JP2022129779A - Internal combustion engine control device - Google Patents

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Abstract

To improve start-up performance through appropriately coping with an oxygen deficiency to be a factor causing delay or failure in starting up when restarting an internal combustion engine which is stopped with any one of cylinders in a valve overlapped state.SOLUTION: In the case of starting up an internal combustion engine in a stopped state with detection of a predetermined event which causes a reduction in an oxygen amount or an oxygen concentration in an intake passage leading to a cylinder, an internal combustion engine control device at least either delays a timing to start a fuel injection after starting cranking to start up an internal combustion engine, reduces a fuel injection amount during the cranking, or expands an opening of an intake throttle valve during the cranking compared to the case of starting up the internal combustion engine without the detection of the predetermined event.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、動力源として車両等に搭載される内燃機関を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for controlling an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like as a power source.

周知の通り、停止している内燃機関を始動するにあたっては、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトを電動機により回転駆動するクランキング(または、モータリング)を実行しつつ、インジェクタから燃料を噴射してこれを気筒において燃焼させ、クランクシャフトの回転を加速させる。クランキングは、内燃機関が初爆から連爆へと至り、クランクシャフトの回転速度即ちエンジン回転数が内燃機関の冷却水の温度等に応じて定まる判定値を超えたときに、完爆したものと見なして終了する。 As is well known, when starting a stopped internal combustion engine, fuel is injected from an injector while cranking (or motoring) is performed by rotating a crankshaft, which is the output shaft of the internal combustion engine, by an electric motor. This is then combusted in the cylinder, accelerating the rotation of the crankshaft. Cranking is when the internal combustion engine goes from the first explosion to the continuous explosion, and when the rotational speed of the crankshaft, that is, the engine speed, exceeds the judgment value determined according to the temperature of the cooling water of the internal combustion engine, complete explosion. and terminate.

内燃機関の停止中、インジェクタから燃料が漏洩する油密漏れが発生することがある。漏洩した燃料は、後の内燃機関の始動時に気筒に吸引され、混合気の空燃比をリッチ化させる。空燃比が過リッチとなると、燃焼が不安定となり、または失火が発生して、エンジン回転が十分に加速せずに始動遅延または始動不良を招く懸念が生じる。 While the internal combustion engine is stopped, oil tight leaks may occur where fuel leaks from the injectors. The leaked fuel is sucked into the cylinder when the internal combustion engine is started later, and enriches the air-fuel ratio of the air-fuel mixture. If the air-fuel ratio becomes too rich, combustion becomes unstable or misfire occurs, and there is a concern that the engine speed will not be sufficiently accelerated, resulting in starting delay or starting failure.

そこで、内燃機関を始動する際、油密漏れが起こっていると判断した場合には、吸気絞り弁であるスロットルバルブの開度をより大きく開き、吸気通路を気筒に向かって流れる空気の量、換言すれば気筒に供給する酸素の量を増加させる(例えば、下記特許文献を参照)。 Therefore, when starting the internal combustion engine, if it is determined that an oil leak has occurred, the opening of the throttle valve, which is an intake throttle valve, is increased to increase the amount of air flowing through the intake passage toward the cylinder. In other words, the amount of oxygen supplied to the cylinder is increased (see, for example, the following patent documents).

特開2020-176554号公報JP 2020-176554 A

内燃機関の運転を終了するとき、何れかの気筒の吸気バルブ及び排気バルブがともに開いているバルブオーバラップ状態でクランクシャフトの回転が停止することがある。バルブオーバラップ状態での停止は、直列三気筒内燃機関で比較的生起しやすい。 When the operation of the internal combustion engine is terminated, the rotation of the crankshaft may stop in a valve overlap state in which both the intake valve and the exhaust valve of any cylinder are open. A stop in the valve overlap state is relatively likely to occur in an in-line three-cylinder internal combustion engine.

