JP2006194217A - Control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両の制御装置に関し、エンジンの停止後に再始動条件が成立した時点でエンジンを再始動させるように構成された車両の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to a vehicle control device configured to restart an engine when a restart condition is satisfied after the engine is stopped.
近年、燃費低減およびCO2排出量抑制等のため、アイドル時等にエンジンを自動的に一旦停止させ、その後に発進操作等の再始動条件が成立した時点でエンジンを自動的に再始動させるようにした自動停止制御、いわゆるアイドルストップ制御の技術が開発されている。このアイドルストップ制御時における再始動は、車両の発進操作等に応じてエンジンを即座に始動させる迅速性が要求されるが、従来から一般的に行われているように、スタータモータによりエンジンの出力軸を駆動するクランキングを経てエンジンを再始動させる方法によると、始動完了までにかなりの時間を要するという問題がある。 In recent years, to reduce fuel consumption and reduce CO 2 emissions, the engine is automatically stopped temporarily when idling, and then the engine is automatically restarted when restart conditions such as start operation are established. Automatic stop control, so-called idle stop control technology has been developed. The restart at the time of the idle stop control requires a quickness to immediately start the engine in accordance with the start operation of the vehicle or the like, but the engine output by the starter motor is generally performed conventionally. According to the method of restarting the engine through cranking that drives the shaft, there is a problem that it takes a considerable time to complete the start-up.
そこで、アイドルストップ制御の再始動に好適な始動制御装置として、燃料噴射弁の燃料噴射により混合気を形成する火花点火式エンジンの運転中に、このエンジンの運転状態が自動停止条件を満足した場合にエンジンを停止し、自動始動条件を満足した場合にエンジンを自動始動するエンジンの自動停止始動制御装置において、エンジンの自動停止直前に、エンジンが自動停止状態となった場合に圧縮行程にて吸気弁と排気弁とが共に閉じた状態となると推定される気筒の燃焼室内に燃料を噴射することにより、エンジンの自動停止状態で当該気筒の燃焼室内を火花点火可能な混合気状態とするようにしたものが知られている(例えば特許文献1参照)。
ところで、自動エンジン停止後に再始動要求があった場合、自動停止制御の過程で噴射した燃料の着火性を高める必要がある。しかしポート噴射式のエンジンの場合、吸気ポートに噴射された燃料の気筒内での気化が促進しない場合があり、着火性が不確実になるという不具合があった。このため、エンジンの再始動時の挙動が不安定になっていた。 By the way, when there is a restart request after the automatic engine stop, it is necessary to improve the ignitability of the fuel injected in the process of the automatic stop control. However, in the case of a port injection type engine, there is a case in which vaporization of the fuel injected into the intake port in the cylinder is not promoted, and the ignitability becomes uncertain. For this reason, the behavior when the engine is restarted is unstable.
本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、自動停止後のエンジンの再始動動作を確実にすることのできる車両の制御装置を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device that can ensure a restart operation of an engine after an automatic stop.
上記課題を解決するために本発明は、火花点火式エンジンの吸気ポートに対して燃料を噴射する燃料噴射手段と、吸気ポートに噴射された燃料により生成された気筒内の混合気に点火する点火手段と、エンジンのクランク角度を検出するクランク角度検出手段と、運転者のアクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、運転者のブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段と、前記クランク角度検出手段、アクセル操作検出手段、およびブレーキ操作検出手段の検出に基づいて、前記エンジンの自動停止条件が成立していると判定された場合には、エンジンを自動停止し、自動始動条件を満足した場合にエンジンを自動始動するように、前記燃料噴射手段、並びに点火手段を制御する制御手段とを備え、自動停止制御を開始することによって停止時に膨張行程で停止する気筒を停止時膨張行程気筒として推定し、この停止時膨張行程気筒の吸気ポートに再始動用燃料を噴射する一方、自動停止したエンジンの再始動時に前記停止時膨張行程気筒に点火する車両の制御装置であって、エンジンの吸気を過給する過給機を設け、前記制御装置は、前記停止時膨張行程気筒の吸気ポートに燃料を噴射するのに先立ち、自動停止条件成立後に過給機を作動させるものであることを特徴とする車両の制御装置である。この態様では、自動停止条件が成立した後、エンジンの再始動のために燃料を噴射する前に過給機が作動するので、停止時膨張行程気筒は、過給作用によって充填量が高められることになる。この結果、停止時膨張行程気筒の吸気ポートに噴射された再始動用燃料の気化が促進されるので、再始動時における停止時膨張行程気筒での混合気の着火性が向上する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a fuel injection means for injecting fuel to an intake port of a spark ignition engine, and an ignition for igniting an air-fuel mixture in a cylinder generated by the fuel injected into the intake port. Means, crank angle detection means for detecting the crank angle of the engine, accelerator operation detection means for detecting the driver's accelerator operation, brake operation detection means for detecting the driver's brake operation, and the crank angle detection means, When it is determined that the engine automatic stop condition is satisfied based on the detection of the accelerator operation detection means and the brake operation detection means, the engine is automatically stopped and the engine is started when the automatic start condition is satisfied. The fuel injection means and the control means for controlling the ignition means, so as to automatically start the automatic stop control. The cylinder that stops in the expansion stroke at the time of stop is estimated as the expansion stroke cylinder at the stop, and the fuel for restart is injected into the intake port of the expansion stroke cylinder at the time of stop. A control device for a vehicle that ignites an expansion stroke cylinder is provided with a supercharger that supercharges intake air of an engine, and the control device prior to injecting fuel into an intake port of the expansion stroke cylinder during stoppage, A vehicle control device that operates a supercharger after an automatic stop condition is satisfied. In this aspect, after the automatic stop condition is satisfied, the supercharger is operated before fuel is injected for restarting the engine. Therefore, the filling amount of the stop expansion stroke cylinder is increased by the supercharging action. become. As a result, the vaporization of the restart fuel injected into the intake port of the stop expansion stroke cylinder is promoted, so that the ignitability of the air-fuel mixture in the stop expansion stroke cylinder at the time of restart is improved.
