(57)【要約】【課題】アルコール混合燃料を使用可能なエンジンの始動性を向上する。【解決手段】始動制御装置（１００）は、エンジン（１０）の温度を検出する温度検出手段（４２）と、冷間時に、エンジンを始動させる際に、（ｉ）エンジンを回転させるようにモータ（３１）を制御しつつ、エンジンの吸気通路（１２）内の負圧が所定負圧に達するまで、燃料を供給しないように燃料供給手段（１６）を制御すると共に、空気量調節弁（１５）の開度が閉じ側になるように空気量調節弁を制御し、（ｉｉ）負圧が所定負圧に達した後に、燃料を供給するように燃料供給手段を制御し、（ｉｉｉ）燃料の供給が開始された時点から、検出された温度に応じた期間を経過した後に、供給された燃料に点火するように点火手段（１７）を制御しつつ、開度が増加するように空気量調節弁を制御する制御手段（４１）とを備える。【選択図】図２
2010223056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、少なくとも前記エンジンが始動するまでの間、前記エンジンを回転させるモータと、前記エンジンに供給される空気量を調節可能な空気量調節弁と、前記エンジンに燃料を供給可能な燃料供給手段と、前記エンジンに供給された燃料に点火可能な点火手段とを備える車両に搭載され、
前記エンジンの温度を検出する温度検出手段と、
冷間時に、前記エンジンを始動させる際に、（ｉ）前記エンジンを回転させるように前記モータを制御しつつ、前記エンジンの吸気通路内の負圧が所定負圧に達するまで、前記燃料を供給しないように前記燃料供給手段を制御すると共に、前記空気量調節弁の開度が閉じ側になるように前記空気量調節弁を制御し、（ｉｉ）前記負圧が前記所定負圧に達した後に、前記燃料を供給するように前記燃料供給手段を制御し、（ｉｉｉ）前記燃料の供給が開始された時点から、前記検出された温度に応じた期間を経過した後に、前記供給された燃料に点火するように前記点火手段を制御しつつ、前記開度が増加するように前記空気量調節弁を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする始動制御装置。
【請求項２】
エンジンと、少なくとも前記エンジンが始動するまでの間、前記エンジンを回転させるモータと、前記エンジンに供給される空気量を調節可能な空気量調節弁と、前記エンジンに前記燃料を供給可能な燃料供給手段と、前記エンジンに供給された燃料に点火可能な点火手段とを備える車両に搭載され、
前記供給された燃料が揮発して前記エンジンの吸気通路内に発生する燃料ベーパの濃度である燃料ベーパ濃度を検出する燃料ベーパ濃度検出手段と、
冷間時に、前記エンジンを始動させる際に、（ｉ）前記エンジンを回転させるように前記モータを制御しつつ、前記吸気通路内の負圧が所定負圧に達するまで、前記燃料を供給しないように前記燃料供給手段を制御すると共に、前記空気量調節弁の開度が閉じ側になるように前記空気量調節弁を制御し、（ｉｉ）前記負圧が前記所定負圧に達した後に、前記燃料を供給するように前記燃料供給手段を制御し、（ｉｉｉ）前記検出された燃料ベーパ濃度が所定濃度に達したことを条件に、前記供給された燃料に点火するように前記点火手段を制御しつつ、前記開度が増加するように前記空気量調節弁を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする始動制御装置。
【請求項３】
前記供給される空気量を検出するエアフローメータと、
前記エアフローメータから出力され、前記検出された空気量を示す信号に基づいて、前記検出された燃料ベーパ濃度を補正する濃度補正手段と
を更に備え、
前記制御手段は、冷間時に、前記エンジンを始動させる際に、（ｉ）前記エンジンを回転させるように前記モータを制御しつつ、前記負圧が前記所定負圧に達するまで、前記燃料を供給しないように前記燃料供給手段を制御すると共に、前記開度が閉じ側になるように前記空気量調節弁を制御し、（ｉｉ）前記負圧が前記所定負圧に達した後に、前記燃料を供給するように前記燃料供給手段を制御し、（ｉｉｉ）前記補正された燃料ベーパ濃度が所定濃度に達したことを条件に、前記供給された燃料に点火するように前記点火手段を制御しつつ、前記開度が増加するように前記空気量調節弁を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の始動制御装置。
【請求項４】
前記所定負圧は、前記エンジンの温度に応じて可変であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の始動制御装置。
【請求項５】
エンジンと、少なくとも前記エンジンが始動するまでの間、前記エンジンを回転させるモータと、前記エンジンに供給される空気量を調節可能な空気量調節弁と、前記エンジンに燃料を供給可能な燃料供給手段と、前記エンジンに供給された燃料に点火可能な点火手段とを備える車両に搭載された始動制御装置における始動制御方法であって、
前記エンジンの温度を検出する温度検出工程と、
冷間時に、前記エンジンを始動させる際に、（ｉ）前記エンジンを回転させるように前記モータを制御しつつ、前記エンジンの吸気通路内の負圧が所定負圧に達するまで、前記燃料を供給しないように前記燃料供給手段を制御すると共に、前記空気量調節弁の開度が閉じ側になるように前記空気量調節弁を制御し、（ｉｉ）前記負圧が前記所定負圧に達した後に、前記燃料を供給するように前記燃料供給手段を制御し、（ｉｉｉ）前記燃料の供給が開始された時点から、前記検出された温度に応じた期間を経過した後に、前記供給された燃料に点火するように前記点火手段を制御しつつ、前記開度が増加するように前記空気量調節弁を制御する制御工程と
を備えることを特徴とする始動制御方法。
【請求項６】
エンジンと、少なくとも前記エンジンが始動するまでの間、前記エンジンを回転させるモータと、前記エンジンに供給される空気量を調節可能な空気量調節弁と、前記エンジンに前記燃料を供給可能な燃料供給手段と、前記エンジンに供給された燃料に点火可能な点火手段とを備える車両に搭載された始動制御装置における始動制御方法であって、
