JP5313819B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関を所定停止条件で停止させ、かつ、所定始動条件で再始動させる自動停止手段を備えた内燃機関における制御装置に関する。 The present invention relates to a control apparatus for an internal combustion engine that includes an automatic stop unit that stops the internal combustion engine under a predetermined stop condition and restarts the internal combustion engine under a predetermined start condition.
特許文献1には、自動停止後の内燃機関が慣性で回転している間に、燃料ポンプの駆動を継続させ、燃料噴射弁に供給される燃料圧力を、再始動時に用いる目標燃圧まで高めるように制御する制御装置が開示されている。
In
ところで、自動停止直後の内燃機関が慣性で回転している間に、再始動条件が成立し、かつ、その時点で実際の燃圧が再始動時に用いる目標燃圧付近にまで高くなっていると、内燃機関は慣性で回転していて停止していないのに、燃料噴射は、機関回転が停止している状態からの再始動に適した圧力で行われることになってしまい、これによって、再始動時における燃焼性が低下し、再始動性が悪化するという問題があった。 By the way, if the internal combustion engine immediately after the automatic stop is rotating with inertia, the restart condition is satisfied, and if the actual fuel pressure at that time has increased to the vicinity of the target fuel pressure used at the time of restart, Although the engine is rotating due to inertia and not stopped, fuel injection is performed at a pressure suitable for restarting from a state where the engine rotation is stopped. There was a problem that the combustibility at the time was reduced and the restartability was deteriorated.
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、自動停止直後の内燃機関が慣性で回転している間に再始動条件が成立しても、良好に再始動できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a control device for an internal combustion engine that can be restarted satisfactorily even if a restart condition is satisfied while the internal combustion engine immediately after an automatic stop is rotating with inertia. The purpose is to do.
そのため、本願発明では、燃料噴射弁に供給される燃料圧力を、自動停止手段による内燃機関の停止中は、運転中よりも高く設定する一方、内燃機関の自動停止処理の開始から実際に内燃機関の回転が停止するまでの停止移行期間において、停止中の要求値よりも低い範囲で機関回転速度が低下するに従って前記燃料圧力がより高くなるようにした。 Therefore, in the present invention, the fuel pressure supplied to the fuel injection valve is set higher than during operation while the internal combustion engine is stopped by the automatic stop means, while the internal combustion engine is actually started from the start of the automatic stop processing of the internal combustion engine. in stop transition period until the rotation is stopped, and as the fuel pressure becomes higher in accordance with the engine rotational speed range lower than the requested value in the stop is reduced.
上記発明によると、停止移行期間中に再始動要求が発生しても、適切な燃料圧力によって良好な再始動性を得ることができる。 According to the above invention, even if a restart request is generated during the stop transition period, good restartability can be obtained with an appropriate fuel pressure.
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明に係る制御装置が適用される車両用内燃機関のシステム構成図であり、図1に示す内燃機関101は直列4気筒機関であり、その出力が図外の変速機を介して車両の駆動輪に伝達される。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a system configuration diagram of a vehicle internal combustion engine to which a control device according to the present invention is applied. An
前記内燃機関101において、各気筒に空気を導入する吸気管102には、内燃機関101の吸入空気流量QAを検出する熱線式流量計などの吸入空気量センサ103が設けられている。
In the
各気筒の燃焼室104の吸気口を開閉する吸気バルブ105が設けられ、該吸気バルブ105上流側の吸気管102には、気筒毎に燃料噴射弁106が配置される。
前記燃料噴射弁106から噴射された燃料は、吸気バルブ105を介して燃焼室104内に空気と共に吸引され、燃焼室104内の燃料は、点火プラグ107による火花点火によって着火燃焼し、該燃焼による圧力がピストン108をクランク軸109に向けて押し下げることで、前記クランク軸109を回転駆動する。
An
The fuel injected from the
前記燃焼室104の排気口を開閉する排気バルブ110が設けられ、該排気バルブ110が開くことで燃焼室104内の排ガスが排気管111に排出される。
前記排気管111には、触媒コンバータ112が介装されており、排ガスは前記触媒コンバータ112の触媒作用で浄化されて排出される。
An
A
前記吸気バルブ105及び排気バルブ110は、クランク軸109を介して回転駆動されるカム軸の回転によって開閉動作する。
前記排気バルブ110は、一定のバルブリフト量・バルブ作用角・バルブタイミングで開閉動作するが、前記吸気バルブ105の最大バルブリフト量・バルブ作用角・バルブタイミングは、可変バルブリフト機構113及び可変バルブタイミング機構114(可変動弁機構)によって変更可能となっている。
The
The
前記可変バルブリフト機構113は、吸気バルブ105のバルブリフト量(最大バルブリフト量)及びバルブ作用角(バルブ開期間の角度)を連続的に変化させる機構であり、前記可変バルブタイミング機構114は、クランク軸109に対する吸気カム軸115の回転位相を変化させることで、吸気バルブ105のバルブ作用角の中心位相を進角・遅角変化させる機構である。
The variable
また、前記点火プラグ107それぞれには、点火プラグ107に対して点火エネルギを供給する点火モジュール116が設けられている。前記点火モジュール116は、点火コイルと該点火コイルへの通電を制御するパワートランジスタとを含んで構成される。
Each of the
また、気筒毎に設けられる前記燃料噴射弁106は、図2に示すように、燃料ギャラリーパイプ141に接続されており、燃料ギャラリーパイプ141には、燃料タンク142内の燃料が電動式の燃料ポンプ143によって圧送される。
Further, as shown in FIG. 2, the
前記燃料ギャラリーパイプ141内の燃料圧力、即ち、燃料噴射弁106に対する燃料供給圧(燃料噴射弁106の燃料噴射圧)は、燃圧センサ144で検出され、該燃圧センサ144で検出される実際の燃圧PFが目標燃圧PFtgに近づくように、前記燃料ポンプ143の駆動電流(吐出量)がフィードバック制御される。
The fuel pressure in the
前記燃料噴射弁106,可変バルブリフト機構113,可変バルブタイミング機構114,点火モジュール116及び燃料ポンプ143は、エンジン制御装置201によって制御される。
The
前記エンジン制御装置201は、マイクロコンピュータを含んで構成され、各種センサ・スイッチからの信号を入力し、予め記憶されたプログラムに従った演算処理を行うことで、前記燃料噴射弁106,可変バルブリフト機構113,可変バルブタイミング機構114,点火モジュール116及び燃料ポンプ143それぞれの操作量を算出し出力する。
The
前記可変バルブリフト機構113は、図3の矢印301に示すように、吸気バルブ105のバルブ作用角の中心位相SPが略一定のままで、吸気バルブ105のバルブ作用角OA及び最大バルブリフト量VLを連続的に変化させる機構である。
In the variable
前記エンジン制御装置201は、機関運転条件(機関負荷・機関回転速度など)に応じて目標バルブリフト量を演算し、実際のバルブリフト量と前記目標バルブリフト量との偏差に基づいて、可変バルブリフト機構113の操作量をフィードバック制御する。
The
前記可変バルブタイミング機構114は、前述のように、クランク軸109に対する吸気カム軸115の回転位相を変化させることで、吸気バルブ105のバルブ作用角の中心位相を進角・遅角変化させる機構であるが、前記中心位相の最遅角位置から最進角位置までの間の可変範囲の中間位置(中間位相)で、機械的にロックするロック機構が設けられている。
As described above, the variable
前記ロック機構によってロックされる中間位相とは、最遅角位置よりも進角側でかつ最進角位置よりも遅角側の位相であって、具体的には、吸気バルブ105のバルブ作用角の中心位相(バルブリフト量が最大になるクランク角度)が上死点後(ATDC)70deg〜120degになる位相、より好ましくは、上死点後(ATDC)90deg付近になる位相であり、後述するように、自動停止状態からの再始動のための要求値である。
The intermediate phase locked by the locking mechanism is a phase that is more advanced than the most retarded angle position and more retarded than the most advanced angle position, and more specifically, the valve operating angle of the
前記ロック機構によるロックは、エンジン制御装置201からのロック解除指令によって解除されるようになっている。
前記エンジン制御装置201は、機関運転条件(機関負荷・機関回転速度など)に基づいて吸気バルブ105のバルブ作用角の中心位相の目標進角量を演算し、クランク角センサ203及びカムセンサ204の出力信号に基づいて検出される実際の進角量が前記目標進角量に近づくように、前記実際の進角量と目標進角量との偏差に基づいて、前記可変バルブタイミング機構114の操作量をフィードバック制御する。
The lock by the lock mechanism is released by a lock release command from the
The
尚、可変バルブタイミング機構114としては、公知の種々の可変バルブタイミング機構を採用でき、例えば、特開2001−050063号公報に開示されるように、ベーンを挟んで遅角側油圧室と進角側油圧室とを形成し、各油圧室の油圧を制御することで、相対回転位相を変化させる可変バルブタイミング機構や、歯車を用いてクランクシャフトに対し吸気カムシャフトを相対回転させる機構などを採用することができ、また、アクチュエータとして、DCモータやブラシレスモータなどの電動モータを用いる機構であってもよい。
As the variable
前記クランク角センサ203は、クランク軸109に軸支したシグナルプレート203aの周縁に等間隔で形成された突起部203bを、ピックアップ203cで検出することで、単位クランク角毎のポジション信号POSを出力すると共に、前記シグナルプレート203aに180deg間隔で2箇所に形成した突起部203dをピックアップ203eで検出することで、各気筒の基準クランク角位置毎のリファレンス信号REFを出力する。
The
前記リファレンス信号REFの出力間隔は、本実施形態における4気筒機関における点火間隔に相当し、前記リファレンス信号REFは、各気筒の同じピストン位置(例えばBTDC75deg)毎に出力されることになる。 The output interval of the reference signal REF corresponds to the ignition interval in the four-cylinder engine in this embodiment, and the reference signal REF is output for each piston position (for example, BTDC 75 deg) of each cylinder.
また、前記エンジン制御装置201は、前記リファレンス信号REFの発生周期、又は、所定時間内におけるポジション信号POSの発生数に基づいて、内燃機関101の回転速度NEを算出する。
Further, the
一方、前記カムセンサ204は、前記リファレンス信号REFの発生間隔毎に、気筒ナンバーを示す数のカム信号CAMを出力し、リファレンス信号REFが発生したときに、前回のリファレンス信号REFの発生時から今回までの間で出力されたカム信号CAMの数から、そのときの各気筒の行程を判別できるようになっている。
On the other hand, the
また、可変バルブタイミング機構114によってクランク軸109に対する吸気カム軸115の位相が変化すると、前記リファレンス信号REFの出力位置に対するカム信号CAMの出力位置が相対的に変化する。
Further, when the phase of the
従って、例えば、前記リファレンス信号REFが発生してからカム信号CAMが発生するまでの角度を計測することで、可変バルブタイミング機構114による中心位相の進角量を検出することができる。
Therefore, for example, by measuring the angle from the generation of the reference signal REF to the generation of the cam signal CAM, the advance amount of the center phase by the variable
尚、前記カム信号CAMの発生位置は、可変バルブタイミング機構114によって吸気カム軸115の回転位相を変化させても、リファレンス信号REFの発生位置を超えて変化することがないように設定されている。
The generation position of the cam signal CAM is set so that it does not change beyond the generation position of the reference signal REF even if the rotational phase of the
前記エンジン制御装置201には、上記吸入空気量センサ103,角度センサ202,クランク角センサ203及びカムセンサ204からの信号が入力される他、内燃機関101の運転・停止のメインスイッチであるエンジンスイッチ(イグニッションスイッチ)205の信号、アクセルセンサ206からのアクセルペダル207の開度信号ACC、水温センサ208からの冷却水温度信号(機関温度信号)TW、空燃比センサ209からの空燃比信号AF、車速センサ210からの車速信号VSPなどが入力される。
The
前記空燃比センサ209は、排気管111に設けられ、内燃機関101の空燃比と密接な関係にある排気中の酸素濃度に感応して出力が変化するセンサ(酸素濃度センサ)である。
The air-
本実施形態のエンジン制御装置201は、内燃機関101を所定停止条件で自動的に停止させ、かつ、所定始動条件で自動的に再始動させるアイドルストップ機能(自動停止手段としての機能)を備えており、以下では、このアイドルストップ機能を図4のフローチャートに従って説明する。
The
図4のフローチャートにおいて、まず、ステップS501では、車両の停止状態でかつ内燃機関101のアイドル運転中(アクセル全閉状態)であるか否かを判定し、ステップS501の条件が成立している場合にはステップS503へ進み、非成立の場合にはステップS502へ進む。
In the flowchart of FIG. 4, first, in step S501, it is determined whether or not the vehicle is stopped and the
ステップS502では、減速燃料カット条件の成立中であって機関回転速度NEが所定回転速度以下の状態であるか否かを判定する。
前記所定回転速度は、機関の減速燃料カット状態からアイドルストップ運転への移行を判定するものである。前記所定回転速度は、アイドル運転時に設定されるアイドル回転速度の範囲内で設定される。また、目標アイドル回転速度として設定される範囲の最大回転速度や、機関減速時の燃料カットからの燃料再開回転速度としても良い。また、アイドル運転時の目標回転速度より高い、任意の機関回転速度として設定しても良い。
In step S502, it is determined whether the deceleration fuel cut condition is satisfied and the engine speed NE is equal to or lower than a predetermined speed.
