JP2015105604A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載される内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine mounted on a vehicle.
近時の車両用内燃機関では、その冷却水系統に、変速機に用いられるフルード(いわゆるATFまたはCVTF)と冷却水との間で熱交換を行うための熱交換器が設けられるようになっている(例えば、下記特許文献を参照)。この熱交換器は、冷間始動時にフルードを早期に昇温させ、変速機における機械的損失(フリクションロスを含む)を低減させる作用を営むものである。 In recent internal combustion engines for vehicles, the cooling water system is provided with a heat exchanger for exchanging heat between the fluid (so-called ATF or CVTF) used in the transmission and the cooling water. (For example, see the following patent document). This heat exchanger serves to raise the temperature of the fluid early at the time of cold start and reduce mechanical loss (including friction loss) in the transmission.
フルード用の熱交換器を備える冷却水系統には、冷却水を当該熱交換器に流入させるか否かの切換を行うサーモスタットと、冷却水をラジエータに流入させるか否かの切換を行うサーモスタットとが各々設置される。通常、前者のサーモスタットが開弁する冷却水温は、後者のサーモスタットが開弁する冷却水温よりも低い。冷間始動の直後は両方のサーモスタットが閉じているが、冷却水温が所定温度以上に高まることにより、前者のサーモスタットが開いてフルードの加温が始まる。冷却水温が高温になると、後者のサーモスタットが開き、ラジエータにより冷却水ひいては内燃機関の過加熱を抑止する。 A cooling water system including a fluid heat exchanger includes a thermostat for switching whether or not cooling water is allowed to flow into the heat exchanger, and a thermostat for switching whether or not cooling water is allowed to flow into the radiator. Is installed. Usually, the cooling water temperature at which the former thermostat opens is lower than the cooling water temperature at which the latter thermostat opens. Both thermostats are closed immediately after the cold start, but when the cooling water temperature rises above a predetermined temperature, the former thermostat opens and fluid heating begins. When the cooling water temperature becomes high, the latter thermostat is opened, and the radiator and the overheating of the internal combustion engine are suppressed by the radiator.
内燃機関の(特に、アイドル運転中の)目標回転数は、冷却水の現在の温度に応じて設定される。冷却水温が比較的低温であるときには目標回転数を引き上げて内燃機関や変速機の暖機を促す一方、冷却水温が比較的高温であるときには目標回転数を引き下げて内燃機関の昇温を抑制する。 The target rotational speed of the internal combustion engine (particularly during idle operation) is set according to the current temperature of the cooling water. When the cooling water temperature is relatively low, the target rotational speed is increased to promote warming up of the internal combustion engine and the transmission, while when the cooling water temperature is relatively high, the target rotational speed is decreased to suppress the temperature increase of the internal combustion engine. .
同様のことは、フルードの温度についても当てはまる。即ち、フルード温が比較的低温であるときには目標回転数を引き上げ、フルード温が比較的高温であるときには目標回転数を引き下げるのである。 The same is true for fluid temperature. That is, the target rotational speed is increased when the fluid temperature is relatively low, and the target rotational speed is decreased when the fluid temperature is relatively high.
冷却水温及びフルード温のそれぞれに対応した目標回転数が与えられる場合、より高い方の目標回転数を採用して、エンジン回転数を当該目標回転数に追従させる制御を実行する。 When the target rotational speed corresponding to each of the cooling water temperature and the fluid temperature is given, a control with which the higher target rotational speed is adopted and the engine rotational speed follows the target rotational speed is executed.
内燃機関及びこれに用いられるエンジンオイルの特性と、変速機及びこれに用いられるフルードの特性との差により、冷却水温に基づく目標回転数とフルード温に基づく目標回転数とは相異する。冷却水温及びフルード温がある程度以上高ければ、冷却水温に基づく目標回転数よりもフルード温に基づく目標回転数の方が低くなる。他方、冷却水温及びフルード温が低温であると、冷却水温に基づく目標回転数よりもフルード温に基づく目標回転数の方が高くなる。 Due to the difference between the characteristics of the internal combustion engine and the engine oil used therein and the characteristics of the transmission and the fluid used therein, the target rotational speed based on the coolant temperature and the target rotational speed based on the fluid temperature are different. If the cooling water temperature and the fluid temperature are higher than a certain level, the target rotational speed based on the fluid temperature is lower than the target rotational speed based on the cooling water temperature. On the other hand, when the cooling water temperature and the fluid temperature are low, the target rotational speed based on the fluid temperature is higher than the target rotational speed based on the cooling water temperature.
