JP2008232007A - Start control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の始動制御装置に関する。 The present invention relates to a start control device for an internal combustion engine.
一般に、内燃機関の始動時は、以下のような諸条件が存在するため、燃焼状態が悪くなり易い。
(1)燃料が噴射される場(ポート噴射の場合には吸気ポート内、筒内噴射の場合には筒内)の負圧が十分でなく、大気圧に近い圧力であるため、燃料が霧化(気化)しにくい。
(2)エンジン回転数が低いため、気流の乱れが少ない。
(3)噴射された燃料が衝突する壁面は、エンジン運転中は、燃料が付着して濡れている。エンジン停止中、その壁面に付着した燃料は蒸発し、壁面が乾いていく。このため、始動時には、その壁面を濡らす分の燃料も必要となるので、燃焼に寄与する燃料が不足し易い。
(4)冷間始動時においては、燃料が付着する壁面を含め、エンジン本体の温度が全体的に低く、燃料が更に霧化しにくい。
In general, when the internal combustion engine is started, the following conditions exist, so that the combustion state tends to deteriorate.
(1) Since the negative pressure in the place where fuel is injected (in the intake port in the case of port injection, in the cylinder in the case of in-cylinder injection) is not sufficient and the pressure is close to atmospheric pressure, Difficult to vaporize.
(2) Since the engine speed is low, there is little turbulence in the airflow.
(3) The wall on which the injected fuel collides is wet with fuel adhering during engine operation. While the engine is stopped, the fuel adhering to the wall surface evaporates and the wall surface dries out. For this reason, at the time of start-up, fuel for wetting the wall surface is also required, so that the fuel contributing to combustion is likely to be insufficient.
(4) At the time of cold start, the temperature of the engine main body including the wall to which the fuel adheres is low overall, and the fuel is more difficult to atomize.
このようなことから、始動時には、燃焼に寄与しなかった未燃燃料がHCやCOとして排出され易く、エミッションが悪化し易い。また、燃焼に寄与しなかった燃料は無駄となるので、始動に要する燃料量が多くなり易く、燃費が悪化し易い。特に、ハイブリッド車両や、アイドリングストップ機能を有する車両など、走行中に内燃機関の自動停止・自動始動を繰り返す車両では、問題となり易い。 For this reason, at the time of start-up, unburned fuel that has not contributed to combustion is easily discharged as HC or CO, and emissions are likely to deteriorate. Further, since the fuel that has not contributed to the combustion is wasted, the amount of fuel required for starting tends to increase, and the fuel consumption tends to deteriorate. In particular, a vehicle such as a hybrid vehicle or a vehicle having an idling stop function is likely to be a problem in a vehicle that repeats automatic stop / automatic start of the internal combustion engine during traveling.
上述したような始動時の問題を解決するべく、特開2006−144725号公報には、筒内噴射式内燃機関の冷機始動時に、蓄圧室内の燃料圧力および吸気管負圧が所定値以上になるまではエンジン始動を許可しないようにした燃料噴射制御装置が開示されている。この装置によれば、蓄圧室内の燃料圧力および吸気管負圧が所定値以上になるまで、つまり、燃料が霧化し易い状況になるまでは、エンジン始動を許可しないようにする。このため、始動時に燃焼しないまま排出される燃料の量を抑制することができる。 In order to solve the problem at the time of starting as described above, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-144725 discloses that the fuel pressure in the pressure accumulating chamber and the negative pressure of the intake pipe become equal to or greater than a predetermined value when the cylinder internal combustion engine is cold-started. Until now, a fuel injection control device is disclosed in which engine start is not permitted. According to this device, the engine start is not permitted until the fuel pressure in the pressure accumulating chamber and the intake pipe negative pressure are equal to or higher than predetermined values, that is, until the fuel is easily atomized. For this reason, the amount of fuel discharged without being combusted at the time of starting can be suppressed.
始動時の吸気管負圧は、内燃機関がスタータモータによってクランキングされることによって生ずる。この場合、吸気管負圧の上昇速度(絶対圧の低下速度)は、環境条件やエンジン状態によっても変化する。上記従来の装置では、吸気管負圧が所定値以上にならないとエンジン始動が許可されないので、吸気管負圧の上昇速度が遅かった場合には、始動に時間がかかり、始動完了が遅れてしまう。始動に時間がかかると、自動停止・自動始動を行う車両の場合には特に、ドライバビリティに悪影響を及ぼすこともあり、好ましくない。 The intake pipe negative pressure at the time of starting is generated when the internal combustion engine is cranked by the starter motor. In this case, the intake pipe negative pressure increasing speed (absolute pressure decreasing speed) also varies depending on environmental conditions and engine conditions. In the above-described conventional device, the engine start is not permitted unless the intake pipe negative pressure exceeds a predetermined value. Therefore, if the intake pipe negative pressure rises slowly, it takes time to start and the start completion is delayed. . If starting takes a long time, drivability may be adversely affected particularly in the case of a vehicle that automatically stops and starts, which is not preferable.
