TWI595152B - Internal combustion engine can be estimated engine temperature control device - Google Patents

Internal combustion engine can be estimated engine temperature control device Download PDF

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TWI595152B
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Tadakatsu Koyabu
Takayuki Kawai
Koichi Goto
Kanechiyo Terada
Toshiaki Yamaura
Yasuhisa Ichikawa
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Description

可估計內燃機的溫度之內燃機的控制裝置
本發明,係有關於內燃機的控制裝置,特別是有關於能夠估計內燃機之溫度的控制裝置。
於先前技術中,有鑑於內燃機之溫度的對於內燃機之燃燒狀態所造成的影響為大一事,係基於內燃機之溫度而實施有燃料噴射控制等之內燃機之各種的控制。例如,日本特開2003-113731號公報,係揭示有一種內燃機用控制裝置,其係設置檢測出與內燃機之溫度有所相關的內燃機之冷卻水溫的溫度感測器,並基於由該溫度感測器所得到的冷卻水溫之檢測值,來對於燃料之噴射作控制。
但是,若是設置檢測出內燃機之實際溫度的溫度感測器,則係成為除了溫度感測器自身以外,也需要 配置配線用之鋼線等的零件,並需要追加為了安裝溫度感測器所需要的加工工程,起因於此,會有使製造成分增大之虞。關於此,本申請人,係開發出一種並不使用檢測出內燃機實際溫度的溫度感測器便能夠估計內燃機之實際溫度的控制裝置,並作為日本特願2013-85537,而在本申請案之前先作了申請。作為此先前申請案之特徵,係檢測出作為被搭載於內燃機中之功能零件的例如曲柄角感測器之線圈的電阻值,並基於所檢測出的線圈電阻值來估計內燃機之實際溫度。之後,在內燃機之起動時,藉由基於此估計溫度來以與內燃機溫度相對應之最適當燃料噴射量而噴射燃料,係能夠實現使內燃機良好地進行起動的目的。
然而,在先前之申請案的溫度估計之構成中,起因於各部之熱容量差的差異,從內燃機的停止後起直到得到內燃機之實際溫度和估計溫度間之相關性為止,係需要一定的時間。另一方面,當在使內燃機停止之後尚未經過充分的時間時便進行再起動的情況時,起因於溫度修正值之精確度不足或者是外部擾亂的影響,係會有使估計溫度和內燃機之實際溫度間的誤差變大的可能性。如此一來,在噴射基於誤差為大之估計溫度而決定了的燃料噴射量時,空燃比會成為過濃(overrich)或過薄(overlean),而會有導致起動不良或驅動力降低等的性能降低之虞。如此這般,在藉由溫度估計手段來估計出內燃機之實際溫度的控制裝置中,起因於估計溫度之誤差所導致的起動性之惡化等,係成為新的課題。
本發明,係為有鑑於上述之課題而進行者,其目的,係在於提供一種:不需設置檢測出內燃機之實際溫度的溫度感測器,便能夠使內燃機良好地起動,並且亦能夠探索出內燃機之起動時之實際溫度之內燃機的控制裝置。
由本發明所致之內燃機的控制裝置,係具備有燃料噴射指令手段和點火指令手段和旋轉數檢測手段以及起動控制手段。燃料噴射指令手段,係對於燃料噴射閥下達燃料之噴射時期以及噴射量的指令。點火指令手段,係於特定之時期處而對於火星塞下達點火指令。旋轉數檢測手段,係檢測出內燃機之旋轉數。
起動檢測手段,係於內燃機之起動時,實行「實際溫度探索處理」。此實際溫度探索處理,係為藉由進行一連串之嘗試操作直到基於前述內燃機之旋轉數而至少判定出內燃機之起動為止,來探索出內燃機之起動時的實際溫度者,該一連串之嘗試操作,係「一面依序變更內燃機之假想溫度,一面計算出對應於該假想溫度之燃料噴射量,並以藉由該燃料噴射量來進行燃料噴射的方式而對於燃料噴射指令手段下達要求,同時以會在特定之時期而點火的方式來對於點火指令手段下達要求」。於此,所謂「內燃機之起動時」,係指在從停止狀態起而開始了旋轉起直到認定為旋轉乃成為安定之「確定起動旋轉數」為止 的期間。
此實際溫度探索處理,具體而言,係藉由「噴射量變更模式」或者是「修正係數變更模式」來實行。在噴射量變更模式中,係參考對於內燃機之實際溫度和內燃機所能夠進行起動之最適當燃料噴射量之間的關係作了規定之第1溫度特性映射,來以與假想溫度相對應之最適當燃料噴射量的映射值而反覆進行前述嘗試操作。在修正係數變更模式中,係參考對於內燃機之實際溫度和在「燃料噴射量=基本噴射量×修正係數」之計算式中的修正係數之間的關係作了規定之第2溫度特性映射,來以基於與假想溫度相對應之修正係數之映射值所算出的燃料噴射量而反覆進行嘗試操作。
起動控制手段,係亦可構成為:當內燃機之旋轉數為未滿特定之切換旋轉數時,適用噴射量變更模式,並當內燃機之旋轉數超過了切換旋轉數時,適用修正係數變更模式。切換旋轉數,例如,係可設定為相當於能夠將內燃機視為「勉強算是作了起動」的較上述「確定起動旋轉數」而更小之值的「暫定起動旋轉數」。
若依據本發明,則在內燃機之起動時,控制裝置之起動控制手段,係反覆實行實際溫度探索處理,該實際溫度探索處理,係進行下述之程式:亦即是,設定假想溫度,並參照溫度特性映射,而以與假想溫度相對應之最適當燃料噴射量或者是以基於與假想溫度相對應之修正係數所算出的燃料噴射量來進行燃料噴射,並確定起動之 可否。藉由此,不需要設置檢測出內燃機溫度之溫度感測器,便能夠良好地使內燃機起動,並且能夠探索出起動時之內燃機溫度。故而,內燃機之構造係變得簡單,而能夠降低製造成本。又,由於係並不依存於由溫度估計手段所得到之估計溫度,而是藉由反覆嘗試燃料噴射來使內燃機起動,因此就算是在估計溫度和實際溫度之誤差為大的情況時,亦能夠避免起動不良。
起動控制手段,較理想,係在實際溫度探索處理中,使假想溫度從高溫側起朝向低溫側地,而在一定溫度下作特定時間之保持,並且作階段性之降低。或者是,起動控制手段,係具備有下述之特徵:亦即是,係在實際溫度探索處理中,使假想溫度從高溫側起朝向低溫側地而降低,並且在使其降低的途中,包含有至少一次以上之使其暫時性上升的返回階段。在溫度特性映射中之內燃機溫度和最適當燃料噴射量或者是修正係數間的關係,係當內燃機溫度越高時,最適當燃料噴射量為越少。又,相對於內燃機溫度之最適當燃料噴射量或修正係數之斜率,係在越靠低溫側而為越大,並在越靠高溫側而為越小。因此,若是將假想溫度設定為較實際溫度更低,則會成為噴射相對於最適當燃料噴射量而言為過剩之量的燃料,而會有發生起因於燃料過多之所謂「火星塞浸濕現象」而導致的失火之虞。因此,藉由使假想溫度從高溫側起朝向低溫側地而逐漸降低,並使燃料噴射量逐漸增加,係能夠抑制「浸濕現象」之發生,而能夠防止起動不良。
又,若是在將假想溫度從高溫側而朝向低溫側降低時使其作非階段性的逐漸改變,則會有導致無法明確得知係在何一溫度下而成為能夠起動之虞。又,亦會有導致在實際溫度之探索中所需要的時間變長之虞。因此,藉由在一定溫度下作特定時間之保持,並且作階段性之降低,係能夠將在內燃機之起動時的實際溫度之探索精確度提昇,並且係能夠將探索時間縮短。於此情況,較理想,係於將假想溫度以一定之溫度而作特定期間之保持的期間中,實行特定之嘗試次數的燃料噴射以及點火。進而,在起動時,由於燃料室附近係並未被充分地暖機,因此所噴射出之燃料係並不會被充分地氣化,一般而言燃燒係並不會安定。故而,係會有若是僅靠特定之期間則仍難以判斷起動之可否的情況。因此,不時地使假想溫度返回至高溫度而一面對於起動之可否進行再確認一面探索起動可能溫度一事,係為有效。藉由此,係能夠對於雖然其實為能夠起動但是卻被判定為無法起動的錯誤作盡可能的避免。
進而,在本發明中,係亦可構成為,係具備有:溫度估計手段,係基於相關於內燃機之實際溫度的物理量之檢測值,來算出內燃機之推測溫度,起動控制手段,係基於溫度估計手段所算出之估計溫度,來設定在實際溫度探索處理之開始時的假想溫度之初期值。
例如,當在從內燃機之停止起而經過了充分的時間之後進行再起動時等,依存於狀況,係會有估計溫度和內燃機之實際溫度具有高度之相關的情況。又,假設 就算是存在有誤差,估計溫度也會成為關連於實際溫度之大略的基準。因此,在開始實際溫度探索處理時,藉由將基於估計溫度所得之溫度設定為假想溫度之初期值,從更為接近實際溫度之溫度起而開始處理的可能性係增高。故而,係能夠減少直到起動為止的試誤法(try and error)之次數,而能夠在更短的時間內使內燃機起動。
另外,由於係使假想溫度從高溫側起朝向低溫側地而逐漸降低並探索實際溫度,因此係會有在假想溫度為較實際溫度而更高之「薄濃度極限之狀態」下而進行起動的情況。如此一來,在從實際溫度探索處理之開始起而曲柄軸進行特定次數之旋轉的判定期間中,內燃機的旋轉數會成為到達特定值。因此,於此情況,較理想,起動控制手段,係在結束實際溫度探索處理並從起動起而移行至起動後的階段中,將實際溫度探索處理之結束時的假想溫度朝向低溫側而作修正。
10‧‧‧內燃機
29‧‧‧燃料噴射閥內燃機
34‧‧‧火星塞
70‧‧‧(內燃機之)控制裝置
71‧‧‧溫度估計手段
75‧‧‧燃料噴射指令手段
76‧‧‧點火指令手段
77‧‧‧旋轉數檢測手段
78‧‧‧起動控制手段
[圖1]由本發明之第1實施形態所致的內燃機之全體構成圖。
