(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の制御装置に関し、低温始動時でも点火に必要な量の気化燃料を筒内に速やかに供給でき、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を目的とする。【解決手段】ＥＣＵ６０は、エンジンに対する停止要求があるか否かを判定する（ステップ１０６）。エンジン停止要求があると判定した場合には、ＥＣＵ６０は、残留気化燃料量ＱｇがＱｇｍｉｎ以下か否かを判定する（ステップ１０８）。残留気化燃料量Ｑｇ≦始動許可気化燃料量Ｑｇｍｉｎの場合には、ＥＣＵ６０は気体燃料量が不足していると判断し、気化燃料タンク温度Ｔｇｔが生成許可温度Ｔ１以上の温度となるまでエンジンの運転を継続する（ステップ１１０）。そして、気化燃料タンク３４内に、上昇後の気化燃料タンク温度Ｔｇｔ、アルコール濃度Ｃａｌの組み合わせに対する噴射量の燃料を噴射する（ステップ１１２）。【選択図】図４
2011226450.tif 000002
【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、
前記燃料タンク内に貯留された燃料の性状を取得する燃料性状取得手段と、
前記気化燃料タンク内の温度を取得する気化燃料タンク温度取得手段と、
前記燃料の性状と前記気化燃料タンク内の温度とを用いて、前記気化燃料タンク内に蓄えられた気化燃料の量を残留気化燃料量として算出する残留気化燃料量算出手段と、
内燃機関に対する停止要求の有無を判定する機関停止要求判定手段と、
前記停止要求があった場合に、機関始動に必要な気化燃料量として予め設定した始動許可気化燃料量と、前記残留気化燃料量とを比較する気化燃料量比較手段と、
前記残留気化燃料量が前記始動許可気化燃料量よりも少ない場合に、前記燃料タンク内に前記始動許可気化燃料量の気化燃料を生成し得る温度として予め設定した生成許可温度よりも高くなるように、前記気化燃料タンク内の温度を上昇させる気化燃料タンク温度上昇手段と、
前記気化燃料タンク内の温度が前記生成許可温度よりも高くなった場合に、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、
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】
前記気化燃料タンク温度上昇手段は、前記気化燃料タンク内の温度が生成許可温度よりも高くなるまで内燃機関の停止を禁止する機関停止禁止手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記燃料性状取得手段は、燃料中のアルコール濃度を検出する濃度センサであり、
前記気化燃料タンク温度上昇手段は、前記アルコール濃度に応じて内燃機関の回転数を可変とする機関回転数可変手段を備えることを特徴とする請求項１または２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】
この発明は、内燃機関の制御装置に関し、より詳細には、アルコール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、例えば特許文献１には、アルコールを主成分とする燃料を用いる内燃機関の制御装置が開示されている。アルコールは、特に低温時に気化し難いため、上記の内燃機関には、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】
上記内燃機関では、始動時に、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低温で気化し、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
【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。一方、速やかに供給しようとすると、点火に必要な量を供給できないことになる。従って、何れにせよ従来技術では、始動性の悪化に繋がる可能性があった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、低温始動時でも点火に必要な量の気化燃料を筒内に速やかに供給でき、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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
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、
前記燃料タンク内に貯留された燃料の性状を取得する燃料性状取得手段と、
前記気化燃料タンク内の温度を取得する気化燃料タンク温度取得手段と、
前記燃料の性状と前記気化燃料タンク内の温度とを用いて、前記気化燃料タンク内に蓄えられた気化燃料の量を残留気化燃料量として算出する残留気化燃料量算出手段と、
内燃機関に対する停止要求の有無を判定する機関停止要求判定手段と、
前記停止要求があった場合に、機関始動に必要な気化燃料量として予め設定した始動許可気化燃料量と、前記残留気化燃料量とを比較する気化燃料量比較手段と、
前記残留気化燃料量が前記始動許可気化燃料量よりも少ない場合に、前記燃料タンク内に前記始動許可気化燃料量の気化燃料を生成し得る温度として予め設定した生成許可温度よりも高くなるように、前記気化燃料タンク内の温度を上昇させる気化燃料タンク温度上昇手段と、
