(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジン始動時に各摺動要素が潤滑油不足により破損することを効果的に防止する。【解決手段】エンジン１０の始動時に、エンジン１０が所定の低温始動状態にあるか否かを判定する判定部１１０と、判定部１１０により低温始動状態にあると判定されると、エンジン１０の燃料噴射を停止させた状態で、スタータモータ６３からクランクシャフト１６に回転力を伝達してエンジン１０を予め設定した閾値時間に亘ってクランキングさせると共に、クランキングの開始から閾値時間が経過するとエンジン１０の燃料噴射を開始させる始動制御部１２０とを備えた。【選択図】図１
2018189026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトに回転力を伝達可能なスタートモータを有するエンジンの始動制御装置であって、
前記エンジンの始動時に、前記エンジンが所定の低温始動状態にあるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により低温始動状態にあると判定されると、前記エンジンの燃料噴射を停止させた状態で、前記スタータモータから前記クランクシャフトに回転力を伝達して前記エンジンを予め設定した閾値時間に亘ってクランキングさせると共に、当該クランキングの開始から前記閾値時間が経過すると前記エンジンの燃料噴射を開始させる始動制御手段と、を備える
ことを特徴とするエンジンの始動制御装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記エンジンの始動時に、前記エンジンの冷却水温が所定の低温閾値以下の場合に低温始動状態と判定する
請求項１に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項３】
前記閾値時間が相対的に短い時間で設定された
請求項１又は２に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項４】
クランクシャフトに回転力を伝達可能なスタートモータを有するエンジンの始動制御方法であって、
前記エンジンの始動時に、前記エンジンが所定の低温始動状態にあるときは、前記エンジンの燃料噴射を停止させた状態で、前記スタータモータから前記クランクシャフトに回転力を伝達して前記エンジンを予め設定した閾値時間に亘ってクランキングさせると共に、当該クランキングの開始から前記閾値時間が経過すると前記エンジンの燃料噴射を開始させる
ことを特徴とするエンジンの始動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの始動制御装置及び始動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、エンジンの始動時には、スタータによるクランキングと同時に、インジェクタから燃料噴射が開始される。このため、例えば、低温始動時等、潤滑油の粘性が高い状態でエンジンを始動させると、エンジンの各摺動要素に潤滑油が十分に供給されるよりも前に、エンジンが燃料の燃焼によって負荷駆動されることになり、各摺動要素に破損や焼付き等を引き起こす場合がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、エンジンの始動時にスタータによるクランキングのみを行い、その後、潤滑油圧が所定圧に達すると、インジェクタの燃料噴射を開始させることで、各摺動要素の破損防止を図るようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６５０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１記載の技術では、外気温度や冷却水温の高低に関係なく、エンジン始動時には常に潤滑油圧が所定圧に達するまで燃料噴射の開始を停止させている。このため、特に、潤滑油圧の上昇に時間を必要とする低温始動時には、運転者の意図に反してエンジンの始動が大幅に遅れることになり、運転者に違和感を与える課題がある。
【０００６】
また、高速道路や踏切等、道路状況によっては、エンジンがストールした際に、エンジンを早期に再始動させて、車両を速やかに発進させる必要がある。このような状況においても、上記特許文献１記載の技術では、エンジンの始動に潤滑油圧の上昇が必須となるため、例えば、潤滑油圧の上昇に時間が掛かると、エンジンの始動遅れに伴い車両の速やかな発進が妨げられることになり、運転者に大きな不快感を与えてしまう可能性もある。
【０００７】
