JP4352901B2 - Start-up control device for compression ignition internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、圧縮着火内燃機関の始動制御装置、及びその始動制御方法に関する。 The present invention relates to a start control device for a compression ignition internal combustion engine and a start control method thereof.
圧縮着火内燃機関(以下、単に「内燃機関」という)においては、暖機が完了した後に燃料噴射時期を制御することで、排気中のNOx低減や排気浄化触媒による排気浄化等を行う場合がある。 In a compression ignition internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “internal combustion engine”), the fuel injection timing is controlled after the warm-up is completed, whereby NOx reduction in exhaust gas or exhaust purification by an exhaust purification catalyst may be performed. .
しかし、低温状態にある内燃機関が始動する場合、気筒内の温度も比較的低く、また内燃機関の潤滑油の粘性が比較的高くなることにより内燃機関におけるフリクショントルクが大きくなる。そのため、暖機が完了した状態と同じ時期に燃料噴射を行っても、同様に排気浄化等が達成されるのは困難となる。また、状況によっては、内燃機関の暖機に要する時間が長期化する虞もある。 However, when an internal combustion engine in a low temperature state is started, the temperature in the cylinder is relatively low, and the viscosity of the lubricating oil in the internal combustion engine is relatively high, so that the friction torque in the internal combustion engine increases. For this reason, even if fuel injection is performed at the same time as when the warm-up is completed, it is difficult to achieve exhaust purification or the like in the same manner. In some situations, the time required for warming up the internal combustion engine may be prolonged.
そこで、内燃機関の冷却水温度に基づいて、内燃機関が機関始動され暖機状態に至るまでの期間と暖機状態に至った後の期間とで燃料噴射時期を分けて、燃料噴射時期の切換制御を行う技術が公開されている(例えば、特許文献1を参照。)。これにより、内燃機関の暖機完了の前後において、それぞれの時期に対応した燃料噴射を可能としている。
内燃機関の機関始動時、特に外気温度が零下であるような極低温状態での機関始動時においては、気筒内の温度も比較的低くなるため燃料の着火性が低下する。その結果、機関始動における燃焼が不安定となり、機関始動に要する時間が長くなることで燃料消費量も増大したり、白煙の発生等エミッションが悪化したりする虞がある。 When the internal combustion engine is started, particularly when the engine is started in an extremely low temperature state where the outside air temperature is below zero, the temperature in the cylinder is relatively low, so the ignitability of the fuel is reduced. As a result, combustion at engine startup becomes unstable, and the time required for engine startup increases, so that there is a possibility that the amount of fuel consumption increases and emission such as generation of white smoke deteriorates.
また、内燃機関の潤滑油温度も低温であるため潤滑油の粘性が比較的高くなり、内燃機関におけるフリクショントルクが大きくなる。そのため、燃焼による出力トルクの発生効率が低い場合には、機関始動時の燃料消費量の増大が顕著となる。 Further, since the lubricating oil temperature of the internal combustion engine is also low, the viscosity of the lubricating oil becomes relatively high, and the friction torque in the internal combustion engine increases. Therefore, when the generation efficiency of the output torque due to combustion is low, the increase in fuel consumption at the time of starting the engine becomes significant.
本発明では、上記した問題に鑑み、圧縮着火内燃機関の機関始動時において、機関始動に要する燃料消費量を抑制するとともに機関始動時の燃焼を安定させてエミッションの悪化を抑制する。 In the present invention, in view of the above-described problems, when the compression ignition internal combustion engine is started, the fuel consumption required for starting the engine is suppressed and the combustion at the start of the engine is stabilized to suppress the deterioration of the emission.
本発明においては、上記した課題を解決するために、内燃機関の機関始動が開始されてから機関始動が完了するまでの間において、機関始動開始後の気筒内温度が低い期間は気
筒内における燃焼が比較的安定して行われるべく燃料噴射時期を制御し、機関始動が開始された後で気筒内の温度が比較的上昇した時期において、燃料噴射をそれ以前の噴射時期より遅角側に移行させることで、燃焼による出力トルクの発生効率を高める時期にて燃料を噴射する。
In the present invention, in order to solve the above-described problem, the combustion in the cylinder is performed during a period in which the temperature in the cylinder after the start of the engine is low after the engine start of the internal combustion engine is started until the engine start is completed. The fuel injection timing is controlled so that the fuel injection is performed relatively stably, and the fuel injection is shifted to the retarded side from the previous injection timing when the temperature in the cylinder has risen relatively after the engine start has started. By doing so, the fuel is injected at a time when the generation efficiency of the output torque by combustion is increased.
そこで、本発明は、内燃機関の機関始動を行う機関始動制御装置において、圧縮着火内燃機関の圧縮行程上死点近傍の時期であって気筒内温度が安定燃焼温度に至る第一着火時期に該気筒内で燃料の着火が開始される第一燃料噴射時期において燃料噴射を行う第一燃料噴射手段と、前記第一着火時期より遅角側の膨張行程中の第二着火時期に該気筒内で燃料の着火が開始される第二燃料噴射時期において燃料噴射を行う第二燃料噴射手段と、前記圧縮着火内燃機関の機関始動開始からの所定期間においては前記第一燃料噴射手段による燃料噴射を行い、前記所定期間経過後においては前記第二燃料噴射手段による燃料噴射を行うことで、前記圧縮着火内燃機関の機関回転速度を始動完了回転速度まで上昇させる機関始動制御手段と、を備える。 Therefore, the present invention provides an engine start control device for starting an internal combustion engine at a first ignition timing that is near the top dead center of the compression stroke of the compression ignition internal combustion engine and at which the cylinder temperature reaches a stable combustion temperature. A first fuel injection means for injecting fuel at a first fuel injection timing at which fuel ignition is started in the cylinder, and a second ignition timing in the expansion stroke that is retarded from the first ignition timing. Second fuel injection means for injecting fuel at the second fuel injection timing at which fuel ignition starts, and fuel injection by the first fuel injection means for a predetermined period from the start of engine start of the compression ignition internal combustion engine Engine start control means for increasing the engine rotation speed of the compression ignition internal combustion engine to a start completion rotation speed by performing fuel injection by the second fuel injection means after the predetermined period has elapsed.
ここで、第一燃料噴射手段による燃料噴射は、気筒内における燃料の着火性、燃焼の安定性を重視した噴射時期にて行われる燃料噴射である。即ち、圧縮行程上死点近傍の時期であってピストンの圧縮動作により気筒内の温度が上昇する時期である第一着火時期に噴射燃料が着火されるべく、第一着火時期以前の時期に燃料噴射が行われる。従って、第一燃料噴射時期としては、ピストンの圧縮動作による気筒内の温度が最も上昇する時期が、好ましい。これにより、気筒内に噴射された燃料の蒸発性が促進されて、気筒内における燃料の着火性や燃焼の安定性が向上する。 Here, the fuel injection by the first fuel injection means is a fuel injection that is performed at an injection timing that places importance on the ignitability of fuel and the stability of combustion in the cylinder. In other words, in order to ignite the injected fuel at the first ignition timing, which is the timing near the top dead center of the compression stroke and the temperature in the cylinder rises due to the compression operation of the piston, the fuel is injected at the timing before the first ignition timing. Injection is performed. Accordingly, the first fuel injection timing is preferably the time when the temperature in the cylinder rises most due to the compression operation of the piston. Thereby, the evaporability of the fuel injected into the cylinder is promoted, and the ignitability of the fuel and the stability of combustion in the cylinder are improved.
