(57)【要約】【課題】コモンレールに蓄圧されたジメチルエーテル（ＤＭＥ）が供給されるエンジンの始動時間を短縮するエンジンの始動制御装置および方法を提供する。【解決手段】コモンレール１５内のＤＭＥが、気筒４に設けられた気筒側燃料噴射弁１６により上記気筒４内に噴射、供給されるエンジン２を始動するための始動制御装置１において、上記エンジン２の吸気通路に設けられ、該吸気通路内にＤＭＥを噴射するための吸気側燃料噴射弁３３と、上記吸気側燃料噴射弁に上記燃料タンク１３内のＤＭＥを圧送するための吸気側燃料圧送手段３５と、上記エンジン２を始動する際に、上記エンジン２が始動したと判断するまでは、上記吸気側燃料噴射弁のみによる噴射制御を行い、上記エンジン２が始動したと判断した後に、上記吸気側燃料噴射弁のみによる噴射制御から上記気筒側燃料噴射弁による噴射制御に切り換える制御手段２０とを備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクからのジメチルエーテルが、エンジンにより駆動される燃料噴射ポンプで昇圧されてコモンレール内に貯留されると共に、そのコモンレール内のジメチルエーテルが、気筒側燃料噴射弁により気筒内に噴射、供給され、上記エンジンを始動するための始動制御装置において、
上記エンジンの吸気通路に設けられ、該吸気通路内にジメチルエーテルを噴射するための吸気側燃料噴射弁と、
上記吸気側燃料噴射弁に上記燃料タンク内のジメチルエーテルを圧送するための吸気側燃料圧送手段と、
上記エンジンを始動する際に、上記エンジンが始動したと判断するまでは、上記吸気側燃料噴射弁のみによる噴射制御を行い、上記エンジンが始動したと判断した後に、上記吸気側燃料噴射弁のみによる噴射制御から上記気筒側燃料噴射弁による噴射制御に切り換える制御手段とを備えたことを特徴とするエンジンの始動制御装置。
【請求項２】
上記燃料タンク内に、液体のジメチルエーテルからなる液相部と、気体のジメチルエーテルからなる気相部とが形成され、
上記吸気側燃料圧送手段は、一端が上記燃料タンク内の液相部に連通し、他端が上記吸気側燃料噴射弁に連通する吸気側燃料供給路を備え、上記気相部のジメチルエーテルの蒸気圧により、上記液相部のジメチルエーテルを上記吸気側燃料噴射弁に圧送する請求項１記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項３】
上記燃料タンクの上記気相部のジメチルエーテルの蒸気圧を検出するための蒸気圧検出手段を備え、
上記制御手段は、上記蒸気圧検出手段により検出された蒸気圧を基に、上記吸気側燃料噴射弁を制御する請求項２記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項４】
上記エンジンの回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段と、上記コモンレール内のコモンレール圧を検出するためのコモンレール圧検出手段とを備え、
上記制御手段は、上記エンジンを始動するに際して、始動制御開始時に上記コモンレール圧検出手段により検出されたコモンレール圧が規定レール圧未満のときに、上記吸気側燃料噴射弁のみによる噴射制御を開始し、その吸気側燃料噴射弁の噴射制御によりコモンレール圧が上昇して規定レール圧以上になったときに、上記吸気側燃料噴射弁と上記気筒側燃料噴射弁とによる噴射制御に切り換え、その吸気側および気筒側燃料噴射弁とによる噴射制御中、上記エンジン回転数検出手段により検出されるエンジン回転数から回転上昇率を求め、その求めた回転上昇率が増加したときに、上記気筒側燃料噴射弁のみによる噴射制御に切り換える請求項２または３記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項５】
燃料タンクからのジメチルエーテルが、エンジンにより駆動される燃料噴射ポンプで昇圧されてコモンレール内に貯留されると共に、そのコモンレール内のジメチルエーテルが、気筒側燃料噴射弁により気筒内に噴射、供給され、上記エンジンを始動するための始動制御方法において、
上記エンジンの吸気通路に、該吸気通路内にジメチルエーテルを噴射するための吸気側燃料噴射弁を設け、
上記吸気側燃料噴射弁に上記燃料タンク内のジメチルエーテルを圧送し、
