JP5018660B2 - Internal combustion engine start control system - Google Patents
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Description
本発明は、圧縮比を変更可能な内燃機関の始動制御に関する。 The present invention relates to start control of an internal combustion engine capable of changing a compression ratio.
従来、内燃機関の始動時において、始動初期は圧縮比を低くし、機関回転数が所定値を超えた後は圧縮比を高める技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
本発明の目的は、圧縮比を変更可能な内燃機関の始動時において、始動時のドライバビリティやエミッションの更なる改善を図ることができる技術の提供にある。 An object of the present invention is to provide a technique capable of further improving drivability and emission at the time of starting an internal combustion engine capable of changing the compression ratio.
本発明は、上記した課題を解決するために、以下のような手段を採用した。すなわち、本発明は、圧縮比を変更可能な内燃機関の始動制御システムにおいて、
前記内燃機関の始動開始から機関回転数が所定の完爆判定値を超えるまでの期間は圧縮比を低下させる低圧縮化手段と、
前記期間における機関回転数の上昇速度を演算する演算手段と、
前記演算手段が算出した上昇速度が所定の下限値を下回る場合は、前記低圧縮化手段により設定された圧縮比よりも圧縮比を高める補正手段と、
を備えるようにした。
The present invention employs the following means in order to solve the above-described problems. That is, the present invention provides an internal combustion engine start control system capable of changing a compression ratio.
Low compression means for reducing the compression ratio during a period from the start of the internal combustion engine until the engine speed exceeds a predetermined complete explosion determination value;
A calculation means for calculating a rising speed of the engine speed during the period;
When the ascending speed calculated by the calculating means is below a predetermined lower limit value, correcting means for increasing the compression ratio from the compression ratio set by the low compression means;
I was prepared to.
ここでいう完爆判定値は、内燃機関の全気筒において燃料が燃焼した時の機関回転数、又は内燃機関の始動完了後におけるアイドル回転数(ファーストアイドル回転数)に相当する値である。 The complete explosion determination value here is a value corresponding to the engine speed when the fuel is combusted in all the cylinders of the internal combustion engine or the idle speed (first idle speed) after the start of the internal combustion engine is completed.
圧縮比を変更可能な内燃機関の始動方法として、前述した特許文献1に記載された方法が知られている。この方法によると、クランキング開始から機関回転数が目標クランキング回転数に到達するまでの期間は圧縮比が低く設定され、機関回転数が目標クランキング回転数を超えた後は圧縮比が高く設定される。ここでいう目標クランキング回転数は、スタータモータが安定して機関出力軸(クランクシャフト)を回転させることができる機関回転数(例えば、200rpm程度)である。
As a method for starting an internal combustion engine capable of changing the compression ratio, the method described in
クランキング開始から機関回転数が目標クランキング回転数に到達するまでの期間において、内燃機関の圧縮比が低くされると、スタータモータにかかる負荷が低減される。その結果、スタータモータは、機関回転数を早期に目標クランキング回転数まで高めることができるという利点がある。 If the compression ratio of the internal combustion engine is lowered during the period from the start of cranking until the engine speed reaches the target cranking speed, the load applied to the starter motor is reduced. As a result, the starter motor has an advantage that the engine speed can be increased to the target cranking speed at an early stage.
一方、機関回転数が目標クランキング回転数に到達した後に圧縮比が高められると、圧縮端温度(ピストンが圧縮上死点に位置する時の気筒内の温度)が高くなるため、燃料の気化・霧化が促進されるとともに燃料の着火性が高められるという利点がある。 On the other hand, if the compression ratio is increased after the engine speed reaches the target cranking speed, the compression end temperature (the temperature in the cylinder when the piston is located at the compression top dead center) increases, so the fuel vaporization occurs. -There are advantages that atomization is promoted and the ignitability of fuel is enhanced.
ところで、機関回転数が目標クランキング回転数に到達した後に不用意に圧縮比が高められると、ノッキングが発生する可能性がある。すなわち、内燃機関の始動時に気筒内へ供給される燃料量は、該内燃機関が高負荷運転されている時の燃料量に匹敵する。このため、燃料のオクタン価が想定値よりも低い場合や、始動時の吸気温度が高い場合等は、圧縮比の上昇によってノッキングが発生し易くなる。 By the way, if the compression ratio is inadvertently increased after the engine speed reaches the target cranking speed, knocking may occur. That is, the amount of fuel supplied into the cylinder when the internal combustion engine is started is comparable to the amount of fuel when the internal combustion engine is operating at a high load. For this reason, when the octane number of the fuel is lower than the assumed value or when the intake air temperature at the start is high, knocking is likely to occur due to the increase in the compression ratio.
