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JP3891064B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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JP3891064B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開2001−98941号公報に記載されているように、内燃機関において加熱された冷却水を貯留するための保温容器を具備し、この保温容器に貯留された温水を内燃機関の冷間始動時に内燃機関の冷却水通路に循環させるようにした内燃機関の冷却・暖機装置が知られている。このような冷却・暖機装置では、保温容器に蓄えられた冷却水の熱を内燃機関の冷間始動時に内燃機関に解放することにより内燃機関を早期に暖機することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の内燃機関では内燃機関の運転パラメータに基づいて内燃機関の制御パラメータ(例えば、燃料噴射量、燃料噴射時期、燃圧、吸気弁の開弁時期、スロットル弁開度、燃料点火時期)を定め、内燃機関を最適な状態で運転するようにしている。このような運転パラメータの一つに内燃機関の冷却通路(機関内流路)を循環する冷却水の温度である水温が挙げられる。そして、通常の内燃機関では水温から内燃機関が暖機されているか否かが判断される。すなわち、水温が比較的高ければ内燃機関本体は暖機されており、一方、水温が比較的低ければ内燃機関本体は暖機されてない。
【0004】
ところが、上記公報に記載の冷却・暖機装置では、内燃機関の始動時において内燃機関の作動油の油温が低かったり、内燃機関の排気浄化装置の触媒温度が活性温度以下であったりしても、冷却水の水温だけは高くなっていることがある。この場合、作動油の油温や排気浄化装置の触媒温度も高くなっていると判断されてしまう。このため、水温を含む運転パラメータに基づいて設定される制御パラメータは内燃機関の運転に最適な値とはなっておらず、フリクションが大きいことによる始動不良や、触媒が活性化していないことによるエミッションの悪化が生じてしまう。
【0005】
したがって、本発明の目的は、内燃機関の始動時において内燃機関の運転に最適な制御パラメータを設定することで、内燃機関の始動不良やエミッションの悪化を防止するようにした内燃機関の制御装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第1の発明では、冷却媒体の温度に応じて内燃機関の制御パラメータを設定するようになっている内燃機関の制御装置であって、内燃機関停止時に熱を蓄えることができる蓄熱器を具備し、少なくとも機関始動時までに蓄熱器に蓄えられた熱により冷却媒体の温度を上昇させるようになっている制御装置において、機関始動後の予め定められた期間において前記蓄熱器に蓄えられた熱により温度が上昇する前の冷却媒体の温度と冷却媒体の実際の温度との差に基づいて内燃機関の各種制御パラメータを設定するようにした。
なお、「機関始動時まで」という用語には内燃機関の機関始動と同時の場合も含まれる。また、上記予め定められた期間とは一定の時間であってもよいし、例えば予備昇温前の冷却媒体の温度と予備昇温後の冷却媒体の実際の温度とに基づいて算出される制御パラメータの値が冷却媒体の実際の温度に基づいて算出される制御パラメータの値と同じになるまでの期間であってもよい。
【0007】
第2の発明では、第1の発明において、上記制御パラメータが燃料噴射時期、燃料点火時期、燃料噴射量、吸気弁の開弁時期、燃圧、スロットル弁開度のうちの少なくとも一つである。
【0008】
第3の発明では、第1の発明において、上記温度上昇前の冷却媒体の温度と実際の温度との差が大きくなるにつれて燃料噴射量を減少させるようにした。
第4の発明では、第1の発明において、上記温度上昇前の冷却媒体の温度と実際の温度との差が大きくなるにつれて燃料噴射時期を進角させるようにした。
第5の発明では、第1の発明において、上記温度上昇前の冷却媒体の温度と実際の温度との差が大きくなるにつれて燃圧を高くさせるようにした。
第6の発明では、第1の発明において、上記温度上昇前の冷却媒体の温度と実際の温度との差が大きくなるにつれて吸気弁の開弁時期を遅角させるようにした。
第7の発明では、第1の発明において、上記温度上昇前の冷却媒体の温度と実際の温度との差が大きくなるにつれてスロットル弁開度を大きくするようにした
第8の発明では、第1の発明において、上記温度上昇前の冷却媒体の温度と実際の温度との差が大きくなるにつれて点火時期を遅角させるようにした
【0009】
の発明では、第1の発明において、上記蓄熱器は冷却媒体の保温用器であり、冷却媒体を保温することで熱を蓄えるようにしている。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を説明する。図1は本発明の第一実施形態の内燃機関の制御装置を示す。
【0011】
第一実施形態の制御装置は各種制御パラメータを様々な値に設定することによって内燃機関の運転を制御する。このような制御パラメータとして、例えば、燃料噴射弁から燃料室に噴射される燃料の量(燃料噴射量)、燃料噴射弁から燃料が噴射されるタイミング(燃料噴射時期)、燃料噴射弁において燃料に加えられる圧力(燃圧)および内燃機関の燃焼室に流入する吸気ガスの流量を調整するためのスロットル弁の開度(スロットル弁開度)が挙げられる。さらに、点火栓によって内燃機関の燃焼室内の燃料が点火されるようになっている内燃機関においては制御パラメータとして燃料に点火するタイミング(燃料点火時期)が挙げられ、また、可変動弁機構が設けられている内燃機関においては制御パラメータとして吸気弁または排気弁の開弁時期および開弁量も挙げられる。
【0012】
これら制御パラメータは様々な運転パラメータに基づいて、内燃機関の運転状態が様々な運転パラメータに対して最適になるように定められる。すなわち、内燃機関の運転パラメータを検出し、内燃機関の運転状態が最適になるように運転パラメータに対して最適な制御パラメータが設定される。このような運転パラメータとしては、例えば、内燃機関を冷却するための冷却媒体(冷却水)の温度、内燃機関の作動油の油温、排気浄化装置における触媒温度、内燃機関にかかる負荷、内燃機関の回転数等が挙げられる。なお、上記排気浄化装置はその触媒温度が活性温度以上になることによって効果的に排気ガスを浄化することができるようになる排気浄化装置である。
【0013】
実際には、本発明の第一実施形態の制御装置1では、図1に示したように、運転パラメータを検出するための各種センサ11〜13から電子制御ユニット(ECU)10に信号が送信され、送信された信号が電子制御ユニット10内で処理されて、各種制御パラメータの値が定められる。より詳細には、温度センサ11、負荷センサ12、クランク角センサ13等によって冷却媒体の温度、内燃機関にかかる負荷、触媒温度が検出され、検出された値が電子制御ユニット10に送信される。電子制御ユニット10ではこれら運転パラメータから、内燃機関の運転状態が最適になるような燃料噴射時期、燃料噴射量、燃圧、燃料点火時期、吸気弁の開弁時期等が算出され、算出された値が燃料噴射弁(または燃料供給器を含む燃料噴射装置)14、点火栓15、可変動弁機構16、スロットル弁17等に送信される。これにより、内燃機関は常に運転パラメータに対して最適な運転状態で運転される。なお、本発明の制御装置の第一実施形態では、作動油の油温および排気浄化装置における触媒温度は冷却媒体の温度から算出される。
【0014】
ところで、本発明の第一実施形態において内燃機関は図2に示したような冷却・暖機機構20を有する。図2では、21は内燃機関本体、22は例えばラジエータ等の放熱手段をそれぞれ示す。内燃機関本体21内には内燃機関本体21を冷却するための冷却媒体(冷却水)が流れる機関内流路23が設けられ、この機関内流路23は燃焼室24周り等の内燃機関本体21における冷却すべき領域を通っている。機関内流路23は上流側流路25および下流側流路26を介してラジエータ22に通じており、これら流路25、26を介して冷却媒体が機関内流路23およびラジエータ22を行き来する。機関内流路23内には機関内流路23と下流側流路26との連結地点付近にウォータポンプ27が取付られ、このウォータポンプ27の力によって冷却媒体が機関内流路23、上流側流路25、ラジエータ22、下流側流路26を循環せしめられる。さらに、機関内流路23と上流側流路25との連結地点にサーモスタッド28が取付けられ、このサーモスタッド28がラジエータ22への冷却媒体の流れを制御している。また、機関内流路23には温度センサ11が取付けられる。温度センサ11によって検出された機関内流路23内の温度は電子制御ユニット10に送信される。なお、以下の説明では冷却媒体が循環する機関内流路23と上流側流路25とラジエータ22と下流側流路26とを冷却系統と称する。
【0015】