この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、機関始動時のエミッション悪化や燃費悪化を防止しつつ、機関始動を迅速に完了することのできる内燃機関の始動制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides an internal combustion engine start control device capable of quickly completing engine start while preventing deterioration of emissions and fuel consumption at the time of engine start. With the goal.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の始動制御装置であって、
始動時に内燃機関をクランキングするスタータと、
始動時に、燃料が噴射される場の圧力を噴射場圧力として検出または推定する噴射場圧力取得手段と、
始動時に、前記噴射場圧力に基いて、前記スタータの回転数を制御する回転数制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a start control device for an internal combustion engine,
A starter that cranks the internal combustion engine at start-up;
Injection field pressure acquisition means for detecting or estimating the pressure of the field at which the fuel is injected as an injection field pressure at start-up;
A rotational speed control means for controlling the rotational speed of the starter based on the injection field pressure at the start;
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記回転数制御手段は、前記噴射場圧力の低下速度が所定の基準より遅い場合に、前記スタータの回転数を高くする補正を実施する高回転化手段を含むことを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The rotation speed control means includes high rotation means for performing correction to increase the rotation speed of the starter when the rate of decrease in the injection field pressure is slower than a predetermined reference.
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記回転数制御手段は、前記噴射場圧力の低下速度が所定の基準より速い場合に、前記スタータの回転数を低くする補正を実施する低回転化手段を含むことを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
The rotation speed control means includes a low rotation speed reduction means for performing correction to lower the rotation speed of the starter when the rate of decrease in the injection field pressure is faster than a predetermined reference.
また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
始動時に、クランキング開始後、前記噴射場圧力が所定の判定圧力まで低下するのを待って燃料噴射を開始する燃料噴射開始タイミング制御手段を備えることを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The fuel injection start timing control means for starting the fuel injection after waiting for the injection field pressure to drop to a predetermined determination pressure at the start after cranking is started.
また、第5の発明は、第4の発明において、
燃料の飽和蒸気圧特性に基いて、前記判定圧力を設定する判定圧力設定手段を備えることを特徴とする。
The fifth invention is the fourth invention, wherein
It is characterized by comprising determination pressure setting means for setting the determination pressure based on the saturated vapor pressure characteristic of the fuel.
また、第6の発明は、第4または第5の発明において、
前記内燃機関を取り巻く環境に関するパラメータに基いて、前記判定圧力を補正する判定圧力補正手段を備えることを特徴とする。
The sixth invention is the fourth or fifth invention, wherein
It is characterized by comprising determination pressure correction means for correcting the determination pressure based on parameters relating to the environment surrounding the internal combustion engine.
また、第7の発明は、第1乃至第6の発明の何れかにおいて、
前記回転数制御手段により前記スタータに加えられた補正量、および/または、前記噴射場圧力の時間的推移に基いて、前記内燃機関の吸気系の漏れまたは詰まり、あるいは前記スタータの異常を検知する異常検知手段を備えることを特徴とする。
According to a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions,
Leakage or clogging of the intake system of the internal combustion engine or abnormality of the starter is detected based on the correction amount applied to the starter by the rotation speed control means and / or the temporal transition of the injection field pressure. An abnormality detection means is provided.
