JP2014206094A - Control apparatus for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
内燃機関において油圧を用いてバルブクリアランスを調整するラッシュアジャスタが知られている。ここで、吸気バルブがリフト状態で内燃機関が停止すると、機関停止中にカムから受ける力により、ラッシュアジャスタが沈み込む。これにより、次回の機関始動時における吸気バルブの開閉時期が変化するので、吸入空気量が変化する。そうすると、内燃機関の始動時の燃焼が不安定になる虞がある。 A lash adjuster that adjusts a valve clearance using hydraulic pressure in an internal combustion engine is known. Here, when the internal combustion engine stops while the intake valve is lifted, the lash adjuster sinks due to the force received from the cam while the engine is stopped. Thereby, the opening / closing timing of the intake valve at the next engine start changes, so that the intake air amount changes. If it does so, there exists a possibility that the combustion at the time of start-up of an internal combustion engine may become unstable.
これに対し、機関停止状態で、ラッシュアジャスタが適用される全ての気筒の吸気バルブのバルブリフト量がほぼ0である全気筒ゼロリフト状態となるように、吸気バルブのバルブリフト特性を設定する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 On the other hand, there is a technique for setting the valve lift characteristics of the intake valves so that all cylinders are in a zero lift state in which the valve lift amounts of the intake valves of all the cylinders to which the lash adjuster is applied are almost zero when the engine is stopped. It is known (for example, refer to Patent Document 1).
ところで、車両の駆動源として内燃機関の他に電動モータを備えるハイブリッド車両においては、該電動モータによって内燃機関が始動されるものがある。このような場合、必要最低限のトルクで内燃機関を始動させれば、燃費を向上させることができる。しかし、油圧ラッシュアジャスタの沈み込みにより、筒内の空気量が変化すると、内燃機関の始動に必要となるトルクが変化するため、場合によっては内燃機関の始動が困難になる虞がある。 By the way, in some hybrid vehicles including an electric motor in addition to the internal combustion engine as a driving source of the vehicle, the internal combustion engine is started by the electric motor. In such a case, if the internal combustion engine is started with the minimum necessary torque, the fuel efficiency can be improved. However, if the amount of air in the cylinder changes due to the sinking of the hydraulic lash adjuster, the torque required to start the internal combustion engine changes, which may make it difficult to start the internal combustion engine in some cases.
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の始動性を向上させることにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to improve the startability of an internal combustion engine.
上記課題を解決するために本発明では、
内燃機関を始動させる電動モータと、該内燃機関の潤滑油を供給することでバルブクリアランスを調整するラッシュアジャスタと、を備えた内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関が停止している場合において、前記ラッシュアジャスタの沈み量に基づいて、該内燃機関の始動に必要な前記電動モータのトルクを算出する算出部を備える。
In order to solve the above problems, in the present invention,
In a control device for an internal combustion engine, comprising: an electric motor that starts the internal combustion engine; and a lash adjuster that adjusts a valve clearance by supplying lubricating oil of the internal combustion engine.
When the internal combustion engine is stopped, a calculation unit is provided for calculating the torque of the electric motor required for starting the internal combustion engine based on the sinking amount of the lash adjuster.
内燃機関が停止されると、ラッシュアジャスタから潤滑油が徐々に抜けて、該ラッシュアジャスタが徐々に沈む。そうすると、バルブタイミングが変化する。この影響により、気筒内の空気量が変化する。そして、ラッシュアジャスタが沈むことにより気筒内の空気量が変化すると、内燃機関を始動させるために必要となるトルクが変化する。ここで、電動モータのトルクが不足すると内燃機関を始動することができなくなる一方で、電動モータのトルクが過剰であると燃費が悪化する虞がある。したがって、内燃機関を始動させるときの電動モータのトルクは、必要最小限のトルクに設定することが望ましい。ここで、
内燃機関の始動に必要となるトルクは、内燃機関のクランキングを行うために必要となるトルクであり、バルブタイミングに応じて変化する。そして、バルブタイミングはラッシュアジャスタの沈み量と関連しているため、ラッシュアジャスタの沈み量に基づいて、内燃機関の始動に必要なトルクを算出することができる。これにより、内燃機関の始動性をより向上させることができる。なお、ラッシュアジャスタの沈み量は、ラッシュアジャスタに十分な油圧が与えられているときのラッシュアジャスタの突出量(全長としてもよい)からの変化量としてもよい。また、ラッシュアジャスタの沈み量は、内燃機関が作動しているときのラッシュアジャスタの突出量(全長としてもよい)からの変化量としてもよい。
When the internal combustion engine is stopped, the lubricating oil gradually escapes from the lash adjuster, and the lash adjuster gradually sinks. Then, the valve timing changes. Due to this influence, the amount of air in the cylinder changes. When the air amount in the cylinder changes as the lash adjuster sinks, the torque required to start the internal combustion engine changes. Here, if the torque of the electric motor is insufficient, the internal combustion engine cannot be started. On the other hand, if the torque of the electric motor is excessive, fuel consumption may be deteriorated. Therefore, it is desirable to set the torque of the electric motor when starting the internal combustion engine to the minimum necessary torque. here,
The torque required for starting the internal combustion engine is a torque required for cranking the internal combustion engine, and changes according to the valve timing. Since the valve timing is related to the amount of sinking of the lash adjuster, the torque required for starting the internal combustion engine can be calculated based on the amount of sinking of the lash adjuster. Thereby, the startability of the internal combustion engine can be further improved. The sink amount of the lash adjuster may be an amount of change from the protruding amount (which may be the total length) of the lash adjuster when sufficient hydraulic pressure is applied to the lash adjuster. Further, the sink amount of the lash adjuster may be a change amount from the protruding amount (which may be the total length) of the lash adjuster when the internal combustion engine is operating.