さらに、内燃機関の冷却・暖機機構20においては、保温容器(蓄熱器)30が設けられる。保温容器30はその周りに断熱層31を有する。保温容器30には入口と出口とがそれぞれ一つずつ設けられ、保温容器30の入口には容器用上流側流路32が流体的に接続される。容器用上流側流路32は上流側流路25近傍の内燃機関本体21の機関内流路23に連結される。さらに、保温容器30の出口には容器用下流側流路33が流体的に接続される。この容器用下流側流路33は下流側流路26近傍であってウォータポンプ27よりも内燃機関側の機関内流路23に流体的に接続される。また、容器用下流側流路33には流体ポンプ34が介在せしめられる。流体ポンプ34は電子制御ユニット10に接続されている。流体ポンプ34は、電子制御ユニット10が各種センサ11〜13から信号を受け、その後電子制御ユニット10内で処理が行われた後に電子制御ユニット10から送信される信号に応じて駆動せしめられる。流体ポンプ34は駆動されると保温容器30内の冷却媒体を機関内流路23へと送り出すと共に、内燃機関本体21の機関内流路23内の冷却媒体を保温容器30内へと押し出す。
【0016】
このように構成された内燃機関の冷却・暖機機構20では、内燃機関の通常運転中(すなわち、内燃機関の暖機運転以外の運転中)に流体ポンプ34を作動させることによって保温容器30内に高温の冷却媒体を流入させる。こうして、内燃機関の通常運転中に保温容器30内に高温の冷却媒体が貯留され、流体ポンプ34が停止せしめられる。その後、内燃機関の運転が停止されると、冷却系統22、23、25、26内の冷却媒体の温度は外気温とほぼ同一の温度まで低下する。これに対して、保温容器30内に収容された冷却媒体の温度は断熱層31により内燃機関が停止せしめられた後もほとんど温度が低下しない。よって保温容器30内に収容された冷却媒体は高温のまま維持される。すなわち、保温容器30には熱が蓄えられる。
【0017】
そして、再び内燃機関の運転を開始するときには、機関始動時までに、すなわち機関始動以前にまたは機関始動と同時に、流体ポンプ34が作動せしめられ、これにより保温容器30内に貯留されていた高温の冷却媒体が全て内燃機関本体24の機関内流路23内に流入せしめられる。一方、内燃機関本体21の機関内流路23内にあった冷却媒体は保温容器30内に押し出される。すなわち、保温容器30に蓄えられていた熱により機関内流路23内の冷却媒体の温度が上昇せしめられ(冷却媒体が予備昇温され)、機関内流路23内を流れる冷却媒体の温度は比較的高温となり、内燃機関本体21が暖機される。よって、例えば燃料噴射弁14や燃焼室24等が暖められる。このように機関始動前に内燃機関本体21が暖機されると、例えば機関始動直後から燃料の気化が促進される。よって、このような内燃機関では、機関始動直後から内燃機関の燃焼室24内における燃料の燃焼状態が比較的良好であり、その結果、機関始動直後における燃費を向上させると共に排気エミッションを良好にすることができる。
【0018】
ところで、このような冷却・暖機機構20を有する内燃機関を上述したような制御装置1によって制御する場合、運転パラメータの一つである冷却媒体の温度は機関内流路に配置された温度センサ11から検出される。上述したように冷却・暖機機構20において機関始動時までに機関内流路23内を流れる冷却媒体の温度が比較的高温になるため、温度センサ11から検出される冷却媒体の温度は比較的高温である。一方、機関内流路内の冷却媒体の温度が比較的高温となっても、内燃機関の作動油の油温や排気浄化装置における触媒温度は上昇しておらず、外気温とほぼ同一の温度となっている。
【0019】
ところが、上述したように制御装置では作動油の油温および排気浄化装置における触媒温度が冷却媒体の温度から算出されるため、実際の作動油の油温および排気浄化装置の触媒温度が高温となっていなくても、例えば冷却媒体が予備昇温されて冷却媒体の温度が高くなっていれば油温および触媒温度が高温であるとして算出されてしまう。このように、作動油の油温および排気浄化装置の触媒温度が実際の温度よりも高く算出されてしまうと、高く算出された値に基づいて設定される各種制御パラメータの値は内燃機関の運転を最適にする制御パラメータの値とは異なった値となってしまい、内燃機関を最適な運転状態で運転することができなくなってしまう。より詳細には、作動油の油温が実際より高く算出されると、内燃機関におけるフリクションが予想される程度よりも大きなってしまい、始動不良を起こしてしまう。また、排気浄化装置の触媒温度が実際よりも高く算出されると、触媒が活性化していないのに活性化していると判断されてしまい、これにより排気エミッションの悪化を招いてしまう。
【0020】
これに対して、本発明の第一実施形態の制御装置1によれば、機関始動後の予め定められた期間において、機関始動時までに流体ポンプ34を作動させて機関内流路23内の冷却媒体の温度を上昇させる前の冷却媒体の温度(予備昇温前の冷却媒体の温度)と、(予備昇温後の)冷却媒体の実際の温度とに基づいて、内燃機関の各種制御パラメータを設定するようになっている。より詳細には、機関始動時までに予備昇温前の冷却媒体の温度を温度センサ11によって検出し、検出された値を電子制御ユニット10に保存する。次いで、機関始動時までに流体ポンプ34を作動させて機関内流路23内の冷却媒体の温度を上昇させる。機関始動後の予め定められた期間においては、常にまたは機関始動直後に機関内流路23内の冷却媒体の実際の温度を検出する。そして、保存された温度上昇前の冷却媒体の温度および冷却媒体の実際の温度と、その他の運転パラメータとによって、これら冷却媒体の温度および他の運転パラメータに最も適するように内燃機関が運転されるように内燃機関の各種制御パラメータが設定される。機関始動後の上記予め定められた期間後においては、冷却媒体の実際の温度とその他の運転パラメータとによって内燃機関の各種制御パラメータが設定される。
【0021】
ここで、予備昇温前の冷却媒体の温度は外気温とほぼ同一であり、すなわち内燃機関の作動油の油温や排気浄化装置の触媒温度とほぼ同一である。そして、これら作動油の油温や触媒温度は機関内流路23内の冷却媒体の温度を上昇させても内燃機関が始動されるまで変わらない。すなわち、予備昇温前の冷却媒体の温度は冷却媒体の予備昇温を行った後の作動油の油温や触媒温度と同一である。
【0022】
このため、予備昇温前の冷却媒体の温度を検出することによって、作動油の油温や触媒温度を算出することができるため、これら予備昇温前の冷却媒体の温度と冷却媒体の実際の温度とを検出することによって、冷却媒体の温度を検出するだけで作動油の油温および排気浄化装置の触媒温度も推定することができる。そして、これら作動油の油温および触媒温度と冷却媒体の実際の温度とを推定および検出することができることにより、これら油温、触媒温度、冷却媒体の温度に最も適するように内燃機関の制御パラメータが設定され、内燃機関が最適に運転せしめられる。このため、内燃機関のフリクションが予想される程度よりも大きくなってしまうことがなくなり、始動不良が防止される。また、触媒が活性化していないのに活性化していると判断されてしまうこともなくなり、よって排気エミッションの悪化が防止される。
【0023】
なお、上記第一実施形態では機関始動時までに保温容器30に蓄えられていた熱により冷却媒体の温度を上昇させるようになっているとしたが、実際には冷却媒体の予備昇温のタイミングおよび内燃機関の始動のタイミングとの関係は以下の二つに分けられる。第一の関係としては、内燃機関の始動前に冷却媒体の予備昇温を開始する場合が挙げられる。この場合、機関内流路23内の冷却媒体が完全に昇温されてから内燃機関が始動されるため、排気エミッションおよび燃費の向上を最大限にすることができる。また、第二の関係としては、内燃機関の始動と同時に冷却媒体の予備昇温を開始する場合が挙げられる。このように内燃機関の始動と同時に機関内流路23に冷却媒体を放出すると、冷却媒体の流入と内燃機関の始動が同時であるため制御するのが非常に容易である。ただし、上記第一の関係にように内燃機関の始動前に冷却媒体の予備昇温を開始する場合、内燃機関を始動したときに保温容器30に蓄えられていた熱が機関内流路23内の冷却媒体にほとんど放出されていない場合、すなわち保温容器30内に貯留されていた冷却媒体がほとんど機関内流路23内に流入していない場合も存在する。このため予備昇温後の冷却媒体とは予備昇温開始後と予備昇温完了後とのいずれかを意味する。
【0024】
また、上記第一実施形態では機関始動後の予め定められた期間において予備昇温前の冷却媒体の温度と実際の冷却媒体の温度とに基づいて内燃機関の各種パラメータを設定するようにしているが、予め定められた期間とは、例えば機関始動後において実際の冷却媒体の温度から推定される油温および触媒温度が実際の油温および触媒温度とほぼ同一になるまでの期間である。あるいは、予め定められた期間とは一定の時間であってもよいし、冷却媒体が所定の温度に到達するまでの間であってもよし、また、上記第一の関係で機関内流路23に冷却媒体が放出される場合には、予備昇温前の冷却媒体の温度と機関始動時の冷却媒体の温度との温度差に基づいて算出される時間であってもよい。
【0025】
また、予備昇温前の冷却媒体の温度と、予備昇温後の冷却媒体の実際の温度とに基づいて内燃機関の各種制御パラメータを設定するのは、内燃機関の冷間始動時において特に効果的である。これは、冷間始動時に予備昇温を行うと、予備昇温前の冷却媒体と予備昇温後の冷却媒体の温度とが大きく異なるためである。逆に、予備昇温前から機関内流路23内の冷却媒体の温度が比較的高温である場合、すなわち機関始動前から内燃機関が暖機されているような場合には、予備昇温をしなくてもよいし、あるいは予備昇温をして、予備昇温後の冷却媒体の温度のみに基づいて各種制御パラメータを設定してもよい。
【0026】
次に本発明の第二実施形態の制御装置1における制御について説明する。第二実施形態の制御装置は第一実施形態の制御装置と同様な制御装置である。
【0027】