The predetermined rotational speed is used to determine the transition from the deceleration fuel cut state of the engine to the idle stop operation. The predetermined rotation speed is set within a range of an idle rotation speed set during idle operation. Further, the maximum rotation speed in a range set as the target idle rotation speed or the fuel restart rotation speed from the fuel cut at the time of engine deceleration may be used. Moreover, you may set as arbitrary engine rotational speeds higher than the target rotational speed at the time of idle driving.
従って、機関減速時の燃料カット中で所定回転速度以上である時はステップS502でNOと判定され、本処理はリターンしステップS503以降の処理は行われず、他の燃料噴射処理プログラムにて燃料カットの実行及び加速要求時に燃料噴射の再開が実行される。 Accordingly, when the engine speed is lower than the predetermined speed during fuel cut during engine deceleration, it is determined NO in step S502, the process returns, and the processes after step S503 are not performed, and the fuel cut is performed by another fuel injection processing program. And restarting of fuel injection is executed when acceleration is requested.
一方、機関減速時燃料カット中から機関回転速度がアイドル回転速度まで低下するような状態では、ステップS502でYESの判定がなされ、ステップS505にて継続的に燃料停止がされて、減速時燃料カット状態からアイドルストップ状態に移行するので、運転者の加速要求がない場合には、燃料噴射の再開をせずに継続的に燃料噴射を停止してアイドルストップするので、燃料噴射の再開による運転者が意図しない回転速度の上昇や加速感を防止でき、違和感なくアイドルストップに移行することができる。 On the other hand, in a state where the engine rotational speed decreases to the idle rotational speed after the engine is decelerated during fuel deceleration, a determination of YES is made in step S502, fuel is stopped continuously in step S505, and fuel is cut during deceleration. Since there is a transition from the state to the idle stop state, when there is no acceleration request from the driver, the fuel injection is continuously stopped and the idle stop is performed without restarting the fuel injection. However, it is possible to prevent an unintended increase in rotational speed and a feeling of acceleration, and to shift to idle stop without a sense of incongruity.
そして、ステップS502の条件が成立していればステップS503へ進み、非成立の場合には、内燃機関101を自動停止させることなく本ルーチンを終了させる。
ステップS503に進むと、アクセルが全閉であるか否かを判断し、アクセルが全閉であれば、更に、ステップS504に進んで、ブレーキペダルが踏み込まれている状態であるか否かをブレーキスイッチからの信号などから判断する。
If the condition of step S502 is satisfied, the process proceeds to step S503. If the condition is not satisfied, the routine is terminated without automatically stopping the
In step S503, it is determined whether or not the accelerator is fully closed. If the accelerator is fully closed, the process further proceeds to step S504 to check whether or not the brake pedal is depressed. Judged from the signal from the switch.
尚、ブレーキペダルのストローク量や踏み込み圧を検出するセンサを備える場合には、ストローク量や踏み込み圧が閾値よりも大きい場合に、ブレーキペダルが踏み込まれていると判断させることができる。 In addition, when the sensor which detects the stroke amount and depression pressure of a brake pedal is provided, when the stroke amount and depression pressure are larger than a threshold value, it can be judged that the brake pedal is depressed.
そして、アクセル全閉でかつブレーキペダルの踏み込み状態であれば、アイドルストップ開始条件(自動停止条件)が成立していると判断し、ステップS505(自動停止手段)へ進む。 If the accelerator is fully closed and the brake pedal is depressed, it is determined that the idle stop start condition (automatic stop condition) is satisfied, and the process proceeds to step S505 (automatic stop means).
一方、アクセルの開状態及び/又はブレーキペダルが踏み込まれていない状態では、アイドルストップ開始条件が成立していないと判断し、内燃機関101を自動停止させることなく本ルーチンを終了させる。
On the other hand, when the accelerator is open and / or the brake pedal is not depressed, it is determined that the idle stop start condition is not satisfied, and the routine is terminated without automatically stopping the
尚、アイドルストップ開始条件(自動停止条件)を上記の条件に限定するものではなく、例えば、アクセルの全閉とブレーキペダルの踏み込み状態との少なくとも一方が成立している場合に、アイドルストップ開始条件が成立していると判断させることができ、また、機関回転速度NEが閾値よりも低いことや、内燃機関101と組み合わされる変速機がニュートラル状態であることなどを、アイドルストップ開始条件とすることができる。
The idle stop start condition (automatic stop condition) is not limited to the above condition. For example, when at least one of the accelerator fully closed state and the brake pedal depression state is satisfied, the idle stop start condition is satisfied. That the engine speed NE is lower than the threshold, and that the transmission combined with the
アイドルストップ開始条件が成立し、ステップS505へ進むと、前記燃料噴射弁106による燃料噴射及び点火プラグ109による点火を停止させ、内燃機関101を自動的に停止させる。尚、内燃機関101は、燃料噴射弁108による燃料噴射を停止させた後も、慣性力によって回転速度を徐々に減じて最終的に停止することになる。
When the idle stop start condition is satisfied and the process proceeds to step S505, the fuel injection by the
ステップS505で燃料噴射を停止させて、アイドルストップ状態(内燃機関101の自動停止状態)に移行させると、ステップS506以降では、内燃機関101を自動的に再始動させる条件(アイドルストップ終了条件)が成立しているか否かを判断し、再始動条件(アイドルストップ終了条件、始動条件)が成立すると、内燃機関101を自動的に再始動させる。
When the fuel injection is stopped in step S505 and the state is shifted to the idle stop state (automatic stop state of the internal combustion engine 101), a condition (idle stop end condition) for automatically restarting the
ステップS506では、アクセルが全閉状態から開状態になったか否かを判断し、アクセルペダルが踏み込まれ、運転者が車両の発進意図を示した場合には、ステップS508(自動始動手段)へ進み、内燃機関101を再始動させるための処理(スタータモータによるクランキング及び燃料噴射・点火の再開)を行わせる。 In step S506, it is determined whether or not the accelerator has changed from a fully closed state to an open state. If the accelerator pedal is depressed and the driver indicates the intention to start the vehicle, the process proceeds to step S508 (automatic start means). Then, a process for restarting the internal combustion engine 101 (cranking by the starter motor and resumption of fuel injection / ignition) is performed.
また、アクセルが全閉状態を保持している場合には、ステップS507へ進み、ブレーキペダルの踏み込みがなくなったか否か、即ち、運転者がブレーキペダルから足を離したか否かを、ブレーキスイッチの信号などから判断する。 If the accelerator is fully closed, the process proceeds to step S507, where it is determined whether or not the brake pedal has been depressed, that is, whether or not the driver has released his / her foot from the brake pedal. Judgment from signals.
そして、ブレーキペダルが踏み込まれていない場合には、ステップS508へ進み、内燃機関101を再始動させるための処理(スタータモータによるクランキング及び燃料噴射・点火の再開)を行わせる。 If the brake pedal has not been depressed, the process proceeds to step S508 to perform processing for restarting the internal combustion engine 101 (cranking by the starter motor and resumption of fuel injection / ignition).
尚、アイドルストップ終了条件として、内燃機関101と組み合わされる自動変速機のレンジが、ニュートラルから走行レンジ(DレンジやRレンジ)に切り換えられたことなどを判断させることができ、アイドルストップ終了条件を上記の条件に限定するものではない。
As an idle stop end condition, it can be determined that the range of the automatic transmission combined with the
上記のようなアイドルストップ制御に伴って、停止時燃圧制御手段としての機能を有する前記エンジン制御装置201は、前記燃料噴射弁106に供給される燃料の圧力(燃料噴射弁106による噴射圧)である燃圧PFを、図5のフローチャートに示すようにして制御する。
Along with the idle stop control as described above, the
ステップS521では、アイドルストップ開始条件が成立し、燃料噴射弁106による燃料噴射を停止させてから、内燃機関101の回転が停止するまでの停止移行期間内であるか否かを判断する。
In step S521, it is determined whether or not it is within a stop transition period from when the fuel injection by the
尚、機関の回転停止は、クランク角センサ203からの信号が既定時間以上途絶えていることに基づいて判定できる他、クランク角センサ203からの信号に基づいて算出される機関回転速度NEが閾値NESL(NESL>0)よりも低くなった時点で内燃機関101の停止を判定させることができる。
The engine stoppage can be determined based on the signal from the
前記停止移行期間内である場合、即ち、燃料噴射を停止した後の慣性で内燃機関101が回転している状態では、ステップS522へ進み、そのときの機関回転速度NEに応じて目標燃圧PFtgを設定する。
If it is within the stop transition period, that is, if the
前記目標燃圧PFtgは、前記燃料ポンプ143の制御における目標値であって、アイドルストップ開始条件が成立した後も、前記目標燃圧PFtgと実際の燃圧とに基づいて燃料ポンプ143の操作量がフィードバック制御されるように構成されている。
The target fuel pressure PFtg is a target value in the control of the
前記ステップS522では、予め機関回転速度NE毎に目標燃料圧力PFtgを記憶した変換テーブルに基づいて、そのときの機関回転速度NEに対応する目標燃料圧力PFtgを設定する構成である。 In step S522, the target fuel pressure PFtg corresponding to the engine speed NE at that time is set based on a conversion table in which the target fuel pressure PFtg is stored in advance for each engine speed NE.
前記変換テーブルにおける機関回転速度NEの範囲は、停止状態からアイドル回転速度付近までに設定され、機関回転速度NEがアイドル回転速度から低下するに従ってより大きな目標燃料圧力PFtgを設定し、かつ、アイドル回転速度付近の機関回転速度NEに対応する目標燃料圧力PFtgは、機関運転中に後述するように機関回転速度NE及び機関負荷に応じて設定される目標燃料圧力PFtgと同等か又は僅かに高い値に設定される。 The range of the engine rotational speed NE in the conversion table is set from the stop state to the vicinity of the idle rotational speed, the larger target fuel pressure PFtg is set as the engine rotational speed NE decreases from the idle rotational speed, and the idle rotational speed is set. The target fuel pressure PFtg corresponding to the engine rotational speed NE near the speed is equal to or slightly higher than the target fuel pressure PFtg set according to the engine rotational speed NE and the engine load as will be described later during engine operation. Is set.
