係るエンジン１に用いられる燃料は、エタノールやメタノール等のアルコールを含む混合燃料である。つまり、本実施の形態に係るエンジン１は、ガソリン等の炭化水素燃料とアルコール燃料とが混合された混合燃料を利用可能な、いわゆるＦＦＶ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｕｅｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）に搭載されるＦＦＶ用エンジンである。

このＦＦＶでは、ガソリンはもちろんのこと、アルコールとガソリンとの混合燃料、あるいはアルコールのみで走行が可能なようになっている。また、このＦＦＶで使用する燃料アルコール濃度（以下、単に「アルコール濃度」ともいう）は、燃料補給の際のユーザ事情等により、０％（ガソリンのみ）から１００％（アルコールのみ）の間で変化する。

エンジン１には、吸気管１０が接続され、この吸気管１０内に吸気通路１０ａが形成されている。吸気通路１０ａの最上流部には、エアクリーナ１１が設けられている。また、エアクリーナ１１の下流側には、吸入空気量を検出するエアフローメータ１２が設けられている。

このエアフローメータ１２の下流側には、スロットルモータ１３によってその開度が調節されるスロットルバルブ１４が設けられている。また、エアフローメータ１２の下流側には、スロットルバルブ１４に隣接してスロットル開度センサ１５が設けられている。スロットル開度センサ１５は、スロットルバルブ１４の開度（スロットル開度）を検出するようになっている。本実施の形態におけるスロットルバルブ１４は、本発明に係るスロットル弁を構成する。

スロットルバルブ１４の下流側には、サージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６に、エンジン１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１７が接続されている。この各気筒の吸気マニホールド１７の吸気ポート近傍には、それぞれ混合燃料を噴射する燃料噴射弁１８が取り付けられている。本実施の形態における燃料噴射弁１８は、本発明に係る燃料噴射手段を構成する。

また、エンジン１のシリンダヘッドには、各気筒ごとに点火プラグ２０が取り付けられており、各点火プラグ２０の火花放電によって筒内の混合気に着火されるようになっている。この各点火プラグ２０の火花放電のタイミング等は、後述するＥＦＩ−ＥＣＵ１００によって制御される。本実施の形態における点火プラグ２０は、本発明に係る点火手段を構成する。

一方、エンジン１の排気ポート側には、排気管２１が接続され、この排気管２１内に排気通路２１ａが形成されている。この排気通路２１ａには、エンジン１の排出ガスの空燃比またはリッチ／リーン等を検出する空燃比センサあるいは酸素センサ等で構成された排出ガスセンサ２２が設けられている。この排出ガスセンサ２２の下流側には、排出ガスを浄化する三元触媒等を備えた排気浄化装置２３が設けられている。

また、エンジン１のシリンダブロックには、エンジン１の冷却水の温度（以下、「エンジン水温Ｔ」という）を検出する水温センサ２５が設けられている。本実施の形態では、水温センサ２５によってエンジン水温Ｔを検出することでエンジン１の温度を検出するようになっている。本実施の形態における水温センサ２５は、本発明に係る温度検出手段を構成する。

クランクシャフト５の外周側には、クランクシャフト５が所定クランク角回転するごとにパルス信号を出力するクランク角センサ２６が設けられている。クランク角センサ２６のパルス信号は、後述するＥＦＩ−ＥＣＵ１００に送信される。ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、クランク角センサ２６から出力されたパルス信号からクランクシャフト５の回転数を算出し、エンジン回転数Ｎｅとして取得するようになっている。

さらに、エンジン１には、始動時にクランクシャフト５を回転駆動（クランキング）するためのスタータ３０が設けられている。すなわち、スタータ３０は、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００からの指令に応じてエンジン１をクランキングするようになっている。本実施の形態におけるスタータ３０は、本発明に係る始動補助手段を構成する。