上記エンジンを始動する際に、上記エンジンが始動したと判断するまでは、上記吸気側燃料噴射弁のみによる噴射制御を行い、上記エンジンが始動したと判断した後、上記吸気側燃料噴射弁のみによる噴射制御から上記気筒側燃料噴射弁による噴射制御に切り換えることを特徴とするエンジンの始動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモンレールにて蓄圧された燃料のジメチルエーテルを気筒内に噴射するエンジンの始動に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ジメチルエーテル（以下、ＤＭＥという）を燃料とした自動車用エンジンにおいて、エンジン燃焼室への燃料噴射にコモンレールを用いた燃料噴射システムがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６に示すように、燃料噴射システム８１は、車両に搭載されＤＭＥが貯蔵された燃料タンク８２と、その燃料タンク８２内のＤＭＥをエンジン８３に向け圧送する一次および二次燃料ポンプ８４、８５と、それら一次および二次燃料ポンプ８４、８５から圧送されたＤＭＥを冷却する燃料クーラー８６と、その燃料クーラー８６で冷却されたＤＭＥを所定の噴射圧まで加圧するための燃料噴射ポンプ８７と、その燃料噴射ポンプ８７からの高圧のＤＭＥを蓄圧するコモンレール８８と、そのコモンレール８８からのＤＭＥをエンジン８３に噴射、供給するためのインジェクター８９と、そのインジェクター８９を制御するためのコントロールユニット９０とを備える。
【０００４】
コントロールユニット９０には、エンジン回転数センサー、水温センサー、油圧センサー、大気圧センサー、大気温センサーなどの各種センサー類９１と、コモンレール８８に取り付けられたコモンレール圧センサー９２とが接続される。
【０００５】
この燃料噴射システム８１では、通常のエンジン始動時、まず、図示しないセルモーターによりエンジン８３が回転され、そのエンジン８３の回転により、エンジン８３に直結された燃料噴射ポンプ８７が回転されてコモンレール圧が上昇する。
【０００６】
コントロールユニット９０は、セルモーターによるエンジン回転時のエンジン回転数、コモンレール圧、大気温、燃料温度などを各センサー９１、９２によりセンシングする。各センサー９１、９２のセンシング値からコントロールユニット９０は、始動に必要な燃料を計算し、エンジン８３の燃焼室に始動に必要な燃料を噴射するように、インジェクター８９に向け信号を発する。
【０００７】
信号を受信したインジェクター８９は、エンジン８３の燃焼室にＤＭＥを噴射し、その噴射されたＤＭＥが着火、燃焼して、エンジン８３が始動する。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−５６３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の燃料噴射システム８１では、エンジン８３が長期間停止してコモンレール圧が低下したときに、低下したコモンレール圧を噴射可能な圧力まで高めるのに、セルモーターしか使用しないため、エンジン８３を始動させるのに時間がかかってしまうという問題があった。
【００１０】
すなわち、エンジン８３に燃料のＤＭＥを噴射、供給するまでの時間は、コントロールユニット９０が、エンジン８３の状況を各センサー９１、９２によりセンシングし必要な燃料量を判断し、インジェクター８９が実際に燃料を吹き始めるまでの時間や、燃料噴射ポンプ８７が、コモンレール圧をエンジン８３の始動に必要な圧力まで上昇させる時間が必要で、エンジン８３が初爆するまでに時間を要する。
【００１１】
特に、ＤＭＥは体積弾性率が軽油などに比べ低く、燃料噴射ポンプ８７にて加圧する時の圧力上昇に時間を要し、セルモーターのみではコモンレール圧が必要圧に達するのに長い時間が必要で、この時間が演算時間に加わり更に初爆までの時間が長くなる傾向にある。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、コモンレールに蓄圧されたジメチルエーテルが供給されるエンジンの始動時間を短縮するエンジンの始動制御装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明は、燃料タンクからのジメチルエーテルが、エンジンにより駆動される燃料噴射ポンプで昇圧されてコモンレール内に貯留されると共に、そのコモンレール内のジメチルエーテルが、気筒側燃料噴射弁により気筒内に噴射、供給され、上記エンジンを始動するための始動制御装置において、上記エンジンの吸気通路に設けられ、該吸気通路内にジメチルエーテルを噴射するための吸気側燃料噴射弁と、上記吸気側燃料噴射弁に上記燃料タンク内のジメチルエーテルを圧送するための吸気側燃料圧送手段と、上記エンジンを始動する際に、上記エンジンが始動したと判断するまでは、上記吸気側燃料噴射弁のみによる噴射制御を行い、上記エンジンが始動したと判断した後に、上記吸気側燃料噴射弁のみによる噴射制御から上記気筒側燃料噴射弁による噴射制御に切り換える制御手段とを備えたものである。
【００１４】
