JP2005030252A - Starting device of internal combustion engine - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a starting device of an internal combustion engine, which reduces an emission amount of HC immediately after start and improves exhaust performance. <P>SOLUTION: The device is characterized by comprising a friction torque calculation means (step 2) for calculating friction torque when the internal combustion engine is started, a speed detection means (step 3) for detecting an engine rotation speed when the internal combustion engine is started, a speed variation rate calculation means (step 4) for calculating a variation rate of the engine speed, a generated torque estimation means (step 5) for estimating generated torque based on the friction torque and the variation rate of the engine speed when the internal combustion engine is started, a air-fuel ratio calculation means (step 6) for calculating an air-fuel ratio based on the estimated, generated torque, and a fuel injection increase and decrease means (step 7) for increasing or decreasing a fuel injection amount based on the calculated air-fuel ratio when the starting. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この式は以下の関係から導かれるものである。
【００１８】
【数２】

ここで、エンジン回転数Ｎｅはクランク角信号によって求めることができ、それよりエンジン回転数の変化量ΔＮｅを求めることができる。時間Δｔはタイマから求めることができる。イナーシャウェイトＩＰはエンジン固有の値であり、エンジンの設計値から算出したり、予め実験によって求めておけばよい。
【００１９】
エンジンフリクショントルクＴｆは、エンジン本体のフリクショントルクＴｆ１と、オルタネータの負荷によるフリクショントルクＴｆ２と、パワーステアリング（以下「Ｐ／Ｓ」という）の負荷によるフリクショントルクＴｆ３と、エアコン（以下「Ａ／Ｃ」という）の負荷によるフリクショントルクＴｆ４と、自動変速機（以下「ＡＴ」という）の負荷によるフリクショントルクＴｆ５との総和によって表すことができる。
【００２０】
また、詳細は後述するが、エンジン本体のフリクショントルクＴｆ１は、エンジン水温から算出することができる（図５（Ａ）参照）。オルタネータの負荷によるフリクショントルクＴｆ２は、オルタネータ発電量から算出することができる（図５（Ｂ）参照）。Ｐ／Ｓ負荷によるフリクショントルクＴｆ３は、Ｐ／Ｓ油圧から算出することができる（図５（Ｃ）参照）。Ａ／Ｃ負荷によるフリクショントルクＴｆ４は、コンプレッサ吐出圧、冷媒温度等から算出することができる（図７（Ａ）〜（Ｃ）参照）。ＡＴ負荷によるフリクショントルクＴｆ５は、ＡＴ油温、ＡＴ油圧等から算出することができる（図９（Ａ）〜（Ｃ）参照）。
【００２１】
したがって、それぞれのフリクショントルクＴｆ１〜Ｔｆ５を求めてその総和を算出すればエンジンフリクショントルクＴｆを求めることができる。
【００２２】
このようにすることで、Ａ／Ｆセンサを使用することなく、Ａ／Ｆを算出（推定）することが可能になり、その推定Ａ／Ｆを利用することでエンジン始動時から排気性能を向上（ＨＣ濃度を減少）させることが可能になったのである。
【００２３】
以下、本発明について具体的に説明する。
（第１実施形態）
図２は、本発明による内燃機関の始動装置を示すシステム構成図である。
【００２４】
エンジン１０には、エンジン水温センサ１１と、エンジン回転数センサ１２と、ＡＴ油圧センサ１３と、ＡＴ油温センサ１４と、エンジン油圧センサ１５と、Ｐ／Ｓ油圧センサ１６と、電流センサ１７と、Ａ／Ｃセンサ１８とが取り付けられている。また、排気管２０にはＡ／Ｆセンサ２１が取り付けられている。それらセンサの信号は、コントローラ３０に入力される。コントローラ３０は、それらセンサの信号に基づいて、後述の通り、燃焼ごとに現在の空燃比を推定し、その結果に基づいてインジェクタ１９の燃料噴射量を制御することで排気性能を向上、すなわちＨＣ濃度を低減させる。なお、電流センサ１７は、オルタネータ（不図示）が発電した発電量を検出する。Ａ／Ｃセンサ１８は、エアコンの冷媒圧力及び温度を検出する。
