JP4396517B2 - Start control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、自動車用エンジン等に代表される内燃機関の始動制御装置に係る。特に、本発明は、内燃機関の始動が良好に行われない場合に実行される掃気制御の改良に関する。 The present invention relates to a start control device for an internal combustion engine represented by an automobile engine or the like. In particular, the present invention relates to an improvement in scavenging control that is executed when the internal combustion engine is not started well.
例えば自動車用エンジンにおいては、始動の際、スタータモータが駆動されてクランキングが行われる。また、このクランキングに伴って燃焼室内への燃料供給及び点火プラグの点火が行われ、始動に至ることになる。 For example, in an automobile engine, when starting, a starter motor is driven to perform cranking. Further, along with this cranking, fuel is supplied to the combustion chamber and the ignition plug is ignited, leading to start-up.
ところが、何らかの原因で始動フェールつまり始動に失敗した場合には、燃焼室内に残存する混合気の空燃比が高くなり過ぎて着火燃焼が困難になり、極端な場合には、点火プラグが液相燃料で濡れた状態(所謂点火プラグのカブリ状態)となって、その後の始動が一層困難となってしまう。特に、冷間始動時や寒冷地における上記クランキング時にあっては、始動性を良好にするべく大量の燃料を気筒内に供給するといった制御が行われるため、この傾向は顕著である。 However, if the engine fails for some reason, i.e., the engine fails, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture remaining in the combustion chamber becomes too high and ignition combustion becomes difficult. Then, it becomes wet (so-called spark plug fogging state), and subsequent starting becomes more difficult. In particular, during cold start or cranking in a cold region, this tendency is remarkable because control is performed such that a large amount of fuel is supplied into the cylinder to improve startability.
このような始動フェール時の課題を解消するために、従来から、例えば特許文献1や特許文献2に開示されているように掃気運転が行われている。この掃気運転は、上述した始動フェールが発生した場合に、スロットル弁の開度を所定開度以上に設定し且つ燃料供給を停止した状態でクランキングを行うものである。これにより、燃焼室内の未燃焼燃料が気筒内から排出(掃気)されることになり、その後の始動性を良好に確保することが可能になる。
ところで、特に、寒冷地における極低温時(例えば外気温度が−25℃以下の場合)には、上述した如くクランキング時に大量の燃料が気筒内に供給されており、また供給された燃料の気化も不十分な状況となっている。このため、燃料が液状のまま点火プラグの端子周囲に付着している可能性が高く、このような状況で掃気運転を実行した場合、点火プラグの点火に伴って端子周囲における燃料の「燻り」が発生し、この端子の周囲に大量のカーボンが付着してしまうことになる。そして、このカーボンによって端子間が短絡する状況になると点火プラグの点火が不能になり、点火プラグのメンテナンス(付着しているカーボンの除去作業等)が必要になるといった不具合を招くことになってしまう。 By the way, particularly at a very low temperature in a cold region (for example, when the outside air temperature is −25 ° C. or lower), a large amount of fuel is supplied into the cylinder during cranking as described above, and the supplied fuel is vaporized. However, the situation is insufficient. For this reason, there is a high possibility that the fuel remains in the liquid state around the terminal of the spark plug, and when the scavenging operation is executed in such a situation, the fuel `` burns '' around the terminal with the ignition of the spark plug As a result, a large amount of carbon adheres around the terminals. When the carbon is short-circuited between the terminals, the ignition of the spark plug becomes impossible, which causes a problem that maintenance of the spark plug (removal work of attached carbon, etc.) is required. .
尚、上記特許文献1には、掃気運転時には点火プラグを点火させない(点火カットする)ことも開示されているが、単に、掃気運転時に点火プラグを点火させないといった制御では、掃気運転が完了した後でなければエンジンの始動が行えず、エンジンの早期始動といった運転者の要求に応えることができないことになる。つまり、掃気運転中に点火プラグを点火させておけば、掃気がある程度進んで燃焼室内の空燃比が着火可能な範囲に達した時点でエンジンが始動する(掃気運転途中でエンジンが始動する)可能性があり、エンジンが早期始動するといったことも期待できる。ところが、特許文献1の如く、掃気運転時に点火プラグを点火させないものにあっては、掃気運転中に気筒内の空燃比が着火可能な範囲に達したとしてもエンジンが始動することはなく、この掃気運転の完了後でなければエンジンを始動させることができない。一方、エンジンの早期始動を可能にするべく、掃気運転時に常に点火プラグを点火させた場合には、上述したように点火プラグの端子周
囲における燃料の「燻り」が発生して点火不能状態に陥ってしまう可能性があり、これでは、エンジンの確実な始動といった要求に応えることができないことになる。
In addition, the
このように、従来の掃気運転にあっては、エンジンの早期始動を実現させようとすると、エンジンの確実な始動性が損なわれてしまう可能性があり、一方、エンジンの確実な始動性を確保しようとすると、エンジンの始動が遅延してしまうといった不具合があった。 As described above, in the conventional scavenging operation, if the engine is started early, the startability of the engine may be impaired. On the other hand, the startability of the engine is ensured. When trying to do so, there was a problem that the engine start was delayed.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、始動フェール時に掃気制御を実行する内燃機関に対し、内燃機関の早期始動を可能にしながらも、この早期始動が不能な状況では内燃機関の始動性を高めて確実な始動を可能にする始動制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and the object of the present invention is to enable early start of the internal combustion engine while enabling the early start of the internal combustion engine with respect to the internal combustion engine that executes the scavenging control at the time of the start failure. An object of the present invention is to provide a start control device that improves the startability of an internal combustion engine and enables a reliable start in an impossible situation.
