JP4539354B2 - 内燃機関の始動装置 - Google Patents
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Description
本発明は、燃焼始動が採用される内燃機関において、燃料の圧力低下に起因する始動不良を回避し、機関を確実に始動させることを目的とする。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る内燃機関(以下「エンジン」という。)1の構成を示している。エンジン1は、いわゆる直噴タイプのガソリンエンジンである。
シリンダブロック11には、ピストン12が挿入されており、ピストン12の冠面121とシリンダヘッド13の下面との間に形成される空間が、燃焼室14となる。ピストン12は、コンロッド15及びクランクアーム16を介してクランクシャフト17に連結されており、ピストン12の往復運動に連動して、クランクシャフト17が回転する。本実施形態では、気筒中心軸mを含む図1の断面で、ピストンボスの中心122を気筒中心軸m上に設定しているが、ピストンボスの中心122は、この断面で、コンロッド15とクランクアーム16との連結部cが、この中心122を通り、かつ気筒中心軸mに対して平行な直線上を上死点前に通過する位置にオフセットさせて設定してもよい。
次に、クランク角センサ42〜44によるクランクシャフト17の停止位置の検出について、図2により説明する。
ECU31には、1〜48の値をとる位置カウンタCNTが設定されており、ECU31は、停止時におけるこの位置カウンタCNTの値によりクランクシャフト17の停止位置を検出する。前述の通り、センサ42,43からの位置信号POS1,POS2は、30deg毎に、かつ互いに15degずつ位相をずらして入力される。位置カウンタCNTは、基準信号REFを入力した次の位置信号(ここでは、POS1)の入力により1にリセットされ(角ANG1)、位置信号POS1,POS2の入力毎に1ずつ加算される。位置カウンタCNTは、センサ42,43からの位置信号POS1,POS2が交互に入力される場合は、各位置信号POS1,POS2の入力により1ずつ加算されるが、エンジン1の停止に際し、回転が完全に停止する直前にクランクシャフト17が逆転した場合は、一方のセンサからの位置信号(ここでは、POS2)が連続して入力されることとなる(角ANG2)。この場合に、位置カウンタCNTから1を減算することで、逆転を加味した停止位置を検出することができる。回転が完全に停止したか否かは、所定の期間に亘り位置信号POS1,POS2のいずれの入力もないことにより判定することができる(角ANG3)。
図3は、始動制御ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、イグニションスイッチ47がオンされることにより起動される。このルーチンに従い、イグニションスイッチ47がオフされた状態からのエンジン1の始動が行われる。
S101では、スタートスイッチ48がオンされたか否かを判定する。オンされたときは、S102へ進み、オンされていないときは、このS101の判定を繰り返す。
本実施形態に関し、圧力センサ46が「第1の燃料圧力検出手段」に、温度センサ45が「温度検出手段」に相当する。また、図3に示すフローチャートのS103の処理が「第1の始動制御手段」としての機能に、同フローチャートのS104の処理が「第2の始動制御手段」としての機能に相当し、同フローチャートのS102の処理が「第1の始動圧力変更手段」としての機能を含む。
本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
すなわち、本実施形態では、エンジン1の始動に際し、燃圧Pfuelを検出し、この燃圧Pfuelが、燃料の噴射に必要な圧力P1以上であるときに限り、燃焼始動を採用することとした。このため、燃焼始動による場合に、燃圧Pfuelを保証し、エンジン1を確実に始動させることができる。
更に、本実施形態では、冷却水温度Twを検出し、圧力P1をこの温度Twに応じたものとして設定することとした。特に、冷却水温度Twが低いときほど圧力P1を増大させ(図4)、燃圧Pfuelが低い状態での燃焼始動の採用が禁止されるようにしたので、エンジン1の冷機時における始動性を確保することができる。
図5は、本発明の第2の実施形態に係るアイドルストップ制御ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、イグニションスイッチ47のオンにより起動され、その後、所定の周期で実行される。ECU31は、イグニションスイッチ47がオフされることによりエンジン1を停止させる通常の停止のほか、車速等に関して定められる所定のアイドルストップ条件が成立したときに、その後にアイドルストップ解除条件が成立するまでの間、エンジン1を一時的に停止させるアイドルストップを行う。本実施形態では、このアイドルストップに際し、クランク角センサ42〜44によりクランクシャフト17の停止位置を検出するとともに、アイドルストップ後の再始動に際し、検出した停止位置をもとに、アイドルストップ時に膨張行程で停止した気筒を判定し、燃焼始動を行わせる。アイドルストップ制御ルーチンに従い、エンジン1のアイドルストップ及びその後の再始動が行われる。
S204では、所定のアイドルストップ解除条件が成立したか否かを判定する。この解除条件が成立したときは、S205へ進み、成立していないときは、このS204の処理を繰り返す。本実施形態では、アクセルセンサ41により所定の値以上のアクセル開度が検出され、アクセルペダルが踏み込まれたと判断されることを条件に、アイドルストップを解除する。
S206では、燃焼始動によりエンジン1を始動させる。
S207では、スタータ73によりクランキングを行わせて、エンジン1を始動させる。