内燃機関の停止中に、一つの気筒の吸気バルブ及び排気バルブの両方が開いていると、排気通路における熱対流(煙突効果)により、当該気筒の燃焼室内で気化した未燃燃料や排気ガスが同気筒から吸気通路に逆流入することがあり得る。さすれば、吸気通路内の酸素濃度が低下する。にもかかわらず、内燃機関の始動時のスロットルバルブの開度や燃料噴射量を平常通りに設定すると、気筒に供給される酸素量が不足して燃焼の不安定化または失火を招来し、始動遅延または始動不良に陥りかねない。 When both the intake valve and the exhaust valve of one cylinder are open while the internal combustion engine is stopped, the heat convection (chimney effect) in the exhaust passage causes unburned fuel and exhaust gas vaporized in the combustion chamber of the cylinder. Reverse flow from the same cylinder into the intake passage may occur. As a result, the oxygen concentration in the intake passage decreases. Nevertheless, if the opening of the throttle valve and the amount of fuel injection are set as usual when starting the internal combustion engine, the amount of oxygen supplied to the cylinder will be insufficient, causing unstable combustion or misfiring, resulting in engine failure. Delays or poor starting may result.

本発明は、何れかの気筒がバルブオーバラップ状態で停止した内燃機関を再び始動する際に、始動遅延または始動不良の要因となる酸素不足に対して適切に対処し、始動性を向上させることを所期の目的とする。 An object of the present invention is to improve startability by appropriately coping with the lack of oxygen that causes start delay or start failure when restarting an internal combustion engine in which one of the cylinders has stopped due to valve overlap. is the intended purpose.

本発明では、停止している内燃機関を始動するに際して、気筒に連なる吸気通路内の酸素量または酸素濃度が低減するような所定の事象を感知している場合、そうでない場合と比較して、内燃機関の始動のためのクランキングの開始後燃料を噴射し始めるタイミングをより遅らせる、クランキング中の燃料噴射量をより減量する、及び、クランキング中の吸気絞り弁の開度をより拡大することのうち少なくとも一つを実施する内燃機関の制御装置を構成した。 In the present invention, when starting a stopped internal combustion engine, when a predetermined event such as a decrease in the amount of oxygen or oxygen concentration in the intake passage leading to the cylinder is detected, compared with the case where it is not, Delaying the timing of starting fuel injection after the start of cranking for starting the internal combustion engine, reducing the amount of fuel injection during cranking, and increasing the opening of the intake throttle valve during cranking. A control device for an internal combustion engine is configured to implement at least one of the above.

本発明によれば、何れかの気筒がバルブオーバラップ状態で停止した内燃機関を再び始動する際に、始動遅延または始動不良の要因となる酸素不足に対して適切に対処し、始動性を向上させることができる。 According to the present invention, when restarting an internal combustion engine in which one of the cylinders has stopped due to a valve overlap state, it is possible to appropriately cope with the lack of oxygen that causes start delay or start failure, thereby improving startability. can be made

本発明の一実施形態における車両用内燃機関及びその制御装置の概略構成を示す図。1 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle internal combustion engine and its control device according to an embodiment of the present invention; FIG. 同実施形態の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。FIG. 4 is a flow diagram showing an example of the procedure of processing executed by the control device according to the embodiment according to the program; 同実施形態の制御装置が実施する制御の内容を説明するタイミング図。FIG. 4 is a timing chart for explaining the contents of control performed by the control device of the embodiment;

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、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、ポート噴射式の4ストローク火花点火エンジンであり、複数の気筒1(例えば、三気筒。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、当該気筒1の吸気ポートに向けて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それぞれ、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。 One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of a vehicle internal combustion engine. The internal combustion engine in this embodiment is a port-injection, four-stroke, spark-ignited engine having a plurality of cylinders 1 (eg, three cylinders, one of which is shown in FIG. 1). An injector 11 for injecting fuel toward the intake port of each cylinder 1 is provided near the intake port of each cylinder 1 . A spark plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1, respectively. The spark plug 12 receives an induced voltage generated by the ignition coil and induces spark discharge between the center electrode and the ground electrode.

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、吸気絞り弁である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。 An intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1 . An air cleaner 31, an electronic throttle valve 32 which is an intake throttle valve, a surge tank 33, and an intake manifold 34 are arranged in this order on the intake passage 3 from upstream.

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。 An exhaust passage 4 for exhausting exhaust guides the exhaust generated as a result of burning fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and a three-way catalyst 41 for purifying exhaust gas are arranged on the exhaust passage 4 .

