JP2005030237A - Control device for vehicle - Google Patents
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の制御装置に関し、エンジンのアイドル運転状態で予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させるとともに、エンジンの再始動条件が成立したときにエンジンを再始動させるように構成された車両の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、燃費低減およびCO2排出量抑制等のため、アイドル時等にエンジンを自動的に一旦停止させ、その後に発進操作等の再始動条件が成立した時点でエンジンを自動的に再始動させるようにしたエンジンの自動停止制御、いわゆるアイドルストップ制御の技術が開発されている。このアイドルストップ制御時における再始動は、車両の発進操作等に応じてエンジンを即座に始動させる迅速性が要求されるが、従来から一般的に行われているように、スタータモータによりエンジンの出力軸を駆動するクランキングを経てエンジンを再始動させる方法によると、始動完了までにかなりの時間を要するという問題がある。
【0003】
そこで、アイドルストップ制御の再始動に好適な始動制御装置として、燃料噴射弁の燃料噴射により混合気を形成する火花点火式内燃機関の運転中に、この内燃機関の運転状態が自動停止条件を満足した場合に内燃機関を停止し、自動始動条件を満足した場合に内燃機関を自動始動する内燃機関の自動停止始動制御装置において、内燃機関の自動停止直前に、内燃機関が自動停止状態となった場合に圧縮行程にて吸気弁と排気弁とが共に閉じた状態となると推定される気筒の燃焼室内に燃料を噴射することにより、内燃機関の自動停止状態で当該気筒の燃焼室内を火花点火可能な混合気状態とするようにしたものが知られている(例えば特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−342876号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1に開示されているようにエンジンが自動停止状態となる直前に燃料を噴射するように構成した場合には、気筒内の温度が高いと、上記燃料噴射により生成された混合気が高温・高圧に圧縮されて自己着火し、あるいはエンジンが自動停止状態となる直前に噴射された燃料が高温の点火プラグや排気バルブ等に接触して熱面点火し易く、この圧縮自己着火または熱面点火が生じると、エンジンの再始動時に上記混合気を燃焼させることができなくなるため、上記混合気の燃料によるエンジンの再始動を行うことができないという問題がある。
【0006】
本発明は上記の事情に鑑み、自動停止状態となったエンジンを適正に再始動させることができる車両の制御装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る本発明は、エンジンのアイドル運転状態で予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジンを自動停止させる自動停止制御手段を備えた車両の制御装置において、エンジンの自動停止時に少なくもと膨張行程になる気筒に対してエンジンの停止直前に燃料を噴射する燃料噴射手段と、エンジンの自動停止後に予め設定された再始動条件が成立したときに、上記停止直前の燃料噴射により生成された混合気に点火してエンジンを再始動させるように制御する点火制御手段と、エンジンの出力軸を駆動してエンジンを再始動させる再始動モータと、エンジンを自動停止させるために燃料噴射が停止された後に設定時間が経過するまでの間、上記再始動モータを作動状態としてエンジン回転数の低下を抑制するように制御する再始動モータ制御手段とを備え、上記設定時間の経過後に上記停止直前の燃料噴射を行うように構成したものである。
【0008】
この構成によると、自動停止条件が成立して燃料噴射が停止された後に設定時間が経過するまでの間、上記再始動モータが作動状態となってエンジン回転数の低下が抑制されることにより、上記燃料噴射の停止後に気筒内を通過する吸気量が充分に確保されて気筒内温度が低下するため、エンジンの停止直前に上記気筒に燃料を噴射することにより生成された混合気の圧縮自己着火および上記燃料の熱面点火が効果的に防止されることになる。
【0009】
請求項2に係る本発明は、上記請求項1に記載の車両の制御装置において、自動停止条件の成立時に燃料噴射が停止された後に設定時間が経過するまでの間、エンジン回転数を一定値に維持するように再始動モータの駆動トルクを制御するものである。
【0010】
この構成によると、自動停止条件が成立して燃料噴射が停止された後に設定時間が経過するまでの間、上記再始動モータを作動状態としてエンジン回転数を一定値に維持する制御が実行されることにより、上記燃料噴射の停止後に気筒内を通過する吸気量が適正に制御されることになる。
【0011】
請求項3に係る本発明は、上記請求項1または2に記載の車両の制御装置において、再始動モータに電力を供給するバッテリの残量を検出するバッテリ残量検出手段と、バッテリ残量が予め設定された基準値よりも少ない場合に、再始動条件の成立時にエンジンの回転数を一時的に上昇させるエンジン回転数上昇手段とを備えたものである。
【0012】
この構成によると、自動停止条件の成立時にバッテリ残量が少ないことが確認された場合には、エンジン回転数を一時的に上昇させてエンジンの空転サイクル数を上昇させる制御が実行されることにより、上記再始動モータの駆動トルクを大きな値に設定することなく、上記燃料噴射の停止後に気筒内を通過する吸気量を充分に確保して気筒内温度を効果的に低下させることが可能となる。
【0013】
請求項4に係る本発明は、上記請求項3に記載の車両の制御装置において、燃料噴射の停止後におけるエンジンの空転サイクル数が目標値となるように、バッテリ残量検出手段により検出されたバッテリ残量に応じて再始動モータを作動状態とする設定時間を変化させるように構成したものである。
【0014】
この構成によると、自動停止条件の成立時にバッテリ残量が少ないことに起因して上記空転サイクル数が不足するという事態の発生が防止され、気筒内を通過する吸気量が充分に確保されることになる。
【0015】
請求項5に係る本発明は、上記請求項1〜4の何れか1項に記載の車両の制御装置において、自動停止条件の成立時に、燃料噴射が停止された後にスロットル弁を所定期間に亘り開放制御するスロットル弁制御手段を備えたものである。
【0016】
この構成によると、自動停止条件が成立して燃料噴射が停止された後に設定時間が経過するまでの間、上記再始動モータを作動状態としてエンジン回転数の低下を抑制する制御が実行されるとともに、この制御の実行時にスロットル弁が所定期間に亘り開放されて多量の吸気が気筒内に導入されることにより、気筒内温度を効果的に低下させることが可能となる。
【0017】
請求項6に係る本発明は、上記請求項5に記載の車両の制御装置において、エンジンの気筒内温度に関する値を検出する気筒内温度検出手段を備え、エンジンの気筒内温度が高いほど上記スロットル弁の開度を大きな値に設定するように構成したものである。
【0018】
この構成によると、エンジンの気筒内温度が高い状態で自動停止が行われるときには、上記再始動モータを作動状態としてエンジン回転数の低下を抑制する制御が実行される際に、スロットル弁の開度が大きな値に設定されて大量の吸気が各気筒内に導入されるため、気筒内温度を顕著に低下させることが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1および図2は本発明の実施形態によるエンジンの概略構成を示している。これらの図において、エンジン本体1には、複数の気筒2が設けられ、各気筒2にはピストン3が嵌挿されることにより、その上方に燃焼室4が形成されている。上記ピストン3は、図外のコンロッドを介してクランクシャフト5に連結されている。
【0020】
上記気筒2の燃焼室4には、その頂部に点火プラグ13が装備されるとともに、吸気ポート6および排気ポート7が開口し、この吸気ポート6には、燃料噴射弁8が設けられている。この燃料噴射弁8は、図外のニードル弁およびソレノイドを内蔵し、パルス信号が入力されることにより、このパルス入力時にパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を吸気ポート6に噴射するように構成されている。
【0021】
上記吸気・排気ポート6,7には、吸気弁6aおよび排気弁7bがそれぞれ装備されている。これらの吸気弁6aおよび排気弁7aは、カムシャフト等を有する動弁機構により駆動されるようになっている。そして、各気筒2が所定の位相差をもって燃焼サイクルを行うように、各気筒2の吸・排気弁6a,7aの開閉タイミングが設定されている。
【0022】
上記吸気ポート6および排気ポート7には、吸気通路9および排気通路10が接続されている。この吸気通路9には、ロータリバルブからなるスロットル弁12が配設されている。このスロットル弁12はアクチュエータ12aにより駆動されるようになっている。また、エンジン本体1のクランクシャフト5に対し、その回転角を検出するクランク角センサ14が設けられている。
【0023】
図2に示すように、上記クランクシャフト5には、その一端部にエンジン本体1の回転を変速して車輪15に伝達するトランスミッション16が配設されるとともに、他端部にエンジンの再始動装置が配設されている。この再始動装置は、車両に搭載されたバッテリ18からインバータ19を介して供給された電力により回転駆動される再始動モータ20と、この再始動モータ20の駆動力をクランクシャフト5に伝達するチェーンまたはベルトを有する動力伝達機構21とを有している。
【0024】
