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JP5387475B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description

本発明は、例えばアルコール燃料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 that uses a low volatility fuel such as alcohol fuel.

従来技術として、例えば特許文献1(特開2007−224878号公報)に開示されているように、アルコール燃料を用いる内燃機関の制御装置が知られている。アルコール燃料は、特に低温時に気化し難いため、従来技術の内燃機関には、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。   As a conventional technique, for example, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-224878), a control device for an internal combustion engine using alcohol fuel is known. Since alcohol fuel is difficult to vaporize particularly at low temperatures, the internal combustion engine of the prior art is provided with a vaporization chamber for vaporizing the fuel at start-up. 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.

そして、内燃機関の始動時には、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。   When starting the internal combustion engine, 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 vaporization chamber when an appropriate time has elapsed. 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 by receiving the heat of the heater in the vaporization chamber in the decompressed state, 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 特開2007−270654号公報JP 2007-270654 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。   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.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、低温始動時等の燃料が気化し難い状況でも、気化燃料を筒内に速やかに供給することができ、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にある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to quickly supply vaporized fuel into a cylinder even in a situation where the fuel is difficult to vaporize, such as at low temperature start. Another object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can improve startability.

第1の発明は、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、
内燃機関の運転中に前記気化燃料供給弁を閉弁した状態で前記タンク内燃料供給手段を駆動し、前記気化燃料タンク内に気化燃料を生成する第1の気化燃料生成手段と、
内燃機関の始動要求が発生した場合に、クランキングを実行しつつ前記気化燃料供給弁を開弁し、運転中に前記気化燃料タンク内に蓄えられた気化燃料を前記吸気通路に供給する始動制御手段と、
前記吸気通路に気化燃料を供給しても内燃機関が始動しない場合に、前記クランキングを利用して前記気化燃料タンク内に負圧を発生させてから前記気化燃料供給弁を閉弁する負圧発生手段と、
前記負圧発生手段により前記気化燃料供給弁が閉弁されてから前記タンク内燃料供給手段を駆動する第2の気化燃料生成手段と、
前記第2の気化燃料生成手段により前記気化燃料タンク内に新たな気化燃料が生成された時点で、クランキングを実行しつつ前記気化燃料供給弁を開弁し、前記新たな気化燃料を前記吸気通路に供給する再始動制御手段と、
を備えることを特徴とする。
A first invention is 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;
A first vaporized fuel generating means for driving the fuel supply means in the tank with the vaporized fuel supply valve closed during operation of the internal combustion engine to generate vaporized fuel in the vaporized fuel tank;
Start control that opens the vaporized fuel supply valve while performing cranking and supplies vaporized fuel stored in the vaporized fuel tank to the intake passage during operation when an internal combustion engine start request is generated Means,
If the internal combustion engine does not start even if vaporized fuel is supplied to the intake passage, a negative pressure is generated that generates a negative pressure in the vaporized fuel tank using the cranking and then closes the vaporized fuel supply valve. Generating means;
Second vaporized fuel generating means for driving the fuel supply means in the tank after the vaporized fuel supply valve is closed by the negative pressure generating means;
When new vaporized fuel is generated in the vaporized fuel tank by the second vaporized fuel generation means, the vaporized fuel supply valve is opened while cranking is performed, and the new vaporized fuel is supplied to the intake air. Restart control means for supplying the passage;
It is characterized by providing.

第2の発明は、前記再始動制御手段により気化燃料を供給するときに前記燃料噴射弁を駆動する補助燃料噴射手段を備える。   The second invention includes auxiliary fuel injection means for driving the fuel injection valve when vaporized fuel is supplied by the restart control means.

第3の発明は、前記気化燃料供給弁の上流側で前記吸気通路に設けられたスロットルバルブを備え、
前記負圧発生手段は、前記気化燃料タンク内に負圧を発生させるときに、前記スロットルバルブを全閉状態に保持する構成としている。
A third invention includes a throttle valve provided in the intake passage upstream of the vaporized fuel supply valve,
The negative pressure generating means is configured to hold the throttle valve in a fully closed state when generating a negative pressure in the vaporized fuel tank.

第4の発明は、前記気化燃料タンクの内部と外部空間とを連通可能な位置に設けられ、気化燃料の供給時に前記気化燃料供給弁と一緒に開弁する常閉の大気導入弁を備え、
前記負圧発生手段は、前記気化燃料タンク内に負圧を発生させるときに、前記気化燃料供給弁を開弁し、かつ前記大気導入弁を閉弁する構成としている。
4th invention is provided in the position which can connect the inside and external space of the said vaporization fuel tank, and is provided with the normally-closed air introduction valve which opens together with the said vaporization fuel supply valve at the time of supply of vaporization fuel,
The negative pressure generating means is configured to open the vaporized fuel supply valve and close the atmosphere introduction valve when generating a negative pressure in the vaporized fuel tank.

第5の発明は、前記燃料としてアルコール燃料を用いる構成としている。   In the fifth invention, alcohol fuel is used as the fuel.

