(57)【要約】【課題】内燃機関の始動直後における機関回転数の挙動の不安定状態を低減することができる燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の始動時に所定の始動時制御モードでの燃料噴射制御を実行した後、通常運転制御モードでの燃料噴射制御に切換えて内燃機関への燃料噴射制御を実行する燃料噴射制御装置において、制御モードを始動時制御モードから通常運転制御モードへと切換える制御モード切換部と、通常運転制御モード時の内燃機関のアイドリング状態において機関回転数が所定の目標アイドル回転数となるように燃料指示噴射量の演算を行うアイドル時噴射量演算部と、始動時制御モードから通常運転制御モードへの切換え後の所定時間、アイドル時噴射量演算部における目標アイドル回転数を、基本目標アイドル回転数よりも大きい始動時目標アイドル回転数に設定する目標回転数設定部と、を備える。【選択図】図４
2011080441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の始動時に所定の始動制御モードでの燃料噴射制御を実行した後、通常運転制御モードでの燃料噴射制御に切換えて前記内燃機関への燃料噴射制御を実行する燃料噴射制御装置において、
前記内燃機関の回転数を検出する機関回転数検出部と、
制御モードを前記始動制御モードから前記通常運転制御モードへと切換える制御モード切換部と、
前記通常運転制御モード時の前記内燃機関のアイドリング状態において前記機関回転数が所定の目標アイドル回転数となるように燃料指示噴射量の演算を行うアイドル時噴射量演算部と、
前記燃料指示噴射量に基づいて燃料噴射弁の駆動制御を行う燃料噴射弁制御部と、
前記始動制御モードから前記通常運転制御モードへの切換え後の所定時間、前記アイドル時噴射量演算部における前記目標アイドル回転数を、基本目標アイドル回転数よりも大きい始動時目標アイドル回転数に設定する目標回転数設定部と、
を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記目標回転数設定部は、前記切換え時における前記機関回転数の到達想定値を前記始動時目標アイドル回転数の開始値として設定することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記到達想定値が前記内燃機関の温度に基づいて求められることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記制御モード切換部は、前記機関回転数が前記基本目標アイドル回転数を所定値以上上回ったときに前記始動制御モードから前記通常運転制御モードへの切換えを行い、
前記目標回転数設定部は、前記切換え時の前記機関回転数の値を前記始動時目標アイドル回転数の開始値として設定することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記目標回転数設定部は、前記始動時目標アイドル回転数が徐々に前記基本目標アイドル回転数に収束するように前記始動時目標アイドル回転数を設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記始動制御モードにおいては、少なくとも前記機関回転数に基づいて前記始動時燃料噴射量が設定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の気筒内への燃料噴射制御を行う燃料噴射制御装置に関するものである。特に、内燃機関の始動時に所定の始動時制御モードが実行された後、通常運転制御モードに切換えられるとともに、通常運転制御モード時のアイドリング状態においては機関回転数と目標アイドル回転数とに基づくフィードバック制御によって燃料指示噴射量が算出されるように構成された燃料噴射制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジン等の内燃機関の気筒内へ燃料を噴射する装置として、高圧の燃料を蓄積するコモンレールと、コモンレールに燃料を圧送する高圧ポンプと、コモンレール内の燃料を噴射する燃料噴射弁等を備えた蓄圧式燃料噴射装置が多用されている。この蓄圧式燃料噴射装置において、ほとんどの運転領域では基本的に内燃機関の回転数とアクセル操作量とによって算出される燃料指示噴射量で燃料噴射制御が実施されるが、内燃機関がアイドリング状態にある場合には、アクセル操作量がゼロであるために、内燃機関の回転数があらかじめ設定された目標アイドル回転数となるように、燃料指示噴射量のフィードバック制御が行われる（このような通常の燃料噴射制御モードを以下「通常運転制御モード」と称する。）。この燃料指示噴射量のフィードバック制御は、ＰＩＤ制御（比例、積分、微分）によって行われることが一般的である。
【０００３】
ところで、内燃機関を低温環境下（例えば０℃以下）で始動する場合等においては、燃料が霧化しにくく着火性が不安定になりやすいことから、内燃機関の始動性が低下しやすいという性質がある。そのため、内燃機関の始動時には、その始動性を向上させるために、上述したような機関回転数の変動に大きく依存する燃料指示噴射量を出力する通常運転制御モードとは異なる始動時制御モードで燃料噴射制御が行われることが一般的である。
【０００４】