一方で、ピストンが圧縮行程上死点に近い位置にあるため、気筒内での燃焼によって発生した熱エネルギーがピストンを介して内燃機関の出力軸に伝わりにくく、気筒等内燃機関の暖機にその熱エネルギーの多くが使用される。その結果、第一燃料噴射手段による燃料噴射のみによって内燃機関の機関始動を行うと、安定的に内燃機関の機関回転速度は上昇して始動完了回転速度にまで到達するものの、その到達までの時間が長期化する。 On the other hand, since the piston is close to the top dead center of the compression stroke, the heat energy generated by the combustion in the cylinder is difficult to be transmitted to the output shaft of the internal combustion engine via the piston, so that the internal combustion engine such as a cylinder is warmed up. A lot of thermal energy is used. As a result, when the engine of the internal combustion engine is started only by fuel injection by the first fuel injection means, the engine rotational speed of the internal combustion engine stably increases and reaches the start completion rotational speed, but the time until the arrival Will be prolonged.
尚、始動完了回転速度とは、内燃機関の機関始動時において、機関回転速度が上昇し機関始動が完了したと判定される機関回転速度である。従って、機関回転速度が始動完了回転速度に到達した後は、内燃機関はいわゆるアイドル運転状態となる。 The start completion rotation speed is an engine rotation speed at which it is determined that the engine rotation speed is increased and the engine start is completed when the internal combustion engine is started. Therefore, after the engine rotation speed reaches the start completion rotation speed, the internal combustion engine enters a so-called idle operation state.
また、第二燃料噴射手段による燃料噴射は、気筒内での燃焼によって発生した熱エネルギーが比較的高い効率で内燃機関の出力トルクに寄与する噴射時期にて行われる燃料噴射である。即ち、前記の第一着火時期より遅角側の膨張行程中の時期であって、ピストンの位置が圧縮行程上死点の位置より下がっている第二着火時期に燃料が燃焼すると、熱エネルギーによって効率的にピストンが押しだされ、出力トルクへの発揮へとつながる。そして、この第二着火時期に噴射燃料が着火されるべく、燃料噴射が行われる。従って、第二燃料噴射時期としては、出力トルクが最大となる時期が、好ましい。これにより、内燃機関の出力トルクが効率的に発揮され得る。 The fuel injection by the second fuel injection means is fuel injection performed at an injection timing at which thermal energy generated by combustion in the cylinder contributes to the output torque of the internal combustion engine with a relatively high efficiency. That is, when the fuel burns at the second ignition timing when the piston position is lower than the position of the top dead center of the compression stroke during the expansion stroke on the retarded angle side from the first ignition timing, The piston is pushed out efficiently, leading to the output torque. Then, fuel injection is performed so that the injected fuel is ignited at the second ignition timing. Therefore, the second fuel injection timing is preferably the time when the output torque is maximum. Thereby, the output torque of an internal combustion engine can be exhibited efficiently.
一方で、ピストンの位置が圧縮行程上死点の位置より下がっている第二着火時期にて燃料が着火するため、第二着火時期においてはピストンの圧縮動作による気筒内の温度は第一着火時期における気筒内の温度より低い。従って、第二着火時期における気筒内での燃焼はより不安定なものとなる。特に、極低温時における機関始動である場合には、気筒内での燃焼の不安定さは顕著となる。その結果、第二燃料噴射手段による燃料噴射のみによって内燃機関の機関始動を行うと、機関回転速度の始動完了回転速度までの上昇は短時間で行われるが、機関始動時の機関回転速度の変動が大きくなり、始動完了回転速度到達後においても、機関回転速度の変動が大きく、機関回転速度が安定しない。 On the other hand, since the fuel is ignited at the second ignition timing when the piston position is lower than the compression stroke top dead center position, the temperature in the cylinder due to the compression operation of the piston is the first ignition timing at the second ignition timing. Lower than the temperature inside the cylinder. Accordingly, combustion in the cylinder at the second ignition timing becomes more unstable. In particular, when the engine is started at an extremely low temperature, the instability of combustion in the cylinder becomes remarkable. As a result, when the internal combustion engine is started only by fuel injection by the second fuel injection means, the engine rotational speed is increased to the start completion rotational speed in a short time, but the fluctuation of the engine rotational speed at the time of engine startup Even after the start completion rotational speed is reached, the engine rotational speed varies greatly and the engine rotational speed is not stable.
そこで、機関始動制御手段によって、前記所定期間においては第一燃料噴射手段による燃料噴射を行い、その所定期間経過後は第二燃料噴射手段による燃料噴射を行う。即ち、内燃機関の機関始動開始直後であって、気筒等内燃機関の機関要素の温度が比較的低い時期には、第一燃料噴射手段による燃料噴射を行うことで、先ず内燃機関の機関要素、特に燃焼の行われる気筒内の温度上昇を優先させる。そして、気筒内の温度がある程度上昇した後は、第二着火時期において燃料が着火しても気筒内温度が比較的高いことにより、燃焼が不安定となる虞が少ない。 Therefore, the engine start control means performs fuel injection by the first fuel injection means during the predetermined period, and after the predetermined period has elapsed, performs fuel injection by the second fuel injection means. That is, immediately after the start of the engine of the internal combustion engine and at a time when the temperature of the engine element of the internal combustion engine such as a cylinder is relatively low, fuel injection by the first fuel injection means is performed first. In particular, priority is given to the temperature rise in the cylinder where combustion takes place. After the temperature in the cylinder rises to some extent, even if fuel is ignited at the second ignition timing, the temperature in the cylinder is relatively high, so that there is little risk of unstable combustion.
従って、所定期間とは、気筒内の温度が、第二燃料手段によって噴射された燃料が気筒内において比較的安定的に燃焼され得る温度となるまでに、第一燃料噴射手段による燃料噴射が必要とされる期間をいう。 Therefore, the predetermined period means that the fuel injection by the first fuel injection means is necessary until the temperature in the cylinder reaches a temperature at which the fuel injected by the second fuel means can be combusted relatively stably in the cylinder. Refers to the period.
そこで、前記内燃機関の機関始動制御装置が、前記気筒内温度を検出し、又は推定する気筒内温度検出手段を更に備える場合、前記所定期間は、前記圧縮着火内燃機関の機関始動開始から前記気筒内温度検出手段によって検出され、又は推定される気筒内温度が所定気筒内温度を超えるまでの期間としてもよい。ここでいう所定気筒内温度とは、先述した「第二燃料手段によって噴射された燃料が気筒内において比較的安定的に燃焼され得る温度」と同義である。尚、気筒内温度検出手段は、内燃機関の冷却水温度や排気温度、第一燃料噴射手段による燃料噴射が行われている時間等から気筒内の温度を推定するようにしてもよい。 Therefore, when the engine start control device for the internal combustion engine further includes an in-cylinder temperature detection means for detecting or estimating the in-cylinder temperature, the predetermined period is from the start of the engine start of the compression ignition internal combustion engine to the cylinder. It is good also as a period until the cylinder temperature detected or estimated by the internal temperature detection means exceeds a predetermined cylinder temperature. The predetermined in-cylinder temperature mentioned here is synonymous with the above-mentioned “temperature at which the fuel injected by the second fuel means can be combusted relatively stably in the cylinder”. The in-cylinder temperature detecting means may estimate the temperature in the cylinder from the cooling water temperature and exhaust temperature of the internal combustion engine, the time during which fuel injection by the first fuel injection means is performed, and the like.
