JP2007211659A - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アルコール混合燃料を使用する内燃機関の始動特性を向上させる。
【解決手段】ハイブリッドシステム１０において、エンジンＥＣＵ１００は始動制御処理を実行する。始動制御処理では、燃料のアルコール濃度及びエンジン２００の冷却水温に応じてクランキング回転数及び燃料噴射量が決定される。この際、クランキング回転数は、アルコール濃度が高い程且つ冷却水温が低い程低下するように設定される。また、噴射量は、アルコール濃度が高い程且つ冷却水温が低い程増加するように設定される。クランキング回転数及び噴射量が決定されると、エンジンＥＣＵ１００は、決定されたクランキング回転数が実現されるようにハイブリッド車両２０の動力源の一つであるモータ５００を制御し、また決定された噴射量が実現されるようにインジェクタ２０７を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、アルコール混合燃料を使用する内燃機関を始動させる内燃機関の始動制御装置の技術分野に関する。

アルコール混合燃料を使用する内燃機関では、アルコールの気化潜熱がガソリン等と比較して大きいためアルコールが気化しにくく、特に低温始動時にその始動性が悪化しやすい。このような問題に対処するため、予め燃料を予備加熱する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたアルコールエンジンの燃料加熱装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、アルコール濃度に応じて燃料を予備加熱することにより、アルコール混合燃料の燃焼性を向上させ、寒冷時の始動性を向上させることが可能であるとされている。

尚、上記技術分野とは異なる筒内噴射機関の始動制御においては、低温始動時にクランキング回転数を低下させ有効噴射時間を確保する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）
また、燃料性状に応じてクランキング回転数を上げて始動性を改善する技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）
特開平５−２０９５７９号公報 特開２０００−１２０５１３号公報 特開２０００−１６１１１８号公報

しかしながら、従来の技術では、事前に燃料を予備加熱するための時間が必要となるため、内燃機関の始動時間がその分多く必要となり、燃焼性を向上させ得ても始動時間まで含めた始動特性を向上させることは難しい。一方で、このような予備加熱とは別な手法として、燃料の噴射量自体を増量することによって有効霧化燃料を増加せしめようとしても、噴射系の燃料噴射時間には物理的な制約があり、必ずしも始動特性を向上させ得る程度に燃料を増量できるとは限らない。即ち、従来の技術には、アルコール混合燃料を使用する内燃機関の始動特性を向上させ難いという技術的な問題点がある。

本発明は上述した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する内燃機関の始動特性を向上させ得る内燃機関の始動制御装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、アルコール混合燃料を使用し、該アルコール混合燃料を噴射する噴射手段を有する内燃機関及び該内燃機関の始動を促す旨の入力に応じて該内燃機関に始動用の駆動力を供給する駆動力供給手段を備える車両において前記内燃機関を始動させる内燃機関の始動制御装置であって、前記アルコール混合燃料におけるアルコール濃度を特定する濃度特定手段と、前記入力がなされた場合に前記アルコール濃度に基づいて前記噴射手段及び前記駆動力供給手段を制御することによって前記内燃機関を始動させる始動制御手段とを具備することを特徴とする。

本発明における「内燃機関」とは、燃料の燃焼を動力に変換する機関であって、特に燃料としてエタノールやメタノール等の各種アルコールと例えばガソリンとを混合してなるアルコール混合燃料を使用する機関を包括する概念である。

本発明における「駆動力供給手段」とは、内燃機関の始動を促す旨の入力（以下、適宜「始動入力」と称する）に応じて、内燃機関に対し始動用の駆動力を供給する手段を包括する概念である。ここで、「始動用の駆動力」とは、内燃機関を機関停止状態から始動させるために内燃機関に付与される駆動力であり、例えば、内燃機関のクランクシャフトを機械的に回転駆動させる（即ち、クランキングさせる）ための駆動力を指す。

