JP5035392B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
燃料を貯留する燃料タンクと、
内燃機関の吸気通路の途中に接続され、前記燃料が気化した気化燃料を蓄える気化燃料タンクと、
前記燃料タンク内の燃料を前記気化燃料タンクに供給するタンク内燃料供給手段と、
前記気化燃料タンクと前記吸気通路との接続部を開閉する常閉の気化燃料供給弁と、
前記内燃機関の運転中に、前記気化燃料供給弁を閉弁した状態で前記タンク内燃料供給手段を駆動して、前記気化燃料タンク内に気化燃料を生成する気化燃料生成手段と、
前記内燃機関の始動時に前記気化燃料供給弁を開弁し、前記気化燃料タンク内に蓄えられた気化燃料を前記吸気通路へ供給する気化燃料供給手段と、
前記内燃機関の運転中に停止要求が発生した場合に、前記気化燃料タンク内の気化燃料量が次回の始動時に不足するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により気化燃料が不足すると判定された場合に、機関停止に先立って前記気化燃料供給弁を一時的に開弁して前記気化燃料タンク内に負圧を発生させる負圧発生手段と、
前記負圧発生手段が実行されてから前記気化燃料生成手段を実行する生成制御手段と、
を備えることを特徴とする。
前記内燃機関の始動後の前記気化燃料タンク内の気化燃料残量を算出する気化燃料残量算出手段を更に備え、
前記判定手段は、前記気化燃料残量が略ゼロであり、且つ始動後前記気化燃料生成手段が実行されていない場合に、前記気化燃料タンク内の気化燃料量が次回の始動時に不足することを判定することを特徴とする。
前記負圧発生手段は、
前記気化燃料供給弁を開弁した後に前記気化燃料タンク内の圧力を検出する圧力検出手段を含み、前記気化燃料タンク内の圧力が所定負圧に達した時点で前記気化燃料供給弁を閉弁することを特徴とする。
前記負圧発生手段は、
前記気化燃料供給弁の開弁に先立って前記内燃機関の回転数を上昇させる回転数上昇手段を含むことを特徴とする。
前記回転数上昇手段は、
前記気化燃料生成手段を実行した場合に生成される気化燃料が所定量となるための前記内燃機関の目標回転数を算出する目標回転数算出手段を含み、
前記回転数が前記目標回転数よりも小さい場合に、該回転数を該目標回転数まで上昇させることを特徴とする。
前記内燃機関の減速時において、所定の実施条件が成立した場合に燃料カットを実行する燃料カット手段と、
前記内燃機関の始動後の前記気化燃料タンク内の気化燃料残量を算出する気化燃料残量算出手段と、を更に備え、
前記所定の実施条件は、少なくとも前記内燃機関の水温が所定水温以上であることを条件とし、
前記気化燃料残量が略ゼロであり、且つ始動後前記気化燃料生成手段が実行されていない場合に、前記実施条件における前記所定水温の値を引き下げる実施条件変更手段と、
前記燃料カットの実行中に前記気化燃料供給弁を一時的に開弁して前記気化燃料タンク内に負圧を発生させる第2の負圧発生手段と、
前記第2の負圧発生手段が実行されてから前記気化燃料生成手段を実行する第2の生成制御手段と、
を備えることを特徴とする。
前記燃料カットの実行中にロックアップを実施する手段と、
前記実施条件変更手段により前記所定水温の値を引き下げている期間に前記ロックアップのタイミングを早期化する手段と、
を更に備えることを特徴とする。
前記内燃機関の始動後の前記気化燃料タンク内の気化燃料残量を算出する気化燃料残量算出手段と、
前記気化燃料残量が所定値未満である場合に、該気化燃料残量よりも多量の気化燃料を蓄えるために必要な前記気化燃料タンク内の目標負圧を算出する目標負圧値算出手段と、
前記吸気通路の負圧値が前記目標負圧よりも大きい場合に、前記気化燃料供給弁を一時的に開弁して前記気化燃料タンク内に負圧を発生させる第3の負圧発生手段と、
前記第3の負圧発生手段が実行されてから前記気化燃料生成手段を実行する第3の生成制御手段と、
を備えることを特徴とする。
前記第3の負圧発生手段は、前記気化燃料タンク内の負圧値が前記目標負圧値に到達した時点で前記気化燃料供給弁を閉弁することを特徴とする。
前記燃料はアルコールを含む燃料であることを特徴とする。
[実施の形態1の構成]
以下、図1乃至図5を参照しつつ、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、FFV(Flexible Fuel Vehicle)に搭載される内燃機関としてのエンジン10を備えている。なお、図1には、4気筒エンジンを例示したが、本発明は、4気筒の内燃機関に限定されるものではない。エンジン10は、各気筒の燃焼室に吸入空気を吸込む吸気通路12と、燃焼室から排気ガスが排出される排気通路14とを備えている。
(気化燃料生成制御)