例えば、内燃機関の始動時のオーバーリッチを防止することで、内燃機関の立ち上がりを迅速かつスムーズに行い、これによって、始動性の向上を図るようにした内燃機関の始動制御装置が提案されている。より具体的には、内燃機関がクランキング状態にあるか否かを判別するクランキング判別手段と、内燃機関が完爆したか否かを判別する完爆判別手段と、内燃機関の冷却水温度及び機関回転数をそれぞれ検出する冷却水温度検出手段及び機関回転数検出手段と、検出された冷却水温度及び機関回転数に応じて始動燃料噴射量として基本始動燃料噴射量を決定する基本噴射量決定手段と、クランキング判別手段により内燃機関のクランキング状態が終了したと判別された時点から、完爆判別手段により内燃機関が完爆したと判別されるまで、基本始動燃料噴射量を経過時間に応じて減量する減量制御手段とを備えた内燃機関の始動制御装置が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１７３４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、内燃機関を低温環境下で始動した場合等には、始動が完了して始動時制御モードから通常運転制御モードに制御モードが切換えられる際に、設定されている目標アイドル回転数に対して実際の機関回転数が大きく上回っている場合がある。これは、始動時制御モードにおいては内燃機関を確実に始動させるために機関回転数が比較的高い状態にまで上昇させる制御が行われる一方で、通常運転制御モードでの目標アイドル回転数は一律に設定される値であり騒音やドライバビリティへの影響を考慮すると高く設定できないことに起因している。
【０００７】
また、通常運転制御モードでの燃料指示噴射量のフィードバック制御による演算は始動時制御モード中でも行われている一方、始動時制御モードではこのフィードバック制御によらない燃料指示噴射量が優先して燃料噴射制御に用いられる。そのため、目標アイドル回転数に対して実際の機関回転数が高い状態で始動時制御モードから通常運転制御モードへの切換えが行われると、燃料指示噴射量がフィードバック制御による算出値に切換わり、下げ幅が非常に大きくなる。そして、制御モード切換え時における機関回転数と目標アイドル回転数との差分が大きいために機関回転数の下げ幅も大きくなり、機関回転数の不安定状態の引き金になって、内燃機関の始動直後に機関回転数の不安定状態を生じるおそれがある。
【０００８】
燃料指示噴射量のフィードバック制御がＰＩＤ制御によって行われる場合には、このような内燃機関の始動直後の機関回転数の不安定状態を燃料指示噴射量のＰＩＤ制御の定数設定値で対応するには、機関回転数の変動に対する燃料指示噴射量の応答性を鈍化させるように定数を設定しなければならない。ただし、ＰＩＤ制御の応答性を鈍化させるとその後の通常運転制御モードにおいて機関回転数の不安定状態が発生するおそれがあり、最悪の場合にはエンスト等が引き起こされるため現実的ではない。また、ＰＩＤ制御のＩ項（積分項）の初期値を内燃機関の冷却水温度等の周囲の環境温度に依存する情報に応じて設定することも考えられるが、上述した始動直後の状態においては、Ｐ項（比例項）の働きによって結果としてアイドル制御トルクが非常に低い値となるため、機関回転数の不安定状態を解消するには未だ不十分である。
【０００９】
本発明の発明者はこれらの問題に鑑み、内燃機関の始動時に燃料噴射制御モードが始動時制御モードから通常運転制御モードへと切換えられた後の所定時間、目標アイドル回転数を基本目標アイドル回転数よりも高く設定することにより上述した問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち、本発明は、内燃機関の始動時の燃料噴射制御モードの切換え直後における機関回転数の挙動の不安定状態を低減することができる燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、内燃機関の始動時に所定の始動時制御モードでの燃料噴射制御を実行した後、通常運転制御モードでの燃料噴射制御に切換えて内燃機関への燃料噴射制御を実行する燃料噴射制御装置において、内燃機関の回転数を検出する機関回転数検出部と、制御モードを始動時制御モードから通常運転制御モードへと切換える制御モード切換部と、通常運転制御モード時の内燃機関のアイドリング状態において機関回転数が所定の目標アイドル回転数となるように燃料指示噴射量の演算を行うアイドル時噴射量演算部と、燃料指示噴射量に基づいて燃料噴射弁の駆動制御を行う燃料噴射弁制御部と、始動時制御モードから通常運転制御モードへの切換え後の所定時間、アイドル時噴射量演算部における目標アイドル回転数を、基本目標アイドル回転数よりも大きい始動時目標アイドル回転数に設定する目標回転数設定部と、を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
【００１１】
また、本発明の燃料噴射制御装置を構成するにあたり、目標回転数設定部は、切換え時における機関回転数の到達想定値を始動時目標アイドル回転数の開始値として設定することが好ましい。
【００１２】
