JP2018123740A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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由香里 岡村
Yukari Okamura
由香里 岡村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably improve engine startability in ignition start control while accompanying with required minimum assist of rotation of a crank shaft by an electric motor, with respect to a control device of an internal combustion engine.SOLUTION: In an internal combustion engine 12 in which ignition start control is executed to start the internal combustion engine 12 by starting fuel injection and ignition from an expansion stroke cylinder in an expansion stroke in stopping an engine, rotation of a crank shaft 20 is assisted by an MG 28 so that any of other cylinders continued from the cylinder in which the combustion is executed finally just before start of fuel cut in accompany with engine stop request, is stopped in a next expansion stroke after the expansion stroke and an exhaust stroke are once executed during the period of fuel cut, in a case when a rotating speed Ne of the engine in outputting the engine stop request is lower than a prescribed value Ne0.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関し、より詳細には、エンジン停止中に膨張行程にある膨張行程気筒から燃料噴射および点火を開始して内燃機関を始動させる着火始動が行われる内燃機関を制御するうえで好適な制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more specifically, controls an internal combustion engine in which an ignition start is performed to start an internal combustion engine by starting fuel injection and ignition from an expansion stroke cylinder in an expansion stroke while the engine is stopped. It is related with a suitable control device.

例えば、特許文献1には、内燃機関の制御装置が開示されている。この制御装置は、S&S(Stop & Start)制御を行う車両において、内燃機関の始動要求があった場合に、エンジン停止中に膨張行程にある気筒(膨張行程気筒)に燃料を噴射するとともに、点火装置によって混合気を着火させることが開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a control device for an internal combustion engine. In a vehicle that performs S & S (Stop & Start) control, this control device injects fuel into a cylinder (expansion stroke cylinder) that is in an expansion stroke while the engine is stopped, and is ignited. It is disclosed that an air-fuel mixture is ignited by an apparatus.

特開2007−218088号公報JP 2007-218088 A 特開2010−007532号公報JP 2010-007532 A

特許文献1に記載の内燃機関の制御装置によって行われるように、エンジン停止中に膨張行程にある膨張行程気筒から燃料噴射および点火を開始して内燃機関を始動させる着火始動制御が知られている。エンジン停止要求が出された時のエンジン回転速度が低いと、当該エンジン停止要求に伴うフューエルカットの開始から内燃機関が停止するまでのフューエルカット期間中に進むクランク角度が小さくなる。このことは、当該フューエルカット期間中に気筒内の既燃ガスを排出する排気行程の回数が少なくなることを意味する。このため、エンジン停止要求が出された時のエンジン回転速度が低いと、着火始動制御によるエンジン再始動時に初爆気筒となる膨張行程気筒の内部に、既燃ガスが多く残ってしまう場合がある。そのような場合には、初爆気筒内の酸素量が少なくなるため、エンジン始動性の低下が懸念される。   As performed by the control device for an internal combustion engine described in Patent Document 1, ignition start control is known in which fuel injection and ignition are started from an expansion stroke cylinder in an expansion stroke while the engine is stopped to start the internal combustion engine. . If the engine speed when the engine stop request is issued is low, the crank angle that advances during the fuel cut period from the start of the fuel cut accompanying the engine stop request to the stop of the internal combustion engine becomes small. This means that the number of exhaust strokes for discharging the burned gas in the cylinder during the fuel cut period is reduced. For this reason, if the engine speed when the engine stop request is issued is low, a large amount of burned gas may remain inside the expansion stroke cylinder that becomes the first explosion cylinder when the engine is restarted by the ignition start control. . In such a case, since the amount of oxygen in the first explosion cylinder is reduced, there is a concern that the engine startability is lowered.

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、電動モータによる必要最小限のクランク軸の回転のアシストを伴いつつ着火始動制御時のエンジン始動性を安定的に向上させられるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and is capable of stably improving the engine startability during ignition start control with the assistance of the minimum necessary rotation of the crankshaft by the electric motor. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine.

本発明に係る内燃機関の制御装置は、気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、混合気に点火するための点火装置とを備える内燃機関と、前記内燃機関のクランク軸を回転駆動可能な電動モータと、を備える車両に搭載され、前記内燃機関を制御する。前記制御装置が行うエンジン制御は、エンジン停止中に膨張行程にある膨張行程気筒から燃料噴射および点火を開始して前記内燃機関を始動させる着火始動制御を含む。前記制御装置は、エンジン停止要求が出された時のエンジン回転速度が所定値よりも低い場合には、前記エンジン停止要求に伴うフューエルカットの開始直前に最後に燃焼が行われた気筒に続く他の気筒の何れかが、前記フューエルカットの期間中に膨張行程およびこれに続く排気行程を一度迎えた後に次回の膨張行程において停止するように、前記クランク軸の回転を前記電動モータによってアシストさせる。   An internal combustion engine control apparatus according to the present invention includes an internal combustion engine that includes a fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder and an ignition device that ignites an air-fuel mixture, and a crankshaft of the internal combustion engine that can be driven to rotate. And an electric motor for controlling the internal combustion engine. The engine control performed by the control device includes ignition start control for starting the internal combustion engine by starting fuel injection and ignition from an expansion stroke cylinder in an expansion stroke while the engine is stopped. When the engine rotation speed when the engine stop request is issued is lower than a predetermined value, the control device continues to the cylinder that last burned immediately before the start of the fuel cut accompanying the engine stop request. The rotation of the crankshaft is assisted by the electric motor so that any one of the cylinders stops in the next expansion stroke after having once reached the expansion stroke and the exhaust stroke following the expansion stroke during the fuel cut period.