第1の発明によれば、始動時に、燃料が噴射される場の圧力(噴射場圧力)に基いて、スタータの回転数を制御することができる。始動時は、内燃機関がスタータによってクランキングされることで、燃料噴射場に負圧が発生する。このため、燃料噴射場の負圧は、スタータの回転数に依存する。始動時に燃料噴射場の負圧が十分に大きくなっていないと、燃料の霧化(気化)が悪く、燃料が燃焼しにくくなり、始動完了までに要する時間が長くなり易い。逆に、噴射場圧力が必要以上に低くなるほどスタータ回転数を高くすると、消費電力が多くなったり、スタータが損耗したりする。第1の発明によれば、噴射場圧力に基いてスタータ回転数を制御することにより、始動時に噴射場圧力を迅速かつ確実に低下させて、燃料の霧化を促進し、燃料を燃焼し易くすることができる。このため、燃焼しないままで排気ガス中にHC、COなどとして排出される燃料量を少なくすることができ、始動時のエミッションや燃費を改善することができる。また、始動が完了するまでに要する時間を短縮することができる。更に、スタータ回転数が必要以上に高くなることを防止することができるので、消費電力を抑制するとともに、スタータの寿命を長くすることができる。 According to the first invention, at the time of start-up, the rotation speed of the starter can be controlled based on the pressure of the field where fuel is injected (injection field pressure). At the time of start-up, the internal combustion engine is cranked by the starter, thereby generating a negative pressure in the fuel injection field. For this reason, the negative pressure of the fuel injection field depends on the rotation speed of the starter. If the negative pressure of the fuel injection field is not sufficiently large at the time of start-up, fuel atomization (vaporization) is poor, the fuel is difficult to burn, and the time required to complete the start-up tends to be long. On the contrary, if the starter rotation speed is increased as the injection field pressure becomes lower than necessary, the power consumption increases or the starter is worn out. According to the first aspect of the invention, by controlling the starter rotation speed based on the injection field pressure, the injection field pressure is quickly and surely reduced at the time of start-up, fuel atomization is promoted, and the fuel is easily combusted. can do. For this reason, it is possible to reduce the amount of fuel discharged as HC, CO or the like in the exhaust gas without being burned, and to improve the emission and fuel consumption at the start. In addition, the time required to complete the start can be shortened. Furthermore, since it is possible to prevent the starter rotation speed from becoming higher than necessary, it is possible to suppress power consumption and extend the life of the starter.
第2の発明によれば、噴射場圧力の低下速度(負圧の増大速度)が基準より遅い場合に、スタータの回転数を高くすることにより、噴射場圧力の低下速度を回復させることができる。これにより、始動完了が遅れることをより確実に防止することができる。 According to the second aspect of the invention, when the injection field pressure decrease rate (negative pressure increase rate) is slower than the reference, the injection field pressure decrease rate can be recovered by increasing the rotation speed of the starter. . Thereby, it can prevent more reliably that start completion is overdue.
第3の発明によれば、噴射場圧力の低下速度(負圧の増大速度)が必要以上に速い場合に、スタータ回転数を低くすることにより、スタータ回転数が必要以上に高くなることをより確実に防止することができる。このため、電力消費を確実に抑えることができ、スタータの寿命も更に延ばすことができる。 According to the third invention, when the injection field pressure decrease rate (negative pressure increase rate) is higher than necessary, the starter rotation number is decreased more than necessary by lowering the starter rotation number. It can be surely prevented. For this reason, power consumption can be suppressed reliably and the life of the starter can be further extended.
第4の発明によれば、始動時に、噴射場圧力が十分に低くなってから(負圧が十分に大きくなってから)燃料噴射を開始することができる。このため、噴射開始直後から、燃料の気化(減圧沸騰)を促進することができ、噴射された燃料を確実に燃焼させることができる。その結果、未燃のまま排気ガスとして排出される燃料を少なくすることができ、エミッションや燃費を更に改善することができる。 According to the fourth invention, at the time of starting, fuel injection can be started after the injection field pressure becomes sufficiently low (after the negative pressure becomes sufficiently high). For this reason, immediately after the start of injection, the vaporization (boiling under reduced pressure) of the fuel can be promoted, and the injected fuel can be reliably burned. As a result, it is possible to reduce the amount of fuel that is unburned and discharged as exhaust gas, and to further improve emissions and fuel consumption.
第5の発明によれば、燃料噴射開始の許可を判定する判定圧力を、燃料の飽和蒸気圧特性に基いて設定することができる。このため、クランキング開始後、燃料噴射が禁止される期間を、燃料の飽和蒸気圧特性に応じた最適な長さに設定することができる。よって、エミッションや燃費を十分に改善しつつ、迅速な始動を行うことができる。 According to the fifth aspect, the determination pressure for determining permission to start fuel injection can be set based on the saturated vapor pressure characteristic of the fuel. For this reason, after cranking starts, the period during which fuel injection is prohibited can be set to an optimum length according to the saturated vapor pressure characteristic of the fuel. Therefore, it is possible to perform a quick start while sufficiently improving emission and fuel consumption.
第6の発明によれば、内燃機関を取り巻く環境に関するパラメータ(環境パラメータ)に基いて、上記判定圧力を補正することができる。燃料の蒸発のし易さは、環境パラメータによって変化する。第6の発明によれば、クランキング開始後、燃料噴射が禁止される期間を、環境パラメータの影響にも配慮して、より適切な長さに設定することができる。 According to the sixth aspect, the determination pressure can be corrected based on a parameter (environment parameter) related to the environment surrounding the internal combustion engine. The ease of fuel evaporation varies with environmental parameters. According to the sixth aspect, after the cranking starts, the period during which fuel injection is prohibited can be set to a more appropriate length in consideration of the influence of environmental parameters.
