(57)【要約】【課題】低温始動性を改善し、始動時の黒煙発生を抑制できるコモンレール式エンジンを提供する。【解決手段】エンジン冷却水を予熱するブロックヒータ３０と、エンジン冷却水温度Ｔｗを検知する冷却水温度センサー５３と、外気温度Ｔａを検知する外気温度センサー５４と、燃料噴射量マップを備えるＥＣＵ５０と、を具備するコモンレール式エンジン１００であって、ＥＣＵ５０は、エンジン始動時にエンジン最低温度Ｔｍｉｎに応じて燃料噴射量マップを補正する際には、エンジン冷却水温度Ｔｗと外気温度Ｔａとの差に基づいて、エンジン最低温度Ｔｍｉｎとしてエンジン冷却水温度Ｔｗ又は外気温度Ｔａのいずれかを選択する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン冷却水を予熱するブロックヒータと、
エンジン冷却水温度を検知するエンジン冷却水温度検知手段と、
外気温度を検知する外気温度検知手段と、
燃料噴射量マップを備える制御手段と、
を具備するコモンレール式エンジンであって、
前記制御手段は、
エンジン始動時にエンジン冷態状態に応じて燃料噴射量マップを補正する際には、エンジン冷却水温度と外気温度との差に基づいて、前記エンジン冷却水温度又は前記外気温度のいずれかをエンジン冷態状態を表す温度として選択する、
コモンレール式エンジン。
【請求項２】
請求項１に記載のコモンレール式エンジンであって、
前記エンジン冷却水温度と外気温度との差が所定値未満であれば、
エンジン冷却水温度に応じて燃料噴射量マップを補正する、
コモンレール式エンジン。
【請求項３】
請求項１に記載のコモンレール式エンジンであって、
前記エンジン冷却水温度と外気温度との差が所定値以上であれば、
外気温度に応じて燃料噴射量マップを補正する、
コモンレール式エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモンレール式エンジンの低温始動時の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コモンレール式エンジンでは、低温始動性を改善するために、エンジン始動時にエンジン冷却水温度よりエンジン冷態状態を判断し、燃料噴射量マップを補正している。そして、エンジン始動が完了しエンジン冷却水温度が上昇した後には、補正した燃料噴射量マップを通常の燃料噴射量マップに切り替えている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
ここで、低温始動性とは、低外気温度下でのエンジンの始動性（エンジンのかかり具合）をいう。低外気温度とは、一般に外気温度０℃以下〜−３０℃以上の範囲をいう。
【０００４】
一方、低温始動性を改善するため、例えば上述したコモンレール式エンジンでは、極低温下（−２０℃以下）では、エンジンブロックにブロックヒータを備える場合がある。しかし、このようなブロックヒータを備えるコモンレール式エンジンでは、エンジン冷却水温度より低温状況を判断し、燃料噴射量マップを補正した場合には、却って低温始動性が悪化することがある。
【０００５】
具体的には、外気温度が−２０℃におけるブロックヒータを備えるコモンレール式エンジンでは、吸気温度が−２０℃と低いものの、エンジン冷却水温度はブロックヒータによって−１０℃〜５℃程度まで上昇する。
【０００６】
つまり、このようなエンジンでは、ブロックヒータによって加熱されたエンジン冷却水温度によってエンジン冷態状態を判断して始動されることになるため、吸気温度（外気温度）とエンジン冷却水温度とが一致しない。このようなエンジンでは、始動性の悪化、或いは、始動できない状況が発生する。この対策として、５℃〜−１０℃くらいまでは、−２０℃と同様の燃料噴射量マップを設定すれば、始動性は改善できるが、始動時に黒煙が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１９００６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は、ブロックヒータの有無にかかわらず、低温始動性の改善と始動時の黒煙抑制とを両立できるコモンレール式エンジンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、エンジン冷却水を予熱するブロックヒータと、エンジン冷却水温度を検知するエンジン冷却水温度検知手段と、外気温度を検知する外気温度検知手段と、燃料噴射量マップを備える制御手段と、を具備するコモンレール式エンジンであって、前記制御手段は、エンジン始動時にエンジン冷態状態に応じて燃料噴射量マップを補正する際には、エンジン冷却水温度と外気温度との差に基づいて、前記エンジン冷却水温度又は前記外気温度のいずれかをエンジン冷態状態を表す温度として選択するものである。
【００１１】