また、本発明の燃料噴射制御装置を構成するにあたり、到達想定値が内燃機関の温度に基づいて求められることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の燃料噴射制御装置を構成するにあたり、制御モード切換部は、機関回転数が基本目標アイドル回転数を所定値以上上回ったときに始動時制御モードから通常運転制御モードへの切換えを行い、目標回転数設定部は、切換え時の機関回転数の値を始動時目標アイドル回転数の開始値として設定することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の燃料噴射制御装置を構成するにあたり、目標回転数設定部は、始動時目標アイドル回転数が徐々に基本目標アイドル回転数に収束するように始動時目標アイドル回転数を設定することが好ましい。
【００１５】
また、本発明の燃料噴射制御装置を構成するにあたり、始動時制御モードにおいては、少なくとも機関回転数に基づいて始動時燃料噴射量が設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の燃料噴射制御装置によれば、内燃機関の始動時に燃料噴射制御モードが所定の始動時制御モードから通常運転制御モードに切換えられた後の所定時間、目標アイドル回転数が基本目標アイドル回転数よりも高く設定され、燃料指示噴射量がフィードバック制御による算出値に切換わる時の目標アイドル回転数と実際の機関回転数との差が小さくされる。そのため、燃料噴射量の制御モードの切換えによる機関回転数の不安定状態を低減することができる。したがって、低温環境下等においても内燃機関の始動直後におけるアイドリング状態の安定性が向上するとともに、燃焼音や排気エミッションの低減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】蓄圧式燃料噴射装置の構成例を説明するための図である。
【図２】本実施形態の燃料噴射制御装置の構成例を説明するための図である。
【図３】従来の内燃機関の始動時における機関回転数の挙動を示す図である。
【図４】本実施形態の制御を行った場合の内燃機関の始動時における機関回転数の挙動を示す図である。
【図５】本実施形態の制御装置による制御について説明するためのフローである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、適宜図面を参照して、本発明の燃料噴射制御装置に関する実施の形態について具体的に説明する。ただし、以下の実施の形態は、本発明の一態様を示すものであって本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものは同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
【００１９】
１．蓄圧式燃料噴射装置
図１は、本発明の実施の形態にかかる燃料噴射制御装置を備えた蓄圧式燃料噴射装置５０の構成例を示している。この蓄圧式燃料噴射装置５０は、車両に搭載されたディーゼルエンジン４０の気筒内に燃料を噴射するための装置であり、燃料タンク１と、低圧ポンプ２と、高圧ポンプ５と、コモンレール１０と、レール圧センサ２１と、燃料噴射弁１３と、燃料噴射制御装置として機能する制御装置７０等を主たる要素として備えている。
【００２０】
低圧ポンプ２は、ディーゼルエンジン４０の動力によって、あるいは、ディーゼルエンジン４０の動力によらずに駆動され、燃料タンク１内の燃料を高圧ポンプ５の加圧室５ａに向けて圧送する。高圧ポンプ５は、ディーゼルエンジン４０の動力によって駆動され、燃料吸入弁６を介して加圧室５ａに導入される燃料をプランジャ９によって加圧するとともに、加圧された高圧状態の燃料を、燃料吐出弁７を介してコモンレール１０に圧送する。
【００２１】
コモンレール１０に接続された燃料噴射弁１３は、制御装置７０による電磁ソレノイド又はピエゾ素子等を用いて構成されるアクチュエータへの通電制御によって、噴射孔を閉塞するノズルニードルの後端側に作用する背圧が制御され、ディーゼルエンジン４０の気筒内への燃料噴射が行われる。
【００２２】
低圧ポンプ２によって圧送される燃料を加圧室５ａに導く低圧燃料供給通路１８の途中にはオーバーフローバルブ１４が接続されており、加圧室５ａに送られる燃料のフィード圧が所定値に調整されるようになっている。この低圧燃料供給通路１８には電磁比例式の流量制御弁８が備えられており、加圧室５ａに導入される燃料の流量、ひいては、コモンレール１０に供給される燃料の流量が調節可能になっている。この流量制御弁８は、レール圧センサ２１によって検出される実レール圧が目標レール圧となるように制御装置７０によって制御される。
【００２３】
また、コモンレール１０には電磁比例式の圧力制御弁１２が接続されており、コモンレール１０内から排出する高圧の燃料の流量が調節可能になっている。この圧力制御弁１２についても、レール圧センサ２１によって検出される実レール圧が目標レール圧となるように制御装置７０によって制御が行われる。ただし、圧力制御弁１２は、電磁比例式のもの以外に、レール圧が所定値を超えたときに開弁する安全弁形式のものであってもよく、さらには、圧力制御弁を省略した構成の蓄圧式燃料噴射装置とすることもできる。
【００２４】
流量制御弁８又は圧力制御弁１２のうちのどちらの制御弁によってレール圧を制御するか、さらには二つの制御弁を併用してレール圧を制御するかは、ディーゼルエンジン４０の運転状態に基づいて設定されている。
【００２５】
この蓄圧式燃料噴射装置５０における燃料の流れについて説明すると、燃料タンク１内の燃料は、低圧ポンプ２によって低圧燃料供給通路１８を介して高圧ポンプ５の加圧室５ａに送られる。このとき、流量制御弁８によって加圧室５ａに送られる燃料の流量が調節されるとともに低圧ポンプ２によって圧送される燃料の余剰分は、オーバーフローバルブ１４を介して燃料タンク１に戻される。