別の態様において、停止時膨張行程気筒の筒内温度を検出して制御手段に入力する筒内温度検出手段を設け、前記制御手段は、検出された筒内温度が所定値以上のときには、前記過給機の作動を禁止するものである。停止時膨張行程気筒が所定の温度以上の高温状態にあるときには、過給作用による充填量の増加によって、再始動用燃料が圧縮自己着火を来しやすくなる。そこで、この態様では、筒内温度検出手段によって、停止時膨張行程気筒の筒内温度を検出し、その値によって、過給機の作動を禁止することにより、停止時膨張行程気筒での圧縮自己着火を防止するようにしている。 In another aspect, there is provided in-cylinder temperature detecting means for detecting the in-cylinder temperature of the expansion stroke cylinder at the time of stop and inputting it to the control means, and the control means The operation of the turbocharger is prohibited. When the stop expansion stroke cylinder is in a high temperature state that is equal to or higher than a predetermined temperature, the restart fuel is likely to undergo compression self-ignition due to an increase in the charging amount due to the supercharging action. Therefore, in this aspect, the in-cylinder temperature detecting means detects the in-cylinder temperature of the stop expansion stroke cylinder and prohibits the operation of the supercharger based on the detected temperature, thereby compressing the self-compression cylinder in the stop expansion stroke cylinder. I try to prevent ignition.
別の態様において、エンジンの出力軸を駆動する駆動モータを設け、前記制御手段は、過給機の作動禁止時には、前記停止時膨張行程気筒の吸気ポートに燃料を噴射するのに先立ち、駆動モータを作動させるものである。この態様では、過給機の作動が禁止される高温時において、駆動モータがエンジンの作動をアシストすることにより、エンジンの掃気が促進される。この結果、低温の新気が停止時膨張行程気筒に導入されることになり、停止時膨張行程気筒が冷却される。従って、高温時においても、停止時膨張行程気筒での圧縮自己着火を防止することが可能になる。 In another aspect, a drive motor for driving the output shaft of the engine is provided, and when the operation of the supercharger is prohibited, the control means drives the drive motor prior to injecting fuel into the intake port of the expansion stroke cylinder when stopped. Is to operate. In this aspect, scavenging of the engine is promoted by the drive motor assisting the operation of the engine at a high temperature at which the operation of the supercharger is prohibited. As a result, low temperature fresh air is introduced into the stop expansion stroke cylinder, and the stop expansion stroke cylinder is cooled. Therefore, it is possible to prevent compression self-ignition in the expansion stroke cylinder when stopped even at high temperatures.
具体的な態様において、前記制御手段は、自動停止動作を開始した時点で駆動モータを作動し、検出された筒内温度が予め設定された値よりも低くなった後に駆動モータを停止して過給機を作動するものである。この態様では、自動停止制御を開始した時点で直ちにエンジンを冷却することも可能になるので、自動停止制御を開始したエンジンの筒内温度が高い場合でも、過給による圧縮自己着火を可及的に防止することができる。 In a specific aspect, the control means operates the drive motor when the automatic stop operation is started, and stops the drive motor after the detected in-cylinder temperature becomes lower than a preset value. It operates the feeder. In this mode, the engine can be immediately cooled when the automatic stop control is started. Therefore, even when the in-cylinder temperature of the engine that has started the automatic stop control is high, compression self-ignition by supercharging is possible. Can be prevented.
別の態様において、停止時膨張行程気筒の筒内圧力を検出して制御手段に入力する筒内圧力検出手段を設け、前記制御手段は、停止時膨張行程気筒の筒内圧力が所定値以上のときには、エンジンのスロットル開度を低減するように制御するものである。この態様では、停止時膨張行程気筒の筒内圧力に基づいて、駆動モータによる冷却効果が充分であったか否かを判定することが可能になる。そして、停止時膨張行程気筒の筒内圧力が所定値以上のときには、エンジンのスロットル開度を低減し、充填量を低減して、停止時膨張行程気筒での圧縮自己着火を防止することが可能になる。 In another aspect, there is provided in-cylinder pressure detecting means for detecting an in-cylinder pressure of the stop expansion stroke cylinder and inputting the in-cylinder pressure to the control means, wherein the control means has an in-cylinder pressure of the stop expansion stroke cylinder of a predetermined value or more. In some cases, control is performed to reduce the throttle opening of the engine. In this aspect, it is possible to determine whether or not the cooling effect by the drive motor is sufficient based on the in-cylinder pressure of the expansion stroke cylinder at the time of stop. When the in-cylinder pressure of the stop expansion stroke cylinder is greater than or equal to a predetermined value, it is possible to reduce the throttle opening of the engine and reduce the filling amount to prevent compression self-ignition in the stop expansion stroke cylinder. become.