第1の発明によれば、内燃機関の運転中には、第1の気化燃料生成手段により気化燃料タンク内に気化燃料を生成することができる。そして、機関停止後には、タンク内で生じる自然減圧を利用して気化燃料を蓄えておくことができる。これにより、始動制御手段は、始動時に気化燃料を筒内に速やかに供給することができ、低温始動時でも、始動性を向上させることができる。しかも、始動時にタンク内の気化燃料が不足した場合には、負圧発生手段によりクランキングを利用してタンク内に負圧を発生させることができる。そして、第2の気化燃料生成手段は、この負圧状態により気化燃料を短時間で効率よく生成することができる。従って、再始動制御手段は、新たに生成した気化燃料を筒内に速やかに供給することができ、気化燃料が一旦不足した後の再始動を円滑に行うことができる。   According to the first invention, vaporized fuel can be generated in the vaporized fuel tank by the first vaporized fuel generating means during operation of the internal combustion engine. And after an engine stop, vaporized fuel can be stored using the natural pressure reduction which arises in a tank. Thereby, the start control means can quickly supply the vaporized fuel into the cylinder at the start, and can improve the startability even at the low temperature start. In addition, when the vaporized fuel in the tank is insufficient at the time of starting, the negative pressure can be generated in the tank using the cranking by the negative pressure generating means. And the 2nd vaporized fuel production | generation means can produce | generate vaporized fuel efficiently in a short time by this negative pressure state. Therefore, the restart control means can quickly supply the newly generated vaporized fuel into the cylinder, and can smoothly perform the restart after the vaporized fuel is once insufficient.

第2の発明によれば、補助燃料噴射手段は、再始動制御手段により気化燃料を供給するときに、燃料噴射弁を駆動することができる。これにより、気化燃料が一旦不足した後の再始動時には、新たに生成した気化燃料に加えて、噴射燃料も筒内に供給することができ、内燃機関をより確実に始動させることができる。   According to the second invention, the auxiliary fuel injection means can drive the fuel injection valve when the vaporized fuel is supplied by the restart control means. Thereby, at the time of restart after the shortage of vaporized fuel, in addition to the newly generated vaporized fuel, the injected fuel can also be supplied into the cylinder, and the internal combustion engine can be started more reliably.

第3の発明によれば、負圧発生手段は、気化燃料タンク内に負圧を発生させるときに、スロットルバルブを全閉状態に保持することができる。これにより、気化燃料タンク内に大きな負圧を効率よく発生させることができる。   According to the third invention, the negative pressure generating means can hold the throttle valve in the fully closed state when generating the negative pressure in the vaporized fuel tank. Thereby, a large negative pressure can be efficiently generated in the vaporized fuel tank.

第4の発明によれば、大気導入弁は、気化燃料の供給時に開弁し、気化燃料タンクから気化燃料が流出した分だけ、当該タンク内に空気を流入させることができる。従って、気化燃料の供給をスムーズに行うことができる。また、気化燃料タンク内に負圧を発生させるときには、負圧発生手段により大気導入弁を閉弁することができ、気化燃料タンクを吸気系以外の外部に対して密閉状態に保持することができる。   According to the fourth aspect of the invention, the air introduction valve is opened when the vaporized fuel is supplied, and air can flow into the tank by the amount of vaporized fuel that has flowed out of the vaporized fuel tank. Accordingly, the vaporized fuel can be supplied smoothly. Further, when generating a negative pressure in the vaporized fuel tank, the air introduction valve can be closed by the negative pressure generating means, and the vaporized fuel tank can be kept sealed from the outside other than the intake system. .

第5の発明によれば、低温時に気化し難いアルコール燃料を用いる場合でも、内燃機関の運転中に気化燃料タンク内に気化燃料を蓄えておき、この気化燃料を始動時に供給することにより、始動性を向上させることができる。   According to the fifth aspect of the present invention, even when alcohol fuel that is difficult to vaporize at low temperatures is used, vaporized fuel is stored in the vaporized fuel tank during operation of the internal combustion engine, and the vaporized fuel is supplied at the time of start-up. Can be improved.

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。It is a whole block diagram for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるシステムの制御系統を示す構成図である。It is a block diagram which shows the control system of the system in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態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。In Embodiment 1 of this invention, it is a flowchart which shows the control performed by ECU. 本発明の実施の形態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。In Embodiment 1 of this invention, it is a flowchart which shows the control performed by ECU. 本発明の実施の形態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 of this invention, 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3を参照しつつ、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。本実施の形態のシステムは、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、図1には、4気筒エンジンを例示したが、本発明の内燃機関は、4気筒に限定されるものではない。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]
The first embodiment of the present invention will be described below 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 the present embodiment includes an engine 10 as an internal combustion engine mounted on an FFV (Flexible Fuel Vehicle). Although FIG. 1 illustrates a four-cylinder engine, the internal combustion engine of the present invention is not limited to four cylinders. 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。噴射弁26,28には、車両の燃料タンク32内に液化状態で貯留されたアルコール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 injection valves 26 and 28 are configured to be supplied with alcohol fuel stored in a liquefied state in a fuel tank 32 of the vehicle.

また、エンジン10は、始動時にクランク軸を回転駆動するスタータモータ34を備えている。車両の運転者がスタータスイッチをONにした場合には、後述のECU60に対してエンジンの始動要求が発生する。これにより、ECU60は、スタータモータ34を起動してクランク軸を回転させる動作(クランキング)を実行し、エンジンが始動した時点、即ち、自立運転に移行した時点でクランキングを停止する。   The engine 10 also includes a starter motor 34 that rotationally drives the crankshaft at the start. When the driver of the vehicle turns on the starter switch, an engine start request is issued to the ECU 60 described later. Thereby, the ECU 60 executes the operation (cranking) for starting the starter motor 34 and rotating the crankshaft, and stops the cranking when the engine is started, that is, when it shifts to the independent operation.

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。本実施の形態では、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特徴としている。そして、燃料気化系統は、以下に述べる気化燃料タンク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等を備えている。   Next, the fuel vaporization system mounted on the engine 10 will be described. The present embodiment is characterized in that vaporized fuel generated during operation of the engine is stored in a tank, and this vaporized fuel is used at the next start. The fuel vaporization system includes a vaporized fuel tank 36, an in-tank injection valve 38, a vaporized fuel supply valve 40, an air introduction valve 42, a relief valve 44, and the like described below.

