JP5056640B2 - エンジンの燃料供給システム - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの燃料供給システムに関し、特に、インジェクタが連結されたパイクからの燃料の排出を停止する状態と、燃料の圧力を増大するとともにデリバリパイプから燃料を排出する状態とを切替える技術に関する。

従来より、ガソリンにアルコール（たとえばエタノール）を混ぜた燃料もしくはアルコールのみからなる燃料（以下、これらをアルコール燃料とも記載する）を用いるＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）が知られている。アルコール燃料は、ガソリンとは特性が異なる。たとえば、アルコール燃料は、ガソリンに比べて着火性が悪い。したがって、アルコール燃料を用いた場合、たとえばエンジンの始動性が悪化する。そこで、エンジンの始動時には高圧に保たれたアルコール燃料をインジェクタから噴射することによって始動性を改善する技術が提案されている。

特開昭６２−１８６０６１号公報（特許文献１）は、内燃機関に燃料噴射を行なう主噴射弁に所定圧力のアルコール混合燃料を圧送する主燃圧レギュレータと、指導時に燃料噴射を行なう補助噴射弁に所定圧力より高い所定圧力のアルコール混合燃料を圧送する始動燃圧レギュレータとを備えた内燃機関の燃料噴射装置を開示する。

この公報に記載の燃料噴射装置によれば、始動時には、主燃圧レギュレータによって主噴射弁に圧送されるアルコール混合燃料より始動燃圧レギュレータによって高圧に保たれたアルコール混合燃料が始動噴射弁から低圧の内燃機関内に噴射される。これによって、始動噴射弁からは高い圧力に加圧されたアルコール燃料が噴射される。そのため、急激な減圧による沸騰によって、噴射されたアルコールは気化する。その結果、内燃機関の始動性が良好となる。
特開昭６２−１８６０６１号公報

しかしながら、エンジンの運転によって最適な燃料噴射量は、燃料のアルコール濃度に応じて変化し得る。したがって、特開昭６２−１８６０６１号公報に記載の燃料噴射装置のように始動時には燃圧を高くしても、アルコール燃料が補給されてアルコール濃度が変化した後では始動時の燃料噴射量が過剰になったり不足したりして、始動性が悪化し得る。特に、アルコール濃度を検出するセンサが設けられておらず、たとえば空燃比などからアルコール濃度が推定されるエンジンにおいては、給油後のアルコール濃度を検出することが困難であるため、始動性が悪化し得る。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、始動性を向上することができるエンジンの燃料の供給システムを提供することである。

第１の発明に係るエンジンの燃料供給システムは、燃料を蓄える燃料タンクと、燃料を噴射するインジェクタとが設けられ、空燃比からアルコール濃度が推定されるエンジンの燃料供給システムである。この燃料供給システムは、燃料タンクに燃料が補給されたか否かを判断する判断ユニットと、燃料タンクから燃料が供給される第１の端部ならびに燃料が排出される第２の端部が設けられ、かつインジェクタが連結されるデリバリパイプと、燃料タンクに燃料が補給されたと判断された場合は、エンジンの温度が予め定められた第１の範囲にある状態においてデリバリパイプの第２の端部からの燃料の排出を停止し、エンジンの温度が第１の範囲よりも低温の第２の範囲にある状態において燃料の圧力が増大するとともにデリバリパイプの第２の端部から燃料を排出するように、燃料の流路を切替える切替機構とを備える。

この構成によると、燃料タンクに燃料が補給されたと判断された場合は、エンジンの温度が予め定められた第１の範囲にある状態において、インジェクタが連結されたデリバリパイプの第２の端部からの燃料の排出が停止される。これにより、たとえばアルコール燃料の補給によりアルコール濃度が変化した後において、アルコール濃度が不明である燃料がデリバリパイプ内に新たに供給され難いようにすることができる。そのため、デリバリパイプ内に残存し、アルコール濃度が判明している燃料をインジェクタから噴射することができる。その結果、過不足がないように、エンジンの始動時における燃料の噴射量をアルコール濃度に応じて制御して、エンジンの始動性を向上することがきる。一方、エンジンの温度が低い状態では、燃料の圧力が増大されるとともにデリバリパイプの第２の端部から燃料が排出される。これにより、アルコール燃料の揮発性が悪化する低温時においては、燃料のアルコール濃度は不明であるが、燃料の噴射量を多くすることができる。すなわち、アルコール濃度が判明している燃料を用いることによって過剰な燃料が噴射されることを防止することよりも、燃料の噴射量を十分に多くすることによって燃料が不足することが無いようにすることができる。そのため、エンジンの始動性を確保することができる。その結果、始動性を向上することができるエンジンの燃料の供給システムを提供することができる。