第7の発明によれば、始動時にスタータ回転数に加えられた補正量、あるいは、噴射場圧力の時間的推移を利用することにより、内燃機関の吸気系の漏れまたは詰まり、あるいはスタータの異常を精度良く検知することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, by using the correction amount added to the starter rotation speed at the time of start-up or the time transition of the injection field pressure, leakage or clogging of the intake system of the internal combustion engine, or starter abnormality is prevented. It can be detected with high accuracy.
実施の形態1.
[システム構成の説明]
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図である。図1に示すように、本実施形態のシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10の気筒数や気筒配置は、特に限定されるものではない。
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system of the present embodiment includes an
内燃機関10の筒内には、吸気通路12および排気通路14が連通している。吸気通路12には、吸入空気量Gaを検出するエアフローメータ16が配置されている。エアフローメータ16の下流には、スロットル弁18が配置されている。スロットル弁18の開度は、スロットルモータ20の作動によって調整される。スロットル弁18の近傍には、スロットル弁18の開度を検出するためのスロットルポジションセンサ22が配置されている。また、アクセルペダルの近傍には、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ24が設けられている。
An
内燃機関10の各気筒には、吸気ポート11内に燃料を噴射するための燃料インジェクタ26が配置されている。なお、内燃機関10は、図示のようなポート噴射式のものに限らず、燃料を筒内に直接噴射する筒内直接噴射式のものであってもよく、また、ポート噴射と筒内噴射を併用するものであってもよい。内燃機関10の各気筒には、更に、吸気弁28、点火プラグ30、および排気弁32が設けられている。
Each cylinder of the
内燃機関10のクランク軸36の近傍には、クランク角センサ38が取り付けられている。クランク角センサ38の出力によれば、クランク角や、エンジン回転数NEを検出することができる。
A
また、本実施形態のシステムは、吸気ポート11内の圧力を検出する吸気圧センサ40と、内燃機関10の冷却水温を検出する水温センサ42と、始動時に内燃機関10をクランキングするスタータモータ44と、内燃機関10に供給される燃料の性状を検出する燃料性状センサ46と、内燃機関10に供給される燃料の温度を検出する燃料温度センサ48とを備えている。
Further, the system of the present embodiment includes an
更に、本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータが電気的に接続されている。
Furthermore, the system of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. The
本実施形態において、内燃機関10は、アイドリングストップ車、あるいはハイブリッド車に搭載されているものとする。これらの車両においては、走行中に、内燃機関10の自動停止および自動始動が繰り返し実行される。なお、ハイブリッド車であるとした場合、スタータモータ44は、始動専用のものでなくてもよく、始動時以外は発電機として機能するものであってもよい。また、本発明は、内燃機関10の自動停止および自動始動を行わないシステムに適用することも可能である。
In the present embodiment, it is assumed that the
[実施の形態1の特徴]
前述したように、内燃機関10の始動時は、一般に、燃焼に寄与しなかった未燃燃料がHCやCOとして排出され易く、また、燃料消費量が多くなり易い。図2は、始動時の吸気ポート11内の絶対的な圧力(以下「吸気管圧力」ともいう)と、始動時要求噴射量および始動時未燃排気ガス量との関係を示す図である。始動時要求噴射量とは、始動するために必要な燃料量であり、始動時未燃排気ガス量とは、始動時に排出されるHCおよびCOの量であるものとする。
[Features of Embodiment 1]
As described above, when the
燃料インジェクタ26から噴射された燃料は、吸気管圧力が低いほど、つまり吸気ポート11内の負圧が大きいほど、霧化(気化)が促進される。逆に、吸気管圧力が高く、大気圧に近いほど、燃料は霧化しにくくなる。よって、吸気管圧力が高い場合ほど、噴射された燃料のうちで燃焼に寄与しない割合が増加する。また、その分だけ、より多くの燃料を噴射しなければならなくなる。このため、図2に示すように、吸気管圧力が大きくなるほど、始動時未燃排気ガス量および始動時要求噴射量は共に増大する。
The fuel injected from the
図3は、本実施形態の始動制御を説明するためのタイミングチャートである。図3に示すように、始動時、スタータモータ44により内燃機関10のクランキングが開始されると、エンジン回転数(クランキング回転数)が上昇するのに伴い、吸気ポート11内に負圧が発生し、吸気管圧力が低下していく。また、図3中の噴射許可フラグとは、燃料インジェクタ26からの燃料噴射を許可するか禁止するかを表すフラグである。
FIG. 3 is a timing chart for explaining the start control of the present embodiment. As shown in FIG. 3, when cranking of the
本実施形態では、始動時未燃排気ガス量および始動時要求噴射量を低減するため、図3に示すように、内燃機関10のクランキングを開始した後、吸気圧センサ40によって検出される吸気管圧力が、所定の判定負圧まで低下するのを待ってから、燃料インジェクタ26の燃料噴射を許可することとした。これにより、吸気ポート11内の負圧が十分に大きくなり、燃料の霧化(気化)が十分に促進される状態になってから、吸気ポート11内への燃料供給を開始することができる。このため、噴射された燃料を確実に霧化・燃焼させることができるので、始動時未燃排気ガス量および始動時要求噴射量が低減され、始動時のエミッションおよび燃費を改善することができる。
