JPH0447152A - アルコールエンジンの始動装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、燃料のアルコール濃度誤判定による始動不能
を防止するアルコールエンジンの始動装置に関する。

［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（Ｆｌｅｘｉｂ
ｌｅ　Ｆｕｅｌ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　、以下、ｒＦＦＶ、
と称する）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、アルコールのみて走
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。

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
なと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
といつな問題が生じる。

これに対処するに、ヒータ、発熱素子などの加熱手段に
より燃料の気化を促進して始動性を向上させる技術が従
来から知られており、例えば、特開昭５７−５２６６５
号公報には、アルコール濃度センサの出力により、吸気
通路を加熱する加熱装置を制御し、アルコール濃度が基
準値以−Ｅにあるとき上記加熱装置の発熱量を増大する
技術が開示されており、また、特開昭５５−３５１７９
号公報には、主、副吸気通路内流れる混合気の分配を制
御する分配弁を設けると共に、副吸気通路内に発熱素子
を設は冷態始動時に副吸気通路に集まる液滴燃料を気化
する技術が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、低温始動時などには、燃料タンク内ある
いはアルコール濃度を検出するセンサが取付けられてい
る燃料供給路内においてガソリンとアルコールとが分禦
し、上記センサで検出するアルコール濃度が時間経過と
ともに激しく変化する。

このため、エンジン始動の際にアルコール濃度の誤判定
を生じ、このアルコール濃度に基づく制御が不適切とな
ってエンジン始動性の悪化を招くという問題がある。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、エンジン
始動の際の燃料のアルコール濃度を正確に判定し、確実
にエンジンを始動させることのできるアルコールエンジ
ンの始動装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するなめ本発明によるアルコールエンジ
ンの始動装置は、第１図に示すように、イグニッション
スイッチをオンしたとき、燃料ポンプの作動により燃料
のアルコール濃度が所定時間内に変化するか否かを判別
するアルコール濃度変化判別手段Ｍ１と、上記イグニッ
ションスイッチのオンとともにスタータモータへの通電
を禁止し、上記アルコール濃度変化判別手段Ｍ１でアル
コール濃度の変化がないと判別したとき、このアルコー
ル濃度とエンジン温度とに基づいてエンジンの始動を制
御する始動制御手段Ｍ２とを備えたものである。

［作　用コ 上記構成によるアルコールエンジンの始動装置では、エ
ンジン始動のなめイグニッションスイッチがオンされる
と、始動制御手段Ｍ２によりスタータモータへの通電が
禁止され、また、燃料ポンプの作動により燃料のアルコ
ール濃度が所定時間内に変化するか否かがアルコール濃
度変化判別手段Ｍ１にて判別される。

そして、上記アルコール濃度変化判別手段Ｍ１でアルコ
ール濃度の変化がないと判別されると、上記始動制御手
段Ｍ２により、このアルコール濃度とエンジン温度とに
基づいてエンジンの始動が最適に制御される。

［発明の実施例コ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図〜第７図は本発明の一実施例を示し、第２図はエ
ンジン制御系の概略図、第３図は始動時の制御手順を示
すフローチャート、第４図はスタータモータの制御手順
を示すフローチャート、第５図は始動可能領域と始動不
能領域とを示す説明図、第６図は始動可能判定水温マツ
プの説明図、第７図はヒータの特性図である。

（エンジン制御系の構成） 第２図において、符号１はＦＦＶ用のアルコールエンジ
ンであり、図においては水平対向４気筒型エンジンを示
す、このエンジン１のシリンダヘッド２に形成した各吸
気ボート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
ロットルチャンパラが連通され、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の直下流に吸
入空気量センサ（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。

