JP2006183467A - Control device of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両の制御装置に関し、エンジンの停止後に再始動条件が成立した時点でエンジンを再始動させるように構成された車両の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to a vehicle control device configured to restart an engine when a restart condition is satisfied after the engine is stopped.
近年、燃費低減およびCO2排出量抑制等のため、アイドル時等にエンジンを自動的に一旦停止させ、その後に発進操作等の再始動条件が成立した時点でエンジンを自動的に再始動させるようにした自動停止制御、いわゆるアイドルストップ制御の技術が開発されている。このアイドルストップ制御時における再始動は、車両の発進操作等に応じてエンジンを即座に始動させる迅速性が要求されるが、従来から一般的に行われているように、スタータモータによりエンジンの出力軸を駆動するクランキングを経てエンジンを再始動させる方法によると、始動完了までにかなりの時間を要するという問題がある。 In recent years, to reduce fuel consumption and reduce CO 2 emissions, the engine is automatically stopped temporarily when idling, and then the engine is automatically restarted when restart conditions such as start operation are established. Automatic stop control, so-called idle stop control technology has been developed. The restart at the time of the idle stop control requires a quickness to immediately start the engine in accordance with the start operation of the vehicle or the like, but the engine output by the starter motor is generally performed conventionally. According to the method of restarting the engine through cranking that drives the shaft, there is a problem that it takes a considerable time to complete the start-up.
そこで、アイドルストップ制御の再始動に好適な始動制御装置として、燃料噴射弁の燃料噴射により混合気を形成する火花点火式エンジンの運転中に、このエンジンの運転状態が自動停止条件を満足した場合にエンジンを停止し、自動始動条件を満足した場合にエンジンを自動始動するエンジンの自動停止始動制御装置において、エンジンの自動停止直前に、エンジンが自動停止状態となった場合に圧縮行程にて吸気弁と排気弁とが共に閉じた状態となると推定される気筒の燃焼室内に燃料を噴射することにより、エンジンの自動停止状態で当該気筒の燃焼室内を火花点火可能な混合気状態とするようにしたものが知られている(例えば特許文献1参照)。
ところで、前記自動停止制御を開始した後、エンジンが停止する前に加速要求(このようなエンジンが停止する前の加速要求をこの明細書では「再加速要求」という)が生じる場合がある。そのような場合に、従来は、エンジンの出力軸を定トルクで駆動するスタータモータでエンジンの駆動アシストを行っているに過ぎなかった。しかし、モータでエンジンの駆動をアシストするためのトルク(この明細書において「モータアシスト量」という)は、再加速要求の発生した各気筒の位相によって大きく変化する。そのため、再加速要求があった際に一律にスタータモータでエンジンをアシストした場合には、再加速要求のタイミングによっては、モータアシスト量に過不足が生じ、スタータモータの電力が無駄になったり、或いは、必要なトルクが得られず、始動時間が長くなって、運転者に違和感や不快感を与えるといった不具合が生じていた。 By the way, after the automatic stop control is started, there is a case where an acceleration request (such an acceleration request before the engine stops) is referred to as “re-acceleration request” in this specification before the engine stops. In such a case, conventionally, only a drive assist of the engine is performed by a starter motor that drives the output shaft of the engine with a constant torque. However, the torque for assisting the drive of the engine with the motor (referred to as “motor assist amount” in this specification) varies greatly depending on the phase of each cylinder for which the reacceleration request is generated. Therefore, when the engine is uniformly assisted by the starter motor when there is a reacceleration request, depending on the timing of the reacceleration request, the motor assist amount may be excessive or insufficient, and the starter motor power is wasted. Or, the necessary torque could not be obtained, the start-up time was prolonged, and there was a problem that the driver felt uncomfortable or uncomfortable.
本発明は上述した不具合に鑑みてなされたものであり、再加速要求が生じた場合に迅速にエンジンを加速することのできる車両の制御装置を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device that can quickly accelerate an engine when a reacceleration request is generated.
課題を解決するために本発明は、火花点火式エンジンの吸気ポートに対して燃料を噴射する燃料噴射手段と、吸気ポートに噴射された燃料により生成された気筒内の混合気に点火する点火手段と、エンジンの出力軸を駆動する駆動モータと、エンジンのクランク角度を検出するクランク角度検出手段と、運転者のアクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、前記クランク角度検出手段およびアクセル操作検出手段の検出に基づいて、前記エンジンの自動停止条件が成立していると判定された場合には、エンジンを自動停止し、自動始動条件を満足した場合にエンジンを自動始動するように、前記燃料噴射手段、点火手段、並びに前記駆動モータを制御する制御手段とを備え、自動停止制御を開始することによって停止時に膨張行程で停止する気筒を停止時膨張行程気筒として推定し、この停止時膨張行程気筒に再始動用燃料を噴射する一方、自動停止したエンジンの再始動時に前記停止時膨張行程気筒を点火する車両の制御装置であって、エンジンの自動停止制御を開始してからエンジンが停止するまでに生じた運転者の再加速要求を検出する再加速要求検出手段を設け、前記制御手段は、前記再加速要求の検出時に検出されたエンジンのクランク角度に基づいて当該エンジンに必要充分なモータアシスト量を決定し、決定されたモータアシスト量に応じたトルクでエンジンの出力軸を駆動するように前記駆動モータを制御するものであることを特徴とする車両の制御装置である。この態様では、車両が走行を開始してから自動停止条件が成立した場合には、当該自動停止制御を開始した後エンジン停止の直前に、当該エンジン停止時に膨張行程となる停止時膨張行程気筒の吸気ポートに対して再始動用燃料が噴射される。さらに、エンジンの自動停止制御を開始してからエンジンが停止するまでに生じた運転者の再加速要求を検出する再加速要求検出手段を設け、前記再加速要求の検出時にエンジンのクランク角度を検出し、検出されたエンジンのクランク角度に応じて当該エンジンに必要充分なモータアシスト量を決定し、決定されたモータアシスト量に応じたトルクでエンジンの出力軸を駆動するように前記駆動モータを選択的に制御するように構成されているので、停止時膨張行程気筒を必要充分なトルクで速やかに圧縮上死点に移動させることが可能になる。次いで、停止時膨張行程気筒に生成された混合気に点火することにより、この停止時膨張行程気筒に生成された混合気を燃焼させて膨張行程に移行させることができるので、それ以降は速やかに再加速運転を行うことができる。しかも本発明では、再加速要求時に検出されたエンジンのクランク角度に必要充分なモータアシスト量に基づいて、エンジンをアシストするので、電力の消費量を最適化することが可能になる。 In order to solve the problems, the present invention provides a fuel injection means for injecting fuel into an intake port of a spark ignition engine, and an ignition means for igniting an air-fuel mixture in a cylinder generated by the fuel injected into the intake port. A drive motor that drives the output shaft of the engine, crank angle detection means that detects the crank angle of the engine, accelerator operation detection means that detects the accelerator operation of the driver, and the crank angle detection means and accelerator operation detection means If it is determined that the engine automatic stop condition is satisfied based on the detection of the engine, the engine is automatically stopped, and the engine is automatically started when the automatic start condition is satisfied. Means, an ignition means, and a control means for controlling the drive motor. This is a vehicle control device that estimates a cylinder to be expanded as a stop expansion stroke cylinder and injects restart fuel into the stop expansion stroke cylinder while igniting the stop expansion stroke cylinder when the automatically stopped engine is restarted. A re-acceleration request detecting means for detecting a re-acceleration request of a driver that has occurred between the start of the automatic engine stop control and the stop of the engine, and the control means is configured to detect the re-acceleration request. A motor assist amount necessary and sufficient for the engine is determined based on the detected crank angle of the engine, and the drive motor is controlled to drive the output shaft of the engine with a torque corresponding to the determined motor assist amount. This is a vehicle control device. In this aspect, when the automatic stop condition is satisfied after the vehicle starts running, the stop expansion stroke cylinder that becomes the expansion stroke when the engine is stopped immediately after the automatic stop control is started and immediately before the engine is stopped. Restart fuel is injected into the intake port. Furthermore, a re-acceleration request detection means is provided for detecting a re-acceleration request issued by the driver between the start of the automatic engine stop control and the stop of the engine, and the engine crank angle is detected when the re-acceleration request is detected. Then, a motor assist amount necessary and sufficient for the engine is determined according to the detected crank angle of the engine, and the drive motor is selected to drive the engine output shaft with a torque corresponding to the determined motor assist amount. Therefore, the expansion stroke cylinder at the time of stop can be quickly moved to the compression top dead center with a necessary and sufficient torque. Next, by igniting the air-fuel mixture generated in the expansion stroke cylinder at the time of stop, the air-fuel mixture generated in the expansion stroke cylinder at the time of stop can be burned and shifted to the expansion stroke. Re-acceleration operation can be performed. In addition, in the present invention, the engine is assisted based on the motor assist amount necessary and sufficient for the crank angle of the engine detected at the time of re-acceleration request, so that the power consumption can be optimized.