また、この他にも、予め実験等で、吸気温度(外気温度)と第二燃料手段によって噴射された燃料が気筒内において比較的安定的に燃焼され得る温度との関係を測定し、該関係から所定期間を算出してもよい。 In addition, the relationship between the intake air temperature (outside air temperature) and the temperature at which the fuel injected by the second fuel means can be combusted relatively stably in the cylinder is measured in advance through experiments or the like. The predetermined period may be calculated from
以上のように、機関始動制御手段によって第一燃料噴射手段による燃料噴射を所定期間行った後に第二燃料噴射手段による燃料噴射を行うことで、気筒内温度をより効率的に上昇させた後に出力トルクを効率的に発揮させることが可能となる。その結果、機関始動に要する時間をより短くすることが可能となり、以て機関始動に要する燃料消費量を抑制するとともに機関始動時の燃焼を安定させてエミッションの悪化を抑制し得る。 As described above, the engine start control means performs the fuel injection by the first fuel injection means for a predetermined period, and then performs the fuel injection by the second fuel injection means, thereby increasing the in-cylinder temperature more efficiently. Torque can be efficiently exhibited. As a result, it is possible to further shorten the time required for starting the engine, thereby suppressing fuel consumption required for starting the engine and stabilizing combustion at the time of starting the engine, thereby suppressing deterioration of emissions.
ここで、上述までの内燃機関の始動制御装置において、前記機関始動制御手段によって前記第二燃料噴射手段による燃料噴射が行われているときの前記気筒内における燃焼安定状態を判定する燃焼安定状態判定手段と、前記燃焼安定状態判定手段によって判定される燃焼安定状態に基づいて、前記気筒内温度検出手段によって検出され、又は推定される気筒内温度、若しくは前記所定気筒内温度を補正する温度補正手段と、を更に備えるようにしてもよい。 Here, in the internal combustion engine start control device described above, a combustion stable state determination for determining a combustion stable state in the cylinder when the engine start control unit performs fuel injection by the second fuel injection unit. And a temperature correcting means for correcting the in-cylinder temperature detected or estimated by the in-cylinder temperature detecting means or the predetermined in-cylinder temperature based on the combustion stable state determined by the combustion stable state determining means. And may be further provided.
先述したように第二燃料噴射手段による燃料噴射が行われるときは、ピストンの圧縮動作による気筒内温度の上昇への寄与度が小さいため、外気温度が極度に低い場合や気筒の温度が低く燃焼エネルギーが外部に流出しやすい場合等、何らかの理由で第二燃料噴射手段によって噴射された燃料の燃焼状態が不安定となる虞もある。ここで、燃焼安定状態とは、内燃機関の機関始動に際して許容しうる内燃機関の動作状態に応じて決定される。例えば、内燃機関の機関始動に際して、比較的小程度の機関回転速度の変動も許容されない場合には、許容しうる機関回転速度の変動以上の変動が現れたとき燃焼が不安定な状態であると判定する。また、比較的小程度の機関回転速度の変動は許されるものの燃焼状態が失火状態となるのは許容されないときは、失火状態に対応した機関回転速度の変動が発生することで、燃焼が不安定な状態であると判定する。 As described above, when the fuel injection is performed by the second fuel injection means, the contribution to the rise in the cylinder temperature due to the compression operation of the piston is small, so the combustion is performed when the outside air temperature is extremely low or the cylinder temperature is low. There is a risk that the combustion state of the fuel injected by the second fuel injection means may become unstable for some reason, such as when energy tends to flow out. Here, the stable combustion state is determined in accordance with the operating state of the internal combustion engine that can be permitted when the internal combustion engine is started. For example, if a relatively small fluctuation in engine speed is not allowed when starting the internal combustion engine, combustion is unstable when fluctuations greater than the allowable fluctuation in engine speed appear. judge. In addition, if the engine speed is allowed to be relatively small, but the combustion state is not allowed to become misfired, the engine speed changes corresponding to the misfire condition, resulting in unstable combustion. It is determined that the current condition is
そして、燃焼安定状態判定手段によって、第二燃料噴射手段によって噴射された燃料の燃焼状態が不安定となっているか否かを判定する。そして、該燃焼状態が不安定な状態であると判定されることは、第一燃料噴射手段による燃料噴射での気筒内温度の上昇が小さいため気筒内温度が比較的低いことを意味する。そこで、温度補正手段による温度補正は、第一燃料噴射手段による燃料噴射時間が長くなるべく、気筒内温度検出手段によって検出され、又は推定される気筒内温度を低温側に補正し、又は所定気筒内温度を高温側に補正する。 And it is determined by the combustion stable state determination means whether the combustion state of the fuel injected by the second fuel injection means is unstable. If the combustion state is determined to be unstable, it means that the in-cylinder temperature is relatively low because the increase in the in-cylinder temperature during fuel injection by the first fuel injection means is small. Therefore, the temperature correction by the temperature correction means is such that the in-cylinder temperature detection means corrects or estimates the in-cylinder temperature to a low temperature side or increases the fuel injection time by the first fuel injection means. Correct the temperature to the high temperature side.
換言すると、第一燃料噴射手段による燃料噴射時間が長くなるべく、前記所定期間をより長い期間に変更する。これにより、内燃機関の機関始動時において第一燃料噴射手段による燃料噴射が行われるとき、第二燃料噴射手段による燃料噴射への切換がより適正に行われ、以て第二燃料噴射手段による燃料噴射が行われているときに燃焼状態が不安定となって機関始動に要する時間が長くなるのを抑制することが可能となる。 In other words, the predetermined period is changed to a longer period so that the fuel injection time by the first fuel injection means becomes longer. Thereby, when the fuel injection by the first fuel injection means is performed at the time of engine start of the internal combustion engine, the switching to the fuel injection by the second fuel injection means is performed more appropriately, and therefore the fuel by the second fuel injection means It is possible to prevent the combustion state from becoming unstable when injection is being performed and increasing the time required to start the engine.
また、燃焼安定状態判定手段によって、燃焼状態が安定な状態であると判定されることは、第一燃料噴射手段による燃料噴射での気筒内温度の上昇が十分である一方で、第一燃料噴射手段による燃料噴射時間、即ち前記所定期間が長いために機関始動に要する時間が不必要に長くなっている場合もある。そこで、温度補正手段による温度補正は、第一燃料噴射手段による燃料噴射時間が短くなるべく、気筒内温度検出手段によって検出され、又は推定される気筒内温度を高温側に補正し、又は所定気筒内温度を低温側に補正する。 Further, the fact that the combustion state is determined to be stable by the combustion stable state determination means means that the increase in the in-cylinder temperature in the fuel injection by the first fuel injection means is sufficient, while the first fuel injection In some cases, the time required for starting the engine is unnecessarily long because the fuel injection time by the means, that is, the predetermined period is long. Therefore, the temperature correction by the temperature correction means corrects the in-cylinder temperature detected by the in-cylinder temperature detection means or corrects the estimated in-cylinder temperature so as to shorten the fuel injection time by the first fuel injection means, Correct the temperature to the low temperature side.
