フレキシブル・フューエル車両の始動装置
【課題】エンジンの低温始動時にアルコール燃料の過度の加熱を無くしてバッテリの負担を軽減し、バッテリ寿命の延命化を図るとともに、燃費を良好に保つことができるフレキシブル・フューエル車両の始動装置を提供する。
【解決手段】エンジン１の低温始動時にアルコール燃料を加熱してエンジン１の始動性を高めるようにしたフレキシブル・フューエル車両の始動装置を前提とする。そして、冷却水温度センサ３２により検出された冷却水の温度、およびスリープタイマ３４により計測された、前回エンジン１を停止してから再始動するまでの放置時間に基づいて、エンジン１の低温始動時にヒータ２７によるデリバリパイプ２６内のアルコール燃料の加熱度合いを決定する。
【解決手段】エンジン１の低温始動時にアルコール燃料を加熱してエンジン１の始動性を高めるようにしたフレキシブル・フューエル車両の始動装置を前提とする。そして、冷却水温度センサ３２により検出された冷却水の温度、およびスリープタイマ３４により計測された、前回エンジン１を停止してから再始動するまでの放置時間に基づいて、エンジン１の低温始動時にヒータ２７によるデリバリパイプ２６内のアルコール燃料の加熱度合いを決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの低温始動時に燃料を加熱してエンジンを始動するようにしたフレキシブル・フューエル車両の始動装置に関し、詳しくは、燃料を最適に加熱する対策に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃料としてのアルコール燃料によりエンジンを駆動するフレキシブル・フューエル車両にあっては、エンジンの低温始動時に、アルコール燃料を冷却水の温度に応じてヒータにより加熱し、その加熱されたアルコール燃料によってエンジンを始動させることで、エンジンの始動性を向上させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１４９２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記従来のものでは、エンジンの低温始動時にアルコール燃料などの燃料を加熱する際のパラメータとして冷却水の温度が適用されているため、ヒータなどによる燃料の加熱が過度に行われることがある。
【０００４】
これは、冷却水の温度が、前回エンジンを停止してから所定時間（例えば１２時間程度）経過した時点で、それ以上はほとんど低下しない下限温度となるものの、前回エンジンを停止してから所定時間経過して冷却水の温度が下限温度となっても、エンジンのシリンダブロック内部（例えばピストンなど）では残留熱が残っているからである。このシリンダブロック内部の残留熱は、比較的高地に車両を放置した状態でも、前回エンジンを停止してから２４時間以上経過するまでは残留している。
【０００５】
そのため、エンジンの低温始動時に冷却水の温度のみをパラメータにして燃料を加熱していたものでは、冷却水の温度が下限温度となる１２時間程度放置していたエンジンの低温始動時にシリンダブロック内部の残留熱を無視して燃料が最大限に加熱されることになる。これにより、シリンダブロック内部の残留熱が存在しているにもかかわらず燃料が過度に加熱されることになり、この燃料の過度の加熱によりバッテリへの負担が大きくなって、バッテリの寿命に悪影響を与える上、燃料の過度の加熱により消耗したバッテリの総電流値を車両走行中に補給しなければならないために燃費が悪化することになる。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの低温始動時に燃料の過度の加熱を無くしてバッテリの負担を軽減し、バッテリ寿命の延命化を図るとともに、燃費を良好に保つことができるフレキシブル・フューエル車両の始動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンの低温始動時に燃料を加熱してエンジンの始動性を高めるようにしたフレキシブル・フューエル車両の始動装置を前提とする。そして、前回エンジンを停止してから再始動するまでの放置時間を計測する放置時間計測手段と、冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、燃料を加熱する加熱手段とを備える。更に、上記冷却水温度検出手段により検出された冷却水の温度および上記放置時間計測手段により計測された放置時間に基づいて、エンジンの低温始動時に上記加熱手段による燃料の加熱度合いを決定する加熱度合い決定手段を備えている。
【０００８】
より具体的には、上記加熱手段に、燃料を加熱する熱量を選択する熱量選択手段を設け、上記加熱度合い決定手段による燃料の加熱度合いを、上記熱量選択手段によって選択している。
【０００９】
更に、上記加熱手段に、燃料を加熱する時間を選択する時間選択手段を設け、上記加熱度合い決定手段による燃料の加熱度合いを、上記時間選択手段によって選択している。
【００１０】
この特定事項により、エンジンの低温始動時に燃料を加熱する加熱度合いは、冷却水の温度と前回エンジンを停止してから再始動するまでの放置時間とに基づいて、加熱手段の熱量選択手段および時間選択手段のなかから適宜選択されて決定されることになる。このため、エンジンの低温始動時に冷却水の温度のみをパラメータにして燃料を加熱していたもののように、冷却水の温度が下限温度となる１２時間程度放置していたエンジンの低温始動時にシリンダブロック内部の残留熱を無視して過度に燃料が加熱されることがない。これにより、エンジンの低温始動時に燃料の過度の加熱を無くしてバッテリの負担が軽減され、バッテリ寿命の延命化を図ることが可能となる。その上、燃料の過度の加熱によるバッテリの消耗を抑えてバッテリが消費した総電流値を車両走行中に補給する負担も少なくなって、燃費を良好に保つことが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上、要するに、エンジンの低温始動時における燃料の加熱度合いを、冷却水の温度と前回エンジンを停止してから再始動するまでの放置時間とに基づいて決定することで、シリンダブロック内部の残留熱を無視した過度の燃料の加熱を防止してバッテリの負担を軽減し、バッテリ寿命の延命化を図ることができる上、バッテリの消耗を抑えて燃費を良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るフレキシブル・フューエル車両の始動装置のシステム構成図である。この図１において、１は火花点火式の４気筒レシプロエンジンであって、このエンジン１は気筒毎に燃焼室１１（図１では１箇所のみ示す）を備えており、これらの燃焼室１１に吸気通路１２及び排気通路１３が連通している。
【００１４】
吸気通路１２には、各気筒の燃焼室１１に燃料としてのアルコール燃料を噴射供給するための燃料噴射弁１４（図１では１箇所のみ示す）が取付けられている。そして、各燃料噴射弁１４から噴射されるアルコール燃料と吸気通路１２内へ導入された外気とからなる混合気が、各燃焼室１１内へ導入される。各燃焼室１１に導入された混合気に着火するために、エンジン１には点火プラグ１５（図１では１箇所のみ示す）が取付けられている。点火プラグ１５はディストリビュータにて分配された点火信号に基づいて駆動される。ディストリビュータは、イグナイタから出力される高電圧をエンジン１のクランク角に同期して点火プラグ１５に分配する。そして、点火プラグ１５の点火によって燃焼室１１内へ導入された混合気が爆発・燃焼され、エンジン１の駆動力が得られる。このように燃焼室１１で生成した燃焼ガスは、排気通路１３を通じて外部へ排出される。
【００１５】
次に、上記燃料噴射弁１４へアルコール燃料を供給するための燃料供給システムの概略構成について説明する。図２は、燃料供給システムを示すシステム構成図である。
【００１６】
この図２に示すように、燃料供給システム２は、アルコール燃料を貯留する燃料タンク２１からアルコール燃料を送り出すフィードポンプ２２と、そのフィードポンプ２２によって送り出されたアルコール燃料を加圧して各気筒の燃料噴射弁１４に向けて吐出する高圧燃料ポンプ２３とを備えている。
【００１７】
