JP2010196578A - Start control device for internal combustion engine - Google Patents

Start control device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2010196578A
JP2010196578A JP2009042031A JP2009042031A JP2010196578A JP 2010196578 A JP2010196578 A JP 2010196578A JP 2009042031 A JP2009042031 A JP 2009042031A JP 2009042031 A JP2009042031 A JP 2009042031A JP 2010196578 A JP2010196578 A JP 2010196578A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
compression ratio
starting
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009042031A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaro Minami
南  雄太郎
Shinobu Kamata
忍 釜田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2009042031A priority Critical patent/JP2010196578A/en
Publication of JP2010196578A publication Critical patent/JP2010196578A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve startability of an internal combustion engine including a variable compression ratio mechanism. <P>SOLUTION: This start control device for the internal combustion engine 100 includes the variable compression ratio mechanism 6 capable of varying compression ratio and a fuel supply device 5 capable of optionally selecting and supplying a plurality of kinds of fuel having different evaporation characteristics. The device includes start fuel selecting means (S5, S6, S8) selecting start fuel supplied in start out of the plurality of kinds of fuel, and a compression ratio change means (S7, S9) setting compression ratio lower as evaporation characteristics of the start fuel are better. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

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.

従来の内燃機関として、シリンダ内を往復動するピストンにピストンピンを介して連結された第1リンクと、この第1リンクに揺動可能に連結されるとともにクランクシャフトのクランクピンに回転可能に装着された第2リンクと、一端部が上記第2リンクに揺動可能に連結された第3リンクと、シリンダブロックに回転可能に設けられかつ上記第3リンクの他端部を揺動自在に支持する偏心カム部を備えたコントロールシャフトと、このコントロールシャフトの回転位置を制御するアクチュエータと、を備えてなり、上記コントロールシャフトの回転位置によって圧縮比を変化させる圧縮比可変機構を備えるものがある(例えば、特許文献1参照)。   As a conventional internal combustion engine, a first link that is connected to a piston that reciprocates in a cylinder via a piston pin, and is pivotally connected to the first link and rotatably mounted on a crankpin of a crankshaft. The second link, a third link with one end pivotably connected to the second link, and a cylinder block rotatably provided and pivotally supporting the other end of the third link There is a control shaft having an eccentric cam portion and an actuator for controlling the rotational position of the control shaft, and having a compression ratio variable mechanism that changes the compression ratio according to the rotational position of the control shaft ( For example, see Patent Document 1).

特開2004−239174号公報JP 2004-239174 A

圧縮比可変機構を備える内燃機関の場合、始動時には圧縮比を相対的に低くすることで起動トルクを小さくし、始動性を向上させることが望ましい。しかしながら、前述した従来の内燃機関は液体燃料を供給していた。そのため、圧縮比を低くしすぎると燃料を気化するために必要な熱量が不足して、逆に始動性が悪化するという問題点があった。そのため、燃料を気化するために必要な熱量を得られる範囲内でしか圧縮比を低くすることができなかった。   In the case of an internal combustion engine equipped with a variable compression ratio mechanism, it is desirable to improve the startability by reducing the starting torque by relatively reducing the compression ratio at the time of starting. However, the above-described conventional internal combustion engine supplies liquid fuel. For this reason, if the compression ratio is too low, the amount of heat necessary for vaporizing the fuel is insufficient, and the startability is adversely affected. For this reason, the compression ratio can be lowered only within a range in which the amount of heat necessary for vaporizing the fuel can be obtained.

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、燃料を気化するための熱量を低減させることで圧縮比可変機構を備えた内燃機関の始動性を向上させることを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and an object thereof is to improve the startability of an internal combustion engine having a compression ratio variable mechanism by reducing the amount of heat for vaporizing the fuel. And

本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、圧縮比を変更可能な圧縮比可変機構(6)と、気化特性の異なる複数の燃料を任意に選択して供給可能な燃料供給装置(5)と、を備える内燃機関(100)の始動制御装置であって、前記複数の燃料から始動時に供給する始動用燃料を選択する始動用燃料選択手段(S5,S6,S8)と、前記始動用燃料の気化特性が良いときほど、圧縮比を低くする圧縮比変更手段(S7,S9)と、を備えることを特徴とする。   The present invention includes an internal combustion engine (100) including a compression ratio variable mechanism (6) capable of changing a compression ratio and a fuel supply device (5) capable of arbitrarily selecting and supplying a plurality of fuels having different vaporization characteristics. The starter control device of the starter fuel selection means (S5, S6, S8) for selecting the starter fuel to be supplied from the plurality of fuels at the time of start-up, and the better the vaporization characteristics of the starter fuel, the more the compression Compression ratio changing means (S7, S9) for lowering the ratio.

また、圧縮比を変更可能な圧縮比可変機構(6)と、ガス燃料及び液体燃料のいずれかを任意に選択して供給する燃料供給装置(5)と、を備える内燃機関の始動制御装置であって、始動時に供給する始動用燃料を前記ガス燃料にするか前記液体燃料にするかを選択する始動用燃料選択手段(S5,S6,S8)と、前記ガス燃料が供給されるときの圧縮比を、前記液体燃料が供給されるときの圧縮比よりも低くする圧縮比変更手段(S7,S9)と、を備えることを特徴とする。   An internal combustion engine start control device comprising: a compression ratio variable mechanism (6) capable of changing a compression ratio; and a fuel supply device (5) that arbitrarily supplies and supplies either gas fuel or liquid fuel. The starting fuel selection means (S5, S6, S8) for selecting whether the starting fuel to be supplied at the time of starting is the gas fuel or the liquid fuel, and compression when the gas fuel is supplied Compression ratio changing means (S7, S9) for making the ratio lower than the compression ratio when the liquid fuel is supplied.

