JP2011157947A - Idle stop control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アイドルストップ機能を有する内燃機関に適用されたアイドルストップ制御装置に関する。 The present invention relates to an idle stop control device applied to an internal combustion engine having an idle stop function.
近年では、アイドルストップ機能を有するエンジン(内燃機関)が搭載された車両が増加してきている。例えば、運転者が車両を停車させたときにエンジンを自動的に停止させ、その後、運転者が車両を発進させようとする操作を行ったときに自動的にスタータでエンジンをクランキングして再始動させる。 In recent years, vehicles equipped with an engine (internal combustion engine) having an idle stop function are increasing. For example, when the driver stops the vehicle, the engine is automatically stopped. After that, when the driver performs an operation to start the vehicle, the engine is automatically cranked with the starter and restarted. Start.
ここで、自動停止の要求が発生すると、燃料噴射をカットして機関回転速度NEを降下させていくが、この回転降下期間中に自動再始動の要求が発生するといった要求変更(Change of Mind)が生じる場合がある。この場合、機関回転速度NEがゼロにまで降下するのを待ってスタータを駆動させて再始動させるのが一般的な制御である。しかしこれでは、NE=0にまで降下するのを待つ時間分だけ、再始動要求が発生してから実際に再始動するまでに要する時間が長くなってしまい、迅速に再始動させることができない。 Here, when an automatic stop request is generated, the fuel injection is cut and the engine rotational speed NE is decreased, but a request change (Change of Mind) that an automatic restart request is generated during this rotational decrease period. May occur. In this case, it is a general control that the starter is driven and restarted after the engine speed NE drops to zero. However, in this case, the time required from when the restart request is generated until the actual restart is increased by the amount of time to wait for the drop to NE = 0, and the restart cannot be performed quickly.
そこで、後述する「先回し制御」「先出し制御」では、上記要求変更があった場合に、機関回転速度がゼロにまで降下することを待たずしてスタータを駆動させることで、迅速に再始動させることを図っている(特許文献1〜3参照)。
Therefore, in the “advance control” and “advance control” described later, when the request is changed, the starter is driven without waiting for the engine speed to drop to zero, so that it can be restarted quickly. (See
一般に、スタータは、モータでピニオンを回転させると共に、アクチュエータでピニオンを押し出して該ピニオンをエンジンのクランク軸に連結されたリングギヤに噛み合わせてリングギヤを回転駆動することで、エンジンをクランキングするようになっている。しかし、ピニオンとリングギヤの回転速度の差が大きい状態でピニオンをリングギヤに噛み合わせようとすると、ピニオンがリングギヤにスムーズに噛み合わずに騒音が発生する可能性がある。 Generally, a starter rotates a pinion with a motor, pushes out the pinion with an actuator, meshes the pinion with a ring gear connected to the crankshaft of the engine, and drives the ring gear to rotate so that the engine is cranked. It has become. However, if the pinion tries to mesh with the ring gear in a state where the difference in rotational speed between the pinion and the ring gear is large, the pinion may not mesh smoothly with the ring gear and noise may be generated.
そこで上記先回し制御では、要求変更が発生した時点でピニオンを回転駆動させて、ピニオンの回転速度をリングギヤの回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくする。そして、当該同期が為された後に、ピニオンを押し出してリングギヤに噛み合わせてクランキングを開始させることで、迅速に再始動させることを図っている。 Therefore, in the advance control, the pinion is driven to rotate when a request change occurs, and the rotational speed of the pinion is synchronized with the rotational speed of the ring gear to reduce the difference between the rotational speeds of the two. Then, after the synchronization is made, the pinion is pushed out and meshed with the ring gear to start cranking, thereby quickly restarting.
但し、要求変更発生時点での機関回転速度NEが低ければ同期させることが困難となる。そこで上記先出し制御では、要求変更発生時点でのNEが所定の閾値よりも低い場合には、要求変更が発生した後、エンジン回転(リングギヤの回転)が停止直前の低回転になってから、スタータのピニオンを押し出してリングギヤに噛み合わせ、その後、ピニオンを回転させてクランキングを開始させる。 However, it is difficult to synchronize if the engine speed NE is low when the request change occurs. Therefore, in the above-mentioned advance control, when NE at the time of request change occurrence is lower than a predetermined threshold, after the request change occurs, the engine rotation (rotation of the ring gear) becomes low before the stop, and then the starter The pinion is pushed out and meshed with the ring gear, and then the pinion is rotated to start cranking.
ところで、吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程の4行程を順次行う4サイクルエンジンにおいて、燃料の噴射や点火を最適なタイミングで行うよう制御するためには、現時点での行程が前記4行程のいずれであるかを把握することが不可欠である。そのため、クランク角センサ及びカム角センサ(気筒判別センサ)から出力される検出信号に基づき都度の行程を判別(気筒判別)する処理が必要となる。 Incidentally, in a four-cycle engine that sequentially performs four strokes of an intake stroke, a compression stroke, an explosion stroke, and an exhaust stroke, in order to perform control so that fuel injection and ignition are performed at an optimal timing, the current stroke is the four strokes. It is indispensable to know which one is. Therefore, it is necessary to perform a process for discriminating each stroke (cylinder discrimination) based on detection signals output from the crank angle sensor and the cam angle sensor (cylinder discrimination sensor).
但し、スタータのモータを駆動させている時には、モータに大電流が流れることに起因して、クランク角センサ及びカム角センサの検出信号にノイズが重畳する。そのため、当該ノイズが重畳する期間(スタータマスク期間)には前記気筒判別の処理を中止するといったスタータマスクを行うことを要する。 However, when the starter motor is driven, noise is superimposed on the detection signals of the crank angle sensor and the cam angle sensor due to a large current flowing through the motor. For this reason, it is necessary to perform starter masking such as stopping the cylinder discrimination process during a period in which the noise is superimposed (starter mask period).
このスタータマスク期間は、スタータモータを駆動させてから所定時間が経過するまでの期間に設定することが一般的であり、機関回転速度NEがゼロの状態でスタータモータを駆動させる場合には、スタータマスクを行うことによる問題は特に生じない。しかしながら、上述した先回し制御や先出し制御によりクランク軸が回転した状態でスタータモータを駆動させる場合には、図3に例示する以下の問題が生じる。 The starter mask period is generally set to a period from when the starter motor is driven to when a predetermined time elapses. When the starter motor is driven with the engine speed NE being zero, the starter mask period is set. There is no particular problem with masking. However, when the starter motor is driven in a state where the crankshaft is rotated by the above-described advance control or advance control, the following problem illustrated in FIG. 3 occurs.
図3は、要求変更が発生したt10時点で、先回し制御を実施すべくスタータモータの駆動を開始するとともに、現時点での行程が4行程のいずれであるかとは無関係に燃料を噴射する非同期噴射を実施している。なお、図3の例では4気筒エンジンであるため、t10時点で全ての気筒に対して燃料を噴射させている。また、吸気ポートへ燃料を噴射するポート噴射式エンジンを想定した場合、非同期噴射された燃料は符号i1〜i4に示すタイミングで燃焼室内へ順次吸入されることとなる。したがって、#1気筒に対しては、i1時点で非同期噴射した燃料をts時点で点火させることが要求される。 FIG. 3 shows the asynchronous injection in which the starter motor is driven to perform the advance control at the time t10 when the request change occurs, and the fuel is injected regardless of which of the four strokes the current stroke is. Has been implemented. Since the example in FIG. 3 is a four-cylinder engine, fuel is injected into all cylinders at time t10. Further, assuming a port injection type engine in which fuel is injected into the intake port, the asynchronously injected fuel is sequentially sucked into the combustion chamber at the timings indicated by symbols i1 to i4. Therefore, the # 1 cylinder is required to ignite the fuel injected asynchronously at the time point i1 at the time point ts.
