(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンク内の燃料を吸気通路及び／又は燃焼室に噴射する燃料噴射弁と、
前記吸気通路に接続され、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、
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、前記気化燃料タンク内に気化燃料を生成する第１の気化燃料生成手段と、
内燃機関の始動要求が発生した場合に、クランキングを実行しつつ前記気化燃料供給弁を開弁し、運転中に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に供給する始動制御手段と、
前記吸気通路に気化燃料を供給しても内燃機関が始動しない場合に、前記クランキングを利用して前記気化燃料タンク内に負圧を発生させてから前記気化燃料供給弁を閉弁する負圧発生手段と、
前記負圧発生手段により前記気化燃料供給弁が閉弁されてから前記タンク内燃料供給手段を駆動する第２の気化燃料生成手段と、
前記第２の気化燃料生成手段により前記気化燃料タンク内に新たな気化燃料が生成された時点で、クランキングを実行しつつ前記気化燃料供給弁を開弁し、前記新たな気化燃料を前記吸気通路に供給する再始動制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記再始動制御手段により気化燃料を供給するときに前記燃料噴射弁を駆動する補助燃料噴射手段を備えてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記気化燃料供給弁の上流側で前記吸気通路に設けられたスロットルバルブを備え、
前記負圧発生手段は、前記気化燃料タンク内に負圧を発生させるときに、前記スロットルバルブを全閉状態に保持する構成としてなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記気化燃料タンクの内部と外部空間とを連通可能な位置に設けられ、気化燃料の供給時に前記気化燃料供給弁と一緒に開弁する常閉の大気導入弁を備え、
前記負圧発生手段は、前記気化燃料タンク内に負圧を発生させるときに、前記気化燃料供給弁を開弁し、かつ前記大気導入弁を閉弁する構成としてなる請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記燃料としてアルコール燃料を用いてなる請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の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、例えばアルコール燃料のように揮発性が低い燃料を用いる内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開２００７−２２４８７８号公報）に開示されているように、アルコール燃料を用いる内燃機関の制御装置が知られている。アルコール燃料は、特に低温時に気化し難いため、従来技術の内燃機関には、始動時に燃料を気化させるための気化室が設けられている。この気化室は、外部から遮断された密閉構造を有し、絞り通路を介して吸気通路に接続されている。また、気化室には、その内部に燃料を噴射する始動用燃料噴射弁と、噴射燃料を加熱するためのヒータとが設けられている。
【０００３】
そして、内燃機関の始動時には、まず、内燃機関に対して始動信号が出力された時点でヒータを作動させ、その後に適宜時間が経過した時点で、始動用燃料噴射弁から気化室内に燃料を噴射する。燃料が噴射されるときに、気化室は、クランキングによる吸気負圧が作用することによって減圧状態となる。この結果、噴射燃料は、減圧状態の気化室内でヒータの熱を受けることにより気化し、吸気通路を介して各気筒に供給される。このように、従来技術では、始動時に燃料を気化室内で気化させることにより、冷間始動時等の始動性を確保するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２４８７８号公報