また、本発明においては、前記算出部は、前記ラッシュアジャスタの沈み量に基づいて、前記内燃機関の気筒内の空気量を算出することができる。 In the present invention, the calculation unit can calculate an air amount in a cylinder of the internal combustion engine based on a sink amount of the lash adjuster.
上述のように、ラッシュアジャスタが沈むことにより、バルブタイミングが変化する。この影響により、気筒内の空気量が変化する。ここで、ラッシュアジャスタの沈み量は、バルブタイミングの変化量と関連しており、このラッシュアジャスタの沈み量が分かれば、バルブタイミングの変化量を求めることができる。そして、バルブタイミングの変化量が分かれば、機関始動時に気筒内に存在する空気量も算出することができる。この空気量に応じて例えば目標空燃比となるように燃料供給量を算出すれば、最適な燃料供給量を算出することができる。これにより、内燃機関の始動性を向上させることができる。 As described above, the valve timing changes as the lash adjuster sinks. Due to this influence, the amount of air in the cylinder changes. Here, the amount of lash adjuster sink is related to the amount of change in valve timing, and if the amount of lash adjuster sink is known, the amount of change in valve timing can be determined. If the amount of change in valve timing is known, the amount of air present in the cylinder when the engine is started can also be calculated. If the fuel supply amount is calculated in accordance with the air amount so as to achieve the target air-fuel ratio, for example, the optimum fuel supply amount can be calculated. Thereby, the startability of an internal combustion engine can be improved.
したがって、本発明においては、前記算出部は、ラッシュアジャスタの沈み量に基づいて、吸気バルブのバルブタイミングの変化量を算出し、該バルブタイミングの変化量に基づいて、前記内燃機関の気筒内の空気量を算出してもよい。 Therefore, in the present invention, the calculation unit calculates a change amount of the valve timing of the intake valve based on a sink amount of the lash adjuster and, based on the change amount of the valve timing, in the cylinder of the internal combustion engine The amount of air may be calculated.
また、本発明においては、前記算出部は、前記内燃機関の気筒内の空気量に基づいて、該気筒内への燃料供給量を算出することができる。 In the present invention, the calculation unit can calculate the fuel supply amount into the cylinder based on the air amount in the cylinder of the internal combustion engine.
ここで、気筒内の空気量が変化することにより、最適な燃料供給量も変化する。したがって、気筒内の空気量に応じて燃料供給量を調整することにより、適切な空燃比に調整することができるため、内燃機関の始動性を向上させることができる。 Here, as the amount of air in the cylinder changes, the optimum fuel supply amount also changes. Therefore, by adjusting the fuel supply amount in accordance with the air amount in the cylinder, it is possible to adjust to an appropriate air-fuel ratio, so that the startability of the internal combustion engine can be improved.
また、本発明においては、前記算出部は、ピストンの停止位置に基づいて前記ラッシュアジャスタの沈み量を算出することができる。 In the present invention, the calculation unit can calculate a sinking amount of the lash adjuster based on a stop position of the piston.
ラッシュアジャスタの沈み量は、ラッシュアジャスタがカムからどれだけの力を受けているのかによって変わる。すなわち、カムの位置によって、ラッシュアジャスタの沈み量が変わる。そして、カムの位置は、ピストンの停止位置と相関関係にあるため、該ピストンの停止位置からラッシュアジャスタの沈み量を求めることができる。 The amount of lash adjuster sinking depends on how much force the lash adjuster receives from the cam. That is, the amount of lash adjuster sinking varies depending on the cam position. Since the position of the cam is correlated with the stop position of the piston, the amount of sinking of the lash adjuster can be obtained from the stop position of the piston.
また、本発明においては、前記算出部は、さらに前記内燃機関の油圧及び前記内燃機関の停止時間に基づいて、前記ラッシュアジャスタの沈み量を算出することができる。 In the present invention, the calculation unit can further calculate a sink amount of the lash adjuster based on a hydraulic pressure of the internal combustion engine and a stop time of the internal combustion engine.
ここで、ラッシュアジャスタの沈み量は、内燃機関の油圧及び内燃機関の停止時間の影響も受ける。これらの影響を考慮することで、ラッシュアジャスタの沈み量の算出精度を向上させることができる。 Here, the sink amount of the lash adjuster is also affected by the hydraulic pressure of the internal combustion engine and the stop time of the internal combustion engine. By taking these effects into consideration, the calculation accuracy of the lash adjuster sinking amount can be improved.
