JP2009264224A - Start control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、ガソリン及びアルコールを含んでなる燃料を使用可能な内燃機関、並びにモータ・ジェネレータを備えるハイブリッド車等の車両における内燃機関の始動制御装置に関し、特に、バルブタイミング制御の技術分野に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine capable of using a fuel including gasoline and alcohol, and an internal combustion engine start control device in a vehicle such as a hybrid vehicle including a motor / generator, and more particularly to a technical field of valve timing control. .
この種の始動制御装置として、例えば、始動時に、燃料中のアルコール濃度及びエンジンの冷却水温度に応じて、クランキング回転数及び燃料噴射量が決定される制御装置が提案されている。ここでは特に、クランキング回転数を、アルコール濃度が高い程且つ冷却水温度が低い程低下するように設定すると共に、燃料噴射量を、アルコール濃度が高い程且つ冷却水温度が低い程増加するように設定することによって、始動特性を向上させる技術が開示されている(特許文献1参照)。或いは、内燃機関の始動時のバッテリの状態に応じて、開弁特性を可変動弁機構により制御する制御装置が提案されている(特許文献2参照)。 As this type of start control device, for example, a control device has been proposed in which the cranking speed and the fuel injection amount are determined at the start in accordance with the alcohol concentration in the fuel and the engine coolant temperature. Here, in particular, the cranking speed is set so as to decrease as the alcohol concentration increases and the cooling water temperature decreases, and the fuel injection amount increases as the alcohol concentration increases and the cooling water temperature decreases. A technique for improving the starting characteristics by setting to (see Patent Document 1) is disclosed. Alternatively, there has been proposed a control device that controls the valve opening characteristics with a variable valve mechanism according to the state of the battery when the internal combustion engine is started (see Patent Document 2).
或いは、始動時における内燃機関の冷却水温度に応じて、吸気バルブの閉タイミングを変更するバルブタイミング調整装置が提案されている。ここでは特に、冷却水温度が低いときに、閉タイミングを進角させることによって、冷間時の始動を容易にする技術が開示されている(特許文献3参照)。或いは、クランキング回転数が低いほど、またエンジン水温が低いほど、吸気弁閉時期の目標値を進角側に設定し、実際の吸気弁閉時期と目標値とが一致した際に燃料噴射を行う始動制御装置が提案されている(特許文献4参照)。 Alternatively, a valve timing adjusting device that changes the closing timing of the intake valve in accordance with the coolant temperature of the internal combustion engine at the time of starting has been proposed. Here, in particular, a technology is disclosed that facilitates cold start by advancing the closing timing when the coolant temperature is low (see Patent Document 3). Alternatively, the lower the cranking rotation speed and the lower the engine water temperature, the target value for the intake valve closing timing is set to the advance side, and fuel injection is performed when the actual intake valve closing timing matches the target value. A start control device has been proposed (see Patent Document 4).
或いは、エンジンをクランキングするモータの出力トルクの目標トルクを、徐々に増大させると共に、その大きさを冷却水温度により定まる最大トルクに制限する始動制御装置が提案されている。ここでは特に、冷間時に目標トルクが低く抑えられることにより、バッテリの電力の無駄な消費を抑制する技術が開示されている(特許文献5参照)。 Alternatively, there has been proposed a start control device that gradually increases the target torque of the output torque of the motor that cranks the engine and limits the magnitude to the maximum torque determined by the coolant temperature. Here, in particular, a technique for suppressing wasteful consumption of battery power by keeping the target torque low during cold is disclosed (see Patent Document 5).
しかしながら、特許文献1に記載の技術によれば、燃料中のアルコール濃度が高い程且つ冷却水温度が低い程、燃料噴射量が増加される。すると、未燃燃料が燃焼室内に溜まり、フューエルハンマーが生じたり、未燃燃料によるエンジンオイルの希釈が生じたりする可能性があるという技術的問題点がある。 However, according to the technique described in Patent Document 1, the fuel injection amount increases as the alcohol concentration in the fuel increases and the coolant temperature decreases. Then, there is a technical problem that unburned fuel accumulates in the combustion chamber and a fuel hammer may occur or engine oil may be diluted by unburned fuel.
また、特許文献2乃至5に記載の技術によれば、アルコール燃料については考慮されていない。すると、特許文献2乃至5に記載の技術をアルコール燃料を使用可能な内燃機関に適用した場合に、期待通りの効果を得られない可能性があるという技術的問題点がある。 Further, according to the techniques described in Patent Documents 2 to 5, alcohol fuel is not considered. Then, when the techniques described in Patent Documents 2 to 5 are applied to an internal combustion engine that can use alcohol fuel, there is a technical problem that an expected effect may not be obtained.
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、フューエルハンマーやエンジンオイルの希釈の発生を防止しつつ、始動性を向上させることができる内燃機関の始動制御装置を提案することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, for example, and proposes a start control device for an internal combustion engine that can improve startability while preventing dilution of a fuel hammer and engine oil. Let it be an issue.
本発明の内燃機関の始動制御装置は、上記課題を解決するために、アルコールを含んでなる燃料を使用可能な内燃機関、少なくとも前記内燃機関が始動するまでの間、前記内燃機関を回転させるモータ、及び前記モータに電力を供給するバッテリを備える車両における前記内燃機関の始動制御装置であって、前記内燃機関の吸気バルブのバルブタイミングを変更可能なバルブタイミング変更手段と、前記燃料に含まれるアルコールの濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、前記内燃機関を始動させる際に、前記検出された濃度に応じて、前記バルブタイミングを変更するように前記バルブタイミング変更手段を制御する制御手段とを備える。 In order to solve the above problems, an internal combustion engine start control device according to the present invention is an internal combustion engine that can use a fuel containing alcohol, and a motor that rotates the internal combustion engine at least until the internal combustion engine starts. And a start timing control device for the internal combustion engine in a vehicle comprising a battery for supplying electric power to the motor, the valve timing changing means capable of changing the valve timing of the intake valve of the internal combustion engine, and alcohol contained in the fuel An alcohol concentration detecting means for detecting the concentration of the fuel, and a control means for controlling the valve timing changing means so as to change the valve timing according to the detected concentration when starting the internal combustion engine. .
本発明の内燃機関の始動制御装置によれば、当該始動制御装置が搭載される車両は、アルコールを含んでなる燃料を使用可能な、例えばエンジンである内燃機関、少なくとも該内燃機関が始動するまでの間、内燃機関を回転させるモータ、及び該モータに電力を供給するバッテリを備える。ここに、「内燃機関が始動する」とは、燃焼室内で、通常燃焼の状態が得られること、或いは内燃機関が完爆する状態になることをいう。言い換えれば、内燃機関におけるクランキングが完了することを意味する。また、「内燃機関を回転させる」とは、典型的には、内燃機関のクランキングシャフトをクランキングすることを意味する。 According to the start control device for an internal combustion engine of the present invention, the vehicle on which the start control device is mounted can use fuel containing alcohol, for example, an internal combustion engine that is an engine, at least until the internal combustion engine is started. A motor for rotating the internal combustion engine and a battery for supplying electric power to the motor. Here, “the internal combustion engine is started” means that a normal combustion state is obtained in the combustion chamber, or that the internal combustion engine is in a complete explosion state. In other words, it means that cranking in the internal combustion engine is completed. “Rotating the internal combustion engine” typically means cranking the cranking shaft of the internal combustion engine.