このように構成されたエンジン１の燃料噴射弁１８は、デリバリパイプ３１および燃料配管３２を介して燃料タンク３３に接続されている。燃料タンク３３には、アルコールとガソリンとの混合燃料が貯留されるようになっている。

また、燃料タンク３３内には、電動式の燃料ポンプ３４が設けられており、この燃料ポンプ３４によって燃料タンク３３内に貯留されている混合燃料が汲み上げられて燃料配管３２に圧送されるようになっている。燃料ポンプ３４から吐出された混合燃料は、燃料配管３２を通じてデリバリパイプ３１に圧送され、デリバリパイプ３１から各気筒の燃料噴射弁１８に分配される。なお、燃料ポンプ３４は、燃料タンク３３の外部に設けられていてもよい。

燃料タンク３３からデリバリパイプ３１までの燃料供給系には、アルコール濃度センサ３７が設けられている。アルコール濃度センサ３７は、例えば燃料タンク３３内や燃料配管３２あるいはデリバリパイプ３１に設けられ、燃料噴射弁１８に供給される混合燃料中のアルコール濃度Ｃを検出するようになっている。本実施の形態におけるアルコール濃度センサ３７は、本発明に係る濃度検出手段を構成する。

ここで、エタノールあるいはメタノール等のアルコールをガソリンと混合した混合燃料を用いることができるＦＦＶ用エンジンでは、そのアルコール濃度が低温時の始動性に大きな影響を及ぼすことが知られている。つまり、ガソリンは、多成分からなり低沸点成分を含むため、低温時においても気化し易いという特性を有する。

一方で、アルコールは、単一成分であるため、沸点が決まっており、かつその沸点も高い（例えば、エタノールの場合には約７８℃）という特性を有している。このため、アルコール濃度の高い混合燃料は、アルコールの沸点より低い温度では極めて気化しにくいという欠点を有する。

こうした混合燃料の欠点を補うために、本実施の形態に係る燃料噴射弁１８は、低温時の混合燃料の気化促進を目的として混合燃料を昇温するためのヒータ１９を内部に備えている。

ヒータ１９は、エンジン１の温度、すなわちエンジン水温Ｔとアルコール濃度Ｃとに基づき、後述する加熱用ＥＣＵ２００によってデューティ制御されることで、燃料タンク３３からエンジン１に供給され燃料噴射弁１８から噴射される混合燃料を加熱するようになっている。ヒータ１９としては、例えば、比較的大きな電気抵抗を有する金属等で構成された電気ヒータを用いることができる。本実施の形態におけるヒータ１９は、本発明に係る燃料加熱手段を構成する。

また、以上のように構成されたエンジン１は、エンジン用電子制御装置としてのＥＦＩ−ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｕｅｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００によって制御される。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１００には、上述したエアフローメータ１２、スロットル開度センサ１５、排出ガスセンサ２２、水温センサ２５、クランク角センサ２６およびアルコール濃度センサ３７等の各種センサ類や、スロットルモータ１３、燃料噴射弁１８、点火プラグ２０、スタータ３０および燃料ポンプ３４等の各種アクチュエータ類が接続されている。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、上述の各種センサからの入力に基づき把握されるエンジン運転状態に応じて、燃料噴射弁１８の燃料噴射量や点火プラグ２０の点火時期を制御するようになっている。また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、例えばＣＡＮ通信等を介して加熱用ＥＣＵ２００に接続されている。

加熱用ＥＣＵ２００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、混合燃料加熱用のヒータ１９を駆動するためのドライバ回路（図示せず）と、各気筒ごとに電流計２０１および電圧計２０２とをさらに備えている。電流計２０１および電圧計２０２は、各気筒ごとに設けられた各ヒータ１９に流れる電流、および各ヒータ１９の電圧をそれぞれ検出するものである。

加熱用ＥＣＵ２００は、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００から送信される指令信号に応じて、各ヒータ１９の例えば駆動、非駆動を切り替えたり、あるいはデューティ比に応じて各ヒータ１９の駆動を制御するようになっている。

