KR100741670B1 - 내연 기관의 시동 장치 - Google Patents

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아쯔시 미쯔호리
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쇼오따 하마네
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Abstract

본 발명은 연소 시동을 채용하는 경우에, 연료의 압력 저하에 기인하는 시동 불량을 회피하여, 기관을 확실하게 시동시키는 것을 과제로 한다.
기관의 시동 시에, 연료의 압력(Pfuel)이 소정의 값(P1) 이상일 때에 한하여, 연소 시동을 채용한다(S102, S103). 그 이외일 때에는 연소 시동의 채용을 금지하고, 바람직하게는 시동 장치에 의한 시동을 채용한다(S104).
엔진, 실린더 헤드, 연소실, 크랭크 샤프트, 연료 분사기, 점화 스위치, 연료 배관

Description

내연 기관의 시동 장치{STARTER FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 내연 기관의 구성도.
도2는 크랭크각 센서로부터의 출력에 대한 위치 카운터의 변화를 나타내는 도면.
도3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 시동 제어 루틴의 흐름도.
도4는 연소 시동 허가 압력(P1)의 테이블 데이터.
도5는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 공회전 정지 제어 루틴의 흐름도.
도6은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 공회전 정지 제어 루틴의 흐름도.
도7은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 시동 제어 루틴의 흐름도.
도8은 기관의 정지 후에서의 연료압(Pfuel)의 변화도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 엔진
11 : 실린더 블록
12 : 피스톤
13 : 실린더 헤드
14 : 연소실
15 : 커넥팅 로드
16 : 크랭크 아암
17 : 크랭크 샤프트
18 : 흡기 포트
19 : 흡기 밸브
20 : 배기 포트
21 : 배기 밸브
22 : 연료 분사기
23 : 점화 플러그
31 : 엔진 제어 유닛
41 : 액셀 센서
42, 43 : 단위각 센서
44 : 기준각 센서
45 : 냉각수 온도 센서
46 : 연료압 센서
47 : 점화 스위치
48 : 스타트 스위치
61 : 단위각 검출용 회전자
71 : 연료 배관
72 : 연료 펌프
73 : 시동 장치
[문헌 1] 일본 특허 공개 평02-271073호 공보
본 발명은 내연 기관의 시동 장치에 관한 것으로, 상세하게는 전기 모터 등을 채용한 시동 장치에 상관없이, 특정 기통에서의 연소에 의해 기관을 시동시키는 기술에 관한 것이다.
시동 장치에 상관없이, 이른바 시동 장치가 없는 시동 기술로서, 다음의 것이 알려져 있다. 즉, 기관 시동 시에, 전회의 정지 시에 팽창 행정에서 정지한 기통을 판정하는 동시에, 판정한 기통에서 연소를 발생시켜, 이 연소를 계기로 하여 기관을 회전시켜 시동시키는 것이다(특허 문헌 1).
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평02-271073호 공보(2 페이지 좌상란 제7 내지 14행)
그러나, 이 시동 기술(이하「연소 시동」이라 함)을, 이른바 직접 분사 엔진에 채용한 경우는 다음의 것이 문제가 된다. 즉, 직접 분사 엔진에서는 연료 분사기로 연료를 송입하기 위한 연료 펌프로서 고압식의 것이 채용되지만, 이 연료 펌프는 연료의 높은 압력을 형성할 필요가 있어, 캠 샤프트 등에 연결되어 엔진의 출력에 의해 구동되는 것이 일반적이다. 엔진의 정지 후, 연료 분사 시스템에서의 연료의 압력은 정지 전의 높은 압력을 구조상 유지할 수 없어, 시간의 경과에 수반하여 서서히 저하해 간다. 여기에서, 엔진의 정지 시로부터 긴 시간이 경과하여 연료의 압력이 특정의 일정한 압력을 초과하여 저하되었을 때에는, 이 엔진의 다음회의 시동 시에, 연료 분사기의 분사 압력을 충분히 얻을 수 없으므로(연료의 압력을 복귀시키기 위해서는 엔진의 시동이 전제가 됨), 분사된 연료의 기화가 충분한 것이 되지 않아, 양호하게 시동시킬 수 없는 경우가 고려된다.
소정의 공회전 정지 조건의 성립에 의해, 점화 스위치를 온(ON)으로 한 상태에서 엔진을 일시적으로 정지시키는 공회전 정지를 행하는 사양의 것이 알려져 있으나, 이 사양을 채용한 경우도 공회전 정지 후의 재시동에 대해, 이것과 동일한 문제가 존재한다.