従って、ステップS522で設定される目標燃圧PFtgは、アイドルストップ開始条件の成立直前の値から機関回転速度NEの低下に応じて漸増変化することになる。
一方、ステップS521で停止移行期間ではないと判断されると、ステップS523へ進み、前記停止移行期間を経て内燃機関101の回転が停止したアイドルストップ状態(自動停止状態)であるか否かを判断する。
Therefore, the target fuel pressure PFtg set in step S522 gradually changes as the engine speed NE decreases from a value immediately before the idle stop start condition is satisfied.
On the other hand, if it is determined in step S521 that it is not the stop transition period, the process proceeds to step S523, and it is determined whether or not the engine is in an idle stop state (automatic stop state) in which the rotation of the
ステップS523でアイドルストップ状態であると判断されると、ステップS524(停止時燃料圧力制御手段)へ進み、アイドルストップ状態用の目標燃圧PFIStgを、目標燃圧PFtgに設定する。 If it is determined in step S523 that the engine is in the idle stop state, the process proceeds to step S524 (stop fuel pressure control means), and the target fuel pressure PFIStg for the idle stop state is set to the target fuel pressure PFtg.
前記目標燃圧PFIStgは、前記ステップS522で参照する変換テーブルにおいて、機関停止状態に対応して記憶されている目標燃圧PFtgと同等か又は僅かに高い値に設定される。 The target fuel pressure PFIStg is set to a value equal to or slightly higher than the target fuel pressure PFtg stored in correspondence with the engine stop state in the conversion table referred to in step S522.
即ち、図6に示すように、アイドルストップ開始条件が成立し、燃料噴射を停止すると、目標燃圧PFtgが、燃料噴射の停止直前(アイドルストップ開始条件の成立直前)の値から機関回転速度NEの低下に伴って徐々に増大設定され、該増大設定によって到達した目標燃圧PFtg付近にアイドルストップ中は保持される。 That is, as shown in FIG. 6, when the idling stop start condition is satisfied and the fuel injection is stopped, the target fuel pressure PFtg is changed from the value immediately before the fuel injection is stopped (immediately before the idling stop start condition is satisfied) to the engine rotational speed NE. As the pressure decreases, the pressure is gradually increased, and is maintained near the target fuel pressure PFtg reached by the increased setting during idle stop.
上記アイドルストップ中の目標燃圧PFIStgは、予め記憶された一定値であっても良いが、再始動時に最初に燃料噴射を行わせる気筒の吸気バルブ105(特に傘部)の温度に応じて変更することが好ましい。 The target fuel pressure PFIStg during the idling stop may be a predetermined value stored in advance, but is changed according to the temperature of the intake valve 105 (particularly the umbrella) of the cylinder that performs fuel injection first at the time of restart. It is preferable.
吸気バルブ105の温度が高い場合には、吸気バルブ105周辺の吸気ポート(吸気通路壁面)などの温度も高いため、燃料噴霧の気化特性は良好であり、吸気ポートへの燃料付着量の影響は比較的少なく、充分な気化特性を得ることができる。
When the temperature of the
一方、吸気バルブ105の温度が低いと、吸気バルブ105周辺の吸気ポートなどの温度も低く、吸気ポートへの燃料付着量が増大すると燃料噴霧の気化が進まなくなってしまうため、目標燃圧PFIStgをより高く設定することで、吸気ポートへの燃料付着量を低減させることが望まれる。
On the other hand, if the temperature of the
そこで、吸気バルブ105(又は吸気ポート)の温度が低いほど、前記目標燃圧PFIStgをより高い値に設定することが好ましい。
前記吸気バルブ105(又は吸気ポート)の温度は、例えば、吸気バルブ105のバルブステムを中空に形成して、バルブステム内に温度センサを配置し、該温度センサの出力に基づいて検出できる他、アイドルストップ開始条件の成立後(燃料噴射停止後)の経過時間や内燃機関101の冷却水温度などに基づいて推定することができる。
Therefore, it is preferable to set the target fuel pressure PFIStg to a higher value as the temperature of the intake valve 105 (or intake port) is lower.
The temperature of the intake valve 105 (or intake port) can be detected based on, for example, a hollow valve stem of the
尚、前記温度センサを設ける構成では、バルブ構造が複雑化し、コスト上昇の要因になるので、温度センサを設けずに、温度を推定させることが好ましい。
また、前記経過時間に応じた吸気バルブ105の温度推定においては、最初に燃料噴射を行わせる気筒の吸気バルブ105が、アイドルストップ状態で開状態に保持されているか閉状態に保持されているかによって、経過時間と温度推定値との相関を変更することが好ましい。
In addition, in the structure which provides the said temperature sensor, since a valve structure becomes complicated and causes a cost increase, it is preferable to estimate temperature without providing a temperature sensor.
Further, in estimating the temperature of the
即ち、アイドルストップ状態で吸気バルブ105が開弁状態に保持される場合、吸気バルブ105の傘部がシリンダ壁面と接触していないため、シリンダ壁面を介しての放熱がなく、時間経過に対する吸気バルブ105の温度低下は比較的緩やかになる。
That is, when the
一方、アイドルストップ状態で吸気バルブ105が閉弁状態に保持される場合、吸気バルブ105の傘部がシリンダヘッドと接触しているため、吸気バルブ105の傘部の熱が、冷却水で冷却されるシリンダヘッドに逃げ、時間経過に対する吸気バルブ105の温度低下は、開弁状態に保持される場合に比べて大きくなる。
On the other hand, when the
従って、再始動時に最初に燃料噴射を行わせる気筒の吸気バルブ105が開弁状態である場合には、閉弁状態(開弁直前の状態)に保持される場合に比べて、アイドルストップ開始条件の成立後(燃料噴射停止後)の経過時間に対する温度低下特性が緩やかになるように設定し、逆に、アイドルストップ状態で閉弁状態に保持される場合には、開弁状態に保持される場合に比べて、アイドルストップ開始条件の成立後(燃料噴射停止後)の経過時間に対する温度低下特性が大きくなるように設定する。
Therefore, when the
このように、アイドルストップ開始条件の成立後(燃料噴射停止後)の経過時間に対する温度推定値の特性を、再始動に最初に燃料噴射させる気筒における吸気バルブ105の開閉状態に応じて変更すれば、前記経過時間に基づいて高精度に吸気バルブ105の温度を推定できる。
As described above, if the characteristic of the temperature estimation value with respect to the elapsed time after the idle stop start condition is satisfied (after the fuel injection is stopped) is changed according to the open / close state of the
図7のフローチャートは、ステップS524の処理内容(停止中燃圧制御手段)を詳細に示すものであって、アイドルストップ開始条件の成立後(燃料噴射停止後)の経過時間に応じて吸気バルブ105の温度を推定し、該推定値に基づいて目標燃料圧力PFIStgを設定する処理を示す。
The flowchart of FIG. 7 shows the details of the processing in step S524 (stopping fuel pressure control means), and shows the
図7のフローチャートにおいて、まず、ステップS601では、再始動に最初に燃料噴射させる気筒の吸気バルブ105が、アイドルストップ中において開状態に保持されるか否かを判断する。
In the flowchart of FIG. 7, first, in step S601, it is determined whether or not the
アイドルストップ中において開状態に保持されている場合には、ステップS602へ進み、アイドルストップ開始条件の成立後(燃料噴射停止後)の経過時間と吸気バルブ105の温度との相関を予め記憶した開状態用の変換テーブルを参照し、そのときの経過時間に対応する温度を検索する。
If the engine is held in the open state during the idling stop, the process proceeds to step S602, where the correlation between the elapsed time after the idling stop start condition is satisfied (after the fuel injection is stopped) and the temperature of the
ステップS602で参照する変換テーブルは、吸気バルブ105が開状態に保持される場合に適合し、経過時間の増大に対する温度低下が、後述するステップS603で参照する閉状態用の変換テーブルよりも緩やかに設定されている。
The conversion table referred to in step S602 is adapted to the case where the
一方、ステップS601で、アイドルストップ中において吸気バルブ105が閉状態に保持されていると判断されると、ステップS603へ進み、アイドルストップ開始条件の成立後(燃料噴射停止後)の経過時間と吸気バルブ105の温度との相関を予め記憶した閉状態用の変換テーブルを参照し、そのときの経過時間に対応する温度を検索する。
On the other hand, if it is determined in step S601 that the
ステップS603で参照する変換テーブルは、吸気バルブ105が閉状態に保持される場合に適合し、経過時間の増大に対する温度低下が、前記ステップS602で参照する開状態用の変換テーブルよりも大きく設定されている。
The conversion table referred to in step S603 is adapted to the case where the
ステップS602又はステップS603で、経過時間(機関停止継続時間)及び吸気バルブ105の開閉状態に基づいて、再始動に最初に燃料噴射させる気筒における吸気バルブ105の温度を推定すると、ステップS604へ進み、温度推定値に基づいてアイドルストップ状態における目標燃料圧力PFIStgを設定する。
In step S602 or step S603, when the temperature of the
ステップS604では、吸気バルブ105の温度推定値が低くなるほど、目標燃料圧力PFIStgをより高い値に設定する。
尚、吸気バルブ105の温度推定においては、アイドルストップ開始条件の成立時の温度を初期値として、開閉状態に応じて異なる低下速度で、前記初期値から徐々に推定温度を減少させることができる。
In step S604, the target fuel pressure PFIStg is set to a higher value as the estimated temperature value of the
In the temperature estimation of the
また、前記経過時間は、アイドルストップ開始条件の成立時ではなく、内燃機関101の回転が停止してからの時間としてもよい。
また、前述のように、温度センサを設け、該温度センサで検出される吸気バルブ105の温度が低くなるほど、目標燃料圧力PFIStgをより高い値に設定することができる。
The elapsed time may be not the time when the idle stop start condition is satisfied, but the time after the rotation of the
Further, as described above, the temperature sensor is provided, and the target fuel pressure PFIStg can be set to a higher value as the temperature of the
更に、アイドルストップ状態が長く継続するほど、吸気バルブ105の温度はより低下することになるから、アイドルストップ状態の継続時間が長くなるに従って、目標燃料圧力PFIStgをより高い値に変更する構成とすることができる。
Further, the longer the idle stop state continues, the lower the temperature of the
本実施形態では、後述するように、アイドルストップ中において吸気バルブ105が開状態に保持される吸気行程途中の気筒に対して、再始動時の初回の燃料噴射を行わせるが、前記吸気行程途中が吸気行程の後期(吸気バルブ105の閉時期IVC直前又はピストンの下死点直前)であって、当該気筒に対して燃料噴射を行っても充分な燃料導入を行えない場合には、次に吸気行程となる気筒、即ち、アイドルストップ中において吸気バルブ105が閉状態に保持されていた気筒を初回噴射気筒に設定し、吸気バルブ105の開時期IVO前に燃料噴射を行わせることができる。
In this embodiment, as will be described later, the first fuel injection at the time of restart is performed for the cylinder in the middle of the intake stroke in which the
上記のようにして、初回噴射を行わせる気筒を選択する場合には、初回噴射気筒の吸気バルブ105は、アイドルストップ中において開状態に保持されている場合と、閉状態に保持されている場合とがあり、前述の開閉状態に応じて吸気バルブ105の温度推定を行えば、初回噴射を行わせる気筒の吸気バルブ105の温度を高精度に推定し、実際の温度に対応する適切な燃料圧力に制御させることができる。
As described above, when selecting the cylinder to be subjected to the initial injection, the
また、アイドルストップ中においてピストンが吸気上死点から下死点までの間で停止している気筒を、吸気行程途中の気筒として判断し、当該気筒に対して再始動時の初回の燃料噴射を行わせる構成とすることができる。 Further, the cylinder in which the piston is stopped between the intake top dead center and the bottom dead center during idle stop is determined as the cylinder in the intake stroke, and the first fuel injection at the time of restart is performed on the cylinder. It can be set as the structure to perform.