そこで、本発明の内燃機関の始動制御システムは、内燃機関の始動開始(クランキング開始)から機関回転数が完爆判定値を超えるまでの期間において圧縮比を低く設定するようにした。その際の圧縮比は一定であってもよいが、クランキング開始から機関回転数が目標クランキング回転数に到達するまでは機構的に可能な限り圧縮比を低下させ、機関回転数が目標クランキング回転数に到達した後は燃料の着火性を確保することができる範囲内で圧縮比を低下させるようにしてもよい。 Therefore, the internal combustion engine start control system according to the present invention sets the compression ratio to be low during the period from the start of the internal combustion engine (start of cranking) until the engine speed exceeds the complete explosion determination value. The compression ratio at that time may be constant, but from the start of cranking until the engine speed reaches the target cranking speed, the compression ratio is lowered as much as possible mechanically, and the engine speed is set to the target crank speed. After reaching the ranking rotational speed, the compression ratio may be lowered within a range in which fuel ignitability can be secured.
尚、機関回転数が目標クランキング回転数に到達した後(特に、初爆発生後)において圧縮比が低く抑えられると、燃料のオクタン価が想定値よりも高い場合や始動時の吸気温度が低い場合等に、始動期間が長引いたり、或いは内燃機関が停止(エンジンストール)したりする事態が発生し得る。 If the compression ratio is kept low after the engine speed reaches the target cranking speed (especially after the first explosion), the fuel octane number is higher than the expected value or the intake air temperature at startup is low. For example, the start period may be prolonged or the internal combustion engine may stop (engine stall).
これに対し、本発明の内燃機関の始動制御システムは、内燃機関の始動開始から機関回転数が完爆判定値を超えるまでの期間において、機関回転数の上昇速度が予め定められた下限値を下回ると、それ以前の圧縮比よりも圧縮比を高めるようにした。つまり、本発明の内燃機関の始動制御システムは、内燃機関の始動開始から機関回転数が完爆判定値を超えるまでの期間において、機関回転数の上昇速度が下限値を下回る場合に限り圧縮比を高めるようにした。 On the other hand, the internal combustion engine start control system of the present invention has a predetermined lower limit for the increase speed of the engine speed during the period from the start of the internal combustion engine until the engine speed exceeds the complete explosion determination value. If it falls below, the compression ratio is made higher than the previous compression ratio. That is, the internal combustion engine start control system according to the present invention provides a compression ratio only when the increase speed of the engine speed falls below the lower limit value during the period from the start of the start of the internal combustion engine until the engine speed exceeds the complete explosion determination value. I tried to increase.
かかる発明によると、始動期間の増加やエミッションの悪化を抑えつつノッキングの発生も抑制することができる。その結果、始動時のドライバビリティやエミッションを一層改善することが可能になる。 According to this invention, it is possible to suppress the occurrence of knocking while suppressing an increase in the starting period and deterioration of emissions. As a result, it is possible to further improve the drivability and emission at the start.
ところで、内燃機関の全気筒において燃料が燃焼(完爆)した場合は、機関回転数が一時的に完爆判定値以上へ上昇(吹き上がり)する。すなわち、内燃機関が完爆した場合に、機関回転数は、先ず完爆判定値以上へ上昇する。続いて、機関回転数は、ピーク値に到達した後に低下する。その後、機関回転数は、定常状態(例えば、ファーストアイドル回転数)に収束する。 By the way, when the fuel burns (complete explosion) in all the cylinders of the internal combustion engine, the engine speed temporarily rises (blows up) to the complete explosion determination value or more. That is, when the internal combustion engine has completed a complete explosion, the engine speed first rises to a complete explosion determination value or more. Subsequently, the engine speed decreases after reaching the peak value. Thereafter, the engine speed converges to a steady state (for example, the first idle speed).