まず、保温容器30内に高温の冷却媒体が貯留された状態で内燃機関の運転が停止せしめられる。そして、例えば本発明の制御装置が搭載された車両のドアが開かれたり、運転席にユーザが着座したり、キーが差し込まれたりすると、これらを検知するドアスイッチ、着座センサ、キーセンサ(図示せず)等から電子制御ユニット10に信号が送信される。このような信号が電子制御ユニット10に送信されると、内燃機関の機関内流路23内における予備昇温前の冷却媒体の温度Tw1が検出される。この直後に、保温容器30内に貯留された高温の冷却媒体が機関内流路23内に流入せしめられる。ただし、内燃機関の運転が停止せしめられたときに高温の冷却媒体が十分に保温容器内に貯留されていなかったり、内燃機関停止後に相当の時間が経過したことにより温度が降下して保温容器内に貯留されていた冷却媒体が比較的低温になってしまっていたりした場合には予備昇温は行われない。
【0028】
予備昇温が行われると、機関内流路23内の冷却媒体の温度は上昇する。そして、予備昇温が完全に終わると、すなわち保温容器30に貯留されていた冷却媒体がほとんど全て機関内流路23内に流入すると、内燃機関が始動されるまでに徐々に機関内流路23内の冷却媒体の温度が低下していく。そして、内燃機関の始動時に機関内流路23内の冷却媒体の温度Tw2が検出される。そして予備昇温前の冷却媒体の温度Tw1と予備昇温後の冷却媒体の温度Tw2との間の温度差ΔTがΔT=Tw2−Tw1として算出される。
【0029】
次いで、検出された値Tw1および温度差ΔTから内燃機関の制御パラメータが算出される。まず、予備昇温後の冷却媒体の温度Tw1およびその他の運転パラメータから各種制御パラメータの基準値が算出される。次に、温度差ΔTから各種制御パラメータの補正値が算出され、上記制御パラメータの基準値に加算または減算されて、各種制御パラメータの値が定められる。この場合、温度差ΔTと各種制御パラメータの補正値の関係は図3に示したように予め実験的に算出され、マップとして電子制御ユニット10に保存されている。こうして定められた制御パラメータの値で内燃機関が運転せしめられ、これにより内燃機関は様々な運転パラメータに対して最適な状態で運転せしめられる。
【0030】
次に、図3を参照して予備昇温前後の冷却媒体の温度差ΔTと補正値との関係について説明する。なお、図3(A)は温度差ΔTと燃料噴射量Qの補正値との関係、図3(B)は温度差ΔTと燃料噴射時期Tinの補正値との関係、図3(C)は温度差ΔTと燃圧Pの補正値との関係、図3(D)は温度差ΔTと開弁時期Toの補正値との関係、図3(E)は温度差ΔTとスロットル弁開度Dtの補正値との関係、図3(F)は温度差ΔTと燃料点火時期Tigの補正値との関係をそれぞれ示す。
【0031】
図3(A)に示したように温度差ΔTが大きくなると、燃料噴射量Qが減少せしめられる。温度差ΔTが大きいことは燃焼室24の周囲の壁温が高くなっていることを意味しており、これにより燃焼室24の周囲の壁に燃料が付着しにくくなる。このため、噴射する燃料を減らすことができ、これにより燃費が良くなる。
【0032】
また、図3(B)に示したように温度差ΔTが大きくなると、燃料噴射時期Tinが進角せしめられる。上述したように温度差ΔTが大きくなると燃料噴射量Qが減少せしめられるため、燃料噴射時期Tinを進角してピストンが上死点付近に到達してから燃料を噴射しても燃焼室24の周囲の壁に燃料が付着しにくくなる。このように燃料噴射時期Tinを進角することにより燃料と空気が混合し易くなる。
【0033】
図3(C)に示したように、温度差ΔTが大きくなるにつれて燃圧Pが高くせしめられる。燃圧Pを高くすると、燃料を微粒化して燃焼室24内での燃焼状態を良好にすることができるようになる反面、燃料が遠くまで飛んでしまうことにより燃焼室24の周囲の壁面に付着しやすくなってしまう。これに対して、温度差ΔTが大きくなると、燃料が蒸発し易くなり、よって燃料が燃焼室24の周囲の壁面に付着しにくくなる。
【0034】
さらに図3(D)に示したように、温度差ΔTが大きくなるにつれて吸気弁の開弁時期Toが遅角せしめられる。吸気弁の開弁時期Toを進角すると高温のEGRガス(一度燃焼室内で燃焼した排気ガス)が多く燃焼室24に流入するようになり、燃焼室24の周囲の壁面を昇温させることができる反面、内燃機関の出力トルクが小さくなってしまう。これに対して、温度差ΔTが大きくなると燃焼室24の周囲の壁面を昇温させる必要がなくなるため吸気弁の開弁時期Toを遅角させて燃焼室24に流入するEGRガスの流量を減少させることができる。これにより内燃機関による出力トルクを大きくすることができるため油温が昇温していないことによるフリクションに打ち勝つことができるようになる。
【0035】
また、図3(E)に示したように、温度差ΔTが大きくなるにつれてスロットル弁開度Dtが大きくせしめられる。上述したようにΔTが大きい場合には冷却媒体の温度は上昇しているが作動油の油温は上昇しておらず、よってフリクションが大きくなってしまう。これに対して、スロットル弁開度Dtを大きくすることによって内燃機関の出力トルクが大きくなり、よってフリクションに打ち勝つことができるようになる。
【0036】
図3(F)に示したように、温度差ΔTが大きくなるにつれて燃料点火時期Tigが遅角せしめられる。一般に、冷却媒体の温度が昇温されていない状態で内燃機関を始動させる場合、排気浄化装置の触媒温度を上昇させるために燃料点火時期Tigは遅角せしめられる。ところが、上述したような冷却・暖機機構20では冷却媒体の温度が昇温されているため触媒温度が高いと判断されて燃料点火時期Tigが遅角されない。そこで、本発明の制御装置では燃料点火時期Tigが遅角せしめられ、これにより排気浄化装置の触媒温度が上昇せしめられる。
【0037】
次に、図4を参照して第二実施形態の制御装置における制御パラメータ算出制御について説明する。まずステップ101において、予備昇温タイミングであるか否か、すなわちドアセンサ、着座センサ、キーセンサ等から信号が送信されてきた否かが判定される。予備昇温タイミングでないと判定された場合、すなわち各種センサから信号が送信されていない場合、ステップ101が繰り返される。一方、ステップ101において予備昇温タイミングであると判定された場合には、ステップ102へと進む。ステップ102では温度センサ11により予備昇温前の機関内流路23内の冷却媒体の温度Tw1が検出される。次いでステップ103において予備昇温を実行するか否か、すなわち例えば保温容器30内の冷却媒体の温度が高温のままであるか否かが判定される。ステップ103において予備昇温を実行しないと判定された場合にはステップ104へと進む。ステップ104では、予備昇温後の機関内流路23内の冷却媒体の温度Tw2が検出される。ステップ105では、ステップ104において検出された冷却媒体の温度Tw2および他の運転パラメータから各種制御パラメータの値が算出され、制御パラメータ算出制御が終了せしめられる。
【0038】
一方、ステップ103において予備昇温を実行すると判定された場合にはステップ106へと進む。ステップ106では、流体ポンプ34が作動せしめられて予備昇温が実行される。次いでステップ107では、予備昇温後の機関内流路23内の冷却媒体の温度Tw2が検出されると共に、予備昇温後の冷却媒体の温度Tw2から予備昇温前の冷却媒体の温度Tw1を減算した値がΔTとして算出される。次いで、ステップ108において温度差ΔTが所定値a(比較的小さい値、零近傍の値)よりも大きいか否かが判定され、温度差ΔTが所定値aよりも小さいと判定された場合にはステップ105へと進む。ステップ108において温度差ΔTが所定値a以上であると判定された場合にはステップ109へと進む。ステップ109では、温度Tw1と冷却媒体の温度以外の運転パラメータとから各種制御パラメータの基準値が算出され、一方、温度差ΔTから図3に示したような各種制御パラメータの補正値が算出され、基準値に補正値を加算または減算したものが制御パラメータの値として算出される。次いで、ステップ110において、内燃機関が始動されたか否かが判定され、内燃機関が始動されていないと判定された場合にはステップ107へと戻される。一方、ステップ110において内燃機関が始動されたと判定された場合には制御パラメータ算出制御が終了せしめられる。
【0039】
なお、上記第二実施形態では、温度差ΔTに対する各種制御パラメータの補正値を予め求めて二次元的なマップとして電子制御ユニットに保存していた。そして、冷却媒体の温度Tw1から制御パラメータの基準値を算出し、温度差ΔTとマップから求められた制御パラメータの補正値を加算または減算することで、制御パラメータの値を算出していた。しかしながら、別の方法で制御パラメータの値を求めてもよい。例えば、予備昇温前の冷却媒体の温度Tw1と予備昇温後の冷却媒体の温度Tw2とに対する各種制御パラメータの値を予め求めて三次元的なマップとして電子制御ユニットに保存する。そして、温度Tw1および温度Tw2とマップとから制御パラメータの値を求めるようにしてもよい。
【0040】
また、上記実施形態において、制御パラメータとして燃料噴射量、燃料噴射時期、燃圧、吸気弁の開弁時期、スロットル弁開度、燃料点火時期のみを挙げたが、例えば吸気弁または排気弁の開弁量等、他の制御パラメータも考えられる。さらに、上記実施形態において、運転パラメータとして冷却媒体の温度、作動油の油温、排気浄化装置の触媒温度、内燃機関にかかる負荷、内燃機関の回転数を挙げたが、内燃機関に流入する吸気ガスの温度や排気ガス中の酸素濃度等、他の運転パラメータも考えられる。
【0041】