気化燃料タンク36は、密閉構造を有する耐圧容器として形成され、燃料タンク32内のアルコール燃料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36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。タンク内噴射弁38は、燃料タンク32に貯留された燃料を気化燃料タンク36内に噴射(供給)するもので、本実施の形態のタンク内燃料供給手段を構成している。タンク内噴射弁38は、例えば噴射弁26,28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38から噴射された燃料は、気化燃料タンク36内で気化することにより気化燃料となる。   The vaporized fuel tank 36 is formed as a pressure-resistant container having a sealed structure, and is configured to store vaporized fuel obtained by vaporizing alcohol fuel in the fuel tank 32. The vaporized fuel tank 36 is installed at a position where heat is easily conducted from the engine 10 in, for example, the engine room. The in-tank injection valve 38 injects (supplies) the fuel stored in the fuel tank 32 into the vaporized fuel tank 36, and constitutes the in-tank fuel supply means of the present embodiment. The in-tank injection valve 38 is constituted by a general fuel injection valve similar to the injection valves 26 and 28, for example, and the fuel injection amount is controlled in accordance with a control signal. The fuel injected from the in-tank injection valve 38 is vaporized in the vaporized fuel tank 36 to become vaporized fuel.

気化燃料タンク36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40が設けられている。気化燃料供給弁40の閉弁時には、気化燃料タンク36とサージタンク20との間が遮断され、気化燃料タンク36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40の開弁時には、前記タンク20,36が相互に連通され、気化燃料タンク36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 36 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 40 constituted by a normally closed solenoid valve or the like. When the vaporized fuel supply valve 40 is closed, the vaporized fuel tank 36 and the surge tank 20 are disconnected, and vaporized fuel can be stored in the vaporized fuel tank 36. Further, when the vaporized fuel supply valve 40 is opened, the tanks 20 and 36 are communicated with each other, and the vaporized fuel stored in the vaporized fuel tank 36 is supplied to the surge tank 20.

また、気化燃料タンク36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42が設けられている。大気導入弁42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36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40と大気導入弁42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42から気化燃料タンク36内に大気が導入される。なお、これらの弁40,42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42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42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36に導入される。   The vaporized fuel tank 36 is provided with an air introduction valve 42 at a position where the inside of the tank can communicate with the external space. The atmosphere introduction valve 42 is constituted by a normally closed electromagnetic valve or the like, and the vaporized fuel tank 36 is released to the atmosphere when the valve is opened. At the time of supplying the vaporized fuel, the vaporized fuel supply valve 40 and the atmosphere introduction valve 42 are opened together with a slight time difference, and the atmosphere is introduced into the vaporized fuel tank 36 from the atmosphere introduction valve 42 by the amount of the vaporized fuel supplied. The These valves 40 and 42 are kept closed except when vaporized fuel is supplied. The air introduction valve 42 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 42 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 36.

さらに、気化燃料タンク36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44が設けられている。リリーフ弁44は、気化燃料タンク36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44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36が常温程度かそれよりも少し高い温度に保持され、燃料の飽和蒸気圧がこの温度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44は、気化燃料タンク36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44は、気化燃料タンク36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 36 is provided with a normally closed relief valve 44 constituted by, for example, a check valve, a reed valve or the like. The relief valve 44 releases the pressure to the outside (for example, the intake passage 12) when the pressure in the vaporized fuel tank 36 exceeds a predetermined operating pressure. The operating pressure of the relief valve 44 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 36 is maintained at a temperature of about room temperature or slightly higher than that, and the saturated vapor pressure of the fuel becomes a pressure corresponding to this temperature region. Accordingly, the relief valve 44 is configured to release the air in the tank to the outside when the fuel injected into the vaporized fuel tank 36 is vaporized. The relief valve 44 also has a function as a safety valve that prevents the pressure in the tank from becoming excessive when the vaporized fuel tank 36 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、本発明の実施の形態1におけるシステムの制御系統を示す構成図である。この図に示すように、本実施の形態のシステムは、複数のセンサ46〜56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 according to the first embodiment of the present invention. As shown in this figure, the system of the present embodiment includes a sensor system including a plurality of sensors 46 to 56 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46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、この出力に基いてエンジン回転数及びクランク角を検出することができる。また、エアフローセンサ48は吸入空気量を検出し、水温センサ50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52は気化燃料タンク36内の圧力を検出するもので、タンク温度センサ54は気化燃料タンク36内の温度を検出する。さらに、燃料性状センサ56は、燃料の性状として、燃料中のアルコール濃度を検出する。   First, the sensor system will be described. The crank angle sensor 46 outputs a signal synchronized with the rotation of the crankshaft of the engine 10, and the ECU 60 can detect the engine speed and the crank angle based on this output. it can. The air flow sensor 48 detects the amount of intake air, and the water temperature sensor 50 detects the temperature of engine cooling water. The tank pressure sensor 52 detects the pressure in the vaporized fuel tank 36, and the tank temperature sensor 54 detects the temperature in the vaporized fuel tank 36. Further, the fuel property sensor 56 detects the alcohol concentration in the fuel as the property of the fuel.

センサ系統には、上記センサ46〜56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54を必要とするものではなく、例えばタンク温度センサ54を使用せず、エンジンの温度や運転履歴、気化燃料タンク36への熱伝導特性等に基いてタンク内温度を推定する構成としてもよい。   The sensor system includes various sensors (for example, an air-fuel ratio sensor for detecting the exhaust air-fuel ratio, a throttle sensor for detecting the opening degree of the throttle valve 18) other than the sensors 46 to 56, which are necessary for controlling the vehicle and the engine. 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 54. For example, the tank temperature sensor 54 is not used, and the tank temperature is based on the engine temperature, operation history, heat conduction characteristics to the vaporized fuel tank 36, and the like. The internal temperature may be estimated.