第２の発明に係るエンジンの燃料供給システムにおいては、第１の発明の構成に加え、切替機構は、エンジンの温度が第２の範囲にある状態において、燃料のアルコール濃度が予め定められた濃度以下である場合にデリバリパイプの第２の端部からの燃料の排出を停止し、燃料のアルコール濃度が予め定められた濃度よりも大きい場合に燃料の圧力が増大するとともにデリバリパイプの第２の端部から燃料を排出するように、燃料の流路を切替える。

この構成によると、エンジンの温度が低温である状態であっても、既に推定されていたアルコール濃度、すなわちデリバリパイプ内に残存する燃料のアルコール濃度が予め定められた濃度以下である場合に、インジェクタが連結されたデリバリパイプの第２の端部からの燃料の排出が停止される。これにより、アルコール濃度が低い状態、すなわちガソリンの濃度が高い状態であることにより、燃料の噴射量を多くする必要性が小さい場合には、アルコール濃度が判明している燃料を用いて、過不足のないように燃料の噴射量を制御することができる。一方、アルコール濃度が高いことにより、エンジンの始動のためにより多くの燃料を噴射する必要性が高い状態では、燃料の圧力を高くして、燃料の噴射量を多くすることができる。そのため、エンジンの始動性を向上することができる。

第３の発明に係るエンジンの燃料供給システムにおいては、第１または２の発明の構成に加え、切替機構は、第１の範囲よりも高温の第３の範囲にある状態において燃料の圧力が増大するとともにデリバリパイプの第２の端部から燃料を排出するように、燃料の流路を切替える。

この構成によると、エンジンが高温であることにより、アルコール濃度に関係なく燃料の揮発性が良い状態、すなわちエンジンの始動性が良い状態では、燃圧を高くすることができる。そのため、アルコール燃料の気化をさらに促すことができる。

第４の発明に係るエンジンの燃料供給システムにおいては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、切替機構は、燃料の圧力が第１の圧力より高い場合にデリバリパイプの第２の端部から燃料を排出するようにデリバリパイプの第２の端部に設けられた第１のレギュレータと、燃料の圧力が第１の圧力より低い第２の圧力より高い場合に燃料を排出するようにデリバリパイプの第１の端部に連結された第２のレギュレータと、デリバリパイプの第１の端部と第２のレギュレータとの間に設けられ、開くことによりデリバリパイプの第２の端部からの燃料の排出を停止し、閉じることにより燃料の圧力が増大するとともにデリバリパイプの第２の端部から燃料を排出するように、燃料の流路を切替える切替弁とを含む。

この構成によると、維持するように設定された圧力が異なる二つのレギュレータと切替弁とにより、インジェクタが連結されたデリバリパイプの第２の端部からの燃料の排出を停止する状態と燃料の圧力が増大するとともにデリバリパイプの第２の端部から燃料を排出する状態とを切替えることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る燃料供給システムを有するエンジンシステムについて説明する。なお、図１には、エンジンとしてＶ型８気筒ガソリンエンジンを示すが、本発明はこのようなエンジンに限定されるものではなく、Ｖ型６気筒エンジン、直列４気筒エンジンなど、種々の形式のエンジンに適用可能である。

エンジン１０は、ガソリンに加えてアルコール（たとえばエタノール）を含有するアルコール燃料により駆動する内燃機関である。図１に示すように、エンジン１０は、８つの気筒１１２を備え、各気筒１１２はそれぞれインテークマニホールド２０を介して共通のサージタンク３０に接続されている。サージタンク３０は、吸気ダクト４０を介してエアクリーナ５０に接続される。

吸気ダクト４０内には電動モータ６０によって駆動されるスロットルバルブ７０が配置される。スロットルバルブ７０は、スロットル開度TAがアクセル開度に応じて変化するように制御される。エンジン１０がアイドル状態にある場合、ＩＳＣ（Idle Speed Control）により、エンジン回転数が目標のアイドル回転数になるようにスロットル開度が制御される。