この場合、ピストンが吸気上死点から上死点後の吸気バルブ105の開時期IVOとの間で停止していて吸気バルブ105が閉じている場合と、ピストンが開時期IVOよりも進んだ位置で停止していて吸気バルブ105が開いている場合とで、時間経過に対する温度下降速度を異ならせて、吸気バルブ105の温度推定を行わせれば、初回噴射を行わせる気筒の吸気バルブ105の温度を高精度に推定し、実際の温度に対応する適切な燃料圧力に制御させることができる。
In this case, the piston is stopped between the intake top dead center and the open timing IVO of the
前記図5のフローチャートのステップS523でアイドルストップ状態ではないと判断されると、ステップS525へ進み、アイドルストップ状態からの再始動における初回の燃料噴射(吸気行程途中で停止していた気筒への燃料噴射)が終わっているか否かを判断する。 If it is determined in step S523 in the flowchart of FIG. 5 that the engine is not in the idling stop state, the process proceeds to step S525, and the first fuel injection in the restart from the idling stop state (the fuel to the cylinder that was stopped in the intake stroke) It is determined whether or not (injection) has been completed.
そして、初回の燃料噴射が終わっていない場合には、ステップS524へ進むことで、前記目標燃圧PFIStgを維持させるようにする。係る機能が、燃圧保持手段に相当する。 If the initial fuel injection is not completed, the target fuel pressure PFIStg is maintained by proceeding to step S524. Such a function corresponds to the fuel pressure holding means.
一方、初回の燃料噴射が終わっていると判断されると、ステップS526へ進んで内燃機関101の始動完了状態(運転状態)であるか否かを、例えば、機関回転速度NEが閾値NEOPSLよりも高いか否かに基づいて判断する。
On the other hand, if it is determined that the first fuel injection has been completed, the routine proceeds to step S526, where it is determined whether or not the
初回の燃料噴射終了後で始動完了に至っていない始動中である場合には、ステップS527(自動始動時燃料圧力制御手段)へ進み、始動用として予め記憶されている目標燃圧PFSTtgを、目標燃圧PFtgに設定する。 If the engine has not been completed after the first fuel injection is completed, the process proceeds to step S527 (automatic fuel pressure control means at the time of automatic start), and the target fuel pressure PFSTtg stored in advance for the start is used as the target fuel pressure PFtg. Set to.
前記始動用の目標燃料圧力PFSTtgは、図6に示すように、アイドルストップ状態用の目標燃圧PFIStgよりも低い圧力であって、始動完了後に機関回転速度NE及び機関負荷に応じて設定される目標燃圧PFORtgよりも高い圧力に設定されている。 As shown in FIG. 6, the starting target fuel pressure PFSTtg is lower than the target fuel pressure PFIStg for the idle stop state, and is a target set according to the engine speed NE and the engine load after the start is completed. The pressure is set higher than the fuel pressure PFORtg.
一方、ステップS526で、内燃機関101の始動が完了していて、内燃機関101の運転継続状態であると判断されると、ステップS528へ進み、そのときの機関回転速度NE及び機関負荷に応じた目標燃圧PFORtgを目標燃圧PFtgに設定する。
On the other hand, if it is determined in step S526 that the
尚、機関負荷は、吸入空気量、基本燃料噴射量、吸気管負圧などに基づいて判断される。
次に、アイドルストップ状態から内燃機関101を再始動させる場合の噴射制御を、図8及び図9のフローチャートに従って説明する。
The engine load is determined based on the intake air amount, basic fuel injection amount, intake pipe negative pressure, and the like.
Next, the injection control when the
図8のフローチャートに示すルーチンは、再始動時における初回噴射に備えて、アイドルストップ制御で内燃機関101を自動停止させたときに、吸気行程途中(吸気バルブ105の開弁状態)で停止した気筒を検出して記憶させる処理を示す。
The routine shown in the flowchart of FIG. 8 is a cylinder that is stopped during the intake stroke (the
ステップS541では、アイドルストップ開始条件が成立したか否かを判断し、アイドルストップ開始条件が成立して燃料噴射が停止されるようになると、ステップS542へ進む。 In step S541, it is determined whether or not an idle stop start condition is satisfied. When the idle stop start condition is satisfied and fuel injection is stopped, the process proceeds to step S542.
ステップS542では、前記カムセンサ204からのカム信号CAMに基づく気筒判別(各気筒の行程判定)を、前記停止移行期間中において継続させ、新たに気筒判別がなされる毎に、それまでの記憶値に代えて新たな気筒判別結果を記憶させる、気筒判別結果の更新記憶を実施する。
In step S542, cylinder discrimination (stroke determination for each cylinder) based on the cam signal CAM from the
そして、ステップS543では、内燃機関101の回転が停止したか否かを判断し、回転停止するまでは、ステップS542における気筒判別及び判別結果の更新記憶を繰り返し、内燃機関101の回転が停止した時点で本ルーチンを終了させることで、最後の気筒判別結果、即ち、機関回転の停止状態で吸気バルブ105が開弁状態に保持される気筒(吸気行程途中の気筒)を記憶保持させる。
In step S543, it is determined whether or not the rotation of the
尚、吸気バルブ105の開弁状態で停止した気筒を、吸気行程途中で停止した気筒と判断させる代わりに、前述のように、ピストンが吸気上死点から下死点までの間で停止出力気筒を吸気行程途中の気筒として判断させることができる。
Instead of determining that the cylinder stopped when the
図9のフローチャートは、アイドルストップ状態からの再始動時における燃料噴射を制御するルーチンを示す。
まず、ステップS561では、アイドルストップ状態からのアクセルペダルの踏み込みやブレーキペダルの解放などによって再始動要求(アイドルストップ終了判定)が発生したか否かを判断する。
The flowchart of FIG. 9 shows a routine for controlling fuel injection at the time of restart from the idle stop state.
First, in step S561, it is determined whether or not a restart request (idle stop end determination) has occurred due to depression of the accelerator pedal or release of the brake pedal from the idle stop state.
そして、アイドルストップ状態から再始動要求が発生すると、ステップS562へ進み、図8のフローチャートに示すルーチンに基づいて記憶保持されている、機関回転停止時における吸気行程気筒の判定結果(気筒判別結果)を読み出す。 When a restart request is generated from the idle stop state, the process proceeds to step S562, and the determination result of the intake stroke cylinder at the time of engine rotation stop (cylinder determination result) stored and held based on the routine shown in the flowchart of FIG. Is read.
次のステップS563(燃料噴射制御手段、燃料噴射開始手段)では、ステップS562で読み出した気筒判別結果から、吸気行程途中で(吸気バルブ105の開弁状態で)停止している気筒を特定し、該気筒の燃料噴射弁106に対して噴射パルス信号を出力し、燃料噴射を開始させる。
In the next step S563 (fuel injection control means, fuel injection start means), from the cylinder discrimination result read out in step S562, a cylinder that is stopped during the intake stroke (with the
このように、クラキング開始直前に、吸気行程途中で停止していた気筒における燃料噴射を行わせれば、クランキング開始後に直ちに筒内に燃料が吸引され、圧縮行程を経て点火を行って初爆させることで、初爆までの時間を極力短くすることができ、車両の発進性能を向上させることができる。 In this way, if fuel injection is performed in a cylinder that has been stopped in the middle of the intake stroke immediately before the start of cracking, the fuel is sucked into the cylinder immediately after the cranking starts, and ignition is performed through the compression stroke for the first explosion. Thus, the time until the first explosion can be shortened as much as possible, and the start performance of the vehicle can be improved.
即ち、内燃機関101の運転継続状態では、吸気バルブ105が開時期IVO前に燃料噴射を行わせるから、同じ噴射タイミングで再始動初回の燃料噴射を行わせようとすると、吸気行程途中で停止した気筒の次に吸気行程となる気筒が、初回噴射の対象気筒となるが、これでは初爆までの時間が長くなってしまう。
That is, when the
そこで、吸気行程途中(吸気バルブ105の開弁状態で)で停止していた気筒に対して初回噴射を行わせ、初爆が最大限に早くタイミングで得られるようにする。
ステップS564では、スタータモータによるクランキングを開始させる。即ち、クランキング開始直前に、吸気行程途中で停止していた気筒に対する燃料噴射を開始させる。
Therefore, the first injection is performed on the cylinder that was stopped in the middle of the intake stroke (with the
In step S564, cranking by the starter motor is started. That is, immediately before the start of cranking, fuel injection is started for the cylinders that have been stopped during the intake stroke.
ステップS564でクランキングを開始させると、ステップS565では、吸気バルブ106が閉じている期間内(例えば排気行程中や膨張行程中)に設定された通常の噴射タイミングに従って、2回目以降の燃料噴射(クランキング開始後に吸気行程となる気筒に対する燃料噴射)を行わせる。
When cranking is started in step S564, in step S565, the second and subsequent fuel injections (in accordance with the normal injection timing set during the period in which the
即ち、吸気行程の途中で停止していた気筒については、吸気バルブ105が開いている状態で燃料を噴射させるが、吸気行程の途中で停止していた気筒の次に吸気行程となる気筒からは、吸気バルブ106が閉じているタイミングで燃料噴射を行わせる。
That is, for cylinders that have stopped in the middle of the intake stroke, fuel is injected while the
本実施形態は、機関回転速度低下状態時の機関回転速度に応じて目標燃圧を設定することで機関回転速度の低下に応じた燃圧段差の少ない連続的な目標燃圧の増大設定を可能にしたが、これに限らず、空燃比のリッチ化による再始動性の低下を抑制し、許容できる始動性が得られる範囲内で目標燃圧を数段階の階段設定する構成としても良い。この場合、目標燃圧間に段差が生じて連続的な設定に対して始動性が低下する懸念があるが、前述のように、空燃比の悪化状態、商品の始動性要求などが満足できるよう設定すればよい。 In the present embodiment, the target fuel pressure is set according to the engine speed when the engine speed is in a reduced state, thereby enabling a continuous increase in the target fuel pressure with a small fuel pressure step corresponding to the decrease in the engine speed. However, the present invention is not limited to this, and a configuration may be adopted in which a decrease in restartability due to enrichment of the air-fuel ratio is suppressed, and the target fuel pressure is set in several steps within a range where acceptable startability is obtained. In this case, there may be a step between the target fuel pressures, and there is a concern that the startability will be reduced for continuous setting, but as described above, the setting is made so that the deterioration of the air-fuel ratio, the startability requirement of the product etc. do it.
ここで、上記の目標燃圧PFtgの設定及び始動時の燃料噴射制御の作用を説明する。
前述のように、アイドルストップ状態から内燃機関101を再始動させる場合に、クランキング開始直前に、吸気行程の途中で停止していた気筒に対する燃料噴射を開始させるが、かかる燃料噴射では、吸入空気が殆ど流れない状態で燃料が噴射されることになるため、燃料圧力が低いと、燃料噴霧が広がって吸気ポートの壁面などへの燃料付着量が増大し、始動性が低下してしまう。
Here, the setting of the target fuel pressure PFtg and the operation of the fuel injection control at the start will be described.