一方、ECU60の出力側には、スロットルバルブ18、噴射弁26,28,38、点火プラグ30、スタータモータ34、気化燃料供給弁40、大気導入弁42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46の出力に基いてエンジン回転数とクランク角とを検出し、エアフローセンサ48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、クランク角に基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 actuators including a throttle valve 18, injection valves 26, 28, and 38, a spark plug 30, a starter motor 34, a vaporized fuel supply valve 40, an air introduction valve 42, and the like are connected. . The ECU 60 detects the operation information of the engine by the sensor system, and controls the operation by driving each actuator based on the detection result. Specifically, the engine speed and the crank angle are detected based on the output of the crank angle sensor 46, and the intake air amount is detected by the air flow sensor 48. Further, while performing the normal fuel injection control described below, the ignition timing is determined based on the crank angle, 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、エンジン冷却水の温度等に基いて燃料噴射量を算出し、クランク角に基いて燃料噴射時期を決定した後に、噴射弁26,28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, the engine coolant temperature, etc., and the fuel injection timing is determined based on the crank angle, and then the injection valves 26 and 28 are driven. To do. 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(好ましくは、暖機終了後の運転中)に、気化燃料タンク36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40と大気導入弁42とを閉弁した状態で、タンク内噴射弁38から燃料を噴射する。このとき、燃料の噴射量は、気化燃料タンク36内の温度、燃料中のアルコール濃度等に基いて、噴射燃料の全てが気化するように決定される。噴射された燃料は、タンク内の空気をリリーフ弁44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44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36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 the fuel in the vaporized fuel tank 36 during the operation of the engine 10 (preferably during the operation after the warm-up is completed) to generate vaporized fuel. More specifically, in the vaporized fuel generation control, fuel is injected from the in-tank injection valve 38 with the vaporized fuel supply valve 40 and the air introduction valve 42 closed. At this time, the fuel injection amount is determined so that all of the injected fuel is vaporized based on the temperature in the vaporized fuel tank 36, the alcohol concentration in the fuel, and the like. The injected fuel quickly evaporates and becomes vaporized fuel while expelling air in the tank from the relief valve 44. At this time, the relief valve 44 can prevent the vaporization of the fuel from being suppressed by the air pressure in the tank, and can promote the generation of the vaporized fuel. As a result, the vaporized fuel tank 36 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36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36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、気化燃料タンク36内の温度が気化燃料を生成し得る所定の判定温度以上の場合にのみ実行するのが好ましい。   By the vaporized fuel generation control described above, vaporized fuel can be stored in the vaporized fuel tank 36 during engine operation. And the vaporized fuel tank 36 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 preferably executed only when the temperature in the vaporized fuel tank 36 is equal to or higher than a predetermined determination temperature at which vaporized fuel can be generated.

(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40と大気導入弁42とを開弁し、気化燃料タンク36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40と大気導入弁42とを開弁し、気化燃料タンク36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 40 and the air introduction valve 42 are opened when the engine is started, and the vaporized fuel stored in the vaporized fuel tank 36 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 40 and the air introduction valve 42 and takes the vaporized fuel in the vaporized fuel tank 36 into the intake negative. The surge tank 20 is supplied by pressure.

このとき、気化燃料タンク36内には、気化燃料が流出した分だけ大気導入弁42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42を開弁させるにあたり、気化燃料タンク36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40を開弁してから大気導入弁42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42を開弁してから気化燃料供給弁40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36内に空気が逆流するのを防止することができる。   At this time, air flows from the air introduction valve 42 into the vaporized fuel tank 36 by the amount of vaporized fuel that has flowed out, so that vaporized fuel can be supplied smoothly. When opening the atmosphere introduction valve 42, if the pressure in the vaporized fuel tank 36 is equal to or higher than the atmospheric pressure, the vaporization fuel supply valve 40 is first opened and then the atmosphere introduction valve 42 is opened. . On the other hand, when the pressure in the tank is lower than the atmospheric pressure, the air introduction valve 42 is first opened and then the vaporized fuel supply valve 40 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 36.

気化燃料タンク36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を介して筒内に流入し、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40と大気導入弁42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 36 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 increases and the engine shifts to a self-sustained operation. The ECU 60 stops the cranking when it is confirmed by the increase in the engine speed that the self-sustained operation is started. Further, the vaporized fuel supply valve 40 and the air introduction valve 42 are closed, and the vaporized fuel supply control is ended. 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判定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. Note 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 determination 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36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、吸気系に十分な量の気化燃料が供給されず、始動性が低下するという問題がある。このため、本実施の形態では、気化燃料を供給してもエンジンが始動しない場合に、気化燃料が不足しているものと判定し、気化燃料を新たに生成してからエンジンを再始動させる気化燃料補充制御を実行する。   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 36 tends to be insufficient. If the engine is cold started in this state, there is a problem that a sufficient amount of vaporized fuel is not supplied to the intake system and the startability is deteriorated. For this reason, in the present embodiment, if the engine does not start even when vaporized fuel is supplied, it is determined that the vaporized fuel is insufficient, and vaporized fuel is newly generated and then restarted. Fuel replenishment control is executed.