In this embodiment, in order to reduce the unburned exhaust gas amount at start and the required injection amount at start, as shown in FIG. 3, the intake air detected by the
また、本実施形態では、始動時、吸気管圧力に応じて、スタータモータ44の回転数を制御することとした。具体的には、吸気管圧力の低下速度が通常より遅いと判定される場合には、スタータモータ44の回転数が高くなるように補正することとした。これにより、始動時に吸気管圧力の低下速度が何らかの原因で通常より遅かった場合であっても、吸気管圧力が判定負圧にまで低下するのに要する時間が過度に長くなることを確実に防止することができる。よって、内燃機関10の始動完了が遅れることを防止することができ、ドライバビリティ悪化等の弊害の発生を防止することができる。
Further, in this embodiment, at the time of starting, the rotation speed of the
一方、始動時の吸気管圧力の低下速度が通常より速いと判定される場合には、本実施形態では、スタータモータ44の回転数が低くなるように補正することとした。これにより、始動時に吸気管圧力の低下速度が必要以上に速かった場合には、スタータモータ44の回転数が低くされるので、その分だけスタータモータ44の電力消費量を低減することができる。このため、全体としての燃費性能を向上することができるとともに、スタータモータ44の寿命を延ばすこともできる。
On the other hand, when it is determined that the rate of decrease in the intake pipe pressure at the time of starting is faster than usual, in the present embodiment, correction is made so that the rotation speed of the
[実施の形態1における具体的処理]
図4は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。なお、本ルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行されるものとする。図4に示すルーチンによれば、まず、始動が要求されているか否かが判別される(ステップ100)。始動が要求されていないと判別された場合には、今回の処理サイクルがそのまま終了される。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 4 is a flowchart of a routine executed by the
一方、上記ステップ100で、始動が要求されていると判別された場合には、次に、スタータモータ44への通電が行われる(ステップ102)。これにより、スタータモータ44によって内燃機関10がクランキングされる。次いで、吸気圧センサ40により検出される吸気管圧力が読み込まれる(ステップ104)。続いて、燃料噴射許可圧力の基本値の算出が行われる(ステップ106)。燃料噴射許可圧力とは、図3における判定負圧に相当するものである。図5は、ステップ106の処理を示すサブルーチンである。
On the other hand, if it is determined in
図5に示すサブルーチンの処理によれば、まず、燃料の飽和蒸気圧線の検出が行われる(ステップ108)。図6は、燃料の飽和蒸気圧線を示すマップであり、このマップはECU50に記憶されているものとする。燃料の霧化のし易さの度合いは、飽和蒸気圧の値によって判断することができる。図6に示すように、燃料温度が高いほど、燃料の飽和蒸気圧は高くなる。また、燃料の飽和蒸気圧は、燃料の種類(例えば、重質燃料であるか軽質燃料や、アルコール含有率の違いなど)に応じて異なる。図6に示すマップには、A,B,Cの3種類の燃料の飽和蒸気圧線が示されている。上記ステップ108においては、燃料性状センサ46の検出結果に基づいて、内燃機関10に供給されている燃料がA,B,Cの何れの種類であるかが判別される。
According to the processing of the subroutine shown in FIG. 5, first, the saturated vapor pressure line of the fuel is detected (step 108). FIG. 6 is a map showing the saturated vapor pressure line of the fuel, and this map is stored in the
次いで、燃料温度センサ48により、内燃機関10に供給されている燃料の温度が検出される(ステップ110)。続いて、上記ステップ108で検出された飽和蒸気圧線に、上記ステップ110で検出された燃料温度を当てはめることにより、燃料の飽和蒸気圧が算出される(ステップ112)。飽和蒸気圧が小さいほど、燃料は霧化しにくい。このため、燃料の飽和蒸気圧が小さい場合には、吸気管圧力がより低い値にまで低下してから燃料噴射を開始することが望ましい。そこで、図4のステップ106においては、上記のようにして算出された燃料の飽和蒸気圧が小さい場合ほど、燃料噴射許可圧力の基本値が小さくなるように算出される。
Next, the temperature of the fuel supplied to the
なお、上記ステップ108では、燃料性状センサ46による検出結果が上記A,B,Cの燃料の中間的な性状であった場合には、図6のマップの飽和蒸気圧線を補間することにより、検出結果に対応する飽和蒸気圧線を求めるようにしてもよい。
In
図4のステップ106の処理に続いて、燃料噴射許可圧力の補正値の算出が行われる(ステップ114)。図7は、ステップ114の処理を示すサブルーチンである。図7に示すサブルーチンの処理によれば、まず、内燃機関10の環境温度に関するパラメータである環境パラメータが取得される(ステップ116)。この環境パラメータとしては、例えば、水温センサ42により検出される冷却水温、あるいは吸気温、外気温などを用いることができる。
