JP2009085200A - Device for controlling diesel engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はディーゼルエンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a diesel engine.
例えば、特許文献1に開示されているように、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンを自動停止し、自動停止したエンジンを所定の再始動条件の成立時に自動的に再始動する自動停止/再始動制御がディーゼルエンジンにも採用されつつある。 For example, as disclosed in Patent Document 1, the engine is automatically stopped when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and the automatic stop is automatically restarted when the predetermined restart condition is satisfied. / Restart control is being adopted for diesel engines.
自動停止したディーゼルエンジンを再始動する場合、停止時に圧縮行程にある気筒に燃料を噴射させ、筒内で自着火させる必要がある。そのため、ディーゼルエンジンが自動停止中に温度が低下すると、始動性が頻繁に悪化する。かかる問題を解決するため、特許文献1には、ディーゼルエンジンに付設されているグロープラグへの大電流の供給をクランキング開始時とする構成や、停止時に圧縮工程にある気筒に設けたグロープラグへの通電量を他のグロープラグへの通電量より大きくする技術が開示されている。
ところで、自動停止条件は、運転者がアクセルペダルを離した場合等の条件によって成立するが、運転者が再度、アクセルペダルを踏み込んだ場合や、バッテリ負荷が上昇した場合等には、この自動停止条件が解除し、ディーゼルエンジンを制動状態から作動状態に切り換え、圧縮行程または吸気行程にある気筒に燃料を噴射して燃料の混合気を自着火させる必要がある。その場合に、着火遅れを短縮するための手段として、特許文献1に開示されているように専ら再始動時のグロープラグの通電量のみに依存して着火性の向上を図った場合には、徒にグロープラグの稼働率が高くなり、グロープラグの短命化を招来することになる。しかも、ディーゼルエンジンが停止する前に自動停止条件が解除されることは頻繁に起こり得るため、グロープラグの利用頻度を必要最小限に抑制することがのぞまれる。 By the way, the automatic stop condition is satisfied depending on conditions such as when the driver releases the accelerator pedal, but this automatic stop is performed when the driver depresses the accelerator pedal again or when the battery load increases. It is necessary to release the condition, switch the diesel engine from the braking state to the operating state, and inject fuel into the cylinder in the compression stroke or the intake stroke to self-ignite the fuel mixture. In that case, as a means for shortening the ignition delay, as disclosed in Patent Document 1, when the ignition performance is improved solely depending on the energization amount of the glow plug at the time of restart, As a result, the operating rate of the glow plug will increase, leading to a shorter life of the glow plug. In addition, since the automatic stop condition can be frequently released before the diesel engine stops, it is desirable to suppress the use frequency of the glow plug to a necessary minimum.
他方、グロープラグ等、着火遅れを短縮する手段を全く利用せずに制動されていたディーゼルエンジンでダイレクトイグニションを図ると、失火によるエンストが生じやすくなり、排気性能も低下する。 On the other hand, if direct ignition is attempted with a diesel engine that has been braked without using any means for shortening the ignition delay, such as a glow plug, engine stall due to misfire tends to occur, and exhaust performance also decreases.
本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、自動停止条件の成立による制動中に自動停止条件が解除された場合に、着火遅れを短縮するための負荷を必要最小限に留めつつ、迅速に自動停止条件解除後のディーゼルエンジンを通常の燃焼制御に復帰させて、燃費の向上を図ることのできるディーゼルエンジンの制御装置を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and when the automatic stop condition is canceled during braking due to the establishment of the automatic stop condition, the load for reducing the ignition delay is kept to a minimum and the speed is increased. It is another object of the present invention to provide a diesel engine control device that can improve fuel efficiency by returning the diesel engine after the automatic stop condition is released to normal combustion control.
上記課題を解決するために本発明は、所定の自動停止条件が成立したときにディーゼルエンジンを自動停止させるとともに、所定の再始動条件が成立した際に自動停止後の前記ディーゼルエンジンを自動的に再始動するディーゼルエンジンの制御装置において、前記自動停止条件並びに前記再始動条件の成否を判定する機能を少なくとも有し、当該ディーゼルエンジンを搭載した車両の運転状態を判定する運転状態判定部と、前記運転状態判定部の判定に基づいて前記ディーゼルエンジンの燃焼を制御する燃焼制御手段と、前記ディーゼルエンジンの着火遅れを短縮する特性の異なる複数の着火遅れ短縮手段と、前記ディーゼルエンジンの自動停止制御中に当該自動停止条件が解除された場合に、前記着火遅れ短縮手段を選択的に駆動制御する着火遅れ制御手段とを備え、前記着火遅れ制御手段は、前記自動停止条件が解除された場合において、当該解除要因に対する即応要請が高いときは、前記着火遅れ短縮手段のうち、筒内の昇温効果が高いものを選択するものであることを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置である。この態様では、自動停止条件の成立による制動中に自動停止条件が解除された場合に、当該解除要因に対する即応要請が高い運転状態では、グロープラグのように、筒内の昇温効果が高い着火遅れ短縮手段を採用し、当該解除要因に対する即応要請が低い運転状態では、吸気通路に環流される排気(以下、EGRともいう)や吸気流通量の制御等、他の手段によって着火遅れの短縮を図ることによって、着火遅れを短縮するための負荷を必要最小限に留めつつ、迅速に安定した燃焼特性で自動停止条件解除後のディーゼルエンジンを通常の燃焼制御に復帰させることができる。 In order to solve the above-described problems, the present invention automatically stops the diesel engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and automatically causes the diesel engine after the automatic stop when the predetermined restart condition is satisfied. In the control device for the diesel engine to be restarted, it has at least a function of determining success or failure of the automatic stop condition and the restart condition, and an operation state determination unit that determines an operation state of a vehicle equipped with the diesel engine; Combustion control means for controlling the combustion of the diesel engine based on the determination of the operating state determination unit, a plurality of ignition delay shortening means having different characteristics for shortening the ignition delay of the diesel engine, and during the automatic stop control of the diesel engine When the automatic stop condition is canceled, the ignition delay reducing means is selectively driven and controlled. An ignition delay control means, and the ignition delay control means, when the automatic stop condition is canceled, when the immediate response request for the cancellation factor is high, of the ignition delay shortening means, the temperature rise in the cylinder The control device for a diesel engine is characterized in that the one having a high effect is selected. In this mode, when the automatic stop condition is canceled during braking due to the establishment of the automatic stop condition, in an operating state where a quick response request for the canceling factor is high, an ignition effect with a high temperature rise effect in the cylinder is high like a glow plug. Adopting a delay shortening means, and reducing the ignition delay by other means such as control of the exhaust gas recirculated to the intake passage (hereinafter also referred to as EGR) and intake flow rate in the operating state where the prompt response to the release factor is low. As a result, the diesel engine after the automatic stop condition is canceled can be returned to the normal combustion control with the stable combustion characteristics while keeping the load for reducing the ignition delay to the minimum necessary.
好ましい態様において、前記ディーゼルエンジンは、グロープラグを備え、前記着火遅れ制御手段は、前記自動停止条件が解除された場合において、当該解除要因に対する即応要請が高いときは、前記グロープラグを着火遅れ短縮手段として駆動制御し、当該解除要因に対する即応要請が低いときは、前記グロープラグ以外の着火遅れ短縮手段を駆動制御するものである。この態様では、自動停止条件の成立による制動中に自動停止条件が解除された場合において、当該解除要因に対する即応要請が高い運転状態では、筒内の昇温効果が高く、着火遅れの短縮に高い効果を発揮するグロープラグが駆動されるとともに、当該解除要因に対する即応要請が低い運転状態では、グロープラグを停止させるので、必要な応答性を確保しつつ、グロープラグの作動を必要最小限に留めることができる。グロープラグ以外の着火遅れ短縮手段は、着火遅れを短縮できるものであればよく、種々の態様を採用することができる。 In a preferred aspect, the diesel engine includes a glow plug, and the ignition delay control means reduces the ignition delay when the quick stop request for the release factor is high when the automatic stop condition is canceled. As a means, when the prompt request for the release factor is low, the ignition delay shortening means other than the glow plug is driven and controlled. In this mode, when the automatic stop condition is canceled during the braking due to the establishment of the automatic stop condition, in the operating state where the quick response request for the release factor is high, the temperature rising effect in the cylinder is high, and the ignition delay is high. The glow plug is activated and the glow plug is stopped in an operating state where the prompt response to the release factor is low, so that the operation of the glow plug is kept to a minimum while ensuring the necessary responsiveness. be able to. The ignition delay reducing means other than the glow plug may be any means that can reduce the ignition delay, and various modes can be adopted.