本発明によれば、エンジン停止要求が出された時のエンジン回転速度が所定値よりも低い場合には、エンジン停止要求に伴うフューエルカットの開始直前に最後に燃焼が行われた気筒に続く他の気筒の何れかが、フューエルカットの期間中に膨張行程およびこれに続く排気行程を一度迎えた後に次回の膨張行程において停止するように、クランク軸の回転を電動モータによってアシストさせる制御が実行される。これにより、気筒内の既燃ガスの掃気が不十分となる懸念がある状況下であっても、着火始動制御による始動性確保のための必要最小限のトルクでクランク軸の回転を電動モータによって補助しつつ、着火始動制御による初爆気筒の掃気を十分に行えるようになる。このため、着火始動制御時のエンジン始動性を安定的に向上させられるようになる。   According to the present invention, when the engine rotation speed when the engine stop request is issued is lower than the predetermined value, the cylinder following the last combustion is performed immediately before the start of the fuel cut accompanying the engine stop request. Control is performed to assist the rotation of the crankshaft by the electric motor so that any of the cylinders stops in the next expansion stroke after having once reached the expansion stroke and the exhaust stroke that follows during the fuel cut period. The As a result, even if there is a concern that scavenging of the burned gas in the cylinder will be insufficient, the electric motor will rotate the crankshaft with the minimum torque necessary to ensure startability by ignition start control. While assisting, scavenging of the first explosion cylinder by the ignition start control can be sufficiently performed. For this reason, the engine startability at the time of ignition start control can be stably improved.

本発明の実施の形態1に係る車両のシステム構成を概略的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematically the system configuration | structure of the vehicle which concerns on Embodiment 1 of this invention. エンジン停止要求に伴って内燃機関が停止する過程での各種動作の一例を表したタイムチャートである。It is a time chart showing an example of various operations in the process in which an internal-combustion engine stops in response to an engine stop request. 本発明の実施の形態1に係る特徴的な初爆気筒変更制御の概要を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline | summary of the characteristic first explosion cylinder change control which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る初爆気筒変更制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the routine of the process regarding the first explosion cylinder change control which concerns on Embodiment 1 of this invention. 初爆気筒が掃気完了気筒に該当するか否かを判定するための所定値Ne0の設定について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting of the predetermined value Ne0 for determining whether an initial explosion cylinder corresponds to a scavenging completion cylinder. 最終TDCの経過の有無の判定手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the determination method of the presence or absence of progress of the last TDC. MGによるアシストトルクの決定手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the determination method of the assist torque by MG.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, in the embodiment shown below, when referring to the number of each element, quantity, quantity, range, etc., unless otherwise specified or clearly specified in principle, the reference However, the present invention is not limited to these numbers. Further, the structures, steps, and the like described in the embodiments below are not necessarily essential to the present invention unless otherwise specified or clearly specified in principle.

実施の形態1.
1.実施の形態1に係るシステム構成
図1は、本発明の実施の形態1に係る車両10のシステム構成を概略的に説明するための図である。図1に示す車両10は、その動力源として、火花点火式の内燃機関12を備えている。内燃機関12は、一例として、直列4気筒エンジンである。
Embodiment 1 FIG.
1. System Configuration According to Embodiment 1 FIG. 1 is a diagram for schematically explaining the system configuration of a vehicle 10 according to Embodiment 1 of the present invention. A vehicle 10 shown in FIG. 1 includes a spark ignition type internal combustion engine 12 as a power source. As an example, the internal combustion engine 12 is an in-line four-cylinder engine.

内燃機関12は、燃料噴射弁14と点火装置16とを備えている。燃料噴射弁14は、各気筒に配置され、気筒内に直接燃料を噴射する。点火装置16は、各気筒に配置された点火プラグを用いて、気筒内の混合気に点火する。また、内燃機関12は、クランク角センサ18を備えている。クランク角センサ18は、クランク軸20の回転位置に応じた信号を出力する。クランク角センサ18によれば、エンジン回転速度を取得することができ、さらに、エンジン停止中のクランク軸20の停止位置(ピストン停止位置)を取得することもできる。   The internal combustion engine 12 includes a fuel injection valve 14 and an ignition device 16. The fuel injection valve 14 is disposed in each cylinder and injects fuel directly into the cylinder. The ignition device 16 uses a spark plug disposed in each cylinder to ignite the air-fuel mixture in the cylinder. The internal combustion engine 12 includes a crank angle sensor 18. The crank angle sensor 18 outputs a signal corresponding to the rotational position of the crankshaft 20. The crank angle sensor 18 can acquire the engine rotation speed, and can also acquire the stop position (piston stop position) of the crankshaft 20 when the engine is stopped.

内燃機関12が発生するトルク(クランク軸20のトルク)は、変速機22およびデファレンシャルギア24を介して駆動輪26に伝達される。また、車両10は、モータジェネレータ(以下、「MG」とも称する)28を備えている。MG28はクランク軸20と連結されている。図1に示す構成では、MG28は、一例として、ベルト30を介してクランク軸20と連結されている。   Torque generated by the internal combustion engine 12 (crankshaft 20 torque) is transmitted to the drive wheels 26 via the transmission 22 and the differential gear 24. The vehicle 10 also includes a motor generator (hereinafter also referred to as “MG”) 28. The MG 28 is connected to the crankshaft 20. In the configuration shown in FIG. 1, the MG 28 is connected to the crankshaft 20 via a belt 30 as an example.