【００２５】
図３は、本発明による内燃機関の始動装置の第１実施形態の動作を説明するフローチャートである。以下、図３を参照しながらコントローラ３０の具体的な制御ロジックについて説明する。
【００２６】
ステップＳ１において、始動時の燃料噴射制御中であるか否かを判定し、制御中であればステップＳ２以降へ進む。
【００２７】
ステップＳ２において、エンジンのフリクショントルクを推定する。ここで、図４を参照しながら、エンジンフリクショントルク推定サブルーチンについて説明する。なお以下の各テーブルはエンジン固有のものであり、予め実験によって求められているものである。
【００２８】
ステップＳ２１において、図５（Ａ）に示すテーブルを参照して、エンジン水温からエンジン本体のフリクショントルクＴｆ１を推定する。
【００２９】
ステップＳ２２において、図５（Ｂ）に示すテーブルを参照して、オルタネータ発電量からオルタネータの負荷によるフリクショントルクＴｆ２を推定する。
【００３０】
ステップＳ２３において、図５（Ｃ）に示すテーブルを参照して、Ｐ／Ｓ油圧からＰ／Ｓ負荷によるフリクショントルクＴｆ３を推定する。
【００３１】
ステップＳ２４において、Ａ／Ｃ負荷によるフリクショントルクＴｆ４を推定する。ここで、図６を参照しながら、Ａ／Ｃフリクショントルク推定サブルーチンについて説明する。
【００３２】
ステップＳ２４１において、図７（Ａ）に示すテーブルを参照して、Ａ／Ｃクラッチ信号からＴｆ４１を設定する。
【００３３】
ステップＳ２４２において、図７（Ｂ）に示すテーブルを参照して、コンプレッサ吐出圧（以下「Ｐｄ圧」という）からＴｆ４２を推定する。
【００３４】
ステップＳ２４３において、図７（Ｃ）に示すテーブルを参照して、Ａ／Ｃの冷媒温度からＴｆ４３を推定する。
【００３５】
ステップＳ２４４において、Ａ／ＣフリクショントルクＴｆ４（＝Ｔｆ４１×（Ｔｆ４２＋Ｔｆ４３））を算出する。
【００３６】
再び図４に戻る。
【００３７】
ステップＳ２５において、ＡＴ負荷によるフリクショントルクＴｆ５を推定する。ここで、図８を参照しながら、ＡＴフリクショントルク推定サブルーチンについて説明する。
【００３８】
ステップＳ２５１において、図９（Ａ）に示すテーブルを参照して、ＡＴ油温からＴｆ５１を算出する。
【００３９】
ステップＳ２５２において、図９（Ｂ）に示すテーブルを参照して、ＡＴ油圧からＴｆ５２を算出する。
【００４０】
ステップＳ２５３において、ＡＴフリクショントルクＴｆ５（＝Ｔｆ５１×Ｔｆ５２）を算出する。
【００４１】
再び図４に戻る。
【００４２】
ステップＳ２６において、エンジンフリクショントルクＴｆ（＝Ｔｆ１＋Ｔｆ２＋Ｔｆ３＋Ｔｆ４＋Ｔｆ５）を算出する。
【００４３】
再び図３に戻る。
【００４４】
ステップＳ３においてエンジン回転数を検出する。
【００４５】
ステップＳ４において、エンジン回転数の変化速度を算出する。
【００４６】
ステップＳ５において、エンジン発生トルクＴｉを算出する。具体的には（１）式に基づいてエンジン発生トルクＴｉを算出する。
【００４７】
ステップＳ６において、筒内Ａ／Ｆを算出する。具体的には図１０を参照して、エンジン発生トルクＴｉから筒内Ａ／Ｆを算出する。
【００４８】
ここで図１０について説明する。図１０は空燃比（Ａ／Ｆ）と発生トルクとの関係の一例を示す図であり、予備実験によって求められている。この図１０に示されているように、空燃比を増減すると、そのときに発生するトルクも変化する。また、この図１０を利用すれば、発生トルクから、筒内の空燃比Ａ／Ｆを算出することができる。なお、このようにして算出した空燃比Ａ／Ｆの目標空燃比に対してする乖離が大き過ぎるときは、システム故障が考えられる。このような場合に制御したのでは過補正してしまい、かえって始動不良となる可能性があるので、このようなときは異常時として本制御を停止するとよい。
【００４９】
ステップＳ７において、目標Ａ／Ｆに近づくように燃料噴射量を補正する。ここで図１１を参照しながら燃料噴射補正ルーチンについて説明する。
【００５０】
ステップＳ６において推定した筒内Ａ／Ｆがリーンのときは（ステップＳ７１においてＹ）、燃料噴射量を増量し（ステップＳ７２）、リッチのときは（ステップＳ７３においてＹ）、燃料噴射量を減量する（ステップＳ７３）。なお、具体的な増減量は図１２に基づいて算出する。
【００５１】
図１２（Ａ）の横軸はΔＡ／Ｆ（＝目標Ａ／Ｆ−算出Ａ／Ｆ）であり、左側ほど算出Ａ／Ｆが目標Ａ／Ｆに対してリーンの状態、右側ほど算出Ａ／Ｆが目標Ａ／Ｆに対してリッチの状態を示す。また図１２（Ａ）の縦軸は燃料噴射の増量率を示す。今回の噴射量に対して次回は増量（＋）又は減量（−）する。したがって、算出Ａ／Ｆが目標Ａ／Ｆに対してリーンであればあるほど次回噴射する燃料量を増量（＋）し、リッチであればあるほど減少（−）する。例えば、図１０の場合であれば、算出Ａ／Ｆが目標Ａ／Ｆに対してリッチであるので、次回噴射する燃料量を減少する。
【００５２】
なお、噴射増量率は大きくし過ぎても（燃料量を増量し過ぎても）発生トルクが低下する。したがって、噴射増量率に上限を設定するといい。また噴射増量率は小さくし過ぎても（燃料量を減量し過ぎても）失火してエンストを生じる。したがって、噴射増量率に下限を設定するといい。