上記した吹き上がり過程においては、壁面付着燃料(吸気ポート、シリンダボア壁面、ピストン等に付着した燃料)の挙動が不安定になる。例えば、機関回転数が上昇する期間(以下、「回転上昇期間」と称する)において、壁面付着燃料が急激に減少する場合がある。そのような場合は、機関回転数がピーク値から低下する期間(以下、「回転低下期間」と称する)の空燃比が過剰に高くなり、内燃機関が失火する可能性がある。 In the above-described blowing process, the behavior of the fuel adhering to the wall surface (fuel adhering to the intake port, the cylinder bore wall surface, the piston, etc.) becomes unstable. For example, during the period in which the engine speed increases (hereinafter referred to as “rotational increase period”), the wall surface adhering fuel may rapidly decrease. In such a case, the air-fuel ratio during a period in which the engine speed decreases from the peak value (hereinafter referred to as “rotation reduction period”) becomes excessively high, and the internal combustion engine may misfire.
これに対し、回転低下期間の燃料噴射量を増量補正する方法が考えられる。しかしながら、壁面付着燃料の減少量を正確に特定することが困難であるため、燃料噴射量の過不足を生じる虞がある。 On the other hand, a method for increasing the fuel injection amount during the rotation reduction period can be considered. However, since it is difficult to accurately specify the amount of decrease in the wall-attached fuel, there is a risk that the fuel injection amount will be excessive or insufficient.
そこで、本発明の内燃機関の始動制御システムは、機関回転数が前記完爆判定値を超えた後の圧縮比をそれ以前の圧縮比よりも高くする高圧縮化手段を更に備えるようにしてもよい。 Therefore, the internal combustion engine start control system according to the present invention further includes high compression means for making the compression ratio after the engine speed exceeds the complete explosion determination value higher than the compression ratio before that. Good.
前記した高圧縮化手段によると、機関回転数が吹き上がる時の圧縮比、好ましくは回転
低下期間の圧縮比がそれ以前の圧縮比より高められる。その結果、圧縮端温度が上昇するため、内燃機関が失火し難くなる。従って、回転低下期間の空燃比が大幅に高くなった場合であっても内燃機関の失火を回避することができる。
According to the high compression means described above, the compression ratio when the engine speed increases, preferably the compression ratio during the rotation reduction period, is higher than the previous compression ratio. As a result, the compression end temperature rises, making it difficult for the internal combustion engine to misfire. Accordingly, misfire of the internal combustion engine can be avoided even when the air-fuel ratio during the rotation reduction period is significantly increased.
尚、本願発明者の知見によれば、回転上昇期間および/または回転低下期間のおける壁面付着燃料量の挙動は、前記したピーク値が高くなるほど不安定になる。よって、高圧縮化手段は、前記ピーク値が高くなるほど回転低下期間の圧縮比を高めてもよい。 According to the knowledge of the inventor of the present application, the behavior of the wall surface adhering fuel amount during the rotation increasing period and / or the rotation decreasing period becomes more unstable as the peak value becomes higher. Therefore, the high compression means may increase the compression ratio in the rotation reduction period as the peak value increases.
本発明において、内燃機関の圧縮比を変更する方法としては、燃焼室容積(ピストンが上死点に位置する時の気筒内の容積)とピストンが下死点に位置する時の気筒内の容積との比(機械圧縮比)を変更する方法、或いは燃焼室容積と吸気弁が閉弁した時の気筒内の容積との比(有効圧縮比)を変更する方法を例示することができる。 In the present invention, the compression ratio of the internal combustion engine includes a combustion chamber volume (volume in the cylinder when the piston is located at the top dead center) and a volume inside the cylinder when the piston is located at the bottom dead center. And a method of changing the ratio (effective compression ratio) between the combustion chamber volume and the volume in the cylinder when the intake valve is closed.
本発明によれば、圧縮比を変更可能な内燃機関の始動時において、始動時のドライバビリティやエミッションを一層改善することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, at the time of the start of the internal combustion engine which can change a compression ratio, the drivability and emission at the time of start can be improved further.
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.