気化燃料生成制御は、エンジン10の運転中(好ましくは、暖機終了後の運転中)に、気化燃料タンク38内で燃料を気化させ、気化燃料を生成するものである。具体的に述べると、気化燃料生成制御では、気化燃料供給弁42と大気導入弁44とを閉弁した状態で、タンク内噴射弁40から燃料を噴射する。このとき、燃料の噴射量は、噴射燃料の全てが気化し、かつ気化した燃料の蒸気圧が飽和蒸気圧となるように算出される。
気化燃料供給制御は、エンジンの始動時に気化燃料供給弁42と大気導入弁44とを開弁し、気化燃料タンク38内に蓄えられていた気化燃料をサージタンク20に供給するものである。具体的に述べると、先ず、ECU70は、スタータスイッチがONされたときに、始動要求が発生したことを検出する。そして、気化燃料供給弁42と大気導入弁44とを閉弁し、かつスロットルバルブ18を全閉位置に保持した状態で、スタータモータ36に通電し、クランキングを開始する。これにより、サージタンク20内には、クランキングによって吸気負圧が生じる。
上述した気化燃料供給制御は、エンジンの運転中に十分な量の気化燃料を気化燃料タンク38内に蓄えておくことにより効果を発揮することができる。しかしながら、例えばエンジンが始動されてから短時間で停止される運転(いわゆるショートトリップ運転)が繰返し行われた場合等においては、気化燃料生成制御の実行機会が得られずに気化燃料タンク38内に蓄えられている気化燃料の量が不足するおそれがある。この状態で、エンジンの冷間始動等が行われると、吸気系に十分な量の気化燃料が供給されず、始動性が低下するという問題がある。
次に、図3乃至図5を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。まず、図3は、本発明の実施の形態1において、ECU70により実行される通常の気化燃料生成制御を示すフローチャートである。図3に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰り返し実行されるものとする。
[実施の形態2の特徴]
次に、図6を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成および図2に示す制御構成を用いて、ECU70に後述する図6に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
次に、図6を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図6は、本発明の実施の形態2において、ECU70により実行される停止時の気化燃料生成制御を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰り返し実行されるものとする。
[実施の形態3の特徴]
次に、図7を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成および図2に示す制御構成を用いて、ECU70に後述する図7に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
次に、図7を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図7は、本発明の実施の形態3において、ECU70により実行される気化燃料生成制御を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰り返し実行されるものとする。
[実施の形態4の特徴]
次に、図8を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成および図2に示す制御構成を用いて、ECU70に後述する図8に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
次に、図8を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図8は、本発明の実施の形態3において、ECU70により実行される気化燃料生成制御を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰り返し実行されるものとする。
12 吸気通路
14 排気通路
16 エアクリーナ
18 スロットルバルブ
20 サージタンク
22 吸気マニホールド
24 吸気ポート
26 吸気ポート噴射弁
28 筒内噴射弁
32 燃料タンク
36 スタータモータ
38 気化燃料タンク
40 タンク内噴射弁
42 気化燃料供給弁
44 大気導入弁
46 リリーフ弁
48 クランク角センサ
50 エアフローセンサ
52 水温センサ
54 タンク圧センサ
56 タンク温度センサ
58 燃料性状センサ
70 ECU
Claims (10)
- 燃料を貯留する燃料タンクと、
内燃機関の吸気通路の途中に接続され、前記燃料が気化した気化燃料を蓄える気化燃料タンクと、
前記燃料タンク内の燃料を前記気化燃料タンクに供給するタンク内燃料供給手段と、