上記高圧燃料ポンプ２３の概略構成としては、シリンダ２３１、プランジャ２３２、加圧室２３３及び電磁スピル弁２３４を備えている。プランジャ２３２は、エンジン１の排気カムシャフト１６に取り付けられた駆動カム１６１の回転によって駆動され、シリンダ２３１内を往復移動する。このプランジャ２３２の往復移動により加圧室２３３の容積が拡大または縮小する。本実施形態では、排気カムシャフト１６の回転軸回りに１８０°の角度間隔をもって２つのカム山（カムノーズ）１６１ａ，１６１ａが駆動カム１６１に形成されている。そして、このカムノーズ１６１ａ，１６１ａによってプランジャ２３２が押し上げられて、このプランジャ２３２がシリンダ２３１内で移動するようになっている。尚、本実施形態に係るエンジンは４気筒型であるため、エンジン１の１サイクル中、つまりクランクシャフト１７が２回転する間に、気筒毎に設けられた燃料噴射弁１４から各１回ずつ、合計４回の燃料噴射が行われることになる。また、このエンジンでは、クランクシャフト１７が２回転する度に排気カムシャフト１６は１回転する。よって、燃料噴射弁１４からの燃料噴射は４回ずつ、高圧燃料ポンプ２３からの吐出動作は２回ずつ、エンジン１の１サイクル毎に行われるようになっている。
【００１８】
上記加圧室２３３はプランジャ２３２及びシリンダ２３１によって区画されている。この加圧室２３３は、低圧燃料配管２４を介してフィードポンプ２２に連通しており、また、高圧燃料配管２５を介してデリバリパイプ２６内に連通している。
【００１９】
このデリバリパイプ２６には、上記燃料噴射弁１４，１４，…が接続されていると共に、デリバリパイプ２６内の燃料圧力（実燃圧）を検出する燃圧センサ２６１が配設されている。また、このデリバリパイプ２６には、リリーフバルブ２６２を介してリターン配管２６３が接続されている。このリリーフバルブ２６２は、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料の圧力が所定圧（例えば１３ＭＰａ）を越えたときに開弁する。この開弁により、デリバリパイプ２６に蓄えられたアルコール燃料の一部をリターン配管２６３を介して燃料タンク２１に戻すようになっている。これにより、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料の圧力の過上昇が防止される。
【００２０】
尚、低圧燃料配管２４には、プレッシャレギュレータ２４１が設けられている。このプレッシャレギュレータ２４１は、低圧燃料配管２４内のアルコール燃料の圧力が所定圧（例えば０．４ＭＰａ）を越えたときに低圧燃料配管２４内のアルコール燃料を燃料タンク２１に戻すことによって、この低圧燃料配管２４内のアルコール燃料の圧力を所定圧以下に維持している。また、低圧燃料配管２４には、パルセーションダンパ２４２が備えられており、このパルセーションダンパ２４２によって高圧燃料ポンプ２３の作動時における低圧燃料配管２４内の燃圧脈動が抑制されるようになっている。また、高圧燃料配管２５には、高圧燃料ポンプ２３から吐出されたアルコール燃料が逆流することを阻止するための逆止弁２５１が設けられている。
【００２１】
上記高圧燃料ポンプ２３には、低圧燃料配管２４と加圧室２３３との間を連通または遮断するための上記電磁スピル弁２３４が設けられている。この電磁スピル弁２３４は、電磁ソレノイド２３４ａを備えており、その電磁ソレノイド２３４ａへの通電を制御することにより開閉動作する。電磁スピル弁２３４は、電磁ソレノイド２３４ａへの通電が停止されているときにはコイルスプリング２３４ｂの付勢力によって開弁する。以下、この電磁スピル弁２３４の開閉動作について説明する。以下、この電磁スピル弁２３４の開閉動作について図３を参照しながら説明する。
【００２２】
先ず、電磁ソレノイド２３４ａに対する通電が停止された状態のときには、電磁スピル弁２３４がコイルスプリング２３４ｂの付勢力によって開弁し、低圧燃料配管２４と加圧室２３３とが連通した状態になる。この状態において、加圧室２３３の容積が増大する方向にプランジャ２３２が移動するとき（吸入行程）には、フィードポンプ２２から送り出されたアルコール燃料が低圧燃料配管２４を経て加圧室２３３内に吸入される。
【００２３】
一方、加圧室２３３の容積が収縮する方向にプランジャ２３２が移動するとき（加圧行程）において、電磁ソレノイド２３４ａへの通電により電磁スピル弁２３４がコイルスプリング２３４ｂの付勢力に抗して閉弁すると、低圧燃料配管２４と加圧室２３３との間が遮断され、加圧室２３３内のアルコール燃料の圧力が所定値に達した時点でチェック弁２５２が開放して、高圧のアルコール燃料が高圧燃料配管２５を通じてデリバリパイプ２６に向けて吐出される。
【００２４】
そして、高圧燃料ポンプ２３におけるアルコール燃料の吐出量の調整は、加圧行程での電磁スピル弁２３４の閉弁期間を制御することによって行われる。即ち、電磁スピル弁２３４の閉弁開始時期を早めて閉弁期間を長くするとアルコール燃料の吐出量が増加し、電磁スピル弁２３４の閉弁開始時期を遅らせて閉弁期間を短くするとアルコール燃料の吐出量が減少するようになる。このように、高圧燃料ポンプ２３のアルコール燃料の吐出量を調整することにより、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料の圧力が制御される。この電磁スピル弁２３４の閉弁期間の制御は、ＣＰＵを備えたエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３から電磁ソレノイド２３４ａへの通電を制御することによって行われている。
【００２５】
ここで、高圧燃料ポンプ２３のアルコール燃料の吐出量（電磁スピル弁２３４の閉弁開始時期）を制御するための制御量であるポンプデューティＤＴについて説明する。
【００２６】
このポンプデューティＤＴは、０〜１００％という値の間で変化するものであって、電磁スピル弁２３４の閉弁期間に対応する排気カムシャフト１６の駆動カム１６１のカム角度に関係した値である。
【００２７】
具体的には、駆動カム１６１のカム角度に関して、図３に示すように、電磁スピル弁２３４の最大閉弁期間に対応したカム角度（最大カム角度）をθ０とし、その最大閉弁期間の目標燃圧に対応するカム角度（目標カム角度）をθとすると、ポンプデューティＤＴは、最大カム角度θ０に対する目標カム角度θの割合（ＤＴ＝θ／θ０）で表される。従って、ポンプデューティＤＴは、目標とする電磁スピル弁２３４の閉弁期間（閉弁開始時期）が最大閉弁期間に近づくほど１００％に近い値となり、目標とする閉弁期間が「０」に近づくほど０％に近い値となる。
【００２８】
そして、ポンプデューティＤＴが１００％に近づくほど、ポンプデューティＤＴに基づいて調整される電磁スピル弁２３４の閉弁開始時期は早められ、電磁スピル弁２３４の閉弁期間は長くなる。その結果、高圧燃料ポンプ２３のアルコール燃料の吐出量が増加して実燃圧が上昇するようになる。また、ポンプデューティＤＴが０％に近づくほど、ポンプデューティＤＴに基づいて調整される電磁スピル弁２３４の閉弁開始時期は遅らされ、電磁スピル弁２３４の閉弁期間は短くなる。その結果、高圧燃料ポンプ２３のアルコール燃料の吐出量が減少して実燃圧が低下するようになる。尚、上記ポンプデューティＤＴの算出手順の詳細についてはここでは説明を省略する。
【００２９】
また、燃料供給システム２は、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料を加熱する加熱手段としてのヒータ２７を備えている。このヒータ２７は、デリバリパイプ２６のケーシングに取り付けられ、そのケーシングを介してデリバリパイプ２６内のアルコール燃料が加熱されるようになっている。そして、ヒータ２７は、エンジンＥＣＵ３によって制御されている。具体的には、ヒータ２７は、互いに直列に配されたプレヒートリレー２８および熱量選択手段としての抵抗切換リレー２９を介してバッテリＢＴに接続されている。
【００３０】
上記プレヒートリレー２８は、エンジンＥＣＵ３からの指令により励磁されるソレノイド２８１を備え、このソレノイド２８１の励磁によってプレヒートリレー２８が閉成されるようになっている。
【００３１】