[圖2]對於控制裝置中之溫度估計手段的構成作展示之電性構成圖。
[圖3]係為對於內燃機之運轉時以及運轉停止後的內燃機溫度Te和曲柄角感測器之線圈溫度Tc間的變化作展 示之時序表。
[圖4](a)對於線圈電阻RS和線圈溫度Tc間的關係作展示之圖。(b)對於從內燃機之停止起的經過時間和溫度修正值α間的關係作展示之圖。(c)對於線圈溫度上升值ΔTc和溫度加算值β之間的關係作展示之圖。
[圖5]係為對於從曲柄角感測器所輸出之訊號波形作展示之圖,(a)為低旋轉時,(b)為高旋轉時。
[圖6]係為對於直到內燃機之起動確定為止的全體舉動作展示之時序表。
[圖7]對於噴射量變更模式以及修正係數變更模式作選擇的流程圖。
[圖8](a)對於內燃機溫度Te和最適當燃料噴射量之間的關係作規定之第1溫度特性映射。(b)對於內燃機溫度Te和修正係數之間的關係作規定之第2溫度特性映射。
[圖9]由本發明之第1實施形態、第3實施形態所致的實際溫度探索處理之流程圖。
[圖10]對於本發明之實際溫度探索處理的其中一例作展示之時序表。
[圖11]當從起動起而移行至起動後時,對於假想溫度作修正之移行時修正處理的流程圖。
[圖12]由本發明之第2實施形態所致的實際溫度探索處理之流程圖。
[圖13]對於由本發明之第3實施形態所致之實際溫度 探索處理的其中一例作展示之時序表。
[圖14]對於由本發明之第3實施形態所致之實際溫度探索處理的另外一例作展示之時序表。
[圖15]對於由本發明之第3實施形態所致之實際溫度探索處理的另外一例作展示之時序表。
[圖16]對於由本發明之第5實施形態所致之引擎溫度算出處理的操作程式作展示之流程圖。
[圖17]對於控制部之變化例的構成作展示之電性構成圖。
[圖18]對於控制部之變化例的構成作展示之電性構成圖。
以下,基於圖面,針對將本發明之控制裝置對於搭載有空冷式之內燃機的車輛而作了適用之實施形態作說明。作為本實施形態所被作適用之內燃機,係想定為將吸氣、壓縮、膨脹、排氣之4行程作為1個燃燒循環而運轉的4行程汽油內燃機。又,作為車輛,係想定為身為自動二輪車之速克達(scooter),內燃機係設為單氣筒內燃機。此速克達(scooter),係成為將被搭載於座位之下方處的內燃機藉由罩蓋(覆蓋構件)來作了覆蓋的構成。
(第1實施形態)
針對由本發明之第1實施形態所致的內燃機之控制裝 置,首先參考圖1~圖5來對於構成之概要作說明。如圖1中所示一般,在內燃機10之吸氣通路12中,係從上游側起,而依序被設置有空氣清淨機14、油門閥16、用以檢測出油門閥16之開度的油門感測器17、用以檢測出吸氣通路12之吸氣壓的吸氣壓感測器18。油門閥16,係藉由對於油門開度作調節,而調節內燃機10之對於燃燒室20的吸氣量。油門開度,係因應於藉由使用者所操作之油門把手(未圖示)的操作來作調節。又,在吸氣通路12中,係以將油門閥16之上游側和下游側相通連的方式,而被連接有旁通通路22。在旁通通路22中,係為了對於內燃機10之怠速運轉時的旋轉速度作控制,而設置有對於在旁通通路22中所流動之吸氣量作調節的電磁閥24。
在吸氣通路12中,於吸氣壓感測器18之下游側的吸氣部近旁,係設置有將藉由燃料幫浦26而從燃料槽28所吸上的燃料噴射供給至上述吸氣部近旁的燃料噴射閥29。從燃料噴射閥29所作了噴射供給之燃料與吸氣的混合氣體,係藉由吸氣閥32之開動作而被供給至燃燒室20中。另外,在其他實施形態中,燃料噴射閥29係亦可設置為直接對於燃燒室20噴射燃料。
被供給至燃燒室20中之混合氣體,係藉由突出於燃燒室20中之火星塞34的放電火花而著火,並供以進行燃燒。藉由混合氣體之燃燒所產生的能量,係經由活塞36來作為身為內燃機10之輸出軸的曲柄軸38之旋轉能量而被取出。在火星塞34處,係藉由作為點火裝置之 點火線圈35而被施加有點火用之高電壓。被供以進行燃燒之混合氣體,係藉由排氣閥40之開動作,來作為排氣而被排出至排氣通路42中。
在曲柄軸38處,係被安裝有磁石式發電機轉子50(以下,稱作「轉子50」)。如圖2中所示一般,轉子50,係在外周部之每一既定旋轉角度處,被設置有曲柄位置訊號用之複數的突起51。又,在轉子50之外周部,係藉由使以等間隔而被作配置之複數的突起51之其中1個(或者是2個)成為欠缺,而設置有作為基準位置之缺齒部52。在本實施形態中,突起51,基本上係以30°CA而等間隔地作設置,僅在缺齒部52處會成為60°CA間隔。另外,突起51之數量以及間隔,係並不被限定於此例,而可任意作設定。
在內燃機10之汽缸區塊11處,係於與轉子50之突起51相對向之位置處,被設置有作為旋轉檢測感測器之曲柄角感測器60。更具體而言,曲柄角感測器60,係被設置在汽缸區塊11之曲柄殼體部處。曲柄角感測器60,係為周知之電磁拾音方式的感測器,並具備有鐵心(未圖示)、和被設置在鐵心之周圍的檢測線圈61(以下,稱作「線圈61」)、以及貫穿線圈61並產生磁通量之磁石(未圖示)。
轉子50,係與曲柄軸38之旋轉相互連動地而旋轉。若是位在轉子50之外周的突起51通過曲柄角感測器60之位置,則起因於突起51之凹凸,通過曲柄角感測 器60之線圈61的磁通量會改變,起因於電磁感應之作用,在線圈61處係產生起電力。於此情況,在線圈61處,係藉由檢測出突起51之通過,而以特定之旋轉角度週期來將交流訊號作為旋轉角訊號而輸出。另外,曲柄角感測器60,除了被直接搭載於汽缸區塊11處者以外,亦可為被安裝於設置在內燃機10之近旁處的交流發電機之定子線圈的基座處並檢測出該交流發電機之轉子之旋轉的感測器,或者是為被安裝在曲柄殼體蓋體側處的曲柄角感測器。
在排氣通路42處,係被設置有將排氣中之NOx、HC以及CO等淨化的三元觸媒46。在三元觸媒46之上游側處,係被設置有因應於排氣中之氧濃度而2值性地使輸出值改變的氧濃度感測器48。
又,本實施形態之車輛(速克達(scooter)),係搭載有用以將配置在罩蓋內之內燃機10強制冷卻的冷卻裝置49。冷卻裝置49,係為具備有藉由內燃機10之旋轉而被驅動的機械式之風扇裝置者,並具備有被與曲柄軸38作了連接的周知之冷卻風扇。在罩蓋處,係被設置有用以從外部而導入冷卻風之導入口和用以將該冷卻風排出之排出口,若是冷卻裝置49被驅動,則冷卻風係經由導入口和排出口而通過罩蓋內。
冷卻裝置49,係在內燃機10之運轉中而使風扇旋轉並將內燃機10作空冷,若是內燃機10停止,則係停止空冷。
控制裝置70,係作為具備有微電腦之電子控制單元(ECU:Electronic Control Unit)而被構成。微電腦,係基於被記憶在記憶部中之各種程式和演算式,而實施各種之內燃機控制。於此情況,係藉由基於以上述之各種的感測器所取得之訊號來對於燃料噴射閥29和點火線圈35(相當於功能零件)的動作進行控制,而對於內燃機10之運轉狀態作控制。
本實施形態之控制裝置70,係具備有溫度估計手段71、燃料噴射指令手段75、點火指令手段76、旋轉數檢測手段77、以及起動控制手段78。另外,此一構成係為基於功能性之觀點所敘述者,而並不代表各手段為物理性地被安裝在1枚之基板上。又,在圖2中,係將溫度估計手段71以及旋轉數檢測手段77以外之圖示作省略。在本實施形態中,係以並不具備有直接檢測出內燃機10之實際溫度(以下,適宜稱作「內燃機溫度」)Te的溫度感測器一事作為前提,溫度估計手段71,係基於熱阻器74之檢測溫度或者是曲柄角感測器60之線圈61的電阻值,而估計內燃機溫度Te。針對此溫度估計之詳細內容,係於後再述。
燃料噴射指令手段75,係對於燃料幫浦26之動作下達指令,並且對於燃料噴射閥29下達燃料之噴射時期以及噴射量的指令。
點火指令手段76,係於特定之時期處而透過點火線圈35之控制來對於火星塞34下達點火指令。
旋轉數檢測手段77,係如圖2中所示一般,曲柄角感測器60所輸出的交流訊號,係在波形整形電路62處而轉換為脈衝訊號並被輸入。旋轉數檢測手段77,係基於從波形整形電路62所輸入了的脈衝訊號之間隔,來檢測出內燃機10之旋轉數(旋轉速度)。又,旋轉數檢測手段77,係基於起因於在轉子50處之缺齒部52和其以外之部分間的角度間隔之差異所導致的脈衝訊號之間隔的差異,來檢測出身為基準位置之缺齒部52的位置。
起動檢測手段78,係實行身為本發明之特徵的「實際溫度探索處理」,並對於內燃機10之起動作控制。如圖1中所示一般,起動控制手段78,係取得從溫度估計手段71以及旋轉數檢測手段77而來之資訊,並對於燃料噴射指令手段75以及點火指令手段76而要求對於燃料噴射閥29以及火星塞34所下達之指令。又,起動控制手段78,係基於旋轉數檢測手段77所檢測出的內燃機10之旋轉數的變化,來判定內燃機10係作了起動。具體而言,當內燃機10之旋轉數從0起而作了急速增加時,或者是旋轉數為特定之旋轉數以上時,則判定為係作了起動。針對起動控制手段78之詳細的作用,係於後再述。
以下,針對藉由溫度估計手段71來估計出內燃機溫度Te之構成作說明。如圖2中所示一般,在控制裝置70處,係被連接有用以檢測出該控制裝置70之溫度的熱阻器74。控制裝置70之溫度,由於會受到某種程度之內燃機溫度Te的影響,因此,熱阻器74之檢測溫度, 就算是無法正確地代表內燃機溫度Te,也能夠成為對於該內燃機溫度Te作了大幅度的反映者。亦即是,由於係設定有各零件之安裝位置和引擎諸規格,因此在熱阻器74和內燃機溫度Te之間係存在有相關,藉由預先所實施的各種試驗,係能夠得到相關關係式。根據此相關關係,溫度估計手段71,例如係藉由在熱阻器74之檢測溫度上加算或乘算特定之常數,來估計出內燃機溫度Te。
