JP4247599B2 - Start control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関(以下、エンジンという)の始動制御装置に係り、特に始動時に加熱手段により各気筒を加熱する内燃機関の始動制御装置に関するものである。
【0002】
【関連する背景技術】
例えば筒内に吸入された空気と該筒内に噴射される燃料との混合気を圧縮着火する燃焼方式のディーゼルエンジン等では、冷態始動時等にピストンの圧縮による温度上昇だけでは始動が困難なことから、各気筒に設けられたグロープラグを通電して筒内を加熱している。グロープラグの通電はバッテリの消耗を促進することから、消費電力の節減のために種々の提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
当該特許文献1に記載の技術は、エンジン停止時に膨張行程や排気行程にある気筒の筒内空気が、始動時に圧縮着火されることなくそのまま排出されることに着目し、エンジン停止時のクランク位置に基づいて吸気行程及び圧縮行程にある気筒のグロープラグのみを通電し、上記始動に貢献しない気筒のグロープラグへの通電によるバッテリの消耗を抑制している。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−342934号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジン停止時に圧縮行程にある気筒では、その時点のピストン位置を始点として略大気圧から圧縮を開始することから、ピストン停止位置に応じて筒内の圧縮状態が変化する。例えば、ピストン停止位置が圧縮上死点に近いときには圧縮が不足するため、グロープラグによる加熱が不足して着火不能な場合がある一方、ピストン停止位置が吸気下死点に近いときには十分な圧縮が得られるため、グロープラグにより加熱しなくても着火可能な場合もある。
【0006】
上記特許文献1に記載された技術ではこの点を考慮してないため、ピストン位置に関わらずグロープラグが一義的に通電され、結果として加熱不足により圧縮行程気筒が着火しないときの始動遅れ、或いは加熱が不要な場合のグロープラグの通電による無駄な電力消費等の種々の問題を生じた。
本発明の目的は、エンジン停止時のピストン位置に応じて始動時のグロープラグの通電状態を適切に制御し、もって、始動遅れや無駄な電力消費等を未然に防止することができる内燃機関の始動制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、内燃機関の各気筒に配置される加熱手段によって、内燃機関の始動時に各気筒を加熱可能な内燃機関の始動制御装置において、内燃機関の停止状態での各気筒の停止位置を検出する停止位置検出手段と、停止位置検出手段によって検出される各気筒の停止位置のうち、圧縮行程で停止している気筒の停止位置に応じて加熱手段による加熱量を制御する加熱制御手段とを備えたものである。
【0008】
従って、内燃機関の各気筒の停止位置が停止位置検出手段によって検出され、この停止位置のうち、圧縮行程で停止している気筒の停止位置に応じて加熱制御手段により加熱手段の加熱量が制御される。その結果、内燃機関の始動時において、加熱手段の適切な加熱により内燃機関の圧縮行程で停止している気筒が確実に着火されるとともに、加熱手段による過剰な加熱が防止される。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1において、圧縮行程で停止している気筒の停止位置が、圧縮上死点直前の所定範囲に設定された第1の領域内にあるときに、加熱制御手段が加熱手段の作動を停止するものである。
【0010】
従って、圧縮行程の気筒が圧縮上死点直前の第1の領域内にあるときには、圧縮ストロークの不足により十分な筒内圧が得られず、譬え加熱手段により加熱したとしても着火不能であるため、この場合に加熱手段の作動が停止されることで無駄な加熱が防止される。
請求項3の発明は、請求項1又は2において、圧縮行程で停止している気筒の停止位置が、吸気下死点直後の所定範囲に設定された第2の領域内にあるときに、加熱制御手段が加熱手段の作動を停止するものである。
【0011】
従って、圧縮行程の気筒が吸気下死点直後の第2の領域内にあるときには、ある程度の圧縮ストロークが確保されて十分な筒内圧が得られ、加熱手段により加熱しなくても着火可能であるため、この場合に加熱手段の作動が停止されることで無駄な加熱が防止される。
請求項4の発明は、請求項1乃至3において、圧縮行程で停止している気筒に配置されている加熱手段のみを加熱制御手段が作動させるものである。
【0012】
従って、圧縮行程の気筒の加熱手段のみを作動させるため、当該圧縮行程の気筒を確実に着火可能とした上で、その他の気筒の加熱手段の作動による無駄な加熱が防止される。
【0013】
請求項5の発明は、請求項1において、内燃機関が走行用駆動源として車両に搭載され、所定の停止条件が成立したときに内燃機関を停止し、その後に所定の始動条件が成立したときに内燃機関を始動するアイドルストップ制御手段を有し、アイドルストップ制御手段による内燃機関の停止中に、加熱制御手段が圧縮行程で停止している気筒の加熱手段を作動させるとともに、圧縮行程で停止している気筒の停止位置に応じて加熱手段による加熱量を制御するものである。