好ましい態様において、前記制御手段は、前記停止時膨張行程気筒が再始動用燃料噴射時から排気行程前半以前の領域にある時に再加速要求を検出した場合には、前記停止時膨張行程気筒が排気行程前半を越えて吸気行程前半の領域にある時に再加速要求を検出した場合よりもモータアシスト量を小さくするものである。この態様では、前記停止時膨張行程気筒が再始動用燃料噴射時から排気行程前半以前の領域にある時には、排気行程前半を越えて吸気行程前半にある時よりも小さなモータアシスト量でエンジンを再加速することができるので、前記停止時膨張行程気筒が排気行程前半を越えて吸気行程前半にある時に再加速要求を検出した場合よりもモータアシスト量を小さくしている。これにより、電力消費量も小さくなる。 In a preferred aspect, when the stop expansion stroke cylinder detects a reacceleration request when the stop expansion stroke cylinder is in a region before the first half of the exhaust stroke from the time of fuel injection for restart, the control expansion means exhausts the stop expansion stroke cylinder. The motor assist amount is made smaller than when a re-acceleration request is detected when the vehicle is in the first half of the intake stroke beyond the first half of the stroke. In this aspect, when the stop-time expansion stroke cylinder is in the region before the first half of the exhaust stroke from the time of fuel injection for restart, the engine is restarted with a smaller motor assist amount than when the first half of the exhaust stroke is exceeded and the first half of the intake stroke. Since the acceleration can be accelerated, the motor assist amount is made smaller than that when the re-acceleration request is detected when the stop-time expansion stroke cylinder is in the first half of the intake stroke beyond the first half of the exhaust stroke. Thereby, the power consumption is also reduced.
好ましい態様において、前記制御手段は、前記停止時膨張行程気筒が排気行程前半を越えて吸気行程前半の領域にある時に再加速要求を検出した場合に、エンジン回転数が予め設定された設定回転数に満たない場合には前記設定回転数以上のときよりもモータアシスト量を小さくするものである。この態様では、再加速要求が検出された時の停止時膨張行程気筒が同じ位相であっても、エンジン回転数がある値に満たない場合には、必要なモータアシスト量が小さく変動することに鑑み、実験等によって設定回転数を決定し、この設定回転数に満たない状態では、制御手段によって演算されるモータアシスト量を小さくすることによって、モータの消費電力を節約できるようにしている。 In a preferred aspect, the control means detects a re-acceleration request when the stop-time expansion stroke cylinder is in the region of the first half of the intake stroke beyond the first half of the exhaust stroke. If it is less than the above, the motor assist amount is made smaller than when the rotational speed is equal to or higher than the set rotational speed. In this aspect, even if the stop expansion stroke cylinder when the reacceleration request is detected has the same phase, if the engine speed is less than a certain value, the required motor assist amount varies slightly. In view of this, the set rotational speed is determined by experiment or the like, and in a state where the rotational speed is less than the set rotational speed, the motor assist amount calculated by the control means is reduced to save the power consumption of the motor.
好ましい態様において、前記制御手段は、前記停止時膨張行程気筒が最終上死点を越えた時に再加速要求を検出した場合には、前記最終上死点に満たない時よりもモータアシスト量を大きく設定するものである。この態様では、前記停止時膨張行程気筒が最終上死点を越えた時に再加速要求を検出した場合には、必要なモータアシスト量が大きくなることに鑑み、この領域で再加速要求が検出された場合には、それ以外の領域よりもモータアシスト量を大きく設定し、充分なトルクでエンジンを始動アシストできるようにしている。 In a preferred aspect, when the re-acceleration request is detected when the stop expansion stroke cylinder exceeds the final top dead center, the control means increases the motor assist amount more than when the final top dead center is not reached. It is to set. In this aspect, when the re-acceleration request is detected when the expansion stroke cylinder at the stop time exceeds the final top dead center, the re-acceleration request is detected in this region in view of the fact that the necessary motor assist amount increases. In such a case, the motor assist amount is set larger than that in other regions so that the engine can be started with sufficient torque.
好ましい態様において、前記駆動モータは、エンジンの始動時に当該エンジンの出力軸を駆動する第1のモータと、エンジンの再始動時に当該エンジンの出力軸を駆動する第2の駆動モータとを含んでいる。この態様では、種類の異なる複数のモータの特性に応じて、運転状態に応じたモータアシスト制御を実現することができる。 In a preferred aspect, the drive motor includes a first motor that drives the output shaft of the engine when the engine is started, and a second drive motor that drives the output shaft of the engine when the engine is restarted. . In this aspect, motor assist control according to the driving state can be realized according to the characteristics of a plurality of different types of motors.
好ましい態様において、前記第2の駆動モータは、第1の駆動モータとは別のバッテリから給電されるものであり、第2の駆動モータのバッテリ容量を検出して制御手段に入力するバッテリ容量検出手段を設け、前記制御手段は、検出されたバッテリ容量から第2の駆動モータの最大トルクを演算し、この最大トルクがモータアシスト量に満たない場合には、第2の駆動モータを最大トルクで駆動するとともに、第1の駆動モータを駆動してモータアシスト量の不足分を補うものである。この態様では、必要なモータアシスト量が第2の駆動モータの最大トルクを越えている場合に、第2の駆動モータのバッテリ上がりを防止するとともに、必要なモータアシスト量を確保することが可能になる。 In a preferred aspect, the second drive motor is supplied with power from a battery different from the first drive motor, and detects the battery capacity of the second drive motor and inputs it to the control means. Means for calculating the maximum torque of the second drive motor from the detected battery capacity, and if this maximum torque is less than the motor assist amount, the control means controls the second drive motor at the maximum torque. In addition to driving, the first drive motor is driven to compensate for the shortage of the motor assist amount. In this aspect, when the necessary motor assist amount exceeds the maximum torque of the second drive motor, it is possible to prevent the battery of the second drive motor from running out and to secure the necessary motor assist amount. Become.