【特許文献２】特開２００７−２７０６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来技術では、始動時にヒータを作動させてから気化室内に燃料を噴射し、気化燃料を生成するようにしている。しかしながら、この場合には、内燃機関に対して始動信号が出力された後に、ヒータの昇温、噴射燃料の加熱及び気化室の減圧が行われ、その結果として気化燃料が生成される。このため、従来技術では、始動時に気化燃料を生成するのに時間がかかり、気化燃料を筒内に速やかに供給することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、低温始動時等の燃料が気化し難い状況でも、気化燃料を筒内に速やかに供給することができ、始動性を向上させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンク内の燃料を吸気通路及び／又は燃焼室に噴射する燃料噴射弁と、
前記吸気通路に接続され、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、
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、前記気化燃料タンク内に気化燃料を生成する第１の気化燃料生成手段と、
内燃機関の始動要求が発生した場合に、クランキングを実行しつつ前記気化燃料供給弁を開弁し、運転中に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に供給する始動制御手段と、
前記吸気通路に気化燃料を供給しても内燃機関が始動しない場合に、前記クランキングを利用して前記気化燃料タンク内に負圧を発生させてから前記気化燃料供給弁を閉弁する負圧発生手段と、
前記負圧発生手段により前記気化燃料供給弁が閉弁されてから前記タンク内燃料供給手段を駆動する第２の気化燃料生成手段と、
前記第２の気化燃料生成手段により前記気化燃料タンク内に新たな気化燃料が生成された時点で、クランキングを実行しつつ前記気化燃料供給弁を開弁し、前記新たな気化燃料を前記吸気通路に供給する再始動制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、前記再始動制御手段により気化燃料を供給するときに前記燃料噴射弁を駆動する補助燃料噴射手段を備える。
【０００９】
第３の発明は、前記気化燃料供給弁の上流側で前記吸気通路に設けられたスロットルバルブを備え、
前記負圧発生手段は、前記気化燃料タンク内に負圧を発生させるときに、前記スロットルバルブを全閉状態に保持する構成としている。
【００１０】
第４の発明は、前記気化燃料タンクの内部と外部空間とを連通可能な位置に設けられ、気化燃料の供給時に前記気化燃料供給弁と一緒に開弁する常閉の大気導入弁を備え、
前記負圧発生手段は、前記気化燃料タンク内に負圧を発生させるときに、前記気化燃料供給弁を開弁し、かつ前記大気導入弁を閉弁する構成としている。
【００１１】
第５の発明は、前記燃料としてアルコール燃料を用いる構成としている。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、内燃機関の運転中には、第１の気化燃料生成手段により気化燃料タンク内に気化燃料を生成することができる。そして、機関停止後には、タンク内で生じる自然減圧を利用して気化燃料を蓄えておくことができる。これにより、始動制御手段は、始動時に気化燃料を筒内に速やかに供給することができ、低温始動時でも、始動性を向上させることができる。しかも、始動時にタンク内の気化燃料が不足した場合には、負圧発生手段によりクランキングを利用してタンク内に負圧を発生させることができる。そして、第２の気化燃料生成手段は、この負圧状態により気化燃料を短時間で効率よく生成することができる。従って、再始動制御手段は、新たに生成した気化燃料を筒内に速やかに供給することができ、気化燃料が一旦不足した後の再始動を円滑に行うことができる。
【００１３】
第２の発明によれば、補助燃料噴射手段は、再始動制御手段により気化燃料を供給するときに、燃料噴射弁を駆動することができる。これにより、気化燃料が一旦不足した後の再始動時には、新たに生成した気化燃料に加えて、噴射燃料も筒内に供給することができ、内燃機関をより確実に始動させることができる。
【００１４】
第３の発明によれば、負圧発生手段は、気化燃料タンク内に負圧を発生させるときに、スロットルバルブを全閉状態に保持することができる。これにより、気化燃料タンク内に大きな負圧を効率よく発生させることができる。
【００１５】