そして、エンジンの再始動時に下記ECU(エンジンコントロールユニット)30から出力される制御信号に応じ、上記再始動モータ20が作動状態となってクランクシャフト5を回転駆動するように構成されている。また、上記再始動モータ20には、その回転角を検出する回転角センサ22が設けられている。
【0025】
上記ECU30には、図3に示すように、アクセルペダルの踏込状態を検出するアクセルセンサ32と、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ33と、運転者によるイグニッションキーの操作に応じてON・OFF操作されるイグニッションスイッチ34と、ブレーキペダルの踏込状態を検出するブレーキスイッチ35と、バッテリ電圧に応じてバッテリ残量を検出するバッテリ残量センサ36とからそれぞれ出力される各検出信号が入力されるようになっている。
【0026】
また、上記ECU30には、エンジン回転数を検出するクランク角センサ14と、上記再始動モータ20の回転角を検出する回転角センサ22と、エンジンの冷却水温度または潤滑油温度等の気筒内温度に関する値に基づいてエンジンの気筒内温度を検出するエンジン温度センサ37と、吸気温度を検出する吸気温センサ38と、吸気流量を検出するエアフローセンサ39と、吸気管内の負圧を検出する吸気管負圧センサ40とからそれぞれ出力される検出信号が入力されるようになっている。
【0027】
そして、上記ECU30には、スロットル弁12の開度を制御するスロットル弁制御手段41と、燃料噴射弁8から噴射される燃料の噴射タイミングおよび噴射量を制御する燃料噴射制御手段42と、点火プラグ13による混合気の点火タイミングを制御する点火制御手段43と、エンジンの自動停止制御を実行する自動停止制御手段44と、エンジンの自動停止時および再始動時に上記インバータ22に制御信号を出力して再始動モータ20の作動状態を制御する再始動モータ制御手段45とが設けられている。
【0028】
上記スロットル弁制御手段41は、クランク角センサ14からのクランク角速度情報に基づいて算出されたエンジン回転速度や、アクセルセンサ32からのアクセル開度情報等に応じて必要なスロットル弁12の開度を演算し、この演算結果に対応した制御信号を上記アクチュエータ12aに出力してスロットル弁12を開閉制御するように構成されている。
【0029】
また、上記燃料噴射制御手段42および点火制御手段43は、上記アクセル開度情報やエンジン回転数情報に加え、エアフローセンサ39により検出された吸気流量情報や、エンジン温度センサ37により検出されたエンジン温度情報等に基づき、必要な燃料噴射量とその噴射時期および適正な混合気の点火時期を演算し、この演算結果に対応した制御信号を燃料噴射弁8および点火プラグ13に出力するようになっている。
【0030】
また、スロットル弁制御手段41、燃料噴射制御手段42、点火制御手段43および再始動モータ制御手段45は、エンジンの自動停止制御を行う場合に、上記制御に加えて、次に述べる自動停止制御手段44から出力される制御信号に対応した制御を実行するものである。すなわち、自動停止制御手段44は、上記シフトポジションセンサ33、ブレーキスイッチ35およびバッテリ残量センサ36等の出力信号に応じてエンジンの自動停止条件が成立したか否かを判別し、この自動停止条件が成立したことが確認された場合に、所定のタイミングで燃料噴射弁8からの燃料噴射を停止させるとともに、点火プラグ13による混合気の点火を停止させることにより、エンジンを自動停止させるように構成されている。
【0031】
そして、上記自動停止制御手段44によりエンジンを自動停止させる際には、エンジンの自動停止時に膨張行程になる気筒および圧縮行程になる気筒、つまりエンジンの停止後に吸気弁6aおよび排気弁7bが閉止状態となって燃焼室4が密閉される気筒を予測して特定するとともに、これらの気筒に対してエンジンの停止直前に所定のタイミングで燃料を噴射する制御が実行されるようになっている。
【0032】
また、上記自動停止条件が成立して燃料噴射が停止された後に所定の設定時間が経過するまでの間、上記再始動モータ20を作動状態としてクランクシャフト5に駆動トルクを付与することにより、エンジン回転数の低下を抑制する制御、例えばエンジン回転数を一定値(アイドル回転数)に維持する制御が実行されるとともに、上記設定時間よりも短い所定時間に亘ってスロットル弁12を予め設定された所定開度に開放操作する制御が上記スロットル弁制御手段41により実行されるように構成されている。
【0033】
上記自動停止制御手段44は、エンジンの自動停止状態で上記各センサの出力信号に応じてエンジンの再始動条件が成立したか否かを判定し、再始動条件が成立したことが確認された場合に、上記再始動モータ20を作動させるとともに、エンジンの停止直前に上記気筒に燃料が噴射されることにより生成された混合気に点火し、かつエンジンの再始動時に吸気行程および排気行程にある気筒にそれぞれ燃料を順次噴射して所定のタイミングで点火することにより、エンジンを自動的に再始動させるように構成されている。
【0034】
上記自動停止制御手段44によるエンジンの再始動制御を実行する際には、エンジンの停止時点から再始動時点までの停止継続時間が測定され、この停止継続時間に基づいて上記再始動モータ制御手段45により再始動モータ20の駆動トルクが調節されるように構成されている。すなわち、ECU30内に設けられたタイマーによりエンジンが自動停止状態となった後に再始動条件が成立するまでの時間が停止継続時間として計測され、この停止継続時間が長い場合には、短い場合に比べて上記再始動モータ20の駆動トルクが小さな値に設定されるようになっている。
【0035】
さらに、上記エンジンの自動停止中にイグニッションスイッチ34が運転者によりOFF操作されたことが検出された場合には、この時点で、エンジンの停止直前に上記気筒に燃料が噴射されることにより生成された混合気に点火する制御が、上記点火制御手段43において実行されるように構成されている。
【0036】
上記のように構成されたエンジンの制御装置により実行されるエンジンの制御動作を、図4〜図6に示すフローチャートに基づいて説明する。この制御動作がスタートすると、各種センサ類から出力された検出信号を入力した後(ステップS1)、エンジンが自動停止状態にあるか否かを判定し(ステップS2)、NOと判定された場合には、上記検出信号に基づき、エンジンの自動停止条件が成立したか否かを判定する(ステップS3)。具体的には、上記各種センサ類の検出信号に基づき、車速がゼロの状態で、ブレーキスイッチ35のON状態が所定時間に亘り継続し、かつバッテリ残量が予め設定された第1基準値以上であることが確認された場合には、エンジンの自動停止条件が成立したと判定され、上記要件の一つでも満足されていない場合には、自動停止条件が成立していないと判定されるようになっている。
【0037】
上記ステップS3でNOと判定されてエンジンの自動停止条件が成立していないことが確認された場合には、エンジン回転数と吸気量とに応じた通常の燃料噴射制御および点火制御を実行する(ステップS4)。
【0038】
上記ステップS3でYESと判定されてエンジンの自動停止条件が成立したことが確認された場合には、後述する燃料カット後におけるスロットル弁12の目標開度(目標スロットル開度)Gと、その開放時間Yおよび燃料カット後におけるエンジンの空転サイクル数Fの設定制御を実行するとともに、この空転サイクル数Fに基づいて再始動モータ20を作動状態とする設定時間、つまりモータ作動時間Zを設定する制御を実行する(ステップS5)。
【0039】
次いで、通常の燃料噴射および点火を停止して燃料カットするとともに、スロットル弁12を開放操作してその開度を上記ステップS5で設定された目標スロットル開度Gとし、かつ上記再始動モータ20を作動としてエンジン回転数をアイドル回転数に維持する制御を実行する(ステップS6)。また、上記ステップS5で設定された開放時間Yが経過したか否かを判定し(ステップS7)、YESと判定された時点で、スロットル弁12を閉止状態とした後(ステップS8)、上記ステップS5で設定されたモータ作動時間Zが経過したか否かを判定する(ステップS9)。
【0040】
上記ステップS9でYESと判定されてモータ作動時間Zが経過したことが確認された場合には、この時点で上記再始動モータ20の作動を停止した後(ステップS10)、エンジン回転数Nが、エンジンの自動停止時に膨張行程となる気筒および圧縮行程となる気筒を特定するために予め行った実験等に基づいて設定された基準回転数Rとなったか否かを判定する(ステップS11)。
【0041】
上記ステップS11でYESと判定されて回転数Nが基準回転数Rとなったことが確認された場合には、エンジンの自動停止時に膨張行程となる気筒および圧縮行程となる気筒を判別するとともに、エンジンの自動停止時に膨張行程となる気筒および圧縮行程となる気筒に対して所定のタイミングで再始動用の燃料を噴射する停止直前噴射を実行する(ステップS12)。
【0042】
例えば、図7および図8に示すように、第1気筒〜第4気筒を有し、第1気筒、第3気筒、第4気筒および第2気筒の順に燃焼が行われるように構成された4気筒4サイクルエンジンにおいて、回転数Nが500rpmとなった後にエンジンが約2回転して停止することが実験により確認されている場合には、上記基準回転数Rとして500rpmを設定し、この回転数となった時点t0で膨張行程にある第1気筒を、エンジンの自動停止時に膨張行程となる気筒として特定するとともに、上記時点で圧縮行程にある第3気筒を、エンジンの自動停止時に圧縮行程となる気筒として特定する。そして、上記第1気筒のクランクアングルが圧縮上死点TDC前の540°(ATDC−540deg)となった時点t1の後に、第1気筒の吸気ポートに対する燃料噴射F1を行うとともに、上記クランクアングルが360°となった時点t2の後に、第3気筒の吸気ポートに対する燃料噴射F2を行う。
【0043】