好ましくは、上記燃料タンク内に、液体のジメチルエーテルからなる液相部と、気体のジメチルエーテルからなる気相部とが形成され、上記吸気側燃料圧送手段は、一端が上記燃料タンク内の液相部に連通し、他端が上記吸気側燃料噴射弁に連通する吸気側燃料供給路を備え、上記気相部のジメチルエーテルの蒸気圧により、上記液相部のジメチルエーテルを上記吸気側燃料噴射弁に圧送するものである。
【００１５】
好ましくは、上記燃料タンクの上記気相部のジメチルエーテルの蒸気圧を検出するための蒸気圧検出手段を備え、上記制御手段は、上記蒸気圧検出手段により検出された蒸気圧を基に、上記吸気側燃料噴射弁を制御するものである。
【００１６】
好ましくは、上記エンジンの回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段と、上記コモンレール内のコモンレール圧を検出するためのコモンレール圧検出手段とを備え、上記制御手段は、上記エンジンを始動するに際して、始動制御開始時に上記コモンレール圧検出手段により検出されたコモンレール圧が規定レール圧未満のときに、上記吸気側燃料噴射弁のみによる噴射制御を開始し、その吸気側燃料噴射弁の噴射制御によりコモンレール圧が上昇して規定レール圧以上になったときに、上記吸気側燃料噴射弁と上記気筒側燃料噴射弁とによる噴射制御に切り換え、その吸気側および気筒側燃料噴射弁とによる噴射制御中、上記エンジン回転数検出手段により検出されるエンジン回転数から回転上昇率を求め、その求めた回転上昇率が増加したときに、上記気筒側燃料噴射弁のみによる噴射制御に切り換えるものである。
【００１７】
上記目的を達成するために本発明は、燃料タンクからのジメチルエーテルが、エンジンにより駆動される燃料噴射ポンプで昇圧されてコモンレール内に貯留されると共に、そのコモンレール内のジメチルエーテルが、気筒側燃料噴射弁により気筒内に噴射、供給され、上記エンジンを始動するための始動制御方法において、上記エンジンの吸気通路に、該吸気通路内にジメチルエーテルを噴射するための吸気側燃料噴射弁を設け、上記吸気側燃料噴射弁に上記燃料タンク内のジメチルエーテルを圧送し、上記エンジンを始動する際に、上記エンジンが始動したと判断するまでは、上記吸気側燃料噴射弁のみによる噴射制御を行い、上記エンジンが始動したと判断した後、上記吸気側燃料噴射弁のみによる噴射制御から上記気筒側燃料噴射弁による噴射制御に切り換えるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、コモンレールに蓄圧されたジメチルエーテルが供給されるエンジンの始動時間を短縮することができるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２０】
本実施形態のエンジンの始動制御装置（以下、始動制御装置という）は、例えば、ジメチルエーテル（以下、ＤＭＥという）を燃料とするエンジンと、そのエンジンの燃焼室にＤＭＥを所定の噴射圧（例えば、数ＭＰａから約８０ＭＰａ）まで高めて供給するコモンレール噴射システムとを備えた車両などに適用される。
【００２１】
図１に基づき本実施形態の始動制御装置が対象とする車両の概略構造を説明する。
【００２２】
図１に示すように、車両７は、ＤＭＥを燃料とするエンジン（例えば、ディーゼルエンジン）２と、そのエンジン２にＤＭＥを供給するためのコモンレール噴射システム（コモンレール噴射装置）３と、エンジン２の始動を補助するための始動制御装置１とを備える。
【００２３】
図例のエンジン２は、多気筒エンジンであり、燃焼室を形成する複数（６つ）の気筒４と、それら気筒４に吸気を供給する吸気管５（吸気通路）と、気筒４からの排気を排出する排気管（図示せず）とを備える。吸気管５の下流端には吸気マニフォールド６が設けられる。その吸気マニフォールド６は、先端が各気筒４ごとに分岐して、各気筒４に各々接続される。
【００２４】
エンジン２には、エンジン始動時にエンジン２のクランクシャフトを回転（クランキング）させるためのセルモーターが取り付けられる（図示せず）。
【００２５】
エンジン２には、エンジン２の運転状況を監視するための各種センサー類が設けられる。図例では、各種センサー類として、エンジン回転数を検出するためのエンジン回転数センサー８、エンジン２の冷却水温を検出するための水温センサー９、エンジン２の潤滑油の油圧を検出するための油圧センサー１０、大気温センサー１１および大気圧センサー１２などがエンジン２に設けられる。
【００２６】
大気温センサー１１は吸気管５に設けられ吸気温度を検出するものでもよく、また、大気圧センサー１２は吸気管５に設けられた吸気（新気）の圧力を検出するものでもよい。
【００２７】
