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JP2011226450A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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JP2011226450A
JP2011226450A JP2010099437A JP2010099437A JP2011226450A JP 2011226450 A JP2011226450 A JP 2011226450A JP 2010099437 A JP2010099437 A JP 2010099437A JP 2010099437 A JP2010099437 A JP 2010099437A JP 2011226450 A JP2011226450 A JP 2011226450A
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JP
Japan
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vaporized fuel
fuel
vaporized
fuel tank
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010099437A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taku Kadooka
卓 角岡
Yasuyuki Irisawa
泰之 入澤
Shinichi Mitani
信一 三谷
Satoshi Yoshizaki
聡 吉嵜
Satoru Sato
哲 佐藤
Shigeyuki Urano
繁幸 浦野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for an internal combustion engine capable of promptly supplying the amount of vaporized fuel necessary for ignition to the inside of a cylinder even at low-temperature start and of improving startability.SOLUTION: An ECU 60 determines whether or not a stop request to the engine is made (Step 106). When it is determined that the engine stop request is made, the ECU 60 determines whether or not remaining vaporized fuel amount Qg is Qgmin or less (Step 108). When the remaining vaporized fuel amount Qg is the start permission vaporized fuel amount Qgmin or less, the ECU 60 determines that gas fuel amount is run short of, and continues the operation of the engine until a vaporized fuel tank temperature Tgt gets to a generation permission temperature T1 or more (Step 110). Fuel of an injection amount equivalent to combination of the vaporized fuel tank temperature Tgt after elevation and alcohol concentration Cal is injected to the inside of a vaporized fuel tank 34 (Step 112).

Description

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。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine that uses a fuel having low volatility such as alcohol.

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。   Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses a control device for an internal combustion engine using a fuel mainly composed of alcohol. Since alcohol is difficult to vaporize particularly at low temperatures, the internal combustion engine is provided with a vaporizing chamber for vaporizing fuel at the time of starting. The vaporizing chamber has a sealed structure that is blocked from the outside, and is connected to the intake passage through a throttle passage. Further, the vaporizing chamber is provided with a starting fuel injection valve for injecting fuel therein and a heater for heating the injected fuel.

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。   In the internal combustion engine, at the time of starting, first, the heater is operated when a start signal is output to the internal combustion engine, and then fuel is injected from the start fuel injection valve into the vaporizing chamber when an appropriate time has passed. To do. When fuel is injected, the vaporization chamber is in a decompressed state due to the intake negative pressure due to cranking. As a result, the injected fuel is vaporized at a low temperature by receiving the heat of the heater in the decompressed vaporizing chamber, and is supplied to each cylinder through the intake passage. As described above, in the prior art, fuel is vaporized in the vaporizing chamber at the time of starting, thereby ensuring startability at the time of cold starting or the like.

特開2007−224878号公報JP 2007-224878 A

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。   By the way, in the above-described prior art, after starting the heater at the start, fuel is injected into the vaporizing chamber to generate vaporized fuel. However, in this case, after the start signal is output to the internal combustion engine, the heater is heated, the injected fuel is heated, and the vaporization chamber is depressurized. As a result, vaporized fuel is generated. For this reason, in the prior art, there is a problem that it takes time to generate the vaporized fuel at the time of starting, and the vaporized fuel cannot be quickly supplied into the cylinder. On the other hand, if an attempt is made to supply promptly, the amount required for ignition cannot be supplied. Therefore, in any case, there is a possibility that the startability is deteriorated in the conventional technique.

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。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. An internal combustion engine capable of quickly supplying an amount of vaporized fuel necessary for ignition into a cylinder even at a low temperature start and improving startability. An object of the present invention is to provide an engine control device.

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。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine,
A fuel tank for storing fuel;
A fuel injection valve for injecting fuel in the fuel tank into the intake passage and / or the combustion chamber;
A vaporized fuel tank connected to the intake passage and storing vaporized fuel vaporized by the fuel;
In-tank fuel supply means for supplying fuel in the fuel tank to the vaporized fuel tank;
A normally-closed vaporized fuel supply valve that opens and closes a connection between the vaporized fuel tank and the intake passage;
Fuel property acquisition means for acquiring the property of the fuel stored in the fuel tank;
Vaporized fuel tank temperature acquisition means for acquiring the temperature in the vaporized fuel tank;
A residual vaporized fuel amount calculating means for calculating an amount of vaporized fuel stored in the vaporized fuel tank as a residual vaporized fuel amount using the property of the fuel and the temperature in the vaporized fuel tank;
Engine stop request determining means for determining the presence or absence of a stop request for the internal combustion engine;
A vaporized fuel amount comparison means for comparing a start-permitted vaporized fuel amount set in advance as a vaporized fuel amount necessary for starting the engine and the residual vaporized fuel amount when there is a stop request;
When the residual vaporized fuel amount is smaller than the start-permitted vaporized fuel amount, the temperature is higher than a preset production-permitted temperature as a temperature at which vaporized fuel of the start-permitted vaporized fuel amount can be generated in the fuel tank. Vaporized fuel tank temperature increasing means for increasing the temperature in the vaporized fuel tank;
In-tank fuel supply means for supplying the fuel in the fuel tank to the vaporized fuel tank when the temperature in the vaporized fuel tank becomes higher than the generation permission temperature;
It is characterized by providing.

