JPH04228864A - Ｆｆｖ用エンジンの始動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料を気化させるため
のヒータを装着したＦＦＶ用エンジンの始動制御方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、燃料事情の悪化、排気清浄化の要
請などにより、従来のガソリンに加えて、代替燃料とし
てのアルコールを同時に使用可能なシステムが実用化さ
れつつあり、このシステムを搭載した自動車などの車輌
（ＦＦＶ；Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｆｕｅｌ　Ｖｅｈｉｃｌ
ｅ　）では、ガソリンは勿論のこと、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おり、このＦＦＶで使用する燃料の
アルコール濃度（含有率）は、燃料補給の際のユーザー
事情により、０％（ガソリンのみ）から１００％（アル
コールのみ）の間で変化する。

【０００３】一般に、アルコール燃料は、ガソリン燃料
に比較して、低温で気化しにくい、気化潜熱が大きい、
引火点が高いなどの特性を有しており、アルコール濃度
が変化すると、温度条件によって出力特性が大幅に変化
してしまい、とくに、アルコール濃度が高いと低温始動
性が悪くなるといった問題が生じる。

【０００４】これに対処するに、燃料の気化を促進して
始動性を向上させる技術が従来より種々提案されており
、例えば、特開昭５７−５２６６５号公報には、電気ヒ
ータにより吸気通路を加熱して燃料の気化を促進する技
術が開示され、また、特開昭５６−６０５６号公報、実
開昭６０−７０７６７号公報などには、インジェクタ（
燃料噴射弁）からの噴射燃料を発熱体により加熱して気
化する技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃料を
気化させるためのヒータの取付け位置、及び、このヒー
タの通電タイミングいかんによっては、エンジン始動時
に燃料液滴の吸気ポート内壁面への付着が増大し、この
付着燃料の蒸発によって空燃比が不適切となり、始動不
良、燃費悪化を招くおそれがある。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
、始動時に燃料を効果的に気化し、円滑且つ速やかにエ
ンジンを始動させることのできるＦＦＶ用エンジンの始
動制御方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃料のアルコ
ール濃度に基づいて始動可能判定温度を設定する手順と
、上記始動可能判定温度とエンジン温度とを比較し、エ
ンジンが始動可能か否かを判別する手順と、上記判別す
る手順で始動不能と判別したとき、燃料噴射前に、各気
筒毎にインジェクタからの燃料噴射方向に対向して設置
したヒータへ通電する手順とを備えたことを特徴とする
。

【０００８】

【作用】本発明では、まず、燃料のアルコール濃度に基
づいて始動可能判定温度が設定され、この始動可能判定
温度とエンジン温度とが比較されてエンジンが始動可能
か否かが判別される。そして、エンジンが始動不能と判
別されると、燃料噴射前に、各気筒毎に燃料噴射方向に
対向して設置されたヒータが通電され、インジェクタか
ら燃料が噴射された際に、燃料が効果的に気化されて始
動が容易となる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図面は本発明の一実施例を示し、図１及び図２は
始動時制御手順を示すフローチャート、図３はエンジン
制御系の概略図、図４はヒータ取付け部の詳細図、図５
は図４のＡ−Ａ断面図、図６は吸気ポート近傍における
燃料噴射状態を示す説明図、図７はクランクロータとク
ランク角センサの正面図、図８はカムロータとカム角セ
ンサの正面図、図９は始動可能領域と始動不能領域とを
示す説明図、図１０は始動可能判定水温マップの概念図
、図１１はヒータの特性図、図１２はスタータモータの
制御手順を示すフローチャート、図１３は気筒判別、エ
ンジン回転数算出手順を示すフローチャート、図１４及
び図１５は燃料噴射量設定手順を示すフローチャート、
図１６は燃料蒸発率マップの概念図、図１７は壁面付着
率マップの概念図、図１８は噴射開始クランク角度マッ
プの概念図、図１９は燃料噴射制御手順を示すフローチ
ャート、図２０は燃料噴射のタイムチャートである。

【００１０】［エンジン制御系の構成］図３において、
符号１はＦＦＶ用エンジンであり、図においては水平対
向４気筒型（４サイクル）エンジンを示す。このエンジ
ン１のシリンダヘッド２に形成された各吸気ポート２ａ
にインテークマニホルド３が連通され、このインテーク
マニホルド３にエアチャンバ４を介してスロットルチャ
ンバ５が連通され、このスロットルチャンバ５上流側に
吸気管６を介してエアクリーナ７が取付けられている。 また、上記吸気管６の上記エアクリーナ７の直下流にエ
アフローメータ（図においては、ホットワイヤ式エアフ
ローメータ）８が介装され、さらに、上記スロットルチ
ャンバ５に設けられたスロットルバルブ５ａにスロット
ル開度センサ９ａとスロットルバルブ全閉を検出するア
イドルスイッチ９ｂとが連設されている。

【００１１】さらに、上記スロットルバルブ５ａの上流
側と下流側とを連通するバイパス通路１０に、アイドル
スピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）１１が介装さ
れている。また、上記インテークマニホルド３の各気筒
の各吸気ポート２ａの直上流側に、インジェクタ１２が
配設されるとともにヒータユニット１３が装着され、上
記シリンダヘッド２の各気筒毎に、その先端を燃焼室に
露呈する点火プラグ１４が取付けられている。