好ましい態様において、前記ディーゼルエンジンは、既燃ガスを吸気通路に環流する排気還流装置を備え、前記着火遅れ制御手段は、前記自動停止条件が解除された場合において、前記吸気通路に環流する既燃ガスが増量するように前記排気還流装置を駆動制御するものである。この態様では、EGRによって筒内の圧力や温度を上昇し、排気還流装置を着火遅れ短縮手段として着火遅れの短縮を図ることができる。 In a preferred aspect, the diesel engine includes an exhaust gas recirculation device that circulates the burned gas to the intake passage, and the ignition delay control means is configured to circulate the burned gas that circulates to the intake passage when the automatic stop condition is released. The exhaust gas recirculation device is driven and controlled so that the amount of gas increases. In this embodiment, the pressure and temperature in the cylinder are increased by EGR, and the ignition delay can be shortened by using the exhaust gas recirculation device as the ignition delay shortening means.
好ましい態様において、前記ディーゼルエンジンは、吸気流通量を調整する吸気シャッタ弁を備え、前記燃焼制御手段は、前記自動停止条件成立後の制動中において、停止時に圧縮行程となる停止時圧縮行程気筒のピストンが停止時に膨張行程となる停止時膨張行程気筒のピストンよりも所定の下死点側停止位置で停止するように、前記吸気シャッタ弁を駆動制御して吸気流通量を制限するものであり、前記着火遅れ制御手段は、前記自動停止条件が解除された場合において、吸気流通量を増加するように前記吸気シャッタ弁を駆動制御するものである。この態様では、制動時に吸気流通量を低減することによって、所期の位相でピストンを停止し、再始動しやすい状態でディーゼルエンジンを停止することが可能になるとともに、自動停止条件が解除された場合には、吸気流通量を増加することによって、筒内の圧力を上昇することができるので、吸気シャッタ弁を着火遅れ短縮手段として活用し、迅速に自動停止条件解除後のディーゼルエンジンを通常の燃焼制御に復帰させることができる。 In a preferred aspect, the diesel engine is provided with an intake shutter valve that adjusts an intake flow amount, and the combustion control means is provided with a stop-time compression stroke cylinder that becomes a compression stroke when stopped during braking after the automatic stop condition is satisfied. The intake shutter valve is driven and controlled so as to stop at a predetermined bottom dead center side stop position than the piston of the stop expansion stroke cylinder, which is the expansion stroke when the piston is stopped, and the intake flow amount is limited. The ignition delay control means drives and controls the intake shutter valve so as to increase the intake air flow rate when the automatic stop condition is released. In this aspect, by reducing the intake air flow amount during braking, it is possible to stop the piston at the intended phase and stop the diesel engine in a state where it is easy to restart, and the automatic stop condition is released. In this case, since the pressure in the cylinder can be increased by increasing the intake air flow rate, the intake shutter valve is used as a means for shortening the ignition delay, and the diesel engine after the release of the automatic stop condition is quickly It is possible to return to combustion control.
グロープラグを採用した好ましい態様において、前記ディーゼルエンジンは、吸気流通量を調整する吸気シャッタ弁と、既燃ガスを吸気通路に環流する排気還流装置とを備え、前記燃焼制御手段は、前記自動停止条件成立後の制動中において、停止時に圧縮行程となる停止時圧縮行程気筒のピストンが停止時に膨張行程となる停止時膨張行程気筒のピストンよりも所定の下死点側停止位置で停止するように、前記吸気シャッタ弁を駆動制御して吸気流通量を制限するものであり、前記着火遅れ制御手段は、前記自動停止条件成立後の制動中に前記自動停止条件が解除された場合には、吸気流通量を増加するとともに既燃ガスを前記吸気通路に環流するように前記吸気シャッタ弁並びに前記排気還流装置を駆動制御するものである。この態様では、制動時に吸気流通量を低減することによって、所期の位相でピストンを停止し、再始動しやすい状態でディーゼルエンジンを停止することが可能になるとともに、自動停止条件が解除された場合には、吸気流通量を増加し、EGRを吸気通路に環流することによって、筒内の圧力や温度を上昇することができるので、吸気シャッタ弁や排気還流装置を着火遅れ短縮手段として活用し、迅速に自動停止条件解除後のディーゼルエンジンを通常の燃焼制御に復帰させることができる。そして、当該解除要因に対する即応要請が要求される運転状態では、吸気流通量やEGRの増加とともにグロープラグが作動するので、着火遅れを速やかに短縮し、着火安定性を高めることができる。また、吸気流通量やEGRの増量制御と並行してグロープラグを作動させているので、着火遅れを極めて短期間に短縮することができる結果、グロープラグの作動時間を短縮し、耐久性の向上を図ることも可能になる。 In a preferred embodiment that employs a glow plug, the diesel engine includes an intake shutter valve that adjusts the intake air flow rate and an exhaust gas recirculation device that circulates burnt gas to the intake passage, and the combustion control means includes the automatic stop. During braking after the condition is satisfied, the piston of the stop compression stroke cylinder that becomes the compression stroke at the time of stop is stopped at a predetermined bottom dead center stop position than the piston of the stop expansion stroke cylinder that becomes the expansion stroke at the time of stop. The ignition delay control means controls the intake air flow rate by driving the intake shutter valve, and the ignition delay control means performs intake air when the automatic stop condition is canceled during braking after the automatic stop condition is satisfied. The intake shutter valve and the exhaust gas recirculation device are driven and controlled so that the flow rate is increased and the burned gas is circulated to the intake passage. In this aspect, by reducing the intake air flow amount during braking, it is possible to stop the piston at the intended phase and stop the diesel engine in a state where it is easy to restart, and the automatic stop condition is released. In this case, by increasing the intake air flow rate and circulating EGR in the intake passage, the pressure and temperature in the cylinder can be increased. Therefore, the intake shutter valve and the exhaust gas recirculation device can be used as a means for shortening the ignition delay. The diesel engine after the automatic stop condition is released can be quickly returned to normal combustion control. And in the driving | running state by which the immediate request | requirement request | requirement with respect to the said cancellation | release factor is requested | required, since a glow plug operate | moves with the increase in intake airflow volume or EGR, ignition delay can be shortened rapidly and ignition stability can be improved. In addition, since the glow plug is operated in parallel with the intake flow rate and EGR increase control, the ignition delay can be reduced in a very short time, resulting in a shorter glow plug operating time and improved durability. It is also possible to plan.
グロープラグを採用した好ましい態様において、前記ディーゼルエンジンは、吸気流通量を調整する吸気シャッタ弁と、既燃ガスを吸気通路に環流する排気還流装置とを備え、前記燃焼制御手段は、前記自動停止条件成立後の制動中において、停止時に圧縮行程となる停止時圧縮行程気筒のピストンが停止時に膨張行程となる停止時膨張行程気筒のピストンよりも所定の下死点側停止位置で停止するように、前記吸気シャッタ弁を駆動制御して吸気流通量を制限するものであり、前記着火遅れ制御手段は、前記自動停止条件成立後の制動中に前記自動停止条件が解除された場合において、当該解除要因に対する前記即応要請が高いときは、前記グロープラグのみを駆動制御し、当該解除要因に対する前記即応要請が低いときは、前記グロープラグを停止させたまま吸気流通量を増加するとともに既燃ガスを前記吸気通路に環流するように前記吸気シャッタ弁並びに前記排気還流装置を駆動制御するものである。この態様では、自動停止条件成立後の制動中に自動停止条件が解除された場合において、当該解除要因に対する即応要請が高い運転状態では、グロープラグによって比較的空気量の少ない筒内が加熱されるので、筒内温度を急速に高めることができ、グロープラグの駆動時間を短縮することができる一方、当該解除要因に対する即応要請の低い運転状態では、グロープラグが停止されるので、グロープラグの稼働率を必要最低限に抑制し、グロープラグの寿命を維持することができる。 In a preferred embodiment that employs a glow plug, the diesel engine includes an intake shutter valve that adjusts the intake air flow rate and an exhaust gas recirculation device that circulates burnt gas to the intake passage, and the combustion control means includes the automatic stop. During braking after the condition is satisfied, the piston of the stop compression stroke cylinder that becomes the compression stroke at the time of stop is stopped at a predetermined bottom dead center stop position than the piston of the stop expansion stroke cylinder that becomes the expansion stroke at the time of stop. The ignition delay control means is configured to control the release of the automatic stop condition when the automatic stop condition is canceled during braking after the automatic stop condition is satisfied. When the quick response request for the factor is high, only the glow plug is driven and controlled, and when the quick response request for the release factor is low, the group is It is for the control drives the intake shutter valve and said exhaust gas recirculation system so as to reflux the burned gas into the intake passage with increasing while air circulation amount was stopped immediately. In this mode, when the automatic stop condition is canceled during braking after the automatic stop condition is established, the cylinder with a relatively small amount of air is heated by the glow plug in an operation state in which an immediate response request for the release factor is high. Therefore, the in-cylinder temperature can be increased rapidly, and the glow plug drive time can be shortened. On the other hand, the glow plug is stopped in the operating state where the prompt response to the release factor is low. The rate can be minimized and the life of the glow plug can be maintained.