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。
The second invention is the first invention, wherein
The vaporized fuel tank temperature increasing means includes engine stop prohibiting means for prohibiting the stop of the internal combustion engine until the temperature in the vaporized fuel tank becomes higher than the generation permission temperature.

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。
The third invention is the first or second invention, wherein
The fuel property acquisition means is a concentration sensor that detects an alcohol concentration in the fuel,
The vaporized fuel tank temperature raising means includes engine speed changing means for changing the speed of the internal combustion engine in accordance with the alcohol concentration.

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。   According to the first invention, the vaporized fuel is stored in the vaporized fuel tank before the engine is stopped, and is supplied to the combustion chamber when the engine is subsequently started. Therefore, the vaporized fuel can be supplied to the intake passage in a very short time compared to the case where the vaporized fuel is generated when the engine is started. In addition, according to the first invention, when there is an engine stop request, the residual vaporized fuel amount in the vaporized fuel tank is calculated, and when the residual vaporized fuel amount is smaller than the start permitted vaporized fuel amount, The temperature in the vaporized fuel tank can be raised to a temperature higher than the generation permission temperature, and the fuel in the fuel tank can be supplied to the vaporized fuel tank. Therefore, before the engine is stopped, the vaporized fuel that is less than the start-permitted vaporized fuel amount can be supplemented. For these reasons, the vaporized fuel in an amount necessary for ignition can be quickly supplied into the cylinder even at a low temperature start, and startability can be improved.

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。   According to the second aspect of the present invention, the stop of the internal combustion engine can be prohibited until the temperature in the vaporized fuel tank becomes higher than the generation permission temperature. Therefore, it is possible to reliably replenish vaporized fuel that is less than the start-permitted vaporized fuel amount before stopping the engine.

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。   For example, as the alcohol concentration in the fuel is higher, energy is required to vaporize the fuel, so that the necessary production permission temperature is also higher. If the generation permission temperature increases, it takes time until the temperature in the vaporized fuel tank rises. According to the third invention, the engine speed can be made variable in accordance with the alcohol concentration. Therefore, control can be performed such that the higher the alcohol concentration, the higher the engine speed. Therefore, a series of controls performed after the engine stop request can be completed within a predetermined time.

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。1 is an overall configuration diagram for describing a system configuration of a first embodiment. 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。2 is a configuration diagram showing a control system of the system in Embodiment 1. FIG. 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。It is a timing chart which shows the temperature in the vaporization fuel tank after the stop request | requirement, the fuel injection into a gas holding tank, and an engine state in the case of performing vaporization fuel supplement control. 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。3 is a flowchart illustrating control executed by an ECU in the first embodiment. 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。The map data for speed change control for changing the engine speed NE during vaporized fuel replenishment control in accordance with the alcohol concentration in the fuel is shown. 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。In Embodiment 2, it is a flowchart which shows the control performed by ECU.

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。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system of this embodiment includes an engine 10 as an internal combustion engine mounted on an FFV (Flexible Fuel Vehicle) that can use at least two types. It should be noted that the number of cylinders and the arrangement form of each cylinder in the present invention are not limited to those of the engine 10 of the present embodiment, and may be, for example, a 6-cylinder, 8-cylinder, or 12-cylinder engine. It may be a facing type or the like, and can take various forms. The engine 10 includes an intake passage 12 that sucks intake air into a combustion chamber of each cylinder, and an exhaust passage 14 through which exhaust gas is discharged from the combustion chamber.