さらに、上記実施形態においては例として冷却媒体の温度から作動油の油温および排気浄化装置の触媒温度が推定される場合について説明したが、それ以外の値が推定されるようになっていてもよい。あるいは、内燃機関内に二つの別系統の機関内流路が存在する場合に、一つの系統の機関内流路内における冷却媒体の温度から別の系統の機関内流路における冷却媒体の温度が推定されるようになっている場合においても本発明の制御装置を用いることができる。
【0042】
【発明の効果】
第1の発明によれば、機関始動時において内燃機関の制御パラメータが内燃機関の油温や排気浄化触媒の温度を考慮した内燃機関の運転に最適な値に設定されることにより、内燃機関の始動不良やエミッションの悪化が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の制御装置の概略図である。
【図2】内燃機関の冷却・暖機機構の概略図である。
【図3】温度差に対する各種制御パラメータの補正値を示す図である。
【図4】制御パラメータ算出制御のフローチャートである。
【符号の説明】
1…制御装置
10…電子制御ユニット
11…水温センサ
20…冷却・暖機機構
24…燃焼室
30…保温容器(蓄熱器)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-98941, there is provided a heat retaining container for storing cooling water heated in the internal combustion engine, and the warm water stored in the heat retaining container is used during cold start of the internal combustion engine. A cooling / warming-up device for an internal combustion engine that is circulated in a cooling water passage of the internal combustion engine is known. In such a cooling / warming-up device, the internal combustion engine can be warmed up early by releasing the heat of the cooling water stored in the heat retaining container to the internal combustion engine when the internal combustion engine is cold-started.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent internal combustion engines, control parameters (for example, fuel injection amount, fuel injection timing, fuel pressure, intake valve opening timing, throttle valve opening, fuel ignition timing) of the internal combustion engine are set based on the operating parameters of the internal combustion engine. The internal combustion engine is operated in an optimum state. One such operating parameter is the water temperature, which is the temperature of the cooling water that circulates in the cooling passage (engine passage) of the internal combustion engine. In a normal internal combustion engine, it is determined whether the internal combustion engine is warmed up from the water temperature. That is, if the water temperature is relatively high, the internal combustion engine body is warmed up. On the other hand, if the water temperature is relatively low, the internal combustion engine body is not warmed up.
[0004]
However, in the cooling / warming-up device described in the above publication, the temperature of the working oil of the internal combustion engine is low at the start of the internal combustion engine, or the catalyst temperature of the exhaust purification device of the internal combustion engine is lower than the activation temperature. However, only the cooling water temperature may be high. In this case, it is determined that the oil temperature of the hydraulic oil and the catalyst temperature of the exhaust purification device are also high. For this reason, the control parameters set based on the operating parameters including the water temperature are not optimal values for the operation of the internal combustion engine, and the starting failure due to large friction and the emission due to the catalyst not being activated. Will worsen.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that prevents the start failure of the internal combustion engine and the deterioration of the emission by setting optimal control parameters for the operation of the internal combustion engine when the internal combustion engine is started. It is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problem, in the first invention, a control device for an internal combustion engine is configured to set control parameters for the internal combustion engine in accordance with the temperature of the cooling medium, and stores heat when the internal combustion engine is stopped. In a control device equipped with a heat accumulator capable of increasing the temperature of the cooling medium by heat stored in the heat accumulator at least by the time of engine start, in a predetermined period after engine startBefore the temperature rises due to the heat stored in the regeneratorThe temperature of the cooling medium and the actual temperature of the cooling mediumDifferenceVarious control parameters of the internal combustion engine are set based on the above.
