(57)【要約】【課題】始動性の向上が可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】内燃機関の燃料中のアルコール濃度を取得する取得部と、前記内燃機関の回転数が閾値以上である場合、前記内燃機関が完爆したと判定する判定部と、前記アルコール濃度が所定値以上である場合、前記アルコール濃度が前記所定値未満である場合に比べて前記閾値を高く設定する設定部と、を具備する内燃機関の制御装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料中のアルコール濃度を取得する取得部と、
前記内燃機関の回転数が閾値以上である場合、前記内燃機関が完爆したと判定する判定部と、
前記アルコール濃度が所定値以上である場合、前記アルコール濃度が前記所定値未満である場合に比べて前記閾値を高く設定する設定部と、を具備する内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の始動においては、例えばスタータモータなどでクランキングを開始し、内燃機関の回転数が所定の回転数に到達したことで完爆状態にあると判定される（特許文献１など）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８０８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで内燃機関の燃料としてアルコールを含むアルコール混合燃料を用いる車両（ＦＦＶ：Flexible Fuel Vehicle）が知られている。ガソリンに比べアルコール混合燃料は気化しにくく、燃焼が悪化する。このため低温などにおいて内燃機関の始動性が悪化する。
【０００５】
例えばモータなどによるクランキングで回転数が所定の回転数になると、燃料の燃焼が確保されていなくとも完爆と判定されてしまう。この場合、内燃機関の運転を維持することが困難である。そこで始動性の向上が可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、内燃機関の燃料中のアルコール濃度を取得する取得部と、前記内燃機関の回転数が閾値以上である場合、前記内燃機関が完爆したと判定する判定部と、前記アルコール濃度が所定値以上である場合、前記アルコール濃度が前記所定値未満である場合に比べて前記閾値を高く設定する設定部と、を具備する内燃機関の制御装置によって達成できる。
【発明の効果】
【０００７】
始動性の向上が可能な内燃機関の制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１はハイブリッド車両を例示する模式図である。
【図２】図２は内燃機関を例示する模式図である。
【図３】図３（ａ）は回転数マージンを例示する図である。図３（ｂ）は閾値決定の制御を例示するフローチャートである。
【図４】図４は完爆判定の制御を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本実施形態の内燃機関の制御装置について説明する。制御装置は例えばハイブリッド車両に適用される。
【００１０】
（ハイブリッド車両）
図１はハイブリッド車両１を例示する模式図である。図１に示すように、ハイブリッド車両１はハイブリッドシステム９および内燃機関１０（エンジン）を搭載し、駆動輪１ａおよび１ｂを有する。ハイブリッド車両１は、バッテリ２が外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド車両でもよい。内燃機関１０はアルコールを含む燃料を燃焼させて動力を発生させる。
【００１１】
（ハイブリッドシステム）
ハイブリッドシステム９は、バッテリ２、インバータ３、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）４および５、動力分割機構６、リダクションギヤ７および減速機８を含む。ＭＧ４および５は、モータ機能（力行）および発電機能（回生）を有し、インバータ３を介してバッテリ２に接続されている。
【００１２】
動力分割機構６は例えばサンギヤ、プラネタリギヤおよびリングギヤを含む遊星歯車から構成され、内燃機関１０およびＭＧ４に連結され、かつ減速機８を介して駆動輪１ａに連結されている。内燃機関１０が出力する動力は、動力分割機構６により駆動輪１ａ側とＭＧ４側とに分割して伝達される。リダクションギヤ７はＭＧ５に連結され、減速機８を介して駆動輪１ａに連結されている。ＭＧ５が出力する動力はリダクションギヤ７および減速機８を介して駆動輪１ａに伝達される。
【００１３】
バッテリ２が放電する直流電力はインバータ３により交流電力に変換され、ＭＧ４または５に供給される。バッテリ２の充電に際しては、ＭＧ４または５が発電する交流電力はインバータ３により直流電力に変換され、バッテリ２に供給される。バッテリ２には電力の昇圧および降圧を行うコンバータが接続されてもよい。
【００１４】
（内燃機関）