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。   In the intake passage 12, an air cleaner 16, a throttle valve 18 and a surge tank 20 are provided in order from the upstream side. The throttle valve 18 is configured by an electronically controlled butterfly valve that is opened and closed between a fully closed position and a fully opened position, and adjusts the amount of intake air flowing through the intake passage 12 according to the opening degree. The surge tank 20 forms a space having a certain extent in the middle of the intake passage 12 in order to exhibit an attenuation effect of intake pulsation and the like. The downstream side of the surge tank 20 is connected to the intake port 24 of each cylinder via an intake manifold 22 composed of a plurality of intake pipes. The surge tank 20, the intake manifold 22 and the intake port 24 constitute a part of the intake passage 12.

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。   Each cylinder of the engine 10 is provided with an intake port injection valve 26 that injects fuel into the intake port 24 and an in-cylinder injection valve 28 that directly injects fuel into the combustion chamber (inside the cylinder). Further, each cylinder is provided with an ignition plug 30 (see FIG. 2) for igniting the vaporized fuel, and an intake valve and an exhaust valve (not shown). The intake port injection valve 26 and the in-cylinder injection valve 28 are configured to be supplied with alcohol mixed fuel stored in a liquid state in the fuel tank 32.

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。   Next, the fuel vaporization system mounted on the engine 10 will be described. In the present embodiment, it is assumed that vaporized fuel generated during operation of the engine is stored in a tank, and this vaporized fuel is used at the next start (details will be described later). Therefore, the fuel vaporization system includes a vaporized fuel tank 34, an in-tank injection valve 36, a vaporized fuel supply valve 38, an air introduction valve 40, a relief valve 42, and the like described below.

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。   The vaporized fuel tank 34 is formed as a pressure-resistant container (with a known volume) having a sealed structure, and is configured to store vaporized fuel obtained by vaporizing alcohol in the fuel tank 32. Further, the vaporized fuel tank 34 is installed at a position where heat is easily conducted from the engine 10, for example, in the engine room. The vaporized fuel tank 34 is provided with an in-tank injection valve 36. The in-tank injection valve 36 is configured to inject (supply) the fuel stored in the fuel tank 32 into the vaporized fuel tank 34. The in-tank injection valve 36 is constituted by, for example, a general fuel injection valve similar to the intake port injection valve 26 and the in-cylinder injection valve 28, and the fuel injection amount is controlled according to a control signal. The fuel injected from the in-tank injection valve 36 becomes vaporized fuel by being vaporized in the vaporized fuel tank 34.

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。   The vaporized fuel tank 34 is connected to the surge tank 20 on the downstream side of the throttle valve 18. The connecting portion is provided with a vaporized fuel supply valve 38 constituted by a normally closed solenoid valve or the like. When the vaporized fuel supply valve 38 is closed, the vaporized fuel tank 34 and the surge tank 20 are disconnected, and vaporized fuel can be stored in the vaporized fuel tank 34. In addition, when the vaporized fuel supply valve 38 is opened, the surge tank 20 and the vaporized fuel tank 34 are communicated with each other, and the vaporized fuel stored in the vaporized fuel tank 34 is supplied to the surge tank 20.

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。   The vaporized fuel tank 34 is provided with an air introduction valve 40 at a position where the inside of the tank and the external space can communicate with each other. The atmosphere introduction valve 40 is constituted by a normally closed electromagnetic valve or the like, and the vaporized fuel tank 34 is released to the atmosphere when the valve is opened. When the vaporized fuel is supplied, the vaporized fuel supply valve 38 and the atmospheric introduction valve 40 are opened together with a slight time difference, and the atmospheric air is introduced into the vaporized fuel tank 34 from the atmospheric introduction valve 40 by the amount of vaporized fuel supplied. The Note that the vaporized fuel supply valve 38 and the air introduction valve 40 are kept closed except when vaporized fuel is supplied. The air introduction valve 40 is connected to the intake passage 12 between the air cleaner 16 and the throttle valve 18. For this reason, when the air introduction valve 40 is opened, air that has been cleaned by the air cleaner 16 and is not affected by the negative intake pressure is introduced into the vaporized fuel tank 34.

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。   Further, the vaporized fuel tank 34 is provided with a normally closed relief valve 42 constituted by, for example, a check valve, a reed valve or the like. The relief valve 42 releases the pressure to the outside (for example, the intake passage 12) when the pressure in the vaporized fuel tank 34 exceeds a predetermined operating pressure. The operating pressure of the relief valve 42 is, for example, a large value. It is set to a pressure of about atmospheric pressure or a pressure about several tens of kPa higher than atmospheric pressure. This setting is based on the premise that, for example, the vaporized fuel tank 34 is heated to a temperature around room temperature or slightly higher, and the saturated vapor pressure of the fuel becomes a pressure corresponding to this heating region. Thereby, the relief valve 42 is configured to release the air in the tank to the outside when the fuel injected into the vaporized fuel tank 34 is vaporized. The relief valve 42 also has a function as a safety valve that prevents the pressure in the tank from becoming excessive when the vaporized fuel tank 34 is sealed.