外部EGR(Exhaust Gas Recirculation)装置2は、排気通路4を流れる排気の一部を吸気通路3に還流させて吸気に混交する外部EGRを実現するものである。このEGR装置2は、排気通路4と吸気通路3とを連通する外部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における触媒41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(特に、サージタンク33または吸気マニホルト34)に接続している。 An external EGR (Exhaust Gas Recirculation) device 2 implements external EGR in which part of exhaust gas flowing through an exhaust passage 4 is recirculated to an intake passage 3 and mixed with intake air. The EGR device 2 includes an external EGR passage 21 that communicates the exhaust passage 4 and the intake passage 3, an EGR cooler 22 provided on the EGR passage 21, and an EGR gas flowing through the EGR passage 21 by opening and closing the EGR passage 21. The EGR valve 23 that controls the flow rate is used as an element. The inlet of the EGR passage 21 is connected to a predetermined location downstream of the catalyst 41 in the exhaust passage 4 . The outlet of the EGR passage 21 is connected to a predetermined location downstream of the throttle valve 32 in the intake passage 3 (in particular, the surge tank 33 or the intake manifold 34).

内燃機関には、各気筒1の少なくとも吸気バルブの開閉タイミングを可変制御できるVVT(Variable Valve Timing)機構5が付帯することがある。吸気バルブタイミングを調節するためのVVT機構5は、例えば、各気筒1の吸気バルブを駆動する吸気カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を液圧(潤滑油圧)によって変化させるベーン式のものや、電動機によって変化させる電動式のもの(モータドライブVVT)である。周知の通り、カムシャフトは、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトから回転トルクの供給を受け、クランクシャフトに従動して回転する。クランクシャフトとカムシャフトとの間には、回転トルクを伝達するための巻掛伝動装置(図示せず)が介在している。巻掛伝動装置は、クランクシャフト側に設けたクランクスプロケット(または、プーリ)と、カムシャフト側に設けたカムスプロケット(または、プーリ)と、これらスプロケット(または、プーリ)に巻き掛けるタイミングチェーン(または、タイミングベルト)とを要素とする。VVT機構5は、カムシャフトをカムスプロケットに対し相対的に回動させることを通じて、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を変化させ、以て吸気バルブの開閉タイミングを変更する。 The internal combustion engine may be accompanied by a VVT (Variable Valve Timing) mechanism 5 capable of variably controlling at least the opening/closing timing of the intake valve of each cylinder 1 . The VVT mechanism 5 for adjusting the intake valve timing is, for example, a vane type mechanism that changes the rotational phase of the intake camshaft that drives the intake valves of each cylinder 1 with respect to the crankshaft by hydraulic pressure (lubricating oil pressure), or an electric motor. It is an electric type (motor drive VVT) that changes by As is well known, the camshaft is supplied with rotational torque from the crankshaft, which is the output shaft of the internal combustion engine, and rotates following the crankshaft. A winding transmission device (not shown) for transmitting rotational torque is interposed between the crankshaft and the camshaft. The winding transmission device consists of a crank sprocket (or pulley) provided on the crankshaft side, a cam sprocket (or pulley) provided on the camshaft side, and a timing chain (or , timing belt). The VVT mechanism 5 changes the rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft by rotating the camshaft relative to the cam sprocket, thereby changing the opening/closing timing of the intake valve.

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。ECU0は、複数基のECUまたはコントローラが、CAN(Controller Area Network)等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものであることがある。 An ECU (Electronic Control Unit) 0, which is a control device for an internal combustion engine according to the present embodiment, is a microcomputer system having a processor, memory, input interface, output interface, and the like. The ECU 0 may be formed by connecting a plurality of ECUs or controllers so as to be able to communicate with each other via electric communication lines such as CAN (Controller Area Network).