【００２６】
高圧ポンプ５の加圧室５ａでプランジャ９によって加圧され吐出される燃料はコモンレール１０に蓄積され、コモンレール１０に接続された複数の燃料噴射弁１３に供給される。そして、燃料噴射弁１３への通電制御によってディーゼルエンジン４０の各気筒内に燃料が噴射される。このとき、コモンレール１０に備えられた圧力制御弁１２から排出される燃料あるいは燃料噴射弁１３の背圧制御によってリークされる燃料は燃料タンク１に戻される。
【００２７】
２．制御装置（燃料噴射制御装置）
（１）全体的構成
図２は、制御装置７０のうち、燃料噴射弁１３による燃料噴射制御に関する部分を機能的なブロックで表した構成例を示している。この制御装置７０は、公知の構成からなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に構成されており、ディーゼルエンジン４０の始動開始信号を検出する始動開始検出部７１と、ディーゼルエンジン４０の回転数を検出する機関回転数検出部７２と、燃料噴射制御モードを切換える制御モード切換部７３と、通常運転制御モード中の燃料噴射量の指示を行う通常運転時噴射量指示部７４と、始動時制御モード中の燃料噴射量の指示を行う始動時噴射量指示部７５と、燃料指示噴射量に基づいて燃料噴射弁１３の駆動制御を行う燃料噴射弁制御部７６と、通常運転制御モード時の目標アイドル回転数を設定する目標回転数設定部７７とを備えている。これらの各部はマイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現される。
【００２８】
この制御装置７０は、蓄圧式燃料噴射装置５０に備えられたレール圧センサ２１やアクセルセンサ等の各センサ情報やディーゼルエンジン４０の運転状態に関する情報を、ＣＡＮ（Controller Area Network）等を介して読み込み可能になっている。また、制御装置７０には図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部が備えられ、読み込まれる各種の情報や各部における演算結果が記憶される。
【００２９】
（２）始動開始検出部
始動開始検出部７１は、ディーゼルエンジン４０の始動開始の指示を表す信号を検出する。具体的に、イグニションスイッチがオフからオンに切り換えられたときや、アイドリングストップ制御によるディーゼルエンジン４０の自動停止状態において再始動条件が成立したときなどに、始動開始検出部７１はその信号を検出するように構成されている。
【００３０】
（３）機関回転数検出部
機関回転数検出部７２は、ディーゼルエンジン４０に備えられた回転数センサ４４等によって検出される回転数信号の情報に基づいて機関回転数Ne_actを検出するように構成されている。
【００３１】
（４）制御モード切換部
制御モード切換部７３は、ディーゼルエンジン４０の始動時に、燃料噴射制御モードを始動時制御モードから通常運転制御モードへと切換えるための信号を生成するように構成されている。制御モードが始動時制御モードの場合には始動時噴射量指示部７５によって燃料噴射弁制御部７６に対して燃料指示噴射量Qinstが送られ、制御モードが通常運転制御モードの場合には通常運転時噴射量指示部７４によって燃料噴射弁制御部７６に対して燃料指示噴射量Qinstが送られるように切換えられる。
【００３２】
本実施形態の制御装置７０において、制御モード切換部７３は、ディーゼルエンジン４０の始動開始信号が検出されたときには制御モードを始動時制御モードに設定し、その後、機関回転数Ne_actがあらかじめ設定された切換基準値Ne_modeに到達したときに制御モードを始動時制御モードから通常運転制御モードに切換えるように構成されている。この場合の機関回転数Ne_actの切換基準値Ne_modeは、ディーゼルエンジン４０が確実に始動したと判断しうる値に適宜設定される。
【００３３】
ただし、ディーゼルエンジン４０の始動時の燃料噴射制御モードを始動時制御モードから通常運転制御モードに切換える要因については、機関回転数Ne_actから基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0を減算した差分ΔXが基準値ΔX0以上になったときに、制御モードを切換えるように設定することもできる。この基準値ΔX0は、ディーゼルエンジン４０の始動性を考慮して、例えば、ディーゼルエンジン４０の冷却水温度や外気温度等、ディーゼルエンジン４０の温度を推定可能な情報に基づいて設定することができる。
【００３４】
（５）通常運転時噴射量指示部
通常運転時噴射量指示部７４は、ディーゼルエンジン４０の制御モードが通常運転制御モードの間、燃料指示噴射量Qinstとして、機関回転数Ne_actの変動に依存して算出される燃料噴射量の指示を燃料噴射弁制御部７６に対して行うように構成されている。本実施形態の制御装置７０において、通常運転時噴射量指示部７４は、検出される機関回転数Ne_actとアクセル操作量Accとに基づいて目標噴射量Qtgt1をマップ計算するとともに、機関回転数Ne_actを目標アイドル回転数Ne_tgt_idleにするための目標噴射量Qtgt2を求め、二つの目標噴射量の値を加算して燃料指示噴射量Qinstを求めるようになっている。
【００３５】