上記抵抗切換リレー２９は、切換スイッチ２９１を備えている。この切換スイッチ２９１は、プレヒートリレー２８を介したバッテリＢＴからの電流値Ｉｍａｘ１をヒータ２７に対しダイレクトに供給するダイレクト供給位置（図１では右位置）と、プレヒートリレー２８を介したバッテリＢＴからの電流値Ｉｍａｘ２をヒータ２７に対し抵抗２９ａを介して供給する抵抗供給位置（図１では左位置）との２位置に切り換えられるように構成されている。また、上記抵抗切換リレー２９は、エンジンＥＣＵ３からの指令により励磁されるソレノイド２９２を備え、このソレノイド２９２の励磁によって切換スイッチ２９１がダイレクト供給位置に切り換えられる一方、ソレノイド２９２の消磁によって切換スイッチ２９１が抵抗供給位置に切り換えられるようになっている。そして、エンジンＥＣＵ３は、図４に示すように、プレヒート時間に対するヒータ２７に対する電流値Ｉｍａｘ１，Ｉｍａｘ２の特性を示すマップを備えている。このマップに示すように、上記ヒータ２７の熱量は、プレヒートリレー２８の閉成時に抵抗切換リレー２９のダイレクト供給位置からダイレクトに電流値（Ｉｍａｘ１）が供給された場合と、抵抗切換リレー２９の抵抗供給位置から抵抗２９ａを介して電流値（Ｉｍａｘ２）が供給された場合とで互いに異なっており、この互いに異なる２種類の電流値（Ｉｍａｘ１＞Ｉｍａｘ２）が適宜選択されてデリバリパイプ２６内のアルコール燃料を加熱するようにしている。そして、エンジン１の低温始動時にヒータ２７によって加熱されたデリバリパイプ２６内のアルコール燃料を所定の燃料噴射弁１４からエンジン１の燃焼室１１に向けて噴射することで、エンジン１の始動性を高めるようにすることが行われている。
【００３２】
この場合、プレヒートリレー２８の閉成時に抵抗切換リレー２９のダイレクト供給位置からダイレクトに電流値Ｉｍａｘ１が供給されたヒータ２７の熱量は、抵抗切換リレー２９の抵抗供給位置から抵抗２９ａを介して電流値Ｉｍａｘ２が供給されたヒータ２７の熱量よりも大きくなるように抵抗２９ａの値が設定されている。この場合、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料は、抵抗切換リレー２９のダイレクト供給位置からダイレクトに電流値Ｉｍａｘ１が供給されたヒータ２７によって２０°Ｃ程度加熱されるのに対し、抵抗切換リレー２９の抵抗供給位置から抵抗２９ａを介して電流値Ｉｍａｘ２が供給されたヒータ２７によって１０°Ｃ程度加熱される。なお、各気筒の燃焼室１１毎の燃料噴射弁１４および点火プラグ１５もそれぞれエンジンＥＣＵ３によって制御され、各燃料噴射弁１４から噴射されるアルコール燃料と吸気通路１２内へ導入された外気とからなる混合気が各燃焼室１１内へ導入された際に着火されるようになっている。
【００３３】
そして、図１に示すように、エンジンＥＣＵ３には、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料をヒータ２７により加熱する時間を選択する時間選択手段３０が設けられている。この時間選択手段３０は、図４の（ａ）に示すように、第１プレヒート時間Ｔｅｎｄ１と第２プレヒート時間Ｔｅｎｄ２とを備えている。この場合、プレヒート時間とは、エンジン１が始動しても円滑に駆動する温度までアルコール燃料を加熱するのに要する時間のことであり、プレヒート時間Ｔｅｎｄ１が大きい値（例えば１０分程度）に、プレヒート時間Ｔｅｎｄ２は小さい値（例えば５分程度）にそれぞれ設定されている。また、第１プレヒート時間Ｔｅｎｄ１が経過するまでの間、ヒータ２７に対し電流値Ｉｍａｘ１が供給される一方、第２プレヒート時間Ｔｅｎｄ２が経過するまでの間、ヒータ２７に対し電流値Ｉｍａｘ２が供給される。
【００３４】
上記エンジンＥＣＵ３には、図１に示すように、クランクシャフト１７の回転数を検出する回転数検出センサ３１からの出力が入力されているとともに、エンジン１のシリンダブロック１８に形成されたウォータジャケット内の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段としての冷却水温度センサ３２からの出力が入力されている。また、上記エンジンＥＣＵ３には、イグニッションスイッチ３８からのイグニッションＯＮ信号が入力されるようになっている。そして、上記エンジンＥＣＵ３には、前回エンジン１を停止してから再始動するまでの放置時間Ｔｓｌｅｅｐを計測する放置時間計測手段としてのスリープタイマ３４が設けられている。更に、上記エンジンＥＣＵ３は、バッテリＢＴに対しダイレクトに接続されているとともにメインリレー３５を介して断接可能に接続されており、バッテリＢＴからの電源供給によってスリープタイマ３４による放置時間Ｔｓｌｅｅｐの計測を可能にしている。この場合、メインリレー３５は、エンジンＥＣＵ３からの指令により励磁されるソレノイド３５１を備え、このソレノイド３５１の励磁によってメインリレー３５が閉成されるようになっている。
【００３５】
また、上記エンジンＥＣＵ３には、上記冷却水温度センサ３２により検出された冷却水の温度および上記スリープタイマ３４により計測された放置時間Ｔｓｌｅｅｐに基づいて、エンジンの低温始動時に上記ヒータ２７によるアルコール燃料の加熱度合いを決定する加熱度合い決定手段３６が設けられている。具体的には、加熱度合い決定手段３６は、冷却水温度センサ３２により検出された冷却水の温度およびスリープタイマ３４により計測された放置時間Ｔｓｌｅｅｐに基づいて、プレヒートリレー２８のソレノイド２８１および抵抗切換リレー２９のソレノイド２９２への励磁指令を選択的に行う。また、上記時間選択手段３０による第１プレヒート時間Ｔｅｎｄ１または第２プレヒート時間Ｔｅｎｄ２の選択も、冷却水温度センサ３２により検出された冷却水の温度およびスリープタイマ３４により計測された放置時間Ｔｓｌｅｅｐに基づいて決定される。
【００３６】
そして、図１に示すように、フレキシブル・フューエル車両の運転席には、エンジン１の低温始動時にアルコール燃料をヒータ２７により加熱してエンジン１を始動するプレヒートを行うか否かを決定するプレヒートスイッチ３７が設けられている。
【００３７】
次に、エンジンＥＣＵ３によりプレヒートを行う際の制御の流れを図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００３８】
まず、図５のフローチャートのステップＳＴ１において、イグニッションスイッチ３８からのイグニッションＯＮ信号が入力されたか否かを判定し、イグニッションＯＮ信号が入力されたＹＥＳの場合には、ステップＳＴ２に進んで、回転数検出センサ３１により検出されたクランクシャフト１７の回転数（エンジン回転数）がエンジン最低回転数Ｎｍｉｎ（例えば、１００ｒｐｍ）以上であるか否かを判定する。
【００３９】
上記ステップＳＴ２の判定が、エンジン回転数がエンジン最低回転数Ｎｍｉｎ以上であるＹＥＳの場合には、エンジン１が始動したと判定してステップＳＴ３に進み、このステップＳＴ３において、プレヒートスイッチ３７が運転者によってＯＮされたか否かを判定する。
【００４０】
上記ステップＳＴ３の判定が、プレヒートスイッチ３７がＯＮされたＹＥＳの場合には、ステップＳＴ４において、ソレノイド３５１を励磁してメインリレー３５を閉成する。それから、ステップＳＴ５において、イニシャル処理する。
【００４１】
その後、ステップＳＴ６において、スリープタイマ３４により計測された、前回エンジン１を停止してから再始動するまでの放置時間Ｔｓｌｅｅｐを取得する。次いで、ステップＳＴ７において、冷却水温度センサ３２により検出された冷却水の温度値を取得する。
【００４２】
それから、ステップＳＴ８において、上記ステップＳＴ６で取得した放置時間Ｔｓｌｅｅｐが所定の放置時間Ｔｓｔｄ（例えば２０時間）以上であるか否かを判定する。このステップＳＴ８の判定が、放置時間Ｔｓｌｅｅｐが所定の放置時間Ｔｓｔｄ以上であるＹＥＳの場合には、ステップＳＴ９において、プレヒート時間を大きな値となるプレヒート時間Ｔｅｎｄ１に設定する。この場合、プレヒート時間Ｔｅｎｄ１は、上記ステップＳＴ６において取得した放置時間Ｔｓｌｅｅｐに加え、上記ステップＳＴ７において取得した冷却水の温度に基づいて選択されたプレヒート時間である。
【００４３】
