JP4626557B2 - Engine stop control device - Google Patents
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- F02N19/005—Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation
- F02N2019/007—Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation using inertial reverse rotation
Description
本発明は、車両の一時停止時ないしはアイドリング時にエンジンを一時停止させる一方、再始動条件が成立したときに、圧縮行程で停止した気筒の混合気を燃焼させてクランク軸を逆回転させ、この後、膨張行程で停止した他の気筒に燃料を噴射するとともに該燃料に点火してエンジンを再始動させるようにしたエンジンの停止制御装置に関するものである。 In the present invention, the engine is temporarily stopped when the vehicle is temporarily stopped or idling, and when the restart condition is satisfied, the air-fuel mixture of the cylinder stopped during the compression stroke is burned to reversely rotate the crankshaft. Further, the present invention relates to an engine stop control device in which fuel is injected into another cylinder stopped in the expansion stroke, and the fuel is ignited to restart the engine.
一般に、自動車の一時停止時等においては、エンジンはアイドリング状態で回転しているが、かかるアイドリングは、自動車の燃費性能を低下させるとともに、地球温暖化の一因である二酸化炭素の排出量を増加させる。そこで、近年、自動車の一時停止時ないしはアイドリング時にエンジンを自動的に停止させ、自動車の発進時ないしはアクセルペダルの踏み込み時にエンジンを自動的に再始動させるといった動作(アイドルストップ)を行うようにしたエンジンが用いられている。 In general, when an automobile is temporarily stopped, the engine is rotating in an idling state. However, such idling reduces the fuel efficiency of the automobile and increases carbon dioxide emissions that contribute to global warming. Let Therefore, in recent years, an engine that automatically stops the engine when the vehicle is paused or idling, and automatically restarts the engine when the vehicle starts or when the accelerator pedal is depressed (idle stop) is performed. Is used.
ところで、通常のエンジンの始動はバッテリから電力が供給されるスタータによって行われるが、アイドルストップにおけるエンジンの再始動にスタータを用いると、ギヤの噛み合い音が発生して乗員が違和感をもつといった問題が生じる。また、クランキングを行わなければならないので、エンジンの再始動に手間取り、自動車を迅速に発進させることができないといった問題も生じる。また、スタータやバッテリの寿命が短くなるといった問題も生じる。 By the way, a normal engine is started by a starter that is supplied with power from a battery. However, if the starter is used to restart the engine during idle stop, there is a problem that a gear meshing sound is generated and the passenger feels uncomfortable. Arise. Further, since cranking must be performed, there is a problem that it takes time to restart the engine and the vehicle cannot be started quickly. There is also a problem that the life of the starter and the battery is shortened.
そこで、エンジンの再始動にスタータを用いず、まず圧縮行程で停止した気筒の混合気を燃焼させてクランク軸を逆回転させ、この後、膨張行程で停止した他の気筒に燃料を噴射するとともに該燃料に点火してエンジンを再始動させることにより上記従来の問題を解消するようにしたエンジンが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、このようにスタータを用いず、気筒内の混合気ないしは燃料を燃焼させることによりエンジンを再始動させる場合、気筒内に既燃ガスないしは排気ガスが残留していると、混合気ないしは燃料の着火性が悪くなり、エンジンの再始動に支障が生じるおそれがある。なお、アイドルストップの直前には吸入空気量が少なくなっているので、気筒内に既燃ガスないしは排気ガスが残留する傾向がある。 By the way, when the engine is restarted by burning the air-fuel mixture or fuel in the cylinder without using the starter in this way, if burnt gas or exhaust gas remains in the cylinder, the mixture or fuel There is a possibility that the ignitability will deteriorate and the engine restart may be hindered. Note that since the amount of intake air decreases immediately before idling stop, burned gas or exhaust gas tends to remain in the cylinder.
そこで、特許文献1に記載されたアイドルストップを行うエンジンでは、エンジンを一時的に停止させる直前にスロットル弁の開度を大きくして気筒内の掃気を行い、気筒内の既燃ガスないしは排気ガスを除去するようにしている。しかしながら、エンジンを一時停止させる直前にスロットル弁の開度を大きくしても、その期間は非常に短いので、気筒内を十分に掃気することができず、依然、気筒内に既燃ガスないしは排気ガスが残留するといった問題がある。
Therefore, in the engine that performs idle stop described in
本発明は上記従来の問題を解決するためになされたものであって、アイドルストップにおける再始動にスタータを用いず、気筒内の混合気ないしは燃料を燃焼させることにより再始動するようにしたエンジンに対して、アイドルストップに際して気筒内を十分に掃気することができ、エンジンの再始動時の始動性を十分に高めることを可能にする手段を提供することを解決すべき課題とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and is an engine that is restarted by burning an air-fuel mixture or fuel in a cylinder without using a starter for restart at idle stop. On the other hand, it is an object to be solved to provide means capable of sufficiently scavenging the inside of the cylinder at the time of idling stop and sufficiently improving the startability at the time of restarting the engine.
上記課題を解決するためになされた本発明に係るエンジンの停止制御装置は、(i)所定のエンジン停止条件下でエンジンを停止させる一方、該エンジン停止後において所定のエンジン再始動条件が成立したときに、圧縮行程で停止した気筒の混合気を燃焼させてクランク軸を逆回転させ、この後、膨張行程で停止した他の気筒に燃料を噴射するとともに該燃料に点火してエンジンを再始動させるエンジン自動停止・再始動制御手段と、(ii)エンジン停止条件下において、エンジンが停止する前にスロットル弁の開度を増大させて気筒内の掃気を促進する掃気手段とを備えている。 An engine stop control device according to the present invention made to solve the above-described problem is (i) stopping an engine under a predetermined engine stop condition, while a predetermined engine restart condition is satisfied after the engine stop. Occasionally, the air-fuel mixture of the cylinder stopped in the compression stroke is combusted to reversely rotate the crankshaft, and then fuel is injected into other cylinders stopped in the expansion stroke, and the fuel is ignited and the engine is restarted. And (ii) scavenging means for promoting scavenging in the cylinder by increasing the opening of the throttle valve before the engine stops under the engine stop condition.
そして、このエンジンの停止制御装置は、さらに、(iii)エンジン停止条件が成立する前において、車速が所定値以下となったときにエンジン回転数の上昇補正を行うエンジン回転数補正手段と、(iv)ブレーキによる車両の制動状態を検出する制動状態検出手段とを備えている。ここで、エンジン回転数補正手段は、制動状態検出手段によって検出された制動状態の制動度合いが小さいときには大きいときに比べて、エンジン回転数の上昇補正を抑制するようになっている。 The engine stop control device further includes (iii) an engine speed correction means for correcting an increase in the engine speed when the vehicle speed becomes a predetermined value or less before the engine stop condition is satisfied; and iv) braking state detecting means for detecting the braking state of the vehicle by the brake. Here, the engine speed correction means suppresses the increase correction of the engine speed when the degree of braking in the braking state detected by the braking state detection means is small compared to when it is large.
本発明に係るエンジンの停止制御装置においては、エンジン回転数補正手段が、車両の制動度合いが小さいときには大きいときに比べて、エンジン回転数の上昇補正の補正量上限値(ないしは補正幅)及び/又は補正量上昇速度(ないしは補正度合い)を小さくするようになっているのが好ましい。ここで、補正量上昇速度を小さくする場合、エンジン回転数補正手段が、制動度合いが小さいときには大きいときに比べて、エンジン回転数の上昇補正を開始する車速を高くするようになっているのがより好ましい。 In the engine stop control device according to the present invention, the engine speed correction means has a correction amount upper limit (or correction width) and / or a correction amount upper limit correction for the engine speed, compared to when the braking degree of the vehicle is small. Alternatively, it is preferable that the correction amount increasing speed (or the correction degree) is reduced. Here, when the correction amount increase speed is reduced, the engine speed correction means increases the vehicle speed at which the correction correction for increasing the engine speed is started, compared to when the braking degree is low, when it is high. More preferred.
本発明に係るエンジンの停止制御装置においては、エンジン回転数補正手段が、車速の低下に応じてエンジン回転数の上昇補正の補正量を増加させるようになっているのが好ましい。また、本発明に係るエンジンの停止制御装置においては、制動状態検出手段は、ブレーキ液圧を検出し、該ブレーキ液圧に基づいて制動状態を検出するようになっているのが好ましい。 In the engine stop control device according to the present invention, it is preferable that the engine speed correction means increases the correction amount of the increase correction of the engine speed in accordance with a decrease in the vehicle speed. In the engine stop control device according to the present invention, it is preferable that the braking state detecting means detects the brake fluid pressure and detects the braking state based on the brake fluid pressure.