図1は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、複数の気筒2を有する4ストロークサイクルの火花点火式の内燃機関(ガソリンエンジン)である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied. An
内燃機関1の気筒2は、吸気ポート3を介して吸気通路30に接続されるとともに、排気ポート4を介して排気通路40に接続されている。
The
吸気ポート3には、気筒2内へ向かって燃料を噴射する燃料噴射弁5が設けられている。吸気通路30には、該吸気通路30内を流通する空気量を制御するスロットル弁6が設けられている。スロットル弁6より下流の吸気通路30には、該吸気通路30内の圧力(吸気圧)を測定する吸気圧センサ7が設けられている。スロットル弁6より上流の吸気通路30には、該吸気通路30を流れる空気量を測定するエアフローメータ8が設けられている。
The intake port 3 is provided with a fuel injection valve 5 that injects fuel into the
一方、排気通路40には、排気浄化装置9が配置されている。排気浄化装置9は、三元触媒や吸蔵還元型NOx触媒等を具備し、所定の活性温度域にある時に排気を浄化する。
On the other hand, an exhaust purification device 9 is disposed in the
また、内燃機関1には、気筒2内に臨む吸気ポート3の開口端を開閉する吸気弁10と、気筒2内に臨む排気ポート4の開口端を開閉する排気弁11が設けられている。これら吸気弁10と排気弁11は、吸気側カムシャフト12と排気側カムシャフト13によりそれぞれ開閉駆動される。
Further, the
気筒2の上部には、該気筒2内の混合気に点火する点火プラグ14が配置されている。また、気筒2内にはピストン15が摺動自在に挿入されている。ピストン15はコネクティングロッド16を介してクランクシャフト17と接続されている。
A
クランクシャフト17の近傍には、該クランクシャフト17の回転角度を検出するクランクポジションセンサ18が配置されている。更に、内燃機関1には、該内燃機関1を循
環する冷却水の温度を測定する水温センサ19が取り付けられている。
A crank position sensor 18 that detects a rotation angle of the
また、内燃機関1には、可変圧縮比機構21が設けられている。可変圧縮比機構21は、内燃機関1の機械圧縮比又は有効圧縮比を変更する機構である。このような可変圧縮比機構21としては、(1)クランクケースとシリンダブロックとの相対位置を変更することにより内燃機関1の機械圧縮比を変更する機構、(2)コネクティングロッドの長さを変更することにより内燃機関1の機械圧縮比を変更する機構、或いは(3)吸気弁の閉弁時期を変更する機構(可変動弁機構)などを例示することができる。
The
このように構成された内燃機関1には、ECU20が併設されている。ECU20は、CPU、ROM、RAM等を備えた電子制御ユニットである。このECU20は、前述した吸気圧センサ7、エアフローメータ8、クランクポジションセンサ18、及び水温センサ19等の各種センサと電気的に接続され、各種センサの測定値を入力可能になっている。
The
ECU20は、前記した各種センサの測定値に基づいて燃料噴射弁5、スロットル弁6、点火プラグ14、及び可変圧縮比機構21を電気的に制御する。例えば、ECU20は、燃料噴射制御や点火制御等の既知の制御を実行するとともに、本発明の要旨となる始動制御を実行する。
The ECU 20 electrically controls the fuel injection valve 5, the throttle valve 6, the
以下、本実施例における始動制御について述べる。 Hereinafter, start control in the present embodiment will be described.
図2は、内燃機関1の始動時における機関回転数Neの変化を示す図である。図2において、クランキングが開始(スタータモータが作動)されると(図2中のt1)、機関回転数Neが上昇し、目標クランキング回転数Necrankに到達する(図2中のt2)。
FIG. 2 is a graph showing changes in the engine speed Ne when the
内燃機関1が目標クランキング回転数Necrankで回転している時に何れかの気筒2において初爆が発生すると(図2中のt3)、機関回転数Neが急速に上昇する。機関回転数Neが急速に上昇すると、燃料の気化・霧化が促進されるとともに筒内圧・筒内温度が上昇するため、他の気筒2においても燃料が燃焼するようになる。
If the first explosion occurs in any of the
内燃機関1の全気筒2において燃料が燃焼(完爆)すると、機関回転数Neが完爆判定値Nebaseを超えて吹き上がる。機関回転数Neの吹き上がりが生じると、ECU20は、燃料噴射量の減量補正や点火時期の遅角補正等を行う。そのため、機関回転数Neは、ピーク値Nemaxに到達(図2中のt4)した後に低下する。そして、機関回転数Neは、ファーストアイドル機関回転数(図2に示す例では、完爆判定値Nebaseと同等)に収束する(図2中のt5)。
When the fuel is combusted (complete explosion) in all the
図2に示したような過程において、ECU20は、以下のように可変圧縮比機構21を制御する。先ず、クランキング期間(図2中のt1からt3までの期間)において、ECU20は、圧縮比が予め定められた最低圧縮比となるように可変圧縮比機構21を制御する。
In the process as shown in FIG. 2, the ECU 20 controls the variable
前記した最低圧縮比は、可変圧縮比機構21により実現可能な最低の圧縮比であってもよい。但し、初爆が発生し難くなる可能性があるため、機関回転数Neが目標クランキング回転数Necrankに到達した後(図2中のt2以降)の圧縮比は最低圧縮比よりも若干高められるようにしてもよい。その際の圧縮比は、燃料(混合気)の着火性を確保することができる範囲内で最低の圧縮比であり、予め実験的に求めておくことが好ましい。
The minimum compression ratio described above may be the minimum compression ratio that can be realized by the variable
このように図2中のt1からt3までの期間において圧縮比が低くされると、スタータモータの負荷が低減される。その結果、機関回転数Neが速やかに目標クランキング回転数Necrankに到達するようになる。 Thus, if the compression ratio is lowered during the period from t1 to t3 in FIG. 2, the load on the starter motor is reduced. As a result, the engine speed Ne quickly reaches the target cranking speed Necrank.