しかる後、ステップＳＴ１０において、上記ステップＳＴ９で設定したプレヒート時間Ｔｅｎｄ１が経過するまでの間、第１プレヒート制御を行う。具体的には、図４の（ｂ）に示すように、プレヒート時間Ｔｅｎｄ１が経過するまでの間、プレヒートリレー２８のソレノイド２８１を励磁してプレヒートリレー２８を閉成するとともに、抵抗切換リレー２９のソレノイド２９２を励磁して切換スイッチ２９１をダイレクト供給位置（図１では右位置）に切り換える。これにより、プレヒートリレー２８の閉成時に抵抗切換リレー２９のダイレクト供給位置からダイレクトに電流値Ｉｍａｘ１が供給されたヒータ２７の熱量によって、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料をプレヒート時間Ｔｅｎｄ１が経過するまで加熱する。
【００４４】
一方、上記ステップＳＴ８の判定が、放置時間Ｔｓｌｅｅｐが所定の放置時間Ｔｓｔｄ未満であるＮＯの場合には、ステップＳＴ１１において、プレヒート時間を小さな値となるプレヒート時間Ｔｅｎｄ２に設定する。この場合、プレヒート時間Ｔｅｎｄ２は、上記ステップＳＴ６において取得した放置時間Ｔｓｌｅｅｐに加え、上記ステップＳＴ７において取得した冷却水の温度に基づいて選択されたプレヒート時間である。
【００４５】
それから、ステップＳＴ１２において、上記ステップＳＴ１１で設定したプレヒート時間Ｔｅｎｄ２が経過するまでの間、第２プレヒート制御を行う。具体的には、図４の（ｂ）に示すように、プレヒート時間Ｔｅｎｄ２が経過するまでの間、プレヒートリレー２８のソレノイド２８１を励磁してプレヒートリレー２８を閉成するとともに、抵抗切換リレー２９のソレノイド２９２を消磁して切換スイッチ２９１を抵抗供給位置（図１では左位置）に切り換える。これにより、プレヒートリレー２８の閉成時に抵抗切換リレー２９の抵抗供給位置から抵抗２９ａを介して電流値Ｉｍａｘ２が供給されたヒータ２７の熱量によって、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料をプレヒート時間Ｔｅｎｄ２が経過するまで加熱する。
【００４６】
このように、上記実施形態では、エンジン１の低温始動時にデリバリパイプ２６内のアルコール燃料をヒータ２７により加熱する加熱度合いは、冷却水温度センサ３２からの冷却水の温度と前回エンジン１を停止してから再始動するまでのスリープタイマ３４により計測された放置時間Ｔｓｌｅｅｐとに基づいて選択された、時間選択手段３０によるプレヒート時間Ｔｅｎｄ１（またはプレヒート時間Ｔｅｎｄ２）および抵抗切換リレー２９によるダイレクト供給位置（または抵抗供給位置）によって決定されることになる。このため、冷却水の温度のみをパラメータにしてアルコール燃料をヒータで加熱していたもののように、冷却水の温度が下限温度となる１２時間程度放置していたエンジン１の低温始動時にシリンダブロック１８内部の残留熱を無視して過度にアルコール燃料が加熱されることがない。これにより、エンジン１の低温始動時にアルコール燃料の過度の加熱を無くしてバッテリＢＴの負担が軽減され、バッテリ寿命の延命化を図ることができる。その上、アルコール燃料の過度の加熱によるバッテリＢＴの消耗を抑えてバッテリＢＴが消費した総電流値を車両走行中に補給する負担も少なくなって、燃費を良好に保つことができる。
【００４７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記実施形態では、主燃料としてアルコール燃料を用いた場合について述べたが、灯油や軽油などが主燃料として用いられる場合にも適用できるのはもちろんである。
【００４８】
また、上記実施形態では、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料を互いに異なる第１および第２プレヒート時間Ｔｅｎｄ１，Ｔｅｎｄ２で加熱する時間選択手段３０を設けたが、３種類以上のプレヒート時間を有する時間選択手段によってデリバリパイプ内のアルコール燃料がそれぞれ異なるプレヒート時間で加熱されるようにしてもよい。また、上記実施形態では、抵抗切換リレー２９によって互いに異なる２種類の熱量を適宜選択してデリバリパイプ２６内のアルコール燃料を加熱するようにしたが、複数の抵抗切換リレーによってそれぞれ異なる３種類以上の熱量が適宜選択されてデリバリパイプ内のアルコール燃料が加熱されるようにしてもよい。そして、３種類以上のプレヒート時間を有する時間選択手段またはヒータに対し３種類以上の電流値を切り換える複数の抵抗切換リレーのみのなかから適宜選択されることによってデリバリパイプ内のアルコール燃料が加熱されるようにしてもよい。更に、３種類以上のプレヒート時間を有する時間選択手段およびヒータに対し３種類以上の電流値を切り換える複数の抵抗切換リレーを組み合わせ、その組み合わせのなかから適宜選択されることによってデリバリパイプ内のアルコール燃料が加熱されるようにしてもよい。
【００４９】
そして、上記実施形態では、放置時間と比較する所定の放置時間Ｔｓｔｄを例えば２０時間としたが、１２時間以上２４時間未満であれば何時間であってもよい。また、３種類以上のプレヒート時間および３種類以上の電流値のうちの少なくとも一方のなかから適宜選択されてデリバリパイプ内のアルコール燃料が加熱されるようにした場合には、放置時間と比較する所定の放置時間は２種類以上（例えば１５時間と２０時間など）設定されることになる。
【００５０】
また、上記実施形態では、アルコール燃料タンク２１からデリバリパイプ２６にアルコール燃料を供給する燃料供給システム２にフィードポンプ２２と高圧燃料ポンプ２３とを設けたが、アルコール燃料タンクからデリバリパイプにアルコール燃料が供給される燃料供給システムであればなんでもよく、これに限定されるものではない。
【００５１】
更に、上記実施形態では、４気筒のエンジン１に適用した場合について述べたが、これ以外の気筒数のエンジンに適用してもよいのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係るフレキシブル・フューエル車両の始動装置のシステム構成図である。
【図２】燃料供給システムの構造を模式的に示す図である。
【図３】電磁スピル弁の開閉動作を説明するための図である。
【図４】（ａ）はプレヒート時間に対するヒータ電流値の特性を示す特性図であり、（ｂ）はエンジンの低温始動時にプレヒートを行う場合の放置時間に基づく第１および第２プレヒート制御を行う場合の個々のプレヒートスイッチ、メインリレー、プレヒートリレーのソレノイドおよび抵抗切換リレーのソレノイドのタイムチャート図である。
【図５】エンジンＥＣＵによりプレヒートを行う際の制御の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ エンジン
２７ ヒータ（加熱手段）
２９ 抵抗切換リレー（熱量選択手段）
３０ 時間選択手段
３２ 冷却水温度センサ（冷却水温度検出手段）
３４ スリープタイマ（放置時間計測手段）
３６ 加熱度合い決定手段
Ｔｓｌｅｅｐ 放置時間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの低温始動時に燃料を加熱してエンジンを始動するようにしたフレキシブル・フューエル車両の始動装置に関し、詳しくは、燃料を最適に加熱する対策に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃料としてのアルコール燃料によりエンジンを駆動するフレキシブル・フューエル車両にあっては、エンジンの低温始動時に、アルコール燃料を冷却水の温度に応じてヒータにより加熱し、その加熱されたアルコール燃料によってエンジンを始動させることで、エンジンの始動性を向上させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１４９２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記従来のものでは、エンジンの低温始動時にアルコール燃料などの燃料を加熱する際のパラメータとして冷却水の温度が適用されているため、ヒータなどによる燃料の加熱が過度に行われることがある。
【０００４】