又,被直接搭載於內燃機10之汽缸區塊11處的曲柄角感測器60,係具備有與內燃機溫度Te之間的相關性。因此,溫度估計手段71,係在內燃機10之停止時以及運轉狀態下,如同下述一般地,檢測出曲柄角感測器60之線圈61的電阻值,並基於此所檢測出的線圈電阻值來算出內燃機溫度Te(電阻檢測手段)。
控制裝置70,係具備有用以對於線圈61進行通電之通電部72、和檢測出當藉由通電部72而進行線圈通電時之施加於該線圈61處的電壓值之身為A/D電路的電壓檢測部73。通電部72(通電手段),係具備有電壓Vcc之定電壓電源721、和PNP形之雙極電晶體722以及723、和電阻值R1之電阻724以及電阻值R1之電阻725、和開關726。電晶體722以及723,係形成電流鏡電路,電晶體722以及723之基極係相互被連接,該基極之連接部係被與電晶體723之集極作連接。
電晶體722以及723之射極,係分別被與電源721作連接。在電晶體723之集極側處,係被連接有電 阻725,在電阻725之另外一端處,係被並聯連接有電壓檢測部73和線圈61以及波形整形電路62。另一方面,在電晶體722之集極側處,係被連接有電阻724,在電阻724之另外一端處,係被連接有開關726。開關726,例如係為半導體開關,並對於電晶體722之導通狀態和非導通狀態作切換。
若是開關726成為ON而電晶體722成為導通狀態,則電晶體723亦係成為導通狀態,從電晶體722係輸出有電流IS(IS=Vcc/R1),從電晶體723係輸出有電流IS2(≒IS)。此電流IS2,係成為被供給至線圈61處之線圈電流IS2。於此,由於電流IS≒IS2,因此線圈電流IS2,係作為IS2≒IS=Vcc/R1而被求取出來。又,電壓檢測部73,係檢測出施加於線圈61處之線圈電壓VRS。而,線圈電阻值RS,係作為RS=VRS/IS2而被算出。溫度估計手段71,係基於此線圈電阻值RS而算出線圈溫度Tc(參考圖4(a)),並進而基於線圈溫度Tc而估計內燃機溫度Te。
具體而言,以下,係參考圖5,來針對線圈電阻檢測之時序作說明。
在引擎運轉中,係於轉子50正在旋轉的狀態下,對於曲柄角感測器60之線圈61作暫時性的通電,並在該通電狀態下,於身為交流訊號之旋轉角訊號並未被輸出的期間(訊號非輸出期間)中,實施線圈電阻之檢測。因此,對於線圈電阻之檢測而言,係希望訊號非輸出期間為長,在 本實施形態中,係構成為當引擎10身為特定之低旋轉狀態的情況時,實施線圈電阻值之檢測(實際而言,係為由電壓檢測部73所進行之電壓檢測)。進而,係構成為當身為於曲柄角感測器60處而檢測出缺齒部52的期間並且係檢測出旋轉角訊號之輸出的間隔會局部性地變大之基準位置的基準位置檢測期間中,實施線圈電阻值之檢測(實際而言,係為由電壓檢測部73所進行之電壓檢測)。針對此,使用圖5來作說明。於圖5中,係展示有從曲柄角感測器60所輸出之訊號波形。
於圖5中,(a)係代表低旋轉狀態之訊號波形,(b)係代表高旋轉狀態之訊號波形。若是對於此些之(a)、(b)作比較,則係以低旋轉狀態的情況時,訊號非輸出期間為較長。又,在(a)中,標示為TA之期間,係為檢測出缺齒部52之期間,在該缺齒檢測期間TA中,相較於其以外的期間,訊號非輸出期間係變得更長。在此缺齒檢測期間TA中,實施線圈電阻值之檢測。又,係構成為特別是在缺齒檢測期間TA中之前半部分(例如前半之1/2的期間)中,實施線圈電阻值之檢測。藉由此,就算是起因於車輛之加速而導致訊號非輸出期間突然變短,亦能夠抑制線圈電阻值之誤檢測。
另外,由於係成為能夠算出在引擎停止狀態下之引擎溫度Te,因此,就算是當在引擎10身為暖機狀態的情況下而進行再起動的所謂暖機再起動的情況(在被冷卻為與外氣溫度同等之前便進行再起動的情況)時,亦 能夠適當地算出該再起動時之引擎溫度Te。
接著,針對在內燃機10之運轉時以及運轉停止後時的內燃機溫度Te與線圈溫度Tc之間的關係,參考圖3、圖4來作說明。以下,所謂內燃機溫度Te,係指在燃燒室20附近之內燃機本體的溫度,亦即是指汽缸頭或者是汽缸塊11之燃燒室20周圍的溫度。在圖3之時序表中,於時刻t1處,內燃機10係以冷狀態而被起動,之後,在時刻t2處,內燃機10之運轉係停止。在時刻t2之後,係成為內燃機停止狀態(SOAK狀態)。從時刻t1起直到時刻t2為止的期間,例如係為50分鐘程度。
如圖3中所示一般,內燃機溫度Te,在身為內燃機10之運轉中的時刻t1~t2之期間〔I〕中,係成為較線圈溫度Tc而更高。當在時刻t2處而內燃機10的運轉停止之後,於直到時刻t3為止的期間〔II〕中,內燃機溫度Te和線圈溫度Tc之間的溫度差係逐漸縮小。之後,在時刻t3以後的期間〔III〕中,內燃機溫度Te和線圈溫度Tc,係成為略一致。
溫度估計手段71,係因應於上述3個的期間,而對於根據線圈溫度Tc來估計內燃機溫度Te之方法作變更。以下,針對在各期間中之估計方法,為了方便說明,係依據期間〔III〕、期間〔II〕、期間〔I〕的順序來作說明。在從內燃機10停止起而經過了充分的時間之期間〔III〕中,係以成為Tc≒Te一事作為前提,而將使用圖4(a)中所示之關係來根據線圈電阻值RS所算出的線 圈溫度Tc,直接作為內燃機溫度Te。
在身為內燃機10剛停止的期間之期間〔II〕中,係將在線圈溫度Tc處而加算了圖4(b)中所示之溫度修正值α之溫度,作為內燃機溫度Te(Te=Tc+α),溫度修正值α,係隨著從內燃機10停止起所經過的時間增加,而逐漸變小。另外,針對緊接於時刻t2之後的線圈溫度Tc之舉動作補足說明。在內燃機10之停止時,於由冷卻裝置49所進行之空冷被作了停止的狀態下,內燃機10係藉由自然散熱而冷卻。線圈溫度Tc,係在緊接於時刻t2之後時,起因於在罩蓋內所積蓄之熱量而暫時性地上升,之後與內燃機溫度Te一同地而逐漸降低。
接著,在身為內燃機10之運轉中的期間〔I〕中,於運轉開始時刻t1處之內燃機溫度Te以及線圈溫度Tc,係為初期溫度Ti而為相互一致。之後,若是內燃機10之運轉開始,則內燃機溫度Te和線圈溫度Tc係分別上升。又,起因於由冷卻裝置49所進行之冷卻或者是由行駛時之風所導致的冷卻,各溫度Te、Tc之上升係被限制。此時,曲柄角感測器60,由於相較於內燃機10之全體,由風扇冷卻所帶來的冷卻作用係為大,因此內燃機溫度Te係成為較線圈溫度Tc而更高。
於此,若是將內燃機10之運轉中的時刻tx處之線圈溫度Tc相對於初期溫度Ti之上升值設為ΔTc,並將內燃機溫度Te和線圈溫度Tc之間的差假設為溫度加算值β,則線圈溫度Tc,係藉由Tc=Ti+ΔTc而算出,內 燃機溫度Te,係藉由Te=Tc+β而算出。線圈溫度上升值ΔTc和溫度加算值β之間的關係,係如同圖4(c)一般地來作展示。溫度加算值β,係相當於起因於由冷卻裝置49所致之空冷而導致曲柄角感測器60相較於內燃機10而被更多餘地作了冷卻的溫度差之量。
如同上述一般,本實施形態之溫度估計手段71,係基於熱阻器74之檢測溫度或者是曲柄角感測器60之線圈61的電阻值,而估計內燃機溫度Te。之後,控制裝置70,係根據溫度估計手段71所估計出之估計溫度,來對於內燃機10之運轉狀態作控制。藉由此,由於係能夠將直接檢測出內燃機溫度Te之溫度感測器廢除,因此,係能夠降低溫度感測器以及配線等之零件成本和為了安裝溫度感測器所需的加工成本等。
另外,當使內燃機10起動時,因應於內燃機溫度Te,最適當之燃料噴射量係會改變。從燃料噴射閥29所噴射之燃料,不論是較最適當燃料噴射量而更少或更多,均無法讓內燃機10良好地起動。當燃料噴射量過多的情況時,火星塞34會被燃料所浸濕,而會有發生所謂的「浸濕現象」並成為無法進行起動之虞。
相對於此,在溫度估計中,於能夠得到Tc≒Te之關係的期間〔III〕中,估計誤差係為小,而能夠得到信賴性為高之估計溫度,但是,在從使內燃機10停止起直到到達期間〔III〕為止的期間中,係需要特定的時間。特別是在本實施形態之速克達(scooter)中,由於若是 內燃機10停止,則由冷卻裝置49所致之空冷也會停止,因此該時間係變長。
另一方面,當在使內燃機10停止之後尚未經過充分的時間之期間〔II〕中,而基於曲柄角感測器60之線圈電阻值來估計內燃機溫度Te的情況時,起因於圖4(b)之溫度修正值α的精確度之不足或者是外部擾亂的影響,係會有使估計溫度和內燃機溫度Te之間的誤差變大的可能性。如此一來,在噴射基於誤差為大之估計溫度而決定了的燃料噴射量時,空燃比會成為過濃(overrich)或過薄(overlean),而會有導致起動不良或驅動力的降低之虞。
因此,本實施形態之控制裝置70,其特徵在於:係藉由令起動控制手段78實行「實際溫度探索處理」,而一面以特定之條件來對於假想溫度進行操作,一面對於內燃機10之起動可否作確認,而探索內燃機溫度Te。
接下來,針對本實施形態之特徵性構成、作用,參考圖6~圖11來作說明。
首先,針對內燃機10之起動時的變遷,參考圖6來作說明。
如同圖6中所示一般,在內燃機10之起動時,旋轉數係並非為單調地增加,通常係經過有數次之峰值地而逐漸增加。於此,定義出2個的旋轉數臨限值Np、Nf。
暫定起動旋轉數Np,係為可視為內燃機10「勉強算 是進行了起動」的例如800rpm程度之旋轉數。暫定起動之狀態,由於旋轉尚未安定,因此係會有從暫時成為高於暫定起動旋轉數Np的狀態起而起因於外部擾亂等的影響而導致再度低於暫定起動旋轉數Np的情形。另一方面,被設定為較暫定起動旋轉數Np而更大之值的確定起動旋轉數Nf,係為可視為內燃機10之旋轉已成為安定的旋轉數。