コモンレール噴射システム３は、車両７に搭載され燃料のＤＭＥが貯蔵される燃料タンク１３と、その燃料タンク１３のＤＭＥをエンジン２に向けて圧送するための一次燃料ポンプ２３および二次燃料ポンプ２６と、それら一次および二次燃料ポンプ２３、２６により圧送されたＤＭＥを所定の噴射圧まで加圧（昇圧）するための燃料噴射ポンプ１４と、その燃料噴射ポンプ１４からのＤＭＥを蓄圧、貯留するためのコモンレール１５と、そのコモンレール１５に蓄圧されたＤＭＥをエンジン２の各気筒４に噴射（筒内噴射）するための気筒側燃料噴射弁（以下、メインインジェクターという）１６と、燃料タンク１３内のＤＭＥをコモンレール１５に供給するためのレール側燃料供給路１８と、燃料噴射ポンプ１４、コモンレール１５およびエンジン２の余剰燃料を燃料タンク１３内に戻すための燃料戻し路１９と、コモンレール噴射システム３を制御するためのコントロールユニット２０とを有する。
【００２８】
燃料タンク１３内のＤＭＥは、液体および／または気体の状態で貯蔵され、燃料タンク１３内に、液体のＤＭＥからなる液相部２１（液層）と、気体のＤＭＥからなる気相部２２とが形成される。
【００２９】
燃料タンク１３内には、燃料タンク１３の気相部２２のＤＭＥの蒸気圧（燃料タンク圧）を検出するための蒸気圧検出手段（以下、タンク内圧センサーという）２４と、液相部２１のＤＭＥの温度を検出するためのジメチルエーテル温度検出手段（以下、燃料温度センサーという）２５とが設けられる。
【００３０】
タンク内圧センサー２４は、プローブが気相部２２に位置するように燃料タンク１３（例えば、燃料タンク１３の天井部）に配置される。燃料温度センサー２５は、プローブが液相部２１に位置するように燃料タンク１３（例えば、燃料タンク１３の底部）に配置される。
【００３１】
一次燃料ポンプ２３は、燃料タンク１３内に設けられ、その燃料タンク１３から液体のＤＭＥを吸入、圧送すべく、吸入口を液相部２１に位置させて配置される。
【００３２】
レール側燃料供給路１８は、上流端が燃料タンク１３内の一次燃料ポンプ２３に接続される。一次燃料ポンプ２３よりも下流のレール側燃料供給路１８には、一次燃料ポンプ２３側（上流側）から順に、二次燃料ポンプ２６と、その二次燃料ポンプ２６から吐出されたＤＭＥを冷却するための燃料クーラー２７と、上記燃料噴射ポンプ１４とが設けられる。レール側燃料供給路１８の下流端は、コモンレール１５に接続される。
【００３３】
燃料噴射ポンプ１４は、図示しない取り付け具を介してエンジン２に取り付けられ、エンジン２からの動力により駆動される。例えば、燃料噴射ポンプ１４は、プーリーなどの動力伝達手段２９を介してエンジン２のクランクシャフト（図示せず）に連結され、エンジン２の回転に同期して駆動される。燃料噴射ポンプ１４には、吐出圧（コモンレール圧）を調整するための圧力調整弁３０が設けられ、その圧力調整弁３０に燃料戻し路１９が接続される。
【００３４】
コモンレール１５は、コモンレール１５内のＤＭＥの液圧であるコモンレール圧を検出するためのコモンレール圧検出手段（以下、コモンレール圧センサーという）３１を有する。コモンレール１５は、高圧燃料パイプ２８を介して各メインインジェクター１６に各々接続され、それらメインインジェクター１６にＤＭＥを分配供給する。
【００３５】
メインインジェクター１６は、各気筒４に臨むようにエンジン２に設けられ、気筒４内にＤＭＥを直接噴射する。
【００３６】
コントロールユニット２０は、各メインインジェクター１６と、燃料噴射ポンプ１４の圧力調整弁３０と、一次および二次燃料ポンプ２３、２６とに各々接続され、それらの機器類１６、２３、２６、３０に制御信号を出力する。
【００３７】
コントロールユニット２０には、コモンレール圧センサー３１、タンク内圧センサー２４、エンジン回転数センサー８、燃料温度センサー２５、水温センサー９、油圧センサー１０、大気温センサー１１および大気圧センサー１２などが接続され、それらセンサー８〜１２、２４、２５、３１からの検出信号が入力される。
【００３８】
また、コントロールユニット２０には、車両７のドライバにより操作される始動指示手段（エンジンキー、図示せず）が接続される。
【００３９】
このコモンレール噴射システム３によると、燃料タンク１３内のＤＭＥは、燃料タンク１３内の一次燃料ポンプ２３により、エンジン２に取り付けられた燃料噴射ポンプ１４まで圧送される。図例では、ＤＭＥは、燃料タンク１３から燃料噴射ポンプ１４までの経路の途中（レール側燃料供給路１８）に設けられた二次燃料ポンプ２６および燃料クーラー２７を介して圧送される。
【００４０】
燃料噴射ポンプ１４に達したＤＭＥは、その燃料噴射ポンプ１４にて更に加圧され、加圧されたＤＭＥは、コモンレール１５に蓄圧される。そのコモンレール１５内のＤＭＥは、エンジン２に取り付けられたメインインジェクター１６（燃料噴射装置）によって、エンジン２の気筒４内に筒内噴射される。エンジン２で余ったＤＭＥは、燃料戻し路１９を通り燃料タンク１３に戻される。
【００４１】
このメインインジェクター１６の筒内噴射が行われるときに、メインインジェクター１６の燃料噴射量、噴射タイミングおよび噴射圧がコントロールユニット２０により制御される。