Subsequent to the processing of
続いて、燃料噴射許可圧力の補正値が算出される(ステップ118)。上記環境パラメータが高いほど、燃料インジェクタ26から噴射された燃料は霧化し易く、環境パラメータが低いほど、燃料は霧化しにくい。燃料噴射許可圧力の補正値とは、この影響を補正するための補正値である。図8は、環境パラメータに基づいて燃料噴射許可圧力の補正値を求めるためのマップである。上記ステップ118では、同図に示すように、環境パラメータが低い場合ほど、燃料噴射許可圧力の補正値が小さく算出される。
Subsequently, a correction value for the fuel injection permission pressure is calculated (step 118). The higher the environmental parameter is, the more easily the fuel injected from the
続いて、その算出された燃料噴射許可圧力の補正値にガードをかける処理が実行される。すなわち、算出された補正値と所定の下限値とが比較され(ステップ120)、補正値が下限値未満である場合には、補正値が下限値で置換される(ステップ122)。また、算出された補正値と所定の上限値とが比較され(ステップ124)、補正値が上限値を超える場合には、補正値が上限値で置換される(ステップ124)。それ以外の場合には、上記ステップ118で算出された値がそのまま燃料噴射許可圧力の補正値として用いられる。
Subsequently, a process of guarding the calculated correction value of the fuel injection permission pressure is executed. That is, the calculated correction value is compared with a predetermined lower limit value (step 120), and when the correction value is less than the lower limit value, the correction value is replaced with the lower limit value (step 122). The calculated correction value is compared with a predetermined upper limit value (step 124). If the correction value exceeds the upper limit value, the correction value is replaced with the upper limit value (step 124). In other cases, the value calculated in
以上のようにして燃料噴射許可圧力の補正値が算出されたら、次に、その補正値と、上記ステップ106で算出された燃料噴射許可圧力の基本値とを足し合わせることにより、燃料噴射許可圧力の最終値が算出される(図4のステップ128)。
After the correction value of the fuel injection permission pressure is calculated as described above, the fuel injection permission pressure is then obtained by adding the correction value and the basic value of the fuel injection permission pressure calculated in
続いて、スタータモータ44の回転数制御が実行される(ステップ130)。図9は、ステップ130の処理を示すサブルーチンである。このサブルーチンの処理によれば、まず、上記ステップ104で検出された現在の吸気管圧力と、上記ステップ128で算出された燃料噴射許可圧力最終値との差が、スタータ高回転化判定定数αを超えているか否かが判別される(ステップ132)。
Subsequently, the rotational speed control of the
上記ステップ132において、判別が肯定された場合には、吸気管圧力の低下速度が通常より遅いと判断することができる。そこで、この場合には、スタータモータ44が高回転化するように、スタータモータ44への通電量が補正される(ステップ134)。
If the determination in
一方、上記ステップ132において、判別が否定された場合には、次に、上記ステップ104で検出された現在の吸気管圧力と、上記ステップ128で算出された燃料噴射許可圧力最終値との差が、スタータ低回転化判定定数β未満であるか否かが判別される(ステップ136)。この判別が肯定された場合には、吸気管圧力の低下速度が通常より速いと判断することができる。この場合には、スタータモータ44の回転数を多少低くしても、問題ない。そこで、この場合には、スタータモータ44が低回転化するように、スタータモータ44への通電量が補正される(ステップ138)。
On the other hand, if the determination in
図4のステップ130の処理に続いて、吸気系またはスタータの異常を検出する処理が実行される(ステップ140)。このステップ140の処理については、後述する。
Subsequent to step 130 in FIG. 4, a process for detecting an abnormality in the intake system or the starter is executed (step 140). The process of
上記ステップ140の処理に続いて、上記ステップ104で検出された現在の吸気管圧力が上記ステップ128で算出された燃料噴射許可圧力最終値まで低下したか否かが判別される(ステップ142)。その結果、吸気管圧力が未だ燃料噴射許可圧力最終値より大きいと判別された場合には、燃料インジェクタ26からの燃料噴射が禁止される(ステップ144)。一方、上記ステップ142において、吸気管圧力が燃料噴射許可圧力にまで低下したことが認められた場合には、燃料インジェクタ26からの燃料噴射が許可され(ステップ146)、燃料噴射が実行される。
Following the processing in