ECU0の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、内燃機関の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クランク角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、要求されるエンジン負荷率またはエンジントルク)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、気筒1に連なる吸気通路3(スロットルバルブ32の下流、特に、サージタンク33または吸気マニホルド34)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d、同吸気通路3内の酸素濃度を検出するセンサ(リニアA/FセンサやO2センサ等)から出力される酸素濃度信号e、内燃機関の冷却水の温度(内燃機関の温度を示唆する)を検出する水温センサから出力される冷却水温信号f、内燃機関の吸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g、車両が所在する場所の大気圧を検出する大気圧センサから出力される大気圧信号h等が入力される。 The input interface of the ECU 0 receives a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed, a crank angle signal b output from a crank angle sensor that detects the rotation angle of the crankshaft of the internal combustion engine and the engine speed. , an accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal or the opening of the throttle valve 32 as the accelerator opening (so to speak, the required engine load factor or engine torque); 3 (downstream of the throttle valve 32, especially the surge tank 33 or the intake manifold 34). Oxygen concentration signal e output from a sensor that detects oxygen concentration (linear A/F sensor, O2 sensor, etc.), output from a water temperature sensor that detects the temperature of cooling water in the internal combustion engine (indicating the temperature of the internal combustion engine) a cooling water temperature signal f output from a cam angle sensor at a plurality of cam angles of an intake camshaft of an internal combustion engine; An atmospheric pressure signal h or the like is input.

ECU0の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、VVT機構5に対して吸気バルブの開閉タイミングの制御信号m等を出力する。 From the output interface of the ECU 0, an ignition signal i for the igniter of the spark plug 12, a fuel injection signal j for the injector 11, an opening operation signal k for the throttle valve 32, and an opening operation signal for the EGR valve 23. It outputs a signal l, a control signal m for opening/closing timing of the intake valve to the VVT mechanism 5, and the like.

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に吸入される空気量を推算する。そして、吸入空気量に見合った要求燃料噴射量、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(一度の燃焼に対する点火の回数を含む)、要求EGR率(または、EGRガス量)、吸気バルブタイミング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 memory in advance, calculates operating parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 acquires various types of information a, b, c, d, e, f, g, and h necessary for controlling the operation of the internal combustion engine through an input interface, learns the engine speed, and injects into the cylinder 1. Estimate the amount of air. Then, the required fuel injection amount corresponding to the intake air amount, fuel injection timing (including the number of fuel injections for one combustion), fuel injection pressure, ignition timing (including the number of ignitions for one combustion), required EGR rate (or EGR gas amount), intake valve timing, etc. are determined. The ECU 0 applies various control signals i, j, k, l, m corresponding to the operating parameters through the output interface.

ECU0は、停止した内燃機関を再び始動(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再始動であることもある)するにあたり、電動機(スタータモータ(セルモータ)やモータジェネレータ。図示せず)に制御信号oを入力し、当該電動機によりクランクシャフトを回転駆動するクランキング(または、モータリング)を行いながら、燃料噴射及び火花点火を遂行する。クランキングは、内燃機関が初爆から連爆へと至り、エンジン回転数が内燃機関の冷却水温等に応じて定まる完爆判定値を超えたときに、内燃機関が完爆したものと見なして終了する。通常、完爆判定値は、始動時の内燃機関の冷却水温が低いほど高く設定する。 When restarting the stopped internal combustion engine (which may be a cold start or a restart from idling stop), the ECU 0 controls the electric motor (starter motor (starter motor) or motor generator; not shown). A control signal o is input, and while performing cranking (or motoring) for rotationally driving the crankshaft by the electric motor, fuel injection and spark ignition are performed. In cranking, the internal combustion engine is considered to have exploded completely when the internal combustion engine goes from the first explosion to the continuous explosion and the engine speed exceeds the complete explosion judgment value determined according to the cooling water temperature of the internal combustion engine. finish. Normally, the lower the coolant temperature of the internal combustion engine at the start, the higher the complete explosion determination value is set.

内燃機関の運転を終了するとき、何れかの気筒1の吸気バルブ及び排気バルブがともに開いているバルブオーバラップ状態でクランクシャフトの回転が停止することがある。内燃機関の停止中に、一つの気筒1の吸気バルブ及び排気バルブの両方が開いていると、排気通路4における熱対流により、当該気筒1の燃焼室内で気化した未燃燃料や排気ガスが同気筒1から吸気通路3に逆流入することがあり得る。さすれば、吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流の酸素濃度が低下する。にもかかわらず、内燃機関の始動時のスロットルバルブ32の開度や燃料噴射量を平常通りに設定すると、気筒1の燃焼室に供給される酸素の量が不足して、燃料の燃焼の不安定化または失火を招き、クランキング中にエンジン回転が十分に加速せず、始動遅延または始動不良に陥るおそれがある。 When the operation of the internal combustion engine is terminated, the rotation of the crankshaft may stop in a valve overlap state in which both the intake valve and the exhaust valve of any cylinder 1 are open. While the internal combustion engine is stopped, if both the intake valve and the exhaust valve of one cylinder 1 are open, heat convection in the exhaust passage 4 causes unburned fuel and exhaust gas vaporized in the combustion chamber of the cylinder 1 to flow together. Reverse flow from the cylinder 1 to the intake passage 3 may occur. As a result, the oxygen concentration downstream of the throttle valve 32 in the intake passage 3 decreases. Nevertheless, if the opening of the throttle valve 32 and the fuel injection amount at the start of the internal combustion engine are set as usual, the amount of oxygen supplied to the combustion chamber of cylinder 1 will be insufficient, resulting in insufficient fuel combustion. This can lead to stabilizing or misfiring, and the engine will not accelerate sufficiently during cranking, resulting in a delayed or poor start.