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。   Next, the control system of the engine 10 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration diagram showing a control system of the system in the present embodiment. As shown in FIG. 2, the system of the present embodiment includes a sensor system including a plurality of sensors 44 to 54, and an ECU (Electronic Control Unit) 60 that controls the operating state of the engine 10.

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。   First, the sensor system will be described. The crank angle sensor 44 outputs a signal synchronized with the rotation of the crankshaft of the engine 10, and the ECU 60 detects the engine speed NE and the crank angle CA based on this output. be able to. The air flow sensor 46 detects the intake air amount, and the water temperature sensor 48 detects the temperature of the engine cooling water. The tank pressure sensor 50 detects the pressure in the vaporized fuel tank 34, and the tank temperature sensor 52 detects the temperature in the vaporized fuel tank 34 (hereinafter also referred to as “vaporized fuel tank temperature Tgt”). Furthermore, the fuel property sensor 54 detects the alcohol concentration (hereinafter, also referred to as “alcohol concentration Cal”) in the mixed fuel as the property of the fuel.

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。   In addition to the sensors 44 to 54 described above, the sensor system includes various sensors (for example, an air-fuel ratio sensor that detects the exhaust air-fuel ratio, a throttle sensor that detects the opening of the throttle valve 18, and the like). An accelerator opening degree sensor for detecting the accelerator opening degree) is included, and these sensors are connected to the input side of the ECU 60. The present invention does not necessarily require the tank temperature sensor 52. For example, the tank temperature sensor 52 is not used, and the vaporization is performed based on the engine temperature, the operation history, the heat conduction characteristics to the vaporized fuel tank 34, and the like. The fuel tank temperature Tgt may be estimated.

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。   On the other hand, on the output side of the ECU 60, various types including the throttle valve 18, the intake port injection valve 26, the in-cylinder injection valve 28, the ignition plug 30, the in-tank injection valve 36, the vaporized fuel supply valve 38, the air introduction valve 40, and the like. Actuator is connected. The ECU 60 detects engine operation information using a sensor system, and performs operation control by driving each actuator based on the detection result. Specifically, the engine speed NE and the crank angle CA are detected based on the output of the crank angle sensor 44, and the intake air amount is detected by the air flow sensor 46. Further, while performing the normal fuel injection control described below, the ignition timing is determined based on the crank angle CA, and the spark plug 30 is driven.

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。   The normal fuel injection control is executed during the operation of the engine except when vaporized fuel supply control, which will be described later, is executed, and includes fuel injection control at start-up. In this fuel injection control, the fuel injection amount is calculated based on the intake air amount, the engine speed NE, the temperature of the engine coolant, and the like, and after determining the fuel injection timing based on the crank angle CA, the intake port injection valve 26 And the cylinder injection valve 28 is driven. In this case, the ratio of the injection amounts of the intake port injection valve 26 and the in-cylinder injection valve 28 is variably set according to the operating state of the engine and the properties of the fuel. Further, the ECU 60 executes vaporized fuel generation control and vaporized fuel supply control described below as control of the fuel vaporization system.

[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。
[Operation of Embodiment 1]
(Vaporized fuel generation control)
The vaporized fuel generation control is to vaporize fuel in the vaporized fuel tank 34 during operation of the engine 10 to generate vaporized fuel. More specifically, in the vaporized fuel generation control, fuel is injected from the in-tank injection valve 36 with the vaporized fuel supply valve 38 and the atmosphere introduction valve 40 closed. The injection amount Ql at this time is determined so that all of the injected fuel is vaporized based on the vaporized fuel tank temperature Tgt and the alcohol concentration Cal. Here, the relation of the fuel injection amount Ql to the combination of the vaporized fuel tank temperature Tgt and the alcohol concentration Cal is stored in advance in the ECU 60 as map data, for example. The injected fuel quickly evaporates and becomes vaporized fuel while expelling air in the tank from the relief valve 42. At this time, the relief valve 42 can prevent the vaporization of fuel from being suppressed by the air pressure in the tank, and can promote the generation of vaporized fuel. As a result, the vaporized fuel tank 34 is finally filled with vaporized fuel.