【００４２】
具体的には、まず、コントロールユニット２０は、エンジン２の運転状況を監視するセンサー８〜１２からの入力を基に、目標燃料噴射量、目標噴射タイミングおよび目標噴射圧を求める。
【００４３】
次に、コントロールユニット２０は、メインインジェクター１６の燃料噴射量、噴射タイミングを、求めた目標燃料噴射量および目標噴射タイミングと一致させるべく、メインインジェクター１６を開閉制御する。
【００４４】
また、コントロールユニット２０は、メインインジェクター１６の噴射圧が、求めた目標噴射圧となるように、コモンレール１５のコモンレール圧を目標噴射圧に設定する。そのコモンレール圧の設定は、コモンレール圧センサー３１により検出された実際のコモンレール圧が目標噴射圧（目標コモンレール圧に）一致するように、コントロールユニット２０が燃料噴射ポンプ１４の圧力調整弁３０を開閉制御することで行われる。
【００４５】
さて、本実施形態の始動制御装置１は、上述したコモンレール噴射システム３に、吸気管燃料噴射システム３２（吸気管噴射用噴射装置）を並列に加えて構成される。本実施形態では、上述のコモンレール噴射システム３がそのまま使用され、吸気管噴射システム３２が追加される。
【００４６】
吸気管噴射システム３２は、エンジン２の吸気管５に設けられた燃料噴射装置（以下、吸気管インジェクターという）３３を備える。吸気管インジェクター３３は、吸気側燃料供給路をなす燃料配管（以下、吸気側供給配管という）３４を介して燃料タンク１３に接続され、燃料のＤＭＥが燃料タンク１３から吸気側供給配管３４を通り直に吸気管インジェクター３３に供給される。
【００４７】
より詳細には、始動制御装置１は、吸気管５内にＤＭＥを噴射（吸気管噴射）するための吸気管インジェクター３３（吸気側燃料噴射弁）と、その吸気管インジェクター３３に燃料タンク１３内のＤＭＥを圧送するための吸気側燃料圧送手段３５と、吸気管インジェクター３３を制御する制御手段と、タンク内圧センサー２４と、コモンレール圧センサー３１と、エンジン回転数センサー８とを備える。本実施形態では、コントロールユニット２０が制御手段をなす。
【００４８】
吸気管インジェクター３３は、吸気マニフォールド６（吸気通路）に設けられる。具体的には、吸気管インジェクター３３は、吸気マニフォールド６の分岐部分よりも上流側に配置される。吸気管インジェクター３３は、例えば、ガソリンエンジンのポート噴射用タイプあるいはガソリン用直噴タイプまたは、ＬＰＧポート噴射用のもので、シール材などをＤＭＥに耐性のあるものに変更したものが考えられる。
【００４９】
吸気側燃料圧送手段３５は、燃料タンク１３と吸気管インジェクター３３とを連通する吸気側供給配管３４を有する。その吸気側供給配管３４は、一端（燃料取出し位置）が燃料タンク１３内の液相部２１に位置され、他端が吸気管インジェクター３３に接続される。本実施形態の吸気側燃料圧送手段３５は、燃料タンク１３の気相部２２の蒸気圧により、液相部２１のＤＭＥを吸気管インジェクター３３に圧送する。
【００５０】
コントロールユニット２０（制御手段）は、吸気管インジェクター３３に接続され、その吸気管インジェクター３３に、燃料噴射量、噴射タイミングを制御するための制御信号を出力する。例えば、コントロールユニット２０は、噴射量を制御するために、吸気管インジェクター３３の開弁時間および／または開度を調整（指示）する。
【００５１】
本実施形態のコントロールユニット２０は、エンジン２を始動する際に、エンジン２が始動したと判断するまでは、吸気管インジェクター３３のみによる噴射制御を行い、エンジン２が始動したと判断した後に、吸気管インジェクター３３のみによる噴射制御からメインインジェクター１６のみによる噴射制御に切り換える。
【００５２】
さらに、本実施形態では、吸気管インジェクター３３のみの噴射を行う制御（以下、吸気管噴射モードという）からメインインジェクター１６のみの噴射を行う制御（以下、通常運転モードという）に切り換える際に、吸気管インジェクター３３とメインインジェクター１６との両方の噴射を行う制御（以下、切換モードという）が行われる。
【００５３】
具体的には、コントロールユニット２０は、エンジン２を始動するに際して、始動制御開始時にコモンレール圧センサー３１により検出されたコモンレール圧が規定レール圧未満のときに、吸気管噴射モードを開始し、その吸気管噴射モードによりコモンレール圧が上昇して規定レール圧以上になったときに、切換モードに移行し、その切替モード中に、エンジン回転数センサー８により検出されるエンジン回転数から回転上昇率を求め、その求めた回転上昇率が増加したときに、通常運転モードに移行する。
【００５４】
次に、本実施形態の始動制御装置１によるエンジン２の始動制御方法を説明する。
【００５５】