본 발명은 연소 시동이 채용되는 내연 기관에 있어서, 연료의 압력 저하에 기인하는 시동 불량을 회피하여 기관을 확실하게 시동시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 내연 기관의 시동 장치를 제공한다. 본 발명에 관한 장치는 기관의 출력에 의해 구동되는 연료 펌프와, 이 연료 펌프에 의해 송출된 연료를 연소실 내로 직접 분사하는 연료 분사기와, 이 연료 분사기에 의해 분사된 연료를 착화시키기 위한 점화 플러그를 포함하여 구성되는 내연 기관에 설치되고, 특정 기통에서의 연료 분사기에 의한 연료의 분사 및 점화 플러그에 의한 연료의 착화에 의해 회전시켜, 기관을 시동시키는 내연 기관의 시동 장치이며, 기관의 시동 시에 연료 분사기에 공급되는 연료의 압력을 검출하여, 이 검출된 연료의 압력이 소정의 압력 이상일 때에 한하여, 특정한 기통에 대해 연료를 분사시키는 동시에, 이 분사된 연료를 착화시켜 기관을 시동시키는 것이다.
이하에 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 내연 기관(이하「엔진」이라 함)(1)의 구성을 나타내고 있다. 엔진(1)은 이른바 직접 분사식의 가솔린 엔진이다.
실린더 블록(11)에는 피스톤(12)이 삽입되어 있으며, 피스톤(12)의 크라운면(121)과 실린더 헤드(13)의 하면 사이에 형성되는 공간이 연소실(14)이 된다. 피스톤(12)은 커넥팅 로드(15) 및 크랭크 아암(16)을 거쳐서 크랭크 샤프트(17)에 연결되어 있으며, 피스톤(12)의 왕복 운동에 연동하여 크랭크 샤프트(17)가 회전한다. 본 실시 형태에서는 기통 중심축(m)을 포함하는 도1의 단면에서, 피스톤 보스의 중심(122)을 기통 중심축(m) 상에 설정하고 있지만, 피스톤 보스의 중심(122)은 이 단면에서, 커넥팅 로드(15)와 크랭크 아암(16)과의 연결부(c)가 이 중심(122)을 통과하고, 또한 기통 중심축(m)에 대해 평행한 직선 위를 상사점 전에 통과하는 위치에 오프셋시켜 설정해도 좋다.
실린더 헤드(13)에는 기통 중심축(m)을 기준으로 한 일측에 흡기 포트(18)가 형성되어 있으며, 흡기 포트(18)는 도시하지 않은 흡기 매니폴드와 접속하여 흡기 통로를 형성하고 있다. 흡기 포트(18)는 흡기 밸브(19)에 의해 개방 및 차단된다. 한편, 기통 중심축(m)을 기준으로 한 다른 측에 배기 포트(20)가 형성되어 있으며, 배기 포트(20)는 도시하지 않은 배기 매니폴드와 접속하여 배기 통로를 형성하고 있다. 배기 포트(20)는 배기 밸브(21)에 의해 개방 및 차단된다. 흡기 포트(18) 및 배기 포트(20)는 각 기통에 대해 2개씩, 기통 배열 방향으로 나란히 설치되어 있다. 흡기 밸브(19) 및 배기 밸브(21)는 각 밸브(19, 21)의 상방에 설치된 도시하지 않은 흡기 캠 및 배기 캠에 의해 각각 구동된다.
또한, 실린더 헤드(13)에는 연료 공급용의 연료 분사기(22)가 연료실(14)을 향하게 하여 설치되어 있으며, 이 연료 분사기(22)에 의해, 연료실(14)에 연료가 직접 분사된다. 본 실시 형태에서는 연료 분사기(22)는 2개의 흡기 포트(18, 18) 사이에 배치되어 있으며, 연소실(14)에 대해 측방으로부터 연료가 분사된다. 연료 분사기(22)로는 도시하지 않은 연료 탱크에 접속된 연료 배관(71)을 거쳐서 연료 펌프(72)에 의해 압축된 연료가 송입된다. 본 실시 형태에서는, 이 연료 펌프(72)는 캠 샤프트(도시 생략)의 일단부에 연결되어 있으며, 엔진(1)의 출력에 의해 구동된다. 또한, 기통 중심축(m) 상에, 연료 분사기(22)에 의해 분사된 연료를 착화시키기 위한 점화 플러그(23)가 설치되어 있다. 연료 분사기(22)[및 연료 펌프(72)] 및 점화 플러그(23)의 동작은 후술하는 엔진 제어 유닛(31)에 의해 제어된다.