【００１２】上記ヒータユニット１３は、図４に示すよ
うに、吸気通路内に加熱部１３ａが臨まされ、インシュ
レータ１３ｂ及びフランジ１３ｃを介して上記インテー
クマニホルド３と上記シリンダヘッド２との間に取付け
られている。そして、上記加熱部１３ａには、インジェ
クタ１２からの燃料噴射方向側にＰＴＣピル（Ｐｏｓｉ
ｔｉｖｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉ
ｅｎｔ　Ｐｉｌｌ）からなるヒータ１３ｄが内蔵されて
いる。

【００１３】図５に示すように、上記加熱部１３ａは円
筒状に形成され、ステー１３ｅを介して上記フランジ１
３ｃに支持されて吸気通路内に臨まされており、上記イ
ンテークマニホルド３と上記シリンダヘッド２とに対し
、略断熱状態となっている。すなわち、ターミナル１３
ｆを介してヒータ１３ｄが通電されると、上記インジェ
クタ１２から噴射された燃料が上記加熱部１３ａで気化
され、図６に示すように、２つの吸気バルブ２ｃに対し
分配されるようになっている。

【００１４】また、上記インジェクタ１２は燃料供給路
１５を介して燃料タンク１６に連通され、この燃料タン
ク１６には、アルコールのみ、またはアルコールとガソ
リンとの所定アルコール濃度Ｍを有する混合燃料、また
はガソリンのみが貯溜されており、この混合燃料は、ア
ルコール濃度Ｍが０のときガソリン１００％、アルコー
ル濃度Ｍが１．０のときガソリン０％（アルコール１０
０％）である。すなわち、燃料のアルコール濃度Ｍはユ
ーザーの燃料補給の際の事情により０〜１．０の間で変
化する。

【００１５】また、上記燃料タンク１６内にはインタン
ク式の燃料ポンプ１７が設けられ、この燃料ポンプ１７
からの燃料が上記燃料供給路１５に介装された燃料フィ
ルタ１８、アルコール濃度センサ１９を経て上記インジ
ェクタ１２、プレッシャレギュレータ２０に圧送され、
このプレッシャレギュレータ２０から上記燃料タンク１
６に燃料がリターンされて燃料圧力が所定の圧力に調圧
される。

【００１６】また、上記アルコール濃度センサ１９は、
例えば、上記燃料供給路１５内に設けられた一対の電極
などから構成され、燃料の電気伝導度変化に基づく電流
変化を検出することにより上記アルコール濃度Ｍが検出
される。尚、このアルコール濃度センサ１９は、上述の
電気伝導度変化を検出するタイプに限定されるものでは
なく、その他、抵抗検出式、静電容量式、光学式のもの
を用いても良い。

【００１７】また、上記エンジン１のシリンダブロック
１ａにノックセンサ２１が取付けられるとともに、この
シリンダブロック１ａに形成された冷却水通路（図示せ
ず）に冷却水温センサ２２が臨まされ、さらに、上記シ
リンダヘッド２の排気ポート２ｂに連通するエグゾース
トマニホルド２３の集合部に、Ｏ２　センサ２４が臨ま
されている。尚、符号２５は触媒コンバータである。

【００１８】また、上記シリンダブロック１ａに支承さ
れたクランクシャフト１ｂに、クランクロータ２６が軸
着され、このクランクロータ２６の外周に、所定のクラ
ンク角に対応する突起（あるいはスリット）を検出する
電磁ピックアップなどからなるクランク角センサ２７が
対設され、さらに、上記シリンダヘッド２のカムシャフ
ト１ｃに連設されたカムロータ２８に、電磁ピックアッ
プなどからなるカム角センサ２９が対設されている。

【００１９】上記クランクロータ２６は、図７に示すよ
うに、その外周に突起２６ａ，２６ｂ，２６ｃが形成さ
れ、これらの各突起２６ａ，２６ｂ，２６ｃが、例えば
、各気筒（＃１，＃２と＃３，＃４）　の圧縮上死点前
（ＢＴＤＣ）θ１，θ２，θ３　の位置（例えば、θ１
　＝９７°，θ２＝６５°，θ３　＝１０°）に形成さ
れている。 すなわち、突起２６ａが点火時期及び燃料噴射タイミン
グ設定の際の基準クランク角を示し、突起２６ａ，２６
ｂ間の通過時間からエンジンの回転周期ｆが算出され、
また、突起２６ｃが固定点火時期を示す基準クランク角
となる。

【００２０】また、上記カムロータ２８の外周には、図
８に示すように、気筒判別用の突起２８ａ，２８ｂ，２
８ｃが形成され、例えば、突起２８ａが＃３，＃４の圧
縮上死点後（ＡＴＤＣ）θ４　の位置（例えばθ４　＝
２０°）に形成され、突起２８ｂが３個の突起で構成さ
れて最初の突起が＃１気筒のＡＴＤＣθ５　の位置（例
えばθ５　＝５°）に形成されている。さらに、突起２
８ｃが２個の突起で形成され、最初の突起が＃２気筒の
ＡＴＤＣθ６　の位置（例えばθ６　＝２０°）に形成
されている。