前記供給された燃料が揮発して前記エンジンの吸気通路内に発生する燃料ベーパの濃度である燃料ベーパ濃度を検出する燃料ベーパ濃度検出工程と、
冷間時に、前記エンジンを始動させる際に、（ｉ）前記エンジンを回転させるように前記モータを制御しつつ、前記吸気通路内の負圧が所定負圧に達するまで、前記燃料を供給しないように前記燃料供給手段を制御すると共に、前記空気量調節弁の開度が閉じ側になるように前記空気量調節弁を制御し、（ｉｉ）前記負圧が前記所定負圧に達した後に、前記燃料を供給するように前記燃料供給手段を制御し、（ｉｉｉ）前記検出された燃料ベーパ濃度が所定濃度に達したことを条件に、前記供給された燃料に点火するように前記点火手段を制御しつつ、前記開度が増加するように前記空気量調節弁を制御する制御工程と
を備えることを特徴とする始動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばアルコール混合燃料を使用可能なエンジンを備える車両において、冷間時におけるエンジンの始動性を向上する始動制御装置及び方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば、冷間始動時に、吸排気弁のオーバーラップを所定値以上に設定すると共にスロットル開度を通常より閉じ側に調整して、クランキングを行い、燃焼室内の負圧が所定負圧に達したことを条件に、燃料の供給を開始し、スロットル開度を通常に戻す装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
或いは、気筒における燃料漏れ量の時間変化特性の学習結果に基づいて、自動始動時の燃料供給量を適切に補正する装置が提案されている。ここでは特に、停止時圧縮行程気筒への燃料噴射から燃料の気化時間を考慮して設定される所定時間の経過後に、当該気筒の点火プラグに通電して混合気に点火する技術が提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
或いは、始動時に、エンジンのクランキングを行うと共に、吸気管負圧が所定の始動完爆負圧値に達するまでの時間が最短となるような吸気弁閉時期に制御する装置が提案されている。ここでは特に、クランキング開始当初は燃料供給を停止し、その後吸気管負圧が所定値以上に発達した時に燃料供給を開始する技術が提案されている（特許文献３参照）。
【０００５】
或いは、始動時に、スロットル弁及びバイパス制御弁を閉弁状態に保持し、且つ吸気弁の開弁期間を変更してオーバーラップ時間を零とし、クランキング後、吸気枝管内の負圧が設定負圧よりも大きくなったことを条件に燃料噴射を行う装置が提案されている（特許文献４参照）。
【０００６】
或いは、燃料噴射量に対するパージガス中の燃料ベーパ量の割合を示す燃料ベーパ率が目標値となるようにパージガス量又は燃料噴射量の少なくとも一方を制御する装置が提案されている。ここでは特に、吸気通路内に配置された燃料ベーパ濃度センサの出力信号に基づいてパージガス中の燃料ベーパ量を算出する、又は、吸入空気量と吸入ガスの空燃比とから、パージガスの燃料ベーパ濃度を算出する技術が提案されている（特許文献５参照）。
【０００７】
或いは、キャニスタに吸着したベーパをエンジンの吸気通路にパージするエバポパージシステムの構成要素として、吸気通路に配置された蒸発燃料濃度センサのパージカット時の出力比と、異常判定値とを比較して、ＰＣＶ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｃｒａｎｋｃａｓｅ  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ）システムの目詰まりの以上の有無を判定する装置が提案されている（特許文献６参照）。
【０００８】
或いは、パージ通路に設けられた蒸発燃料濃度センサにより検出された第１ベーパ濃度と、吸入空気量と、過給圧とに応じて、吸気管の過給機の上流側における蒸発燃料濃度である第２ベーパ濃度を算出する装置が提案されている（特許文献７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１３２５０７号公報
【特許文献２】特開２００５−１８８４１９号公報
【特許文献３】特開２０００−１２０４５５号公報
【特許文献４】特開平８−３２６５８４号公報
【特許文献５】特開２０００−１２０４６９号公報
【特許文献６】特開２００３−１２０４３６号公報
【特許文献７】特開２００５−３６７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述の背景技術によれば、アルコール燃料と、例えばガソリン燃料等の他の燃料とが混合されたアルコール混合燃料については考慮されていない。すると、揮発性が比較的低いアルコール燃料の混合比の比較的高いアルコール混合燃料を使用する場合に、期待どおりの効果を得られない可能性があるという技術的問題点がある。
【００１１】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、アルコール混合燃料を使用可能なエンジンの始動性を向上することができる始動制御装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の始動制御装置は、上記課題を解決するために、エンジンと、少なくとも前記エンジンが始動するまでの間、前記エンジンを回転させるモータと、前記エンジンに供給される空気量を調節可能な空気量調節弁と、前記エンジンに燃料を供給可能な燃料供給手段と、前記エンジンに供給された燃料に点火可能な点火手段とを備える車両に搭載され、前記エンジンの温度を検出する温度検出手段と、冷間時に、前記エンジンを始動させる際に、（ｉ）前記エンジンを回転させるように前記モータを制御しつつ、前記エンジンの吸気通路内の負圧が所定負圧に達するまで、前記燃料を供給しないように前記燃料供給手段を制御すると共に、前記空気量調節弁の開度が閉じ側になるように前記空気量調節弁を制御し、（ｉｉ）前記負圧が前記所定負圧に達した後に、前記燃料を供給するように前記燃料供給手段を制御し、（ｉｉｉ）前記燃料の供給が開始された時点から、前記検出された温度に応じた期間を経過した後に、前記供給された燃料に点火するように前記点火手段を制御しつつ、前記開度が増加するように前記空気量調節弁を制御する制御手段とを備える。