外気温が低温でない状況下での冷間始動時には、当初より冷却水及びフルードがある程度以上の温度にあり、主として冷却水温に基づく目標回転数が採用される。熱交換器側のサーモスタットが開いて冷却水が熱交換器に流入するようになると、冷却水の温度上昇が緩やかになるが、代わりにフルードの温度が上昇して変速機における機械的損失が低減し、全体として燃費性能が良化する。 At the time of cold start in a situation where the outside air temperature is not low, the cooling water and the fluid are at a certain temperature or more from the beginning, and a target rotational speed mainly based on the cooling water temperature is employed. When the thermostat on the heat exchanger side opens and the cooling water flows into the heat exchanger, the temperature rise of the cooling water becomes moderate, but instead the temperature of the fluid rises and the mechanical loss in the transmission is reduced. As a whole, fuel efficiency is improved.
しかしながら、寒冷地や冬季のような、外気温が顕著に低い状況下での冷間始動時には、当初の冷却水及びフルードの温度も極めて低いことから、主としてフルード温に基づく目標回転数が採用される。そして、始動から暫くの間は、熱交換器側のサーモスタットが閉じたままであるため、冷却水が熱交換器に流入せず、フルードが温められない。結果、低いフルード温に基づく高い目標回転数にエンジン回転数が制御される状態が継続して、燃費性能が悪化してしまっていた。 However, at the time of cold start under conditions where the outside air temperature is remarkably low, such as in cold districts and winter, the initial cooling water and fluid temperatures are extremely low, so the target speed based mainly on the fluid temperature is adopted. The And since the thermostat on the heat exchanger side remains closed for a while from the start, the cooling water does not flow into the heat exchanger and the fluid is not warmed. As a result, the state where the engine speed is controlled to the high target speed based on the low fluid temperature has continued, and the fuel efficiency has deteriorated.
本発明は、以上の問題に初めて着目してなされたものであり、外気温が低い状況下での冷間始動における燃費性能の悪化を抑制することを所期の目的としている。 The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problem for the first time, and an object of the present invention is to suppress deterioration of fuel consumption performance in cold start under a situation where the outside air temperature is low.
本発明では、変速機に用いられるフルードと内燃機関の冷却水との間で熱交換を行いフルードを昇温させる熱交換器、及び当該熱交換器に冷却水を流入させるか否かの切換を行い得る制御バルブが冷却水系統に設けられた内燃機関を制御するものであって、現在の冷却水の温度に応じた目標回転数を設定し、かつ現在のフルードの温度に応じた目標回転数を設定して、両者のうちより高い方の目標回転数を採用して当該目標回転数にエンジン回転数を追従させるとともに、内燃機関の始動時における外気温が低い場合、外気温が高い場合と比較してより早期に前記制御バルブを開弁して前記熱交換器に冷却水を流入させる内燃機関の制御装置を構成した。 In the present invention, a heat exchanger that exchanges heat between the fluid used in the transmission and the cooling water of the internal combustion engine to raise the temperature of the fluid, and switching whether or not the cooling water flows into the heat exchanger. A control valve that can be used controls an internal combustion engine provided in the cooling water system, sets a target rotation speed according to the current cooling water temperature, and sets a target rotation speed according to the current fluid temperature. The higher target rotational speed is adopted to make the engine rotational speed follow the target rotational speed, and when the outside air temperature at the start of the internal combustion engine is low, the outside air temperature is high, and In comparison, the control device for the internal combustion engine configured to open the control valve earlier and allow cooling water to flow into the heat exchanger was configured.
前記制御バルブは、現在の冷却水の温度に応じた目標回転数よりも現在のフルードの温度に応じた目標回転数の方が高いときに開弁し、現在の冷却水の温度に応じた目標回転数よりも現在のフルードの温度に応じた目標回転数の方が低いときに閉弁することが好ましい。 The control valve is opened when the target rotational speed corresponding to the current fluid temperature is higher than the target rotational speed corresponding to the current coolant temperature, and the target according to the current coolant temperature. It is preferable to close the valve when the target rotational speed corresponding to the current fluid temperature is lower than the rotational speed.
本発明によれば、外気温が低い状況下での冷間始動における燃費性能の悪化を抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the deterioration of the fuel consumption performance in the cold start under the condition where external temperature is low can be suppressed.