本発明によれば、気化特性の異なる複数の燃料を供給可能にし、選択された始動用燃料の気化特性に応じて圧縮比を変更する。これにより、燃料を気化するための熱量を確保しつつ、気化特性の良い燃料で始動するときには相対的に圧縮比を低くすることができるので、始動性を向上させることができる。   According to the present invention, a plurality of fuels having different vaporization characteristics can be supplied, and the compression ratio is changed according to the vaporization characteristics of the selected starting fuel. As a result, while ensuring the amount of heat for vaporizing the fuel, the compression ratio can be relatively lowered when starting with fuel having good vaporization characteristics, so that the startability can be improved.

また、ガス燃料を供給する場合には、燃料を気化するための熱量が不要なので、始動時の圧縮比をより低くすることができ、より始動性を向上させることができる。   Further, when supplying gas fuel, the amount of heat for vaporizing the fuel is unnecessary, so that the compression ratio at the time of starting can be further reduced, and the startability can be further improved.

エンジンのシステム構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the system configuration | structure of an engine. 圧縮比可変機構による圧縮比変更方法を説明する図である。It is a figure explaining the compression ratio change method by a compression ratio variable mechanism. 始動制御について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining start control. 始動制御の動作を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining operation | movement of start control.

以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態によるエンジン100のシステム構成を示す概略図である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a system configuration of an engine 100 according to an embodiment of the present invention.

エンジン100は、シリンダブロック1と、シリンダヘッド2と、吸気通路3と、排気通路4と、燃料供給装置5と、圧縮比可変機構6と、コントローラ7と、を備える。   The engine 100 includes a cylinder block 1, a cylinder head 2, an intake passage 3, an exhaust passage 4, a fuel supply device 5, a compression ratio variable mechanism 6, and a controller 7.

シリンダブロック1には、複数のシリンダ11が形成される。シリンダ11の内部には、燃焼圧力を受けてシリンダ11の内部を往復動するピストン12が収められる。これらシリンダブロック1とシリンダヘッド2とピストン12とによって、ペントルーフ形の燃焼室13が区画形成される。   A plurality of cylinders 11 are formed in the cylinder block 1. A piston 12 that receives combustion pressure and reciprocates inside the cylinder 11 is housed inside the cylinder 11. The cylinder block 1, the cylinder head 2, and the piston 12 define a pent roof type combustion chamber 13.

シリンダヘッド2には、吸気通路3に接続され燃焼室13の頂壁に開口する吸気ポート21と、排気通路4に接続され燃焼室13の頂壁に開口する排気ポート22とが形成される。また、シリンダヘッド2には、燃焼室13と吸気ポート21との開口を開閉する吸気弁23と、燃焼室13と排気ポート22との開口を開閉する排気弁24と、が設けられる。さらに、シリンダヘッド2には、燃焼室13の頂壁中央に臨むように点火栓25が設けられる。   The cylinder head 2 is formed with an intake port 21 connected to the intake passage 3 and opening in the top wall of the combustion chamber 13, and an exhaust port 22 connected to the exhaust passage 4 and opening in the top wall of the combustion chamber 13. The cylinder head 2 is provided with an intake valve 23 that opens and closes an opening between the combustion chamber 13 and the intake port 21 and an exhaust valve 24 that opens and closes an opening between the combustion chamber 13 and the exhaust port 22. Further, the cylinder head 2 is provided with a spark plug 25 so as to face the center of the top wall of the combustion chamber 13.

吸気通路3は、シリンダに吸入される空気が流れる通路であり、吸気ポート21に接続される。   The intake passage 3 is a passage through which air sucked into the cylinder flows, and is connected to the intake port 21.

排気通路4は、シリンダから排出される排気が流れる通路であり、排気ポート22に接続される。   The exhaust passage 4 is a passage through which the exhaust discharged from the cylinder flows, and is connected to the exhaust port 22.

燃料供給装置5は、液体燃料タンク51と、液体燃料噴射弁52と、改質装置53と、ガス燃料ポンプ54と、ガス燃料タンク55と、ガス燃料噴射弁56と、を備える。   The fuel supply device 5 includes a liquid fuel tank 51, a liquid fuel injection valve 52, a reformer 53, a gas fuel pump 54, a gas fuel tank 55, and a gas fuel injection valve 56.

液体燃料タンク51は、外部から供給された液体燃料を貯蔵する。本実施形態では、液体燃料としてガソリンを使用する。   The liquid fuel tank 51 stores liquid fuel supplied from the outside. In this embodiment, gasoline is used as the liquid fuel.

液体燃料噴射弁52は、シリンダヘッド2に設けられ、液体燃料タンク51から送られてきた液体燃料を吸気ポート21の内部に噴射する。   The liquid fuel injection valve 52 is provided in the cylinder head 2 and injects the liquid fuel sent from the liquid fuel tank 51 into the intake port 21.