しかしながら、スタータモータの駆動を開始したt10時点からスタータマスクを開始させるので、マスク期間(図3の例では50ms)を含む気筒未判別期間t10〜t21には気筒判別結果を得ることができず、その結果、#1気筒に対してts時点では点火できないといった問題が生じる。そしてこの場合、排気エミッションが悪化するとともに、再始動が要求されてからの機関回転速度NEの立ち上がりが悪くなり、ドライバビリティが悪い。 However, since starter masking is started from time t10 when driving of the starter motor is started, a cylinder discrimination result cannot be obtained in the cylinder non-discrimination periods t10 to t21 including the mask period (50 ms in the example of FIG. 3). As a result, there arises a problem that the # 1 cylinder cannot be ignited at time ts. In this case, the exhaust emission deteriorates and the rise of the engine rotational speed NE after the restart is requested is deteriorated, resulting in poor drivability.
なお、マスク期間が経過した後、クランク角センサ及びカム角センサの検出信号に基づき気筒判別するためには、所定角度以上クランク軸が回転することを要するので、図3の例ではt21時点で気筒判別が完了する。つまり図3の例では、要求変更が発生したt10時点での行程を含め、要求変更が発生してから3行程が経過するまでが気筒未判別期間t10〜t21となっている。 In addition, in order to determine the cylinder based on the detection signals of the crank angle sensor and the cam angle sensor after the mask period has elapsed, the crankshaft needs to rotate more than a predetermined angle. Determination is complete. In other words, in the example of FIG. 3, the cylinder non-discrimination period t10 to t21 is the period from when the request change occurs until the third stroke elapses, including the stroke at time t10 when the request change occurs.
ちなみに、要求変更に伴う再始動ではなく、機関回転速度NEがゼロの状態で再始動を実施する場合には、マスク期間でのNEは低回転であるため、マスク期間(50ms)中にクランク軸が回転する量は少ない。そのため、気筒未判別期間が3行程に亘って長くなることにはならず、上記問題は生じない。 By the way, when restarting with the engine speed NE being zero instead of restarting due to a request change, the NE during the masking period is low, so the crankshaft during the masking period (50 ms) The amount that rotates is small. Therefore, the cylinder non-discrimination period does not become longer over three strokes, and the above problem does not occur.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、アイドルストップの要求変更が発生したことに伴い噴射した燃料に対し、点火できなくなるといった問題の解消を図ったアイドルストップ制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide an idle stop that solves the problem that the injected fuel cannot be ignited due to a change in the idle stop request. It is to provide a control device.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
請求項1記載の発明では、吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程の4行程を気筒内で順次行う内燃機関であって、自動停止及び自動再始動するアイドルストップ機能を有した内燃機関に適用され、気筒判別センサから出力される検出信号に基づき、前記気筒で行われている行程が前記4行程のいずれであるかを判別する気筒判別手段と、前記内燃機関のクランク軸へ回転駆動力を付与するスタータモータの駆動に起因して前記検出信号にノイズが重畳する期間をスタータマスク期間として設定し、このスタータマスク期間には前記気筒判別手段による前記判別を中止するスタータマスク手段と、前記自動停止の要求発生に伴い燃料噴射をカットして機関回転速度を降下させていく回転降下期間中に、前記自動再始動の要求が発生するといった要求変更があった場合に、機関回転速度がゼロにまで降下することを待たずして前記スタータモータを駆動させて再始動させる要求変更時制御手段と、を備えることを前提とする。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an internal combustion engine that sequentially performs four strokes of an intake stroke, a compression stroke, an explosion stroke, and an exhaust stroke in a cylinder, and has an idle stop function that automatically stops and restarts. Cylinder discrimination means for discriminating which of the four strokes is the stroke performed in the cylinder based on a detection signal output from the cylinder discrimination sensor, and rotational driving force to the crankshaft of the internal combustion engine A period in which noise is superimposed on the detection signal due to the drive of the starter motor that provides the starter mask period is set as a starter mask period, and the starter mask means for stopping the discrimination by the cylinder discrimination means in the starter mask period; and When the request for automatic restart occurs during the rotation descent period in which the fuel injection is cut to reduce the engine rotation speed with the occurrence of the request for automatic stop When a request changes Tsu, the engine rotational speed is assumed that and a drive control module requests changes be restarted by driving the starter motor without waiting to drop to zero.
そして、前記要求変更の発生に伴い前記スタータモータを駆動させることに起因して設定される前記スタータマスク期間、及びそのスタータマスク期間が終了した後に前記気筒判別手段による前記判別に要する判別期間を含む期間を、前記気筒判別手段による判別結果が得られない気筒未判別期間とした場合、前記気筒未判別期間が前記4行程のうちの2行程以下となるような速度にまで機関回転速度が降下している状態であることを条件として、前記要求変更時制御手段による前記スタータモータの駆動開始を許可することを特徴とする。 And a starter mask period that is set by driving the starter motor when the request change occurs, and a determination period required for the determination by the cylinder determining unit after the starter mask period ends. When the period is a cylinder non-discrimination period in which the discrimination result by the cylinder discrimination means cannot be obtained, the engine speed decreases to a speed at which the cylinder non-discrimination period is equal to or less than two of the four strokes. The start of the starter motor is permitted to be started by the request change time control means on condition that the starter motor is in a state of being in a closed state.
これによれば、気筒未判別期間が2行程以下となるような速度にまで機関回転速度が降下している状態時であることを条件として、スタータモータの駆動開始が許可されるので、その駆動と同時又はその駆動の直後に噴射した燃料を点火させたい時点では、気筒未判別期間が終了して気筒判別手段による気筒判別結果が取得できる。よって、前記点火を実施することが可能になるため、要求変更の発生に伴い噴射した燃料が燃焼できなくなることによる排気エミッション悪化及びドライバビリティ悪化を回避できる。 According to this, since the start of the starter motor is permitted on the condition that the engine rotational speed has been reduced to a speed at which the cylinder non-discrimination period becomes 2 strokes or less, At the time when it is desired to ignite the fuel injected at the same time or immediately after the drive, the cylinder non-discrimination period ends and the cylinder discrimination result by the cylinder discrimination means can be acquired. Therefore, since the ignition can be performed, it is possible to avoid the deterioration of exhaust emission and the deterioration of drivability due to the fact that the injected fuel cannot be combusted with the occurrence of the request change.
請求項2記載の発明では、前記気筒未判別期間が前記4行程のうちの2行程以下となるような速度にまで機関回転速度が降下している状態であることを条件として、前記要求変更時制御手段による燃料噴射を許可することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the engine speed is reduced to a speed at which the cylinder non-discrimination period is not more than two of the four strokes. The fuel injection by the control means is permitted.
ここで、上記請求項1記載の発明によれば、例えば、要求変更が発生した時点での機関回転速度NEが高い場合には、気筒未判別期間が2行程以下となるような速度にまでNEが降下するのを待って、スタータモータの駆動を開始させることとなる。このような場合において、要求変更が発生した以降、スタータモータの駆動開始に先立ち燃料を噴射させると、噴射した燃料を点火させたい時点では気筒未判別期間が未だ終了していないといった状況が起こりうる。 According to the first aspect of the present invention, for example, when the engine speed NE at the time when the request change occurs is high, the NE is increased to such a speed that the cylinder non-discrimination period becomes 2 strokes or less. The starter motor starts to be driven after waiting for the motor to descend. In such a case, if the fuel is injected prior to the start of driving the starter motor after the request change occurs, there may occur a situation in which the cylinder non-discrimination period has not yet ended when it is desired to ignite the injected fuel. .