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の4ストロークガソリンエンジンであり、複数の気筒1(図1には、そのうち一つを図示している)を具備している。各気筒1の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ11を設けている。また、各気筒1の燃焼室の天井部に、点火プラグ12を取り付けてある。点火プラグ12は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an internal combustion engine for a vehicle in the present embodiment. The internal combustion engine in the present embodiment is a spark ignition type 4-stroke gasoline engine, and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). In the vicinity of the intake port of each cylinder 1, an injector 11 for injecting fuel is provided. A
吸気を供給するための吸気通路3は、外部から空気を取り入れて各気筒1の吸気ポートへと導く。吸気通路3上には、エアクリーナ31、電子スロットルバルブ32、サージタンク33、吸気マニホルド34を、上流からこの順序に配置している。
The
排気を排出するための排気通路4は、気筒1内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒1の排気ポートから外部へと導く。この排気通路4上には、排気マニホルド42及び排気浄化用の三元触媒41を配置している。 The exhaust passage 4 for discharging the exhaust guides the exhaust generated as a result of burning the fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and an exhaust purification three-way catalyst 41 are disposed on the exhaust passage 4.
本実施形態の内燃機関には、外部EGR装置2が付帯している。外部EGR装置2は、いわゆる高圧ループEGRを実現するものであり、排気通路4における触媒41の上流側と吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流側とを連通するEGR通路21と、EGR通路21上に設けたEGRクーラ22と、EGR通路21を開閉し当該EGR通路21を流れるEGRガスの流量を制御するEGRバルブ23とを要素とする。EGR通路21の入口は、排気通路4における排気マニホルド42またはその下流の所定箇所に接続している。EGR通路21の出口は、吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク33に接続している。
An external EGR device 2 is attached to the internal combustion engine of the present embodiment. The external EGR device 2 realizes a so-called high-pressure loop EGR. The EGR
クランクケースの底部には、エンジンオイルを蓄えるオイルパンが存在する。エンジンオイルは、シリンダブロック52に組み付けられたオイルポンプ(図示せず)により吸込まれ、シリンダブロック52内のメインギャラリを経由して、潤滑を要する内燃機関の各部に向けて圧送される。このオイルポンプは、内燃機関のクランクシャフトからトルクの伝達を受けて稼働する、既知の機械式(非電動式)のものである。また、エンジンオイルは、液圧(油圧)力を伝達する作動液(作動油)として、クランクシャフト側のスプロケット及びカムシャフト側のスプロケットに巻き掛けられたチェーンの張力を適正な大きさに維持するチェーンテンショナ(図示せず)その他の液圧装置に供給される。
There is an oil pan for storing engine oil at the bottom of the crankcase. The engine oil is sucked in by an oil pump (not shown) assembled in the
図2に、車両が備える駆動系の例を示す。この駆動系は、トルクコンバータ7及び自動変速機8、9を備えてなる。特に、本実施形態では、自動変速機8、9の構成要素として、遊星歯車機構を利用した前後進切換装置8、及び無段変速機の一種であるベルト式CVT(Continuously Variable Transmission)9を採用している。
FIG. 2 shows an example of a drive system provided in the vehicle. This drive system includes a torque converter 7 and
内燃機関が出力する回転トルクは、内燃機関のクランクシャフトからトルクコンバータ7の入力側のポンプインペラ71に入力され、出力側のタービンランナ72に伝達される。タービンランナ72の回転は、前後進切換装置8を介してCVT9の駆動軸94に伝わり、CVT9における変速を経て従動軸95を回転させる。従動軸95の回転は、出力ギア101に伝達される。出力ギア101は、デファレンシャル装置のリングギア102と噛合し、デファレンシャル装置を介して車軸103及び駆動輪(図示せず)を回転させる。
The rotational torque output from the internal combustion engine is input from the crankshaft of the internal combustion engine to the pump impeller 71 on the input side of the torque converter 7 and transmitted to the turbine runner 72 on the output side. The rotation of the turbine runner 72 is transmitted to the
トルクコンバータ7は、ロックアップ機構を備える。ロックアップ機構は、この分野では既知のもので、トルクコンバータ7の入力側と出力側とを相対回動不能に締結するロックアップクラッチ73と、ロックアップクラッチ73を断接切換駆動するための作動液圧(油圧)を制御するロックアップソレノイドバルブ(図示せず)とを要素とする。ロックアップソレノイドバルブは、制御信号mを受けてその開度を変化させる流量制御弁である。
The torque converter 7 includes a lockup mechanism. The lock-up mechanism is known in this field, and a lock-up clutch 73 that fastens the input side and the output side of the torque converter 7 so as not to rotate relative to each other, and an operation for switching the connection of the lock-up