改質装置53は、モノリス担体531と、改質用液体燃料噴射弁532と、を備える。   The reformer 53 includes a monolith carrier 531 and a reforming liquid fuel injection valve 532.

モノリス担体531は、排気通路4の外周を囲むように形成された円環状のケースの内部に、表面に白金などの改質触媒を坦持させたハニカム状のコーデュライトが収められた一体構造物である。   The monolithic carrier 531 is an integrated structure in which a honeycomb cordurolite having a reforming catalyst such as platinum supported on the surface is housed in an annular case formed so as to surround the outer periphery of the exhaust passage 4. It is.

改質用液体燃料噴射弁532は、排気通路4の下流側に位置するモノリス担体531の入口に設けられる。改質用液体燃料噴射弁532は、液体燃料タンク51から送られてきた液体燃料を改質触媒に向けて噴射する。   The reforming liquid fuel injection valve 532 is provided at the inlet of the monolith carrier 531 located on the downstream side of the exhaust passage 4. The reforming liquid fuel injection valve 532 injects the liquid fuel sent from the liquid fuel tank 51 toward the reforming catalyst.

改質装置53は上記のように構成され、排気通路4を流れる排気の熱を利用して改質用液体燃料噴射弁532から噴射された液体燃料をガス燃料に改質する。本実施形態では、ガソリンをガス燃料である水素に改質する。   The reformer 53 is configured as described above, and reforms the liquid fuel injected from the reforming liquid fuel injection valve 532 into gas fuel using the heat of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4. In this embodiment, gasoline is reformed to hydrogen, which is a gas fuel.

ガス燃料ポンプ54は、排気通路4の上流側に位置するモノリス担体531の出口とガス燃料タンク55とを接続するガス燃料配管57aに設けられる。ガス燃料ポンプ54は、改質装置53で生成されたガス燃料を加圧してガス燃料タンク55に送り込む。   The gas fuel pump 54 is provided in a gas fuel pipe 57 a that connects the outlet of the monolith carrier 531 located upstream of the exhaust passage 4 and the gas fuel tank 55. The gas fuel pump 54 pressurizes the gas fuel generated by the reformer 53 and sends it to the gas fuel tank 55.

ガス燃料タンク55は、ガス燃料を貯蔵する。ガス燃料タンク55には、圧力センサ551と、温度センサ552と、が設けられる。   The gas fuel tank 55 stores gas fuel. The gas fuel tank 55 is provided with a pressure sensor 551 and a temperature sensor 552.

圧力センサ551は、ガス燃料タンク55の内部圧力を検出する。   The pressure sensor 551 detects the internal pressure of the gas fuel tank 55.

温度センサ552は、ガス燃料タンク55の内部温度を検出する。   The temperature sensor 552 detects the internal temperature of the gas fuel tank 55.

ガス燃料噴射弁56は、燃焼室13に臨むようにシリンダヘッド2に設けられる。ガス燃料噴射弁56は、ガス燃料タンク55からガス燃料配管57bを通って送られてきたガス燃料を直接燃焼室13に噴射する。   The gas fuel injection valve 56 is provided in the cylinder head 2 so as to face the combustion chamber 13. The gas fuel injection valve 56 directly injects the gas fuel sent from the gas fuel tank 55 through the gas fuel pipe 57 b into the combustion chamber 13.

圧縮比可変機構6は、ピストン12とクランクシャフト14とを2つのリンク(アッパリンク61、ロアリンク62)で連結するとともに、コントロールリンク63でロアリンク62を制御して、エンジン100の機械圧縮比を変更する。   The compression ratio variable mechanism 6 connects the piston 12 and the crankshaft 14 with two links (upper link 61 and lower link 62), and controls the lower link 62 with a control link 63 to thereby control the mechanical compression ratio of the engine 100. To change.

アッパリンク61は、その上端がピストンピン15を介してピストン12と連結し、その下端がアッパピン64を介してロアリンク62の一端と連結する。   The upper link 61 has an upper end connected to the piston 12 via the piston pin 15 and a lower end connected to one end of the lower link 62 via the upper pin 64.

ロアリンク62は、その一端がアッパピン64を介してアッパリンク61に連結し、その他端がコントロールピン65を介してコントロールリンク63に連結する。また、ロアリンク62は、その略中央の連結孔に、クランクシャフト14のクランクピン14bが挿入され、クランクピン14bを中心軸として揺動する。ロアリンク62は左右の2部材に分割可能である。   The lower link 62 has one end connected to the upper link 61 via the upper pin 64 and the other end connected to the control link 63 via the control pin 65. Further, the lower link 62 swings around the crank pin 14b as a central axis by inserting the crank pin 14b of the crankshaft 14 into a substantially central connecting hole. The lower link 62 can be divided into left and right members.

クランクシャフト14は、複数のジャーナル14aとクランクピン14bとカウンタウェイト14cとを備える。ジャーナル14aは、シリンダブロック1及びラダーフレーム16によって回転自在に支持される。クランクピン14bは、ジャーナル14aから所定量偏心しており、ここにロアリンク62が揺動自在に連結する。カウンタウェイト14cは、ジャーナル14aとクランクピン14bとをつなぐアーム部に設けられ、回転部分の重量アンバランスを取り除く。   The crankshaft 14 includes a plurality of journals 14a, a crankpin 14b, and a counterweight 14c. The journal 14 a is rotatably supported by the cylinder block 1 and the ladder frame 16. The crank pin 14b is eccentric by a predetermined amount from the journal 14a, and a lower link 62 is slidably connected thereto. The counterweight 14c is provided on the arm portion that connects the journal 14a and the crankpin 14b, and removes the weight imbalance of the rotating portion.

