JP5658205B2

JP5658205B2 - 内燃機関の始動制御装置

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Publication number: JP5658205B2
Application number: JP2012158954A
Authority: JP
Inventors: 忠司黒谷; 大昂堤; 浩平葛岡
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2032-07-17
Also published as: JP2014020263A

Description

この発明は内燃機関の制御装置に関し、より詳しくはガソリンとアルコール（エタノール）からなる多種燃料を用いる内燃機関の始動制御装置に関する。

アルコール燃料はノッキングを生じ難いために圧縮比を高く設定できて燃焼効率を向上できる反面、冷機時には機関始動性が劣る。そこで、特許文献１記載の技術は、第１の燃料を噴射可能な第１インジェクタと第２の燃料を噴射可能な第２インジェクタを備え、内燃機関の始動と暖機の間、第１、第２インジェクタのいずれかのみから燃料を噴射、より具体的には機関温度が低いときは第１インジェクタからガソリン燃料を噴射するように制御している。

特開２００７−１５４８８１号公報

特許文献１記載の技術にあっては上記のように構成することで、多種燃料を用いる内燃機関において始動と暖機という状況に最も相応しいインジェクタを使用することで内燃機関の作動の悪化を抑制することを目指している。

ところで、予定されるアルコール燃料（アルコール濃度）が得られない場合、圧縮比が高く設定されたままであるとノッキングを生じ易いことから、バルブ開閉時期可変機構によって吸気バルブの開閉時期を変更して実効圧縮比を下げるような構成が考えられるが、特許文献１記載の技術はそのような構成を備える場合を想定していず、その点で未だ改良の余地があった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、多種燃料とそれよりオクタン価の高いアルコール燃料を噴射可能な第１、第２インジェクタとバルブ開閉時期可変機構を備える内燃機関において冷機時の始動性を向上させるようにした内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１にあっては、アルコールを含む多種燃料を噴射可能な第１インジェクタと、前記多種燃料よりオクタン価の高いアルコール燃料を噴射可能な第２インジェクタと、燃焼室を開閉する吸気バルブの開閉時期を変更可能なバルブ開閉時期可変機構とを備え、前記第１、第２インジェクタの少なくともいずれかから噴射された燃料を吸気と混合させて得た混合気を燃焼室で点火・燃焼させて出力を生じる内燃機関の始動制御装置において、前記内燃機関を始動させるとき、前記内燃機関の機関温度を検出する機関温度検出手段と、前記バルブ開閉時期可変機構が故障しているか否か判定する故障判定手段と、前記検出された機関温度と前記故障判定手段の判定結果とに基づいて前記第１、第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を算出する流量算出手段と、前記算出された燃料の流量となるように前記内燃機関の始動時の前記第１、第２インジェクタの燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段とを備えると共に、前記流量算出手段は、前記故障判定手段によって前記バルブ開閉時期可変機構が故障していると判定されるとき、前記検出された機関温度と推定圧縮比とに基づいて前記第１、第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を算出する如く構成した。

請求項２に係る内燃機関の始動制御装置にあっては、前記第１インジェクタが前記燃焼室内に前記多種燃料を直接噴射するインジェクタからなり、前記第２インジェクタが前記燃焼室の手前の吸気ポートに前記アルコール燃料を噴射するインジェクタからなる如く構成した。

請求項３に係る内燃機関の始動制御装置にあっては、前記流量算出手段は、前記検出された機関温度が所定値未満のとき、前記第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を零に算出する一方、前記検出された機関温度が所定値以上のとき、前記第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を前記検出された機関温度が増加するにつれて増加するように算出する如く構成した。

請求項４に係る内燃機関の始動制御装置にあっては、前記流量算出手段は、前記故障判定手段によって前記バルブ開閉時期可変機構が故障していないと判定されるとき、前記多種燃料による始動に応じた圧縮比となるように前記バルブ開閉時期可変機構を動作させると共に、前記第１インジェクタから噴射させるべき燃料の流量が増加する一方、前記第２インジェクタから噴射されるべき燃料の流量が減少するように算出する如く構成した。