以上説明したように、本発明によれば、過給によって停止時膨張行程気筒の吸気ポートに噴射された再始動用燃料の気化が促進されるので、再始動時における停止時膨張行程気筒での混合気の着火性が向上する結果、自動停止後のエンジンの再始動動作を確実にすることができるという顕著な効果を奏する。 As described above, according to the present invention, vaporization of the restart fuel injected into the intake port of the stop-time expansion stroke cylinder is promoted by supercharging, so that in the stop-time expansion stroke cylinder at the time of restart As a result of improving the ignitability of the air-fuel mixture, there is a remarkable effect that the restart operation of the engine after the automatic stop can be ensured.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の実施の一形態に係る車両の制御装置全体の概略構成図であり、図2は図1に採用されているエンジンの概略図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire vehicle control apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of an engine employed in FIG.
各図を参照して、同制御装置は、エンジン1を備えている。エンジン1には、複数の気筒2が設けられている。各気筒2には、ピストン3が嵌挿されることにより、その上方に燃焼室4が形成されている。ピストン3は、図外のコンロッドを介してクランクシャフト5に連結されている。
With reference to the drawings, the control device includes an
気筒2の燃焼室4には、その頂部に点火プラグ13が装備されるとともに、吸気ポート6および排気ポート7が開口し、この吸気ポート6には、燃料噴射弁8が設けられている。この燃料噴射弁8は、図外のニードル弁およびソレノイドを内蔵し、パルス信号が入力されることにより、このパルス入力時にパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を吸気ポート6に噴射するように構成されている。
The
吸気ポート6には吸気弁6aが、排気ポート7には排気弁7aがそれぞれ装備されている。これらの吸気弁6aおよび排気弁7aは、カムシャフト等を有する動弁機構により駆動されるようになっている。そして、各気筒2が所定の位相差をもって燃焼サイクルを行うように、各気筒2の吸気弁6aおよび排気弁7aの開閉タイミングが設定されている。
The
吸気ポート6および排気ポート7には、吸気通路9および排気通路10が接続されている。この吸気通路9には、ロータリバルブからなるスロットル弁12が配設されている。このスロットル弁12はアクチュエータ12aにより駆動されるようになっている。
An intake passage 9 and an
図1に示すように、吸気通路9の上流側には、電動過給機14が設けられている。電動過給機14には、モータ15で駆動される圧縮機16が設けられ、その下流側にはインタークーラ17が配置されている。また、吸気通路9には、圧縮機16をバイパスするバイパス通路9aが形成されている。
As shown in FIG. 1, an
次に、エンジン1には、そ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20が設けられている。さらにクランクシャフト5には、その一端部にエンジン1の回転を変速して車輪21に伝達するトランスミッション22が配設されるとともに、他端部にエンジン1の再始動装置24が配設されている。この再始動装置24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25と、この再始動モータ25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26とを有している。図示の実施形態では、再始動モータ25が駆動モータの具体例である。この再始動モータ25は発電機能を有しており、前記バッテリ18に搭載された蓄電池18aに、再始動モータ25が発電した電力が蓄電されるようになっている。
Next, the
そして、エンジン1の再始動時に下記ECU(エンジンコントロールユニット)40から出力される制御信号に応じ、再始動モータ25が作動状態となってクランクシャフト5を回転駆動するように構成されている。また、再始動モータ25には、その回転角を検出する回転角センサ27が設けられている。
The
このバッテリ18の蓄電池18aには、DC/DCコンバータ28を介して12V鉛蓄電池29が接続されている。鉛蓄電池29には、当該鉛蓄電池29の電圧を検出する電圧センサ30が設けられている。
A 12 V lead storage battery 29 is connected to the
さらに、トランスミッション22には、スタータモータ31がギヤ機構32を介して連結されており、冷間始動の際には、このスタータモータ31で駆動されるようになっている。
Furthermore, a
ECU40は、CPU、メモリ、入出力装置等によって構成されるユニットである。このECU40には、アクセルペダル41の踏込状態を検出するアクセルセンサ42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43と、運転者によるイグニションキーの操作に応じてON/OFF操作されるイグニションスイッチ44と、ブレーキペダル45の踏込状態を検出するブレーキスイッチ46と、バッテリ18の電圧に応じてバッテリ残量を検出するバッテリ残量センサ47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。
The
また、ECU40には、エンジン回転数Nおよびクランク角度CAを検出するクランク角センサ20と、再始動モータ25の回転角を検出する回転角センサ27と、鉛蓄電池29の電圧を検出する電圧センサ30と、エンジン1の冷却水温度または潤滑油温度等に基づいてエンジン1の気筒内温度を検出するエンジン温度センサ48と、吸気温度を検出する吸気温センサ49と、吸気量を検出するエアフローセンサ50と、吸気管内の負圧を検出する吸気管負圧センサ51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。
The
また、ECU40には、制御要素として、スロットル弁12のアクチュエータ12a、燃料噴射手段としての燃料噴射弁8、点火手段としての点火プラグ13、インバータ19、電動過給機14、トランスミッション22、DC/DCコンバータ28、並びにスタータモータ31が接続されており、通常の運転時にこれらの制御要素を制御するとともに、自動停止条件の成立を判定し、自動停止条件が成立した場合には、エンジン1が自動停止するように、前記入力要素からの入力に基づき、制御要素を制御する制御手段を機能的に構成している。
Further, the
図3は、エンジン1の自動停止制御時におけるタイムチャートであり、図4はエンジン回転数の変化状態を示すタイムチャートである。
FIG. 3 is a time chart during the automatic stop control of the