CVT9を搭載した車両においては、車速が所定値(例えば、10km/h)以上である場合、ほぼ常時トルクコンバータ7をロックアップする。車速が所定値以下となれば、トルクコンバータ7のロックアップを解除する。ロックアップ時、ロックアップクラッチ73はトルクコンバータカバー74に押し付けられ、トルクコンバータカバー74と一体となって回転する。ロックアップ時、トルクコンバータ7の入力側(のドライブプレート)に入力された機関のトルクは、トルクコンバータカバー74からロックアップクラッチ73を経由してトルクコンバータ7の出力側、ひいては前後進切換装置8に直接伝達される。ロックアップ時、トルクコンバータ7の出力側回転数の入力側回転数に対する比である速度比は1となる。
In a vehicle equipped with CVT 9, when the vehicle speed is a predetermined value (for example, 10 km / h) or more, the torque converter 7 is almost always locked up. When the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined value, the lockup of the torque converter 7 is released. During lockup, the
翻って、非ロックアップ時には、ロックアップクラッチ73がトルクコンバータカバー74から離反する。非ロックアップ時、トルクコンバータ7の入力側に入力された機関のトルクは、トルクコンバータカバー74からポンプインペラ71、タービン72へと伝わり、前後進切換装置8に伝達される。非ロックアップ時、トルクコンバータ7の速度比は、駆動状態に応じて1よりも小さくなったり大きくなったりする。
In turn, the lock-up clutch 73 is separated from the
前後進切換装置8は、そのサンギア81がタービンランナ72と連絡し、リングギア82が駆動軸94と連絡している。プラネタリギア831を支持するプラネタリキャリア83と変速機ケースとの間には、断接切換可能な液圧クラッチたるフォワードブレーキ84を介設している。また、プラネタリキャリア83とサンギア81(または、トルクコンバータ7の出力側)との間にも、断接切換可能な液圧クラッチたるリバースクラッチ85を介設している。
In the forward /
走行レンジのうちのDレンジでは、フォワードブレーキ84を締結し、リバースクラッチ85を切断する。これにより、トルクコンバータ7の出力軸の回転が逆転されかつ減速されて駆動軸94に伝達され、前進走行となる。翻って、Rレンジでは、リバースクラッチ85を締結し、フォワードブレーキ84を切断する。これにより、サンギア81とプラネタリキャリア83とが一体的に回転し、トルクコンバータ7の出力軸と駆動軸94とが直結して後進走行となる。フォワードブレーキ84またはリバースクラッチ85を断接切換駆動するための作動液圧を制御するソレノイドバルブ(図示せず)は、制御信号nを受けてその開度を変化させる流量制御弁である。
In the D range of the traveling range, the forward brake 84 is engaged and the reverse clutch 85 is disconnected. As a result, the rotation of the output shaft of the torque converter 7 is reversed and decelerated and transmitted to the
非走行レンジであるNレンジ、Pレンジでは、フォワードブレーキ84及びリバースクラッチ85をともに切断する。 In the N range and P range, which are non-traveling ranges, both the forward brake 84 and the reverse clutch 85 are disconnected.
CVT9は、駆動プーリ91及び従動プーリ92と、両プーリ91、92に巻き掛けられたベルト93とを要素とする。駆動プーリ91は、駆動軸94に固定した固定シーブ911と、駆動軸91上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持させた可動シーブ912と、可動シーブ912の後背に配設された液圧サーボ913とを有しており、液圧サーボ913を操作し可動シーブ912を変位させることを通じて変速比を無段階に変更できる。並びに、従動プーリ92は、従動軸95に固設した固定シーブ921と、従動軸95上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持させた可動シーブ922と、可動シーブ922の後背に配設された液圧サーボ923とを有しており、液圧サーボ923を操作し可動シーブ922を変位させることを通じてトルク伝達に必要なベルト推力を与える。
The CVT 9 includes a driving
走行レンジを操作するべくフォワードブレーキ84またはリバースクラッチ85に供給される作動液(作動油)、及び変速比を操作するべく液圧サーボ913、923に供給される作動液は、トルクコンバータ7に用いられる流体と共通である。この流体は、トランスミッションフルード(CVTF)と呼称される。このフルードを吸込んで吐出するオイルポンプ76は、トルクコンバータ7と前後進切換装置8との間に所在し、内燃機関のクランクシャフトからトルクの伝達を受けて稼働する、既知の機械式(非電動式)のものである。また、このフルードは、前後進切換装置8やCVT9のベルト93等の潤滑、並びにベルト93のプーリ91、92に対する滑り摩擦の抑止等にも用いられる。
The hydraulic fluid (hydraulic fluid) supplied to the forward brake 84 or the reverse clutch 85 to operate the travel range and the hydraulic fluid supplied to the
図3に、本実施形態の内燃機関の冷却水系統を示す。冷却水を吸込んで吐出する冷却水ポンプ51は、内燃機関のクランクシャフトからトルクの伝達を受けて稼働する、既知の機械式(非電動式)のものである。冷却水ポンプ51が吐出した冷却水は、まずシリンダブロック52に流入し、一部がEGRクーラ22に向かい、残りがシリンダヘッド53に向かう。そして、シリンダヘッド53から、空調用のヒータコア54、CVTFウォーマ55またはラジエータ56に分岐する。
FIG. 3 shows a cooling water system of the internal combustion engine of the present embodiment. The cooling
CVTFウォーマ55は、内燃機関の冷却水と、トルクコンバータ7及び自動変速機8、9に用いられるフルードとの間で熱交換を行う熱交換器である。シリンダヘッド53とCVTFウォーマ55とを連絡する冷却水通路上には、当該通路を開閉するための制御バルブ57を設置する。制御バルブ57は、制御信号qを受けて開閉する開閉弁、またはその開度を変化させる流量制御弁であって、例えばソレノイドバルブである。
The CVTF warmer 55 is a heat exchanger that exchanges heat between the coolant of the internal combustion engine and the fluid used in the torque converter 7 and the
ラジエータ56は、冷却水を自然空冷または強制空冷してその温度を低下させる放熱器である。シリンダヘッド53とラジエータ56とを連絡する冷却水通路上には、当該通路を開閉するためのサーモスタット58を設置する。サーモスタット58は、冷却水の温度が所定以上の高温となったときに開弁し、それ未満の温度であるときには閉弁する。