好ましい態様において、前記自動停止条件成立後の制動中に前記自動停止条件が解除された場合において、解除時のエンジン回転速度が所定値以下のときは、前記着火遅れ制御手段は、着火遅れの制御を休止するとともに、前記燃焼制御手段は、当該ディーゼルエンジンを一旦停止させた後、再始動させるものである。この態様では、自動停止条件成立後の制動中に自動停止条件が解除された場合において、解除時のエンジン回転速度が所定値以下のときは、着火遅れの短縮が困難になり、却ってエンストを来しやすくなることから、ディーゼルエンジンを一旦停止させた後、再始動を図ることによってエンストを防止するようにしているのである。 In a preferred aspect, when the automatic stop condition is canceled during braking after the automatic stop condition is satisfied and the engine speed at the time of cancellation is equal to or lower than a predetermined value, the ignition delay control means controls the ignition delay. The combustion control means temporarily stops the diesel engine and then restarts the diesel engine. In this aspect, when the automatic stop condition is canceled during braking after the automatic stop condition is satisfied, if the engine speed at the time of cancellation is equal to or lower than the predetermined value, it becomes difficult to reduce the ignition delay, and the engine stalls instead. Therefore, the engine is stopped once and then restarted to prevent engine stall.
好ましい態様において、前記ディーゼルエンジンの吸気圧力を検出して前記運転状態判定部に出力する吸気圧力検出手段を備え、前記燃焼制御手段は、前記自動停止条件成立後の制動中に前記自動停止条件が解除された場合において、吸気圧力が所定圧以上になった後に燃料噴射制御を実行するものである。この態様では、自動停止条件成立後の制動中に自動停止条件が解除された後に筒内での着火性が充分確保された状態でディーゼルエンジンの燃焼制御が実行されることになり、失火によるエンストを防止し、燃焼安定性を高めることができる。 In a preferred aspect, the vehicle is provided with an intake pressure detecting means for detecting an intake pressure of the diesel engine and outputting the detected intake pressure to the operating state determination unit, and the combustion control means is configured to set the automatic stop condition during braking after the automatic stop condition is established. When released, the fuel injection control is executed after the intake pressure becomes equal to or higher than a predetermined pressure. In this aspect, after the automatic stop condition is canceled during braking after the automatic stop condition is satisfied, the combustion control of the diesel engine is executed in a state in which the ignitability in the cylinder is sufficiently ensured, and the engine is stopped due to misfire. Can be prevented and combustion stability can be improved.
以上説明したように、本発明は、自動停止条件の成立による制動中に自動停止条件が解除された場合に、当該解除要因に対する即応要請が高い運転状態では、グロープラグのように、筒内の昇温効果が高い着火遅れ短縮手段を採用し、当該解除要因に対する即応要請が低い運転状態では、EGRや吸気流通量の制御等、他の手段によって着火遅れの短縮を図っているので、着火遅れを短縮するための負荷を必要最小限に留めつつ、迅速に安定した燃焼特性で自動停止条件解除後のディーゼルエンジンを通常の燃焼制御に復帰させて、燃費の向上を図ることができるという顕著な効果を奏する。 As described above, according to the present invention, when the automatic stop condition is canceled during braking due to the establishment of the automatic stop condition, in an operation state in which an immediate response request for the release factor is high, like a glow plug, In the operation state where the ignition delay shortening means with high temperature rise effect is adopted and the prompt response to the release factor is low, the ignition delay is shortened by other means such as EGR and intake flow control, so the ignition delay The fuel consumption can be improved by returning the diesel engine after the automatic stop condition is released to normal combustion control with quick and stable combustion characteristics while minimizing the load for shortening the engine. There is an effect.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係る4サイクルディーゼルエンジン10の概略構成を示している。なお、本実施形態では、エンジン10を手動変速機に連結した車両に搭載した例を示している。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a four-
図1を参照して、エンジン10は、シリンダヘッド11およびシリンダブロック12を有している。これらシリンダヘッド11およびシリンダブロック12には、4つの気筒14A〜14Dが設けられている。また、各気筒14A〜14Dの内部には、図略のコネクティングロッドによってクランクシャフト15に連結されたピストン16が嵌挿される。ピストン16には、シリンダヘッド11とともに燃焼室17を区画するキャビティ16aが形成されている。各気筒14A〜14Dに設けられたピストン16は、所定の位相差をもってクランクシャフト15の回転に伴い上下運動を行うように構成されている。ここで、4気筒4サイクルエンジンであるエンジン10では、各気筒14A〜14Dが所定の位相差をもって吸気、圧縮、膨張、排気の各行程からなるサイクルを行うようになっており、各サイクルが1番気筒(図示の例では気筒14A)、3番気筒(図示の例では気筒14C)、4番気筒(図示の例では気筒14D)、2番気筒(図示の例では気筒14B)の順にクランク角で180°(180°CA)の位相差をもって行われるように構成されている。
Referring to FIG. 1,
シリンダヘッド11には、プラグ先端が燃焼室17内に臨むように配置された筒内昇温手段としてのグロープラグ18が気筒14A〜14D毎に設けられている。また、シリンダヘッド11には、燃料噴射弁19が気筒14A〜14D毎に設けられている。この燃料噴射弁19は、燃料を当該燃料噴射弁19の開弁圧(噴射圧)以上の高圧状態で蓄えて分配するコモンレール20に対し、気筒14A〜14D毎に配設された分岐管21を介してそれぞれ接続されている。各燃料噴射弁19は、通電により電磁力で燃料通路を開くことで燃料圧力により噴射ノズルの真弁が開き、コモンレール20から供給される高圧の燃料を、噴射ノズル先端の複数の噴孔から燃焼室17を区画するピストン16のキャビティ16aに向けて気筒14A〜14D内に直接噴射供給するものである。本実施形態においては、燃料圧力を検出するための燃圧センサSW1がコモンレール20に設けられている。燃料噴射弁19の燃料噴射量は、通電時間で制御される。また、燃料噴射弁19に燃料を供給するコモンレール20は、高圧燃料供給管22を介して燃料供給ポンプ23に接続されている。
The
シリンダヘッド11には、燃焼室17に向かって開口する吸気ポート24および排気ポート25が各気筒14A〜14Dの上部に設けられている。そして、これらのポート24、25と燃焼室17との連結部分には、吸気バルブ26および排気バルブ27がそれぞれ装備されている。吸気ポート24および排気ポート25には、吸気通路28および排気通路29が接続されている。吸気通路28の下流側は、気筒14A〜14D毎に分岐した分岐吸気通路28aに分岐しており、この各分岐吸気通路28aの上流端がそれぞれサージタンク28bに連通している。このサージタンク28bよりも上流側には共通吸気通路28cが設けられている。図1では模式化されているが、この共通吸気通路28cには、各気筒14A〜14Dに流入する吸気流通量を調整可能な吸気シャッタ弁30と、吸気流通量を検出するエアフローセンサSW2と、吸気圧力Pinaを検出する吸気圧センサSW3と、吸気温度を検出する吸気温度センサSW4とが設けられている。吸気シャッタ弁30は、アクチュエータ30aによって開閉駆動されるように構成されている。図示の例において、吸気シャッタ弁30は、全閉状態でも空気が流通するように設定されている。
