JP2007278189A - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の始動制御装置において、内燃機関の始動性を向上させることができる技術を提供する。
【解決手段】内燃機関の運転状態によらずに過給が可能な過給器４と、内燃機関の始動時に過給器により過給を行なう始動時過給手段１０と、を具備する。内燃機関の始動時に過給を行なうことにより、圧縮端温度を上昇させることができるので、燃料の蒸発を促進させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の始動制御装置に関する。

アルコール燃料を用いる内燃機関では、冷間始動時にアルコールが気化し難いことから、ＥＧＲガスを供給して吸気の温度を上昇させていた（例えば、特許文献１参照。）。また、冷間始動時の気化率の低下を補うために供給燃料を増量することがあった。
特開平６−２００８３７号公報 特開２００５−２４０５８０号公報 特公昭６３−１９６８７号公報

しかし、内燃機関の始動直後ではＥＧＲガスの温度が低いので気筒内の温度を十分に上昇させることは困難である。そのため、始動性を向上させる効果は小さい。また、燃料供給量を増加させても、気化して燃焼するのは一部の燃料であるため、やはり始動性が悪くなる。また、多量の燃料を供給することにより燃費が悪化するおそれもある。

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の始動制御装置において、内燃機関の始動性を向上させることができる技術を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために本発明による内燃機関の始動制御装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による内燃機関の始動制御装置は、
内燃機関の運転状態によらずに過給が可能な過給器と、
内燃機関の始動時に前記過給器により過給を行なう始動時過給手段と、
を具備することを特徴とする。

前記過給器は、例えば電動駆動されるターボチャージャ（以下、電動アシストターボという。）を挙げることができる。このような過給器によれば、内燃機関の始動前、始動開始時、始動直後、アイドル時、および低負荷時において吸入空気量を増加させることができる。そして、始動時過給手段は、これらの時期において過給を行なうことができる。ここで、過給により気筒内のガス量が増加すると、その後の圧縮行程終了時におけるガス温度がより高くなる。そのため、燃料の着火性を向上させることができる。これにより、内燃機関を容易に始動させることが可能となる。なお、内燃機関の始動時は、内燃機関の冷間始動時としてもよい。

また、本発明においては、前記内燃機関の温度に関連する値を検出する機関温度検出手段をさらに備え、
前記始動時過給手段は、前記機関温度検出手段により検出される温度が低いほど過給圧を高くすることができる。

内燃機関の温度に関連する値には、例えば冷却水温度、潤滑油温度、シリンダヘッドの温度、または吸気温度を挙げることができる。これらの温度が低いと燃料の蒸発が緩慢となるため、始動性が悪化する。これに対し、機関温度検出手段により検出される温度が低いほど過給圧を高くすれば、機関温度に応じた過給が可能となる。すなわち、燃料の蒸発
のし難さに応じた過給が可能となる。また、過給圧を過剰に高める必要がなくなるので、燃費を向上させることができる。

さらに、機関温度が所定値以下の場合に前記過給を行うようにしてもよい。例えば、内燃機関１の暖機が完了するまで過給を行なってもよい。また、燃料性状に応じて過給を行う機関温度を設定してもよい。

また、本発明においては、内燃機関に供給される燃料の性状を検出する燃料性状検出手段をさらに備え、
前記始動時過給手段は、前記燃料性状判定手段により検出される燃料性状に応じて過給圧を調節することができる。

ここで、燃料性状が変わることにより、蒸発のし易さも変わる。そして、燃料性状検出手段は、燃料の性状である例えば重質燃料でるか軽質燃料であるか、または所定の燃料の濃度等を検出する。また、燃料の種類を検出してもよい。

そして、燃料の性状に応じて過給圧を調節することにより、その燃料を良好に蒸発させることが可能な温度とすることができるので、内燃機関の始動性を向上させることができる。

本発明によれば、内燃機関の始動性を向上させることができる。

以下、本発明に係る内燃機関の始動制御装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。

図１は、本実施例に係る内燃機関の始動制御装置を適用する内燃機関１、並びにその吸気系および排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、水冷式の４サイクルエンジンである。内燃機関１は、ガソリンおよびアルコールを任意の割合で混合した混合燃料を用いることができる。

内燃機関１には、気筒２へ通じる吸気通路３が接続されている。この吸気通路３の途中には、電動アシストターボ４が設けられている。この電動アシストターボ４は、電動モータによりコンプレッサが駆動されるターボチャージャである。なお、本実施例では電動アシストターボ４が、本発明における過給器に相当する。

この電動アシストターボ４よりも上流の吸気通路３には、スロットル５が設けられている。一方、電動アシストターボ４よりも下流の吸気通路３には、該吸気通路３内に燃料を噴射する燃料噴射弁６が取り付けられている。燃料噴射弁６には、燃料供給管６１が接続され該燃料供給管６１内には燃料が流れている。また、燃料供給管６１には、該燃料供給管６１内を流れる燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサ６２が取り付けられている。なお、本実施例ではアルコール濃度センサ６２が、本発明における燃料性状検出手段に相当する。