次に、初爆発生から機関回転数Neがピーク値Nemaxに到達するまでの期間(図2中のt3からt4までの期間)においては、ECU20は、前述したt2からt3までの期間と同様に圧縮比を低く設定する。図2中のt3からt4までの期間は、高負荷運転時に匹敵する量の燃料が気筒2内へ供給されるとともに、筒内圧及び筒内温度が急速に上昇する期間となる。このため、当該期間の圧縮比が不用意に高められると、ノッキングが発生する虞がある。これに対し、当該期間の圧縮比が低く維持されると、ノッキングの発生を回避することができる。
Next, in the period from the first explosion occurrence until the engine speed Ne reaches the peak value Nemax (the period from t3 to t4 in FIG. 2), the ECU 20 is similar to the period from t2 to t3 described above. Set the compression ratio low. A period from t3 to t4 in FIG. 2 is a period in which a comparable amount of fuel is supplied into the
但し、吸気温度が非常に低い場合、或いは燃料のオクタン価が想定値よりも高い場合等は、圧縮比の低下によって燃料の着火性が悪化する場合も考えられる。そのような場合は、初爆発生後に内燃機関1が停止したり、未燃燃料成分の排出量が増加したりする虞がある。
However, when the intake air temperature is very low, or when the octane number of the fuel is higher than the expected value, the ignition performance of the fuel may be deteriorated due to a decrease in the compression ratio. In such a case, the
そこで、ECU20は、前述したt3からt4の期間において、機関回転数Neの上昇速度が下限値を下回る場合に限り、圧縮比を上昇させるようにした。 Therefore, the ECU 20 increases the compression ratio only when the increase speed of the engine speed Ne falls below the lower limit during the period from t3 to t4.
具体的には、ECU20は、先ずクランクポジションセンサ18の測定値に基づいて機関回転数Neの上昇速度(単位時間当たりにおける機関回転数Neの上昇量△Ne)を演算する。この演算処理は、上記したt3からt4の期間において周期的に繰り返される。 Specifically, the ECU 20 first calculates the increasing speed of the engine speed Ne (the increasing amount ΔNe of the engine speed Ne per unit time) based on the measured value of the crank position sensor 18. This calculation process is periodically repeated in the period from t3 to t4.