【0014】
従って、アイドルストップ制御手段による内燃機関の停止中に、圧縮行程の気筒の加熱手段が作動されるとともに、当該圧縮行程の気筒の停止位置に応じて加熱手段の加熱量が制御されるため、始動条件の成立に伴って内燃機関を始動するときには、当該圧縮行程の気筒が加熱手段により適切に加熱されて確実に着火される。
【0015】
請求項6の発明は、請求項5において、アイドルストップ制御手段による機関停止後の経過時間を計時する計時手段を有し、各気筒の停止位置と機関停止後の経過時間とに応じて加熱制御手段が加熱手段による加熱量を制御するものである。
従って、内燃機関の停止が継続される時間(始動条件が成立するタイミング)は予測不能であるが、機関停止後の経過時間に応じて加熱手段による加熱量が制御されるため、機関停止が長引いた場合でも適切な筒内温度が維持されるとともに、過剰な加熱を防止可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をアイドルストップ車両に搭載されたディーゼルエンジンの始動制御装置に具体化した一実施形態を説明する。
図1は本実施形態のエンジンの始動制御装置を示す全体構成図である。当該エンジン1は180°CA毎に等間隔爆発する4サイクル直列4気筒のコモンレール式ディーゼル機関として構成され、その各気筒には筒内に臨むようにグロープラグ2(加熱手段)及び燃料噴射弁3が取り付けられている。
【0017】
エンジン1には手動式の変速機4が連結され、この変速機は図示しないディファレンシャルギアを介して車両の駆動輪に接続されている。エンジン1と変速機4との間にはクラッチ5が設けられ、このクラッチ5は運転者によるクラッチ操作に応じて、エンジン1側から変速機4側への動力伝達を制御する。エンジン1には常時噛合い式のスタータ6が設けられ、スタータ6のピニオンギア6aはエンジン1のフライホイール1aに対して常に歯合している。フライホイール1aには図示しないワンウエイクラッチが設けられ、このワンウエイクラッチは、始動時にスタータ6の駆動力をエンジン1側に伝達してクランキングを行い、且つ、始動完了後に空転することでエンジン1にてスタータ6が逆駆動されるのを防止する。
【0018】
スタータ6は図示しないイグニションスイッチを介してバッテリ11に接続されると共に、スタータ制御用コントローラ12のリレー接点12aを介してバッテリ11に接続されている。従って、スタータ6は通常のものと同様にイグニションスイッチの操作に応じて通電する他に、スタータ制御用コントローラ12のリレーコイル12bの励磁によりリレー接点12aが閉じられたときも通電する。
【0019】
車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置(ROM,RAM,BURAM等)、中央処理装置(CPU)、タイマカウンタ等を備えたECU21(エンジン制御ユニット)が設置されている。ECU21の入力側には、エンジン1のクランクシャフトの回転に伴ってクランク角信号を出力するクランク角センサ23(停止位置検出手段)、カムシャフトの回転に伴ってTOP信号を出力するカム角センサ24(停止位置検出手段)、車速Vを検出する車速センサ25、クラッチ5の操作状態を検出するクラッチセンサ26、アクセル操作量Accを検出するアクセルセンサ27、変速機4のシフト位置を検出するシフト位置センサ28、及びその他の各種スイッチやセンサ類が接続されている。
【0020】
又、ECU21の出力側には前記したグロープラグ2及び燃料噴射弁3が接続されると共に、スタータ制御用コントローラ12のリレーコイル12bが接続されている。ECU21は上記した各検出情報に基づき燃料噴射制御を始めとするエンジン1を運転するための各種制御を実行する。又、ECU21は信号待ち等でエンジン1を自動停止・始動するアイドルストップ制御を実行するとともに(アイドルストップ制御手段)、当該アイドルストップ中においてエンジン1の迅速な始動を目的としてグロープラグ2を通電制御する(加熱制御手段)。そこで、まず、アイドルストップ制御の概要を説明する。
【0021】
アイドルストップ制御は、信号待ち等で停車中のエミッション排出や燃料消費を防止するものであり、所定のエンジン停止条件及びエンジン始動条件に基づいて実行される。エンジン停止条件としては、車速センサ25にて検出された車速Vがゼロであること、クラッチセンサ26にてクラッチ5の踏込み操作が検出されていないこと(クラッチ接続状態)、及びシフト位置センサ28にて検出されたシフト位置がN(ニュートラル)位置であることが設定され、これらの条件が満たされたときに、ECU21はエンジン停止条件が成立したと判断し、燃料噴射の中止や図示しないインテークシャッタによる吸気遮断等によりエンジン1を停止させる。
【0022】