図3および図4を参照して、このECU40による自動停止制御では、ECU40は、シフトポジションセンサ43、ブレーキスイッチ46およびバッテリ残量センサ47等の出力信号に応じてエンジン1の自動停止条件が成立したか否かを判別し、この自動停止条件が成立したことが確認されたタイミングで、エンジン回転数Nを通常のアイドル回転数よりも高い値に設定して安定させるステップを最初に実行する。例えば、通常のアイドル回転数が650rpm(自動変速機がドライブレンジ)に設定されたエンジンでは、上記値を、810rpm程度(自動変速機はニュートラルレンジ)に設定する。
Referring to FIGS. 3 and 4, in the automatic stop control by
次に、エンジン回転数Nが安定したタイミングで、運転用の燃料噴射を停止させ(以下、「運転用燃料カット」という)、このタイミングからエンジン回転数Nを予め行った実験等に基づいて設定された基準回転数R(例えば260rpm)に低下させるように設定されている。この制御のために、ECU40のメモリには、実験等に基づいて設定された基準回転数Rが記憶されており、エンジン回転数Nがこの基準回転数Rと等しくなった時に膨張行程にある気筒2を停止時膨張行程気筒(図示の例では、第1気筒(#1))として特定する。例えば、第1気筒〜第4気筒(#1〜#4)を有し、第1気筒(#1)、第3気筒(#3)、第4気筒(#4)および第2気筒(#2)の順に燃焼が行われるように構成された4気筒2サイクルエンジンにおいて、回転数Nが500rpmとなった後にエンジン1が約2回転して停止することが実験により確認されているとする。この場合には、基準回転数Rとして500rpmを設定し、この回転数となった時点t0に膨張行程にある気筒を停止時膨張行程気筒として特定する。そして、図示の例において、ECU40は、停止時膨張行程気筒のクランク角度CAが圧縮上死点TDC前の540°(ATD−540deg)となった時点t1の後に、この停止時膨張行程気筒の吸気ポートに対する燃料噴射を行うとともに、クランク角度CAが360°(ATD−360deg)となった時点t2の後に、停止時に圧縮行程となる気筒(以下、停止時圧縮行程気筒という)の吸気ポート6に対する燃料(以下、「再始動燃料」という)を噴射する。この再始動燃料は、エンジン停止後にエンジン1の再始動要求があった場合に燃焼されることにより、エンジン1の再始動に寄与するためのものである。
Next, the fuel injection for driving is stopped at the timing when the engine speed N is stabilized (hereinafter referred to as “driving fuel for driving”), and the engine speed N is set based on an experiment conducted in advance from this timing. The reference rotational speed R (for example, 260 rpm) is set to be lowered. For this control, the memory of the
なお、エンジン回転数Nが予め行った実験等に基づいて設定された基準回転数Rとなった時点t0で膨張行程にある気筒を判別することにより、エンジン1の停止時に膨張行程となる気筒を特定するようにした構成に代え、エンジン回転数Nが所定値になった時点におけるクランクシャフト5の回転数から回転エネルギーAを算出し、この回転エネルギーAと、各気筒の1行程の間(クランクシャフト5が180°回転する間)に失われる損失エネルギーBとに基づき、時点t0からエンジン1が停止するまでの回転量を演算により求めるようにしてもよい。損失エネルギーBは、エンジン1のポンピングロスと、回転部の機械抵抗と、各気筒の圧縮漏れによるロストとを加算することにより求められる。
Note that the cylinder that is in the expansion stroke when the
再始動燃料の噴射量は、バッテリ残量センサ47により検出されたバッテリ残量に応じて調節され、このバッテリ残量が少ない場合には、多い場合に比べて燃料の噴射量が小さな値に設定される。
The restart fuel injection amount is adjusted according to the battery remaining amount detected by the battery remaining
さらにECU40は、エンジン1の自動停止状態で各センサの出力信号に応じて再始動条件が成立したか否かを判定し、再始動条件が成立したことが確認された場合に、再始動モータ25を作動させるとともに、エンジン1の停止直前に気筒に燃料が噴射されることにより生成された混合気に点火し、かつエンジン1の再始動時に吸気行程および排気行程にある気筒にそれぞれ燃料を順次噴射して所定のタイミングで点火することにより、エンジン1を自動的に再始動させるように構成されている。
Further, the
また、エンジン1の再始動制御を実行する際には、エンジン1の停止時点t3から再始動時点t4までの停止継続時間Tが測定され、この停止継続時間Tに基づいて再始動モータ25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、ECU40内に設けられたタイマーによりエンジン1が自動停止状態となった後に再始動条件が成立するまでの時間が停止継続時間Tとして計測され、この停止継続時間Tが長い場合には、短い場合に比べて再始動モータ25の駆動トルクが小さな値に設定されるようになっている。
Further, when the restart control of the
さらに、エンジン1の自動停止中にイグニションスイッチ44が運転者によりOFF操作されたことが検出された場合には、所定のタイミングで、再始動燃料が噴射されることにより生成された混合気に点火する制御が実行されるように構成されている。
Further, when it is detected that the
本実施形態においては、自動停止制御の過程で電動過給機14を作動させて掃気を図り、自動停止の過程で噴射された燃料の気化を促進するように構成されている。
In the present embodiment, the
図5は本実施形態に係る電動過給機14の制御時間と筒内温度との関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the control time and the in-cylinder temperature of the
同図を参照して、ECU40のメモリには、図3、図4で説明したエンジン1の自動停止時に用いられる制御マップが記憶されている。この制御マップは、予め実験で確認された結果に基づいて作成されたものであり、筒内温度Tcによって、電動過給機14の運転開始タイミングTmを決定するためのものである。筒内温度Tcは、温度センサ48の検出値に基づいて決定されるものである。この筒内温度Tcがある閾値Tcsに満たない場合は、ECU40は、電動過給機14の運転開始タイミングTmを0に設定し、後述するフローにおいて、エンジン1を過給するようにしている。他方、筒内温度Tcが閾値Tcs以上の場合には、その値に比例して電動過給機14の運転開始タイミングTmを設定し、詳しくは後述するフローで明らかなように筒内温度Tcに応じてエンジン1を冷却するように構成されている。
With reference to the figure, the memory of
図6は本実施形態に係るスロットル開度Tvoと筒内圧力Pcとの関係を示すグラフである。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the throttle opening Tvo and the in-cylinder pressure Pc according to this embodiment.