また、本発明においては、前記算出部は、ラッシュアジャスタの沈み量に基づいて、吸気バルブのバルブタイミングの変化量を算出し、該バルブタイミングの変化量に基づいて、前記内燃機関の始動に必要な前記電動モータのトルクを算出することができる。 Further, in the present invention, the calculation unit calculates a change amount of the valve timing of the intake valve based on a sink amount of the lash adjuster, and is necessary for starting the internal combustion engine based on the change amount of the valve timing. The torque of the electric motor can be calculated.
すなわち、ラッシュアジャスタの沈み量に応じて、吸気バルブのバルブタイミングが変化するため、該ラッシュアジャスタの沈み量に基づいて、バルブタイミングの変化量を算出することができる。また、バルブタイミングの変化量に応じて、内燃機関の始動に必要なトルクが変化するため、バルブタイミングの変化量に基づいて、内燃機関の始動に必要な電動モータのトルクを算出することができる。 In other words, since the valve timing of the intake valve changes according to the amount of lash adjuster sink, the amount of change in valve timing can be calculated based on the amount of lash adjuster sink. Further, since the torque required for starting the internal combustion engine changes according to the change amount of the valve timing, the torque of the electric motor required for starting the internal combustion engine can be calculated based on the change amount of the valve timing. .
本発明によれば、内燃機関の始動性を向上させることができる。 According to the present invention, the startability of the internal combustion engine can be improved.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified.
<実施例1>
図1は、本実施例のシステム構成を説明するための図である。本実例では、内燃機関1を備えている。内燃機関1は、V型8気筒ガソリンエンジンである。図1には、複数の気筒2のうちの1気筒のみを示している。また、本実施例に係る内燃機関1は、車両の駆動源として内燃機関1の他に電動モータ100を備えたハイブリッド車両に搭載される。な
お、内燃機関1は、ディーゼルエンジンであってもよい。また、エンジン形式は、V型8気筒以外であってもよい。電動モータ100は、内燃機関1の始動時に該内燃機関1をクランキングさせる。
<Example 1>
FIG. 1 is a diagram for explaining the system configuration of the present embodiment. In this example, an internal combustion engine 1 is provided. The internal combustion engine 1 is a V-type 8-cylinder gasoline engine. FIG. 1 shows only one cylinder among the plurality of
内燃機関1は、内部にピストン3を有するシリンダブロック4を備えている。ピストン3は、コネクティングロッド5を介してクランクシャフト6と接続されている。クランクシャフト6の近傍には、クランク角センサ61が設けられている。クランク角センサ61は、クランクシャフト6の回転角度(すなわち、クランク角)を検出するように構成されている。
The internal combustion engine 1 includes a cylinder block 4 having a
シリンダブロック4の上部にはシリンダヘッド7が組み付けられている。シリンダヘッド7は、気筒2内に通じる吸気ポート9を備えている。また、シリンダヘッド7には、吸気管10が接続されている。吸気管10には、スロットル12が備わる。吸気ポート9は、吸気管10と気筒2内とを連通している。この吸気ポート9と気筒2側の端部には吸気バルブ11が設けられている。本実施例では、気筒2毎に設けられた複数の吸気ポート9に対応して複数の吸気バルブ11を備えている。図1には、吸気ポート9と吸気バルブ11とをそれぞれ1つずつ示している。
A
シリンダヘッド7には、吸気バルブ11を駆動するための吸気カムシャフト36が設けられている。この吸気カムシャフト36は、内燃機関1のクランクシャフト6からの回転力の伝達(タイミングベルト等による回転力の伝達)によって回転する。また、吸気カムシャフト36には、吸気カム36aが設けられている。そして、吸気カム36aが吸気カムシャフト36と一体的に回転することによって、吸気バルブ11が開閉される。吸気バルブ11は、バルブスプリング92により、該吸気バルブ11が閉じる方向に付勢されている。
The
吸気カム36aと吸気バルブ11との間には、ロッカアーム81が設けられている。ロッカアーム81は、該ロッカアーム81の中央に備わるローラ81aが吸気カム36aに接し、該ロッカアーム81の一端が吸気バルブ11の端部に接し、他端がラッシュアジャスタ91に接するように設けられている。ラッシュアジャスタ91は、シリンダヘッド7に固定されるボディ91aと、該ボディ91aから進退するプランジャ91bとを備えて構成される。内燃機関1の作動時には、ラッシュアジャスタ91の内部に供給される潤滑油の圧力によりプランジャ91bが軸方向へ移動し、ロッカアーム81の他端を押す。これにより、バルブクリアランスを調整する。
A
また、シリンダヘッド7は、気筒2内に通じる排気ポート13を備えている。排気ポート13と気筒2内との接続部には排気バルブ14が設けられている。また、内燃機関1には、油圧を検出する油圧センサ64が取り付けられている。
The
また、本実施例のシステムは、電子制御装置としてのECU60を備えている。ECU60の出力側には、スロットル12等が接続されている。ECU60の入力側には、クランク角センサ61の他、運転者がアクセルペダル62を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力するアクセル開度センサ63等が接続されている。ECU60は、各センサの出力に基づいて、燃料噴射制御や点火時期制御のような内燃機関1全体の制御を実行する。また、ECU60は、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、該ハイブリッド車両の駆動源として電動モータ100または内燃機関1の何れかを選択して切り替える。
In addition, the system of this embodiment includes an