The
エンジン10には、タイミングベルト等によりクランクシャフト15に連結されたオルタネータ32が付設されている。このオルタネータ32は、図略のフィールドコイルの電流を制御して出力電圧を調節することにより発電量を調整するレギュレータ回路33を内蔵し、このレギュレータ回路33に入力されるエンジン制御ユニット100からの制御信号に基づき、車両の電気負荷および車載バッテリの電圧等に対応した発電量の制御が実行されるように構成されている。
The
エンジン10には、当該エンジン10を始動するためのスタータモータ34が設けられている。このスタータモータ34は、モータ本体34aとピニオンギア34bとを有している。ピニオンギア34bは、モータ本体34aの出力軸上にて相対回転不能な状態で往復移動する。また、クランクシャフト15には、図略のフライホイールに固定されたリングギア35が、回転中心に対して同心に設けられている。そして、このスタータモータ34を用いてエンジン10を再始動する場合には、このピニオンギア34bが所定の噛合位置に移動して、フライホイールに固定されたリングギア35に噛合することにより、クランクシャフト15が回転駆動されるようになっている。
The
さらに、エンジン10には、クランクシャフト15の回転角を検出する2つのクランク角度センサSW5、SW6が設けられ、一方のクランク角度センサSW5から出力される検出信号(パルス信号)に基づいてエンジン回転速度Neが検出されるとともに、この両クランク角度センサSW5、SW6から出力される位相のずれた検出信号に基づいてクランクシャフト15の回転角度が検出されるようになっている。さらに、エンジン10には、冷却水温度を検出する水温センサSW7と、車両のアクセルペダル36の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサSW8と、車両のブレーキペダル37の操作を検出するブレーキペダルセンサSW9とが設けられている。
Further, the
エンジン10には、排気還流装置40が設けられている。排気還流装置40は、EGRを排気通路29から吸気通路28に環流するEGR通路41と、このEGR通路41の途中に設けられたEGR弁42とを備えている。EGR弁42は、次に説明するエンジン制御ユニット100によって、開閉制御されるようになっている。
The
エンジン10は、エンジン制御ユニット100によって運転制御される。
The operation of the
エンジン制御ユニット100は、CPU、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース並びにこれらのユニットを接続するバスを有するマイクロプロセッサで構成され、各センサSW1〜SW9を初めとする入力要素からの検出信号に基づき、種々の演算を行うとともに、燃料噴射弁19やスタータモータ34、或いはグロープラグ18等の各アクチュエータの制御信号を出力するものである。例えば、運転条件に応じた燃料の噴射量および噴射時期や点火時期を演算し、燃料噴射弁19等に制御信号を出力している。また、運転条件に応じて吸気シャッタ弁30の目標開度を演算し、吸気シャッタ弁30の開度がこの目標開度となるような制御信号を吸気シャッタ弁30のアクチュエータ30aに出力している。
The
エンジン制御ユニット100は、車両の運転状態を判定する運転状態判定部101と、運転状態判定部101の判定に基づいてエンジン10の燃料噴射を制御する燃料噴射制御部102と、運転状態判定部101の判定に基づいて筒内へ流入する吸気流通量を調整する吸気流通量制御部103と、運転状態判定部101の判定に基づいて再始動条件の成立時にエンジン10のスタータモータ34を駆動制御するスタータ制御部104と、グロープラグ18を制御するグロープラグ制御部105と、排気還流装置40を駆動制御するEGR制御部106とを論理的に構成している。このうち、燃料噴射制御部102と吸気流通量制御部103とが、本実施形態における燃焼制御手段を構成している。また、吸気流通量制御部103と、グロープラグ制御部105と、EGR制御部106とが、本実施形態における着火遅れ制御手段を構成している。
The
運転状態判定部101は、燃圧センサSW1、エアフローセンサSW2、吸気圧センサSW3、吸気温度センサSW4、クランク角度センサSW5、SW6、水温センサSW7、およびアクセル開度センサSW8、ブレーキペダルセンサSW9等からのセンサ信号に基づき、エンジン10の自動停止条件や再始動条件の成立または解除、燃料圧力、ピストン16の停止位置、筒内温度、或いはエンジン10が正転しているか否か等、種々の運転状態を判定するモジュールである。この運転状態判定部101は、エンジン10が自動停止時しているときにおけるピストン16の停止位置の判定や、ピストン16が停止すべき適正停止位置SAの設定をするものでもある。本実施形態において、停止時圧縮行程気筒の適正停止位置SAは、デフォルトでは、圧縮上死点前120°CAから圧縮上死点前100°CAの範囲に設定される。後述するように、ディーゼルエンジンにおいては、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射し、スタータモータ34でピストン16を駆動して、当該燃料が噴射された気筒内で混合気を自着火させる必要があるため、ピストン16は、下死点側に停止しているのが好ましい。他方、ピストン16が下死点近傍にある場合には、スタータモータ34の駆動時間が長くなるので、確実な自着火とスタータモータの駆動時間短縮とを両立させるために、デフォルトでは、圧縮上死点前120°CAから圧縮上死点前100°CAの範囲に設定されているのである。但し、筒内温度が高い場合には、停止時圧縮行程気筒の有効圧縮比を小さく設定することができるので、適正停止位置SAは、筒内温度によって上死点側に補正されるようになっている。筒内温度は、予めメモリに記憶されたデータに基づいて推定されるように構成されている。なお本実施形態において、運転状態判定部101は、車両のブレーキペダル37のON/OFFや車速等も判定できるように図略のセンサからの検出信号が入力されるようになっている。
The driving
燃料噴射制御部102は、運転状態判定部101の判定に基づき、エンジン10の適正な空燃比に対応する燃料噴射量と、燃料噴射タイミングとを設定し、その設定に基づいて、燃料噴射弁19を駆動制御するモジュールである。
The fuel
吸気流通量制御部103は、運転状態判定部101の判定に基づき、エンジン10の適正な吸気流通量を設定し、その設定に基づいて、吸気シャッタ弁30を駆動制御するモジュールである。
The intake air flow
スタータ制御部104は、エンジン10の始動時にスタータモータ34に制御信号を出力し、スタータモータ34を駆動するモジュールである。
The
グロープラグ制御部105は、暖機時等にグロープラグ18の駆動を制御するモジュールである。
The glow
EGR制御部106は、所定の部分負荷運転領域において、EGR弁42を開くことにより、燃焼安定性を図るものである。
The
着火遅れ制御手段としての吸気流通量制御部103、グロープラグ制御部105、EGR制御部106は、グロープラグ18、吸気シャッタ弁30、排気還流装置40を、着火遅れτidを短縮する特性の異なる複数の着火遅れ短縮手段として活用し、エンジン10の着火遅れτidを選択的に駆動制御するものである。
The intake air flow
ディーゼルエンジンの着火遅れτidは、基本的には、アレニウスの式 The ignition delay τ id of a diesel engine is basically the Arrhenius equation
に従うことが知られている。従って、運転状態に応じて(1)式のA、P、n、EA に関連する要素をパラメータとすれば、基本的にエンジン10の着火遅れτidを短縮し、着火性や燃焼安定性を向上させることが可能になる。そこで本実施形態では、着火遅れ制御手段としての吸気流通量制御部103、グロープラグ制御部105、EGR制御部106によって、グロープラグ18、吸気シャッタ弁30、排気還流装置40を特性の異なる複数の着火遅れ短縮手段として活用し、着火性や燃焼安定性の向上を図るようにしている。
Is known to follow. Therefore, if the elements related to A, P, n, and E A in the equation (1) are used as parameters according to the operating state, the ignition delay τ id of the
ここで、着火遅れτidの短縮が要請される運転状態の一つとして、エンジン10の自動停止条件の成立によってエンジン10が制動されているときに、この自動停止条件が解除される場合がある。その場合に、グロープラグ18を駆動することによって、着火性の向上を図った場合には、グロープラグ18の駆動頻度が相当高くなるため、グロープラグ18の劣化が速くなる。そこで、本実施形態では、詳しくは後述するように、自動停止条件が解除された場合において、解除要因に対する即応要請が高い運転状態では、グロープラグ18を着火遅れ短縮手段として駆動制御し、当該解除要因に対する即応要請が低い運転状態では、グロープラグ18以外の着火遅れ短縮手段(吸気シャッタ弁30や排気還流装置40等)を駆動制御するようにしている。
Here, as one of the operation states in which the ignition delay τ id is required to be shortened, the automatic stop condition may be canceled when the
次に、エンジン10の自動停止制御、再始動制御について、その制御例を説明する。
Next, control examples of the automatic stop control and restart control of the
図2は、本実施形態に係る自動停止制御を中心とするフローチャートであり、図3は、図2の制御例に基づくエンジン回転速度Neの推移を示すタイミングチャートである。 FIG. 2 is a flowchart centering on the automatic stop control according to the present embodiment, and FIG. 3 is a timing chart showing the transition of the engine speed Ne based on the control example of FIG.