【００５３】
また、図１２（Ａ）では横軸にΔＡ／Ｆ（＝目標Ａ／Ｆ−算出Ａ／Ｆ）をプロットしたが、図１２（Ｂ）のようにＡ／Ｆ比（＝目標Ａ／Ｆ／算出Ａ／Ｆ）をプロットしてもよい。この場合も、図１２（Ａ）と同様であり、左側ほど算出Ａ／Ｆが目標Ａ／Ｆに対してリーンの状態、右側ほど算出Ａ／Ｆが目標Ａ／Ｆに対してリッチの状態を示す。したがって、算出Ａ／Ｆが目標Ａ／Ｆに対してリーンであればあるほど次回の噴射増量率を増量（＋）し、リッチであればあるほど減少（−）する。
【００５４】
また、この場合においても噴射増量率の上限値、下限値を設定してもよい。
【００５５】
再び図３に戻る。
【００５６】
ステップＳ１において、始動時の燃料噴射制御中でなければ、ステップＳ８へ進んで通常燃料噴射量制御へ移行する。
【００５７】
本発明による内燃機関の始動装置は、以上のようにして燃料噴射制御を行う。
【００５８】
本実施形態によれば、内燃機関の始動時の機関回転数の変化速度及びフリクショントルクに基づいて、内燃機関の始動時の発生トルクを推定し、その推定した発生トルクに基づいて空燃比を算出するようにしたので、空燃比センサが活性化していない始動時であっても空燃比を検知することができる。そして、この空燃比に基づいて燃料噴射量を増減するので、始動時から排気性能の向上（ＨＣ濃度の低減）を図ることができるのである。
【００５９】
なお、フリクショントルクは、エンジン水温、オルタネータの発電量、パワーステアリング油圧、エアコンの運転状態、自動変速機の運転状態に基づいて推定するようにしたので、フリクショントルクを直接計測できなくても、精度よく推定可能である。
【００６０】
また、燃料噴射量は、増量し過ぎても減量し過ぎても、かえって性能が低下することがある。したがって、あらかじめ上下限値を設定しておくとよい。
【００６１】
さらに、推定した空燃比Ａ／Ｆの目標空燃比に対してする乖離が大き過ぎるときは、システム故障が考えられるので、このようなときは異常時として本制御を停止することで、異常時の過補正によって、かえって始動不良となることを防止することができる。
【００６２】
さらにまた、インジェクタなどの固体バラツキによって燃料の噴射量が変化する可能性があるが、本実施形態では燃焼ごとにエンジン回転数の変化速度よりＡ／Ｆを推定し、その結果を次燃焼に反映させることとしたので、始動性能及び排気性能が安定するのである。
【００６３】
（第２実施形態）
図１３は、本発明による内燃機関の始動装置の第２実施形態を説明する図である。
【００６４】
本実施形態では、ステップＳ７の燃料噴射量補正制御において、図１２に変えて図１３に基づいて噴射増量率を決定する。すなわち、ΔＡ／Ｆ＝０付近で噴射増量率がゼロである不感帯を設ける。この不感帯は、ΔＡ／Ｆを変更してもＨＣ濃度が許容範囲内に収まる範囲に設定するとよい。
【００６５】
なお、この場合も図１３（Ａ）では横軸にΔＡ／Ｆ（＝目標Ａ／Ｆ−算出Ａ／Ｆ）をプロットしたが、図１３（Ｂ）のようにＡ／Ｆ比（＝目標Ａ／Ｆ／算出Ａ／Ｆ）をプロットしてもよい。
【００６６】
本実施形態によれば、上述したようにエンジン水温から推定したエンジン本体のフリクショントルクＴｆ１等から算出エンジンフリクショントルクＴｆに基づいて、Ａ／Ｆを算出（推定）している。そのため、誤差が含まれている可能性もある。したがって、算出Ａ／Ｆが、目標Ａ／Ｆに一致しないからといって、燃料噴射量を変更しても、誤差の影響によって、必ずしも目標（すなわち、ＨＣ濃度を最小にする）を達しない可能性もある。また、始動時は燃焼室内の温度が低いため、燃料の特性によって気化率が左右される。そのため、図１０に示すように燃料の性状によってＡ／Ｆがバラつく可能性がある。したがって、本実施形態のように不感帯を設けることで、算出Ａ／Ｆが、目標Ａ／Ｆに完全に一致しなくても、ＨＣ濃度が許容範囲内に収まる範囲内であれば、そのときの燃料噴射増量率を維持してもよい。このようにすることで、検知誤差による影響を排除することができるのである。
【００６７】
（第３実施形態）
図１４は、本発明による内燃機関の始動装置の第３実施形態を説明するフローチャートである。
【００６８】
上記実施形態では、水温に基づいて燃料噴射量を求め、それを初期値として運転状態に応じて補正していた。本実施形態では、燃料噴射量を水温から求めてから、さらにその燃料噴射量に前回始動時の燃料噴射量の補正量を反映させたものを今回の燃料噴射量初期値とする。
【００６９】
すなわち、図１４のフローチャートに沿って説明すると以下である。
【００７０】
ステップＳ１０１において、水温に基づいて燃料噴射量を求める。
【００７１】
ステップＳ１０２において、前回始動時の燃料噴射量の補正量を求める。なお、前回始動時の燃料噴射量の補正量とは、例えば前回始動時の初回（１回目）の噴射に対する補正量である。図１５に示すように、このときの補正量（補正量１）は、通常、他の回数のときの補正量よりも大きく、この補正量１を使用して補正すれば、補正量を算出する負担が少ないものの大きな効果を得ることができ、今回の始動時の最初（１回目）のＨＣ濃度の減少量が大きくなるのである。
【００７２】
なお、補正量の算出負担は増えるが、例えば、図１５の補正量２のように、前回始動時の制御全体の平均補正量を使用してもよい。そのようにすれば精度が向上する。また、これら２値（初回の補正量と、平均補正量）を加重平均したものを使用したり、パラメータの過去の履歴を加重平均したもの等を採用してもよい。