この点を鑑みた上記発明では、気筒未判別期間が2行程以下となるような速度にまで機関回転速度が降下している状態時であることを条件として、要求変更時制御手段による燃料噴射を許可するので、その燃料を点火させたい時点を気筒未判別期間が終了した以降にできる。よって、前記点火を確実に実施できるようになる。 In the above-mentioned invention in view of this point, fuel injection by the request change time control means is performed on the condition that the engine rotational speed is reduced to a speed at which the cylinder non-discrimination period is 2 strokes or less. Since the permission is granted, the fuel can be ignited after the cylinder non-discrimination period ends. Therefore, the ignition can be reliably performed.
請求項3記載の発明では、上記請求項1と同様にして、気筒判別手段と、スタータマスク手段と、要求変更時制御手段と、を備えることを前提とする。そして、前記要求変更の発生に伴い前記スタータモータを駆動させることに起因して設定される前記スタータマスク期間、及びそのスタータマスク期間が終了した後に前記気筒判別手段による前記判別に要する判別期間を含む期間を、前記気筒判別手段による判別結果が得られない気筒未判別期間とした場合、前記気筒未判別期間が前記4行程のうちの2行程以下となるような速度にまで機関回転速度が降下している状態であることを条件として、前記要求変更時制御手段による燃料噴射を許可することを特徴とする。 In the third aspect of the present invention, it is assumed that the cylinder discriminating means, the starter mask means, and the request change time control means are provided in the same manner as in the first aspect. And a starter mask period that is set by driving the starter motor when the request change occurs, and a determination period required for the determination by the cylinder determining unit after the starter mask period ends. When the period is a cylinder non-discrimination period in which the discrimination result by the cylinder discrimination means cannot be obtained, the engine speed decreases to a speed at which the cylinder non-discrimination period is equal to or less than two of the four strokes. Fuel injection by the request change time control means is permitted on the condition that it is in a state of being
これによれば、気筒未判別期間が2行程以下となるような速度にまで機関回転速度が降下している状態であることを条件として、初回の燃料噴射(例えば非同期噴射)が実施されるので、その噴射と同時又はその噴射の直前にスタータモータの駆動を開始させておけば、前記噴射した燃料を点火させたい時点では、気筒未判別期間が終了して気筒判別手段による気筒判別結果が取得できる。よって、前記点火を実施することが可能になるため、要求変更の発生に伴い噴射した燃料が燃焼できなくなることによる排気エミッション悪化及びドライバビリティ悪化を回避できる。 According to this, the first fuel injection (for example, asynchronous injection) is performed on the condition that the engine rotational speed is reduced to a speed at which the cylinder non-discrimination period becomes 2 strokes or less. If the starter motor is started at the same time as the injection or immediately before the injection, the cylinder non-discrimination period ends and the cylinder discrimination result obtained by the cylinder discrimination means is acquired at the time when the injected fuel is desired to be ignited. it can. Therefore, since the ignition can be performed, it is possible to avoid the deterioration of exhaust emission and the deterioration of drivability due to the fact that the injected fuel cannot be combusted with the occurrence of the request change.
請求項4記載の発明では、前記要求変更が発生した後の初回の点火を、前記気筒未判別期間が終了したと同時に実施することを特徴とするので、迅速に点火燃焼を再開させて再始動させることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, the first ignition after the request change has occurred is performed simultaneously with the end of the cylinder non-discrimination period. Can be made.
請求項5記載の発明では、前記要求変更時制御手段は、前記要求変更が発生した以降における機関回転速度が所定の閾値以下である場合に、前記気筒未判別期間が前記4行程のうちの2行程以下になると判定する判定手段を有するとともに、前記閾値を前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, when the engine speed after the request change occurs is equal to or less than a predetermined threshold value, the control unit at the time of request change has a
例えば、要求変更時における機関回転速度の降下速度が速い場合や、内燃機関の潤滑油温度が低くフリクションロスが大きくなっている場合には、要求変更時の機関回転速度が同じであってもマスク期間(例えば50ms)中にクランク軸が回転する量は少なくなる。よって、気筒未判別期間が3行程に亘って長くなるおそれが低減する。 For example, if the engine speed at the time of request change is high, or if the internal combustion engine's lubricating oil temperature is low and the friction loss is large, the mask will not change even if the engine speed at the time of request change is the same. The amount that the crankshaft rotates during the period (for example, 50 ms) decreases. Therefore, the possibility that the cylinder non-discrimination period becomes longer over three strokes is reduced.
この点を鑑みた上記発明では内燃機関の運転状態(例えば要求変更時における機関回転速度の降下速度や潤滑油温度等)に応じて、気筒未判別期間が2行程以下となる機関回転速度であるか否かを判定する閾値を可変設定するので、閾値を最適化することができる。具体的には、要求変更時での機関回転速度NEが閾値より高い場合には、NEが閾値まで降下するのを待って(待機して)スタータモータの駆動を開始させることとなるが、例えば機関回転速度の降下速度が速いほど或いは潤滑油温度が低いほど前記閾値を高く設定することにより、前記待機する時間を短くすることができ、再始動に要する時間を短くできる。 In view of this point, in the above-described invention, the engine rotation speed is such that the cylinder non-discrimination period is equal to or less than two strokes according to the operating state of the internal combustion engine (for example, the decrease speed of the engine rotation speed or the lubricating oil temperature when the request is changed) Since the threshold value for determining whether or not is variably set, the threshold value can be optimized. Specifically, when the engine speed NE at the time of changing the request is higher than a threshold value, the starter motor is started after waiting (waiting) for NE to drop to the threshold value. By setting the threshold value higher as the lowering speed of the engine rotation speed is higher or the lubricating oil temperature is lower, the waiting time can be shortened and the time required for restart can be shortened.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、4輪自動車用のレシプロ式エンジン(内燃機関)を対象にしており、当該エンジンは、吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程の4行程を順次行う4サイクルエンジンである。また、当該エンジンは、正規燃料をガソリンとした点火式のガソリンエンジンであるとともに、吸気ポートへ燃料を噴射するポート噴射式のエンジンである。さらに当該エンジンは、自動停止及び自動再始動するアイドルストップ機能を有するものである。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a reciprocating engine (internal combustion engine) for a four-wheeled vehicle is targeted, and the engine is a four-cycle engine that sequentially performs four strokes of an intake stroke, a compression stroke, an explosion stroke, and an exhaust stroke. The engine is an ignition type gasoline engine using regular fuel as gasoline and a port injection type engine that injects fuel into an intake port. Further, the engine has an idle stop function for automatic stop and automatic restart.
