(57)【要約】【課題】機関始動時における回転上昇のもたつきを防止することができるディーゼルエンジンの始動制御装置を提供する。【解決手段】最初に燃料噴射が実施された特定気筒（＃１気筒）の二回目の燃焼に対して、燃焼悪化対策を実施する（ステップ１０５）。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
最初に燃料噴射が実施された特定気筒の二回目の燃焼に対して、燃焼悪化対策を実施することを特徴とするディーゼルエンジンの始動制御装置。
【請求項２】
前記特定気筒以外で一回目の燃焼が悪化する気筒を推定する推定手段と、前記推定手段により推定された気筒の二回目の燃焼に対して、前記燃焼悪化対策を実施することを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの始動制御装置。
【請求項３】
前記燃焼悪化対策は燃料噴射時期の進角であることを特徴とする請求項１又は２に記載のディーゼルエンジンの始動制御装置。
【請求項４】
前記推定手段は、前記ディーゼルエンジンの圧縮比が低く設定されているほど多くの気筒で一回目の燃焼が悪化すると推定することを特徴とする請求項２に記載のディーゼルエンジンの始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディーゼルエンジンの始動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機関始動時には、スタータモータによりクランキングを開始して徐々にクランキング回転数を高めると同時に、気筒判別が完了した直後、例えば、特定気筒の吸気行程開始時期を検出した直後には、特定気筒の燃料噴射時期から燃料噴射を順次開始するようになっている。
【０００３】
機関始動時の未燃燃料の排出量を抑制するために、クランキング中の燃料噴射量を当初は少なくして徐々に増大することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２１４７７９号公報
【特許文献２】
特開昭６３−５０６４８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
最初に燃料噴射が開始された特定気筒の一回目の燃焼は、クランキング回転数が最も低い時の燃焼であるために、良好なものとすることは困難である。それにより、噴射燃料全てを燃焼させることは難しく、前述の従来技術のように燃料噴射量を少なくしても、特定気筒の一回目の燃焼においては、噴射燃料の一部が気筒内壁等へ付着したまま気筒内に残留し、この残留燃料が特定気筒の二回目の燃焼を悪化させる。このような特定気筒の燃焼悪化に伴って、機関始動時の回転上昇はもたつくこととなる。
【０００６】
従って、本発明の目的は、機関始動時における回転上昇のもたつきを防止することができるディーゼルエンジンの始動制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項１に記載のディーゼルエンジンの始動制御装置は、最初に燃料噴射が実施された特定気筒の二回目の燃焼に対して、燃焼悪化対策を実施することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明による請求項２に記載のディーゼルエンジンの始動制御装置は、請求項１に記載のディーゼルエンジンの始動制御装置において、前記特定気筒以外で一回目の燃焼が悪化する気筒を推定する推定手段と、前記推定手段により推定された気筒の二回目の燃焼に対して、前記燃焼悪化対策を実施することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による請求項３に記載のディーゼルエンジンの始動制御装置は、請求項１又は２に記載のディーゼルエンジンの始動制御装置において、前記燃焼悪化対策は燃料噴射時期の進角であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による請求項４に記載のディーゼルエンジンの始動制御装置は、請求項２に記載のディーゼルエンジンの始動制御装置において、前記推定手段は、前記ディーゼルエンジンの圧縮比が低く設定されているほど多くの気筒で一回目の燃焼が悪化すると推定することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明によるディーゼルエンジンの始動制御を示すフローチャートである。本フローチャートは、スタータスイッチのＯＮ信号と同時に開始され、所定時間又は所定クランク角度毎に繰り返されるものである。本実施形態において、内燃機関は、四気筒のディーゼルエンジンで、＃１気筒、＃４気筒、＃３気筒、＃２気筒の順序で燃焼が実施されるものとして説明するが、これは本発明を限定するものではなく、任意の気筒数のディーゼルエンジンにおいて本発明は適用可能である。