【００１３】
本発明の第１の始動制御装置によれば、当該始動制御装置は、エンジンと、少なくともエンジンが始動するまでの間、エンジンを回転させるモータと、エンジンに供給される空気量を調節可能な空気量調節弁と、エンジンに燃料を供給可能な燃料供給手段と、エンジンに供給された燃料に点火可能な点火手段とを備える車両に搭載される。
【００１４】
ここに、「エンジンが始動する」とは、燃焼室内で、通常燃焼の状態が得られること、或いはエンジンが完爆する状態になることをいう。言い換えれば、エンジンにおけるクランキングが完了することを意味する。また、「エンジンを回転させる」とは、典型的には、エンジンのクランクシャフトをクランキングすることを意味する。
【００１５】
本発明に係る「モータ」は、典型的には、エンジン制御用のモータ・ジェネレータ（電動発電機）であるが、例えばスタータモータ等のエンジンをクランキングする専用のモータであってもよい。
【００１６】
例えば温度センサ等である温度検出手段は、エンジンの温度を検出する。尚、温度検出手段は、エンジンの温度を直接的に検出することに限らず、例えばエンジンを冷却するための冷却水の水温等を検出して、該検出された水温等に基づいてエンジンの温度を間接的に検出してもよいし、或いは、検出された水温等をエンジンの温度とみなしてもよい。
【００１７】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる制御手段は、冷間時に、エンジンを始動させる際に、エンジンを回転させるようにモータを制御しつつ、エンジンの吸気通路内の負圧が所定負圧に達するまで、燃料を供給しないように燃料供給手段を制御すると共に、空気量調節弁の開度が閉じ側になるように空気量調節弁を制御する。
【００１８】
ここに、「冷間時」とは、エンジンの温度が、一般的なエンジンの始動方法によって、エンジンを始動させることが可能な程度に燃料が揮発することが困難となる温度（例えば、摂氏０度未満等）である時を意味する。また、「エンジンを始動させる際」とは、典型的には、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）から始動指令信号が発信された時点、又はエンジンのクランキング開始時点を意味する。更に、始動指令信号が発信された時点又はクランキング開始時点から多少時間的に遡った時点、或いは、始動指令信号が発信された時点又はクランキング開始時点から所定の微小時間経過した時点を含んでもよい。
【００１９】
本発明に係る「所定負圧」とは、エンジンを始動させる際に、燃料を供給するか否かを決定する値であり、典型的には、例えばエンジンの温度等の何らかの物理量又はパラメータに応じた可変値として設定される値である。このような所定負圧は、経験的若しくは実験的に又はシミュレーションによって、例えば、エンジンの温度、吸気通路内の負圧、及び燃料の揮発の程度の関係を求め、該求められた関係に基づいて、一のエンジンの温度において、エンジンを始動させることが可能な程度に燃料が揮発できる負圧として、或いは、該負圧から所定値だけ大きい負圧として設定すればよい。
【００２０】
「空気量調節弁の開度が閉じ側になる」とは、空気量調節弁の開度が、エンジンを回転させることによって、所定期間内に、吸気通路内の負圧が所定負圧に達することができるような空気量となるような開度になるという意味である。尚、「所定期間」は、例えばモータに電力を供給するバッテリの能力等に応じて設定すればよい。
【００２１】
制御手段は、更に、負圧が所定負圧に達した後に、燃料を供給するように燃料供給手段を制御する。尚、負圧が所定負圧に達したか否かは、例えば空気量調節弁の開度とエンジンの回転数とに基づいて、又は、例えば圧力センサ等を介して、負圧を求め、該求められた負圧と所定負圧とを比較して判定すればよい。或いは、例えば負圧が所定負圧となるエンジンの回転数及び空気量調節弁の開度をマップとして予めメモリに格納しておき、エンジンの回転数及び空気量調節弁の開度がマップにより特定される回転数に達したことを条件に、負圧が所定負圧に達したと判定すればよい。
【００２２】
制御手段は、更に、燃料の供給が開始された時点から、検出された温度に応じた期間を経過した後に、供給された燃料に点火するように点火手段を制御しつつ、開度が増加するように空気量調節弁を制御する。ここに、「検出された温度に応じた期間」とは、検出された温度、且つ所定負圧において、燃料中のアルコール濃度が比較的高いアルコール混合燃料（例えば、アルコール濃度が８０％のアルコール混合燃料）が、エンジンを始動させることが可能な程度に揮発できる期間を意味する。
【００２３】
「開度が増加するように」とは、閉じ側に制御されていた開度を、エンジンに供給される空気量がエンジン及びトランスアクスルの機械フリクションと釣り合うような開度にすることを意味する。即ち、通常の空気量調節弁の制御を行うことを意味する。
【００２４】
本願発明者の研究によれば、アルコール混合燃料の一例としてのエタノール混合燃料を使用する場合、エタノールの沸点が摂氏７８度であるので、冷間時にエンジンを始動させる際には、エタノール混合燃料が十分に揮発することが困難である。また、他のアルコール混合燃料についても、通常ガソリン燃料よりも沸点が高いため同様である。すると、ガソリン燃料のみに対応する既存の技術では、吸気通路内の負圧が比較的小さく、燃料中のアルコール濃度が比較的高いアルコール混合燃料を使用する場合、エンジンに初爆が来ない、又は初爆はあっても、その後の燃焼状態を維持することが困難であることが判明している。
【００２５】
しかるに本発明では、制御手段によって、吸気通路内の負圧が所定負圧に達した後に、燃料を供給するように燃料供給手段が制御され、更に、燃料の供給が開始された時点から、検出された温度に応じた期間を経過した後に、供給された燃料に点火するように点火手段が制御されつつ、開度が増加するように空気量調節弁が制御される。