本発明に係る「モータ」は、典型的には、当該車両の駆動用のモータであるが、例えばスタータモータ等の内燃機関をクランキングする専用のモータであってもよい。或いは、モータ・ジェネレータ(電動発電機)において実現されるモータであってもよい。即ち、モータとして機能し得る限りにおいて、典型的には、ハイブリッド車両に用いられるモータ・ジェネレータを意味してもかまわない。 The “motor” according to the present invention is typically a motor for driving the vehicle, but may be a dedicated motor for cranking an internal combustion engine such as a starter motor. Or the motor implement | achieved in a motor generator (motor generator) may be sufficient. That is, as long as it can function as a motor, it may typically mean a motor / generator used in a hybrid vehicle.
本発明に係る「アルコールを含んでなる燃料」とは、典型的には、アルコールと、例えばガソリン等の他の燃料との混合燃料(即ち、アルコール混合燃料)であるが、アルコールのみの燃料であってもよい。 The “fuel containing alcohol” according to the present invention is typically a mixed fuel of alcohol and another fuel such as gasoline (ie, alcohol mixed fuel), but is a fuel containing only alcohol. There may be.
例えば可変バルブ機構等であるバルブタイミング変更手段は、内燃機関の吸気バルブのバルブタイミングを変更可能である。尚、バルブタイミング変更手段は、吸気バルブに加えて、排気バルブのバルブタイミングをも変更可能であってよい。 For example, valve timing changing means such as a variable valve mechanism can change the valve timing of the intake valve of the internal combustion engine. The valve timing changing means may be capable of changing the valve timing of the exhaust valve in addition to the intake valve.
アルコール濃度検出手段は、燃料に含まれるアルコールの濃度を検出する。尚、濃度の検出は、例えば濃度センサを、燃料タンクに設置して直接的に検出してもよいし、例えば内燃機関への供給燃料量及び空燃比を検出して、該検出された供給燃料量及び空燃比の関係から間接的に検出してもよい。 The alcohol concentration detection means detects the concentration of alcohol contained in the fuel. The concentration may be detected directly by, for example, installing a concentration sensor in the fuel tank, or by detecting the amount of fuel supplied to the internal combustion engine and the air-fuel ratio, for example. You may detect indirectly from the relationship between quantity and an air fuel ratio.
例えばメモリ、プロセッサ等を備えて構成される制御手段は、内燃機関を始動させる際に、検出された濃度に応じて、バルブタイミングを変更するようにバルブタイミング変更手段を制御する。ここに、「内燃機関を始動させる際」とは、典型的には、例えばECU(Electronic Control Unit)から始動指令信号が発信された時点、又は内燃機関のクランキング開始時点を意味する。更に、始動指令信号が発信された時点又はクランキング開始時点から多少時間的に遡った時点、或いは、始動指令信号が発信された時点又はクランキング開始時点から所定の微小時間経過した時点を含んでもよい。 For example, the control means configured to include a memory, a processor, and the like controls the valve timing changing means so as to change the valve timing according to the detected concentration when starting the internal combustion engine. Here, “when the internal combustion engine is started” typically means, for example, a time point when a start command signal is transmitted from an electronic control unit (ECU) or a cranking start time point of the internal combustion engine. Furthermore, it may include the time when the start command signal is transmitted or the time that is slightly later than the cranking start time, or the time when the start command signal is transmitted or when a predetermined minute time has elapsed from the cranking start time. Good.
尚、「検出された濃度に応じて、バルブタイミングを変更」とは、典型的には、検出された濃度に応じて、予め定められた所定期間内に、内燃機関を始動可能な圧縮端温度(即ち、圧縮圧力)を得ることができるようにバルブタイミングを変更することを意味する。具体的には例えば、検出された濃度が高い程、バルブタイミングが進角されるようにする。ここで、「所定期間」は、例えば内燃機関を始動させるまでに消費される電力量等に応じて設定すればよい。 Note that “change the valve timing according to the detected concentration” typically means a compression end temperature at which the internal combustion engine can be started within a predetermined period according to the detected concentration. It means that the valve timing is changed so that (that is, the compression pressure) can be obtained. Specifically, for example, the valve timing is advanced as the detected concentration is higher. Here, the “predetermined period” may be set according to, for example, the amount of power consumed until the internal combustion engine is started.
制御手段は、典型的には、内燃機関のクランキングの初期段階では、内燃機関の回転数が上昇し易いようなバルブタイミングとなるようにバルブタイミング変更手段を制御し、内燃機関の回転数が比較的高くなった段階では、内燃機関を始動可能な圧縮端温度が得られるようなバルブタイミングとなるようにバルブタイミング変更手段を制御する。 Typically, in the initial stage of cranking of the internal combustion engine, the control means controls the valve timing changing means so that the valve timing is such that the rotational speed of the internal combustion engine is likely to increase. At a relatively high stage, the valve timing changing means is controlled so that the valve timing is such that a compression end temperature at which the internal combustion engine can be started is obtained.
本願発明者の研究によれば、アルコールを含んでなる燃料は、ガソリン燃料に比べて揮発性が低く、また、燃料に含まれるアルコールの濃度に応じて揮発性が異なる。特に、例えば摂氏−30度等の低温環境下では、燃料が蒸発しにくいので、内燃機関を始動可能な混合気を得るためには、供給される燃料量を増加しなければならない。すると、未燃燃料に起因して、例えばフューエルハンマー、エンジンオイルの希釈等が生じるおそれがある。 According to the research of the present inventor, the fuel containing alcohol has lower volatility than gasoline fuel, and the volatility varies depending on the concentration of alcohol contained in the fuel. In particular, in a low temperature environment such as -30 degrees Celsius, the fuel is difficult to evaporate. Therefore, in order to obtain an air-fuel mixture that can start the internal combustion engine, the amount of fuel supplied must be increased. Then, due to unburned fuel, for example, fuel hammer, engine oil may be diluted.
加えて、アトキンソンサイクルを採用している内燃機関では、吸気バルブの閉じタイミングが遅く、所定の圧縮圧力を得るためには、比較的長時間、内燃機関をクランキングしなければならない。すると、バッテリの充電残量によっては、内燃機関を始動できないおそれがあることが判明している。 In addition, in an internal combustion engine employing the Atkinson cycle, the closing timing of the intake valve is late, and in order to obtain a predetermined compression pressure, the internal combustion engine must be cranked for a relatively long time. Then, it has been found that there is a possibility that the internal combustion engine cannot be started depending on the remaining charge of the battery.
しかるに本発明では、制御手段により、検出された濃度に応じて、バルブタイミングを変更するようにバルブタイミング変更手段が制御される。これにより、所定時間内に、内燃機関を始動可能な圧縮端温度を得ることができ、速やかに内燃機関を始動させる(即ち、完爆させる)ことができる(即ち、始動性を向上させることができる)。この結果、内燃機関が始動されるまでに供給される燃料量を抑制することができ、該供給された燃料に起因する、例えばフューエルハンマー、エンジンオイルの希釈等を防止することができる。加えて、バッテリの消費量を抑制することができ、実用上非常に有利である。
本発明の内燃機関の始動制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記検出された濃度に応じて、前記バルブタイミングの目標となる目標バルブタイミングを設定するバルブタイミング設定手段を含み、前記バルブタイミングが、前記設定された目標バルブタイミングになるように、前記バルブタイミング変更手段を制御する。
However, in the present invention, the valve timing changing means is controlled by the control means so as to change the valve timing in accordance with the detected concentration. As a result, the compression end temperature at which the internal combustion engine can be started can be obtained within a predetermined time, and the internal combustion engine can be quickly started (that is, completed) (that is, the startability can be improved). it can). As a result, the amount of fuel supplied until the internal combustion engine is started can be suppressed, and for example, fuel hammer, dilution of engine oil, and the like caused by the supplied fuel can be prevented. In addition, battery consumption can be reduced, which is very advantageous in practice.