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、燃焼室内に向けての燃料供給及び点火栓の点火を伴うクランキングを所定期間以上行っても内燃機関が始動しなかった場合に、燃料供給を停止または減量した状態でクランキングする掃気運転を実行する内燃機関の始動制御装置を前提とする。この内燃機関の始動制御装置に対し、機関温度を検出する機関温度検出手段と、この機関温度検出手段が検出した機関温度が所定の点火カット温度を超えている場合には掃気運転中における点火栓の点火を実行する一方、この機関温度が上記点火カット温度以下である場合には掃気運転中における点火栓の点火を禁止する点火制御手段とを備えさせている。 The solution of the present invention taken to achieve the above object is that the internal combustion engine does not start even if cranking with fuel supply into the combustion chamber and ignition of the spark plug is performed for a predetermined period or more. Further, it is premised on a start control device for an internal combustion engine that performs a scavenging operation for cranking in a state where fuel supply is stopped or reduced. An engine temperature detecting means for detecting the engine temperature and an ignition plug during the scavenging operation when the engine temperature detected by the engine temperature detecting means exceeds a predetermined ignition cut temperature. And ignition control means for prohibiting ignition of the spark plug during the scavenging operation when the engine temperature is equal to or lower than the ignition cut temperature.
この特定事項により、始動フェールが生じた後に掃気運転を実行するに際し、機関温度検出手段によって検出された機関温度が点火カット温度を超えている場合には掃気運転中に点火栓を点火させる。これは、機関温度が点火カット温度を超えている場合、掃気がある程度進んで燃焼室内の空燃比が着火可能な範囲に達した時点で内燃機関が始動する(掃気運転途中で内燃機関が始動する)可能性があるので、エンジンの早期始動を可能にするためである。これに対し、機関温度が点火カット温度以下である場合には掃気運転中における点火栓の点火を禁止する。これは、機関温度が点火カット温度以下である場合、始動フェール発生前のクランキング時に大量の燃料が気筒内に供給されており、また供給された燃料の気化も不十分な状況となっているため、この状況で、掃気運転中に点火プラグを点火させると、点火プラグの点火に伴って端子周囲における燃料の「燻り」が発生し、この端子の周囲に大量のカーボンが付着して点火が不能な状況に陥る可能性があるので、このような状況を回避して、掃気運転完了後の確実な始動性を確保するためである。 Due to this specific matter, when the scavenging operation is performed after the start-up failure has occurred, if the engine temperature detected by the engine temperature detecting means exceeds the ignition cut temperature, the ignition plug is ignited during the scavenging operation. This is because when the engine temperature exceeds the ignition cut temperature, scavenging proceeds to some extent and the internal combustion engine starts when the air-fuel ratio in the combustion chamber reaches an ignitable range (the internal combustion engine starts during the scavenging operation). This is to make it possible to start the engine early. On the other hand, when the engine temperature is equal to or lower than the ignition cut temperature, ignition of the spark plug during the scavenging operation is prohibited. This is because when the engine temperature is equal to or lower than the ignition cut temperature, a large amount of fuel is supplied into the cylinder at the time of cranking before the start failure occurs, and the supplied fuel is not sufficiently vaporized. Therefore, in this situation, if the spark plug is ignited during the scavenging operation, the fuel “burns” around the terminal as the spark plug ignites, and a large amount of carbon adheres around the terminal and ignition occurs. This is for avoiding such a situation and ensuring reliable startability after completion of the scavenging operation.
このように、本解決手段によれば、始動フェールが生じて掃気運転に移行する際の機関温度から気筒内の状況を推定し、その気筒内の状況に応じた適切な点火栓の制御を行うことにより、可能な限り内燃機関の早期始動を実現しながらも、この早期始動が不能な状況下にあっては掃気運転後の確実な始動性を確保することができる。 As described above, according to the present solution, the situation in the cylinder is estimated from the engine temperature when the start failure occurs and the operation shifts to the scavenging operation, and the ignition plug is appropriately controlled according to the situation in the cylinder. Thus, it is possible to ensure a reliable startability after the scavenging operation in a situation where the early start of the internal combustion engine is realized as much as possible and in a situation where this early start is impossible.
上記掃気運転の実行時間(掃気継続時間)の設定動作として具体的には、機関温度検出手段が検出した機関温度が低いほど掃気運転の継続時間を長く設定するようにしている。 Specifically, the setting operation of the execution time (scavenging duration) of the scavenging operation is such that the scavenging operation duration is set longer as the engine temperature detected by the engine temperature detecting means is lower.