図2を参照して、エンジン制御ユニット100は、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立するのを待機する(ステップS10)。具体的には、ブレーキペダル37の作動状態が所定時間継続し、車速が所定値以下であるといった場合には、エンジン10の自動停止条件が成立したと判定される。
Referring to FIG. 2,
ステップS10において、自動停止条件が成立したと判定した場合には、オルタネータ制御を含むエンジン回転速度調整制御を開始する(ステップS11)。具体的には、エンジン回転速度Neが所定の第1の回転速度N1(例えば850rpm)に調節されるのを待機する(ステップS12)。そして、エンジン回転速度Neがこの第1の回転速度N1になったタイミング(ステップS12でYESのタイミング)t1で、燃料噴射弁19からの燃料供給を停止する(ステップS14)。このタイミングt1において、エンジン制御ユニット100は、吸気シャッタ弁30を全閉にする(ステップS15)。この制御により、ピストン16が適正停止位置SAに停止する確率を高めることが可能になる。
If it is determined in step S10 that the automatic stop condition is satisfied, engine speed adjustment control including alternator control is started (step S11). Specifically, it waits for the engine rotation speed Ne to be adjusted to a predetermined first rotation speed N1 (for example, 850 rpm) (step S12). The fuel supply from the
すなわち、ピストン16の停止位置は、エンジン10が完全に停止する直前の停止時膨張行程気筒内の空気量と停止時圧縮行程気筒内の空気量とのバランスにより略決定される。従って、ディーゼルエンジンにおいてピストン16を適正停止位置SA内に停止させるためには、まず停止時膨張行程気筒および停止時圧縮行程気筒の吸気流通量を一旦低減し、その後、停止時圧縮行程気筒に充分な空気を供給して、停止時膨張行程気筒の空気量よりも多くなるように、両気筒に対する空気量を調節する必要がある。そこで本実施形態では、タイミングt1で吸気シャッタ弁30を全閉にすることにより吸気圧を低減し、停止時膨張行程気筒および停止時圧縮行程気筒の空気量を低減しているのである。
That is, the stop position of the
タイミングt1で燃料噴射が停止されると、各気筒14A〜14Dでは、極めて少ない吸気流通量で吸気、圧縮、膨張、排気のサイクルが繰り返され、クランクシャフト15等が有する運動エネルギーが摩擦抵抗による機械的な損失や、各気筒14A〜14Dのポンプ仕事によって消費されることにより、エンジン10は、小刻みに波打ちながら降下し、4気筒4サイクルのエンジンでは、10回前後の圧縮上死点を迎えた後に停止する。この過程で、気筒14A〜14Dのうちの何れかの気筒が圧縮上死点を超えるタイミングは、エンジン回転速度Neが波打つ谷のタイミングと一致している。
When the fuel injection is stopped at the timing t1, the
そこで、本実施形態では、タイミングt1で吸気シャッタ弁30を全閉にした後、エンジン制御ユニット100は、エンジン回転速度Neが所定の第2の回転速度N2(例えば約400rpm)よりも低くなるのを待機する(ステップS16)。この第2の回転速度N2は、停止時圧縮行程気筒のピストン16が膨張行程から吸気行程の上死点に達するタイミングと一致している。
Therefore, in the present embodiment, after the
ステップS16においてYESの場合、エンジン制御ユニット100は、吸気シャッタ弁30を開弁する(ステップS17)。この開弁動作により、停止時膨張行程気筒では、少ない空気量で吸気バルブ26および排気バルブ27が閉じて圧縮行程に移行しているのに対し、停止時圧縮行程気筒では、吸気バルブ26が開くことにより、相対的に多量の新気が筒内に吸入されることになる。この結果、停止時圧縮行程気筒では、停止時膨張行程気筒よりも空気量が多くなる。
If YES in step S16,
その後もエンジン制御ユニット100はオルタネータ制御を継続してピストン16の停止位置調整を実行し続け、クランク角度センサSW5、SW6の検出値に基づいてエンジン10が完全に停止するのを待機する(ステップS18)。エンジン10が完全に停止した場合には、エンジン回転速度調整制御を終了する(ステップS19)。
After that, the
エンジン10が完全に停止したタイミングでは、停止時圧縮行程気筒のピストン16が吸気行程の下死点を通過し、圧縮行程に移行する。このタイミングでは、吸気バルブ26および排気バルブ27は、概ね閉じているので、大量に筒内に吸入された空気が下死点を追加したピストン16によって圧縮されることになる。他方、停止時膨張行程気筒においては、相対的に少ない空気量にある筒内を圧縮したピストン16が圧縮上死点を通過して、膨張行程に移行している。このため、停止時圧縮行程気筒では、筒内の圧縮反力によって比較的下死点側で停止することになる。従って、予め実験等によって、第2の回転速度N2や、この第2の回転速度N2を検出したタイミングt2での吸気流通量等を適切に設定しておくことにより、停止時圧縮行程気筒のピストン16を所定の下死点側停止位置(本実施形態では圧縮上死点前100°CAから圧縮上死点前120°CA)に停止することができる。
At the timing when the
エンジン10が完全に停止すると、エンジン制御ユニット100は、クランク角度センサSW5、SW6の検出によって運転状態判定部101が判定したピストン16の停止位置を記憶する(ステップS20)。
When the
次に図4を参照して、エンジンの再始動について説明する。図4は、本実施形態に係る再始動制御を中心とするフローチャートである。 Next, engine restart will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart centering on restart control according to the present embodiment.
エンジン制御ユニット100は、エンジン10が停止した後、停止時間を計測し、積算する(ステップS21)。筒内の温度は、エンジン10の停止時間に依存しているので、本実施形態においては、エンジン制御ユニット100に予め停止時間と温度との関係をマップ化したデータを持たせ、停止時間に基づいて筒内温度を推定するようにしているのである。
After the
次いで、エンジン制御ユニット100の運転状態判定部101は、吸気温度センサSW4が検出した吸気温度、水温センサSW7が検出した冷却水の温度、エンジン10の停止時間、並びにグロープラグ18の駆動時間に基づいて、筒内温度を算出する(ステップS22)。
Next, the operating
次いで、演算された筒内温度から目標となる燃料圧力が決定され、この燃料圧力から適正停止位置SAが設定される(ステップS23)。本実施形態では、筒内温度と目標となる燃料圧力とによって適正停止位置SAを設定しているので、より好適な停止位置判定ができることになる。 Next, a target fuel pressure is determined from the calculated in-cylinder temperature, and an appropriate stop position SA is set from the fuel pressure (step S23). In the present embodiment, since the appropriate stop position SA is set based on the in-cylinder temperature and the target fuel pressure, a more suitable stop position determination can be performed.
次いで、エンジン制御ユニット100は、停止時圧縮行程気筒のピストン16が適正停止位置SAよりも上死点側にあるか否かを判定する(ステップS24)。仮に上死点側にある場合、グロープラグ18が駆動され(ステップS25)、筒内が加温される。また、適正停止位置SA内であれば、グロープラグ18が停止される(ステップS26)。
Next, the
次に、エンジン制御ユニット100は、再始動条件が成立したか否かを判定する(ステップS27)。再始動条件としては、アクセルペダル36が踏込まれたこと、自動停止条件がエンジン10の停止後に解除されたこと等が含まれる。
Next, the
仮に再始動条件が成立していない場合、エンジン制御ユニットは、ステップS21に戻って処理を繰り返す。このため、計測時間や筒内温度の変化に伴って、ステップS23に設定される適正停止位置SAも変化することになる。 If the restart condition is not satisfied, the engine control unit returns to step S21 and repeats the process. For this reason, the appropriate stop position SA set in step S23 also changes with changes in measurement time and in-cylinder temperature.
他方、ステップS27において、再始動条件が成立した場合、エンジン制御ユニット100のスタータ制御部104は、スタータモータ34を駆動する(ステップS28)。これにより、停止時圧縮行程気筒では、ピストン16が筒内の空気を圧縮しながら上死点に移動する。
On the other hand, if the restart condition is satisfied in step S27, the
次いで、エンジン制御ユニット100の燃料噴射制御部102は、停止時圧縮行程気筒のピストン16が適正停止位置SAよりも上死点側にあるか否かを判定する(ステップS29)。仮に上死点側にある場合、エンジン制御ユニット100は、停止時吸気行程気筒が圧縮行程を迎えるのを待機し、停止時吸気行程気筒が圧縮行程を迎えた後、所定タイミングで燃料を噴射する(ステップS30)。すなわち、ピストン停止位置が適正停止位置SAから外れている場合には、停止時圧縮行程気筒での燃焼は中止されることになる。他方、ピストン停止位置が適正停止位置SA内である場合には、停止時圧縮行程気筒に燃料が噴射され、この気筒での燃焼によるエンジン10の再始動が図られる(ステップS31)。
Next, the fuel
ステップS30またはステップS31を経た後、エンジン制御ユニット100は、通常運転に移行し(ステップS32)、処理を終了する。
After step S30 or step S31, the
以上のような制御態様において、自動停止条件の成立による制動中に自動停止条件が解除された場合の割り込み制御例を図5に基づいて説明する。 In the control mode as described above, an example of interrupt control when the automatic stop condition is canceled during braking due to the establishment of the automatic stop condition will be described with reference to FIG.
図5は本実施形態に係る割り込み制御例を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing an example of interrupt control according to the present embodiment.