同図を参照して、ECU40のメモリには、図3、図4で説明したエンジン1の自動停止時に用いられるさらに別の制御マップが記憶されている。この制御マップは、予め実験で確認された結果に基づいて作成されたものであり、各気筒2の筒内圧力Pcに応じて、自動停止時におけるスロットル弁12のアクチュエータ12aを駆動する駆動タイミングT10を決定し、スロットル開度Tvoを制御するためのものである。筒内圧力Pcは、クランク角センサ20や温度センサ48の検出値に基づいて決定されるものである。制御マップには、スロットル開度Tvoを現状のまま維持するスロットル開領域と、スロットル開度Tvoを筒内圧力Pcに応じて低減するスロットル開度低減領域と、スロットルを閉じるスロットル閉塞領域とが設定されており、これらの各領域を区画するために2つの閾値Pcs、Pcltが設定されている。図示の例では、筒内圧力が閾値Pcsに満たない範囲をスロットル開領域とし、閾値Pcs以上Pclt未満の範囲をスロットル開度低減領域とし、閾値Pclt以上の範囲をスロットル閉塞領域としている。
Referring to FIG. 4, the memory of
次に、図7以下を参照しながら、本実施形態における自動停止制御について説明する。 Next, automatic stop control in the present embodiment will be described with reference to FIG.
図7〜図9は本実施形態における自動停止制御のフローチャートである。また、図10は、図7〜図9の自動停止制御に基づくタイミングチャートである。 7 to 9 are flowcharts of the automatic stop control in the present embodiment. FIG. 10 is a timing chart based on the automatic stop control of FIGS.
まず図7および図10を参照して、本実施形態においては、まず、ECU40が入力要素であるセンサ、スイッチ類から出力された検出信号を読取り(ステップS1)、エンジン1の自動停止条件が成立しているか否かを判定する(ステップS2)。具体的には、所定のエンジン回転数が検出されている状態で、ブレーキスイッチ46のON状態が所定時間に亘り継続し、かつバッテリ残量が予め設定された第1基準値以上であることが確認された場合には、エンジン1の自動停止条件が成立したと判定され、上記要件の一つでも満足されていない場合には、上記自動停止条件が成立していないと判定されるようになっている。
First, referring to FIGS. 7 and 10, in the present embodiment, first,
エンジン1の自動停止条件が不成立の場合、ECU40は、エンジン回転数と吸気量とに応じた通常の燃料噴射制御および点火制御を実行する(ステップS3)。
When the automatic stop condition of the
他方、エンジン1の自動停止条件が成立した場合、ECU40は、制御のためのカウント時間tを0に設定し(ステップS4)、次いで、エンジン1を自動停止させるために、燃料噴射弁8からの運転用燃料カットを実行するとともに、点火プラグ13による混合気の点火を停止する(ステップS5)。
On the other hand, when the automatic stop condition of the
次に、図5のグラフに基づく制御マップから電動過給機14の運転開始タイミングTmが決定される(ステップS6)。次いで、ECU40は、カウント時間tと電動過給機14の運転開始タイミングTmとを比較し、エンジン1の自動停止条件が成立した後、ステップS7で設定した電動過給機14の運転開始タイミングTm以上経過しているか否かを判別する(ステップS7)。図5で説明したように、電動過給機14の運転開始タイミングTmを設定する際、仮に筒内温度Tcが冷却領域にあって、かつ、カウント時間tがステップS6で設定された電動過給機14の運転開始タイミングに満たない場合、ECU40は、再始動モータ25を作動させ(ステップS8)、カウント時間tが運転開始タイミングTmに達するのを待機する。通常、自動停止制御が開始直後はエンジン1の筒内温度Tcは、相当高くなっている。従って、図5に基づく制御マップを採用し、ステップS6、S7の制御フローを行うことにより、再始動モータ25は、実質的に自動停止動作を開始した時点で直ちに駆動されることになる。
Next, the operation start timing Tm of the
他方、カウント時間tが運転開始タイミングTmに経過した場合、ECU40は、再始動モータ25が作動しているか否かを確認し(ステップS9)、作動していれば、再始動モータ25を停止させた後(ステップS10)、電動過給機14を作動する(ステップS11)。本実施形態では、図5に基づく制御マップによって運転開始タイミングTmを設定しているので、仮に筒内温度Tcが充分に低い場合には、直ちに電動過給機14を作動させ、必要以上に再始動モータ25を駆動することもなくなるという利点がある。
On the other hand, when the count time t has elapsed at the operation start timing Tm, the
次に、図8および図10を参照して、ECU40は、カウント時間tがスロットル開度の駆動タイミングT10に到達するのを待機する(ステップS14)。
Next, referring to FIGS. 8 and 10,
カウント時間tがスロットル開度Tvoの駆動タイミングT10に到達した場合、ECU40は、図6で説明した制御マップに基づいて、スロットル開度Tvoを決定し(ステップS15)、決定されたスロットル開度Tvoに基づいて、スロットル弁12のアクチュエータ12aを駆動する(ステップS16)。このため本実施形態では、電動過給機14を作動させた後、筒内温度(筒内圧力Pc)が高まって圧縮自己着火が生じやすくなった場合においても、スロットル開度Tvoを低減または閉塞し、圧縮自己着火を抑制することが可能になる。