  Note that the term “until the engine is started” includes a case where the engine of the internal combustion engine is started at the same time. Further, the predetermined period may be a fixed time. For example, the control is calculated based on the temperature of the cooling medium before the preliminary temperature increase and the actual temperature of the cooling medium after the preliminary temperature increase. It may be a period until the value of the parameter becomes the same as the value of the control parameter calculated based on the actual temperature of the cooling medium.
[0007]
  In a second invention, in the first invention, the control parameter is at least one of a fuel injection timing, a fuel ignition timing, a fuel injection amount, an intake valve opening timing, a fuel pressure, and a throttle valve opening.
[0008]
  In the third invention, in the first invention, the fuel injection amount is decreased as the difference between the temperature of the cooling medium before the temperature rise and the actual temperature increases.
  According to a fourth aspect, in the first aspect, the fuel injection timing is advanced as the difference between the temperature of the cooling medium before the temperature rise and the actual temperature increases.
  In the fifth invention, in the first invention, the fuel pressure is increased as the difference between the temperature of the cooling medium before the temperature rise and the actual temperature increases.
  According to a sixth aspect, in the first aspect, the valve opening timing of the intake valve is retarded as the difference between the temperature of the cooling medium before the temperature rise and the actual temperature increases.
  In a seventh aspect, in the first aspect, the throttle valve opening is increased as the difference between the temperature of the cooling medium before the temperature rise and the actual temperature increases..
  In the eighth invention, in the first invention, the ignition timing is retarded as the difference between the temperature of the cooling medium before the temperature rise and the actual temperature increases..
[0009]
  First9According to the invention, in the first invention, the heat accumulator is a heat retaining device for the cooling medium, and heat is stored by retaining the temperature of the cooling medium.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an internal combustion engine control apparatus according to a first embodiment of the present invention.
[0011]
The control device of the first embodiment controls the operation of the internal combustion engine by setting various control parameters to various values. Examples of such control parameters include the amount of fuel injected from the fuel injection valve into the fuel chamber (fuel injection amount), the timing at which fuel is injected from the fuel injection valve (fuel injection timing), and the fuel injection valve. Examples include the pressure applied (fuel pressure) and the opening of the throttle valve (throttle valve opening) for adjusting the flow rate of the intake gas flowing into the combustion chamber of the internal combustion engine. Furthermore, in an internal combustion engine in which the fuel in the combustion chamber of the internal combustion engine is ignited by a spark plug, a timing for igniting the fuel (fuel ignition timing) is given as a control parameter, and a variable valve mechanism is provided. In the internal combustion engine that is used, the opening timing and the opening amount of the intake valve or the exhaust valve are also mentioned as control parameters.
[0012]
These control parameters are determined based on various operating parameters so that the operating state of the internal combustion engine is optimized for the various operating parameters. That is, an operation parameter of the internal combustion engine is detected, and an optimal control parameter is set for the operation parameter so that the operation state of the internal combustion engine is optimized. Such operating parameters include, for example, the temperature of a cooling medium (cooling water) for cooling the internal combustion engine, the oil temperature of the working oil of the internal combustion engine, the catalyst temperature in the exhaust purification device, the load applied to the internal combustion engine, the internal combustion engine The number of rotations and the like. The exhaust gas purification device is an exhaust gas purification device that can effectively purify exhaust gas when the catalyst temperature becomes equal to or higher than the activation temperature.
[0013]
Actually, in the control device 1 of the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, signals are transmitted from various sensors 11 to 13 for detecting operation parameters to an electronic control unit (ECU) 10. The transmitted signal is processed in the electronic control unit 10 to determine various control parameter values. More specifically, the temperature sensor 11, the load sensor 12, the crank angle sensor 13, and the like detect the temperature of the cooling medium, the load applied to the internal combustion engine, and the catalyst temperature, and the detected values are transmitted to the electronic control unit 10. The electronic control unit 10 calculates a fuel injection timing, a fuel injection amount, a fuel pressure, a fuel ignition timing, a valve opening timing of the intake valve, and the like that optimize the operation state of the internal combustion engine from these operating parameters, and calculates the calculated values. Is transmitted to the fuel injection valve (or the fuel injection device including the fuel supplier) 14, the spark plug 15, the variable valve mechanism 16, the throttle valve 17, and the like. As a result, the internal combustion engine is always operated in an optimal operating state with respect to the operating parameters. In the first embodiment of the control device of the present invention, the oil temperature of the hydraulic oil and the catalyst temperature in the exhaust purification device are calculated from the temperature of the cooling medium.
[0014]
Incidentally, in the first embodiment of the present invention, the internal combustion engine has a cooling / warming-up mechanism 20 as shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 21 denotes an internal combustion engine body, and 22 denotes a heat radiating means such as a radiator. The internal combustion engine body 21 is provided with an engine internal flow path 23 through which a cooling medium (cooling water) for cooling the internal combustion engine main body 21 flows. This internal flow path 23 is formed around the combustion chamber 24 and the like. Through the area to be cooled. The engine internal channel 23 communicates with the radiator 22 via the upstream channel 25 and the downstream channel 26, and the cooling medium travels between the engine channel 23 and the radiator 22 via these channels 25, 26. . A water pump 27 is mounted in the engine flow path 23 in the vicinity of a connection point between the engine flow path 23 and the downstream flow path 26, and the cooling medium is supplied to the engine flow path 23 and the upstream side by the force of the water pump 27. The flow path 25, the radiator 22, and the downstream flow path 26 are circulated. Further, a thermo stud 28 is attached to a connection point between the engine internal flow path 23 and the upstream flow path 25, and the thermo stud 28 controls the flow of the cooling medium to the radiator 22. The temperature sensor 11 is attached to the in-engine flow path 23. The temperature in the engine flow path 23 detected by the temperature sensor 11 is transmitted to the electronic control unit 10. In the following description, the engine internal flow path 23, the upstream flow path 25, the radiator 22, and the downstream flow path 26 through which the cooling medium circulates are referred to as a cooling system.
[0015]
Further, in the cooling / warming-up mechanism 20 for the internal combustion engine, a heat retaining container (heat accumulator) 30 is provided. The heat insulating container 30 has a heat insulating layer 31 around it. The heat retaining container 30 is provided with one inlet and one outlet, and the container upstream flow path 32 is fluidly connected to the inlet of the heat retaining container 30. The container upstream flow path 32 is connected to the engine internal flow path 23 of the internal combustion engine body 21 in the vicinity of the upstream flow path 25. Further, a container downstream flow path 33 is fluidly connected to the outlet of the heat retaining container 30. The container downstream flow path 33 is fluidly connected to the engine internal flow path 23 near the downstream flow path 26 and closer to the internal combustion engine than the water pump 27. In addition, a fluid pump 34 is interposed in the container downstream flow path 33. The fluid pump 34 is connected to the electronic control unit 10. The fluid pump 34 is driven in accordance with a signal transmitted from the electronic control unit 10 after the electronic control unit 10 receives signals from the various sensors 11 to 13 and processing is performed in the electronic control unit 10 thereafter. When the fluid pump 34 is driven, it sends the cooling medium in the heat retaining container 30 to the engine internal flow path 23 and pushes the cooling medium in the engine internal flow path 23 of the internal combustion engine body 21 into the heat retaining container 30.
[0016]
In the internal combustion engine cooling / warming-up mechanism 20 configured as described above, the fluid pump 34 is operated during normal operation of the internal combustion engine (that is, during operation other than the warm-up operation of the internal combustion engine). A hot cooling medium is allowed to flow into the tank. Thus, during the normal operation of the internal combustion engine, the high-temperature cooling medium is stored in the heat retaining container 30, and the fluid pump 34 is stopped. Thereafter, when the operation of the internal combustion engine is stopped, the temperature of the cooling medium in the cooling systems 22, 23, 25, and 26 decreases to a temperature that is substantially the same as the outside air temperature. On the other hand, the temperature of the cooling medium accommodated in the heat retaining container 30 hardly decreases even after the internal combustion engine is stopped by the heat insulating layer 31. Therefore, the cooling medium accommodated in the heat retaining container 30 is maintained at a high temperature. That is, heat is stored in the heat retaining container 30.