また、上記インテークマニホルド３集合部の上記スロッ
トルバルブ５ａ下流側に、エンジン始動のための補助イ
ンジェクタ１０ａが設置されるとともに、上記インテー
クマニホルド３のエアチャンバ４下部に、正温度係数サ
ーミスタ（ＰＴＣサーミスタ）からなるヒータ２２など
の加熱手段が設置されており、上記インテークマニホル
ド３の各気筒の各吸気ボート２ａの直上流側には、ポー
トインジェクタ１０ｂが配設されているやさらに、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１１が取付けられている。

上記補助インジェクタ１０ａ及びボートインジェクタ１
０ｂは、燃料供給路１２を介して燃料タンク１３に連通
され、この燃料タンク１３には、アルコールのみ、また
はアルコールとガソリンとの混合燃料、あるいは、ガソ
リンのみの、ユーザの燃料補給の際の事情によりアルコ
ール濃度Ａ（％）の異なる燃料が貯溜されている。

また、上記燃料供給路１２には、上記燃料タンク１３側
から燃料ポンプ１４、アルコール濃度センサ１５が介装
されており、さらに、上記補助インジェクタ１０ａ及び
ポートインジェクタ１０ｂがリターン通ｔ＠１６を介し
てプレッシャレギュレータ１７に連通されている。

また、上記エンジン１のクランクシャフト１ｂにクラン
クロータ１８が軸着され、このクランクロータ１８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１９が対設されている。

また、上記エンジン１の冷却水通路（図示せず）に冷却
水温センサ２０が臨まされており、さらに、上記シリン
ダヘッド２の排気ボート２ｂに連通する排気管２１には
、Ｏ−２センサ２３が臨まされている。尚、符号２４は
触媒コンバータである。

（制御装置の回路構成） 一方、符号３】はマイクロコンピュータなどからなる制
御装置であり、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、
および、Ｉ１０インターフェース３５がパスライン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。

そして、上記ＥＣＵ３１により、イグニッションスイッ
チをオンしたとき、燃料ポンプの作動により燃料のアル
コール濃度が所定時間内に変化するか否かを判別するア
ルコール濃度変化判別手段、上記イグニッションスイッ
チのオンとともにスタータモータへの通電を禁止し、上
記アルコール濃度変化判別手段でアルコール濃度の変化
がないと判別したとき、このアルコール濃度とエンジン
温度とに基づいてエンジンの始動を制御する始動制御手
段などの始動時制御の機能が実現され、また、燃料噴射
制御、点火時期制御などの他の制御機能が実現される。

上記定電圧口Ｎ３７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ＥＣＵリレー３
８のリレーコイルがイグニッションスイッチ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が接続
され、このスタータスイッチ４１に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
されている。さらに、上記バッテリ３９にヒータリレー
４４のリレー接点が接続され、このリレー接点から電流
センサ４５を経てヒータ２２が接続されている。

また、上記Ｉ１０インターフェース３５の入力ボートに
は、上記各センサ８，９ａ、１５，１９゜２０．２３，
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。

また、上記Ｉ１０インターフェース３５の出力ボートに
は、駆動回路４６を介して補助インジェクタ１０ａ、ポ
ートインジェクタ１０ｂ、燃料ポンプ１４、スタータモ
ータリレー４２のリレーコイル、ヒータリレー４４のリ
レーコイル、及び、ヒータ加熱表示手段であるＬＥＤ４
７が接続されている。

上記ＲＯＭ３３には制御プログラム、及び、後述する始
動可能判定水温マツプＭＰＴ−などの固定データが記憶
されており、また、上記ＲＡＭ　３４には、データ処理
した後の上記各センサ類、スイッチ類の出力信号及び上
記ＣＰＵ３２で演算処理したデータが格納されている。

また、上記ＣＰＵ３２では上記ＲＯＭ３３に記憶されて
いる制御プログラムに従い、エンジン始動時にスタータ
スイッチ４１がＯＮされると、スタータモータ４３への
通電を素止して燃料ポンプ１４を駆動し、燃料タンク１
３内の燃料を循環させてアルコール濃度センサ１５から
のアルコール濃度変化を解消させる。