第４の発明によれば、大気導入弁は、気化燃料の供給時に開弁し、気化燃料タンクから気化燃料が流出した分だけ、当該タンク内に空気を流入させることができる。従って、気化燃料の供給をスムーズに行うことができる。また、気化燃料タンク内に負圧を発生させるときには、負圧発生手段により大気導入弁を閉弁することができ、気化燃料タンクを吸気系以外の外部に対して密閉状態に保持することができる。
【００１６】
第５の発明によれば、低温時に気化し難いアルコール燃料を用いる場合でも、内燃機関の運転中に気化燃料タンク内に気化燃料を蓄えておき、この気化燃料を始動時に供給することにより、始動性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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。
【図２】本発明の実施の形態１におけるシステムの制御系統を示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図３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、本発明の内燃機関は、４気筒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。
【００１９】
吸気通路１２には、上流側から順にエアクリーナ１６、スロットルバルブ１８及びサージタンク２０がそれぞれ設けられている。スロットルバルブ１８は、全閉位置と全開位置との間で開，閉される電子制御式のバタフライ弁により構成され、その開度に応じて吸気通路１２を流れる吸入空気量を調整する。サージタンク２０は、吸気脈動の減衰効果等を発揮するために、吸気通路１２の途中に一定の広がりをもつ空間を形成している。そして、サージタンク２０の下流側は、複数の吸気管からなる吸気マニホールド２２を介して各気筒の吸気ポート２４に接続されている。なお、サージタンク２０、吸気マニホールド２２及び吸気ポート２４は、吸気通路１２の一部を構成している。
【００２０】
また、エンジン１０の各気筒には、吸気ポート２４に燃料を噴射する吸気ポート噴射弁２６と、燃焼室内（筒内）に燃料を直接噴射する筒内噴射弁２８とが設けられている。さらに、各気筒には、気化燃料に点火する点火プラグ３０（図２参照）と、図示しない吸気弁及び排気弁とが設けられている。噴射弁２６，２８には、車両の燃料タンク３２内に液化状態で貯留されたアルコール燃料が供給されるように構成されている。
【００２１】
また、エンジン１０は、始動時にクランク軸を回転駆動するスタータモータ３４を備えている。車両の運転者がスタータスイッチをＯＮにした場合には、後述のＥＣＵ６０に対してエンジンの始動要求が発生する。これにより、ＥＣＵ６０は、スタータモータ３４を起動してクランク軸を回転させる動作（クランキング）を実行し、エンジンが始動した時点、即ち、自立運転に移行した時点でクランキングを停止する。
【００２２】
次に、エンジン１０に搭載された燃料気化系統について説明する。本実施の形態では、エンジンの運転中に生成した気化燃料をタンクに蓄えておき、この気化燃料を次回の始動時に使用することを特徴としている。そして、燃料気化系統は、以下に述べる気化燃料タンク３６、タンク内噴射弁３８、気化燃料供給弁４０、大気導入弁４２、リリーフ弁４４等を備えている。
【００２３】
気化燃料タンク３６は、密閉構造を有する耐圧容器として形成され、燃料タンク３２内のアルコール燃料が気化した気化燃料を蓄えるように構成されている。また、気化燃料タンク３６は、例えばエンジンルーム内において、エンジン１０から熱が伝導し易い位置に設置されている。タンク内噴射弁３８は、燃料タンク３２に貯留された燃料を気化燃料タンク３６内に噴射（供給）するもので、本実施の形態のタンク内燃料供給手段を構成している。タンク内噴射弁３８は、例えば噴射弁２６，２８と同様の一般的な燃料噴射弁により構成され、その燃料噴射量は制御信号に応じて制御される。タンク内噴射弁３８から噴射された燃料は、気化燃料タンク３６内で気化することにより気化燃料となる。
【００２４】
気化燃料タンク３６は、スロットルバルブ１８の下流側でサージタンク２０と接続されている。この接続部には、常閉（ノーマル・クローズ）の電磁弁等により構成された気化燃料供給弁４０が設けられている。気化燃料供給弁４０の閉弁時には、気化燃料タンク３６とサージタンク２０との間が遮断され、気化燃料タンク３６内に気化燃料を蓄えることが可能となる。また、気化燃料供給弁４０の開弁時には、前記タンク２０，３６が相互に連通され、気化燃料タンク３６に蓄えられた気化燃料がサージタンク２０に供給される。