【００２６】
このため、燃料中のアルコール濃度が比較的高いアルコール混合燃料を使用する場合であっても、比較的容易にして、冷間時にエンジンを始動することができる。即ち、アルコール混合燃料を使用可能なエンジンの始動性を向上することができる。
【００２７】
本発明の第２の始動制御装置は、上記課題を解決するために、エンジンと、少なくとも前記エンジンが始動するまでの間、前記エンジンを回転させるモータと、前記エンジンに供給される空気量を調節可能な空気量調節弁と、前記エンジンに前記燃料を供給可能な燃料供給手段と、前記エンジンに供給された燃料に点火可能な点火手段とを備える車両に搭載され、前記供給された燃料が揮発して前記エンジンの吸気通路内に発生する燃料ベーパの濃度である燃料ベーパ濃度を検出する燃料ベーパ濃度検出手段と、冷間時に、前記エンジンを始動させる際に、（ｉ）前記エンジンを回転させるように前記モータを制御しつつ、前記吸気通路内の負圧が所定負圧に達するまで、前記燃料を供給しないように前記燃料供給手段を制御すると共に、前記空気量調節弁の開度が閉じ側になるように前記空気量調節弁を制御し、（ｉｉ）前記負圧が前記所定負圧に達した後に、前記燃料を供給するように前記燃料供給手段を制御し、（ｉｉｉ）前記検出された燃料ベーパ濃度が所定濃度に達したことを条件に、前記供給された燃料に点火するように前記点火手段を制御しつつ、前記開度が増加するように前記空気量調節弁を制御する制御手段とを備える。
【００２８】
本発明の第２の始動制御装置によれば、当該始動制御装置は、エンジンと、少なくともエンジンが始動するまでの間、エンジンを回転させるモータと、エンジンに供給される空気量を調節可能な空気量調節弁と、エンジンに燃料を供給可能な燃料供給手段と、エンジンに供給された燃料に点火可能な点火手段とを備える車両に搭載される。
【００２９】
例えば濃度センサ等である燃料ベーパ濃度検出手段は、供給された燃料が揮発してエンジンの吸気通路内に発生する燃料ベーパの濃度である燃料ベーパ濃度を検出する。
【００３０】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる制御手段は、冷間時に、エンジンを始動させる際に、エンジンを回転させるようにモータを制御しつつ、吸気通路内の負圧が所定負圧に達するまで、燃料を供給しないように燃料供給手段を制御すると共に、空気量調節弁の開度が閉じ側になるように空気量調節弁を制御する。制御手段は、更に、負圧が所定負圧に達した後に、燃料を供給するように燃料供給手段を制御する。
【００３１】
制御手段は、更に、検出された燃料ベーパ濃度が所定濃度に達したことを条件に、供給された燃料に点火するように点火手段を制御しつつ、開度が増加するように空気量調節弁を制御する。ここに、本発明に係る「所定濃度」とは、供給された燃料に点火するように点火手段を制御するか否か、及び開度を増加するように空気量調節弁を制御するか否かを決定する値であり、予め固定値として、或いは、何らかの物理量又はパラメータに応じた可変値として設定される値である。
【００３２】
このような所定濃度は、経験的若しくは実験的に又はシミュレーションによって、例えば、燃料ベーパ濃度と、供給された燃料の揮発の程度との関係を求めて、該求められた関係に基づいて、所定負圧において、燃料中のアルコール濃度が比較的高いアルコール混合燃料が、エンジンを始動させることが可能な程度に揮発する燃料ベーパ濃度として、或いは、該燃料ベーパ濃度よりも所定値だけ高い濃度として設定すればよい。
【００３３】
上述の如く、本発明の第２の始動制御装置では、制御手段によって、吸気通路内の負圧が所定負圧に達した後に、燃料を供給するように燃料供給手段が制御され、更に、検出された燃料ベーパ濃度が所定濃度に達したことを条件に、供給された燃料に点火するように点火手段が制御されつつ、開度が増加するように空気量調節弁が制御される。
【００３４】
このため、燃料中のアルコール濃度が比較的高いアルコール混合燃料を使用する場合であっても、比較的容易にして、冷間時にエンジンを始動することができる。即ち、アルコール混合燃料を使用可能なエンジンの始動性を向上することができる。
【００３５】
本発明の第２の始動制御装置の一態様では、前記供給される空気量を検出するエアフローメータと、前記エアフローメータから出力され、前記検出された空気量を示す信号に基づいて、前記検出された燃料ベーパ濃度を補正する濃度補正手段とを更に備え、前記制御手段は、冷間時に、前記エンジンを始動させる際に、（ｉ）前記エンジンを回転させるように前記モータを制御しつつ、前記負圧が前記所定負圧に達するまで、前記燃料を供給しないように前記燃料供給手段を制御すると共に、前記開度が閉じ側になるように前記空気量調節弁を制御し、（ｉｉ）前記負圧が前記所定負圧に達した後に、前記燃料を供給するように前記燃料供給手段を制御し、（ｉｉｉ）前記補正された燃料ベーパ濃度が前記所定濃度に達したことを条件に、前記供給された燃料に点火するように前記点火手段を制御しつつ、前記開度が増加するように前記空気量調節弁を制御する。
【００３６】
この態様によれば、例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる補正手段は、エアフローメータから出力され、検出された空気量を示す信号に基づいて、検出された燃料ベーパ濃度を補正する。制御手段は、補正された燃料ベーパ濃度が所定濃度に達したことを条件に、供給された燃料に点火するように点火手段を制御しつつ、開度が増加するように空気量調節弁を制御する。
【００３７】
本願発明者の研究によれば、例えば、バックファイア時に、燃料ベーパ濃度検出手段の一例としての濃度センサが破損することを防止するために、濃度センサが、吸気通路とは異なるバイパス通路内に配置されている場合、揮発した燃料ベーパの流動性に起因して濃度検出が不安定になる。加えて、濃度センサは、エアフローメータの構造を流用しているため、吸入空気量の増減の影響を受けることが判明している。
【００３８】
しかるに本発明では、補正手段によって、エアフローメータから出力された信号に基づいて、検出された燃料ベーパ濃度が補正される。このため、少なくとも吸入空気量の増減の影響を補正することができるので、検出精度を向上させることができる。