在圖6所示之例中,從身為停止狀態之時刻ts0起,旋轉數係開始增加,並在時刻tp1、tp2處而超過暫定起動旋轉數Np,之後,旋轉數係再度降低。之後,在時刻tp3處而第3次地超過了暫定起動旋轉數Np,之後,維持此一超過地而在時刻tf處到達確定起動旋轉數Nf。如此這般,將從在停止狀態下而開始了旋轉時起直到時刻tf為止的期間,稱作「起動時」,並將時刻tf之後,稱作「起動後」。
本實施形態之起動控制手段78,係在如此這般所定義之「內燃機之起動時」,實行實際溫度探索處理。在實際溫度探索處理中,係藉由進行一連串之嘗試操作直到判定出內燃機10之起動為止,來探索出內燃機10之起動時的實際溫度Te,該一連串之嘗試操作,係「一面依序變更內燃機10之假想溫度,一面計算出對應於該假想溫度之燃料噴射量,並以藉由該燃料噴射量來進行燃料噴射的方式而對於燃料噴射指令單元75下達要求,同時以會在特定之時期而點火的方式來對於點火指令手段 76下達要求」。
參考圖7、圖8,針對起動控制手段78為了算出對應於假想溫度之燃料噴射量所適用的「噴射量變更模式」以及「修正係數變更模式」作說明。在噴射量變更模式中,係參考對於內燃機溫度Te和內燃機10所能夠進行起動之最適當燃料噴射量之間的關係作了規定之第1溫度特性映射(參考圖8(a)),來以與假想溫度相對應之最適當燃料噴射量的映射值而反覆進行前述嘗試操作。在修正係數變更模式中,係以「燃料噴射量=基本噴射量×修正係數」之計算式作為前提,而參考對於內燃機溫度Te和在上述計算式中的修正係數之間的關係作了規定之第2溫度特性映射(參考圖8(b)),來以基於與假想溫度相對應之修正係數之映射值所算出的燃料噴射量而反覆進行嘗試操作。另外,基本噴射量,係基於身為周知技術之針對內燃機旋轉速度和吸氣壓間的關係作了規定之DJ映射或針對內燃機旋轉速度和油門開度間的關係作了規定之α N映射等,而計算出來。
所謂噴射量變更模式和修正係數變更模式,例如,係依據內燃機10之旋轉數是否為未滿「特定之切換旋轉數」一事,來作選擇。在本實施形態中,係將「特定之切換旋轉數」設為相當於暫定起動旋轉數Np,並如同圖7之流程圖中所示一般,當旋轉數為未滿Np時(S01:YES),係選擇噴射量變更模式(S02),當旋轉數為Np以上時(S01:NO),係選擇修正係數變更模式(S03)。
故而,在從停止狀態(旋轉數≒0)起之最初的嘗試操作中,係適用噴射量變更模式,若是旋轉數到達了暫定起動旋轉數Np,則係適用修正係數變更模式。
如圖8之(a)、(b)中所示一般,第1溫度特性映射以及第2溫度特性映射,係描繪有相同之曲線。若是以第1溫度特性映射為代表來作說明,則最適當燃料噴射量,係當內燃機溫度Te越高時,會變得越少。又,相對於內燃機溫度Te之最適當燃料噴射量之斜率,係在越靠低溫側而為越大,並在越靠高溫側而為越小。例如,在內燃機溫度Te為0℃以下的區域中,伴隨著溫度之降低,最適當燃料噴射量係急遽增加。另一方面,在內燃機溫度Te為30℃~60℃程度時,相對於溫度之最適當燃料噴射量的斜率係變得平緩,若是內燃機溫度Te超過60℃,則最適當燃料噴射量係略收斂。
假設當設置有直接檢測出內燃機溫度Te之溫度感測器的情況時,於噴射量變更模式中,係根據第1溫度特性映射而求取出與溫度Te相對應之燃料噴射量M,並藉由使燃料噴射閥29噴射該燃料噴射量M,而能夠使內燃機10適當地起動。當溫度從Te而改變為Te’的情況時,係只要使燃料噴射量從M而變更為M’即可。
同樣的,在修正係數變更模式中,係根據第2溫度特性映射而求取出與溫度Te相對應之修正係數K,並藉由使燃料噴射閥29噴射基於該修正係數K所算出的燃料噴射量,而能夠使內燃機10適當地起動。當溫度從 Te而改變為Te’的情況時,係只要使燃料噴射量從K而變更為K’即可。以下,將參考溫度特性映射而求取出燃料噴射量一事,稱作「算出燃料噴射量」。第1溫度特性映射以及第2溫度特性映射,係可令起動控制手段78自身作記憶,亦可構成為預先記憶在其他之記憶部中,並因應於必要而讀出。
另一方面,當如同本實施形態一般之並未在內燃機10處設置有溫度感測器的情況時,至少係並無法直接性地得知實際溫度。因此,起動控制手段78,係在並不清楚實際溫度的狀態下,而試誤(try and error)性地設定假想溫度,並根據溫度特性映射來算出與此假想溫度相對應之最適當燃料噴射量或修正係數,而實行燃料噴射。之後,試誤(try and error)之結果,係使內燃機10適當地起動,並且探索出內燃機10之起動時的實際溫度。
接著,基於圖9之流程圖,針對起動控制手段78所實行之實際溫度探索處理的全體作說明。在流程圖之說明中,符號「S」係代表「步驟」。在內燃機10之起動時,起動控制手段78,係取得溫度估計手段71基於熱阻器74之檢測溫度或者是曲柄角感測器60之線圈溫度Tc所算出的估計溫度(S11)。估計溫度,係可基於熱阻器74之檢測溫度或者是曲柄角感測器60之線圈溫度Tc的其中一者而算出,或者是,亦可基於熱阻器74之檢測溫度或者是曲柄角感測器60之線圈溫度Tc的雙方,來算出平均值等。
在此階段下,由於旋轉數係為未滿暫定起動旋轉數Np,因此,起動控制手段78,係參考第1溫度特性映射,而算出與估計溫度相對應之燃料噴射量的映射值(S12)。之後,係以使燃料噴射閥29噴射映射值之噴射量的方式,來對於燃料噴射指令手段75下達要求,並且以使火星塞34在特定之時期而點火的方式,來對於點火指令手段76下達要求(S13)。此燃料噴射以及點火動作,係並不被限定於1次,而亦可構成為進行特定次數。
其結果,若是內燃機10起動(S14:YES),則係移行至S20。於此情況,可以推測估計溫度係接近於實際溫度Te。另一方面,當估計溫度和實際溫度Te之間的誤差為大的情況時,由於在S13中係噴射相對於最適當燃料噴射量而言為過少或者是過剩之燃料,因此內燃機10並不會起動(S14:NO)。因此,係移行至S15A,並開始進行實際溫度探索處理。
在S15A中,係將實際溫度探索處理之開始時的假想溫度初期值T1,例如設定為「估計溫度+20℃」一般地來基於估計溫度而作設定。亦即是,若是估計溫度係為60℃,則係將假想溫度初期值T1設定為80℃,若是估計溫度係為20℃,則係將假想溫度初期值T1設定為40℃。另外,基於估計溫度所進行的假想溫度初期值T1之設定,係並不被限定於此種一律加算上特定溫度之方法,亦可採用因應於估計溫度而對於加算溫度作變更的方法等之任意的方法。
在S16中,係參考與在圖7之模式選擇處理中因應於旋轉數所選擇了的模式相對應之溫度特性映射,並算出與假想溫度T1相對應之燃料噴射量的映射值M1或者是修正係數的映射值K1。在S17中,係於將假想溫度以一定溫度而保持特定期間的期間中,與上述之S13相同的,使其實行基於映射值M1或K1所進行的燃料噴射以及點火。於此,假想溫度T1以及映射值M1之記號,係與後述之圖10相對應。若是藉由基於假想溫度T1所得到的映射值M1而使內燃機10起動(S18:YES),則係移行至S20,並將假想溫度T1視為內燃機10之實際溫度Te。另一方面,當內燃機10並未起動的情況時(S18:NO),則係再度設定假想溫度(S19),並反覆進行S16~S18之步驟。若是在S20中而將假想溫度視為實際溫度Te,則控制裝置70係以此時之溫度Te作為基準而實行後續之內燃機10的運轉控制。
在本實施形態中,係具備有下述特徵:亦即是,於S19之假想溫度的再設定中,係使假想溫度從高溫側起朝向低溫側地,而在一定溫度下作特定時間之保持,並且作階段性之降低。如圖8中所示一般,溫度特性映射,係展現有若是溫度越上升則最適當燃料噴射量或者是修正係數係會越減少的朝向右下方下降之特性。故而,使假想溫度從高溫側而朝向低溫側降低一事,係等同於使燃料噴射量從少量側起而逐漸增加。亦即是,藉由採用「以少量的燃料噴射量來進行嘗試,若是並未起動,則逐漸使 燃料噴射量增加,直到起動為止」的處理程序,係能夠抑制起因於過剩之燃料所導致的「浸濕現象」之發生。
又,若是在將假想溫度從高溫度而朝向低溫側降低時使其作非階段性的逐漸改變,則會有導致無法明確得知係在何一溫度下而成為能夠起動之虞。因此,藉由在一定溫度下作特定時間之保持,並且作階段性之降低,係能夠將在內燃機10之起動時的實際溫度Te之探索精確度提昇。
接著,針對在實際溫度探索處理中之假想溫度的設定例,參考圖10之時序表來作說明。圖10(a)、(b)、(c)之橫軸,係為共通之時間軸,將實際溫度探索處理之開始時刻,設為ts0。在時刻ts0處,內燃機之旋轉數係為0〔rpm〕。圖10(b)之燃料噴射量,係設為均為參考第1溫度特性映射所得到的燃料噴射量之映射值。圖10(b)之○記號,係代表實行燃料噴射之時序。於特定之時期處所實行的點火之時序,係省略圖示。又,圖10(b)之橫軸的數字,係代表燃料噴射以及點火之嘗試次數。另外,當在以下之說明中而單純稱作「進行燃料噴射」時,係視為當然包含有在特定之時期處所實行的點火動作者。圖10(c),係為對於伴隨著複數次之燃料噴射而導致內燃機旋轉數一面反覆增減一面逐漸增加的舉動作示意者,波形之形狀係並不具有特別的意義。
以下,針對在時刻ts0處而開始了實際溫度探索處理之後的經過依序作說明。
在實際溫度探索處理開始後,於最初而藉由對應於假想溫度初期值T1之映射值M1來進行了1次的燃料噴射時,由於內燃機10係並未起動,因此,在時刻ts1處,係將假想溫度變更為較T1而更低的T2。接著,於藉由對應於假想溫度T2之映射值M2來進行了2次的燃料噴射時,由於內燃機10係並未起動,因此,在時刻ts2處,係將假想溫度變更為較T2而更低的T3。接著,於藉由對應於假想溫度T3之映射值M3來進行了4次的燃料噴射時,由於內燃機10係並未起動,因此,在時刻ts3處,係將假想溫度變更為較T3而更低的T4。接著,於藉由對應於假想溫度T4之映射值M4來進行了燃料噴射時,在第5次之噴射後,由於係藉由旋轉數檢測手段77而檢測出內燃機10之旋轉數作了急遽增加一事,因此係判定出內燃機10已起動。藉由以上操作,實際溫度探索處理係結束。