【００２１】尚、上記クランクロータ２６あるいは上記
カムロータ２８の外周には、突起の代わりにスリットを
設けても良く、さらには、上記クランク角センサ２７、
カム角センサ２９は、電磁ピックアップなどの磁気セン
サに限らず、光センサなどでも良い。

【００２２】［制御装置の回路構成］一方、符号３１は
マイクロコンピュータなどからなる制御装置（ＥＣＵ）
であり、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、および
、Ｉ／Ｏ　インターフェース３５がバスライン３６を介
して互いに接続され、定電圧回路３７から所定の安定化
電圧が供給される。

【００２３】上記定電圧回路３７は、ＥＣＵリレー３８
のリレー接点を介してバッテリ３９に接続され、上記Ｅ
ＣＵリレー３８のリレーコイルがキースイッチ４０を介
して上記バッテリ３９に接続されている。また、上記バ
ッテリ３９に、スタータスイッチ４１からスタータモー
タリレー４２のリレー接点を介してスタータモータ４３
が接続されるとともに、ヒータリレー４４のリレー接点
から電流センサ４５を経て各気筒のヒータ１３ｄが接続
され、さらに、燃料ポンプリレー４８のリレー接点を介
して燃料ポンプ１７が接続されている。

【００２４】また、上記Ｉ／Ｏ　インターフェース３５
の入力ポートには、上記各センサ８，９ａ，１９，２１
，２２，２４，２７，２９，４５、及び、アイドルスイ
ッチ９ｂ、スタータスイッチ４１が接続されるとともに
、上記バッテリ３９が接続されてバッテリ電圧がモニタ
される。一方、上記Ｉ／Ｏ　インターフェース３５の出
力ポートには、点火プラグ１４のイグナイタ３０が接続
され、さらに、駆動回路４６を介して、ＩＳＣＶ１１、
インジェクタ１２、各リレーコイル（スタータモータリ
レー４２、ヒータリレー４４、燃料ポンプリレー４８）
、及び、ＬＥＤなどからなるＥＣＳランプ４７が接続さ
れている。

【００２５】上記ＲＯＭ３３には制御プログラム、及び
、後述する各種マップ類などの固定データが記憶されて
おり、また、上記ＲＡＭ３４には、上記各センサ類、ス
イッチ類の出力信号を処理した後のデータ及び上記ＣＰ
Ｕ３２で演算処理したデータが格納されている。上記Ｃ
ＰＵ３２では上記ＲＯＭ３３に記憶されている制御プロ
グラムに従い、始動時制御を実行するとともに点火時期
及び燃料噴射量を設定し、対応する信号を、インジェク
タ１２、イグナイタ３０に出力する。

【００２６】［動　　作］次に、上記構成による実施例
の動作について説明する。 （始動時制御手順） 図１及び図２に示すフローチャートは、ＥＣＵ３１の電
源投入とともにスタートする始動時制御のプログラムで
あり、まず、ステップＳ１０１でイニシャライズを行な
い、燃料ポンプリレー４８をＯＮし、スタータモータリ
レー４２及びヒータリレー４４などの各リレーをＯＦＦ
にするとともにタイマをリセットし、各カウンタ、各フ
ラグをクリアする。

【００２７】次いで、ステップＳ１０２でスタータモー
タ通電禁止フラグＦＬＡＧ１　をセットして（ＦＬＡＧ
１　←１）スタータモータ４３への通電を禁止すると、
ステップＳ１０３で燃料噴射禁止フラグＦＬＡＧ２　を
セットして（ＦＬＡＧ２　←１）燃料噴射を禁止する。

【００２８】次に、ステップＳ１０４へ進むと、アルコ
ール濃度センサ１９からのアルコール濃度Ｍをパラメー
タとして始動可能判定水温マップＭＰＴＷを補間計算付
きで参照し、始動可能判定水温ＴＷＳＥＴを設定する。 そして、ステップＳ１０５で、この始動可能判定水温Ｔ
ＷＳＥＴと、冷却水温センサ２２から読込んだ冷却水温
ＴＷ　とを比較して始動判定を行なう。

【００２９】すなわち、図９に示すように、インジェク
タ１２から噴射する燃料をヒ−タ１３ｄにより加熱せず
に始動可能なアルコ−ル濃度Ｍの温度条件領域と、その
ままでは始動不能な温度条件領域とを実験などにより特
定し、ＲＯＭ３３の一連のアドレスからなる始動可能判
定水温マップＭＰＴＷ（図１０参照）からアルコール濃
度Ｍをパラメータとして始動可能判定水温ＴＷＳＥＴを
設定する。この始動可能判定水温ＴＷＳＥＴと冷却水温
ＴＷ　とを比較することにより、エンジンが始動可能か
否かを判別することができるのである。

【００３０】尚、始動可能判定の際のエンジン温度とし
て、上記冷却水温センサ２２からの冷却水温ＴＷ　に代
えて燃料温度などを採用しても良い。

【００３１】上記ステップＳ１０５での比較結果、ＴＷ
　＞ＴＷＳＥＴのときには、始動可能と判別して上記ス
テップＳ１０５からステップＳ１１７へ進んでスタータ
モータ通電禁止フラグＦＬＡＧ１　をクリアするととも
に（ＦＬＡＧ１　←０）、ステップＳ１１８で燃料噴射
禁止フラグＦＬＡＧ２　をクリアし（ＦＬＡＧ２　←０
）、プログラムを抜ける。