When the count time t reaches the drive timing T10 of the throttle opening Tvo, the
次に、ECU40は、エンジン回転数Nが基準回転速度以下に低減するのを待機し(ステップS17)する。
Next, the
図9および図10を参照して、エンジン回転数Nが基準回転速度以下に低減している場合、ECU40は、各気筒2が停止する位置をクランク角センサ20から演算して、各気筒の停止位置を推定する(ステップS18)。その後、停止時膨張行程気筒(第1気筒(#1))が膨張行程前半を迎えるタイミングを待機し(ステップS19)、燃料を噴射する(ステップS20。図3、図4のF1参照)。
Referring to FIGS. 9 and 10, when engine speed N is reduced below the reference rotational speed,
さらにその後、停止時圧縮行程気筒(第3気筒(#3))が排気行程前半を迎えたタイミングで燃料を噴射する(ステップS21、S22。図3、図4のF2参照)。 Further, after that, fuel is injected at the timing when the stop-time compression stroke cylinder (third cylinder (# 3)) reaches the first half of the exhaust stroke (steps S21 and S22; see F2 in FIGS. 3 and 4).
その後は、カウント時間tが電動過給機14を停止するための停止タイミングTsを経過するのを待機し(ステップS23)、経過後は電動過給機14を停止する(ステップS24)。
After that, it waits for the count time t to elapse the stop timing Ts for stopping the electric supercharger 14 (step S23), and after the elapse, the
その後、ECU40は、エンジン1が停止するのを待機し(ステップS25)、停止時点からの停止継続時間Tの計測を開始する(ステップS26)。
Thereafter, the
図11は自動停止後の制御を示すフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart showing the control after the automatic stop.
同図を参照して、エンジン1が自動停止すると、ECU40は、運転者によるイグニションスイッチ44のOFF操作が行われたか否かを判定する(ステップS303)。
Referring to the figure, when
このステップS303でNOと判定され、イグニションスイッチ44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S304)。上記再始動条件としては、ブレーキスイッチ46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Vが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と判定される。エンジンの再始動条件が不成立の場合、ステップS303に移行する。
If it is determined NO in step S303 and it is confirmed that the
エンジン1の再始動条件が成立した場合、再始動モータ25の駆動トルクを図略のテーブルから読み出す等により設定する(ステップS305)。停止継続時間Tの計測値に対応した駆動トルクを設定するためのテーブルは、停止継続時間Tに基づいて設定され、この停止継続時間Tが長い場合には、短い場合に比べて駆動トルクが小さな値に設定されている。また、上記再始動条件の成立時点t4(図3参照)で再始動モータ25を作動させるとともに、エンジンの停止直前に上記両気筒に燃料が噴射されることにより生成された混合気に対して所定のタイミングで点火SP1,SP2を行うことによりエンジンを再始動させる(ステップS306)。
When the restart condition of the
図3も参照して、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S307)、これらの気筒が圧縮上死点となった時点で順次、混合気の点火SP3,SP4を行った後(ステップS308)、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S309)。 Referring also to FIG. 3, fuel injections F3 and F4 are performed on the fourth cylinder in the intake stroke and the second cylinder in the exhaust stroke at the time t4 when the restart condition is satisfied (step S307), and these cylinders are compressed. After the ignition of the air-fuel mixture SP3 and SP4 is performed sequentially when the top dead center is reached (step S308), the measured value of the stop duration T is reset to 0 (step S309).