ただし、アクセルペダルが踏まれる運転状態においては、機関回転数Ne_actを目標アイドル回転数Ne_tgt_idleにするための目標噴射量Qtgt2は微量にすぎないために、機関回転数Ne_actとアクセル操作量Accとから求められる目標噴射量Qtgt1が支配的になる。一方、ディーゼルエンジン４０のアイドリング状態においては、アクセル操作量Accがゼロであることから、機関回転数Ne_actを目標アイドル回転数Ne_tgt_idleにするための目標噴射量Qtgt2が支配的になり、燃料指示噴射量Qinstは機関回転数Ne_actに応じてフィードバック制御される状態になる。本実施形態の制御装置７０において、燃料指示噴射量Qinstのフィードバック制御はＰＩＤ制御によって行われる。
【００３６】
通常、ディーゼルエンジン４０の始動時においてアクセルペダルが踏まれた状態となっているケースは少ないため、ディーゼルエンジン４０の始動直後、始動時制御モードから通常運転制御モードに切換えられた後においては、機関回転数Ne_actが目標アイドル回転数Ne_tgt_idleとなるように燃料指示噴射量Qinstのフィードバック制御が行われる状態になる。
【００３７】
なお、本実施形態の制御装置７０において、通常運転時噴射量指示部７４は始動時制御モード中においても燃料指示噴射量Qinstの演算を行うが、始動時制御モード中には始動時噴射量指示部７５で算出される燃料指示噴射量Qinstの値が燃料噴射弁制御部７６で用いられるように設定されている。
【００３８】
（６）始動時噴射量指示部
始動時噴射量指示部７５は、燃料噴射制御モードが始動時制御モードの間、燃料指示噴射量Qinstとして、あらかじめ決められた燃料噴射量の指示を燃料噴射弁制御部７６に対して行うように構成されている。ディーゼルエンジン４０の始動時においてはその始動性を向上させる必要があることから、燃料噴射開始後、機関回転数Ne_actが第１基準値Ne_start_1に到達するまでは、燃料指示噴射量Qinstは比較的多めの始動時燃料噴射量開始値Qinst_startで固定され、機関回転数Ne_actが第１基準値Ne_start_1に到達した後は、機関回転数Ne_actの増加に伴い燃料指示噴射量Qinstが徐々に減少するように設定されている。この始動時の燃料指示噴射量Qinstは、機関回転数Ne_actと、冷却水温度や外気温度等のディーゼルエンジン４０の温度に依存する情報とに基づいて、あらかじめマップで定義されている。
【００３９】
（７）燃料噴射弁制御部
燃料噴射弁制御部７６は、通常運転時噴射量指示部７４あるいは始動時噴射量指示部７５によって指示される燃料指示噴射量Qinstとレール圧センサ２１で検出される実レール圧Prail_actとに基づいて燃料噴射弁１３の開弁時間を算出し、燃料噴射弁１３の駆動制御を行うように構成されている。
【００４０】
上述したように、通常運転時燃料噴射量指示部７４では始動時制御モード中においても目標噴射量Qtgt1及び目標噴射量Qtgt2を合算する燃料指示噴射量Qinstの演算が行われているが、始動時制御モード中においては始動時噴射量指示部７５からの燃料指示噴射量Qinstが優先される。また、制御モードが始動時制御モードから通常運転制御モードに切換えられたときには、通常運転時燃料噴射量指示部７４による燃料指示噴射量Qinstに従うように復帰する。
【００４１】
（８）目標回転数設定部
目標回転数設定部７７は、通常運転時噴射量指示部７４における目標アイドル回転数Ne_tgt_idleを設定する。この目標アイドル回転数Ne_tgt_idleは基本的に基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0に設定されている。ただし、目標回転数設定部７７は、始動時制御モードから通常運転制御モードへの切換え後の所定時間、通常運転時噴射量指示部７４における目標アイドル回転数Ne_tgt_idleを、基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0よりも大きい始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1に設定するように構成されている。制御モードが切換えられるときの始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1が基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0よりも大きい値に設定されることによって、制御モード切換え直後の機関回転数Ne_actと始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1との差分ΔYが小さくなる。その結果、ＰＩＤ制御によるアイドル制御トルクが減算されにくくなり、機関回転数Ne_actの不安定状態を生じるおそれが低減される。
【００４２】
本実施形態の制御装置７０の目標回転数設定部７７において、始動目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1の開始値は、ディーゼルエンジン４０の冷却水温度や外気温度等、ディーゼルエンジン４０の温度を推定可能な情報に応じてマップ計算等で求められる、制御モードの切換え時における機関回転数Ne_actの到達想定値に設定されるように構成されている。そのために、制御モード切換え直後の機関回転数Ne_actと始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1との差分ΔYが極めて小さくされる。したがって、燃料噴射制御モードが切換えられた後での機関回転数Ne_actの下がり幅がごくわずかとなって、機関回転数Ne_actが早期に安定した状態となる。