なお、エンジン回転数Nが予め行った実験等に基づいて設定された基準回転数Rとなった時点t0で膨張行程にある気筒を判別することにより、エンジンの自動停止時に膨張行程となる気筒を特定するようにした上記構成に代え、エンジン回転数Nが所定値になった時点におけるクランクシャフト5の回転速度から回転エネルギーを算出し、この回転エネルギーと、各気筒の1行程の間(クランクシャフト5が180°回転する間)に失われる損失エネルギーとに基づき、上記時点t0からエンジンが停止するまでの回転量を演算により求めるようにしてもよい。上記損失エネルギーは、エンジンのポンピングロスと、回転部の機械抵抗と、各気筒の圧縮漏れによるロスとを加算することにより求められる。
【0044】
上記ステップS12においてエンジンの停止直前における燃料噴射F1,F2を行った後、エンジン回転数Nが0になったか否かを判定し(ステップS13)、YESと判定されてエンジンが自動停止状態となったことが確認された時点t3で、上記停止継続時間Tの計測を開始する(ステップS14)。
【0045】
一方、上記ステップS2でYESと判定され、現在エンジンが自動停止状態にあることが確認された場合には、運転者によるイグニッションスイッチ34のOFF操作が行われたか否かを判定する(ステップS16)。このステップS16でYESと判定され、運転者が停車することを意図してイグニッションスイッチ34をOFF操作したことが確認された場合には、エンジンの自動停止時に膨張行程となる第1気筒および圧縮行程となる第3気筒に上記燃料噴射F1,F2が行われることにより生成された混合気に対する点火を同時に行うとともに(ステップS17)、上記停止継続時間Tの計測値をリセットした後(ステップS18)、リターンする。
【0046】
また、上記ステップS16でNOと判定され、イグニッションスイッチ34のOFF操作が行われていないことが確認された場合には、エンジンの再始動条件が成立したか否か判定する(ステップS19)。上記再始動条件としては、ブレーキスイッチ35がOFF状態となったこと、ブレーキ負圧(吸気管負圧)が所定値以下となったこと、停止継続時間Tが所定値以上となったこと、またはバッテリ残量が第1基準値未満となったこと等があり、これらの要件の一つでも満足された場合に、エンジンの再始動条件が成立した判定される。
【0047】
上記ステップS19でエンジンの再始動条件が成立したと判定されると、上記再始動モータ20の駆動トルクをテーブルから読み出す等により設定する(ステップS20)。上記停止継続時間Tの計測値に対応した駆動トルクを設定するためのテーブルは、停止継続時間Tに基づいて設定され、この停止継続時間Tが長い場合には、短い場合に比べて駆動トルクが小さな値に設定されている。また、上記再始動条件の成立時点t4で再始動モータ20を作動させるとともに、エンジンの停止直前に上記両気筒に燃料が噴射されることにより生成された混合気に対して所定のタイミングで点火S1,S2を行うことによりエンジンを再始動させる(ステップS21)。
【0048】
そして、上記再始動条件の成立時点t4で吸気行程にある第4気筒および排気行程にある第2気筒に対する燃料噴射F3,F4を行うとともに(ステップS22)、これらの気筒が圧縮上死点となった時点で順次、混合気の点火S3,S4を行った後(ステップS23)、上記停止継続時間Tの計測値を0にリセットする(ステップS24)。
【0049】
次に、上記ステップS5で実行されるスロットル弁1の目標開度G、開放時間Y、空転サイクル数Fおよびモータ作動時間Zを設定する制御の具体例を、図9に示すフローチャートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、燃料カット前におけるエンジン温度センサ37および吸気温センサ38の検出値に基づき、気筒の冷却に必要な吸入空気総量Aおよび許容圧縮圧力Bを設定する(ステップS31)。上記吸入空気総量Aは、燃料カット後に噴射された再始動用燃料が上記気筒に供給されて圧縮されるまでに気筒内を通過する吸気量であって、上記エンジン温度および吸気温度が高いほど、上記吸入空気総量Aも大きな値となる。また、上記許容圧縮圧力Bは、燃料カット後に再始動用燃料が噴射されることにより生成された混合気が、圧縮上死点近傍で自己着火することのない限界圧力であって気筒内温度に依存した値である。
【0050】
次いで、予め設定された掃気用吸気量C、つまり燃料カット前に噴射された最後の燃料が燃焼した後、エンジンの停止前に噴射された再始動用の燃料が気筒に供給されるまでの間に気筒内を通過する吸気量Cと、上記ステップS31で設定された吸入空気総量Aを比較し、そのうちの大きい方を目標吸気総量Dとして設定する(ステップS32)。
【0051】
また、燃料カット後の気筒内圧力を上記ステップS31で求めた許容圧縮圧力B以下とし、かつエンジの停止時の振動を抑制し得る値に、吸気の充填効率変化パターンEを設定する(ステップS33)。この充填効率変化パターンEを上記のように設定するのは、エンジンの自動停止時に再始動用燃料が噴射された気筒が圧縮上死点となった時点における吸気の充填効率が予め設定された上限値Ba以下となるように制限することにより、エンジンの停止前に上記気筒で圧縮自己着火が生じるのを防止するとともに、エンジンの騒音や振動によって運転者が違和感を受けるのを防止するためである。
【0052】
また、上記目標吸気総量Dおよび吸気の充填効率パターンEを満足するように、燃料カット後の空転サイクル数Fおよび目標スロットル開度Gと、この目標スロットル開度Gにスロットル弁12を開放する開放時間Yとを予め設定されたマップから読み出して設定する(ステップS34)。上記燃料カット後の空転サイクル数Fを設定するためのマップは、図10に示すように、吸気の充填効率パターンEと、目標吸気総量Dとをパラメータとし、吸気の充填効率パターン(充填効率の変化割合)Eが大きいほど、空転サイクル数Fが小さな値となり、目標吸気総量Dが多いほど空転サイクル数Fが大きな値となるように設定されている。
【0053】
上記燃料カット後の目標スロットル開度Gは、図11に示すように、吸気の充填効率パターンEと、目標吸気総量Dとをパラメータとし、吸気の充填効率パターン(充填効率の変化割合)Eが大きいほど、スロットル開度Gが大きな値となり、目標吸気総量Dが多いほど目標スロットル開度Gが大きな値となるように設定され、かつ上記開放時間Yも上記目標スロットル開度Gと同様に吸気の充填効率パターン(充填効率の変化割合)Eが大きいほど、大きな値となり、目標吸気総量Dが多いほど大きな値となるように設定されている。
【0054】
次いで、上記燃料カット後の空転サイクル数Fを満足するように、再始動モータ20を作動させてクランクシャフト5に駆動トルクを付与する設定時間、つまり燃料カット後に再始動モータ20を作動させてエンジン回転数を一定値(アイドル回転数)に維持するためのモータ作動時間Zを算出する(ステップS35)。具体的には、アイドル回転状態にあるエンジンを燃料カットした場合に、停止状態となるまでの時間を実験等により求め、この時間と空転サイクル数Fに対応して時間とに基づき、上記モータ作動時間Zを算出する。
【0055】
上記のようにエンジンのアイドル運転状態で予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジンを自動停止させる自動停止制御手段44を備えた車両の制御装置において、エンジンの自動停止時に少なくもと膨張行程になる気筒に対してエンジンの停止直前に燃料を噴射する燃料噴射弁8からなる燃料噴射手段と、エンジンの自動停止後に予め設定された再始動条件が成立したときに、上記停止直前の燃料噴射により生成された混合気に点火してエンジンを再始動させるように制御する点火制御手段43と、エンジンのクランクシャフト5を駆動してエンジンを再始動させる再始動モータ20と、エンジンを自動停止させるために燃料噴射が停止された後に設定時間が経過するまでの間、上記再始動モータ20を作動状態としてエンジン回転数の低下を抑制するように制御する再始動モータ制御手段45とを設け、上記設定時間の経過後に上記停止直前の燃料噴射を行うように構成したため、エンジンの停止直前に上記気筒に燃料を噴射することにより生成された混合気の圧縮自己着火および上記燃料の熱面点火を効果的に防止することができる。
【0056】
すなわち、図12に示すように、エンジンの自動停止条件が成立した時点taで、燃料カットを行うとともに、上記再始動モータ20からエンジンの出力軸(クランクシャフト5)に駆動トルクを入力してエンジン回転数Nの低下を抑制するように構成したため、上記燃料カット時点taからエンジンが停止状態となる時点t3までの間における空転サイクル数Fを所定値に維持し、この間に気筒内に導入される吸気量を確保して気筒内温度を低下させることができる。したがって、エンジンの停止直前に燃料噴射F1,F2が行われることにより生成された混合気が圧縮自己着火したり、熱面点火したりするのを効果的に防止し、エンジンの再始動時に上記混合気に点火することにより得られる燃焼エネルギーと、上記再始動モータ20からエンジンクランクシャフト5に付与される駆動力とに応じてエンジンを迅速かつ適正に再始動させることができるという利点がある。
【0057】
上記実施形態では、自動停止条件の成立時に燃料噴射が停止された時点taから設定時間(モータ作動時間Z)が経過する時点tbまでの間、エンジン回転数Nを一定値、つまりアイドル回転数に維持するように再始動モータ20の駆動トルクを制御するように構成したため、気筒内温度を低下させるために気筒内に導入される吸気量を容易かつ適正に確保することができる。
【0058】
また、上記実施形態では、燃料カットが行われた時点taから所定時間Yに亘り、上記スロットル弁12の開度が予め設定された目標スロットル開度Gとなるようにスロットル弁12を開放して各気筒に導入される吸気流を増大させるように構成したため、上記燃料カット後に気筒内に導入される吸気量を充分に確保して気筒内温度を効果的に低下させることができるとともに、エンジンが停止状態となるまでに要する時間を可及的に短縮できるという利点がある。