また、加熱用ＥＣＵ２００は、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００によって実行される後述のエンジン始動制御において用いられるヒータ１９による加熱エネルギＥの積算量ΣＥを算出するようになっている。

具体的には、加熱用ＥＣＵ２００は、各ヒータ１９ごとに電流計２０１で検出された電流Ｉ（Ａ）と電圧計２０２で検出された電圧Ｖ（ｖ）とに基づき電力量を求め、この電力量を積算し総電力量（ｋＷｈ）を算出する。総電力量（ｋＷｈ）は、各ヒータ１９の駆動後、燃料噴射が禁止された状態で混合燃料の加熱に供された電気エネルギの総和（積算量）である。したがって、加熱用ＥＣＵ２００は、ヒータ駆動後の総電力量（ｋＷｈ）を加熱エネルギＥの積算量ΣＥとして算出するようになっている。算出された加熱エネルギＥの積算量ΣＥを示す情報は、後述するエンジン始動制御に用いるためＥＦＩ−ＥＣＵ１００に送信される。本実施の形態における加熱用ＥＣＵ２００は、本発明に係る加熱エネルギ積算量算出手段を構成する。

次に、エンジン始動制御に係るＥＦＩ−ＥＣＵ１００の構成について説明する。

従来の混合燃料加熱用のヒータを備えるエンジンでは、低温時における燃料加熱をヒータのみに頼っていたため、例えばエタノール１００％の燃料を用いる場合等、高濃度アルコール燃料を用いた場合に加熱不十分となって燃料の気化促進を図ることができないおそれがあった。

そこで、本実施の形態では、混合燃料のさらなる気化促進を目的として、ヒータ１９による加熱に加えて、加熱時に必要とされる加熱エネルギを低減させるためにエンジン始動時にスロットルバルブ１４を閉じてクランキングを行うことで吸気負圧を増大させるようにした。これにより、吸気負圧の増大に伴ってアルコールの沸点を低下させることができ、混合燃料の気化促進に寄与することとなる。こうした制御を実現するために、本実施の形態に係るＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、以下のような構成を有する。

すなわち、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、負圧確保用ＴＤＣカウンタを備えており、この負圧確保用ＴＤＣカウンタの値に基づき吸気負圧を検出するようになっている。負圧確保用ＴＤＣカウンタは、エンジン１のクランキング後にピストン２が何回上死点ＴＤＣを通過したかをカウントするものである。

したがって、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、負圧確保用ＴＤＣカウンタの値に基づきクランキング後の吸気負圧を推定、すなわち検出することができる。なお、本実施の形態では、吸気圧センサを設けていない。本実施の形態におけるＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、本発明に係る負圧検出手段を構成する。

また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、エンジン始動時に、水温センサ２５により検出されたエンジン水温Ｔおよびアルコール濃度センサ３７により検出されたアルコール濃度Ｃに基づき、所定の燃料加熱領域であるか否かを判定するようになっている。

例えば、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、エンジン水温Ｔが予め定められた所定温度Ｔｔｈ（例えば、２０℃）未満であり、かつアルコール濃度Ｃが予め定められた所定濃度Ｃｔｈ（例えば、７５％）より高い場合には、低温時であって混合燃料の加熱が必要であると判断する、つまり所定の燃料加熱領域であると判定するようになっている。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、所定の燃料加熱領域であると判定した場合には、混合燃料の加熱を開始するよう、加熱用ＥＣＵ２００を介してヒータ１９を制御するようになっている。

また、このとき、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、スロットルモータ１３を駆動してスロットルバルブ１４を全閉状態にするとともに、エンジン１のクランキングを行うようスタータ３０を制御するようになっている。ここで、上述したスロットルバルブ１４の全閉状態とは、スロットルバルブ１４を完全に閉じる他、完全に閉じなくとも吸気負圧の増大を妨げない程度に僅かに開いた状態を含むものである。このように、本実施の形態におけるＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、本発明に係る制御手段を構成する。