図1は、エンジンのハード構成を示す図であり、電子制御装置(ECU10)には、クランク角センサ21(気筒判別センサ)、カム角センサ22(気筒判別センサ)、冷却水温度センサ23及びエアフローメータ24等の各種センサからの検出信号が入力される。
FIG. 1 is a diagram showing a hardware configuration of an engine. An electronic control unit (ECU 10) includes a crank angle sensor 21 (cylinder discrimination sensor), a cam angle sensor 22 (cylinder discrimination sensor), a
クランク角センサ21はエンジン30のクランク軸31(出力軸)の回転角度を検出する。カム角センサ22はエンジン30のカム軸32が1回転したこと(1燃焼サイクルが経過したこと)を検出する。冷却水温度センサ23はエンジン冷却水の温度を検出する。エアフローメータ24は吸気管34を流通する吸気量(正確には、単位時間当たりに流通する吸気の質量流量)を検出する。
The
ECU10はマイクロコンピュータを有しており、クランク角センサ21から出力される角度信号に基づき、クランク軸31の回転速度(機関回転速度NE)を算出する処理(NE算出処理)を行う。さらにECU10は、クランク角センサ21から出力される基準位置信号(検出信号)及びカム角センサ22から出力される気筒判別信号(検出信号)に基づき、後述する気筒判別処理とクランク角算出処理を行う。
The
これらのNE算出処理及び気筒判別処理についてより詳細に説明すると、クランク角センサ21からは角度信号及び基準位置信号が出力されており、角度信号は、クランク軸31が所定クランク角度(例えば10deg)回転する毎に出力される。基準位置信号は、クランク軸31の特定位置が基準位置(例えばTDC(Top Dead Center:上死点))を通過する毎に出力される。また、カム角センサ22から出力される気筒判別信号は、カム軸32が1回転(クランク軸31が2回転)する毎に出力される。
The NE calculation process and cylinder discrimination process will be described in more detail. An angle signal and a reference position signal are output from the
そしてECU10は、クランク角センサ21から出力される角度信号が単位時間当たりに出力された回数をカウントすることで、機関回転速度NEを算出する(NE算出処理)。また、クランク角センサ21から出力される基準位置信号及びカム角センサ22から出力される気筒判別信号に基づき、燃焼サイクル4行程のうち現時点での行程がいずれであるかを各気筒に対して判別する(気筒判別処理)。また、気筒判別結果及び角度信号に基づき、現時点でのクランク角が、基準位置(例えば圧縮行程を開始するTDC)に対してどれだけ回転しているかを算出する(クランク角算出処理)。なお、上記気筒判別処理を実施しているときのECU10は「気筒判別手段」に相当する。
Then, the
ECU10は、各種センサ21〜24からの検出信号に基づき燃料噴射弁33の作動を制御することで、燃焼室30aへ流入する燃料の噴射量及び噴射時期を制御する。なお、燃料噴射弁33は吸気管34に取り付けられており、燃料を吸気管34へ噴射するポート噴射方式である。
The
また、ECU10は、各種センサ21〜24からの検出信号に基づきスロットルバルブ35の作動を制御することで、燃焼室30aへ流入する吸気の量を制御する。詳細には、都度の機関回転速度NE及び機関負荷(例えば吸気量)に基づき目標吸気量を算出する。例えば高NE、高負荷であるほど目標吸気量を多くする。そして、当該目標吸気量となるようスロットルバルブ35の開度を制御する。なお、スロットルバルブ35は、電動モータ36(アクチュエータ)により駆動されて吸気管34の開度を調整する。
Further, the
さらにECU10は、各種センサ21〜24からの検出信号に基づき点火装置37の作動を制御することで、混合気を点火させるタイミングを制御する。詳細には、圧縮行程を開始するTDCの直前である最適点火時期MBT(minimum advance for the torque)に近づけるよう点火時期を進角させていく一方で、ノック発生が検出されると点火時期を遅角させていくといった点火時期制御を実施する。なお、エンジン始動時には吸気圧又は吸気量が不安定なため、点火時期は例えばBTDC10degに固定して制御する。但し、後述するアイドルストップの要求変更後に自動再始動させる場合には、気筒未判別期間が終了した時点で点火させる(詳細は後述)。
Further, the
次に、燃料噴射の制御についてより詳細に説明する。 Next, the fuel injection control will be described in more detail.
ECU10は、以下の如く燃料の目標噴射量を算出し、その目標噴射量となるよう燃料噴射弁33の開弁時間を制御する。すなわち、都度の機関回転速度NE及び機関負荷(例えば吸気圧又は吸気量)に基づき基本噴射量を算出し、その基本噴射量に各種補正を加えて目標噴射量を算出する。
The
但し、エンジン30の運転状態が始動期間中であれば、吸気量(又は吸気圧)が不安定なためエアフローメータ24の検出値に対する信頼性が低い。また、機関回転速度NEが所定値以下(例えば200rpm以下)であるとNEの算出精度も低い。よって、始動期間中には、正確な機関回転速度NE及び機関負荷を取得することができないので、先述した基本噴射量を算出することができない。そこで、このような始動期間中には、基本噴射量を算出することに替え、予め設定された量(始動時噴射量)を目標噴射量として噴射させる。
However, if the operating state of the
また、燃料噴射弁33は複数気筒の各々に対して設けられており、1燃焼サイクルにつき1回ずつ気筒毎に対して燃料を噴射する独立噴射方式が採用されている。この独立噴射は、吸気行程が開始されるTDCよりも所定量だけ進角したタイミングで行われる。つまり、前記独立噴射はクランク角に同期した同期噴射であると言える。このように同期噴射された燃料は、直後の吸気行程において吸気とともに燃焼室30aへ吸入されることとなる。
The
これに対し、後述するアイドルストップの要求変更後に自動再始動させる場合や、車両を加速走行させたい場合には、複数気筒に対して同時に燃料を噴射する非同期噴射を実施する(詳細は後述)。例えば図3に示すようにt10時点で非同期噴射された燃料は、符号i1〜i4に示すタイミングで燃焼室30a内へ順次吸入されることとなる。 On the other hand, when the engine is automatically restarted after changing the idle stop request described later, or when it is desired to accelerate the vehicle, asynchronous injection is performed in which fuel is simultaneously injected into a plurality of cylinders (details will be described later). For example, as shown in FIG. 3, the fuel injected asynchronously at time t10 is sequentially sucked into the combustion chamber 30a at the timings indicated by reference numerals i1 to i4.