ここで、内燃機関1が停止すると、ラッシュアジャスタ91に潤滑油が供給されなくなる。そして、内燃機関1が停止していると、ラッシュアジャスタ91の内部の油圧が徐々に低下する。このため、プランジャ91bがボディ91aの内部方向へ移動し、ラッシュ
アジャスタ91が沈む。このときの、ラッシュアジャスタ91の沈み量は、吸気カム36aにより押される力によって変わる。そして、内燃機関1の始動時には、電動モータ100により内燃機関1をクランキングしても、直ぐには油圧が上がらないので、ラッシュアジャスタ91が沈んだ状態で内燃機関1を始動させることになる。このため、内燃機関1の始動時には、バルブタイミングが目標値(設定値としてもよい)からずれてしまう。そうすると、筒内空気量の推定値に誤差が生じる。さらには、失火が発生したり、排気中の有害物質が増加したりする虞がある。また、内燃機関1を始動するために必要となるトルクが変化するため、電動モータ100による内燃機関1の始動が困難となる虞もある。
Here, when the internal combustion engine 1 is stopped, the lubricating oil is not supplied to the
なお、スタータモータを備えて、該スタータモータによりクランキングの時間を十分に取れれば、ラッシュアジャスタ91の沈み込みが解消された後に、内燃機関1へ燃料を供給し、点火させることができる。しかし、例えば、機関停止時に膨張行程の気筒に対して燃料を噴射し点火した後、順次上死点を超えた気筒から燃焼させる着火始動を行う機関では、機関停止時に吸気行程で停止している気筒においてラッシュアジャスタ91の沈みによるバルブタイミングの変化により、筒内空気量の推定誤差が生じる。これにより、適正な空燃比を得られない虞がある。
If a starter motor is provided and sufficient cranking time is provided by the starter motor, the fuel can be supplied to the internal combustion engine 1 and ignited after the sinking of the
また、ハイブリッド車両において、スタータモータの代わりに電動モータ100を用いて内燃機関1のクランキングを行う場合がある。そして、燃費向上のために、電動モータ100のトルクを必要最小限に抑えて内燃機関1を始動させる場合がある。しかし、バルブタイミングが変化すると、クランキング時に必要となるトルクが変化する。ハイブリッド車両では、車両走行時に電動モータ100から内燃機関1に切り換わることもあるが、このときにトルクが変化すると、車両の走行に影響を与えたり、内燃機関1の始動が困難となる虞がある。
In the hybrid vehicle, the internal combustion engine 1 may be cranked using the
ここで、図2は、上記着火始動時のラッシュアジャスタ91の沈みの影響を説明するための図である。図2においては、矢印は、吸気バルブ11が開いている期間を示し、矢印の回転方向は、クランクアングルの大きくなる方向を示している。ラッシュアジャスタの沈み量が0の場合(ラッシュアジャスタの沈みがない場合)と比較して、沈みがある場合には、吸気バルブ11の閉じる時期(IVC)が早くなる。そして、吸気バルブ11の閉じる時期が変わると、筒内空気量が変化する。
Here, FIG. 2 is a diagram for explaining the influence of the sinking of the
また、例えば、V型8気筒エンジンでは、爆発順序が、1番気筒(#1)、8番気筒(#8)、7番気筒(#7)、3番気筒(#3)、6番気筒(#6)、5番気筒(#5)、4番気筒(#4)、2番気筒(#2)となる。例えば、#1及び#8では、筒内空気量の推定誤差はほとんどないとしても、#7、#3、#6には、ラッシュアジャスタ91の沈みにより、筒内空気量の推定誤差が生じる。
Further, for example, in the V-type 8-cylinder engine, the explosion order is 1st cylinder (# 1), 8th cylinder (# 8), 7th cylinder (# 7), 3rd cylinder (# 3), 6th cylinder. (# 6) No. 5 cylinder (# 5), No. 4 cylinder (# 4), No. 2 cylinder (# 2). For example, in # 1 and # 8, even if there is almost no estimation error of the in-cylinder air amount, an estimation error of the in-cylinder air amount occurs in # 7, # 3, and # 6 due to the sink of the
そこで、本実施例では、内燃機関1の始動時におけるラッシュアジャスタ91の沈み量を求める。そして、ラッシュアジャスタ91の沈み量から、バルブタイミングの変化量を求める。
Therefore, in this embodiment, the amount of sinking of the
ここで、図3は、ピストン3の停止位置と、ラッシュアジャスタ91の沈み量と、の関係を示した図である。内燃機関1が停止すると、吸気カム36aにより、ロッカアーム81が押されているため、該ロッカアーム81がラッシュアジャスタ91を押すことになる。そして、吸気カム36aの位置に応じて、ロッカアーム81がラッシュアジャスタ91を押す力が変わるため、ラッシュアジャスタ91の沈み量が変わる。また、ピストン3の停止位置により、吸気カム36aの位置が決まるので、ピストン3の停止位置に応じて、ラッシュアジャスタの沈み量が決まる。このため、図3の関係を予め実験またはシミュレーション等により求めてECU60に記憶させておけば、ピストン3の停止位置に基づい
て、ラッシュアジャスタ91の沈み量を求めることができる。なお、ピストン3の停止位置は、クランク角センサ61により検出することができる。
Here, FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the stop position of the
また、図4は、ラッシュアジャスタ91の沈み量と、バルブタイミングの変化量との関係を示した図である。ラッシュアジャスタ91の沈み量に応じて、バルブタイミングの変化量が変わるため、この関係を予め実験またはシミュレーション等により求めてECU60に記憶させておけば、ラッシュアジャスタ91の沈み量に基づいて、バルブタイミングの変化量を算出することができる。なお、ピストン3の停止位置からバルブタイミングの変化量を直接求めるようにしてもよい。この関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めてECU60に記憶させておく。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of
そして、設定されているバルブタイミング(ラッシュアジャスタ91に十分な潤滑油が供給されているときのバルブタイミング)と、バルブタイミングの変化量と、から、実際のバルブタイミングを算出する。このようにして得られる実際のバルブタイミングに基づいて、筒内空気量を推定し、この筒内空気量に応じて燃料噴射量を決定する。なお、実際のバルブタイミングと、筒内空気量との関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めてECU60に記憶させておく。また、バルブタイミングの変化量から筒内空気量を推定してもよい。バルブタイミングの変化量と、筒内空気量との関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めてECU60に記憶させておく。