엔진(1)의 운전은 엔진 제어 유닛(이하「ECU」라 함)(31)에 의해 통합적으로 제어된다. ECU(31)에는 액셀 개방도를 검출하는 액셀 센서(41)로부터의 신호, 크랭크각 센서(42 내지 44)로부터의 신호(이것을 기초로, 엔진 회전수를 산출할 수 있음), 냉각수 온도를 검출하는 온도 센서(45)로부터의 신호 및 연료 배관(71) 내의 연료의 압력(이하, 「연료압」이라함)을 검출하는 압력 센서(46)로부터의 신호 등이 입력되는 동시에, 점화 스위치(47) 및 스타트 스위치(48)로부터의 신호가 입 력된다. ECU(31)는 이들의 신호를 기초로, 연료 분사기(22)의 분사량 및 분사 시기와 점화 플러그(23)의 점화 시기를 연산하여 설정된다.
본 실시 형태에서는 엔진(1)의 정지 시에 크랭크 샤프트(17)의 정확한 정지 위치를 검출하기 위해, 크랭크각 센서로서 3개의 센서(42 내지 44)가 설치되어 있다. 이들 중, 2개의 센서(42, 43)는 크랭크 샤프트(17)에 부착된 제1 회전자(61)에 대해 설치되어 있다. 이 제1 회전자(61)에는 외주에 30도의 간격으로 요철(凹凸)이 형성되어 있으며, 센서(42, 43)는 이 요철에 따라서 크랭크각으로 30도마다 위치 신호를 출력한다. 또한, 센서(42, 43)는 크랭크 샤프트(17)를 중심으로 하여 주위 방향으로 15도만큼 어긋나게 하여 배치되어 있으며, 서로 15도씩 위상을 어긋나게 하여 이 위치 신호를 출력한다. 나머지 1개의 센서(44)는 캠 샤프트에 부착된 제2 회전자(도시 생략)에 대해 설치되어 있다. 이 제2 회전자에는 외주에 1개의 돌기가 형성되어 있으며, 센서(44)는 이 돌기의 통과에 수반하여 크랭크각으로 720도마다 기준 신호를 출력한다. 이 크랭크각 센서(42 내지 44)에 의해, 15도의 정밀도로 크랭크 샤프트(17)의 정지 위치를 검출할 수 있다. ECU(31)는 다음회의 시동 시에, 검출한 정지 위치를 기초로 전회의 정지 시에 팽창 행정에서 정지한 기통을 판정하는 동시에, 판정한 기통에서 연소를 발생시키고, 이 연소를 계기로 하여 엔진(1)을 회전시켜 시동시킨다. 엔진 회전수는 센서(42, 43)로부터의 위치 신호를 소정의 기간에 걸쳐 카운트하거나, 센서(44)로부터의 기준 신호의 발생 주기를 측정하여 검출할 수 있다. 또, 본 발명에 관하여, 기관의「정지」라 할 때는 점화 스위치가 오프(OFF)가 되는 통상의 정지 외에, 소정의 공회전 정지 조건의 성 립에 의해 점화 스위치가 온이 된 상태에서 엔진을 정지시키는 공회전 정지를 포함한다.
또한, 본 실시 형태에서는 엔진(1)의 시동 방법으로서, 연소를 계기로 하는 연소 시동을 채용하는 동시에, 이 방법에 의해 양호하게 시동시킬 수 없는 경우를 고려하여, 전기 모터에 의해 작동하는 시동 장치(73)를 설치하고 있다.
다음에, 크랭크각 센서(42 내지 44)에 의한 크랭크 샤프트(17)의 정지 위치의 검출에 대해 도2에 의해 설명한다.
도2는 엔진(1)의 정지 시에서의 크랭크각 센서(42 내지 44)의 출력 파형을 나타내고 있다.