コントロールリンク63は、その一端がコントロールピン65を介してロアリンク62に連結し、その他端が連結ピン66を介してコントロールシャフト67に連結する。コントロールリンク63は、この連結ピン66を中心として揺動する。またコントロールシャフト67にはギアが形成されており、そのギアがアクチュエータ68の回転軸69に設けられたピニオン69aに噛合する。アクチュエータ68によってコントロールシャフト67が回転させられ、連結ピン66が移動する。   One end of the control link 63 is connected to the lower link 62 via the control pin 65, and the other end is connected to the control shaft 67 via the connection pin 66. The control link 63 swings around the connecting pin 66. A gear is formed on the control shaft 67, and the gear meshes with a pinion 69 a provided on the rotation shaft 69 of the actuator 68. The control shaft 67 is rotated by the actuator 68, and the connecting pin 66 moves.

コントローラ7は、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ7には、ガス燃料タンク55の状態を検出する圧力センサ551及び温度センサ552からの信号の他に、エンジン100の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。コントローラ7は、ガス燃料タンク55の状態に応じて始動用燃料を選択し、始動用燃料に応じて圧縮比を変更する。以下、圧縮比の変更方法について説明した後に、この始動制御について説明する。   The controller 7 includes a microcomputer having a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output interface (I / O interface). In addition to signals from the pressure sensor 551 and the temperature sensor 552 that detect the state of the gas fuel tank 55, signals from various sensors that detect the operating state of the engine 100 are input to the controller 7. The controller 7 selects the starting fuel according to the state of the gas fuel tank 55, and changes the compression ratio according to the starting fuel. Hereinafter, after explaining the compression ratio changing method, this starting control will be explained.

図2は圧縮比可変機構6による圧縮比変更方法を説明する図である。   FIG. 2 is a view for explaining a compression ratio changing method by the compression ratio variable mechanism 6.

圧縮比可変機構6は、コントロールシャフト67を回転させて連結ピン66の位置を変更させることで、圧縮比を変更させる。   The compression ratio variable mechanism 6 changes the compression ratio by rotating the control shaft 67 and changing the position of the connecting pin 66.

例えば図2(A)、図2(C)に示すように連結ピン66を位置Pにすれば、上死点位置(TDC)が高くなり高圧縮比になる。   For example, as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (C), when the connecting pin 66 is set to the position P, the top dead center position (TDC) is increased and a high compression ratio is obtained.

そして図2(B)、図2(C)に示すように、連結ピン66を位置Qにすれば、コントロールリンク63が上方へ押し上げられ、コントロールピン65の位置が上がる。これによりロアリンク62はクランクピン14bを中心として反時計方向に回転し、アッパピン64が下がり、ピストン12上死点(TDC)におけるピストン12の位置が下降する。したがって圧縮比が低圧縮比になる。   As shown in FIGS. 2B and 2C, when the connecting pin 66 is set to the position Q, the control link 63 is pushed upward, and the position of the control pin 65 is raised. As a result, the lower link 62 rotates counterclockwise about the crank pin 14b, the upper pin 64 is lowered, and the position of the piston 12 at the top dead center (TDC) of the piston 12 is lowered. Therefore, the compression ratio becomes a low compression ratio.

図3は、本実施形態による始動制御について説明するフローチャートである。コントローラ7は、本ルーチンをエンジン100の運転中に所定の演算周期(例えば10ms)で実行する。   FIG. 3 is a flowchart illustrating the start control according to the present embodiment. The controller 7 executes this routine at a predetermined calculation cycle (for example, 10 ms) while the engine 100 is operating.

ステップS1において、コントローラ7は、イグニッションスイッチがオフされたか否かを判定する。コントローラ7は、イグニッションスイッチがオフされていればステップS2に処理を移行し、そうでなければステップS10に処理を移行する。   In step S1, the controller 7 determines whether or not the ignition switch is turned off. If the ignition switch is turned off, the controller 7 shifts the process to step S2, and if not, shifts the process to step S10.

ステップS2において、コントローラ7は、液体燃料噴射弁52、改質用液体燃料噴射弁532及びガス燃料噴射弁56から燃料が噴射されていれば、燃料噴射を停止する。   In step S <b> 2, the controller 7 stops the fuel injection if the fuel is injected from the liquid fuel injection valve 52, the reforming liquid fuel injection valve 532, and the gas fuel injection valve 56.

ステップS3において、コントローラ7は、ガス燃料タンク55の内部圧力及び内部温度を検出する。   In step S <b> 3, the controller 7 detects the internal pressure and internal temperature of the gas fuel tank 55.

ステップS4において、コントローラ7は、検出したガス燃料タンク55の内部圧力及び内部温度に基づいて、次回始動時のガス燃料タンク55の内部圧力(以下、「予測内部圧力」という)を算出する。   In step S4, the controller 7 calculates the internal pressure (hereinafter referred to as “predicted internal pressure”) of the gas fuel tank 55 at the next start based on the detected internal pressure and internal temperature of the gas fuel tank 55.

