JP2006009619A - 筒内噴射型内燃機関の始動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 膨張行程気筒の筒内の燃料気化と相関するパラメータとして、燃料ラインの燃圧f、筒内温度と相関する冷却水温w、膨張行程気筒のピストン位置pを設定し、センサにより検出した各値f,w,pに基づいてインターバル時間Tij0を算出し(ステップS18)、燃料噴射からインターバル時間Tij0が経過した時点で点火を実施する(ステップS28)。
【選択図】 図3
Description
燃料気化と相関するパラメータは機関停止から始動までの機関停止時間に応じて変化する傾向があり、例えば燃料噴射手段に供給される燃料燃料圧力は機関停止から次第に低下することから、機関停止時間が長引くほど燃料圧力が低下し、それに応じて膨張行程気筒の筒内での燃料気化が悪化する。燃料気化と相関するパラメータのみならず機関停止時間を考慮することで、より適切にインターバル時間を算出可能となる。
請求項3の発明は、請求項1において、気化相関パラメータ検出手段が、少なくとも機関停止に伴って低下する燃料噴射手段への供給燃料の圧力をパラメータとして含むものである。
又、燃料気化と相関するパラメータのみならず機関停止時間を考慮することで、燃料噴射から点火までのインターバル時間を一層適切に設定することができる。
図1の全体構成図に示すように、本実施形態の筒内噴射型エンジンは直列4気筒機関として構成され、各気筒には燃料噴射弁1(燃料噴射手段)及び点火プラグ2が設けられている。各気筒の燃料噴射弁1は筒内、即ち燃焼室3内に燃料を直接噴射可能に構成され、各燃料噴射弁1は燃料ライン4を介して燃料タンク5と接続されている。燃料ライン4にはエンジンにより駆動される燃料ポンプ6が設けられ、この燃料ポンプ6により燃料タンク5内に貯留された燃料(ガソリン)が燃料ライン4を経て所定圧力で各燃料噴射弁1に供給される。
ECU21は上記した各検出情報に基づき燃料噴射制御や点火時期制御を始めとするエンジンを運転するための各種制御を実行する。燃料噴射制御では機関回転速度Ne及び目標平均有効圧Pe(機関負荷)に応じて燃料噴射モードを切換えており、機関回転速度Ne及び目標平均有効圧Peが比較的低い運転領域では燃料噴射時期を圧縮行程に設定した圧縮行程噴射モードが選択され、より高回転・高負荷域では燃料噴射時期を吸気行程に設定した吸気行程噴射モードが選択される。均一燃焼により多量の燃料を燃焼させて機関出力を確保する吸気行程噴射モードに対して、圧縮行程噴射モードでは上記したように逆タンブル流を利用して燃料噴霧を点火プラグ2近傍に移送して点火可能な理論空燃比近傍の混合気を形成した上で、全体として超リーンな空燃比での層状燃焼を行ってCO及びHC低減と燃費向上を図る。
ECU21は車両の使用中に図2に示す始動制御ルーチンを所定の制御インターバルで実行している。この始動制御ルーチンはイグニションスイッチのOFF位置以外で常に実行され、運転者のキー操作によりエンジンが停止・始動された(即ち、一旦アクセサリ位置に切換えられた)場合でも継続するように配慮されている。
次に、上記ステップS18で実行されるインターバル時間Tij0の算出処理について詳述する。
ここに、Tbaseはベース値、Tfは燃圧fに基づく燃圧補正値、Twは冷却水温wに基づく水温補正値、Tpはピストン位置pに基づくピストン位置補正値である。
燃圧fを考慮しているのは、以下の理由からである。膨張行程気筒への燃料噴射は燃料ポンプが駆動されないエンジン停止状態で実施されるため、このときの燃料噴射圧は実質的に燃料ポンプ停止後に燃料ラインに残存する圧力(残圧)により行われ、燃料圧力はエンジン停止後に次第に低下する特性を有する。そして、燃料圧力が低下するほど燃料噴射圧も低下し、燃料噴射時の攪拌作用が弱められて燃料霧化が悪化するため燃料気化し難くなり、燃料気化を待つ意味でインターバル時間Tij0を延長する必要が生じる。
基準燃圧f0及び基準冷却水温w0は、アイドルストップ制御での発生頻度が最も高いエンジン停止時間t0に基づいて設定している。即ち、アイドルストップ制御によるエンジン停止時間を統計した結果、図9に示すように発生頻度が最も高いエンジン停止時間t0を求めると共に、エンジン停止に伴って燃圧f及び冷却水温wが低下する図10,11の特性を試験により求め、これらの試験結果に基づき、エンジン停止時間t0が経過した時点での基準燃圧f0及び基準冷却水温w0を導き出した。
そして、図4〜6の燃圧f、冷却水温w、ピストン位置pに関する特性に基づき、基準燃圧f0、基準冷却水温w0、基準ピストン位置p0のときの最適なインターバル時間Tij0として上記したベース値Tbaseを設定した。
よって、ステップS18では、燃圧センサ24により検出された燃圧f、水温センサ25により検出された冷却水温w、及び記憶装置に記憶されたピストン位置pに関する情報を読み込み、図4のマップに従って燃圧fから燃圧補正値Tfを求め、図5のマップに従って冷却水温wから水温補正値Twを求め、図6のマップに従ってピストン位置pからピストン位置補正値Tpを求め、これらの値及びベース値Tbaseにより式(1)からインターバル時間Tij0を算出し、算出したインターバル時間Tij0に基づいて燃料噴射後の点火を実行する。
又、アイドルストップ車両に限ることはなく通常の車両に搭載された筒内噴射型エンジンの始動装置に適用してもよい。この場合には、アイドルストップ制御による発生頻度が最も高いエンジン停止時間t0に代えて、運転者の操作による最も発生頻度が高いエンジン停止時間t0を求め、このエンジン停止時間t0に対応する基準燃圧f0及び基準冷却水温w0を用いてインターバル時間Tij0のベース値Tbaseを設定すればよい。
21 ECU(制御手段)
22 クランク角センサ(気化相関パラメータ検出手段)
23 カム角センサ(気化相関パラメータ検出手段)
24 燃圧センサ(気化相関パラメータ検出手段)
25 水温センサ(気化相関パラメータ検出手段)
Claims (3)
- 内燃機関の始動時に膨張行程にある気筒に対して燃料噴射手段から燃料を噴射し、所定時間経過後に該膨張行程気筒に対して点火して上記噴射燃料を燃焼させる筒内噴射型内燃機関の始動装置において、
上記膨張行程気筒の筒内での燃料気化と相関する複数のパラメータを検出する気化相関パラメータ検出手段と、
上記気化相関パラメータ検出手段により検出された複数のパラメータに基づいてインターバル時間を算出し、上記膨張行程気筒に燃料を噴射すると共に、該燃料噴射から上記インターバル時間の経過後に上記膨張行程気筒に対して点火を行う制御手段と
を備えたことを特徴とする筒内噴射型内燃機関の始動装置。 - 上記制御手段は、発生頻度が高い機関停止から始動までの機関停止時間を予め設定し、該機関停止時間と上記燃料気化と相関するパラメータとに基づいてインターバル時間を算出することを特徴とする請求項1記載の筒内噴射型内燃機関の始動装置。
- 上記気化相関パラメータ検出手段は、少なくとも機関停止に伴って低下する上記燃料噴射手段への供給燃料の圧力をパラメータとして含むことを特徴とする請求項1記載の筒内噴射型内燃機関の始動装置。
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