【００３２】一方、上記ステップＳ１０５での比較結果
、ＴＷ　≦ＴＷＳＥＴのときには、始動不能と判別して
上記ステップＳ１０５からステップＳ１０６へ進み、ヒ
ータ暖機中であることを示すＥＣＳランプ４７を点灯す
る。次いで、ステップＳ１０７でヒータリレー４４をＯ
Ｎしてヒータ１３ｄの通電を開始してヒータの暖機を行
ない、ステップＳ１０８でタイマＴＩＭＥＲ　のカウン
トを開始して上記ヒータ１３ｄの通電時間を計時する。

【００３３】その後、ステップＳ１０９へ進むと、タイ
マＴＩＭＥＲ　が設定時間ＴＳＥＴ（例えば、ＴＳＥＴ
＝３ｓｅｃ　）以上となるまでカウントを継続し、ＴＩ
ＭＥＲ　≧ＴＳＥＴになったとき、ステップＳ１０９の
ループを脱出してステップＳ１１０へ進み、タイマＴＩ
ＭＥＲ　をクリアして（ＴＩＭＥＲ　←０）ステップＳ
１１１へ進む。

【００３４】ステップＳ１１１では、電流センサ４５か
らヒータ１３ｄの消費電流Ｉを読込み、この消費電流Ｉ
と設定電流ＩＳＥＴ　とを比較する。Ｉ≧ＩＳＥＴ　の
とき、再び上記電流センサ４５から消費電流Ｉを読込ん
で設定電流ＩＳＥＴ　と比較するループを繰返し、Ｉ＜
ＩＳＥＴ　のとき、ヒータ加熱完了と判別してステップ
Ｓ１１２へ進む。

【００３５】すなわち、図１１に示すように、ＰＴＣピ
ルからなるヒータ１３ｄは、通電後、温度が上昇してキ
ューリー点に達すると、抵抗値が急激に上昇して消費電
流Ｉが減少し始める。その後、所定の時間が経過して加
熱が完了すると、ヒータ１３ｄの温度が一定となって消
費電流Ｉが略一定の値となる。従って、上記ヒータ１３
ｄの通電開始後、消費電流Ｉが飽和状態に達する以前の
設定電流ＩＳＥＴ　より大きいとみなせる時間ＴＳＥＴ
　（判別のタイミングを早めるため、なるべく小さな値
が望ましい）以後に、ヒータ１３ｄの消費電流Ｉを設定
電流ＩＳＥＴ　と比較することにより加熱が完了したか
否かを判別することができるのである。

【００３６】そして、上記ヒータ１３ｄの加熱が完了し
てステップＳ１１２へ進むと、スタータモータ通電禁止
フラグＦＬＡＧ１　をクリアして（ＦＬＡＧ１　←０）
スタータモータ４３への通電を許可し、ステップＳ１１
３で燃料噴射禁止フラグＦＬＡＧ２　をクリアして（Ｆ
ＬＡＧ２　←０）燃料噴射を許可し、ステップＳ１１４
へ進む。

【００３７】ステップＳ１１４では、冷却水温ＴＷ　が
暖機完了温度ＴＷＬＡ４（例えば、５０〜６０℃）に達
するまでの間、待ちループを繰返し、ＴＷ　＞ＴＷＬＡ
４となったとき、上記ステップＳ１１４からステップＳ
１１５へ進んでヒータリレー４４をＯＦＦにしてヒータ
１３ｄへの通電を終了し、ステップＳ１１６でＥＣＳラ
ンプ４７を消灯してプログラムを終了する。

【００３８】（スタータモータ制御手順）一方、この初
期制御のプログラムに対し、図１２に示すスタータモー
タ制御手順のプログラムが所定時間毎に割込み実行され
る。この時間割込みのプログラムでは、まず、ステップ
Ｓ２０１でスタータモータ通電禁止フラグＦＬＡＧ１の
値を調べ、スタータモータ４３への通電が許可されてい
るか否かを判別する。

【００３９】上記ステップＳ２０１でＦＬＡＧ１　＝０
、すなわち、スタータモータ４３への通電が許可されて
いるときには、上記ステップＳ２０１からステップＳ２
０２へ進んでスタータスイッチ４１がＯＮされているか
否かを判別し、スタータスイッチ４１がＯＮと判別する
と、ステップＳ２０３へ進んでスタータモータリレー４
２をＯＮしてスタータモータ４３を駆動し、プログラム
を抜ける。これによりエンジン１がクランキングされる
。

【００４０】一方、上記ステップＳ２０１でＦＬＡＧ１
　＝１であり、スタータモータ４３への通電が禁止され
ているとき、あるいは、上記ステップＳ２０２でスター
タスイッチ４１がＯＦＦのときには、それぞれのステッ
プからステップＳ２０４へ分岐し、スタータモータリレ
ー４２をＯＦＦとしてスタータモータ４３を停止状態と
し、プログラムを抜ける。

【００４１】（気筒判別、エンジン回転数算出手順）図
１３は、クランク角センサ２７からのクランクパルス入
力により割込みスタートする気筒判別、エンジン回転数
算出のルーチンを示し、ステップＳ３０１で、クランク
角センサ２７及びカム角センサ２９の出力信号に基づき
、＃ｉ（＋２）気筒の燃料噴射対象気筒を判別する。