[0017]
When the operation of the internal combustion engine is started again, the fluid pump 34 is operated until the engine is started, that is, before the engine is started or simultaneously with the engine is started. All the cooling medium is caused to flow into the engine flow path 23 of the internal combustion engine body 24. On the other hand, the cooling medium in the engine flow path 23 of the internal combustion engine body 21 is pushed into the heat retaining container 30. That is, the temperature of the cooling medium in the engine internal passage 23 is raised by the heat stored in the heat retaining container 30 (the cooling medium is preliminarily heated), and the temperature of the cooling medium flowing in the internal passage 23 is The internal combustion engine body 21 is warmed up due to a relatively high temperature. Thus, for example, the fuel injection valve 14 and the combustion chamber 24 are warmed. Thus, if the internal combustion engine body 21 is warmed up before the engine is started, fuel vaporization is promoted immediately after the engine is started, for example. Therefore, in such an internal combustion engine, the combustion state of the fuel in the combustion chamber 24 of the internal combustion engine is relatively good immediately after the engine is started, and as a result, the fuel consumption immediately after the engine is started and the exhaust emission is improved. be able to.
[0018]
By the way, when the internal combustion engine having such a cooling / warming-up mechanism 20 is controlled by the control device 1 as described above, the temperature of the cooling medium, which is one of the operating parameters, is a temperature sensor disposed in the engine flow path. 11 is detected. As described above, in the cooling / warming-up mechanism 20, the temperature of the cooling medium flowing in the engine flow path 23 is relatively high before the engine is started, and therefore the temperature of the cooling medium detected from the temperature sensor 11 is relatively high. It is hot. On the other hand, even when the temperature of the cooling medium in the engine internal flow path becomes relatively high, the oil temperature of the working oil of the internal combustion engine and the catalyst temperature in the exhaust purification device have not risen, and are substantially the same as the outside air temperature. It has become.
[0019]
However, as described above, in the control device, the oil temperature of the working oil and the catalyst temperature in the exhaust purification device are calculated from the temperature of the cooling medium, so the actual oil temperature of the working oil and the catalyst temperature of the exhaust purification device become high. Even if not, for example, if the cooling medium is preliminarily heated and the temperature of the cooling medium is high, it is calculated that the oil temperature and the catalyst temperature are high. As described above, if the oil temperature of the hydraulic oil and the catalyst temperature of the exhaust purification device are calculated to be higher than the actual temperature, the values of various control parameters set based on the high calculated values are the values of the operation of the internal combustion engine. The value of the control parameter for optimizing the engine becomes a different value, and the internal combustion engine cannot be operated in an optimal operating state. More specifically, if the oil temperature of the hydraulic oil is calculated to be higher than the actual temperature, the friction in the internal combustion engine will be greater than expected, resulting in a starting failure. Further, if the catalyst temperature of the exhaust purification device is calculated to be higher than the actual temperature, it is determined that the catalyst is activated even though it is not activated, thereby leading to deterioration of exhaust emission.
[0020]
On the other hand, according to the control device 1 of the first embodiment of the present invention, the fluid pump 34 is operated before the engine is started during the predetermined period after the engine is started, Various control parameters of the internal combustion engine based on the temperature of the cooling medium before raising the temperature of the cooling medium (the temperature of the cooling medium before the preliminary heating) and the actual temperature of the cooling medium (after the preliminary heating) Is set. More specifically, the temperature of the cooling medium before the preliminary temperature rise is detected by the temperature sensor 11 until the engine is started, and the detected value is stored in the electronic control unit 10. Next, the fluid pump 34 is operated until the engine is started, and the temperature of the cooling medium in the engine flow path 23 is increased. In a predetermined period after the engine is started, the actual temperature of the cooling medium in the engine internal passage 23 is detected always or immediately after the engine is started. Then, the internal combustion engine is operated so as to be most suitable for the temperature of the cooling medium and other operating parameters by the stored temperature of the cooling medium before the temperature rise, the actual temperature of the cooling medium, and other operating parameters. Thus, various control parameters of the internal combustion engine are set. After the predetermined period after the engine is started, various control parameters of the internal combustion engine are set according to the actual temperature of the cooling medium and other operating parameters.
[0021]
Here, the temperature of the cooling medium before the preliminary temperature rise is substantially the same as the outside air temperature, that is, substantially the same as the oil temperature of the working oil of the internal combustion engine and the catalyst temperature of the exhaust purification device. The oil temperature and catalyst temperature of these hydraulic oils do not change until the internal combustion engine is started even if the temperature of the cooling medium in the engine internal passage 23 is increased. That is, the temperature of the cooling medium before the preliminary temperature increase is the same as the oil temperature and the catalyst temperature of the hydraulic oil after the preliminary temperature increase of the cooling medium.
[0022]
For this reason, the oil temperature and catalyst temperature of the hydraulic oil can be calculated by detecting the temperature of the cooling medium before the preliminary temperature increase, so the temperature of the cooling medium before the preliminary temperature increase and the actual temperature of the cooling medium can be calculated. By detecting the temperature, it is possible to estimate the oil temperature of the hydraulic oil and the catalyst temperature of the exhaust purification device only by detecting the temperature of the cooling medium. Then, by being able to estimate and detect the oil temperature and catalyst temperature of these hydraulic oils and the actual temperature of the cooling medium, the control parameters of the internal combustion engine are best suited to these oil temperature, catalyst temperature, and cooling medium temperature. Is set, and the internal combustion engine is operated optimally. For this reason, the friction of the internal combustion engine does not become larger than expected, and a starting failure is prevented. Further, it is not determined that the catalyst is activated even though it is not activated, so that the exhaust emission is prevented from deteriorating.
[0023]
In the first embodiment, the temperature of the cooling medium is increased by the heat stored in the heat retaining container 30 until the engine is started. The relationship with the start timing of the internal combustion engine can be divided into the following two. As a first relationship, there is a case where the preliminary temperature rise of the cooling medium is started before the internal combustion engine is started. In this case, since the internal combustion engine is started after the temperature of the cooling medium in the engine internal passage 23 is completely raised, the improvement in exhaust emission and fuel consumption can be maximized. Further, as a second relationship, there is a case where the preliminary temperature rise of the cooling medium is started simultaneously with the start of the internal combustion engine. When the cooling medium is discharged into the engine internal flow path 23 simultaneously with the start of the internal combustion engine in this way, it is very easy to control because the inflow of the cooling medium and the start of the internal combustion engine are simultaneous. However, when the preheating of the cooling medium is started before the internal combustion engine is started as in the first relationship, the heat stored in the heat retaining container 30 when the internal combustion engine is started is stored in the engine internal flow path 23. There is also a case where the cooling medium is hardly discharged into the cooling medium, that is, the cooling medium stored in the heat retaining container 30 hardly flows into the engine internal flow path 23. For this reason, the cooling medium after the preliminary temperature increase means either after the start of the preliminary temperature increase or after the completion of the preliminary temperature increase.
[0024]
In the first embodiment, various parameters of the internal combustion engine are set based on the temperature of the cooling medium before the preliminary temperature increase and the actual temperature of the cooling medium in a predetermined period after the engine is started. However, the predetermined period is a period until, for example, the oil temperature and the catalyst temperature estimated from the actual cooling medium temperature after the engine start become substantially the same as the actual oil temperature and the catalyst temperature. Alternatively, the predetermined period may be a fixed time, or may be a period until the cooling medium reaches a predetermined temperature, and the engine internal flow path 23 in the first relationship. When the cooling medium is discharged, the time may be calculated based on the temperature difference between the temperature of the cooling medium before the preliminary temperature increase and the temperature of the cooling medium at the time of starting the engine.