【００７３】
ステップＳ１０３において、前回始動時の燃料噴射量を反映させた燃料噴射量を今回の燃料噴射量初期値にする。
【００７４】
そして、それ以降は、ステップＳ１０４において、上述した実施形態のフローチャートに沿って制御を行う。
【００７５】
本実施形態によれば、前回始動時の燃料噴射量の補正量を反映させ、それを今回の燃料噴射初期値とする学習制御を行うので、今回の始動時の最初の燃料噴射から、ＨＣ濃度を極小に低減することが可能である。
【００７６】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】空燃比（Ａ／Ｆ）とＨＣ濃度との関係の一例を示す図である。
【図２】本発明による内燃機関の始動装置を示すシステム構成図である。
【図３】本発明による内燃機関の始動装置の第１実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図４】エンジンフリクショントルク推定サブルーチンを示すフローチャートである。
【図５】フリクショントルクＴｆ１、Ｔｆ２、Ｔｆ３を示すテーブルである。
【図６】Ａ／Ｃフリクショントルク推定サブルーチンを示すフローチャートである。
【図７】Ａ／ＣフリクショントルクＴｆ４を示すテーブルである。
【図８】ＡＴフリクショントルク推定サブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】ＡＴフリクショントルクＴｆ５を示すテーブルである。
【図１０】空燃比（Ａ／Ｆ）と発生トルクとの関係の一例を示す図である。
【図１１】燃料噴射補正ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】燃料噴射量の増減率を示す図である。
【図１３】本発明による内燃機関の始動装置の第２実施形態を説明する図である。
【図１４】本発明による内燃機関の始動装置の第３実施形態を説明するフローチャートである。
【図１５】次回補正時の初回補正量の概要を示す図である。
【符号の説明】
１０ エンジン
３０ コントローラ
ステップＳ２ フリクショントルク算出手段
ステップＳ３ 回転数検出手段
ステップＳ４ 回転数変化速度算出手段
ステップＳ５ 発生トルク推定手段
ステップＳ６ 空燃比算出手段
ステップＳ７ 燃料噴射量増減手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal combustion engine starter.
[0002]
[Prior art]
At the time of start-up, particularly at the time of cold start, since the three-way catalyst is not activated, HC (Hydro Carbon) may be discharged without being reduced.
[0003]
Therefore, during warm-up (when the engine coolant temperature is low), the air-fuel ratio (hereinafter abbreviated as “A / F” where appropriate) is leaned and fuel is injected in the compression stroke, so that the exhaust temperature is raised and HC There is known an internal combustion engine starter that promotes the oxidation reaction of the catalyst and quickly activates the catalyst to improve the exhaust performance (see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-145510
[Problems to be solved by the invention]
However, immediately after start-up, since the temperature in the exhaust pipe is low, the air-fuel ratio sensor is not activated, so feedback control based on the output result of the air-fuel ratio sensor cannot be performed.
[0006]
In addition, although the catalyst is being activated quickly by raising the exhaust temperature, it still takes time for the catalyst to be activated, and thus HC may be discharged without being reduced immediately after starting. It was.