本発明に係るエンジンの停止制御装置によれば、アイドルストップを行う際、エンジン停止条件が成立する前にエンジン回転数の上昇補正が行われ、これにより吸入空気量が増やされるので、アイドルストップ時に気筒内を十分に掃気することができ、エンジンの再始動時の始動性を高めることができる。また、アイドルストップを行う際、車両の制動度合いが小さいときにエンジン回転数の上昇が大きかったり急激であったりすると乗員は違和感を覚えるが、本発明に係るエンジンの停止制御装置によれば、車両の制動度合いが小さいときには、例えば上昇補正の補正量上限値及び/又は補正量上昇速度を小さくするなどして、エンジン回転数の上昇補正が抑制されるので、乗員の違和感を低減しつつ、掃気性を高めることができる。 According to the engine stop control device of the present invention, when performing an idle stop, an increase in the engine speed is corrected before the engine stop condition is satisfied, thereby increasing the intake air amount. The inside of the cylinder can be sufficiently scavenged, and the startability when the engine is restarted can be improved. Further, when performing idling stop, if the increase in the engine speed is large or sudden when the braking degree of the vehicle is small, the occupant feels uncomfortable, but according to the engine stop control device according to the present invention, the vehicle When the braking degree of the engine is small, for example, the correction amount upper limit value of the upward correction and / or the correction amount increase speed is reduced, so that the increase correction of the engine speed is suppressed. Can increase the sex.
本発明に係るエンジンの停止制御装置において、車両の制動度合いが小さいときには大きいときに比べて、エンジン回転数の上昇補正の補正量上昇速度を小さくするとともに、上昇補正を開始する車速を高めるようになっている場合は、制動度合いが小さいときに、高めの車速からエンジン回転数の上昇補正が開始されるので、乗員の違和感を低減するためにエンジン回転数の上昇補正を緩慢に行っても、エンジン回転数を十分に上昇させることができ、掃気性を十分に高めることができる。 In the engine stop control device according to the present invention, the correction amount increase speed of the increase correction of the engine speed is reduced and the vehicle speed at which the increase correction is started is increased as compared with when the vehicle braking degree is small. If the braking degree is low, the engine speed increase correction is started from a higher vehicle speed, so even if the engine speed increase correction is performed slowly to reduce occupant discomfort, The engine speed can be sufficiently increased, and the scavenging performance can be sufficiently enhanced.
本発明に係るエンジンの停止制御装置において、エンジン回転数補正手段が、車速の低下に応じてエンジン回転数の上昇補正の補正量を増加させるようになっている場合は、車速の低下に伴ってエンジン回転数が徐々に上昇するので、乗員の違和感をより有効に低減しつつ、掃気性を高めることができる。また、制動状態検出手段が、ブレーキ液圧に基づいて制動状態を検出するようになっている場合は、既設のブレーキ液圧センサを利用して車両の制動状態を容易に把握することができる。 In the engine stop control device according to the present invention, when the engine speed correction means increases the correction amount of the increase correction of the engine speed in accordance with the decrease of the vehicle speed, the engine speed decreases as the vehicle speed decreases. Since the engine speed gradually increases, scavenging performance can be improved while effectively reducing the occupant's uncomfortable feeling. Further, when the braking state detection means detects the braking state based on the brake fluid pressure, the braking state of the vehicle can be easily grasped using the existing brake fluid pressure sensor.
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施の形態(本発明を実施するための最良の形態)を具体的に説明する。
図1及び図2に示すように、本発明の実施の形態に係る、アイドルストップを行うエンジンEの本体部は、シリンダヘッド1とシリンダブロック2とで構成されている。エンジンEは4気筒4サイクルエンジンであり、4つの気筒3(第1〜第4気筒3A〜3D)を備えている。このエンジンEにおいては、各気筒3が所定の位相差をもって吸気、圧縮、膨張、排気の各行程からなるサイクルを行うようになっており、これらのサイクルは、第1気筒3A、第3気筒3C、第4気筒3D、第2気筒3Bの順にクランク角で180°(180°CA)の位相差で行われる。
Hereinafter, embodiments of the present invention (best mode for carrying out the present invention) will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the main body portion of the engine E that performs idle stop according to the embodiment of the present invention includes a
各気筒3内にはピストン4が嵌挿され、ピストン4の上方に燃焼室5が形成されている。ピストン4はコンロッド等を介してクランク軸6に連結されている。各気筒3の燃焼室5の頂部には点火プラグ7が設けられ、プラグ先端部は燃焼室5内に臨んでいる。燃焼室5の側方には、燃焼室5内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁8が設けられている。燃料噴射弁8は、詳しくは図示していないが、ニードル弁及びソレノイドを内蔵し、パルス信号が入力され、そのパルス入力時期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噴射する。燃料噴射弁8は、点火プラグ7付近に向けて燃料を噴射するように配置されている。なお、燃料噴射弁8には、図示していないが、燃料ポンプにより燃料供給通路等を介して燃料が供給され、かつ、圧縮行程における燃焼室内の圧力よりも高い燃料圧力で燃料を噴射するようになっている。
A
各気筒3の燃焼室5に対して吸気ポート9及び排気ポート10が開口し、両ポート9、10にそれぞれ吸気弁11及び排気弁12が装備されている。吸気弁11及び排気弁12は、カムシャフト26、27等からな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3の吸・排気弁の開閉タイミングは、各気筒3が所定の位相差で燃焼サイクルを行うように設定されている。
An
吸気弁11及び排気弁12の開閉時期は、カム位相可変機構26a、27aによって可変となっている。カム位相可変機構26a、27aは、カムシャフト26、27の回転位相をクランク軸6の回転位相に対して変化させるよく知られた機構である。図2に示すように、吸気弁11側のカムシャフト26にはカム位相可変機構26aが設けられ、排気弁12側のカムシャフト27にはカム位相可変機構27aが設けられ、これらはそれぞれ独立して制御されている。したがって、吸気弁11及び排気弁12の開閉時期は、カム位相可変機構26a、27aによってそれぞれ独立して全体的に前後に変化させることができる。
The opening / closing timings of the
吸気ポート9及び排気ポート10には、それぞれ吸気通路15及び排気通路16が接続されている。吸気通路15は、サージタンク15bの下流に気筒別の分岐吸気通路15aを有し、各分岐吸気通路15aの下流端は各気筒3の吸気ポート9に連通している。サージタンク15bの上流の共通吸気通路15cには、気筒3に導入される空気の量(吸気量)を調節するスロットル弁17が設けられている。スロットル弁17は、スロットル弁アクチュエータ18によりその開度が調節される。吸気通路15のさらに上流には、吸気量を検出するエアフローセンサ20が設けられている。
An
共通吸気通路15cのスロットル弁17より下流の部分と排気通路16との間には、これらを連通させるEGR通路50が設けられている。EGR通路50には、EGR弁51が設けられ、このEGR弁51はEGR弁アクチュエータ52によってその開度が調節されるようになっている。EGR弁アクチュエータ52によってEGR弁51が開弁されると、排気通路16を流れている排気ガスの一部がEGR通路50を介して共通吸気通路15cに還流され、吸気の一部として気筒3に供給され、EGR(排気還流)が行われる。
An
クランク軸6に対して、その回転角(クランク角)を検出する2つのクランク角センサ21、22が設けられ、両クランク角センサ21、22は、互いに一定量だけ位相がずれたクランク角信号を出力する。さらに、カムシャフト26、27に対して、その特定回転位置を検出することにより気筒識別信号を出力することができるカム角センサ23が設けられている。また、エンジンEを始動させるためのモータであるスタータ28が設けられ、このスタータ28の駆動力がスタータギヤ(図示せず)を介してクランク軸6に直接伝達され、エンジンEが始動される。
Two
なお、この他にもエンジンEの制御に必要な信号の検出手段として、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ24、アクセル開度(アクセル操作量)を検出するアクセル開度センサ25(図3参照)等が設けられている。