前記気化燃料タンク内の温度が前記生成許可温度よりも高くなった場合に、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、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記気化燃料タンク温度上昇手段は、前記気化燃料タンク内の温度が生成許可温度よりも高くなるまで内燃機関の停止を禁止する機関停止禁止手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記燃料性状取得手段は、燃料中のアルコール濃度を検出する濃度センサであり、
前記気化燃料タンク温度上昇手段は、前記アルコール濃度に応じて内燃機関の回転数を可変とする機関回転数可変手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明によれば、気化燃料は、機関停止前に気化燃料タンク内に蓄えられ、その後の機関始動時に燃焼室に供給される。従って、機関始動時に気化燃料を生成する場合と比較して、非常に短い時間で気化燃料を吸気通路に供給できる。加えて、第１の発明によれば、機関停止要求があった場合に、気化燃料タンク内の残留気化燃料量を算出し、残留気化燃料量が始動許可気化燃料量よりも少ない場合には、気化燃料タンク内の温度を生成許可温度よりも高温に上昇させて、燃料タンク内の燃料を気化燃料タンクに供給することができる。従って、機関停止前に、始動許可気化燃料量に満たない気化燃料を補充できる。これらのことから、低温始動時でも点火に必要な量の気化燃料を筒内に速やかに供給でき、始動性を向上させることができる。
【００１１】
第２の発明によれば、気化燃料タンク内の温度が生成許可温度よりも高くなるまで内燃機関の停止を禁止することができる。従って、機関停止前に、始動許可気化燃料量に満たない気化燃料を確実に補充できる。
【００１２】
例えば、燃料中のアルコール濃度が高いほど、燃料を気化させるためにエネルギーが必要となるので、必要な生成許可温度も高くなる。生成許可温度が高くなれば、気化燃料タンク内の温度が上昇するまでに時間を要することになる。第３の発明によれば、アルコール濃度に応じて機関の回転数を可変とすることができる。そのため、アルコール濃度が高いほど機関回転数を上げるといった制御ができる。従って、機関停止要求後に行う一連の制御を所定時間内に完了できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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】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】気化燃料補充制御を実行する場合における、停止要求後の気化燃料タンク内温度、気体保持タンク内への燃料噴射及びエンジン状態を示すタイミングチャートである。
【図４】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】燃料中のアルコール濃度に応じて、気化燃料補充制御時のエンジン回転数ＮＥを変化させる回転数変更制御用のマップデータを示している。
【図６】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】
【００１４】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図４を参照して、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。本実施形態のシステムは、少なくとも２種類以上を使用可能な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、本発明における気筒数及び各気筒の配列形態は、本実施形態のエンジン１０のものに限定されず、例えば、６気筒、８気筒あるいは１２気筒エンジンであってもよいし、Ｖ型、水平対向型等であってもよく、各種の態様を採ることが可能である。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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。吸気ポート噴射弁２６、筒内噴射弁２８には、燃料タンク３２内に液体状態で貯留されたアルコール混合燃料が供給されるように構成されている。
【００１７】
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。本実施形態においては、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前提とする（詳細は後述）。そのため、燃料気化系統には、以下に述べる気化燃料タンク３４、タンク内噴射弁３６、気化燃料供給弁３８、大気導入弁４０、リリーフ弁４２等を備えている。
【００１８】
気化燃料タンク３４は、密閉構造を有する耐圧容器（容積既知）として形成され、燃料タンク３２内のアルコール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３４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。気化燃料タンク３４には、タンク内噴射弁３６が設けられている。タンク内噴射弁３６は、燃料タンク３２に貯留された燃料を気化燃料タンク３４内に噴射（供給）するように構成されている。タンク内噴射弁３６は、例えば吸気ポート噴射弁２６や筒内噴射弁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３６から噴射された燃料は、気化燃料タンク３４内で気化することにより気化燃料となる。
【００１９】