請求項１に係る内燃機関の始動制御装置にあっては、内燃機関を始動させるとき、内燃機関の機関温度を検出し、バルブ開閉時期可変機構が故障しているか否か判定し、検出された機関温度と故障判定結果とに基づいてアルコールを含む多種燃料を噴射可能な第１インジェクタとアルコール燃料を噴射可能な第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を算出し、算出された燃料の流量となるように内燃機関の始動時の第１、第２インジェクタの燃料噴射を制御する如く構成したので、例えばバルブ開閉時期可変機構が故障していないと判定されるときは機関温度に基づいて燃料の流量を算出することが可能となり、よって多種燃料とそれよりオクタン価の高いアルコール燃料を噴射可能な第１、第２インジェクタとバルブ開閉時期可変機構を備える内燃機関において機関温度が低い冷機時の始動性を向上させることができる。また、バルブ開閉時期可変機構が故障していると判定されるとき、検出された機関温度と推定圧縮比とに基づいて前記第１、第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を算出する如く構成したので、バルブ開閉時期可変機構が故障していると判定されるときであっても、内燃機関を確実に始動できると共に、始動時のノッキングを抑制することができる。

請求項２に係る内燃機関の始動制御装置にあっては、第１インジェクタが燃焼室内に多種燃料を直接噴射するインジェクタからなり、第２インジェクタが燃焼室の手前の吸気ポートにアルコール燃料を噴射するインジェクタからなる如く構成したので、上記した効果に加え、第１インジェクタが多種燃料を燃焼室内に直接噴射するインジェクタとすることで噴射された多種燃料のガソリン潜熱によって異常燃焼を回避できると共に、第２インジェクタがアルコールを吸気ポートに噴射するインジェクタとすることで加圧ポンプなどの部品の精度・コストを下げることができて構成を簡易にすることができる。

請求項３に係る内燃機関の始動制御装置にあっては、検出された機関温度が所定値未満のとき、第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を零に算出する一方、検出された機関温度が所定値以上のとき、第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を検出された機関温度が増加するにつれて増加するように算出する如く構成したので、上記した効果に加え、内燃機関を機関温度が低い冷機時に確実に始動できる一方、高温時にはノッキングを抑制することができる。

請求項４に係る内燃機関の始動制御装置にあっては、バルブ開閉時期可変機構が故障していないと判定されるとき、多種燃料による始動に応じた圧縮比となるようにバルブ開閉時期可変機構を動作させると共に、第１インジェクタから噴射させるべき燃料の流量が増加する一方、第２インジェクタから噴射されるべき燃料の流量が減少するように算出する如く構成したので、上記した効果に加え、内燃機関を冷機時に確実に始動できる。

この発明の実施例に係る内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。図１に示すＥＣＵの動作を機能的に示すブロック図である。図１に示すＥＣＵの動作をより具体的に示すフロー・チャートである。図３フロー・チャートの処理で使用される高ＲＯＮ噴射割合係数の特性を示す説明図である。図３フロー・チャートの処理で使用される別の高ＲＯＮ噴射割合係数の特性を示す説明図である。図３フロー・チャートの処理による効果を説明する説明図である。同様に図３フロー・チャートの処理による効果を説明する説明図である。

以下、添付図面に即してこの発明に係る内燃機関の制御装置を実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の実施例に係る内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。

図１において、符号１０は、車両（図示せず）に搭載される、４気筒（シリンダ）４サイクルの内燃機関（１気筒のみ図示。以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０において、エアクリーナ（図示せず）から吸入される吸気は吸気管１２を流れ、スロットルバルブ１４で流量を調節されて吸気マニホルド１６を流れ、例えば２個の吸気バルブ（１個のみ図示）２０が開弁（開放）されるとき、燃焼室２２に流入する。