又、エンジン始動条件としては、クラッチセンサ26にてクラッチ5の踏込み操作が検出されたこと(クラッチ遮断状態)、及びシフト位置センサ28にて検出されたシフト位置がN位置以外であることが設定され、これらの条件が満たされたときに、ECU21はエンジン始動条件が成立したと判断し、スタータ制御用コントローラ12のリレーコイル12bを励磁すると共に、燃料噴射制御を再開する。リレーコイル12bの励磁によりリレー接点12aが閉じられるため、スタータ6が通電してクランキングが行われ、エンジン1の始動により発進可能となる。
【0023】
一方、グロープラグ2の通電制御は図2に示すグロープラグ制御ルーチンに基づいて実行され、ECU21は当該ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。まず、ステップS2で現在アイドルストップ中であるか否かを判定し、NO(否定)のときにはそのままルーチンを終了し、YES(肯定)のときにはステップS4に移行する。ステップS4ではクランク角センサ23及びカム角センサ24からの検出情報に基づき、アイドルストップで停止中のエンジン1のクランク位置(以下、停止クランク位置という)を算出し、続くステップS6で停止クランク位置に基づき、圧縮行程で停止している気筒(以下、圧縮行程気筒という)がグロープラグ2の通電領域aにあるか否かを判定する。当該通電領域aは、例えば図3に示す特性図に基づいて判定される。
【0024】
図中の停止クランク位置は、圧縮行程気筒のピストンが吸気下死点から圧縮上死点まで上昇するときのストロークに対応している。アイドルストップによりエンジン1が停止すると、圧縮行程気筒はピストンリングの間隙等からの圧縮漏れで筒内圧が低下することから、その後の始動に伴うクランキング時には、停止クランク位置を始点として略大気圧から圧縮を開始することになる。よって、図中の上段に示すように、停止クランク位置に応じてピストンが圧縮上死点に達したときの筒内圧(即ち、圧縮行程気筒の圧縮状態)が変化する。
【0025】
停止クランク位置が圧縮上死点直前の所定範囲(圧縮上死点TDCと該圧縮上死点TDCより先行する所定位置との間)に設定された着火不能領域b(第1の領域)にあるときには、圧縮ストロークの不足により十分な筒内圧が得られず、譬えグロープラグ2により筒内を加熱しても圧縮行程気筒を着火できない。一方、停止クランク位置が吸気下死点直後の所定範囲(吸気下死点BDCと該吸気上死点BDC以降の所定位置との間)に設定された通電不要領域c(第2の領域)にあるときには、ある程度の圧縮ストロークが確保されて十分な筒内圧(全ストロークを利用した通常の圧縮に近い)が得られ、グロープラグ2により筒内を加熱しなくても圧縮行程気筒を着火できる。
【0026】
上記グロープラグ2の通電領域aは、これらの着火不能領域bと通電不要領域cとの間の領域として予め設定されたものであり、当該通電領域aでは、圧縮のみでは圧縮行程気筒を着火不能であるが、グロープラグ2で筒内を加熱すれば着火可能であることを意味する。なお、圧縮上死点で生じる圧縮反力により、例えば現実的な停止クランク位置は90°BTDC前後(図3中のTDCとBDCとの中間位置)を中心として分布するため通電領域a内に収まる確率が高いが、上記した着火不能領域b或いは通電不要領域cとなる場合もある。
【0027】
上記ステップS6の判定がNOのときには、圧縮行程気筒の停止クランク位置が着火不能領域b又は通電不要領域cの何れかにあるため、ECU21はグロープラグ2を通電することなくルーチンを終了する。このときの圧縮行程気筒は領域b,cに応じた燃焼状態となり、通電不要領域cにあるときにはクランキングにより圧縮上死点で着火し、一方、着火不能領域bにあるときには圧縮上死点に達しても着火しない。つまり、圧縮行程気筒が通電不要領域cにある場合は、当該圧縮行程気筒の着火により逸早く初爆が行われるため、圧縮行程気筒が着火不能領域bにあって着火されない場合に比較して、エンジン1はより迅速に始動されることになる。
【0028】
一方、停止クランク位置が通電領域aにあるとしてステップS6でYESの判定を下したときには、ECU21はステップS8に移行して停止クランク位置からグロープラグ2のデューティ比を算出する。この算出処理は、図3の下段の特性に基づいて実施され、停止クランク位置が通電領域a内の圧縮上死点側に近いほど、デューティ比が増加側に設定される。ECU21は続くステップS10で、デューティ比に基づいて圧縮行程気筒のグロープラグ2を通電した後にルーチンを終了する。
【0029】
アイドルストップ中はエンジン1の停止クランク位置が変化しないため、この場合のECU21はステップS8,10の処理を繰り返し、設定したデューティ比に基づいて圧縮行程気筒のグロープラグ2を通電し続け、上記アイドルストップ制御において、エンジン始動条件の成立に伴ってエンジン1のクランキング及び燃料噴射制御が開始されると、ECU21はステップS2でNOの判定を下して、グロープラグ2の通電を中止する。
【0030】
以上のステップS10でのグロープラグ2の通電により圧縮行程気筒の筒内は加熱され、圧縮不足が補われてより着火し易い条件に近づき、圧縮上死点に達したときに着火する。よって、停止クランク位置が通電領域aにあるときでも上記通電不要領域cと同じく圧縮行程気筒の初爆によりエンジン1が迅速に始動され、運転者の要求に応答して速やかに発進することができる。換言すれば、本来は着火不能領域bと同じく圧縮行程気筒の着火が望めない通電領域aをグロープラグ2の加熱により着火可能としたため、迅速始動できる停止クランク位置の領域が拡大し、より良好なエンジン始動性を実現することができる。