【0059】
特に、上記実施形態に示すように、燃料カット後の目標スロットル開度Gを、エンジンの冷却水温度または潤滑油温度等からなる気筒内温度に関する値に応じて変化する目標吸気総量Dおよび吸気の充填効率パターンEに応じて変化させ、気筒内温度が高いことに起因して上記目標吸気総量Dが多く、かつ吸気充填効率の変化割合が大きい場合に、上記目標スロットル開度Gを大きな値に設定するように構成した場合には、燃料カット後に多量の吸気を各気筒に導入させて気筒内温度を効果的に低下させることにより、上記混合気の圧縮自己着火等を確実に防止できるという利点がある。
【0060】
さらに、上記実施形態に示すように、燃料カット後の気筒内圧力が上記ステップS31で求めた許容圧縮圧力B以下となるように、吸気の充填効率パターンEを設定するように構成した場合には、エンジンの停止直前に燃料が噴射された気筒の内部圧力が過度に上昇するのを防止することができるため、エンジンの停止直前に上記気筒に燃料が噴射されることにより生成された混合が圧縮自己着火するのを、より効果的に防止できるという利点がある。具体的には、図13に示すように、エンジンの停止直前に燃料噴射F1,F2が行われた気筒が圧縮上死点となった時点tcにおける吸気の充填効率が、上記許容圧縮圧力Bに対応した値Ba以下となるように上記吸気の充填効率パターンEを設定するように構成することにより、上記圧縮自己着火を効果的に防止することができる。
【0061】
なお、上記実施形態では、燃料カット時点taから設定時間(モータ作動時間Z)が経過するまでの間、エンジン回転数Nを一定値に維持するようにした例について説明したが、図13に示すように、エンジンの再始動条件が成立した時点tで必要に応じてエンジン回転数Nを一時的に上昇させる制御を実行した後に、燃料カットを行うとともに、上記再始動モータ20を作動させてエンジン回転数Nの低下を抑制するように構成してもよい。
【0062】
すなわち、図4に示すフローチャートのステップS3でYESと判定されて自動停止条件が成立したことが確認された時点で、図14に示すように、バッテリ残量センサ36により検出されたバッテリ残量Vが、上記第1基準値よりも大きな値に予め設定された第2基準値以下であるか否かを判定し(ステップS41)、NOと判定された場合には、図4のステップS5へ移行してスロットル弁1の目標開度G、開放時間Y、空転サイクル数Fおよびモータ作動時間Zの設定制御を実行する。
【0063】
上記ステップS41でYESと判定されてバッテリ残量Vが第2基準値以下であることが確認された場合には、スロットル開度を予め設定された一定開度Wとするとともに、これに対応して燃料噴射量を増大させてエンジン回転数を一時的に上昇させる制御を実行するとともに(ステップS42)、図4に示すフローチャートのステップS5と同様と同様にして燃料カット後におけるスロットル弁12の目標スロットル開度G・開放時間Yおよびエンジンの空転サイクル数Fを設定する制御を実行する(ステップS43)。
【0064】
次いで、上記バッテリ残量センサ36により検出されたバッテリ残量と、上記ステップS43で設定された空転サイクル数Fとに基づき、上記エンジン回転数の上昇制御を実行した後に燃料カットを行うことにより上記サイクル数Fだけエンジンが回転した後にエンジンが停止状態となるようなエンジン回転数(燃料カット回転数)Hと、上記燃料カット後に再始動モータ20を作動状態に維持するモータ作動時間Zとを求める(ステップS44)。
【0065】
そして、エンジン回転数Nが上記燃料カット回転数Hとなったか否かを判定し(ステップS45)、YESと判定された時点taで、スロットル弁12を開放操作してその開度を上記ステップS43で設定された目標スロットル開度Gに設定し、かつ上記再始動モータ20を作動状態としてエンジン回転数の低下を抑制する制御を実行した後(ステップS46)、図4のステップS7に移行する。
【0066】
上記のように再始動モータ20に電力を供給するバッテリ18の残量を検出するバッテリ残量検出手段36と、バッテリ残量Vが予め設定された第2基準値よりも少ない場合に、再始動条件の成立時にスロットル弁12の開度を予め設定された一定値に増大させるとともに、これに対応して空燃比を一定(理論空燃比)に維持させるために燃料噴射量を増大させることによりエンジン回転数を一時的に上昇させる制御を、上記スロットル弁制御手段41および燃料噴射制御手段42からなる回転数上昇手段により実行するように構成したため、バッテリ残量が少ない場合に、再始動モータ20の駆動トルクを大きな値に設定することなく、上記燃料噴射の停止後における空転サイクル数Fを充分な値に設定して気筒内を通過する吸気量を充分に確保することにより気筒内温度を効果的に低下させることができる。
【0067】
また、上記燃料噴射の停止後におけるエンジンの空転サイクル数Fが目標値となるように、バッテリ残量検出手段36により検出されたバッテリ残量に応じて再始動モータ20を作動状態とする設定時間(モータ作動時間Z)を変化させるように構成した場合には、バッテリ残量が少ないことに起因して上記空転サイクル数Fが不足するという事態の発生を防止し、気筒内を通過する吸気量を充分に確保することにより気筒内温度を効果的に低下させることができる。
【0068】
さらに、自動停止条件の成立時にバッテリ残量Vが予め設定された第2基準値よりも少ないことが確認された場合に、エンジン回転数を一時的に上昇させる制御を実行した後、燃料噴射を停止するとともにスロットル弁12を所定期間Yに亘り開放制御するようにした上記構成によると、自動停止条件が成立して燃料噴射が停止された後に上記設定時間(モータ作動時間Z)が経過するまでの間、上記再始動モータ20を作動状態としてエンジン回転数の低下を抑制する制御を実行しつつ、この制御の実行時にスロットル弁12を所定期間Yに亘り開放状態として多量の吸気を気筒内に導入させることにより、気筒内温度を効果的に低下させることができる。
【0069】
上記実施形態では、エンジンの停止時点から再始動時点までの停止継続時間Tに応じて上記再始動モータ20の駆動トルクを調節する再始動モータ制御手段45を設けたため、上記混合気に点火することにより得られる燃焼エネルギーと、上記再始動モータ20からエンジンクランクシャフト5に付与される駆動力とに応じてエンジンを迅速かつ適正に再始動させることができるという利点がある。
【0070】
すなわち、エンジンの自動停止時に膨張行程および圧縮行程になる気筒に対してエンジンの停止直前に燃料を噴射することにより生成された混合気の状態が、エンジンの停止時点から再始動時点までの停止継続時間Tに対応して変化するため、これに対応して再始動モータ20の駆動トルクを調節する制御を上記再始動モータ制御手段45において実行することにより、上記再始動モータ20から不要な駆動トルクがエンジンのクランクシャフト5に付与されることに起因した電力の消費および騒音の発生を防止しつつ、必要な駆動トルクを付与してエンジンを適正に再始動させることができる。
【0071】
例えばエンジンの停止継続時間Tが長い場合には、エンジンの停止直前に噴射された燃料が充分に気化・霧化した状態となり、混合気の燃焼による出力トルクが充分に得られるため、停止継続時間Tが短い場合に比べて上記再始動モータの駆動トルクを小さな値に設定することにより、不要な電力消費を抑制することができる。一方、エンジンの停止継続時間Tが短い場合には、エンジンの停止直前に噴射された燃料の気化・霧化が不充分となり、混合気の燃焼による出力トルクが充分に得られない傾向があるため、再始動モータ20の駆動トルクを大きな値に設定することにより、エンジンを適正に再始動させることができるという利点がある。
【0072】
また、上記実施形態では、予め設定された自動停止条件が成立したときにイグニッションスイッチ34をON状態のままエンジンを停止させるとともに、エンジンの自動停止時に膨張行程になる気筒と圧縮行程になる気筒との両方に対してエンジンの停止直前に燃料を噴射するように制御する自動停止制御手段44を設け、このエンジンの自動停止制御中に、上記イグニッションスイッチ34が運転者によりOFF操作されたことが検出された場合には、この時点で上記両気筒に燃料を噴射することにより生成された混合気を同時に燃焼させるように構成したため、顕著なトルク変動を生じることなく、未燃焼ガスが外部に排出されるのを防止できるという利点がある。
【0073】
すなわち、エンジンの自動停止後に運転者によりイグニッションスイッチ34かOFF操作されて停車状態なったことが確認された場合には、エンジンの自動停止中に上記両気筒に燃料を噴射することにより生成された混合気に点火して同時に燃焼させるようにしたため、上記両気筒の燃料により発生した出力トルクが互いに打ち消し合うように作用することにより、顕著なトルク変動が生じるのを防止しつつ、未燃焼ガスの排出を防止してエミッションの悪化を防止することができる。
【0074】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の装置の具体的構成は上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲内で種々変更可能である。例えば、再始動モータの出力軸に設けられたピニオンと、クランクシャフトに設けられたスタータリングギヤとからなる動力伝達機構によりクランクシャフトを駆動してエンジンを再始動させるように構成してもよい。また、エンジンの自動停止時に膨張行程および圧縮行程になる気筒に対してエンジンの停止直前に燃料を噴射するようにした上記実施形態に代え、エンジンの自動停止時に膨張行程になる気筒に対してのみ燃料を噴射するようにしてもよい。
【0075】
上記実施形態では、燃料噴射弁8から吸気ポート6に燃料を噴射するように構成された吸気ポート噴射タイプのエンジンについて説明したが、各気筒2の燃焼室4内に直接燃料を噴射する直噴タイプのエンジンについても本発明を適用可能である。上記吸気ポート噴射のエンジンでは、高圧の燃料を供給する高圧ポンプが不要であるため、直噴タイプに比べ構造を簡略化できるという利点がある。しかも、上記のようにエンジンの停止直前に燃料噴射することにより、エンジンの自動停止時に少なくとも膨張行程にある気筒において混合気を生成することが可能である。