一方、内燃機関１には、気筒２へ通じる排気通路７が接続されている。排気通路７の途中には、排気浄化触媒８が設けられている。排気浄化触媒８には、例えば三元触媒、酸化触媒、またはＮＯｘ触媒を挙げることができる。この排気浄化触媒８よりも下流の排気通路７には、該排気通路７を流通する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比セ
ンサ９が取り付けられている。

また、内燃機関１には、該内燃機関１の冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ１１が取り付けられている。なお、本実施例では冷却水温度センサ１１が、本発明における機関温度検出手段に相当する。

以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御する。ＥＣＵ１０には前記センサが電気配線を介して接続され、これらセンサの出力信号が入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ１０には、電動アシストターボ４および燃料噴射弁６が電気配線を介して接続され、この電動アシストターボ４および燃料噴射弁６はＥＣＵ１０により制御される。

そして、本実施例では、内燃機関１の始動時に電動アシストターボ４を作動させて過給を行なう。

図２は、本実施例に係る過給圧制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１０１では、内燃機関１が始動状態であるか否か判定される。

内燃機関１が始動状態であるとは、内燃機関１の始動直前、始動開始時、始動直後であることを示している。例えば、内燃機関１を始動させるためのスイッチがＯＮとされた場合、または内燃機関１のクランクシャフトの回転が検出された場合に内燃機関１が始動状態であると判定される。

また、内燃機関１の暖機が完了するまでの期間も始動状態に含めてもよい。すなわち、内燃機関１の暖機が完了するまで、本実施例に係る過給を行なってもよい。

ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。

ステップＳ１０２では、過給圧Ｐが設定される。過給圧Ｐは、燃料の蒸発を促進させて内燃機関１の始動性を向上させることができるように設定される。

ここで、過給圧Ｐは、冷却水温度センサ１１により得られる冷却水温度が低いほど、高くなるように設定される。冷却水温度と過給圧Ｐとの関係は予め実験等により求めてマップ化しておく。

また、アルコール濃度センサ６２により得られるアルコール濃度に基づいて過給圧Ｐを設定するようにしてもよい。ガソリンにはアルコールよりも低温で蒸発する成分が含まれている。そのため、アルコール濃度が低いほど燃料が蒸発しやすくなる。そのため、アルコール濃度が高いほど過給圧を高くする。アルコール濃度と過給圧Ｐとの関係は予め実験等により求めてマップ化しておく。

また、冷却水温度とアルコール濃度とに基づいて過給圧Ｐを設定するようにしてもよい。冷却水温度とアルコール濃度と過給圧Ｐとの関係は予め実験等により求めてマップ化しておく。

ステップＳ１０３では、燃料噴射弁６から噴射させる燃料噴射量Ｔが算出される。過給
を行なったときに噴射される燃料は、過給を行なわないときに噴射される燃料と比較して、蒸発する率が高くなるので、燃料噴射量を低減しても内燃機関１の始動性を向上させることができる。これにより、燃費を向上させることができる。

また、過給圧を上昇させると内燃機関１の回転数が過剰に上昇するおそれがあるため、機関回転数に応じた過給圧の制御または燃料噴射量の制御を行って、機関回転数の上昇を抑制してもよい。

そして、実際の過給圧がステップＳ１０２で設定された過給圧となるように過給圧制御が行われる。本実施例では、このようにして過給を行なうＥＣＵ９が、本発明における始動時過給手段に相当する。

以上説明したように、本実施例によれば、内燃機関１の始動時に過給を行なうことによって、圧縮端温度を上昇させることができるので、燃料の蒸発を促進させることができる。そのため、低温始動時の始動性を向上させることができる。また、過給圧は、アルコール濃度または冷却水温度に応じて設定されるため、過剰な過給を抑制することができるので、燃費の悪化を抑制することができる。

なお、気体燃料（例えばＣＮＧ）を用いる内燃機関であっても同様に、始動時に過給を行なうことができる。

実施例に係る内燃機関の始動制御装置を適用する内燃機関、並びにその吸気系および排気系の概略構成を示す図である。 実施例に係る過給圧制御のフローを示したフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 気筒
３ 吸気通路
４ 電動アシストターボ
５ スロットル
６ 燃料噴射弁
７ 排気通路
８ 排気浄化触媒
９ 空燃比センサ
１０ ＥＣＵ
１１ 冷却水温度センサ
６１ 燃料供給管
６２ アルコール濃度センサ

Claims (3)

1. 内燃機関の運転状態によらずに過給が可能な過給器と、
   内燃機関の始動時に前記過給器により過給を行なう始動時過給手段と、
   を具備することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
2. 前記内燃機関の温度に関連する値を検出する機関温度検出手段をさらに備え、
   前記始動時過給手段は、前記機関温度検出手段により検出される温度が低いほど過給圧を高くすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置。
3. 内燃機関に供給される燃料の性状を検出する燃料性状検出手段をさらに備え、
   前記始動時過給手段は、前記燃料性状判定手段により検出される燃料性状に応じて過給圧を調節することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の始動制御装置。

Images