他方、上記ステップS303でYESと判定され、運転者が停車することを意図してイグニションスイッチ44をOFF操作したことが確認された場合には、停止時に膨張行程となる第1気筒(#1)および圧縮行程となる第3気筒(#3)に上記燃料噴射F1,F2が行われることにより生成された混合気に対する点火を同時に行い(ステップS310)、処理を終了する。
On the other hand, if it is determined YES in step S303 and it is confirmed that the driver has turned off the
以上説明したように、本実施形態では、エンジン1の再始動のために燃料を噴射する前に、電動過給機14が作動するので、停止時膨張行程気筒(#1)は、過給作用によって充填量が高められることになる。この結果、停止時膨張行程気筒(#1)の吸気ポート6に噴射された再始動用燃料の気化が促進されるので、再始動時における停止時膨張行程気筒(#1)での混合気の着火性が向上する。
As described above, in the present embodiment, since the
また、本実施形態では、停止時膨張行程気筒(#1)の筒内温度Tcを検出してECU40に入力するエンジン温度センサ48を設け、ECU40は、検出された筒内温度Tcが所定値以上のときには、電動過給機14の作動を禁止するものである。すなわち、停止時膨張行程気筒(#1)が所定の温度以上の高温状態にあるときには、電動過給機14の過給作用による充填量の増加によって、再始動用燃料が圧縮自己着火を来しやすくなる。そこで、本実施形態では、エンジン温度センサ48によって、停止時膨張行程気筒(#1)の筒内温度Tcを検出し、その値によって、電動過給機14の作動を禁止することにより、停止時膨張行程気筒(#1)での圧縮自己着火を防止するようにしている。
Further, in the present embodiment, an
また、本実施形態では、エンジン1のクランクシャフト5を駆動する再始動モータ25を設け、ECU40は、電動過給機14の作動禁止時には、前記停止時膨張行程気筒(#1)の吸気ポート6に燃料を噴射するのに先立ち、再始動モータ25を作動させるものである。このため本実施形態では、電動過給機14の作動が禁止される高温時において、再始動モータ25がエンジン1の作動をアシストすることにより、エンジン1の掃気が促進される。この結果、低温の新気が停止時膨張行程気筒(#1)に導入されることになり、停止時膨張行程気筒(#1)が冷却される。従って、高温時においても、停止時膨張行程気筒(#1)での圧縮自己着火を防止することが可能になる。
In the present embodiment, the
また本実施形態では、図5に基づく制御マップを利用し、図7で説明したフローに基づくことにより、実質的に自動停止動作を開始した時点で再始動モータ25を作動し、検出された筒内温度Tcが予め設定された値よりも低くなった後に再始動モータ25を停止して電動過給機14を作動するものである。このため本実施形態では、自動停止制御を開始した時点で直ちにエンジン1を冷却することも可能になるので、自動停止制御を開始したエンジン1の筒内温度Tcが高い場合でも、過給による圧縮自己着火を可及的に防止することができる。
In the present embodiment, the control map based on FIG. 5 is used, and based on the flow described with reference to FIG. 7, the
また、本実施形態では、停止時膨張行程気筒(#1)の筒内圧力Pcを検出してECU40に入力する筒内圧力検出手段(エンジン温度センサ48等)を設け、ECU40は、停止時膨張行程気筒(#1)の筒内圧力Pcが所定値以上のときには、エンジン1のスロットル開度Tvoを低減するように制御するものである。このため本実施形態では、停止時膨張行程気筒(#1)の筒内圧力Pcに基づいて、再始動モータ25による冷却効果が充分であったか否かを判定することが可能になる。そして、停止時膨張行程気筒(#1)の筒内圧力Pcが所定値以上のときには、エンジン1のスロットル開度Tvoを低減し、充填量を低減して、停止時膨張行程気筒(#1)での圧縮自己着火を防止することが可能になる。
In the present embodiment, in-cylinder pressure detecting means (such as the engine temperature sensor 48) for detecting the in-cylinder pressure Pc of the expansion stroke cylinder (# 1) at stop and inputting it to the
このように本実施形態によれば、過給によって停止時膨張行程気筒(#1)の吸気ポート6に噴射された再始動用燃料の気化が促進されるので、再始動時における停止時膨張行程気筒(#1)での混合気の着火性が向上する結果、自動停止後のエンジン1の再始動動作を確実にすることができるという顕著な効果を奏する。
As described above, according to the present embodiment, since the vaporization of the restart fuel injected into the
本発明の装置の具体的構成は上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲内で種々変更可能である。例えば、再始動モータの出力軸に設けられたピニオンと、クランクシャフトに設けられたスタータリングギヤとからなる動力伝達機構によりクランクシャフトを駆動してエンジン1を再始動させるように構成してもよい。或いは、エンジン1の停止時に排気行程、膨張行程および圧縮行程になる気筒に対してエンジン1の停止直前に燃料を噴射するようにした上記実施形態に代え、エンジン1の停止時に排気行程および膨張行程になる気筒に対してのみ燃料を噴射するようにしてもよい。
The specific configuration of the apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims. For example, the
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。 It goes without saying that various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.