MG28は、バッテリ32と電気的に接続されている。MG28は、燃焼により生じるクランク軸20のトルクを電力に変換する発電機としての機能を有している。バッテリ32には、MG28により生成された電力が蓄えられる。また、MG28は、バッテリ32の電力を用いてクランク軸20を回転駆動する電動モータとしての機能をも有している。   The MG 28 is electrically connected to the battery 32. The MG 28 has a function as a generator that converts the torque of the crankshaft 20 generated by combustion into electric power. The battery 32 stores the electric power generated by the MG 28. The MG 28 also has a function as an electric motor that rotationally drives the crankshaft 20 using the electric power of the battery 32.

本実施形態のシステムは、電子制御ユニット(ECU)34を備えている。ECU34は、少なくとも入出力インターフェースとメモリとプロセッサとを備え、内燃機関12の運転を制御するために車両10に搭載されている。ECU34には、上述したクランク角センサ18に加え、内燃機関12の運転状態を含む車両10の運転状態を取得するための各種センサが電気的に接続されている。また、ECU34には、上述した燃料噴射弁14、点火装置16およびMG28などの内燃機関12の運転を制御するための各種アクチュエータが電気的に接続されている。メモリには、内燃機関12の運転を制御するための各種の制御プログラムおよびマップが記憶されている。プロセッサは、制御プログラムをメモリから読み出して実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて各種アクチュエータの操作信号を生成する。これにより、本実施形態に係る「内燃機関の制御装置」の機能が実現される。   The system according to this embodiment includes an electronic control unit (ECU) 34. The ECU 34 includes at least an input / output interface, a memory, and a processor, and is mounted on the vehicle 10 in order to control the operation of the internal combustion engine 12. In addition to the crank angle sensor 18 described above, the ECU 34 is electrically connected to various sensors for acquiring the operating state of the vehicle 10 including the operating state of the internal combustion engine 12. The ECU 34 is electrically connected to various actuators for controlling the operation of the internal combustion engine 12, such as the fuel injection valve 14, the ignition device 16, and the MG 28 described above. In the memory, various control programs and maps for controlling the operation of the internal combustion engine 12 are stored. The processor reads the control program from the memory and executes it, and generates operation signals for various actuators based on the acquired sensor signals. Thereby, the function of the “control device for an internal combustion engine” according to the present embodiment is realized.

2.実施の形態1に係るエンジン制御
2−1.着火始動制御
ECU34が行うエンジン制御には、着火始動制御が含まれている。着火始動制御は、エンジン停止中に膨張行程にある気筒(以下、「膨張行程気筒」と称する)から燃料噴射および点火を開始することで、温間状態にある内燃機関12を始動させるというものである。より詳細には、本実施形態では、着火始動制御は、S&S(Stop & Start)制御の実行中に内燃機関12を再始動させる際に用いられる。なお、S&S制御では、車両10の一時停止中に所定のエンジン自動停止条件が成立したときに燃料供給の停止により内燃機関12の運転が自動的に停止され、その後に所定のエンジン始動条件が成立したときに内燃機関12が再始動させられる。
2. Engine control according to Embodiment 1 2-1. Ignition start control The engine control performed by the ECU 34 includes ignition start control. The ignition start control is to start the internal combustion engine 12 in a warm state by starting fuel injection and ignition from a cylinder in an expansion stroke (hereinafter referred to as “expansion stroke cylinder”) while the engine is stopped. is there. More specifically, in the present embodiment, the ignition start control is used when the internal combustion engine 12 is restarted during the execution of S & S (Stop & Start) control. In the S & S control, when a predetermined engine automatic stop condition is satisfied while the vehicle 10 is temporarily stopped, the operation of the internal combustion engine 12 is automatically stopped by stopping the fuel supply, and then a predetermined engine start condition is satisfied. When this happens, the internal combustion engine 12 is restarted.

2−2.着火始動制御の課題
図2は、エンジン停止要求に伴って内燃機関12が停止する過程での各種動作の一例を表したタイムチャートである。なお、図2中のクランク角信号の波形は180°CA周期で変動している。
2-2. FIG. 2 is a time chart showing an example of various operations in the process in which the internal combustion engine 12 stops in response to an engine stop request. Note that the waveform of the crank angle signal in FIG. 2 fluctuates at a 180 ° CA period.

図2中の時点t0は、エンジン停止要求が出された時に相当する。時点t0よりも前の期間では、各気筒において燃料噴射および点火が順に行われている。時点t0においてエンジン停止要求が出されると、当該エンジン停止要求の発令の直前に燃料噴射指令が出された気筒(図2に示す例では#2気筒)を最後に燃料噴射が停止される。   A time point t0 in FIG. 2 corresponds to when an engine stop request is issued. In a period before time t0, fuel injection and ignition are performed in order in each cylinder. When the engine stop request is issued at time t0, the fuel injection is stopped lastly in the cylinder (# 2 cylinder in the example shown in FIG. 2) for which the fuel injection command is issued immediately before issuing the engine stop request.