[0025]
In addition, setting various control parameters of the internal combustion engine based on the temperature of the cooling medium before the preliminary temperature increase and the actual temperature of the cooling medium after the preliminary temperature increase is particularly effective when the internal combustion engine is cold started. Is. This is because if the preliminary temperature increase is performed at the time of cold start, the temperature of the cooling medium before the preliminary temperature increase and the temperature of the cooling medium after the preliminary temperature increase are greatly different. Conversely, when the temperature of the cooling medium in the engine flow path 23 is relatively high before the preliminary temperature increase, that is, when the internal combustion engine has been warmed up before the engine is started, the preliminary temperature increase is performed. Alternatively, it is possible to preliminarily raise the temperature and set various control parameters based only on the temperature of the cooling medium after the preliminary temperature rise.
[0026]
Next, the control in the control apparatus 1 of 2nd embodiment of this invention is demonstrated. The control device of the second embodiment is a control device similar to the control device of the first embodiment.
[0027]
First, the operation of the internal combustion engine is stopped in a state where a high-temperature cooling medium is stored in the heat retaining container 30. For example, when a door of a vehicle equipped with the control device of the present invention is opened, a user is seated in a driver's seat, or a key is inserted, a door switch, a seating sensor, and a key sensor (not shown) are detected. Or the like) is transmitted to the electronic control unit 10. When such a signal is transmitted to the electronic control unit 10, the temperature Tw1 of the cooling medium before the preliminary temperature increase in the engine internal flow path 23 of the internal combustion engine is detected. Immediately after this, the high-temperature cooling medium stored in the heat retaining container 30 is caused to flow into the engine internal flow path 23. However, when the operation of the internal combustion engine is stopped, the high-temperature cooling medium is not sufficiently stored in the heat insulation container, or the temperature drops due to the passage of a considerable time after the internal combustion engine is stopped. If the cooling medium stored in the tank becomes relatively low in temperature, the preliminary temperature rise is not performed.
[0028]
When the preliminary temperature increase is performed, the temperature of the cooling medium in the engine internal flow path 23 increases. When the preliminary temperature increase is completed, that is, when almost all of the cooling medium stored in the heat retaining container 30 flows into the engine internal flow path 23, the engine internal flow path 23 is gradually increased until the internal combustion engine is started. The temperature of the cooling medium inside decreases. Then, the temperature Tw2 of the cooling medium in the engine internal passage 23 is detected when the internal combustion engine is started. Then, a temperature difference ΔT between the temperature Tw1 of the cooling medium before the preliminary temperature increase and the temperature Tw2 of the cooling medium after the preliminary temperature increase is calculated as ΔT = Tw2−Tw1.
[0029]
Next, a control parameter of the internal combustion engine is calculated from the detected value Tw1 and the temperature difference ΔT. First, reference values of various control parameters are calculated from the temperature Tw1 of the cooling medium after the preliminary temperature increase and other operating parameters. Next, correction values of various control parameters are calculated from the temperature difference ΔT, and are added or subtracted to the reference value of the control parameters to determine the values of the various control parameters. In this case, the relationship between the temperature difference ΔT and the correction values of various control parameters is experimentally calculated in advance as shown in FIG. 3 and stored in the electronic control unit 10 as a map. The internal combustion engine is operated with the value of the control parameter thus determined, whereby the internal combustion engine is operated in an optimum state with respect to various operation parameters.
[0030]
Next, the relationship between the temperature difference ΔT of the cooling medium before and after the preliminary temperature increase and the correction value will be described with reference to FIG. 3A shows the relationship between the temperature difference ΔT and the correction value of the fuel injection amount Q, FIG. 3B shows the relationship between the temperature difference ΔT and the correction value of the fuel injection timing Tin, and FIG. FIG. 3D shows the relationship between the temperature difference ΔT and the correction value of the fuel pressure P, FIG. 3D shows the relationship between the temperature difference ΔT and the correction value of the valve opening timing To, and FIG. 3E shows the temperature difference ΔT and the throttle valve opening Dt. FIG. 3F shows the relationship between the temperature difference ΔT and the correction value of the fuel ignition timing Tig.
[0031]
As shown in FIG. 3A, when the temperature difference ΔT increases, the fuel injection amount Q is decreased. A large temperature difference ΔT means that the wall temperature around the combustion chamber 24 is high, and this makes it difficult for fuel to adhere to the wall around the combustion chamber 24. For this reason, the fuel to inject can be reduced and, thereby, fuel consumption improves.
[0032]
Further, as shown in FIG. 3B, when the temperature difference ΔT increases, the fuel injection timing Tin is advanced. As described above, when the temperature difference ΔT increases, the fuel injection amount Q is decreased. Therefore, even if fuel is injected after the fuel injection timing Tin is advanced and the piston reaches near the top dead center, Fuel is less likely to adhere to the surrounding walls. Thus, the fuel and air are easily mixed by advancing the fuel injection timing Tin.
[0033]
As shown in FIG. 3C, the fuel pressure P is increased as the temperature difference ΔT increases. When the fuel pressure P is increased, the fuel can be atomized to improve the combustion state in the combustion chamber 24, but on the other hand, the fuel flies far and adheres to the wall surface around the combustion chamber 24. It becomes easy. On the other hand, when the temperature difference ΔT increases, the fuel is likely to evaporate, and thus the fuel is less likely to adhere to the wall surface around the combustion chamber 24.
[0034]
Further, as shown in FIG. 3D, the opening timing To of the intake valve is retarded as the temperature difference ΔT increases. When the intake valve opening timing To is advanced, a large amount of high-temperature EGR gas (exhaust gas once combusted in the combustion chamber) flows into the combustion chamber 24, and the wall surface around the combustion chamber 24 is heated. On the other hand, the output torque of the internal combustion engine becomes small. On the other hand, when the temperature difference ΔT increases, it is not necessary to raise the temperature of the wall surface around the combustion chamber 24, so the opening timing To of the intake valve is retarded and the flow rate of EGR gas flowing into the combustion chamber 24 is reduced. Can be made. As a result, the output torque of the internal combustion engine can be increased, so that the friction due to the oil temperature not rising can be overcome.
[0035]
Further, as shown in FIG. 3E, the throttle valve opening Dt is increased as the temperature difference ΔT increases. As described above, when ΔT is large, the temperature of the cooling medium is increased, but the temperature of the hydraulic oil is not increased, so that the friction is increased. On the other hand, by increasing the throttle valve opening Dt, the output torque of the internal combustion engine is increased, so that the friction can be overcome.
[0036]
As shown in FIG. 3F, the fuel ignition timing Tig is retarded as the temperature difference ΔT increases. In general, when the internal combustion engine is started in a state where the temperature of the cooling medium has not been raised, the fuel ignition timing Tig is retarded in order to increase the catalyst temperature of the exhaust emission control device. However, in the cooling / warming-up mechanism 20 as described above, since the temperature of the cooling medium is raised, it is determined that the catalyst temperature is high, and the fuel ignition timing Tig is not retarded. Therefore, in the control device of the present invention, the fuel ignition timing Tig is retarded, and thereby the catalyst temperature of the exhaust purification device is raised.
[0037]
Next, control parameter calculation control in the control device of the second embodiment will be described with reference to FIG. First, in step 101, it is determined whether or not it is a preliminary temperature increase timing, that is, whether or not a signal is transmitted from a door sensor, a seating sensor, a key sensor, or the like. If it is determined that it is not the preliminary temperature increase timing, that is, if signals are not transmitted from various sensors, step 101 is repeated. On the other hand, if it is determined in step 101 that the preliminary temperature increase timing is reached, the process proceeds to step 102. In step 102, the temperature sensor 11 detects the temperature Tw1 of the cooling medium in the engine flow path 23 before the preliminary temperature increase. Next, in step 103, it is determined whether or not preliminary temperature increase is executed, that is, for example, whether or not the temperature of the cooling medium in the heat retaining container 30 remains high. If it is determined in step 103 that the preliminary temperature increase is not performed, the process proceeds to step 104. In step 104, the temperature Tw2 of the cooling medium in the engine internal passage 23 after the preliminary temperature rise is detected. In step 105, the values of various control parameters are calculated from the coolant temperature Tw2 detected in step 104 and other operating parameters, and the control parameter calculation control is terminated.