これは、冷却水の温度が、前回エンジンを停止してから所定時間（例えば１２時間程度）経過した時点で、それ以上はほとんど低下しない下限温度となるものの、前回エンジンを停止してから所定時間経過して冷却水の温度が下限温度となっても、エンジンのシリンダブロック内部（例えばピストンなど）では残留熱が残っているからである。このシリンダブロック内部の残留熱は、比較的高地に車両を放置した状態でも、前回エンジンを停止してから２４時間以上経過するまでは残留している。
【０００５】
そのため、エンジンの低温始動時に冷却水の温度のみをパラメータにして燃料を加熱していたものでは、冷却水の温度が下限温度となる１２時間程度放置していたエンジンの低温始動時にシリンダブロック内部の残留熱を無視して燃料が最大限に加熱されることになる。これにより、シリンダブロック内部の残留熱が存在しているにもかかわらず燃料が過度に加熱されることになり、この燃料の過度の加熱によりバッテリへの負担が大きくなって、バッテリの寿命に悪影響を与える上、燃料の過度の加熱により消耗したバッテリの総電流値を車両走行中に補給しなければならないために燃費が悪化することになる。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの低温始動時に燃料の過度の加熱を無くしてバッテリの負担を軽減し、バッテリ寿命の延命化を図るとともに、燃費を良好に保つことができるフレキシブル・フューエル車両の始動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンの低温始動時に燃料を加熱してエンジンの始動性を高めるようにしたフレキシブル・フューエル車両の始動装置を前提とする。そして、前回エンジンを停止してから再始動するまでの放置時間を計測する放置時間計測手段と、冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、燃料を加熱する加熱手段とを備える。更に、上記冷却水温度検出手段により検出された冷却水の温度および上記放置時間計測手段により計測された放置時間に基づいて、エンジンの低温始動時に上記加熱手段による燃料の加熱度合いを決定する加熱度合い決定手段を備えている。
【０００８】
より具体的には、上記加熱手段に、燃料を加熱する熱量を選択する熱量選択手段を設け、上記加熱度合い決定手段による燃料の加熱度合いを、上記熱量選択手段によって選択している。
【０００９】
更に、上記加熱手段に、燃料を加熱する時間を選択する時間選択手段を設け、上記加熱度合い決定手段による燃料の加熱度合いを、上記時間選択手段によって選択している。
【００１０】
この特定事項により、エンジンの低温始動時に燃料を加熱する加熱度合いは、冷却水の温度と前回エンジンを停止してから再始動するまでの放置時間とに基づいて、加熱手段の熱量選択手段および時間選択手段のなかから適宜選択されて決定されることになる。このため、エンジンの低温始動時に冷却水の温度のみをパラメータにして燃料を加熱していたもののように、冷却水の温度が下限温度となる１２時間程度放置していたエンジンの低温始動時にシリンダブロック内部の残留熱を無視して過度に燃料が加熱されることがない。これにより、エンジンの低温始動時に燃料の過度の加熱を無くしてバッテリの負担が軽減され、バッテリ寿命の延命化を図ることが可能となる。その上、燃料の過度の加熱によるバッテリの消耗を抑えてバッテリが消費した総電流値を車両走行中に補給する負担も少なくなって、燃費を良好に保つことが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上、要するに、エンジンの低温始動時における燃料の加熱度合いを、冷却水の温度と前回エンジンを停止してから再始動するまでの放置時間とに基づいて決定することで、シリンダブロック内部の残留熱を無視した過度の燃料の加熱を防止してバッテリの負担を軽減し、バッテリ寿命の延命化を図ることができる上、バッテリの消耗を抑えて燃費を良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るフレキシブル・フューエル車両の始動装置のシステム構成図である。この図１において、１は火花点火式の４気筒レシプロエンジンであって、このエンジン１は気筒毎に燃焼室１１（図１では１箇所のみ示す）を備えており、これらの燃焼室１１に吸気通路１２及び排気通路１３が連通している。
【００１４】
吸気通路１２には、各気筒の燃焼室１１に燃料としてのアルコール燃料を噴射供給するための燃料噴射弁１４（図１では１箇所のみ示す）が取付けられている。そして、各燃料噴射弁１４から噴射されるアルコール燃料と吸気通路１２内へ導入された外気とからなる混合気が、各燃焼室１１内へ導入される。各燃焼室１１に導入された混合気に着火するために、エンジン１には点火プラグ１５（図１では１箇所のみ示す）が取付けられている。点火プラグ１５はディストリビュータにて分配された点火信号に基づいて駆動される。ディストリビュータは、イグナイタから出力される高電圧をエンジン１のクランク角に同期して点火プラグ１５に分配する。そして、点火プラグ１５の点火によって燃焼室１１内へ導入された混合気が爆発・燃焼され、エンジン１の駆動力が得られる。このように燃焼室１１で生成した燃焼ガスは、排気通路１３を通じて外部へ排出される。
【００１５】
次に、上記燃料噴射弁１４へアルコール燃料を供給するための燃料供給システムの概略構成について説明する。図２は、燃料供給システムを示すシステム構成図である。
【００１６】
この図２に示すように、燃料供給システム２は、アルコール燃料を貯留する燃料タンク２１からアルコール燃料を送り出すフィードポンプ２２と、そのフィードポンプ２２によって送り出されたアルコール燃料を加圧して各気筒の燃料噴射弁１４に向けて吐出する高圧燃料ポンプ２３とを備えている。
【００１７】
上記高圧燃料ポンプ２３の概略構成としては、シリンダ２３１、プランジャ２３２、加圧室２３３及び電磁スピル弁２３４を備えている。プランジャ２３２は、エンジン１の排気カムシャフト１６に取り付けられた駆動カム１６１の回転によって駆動され、シリンダ２３１内を往復移動する。このプランジャ２３２の往復移動により加圧室２３３の容積が拡大または縮小する。本実施形態では、排気カムシャフト１６の回転軸回りに１８０°の角度間隔をもって２つのカム山（カムノーズ）１６１ａ，１６１ａが駆動カム１６１に形成されている。そして、このカムノーズ１６１ａ，１６１ａによってプランジャ２３２が押し上げられて、このプランジャ２３２がシリンダ２３１内で移動するようになっている。尚、本実施形態に係るエンジンは４気筒型であるため、エンジン１の１サイクル中、つまりクランクシャフト１７が２回転する間に、気筒毎に設けられた燃料噴射弁１４から各１回ずつ、合計４回の燃料噴射が行われることになる。また、このエンジンでは、クランクシャフト１７が２回転する度に排気カムシャフト１６は１回転する。よって、燃料噴射弁１４からの燃料噴射は４回ずつ、高圧燃料ポンプ２３からの吐出動作は２回ずつ、エンジン１の１サイクル毎に行われるようになっている。
【００１８】
上記加圧室２３３はプランジャ２３２及びシリンダ２３１によって区画されている。この加圧室２３３は、低圧燃料配管２４を介してフィードポンプ２２に連通しており、また、高圧燃料配管２５を介してデリバリパイプ２６内に連通している。
【００１９】
このデリバリパイプ２６には、上記燃料噴射弁１４，１４，…が接続されていると共に、デリバリパイプ２６内の燃料圧力（実燃圧）を検出する燃圧センサ２６１が配設されている。また、このデリバリパイプ２６には、リリーフバルブ２６２を介してリターン配管２６３が接続されている。このリリーフバルブ２６２は、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料の圧力が所定圧（例えば１３ＭＰａ）を越えたときに開弁する。この開弁により、デリバリパイプ２６に蓄えられたアルコール燃料の一部をリターン配管２６３を介して燃料タンク２１に戻すようになっている。これにより、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料の圧力の過上昇が防止される。
【００２０】