気化燃料タンク３４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３８が設けられている。気化燃料供給弁３８の閉弁時には、気化燃料タンク３４とサージタンク２０との間が遮断され、気化燃料タンク３４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３８の開弁時には、サージタンク２０、気化燃料タンク３４が相互に連通され、気化燃料タンク３４に蓄えられた気化燃料がサージタンク２０に供給される。
【００２０】
また、気化燃料タンク３４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４０が設けられている。大気導入弁４０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３４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３８と大気導入弁４０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４０から気化燃料タンク３４内に大気が導入される。なお、気化燃料供給弁３８、大気導入弁４０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４０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４０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３４に導入される。
【００２１】
さらに、気化燃料タンク３４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４２が設けられている。リリーフ弁４２は、気化燃料タンク３４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４２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３４が常温程度かそれよりも少し高い温度に加温され、燃料の飽和蒸気圧がこの加温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４２は、気化燃料タンク３４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４２は、気化燃料タンク３４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。
【００２２】
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、本実施形態におけるシステムの制御系統を示す構成図である。図２に示すように、本実施形態のシステムは、複数のセンサ４４〜５４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。
【００２３】
まず、センサ系統について説明すると、クランク角センサ４４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、この出力に基づいてエンジン回転数ＮＥ及びクランク角ＣＡを検出することができる。また、エアフローセンサ４６は吸入空気量を検出し、水温センサ４８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５０は気化燃料タンク３４内の圧力を検出するもので、タンク温度センサ５２は気化燃料タンク３４内の温度（以下、「気化燃料タンク温度Ｔｇｔ」ともいう。）を検出する。さらに、燃料性状センサ５４は、燃料の性状として、混合燃料中のアルコール濃度（以下、「アルコール濃度Ｃａｌ」ともいう。）を検出する。
【００２４】
センサ系統には、上記センサ４４〜５４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５２を必要とするものではなく、例えばタンク温度センサ５２を使用せず、エンジンの温度や運転履歴、気化燃料タンク３４への熱伝導特性等に基づいて気化燃料タンク温度Ｔｇｔを推定する構成としてもよい。
【００２５】
一方、ＥＣＵ６０の出力側には、スロットルバルブ１８、吸気ポート噴射弁２６、筒内噴射弁２８、点火プラグ３０、タンク内噴射弁３６、気化燃料供給弁３８、大気導入弁４０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、その検出結果に基づ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４４の出力に基づいてエンジン回転数ＮＥとクランク角ＣＡとを検出し、エアフローセンサ４６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ＣＡに基づいて点火時期を決定し、点火プラグ３０を駆動する。
【００２６】
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ＮＥ、エンジン冷却水の温度等に基づいて燃料噴射量を算出し、クランク角ＣＡに基づいて燃料噴射時期を決定した後に、吸気ポート噴射弁２６や筒内噴射弁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。
【００２７】
［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の運転中に、気化燃料タンク３４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３８と大気導入弁４０とを閉弁した状態で、タンク内噴射弁３６から燃料を噴射する。このときの噴射量Ｑｌは、気化燃料タンク温度Ｔｇｔ、アルコール濃度Ｃａｌに基づいて、噴射燃料の全てが気化するように決定される。ここで、気化燃料タンク温度Ｔｇｔ、アルコール濃度Ｃａｌの組み合わせに対する燃料の噴射量Ｑｌの関係は、例えば、マップデータとしてＥＣＵ６０内部に予め格納されている。噴射された燃料は、タンク内の空気をリリーフ弁４２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４２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３４内には、最終的に気化燃料が充満した状態となる。