As described above, when the
ここで、燃圧(噴射圧)を高く設定すれば、燃料噴射弁106からの燃料噴霧の貫通力(ペネトレーション)が増大し、吸入空気が殆ど流れない状態で噴射されても、壁面に燃料が付着してしまうことを抑制できる。
Here, if the fuel pressure (injection pressure) is set high, the penetration force (penetration) of the fuel spray from the
従って、アイドルストップ状態から内燃機関101を再始動させる場合の初回の燃料噴射を、吸入空気が殆ど流れない状態でも充分な貫通力を確保できる燃料圧力で行わせれば、壁面への燃料付着量を少なくして燃焼に充分な混合気形成を行え、燃焼性、更には、始動性を向上させることができる。
Therefore, if the first fuel injection when the
そこで、アイドルストップ中は、内燃機関101の運転中よりも高い目標燃圧PFIStgに維持させ、再始動時に初回の燃料噴射を前記目標燃圧PFIStgの圧力で行わせる。
換言すれば、前記目標燃圧PFIStgは、初回の燃料噴射で充分な貫通力を確保できる燃料圧力に設定され、この目標燃圧PFIStgで初回の燃料噴射を行わせるために、アイドルストップ開始条件が成立した時点(燃料噴射を停止した時点)から、前記目標燃圧PFIStgにまで燃料圧力を高めて、目標燃圧PFIStg付近に維持させる。
Therefore, during idling stop, the target fuel pressure PFIStg higher than that during operation of the
In other words, the target fuel pressure PFIStg is set to a fuel pressure that can ensure sufficient penetrating force by the first fuel injection, and in order to perform the first fuel injection at the target fuel pressure PFIStg, an idle stop start condition is satisfied. The fuel pressure is increased up to the target fuel pressure PFIStg from the time point (the time point when fuel injection is stopped), and is maintained near the target fuel pressure PFIStg.
ところで、アイドルストップ開始条件が成立した時点から、実際に内燃機関101の回転が停止するまでの間(停止移行期間)において、アクセル操作などが行われることで、再始動要求が発生する場合があり、このときに、燃料圧力が前記目標燃圧PFIStg付近にまで増大していると、この目標燃圧PFIStg付近の燃料圧力で燃料噴射が再開されることになってしまう。
By the way, there is a case where a restart request is generated due to an accelerator operation or the like from the time when the idle stop start condition is satisfied until the rotation of the
しかし、目標燃圧PFIStgは、吸入空気が殆ど流れない状態において、燃料を噴射させるのに適した圧力であり、機関回転中であって吸入空気が流れている状態(吸気管負圧の発生状態)での燃料噴射には高すぎる圧力である。 However, the target fuel pressure PFIStg is a pressure suitable for injecting fuel in a state where almost no intake air flows, and is a state where intake air is flowing while the engine is rotating (intake pipe negative pressure generation state). The pressure is too high for fuel injection.
このため、停止移行期間中(機関101が慣性で回転している間)に再始動要求が発生し、かつ、そのときの燃圧が目標燃圧PFIStg付近にまで昇圧されていると、過剰に高い燃圧での燃料噴射によって、単位時間当たりの燃料噴射量が増大し、内燃機関101が要求する燃料量よりも多い燃料を噴射してしまい、空燃比がオーバーリッチとなることで燃焼が不安定となり、再始動性が低下してしまう可能性がある。
For this reason, if a restart request is generated during the stop transition period (while the
そこで、本実施形態では、停止移行期間中において、機関回転速度NEの低下に応じて目標燃圧PFtgを徐々に増大させることで、たとえ停止移行期間中に再始動要求が発生しても、高い再始動性を維持できるようにしている。 Therefore, in this embodiment, during the stop transition period, the target fuel pressure PFtg is gradually increased according to the decrease in the engine speed NE, so that even if a restart request occurs during the stop transition period, a high The startability can be maintained.
即ち、機関回転速度NEの低下に応じて目標燃圧PFtgを徐々に増大させることで、慣性で回転している状態で目標燃圧PFIStg付近にまで昇圧されてしまうことを回避でき、また、そのときの機関回転速度NEに応じた最適な燃料圧力に制御させることができる。 That is, by gradually increasing the target fuel pressure PFtg in accordance with the decrease in the engine speed NE, it is possible to avoid boosting to the vicinity of the target fuel pressure PFIStg in a state where the engine rotates at the inertia. The optimum fuel pressure can be controlled in accordance with the engine speed NE.
機関回転速度NEが低いほど、始動する際のエネルギーがより多くなり、また、筒内への吸入空気の流れが弱くなるため、停止移行期間中に機関回転速度NEが低くなるほど目標燃圧PFtgを高くして、高い燃圧で燃料噴霧を微粒化することで気化燃料を増大させ、より多くの気化燃料を筒内に導入させて、始動のための大きなエンジントルクを発生させる。 The lower the engine speed NE, the more energy required for starting, and the weaker the flow of intake air into the cylinder, so the lower the engine speed NE during the stop transition period, the higher the target fuel pressure PFtg. Then, the vaporized fuel is increased by atomizing the fuel spray at a high fuel pressure, and more vaporized fuel is introduced into the cylinder to generate a large engine torque for starting.
一方、アイドルストップ開始条件の成立直後の機関回転速度NEがさほど低下していない状態では、目標燃圧PFtgが比較的低く設定されるから、この状態で再始動要求が発生しても、過剰な量の燃料が噴射されることによるオーバーリッチを抑制できる。 On the other hand, the target fuel pressure PFtg is set to be relatively low in a state where the engine speed NE immediately after the start of the idling stop start condition has not decreased so much, even if a restart request occurs in this state, an excessive amount It is possible to suppress over-rich caused by the injection of this fuel.
従って、停止移行期間中において、機関回転速度NEの低下に応じて目標燃圧PFtgを徐々に増大させるようにすれば、停止移行期間中の機関回転速度NEが異なるタイミングで再始動要求が発生しても、良好な始動性を確保することができる。 Therefore, if the target fuel pressure PFtg is gradually increased in accordance with the decrease in the engine speed NE during the stop transition period, a restart request is generated at a timing when the engine speed NE during the stop transition period is different. Also, good startability can be ensured.
上記の燃圧制御によって、図6に示すように、アイドルストップ開始判定(時刻t1)から内燃機関101の回転が停止する時刻t2までの停止移行期間中は、機関回転速度NEの低下に応じて目標燃圧PFtgを徐々に増大させ、内燃機関101の回転が停止した時点(時刻t2)からアイドルストップ終了判定(時刻t3)までのアイドルストップ中は、目標燃圧PFIStgに維持し、更に、アイドルストップ終了条件が成立した時点(時刻t3)から、吸気行程途中で停止していた気筒に対する初回の燃料噴射が完了する時刻t4までは、前記目標燃圧PFIStgに維持させ、初回の燃料噴射完了時(時刻t4)において、始動中に適した目標燃圧PFSTtgにまで燃圧を低下させ、更に、始動完了時点(時刻t5)において、負荷・回転などから設定される目標燃圧PFORtgに変更する。
With the above fuel pressure control, as shown in FIG. 6, during the stop transition period from the idling stop start determination (time t1) to the time t2 when the rotation of the
即ち、初回の燃料噴射は、吸入空気が殆ど流れない状態で噴射されるので、高い燃圧に設定し、吸気ポートへの燃料付着量を低下させることで燃焼性を向上させるが、吸気ポートへの燃料付着は完全に防げるものではない。 In other words, the first fuel injection is performed with almost no intake air flowing, so a high fuel pressure is set and the amount of fuel adhering to the intake port is reduced to improve the combustibility. Fuel adhesion cannot be completely prevented.
一方、クランキングの開始に伴い機関回転速度NEが上昇するにつれて、吸入空気の流速が速くなり、付着燃料が気化されることになるため、初回噴射以降も燃圧を高いまま維持すると、付着燃料(壁流)から気化した分の燃料が筒内に導入されることで、混合気がオーバーリッチとなり、初爆後の燃焼性が悪化し、機関回転速度NEの上昇が遅くなったり、機関回転速度NEが変動してしまうなど、始動性が悪化してしまう可能性がある。 On the other hand, as the engine speed NE increases with the start of cranking, the flow rate of the intake air increases and the attached fuel is vaporized. Therefore, if the fuel pressure remains high after the first injection, the attached fuel ( By introducing the fuel vaporized from the wall flow into the cylinder, the air-fuel mixture becomes overrich, the combustibility after the first explosion deteriorates, the increase in the engine speed NE slows down, and the engine speed There is a possibility that the startability is deteriorated, for example, the NE fluctuates.
そこで、上記実施形態では、初回噴射の終了後に目標燃圧PFtgを低下させることで、燃料噴射弁106から単位時間当たりに噴射される燃料量を減らし、クランキングの開始に伴う機関回転速度NEの上昇によって、付着燃料からの気化が進むようになっても、混合気がオーバーリッチになってしまうことを抑制し、初爆後の燃焼性を良好に維持できるようにしている。
Therefore, in the above embodiment, by reducing the target fuel pressure PFtg after the end of the initial injection, the amount of fuel injected from the
また、初回噴射後の2回目以降の噴射では、噴射タイミングが排気行程中などに設定され、噴射タイミングから燃焼(点火)されるまでの時間が初回噴射時に比べて長くなり、燃料の気化時間が確保されるので、壁流量を少なく維持でき、燃料圧力を低下させた状態で2回目以降の燃料噴射を実行しても、壁流分の影響を受け難い。 In the second and subsequent injections after the first injection, the injection timing is set during the exhaust stroke, and the time from the injection timing until combustion (ignition) is longer than that during the first injection, and the fuel vaporization time is increased. Therefore, even if the second and subsequent fuel injections are executed in a state where the fuel pressure is lowered, the wall flow rate is hardly affected.
尚、本実施形態では、2回目以降の噴射(2番目以降に吸気行程となる気筒への燃料噴射)を、排気行程や膨張行程中などの吸気バルブ105の閉弁状態で行わせるようにしたが、吸気バルブ105の開期間中に行わせてもよい。
In the present embodiment, the second and subsequent injections (fuel injection into the cylinder that will be in the intake stroke after the second) are performed in the closed state of the
また、アイドルストップ中に吸気行程途中で停止している気筒(吸気バルブ105が開状態に保持される気筒)において、ピストン位置が下死点に近いか、吸気バルブ105の閉時期IVCに近く、燃料噴射を行っても、残余の吸気行程で筒内に充分な量の燃料噴霧を導入できないと判断される場合には、次に吸気行程となる気筒を初回噴射気筒として設定し、燃料噴射を行わせることができる。
Further, in a cylinder that is stopped in the intake stroke during idle stop (a cylinder in which the
また、吸気行程途中の気筒を、ピストンが吸気上死点から下死点までの間で停止した気筒とし、当該気筒に対して再始動初回の燃料噴射を行わせることができる。
以上のように、上記実施形態によると、アイドルストップ開始条件成立後、内燃機関101が慣性で回転している間において、そのときの機関回転速度NEに応じた目標燃圧PFtgを設定して、該目標燃圧PFtgに実際の燃圧を追従変化させるので、内燃機関101が完全に停止する前に自動始動要求、即ち、運転者の車両を発進させる意思を検出したときに、そのときの機関回転速度NEでの再始動に適した燃圧で燃料噴射を行わせることができるので、機関回転が完全に停止する前に再始動要求が発生しても、燃料噴射量が過多となって空燃比がオーバーリッチとなって燃焼性が悪化することを抑制でき、再始動性を向上させることができる。
Further, the cylinder in the middle of the intake stroke may be a cylinder in which the piston is stopped between the intake top dead center and the bottom dead center, and the fuel injection at the first restart can be performed on the cylinder.