ECU(31)에는 1 내지 48의 값을 취하는 위치 카운터(CNT)가 설정되어 있으며, ECU(31)는 정지 시에서의 이 위치 카운터(CNT)의 값에 의해 크랭크 샤프트(17)의 정지 위치를 검출한다. 전술한 바와 같이, 센서(42, 43)로부터의 위치 신호(POS1, POS2)는 30도마다, 또한 서로 15도씩 위상을 어긋나게 하여 입력된다. 위치 카운터(CNT)는 기준 신호(REF)를 입력한 다음의 위치 신호(여기에서는, POS1)의 입력에 의해 1로 리셋되고(각 ANG1), 위치 신호(POS1, POS2)의 입력마다 1씩 가산된다. 위치 카운터(CNT)는 센서(42, 43)로부터의 위치 신호(POS1, POS2)가 교대로 입력되는 경우는 각 위치 신호(POS1, POS2)의 입력에 의해 1씩 가산되지만, 엔진(1)의 정지 시에 회전이 완전히 정지하기 직전에 크랭크 샤프트(17)가 역회전한 경우는, 한쪽의 센서로부터의 위치 신호(여기에서는, POS2)가 연속하여 입력되게 된다(각 ANG2). 이 경우에, 위치 카운터(CNT)로부터 1을 감산함으로써, 역회전을 가미한 정지 위치를 검출할 수 있다. 회전이 완전히 정지하였는지의 여부는 소정의 기간에 걸쳐 위치 신호(POS1, POS2) 중 어느 한쪽의 입력도 없는 것에 의해 판정할 수 있다(각 ANG3).
이하에, ECU(31)의 동작에 대해 흐름도에 의해 설명한다.
도3은 시동 제어 루틴의 흐름도이다. 이 루틴은 점화 스위치(47)가 온이 됨으로써 기동된다. 이 루틴을 따라, 점화 스위치(47)가 오프가 된 상태로부터의 엔진(1)의 시동이 행해진다.
S101에서는 스타트 스위치(48)가 온이 되었는지의 여부를 판정한다. 온이 되었을 때는 S102로 진행하고, 온이 되지 않았을 때는 이 S101의 판정을 반복한다.
S102에서는 압력 센서(46)에 의해 검출된 연료압(Pfuel)을 판독하여, 이 연료압(Pfuel)이 소정의 압력(「제1 압력」에 상당함)(P1) 이상인지의 여부를 판정한다. P1 이상일 때는 S103으로 진행하고, P1 미만일 때는 S104로 진행한다. 또, 압력(P1)은 도4에 도시하는 경향의 테이블(직선 A)로부터의 검색에 의해 냉각수 온도(Tw)에 따른 값으로 설정된다. 이 테이블에 있어서, 압력(P1)은 냉각수 온도(Tw)가 낮은 때일수록 큰 값으로 설정되어 있다.
S103에서는 엔진(1)의 시동 시에, 충분한 연료압(Pfuel)이 확보되어, 연료 분사기(22)의 분사 압력을 충분히 얻을 수 있다고 하여, 연소 시동에 의해 엔진(1)을 시동시킨다. 즉, 크랭크 샤프트(17)의 정지 위치를 기초로, 전회의 정지 시에 팽창 행정에서 정지한 기통을 판정하고, 이 기통에 대해 연료의 분사 및 점화를 실행하여 연소를 발생시켜 엔진(1)을 시동시킨다.
S104에서는 전회의 정지 시로부터 연료압(Pfuel)이 대폭으로 저하되어, 연소 시동에 필요한 연료압(Pfuel)이 확보되어 있지 않다고 하여, 시동 장치(73)에 의해 크랭킹(cranking)을 행하게 하여 엔진(1)을 시동시킨다.
본 실시 형태에 관하여, 압력 센서(46)가「제1 연료 압력 검출 수단」에, 온도 센서(45)가「온도 검출 수단」에 상당한다. 또한, 도3에 도시한 흐름도의 S103의 처리가「제1 시동 제어 수단」으로서의 기능에, 상기 흐름도의 S104의 처리가 「제2 시동 제어 수단」으로서의 기능에 상당하고, 상기 흐름도의 S102의 처리가「제1 시동 압력 변경 수단」으로서의 기능을 포함한다.
또,「온도 검출 수단」으로는 냉각수 온도를 검출하는 것 외에, 엔진 오일의 온도 또는 외기의 온도를 검출하는 것을 채용할 수 있다.
본 실시 형태에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 실시 형태에서는 엔진(1)의 시동 시에, 연료압(Pfuel)을 검출하고, 이 연료압(Pfuel)이 연료의 분사에 필요한 압력(P1) 이상일 때에 한하여, 연소 시동을 채용하는 것으로 하였다. 이로 인해, 연소 시동에 의한 경우에 연료압(Pfuel)을 보증하여 엔진(1)을 확실하게 시동시킬 수 있다.