In one aspect of the start control device for an internal combustion engine of the present invention, the control means includes valve timing setting means for setting a target valve timing that is a target of the valve timing in accordance with the detected concentration, and the valve The valve timing changing means is controlled so that the timing becomes the set target valve timing.
この態様によれば、例えばメモリ、プロセッサ等を備えて構成されるバルブタイミング設定手段は、検出された濃度に応じて、バルブタイミングの目標となる目標バルブタイミングを設定する。尚、「目標バルブタイミング」は、内燃機関を始動可能な圧縮端温度が得られるバルブタイミングに限らず、例えば微小時間経過後のバルブタイミングを意味してよい。この場合は、バルブタイミングの時間軸に対する変化割合を比較的容易に変更することができる。 According to this aspect, for example, the valve timing setting unit configured by including a memory, a processor, and the like sets a target valve timing that is a target of the valve timing in accordance with the detected concentration. The “target valve timing” is not limited to the valve timing at which the compression end temperature at which the internal combustion engine can be started is obtained, and may mean, for example, the valve timing after a minute time has elapsed. In this case, the rate of change of the valve timing with respect to the time axis can be changed relatively easily.
具体的には例えば、内燃機関のクランキングの初期段階ではバルブタイミングを殆ど変更せず、内燃機関の回転数が上昇させ、内燃機関の回転数が比較的高くなった段階では、バルブタイミングを大きく変更して、比較的速やかに内燃機関を始動可能な圧縮端温度が得られるようにすることができる。 Specifically, for example, the valve timing is hardly changed at the initial stage of cranking of the internal combustion engine, and the valve timing is increased when the rotational speed of the internal combustion engine is increased and the rotational speed of the internal combustion engine is relatively high. It can be changed so that the compression end temperature at which the internal combustion engine can be started relatively quickly can be obtained.
制御手段は、実際のバルブタイミングが、設定された目標バルブタイミングになるように、バルブタイミング変更手段を制御する。尚、「目標バルブタイミングになるように」とは、実際のバルブタイミングと目標バルブタイミングとが完全に一致する場合に限らず、例えば誤差範囲等、所定範囲内で一致する場合を含んでよい。 The control means controls the valve timing changing means so that the actual valve timing becomes the set target valve timing. Note that “so as to achieve the target valve timing” is not limited to the case where the actual valve timing and the target valve timing completely match, and may include the case where they match within a predetermined range such as an error range.
バルブタイミング設定手段を含む態様では、前記内燃機関が始動されるまでの間における、前記内燃機関に係る情報を蓄積する情報蓄積手段を更に備え、前記バルブタイミング設定手段は、前記蓄積された情報から、前記検出された濃度に対応する情報を特定して、前記目標バルブタイミングを設定してよい。 In an aspect including the valve timing setting means, the information processing means further includes information storage means for storing information related to the internal combustion engine until the internal combustion engine is started, and the valve timing setting means is configured to store the information from the stored information. The target valve timing may be set by identifying information corresponding to the detected concentration.
このように構成すれば、当該始動制御装置に学習機能を付与することができる。特に、例えば経年変化等に起因して、製造時の設計からずれが生じている場合に、経年変化等の影響をも考慮して目標バルブタイミングを設定することができ、実用上非常に有利である。 If comprised in this way, the learning function can be provided to the said starting control apparatus. In particular, when there is a deviation from the design at the time of manufacture due to, for example, aging, the target valve timing can be set taking into account the effects of aging, etc., which is very advantageous in practice. is there.
例えばメモリ、プロセッサ等を備えて構成される情報蓄積手段は、内燃機関が始動されるまでの間における、内燃機関に係る情報を蓄積する。ここに、「内燃機関が始動されるまでの間」とは、典型的には、例えばECUから始動指令信号が発信された時点、又は内燃機関のクランキング開始時点から、内燃機関が完爆したと判定されるまでの期間を意味する。また、「内燃機関に係る情報」とは、例えば内燃機関が始動するまでの時間、バルブタイミング、回転数、温度、供給燃料量、アルコール濃度等、内燃機関の始動に、直接的又は間接的に、関係する情報を意味する。尚、情報蓄積手段は、内燃機関が始動されるまでの間に限らず、常時、内燃機関に係る情報を蓄積してよい。 For example, the information storage means configured to include a memory, a processor, and the like stores information related to the internal combustion engine until the internal combustion engine is started. Here, “until the internal combustion engine is started” typically means, for example, that the internal combustion engine has completely exploded from the time when the start command signal is transmitted from the ECU or the cranking start time of the internal combustion engine. Means the period until it is determined. Further, the “information relating to the internal combustion engine” means, for example, the time until the internal combustion engine is started, the valve timing, the rotation speed, the temperature, the amount of fuel supplied, the alcohol concentration, etc. , Meaning relevant information. The information storage means is not limited to the time until the internal combustion engine is started, and may always store information related to the internal combustion engine.
バルブタイミング設定手段は、蓄積された情報から、検出された濃度に対応する情報を特定して、目標バルブタイミングを設定する。尚、バルブタイミング設定手段は、検出された濃度に加えて、例えば内燃機関の温度等、複数の物理量又はパラメータに対応する情報を特定して、目標バルブタイミングを設定してもよい。 The valve timing setting means specifies information corresponding to the detected concentration from the accumulated information and sets the target valve timing. The valve timing setting means may specify information corresponding to a plurality of physical quantities or parameters such as the temperature of the internal combustion engine, for example, in addition to the detected concentration, and set the target valve timing.
バルブタイミング設定手段を含む態様では、前記モータにより前記内燃機関が回転されている際に、前記バッテリの充電残量を検出する充電残量検出手段と、前記検出された充電残量に応じて、前記設定された目標バルブタイミングを補正するバルブタイミング補正手段とを更に備え、前記制御手段は、前記検出された充電残量に応じたトルクが出力されるように前記モータを制御しつつ、前記バルブタイミングが、前記補正された目標バルブタイミングになるように前記バルブタイミング変更手段を制御してよい。 In the aspect including the valve timing setting means, when the internal combustion engine is rotated by the motor, the remaining charge detection means for detecting the remaining charge of the battery, and according to the detected remaining charge, Valve timing correction means for correcting the set target valve timing, and the control means controls the motor so as to output torque corresponding to the detected remaining charge amount, The valve timing changing means may be controlled so that the timing becomes the corrected target valve timing.
このように構成すれば、内燃機関を始動させるまでのバッテリの電力消費量を抑制することができると共に、電力不足により内燃機関が始動されないということを防止することができ、実用上非常に有利である。 If comprised in this way, while being able to suppress the electric power consumption of the battery until starting an internal combustion engine, it can prevent that an internal combustion engine is not started by power shortage, and is very advantageous practically. is there.
特に、低温、且つ高濃度アルコール燃料(例えば、アルコール濃度80%)使用時では、内燃機関を始動させるために、バルブタイミングを進角させると共に、クランキング回転数を高回転数にしなければならない。すると、モータにおける電力消費量が比較的多くなり、バッテリが早期に劣化するおそれがあることが、本願発明者の研究により判明している。 In particular, when using a low-temperature and high-concentration alcohol fuel (for example, 80% alcohol concentration), in order to start the internal combustion engine, the valve timing must be advanced and the cranking rotational speed must be increased. Then, it has been found by the inventor's research that the power consumption in the motor is relatively large and the battery may deteriorate early.