尚、低圧燃料配管２４には、プレッシャレギュレータ２４１が設けられている。このプレッシャレギュレータ２４１は、低圧燃料配管２４内のアルコール燃料の圧力が所定圧（例えば０．４ＭＰａ）を越えたときに低圧燃料配管２４内のアルコール燃料を燃料タンク２１に戻すことによって、この低圧燃料配管２４内のアルコール燃料の圧力を所定圧以下に維持している。また、低圧燃料配管２４には、パルセーションダンパ２４２が備えられており、このパルセーションダンパ２４２によって高圧燃料ポンプ２３の作動時における低圧燃料配管２４内の燃圧脈動が抑制されるようになっている。また、高圧燃料配管２５には、高圧燃料ポンプ２３から吐出されたアルコール燃料が逆流することを阻止するための逆止弁２５１が設けられている。
【００２１】
上記高圧燃料ポンプ２３には、低圧燃料配管２４と加圧室２３３との間を連通または遮断するための上記電磁スピル弁２３４が設けられている。この電磁スピル弁２３４は、電磁ソレノイド２３４ａを備えており、その電磁ソレノイド２３４ａへの通電を制御することにより開閉動作する。電磁スピル弁２３４は、電磁ソレノイド２３４ａへの通電が停止されているときにはコイルスプリング２３４ｂの付勢力によって開弁する。以下、この電磁スピル弁２３４の開閉動作について説明する。以下、この電磁スピル弁２３４の開閉動作について図３を参照しながら説明する。
【００２２】
先ず、電磁ソレノイド２３４ａに対する通電が停止された状態のときには、電磁スピル弁２３４がコイルスプリング２３４ｂの付勢力によって開弁し、低圧燃料配管２４と加圧室２３３とが連通した状態になる。この状態において、加圧室２３３の容積が増大する方向にプランジャ２３２が移動するとき（吸入行程）には、フィードポンプ２２から送り出されたアルコール燃料が低圧燃料配管２４を経て加圧室２３３内に吸入される。
【００２３】
一方、加圧室２３３の容積が収縮する方向にプランジャ２３２が移動するとき（加圧行程）において、電磁ソレノイド２３４ａへの通電により電磁スピル弁２３４がコイルスプリング２３４ｂの付勢力に抗して閉弁すると、低圧燃料配管２４と加圧室２３３との間が遮断され、加圧室２３３内のアルコール燃料の圧力が所定値に達した時点でチェック弁２５２が開放して、高圧のアルコール燃料が高圧燃料配管２５を通じてデリバリパイプ２６に向けて吐出される。
【００２４】
そして、高圧燃料ポンプ２３におけるアルコール燃料の吐出量の調整は、加圧行程での電磁スピル弁２３４の閉弁期間を制御することによって行われる。即ち、電磁スピル弁２３４の閉弁開始時期を早めて閉弁期間を長くするとアルコール燃料の吐出量が増加し、電磁スピル弁２３４の閉弁開始時期を遅らせて閉弁期間を短くするとアルコール燃料の吐出量が減少するようになる。このように、高圧燃料ポンプ２３のアルコール燃料の吐出量を調整することにより、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料の圧力が制御される。この電磁スピル弁２３４の閉弁期間の制御は、ＣＰＵを備えたエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３から電磁ソレノイド２３４ａへの通電を制御することによって行われている。
【００２５】
ここで、高圧燃料ポンプ２３のアルコール燃料の吐出量（電磁スピル弁２３４の閉弁開始時期）を制御するための制御量であるポンプデューティＤＴについて説明する。
【００２６】
このポンプデューティＤＴは、０〜１００％という値の間で変化するものであって、電磁スピル弁２３４の閉弁期間に対応する排気カムシャフト１６の駆動カム１６１のカム角度に関係した値である。
【００２７】
具体的には、駆動カム１６１のカム角度に関して、図３に示すように、電磁スピル弁２３４の最大閉弁期間に対応したカム角度（最大カム角度）をθ０とし、その最大閉弁期間の目標燃圧に対応するカム角度（目標カム角度）をθとすると、ポンプデューティＤＴは、最大カム角度θ０に対する目標カム角度θの割合（ＤＴ＝θ／θ０）で表される。従って、ポンプデューティＤＴは、目標とする電磁スピル弁２３４の閉弁期間（閉弁開始時期）が最大閉弁期間に近づくほど１００％に近い値となり、目標とする閉弁期間が「０」に近づくほど０％に近い値となる。
【００２８】
そして、ポンプデューティＤＴが１００％に近づくほど、ポンプデューティＤＴに基づいて調整される電磁スピル弁２３４の閉弁開始時期は早められ、電磁スピル弁２３４の閉弁期間は長くなる。その結果、高圧燃料ポンプ２３のアルコール燃料の吐出量が増加して実燃圧が上昇するようになる。また、ポンプデューティＤＴが０％に近づくほど、ポンプデューティＤＴに基づいて調整される電磁スピル弁２３４の閉弁開始時期は遅らされ、電磁スピル弁２３４の閉弁期間は短くなる。その結果、高圧燃料ポンプ２３のアルコール燃料の吐出量が減少して実燃圧が低下するようになる。尚、上記ポンプデューティＤＴの算出手順の詳細についてはここでは説明を省略する。
【００２９】
また、燃料供給システム２は、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料を加熱する加熱手段としてのヒータ２７を備えている。このヒータ２７は、デリバリパイプ２６のケーシングに取り付けられ、そのケーシングを介してデリバリパイプ２６内のアルコール燃料が加熱されるようになっている。そして、ヒータ２７は、エンジンＥＣＵ３によって制御されている。具体的には、ヒータ２７は、互いに直列に配されたプレヒートリレー２８および熱量選択手段としての抵抗切換リレー２９を介してバッテリＢＴに接続されている。
【００３０】
上記プレヒートリレー２８は、エンジンＥＣＵ３からの指令により励磁されるソレノイド２８１を備え、このソレノイド２８１の励磁によってプレヒートリレー２８が閉成されるようになっている。
【００３１】
上記抵抗切換リレー２９は、切換スイッチ２９１を備えている。この切換スイッチ２９１は、プレヒートリレー２８を介したバッテリＢＴからの電流値Ｉｍａｘ１をヒータ２７に対しダイレクトに供給するダイレクト供給位置（図１では右位置）と、プレヒートリレー２８を介したバッテリＢＴからの電流値Ｉｍａｘ２をヒータ２７に対し抵抗２９ａを介して供給する抵抗供給位置（図１では左位置）との２位置に切り換えられるように構成されている。また、上記抵抗切換リレー２９は、エンジンＥＣＵ３からの指令により励磁されるソレノイド２９２を備え、このソレノイド２９２の励磁によって切換スイッチ２９１がダイレクト供給位置に切り換えられる一方、ソレノイド２９２の消磁によって切換スイッチ２９１が抵抗供給位置に切り換えられるようになっている。そして、エンジンＥＣＵ３は、図４に示すように、プレヒート時間に対するヒータ２７に対する電流値Ｉｍａｘ１，Ｉｍａｘ２の特性を示すマップを備えている。このマップに示すように、上記ヒータ２７の熱量は、プレヒートリレー２８の閉成時に抵抗切換リレー２９のダイレクト供給位置からダイレクトに電流値（Ｉｍａｘ１）が供給された場合と、抵抗切換リレー２９の抵抗供給位置から抵抗２９ａを介して電流値（Ｉｍａｘ２）が供給された場合とで互いに異なっており、この互いに異なる２種類の電流値（Ｉｍａｘ１＞Ｉｍａｘ２）が適宜選択されてデリバリパイプ２６内のアルコール燃料を加熱するようにしている。そして、エンジン１の低温始動時にヒータ２７によって加熱されたデリバリパイプ２６内のアルコール燃料を所定の燃料噴射弁１４からエンジン１の燃焼室１１に向けて噴射することで、エンジン１の始動性を高めるようにすることが行われている。
【００３２】
この場合、プレヒートリレー２８の閉成時に抵抗切換リレー２９のダイレクト供給位置からダイレクトに電流値Ｉｍａｘ１が供給されたヒータ２７の熱量は、抵抗切換リレー２９の抵抗供給位置から抵抗２９ａを介して電流値Ｉｍａｘ２が供給されたヒータ２７の熱量よりも大きくなるように抵抗２９ａの値が設定されている。この場合、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料は、抵抗切換リレー２９のダイレクト供給位置からダイレクトに電流値Ｉｍａｘ１が供給されたヒータ２７によって２０°Ｃ程度加熱されるのに対し、抵抗切換リレー２９の抵抗供給位置から抵抗２９ａを介して電流値Ｉｍａｘ２が供給されたヒータ２７によって１０°Ｃ程度加熱される。なお、各気筒の燃焼室１１毎の燃料噴射弁１４および点火プラグ１５もそれぞれエンジンＥＣＵ３によって制御され、各燃料噴射弁１４から噴射されるアルコール燃料と吸気通路１２内へ導入された外気とからなる混合気が各燃焼室１１内へ導入された際に着火されるようになっている。