【0076】
【発明の効果】
以上のように本発明は、エンジンのアイドル運転状態で予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジンを自動停止させる自動停止制御手段を備えた車両の制御装置において、エンジンの自動停止時に少なくもと膨張行程になる気筒に対してエンジンの停止直前に燃料を噴射する燃料噴射手段と、エンジンの自動停止後に予め設定された再始動条件が成立したときに、上記停止直前の燃料噴射により生成された混合気に点火してエンジンを再始動させるように制御する点火制御手段と、エンジンの出力軸を駆動してエンジンを再始動させる再始動モータと、エンジンを自動停止させるために燃料噴射が停止された後に設定時間が経過するまでの間、上記再始動モータを作動状態としてエンジン回転数の低下を抑制するように制御する再始動モータ制御手段とを設け、上記設定時間の経過後に上記停止直前の燃料噴射を行うように構成したため、エンジンの停止直前に燃料噴射が行われることにより生成された混合気が圧縮自己着火したり、熱面点火したりするのを効果的に防止し、エンジンの再始動時にエンジンを適正に再始動させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る制御装置を備えたエンジンの概略断面図である。
【図2】上記エンジンの再始動装置の構成を示す説明図である。
【図3】本発明に係る車両の制御装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図4】上記制御装置の制御動作の前半部を示すフローチャートである。
【図5】上記制御装置の制御動作の中間部を示すフローチャートである。
【図6】上記制御装置の制御動作の後半部を示すフローチャートである。
【図7】上記制御装置の制御動作を示すタイムチャートである。
【図8】エンジン回転数の変化状態を示すタイムチャートである。
【図9】燃料カット回転数および目標スロットル開度の設定制御動作を示すフローチャートである。
【図10】エンジンの空転サイクル数を設定するためのマップの一例を示すグラフである。
【図11】目標スロットル開度を設定するためのマップの一例を示すグラフである。
【図12】エンジンの停止動作の一例を示すタイムチャートである。
【図13】エンジンの停止動作の他の例を示すタイムチャートである。
【図14】上記制御装置の制御動作の別の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
5 クランクシャフト(出力軸)
8 燃料噴射弁(燃料噴射手段)
12 スロットル弁
20 再始動モータ
36 バッテリ残量センサ(バッテリ残量検出手段)
37 エンジン温度センサ(筒内温度検出手段)
41 スロットル弁制御手段
42 燃料噴射制御手段(エンジン回転数上昇手段)
43 点火制御手段
44 自動停止制御手段
45 再始動モータ制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle control apparatus, and automatically stops an engine when a preset engine automatic stop condition is satisfied in an idle operation state of the engine, and restarts the engine when an engine restart condition is satisfied. The present invention relates to a control device for a vehicle configured to cause the vehicle to move.
[0002]
[Prior art]
In recent years, fuel consumption reduction and CO 2 Automatic engine stop control that automatically stops the engine temporarily when idling, etc., and then restarts the engine automatically when a restart condition such as a start-up operation is fulfilled to reduce emissions So-called idle stop control technology has been developed. The restart at the time of the idle stop control requires a quickness to immediately start the engine in accordance with the start operation of the vehicle or the like, but the engine output by the starter motor is generally performed conventionally. According to the method of restarting the engine through cranking that drives the shaft, there is a problem that it takes a considerable time to complete the start-up.
[0003]
Therefore, as a start control device suitable for restarting the idle stop control, the operation state of the internal combustion engine satisfies the automatic stop condition during the operation of the spark ignition type internal combustion engine that forms the air-fuel mixture by the fuel injection of the fuel injection valve. In the internal combustion engine automatic stop start control device that automatically starts the internal combustion engine when the automatic start condition is satisfied, the internal combustion engine is automatically stopped immediately before the internal combustion engine is automatically stopped. In this case, by injecting fuel into the combustion chamber of a cylinder that is estimated to be in a state where both the intake valve and the exhaust valve are closed during the compression stroke, the combustion chamber of the cylinder can be spark-ignited in an automatic stop state of the internal combustion engine. There is known an air-fuel mixture state (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-342876 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When the engine is configured to inject fuel immediately before the engine enters the automatic stop state as disclosed in
[0006]