尚、本発明に係る「始動を促す旨の入力」とは、例えば、予め内燃機関の始動を要求するものとして設定された、例えばスタートボタン等の各種ボタンスイッチ、イグニッションキー等の各種キースイッチ、操作レバー又は操作ダイアル等が所定操作された場合に発生する電気信号や、車両や内燃機関等において予め設定された何らかの条件が満たされた場合等に運転者等による上述した各種物理操作を介することなく発生する電気信号等を広く含む趣旨である。

本発明に係る内燃機関の始動制御装置によれば、その動作時には、濃度特定手段によりアルコール混合燃料におけるアルコール濃度が特定される。ここで、本発明における「特定」とは、例えば電気的、物理的、化学的、機械的又は機構的な検出手段により直接的に又は間接的に検出することに限定されず、例えばこれら直接的に又は間接的に検出された値を例えば電気的な信号又はデータとして取得することを含み、更には、このように取得された信号又はデータ等から予め設定されたアルゴリズムや算出式に基づいて算出又は導出することをも含む包括概念である。

始動制御手段は、上述した始動入力がなされた場合に、係る特定されたアルコール濃度に基づいて駆動力供給手段及び噴射手段を制御する。アルコール及び他の被混合燃料（例えば、ガソリン）相互間の気化潜熱の差異に鑑みれば、アルコール濃度に応じてアルコール混合燃料における有効霧化燃料は変化するから、アルコール混合燃料の燃焼性を担保する観点からは、噴射手段を介した燃料噴射量をアルコール濃度に応じて変化させるのが望ましい。

然るに、既に述べたように、噴射量（又は噴射時間）には、例えば内燃機関の機関回転数に応じて定まる物理的な上限値が規定される。即ち、内燃機関の始動時に噴射し得る燃料量は、駆動力供給手段により供給される駆動力を利用した始動時の機関回転数（以下、適宜「クランキング回転数」と称する）によって制限される。

そこで、始動制御手段は、アルコール濃度に基づいて駆動力供給手段を制御し、クランキング回転数を変化せしめ、係る噴射量の上限値をアルコール濃度に応じて可変とする。このため、アルコール混合燃料の燃焼性が担保され、アルコール濃度が何ら考慮されない場合と比較して明らかに内燃機関の始動特性が向上するのである。

尚、「アルコール濃度に基づいて駆動力供給手段及び噴射手段を制御する」とは、アルコール濃度が何ら勘案されない場合と比較して幾らかなりとも燃焼性等によって規定される内燃機関の始動特性が向上し得るように駆動力供給手段及び噴射手段を制御することを包括する概念である。尚、その際の始動制御手段の制御態様は、例えば予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、車両又は内燃機関毎に或いは車両又は内燃機関の仕様、要求性能、動作条件若しくは環境条件等に応じた最適な始動特性が得られるように決定されていてもよい。

本発明に係る内燃機関の始動制御装置の一の態様では、前記始動制御手段は、前記アルコール濃度が高い程、前記内燃機関の始動時における前記内燃機関の機関回転数が低下するように前記駆動力供給手段を制御し且つ前記内燃機関の始動時における前記噴射量が増加するように前記噴射手段を制御する。

この態様によれば、アルコール濃度が高い程、始動時における機関回転数、即ちクランキング回転数が低下せしめられ、これに伴って拡大する燃料噴射量（燃料噴射時間）の上限値に従って、シリンダ内により多くのアルコール混合燃料を供給することが可能となる。従って、結果的に有効霧化燃料が増加せしめられ、内燃機関の始動特性を向上させることが可能となる。

尚、アルコール濃度に応じたクランキング回転数の制御態様は、総体的に見てアルコール濃度が高い程クランキング回転数が低下する限りにおいて何ら限定されるものではなく、例えばクランキング回転数は、アルコール濃度に応じて連続的に変化してもよいし、段階的に変化してもよい。また、アルコール濃度に応じたクランキング回転数の値は、予めマップ等の形態で然るべき記憶手段に記憶されていてもよいし、その都度内燃機関の運転条件や環境条件等に応じて個別具体的に決定されてもよい。