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。   By the vaporized fuel generation control described above, vaporized fuel can be stored in the vaporized fuel tank 34 while the engine is operating. And the vaporized fuel tank 34 can hold | maintain at least one part of vaporized fuel in a gaseous-phase state also at the time of the cold after an engine stop using the natural pressure reduction produced in a tank. The vaporized fuel generation control is executed only in the warm state, that is, only when the temperature in the vaporized fuel tank 34 is equal to or higher than a predetermined temperature at which vaporized fuel can be generated (hereinafter also referred to as “generation permission temperature T1”). It is preferable. The generation permission temperature T1 is a temperature that changes according to the alcohol concentration Cal. The relationship of the generation permission temperature T1 with respect to the alcohol concentration Cal is stored in advance in the ECU 60 as map data, for example.

(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。
(Vaporized fuel supply control)
In the vaporized fuel supply control, the vaporized fuel supply valve 38 and the atmosphere introduction valve 40 are opened when the engine is started, and the vaporized fuel stored in the vaporized fuel tank 34 is supplied to the surge tank 20. More specifically, first, the ECU 60 detects that a start request has occurred when the starter switch is turned on, and starts cranking. As a result, an intake negative pressure is generated in the surge tank 20 due to cranking. Therefore, the ECU 60 opens the vaporized fuel supply valve 38 and the air introduction valve 40 to take the vaporized fuel in the vaporized fuel tank 34 into the intake negative. The surge tank 20 is supplied by pressure.

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。   At this time, since the air flows into the vaporized fuel tank 34 from the atmosphere introduction valve 40 by the amount of vaporized fuel flowing out, the vaporized fuel can be supplied smoothly. When opening the atmosphere introduction valve 40, if the pressure in the vaporized fuel tank 34 is equal to or higher than atmospheric pressure, the vapor introduction fuel supply valve 38 is first opened and then the atmosphere introduction valve 40 is opened. . On the other hand, when the pressure in the tank is lower than the atmospheric pressure, the air introduction valve 40 is first opened and then the vaporized fuel supply valve 38 is opened. Thereby, it is possible to prevent the vaporized fuel in the tank from flowing out into the atmosphere and the air from flowing back from the surge tank 20 into the vaporized fuel tank 34.

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。   The vaporized fuel supplied from the vaporized fuel tank 34 to the surge tank 20 flows into the cylinder via the intake port 24, and is ignited and burned in the cylinder. As a result, when the combustion in each cylinder continues, the engine speed NE increases and the engine shifts to a self-sustained operation. The ECU 60 stops the cranking when confirming that the self-sustained operation is started by increasing the engine speed NE. Further, the vaporized fuel supply valve 38 and the air introduction valve 40 are closed, and the vaporized fuel supply control is terminated. Then, normal fuel injection control for injecting fuel from the intake port injection valve 26 and the in-cylinder injection valve 28 is started.

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。   As described above, when the vaporized fuel stored during the operation of the engine is used, the vaporized fuel can be quickly supplied into the cylinder as compared with the case where the vaporized fuel is generated at the time of starting. Even at a low temperature start that is difficult to achieve, startability can be improved. It should be noted that the vaporized fuel supply control is preferably executed only when the engine temperature at the time of starting (for example, the temperature of engine cooling water or the like) is equal to or lower than a predetermined temperature that requires vaporized fuel.

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。   The above-described vaporized fuel supply control can exert an effect by storing a sufficient amount of vaporized fuel during operation of the engine. However, for example, when an operation that is stopped in a short time after the engine is started (so-called short trip operation) is repeated, the amount of vaporized fuel stored in the vaporized fuel tank 34 tends to be insufficient. When the engine is cold started in this state, the amount of vaporized fuel necessary for starting is not supplied to the intake system, which causes a problem that startability is deteriorated. In particular, in an in-cylinder direct injection engine, the interval period from fuel injection to ignition is short. For this reason, there is a possibility that the startability is remarkably lowered without supplying a sufficient amount of vaporized fuel to the intake system.

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。   Therefore, in the present embodiment, when the engine is requested to stop, the amount of vaporized fuel remaining in the vaporized fuel tank 34 (hereinafter also referred to as “residual vaporized fuel amount Qg”) is calculated. When the residual vaporized fuel amount Qg is smaller than a predetermined gaseous fuel amount (hereinafter also referred to as “start-permitted vaporized fuel amount Qgmin”) required for starting the engine, fuel injection control for replenishing the shortage The engine stop is delayed until (vaporized fuel replenishment control) is executed, where the start-permitted vaporized fuel amount Qgmin is a value that varies depending on the alcohol concentration Cal.The relationship between the start-permitted vaporized fuel amount Qgmin and the alcohol concentration Cal is For example, it is stored in advance in the ECU 60 as map data.