Then, the actual valve timing is calculated from the set valve timing (the valve timing when sufficient lubricating oil is supplied to the lash adjuster 91) and the amount of change in the valve timing. The in-cylinder air amount is estimated based on the actual valve timing obtained in this way, and the fuel injection amount is determined according to the in-cylinder air amount. It should be noted that the relationship between the actual valve timing and the in-cylinder air amount is obtained in advance through experiments or simulations and stored in the
また、得られたバルブタイミングに基づいて、機関始動のために必要となるトルクを算出し、該トルクに基づいて、電動モータ100の出力を決定する。
Further, based on the obtained valve timing, a torque required for starting the engine is calculated, and the output of the
ここで、図5は、バルブタイミングの変化量と、機関始動に必要なトルクとの関係を示した図である。この関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めてECU60に記憶させておく。なお、図5に示した関係は、V型8気筒エンジンのものであり、バルブタイミングの変化量が大きくなるほど、機関始動に必要なトルクが大きくなっているが、この傾向は、エンジン形式によって異なる。また、ラッシュアジャスタ91の沈み量、又は、ピストン停止位置から機関始動に必要なトルクを直接求めるようにしてもよい。この関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めてECU60に記憶させておく。
Here, FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the amount of change in valve timing and the torque required for engine start. This relationship is obtained in advance by experiments or simulations and stored in the
図6は、本実施例に係る内燃機関1の始動時の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関1の始動時にECU60により実行される。また、夫々の気筒に対して実行される。なお、本実施例においては図6に示すルーチンを実行するECU60が、本発明における算出部に相当する。
FIG. 6 is a flowchart showing a control flow when the internal combustion engine 1 according to this embodiment is started. This routine is executed by the
ステップS101では、ピストン3の停止位置が検出される。ピストン3の停止位置は、クランク角センサ61により検出される。
In step S101, the stop position of the
ステップS102では、ラッシュアジャスタ91の沈み量が算出される。本ステップでは、図3の関係にしたがって、ピストン3の停止位置からラッシュアジャスタ91の沈み量が求められる。
In step S102, the amount of sinking of the
ステップS103では、バルブタイミングの変化量が算出される。本ステップでは、図4の関係にしたがって、ラッシュアジャスタ91の沈み量からバルブタイミングの変化量が求められる。このバルブタイミングの変化量は、バルブタイミングの補正量としてもよい。また、本ステップでは、実際のバルブタイミングを求めてもよい。
In step S103, the amount of change in valve timing is calculated. In this step, the change amount of the valve timing is obtained from the sink amount of the
ステップS104では、筒内空気量が算出される。筒内空気量は、バルブタイミングの
変化量に基づいて算出される。なお、ラッシュアジャスタ91の沈み量、又は、ピストン停止位置から筒内空気量を直接求めるようにしてもよい。この関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めてECU60に記憶させておく。
In step S104, the in-cylinder air amount is calculated. The in-cylinder air amount is calculated based on the amount of change in valve timing. Note that the in-cylinder air amount may be obtained directly from the sink amount of the
ステップS105では、燃料供給量が算出される。本ステップでは、機関始動時の目標空燃比となるように、筒内空気量に基づいて、燃料供給量を補正する。なお、燃料は、気筒2内に直接噴射される。
In step S105, the fuel supply amount is calculated. In this step, the fuel supply amount is corrected based on the in-cylinder air amount so that the target air-fuel ratio at the time of engine start is obtained. The fuel is directly injected into the
ステップS106では、機関始動に必要な電動モータ100のトルクが算出される。本ステップでは、図5の関係にしたがって、バルブタイミングの変化量から電動モータ100のトルクが算出される。
In step S106, the torque of the
ステップS107では、機関始動時の電動モータ100の出力を、ステップS106で算出されるトルクに基づいて変更する。
In step S107, the output of the