ここで、スロットルバルブ１４の全閉状態でクランキングを行って吸気負圧を増大させても、ヒータ１９による混合燃料の加熱が不十分な状態で燃料噴射が行われると、燃料の気化促進が図れず始動性が悪化する。

そこで、本実施の形態では、ヒータ１９による加熱が十分となり、かつ吸気負圧も十分低下した状態となるまで燃料噴射を禁止して、始動性が悪化するような状態でのエンジン始動を回避するようにした。

具体的には、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、エンジン始動制御において、加熱用ＥＣＵ２００により算出された加熱エネルギＥの積算量ΣＥが予め定められた所定量Ｅｔｈ以上となり、かつ上述したクランキング中における吸気負圧が予め定められた所定値以上となるまで、つまり負圧確保用ＴＤＣカウンタの値が予め定められた所定値Ｐｔｈ以上となるまで、燃料噴射弁１８による混合燃料の燃料噴射を禁止するようになっている。

ここで、上述の所定量Ｅｔｈは、エンジン始動時のクランキングによって吸気負圧が増大し、アルコール燃料の沸点が十分に低下した状態で混合燃料を気化させるに足りる加熱エネルギが蓄積されたか否かの基準となる値であり、予め実験的に求めてＲＯＭに記憶されている。

また、上述の所定値Ｐｔｈは、加熱エネルギＥの積算量ΣＥが上述の所定量Ｅｔｈ以上となる程度に十分に混合燃料が加熱された状態で、始動性の悪化を招くことなく混合燃料の気化を十分に行うことができる程度まで吸気負圧が増大したと判断できる値であり、予め実験的に求めてＲＯＭに記憶されている。

さらに、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、上述のようにエンジン始動制御において燃料噴射が禁止されている間、エンジン１の点火プラグ２０による火花点火を併せて禁止するようになっている。

次に、図２を参照して、本実施の形態に係るＥＦＩ−ＥＣＵ１００によって実行されるエンジン始動制御の処理について説明する。図２に示すエンジン始動制御は、予め定められた時間間隔で実行される。

図２に示すように、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、イグニッション（ＩＧ）がＯＮされると（ステップＳ１）、エンジン水温Ｔが所定温度Ｔｔｈ（例えば、２０℃）未満であり、かつアルコール濃度Ｃが所定濃度Ｃｔｈ（例えば、７５％）より高いか否かを判定する（ステップＳ２）。つまり、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、本ステップにおいて所定の燃料加熱領域であるか否かを判定する。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、エンジン水温Ｔが所定温度Ｔｔｈ未満であり、かつアルコール濃度Ｃが所定濃度Ｃｔｈより高くないと判定、つまりエンジン水温Ｔが所定温度Ｔｔｈ以上であるか、あるいはアルコール濃度Ｃが所定濃度Ｃｔｈ以下であるか、もしくはその双方であると判定した場合には、ステップＳ９に処理を移行して通常のエンジン始動制御を行う。すなわち、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、ヒータ１９をＯＦＦした状態でスタータ３０の駆動を許可してクランキングを開始するとともに、燃料噴射および火花点火を開始する。

一方、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、エンジン水温Ｔが所定温度Ｔｔｈ未満であり、かつアルコール濃度Ｃが所定濃度Ｃｔｈより高いと判定した場合、つまり所定の燃料加熱領域であると判定した場合には、各気筒ごとに設けられた各ヒータ１９をＯＮ（駆動）するとともに、エネルギ積算フラグをＯＮする（ステップＳ３）。エネルギ積算フラグがＯＮされている間は、後述するように燃料噴射および火花点火が禁止される。