図2中に「膨張」、「排気」、「吸気」および「圧縮」と記載された期間は、最後に燃料噴射が行われた気筒(すなわち、#2気筒)の各行程に対応している。図2に示す例では、#2気筒の上記「膨張」の行程において行われる燃焼を最後にファイアリング期間が終了し、フューエルカット期間に移行する。フューエルカット期間に移行すると、時間経過とともにエンジン回転速度Neが低下していき、やがてゼロになる(すなわち、内燃機関12が停止する)。   The periods described as “expansion”, “exhaust”, “intake”, and “compression” in FIG. 2 correspond to the strokes of the cylinder (ie, # 2 cylinder) in which fuel was injected last. . In the example shown in FIG. 2, the firing period ends at the end of the combustion performed in the “expansion” stroke of the # 2 cylinder, and the fuel cut period starts. When shifting to the fuel cut period, the engine rotation speed Ne decreases with time and eventually becomes zero (that is, the internal combustion engine 12 stops).

ファイアリング期間の終了直前の各気筒の最後の燃焼により生じた燃焼ガスの一部は、当該最後の燃焼が行われたサイクルで気筒内から排出されずに気筒内に残る。気筒内に残された既燃ガスは、その後のフューエルカット期間中に気筒内に新たに取り入れられた新気によって掃気されていく。しかしながら、エンジン停止要求時のエンジン回転速度Neが低いと、フューエルカット期間中に進むクランク角度が小さくなる。このことは、当該フューエルカット期間中に気筒内の既燃ガスを排出する排気行程の回数が少なくなることを意味する。その結果、既燃ガスの掃気が不十分となる可能性がある。   Part of the combustion gas generated by the last combustion of each cylinder immediately before the end of the firing period remains in the cylinder without being discharged from the cylinder in the cycle in which the last combustion was performed. The burned gas remaining in the cylinder is scavenged by fresh air newly introduced into the cylinder during the subsequent fuel cut period. However, if the engine rotational speed Ne at the time of the engine stop request is low, the crank angle advanced during the fuel cut period becomes small. This means that the number of exhaust strokes for discharging the burned gas in the cylinder during the fuel cut period is reduced. As a result, scavenging of burned gas may be insufficient.

図2は、より詳細には、エンジン停止要求時のエンジン回転速度Neが低いためにフューエルカット期間中に各気筒で1サイクル程度しか経過せず、その結果、フューエルカットの開始前に最後に燃焼が行われた#2気筒が膨張行程において停止した例を示している。この例では、最後に燃焼が行われた#2気筒がその後の着火始動制御の実行時の初爆気筒に該当する。このため、この例では、既燃ガスの掃気が不十分な状態で着火始動制御が開始される可能性があり、エンジン始動性の低下が懸念される。なお、図2中のエンジン回転速度Neの所定値Ne0については図5を参照して後述する。   In more detail, FIG. 2 shows that only about one cycle has elapsed in each cylinder during the fuel cut period because the engine speed Ne at the time of the engine stop request is low, and as a result, the combustion last occurs before the fuel cut starts. This shows an example in which the # 2 cylinder in which the operation is performed stops in the expansion stroke. In this example, the # 2 cylinder in which combustion was performed last corresponds to the first explosion cylinder when the ignition start control is performed thereafter. For this reason, in this example, there is a possibility that the ignition start control may be started in a state where the scavenging of the burned gas is insufficient, and there is a concern that the engine startability is deteriorated. The predetermined value Ne0 of the engine speed Ne in FIG. 2 will be described later with reference to FIG.

2−3.実施の形態1に係る特徴的な初爆気筒変更制御
図3は、本発明の実施の形態1に係る特徴的な初爆気筒変更制御の概要を説明するための図である。本実施形態では、既燃ガスの掃気が十分に完了している気筒(以下、「掃気完了気筒」と称する)を着火始動制御における初爆気筒にするために、次のような初爆気筒変更制御が必要に応じて実行される。
2-3. Characteristic First Explosion Cylinder Change Control According to Embodiment 1 FIG. 3 is a diagram for explaining an outline of characteristic initial explosion cylinder change control according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, in order to make a cylinder in which scavenging of burned gas is sufficiently completed (hereinafter referred to as “scavenging completion cylinder”) as an initial explosion cylinder in the ignition start control, the following initial explosion cylinder change is performed. Control is performed as needed.

具体的には、エンジン停止要求に伴うフューエルカットの開始直前に最後に燃焼が行われた気筒に続く他の気筒がフューエルカットの期間中に膨張行程およびこれに続く排気行程を一度迎えることができる場合には、そのような他の気筒は上記の掃気完了気筒に該当する。その理由は、フューエルカット期間中に膨張行程を迎えると燃焼が行われないため、当該膨張行程に続く排気行程において、1つ前のサイクルの燃焼時に生じた燃焼ガスを十分に掃気できる(すなわち、気筒内の酸素量を多く確保できる)ためである。このため、このような掃気完了気筒を初爆気筒として常に用いることができれば、着火始動制御によるエンジン始動性を安定的に向上させることができる。   Specifically, other cylinders following the cylinder that was last burned immediately before the start of the fuel cut accompanying the engine stop request can once undergo the expansion stroke and the exhaust stroke that follows this during the fuel cut period. In such a case, such other cylinders correspond to the scavenging completion cylinder. The reason is that combustion does not occur when the expansion stroke is reached during the fuel cut period, and therefore, the combustion gas generated during the combustion of the previous cycle can be sufficiently scavenged in the exhaust stroke following the expansion stroke (that is, This is because a large amount of oxygen in the cylinder can be secured). Therefore, if such a scavenging completion cylinder can always be used as the first explosion cylinder, the engine startability by the ignition start control can be stably improved.