[0038]
  On the other hand, if it is determined in step 103 that the preliminary temperature increase is to be executed, the routine proceeds to step 106. In step 106, the fluid pump 34 is operated to perform preliminary temperature rise. Next, at step 107, the temperature Tw2 of the cooling medium in the engine internal passage 23 after the preliminary temperature increase is detected, and the temperature Tw1 of the cooling medium before the preliminary temperature increase is determined from the temperature Tw2 of the cooling medium after the preliminary temperature increase. The subtracted value is calculated as ΔT. Next, at step 108, it is determined whether or not the temperature difference ΔT is larger than a predetermined value a (a relatively small value, a value near zero), and the temperature difference ΔT is larger than the predetermined value a.smallIf it is determined, the process proceeds to step 105. In step 108, the temperature difference ΔT is a predetermined value a.more thanIf it is determined, the process proceeds to step 109. In step 109, reference values of various control parameters are calculated from the temperature Tw1 and operating parameters other than the temperature of the cooling medium, while correction values of various control parameters as shown in FIG. 3 are calculated from the temperature difference ΔT. A value obtained by adding or subtracting the correction value to the reference value is calculated as the value of the control parameter. Next, at step 110, it is determined whether or not the internal combustion engine has been started. If it is determined that the internal combustion engine has not been started, the routine returns to step 107. On the other hand, if it is determined in step 110 that the internal combustion engine has been started, the control parameter calculation control is terminated.
[0039]
In the second embodiment, correction values for various control parameters for the temperature difference ΔT are obtained in advance and stored in the electronic control unit as a two-dimensional map. Then, the control parameter reference value is calculated from the coolant temperature Tw1, and the control parameter value is calculated by adding or subtracting the temperature difference ΔT and the control parameter correction value obtained from the map. However, the value of the control parameter may be obtained by another method. For example, the values of various control parameters for the temperature Tw1 of the cooling medium before the preliminary temperature increase and the temperature Tw2 of the cooling medium after the preliminary temperature increase are obtained in advance and stored in the electronic control unit as a three-dimensional map. Then, the value of the control parameter may be obtained from the temperature Tw1, the temperature Tw2, and the map.
[0040]
In the above embodiment, only the fuel injection amount, the fuel injection timing, the fuel pressure, the intake valve opening timing, the throttle valve opening, and the fuel ignition timing are listed as control parameters. Other control parameters such as quantity are also conceivable. Furthermore, in the above embodiment, the operating parameters include the temperature of the cooling medium, the temperature of the hydraulic oil, the catalyst temperature of the exhaust gas purification device, the load applied to the internal combustion engine, and the rotational speed of the internal combustion engine, but the intake air flowing into the internal combustion engine Other operating parameters such as gas temperature and oxygen concentration in the exhaust gas are also conceivable.
[0041]
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the oil temperature of the hydraulic oil and the catalyst temperature of the exhaust gas purification device are estimated from the temperature of the cooling medium has been described as an example, but other values may be estimated. Good. Alternatively, when there are two different internal engine flow paths in the internal combustion engine, the temperature of the cooling medium in the engine internal flow path of another system is different from the temperature of the cooling medium in the internal flow path of one system. The controller of the present invention can be used even in the case where the estimation is made.
[0042]
【The invention's effect】
According to the first invention, when the engine is started, the control parameter of the internal combustion engine is set to an optimum value for the operation of the internal combustion engine in consideration of the oil temperature of the internal combustion engine and the temperature of the exhaust purification catalyst. Start-up failures and emission deterioration are prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a control device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a cooling / warming-up mechanism for an internal combustion engine.
FIG. 3 is a diagram illustrating correction values of various control parameters with respect to a temperature difference.
FIG. 4 is a flowchart of control parameter calculation control.
[Explanation of symbols]
1 ... Control device
10 ... Electronic control unit
11 ... Water temperature sensor
20 ... Cooling / warming mechanism
24 ... Combustion chamber
30 ... Thermal insulation container (heat accumulator)

Claims (9)

冷却媒体の温度に応じて内燃機関の制御パラメータを設定するようになっている内燃機関の制御装置であって、
内燃機関停止時に熱を蓄えることができる蓄熱器を具備し、少なくとも機関始動時までに蓄熱器に蓄えられた熱により冷却媒体の温度を上昇させるようになっている制御装置において、
機関始動後の予め定められた期間において前記蓄熱器に蓄えられた熱により温度が上昇する前の冷却媒体の温度と冷却媒体の実際の温度との差に基づいて内燃機関の各種制御パラメータを設定するようにした制御装置。
A control device for an internal combustion engine configured to set a control parameter for the internal combustion engine in accordance with the temperature of the cooling medium,
In a control device comprising a heat accumulator capable of storing heat when the internal combustion engine is stopped, and increasing the temperature of the cooling medium by the heat stored in the heat accumulator at least until the engine is started,
Various control parameters of the internal combustion engine are set based on the difference between the temperature of the cooling medium before the temperature rises due to the heat stored in the heat accumulator during the predetermined period after the engine is started and the actual temperature of the cooling medium A control device designed to do this.
上記制御パラメータが燃料噴射時期、燃料点火時期、燃料噴射量、吸気弁の開弁時期、燃圧、スロットル弁開度のうちの少なくとも一つである請求項1に記載の内燃機関の制御装置。  2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control parameter is at least one of a fuel injection timing, a fuel ignition timing, a fuel injection amount, an intake valve opening timing, a fuel pressure, and a throttle valve opening. 上記温度上昇前の冷却媒体の温度と実際の温度との差が大きくなるにつれて燃料噴射量を減少させるようにした請求項1に記載の制御装置 2. The control device according to claim 1, wherein the fuel injection amount is decreased as the difference between the temperature of the cooling medium before the temperature rise and the actual temperature increases . 上記温度上昇前の冷却媒体の温度と実際の温度との差が大きくなるにつれて燃料噴射時期を進角させるようにした請求項1に記載の制御装置 2. The control device according to claim 1, wherein the fuel injection timing is advanced as the difference between the temperature of the coolant before the temperature rise and the actual temperature increases . 上記温度上昇前の冷却媒体の温度と実際の温度との差が大きくなるにつれて燃圧を高くさせるようにした請求項1に記載の制御装置 The control device according to claim 1, wherein the fuel pressure is increased as the difference between the temperature of the cooling medium before the temperature rise and the actual temperature increases . 上記温度上昇前の冷却媒体の温度と実際の温度との差が大きくなるにつれて吸気弁の開弁時期を遅角させるようにした請求項1に記載の制御装置 2. The control device according to claim 1, wherein the opening timing of the intake valve is retarded as the difference between the temperature of the cooling medium before the temperature rise and the actual temperature increases . 上記温度上昇前の冷却媒体の温度と実際の温度との差が大きくなるにつれてスロットル弁開度を大きくするようにした請求項1に記載の制御装置 2. The control device according to claim 1, wherein the throttle valve opening is increased as a difference between the temperature of the cooling medium before the temperature rise and the actual temperature increases . 上記温度上昇前の冷却媒体の温度と実際の温度との差が大きくなるにつれて点火時期を遅角させるようにした請求項1に記載の制御装置 2. The control device according to claim 1, wherein the ignition timing is retarded as the difference between the temperature of the cooling medium before the temperature rise and the actual temperature increases . 上記蓄熱器は冷却媒体の保温容器であり、冷却媒体を保温することで熱を蓄えるようにしている請求項1に記載の内燃機関の制御装置。  The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the heat accumulator is a heat retaining container for a cooling medium, and heat is stored by retaining the temperature of the cooling medium.
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