各気筒１１２は共通のエキゾーストマニホールド８０に連結され、このエキゾーストマニホールド８０は三元触媒コンバータ９０に連結されている。各気筒１１２に対しては、点火プラグ１１０、吸気ポートまたは／および吸気通路内に向けて燃料を噴射するインジェクタ１２０がそれぞれ設けられている。点火プラグ１１０およびインジェクタ１２０はＥＦＩ（Electronic Fuel Injection）−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００の出力信号に基づいて制御される。各インジェクタ１２０は、デリバリパイプ１３０に接続されている。

ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、デジタルコンピュータから構成され、クロック、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＣＰＵ(Central Processing Unit)などを備えている。

本実施の形態において、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００には、バッテリ３０２から電力が供給される。イグニッションスイッチ３０４がオンにされると、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００が起動する。一方、イグニッションスイッチ３０４がオフにされるとＥＦＩ−ＥＣＵ３００が休止状態になる。

また、イグニッションスイッチ３０４がオンからオフに切替えられるとエンジン１０が停止される。イグニッションスイッチ３０４がオフからオンに切替えられるとエンジン１０が始動するように制御される。なお、イグニッションスイッチ３０４の代わりにスタートスイッチがオフからオンに操作された場合にエンジン１０が始動するように制御してもよい。

ＥＦＩ−ＥＣＵ３００には、空燃比センサ３５０の出力電圧が入力される。空燃比センサ３５０は、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）である。なお、空燃比センサ３５０としては、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるか（小さいか）リーンであるか（大きいか）をオン−オフ的に検出するＯ₂センサを用いてもよい。

本実施の形態において、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、空燃比センサ３５０の出力電圧に基づいて、燃料の噴射量のフィードバック補正量FAFを算出する。たとえば、空燃比が目標の空燃比（理論空燃比など）よりも大きい（リーンである）場合、フィードバック補正量FAFが大きくなるように算出される。一方、空燃比が目標の空燃比よりも小さい（リッチ）である場合、フィードバック補正量FAFが小さくなるように算出される。

また、予め定められた学習条件が成立した場合、フィードバック補正量FAFの学習値（燃料噴射量の恒常的なズレ量を表す値）KGを算出する。たとえば、フィードバック補正量FAFがしきい値FAF1より大きくなった場合に予め定められた値だけ学習値KGを増大したり、フィードバック補正量FAFがしきい値FAF2より小さくなった場合に予め定められた値だけ学習値KGを低減したりすることにより、学習値KGが算出される。したがって、空燃比が大きい（リーンである）ほど、フィードバック補正量FAFの学習値KGが大きくなる。空燃比が小さい（リッチ）であるほど、フィードバック補正量FAFの学習値KGが小さくなる。

燃料噴射量の補正量は、フィードバック補正量FAFと学習値KGとの和である。なお、フィードバック補正量FAFおよびその学習値KGを算出する方法については、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。

ところで、燃料のアルコール濃度DENが高いほど、インジェクタ１２０から噴射されるガソリンの量が少なくなり得る。そのため、空燃比が目標の空燃比に対してリーンになる。この場合、燃料噴射量を増量するようにフィードバック補正量FAFが算出される。したがって、本実施の形態においては、空燃比のフィードバック補正量FAFの学習値KGに応じてアルコール濃度DENが学習される。

たとえば、下記の式１を用いてアルコール濃度DENの学習値DENGが算出される。なお、アルコール濃度DENの学習値DENGの初期値DENGIには、実験およびシミュレーションなどにより予め定められた値が用いられる。

DENG(i)＝DENG(i-1)＋G×(KG(i)−KG(i-1)) … (1)
式１における「DENG(i)」はアルコール濃度DENの学習値DENGの今回値を示す。「DENG(i-1)」はアルコール濃度DENの学習値DENGの前回値を示す。「G」はゲインであって、たとえば正値である。ゲインGを変更することにより、アルコール濃度DENの学習値DENGの変化量、すなわち学習する速度を変更することができる。「KG(i)」はフィードバック補正量FAFの学習値KGの今回値を示す。「KG(i-1)」は、フィードバック補正量FAFの学習値KGの前回値を示す。

式１から明らかなように、フィードバック補正量FAFの学習値KGが大きいほどアルコール濃度DENがより大きくなるように学習される。フィードバック補正量FAFの学習値KGが小さいほどアルコール濃度DENがより小さくなるように学習される。言い換えると、空燃比が大きい（リーンである）ほどアルコール濃度DENがより大きくなるように学習される。空燃比が小さい（リッチである）ほどアルコール濃度DENがより小さくなるように学習される。