在此處理中,關於假想溫度或嘗試次數之設定,係存在有下述一般之特徵。(1)在時刻ts1後之假想溫度T2、時刻ts2後之假想溫度T3、時刻ts3後之假想溫度T4處,係於將假想溫度以一定之溫度而作特定期間之保持的期間中,實行2次以上的燃料噴射。假設就算是所設定的假想溫度為接近於實際溫度Te,而燃料噴射量之映射值係略成為最適當之量,也會有僅藉由1次的燃料噴射並無法進行起動的情況。因此,作為「特定次數」,係以適宜設定2次以上之嘗試次數為理想。
(2)在低溫側之假想溫度T3處的嘗試次數X3(=4次),係設定為較在高溫側之假想溫度T2處的嘗試次數X2(=2次)而更多。在低溫度側,相較於高溫側,由於燃燒係較不安定,因此,藉由在越低溫側處而越增加嘗試次數,係能夠確保更多的燃燒機會,而為理想。
(3)在低溫側之假想溫度T2和T3之間的溫度差ΔT2-3,係設定為較在高溫側之假想溫度T1和T2之間的溫度差ΔT1-2而更小。在溫度特性映射中,由於越靠低溫側則相對於溫度之最適當燃料噴射量的斜率係變得越大,因此,係以將對於假想溫度之設定作變更的溫度差,在高溫側處設為較大並在低溫側處設為較小,以使燃料噴射量之映射值盡可能地以均等之間隔來改變為理想。
(4)在處理中之最低的假想溫度T4處,係設定有某一下限值(保護值)。在溫度特性映射之低溫區域處,由於最適當燃料噴射量係急遽地增加,因此,係以藉由設定下限值一事來避免過剩之量的燃料噴射為理想。此下限值,係亦可與估計溫度相同的,基於熱阻器74之檢測溫度或者是曲柄角感測器60之線圈溫度Tc來設定之。又,由於起動旋轉數係當越低溫時會起因於摩擦力之增加而越減少,因此係亦可基於起動旋轉數來設定假想溫度之下限值。
接著,針對在結束上述之實際溫度探索處理並從「起動時」而移行至「起動後」的階段中所實行之假想溫度之修正處理,參考圖11之流程圖來作說明。在實 際溫度探索處理中,由於係使假想溫度從高溫側起朝向低溫側地而逐漸降低並探索實際溫度,因此係會有在假想溫度為較實際溫度而更高之「薄濃度極限之狀態」下而進行起動的情況。如此一來,在從實際溫度探索處理之開始(圖10之時刻ts0)起而曲柄軸進行特定次數之旋轉的判定期間中,內燃機10的旋轉數會成為到達特定值。
在S21中,係判定出於判定期間中內燃機10之旋轉數是否到達了特定值。當在S21中而為YES的情況時,係移行至S22,並進行將實際溫度探索處理之結束時的假想溫度朝向低溫側而作橫移之修正。亦即是,當在「薄濃度極限之狀態」下而進行了起動的情況時,由於相對於原本所要求的噴射量,實際所噴射之燃料係有所不足,因此,藉由將假想溫度朝向低溫側而橫移,係能夠朝向使燃料噴射量增加的方向來作修正。另一方面,當在S21中而為NO的情況時,在S23中,係維持實際溫度探索處理之結束時的假想溫度。
(效果)
如同上述一般,在本實施形態中,於內燃機10之起動時,控制裝置70之起動控制手段78,係反覆實行實際溫度探索處理,該實際溫度探索處理,係進行下述之程序:亦即是,設定假想溫度,並參照溫度特性映射,而以基於與假想溫度相對應之最適當燃料噴射量之映射值或者是修正係數之映射值所算出的燃料噴射量來進行燃料噴 射,並確定起動之可否。藉由此,不需要設置檢測出內燃機溫度Te之溫度感測器,便能夠良好地使內燃機10起動,並且能夠探索出起動時之內燃機溫度Te。故而,內燃機10之構造係變得簡單,而能夠降低製造成本。
又,在由本案申請人所提出之先前申請案的內燃機之控制裝置中,係代替溫度感測器,而基於熱阻器74之檢測溫度或者是曲柄角感測器60之線圈溫度Tc來估計內燃機溫度Te,並基於該估計溫度來對於內燃機10之運轉狀態作控制。在此構成中,當估計溫度和實際溫度Te之間的誤差為大的情況時,係會有導致起動不良或者是驅動能力之降低等的性能降低之虞。
相對於此,在本實施形態中,由於係並不依存於由溫度估計手段71所得到之估計溫度,而是藉由反覆嘗試燃料噴射來使內燃機10起動,因此就算是在估計溫度和實際溫度Te之誤差為大的情況時,亦能夠避免起動不良。進而,藉由基於在內燃機10之起動時的假想溫度來對於其後之運轉狀態作控制,係能夠避免當基於誤差為大之估計溫度來進行控制的情況時所可能發生之空燃比的過剩以及起因於此所導致的火星塞之薰黑等的問題。
進而,在本實施形態中,由於在實際溫度探索處理中係使假想溫度從高溫側起朝向低溫側地而階段性的降低,因此係能夠防止噴射出相對於與實際溫度Te對應之最適當燃料噴射量而言為過剩之燃料的情況,並抑制「浸濕現象」之發生,而能夠防止起動不良。又,作為參 考,在日本特許第3005818號公報中,係揭示有一種技術,其係在直到引擎起動結束為止的期間中,使因應於燃料中之乙醇濃度所求取出的乙醇修正係數作增減。在此技術中,係反覆進行乙醇修正係數之增加和減少,增減方向係並非為一定。相對於此,在本實施形態中,係具備有下述特徵:亦即是,係將使假想溫度改變的方向,固定為從高溫側而朝向低溫側。
又,在本實施形態中,係基於估計溫度而設定假想溫度初期值T1。例如,當在從內燃機10之停止起而經過了充分的時間之後進行再起動時等,依存於狀況,係會有估計溫度和內燃機10之實際溫度Te具有高度之相關的情況。又,假設就算是存在有誤差,估計溫度也會成為關連於實際溫度Te之大略的基準。因此,在開始實際溫度探索處理時,藉由將基於估計溫度所得之溫度設定為假想溫度之初期值,從更為接近實際溫度Te之溫度起而開始處理的可能性係增高。故而,係能夠減少直到起動為止的嘗試之次數,而能夠在更短的時間內使內燃機10起動。
(第2實施形態)
針對由本發明之第2實施形態所致的內燃機之控制裝置所實行之實際溫度探索處理,參考圖12之流程圖來作說明。第2實施形態,相較於第1實施形態,係具備有下述之相異處:亦即是,係並不具備有溫度估計手段71, 或者是就算具備有溫度估計手段71也並不將其之估計溫度利用在實際溫度探索處理中。所謂並不具備有溫度估計手段71之構成,係指並未在控制裝置70處設置有熱阻器74、或者是並未設置有對於曲柄角感測器60之線圈61供給檢測電流之通電部72或檢測出被施加於線圈61處的電壓之電壓檢測部73的構成。
在圖12之流程圖中,針對與第1實施形態之圖9之流程圖實質性相同的步驟,係附加相同的符號,並省略其說明。圖12之流程圖,相對於圖9之流程圖,係並不存在有S11~S14之步驟,而從步驟S15B開始。在S15B中,係將實際溫度探索處理之開始時的假想溫度初期值,設定為例如80℃一般的既定值。亦即是,由於係完全沒有任何之會成為實際溫度Te之大略推估的資訊,因此係將所能夠想定之最高溫度作為假想溫度,而開始處理。
在第2實施形態中,由於就算是並不設置溫度估計手段71,也能夠實行實際溫度探索處理,因此控制裝置70之構成係變得更為簡單。
(第3實施形態)
在第3實施形態中,僅有實際溫度探索處理之型態為相異,關於其他構成,則由於係與第1、第2實施例相同,因此係省略其說明。在本實施形態中,於第1實施形態中的圖9之流程圖中的S19處之假想溫度的再設定之處 理,係與第1實施例相異。具體而言,在S19之假想溫度的再設定中,係具備有下述特徵:亦即是,係使假想溫度從高溫側起朝向低溫側地而降低,並且在使其降低的途中,包含有至少一次以上之使其暫時性上升的返回階段。如圖8中所示一般,溫度特性映射,係展現有若是溫度越上升則最適當燃料噴射量或者是修正係數係會越減少的朝向右下方下降之特性。故而,使假想溫度從高溫側而朝向低溫側降低一事,係等同於使燃料噴射量從少量側起而逐漸增加。亦即是,藉由採用「以少量的燃料噴射量來進行嘗試,若是並未起動,則逐漸使燃料噴射量增加,直到起動為止」的處理程序,係能夠抑制起因於過剩之燃料所導致的「浸濕現象」之發生,而能夠防止起動不良。
又,在起動時,由於燃料室20附近係並未被充分地暖機,因此所噴射出之燃料係並不會被充分地氣化,一般而言燃燒係並不會安定。故而,係會有若是僅靠特定之期間則仍難以判斷起動之可否的情況。因此,不時地使假想溫度返回至高溫側而一面對於起動之可否進行再確認一面探索起動可能溫度一事,係為有效。
接著,針對在第3實施例之實際溫度探索處理中之假想溫度的設定例,參考圖13之時序表來作說明。圖13(a)、(b)、(c)之橫軸,係為共通之時間軸,將實際溫度探索處理之開始時刻,設為ts0。在時刻ts0處,內燃機之旋轉數係為0〔rpm〕。圖13(b)之燃料噴射量,係設為均為參考第1溫度特性映射所得到的燃料噴射量之 映射值。圖12(b)之○記號,係代表實行燃料噴射之時序。於特定之時期處所實行的點火之時序,係省略圖示。又,圖13(b)之橫軸的數字,係代表燃料噴射以及點火之嘗試次數。另外,當在以下之說明中而單純稱作「進行燃料噴射」時,係視為當然包含有在特定之時期處所實行的點火動作者。圖13(c),係為對於伴隨著複數次之燃料噴射而導致內燃機旋轉數一面反覆增減一面逐漸增加的舉動作示意者,波形之形狀係並不具有特別的意義。
以下,針對在時刻ts0處而開始了實際溫度探索處理之後的經過依序作說明。
在實際溫度探索處理開始後,於最初而藉由對應於假想溫度初期T1之映射值M1來進行了1次的燃料噴射時,由於內燃機10係並未起動,因此,在時刻ts1處,係將假想溫度變更為較T1而更低的T2。接著,於藉由對應於假想溫度T2之映射值M2來進行了1次的燃料噴射時,由於內燃機10係並未起動,因此,在時刻ts2處,係將假想溫度變更為較T2而更低的T3。接著,於藉由對應於假想溫度T3之映射值M3來進行了1次的燃料噴射時,由於內燃機10係並未起動,因此,在時刻ts3處,係將假想溫度從T3而回復至高溫側之T1。