機関温度が比較的高い場合には、クランキング中に気筒内に供給された燃料は比較的少なく、且つその気化も促進されている。また、掃気運転時のクランキング回転数も比較的高くなって掃気が促進される。このため、掃気運転の継続時間を比較的短くしても気筒内は良好に掃気されることになる。これに対し、機関温度が比較的低い場合には、始動性を高めるためにクランキング中に気筒内に供給された燃料は比較的多く、且つその気化も不十分な状態となっている。また、掃気運転時のクランキング回転数も比較的低いため掃気の効率は低下する傾向にある。このため、本解決手段では、機関温度が比較的低い状況で
は、掃気運転の継続時間を比較的長くして確実な掃気が行えるようにしている。
When the engine temperature is relatively high, relatively little fuel is supplied into the cylinder during cranking and its vaporization is promoted. Further, the cranking rotation speed during the scavenging operation is also relatively high, and scavenging is promoted. For this reason, even if the duration of the scavenging operation is made relatively short, the inside of the cylinder is scavenged well. On the other hand, when the engine temperature is relatively low, a relatively large amount of fuel is supplied into the cylinder during cranking in order to improve startability, and the vaporization thereof is insufficient. Further, since the cranking rotation speed during the scavenging operation is also relatively low, the scavenging efficiency tends to decrease. For this reason, in this solution, in a situation where the engine temperature is relatively low, the scavenging operation is continued for a relatively long time so that reliable scavenging can be performed.
本発明を適用する内燃機関の一例として筒内直噴型内燃機関が掲げられる。つまり、燃料を供給する燃料噴射弁が内燃機関の燃焼室に向けて燃料を直接噴射するものである。このような筒内直噴型内燃機関にあっては、吸気経路内に燃料噴射されるものに対して燃料液滴が気化するための経路及び期間が短く、液相のまま燃焼室内に留まる可能性が高い。つまり、始動フェールが生じた際に、点火プラグの端子周囲が液相燃料で濡れた状態となってしまう可能性の高いものである。このような内燃機関に本発明を適用することにより、点火プラグの端子の周囲に大量のカーボンが付着してしまうといった状況を確実に回避でき、内燃機関の始動性を高めることができる。 An example of the internal combustion engine to which the present invention is applied is a direct injection type internal combustion engine. That is, a fuel injection valve that supplies fuel directly injects fuel toward the combustion chamber of the internal combustion engine. In such an in-cylinder direct injection internal combustion engine, a path and a period for vaporizing fuel droplets to be injected into the intake path are short, and can remain in the combustion chamber in a liquid phase. High nature. That is, when a starting failure occurs, there is a high possibility that the periphery of the spark plug terminal will be wet with the liquid fuel. By applying the present invention to such an internal combustion engine, a situation in which a large amount of carbon adheres around the terminal of the spark plug can be reliably avoided, and the startability of the internal combustion engine can be improved.
上記点火カット温度としては、例えば「−25℃」に設定される。つまり、寒冷地において外気温度が低温度である状況下での冷間始動時に点火栓の点火を禁止した掃気運転を実行するようにしたものである。特に、このような低温状態で始動フェールが生じた場合の掃気運転において点火栓を点火させると、点火プラグの端子周囲における燃料の「燻り」が発生して、端子の周囲に大量のカーボンが付着してしまうため、この環境下にある場合に限り、掃気運転中の点火栓の点火を禁止するようにし、それ以外の環境下では、点火栓の点火を行って内燃機関の早期始動を優先するようにしている。 The ignition cut temperature is set to “−25 ° C.”, for example. In other words, the scavenging operation is performed in which ignition of the spark plug is prohibited during cold start in a cold region where the outside air temperature is low. In particular, if the spark plug is ignited in a scavenging operation when a start-up failure occurs in such a low temperature state, fuel “sagging” occurs around the terminal of the spark plug, and a large amount of carbon adheres around the terminal. Therefore, only in this environment, ignition of the spark plug during the scavenging operation is prohibited, and in other environments, the spark plug is ignited to give priority to the early start of the internal combustion engine. I am doing so.
本発明では、始動フェールが生じて掃気運転に移行する際の機関温度に応じて点火栓の制御を行うようにしている。つまり、内燃機関の早期始動が可能な状況では点火栓を点火させながら掃気運転を行い、一方、内燃機関の早期始動が不可能な状況では点火栓を点火させることなしに掃気運転を行うようにしている。これにより、可能な限り内燃機関の早期始動を実現しながらも、この早期始動が不能な状況下での内燃機関の確実な始動性を確保することが可能になる。 In the present invention, the ignition plug is controlled in accordance with the engine temperature when the start failure occurs to shift to the scavenging operation. In other words, the scavenging operation is performed while the ignition plug is ignited in a situation where the internal combustion engine can be started early, while the scavenging operation is performed without igniting the ignition plug in a situation where the internal combustion engine cannot be started early. ing. As a result, it is possible to ensure a reliable startability of the internal combustion engine in a situation where this early start is impossible while realizing an early start of the internal combustion engine as much as possible.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、本発明を自動車に搭載された筒内直噴型多気筒(例えば4気筒)ガソリンエンジンに適用した場合について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the present invention is applied to an in-cylinder direct injection multi-cylinder (for example, four-cylinder) gasoline engine mounted on an automobile will be described.