換言すると、第一燃料噴射手段による燃料噴射時間が短くなるべく、前記所定期間をより短い期間に変更する。これにより、再び内燃機関の機関始動時において第一燃料噴射手段による燃料噴射が行われるとき、第二燃料噴射手段による燃料噴射への切換がより適正に行われ、以て第一燃料噴射手段による燃料噴射が行われる時間が不必要に長くなって機関始動に要する時間が長くなるのを抑制することが可能となる。 In other words, the predetermined period is changed to a shorter period in order to shorten the fuel injection time by the first fuel injection means. As a result, when the fuel injection by the first fuel injection means is performed again when the internal combustion engine is started, the switching to the fuel injection by the second fuel injection means is performed more appropriately, and therefore by the first fuel injection means. It is possible to suppress an increase in the time required for starting the engine due to an unnecessarily long time during which fuel injection is performed.
ここで、上述の内燃機関の始動制御装置においては、前記燃焼安定判定手段は、前記気筒内の圧力、前記圧縮着火内燃機関から排出される排気の温度、該圧縮着火内燃機関の機関回転速度のうち少なくとも一つに基づいて、該気筒内における燃焼安定状態を判定するようにしてもよい。即ち、気筒内での燃焼の安定性に関連する気筒内圧力、排気温度、機関回転速度に基づいて、その安定性の判定を行うのである。例えば、気筒内の燃焼が不安定な状態となると、安定な状態であるときと比べて、気筒内圧力は大きく低下し、排気温度はより低温側へ移行し、機関回転速度は低下するため、これらの値の変動に基づいて、燃焼の安定性を判定することが可能である。 Here, in the above-described internal combustion engine start control device, the combustion stability determining means includes the pressure in the cylinder, the temperature of the exhaust gas discharged from the compression ignition internal combustion engine, and the engine speed of the compression ignition internal combustion engine. The stable combustion state in the cylinder may be determined based on at least one of them. That is, the stability is determined based on the in-cylinder pressure, the exhaust gas temperature, and the engine speed related to the stability of combustion in the cylinder. For example, when the in-cylinder combustion becomes unstable, the in-cylinder pressure greatly decreases, the exhaust temperature shifts to a lower temperature, and the engine rotation speed decreases than in a stable state. It is possible to determine the stability of combustion based on fluctuations in these values.
また、上記した課題を解決するための本発明は、換言すると、圧縮着火内燃機関の機関始動開始からの所定期間は、圧縮行程上死点近傍の時期であって気筒内温度が安定燃焼温度に至る第一着火時期に該気筒内で燃料の着火が開始される第一燃料噴射時期において燃料噴射を行い、前記所定期間経過後は、前記第一燃料噴射時期より遅角側の膨張行程中の第二着火時期に該気筒内で燃料の着火が開始される第二燃料噴射時期において燃料噴射を行い、前記圧縮着火内燃機関の機関回転速度を始動完了回転速度まで上昇させる圧縮着火内燃機関の始動制御方法である。 In addition, the present invention for solving the above-described problem is, in other words, the predetermined period from the start of the engine start of the compression ignition internal combustion engine is a time near the top dead center of the compression stroke, and the in-cylinder temperature becomes the stable combustion temperature. The fuel is injected at the first fuel injection timing at which fuel ignition is started in the cylinder at the first ignition timing, and after the predetermined period has elapsed, the fuel is in the expansion stroke on the retard side from the first fuel injection timing. Start of a compression ignition internal combustion engine that performs fuel injection at a second fuel injection timing at which fuel ignition is started in the cylinder at the second ignition timing, and increases the engine rotation speed of the compression ignition internal combustion engine to a start completion rotation speed It is a control method.
この圧縮着火内燃機関の始動制御における所定期間、第一着火時期、第一燃料噴射時期、第二着火時期、第二燃料噴射時期については、上述した通りである。これにより、機関始動に要する時間をより短くすることが可能となり、以て機関始動に要する燃料消費量を抑制するとともに機関始動時の燃焼を安定させてエミッションの悪化を抑制し得る。 The predetermined period, the first ignition timing, the first fuel injection timing, the second ignition timing, and the second fuel injection timing in the start-up control of the compression ignition internal combustion engine are as described above. As a result, the time required for starting the engine can be further shortened, thereby suppressing the fuel consumption required for starting the engine and stabilizing the combustion at the time of starting the engine, thereby suppressing the deterioration of the emission.
本発明に係る圧縮着火内燃機関の始動制御装置、および始動制御方法においては、圧縮着火内燃機関の機関始動時において、機関始動に要する燃料消費量を抑制するとともに機関始動時の燃焼を安定させてエミッションの悪化を抑制することが可能となる。 In the start-up control device and start-up control method for a compression ignition internal combustion engine according to the present invention, at the time of engine start of the compression ignition internal combustion engine, fuel consumption required for engine start is suppressed and combustion at engine start is stabilized. It becomes possible to suppress the deterioration of emissions.
ここで、本発明に係る圧縮着火内燃機関の始動制御装置、および始動制御方法の実施の形態について図面に基づいて説明する。 Here, an embodiment of a start control device and a start control method for a compression ignition internal combustion engine according to the present invention will be described based on the drawings.