In addition to this, as a means for detecting signals necessary for controlling the engine E, a
図3は、エンジンEの制御ブロック図であり、ECU(エンジンコントロールユニット)30、ECU30に各種検出信号を送る種々のセンサ及びスイッチ、及び、ECU30から制御信号を受ける各種装置やアクチュエータなどを示している。なお、図3は、アイドルストップ制御に関するものであるので、その他の制御に関する部分については省略している。
FIG. 3 is a control block diagram of the engine E, showing the ECU (engine control unit) 30, various sensors and switches that send various detection signals to the
図3に示すように、ECU30の入力側には、エアフローセンサ20と、両クランク角センサ21、22と、カム角センサ23と、水温センサ24と、アクセル開度センサ25とが接続されている。さらに、ECU30の入力側には、アイドルストップを行うためのセンサ類として、ブレーキペダルの踏み込み深さを検出するブレーキセンサ62と、車速を検出する車速センサ63と、AT(自動変速機)のシフトレバー位置を検出するインヒビタスイッチ64と、パーキングブレーキのON/OFFを検出するパーキングブレーキスイッチ65と、ウインカのON/OFFを検出するウインカスイッチ66と、エアコンのON/OFFを検出するエアコンスイッチ67と、ブレーキ負圧を検出するブレーキ負圧センサ68と、ブレーキ液圧を検出するブレーキ液圧センサ69とが接続されている。
As shown in FIG. 3, an
また、ECU30の出力側には、点火プラグ7と、燃料噴射弁8と、スロットル弁アクチュエータ18と、EGR弁アクチュエータ52と、カム位相可変機構26a、27aと、スタータ28と、アイドルストップ表示ランプ71と、電動オイルポンプ72と、ATF切換弁73と、ヒルホルダ用ソレノイド弁74とが接続されている。
Further, on the output side of the
ここで、アイドルストップ表示ランプ71は、アイドルストップの実施状況を運転者に示すためのランプであり、アイドルストップによりエンジンEが停止中であることや、アイドルストップが禁止中であること、あるいはエンジンEを再始動することなどを表示するランプの総称である。電動オイルポンプ72は、アイドルストップによるエンジン停止中に、ATへの油圧を供給する電動のオイルポンプである。通常運転時、AT内部のクラッチは、クランク軸6に直結して駆動される機械式オイルポンプ(図示せず)を油圧供給源として作動する。したがって、アイドルストップによってエンジンEが停止すると、油圧が低下し、クラッチは解放される。この場合、エンジン再始動後、クラッチを再締結させるための時間ロスが発生し、発進性が悪化する。これを防止するため、エンジンEの停止中には別途電動オイルポンプ72によってATに油圧を供給するようになっている。
Here, the idle
ATF切換弁73は、油圧供給源からATへのATF(自動変速機油)の通路を切換える切換え弁である。通常の運転時には機械式オイルポンプからATにATFを導き、I/Sによるエンジン停止中には電動オイルポンプ72から導くように切換える。ヒルホルダ用ソレノイド弁74は、ブレーキオイルの供給通路を遮断するヒルホルダ(図示せず)を駆動するためのソレノイド弁である。通常運転時にはエンジンEに連動する倍力装置が作動し、ブレーキ液圧が高められている。しかし、エンジン停止中にはこの倍力装置が作動しないため、ブレーキ液圧が低下し、制動力が減少する。したがって、例えば坂道等でアイドルストップを行った場合、制動力不足によって車両が動く可能性がある。これを防止するため、ヒルホルダは、ヒルホルダ用ソレノイド弁74でブレーキオイルの供給通路を遮断することによりブレーキ液圧を高い状態で保持するようになっている。
The
ECU30は、エンジンEの総合的な制御装置であって、詳しくは図示していないが、スロットル弁制御部、燃料噴射弁制御部、点火制御部、EGR弁制御部、カム位相制御部と、アイドルストップ制御部(エンジン自動停止・再始動制御手段)、表示制御部、AT制御部、ヒルホルダ制御部、掃気制御部(掃気手段)及びエンジン回転数補正部(エンジン回転数補正手段)を備えている。
The
ここで、ECU30のスロットル弁制御部は、アクセル開度センサ25からのアクセル開度情報や、クランク角センサ21、22からのクランク角速度情報に基づくエンジン回転数等から、必要なスロットル弁17の開度を演算し、スロットル弁アクチュエータ18を制御する。また、燃料噴射弁制御部及び点火制御部は、アクセル開度情報やエンジン回転数情報に加えて、エアフローセンサ20による吸気量情報や水温センサ24による冷却水温度情報等から、必要な燃料噴射量とその噴射時期及び適正な点火時期を演算し、燃料噴射弁8及び点火プラグ7に制御信号を出力する。
Here, the throttle valve control unit of the
なお、ECU30のスロットル弁制御部によって調節される吸気量と燃料噴射弁制御部32によって調節される供給燃料量とによって空燃比が決定される。すなわち、スロットル弁制御部と燃料噴射弁制御部とは空燃比制御手段として機能する。通常のアイドル運転時、空燃比は理論空燃比又はこれよりリッチ側の設定となっている。そして、後で説明するように、アイドルストップのためのエンジン停止動作期間において、出力トルクの変動を抑制するために、空燃比はアイドル運転時よりもリーン側、より好ましくは理論空燃比よりもリーン側に設定される。
The air-fuel ratio is determined by the intake air amount adjusted by the throttle valve control unit of the
ECU30のEGR弁制御部は、必要なEGR弁51の開度をEGR弁アクチュエータ52に出力し、EGR量(還流される排気の量)を制御する。通常運転時には、EGR量を多くすることにより吸気中の酸素の量を抑制して燃焼温度を低下させてNOx排出量を削減したり、エンジンEの冷間時に排気ガスによって筒内温度を上昇させたりする制御等を行う。そして、アイドルストップのためのエンジン停止動作期間において、各気筒3内の掃気を促進させるためにEGR弁51を閉弁させる制御を行う。
The EGR valve control unit of the
ECU30のカム位相制御部は、クランク軸6に対するカムシャフト26、27の位相変動信号をカム位相可変機構26a、27aに出力し、吸気弁11及び排気弁12の開閉時期を制御する。通常運転時は、エンジンの回転数に応じた最適な吸排気弁の開閉時期を設定し、広回転域にわたって高出力を得るための制御等を行う。そして、後で説明するように、アイドルストップのためのエンジン停止動作期間において、出力トルクの変動を抑制するために吸気弁11の閉時期を遅らせる制御を行う。アイドルストップ制御部は、アイドルストップの実行条件を判定したり、ECU30内の各制御部にアイドルストップを実行するための必要な情報を提供したりする。
The cam phase control unit of the
ECU30の掃気制御部は、エンジン停止条件下において、エンジンEが停止する前にスロットル弁17の開度を増大させて気筒3内の掃気を促進する。また、ECU30のエンジン回転数補正部は、エンジン停止条件が成立する前において、車速が所定値以下となったときにエンジン回転数(アイドル回転数)の上昇補正を行う一方、ブレーキ液圧センサ69(制動状態検出手段)によって検出されたブレーキ液圧(車両の制動度合い)が小さいときには大きいときに比べて、エンジン回転数の上昇補正を抑制する。
The scavenging control unit of the
アイドルストップの実行条件は、基本停止条件、基本再始動条件及びアイドルストップ禁止条件に類別される。各条件は適宜設定することができる。例えば、ブレーキセンサ62から得られるブレーキの踏み込み深さが所定値以上であり、車速センサ63から得られる車速がゼロであり、インヒビタスイッチ64から得られるATのシフトレバー位置が非走行レンジであり、パーキングブレーキスイッチ65の信号がONであり、ウインカスイッチ66の信号がOFFであり、かつ、エアコンスイッチ67がOFFである場合に基本停止条件が成立するようにしてもよい。
The idle stop execution conditions are classified into basic stop conditions, basic restart conditions, and idle stop prohibition conditions. Each condition can be set as appropriate. For example, the brake depression depth obtained from the brake sensor 62 is greater than or equal to a predetermined value, the vehicle speed obtained from the
また、例えばブレーキペダルの踏み込み深さが所定値以下であるか、車速が所定値以上であるか、ATのシフトレバー位置が走行レンジであるか、ウインカスイッチ66の信号がONであるか、エアコンスイッチ67がONであるか、又は、ブレーキ負圧センサ68から得られるブレーキ負圧が所定値以下である場合に基本再始動条件が成立するようにしてもよい。そして、例えばエンジン冷却水温度Tcが所定値以下(例えばTc<60℃)であるか、バッテリのモニタ電圧が所定値以下であるか、又は、前回の再始動からの経過時間が所定値以下である場合にアイドルストップ禁止条件が成立するようにしてもよい。
Further, for example, whether the depth of depression of the brake pedal is a predetermined value or less, the vehicle speed is a predetermined value or more, whether the shift lever position of the AT is in the traveling range, the signal of the
以下、前記のように各条件を設定した場合における制御形態を説明する。この場合、基本停止条件が成立し、かつ、アイドルストップ禁止条件が成立しないときに、最終的にエンジンEの停止条件が成立し、アイドルストップによるエンジンEの自動停止が行われる。すなわち、燃料噴射弁8からの燃料噴射を停止させるとともに、点火プラグ7の点火を停止させる。
Hereinafter, the control mode when each condition is set as described above will be described. In this case, when the basic stop condition is satisfied and the idle stop prohibition condition is not satisfied, the engine E stop condition is finally satisfied, and the engine E is automatically stopped by the idle stop. That is, the fuel injection from the
エンジン停止の際の制御としては、まずエンジン停止条件成立時にEGR弁51が開弁していればこれを閉弁して気筒3内の掃気が促進されるようにする。そして出力トルクの変動を抑制するために点火時期のリタードを行う。さらに、スロットル弁17を所定開度、所定期間開弁して燃料カット後における気筒3内の掃気を促進するとともに、ピストン4が適正位置(図4の範囲A)に停止し易くなるようにする。
As the control when the engine is stopped, first, if the