以上説明したように本実施例によれば、ラッシュアジャスタ91の沈みによる筒内空気量の推定誤差及び燃料噴射量の誤差を補正することができる。また、バルブタイミングが変化することによって内燃機関1の始動に必要となるトルクが変化した場合であっても、電動モータ100の出力を補正することができる。これにより、内燃機関1の始動性を向上させることができる。また、内燃機関1の始動時に発生する有害物質の量を低減することができる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to correct the estimation error of the in-cylinder air amount and the error of the fuel injection amount due to the sinking of the
<実施例2>
本実施例では、ラッシュアジャスタ91の沈み量を、より精度よく求めることで、筒内空気量をより正確に推定する。その他の装置等は実施例1と同じため、説明を省略する。
<Example 2>
In this embodiment, the amount of in-cylinder air is estimated more accurately by determining the amount of sinking of the
実施例1では、ラッシュアジャスタ91の沈み量を、ピストン3の停止位置に基づいて算出している。これに対して本実施例では、さらに、内燃機関1の油圧、及び、内燃機関1の停止期間を考慮して、ラッシュアジャスタ91の沈み量を算出する。
In the first embodiment, the sinking amount of the
ここで、図7は、油圧とラッシュアジャスタ91の沈み量との関係を示した図である。油圧が所定圧以上であれば、ラッシュアジャスタ91の沈み量は0となるが、油圧が所定圧よりも低い場合には、油圧が低いほど、ラッシュアジャスタ91の沈み量が大きくなる。
Here, FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the hydraulic pressure and the amount of sinking of the
また、図8は、内燃機関1の停止期間とラッシュアジャスタ91の沈み量との関係を示した図である。停止時間が長いほど、ラッシュアジャスタ91の沈み量が大きくなる。図7及び図8の関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めてECU60に記憶させておく。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the stop period of the internal combustion engine 1 and the amount of sinking of the
このように、内燃機関1の油圧及び停止期間を考慮してラッシュアジャスタ91の沈み量を算出することで、ラッシュアジャスタ91の沈み量をより精度よく算出することができる。
Thus, by calculating the sink amount of the
図9は、本実施例に係る内燃機関1の始動時の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関1の始動時にECU60により実行される。また、夫々の気筒に対して実行される。なお、上記フローと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。また、本実施例においては図9に示すルーチンを実行するECU60が、本発明における算出部に相当する。
FIG. 9 is a flowchart showing a control flow when the internal combustion engine 1 according to this embodiment is started. This routine is executed by the
本ルーチンでは、ステップS101の処理が完了すると、ステップS201へ進む。ステップS201では、内燃機関1の油圧及び停止期間が検出される。内燃機関1の油圧は、油圧センサ64により得る。停止期間は、ECU60に内蔵されているタイマにより得る。
In this routine, when the process of step S101 is completed, the process proceeds to step S201. In step S201, the hydraulic pressure and the stop period of the internal combustion engine 1 are detected. The hydraulic pressure of the internal combustion engine 1 is obtained by a
ステップS202では、ラッシュアジャスタ91の沈み量が算出される。本ステップでは、図3、図7、図8の関係にしたがって、ラッシュアジャスタ91の沈み量が求められる。例えば、図3の関係に従ってラッシュアジャスタ91の沈み量を求め、図7及び図8の関係に従って、ラッシュアジャスタ91の沈み量を補正する。なお、図7及び図8の関係に基づいて、ラッシュアジャスタ91の沈み量を補正するための係数を求めてもよい。
In step S202, the sinking amount of the
以上説明したように、本実施例によれば、ラッシュアジャスタ91の沈み量の算出精度が高くなるため、筒内空気量及び機関始動に必要なトルクをより高精度に求めることができる。これにより、有害物質の排出量を低減することができる。また、失火の発生を抑制することができる。さらに、内燃機関1の始動性を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, since the calculation accuracy of the sink amount of the
<実施例3>
上記実施例では、ピストン3の停止位置をクランク角センサ61により検出している。しかし、クランク角センサ61には分解能が低いものもあるため、ピストン3の停止位置を正確に検出することが困難な場合もある。これに対して本実施例では、電動モータ100を用いて、ピストン3の停止位置を検出する。その他の装置等は実施例1と同じため、説明を省略する。
<Example 3>
In the above embodiment, the stop position of the
本実施例では、内燃機関1を始動させる前に、電動モータ100の出力を徐々に上げていき、内燃機関1が回転し始めたときの電動モータ100のトルクに基づいて、ピストン3の停止位置を検出する。
In this embodiment, before starting the internal combustion engine 1, the output of the
ここで、図10は、内燃機関1の始動前の電動モータ100の出力の推移を示したタイムチャートである。電動モータ100の出力を徐々に上げていき、内燃機関1の回転が検出されたときのトルクを検出する。この内燃機関1の回転が検出されたときのトルクは、ピストン3の停止位置と関連しているため、このトルクに基づいて、ピストン3の停止位置を求めることができる。これらの関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めてECU60に記憶させておく。
Here, FIG. 10 is a time chart showing the transition of the output of the