しかるに本発明では、制御手段により、検出された充電残量に応じたトルクが出力されるようにモータが制御されると共に、バルブタイミングが、補正された目標バルブタイミングになるようにバルブタイミング変更手段が制御される。これにより、電力消費量を最適化することができ、結果として、バッテリの早期劣化を防止することができる。 In the present invention, however, the control means controls the motor so that torque corresponding to the detected remaining charge is output, and the valve timing changing means so that the valve timing becomes the corrected target valve timing. Is controlled. Thereby, power consumption can be optimized, and as a result, early deterioration of the battery can be prevented.
充電残量検出手段は、モータにより内燃機関がクランキングされている際に、バッテリの充電残量を検出する。ここに、「モータにより内燃機関がクランキングされている際」とは、典型的には、内燃機関のクランキングが開始された後、内燃機関が始動する前までを意味する。 The remaining charge detection means detects the remaining charge of the battery when the internal combustion engine is cranked by the motor. Here, “when the internal combustion engine is cranked by the motor” typically means after the cranking of the internal combustion engine is started and before the internal combustion engine is started.
例えばメモリ、プロセッサ等を備えて構成されるバルブタイミング補正手段は、検出された充電残量に応じて、設定された目標バルブタイミングを補正する。制御手段は、検出された充電残量に応じたトルクが出力されるようにモータを制御しつつ、バルブタイミングが、補正された目標バルブタイミングになるようにバルブタイミング変更手段を制御する。 For example, a valve timing correction unit configured with a memory, a processor, etc. corrects the set target valve timing in accordance with the detected remaining charge. The control means controls the valve timing changing means so that the valve timing becomes the corrected target valve timing while controlling the motor so that a torque corresponding to the detected remaining charge amount is output.
本発明の内燃機関の始動制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記検出された濃度が高い程、前記バルブタイミングが進角されるように前記バルブタイミング変更手段を制御する。 In another aspect of the start control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the control means controls the valve timing changing means so that the valve timing is advanced as the detected concentration is higher.
この態様によれば、制御手段によって、検出された濃度が高い程、バルブタイミングが進角されるようにバルブタイミング変更手段が制御されるので、早期に燃料を気化させることができ、実用上非常に有利である。 According to this aspect, since the valve timing changing means is controlled so that the valve timing is advanced as the detected concentration is higher by the control means, the fuel can be vaporized earlier, which is very practical. Is advantageous.
本発明の内燃機関の始動制御装置の他の態様では、前記内燃機関の温度を検出する温度検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記検出された温度が温度閾値より低いことを条件に、前記検出された濃度に応じて、前記バルブタイミングを変更するように前記バルブタイミング変更手段を制御する。 In another aspect of the start control device for an internal combustion engine of the present invention, the control device further comprises temperature detection means for detecting the temperature of the internal combustion engine, and the control means is provided on the condition that the detected temperature is lower than a temperature threshold. The valve timing changing means is controlled to change the valve timing in accordance with the detected concentration.
この態様によれば、温度検出手段は、内燃機関の温度を検出する。尚、温度検出手段は、例えば温度センサ等により、内燃機関の温度を直接的に検出してもよいし、例えば冷却水の温度等、内燃機関の温度と何らかの関係を有する物理量又はパラメータを検出して、該検出された物理量又はパラメータから、内燃機関の温度を間接的に検出してもよい。 According to this aspect, the temperature detection means detects the temperature of the internal combustion engine. The temperature detecting means may directly detect the temperature of the internal combustion engine, for example, by a temperature sensor or the like, or detect a physical quantity or parameter having some relationship with the temperature of the internal combustion engine, such as the temperature of cooling water. Thus, the temperature of the internal combustion engine may be indirectly detected from the detected physical quantity or parameter.
制御手段は、検出された温度が温度閾値より低いことを条件に、検出された濃度に応じて、バルブタイミングを変更するようにバルブタイミング変更手段を制御する。他方、制御手段は、検出された温度が温度閾値より高いことを条件に、典型的には、バルブタイミングを変更しないようにバルブタイミング変更手段を制御する。 The control means controls the valve timing changing means so as to change the valve timing in accordance with the detected concentration on condition that the detected temperature is lower than the temperature threshold. On the other hand, the control means typically controls the valve timing changing means so as not to change the valve timing on the condition that the detected temperature is higher than the temperature threshold.
ここに、本発明に係る「温度閾値」とは、検出された濃度に応じてバルブタイミングを変更するようにバルブタイミング変更手段を制御するか否かを決定する値であり、予め固定値として又は何らかのパラメータに応じた可変値として設定される値である。このような温度閾値は、例えば摂氏−20度であり、経験的若しくは実験的に又はシミュレーションによって、例えば、所定期間内に内燃機関を始動させることができる、内燃機関の温度とバルブタイミングとの関係を、燃料中のアルコール濃度毎に求めて、該求められた関係に基づいて、バルブタイミングが顕著に変化する温度として設定すればよい。 Here, the “temperature threshold” according to the present invention is a value that determines whether or not to control the valve timing changing means so as to change the valve timing in accordance with the detected concentration. It is a value set as a variable value according to some parameter. Such a temperature threshold is, for example, -20 degrees Celsius, and the relationship between the temperature of the internal combustion engine and the valve timing at which the internal combustion engine can be started within a predetermined period, for example, empirically or experimentally or by simulation. May be determined for each alcohol concentration in the fuel and set as a temperature at which the valve timing changes significantly based on the determined relationship.
尚、検出された温度と温度閾値とが「等しい」場合は、どちらかの場合に含めて扱えばよい。 It should be noted that when the detected temperature and the temperature threshold value are “equal”, they may be included in either case.
本発明の内燃機関の始動制御装置の他の態様では、前記内燃機関のエンジンオイルの粘度を検出するオイル粘度検出手段を更に備え、前記制御手段は、更に前記検出された粘度に応じて、前記バルブタイミングを変更するように前記バルブタイミング変更手段を制御する。 In another aspect of the start control device for an internal combustion engine of the present invention, the control device further comprises oil viscosity detection means for detecting the viscosity of the engine oil of the internal combustion engine, and the control means further includes the oil viscosity detection means according to the detected viscosity. The valve timing changing means is controlled to change the valve timing.
この態様によれば、オイル粘度検出手段は、内燃機関のエンジンオイルの粘度を検出する。尚、粘度検出手段は、例えばセンサ等により、エンジンオイルの粘度を直接的に検出してもよいし、例えばクランクシャフトのフリクショントルク等、エンジンオイルの粘度と何らかの関係を有する物理量又はパラメータを検出して、該検出された物理量又はパラメータから、エンジンオイルの粘度を間接的に検出してもよい。 According to this aspect, the oil viscosity detecting means detects the viscosity of the engine oil of the internal combustion engine. The viscosity detecting means may detect the viscosity of the engine oil directly by, for example, a sensor, or may detect a physical quantity or parameter having some relationship with the viscosity of the engine oil, such as a friction torque of the crankshaft. Thus, the viscosity of the engine oil may be indirectly detected from the detected physical quantity or parameter.
制御手段は、更に検出された粘度に応じて、バルブタイミングを変更するようにバルブタイミング変更手段を制御する。制御手段は、典型的には、検出された濃度が高い程、且つ検出された粘度が低い程、バルブタイミングが進角されるように、バルブタイミング変更手段を制御する。 The control means further controls the valve timing changing means so as to change the valve timing in accordance with the detected viscosity. The control means typically controls the valve timing changing means so that the valve timing is advanced as the detected concentration is higher and the detected viscosity is lower.