【００２５】
また、気化燃料タンク３６には、タンク内部と外部空間とを連通可能な位置に大気導入弁４２が設けられている。大気導入弁４２は常閉の電磁弁等により構成され、開弁時には気化燃料タンク３６を大気解放するようになっている。気化燃料の供給時には、気化燃料供給弁４０と大気導入弁４２とが多少の時間差をもって一緒に開弁され、気化燃料を供給した分だけ大気導入弁４２から気化燃料タンク３６内に大気が導入される。なお、これらの弁４０，４２は、気化燃料の供給時を除いて閉弁状態に保持される。また、大気導入弁４２は、エアクリーナ１６とスロットルバルブ１８との間で吸気通路１２に接続されている。このため、大気導入弁４２の開弁時には、エアクリーナ１６より清浄化され、かつ吸気負圧の影響を受けない空気が気化燃料タンク３６に導入される。
【００２６】
さらに、気化燃料タンク３６には、例えばチェック弁、リード弁等により構成された常閉のリリーフ弁４４が設けられている。リリーフ弁４４は、気化燃料タンク３６内の圧力が所定の作動圧を超えたときに、この圧力を外部（例えば、吸気通路１２）に解放するもので、リリーフ弁４４の作動圧は、例えば大気圧程度の圧力か、または大気圧よりも数十ｋＰａ程度高い圧力に設定されている。この設定は、例えば気化燃料タンク３６が常温程度かそれよりも少し高い温度に保持され、燃料の飽和蒸気圧がこの温度領域に対応した圧力となることを前提としている。これにより、リリーフ弁４４は、気化燃料タンク３６内に噴射された燃料が気化するときに、タンク内の空気を外部に逃がすように構成されている。また、リリーフ弁４４は、気化燃料タンク３６が密閉された状態において、タンク内の圧力が過大となるのを防止する安全弁としての機能も備えている。
【００２７】
次に、図２を参照しつつ、エンジン１０の制御系統について説明する。図２は、本発明の実施の形態１におけるシステムの制御系統を示す構成図である。この図に示すように、本実施の形態のシステムは、複数のセンサ４６〜５６を含むセンサ系統と、エンジン１０の運転状態を制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)６０とを備えている。
【００２８】
まず、センサ系統について説明すると、クランク角センサ４６は、エンジン１０のクランク軸の回転に同期した信号を出力するもので、ＥＣＵ６０は、この出力に基いてエンジン回転数及びクランク角を検出することができる。また、エアフローセンサ４８は吸入空気量を検出し、水温センサ５０はエンジン冷却水の温度を検出する。また、タンク圧センサ５２は気化燃料タンク３６内の圧力を検出するもので、タンク温度センサ５４は気化燃料タンク３６内の温度を検出する。さらに、燃料性状センサ５６は、燃料の性状として、燃料中のアルコール濃度を検出する。
【００２９】
センサ系統には、上記センサ４６〜５６の他にも、車両やエンジンの制御に必要な各種のセンサ（例えば排気空燃比を検出する空燃比センサ、スロットルバルブ１８の開度を検出するスロットルセンサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ等）が含まれており、これらのセンサはＥＣＵ６０の入力側に接続されている。なお、本発明は、必ずしもタンク温度センサ５４を必要とするものではなく、例えばタンク温度センサ５４を使用せず、エンジンの温度や運転履歴、気化燃料タンク３６への熱伝導特性等に基いてタンク内温度を推定する構成としてもよい。
【００３０】
一方、ＥＣＵ６０の出力側には、スロットルバルブ１８、噴射弁２６，２８，３８、点火プラグ３０、スタータモータ３４、気化燃料供給弁４０、大気導入弁４２等を含む各種のアクチュエータが接続されている。そして、ＥＣＵ６０は、センサ系統によりエンジンの運転情報を検出し、その検出結果に基いて各アクチュエータを駆動することにより、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ４６の出力に基いてエンジン回転数とクランク角とを検出し、エアフローセンサ４８により吸入空気量を検出する。また、以下に述べる通常の燃料噴射制御を実行しつつ、クランク角に基いて点火時期を決定し、点火プラグ３０を駆動する。