The
EGRクーラ22、ヒータコア54、CVTFウォーマ55またはラジエータ56内を流れた冷却水は、集合後シリンダブロック52に向けて流下し、再び冷却水ポンプ51に吸込まれる。
The cooling water that has flowed through the
本実施形態の内燃機関の制御装置たるECU(Electronic Control Unit)0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。 An ECU (Electronic Control Unit) 0 serving as a control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.
入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号b、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ32の開度をアクセル開度(いわば、要求負荷)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、外気の温度を検出する温度センサから出力される外気温信号d、吸気通路3(特に、サージタンク33)内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号e、内燃機関の冷却水の温度(機関温度を示唆する)を検出する水温センサから出力される冷却水温信号f、トランスミッションフルードの温度を検出する液温センサから出力されるフルード温信号g、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号h等が入力される。
The input interface includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle signal b output from an engine rotation sensor that detects the rotation angle and engine speed of the crankshaft, and depression of an accelerator pedal. The accelerator opening signal c output from the sensor that detects the amount or the opening of the
出力インタフェースからは、点火プラグ12のイグナイタに対して点火信号i、インジェクタ11に対して燃料噴射信号j、スロットルバルブ32に対して開度操作信号k、EGRバルブ23に対して開度操作信号l、ロックアップクラッチ73の断接切換用のロックアップソレノイドバルブに対して開度制御信号m、フォワードブレーキ84またはリバースクラッチ85の断接切換用のソレノイドバルブに対して開度制御信号n、CVT9に対して変速比制御信号p、制御バルブ57に対して開閉制御信号q等を出力する。
From the output interface, the ignition signal i for the igniter of the
ECU0のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ECU0は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、hを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒1に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、点火タイミング、トルクコンバータ7のロックアップを行うか否か、自動変速機8、9の変速比等といった各種運転パラメータを決定する。ECU0は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、l、m、n、p、qを出力インタフェースを介して印加する。
The processor of the ECU 0 interprets and executes a program stored in the memory in advance, calculates operation parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 acquires various information a, b, c, d, e, f, g, and h necessary for operation control of the internal combustion engine via the input interface, knows the engine speed, and is filled in the cylinder 1. Estimate the intake volume. Based on the engine speed and intake air amount, etc., the required fuel injection amount, fuel injection timing (including the number of times of fuel injection for one combustion), fuel injection pressure, ignition timing, and torque converter 7 lock-up are adjusted. Various operation parameters such as whether or not to perform the transmission and the gear ratio of the
また、ECU0は、内燃機関の始動(冷間始動であることもあれば、アイドリングストップからの復帰であることもある)において、電動機であるスタータモータ(または、セルモータ。図示せず)に制御信号oを入力し、スタータモータのピニオンギアをドライブプレート外周のリングギアに噛合させて内燃機関のクランクシャフトを回転させるクランキングを行う。クランキングは、初爆から連爆へと至り、エンジン回転数が冷却水温等に応じて定まる閾値を超えたときに(完爆したものと見なして)終了する。 Further, the ECU 0 sends a control signal o to a starter motor (or a cell motor, not shown) that is an electric motor when the internal combustion engine is started (a cold start or a return from an idling stop). The cranking is performed by rotating the crankshaft of the internal combustion engine by engaging the pinion gear of the starter motor with the ring gear on the outer periphery of the drive plate. Cranking ends from the first explosion to the consecutive explosion, and ends when the engine speed exceeds a threshold determined according to the cooling water temperature or the like (assuming that the explosion has been completed).