従って、エンジンオイルの粘度に起因して内燃機関をクランキングする際に要求されるトルクが増加する場合であっても、バルブタイミングを変更することにより、圧縮反力を低下させることによって、要求されるトルクを低減して、全体として電力消費量の増加を抑制することができ、実用上非常に有利である。 Therefore, even if the torque required when cranking an internal combustion engine increases due to the viscosity of the engine oil, it is required by reducing the compression reaction force by changing the valve timing. Therefore, the increase in power consumption can be suppressed as a whole, which is very advantageous in practice.
本発明の内燃機関の始動制御装置の他の態様では、前記バルブタイミング変更手段は、油圧駆動式の可変バルブ機構であり、前記可変バルブ機構は、前記内燃機関により油圧を発生可能な第1油圧ポンプと、前記バッテリにより前記油圧を発生可能な第2油圧ポンプとを有する。 In another aspect of the start control device for an internal combustion engine of the present invention, the valve timing changing means is a hydraulically driven variable valve mechanism, and the variable valve mechanism is a first hydraulic pressure capable of generating hydraulic pressure by the internal combustion engine. A second hydraulic pump capable of generating the hydraulic pressure by the battery;
この態様によれば、バルブタイミング変更手段は、油圧駆動式の可変バルブ機構である。該可変バルブ機構は、内燃機関を駆動源として油圧を発生可能な第1油圧ポンプと、バッテリを駆動源として油圧を発生可能な(即ち、電動式の)第2油圧ポンプとを有している。 According to this aspect, the valve timing changing means is a hydraulically driven variable valve mechanism. The variable valve mechanism includes a first hydraulic pump capable of generating hydraulic pressure using an internal combustion engine as a drive source, and a second hydraulic pump capable of generating hydraulic pressure using a battery as a drive source (that is, an electric type). .
本願発明者の研究によれば、一般的な可変バルブ機構は、内燃機関を駆動源とする油圧ポンプのみを有しているが、内燃機関を駆動源としているが故に、内燃機関の回転数が低い場合(例えば、クランキングの初期段階等)では、油圧が低下してしまう。すると、低回転領域では、油圧低下により可変バルブ機構の駆動力が低下して作動遅れが生じるおそれがあることが判明している。 According to the inventor's research, a general variable valve mechanism has only a hydraulic pump that uses an internal combustion engine as a drive source. However, since the internal combustion engine is used as a drive source, the rotational speed of the internal combustion engine is low. When the pressure is low (for example, the initial stage of cranking), the hydraulic pressure decreases. Then, it has been found that in the low rotation region, the driving force of the variable valve mechanism may decrease due to a decrease in hydraulic pressure, resulting in an operation delay.
しかるに本発明では、電動式の第2油圧ポンプを有しているので、内燃機関を始動させる際等、比較的低回転数の場合に、第2油圧ポンプにより油圧を発生させることによって、内燃機関の回転数に影響されることなく、適切に油圧を発生させることができる。従って、可変バルブ機構の作動遅れが生じることを防止することができ、実用上非常に有利である。 However, in the present invention, since the electric second hydraulic pump is provided, the internal combustion engine is generated by generating the hydraulic pressure by the second hydraulic pump when the internal combustion engine is started at a relatively low rotational speed. The hydraulic pressure can be appropriately generated without being affected by the number of rotations. Therefore, it is possible to prevent the operation delay of the variable valve mechanism from occurring, which is very advantageous in practice.
バルブタイミング変更手段が可変バルブ機構である態様では、前記制御手段は、前記内燃機関を始動させる際に、前記油圧を発生させるように前記第2油圧ポンプを制御してもよい。 In an aspect in which the valve timing changing means is a variable valve mechanism, the control means may control the second hydraulic pump so as to generate the hydraulic pressure when starting the internal combustion engine.
このように構成すれば、比較的容易にして、実際のバルブタイミングを目標バルブタイミングとすることができ、実用上非常に有利である。 If comprised in this way, it can be made comparatively easy and an actual valve timing can be made into a target valve timing, and it is very advantageous practically.
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。 The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.
以下、本発明の内燃機関の始動制御装置に係る実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment according to a start control device for an internal combustion engine of the present invention will be described based on the drawings.
<第1実施形態>
本発明に係る内燃機関の始動制御装置に係る第1実施形態を、図1乃至図6を参照して説明する。ここに、図1は、本実施形態に係る始動制御装置の構成を示すブロック図である。尚、図中の一点鎖線は、電力の流れを示している。
<First Embodiment>
A first embodiment of an internal combustion engine start control apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the start control device according to this embodiment. In addition, the dashed-dotted line in a figure has shown the flow of electric power.
図1において、本実施形態に係る始動制御装置1が搭載される車両は、エンジン11、モータ・ジェネレータ(MG)13及び17、バッテリ14、燃料タンク16並びに動力分配機構18を備えて構成されている。ここに、本実施形態に係る「エンジン11」及び「モータ・ジェネレータ17」は、夫々、本発明に係る「内燃機関」及び「モータ」の一例である。尚、エンジン11のクランキングは、典型的には、モータ・ジェネレータ17により行われる。
In FIG. 1, a vehicle on which the start control device 1 according to this embodiment is mounted includes an
動力分配機構18は、遊星歯車機構を含んで構成され、該遊星歯車機構の遊星キャリアの回転軸181は、エンジン11のクランクシャフトに接続されており、外輪歯車の回転軸182は、モータ・ジェネレータ13に接続されており、太陽歯車の回転軸183は、モータ・ジェネレータ17に接続されている。尚、遊星キャリアの回転軸181及び太陽歯車の回転軸183は、同軸上に配置されているが、説明の便宜上、図1では、回転軸181及び183を夫々異なる軸上に配置している。
The
始動制御装置1は、エンジン11の吸気バルブ(図示せず)のバルブタイミングを変更可能な可変バルブ機構(VVT)12と、燃料タンク16に貯留されているアルコールを含んでなる燃料161に含まれるアルコールの濃度を検出する濃度センサ21と、バッテリ14の充電残量を検出する充電残量センサ22と、エンジン11の温度を検出する温度センサ23と、エンジン11のエンジンオイルの粘度を検出する粘度センサ24と、エンジンを始動させる際に、少なくとも検出された濃度に応じて、バルブタイミングを変更するように可変バルブ機構12を制御するECU15とを備えて構成されている。
The start control device 1 is included in a variable valve mechanism (VVT) 12 that can change the valve timing of an intake valve (not shown) of the