そこで、図2に示すように、本実施形態のECU0は、気筒1に連なる吸気通路3内の酸素量または酸素濃度が低減するような所定の事象を感知している場合(ステップS1)、そうでない場合と比較して、内燃機関の始動のためのクランキングの開始後燃料を噴射し始めるタイミングをより遅らせる(ステップS2)、クランキング中の燃料噴射量をより減量する(ステップS3)、または、クランキング中のスロットルバルブ32の開度をより拡大する(ステップS4)ことのうちの少なくとも一つを実施する。 Therefore, as shown in FIG. 2, when the ECU 0 of the present embodiment senses a predetermined event such that the oxygen amount or oxygen concentration in the intake passage 3 connected to the cylinder 1 decreases (step S1), Compared to the case where it is not, the timing to start injecting fuel after the start of cranking for starting the internal combustion engine is delayed (step S2), the fuel injection amount during cranking is further reduced (step S3), or , and increasing the opening of the throttle valve 32 during cranking (step S4).

ステップS1では、例えば、内燃機関が停止するときのクランクシャフト及びカムシャフトの角度を、クランク角センサ(MRE(MagnetoResistive Effect)センサであることが好ましい)の出力信号bを参照して知得し、何れかの気筒1の吸気バルブ及び排気バルブがともに開いているバルブオーバラップ状態でクランクシャフトの回転が停止したか否かを判定する。何れかの気筒1がバルブオーバラップ状態で停止したことは、その停止中に気筒1に連なる吸気通路3内の酸素量または酸素濃度が低減すること、つまりステップS1の条件が成立していることを意味する。 In step S1, for example, the angles of the crankshaft and camshaft when the internal combustion engine is stopped are obtained by referring to the output signal b of a crank angle sensor (preferably an MRE (MagnetoResistive Effect) sensor), It is determined whether or not the rotation of the crankshaft has stopped in a valve overlap state in which both the intake valve and the exhaust valve of any cylinder 1 are open. The fact that any cylinder 1 is stopped in the valve overlap state means that the oxygen amount or oxygen concentration in the intake passage 3 connected to the cylinder 1 is reduced during the stop, that is, the condition of step S1 is satisfied. means

あるいは、内燃機関のクランキングを開始するときに、気筒1に連なる吸気通路3内の酸素量または酸素濃度を、酸素濃度センサの出力信号eを参照して知得し、その酸素量または酸素濃度が閾値よりも低いことを以て、ステップS1の条件が成立していると判断してもよい。 Alternatively, when starting cranking of the internal combustion engine, the oxygen amount or oxygen concentration in the intake passage 3 connected to the cylinder 1 is obtained by referring to the output signal e of the oxygen concentration sensor, and the oxygen amount or oxygen concentration is obtained. is lower than the threshold value, it may be determined that the condition of step S1 is established.

上記に加えて、内燃機関の始動前の停止時間が所定値よりも長いことを、ステップS1の成立の条件に加えてもよい。 In addition to the above, the fact that the stop time before starting the internal combustion engine is longer than a predetermined value may be added to the condition for establishment of step S1.