【００３１】
通常の燃料噴射制御は、後述の気化燃料供給制御が実行される場合を除いて、エンジンの運転中に実行されるもので、始動時の燃料噴射制御も含んでいる。この燃料噴射制御では、吸入空気量、エンジン回転数、エンジン冷却水の温度等に基いて燃料噴射量を算出し、クランク角に基いて燃料噴射時期を決定した後に、噴射弁２６，２８を駆動する。この場合、吸気ポート噴射弁２６と筒内噴射弁２８の噴射量の比率は、エンジンの運転状態や燃料の性状に応じて可変に設定される。さらに、ＥＣＵ６０は、燃料気化系統の制御として、以下に述べる気化燃料生成制御と、気化燃料供給制御とを実行する。
【００３２】
［実施の形態１の動作］
（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３６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４０と大気導入弁４２とを閉弁した状態で、タンク内噴射弁３８から燃料を噴射する。このとき、燃料の噴射量は、気化燃料タンク３６内の温度、燃料中のアルコール濃度等に基いて、噴射燃料の全てが気化するように決定される。噴射された燃料は、タンク内の空気をリリーフ弁４４から追い出しつつ、速やかに気化して気化燃料となる。このとき、リリーフ弁４４は、タンク内の空気圧により燃料の気化が抑制されるのを回避し、気化燃料の生成を促進することができる。この結果、気化燃料タンク３６内には、最終的に気化燃料が充満した状態となる。
【００３３】
上述した気化燃料生成制御により、気化燃料タンク３６内には、エンジンの運転中に気化燃料を蓄えることができる。そして、気化燃料タンク３６は、タンク内で生じる自然減圧を利用して、エンジン停止後の冷間時にも、気化燃料の少なくとも一部を気相状態に保持することができる。なお、気化燃料生成制御は、気化燃料タンク３６内の温度が気化燃料を生成し得る所定の判定温度以上の場合にのみ実行するのが好ましい。
【００３４】
（気化燃料供給制御）
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４０と大気導入弁４２とを開弁し、気化燃料タンク３６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、まず、ＥＣＵ６０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、クランキングにより吸気負圧が生じるので、ＥＣＵ６０は、気化燃料供給弁４０と大気導入弁４２とを開弁し、気化燃料タンク３６内の気化燃料を吸気負圧によってサージタンク２０に供給する。
【００３５】
このとき、気化燃料タンク３６内には、気化燃料が流出した分だけ大気導入弁４２から空気が流入するので、気化燃料の供給をスムーズに行うことができる。また、大気導入弁４２を開弁させるにあたり、気化燃料タンク３６内の圧力が大気圧以上である場合には、最初に気化燃料供給弁４０を開弁してから大気導入弁４２を開弁する。一方、タンク内の圧力が大気圧よりも低い場合には、最初に大気導入弁４２を開弁してから気化燃料供給弁４０を開弁する。これにより、タンク内の気化燃料が大気中に流出したり、サージタンク２０から気化燃料タンク３６内に空気が逆流するのを防止することができる。
【００３６】
気化燃料タンク３６からサージタンク２０に供給された気化燃料は、吸気ポート２４を介して筒内に流入し、筒内で点火されて燃焼する。これにより、各気筒での燃焼が連続するようになると、エンジン回転数が上昇し、エンジンが自立運転に移行する。ＥＣＵ６０は、自立運転が開始されたことをエンジン回転数の上昇により確認した時点で、クランキングを停止する。また、気化燃料供給弁４０と大気導入弁４２とを閉弁し、気化燃料供給制御を終了する。そして、吸気ポート噴射弁２６や筒内噴射弁２８から燃料を噴射する通常の燃料噴射制御を開始する。
【００３７】
このように、エンジンの運転中に蓄えておいた気化燃料を使用すれば、始動時に気化燃料を生成する場合と比較して、気化燃料を筒内に速やかに供給することができ、燃料が気化し難い低温始動時でも、始動性を向上させることができる。なお、気化燃料供給制御は、始動時の機関温度（例えば、エンジン冷却水の温度等）が気化燃料を必要とする所定の判定温度以下の場合にのみ実行するのが好ましい。
【００３８】