本実施形態では、吸気管５に吸気管インジェクター３３を設け、その吸気管インジェクター３３によりエンジン始動時に吸気管５にエンジン始動に必要な燃料量のＤＭＥを吸気管噴射し、エンジン２の早期始動を行う。
【００５６】
燃料充填直後や組立直後を除く長期のエンジン停止状態では、燃料タンク１３内には、液相部２１と気相部２２とが形成される。液相部２１の液体のＤＭＥは、気相部２２の蒸気圧により、吸気側供給配管３４を通り吸気管インジェクター３３に圧送、供給される。
【００５７】
吸気管インジェクター３３が開弁すると、圧送による圧力（蒸気圧）により、吸気管インジェクター３３から液体のＤＭＥが吸気管５内に噴射される。噴射されたＤＭＥは、吸気管５内がほぼ大気圧状態であることから吸気管５内で瞬時に気化する。その気化したＤＭＥは、ポンピングにより気筒内４に吸い込まれて気筒４内で圧縮着火する。
【００５８】
吸気管噴射は、エンジン２の燃焼室にＤＭＥを直接噴射する筒内噴射と比較して低圧での噴射が可能である。このため、吸気管噴射は、筒内噴射のようにコモンレール１５への蓄圧のためにエンジン始動時に燃料噴射ポンプ１４でＤＭＥを加圧する必要がない。その結果、本実施形態では、エンジン始動時にコモンレール圧を上昇させるのに必要な時間を省略することが可能で、始動時間を短縮することが可能である。
【００５９】
次に、図２および図３に基づき、本実施形態の始動制御方法（エンジン始動手順）の一例を説明する。
【００６０】
図２のフローは、エンジンキーがＯＮにされたときにコントロールユニット２０により開始されて、実行される。図３は、図２のフローのステップＳ５を詳細に示したものである。
【００６１】
図２に示すように、ステップＳ１では、エンジンキーがＯＮにされた時に、エンジン２が停止しているか否かが判断される。ステップＳ１でエンジン２が停止していた場合、コントロールユニット２０に電源が入れられる。そのコントロールユニット２０は、各センサー８〜１２、２４、２５、３１からの情報を読み取り、ステップＳ２でスタートモードに入る。これにより、エンジン２の始動制御が開始される。
【００６２】
他方、エンジン２が停止していなかった場合（すでにエンジン２が運転していた場合）、コントロールユニット２０は、ステップＳ６に進み、通常運転モードを行う。
【００６３】
ステップＳ２のスタートモードでは、コントロールユニット２０は、セルモーターにてエンジン２を回転させる。
【００６４】
ステップＳ３では、コントロールユニット２０は、エンジン回転数センサー８のエンジン回転数およびコモンレール圧センサー３１のコモンレール圧を読み取り、エンジン回転数が規定回転数以上、またはコモンレール圧が規定レール圧以上か否かを判断する。
【００６５】
規定回転数は、アイドル回転数近傍の回転数か、アイドル回転数以下の回転数に設定される。規定レール圧は、通常アイドル運転時のコモンレール圧に設定される。これら規定回転数および規定レール圧は、例えば、実験により予め求められ、コントロールユニット２０内に記憶される。
【００６６】
ステップＳ３で、エンジン回転数が規定回転未満、かつコモンレール圧が規定レール圧未満の場合、コントロールユニット２０は、ステップＳ４で、吸気管噴射モードに入る。
【００６７】
ステップＳ４の吸気管噴射モードでは、コントロールユニット２０は、ＤＭＥが圧縮着火してエンジン２が始動するように、その始動に必要なＤＭＥの量を算出して、吸気管インジェクター３３から吸気管噴射する。
【００６８】
ここで、本実施形態では、燃料タンク１３から吸気管インジェクター３３へのＤＭＥの圧送と吸気管インジェクター３３から吸気管５への噴射とに、燃料タンク１３内のＤＭＥの蒸気圧を利用する。
【００６９】
そのため、吸気管インジェクター３３へのＤＭＥの供給量と、吸気管インジェクター３３の噴射圧とが、ＤＭＥの蒸気圧により変動する。
【００７０】
そこで、コントロールユニット２０は、吸気管インジェクター３３の噴射量の制御を、燃料タンク１３内のＤＭＥの蒸気圧を考慮して行う。
【００７１】
具体的には、まず、コントロールユニット２０は、タンク内圧センサー２４により測定された蒸気圧（燃料タンク圧）および大気温センサー１１により測定された外気温を読み取り、それら読み取った蒸気圧および外気温に最適な噴射量（目標噴射量）を算出する。
【００７２】
次に、コントロールユニット２０は、吸気管インジェクター３３の開弁時間を調整して、算出した目標噴射量のＤＭＥを吸気管噴射させる。なお、ＤＭＥは着火性がよいため、蒸気圧のみ測定して、目標噴射量を算出するようにしてもよい。
【００７３】
このステップＳ４により、吸気管インジェクター３３から吸気管噴射されたＤＭＥが燃焼して、エンジン２が始動する。
【００７４】
ステップＳ４でエンジン２が始動した後、コントロールユニット２０は、ステップＳ５に進む。そのステップＳ５は、より詳細には図３に示すように、ステップＳ５１からステップＳ５３からなる。