−エンジンの概略構成−
図1は、本実施形態に係るエンジン(内燃機関)1の概略構成を示している。この図1に示すように、このエンジン1の吸気系としては、吸気通路2を備え、この吸気通路2には図示しないエアクリーナの下流側にスロットル弁3が設けられている。このスロットル弁3の回動軸の一端にはこのスロットル弁3を駆動するためのアクチュエータであるスロットルモータ4が設けられており、他端にはスロットル弁3の開度を検出するためのスロットル開度センサ5が設けられている。つまり、アクセルペダル14の開度をアクセル開度センサ15によって検出し、そのアクセル開度信号やエンジン1に取り付けられた各種電子制御機器の制御信号が後述するECU(エンジン・コントロール・ユニット)10に入力されて最適なスロットル開度が演算され、その演算値に基づきスロットルモータ4によって開度調整される電子制御スロットルとして上記スロットル弁3は構成されている。
-Outline configuration of engine-
FIG. 1 shows a schematic configuration of an engine (internal combustion engine) 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the intake system of the
上記吸気通路2におけるスロットル弁3の上流側には大気圧センサ18が配設されている一方、スロットル弁3の下流側にはサージタンク6が配設されている。このサージタンク6内には吸気圧力を検出するための圧力センサ7が設けられている。更に、各気筒には燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁(インジェクタ)8及び燃焼室内の混合気に対して着火を行う点火プラグ(点火栓)30がそれぞれ設けられている。
An
また、エンジン1のシリンダブロックの冷却水通路(ウォータジャケット)9には、冷却水の温度を検出するための水温センサ(機関温度検出手段)11が設けられている。この水温センサ11は冷却水の温度に応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。
A cooling water passage (water jacket) 9 in the cylinder block of the
エンジン1の排気系としては、排気通路12が備えられ、この排気通路12には、排気ガス中の有害成分であるHC,CO,NOxを浄化する三元触媒コンバータ(図示せず)が設けられている。また、この触媒コンバータの上流側の排気通路12には、空燃比センサの一種であるO2センサ13が設けられている。このO2センサ13は排気ガス中の酸素成分濃度に応じた電気信号を発信する。
The exhaust system of the
そして、上記スロットル開度センサ5の出力信号、圧力センサ7の出力信号、水温センサ11の出力信号、O2センサ13の出力信号は、マイクロコンピュータを内蔵したEC
U10に入力されるようになっている。更に、上記ECU10には、アクセル開度センサ15からのアクセルペダルの踏込量信号(上記アクセル開度信号)、バッテリ16に接続されたイグニッションスイッチ17からのキー位置信号(アクセサリ位置、オン位置、スタータ位置を判別するための信号)、クランクシャフトの一端に取り付けられたクランクシャフトタイミングプーリと回転一体のタイミングロータ24に近接して配置されたクランク位置センサ21からの上死点信号TDCや所定角度毎のクランク角信号CA、油温センサ22からの潤滑油の温度信号が入力されるようになっている。
The output signal of the
Input to U10. Further, the
また、クランクシャフトの他端に設けられたリングギヤ23には、エンジン1の始動時に起動するスタータ19が連繋されており、このスタータ19の起動に伴うリングギヤ23の回転によりエンジン1のクランキングが行われるようになっている。
In addition, a
エンジン回転数Neは、所定クランク角信号CAの間隔(時間)を計測することにより得られる。上記タイミングロータ24の外周面には、上死点の検出用に2枚の欠歯部26を備えた34歯から成る信号歯25が設けられている。クランク位置センサ21は電磁ピックアップにより構成されており、10°毎のクランク回転信号を出力する。クランク位置センサ21は欠歯部26の形成箇所の信号を検出することにより、正確な上死点を検出することができる。また、燃料噴射が実行される気筒は、このクランク位置センサ21からの信号と、図示しないカム位置センサからの信号により判別することができるようになっている。
The engine speed Ne is obtained by measuring the interval (time) of the predetermined crank angle signal CA. On the outer peripheral surface of the timing rotor 24, there are provided
直流直巻モータを備えて構成される上記スタータ19はスタータ駆動回路20を介してバッテリ16に接続されている。そして、このスタータ駆動回路20は、ECU10からのスタータ信号STが入力されないとスタータ19をバッテリ16に接続しないようになっている。このため、イグニッションスイッチ17がスタータ位置にされた時にスタータ19が起動されてエンジン1のクランキングが開始されるようになっている。そして、エンジン1が稼働を開始すると、ECU10が通電されてプログラムが起動し、各センサからの出力を取り込み、スロットル弁3を開閉するスロットルモータ4や燃料噴射弁8、或いはその他のアクチュエータを制御する。ECU10には、各種センサからのアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換器が含まれ、各種センサからの入力ディジタル信号や各アクチュエータを駆動する信号が出入りする入出力インタフェース101、演算処理を行うCPU102、ROM103及びRAM104等のメモリや、クロック105等が設けられており、これらはバス106で相互に接続されている。ECU10の構成については公知であるので、これ以上の説明を省略する。
The
−掃気制御−
本実施形態に係るエンジン1は、スタータ19が起動してクランキングが行われた場合に、始動フェールつまり始動に失敗した際、掃気運転を実行するようになっている。この
掃気運転は、上記クランキング(気筒内への燃料供給及び点火プラグ30の点火を行うクランキング)を所定期間以上行ってもエンジン1が始動しなかった場合に実行されるものであって、燃焼室内の未燃焼燃料を気筒内から排出(掃気)することで、その後の始動性を良好に確保するために行われる。
-Scavenging control-
When the
そして、本実施形態では、上記掃気運転を実行するか否かを決定するための「掃気制御実行フラグ」及び掃気運転時に点火プラグ30を点火させるか否かを決定するための「点火カットフラグ」が各種条件に応じて設定されるようになっている。以下、これらフラグの設定動作について説明する。
In this embodiment, a “scavenging control execution flag” for determining whether or not to execute the scavenging operation and an “ignition cut flag” for determining whether or not the
<掃気制御実行フラグの設定>