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（所謂ショートトリップ運転）が繰返された場合等には、気化燃料タンク３６内に蓄えられている気化燃料の量が不足し易い。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。このため、本実施の形態では、気化燃料を供給してもエンジンが始動しない場合に、気化燃料が不足しているものと判定し、気化燃料を新たに生成してからエンジンを再始動させる気化燃料補充制御を実行する。
【００３９】
（気化燃料補充制御）
気化燃料補充制御では、まず、気化燃料が足りないと判定した時点で、気化燃料供給弁４０を開弁し、大気導入弁４２を閉弁し、かつスロットルバルブ１８を全閉位置に保持する。この結果、気化燃料タンク３６の内部は、吸気系以外の外部に対して密閉された状態となる。そして、この状態でクランキングを継続する。これにより、スロットルバルブ１８の下流側には、クランキングにより大きな負圧が発生し、この負圧はサージタンク２０等を介して気化燃料タンク３６内にも作用するので、気化燃料タンク３６内の圧力は急速に低下する。このとき、スロットルバルブ１８を全閉状態とすることにより、気化燃料タンク内に大きな負圧を効率よく発生させることができる。
【００４０】
次に、ＥＣＵ６０は、気化燃料タンク３６内の圧力が十分に低下した時点で、気化燃料供給弁４０を閉弁し、クランキングを一旦停止する。これにより、気化燃料タンク３６の内部は減圧状態で密閉され、燃料が気化し易い状態となる。このため、ＥＣＵ６０は、タンク内噴射弁３８を駆動し、気化燃料タンク３６内に燃料を噴射する。噴射された燃料は、減圧雰囲気下で速やかに気化燃料となるから、ＥＣＵ６０は、気化燃料が十分に生成されたとみなせる所定の時間が経過した時点で、クランキングを再開しつつ、気化燃料供給弁４０を開弁する。これにより、タンク内で新たに生成された気化燃料は、吸気負圧によってサージタンク２０内に供給される。従って、始動時に気化燃料が不足した場合でも、エンジン１０を円滑に始動することができる。
【００４１】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
次に、図３及び図４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、ＥＣＵ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。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。
【００４２】
図３に示すルーチンでは、まず、タンク温度センサ５４により気化燃料タンク３６内の温度Ｔを検出し（ステップ１００）、このタンク内温度Ｔが判定温度Ｔ1よりも大きいか否かを判定する（ステップ１０２）。ここで、判定温度Ｔ1とは、気化燃料を生成し得る温度の下限値に対応して設定されるもので、タンク内での燃料噴射を許可するための判定温度である。ステップ１０２の判定成立時には、燃料が気化し易い温度状態なので、気化燃料タンク３６内に噴射する燃料の噴射量を算出し、気化燃料供給弁４０と大気導入弁４２とを閉弁した状態でタンク内噴射弁３８を駆動する（ステップ１０４）。これにより、気化燃料タンク３６内には気化燃料が蓄えられる。
【００４３】
次に、図４は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される気化燃料供給制御と気化燃料補充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。そして、図４に示すルーチンでは、まず、イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）がＯＮになったか否かを判定し（ステップ２００）、この判定成立時には、エンジンの始動要求が発生したか否かを判定する（ステップ２０２）。そして、始動要求が発生した場合には、スタータモータ３４を起動し、クランキングを開始する（ステップ２０４）。
【００４４】
次に、気化燃料供給弁４０と大気導入弁４２とを開弁し、クランキングにより生じた吸気負圧を利用して気化燃料タンク３６からサージタンク２０に気化燃料を供給する（ステップ２０６）。なお、気化燃料の供給を冷間始動時にのみ行う構成とする場合には、ステップ２０６を実行する直前に、タンク内の温度が前記判定温度以上であるか否かを判定する。そして、この判定が成立した場合にはステップ２０８に移行し、判定が不成立の場合にはステップ２１０に移行する構成とすればよい。