도8은 엔진(1)의 정지 후의 연료압(Pfuel)의 변화를 나타내고 있다. 시각(t1)에서의 정지 후, 연료압(Pfuel)은 시간의 경과에 수반하여 서서히 저하된다. 여기에서, 다음회의 시동 시에, 전회의 정지 시로부터 그만큼 시간이 경과하지 않은 경우(시각 t2)는 분사하는 데에 요구되는 연료압(Pfuel)이 확보되어 있어, 연소 시동을 채용할 수 있다. 한편, 정지로부터 시동까지 긴 시간이 경과한 경우(시각 t4)는 연료압(Pfuel)이 압력(P1)을 하회하는 정도로 저하되어 있어, 필요한 분사 압력을 얻을 수 없다. 가령, 이 상태에서 연소 시동을 채용할 때는 분사된 연료가 양호하게 기화되지 않으므로, 엔진(1)이 시동하지 않거나 또는 시동이 양호하게 달성되지 않는 경우를 생각할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 연료압(Pfuel)이 압력(P1) 미만일 때에, 연소 시동의 채용을 금지하고, 시동 장치(73)에 의해 시동시키는 것으로 하였으므로, 연료압(Pfuel)에 상관없이 엔진(1)을 시동시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 냉각수 온도(Tw)를 검출하여, 압력(P1)을 이 온도(Tw)에 따른 것으로 설정하는 것으로 하였다. 특히, 냉각수 온도(Tw)가 낮은 때일수록 압력(P1)을 증대시켜(도4), 연료압(Pfuel)이 낮은 상태에서의 연소 시동의 채용이 금지되도록 하였으므로, 엔진(1)의 냉기(冷機) 시에서의 시동성을 확보할 수 있다.
본 실시 형태에서는 연료압(Pfuel)을 검출하기 위해 전용 압력 센서(46)를 설치하는 것으로 하였지만, 압력 센서(46) 대신에, ECU(31)에 전회의 정지 시로부터의 경과를 측정하는 타이머를 갖게 하여, 연료압(Pfuel)으로서 이 타이머에 의해 측정된 경과 시간을 채용하는 것으로 해도 좋다. 연료압(Pfuel)과 정지 후의 경과 시간 사이에는 연료압(Pfuel)을 특정할 수 있을 정도의 상관이 있기 때문이다(도8).
이하에, 본 발명의 다른 실시 형태에 대해 설명한다.
도5는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 공회전 정지 제어 루틴의 흐름도이 다. 이 루틴은 점화 스위치(47)의 온에 의해 기동되고, 그 후 소정의 주기로 실행된다. ECU(31)는 점화 스위치(47)가 오프가 됨으로써 엔진(1)을 정지시키는 통상의 정지 외에, 차속 등에 관하여 정해지는 소정의 공회전 정지 조건이 성립되었을 때에, 그 후에 공회전 정지 해제 조건이 성립되기까지의 동안, 엔진(1)을 일시적으로 정지시키는 공회전 정지를 행한다. 본 실시 형태에서는 이 공회전 정지 시에, 크랭크각 센서(42 내지 44)에 의해 크랭크 샤프트(17)의 정지 위치를 검출하는 동시에, 공회전 정지 후의 재시동 시에, 검출한 정지 위치를 기초로 공회전 정지 시에 팽창 행정에서 정지한 기통을 판정하여, 연소 시동을 행하게 한다. 공회전 정지 제어 루틴을 따라 엔진(1)의 공회전 정지 및 그 후의 재시동이 행해진다.
S201에서는 소정의 공회전 정지 조건이 성립되었는지의 여부를 판정한다. 이 조건이 성립되었을 때는 S202로 진행하고, 성립되지 않았을 때는 이 루틴을 복귀한다. 본 실시 형태에서는 a) 액셀 개방도가 소정의 값 이하로, 액셀 페달이 완전히 복귀된 상태에 있으며, b) 차속이 소정의 값 이하인 실질적인 정차 상태가 소정 시간에 걸쳐 계속되고 있으며, 또한 c) 냉각수 온도가 소정의 온도 이상인 것을 조건으로, 공회전 정지를 실행한다. 또, 차속은 엔진 회전수 및 변속기의 변속비 등을 기초로 하여 산출할 수 있다.