【0031】
そして、本実施形態のエンジン1の始動制御装置では、通電領域aでのグロープラグ2のデューティ比を停止クランク位置に応じて設定しているため、例えば停止クランク位置が通電領域a内の圧縮上死点側(つまり、着火不能領域b側)に近くて圧縮不足が甚だしいときには、デューティ比の増加に伴ってグロープラグ2による筒内の加熱が促進され、逆に停止クランク位置が通電領域a内の吸気下死点側(つまり、通電不要領域c側)に近くて比較的圧縮が望めるときには、デューティ比の減少に伴って筒内の加熱が抑制される。
【0032】
その結果、グロープラグ2の通電状態が常に適切に制御され、これにより圧縮行程気筒を確実に着火させて始動遅れを防止した上で、グロープラグ2の過剰な通電量による無駄な電力消費を未然に防止することができる。
又、圧縮行程気筒の停止クランク位置が着火不能領域b及び通電不要領域cにあるときには、圧縮行程気筒のグロープラグ2を通電しないため、グロープラグ2を通電しても圧縮不足により着火できない着火不能領域b、逆にグロープラグ2を通電しなくても十分な圧縮により着火可能な通電不要領域cにおける無駄なグロープラグ2の通電が未然に防止され、結果として電力消費を一層節減することができる。
【0033】
加えて、迅速な始動が要求されるアイドルストップ車両では、一般的な車両に比較してより強力な始動トルクを確保するためにスタータを大型化する傾向があるが、上記のように圧縮行程気筒の着火により迅速始動を実現できる本実施形態の始動制御装置では、必ずしもスタータを大型化する必要はないため、従来通りのサイズのスタータ6を適用することで製造コストを低減できるという利点も得られる。
【0034】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では走行用駆動源として車両に搭載された4サイクル直列4気筒ディーゼルエンジン1の始動制御装置として具体化したが、エンジンの用途や形式はこれに限定されるものではなく、例えば航空機用エンジンに適用したり、エンジンの気筒数や気筒配列を変更したりしてもよい。
【0035】
又、上記実施形態では、始動制御装置をアイドルストップ車両に適用し、アイドルストップ後のエンジン始動時を想定してグロープラグ2を通電したが、これに限定されるものではなく通常のエンジン始動時にも適用できる。
以下、通常始動時に適用した場合を簡単に説明すると、この場合のグロープラグ制御は、図2のフローチャート中においてステップS2の「アイドルストップ中か否か」の判断を、「エンジン始動か否か」の判断に置き換えることで実施できる。例えばイグニションスイッチがスタート位置に切換えられたときや運転席のドアの開操作を検出したときに、ECU21はステップS2でYESの判定を下してステップS4に移行し、記憶されているエンジン停止時の圧縮行程気筒の停止クランク位置を読み込み、以降は上記実施形態と同じく、圧縮行程気筒の停止クランク位置が通電領域aにあるときには、停止クランク位置に応じたデューティ比でグロープラグ2を通電制御する。これにより通常始動時においても圧縮行程気筒の着火により迅速なエンジン始動を実現できるとともに、停止クランク位置に応じてグロープラグ2の通電状態を適切に制御することで、圧縮行程気筒の確実な着火を実現した上で、過剰な加熱による無駄な電力消費を防止できる。
【0036】
又、上記実施形態では、圧縮行程気筒のグロープラグ2のみを通電制御したが、これに限ることはなく、例えば特許文献1に記載された技術のように、圧縮行程気筒と吸気行程気筒のグロープラグ2を通電したり、或いは全気筒のグロープラグ2を通電したりしてもよく、これらの場合でも実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0037】
一方、上記実施形態では、グロープラグ2のデューティ比を制御したが、これに代えて通電電流を制御してもよいし、アイドルストップ中の通電時間を制御(つまり、アイドルストップ開始とともに通電し、通電時間の経過後に遮断する)してもよい。例えば、これらの場合の設定も図3の下段の特性に基づいて行い、停止クランク位置が通電領域a内の圧縮上死点側に近いほど、通電電流や通電時間を増加側に設定して加熱量を増大させ、これにより筒内の加熱促進を図るようにする。
【0038】
更に、アイドルストップの継続時間は、信号表示や渋滞の混み具合等に応じて様々に変化するため予測不能であり、アイドルストップが直ちに終了された場合に備えてグロープラグ2により筒内を迅速に加熱する必要がある一方、アイドルストップが長引いた場合の過剰な筒内の加熱は避けることが望ましい。そこで、アイドルストップによるエンジン停止からの経過時間を計時し(計時手段)、当該経過時間に応じて上記デューティ比や通電電流を次第に減少させて、筒内を適度に加熱(勿論、着火可能な温度以上に)した後は筒内温度を維持できる程度にグロープラグ2による加熱を制限するようにしてもよい。又、上記のように通電時間を制御する場合には、通電時間の経過に伴うグロープラグ2の通電中止後は筒内温度が次第に低下するため、その後もアイドルストップが長時間継続される場合には、適当な間隔でグロープラグ2の通電・遮断を繰り返して筒内温度を維持するようにしてもよい。以上の制御により、アイドルストップ時間が長引いた場合でも、圧縮行程気筒を確実に着火して迅速に始動できるとともに、一層の節電を実現することができる。