図3に示す動作例は、MG28によるクランク軸20の回転のアシストなしに成り行きで内燃機関12が停止したときに膨張行程にある#3気筒(すなわち、初爆気筒)が上述の掃気完了気筒が存在しない例に該当する。その理由は、この例の#3気筒は、フューエルカットの開始直前に最後に燃焼が行われた気筒に該当し、フューエルカット期間中に一度迎える排気行程だけでは上記の最後の燃焼により生じた燃焼ガスの一部が気筒内に残留し、掃気が不十分となるためである。このため、このような例では、着火始動制御によるエンジン始動性が低下することが懸念される。   In the operation example shown in FIG. 3, the # 3 cylinder (that is, the first explosion cylinder) in the expansion stroke when the internal combustion engine 12 stops without the assistance of the rotation of the crankshaft 20 by the MG 28 is the above-described scavenging completed cylinder. This is an example that does not exist. The reason for this is that the # 3 cylinder in this example corresponds to the cylinder that was burned last just before the start of the fuel cut, and the combustion generated by the last combustion only in the exhaust stroke that reaches once during the fuel cut period. This is because part of the gas remains in the cylinder and scavenging becomes insufficient. For this reason, in such an example, there is a concern that the engine startability by the ignition start control is lowered.

そこで、本実施形態では、エンジン停止要求が出された場合には、着火始動制御における初爆気筒が掃気完了気筒になるか否かが判定される。具体的には、この判定は、エンジン停止要求が出された時のエンジン回転速度Neが所定値Ne0(図5参照)以上であるか否かに基づいて行われる。   Therefore, in the present embodiment, when an engine stop request is issued, it is determined whether or not the first explosion cylinder in the ignition start control is a scavenging completion cylinder. Specifically, this determination is made based on whether or not the engine speed Ne when the engine stop request is issued is equal to or higher than a predetermined value Ne0 (see FIG. 5).

そのうえで、本実施形態では、エンジン停止要求が出された時のエンジン回転速度Neが所定値Ne0よりも低いために初爆気筒が掃気完了気筒にならないと判定された場合には、掃気完了気筒が初爆気筒になるように、MG28を用いたクランク軸20の回転のアシストが行われる。   In addition, in this embodiment, when it is determined that the initial explosion cylinder does not become the scavenging completion cylinder because the engine rotation speed Ne when the engine stop request is issued is lower than the predetermined value Ne0, the scavenging completion cylinder is Rotation assistance of the crankshaft 20 using the MG 28 is performed so as to become the first explosion cylinder.

上記のアシストは、エンジン停止要求に伴うフューエルカットの開始直前に最後に燃焼が行われた気筒に続く他の気筒の何れか(本実施形態では、最後に燃焼が行われた気筒の次の気筒)が、フューエルカットの期間中に膨張行程およびこれに続く排気行程を一度迎えた後に次回の膨張行程において停止するようにするために実行される。   The above-mentioned assist is any of the other cylinders following the cylinder that was last burned immediately before the start of the fuel cut accompanying the engine stop request (in this embodiment, the cylinder next to the cylinder that was burned last) ) Is executed in order to stop in the next expansion stroke after the expansion stroke and the subsequent exhaust stroke are once received during the fuel cut.

より具体的には、図3に示す例では、フューエルカット期間中に最後に到来する圧縮上死点(以下、「最終TDC」とも称する)を経過したときに、上記目的のアシストが実行される。これにより、図3に示すように、フューエルカットの開始直前に最後に燃焼が行われた#3気筒の次の#4気筒が、フューエルカットの期間中に膨張行程およびこれに続く排気行程を一度迎えた後に次回の膨張行程において停止するようになる。これにより、MG28によるアシストによりエンジン停止完了までの時間を延長して掃気を促すことができる。その結果、成り行きのエンジン停止の下であれば掃気完了気筒には該当しなかった#4気筒を、掃気完了気筒の要件を満たす初爆気筒に変更することができる。   More specifically, in the example shown in FIG. 3, when the last compression top dead center (hereinafter also referred to as “final TDC”) that has arrived during the fuel cut period has elapsed, the target assist is executed. . As a result, as shown in FIG. 3, the # 4 cylinder following the # 3 cylinder that was burned last just before the start of the fuel cut performs the expansion stroke and the exhaust stroke that follows this once during the fuel cut period. After being greeted, it will stop at the next expansion stroke. Thereby, scavenging can be promoted by extending the time until the engine stop is completed by the assistance of the MG 28. As a result, the # 4 cylinder that did not correspond to the scavenging completion cylinder can be changed to the first explosion cylinder that satisfies the requirements for the scavenging completion cylinder when the engine is stopped.

2−4.実施の形態1に係る初爆気筒変更制御に関するECUの処理
図4は、本発明の実施の形態1に係る初爆気筒変更制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。なお、本ルーチンは、内燃機関12の運転中に繰り返し実行される。
2-4. FIG. 4 is a flowchart showing a routine of processing related to initial explosion cylinder change control according to Embodiment 1 of the present invention. Note that this routine is repeatedly executed during the operation of the internal combustion engine 12.