図2は掃気制御実行フラグ(FSCV)の設定手順を示すフローチャートである。この図2に示すルーチンはエンジン1の始動時にのみイニシャルルーチンにおいて所定時間毎、例えば、数ms毎に実行される。また、所定クランク角度毎に実行するようにしてもよい。
<Setting of scavenging control execution flag>
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for setting a scavenging control execution flag (FSCV). The routine shown in FIG. 2 is executed every predetermined time, for example, every several ms, in the initial routine only when the
掃気制御は、イグニッションスイッチ17のオンによりスタータ19によってクランキングが所定時間実行されたが、エンジン1が始動しない場合に行われる。即ち、掃気制御は、エンジン1の冷間始動時等にクランキングを所定期間に渡って続けてもエンジン1が始動しない場合に、燃料噴射弁8から噴射され続けた燃料が過度に燃焼室に溜まってしまって始動が困難になっている状況を解消するものであり、燃料噴射弁8からの燃料噴射を停止して燃焼室内の未燃焼燃料を掃気して始動性を向上させるものである。本実施形態では、掃気制御実行フラグが「1」に設定されている間、燃料噴射弁8からの燃料の噴射を停止することになる。
The scavenging control is performed when cranking is executed for a predetermined time by the
掃気制御実行フラグの設定においては、まず、ステップST1でクランキング中か否かを判定する。クランキング中でない場合はステップST2に進み、掃気制御実行フラグが既に「1」であるか否かを判定する。この判定はクランキングを続けてもエンジン1が始動しない場合に、イグニッションスイッチ17が一度スタータ位置から戻された場合を考慮したものである。即ち、最初のクランキング中に掃気制御実行フラグが「1」にされた場合には、この後に再度イグニッションスイッチ17がスタータ位置にされる場合を考慮して、後述するクランキングの継続時間Tcの値をクリアしないようにしたものである。従って、ステップST2で「掃気制御実行フラグ=1」と判定(YES判定)された場合はこのままこのルーチンを終了する。
In setting the scavenging control execution flag, it is first determined in step ST1 whether cranking is in progress. If not, the process proceeds to step ST2, and it is determined whether or not the scavenging control execution flag is already “1”. This determination takes into account the case where the
一方、ステップST2で「掃気制御実行フラグ=0」と判定(NO判定)された場合はクランキングが未だ行われていないと判断してステップST3に進み、クランキング時間カウンタの値をクリアしてクランキングの継続時間Tcを「0」にセットする。そして、続くステップST4において、掃気制御実行フラグの値を「0」にセットしてこのルーチンを終了する。 On the other hand, if “scavenging control execution flag = 0” is determined (NO determination) in step ST2, it is determined that cranking has not yet been performed, and the process proceeds to step ST3, where the value of the cranking time counter is cleared. The cranking duration Tc is set to “0”. In subsequent step ST4, the value of the scavenging control execution flag is set to “0”, and this routine is terminated.
また、ステップST1でエンジン1がクランキング中であると判定(YES判定)された場合はステップST5に進み、クランキング時間カウンタを用いてクランキングの継続時間Tcを算出してステップST6に進む。ステップST6ではクランキングの継続時間Tcの値が基準時間MN以上になったか否かを判定する。この基準時間MNは、例えば、クランキングが開始されてからエンジン1が始動するまでに一般に要する時間の最も長い時間よりも僅かに長くなるように定められている。ステップST6においてTc<MNである(NO判定された)場合にはステップST4に進んで掃気制御実行フラグの値を「0」にしてこのルーチンを終了するが、このステップST6でTc≧MNである(YES判定された)場合にはステップST7に進む。
If it is determined in step ST1 that the
ステップST7ではクランキングの継続時間Tcの値が、上述の基準時間MNに掃気継続時間Lを加えた掃気終了時間MX以下であるか否かを判定する。このステップST7における判定は、掃気制御が所定時間Lだけ継続したら掃気制御を打ち切るためのものである。即ち、掃気制御実行フラグの値を「0」に戻すタイミングを決定するものである。よって、ステップST7においてTc≦MXの(YES判定された)場合はステップST8に進んで掃気制御実行フラグの値を「1」にしてこのルーチンを終了するが、Tc>MXとなった(NO判定された)時点でステップST4に進み、掃気制御実行フラグの値を「0」にしてこのルーチンを終了する。 In step ST7, it is determined whether or not the value of the cranking continuation time Tc is equal to or less than the scavenging end time MX obtained by adding the scavenging continuation time L to the reference time MN. The determination in step ST7 is for stopping the scavenging control when the scavenging control continues for a predetermined time L. That is, the timing for returning the value of the scavenging control execution flag to “0” is determined. Therefore, if Tc ≦ MX (YES is determined) in step ST7, the process proceeds to step ST8, the scavenging control execution flag is set to “1”, and this routine is terminated. However, Tc> MX is satisfied (NO determination) At step ST4, the value of the scavenging control execution flag is set to “0”, and this routine is terminated.