【００４５】
次の処理では、エンジンが始動したか否かを判定する（ステップ２０８）。具体的に述べると、ステップ２０８では、例えばエンジン回転数がクランキング回転数に対応する所定の判定回転数を超えた場合に、エンジンが始動したものと判定する。そして、エンジンが始動した場合には、気化燃料供給弁４０と大気導入弁４２とを閉弁して気化燃料供給制御を終了し、通常の燃料噴射制御に移行する（ステップ２１０）。
【００４６】
一方、ステップ２０８において、エンジン回転数が前記判定回転数以下の場合には、エンジン回転数が上昇するまで待機する。しかし、この待機動作が継続した状態で、クランキングを開始してから所定時間が経過した場合には、気化燃料が不足しているためにエンジンが始動しないものと判定し、ステップ２１２以降で気化燃料補充制御を実行する。
【００４７】
気化燃料補充制御では、前述したように、まず、気化燃料タンク３６内に負圧を発生させる（ステップ２１２）。そして、タンク圧センサ５２により気化燃料タンク３６内の圧力（タンク内圧力）Ｐを検出し、タンク内圧力Ｐが所定の判定圧力Ｐ0以下であるか否かを判定する（ステップ２１４）。ここで、判定圧力Ｐ0は、例えば気化燃料タンク３６内で燃料が容易に気化するような負圧状態に対応する圧力値として設定されるもので、ＥＣＵ６０に予め記憶されている。なお、タンク内圧力が高くても、その分だけ温度が高ければ、燃料は気化し易くなる。このため、判定圧力Ｐ0は、タンク内の温度が高いほど高い圧力値となるように、温度に応じて可変に設定する構成としてもよい。
【００４８】
ステップ２１４の判定が成立した場合には、気化燃料タンク３６内が十分な負圧状態となっているので、気化燃料供給弁４０を閉弁することによりタンクを密閉し（ステップ２１６）、スタータモータ３４を停止する（ステップ２１８）。そして、タンク内噴射弁３８を駆動し、気化燃料タンク３６内に燃料を噴射する（ステップ２２０）。次の処理では、気化燃料が十分に生成されたとみなせる所定の時間が経過したか否かを判定し、この判定が成立するまで待機する（ステップ２２２）。そして、ステップ２２２の判定成立時には、スタータモータ３４を再起動し（ステップ２２４）、気化燃料供給弁４０と大気導入弁４２とを開弁して気化燃料を吸気系に供給する（ステップ２２６）。
【００４９】
以上詳述した通り、本実施の形態によれば、始動時に気化燃料タンク３６内の気化燃料が不足した場合には、クランキングを利用して気化燃料タンク３６内に負圧を容易に発生させることができる。そして、この負圧状態により、気化燃料を短時間で効率よく生成することができる。従って、新たに生成した気化燃料を筒内に速やかに供給することができ、気化燃料が一旦不足した後の再始動を円滑に行うことができる。
【００５０】
なお、前記実施の形態１では、図３中に示すステップ１００〜１０４が請求項１における第１の気化燃料生成手段の具体例を示している。また、図４中に示すステップ２００〜２０６は、請求項１における始動制御手段の具体例を示し、ステップ２１２は、負圧発生手段の具体例を示している。さらに、ステップ２２０は第２の気化燃料生成手段の具体例、ステップ２２４，２２６は再始動制御手段の具体例をそれぞれ示している。
【００５１】
実施の形態２．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態１とほぼ同様の構成及び制御（図１、図２、図３）を採用しているものの、始動時に新たに生成した気化燃料を供給するときに、燃料噴射弁により補助噴射を行う構成としたことを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５２】
［実施の形態２の特徴］
本実施の形態では、気化燃料が一旦不足した後の再始動を行うときに、補助燃料噴射制御を実行する。補助燃料噴射制御では、吸気ポート噴射弁２６と筒内噴射弁２８の何れか一方または両方を駆動し、気化燃料に加えて噴射燃料も筒内に供給する。
【００５３】
［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