[0007]
The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a starting device for an internal combustion engine that improves exhaust performance by reducing the amount of HC discharged immediately after starting. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.
[0009]
The present invention includes a friction torque calculating means (step S2) for calculating the friction torque at the start of the internal combustion engine, a rotation speed detecting means (step S3) for detecting the engine speed at the start of the internal combustion engine, and the engine rotation. Rotational speed change speed calculating means (step S4) for calculating the change speed of the engine speed, and generated torque estimating means (step S4) for estimating the generated torque at the start of the internal combustion engine based on the friction torque and the change speed of the engine speed. S5), an air-fuel ratio calculating means (step S6) for calculating the air-fuel ratio based on the estimated generated torque, and a fuel injection increasing / decreasing means for increasing or decreasing the fuel injection amount at the start-up based on the calculated air-fuel ratio (Step S7).
[0010]
[Action / Effect]
According to the present invention, the generated torque at the start of the internal combustion engine is estimated based on the friction torque and the change speed of the engine speed, and the air-fuel ratio is calculated based on the estimated generated torque. The air-fuel ratio can be detected even at the start (warm-up time) when the sensor is not activated. Since the fuel injection amount is increased or decreased based on the air-fuel ratio, the exhaust performance can be improved from the start.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
(basic way of thinking)
First, a basic concept will be described in order to facilitate understanding of the present invention. As described above, immediately after startup, since the catalyst is not activated, HC may be discharged without being reduced. Therefore, the present invention aims to improve the exhaust performance by reducing the HC emission amount itself immediately after the start.
[0012]
Here, FIG. 1 shows an example of the relationship between the air-fuel ratio (A / F) and the HC concentration.
[0013]
As shown in FIG. 1, the HC concentration increases when the air-fuel ratio is too lean or too rich. Therefore, it is important to appropriately control the air-fuel ratio in order to reduce the HC concentration. In order to determine whether or not the air-fuel ratio is appropriate, it is necessary to detect the air-fuel ratio. Usually, the air-fuel ratio is detected by an air-fuel ratio (A / F) sensor provided in the middle of the exhaust pipe. Therefore, it is conceivable to control the fuel injection amount while feeding back the detection result of the air-fuel ratio sensor to adjust the air-fuel ratio and reduce the HC concentration.
[0014]
However, since the temperature is low immediately after starting, the detection accuracy of the air-fuel ratio sensor is poor.
[0015]
Therefore, it is confirmed that there is a correlation between the engine generated torque Ti and the air-fuel ratio (A / F) (see FIG. 10), A / F is estimated from the engine generated torque Ti, and the estimated A / F is By using it, it was decided to reduce the HC concentration from the start of the engine.
[0016]
The engine generated torque Ti can be calculated by the following equation.
[0017]
[Expression 1]

This equation is derived from the following relationship.
[0018]
[Expression 2]

Here, the engine speed Ne can be obtained from the crank angle signal, and the change amount ΔNe of the engine speed can be obtained therefrom. The time Δt can be obtained from a timer. The inertia weight IP is a value specific to the engine, and may be calculated from a design value of the engine or obtained in advance through experiments.
[0019]
The engine friction torque Tf includes the friction torque Tf1 of the engine body, the friction torque Tf2 due to the load of the alternator, the friction torque Tf3 due to the load of the power steering (hereinafter referred to as “P / S”), and the air conditioner (hereinafter referred to as “A / C”). )) And the friction torque Tf5 due to the load of the automatic transmission (hereinafter referred to as “AT”).
[0020]
Although details will be described later, the friction torque Tf1 of the engine body can be calculated from the engine water temperature (see FIG. 5A). The friction torque Tf2 due to the load of the alternator can be calculated from the amount of power generated by the alternator (see FIG. 5B). The friction torque Tf3 due to the P / S load can be calculated from the P / S oil pressure (see FIG. 5C). The friction torque Tf4 due to the A / C load can be calculated from the compressor discharge pressure, the refrigerant temperature, and the like (see FIGS. 7A to 7C). The friction torque Tf5 due to the AT load can be calculated from the AT oil temperature, the AT oil pressure, etc. (see FIGS. 9A to 9C).
[0021]
Therefore, the engine friction torque Tf can be obtained by obtaining the friction torques Tf1 to Tf5 and calculating the sum thereof.
[0022]
By doing so, it becomes possible to calculate (estimate) A / F without using an A / F sensor. By using the estimated A / F, exhaust performance is improved from the start of the engine. It became possible to reduce the HC concentration.
[0023]
Hereinafter, the present invention will be specifically described.
(First embodiment)
FIG. 2 is a system configuration diagram showing an internal combustion engine starter according to the present invention.