図4に示すルーチンでは、ECU34は、まず、エンジン停止要求があるか否かを判定する(ステップS101)。より詳細には、S&S制御による所定のエンジン自動停止条件の成立の有無が判定される。その結果、本判定が不成立となる場合には、今回のルーチン起動時の処理が速やかに終了される。   In the routine shown in FIG. 4, the ECU 34 first determines whether or not there is an engine stop request (step S101). More specifically, it is determined whether or not a predetermined engine automatic stop condition is established by S & S control. As a result, when this determination is not satisfied, the process at the time of starting the current routine is immediately terminated.

一方、ECU34は、ステップS101においてエンジン停止要求があると判定した場合には、エンジン回転速度Neが所定値Ne0よりも低いか否かを判定する(ステップS102)。なお、エンジン停止要求があると判定した場合には、各気筒への燃料噴射が停止される。   On the other hand, when it is determined in step S101 that there is an engine stop request, the ECU 34 determines whether or not the engine speed Ne is lower than a predetermined value Ne0 (step S102). When it is determined that there is an engine stop request, fuel injection to each cylinder is stopped.

図5は、初爆気筒が掃気完了気筒に該当するか否かを判定するための所定値Ne0の設定について説明するための図である。図5の縦軸は、エンジン停止要求が出された時のエンジン回転速度Neであり、横軸は、エンジン停止要求が出された時からエンジン停止完了までの時間である。図5に示すように、エンジン停止要求が出された時のエンジン回転速度Neが高いほど、エンジン停止までの時間が長くなる。図5中の時間T1は、掃気が完了できていると判断できる経過時間の最小値に相当する。ステップS102の判定で用いられる所定値Ne0は、エンジン停止までの時間を時間T1とすることができるエンジン回転速度Neの値に相当する。したがって、エンジン停止要求が出された時のエンジン回転速度Neが所定値Ne0以上であると、初爆気筒を掃気完了気筒にできるといえ、一方、当該エンジン回転速度Neが所定値Ne0よりも低いと、そのままでは初爆気筒を掃気完了気筒にできないといえる。   FIG. 5 is a diagram for explaining setting of a predetermined value Ne0 for determining whether or not the first explosion cylinder corresponds to a scavenging completion cylinder. The vertical axis in FIG. 5 is the engine rotation speed Ne when the engine stop request is issued, and the horizontal axis is the time from when the engine stop request is issued until the engine stop is completed. As shown in FIG. 5, the higher the engine speed Ne when the engine stop request is issued, the longer the time until the engine stops. The time T1 in FIG. 5 corresponds to the minimum value of the elapsed time that can be determined that scavenging has been completed. The predetermined value Ne0 used in the determination in step S102 corresponds to a value of the engine rotation speed Ne that can set the time until engine stop to the time T1. Therefore, if the engine speed Ne when the engine stop request is issued is equal to or higher than the predetermined value Ne0, it can be said that the first explosion cylinder can be a scavenging completed cylinder, while the engine speed Ne is lower than the predetermined value Ne0. As it is, it can be said that the first explosion cylinder cannot be a scavenging completed cylinder.

ECU34は、ステップS102の判定が不成立となる場合、つまり、初爆気筒が掃気完了気筒に該当すると判断できる場合には、今回のルーチン起動時の処理を速やかに終了する。   When the determination in step S102 is not established, that is, when it can be determined that the first explosion cylinder corresponds to the scavenging completion cylinder, the ECU 34 immediately ends the process at the time of starting this routine.

一方、ECU34は、ステップS102の判定が成立する場合、つまり、初爆気筒が掃気完了気筒に該当しないと判断できる場合には、ステップS103に進む。ステップS103では、エンジン停止要求に伴うフューエルカット期間中に最終TDCを超えたか否かが判定される。   On the other hand, if the determination in step S102 is established, that is, if it can be determined that the initial explosion cylinder does not correspond to the scavenging completion cylinder, the ECU 34 proceeds to step S103. In step S103, it is determined whether or not the final TDC has been exceeded during the fuel cut period accompanying the engine stop request.

図6は、最終TDCの経過の有無の判定手法を説明するための図である。フューエルカット期間中に最終TDCを超えたか否かは、現在のエンジン回転速度Neとクランク角度とに基づいて判定することができる。具体的には、フューエルカット期間中に圧縮TDCを残り何回経過するかは、エンジン回転速度Neから分かる。図6中の所定値Ne1は、残りのTDC回数が1よりも多くなる回転速度領域と、残りのTDC回数が1となる回転速度領域との境界を示す値である。したがって、現在のエンジン回転速度Neが所定値Ne1を下回った後に圧縮TDCが到来したことをクランク角度に基づいて判定することで、最終TDCを超えたか否かを判定することができる。   FIG. 6 is a diagram for explaining a method for determining whether or not the final TDC has elapsed. Whether or not the final TDC has been exceeded during the fuel cut period can be determined based on the current engine speed Ne and the crank angle. Specifically, the number of remaining compression TDCs during the fuel cut period can be known from the engine speed Ne. A predetermined value Ne1 in FIG. 6 is a value indicating a boundary between a rotational speed region in which the remaining number of TDCs is greater than 1 and a rotational speed region in which the remaining number of TDCs is 1. Therefore, it can be determined whether or not the final TDC has been exceeded by determining, based on the crank angle, that the compression TDC has arrived after the current engine rotational speed Ne has fallen below the predetermined value Ne1.