【００１２】
先ず、ステップ１０１において、気筒判別が完了したか否かが判断され、気筒判別が完了していなければそのまま終了することとなる。スタータモータにより駆動されているディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射を開始するためには、現在の状態を特定しなければならない。
【００１３】
例えば、現在が＃１気筒の吸気行程開始時期であるように特定されれば、現在から所定クランク角度後が＃１気筒における圧縮行程末期の燃料噴射時期であることが判り、＃１気筒への燃料噴射が可能となる。その後は、例えば、１８０クランク角度毎に＃４気筒、＃３気筒、＃２気筒の燃料噴射時期であることが判る。このような気筒判別は、例えば、クランクシャフトの一回転に一度発せられるパルス信号から現在が＃１気筒の吸気行程開始時期又はその３６０クランク角度後の＃３気筒の吸気行程開始時期のいずれかであると判断され、これにカムシャフトの一回転に一度発せられるパルス信号が同期していれば、例えば、＃１気筒の吸気行程開始時期であると判断され、同期していなければ＃３気筒の吸気行程開始時期であると判断される。
【００１４】
それにより、＃１気筒又は＃３気筒から燃料噴射を開始することが可能であるが、本フローチャートでは、説明を簡単にするために、気筒判別は、＃１気筒の吸気行程開始時期を判断するものとし、常に、＃１気筒から燃料噴射を開始するものとする。
【００１５】
気筒判別が完了すれば、ステップ１０２において、＃１気筒の圧縮行程末期の燃料噴射時期であるか否かが判断される。この判断が否定される時には、ステップ１０６において＃４気筒の燃料噴射時期であるか否かが判断されるが、肯定される時には、ステップ１０３において＃１気筒の二回目の燃料噴射であるか否かが判断される。一回目又は三回目以降の燃料噴射であれば、ステップ１０４において設定燃料噴射時期を変更することなく＃１気筒への燃料噴射を実施する。一方、二回目の燃料噴射の場合にだけ、ステップ１０５において、設定燃料噴射時期は進角され、その後に、ステップ１０４において＃１気筒への燃料噴射を実施する。
【００１６】
ステップ１０６において＃４気筒の燃料噴射時期と判断されれば、ステップ１０７において設定燃料噴射時期を変更することなく＃４気筒への燃料噴射を実施する。次いで、ステップ１０８において＃３気筒の燃料噴射時期と判断されれば、ステップ１０９において設定燃料噴射時期を変更することなく＃３気筒への燃料噴射を実施する。次いで、ステップ１１０において＃２気筒の燃料噴射時期と判断されれば、ステップ１１１において設定燃料噴射時期を変更することなく＃２気筒への燃料噴射を実施する。
【００１７】
こうして、燃焼悪化を機関回転数の変化又は燃焼圧力により判断することなく、最初に燃料噴射が実施された＃１気筒においては、二回目の燃焼における燃料噴射時期を進角するようになっている。図２は、このような始動制御が適用された場合の機関回転数変化を示すタイムチャートである。機関回転数は、当初、スタータモータにより徐々に高められ、時刻ｔ１において、気筒判別が完了し、すなわち、本実施形態の場合には、時刻ｔ１が＃１気筒の吸気行程開始時期であると判断される。次いで、時刻ｔ１から所定クランク角度後の時刻ｔ２が＃１気筒の一回目の設定燃料噴射時期となり、＃１気筒への燃料噴射を実施する。
【００１８】
しかしながら、最初に燃料噴射が実施された＃１気筒の一回目の燃焼は、クランキング回転数が最も低い時の燃焼であるために失火し易く、また、失火しないまでも燃焼悪化し易い。こうして、＃１気筒の一回目の燃焼が失火となれば、燃焼によって機関回転数が上昇することはない。しかしながら、スタータモータによって機関回転数は高められるために、機関回転数の変化から失火又は燃焼悪化を正確に判断することは難しく、本実施形態においては、このような判断を行っていない。また、燃焼圧センサを設けて、失火又は燃焼悪化を判断することは可能であるが、本実施形態においては、このような判断を行うことなく、燃焼圧センサによるコストアップを防止している。
【００１９】
次いで、＃４気筒の燃料噴射時期において燃料噴射が実施され、この時には、＃１気筒の一回目の燃焼時に比較してスタータモータにより機関回転数が高められているために、＃４気筒は良好に燃焼して機関回転数を高める。その後、＃３気筒及び＃２気筒も良好に燃焼して機関回転数をさらに高める。
【００２０】