(気化燃料補充制御)
気化燃料補充制御では、まず、気化燃料が足りないと判定した時点で、気化燃料供給弁40を開弁し、大気導入弁42を閉弁し、かつスロットルバルブ18を全閉位置に保持する。この結果、気化燃料タンク36の内部は、吸気系以外の外部に対して密閉された状態となる。そして、この状態でクランキングを継続する。これにより、スロットルバルブ18の下流側には、クランキングにより大きな負圧が発生し、この負圧はサージタンク20等を介して気化燃料タンク36内にも作用するので、気化燃料タンク36内の圧力は急速に低下する。このとき、スロットルバルブ18を全閉状態とすることにより、気化燃料タンク内に大きな負圧を効率よく発生させることができる。
(Vaporized fuel replenishment control)
In the vaporized fuel supplement control, first, when it is determined that there is not enough vaporized fuel, the vaporized fuel supply valve 40 is opened, the air introduction valve 42 is closed, and the throttle valve 18 is held in the fully closed position. As a result, the inside of the vaporized fuel tank 36 is sealed from the outside other than the intake system. Then, cranking is continued in this state. As a result, a large negative pressure is generated by cranking on the downstream side of the throttle valve 18, and this negative pressure also acts in the vaporized fuel tank 36 via the surge tank 20 and the like. The pressure drops rapidly. At this time, when the throttle valve 18 is fully closed, a large negative pressure can be efficiently generated in the vaporized fuel tank.

次に、ECU60は、気化燃料タンク36内の圧力が十分に低下した時点で、気化燃料供給弁40を閉弁し、クランキングを一旦停止する。これにより、気化燃料タンク36の内部は減圧状態で密閉され、燃料が気化し易い状態となる。このため、ECU60は、タンク内噴射弁38を駆動し、気化燃料タンク36内に燃料を噴射する。噴射された燃料は、減圧雰囲気下で速やかに気化燃料となるから、ECU60は、気化燃料が十分に生成されたとみなせる所定の時間が経過した時点で、クランキングを再開しつつ、気化燃料供給弁40を開弁する。これにより、タンク内で新たに生成された気化燃料は、吸気負圧によってサージタンク20内に供給される。従って、始動時に気化燃料が不足した場合でも、エンジン10を円滑に始動することができる。   Next, the ECU 60 closes the vaporized fuel supply valve 40 and temporarily stops cranking when the pressure in the vaporized fuel tank 36 is sufficiently reduced. Thereby, the inside of the vaporized fuel tank 36 is sealed in a reduced pressure state, and the fuel is easily vaporized. For this reason, the ECU 60 drives the in-tank injection valve 38 to inject fuel into the vaporized fuel tank 36. Since the injected fuel quickly becomes vaporized fuel under a reduced pressure atmosphere, the ECU 60 restarts cranking at a point in time when a predetermined time when it can be considered that vaporized fuel has been sufficiently generated has elapsed. 40 is opened. Thereby, the vaporized fuel newly generated in the tank is supplied into the surge tank 20 by the intake negative pressure. Therefore, even when the vaporized fuel is insufficient at the start, the engine 10 can be started smoothly.

[実施の形態1を実現するための具体的な処理]
次に、図3及び図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3は、本発明の実施の形態1において、ECUにより実行される気化燃料生成制御を示すフローチャートである。図3に示すルーチンは、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 1]
Next, specific processing for realizing the above-described control will be described with reference to FIGS. 3 and 4. First, FIG. 3 is a flowchart showing vaporized fuel generation control executed by the ECU in the first embodiment of the present invention. The routine shown in FIG. 3 is repeatedly executed during operation of the engine.

図3に示すルーチンでは、まず、タンク温度センサ54により気化燃料タンク36内の温度Tを検出し(ステップ100)、このタンク内温度Tが判定温度T1よりも大きいか否かを判定する(ステップ102)。ここで、判定温度T1とは、気化燃料を生成し得る温度の下限値に対応して設定されるもので、タンク内での燃料噴射を許可するための判定温度である。ステップ102の判定成立時には、燃料が気化し易い温度状態なので、気化燃料タンク36内に噴射する燃料の噴射量を算出し、気化燃料供給弁40と大気導入弁42とを閉弁した状態でタンク内噴射弁38を駆動する(ステップ104)。これにより、気化燃料タンク36内には気化燃料が蓄えられる。   In the routine shown in FIG. 3, first, the temperature T in the vaporized fuel tank 36 is detected by the tank temperature sensor 54 (step 100), and it is determined whether or not this tank temperature T is higher than the determination temperature T1 (step 100). 102). Here, the determination temperature T1 is set corresponding to the lower limit value of the temperature at which vaporized fuel can be generated, and is a determination temperature for permitting fuel injection in the tank. When the determination in step 102 is satisfied, since the temperature of the fuel is easily vaporized, the amount of fuel injected into the vaporized fuel tank 36 is calculated, and the vaporized fuel supply valve 40 and the air introduction valve 42 are closed. The inner injection valve 38 is driven (step 104). Thereby, vaporized fuel is stored in the vaporized fuel tank 36.

次に、図4は、本発明の実施の形態1において、ECUにより実行される気化燃料供給制御と気化燃料補充制御を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰り返し実行されるものとする。そして、図4に示すルーチンでは、まず、イグニッションスイッチ(IGSW)がONになったか否かを判定し(ステップ200)、この判定成立時には、エンジンの始動要求が発生したか否かを判定する(ステップ202)。そして、始動要求が発生した場合には、スタータモータ34を起動し、クランキングを開始する(ステップ204)。   Next, FIG. 4 is a flowchart showing vaporized fuel supply control and vaporized fuel replenishment control executed by the ECU in the first embodiment of the present invention. The routine shown in this figure is repeatedly executed during operation of the engine. In the routine shown in FIG. 4, first, it is determined whether or not the ignition switch (IGSW) is turned on (step 200). When this determination is satisfied, it is determined whether or not an engine start request has occurred (step 200). Step 202). If a start request is generated, the starter motor 34 is activated and cranking is started (step 204).