尚、アルコール濃度に応じた噴射量の制御態様は、総体的に見てアルコール濃度が高い程噴射量が増加する限りにおいて何ら限定されるものではなく、例えば噴射量は、アルコール濃度に応じて連続的に変化してもよいし、段階的に変化してもよい。また、アルコール濃度に応じた噴射量の値は、予めマップ等の形態で然るべき記憶手段に記憶されていてもよいし、その都度内燃機関の運転条件や環境条件等に応じて個別具体的に決定されてもよい。また、クランキング回転数と噴射量とが相互に関連性を有することに鑑みれば、アルコール混合燃料の噴射量は、予めクランキング回転数に対応付けられていてもよい。この場合も、クランキング回転数がアルコール濃度に基づいて制御されることに鑑みれば、アルコール濃度に基づいて噴射量が制御される範疇である。

本発明に係る内燃機関の始動制御装置の他の態様では、前記内燃機関の冷却水温を特定する冷却水温特定手段を更に具備し、前記始動制御手段は、前記冷却水温に基づいて前記噴射手段及び前記駆動力供給手段を制御する。

この態様によれば、アルコール濃度に加え、更に冷却水温に基づいて噴射手段及び駆動力供給手段が制御される。アルコール混合燃料が総じて気化し難いことに鑑みれば、有効霧化燃料量は内燃機関の暖機状態を規定し得る冷却水温に応じて変化するのが自然である。従って、このように、冷却水温に基づいて噴射手段及び駆動力供給手段を制御することにより、一層内燃機関の始動特性を向上させることが可能となる。

尚、この態様では、前記始動制御手段は、前記冷却水温が低い程、前記内燃機関の始動時における前記内燃機関の機関回転数が低下するように前記駆動力供給手段を制御し且つ前記内燃機関の始動時における前記噴射量が増加するように前記噴射手段を制御してもよい。

この態様によれば、冷却水温が低い程クランキング回転数が低下せしめられ、これに伴って拡大する燃料噴射量（燃料噴射時間）の上限値に従って、シリンダ内により多くのアルコール混合燃料を供給することが可能となる。従って、結果的に有効霧化燃料が増加せしめられ、内燃機関の始動特性を向上させることが可能となる。

尚、冷却水温に応じたクランキング回転数の制御態様は、総体的に見て冷却水温が低い程クランキング回転数が低下する限りにおいて何ら限定されるものではなく、例えばクランキング回転数は、冷却水温に応じて連続的に変化してもよいし、段階的に変化してもよい。また、冷却水温に応じたクランキング回転数の値は、予めマップ等の形態で然るべき記憶手段に記憶されていてもよいし、その都度内燃機関の運転条件や環境条件等に応じて個別具体的に決定されてもよい。

尚、冷却水温に応じた噴射量の制御態様は、総体的に見て冷却水温が低い程噴射量が増加する限りにおいて何ら限定されるものではなく、例えば噴射量は、冷却水温に応じて連続的に変化してもよいし、段階的に変化してもよい。また、冷却水温に応じた噴射量の値は、予めマップ等の形態で然るべき記憶手段に記憶されていてもよいし、その都度内燃機関の運転条件や環境条件等に応じて個別具体的に決定されてもよい。また、クランキング回転数と噴射量とが相互に関連性を有することに鑑みれば、アルコール混合燃料の噴射量は、予めクランキング回転数に対応付けられていてもよい。この場合も、クランキング回転数が冷却水温に基づいて制御されることに鑑みれば、冷却水温に基づいて噴射量が制御される範疇である。

尚、クランキング回転数又は噴射量或いはその両方がマップの形態で記憶される場合、係るマップは、例えば縦軸にアルコール濃度、横軸に冷却水温を夫々配した二次元マップの形態を有していてもよい。