【００４２】すなわち、図２０のタイムチャートに示す
ように、例えば、上記カム角センサ２９からθ５　（突
起２８ｂ）のカムパルスが出力された場合、次の圧縮上
死点は＃３気筒であり、この＃３気筒が点火対象気筒と
なり、＃４気筒が燃料噴射対象気筒となることが判別で
きる。

【００４３】さらに、上記θ５　のカムパルスの後にθ
４　（突起２８ａ）のカムパルスが出力された場合、次
の圧縮上死点は＃２気筒であり、この＃２気筒が点火対
象気筒となり、＃１気筒が燃料噴射対象気筒となること
が判別できる。

【００４４】同様にθ６　（突起２８ｃ）のカムパルス
が出力された後の圧縮上死点は＃４気筒であり、この＃
４気筒が点火対象気筒となって＃３気筒が燃料噴射対象
気筒となる。また、上記θ６　のカムパルスの後にθ４
　（突起２８ａ）のカムパルスが出力された場合、その
後の圧縮上死点は＃１気筒であり、この＃１気筒が点火
対象気筒となり、＃２気筒が燃料噴射対象気筒となるこ
とが判別できる。

【００４５】さらに、上記カム角センサ２９からカムパ
ルスが出力された後に、上記クランク角センサ２７から
出力されるクランクパルスが該当気筒の点火時期及び燃
料噴射開始時期を設定する際の基準クランク角（θ１　
）を示すものであることが判別できる。

【００４６】すなわち、本実施例の４サイクル４気筒エ
ンジン１では、燃焼行程は＃１→＃３→＃２→＃４の気
筒順であり、＃ｉ気筒の点火対象気筒が＃１気筒とする
と、このときの燃料噴射対象気筒は＃２気筒であり、次
の＃ｉ（＋２）の燃料噴射対象気筒は＃４気筒となる。 そして、点火が＃１→＃３→＃２→＃４の気筒順に行わ
れ、燃料噴射は対応気筒に対して７２０℃Ａ（エンジン
２回転）毎に１回のシーケンシャル噴射が行われる。

【００４７】次いで、ステップＳ３０２でエンジン回転
数ＮＥ　を算出する。例えば、上記クランク角センサ２
７から出力されるＢＴＤＣθ１　，θ２　を検出するパ
ルスの間隔を計時して周期ｆを求め（ｆ＝ｄｔ　（θ１
　−θ２）／ｄ　（θ１　−θ２））、この周期ｆから
エンジン回転数ＮＥ　を算出し（ＮＥ　←６０／ｆ）、
ＲＡＭ３４の所定アドレスに回転数データとしてストア
し、ルーチンを抜ける。

【００４８】（燃料噴射量設定手順） 一方、図１４及び図１５に示す所定時間毎の割込みルー
チンによって燃料噴射量に相応する燃料パルス幅Ｔｉ　
が設定され、まず、ステップＳ４０１で、燃料噴射禁止
フラグＦＬＡＧ２　の値を調べ、ＦＬＡＧ２　＝１、す
なわち始動時制御において燃料噴射が禁止されていると
きには、ステップＳ４０２へ進んで燃料噴射パルス幅Ｔ
ｉ　を“０”に設定し（Ｔｉ　←０）、ルーチンを抜け
る。

【００４９】一方、上記ステップＳ４０１でＦＬＡＧ２
　＝０、すなわち燃料噴射が許可されているときには、
上記ステップＳ４０１からステップＳ４０３へ進んで、
エンジン回転数ＮＥ　が“０”か否か、すなわちエンジ
ン停止状態か否かを判別し、ＮＥ　＝０のときには、上
述のステップＳ４０２を経てルーチンを抜け、ＮＥ　≠
０のときには、ステップＳ４０３からステップＳ４０４
へ進む。

【００５０】ステップＳ４０４では、ＲＡＭ３４の所定
アドレスにストアされているエンジン回転数ＮＥ　を読
出し、エンジン回転数ＮＥ　に基づきエンジン１／２回
転当りの時間ｔｉｍｅ１／２　を、次の（１）式から算
出する。

【００５１】 ｔｉｍｅ１／２　＝３０／ＮＥ　　　　　　　　　　　
　　…（１）　上記（１）　式は、４気筒エンジンにお
ける１行程当りの時間を算出するもので、気筒数ｎの等
間隔燃焼エンジンであれば、上記（１）　式は、以下の
（１）’式から算出することができる。

【００５２】 ｔｉｍｅ１／ｎ／２　＝（６０／ｎ／２）／ＮＥ　　　
…（１）’その後、ステップＳ４０５へ進んで、１行程
当りの加重係数（加重平均の重み）ＴＮｎｅｗを、次の
（２）　式から算出する。

【００５３】 ＴＮｎｅｗ＝ｔｉｍｅ１／２　×ＣＯＦ　　　　　　　
　…（２）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＣＯＦ：
固定値 そして、ステップＳ４０６で、エアフローメータ８の出
力による計測吸入空気流速Ｑ（ｇ／ｓｅｃ　）を読込む
とともに、前回のルーチンで設定した加重係数ＴＮｏｌ
ｄ、補正吸入空気流速Ｑａｏｌｄを読出す。尚、初回ル
ーチンではＴＮｏｌｄ＝０、Ｑａｏｌｄ＝０である。