次に、気化燃料供給弁40と大気導入弁42とを開弁し、クランキングにより生じた吸気負圧を利用して気化燃料タンク36からサージタンク20に気化燃料を供給する(ステップ206)。なお、気化燃料の供給を冷間始動時にのみ行う構成とする場合には、ステップ206を実行する直前に、タンク内の温度が前記判定温度以上であるか否かを判定する。そして、この判定が成立した場合にはステップ208に移行し、判定が不成立の場合にはステップ210に移行する構成とすればよい。   Next, the vaporized fuel supply valve 40 and the air introduction valve 42 are opened, and vaporized fuel is supplied from the vaporized fuel tank 36 to the surge tank 20 using the intake negative pressure generated by cranking (step 206). In the case where the vaporized fuel is supplied only at the cold start, it is determined whether or not the temperature in the tank is equal to or higher than the determination temperature immediately before executing step 206. If this determination is satisfied, the process proceeds to step 208. If the determination is not satisfied, the process proceeds to step 210.

次の処理では、エンジンが始動したか否かを判定する(ステップ208)。具体的に述べると、ステップ208では、例えばエンジン回転数がクランキング回転数に対応する所定の判定回転数を超えた場合に、エンジンが始動したものと判定する。そして、エンジンが始動した場合には、気化燃料供給弁40と大気導入弁42とを閉弁して気化燃料供給制御を終了し、通常の燃料噴射制御に移行する(ステップ210)。   In the next process, it is determined whether or not the engine has been started (step 208). Specifically, in step 208, it is determined that the engine has been started, for example, when the engine speed exceeds a predetermined determination speed corresponding to the cranking speed. When the engine is started, the vaporized fuel supply valve 40 and the air introduction valve 42 are closed, the vaporized fuel supply control is terminated, and the routine proceeds to normal fuel injection control (step 210).

一方、ステップ208において、エンジン回転数が前記判定回転数以下の場合には、エンジン回転数が上昇するまで待機する。しかし、この待機動作が継続した状態で、クランキングを開始してから所定時間が経過した場合には、気化燃料が不足しているためにエンジンが始動しないものと判定し、ステップ212以降で気化燃料補充制御を実行する。   On the other hand, in step 208, if the engine speed is equal to or lower than the determination speed, the process waits until the engine speed increases. However, if the predetermined time has elapsed since the start of cranking with this standby operation continued, it is determined that the engine will not start due to a lack of vaporized fuel, and vaporization is performed after step 212. Fuel replenishment control is executed.

気化燃料補充制御では、前述したように、まず、気化燃料タンク36内に負圧を発生させる(ステップ212)。そして、タンク圧センサ52により気化燃料タンク36内の圧力(タンク内圧力)Pを検出し、タンク内圧力Pが所定の判定圧力P0以下であるか否かを判定する(ステップ214)。ここで、判定圧力P0は、例えば気化燃料タンク36内で燃料が容易に気化するような負圧状態に対応する圧力値として設定されるもので、ECU60に予め記憶されている。なお、タンク内圧力が高くても、その分だけ温度が高ければ、燃料は気化し易くなる。このため、判定圧力P0は、タンク内の温度が高いほど高い圧力値となるように、温度に応じて可変に設定する構成としてもよい。   In the vaporized fuel replenishment control, as described above, first, a negative pressure is generated in the vaporized fuel tank 36 (step 212). Then, the pressure in the vaporized fuel tank 36 (tank pressure) P is detected by the tank pressure sensor 52, and it is determined whether or not the tank pressure P is equal to or lower than a predetermined determination pressure P0 (step 214). Here, for example, the determination pressure P0 is set as a pressure value corresponding to a negative pressure state in which the fuel is easily vaporized in the vaporized fuel tank 36, and is stored in the ECU 60 in advance. Even if the pressure in the tank is high, the fuel is easily vaporized if the temperature is high by that amount. For this reason, the determination pressure P0 may be variably set according to the temperature so that the higher the temperature in the tank, the higher the pressure value.

ステップ214の判定が成立した場合には、気化燃料タンク36内が十分な負圧状態となっているので、気化燃料供給弁40を閉弁することによりタンクを密閉し(ステップ216)、スタータモータ34を停止する(ステップ218)。そして、タンク内噴射弁38を駆動し、気化燃料タンク36内に燃料を噴射する(ステップ220)。次の処理では、気化燃料が十分に生成されたとみなせる所定の時間が経過したか否かを判定し、この判定が成立するまで待機する(ステップ222)。そして、ステップ222の判定成立時には、スタータモータ34を再起動し(ステップ224)、気化燃料供給弁40と大気導入弁42とを開弁して気化燃料を吸気系に供給する(ステップ226)。   If the determination in step 214 is satisfied, the vaporized fuel tank 36 is in a sufficiently negative pressure state, so the vaporized fuel supply valve 40 is closed to seal the tank (step 216), and the starter motor 34 is stopped (step 218). Then, the in-tank injection valve 38 is driven to inject fuel into the vaporized fuel tank 36 (step 220). In the next process, it is determined whether or not a predetermined time has passed when it can be considered that vaporized fuel has been sufficiently generated, and the process waits until this determination is satisfied (step 222). When the determination in step 222 is satisfied, the starter motor 34 is restarted (step 224), and the vaporized fuel supply valve 40 and the atmosphere introduction valve 42 are opened to supply vaporized fuel to the intake system (step 226).

以上詳述した通り、本実施の形態によれば、始動時に気化燃料タンク36内の気化燃料が不足した場合には、クランキングを利用して気化燃料タンク36内に負圧を容易に発生させることができる。そして、この負圧状態により、気化燃料を短時間で効率よく生成することができる。従って、新たに生成した気化燃料を筒内に速やかに供給することができ、気化燃料が一旦不足した後の再始動を円滑に行うことができる。   As described above in detail, according to the present embodiment, when the vaporized fuel in the vaporized fuel tank 36 is insufficient at the time of starting, negative pressure is easily generated in the vaporized fuel tank 36 using cranking. be able to. And by this negative pressure state, vaporized fuel can be produced | generated efficiently in a short time. Therefore, the newly generated vaporized fuel can be quickly supplied into the cylinder, and the restart after the vaporized fuel is once insufficient can be smoothly performed.