図1は、本発明が適用される圧縮着火内燃機関(以下、単に「内燃機関」という)1およびその制御系統の概略構成を表すブロック図である。内燃機関1は、気筒2内に直接燃料を噴射することが可能な燃料噴射弁3を備えている。そして、気筒2内において、ピストン4が往復運動を行う。また、内燃機関1には吸気通路が吸気ポート7を介して燃焼室に接続される。同様に、内燃機関1には排気通路が排気ポート8を介して、燃焼室に接続される。ここで、吸気ポート7と燃焼室との間には吸気弁5が、排気ポート8と燃焼室との間には排気弁6が設けられている。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a compression ignition internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “internal combustion engine”) 1 and its control system to which the present invention is applied. The internal combustion engine 1 includes a fuel injection valve 3 capable of directly injecting fuel into the
また、内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニット(以下、「ECU」という)10が併設されている。このECU10は、CPUの他、後述する各種の制御ルーチン及びマップを記憶するROM、RAM等を備えており、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態等を制御するユニットである。ここで、燃料噴射弁3は、ECU10からの制御信号によって開閉動作を行う。
The internal combustion engine 1 is also provided with an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 10 for controlling the internal combustion engine 1. In addition to the CPU, the
更に、内燃機関1のイグニッションスイッチ11、内燃機関1の冷却水温度Thwを検出する水温センサ12、排気ポート8を通って排気通路へ流れた排気の温度を検出する排気温度センサ14が、ECU10と電気的に接続されている。これにより、ECU10は、それぞれ、内燃機関1への機関始動指令I/G、冷却水温度Thw、排気温度Thexを受け取る。また、クランクポジションセンサ13がECU10と電気的に接続されている。これにより、ECU10は内燃機関1の出力軸の回転角に応じた信号を受け取って内燃機関1の機関回転速度Ne等を算出する。
Further, an
ここで、図2に基づいて気筒2内での燃料の着火時期について説明する。図2は、燃料の着火時期と気筒2内の温度および内燃機関1の出力トルクとの関係を表す図である。図2の横軸は内燃機関1のクランクアングルを表し、図中TDCとあるのは圧縮工程上死点を意味する。また、縦軸は図2中の線L1、L2、L3で表されるクランクアングルに対する気筒2内の温度、出力トルク、気筒2内での燃焼における冷却損失の推移の各々に対応する値である。
Here, the ignition timing of the fuel in the
図2中の期間ΔT1は、圧縮行程上死点TDC近傍の期間である。そして、期間ΔT1においては、気筒2内に燃料噴射弁3から機関始動のための燃料が噴射されている場合、線L1で表されるように、気筒2内の温度が安定燃焼温度を超える。即ち、ピストン4の圧縮動作によって気筒2内の混合気が圧縮されて、気筒2内の温度が安定燃焼温度を超えることで、燃料の着火が容易になるとともに安定して燃焼する。
A period ΔT1 in FIG. 2 is a period in the vicinity of the compression stroke top dead center TDC. In the period ΔT1, when the fuel for starting the engine is injected into the
一方で、線L3で表されるように、期間ΔT1においては、燃焼における冷却損失比較的高い。これは、期間ΔT1においては、ピストンが比較的圧縮行程上死点TDCに近い位置にあるため、気筒2内で生じた熱エネルギーが効率的にピストンを押し出す力とならず、その多くが気筒2やその他の内燃機関1の機関要素を暖機するためのエネルギーとして消費されてしまうからである。
On the other hand, as represented by the line L3, the cooling loss in combustion is relatively high in the period ΔT1. This is because during the period ΔT1, since the piston is relatively close to the top dead center TDC of the compression stroke, the heat energy generated in the
換言すると、期間ΔT1における燃料の着火、燃焼は、燃料の着火性、燃焼状態の安定性という観点から見るとより好適な時期における燃料の着火、燃焼であるが、内燃機関の加速性、即ち機関回転速度の上昇の効率性という観点から見ると比較的低加速性、低効率性の燃料の着火、燃焼である。そこで、以下、期間ΔT1での燃料の着火時期を第一着火時期といい、第一着火時期での燃料の着火を可能とする燃料噴射弁3からの燃料噴射を暖機モード燃料噴射という。例えば、暖機モード燃料噴射が行われる時期としては、期間ΔT1の何れかの時期でもよく、また第一着火時期に噴射燃料が着火されるのであれば、吸気行程や圧縮行程中期等の時期であっていわゆる予混合気が気筒2内に形成し得る時期であっても良い。
In other words, the ignition and combustion of the fuel in the period ΔT1 is the ignition and combustion of the fuel at a more suitable time from the viewpoint of the ignitability of the fuel and the stability of the combustion state. From the viewpoint of the efficiency of increasing the rotational speed, it is relatively low acceleration and low efficiency fuel ignition and combustion. Therefore, hereinafter, the fuel ignition timing in the period ΔT1 is referred to as the first ignition timing, and the fuel injection from the fuel injection valve 3 that enables the fuel ignition at the first ignition timing is referred to as the warm-up mode fuel injection. For example, the timing at which the warm-up mode fuel injection is performed may be any timing in the period ΔT1, and if the injected fuel is ignited at the first ignition timing, it may be at the timing of the intake stroke, the middle of the compression stroke, or the like. There may be a time when a so-called premixed gas can be formed in the
また、図2中の期間ΔT2は、期間ΔT1より遅角側の期間である。そして、期間ΔT2においては、気筒2内に燃料噴射弁3から機関始動のための燃料が噴射されている場合、線L2で表されるように、気筒2内で燃料が着火、燃焼したとき、内燃機関1の出力トルクが概ねピークとなる。即ち、ピストン4の位置が圧縮行程上死点TDCより下がった位置にあるため、気筒2内で生じた熱エネルギーが効率的にピストンを押し出す力となる。そのため、線L3で表されるように期間ΔT2においては、燃焼における冷却損失が比較的低い。
Further, a period ΔT2 in FIG. 2 is a period that is retarded from the period ΔT1. In the period ΔT2, when fuel for starting the engine is injected into the
一方で、ピストン4の位置が圧縮行程上死点TDCより下がった位置にあるため、線L1で表されるように、圧縮動作による気筒2内の温度が期間ΔT1の場合と比べて低くなる。その結果、気筒2内の燃料の着火性が低下し燃焼が不安定となる虞がある。特に、外気温度が低く気筒2内に形成される混合気の温度が低くなるときや、気筒2の温度が低く燃焼エネルギーが外部に流出しやすい極低温時の機関始動時においては、燃焼の不安定性が機関始動に支障を及ぼす場合がある。この結果、機関始動時における機関回転速度が安定しない虞がある。
On the other hand, since the position of the
換言すると、期間ΔT2における燃料の着火、燃焼は、内燃機関の加速性、即ち機関回転速度の上昇の効率性という観点から見ると比較的高加速性、高効率性の燃料の着火、燃焼であるが、燃料の着火性、燃焼状態の安定性という観点から見ると燃焼が不安定となりやすい時期における燃料の着火、燃焼である。そこで、以下、期間ΔT2での燃料の着火時期を第二着火時期といい、第二着火時期での燃料の着火を可能とする燃料噴射弁3からの燃料噴射を加速モード燃料噴射という。例えば、加速モード燃料噴射が行われる時期としては、期間ΔT2の何れかの時期でもよく、また第二着火時期に噴射燃料が着火されるのであれば、時期ΔT1が経過した後から期間ΔT2に至るまでの時期であってもよい。尚、加速モード燃料噴射を行うときは、暖機モード燃料噴射を行わないのが好ましい。暖機モード燃料噴射による燃料の燃焼によって、加速モード燃料噴射による燃料が期間ΔT2よりも早い時期に着火、燃焼する虞があるからである。 In other words, the ignition and combustion of the fuel in the period ΔT2 is relatively high acceleration and high efficiency fuel ignition and combustion from the viewpoint of acceleration of the internal combustion engine, that is, efficiency of increase in engine rotation speed. However, from the viewpoint of the ignitability of the fuel and the stability of the combustion state, this is the ignition and combustion of the fuel at a time when the combustion tends to become unstable. Therefore, hereinafter, the fuel ignition timing in the period ΔT2 is referred to as second ignition timing, and the fuel injection from the fuel injection valve 3 that enables fuel ignition at the second ignition timing is referred to as acceleration mode fuel injection. For example, the time at which the acceleration mode fuel injection is performed may be any time in the period ΔT2, and if the injected fuel is ignited at the second ignition time, the period ΔT2 is reached after the time ΔT1 has elapsed. It may be time until. In addition, when performing acceleration mode fuel injection, it is preferable not to perform warm-up mode fuel injection. This is because the fuel by the warm-up mode fuel injection may ignite and burn at a time earlier than the period ΔT2 due to the combustion of the fuel by the warm-up mode fuel injection.