スロットルバルブ１４は、車両運転席床面に配置されたアクセルペダル２４との機械的な接続を絶たれ、ＤＢＷ（Drive By Wire）機構２６で開閉が制御される。即ち、スロットルバルブ１４はアクチュエータ（電動モータ）２６ａに接続され、アクチュエータ２６ａで駆動されて開閉する。

燃焼室２２を臨む位置には第１インジェクタ（燃料噴射弁）３０が配置されると共に、吸気バルブ２０の手前の吸気ポート１６ａには第２インジェクタ（燃料噴射弁）３２が配置される。

第１インジェクタ３０には、メイン燃料タンク３４に貯留される多種燃料がタンク内部に配置されたメイン燃料ポンプ３４ａで汲み上げられ、燃料供給管３６を介して圧送される。第１インジェクタ３０は圧送された多種燃料を燃焼室２２に直接噴射する。以下、第１インジェクタ３０を「直噴インジェクタ」ともいう。

多種燃料としては、ガソリンとエタノール（エチルアルコール）の混合燃料、具体的にはガソリン９０％とエタノール１０％の混合燃料（Ｅ１０）などのアルコール濃度が比較的低い燃料の使用が予定される。

他方、メイン燃料タンク３４に貯留される多種燃料はサブ燃料ポンプ３４ｂで汲み上げられて管路４０を介して気液分離装置４２に送られ、そこで加熱・冷却されてアルコール成分とその他の成分に分離・抽出される。

分離されたアルコール成分は一定範囲のアルコール濃度を備えたアルコール燃料としてサブ燃料タンク４４に貯留されると共に、その他の成分は管路４６を介してメイン燃料タンク３４に戻される。

サブ燃料タンク４４に貯留されるアルコール燃料はタンク内部に配置された燃料ポンプ４４ａで汲み上げられ、燃料供給管５０を介して第２インジェクタ３２に圧送される。換言すれば、第２インジェクタ３２には、第１インジェクタ３０に圧送される多種燃料に比してオクタン価が高い（高ＲＯＮの）アルコール燃料が圧送される

第２インジェクタ３２は圧送されたアルコール燃料を吸気ポート１６ａに噴射する。以下、第２インジェクタ３２を「ポートインジェクタ」ともいう。噴射されたアルコール燃料は吸気バルブ２０が開弁されたとき、燃焼室２２に流入する。

直噴インジェクタ３０あるいはポートインジェクタ３２は、ドライバ（駆動回路。図２に示す）５２を通じてＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）５４に電気的に接続され、ＥＣＵ５４から開弁（開放）時間を示す駆動信号がドライバ５２を通じて供給されると開弁し、開弁時間に応じた燃料を燃焼室２２あるいは吸気ポート１６ａに噴射する。噴射された燃料は、流入した空気と混合して混合気を生成する。

燃焼室２２には点火プラグ５６が配置される。点火プラグ５６はイグナイタなどからなる点火装置６０に接続される。点火装置６０はＥＣＵ５４からドライバ５２を介して点火信号が供給されると、点火プラグ５６の電極間に火花放電を生じさせる。混合気はそれによって着火されて燃焼し、燃焼室２２の内部に摺動自在に収容されるピストン６２を下方に駆動する。

燃焼室２２が形成されるシリンダブロック６４の内部には、ピストン６２に接続され、ピストン６２の上下運動を回転運動に変換するクランクシャフト（図示せず）が収容される。

燃焼によって生じた排気（排ガス）は、２個の排気バルブ（１個のみ図示）７０が開弁するとき、排気ポート７２を通って排気マニホルド７４から排気管７６に流れる。排気管７６には触媒装置（図示せず）が配置され、排気は触媒装置でＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘなどの有害成分を除去されてエンジン外の大気に放出される。

シリンダヘッド６４ａにはバルブ開閉時期可変機構（以下「ＶＴＣ」という）８０が設けられる。ＶＴＣ８０は油圧を介してカムシャフトを駆動してクランクシャフトに対するカムシャフトの位相角として規定される、吸気バルブの燃焼室を開閉する時期を変更可能な油圧モータからなる。尚、ＶＴＣ８０に加え、吸気カム８０ｂの開閉位相角とリフト量を複数のカム（カム）に従って変更可能な機構を備えても良い。