なお、アルコール濃度DENの学習値DENGの算出方法はこれらに限らず、その他の方法を用いてアルコール濃度DENの学習値DENGを算出するようにしてもよい。

さらに、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００には、水温センサ３６０から、エンジン１０の冷却水の温度（以下、水温とも記載する）THWを表わす信号が入力される。ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、水温THWからエンジン１０の温度を間接的に検出する。

図２を参照して、本実施の形態に係る燃料供給システムについてさらに説明する。インジェクタ１２０が接続されたデリバリパイプ１３０には、メイン配管１４０が接続される。すなわち、デリバリパイプ１３０を介して、メイン配管１４０がインジェクタ１２０に連結される。デリバリパイプ１３０には第１端部１３１から燃料が供給され、第２端部１３２から燃料が排出される。

メイン配管１４０には、燃料ポンプ１５０から燃料タンク１５２内のアルコール燃料が供給される。燃料ポンプ１５０は、エンジン１０により駆動される。燃料ポンプ１５０の回転数が大きいほど、より多くのアルコール燃料が燃料ポンプ１５０から吐出される。

デリバリパイプ１３０内の第２端部１３２には、デリバリパイプ１３０およびメイン配管１４０の圧力を「Ｐ１」に維持する第１プレッシャレギュレータ１６１が設けられる。第２端部１３２は第１端部１３１の反対側に設けられる。第１プレッシャレギュレータ１６１は、デリバリパイプ１３０およびメイン配管１４０の圧力が「Ｐ１」よりも高くなると、デリバリパイプ１３０内の燃料の一部をリターン配管１７０を介して燃料タンク１５２に戻すように構成される。

さらに、メイン配管１４０には、デリバリパイプ１３０に接続された箇所とは反対側に、第２プレッシャレギュレータ１６２および切替弁１８０が設けられる。すなわち、第２プレッシャレギュレータ１６２は、デリバリパイプ１３０の第１端部１３１に連結される。デリバリパイプ１３０の第１端部１３１と第２プレッシャレギュレータ１６２との間に切替弁１８０が設けられる。

第２プレッシャレギュレータ１６２は、切替弁１８０が開いた状態において、デリバリパイプ１３０およびメイン配管１４０の圧力を「Ｐ２」に維持するように構成される。すなわち、第２プレッシャレギュレータ１６２は、切替弁１８０が開いた状態において、デリバリパイプ１３０およびメイン配管１４０の圧力が「Ｐ２」よりも高くなると、メイン配管１４０内の燃料の一部を燃料タンク１５２に戻すように構成される。

したがって、切替弁１８０が開いた場合、燃圧が「Ｐ２」に設定される。一方、切替弁１８０が閉じた場合、燃圧が「Ｐ１」に設定される。「Ｐ１」は「Ｐ２」よりも高い圧力として設定される。すなわち、「Ｐ２」は「Ｐ１」よりも低い圧力として設定される。したがって、切替弁１８０を閉じた状態から開いた状態に切替えた場合、図３に示すように、燃料ポンプ１５０から吐出された燃料は、第１プレッシャレギュレータ１６１を通らずに、切替弁１８０および第２プレッシャレギュレータ１６２を介して燃料タンク１５２に戻される。すなわち、デリバリパイプ１３０の第２端部１３２からの燃料の排出が停止される。

一方、切替弁１８０が閉じた状態である場合、図４に示すように、燃料ポンプ１５０から吐出された燃料は、メイン配管１４０ならびにデリバリパイプ１３０へ供給される。デリバリパイプ１３０およびメイン配管１４０の圧力が「Ｐ１」よりも高くなると、デリバリパイプ１３０内の燃料の一部が第１プレッシャレギュレータ１６１から、すなわちデリバリパイプ１３０の第２端部１３２から排出される。排出された燃料はリターン配管１７０を通って燃料タンク１５２に戻される。

したがって、切替弁１８０は、デリバリパイプ１３０の第２端部１３２からの燃料の排出を停止した状態と、燃料の圧力が増大するとともにデリバリパイプ１３０の第２端部１３２から燃料を排出する状態とに、燃料の流路を切替える機能を有する。切替弁１８０は、たとえば電磁駆動弁であって、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００により制御される。

燃料タンク１５２のアルコール燃料の残存量MASSは、センダーゲージ（燃料残存量計）３６０により検出され、検出結果を表わす信号は、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００に入力される。ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、たとえばアルコール燃料の残存量MASSが増加した場合、アルコール燃料が補給されたと判定する。