なお、前記実施の形態1では、図3中に示すステップ100〜104が請求項1における第1の気化燃料生成手段の具体例を示している。また、図4中に示すステップ200〜206は、請求項1における始動制御手段の具体例を示し、ステップ212は、負圧発生手段の具体例を示している。さらに、ステップ220は第2の気化燃料生成手段の具体例、ステップ224,226は再始動制御手段の具体例をそれぞれ示している。   In the first embodiment, steps 100 to 104 shown in FIG. 3 show a specific example of the first vaporized fuel generating means in claim 1. Steps 200 to 206 shown in FIG. 4 show a specific example of the start control means in claim 1, and step 212 shows a specific example of the negative pressure generating means. Further, step 220 shows a specific example of the second vaporized fuel generating means, and steps 224 and 226 show a specific example of the restart control means.

実施の形態2.
次に、図5を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1とほぼ同様の構成及び制御(図1、図2、図3)を採用しているものの、始動時に新たに生成した気化燃料を供給するときに、燃料噴射弁により補助噴射を行う構成としたことを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Although the present embodiment employs substantially the same configuration and control as in the first embodiment (FIGS. 1, 2, and 3), when supplying newly generated vaporized fuel at start-up, the fuel A feature is that the auxiliary injection is performed by the injection valve. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

[実施の形態2の特徴]
本実施の形態では、気化燃料が一旦不足した後の再始動を行うときに、補助燃料噴射制御を実行する。補助燃料噴射制御では、吸気ポート噴射弁26と筒内噴射弁28の何れか一方または両方を駆動し、気化燃料に加えて噴射燃料も筒内に供給する。
[Features of Embodiment 2]
In the present embodiment, the auxiliary fuel injection control is executed when restarting after the vaporized fuel is once insufficient. In the auxiliary fuel injection control, either one or both of the intake port injection valve 26 and the in-cylinder injection valve 28 are driven, and the injected fuel is supplied into the cylinder in addition to the vaporized fuel.

[実施の形態2を実現するための具体的な処理]
次に、図5を参照しつつ、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。図5は、本発明の実施の形態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。この図に示すルーチンは、前記実施の形態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。図5に示すルーチンでは、まず、ステップ300〜326において、前記図4中に示すステップ200〜226と同様の処理を実行する。そして、ステップ328では、新たに生成した気化燃料をサージタンク20に供給するときに、吸気ポート噴射弁26と筒内噴射弁28の少なくとも一方を駆動し、補助燃料噴射制御を実行する。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 2]
Next, specific processing for realizing the above-described control will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the control executed by the ECU in the second embodiment of the present invention. The routine shown in this figure is executed repeatedly during the operation of the engine instead of the routine shown in FIG. 4 of the first embodiment. In the routine shown in FIG. 5, first, in steps 300 to 326, processing similar to that in steps 200 to 226 shown in FIG. 4 is executed. In step 328, when newly generated vaporized fuel is supplied to the surge tank 20, at least one of the intake port injection valve 26 and the in-cylinder injection valve 28 is driven, and auxiliary fuel injection control is executed.

このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態1とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、補助燃料噴射を行う構成としたので、気化燃料が一旦不足した後の再始動時には、新たに生成した気化燃料に加えて、噴射燃料も筒内に供給することができ、エンジンをより確実に始動させることができる。   In the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as in the first embodiment. In particular, in this embodiment, since the auxiliary fuel injection is performed, at the time of restart after the shortage of vaporized fuel, the injected fuel is supplied into the cylinder in addition to the newly generated vaporized fuel. And the engine can be started more reliably.

なお、前記実施の形態2では、図5中に示すステップ300〜306が請求項1における始動制御手段の具体例を示し、ステップ312は、負圧発生手段の具体例を示している。また、ステップ320は請求項1における第2の気化燃料生成手段の具体例、ステップ324,326は再始動制御手段の具体例、ステップ328は請求項2における補助燃料噴射手段の具体例をそれぞれ示している。   In the second embodiment, steps 300 to 306 shown in FIG. 5 show a specific example of the start control means in claim 1, and step 312 shows a specific example of the negative pressure generating means. Step 320 shows a specific example of the second vaporized fuel generation means in claim 1, steps 324 and 326 show a specific example of the restart control means, and step 328 shows a specific example of the auxiliary fuel injection means in claim 2. ing.

また、実施の形態では、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36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。   In the embodiment, 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 36 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. .

また、実施の形態では、気化燃料タンク36をエンジン10からの熱が伝わり易い場所に配置する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、エンジン10で発生する熱により気化燃料タンク36を積極的に加熱する構成としてもよい。一例を挙げれば、エンジン10と気化燃料タンク36との間に冷却水配管を設け、エンジン冷却水により気化燃料タンク36を加熱する構成としてもよい。また、排気通路14と気化燃料タンク36との間にヒートパイプ等の熱伝導部材を設け、排気熱により気化燃料タンク36を加熱する構成としてもよい。これらの構成により、気化燃料タンク36内での燃料の飽和蒸気圧を高め、蓄えられる気化燃料の量を増やすことができる。   In the embodiment, the vaporized fuel tank 36 is arranged in a place where heat from the engine 10 is easily transmitted. However, the present invention is not limited to this, and the vaporized fuel tank 36 may be positively heated by the heat generated by the engine 10. For example, a cooling water pipe may be provided between the engine 10 and the vaporized fuel tank 36, and the vaporized fuel tank 36 may be heated by the engine cooling water. Further, a heat conducting member such as a heat pipe may be provided between the exhaust passage 14 and the vaporized fuel tank 36, and the vaporized fuel tank 36 may be heated by the exhaust heat. With these configurations, the saturated vapor pressure of the fuel in the vaporized fuel tank 36 can be increased, and the amount of vaporized fuel that can be stored can be increased.