ここに、本実施形態に係る「可変バルブ機構12」、「濃度センサ21」、「充電残量センサ22」、「温度センサ23」及び「粘度センサ24」は、夫々、本発明に係る「バルブタイミング変更手段」、「濃度検出手段」、「充電残量検出手段」、「温度検出手段」及び「粘度検出手段」の一例である。また、本実施形態に係る「ECU15」は、本発明に係る「制御手段」、「バルブタイミング設定手段」、「バルブタイミング補正手段」及び「情報蓄積手段」の一例である。本実施形態では、各種電子制御用のECU15の一部を、始動制御装置1の一部として用いている。
Here, the “
次に、エンジン11及び可変バルブ機構12について、図2を参照して説明を加える。ここに、図2は、本実施形態に係るエンジン及び可変バルブ機構の各々の構成部材の関係を示す概念図である。尚、図中の矢印は、エンジンオイルの流れを示している。また、便宜上、エンジン11の排気側のカムシャフト、カム、バルブ等は図示を省略している。
Next, the
図2において、エンジン11は、吸気側カムシャフト111、カム112、吸気バルブ113、ピストン114、クランクシャフト115、クランクプーリ116及びオイルパン117を備えて構成されている。
In FIG. 2, the
可変バルブ機構12は、可変バルブタイミングアクチュエータ121、オイルコントロールバルブ(OCV)122、オイルポンプ(OP)123及び電動オイルポンプ(EOP)124を備えて構成されている。ここに、本実施形態に係る「オイルポンプ123」及び「電動オイルポンプ124」は、夫々、本発明に係る「第1油圧ポンプ」及び「第2油圧ポンプ」の一例である。
The
図2に示すように、クランクシャフト115の一端には、ここでは図示しない、動力分配機構18を介して、モータ・ジェネレータ17が接続されており、クランクシャフト115の他端には、クランクシャフトプーリ116が接続されている。クランクシャフトプーリ116は、図示しないタイミングベルトを介して、可変バルブタイミングアクチュエータ121に接続されている。
As shown in FIG. 2, a motor /
クランクシャフト115が回転されることによって、可変バルブタイミングアクチュエータ121に接続されている吸気側カムシャフト111が回転され、該吸気側カムシャフト111に接続されているカム112によって、吸気バルブ113が所定のタイミングで開閉される。
When the
オイルコントロールバルブ122は、クランクシャフト115に接続されたオイルポンプ123又は電動オイルポンプ124から供給されるエンジンオイル117aを、可変バルブタイミングアクチュエータ121の進角側油路又は遅角側油路に導くことによって、吸気バルブ113のバルブタイミングを変更可能である。
The
次に以上のように構成された始動制御装置1を搭載する車両の始動時又は走行中(典型的には、モータ・ジェネレータ13のみにより走行している際に、エンジン11を始動させる場合)において、ECU15が実行するエンジン始動制御処理について、図3のフローチャートを参照して説明する。
Next, when the vehicle equipped with the start control device 1 configured as described above is started or running (typically, when the
図3において、操縦者によって、例えばエンジンスタートボタン等が押されることにより「イグニッションON状態」とされた後(ステップS101)、温度センサ23は、エンジン11の温度を検出する(ステップS102)。尚、温度センサ23は、エンジン11の気筒の温度を検出してもよいし、例えば冷却水の温度を検出してもよい。
In FIG. 3, the temperature sensor 23 detects the temperature of the engine 11 (step S <b> 102) after being set to the “ignition ON state” by, for example, pressing an engine start button or the like by the operator (step S <b> 101). The temperature sensor 23 may detect the temperature of the cylinder of the
次に、ECU15は、検出された温度が、例えば摂氏−20度である温度閾値より高いか否かを判定する(ステップS103)。検出された温度が温度閾値より高いと判定された場合(ステップS103:Yes)、例えば吸気バルブ113のバルブタイミング等に変更を加えることなく(即ち、通常の)始動制御が実行される(ステップS109)。
Next, the
検出された温度が温度閾値より低いと判定された場合(ステップS103:No)、濃度センサ21によって、燃料161中に含まれるアルコールの濃度が検出される(ステップS104)。続いて、ECU15は、検出された濃度が、例えば50%である濃度閾値より高いか否かを判定する(ステップS105)。尚、「濃度閾値」は、経験的若しくは実験的に又はシミュレーションによって、例えばエンジン11の温度が温度閾値と等しい場合における、アルコールの濃度とエンジン11が始動されるまでにかかる時間との関係を求め、該関係に基づいて、所定期間内に、エンジン11を始動できない濃度として、或いは、該濃度から所定量だけ低い濃度として設定すればよい。
When it is determined that the detected temperature is lower than the temperature threshold (step S103: No), the
検出された濃度が濃度閾値より低いと判定された場合(ステップS105:No)、通常の始動制御が実行される(ステップS109)。他方、検出された濃度が濃度閾値より高いと判定された場合(ステップS105:Yes)、ECU15は、検出された濃度に応じて、目標バルブタイミングを設定する(ステップS106)。
When it is determined that the detected density is lower than the density threshold value (step S105: No), normal start control is executed (step S109). On the other hand, when it is determined that the detected concentration is higher than the concentration threshold (step S105: Yes), the
ここで、目標バルブタイミングの設定について、図4及び図5を参照して説明を加える。ここに、図4は、摂氏−35度におけるアルコールの濃度と完爆までにかかる時間との関係の一例を、バルブタイミングの進角量毎に示す特性図であり、図5は、環境温度とバルブタイミングの進角量との関係の一例を、アルコールの濃度毎に示す特性図である。 Here, the setting of the target valve timing will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the concentration of alcohol at -35 degrees Celsius and the time taken to complete explosion for each advance amount of the valve timing, and FIG. It is a characteristic view which shows an example of the relationship with the amount of advance of valve timing for every density | concentration of alcohol.
尚、図4における時間Tsは、完爆までに消費されるバッテリ14の電力に基づいて定められた基準値を示している。また、図4における実線a1、a2、a3及びa4は、夫々、進角量が0度、10度、20度及び30度の場合の、アルコールの濃度と完爆までにかかる時間との関係を示している。また、図5における実線e1、e2及びe3は、夫々、高アルコール濃度(例えば80%)、中アルコール濃度(例えば50%)及び低アルコール濃度(例えば5%)の場合の、環境温度とバルブタイミングの要求進角量との関係を示している。 Note that the time Ts in FIG. 4 indicates a reference value determined based on the power of the battery 14 consumed until the complete explosion. Also, the solid lines a1, a2, a3 and a4 in FIG. 4 show the relationship between the alcohol concentration and the time taken to complete explosion when the advance amount is 0 degree, 10 degrees, 20 degrees and 30 degrees, respectively. Show. Also, solid lines e1, e2, and e3 in FIG. 5 indicate the environmental temperature and valve timing in the case of a high alcohol concentration (for example, 80%), a medium alcohol concentration (for example, 50%), and a low alcohol concentration (for example, 5%), respectively. It shows the relationship with the required advance amount.
ECU15は、図4及び図5に示すような特性図をマップとして格納しており、例えば、検出された温度に対応する、図4に示すような特性図から、検出された濃度に対応した進角量(時間Ts内に完爆可能な進角量)を特定して目標バルブタイミングを設定する。或いは、図5に示すような特性図から、検出された濃度に対応した関係を特定し、検出された温度に対応する進角量を特定して目標バルブタイミングを設定する。
The
図4に示すように、バルブタイミングを進角(変更)させなければ、あるアルコール濃度以上では、長時間エンジンのクランキングを行っても完爆しないことがわかる。このため、何らの対策もとらなければ、クランキング中に供給された燃料に起因して、例えばフューエルハンマー、エンジンオイルの希釈等が発生するおそれがある。 As shown in FIG. 4, if the valve timing is not advanced (changed), it can be seen that if the alcohol concentration is higher than a certain alcohol concentration, even if the engine is cranked for a long time, no complete explosion occurs. For this reason, if no measures are taken, there is a risk that, for example, fuel hammer, dilution of engine oil, etc. may occur due to the fuel supplied during cranking.