同図に示すように、エンジン制御ユニット100は、エンジン10が自動停止条件の成立によって制動されている間、自動停止条件が解除されるのをモニタする(ステップS40)。この自動停止条件が解除される要因としては、運転者がアクセルペダル36を踏み込んだ場合、ギアインのときクラッチペダルがOFFの場合、車載の補機(例えば空調機)が作動して、消費電力が増加した場合、またはバッテリの蓄電量(SOC)が所定値以下に低減した場合等である。
As shown in the figure, the
自動停止条件が解除されると、エンジン制御ユニット100は、エンジン回転速度Neが第2の回転速度N2を越えているか否かを判定する(ステップS41)。仮にエンジン回転速度Neが第2の回転速度N2以下であった場合、エンジン10は、既に制動制御の終盤に至っている(図2、図3参照)。そのため、エンジン回転速度Neが第2の回転速度N2以下であった場合、エンジン制御ユニット100は、吸気シャッタ弁30が閉じているか否かを判定し(ステップS42)、閉じていれば吸気シャッタ弁30を開いた後(ステップS43)、開いていればそのままステップS18に移行する。この結果、図2のステップS18以下の制御によってエンジン10は、一度自動停止し、その後、図4に示すステップS27の判定によって、再始動条件が成立することになるので、ステップS28以降の処理が実行され、エンジン10は、速やかに再始動されることになる。
When the automatic stop condition is canceled, the
他方、図5のステップS41において、自動停止条件が解除されたときのエンジン回転速度Neが充分高かった場合、エンジン制御ユニット100は、吸気シャッタ弁30を全開にし(ステップS43)、充填量を急増するとともに、排気還流装置40のEGR弁42を開く(ステップS44)。この制御により、吸気行程を迎えた気筒14A(〜14D)の充填量が増加し、且つEGRによって筒内温度も上昇する。この結果、筒内の着火遅れτidを短縮することが可能になる。
On the other hand, if the engine speed Ne when the automatic stop condition is released is sufficiently high in step S41 of FIG. 5, the
この状態で、エンジン制御ユニット100は、自動停止条件の解除要因が即応要請を要するものであるか否かを判定する(ステップS45、ステップS46)。すなわち、運転者がアクセルペダル36を踏み込んだ場合(ステップS45)、またはギアイン且つクラッチペダルOFFの場合(ステップS46)には、運転者が加速を要請している運転状態であるので、当該解除要因に対する即応要請が高いと判定し、グロープラグ18をONにする(ステップS47)。他方、これら何れにも該当しない要因で自動停止条件が解除された場合(ステップS46においてNOの場合)には、吸気通路28(インテークマニホールド)の吸気圧力Pinaを吸気圧センサSW3の出力から読み取り、所定圧Pst以上に上昇するのを待機する(ステップS48)。換言すれば、吸気圧力Pinaに基づいて筒内の活性化エネルギーEA が充分に高まるのを待機するようにしている。
In this state, the
ステップS47を実行した後、またはステップS48において、吸気圧力Pinaが所定圧Pst以上に上昇した場合、エンジン制御ユニット100はスタータモータ34の駆動要否を判定し(ステップS49)、駆動が必要であれば、図4に示したステップS28に移行し、駆動が不要であれば、図4に示したステップS29に移行して、燃焼制御を実行した後、ステップS30またはステップS31の制御を経てステップS32の通常運転に移行する。
After executing step S47 or when the intake pressure Pina rises above the predetermined pressure Pst in step S48, the
以上説明したように本実施形態では、自動停止条件が成立した際、エンジン10を再始動するために好適な位置にピストン16を停止し、その後の始動性を高めることができる。すなわち、ディーゼルエンジンでは、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射して燃料の混合気を自着火させる必要があるため、停止時圧縮行程気筒のピストン16は、可及的に下死点近傍に停止していることが好ましい。かかる要請を受けて本実施形態では、燃料噴射の停止後に吸気流通量を制限し、停止時圧縮行程気筒が最後の吸気行程に移行することが予測される第2の回転速度N2を検出したタイミングt2に吸気流通量を増加するように構成されているので、停止時膨張行程気筒に比べて停止時圧縮行程気筒に吸入される空気量が多くなる。その結果、停止時圧縮行程気筒では、筒内に充填された比較的多量の空気の圧縮反力によって、所定の下死点側停止位置(上死点前100°CAから上死点前120°CA)に停止することになり、再始動時には、自着火のための有効圧縮比を充分に確保することができるようになる。
As described above, in the present embodiment, when the automatic stop condition is satisfied, the
また本実施形態において、下死点側停止位置は、上死点前120°CAから上死点前100°CAである。このため本実施形態では、スタータモータ34の駆動時間と自着火のための停止時圧縮行程気筒の有効圧縮比を最適化してエンジン10を再始動することができる。すなわち、エンジン10において、停止時圧縮行程気筒のピストン16は、可及的に下死点近傍に停止していることが好ましいのであるが、ピストン16があまりにも下死点側で停止している場合には、スタータモータ34の駆動時間が長くなり、好ましくない。そこで、所定の下死点側停止位置を上死点前120°CAから上死点前100°CAとすることにより、スタータモータ34の駆動時間の短縮と、停止時圧縮行程気筒での確実な自着火とを両立し、再始動性を高めることができるのである。
In the present embodiment, the bottom dead center side stop position is from 120 ° CA before top dead center to 100 ° CA before top dead center. For this reason, in the present embodiment, the
また本実施形態において、エンジン制御ユニット100は、停止時圧縮行程気筒のピストン16が所定の適正停止位置SAに停止しているか否かを判定するものであり、再始動条件の成立時において、停止時圧縮行程気筒のピストン16が適正停止位置SAにあるときには、停止時圧縮行程気筒に最初の燃料を噴射し、適正位置から上死点側に外れているときには、停止時に吸気行程にある停止時吸気行程気筒に最初の燃料を噴射するものである。このため本実施形態では、停止時圧縮行程気筒のピストン16が適正位置にあるときには、停止時圧縮行程に燃料が噴射され、スタータモータ34が駆動されることによって、停止時圧縮行程気筒で燃料の混合気が自着火し、エンジン10が再始動される。また、ピストン16が適正位置から上死点側に外れているときには、停止時圧縮行程気筒への燃料噴射が中止され、停止時吸気行程気筒に燃料が噴射されるので、スタータモータ34の駆動時間が若干長くはなるものの、充分な有効圧縮比で確実に燃料の混合気が自着火し、再始動性を確保することができる。
In this embodiment, the
また本実施形態において、エンジン10のグロープラグ18を制御するグロープラグ制御部105は、停止時圧縮行程気筒のピストン16が適正停止位置SAから上死点側に外れている場合には、グロープラグ18を作動させるものであり、エンジン制御ユニット100は、停止時圧縮行程気筒の筒内温度に応じて適正停止位置SAを上死点側に補正するものである。このため本実施形態では、停止時圧縮行程気筒のピストン16が適正停止位置SAから上死点側にずれている場合であっても、可及的に始動性を高めることができる。すなわち、自着火の遅れは、筒内の温度に依存する特性を有することから、筒内温度を高めることにより、圧縮度合の不足分を補い、始動性を高めることができるのである。しかも、適正停止位置SAをより上死点側にシフトすることができるので、停止時圧縮行程気筒での自着火によるエンジン10の再始動を図ることができる結果、スタータモータ34の駆動時間も可及的に低減することができる。
Further, in this embodiment, the glow
また本実施形態では、エンジン10の自動停止制御中に当該自動停止条件が解除された場合に、複数の着火遅れ短縮手段を選択的に駆動制御する着火遅れ制御手段を備え、着火遅れ制御手段は、自動停止条件が解除された場合において、当該解除要因に対する即応要請が高いときは、複数の着火遅れ短縮手段のうち、筒内の昇温効果が高いものを選択するように構成されている。このため本実施形態では、自動停止条件の成立による制動中に自動停止条件が解除された場合に即応要請を判定し、当該解除要因に対する即応要請が高い運転状態では、グロープラグ18のように、筒内の昇温効果が高い着火遅れ短縮手段を採用し、当該解除要因に対する即応要請が低い運転状態では、EGRや吸気流通量の制御等、他の手段によって着火遅れτidの短縮を図ることによって、着火遅れτidを短縮するための負荷を必要最小限に留めつつ、迅速に安定した燃焼特性で自動停止条件解除後のエンジン10を通常の燃焼制御に復帰させるようにしているのである。
Further, in the present embodiment, when the automatic stop condition is canceled during the automatic stop control of the
また本実施形態では、エンジン10は、グロープラグ18を備え、着火遅れ制御手段は、自動停止条件が解除された場合において、当該解除要因に対する即応要請が高いときは、グロープラグ18を着火遅れ短縮手段として駆動制御し、当該解除要因に対する即応要請が低いときは、グロープラグ18以外の着火遅れ短縮手段を駆動制御するものである。このため本実施形態では、自動停止条件の成立による制動中に自動停止条件が解除された場合において、当該解除要因に対する即応要請が高い運転状態では、筒内の昇温効果が高く、着火遅れτidの短縮に高い効果を発揮するグロープラグ18が駆動されるとともに、当該解除要因に対する即応要請が低い運転状態では、グロープラグ18を停止させるので、必要な応答性を確保しつつ、グロープラグ18の作動を必要最小限に留めることができる。