そして、アルコール濃度の変化がなくなると、このアル
コール濃度をパラメータとして始動判定を行ない、始動
不能と判定した場合には、補助インジェクタ１０ａから
始動のための燃料を噴射し、ヒータ２２に通電して燃料
が十分気化した後にスタータモータ４３を駆動する。

その後、エンジンが完爆すると、通常制御に移行して燃
料噴射量、点火時期を演算し、上記補助インジェクタ１
０ａからポートインジェクタ１０ｂに切換えて燃料噴射
制御を行い、また、点火時期制御を行なう。

尚、始動可能と判定した場合には、上記補助インジェク
タ１０ａから燃料を噴射せず、最初から上記ポートイン
ジェクタ１０ｂによる燃料噴射が行われる。

（動　作） 次に、上記精成による始動時の制御手順について説明す
る。

第３図のフローチャートに示すプログラムは、イグニッ
ションスイッチ４０のＯＮとともにスタートする初期制
御のプログラムであり、まず、ステップ５１０１でイニ
シャラ、イズを行ない、スタータモータリレー４２及び
ヒータリレー４４をＯＦＦにするとともに、タイマをリ
セットする。

次いで、ステップ５１０２で、スタータモータ４３の通
電を禁止するためフラグＦＬＡＧをセラＩ−Ｌ（ＦＬＡ
Ｇ←１）、ステップ５１０３で燃料ポンプ１４に通電し
て燃料タンク１３内の燃料を燃料供給路１２からプレッ
シャレギュレータ１７を経て循環させ、ステップ５１０
４へ進む。

ステップ５１０４では、アルコール濃度センサ１５から
アルコール濃度Ａを読込み、このアルコール濃度ＡをＡ
　ＯＬＤとしてＲＡＭ３４にストアし、ステップ５１０
５でタイマのカウントを開始してステップ５１０６７＼
進む。

ステップ５１０６は時間待ちループであり、上記タイマ
のカウント値Ｃ０ＵＮＴが設定値Ｃ０ＵＮＴｎ　（例え
ば、０、ｌ５ｅＣ相当）以上になったとき（Ｃ０ＵＮＴ
≧Ｃ０ＬＩＮＴｎ　）ループを脱出してステップ５１０
７へ進み、上記タイマをリセットしてステップ８１０８
で再びアルコール濃度センサ１５からのアルコール濃度
Ａを読込み、このアルコール濃度ＡをＡＮＥ−としてＲ
ＡＭ３４にスｌ〜アする。

次に、ステップ５１０９へ進み、上記ステップ５１０４
でストアしたアルコール濃度ＡＯ［０と上記ステップ８
１０８でストアしたアルコール濃度ＡＨＥ−とをＲＡＭ
３４から読出し、これらの差（絶対値）と設定値ＡＳＦ
Ｔとを比較する。ｌ　ＡＯＩ−Ｄ　−ＡＮＥＷ　ｌ≧Ａ
　ＳＥＴのときには、アルコール濃度変化が大きいと判
別して上記ステップ５１０４へ戻ってステップ８１０４
〜５１０９のルーズを繰返す。

そして、ｌ　ＡＯＬＤ　−ＡＮＥＷ　　ｌ　＜ＡＳＥＴ
になると、燃料の循環により燃料供給路１２及び燃料タ
ンク】３内のアルコール濃度分布が均一となり、アルコ
ール濃度変化がなくなったと判別して上記ステップ５１
０９からステップ５１１０へ進み、上記ステップ３１０
８で読込んだアルコール濃度Ａ（ＡＮＥＷ）をパラメー
タとして始動可能判定水温マツプＭ　Ｐ　ＴＷを検索し
、始動可能判定水温Ｔ　ＷＳ［Ｔを設定してステップ５
１１１へ進む。