(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。
(Vaporized fuel replenishment control)
The vaporized fuel supplement control will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a timing chart showing the vaporized fuel tank temperature Tgt, the fuel injection into the vaporized fuel tank 34, and the engine state after the stop request when the vaporized fuel supplement control is executed. As shown in FIG. 3, when the stop request is generated (time t1) and the amount of vaporized fuel is small, the operation of the engine 10 is continued and the vaporized fuel tank temperature Tgt is raised. Then, when the vaporized fuel tank temperature Tgt becomes higher than the generation permission temperature T1 (time t2), fuel is injected from the in-tank injection valve 36. Thereby, the fuel of the start permission vaporization fuel amount can be reliably ensured in the vaporization fuel tank 34. Therefore, the engine 10 can be smoothly started without causing a shortage of vaporized fuel at the next start after the engine stops.

[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。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 1]
Next, a specific process for realizing the above-described control will be described with reference to FIG. First, FIG. 4 is a flowchart showing vaporized fuel replenishment control executed by the ECU 60 in the first embodiment of the present invention.

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。   In the routine shown in FIG. 4, the ECU 60 first detects the alcohol concentration Cal by the fuel property sensor 54 (step 100), detects the vaporized fuel tank temperature Tgt by the tank temperature sensor 52 (step 102), and vaporizes with the alcohol concentration Cal. From the fuel tank temperature Tgt, the residual vaporized fuel amount Qg in the vaporized fuel tank 34 is calculated (step 104). As described above, the relationship of the fuel injection amount Ql to the combination of the vaporized fuel tank temperature Tgt and the alcohol concentration Cal is stored in the ECU 60 in advance. Therefore, the injection amount Ql can be obtained by detecting the vaporized fuel tank temperature Tgt and the alcohol concentration Cal. Further, as described above, the injection amount Ql is determined so that all of the injection amount is vaporized. Therefore, the residual vaporized fuel amount Qg can be obtained as a correlation value of the injection amount Ql.

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。   Subsequently, the ECU 60 determines whether or not there is a stop request for the engine (step 106). Whether there is an engine stop request can be determined by whether the ignition switch is ON or OFF. That is, in another routine, the state of the ignition switch is acquired, and it is determined whether it is ON or OFF. When the ignition switch is ON, the ECU 60 determines that there is no engine stop request. When the ignition switch is OFF, the ECU 60 determines that there is an engine stop request.

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。   If it is determined that there is no engine stop request, the ECU 60 determines that the engine is operating and ends this routine. On the other hand, if it is determined that there is an engine stop request, the ECU 60 determines whether or not the residual vaporized fuel amount Qg is equal to or less than Qgmin (step 108). As described above, the relationship between the start permission vaporized fuel amount Qgmin and the alcohol concentration Cal is stored in the ECU 60 in advance. Therefore, the residual vaporized fuel amount Qg and the start-permitted vaporized fuel amount Qgmin obtained from the alcohol concentration Cal detected in step 100 are compared to determine whether the residual vaporized fuel amount Qg is equal to or less than Qgmin.

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)。   If the residual vaporized fuel amount Qg ≦ start-permitted vaporized fuel amount Qgmin, the ECU 60 determines that the gaseous fuel amount is insufficient, and operates the engine until the vaporized fuel tank temperature Tgt becomes equal to or higher than the production permitted temperature T1. (Step 110). Thereby, the engine warm-up operation is continued, and the vaporized fuel tank temperature Tgt is raised to the generation permission temperature T1 or higher. Then, an injection amount of fuel for the combination of the increased vaporized fuel tank temperature Tgt and the alcohol concentration Cal is injected into the vaporized fuel tank 34 (step 112). On the other hand, when the residual vaporized fuel amount Qg> the start-permitted vaporized fuel amount Qgmin, the ECU 60 determines that the gaseous fuel amount is sufficient and supplies fuel from the intake port injection valve 26 and / or the in-cylinder injection valve 28. In addition, the ignition by the spark plug 30 is also stopped (step 114).

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。   As described above in detail, according to the routine shown in FIG. 4, when the residual vaporized fuel amount Qg is equal to or less than the start permitted vaporized fuel amount Qgmin when the engine stop is requested, the vaporized fuel tank temperature Tgt is equal to or higher than the generation permitted temperature T1. The fuel can be injected into the vaporized fuel tank 34. Thereby, the fuel of the start permission vaporization fuel amount can be reliably ensured in the vaporization fuel tank 34. Therefore, the engine 10 can be started smoothly without causing a shortage of vaporized fuel at the next start after the engine stops.