本発明に係る内燃機関の始動制御装置の他の態様では、前記駆動力供給手段は、前記内燃機関と共に前記車両の動力源の一部として機能する電動機を含む。

この態様によれば、駆動力供給手段が、車両の動力源の一部として機能する電動機の形態を有するため、効率的且つ効果的に内燃機関の始動特性を向上させることが可能となる。

尚、この態様における車両とは、即ちハイブリッド車両であるが、動力源の機械的或いは電気的な構成は何ら限定されず、更に電動機及び内燃機関相互間の動力配分も何ら限定されない。例えば、内燃機関の動力を適宜電動機によってアシストする構成であってもよいし、主として電動機によって走行し、過渡期間等電動機の出力では要求出力が満たし得ない場合等に内燃機関の動力により電動機をアシストする構成であってもよい。或いは、電動機が、電動機としての機能の他に発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータの構成を採り、適宜動力の入出力を伴う構成であってもよい。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

＜発明の実施形態＞
以下、適宜図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

＜１：実施形態の構成＞
＜１−１：ハイブリッドシステムの構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るハイブリッドシステム１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッドシステム１０のブロック図である。

図１において、ハイブリッドシステム１０は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）１００、エンジン２００、ハイブリッドＥＣＵ３００、インバータ４００、モータ５００及びバッテリ６００を備え、ハイブリッド車両２０を制御するシステムである。

エンジンＥＣＵ１００は、図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を含み、ハイブリッドシステム１０の動作全体を制御する電子制御ユニットであり、本発明に係る「内燃機関の始動制御装置」の一例である。エンジンＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、後述する始動制御処理を実行することが可能に構成されている。

エンジン２００は、ハイブリッド車両１０の動力源の一つとして機能するアルコール混合ガソリンエンジンであり、本発明に係る「内燃機関」の一例である。エンジン２００の後述するクランクシャフト２０５は、車軸、トランスミッション及びデファレンシャル等を含むハイブリッド車両１０の伝達機構２１に連結されており、エンジン２００によって発生した動力は、最終的に伝達機構２１に接続された車輪２２へ駆動力として伝達される。尚、エンジン２００の詳細な構成については後述する。

ハイブリッドＥＣＵ３００は、エンジンＥＣＵ１００によって上位に制御される電子制御ユニットであり、モータ５００を使用したハイブリッド車両２０の走行を制御することが可能に構成されている。

インバータ４００は、バッテリ６００から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ５００へ供給する直流交流変換機である。インバータ４００は、ハイブリッドＥＣＵ３００と電気的に接続されており、ハイブリッドＥＣＵ３００によってその動作が制御される構成となっている。

モータ５００は、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータと（いずれも不図示）を備えた、本発明に係る「電動機」の一例である。モータ５００における不図示の出力軸は、エンジン２００のクランクシャフトと同心の回転軸として構成されており、モータ５００の出力もエンジン２００と同様にハイブリッド車両２０の動力源として機能するように構成されている。尚、ハイブリッドシステム１０では、エンジン２００の始動時におけるクランキングを、モータ５００の出力を利用して行っており、そのクランキング回転数は、後述する始動制御処理において決定される構成となっている。

尚、モータ５００とエンジン２００との電気的、物理的及び機械的な相互関係は、本実施形態のものに限定されない。例えば、モータ５００の出力は、適当なギア機構を介してクランクシャフト２０５或いは車軸に伝達されてもよい。また、本発明に係る電動機は、発電機としての機能を備えた所謂モータジェネレータであってもよく、その一部の動作期間においてエンジン２００の出力の一部を利用して発電を行ってもよい。或いは、エンジン２００と二種類のモータジェネレータとをプラネタリギア機構を介して相互に連結し、適宜それらの動力の入出力を伴いつつハイブリッド車両２０を駆動する構成であってもよい。