As described above, according to the above-described embodiment, after the idling stop start condition is satisfied, while the
また、上記実施形態では、アイドルストップ中の目標燃圧PFIStg、換言すれば、再始動時における初回噴射の燃圧を、初回噴射を行わせる気筒の吸気バルブ105の温度に応じて設定するから、初回燃料噴射の際に、吸気バルブ105に燃料噴霧が衝突することによって気化できる最適な燃料噴霧を形成することができ、初回燃料噴射での気化性能を向上させて、初爆での燃焼性を向上させることができる。
In the above embodiment, the target fuel pressure PFIStg during idling stop, in other words, the fuel pressure of the initial injection at the time of restart is set according to the temperature of the
また、上記実施形態では、内燃機関101の停止経過時間に対する吸気バルブ105の温度低下特性を、吸気バルブ105の開閉状態に応じて異なる特性に設定するので、開閉状態で放熱性が異なることに対応して、実際の温度を高精度に推定できる。
In the above embodiment, the temperature drop characteristic of the
更に、上記実施形態では、アイドルストップ終了条件が成立し、自動始動を開始させる際に、吸気行程途中で停止している気筒に対して初回の燃料噴射を行わせるので、吸気バルブ105上流側に気筒毎の燃料噴射弁106を備えた内燃機関101においても、初回噴射気筒の初爆までの時間を短縮することができ、機関始動時間の短縮、更には、車両の発進性能の向上を図ることができる。
Furthermore, in the above embodiment, when the idle stop termination condition is satisfied and the automatic start is started, the first fuel injection is performed on the cylinder that is stopped in the middle of the intake stroke. Also in the
また、上記実施形態では、再始動時の2回目以降の燃料噴射の際に、1回目よりも低い燃圧で燃料噴射を行わせるので、吸入空気の流速が殆ど零に近い状態で初回燃料噴射させたときの付着燃料が気化して、2回目以降の噴射燃料と共に筒内に導入されるときに、空燃比がオーバーリッチとなることを抑制でき、オーバーリッチによる燃焼性の悪化を抑制し、早期に始動を完了させることができる。 Further, in the above embodiment, since the fuel injection is performed at a fuel pressure lower than the first time at the second and subsequent fuel injections at the time of restart, the initial fuel injection is performed with the intake air flow velocity almost close to zero. When the adhering fuel is vaporized and introduced into the cylinder together with the second and subsequent injection fuels, the air-fuel ratio can be prevented from becoming over-rich, and the deterioration of combustibility due to over-rich can be suppressed. The start can be completed.
ところで、上記実施形態(第1実施形態)では、初回噴射終了後から始動完了までの期間(始動中)と、始動完了後の期間とを分けて、それぞれに異なる特性で目標燃料圧力PFtgを設定させたが、図10のフローチャート及び図11のタイムチャートに示す第2実施形態のように、ステップS525で初回の燃料噴射が終わっていると判断された場合に、始動が完了しているか否かを区別することなく、そのときの吸気バルブ105の温度に応じて目標燃圧PFtgを設定させることができる。
By the way, in the above embodiment (first embodiment), the target fuel pressure PFtg is set with different characteristics by dividing the period from the end of the initial injection to the completion of the start (during start) and the period after the start is completed. However, as in the second embodiment shown in the flowchart of FIG. 10 and the time chart of FIG. 11, if it is determined in step S525 that the initial fuel injection has been completed, whether or not the start has been completed. The target fuel pressure PFtg can be set according to the temperature of the
上記の吸気バルブ105の温度に応じて目標燃圧PFtgを設定させる機能が、始動後燃圧制御手段に相当する。
図10のフローチャートにおいて、ステップS525で初回の燃料噴射が終わっていると判断されると、ステップS611へ進み、再始動後(クランキング開始後)の運転継続時間と、内燃機関101の運転状態(機関負荷、機関回転速度NEなど)とに基づいて吸気バルブ105(傘部)の温度を推定する。
The function of setting the target fuel pressure PFtg according to the temperature of the
In the flowchart of FIG. 10, when it is determined in step S525 that the first fuel injection has been completed, the process proceeds to step S611, the operation continuation time after restart (after cranking starts), the operation state of the internal combustion engine 101 ( The temperature of the intake valve 105 (umbrella) is estimated based on the engine load, the engine speed NE, and the like.
ここでは、運転継続時間が長くなるほど吸気バルブ105(傘部)の温度としてより高い温度を推定し、高負荷・高回転時ほど、運転継続時間に対する推定温度の上昇速度を速く設定する。 Here, a higher temperature is estimated as the temperature of the intake valve 105 (umbrella part) as the operation continuation time becomes longer, and the rate of increase of the estimated temperature with respect to the operation continuation time is set faster as the load is higher and the rotation is higher.
次いで、ステップS612では、前記ステップS611で推定した吸気バルブ105の温度に応じて、再始動時の2回目以降の燃料噴射での燃料圧力を設定し、具体的には、吸気バルブ105の温度が低いほどより高い目標燃圧PFtgを設定させる。
Next, in step S612, the fuel pressure in the second and subsequent fuel injections at the time of restart is set according to the temperature of the
かかる構成では、再始動直後の吸気バルブ105の温度が低いときには、目標燃圧PFtgが高く設定されるため、燃料噴霧の貫通力(ペネトレーション)が高いため、吸気ポートに付着することを抑制できる。
In such a configuration, when the temperature of the
従って、吸入空気と共に燃料噴霧が筒内に導入され易くなり、壁面付着量を抑制しつつ燃焼に充分な混合気形成を行うことができ、燃焼性を向上させることができる。
また、燃焼回数が増大(機関回転速度NEが増加)して吸気バルブ105の温度が上昇するにつれて目標燃圧PFtgを低下させるので、燃料噴霧の貫通力(ペネトレーション)が弱まり、吸気ポート壁面への付着量が増大することで、燃料の付着領域を広げ、壁流を薄くでき、吸気ポートの熱を利用した付着燃料の気化を促進させ、気化性能を向上させることができる。
Accordingly, the fuel spray is easily introduced into the cylinder together with the intake air, and the air-fuel mixture can be formed sufficiently for combustion while suppressing the amount of wall surface adhesion, and the combustibility can be improved.
Further, since the target fuel pressure PFtg is lowered as the temperature of the
更に、吸気バルブ105の温度上昇に対して燃圧を漸減させることで、燃料噴射弁106における単位時間当たりの燃料噴射量が減少し、再始動初期での燃料噴射で壁面に付着した燃料が気化して筒内に導入されることによる空燃比のオーバーリッチ化を抑制することができ、始動性の悪化を抑制することができる。
Further, by gradually decreasing the fuel pressure with respect to the temperature rise of the
図11のタイムチャートは、図10のフローチャートに従って初回噴射完了後の目標燃圧PFtgを設定させた場合の燃圧変化を示す。
この図11に示すように、アイドルストップ開始判定(時刻t1)から初回噴射完了時点(時刻4)までは、第1実施形態と同様に、目標燃圧PFtgを設定させるが、初回噴射完了後(時刻4以後)は、時間経過に伴って吸気バルブ105の温度が上昇するにつれて、目標燃圧PFtgが漸減される。
The time chart of FIG. 11 shows the fuel pressure change when the target fuel pressure PFtg after the completion of the first injection is set according to the flowchart of FIG.
As shown in FIG. 11, the target fuel pressure PFtg is set from the idle stop start determination (time t1) to the initial injection completion time (time 4), as in the first embodiment, but after the initial injection is completed (time 4 and later), the target fuel pressure PFtg is gradually reduced as the temperature of the
上記第1,第2実施形態では、アイドルストップ状態において吸気行程途中で停止している気筒に対し、初回の燃料噴射を開始させるため、この初回に噴射させた燃料が筒内に導入され易くすれば、初爆の燃焼性(燃焼トルク)が向上することになる。そして、前記燃料噴霧の筒内への導入され易さは、アイドルストップ状態での吸気バルブ105の開口面積(バルブリフト量)をなるべく大きくすることで向上する。
In the first and second embodiments, since the first fuel injection is started for the cylinders that are stopped in the intake stroke in the idle stop state, the fuel injected for the first time is easily introduced into the cylinder. In this case, the combustibility (combustion torque) of the first explosion is improved. The ease of introducing the fuel spray into the cylinder is improved by increasing the opening area (valve lift amount) of the
そこで、初回噴射させる気筒での吸気バルブ105の開口面積(バルブリフト量)を増大させるためのバルブタイミング制御を実行する第3実施形態を、図12のフローチャートに従って以下に説明する。
A third embodiment for executing valve timing control for increasing the opening area (valve lift amount) of the
前記エンジン制御装置201は、図12のフローチャートに示すようにバルブリフト量制御手段としての機能を有している。
図12のフローチャートにおいて、まず、ステップS621では、アイドルストップ開始条件が成立し、燃料噴射が停止されたか否かを判断する。
The
In the flowchart of FIG. 12, first, in step S621, it is determined whether an idle stop start condition is satisfied and fuel injection is stopped.
そして、アイドルストップ開始条件が成立する前の内燃機関101の運転状態では、ステップS622〜625を迂回してステップS626へ進むことで、例えば、機関負荷及び機関回転速度NEに応じて目標バルブタイミングを設定し、可変バルブタイミング機構114を制御する。
Then, in the operating state of the
かかる可変バルブタイミング機構114の制御状態からアイドルストップ開始条件が成立すると、ステップS622へ進み、吸気バルブ105のバルブ作用角の中心位相が、上死点後90deg(ATDC90deg)に近づくように、バルブタイミングの進角制御を行う。
When the idle stop start condition is established from the control state of the variable
アイドルストップ開始条件が成立する直前の内燃機関101のアイドル状態では、吸気バルブ105のバルブ作用角の中心位相が上死点後90degよりも遅くなるように設定されるため、ステップS622では、バルブタイミングを進角変化させて中心位相を上死点後90degに近づける。
In the idle state of the
ステップS623では、ステップS622での制御によって実際の中心位相が上死点後90deg付近になったか否かを判断し、実際の中心位相が上死点後90deg付近になるまでステップS622での進角制御を継続させる。 In step S623, it is determined whether or not the actual center phase is near 90 deg after top dead center by the control in step S622, and the advance in step S622 is performed until the actual center phase is near 90 deg after top dead center. Continue control.
そして、実際の中心位相が上死点後90deg付近になると、ステップS624へ進み、可変バルブタイミング機構114のロック機構を作動させ、そのときのバルブタイミングにロックさせる。
When the actual center phase is around 90 deg after top dead center, the process proceeds to step S624, the lock mechanism of the variable
換言すれば、可変バルブタイミング機構114のロック機構は、中心位相が上死点後90deg付近になる中間位相状態でバルブタイミングをロックするように設定されている。
ステップS625では、アイドルストップ状態からの再始動時における初回の燃料噴射が完了したか否かを判断し、初回の燃料噴射が完了するまで、前記中心位相が上死点後90deg付近になる位置へのロック状態を保持させる。
In other words, the lock mechanism of the variable
In step S625, it is determined whether or not the first fuel injection at the time of restart from the idling stop state is completed, and the center phase is moved to a position near 90 deg after the top dead center until the first fuel injection is completed. Keep the locked state of.
初回の燃料噴射が完了すると、ステップS626へ進み、ロック状態を解除し、機関負荷及び機関回転速度NEに応じて目標バルブタイミングを設定し、可変バルブタイミング機構114を制御する状態に移行させることで、バルブタイミングを遅角変化させる。
When the first fuel injection is completed, the process proceeds to step S626, the locked state is released, the target valve timing is set according to the engine load and the engine speed NE, and the variable
即ち、初回の燃料噴射が完了すると、次回の燃料噴射の開始までに、バルブタイミングを遅角させることで、吸気ポートに付着した燃料の気化を抑制し、始動性及びその後の持続性を向上させる。 That is, when the first fuel injection is completed, the valve timing is delayed until the start of the next fuel injection, thereby suppressing the vaporization of the fuel adhering to the intake port and improving the startability and the subsequent sustainability. .