また、実施の形態では、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、噴射弁26,28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。   Further, in the embodiment, the engine 10 including 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 any one of the injection valves 26 and 28 but includes only the other.

また、実施の形態では、アルコール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、通常のガソリンや、ガソリンにアルコール以外の成分を添加した各種の燃料に対しても適用し得るものである。   In the embodiment, the engine 10 using alcohol fuel has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to normal gasoline and various fuels obtained by adding components other than alcohol to gasoline.

10 エンジン(内燃機関)
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(吸気通路)
22 吸気マニホールド(吸気通路)
24 吸気ポート(吸気通路)
26 吸気ポート噴射弁(燃料噴射弁)
28 筒内噴射弁(燃料噴射弁)
32 燃料タンク
34 スタータモータ
36 気化燃料タンク
38 タンク内噴射弁(タンク内燃料供給手段)
40 気化燃料供給弁
42 大気導入弁
44 リリーフ弁
52 タンク圧センサ
54 タンク温度センサ
56 燃料性状センサ
60 ECU
10 Engine (Internal combustion engine)
12 Intake passage 14 Exhaust passage 16 Air cleaner 18 Throttle valve 20 Surge tank (intake passage)
22 Intake manifold (intake passage)
24 Intake port (intake passage)
26 Intake port injection valve (fuel injection valve)
28 In-cylinder injection valve (fuel injection valve)
32 Fuel tank 34 Starter motor 36 Vaporized fuel tank 38 Injection valve in tank (fuel supply means in tank)
40 Vaporized fuel supply valve 42 Air introduction valve 44 Relief valve 52 Tank pressure sensor 54 Tank temperature sensor 56 Fuel property sensor 60 ECU

Claims (5)

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、
内燃機関の運転中に前記気化燃料供給弁を閉弁した状態で前記タンク内燃料供給手段を駆動し、前記気化燃料タンク内に気化燃料を生成する第1の気化燃料生成手段と、
内燃機関の始動要求が発生した場合に、クランキングを実行しつつ前記気化燃料供給弁を開弁し、運転中に前記気化燃料タンク内に蓄えられた気化燃料を前記吸気通路に供給する始動制御手段と、
前記吸気通路に気化燃料を供給しても内燃機関が始動しない場合に、前記クランキングを利用して前記気化燃料タンク内に負圧を発生させてから前記気化燃料供給弁を閉弁する負圧発生手段と、
前記負圧発生手段により前記気化燃料供給弁が閉弁されてから前記タンク内燃料供給手段を駆動する第2の気化燃料生成手段と、
前記第2の気化燃料生成手段により前記気化燃料タンク内に新たな気化燃料が生成された時点で、クランキングを実行しつつ前記気化燃料供給弁を開弁し、前記新たな気化燃料を前記吸気通路に供給する再始動制御手段と、
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;
A first vaporized fuel generating means for driving the fuel supply means in the tank with the vaporized fuel supply valve closed during operation of the internal combustion engine to generate vaporized fuel in the vaporized fuel tank;
Start control that opens the vaporized fuel supply valve while performing cranking and supplies vaporized fuel stored in the vaporized fuel tank to the intake passage during operation when an internal combustion engine start request is generated Means,
If the internal combustion engine does not start even if vaporized fuel is supplied to the intake passage, a negative pressure is generated that generates a negative pressure in the vaporized fuel tank using the cranking and then closes the vaporized fuel supply valve. Generating means;
Second vaporized fuel generating means for driving the fuel supply means in the tank after the vaporized fuel supply valve is closed by the negative pressure generating means;
When new vaporized fuel is generated in the vaporized fuel tank by the second vaporized fuel generation means, the vaporized fuel supply valve is opened while cranking is performed, and the new vaporized fuel is supplied to the intake air. Restart control means for supplying the passage;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記再始動制御手段により気化燃料を供給するときに前記燃料噴射弁を駆動する補助燃料噴射手段を備えてなる請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising auxiliary fuel injection means for driving the fuel injection valve when vaporized fuel is supplied by the restart control means. 前記気化燃料供給弁の上流側で前記吸気通路に設けられたスロットルバルブを備え、
前記負圧発生手段は、前記気化燃料タンク内に負圧を発生させるときに、前記スロットルバルブを全閉状態に保持する構成としてなる請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。
A throttle valve provided in the intake passage upstream of the vaporized fuel supply valve;
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the negative pressure generating means is configured to hold the throttle valve in a fully closed state when generating a negative pressure in the vaporized fuel tank.
前記気化燃料タンクの内部と外部空間とを連通可能な位置に設けられ、気化燃料の供給時に前記気化燃料供給弁と一緒に開弁する常閉の大気導入弁を備え、
前記負圧発生手段は、前記気化燃料タンク内に負圧を発生させるときに、前記気化燃料供給弁を開弁し、かつ前記大気導入弁を閉弁する構成としてなる請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
A normally closed air introduction valve which is provided at a position where the inside of the vaporized fuel tank and the external space can communicate with each other, and which opens together with the vaporized fuel supply valve when vaporized fuel is supplied;
The negative pressure generating means is configured to open the vaporized fuel supply valve and close the atmosphere introduction valve when generating a negative pressure in the vaporized fuel tank. The control device for an internal combustion engine according to any one of the preceding claims.
前記燃料としてアルコール燃料を用いてなる請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein alcohol fuel is used as the fuel.
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