In view of the above circumstances, the present invention provides a vehicle control device that can appropriately restart an engine that has been in an automatic stop state.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a vehicle control apparatus including automatic stop control means for automatically stopping an engine when a preset engine automatic stop condition is satisfied in an idle operation state of the engine. A fuel injection means for injecting fuel to a cylinder that is at least in an expansion stroke at the time of automatic stop, and a restart condition that is set in advance after the engine is automatically stopped. Ignition control means for controlling the engine to be restarted by igniting the air-fuel mixture generated by fuel injection, a restart motor for driving the engine output shaft to restart the engine, and for automatically stopping the engine Until the set time elapses after the fuel injection is stopped, the restart motor is operated to suppress a decrease in engine speed. And a restart motor control means for controlling the, which is constituted so as to perform fuel injection of the stop just before the after the set time.
[0008]
According to this configuration, until the set time elapses after the automatic stop condition is satisfied and the fuel injection is stopped, the restart motor is in an operating state to suppress a decrease in the engine speed, Compressed self-ignition of the air-fuel mixture generated by injecting fuel into the cylinder immediately before the engine stops because a sufficient amount of intake air passing through the cylinder after the fuel injection is stopped and the temperature in the cylinder decreases. And the hot surface ignition of the fuel is effectively prevented.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the vehicle control device according to the first aspect, the engine speed is kept at a constant value until a set time elapses after the fuel injection is stopped when the automatic stop condition is satisfied. Thus, the driving torque of the restart motor is controlled so as to be maintained.
[0010]
According to this configuration, until the set time elapses after the automatic stop condition is satisfied and the fuel injection is stopped, the restart motor is operated and the control for maintaining the engine speed at a constant value is executed. As a result, the amount of intake air that passes through the cylinder after the fuel injection is stopped is appropriately controlled.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the vehicle control apparatus according to the first or second aspect, the remaining battery level detecting means for detecting the remaining battery level for supplying power to the restart motor, and the remaining battery level And an engine speed increasing means for temporarily increasing the engine speed when the restart condition is satisfied when the reference value is smaller than a preset reference value.
[0012]
According to this configuration, when it is confirmed that the remaining battery level is low when the automatic stop condition is satisfied, control is executed to temporarily increase the engine speed and increase the number of idling cycles of the engine. Without setting the restart motor driving torque to a large value, it is possible to effectively reduce the in-cylinder temperature by sufficiently securing the intake air amount that passes through the cylinder after the fuel injection is stopped. .
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle control apparatus according to the third aspect, the remaining battery amount detecting means detects the number of idling cycles of the engine after the stop of fuel injection to a target value. The set time for the restart motor to be activated is changed in accordance with the remaining battery level.
[0014]
According to this configuration, it is possible to prevent a situation in which the number of idling cycles is insufficient due to a low remaining battery level when the automatic stop condition is satisfied, and to ensure a sufficient amount of intake air passing through the cylinder. become.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the vehicle control device according to any one of the first to fourth aspects, the throttle valve is provided for a predetermined period after the fuel injection is stopped when the automatic stop condition is satisfied. Throttle valve control means for opening control is provided.
[0016]
According to this configuration, until the set time elapses after the automatic stop condition is satisfied and the fuel injection is stopped, the restart motor is operated to suppress the decrease in the engine speed. When this control is executed, the throttle valve is opened for a predetermined period and a large amount of intake air is introduced into the cylinder, so that the in-cylinder temperature can be effectively reduced.