図２は内燃機関１０を例示する模式図である。図２に示すように、内燃機関１０のエンジン本体１０ａはシリンダヘッド１１とシリンダブロック１２とを有する。シリンダブロック１２の内部には、ピストン１４、コンロッド１５、およびクランクシャフト１６が収納されている。シリンダヘッド１１、シリンダブロック１２およびピストン１４により、エンジン本体１０ａの内部に燃焼室１３が形成される。
【００１５】
ピストン１４はコンロッド１５によりクランクシャフト１６に連結されている。シリンダブロック１２に設けられたクランク角センサ１９はエンジンのクランク角を検出する。シリンダブロック１２には燃焼室１３を囲むウォータジャケット１７が設けられ、ウォータジャケット１７内に冷却水が貯留される。水温センサ４２は冷却水の温度（水温）を測定する。
【００１６】
シリンダヘッド１１には、燃料噴射弁３０、点火プラグ１８、吸気バルブ２６および排気バルブ２７が設けられ、吸気経路２０および排気経路２１が接続されている。不図示のカムシャフトが回転することにより、吸気バルブ２６および排気バルブ２７が開閉する。
【００１７】
吸気経路２０には、上流側から下流側にかけて、エアクリーナ２２、吸気温センサ３２、エアフローメータ２３、スロットルバルブ２４が設けられている。エアクリーナ２２は外部から流入する空気から粉塵などを除去する。吸気温センサ３２は吸気の温度を測定する。エアフローメータ２３は吸入空気量（吸気量）を取得する。スロットルバルブ２４は吸入空気量を調節する。
【００１８】
吸気バルブ２６が開くことで、空気は吸気経路２０から燃焼室１３へと導入される。燃料噴射弁３０はエタノールなどアルコールを含む燃料を噴射する。燃料と空気とで形成される混合気はピストン１４で圧縮され、点火プラグ１８は混合気に点火する。点火によりピストン１４は燃焼室１３内を上下に往復運動し、クランクシャフト１６が回転する。燃焼後の排気は排気経路２１から排出される。
【００１９】
排気経路２１には触媒２５および空燃比センサ２８が設けられている。触媒２５は例えば三元触媒であり、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の触媒金属を含み、酸素吸蔵能を有し、ＮＯｘ、ＨＣおよびＣＯを浄化する。空燃比センサ２８は空燃比を検出する。濃度センサ４０は燃料中のアルコール濃度を検出する。水温センサ４２は冷却水の温度を検出する。ＭＧ４は内燃機関１０を始動させるモータとして機能する。
【００２０】
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶装置等を備え、ＲＯＭや記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより各種制御を行う。
【００２１】
ＥＣＵ５０は、クランク角センサ１９、点火プラグ１８、エアフローメータ２３、濃度センサ４０、空燃比センサ２８、燃料噴射弁３０と電気的に接続されている。ＥＣＵ５０はエアフローメータ２３から吸気量を、空燃比センサ２８から空燃比を、濃度センサ４０からアルコール濃度を、水温センサ４２から水温をそれぞれ取得する取得部として機能する。ＥＣＵ５０はクランク角センサ１９が検出するクランク角に基づいて内燃機関１０の回転数を算出する。また、ＥＣＵ５０は、点火プラグ１８の点火時期、スロットルバルブ２４の開度、燃料噴射弁３０からの燃料噴射のタイミングなどを制御する。
【００２２】
ＥＣＵ５０はＭＧ４を駆動させ、駆動力を内燃機関１０に伝達することで内燃機関１０のクランキングを開始する。ＥＣＵ５０は、内燃機関１０の回転数が閾値Ｒｔｈ以上になったことにより内燃機関１０が完爆状態にあると判定する判定部として機能する。ＥＣＵ５０は、アルコール濃度が所定値以上である場合、完爆の判定に用いる閾値Ｒｔｈを高く設定する設定部としても機能する。
【００２３】
回転数の閾値Ｒｔｈは、例えば以下の式（１）で表される。
閾値Ｒｔｈ＝クランキング回転数＋回転数マージン    （１）
クランキング回転数はＭＧ４が内燃機関１０を回転させる際の回転数であり、例えば水温などに応じて設定される。回転数マージンは燃料中のアルコール濃度に応じて設定され、０より大きい値である。
【００２４】
図３（ａ）は回転数マージンを例示する図である。横軸は燃料中のアルコール濃度、縦軸は回転数マージンを示す。図３（ａ）に示すように、アルコール濃度がＡｔｈ未満であれば回転数マージンは０であり、アルコール濃度がＡｔｈ以上であれば回転数マージン０より大きくなる。したがって、アルコール濃度がＡｔｈ未満の場合、閾値Ｒｔｈはクランキング回転数に等しい。アルコール濃度がＡｔｈ以上の場合、閾値Ｒｔｈはクランキング回転数と回転数マージンとの和になり、Ａｔｈ未満の場合に比べて増加する。
【００２５】
図３（ｂ）は閾値決定の制御を例示するフローチャートである。図３（ｂ）に示すように、ＥＣＵ５０は、濃度センサ４０から燃料中のアルコール濃度Ａを取得し（ステップＳ１０）、アルコール濃度Ａが所定値Ａｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。否定判定（Ｎｏ）の場合、ＥＣＵ５０は、上記の式（１）において回転数マージンを０として、閾値Ｒｔｈをクランキング回転数に等しい値とする。この閾値ＲｔｈをＲｔｈ１とする（ステップＳ１４）。一方、肯定判定（Ｙｅｓ）の場合、ＥＣＵ５０は、回転数マージンを０より大きい値として、式（１）を用いて閾値Ｒｔｈを算出する。この閾値ＲｔｈをＲｔｈ２とする（ステップＳ１６）。以上で制御は終了する。