尚、エンジン１０の出力は自動変速機に送られ、そこで変速されて駆動輪に伝達されるが、自動変速機などの図示は省略する。

エンジン１０のカムシャフトの付近にはパルサと磁気ピックアップとからなるクランク角センサ８２が配置され、気筒判別信号と、各気筒のＴＤＣ（上死点）あるいはその付近のクランク角度を示すＴＤＣ信号と、ＴＤＣ信号を細分してなるＣＲＫ信号を出力する。

エアクリーナの付近には温度検出素子を備えたエアフローメータ８４が配置され、エアクリーナから吸入される空気（吸気）量Ｑと吸気温度ＴＡに応じた信号を出力する。

吸気管１２においてスロットルバルブ１４の下流にはＭＡＰセンサ８６が配置され、吸気管内圧力ＰＢＡを絶対圧で示す信号を出力すると共に、ＤＢＷ機構２６にはスロットル開度センサ９０が配置され、スロットルバルブ１４の位置（スロットル開度ＴＨ）に応じた信号を出力する。

エンジン１０のクランクケース６４ａに形成された冷却水通路（図示せず）には水温センサ９２が配置されてエンジン冷却水温（エンジン温度）ＴＷに応じた信号を出力すると共に、その付近にはノッキングセンサ９４が配置され、ノッキングに起因してエンジン１０に生じる振動に応じた信号を出力する。

排気系において触媒装置の上流にはＡ／Ｆセンサ（広域空燃比センサ）９６が配置され、理論空燃比からリッチあるいはリーンに至るまでの広い範囲において排気中の酸素濃度、換言すれば実際の空燃比ＫＡＣＴを示す信号を出力する。

メイン燃料タンク３４と気液分離装置４２を接続する管路４０にはアルコールセンサ１００が配置されて管路４０を流れる多種燃料、より具体的にはメイン燃料タンク３４に貯留される多種燃料のアルコール濃度を示す信号を出力すると共に、サブ燃料タンク４４にはレベルセンサ１０２が配置され、サブ燃料タンク４４に貯留されるアルコール燃料のレベル（液面高さ）、換言すればアルコール燃料の残量を示す信号を出力する。

アクセルペダル２４の付近にはアクセル開度センサ１０４が設けられ、運転者のアクセルペダル踏み込み量を示すアクセル開度ＡＰに応じた信号を出力する。ドライブシャフト（図示せず）の付近には車速センサ１０６が設けられ、ドライブシャフトの所定角回転当たりにパルス信号を出力する。

上記したセンサ群の出力は、ＥＣＵ５４に入力される。ＥＣＵ５４はマイクロコンピュータからなり、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｆなどを備える。ＥＣＵ５４は入力信号の内、クランク角センサ８２の出力（ＣＲＫ信号）と車速センサ１０６の出力の時間間隔を計測してエンジン回転数ＮＥと車速Ｖを算出（検出）する。

図２はＥＣＵ５４の動作を機能的に示すブロック図である。

ＥＣＵ５４においてＣＰＵ５４ａはＩ／Ｆ５４ｂを介して入力されたセンサ出力に基づき、算出部５４ａ１においてエンジン回転数ＮＥとエンジン負荷から適宜な特性（マップ）を検索してエンジン１０に供給すべき燃料噴射量ＴＯＵＴを算出する。

即ち、ＣＰＵ５４ａはエンジン回転数ＮＥとエンジン負荷に応じて基本燃料噴射量ＴＩＭを算出すると共に、検出された空燃比ＫＡＣＴを目標空燃比ＫＣＭＤに制御する空燃比フィードバック制御においてそれらの偏差に応じて空燃比補正係数（空燃比フィードバック補正係数）ＫＡＦを算出し、さらにアルコール濃度補正係数（アルコール濃度学習値）ＫＲＥＦＢＳなどのその他の補正係数を算出して基本燃料噴射量を補正することで、燃料噴射量ＴＯＵＴを算出する。