【００７５】
ステップＳ５１では、コンロールユニット２０は、コモンレール圧センサー３１により検出されるコモンレール圧が、メインインジェクター１６によるＤＭＥの筒内噴射が可能な圧力（図例では、規定レール圧）以上か否かを判断する。
【００７６】
ステップＳ５１でコモンレール圧が規定レール圧未満の場合、コンロールユニット２０は、ステップＳ４で開始した吸気管噴射モードを継続して行う。
【００７７】
この吸気管噴射モードの継続により、エンジン２の回転数が上昇し、同時に、エンジン２に直結駆動される燃料噴射ポンプ１４の回転数が上昇するため、コモンレール圧が上昇する。
【００７８】
コモンレール圧が規定レール圧に到達した段階で（コモンレール圧が規定レール圧以上の場合）、コントロールユニット２０は、ステップＳ５２に進む。
【００７９】
ステップＳ５２では、コントロールユニット２０は、メインインジェクター１６による筒内噴射を開始する。すなわち、コントロールユニット２０は、ステップＳ５２で、切換モードに移行し、吸気管インジェクター３３とメインインジェクター１６との両方からＤＭＥを噴射する。
【００８０】
ステップＳ５３では、コントロールユニット２０は、エンジン回転数センサー８により検出されたエンジン回転数から回転上昇率を求め、その回転上昇率が増加（変化）したか否かを判断する。
【００８１】
ステップＳ５３にて、メインインジェクター１６からのＤＭＥによるエンジン回転数の上昇を検出した段階で（すなわち、回転上昇率が増加した場合）、コントロールユニット２０は、吸気管インジェクター３３の吸気管噴射を停止し、ステップＳ６に進む。他方、ステップＳ５３で、回転上昇率が増加していない場合は、コントロールユニット２０は、切換モードを継続して行う。
【００８２】
ステップＳ６では、通常運転モードに入り、メインインジェクター１６のみの噴射による制御に移行する。すなわち、上述したコモンレール噴射システム３による通常運転時の噴射制御が行われる。
【００８３】
次に、図４に基づき本実施形態の始動制御方法の作動を説明する。
【００８４】
図４は、エンジン始動時のエンジン回転数の時間変化を示し、縦軸がエンジン回転数であり、横軸が時間である。
【００８５】
時刻ｔ０では、吸気管噴射モードが開始されて、吸気管インジェクター３３からの吸気管噴射されたＤＭＥが着火、燃焼し、エンジン回転数が上昇し始める。
【００８６】
時刻ｔ０から時刻ｔ１の間は、吸気管噴射モードが継続され、エンジン回転数が上昇すると共に、コモンレール圧が上昇する。
【００８７】
時刻ｔ１では、コモンレール圧が規定レール圧に達し、吸気管噴射モードから切換モードに切り換えられる。切換モードでは、吸気管インジェクター３３からの吸気管噴射に加えて、メインインジェクター１６から筒内噴射が開始され、そのメインインジェクター１６から筒内噴射されたＤＭＥが着火、燃焼する。
【００８８】
時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は、切換モードが継続され、エンジン回転数が上昇し、かつその回転上昇率が時刻ｔ０〜ｔ１の間よりも大きくなる。
【００８９】
時刻ｔ２では、コントロールユニット２０により回転上昇率が増加したことが検出され、切換モードから通常運転モードに切り換えられる。
【００９０】
このように、本実施形態では、メインインジェクター１６の筒内噴射開始から吸気管インジェクター３３の吸気管噴射停止までの間に、切換期間（おくれ期間）時刻ｔ１〜時刻ｔ２が存在する。
【００９１】
このように本実施形態によれば、エンジン２を始動する際に、吸気管インジェクター３３からＤＭＥを噴射、燃焼させてエンジン２を始動するので、セルモーターのみでの始動に比べ、コモンレール圧を素早く上昇させることができる。
【００９２】
その結果、メインインジェクター１６の噴射を早期に開始することができ、エンジン２の始動時間を短縮することができる。
【００９３】
その他にも、燃料タンク１３内の気相部２２の蒸気圧を利用して、液相部２１のＤＭＥを吸気管インジェクター３３に圧送するので、圧送のためのポンプなどを必要としない。
【００９４】
燃料タンク１３内の蒸気圧を考慮して吸気管インジェクター３３の噴射量を制御することで、エンジン始動時の蒸気圧のバラツキによる噴射量の変動を低減することができる。
【００９５】
吸気管インジェクター３３のみの噴射制御からメインインジェクター１６のみの噴射制御に切り換える際に、吸気管インジェクター３３とメインインジェクター１６との両方の噴射制御を行うので、切り換え時にも、エンジン２にＤＭＥを確実に供給することができる。
【００９６】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。
【００９７】