【００２８】
上述した気化燃料生成制御により、気化燃料タンク３４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３４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温態時、即ち、気化燃料タンク３４内の温度が気化燃料を生成し得る所定の温度（以下、「生成許可温度Ｔ１」ともいう。）以上の場合にのみ実行することが好ましい。生成許可温度Ｔ１は、アルコール濃度Ｃａｌに応じて変化する温度である。アルコール濃度Ｃａｌに対する生成許可温度Ｔ１の関係は、例えば、マップデータとしてＥＣＵ６０内部に予め格納されている。
【００２９】
（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３８と大気導入弁４０とを開弁し、気化燃料タンク３４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３８と大気導入弁４０とを開弁し、気化燃料タンク３４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。
【００３０】
このとき、気化燃料タンク３４内には、気化燃料が流出した分だけ大気導入弁４０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４０を開弁させるにあたり、気化燃料タンク３４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３８を開弁してから大気導入弁４０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４０を開弁してから気化燃料供給弁３８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３４内に空気が逆流するのを防止することができる。
【００３１】
気化燃料タンク３４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を経由して筒内に流入し、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ＮＥ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ＮＥ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３８と大気導入弁４０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。
【００３２】
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温度以下の場合にのみ実行するのが好ましい。
【００３３】
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３４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、始動に必要な量の気化燃料が吸気系に供給されず、始動性が低下するという問題がある。特に、筒内直噴式のエンジンにおいては、燃料噴射から点火に至るまでのインターバル期間が短い。そのため、吸気系に十分な量の気化燃料が供給されずに始動性が著しく低下する可能性がある。
【００３４】
そこで、本実施形態においては、エンジンに対して停止要求があったときに、気化燃料タンク３４内に残留する気化燃料の量（以下、「残留気化燃料量Ｑｇ」ともいう。）を算出して、残留気化燃料量Ｑｇが、エンジン始動に必要な所定の気体燃料量（以下、「始動許可気化燃料量Ｑｇｍｉｎともいう。）よりも少ない場合には、その不足分を補充するための燃料噴射制御（気化燃料補充制御）を実行するまで機関停止を遅延させる。ここで、始動許可気化燃料量Ｑｇｍｉｎは、アルコール濃度Ｃａｌによって変化する値である。アルコール濃度Ｃａｌに対する始動許可気化燃料量Ｑｇｍｉｎの関係は、例えば、マップデータとしてＥＣＵ６０内部に予め格納されている。
【００３５】
（気化燃料補充制御）
気化燃料補充制御について、図３を用いて説明する。図３は、気化燃料補充制御を実行する場合における停止要求後の気化燃料タンク温度Ｔｇｔ、気化燃料タンク３４内への燃料噴射及び機関状態を示すタイミングチャートである。図３に示すように、停止要求が発生した際に（時刻ｔ１）、気化燃料量が少ない場合には、エンジン１０の運転を継続して、気化燃料タンク温度Ｔｇｔを上昇させる。そして、気化燃料タンク温度Ｔｇｔが、生成許可温度Ｔ１よりも高くなった際に（時刻ｔ２）、タンク内噴射弁３６から燃料を噴射する。これにより、気化燃料タンク３４内に、始動許可気化燃料量の燃料を確実に確保できる。従って、機関停止後に訪れる次回始動時において、気化燃料の不足を生じることなく、エンジン１０を円滑に始動することができる。
【００３６】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
次に、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４は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ６０により実行される気化燃料補充制御を示すフローチャートである。
【００３７】