S202에서는 압력 센서(46)에 의해 검출된 연료압(Pfuel)을 판독하여, 이 연료압(Pfuel)이 소정의 압력(「제2 압력」에 상당함)(P2) 이상인지의 여부를 판정한다. P2 이상일 때는 S203으로 진행하고, P2 미만일 때는 공회전 정지를 금지하므로 이 루틴을 복귀한다. 또, 압력(P2)은 후술하는 소정의 압력(P1)보다도 큰 값으 로 설정된다(P1 < P2).
S203에서는 연료 분사기(22) 및 점화 플러그(23)를 정지시켜, 엔진(1)을 정지시킨다.
S204에서는 소정의 공회전 정지 해제 조건이 성립되었는지의 여부를 판정한다. 이 해제 조건이 성립되었을 때는 S205로 진행하고, 성립되지 않았을 때는 이 S204의 처리를 반복한다. 본 실시 형태에서는 액셀 센서(41)에 의해 소정의 값 이상의 액셀 개방도가 검출되어, 액셀 페달이 답입되었다고 판단되는 것을 조건으로 공회전 정지를 해제한다.
S205에서는 연료압(Pfuel)이 소정의 압력(「제1 압력」에 상당함)(P1) 이상인지의 여부를 판정한다. P1 이상일 때는 S206으로 진행하고, P1 미만일 때는 S207로 진행한다.
S206에서는 연소 시동에 의해 엔진(1)을 시동시킨다.
S207에서는 시동 장치(73)에 의해 크랭킹을 행하게 하여 엔진(1)을 시동시킨다.
본 실시 형태에 관한 것으로, 특히 도5에 도시하는 흐름도의 S202의 처리가「공회전 정지 금지 수단」으로서의 기능에 상당한다. 또한, 압력 센서(46)가「제1 연소 압력 검출 수단」및「제2 연료 압력 검출 수단」으로서의 기능을 겸비한다.
본 실시 형태에 따르면, 특히 공회전 정지 시에, 연료압(Pfuel)을 검출하고, 이 연료압(Pfuel)이 비교적 큰 압력(P2) 미만일 때에 공회전 정지를 금지하는 것으로 하였다. 이로 인해, 공회전 정지 후, 연료압(Pfuel)이 압력(P1)으로 저하되기 까지의 시간이 확보되므로, 그 후의 재시동이 시동 장치(73)에 의해 행해지는 것을 가능한 한 회피하여 소비 전력을 삭감할 수 있다.
도6은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 공회전 정지 제어 루틴의 흐름도이다. 이 루틴도, 점화 스위치(47)의 온에 의해 기동되고, 그 후 소정의 주기로 실행된다. 또한, 이 흐름도에 있어서, 도5에 도시하는 것과 같은 처리를 행하는 단계에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 본 실시 형태에서는 후술하는 처리에 의해 연소 시동의 채용이 보증되므로, 시동 장치를 부착하지 않고 엔진(1)을 구성할 수 있다.
소정의 공회전 정지 조건이 성립되었는지의 여부를 판정하여(S201), 이 조건이 성립되었을 때는 연료압(Pfuel)이 소정의 압력(「제2 압력」에 상당함)(P2) 이상인 경우에 한하여, 엔진(1)을 정지시킨다(S202, S203).
S301에서는 공회전 정지 후의 연료압(Pfuel)을 모니터하여, 이 연료압(Pfuel)이 소정의 압력(「제3 압력」에 상당함)(P3) 이상인지의 여부, 환언하면 연료압(Pfuel)이 압력(P3)까지 감소하였는지의 여부를 판정한다. 감소하지 않았을 때는 S204로 진행하고, 감소하였을 때는 S302로 진행한다. 또, 압력(P3)은 압력(P2)보다도 작은 값으로 설정된다.
S204에서는 소정의 공회전 정지 해제 조건이 성립되었는지의 여부를 판정하여, 이 해제 조건이 성립되었을 때에 한하여, S302로 진행한다.
S302에서는 연소 시동에 의해 엔진(1)을 시동시킨다.
본 실시 형태에 관하여, 특히 도6에 나타내는 흐름도의 S301의 처리가「강제 시동 수단」으로서의 기능에 상당한다. 또한, 압력 센서(46)가「제1 연료 압력 검출 수단」,「제2 연료 압력 검출 수단」및「제3 연료 압력 검출 수단」으로서의 기능을 겸비한다.