続いて、ECU20は、機関回転数Neの上昇速度△Neが予め定められた下限値△Neminより小さいか否かを判別する。下限値△Neminは、規定オクタン価の燃料を使用して内燃機関1が始動された時に、機関回転数Neの上昇速度△Neが取り得る最低値に相当し、予め実験的に求められている。
Subsequently, the ECU 20 determines whether or not the increase speed ΔNe of the engine speed Ne is smaller than a predetermined lower limit value ΔNemin. The lower limit value ΔNemin corresponds to the lowest value that the increase speed ΔNe of the engine speed Ne can take when the
機関回転数Neの上昇速度△Neが下限値△Neminより小さい時は、ECU20は、それ以前の圧縮比に所定量を加算することにより新たな目標圧縮比を求める。そして、ECU20は、目標圧縮比に従って可変圧縮比機構21を制御する。尚、前記した所定量は、固定値であってもよいが、機関回転数Neの上昇速度△Neと下限値△Neminとの差(△Nemin−△Ne)が大きくなるほど、および/または吸気温度が低くなるほど多くされてもよい。
When the increase speed ΔNe of the engine speed Ne is smaller than the lower limit value ΔNemin, the ECU 20 calculates a new target compression ratio by adding a predetermined amount to the previous compression ratio. Then, the ECU 20 controls the variable
このようにt3からt4までの期間の圧縮比が定められると、始動期間の増加やエミッションの悪化を抑えつつノッキングの発生も回避することが可能となる。その結果、内燃機関1の始動時におけるドライバビリティ及びエミッションを改善することが可能となる。
When the compression ratio in the period from t3 to t4 is determined in this way, it is possible to avoid the occurrence of knocking while suppressing an increase in the starting period and deterioration of emissions. As a result, it is possible to improve drivability and emission when starting the
尚、ECU20は、前記したt3からt4までの期間において、機関回転数Neの上昇速度△Neに関わらず、圧縮比εを経時的に上昇させるようにしてもよい。この場合も始動期間の増加やエミッションの悪化を抑えつつノッキングの発生を回避することが可能となる。 Note that the ECU 20 may increase the compression ratio ε over time during the period from t3 to t4, regardless of the increase speed ΔNe of the engine speed Ne. In this case as well, it is possible to avoid the occurrence of knocking while suppressing an increase in the starting period and deterioration of emissions.
機関回転数Neがピーク値Nemaxに到達してからファーストアイドル回転数に収束するまでの期間(図2中のt4からt5までの期間)においては、ECU20は、前述したt3からt4までの期間よりも圧縮比を高くする。 In the period (the period from t4 to t5 in FIG. 2) until the engine speed Ne reaches the peak value Nemax and converges to the first idle speed, the ECU 20 starts from the period from t3 to t4 described above. Also increase the compression ratio.
前述したような機関回転数Neの吹き上がりが発生すると、壁面付着燃料(吸気ポート、シリンダボア壁面、ピストン等に付着した燃料)の挙動が不安定になる。例えば、機関回転数Neがピーク値Nemaxに到達するまでの回転上昇期間(t3からt4までの期間)において、壁面付着燃料が急激に減少する場合がある。 When the engine revolution speed Ne as described above occurs, the behavior of the fuel adhering to the wall surface (fuel adhering to the intake port, cylinder bore wall surface, piston, etc.) becomes unstable. For example, the fuel adhering to the wall surface may suddenly decrease during the rotation increase period (the period from t3 to t4) until the engine speed Ne reaches the peak value Nemax.
このような場合は、機関回転数Neがピーク値Nemaxからファーストアイドル回転数Nebaseへ低下するまでの回転低下期間(t4からt5までの期間)において、気筒2内が空気過剰な状態になる可能性がある。回転低下期間において気筒2内が空気過剰な状態になると、内燃機関1が失火して機関回転数Neが過剰に低下する虞がある。
In such a case, there is a possibility that the inside of the
そこで、ECU20は、回転低下期間の圧縮比が回転上昇期間の圧縮比よりも高くなるように可変圧縮比機構21を制御するようにした。このように回転低下期間の圧縮比が高めれると、気筒2内が空気過剰な状態に陥っても失火の発生を回避することができる。その結果、機関回転数Neの過剰な低下が抑制されるため、ドライバビリティの悪化を抑えることができる。
Therefore, the ECU 20 controls the variable
以下、内燃機関1の始動時における圧縮比の設定手順について図3に沿って説明する。図3は、内燃機関1の始動時における圧縮比制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、予めECU20のROMに記憶されている。
Hereinafter, the procedure for setting the compression ratio when the
図3の圧縮比制御ルーチンにおいて、ECU20は、先ずS101で内燃機関1が始動期間中であるか否か、言い換えればスタータスイッチがオンであるか否かを判別する。S101において否定判定された場合には、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。一方、S101において肯定判定された場合には、ECU20はS102へ進む。
In the compression ratio control routine of FIG. 3, the ECU 20 first determines in S101 whether or not the
S102では、ECU20は、機関回転数Neが目標クランキング回転数Necrankより高いか否かを判別する。すなわち、内燃機関1が初爆発生後の状態にあるか否かを判別する。
In S102, the ECU 20 determines whether or not the engine speed Ne is higher than the target cranking speed Necrank. That is, it is determined whether or not the
前記S102において否定判定された場合(Ne≦Necrank)は、ECU20は、S103へ進み、目標圧縮比εを低圧縮比εlowに設定する。低圧縮比εlowとしては、前述した最低圧縮比を用いることができる。ECU20は、S103の処理を実行した後にS102へ戻る。 If a negative determination is made in S102 (Ne ≦ Nerank), the ECU 20 proceeds to S103 and sets the target compression ratio ε to the low compression ratio εlow. As the low compression ratio εlow, the above-described minimum compression ratio can be used. The ECU 20 returns to S102 after executing the process of S103.