【００３３】
そして、図１に示すように、エンジンＥＣＵ３には、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料をヒータ２７により加熱する時間を選択する時間選択手段３０が設けられている。この時間選択手段３０は、図４の（ａ）に示すように、第１プレヒート時間Ｔｅｎｄ１と第２プレヒート時間Ｔｅｎｄ２とを備えている。この場合、プレヒート時間とは、エンジン１が始動しても円滑に駆動する温度までアルコール燃料を加熱するのに要する時間のことであり、プレヒート時間Ｔｅｎｄ１が大きい値（例えば１０分程度）に、プレヒート時間Ｔｅｎｄ２は小さい値（例えば５分程度）にそれぞれ設定されている。また、第１プレヒート時間Ｔｅｎｄ１が経過するまでの間、ヒータ２７に対し電流値Ｉｍａｘ１が供給される一方、第２プレヒート時間Ｔｅｎｄ２が経過するまでの間、ヒータ２７に対し電流値Ｉｍａｘ２が供給される。
【００３４】
上記エンジンＥＣＵ３には、図１に示すように、クランクシャフト１７の回転数を検出する回転数検出センサ３１からの出力が入力されているとともに、エンジン１のシリンダブロック１８に形成されたウォータジャケット内の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段としての冷却水温度センサ３２からの出力が入力されている。また、上記エンジンＥＣＵ３には、イグニッションスイッチ３８からのイグニッションＯＮ信号が入力されるようになっている。そして、上記エンジンＥＣＵ３には、前回エンジン１を停止してから再始動するまでの放置時間Ｔｓｌｅｅｐを計測する放置時間計測手段としてのスリープタイマ３４が設けられている。更に、上記エンジンＥＣＵ３は、バッテリＢＴに対しダイレクトに接続されているとともにメインリレー３５を介して断接可能に接続されており、バッテリＢＴからの電源供給によってスリープタイマ３４による放置時間Ｔｓｌｅｅｐの計測を可能にしている。この場合、メインリレー３５は、エンジンＥＣＵ３からの指令により励磁されるソレノイド３５１を備え、このソレノイド３５１の励磁によってメインリレー３５が閉成されるようになっている。
【００３５】
また、上記エンジンＥＣＵ３には、上記冷却水温度センサ３２により検出された冷却水の温度および上記スリープタイマ３４により計測された放置時間Ｔｓｌｅｅｐに基づいて、エンジンの低温始動時に上記ヒータ２７によるアルコール燃料の加熱度合いを決定する加熱度合い決定手段３６が設けられている。具体的には、加熱度合い決定手段３６は、冷却水温度センサ３２により検出された冷却水の温度およびスリープタイマ３４により計測された放置時間Ｔｓｌｅｅｐに基づいて、プレヒートリレー２８のソレノイド２８１および抵抗切換リレー２９のソレノイド２９２への励磁指令を選択的に行う。また、上記時間選択手段３０による第１プレヒート時間Ｔｅｎｄ１または第２プレヒート時間Ｔｅｎｄ２の選択も、冷却水温度センサ３２により検出された冷却水の温度およびスリープタイマ３４により計測された放置時間Ｔｓｌｅｅｐに基づいて決定される。
【００３６】
そして、図１に示すように、フレキシブル・フューエル車両の運転席には、エンジン１の低温始動時にアルコール燃料をヒータ２７により加熱してエンジン１を始動するプレヒートを行うか否かを決定するプレヒートスイッチ３７が設けられている。
【００３７】
次に、エンジンＥＣＵ３によりプレヒートを行う際の制御の流れを図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００３８】
まず、図５のフローチャートのステップＳＴ１において、イグニッションスイッチ３８からのイグニッションＯＮ信号が入力されたか否かを判定し、イグニッションＯＮ信号が入力されたＹＥＳの場合には、ステップＳＴ２に進んで、回転数検出センサ３１により検出されたクランクシャフト１７の回転数（エンジン回転数）がエンジン最低回転数Ｎｍｉｎ（例えば、１００ｒｐｍ）以上であるか否かを判定する。
【００３９】
上記ステップＳＴ２の判定が、エンジン回転数がエンジン最低回転数Ｎｍｉｎ以上であるＹＥＳの場合には、エンジン１が始動したと判定してステップＳＴ３に進み、このステップＳＴ３において、プレヒートスイッチ３７が運転者によってＯＮされたか否かを判定する。
【００４０】
上記ステップＳＴ３の判定が、プレヒートスイッチ３７がＯＮされたＹＥＳの場合には、ステップＳＴ４において、ソレノイド３５１を励磁してメインリレー３５を閉成する。それから、ステップＳＴ５において、イニシャル処理する。
【００４１】
その後、ステップＳＴ６において、スリープタイマ３４により計測された、前回エンジン１を停止してから再始動するまでの放置時間Ｔｓｌｅｅｐを取得する。次いで、ステップＳＴ７において、冷却水温度センサ３２により検出された冷却水の温度値を取得する。
【００４２】
それから、ステップＳＴ８において、上記ステップＳＴ６で取得した放置時間Ｔｓｌｅｅｐが所定の放置時間Ｔｓｔｄ（例えば２０時間）以上であるか否かを判定する。このステップＳＴ８の判定が、放置時間Ｔｓｌｅｅｐが所定の放置時間Ｔｓｔｄ以上であるＹＥＳの場合には、ステップＳＴ９において、プレヒート時間を大きな値となるプレヒート時間Ｔｅｎｄ１に設定する。この場合、プレヒート時間Ｔｅｎｄ１は、上記ステップＳＴ６において取得した放置時間Ｔｓｌｅｅｐに加え、上記ステップＳＴ７において取得した冷却水の温度に基づいて選択されたプレヒート時間である。
【００４３】
しかる後、ステップＳＴ１０において、上記ステップＳＴ９で設定したプレヒート時間Ｔｅｎｄ１が経過するまでの間、第１プレヒート制御を行う。具体的には、図４の（ｂ）に示すように、プレヒート時間Ｔｅｎｄ１が経過するまでの間、プレヒートリレー２８のソレノイド２８１を励磁してプレヒートリレー２８を閉成するとともに、抵抗切換リレー２９のソレノイド２９２を励磁して切換スイッチ２９１をダイレクト供給位置（図１では右位置）に切り換える。これにより、プレヒートリレー２８の閉成時に抵抗切換リレー２９のダイレクト供給位置からダイレクトに電流値Ｉｍａｘ１が供給されたヒータ２７の熱量によって、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料をプレヒート時間Ｔｅｎｄ１が経過するまで加熱する。
【００４４】
一方、上記ステップＳＴ８の判定が、放置時間Ｔｓｌｅｅｐが所定の放置時間Ｔｓｔｄ未満であるＮＯの場合には、ステップＳＴ１１において、プレヒート時間を小さな値となるプレヒート時間Ｔｅｎｄ２に設定する。この場合、プレヒート時間Ｔｅｎｄ２は、上記ステップＳＴ６において取得した放置時間Ｔｓｌｅｅｐに加え、上記ステップＳＴ７において取得した冷却水の温度に基づいて選択されたプレヒート時間である。
【００４５】
それから、ステップＳＴ１２において、上記ステップＳＴ１１で設定したプレヒート時間Ｔｅｎｄ２が経過するまでの間、第２プレヒート制御を行う。具体的には、図４の（ｂ）に示すように、プレヒート時間Ｔｅｎｄ２が経過するまでの間、プレヒートリレー２８のソレノイド２８１を励磁してプレヒートリレー２８を閉成するとともに、抵抗切換リレー２９のソレノイド２９２を消磁して切換スイッチ２９１を抵抗供給位置（図１では左位置）に切り換える。これにより、プレヒートリレー２８の閉成時に抵抗切換リレー２９の抵抗供給位置から抵抗２９ａを介して電流値Ｉｍａｘ２が供給されたヒータ２７の熱量によって、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料をプレヒート時間Ｔｅｎｄ２が経過するまで加熱する。
【００４６】