또, 소정의 압력(P3)은 공회전 정지 후의 재시동과는 별도로, 통상의 정지 후의 시동 시에 채용되는 압력(「제1 압력」에 상당함)(P1)과 동일하게 또는 이것보다도 큰 값으로 설정된다.
본 실시 형태에 따르면, 특히 공회전 정지 후, 연료압(Pfuel)을 모니터하여, 이 연료압(Pfuel)이 압력(P3)까지 감소되었을 때에, 공회전 정지 해제 조건의 성립 여부에 상관없이, 강제적으로 엔진(1)을 시동시키는 것으로 하였다[이 경우의 연료압(Pfuel)의 변화를 도8에 일점쇄선 C로 나타냄). 이로 인해, 공회전 정지 후의 재시동 시에, 연소 시동을 확실하게 행하게 할 수 있다. 환언하면, 시동 장치를 구비하지 않고도 연소 시동의 채용이 보증된다.
도7은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 시동 제어 루틴의 흐름도이다. 이 루틴은 점화 스위치(47)의 온에 의해 기동된다. 또한, 이 흐름도에 있어서, 도3에 도시한 것과 같은 처리를 행하는 단계에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 본 실시 형태에서는 연소 시동에 의한 엔진(1)의 시동이 양호하게 달성되었는지의 여부를 판정하여, 시동이 불량일 때에는 다음회의 시동 시에 연소 시동에 의한 것인지 여부의 판단 임계치가 되는 압력(P1)의 값을 전회의 시동 시의 것보다도 증대시키는 보정을 행한다.
스타트 스위치(48)가 온이 되면(S101), 연료압(Pfuel)과 소정의 압력(P1)과 의 비교에 의해, 연소 시동과 시동 장치(73)에 의한 시동과의 사이에서 시동 방법을 절환한다(S102 내지 S104). 연소 시동에 의한 경우(S103)는 엔진(1)의 시동이 달성되었는지의 여부를 판정하여, 달성되었을 때는 본 루틴을 복귀하고, 달성되지 않았을 때는 S402로 진행한다.
S402에서는 시동 방법을 시동 장치(73)에 의한 시동으로 절환하여, 시동 장치(73)에 의해 크랭킹을 행하게 하여 시동시킨다.
S403에서는 압력(P1)을, 현재의 것보다도 소정의 값만큼 큰 값으로 변경한다. 본 실시 형태에서는 도4의 테이블 상의 압력(P1)을 소정의 값만큼 증대시키게 된다. 이 테이블의 보정은 냉각수 온도(Tw)의 영역마다 행해지면 좋다. 변경 후의 압력(P1)(도4에 2점쇄선 B로 나타냄)은, 다음회의 시동 시에 S102에서의 판정에 반영된다.
또, 시동이 달성되었는지 여부의 판정(S401)은 점화 개시 후의 엔진 회전수의 변화로부터 쉽게 행할 수 있다.
본 실시 형태에 관하여, 특히 도7에 나타내는 흐름도의 S401의 처리가「시동 판정 수단」으로서의 기능에, 상기 흐름도의 S403의 처리가「제2 시동 압력 변경 수단」으로서의 기능에 상당한다.