バッテリ６００は、モータ５００を駆動するための電力供給源として機能する蓄電池である。バッテリ６００は、ハイブリッドＥＣＵ３００と電気的に接続されており、例えば、ＳＯＣ（State Of Charge：充電状態）センサや温度センサ（いずれも不図示）等を介して得られるバッテリ６００のＳＯＣやバッテリ６００の温度等の各種バッテリ情報が、ハイブリッドＥＣＵ３００へと出力される構成となっている。

＜１−２：エンジンの詳細構成＞
次に、図２を参照して、エンジン２００の詳細な構成を、その基本動作と共に説明する。ここに、図２は、エンジン２００の半断面システム系統図である。

図２において、エンジン２００は、シリンダ２０１内において点火プラグ２０２により混合気を爆発させると共に、爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクションロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。以下に、エンジン２００の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。

シリンダ２０１内における燃料の燃焼に際し、外部から吸入された空気は吸気管２０６を通過し、インジェクタ２０７から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。インジェクタ２０７には、燃料タンク２２３から燃料が供給されており、インジェクタ２０７は、この供給される燃料を、エンジンＥＣＵ１００の制御に従って吸気管２０６内に噴射することが可能に構成されている。尚、本実施形態において、エンジン２００が使用する燃料は、ガソリンとエタノールとの混合燃料（即ち、本発明に係る「アルコール混合燃料」の一例）である。

燃料タンク２２３には、燃料残量を検出するための燃料センサ２２５が設置されている。また、燃料タンク２２３とインジェクタ２０７とを繋ぐデリバリパイプには燃料中のアルコール濃度を検出するためのアルコール濃度センサ２２４が設置されている。このアルコール濃度センサ２２４は、エンジンＥＣＵ１００と電気的に接続されており、インジェクタ２０７へ供給される燃料中のアルコール濃度は、エンジンＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。

シリンダ２０１内部と吸気管２０６とは、吸気バルブ２０８の開閉によって連通状態が制御されている。シリンダ２０１内部で燃焼した混合気は排気ガスとなり吸気バルブ２０８の開閉に連動して開閉する排気バルブ２０９を通過して排気管２１０を介して排気される。

吸気管２０６上には、クリーナ２１１が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される。クリーナ２１１の下流側（シリンダ側）には、エアフローメータ２１２が配設されている。エアフローメータ２１２は、ホットワイヤー式と称される形態を有しており、吸入された空気の質量流量を直接測定することが可能に構成されている。吸気管２０６には更に、吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ２１３が設置されている。

吸気管２０６におけるエアフローメータ２１２の下流側には、シリンダ２０１内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１４が配設されている。このスロットルバルブ２１４には、スロットルポジションセンサ２１５が電気的に接続されており、その開度が検出可能に構成されている。一方、運転者によるアクセルペダル２２６の踏み込み量は、アクセルポジションセンサ２１６によって検出され、エンジンＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。エンジンＥＣＵ１００は、係るアクセルペダル２２６の踏み込み量に基づいてスロットルバルブモータ２１７を制御し、係るスロットルバルブモータ２１７によりスロットルバルブ２１４が駆動される構成となっている。

クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２１８が設置されている。クランクポジションセンサ２１８は、エンジンＥＣＵ１００と電気的に接続されており、エンジンＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２１８によって検出されたクランクシャフト２０５の回転位置に基づいて、点火プラグ２０２の点火時期や吸気バルブ２０８及び排気バルブ２０９の開閉タイミング等を制御するように構成されている。また、エンジンＥＣＵ１００は、クランクシャフト２０５の回転位置に基づいてエンジン２００の機関回転数Ｎｅを算出することが可能に構成されている。

シリンダ２０１を収容するシリンダブロックには、エンジン２００のノック強度を測定可能なノックセンサ２１９が配設されており、係るシリンダブロック内のウォータージャケット内には、エンジン２００の冷却水温度を検出するための水温センサ２２０が配設されている。