以上説明したように、本発明によれば、再加速要求の検出時にエンジンのクランク角度を検出し、検出されたエンジンのクランク角度に応じて当該エンジンに必要充分なモータアシスト量を決定し、決定されたモータアシスト量に応じたトルクでエンジンの出力軸を駆動するように前記駆動モータを制御するように構成されているので、必要なモータアシスト量を確保できる他、モータアシストによる消費電力を最適化することができるという顕著な効果を奏する。 As described above, according to the present invention, the engine crank angle is detected when the re-acceleration request is detected, and the motor assist amount necessary and sufficient for the engine is determined according to the detected engine crank angle. Since the drive motor is controlled to drive the output shaft of the engine with a torque according to the motor assist amount, the necessary motor assist amount can be secured and the power consumption by the motor assist is optimized. It has a remarkable effect that
図1および図2は本発明の実施形態によるエンジン1の概略構成を示している。これらの図において、エンジン1には、複数の気筒2が設けられている。各気筒2には、ピストン3が嵌挿されることにより、その上方に燃焼室4が形成されている。ピストン3は、図外のコンロッドを介してクランクシャフト5に連結されている。
1 and 2 show a schematic configuration of an
気筒2の燃焼室4には、その頂部に点火プラグ13が装備されるとともに、吸気ポート6および排気ポート7が開口し、この吸気ポート6には、燃料噴射弁8が設けられている。この燃料噴射弁8は、図外のニードル弁およびソレノイドを内蔵し、パルス信号が入力されることにより、このパルス入力時にパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を吸気ポート6に噴射するように構成されている。
The
吸気ポート6には吸気弁6aが、排気ポート7には排気弁7bがそれぞれ装備されている。これらの吸気弁6aおよび排気弁7aは、カムシャフト等を有する動弁機構により駆動されるようになっている。そして、各気筒2が所定の位相差をもって燃焼サイクルを行うように、各気筒2の吸気弁6aおよび排気弁7aの開閉タイミングが設定されている。
The
吸気ポート6および排気ポート7には、吸気通路9および排気通路10が接続されている。この吸気通路9には、ロータリバルブからなるスロットル弁12が配設されている。このスロットル弁12はアクチュエータ12aにより駆動されるようになっている。また、エンジン1のクランクシャフト5に対し、その回転角を検出するクランク角センサ14が設けられている。
An
図2に示すように、クランクシャフト5には、その一端部にエンジン1の回転を変速して車輪15に伝達するトランスミッション16が配設されるとともに、他端部にエンジン1の再始動装置が配設されている。この再始動装置は、車両に搭載されたバッテリ18からインバータ19を介して供給された電力により回転駆動される再始動モータ20と、この再始動モータ20の駆動力をクランクシャフト5に伝達するチェーンまたはベルトを有する動力伝達機構21とを有している。さらに、トランスミッション16には、前記バッテリ18とは別の給電システムによって給電されるスタータモータ25がギヤ機構26を介して連結されており、冷間始動の際には、このスタータモータ25で駆動されるようになっている。図示の実施形態では、再始動モータ20、スタータモータ25が駆動モータを構成しているとともに、このスタータモータ25が第1の駆動モータの具体例であり、前記再始動モータ20が第2の駆動モータの具体例となっている。一般に、スタータモータ25には、トルクを変更することのできないモータが採用されている。そのため、後述するモータアシスト制御では、トルクを変更可能な再始動モータ20が優先的に使用されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
そして、エンジン1の再始動時に下記ECU(エンジンコントロールユニット)30から出力される制御信号に応じ、再始動モータ20が作動状態となってクランクシャフト5を回転駆動するように構成されている。また、再始動モータ20には、その回転角を検出する回転角センサ22が設けられている。
Then, when the
図3は本発明の実施形態による制御装置のブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram of a control device according to an embodiment of the present invention.
図3を参照して、ECU30は、CPU、メモリ、入出力装置等によって構成されるユニットである。このECU30には、アクセルペダルの踏込状態を検出するアクセルセンサ32と、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ33と、運転者によるイグニションキーの操作に応じてON/OFF操作されるイグニションスイッチ34と、ブレーキペダルの踏込状態を検出するブレーキスイッチ35と、バッテリ18の電圧に応じてバッテリ残量を検出するバッテリ残量センサ36とからそれぞれ出力される各検出信号が入力されるようになっている。
Referring to FIG. 3,
また、ECU30には、エンジン回転数Nおよびクランク角度CAを検出するクランク角センサ14と、再始動モータ20の回転角を検出する回転角センサ22と、エンジン1の冷却水温度または潤滑油温度等に基づいてエンジン1の気筒内温度を検出するエンジン温度センサ37と、吸気温度を検出する吸気温センサ38と、吸気量を検出するエアフローセンサ39と、吸気管内の負圧を検出する吸気管負圧センサ40とからそれぞれ出力される検出信号が入力されるようになっている。
Further, the
また、ECU30には、制御要素として、スロットル弁12のアクチュエータ12a、燃料噴射手段としての燃料噴射弁8、点火手段としての点火プラグ13、インバータ19、並びにスタータモータ25が接続されており、通常の運転時にこれらの制御要素を制御するとともに、自動停止条件の成立を判定し、自動停止条件が成立した場合には、エンジン1が自動停止するように、前記入力要素からの入力に基づき、制御要素を制御する制御手段を機能的に構成している。
The
図4は、エンジン1の自動停止制御時におけるタイムチャートであり、図5はエンジン回転数の変化状態を示すタイムチャートである。
FIG. 4 is a time chart during the automatic stop control of the
図4および図5を参照して、このECU30による自動停止制御では、ECU30は、シフトポジションセンサ33、ブレーキスイッチ35およびバッテリ残量センサ36等の出力信号に応じてエンジン1の自動停止条件が成立したか否かを判別し、この自動停止条件が成立したことが確認されたタイミングで、エンジン回転数Nを通常のアイドル回転数よりも高い値に設定して安定させるステップを最初に実行する。例えば、通常のアイドル回転数が650rpm(自動変速機がドライブレンジ)に設定されたエンジンでは、上記値を、810rpm程度(自動変速機はニュートラルレンジ)に設定する。
Referring to FIGS. 4 and 5, in the automatic stop control by
次に、エンジン回転数Nが安定したタイミングで、運転用の燃料噴射を停止させ(以下、「運転用燃料カット」という)、このタイミングからエンジン回転数Nを予め行った実験等に基づいて設定された基準回転数R(例えば260rpm)に低下させるように設定されている。この制御のために、ECU30のメモリには、実験等に基づいて設定された基準回転数Rが記憶されており、エンジン回転数Nがこの基準回転数Rと等しくなった時に膨張行程にある気筒2を停止時膨張行程気筒(図示の例では、第1気筒(#1))として特定する。例えば、第1気筒〜第4気筒(#1〜#4)を有し、第1気筒(#1)、第3気筒(#3)、第4気筒(#4)および第2気筒(#2)の順に燃焼が行われるように構成された4気筒4サイクルエンジンにおいて、回転数Nが500rpmとなった後にエンジン1が約2回転して停止することが実験により確認されているとする。この場合には、基準回転数Rとして500rpmを設定し、この回転数となった時点t0に膨張行程にある気筒を停止時膨張行程気筒として特定する。そして、図示の例において、ECU30は、停止時膨張行程気筒のクランク角度CAが圧縮上死点TDC前の540°(ATD−540deg)となった時点t1の後に、この停止時膨張行程気筒の吸気ポートに対する燃料噴射を行うとともに、クランク角度CAが360°(ATD−360deg)となった時点t2の後に、停止時に圧縮行程となる気筒(以下、停止時圧縮行程気筒という)の吸気ポート6に対する燃料(以下、「再始動燃料」という)を噴射する。この再始動燃料は、エンジン停止後にエンジン1の再始動要求があった場合に燃焼されることにより、エンジン1の再始動に寄与するためのものである。
Next, the fuel injection for driving is stopped at the timing when the engine speed N is stabilized (hereinafter referred to as “driving fuel for driving”), and the engine speed N is set based on an experiment conducted in advance from this timing. The reference rotational speed R (for example, 260 rpm) is set to be lowered. For this control, the memory of the
なお、エンジン回転数Nが予め行った実験等に基づいて設定された基準回転数Rとなった時点t0で膨張行程にある気筒を判別することにより、エンジン1の停止時に膨張行程となる気筒を特定するようにした構成に代え、エンジン回転数Nが所定値になった時点におけるクランクシャフト5の回転数から回転エネルギーAを算出し、この回転エネルギーAと、各気筒の1行程の間(クランクシャフト5が180°回転する間)に失われる損失エネルギーBとに基づき、時点t0からエンジン1が停止するまでの回転量を演算により求めるようにしてもよい。損失エネルギーBは、エンジン1のポンピングロスと、回転部の機械抵抗と、各気筒の圧縮漏れによるロストとを加算することにより求められる。
Note that the cylinder that is in the expansion stroke when the