次いで、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、加熱用ＥＣＵ２００により算出された加熱エネルギＥの積算量ΣＥが所定量Ｅｔｈ以上となったか否かを判定する（ステップＳ４）。ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、積算量ΣＥが所定量Ｅｔｈ以上となっていないと判定した場合には、燃料噴射および火花点火を禁止して（ステップＳ５）、ステップＳ３に処理を移行する。一方、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、積算量ΣＥが所定量Ｅｔｈ以上となったと判定した場合には、エネルギ積算フラグをＯＦＦする（ステップＳ６）。

その後、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、エンジン１のクランキングが開始されたか否かを判定する（ステップＳ７）。ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、クランキングが開始されていないと判定した場合には、ステップＳ３に処理を移行する。

一方、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、エンジン１のクランキングが開始されたと判定した場合には、負圧確保用ＴＤＣカウンタの値が予め定められた所定値Ｐｔｈ以上となったか否かを判定する（ステップＳ８）。ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、負圧確保用ＴＤＣカウンタの値が所定値Ｐｔｈ以上となっていない、つまり所定値Ｐｔｈ未満であると判定した場合には、ステップＳ７に処理を移行し、クランキングを継続させる。

他方、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００は、負圧確保用ＴＤＣカウンタの値が所定値Ｐｔｈ以上となったと判定した場合には、燃料噴射および火花点火を許可して（ステップＳ９）本処理を終了する。これにより、混合燃料の気化が十分に促進される状態で、燃料噴射および火花点火が行われる。

次に、図３を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の始動制御装置の作用を説明する。

図３に示すように、イグニッション（ＩＧ）がＯＮされ、エンジン始動制御において所定の燃料加熱領域であると判定されると、ヒータ１９への通電が開始されてヒータ温度が上昇する。このとき、エネルギ積算フラグが同時にＯＮされる。

その後、ヒータ１９への通電時間の経過に伴って加熱エネルギの積算量ΣＥが徐々に増加する。このとき、未だ燃料噴射および火花点火の開始を示す各信号はＯＦＦのままである。したがって、燃料噴射および火花点火は禁止されている状態にある。

その後、時間ｔ１において、加熱エネルギの積算量ΣＥが所定量Ｅｔｈ以上となると、エネルギ積算フラグがＯＦＦされた後、スタータ３０がＯＮされてエンジン１のクランキングが開始される。このとき、スロットルバルブ１４は全閉状態に制御される。

エンジン１のクランキングが開始されると、エンジン回転数Ｎｅがクランキングに応じた回転数に引き上げられる。また、そのクランキングに伴って、負圧確保用ＴＤＣカウンタがカウントアップされ、その値が増加する。

このとき、スロットルバルブ１４が全閉状態でクランキングが行われるので、吸気マニホールド１７内の圧力であるインマニ圧力（図３では正圧として示す）が低下する。すなわち、吸気負圧が増大することとなる。

その後、時間ｔ２において、負圧確保用ＴＤＣカウンタの値が所定値Ｐｔｈ以上となると、燃料噴射および火花点火の開始を示す各信号がＯＮされ、燃料噴射および火花点火が開始される。これにより、エンジン回転数Ｎｅがさらに上昇する。

その後、スタータ３０がＯＦＦされてエンジン始動制御が終了し、エンジン１がアイドル運転状態に移行する。

以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の始動制御装置は、ヒータ１９による加熱エネルギの積算量ΣＥが所定量Ｅｔｈ以上となり、かつスロットルバルブ１４を全閉した状態で行われるクランキング中における吸気負圧が所定値以上となるまで、つまり負圧確保用ＴＤＣカウンタの値が所定値Ｐｔｈ以上となるまで、燃料噴射弁１８による混合燃料の噴射を禁止するよう構成されている。

このため、本実施の形態に係る内燃機関の始動制御装置は、混合燃料がある程度加熱された状態で、かつ所定圧以上の吸気負圧の形成によって混合燃料の加熱に必要な加熱エネルギＥを十分に低下させた状態で燃料噴射を行うことができる。したがって、低温時の混合燃料の気化を促進することができる。これにより、低温時の始動性を向上させることができる。