【００５４】その後、ステップＳ４０７へ進み、一次遅
れを補償した補正吸入空気流速Ｑａｎｅｗを、次の（３
）　式から算出する。

【００５５】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　Ｑａｏｌｄ・ＴＮｏｌｄ＋Ｑ　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　Ｑａｎｅｗ＝＿＿＿＿＿＿＿＿
＿　　　　　　　　…（３）　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１＋ＴＮ
ｎｅｗそして、ステップＳ４０８で、吸気行程において
１気筒に吸入される空気量Ｑｐ　を次の（４）式から算
出することにより、一次遅れを補償して過渡時のオーバ
シュートを補正する。

【００５６】 Ｑｐ　＝Ｑａｎｅｗ×ｔｉｍｅ１／２　　　　　　　　
　…（４）　尚、上記補正吸入空気流速Ｑａｎｅｗの理
論式は、本出願人が先に出願した特開平２−５７４５号
公報に詳述されている。

【００５７】次に、ステップＳ４０９へ進み、スロット
ル開度センサ９ａ、アイドルスイッチ９ｂ、冷却水温セ
ンサ２２の出力値に基づき、始動時、エンジン冷態時、
スロットル全開時の増量補正などの各種増量分補正係数
ＣＯＥＦを設定する。ただし、加速増量補正は行わない
。

【００５８】その後、ステップＳ４１０で、Ｏ２　セン
サ２４の出力信号に基づいて空燃比フィードバック補正
係数αを設定し、ステップＳ４１１で、アルコール濃度
センサ１９で検出したアルコール濃度Ｍに基づいて、ア
ルコール濃度補正係数ＫＡＬをマップ検索あるいは演算
により設定する。

【００５９】上記アルコール濃度補正係数ＫＡＬは、燃
料のアルコール濃度ＭがＭ＝０（ガソリン１００％）の
ときを基準とし（ＫＡＬ＝１．０　）、アルコール濃度
Ｍが高いほど補正量を大きくしてアルコール濃度Ｍによ
る理論空燃比の変化を補正するものである。

【００６０】次に、上記ステップＳ４１１からステップ
Ｓ４１２へ進むと、ヒータ通電中か否かを判別し、ヒー
タ通電中のときには、ステップＳ４１３へ進み、エンジ
ンが２回転（１サイクル）する間の吸気ポート２ａに付
着した燃料が蒸発する割合、すなわち、燃料蒸発率βを
“１”に固定し（β←１）、さらに、ステップＳ４１４
で、インジェクタ１２から噴射される燃料のうち吸気ポ
ート２ａの壁面に付着する燃料の割合、すなわち、壁面
付着率Ｘを“０”に固定して（Ｘ←０）ステップＳ４１
７へ進む。

【００６１】すなわち、インジェクタ１２から噴射され
る燃料は全てヒータユニット１３のヒータ加熱部１３ａ
に当って気化されるため、ヒータ１３ｄの通電中は燃料
が瞬時に気化されて壁面への付着がなく、この付着燃料
の蒸発もない。

【００６２】従って、上記燃料蒸発率βを“１”、壁面
付着率Ｘを“０”とすることにより、空燃比を適切なも
のとすることができ、空燃比のオーバーリッチを防止し
て始動性及び燃費を向上することができるのである。

【００６３】一方、上記ステップＳ４１２で、ヒータ１
３ｄの加熱が完了してヒータ非通電のときには、上記ス
テップＳ４１２からステップＳ４１５へ進み、エンジン
回転数ＮＥ　、冷却水温度Ｔｗ　、アルコール濃度Ｍを
パラメータとして燃料蒸発率マップＭＰβを補間計算付
きで参照してエンジン２回転毎の燃料蒸発率βを設定し
、次いで、ステップＳ４１６で、アルコール濃度Ｍと補
正吸入空気流速Ｑａｎｅｗと前回のルーチンで設定した
燃料噴射パルス幅Ｔｉ　とをパラメータとして壁面付着
率マップＭＰＸ　を補間計算付きで参照して壁面付着率
Ｘを設定し、ステップＳ４１７へ進む。

【００６４】尚、初回ルーチンでは、燃料噴射パルス幅
Ｔｉ　が設定されていないので、Ｘ＝０に設定する。

【００６５】上記燃料蒸発率βは、壁面温度、周期、ア
ルコール濃度Ｍに支配される。すなわち、壁面温度が高
いほど燃料蒸発率βが大きくなり、また、エンジン回転
数ＮＥ　が上昇すれば周期が短くなるため次の吸気行程
までの燃料付着時間が短く、その分、燃料蒸発率βの値
は小さくなる。さらに、アルコール濃度Ｍが高いほど気
化潜熱が高くなるため燃料が蒸発しにくく、燃料蒸発率
βの値は小さくなる。