【００２６】
図４は完爆判定の制御を例示するフローチャートである。ＥＣＵ５０は、内燃機関１０の始動条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ２０）。例えばイグニッションスイッチのオンなどが検出されると肯定判定となる。この場合、ＥＣＵ５０はＭＧ４に通電してＭＧ４による内燃機関１０のクランキングを行う。ＥＣＵ５０は燃料噴射弁３０による噴射が開始されたか否か判定する（ステップＳ２２）。ステップＳ２０およびＳ２２のいずれか一方で否定判定の場合、ＥＣＵ５０は内燃機関１０が完爆していないと判定する（ステップＳ２６）。
【００２７】
ステップＳ２２で肯定判定の場合、ＥＣＵ５０は、回転数Ｒが閾値Ｒｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。閾値Ｒｔｈとして、図３（ｂ）で取得したＲｔｈ１またはＲｔｈ２を用いる。否定判定の場合、ＥＣＵ５０は内燃機関１０が完爆していないと判定する（ステップＳ２６）。肯定判定の場合、ＥＣＵ５０は、内燃機関１０が完爆状態になったと判定する（ステップＳ２８）。以上で制御は終了する。
【００２８】
本実施形態によれば、図３（ａ）に示すように、ＥＣＵ５０は燃料中のアルコール濃度Ａを取得し、アルコール濃度ＡがＡｔｈ以上ならばＲｔｈをＲｔｈ１より大きいＲｔｈ２とする。ＥＣＵ５０は、回転数Ｒが閾値Ｒｔｈ２以上である場合、内燃機関１０が完爆したと判定する。このとき、燃料が燃焼することで回転数ＲがＲｔｈ２以上まで上昇している。したがって、完爆判定後にＭＧ４によるクランキングを停止しても、燃料の燃焼が継続し、内燃機関１０の運転を維持することができる。これにより始動性が改善する。
【００２９】
アルコール濃度ＡがＡｔｈ未満ならば、ＥＣＵ５０は完爆判定の閾値ＲｔｈをＲｔｈ１とする。燃料中のアルコール濃度Ａが低くガソリン濃度が高ければ、燃料は燃焼しやすい。したがって、閾値Ｒｔｈがクランキング回転数と等しいＲｔｈ１でも、内燃機関１０の始動を確保することができる。
【００３０】
ハイブリッド車両１に搭載されるＭＧ４は、スタータモータなどに比べて高回転数でクランキングする。このため、クランキング回転数が高くなり、燃料が燃焼しなくとも完爆判定される恐れがある。本実施形態によれば、アルコール濃度Ａに応じて閾値Ｒｔｈを高めるため、始動性を改善することができる。なお、本実施形態はハイブリッド車両１に適用されるとしたが、例えば内燃機関１０のみを駆動源とする車両に適用してもよい。また、ＥＣＵ５０は、水温が低いほど式（１）中のクランキング回転数を高くしてもよい。水温に応じて閾値Ｒｔｈが変わることで、始動性が改善する。
【００３１】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１                  ハイブリッド車両
１ａ、１ｂ          駆動輪
２                  バッテリ
４、５              ＭＧ
６                  動力分割機構
７                  リダクションギヤ
８                  減速機
９                  ハイブリッドシステム
１０                内燃機関
１０ａ              エンジン本体
１１                シリンダヘッド
１２                シリンダブロック
１４                ピストン
１５                コンロッド
１６                クランクシャフト
１７                ウォータジャケット
１８                点火プラグ
１９                クランク角センサ
２０                吸気経路
２１                排気経路
２２                エアクリーナ
２３                エアフローメータ
２４                スロットルバルブ
２５                触媒
２６                吸気バルブ
２７                排気バルブ
２８                空燃比センサ
３０                燃料噴射弁
３２                吸気温センサ
４０                濃度センサ
４２                水温センサ
５０                ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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