【0039】
又、上記実施形態では、停止クランク位置に応じてグロープラグ2のデューティ比を制御したが、圧縮行程気筒の着火し易さには、停止クランク位置のみならずエンジン温度も影響し、同一停止クランク位置でもエンジン温度が低いほど着火し難くなため、停止クランク位置に加えてエンジン温度も考慮するようにしてもよい。この傾向は、運転によりエンジン温度がある程度上昇しているアイドルストップ中も当てはまるが、特に冷態始動や温態始動等に応じてエンジン温度が甚だしく変化する通常始動時に適用した場合に有効である。例えば、水温センサや油温センサ(機関温度検出手段)により検出されたエンジン冷却水温や油温等をエンジン温度と見なし、エンジン温度が低いほどデューティ比を増加側に設定して筒内の加熱を促進すれば、エンジン温度に関わらず圧縮行程気筒を一層確実に着火させることができる。
【0040】
一方、上記実施形態では、圧縮行程気筒に対する燃料噴射量について言及しなかったが、当該気筒はストロークの途中から圧縮する関係で後続の気筒に比較して筒内空気量が減少しているため、停止クランク位置に基づいて燃料噴射量を減少側に補正するようにしてもよい。この補正を実施することで、過剰な燃料噴射量に起因するスモークの発生を抑制できるという別の利点が得られる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1の発明の内燃機関の始動制御装置によれば、内燃機関の圧縮行程で停止している気筒の停止位置に応じて加熱手段の加熱量を適切に制御するようにしたため、内燃機関の始動時に圧縮行程の気筒を確実に着火させて始動遅れを防止した上で、加熱手段の過剰な加熱による無駄な電力消費を未然に防止することができる。
【0042】
請求項2の発明の内燃機関の始動制御装置によれば、請求項1に加えて、圧縮不足により着火不能な第1の領域で加熱手段の作動を停止するようにしたため、無駄な加熱を防止して電力消費を一層節減することができる。
【0043】
請求項3の発明の内燃機関の始動制御装置によれば、請求項1又は2に加えて、十分な圧縮により着火可能な第2の領域で加熱手段の作動を停止するようにしたため、無駄な加熱を防止して電力消費を一層節減することができる。
請求項4の発明の内燃機関の始動制御装置によれば、請求項1乃至3に加えて、圧縮行程の気筒の加熱手段のみを作動させるようにしたため、当該圧縮行程の気筒を確実に着火して迅速な始動を実現した上で、その他の気筒の加熱手段の作動による無駄な加熱を防止して電力消費を一層節減することができる。
【0044】
請求項5の発明の内燃機関の始動制御装置によれば、請求項1に加えて、アイドルストップ制御手段による内燃機関の停止中に、圧縮行程の気筒を加熱手段により適切に加熱するようにしたため、始動条件の成立に伴って内燃機関を始動するときに、圧縮行程の気筒を確実に着火させて内燃機関を迅速に始動することができる。
【0045】
請求項6の発明の内燃機関の始動制御装置によれば、請求項5に加えて、機関停止後の経過時間を加熱手段の加熱量に反映させるようにしたため、機関停止が長引いた場合でも、圧縮行程の気筒を確実に着火して迅速に始動できるとともに、一層の節電を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態のエンジンの始動制御装置を示す全体構成図である。
【図2】ECUが実行するグロープラグ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図3】圧縮行程気筒の停止クランク位置と筒内圧及びグロープラグのデューティ比との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
1 エンジン(内燃機関)
2 グロープラグ(加熱手段)
21 ECU(加熱制御手段、アイドルストップ制御手段)
23 クランク角センサ(停止位置検出手段)
24 カム角センサ(停止位置検出手段)
b 着火不能領域(第1の領域)
c 通電不要領域(第2の領域)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a start control device for an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine), and more particularly to a start control device for an internal combustion engine in which each cylinder is heated by heating means at the time of start.