Further, in this embodiment, the
また本実施形態では、エンジン10は、既燃ガスを吸気通路に環流する排気還流装置40を備え、着火遅れ制御手段は、自動停止条件が解除された場合において、吸気通路に環流する既燃ガスが増量するように排気還流装置40を駆動制御するものである。このため本実施形態では、EGRによって筒内の圧力や温度を上昇し、排気還流装置40を着火遅れ短縮手段として着火遅れτidの短縮を図ることができる。
Further, in the present embodiment, the
また本実施形態では、エンジン10は、吸気流通量を調整する吸気シャッタ弁30を備え、吸気流通量制御部103は、自動停止条件成立後の制動中において、停止時圧縮行程気筒のピストン16が停止時に膨張行程となる停止時膨張行程気筒のピストン16よりも所定の下死点側停止位置で停止するように、吸気シャッタ弁30を駆動制御して吸気流通量を制限するものであり、着火遅れ制御手段は、自動停止条件が解除された場合において、吸気流通量を増加するように吸気シャッタ弁30を駆動制御するものである。このため本実施形態では、制動時に吸気流通量を低減することによって、所期の位相でピストン16を停止し、再始動しやすい状態でエンジン10を停止することが可能になるとともに、自動停止条件が解除された場合には、吸気流通量を増加することによって、筒内の圧力を上昇することができるので、吸気シャッタ弁30を着火遅れ短縮手段として活用し、迅速に自動停止条件解除後のエンジン10を通常の燃焼制御に復帰させることができる。
Further, in the present embodiment, the
また本実施形態では、エンジン10は、吸気流通量を調整する吸気シャッタ弁30と、既燃ガスを吸気通路に環流する排気還流装置40とを備え、吸気流通量制御部103は、自動停止条件成立後の制動中において、停止時圧縮行程気筒のピストン16が停止時に膨張行程となる停止時膨張行程気筒のピストン16よりも所定の下死点側停止位置で停止するように、吸気シャッタ弁30を駆動制御して吸気流通量を制限するものであり、着火遅れ制御手段は、自動停止条件成立後の制動中に自動停止条件が解除された場合には、吸気流通量を増加するとともに既燃ガスを吸気通路に環流するように吸気シャッタ弁30並びに排気還流装置40を駆動制御するものである。このため本実施形態では、制動時に吸気流通量を低減することによって、所期の位相でピストン16を停止し、再始動しやすい状態でエンジン10を停止することが可能になるとともに、自動停止条件が解除された場合には、吸気流通量を増加し、EGRを吸気通路に環流することによって、筒内の圧力や温度を上昇することができるので、吸気シャッタ弁30や排気還流装置40を着火遅れ短縮手段として活用し、迅速に自動停止条件解除後のエンジン10を通常の燃焼制御に復帰させることができる。そして、当該解除要因に対する即応要請が要求される運転状態では、吸気流通量やEGRの増加とともにグロープラグ18が作動するので、着火遅れτidを速やかに短縮し、着火安定性を高めることができる。また、吸気流通量やEGRの増量制御と並行してグロープラグ18を作動させているので、着火遅れτidを極めて短期間に短縮することができる結果、グロープラグ18の作動時間を短縮し、耐久性の向上を図ることも可能になる。
Further, in the present embodiment, the
また本実施形態では、自動停止条件成立後の制動中に自動停止条件が解除された場合において、解除時のエンジン回転速度が所定値以下のときは、着火遅れ制御手段は、着火遅れτidの制御を休止するとともに、燃料噴射制御部102および吸気流通量制御部103は、当該エンジン10を一旦停止させた後、再始動させるものである。このため本実施形態では、自動停止条件成立後の制動中に自動停止条件が解除された場合において、解除時のエンジン回転速度が所定値以下のときは、着火遅れτidの短縮が困難になり、却ってエンストを来しやすくなることから、エンジン10を一旦停止させた後、再始動を図ることによってエンストを防止するようにしているのである。
In the present embodiment, when the automatic stop condition during braking after establishment automatic stop condition is canceled, when the engine rotational speed at release is less than a predetermined value, the ignition delay control means, the ignition delay tau id While stopping the control, the fuel
また本実施形態では、燃料噴射制御部102および吸気流通量制御部103は、自動停止条件成立後の制動中に自動停止条件が解除された場合において、吸気圧力Pinaが所定圧Pst以上になった後に燃料噴射制御を実行するものである。このため本実施形態では、自動停止条件成立後の制動中に自動停止条件が解除された後に筒内での着火性が充分確保された状態でエンジン10の燃焼制御が実行されることになり、失火によるエンストを防止し、燃焼安定性を高めることができる。
Further, in the present embodiment, the fuel
上述した実施形態は、本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。 The above-described embodiments are merely examples of preferred specific examples of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiments.
例えば、図4に示すフローチャートにおいて、グロープラグによる筒内温度の制御(ステップS24〜S26)を省略してもよい。その場合には、ステップS22において、筒内温度を算出するに当たり、グロープラグ18の駆動時間を参酌する必要がなくなる。
For example, in the flowchart shown in FIG. 4, the control of the in-cylinder temperature by the glow plug (steps S24 to S26) may be omitted. In that case, it is not necessary to consider the drive time of the
また、図6に示すフローチャートを採用することも可能である。 It is also possible to adopt the flowchart shown in FIG.
図6は、本発明の別の実施形態に係る割り込み制御例を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing an example of interrupt control according to another embodiment of the present invention.
図6に示す割り込み制御では、ステップS41の判定において、エンジン回転速度Neが第2の回転速度N2以上であった場合、まず、ステップS45、ステップS46の判定を実行し、ステップS46の判定において、自動停止条件の解除要因が即応要請を要しないと判断した場合に吸気シャッタ弁30を全開にし(ステップS43)、排気還流通路41を開く(ステップS44)仕様を採用している。
In the interrupt control shown in FIG. 6, when the engine speed Ne is equal to or higher than the second rotational speed N2 in the determination in step S41, first, the determination in step S45 and step S46 is executed. In the determination in step S46, When it is determined that the request for canceling the automatic stop condition does not require an immediate response request, the
この仕様においては、エンジン10は、吸気流通量を調整する吸気シャッタ弁30と、既燃ガスを吸気通路に環流する排気還流装置40とを備え、燃料噴射制御部102および吸気流通量制御部103は、自動停止条件成立後の制動中において、停止時圧縮行程気筒のピストン16が停止時に膨張行程となる停止時膨張行程気筒のピストン16よりも所定の下死点側停止位置で停止するように、エンジン10の吸気シャッタ弁30を駆動制御して吸気流通量を制限するものであり、着火遅れ制御手段は、自動停止条件成立後の制動中に自動停止条件が解除された場合において、当該解除要因に対する即応要請が高いときは、グロープラグ18のみを駆動制御し、当該解除要因に対する即応要請が低いときは、グロープラグ18を停止させたまま吸気流通量を増加するとともに既燃ガスを吸気通路に環流するように吸気シャッタ弁30並びに排気還流装置40を駆動制御するものである。図6に示す実施形態では、自動停止条件成立後の制動中に自動停止条件が解除された場合において、当該解除要因に対する即応要請が高い運転状態では、グロープラグ18によって比較的空気量の少ない筒内が加熱されるので、筒内温度を急速に高めることができ、グロープラグ18の駆動時間を短縮することができる一方、当該解除要因に対する即応要請の低い運転状態では、グロープラグ18が停止されるので、グロープラグ18の稼働率を必要最低限に抑制し、グロープラグ18の寿命を維持することができる。
In this specification, the
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。 It goes without saying that various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.