[0017]
The present invention according to claim 6 is the vehicle control apparatus according to
[0018]
According to this configuration, when the automatic stop is performed in a state where the engine cylinder temperature is high, the throttle valve opening degree is controlled when the restart motor is operated to suppress the decrease in the engine speed. Is set to a large value and a large amount of intake air is introduced into each cylinder, so that the in-cylinder temperature can be significantly reduced.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show a schematic configuration of an engine according to an embodiment of the present invention. In these drawings, the
[0020]
The
[0021]
The intake / exhaust ports 6 and 7 are equipped with an
[0022]
An
[0023]
As shown in FIG. 2, the
[0024]
The
[0025]
As shown in FIG. 3, the
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The throttle valve control means 41 determines the required opening of the
[0029]
The fuel injection control means 42 and the ignition control means 43 include the intake air flow information detected by the
[0030]
Further, the throttle valve control means 41, the fuel injection control means 42, the ignition control means 43, and the restart motor control means 45, in addition to the above control, perform automatic stop control means described below when performing automatic engine stop control. The control corresponding to the control signal output from 44 is executed. That is, the automatic stop control means 44 determines whether or not an automatic engine stop condition is satisfied according to output signals from the
[0031]
When the engine is automatically stopped by the automatic stop control means 44, the cylinders that are in the expansion stroke and the compression stroke when the engine is automatically stopped, that is, the
[0032]
Further, the engine is operated by applying the driving torque to the
[0033]
The automatic stop control means 44 determines whether or not the engine restart condition is satisfied according to the output signal of each sensor in the engine automatic stop state, and it is confirmed that the restart condition is satisfied. In addition, the cylinder that is in the intake stroke and the exhaust stroke when the
[0034]
When executing the engine restart control by the automatic stop control means 44, the stop duration time from the engine stop time to the restart time is measured, and the restart motor control means 45 is based on the stop duration time. Thus, the driving torque of the
[0035]
Further, when it is detected that the
[0036]
The engine control operation executed by the engine control apparatus configured as described above will be described based on the flowcharts shown in FIGS. When this control operation is started, detection signals output from various sensors are input (step S1), and then it is determined whether or not the engine is in an automatic stop state (step S2). Determines whether or not the engine automatic stop condition is satisfied based on the detection signal (step S3). Specifically, based on the detection signals of the various sensors, the vehicle speed is zero, the ON state of the
[0037]
When it is determined NO in step S3 and it is confirmed that the engine automatic stop condition is not satisfied, normal fuel injection control and ignition control are executed according to the engine speed and the intake air amount ( Step S4).
[0038]
If it is determined YES in step S3 and it is confirmed that the engine automatic stop condition is satisfied, the target opening (target throttle opening) G of the
[0039]
Next, normal fuel injection and ignition are stopped to cut the fuel, and the
[0040]
If it is determined YES in step S9 and it is confirmed that the motor operation time Z has elapsed, the operation of the
[0041]
When it is determined YES in step S11 and it is confirmed that the rotation speed N has reached the reference rotation speed R, the cylinder that is in the expansion stroke and the cylinder that is in the compression stroke when the engine is automatically stopped is determined. Immediately before stopping, the fuel for restarting is injected at a predetermined timing into the cylinder that is in the expansion stroke and the cylinder that is in the compression stroke when the engine is automatically stopped (step S12).
[0042]
For example, as shown in FIGS. 7 and 8, there are 4 cylinders having a first cylinder to a fourth cylinder, in which combustion is performed in the order of the first cylinder, the third cylinder, the fourth cylinder, and the second cylinder. In a cylinder four-cycle engine, when it is confirmed by an experiment that the engine stops about 2 rotations after the rotation speed N reaches 500 rpm, the reference rotation speed R is set to 500 rpm. The first cylinder that is in the expansion stroke at the time point t0 is specified as the cylinder that is in the expansion stroke when the engine is automatically stopped, and the third cylinder that is in the compression stroke at the time point is the compression stroke when the engine is automatically stopped. Specified as a cylinder. Then, after the time point t1 when the crank angle of the first cylinder reaches 540 ° (ATDC-540 deg) before the compression top dead center TDC, fuel injection F1 to the intake port of the first cylinder is performed, and the crank angle is After the time t2 when the angle reaches 360 °, fuel injection F2 is performed on the intake port of the third cylinder.
[0043]
The cylinders that are in the expansion stroke at the time of the automatic engine stop are determined by determining the cylinders that are in the expansion stroke at the time t0 when the engine rotation speed N becomes the reference rotation speed R set based on the experiment conducted in advance. Instead of the above-described configuration, the rotational energy is calculated from the rotational speed of the
[0044]
After performing the fuel injections F1 and F2 immediately before stopping the engine in step S12, it is determined whether or not the engine speed N has become 0 (step S13), and YES is determined and the engine is automatically stopped. At the time t3 when it is confirmed that the above has been confirmed, the measurement of the stop duration T is started (step S14).
[0045]
On the other hand, if it is determined YES in step S2 and it is confirmed that the engine is currently in the automatic stop state, it is determined whether or not the driver has performed an OFF operation of the ignition switch 34 (step S16). . If it is determined YES in step S16 and it is confirmed that the driver has turned off the
[0046]
If it is determined NO in step S16 and it is confirmed that the
[0047]
If it is determined in step S19 that the engine restart condition is satisfied, the driving torque of the
[0048]
Then, fuel injections F3 and F4 are performed on the fourth cylinder in the intake stroke and the second cylinder in the exhaust stroke at time t4 when the restart condition is satisfied (step S22), and these cylinders become compression top dead centers. After the ignition of the air-fuel mixture S3 and S4 is sequentially performed at the time (step S23), the measured value of the stop duration T is reset to 0 (step S24).
[0049]
Next, a specific example of the control for setting the target opening G, the opening time Y, the idling cycle number F, and the motor operating time Z of the
[0050]
Next, after the preset scavenging intake air amount C, that is, the last fuel injected before the fuel cut is burned, the restart fuel injected before the engine is stopped is supplied to the cylinder. The intake air amount C passing through the cylinder is compared with the total intake air amount A set in step S31, and the larger one is set as the target intake total amount D (step S32).
[0051]
Further, the intake air charging efficiency change pattern E is set to a value that allows the pressure in the cylinder after the fuel cut to be equal to or lower than the allowable compression pressure B obtained in step S31 and that can suppress vibration when the engine is stopped (step S33). ). The charging efficiency change pattern E is set as described above because the intake charging efficiency at the time when the cylinder in which the restart fuel is injected at the time of automatic engine stop becomes the compression top dead center By limiting the value to be equal to or less than the value Ba, it is possible to prevent compression self-ignition from occurring in the cylinder before stopping the engine and to prevent the driver from feeling uncomfortable due to engine noise and vibration. .
[0052]
Further, the number of idling cycles F and the target throttle opening G after the fuel cut and the opening for opening the
[0053]
As shown in FIG. 11, the target throttle opening degree G after the fuel cut uses the intake charge efficiency pattern E and the target intake total amount D as parameters, and the intake charge efficiency pattern (fill efficiency change rate) E is The larger the throttle opening G is, the larger the throttle opening G is. The larger the target intake total amount D is, the larger the target throttle opening G is, and the opening time Y is the same as the target throttle opening G. The charging efficiency pattern (change rate of charging efficiency) E is set to be larger as the charging efficiency pattern E is larger, and is set to be larger as the target intake total amount D is larger.