例えば、上述の実施形態では、吸気管インジェクター３３のみの噴射からメインインジェクター１６のみによる噴射に切り換える際に、吸気管５およびメインインジェクター１６の両方による噴射を行ったが、この吸気管５およびメインインジェクター１６の両方による噴射を省略してもよい。その場合、コントロールユニット２０は、コモンレール圧が規定レール圧以上のときに、吸気管インジェクター３３のみの噴射制御を停止して、メインインジェクター１６のみによる噴射制御を開始するものが考えられる。
【００９８】
また、上述の実施形態では、回転上昇率が増加（変化）したときに、メインインジェクター１６から噴射されたＤＭＥが燃焼したと判断して、吸気管インジェクター３３の噴射制御を中止してメインインジェクター１６のみの噴射制御（通常運転モード）に移行したが、本発明は、これに限定されない。
【００９９】
通常運転モードへの移行は、メインインジェクター１６による噴射のみでエンジン２を安定して運転可能か否かを判断して行えばよく、その判断としては、上述のようにエンジン回転数センサー８の上昇（回転上昇率の増加）の判断以外にも、吸気管インジェクター３３からの噴射量に応じたエンジン回転数より、エンジン回転数センサー８で検出されるエンジン回転数が上昇したか否かの判断（上昇したときに通常運転モードへ移行）が考えられる。
【０１００】
また、通常運転モードへの移行を判定するための移行判定回転数を定義し、エンジン回転数が移行判定回転数に達したとき、吸気管噴射を停止してもよい。移行判定回転数は、例えば、上述の実施形態の規定回転数が考えられる。すなわち、コントロールユニット２０は、ステップＳ５で、エンジン回転数センサー８により検出されたエンジン回転数が規定回転数以上のときに、ステップＳ６に進むようにしてもよい。
【０１０１】
更に進んだ制御として、初回のエンジン始動時に、通常運転モードに移行したときのＤＭＥの液温（例えば、燃料温度センサー２５の検出値）と始動時間（ステップＳ４の開始からステップＳ５の終了までの時間）とを記憶、学習させ、次回のエンジン始動時に、ＤＭＥの液温と始動時間とを予め算出して、吸気管インジェクター３３による吸気管噴射の噴射時間を決定してもよい。
【０１０２】
例えば、コントロールユニット２０は、初回（前回）のエンジン始動時にＤＭＥの液温と始動時間とを記憶し、二回目以降（今回）のエンジン始動時に、燃料温度センサー２５により検出された今回のＤＭＥの液温と記憶した前回のＤＭＥの液温とを比較して、記憶した前回のＤＭＥの始動時間を補正し、その補正した始動時間分だけ吸気管インジェクター３３の噴射制御を行った後、通常運転モードに切り換えるようにしてもよい。
【０１０３】
また、図５に示すように、ＤＭＥの蒸気圧は温度と相関があるので、ＤＭＥの蒸気圧を温度から求めるようにしてもよい。なお、図５の点線は、液体を保つためのマージンを加えた線である。例えば、燃料タンク１３の燃料温度センサー２５や、吸気側供給配管３４に設けられた液温センサー（図示せず）の検出値と、図５とから蒸気圧を算出することが考えられる。通常、燃料タンク１３内の温度は、０〜３０℃、寒冷地や真夏日はもう少し広い範囲となり−１０℃〜４０℃ぐらいになる。したがって、蒸気圧が約１〜８ａｔｍの範囲内のときに、吸気管インジェクター３３から問題なく吸気管噴射を行うことができるように、吸気側供給配管３４の管径やコントロールユニット２０の制御内容などが適宜設定される。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】図１は、本発明に係る一実施形態によるエンジンの始動制御装置の模式的な構成図である。
【図２】図２は、本実施形態の始動制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図２のフローチャートの一部詳細図である。
【図４】図４は、本実施形態の始動制御方法におけるエンジン回転数の時間変化を説明するための図である。
【図５】図５は、ジメチルエーテルの蒸気圧と温度との関係を示すＤＭＥ蒸気圧線図である。
【図６】図６は、従来の燃料噴射システムの模式的な構成図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  始動制御装置
２  エンジン
４  気筒
１３  燃料タンク
１５  コモンレール
１６  メインインジェクター（気筒側燃料噴射弁）
２０  コントロールユニット（制御手段）
３３  吸気管インジェクター（吸気側燃料噴射弁）
３５  吸気側燃料圧送手段
【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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【図６】
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