[0002]
[Related background]
For example, in a combustion type diesel engine that compresses and ignites an air-fuel mixture of air sucked into a cylinder and fuel injected into the cylinder, it is difficult to start only by a temperature rise due to compression of the piston at the time of cold start or the like For this reason, the glow plugs provided in each cylinder are energized to heat the inside of the cylinder. Since energization of the glow plug promotes battery consumption, various proposals have been made to reduce power consumption (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
The technique described in Patent Document 1 pays attention to the fact that cylinder air in a cylinder in an expansion stroke or an exhaust stroke is discharged as it is without being compressed and ignited at the start when the engine is stopped. Based on the above, only the glow plugs of the cylinders in the intake stroke and the compression stroke are energized, and the battery consumption due to the energization of the glow plugs of the cylinders that do not contribute to the starting is suppressed.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-342934
[Problems to be solved by the invention]
However, in a cylinder that is in the compression stroke when the engine is stopped, compression starts from substantially atmospheric pressure starting from the piston position at that time, and the compression state in the cylinder changes according to the piston stop position. For example, when the piston stop position is close to the compression top dead center, the compression is insufficient, and thus there is a case where the ignition by the glow plug is insufficient and ignition is impossible.On the other hand, when the piston stop position is close to the intake bottom dead center, sufficient compression is achieved. Therefore, there are cases where ignition is possible without heating with a glow plug.
[0006]
Since the technique described in Patent Document 1 does not consider this point, the glow plug is uniquely energized regardless of the piston position, and as a result, the start delay when the compression stroke cylinder does not ignite due to insufficient heating, or Various problems such as wasteful power consumption due to energization of the glow plug when heating is unnecessary are caused.
It is an object of the present invention to appropriately control the energization state of a glow plug at the time of start according to the piston position when the engine is stopped, thereby preventing an engine start delay and wasteful power consumption. It is to provide a start control device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided an internal combustion engine start control device capable of heating each cylinder when the internal combustion engine is started by a heating means arranged in each cylinder of the internal combustion engine. The stop position detection means for detecting the stop position of each cylinder in the state, and the heating means according to the stop position of the cylinder stopped in the compression stroke among the stop positions of each cylinder detected by the stop position detection means And a heating control means for controlling the heating amount.
[0008]
Therefore, the stop position of each cylinder of the internal combustion engine is detected by the stop position detecting means, and the heating amount of the heating means is controlled by the heating control means in accordance with the stop position of the cylinder stopped in the compression stroke among the stop positions. Is done. As a result, when the internal combustion engine is started, the cylinder stopped in the compression stroke of the internal combustion engine is reliably ignited by appropriate heating of the heating means, and excessive heating by the heating means is prevented .
[0009]
請 Motomeko 2 of the invention resides in that in Claim 1, when the stop position of the cylinder stopped in the compression stroke, is set to a predetermined range immediately before the compression top dead center the in the first region, the heating control The means stops the operation of the heating means.
[0010]
Therefore, when the cylinder in the compression stroke is in the first region immediately before the compression top dead center, a sufficient in-cylinder pressure cannot be obtained due to a shortage of the compression stroke, and even if heated by the tailing heating means, ignition is impossible. In this case, useless heating is prevented by stopping the operation of the heating means.
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect , the heating is performed when the stop position of the cylinder stopped in the compression stroke is within a second region set in a predetermined range immediately after the intake bottom dead center. The control means stops the operation of the heating means.
[0011]
Therefore, when the cylinder in the compression stroke is in the second region immediately after the intake bottom dead center, a certain compression stroke is ensured to obtain a sufficient in-cylinder pressure, and ignition is possible without heating by the heating means. Therefore, useless heating is prevented by stopping the operation of the heating means in this case.
According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects, the heating control means operates only the heating means arranged in the cylinder stopped in the compression stroke.
[0012]
Therefore, since only the heating means for the cylinders in the compression stroke is operated, the cylinders in the compression stroke can be reliably ignited, and unnecessary heating due to the operation of the heating means for the other cylinders is prevented .
[0013]
Invention 請 Motomeko 5 resides in that in Claim 1, the internal combustion engine is mounted on a vehicle as a traveling drive source, the internal combustion engine is stopped when a predetermined stop condition is satisfied, predetermined starting condition is established thereafter There is sometimes an idle stop control means for starting the internal combustion engine, and during the stop of the internal combustion engine by the idle stop control means, the heating control means activates the heating means of the cylinder stopped in the compression stroke, and in the compression stroke The heating amount by the heating means is controlled in accordance with the stop position of the stopped cylinder.