【００３９】
本発明の第１及び第２の始動制御装置の他の態様では、前記所定負圧は、前記エンジンの温度に応じて可変である。
【００４０】
この態様によれば、所定負圧を、一のエンジンの温度において、確実にエンジンを始動させることが可能な程度に燃料が揮発できる負圧として設定することができ、実用上非常に有利である。
【００４１】
本発明の第１の始動制御方法は、上記課題を解決するために、エンジンと、少なくとも前記エンジンが始動するまでの間、前記エンジンを回転させるモータと、前記エンジンに供給される空気量を調節可能な空気量調節弁と、前記エンジンに燃料を供給可能な燃料供給手段と、前記エンジンに供給された燃料に点火可能な点火手段とを備える車両に搭載された始動制御装置における始動制御方法であって、前記エンジンの温度を検出する温度検出工程と、冷間時に、前記エンジンを始動させる際に、（ｉ）前記エンジンを回転させるように前記モータを制御しつつ、前記エンジンの吸気通路内の負圧が所定負圧に達するまで、前記燃料を供給しないように前記燃料供給手段を制御すると共に、前記空気量調節弁の開度が閉じ側になるように前記空気量調節弁を制御し、（ｉｉ）前記負圧が前記所定負圧に達した後に、前記燃料を供給するように前記燃料供給手段を制御し、（ｉｉｉ）前記燃料の供給が開始された時点から、前記検出された温度に応じた期間を経過した後に、前記供給された燃料に点火するように前記点火手段を制御しつつ、前記開度が増加するように前記空気量調節弁を制御する制御工程とを備える。
【００４２】
本発明の第１の始動制御方法によれば、上述した本発明の第１の始動制御装置と同様に、アルコール混合燃料を使用可能なエンジンの始動性を向上することができる。
【００４３】
尚、本発明の第１の始動制御方法においても、上述した本発明の第１の始動制御装置と同様の各種態様を採ることが可能である。
【００４４】
本発明の第２の始動制御方法は、上記課題を解決するために、エンジンと、少なくとも前記エンジンが始動するまでの間、前記エンジンを回転させるモータと、前記エンジンに供給される空気量を調節可能な空気量調節弁と、前記エンジンに前記燃料を供給可能な燃料供給手段と、前記エンジンに供給された燃料に点火可能な点火手段とを備える車両に搭載された始動制御装置における始動制御方法であって、前記供給された燃料が揮発して前記エンジンの吸気通路内に発生する燃料ベーパの濃度である燃料ベーパ濃度を検出する燃料ベーパ濃度検出工程と、冷間時に、前記エンジンを始動させる際に、（ｉ）前記エンジンを回転させるように前記モータを制御しつつ、前記吸気通路内の負圧が所定負圧に達するまで、前記燃料を供給しないように前記燃料供給手段を制御すると共に、前記空気量調節弁の開度が閉じ側になるように前記空気量調節弁を制御し、（ｉｉ）前記負圧が前記所定負圧に達した後に、前記燃料を供給するように前記燃料供給手段を制御し、（ｉｉｉ）前記検出された燃料ベーパ濃度が所定濃度に達したことを条件に、前記供給された燃料に点火するように前記点火手段を制御しつつ、前記開度が増加するように前記空気量調節弁を制御する制御工程とを備える。
【００４５】
本発明の第２の始動制御方法によれば、上述した本発明の第２の始動制御装置と同様に、アルコール混合燃料を使用可能なエンジンの始動性を向上することができる。
【００４６】
尚、本発明の第２の始動制御方法においても、上述した本発明の第２の始動制御装置と同様の各種態様を採ることが可能である。
【００４７】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第１実施形態に係る始動制御装置が搭載される車両の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る始動制御装置によりエンジンが始動される際における各構成要素の状態を示す概念図である。
【図３】第１実施形態に係るＥＣＵに予め格納されている水温に対する目標吸気管負圧のマップである。
【図４】第１実施形態に係るＥＣＵに予め格納されている水温に対する目標揮発時間のマップである。
【図５】第１実施形態に係るＥＣＵが実行する始動制御処理を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係る始動制御装置によりエンジンが始動される際における各構成要素の状態を示す概念図である。
【図７】第２実施形態に係るＥＣＵが実行する始動制御処理を示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態の第１変形例に係る燃料ベーパ濃度の補正方法の概念を示す概念図である。
【図９】第２実施形態の第２変形例に係る始動制御装置が搭載される車両の構成を示すブロック図である。
【図１０】第２実施形態の第２変形例に係る濃度センサを模式的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明に係る始動制御装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００５０】
＜第１実施形態＞
本発明に係る始動制御装置の第１実施形態について、図１乃至図５を参照して説明する。
【００５１】
先ず、本実施形態に係る始動制御装置が搭載される車両について、図１を参照して説明する。ここに、図１は、本実施形態に係る始動制御装置が搭載される車両の構成を示すブロック図である。
【００５２】
図１において、車両１は、エンジン１０、モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）３１、モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）３２、動力分配機構３３、インバータ３４、バッテリ３５及びＥＣＵ４１を備えて構成されている。ここで、モータ・ジェネレータ３１は、エンジン制御用のモータとして機能し、モータ・ジェネレータ３２は、当該車両１の駆動用のモータとして機能する。
【００５３】