ステップS5において、コントローラ7は、予測内部圧力が所定のガス燃料供給可能圧力より高いか否かを判定する。コントローラ7は、予測内部圧力がガス燃料供給可能圧力より高ければステップS6に処理を移行し、そうでなければステップS8に処理を移行する。   In step S5, the controller 7 determines whether or not the predicted internal pressure is higher than a predetermined gas fuel supplyable pressure. If the predicted internal pressure is higher than the gas fuel supply possible pressure, the controller 7 shifts the process to step S6, and if not, shifts the process to step S8.

ステップS6において、コントローラ7は、次回始動時に供給する燃料(以下「始動用燃料」という)をガス燃料とする。   In step S6, the controller 7 uses the fuel supplied at the next start (hereinafter referred to as “startup fuel”) as gas fuel.

ステップS7において、コントローラ7は、圧縮比を所定のガス燃料用始動圧縮比に変更する。   In step S7, the controller 7 changes the compression ratio to a predetermined starting compression ratio for gas fuel.

ステップS8において、コントローラ7は、始動用燃料を液体燃料とする。   In step S8, the controller 7 uses the starting fuel as liquid fuel.

ステップS9において、コントローラ7は、圧縮比を所定の液体燃料用始動圧縮比に変更する。液体燃料用始動圧縮比は、ガス燃料用始動圧縮比よりも高い。これは、液体燃料の場合、燃料を気化するための熱量が必要なためである。   In step S9, the controller 7 changes the compression ratio to a predetermined liquid fuel start compression ratio. The starting compression ratio for liquid fuel is higher than the starting compression ratio for gas fuel. This is because in the case of liquid fuel, an amount of heat for vaporizing the fuel is required.

ステップS10において、コントローラ7は、始動又は暖機運転中か否かを判定する。コントローラ7は、始動又は暖機運転中であればステップS11に処理を移行し、そうでなければステップS12に処理を移行する。   In step S10, the controller 7 determines whether or not the engine is being started or warmed up. The controller 7 shifts the process to step S11 if the engine is starting or warming up, and otherwise shifts the process to step S12.

ステップS11において、コントローラ7は、始動時制御を実施する。具体的には、始動用燃料としてガス燃料が選択されていたときは、圧縮比をガス燃料用始動圧縮比に維持したままガス燃料を供給する。一方で、始動用燃料として液体燃料が選択されていたときは、圧縮比を液体燃料用始動圧縮比に維持したまま液体燃料を供給する。   In step S11, the controller 7 carries out start-up control. Specifically, when the gas fuel is selected as the starting fuel, the gas fuel is supplied while maintaining the compression ratio at the starting compression ratio for the gas fuel. On the other hand, when the liquid fuel is selected as the starting fuel, the liquid fuel is supplied while maintaining the compression ratio at the starting compression ratio for the liquid fuel.

ステップS12において、コントローラ7は、通常時制御を実施する。具体的には、運転状態に応じて圧縮比を制御し、液体燃料を噴射する。   In step S12, the controller 7 performs normal time control. Specifically, the compression ratio is controlled according to the operating state, and liquid fuel is injected.

図4は、本実施形態による始動制御の動作を説明するタイムチャートである。フローチャートとの対応を明確にするため、フローチャートのステップ番号を併記して説明する。   FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of the start control according to the present embodiment. In order to clarify the correspondence with the flowchart, the step numbers of the flowchart will be described together.

時刻t1でイグニッションスイッチがオフにされると(図4(A);S1でYes)、ガス燃料タンク55の内部圧力と内部温度とに基づいて予測内部圧力が算出され(S3,S4)、予測内部圧力に基づいて始動用燃料が選択される(S5)。   When the ignition switch is turned off at time t1 (FIG. 4A; Yes in S1), a predicted internal pressure is calculated based on the internal pressure and the internal temperature of the gas fuel tank 55 (S3, S4), and the prediction is performed. A starting fuel is selected based on the internal pressure (S5).

始動用燃料としてガス燃料が選択されたとき、つまり、予測内部圧力がガス燃料供給可能圧力よりも高くガス燃料での始動が可能と判断されたときは(S5でYes、S6)、一点鎖線で示すように、圧縮比が相対的に低圧縮比なガス燃料用始動圧縮比に変更される(図4(B);S7)。一方で、始動用燃料として液体燃料が選択されたとき、つまり、予測内部圧力がガス燃料供給可能圧力よりも低くガス燃料での始動が不可能と判断されたときは(S5でNo、S8)、破線で示すように、圧縮比が相対的に高圧縮比な液体燃料用始動圧縮比に変更される(図4(B);S9)。時刻t2でイグニッションスイッチがオンにされるまでは、この始動圧縮比が保持される(図4(B)。   When gas fuel is selected as the starting fuel, that is, when it is determined that the predicted internal pressure is higher than the gas fuel supplyable pressure and that it is possible to start with gas fuel (Yes in S5, S6), a one-dot chain line As shown, the compression ratio is changed to a starting compression ratio for gas fuel having a relatively low compression ratio (FIG. 4B; S7). On the other hand, when the liquid fuel is selected as the starting fuel, that is, when it is determined that the predicted internal pressure is lower than the gas fuel supplyable pressure and the starting with the gas fuel is impossible (No in S5, S8). As shown by the broken line, the compression ratio is changed to the starting compression ratio for liquid fuel having a relatively high compression ratio (FIG. 4B; S9). This starting compression ratio is maintained until the ignition switch is turned on at time t2 (FIG. 4B).