再始動燃料の噴射量は、バッテリ残量センサ36により検出されたバッテリ残量に応じて調節され、このバッテリ残量が少ない場合には、多い場合に比べて燃料の噴射量が小さな値に設定される。
The restart fuel injection amount is adjusted according to the battery remaining amount detected by the battery remaining
さらにECU30は、エンジン1の自動停止状態で各センサの出力信号に応じて再始動条件が成立したか否かを判定し、再始動条件が成立したことが確認された場合に、再始動モータ20を作動させるとともに、エンジン1の停止直前に気筒に燃料が噴射されることにより生成された混合気に点火し、かつエンジン1の再始動時に吸気行程および排気行程にある気筒にそれぞれ燃料を順次噴射して所定のタイミングで点火することにより、エンジン1を自動的に再始動させるように構成されている。
Further, the
また、エンジン1の再始動制御を実行する際には、エンジン1の停止時点t3から再始動時点t4までの停止継続時間が測定され、この停止継続時間に基づいて再始動モータ20の駆動トルクが調節されるように構成されている。すなわち、ECU30内に設けられたタイマーによりエンジン1が自動停止状態となった後に再始動条件が成立するまでの時間が停止継続時間として計測され、この停止継続時間が長い場合には、短い場合に比べて再始動モータ20の駆動トルクが小さな値に設定されるようになっている。
Further, when the restart control of the
さらに、エンジン1の自動停止中にイグニションスイッチ34が運転者によりOFF操作されたことが検出された場合には、所定のタイミングで、再始動燃料が噴射されることにより生成された混合気に点火する制御が実行されるように構成されている。
Further, when it is detected that the
他方、本実施形態においては、エンジン1の自動停止制御途中においても、エンジンの再加速要求があった場合には、後述する制御フローに示す条件で再始動モータ20とスタータモータ25とを選択的に運転するように構成されている。エンジンの再加速要求は、例えば自動停止制御後に運転者がアクセルペダルを踏み込んだことを検出することにより、検知することが可能である。
On the other hand, in the present embodiment, when there is a request for re-acceleration of the
図6は、駆動モータを駆動するためのモータアシスト量を示すタイミングチャートである。 FIG. 6 is a timing chart showing a motor assist amount for driving the drive motor.
同図を参照して、ECU30のメモリには、自動停止制御開始後停止前に運転者の再加速要求があった場合のモータアシスト量Taの特性が入力されている。この再加速のために、必要とされるモータアシスト量Taは、再加速要求時のエンジンのクランク角度に応じて変化することが、発明者の鋭意研究の結果、わかっており、この実施形態では、予め実験等によって、位相毎にモータアシスト量Taを定めておき、これに基づく制御マップをECU30のメモリに記憶している。
Referring to the figure, the characteristic of motor assist amount Ta when the driver requests re-acceleration after the automatic stop control starts and before the stop is input to the memory of
図6の例では、自動停止制御を開始してから、第1気筒(#1)が停止時膨張行程気筒となる例を示しており、この停止時膨張行程気筒の位相に応じて、モータアシスト量Taが設定されている。 The example of FIG. 6 shows an example in which the first cylinder (# 1) becomes the stop expansion stroke cylinder after the automatic stop control is started, and motor assist is performed according to the phase of the stop expansion stroke cylinder. The amount Ta is set.
図示の例において、第1気筒(#1)が再始動用燃料噴射時から排気行程前半以前の領域D1にある時に再加速要求を検出した場合には、前記第1気筒(#1)が排気行程前半を越えて吸気行程前半の領域D2にある時に再加速要求を検出した場合よりもモータアシスト量Taが小さくなるように設定されている。 In the illustrated example, when the re-acceleration request is detected when the first cylinder (# 1) is in the region D1 before the first half of the exhaust stroke from the time of fuel injection for restart, the first cylinder (# 1) is exhausted. The motor assist amount Ta is set to be smaller than when the re-acceleration request is detected when it is in the region D2 in the first half of the intake stroke beyond the first half of the stroke.
前記領域D1にある時には、領域D2にある時よりも小さなモータアシスト量でエンジンを再加速することができるので、第1気筒(#1)が領域D1にあるときに再加速要求があった場合には、領域D2にある時に再加速要求を検出した場合よりもモータアシスト量を小さくし、電力消費量も小さくなる。 When in the region D1, the engine can be re-accelerated with a smaller motor assist amount than when in the region D2, so there is a request for re-acceleration when the first cylinder (# 1) is in the region D1. In this case, the motor assist amount is made smaller and the power consumption is also made smaller than when the re-acceleration request is detected when in the region D2.
また、本実施形態では、第1気筒(#1)が排気行程前半を越えて吸気行程前半の領域D2にある時に再加速要求を検出した場合に、エンジン回転数Nが予め設定された設定回転数に満たない場合には前記設定回転数以上のときよりもモータアシスト量を小さくするように設定されている。すなわち、前記領域D2に第1気筒(#1)があるときにエンジン回転数がある値に満たない場合には、必要なモータアシスト量が小さく変動することに鑑み、実験等によって設定回転数を決定し、この設定回転数に満たない状態では、ECU30によって演算されるモータアシスト量Taを小さくすることによって、モータの消費電力を節約できるようにしている。
Further, in the present embodiment, when the re-acceleration request is detected when the first cylinder (# 1) is in the region D2 in the first half of the intake stroke beyond the first half of the exhaust stroke, the engine speed N is set at a preset rotation. When the number is less than the number, the motor assist amount is set to be smaller than when the rotational speed is equal to or higher than the set rotational speed. That is, when the engine speed is less than a certain value when the first cylinder (# 1) is present in the region D2, the set engine speed is determined by experiment or the like in view of the fact that the required motor assist amount fluctuates small. In a state where the determined rotational speed is not satisfied, the motor assist amount Ta calculated by the
また、本実施形態では、前記第1気筒(#1)が最終上死点(クランク角度CA=0°)を越えた時に再加速要求を検出した場合には、前記最終上死点に満たない時よりもモータアシスト量Taを大きく設定している。すなわち、前記第1気筒(#1)が最終上死点を越えた時に再加速要求を検出した場合には、必要なモータアシスト量が大きくなることに鑑み、この領域で再加速要求が検出された場合には、それ以外の領域よりもモータアシスト量を大きく設定し、充分なトルクでエンジンを始動アシストできるようにしている。 In the present embodiment, when the re-acceleration request is detected when the first cylinder (# 1) exceeds the final top dead center (crank angle CA = 0 °), the final top dead center is not reached. The motor assist amount Ta is set larger than the time. That is, when the re-acceleration request is detected when the first cylinder (# 1) exceeds the final top dead center, the re-acceleration request is detected in this region in view of the fact that the required motor assist amount increases. In such a case, the motor assist amount is set larger than that in other regions so that the engine can be started with sufficient torque.