このように、本実施形態では、エンジン1のクランキングが行われた際に、エンジン1が始動せず、クランキングの継続時間TcがMN≦Tc≦MXの間だけ掃気制御が実行されるようになっている。
Thus, in this embodiment, when the cranking of the
尚、上記掃気継続時間Lは、上記水温センサ11によって検出される冷却水温に応じて設定される。具体的には、冷却水温が低いほど掃気運転の継続時間Lを長く設定するようにしている。その理由は、冷却水温が比較的高い場合には、クランキング中に気筒内に供給された燃料は比較的少なく、且つその気化も促進されている。また、掃気運転時のクランキング回転数も比較的高くなって掃気が促進される。このため、掃気運転の継続時間Lを比較的短くしても気筒内は良好に掃気されることになる。これに対し、冷却水温が比較的低い場合には、始動性を高めるためにクランキング中に気筒内に供給された燃料は比較的多く、且つその気化も不十分な状態となっている。また、掃気運転時のクランキング回転数も比較的低いため掃気の効率は低下する傾向にある。このため、本実施形態では、冷却水温が比較的低いほど掃気運転の継続時間Lを長くして確実な掃気が行えるようにしている。この掃気運転の継続時間Lの変動幅は、例えば10〜20secの間で調整される。
The scavenging continuation time L is set according to the cooling water temperature detected by the
<点火カットフラグの設定>
図3は、本発明でいう点火制御手段により設定される点火カットフラグの設定手順を示すフローチャートである。この図3に示すルーチンもエンジン1の始動時にのみイニシャルルーチンにおいて所定時間毎、例えば、数ms毎に実行される。また、所定クランク角度毎に実行するようにしてもよい。
<Ignition cut flag setting>
FIG. 3 is a flowchart showing the procedure for setting the ignition cut flag set by the ignition control means in the present invention. The routine shown in FIG. 3 is also executed at predetermined time intervals, for example, every few ms, in the initial routine only when the
先ず、ステップST11において、掃気制御実行フラグが「1」となっているか否かを判定する。つまり、掃気制御が実行される状態にあるか否かを判定する。ここで掃気制御実行フラグが「0」、つまり、掃気制御が実行されない(NO判定された)場合には、未だエンジン1のクランキング中であるか、またはエンジン1が良好に始動したと判断し、ステップST12において点火カットフラグを「0」に設定してこのルーチンを終了する。
First, in step ST11, it is determined whether or not the scavenging control execution flag is “1”. That is, it is determined whether or not the scavenging control is executed. Here, when the scavenging control execution flag is “0”, that is, when the scavenging control is not executed (NO determination), it is determined that the
一方、上記ステップST11において、掃気制御実行フラグが「1」、つまり、掃気制御が実行される(YES判定された)場合には、上記水温センサ11からの出力信号により冷却水温を読み込む。そして、ステップST14では、この読み込まれた冷却水温が−25℃以下であるか否かを判定する。つまり、機関温度が極端に低い状況にあるか否かを判定する。これは、例えば寒冷地において外気温度が低温度である状況下での冷間始動時であるか否かを判断するものである。
On the other hand, when the scavenging control execution flag is “1” in step ST11, that is, when scavenging control is executed (YES determination), the coolant temperature is read by the output signal from the
ここで、冷却水温が−25℃を越えている(NO判定された)場合には、ステップST12において点火カットフラグを「0」に設定してこのルーチンを終了する。つまり、冷却水温が−25℃を越えている場合、掃気運転中に点火プラグ30を点火させておけば、
掃気がある程度進んで燃焼室内の空燃比が着火可能な範囲に達した時点でエンジンが始動する(掃気運転途中でエンジンが始動する)可能性があり、エンジン1を早期始動させるといったことが可能であるため、冷却水温が比較的高い状況では掃気運転中に点火プラグ30が点火するように点火カットフラグを「0」に設定する。
If the cooling water temperature exceeds -25 ° C. (NO is determined), the ignition cut flag is set to “0” in step ST12, and this routine is terminated. That is, when the coolant temperature exceeds -25 ° C, if the
When the scavenging progresses to some extent and the air-fuel ratio in the combustion chamber reaches an ignitable range, the engine may start (the engine starts during the scavenging operation), and the
一方、冷却水温が−25℃以下である(YES判定された)場合には、ステップST15において点火カットフラグを「1」に設定する。つまり、冷却水温が−25℃以下である場合、始動フェール発生前のクランキング時に大量の燃料が気筒内に供給されており、また供給された燃料の気化も不十分な状況となっているため、この状況で、掃気運転中に点火プラグ30を点火させると、点火プラグ30の点火に伴って端子周囲における燃料の「燻り」が発生し、この端子の周囲に大量のカーボンが付着して点火が不能な状況に陥る可能性がある。このため、冷却水温が極端に低い状況では掃気運転中における点火プラグ30の点火を禁止するように点火カットフラグを「1」に設定する。
On the other hand, if the coolant temperature is −25 ° C. or lower (YES is determined), the ignition cut flag is set to “1” in step ST15. That is, when the cooling water temperature is −25 ° C. or less, a large amount of fuel is supplied into the cylinder at the time of cranking before the occurrence of the start failure, and the supplied fuel is insufficiently vaporized. In this situation, if the
<掃気運転動作>
次に、上述の如く設定される掃気制御実行フラグ及び点火カットフラグに基づいた掃気運転動作を図4に示すフローチャートに沿って説明する。この図4に示すルーチンもエンジン1の始動時にのみイニシャルルーチンにおいて所定時間毎、例えば、数ms毎に実行される。また、所定クランク角度毎に実行するようにしてもよい。
<Scavenging operation>
Next, the scavenging operation based on the scavenging control execution flag and the ignition cut flag set as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The routine shown in FIG. 4 is also executed at predetermined time intervals, for example, every few ms, in the initial routine only when the
先ず、ステップST21において、掃気制御実行フラグ及び点火カットフラグの読み込み動作を行う。その後、ステップST22で、掃気制御実行フラグが「1」となっているか否かを判定する。つまり、掃気制御が実行される状態にあるか否かを判定する。ここで掃気制御実行フラグが「0」、つまり、掃気制御が実行されない(NO判定された)場合には、このルーチンを終了する。一方、掃気制御実行フラグが「1」、つまり、掃気制御が実行される(YES判定された)場合には、ステップST23に移って、点火カットフラグが「1」となっているか否かを判定する。 First, in step ST21, the scavenging control execution flag and the ignition cut flag are read. Thereafter, in step ST22, it is determined whether or not the scavenging control execution flag is “1”. That is, it is determined whether or not the scavenging control is executed. When the scavenging control execution flag is “0”, that is, when the scavenging control is not executed (NO determination), this routine is ended. On the other hand, when the scavenging control execution flag is “1”, that is, when scavenging control is executed (YES determination), the process proceeds to step ST23 to determine whether or not the ignition cut flag is “1”. To do.