このように、上記実施形態では、エンジン１の低温始動時にデリバリパイプ２６内のアルコール燃料をヒータ２７により加熱する加熱度合いは、冷却水温度センサ３２からの冷却水の温度と前回エンジン１を停止してから再始動するまでのスリープタイマ３４により計測された放置時間Ｔｓｌｅｅｐとに基づいて選択された、時間選択手段３０によるプレヒート時間Ｔｅｎｄ１（またはプレヒート時間Ｔｅｎｄ２）および抵抗切換リレー２９によるダイレクト供給位置（または抵抗供給位置）によって決定されることになる。このため、冷却水の温度のみをパラメータにしてアルコール燃料をヒータで加熱していたもののように、冷却水の温度が下限温度となる１２時間程度放置していたエンジン１の低温始動時にシリンダブロック１８内部の残留熱を無視して過度にアルコール燃料が加熱されることがない。これにより、エンジン１の低温始動時にアルコール燃料の過度の加熱を無くしてバッテリＢＴの負担が軽減され、バッテリ寿命の延命化を図ることができる。その上、アルコール燃料の過度の加熱によるバッテリＢＴの消耗を抑えてバッテリＢＴが消費した総電流値を車両走行中に補給する負担も少なくなって、燃費を良好に保つことができる。
【００４７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記実施形態では、主燃料としてアルコール燃料を用いた場合について述べたが、灯油や軽油などが主燃料として用いられる場合にも適用できるのはもちろんである。
【００４８】
また、上記実施形態では、デリバリパイプ２６内のアルコール燃料を互いに異なる第１および第２プレヒート時間Ｔｅｎｄ１，Ｔｅｎｄ２で加熱する時間選択手段３０を設けたが、３種類以上のプレヒート時間を有する時間選択手段によってデリバリパイプ内のアルコール燃料がそれぞれ異なるプレヒート時間で加熱されるようにしてもよい。また、上記実施形態では、抵抗切換リレー２９によって互いに異なる２種類の熱量を適宜選択してデリバリパイプ２６内のアルコール燃料を加熱するようにしたが、複数の抵抗切換リレーによってそれぞれ異なる３種類以上の熱量が適宜選択されてデリバリパイプ内のアルコール燃料が加熱されるようにしてもよい。そして、３種類以上のプレヒート時間を有する時間選択手段またはヒータに対し３種類以上の電流値を切り換える複数の抵抗切換リレーのみのなかから適宜選択されることによってデリバリパイプ内のアルコール燃料が加熱されるようにしてもよい。更に、３種類以上のプレヒート時間を有する時間選択手段およびヒータに対し３種類以上の電流値を切り換える複数の抵抗切換リレーを組み合わせ、その組み合わせのなかから適宜選択されることによってデリバリパイプ内のアルコール燃料が加熱されるようにしてもよい。
【００４９】
そして、上記実施形態では、放置時間と比較する所定の放置時間Ｔｓｔｄを例えば２０時間としたが、１２時間以上２４時間未満であれば何時間であってもよい。また、３種類以上のプレヒート時間および３種類以上の電流値のうちの少なくとも一方のなかから適宜選択されてデリバリパイプ内のアルコール燃料が加熱されるようにした場合には、放置時間と比較する所定の放置時間は２種類以上（例えば１５時間と２０時間など）設定されることになる。
【００５０】
また、上記実施形態では、アルコール燃料タンク２１からデリバリパイプ２６にアルコール燃料を供給する燃料供給システム２にフィードポンプ２２と高圧燃料ポンプ２３とを設けたが、アルコール燃料タンクからデリバリパイプにアルコール燃料が供給される燃料供給システムであればなんでもよく、これに限定されるものではない。
【００５１】
更に、上記実施形態では、４気筒のエンジン１に適用した場合について述べたが、これ以外の気筒数のエンジンに適用してもよいのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係るフレキシブル・フューエル車両の始動装置のシステム構成図である。
【図２】燃料供給システムの構造を模式的に示す図である。
【図３】電磁スピル弁の開閉動作を説明するための図である。
【図４】（ａ）はプレヒート時間に対するヒータ電流値の特性を示す特性図であり、（ｂ）はエンジンの低温始動時にプレヒートを行う場合の放置時間に基づく第１および第２プレヒート制御を行う場合の個々のプレヒートスイッチ、メインリレー、プレヒートリレーのソレノイドおよび抵抗切換リレーのソレノイドのタイムチャート図である。
【図５】エンジンＥＣＵによりプレヒートを行う際の制御の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ エンジン
２７ ヒータ（加熱手段）
２９ 抵抗切換リレー（熱量選択手段）
３０ 時間選択手段
３２ 冷却水温度センサ（冷却水温度検出手段）
３４ スリープタイマ（放置時間計測手段）
３６ 加熱度合い決定手段
Ｔｓｌｅｅｐ 放置時間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの低温始動時に燃料を加熱してエンジンの始動性を高めるようにしたフレキシブル・フューエル車両の始動装置において、
前回エンジンを停止してから再始動するまでの放置時間を計測する放置時間計測手段と、
冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、
燃料を加熱する加熱手段と、
上記冷却水温度検出手段により検出された冷却水の温度および上記放置時間計測手段により計測された放置時間に基づいて、エンジンの低温始動時に上記加熱手段による燃料の加熱度合いを決定する加熱度合い決定手段と
を備えていることを特徴とするフレキシブル・フューエル車両の始動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のフレキシブル・フューエル車両の始動装置において、
上記加熱手段は、燃料を加熱する熱量を選択する熱量選択手段を有し、
上記加熱度合い決定手段による燃料の加熱度合いを、上記熱量選択手段によって選択していることを特徴とするフレキシブル・フューエル車両の始動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のフレキシブル・フューエル車両の始動装置において、
上記加熱手段は、燃料を加熱する時間を選択する時間選択手段を有し、
上記加熱度合い決定手段による燃料の加熱度合いを、上記時間選択手段によって選択していることを特徴とするフレキシブル・フューエル車両の始動装置。
【請求項１】
エンジンの低温始動時に燃料を加熱してエンジンの始動性を高めるようにしたフレキシブル・フューエル車両の始動装置において、
前回エンジンを停止してから再始動するまでの放置時間を計測する放置時間計測手段と、
冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、
燃料を加熱する加熱手段と、
上記冷却水温度検出手段により検出された冷却水の温度および上記放置時間計測手段により計測された放置時間に基づいて、エンジンの低温始動時に上記加熱手段による燃料の加熱度合いを決定する加熱度合い決定手段と
を備えていることを特徴とするフレキシブル・フューエル車両の始動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のフレキシブル・フューエル車両の始動装置において、
上記加熱手段は、燃料を加熱する熱量を選択する熱量選択手段を有し、
上記加熱度合い決定手段による燃料の加熱度合いを、上記熱量選択手段によって選択していることを特徴とするフレキシブル・フューエル車両の始動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のフレキシブル・フューエル車両の始動装置において、
上記加熱手段は、燃料を加熱する時間を選択する時間選択手段を有し、
上記加熱度合い決定手段による燃料の加熱度合いを、上記時間選択手段によって選択していることを特徴とするフレキシブル・フューエル車両の始動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２７４８２５（Ｐ２００８−２７４８２５Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１８１９７（Ｐ２００７−１１８１９７）
【出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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