エンジンEの自動停止中に基本再始動条件又はアイドルストップ禁止条件が成立すると、最終的に再始動条件が成立し、エンジンEの再始動が行われる。すなわち、燃料噴射弁8からの燃料噴射と点火プラグ7の点火とを復帰させる。
If the basic restart condition or the idle stop prohibition condition is satisfied during the automatic stop of the engine E, the restart condition is finally satisfied, and the engine E is restarted. That is, the fuel injection from the
再始動の際の制御としては、まずエンジン停止時に圧縮行程となる気筒(便宜上、これが第3気筒3Cであると想定し、以下「圧縮行程気筒3C」という。)に対して初回の燃焼を実行してエンジンEを少し逆転させることにより、エンジン停止時に膨張行程となる気筒(便宜上、これが第1気筒3Aであると想定し、以下「膨張行程気筒3A」という。)のピストン上昇によって気筒内圧力を高めるようにしてから、膨張行程気筒3Aで燃焼を行わせるようにする。
As the control at the time of restart, first, the first combustion is performed on a cylinder that is in a compression stroke when the engine is stopped (for convenience, it is assumed that this is the
この実施の形態では、第1再始動制御モードと、第2再始動制御モードと、第3再始動制御モードとを、ピストン4の停止位置に応じて選択的に実行するようになっている。ここで、第1再始動制御モードでは、圧縮行程気筒3Cでの初回燃焼と膨張行程気筒3Aでの燃焼を行わせるとともに、初回燃焼後の圧縮行程気筒3Cの筒内に燃焼用空気を残存させて圧縮行程気筒3Cのピストン4が上昇に転じてから上死点付近に達したときに再燃焼を行わせる。第2再始動制御モードでは、圧縮行程気筒3Cでの初回燃焼及び膨張行程気筒3Aでの燃焼は行わせるが圧縮行程気筒3Cでの再燃焼を行わせない。第3再始動制御モードでは、圧縮行程気筒3Cでの初回燃焼を行わずにスタータ28でアシストしつつ膨張行程気筒3Aでの燃焼及びその次の圧縮行程気筒3Cでの燃焼により始動を行う。
In this embodiment, the first restart control mode, the second restart control mode, and the third restart control mode are selectively executed according to the stop position of the
ECU30の表示制御部は、アイドルストップの実行状況に応じてアイドルストップ表示ランプ71のON/OFF制御を行う。アイドルストップ表示ランプ71は、図示していない自動停止中ランプ、アイドルストップ禁止中ランプ及び再始動ランプによって構成されている。アイドルストップによるエンジンEの自動停止中は、自動停止中ランプを点灯させ、アイドルストップ禁止条件が成立中はアイドルストップ禁止中ランプを点灯させ、エンジンEの再始動時には再始動ランプを点灯させる。このようにして、運転者がアイドルストップの制御状況を認識できるようにしている。
The display control unit of the
ECU30のAT制御部は、アイドルストップが実行されることにより、自動変速機に供給される作動油の圧力が低下した場合に、ATF切換弁73に切換指令信号を出力して上記作動油の供給経路をエンジンEによって駆動される機械式オイルポンプ(図示せず)側から電動オイルポンプ72側に切換えるとともに、電動オイルポンプ72を作動させる作動指令信号を出力して、この電動オイルポンプ72から自動変速機に所定圧力の作動油を供給する。また、ヒルホルダ制御部は、アイドルストップによるエンジン停止中に、ヒルホルダ用ソレノイド弁74によってヒルホルダの制御を行う。
The AT control unit of the
アイドルストップによるエンジン停止時のピストン4の停止位置は、クランク角センサ21、22からの信号によって以下のように検出される。
図5(a)及び図5(b)は、それぞれ、エンジンEの正転時(図1の状態で右回り)及び逆転時において、クランク軸6が回転することによって得られるパルス信号、すなわち、クランク角センサ21からの第1クランク角信号CA1と、クランク角センサ22からの第2クランク角信号CA2とを示している。
The stop position of the
5 (a) and 5 (b) respectively show pulse signals obtained by rotating the crankshaft 6 during forward rotation of the engine E (clockwise in the state of FIG. 1) and reverse rotation, that is, A first crank angle signal CA1 from the
図5(a)に示すように、エンジンEの正転時には、第1クランク角信号CA1に対して第2クランク角信号CA2が半パルス幅程度の位相遅れをもつ。これにより、第1クランク角信号CA1の立ち上がり時に第2クランク角信号CA2がLowとなり、第1クランク角信号CA1の立ち下がり時に第2クランク角信号CA2がHighとなる。他方、図5(b)に示すように、エンジンEの逆転時には、第1クランク角信号CA1に対して第2クランク角信号CA2が半パルス幅程度の位相の進みをもつ。これにより、エンジンEの正転時とは逆に、第1クランク角信号CA1の立ち上がり時に第2クランク角信号CA2がHighとなり、第1クランク角信号CA1の立ち下がり時に第2クランク角信号CA2がLowとなる。 As shown in FIG. 5 (a), during forward rotation of the engine E, the second crank angle signal CA2 has a phase delay of about a half pulse width with respect to the first crank angle signal CA1. As a result, the second crank angle signal CA2 becomes Low when the first crank angle signal CA1 rises, and the second crank angle signal CA2 becomes High when the first crank angle signal CA1 falls. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the engine E rotates in the reverse direction, the second crank angle signal CA2 has a phase advance of about a half pulse width with respect to the first crank angle signal CA1. Thereby, contrary to the forward rotation of the engine E, the second crank angle signal CA2 becomes High when the first crank angle signal CA1 rises, and the second crank angle signal CA2 becomes high when the first crank angle signal CA1 falls. It becomes Low.
ECU30は、この差異を検出して、クランク軸6が正転中か逆転中かを判定しつつパルス信号をカウントする。カウントした値はクランク角カウンタ値(CAカウンタ値)として記憶され、エンジンEが作動中は常時更新される。そして、クランク角カウンタ値の増減がなくなった状態がエンジンEの停止であり、このときのクランク角カウンタ値によってピストン4の停止位置が検出される。かくして、ECU30は、スタート後、第1クランク角信号CA1の立ち上がり時に第2クランク角信号CA2がLowとなっているか、あるいは、第1クランク角信号CA1の立ち下がり時に第2クランク角信号CA2がHighとなっているかを判定する。そして、いずれか一方の条件が成立していれば、エンジンEは正転していることになるので、計測したパルス数をクランク角カウンタ値に加算する。他方、両条件とも成立していなければ、エンジンEが逆転していることになるので、計測したパルス数をクランク角カウンタ値から減算する。
The
以下、ECU30によるアイドルストップ制御の制御手法を説明する。まず、アイドルストップ制御の制御手法の概要を説明する。このアイドルストップ制御では、例えば運転者が赤信号等を視認するなどした場合において、適切なタイミングでアクセルペダルから足を離してブレーキペダルを踏み込み、車両を減速させて停止させる際に、予め設定されたエンジン停止条件が成立すれば、エンジンEを自動的に停止させる。そして、エンジン停止後において予め設定されたエンジン再始動条件が成立したときに、圧縮行程で停止した気筒の混合気を燃焼させてクランク軸6を逆回転させ、この後、膨張行程で停止した他の気筒に燃料を噴射するとともに該燃料ないしは混合気に点火し、クランク軸6を正回転させてエンジンEを再始動させる。
Hereinafter, a control method of idle stop control by the
そして、車両が減速を開始した後においてエンジン停止条件が成立する前に、車速が、予め設定された値(以下「アイドル回転上昇開始車速」という。)以下となったときに、気筒3内の掃気を促進するために、エンジンEのアイドル回転数(エンジン回転数)の上昇補正を行う(以下「回転上昇補正ルーチン」という。)。その際、ブレーキ液圧が低い(すなわち、車両の制動度合いが小さい)ときには、ブレーキ液圧が高い(すなわち、車両の制動度合いが大きい)ときに比べて、アイドル回転数の上昇補正を抑制し、予期しないエンジン回転数の上昇によって乗員が違和感をもつのを防止する。 Then, after the vehicle starts decelerating and before the engine stop condition is satisfied, when the vehicle speed becomes equal to or lower than a preset value (hereinafter referred to as “idle rotation increase start vehicle speed”), In order to promote scavenging, increase correction of the idle speed (engine speed) of the engine E is performed (hereinafter referred to as “rotational increase correction routine”). At that time, when the brake fluid pressure is low (that is, the degree of braking of the vehicle is small), the increase correction of the idle speed is suppressed compared to when the brake fluid pressure is high (that is, the degree of braking of the vehicle is large), Prevents passengers from feeling uncomfortable due to an unexpected increase in engine speed.