エンジン１０のクランクシャフト１９は、遊星歯車機構を有する動力分配装置３３の遊星キャリアの回転軸に接続されており、モータ・ジェネレータ３１の回転軸３１１は、動力分配機構３３のサンギアの回転軸に接続されており、モータ・ジェネレータ３２の回転軸３２１は、動力分配機構３３のリングギアの回転軸に接続されている。
【００５４】
尚、クランクシャフト１９と回転軸３１１とは同一軸上に配置されているが、図１では、便宜上、クランクシャフト１９及び回転軸３１１の配置を実際とは異ならしめて示している。
【００５５】
エンジン１０は、シリンダ１１、吸気通路１２、排気通路１３、バイパス通路１４、点火プラグ１７及びピストン１８を備えて構成されている。吸気通路１２には、吸入される空気量を調節可能なスロットル弁１５と、アルコール混合燃料を貯留する燃料タンク（図示せず）にデリバリパイプ（図示せず）を介して接続され、アルコール混合燃料を吸気通路１２に供給可能な燃料噴射弁１６とが設けられている。
【００５６】
始動制御装置１００は、エンジン１０の冷却水ＬＬＣの水温を検出する温度センサ４２と、吸気通路１２内に供給された燃料が揮発して発生する燃料ベーパの濃度である燃料ベーパ濃度を検出する濃度センサ４３と、吸入される空気量を検出するエアフローメータ４４と、冷間時に、エンジン１０を始動させる際に、（ｉ）エンジン１０のクランクシャフト１９を回転させるようにモータ・ジェネレータ３１を制御しつつ、エンジン１０の吸気通路１２内の負圧が目標吸気管負圧に達するまで、アルコール混合燃料を供給しないように燃料噴射弁１６を制御すると共に、スロットル弁１５の開度が閉じ側になるようにスロットル弁１５を制御し、（ｉｉ）吸気通路１２内の負圧が目標吸気管負圧に達した後に、アルコール混合燃料を供給するように燃料噴射弁１６を制御し、（ｉｉｉ）アルコール混合燃料の供給が開始された時点から、温度センサ４２により検出された水温に応じた期間を経過した後に、供給されたアルコール混合燃料に点火するように点火プラグ１７を制御しつつ、スロットル弁１５の開度が増加するようにスロットル弁１５を制御するＥＣＵ４１とを備えて構成される。
【００５７】
本実施形態に係る濃度センサ４３は、バックファイア時のセンサ破損を回避するために、吸気通路１２に接続されたバイパス通路１４に設置されている。
【００５８】
尚、本実施形態に係る「スロットル弁１５」、「燃料噴射弁１６」、「点火プラグ１７」、「モータ・ジェネレータ３１」、「ＥＣＵ４１」、「温度センサ４２」及び「濃度センサ４３」は、夫々、本発明に係る「空気量調節弁」、「燃料供給手段」、「点火手段」、「モータ」、「制御手段」、「温度検出手段」及び「燃料ベーパ濃度検出手段」の一例である。本実施形態では、各種電子制御用のＥＣＵ４１を、始動制御装置１００の一部として用いている。
【００５９】
次に、エンジン１０を始動させる際における、エンジン１０の回転数等の時間変化について、図２を参照して説明する。ここに、図２は、本実施形態に係る始動制御装置によりエンジンが始動される際における各構成要素の状態を示す概念図である。
【００６０】
図２において、先ず、時刻ｔ０に、エンジン１０の始動要求が出されたものとする。ＥＣＵ４１は、エンジン１０を回転させる（即ち、クランキングする）ようにモータ・ジェネレータ３１を制御しつつ、時刻ｔ１までフリクション判定制御を実行する。尚、ここで、実行されるフリクション判定制御は、一般的なフリクション判定制御である。
【００６１】
ＥＣＵ４１は、フリクション判定制御中におけるスロットル弁１５の開度が始動時開度となるようにスロットル弁１５を制御する。ここに、「始動時開度」とは、アルコール混合燃料の揮発の程度が、特別な制御をしなくとも、エンジン１０を始動させることができる程度である場合に、エンジン１０を始動させるために吸気通路１２内に吸入される空気量を確保することができるスロットル弁１５の開度を意味する。
【００６２】
図２に示すように、フリクション判定制御中は、エンジン１０がクランキングされることによって、吸気通路１２内に負圧が発生する。尚、フリクション判定制御中、ＥＣＵ４１は、アルコール混合燃料を供給しないように燃料噴射弁１６を制御すると共に、点火しないように点火プラグ１７を制御する。
【００６３】
フリクション判定制御が終了した後（即ち、時刻ｔ１よりも後）、続いて、ＥＣＵ４１は、負圧生成閉め込み制御を実行する。即ち、冷間時においてエンジン１０を適切に始動させるために、ＥＣＵ４１は、エンジン１０の回転数が目標回転数になるようにモータ・ジェネレータ３１を制御すると共に、スロットル弁１５の開度が閉じ側（即ち、閉め込み開度）になるようにスロットル弁１５を制御する。ここで、「目標回転数」及び「閉め込み開度」は、夫々、例えばバッテリ３５の能力等に応じて定まる所定期間内に、目標吸気管負圧を得ることができるエンジン１０の回転数及びスロットル弁１５の開度として設定されている。
【００６４】
スロットル弁１５の開度が閉め込み開度となると共に、エンジン１０の回転数が増加することによって、図２に示すように、吸気通路１２内の負圧が大きくなる。ここで、時刻ｔ２に、吸気通路１２内の負圧が目標吸気管負圧に達したものとする。
【００６５】
尚、目標吸気管負圧は、温度センサ４２により検出された冷却水ＬＬＣの水温と、予めＥＣＵ４１に格納されている図３に示すような水温に対する目標吸気管負圧のマップとから決定される。ここに、図３は、本実施形態に係るＥＣＵに予め格納されている水温に対する目標吸気管負圧のマップである。一般的に、水温が低くなる程アルコール混合燃料の揮発性が悪化するため、図３に示すように、水温が低くなる程、目標吸気管負圧が大きくなる。
【００６６】
再び図２に戻り、ＥＣＵ４１は、時刻ｔ２に、アルコール混合燃料を供給するように燃料噴射弁１６を制御する。吸気通路１２内の負圧が目標吸気管負圧より大きくなっているので、冷間時であっても、アルコール混合燃料の霧化が促進されることとなる。尚、ＥＣＵ４１は、アルコール混合燃料を供給するように燃料噴射弁１６を制御すると共に、アルコール混合燃料の供給開始からの時間をカウントアップする。
【００６７】