本開示の技術は、エンジン始動時に各摺動要素が潤滑油不足により破損することを効果的に防止しつつ、運転者に与える違和感を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の装置は、クランクシャフトに回転力を伝達可能なスタートモータを有するエンジンの始動制御装置であって、前記エンジンの始動時に、前記エンジンが所定の低温始動状態にあるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により低温始動状態にあると判定されると、前記エンジンの燃料噴射を停止させた状態で、前記スタータモータから前記クランクシャフトに回転力を伝達して前記エンジンを予め設定した閾値時間に亘ってクランキングさせると共に、当該クランキングの開始から前記閾値時間が経過すると前記エンジンの燃料噴射を開始させる始動制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記判定手段は、前記エンジンの始動時に、前記エンジンの冷却水温が所定の低温閾値以下の場合に低温始動状態と判定することが好ましい。
【００１０】
また、前記閾値時間が相対的に短い時間で設定されることが好ましい。
【００１１】
本開示の方法は、クランクシャフトに回転力を伝達可能なスタートモータを有するエンジンの始動制御方法であって、前記エンジンの始動時に、前記エンジンが所定の低温始動状態にあるときは、前記エンジンの燃料噴射を停止させた状態で、前記スタータモータから前記クランクシャフトに回転力を伝達して前記エンジンを予め設定した閾値時間に亘ってクランキングさせると共に、当該クランキングの開始から前記閾値時間が経過すると前記エンジンの燃料噴射を開始させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の技術によれば、エンジン始動時に各摺動要素が潤滑油不足により破損することを効果的に防止しつつ、運転者に与える違和感を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの模式的な全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るエンジンの始動制御処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る始動制御装置及び始動制御方法について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１５】
図１は、本実施形態の始動制御装置を搭載したディーゼルエンジン（以下、単にエンジン）１０の模式的な全体構成図である。エンジン１０は、エンジン本体部１１と、燃料噴射装置２０と、潤滑油供給装置３０と、スタータユニット６０と、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１００とを備えている。なお、図中において、符号７０は、エンジン冷却水温を取得する水温センサ、符号７１は、外気温度を取得する外気温センサ、符号７２は、潤滑油温を取得する油温センサ、符号８０は、イグニッションスイッチをそれぞれ示している。
【００１６】
エンジン本体部１１は、シリンダブロック１２と、シリンダブロック１２のクランクケース下部に設けられたオイルパン１３と、シリンダヘッド１４とを備えている。シリンダブロック１２には、シリンダボア１５が設けられている。シリンダボア１５内には、ピストンＰが往復移動自在に収容されている。ピストンＰは、コンロッド１６を介してクランクシャフト１７に連結されている。すなわち、ピストンＰがシリンダボア１５内を往復運動すると、この往復運動がコンロッド１６により回転運動に変換されて、クランクシャフト１７が回転するようになっている。なお、符号１８は、クランクシャフト１７の出力端に固定されたフライホイールを示している。
【００１７】
燃料噴射装置２０は、燃料タンク２１と、燃料吸入配管２２と、燃料フィルタ２３と、フィードポンプ２４Ａと、高圧ポンプ２４Ｂと、燃料供給配管２５と、コモンレール２６と、各筒内に燃料を噴射する複数のインジェクタ２７と、圧力制御弁２８と、リターン配管２９とを備えている。
【００１８】
燃料タンク２１は、燃料（例えば、軽油）を貯留する。燃料吸入配管２２は、一端側を燃料タンク２１内の燃料に浸漬させると共に、他端側をフィードポンプ２４Ａの吸入口に接続されている。燃料フィルタ２３は、燃料吸入配管２２に介装されており、フィードポンプ２４Ａによって汲み上げられる燃料中の異物を除去する。
【００１９】
フィードポンプ２４Ａ及び、高圧ポンプ２４Ｂは、エンジン１０のクランクシャフト１７から伝達される動力で駆動する。フィードポンプ２４Ａは、燃料タンク２１から燃料吸入配管２２を介して汲み上げた燃料を高圧ポンプ２４Ｂに供給する。高圧ポンプ２４Ｂは、何れも図示しないシャフトの回転によって往復駆動するプランジャを備えており、プランジャの往復運動によって燃料を加圧して吐出する。高圧ポンプ２４Ｂで加圧された高圧燃料は、燃料供給配管２５を介してコモンレール２６に供給される。
【００２０】