接著,於藉由對應於假想溫度T1之映射值M1來進行了1次的燃料噴射時,由於內燃機10係並未起動,因此,在時刻ts4處,係將假想溫度變更為較T1而更低的T3。接著,於藉由對應於假想溫度T3之映射值 M3來進行了2次的燃料噴射時,由於內燃機10係並未起動,因此,在時刻ts5處,係將假想溫度變更為較T3而更低的T4。接著,於藉由對應於假想溫度T4之映射值M4來進行了3次的燃料噴射時,由於內燃機10係並未起動,因此,在時刻ts6處,係將假想溫度從T4而回復至高溫側之T2。
接著,於藉由對應於假想溫度T2之映射值M2來進行了2次的燃料噴射時,由於內燃機10係並未起動,因此,在時刻ts7處,係將假想溫度變更為較T2而更低的T5。接著,於藉由對應於假想溫度T5之映射值M5來進行了燃料噴射時,在第1次之噴射後,由於係藉由旋轉數檢測手段77而檢測出內燃機10之旋轉數作了急遽增加一事,因此係判定出內燃機10已起動。藉由以上操作,實際溫度探索處理係結束。在此例中,於使假想溫度從最高溫之T1起朝向最低溫之T5而降低的途中,係包含有時刻ts3以及ts6之2次的返回階段。
在此處理中,關於假想溫度或特定期間之設定,係存在有下述一般之特徵。(1)在身為回復階段之時刻ts3後之假想溫度T1以及時刻ts6後之假想溫度T2處,係將假想溫度以一定之溫度而作特定期間之保持。藉由此,當在特定期間中而作了起動的情況時,起動時之溫度係變得明確,而能夠將實際溫度Te之探索精確度提昇。
(2)在時刻ts6之回復階段後的保持低溫側之假 想溫度T2之期間H6-7,係被設定為較在時刻ts3之回復階段後的保持高溫側之假想溫度T1之期間H3-4而更長。在低溫度側,相較於高溫側,由於燃燒係較不安定,因此,藉由在越低溫側處而將保持一定溫度之期間設為越長,係能夠確保更多的燃燒機會,而為理想。
(3)在時刻ts6之回復階段處的低溫側之假想溫度T4和T2之間的溫度差ΔT4-2,係被設定為較在時刻ts3之回復階段處的高溫側之假想溫度T3和T1之間的溫度差ΔT3-1而更小。在溫度特性映射中,由於越靠低溫側則相對於溫度之最適當燃料噴射量的斜率係變得越大,因此,係以將對於假想溫度之設定作變更的溫度差,在高溫側處設為較大並在低溫側處設為較小,以使燃料噴射量之映射值盡可能地以均等之間隔來改變為理想。
(4)在處理中之最低的假想溫度T4處,係設定有某一下限值(保護值)。在溫度特性映射之低溫區域處,由於最適當燃料噴射量係急遽地增加,因此,係以藉由設定下限值一事來避免過剩之量的燃料噴射為理想。
此下限值,係亦可與估計溫度相同的,基於熱阻器74之檢測溫度或者是曲柄角感測器60之線圈溫度Tc來設定之。又,由於起動旋轉數係當越低溫時會起因於摩擦力之增加而越減少,因此係亦可基於起動旋轉數來設定假想溫度之下限值。
於圖14、圖15中,對於在實際溫度探索處理中之假想溫度的其他設定例作展示。
於圖14之例中,係在時刻ts3處將假想溫度從T3而回復至高溫側之T2,並進而在時刻ts4處將假想溫度從T2而回復至高溫側之T1。如此這般,係亦可將回復階段作複數次之連續設定。在圖15之例中,於從時刻ts3起直到時刻ts4為止的期間中,係使假想溫度從T3起而逐漸改變至高溫側之T2。如此這般,係亦可並不將假想溫度作階段性的變更。
接著,針對在結束上述之實際溫度探索處理並從「起動時」而移行至「起動後」的階段中所實行之假想溫度之修正處理,參考實施例1中所記載之圖11之流程圖來作說明。在實際溫度探索處理中,由於係使假想溫度從高溫側起朝向低溫側地而逐漸降低並探索實際溫度,因此係會有在假想溫度為較實際溫度而更高之「薄濃度極限之狀態」下而進行起動的情況。如此一來,在從實際溫度探索處理之開始(圖13(a)之時刻ts0)起而曲柄軸進行特定次數之旋轉的判定期間中,內燃機10的旋轉數會成為到達特定值。
在S21中,係判定出於判定期間中內燃機10之旋轉數是否到達了特定值。當在S21中而為YES的情況時,係移行至S22,並進行將實際溫度探索處理之結束時的假想溫度朝向低溫側而作橫移之修正。亦即是,當在「薄濃度極限之狀態」下而進行了起動的情況時,由於相對於原本所要求的噴射量,實際所噴射之燃料係有所不足,因此,藉由將假想溫度朝向低溫側而橫移,係能夠朝 向使燃料噴射量增加的方向來作修正。另一方面,當在S21中而為NO的情況時,在S23中,係維持實際溫度探索處理之結束時的假想溫度。
(效果)
如同上述一般,與第1實施形態相同的,在本實施形態中,於內燃機10之起動時,控制裝置70之起動控制手段78,係反覆實行實際溫度探索處理,該實際溫度探索處理,係進行下述之程序:亦即是,設定假想溫度,並參照溫度特性映射,而以基於與假想溫度相對應之最適當燃料噴射量之映射值或者是修正係數之映射值所算出的燃料噴射量來進行燃料噴射,並確定起動之可否。藉由此,不需要設置檢測出內燃機溫度Te之溫度感測器,便能夠良好地使內燃機10起動,並且能夠探索出起動時之內燃機溫度Te。故而,內燃機10之構造係變得簡單,而能夠降低製造成本。
又,在由本案申請人所提出之先前申請案的內燃機之控制裝置中,係代替溫度感測器,而基於熱阻器74之檢測溫度或者是曲柄角感測器60之線圈溫度Tc來估計內燃機溫度Te,並基於該估計溫度來對於內燃機10之運轉狀態作控制。在此構成中,當估計溫度和實際溫度Te之間的誤差為大的情況時,係會有導致起動不良或者是驅動能力之降低等的性能降低之虞。
相對於此,在本實施形態中,與第1實施形 態相同的,由於係並不依存於由溫度估計手段71所得到之估計溫度,而是藉由反覆嘗試燃料噴射來使內燃機10起動,因此就算是在估計溫度和實際溫度Te之誤差為大的情況時,亦能夠避免起動不良。進而,藉由基於在內燃機10之起動時的假想溫度來對於其後之運轉狀態作控制,係能夠避免當基於誤差為大之估計溫度來進行控制的情況時所可能發生之空燃比的過剩以及起因於此所導致的火星塞之薰黑等的問題。
進而,在本實施形態中,由於在實際溫度探索處理中基本上係使假想溫度從高溫側起朝向低溫側地而階段性的降低,因此係能夠防止噴射出相對於與實際溫度Te對應之最適當燃料噴射量而言為過剩之燃料的情況,並抑制「浸濕現象」之發生,而能夠防止起動不良。又,藉由不時使假想溫度回復至高溫側,並對於起動之可否進行再確認,係能夠對於雖然其實為能夠起動但是卻被判定為無法起動的錯誤作盡可能的避免。又,作為參考,在日本特許第3005818號公報中,係揭示有一種技術,其係在直到引擎起動結束為止的期間中,使因應於燃料中之乙醇濃度所求取出的乙醇修正係數作增減。
在此技術中,係反覆進行乙醇修正係數之增加和減少,增減方向係並非為一定。相對於此,在本實施形態中,係具備有下述特徵:亦即是,係將使假想溫度改變的方向,固定為從高溫側而朝向低溫側。
又,在本實施形態中,係基於估計溫度而設 定假想溫度初期值T1。例如,當在從內燃機10之停止起而經過了充分的時間之後進行再起動時等,依存於狀況,係會有估計溫度和內燃機10之實際溫度Te具有高度之相關的情況。又,假設就算是存在有誤差,估計溫度也會成為關連於實際溫度Te之大略的基準。因此,在開始實際溫度探索處理時,藉由將基於估計溫度所得之溫度設定為假想溫度之初期值,從更為接近實際溫度Te之溫度起而開始處理的可能性係增高。故而,係能夠減少直到起動為止的試誤之次數,而能夠在更短的時間內使內燃機10起動。
(第4實施形態)
在第4實施形態中,相較於上述之實施形態,溫度估計手段之形態係為相異。在本實施形態中之其他構成,由於係與上述實施形態相同,因此係省略其說明。又,在本實施形態中,係構成為除了上述第1、第2、第3實施例中之線圈電阻的算出方法,亦即是除了基於曲柄角感測器60之線圈電阻之值來算出引擎溫度Te以外,亦藉由由使用有引擎10之溫度模式的演算式所致的溫度算出手法,來算出引擎溫度Te。在此算出手法中,係根據由在引擎10中之燃燒所導致的發熱量和由冷卻裝置49所致的散熱量之間的收支,來算出在引擎10中之逐次的溫度變化量,並且根據該溫度變化量之積算,來算出引擎溫度Te。亦即是,在引擎運轉中,當使用曲柄角感測器60之 線圈電阻值而算出引擎溫度Te時,係將引擎10乃身為特定之低旋轉狀態一事作為實施條件,在並非身為該低旋轉狀態的情況時,則係使用模式演算式來算出引擎溫度Te。以下,針對模式演算式作說明。
首先,引擎溫度Te,係可藉由下述之(式1)來表現。
Te=T0+ΣΔTe…(式1)
在(式1)中,T0係為引擎10之周圍溫度(外氣溫度),作為此周圍溫度T0,係使用熱阻器74之檢測溫度。另外,熱阻器74雖然係與引擎10之溫度間存在有相關,但是,其係被設置在相對而言為較難以受到影響的場所,於引擎停止後,無關於引擎10之溫度變化,其檢測溫度係降低。亦即是,熱阻器74之檢測溫度,在引擎停止後,係會較快地而一直降低至外氣溫度。ΔTe,係為在每特定時間所算出之引擎溫度Te的變化量,ΣΔTe,係為溫度變化量ΔTe之積算值。
溫度變化量ΔTe,係使用下述之(式2)來算出。
ΔTe=(Q1-Q2)/C…(式2)
在(式2)中,Q1係為由燃燒氣體所致的發熱量,Q2係為由冷卻裝置49所致的散熱量,C係為引擎10之熱容量。
由燃燒氣體所致之發熱量Q1,係藉由(式3)而求取出來。
Q1=Ac×HG×(TG-Te)…(式3)
在(式3)中,Ac係為汽缸表面積,HG係為引擎10之熱傳導係數,TG係為燃燒氣體溫度。熱傳導係數HG,係藉由下述之(式4)而求取出來。燃燒氣體溫度TG,例如係根據引擎旋轉速度和引擎負載(吸氣壓)而算出。
HG=0.244×(PG×TG)^(1/2)×ω^(1/3)…(式4)