次に、図1に示すスタータ40の構成について説明する。
Next, the configuration of the
スタータ40は、いわゆるピニオン押し出し式スタータであり、スタータモータ42と、このスタータモータ42によって回転駆動されるピニオン41と、このピニオン41を押し出す電磁アクチュエータ43等を備えた構成となっている。ピニオン41は、軸方向に移動可能に設けられている。電磁アクチュエータ43には、プランジャ44と、このプランジャ44を駆動するソレノイド45が設けられ、プランジャ44の駆動力がレバー46等を介してピニオン41に伝達されるようになっている。
The
そして、ECU10によって電磁アクチュエータ43の通電をオンさせるよう制御することで、プランジャ44をピニオン押出方向に移動させてピニオン41を押し出して、該ピニオン41をエンジン30のクランク軸31に連結されたリングギヤ31aに噛み合わせるようになっている。また、ECU10によってスタータモータ42の通電をオンさせるよう制御することで、ピニオン41を回転駆動するようになっている。
Then, the
次に、エンジン30が有するアイドルストップ機能について説明する。
Next, the idle stop function of the
ECU10は、図示しないエンジン自動停止始動制御ルーチンを実行することで、エンジン自動停止始動制御(いわゆるアイドルストップ制御)を実行する。このエンジン自動停止始動制御では、車両の走行中に運転者が減速操作(アクセル全閉、ブレーキ操作等)を行って減速要求が発生したときや、車両を停車させたときにエンジン自動停止要求が発生したと判断して、エンジン30の燃焼(燃料噴射及び/又は点火)を停止させてエンジン30を自動的に停止させる。その後、車両の走行中に減速要求が解除されたときや、車両の停止中に運転者が車両発進のための準備操作(ブレーキ解除、シフトレバー操作等)や発進操作(アクセル踏み込み等)を行ったときにエンジン再始動要求が発生したと判断して、エンジン30を再始動させる。
The
本実施形態では、エンジン30の自動停止により機関回転速度NEが降下する回転降下期間中に再始動要求が発生するよう、アイドルストップ機能の要求内容が変化するといった要求変更が発生した場合には、迅速に再始動させるべく、NEがゼロにまで降下することを待たずして、スタータ40を駆動させる再始動制御を実施している。但し、回転降下期間のうち再始動要求が発生したタイミングに応じて、再始動制御の内容は図2に示すように変わってくる。
In the present embodiment, when a request change such as a change in the request content of the idle stop function occurs so that a restart request is generated during a rotation descent period in which the engine rotation speed NE decreases due to the automatic stop of the
<自律復帰制御>
エンジン30の自動停止により機関回転速度NEが降下する回転降下期間中に、NEが第1の回転速度N1(例えば600rpm)よりも高い第1の回転速度領域(N1<NE)でエンジン再始動要求(変更要求)が発生したときには、スタータ40によるクランキングを行わなくてもエンジン30を再始動できると判断して、自律復帰制御を実行する。この自律復帰制御では、スタータ40によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン30を再始動させる。
<Autonomous return control>
The engine restart request is made in a first rotational speed region (N1 <NE) where NE is higher than the first rotational speed N1 (for example, 600 rpm) during a period of time during which the engine rotational speed NE decreases due to the automatic stop of the
<先回し制御>
前記回転降下期間中に、NEが第1の回転速度N1より低い値に設定された所定の閾値Nth(例えば400rpm)以下で、第2の回転速度N2(例えば250rpm)よりも高い第2の回転速度領域(N2<NE≦Nth)でエンジン再始動要求が発生した場合には、以下に説明する先回し制御を実施する。つまり、リングギヤ31aの回転速度が比較的高いため、ピニオン41の回転速度をリングギヤ31aの回転速度に同期させないと、ピニオン41をリングギヤ31aにスムーズに噛み合わせることができないと判断して先回し制御を実行する。この先回し制御では、スタータモータ42によりピニオン41の回転速度をリングギヤ31aの回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に、電磁アクチュエータ43によりピニオン41をリングギヤ31aに噛み合わせてスタータ40によるクランキングを開始してエンジン30を再始動させる。
<Previous control>
During the rotation descent period, a second rotation in which NE is equal to or lower than a predetermined threshold Nth (for example, 400 rpm) set to a value lower than the first rotation speed N1 and higher than the second rotation speed N2 (for example, 250 rpm). When the engine restart request is generated in the speed region (N2 <NE ≦ Nth), the advance control described below is performed. That is, since the rotational speed of the ring gear 31a is relatively high, it is determined that the pinion 41 cannot be smoothly meshed with the ring gear 31a unless the rotational speed of the pinion 41 is synchronized with the rotational speed of the ring gear 31a. Execute. In this advance control, the
そして、前記回転降下期間中に、NEが第1の回転速度N1以下で、先述した所定の閾値Nthよりも高い領域(待機領域)の場合(Nth<NE≦N1)には、自律復帰制御も先回し制御も実施しない。したがってこの場合には、エンジン再始動要求が発生した後、上記閾値NthにまでNEが降下した時点で先回し制御を実施する。閾値Nthをどのような値に設定するかの技術思想については後に詳述する。 When NE is in the region (standby region) where NE is equal to or lower than the first rotational speed N1 and is higher than the predetermined threshold value Nth (Nth <NE ≦ N1) during the rotation descent period, the autonomous return control is also performed. No advance control is performed. Therefore, in this case, after the engine restart request is generated, the forward control is performed when NE drops to the threshold value Nth. The technical idea of setting the threshold value Nth will be described in detail later.
なお、上記先回し制御を実施しているとき、或いは閾値NthにまでNEが降下するのを待機するよう制御しているときのECU10は「要求変更時制御手段」に相当する。
Note that the
<先出し制御>
前記回転降下期間中に、NEが第2の回転速度N2以下の第3の回転速度領域(NE≦N2)でエンジン再始動要求が発生したときには、以下に説明する先出し制御を実施する。つまり、リングギヤ31aの回転速度が比較的低いため、ピニオン41の回転速度をリングギヤ31aの回転速度に同期させなくても、ピニオン41をリングギヤ31aにスムーズに噛み合わせることができると判断して先出し制御を実行する。この先出し制御では、電磁アクチュエータ43によりピニオン41をリングギヤ31aに噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にスタータモータ42によりピニオン41を回転させてスタータ40によるクランキングを開始してエンジン30を再始動させる。
<First-out control>
When an engine restart request is generated in the third rotation speed region (NE ≦ N2) where NE is equal to or lower than the second rotation speed N2 during the rotation descent period, first-out control described below is performed. That is, since the rotational speed of the ring gear 31a is relatively low, it is determined that the pinion 41 can be smoothly meshed with the ring gear 31a without synchronizing the rotational speed of the pinion 41 with the rotational speed of the ring gear 31a. Execute. In this advance control, after the pinion 41 is engaged with the ring gear 31a by the electromagnetic actuator 43, or during the engagement, the
上記先回し制御及び先出し制御を実施する場合には、要求変更発生と同時に非同期噴射を実施する。一方、待機領域にて要求変更が発生した場合には、閾値NthにまでNEが降下した時点で非同期噴射を実施する。これらの非同期噴射は1回だけ実施する。また、非同期噴射による噴射量は、先述した始動時噴射量とする。 When the advance control and the advance control are performed, asynchronous injection is performed simultaneously with the request change. On the other hand, when a request change occurs in the standby area, asynchronous injection is performed when NE drops to the threshold value Nth. These asynchronous injections are performed only once. Further, the injection amount by asynchronous injection is the above-described start-time injection amount.
参考までに、非同期噴射の技術的意義について以下に説明する。燃焼室30aへ直接燃料を噴射する直噴式に比べ、本実施形態の如くポート噴射式の場合には、燃料を噴射してから燃焼室30aへ吸入されるまでのタイムラグがある。そのため、要求変更発生後の再始動を迅速にするには、要求変更発生以降のできるだけ速いタイミングで燃料を噴射することが望ましい。そこで、待機領域でなければ要求変更発生と同時に非同期噴射を実施する。また、同期噴射させるよう燃料噴射弁33を制御するには、非同期噴射させる場合に比べてECU10の演算処理に要する時間が長くなる。そのため、要求変更発生時点で燃料を噴射させることは、ECU10の演算処理能力の制約上、困難である。そこで、待機領域でなければ要求変更発生と同時に非同期噴射を実施する。
For reference, the technical significance of asynchronous injection will be described below. Compared to the direct injection type in which fuel is directly injected into the combustion chamber 30a, in the case of the port injection type as in the present embodiment, there is a time lag from when the fuel is injected until it is sucked into the combustion chamber 30a. Therefore, in order to quickly restart after occurrence of a request change, it is desirable to inject fuel at the quickest possible timing after the request change occurs. Therefore, if it is not the waiting area, asynchronous injection is performed at the same time as the request change occurs. Further, in order to control the
ところで、スタータモータ42を駆動させている時には、スタータモータ42に大電流が流れることに起因して、クランク角センサ21及びカム角センサ22の検出信号にノイズが重畳する。そのため、当該ノイズが重畳する期間(スタータマスク期間)には、先述した気筒判別処理を中止するといったスタータマスク処理を実施している。このスタータマスク期間は、スタータモータを駆動させてから所定時間(例えば50ms)が経過するまでの期間に設定している。なお、当該マスク処理を実施しているときのECU10は「スタータマスク手段」に相当する。
By the way, when the
そして、スタータマスク期間が終了した時点で気筒判別処理を開始させる。先述したように、基準位置信号及び気筒判別信号に基づき気筒判別するためには、所定角度以上クランク軸31が回転することを要する。したがって、エンジン30を始動させる際には、スタータマスク期間が経過し、かつ、その後気筒判別に要する判別期間が経過するまでの期間(気筒未判別期間)は、NE算出処理、気筒判別処理及びクランク角算出処理による処理結果を取得できない状態にある。したがって、気筒未判別期間においては、クランク角及びNEに基づき実施される先述の点火時期制御及び燃料噴射制御を実施することができない。
Then, the cylinder discrimination process is started when the starter mask period ends. As described above, in order to perform cylinder discrimination based on the reference position signal and the cylinder discrimination signal, the
図3及び図4は、要求変更が発生した時点でのNEが待機領域であった場合についてタイムチャートである。そして図3は、本実施形態に反して先述した待機を実施せず、要求変更発生と同時に非同期噴射及びスタータモータ42の駆動を実施した場合を示す。一方図4は、要求変更発生した時点では非同期噴射を実施せずに待機して、閾値NthにまでNEが降下した時点で非同期噴射及びスタータモータ42の駆動を実施した場合を示す。
3 and 4 are time charts for the case where the NE at the time when the request change occurs is a standby area. FIG. 3 shows a case where the stand-by described above is not carried out against the present embodiment, and the asynchronous injection and the drive of the
先ず、図3の如く待機を実施しない場合に生じる問題点を説明する。 First, problems that occur when the standby is not performed as shown in FIG. 3 will be described.