[0024]
The engine 10 includes an engine water temperature sensor 11, an engine speed sensor 12, an AT oil pressure sensor 13, an AT oil temperature sensor 14, an engine oil pressure sensor 15, a P / S oil pressure sensor 16, a current sensor 17, An A / C sensor 18 is attached. An A / F sensor 21 is attached to the exhaust pipe 20. The signals of these sensors are input to the controller 30. As will be described later, the controller 30 estimates the current air-fuel ratio for each combustion based on the signals of these sensors, and controls the fuel injection amount of the injector 19 based on the result, thereby improving the exhaust performance, that is, HC. Reduce concentration. The current sensor 17 detects the amount of power generated by an alternator (not shown). The A / C sensor 18 detects the refrigerant pressure and temperature of the air conditioner.
[0025]
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment of the internal combustion engine starter according to the present invention. Hereinafter, specific control logic of the controller 30 will be described with reference to FIG.
[0026]
In step S1, it is determined whether or not the fuel injection control at the time of starting is being performed.
[0027]
In step S2, the engine friction torque is estimated. Here, the engine friction torque estimation subroutine will be described with reference to FIG. Each table below is unique to the engine and is obtained in advance by experiments.
[0028]
In step S21, the friction torque Tf1 of the engine body is estimated from the engine water temperature with reference to the table shown in FIG.
[0029]
In step S22, referring to the table shown in FIG. 5B, the friction torque Tf2 due to the load of the alternator is estimated from the alternator power generation amount.
[0030]
In step S23, referring to the table shown in FIG. 5C, the friction torque Tf3 due to the P / S load is estimated from the P / S oil pressure.
[0031]
In step S24, the friction torque Tf4 due to the A / C load is estimated. Here, the A / C friction torque estimation subroutine will be described with reference to FIG.
[0032]
In step S241, referring to the table shown in FIG. 7A, Tf41 is set from the A / C clutch signal.
[0033]
In step S242, Tf42 is estimated from the compressor discharge pressure (hereinafter referred to as “Pd pressure”) with reference to the table shown in FIG.
[0034]
In step S243, Tf43 is estimated from the A / C refrigerant temperature with reference to the table shown in FIG.
[0035]
In step S244, A / C friction torque Tf4 (= Tf41 × (Tf42 + Tf43)) is calculated.
[0036]
Returning again to FIG.
[0037]
In step S25, the friction torque Tf5 due to the AT load is estimated. Here, the AT friction torque estimation subroutine will be described with reference to FIG.
[0038]
In step S251, Tf51 is calculated from the AT oil temperature with reference to the table shown in FIG.
[0039]
In step S252, Tf52 is calculated from the AT oil pressure with reference to the table shown in FIG.
[0040]
In step S253, AT friction torque Tf5 (= Tf51 × Tf52) is calculated.
[0041]
Returning again to FIG.
[0042]
In step S26, engine friction torque Tf (= Tf1 + Tf2 + Tf3 + Tf4 + Tf5) is calculated.
[0043]
Returning again to FIG.
[0044]
In step S3, the engine speed is detected.
[0045]
In step S4, the change speed of the engine speed is calculated.
[0046]
In step S5, an engine generated torque Ti is calculated. Specifically, engine generated torque Ti is calculated based on equation (1).
[0047]
In step S6, in-cylinder A / F is calculated. Specifically, referring to FIG. 10, in-cylinder A / F is calculated from engine generated torque Ti.
[0048]
Here, FIG. 10 will be described. FIG. 10 is a diagram showing an example of the relationship between the air-fuel ratio (A / F) and the generated torque, which is obtained by a preliminary experiment. As shown in FIG. 10, when the air-fuel ratio is increased or decreased, the torque generated at that time also changes. Further, if FIG. 10 is used, the in-cylinder air-fuel ratio A / F can be calculated from the generated torque. If the difference between the air / fuel ratio A / F calculated in this way and the target air / fuel ratio is too large, a system failure is considered. If the control is performed in such a case, overcorrection may be caused, and there is a possibility of starting failure. In such a case, it is preferable to stop the present control as an abnormal time.
[0049]
In step S7, the fuel injection amount is corrected so as to approach the target A / F. Here, the fuel injection correction routine will be described with reference to FIG.
[0050]
When the in-cylinder A / F estimated in step S6 is lean (Y in step S71), the fuel injection amount is increased (step S72), and when rich (Y in step S73), the fuel injection amount is decreased. (Step S73). The specific increase / decrease amount is calculated based on FIG.
[0051]
The horizontal axis of FIG. 12A is ΔA / F (= target A / F−calculated A / F), the calculated A / F is leaner with respect to the target A / F toward the left side, and the calculated A / F toward the right side. F indicates a rich state with respect to the target A / F. In addition, the vertical axis in FIG. 12 (A) indicates the rate of increase in fuel injection. Next time, increase (+) or decrease (-) with respect to the current injection amount. Therefore, the fuel amount to be injected next time increases (+) as the calculated A / F is leaner than the target A / F, and decreases (−) as it is richer. For example, in the case of FIG. 10, since the calculation A / F is rich with respect to the target A / F, the amount of fuel to be injected next time is reduced.