ECU34は、ステップS103において未だ最終TDCを超えていないと判定する間は、ステップS103の処理を繰り返し実行する。一方、最終TDCを超えたと判定した場合には、ECU34は、MG28によるクランク軸20の回転のアシストトルクを算出する(ステップS104)。アシストトルクは、エンジン停止要求に伴うフューエルカットの開始直前に最後に燃焼が行われた気筒に続く他の気筒(ここでは、一例として、最後に燃焼が行われた気筒の次の気筒)を、フューエルカットの期間中に膨張行程およびこれに続く排気行程を一度迎えさせたうえで初爆気筒(膨張行程気筒)にするために必要なMG28のトルク値である。   The ECU 34 repeatedly executes the process of step S103 while determining that the final TDC is not yet exceeded in step S103. On the other hand, when it is determined that the final TDC has been exceeded, the ECU 34 calculates an assist torque for the rotation of the crankshaft 20 by the MG 28 (step S104). The assist torque is obtained by adding another cylinder (here, as an example, the cylinder next to the cylinder where combustion was last performed) following the cylinder where combustion was last performed immediately before the start of fuel cut accompanying the engine stop request. This is the torque value of the MG 28 necessary to make the first explosion cylinder (expansion stroke cylinder) after the expansion stroke and the subsequent exhaust stroke are once met during the fuel cut period.

図7は、MG28によるアシストトルクの決定手法を説明するための図である。図7に示す例では、アシストトルクは、最終TDCに到達した時のエンジン回転速度Neが低いほど、大きくなるように決定されている。最終TDCに到達した時のエンジン回転速度Neが低いほど、最終TDCに到達してからエンジン停止までの間に進むクランク角度が小さくなる。このため、最終TDCに到達した時のエンジン回転速度Neの高低の影響を抑制しつつ目標とするエンジン停止位置を精度良く実現するためには、当該エンジン回転速度Neが低いほど、図7に示すようにアシストトルクを高めるのが良い。ECU34には、図7に示すような関係を定めたマップ(図示省略)が記憶されている。本ステップS104では、そのようなマップを参照して、最終TDCに到達した時のエンジン回転速度Neの大きさに応じたアシストトルクが算出される。   FIG. 7 is a diagram for explaining an assist torque determination method by the MG 28. In the example shown in FIG. 7, the assist torque is determined so as to increase as the engine speed Ne when the final TDC is reached is lower. The lower the engine speed Ne when the final TDC is reached, the smaller the crank angle that travels between the final TDC and the engine stop. For this reason, in order to realize the target engine stop position with high accuracy while suppressing the influence of the engine rotational speed Ne when the final TDC is reached, the lower the engine rotational speed Ne is, the lower the engine rotational speed Ne is, as shown in FIG. It is better to increase the assist torque. The ECU 34 stores a map (not shown) that defines the relationship as shown in FIG. In step S104, referring to such a map, an assist torque corresponding to the magnitude of the engine speed Ne when the final TDC is reached is calculated.

次に、ECU34は、ステップS104にて決定したアシストトルクが出力されるようにMG28を駆動する(ステップS105)。   Next, the ECU 34 drives the MG 28 so that the assist torque determined in step S104 is output (step S105).

2−5.実施の形態1に係る初爆気筒変更制御の効果
以上説明した図4に示すルーチンの処理によれば、エンジン停止要求が出された時のエンジン回転速度Neが所定値Ne0よりも低いためにそのままでは初爆気筒が掃気完了気筒にならないと判定された場合には、MG28によるクランク軸20の回転のアシストが実行される。このアシストは、エンジン停止要求に伴うフューエルカットの開始直前に最後に燃焼が行われた気筒に続く他の気筒が、フューエルカットの期間中に膨張行程およびこれに続く排気行程を一度迎えた後に次回の膨張行程において停止するようにするために実行される。つまり、上記アシストは、着火始動制御による始動性確保のための必要最小限のトルクでクランク軸20の回転を補助するために実行される。このため、本実施形態の制御によれば、エンジン停止要求が出された時のエンジン回転速度Neが所定値Ne0よりも低いために気筒内の既燃ガスの掃気が不十分となる懸念がある状況下であっても、アシストによる電力消費を最小限に抑制しつつ、エンジン始動性を向上することができる。
2-5. Effect of First Explosion Cylinder Change Control According to Embodiment 1 According to the routine processing shown in FIG. 4 described above, the engine rotation speed Ne when the engine stop request is issued is lower than the predetermined value Ne0, so that it remains as it is. Then, when it is determined that the first explosion cylinder does not become the scavenging completion cylinder, the MG 28 assists the rotation of the crankshaft 20. This assist is performed after the other cylinder following the cylinder where the combustion was last performed just before the start of the fuel cut in response to the engine stop request once after the expansion stroke and the exhaust stroke that followed during the fuel cut period. It is executed in order to stop in the expansion stroke. That is, the assist is executed to assist the rotation of the crankshaft 20 with the minimum torque necessary for ensuring startability by the ignition start control. For this reason, according to the control of the present embodiment, there is a concern that scavenging of the burned gas in the cylinder becomes insufficient because the engine speed Ne when the engine stop request is issued is lower than the predetermined value Ne0. Even under circumstances, engine startability can be improved while minimizing power consumption by assist.