図５を参照して、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００の機能について説明する。なお、以下に説明する機能はハードウェアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。

ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、検出部４００と、学習部４０２と、判断部４０４と、噴射制御部４１０と、始動部４２０と、燃圧制御部４３０とを備える
検出部４００は、空燃比センサ３５０の出力電圧に基づいて、エンジン１０の空燃比を検出する。

学習部４０２は、前述した式１に従って、アルコール濃度DENを学習する。すなわち、学習部４０２は、空燃比が大きい（リーンである）ほどアルコール濃度DENがより大きくなるように学習し、空燃比が小さい（リッチである）ほどアルコール濃度DENがより小さくなるように学習する。

判断部４０４は、燃料タンク１５２にアルコール燃料が補給されたか否かを判断する。たとえば、アルコール燃料の残存量MASSが増加すると、アルコール燃料が補給されたと判断される。なおアルコール燃料が補給されたか否かを判断する方法はこれに限らない。

噴射制御部４１０は、図６に示すように、アルコール濃度DENの学習値DENGが大きいほどより燃料の噴射量TAUが多くなるようにインジェクタ１２０を制御する。また、水温THWが低いほど燃料の噴射量TAUがより多くなるようにインジェクタ１２０が制御される。なお、燃料の噴射量TAUは、アルコール濃度DENの学習値DENGおよび水温THWの他、吸入空気量、水温THWフィードバック補正量FAFおよびその学習値KGなどを考慮して定められる。

図５に戻って、始動部４２０は、エンジン１０が停止した状態においてイグニッションスイッチ３０４がオフからオンになるように操作された場合、エンジン１０を始動するように制御する。

燃圧制御部４３０は、切替弁１８０の開閉を制御することによって、デリバリパイプ１３０ならびにメイン配管１４０内の燃料の圧力を制御する。より具体的には、図７に示すように、エンジン１０を始動する際、アルコール燃料が補給されたと判定されていないと、燃圧が高圧の「Ｐ１」に増大するとともに、デリバリパイプ１３０の第２端部１３２から燃料を排出するように、切替弁１８０が閉じられる。

一方、エンジン１０を始動する際、アルコール燃料が補給されたと判定された場合には、水温THWに応じて切替弁１８０が制御される。

水温THWがしきい値THW1以上の範囲にある状態では、燃圧が高圧の「Ｐ１」に増大するとともに、デリバリパイプ１３０の第２端部１３２から燃料を排出するように、切替弁１８０が閉じられる。なお、しきい値THW1はたとえば正値である。

水温THWがしきい値THW2（THW2＜THW1）以上であって、しきい値THW1より小さい範囲にある状態では、デリバリパイプ１３０の第２端部１３２からの燃料の排出を停止するとともに燃圧を低圧の「Ｐ２」に設定するように、切替弁１８０が開かれる。なお、しきい値THW2はたとえば負値である。

水温THWがしきい値THW2より小さい範囲にある状態では、燃圧が高圧の「Ｐ１」に増大するとともに、デリバリパイプ１３０の第２端部１３２から燃料を排出するように、切替弁１８０が閉じるように制御される。

さらに、燃圧制御部４３０は、水温THWがしきい値THW2より小さい範囲にある状態において、アルコール濃度DENに応じて切替弁１８０を制御する。より具体的には、燃圧制御部４３０は、水温THWがしきい値THW2より小さい範囲にある状態において、燃料の噴射量TAUがしきい値TAU1以下であると切替弁１８０が開くように制御し、燃料の噴射量TAUがしきい値TAU1より大きいと切替弁１８０が閉じるように制御する。

前述したように、アルコール濃度DENの学習値DENGが大きいほどより燃料の噴射量TAUが多くなるようにインジェクタ１２０が制御される。したがって、燃料の噴射量TAUがしきい値TAU1以下である場合、アルコール濃度DENの学習値DENGがしきい値DENG1以下である。よって、燃料の噴射量TAUに応じて切替弁１８０を制御することによって、間接的に、アルコール濃度DENに応じて切替弁１８０が制御される。

また、水温THWが低いほど燃料の噴射量TAUがより多くなるようにインジェクタ１２０が制御される。したがって、図８に示すように、噴射量TAUのしきい値TAU1が一定であっても、アルコール濃度DENの学習値DENGのしきい値DENG1は、水温THWが低いほどより小さい。