次に、図５を参照しつつ、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５は、本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される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、前記実施の形態１の図４に示すルーチンに代えて、エンジンの運転中に繰り返し実行されるものとする。図５に示すルーチンでは、まず、ステップ３００〜３２６において、前記図４中に示すステップ２００〜２２６と同様の処理を実行する。そして、ステップ３２８では、新たに生成した気化燃料をサージタンク２０に供給するときに、吸気ポート噴射弁２６と筒内噴射弁２８の少なくとも一方を駆動し、補助燃料噴射制御を実行する。
【００５４】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、補助燃料噴射を行う構成としたので、気化燃料が一旦不足した後の再始動時には、新たに生成した気化燃料に加えて、噴射燃料も筒内に供給することができ、エンジンをより確実に始動させることができる。
【００５５】
なお、前記実施の形態２では、図５中に示すステップ３００〜３０６が請求項１における始動制御手段の具体例を示し、ステップ３１２は、負圧発生手段の具体例を示している。また、ステップ３２０は請求項１における第２の気化燃料生成手段の具体例、ステップ３２４，３２６は再始動制御手段の具体例、ステップ３２８は請求項２における補助燃料噴射手段の具体例をそれぞれ示している。
【００５６】
また、実施の形態では、吸気通路１２に対する気化燃料の供給部位として、サージタンク２０を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、スロットルバルブ１８の下流側であれば、吸気通路１２の任意の部位に気化燃料タンク３６を接続し、この部位に気化燃料を供給する構成としてよいものである。
【００５７】
また、実施の形態では、気化燃料タンク３６をエンジン１０からの熱が伝わり易い場所に配置する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、エンジン１０で発生する熱により気化燃料タンク３６を積極的に加熱する構成としてもよい。一例を挙げれば、エンジン１０と気化燃料タンク３６との間に冷却水配管を設け、エンジン冷却水により気化燃料タンク３６を加熱する構成としてもよい。また、排気通路１４と気化燃料タンク３６との間にヒートパイプ等の熱伝導部材を設け、排気熱により気化燃料タンク３６を加熱する構成としてもよい。これらの構成により、気化燃料タンク３６内での燃料の飽和蒸気圧を高め、蓄えられる気化燃料の量を増やすことができる。
【００５８】
また、実施の形態では、吸気ポート噴射弁２６と筒内噴射弁２８の両方を備えたエンジン１０を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、噴射弁２６，２８のうち何れか一方を備えず、他方のみを備えた内燃機関に適用してもよい。
【００５９】
また、実施の形態では、アルコール燃料を使用するエンジン１０を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、通常のガソリンや、ガソリンにアルコール以外の成分を添加した各種の燃料に対しても適用し得るものである。
【符号の説明】
【００６０】
１０  エンジン（内燃機関）
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（吸気通路）
２２  吸気マニホールド（吸気通路）
２４  吸気ポート（吸気通路）
２６  吸気ポート噴射弁（燃料噴射弁）
２８  筒内噴射弁（燃料噴射弁）
３２  燃料タンク
３４  スタータモータ
３６  気化燃料タンク
３８  タンク内噴射弁（タンク内燃料供給手段）
４０  気化燃料供給弁
４２  大気導入弁
４４  リリーフ弁
５２  タンク圧センサ
５４  タンク温度センサ
５６  燃料性状センサ
６０  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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【図５】
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