本実施形態によれば、特に、アイドルストップに際し、燃圧Pfuelを検出し、この燃圧Pfuelが比較的に大きな圧力P2未満であるときに、アイドルストップを禁止することとした。このため、アイドルストップの後、燃圧Pfuelが圧力P1に低下するまでの時間が確保されるので、その後の再始動がスタータ73により行われるのを極力回避し、消費電力を削減することができる。
S301では、アイドルストップ後の燃圧Pfuelをモニターし、この燃圧Pfuelが所定の圧力(「第3の圧力」に相当する。)P3以上であるか否か、言い換えれば、燃圧Pfuelが圧力P3にまで減少したか否かを判定する。減少していないときは、S204へ進み、減少したときは、S302へ進む。なお、圧力P3は、圧力P2よりも小さな値に設定される。
S302では、燃焼始動によりエンジン1を始動させる。
本実施形態に関し、特に、図6に示すフローチャートのS301の処理が「強制始動手段」としての機能に相当する。また、圧力センサ46が「第1の燃料圧力検出手段」、「第2の燃料圧力検出手段」及び「第3の燃料圧力検出手段」としての機能を兼ね備える。
本実施形態によれば、特に、アイドルストップの後、燃圧Pfuelをモニターし、この燃圧Pfuelが圧力P3にまで減少したときに、アイドルストップ解除条件の成立如何によらず、強制的にエンジン1を始動させることとした(この場合の燃圧Pfuelの変化を、図8に一点鎖線Cで示す。)。このため、アイドルストップ後の再始動に際し、燃焼始動を確実に行わせることができる。言い換えれば、スタータを備えずとも、燃焼始動の採用が保証される。
S403では、圧力P1を、現在のものよりも所定の値だけ大きな値に変更する。本実施形態では、図4のテーブル上の圧力P1を所定の値だけ増大させることによる。このテーブルの補正は、冷却水温度Twの領域毎に行われるとよい。変更後の圧力P1(図4に二点鎖線Bで示す。)は、次回の始動に際し、S102での判定に反映される。
本実施形態に関し、特に、図7に示すフローチャートのS401の処理が「始動判定手段」としての機能に、同フローチャートのS403の処理が「第2の始動圧力変更手段」としての機能に相当する。
Claims (7)
- 機関の出力により駆動される燃料ポンプと、
この燃料ポンプにより送り出された燃料を、燃焼室内に直接噴射するインジェクタと、
このインジェクタにより噴射された燃料を着火させるための点火プラグと、を含んで構成されて、
所定のアイドルストップ条件の成立により、所定のアイドルストップ解除条件の成立までの間、機関を一時的に停止させるアイドルストップを行う内燃機関に設けられ、
特定の気筒における前記インジェクタによる燃料の噴射、及び前記点火プラグによる燃料の着火により回転させて、機関を始動させる内燃機関の始動装置であって、
機関の始動に際し、前記インジェクタに供給される燃料の圧力を検出する第1の燃料圧力検出手段と、
この第1の燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力が所定の第1の圧力以上であるときに限り、前記特定の気筒に対して前記インジェクタにより燃料を噴射させるとともに、前記点火プラグによりこの噴射された燃料を着火させて、機関を始動させる第1の始動制御手段と、
機関の停止に際し、前記インジェクタに供給される燃料の圧力を検出する第2の燃料圧力検出手段と、
この第2の燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力が前記第1の圧力よりも大きい第2の圧力未満であるときに、前記アイドルストップを禁止させるアイドルストップ禁止手段と、を含んで構成される内燃機関の始動装置。 - 前記第1の燃料圧力検出手段は、前記燃料の圧力の相関値として、機関の前回の停止時から経過した時間を検出する請求項1に記載の内燃機関の始動装置。
- 機関に付属させて設けられた始動用のモータと、
前記燃料の圧力が前記第1の圧力未満であるときに、このモータにより機関を始動させる第2の始動制御手段と、を更に含んで構成される請求項1又は2に記載の内燃機関の始動装置。 - 前記アイドルストップ後の機関の停止中に、前記インジェクタに供給される燃料の圧力を検出する第3の燃料圧力検出手段と、
前記アイドルストップの後、この第3の燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力が、前記第1の圧力、又は前記第1の圧力よりも大きく、かつ前記第2の圧力よりも小さい第3の圧力に達したときに、前記第1の始動制御手段に対し、機関を強制的に始動させる強制始動手段と、を更に含んで構成される請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の始動装置。 - 機関の内部又は周囲の温度を検出する温度検出手段と、
この温度検出手段により検出された温度に応じ、前記第1の圧力を変更する第1の始動圧力変更手段と、を更に含んで構成される請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の始動装置。 - 前記第1の始動制御手段による機関の始動が達成されたか否かを判定する始動判定手段と、
この始動判定手段により機関の始動が達成されたと判定されたとき以外のときに、機関の次回の始動に際し、前記第1の圧力を、前回の停止時のものよりも増大させる第2の始動圧力変更手段と、を更に含んで構成される請求項1〜5のいずれかに記載の内燃機関の始動装置。 - 前記アイドルストップ後の機関の停止中に、前記インジェクタに供給される燃料の圧力を検出する第3の燃料圧力検出手段と、
前記アイドルストップの後、この第3の燃料圧力検出手段により検出された燃料の圧力が、前記第1の圧力、又は前記第1の圧力よりも大きく、かつアイドルストップ時の燃料の圧力よりも小さい第3の圧力に達したときに、前記第1の始動制御手段に対し、機関を強制的に始動させる強制始動手段と、を更に含んで構成される請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の始動装置。
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