このように、内燃機関始動時において、即ち内燃機関1においてクランキングを開始してから機関回転速度が始動完了回転速度に上昇するまでの期間において、暖機モード燃料噴射または加速モード燃料噴射の何れかのみを行うと、低加速性による機関始動時間の長期化または燃料の着火の困難性、燃焼の不安定性による機関回転速度の不安定性等の問題が生じる。そこで、内燃機関1の機関始動時においては、図3に示す燃料噴射制御(以下、「機関始動制御」という)を行う。尚、図3に示す機関始動制御は、内燃機関1の機関始動時において実行されるルーチンである。また、図4に、図3示す機関始動制御が行われる際の機関回転速度の推移(図4中、線L4で表される)および気筒2内の温度の推移(図4中、線L5で表される)を示す。図4の横軸は時間を表し、縦軸は機関回転速度燃料噴射量を表す。 As described above, at the time of starting the internal combustion engine, that is, during the period from the start of cranking in the internal combustion engine 1 until the engine speed increases to the start completion rotational speed, either warm-up mode fuel injection or acceleration mode fuel injection is performed. If only this is performed, problems such as prolonged engine start-up time due to low acceleration, difficulty in ignition of fuel, instability of engine speed due to instability of combustion, and the like arise. Therefore, when the internal combustion engine 1 is started, fuel injection control (hereinafter referred to as “engine start control”) shown in FIG. 3 is performed. 3 is a routine that is executed when the internal combustion engine 1 is started. Also, FIG. 4 shows the transition of the engine speed when the engine start control shown in FIG. 3 is performed (represented by the line L4 in FIG. 4) and the transition of the temperature in the cylinder 2 (the line L5 in FIG. 4). Represented). The horizontal axis in FIG. 4 represents time, and the vertical axis represents the engine rotational speed fuel injection amount.
S101では、イグニッションスイッチ11から機関始動指令I/Gが発せられたか否
かが判定される。イグニッションスイッチ11から機関始動指令I/Gが発せられたと判定されるとS102へ進み、イグニッションスイッチ11から機関始動指令I/Gが発せられていないと判定されるとS101の処理が再び行われる。
In S101, it is determined whether or not an engine start command I / G is issued from the
S102では、水温センサ12よって検出される冷却水温度Thwが基準冷却水温度Thw0より低いか否かが判定される。即ち、水温センサ12よって検出される冷却水温度Thwが基準冷却水温度Thw0以上であるときは、内燃機関1は既に機関始動が完了しており、以前に発せられた機関始動指令I/Gが誤指令であったことを意味する。水温センサ12よって検出される冷却水温度Thwが基準冷却水温度Thw0より低いと判定されると、内燃機関1においてクランキングが開始されるとともにS103へ進む。尚、このクランキングが開始された時点が、図4における時期T1に相当する。水温センサ12よって検出される冷却水温度Thwが基準冷却水温度Thw0以上であると判定されると、本制御を終了する。
In S102, it is determined whether or not the coolant temperature Thw detected by the
先述したように、気筒2内温度Thcylは、気筒2内に噴射された燃料の着火性、燃焼の安定性に大きく影響する要素である。そこで、S103では、気筒2内温度Thcylが推定される。具体的には、機関始動開始時は水温センサ12によって検出される冷却水温度Thwを気筒2内温度Thcylとし、その後機関始動が行われている時間に応じて気筒2内温度Thcylを増加していく。ここで、後述する暖機モード燃料噴射が行われる場合と加速モード燃料噴射が行われる場合とでは、気筒2内に発生する熱エネルギーの気筒2内温度Thcylへの寄与の程度が異なるため、それぞれの燃料噴射を考慮して、気筒2内温度Thcylが推定される。
As described above, the
S104では、S103で推定された気筒2内温度Thcylが、基準気筒内温度Thcyl0より高いか否かが判定される。ここで、基準気筒内温度Thcyl0とは、加速モード燃料噴射によって噴射された燃料の着火性および該燃料の燃焼の安定性が比較的良好であって、加速モード燃料噴射によって機関始動を行う場合であっても、燃焼の不安定性に起因する機関回転速度の変動が機関始動に影響しない程度に抑制され得る気筒2内の温度をいう。
In S104, it is determined whether or not the
そこで、気筒2内温度Thcylが基準気筒内温度Thcyl0以下であると判定される場合には、気筒2内温度Thcylが比較的低いため加速モード燃料噴射によって機関始動を行うと、噴射された燃料の着火性が低く、また該燃料の燃焼の安定性が低いために、機関回転速度の変動が大きくなる。従って、この場合には、S105に進み、燃料の着火性が比較的良く、燃焼が安定している暖機モード燃料噴射を行う。これにより、機関回転速度の上昇率は低いものの、燃焼の安定性が確保されるとともに、気筒2内の温度上昇が効率的に行われる。
Therefore, when it is determined that the
一方で、気筒2内温度Thcylが基準気筒内温度Thcyl0より高いと判定される場合には、気筒2内温度Thcylが比較的高いため加速モード燃料噴射によって機関始動を行う場合でも、噴射された燃料の着火性および該燃料の燃焼の安定性が担保される。そこで、この場合には、S106に進み、機関回転速度の上昇率が高い加速モード燃料噴射を行う。これにより、燃料の着火性および燃焼の安定性が担保された状態で、機関回転速度を効率的に上昇させることが可能となる。尚、暖機モード燃料噴射から加速モード燃料噴射への切換が行われる時点が、図4においては時期T2となる。加速モード燃料噴射に切り換えられることで、機関回転速度の上昇率が大きく上昇する一方で、気筒2内温度の上昇率が低下する。
On the other hand, when it is determined that the
S105またはS106の処理が終了すると、S107へ進む。S107では、機関回転速度が始動完了回転速度Ncを超えたか否かが判定される。即ち、内燃機関1の機関始
動が完了したか否かが判定される。機関回転速度が始動完了回転速度Ncを超えたと判定されると、本制御を終了する。機関回転速度が始動完了回転速度Ncを超えた時点が、図4において時期T3となる。機関回転速度が始動完了回転速度Ncを超えていないと判定されると、再びS103以降の処理が行われる。
When the process of S105 or S106 ends, the process proceeds to S107. In S107, it is determined whether or not the engine speed has exceeded the start completion speed Nc. That is, it is determined whether the engine start of the internal combustion engine 1 is completed. When it is determined that the engine rotational speed has exceeded the start completion rotational speed Nc, this control is terminated. The time point when the engine rotational speed exceeds the start completion rotational speed Nc is time T3 in FIG. If it is determined that the engine rotation speed does not exceed the start completion rotation speed Nc, the processing after S103 is performed again.
本制御によると、気筒2内温度が基準気筒内温度Thcyl0より低い場合には暖機モード燃料噴射が、気筒2内温度が基準気筒内温度Thcyl0以上であるときは加速モード燃料噴射が行われて、機関回転速度の上昇が図られる。これにより、機関始動時の燃焼の安定性が担保されるとともに、機関始動に要する時間を可及的に短くすることが可能となる。その結果、機関始動に要する燃料消費量を抑制するとともに機関始動時の燃焼を安定させてエミッションの悪化を抑制することが可能となる。
According to this control, warm-up mode fuel injection is performed when the
次に、図1に示す内燃機関1における機関始動制御の第2の実施例について、図5の制御フローに基づいて説明する。尚、図5に示す機関始動制御中の処理が、図3に示す機関始動制御中の処理と同一の内容である場合には、同一の参照番号を付して、その説明を省略する。 Next, a second embodiment of engine start control in the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 will be described based on the control flow of FIG. In addition, when the process during the engine start control shown in FIG. 5 has the same contents as the process during the engine start control shown in FIG. 3, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.