本実施形態のECU0は、アクセルペダルの踏込量が0または0に近いアイドル運転において、エンジン回転数を目標回転数に収束せしめるべく、実測エンジン回転数と目標回転数との偏差に応じてスロットルバルブ32の開度及びインジェクタ11からの燃料噴射量を操作するフィードバック制御を実施する。 The ECU 0 of the present embodiment has a throttle valve according to the deviation between the actually measured engine speed and the target rotational speed so that the engine rotational speed converges to the target rotational speed in idle operation where the accelerator pedal depression amount is 0 or close to 0. Feedback control for operating the opening degree of 32 and the fuel injection amount from the injector 11 is performed.
目標回転数は、現在の冷却水の温度及びフルードの温度に基づいて決定する。冷却水温に基づく目標回転数は、冷却水温が低いほど高くなる。同様に、フルード温に基づく目標回転数もまた、フルード温が低いほど高くなる。両者の目標回転数の大小関係は、冷却水温及びフルード温に依拠して変化する。冷却水温及びフルード温がある程度以上高ければ、冷却水温に基づく目標回転数よりもフルード温に基づく目標回転数の方が低くなる。他方、冷却水温及びフルード温が低温であると、冷却水温に基づく目標回転数よりもフルード温に基づく目標回転数の方が高くなる。 The target rotational speed is determined based on the current cooling water temperature and fluid temperature. The target rotation speed based on the cooling water temperature increases as the cooling water temperature decreases. Similarly, the target rotational speed based on the fluid temperature also increases as the fluid temperature decreases. The magnitude relationship between the target rotational speeds of both changes depending on the cooling water temperature and the fluid temperature. If the cooling water temperature and the fluid temperature are higher than a certain level, the target rotational speed based on the fluid temperature is lower than the target rotational speed based on the cooling water temperature. On the other hand, when the cooling water temperature and the fluid temperature are low, the target rotational speed based on the fluid temperature is higher than the target rotational speed based on the cooling water temperature.
ECU0のメモリには予め、冷却水温及び外気温と目標回転数との関係を規定したマップデータ、及び、フルード温及び外気温と目標回転数との関係を規定したマップデータが格納されている。ECU0は、現在の冷却水温及び外気温をキーとして前者のマップを検索し、冷却水温に基づく目標回転数を知得する。並びに、現在のフルード温及び外気温をキーとして後者のマップを検索し、フルード温に基づくもう一つの目標回転数を知得する。そして、両者の目標回転数のうちより高い方の回転数を、上記のフィードバック制御における目標回転数として用いる。 The memory of the ECU 0 stores in advance map data that defines the relationship between the cooling water temperature and the outside air temperature and the target rotational speed, and map data that defines the relationship between the fluid temperature and the outside air temperature and the target rotational speed. The ECU 0 searches the former map using the current cooling water temperature and the outside air temperature as keys, and obtains the target rotation speed based on the cooling water temperature. In addition, the latter map is searched using the current fluid temperature and the outside air temperature as keys, and another target rotation speed based on the fluid temperature is obtained. The higher one of the target rotational speeds is used as the target rotational speed in the feedback control.