前記S102において肯定判定された場合(Ne>Necrank)は、ECU20は、S104へ進み、機関回転数Neの上昇速度△Neを演算する。 If an affirmative determination is made in S102 (Ne> Nerank), the ECU 20 proceeds to S104 and calculates an increase speed ΔNe of the engine speed Ne.
続いて、ECU20は、S105へ進み、前記S104で算出された上昇速度△Neが下限値△Nemin以上であるか否かを判別する。 Subsequently, the ECU 20 proceeds to S105, and determines whether or not the increasing speed ΔNe calculated in S104 is equal to or higher than the lower limit value ΔNemin.
前記S105において否定判定された場合(△Ne<△Nemin)は、ECU20は、S106へ進み、前記した低圧縮比εlowに所定量△εを加算して新たな目標圧縮比εを算出する。そして、ECU20は、目標圧縮比εに従って可変圧縮比機構21を制御する。この場合、燃料の着火性が改善されるため、内燃機関1の停止や未燃燃料成分の排出量増加が抑制される。ECU20は、S106の処理を実行した後にS104へ戻る。
If a negative determination is made in S105 (ΔNe <ΔNemin), the ECU 20 proceeds to S106, and calculates a new target compression ratio ε by adding a predetermined amount Δε to the low compression ratio εlow. Then, the ECU 20 controls the variable
一方、前記S105において肯定判定された場合(△Ne≧△Nemin)は、ECU20は、S107へ進む。S107では、ECU20は、機関回転数Neが完爆判定値Nebase以上であるか否か、言い換えれば内燃機関1が完爆したか否かを判別する。
On the other hand, when an affirmative determination is made in S105 (ΔNe ≧ ΔNemin), the ECU 20 proceeds to S107. In S107, the ECU 20 determines whether or not the engine speed Ne is equal to or greater than the complete explosion determination value Nebase, in other words, whether or not the
前記S107において否定判定された場合(Ne<Nebase)は、ECU20は、前述したS104へ戻る。一方、前記S107において肯定判定された場合(Ne≧Nebase)は、ECU20は、S108へ進む。 If a negative determination is made in S107 (Ne <Nebase), the ECU 20 returns to S104 described above. On the other hand, when an affirmative determination is made in S107 (Ne ≧ Nebase), the ECU 20 proceeds to S108.
S108では、ECU20は、機関回転数Neのピーク値Nemaxが検出されたか否か判別する。すなわち、機関回転数Neの単位時間当たりの変化量が正値から負値に変化したか否かを判別する。 In S108, the ECU 20 determines whether or not the peak value Nemax of the engine speed Ne is detected. That is, it is determined whether or not the amount of change in the engine speed Ne per unit time has changed from a positive value to a negative value.
前記S108において否定判定された場合は、ECU20は、機関回転数Neのピーク値Nemaxが検出されるまで該S108の処理を繰り返し実行する。一方、前記S108において肯定判定された場合は、ECU20は、S109へ進む。 If a negative determination is made in S108, the ECU 20 repeatedly executes the process of S108 until the peak value Nemax of the engine speed Ne is detected. On the other hand, if a positive determination is made in S108, the ECU 20 proceeds to S109.