【００４３】
また、本実施形態の制御装置７０において、目標回転数設定部７７は、始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1が、開始値から徐々に基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0に収束するように、始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1の設定を行っている。そのため、ディーゼルエンジン４０の始動後、燃料噴射制御モードが通常運転制御モードに切換えられた後において、目標アイドル回転数Ne_tgt_idleを始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1から基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0に戻す際に、ＰＩＤ制御のＰ項の制御トルクの下げ幅が大きくならないようになっている。
【００４４】
燃料噴射制御モードを始動時制御モードから通常運転制御モードに切換えるための切換基準値Ne_modeが始動目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1の開始値としてあらかじめ記憶されていてもよい。あるいは、目標回転数設定部７７において、制御モードが切換えられる時点で検出される機関回転数Ne_tgt_idle0＋ΔX0の値が始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1の開始値に設定されるように構成されていてもよい。
【００４５】
３．機関回転数の挙動
ここで、本実施形態の制御装置７０によってディーゼルエンジン４０の始動時の目標アイドル回転数Ne_tgt_idleを基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0よりも大きい始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1に設定した場合と、基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0のままで変更しなかった場合とのそれぞれの場合での機関回転数Ne_actの挙動について、図を参照しながら説明する。
【００４６】
図３は、従来の制御を行った場合の機関回転数Ne_actの挙動について説明するためのチャート図であり、図４は、本実施形態の制御装置７０によって制御を行った場合の機関回転数Ne_actの挙動について説明するためのチャート図である。各図において、横軸の１目盛は同じ時間を示している。
【００４７】
（１）従来の制御の例
まず、従来の制御の場合を説明すると、図３に示すように、クランキング開始から機関回転数Ne_actが第１基準値Ne_start_1に到達するまで（t1の時点まで）は一定の始動時燃料噴射量の開始値Qinst_startで固定されるとともに、その後機関回転数Ne_actの増加に伴って燃料指示噴射量Qinstが徐々に減少するように、あらかじめ定義されたマップに従って燃料噴射が行われる。機関回転数Ne_actの増加に伴って燃焼状態が安定化し始めるため、機関回転数Ne_actは基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0を超えてさらに上昇し続ける。
【００４８】
そして、機関回転数Ne_actがあらかじめ設定されている切換基準値Ne_modeに到達したt2の時点で、燃料噴射制御モードが始動時制御モードから通常運転制御モードに切換えられる。始動時制御モードで燃料噴射制御が行われるt2の時点までの間は機関回転数Ne_actによって燃料指示噴射量Qinstが所定の値に定義されているために、目標アイドル回転数Ne_tgt_idleの影響を受けることがない。一方、制御モードが切換えられると、燃料指示噴射量Qinstは、機関回転数Ne_actが基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0となるようにＰＩＤ制御によって求められる値に切換えられる。
【００４９】
このとき、機関回転数Ne_actが基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idleを大きく上回った状態で燃料指示噴射量QinstがＰＩＤ制御による算出値に切換わるため、制御モードの切換え時点t2ではＰ項の制御トルクが大幅に低下した状態になっており燃料指示噴射量Qinstが大幅に減少する。制御モードの切換え後においても応答遅れの影響等によって機関回転数Ne_actはしばらくの間上昇し続けるが、その後は燃料指示噴射量Qinstの減少に伴って機関回転数Ne_actが減少し始める（t3の時点）。
【００５０】