[0014]
Therefore, while the internal combustion engine is stopped by the idle stop control means, the heating means for the cylinder in the compression stroke is operated, and the heating amount of the heating means is controlled according to the stop position of the cylinder in the compression stroke. When the internal combustion engine is started as the condition is satisfied, the cylinder in the compression stroke is appropriately heated by the heating means and reliably ignited.
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, there is provided time measuring means for measuring the elapsed time after the engine stop by the idle stop control means, and heating control is performed according to the stop position of each cylinder and the elapsed time after the engine stop. The means controls the amount of heating by the heating means.
Accordingly, the time during which the internal combustion engine is stopped (the timing at which the start condition is satisfied) is unpredictable, but the amount of heating by the heating means is controlled according to the elapsed time after the engine is stopped, so the engine stop is prolonged. Even in this case, an appropriate in-cylinder temperature is maintained, and excessive heating can be prevented.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a start control device for a diesel engine mounted on an idle stop vehicle will be described.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an engine start control device of the present embodiment. The engine 1 is configured as a four-cycle in-line four-cylinder common rail type diesel engine that explodes at equal intervals every 180 ° CA. Each cylinder has a glow plug 2 (heating means) and a fuel injection valve 3 so as to face the cylinder. Is attached.
[0017]
A manual transmission 4 is connected to the engine 1, and this transmission is connected to driving wheels of the vehicle via a differential gear (not shown). A clutch 5 is provided between the engine 1 and the transmission 4, and this clutch 5 controls power transmission from the engine 1 side to the transmission 4 side in accordance with a clutch operation by the driver. The engine 1 is provided with a constantly meshing
[0018]
The
[0019]
In the vehicle compartment, an input / output device (not shown), a storage device (ROM, RAM, BURAM, etc.) used for storing control programs and control maps, a central processing unit (CPU), an ECU 21 (engine) provided with a timer counter, etc. Control unit) is installed. On the input side of the
[0020]
The
[0021]
The idle stop control is to prevent emission emission and fuel consumption while stopping at a signal or the like, and is executed based on predetermined engine stop conditions and engine start conditions. The engine stop condition is that the vehicle speed V detected by the
[0022]
The engine start conditions are set such that the
[0023]
On the other hand, energization control of the
[0024]
The stop crank position in the figure corresponds to the stroke when the piston of the compression stroke cylinder rises from the intake bottom dead center to the compression top dead center. When the engine 1 is stopped due to idling stop, the cylinder pressure in the compression stroke cylinder decreases due to compression leakage from the gap of the piston ring or the like. Therefore, at the time of cranking accompanying the subsequent start, the stop crank position is set as a starting point from approximately atmospheric pressure. Compression will start. Therefore, as shown in the upper part of the figure, the in-cylinder pressure (that is, the compression state of the compression stroke cylinder) when the piston reaches the compression top dead center changes according to the stop crank position.
[0025]
The stop crank position is in a non-ignitable region b (first region) set in a predetermined range immediately before the compression top dead center (between the compression top dead center TDC and a predetermined position preceding the compression top dead center TDC). In some cases, a sufficient in-cylinder pressure cannot be obtained due to a shortage of the compression stroke, and the compression stroke cylinder cannot be ignited even if the cylinder interior is heated by the
[0026]
The energization area a of the
[0027]
When the determination in step S6 is NO, the
[0028]
On the other hand, if the determination is YES in step S6 assuming that the stop crank position is in the energization region a, the
[0029]
Since the stop crank position of the engine 1 does not change during the idling stop, the
[0030]
The inside of the cylinder of the compression stroke cylinder is heated by the energization of the
[0031]
In the start control device for the engine 1 of the present embodiment, the duty ratio of the
[0032]
As a result, the energization state of the
In addition, when the stop crank position of the compression stroke cylinder is in the non-ignitionable region b and the energization unnecessary region c, the
[0033]
In addition, in idling stop vehicles that require quick start, there is a tendency to enlarge the starter in order to ensure a stronger starting torque compared to general vehicles, but as described above, the compression stroke cylinder In the start control device of the present embodiment that can realize a quick start by ignition, it is not always necessary to increase the size of the starter. Therefore, the advantage that the manufacturing cost can be reduced by applying the
[0034]
This is the end of the description of the embodiment, but the aspect of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above-described embodiment, the invention is embodied as a start control device for a four-cycle in-line four-cylinder diesel engine 1 mounted on a vehicle as a driving source for traveling. However, the use and form of the engine are not limited to this, for example The present invention may be applied to an aircraft engine, or the number of cylinders and the cylinder arrangement of the engine may be changed.