コモンレール２６は、高圧ポンプ２４Ｂから供給される高圧燃料を蓄圧して各インジェクタ２７に分配する。各インジェクタ２７の燃料噴射は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて制御される。コモンレール２６には、圧力制御弁２８が設けられており、コモンレール２６内の圧力が所定値に達すると、高圧燃料がリターン配管２９を介して燃料タンク２１に戻されるようになっている。
【００２１】
潤滑油供給装置３０は、オイルパン１３内に貯留された潤滑油をエンジン１０の各摺動要素に供給するもので、オイルストレーナ３１と、オイルポンプ３２と、リリーフバルブ３３と、オイルフィルタ３４と、オイルギャラリ４０とを備えている。
【００２２】
オイルストレーナ３１は、潤滑油に含まれる異物を除去する濾過器であって、オイルパン１３内の潤滑油に浸漬されている。オイルストレーナ３１は、潤滑油吸入配管３５を介してオイルポンプ３２の吸入口に接続されている。
【００２３】
オイルポンプ３２は、潤滑油を圧送するもので、エンジン１０のクランクシャフト１７から伝達される動力で駆動する。オイルポンプ３２の吐出口には、第１潤滑油供給配管３６が接続されている。
【００２４】
リリーフバルブ３３は、第１潤滑油供給配管３６と潤滑油吸入配管３５とを接続してオイルポンプ３２を迂回するリリーフ配管３３Ａに介装されている。リリーフバルブ３３は、オイルギャラリ４０内の油圧が過剰に上昇しないように、オイルポンプ３２の圧送量が増加するエンジン１０の中高速回転時に開弁して潤滑油を環流させる。
【００２５】
オイルフィルタ３４は、オイルポンプ３２から圧送される潤滑油に含まれる異物を除去するもので、その入口ポートには第１潤滑油供給配管３６の下流端が接続されている。また、オイルフィルタ３４の出口ポートには、第２潤滑油供給配管３７が接続されている。
【００２６】
第２潤滑油供給配管３７の下流端には、オイルギャラリ４０が接続されている。オイルギャラ４０に導入された潤滑油は、何れも図示しない動弁機構やオイルジェット、クランクシャフト１７のジャーナル部、ターボチャージャ５０の回転軸等の各摺動要素に供給されて、これら摺動要素を潤滑したのちに、オイルパン１３に戻されるようになっている。
【００２７】
スタータユニット６０は、フライホイール１８に設けられたリングギヤ６１と、リングギヤ６１に噛合可能なピニオンギヤ６２と、車載バッテリ６９から供給される電力により駆動してピニオンギヤ６２を回転させるスタータモータ６３とを備えている。
【００２８】
スタータモータ６３の出力シャフトは、ワンウェイクラッチ６５を介して、ピニオンギヤ６２の入力シャフトに接続されている。ワンウェイクラッチ６５は、スタータモータ６３側からピニオンギヤ６２側への動力伝達のみを許容させる。ピニオンギヤ６２は、ソレノイド６４によりシャフト方向に移動可能となっており、リングギヤ６１と噛合する噛合位置と、リングギヤ６１と噛合しない非噛合位置とに選択的に移動される。
【００２９】
スタータモータ６３及び、ソレノイド６４の作動は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて制御される。具体的には、運転者によりイグニッションスイッチ８０がＯＦＦからＯＮに操作されると、ＥＣＵ１００から入力されるクランキング指令に応じてソレノイド６４が作動し、ピニオンギヤ６２をリングギヤ６１と噛合する噛合位置に移動させる。さらに、スタータモータ６３に車載バッテリ６９から電力が供給され、スタータモータ６３の駆動力がリングギヤ６２からフライホイール１８に伝達されてクランクシャフト１７を回転させることで、エンジン１０をクランキングさせるようになっている。
【００３０】
ＥＣＵ１００は、エンジン１０等の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備える。また、ＥＣＵ１００は、低温始動判定部１１０（判定手段の一例）と、エンジン始動制御部１２０（始動制御手段の一例）とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるＥＣＵ１００に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
【００３１】
低温始動判定部１１０は、運転者によりイグニッションスイッチ８０がＯＦＦからＯＮに操作されるエンジン１０の始動時に、エンジン１０が所定の低温始動状態にあるか否かを判定する。本実施形態において、低温始動状態にあるか否かは、水温センサ７０のセンサ値に基づいて判定される。具体的には、低温始動判定部１１０は、水温センサ７０から入力される冷却水温が、潤滑油の粘性が高い状態にあることを示す所定の低温閾値（例えば、約−２５度）以下の場合に、エンジン１０を低温始動状態にあると判定する。なお、低温始動状態にあるか否かの判定は、外気温センサ７１により取得される外気温度や、油温センサ７２により取得される潤滑油温等に基づいて判定してもよい。
【００３２】