ステップS1の条件が成立している場合には、既に述べた通り、始動のためのクランキングを開始した後初回の燃料噴射を行うタイミングを平常よりも遅らせたり(ステップS2)、クランキング中の燃料噴射量を平常よりも減量したり(ステップS3)、スロットルバルブ32の開度を平常よりも拡大したり(ステップS4)する。燃料噴射の開始を遅らせれば、インジェクタ11から噴射される燃料を含んでいない空気を吸気通路3から気筒1及び排気通路4に流入させて、直近の内燃機関の停止時に残存していた未燃燃料や排気ガスを掃気することができる。燃料噴射量を減量すれば、気筒1に充填される混合気の空燃比の過剰なリッチ化を抑制できる。スロットルバルブ32の開度を拡大すれば、その下流の吸気圧が大気圧により近づき、気筒1の燃焼室により多くの量の酸素を供給できるようになり、やはり空燃比の過リッチを回避できる。これらは何れも、クランキング中の燃焼の安定化に寄与する。ステップS2ないしS4は、その全てを実施してもよく、一部のみを実施してもよい。 When the condition of step S1 is established, as already described, the timing of performing the first fuel injection after starting cranking for starting is delayed more than usual (step S2), or the timing during cranking is delayed. The fuel injection amount is decreased from normal (step S3), or the opening of the throttle valve 32 is increased from normal (step S4). If the start of fuel injection is delayed, the air containing no fuel injected from the injector 11 is caused to flow from the intake passage 3 into the cylinder 1 and the exhaust passage 4, thereby removing the unburned air remaining when the internal combustion engine was stopped most recently. Fuel and exhaust gas can be scavenged. If the fuel injection amount is reduced, excessive enrichment of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture charged in the cylinder 1 can be suppressed. If the opening of the throttle valve 32 is increased, the intake pressure downstream of the throttle valve 32 becomes closer to the atmospheric pressure, allowing a larger amount of oxygen to be supplied to the combustion chamber of cylinder 1, thus avoiding an over-rich air-fuel ratio. All of these contribute to stabilization of combustion during cranking. All of steps S2 to S4 may be performed, or only some of them may be performed.

ステップS2ないしS4の制御は、エンジン回転数が所定値以上に上昇したときに終了し(ステップS5)、その後は平常の制御へと移行する(ステップS6)。 The control of steps S2 to S4 ends when the engine speed rises to a predetermined value or more (step S5), and thereafter shifts to normal control (step S6).

図3に、ECU0が内燃機関の始動のためのクランキング中及びクランキング終了(始動完了)直後の時期に実施する制御の内容を例示している。なお、図3中、ステップS1の条件が成立していない、即ち直近の内燃機関の停止時に何れの気筒1もバルブオーバラップ状態となっていなかった場合の平常の制御を破線で描画し、ステップS1の条件が成立している、即ち直近の内燃機関の停止時に何れかの気筒1がバルブオーバラップ状態となっていた場合の制御を実線で描画している。 FIG. 3 illustrates the contents of the control executed by the ECU 0 during cranking for starting the internal combustion engine and immediately after the end of cranking (completion of starting). In FIG. 3, the normal control when the condition of step S1 is not satisfied, that is, when none of the cylinders 1 is in the valve overlap state when the internal combustion engine is stopped most recently, is drawn with a dashed line, and step The solid line shows the control when the condition of S1 is satisfied, that is, when any cylinder 1 is in the valve overlap state when the internal combustion engine is stopped most recently.

クランキングを開始する時点t0前、スロットルバルブ32は全閉でない所定のオープナ開度となっている。オープナ開度は、電子スロットルバルブ32のバタフライ弁体を駆動する電動機に電力を印加せず、電動機から弁体に駆動力を付与していない状態で、弁体を弾性付勢するばねにより弁体の姿勢が維持されているときの開度である。 Before the time t0 when cranking is started, the throttle valve 32 is at a predetermined opener opening that is not fully closed. The opener opening is determined by a spring that elastically biases the valve body in a state in which no electric power is applied to the electric motor that drives the butterfly valve body of the electronic throttle valve 32 and no driving force is applied to the valve body from the electric motor. is the opening when the posture is maintained.