機関回転数Ne_actが減少し始めるt3の時点以降、目標アイドル回転数Ne_tgt_idleが基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0で固定されている従来の制御では、制御モード切換え時での機関回転数Ne_actと基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0との差分ΔXが大きく、機関回転数Ne_actの下がり幅が大きくなっている。
【００５１】
その後、機関回転数Ne_actが減少している間は、ＰＩＤ制御によって燃料指示噴射量Qinstは増加し続けるが、次第に燃焼性が安定してくることから機関回転数Ne_actが増加に転じ、燃料指示噴射量Qinstは減少し始める（t4の時点）。以降、機関回転数Ne_actは増減を繰り返しながら基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0へと近づくように推移する。
【００５２】
このように、目標アイドル回転数Ne_tgt_idleが基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0に固定されている従来の制御では、燃料噴射制御モードの切換え直後に機関回転数Ne_actが大幅に落ち込み、挙動が不安定になっている。
【００５３】
（２）本実施形態の制御の例
一方、本実施形態の制御装置７０を用いた制御の場合、図４に示すように、燃料噴射制御モードの切換えが行われるt2の時点までは、機関回転数Ne_act及び燃料指示噴射量Qinstともに従来の制御と同様に推移する。そして、燃料噴射制御モードが始動時制御モードから通常運転制御モードに切換えられたt2の時点で、燃料指示噴射量Qinstは、機関回転数Ne_actが基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0となるようにＰＩＤ制御によって求められるように切換えられる。
【００５４】
このとき、本実施形態の制御装置７０では、ディーゼルエンジン４０の温度に応じてマップ計算等により求められる、制御モードの切換え時における機関回転数Ne_actの到達想定値が始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1の開始値として設定されるため、制御モード切換え時における機関回転数Ne_actと始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1とが近似している。そのため、制御モード切換え時のＰＩＤ制御のＰ項の制御トルクが大幅に低下した状態になることがなく、燃料指示噴射量Qinstの減少幅が従来と比べて小さくなっている。
【００５５】
また、制御モードの切換え後には応答遅れの影響等によって機関回転数Ne_actはしばらくの間上昇し続けた後、燃料指示噴射量Qinstの減少に伴って機関回転数Ne_actが減少し始める（t3の時点）。ただし、機関回転数Ne_actと始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1との差分ΔYが小さいために、機関回転数Ne_actの下がり幅が大きくなることはない。
【００５６】
その後、機関回転数Ne_actが減少している間は、ＰＩＤ制御によって燃料指示噴射量Qinstは増加し続けるが、次第に燃焼性が安定してくることから機関回転数Ne_actが増加に転じ、燃料指示噴射量Qinstは減少し始める（t4の時点）。以降、機関回転数Ne_actは増減を繰り返した後、始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1に沿って推移し、基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0へと近づく。
【００５７】
この図４の例では、始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1は、制御モード切換え時の到達想定値が開始値に設定され、その値のままで短時間（図ではt2〜t3の期間）維持されるとともに、その後徐々に基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0に収束するように設定されている。このように始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1が設定されることにより、始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1を急激に基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0に戻すことによる機関回転数Ne_actの挙動の不安定状態が発生しないようになっている。
【００５８】
また、燃料噴射制御モードの切換え後、始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1を開始値のままで維持する時間についても適宜設定することができる。ただし、この時間が長すぎると、ディーゼルエンジン４０の燃焼状態が安定化した後のアイドリング状態においても機関回転数Ne_actが高くなってしまい、ドライバビリティや騒音、燃費に影響を与える。したがって、目標アイドル回転数Ne_tgt_idleをできる限り早めに基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1に戻すことが好ましい。始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1を開始値のままで維持する時間はゼロであっても構わない。