すなわち、第５図に示すように、冷却水温ＴＷなどで代
表さえしるエンジン温度に対して、補助インジェクタ］
Ｏａあるいはポートインジェクタ］Ｏｂから噴射する燃
料をヒータ２２により加熱せずに始動可能なアルコール
濃度Ａの領域と、そのままでは始動不能な領域とを実験
などにより特定し、第６図に示すように、始動可能判定
水温ＴＷＳＥＴをアルコール濃度Ａをパラメータとして
上記ＲＯＭ３３の一連の所定アドレスに始動可能判定水
温マツプＭＰＴ−として記憶しておくのである。

これにより、冷却水温センサ２０によって検出した冷却
水温ＴＩＩＩが、上記始動可能判定水温マツプＭ　Ｐ　
ＴＷから、そのときのアルコール濃度Ａに応じて設定さ
れる始動可能判定水温Ｔ　ＷＳＥＴ以下か否かによって
エンジンが始動可能か否かを判別することができ、しか
も、この際、上述のステップ８１０４〜５１０９のルー
プを経てアルコール濃度Ａの濃度変化がなくなったと判
別したときに、このアルコール濃度Ａをパラメータとし
て上記始動可能判定水温Ｔ　ＷＳＥＴを設定するため、
低温始動時などに燃料タンク１３内のアルコールとガソ
リンとが分離した状態となっているとき、あるいは、燃
料タンク１３のアルコール濃度Ａが低い（高い）状態で
、アルコールのみ（ガソリンのみ）が補給されたときな
ど、燃料供給路１２内の燃料のアルコール濃度Ａが時間
経過とともに変動することによる誤判定を防止すること
ができる。

尚、上記冷却水温センサ２０からの冷却水温Ｔ−に代え
て、燃料温度などを採用しても良い。

そして、ステップ５１１１では、冷却水温センサ２０か
らの冷却水温ＴＷと上記ステップ５１１０で設定した始
動可能判定水温Ｔ　ＷＳＥＴとを比較し、ＴＷ＞Ｔ　Ｗ
ＳＥＴのときには始動可能と判別してステップ５１１７
へ進み、フラグＦＬＡＧをクリアして（ＦＬＡＧ＝０）
スタータモータ４３への通電を許可してプログラムを終
了する。

一方、上記ステップ５１１１でＴ−≦Ｔ　ＷＳＥＴのと
きには、始動不能と判別してステップ５１１２へ進み、
補助インジェクタ１０ａからアルコール濃度Ａと冷却水
温Ｔｗとをパラメータとしてマツプから設定される燃料
噴射量の燃料が噴射され、ヒータリレー４４をＯＮして
ヒータ２２への通電を開始するとともに、ＬＥＤ４７を
点灯してヒータ通電中であることを表示し、ステップ５
１１３へ進んで上記し−タ２２の通電時間を計数するた
め、タイマのカウントを開始する。

次いで、ステップ５１１４で上記タイマのカウント値Ｃ
０ＩＮＴが設定値Ｃ０ＵＮＴＳＥＴ以上となるまでカウ
ントを継続し、Ｃ０ＵＮＴ≧Ｃ０ＵＮＴＳＥＴとなった
ときループを脱出してステップ１１５へ進み、電流セン
サ４５からヒータ２２の消費電流■を読込んで、この消
費電流■と設定電流Ｔ　ＳＥＴとを比較する。

上記ステップ５１１５で１≧Ｉ　ＳＥＴの場合、再び電
流センサ４５からヒータ２２の消費電流■を読込んで設
定電流Ｉ　ＳＥＴと比較する手順を繰返し、Ｉ＜　Ｉ　
ＳＥＴの場合には燃料の気化完了と判別してステップ８
１１６へ進み、ヒータリレー４４をＯＦＦにしてヒータ
２２への通電を終了するとともに、ＬＥＤ４７を消灯し
て加熱表示を停止し、上述のステップ５１１７へ進んで
フラグＦＬＡＧをクリアして（ＦＬＡＧ−０）スタータ
モータ４３への通電を許可し、プログラムを終了する。