時刻t2でイグニッションスイッチがオンにされると(図4(A);S1でNo)、エンジン100が始動する。エンジン100が始動してから暖機が完了する時刻t3までの間は、イグニッションスイッチをオフにしたときに変更した始動圧縮比に保持したまま、イグニッションスイッチをオフにしたときに選択した始動用燃料を噴射する(図4(B);S11でYes、S12)。   When the ignition switch is turned on at time t2 (FIG. 4A; No in S1), engine 100 is started. The starting fuel selected when the ignition switch is turned off while maintaining the starting compression ratio changed when the ignition switch is turned off, until time t3 when warm-up is completed after the engine 100 is started. (FIG. 4 (B); Yes in S11, S12).

時刻t3で暖機が完了すると、運転状態に応じて圧縮比を制御し、液体燃料を噴射する(図4(B);S11でNo、S12)。   When the warm-up is completed at time t3, the compression ratio is controlled according to the operating state, and the liquid fuel is injected (FIG. 4B; No in S11, S12).

以上説明した本実施形態によれば、ガス燃料と液体燃料とを任意に選択してエンジン100に供給できるようにし、始動時にはガス燃料を供給することとした。   According to the present embodiment described above, gas fuel and liquid fuel can be arbitrarily selected and supplied to the engine 100, and gas fuel is supplied at the time of starting.

液体燃料を供給してエンジン100を始動させる場合は、液体燃料を気化させてから燃焼させないと、所望の燃焼圧力を得られず始動性が悪化する上に、未燃燃料(ハイドロカーボン;HC)が排出されて排気性能も悪化する。そのため、ガス燃料と比べて燃料を気化するための熱量が必要になる分、ガス燃料を供給してエンジン100を始動させるときと比べて圧縮比を高くする必要がある。しかしながら、始動時に高圧縮比にしなければならいないと、起動トルクが大きくなるためスタータモータの負担が大きくなり、始動性が悪化する。   When the engine 100 is started by supplying liquid fuel, if the liquid fuel is vaporized and not burned, a desired combustion pressure cannot be obtained and startability deteriorates, and unburned fuel (hydrocarbon; HC) Is exhausted and exhaust performance deteriorates. For this reason, it is necessary to increase the compression ratio compared to when gas engine is supplied and engine 100 is started by the amount of heat required to vaporize the fuel as compared with gas fuel. However, if a high compression ratio is required at the time of starting, the starting torque increases, so the burden on the starter motor increases and the starting performance deteriorates.

これに対し、ガス燃料を供給してエンジン100を始動させる場合は、燃料を気化するための熱量が不要なので、圧縮比が低い状態で燃料を燃焼させることができる。これにより、低圧縮比の状態でクランキングを実施できるので起動トルクが小さくて済み、液体燃料を供給してエンジン100を始動させる場ときと比べて始動性を向上させることができる。また、排気性能を悪化させることもない。   On the other hand, when the engine 100 is started by supplying gas fuel, the amount of heat for vaporizing the fuel is not necessary, so that the fuel can be burned with a low compression ratio. Thereby, cranking can be performed in a low compression ratio state, so that the starting torque can be reduced, and the startability can be improved as compared with the case where the engine 100 is started by supplying liquid fuel. Further, the exhaust performance is not deteriorated.

また、始動用燃料の選択及び始動圧縮比への変更をエンジン停止時に実施するので、始動時に圧縮比を変更する必要がない。そのため、始動時に素早くクランキングを開始でき、より一層始動性を向上させることができる。   In addition, since the selection of the starting fuel and the change to the starting compression ratio are performed when the engine is stopped, it is not necessary to change the compression ratio at the time of starting. Therefore, cranking can be started quickly at the start, and startability can be further improved.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.

例えば、本実施形態ではガス燃料と液体燃料とを任意に選択してエンジン100に供給できるようにしたが、気化特性の異なる2種類以上の液体燃料を任意に選択してエンジン100に供給できるようにしてもよい。この場合は、供給可能な液体燃料のうち最も気化特性が良い液体燃料、すなわち、最も気化しやすい液体燃料を始動時に供給するようにして、気化特性が良い液体燃料を供給するときほど圧縮比を低くしてやればよい。これにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。   For example, in the present embodiment, gas fuel and liquid fuel can be arbitrarily selected and supplied to the engine 100. However, two or more types of liquid fuel having different vaporization characteristics can be arbitrarily selected and supplied to the engine 100. It may be. In this case, the liquid fuel having the best vaporization characteristics among the liquid fuels that can be supplied, i.e., the liquid fuel that is most easily vaporized is supplied at start-up, and the compression ratio is increased as the liquid fuel with good vaporization characteristics is supplied. You can lower it. Thereby, the effect similar to the said embodiment can be acquired.

また、本実施形態ではガス燃料を改質装置53で生成したが、液体燃料と同様に外部から供給してもよい。   In this embodiment, the gas fuel is generated by the reformer 53, but may be supplied from the outside in the same manner as the liquid fuel.