図3の例では、要求変更が発生したt10時点で、先回し制御を実施すべくスタータ40のスタータモータ42の駆動を開始するとともに非同期噴射を実施している(図3(b)参照)。その燃料が燃焼室30aへ流入するタイミングが最も早いのが#1気筒であり、符号i1に示す吸気行程中に流入する。したがって、#1気筒に対しては、i1時点で非同期噴射した燃料をts時点で点火させることが要求される。
In the example of FIG. 3, at the time t10 when the request change occurs, the
しかしながら、スタータモータ42の駆動を開始したt10時点からスタータマスク処理を開始させるので(図3(c)参照)、マスク期間t10〜t20(図3の例では50ms)及び判別期間t20〜t21を含む気筒未判別期間t10〜t21には、気筒判別処理及びクランク角算出処理による処理結果を取得できない(図3(d)参照)。その結果、#1気筒に対してts時点では点火できないといった問題が生じる。
However, since the starter mask process is started from time t10 when the
ちなみに、基準位置信号及び気筒判別信号は、TDCを通過する毎に出力されるため、気筒判別処理及びクランク角算出処理が完了するタイミングはTDCと一致することとなる。また、気筒判別するためには、所定角度(例えば60deg)以上クランク軸31が回転した後TDCを経過することを要する。よって、図3の例では、要求変更が発生したt10時点での行程を含め、要求変更が発生してから3行程が経過したTDCのt21時点で気筒判別が完了している。換言すれば、要求変更が発生したt10時点での行程を含め、要求変更が発生してから3行程が経過したTDCまでが気筒未判別期間t10〜t21となっている。
Incidentally, since the reference position signal and the cylinder discrimination signal are output every time they pass TDC, the timing at which the cylinder discrimination processing and the crank angle calculation processing are completed coincides with TDC. Further, in order to determine the cylinder, it is necessary to elapse TDC after the
次に、図4の如く待機を実施することで、上記問題点が解消される理由を説明する。 Next, the reason why the above problem is solved by performing the standby as shown in FIG. 4 will be described.
図4の例では、要求変更が発生したt10時点でのNEが待機領域(Nth<NE≦N1)であるため、このt10時点では非同期噴射及びスタータモータ42の駆動を実施せず、NEがNthに降下するまで非同期噴射及びスタータモータ42の駆動を待機させる(図4(a)(b)参照)。そして、NEがNthにまで降下したt11時点で非同期噴射を実施すると同時にスタータモータ42の駆動を開始させる。
In the example of FIG. 4, NE at time t10 when the request change occurs is in the standby region (Nth <NE ≦ N1). Therefore, asynchronous injection and driving of the
この非同期噴射された燃料が燃焼室30aへ流入するタイミングが最も早いのが#4気筒であり、符号i4に示す吸気行程中に流入する。したがって、#4気筒に対しては、i4時点で非同期噴射した燃料をts時点で点火させることが要求される。 The asynchronously injected fuel flows into the combustion chamber 30a at the earliest timing in the # 4 cylinder, and flows in during the intake stroke indicated by reference numeral i4. Therefore, the # 4 cylinder is required to ignite the fuel injected asynchronously at time i4 at time ts.
ここで、マスク期間での機関回転速度NEが低回転であるほど、マスク期間t11〜t20(50ms)中にクランク軸31が回転する量は少なくなるので、マスク期間t11〜t20に進行していく燃焼サイクルの行程数は減少していく。このことは、スタータマスク開始時点でのNEが低回転であるほど、気筒未判別期間t10〜t21が短くなることを意味する。そのため、待機を実施した図4の場合におけるマスク開始時期t11は、待機を実施していない図3の場合におけるマスク開始時期t10に比べて遅いものの、気筒未判別期間が終了する時期t21は同じとなっている。
Here, as the engine rotational speed NE in the mask period is lower, the amount of rotation of the
したがって、最初に点火が必要となる#4気筒において、i4時点で非同期噴射した燃料をts時点で点火させたい要求に対し、ts時点では気筒判別を終了させることができるようになり、上記要求を満たすようts時点で点火させることが可能となる。 Therefore, in the # 4 cylinder that needs to be ignited first, the cylinder discrimination can be ended at the time ts, compared with the request that the fuel injected asynchronously at the time i4 is ignited at the time ts. It is possible to ignite at time ts so as to satisfy.
図4にかかる待機期間の終了時点t11、つまり、スタータモータ42の駆動を開始させる時点かつ非同期噴射を実施する時点は、閾値Nthにより決定される。そこで本実施形態では、気筒未判別期間t11〜t21が、要求変更が発生したt10時点での行程を含め燃焼サイクル4行程のうちの2行程以下となるよう、上記閾値Nthを設定している。
The end point t11 of the standby period according to FIG. 4, that is, the point at which driving of the
次に、ECU10が有するマイクロコンピュータにより実施される、上記要求変更が発生した場合の再始動制御の処理手順について、図5のフローチャートを用いて説明する。当該処理は、エンジン30の自動停止により機関回転速度NEが降下する回転降下期間中に再始動要求が発生するといった要求変更が発生したことをトリガとして開始され、所定周期で繰り返し実行される。例えば、クランク角センサ21から出力される角度信号に同期した周期で実行してもよいし、マイコンの演算周期で実行してもよい。
Next, a restart control processing procedure executed by the microcomputer of the
先ず、図5に示すステップS10において、要求変更発生時点での機関回転速度NEを読み込む。この読み込みは、前記角度信号に同期して読み込んでもよいし、経過時間に同期して読み込んでもよい。 First, in step S10 shown in FIG. 5, the engine speed NE at the time of request change occurrence is read. This reading may be read in synchronization with the angle signal or may be read in synchronization with the elapsed time.
続くステップS11では、自律復帰制御による自律復帰が可能であるかを判定する。具体的には、ステップS10で読み込んだ機関回転速度NEが第1の回転速度N1以上であるか否かを判定する。NE≧N1であり自律復帰が可能であると判定されれば(S11:NO)、続くステップS12において、非同期噴射を実施して自律復帰制御を行う。つまり、要求変更発生時点で非同期噴射を行い、スタータ40は駆動させない。
In a succeeding step S11, it is determined whether or not the autonomous return by the autonomous return control is possible. Specifically, it is determined whether or not the engine rotational speed NE read in step S10 is equal to or higher than the first rotational speed N1. If it is determined that NE ≧ N1 and autonomous return is possible (S11: NO), asynchronous injection is performed in the subsequent step S12 to perform autonomous return control. That is, asynchronous injection is performed when the request change occurs, and the
一方、NE<N1であり自律復帰が不可であると判定されれば(S11:YES)、次のステップS13では、先回し制御による再始動が可能であるかを判定する。具体的には、ステップS10で読み込んだ機関回転速度NEが第2の回転速度N2以上であるか否かを判定する。 On the other hand, if it is determined that NE <N1 and the autonomous return is not possible (S11: YES), in the next step S13, it is determined whether restart by the advance control is possible. Specifically, it is determined whether or not the engine rotational speed NE read in step S10 is equal to or higher than the second rotational speed N2.