その上で、ステップS1の条件が成立している場合には、図3中に実線で表しているように、クランキングの開始時点t0以降、可及的速やかにスロットルバルブ32を拡開する操作を行う(ステップS4)。このときのスロットルバルブ32の開度は、オープナ開度よりも大きく、ステップS1の条件が成立していない場合の開度よりも大きい。このときの開度は、内燃機関の始動前の停止時間(ソーク時間)の長さや、始動時の吸気通路3内の酸素量または酸素濃度に応じて拡縮調整することができる。例えば、停止時間が長いほどスロットルバルブの開度32を拡大し、及び/または、酸素濃度信号eが示す酸素濃度が低いほどスロットルバルブの開度32を拡大する。 In addition, when the condition of step S1 is satisfied, the throttle valve 32 is expanded as soon as possible after the cranking start point t0 , as indicated by the solid line in FIG. An operation is performed (step S4). The opening degree of the throttle valve 32 at this time is larger than the opener opening degree, and is larger than the opening degree when the condition of step S1 is not satisfied. The degree of opening at this time can be adjusted according to the length of the stop time (soak time) before starting the internal combustion engine and the oxygen amount or oxygen concentration in the intake passage 3 at the time of starting. For example, the longer the stop time, the greater the throttle valve opening 32, and/or the lower the oxygen concentration indicated by the oxygen concentration signal e, the greater the throttle valve opening 32.

翻って、ステップS1の条件が成立していない場合には、図3中に実線で表しているように、クランキングの開始時点t0以降、可及的速やかにスロットルバルブ32の開度をオープナ開度よりも縮小する。 On the other hand, if the condition of step S1 is not satisfied , as indicated by the solid line in FIG. Shrink less than the opening.

また、ステップS1の条件が成立している場合には、ステップS1の条件が成立していない場合と比較して、インジェクタ11からの燃料噴射量をより減量する(ステップS3)。このときの燃料噴射量は、内燃機関の始動前の停止時間の長さや、始動時の吸気通路3内の酸素量または酸素濃度に応じて増減調整することができる。例えば、停止時間が長いほど燃料噴射量を減量し、及び/または、酸素濃度信号eが示す酸素濃度が低いほど燃料噴射量を減量する。 Further, when the condition of step S1 is satisfied, the amount of fuel injected from the injector 11 is reduced more than when the condition of step S1 is not satisfied (step S3). The amount of fuel injection at this time can be increased or decreased according to the length of time the internal combustion engine is stopped before starting and the amount or concentration of oxygen in the intake passage 3 at the time of starting. For example, the longer the stop time, the smaller the fuel injection amount, and/or the lower the oxygen concentration indicated by the oxygen concentration signal e, the smaller the fuel injection amount.

さらに、ステップS1の条件が成立している場合、ステップS1の条件が成立していない場合と比較して、インジェクタ11からの燃料噴射を開始するタイミングをより遅い時点t2に遅らせる(ステップS2)ようにしても構わない。クランキングの開始後の初回の燃料噴射のタイミングt2もまた、内燃機関の始動前の停止時間の長さや、始動時の吸気通路3内の酸素量または酸素濃度に応じて調整することができる。例えば、停止時間が長いほど初回の燃料噴射を遅らせ、及び/または、酸素濃度信号eが示す酸素濃度が低いほど初回の燃料噴射を遅らせる。 Further, when the condition of step S1 is satisfied, the timing of starting fuel injection from the injector 11 is delayed to time t2, which is later than when the condition of step S1 is not satisfied (step S2). It doesn't matter if you do. The timing t2 of the first fuel injection after the start of cranking can also be adjusted according to the length of the stop time before starting the internal combustion engine and the oxygen amount or oxygen concentration in the intake passage 3 at the time of starting. . For example, the longer the stop time, the later the first fuel injection, and/or the lower the oxygen concentration indicated by the oxygen concentration signal e, the later the first fuel injection.

エンジン回転数が所定値以上に加速した時点t1以降(ステップS5)は、ステップS1の条件の成否によらず、スロットルバルブ32の開度や燃料噴射量を同等に制御する(ステップS6)ことになる。 After the time t1 when the engine speed is accelerated to a predetermined value or more (step S5), the opening degree of the throttle valve 32 and the fuel injection amount are equally controlled (step S6) regardless of whether the condition of step S1 is met. become.