また、図11は、内燃機関1の回転に必要なトルク(内燃機関1の回転が検出されたときの電動モータ100のトルク)と、ラッシュアジャスタ91の沈み量との関係を示した図である。ラッシュアジャスタ91の沈み量に代えて、バルブタイミングの変化量又は吸気バルブ11の閉時期(IVC)の変化量としてもよい。この関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めてECU60に記憶させておく。なお、図11によれば、必要なトルクが大きくなるほど、ラッシュアジャスタ91の沈み量が小さくなるが、この傾向は、エンジン形式によって異なる。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the torque necessary for the rotation of the internal combustion engine 1 (the torque of the
図12は、本実施例に係る内燃機関1の始動時の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関1の始動時にECU60により実行される。また、夫々の気筒に対して実行される。なお、上記フローと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 12 is a flowchart showing a control flow when the internal combustion engine 1 according to this embodiment is started. This routine is executed by the
ステップS301では、電動モータ100に通電される。このときに供給する電力は、内燃機関1が回転しないほど小さい値にする。
In step S301, the
ステップS302では、内燃機関1の回転が検出されたか否か判定される。本ステップでは、クランク角センサ61により内燃機関1が回転しているか否か判定される。ステップS302で肯定判定がなされた場合にはステップS304へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS303へ進む。
In step S302, it is determined whether rotation of the internal combustion engine 1 has been detected. In this step, it is determined by the
ステップS303では、電動モータ100の出力を所定値だけ増加させる。この所定値は、内燃機関1の回転が始まるトルクを求めるために電動モータ100の出力を徐々に上げるために設定する。このため、所定値が大きいと、より早く内燃機関1の回転が始まるトルクを求めることができるが、その精度は低くなる。したがって、内燃機関1の回転が始まるトルクを求めるために要する時間と、精度と、の兼ね合いから所定値が決定される。そして、ステップS303が処理された後は、ステップS302へ戻る。すなわち、内燃機関1の回転が検出されるまで、ステップS303が繰り返し実行され、所定値ずつ電動モータ100の出力が上昇していく。
In step S303, the output of the
ステップS304では、内燃機関1の始動に必要なトルクが算出される。このトルクは、内燃機関1の回転が検出されたときの電動モータ100の出力に基づいて算出される。また、電動モータ100の出力は、電動モータ100に供給した電力から得る。
In step S304, a torque required for starting the internal combustion engine 1 is calculated. This torque is calculated based on the output of the
ステップS305では、ラッシュアジャスタ91の沈み量が算出される。本ステップでは、図11の関係にしたがって、ラッシュアジャスタ91の沈み量が算出される。そして、ステップS103へ進む。
In step S305, the sinking amount of the
以上説明したように、本実施例によれば、クランク角センサ61を用いることなくラッシュアジャスタ91の沈み量を高精度に求めることができるので、筒内空気量及び機関始動に必要なトルクをより高精度に求めることができる。これにより、有害物質の排出量を低減することができる。また、失火の発生を抑制することができる。さらに、内燃機関1の始動性を向上させることができる。
As described above, according to this embodiment, the amount of sinking of the
<実施例4>
上記実施例3では、電動モータ100の出力を徐々に上昇させているため、内燃機関1の回転が検出されるまでに時間を要する虞がある。これに対して本実施例では、内燃機関1の始動に必要なトルクを学習することで、内燃機関1の回転が検出されるまでの時間を短縮する。その他の装置等は実施例1と同じため、説明を省略する。
<Example 4>
In the third embodiment, since the output of the
ここで、図13は、内燃機関1の始動前の電動モータ100の出力の推移を示したタイムチャートである。実線は本実施例に係る推移を示し、破線は実施例3に係る推移を示している。実施例3では、電動モータ100の出力が0から徐々に大きくなるが、本実施例では最初からある程度大きな出力としている。
Here, FIG. 13 is a time chart showing the transition of the output of the
例えば、100回計測した中の最低トルクを、電動モータ100の初期トルクに設定する。
For example, the lowest torque measured 100 times is set as the initial torque of the
図14は、本実施例に係る内燃機関1の始動時の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関1の始動時にECU60により実行される。また、夫々の気筒に対して実行される。なお、上記フローと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 14 is a flowchart showing a control flow when starting the internal combustion engine 1 according to this embodiment. This routine is executed by the
ステップS401では、電動モータ100の初期トルクが決定される。例えば、過去100回計測した中の最低トルクを、電動モータ100の初期トルクに設定して電力の供給を開始する。その後、ステップS301へ進む。
In step S401, the initial torque of the
また、ステップS304の後のステップS402へ進み、内燃機関1の回転が検出されたときのトルクをECU60に記憶(学習)させる。
Further, the process proceeds to step S402 after step S304, and the torque when the rotation of the internal combustion engine 1 is detected is stored (learned) in the
以上説明したように、本実施例によれば、内燃機関1の始動までに要する時間を短縮することができる。 As described above, according to the present embodiment, the time required for starting the internal combustion engine 1 can be shortened.