ところで、モータアシスト量Taに基づいて、再始動モータ20、スタータモータ25を選択的に制御するに当たり、ECU30は、バッテリ残量センサ36により検出されたバッテリ残量に基づいて、再始動モータ20の最大トルクTmaxを演算するように構成されている。そして、仮に演算されたモータアシスト量Taが最大トルクTmaxを上回った場合には、その不足分を補うために、スタータモータ25を駆動して、両モータ20、25によるモータアシストを実現するようになっている。
By the way, in selectively controlling the
次に、図7を参照しながら、本実施形態における自動停止制御について説明する。 Next, automatic stop control in the present embodiment will be described with reference to FIG.
図7は本実施形態における自動停止制御のフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart of automatic stop control in the present embodiment.
図7を参照して、本実施形態においては、まず、ECU30が入力要素であるセンサ、スイッチ類から出力された検出信号を読取り(ステップS1)、エンジン1の自動停止条件が成立しているか否かを判定する(ステップS2)。具体的には、所定のエンジン回転数が検出されている状態で、ブレーキスイッチ35のON状態が所定時間に亘り継続し、かつバッテリ残量が予め設定された第1基準値以上であることが確認された場合には、エンジン1の自動停止条件が成立したと判定され、上記要件の一つでも満足されていない場合には、上記自動停止条件が成立していないと判定されるようになっている。
Referring to FIG. 7, in the present embodiment, first,
エンジン1の自動停止条件が不成立の場合、ECU30は、エンジン回転数と吸気量とに応じた通常の燃料噴射制御および点火制御を実行する(ステップS3)。
When the automatic stop condition of the
他方、エンジン1の自動停止条件が成立した場合、ECU30は、エンジン1を自動停止させるために、燃料噴射弁8からの運転用燃料カットを実行するとともに、点火プラグ13による混合気の点火を停止する(ステップS4)。
On the other hand, when the automatic stop condition of the
次いで、ECU30は、各気筒が停止する位置をクランク角センサ14から演算する(ステップS5)。その後は、再加速要求の有無を判別し(ステップS6)、再加速要求があれば詳しくは後述する再加速要求制御サブルーチン(ステップS20)に移行し、再加速要求がなければ、停止時膨張行程気筒(第1気筒(#1))が基準回転数Rを経過した後、膨張行程前半を迎えたタイミングで燃料を噴射する(ステップS7。図4〜図6のF1参照)。
Next, the
その後、再加速要求の有無を判別し(ステップS8)、再加速要求があればステップS20の再加速要求制御サブルーチンに移行し、再加速要求がなければ、停止時圧縮行程気筒(第3気筒(#3))が排気行程前半を迎えたタイミングで燃料を噴射する(ステップS9。図4、図5のF2参照)。 Thereafter, it is determined whether or not there is a reacceleration request (step S8), and if there is a reacceleration request, the process proceeds to a reacceleration request control subroutine in step S20, and if there is no reacceleration request, the stop compression stroke cylinder (third cylinder ( In step # 9), fuel is injected at the timing when the first half of the exhaust stroke is reached (step S9; see F2 in FIGS. 4 and 5).
その後も再加速要求の有無を判別し(ステップS10)、再加速要求があればステップS20の再加速要求制御サブルーチンに移行し、再加速要求がなければ、エンジンの停止制御サブルーチン(ステップS30)を経て処理を終了する。 Thereafter, it is determined whether there is a reacceleration request (step S10). If there is a reacceleration request, the process proceeds to a reacceleration request control subroutine in step S20. If there is no reacceleration request, the engine stop control subroutine (step S30) is executed. Then, the process ends.
次に、エンジンの再加速要求制御サブルーチン(ステップS20)について説明する。図8はエンジンの再加速要求制御サブルーチンのフローチャートである。 Next, the engine re-acceleration request control subroutine (step S20) will be described. FIG. 8 is a flowchart of an engine reacceleration request control subroutine.
図8を参照して、エンジンの再加速要求があると、ECU30は、再加速要求時のクランク角度CAを検出し(ステップS201)、図6のタイミングチャートに基づく制御マップから、モータアシスト量Taを決定する(ステップS202)。そして、このモータアシスト量Taに基づき、まず、再始動モータ20が駆動される(ステップS203)。スタータモータ25が定トルクでエンジン1のクランクシャフト5を駆動するものであるのに対し、再始動モータ20は、可変トルクでクランクシャフト5を駆動することができるので、モータアシスト量Taが比較的小さい場合、バッテリ18の消費電力を可及的に節約してエンジン1をアシスト制御することが可能になる。
Referring to FIG. 8, when there is an engine reacceleration request,
次に、ECU30は、バッテリ残量センサ36により検出されたバッテリ残量に基づいて、再始動モータ20の最大トルクTmaxを演算する(ステップS204)。次いで、演算された最大トルクTmaxとモータアシスト量Taとを比較し、モータアシスト量Taが再始動モータ20の最大トルクTmaxを越えていないかどうか判定する(ステップS205)。仮にモータアシスト量Taが最大トルクTmaxを越えていた場合、その不足分を補うために、ECU30は、スタータモータ25を駆動する(ステップS206)。これにより、大きなモータアシスト量Taが必要な場合でも、両モータ20、25を用いて、過不足のないモータアシスト量Taを得ることが可能になる。
Next, the
スタータモータ25が駆動された後、または、ステップS205でモータアシスト量Taが再始動モータ20の最大トルクTmax以下であると判定された場合、ECU30は、再始動燃料が停止時膨張行程気筒(第1気筒(#1))の吸気ポート6に噴射されているか否かを判定し(ステップS207)、再始動燃料が停止時膨張行程気筒の吸気ポート6に噴射されていない場合、ECU30は、その後に排気行程後半を迎えた気筒と、吸気行程前半を迎えた気筒に燃料を噴射する(ステップS208)。その後、これらの気筒が圧縮上死点を迎えた時点で点火し(ステップS209、210)、ステップS214に移行する。
After the
他方、ステップS207において、噴射されている場合には、停止時膨張行程気筒(第1気筒(#1))が圧縮上死点を迎えた時点で点火する(ステップS211)。次に、ECU30は、停止時圧縮行程気筒に燃料が噴射されているか否かを判別し(ステップS212)、燃料が噴射されていない場合には、そのままステップS214に移行する一方、仮に燃料が噴射されている場合には、停止時圧縮行程気筒が圧縮上死点を迎えた時点で点火する(ステップS213)。
On the other hand, if injection is performed in step S207, ignition is performed when the expansion stroke cylinder at the time of stop (first cylinder (# 1)) reaches compression top dead center (step S211). Next, the
ステップS214では、エンジン回転数Nが所定のアシスト終了回転数Nstd(例えば500rpm)に達したか否かが判別され、このアシスト終了回転数Nstd以上の回転数が検出された場合には、再始動モータ20を停止して(ステップS215)、再加速制御を終了する。
In step S214, it is determined whether or not the engine speed N has reached a predetermined assist end speed Nstd (for example, 500 rpm). If a speed equal to or greater than the assist end speed Nstd is detected, restart is performed. The
図9は図7におけるエンジン停止制御サブルーチン(ステップS30)のフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart of the engine stop control subroutine (step S30) in FIG.