エンジン始動制御部１２０は、運転者によりイグニッションスイッチ８０がＯＮ操作された際に、低温始動判定部１１０がエンジン１０を低温始動状態にないと判定した場合には、スタータユニット６０にクランキング指令を出力すると同時に、インジェクタ２７に燃料噴射を開始させる指示信号を出力する。
【００３３】
一方、エンジン始動制御部１２０は、運転者によりイグニッションスイッチ８０がＯＮ操作された際に、低温始動判定部１１０がエンジン１０を低温始動状態にあると判定した場合には、インジェクタ２７の燃料噴射を停止させた状態で、スタータユニット６０にクランキング指令を出力し、エンジン１０を所定の閾値時間（例えば、２秒程度）に亘ってクランキングさせると共に、クランキング開始から閾値時間が経過すると、インジェクタ２７に燃料噴射を開始させる指示信号を出力する。
【００３４】
このように、潤滑油の粘性が高い低温始動時に、閾値時間が経過するまでの間は、燃料噴射を停止させてクランキングのみを行うことで、エンジン１０の燃焼を伴った負荷駆動によりターボチャージャ５０の回転が上昇するよりも前に、ターボチャージャ５０の軸受等、エンジン１０の各摺動要素に潤滑油が確実に供給されるようになる。これにより、ターボチャージャ５０の軸受等が潤滑油不足により破損或は焼付くことを効果的に防止することが可能になる。また、燃料噴射を停止させる閾値時間を、相対的に短い時間（約２秒程度）とすることで、エンジン１０の大幅な始動遅れが防止されるようになり、運転者の違和感を効果的に低減することも可能になる。
【００３５】
次に、図２のフローチャートに基づいて、本実施形態に係るエンジン１０の始動制御処理を説明する。
【００３６】
ステップＳ１００では、イグニッションスイッチ８０が運転者によってＯＮ操作されたか否かが判定される。イグニッションスイッチ８０がＯＮ操作された場合（肯定）、本制御はステップＳ１１０に進む。
【００３７】
ステップＳ１１０では、水温センサ７０のセンサ値に基づいて、エンジン１０が低温始動状態にあるか否かが判定される。具体的には、冷却水温が所定の低温閾値（例えば、約−２５度）以下となる低温始動状態にあれば（肯定）、本制御はステップＳ１２０に進む。一方、低温始動状態にない場合（否定）、本制御はステップＳ２００に進み、クランキングと同時に燃料噴射を開始させ、ステップＳ２１０にてクランキングを停止する通常の始動制御が実施される。
【００３８】
ステップＳ１２０では、インジェクタ２７の燃料噴射を停止させた状態で、スタータユニット６０のスタータモータ６３及び、ソレノイド６４を作動させることで、エンジン１０のクランキングが開始される。
【００３９】
ステップＳ１３０では、クランキング開始からの経過時間が所定の閾値時間（例えば、２秒程度）に達したか否かが判定される。肯定の場合、本制御はステップＳ１４０に進み、インジェクタ２７の燃料噴射を開始し、さらに、ステップＳ１５０にて、スタータユニット６０の作動を停止してリターンされる。
【００４０】
以上詳述したように、本実施形態によれば、潤滑油の粘性が高い低温始動時には、閾値時間が経過するまでの間は燃料噴射を停止させてクランキングのみを行うことで、エンジン１０の負荷駆動によりターボチャージャ５０の回転が上昇するよりも前に、ターボチャージャ５０の軸受等、エンジン１０の各摺動要素に潤滑油が確実に供給されるようになる。これにより、低温始動時に、ターボチャージャ５０の軸受等が潤滑油不足により破損或は焼付くことを効果的に防止することができる。また、燃料噴射を停止させる閾値時間を、相対的に短い時間とすることで、エンジン１０の大幅な始動遅れによる運転者の違和感を効果的に低減することもできる。
【００４１】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００４２】
例えば、上記始動制御は、運転者によってイグニッションスイッチ８０がＯＮ操作された始動時に適用されるものとして説明したが、エンジン１０がアイドルストップ機能を備えている場合には、アイドルストップが解除（例えば、アクセル操作が行われたこと等）される再始動時に適用してもよい。
【００４３】
また、エンジン１０は、ディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等、他のエンジンにも広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  エンジン
１１  エンジン本体部
１７  クランクシャフト
１８  フライホイール
２０  燃料噴射装置
２７  インジェクタ
３０  潤滑油供給装置
３２  オイルポンプ
５０  ターボチャージャ
６０  スタータユニット
６１  リングギヤ
６２  ピニオンギヤ
６３  スタータモータ
７０  水温センサ
８０  イグニッションスイッチ
１００  ＥＣＵ
１１０  低温始動判定部
１２０  エンジン始動制御部
【図１】
2018189026.tif 000003
【図２】
2018189026.tif 000004