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。   In the first embodiment described above, the surge tank 20 has been described as an example of the supply portion of the vaporized fuel to the intake passage 12. However, the present invention is not limited to this, and the vaporized fuel tank 34 may be connected to any part of the intake passage 12 and the vaporized fuel may be supplied to this part as long as it is downstream of the throttle valve 18. . This modification can be similarly applied to Embodiment 2 described later.

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。   In the first embodiment described above, the engine 10 provided with both the intake port injection valve 26 and the in-cylinder injection valve 28 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to an internal combustion engine that does not include either the intake port injection valve 26 or the in-cylinder injection valve 28 but includes only the other. This modification can be similarly applied to Embodiment 2 described later.

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。   In the first embodiment described above, the relief valve 42 is used to release the air in the vaporized fuel tank 34 to the outside. However, the relief valve 42 may be omitted and the air introduction valve 40 may be controlled by the ECU 60. That is, the ECU 60 opens the air introduction valve 40 when supplying the vaporized fuel in the vaporized fuel tank 34 to the surge tank 20 and when the pressure in the vaporized fuel tank 34 exceeds a predetermined operating pressure. Also good.

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。   Moreover, in Embodiment 1 mentioned above, the engine 10 which uses alcohol mixed fuel was mentioned as an example, and was demonstrated. However, the present invention is not limited to this, and can also be applied to a gasoline alternative fuel having the same evaporation characteristics as alcohol (for example, low volatility with a single component and high vaporization latent heat). This modification can be similarly applied to Embodiment 2 described later.

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。   In Embodiment 1 described above, the vaporized fuel tank temperature Tgt is increased by continuing the operation of the engine 10 during the vaporized fuel replenishment control. However, the method of increasing the vaporized fuel tank temperature Tgt is not limited to this method, and other methods such as providing a heat source such as an electric heater outside the vaporized fuel tank 34 and energizing the heater are used. Thus, the vaporized fuel tank temperature Tgt may be increased. Further, the vaporized fuel tank temperature Tgt may be increased by a combination of energizing the heater while continuing the warm-up operation of the engine 10. This modification can be similarly applied to Embodiment 2 described later.

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。   In the first embodiment described above, the vaporized fuel supply valve 38 is the “in-tank fuel supply means” in the first invention, and the tank temperature sensor 52 is the “vaporized fuel tank temperature acquisition means” in the first invention. The fuel property sensor 54 corresponds to the “fuel property acquisition means” in the first invention. Further, by executing the processing of step 104 in FIG. 4, the “remaining vaporized fuel amount calculating means” in the first aspect of the invention executes the processing of step 106, thereby determining “engine stop request determination in the first aspect of the invention. The means "executes the process of step 108, and the" vaporized fuel amount comparing means "in the first invention executes the process of step 110, whereby the" vaporized fuel tank temperature increasing means "in the first invention is executed. ”, The“ in-tank fuel supply means ”in the first aspect of the present invention is realized by executing the processing of step 112.

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。   In the first embodiment described above, the “engine stop prohibiting means” in the second aspect of the present invention is realized by executing the processing of step 110.

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。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute a routine shown in FIG. 6 described later in the configuration shown in FIGS. 1 and 2.

[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。
[Features of Embodiment 2]
As described above, according to the vaporized fuel replenishment control of the first embodiment, it is possible to reliably ensure the fuel of the start permission vaporized fuel amount in the vaporized fuel tank 34. However, since the start permission vaporized fuel amount Qgmin is a value that varies depending on the alcohol concentration Cal, the start permission vaporized fuel amount Qgmin may be a large value depending on the alcohol concentration Cal. Further, as described above, since the generation permission temperature T1 is determined based on the vaporized fuel tank temperature Tgt and the alcohol concentration Cal, the generation permission temperature T1 may be increased depending on the alcohol concentration Cal. From these facts, depending on the alcohol concentration Cal, it may take time to raise the vaporized fuel tank temperature Tgt to the generation permission temperature T1 or higher.

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。   Therefore, in the present embodiment, the engine speed change control for changing the engine speed NE during the vaporized fuel replenishment control is executed according to the alcohol concentration Cal. FIG. 5 shows map data for rotational speed change control stored in advance in the ECU 60. As shown in FIG. 5, as the alcohol mixing ratio (%) in the fuel increases, the fuel evaporation characteristic decreases. Therefore, control for increasing the engine speed NE is performed so as to compensate for this. On the contrary, if the alcohol mixing ratio (%) is small, the fuel evaporation characteristic does not deteriorate so much, and the engine speed NE is suppressed. Thereby, the engine operation period after the engine stop request can be set to a predetermined time or less.