ＣＰＵ５４ａは、算出された燃料噴射量ＴＯＵＴに基づき、直噴インジェクタ３０を駆動する。アルコール濃度補正係数ＫＲＥＦＢＳは空燃比補正係数ＫＡＦを用いて学習され、アルコール濃度が学習される。

尚、この実施例ではアルコールセンサ１００が設けられていることから、上記したアルコール濃度補正係数ＫＲＥＦＢＳなどを用いることなく、アルコールセンサ１００の出力から燃料噴射量ＴＯＵＴを算出するようにしても良い。

またＣＰＵ５４ａはエンジン１０の始動時には上記とは別の燃料噴射制御を行うが、それについては後述する。

ＣＰＵ５４ａはさらに、目標位相算出部５４ａ２において吸気バルブ２０の開閉時期を算出（設定）し、その開閉時期に対応するＶＴＣ８０の吸気カム８０ｂの目標位相角を算出（設定）し、その目標位相角となるようにＶＴＣ８０のアクチュエータを駆動すると共に、点火時期算出部５４ａ３においてエンジン回転数ＮＥとエンジン負荷に応じてエンジン１０に供給すべき点火時期ＩＧを算出し、それに基づいて点火装置６０を介した点火プラグ５６による点火を制御する。

ＣＰＵ５４ａはさらにスロットル開度算出部５４ａ４において目標スロットル開度ＴＨＤを算出する。ＣＰＵ５４ａは先ず要求トルクＰＣＭＤを以下のように算出する。
ＰＣＭＤ＝ｋ・ＰＳＥ／ＮＥ
上記でｋ:定数、ＰＳＥ:アクセル開度ＡＰとエンジン回転数ＮＥから予め設定された特性（マップ）を検索して得られるエンジン１０の要求出力を示す。

次いでＣＰＵ５４ａは、算出された要求トルクＰＣＭＤとなるように目標スロットル開度ＴＨＤを決定し、決定された目標スロットル開度ＴＨＤとなるようにＤＢＷ機構２６のアクチュエータ２６ａを駆動する。

図３は上記したＥＣＵ５４の動作をエンジン１０の始動に限定して示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、それぞれの気筒のＴＤＣ付近の所定クランク角度で実行される。

以下説明すると、Ｓ１０においてＶＴＣ（バルブ開閉時期可変機構）８０が故障しているか否か判定する。これは図示しないルーチンにおいてＶＴＣ８０のアクチュエータの動作の可否を判断するなどして判定される。

Ｓ１０で否定されるときはＳ１２に進み、最適ＶＴＣ角度（最適な実効圧縮比）に調整する。即ち、アクチュエータで吸気カム８０ｂを駆動して得られる吸気バルブ２０の開閉時期が多種燃料によるエンジン１０の始動に応じた最適な実効圧縮比となるようにＶＴＣ８０を動作させる（動作を制御する）。

次いでＳ１４に進み、高ＲＯＮ噴射割合係数Ｋｃｒを零に設定する。図４にその高ＲＯＮ噴射割合係数Ｋｃｒの特性を示す。図示の如く、高ＲＯＮ噴射割合Ｋｃｒは実効圧縮比が低から中までは零に設定されると共に、実効圧縮比が中から高に増加するにつれて増加するように設定される。

他方、Ｓ１０で肯定されるときはＳ１６に進み、吸気バルブ２０の開閉時期、エアフローメータ８４の温度検出素子から検出される吸気温度ＴＡ、外気圧（図１などでセンサの図示省略）、水温センサ９２から検出されたエンジン冷却水温（エンジン温度）ＴＷなどから燃焼室２２内の吸気量を算出し、実効圧縮比を推定（換言すれば、実効圧縮比の推定値を算出）する。