排気管２１０には、三元触媒２２２が設置されている。三元触媒２２２は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な触媒である。排気管２１０における三元触媒２２２の上流側には、空燃比センサ２２１が配設されている。空燃比センサ２２１は、排気管２１０から排出される排気ガスから、エンジン２００の空燃比を検出することが可能に構成されている。

＜２：実施形態の動作＞
エンジン２００では、アルコール混合燃料が使用されるため、例えば低温時等における始動性が低下し易い。そこで、エンジンＥＣＵ１００は、始動制御処理を実行することにより、エンジン２００の始動特性を向上させている。以下、本実施形態の動作として、始動制御処理の詳細について説明する。

始めに、図３を参照して、始動制御処理の詳細な流れについて説明する。ここに、図３は、始動制御処理のフローチャートである。

図３において、エンジンＥＣＵ１００は、始動要求（即ち、本発明に係る「始動を促す旨の入力」の一例）の有無を判別する（ステップＡ１０）。本実施形態では、運転者がイグニッションキーを所定操作することにより、始動要求に相当する電気信号が発生し、エンジンＥＣＵ１００に伝達される構成となっている。

始動要求がない場合（ステップＡ１０：ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１００は、ステップＡ１０に係る処理を繰り返し、始動要求があるまで待機する。始動要求がある場合（ステップＡ１０：ＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ１００は、アルコール濃度センサ２２４及び水温センサ２２０によって検出される燃料中のアルコール濃度Ｄａ及びエンジン２００の冷却水温Ｔｗを取得する（ステップＡ１１）。

アルコール濃度Ｄａ及び冷却水温Ｔｗを取得すると、エンジンＥＣＵ１００は、これらの値に基づいてエンジン２００のクランキング回転数Ｒｋ（即ち、本発明における「始動時における機関回転数」の一例）を決定する（ステップＡ１２）。

本実施形態において、クランキング回転数Ｒｋの値は、エンジンＥＣＵ１００のＲＯＭにマップＭ１として記憶されており、ステップＡ１２に係る処理において、エンジン２００は、係るマップＭ１を参照してクランキング回転数Ｒｋを決定する。

ここで、図４を参照して、マップＭ１の詳細について説明する。ここに、図４は、マップＭ１の模式図である。

図４において、マップＭ１は、縦軸にアルコール濃度Ｄａ、横軸に冷却水温Ｔｗを配してなる二次元マップであり、マップＭ１上で任意のアルコール濃度Ｄａ及び冷却水温Ｔｗの組み合わせとして規定される一の座標点各々に、一のクランキング回転数Ｒｋが割り当てられている。

マップＭ１上においてクランキング回転数Ｒｋ１が設定される座標点を相互に連結すると、図示等回転線Ｒｋ１となる。同様に、クランキング回転数Ｒｋ２（Ｒｋ２＞Ｒｋ１）が設定される座標点を相互に連結すると図示等回転線Ｒｋ２に、またクランキング回転数Ｒｋ３（Ｒｋ３＞Ｒｋ２）が設定される座標点を相互に連結すると図示等回転線Ｒｋ３となる。

従って、マップＭ１上で、一の冷却水温Ｔｗ１に対応するクランキング回転数Ｒｋは、アルコール濃度Ｄａ１の場合Ｒｋ３に、アルコール濃度Ｄａ２（Ｄａ２＞Ｄａ１）の場合Ｒｋ２に、またアルコール濃度Ｄａ３（Ｄａ３＞Ｄａ２）の場合Ｒｋ１に夫々設定される。同様に、一のアルコール濃度Ｄａ３に対応するクランキング回転数Ｒｋは、冷却水温Ｔｗ１の場合Ｒｋ１に、冷却水温Ｔｗ２（Ｔｗ２＞Ｔｗ１）の場合Ｒｋ２に、また冷却水温Ｔｗ３（Ｔｗ３＞Ｔｗ２）の場合Ｒｋ３に夫々設定される。即ち、本実施形態において、クランキング回転数Ｒｋは、アルコール濃度が高い程低くなるように、且つ冷却水温が低い程低くなるように設定される。