本実施形態では、停止している内燃機関を始動するに際し、気筒1に連なる吸気通路3内の酸素量または酸素濃度が低減するような所定の事象を感知している場合、そうでない場合と比較して、内燃機関の始動のためのクランキングの開始後燃料を噴射し始めるタイミングをより遅らせる、クランキング中の燃料噴射量をより減量する、クランキング中の吸気絞り弁32の開度をより拡大することのうち少なくとも一つを実施する内燃機関の制御装置0を構成した。 In this embodiment, when starting a stopped internal combustion engine, if a predetermined event such as a decrease in the amount of oxygen or the oxygen concentration in the intake passage 3 connected to the cylinder 1 is sensed, it is compared with the case where it is not. Then, the timing to start injecting fuel after the start of cranking for starting the internal combustion engine is delayed, the fuel injection amount during cranking is further reduced, and the opening of the intake throttle valve 32 during cranking is further increased. A control device 0 for an internal combustion engine is constructed that implements at least one of enlarging.

本実施形態によれば、何れかの気筒1がバルブオーバラップ状態で停止した後、再び内燃機関を始動する際に、気筒1に供給される酸素量が不足し、または混合気の空燃比が過リッチとなって燃焼が不安定化する問題を有効に回避できる。ひいては、内燃機関を速やかにかつ確実に始動させることが可能となる。 According to this embodiment, when the internal combustion engine is restarted after any cylinder 1 stops in the valve overlap state, the amount of oxygen supplied to the cylinder 1 is insufficient, or the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is low. It is possible to effectively avoid the problem of unstable combustion due to excessive richness. As a result, it becomes possible to start the internal combustion engine quickly and reliably.

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。例えば、内燃機関の吸気通路3に、スロットルバルブ32とともに吸気絞り弁としてアイドルスピードコントロールバルブが設置されているならば、内燃機関の始動のためのクランキング中の制御のステップS4において、このアイドルスピードコントロールバルブの開度を拡大する操作を行うことで、吸気通路3から気筒1に向かって流れる吸入空気の流量を増加させ、気筒1に連なるサージタンク33または吸気マニホルド34内の吸気圧を大気圧に近づけることができる。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弁である。 The present invention is not limited to the embodiments detailed above. For example, if an idle speed control valve is installed as an intake throttle valve together with the throttle valve 32 in the intake passage 3 of the internal combustion engine, in step S4 of control during cranking for starting the internal combustion engine, this idle speed By increasing the opening of the control valve, the flow rate of the intake air flowing from the intake passage 3 toward the cylinder 1 is increased, and the intake pressure in the surge tank 33 or intake manifold 34 connected to the cylinder 1 is reduced to atmospheric pressure. can be brought closer to As is well known, the idle speed control valve is a flow rate control valve that opens and closes a bypass connecting the upstream side and the downstream side of the throttle valve 32 in the intake passage 3 .

その他、各部の具体的な構成や処理の手順等は、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。 In addition, the specific configuration of each part, the procedure of processing, and the like can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to control of an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.

0…制御装置(ECU)
1…気筒
3…吸気通路
32…スロットルバルブ(吸気絞り弁)
4…排気通路
b…クランク角信号
c…アクセル開度信号
d…吸気温・吸気圧信号
e…酸素濃度信号
f…冷却水温信号
i…点火信号
j…燃料噴射信号
k…スロットルバルブの開度操作信号
0... Control unit (ECU)
1... Cylinder 3... Intake passage 32... Throttle valve (intake throttle valve)
4 Exhaust passage b Crank angle signal c Accelerator opening signal d Intake air temperature/intake pressure signal e Oxygen concentration signal f Cooling water temperature signal i Ignition signal j Fuel injection signal k Throttle valve opening operation signal

Claims (1)

停止している内燃機関を始動するに際し、気筒に連なる吸気通路内の酸素量または酸素濃度が低減するような所定の事象を感知している場合、そうでない場合と比較して、内燃機関の始動のためのクランキングの開始後燃料を噴射し始めるタイミングをより遅らせる、クランキング中の燃料噴射量をより減量する、及び、クランキング中の吸気絞り弁の開度をより拡大することのうち少なくとも一つを実施する内燃機関の制御装置。 When starting a stopped internal combustion engine, if a predetermined event such as a decrease in the amount of oxygen or the concentration of oxygen in the intake passage leading to the cylinder is detected, the starting of the internal combustion engine is compared with that in the other case. delaying the timing of starting fuel injection after the start of cranking, reducing the amount of fuel injection during cranking, and increasing the opening of the intake throttle valve during cranking. A controller for an internal combustion engine that implements one.
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