請求項２においては、請求項１記載のコモンレール式エンジンであって、前記エンジン冷却水温度と外気温度との差が所定値未満であれば、エンジン冷却水温度に応じて燃料噴射量マップを補正するものである。
【００１２】
請求項３においては、請求項１記載のコモンレール式エンジンであって、前記エンジン冷却水温度と外気温度との差が所定値以上であれば、外気温度に応じて燃料噴射量マップを補正するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のコモンレール式エンジンによれば、ブロックヒータの有無にかかわらず、低温始動性の改善と始動時の黒煙抑制とを両立できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】コモンレール式エンジンの構成を示す模式図。
【図２】低温始動制御の流れを示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１を用いて、コモンレール式エンジン１００について説明する。
なお、図１では、コモンレール式エンジン１００を側面視にて模式的に表している。
【００１６】
コモンレール式エンジン１００は、本発明の実施形態に係るエンジンである。コモンレール式エンジン１００は、高圧にした燃料をコモンレール２１内に蓄え、電子制御によってタイミングよくインジェクタ２２・２２・２２・２２から各気筒１１・１２・１３・１４に適切な噴射量を噴射するエンジンである。本実施形態のコモンレール式エンジンは、例えば４気筒４サイクルのディーゼルエンジンとされている。
【００１７】
コモンレール式エンジン１００は、エンジン本体１０と、燃料噴射装置２０と、ブロックヒータ３０と、制御手段としてのＥｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ（以下ＥＣＵ）５０と、エンジン冷却水温度センサーとしての冷却水温度センサー５３と、外気温度センサーとしての外気温度センサー５４と、を具備している。
【００１８】
エンジン本体１０は、シリンダヘッド１５と、シリンダブロック１６と、４つの気筒として気筒１１・１２・１３・１４と、クランクシャフト１９と、クランクシャフト１９に設けられるフライホィール１８と、を具備している。
【００１９】
燃料噴射装置２０は、コモンレール式の燃料噴射装置であって、高圧の燃料を蓄圧するコモンレール２１と、コモンレール２１と燃料タンク（図示なし）とを接続する配管を介して設けられコモンレール２１の圧力を制御する圧力制御弁（サプライポンプ）２３と、エンジン本体１０の各気筒１１・１２・１３・１４に設けられ、電磁弁２２ａを開閉することで燃料噴射量等を調整するインジェクタ２２と、を具備している。圧力制御弁２３及び電磁弁２２ａは、ＥＣＵ５０に接続されている。
【００２０】
ブロックヒータ３０は、極めて寒冷な地方でエンジン冷却水を始動前に予熱する為の電熱器である。ブロックヒータ３０は、家庭用電源に接続されている。
【００２１】
ＥＣＵ５０は、後述する低温始動制御Ｓ１００のプログラム、並びに、後述する燃料噴射量マップを記憶している。ＥＣＵ５０は、エンジン回転数センサー５１と、冷却水温度センサー５３と、外気温度センサー５４と、燃料噴射装置２０におけるインジェクタ２２の電磁弁２２ａと、燃料噴射装置２０における圧力制御弁２３と、に接続されている。
【００２２】
エンジン回転数センサー５１は、エンジン回転数Ｎｅを検知するセンサーである。エンジン回転数センサー５１は、フライホイール１８のパルサギアの近傍に配置され、ＥＣＵ５０に接続されている。アクセル開度センサー５２は、アクセル開度Ａｃを検知するセンサーである。アクセル開度センサー５２は、アクセル（図示略）に設けられ、ＥＣＵ５０に接続されている。
【００２３】
冷却水温度センサー５３は、エンジン冷却水温度Ｔｗを検知するセンサーである。冷却水温度センサー５３は、エンジン冷却水配管（図示略）に設けられ、ＥＣＵ５０に接続されている。外気温度センサー５４は、外気温度Ｔａを検知するセンサーである。外気温度センサー５４は、吸気配管（図示略）に設けられ、ＥＣＵ５０に接続されている。
【００２４】
エンジン潤滑油温度センサー５５は、エンジン潤滑油温度Ｔｙを検知するセンサーである。エンジン潤滑油温度センサー５５は、燃料潤滑油配管（図示略）に設けられ、ＥＣＵ５０に接続されている。
【００２５】
ＥＣＵ５０は、燃料噴射量マップを記憶している。燃料噴射量マップは、エンジン運転状態（エンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃとから特定されるコモンレール式エンジン１００の運転状態）における最適な燃料噴射パターンを記憶したものである。燃料噴射パターンとは、燃料噴射圧力、燃料噴射時期、燃料噴射量、およびプレ噴射、パイロット噴射、ポスト噴射を含む多段噴射の有無からなる燃料噴射のパターンである。
【００２６】