次いでＳ１８に進み、Ｓ１６で推定された実効圧縮比から図４の特性を検索して高ＲＯＮ噴射割合係数Ｋｃｒを算出する。

次いでＳ２０に進み、検出されたエンジン冷却水温ＴＷに基づいて別の高ＲＯＮ噴射割合係数Ｋｔｗを算出する。これら係数Ｋｃｒ，Ｋｔｗは低ＲＯＮ燃料に対する高ＲＯＮ燃料の噴射の割合を示す係数である。

図５にその高ＲＯＮ噴射割合係数Ｋｔｗの特性を示す。図示の如く、高ＲＯＮ噴射割合Ｋｔｗはエンジン冷却水温ＴＷが低温から常温までは零に設定されると共に、エンジン冷却水温ＴＷが常温を超えて高温に増加するにつれて増加するように設定される。

次いでＳ２２に進み、始動時必要燃料流量Ｇgasoを算出する。

即ち、通常のガソリンを燃料とする場合と同様、気圧センサ（図１などで図示省略）から検出される大気圧、エアフローメータ８４の温度検出素子から検出される吸気温度ＴＡ、水温センサ９２から検出されるエンジン冷却水温ＴＷなどからエンジン１０の始動に必要で、かつエミッション上も最適な燃料流量をＧgasoとして算出する。

これにより、始動時に必要な総燃料量が決まるので、その総燃料量に合うように以下でアルコールとガソリンの噴射割合が調整されてエンジン１０に供給すべき燃料噴射量ＴＯＵＴが算出される。

次いでＳ２４に進み、低ＲＯＮ流量Ｇ１を図示の式から算出し、Ｓ２６に進み、高ＲＯＮ流量Ｇ２を図示の式から算出する。低ＲＯＮ流量Ｇ１は直噴インジェクタ３０から噴射されるべき低ＲＯＮの多種燃料の流量、高ＲＯＮ流量Ｇ２はポートインジェクタ３２から噴射されるべき高ＲＯＮのアルコール燃料の流量を意味する。

Ｓ２４，Ｓ２６の式においてＱgaso：ガソリン低位発熱量、Ｑ１：低ＲＯＮ低位発熱量、Ｑ２：高ＲＯＮ低位発熱量を示す。流量Ｇ１，Ｇ２は１気筒の１サイクル（行程）当たりの噴射されるべき燃料量を意味する。

このようにＳ２４，Ｓ２６においては、図示の式に従い、検出されたエンジン冷却水温ＴＷとＶＴＣ８０が故障しているか否かの判定結果とに基づいて第１、第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を算出する。

より具体的には、図示の式から明らかな如く、検出されたエンジン冷却水温ＴＷが所定値（図５に示す如く常温付近に設定される）未満のとき、ポートインジェクタ３２から噴射させるべき燃料の流量を零に算出する一方、所定値以上のとき、ポートインジェクタ３２から噴射させるべき燃料の流量をエンジン冷却水温ＴＷが増加するにつれて増加するように算出する。

また、ＶＴＣ８０が故障していないと判定されるとき、多種燃料による始動に応じた圧縮比となるようにＶＴＣ８０を動作させると共に、直噴インジェクタ３０から噴射させるべき燃料の流量が増加する一方、ポートインジェクタ３２から噴射されるべき燃料の流量が減少するように算出する。

他方、ＶＴＣ８０が故障していると判定されるとき、検出されたエンジン冷却水温ＴＷとＳ１６で推定される圧縮比とに基づいて直噴インジェクタ３０とポートインジェクタ３２から噴射させるべき燃料の流量を算出する。

次いでＳ２８に進み、算出された低ＲＯＮ流量Ｇ１と高ＲＯＮ流量Ｇ２となるように直噴インジェク３０および／またはポートインジェクタ３２から噴射されるべき燃料噴射と燃料噴射時間を制御する。