前記気化燃料タンクと前記吸気通路との接続部を開閉する常閉の気化燃料供給弁と、
前記内燃機関の運転中に、前記気化燃料供給弁を閉弁した状態で前記タンク内燃料供給手段を駆動して、前記気化燃料タンク内に気化燃料を生成する気化燃料生成手段と、
前記内燃機関の始動時に前記気化燃料供給弁を開弁し、前記気化燃料タンク内に蓄えられた気化燃料を前記吸気通路へ供給する気化燃料供給手段と、
前記内燃機関の運転中に停止要求が発生した場合に、前記気化燃料タンク内の気化燃料量が次回の始動時に不足するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により気化燃料が不足すると判定された場合に、機関停止に先立って前記気化燃料供給弁を一時的に開弁して前記気化燃料タンク内に負圧を発生させる負圧発生手段と、
前記負圧発生手段が実行されてから前記気化燃料生成手段を実行する生成制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関の始動後の前記気化燃料タンク内の気化燃料残量を算出する気化燃料残量算出手段を更に備え、
前記判定手段は、前記気化燃料残量が略ゼロであり、且つ始動後前記気化燃料生成手段が実行されていない場合に、前記気化燃料タンク内の気化燃料量が次回の始動時に不足することを判定す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。 - 前記負圧発生手段は、
前記気化燃料供給弁を開弁した後に前記気化燃料タンク内の圧力を検出する圧力検出手段を含み、前記気化燃料タンク内の圧力が所定負圧に達した時点で前記気化燃料供給弁を閉弁することを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の制御装置。 - 前記負圧発生手段は、
前記気化燃料供給弁の開弁に先立って前記内燃機関の回転数を上昇させる回転数上昇手段を含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。 - 前記回転数上昇手段は、
前記気化燃料生成手段を実行した場合に生成される気化燃料が所定量となるための前記内燃機関の目標回転数を算出する目標回転数算出手段を含み、
前記回転数が前記目標回転数よりも小さい場合に、該回転数を該目標回転数まで上昇させることを特徴とする請求項4記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関の減速時において、所定の実施条件が成立した場合に燃料カットを実行する燃料カット手段と、
前記内燃機関の始動後の前記気化燃料タンク内の気化燃料残量を算出する気化燃料残量算出手段と、を更に備え、
前記所定の実施条件は、少なくとも前記内燃機関の水温が所定水温以上であることを条件とし、
前記気化燃料残量が略ゼロであり、且つ始動後前記気化燃料生成手段が実行されていない場合に、前記実施条件における前記所定水温の値を引き下げる実施条件変更手段と、
前記燃料カットの実行中に前記気化燃料供給弁を一時的に開弁して前記気化燃料タンク内に負圧を発生させる第2の負圧発生手段と、
前記第2の負圧発生手段が実行されてから前記気化燃料生成手段を実行する第2の生成制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。 - 前記燃料カットの実行中にロックアップを実施する手段と、
前記実施条件変更手段により前記所定水温の値を引き下げている期間に前記ロックアップのタイミングを早期化する手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項6記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関の始動後の前記気化燃料タンク内の気化燃料残量を算出する気化燃料残量算出手段と、
前記気化燃料残量が所定値未満である場合に、該気化燃料残量よりも多量の気化燃料を蓄えるために必要な前記気化燃料タンク内の目標負圧を算出する目標負圧値算出手段と、
前記吸気通路の負圧値が前記目標負圧よりも大きい場合に、前記気化燃料供給弁を一時的に開弁して前記気化燃料タンク内に負圧を発生させる第3の負圧発生手段と、
前記第3の負圧発生手段が実行されてから前記気化燃料生成手段を実行する第3の生成制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。 - 前記第3の負圧発生手段は、前記気化燃料タンク内の負圧値が前記目標負圧値に到達した時点で前記気化燃料供給弁を閉弁することを特徴とする請求項8記載の内燃機関の制御装置。
- 前記燃料はアルコールを含む燃料であることを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
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