この後、車速がさらに低下して、アイドルストップを実行すべき車速(以下「アイドルストップ実行車速」という。)より低下したときにエンジンEを停止させる(以下「エンジン停止ルーチン」という。)。アイドルストップを実行する際には、気筒3内の掃気をさらに促進するために、スロットル弁17の開度を増大させる。そして、エンジン再始動条件が成立すれば、エンジンEを再始動させる。
Thereafter, the engine E is stopped when the vehicle speed further decreases and falls below a vehicle speed at which the idle stop is to be executed (hereinafter referred to as “idle stop execution vehicle speed”) (hereinafter referred to as an “engine stop routine”). When the idle stop is executed, the opening degree of the
以下、図6に示すフローチャート及び図7に示すタイムチャートを参照しつつ、ECU30によるアイドルストップ制御の具体的な制御手法を説明する。
図6及び図7に示すように、このアイドルストップ制御では、まずステップS1で、各種センサないしはスイッチ20〜25、62〜69(図3参照)によって検出された各種検出信号(制御信号)が読み込まれる。続いて、ステップS2で、ブレーキ液圧センサ69によって検出されたブレーキ液圧に応じて、アイドル回転上昇開始車速V1ないしは回転アップ許可車速(例えば、時速10km付近)が設定される。具体的には、例えば図8(a)に示すように、アイドル回転上昇開始車速V1は、ブレーキ液圧が高いときほど小さくなるように設定される。
Hereinafter, a specific control method of the idle stop control by the
As shown in FIGS. 6 and 7, in this idle stop control, first, in step S1, various detection signals (control signals) detected by various sensors or switches 20 to 25 and 62 to 69 (see FIG. 3) are read. It is. Subsequently, in step S2, according to the brake fluid pressure detected by the brake
次に、ステップS3で、車速がアイドル回転上昇開始車速V1以下であるか否かが判定される。ここで、車速がアイドル回転上昇開始車速V1を超えていると判定された場合は(NO)、まだアイドル回転数の上昇補正を開始する必要はないので、以下の全ステップS4〜S17をスキップして、ステップS1に復帰する(リターン)。他方、ステップS3で、車速がアイドル回転上昇開始車速V1以下であると判定された場合は(YES)、ステップS4で、車速が所定のエンジン停止許可車速(例えば、時速0.8km)を超えているか否かが判定される。 Next, in step S3, it is determined whether or not the vehicle speed is equal to or less than the idling rotation rise start vehicle speed V1. Here, if it is determined that the vehicle speed exceeds the idle rotation rise start vehicle speed V1 (NO), it is not necessary to start the idle rotation increase correction yet, so the following steps S4 to S17 are skipped. The process returns to step S1 (return). On the other hand, if it is determined in step S3 that the vehicle speed is equal to or lower than the idle rotation start vehicle speed V1 (YES), the vehicle speed exceeds a predetermined engine stop permission vehicle speed (for example, 0.8 km / h) in step S4. It is determined whether or not there is.
そして、ステップS4で車速がエンジン停止許可車速を超えていると判定された場合(YES)、すなわち車速がアイドル回転上昇開始車速V1以下でありかつエンジン停止許可車速を超えている場合は、ステップS5〜S9の回転上昇補正ルーチンが実行される。他方、ステップS4で車速がエンジン停止許可車速以下であると判定された場合は(NO)、ステップS10〜S17のエンジン停止ルーチンが実行される。 If it is determined in step S4 that the vehicle speed exceeds the engine stop permission vehicle speed (YES), that is, if the vehicle speed is equal to or lower than the idle rotation rise start vehicle speed V1 and exceeds the engine stop permission vehicle speed, step S5 is performed. A rotation increase correction routine of S9 is executed. On the other hand, when it is determined in step S4 that the vehicle speed is equal to or lower than the engine stop permission vehicle speed (NO), the engine stop routine of steps S10 to S17 is executed.
図7に示すタイムチャートでは、時刻t1で、運転者がアクセルペダルから足を離し、スロットル弁17が閉じられてエンジンEがアイドリング状態となり、車速が低下し始めている。そして、時刻t2で車速がアイドル回転上昇開始車速V1(回転アップ許可車速)まで低下し、回転アップ許可フラグがオン状態となり、回転上昇補正ルーチンが開始されている。この後、時刻t3で車速がエンジン停止許可車速まで低下し、エンジン停止ルーチンが開始されている。しかしながら、時刻t3でエンジン停止ルーチンが開始されても、実際のエンジン停止動作は、ディレータイマにより所定時間(ディレー時間)だけ待機した後、時刻t4で開始される。そして、時刻t5で、エンジン停止ルーチンが終了している。なお、このタイムチャートでは、ブレーキ液圧が、エンジン停止許可圧力未満である場合は、エンジン停止ルーチンを開始させないようにしている。
In the time chart shown in FIG. 7, at time t 1 , the driver removes his / her foot from the accelerator pedal, the
回転上昇補正ルーチン(ステップS5〜S9)においては、まずステップS5で、ブレーキ液圧に基づいて、アイドル回転数上昇補正の補正量上限値(以下「アイドル回転数上昇量NoUP」という。)、すなわちアイドル回転数の上昇補正幅(天井)が設定される。例えば図8(b)に示すように、アイドル回転数上昇量NoUPは、ブレーキ液圧が高いときほど大きくなるように設定される(ただし、上限がある)。続いて、ステップS6で、ブレーキ液圧に基づいて、アイドル回転数上昇補正の補正量上昇速度(以下「アイドル回転数上昇速度ΔNoUP」という)が設定される。例えば図8(c)に示すように、アイドル回転数上昇速度ΔNoUPは、ブレーキ液圧が高いときほど大きくなるように設定される(ただし、上限がある)。 In the rotation increase correction routine (steps S5 to S9), first, in step S5, based on the brake fluid pressure, a correction amount upper limit value for idle rotation speed increase correction (hereinafter referred to as “idle rotation speed increase amount NoUP”), that is, An increase correction width (ceiling) of the idle speed is set. For example, as shown in FIG. 8B, the idle speed increase amount NoUP is set so as to increase as the brake fluid pressure increases (however, there is an upper limit). Subsequently, in step S6, based on the brake fluid pressure, a correction amount increase speed for idle speed increase correction (hereinafter referred to as “idle speed increase speed ΔNoUP”) is set. For example, as shown in FIG. 8C, the idle speed increase speed ΔNoUP is set so as to increase as the brake fluid pressure increases (however, there is an upper limit).
次に、ステップS7で、アイドル回転数の目標値が、アイドル回転上昇速度ΔNoUPで徐々に上昇させられる。なお、このアイドル回転数の上昇は、アイドル回転数Neの補正量がアイドル回転数上昇量NoUPに達したときには停止される。すなわち、アイドル回転数は、通常のアイドル回転数とアイドル回転数上昇量NoUPの和を超えることはない。このように、車速の低下に伴ってアイドル回転数が徐々に上昇させられるが、車速とアイドル回転数の補正量の関係は、例えば図8(d)に示すような形態となる。 Next, in step S7, the target value of the idle rotation speed is gradually increased at the idle rotation increase speed ΔNoUP. The increase in the idle speed is stopped when the correction amount for the idle speed Ne reaches the idle speed increase NoUP. That is, the idle speed does not exceed the sum of the normal idle speed and the idle speed increase amount NoUP. As described above, the idle rotation speed is gradually increased as the vehicle speed decreases, and the relationship between the vehicle speed and the correction amount of the idle rotation speed is, for example, as shown in FIG.