図６と図７はこの実施例によるエンジン始動を示す説明図である。

この実施例にあっては、冷機（低温）時でエンジン１０を始動させるとき、主としてガソリンからなる低ＲＯＮの多種燃料を噴射することで、図６に示す如く、始動性を悪化させることなく、エンジン回転数をアイドリング回転数まで持ち上げることができ、第１、第２インジェクタとＶＴＣ８０を備えるエンジン１０を確実に始動できると共に、エミッションの悪化を抑制することも可能となる。

また、図７に示す如く、実効圧縮比が高い状態のときに低ＲＯＮ燃料のみ始動させると、低エンジン回転数でノッキングを発生する恐れがあるが、上記したように検出されたエンジン冷却水温ＴＷが所定値以上のとき、ポートインジェクタから噴射させるべき燃料の流量を増加するように算出することで、そのノッキングを効果的に抑制することができる。

上記した如く、この実施例にあっては、アルコールを含む多種燃料を噴射可能な第１インジェクタ（直噴インジェクタ）３０と、前記多種燃料よりオクタン価の高いアルコール燃料を噴射可能な第２インジェクタ（ポートインジェクタ）３２と、燃焼室２２を開閉する吸気バルブ２０の開閉時期を変更可能なバルブ開閉時期可変機構（ＶＴＣ）８０とを備え、前記第１、第２インジェクタの少なくともいずれかから噴射された燃料を吸気と混合させて得た混合気を燃焼室２２で点火・燃焼させて出力を生じる内燃機関（エンジン）１０の始動制御装置において、前記内燃機関を始動させるとき、前記内燃機関の機関温度（エンジン冷却水温）ＴＷを検出する機関温度検出手段（ＥＣＵ５４，水温センサ９２）と、前記バルブ開閉時期可変機構が故障しているか否か判定する故障判定手段（ＥＣＵ５４，Ｓ１０）と、前記検出された機関温度と前記故障判定手段の判定結果とに基づいて前記第１、第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を算出する流量算出手段（ＥＣＵ５４，Ｓ１２からＳ２６）と、前記算出された燃料の流量となるように前記内燃機関の始動時の前記第１、第２インジェクタの燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段（ＥＣＵ５４，Ｓ２８）とを備えると共に、前記流量算出手段は、前記故障判定手段によって前記バルブ開閉時期可変機構が故障していると判定されるとき、前記検出された機関温度と推定圧縮比とに基づいて前記第１、第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を算出する（Ｓ１６，Ｓ２４，Ｓ２６）如く構成したので、例えばＶＴＣ８０が故障していないと判定されるときはエンジン冷却水温ＴＷに基づいて燃料の流量を算出することが可能となり、よって多種燃料とそれよりオクタン価の高いアルコール燃料を噴射可能な第１、第２インジェクタとＶＴＣ８０を備えるエンジン１０において冷機時の始動性を向上させることができる。また、ＶＴＣ８０が故障していると判定されるとき、検出された機関温度と推定圧縮比とに基づいて第１、第２インジェクタ３０，３２から噴射させるべき燃料の流量を算出する如く構成したので、ＶＴＣ８０が故障していると判定されるときであっても、エンジン１０を確実に始動できると共に、始動時のノッキングを抑制することができる。

また、前記第１インジェクタ３０が前記燃焼室２２内に前記多種燃料を直接噴射するインジェクタからなり、前記第２インジェクタ３２が前記燃焼室の手前の吸気ポート１６ａに前記アルコール燃料を噴射するインジェクタからなる如く構成したので、上記した効果に加え、第１インジェクタ３０がガソリンを主成分とする多種燃料を燃焼室内に直接噴射するインジェクタとすることで噴射された多種燃料のガソリン潜熱によって異常燃焼を回避できると共に、第２インジェクタ３２がアルコールを吸気ポート１６ａに噴射するインジェクタとすることで加圧ポンプなどの部品の精度・コストを下げることができて構成を簡易にすることができる。