また、改質反応としては、本実施形態のように部分酸化反応によるものに限らず、例えば脱水素反応のように、改質によって得られた改質ガスが凝縮分離によってガス成分(水素)とともに液体成分も得られる反応としてもよい。この場合、改質後の液体燃料と改質前の液体燃料の気化特性が異なるなら、改質後の液体燃料を別のタンクに貯蔵し、始動時に、改質前の液体燃料、改質後の液体燃料及びガス燃料を使い分けるようにすれば、綿密な始動制御が実施できる。また、液体燃料を蒸留によって分離してもよい。   Further, the reforming reaction is not limited to the partial oxidation reaction as in the present embodiment. For example, the reformed gas obtained by the reforming together with the gas component (hydrogen) is condensed and separated as in the dehydrogenation reaction. The reaction may also be a liquid component. In this case, if the vaporization characteristics of the liquid fuel after reforming and the liquid fuel before reforming are different, the liquid fuel after reforming is stored in a separate tank, and the liquid fuel before reforming, If the liquid fuel and the gas fuel are properly used, precise start control can be performed. Further, the liquid fuel may be separated by distillation.

さらに、本実施形態ではガス燃料として水素を使用したが、気化ガソリンやその他のガス燃料でもよい。   Further, in the present embodiment, hydrogen is used as the gas fuel, but vaporized gasoline or other gas fuel may be used.

5 燃料供給装置
6 圧縮比可変機構
12 ピストン
14 クランクシャフト
55 ガス燃料タンク
61 アッパリンク(複数のリンク)
62 ロアリンク(複数のリンク)
63 コントロールリンク(複数のリンク)
67 コントローラシャフト
68 アクチュエータ(駆動装置)
100 エンジン(内燃機関)
551 圧力センサ(燃料状態検出センサ)
552 温度センサ(燃料状態検出センサ)
S4 予測内部圧力算出手段
S5 始動用燃料選択手段
S6 始動用燃料選択手段、ガス燃料選択手段
S7 圧縮比変更手段
S8 始動用燃料選択手段
S9 圧縮比変更手段
5 Fuel Supply Device 6 Compression Ratio Variable Mechanism 12 Piston 14 Crankshaft 55 Gas Fuel Tank 61 Upper Link (Multiple Links)
62 Lower link (multiple links)
63 Control links (multiple links)
67 Controller shaft 68 Actuator (drive device)
100 engine (internal combustion engine)
551 Pressure sensor (fuel condition detection sensor)
552 Temperature sensor (fuel condition detection sensor)
S4 Predicted internal pressure calculating means S5 Starting fuel selecting means S6 Starting fuel selecting means, gas fuel selecting means S7 Compression ratio changing means S8 Starting fuel selecting means S9 Compression ratio changing means

Claims (7)