続いて、ステップS8で、点火プラグ7の点火時期のリタード量が設定される。点火時期をリタード(遅角)させると、エンジンEの出力トルクが低下するので、ECU30は一般的なエンジン制御により吸入空気量を増加させようとする。そこで、この回転上昇補正制御では、例えば図7中に示すような態様で点火時期をリタードさせ、吸入空気量を増加させて気筒3の掃気を一層促進するようにしている。なお、このように点火時期をリタードさせると、トルク変動が抑制され、エンジン停止時の回転数減少特性のばらつきが低減され、ピストン4が適正位置(図4の範囲A)に停止する確率が高くなるといった効果も奏する。この後、ステップS9で、ステップS7で設定された目標アイドル回転数となるよう、スロットル弁17の開度が設定され、ステップS1に復帰する。
Subsequently, in step S8, the retard amount of the ignition timing of the
以下、エンジン停止ルーチン(ステップS10〜S17)の具体的な内容を説明する。このエンジン停止ルーチンでは、まずステップS10で、車速がエンジン停止許可車速以下であると判定されてから、所定のディレー時間が経過したか否かが判定される。このように、ディレー時間を設けるのは、車速がエンジン停止許可車速以下であると判定された時点では、まだ車両が若干動いているので、完全に車両が停止してからエンジンEが停止するようにさせるためである。このステップS10で、ディレー時間が経過していないと判定された場合は(NO)、以下の全ステップS11〜S17をスキップして、ステップS1に復帰する(リターン)。 Hereinafter, specific contents of the engine stop routine (steps S10 to S17) will be described. In this engine stop routine, first, in step S10, it is determined whether or not a predetermined delay time has elapsed after it is determined that the vehicle speed is equal to or lower than the engine stop permission vehicle speed. As described above, the delay time is provided because the vehicle is still moving slightly when it is determined that the vehicle speed is equal to or lower than the engine stop permission vehicle speed, so that the engine E stops after the vehicle is completely stopped. It is to make it. If it is determined in step S10 that the delay time has not elapsed (NO), the following steps S11 to S17 are skipped and the process returns to step S1 (return).
他方、ステップS10で、ディレー時間が経過していると判定された場合は(YES)、実際にエンジンEの停止動作が開始される。
図9は、図7に示すタイムチャートの概ね時刻t4からt5までの期間のエンジンEの運転状態を詳しく示す図であり、エンジンEの停止動作はこの図9に示すような態様で進行する。具体的には、まずステップS11で、スロットル弁17が所定の比較的大きい開度まで開かれる(すでに、ある程度は開いている)。スロットル弁17のこの開弁は、吸気量を増大させて気筒3内の掃気をさらに促進するために行われる。続いて、ステップS12で、燃料噴射弁8の燃料噴射が停止される(燃料カット、燃料停止)。図7及び図9に示すタイムチャートでは、時刻t4で燃料噴射が停止されている。なお、この時点で点火プラグ7の点火が停止される(ただし、点火を続行してもよい)。
On the other hand, if it is determined in step S10 that the delay time has elapsed (YES), the engine E is actually stopped.
Figure 9 is a diagram showing in detail the operating state of the engine E in the period from approximately time t 4 of a time chart shown in FIG. 7 to t 5, the operation of stopping the engine E proceeds in the manner shown in FIG. 9 To do. Specifically, first, in step S11, the
このエンジン停止ルーチンでは、スロットル弁17が所定の開度まで開かれる時刻t4で燃料噴射を停止するようにしているが、燃料カット許容回転数域を設け、エンジン回転数が燃料カット許容回転数域内にあるときにのみ燃料カットを行うようにしてもよい。この場合、時刻t4においてエンジン回転数が燃料カット許容回転数域に入っていなければ、エンジン回転数が燃料カット許容回転数域に入るまで、燃料噴射の停止を遅延させることになる。例えば、図9に示すように、燃料カット許容回転数域がN2以下であれば、燃料噴射の停止は時刻t12まで遅延される。
In this engine stop routine, although the
次に、ステップS13で、エンジン回転数が予め設定されたエンスト判定回転数(所定回転数)以下であるか否かが判定される。このエンスト判定回転数は、エンジンEが間もなくエンストを起こすことになる回転数(例えば、300〜500r.p.m.)に設定される。なお、図9中では、エンスト判定回転数はN3で示されている。このステップS13で、エンジン回転数がエンスト判定回転数を超えていると判定された場合は(NO)、エンジンEはまだ回転し続ける状態にあるので、以下の全ステップS14〜S17をスキップして、ステップS1に復帰する(リターン)。 Next, in step S13, it is determined whether or not the engine speed is equal to or less than a preset engine determination speed (predetermined speed). The engine stall determination rotational speed is set to a rotational speed (for example, 300 to 500 rpm) at which the engine E will cause engine stall soon. In FIG. 9, the engine stall determination rotational speed is indicated by N3. If it is determined in this step S13 that the engine speed exceeds the engine stall determination speed (NO), the engine E is still in a state of continuing rotation, so all steps S14 to S17 below are skipped. Return to step S1 (return).
他方、ステップS13で、エンジン回転数がエンスト判定回転数以下であると判定された場合は(NO)、ステップS14でスロットル弁17が閉じられる。これにより、気筒3内の空気の圧力を利用してエンジン停止位置が好ましい範囲内となる確率を高めることができる。すなわち、時刻t4から時刻t13の間、スロットル弁17を所定の開度に開くことにより、多少の時間的遅れをもって一時的に吸気負圧が減少(吸気量が増大)する。この後、吸気圧負圧が増大(吸気量が減少)するが、一時的に吸気負圧が減少する期間が、膨張行程気筒3Aの吸気行程の期間に概ね対応するように予め上記所定回転数等が設定されている。これにより、スロットル弁17を開かない場合と比べて、エンジン停止前に各気筒3に吸入される空気量が増加し、そのうちでもとくに膨張行程気筒3Aに流入する吸気量が多くなる。
On the other hand, if it is determined in step S13 that the engine speed is equal to or less than the engine stall determination speed (NO), the
そして、エンジンEが停止する際には、圧縮行程気筒3Cではピストン4が上死点に近づくにつれて気筒3C内の空気が圧縮され、ピストン4を押し返す方向に圧力が作用する。これにより、エンジンEが逆転して圧縮行程気筒3Cのピストン4が下死点側に押し返される。その結果、膨張行程気筒3Aのピストン4が上死点側に移動し、これに伴って気筒3A内の空気が圧縮される。この圧力で膨張行程気筒3Aのピストン4が下死点側に押し返される。このように、ピストン4がある程度振動してから停止し、その際、圧縮行程及び膨張行程においてそれぞれピストン4が上死点に近いほどこれを押し戻す力が大きくなる。このため、ピストン4の停止位置は行程中間部に近い位置(図4の範囲A)となる場合が多くなる。さらに、スロットル弁17の制御により膨張行程気筒3Aの吸気量が圧縮行程気筒3Cと比べて多くなるようにすれば、膨張行程気筒3Aにおいてピストン4が行程中間部に近い範囲のうちでも多少下死点寄り(図4の範囲A2)に停止することが多くなる。
When the engine E is stopped, in the
かくして、燃料噴射が停止された時刻t4(又はt12)からエンジンEが完全に停止する時刻t5までの間に、エンジンEが慣性で数回転するときに掃気が行われる。このため、回転上昇補正ルーチンにおける掃気と相まって、膨張行程であっても、気筒内はほとんど新気となる。また、エンジンEが停止すると圧縮行程気筒3Cでも圧力はリークする。したがって、エンジン停止後は、いずれの気筒3においても気筒内にはほぼ大気圧の新気が存在する状態となる。なお、スロットル弁17をエンジン停止まで閉弁しないようにしてもよい。しかし、この場合、とエンジン停止まで吸気量が多い状態が続くので、吸気の圧縮によるピストン4の押し下げ力が減衰しにくくなる。このため、ピストン4の振動回数が増加してエンジン停止時に揺れ戻しが大きくなる場合がある。