次いで、＃１気筒の二回目の燃焼となるが、この時には、＃１気筒の一回目の燃焼時における失火又は燃焼悪化によって、気筒内壁には未燃燃料が付着して残留しており、これが＃１気筒の二回目の燃焼を悪化させる。この＃１気筒における二回目の燃焼に際して、設定燃料噴射時期での燃料噴射を実施すると、点線で示すように、確実に燃焼悪化して機関回転数を十分に高めることができず、その後に＃４気筒、＃３気筒、＃２気筒で良好な燃焼が実現されても、機関始動時の回転上昇がもたつくこととなる。
【００２１】
本実施形態では、＃１気筒の二回目の燃焼に際して、燃料噴射時期を設定燃料噴射時期から進角するように変更しており、それにより、燃料噴射から着火までに十分な時間が確保され、この時間で確実に噴射燃料を気化させることができるために、燃料の着火性及び燃焼性を改善することができる。このような燃焼悪化対策によって、実線で示すように、＃１気筒の二回目の燃焼を良好ものとして、機関始動時の回転上昇のもたつきを防止している。
【００２２】
ところで、燃料噴射時期を進角し過ぎると、燃焼時期が圧縮上死点前となって爆発エネルギが上昇中のピストンを押し下げるように作用し、爆発エネルギを十分に機関トルクとして利用することができなくなったり、又は、燃焼時期が圧縮上死点直後の筒内温度が高い時となって爆発により気筒内温度がさらに高められると、気筒内温度に比例して大きくなる熱損失が非常に大きくなって機関トルクが低下したりするために、＃１気筒の二回目の燃焼における燃料噴射時期は、過進角とならないようにすることが好ましい。
【００２３】
本フローチャートでは、簡単のために、最初に燃料噴射が実施される気筒は＃１気筒に固定されているが、前述したように、＃３気筒の例えば吸気行程開始時期が最初に把握されて、＃３気筒において最初に燃料噴射が実施される場合には、＃３気筒の二回目の燃料噴射時期だけを進角するようにすれば良い。もちろん、他の気筒判別によって、他の特定気筒において、最初に燃料噴射が実施された場合には、その特定気筒における二回目の燃料噴射時期を進角することとなる。
【００２４】
また、燃料噴射時期を進角することにより、特定気筒の二回目の燃焼を良好なものとすることができるが、一回目の燃焼において気筒内に残留する燃料を含めて二回目の噴射燃料の全てが燃焼せずに、一回目の噴射燃料における残留燃料の一部又は二回の噴射燃料における一部が気筒内に残留して、特定気筒の三回目の燃焼を悪化させることがある。それにより、二回目の燃焼だけでなく、特定気筒の二回目を含めて連続する複数回目の燃焼において、燃料噴射時期を進角するようにしても良い。
【００２５】
また、ディーゼルエンジンにおいて、例えば、低騒音対策として、圧縮比を低く設定することある。この場合には、最初に燃料噴射が実施される特定気筒だけでなく、他の気筒における一回目の燃焼も悪化し易い。それにより、特定気筒以外で一回目の燃焼が悪化する気筒を推定し、こうして推定された気筒においても、二回目の燃焼に際しては燃料噴射時期を進角することが好ましい。設定された圧縮比が低いほど、一回目の燃焼が悪化する気筒数は増加することとなる。もちろん、燃焼が早い時期に行われるほど燃焼悪化し易いために、一回目の燃焼が悪化すると推定される気筒は、特定気筒の燃料噴射時期を最初として、燃料噴射時期が連続的となっているはずであり、例えば、＃４気筒が燃焼悪化しないとされた時に＃２気筒が燃焼悪化すると推定されるような燃料噴射時期が不連続的となることはない。
【００２６】
燃焼悪化対策として、グロープラグが設けられているディーゼルエンジンでは、グロープラグの通電量を多くしても良い。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によるディーゼルエンジンの始動制御装置は、最初に燃料噴射が実施された特定気筒の二回目の燃焼に対して、燃焼悪化対策を実施するようになっている。この特定気筒は、クランキング回転数が最も低い時に燃焼を実施することとなり、失火又は燃焼悪化が起こり易い。それにより、気筒内には一部の燃料が残留して、特定気筒の二回目の燃焼を悪化させ、機関始動時における回転上昇をもたつかせることとなる。しかしながら、本発明によるディーゼルエンジンの始動制御装置によれば、特定気筒の二回目の燃焼に対して、燃焼悪化対策が実施されて燃焼悪化が防止されるために、機関始動時における回転上昇がもたつくことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による始動制御を示すフローチャートである。
【図２】機関始動時の機関回転数変化を示すタイムチャートである。
【図１】
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【図２】
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