[0035]
In the above embodiment, the start control device is applied to an idle stop vehicle, and the
Hereinafter, a brief description will be given of a case where it is applied at the time of normal start. In this case, the glow plug control determines whether or not the engine is idling stop in step S2 in the flowchart of FIG. It can be implemented by substituting for the judgment. For example, when the ignition switch is switched to the start position or when the opening operation of the driver's seat door is detected, the
[0036]
In the above embodiment, only the
[0037]
On the other hand, in the above embodiment, the duty ratio of the
[0038]
Furthermore, the duration of idle stop is unpredictable because it varies in various ways depending on the signal display, traffic jams, etc., and the
[0039]
In the above embodiment, the duty ratio of the
[0040]
On the other hand, in the above embodiment, the fuel injection amount for the compression stroke cylinder was not mentioned, but because the cylinder is compressed from the middle of the stroke, the in-cylinder air amount is reduced compared to the subsequent cylinders. The fuel injection amount may be corrected to the decreasing side based on the stop crank position. By performing this correction, another advantage is obtained that the generation of smoke due to an excessive fuel injection amount can be suppressed.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the start control device for an internal combustion engine of the first aspect of the present invention, the heating amount of the heating means is appropriately controlled according to the stop position of the cylinder stopped in the compression stroke of the internal combustion engine. Therefore, the cylinder in the compression stroke is surely ignited at the start of the internal combustion engine to prevent a start delay, and wasteful power consumption due to excessive heating of the heating means can be prevented.
[0042]
According to the start control device for an internal combustion engine of the invention 請
[0043]
According to the start control device for an internal combustion engine of the invention of claim 3 , in addition to
According to the start control device for an internal combustion engine of the fourth aspect of the invention, in addition to the first to third aspects, since only the heating means of the cylinder in the compression stroke is operated, the cylinder in the compression stroke is surely ignited. In addition to realizing a quick start, it is possible to prevent unnecessary heating due to the operation of the heating means of the other cylinders, thereby further reducing power consumption.
[0044]
According to the start control device for an internal combustion engine of the invention 請 Motomeko 5, in addition to claim 1, during the stop of the internal combustion engine by the idle stop control means, so as to properly heated by the heating means cylinder in the compression stroke Therefore, when starting the internal combustion engine as the start condition is satisfied, the internal combustion engine can be started quickly by reliably igniting the cylinder in the compression stroke.
[0045]
According to the start control device for an internal combustion engine of the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an engine start control device according to an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing a glow plug control routine executed by an ECU.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a stop crank position of a compression stroke cylinder, an in-cylinder pressure, and a duty ratio of a glow plug.
[Explanation of symbols]
1 engine (internal combustion engine)
2 Glow plug (heating means)
21 ECU (heating control means, idle stop control means)
23 Crank angle sensor (stop position detection means)
24 Cam angle sensor (stop position detection means)
b Non-ignitable area (first area)
c Current-carrying unnecessary area (second area)
Claims (6)
上記内燃機関の停止状態での上記各気筒の停止位置を検出する停止位置検出手段と、
上記停止位置検出手段によって検出される各気筒の停止位置のうち、圧縮行程で停止している気筒の停止位置に応じて上記加熱手段による加熱量を制御する加熱制御手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。In an internal combustion engine start control device capable of heating each cylinder at the start of the internal combustion engine by a heating means disposed in each cylinder of the internal combustion engine,
Stop position detecting means for detecting a stop position of each cylinder when the internal combustion engine is stopped;
Heating control means for controlling the amount of heating by the heating means according to the stop position of the cylinder stopped in the compression stroke among the stop positions of the cylinders detected by the stop position detecting means. An internal combustion engine start control device.
上記加熱制御手段は、上記アイドルストップ制御手段による上記内燃機関の停止中に、上記圧縮行程で停止している気筒の加熱手段を作動させるとともに、該圧縮行程で停止している気筒の停止位置に応じて上記加熱手段による加熱量を制御することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の始動制御装置。The internal combustion engine is mounted on a vehicle as a driving source for driving, and stops the internal combustion engine when a predetermined stop condition is satisfied, and then starts the internal combustion engine when a predetermined start condition is satisfied. Having means,
While the internal combustion engine is stopped by the idle stop control means, the heating control means operates the heating means for the cylinders stopped in the compression stroke, and at the stop position of the cylinders stopped in the compression stroke. Correspondingly start control system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the controlling the amount of heating by the heating means.
上記加熱制御手段は、上記各気筒の停止位置と上記機関停止後の経過時間とに応じて上記加熱手段による加熱量を制御することを特徴とする請求項5記載の内燃機関の始動制御装置。Having time measuring means for measuring the elapsed time after the engine stop by the idle stop control means,
6. The start control device for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the heating control means controls a heating amount by the heating means in accordance with a stop position of each cylinder and an elapsed time after the engine stops.
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