次に、ＥＣＵ４１は、時刻ｔ３に、アルコール混合燃料の供給開始からの時間が、供給されたアルコール燃料が十分に揮発できる時間（即ち、目標揮発時間）に達したと判定し、供給されたアルコール混合燃料に点火するように点火プラグ１７を制御しつつ、スロットル弁１５の開度が通常の開度となるようにスロットル弁１５を制御する。スロットル弁１５の開度を通常の開度とすることによって、アルコール混合燃料の点火後に空気量が不足することを防止することができる。
【００６８】
ここで、目標揮発時間は、温度センサ４２により検出された冷却水ＬＬＣの水温と、予めＥＣＵ４１に格納されている図４に示すような水温に対する目標揮発時間のマップとから決定される。ここに、図４は、本実施形態に係るＥＣＵに予め格納されている水温に対する目標揮発時間のマップである。一般的に、水温が低くなる程アルコール混合燃料の揮発性が悪化するため、図４に示すように、水温が低くなる程、目標揮発時間が長くなる。
【００６９】
尚、図２における時刻ｔ３以降は、スロットル弁１５の開度が通常の開度となるために、図２に示すように、吸気通路１２内の負圧は小さくなる。
【００７０】
次に、以上のように構成された始動制御装置１００を搭載する車両１のエンジン始動時に、ＥＣＵ４１が実行する始動制御処理について、図５にフローチャートを参照して説明する。
【００７１】
図５において、先ず、ＥＣＵ４１は、始動要求が出されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。始動要求が出されたと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４１は、フリクション判定制御が完了しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。他方、始動要求が出されてないと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ＥＣＵ４１は、一旦処理を終了する。尚、始動要求が出された場合、始動要求フラグがＯＮになる。
【００７２】
ステップＳ１０２の処理において、フリクション判定制御が完了していると判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４１は、吸気通路１２内の負圧が目標吸気管負圧に達したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。他方、ステップＳ１０２の処理において、フリクション判定制御が完了していないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ４１は、フリクション判定制御を実行し（ステップＳ１０３）、その後、ステップＳ１０４の処理を実行する。
【００７３】
尚、例えば、フリクション判定処理が完了した場合に、フリクション判定処理完了フラグをＯＮにして、該フリクション判定完了フラグがＯＮであるか否かを判定して、フリクション判定制御が完了しているか否かを判定すればよい。
【００７４】
ステップＳ１０４の処理において、吸気通路１２内の負圧が目標吸気管負圧に達していると判定された場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４１は、アルコール混合燃料を供給するように燃料噴射弁１６を制御する（ステップＳ１０５）と共に、アルコール混合燃料の供給開始からの時間（即ち、揮発継続時間）をカウントアップする（ステップＳ１０６）。他方、ステップＳ１０４の処理において、吸気通路１２内の負圧が目標吸気管負圧に達していないと判定された場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ＥＣＵ４１は、閉め込み制御を継続しつつ（ステップＳ１１１）、閉め込み制御実行フラグをセットして（ステップＳ１１２）、一旦処理を終了する。
【００７５】
ステップＳ１０６の処理に続いて、ＥＣＵ４１は、揮発継続時間が目標揮発時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。揮発継続時間が目標揮発時間以上であると判定された場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４１は、供給されたアルコール混合燃料に点火するように点火プラグ１７を制御しつつ（ステップＳ１０８）、閉め込み制御実行フラグをリセットする（ステップＳ１０９）と共に、始動要求フラグをＯＦＦにして（ステップＳ１１０）、一旦処理を終了する。他方、ステップＳ１０７の処理で、揮発継続時間が目標揮発時間未満であると判定された場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、ＥＣＵ４１は、閉め込み制御を継続しつつ（ステップＳ１１１）、閉め込み制御実行フラグをセットして（ステップＳ１１２）、一旦処理を終了する。
【００７６】
＜第２実施形態＞
本発明の始動制御装置に係る第２実施形態を、図６及び図７を参照して説明する。第２実施形態では、ＥＣＵが実行する始動制御処理が一部異なる以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上の共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図６及び図７を参照して説明する。ここに、図６は、図２と同趣旨の、本実施形態に係る始動制御装置によりエンジンが始動される際における各構成要素の状態を示す概念図である。
【００７７】
本実施形態に係る始動制御装置１００は、冷間時に、エンジン１０を始動させる際に、（ｉ）エンジン１０を回転させるようにモータ・ジェネレータ３１を制御しつつ、吸気通路１２内の負圧が目標吸気管負圧に達するまで、アルコール混合燃料を供給しないように燃料噴射弁１６を制御すると共に、スロットル弁１５の開度が閉じ側になるようにスロットル弁１５を制御し、（ｉｉ）吸気通路１２内の負圧が目標吸気管負圧に達した後に、アルコール混合燃料を供給するように燃料噴射弁１６を制御し、（ｉｉｉ）検出された燃料ベーパ濃度が目標燃料ベーパ濃度に達したことを条件に、供給されたアルコール混合燃料に点火するように点火プラグ１７を制御しつつ、スロットル弁１５の開度が増加するようにスロットル弁１５を制御するＥＣＵ４１を備えて構成される。