在(式4)中,PG係為燃燒氣體壓力,TG係為燃燒氣體溫度,ω係為活塞速度。燃燒氣體壓力PG,例如係根據引擎旋轉速度和引擎負載(吸氣壓)而算出。活塞速度ω,係基於引擎旋轉速度而算出。
又,由冷卻裝置49所致之散熱量Q2,係藉由(式5)而求取出來。
Q2=Af×HC×(Te-T0)…(式5)
在(式5)中,Af係為冷卻裝置49(冷卻扇)之表面積,HG係為冷卻裝置49(冷卻扇)之熱傳導係數。
(第5實施例)
在本實施例中,係並不實施實際溫度探索處理地而進行內燃機之溫度的算出。作為此溫度檢測,係與上述實施例1~4相同的而檢測出設置在內燃機或其近旁處之電性功能零件的電阻體、亦即是線圈61之電阻值,而進行內燃機之溫度的算出。具體而言,係參考圖16中所示之流程圖,並於以下針對控制裝置70所實行之引擎溫度算出處理(溫度算出手段)的處理程序作說明。以下之處理,係 構成為藉由控制裝置70而以特定之週期來反覆實行。另外,在以下之處理中,係包含有於引擎停止中所實施的演算處理,但是,此係亦可藉由在引擎停止中而暫時性地起動控制裝置70一事來實施之。
在圖16中,於步驟S31處,係判定是否身為引擎起動時,接著,在步驟S32中,係判定引擎10是否身為停止狀態。之後,若是步驟S31、S32均為YES,則係前進至步驟S33,並算出引擎初期溫度Ti。此時,係藉由通電部72而對於線圈61暫時性通電,並基於此時之藉由電壓檢測部73所檢測出的電壓值,來算出引擎初期溫度Ti。線圈61之通電時間,例如係為10~30msec程度。於此,引擎初期溫度Ti係與線圈溫度Tc概略一致,根據由電壓檢測部73所得到的檢測電壓值來算出線圈溫度Tc,並作為Ti=Tc而算出引擎初期溫度Ti。
如果存在有引擎停止狀態下之時間上的餘裕,則若是斷續性地進行複數次之線圈通電,並根據藉由該些之各次之線圈通電所算出的線圈溫度Tc之平均值來算出引擎初期溫度Ti,則為理想。當算出有複數之線圈溫度Tc的情況時,係亦可採用例如僅在其之最大值和最小值之間的差成為特定值以下的情況時才許可引擎初期溫度Ti之算出等的構成,以謀求算出精確度之提昇。
另外,在引擎起動時,係亦可構成為預先設置有使引擎起動之開始有所延遲的待機時間,並在該待機時間的期間內而進行線圈通電,以算出引擎初期溫度Ti。 待機時間,例如若是為100msec程度,則為理想。
又,亦可想見會有就算是想要使引擎10起動,起動亦尚未結束,並持續引擎熄火(engine stall)狀態的情況。於此種情況,若是隔開有特定之時間間隔地來實施線圈通電,則為理想。例如,若是以20秒之間隔來進行線圈通電,則為理想。
又,若是步驟S31係為NO,則係前進至步驟S34,並判定是否身為引擎運轉中。此時,若是引擎10正在旋轉,則係判定為引擎運轉中。並且,若是身為引擎運轉中,則係前進至步驟S35,並判定引擎10是否成為特定之低旋轉狀態。此時,例如若是引擎旋轉速度係為1000rpm以下,則判定其係成為特定之低旋轉狀態。
當在步驟S35中而被判定係成為低旋轉狀態的情況時,係前進至步驟S16,並基於曲柄角感測器60之線圈電阻值,而算出引擎溫度Te。此時,係藉由通電部72而對於線圈61暫時性通電,並基於此時之藉由電壓檢測部73所檢測出的電壓值,來算出引擎溫度Te。線圈61之通電時間,例如係為數msec程度。引擎溫度Te之具體性的算出手法,係如上所述。使用圖4一般之線圈電阻值RS和線圈溫度Tc間之相關關係,來根據電壓檢測部73之檢測電壓值而算出線圈溫度Tc。在圖2之構成中,線圈電阻值RS係藉由電壓VRS/電流IS2之數式而求取出來,並根據此線圈電阻值RS來算出線圈溫度Tc。又,係以引擎初期溫度Ti作為基準來算出線圈溫度Tc之 上升值,並且使用圖4(c)之關係,而基於線圈溫度上升值來算出溫度加算值β。之後,在線圈溫度Tc處加算上溫度加算值β,而算出引擎溫度Te(Te=Tc+β)。
又,為了對起因於線圈61之個體差異所導致的線圈溫度Tc之檢測值的參差作修正,係亦可使用控制裝置70內之熱阻器76的輸出(溫度)。具體而言,在引擎停止時(引擎冷卻時),由於係成為線圈溫度Tc≒熱阻器溫度,因此,係亦可使用此情況下之熱阻器溫度和電阻值,而進行圖4(a)之相關圖的特性之偏位(offset)修正。又,亦可使用熱阻器溫度,來實施針對身為定電流設定部分之通電部72的電阻之溫度特性之量或切換電路元件之溫度特性之量的相應之電路修正。
若是引擎10成為低旋轉狀態,則在步驟S16中,係反覆進行基於曲柄角感測器60之線圈電阻值所進行的引擎溫度Te之算出。於此情況,在步驟S36中,若是在從前一次之通電起直到此次的通電為止的期間中,設定有特定之通電休止時間,則為理想。藉由此,係能夠對起因於通電而導致線圈61自我發熱並進一步導致溫度檢測之精確度有所降低的問題作抑制。通電休止時間,例如若是為20秒程度,則為理想。
又,當在步驟S35中係判定並未成為低旋轉狀態的情況時,係前進至步驟S36,並藉由使用有引擎10之溫度模式的演算式(上述之式1)來算出引擎溫度Te。另外,為了避免伴隨著引擎10之運轉等而導致的周圍溫度 之改變所造成的影響,較理想,在演算式中所使用之周圍溫度T0,係根據在控制裝置70之動作開始後的瞬間之熱阻器74的檢測值來取得之。另外,若是想定為冷卻起動,則作為周圍溫度T0,係亦可使用在步驟S33中所算出之引擎初期溫度Ti。
又,當在步驟S34中而被判定並非身為引擎運轉中的情況時,係前進至步驟S38。於此情況,在引擎停止狀態下,係基於曲柄角感測器60之線圈電阻值,而算出引擎溫度Te。亦即是,係藉由通電部72而對於線圈61暫時性通電,並基於此時之藉由電壓檢測部73所檢測出的電壓值,來算出引擎溫度Te。線圈61之通電時間,例如係為數msec程度。於此,引擎溫度Te係與線圈溫度Tc概略一致,根據由電壓檢測部73所得到的檢測電壓值來算出線圈溫度Tc,並作為Te=Tc而算出引擎溫度Te。
若依據上述構成,則係能夠得到下述之優良的效果。
(1)在上述構成中,係除了在身為功能零件之曲柄角感測器60處的檢測功能以外,更另外檢測出該曲柄角感測器60之線圈61的電阻值,並基於該檢測出之電阻值來算出引擎10之溫度。於此情況,就算是並不存在有檢測出引擎10之溫度的溫度感測器,亦成為能夠使用上述之功能零件而進行引擎10之溫度檢測。故而,係能夠謀求構成之簡單化,乃至於能夠實現成本之降低。
(2)曲柄角感測器60係具備有旋轉檢測功能, 作為電阻體之線圈61,係因應於轉子50之旋轉,而以特定之週期來輸出由起電力所得到的旋轉角訊號。於此情況,線圈61之溫度係相對於引擎10之溫度而具備有相關性,利用此,來基於線圈電阻值而算出引擎溫度Te。曲柄角感測器60,係為在引擎控制中所不可或缺者,藉由將該曲柄角感測器60兼用為溫度檢測手段,係能夠實現構成之簡單化。
(3)在引擎10的停止狀態下,於曲柄角感測器60處係並不會有產生起電力之輸出的情形,基本上係成為無輸出狀態。利用此點,係能夠藉由對於線圈61進行通電,而求取出線圈電阻之值(或者是相當於該電阻值之值)。
(4)就算是在引擎運轉中,於特定之低旋轉狀態下,交流訊號並未被輸出之訊號非輸出期間係會變長。藉由此,係能夠合適地算出線圈電阻之值(或者是相當於該電阻值之值)。
(5)在於轉子50處設置有缺齒部52之構成中,於該缺齒部52之檢測期間中,交流訊號並未被輸出之訊號非輸出期間係會變長。藉由此,係能夠合適地算出線圈電阻之值(或者是相當於該電阻值之值)。
(6)在對於線圈61進行通電的情況時,係構成為在從前一次之通電起直到此次的通電為止的期間中,設定有特定之通電休止時間。藉由此,係能夠對起因於通電而導致線圈61自我發熱並進一步導致溫度檢測之精確度 有所降低的問題作抑制。
(7)當使用曲柄角感測器60之線圈61而檢測出引擎溫度Te情況時,會起因於引擎旋轉狀態等而產生有實施上的限制。針對此點,由於係構成為除了基於線圈溫度Tc來計算出引擎溫度Te之算出手段以外,更進而具備有藉由使用有引擎溫度模式的演算式來算出引擎溫度Te之算出手段,因此,無關於引擎旋轉狀態等,而恆常均能夠合適地算出引擎溫度Te。特別是,由於係構成為在引擎10之低旋轉時和其以外的情況時,而將引擎溫度Te之算出手段作區分使用,因此係成為能夠進行合適之實施。
(8)在引擎10之運轉中,在引擎10(引擎本體)和曲柄角感測器60(線圈61)處之由冷卻裝置49所致的冷卻之程度會有所差異,因此,係注目於此,而構成為亦考慮有該冷卻之程度的差異地來算出引擎溫度Te。藉由此,係能夠將引擎溫度Te之算出精確度提高。
(9)在引擎10之運轉中,係基於引擎溫度Te和線圈溫度Tc並不會成為相同一事,而算出引擎溫度Te,在引擎10之運轉停止後,係基於引擎溫度Te和線圈溫度Tc會成為相同一事,來算出引擎溫度Te。藉由此,不論是在引擎10之運轉中以及停止後的任一者的情況中,均能夠合適地算出引擎溫度Te。
(10)在身為引擎10之運轉狀態下並且引擎10之旋轉速度為成為特定值以下之低旋轉狀態時,藉由構成 為在訊號非輸出期間(缺齒檢測期間)之前半的期間中而實施線圈電阻值之檢測,就算是起因於車輛之加速而導致訊號非輸出期間突然變短,也能夠抑制線圈電阻值之誤檢測。
(11)由於係成為能夠進行在引擎10之停止狀態下的引擎溫度Te之算出,因此就算是在暖機再起動的情況時,亦能夠將該再起動時之引擎溫度Te合適地計算出來。
(其他實施形態)
係並不被限定於將設定假想溫度之起動控制手段78作為控制裝置70之電路的一部分來作設置之構成,亦可與控制裝置70相互獨立地而另外追加設定假想溫度之電路。藉由此,就算是當控制裝置70發生異常的情況時,亦成為能夠進行假想溫度之設定。