[0052]
Even if the injection increase rate is excessively increased (even if the fuel amount is excessively increased), the generated torque decreases. Therefore, an upper limit should be set for the injection increase rate. Moreover, even if the injection increase rate is too small (even if the fuel amount is reduced too much), misfire occurs and engine stall occurs. Therefore, it is preferable to set a lower limit for the injection increase rate.
[0053]
In FIG. 12A, ΔA / F (= target A / F−calculated A / F) is plotted on the horizontal axis. However, as shown in FIG. 12B, the A / F ratio (= target A / F / The calculation A / F) may be plotted. Also in this case, the calculation A / F is leaner with respect to the target A / F toward the left side, and the calculation A / F is rich with respect to the target A / F toward the right side as in FIG. Show. Accordingly, the next injection increase rate is increased (+) as the calculated A / F is leaner than the target A / F, and is decreased (−) as it is richer.
[0054]
Also in this case, an upper limit value and a lower limit value of the injection increase rate may be set.
[0055]
Returning again to FIG.
[0056]
If it is determined in step S1 that the fuel injection control at the time of start is not being performed, the process proceeds to step S8, and shifts to the normal fuel injection amount control.
[0057]
The internal combustion engine starter according to the present invention performs fuel injection control as described above.
[0058]
According to this embodiment, the generated torque at the start of the internal combustion engine is estimated based on the change speed of the engine speed and the friction torque at the start of the internal combustion engine, and the air-fuel ratio is calculated based on the estimated generated torque. Thus, the air-fuel ratio can be detected even at the start-up time when the air-fuel ratio sensor is not activated. Since the fuel injection amount is increased / decreased based on the air / fuel ratio, the exhaust performance can be improved (HC concentration can be reduced) from the start.
[0059]
The friction torque is estimated based on the engine water temperature, alternator power generation, power steering hydraulic pressure, air conditioner operation state, and automatic transmission operation state, so even if the friction torque cannot be measured directly, It can be estimated well.
[0060]
Further, if the fuel injection amount is excessively increased or decreased, the performance may be deteriorated. Therefore, the upper and lower limit values should be set in advance.
[0061]
Furthermore, if the estimated difference between the estimated air-fuel ratio A / F and the target air-fuel ratio is too large, a system failure is considered. In such a case, this control is stopped as an abnormal time, so that By overcorrection, it is possible to prevent starting failure.
[0062]
Furthermore, there is a possibility that the fuel injection amount may change due to solid variations such as the injector. In this embodiment, the A / F is estimated from the change speed of the engine speed for each combustion, and the result is reflected in the next combustion. Therefore, starting performance and exhaust performance are stabilized.
[0063]
(Second Embodiment)
FIG. 13 is a view for explaining a second embodiment of the starting device for an internal combustion engine according to the present invention.
[0064]
In the present embodiment, in the fuel injection amount correction control in step S7, the injection increase rate is determined based on FIG. 13 instead of FIG. That is, a dead zone in which the injection increase rate is zero near ΔA / F = 0 is provided. This dead zone is preferably set in a range in which the HC concentration is within the allowable range even if ΔA / F is changed.
[0065]
In this case as well, in FIG. 13A, ΔA / F (= target A / F−calculated A / F) is plotted on the horizontal axis, but the A / F ratio (= target A is shown in FIG. 13B). / F / calculated A / F) may be plotted.
[0066]
According to the present embodiment, as described above, A / F is calculated (estimated) based on the calculated engine friction torque Tf from the friction torque Tf1 of the engine body estimated from the engine water temperature. Therefore, there is a possibility that an error is included. Therefore, even if the calculated A / F does not match the target A / F, even if the fuel injection amount is changed, the target (that is, the HC concentration is not minimized) may not be reached due to the influence of the error. There is also sex. In addition, since the temperature in the combustion chamber is low at the start, the vaporization rate depends on the characteristics of the fuel. Therefore, as shown in FIG. 10, the A / F may vary depending on the properties of the fuel. Therefore, by providing a dead zone as in this embodiment, even if the calculated A / F does not completely match the target A / F, if the HC concentration is within the allowable range, The fuel injection increase rate may be maintained. By doing in this way, the influence by a detection error can be excluded.
[0067]
(Third embodiment)
FIG. 14 is a flowchart for explaining a third embodiment of the starting device for an internal combustion engine according to the present invention.
[0068]
In the above-described embodiment, the fuel injection amount is obtained based on the water temperature, and the fuel injection amount is corrected as an initial value according to the operation state. In this embodiment, after obtaining the fuel injection amount from the water temperature, the fuel injection amount that reflects the correction amount of the fuel injection amount at the previous start is set as the current fuel injection amount initial value.