言い換えると、図９に示すように、水温THWのしきい値THW2が、アルコール濃度DENが小さいほどより低くなるように定められる。

図１０を参照して、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００が実行するプログラムの制御構造について説明する。以下に説明するプログラムは、たとえばＲＯＭに記録される。なお、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００により実行されるプログラムをＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。

ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、エンジン１０が停止した状態においてイグニッションスイッチ３０４がオフからオンになるように操作されたか否かを判断する。エンジン１０が停止した状態においてイグニッションスイッチ３０４がオフからオンになるように操作されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０２にて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、水温THWがしきい値THW1以上の範囲にある状態であるか否かを判断する。水温THWがしきい値THW1以上の範囲にある状態であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１２２に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０４に移される。

Ｓ１０４にて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、アルコール燃料が補給されたか否か、すなわちアルコール燃料の残存量MASSが増加したか否かを判断する。アルコール燃料が補給されると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１２２に移される。

Ｓ１１０にて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、アルコール濃度DENの学習値DENGをＲＡＭから読み出す。

Ｓ１１２にて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、水温THWがしきい値THW2より小さい範囲にある状態であるか否かを判断する。水温THWがしきい値THW2より小さい範囲にある状態であると（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。もしそうでないと（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１２０に移される。

Ｓ１１４にて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、アルコール濃度DENの学習値DENGならびに水温THWに基づいて、燃圧を低圧の「Ｐ２」に設定した状態でのエンジン１０の始動時における燃料の噴射量TAUを設定する。アルコール濃度DENの学習値DENGが大きいほどより燃料の噴射量TAUが多くなるように噴射量TAUが設定される。また、水温THWが低いほどより多くなるように燃料の噴射量TAUが設定される。

Ｓ１１６にて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、燃圧を低圧の「Ｐ２」に設定した状態でのエンジン１０の始動時における燃料の噴射量TAUがしきい値TAU1以下であるか否かを判断する。燃料の噴射量TAUがしきい値TAU1以下であると（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０に移される。もしそうでないと（Ｓ１１６にてＮＯ）、処理はＳ１２２に移される。

Ｓ１２０にて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、切替弁１８０が開くように制御する。Ｓ１２２にて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、切替弁１８０が閉じるように制御する。Ｓ１２４にて、ＥＦＩ−ＥＣＵ３００は、エンジン１０が始動するように制御する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る燃料供給システムの動作について説明する。

エンジン１０が停止した状態においてイグニッションスイッチ３０４がオフからオンになるように操作されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、水温THWがしきい値THW1以上の範囲にある状態であるか否かが判断される（Ｓ１０２）。

水温THWがしきい値THW1以上の範囲にある状態であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、切替弁１８０が閉じるように制御される（Ｓ１２２）。これにより、エンジン１０が高温であることにより、アルコール濃度DENに関係なく燃料の揮発性が良い状態、すなわちエンジン１０の始動性が良い状態では、燃圧を高圧の「Ｐ１」に設定することができる。そのため、アルコール燃料の気化をさらに促すことができる。この状態で、エンジン１０が始動するように制御される（Ｓ１２４）。これにより、エンジン１０の始動性を向上することができる。

水温THWがしきい値THW1より小さい範囲にある状態であると（Ｓ１０２にてＮＯ）、アルコール燃料が補給されたか否かが判断される（Ｓ１０４にてＹＥＳ）。アルコール燃料が補給されていないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、切替弁１８０が閉じるように制御される（Ｓ１２２）。これにより、アルコール濃度DENが判明している燃料をデリバリパイプ１３０へ供給して、さらに燃圧を高圧の「Ｐ１」に設定することができる。そのため、アルコール燃料の気化を促すとともに、過不足が無いように、エンジン１０の始動時における燃料の噴射量TAUをアルコール濃度DENに応じて制御することができる。この状態で、エンジン１０が始動するように制御される（Ｓ１２４）。そのため、エンジン１０の始動性を向上することができる。

アルコール燃料が補給されると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、アルコール濃度DENの学習値DENGがＲＡＭから読み出される（Ｓ１１０）。さらに、水温THWがしきい値THW2より小さい範囲にある状態であるか否かが判断される（Ｓ１１２）。

アルコール燃料が補給された直後にエンジン１０を始動する際には、補給された燃料のアルコール濃度DENの学習が完了していない。そのため、補給された燃料を用いてエンジン１０を始動する場合、過不足のない最適な噴射量TAUを設定することが困難である。