[0054]
Next, the engine is operated by operating the
[0055]
In the vehicle control device having the automatic stop control means 44 for automatically stopping the engine when a preset engine automatic stop condition is satisfied in the engine idling state as described above, the vehicle control device has a small amount when the engine is automatically stopped. The fuel injection means comprising a
[0056]
That is, as shown in FIG. 12, at the time ta when the engine automatic stop condition is satisfied, the fuel is cut, and the driving torque is input from the
[0057]
In the above embodiment, the engine speed N is set to a constant value, that is, the idling speed from the time ta when the fuel injection is stopped when the automatic stop condition is satisfied to the time tb when the set time (motor operating time Z) elapses. Since the driving torque of the
[0058]
Further, in the above embodiment, the
[0059]
In particular, as shown in the above embodiment, the target throttle opening G after the fuel cut is changed to a target intake total amount D and an intake air amount that change according to a value related to the in-cylinder temperature such as the engine coolant temperature or the lubricating oil temperature. When the target intake total amount D is large and the change rate of the intake charge efficiency is large due to a high in-cylinder temperature, the target throttle opening G is set to a large value. When configured so as to introduce a large amount of intake air into each cylinder after the fuel cut to effectively reduce the temperature in the cylinder, it is possible to reliably prevent compression self-ignition and the like of the air-fuel mixture. There is.
[0060]
Further, as shown in the above embodiment, when the intake charging efficiency pattern E is set so that the cylinder pressure after the fuel cut is equal to or lower than the allowable compression pressure B obtained in step S31. Since the internal pressure of the cylinder in which the fuel is injected immediately before the engine is stopped can be prevented from rising excessively, the mixture generated by the fuel being injected into the cylinder immediately before the engine is stopped is compressed. There is an advantage that self-ignition can be prevented more effectively. Specifically, as shown in FIG. 13, the intake charging efficiency at the time point tc when the cylinder in which the fuel injections F1 and F2 are performed immediately before the engine is stopped becomes the compression top dead center is equal to the allowable compression pressure B. By configuring the intake air filling efficiency pattern E so as to be equal to or less than the corresponding value Ba, the compression self-ignition can be effectively prevented.
[0061]
In the above-described embodiment, the example in which the engine speed N is maintained at a constant value until the set time (motor operating time Z) elapses from the fuel cut time ta has been described. Thus, after executing the control to temporarily increase the engine speed N as necessary at the time t when the engine restart condition is satisfied, the fuel is cut and the
[0062]
That is, when it is determined YES in step S3 of the flowchart shown in FIG. 4 and it is confirmed that the automatic stop condition is satisfied, the remaining battery level V detected by the remaining
[0063]
If it is determined YES in step S41 and it is confirmed that the remaining battery level V is equal to or smaller than the second reference value, the throttle opening is set to a predetermined constant opening W, and this is handled accordingly. Then, control is performed to temporarily increase the engine speed by increasing the fuel injection amount (step S42), and the target of the
[0064]
Next, based on the remaining battery level detected by the remaining
[0065]
Then, it is determined whether or not the engine speed N has reached the fuel cut speed H (step S45). At a time ta when it is determined YES, the
[0066]
The battery remaining amount detecting means 36 for detecting the remaining amount of the
[0067]
In addition, the set time during which the
[0068]
Further, when it is confirmed that the remaining battery level V is smaller than the preset second reference value when the automatic stop condition is satisfied, the fuel injection is performed after executing the control for temporarily increasing the engine speed. According to the above-described configuration in which the
[0069]
In the above embodiment, since the restart motor control means 45 that adjusts the driving torque of the
[0070]
In other words, the state of the air-fuel mixture generated by injecting fuel to the cylinders that are in the expansion stroke and compression stroke when the engine is automatically stopped immediately before the engine is stopped continues from the engine stop point to the restart point. Since it changes corresponding to the time T, the restart motor control means 45 executes control for adjusting the drive torque of the
[0071]
For example, when the engine stop duration T is long, the fuel injected just before the engine stop is sufficiently vaporized and atomized, and the output torque due to the combustion of the air-fuel mixture is sufficiently obtained. By setting the driving torque of the restart motor to a smaller value than when T is short, unnecessary power consumption can be suppressed. On the other hand, when the engine stop duration T is short, the fuel injected just before engine stop is insufficiently vaporized and atomized, and the output torque due to combustion of the air-fuel mixture tends to be insufficient. There is an advantage that the engine can be restarted properly by setting the driving torque of the
[0072]
Further, in the above embodiment, when a preset automatic stop condition is satisfied, the engine is stopped while the
[0073]
In other words, when it is confirmed that the driver has turned off the
[0074]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the specific structure of the apparatus of this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible within a claim. For example, the engine may be restarted by driving the crankshaft by a power transmission mechanism including a pinion provided on the output shaft of the restart motor and a startering gear provided on the crankshaft. Further, in place of the above-described embodiment in which fuel is injected just before the engine is stopped for the cylinders that are in the expansion stroke and the compression stroke when the engine is automatically stopped, only for the cylinders that are in the expansion stroke when the engine is automatically stopped. You may make it inject a fuel.
[0075]
In the above embodiment, the intake port injection type engine configured to inject fuel from the
[0076]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a vehicle control apparatus including an automatic stop control unit that automatically stops an engine when a preset engine automatic stop condition is satisfied in an idle operation state of the engine. Fuel injection means for injecting fuel to a cylinder that is at least at the expansion stroke when stopped, and fuel immediately before the stop when a preset restart condition is satisfied after the engine is automatically stopped Ignition control means for controlling the engine to be restarted by igniting the air-fuel mixture generated by injection, a restart motor for driving the engine output shaft to restart the engine, and for automatically stopping the engine Until the set time elapses after the fuel injection is stopped, the restart motor is operated to suppress a decrease in engine speed. And a restarting motor control means that controls the fuel injection immediately before the stop after the set time elapses, so that the air-fuel mixture generated by the fuel injection immediately before the engine stops is compressed by itself. There is an advantage that ignition and hot surface ignition can be effectively prevented, and the engine can be restarted properly when the engine is restarted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an engine provided with a control device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of the engine restart device.
FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration of a vehicle control apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a first half of a control operation of the control device.
FIG. 5 is a flowchart showing an intermediate part of the control operation of the control device.
FIG. 6 is a flowchart showing the second half of the control operation of the control device.
FIG. 7 is a time chart showing a control operation of the control device.
FIG. 8 is a time chart showing a change state of the engine speed.
FIG. 9 is a flowchart showing a setting control operation of a fuel cut speed and a target throttle opening.
FIG. 10 is a graph showing an example of a map for setting the number of idling cycles of the engine.
FIG. 11 is a graph showing an example of a map for setting a target throttle opening.
FIG. 12 is a time chart showing an example of an engine stop operation.
FIG. 13 is a time chart showing another example of the engine stop operation.
FIG. 14 is a flowchart showing another example of the control operation of the control device.
[Explanation of symbols]
5 Crankshaft (output shaft)
8 Fuel injection valve (fuel injection means)
12 Throttle valve
20 Restart motor
36 Battery level sensor (Battery level detection means)
37 Engine temperature sensor (in-cylinder temperature detection means)
41 Throttle valve control means
42 Fuel injection control means (engine speed increasing means)
43 Ignition control means
44 Automatic stop control means
45 Restart motor control means
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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JP2003193808A JP2005030237A (en) | 2003-07-08 | 2003-07-08 | Control device for vehicle |
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Country | Link |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009139040A1 (en) | 2008-05-12 | 2009-11-19 | トヨタ自動車株式会社 | Stop/start control device for internal combustion engine |
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-
2003
- 2003-07-08 JP JP2003193808A patent/JP2005030237A/en active Pending
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