ここで、第７図に示すように、ＰＴＣサーミスタからな
るヒータ２２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燃料の気化ととも
に消費電流Ｉが減少し始める。その後、所定の時間が経
過して燃料の気化が完了すると、ヒータ２２の温度が略
飽和状態となって消費電流Ｉが略一定の値となる。

従って、上記タイマの設定値Ｃ０ＵＮＴＳＥＴを、ヒー
タ２２の通電開始後の消費電流■が燃料の気化温度に達
する以前の消費電流Ｉ　ＳＥＴ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）に設定することにより、ヒータ２２の消
費電流Ｉを設定値Ｉ　ＳＥＴと比較して燃料の気化が完
了したか否かを’ｌ”Ｉ別することができるのである。

次に、この初期制御のプログラムが終了すると、第４図
に示すスタータモータ制御手順のプログラムが実行され
、まず、ステップ５２０１でスタータスイッチ４１がＯ
Ｎされているか否かを判別し、スタータスインチ４１が
ＯＮと判別するとステップ５２０２／＼進んでフラグＦ
ＬＡＧの値を調Ｉ＼、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。

上記ステノブ５２０２でＦＬＡＧ＝　Ｏ、すなわち、ス
タ−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５２０２からステップ５２０３へ進んでス
タータモータリレー４２をＯＮしてスタータモータ４３
を駆動し、エンジンをクランキングしてプログラムを抜
ける。

一方、上記ステップ５２０１でスタータスイッチ４１が
ＯＦＦのとき、あるいは、上記ステップ５２０２でＦＬ
ＡＧ＝　１であり、スタータモータ４３への通電が禁止
されているときには、それぞれのステップからステップ
５２０４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を駆動せずにプログラムを抜
ける。

尚、本発明は実施例に限定されることなく、インテーク
マニホルド３の各気筒の各吸気ボー１−２ａ直上流に、
それぞれヒータを設けても良く、この場合、補助インジ
ェクタ１０ａは不要となる。

さらに、本発明は燃料噴射式のエンジンのみならず電子
制御気化器式のエンジンにも適用できることはいうまで
もない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、イグニッションス
イッチをオンしたとき、スタータモータへの通電が禁止
されるとともに、燃料ポンプの作動により燃料のアルコ
ール濃度が所定時間内に変化するか否かが判別される。

そして、アルコール濃度の変化がないと判別されると、
このアルコール濃度とエンジン温度とに基づいてエンジ
ンの始動が最適に制御される。

従って、エンジン停止状態において燃料のアルコール濃
度分布が不均一となっても正確に始動時のアルコール濃
度を判定することができ、確実にエンジンを始動するこ
とができるなど優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示すクレーム対応のブロッ
ク図、第２図〜第７図は本発明の一実施例を示し、第２
図はエンジン制御系の概略図、第３図は始動時の制御手
順を示すフローチャート、第４図はスタータモータの制
御手順を示すフローチャート、第５図は始動可能領域と
始動不能領域とを示す説明図、第６図は始動可能判定水
温マプの説明図、第７図はヒータの特性図である。 Ｍｌ・・・アルコール濃度変化判別手段Ｍ２・・・始動
制御手段 ツ 第４図 第５図 第６図 第７図 ヒータ３酊曙戸牧白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　イグニッションスイッチをオンしたとき、燃料ポンプ
   の作動により燃料のアルコール濃度が所定時間内に変化
   するか否かを判別するアルコール濃度変化判別手段と、 上記イグニッションスイッチのオンとともにスタータモ
   ータへの通電を禁止し、上記アルコール濃度変化判別手
   段でアルコール濃度の変化がないと判別したとき、この
   アルコール濃度とエンジン温度とに基づいてエンジンの
   始動を制御する始動制御手段とを備えたことを特徴とす
   るアルコールエンジンの始動装置。