【００６６】また、上記壁面付着率Ｘの変化は、吸入空
気流速Ｑａｎｅｗと燃料噴射パルス幅Ｔｉ　（燃料噴射
量）とアルコール濃度Ｍに支配される。すなわち、吸入
空気流速Ｑａｎｅｗが速くなると気化時間が短くなり壁
面付着率Ｘが大きくなる。また、吸入空気流速Ｑａｎｅ
ｗを一定とした場合、壁面付着量の変動幅は燃料噴射量
の変化に対して微小であり、よって燃料噴射パルス幅Ｔ
ｉ　が大きくなれば上記壁面付着率Ｘは相対的に小さな
値になる。さらに、燃料のアルコール濃度Ｍが高くなれ
ば気化潜熱が高くなって燃料が蒸発しにくくなるため、
上記壁面付着率Ｘは相対的に大きな値になる。

【００６７】従って、上記燃料蒸発率βは、冷却水温度
Ｔｗ　とエンジン回転数ＮＥ　とアルコール濃度Ｍとの
関数として捕えることができ、本実施例においては、図
１６に示すようなエンジン回転数ＮＥ　と冷却水温度Ｔ
Ｗとアルコール濃度Ｍとをパラメータとする燃料蒸発率
マップＭＰβを構成し、各領域に予め実験などから求め
た燃料蒸発率βを格納する。さらに、図１７に示すよう
に、上記壁面付着率マップＭＰＸ　はアルコール濃度Ｍ
と補正吸入空気流速Ｑａｎｅｗと燃料噴射パルス幅Ｔｉ
　とをパラメータとするマップで構成されており、各領
域には予め実験などから求めた壁面付着率Ｘが格納され
ている。

【００６８】そして、上記ステップＳ４１４あるいは上
記ステップＳ４１６からステップＳ４１７へ進むと、４
行程（１サイクル）前に設定した吸気ポート残留燃料量
Ｍｆ４を読出し、ステップＳ４１８で、１回噴射当りの
燃料噴射量Ｇｆ　を次の（５）　式から設定する。尚、
燃料噴射ルーチンが初回から４回実行されるまではＭｆ
４＝０である。

【００６９】 Ｇｆ　＝｛（Ｑｐ／Ａ／Ｆ）×ＣＯＥＦ−βＭｆ４｝／
（１−Ｘ）　　　…（５）　前述したように、本実施例
では、対応気筒に対して７２０℃Ａ（エンジン２回転）
ごとに１回の燃料噴射が行われ、対応気筒のインジェク
タ１２から対応気筒の吸気ポート２ａに燃料が噴射され
ると、その１部は気筒内（燃焼室）に吸入されることな
く、吸気バルブ、吸気ポート壁面などに付着する。この
付着燃料はエンジンが２回転する間、適宜蒸発し、この
蒸発燃料が次回の吸気行程で噴射された燃料とともに気
筒内に吸入される。

【００７０】ここで、１回噴射当りの実際に筒内へ供給
される燃料供給量Ｇｅは壁面に付着しない燃料量（１−
Ｘ）Ｇｆ　と蒸発量Ｍｆ４・βとの和、すなわち、以下
の（６）　式となり、この（６）　式から１回噴射当り
の必要燃料量Ｇｆ　が、以下の（７）　式により求めら
れる。

【００７１】 Ｇｅ　＝（１−Ｘ）Ｇｆ　＋Ｍｆ４・β　　　　　　　
　　　　　…（６）　Ｇｆ　＝（Ｇｅ　−Ｍｆ４・β）
／（１−Ｘ）　　　　　　　…（７）　実際の気筒内へ
の燃料供給量Ｇｅ　は、目標空燃比Ａ／Ｆ　と空気量Ｑ
ｐ　とによる燃料供給の目標値であり、増量補正した目
標空燃比が（Ａ／Ｆ）／ＣＯＥＦ　であるため、以下の
（８）　式で表現することができ、この（８）　式を（
７）　式に代入すると、上記（５）　式となる。

【００７２】 Ｇｅ　＝Ｑｐ　・ＣＯＥＦ／（Ａ／Ｆ）　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　…（８）　尚、上記目標空燃
比Ａ／Ｆ　は、一般には理論空燃比であるが、リーンバ
ーンエンジンなどにおいては、目標空燃比Ａ／Ｆ　をエ
ンジン負荷などに基づきマップあるいは演算により求め
る。

【００７３】次いで、ステップＳ４１９で、今回の吸気
ポート残留燃料量Ｍｆ　を次の（９）式から設定する。

【００７４】 Ｍｆ　＝（１−β）×Ｍｆ４＋Ｘ・Ｇｆ　　　　　　　
　　…（９）　すなわち、燃料噴射直後の吸気ポート残
留燃料量Ｍｆ　は、前回の対応気筒の付着燃料のうちか
ら蒸発分を引いた残量（１−β）×Ｍｆ４と今回の噴射
された燃料量のうちの付着分Ｘ・Ｇｆ　との和となる。 なお、初回から４回噴射実行されるまでの間は、Ｍｆ　
＝Ｘ・Ｇｆ　となる。

【００７５】その後、ステップＳ４２０で、バッテリ電
圧に基づいて無効時間を補正する電圧補正パルス幅ＴＳ
　を設定し、ステップＳ４２１で、実際にインジェクタ
１２を駆動する燃料噴射パルス幅Ｔｉ　を、次の（１０
）式に基づいて設定する。