しかるに、本実施形態では、後述するように、ECU15によって、吸気バルブ113のバルブタイミングが設定された目標バルブタイミングとなるように可変バルブ機構12が制御される。即ち、ECU15は、所定期間内にエンジン11を始動させるために、検出された濃度に応じてバルブタイミングを変更するように可変バルブ機構12を制御する。
However, in this embodiment, as will be described later, the
このため、エンジン11が始動されるまでにかかる時間が不要に長くなることを防止することができる。この結果、エンジン11が始動されるまでに供給される燃料量を抑制することができ、未燃燃料に起因するフューエルハンマー、エンジンオイルの希釈等を防止することができる。
For this reason, it is possible to prevent an unnecessarily long time until the
再び、図3に戻り、検出された濃度に応じて、目標バルブタイミングが設定された後に、ECU15は、エンジン11のクランキングを開始するようにモータ・ジェネレータ17を制御すると共に、電動オイルポンプ124を起動する(ステップS107)。続いて、ECU15は、吸気バルブ113のバルブタイミングが、設定された目標バルブタイミングとなるように、可変バルブタイミングアクチュエータ121に電動オイルポンプ124により供給されたエンジンオイル117aを導くようにオイルコントロールバルブ122を制御する(ステップS108)。
Returning to FIG. 3 again, after the target valve timing is set according to the detected concentration, the
上記ステップS108の処理と同時に、又は微小時間遅い時点に、エンジン11に燃料161を供給するように、例えば燃料噴射弁(図示せず)を制御すると共に、供給された燃料161に点火するように、例えばディストリビュータ(図示せず)を制御する。
For example, a fuel injection valve (not shown) is controlled so as to supply the
続いて、ECU15は、エンジン11が完爆したか否かを判定する(ステップS110)。完爆したと判定された場合(ステップS110:Yes)、処理を終了する。他方、完爆していないと判定された場合(ステップS110:No)、完爆されたと判定されるまで繰り返しステップS110の処理を行う。
Subsequently, the
尚、本実施形態に係るECU15は、エンジン11の回転数に加えて、例えば排気ポートの温度、モータ・ジェネレータ17のトルク等、複数種類の物理量又はパラメータを検出して、該検出された物理量又はパラメータのいずれもが閾値を超えている場合に、完爆したと判定するように構成されている。
The
このように構成すれば、モータ・ジェネレータ17によってエンジン11の回転数が、完爆判定における閾値より大きくなることに起因する誤判定を防止することができ、実用上非常に有利である。
With such a configuration, it is possible to prevent erroneous determination caused by the motor /
次に、エンジン11を始動させる際に、バルブタイミングを変更した場合における、エンジン11の回転数、バルブタイミングの進角量等について、図6を参照して説明する。ここに、図6は、本実施形態に係るエンジンを始動させる際における、エンジンの回転数、バルブタイミングの進角量、電動オイルポンプに入力される信号、及びオイルコントロールバルブに入力される信号の時間変化を示すタイミングチャートである。尚、図中の時間T1、T2及びT3は、夫々、イグニッションオン状態となった時点、クランキング開始時点、及び完爆時点を示している。
Next, the rotational speed of the
図6に示すように、イグニッションオン状態となった時点で、オイルコントロールバルブ122に、バルブタイミングを進角させることを示す信号が供給される。エンジン11のクランキングが開始された時点で、電力オイルポンプ124の電源がON状態となり、実際に、バルブタイミングが進角されることとなる。
As shown in FIG. 6, when the ignition is turned on, a signal indicating that the valve timing is advanced is supplied to the
図6に示すように、エンジン11のクランキングの初期段階では、エンジン11の回転数が上昇し易いように、進角量は小さく設定され、回転数が比較的高くなった段階では、エンジン11を始動可能な圧縮端温度が得られるような進角量とされる。尚、エンジン11の回転数は、バルブタイミングの進角量が大きくなることに起因する圧縮反力の増加に伴い、一旦低下する。
As shown in FIG. 6, at the initial stage of cranking of the
これにより、速やかにエンジン11を始動可能な圧縮端温度を得ることができる。この結果、速やかにエンジン11を始動させることができる。
Thereby, the compression end temperature at which the
尚、ECU15を、例えばイグニッションオン状態となった後所定期間だけ、エンジン11をクランキングするように(即ち、プレクランキングするように)構成してもよい。このように構成すれば、エンジン11を暖機することができ、始動性をより向上させることができる。
For example, the
(第1変形例)
次に、本実施形態に係る始動制御装置の第1変形例について説明する。
(First modification)
Next, a first modification of the start control device according to the present embodiment will be described.
本変形例に係る始動制御装置におけるECU15は、図3におけるステップS108の処理中に、充電残量センサ22により検出されるバッテリ14の充電残量に応じて、随時、設定された目標バルブタイミングを補正すると共に、該補正された目標バルブタイミングとなるように可変バルブ機構12を制御する。
The
ECU15は、典型的には、単に時間当りの電力消費量がほぼ一定となるように、目標バルブタイミングを補正する。これにより、エンジン11を始動させるまでのバッテリの電力消費量を最適化することができると共に、電力不足によりエンジン11が始動されないということを防止することができ、実用上非常に有利である。
The
(第2変形例)
次に、本実施形態に係る始動制御装置の第2変形例について、図7を参照して説明する。ここに、図7は、モータ・ジェネレータ17から出力されるトルクが一定の場合における、気筒内圧力を示すマップの一例である。図中の実線p1乃至p3は、等気筒内圧力線である。
(Second modification)
Next, a second modification of the start control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an example of a map showing the in-cylinder pressure when the torque output from the motor /
本変形例に係る始動制御装置におけるECU15は、図3におけるステップS106の処理において、先ず、検出された燃料161のアルコールの濃度に基づいて、エンジン11を始動可能な圧縮端温度を求める。続いて、ECU15は、該求められた圧縮端温度を得ることができる気筒内圧力を求める。
In the process of step S106 in FIG. 3, the
次に、ECU15は、図7に示すようなマップから、求められた気筒内圧力に対応する等気筒内圧力線を特定する。続いて、該特定された等気筒内圧力線と、粘度センサ24により検出されたエンジンオイル117aの粘度とが交わる点に対応する進角量を特定し、該特定された進角量を目標バルブタイミングとして設定する。
Next, the
具体的には例えば、検出された粘度が大きい場合には、進角量を小さくして(即ち、圧縮反力を小さくして)、回転数を増加させる。他方、検出された粘度が小さい場合には、進角量を大きくして、回転数を低減させる。 Specifically, for example, when the detected viscosity is large, the advance amount is decreased (that is, the compression reaction force is decreased), and the rotation speed is increased. On the other hand, when the detected viscosity is small, the advance amount is increased to reduce the rotational speed.
図7に示すマップは、モータ・ジェネレータ17から出力されるトルクが一定になるように(即ち、単位時間当りの電力消費量が一定になるように)構成されているので、マップ上で進角量及び回転数を変更する限りにおいて、単位時間当りの電力消費量は変化しないので、電力消費量を抑制することができ、実用上非常に有利である。
Since the map shown in FIG. 7 is configured such that the torque output from the motor /
尚、エンジン11が回転されることによる、例えば摩擦熱等によって、エンジンオイル117aの粘度が変化した場合、ECU15は、変化した粘度に応じて、目標バルブタイミングを再設定すればよい。
When the viscosity of the
<第2実施形態>
本発明の内燃機関の始動制御装置に係る第2実施形態を、図8及び図9を参照して説明する。第2実施形態では、ECUが実行する始動制御処理が一部異なる以外は、第1実施形態の構成と同様である。よって、第2実施形態について、第1実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図8及び図9を参照して説明する。ここに、図8は、本実施形態に係るECUが実行する始動制御処理を示すフローチャートであり、図9は、ECUに格納されている、本発明に係る「蓄積情報」の一例としてのデータテーブルの一例を示す概念図である。
Second Embodiment
A second embodiment of the start control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment is the same as the configuration of the first embodiment except that the start control process executed by the ECU is partially different. Therefore, in the second embodiment, the description overlapping with that of the first embodiment is omitted, and the common portions on the drawings are denoted by the same reference numerals, and only FIGS. 8 and 9 are basically different only. The description will be given with reference. FIG. 8 is a flowchart showing a start control process executed by the ECU according to this embodiment. FIG. 9 is a data table as an example of “accumulated information” according to the present invention stored in the ECU. It is a conceptual diagram which shows an example.