図３に戻り、クランキング回転数Ｒｋが設定されると、エンジンＥＣＵ１００は更に、ステップＡ１１に係る処理において取得されたアルコール濃度Ｄａ及び冷却水温Ｔｗに基づいて燃料の噴射量Ｑ（即ち、本発明における「始動時における噴射量」の一例）を決定する（ステップＡ１３）。

本実施形態において、噴射量Ｑの値は、エンジンＥＣＵ１００のＲＯＭにマップＭ２として記憶されており、ステップＡ１３に係る処理において、エンジン２００は、係るマップＭ２を参照して噴射量Ｑを決定する。

ここで、図５を参照して、マップＭ２の詳細について説明する。ここに、図５は、マップＭ２の模式図である。尚、同図において、図４と重複する箇所については同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図５において、マップＭ２は、縦軸にアルコール濃度Ｄａ、横軸に冷却水温Ｔｗを配してなる二次元マップであり、マップＭ２上で任意のアルコール濃度Ｄａ及び冷却水温Ｔｗの組み合わせとして規定される一の座標点各々に、一の噴射量Ｑが割り当てられている。

マップＭ２上で、噴射量Ｑ１が設定される座標点を相互に連結すると、図示等噴射量線Ｑ１となる。同様に、噴射量Ｑ２（Ｑ２＞Ｑ１）が設定される座標点を相互に連結すると図示等噴射量線Ｑ２に、また噴射量Ｑ３（Ｑ３＞Ｑ２）が設定される座標点を相互に連結すると図示等噴射量線Ｑ３となる。

従って、マップＭ２上で、一の冷却水温Ｔｗ１に対応する噴射量Ｑは、アルコール濃度Ｄａ１の場合Ｑ１に、アルコール濃度Ｄａ２の場合Ｑ２に、またアルコール濃度Ｄａ３の場合Ｑ３に夫々設定される。同様に、一のアルコール濃度Ｄａ３に対応する噴射量Ｑは、冷却水温Ｔｗ１の場合Ｑ３に、冷却水温Ｔｗ２の場合Ｑ２に、また冷却水温Ｔｗ３の場合Ｑ１に夫々設定される。即ち、本実施形態において、噴射量Ｑは、アルコール濃度が高い程高くなるように、また冷却水温が低い程高くなるように設定される。

図３に戻り、クランキング回転数Ｒｋ及び噴射量Ｑが決定されると、エンジンＥＣＵ１００は、エンジン２００のクランキング回転数及び噴射量が、夫々決定されたクランキング回転数Ｒｋ及び噴射量Ｑとなるようにモータ５００及びインジェクタ２０７を制御する（ステップＡ１４）。この際、エンジンＥＣＵ１００は、ハイブリッドＥＣＵ３００を制御し、インバータ４００を介したモータ５００の出力制御を実行して、エンジン２００のクランキング回転数を制御する。また、インジェクタ２０７を駆動する電力のデューティ比を制御することにより噴射時間を可変に制御し、噴射量を制御する。

以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０では、始動制御処理が実行され、アルコール濃度が高い程、また冷却水温が低い程、クランキング回転数が低下せしめられる。更に、クランキング回転数が低下したことに伴い、物理的に燃料を噴射することが可能となる有効噴射時間が拡大するため、この拡大した時間を利用して、相対的に燃料噴射量を増加せしめることが可能となる。噴射量が増加制御されるのに伴い、始動時の有効霧化燃料が増加するため、燃料の燃焼性が向上し、エンジン２００の始動性が向上する。即ち、本実施形態によれば、エンジン２００の始動特性を向上させることが可能となるのである。