在本案之實際溫度探索處理中,溫度特性映射之正確度,係成為重要的因素。在上述實施形態中,雖係使用最適燃料噴射量所依存之參數僅為內燃機溫度Te之二維性的溫度特性映射,但是,例如係亦可使用作為內燃機溫度Te以外之參數而亦對於例如氧濃度或者是燃料中之成分濃度等作了考慮的三維以上之溫度特性映射。或者是,亦可構成為使控制裝置藉由基於探索結果所進行之學習功能來對於溫度特性映射進行修正。
估計內燃機溫度Te之溫度估計手段71,係並 不被限定於基於熱阻器74之檢測溫度或曲柄角感測器60之線圈電阻的檢測值來進行估計,亦可基於與內燃機溫度Te有所相關之任意的物理量之檢測值,來藉由計算式或映射等來估計內燃機溫度Te。
針對通電部72,係可使用下述一般之電路構成。如同圖18中所示一般之通電部72之電流鏡電路,係可藉由PNP型之雙極電晶體以外的各種之半導體元件來形成之。例如,係亦可藉由NPN雙極電晶體、二極體、MOS-FET等來構成之。
亦可將通電部72之電流鏡電路改變為定電流電路75。例如如同在圖17中所示之控制裝置70的變形例所示一般,係在電源72a和開關72f之間設置定電流電路75,並在開關72f之另外一端處連接電阻部72e(電阻值R1)。藉由以上之構成,若是開關72f成為ON,則係從定電流電路75而對於線圈61供給電流IS2。另外,於此情況時之線圈電流由於係可藉由IS2=Vcc/R1而求取出來,因此線圈電阻值係可作為RS=VRS/IS2而算出。藉由設為圖17一般之電路構成,係能夠更進一步謀求裝置之簡單化。
係亦可間接性地取得線圈電壓。例如如同在圖10中所示之控制裝置70的變形例所示一般,係在電流鏡電路之電晶體72b處連接開關72f,並在開關72f之另外一端處連接電阻部72d(電阻值R1)和第2電阻部72g(R2)。並且,在電阻部72d和第2電阻部72g之間的 節點(省略元件符號)處,連接電壓檢測部73。於此情況,電壓檢測部73,係檢測出施加於第2電阻部72g(R2)處之電壓值VRS2。又,線圈電流IS2,係藉由IS2=IS=Vcc/(R1+R2)而求取出來,線圈電阻值RS係可作為RS=VRS2/IS2而算出。
於上述內容中,係針對基於曲柄角感測器60所具有之線圈61的電阻值來算出引擎10之溫度之例來作了說明。除此之外,係亦可基於在溫度特性上與引擎溫度Te具有相關性之電性功能零件的電阻體之電阻值,來算出引擎溫度Te。例如,作為原本所具有之動作功能,係亦可使用將燃料與吸氣之混合氣體對於燃燒室20進行噴射供給之燃料噴射閥29的電阻體之電阻值,來算出引擎溫度Te。於此情況,係在並不會進行燃料噴射閥29之噴射供給動作(原本之動作功能)的引擎10之起動等的時序處,藉由通電部72來對於燃料噴射閥29之電阻體(例如線圈)作暫時性通電,並基於藉由電壓檢測部73所檢測出的電壓值(或者是電阻值),來算出引擎溫度Te。
除此之外,作為功能零件,係亦可使用對於怠速空氣量進行調整之ISC閥(電磁閥24)、將用以進行觸媒暖機之二次空氣供給至排氣通路42之二次空氣閥、將吸附於過濾罐(canister)處之蒸氣供給至吸氣通路12處之洗淨(purge)閥。針對此些之各功能零件,係在並不進行其原本之動作功能的休止時,藉由對於電阻體所進行之通電來取得電阻值。之後,係可基於電阻值來算出引擎溫度。 另外,上述之ISC閥或二次空氣閥、洗淨閥,係均並非為被直接搭載於引擎本體處者,而係成為被設置在引擎本體之近旁處者。
當為了檢測出電阻值所進行之由通電部72所致之對於功能零件的通電係並不會對於功能零件之原本的動作功能造成影響的情況時,係亦能夠使功能零件之原本的動作功能和引擎溫度Te之檢測功能同時進行。又,作為電阻體,除了線圈以外,係亦可使用構成功能零件之銅線。
上述實施形態之內燃機之控制裝置,雖係想定為被適用在單氣筒引擎之速克達(scooter)中的例子,但是,係並不被限定於此,亦可適用在搭載有多氣筒引擎之摩托車(自動二輪車)或者是二輪車以外之車輛或汎用的內燃機中。
另外,本發明,係並不被限定於上述之實施形態,在不脫離本發明之要旨的範圍內,係能夠以各種之形態來實施之。

Claims (16)

  1. 一種內燃機的控制裝置,係為對於內燃機(10)之運轉狀態進行控制之控制裝置(70),其特徵為,係具備有:燃料噴射指令手段(75),係對於燃料噴射閥(29)而針對燃料之噴射時期以及噴射量下達指令;和點火指令手段(76),係於特定之時期而對於點火塞(34)下達點火指令;和旋轉數檢測手段(77),係檢測出前述內燃機之旋轉數;和起動控制手段(78),係實行探索出前述內燃機之起動時之實際溫度的實際溫度探索處理,實際溫度探索處理,係藉由反覆進行一連串之嘗試操作直到基於前述內燃機之旋轉數而至少判定出前述內燃機之起動為止,來探索出前述內燃機之起動時的實際溫度,該一連串之嘗試操作,係一面依序變更前述內燃機之假想溫度,一面計算出對應於該假想溫度之燃料噴射量,並以藉由該燃料噴射量來進行燃料噴射的方式而對於前述燃料噴射指令手段下達要求,同時以會在特定之時期而點火的方式來對於前述點火指令手段下達要求。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之內燃機的控制裝置,其中,前述起動控制手段,係在前述實際溫度探索處理中,使前述假想溫度從高溫側起朝向低溫側地,而在一定溫度下作特定時間之保持,並且作階段性之降低。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之內燃機的控制裝 置,其中,前述起動控制手段,係在前述實際溫度探索處理中,使前述假想溫度從高溫側起朝向低溫側地而降低,並且在使其降低的途中,包含有至少一次以上之使其暫時性上升的返回階段。
  4. 如申請專利範圍第2項所記載之內燃機的控制裝置,其中,在前述實際溫度探索處理中,係於將前述假想溫度以一定之溫度而作特定期間之保持的期間中,實行特定之嘗試次數的燃料噴射以及點火。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載之內燃機的控制裝置,其中,前述特定之嘗試次數,係當前述假想溫度為越低時,被設定有越多次。
  6. 如申請專利範圍第2項所記載之內燃機的控制裝置,其中,在前述實際溫度探索處理中,於使前述假想溫度作階段性之降低時的溫度差,係當前述假想溫度為越低時,被設定為越小。
  7. 如申請專利範圍第2項所記載之內燃機的控制裝置,其中,在前述實際溫度探索處理中,係基於前述內燃機之起動(cranking)旋轉數,來設定前述假想溫度之下限值。
  8. 如申請專利範圍第2項或第3項所記載之內燃機的控制裝置,其中,係具備有:溫度估計手段(71),係基於相關於前述內燃機之實際溫度的物理量之檢測值,來算出前述內燃機之估計溫度,前述起動控制手段,係基於前述溫度估計手段所算出之估計溫度,來設定在前述實際溫 度探索處理之開始時的前述假想溫度之初期值。
  9. 如申請專利範圍第8項所記載之內燃機的控制裝置,其中,在前述實際溫度探索處理中,係基於前述溫度估計手段所算出的估計溫度,來設定前述假想溫度之下限值。
  10. 如申請專利範圍第2項或第3項所記載之內燃機的控制裝置,其中,在從前述實際溫度探索處理之開始起而曲柄軸進行特定次數之旋轉的判定期間中,當前述內燃機之旋轉數到達特定值的情況時,前述起動控制手段,係在結束前述實際溫度探索處理並從起動時而移行至起動後的階段中,將前述實際溫度探索處理之結束時的假想溫度朝向低溫側作修正。
  11. 如申請專利範圍第1~3項中之任一項所記載之內燃機的控制裝置,其中,前述起動控制手段,係藉由噴射量變更模式或者是修正係數變更模式之其中一者的模式來實行前述實際溫度探索處理,該噴射量變更模式,係參考對於前述內燃機之實際溫度和前述內燃機所能夠進行起動之最適當燃料噴射量之間的關係作了規定之第1溫度特性映射,來以與前述假想溫度相對應之最適當燃料噴射量的映射值來反覆進行前述嘗試操作,該修正係數變更模式,係參考對於內燃機之實際溫度 和在燃料噴射量=基本噴射量×修正係數之計算式中的修正係數之間的關係作了規定之第2溫度特性映射,來以基於與前述假想溫度相對應之前述修正係數之映射值所算出的燃料噴射量而反覆進行前述嘗試操作。
  12. 如申請專利範圍第11項所記載之內燃機的控制裝置,其中,前述起動控制手段,係當前述內燃機之旋轉數為未滿特定之切換旋轉數時,適用前述噴射量變更模式,並當前述內燃機之旋轉數超過了前述切換旋轉數時,適用前述修正係數變更模式。
  13. 如申請專利範圍第3項所記載之內燃機的控制裝置,其中,當在前述實際溫度探索處理之前述返回階段中而使前述假想溫度作了上升之後,係以一定溫度來作特定期間之保持。
  14. 如申請專利範圍第13項所記載之內燃機的控制裝置,其中,當在前述實際溫度探索處理之前述返回階段中而使前述假想溫度作了上升之後,於以一定溫度作特定期間之保持的期間,實行特定次數之燃料噴射以及點火。
  15. 如申請專利範圍第13項或第14項所記載之內燃機的控制裝置,其中,當在前述實際溫度探索處理之前述返回階段中而使前述假想溫度作了上升之後,以一定溫度來作保持之特定期間,係當前述假想溫度越低時會被設定為越長。
  16. 如申請專利範圍第3項、第13~14項中之任一項所記載之內燃機的控制裝置,其中,在前述實際溫度探 索處理之前述返回階段中,於使前述假想溫度作上升時的溫度差,係當前述假想溫度為越低時,被設定為越小。
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