Thus, scavenging is performed when the engine E is rotated several times by inertia between the time t 4 (or t 12 ) when the fuel injection is stopped and the time t 5 when the engine E is completely stopped. For this reason, coupled with scavenging in the rotation increase correction routine, the inside of the cylinder is almost fresh even in the expansion stroke. Further, when the engine E is stopped, the pressure leaks even in the
次に、ステップS15で、エンジン停止の判定行うため、常時カウント中のクランク角カウンタ値が読み取られる。続いて、ステップS16で、クランク角カウンタ値の変化度合いからエンジンEが完全に停止したか否かが判定される。ここで、エンジンEが完全に停止していないと判定された場合は(NO)、エンジンEが完全に停止するまで、ステップS15〜S16が繰り返し実行される。他方、ステップS16でエンジンEが完全に停止していると判定された場合は(YES)、ステップS17でクランク角カウンタ値から決定されるピストン4の停止位置が記憶され、ステップS1に復帰する(リターン)。
Next, in step S15, the crank angle counter value being constantly counted is read in order to determine whether the engine is stopped. Subsequently, in step S16, it is determined whether the engine E has completely stopped based on the degree of change in the crank angle counter value. Here, when it is determined that the engine E is not completely stopped (NO), steps S15 to S16 are repeatedly executed until the engine E is completely stopped. On the other hand, when it is determined in step S16 that the engine E is completely stopped (YES), the stop position of the
以下、図6に示す制御手法でエンジンEを停止させた後エンジン再始動条件が成立した場合における、ECU30によるエンジンEの再始動制御の制御手法を説明する。エンジン停止後に基本再始動条件又はアイドルストップ禁止条件が成立すると再始動条件が成立し、自動的にエンジンEの再始動制御が開始される。その際、ピストン4の停止位置が膨張行程気筒3Aにおいて行程中間部付近の所定範囲内にあり、かつ、上死点寄りの範囲A1(図4参照)にある場合は、第1再始動制御モードが実行される。
Hereinafter, the control method of the restart control of the engine E by the
図10は、第1再始動制御モードによる場合のエンジンの各気筒の行程と、再始動制御開始時点からの各気筒3における燃焼(図10中に燃焼の順序に従って(1)、(2)、(3)……で示す)との関係を示すとともに、各燃焼によるエンジンEの動作方向を矢印で示している。また、図11は、第1再始動制御モードによる場合のエンジン回転速度、クランク角、各気筒の気筒内圧及び図示トルクの時間的変化を示している。
FIG. 10 shows the stroke of each cylinder of the engine in the case of the first restart control mode and the combustion in each
図10及び図11に示すように、第1再始動制御モードによる場合には、まず圧縮行程気筒3Cにおいて燃焼空燃比は理論空燃比よりもリーンとされ、初回燃焼(図10中の(1))が行われる。そして、この初回燃焼による燃焼圧(図11中のaで示す部分)で圧縮行程気筒のピストン4が下死点側に押し下げられ、エンジンEが逆転方向に駆動される。これに伴って、膨張行程気筒3Aのピストン4が上死点に近づき、気筒3A内の空気が圧縮されて気筒内圧が上昇する(図11中のbで示す部分)。
As shown in FIGS. 10 and 11, in the case of the first restart control mode, first, the combustion air-fuel ratio is made leaner than the stoichiometric air-fuel ratio in the
そして、膨張行程気筒3Aのピストン4が上死点に十分に近づいた時点で気筒3Aに対する点火が行われる。その結果、予め気筒3Aに噴射されている燃料が燃焼し(図10中の(2))、その燃焼圧(図11中のcで示す部分)でエンジンEが正転方向に駆動される。さらに、圧縮行程気筒3Cに対して適当なタイミングで燃料が噴射され、圧縮行程気筒3Cの上死点付近で気筒3Cにおける2回目の燃焼が行われる(図10中(3))。その燃焼圧(図11中のdで示す部分)でエンジンEの駆動力が高められる。
When the
この場合、圧縮行程気筒3Cの初回燃焼では空燃比がリーンとされたことにより初回燃焼後も気筒3Cに空気が残存するので、2回目の燃焼が可能となる。そして、初回燃焼により圧縮行程気筒3C内の温度が高くなっている状態で燃料が噴射されて圧縮が行われるので、気筒3Cでの2回目の燃焼は、圧縮自己着火により行われる。このようにして2回目の燃焼が行われてから、気筒3Cの次に圧縮行程を迎える気筒(第4気筒3D)の圧縮上死点に達した後、通常制御により各気筒で順次燃焼が行われ、再始動が完了する。
In this case, in the initial combustion of the
ピストン4の停止位置が膨張行程気筒3Aにおいて行程中間部付近の所定範囲内で、かつ、下死点寄りの範囲A2(図4参照)にある場合の再始動時には、第2再始動制御モードによる制御が行われる。この第2再始動制御モードによる制御としては、まず圧縮行程気筒3Cにおいて燃焼空燃比がほぼ理論空燃比又はこれよりリッチとされ、初回燃焼(図10中の(1)に相当する燃焼)が行われる。そして、初回燃焼により圧縮行程気筒3Cのピストン4が押し下げられ、エンジンEが逆転方向に駆動される。これに伴って、膨張行程気筒3Aのピストン4が上死点に近づき、これにより気筒3A内の空気が圧縮され、気筒内圧が上昇する。
When restarting when the stop position of the
そして、膨張行程気筒3Aのピストンが上死点に十分に近づいた時点で気筒3Aに対する点火が行われ、予め気筒3Aに噴射されている燃料が燃焼する(図10中の(2)に相当する。)。これにより、第1再始動制御モードによる制御の場合と同様に、エンジンEが正転方向に駆動される。ただし、第2再始動制御モードでは、膨張行程気筒3Aの燃焼後に圧縮行程気筒3Cが上死点を過ぎるときに燃焼(図10中の(3)の燃焼)は行われず、次に圧縮行程を迎える気筒(第4気筒3D)の圧縮上死点に達するまでエンジンEの回転が慣性で維持される。この後は通常制御に移行して再始動が完了する。前記のとおり、第1再始動制御モードと第2再始動制御モードとを、ピストン4の停止位置によって使い分けることにより、エンジンEの再始動を効果的に行うことができるが、以下、図12も参照しつつ、これを具体的に説明する。
The
図12はエンジン停止時のピストン位置に対する、圧縮行程気筒3Cの初回燃焼(逆転用)における要求空燃比、圧縮行程気筒3Cの空気量、膨張行程気筒3Aの空気量及び発生頻度の関係を示している。図12に示すように、エンジン停止時に膨張行程気筒3Aのピストン4が上死点寄り(圧縮行程気筒3Cのピストン4が下死点寄り)となるほど、膨張行程気筒3Aの空気量は少なくなり、圧縮行程気筒3Cの空気量は多くなる。逆に、膨張行程気筒3Aのピストン4が下死点寄り(圧縮行程気筒3Cのピストン4が上死点寄り)となるほど、膨張行程気筒3Aの空気量は多くなり、圧縮行程気筒3Cの空気量は少なくなる。
FIG. 12 shows the relationship among the required air-fuel ratio, the amount of air in the
また、圧縮行程気筒3Cでの初回燃焼では、圧縮行程気筒3Cのピストン4が下死点より少し手前(膨張行程気筒3Aのピストン4が上死点より少し手前)となる所定位置までエンジンEを逆転させるだけのトルクを生じさせることが要求される。しかし、圧縮行程気筒3Cのピストン4が上死点寄りにあると、圧縮行程気筒3C内の空気量が少なくなり、かつ、上記所定位置までの逆転に要求されるトルクが比較的大きくなる。このため、要求空燃比がリッチとなる。一方、圧縮行程気筒3Cのピストン4が下死点寄りにあると、圧縮行程気筒内3Cの空気量が多くなり、かつ、上記所定位置までの逆転に要求されるトルクが比較的小さくなる。このため、要求空燃比がリーンとなる。
In the initial combustion in the
膨張行程気筒3Aにおいては、ピストン4が下死点寄りにある程空気量が多いので、燃料を多く燃焼させることができる。したがって、エンジン停止時に膨張行程気筒3Aのピストン位置が中間部より下死点寄り(圧縮行程気筒3Cのピストン位置が上死点寄り)の所定範囲A2にある場合、圧縮行程気筒3Cでは初回燃焼時の空燃比が上記要求に適合するようにリッチとされる。したがって、初回燃焼後に燃焼用空気が残存しないので、圧縮上死点付近での2回目の燃焼は行われない。しかし、膨張行程気筒3Aでは空気量が比較的多く、これに応じた燃料が噴射された上で、圧縮されてから着火、燃焼が行われる。このため、比較的大きなトルクが得られ、圧縮行程気筒3Cの圧縮上死点を過ぎてさらに次の気筒の圧縮上死点を越えるまでエンジンを回転させることができ、再始動を達成することができる。
In the
他方、エンジン停止時に膨張行程気筒3Aのピストン位置が中間部より上死点寄り(圧縮行程気筒3Cのピストン位置が下死点寄り)の所定範囲A1にある場合、範囲A2にある場合と比べると、膨張行程気筒内3Aの空気量が少ないので、膨張行程での燃焼により得られるトルクが小さくなる。しかし、圧縮行程気筒3Cでは初回燃焼時の空燃比が上記要求に対応してリーンとされる。これにより、初回燃焼後も残存する余剰空気が利用され、圧縮上死点付近での2回目の燃焼が行われ、エンジン正転方向の駆動のためのトルクが補われる。このため、膨張行程気筒3Aでの燃焼と圧縮行程気筒3Cにおける2回目の燃焼の両方により、再始動を達成するのに十分なトルクが得られる。
On the other hand, when the engine is stopped, the piston position of the