尚、本実施形態では、本発明に係る「駆動力供給手段」の一例として、ハイブリッド車両２０の動力源の一つとして機能するモータ５００が採用されているが、無論駆動力供給手段の態様はこれに限定されない。例えば、動力源としてエンジン２００のみを有する構成である場合には、セルモータ等の出力制御を行うことにより、本実施形態と同様の効果を享受することが可能である。

また、本実施形態では、アルコール濃度及び冷却水温に応じたクランキング回転数及び噴射量が、夫々予め設定されたマップを参照して決定されているが、例えば、アルコール濃度が高い程、また冷却水温が低い程、クランキング回転数を低下させ、それに伴って噴射量が増加せしめられる限りにおいて、必ずしもマップが設定される必要はなく、例えば、その都度個別具体的にクランキング回転数及び噴射量が決定されてもよい。また、クランキング回転数は、必ずしもアルコール濃度及び冷却水温に応じて連続的に変化させる必要はなく、極端な場合、これらの値と閾値との比較に基づいて、二値的に或いは段階的に制御されてもよい。

尚、本実施形態では、マップを参照して決定されたクランキング回転数及び噴射量が、そのまま制御量として採用されているが、このようにマップを参照して決定された制御量を、更に環境条件等に応じて適宜補正してもよい。

また、バッテリ６００の残量は、ハイブリッド車両２０の運転条件等に応じて変化するため、エンジンＥＣＵ１００は、ハイブリッドＥＣＵ３００を介してバッテリ６００のＳＯＣを取得し、係るＳＯＣに基づいてクランキング回転数を制限してもよい。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、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内燃機関の始動制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明の一実施形態に係るハイブリッドシステムの模式図である。 図１のハイブリッドシステムにおけるエンジンの半断面システム系統図である。 図１のハイブリッドシステムにおいて実行される始動制御処理のフローチャートである。 図３の始動制御処理において参照されるクランキング回転数のマップの模式図である。 図３の始動制御処理において参照される噴射量のマップの模式図である。

符号の説明

１０…ハイブリッドシステム、１００…エンジンＥＣＵ、２００…エンジン、２２０…水温センサ、２２４…アルコール濃度センサ、３００…ハイブリッドＥＣＵ、４００…インバータ、５００…モータ、６００…バッテリ。

Claims (5)

1. アルコール混合燃料を使用し、該アルコール混合燃料を噴射する噴射手段を有する内燃機関及び該内燃機関の始動を促す旨の入力に応じて該内燃機関に始動用の駆動力を供給する駆動力供給手段を備える車両において前記内燃機関を始動させる内燃機関の始動制御装置であって、
   前記アルコール混合燃料におけるアルコール濃度を特定する濃度特定手段と、
   前記入力がなされた場合に前記アルコール濃度に基づいて前記噴射手段及び前記駆動力供給手段を制御することによって前記内燃機関を始動させる始動制御手段と
   を具備することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
2. 前記始動制御手段は、前記アルコール濃度が高い程、前記内燃機関の始動時における前記内燃機関の機関回転数が低下するように前記駆動力供給手段を制御し且つ前記内燃機関の始動時における前記噴射量が増加するように前記噴射手段を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置。
3. 前記内燃機関の冷却水温を特定する冷却水温特定手段を更に具備し、
   前記始動制御手段は、前記冷却水温に基づいて前記噴射手段及び前記駆動力供給手段を制御する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の始動制御装置。
4. 前記始動制御手段は、前記冷却水温が低い程、前記内燃機関の始動時における前記内燃機関の機関回転数が低下するように前記駆動力供給手段を制御し且つ前記内燃機関の始動時における前記噴射量が増加するように前記噴射手段を制御する
   ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の始動制御装置。
5. 前記駆動力供給手段は、前記内燃機関と共に前記車両の動力源の一部として機能する電動機を含む
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関の始動制御装置。

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