【００７６】 Ｔｉ　＝Ｋ・ＫＡＬ・Ｇｆ　・α＋Ｔｓ　　　　　　　
　　　　…（１０）　　　　　　　　　　　　　　Ｋ：
　インジェクタ特性補正係数上記燃料噴射量Ｇｆ　が壁
面燃料付着予測補正、壁面付着燃料に対する蒸発補正を
行っているので、過渡時、とくに、低回転時の空燃比の
リッチ化が防止され、過渡時のもたつきが防がれ、出力
応答性が向上する。さらに、加速増量補正が不要となり
、空燃比制御性が向上するとともに燃料の無駄な消費が
防止される。

【００７７】そして、ステップＳ４２２で、エンジン回
転数ＮＥ　と燃料噴射パルス幅Ｔｉ　をパラメータとし
て噴射開始クランク角度マップＭＰθＩＮＪＳＴ　に基
づき噴射開始クランク角度θＩＮＪＳＴ　を設定する。

【００７８】図１８に示すように、上記噴射開始クラン
ク角度マップＭＰθＩＮＪＳＴ　は、エンジン回転数Ｎ
Ｅ　と燃料噴射パルス幅Ｔｉ　をパラメータとするマッ
プで構成されており、各領域には予め計算などから求め
た最適な噴射開始クランク角度θＩＮＪＳＴ　が格納さ
れている。この噴射開始クランク角度θＩＮＪＳＴ　は
、エンジン回転数ＮＥ　、燃料噴射パルス幅Ｔｉ　が大
きいほど進角側に設定される。

【００７９】その後、ステップＳ４２３へ進んで、上記
ステップＳ４０５で設定した加重係数ＴＮｎｅｗにより
前回のデータＴＮｏｌｄを更新する（ＴＮｏｌｄ←ＴＮ
ｎｅｗ）。また、ステップＳ４２４で、上記ステップＳ
４０７にて設定した補正吸入空気流速Ｑａｎｅｗにより
前回のデータＱａｏｌｄを更新し（Ｑａｏｌｄ←Ｑａｎ
ｅｗ）、ルーチンを抜ける。

【００８０】（燃料噴射制御手順）以上の手順により、
燃料噴射パルス幅Ｔｉが設定され、クランクパルス入力
に基づいて演算された現在のクランク角度が、前述のル
ーチン（ステップＳ４２２）で設定した噴射開始クラン
ク角度θＩＮＪＳＴ　になると割込みがかかり、図１９
に示す燃料噴射制御手順が１８０°ＣＡごとに実行され
る。

【００８１】そして、まず、ステップＳ５０１で、前述
の気筒判別、エンジン回転数算出手順にて判別した燃料
噴射対象気筒＃ｉ（＋２）のインジェクタ１２へ燃料噴
射パルス幅Ｔｉ　の駆動パルス信号を出力する。次いで
、ステップＳ５０２へ進み、前述の燃料噴射量設定手順
にて設定した今回の吸気ポート残留燃料量Ｍｆ　により
、前回の吸気ポート残留燃料量Ｍｆ１を更新し（Ｍｆ１
←Ｍｆ　）、同様に各データを順次更新する（Ｍｆ２←
Ｍｆ１，Ｍｆ３←Ｍｆ２，Ｍｆ４←Ｍｆ３）。

【００８２】その結果、前述の燃料噴射量設定手順のス
テップＳ４１７で読出す吸気ポート残留燃料量Ｍｆ４は
常に１サイクル前、すなわち、当該気筒の残留燃料とな
る。 尚、ｎ気筒エンジンの場合、１サイクル前の吸気ポート
残留燃料量Ｍｆｎは、その前の吸気ポート残留燃料量Ｍ
ｆｎ−１で更新されることになる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、始
動時に燃料が効果的に気化されるため、円滑且つ速やか
にエンジンを始動させることができるなど優れた効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】始動時制御手順を示すフローチャート。

【図２】始動時制御手順を示すフローチャート。

【図３】エンジン制御系の概略図。

【図４】ヒータ取付け部の詳細図。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図。

【図６】吸気ポート近傍における燃料噴射状態を示す説
明図。

【図７】クランクロータとクランク角センサの正面図。

【図８】カムロータとカム角センサの正面図。

【図９】始動可能領域と始動不能領域とを示す説明図。

【図１０】始動可能判定水温マップの概念図。

【図１１】ヒータの特性図。

【図１２】スタータモータの制御手順を示すフローチャ
ート。

【図１３】気筒判別、エンジン回転数算出手順を示すフ
ローチャート。

【図１４】燃料噴射量設定手順を示すフローチャート。

【図１５】燃料噴射量設定手順を示すフローチャート。

【図１６】燃料蒸発率マップの概念図。

【図１７】壁面付着率マップの概念図。

【図１８】噴射開始クランク角度マップの概念図。

【図１９】燃料噴射制御手順を示すフローチャート。

【図２０】燃料噴射のタイムチャート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　燃料のアルコール濃度に基づいて始動
   可能判定温度を設定する手順と、上記始動可能判定温度
   とエンジン温度とを比較し、エンジンが始動可能か否か
   を判別する手順と、上記判別する手順で始動不能と判別
   したとき、燃料噴射前に、各気筒毎にインジェクタから
   の燃料噴射方向に対向して設置したヒータへ通電する手
   順とを備えたことを特徴とするＦＦＶ用エンジンの始動
   制御方法。