ここで、点火カットフラグが「0」である(NO判定された)場合には、ステップST24に移って、燃料噴射を停止した掃気運転モードによる掃気運転が実行される。つまり、点火プラグ30を点火させる掃気運転を実行する。これは、冷却水温が−25℃を越えている状況であって、掃気運転中に点火プラグ30を点火させておくことにより、掃気運転途中でエンジン1が始動する可能性のある掃気運転とするものである。
If the ignition cut flag is “0” (NO is determined), the process proceeds to step ST24, where the scavenging operation is performed in the scavenging operation mode in which the fuel injection is stopped. That is, the scavenging operation for igniting the
一方、ステップST23において点火カットフラグが「1」である(YES判定された)場合には、ステップST25に移って、燃料噴射を停止し且つ点火プラグ30を点火させることのない掃気運転モードによる掃気運転が実行される。これは、冷却水温が−25℃以下の状況であって、掃気運転中に点火プラグ30を点火させないことで端子周囲における燃料の「燻り」を回避して掃気運転完了後のエンジン1の始動性を良好に確保するための掃気運転とするものである。
On the other hand, if the ignition cut flag is “1” in step ST23 (YES is determined), the process proceeds to step ST25, and scavenging in the scavenging operation mode in which the fuel injection is stopped and the
図5は、本実施形態におけるスタータ信号、燃料噴射、掃気制御実行フラグ、点火カットフラグ、エンジン回転数の推移を示すタイムチャートである。 FIG. 5 is a time chart showing changes in the starter signal, fuel injection, scavenging control execution flag, ignition cut flag, and engine speed in the present embodiment.
この図5に示すように、時刻T0においてイグニッションスイッチ17がスタータ位置に操作されることにより、スタータ信号が「1」となり、スタータ19によるクランキングが開始される。これに伴い、燃料噴射弁2からの燃料噴射(図5中の時刻T1から燃料噴射開始)及び点火プラグ30の点火が行われて、エンジン1の始動動作が開始される。この始動動作によってエンジン1が正常に始動(完爆)した場合には掃気運転が行われることはない。この場合のエンジン回転数の変化状態を図5中の一点鎖線で示している。こ
のようにしてエンジン1が正常に始動すると、その後も、掃気制御実行フラグ及び点火カットフラグは「0」に維持され、燃料噴射弁2からの燃料噴射及び点火プラグ30の点火動作は継続される。
As shown in FIG. 5, when the
これに対し、時刻「T0+MN」に達してもエンジン1が始動しない場合には、始動フェールと判断し、この時刻「T0+MN」の時点で、上記掃気制御実行フラグを「1」に設定して燃料噴射弁2からの燃料噴射を停止する。また、この時点で冷却水温が−25℃を越えているか否か判断し、−25℃を越えている場合には点火カットフラグを「0」のまま維持し(図5に示す点火カットフラグの実線状態)、−25℃以下である場合には点火カットフラグを「1」に設定する(図5に示す点火カットフラグの破線状態)。このようにして各フラグを設定した状態で掃気運転に移行する。
On the other hand, if the
そして、上記点火カットフラグを「0」としたまま掃気運転に移行した場合には、掃気がある程度進んで燃焼室内の空燃比が着火可能な範囲に達した時点でエンジンが始動する(掃気運転途中でエンジンが始動する)可能性がある。その際のエンジン回転数の変化状態を図5の実線で示している。このようにして掃気運転途中でエンジンが始動した場合には、直ちに掃気運転を停止し、通常のエンジン制御に移る。つまり、掃気制御実行フラグを「0」に戻して燃料噴射を再開させる。 When the engine is shifted to the scavenging operation with the ignition cut flag set to “0”, the engine is started when the scavenging proceeds to some extent and the air-fuel ratio in the combustion chamber reaches an ignitable range (during the scavenging operation). May start the engine). The change state of the engine speed at that time is shown by a solid line in FIG. In this way, when the engine is started during the scavenging operation, the scavenging operation is immediately stopped and the normal engine control is started. That is, the scavenging control execution flag is returned to “0” to restart the fuel injection.