図5に示す機関始動制御の図3に示す機関始動制御に対する相違点は、加速モード燃料噴射が行われるときの燃焼安定状態に基づく補正が行われる点(図5中の処理S201〜S206の処理)である。以下、主にその燃焼安定状態に基づく補正について説明する。 The difference between the engine start control shown in FIG. 5 and the engine start control shown in FIG. 3 is that correction based on the stable combustion state when acceleration mode fuel injection is performed is performed (processes S201 to S206 in FIG. 5). ). Hereinafter, correction based mainly on the stable combustion state will be described.
本機関始動制御においては、S106の処理が終了するとS201へ進む。S201では、加速モード燃料噴射が行われているときの気筒2内において燃焼安定状態が失火状態であるか否かが判定される。ここで、燃焼安定状態とは、気筒2内の燃焼の安定性を表す状態である。そして、燃焼安定状態が失火状態となることは、加速モード燃料噴射によって噴射された燃料が良好に燃焼されないため機関始動時の機関回転速度が大きく低下することを意味する。そこで、燃焼安定状態が失火状態であるか否かの判定は、機関回転速度の変動に基づいて行われる。この他に、気筒2内の圧力変動が大きく低下することをもって、または排気温度センサ14によって検出される排気温度Thexが大きく低下することをもって、燃焼安定状態が失火状態であるとの判定を行っても良い。
In the engine start control, when the process of S106 is completed, the process proceeds to S201. In S201, it is determined whether the combustion stable state is a misfire state in the
ここで、S104において気筒2内温度Thcylが基準気筒内温度Thcyl0より高いと判定された後に燃焼安定状態が失火状態となる場合には、S104における判定の基準となる基準気筒内温度Thcyl0の値が適当でない場合が考えられる。そこで、S201において燃焼安定状態が失火状態であると判定されると、S202に進み、基準気筒内温度Thcyl0の値を10℃上昇する補正を行う。これにより、気筒2内温度Thcylにおける暖機モード燃料噴射が行われるべき領域が拡大されることになり、それが再びS104の判定が行われるときに適用される。これによって、気筒2内温度Thcylが更に上昇された後に加速モード燃料噴射が行われることになり、加速モード燃料噴射が行われているときに燃焼安定状態が失火状態となることで機関回転速度が大きく変動するのを抑制することが可能となる。S202の処理が終了すると、S107へ進む。
Here, when it is determined in S104 that the
一方で、S201において燃焼安定状態が失火状態でないと判定されると、S203に進む。S203では、着火カウンタの値が1増加される。ここで、着火カウンタとは、S201において燃焼状態が失火状態でないと判定される毎にカウントされるカウンタである。S203の処理が終了すると、S204へ進む。 On the other hand, if it determines with the combustion stable state not being a misfire state in S201, it will progress to S203. In S203, the value of the ignition counter is incremented by one. Here, the ignition counter is a counter that is counted every time it is determined in S201 that the combustion state is not a misfire state. When the process of S203 ends, the process proceeds to S204.
S204では、着火カウンタの値が4を超えているか否かが判定される。着火カウンタの値が4を超えているときはS205へ進み、超えていないときはS107へ進む。 In S204, it is determined whether or not the value of the ignition counter exceeds 4. When the value of the ignition counter exceeds 4, the process proceeds to S205, and when it does not exceed, the process proceeds to S107.
S205では、基準気筒内温度Thcyl0の値を2℃下降する補正を行う。従って、基準気筒内温度Thcyl0の値を下降する補正は、燃焼安定状態が失火状態でないと4回判定されて初めて、行われる。これにより、気筒2内温度Thcylにおける暖機モード燃料噴射が行われるべき領域が縮小されることになり、それが再びS104の判定が行われるときに適用される。これにより、暖機モード燃料噴射から加速モード燃料噴射への切換がより速やかに行われることになり、機関始動に要する時間を短縮することが可能となる。S205の処理が終了するとS206へ進み、着火カウンタの値を0にリセットする。S206の処理が終了すると、S107へ進む。
In S205, correction is performed to lower the value of the reference cylinder temperature Thcyl0 by 2 ° C. Therefore, the correction to decrease the value of the reference cylinder temperature Thcyl0 is performed only after it is determined four times that the stable combustion state is not the misfire state. As a result, the region where the warm-up mode fuel injection should be performed at the
本制御によると、気筒2内温度が基準気筒内温度Thcyl0より低い場合には暖機モード燃料噴射が、気筒2内温度が基準気筒内温度Thcyl0以上であるときは加速モード燃料噴射が行われて、機関回転速度の上昇が図られる。これにより、機関始動時の燃焼の安定性が担保されるとともに、機関始動に要する時間を可及的に短くすることが可能となる。その結果、機関始動に要する燃料消費量を抑制するとともに機関始動時の燃焼を安定させてエミッションの悪化を抑制することが可能となる。尚、本制御中、基準気筒内温度Thcyl0の値の補正値を10℃上昇、2℃下降としたが、これは内燃機関1における機関始動の状態に応じて、適宜変更しても良い。
According to this control, warm-up mode fuel injection is performed when the
更には、加速モード燃料噴射が行われているときの燃焼安定状態に基づいて、暖機モード燃料噴射と加速モード燃料噴射との切換判断の基準値を補正することで、燃焼の安定性と機関回転速度の加速性の均衡がとれたより適した時点において、暖機モード燃料噴射と加速モード燃料噴射との切換が可能となり、より速やかな機関始動が達成される。 Further, by correcting a reference value for switching determination between warm-up mode fuel injection and acceleration mode fuel injection based on the stable combustion state when acceleration mode fuel injection is performed, the stability of combustion and engine At a more appropriate time when the rotational speed acceleration is balanced, switching between the warm-up mode fuel injection and the acceleration mode fuel injection becomes possible, and a quicker engine start is achieved.
次に、図1に示す内燃機関1における機関始動制御の第3の実施例について、図6の制御フローに基づいて説明する。尚、図6に示す機関始動制御中の処理が、図3および図5に示す機関始動制御中の処理と同一の内容である場合には、同一の参照番号を付して、その説明を省略する。 Next, a third embodiment of engine start control in the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 will be described based on the control flow of FIG. If the processing during engine start control shown in FIG. 6 has the same contents as the processing during engine start control shown in FIG. 3 and FIG. 5, the same reference numerals will be assigned and description thereof will be omitted. To do.
図6に示す機関始動制御の図5に示す機関始動制御に対する相違点は、加速モード燃料噴射が行われるときの燃焼安定状態に基づく補正の対象(図5中の処理S301、S302の処理)である。以下、主にその燃焼安定状態に基づく補正について説明する。 The difference between the engine start control shown in FIG. 6 and the engine start control shown in FIG. 5 is the correction target based on the stable combustion state when the acceleration mode fuel injection is performed (the processes in steps S301 and S302 in FIG. 5). is there. Hereinafter, correction based mainly on the stable combustion state will be described.