図9を参照して、エンジン停止制御サブルーチンでは、後述するモータアシスト制御を実行するとともに(ステップS300)、エンジン回転数Nが0になったか否かを判定し(ステップS301)、YESと判定されてエンジンが自動停止状態となったことが確認された時点t3(図4参照)で、上記停止継続時間Tの計測を開始する(ステップS302)。次いで、エンジン回転数Nが0であることが検出された場合には、運転者によるイグニションスイッチ34のOFF操作が行われたか否かを判定する(ステップS303)。 Referring to FIG. 9, in the engine stop control subroutine, motor assist control to be described later is executed (step S300), it is determined whether engine speed N has become 0 (step S301), and YES is determined. Then, at the time t3 (see FIG. 4) when it is confirmed that the engine is in the automatic stop state, measurement of the stop duration T is started (step S302). Next, when it is detected that the engine speed N is 0, it is determined whether or not the driver has performed an OFF operation of the ignition switch 34 (step S303).
このステップS303でNOと判定され、イグニションスイッチ34のOFF操作が行われていないことが確認された場合には、再始動モータ20の駆動トルクをテーブルから読み出す等により設定する(ステップS304)。上記停止継続時間Tの計測値に対応した駆動トルクを設定するためのテーブルは、停止継続時間Tに基づいて設定され、この停止継続時間Tが長い場合には、短い場合に比べて駆動トルクが小さな値に設定されている。また、上記再始動条件の成立時点t4(図4参照)で再始動モータ20を作動させるとともに、エンジンの停止直前に上記両気筒に燃料が噴射されることにより生成された混合気に対して所定のタイミングで点火SP1,SP2を行うことによりエンジンを再始動させる(ステップS305)。
If it is determined NO in step S303 and it is confirmed that the
そして、上記再始動条件の成立時点t4で吸気行程にある第4気筒および排気行程にある第2気筒に対する燃料噴射F3,F4を行うとともに(ステップS306)、これらの気筒が圧縮上死点となった時点で順次、混合気の点火SP3,SP4を行った後(ステップS307)、上記停止継続時間Tの計測値を0にリセットする(ステップS308)。 Then, fuel injections F3 and F4 are performed on the fourth cylinder in the intake stroke and the second cylinder in the exhaust stroke at time t4 when the restart condition is satisfied (step S306), and these cylinders become compression top dead centers. After the ignition of the air-fuel mixture SP3 and SP4 is performed sequentially (step S307), the measured value of the stop duration T is reset to 0 (step S308).
他方、上記ステップS303でYESと判定され、運転者が停車することを意図してイグニションスイッチ34をOFF操作したことが確認された場合には、停止時に膨張行程となる第1気筒(#1)および圧縮行程となる第3気筒(#3)に上記燃料噴射F1,F2が行われることにより生成された混合気に対する点火を同時に行い(ステップS309)、ステップS308に移行してリターンする。
On the other hand, if it is determined YES in step S303 and it is confirmed that the driver has turned off the
次に、上記ステップS300で実行されるモータアシスト制御を、図10および図11に基づいて説明する。図10は、モータアシスト制御動作を示すフローチャートであり、図11は、モータアシスト制御動作を示すタイムチャートである。 Next, the motor assist control executed in step S300 will be described based on FIG. 10 and FIG. FIG. 10 is a flowchart showing the motor assist control operation, and FIG. 11 is a time chart showing the motor assist control operation.
図10および図11を参照して、上記制御動作がスタートすると、エンジン1の停止時に膨張行程になると判定された第1気筒のクランク角度CAが所定値となった時点ta,tbにおける実際のエンジン回転数Nと、予め実験により求められた目標回転数Lとの回転数偏差δを算出するとともに(ステップS311)、この回転数偏差δに対応した再始動モータ20の駆動トルク、つまり停止時アシスト力を求める(ステップS312)。
Referring to FIGS. 10 and 11, when the control operation is started, the actual engine at the time ta, tb at which the crank angle CA of the first cylinder determined to be in the expansion stroke when the
例えば、図11に示すように、上記第1気筒のクランク角度CAが圧縮上死点TDC前の180°となった時点taにおけるエンジン回転数Nが目標回転数L以下であり、上記時点taにおける回転数偏差δ1が負の値であることが確認された場合には、エンジン回転数Nを目標回転数Lに近づけるために、上記回転数偏差δ1に対応した正駆動トルクを設定する。また、上記第1気筒のクランク角度CAが圧縮上死点TDCとなった時点tbにおけるエンジン回転数Nが目標回転数L以上であり、上記時点tbにおける回転数偏差δ2が正の値であることが確認された場合には、上記偏差に対応した逆駆動トルク(ブレーキトルク)をクランクシャフト5に入力することにより、エンジン回転数Nを目標回転数Lに近づけるように制御する。
For example, as shown in FIG. 11, the engine speed N at the time ta when the crank angle CA of the first cylinder becomes 180 ° before the compression top dead center TDC is equal to or less than the target speed L, and at the time ta. When it is confirmed that the rotational speed deviation δ1 is a negative value, in order to bring the engine rotational speed N close to the target rotational speed L, a positive drive torque corresponding to the rotational speed deviation δ1 is set. Further, the engine speed N at the time tb when the crank angle CA of the first cylinder becomes the compression top dead center TDC is equal to or higher than the target speed L, and the speed deviation δ2 at the time tb is a positive value. Is confirmed, the reverse drive torque (brake torque) corresponding to the deviation is input to the
そして、再始動モータ20に作動指令信号を出力することにより(ステップS313)、上記ステップS312で求められた停止時アシスト力をクランクシャフト5に作用させた後、エンジン1の停止時に膨張行程になると判定された第1気筒のクランク角度CAが目標停止位置となった時点、つまり上記第1気筒のクランク角度CAが圧縮上死点TDC後の120°となった時点tcにおけるエンジン回転数Nに基づき、停止時に発生するエンジン1の逆転量を予測する(ステップS314)。その後、上記逆転量に対応した作動指令信号を再始動モータ20に出力することにより、上記逆転量の予測値に対応した正駆動トルクをクランクシャフト5に付与する(ステップS315)。
Then, by outputting an operation command signal to the restart motor 20 (step S313), after applying the stop assist force obtained in step S312 to the
すなわち、エンジン停止に至る場合、圧縮行程にある気筒ではピストン3が上死点に近づくにつれて当該気筒内の空気が圧縮されてピストン3を押し返す方向に圧力が作用し、これによりエンジン1が逆転して上記気筒のピストン3が下死点側に押し返されるととともに、膨張行程にある気筒のピストン3が上死点側に移動し、それに伴い当該気筒内の空気が圧縮され、その圧力で膨張行程にある気筒のピストン3が下死点側に押し返される逆転現象が生じるため、この逆転量に対応した正駆動トルクをクランクシャフト5に作用させることにより、このクランクシャフト5の停止位置を目標停止位置に正確に一致させることが可能となる。
That is, when the engine is stopped, in the cylinder in the compression stroke, as the