内燃機関101を自動停止させると、吸気行程途中で停止する気筒は、ピストン位置が上死点後90deg付近となる確率が高い。
そして、吸気バルブ105のバルブ作用角の中心位相は、吸気バルブ105のバルブリフト量が最も大きくなるタイミングであるから、中心位相が上死点後90deg付近となるようにバルブタイミングを制御すれば、吸気行程途中で停止した気筒の吸気バルブ105は、最も大きな開口面積(バルブリフト量)の状態になっていることになる。
When the
Since the central phase of the valve operating angle of the
内燃機関101が慣性で回転している間に、中心位相が上死点後90deg付近になるようにバルブタイミングを制御すれば、バルブタイミング変更におけるフリクションが小さく、アクチュエータの駆動負荷を小さくすることができる。
If the valve timing is controlled so that the center phase is around 90 deg after top dead center while the
中心位相を上死点後90deg付近にロックする機構を備えれば、アイドルストップ中に上死点後90deg付近の中心位相を確実に保持できるが、例えば油圧式の可変バルブタイミング機構において油圧の供給・ドレンを停止させることで、中心位相をアイドルストップ中に保持できる場合には、可変バルブタイミング機構がロック機構を備えない構成であってもよい。 If a mechanism that locks the center phase around 90 deg after top dead center is provided, the center phase around 90 deg after top dead center can be reliably maintained during idle stop. For example, in the hydraulic variable valve timing mechanism, the supply of hydraulic pressure If the center phase can be maintained during idle stop by stopping the drain, the variable valve timing mechanism may not include the lock mechanism.
更に、アクチュエータとして応答性の高い電動アクチュエータを用いる可変バルブタイミング機構を備える場合には、アイドルストップ終了条件の成立を判断した時点から、中心位相を上死点後90deg付近に向けて変化させるようにバルブタイミングを進角制御することが可能である。 Further, when a variable valve timing mechanism using an electrically responsive actuator is used as the actuator, the center phase is changed toward about 90 deg after top dead center from the time when it is determined that the idle stop end condition is satisfied. It is possible to advance the valve timing.
この場合、1回目の噴射開始時点で吸気バルブ105の開口面積(バルブリフト量)が最大でないとしても、燃料噴射の継続中に、バルブタイミングが進角変化して開口面積(バルブリフト量)が増大変化することになる。
In this case, even if the opening area (valve lift amount) of the
上記のように、吸気行程途中で停止する気筒の吸気バルブ105の開口面積が大きくなるように、バルブタイミングを進角制御すれば、1回目に噴射された燃料が筒内に導入され易くなり、初爆の燃焼性が向上し、始動完了までの時間を短縮することができる。
As described above, if the valve timing is advanced so that the opening area of the
尚、バルブタイミング制御における目標を、吸気行程途中で停止する気筒のピストン位置に限定するものではなく、前記ピストン位置付近(例えば上死点後70deg〜120deg)に目標を設定することができ、遅角方向にバルブタイミングを制御する場合もあり得る。 The target in the valve timing control is not limited to the piston position of the cylinder that stops in the middle of the intake stroke, but the target can be set near the piston position (for example, 70 deg to 120 deg after top dead center). The valve timing may be controlled in the angular direction.
図13は、前記バルブタイミングの進角制御による作用を説明するための図であり、例えば、上記進角制御を行わない場合のバルブタイミングが、図13中の点線で示す設定であったとすると、吸気行程途中のATDC90degで停止した気筒では、アイドルストップ状態でバルブリフト量VL1の開状態を保持することになる。 FIG. 13 is a diagram for explaining the effect of the advance timing control of the valve timing. For example, when the valve timing when the advance angle control is not performed is the setting indicated by the dotted line in FIG. In the cylinder stopped at ATDC 90 deg in the middle of the intake stroke, the valve lift amount VL1 is kept open in the idle stop state.
これに対し、ATDC90degが中心位相になるように進角すれば、吸気行程途中のATDC90degで停止した気筒では、アイドルストップ状態でバルブリフト量VL2の開状態を保持することになり、この最も大きなバルブリフト量VL2で開いている吸気バルブ105に向けて燃料を噴射させれば、燃料が筒内に導入され易くなり、初爆の燃焼性が向上する。
On the other hand, if the advance is made so that ATDC 90 deg becomes the center phase, the cylinder stopped at ATDC 90 deg in the middle of the intake stroke will keep the valve lift amount VL2 open in the idle stop state, and this largest valve If the fuel is injected toward the
図13中の点線で示す設定でのATDC90degにおけるバルブリフト量VL1よりもバルブリフト量を大きくできればよく、中心位相をATDC90degよりも進角させてもバルブリフト量を大きくすることが可能である。 It suffices if the valve lift amount can be made larger than the valve lift amount VL1 at ATDC 90 deg in the setting shown by the dotted line in FIG. 13, and the valve lift amount can be increased even if the central phase is advanced from ATDC 90 deg.
図14は、前記バルブタイミング制御を行った場合の吸気バルブ105の開時期IVOの変化を示すタイムチャートであり、アイドルストップ開始判定がなされた時点(時刻t1)からバルブタイミングの進角制御が行われ、停止移行期間(時刻t1〜時刻t2)では開時期IVOが徐々に進角変化する。
FIG. 14 is a time chart showing the change in the opening timing IVO of the
尚、停止移行期間内で目標のバルブタイミングにまで到達しなかった場合には、回転停止直前でのバルブタイミングでアイドルストップ中の開状態が決定されることになる。
内燃機関101の回転が停止すると、吸気バルブ105の開閉が停止され、前記進角制御によって、吸気行程途中で停止した気筒の吸気バルブ105は、バルブリフト量が大きな状態に保持されることになる。
If the target valve timing is not reached within the stop transition period, the open state during idle stop is determined at the valve timing immediately before the rotation stop.
When the rotation of the
そして、アイドルストップ終了判定が時刻t3でなされ、更に、吸気バルブ105が開いている気筒における初回の燃料噴射が終了する時刻t4までは、停止移行期間で進角させたバルブタイミングを保持させ、初期の燃料噴射が完了すると、バルブタイミングを遅角させて、そのときの負荷・回転速度に見合ったバルブタイミングにまで戻すようにする。
Then, the idling stop end determination is made at time t3, and further, the valve timing advanced during the stop transition period is held until the time t4 when the first fuel injection in the cylinder in which the
上記第3実施形態では、可変バルブタイミング機構114によって、吸気バルブ105の中心位相を上死点後90degに近づけるバルブタイミングの進角制御を行うことで、1回目に燃料噴射される気筒での噴射中のバルブ開口面積を増大させるようにしたが、可変バルブリフト機構113を備える内燃機関101では、アイドルストップ開始条件の成立後の内燃機関101が慣性で回転している間に、バルブリフト量(最大バルブリフト量)を増大させる制御を行わせることで、吸気行程途中で停止した気筒の吸気バルブ105の開口面積が大きくすることができる。
In the third embodiment, the variable
即ち、バルブタイミングを変更しなくても、可変バルブリフト機構113を、バルブリフト量が増大する方向に制御すれば、吸気行程途中で停止した気筒の吸気バルブ105の開口面積が大きくなり、1回目に噴射された燃料が筒内に導入され易くなり、初爆の燃焼性が向上し、始動完了までの時間を短縮することができる。
That is, even if the valve timing is not changed, if the variable
即ち、図15に示すように、時刻t1から時刻t2までの停止移行期間において、可変バルブリフト機構113をバルブリフト量が増大する方向に制御し、時刻t2から時刻t3までのアイドルストップ状態でその状態を保持し、時刻t4で初回の燃料噴射が完了すると、次回の燃料噴射が開始されるまでの間にバルブリフト量を減らし、吸気ポートに付着した燃料の気化を抑制し、始動性及びその後の持続性を向上させる。
That is, as shown in FIG. 15, in the stop transition period from time t1 to time t2, the variable
尚、バルブリフト量制御における目標を、バルブリフト量の可変範囲の最大値に限定するものではなく、バルブリフト量を増大変化させる目標であればよい。
ここで、本実施形態のように、可変バルブタイミング機構114及び可変バルブリフト機構113を備える場合には、バルブタイミングの進角制御と、バルブリフト量の増大制御との双方を実行することで、吸気バルブ105の開口面積をより大きくすることができ、1回目に噴射される燃料が筒内により導入され易くなる。
The target in the valve lift amount control is not limited to the maximum value in the variable range of the valve lift amount, but may be any target that increases and changes the valve lift amount.
Here, when the variable
ところで、吸気行程途中で停止した気筒に対する再始動時における燃料噴射は、必要量を1回の噴射で供給する構成であっても良いし、必要量を複数回に分けて断続的に噴射させる構成であってもよい。 By the way, the fuel injection at the time of restart for the cylinder stopped in the middle of the intake stroke may be configured to supply the necessary amount by one injection, or the necessary amount is intermittently injected in a plurality of times. It may be.
必要量を複数回に分けて噴射するようにし、短いパルス幅での噴射を繰り返すと、燃料噴霧の速度が低下するため、噴射した燃料のうち吸気ポート内に浮遊する燃料分が増大し、吸気ポートの壁面に付着する燃料分を減らすことができる。 If the required amount is divided into multiple injections and the injection with a short pulse width is repeated, the speed of fuel spray decreases, so the amount of fuel floating in the intake port of the injected fuel increases, and the intake air The amount of fuel adhering to the wall surface of the port can be reduced.
更に、アイドルストップ中は前記目標燃圧PFIStgに実際の燃料圧力が制御され、初回の燃料噴射は前記目標燃圧PFIStgの高圧状態で行われるから、燃料噴霧の微粒化が促進され、前記複数回に分けた噴射でより細かい燃料噴霧が吸気ポート内に浮遊することになり、前記目標燃料圧力PFIStgによる燃圧制御と複数回に分けた噴射とを組み合わせることで、壁面への燃料付着をより減少させ、燃料噴霧の気化をより促進させることができる。 Furthermore, during the idle stop, the actual fuel pressure is controlled to the target fuel pressure PFIStg, and the first fuel injection is performed at a high pressure state of the target fuel pressure PFIStg. Fine fuel spray floats in the intake port by the injection, and by combining the fuel pressure control by the target fuel pressure PFIStg and the injection divided into multiple times, the fuel adhesion to the wall surface is further reduced, and the fuel The vaporization of spray can be further promoted.
尚、複数回に分けて噴射させる際の分割噴射回数は、回数が多いほど(1回当たりの噴射時間が短いほど)噴霧速度が低下し、付着燃料分を減らすことができるが、分割回数を増やすことで、噴射から次の噴射までのインターバル時間の総和が大きくなって噴射完了までの時間が長くなり、また、1回当たりの噴射時間が短くなると、燃料の計量精度が低下する。 It should be noted that the number of divided injections when performing the injection divided into a plurality of times is such that the greater the number of times (the shorter the injection time per time), the lower the spray speed and the less the fuel adhering. By increasing the total time of the interval from one injection to the next, the time until the completion of the injection becomes longer, and when the injection time per injection becomes shorter, the fuel measurement accuracy decreases.
従って、初回の燃料噴射量を、吸気バルブ105が閉弁するまでの期間内で噴射することができ、かつ、噴射パルス幅に対して噴射量が比例的に変化する直線性領域の最小噴射量(噴射パルス幅に対する噴射量の特性ばらつきがない最小噴射量)以上の噴射パルス幅で1回当たりの噴射を行えるような分割回数に設定することが好ましい。
Therefore, the first fuel injection amount can be injected within the period until the
このようにして分割噴射回数を設定すれば、分割噴射回数をなるべく多く設定しつつ噴射精度を維持できるので、壁面への燃料の付着を抑制して要求の燃料量を噴射させることができる。 By setting the number of divided injections in this way, it is possible to maintain the injection accuracy while setting the number of divided injections as much as possible, so that the required amount of fuel can be injected while suppressing the adhesion of fuel to the wall surface.