[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。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 2]
Next, specific processing for realizing the above-described rotation speed change control will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the control executed by the ECU 60 in the second embodiment of the present invention. The routine shown in FIG. 6 is repeatedly executed during the operation of the engine instead of the routine shown in FIG. 4 of the first embodiment.

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)。   In the routine shown in FIG. 6, first, the ECU 60 executes the same processing as steps 100 to 108 in FIG. 4 in steps 200 to 208. If the remaining vaporized fuel amount Qg ≦ start permission vaporized fuel amount Qgmin in step 208, the engine speed NE when the engine operation is continued is calculated using the map data shown in FIG. 5 (step 210). Then, the warm-up operation is continued at the calculated engine speed NE, and the vaporized fuel tank temperature Tgt is raised to the generation permission temperature T1 or higher (step 212). Then, an injection amount of fuel corresponding to the combination of the increased vaporized fuel tank temperature Tgt and the alcohol concentration Cal is injected into the vaporized fuel tank 34 (step 214). On the other hand, if the residual vaporized fuel amount Qg> the start-permitted vaporized fuel amount Qgmin in step 208, the fuel supply from the intake port injection valve 26 and / or the in-cylinder injection valve 28 is stopped, and in addition, by the spark plug 30 Ignition is also stopped (step 216).

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。   As described above in detail, according to the routine shown in FIG. 6, the engine speed NE can be changed according to the alcohol concentration Cal during the vaporized fuel replenishment control. Therefore, it is possible to reliably secure the fuel of the start permission vaporized fuel amount in the vaporized fuel tank 34, and at the same time, the engine operation period after the engine stop request can be made to be a predetermined time or less.

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。   In the second embodiment, the “engine speed varying means” according to the third aspect of the present invention is implemented when the ECU 60 executes the process of step 210 of FIG. 6 using the map data shown in FIG. .

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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 12 Intake passage 14 Exhaust passage 16 Air cleaner 18 Throttle valve 20 Surge tank 22 Intake manifold 24 Intake port 26 Intake port injection valve 28 In-cylinder injection valve 30 Spark plug 32 Fuel tank 34 Vaporized fuel tank 36 In-tank injection valve 38 Vaporized fuel Supply valve 40 Air introduction valve 42 Relief valve 44 Crank angle sensor 46 Air flow sensor 48 Water temperature sensor 50 Tank pressure sensor 52 Tank temperature sensor 54 Fuel property sensor 60 ECU

Claims (3)

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。
A fuel tank for storing fuel;
A fuel injection valve for injecting fuel in the fuel tank into the intake passage and / or the combustion chamber;
A vaporized fuel tank connected to the intake passage and storing vaporized fuel vaporized by the fuel;
In-tank fuel supply means for supplying fuel in the fuel tank to the vaporized fuel tank;
A normally-closed vaporized fuel supply valve that opens and closes a connection between the vaporized fuel tank and the intake passage;
Fuel property acquisition means for acquiring the property of the fuel stored in the fuel tank;
Vaporized fuel tank temperature acquisition means for acquiring the temperature in the vaporized fuel tank;
A residual vaporized fuel amount calculating means for calculating an amount of vaporized fuel stored in the vaporized fuel tank as a residual vaporized fuel amount using the property of the fuel and the temperature in the vaporized fuel tank;
Engine stop request determining means for determining the presence or absence of a stop request for the internal combustion engine;
A vaporized fuel amount comparison means for comparing a start-permitted vaporized fuel amount set in advance as a vaporized fuel amount necessary for starting the engine and the residual vaporized fuel amount when there is a stop request;
When the residual vaporized fuel amount is smaller than the start-permitted vaporized fuel amount, the temperature is higher than a preset production-permitted temperature as a temperature at which vaporized fuel of the start-permitted vaporized fuel amount can be generated in the fuel tank. Vaporized fuel tank temperature increasing means for increasing the temperature in the vaporized fuel tank;
In-tank fuel supply means for supplying the fuel in the fuel tank to the vaporized fuel tank when the temperature in the vaporized fuel tank becomes higher than the generation permission temperature;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
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。   2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the vaporized fuel tank temperature increasing unit includes an engine stop prohibiting unit that prohibits the internal combustion engine from being stopped until a temperature in the vaporized fuel tank becomes higher than a generation permission temperature. Engine control device. 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。
The fuel property acquisition means is a concentration sensor that detects an alcohol concentration in the fuel,
3. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the vaporized fuel tank temperature increasing means includes engine speed changing means for changing the speed of the internal combustion engine in accordance with the alcohol concentration.
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