<実施例5>
上記実施例では、ピストン3の停止位置から筒内空気量の誤差を補正している。しかし、吸気バルブ11の周りにデポジットが付着して、吸気バルブ11の開閉時にデポジットが吸気バルブ11に挟まれると、例えば吸気バルブ11が早く閉じることと同じ状態になり、筒内空気量が変化する。この場合、ラッシュアジャスタ91の沈みと同じように筒内空気量が変化する。デポジットが付着していると、プレイグニッションが発生する虞があるため、本実施例では、デポジットの付着とラッシュアジャスタ91の沈みとの何れであるのか判断する。その他の装置等は実施例1と同じため、説明を省略する。
<Example 5>
In the above embodiment, the error in the cylinder air amount is corrected from the stop position of the
ここで、デポジットが付着すると、筒内空気量が変化するため、内燃機関1を始動させるのに必要となるトルクが変化する。そこで、内燃機関1を始動させるのに必要となるトルクが所定値以上であれば、気筒内にプレイグニッションが発生するほどのデポジットが付着していると判断して、プレイグニッションを回避する制御を実施する。 Here, when the deposit adheres, the amount of in-cylinder air changes, so that the torque required to start the internal combustion engine 1 changes. Therefore, if the torque required to start the internal combustion engine 1 is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that deposits that cause pre-ignition are attached to the cylinder, and control is performed to avoid pre-ignition. carry out.
図15は、本実施例に係る内燃機関1の始動時の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関1の始動時にECU60により実行される。また、夫々の気筒に対して実行される。なお、上記フローと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 15 is a flowchart showing a control flow when starting the internal combustion engine 1 according to this embodiment. This routine is executed by the
本ルーチンでは、ステップS402の後に、ステップS501へ進む。ステップS501では、ステップS304で算出される内燃機関1の始動に必要なトルクが、所定値未満であるか否か判定される。所定値は、気筒内にデポジットが存在しているときに内燃機関1の始動に必要なトルクの下限値である。この値は、予め実験またはシミュレーション等により求めてECU60に記憶させておく。ステップS501で肯定判定がなされた場合にはステップS305へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS502へ進む。
In this routine, after step S402, the process proceeds to step S501. In step S501, it is determined whether the torque required for starting the internal combustion engine 1 calculated in step S304 is less than a predetermined value. The predetermined value is a lower limit value of the torque necessary for starting the internal combustion engine 1 when a deposit exists in the cylinder. This value is obtained in advance by experiments or simulations and stored in the
ステップS502では、気筒内にデポジットが存在していると判定される。そして、ステップS503では、プレイグニッションの発生を抑制させる制御が実施される。例えば、燃料噴射量を増量し、気化潜熱により気筒内の温度を低下させる。 In step S502, it is determined that a deposit exists in the cylinder. In step S503, control for suppressing the occurrence of pre-ignition is performed. For example, the fuel injection amount is increased, and the temperature in the cylinder is reduced by the latent heat of vaporization.
以上説明したように、本実施例によれば、気筒内にデポジットが発生していることを検出することができるため、プレイグニッションが発生することを抑制できる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to detect the occurrence of deposits in the cylinders, so that the occurrence of pre-ignition can be suppressed.
1 内燃機関
2 気筒
3 ピストン
4 シリンダブロック
5 コネクティングロッド
6 クランクシャフト
7 シリンダヘッド
9 吸気ポート
10 吸気管
11 吸気バルブ
12 スロットル
13 排気ポート
14 排気バルブ
36 吸気カムシャフト
36a 吸気カム
60 ECU
61 クランク角センサ
62 アクセルペダル
63 アクセル開度センサ
81 ロッカアーム
81a アーム軸
81b 軸受部
91 ラッシュアジャスタ
92 バルブスプリング
100 電動モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
61
Claims (7)
前記内燃機関が停止している場合において、前記ラッシュアジャスタの沈み量に基づいて、該内燃機関の始動に必要な前記電動モータのトルクを算出する算出部を備える内燃機関の制御装置。 In a control device for an internal combustion engine, comprising: an electric motor that starts the internal combustion engine; and a lash adjuster that adjusts a valve clearance by supplying lubricating oil of the internal combustion engine.
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising: a calculation unit that calculates a torque of the electric motor necessary for starting the internal combustion engine based on a sinking amount of the lash adjuster when the internal combustion engine is stopped.
Priority Applications (1)
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JP2013083850A JP2014206094A (en) | 2013-04-12 | 2013-04-12 | Control apparatus for internal combustion engine |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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