なお、上記のように所定時点における実際のエンジン回転数Nと、予め実験により求められた目標回転数Lとの回転数偏差δに基づき、上記再始動モータ20から付与される駆動トルクを制御することにより、上記気筒のクランク角度CAが目標停止位置となった時点でエンジン1を停止させるようにした上記実施形態に代え、例えばエアフローセンサ39およびクランク角センサ14の出力信号等に応じて算出された吸気の充填効率に基づき、所定のタイミングでクランク軸トルクを算出し、この値に基づいて上記再始動モータ20によって付与される駆動トルクを制御するようにしてもよい。
Note that the drive torque applied from the
例えば図12に示すように、上記吸気の充填効率に基づいて第1気筒の膨張トルクを求めるとともに、第3気筒の圧縮トルク、第4気筒の吸気抵抗、第2気筒の排気抵抗およびエンジン1全体の機械抵抗を求め、これらの値を上記第1気筒の膨張トルクから減算することにより、クランク軸トルクを算出するようにしてもよい。そして、上記クランク軸トルクの算出値と、予め設定された目標軸トルクとの偏差に基づき、上記再始動モータ20によって付与される駆動トルクを制御するようにしてもよい。
For example, as shown in FIG. 12, the expansion torque of the first cylinder is obtained based on the charging efficiency of the intake air, the compression torque of the third cylinder, the intake resistance of the fourth cylinder, the exhaust resistance of the second cylinder, and the
また、図13に示すように、吸気の充填効率と、エンジン回転数Nとをパラメータとして予め設定されたマップからクランク軸トルクのピーク値を読み出し、この値と、予め設定された目標軸トルクとの偏差に基づき、上記再始動モータ20によって付与される駆動トルクを制御するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 13, the peak value of the crankshaft torque is read out from a preset map using the intake charging efficiency and the engine speed N as parameters, and this value and the preset target shaft torque Based on the deviation, the driving torque applied by the
さらに、図14に示すように、所定時点taから上記エンジン回転数Nと目標回転数Lとの偏差を順次算出し、あるいは上記クランク軸トルクと目標軸トルクとの偏差を順次算出し、これらの偏差に基づいて上記再始動モータ20より付与される駆動トルクをフィードバック制御することにより、上記気筒のクランク位置が目標停止位置となった時点でエンジン1を停止させるようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 14, the deviation between the engine speed N and the target speed L is sequentially calculated from a predetermined time point ta, or the deviation between the crankshaft torque and the target shaft torque is sequentially calculated. The
本実施形態では、再加速要求検出手段としてのアクセルセンサ32を設け、前記再加速要求の検出時にエンジン1のクランク角度CAをクランク角度検出手段としてのクランク角センサ14で検出し、検出されたエンジン1のクランク角度CAに応じて当該エンジン1に必要充分なモータアシスト量Taを決定し、決定されたモータアシスト量Taに応じたトルクでエンジン1のクランクシャフト5を駆動するように前記駆動モータとしての再始動モータ20およびスタータモータ25を選択的に制御するように構成されているので、停止時膨張行程気筒を必要充分なトルクで速やかに圧縮上死点に移動させることが可能になるとともに、再加速要求時に検出されたエンジン1のクランク角度CAに必要充分なモータアシスト量Taに基づいて、エンジン1をアシストするので、電力の消費量を最適化することが可能になる。
In the present embodiment, an
しかも本実施形態では、ECU30は、前記停止時膨張行程気筒が再始動用燃料噴射時から排気行程前半以前の領域にある時に再加速要求を検出した場合には、前記停止時膨張行程気筒が排気行程前半を越えて吸気行程前半の領域にある時に再加速要求を検出した場合よりもモータアシスト量Taを小さくする。従って、前記停止時膨張行程気筒が再始動用燃料噴射時から排気行程前半以前の領域にある時には、排気行程前半を越えて吸気行程前半にある時よりも小さなモータアシスト量Taでエンジン1を再加速することができるので、前記停止時膨張行程気筒が排気行程前半を越えて吸気行程前半にある時に再加速要求を検出した場合よりもモータアシスト量Taを小さくしている。これにより、電力消費量も小さくなる。
Moreover, in this embodiment, when the
また、本実施形態では、ECU30は、前記停止時膨張行程気筒が排気行程前半を越えて吸気行程前半の領域にある時に再加速要求を検出した場合に、エンジン1回転数が予め設定された設定回転数に満たない場合には前記設定回転数以上のときよりもモータアシスト量Taを小さくする。このように本実施形態では、再加速要求が検出された時の停止時膨張行程気筒が同じ位相であっても、エンジン1回転数がある値に満たない場合には、必要なモータアシスト量Taが小さく変動することに鑑み、実験等によって設定回転数を決定し、この設定回転数に満たない状態では、制御手段によって演算されるモータアシスト量Taを小さくすることによって、モータの消費電力を節約できる。
Further, in the present embodiment, when the
さらに本実施形態では、ECU30は、前記停止時膨張行程気筒が最終上死点を越えた時に再加速要求を検出した場合には、前記最終上死点に満たない時よりもモータアシスト量Taを大きく設定する。このように本実施形態では、前記停止時膨張行程気筒が最終上死点を越えた時に再加速要求を検出した場合には、必要なモータアシスト量Taが大きくなることに鑑み、この領域で再加速要求が検出された場合には、それ以外の領域よりもモータアシスト量Taを大きく設定し、充分なトルクでエンジン1を始動アシストできる。
Further, in the present embodiment, when the re-acceleration request is detected when the stop expansion stroke cylinder exceeds the final top dead center, the
さらに本実施形態では、再始動モータ20は、スタータモータ25とは別のバッテリ18から給電されるものであり、再始動モータ20のバッテリ容量を検出してECU30に入力するバッテリ容量検出手段としてのバッテリ残量センサ36を設け、ECU30は、検出されたバッテリ容量から再始動モータ20の最大トルクTmaxを演算し、この最大トルクTmaxがモータアシスト量Taに満たない場合には、再始動モータ20を最大トルクTmaxで駆動するとともに、スタータモータ25を駆動してモータアシスト量Taの不足分を補うものである。このように本実施形態では、必要なモータアシスト量Taが再始動モータ20の最大トルクTmaxを越えている場合に、再始動モータ20のバッテリ上がりを防止するとともに、必要なモータアシスト量Taを確保することが可能になる。
Further, in this embodiment, the
従って、本実施形態では、必要なモータアシスト量Taを確保できる他、モータアシストによる消費電力を最適化することができるという顕著な効果を奏する。 Therefore, in this embodiment, the necessary motor assist amount Ta can be ensured, and the power consumption by the motor assist can be optimized.
上述した実施形態は、本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。 The above-described embodiments are merely examples of preferred specific examples of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiments.
図15は本発明の別の実施形態に係る駆動モータを駆動するためのモータアシスト量を示すタイミングチャートである。 FIG. 15 is a timing chart showing a motor assist amount for driving a drive motor according to another embodiment of the present invention.
同図を参照して、この態様では、何らかの原因で再始動モータ20が利用できない場合に再加速要求があった際、専らスタータモータ25でモータアシストを行うように構成されている。具体的には、モータアシスト量Taが図の通り想定される場合に、所定の目標始動時間をこれに対応して設定しておき、モータアシストがない場合にこの目標始動時間を超えると想定される範囲では、スタータモータ25を作動させて、エンジン1をモータアシストするようにしている。
With reference to the figure, in this aspect, when a restart acceleration request is made when the
このような態様においても、比較的消費電力を節約した状態で好適なモータアシストを実現することが可能である。 Even in such an aspect, it is possible to realize suitable motor assist in a state where power consumption is relatively saved.