NE<N2であり先回し制御による再始動が不可であると判定されれば(S13:YES)、続くステップS14にて非同期噴射を実施するとともに、続くステップS15にてスタータモータ42を駆動させて先出し制御を行う。つまり、要求変更発生時点で非同期噴射を行うとともに、スタータ40の電磁アクチュエータ43を駆動させてピニオン41をリングギヤ31aに噛み合わせる。
If it is determined that NE <N2 and restart by the advance control is not possible (S13: YES), asynchronous injection is performed in the subsequent step S14, and the
一方、NE≧N2であり先回し制御による再始動が可能であると判定されれば(S13:NO)、続くステップS16(判定手段)において、ステップS10で読み込んだ機関回転速度NEが閾値Nthより低速度であるか否かを判定する。そして、NE≧Nthと判定された場合(S16:NO)、要求変更発生時点でのNEが閾値Nthにまで降下するまで、自律復帰制御、先回し制御及び先出し制御のいずれも実行することなく待機する。そして、NE<Nthと判定された場合には(S16:YES)、続くステップS17にて非同期噴射を実施するとともに、続くステップS18にてスタータモータ42を駆動させて先回し制御を行う。
On the other hand, if it is determined that NE ≧ N2 and restart by the forward control is possible (S13: NO), in the subsequent step S16 (determination means), the engine speed NE read in step S10 is greater than the threshold value Nth. Determine whether the speed is low. If it is determined that NE ≧ Nth (S16: NO), the system waits without executing any of the autonomous return control, the advance control, and the advance control until the NE at the time of the request change occurrence falls to the threshold value Nth. To do. If it is determined that NE <Nth (S16: YES), asynchronous injection is performed in subsequent step S17, and the
つまり、要求変更発生時点でNth≦NE<N1となっていれば、再始動制御を実施することなく待機して、Eが閾値Nthにまで降下した時点で非同期噴射を行うとともに、スタータモータ42を駆動させてピニオン41の回転を開始させる。また、要求変更発生時点でN2≦NE≦Nthとなっていれば、その要求変更発生時点で非同期噴射を行うとともに、スタータモータ42の駆動を開始させる。
In other words, if Nth ≦ NE <N1 at the time of the request change occurrence, the system waits without performing the restart control, performs asynchronous injection when E drops to the threshold value Nth, and sets the
なお、図5に示す再始動制御を実施した後、先述した点火制御により点火装置37を作動させることとなるが、要求変更が発生した後の初回の点火は、気筒未判別処理の終了と同時(t21時点)に実施し、それ以降の点火タイミングは、先述した通り最適点火時期MBTに近づけるよう、角度信号等に基づき制御する。また、NEがゼロの状態で始動または自動再始動させる場合には、先述した通り予め設定されたタイミング(例えばBTDC10deg)で点火させるよう制御する。
Note that after the restart control shown in FIG. 5 is performed, the ignition device 37 is operated by the ignition control described above, but the first ignition after the request change occurs is the same as the end of the cylinder non-discrimination process. It is carried out at (time t21), and the ignition timing thereafter is controlled based on the angle signal or the like so as to approach the optimum ignition timing MBT as described above. Further, when starting or automatically restarting in a state where NE is zero, control is performed so that ignition is performed at a preset timing (for example,
以上により、本実施形態によれば、要求変更時の機関回転速度NEが自律復帰不可である場合において、先回し制御が可能であったとしても、機関回転速度NEが閾値Nthまで降下するのを待って(待機して)非同期噴射及びスタータモータ42の駆動を開始(先回し制御を開始)させる。よって、その非同期噴射させた燃料を点火させたいts時点までには、スタータモータ42の駆動に起因して生じる気筒未判別期間T11〜t21を終了させることができる。よって、排気エミッション向上及びドライバビリティ向上を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, when the engine speed NE at the time of changing the request cannot be autonomously restored, the engine speed NE is reduced to the threshold value Nth even if the advance control is possible. Waiting (waiting) starts asynchronous injection and driving of the starter motor 42 (advance control is started). Therefore, the cylinder non-discrimination periods T11 to t21 caused by the drive of the
(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be modified as follows. Moreover, you may make it combine the characteristic structure of each embodiment arbitrarily, respectively.
・上記実施形態では、待機期間の終了判定に用いる閾値Nthを、予め設定しておいた値に固定させているが、前記閾値Nthをエンジン30の運転状態に応じて可変して設定してもよい。
In the above-described embodiment, the threshold value Nth used for determining the end of the standby period is fixed to a preset value. However, the threshold value Nth may be variably set according to the operating state of the
例えば、要求変更発生時におけるNEの降下速度が速い場合や、エンジン30の温度が低く潤滑油の粘性が高いことに起因してフリクションロスが大きくなっている場合には、要求変更発生時のNEが同じであってもマスク期間(例えば50ms)中にクランク軸31が回転する量は少なくなる。よって、気筒未判別期間が3行程に亘って長くなるおそれが低減する。そこで、要求変更発生時におけるNEの降下速度が速いほど、或いはエンジン温度が低いほど閾値Nthを高くするよう可変設定することが望ましい。
For example, when the NE descent speed at the time of the request change is high, or when the friction loss is increased due to the low temperature of the
・上記実施形態では、要求変更時の再始動制御の手段として、自律復帰制御手段(S12)、先回し制御手段(S18)及び先出し制御手段(S15)を有しているが、自律復帰制御手段を廃止してもよい。この場合、要求変更時のNEが第1の回転速度領域であれば、NEが閾値Nthまで低下するのを待って先回し制御を実施することとなる。 In the above embodiment, the restart control means (S12), the advance control means (S18), and the advance control means (S15) are provided as restart control means when changing the request. May be abolished. In this case, if the NE at the time of changing the request is in the first rotation speed region, the control is performed after waiting for the NE to fall to the threshold value Nth.