そこで、水温THWがしきい値THW2以上であって、しきい値THW1より小さい範囲にある状態であると（Ｓ１１２にてＮＯ）、切替弁１８０が開くように制御される（Ｓ１２０）。これにより、燃圧が低下するももの、デリバリパイプ１３０の第２端部１３２からの燃料の排出を停止して燃料ポンプ１５０からデリバリパイプ１３０へ燃料が供給され難いようにすることができる。そのため、アルコール濃度DENが未知である燃料がデリバリパイプ１３０に新たに供給され難いようにすることができる。この状態で、エンジン１０が始動するように制御される（Ｓ１２４）。これにより、デリバリパイプ１３０内に残存し、前回エンジン１０を運転させた際にアルコール濃度DENが判明している燃料を用いてエンジン１０を始動することができる。そのため、過不足が無いように、エンジン１０の始動時における燃料の噴射量TAUをアルコール濃度DENに応じて制御して、エンジン１０の始動性を向上することができる。

一方、水温THWがしきい値THW2より小さい範囲にある状態であると（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、アルコール濃度DENの学習値DENGならびに水温THWに基づいて、燃圧を低圧の「Ｐ２」に設定した状態でのエンジン１０の始動時における燃料の噴射量TAUが設定される（Ｓ１１４）。

燃料の噴射量TAUがしきい値TAU1より大きいと（Ｓ１１６にてＮＯ）、すなわちアルコール濃度DENの学習値DENGがしきい値DENG1より大きいと、切替弁１８０が閉じるように制御される（Ｓ１２２）。これにより、エンジン１０が低温であって、アルコール濃度DENが高い状態では、燃料ポンプ１５０から吐出された燃料をデリバリパイプ１３０へ供給して、燃圧を高圧の「Ｐ１」に設定することができる。そのため、アルコール燃料の揮発性が悪化するとともに、エンジンの始動のためにより多くの燃料を噴射する必要性が高い状態では、燃圧を高くしてアルコール燃料の気化を促すとともに、燃料の噴射量TAUを多くすることができる。すなわち、アルコール濃度DENが判明している燃料を用いることによって過剰な燃料が噴射されることを防止することよりも、燃料の噴射量TAUを十分に多くすることによって燃料が不足することが無いようにすることができる。この状態で、エンジン１０が始動するように制御される（Ｓ１２４）。そのため、エンジンの始動性を確保することができる。その結果、始動性を向上することができる。

燃料の噴射量TAUがしきい値TAU1以下であると（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、すなわちアルコール濃度DENの学習値DENGがしきい値DENG1以下であると、切替弁１８０が開くように制御される（Ｓ１２０）。そのため、デリバリパイプ１３０の第２端部１３２からの燃料の排出を停止して、燃料ポンプ１５０からデリバリパイプ１３０燃料が供給され難いようにすることができる。これにより、燃圧が低下するものの、アルコール濃度DENが不明である燃料がデリバリパイプ１３０に新たに供給され難いようにすることができる。この状態で、エンジン１０が始動するように制御される（Ｓ１２４）。そのため、アルコール濃度DENが低い状態、すなわちガソリンの濃度が高い状態であることにより、燃料の噴射量TAUを多くする必要性が小さい場合には、デリバリパイプ１３０内に残存し、アルコール濃度DENが判明している燃料を用いてエンジン１０を始動することができる。そのため、過不足が無いように、エンジン１０の始動時における燃料の噴射量TAUをアルコール濃度DENに応じて制御して、エンジン１０の始動性を向上することができる。

以上のように、本実施の形態に係る燃料供給システムによれば、水温THWがしきい値THW2以上であって、しきい値THW1より小さい範囲にある状態であるとデリバリパイプの第２端部からの燃料の排出が停止される。これにより、アルコール濃度DENが不明である燃料がデリバリパイプに新たに供給され難いようにすることができる。そのため、デリバリパイプ内に残存し、前回エンジンを運転させた際にアルコール濃度DENが判明している燃料を用いてエンジンを始動することができる。その結果、過不足が無いように、エンジンの始動時における燃料の噴射量TAUをアルコール濃度DENに応じて制御して、エンジンの始動性を向上することができる。一方、水温THWがしきい値THW2より小さい範囲にある状態であると、燃圧が高圧の「Ｐ１」に設定されるとともに、デリバリパイプの第２端部からの燃料が排出される。そのため、アルコール燃料の揮発性が悪化する低温時においては、アルコール濃度は不明であるが、アルコール燃料の気化を促すとともに、燃料の噴射量TAUを多くすることができる。すなわち、アルコール濃度DENが判明している燃料を用いることによって過剰な燃料が噴射されることを防止することよりも、燃料の噴射量TAUを十分に多くすることによって燃料が不足することが無いようにすることができる。そのため、エンジンの始動性を確保することができる。その結果、始動性を向上することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