ところで、この実施の形態では、前記のとおり、エンジン停止の際、エンジン停止条件成立後ディレー時間が経過した時刻t4から所定期間だけスロットル弁17の開度を増大させて吸気量を増加させている。これにより、圧縮行程気筒3C及び膨張行程気筒3Aにおいて、ピストン4の上死点方向への移動に対する抵抗を大きくし、かつ、膨張行程気筒3Aの吸気量をより多くしている。このため、図12中に示すように、エンジン停止時の膨張行程気筒3Aにおけるピストン位置は、ほとんど行程中間部付近の所定範囲A内となる。そのうちでも、多少下死点寄りの範囲A2内となることが多くなり、このように停止位置を調整することにより、効果的に再始動を行うことができる。
Incidentally, in this embodiment, as described above, during the engine stop, and from the time t 4 when the engine stop condition is satisfied after the delay time has elapsed by increasing the degree of opening of the predetermined time period only the
すなわち、ピストン停止位置が上記範囲Aよりも膨張行程気筒3Aの上死点側(圧縮行程気筒3Cの下死点側)に近づきすぎた場合、エンジン逆転方向の移動量を十分にとることができなくなり、かつ、膨張行程気筒3Aの空気量が少なくなる。このため、膨張行程気筒3Aでの燃焼により得られるトルクが少なくなる。また、上記範囲よりも膨張行程気筒3Aの下死点側(圧縮行程気筒3Cの上死点側)に近づきすぎた場合、圧縮行程気筒3Cの空気量が少なくなる。このため、エンジンEを逆転させるためのトルクが十分に得られなくなる。
That is, if the piston stop position is too close to the top dead center side of the
これに対して、ピストン停止位置が上記範囲A内にあれば、圧縮行程気筒3Cでの初期燃焼による逆転駆動が可能であり、かつ、膨張行程気筒3Aでの燃焼が良好に行われてその燃焼エネルギを十分にピストンに作用させることができる。とくに、ピストン停止位置が膨張行程気筒3Aの下死点寄りの範囲A2にあれば、膨張行程気筒3Aの空気量を十分に確保することができ、膨張行程気筒3Aでの燃焼エネルギを増大させて、始動性を高めることができる。
On the other hand, if the piston stop position is within the above range A, the reverse rotation drive by the initial combustion in the
なお、エンジン停止時のピストン位置が上記範囲Aから外れた場合や、エンジン停止中に筒内温度が低下し、冷却水温度Tcが所定の温度よりも低温(Tc<60℃)となった場合は、第3再始動制御モードが実行され、スタータ28により始動がアシストされる。
When the piston position when the engine is stopped is out of the above range A, or when the in-cylinder temperature decreases while the engine is stopped and the cooling water temperature Tc is lower than the predetermined temperature (Tc <60 ° C.). The third restart control mode is executed and the
以上、本発明の実施の形態によれば、エンジンEの再始動に、原則としてスタータを用いることなく、気筒3内の混合気ないしは燃料を燃焼させることによりエンジンEを再始動させることができる。また、乗員にエンジン回転数の上昇補正による違和感を与えることなく、アイドルストップ時に気筒内を十分に掃気することができ、エンジンの再始動時の始動性を高めることができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the engine E can be restarted by burning the air-fuel mixture or fuel in the
E エンジン、1 シリンダヘッド、2 シリンダブロック、3 気筒、3A 第1気筒、3B 第2気筒、3C 第3気筒、3D 第4気筒、4 ピストン、5 燃焼室、6 クランク軸、7 点火プラグ、8 燃料噴射弁、9 吸気ポート、10 排気ポート、11 吸気弁、12 排気弁、15 吸気通路、15a 分岐吸気通路、15b サージタンク、15c 共通吸気通路、16 排気通路、17 スロットル弁、18 スロットル弁アクチュエータ、20 エアフローセンサ、21 クランク角センサ、22 クランク角センサ、23 カム角センサ、24 水温センサ、25 アクセル開度センサ、26a カム位相可変機構、27a カム位相可変機構、28 スタータ、30 ECU、50 EGR通路、51 EGR弁、52 EGR弁アクチュエータ、62 ブレーキセンサ、63 車速センサ、64 インヒビタスイッチ、65 パーキングブレーキスイッチ、66 ウインカスイッチ、67 エアコンスイッチ、68 ブレーキ負圧センサ、69 ブレーキ液圧センサ、71 アイドルストップ表示ランプ、72 電動オイルポンプ、73 ATF切換弁、74 ヒルホルダ用ソレノイド弁。 E engine, 1 cylinder head, 2 cylinder block, 3 cylinder, 3A 1st cylinder, 3B 2nd cylinder, 3C 3rd cylinder, 3D 4th cylinder, 4 piston, 5 combustion chamber, 6 crankshaft, 7 spark plug, 8 Fuel injection valve, 9 intake port, 10 exhaust port, 11 intake valve, 12 exhaust valve, 15 intake passage, 15a branch intake passage, 15b surge tank, 15c common intake passage, 16 exhaust passage, 17 throttle valve, 18 throttle valve actuator , 20 Air flow sensor, 21 Crank angle sensor, 22 Crank angle sensor, 23 Cam angle sensor, 24 Water temperature sensor, 25 Accelerator opening sensor, 26a Cam phase variable mechanism, 27a Cam phase variable mechanism, 28 Starter, 30 ECU, 50 EGR Passage, 51 EGR valve, 52 EGR valve act Eta, 62 brake sensor, 63 vehicle speed sensor, 64 inhibitor switch, 65 parking brake switch, 66 turn signal switch, 67 air conditioner switch, 68 brake negative pressure sensor, 69 brake fluid pressure sensor, 71 idle stop indicator lamp, 72 electric oil pump, 73 ATF switching valve, 74 Hill holder solenoid valve.
Claims (6)
上記エンジン停止条件下において、エンジンが停止する前にスロットル弁の開度を増大させて気筒内の掃気を促進する掃気手段とを備えたエンジンの停止制御装置であって、
上記エンジン停止条件が成立する前において、車速が所定値以下となったときにエンジン回転数の上昇補正を行うエンジン回転数補正手段と、
ブレーキによる車両の制動状態を検出する制動状態検出手段とを備えていて、
上記エンジン回転数補正手段が、上記制動状態検出手段によって検出された制動状態の制動度合いが小さいときには大きいときに比べて、上記上昇補正を抑制するようになっていることを特徴とするエンジンの停止制御装置。 While stopping the engine under a predetermined engine stop condition, when a predetermined engine restart condition is satisfied after the engine stop, the air-fuel mixture of the cylinder stopped in the compression stroke is burned to reversely rotate the crankshaft, Thereafter, engine automatic stop / restart control means for injecting fuel into the other cylinders stopped in the expansion stroke and igniting the fuel to restart the engine,
An engine stop control device comprising scavenging means for increasing scavenging in a cylinder by increasing the opening of a throttle valve before the engine stops under the engine stop condition,
Before the engine stop condition is satisfied, an engine speed correction means for correcting an increase in the engine speed when the vehicle speed becomes a predetermined value or less;
Braking state detection means for detecting the braking state of the vehicle by the brake,
The engine stop is characterized in that the engine speed correction means suppresses the increase correction compared to when the degree of braking in the braking state detected by the braking state detection means is small. Control device.
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