また、上記ルーチンによれば、MG28によるアシストは、最終TDCを超えたとき(すなわち、エンジン停止直前)に行われる。エンジン回転速度Neが高いと、内燃機関12のフリクションの変動などに起因してその後の回転挙動が予想からずれ易くなる。その結果、エンジン停止位置が目標とする停止位置からずれる場合がある。これに対し、エンジン停止直前においては、エンジン停止位置のずれが生じにくい。このため、上記アシストは必ずしも最終TDCを超えてから行う必要はないが、当該アシストを上記ルーチンに示す例のように最終TDCを超えたとき(すなわち、エンジン停止直前)に行うことで、初爆気筒を目標とする掃気完了気筒に精度良く変更できるようになる。   Further, according to the above routine, the assistance by the MG 28 is performed when the final TDC is exceeded (that is, immediately before the engine is stopped). If the engine rotation speed Ne is high, the subsequent rotation behavior is likely to deviate from the expectation due to fluctuations in the friction of the internal combustion engine 12 or the like. As a result, the engine stop position may deviate from the target stop position. On the other hand, the engine stop position is not easily displaced immediately before the engine is stopped. For this reason, it is not always necessary to perform the assist after the final TDC has been exceeded. However, if the assist is performed when the final TDC is exceeded (that is, immediately before the engine is stopped) as in the example shown in the routine, the first explosion is performed. It becomes possible to accurately change to the scavenging completion cylinder targeting the cylinder.

ところで、上述した実施の形態1においては、エンジン停止要求が出された時のエンジン回転速度Neが所定値Ne0よりも低い場合には、MG28によるアシストが、エンジン停止要求に伴うフューエルカットの開始直前に最後に燃焼が行われた気筒(図3に示す例では#3気筒)の次の気筒(図3に示す例では#4気筒)が、フューエルカットの期間中に膨張行程およびこれに続く排気行程を一度迎えた後に次回の膨張行程において停止するようにするために実行される。しかしながら、このような初爆気筒変更制御の対象は、図3に示す例で説明した場合、フューエルカットの開始直前に最後に燃焼が行われた#3気筒に続く他の気筒の何れかであれば#3気筒の次の#4気筒に限られず、#2気筒または#1気筒であってもよい。   By the way, in the first embodiment described above, when the engine speed Ne when the engine stop request is issued is lower than the predetermined value Ne0, the MG 28 assists immediately before the start of the fuel cut accompanying the engine stop request. The cylinder (# 4 cylinder in the example shown in FIG. 3) next to the cylinder (# 3 cylinder in the example shown in FIG. 3) in which the combustion was performed last is the expansion stroke and the exhaust following this during the fuel cut period. This is executed to stop the next expansion stroke after the stroke has been reached once. However, in the case of the example shown in FIG. 3, the target of such initial explosion cylinder change control is any of the other cylinders following the # 3 cylinder that was last burned immediately before the start of fuel cut. For example, it is not limited to the # 4 cylinder next to the # 3 cylinder, and may be the # 2 cylinder or the # 1 cylinder.

10 車両
12 内燃機関
14 燃料噴射弁
16 点火装置
18 クランク角センサ
20 クランク軸
28 モータジェネレータ(MG)
32 バッテリ
34 電子制御ユニット(ECU)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle 12 Internal combustion engine 14 Fuel injection valve 16 Ignition device 18 Crank angle sensor 20 Crankshaft 28 Motor generator (MG)
32 Battery 34 Electronic control unit (ECU)

Claims (1)

気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、混合気に点火するための点火装置とを備える内燃機関と、
前記内燃機関のクランク軸を回転駆動可能な電動モータと、
を備える車両に搭載され、前記内燃機関を制御する制御装置であって、
前記制御装置が行うエンジン制御は、エンジン停止中に膨張行程にある膨張行程気筒から燃料噴射および点火を開始して前記内燃機関を始動させる着火始動制御を含み、
前記制御装置は、エンジン停止要求が出された時のエンジン回転速度が所定値よりも低い場合には、前記エンジン停止要求に伴うフューエルカットの開始直前に最後に燃焼が行われた気筒に続く他の気筒の何れかが、前記フューエルカットの期間中に膨張行程およびこれに続く排気行程を一度迎えた後に次回の膨張行程において停止するように、前記クランク軸の回転を前記電動モータによってアシストさせる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
An internal combustion engine comprising a fuel injection valve for directly injecting fuel into a cylinder, and an ignition device for igniting an air-fuel mixture;
An electric motor capable of rotationally driving the crankshaft of the internal combustion engine;
And a control device for controlling the internal combustion engine.
The engine control performed by the control device includes ignition start control for starting the internal combustion engine by starting fuel injection and ignition from an expansion stroke cylinder in an expansion stroke while the engine is stopped.
When the engine rotation speed when the engine stop request is issued is lower than a predetermined value, the control device continues to the cylinder that last burned immediately before the start of the fuel cut accompanying the engine stop request. Assisting the rotation of the crankshaft by the electric motor so that one of the cylinders stops in the next expansion stroke after having once reached the expansion stroke and the exhaust stroke that follows during the fuel cut period. A control device for an internal combustion engine.
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