本機関始動制御においては、S201において燃焼安定状態が失火状態であると判定されるときは、S301へ進み、S103で推定される気筒2内温度Thcylの値を10℃下降する補正を行う。これにより、気筒2内温度Thcylにおける暖機モード燃料噴射が行われるべき領域が結果的に拡大されることになり、以下の処理において補正後の気筒2内温度Thcylが適用される。これによって、気筒2内温度Thcylが更に上昇された後に加速モード燃料噴射が行われることになり、加速モード燃料噴射が行われているときに燃焼安定状態が失火状態となることで機関回転速度が大きく変動するのを抑制することが可能となる。S301の処理が終了すると、S107へ進む。
In this engine start control, when it is determined in S201 that the stable combustion state is a misfire state, the process proceeds to S301, and the value of the in-cylinder temperature Thcyl estimated in S103 is corrected by 10 ° C. As a result, the region where the warm-up mode fuel injection should be performed at the
一方で、S201において燃焼安定状態が失火状態でないと判定され、且つ着火カウンタの値が4を超えると判定されるときは、S302へ進み、S103で推定される気筒2内温度Thcylの値を2℃上昇する補正を行う。これにより、気筒2内温度Thcylにおける暖機モード燃料噴射が行われるべき領域が縮小されることになり、以下の処理において補正後の気筒2内温度Thcylが適用される。これにより、暖機モード燃料噴射から加速モード燃料噴射への切換がより速やかに行われることになり、機関始動に要する時間を短縮することが可能となる。S302の処理が終了するとS206へ進み、着火カ
ウンタの値を0にリセットする。
On the other hand, when it is determined in S201 that the stable combustion state is not the misfire state and it is determined that the value of the ignition counter exceeds 4, the process proceeds to S302, and the value of the
本制御によると、図5に示す機関始動制御と同様に、機関始動に要する燃料消費量を抑制するとともに機関始動時の燃焼を安定させてエミッションの悪化を抑制することが可能となる。更には、燃焼の安定性と機関回転速度の加速性の均衡がとれたより適した時点において、暖機モード燃料噴射と加速モード燃料噴射との切換が可能となり、より速やかな機関始動が達成される。 According to this control, similarly to the engine start control shown in FIG. 5, it is possible to suppress the fuel consumption required for starting the engine and stabilize the combustion at the start of the engine to suppress the deterioration of the emission. Furthermore, at a more suitable time when the stability of combustion and the acceleration of the engine rotational speed are balanced, switching between warm-up mode fuel injection and acceleration mode fuel injection becomes possible, and a quicker engine start is achieved. .
そして、加速モード燃料噴射時の燃焼安定状態に基づいて、気筒2内の推定温度をより適正な温度に補正することになるため、気筒2内温度Thcylを用いるその他の制御、例えば機関始動完了後の排気浄化のための燃料噴射制御等にも好適に適用することが可能となる。
Since the estimated temperature in the
1・・・・内燃機関
2・・・・気筒
3・・・・燃料噴射弁
4・・・・ピストン
5・・・・吸気弁
6・・・・排気弁
7・・・・吸気ポート
8・・・・排気ポート
10・・・・ECU
11・・・・イグニッションスイッチ
12・・・・水温センサ
13・・・・クランクポジションセンサ
14・・・・排気開度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
11 ....
Claims (4)
前記第一着火時期より遅角側の膨張行程中の第二着火時期に該気筒内で燃料の着火が開始される第二燃料噴射時期において燃料噴射を行う第二燃料噴射手段と、
前記第一燃料噴射手段によって燃料噴射を行っているときは前記第一燃料噴射手段によって燃料噴射が行われることで気筒内に発生する熱エネルギーの気筒内温度への寄与の程度を考慮し、前記第二燃料噴射手段によって燃料噴射を行っているときは前記第二燃料噴射手段によって燃料噴射が行われることで気筒内に発生する熱エネルギーの気筒内温度への寄与の程度を考慮して、気筒内温度を推定する気筒内温度検出手段と、
前記圧縮着火内燃機関の機関始動開始時に、先ず前記第一燃料噴射手段による燃料噴射を行い、その後、前記気筒内温度検出手段によって推定される気筒内温度が前記第二燃料噴射手段によって噴射された燃料が安定的に燃焼され得る所定気筒内温度となってからは前記第二燃料噴射手段による燃料噴射を行うことで、前記圧縮着火内燃機関の機関回転速度を始動完了回転速度まで上昇させる機関始動制御手段と、を備えることを特徴とする圧縮着火内燃機関の始動制御装置。 Combustion of the fuel in the first fuel injection timing fuel ignition is started in the first ignition timing cylinder temperature a period of the compression stroke near the top dead center of a compression ignition internal combustion engine reaches a stable combustion temperature in the gas cylinder First fuel injection means for injecting fuel to increase the temperature in the cylinder by
Second fuel injection means for performing fuel injection at a second fuel injection timing at which fuel ignition is started in the cylinder at a second ignition timing in the expansion stroke that is retarded from the first ignition timing;
When the fuel injection is performed by the first fuel injection means, the degree of contribution of the thermal energy generated in the cylinder by the fuel injection by the first fuel injection means to the in-cylinder temperature is considered, Considering the degree of contribution of the thermal energy generated in the cylinder by the second fuel injection means to the in-cylinder temperature when the fuel injection is performed by the second fuel injection means, the cylinder An in-cylinder temperature detecting means for estimating the internal temperature;
At the start of engine start of the compression ignition internal combustion engine, fuel injection is first performed by the first fuel injection unit, and then the cylinder temperature estimated by the cylinder temperature detection unit is injected by the second fuel injection unit. The engine start is performed to increase the engine rotation speed of the compression ignition internal combustion engine to the start completion rotation speed by performing fuel injection by the second fuel injection means after reaching a predetermined cylinder temperature at which the fuel can be stably burned. A start-up control device for a compression ignition internal combustion engine.
前記燃焼安定状態判定手段によって判定される燃焼安定状態に基づいて、前記気筒内温度検出手段によって推定される気筒内温度、若しくは前記所定気筒内温度を補正する温度補正手段と、を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の圧縮着火内燃機関の始動制御装置。 Combustion stable state determining means for determining a combustion stable state in the cylinder when the fuel injection by the second fuel injection means is performed by the engine start control means;
Based on the combustion stability state is determined by the combustion stable state determining means, said cylinder cylinder temperatures estimated by the temperature detection means, or a temperature correction means for correcting the predetermined cylinder temperature, a further The start-up control device for a compression ignition internal combustion engine according to claim 1 , further comprising:
前記燃焼安定状態判定手段によって判定される燃焼安定状態に基づいて、前記第一燃料噴射手段による燃料噴射を行う期間を変更することを特徴とする請求項1に記載の圧縮着火内燃機関の始動制御装置。 A combustion stable state determining means for determining a combustion stable state in the cylinder when fuel injection by the second fuel injection means is performed by the engine start control means;
The start control of the compression ignition internal combustion engine according to claim 1, wherein a period for performing fuel injection by the first fuel injection unit is changed based on a combustion stable state determined by the combustion stable state determination unit. apparatus.
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