また、前記流量算出手段は、前記検出された機関温度が所定値未満のとき、前記第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を零に算出する一方、前記検出された機関温度が所定値以上のとき、前記第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を前記検出された機関温度が増加するにつれて増加するように算出する（Ｓ２６）如く構成したので、上記した効果に加え、エンジン１０をエンジン温度が低い冷機時に確実に始動できる一方、高温時にはノッキングを抑制することができる。

また、前記流量算出手段は、前記故障判定手段によって前記バルブ開閉時期可変機構（ＶＴＣ）８０が故障していないと判定されるとき、前記多種燃料による始動に応じた圧縮比となるように前記バルブ開閉時期可変機構を動作させると共に（Ｓ１２）、前記第１インジェクタから噴射させるべき燃料の流量が増加する一方、前記第２インジェクタから噴射されるべき燃料の流量が減少するように算出する（Ｓ２４，２６）如く構成したので、上記した効果に加え、エンジン１０を冷機時に確実に始動することができる。

尚、上記において、メイン燃料タンク３４にアルコール燃料を含む多種燃料、サブ燃料タンク４４にアルコール燃料を貯留するようにしたが、メイン燃料タンク３４にガソリン燃料、サブ燃料タンク４４にアルコール燃料を貯留するようにしても良い。

１０内燃機関（エンジン）、１４スロットルバルブ、２０吸気バルブ、２２燃焼室、２６ＤＢＷ機構、３０第１（直噴）インジェクタ、３２第２（ポート）インジェクタ、３４メイン燃料タンク、４２気液分離装置、４４サブ燃料タンク、５４ＥＣＵ（電子制御ユニット）、５６点火プラグ（点火手段）、６０点火装置（点火手段）、８０ＶＴＣ（バルブ開閉時期可変機構）、８２クランク角センサ、８４エアフローメータ、８６ＭＡＰセンサ、９０スロットル開度センサ、９６Ａ／Ｆセンサ、１００アルコールセンサ、１０２レベルセンサ、１０４アクセル開度センサ

Claims

アルコールを含む多種燃料を噴射可能な第１インジェクタと、前記多種燃料よりオクタン価の高いアルコール燃料を噴射可能な第２インジェクタと、燃焼室を開閉する吸気バルブの開閉時期を変更可能なバルブ開閉時期可変機構とを備え、前記第１、第２インジェクタの少なくともいずれかから噴射された燃料を吸気と混合させて得た混合気を燃焼室で点火・燃焼させて出力を生じる内燃機関の始動制御装置において、前記内燃機関を始動させるとき、前記内燃機関の機関温度を検出する機関温度検出手段と、前記バルブ開閉時期可変機構が故障しているか否か判定する故障判定手段と、前記検出された機関温度と前記故障判定手段の判定結果とに基づいて前記第１、第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を算出する流量算出手段と、前記算出された燃料の流量となるように前記内燃機関の始動時の前記第１、第２インジェクタの燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段とを備えると共に、前記流量算出手段は、前記故障判定手段によって前記バルブ開閉時期可変機構が故障していると判定されるとき、前記検出された機関温度と推定圧縮比とに基づいて前記第１、第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を算出することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
前記第１インジェクタが前記燃焼室内に前記多種燃料を直接噴射するインジェクタからなり、前記第２インジェクタが前記燃焼室の手前の吸気ポートに前記アルコール燃料を噴射するインジェクタからなることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の始動制御装置。
前記流量算出手段は、前記検出された機関温度が所定値未満のとき、前記第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を零に算出する一方、前記検出された機関温度が所定値以上のとき、前記第２インジェクタから噴射させるべき燃料の流量を前記検出された機関温度が増加するにつれて増加するように算出することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の始動制御装置。
前記流量算出手段は、前記故障判定手段によって前記バルブ開閉時期可変機構が故障していないと判定されるとき、前記多種燃料による始動に応じた圧縮比となるように前記バルブ開閉時期可変機構を動作させると共に、前記第１インジェクタから噴射させるべき燃料の流量が増加する一方、前記第２インジェクタから噴射されるべき燃料の流量が減少するように算出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の始動制御装置。