[0069]
That is, it will be described below along the flowchart of FIG.
[0070]
In step S101, a fuel injection amount is obtained based on the water temperature.
[0071]
In step S102, the correction amount of the fuel injection amount at the previous start is obtained. Note that the correction amount of the fuel injection amount at the previous start is, for example, a correction amount for the first (first) injection at the previous start. As shown in FIG. 15, the correction amount (correction amount 1) at this time is usually larger than the correction amount at other times, and if the correction amount 1 is used for correction, the correction amount is calculated. Although the burden is small, a great effect can be obtained, and the first (first) HC concentration decrease amount at the start of this time becomes large.
[0072]
Although the calculation amount of the correction amount increases, for example, an average correction amount of the entire control at the previous start may be used as in the correction amount 2 of FIG. By doing so, accuracy is improved. Alternatively, a weighted average of these two values (initial correction amount and average correction amount) or a weighted average of past history of parameters may be used.
[0073]
In step S103, the fuel injection amount reflecting the fuel injection amount at the previous start is set to the current fuel injection amount initial value.
[0074]
Thereafter, in step S104, control is performed according to the flowchart of the above-described embodiment.
[0075]
According to the present embodiment, since the learning control is performed by reflecting the correction amount of the fuel injection amount at the previous start and using it as the initial value of the current fuel injection, the HC concentration is changed from the first fuel injection at the current start. Can be reduced to a minimum.
[0076]
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are equivalent to the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a relationship between an air-fuel ratio (A / F) and an HC concentration.
FIG. 2 is a system configuration diagram showing an internal combustion engine starter according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the first embodiment of the internal combustion engine starter according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing an engine friction torque estimation subroutine.
FIG. 5 is a table showing friction torques Tf1, Tf2, and Tf3.
FIG. 6 is a flowchart showing an A / C friction torque estimation subroutine.
FIG. 7 is a table showing A / C friction torque Tf4.
FIG. 8 is a flowchart showing an AT friction torque estimation subroutine.
FIG. 9 is a table showing AT friction torque Tf5.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a relationship between an air-fuel ratio (A / F) and generated torque.
FIG. 11 is a flowchart showing a fuel injection correction routine.
FIG. 12 is a graph showing an increase / decrease rate of the fuel injection amount.
FIG. 13 is a diagram for explaining a second embodiment of the starting device for an internal combustion engine according to the present invention.
FIG. 14 is a flowchart for explaining a third embodiment of the internal combustion engine starter according to the present invention;
FIG. 15 is a diagram showing an outline of an initial correction amount at the time of next correction.
[Explanation of symbols]
10 engine 30 controller step S2 friction torque calculating means step S3 rotation speed detecting means step S4 rotation speed changing speed calculating means step S5 generated torque estimating means step S6 air-fuel ratio calculating means step S7 fuel injection amount increasing / decreasing means

Claims (7)

Friction torque calculating means for calculating the friction torque at the start of the internal combustion engine;
A rotational speed detection means for detecting an engine rotational speed at the start of the internal combustion engine;
A speed change speed calculating means for calculating a speed of change of the engine speed;
Generated torque estimating means for estimating generated torque at the start of the internal combustion engine based on the friction torque and the change speed of the engine speed;
Air-fuel ratio calculating means for calculating an air-fuel ratio based on the estimated generated torque;
A starter for an internal combustion engine, comprising: fuel injection increase / decrease means for increasing or decreasing the fuel injection amount at the start based on the calculated air-fuel ratio. The fuel injection increase / decrease means increases the fuel injection amount if the calculated air-fuel ratio is leaner than the target air-fuel ratio set based on the target exhaust performance at the start of the internal combustion engine, and if it is rich, the fuel injection increases 2. The starting device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the amount is reduced. The friction torque calculating means estimates the friction torque based on at least one of the engine water temperature, the power generation amount of the alternator, the power steering hydraulic pressure, the air conditioner operating state, and the automatic transmission operating state. The starter for an internal combustion engine according to claim 1. 2. The starter for an internal combustion engine according to claim 1, wherein upper and lower limits are provided for an increase / decrease amount of the fuel injection amount. 3. The internal combustion engine starter according to claim 2, wherein when the difference between the calculated air-fuel ratio and the target air-fuel ratio is equal to or greater than a predetermined value, the control of increasing or decreasing the fuel injection amount is stopped. The target air-fuel ratio is an air-fuel ratio that keeps the exhaust performance within an allowable range,
3. The internal combustion engine according to claim 2, wherein when the calculated air-fuel ratio is an air-fuel ratio within the allowable range, the fuel injection increasing / decreasing means maintains the fuel injection amount without increasing or decreasing at that time. Engine starter. 2. The starting device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the initial value of the current fuel injection amount is determined based on the fuel injection amount at the previous start.

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