一方、上記点火カットフラグを「1」に設定して掃気運転に移行した場合には、図中の時刻「T0+MX」まで、燃料噴射及び点火プラグ30の点火を停止した状態での掃気運転を継続し、この時刻「T0+MX」に達した時点で、掃気制御実行フラグ及び点火カットフラグを「0」に戻し、再度のクランキング(燃料噴射及び点火プラグ30の点火によるクランキング)動作を開始させる。この場合、気筒内が良好に掃気されているためエンジン1は良好に始動することになる。その際のエンジン回転数の変化状態を図5に破線で示している。
On the other hand, when the ignition cut flag is set to “1” and the scavenging operation is started, the scavenging operation in the state where the fuel injection and ignition of the
以上説明したように、本実施形態では、始動フェールが生じた後に掃気運転を実行するに際し、冷却水温が−25℃を超えている場合には掃気運転中に点火プラグ30を点火させる一方、冷却水温が−25℃以下である場合には掃気運転中における点火プラグ30の点火を禁止している。つまり、冷却水温が高い場合には、掃気がある程度進んで燃焼室内の空燃比が着火可能な範囲に達した時点でエンジン1が始動する(掃気運転途中でエンジン1が始動する)可能性があり、この場合に、エンジン1を早期始動させることが可能であるため、点火プラグ30を点火させるようにする。これに対し、冷却水温が低い場合には、始動フェール発生前のクランキング時に大量の燃料が気筒内に供給されており、また供給された燃料の気化も不十分な状況となっているため、この状況で、掃気運転中に点火プラグ30を点火させると、端子の周囲に大量のカーボンが付着して点火が不能な状況に陥る可能性があるため、このような状況を回避して、掃気運転完了後の確実な始動性を確保するために点火プラグ30の点火を禁止している。このように本実施形態では、エンジン1の早期始動を可能にしながらも、この早期始動が不能な状況ではエンジン1の始動性を高めて確実な始動を可能にする始動制御装置を提供することが可能である。
As described above, in the present embodiment, when the scavenging operation is performed after the start-up failure has occurred, the
−その他の実施形態−
以上説明した実施形態は、本発明を自動車に搭載された筒内直噴型4気筒ガソリンエンジンに適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、例えば筒内直噴型6気筒ガソリンエンジンなど他の任意の気筒数のガソリンエンジンに適用可能である。また、筒内直噴型に限らず、吸気管内に向けて燃料を噴射するタイプのエンジンにも適用可能である。更には、本発明が適用可能なエンジンは、自動車用エンジンに限るものでもない。
-Other embodiments-
In the embodiment described above, the case where the present invention is applied to an in-cylinder direct injection type four-cylinder gasoline engine mounted on an automobile has been described. The present invention is not limited to this, and can be applied to a gasoline engine having any other number of cylinders such as a direct injection type 6-cylinder gasoline engine. Further, the present invention is not limited to the in-cylinder direct injection type, and can be applied to an engine that injects fuel into the intake pipe. Furthermore, the engine to which the present invention is applicable is not limited to an automobile engine.
また、上述した実施形態では、掃気運転中は燃料噴射を完全に停止するようにしていた
が、本発明はこれに限らず、掃気運転中に燃料噴射を減量するものに対しても適用可能である。
In the above-described embodiment, the fuel injection is completely stopped during the scavenging operation. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a device that reduces the fuel injection during the scavenging operation. is there.
また、本発明は、内燃機関と走行用電動モータとを搭載しこれらのうち片側の駆動力または両方の駆動力により走行する所謂ハイブリッド車に適用することも可能である。 Further, the present invention can also be applied to a so-called hybrid vehicle in which an internal combustion engine and a traveling electric motor are mounted and the vehicle travels with one or both of the driving forces.
1 エンジン(内燃機関)
8 燃料噴射弁
11 水温センサ(機関温度検出手段)
30 点火プラグ(点火栓)
1 engine (internal combustion engine)
8
30 Spark plug
Claims (4)
機関温度を検出する機関温度検出手段と、
上記機関温度検出手段が検出した機関温度が所定の点火カット温度を超えている場合には掃気運転中における点火栓の点火を実行する一方、この機関温度が上記点火カット温度以下である場合には掃気運転中における点火栓の点火を禁止する点火制御手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。 When the internal combustion engine does not start even if cranking with fuel supply to the combustion chamber and ignition of the spark plug is performed for a predetermined period or longer, the scavenging operation is performed in which the fuel supply is stopped or reduced. In the internal combustion engine start control device,
Engine temperature detecting means for detecting the engine temperature;
When the engine temperature detected by the engine temperature detecting means exceeds a predetermined ignition cut temperature, the ignition plug is ignited during the scavenging operation, while when the engine temperature is equal to or lower than the ignition cut temperature. An internal combustion engine start control device comprising ignition control means for prohibiting ignition of the spark plug during the scavenging operation.
機関温度検出手段が検出した機関温度が低いほど掃気運転の継続時間を長く設定するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。 In the internal combustion engine start control device according to claim 1,
A start control device for an internal combustion engine, characterized in that the duration of the scavenging operation is set longer as the engine temperature detected by the engine temperature detecting means is lower.
燃料を供給する燃料噴射弁は内燃機関の燃焼室に向けて燃料を直接噴射するものであることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。 In the start control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
A start control device for an internal combustion engine, wherein the fuel injection valve for supplying the fuel directly injects fuel toward the combustion chamber of the internal combustion engine.
点火カット温度は、「−25℃」に設定されていることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。 In the internal combustion engine start control device according to claim 1, 2, or 3,
An ignition control device for an internal combustion engine, characterized in that the ignition cut temperature is set to “−25 ° C.”.
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