以上説明したように、本実施形態によれば、内燃機関10の始動時、燃料が噴射される場(吸気ポート11内)の圧力である吸気管圧力が上記燃料噴射許可圧力まで低下するのを待ってから、燃料噴射を開始する。このため、燃料噴射開始直後から、燃料の霧化(気化)を十分に促進することができる。よって、始動の際に燃焼に寄与しないまま排出される燃料の量を少なくすることができ、その結果、始動時のエミッションおよび燃費を改善することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the
また、本実施形態によれば、始動時に吸気管圧力の低下速度が通常より遅いと判定される場合には、スタータモータ44の回転数が高くなるように補正することにより、吸気管圧力の低下速度を速めて回復させることができる。このため、吸気管圧力の低下速度が何らかの原因で通常より遅かった場合であっても、吸気管圧力が燃料噴射許可圧力まで低下するのに要する時間が過度に長くなることを確実に防止することができる。よって、始動完了が遅れることを防止することができ、ドライバビリティ悪化等の弊害の発生を防止することができる。
Further, according to the present embodiment, when it is determined that the rate of decrease in the intake pipe pressure is slower than normal at the time of starting, the intake pipe pressure is reduced by correcting the
逆に、始動時の吸気管圧力の低下速度が通常より速いと判定される場合には、スタータモータ44の回転数が低くなるように補正することができる。これにより、スタータモータ44の回転数を必要十分な回転数に抑えることができるので、電力消費量を低減することができる。よって、全体としての燃費性能を向上することができ、また、スタータモータ44の寿命を延ばすこともできる。
Conversely, when it is determined that the rate of decrease in the intake pipe pressure at the time of starting is faster than normal, it is possible to correct the rotation speed of the
また、本実施形態によれば、燃料の飽和蒸気圧を算出し、その値に応じて、燃料噴射許可圧力を設定することができる。このため、始動後、燃料噴射を禁止する期間を、燃料の蒸発特性に応じて過不足ない長さに設定することができる。このため、始動を迅速に行うことができるとともに、燃費やエミッションを確実に改善することができる。 Moreover, according to this embodiment, the saturated vapor pressure of the fuel can be calculated, and the fuel injection permission pressure can be set according to the value. For this reason, after starting, the period during which fuel injection is prohibited can be set to a length that is not excessive or insufficient in accordance with the fuel evaporation characteristics. For this reason, starting can be performed quickly, and fuel consumption and emission can be reliably improved.
更に、本実施形態によれば、内燃機関10の環境パラメータに応じて、燃料噴射許可圧力を補正することができる。すなわち、燃料の蒸発特性に対する環境条件の影響をも考慮して、燃料噴射許可圧力を設定することができる。このため、始動後、燃料噴射を禁止する期間をより適切な長さに設定することができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the fuel injection permission pressure can be corrected according to the environmental parameters of the
次に、上記ステップ140の、吸気系またはスタータの異常を検出する処理について説明する。図10は、ステップ140の処理を示すサブルーチンである。このサブルーチンの処理によれば、まず、上記ステップ130のスタータモータ44の回転数制御において補正されたスタータ回転数補正量が読み込まれる(ステップ148)。次いで、スタータモータ44の異常を判定するためのスタータ回転数異常判定値が取得される(ステップ150)。
Next, the process of detecting an abnormality in the intake system or starter in
続いて、吸気管圧力の異常を判定するための判定値が取得される(ステップ152)。図11は、このステップ152で取得される吸気管圧力の異常判定値を示すマップである。図11中の実線は、クランキング開始後における吸気管圧力の時間的推移の典型を示すグラフであり、この実線の上下にある破線は、吸気管圧力の正常範囲を示すグラフである。吸気管圧力がこの正常範囲よりも低い場合、つまり吸気管内の負圧が正常に高まらない場合には、吸気通路12等の吸気系に漏れが生じているか、あるいはスタータモータ44に異常が生じてクランキング回転数が指示値より低くなっていると判断することができる。逆に、吸気管圧力が上記正常範囲よりも高い場合、つまり吸気管内の負圧が異常に高まっている場合には、吸気系(エアクリーナ)に詰まりが生じているか、あるいはスタータモータ44に異常が生じてクランキング回転数が指示値より高くなっていると判断することができる。上記ステップ152では、図11に示すマップに基づき、クランキング開始後の経過時間に応じた異常上限判定値および異常下限判定値が取得される。
Subsequently, a determination value for determining an abnormality in the intake pipe pressure is acquired (step 152). FIG. 11 is a map showing the abnormality determination value of the intake pipe pressure acquired in