1 エンジン
2 気筒
4 燃焼室
5 クランクシャフト(出力軸)
6 吸気ポート
6a 吸気弁
8 燃料噴射弁
9 吸気通路
10 排気通路
12a アクチュエータ
12 スロットル弁
14 電動過給機
18 バッテリ
19 インバータ
20 クランク角センサ
25 再始動モータ(駆動モータ)
27 回転角センサ
28 DC/DCコンバータ
29 鉛蓄電池
30 電圧センサ
31 スタータモータ
32 ギヤ機構
40 ECU
41 アクセルペダル
42 アクセルセンサ
43 シフトポジションセンサ
44 イグニションスイッチ
45 ブレーキペダル
46 ブレーキスイッチ
47 バッテリ残量センサ
48 エンジン温度センサ
48 温度センサ
49 吸気温センサ
50 エアフローセンサ
51 吸気管負圧センサ
N エンジン回転数
Pc 筒内圧力
Pclt 閾値
Pcs 閾値
R 基準回転数
t カウント時間
T10 駆動タイミング
Tc 筒内温度
Tcs 閾値
Tm 運転開始タイミング
Ts 停止タイミング
Tvo スロットル開度
1
6 Intake port
27
41
Claims (5)
吸気ポートに噴射された燃料により生成された気筒内の混合気に点火する点火手段と、
エンジンのクランク角度を検出するクランク角度検出手段と、
運転者のアクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、
運転者のブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段と、
前記クランク角度検出手段、アクセル操作検出手段、およびブレーキ操作検出手段の検出に基づいて、前記エンジンの自動停止条件が成立していると判定された場合には、エンジンを自動停止し、自動始動条件を満足した場合にエンジンを自動始動するように、前記燃料噴射手段、並びに点火手段を制御する制御手段と
を備え、自動停止制御を開始することによって停止時に膨張行程で停止する気筒を停止時膨張行程気筒として推定し、この停止時膨張行程気筒の吸気ポートに再始動用燃料を噴射する一方、自動停止したエンジンの再始動時に前記停止時膨張行程気筒に点火する車両の制御装置であって、
エンジンの吸気を過給する過給機を設け、
前記制御装置は、前記停止時膨張行程気筒の吸気ポートに燃料を噴射するのに先立ち、自動停止条件成立後に過給機を作動させるものであることを特徴とする車両の制御装置。 Fuel injection means for injecting fuel into the intake port of the spark ignition engine;
Ignition means for igniting an air-fuel mixture in a cylinder generated by fuel injected into the intake port;
Crank angle detecting means for detecting the crank angle of the engine;
An accelerator operation detecting means for detecting the driver's accelerator operation;
Brake operation detection means for detecting the driver's brake operation;
Based on the detection of the crank angle detection means, the accelerator operation detection means, and the brake operation detection means, if it is determined that the engine automatic stop condition is satisfied, the engine is automatically stopped and the automatic start condition The fuel injection means and the control means for controlling the ignition means are provided so that the engine is automatically started when the engine is satisfied, and the cylinder that stops in the expansion stroke at the time of stop is started by starting the automatic stop control. A control device for a vehicle that estimates a stroke cylinder and injects restart fuel into the intake port of the expansion stroke cylinder at the time of stop, and ignites the expansion stroke cylinder at the time of restart of the automatically stopped engine,
A turbocharger that supercharges the intake air of the engine,
The control device for a vehicle operates the supercharger after the automatic stop condition is established prior to injecting fuel into the intake port of the expansion stroke cylinder at the time of stop.
停止時膨張行程気筒の筒内温度を検出して制御手段に入力する筒内温度検出手段を設け、
前記制御手段は、検出された筒内温度が所定値以上のときには、前記過給機の作動を禁止するものであることを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 1,
In-cylinder temperature detecting means for detecting the in-cylinder temperature of the expansion stroke cylinder at the stop time and inputting it to the control means,
The control device for a vehicle, wherein the control means prohibits the operation of the supercharger when the detected in-cylinder temperature is equal to or higher than a predetermined value.
エンジンの出力軸を駆動する駆動モータを設け、
前記制御手段は、過給機の作動禁止時には、前記停止時膨張行程気筒の吸気ポートに燃料を噴射するのに先立ち、駆動モータを作動させるものであることを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 2,
Provide a drive motor to drive the output shaft of the engine,
The control device for a vehicle, wherein when the operation of the supercharger is prohibited, the control means operates a drive motor prior to injecting fuel into the intake port of the expansion stroke cylinder at the time of stop.
前記制御手段は、自動停止動作を開始した時点で駆動モータを作動し、検出された筒内温度が予め設定された値よりも低くなった後に駆動モータを停止して過給機を作動するものであることを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 3,
The control means operates the drive motor when the automatic stop operation is started, and stops the drive motor and operates the supercharger after the detected in-cylinder temperature becomes lower than a preset value. A control apparatus for a vehicle.
停止時膨張行程気筒の筒内圧力を検出して制御手段に入力する筒内圧力検出手段を設け、
前記制御手段は、停止時膨張行程気筒の筒内圧力が所定値以上のときには、エンジンのスロットル開度を低減するように制御するものであることを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 3 or 4,
In-cylinder pressure detection means for detecting the cylinder pressure of the expansion stroke cylinder at the time of stop and inputting it to the control means,
The vehicle control apparatus according to claim 1, wherein the control means controls the throttle opening of the engine to be reduced when the in-cylinder pressure of the expansion stroke cylinder at the stop is equal to or greater than a predetermined value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005009010A JP2006194217A (en) | 2005-01-17 | 2005-01-17 | Control device for vehicle |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010184619A (en) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Mitsubishi Motors Corp | Control device of vehicular air conditioning device |
JP2011055662A (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | System for controlling idle-stopping and restarting |
-
2005
- 2005-01-17 JP JP2005009010A patent/JP2006194217A/en active Pending
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