エンジンシステムの概略構成図である。 燃料供給システムを示す図である。 切替弁が開いた状態における燃料の流路を示す図である。 切替弁が閉じた状態における燃料の流路を示す図である。 ＥＦＩ−ＥＣＵの機能ブロック図である。 アルコール濃度DENの学習値DENGと燃料の噴射量TAUとの関係を示す図である。 切替弁を開閉させるための条件を示す図である。 水温THWのしきい値THW1、THW2およびアルコール濃度DENの学習値DENGのしきい値DENG1を示す図である。 水温THWのしきい値THW1、THW2を示す図である。 ＥＦＩ−ＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ エンジン、２０ インテークマニホールド、３０ サージタンク、４０ 吸気ダクト、４２ エアフローメータ、５０ エアクリーナ、６０ 電動モータ、７０ スロットルバルブ、８０ エキゾーストマニホールド、９０ 三元触媒コンバータ、１１０ 点火プラグ、１１２ 気筒、１２０ インジェクタ、１３０ デリバリパイプ、１４０ メイン配管、１５０ 燃料ポンプ、１５２ 燃料タンク、１６１ 第１プレッシャレギュレータ、１６２ 第２プレッシャレギュレータ、１７０ リターン配管、１８０ 切替弁、３００ ＥＦＩ−ＥＣＵ、３０２ バッテリ、３０４ イグニッションスイッチ、３５０ 空燃比センサ、３６０ 水温センサ、４００ 検出部、４０２ 学習部、４０４ 判断部、４１０ 噴射制御部、４２０ 始動部、４３０ 燃圧制御部。

Claims (4)

1. 燃料を蓄える燃料タンクと、燃料を噴射するインジェクタとが設けられ、空燃比からアルコール濃度が推定されるエンジンの燃料供給システムであって、
   前記燃料タンクに燃料が補給されたか否かを判断する判断ユニットと、
   前記燃料タンクから燃料が供給される第１の端部ならびに燃料が排出される第２の端部が設けられ、かつ前記インジェクタが連結されるデリバリパイプと、
   前記燃料タンクに燃料が補給されたと判断された場合は、前記エンジンの温度が予め定められた第１の範囲にある状態において前記デリバリパイプの前記第２の端部からの燃料の排出を停止し、前記エンジンの温度が前記第１の範囲よりも低温の第２の範囲にある状態において燃料の圧力が増大するとともに前記デリバリパイプの前記第２の端部から燃料を排出するように、燃料の流路を切替える切替機構とを備える、エンジンの燃料供給システム。
2. 前記切替機構は、前記エンジンの温度が前記第２の範囲にある状態において、燃料のアルコール濃度が予め定められた濃度以下である場合に前記デリバリパイプの前記第２の端部からの燃料の排出を停止し、燃料のアルコール濃度が前記予め定められた濃度よりも大きい場合に燃料の圧力が増大するとともに前記デリバリパイプの前記第２の端部から燃料を排出するように、燃料の流路を切替える、請求項１に記載のエンジンの燃料供給システム。
3. 前記切替機構は、前記第１の範囲よりも高温の第３の範囲にある状態において燃料の圧力が増大するとともに前記デリバリパイプの前記第２の端部から燃料を排出するように、燃料の流路を切替える、請求項１または２に記載のエンジンの燃料供給システム。
4. 前記切替機構は、
   燃料の圧力が第１の圧力より高い場合に前記デリバリパイプの第２の端部から燃料を排出するように前記デリバリパイプの第２の端部に設けられた第１のレギュレータと、
   燃料の圧力が前記第１の圧力よりも低い第２の圧力より高い場合に燃料を排出するように前記デリバリパイプの第１の端部に連結された第２のレギュレータと、
   前記デリバリパイプの第１の端部と前記第２のレギュレータとの間に設けられ、開くことにより前記デリバリパイプの前記第２の端部からの燃料の排出を停止し、閉じることにより燃料の圧力が増大するとともに前記デリバリパイプの前記第２の端部から燃料を排出するように、燃料の流路を切替える切替弁とを含む、請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンの燃料供給システム。

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