燃料噴射量マップは、エンジン最低温度Ｔｍｉｎに応じて補正されるものとする。エンジン最低温度Ｔｍｉｎとは、エンジン冷態状態を表す温度である。本実施形態では、エンジン最低温度Ｔｍｉｎとは、エンジン冷却水温度Ｔｗ、外気温度Ｔａ又はエンジン潤滑油温度Ｔｙのうち最低温度のものをいう。
【００２７】
燃料噴射量マップの補正については、例えば、エンジン最低温度Ｔｍｉｎが低下するにしたがって、燃料噴射時期を早める、或いは、燃料噴射量を増加する補正が行われるものとする。
【００２８】
図２を用いて、低温始動制御Ｓ１００について説明する。
なお、図２では、低温始動制御Ｓ１００の流れをフローチャートによって表している。
【００２９】
低温始動制御Ｓ１００は、本発明の実施形態に係る制御である。低温始動制御Ｓ１００は、極低温又は低温下でコモンレール式エンジン１００を始動するための制御である。
【００３０】
ステップＳ１１０において、ＥＣＵ５０は、冷却水温度センサー５３によってエンジン冷却水温度Ｔｗを検知する。また、ＥＣＵ５０は、外気温度センサー５４によって外気温度Ｔａを検知する。
【００３１】
ステップＳ１２０において、ＥＣＵ５０は、外気温度Ｔａが０℃より大きいかどうか確認する。ここで、外気温度Ｔａが０℃より大きい場合には、極低温及び低温下ではないと判断してステップＳ１５０に移行する。一方、外気温度Ｔａが０℃以下の場合には、極低温又は低温下であると判断してステップＳ１３０に移行する。
【００３２】
ステップＳ１３０において、ＥＣＵ５０は、エンジン冷却水温度Ｔｗと外気温度Ｔａとの差（以下、温度差）が１０℃より大きいかどうかを確認する。ここで、温度差が１０℃より大きい場合には、エンジン冷却水温度Ｔｗに応じた燃料噴射マップの補正が適切でないと判断してステップＳ１４０に移行する。一方、温度差が１０℃以下の場合には、エンジン冷却水温度Ｔｗに応じた燃料噴射マップの補正が適切であると判断してステップＳ１５０に移行する。
【００３３】
ステップＳ１４０において、ＥＣＵ５０は、エンジン最低温度Ｔｍｉｎを外気温度Ｔａとして、外気温度Ｔａに応じて燃料噴射マップを補正する。外気温度Ｔａに応じて燃料噴射マップを補正するとは、外気温度Ｔａを複数の温度領域に分け（例えば、−３０℃〜−２０℃、−２０℃〜−１０℃、−１０℃〜０℃、）、各領域に応じた補正値によって燃料噴射マップを補正することである。
【００３４】
ステップＳ１５０において、ＥＣＵ５０は、エンジン最低温度Ｔｍｉｎをエンジン冷却水温度Ｔｗとして、エンジン冷却水温度Ｔｗに応じて燃料噴射マップを補正する。エンジン冷却水温度Ｔｗに応じて燃料噴射マップを補正するとは、エンジン冷却水温度Ｔｗを複数の温度領域に分け（例えば、−３０℃〜−２０℃、−２０℃〜−１０℃、−１０℃〜０℃、）、各領域に応じた補正値によって燃料噴射マップを補正することである。
【００３５】
コモンレール式エンジン１００及び低温始動制御Ｓ１００の効果について説明する。
コモンレール式エンジン１００及び低温始動制御Ｓ１００によれば、低温始動性を改善し、始動時の黒煙発生を抑制できる。
【００３６】
従来、ブロックヒータ３０を備えるコモンレール式エンジン１００では、ブロックヒータ３０によって加熱されたエンジン冷却水温度Ｔｗによって低温状況を判断して始動されており、吸気温度（外気温度Ｔａ）とエンジン冷却水温度Ｔｗとの差が大きい場合には、低温始動性が改善されず、始動性の悪化、或いは、始動できない状況が発生していた。
【００３７】
本実施形態のコモンレール式エンジン１００及び低温始動制御Ｓ１００によれば、エンジン冷却水温度Ｔｗと外気温度Ｔａとの差より、ブロックヒータ３０のＯＮ／ＯＦＦを判断し、外気温度Ｔａに応じて燃料噴射マップを補正するか、或いは、エンジン冷却水温度Ｔｗに応じて燃料噴射マップを補正するかを選択するので、低温始動性を改善し、始動時の黒煙発生を抑制できる。
【００３８】
なお、本実施形態では、エンジン最低温度Ｔｍｉｎを外気温度Ｔａ又はエンジン冷却水温度Ｔｗのいずれかによる構成としたが、これに限定されない。エンジン最低温度Ｔｍｉｎにエンジン潤滑油温度Ｔｙを含む構成としても良い。
【符号の説明】
【００３９】
１０      エンジン本体
２０      燃料噴射装置
３０      ブロックヒータ
５０      Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ
５３      冷却水温度センサー
５４      外気温度センサー５４
１００    コモンレール式エンジン
【図１】
2015151979.tif 000003
【図２】
2015151979.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月12日(2014.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2015151979.tif 000005