しかして、本実施形態のECU0は、内燃機関の冷間始動の直後の時期、換言すれば冷却水温が所定温度まで高まっておらず暖機が完了していない時期において、冷却水温に基づく目標回転数及びフルード温に基づく目標回転数を参酌して、制御バルブ57を開弁するタイミング、即ち内燃機関の冷却水をCVTFウォーマ55に流入させてフルードの加温を開始するタイミングを変更する。
Therefore, the ECU 0 of the present embodiment performs the target rotation based on the cooling water temperature at a time immediately after the cold start of the internal combustion engine, in other words, at a time when the cooling water temperature has not risen to the predetermined temperature and the warm-up is not completed. The timing at which the
外気温が低温でない状況下での冷間始動時には、当初より冷却水及びフルードがある程度以上の温度にある。このときには、冷却水温に基づく目標回転数がフルード温に基づく目標回転数よりも高く、上記のフィードバック制御において冷却水温に基づく目標回転数が採用される。本実施形態のECU0は、冷却水温に基づく目標回転数がフルード温に基づく目標回転数よりも高い場合には制御バルブ57を閉弁し、フルードの加温よりも冷却水(そして、内燃機関自体)の温度上昇を優先する。但し、冷却水が十分に昇温してある温度(例えば、80℃)以上となった暁には、冷却水温に基づく目標回転数がフルード温に基づく目標回転数よりも高くとも、制御バルブ57を開弁してフルードの加温を開始してよい。
At the time of cold start in a situation where the outside air temperature is not low, the cooling water and the fluid are at a certain temperature or more from the beginning. At this time, the target rotational speed based on the cooling water temperature is higher than the target rotational speed based on the fluid temperature, and the target rotational speed based on the cooling water temperature is employed in the feedback control. The ECU 0 of the present embodiment closes the
翻って、寒冷地や冬季のような、外気温が顕著に低い状況下での冷間始動時には、当初の冷却水及びフルードの温度も極めて低い。このときには、冷却水温に基づく目標回転数よりもフルード温に基づく目標回転数の方が高く、上記のフィードバック制御においてフルード温に基づく目標回転数が採用される。本実施形態のECU0は、冷却水温に基づく目標回転数がフルード温に基づく目標回転数よりも低い場合には制御バルブ57を開弁し、冷却水(内燃機関自体)の温度上昇よりもフルードの加温を優先し、可及的速やかにフルードの粘性を低下させる。これにより、トルクコンバータ7及び自動変速機8、9における機械的損失が少しでも低減されることになり、燃費性能が改善する。
On the other hand, at the time of cold start under a condition where the outside air temperature is remarkably low, such as in a cold region or in winter, the initial cooling water and fluid temperatures are extremely low. At this time, the target rotational speed based on the fluid temperature is higher than the target rotational speed based on the coolant temperature, and the target rotational speed based on the fluid temperature is employed in the feedback control described above. In the present embodiment, the ECU 0 opens the
外気温が低い状況下での冷間始動に関して補足する。図4は、外気温が低い状況下での始動直後の時期における、内燃機関の冷却水温、アイドル運転中のエンジン回転数及びフルード温の推移を例示するものである。図4中、細線は制御バルブ57を開弁しない(冷却水をCVTFウォーマ55に流入させない)場合の推移を表し、太線は制御バルブ57を開弁した(冷却水をCVTFウォーマ55に流入させる)場合の推移を表している。また、エンジン回転数について、破線は冷却水温に基づく目標回転数を表し、鎖線はフルード温に基づく目標回転数を表している。
Supplementary information regarding cold start in situations where the outside air temperature is low. FIG. 4 exemplifies the transition of the cooling water temperature of the internal combustion engine, the engine speed during idle operation, and the fluid temperature at the time immediately after the start under the condition where the outside air temperature is low. In FIG. 4, the thin line represents the transition when the
機関始動後も制御バルブ57を開弁しないままとすると、アイドル運転中のエンジン回転数は、細い鎖線に沿って推移することになる。これに対し、機関始動の直後から制御バルブ57を開弁すれば、図4中に細い矢印で示しているように、初期は太い鎖線に沿って推移し、太い鎖線と太い破線との交わる時点以降は太い破線に沿って推移することになる。このように、制御バルブ57を早期に開弁することで、図4中に太い白矢印で示しているようにエンジン回転数を低下させることができるため、燃料消費量が抑制される。
If the
本実施形態では、変速機7、8、9に用いられるフルードと内燃機関の冷却水との間で熱交換を行いフルードを昇温させる熱交換器55、及び当該熱交換器55に冷却水を流入させるか否かの切換を行い得る制御バルブ57が冷却水系統に設けられた内燃機関を制御するものであって、現在の冷却水の温度に応じた目標回転数を設定し、かつ現在のフルードの温度に応じた目標回転数を設定して、両者のうちより高い方の目標回転数を採用して当該目標回転数にエンジン回転数を追従させるとともに、内燃機関の始動時における外気温が低い場合、外気温が高い場合と比較してより早期に前記制御バルブ57を開弁して前記熱交換器55に冷却水を流入させる内燃機関の制御装置0を構成した。
In the present embodiment, heat exchange is performed between the fluid used in the
本発明によれば、外気温が低い状況下での冷間始動における燃費性能の悪化を抑制することが可能となる。また、可及的速やかにフルードを温め、変速機7、8、9における機械的損失を減らすことで、内燃機関のアイドル回転が安定する。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to suppress the deterioration of the fuel consumption performance in the cold start under the condition where external temperature is low. Further, the idling speed of the internal combustion engine is stabilized by warming the fluid as quickly as possible and reducing the mechanical loss in the