図４に示すルーチンでは、まずＥＣＵ６０は、燃料性状センサ５４によりアルコール濃度Ｃａｌを検出し（ステップ１００）、タンク温度センサ５２により気化燃料タンク温度Ｔｇｔを検出し（ステップ１０２）、アルコール濃度Ｃａｌと気化燃料タンク温度Ｔｇｔとから、気化燃料タンク３４内の残留気化燃料量Ｑｇを算出する（ステップ１０４）。上述したように、気化燃料タンク温度Ｔｇｔ、アルコール濃度Ｃａｌの組み合わせに対する燃料の噴射量Ｑｌの関係は、予めＥＣＵ６０内部に格納されている。そのため、気化燃料タンク温度Ｔｇｔ、アルコール濃度Ｃａｌをそれぞれ検出すれば、噴射量Ｑｌが求められる。また、上述したように、噴射量Ｑｌは、その噴射分の全てが気化するように決定されているものである。従って、残留気化燃料量Ｑｇは、噴射量Ｑｌの相関値として求めることができる。
【００３８】
続いて、ＥＣＵ６０は、エンジンに対する停止要求があるか否かを判定する（ステップ１０６）。エンジン停止要求があるか否かは、イグニッションスイッチがＯＮかＯＦＦかで判定することができる。すなわち、他のルーチンにおいてイグニッションスイッチの状態を取得し、ＯＮであるかＯＦＦであるかを判定する。そして、イグニッションスイッチがＯＮである場合には、ＥＣＵ６０はエンジン停止要求がないと判定し、イグニッションスイッチがＯＦＦである場合には、ＥＣＵ６０はエンジン停止要求があると判定する。
【００３９】
エンジン停止要求がないと判定した場合には、ＥＣＵ６０はエンジン運転中と判断し、本ルーチンを終了する。一方、エンジン停止要求があると判定した場合には、ＥＣＵ６０は、残留気化燃料量ＱｇがＱｇｍｉｎ以下か否かを判定する（ステップ１０８）。上述したように、アルコール濃度Ｃａｌに対する始動許可気化燃料量Ｑｇｍｉｎの関係は、ＥＣＵ６０内部に予め格納されている。そのため、残留気化燃料量Ｑｇと、ステップ１００で検出したアルコール濃度Ｃａｌから求めた始動許可気化燃料量Ｑｇｍｉｎとを比較して、残留気化燃料量ＱｇがＱｇｍｉｎ以下か否かを判定する。
【００４０】
残留気化燃料量Ｑｇ≦始動許可気化燃料量Ｑｇｍｉｎの場合には、ＥＣＵ６０は気体燃料量が不足していると判断し、気化燃料タンク温度Ｔｇｔが生成許可温度Ｔ１以上の温度となるまでエンジンの運転を継続する（ステップ１１０）。これにより、エンジンの暖機運転を継続させて、気化燃料タンク温度Ｔｇｔを生成許可温度Ｔ１以上まで上昇させる。そして、気化燃料タンク３４内に、上昇後の気化燃料タンク温度Ｔｇｔ、アルコール濃度Ｃａｌの組み合わせに対する噴射量の燃料を噴射する（ステップ１１２）。一方、残留気化燃料量Ｑｇ＞始動許可気化燃料量Ｑｇｍｉｎの場合には、ＥＣＵ６０は気体燃料量が十分であると判断し、吸気ポート噴射弁２６及び／又は筒内噴射弁２８からの燃料供給を停止させ、加えて点火プラグ３０による着火も停止させる（ステップ１１４）。
【００４１】
以上詳述した通り、図４に示すルーチンによれば、機関停止要求時において、残留気化燃料量Ｑｇが始動許可気化燃料量Ｑｇｍｉｎ以下の場合には、気化燃料タンク温度Ｔｇｔを生成許可温度Ｔ１以上まで上昇させて、気化燃料タンク３４内に燃料を噴射できる。これにより、気化燃料タンク３４内に、始動許可気化燃料量の燃料を確実に確保できる。従って、エンジン停止後に訪れる次回始動時において、気化燃料の不足を生じることなく、エンジン１０を円滑に始動することができる。
【００４２】
なお、上述した実施の形態１においては、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３４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。本変形例は、後述する実施の形態２においても同様に適用が可能である。
【００４３】
また、上述した実施の形態１においては、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、吸気ポート噴射弁２６、筒内噴射弁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。本変形例は、後述する実施の形態２においても同様に適用が可能である。
【００４４】
また、上述した実施の形態１においては、リリーフ弁４２を用いて気化燃料タンク３４内の空気を外部に逃がすように構成した。しかし、リリーフ弁４２を省略し、ＥＣＵ６０により大気導入弁４０を制御してもよい。即ち、ＥＣＵ６０は、気化燃料タンク３４内の気化燃料をサージタンク２０に供給する場合、及び気化燃料タンク３４内の圧力が所定の作動圧を超えたときに、大気導入弁４０を開弁してもよい。
【００４５】
また、上述した実施の形態１においては、アルコール混合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、アルコールと同様の蒸発特性（例えば、単一成分での揮発性が低い、気化潜熱が大きい）を有するガソリン代替燃料に対しても適用し得るものである。本変形例は、後述する実施の形態２においても同様に適用が可能である。
【００４６】
また、上述した実施の形態１においては、気化燃料補充制御の際に、エンジン１０の運転を継続することで、気化燃料タンク温度Ｔｇｔを上昇させた。しかし、気化燃料タンク温度Ｔｇｔを上昇させる方法は、この方法に限らず、例えば、気化燃料タンク３４の外部に電気式のヒータ等の熱源を設け、ヒータに対する通電を実行するといった他の方法を用いて、気化燃料タンク温度Ｔｇｔを上昇させてもよい。また、エンジン１０の暖機運転を継続しつつ、ヒータに対する通電を実行するといった組み合わせによって気化燃料タンク温度Ｔｇｔを上昇させてもよい。本変形例は、後述する実施の形態２においても同様に適用が可能である。
【００４７】