圧縮比を変更可能な圧縮比可変機構と、
気化特性の異なる複数の燃料を任意に選択して供給可能な燃料供給装置と、
を備える内燃機関の始動制御装置であって、
前記複数の燃料から始動時に供給する始動用燃料を選択する始動用燃料選択手段と、
前記始動用燃料の気化特性が良いときほど、圧縮比を低くする圧縮比変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
A variable compression ratio mechanism capable of changing the compression ratio;
A fuel supply device capable of arbitrarily selecting and supplying a plurality of fuels having different vaporization characteristics;
An internal combustion engine start control device comprising:
Starting fuel selection means for selecting a starting fuel to be supplied from the plurality of fuels at the time of starting;
Compression ratio changing means for lowering the compression ratio the better the gasification characteristics of the starting fuel,
A start control device for an internal combustion engine, comprising:
前記始動用燃料選択手段は、供給可能な燃料のうち最も気化特性の良い燃料を始動用燃料として選択する
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。
2. The start control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the start fuel selection unit selects a fuel having the best vaporization characteristic among the fuels that can be supplied as the start fuel.
前記始動用燃料選択手段は、機関停止時に次回始動時に供給する始動用燃料を選択し、
前記圧縮比変更手段は、機関停止時に選択した始動用燃料の気化特性に基づいて、機関停止時に圧縮比を変更する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の始動制御装置。
The starting fuel selection means selects the starting fuel to be supplied at the next start when the engine is stopped,
3. The start control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the compression ratio changing means changes the compression ratio when the engine is stopped based on a vaporization characteristic of the start fuel selected when the engine is stopped.
圧縮比を変更可能な圧縮比可変機構と、
ガス燃料及び液体燃料のいずれかを任意に選択して供給する燃料供給装置と、
を備える内燃機関の始動制御装置であって、
始動時に供給する始動用燃料を前記ガス燃料にするか前記液体燃料にするかを選択する始動用燃料選択手段と、
前記ガス燃料が供給されるときの圧縮比を、前記液体燃料が供給されるときの圧縮比よりも低くする圧縮比変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
A variable compression ratio mechanism capable of changing the compression ratio;
A fuel supply device that arbitrarily supplies and supplies either gas fuel or liquid fuel;
An internal combustion engine start control device comprising:
Starting fuel selection means for selecting whether the starting fuel supplied at the time of starting is the gas fuel or the liquid fuel;
Compression ratio changing means for reducing a compression ratio when the gas fuel is supplied to be lower than a compression ratio when the liquid fuel is supplied;
A start control device for an internal combustion engine, comprising:
前記燃料供給装置は、
ガス燃料を貯蔵するガス燃料タンクと、
前記ガス燃料タンク内のガス燃料の状態を検出する燃料状態検出センサと、
を備え、
前記始動用燃料選択手段は、
前記燃料状態検出センサによって検出したガス燃料の状態に基づいて、次回始動時の前記ガス燃料タンクの予測内部圧力を算出する予測内部圧力算出手段と、
前記予測内部圧力が所定圧力よりも高いときに始動用燃料としてガス燃料を選択するガス燃料選択手段と、
を備えることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の始動制御装置。
The fuel supply device includes:
A gas fuel tank for storing gas fuel;
A fuel state detection sensor for detecting the state of gas fuel in the gas fuel tank;
With
The starting fuel selection means includes
Predicted internal pressure calculating means for calculating a predicted internal pressure of the gas fuel tank at the next start based on the state of the gas fuel detected by the fuel state detection sensor;
Gas fuel selection means for selecting gas fuel as a starting fuel when the predicted internal pressure is higher than a predetermined pressure;
The start control device for an internal combustion engine according to claim 4, comprising:
前記始動用燃料選択手段は、機関停止時に次回始動時に供給する始動用燃料を選択し、
前記圧縮比変更手段は、機関停止時に選択した始動用燃料に基づいて、機関停止時に圧縮比を変更する
を備えることを特徴とする請求項4又は5に記載の内燃機関の始動制御装置。
The starting fuel selection means selects the starting fuel to be supplied at the next start when the engine is stopped,
The start control device for an internal combustion engine according to claim 4 or 5, wherein the compression ratio changing means includes changing the compression ratio when the engine is stopped based on the starting fuel selected when the engine is stopped.
前記圧縮比可変機構は、
クランクシャフトと略平行に延びるコントロールシャフトと、
ピストン、前記クランクシャフト及び前記コントロールシャフトを連結する複数のリンクと、
前記コントロールシャフトを回転させる駆動装置と、
を備え、
前記コントロールシャフトを回転させて、前記複数のリンクの一つであって一端が前記コントロールシャフトに揺動自在に支持されるコントロールリンクの支持位置を変化させることによって、圧縮比を変更する
ことを特徴とする請求項1から6までのいずれか1つに記載の内燃機関の始動制御装置。
The compression ratio variable mechanism is
A control shaft extending substantially parallel to the crankshaft;
A plurality of links connecting the piston, the crankshaft and the control shaft;
A driving device for rotating the control shaft;
With
The compression ratio is changed by rotating the control shaft and changing the support position of one of the plurality of links, one end of which is swingably supported by the control shaft. A start control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6.
JP2009042031A 2009-02-25 2009-02-25 Start control device for internal combustion engine Pending JP2010196578A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009042031A JP2010196578A (en) 2009-02-25 2009-02-25 Start control device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009042031A JP2010196578A (en) 2009-02-25 2009-02-25 Start control device for internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010196578A true JP2010196578A (en) 2010-09-09

Family

ID=42821540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009042031A Pending JP2010196578A (en) 2009-02-25 2009-02-25 Start control device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010196578A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012114482A1 (en) * 2011-02-23 2012-08-30 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine control system
WO2015108138A1 (en) * 2014-01-20 2015-07-23 株式会社Ihi Crosshead engine
US11574809B2 (en) 2016-12-06 2023-02-07 Sumitomo Chemical Company, Limited Nitride semiconductor template and nitride semiconductor device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012114482A1 (en) * 2011-02-23 2012-08-30 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine control system
WO2015108138A1 (en) * 2014-01-20 2015-07-23 株式会社Ihi Crosshead engine
JPWO2015108138A1 (en) * 2014-01-20 2017-03-23 株式会社Ihi Crosshead engine
US11574809B2 (en) 2016-12-06 2023-02-07 Sumitomo Chemical Company, Limited Nitride semiconductor template and nitride semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4816410B2 (en) Engine compression ratio control device and compression ratio control method
JP4528813B2 (en) In-cylinder injection internal combustion engine control device
JP4321497B2 (en) Starter for internal combustion engine
JP4521426B2 (en) In-cylinder injection internal combustion engine control device
JP2007085231A (en) Cylinder direct injection internal combustion engine
JP2015232323A (en) Internal combustion engine control unit
CN105986913B (en) The control device of multi-cylinder engine
JP4998336B2 (en) Control device and control method for variable compression ratio engine
JP2010196578A (en) Start control device for internal combustion engine
JP2010071134A (en) Fuel injection timing control device for engine
JPWO2013021434A1 (en) Fuel supply device for internal combustion engine
JP2010203348A (en) Fuel injection device for internal combustion engine
JP4992704B2 (en) In-cylinder direct fuel injection spark ignition engine exhaust control system
JP4811160B2 (en) Starter for internal combustion engine
JP3882454B2 (en) Internal combustion engine
JP2010209859A (en) Controlling device of internal combustion engine
JP2007315355A (en) Internal combustion engine control device
JP4946481B2 (en) Start control device for internal combustion engine
JP2008111399A (en) Double link type variable compression ratio engine
JP2006125267A (en) Hydrogen-added internal combustion engine
JP5092937B2 (en) Control device for variable compression ratio internal combustion engine
JP4978322B2 (en) Fuel supply device
JP2007218106A (en) Fuel injection control device for cylinder injection spark ignition type internal combustion engine
JP2006070849A (en) Internal combustion engine
JP2016223405A (en) Control device of internal combustion engine