このように、本実施形態では、駆動モータとして、再始動モータ20、スタータモータ25を採用し、これらを選択的に制御するように構成されているので、種類の異なる複数のモータ20、25の特性に応じて、運転状態に応じたモータアシスト制御を実現することができる。
As described above, in this embodiment, the
また、本発明の装置の具体的構成は上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲内で種々変更可能である。例えば、再始動モータの出力軸に設けられたピニオンと、クランクシャフトに設けられたスタータリングギヤとからなる動力伝達機構によりクランクシャフトを駆動してエンジン1を再始動させるように構成してもよい。或いは、エンジン1の停止時に排気行程、膨張行程および圧縮行程になる気筒に対してエンジン1の停止直前に燃料を噴射するようにした上記実施形態に代え、エンジン1の停止時に排気行程および膨張行程になる気筒に対してのみ燃料を噴射するようにしてもよい。
The specific configuration of the apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims. For example, the
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。 It goes without saying that various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.
1 エンジン
2 気筒
6 吸気ポート
13 点火プラグ
14 クランク角センサ
16 トランスミッション
18 バッテリ
19 インバータ
20 再始動モータ(第2の駆動モータ)
21 動力伝達機構
22 回転角センサ
25 スタータモータ(第1の駆動モータ)
26 ギヤ機構
32 アクセルセンサ
35 ブレーキスイッチ
36 バッテリ残量センサ
CA クランク角度
ECU 30
D1,D2 領域
R 基準回転数
Ta モータアシスト量
Tmax 最大トルク
1
21
26
D1, D2 Region R Reference speed Ta Motor assist amount Tmax Maximum torque
Claims (6)
吸気ポートに噴射された燃料により生成された気筒内の混合気に点火する点火手段と、
エンジンの出力軸を駆動する駆動モータと、
エンジンのクランク角度を検出するクランク角度検出手段と、
運転者のアクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、
前記クランク角度検出手段およびアクセル操作検出手段の検出に基づいて、前記エンジンの自動停止条件が成立していると判定された場合には、エンジンを自動停止し、自動始動条件を満足した場合にエンジンを自動始動するように、前記燃料噴射手段、点火手段、並びに前記駆動モータを制御する制御手段と
を備え、自動停止制御を開始することによって停止時に膨張行程で停止する気筒を停止時膨張行程気筒として推定し、この停止時膨張行程気筒に再始動用燃料を噴射する一方、自動停止したエンジンの再始動時に前記停止時膨張行程気筒を点火する車両の制御装置であって、
エンジンの自動停止制御を開始してからエンジンが停止するまでに生じた運転者の再加速要求を検出する再加速要求検出手段を設け、
前記制御手段は、前記再加速要求の検出時に検出されたエンジンのクランク角度に基づいて当該エンジンに必要充分なモータアシスト量を決定し、決定されたモータアシスト量に応じたトルクでエンジンの出力軸を駆動するように前記駆動モータを制御するものであることを特徴とする車両の制御装置。 Fuel injection means for injecting fuel into the intake port of the spark ignition engine;
Ignition means for igniting an air-fuel mixture in a cylinder generated by fuel injected into the intake port;
A drive motor that drives the output shaft of the engine;
Crank angle detecting means for detecting the crank angle of the engine;
An accelerator operation detecting means for detecting the driver's accelerator operation;
Based on the detection of the crank angle detection means and the accelerator operation detection means, when it is determined that the engine automatic stop condition is satisfied, the engine is automatically stopped, and the engine is started when the automatic start condition is satisfied. A fuel injection means, an ignition means, and a control means for controlling the drive motor, and a cylinder that stops in an expansion stroke when stopped by starting an automatic stop control. A control device for a vehicle that injects restart fuel into the stop expansion stroke cylinder while igniting the stop expansion stroke cylinder when the automatically stopped engine is restarted,
Re-acceleration request detection means is provided for detecting a driver's re-acceleration request that has occurred between the start of the engine automatic stop control and the engine stop,
The control means determines a motor assist amount necessary and sufficient for the engine based on the crank angle of the engine detected when the reacceleration request is detected, and outputs an engine output shaft with a torque corresponding to the determined motor assist amount. A vehicle control apparatus for controlling the drive motor so as to drive the vehicle.
前記制御手段は、前記停止時膨張行程気筒が再始動用燃料噴射時から排気行程前半以前の領域にある時に再加速要求を検出した場合には、前記停止時膨張行程気筒が排気行程前半を越えて吸気行程前半の領域にある時に再加速要求を検出した場合よりもモータアシスト量を小さくするものであることを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 1,
When the control means detects a re-acceleration request when the stop expansion stroke cylinder is in the region before the first half of the exhaust stroke from the time of fuel injection for restart, the stop expansion stroke cylinder exceeds the first half of the exhaust stroke. The vehicle control device is characterized in that the motor assist amount is made smaller than when a reacceleration request is detected when in the first half of the intake stroke.
前記制御手段は、前記停止時膨張行程気筒が排気行程前半を越えて吸気行程前半の領域にある時に再加速要求を検出した場合に、エンジン回転数が予め設定された設定回転数に満たない場合には前記設定回転数以上のときよりもモータアシスト量を小さくするものであることを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 1 or 2,
The control means detects the reacceleration request when the stop-time expansion stroke cylinder is in the first half of the intake stroke beyond the first half of the exhaust stroke, and the engine speed is less than a preset set speed The vehicle control apparatus is characterized in that the motor assist amount is made smaller than when the rotational speed is equal to or higher than the set rotational speed.
前記制御手段は、前記停止時膨張行程気筒が最終上死点を越えた時に再加速要求を検出した場合には、前記最終上死点に満たない時よりもモータアシスト量を大きく設定するものであることを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to any one of claims 1 to 3,
The control means sets a motor assist amount larger than when the final top dead center is not reached when a re-acceleration request is detected when the stop expansion stroke cylinder exceeds the final top dead center. There is provided a control device for a vehicle.
前記駆動モータは、エンジンの始動時に当該エンジンの出力軸を駆動する第1のモータと、エンジンの再始動時に当該エンジンの出力軸を駆動する第2の駆動モータと
を含み、
前記制御手段は、前記第1、第2の駆動モータを選択的に制御するものであることを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to any one of claims 1 to 4,
The drive motor includes a first motor that drives the output shaft of the engine when the engine is started, and a second drive motor that drives the output shaft of the engine when the engine is restarted.
The vehicle control apparatus, wherein the control means selectively controls the first and second drive motors.
前記第2の駆動モータは、第1の駆動モータとは別のバッテリから給電されるものであり、
第2の駆動モータのバッテリ容量を検出して制御手段に入力するバッテリ容量検出手段を設け、
前記制御手段は、検出されたバッテリ容量から第2の駆動モータの最大トルクを演算し、この最大トルクがモータアシスト量に満たない場合には、第2の駆動モータを最大トルクで駆動するとともに、第1の駆動モータを駆動してモータアシスト量の不足分を補うものであることを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 5, wherein
The second drive motor is fed from a battery different from the first drive motor,
Battery capacity detection means for detecting the battery capacity of the second drive motor and inputting it to the control means;
The control means calculates the maximum torque of the second drive motor from the detected battery capacity, and when the maximum torque is less than the motor assist amount, drives the second drive motor with the maximum torque, A vehicle control device that drives the first drive motor to compensate for the shortage of the motor assist amount.
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