続いて、上記ステップ104で取得された現在の吸気管圧力が、上記ステップ152で取得された異常上限判定値および異常下限判定値で規定される正常範囲に入っているか否かが判別される(ステップ154)。その結果、吸気管圧力が正常範囲外であると判別された場合には、吸気系の異常(漏れまたは詰まり)、またはスタータモータ44の異常があるものと判定される(ステップ156)。
Subsequently, it is determined whether or not the current intake pipe pressure acquired in
一方、上記ステップ154で吸気管圧力が正常範囲内であると判別された場合には、次に、上記ステップ148で取得されたスタータ回転数補正量の絶対値が、上記ステップ150で取得されたスタータ回転数異常判定値未満に収まっているか否かが判別される(ステップ158)。その結果、スタータ回転数補正量の絶対値がスタータ回転数異常判定値以上であると判別された場合には、吸気系の漏れまたは詰まりによって吸気管圧力が異常な値になっているか、あるいはスタータモータ44に異常が生じて実際のスタータ回転数が補正に対して正常に反応していないと判断することができる。そこで、この場合にも、吸気系の異常、またはスタータモータ44の異常があるものと判定される(ステップ156)。
On the other hand, if it is determined in
これに対し、上記ステップ158においてスタータ回転数補正量の絶対値がスタータ回転数異常判定値未満に収まっていると判別された場合には、吸気系およびスタータモータ44の何れにも異常はなく、正常であると判定される(ステップ160)。
On the other hand, if it is determined in
本実施形態では、以上説明した図10に示すルーチンの処理を実行することにより、吸気系やスタータモータ44に異常が生じた場合、その異常を精度良く検知することができる。
In the present embodiment, by executing the processing of the routine shown in FIG. 10 described above, if an abnormality occurs in the intake system or the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。前述したように、本発明は、燃料を筒内に直接噴射する筒内直接噴射式内燃機関に適用することも可能である。その場合、吸気管圧力に代えて、筒内圧力を用いて上記実施形態と同様の制御を行えばよい。筒内圧力は、筒内圧センサ52を設けて検出すればよい。あるいは、吸気弁28の開弁期間中に吸気圧センサ40によって検出された値を筒内圧として用いてもよい。吸気弁28が開いているときには、吸気管圧力が筒内圧に等しくなるからである。また、本発明では、吸気管圧力または筒内圧、つまり燃料が噴射される場の圧力をエンジン回転数等から推定するようにしてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment. As described above, the present invention can also be applied to an in-cylinder direct injection internal combustion engine that directly injects fuel into the cylinder. In that case, instead of the intake pipe pressure, the same control as in the above embodiment may be performed using the in-cylinder pressure. The in-cylinder pressure may be detected by providing an in-
また、上述した実施の形態1においては、吸気圧センサ40が前記第1の発明における「噴射場圧力取得手段」に相当している。また、ECU50が、上記ステップ130(図9に示すルーチン)の処理を実行することにより前記第1の発明における「回転数制御手段」が、上記ステップ132および134の処理を実行することにより前記第2の発明における「高回転化手段」が、上記ステップ136および138の処理を実行することにより前記第3の発明における「低回転化手段」が、上記ステップ140〜146の処理を実行することにより前記第4の発明における「燃料噴射開始タイミング制御手段」が、上記ステップ106(図5に示すルーチン)の処理を実行することにより前記第5の発明における「判定圧力設定手段」が、上記ステップ114(図7に示すルーチン)の処理を実行することにより前記第6の発明における「判定圧力補正手段」が、上記ステップ140(図10に示すルーチン)の処理を実行することにより前記第7の発明における「異常検知手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the
10 内燃機関
11 吸気ポート
12 吸気通路
14 排気通路
16 エアフローメータ
18 スロットル弁
26 燃料インジェクタ
30 点火プラグ
40 吸気圧センサ
42 水温センサ
50 ECU
DESCRIPTION OF
Claims (7)
始動時に、燃料が噴射される場の圧力を噴射場圧力として検出または推定する噴射場圧力取得手段と、
始動時に、前記噴射場圧力に基いて、前記スタータの回転数を制御する回転数制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。 A starter that cranks the internal combustion engine at start-up;
Injection field pressure acquisition means for detecting or estimating the pressure of the field at which fuel is injected as an injection field pressure at the time of start-up;
Rotational speed control means for controlling the rotational speed of the starter based on the injection field pressure at the start,
A start control device for an internal combustion engine, comprising:
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