S109では、ECU20は、目標圧縮比εを高圧縮比εhighに設定する。その際、高圧縮比εhighは、前記ピーク値Nemaxが高くなるほど高く設定される。このように回転低下期間における圧縮比が高められると、気筒2内が空気過剰な状態に陥っても失火の発生を抑制することが可能となる。
In S109, the ECU 20 sets the target compression ratio ε to the high compression ratio εhigh. At this time, the high compression ratio εhigh is set higher as the peak value Nemax increases. Thus, when the compression ratio in the rotation reduction period is increased, it is possible to suppress the occurrence of misfire even if the inside of the
ECU20は、S109の処理を実行した後にS110へ進む。S110では、ECU20は、機関回転数Neがファーストアイドル回転数Neidlと等しいか否か、言い換えれば、機関回転数Neがファーストアイドル回転数Neidlに収束したか否かを判別する。 The ECU 20 proceeds to S110 after executing the process of S109. In S110, the ECU 20 determines whether or not the engine rotational speed Ne is equal to the first idle rotational speed Neidl, in other words, whether or not the engine rotational speed Ne has converged to the first idle rotational speed Neidl.
前記S110において否定判定された場合(Ne≠Neidl)は、ECU20は、前述のS109へ戻る。一方、前記S110において肯定判定された場合(Ne=Neidl)は、ECU20は、本ルーチンの実行を終了する。ECU20は、本ルーチンの実行終了後は、排気浄化装置9の早期活性化を図るために、目標圧縮比εを前記した高圧縮比εhighより低下させてもよい。 If a negative determination is made in S110 (Ne ≠ Neidl), the ECU 20 returns to S109 described above. On the other hand, when an affirmative determination is made in S110 (Ne = Neidl), the ECU 20 ends the execution of this routine. After completing the execution of this routine, the ECU 20 may lower the target compression ratio ε from the above-described high compression ratio εhigh in order to activate the exhaust purification device 9 at an early stage.
以上述べたようにECU20が図3の圧縮比制御ルーチンを実行することにより、本発明にかかる低圧縮化手段、演算手段、補正手段、高圧縮化手段、及び検出手段が実現される。その結果、内燃機関1の始動時において、ドライバビリティやエミッションを改善することができる。
As described above, the ECU 20 executes the compression ratio control routine of FIG. 3 to realize the low compression means, calculation means, correction means, high compression means, and detection means according to the present invention. As a result, drivability and emissions can be improved when the
尚、本実施例では、燃料噴射弁が吸気ポートに配置される内燃機関を例に挙げたが、燃料噴射弁が気筒内に配置(すなわち、気筒内へ直接燃料噴射可能な位置に配置)される内燃機関であってもよいことは勿論である。 In this embodiment, the internal combustion engine in which the fuel injection valve is disposed in the intake port is taken as an example. However, the fuel injection valve is disposed in the cylinder (that is, disposed in a position where fuel can be directly injected into the cylinder). Of course, it may be an internal combustion engine.
1・・・・・内燃機関
2・・・・・気筒
3・・・・・吸気ポート
4・・・・・排気ポート
5・・・・・燃料噴射弁
6・・・・・スロットル弁
7・・・・・吸気圧センサ
8・・・・・エアフローメータ
9・・・・・排気浄化装置
14・・・・点火プラグ
15・・・・ピストン
16・・・・コネクティングロッド
17・・・・クランクシャフト
18・・・・クランクポジションセンサ
19・・・・水温センサ
20・・・・ECU
21・・・・可変圧縮比機構
30・・・・吸気通路
31・・・・気流制御弁
40・・・・排気通路
DESCRIPTION OF
21 ... Variable
Claims (3)
前記内燃機関の始動開始から機関回転数が予め定められた完爆判定値を超えるまでの期間は圧縮比を低下させる低圧縮化手段と、
前記期間における機関回転数の上昇速度を演算する演算手段と、
前記演算手段が算出した上昇速度が予め定められた下限値を下回る場合は、前記低圧縮化手段により設定された圧縮比よりも圧縮比を高める補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の始動制御システム。 In an internal combustion engine start control system capable of changing the compression ratio,
Low compression means for reducing the compression ratio during the period from the start of the internal combustion engine until the engine speed exceeds a predetermined complete explosion determination value;
A calculation means for calculating a rising speed of the engine speed during the period;
When the ascending speed calculated by the calculating means is below a predetermined lower limit value, correcting means for increasing the compression ratio from the compression ratio set by the low compression means;
A start control system for an internal combustion engine, comprising:
前記高圧縮化手段は、前記検出手段が検出したピーク値が高くなるほど圧縮比を高くすることを特徴とする内燃機関の始動制御システム。 In Claim 2, further comprising a detecting means for detecting a peak value reached after the engine speed exceeds the complete explosion determination value,
The internal combustion engine start control system, wherein the high compression means increases the compression ratio as the peak value detected by the detection means increases.
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