なお、上述した実施の形態１においては、気化燃料供給弁３８が上記第１の発明における「タンク内燃料供給手段」に、タンク温度センサ５２が上記第１の発明における「気化燃料タンク温度取得手段」に、燃料性状センサ５４が上記第１の発明における「燃料性状取得手段」に、それぞれ相当している。また、図４のステップ１０４の処理を実行することにより上記第１の発明における「残留気化燃料量算出手段」が、ステップ１０６の処理を実行することにより上記第１の発明における「機関停止要求判定手段」が、ステップ１０８の処理を実行することにより上記第１の発明における「気化燃料量比較手段」が、ステップ１１０の処理を実行することにより上記第１の発明における「気化燃料タンク温度上昇手段」が、ステップ１１２の処理を実行することにより上記第１の発明における「タンク内燃料供給手段」が、それぞれ実現されている。
【００４８】
また、上述した実施の形態１においては、ステップ１１０の処理を実行することにより上記第２の発明における「機関停止禁止手段」が、実現されている。
【００４９】
実施の形態２．
次に、図５及び図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態は、図１及び図２に示す構成において、ＥＣＵ６０に、後述する図６に示すルーチンを実行させることにより実現できる。
【００５０】
［実施の形態２の特徴］
上述したように、実施の形態１の気化燃料補充制御によれば、気化燃料タンク３４内に、始動許可気化燃料量の燃料を確実に確保できる。しかしながら、始動許可気化燃料量Ｑｇｍｉｎは、アルコール濃度Ｃａｌによって変化する値であるため、アルコール濃度Ｃａｌによっては、始動許可気化燃料量Ｑｇｍｉｎが大きな値となる場合がある。また、生成許可温度Ｔ１は、上述したように、気化燃料タンク温度Ｔｇｔ、アルコール濃度Ｃａｌに基づいて決定されるので、アルコール濃度Ｃａｌによっては、生成許可温度Ｔ１が高くなる場合もある。これらのことから、アルコール濃度Ｃａｌによっては、気化燃料タンク温度Ｔｇｔを生成許可温度Ｔ１以上まで上昇させるのに時間を要する可能性がある。
【００５１】
そこで、本実施の形態では、アルコール濃度Ｃａｌに応じて、気化燃料補充制御時のエンジン回転数ＮＥを変化させる回転数変更制御を実行する。図５は、ＥＣＵ６０に予め記憶された回転数変更制御用のマップデータを示している。図５に示すように、燃料中のアルコール混合割合（％）が多いほど燃料の蒸発特性が低下するので、その分を補うようにエンジン回転数ＮＥを上昇させる制御を実行する。逆に、アルコール混合割合（％）が少なければ、燃料の蒸発特性はさほど低下しないので、エンジン回転数ＮＥを抑える。これにより、機関停止要求後のエンジン運転期間を所定時間以下とすることができる。
【００５２】
［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
次に、図６を参照しつつ、上述した回転数変更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６は、本発明の実施の形態２において、ＥＣＵ６０により実行される制御を示すフローチャートである。図６に示すルーチンは、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。
【００５３】
図６に示すルーチンでは、まずＥＣＵ６０は、ステップ２００〜２０８において、図４中のステップ１００〜１０８と同一の処理を実行する。ステップ２０８で、残留気化燃料量Ｑｇ≦始動許可気化燃料量Ｑｇｍｉｎの場合には、図５に示すマップデータを用いて、エンジン運転継続時のエンジン回転数ＮＥを算出する（ステップ２１０）。そして、算出したエンジン回転数ＮＥで暖機運転を継続させて、気化燃料タンク温度Ｔｇｔを生成許可温度Ｔ１以上まで上昇させる（ステップ２１２）。そして、気化燃料タンク３４内に、上昇後の気化燃料タンク温度Ｔｇｔ、アルコール濃度Ｃａｌの組み合わせに対する噴射量の燃料を噴射する（ステップ２１４）。一方、ステップ２０８で、残留気化燃料量Ｑｇ＞始動許可気化燃料量Ｑｇｍｉｎの場合には、吸気ポート噴射弁２６及び／又は筒内噴射弁２８からの燃料供給を停止させ、加えて点火プラグ３０による着火も停止させる（ステップ２１６）。
【００５４】
以上詳述した通り、図６に示すルーチンによれば、気化燃料補充制御時に、アルコール濃度Ｃａｌに応じてエンジン回転数ＮＥを変化させることができる。従って、気化燃料タンク３４内に、始動許可気化燃料量の燃料を確実に確保でき、同時に、機関停止要求後のエンジン運転期間を所定時間以下とすることができる。
【００５５】
なお、前記実施の形態２では、図５に示すマップデータを用い、ＥＣＵ６０が図６のステップ２１０の処理を実行することにより上記第３の発明における「機関回転数可変手段」が実現されている。
【符号の説明】
【００５６】
１０    エンジン
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
２２    吸気マニホールド
２４    吸気ポート
２６    吸気ポート噴射弁
２８    筒内噴射弁
３０    点火プラグ
３２    燃料タンク
３４    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    クランク角センサ
４６    エアフローセンサ
４８    水温センサ
５０    タンク圧センサ
５２    タンク温度センサ
５４    燃料性状センサ
６０    ＥＣＵ
【図１】
2011226450.tif 000003
【図２】
2011226450.tif 000004
【図３】
2011226450.tif 000005
【図４】
2011226450.tif 000006
【図５】
2011226450.tif 000007
【図６】
2011226450.tif 000008