10 ディーゼルエンジン
14A−14D 気筒
16 ピストン
18 グロープラグ(筒内昇温手段、着火遅れ短縮手段の一例)
19 燃料噴射弁
28 吸気通路
30 吸気シャッタ弁(着火遅れ短縮手段の一例)
34 スタータモータ
40 排気還流装置(着火遅れ短縮手段の一例)
100 エンジン制御ユニット
101 運転状態判定部
102 燃料噴射制御部(燃焼制御手段の一例)
103 吸気流通量制御部(燃焼制御手段、着火遅れ制御手段の一例)
104 スタータ制御部
105 グロープラグ制御部(着火遅れ制御手段の一例)
106 EGR制御部(着火遅れ制御手段の一例)
SW1 燃圧センサ
SW2 エアフローセンサ
SW3 吸気圧センサ
SW4 吸気温度センサ
SW5、SW6 クランク角度センサ
SW7 水温センサ
SW8 アクセル開度センサ
SW9 ブレーキペダルセンサ
10
19
34
DESCRIPTION OF
103 Intake flow control unit (an example of combustion control means and ignition delay control means)
104
106 EGR control unit (an example of ignition delay control means)
SW1 Fuel pressure sensor SW2 Airflow sensor SW3 Intake pressure sensor SW4 Intake temperature sensor SW5, SW6 Crank angle sensor SW7 Water temperature sensor SW8 Accelerator opening sensor SW9 Brake pedal sensor
Claims (8)
前記自動停止条件並びに前記再始動条件の成否を判定する機能を少なくとも有し、当該ディーゼルエンジンを搭載した車両の運転状態を判定する運転状態判定部と、
前記運転状態判定部の判定に基づいて前記ディーゼルエンジンの燃焼を制御する燃焼制御手段と、
前記ディーゼルエンジンの着火遅れを短縮する特性の異なる複数の着火遅れ短縮手段と、
前記ディーゼルエンジンの自動停止制御中に当該自動停止条件が解除された場合に、前記着火遅れ短縮手段を選択的に駆動制御する着火遅れ制御手段と
を備え、
前記着火遅れ制御手段は、前記自動停止条件が解除された場合において、当該解除要因に対する即応要請が高いときは、前記着火遅れ短縮手段のうち、筒内の昇温効果が高いものを選択するものである
ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。 In the diesel engine control device that automatically stops the diesel engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and automatically restarts the diesel engine after the automatic stop when the predetermined restart condition is satisfied,
An operation state determination unit having at least a function of determining success or failure of the automatic stop condition and the restart condition, and determining an operation state of a vehicle equipped with the diesel engine;
Combustion control means for controlling the combustion of the diesel engine based on the determination of the operating state determination unit;
A plurality of ignition delay reducing means having different characteristics for reducing the ignition delay of the diesel engine;
An ignition delay control means for selectively driving and controlling the ignition delay shortening means when the automatic stop condition is canceled during the automatic stop control of the diesel engine,
The ignition delay control means selects the ignition delay shortening means having a high temperature rise effect in the cylinder when the immediate stop request is high when the automatic stop condition is cancelled. A control device for a diesel engine, characterized in that
前記ディーゼルエンジンは、グロープラグを備え、
前記着火遅れ制御手段は、前記自動停止条件が解除された場合において、当該解除要因に対する即応要請が高いときは、前記グロープラグを着火遅れ短縮手段として駆動制御し、当該解除要因に対する即応要請が低いときは、前記グロープラグ以外の着火遅れ短縮手段を駆動制御するものである
ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。 The control device for a diesel engine according to claim 1,
The diesel engine includes a glow plug,
The ignition delay control means controls driving of the glow plug as an ignition delay shortening means when the automatic stop condition is released and the quick response request for the release factor is high, and the quick response request for the release factor is low. The control device for the diesel engine, characterized in that when the ignition delay reducing means other than the glow plug is driven and controlled.
前記ディーゼルエンジンは、既燃ガスを吸気通路に環流する排気還流装置を備え、
前記着火遅れ制御手段は、前記自動停止条件が解除された場合において、前記吸気通路に環流する既燃ガスが増量するように前記排気還流装置を駆動制御するものである
ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。 In the control apparatus of the diesel engine of Claim 1 or 2,
The diesel engine includes an exhaust gas recirculation device that circulates burned gas to the intake passage,
The ignition delay control means drives and controls the exhaust gas recirculation device so that the amount of burned gas circulating in the intake passage increases when the automatic stop condition is released. Control device.
前記ディーゼルエンジンは、吸気流通量を調整する吸気シャッタ弁を備え、
前記燃焼制御手段は、前記自動停止条件成立後の制動中において、停止時に圧縮行程となる停止時圧縮行程気筒のピストンが停止時に膨張行程となる停止時膨張行程気筒のピストンよりも所定の下死点側停止位置で停止するように、前記吸気シャッタ弁を駆動制御して吸気流通量を制限するものであり、
前記着火遅れ制御手段は、前記自動停止条件が解除された場合において、吸気流通量を増加するように前記吸気シャッタ弁を駆動制御するものである
ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。 The diesel engine control device according to any one of claims 1 to 3,
The diesel engine includes an intake shutter valve that adjusts the intake air flow rate,
During the braking after the automatic stop condition is satisfied, the combustion control means has a predetermined lower dead than the piston of the stop-time expansion stroke cylinder in which the stop-stroke compression stroke cylinder becomes the compression stroke at the time of stoppage. In order to stop at the point side stop position, the intake shutter valve is driven and controlled to limit the intake flow amount,
The control device for a diesel engine, wherein the ignition delay control means is configured to drive and control the intake shutter valve so as to increase an intake air flow rate when the automatic stop condition is canceled.
前記ディーゼルエンジンは、吸気流通量を調整する吸気シャッタ弁と、既燃ガスを吸気通路に環流する排気還流装置とを備え、
前記燃焼制御手段は、前記自動停止条件成立後の制動中において、停止時に圧縮行程となる停止時圧縮行程気筒のピストンが停止時に膨張行程となる停止時膨張行程気筒のピストンよりも所定の下死点側停止位置で停止するように、前記吸気シャッタ弁を駆動制御して吸気流通量を制限するものであり、
前記着火遅れ制御手段は、前記自動停止条件成立後の制動中に前記自動停止条件が解除された場合には、吸気流通量を増加するとともに既燃ガスを前記吸気通路に環流するように前記吸気シャッタ弁並びに前記排気還流装置を駆動制御するものである
ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。 The control device for a diesel engine according to claim 2,
The diesel engine includes an intake shutter valve that adjusts the intake air flow rate, and an exhaust gas recirculation device that circulates the burned gas to the intake passage.
During the braking after the automatic stop condition is satisfied, the combustion control means has a predetermined lower dead than the piston of the stop-time expansion stroke cylinder in which the stop-stroke compression stroke cylinder becomes the compression stroke at the time of stoppage. In order to stop at the point side stop position, the intake shutter valve is driven and controlled to limit the intake flow amount,
When the automatic stop condition is canceled during braking after the automatic stop condition is satisfied, the ignition delay control means increases the intake air circulation amount and recirculates the burned gas to the intake passage. A control device for a diesel engine, which controls driving of a shutter valve and the exhaust gas recirculation device.
前記ディーゼルエンジンは、吸気流通量を調整する吸気シャッタ弁と、既燃ガスを吸気通路に環流する排気還流装置とを備え、
前記燃焼制御手段は、前記自動停止条件成立後の制動中において、停止時に圧縮行程となる停止時圧縮行程気筒のピストンが停止時に膨張行程となる停止時膨張行程気筒のピストンよりも所定の下死点側停止位置で停止するように、前記吸気シャッタ弁を駆動制御して吸気流通量を制限するものであり、
前記着火遅れ制御手段は、前記自動停止条件成立後の制動中に前記自動停止条件が解除された場合において、当該解除要因に対する前記即応要請が高いときは、前記グロープラグのみを駆動制御し、当該解除要因に対する前記即応要請が低いときは、前記グロープラグを停止させたまま吸気流通量を増加するとともに既燃ガスを前記吸気通路に環流するように前記吸気シャッタ弁並びに前記排気還流装置を駆動制御するものである
ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。 The control device for a diesel engine according to claim 2,
The diesel engine includes an intake shutter valve that adjusts the intake air flow rate, and an exhaust gas recirculation device that circulates the burned gas to the intake passage.
During the braking after the automatic stop condition is satisfied, the combustion control means has a predetermined lower dead than the piston of the stop-time expansion stroke cylinder in which the piston of the stop-time compression stroke that becomes the compression stroke at the time of stop becomes the expansion stroke at the time of stop. In order to stop at the point side stop position, the intake shutter valve is drive-controlled to limit the intake flow amount,
When the automatic stop condition is canceled during braking after the automatic stop condition is established and the quick response request for the release factor is high, the ignition delay control means controls and drives only the glow plug, When the prompt response to the release factor is low, drive control of the intake shutter valve and the exhaust gas recirculation device is performed so that the intake air flow rate is increased while the glow plug is stopped and the burned gas is circulated to the intake passage. A control device for a diesel engine, characterized in that
前記自動停止条件成立後の制動中に前記自動停止条件が解除された場合において、解除時のエンジン回転速度が所定値以下のときは、前記着火遅れ制御手段は、着火遅れの制御を休止するとともに、前記燃焼制御手段は、当該ディーゼルエンジンを一旦停止させた後、再始動させるものである
ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。 The diesel engine control device according to any one of claims 4 to 6,
When the automatic stop condition is canceled during braking after the automatic stop condition is satisfied, and the engine speed at the time of cancellation is equal to or lower than a predetermined value, the ignition delay control means pauses the ignition delay control and The combustion control means is for temporarily stopping the diesel engine and then restarting the diesel engine.
前記ディーゼルエンジンの吸気圧力を検出して前記運転状態判定部に出力する吸気圧力検出手段を備え、
前記燃焼制御手段は、前記自動停止条件成立後の制動中に前記自動停止条件が解除された場合において、吸気圧力が所定圧以上になった後に燃料噴射制御を実行するものである
ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。 In the control apparatus of the diesel engine in any one of Claim 1 to 7,
Intake pressure detection means for detecting the intake pressure of the diesel engine and outputting it to the operating state determination unit,
The combustion control means performs fuel injection control after the intake pressure becomes equal to or higher than a predetermined pressure when the automatic stop condition is canceled during braking after the automatic stop condition is satisfied. Diesel engine control device.
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