본 실시 형태에 따르면, 특히 연소 시동에 의한 엔진(1)의 시동 시에, 이 시동이 달성되었는지의 여부를 판정하여, 달성되지 않았을 때에는 다음회의 시동을 위해 연소 시동의 채용 여부를 판정하기 위한 임계치[즉, 압력(P1)]를 증대시켜, 보다 높은 연료압(Pfuel)이 확보되어 있을 때에 한하여, 연소 시동이 채용되도록 보정하는 것으로 하였다. 이로 인해, 연료 분사기(22)의 작동 특성 등의 경시적인 변화에 상관없이 연소 시동에 의한 경우의 엔진(1)의 시동성을 유지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기관의 시동 시에, 연료 분사기에 공급되는 연료의 압력을 검출하여, 이 검출된 압력이 소정의 압력 이상일 때에 한하여, 특정 기통에서의 연소를 계기로 하는 연소 시동에 의해 기관을 시동시키는 것으로 하였으므로, 연소 시동에 의한 경우에, 연료의 압력을 보증하여 기관을 확실하게 시동시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 기관의 출력에 의해 구동되는 연료 펌프와,
    이 연료 펌프에 의해 송출된 연료를, 연소실 내에 직접 분사하는 연료 분사기와,
    이 연료 분사기에 의해 분사된 연료를 착화시키기 위한 점화 플러그를 포함하여 구성되는 내연 기관에 설치되고,
    특정 기통에서의 상기 연료 분사기에 의한 연료의 분사, 및 상기 점화 플러그에 의한 연료의 착화에 의해 회전시켜, 기관을 시동시키는 내연 기관의 시동 장치이며,
    기관의 시동 시에, 상기 연료 분사기에 공급되는 연료의 압력을 검출하는 제1 연료 압력 검출 수단과,
    이 제1 연료 압력 검출 수단에 의해 검출된 연료의 압력이 소정의 제1 압력 이상일 때에 한하여, 상기 특정 기통에 대해 상기 연료 분사기에 의해 연료를 분사시키는 동시에, 상기 점화 플러그에 의해 이 분사된 연료를 착화시켜 기관을 시동시키는 제1 시동 제어 수단을 포함하여 구성되는 내연 기관의 시동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 연료 압력 검출 수단은 상기 연료의 압력의 상관치로서, 기관의 전회 정지 시로부터 경과한 시간을 검출하는 내연 기관의 시동 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기관에 부속시켜 설치된 시동용 모터와,
    상기 연료의 압력이 제1 압력 미만일 때에, 이 모터에 의해 기관을 시동시키는 제2 시동 제어 수단을 더 포함하여 구성되는 내연 기관의 시동 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 소정의 공회전 정지 조건의 성립에 의해, 소정의 공회전 정지 해제 조건의 성립까지의 동안, 기관을 일시적으로 정지시키는 공회전 정지를 행하는 내연 기관에 설치되고,
    기관의 정지 시에, 상기 연료 분사기에 공급되는 연료의 압력을 검출하는 제2 연료 압력 검출 수단과,
    이 제2 연료 압력 검출 수단에 의해 검출된 연료의 압력이 상기 제1 압력보다도 큰 제2 압력 미만일 때에, 상기 공회전 정지를 금지시키는 공회전 정지 금지 수단을 더 포함하여 구성되는 내연 기관의 시동 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 공회전 정지 후의 기관의 정지 중에, 상기 연료 분사기에 공급되는 연료의 압력을 검출하는 제3 연료 압력 검출 수단과,
    상기 공회전 정지 후, 이 제3 연료 압력 검출 수단에 의해 검출된 연료의 압력이 상기 제1 압력 또는 상기 제1 압력보다도 크고, 또한 상기 제2 압력보다도 작은 제3 압력에 도달하였을 때에, 상기 제1 시동 제어 수단에 대해 기관을 강제적으로 시동시키는 강제 시동 수단을 더 포함하여 구성되는 내연 기관의 시동 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기관의 내부 또는 주위의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과,
    이 온도 검출 수단에 의해 검출된 온도에 따라서 상기 제1 압력을 변경하는 제1 시동 압력 변경 수단을 더 포함하여 구성되는 내연 기관의 시동 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 시동 제어 수단에 의한 기관의 시동이 달성되었는지의 여부를 판정하는 시동 판정 수단과,
    이 시동 판정 수단에 의해 기관의 시동이 달성되었다고 판정되었을 때 이외의 경우에, 기관의 다음회의 시동 시에, 상기 제1 압력을 전회의 정지 시의 압력보다도 증대시키는 제2 시동 압력 변경 수단을 더 포함하여 구성되는 내연 기관의 시동 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 소정의 공회전 정지 조건의 성립에 의해, 소정의 공회전 정지 해제 조건의 성립까지의 동안, 기관을 일시적으로 정지시키는 공회전 정지를 행하는 내연 기관에 설치되고,
    상기 공회전 정지 후의 기관의 정지 중에, 상기 연료 분사기에 공급되는 연료의 압력을 검출하는 제3 연료 압력 검출 수단과,
    상기 공회전 정지 후, 이 제3 연료 압력 검출 수단에 의해 검출된 연료의 압력이 상기 제1 압력 또는 상기 제1 압력보다도 크고, 또한 공회전 정지 시의 연료 의 압력보다도 작은 제3 압력에 도달하였을 때에, 상기 제1 시동 제어 수단에 대해 기관을 강제적으로 시동시키는 강제 시동 수단을 더 포함하여 구성되는 내연 기관의 시동 장치.
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