・上記実施形態では、要求変更時のNEが待機領域であった場合に、NEがNthにまで低下した時点でスタータモータ42の駆動を開始しており、かつ、非同期噴射も実施しているが、非同期噴射についてはスタータモータ42の駆動と同時である必要は無く、スタータモータ42の駆動開始の後であってもよい。但し、非同期噴射の実施タイミングが遅すぎると、非同期噴射した燃料に対する点火が要求されるts時点が、気筒未判別期間T11〜t21の終了時点よりも過剰に遅くなってしまい、自動再始動を迅速に完了させることの妨げとなる。よって、非同期噴射した燃料に対する点火が要求されるts時点が気筒未判別期間T11〜t21の終了時点と一致するようなタイミングで非同期噴射を実施することが望ましい。
In the above embodiment, when the NE at the time of changing the request is in the standby area, the
・上記実施形態では、気筒判別信号(検出信号)を出力する気筒判別センサとしてカム角センサ22を用いているが、例えば1燃焼サイクルの4行程と関連付けされた信号を出力するセンサであればよく、本発明の気筒判別センサはカム角センサ22に限られるものではない。
In the above embodiment, the
・閾値Nthは、エンジン30をアイドル運転させている時の回転速度より低い値に設定することが望ましい。また、閾値Nthはゼロより大きい値に設定することが望ましい。また、上記実施形態では、閾値Nthを第2の回転速度N2よりも高い値に設定しているが、閾値Nthを第2の回転速度N2よりも低い値に設定してもよい。
The threshold value Nth is desirably set to a value lower than the rotation speed when the
・上記各実施形態では、クランク角センサ21の検出値に基づき機関回転速度NEを算出し、このように算出したNEと閾値Nthとを比較して先回し制御の待機期間の終了を判定している。これに対し、エアフローメータ24の検出値に基づき算出した吸気量や吸気圧を、前記判定に用いるNEに代用するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the engine rotational speed NE is calculated based on the detected value of the
例えば、吸気圧又は吸気量に対応する判定閾値(吸気圧用閾値又は吸気量用閾値)を設定し、吸気圧>吸気圧用閾値である場合に、NE<閾値Nthであるとみなして待機期間終了と判定してもよい。或いは、吸気量<吸気量用閾値である場合に、NE<閾値Nthであるとみなして待機期間終了と判定してもよい。 For example, when a determination threshold value (intake pressure threshold value or intake pressure threshold value) corresponding to the intake pressure or intake air amount is set, and intake pressure> intake air pressure threshold, NE <threshold value Nth is assumed, and the waiting period You may determine with completion. Alternatively, when the intake air amount <the threshold value for the intake air amount, NE <threshold value Nth may be considered and the end of the standby period may be determined.
10…ECU(気筒判別手段,スタータマスク手段,要求変更時制御手段,)、21…クランク角センサ(気筒判別センサ)、22…カム角センサ(気筒判別センサ)、Nth…閾値、S16…判定手段、t11〜t20…スタータマスク期間、t20〜t21…判別期間、t11〜t21…気筒未判別期間。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
気筒判別センサから出力される検出信号に基づき、前記気筒で行われている行程が前記4行程のいずれであるかを判別する気筒判別手段と、
前記内燃機関のクランク軸へ回転駆動力を付与するスタータモータの駆動に起因して前記検出信号にノイズが重畳する期間をスタータマスク期間として設定し、このスタータマスク期間には前記気筒判別手段による前記判別を中止するスタータマスク手段と、
前記自動停止の要求発生に伴い燃料噴射をカットして機関回転速度を降下させていく回転降下期間中に、前記自動再始動の要求が発生するといった要求変更があった場合に、機関回転速度がゼロにまで降下することを待たずして前記スタータモータを駆動させて再始動させる要求変更時制御手段と、
を備え、
前記要求変更の発生に伴い前記スタータモータを駆動させることに起因して設定される前記スタータマスク期間、及びそのスタータマスク期間が終了した後に前記気筒判別手段による前記判別に要する判別期間を含む期間を、前記気筒判別手段による判別結果が得られない気筒未判別期間とした場合、
前記気筒未判別期間が前記4行程のうちの2行程以下となるような速度にまで機関回転速度が降下している状態であることを条件として、前記要求変更時制御手段による前記スタータモータの駆動開始を許可することを特徴とするアイドルストップ制御装置。 An internal combustion engine that sequentially performs four strokes of an intake stroke, a compression stroke, an explosion stroke, and an exhaust stroke in a cylinder, and is applied to an internal combustion engine having an idle stop function of automatic stop and automatic restart,
Cylinder discrimination means for discriminating which of the four strokes is a stroke performed in the cylinder based on a detection signal output from a cylinder discrimination sensor;
A period in which noise is superimposed on the detection signal due to driving of a starter motor that applies a rotational driving force to the crankshaft of the internal combustion engine is set as a starter mask period, and in the starter mask period, the cylinder discrimination means A starter mask means for canceling discrimination;
When there is a request change such as a request for the automatic restart during a rotation descent period in which the fuel injection is cut and the engine rotation speed is lowered in response to the generation of the automatic stop request, the engine rotation speed is A request changing control means for driving and restarting the starter motor without waiting for it to drop to zero;
With
A period including the starter mask period set by driving the starter motor with the occurrence of the request change, and a determination period required for the determination by the cylinder determination unit after the starter mask period ends. When the cylinder non-discrimination period during which the discrimination result by the cylinder discrimination means cannot be obtained,
The starter motor is driven by the request change time control means on condition that the engine rotational speed is reduced to a speed at which the cylinder non-discrimination period is equal to or less than two of the four strokes. An idle stop control device characterized by permitting start.
気筒判別センサから出力される検出信号に基づき、前記気筒で行われている行程が前記4行程のいずれであるかを判別する気筒判別手段と、
前記内燃機関のクランク軸へ回転駆動力を付与するスタータモータの駆動に起因して前記検出信号にノイズが重畳する期間をスタータマスク期間として設定し、このスタータマスク期間には前記気筒判別手段による前記判別を中止するスタータマスク手段と、
前記自動停止の要求発生に伴い燃料噴射をカットして機関回転速度を降下させていく回転降下期間中に、前記自動再始動の要求が発生するといった要求変更があった場合に、機関回転速度がゼロにまで降下することを待たずして前記スタータモータを駆動させて再始動させる要求変更時制御手段と、
を備え、
前記要求変更の発生に伴い前記スタータモータを駆動させることに起因して設定される前記スタータマスク期間、及びそのスタータマスク期間が終了した後に前記気筒判別手段による前記判別に要する判別期間を含む期間を、前記気筒判別手段による判別結果が得られない気筒未判別期間とした場合、
前記気筒未判別期間が前記4行程のうちの2行程以下となるような速度にまで機関回転速度が降下している状態であることを条件として、前記要求変更時制御手段による燃料噴射を許可することを特徴とするアイドルストップ制御装置。 An internal combustion engine that sequentially performs four strokes of an intake stroke, a compression stroke, an explosion stroke, and an exhaust stroke in a cylinder, and is applied to an internal combustion engine having an idle stop function of automatic stop and automatic restart,
Cylinder discrimination means for discriminating which of the four strokes is a stroke performed in the cylinder based on a detection signal output from a cylinder discrimination sensor;
A period in which noise is superimposed on the detection signal due to driving of a starter motor that applies a rotational driving force to the crankshaft of the internal combustion engine is set as a starter mask period, and in the starter mask period, the cylinder discrimination means A starter mask means for canceling discrimination;
When there is a request change such as a request for the automatic restart during a rotation descent period in which the fuel injection is cut and the engine rotation speed is lowered in response to the generation of the automatic stop request, the engine rotation speed is A request changing control means for driving and restarting the starter motor without waiting for it to drop to zero;
With
A period including the starter mask period set by driving the starter motor with the occurrence of the request change, and a determination period required for the determination by the cylinder determination unit after the starter mask period ends. When the cylinder non-discrimination period during which the discrimination result by the cylinder discrimination means cannot be obtained,
Fuel injection by the request change time control means is permitted on condition that the engine rotational speed is reduced to a speed at which the cylinder non-discrimination period is equal to or less than two of the four strokes. An idle stop control device characterized by that.
前記要求変更が発生した以降における機関回転速度が所定の閾値以下である場合に、前記気筒未判別期間が前記4行程のうちの2行程以下になると判定する判定手段を有するとともに、
前記閾値を前記内燃機関の運転状態に応じて可変設定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のアイドルストップ制御装置。 The request change time control means includes:
A determination unit that determines that the cylinder non-discrimination period is equal to or less than two of the four strokes when the engine speed after the request change occurs is equal to or less than a predetermined threshold;
The idle stop control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the threshold value is variably set according to an operating state of the internal combustion engine.
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JP2010022791A JP2011157947A (en) | 2010-02-04 | 2010-02-04 | Idle stop control device |
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