【００７８】
尚、本実施形態に係る濃度センサ４３は、熱式エアフローメータを小型化した構造を有している。
【００７９】
次に、エンジン１０を始動させる際における、エンジン１０の回転数等の時間変化について、図６を参照して説明する。
【００８０】
図６において、ＥＣＵ４１は、時刻ｔ２に、アルコール混合燃料を供給するように燃料噴射弁１６を制御する。次に、ＥＣＵ４１は、時刻ｔ３に、検出された燃料ベーパ濃度が目標燃料ベーパ濃度に達したと判定し、供給されたアルコール混合燃料に点火するように点火プラグ１７を制御しつつ、スロットル弁１５の開度が通常の開度となるようにスロットル弁１５を制御する。
【００８１】
次に、以上のように構成された始動制御装置１００を搭載する車両１のエンジン始動時に、ＥＣＵ４１が実行する始動制御処理について、図７にフローチャートを参照して説明する。
【００８２】
図７において、ステップＳ１０５の処理（図５参照）の後、ＥＣＵ４１は、吸気通路１２内における燃料ベーパ濃度を、濃度センサ４３を介して取得する（ステップＳ２０１）。続いて、ＥＣＵ４１は、取得された燃料ベーパ濃度が目標燃料ベーパ濃度以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
【００８３】
取得された燃料ベーパ濃度が目標燃料ベーパ濃度以上であると判定された場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４１は、供給されたアルコール混合燃料に点火するように点火プラグ１７を制御しつつ（ステップＳ２０３）、閉め込み制御実行フラグをリセットする（ステップＳ２０４）と共に、始動要求フラグをＯＦＦにして（ステップＳ２０５）、一旦処理を終了する。他方、取得された燃料ベーパ濃度が目標燃料ベーパ濃度未満であると判定された場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ４１は、閉め込み制御を継続しつつ（ステップＳ１１１）、閉め込み制御実行フラグをセットして（ステップＳ１１２）、一旦処理を終了する。
【００８４】
＜第１変形例＞
次に、第２実施形態に係る始動制御装置の第１変形例について、図８を参照して説明する。ここに、図８は、本変形例に係る燃料ベーパ濃度の補正方法の概念を示す概念図である。
【００８５】
第２実施形態に係る濃度センサ４３は、上述の如く、バックファイア時のセンサ破損を回避するために、吸気通路１２に接続されたバイパス通路１４（図１参照）に設けられていると共に、熱式エアフローメータを小型化した構造を有している。このため、揮発した燃料ベーパの流動性に起因して濃度検出が不安定になる可能性があることが、本願発明者の研究により判明している。また、濃度センサ４３が、エアフローメータの構造を流用しているため、濃度センサ４３により検出された燃料ベーパ濃度が吸入空気量の増減に影響される可能性があることも本願発明者の研究により判明している。
【００８６】
そこで、本変形例に係る始動制御装置１００では、図７におけるステップＳ２０１の処理において、濃度センサ４３により検出された燃料ベーパ濃度の補正を行い、該補正された燃料ベーパ濃度に基づいて、図７におけるステップＳ２０２の処理を実行している。
【００８７】
具体的には、本発明に係る「補正手段」の一例としてのＥＣＵ４１は、エアフローメータ４４により検出された吸入空気量（図８上段参照）に基づいて、吸入空気量が安定した後における吸入空気量の変動量（図８上段の斜線部分参照）を取得する。続いて、ＥＣＵ４１は、取得された吸入空気量の変動量に基づいて、濃度センサ４３により検出された燃料ベーパ濃度（図８下段の破線参照）を補正して、補正された燃料ベーパ濃度（図８下段の実線参照）を取得する。
【００８８】
この結果、本変形例に係る始動制御装置１００によれば、燃料ベーパ濃度の検出精度を向上させることができ、実用上非常に有利である。
【００８９】
＜第２変形例＞
次に、第２実施形態に係る始動制御装置の第２変形例について、図９及び図１０を参照して説明する。ここに、図９は、図１と同趣旨の、本変形例に係る始動制御装置が搭載される車両の構成を示すブロック図であり、図１０は、本変形例に係る濃度センサを模式的に示す模式図である。
【００９０】
図９において、本変形例に係る濃度センサ４３は、吸気通路１２に設けられている。ここで、本変形例に係る濃度センサ４３は、図１０に示すように、センサ本体部４３１と、バックファイア流を避けるための傘部４３２とを備えて構成されている。
【００９１】
この結果、本変形例に係る始動制御装置１００によれば、濃度センサ４３を吸気通路１２に設置することができるので、燃料ベーパ濃度の検出精度を向上させることができ、実用上非常に有利である。
【００９２】
尚、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う始動制御装置及び方法もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９３】
１…車両、１０…エンジン、１２…吸気通路、１５…スロットル弁、１６…燃料噴射弁、１７…点火プラグ、３１、３２…モータ・ジェネレータ、３３…動力分配機構、４１…ＥＣＵ、４２…温度センサ、４３…濃度センサ、４４…エアフローメータ、１００…始動制御装置
【図１】
2010223056.tif 000003
【図２】
2010223056.tif 000004
【図３】
2010223056.tif 000005
【図４】
2010223056.tif 000006
【図５】
2010223056.tif 000007
【図６】
2010223056.tif 000008
【図７】
2010223056.tif 000009
【図８】
2010223056.tif 000010
【図９】
2010223056.tif 000011
【図１０】
2010223056.tif 000012