【００５９】
４．制御フロー
以下、本実施形態の制御装置７０を用いて行われるディーゼルエンジン４０の始動時における燃料噴射制御について、図５のフローに基づいて説明する。
まず、図５において、ステップＳ１でディーゼルエンジン４０の始動開始信号が検出されると、ステップＳ２で燃料噴射制御モードを始動時制御モードに設定し、ステップＳ３で、ディーゼルエンジン４０の回転数Ne_actや温度に応じてあらかじめマップで定義された始動時燃料指示噴射量の設定値に基づいて燃料噴射弁１３の駆動制御を開始する。
【００６０】
始動時制御モードで燃料噴射制御が行われている間、ステップＳ４で機関回転数Ne_actを検出し、ステップＳ５で、機関回転数Ne_actがあらかじめ設定された切換基準値Ne_modeに到達したか否かが判別される。機関回転数Ne_actが切換基準値Ne_modeに到達するまでは制御モードは始動時制御モードのままで維持される。
【００６１】
ステップＳ５において、機関回転数Ne_actが切換基準値Ne_modeに到達したと判別されると、ステップＳ６で燃料噴射制御モードを通常運転制御モードに切換えるとともに、ステップＳ７で、ディーゼルエンジン４０の温度に応じてマップ計算等により求められる、制御モードの切換え時における機関回転数Ne_actの到達想定値を始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1の開始値として設定する。そして、ステップＳ８で、ＰＩＤ制御で求められる燃料指示噴射量Qinstに基づく燃料噴射弁１３の駆動制御を開始し、ステップＳ９でタイマカウントを開始する。
【００６２】
次いで、ステップＳ１０でタイマ値があらかじめ設定された所定時間を経過したか否かが判別され、タイマ値が所定時間を経過するまでは始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle１が開始値のままで維持される。そして、タイマ値が所定時間を経過したときにはステップＳ１１に進み、始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1を徐々に基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0に収束させるために、始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1の値を減少し始める。その後、ステップＳ１２で始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1の値が基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0になったところで、始動時の燃料噴射制御を終了する。
【００６３】
本実施形態の制御装置７０によって、ディーゼルエンジン４０の始動時における燃料噴射制御モードが始動時制御モードから通常運転制御モードに切換えられた直後での目標アイドル回転数Ne_tgt_idleが、基本目標アイドル回転数Ne_tgt_idle0よりも大きい値である、制御モード切換え時の機関回転数Ne_actの到達想定値に設定される。したがって、制御モード切換え直後の機関回転数Ne_tgtと目標アイドル回転数Ne_tgt_idleとの差分ΔYが小さくなり、ＰＩＤ制御におけるＰ項が大幅に低下した状態で燃料指示噴射量QinstがＰＩＤ制御に切換えられることがなくなり、ディーゼルエンジン４０の回転数Ne_actの落ち込み幅の低減が図られる。
【００６４】
なお、上述した制御フローにおいては、ステップＳ７で制御モード切換え時の機関回転数Ne_actの到達想定値を始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1の開始値としているが、始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1の設定は、制御モードの切換え時までのいずれかの段階で行われていればよい。
また、制御モードの切換え時に検出される機関回転数Ne_actを始動時目標アイドル回転数Ne_tgt_idle1の開始値として設定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１：燃料タンク、２：低圧ポンプ、５：高圧ポンプ、５ａ：加圧室、６：燃料吸入弁、７：燃料吐出弁、８：流量制御弁、９：プランジャ、１０：コモンレール、１２：圧力制御弁、１３：燃料噴射弁、１４：オーバーフローバルブ、１８：低圧燃料供給通路、２１：レール圧センサ、４０：ディーゼルエンジン、４４：回転数センサ、５０：蓄圧式燃料噴射装置、７０：噴射制御装置、７１：始動開始検出部、７２：機関回転数検出部、７３：制御モード切換部、７４：始動時噴射量指示部、７５：通常運転時噴射量指示部、７６：燃料噴射弁制御部、７７：目標回転数設定部
【図１】
2011080441.tif 000003
【図２】
2011080441.tif 000004
【図３】
2011080441.tif 000005
【図４】
2011080441.tif 000006
【図５】
2011080441.tif 000007