また、本実施の形態に係る内燃機関の始動制御装置は、エンジン水温Ｔが所定温度Ｔｔｈ未満であり、かつアルコール濃度Ｃが所定濃度Ｃｔｈより高い場合に燃料加熱領域であると判定するので、混合燃料の加熱が必要な状態であるときのみ混合燃料の加熱を行うことができる。

さらに、本実施の形態に係る内燃機関の始動制御装置は、エンジン始動時に混合燃料の噴射が禁止されている間、点火プラグ２０による火花点火を禁止するので、低温始動時に燃料噴射を停止した状態でプラグの放電のみを行う、いわゆる空点火によるプラグやコイル等への影響を抑えることができる。

なお、本実施の形態においては、混合燃料を加熱するためのヒータ１９を燃料噴射弁１８に設けたが、これに限らず、例えばデリバリパイプ３１や、デリバリパイプ３１と燃料噴射弁１８との接続配管にヒータ１９を設けてもよい。

また、本実施の形態においては、ＥＦＩ−ＥＣＵ１００が負圧確保用ＴＤＣカウンタの値に基づき吸気負圧を検出するようにしたが、これに限らず、例えば吸気圧センサを設けて、この吸気圧センサから直接、吸気負圧を検出するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、低温時の燃料の気化を促進して始動性を向上させることができ、炭化水素燃料とアルコール燃料とが混合された混合燃料を利用可能な内燃機関の始動制御装置に有用である。

１…エンジン（内燃機関）、１４…スロットルバルブ（スロットル弁）、１７…吸気マニホールド、１８…燃料噴射弁（燃料噴射手段）、１９…ヒータ（燃料加熱手段）、２０…点火プラグ（点火手段）、２５…水温センサ（温度検出手段）、３０…スタータ（始動補助手段）、３７…アルコール濃度センサ（濃度検出手段）、１００…ＥＦＩ−ＥＣＵ（負圧検出手段，制御手段）、２００…加熱用ＥＣＵ（加熱エネルギ積算量算出手段）

Claims (3)

1. 炭化水素燃料とアルコール燃料とが混合された混合燃料を利用可能な内燃機関の始動制御装置であって、
   前記内燃機関をクランキングする始動補助手段と、
   前記内燃機関に供給される前記混合燃料を加熱する燃料加熱手段と、
   前記内燃機関に設けられた燃料噴射手段と、
   前記内燃機関の温度を検出する温度検出手段と、
   前記混合燃料中のアルコール濃度を検出する濃度検出手段と、
   前記燃料加熱手段による加熱エネルギの積算量を算出する加熱エネルギ積算量算出手段と、
   前記内燃機関の吸気負圧を検出する負圧検出手段と、
   前記内燃機関の始動時に、前記温度検出手段により検出された前記内燃機関の温度および前記濃度検出手段により検出された前記アルコール濃度に基づき所定の燃料加熱領域であると判定した場合に、前記混合燃料の加熱を開始するよう前記燃料加熱手段を制御するとともに、前記内燃機関のスロットル弁を全閉した状態で前記クランキングを行うよう前記始動補助手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記加熱エネルギの積算量が予め定められた所定量以上となり、かつ前記クランキング中における前記吸気負圧が予め定められた所定値以上となるまで前記燃料噴射手段による前記混合燃料の噴射を禁止することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
2. 前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された前記内燃機関の温度が予め定められた所定温度未満であり、かつ前記濃度検出手段により検出された前記アルコール濃度が予め定められた所定濃度より高い場合に前記燃料加熱領域であると判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置。
3. 前記制御手段は、前記内燃機関の始動時に前記燃料噴射手段による前記混合燃料の噴射が禁止されている間、前記内燃機関に設けられた点火手段による火花点火を禁止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の始動制御装置。

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