図8において、本実施形態に係る始動制御装置におけるECU15は、濃度センサ21により検出された燃料161に含まれるアルコールの濃度が濃度閾値より高いと判定された後に(ステップS105:Yes)、検出された濃度に対応する、図9に示すようなデータテーブル201が格納されているか否かを判定する(ステップS201)。
In FIG. 8, the
格納されていないと判定された場合(ステップS201:No)、ECU15は、続いてステップS106の処理を実行する。他方、格納されていると判定された場合(ステップS201:Yes)、ECU15は、検出された濃度に対応するデータテーブル201から、エンジン11が完爆するまでの時間が最短であるバルブタイミング(図中の「進角量」)を特定し、該特定されたバルブタイミングを目標バルブタイミングとして設定する(ステップS202)。
If it is determined that it is not stored (step S201: No), the
尚、ECU15は、検出された濃度に加えて、例えばエンジン11の温度、環境温度、エンジンオイル117aの粘度、バッテリ14の充電残量等の複数の物理量又はパラメータに対応するデータのうち、エンジン11が完爆するまでの時間が最短であるバルブタイミングを特定して、目標バルブタイミングを設定してもよい。このようにすれば、より適切な目標バルブタイミングを設定することができる。
In addition to the detected concentration, the
尚、図9に示すようなデータテーブル201は、エンジン11を始動させる度に(即ち、始動制御処理が実行される度に)、ECU15が、各種センサを介して検出される物理量又はパラメータや、設定された目標バルブタイミング等を、例えば不揮発性のメモリ等に格納することによって作成される。
The data table 201 as shown in FIG. 9 includes physical quantities or parameters detected by the
尚、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の始動制御装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. An engine start control device is also included in the technical scope of the present invention.
1…始動制御装置、11…エンジン、12…可変バルブ機構、13、17…モータ・ジェネレータ、14…バッテリ、15…ECU、16…燃料タンク、18…動力分配機構、21…濃度センサ、22…充電残量センサ、23…温度センサ、24…粘度センサ、111…吸気側カムシャフト、112…カム、113…吸気バルブ、114…ピストン、115…クランクシャフト、116…クランクプーリ、117…オイルパン、121…可変バルブタイミングアクチュエータ、122…オイルコントロールバルブ、123…オイルポンプ、124…電動オイルポンプ、201…データテーブル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Start-up control apparatus, 11 ... Engine, 12 ... Variable valve mechanism, 13, 17 ... Motor generator, 14 ... Battery, 15 ... ECU, 16 ... Fuel tank, 18 ... Power distribution mechanism, 21 ... Concentration sensor, 22 ... Remaining charge sensor, 23 ... Temperature sensor, 24 ... Viscosity sensor, 111 ... Intake camshaft, 112 ... Cam, 113 ... Intake valve, 114 ... Piston, 115 ... Crankshaft, 116 ... Crank pulley, 117 ... Oil pan, 121 ... Variable valve timing actuator, 122 ... Oil control valve, 123 ... Oil pump, 124 ... Electric oil pump, 201 ... Data table
Claims (9)
前記内燃機関の吸気バルブのバルブタイミングを変更可能なバルブタイミング変更手段と、
前記燃料に含まれるアルコールの濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、
前記内燃機関を始動させる際に、前記検出された濃度に応じて、前記バルブタイミングを変更するように前記バルブタイミング変更手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。 Start of the internal combustion engine in a vehicle comprising an internal combustion engine capable of using a fuel containing alcohol, a motor for rotating the internal combustion engine at least until the internal combustion engine is started, and a battery for supplying electric power to the motor A control device,
Valve timing changing means capable of changing the valve timing of the intake valve of the internal combustion engine;
Alcohol concentration detection means for detecting the concentration of alcohol contained in the fuel;
And a control means for controlling the valve timing changing means so as to change the valve timing in accordance with the detected concentration when starting the internal combustion engine. .
前記検出された濃度に応じて、前記バルブタイミングの目標となる目標バルブタイミングを設定するバルブタイミング設定手段を含み、
前記バルブタイミングが、前記設定された目標バルブタイミングになるように、前記バルブタイミング変更手段を制御する
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。 The control means includes
Valve timing setting means for setting a target valve timing as a target of the valve timing according to the detected concentration;
The start control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the valve timing changing means is controlled so that the valve timing becomes the set target valve timing.
前記バルブタイミング設定手段は、前記蓄積された情報から、前記検出された濃度に対応する情報を特定して、前記目標バルブタイミングを設定する
ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の始動制御装置。 It further comprises information storage means for storing information relating to the internal combustion engine until the internal combustion engine is started,
The start of the internal combustion engine according to claim 2, wherein the valve timing setting means specifies the information corresponding to the detected concentration from the accumulated information and sets the target valve timing. Control device.
前記検出された充電残量に応じて、前記設定された目標バルブタイミングを補正するバルブタイミング補正手段と
を更に備え、
前記制御手段は、前記検出された充電残量に応じたトルクが出力されるように前記モータを制御しつつ、前記バルブタイミングが、前記補正された目標バルブタイミングになるように前記バルブタイミング変更手段を制御する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の内燃機関の始動制御装置。 When the internal combustion engine is rotated by the motor, the remaining charge detection means for detecting the remaining charge of the battery;
Valve timing correction means for correcting the set target valve timing according to the detected remaining charge,
The control means controls the motor so that torque according to the detected remaining charge level is output, and the valve timing changing means so that the valve timing becomes the corrected target valve timing. The start control device for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein
前記制御手段は、前記検出された温度が温度閾値より低いことを条件に、前記検出された濃度に応じて、前記バルブタイミングを変更するように前記バルブタイミング変更手段を制御する
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の内燃機関の始動制御装置。 Temperature detecting means for detecting the temperature of the internal combustion engine,
The control means controls the valve timing changing means to change the valve timing in accordance with the detected concentration, on condition that the detected temperature is lower than a temperature threshold value. The start control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5.
前記制御手段は、更に前記検出された粘度に応じて、前記バルブタイミングを変更するように前記バルブタイミング変更手段を制御する
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の内燃機関の始動制御装置。 An oil viscosity detecting means for detecting the viscosity of the engine oil of the internal combustion engine;
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the control means further controls the valve timing changing means to change the valve timing in accordance with the detected viscosity. Engine start control device.
前記可変バルブ機構は、
前記内燃機関により油圧を発生可能な第1油圧ポンプと、
前記バッテリにより前記油圧を発生可能な第2油圧ポンプと
を有する
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の内燃機関の始動制御装置。 The valve timing changing means is a hydraulically driven variable valve mechanism,
The variable valve mechanism is
A first hydraulic pump capable of generating hydraulic pressure by the internal combustion engine;
The internal combustion engine start control device according to any one of claims 1 to 7, further comprising: a second hydraulic pump capable of generating the hydraulic pressure by the battery.
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