尚、吸気バルブ105や吸気ポート壁面などの温度が低い条件では、気化性能が低下するので、より分割噴射回数を多くすることが好ましく、例えば、吸気バルブ105の温度や機関101の冷却水温度などから、温度が低いほど分割噴射回数をより多くすることができる。
Note that, when the temperature of the
また、初回の燃料噴射において、吸気ポート壁面への燃料付着を抑制し、より多くの燃料を筒内に導入させるための手段として、噴霧形状の切り替えを実行させることができる。 Further, in the first fuel injection, the spray shape can be switched as a means for suppressing fuel adhesion to the intake port wall surface and introducing more fuel into the cylinder.
具体的には、燃料噴射弁106の噴霧角を切り替えるものであり、アイドルストップ状態からの再始動における初回噴射時には、噴霧角を狭角に設定し、2回目以降の噴射時には、噴霧角を広角にすることで、始動性の向上とその後の運転持続性が確保される。
Specifically, the spray angle of the
噴霧角の切り替え可能な燃料噴射弁としては、例えば、特開2000−097128号公報に開示されるように、燃料圧力によって噴霧角が変化する燃料噴射弁や、特開2006−022713号公報に開示されるように、電磁弁の開閉制御(アクチュエータの制御)によって噴霧角を変更できる燃料噴射弁を用いたりすることができる。 As a fuel injection valve in which the spray angle can be switched, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-097128, a fuel injection valve whose spray angle changes depending on the fuel pressure, or disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-022713. As described above, it is possible to use a fuel injection valve that can change the spray angle by opening / closing control of the electromagnetic valve (control of the actuator).
上記実施形態では、内燃機関101における燃料噴射弁106が吸気バルブ105の上流側に設けられる構成としたが、燃料噴射弁106が筒内に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式内燃機関において、アイドルストップ開始条件の成立に基づき、内燃機関101の運転中とは異なるアイドルストップ中の目標燃圧に向けて変化させる場合に、停止移行期間においてそのときの機関回転速度NEに応じた燃圧に制御させることができる。
In the above embodiment, the
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
(イ)吸気バルブのバルブタイミング及び/又は最大バルブリフト量を可変にする可変動弁機構を備え、かつ、燃料噴射弁が前記吸気バルブの上流側に配置される内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関を所定停止条件で停止させ、かつ、所定始動条件で再始動させる自動停止手段と、
前記自動停止において吸気行程途中で停止した気筒に対して、再始動時の初回の燃料噴射を行わせる燃料噴射開始手段と、
前記吸気行程途中の停止状態における吸気バルブのバルブリフト量を増大させるように、前記所定停止条件の成立後に前記可変動弁機構を制御するバルブリフト量制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
Here, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiment will be described together with effects.
(A) A control device for an internal combustion engine that includes a variable valve mechanism that varies a valve timing and / or a maximum valve lift amount of an intake valve, and in which a fuel injection valve is disposed upstream of the intake valve. ,
Automatic stop means for stopping the internal combustion engine under a predetermined stop condition and restarting under a predetermined start condition;
Fuel injection starting means for performing the first fuel injection at the time of restart for the cylinder stopped during the intake stroke in the automatic stop;
Valve lift amount control means for controlling the variable valve mechanism after the predetermined stop condition is satisfied so as to increase the valve lift amount of the intake valve in a stopped state during the intake stroke;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
上記構成では、所定停止条件の成立後に可変動弁機構を制御することで、吸気行程途中の停止状態における吸気バルブのバルブリフト量を増大させるから、再始動時に、吸気行程途中で停止した気筒の筒内に燃料が導入され易くなり、燃焼性が向上する。
(ロ)燃料噴射弁が吸気バルブの上流側に配置される内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関を所定停止条件で停止させ、かつ、所定始動条件で再始動させる自動停止手段と、
前記吸気バルブの温度を検出又は推定する温度検出手段と、
前記自動停止中における燃料圧力を、前記吸気バルブの温度に応じて可変に制御する停止中燃圧制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
In the above configuration, by controlling the variable valve mechanism after the predetermined stop condition is satisfied, the valve lift amount of the intake valve in the stop state during the intake stroke is increased. The fuel is easily introduced into the cylinder, and the combustibility is improved.
(B) a control device for an internal combustion engine in which the fuel injection valve is disposed upstream of the intake valve;
Automatic stop means for stopping the internal combustion engine under a predetermined stop condition and restarting under a predetermined start condition;
Temperature detecting means for detecting or estimating the temperature of the intake valve;
A fuel pressure control means during stop that variably controls the fuel pressure during the automatic stop according to the temperature of the intake valve;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
上記構成では、吸気バルブの温度による気化性能の違いに対応して、停止中の燃圧が適切な値に制御され、再始動初回の噴射による燃焼性を向上できる。
(ハ)前記自動停止中における燃料圧力を、前記所定始動条件での再始動時の最初の燃料噴射完了まで保持させる燃圧保持手段を設けたことを特徴とする請求項1,2又は(ロ)記載の内燃機関の制御装置。
In the above configuration, the fuel pressure during stoppage is controlled to an appropriate value corresponding to the difference in vaporization performance due to the temperature of the intake valve, and the combustibility by the first injection at the restart can be improved.
(C) Fuel pressure holding means for holding the fuel pressure during the automatic stop until completion of the first fuel injection at the time of restart under the predetermined starting condition is provided. The internal combustion engine control device described.
上記構成によると、再始動時の最初の燃料噴射を最適な圧力で行わせ、その後の2回目以降の噴射での燃圧要求値に制御させることができる。
(ニ)前記再始動時の最初の燃料噴射完了後の燃圧を、吸気バルブの温度に応じて可変に制御する始動後燃圧制御手段を設けたことを特徴とする請求項(ハ)記載の内燃機関の制御装置。
According to the above configuration, the first fuel injection at the time of restart can be performed at the optimum pressure, and the fuel pressure required value in the second and subsequent injections can be controlled thereafter.
(D) an internal combustion fuel pressure control means for variably controlling the fuel pressure after completion of the first fuel injection at the time of restart according to the temperature of the intake valve; Engine control device.
上記構成によると、始動後の燃料圧力を、吸気バルブの温度による気化性能の違いに対応して適切に制御できる。
(ホ)車両停止中に自動停止要求が発生した時に、吸気通路に備えた燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して内燃機関を自動停止する自動停止手段と、
前記自動停止中に自動始動要求が発生してから前記燃料噴射弁からの燃料噴射を開始して自動始動を行う自動始動手段を備えた内燃機関の制御装置において、
前記自動停止中に第1所定燃料圧力となるように燃料圧力を制御する停止時燃料圧力制御手段と、
前記自動始動要求に基づいて、機関回転開始前に前記第1所定燃料圧力に制御されている状態で前記燃料噴射弁からの燃料噴射を開始する燃料噴射開始手段と、
前記自動始動要求に基づく機関回転開始後に燃料圧力を前記第1所定燃料圧力よりも低い第2所定燃料圧力となるように燃料圧力を制御する自動始動時燃料圧力制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
According to the above configuration, the fuel pressure after startup can be appropriately controlled in accordance with the difference in vaporization performance due to the temperature of the intake valve.
(E) automatic stop means for automatically stopping the internal combustion engine by stopping fuel injection from the fuel injection valve provided in the intake passage when an automatic stop request is generated while the vehicle is stopped;
In the control device for an internal combustion engine comprising automatic start means for starting automatic fuel injection from the fuel injection valve after an automatic start request is generated during the automatic stop,
Stop fuel pressure control means for controlling the fuel pressure so as to be the first predetermined fuel pressure during the automatic stop;
Fuel injection start means for starting fuel injection from the fuel injection valve in a state where the first predetermined fuel pressure is controlled before the engine rotation starts based on the automatic start request;
Fuel pressure control means at the time of automatic start for controlling the fuel pressure so that the fuel pressure becomes a second predetermined fuel pressure lower than the first predetermined fuel pressure after the start of engine rotation based on the automatic start request;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
上記構成によると、機関回転開始前の吸気流速の遅い状態に適した高い燃料圧力で最初の燃料噴射を行わせることができ、更に、回転開始後の吸気流速が速くなったときには、燃料圧力を低下させることで過剰な燃料噴射を抑止し、始動性及び運転継続性を向上させることができる。 According to the above configuration, the first fuel injection can be performed at a high fuel pressure suitable for a state in which the intake air flow velocity before the engine rotation starts is low, and when the intake air flow velocity after the rotation starts increases, the fuel pressure is reduced. By reducing the amount, excessive fuel injection can be suppressed, and startability and operation continuity can be improved.
101…内燃機関、102…吸気管、105…吸気バルブ、106…燃料噴射弁、113…可変バルブリフト機構(可変動弁機構)、114…可変バルブタイミング機構、201…エンジン制御装置、143…燃料ポンプ、144…燃圧センサ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記内燃機関の停止中は前記燃料噴射弁に供給される燃料圧力が前記内燃機関の運転中よりも高くなるように前記電動式の燃料ポンプを制御し、
前記内燃機関の停止処理の開始から前記内燃機関の回転が停止するまでの停止移行期間では、停止中の燃料圧力よりも低い範囲で機関回転速度が低下するに従って燃料圧力がより高くなるように機関回転速度に応じて前記電動式の燃料ポンプを制御し、
前記所定始動条件で前記内燃機関を再始動させる場合に、吸気行程途中で停止していた気筒に対して初回の燃料噴射を行わせ、
前記吸気行程途中の停止状態における前記吸気バルブのバルブリフト量を増大させるように前記所定停止条件の成立後に前記可変動弁機構を制御する、内燃機関の制御装置。 An internal combustion engine that is stopped under a predetermined stop condition and restarted under a predetermined start condition, wherein a variable valve mechanism that varies at least one of a valve timing and a maximum valve lift amount of the intake valve, and an upstream side of the intake valve In an internal combustion engine comprising a fuel injection valve provided in a side intake pipe, and an electric fuel pump that pumps fuel to the fuel injection valve ,
Controlling the electric fuel pump so that the fuel pressure supplied to the fuel injection valve is higher during operation of the internal combustion engine than during operation of the internal combustion engine;
In the stop transition period from the start of the stop process of the internal combustion engine to the stop of the rotation of the internal combustion engine, the engine is configured such that the fuel pressure increases as the engine speed decreases in a range lower than the fuel pressure during the stop. Controlling the electric fuel pump according to the rotational speed;
When the internal combustion engine is restarted under the predetermined start condition, the first fuel injection is performed on the cylinder that has been stopped during the intake stroke,
A control apparatus for an internal combustion engine , which controls the variable valve mechanism after the predetermined stop condition is satisfied so as to increase a valve lift amount of the intake valve in a stop state during the intake stroke .
前記内燃機関の停止中は前記燃料噴射弁に供給される燃料圧力が前記内燃機関の運転中よりも高くなるように前記電動式の燃料ポンプを制御し、
前記内燃機関の停止処理の開始から前記内燃機関の回転が停止するまでの停止移行期間では、停止中の燃料圧力よりも低い範囲で機関回転速度が低下するに従って燃料圧力がより高くなるように機関回転速度に応じて前記電動式の燃料ポンプを制御する、内燃機関の制御装置。 An internal combustion engine that is stopped under a predetermined stop condition and restarted under a predetermined start condition, wherein a fuel injection valve is provided in an intake pipe upstream of the intake valve, and fuel is pumped to the fuel injection valve by an electric fuel pump. In an internal combustion engine
Controlling the electric fuel pump so that the fuel pressure supplied to the fuel injection valve is higher during operation of the internal combustion engine than during operation of the internal combustion engine;
In the stop transition period from the start of the stop process of the internal combustion engine to the stop of the rotation of the internal combustion engine, the engine is configured such that the fuel pressure increases as the engine speed decreases in a range lower than the fuel pressure during the stop. A control device for an internal combustion engine , which controls the electric fuel pump according to a rotational speed .
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