加えて、現在の冷却水の温度に応じた目標回転数よりも現在のフルードの温度に応じた目標回転数の方が高いときに前記制御バルブ57を開弁し、現在の冷却水の温度に応じた目標回転数よりも現在のフルードの温度に応じた目標回転数の方が低いときに前記制御バルブ57を閉弁するようにしているので、アイドリングのまま停車した状態が長く継続したとしても、内燃機関と変速機7、8、9との双方を満遍なく温めることができ、燃費性能の向上及びアイドル回転の安定化に資する。
In addition, when the target rotational speed corresponding to the current fluid temperature is higher than the target rotational speed corresponding to the current cooling water temperature, the
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。上記実施形態では、現在の冷却水の温度に応じた目標回転数よりも現在のフルードの温度に応じた目標回転数の方が高いときに制御バルブ57を開弁し、現在の冷却水の温度に応じた目標回転数よりも現在のフルードの温度に応じた目標回転数の方が低いときに制御バルブ57を閉弁するようにしていたが、目標回転数を参照せず、単純に内燃機関の冷間始動時の外気温の高低に応じて制御バルブ57を開弁するタイミング、または制御バルブ57を開弁する条件となる冷却水温若しくはフルード温を調整するようにしてもよい。その場合、冷間始動時の外気温が低いほど、早期に制御バルブ57を開弁するか、より低い冷却水温若しくはフルード温から制御バルブ57を開弁する。
The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. In the above embodiment, the
あるいは、内燃機関の冷間始動時の外気温が所定閾値以下である場合に、内燃機関の始動直後から制御バルブ57を開弁するものとしても構わない。
Alternatively, when the outside air temperature during the cold start of the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined threshold, the
内燃機関の冷間始動時の外気温は、外気温センサを介して計測するだけでなく、冷間始動時の冷却水温またはフルード温から把握することもできる。 The outside air temperature at the time of cold start of the internal combustion engine is not only measured through the outside air temperature sensor, but can also be grasped from the cooling water temperature or the fluid temperature at the time of cold start.
エンジン回転数のフィードバック制御において、上記実施形態では、エンジン回転数と目標回転数との偏差に応じて電子スロットルバルブ32の開度を補正するものとしていたが、アイドルスピードコントロールバルブを実装している内燃機関においては、このアイドルスピードコントロールバルブの開度を補正するようにしてもよい。周知の通り、アイドルスピードコントロールバルブは、吸気通路3におけるスロットルバルブ32の上流側と下流側とを連通するバイパスを開閉する流量制御バルブである。
In the feedback control of the engine speed, in the above embodiment, the opening of the
その他各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 Other specific configurations of each part can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.
本発明は、車両に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。 The present invention can be applied to control of an internal combustion engine mounted on a vehicle.
0…制御装置(ECU)
11…インジェクタ
32…スロットルバルブ
55…熱交換器(CVTFウォーマ)
57…制御バルブ
0 ... Control unit (ECU)
11 ...
57 ... Control valve
Claims (2)
現在の冷却水の温度に応じた目標回転数を設定し、かつ現在のフルードの温度に応じた目標回転数を設定して、両者のうちより高い方の目標回転数を採用して当該目標回転数にエンジン回転数を追従させるとともに、
内燃機関の始動時における外気温が低い場合、外気温が高い場合と比較してより早期に前記制御バルブを開弁して前記熱交換器に冷却水を流入させる内燃機関の制御装置。 A heat exchanger for exchanging heat between the fluid used in the transmission and the cooling water of the internal combustion engine to raise the temperature of the fluid, and a control valve capable of switching whether or not the cooling water flows into the heat exchanger Controls the internal combustion engine provided in the cooling water system,
Set the target speed according to the current cooling water temperature, set the target speed according to the current fluid temperature, and adopt the target speed that is the higher of the two. While making the engine speed follow the number,
A control apparatus for an internal combustion engine that opens the control valve earlier and causes cooling water to flow into the heat exchanger when the outside air temperature at the start of the internal combustion engine is low than when the outside air temperature is high.
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JP2020090948A (en) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | スズキ株式会社 | Control device for vehicular system |
US10744842B2 (en) | 2016-01-29 | 2020-08-18 | Denso Corporation | Vehicular air conditioning device |
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