JP2018155224A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、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.
特許文献1には、アイドリングストップ制御が行われる内燃機関の制御装置が開示されている。より詳細には、特許文献1には、自動変速機(AT)のドライブレンジ(車両走行中に選択されるレンジ)が選択されている状態でアイドリングストップ制御によるエンジン再始動が行われると、車体に前後方向の加速度が発生して、飛び出しを伴うような始動ショックが発生することが開示されている。さらに、特許文献1には、このような始動ショックを和らげながらエンジン再始動を行うために、点火時期を遅角させることが開示されている。 Patent Document 1 discloses a control device for an internal combustion engine in which idling stop control is performed. More specifically, in Patent Document 1, when the engine restart is performed by the idling stop control in a state where the drive range of the automatic transmission (AT) (the range selected during vehicle travel) is selected, It is disclosed that a starting shock such as a jump occurs due to the occurrence of acceleration in the front-rear direction. Further, Patent Literature 1 discloses that the ignition timing is retarded in order to perform engine restart while reducing such a start shock.
エンジン始動の際に初回の爆発と2回目の爆発との爆発間隔がエンジン剛体共振周期に近いと、車体の振動が大きくなることが懸念される。エンジン始動制御には、このような観点をも考慮した車体振動抑制のための対策が含まれていることが望ましい。 When the engine is started, if the explosion interval between the first explosion and the second explosion is close to the engine rigid body resonance period, there is a concern that the vibration of the vehicle body increases. It is desirable that the engine start control includes measures for suppressing vehicle body vibration in consideration of such a viewpoint.
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、エンジン始動時の車体の振動を抑制させられるエンジン始動制御が行われる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 an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine in which engine start control is performed to suppress vibration of the vehicle body at the time of engine start.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、気筒内の混合気に点火する点火装置を備える内燃機関を制御する。前記制御装置は、エンジン始動の際に初回の爆発が行われた時のエンジン回転速度が、点火時期の進角によって前記初回の爆発と2回目の爆発との爆発間隔をエンジン剛体共振周期から遠ざけられるエンジン回転速度の下限値よりも高い場合には、前記2回目の爆発のための点火時期が前記初回の爆発のための点火時期よりも進角するように前記点火装置を制御する。 An internal combustion engine control apparatus according to the present invention controls an internal combustion engine including an ignition device that ignites an air-fuel mixture in a cylinder. The controller controls the engine rotation speed when the first explosion is performed at the time of starting the engine so that the explosion interval between the first explosion and the second explosion is separated from the engine rigid body resonance period by the advance of the ignition timing. When the engine speed is lower than the lower limit value, the ignition device is controlled so that the ignition timing for the second explosion is advanced from the ignition timing for the first explosion.
本発明によれば、2回目の爆発の点火時期の進角により、初回の爆発と2回目の爆発との爆発間隔(点火間隔)をエンジン剛体共振周期から遠ざけることで、車体の振動を抑制できるようになる。さらに、爆発トルクの向上により、エンジン始動性を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the vibration of the vehicle body by keeping the explosion interval (ignition interval) between the first explosion and the second explosion away from the engine rigid body resonance period by the advance angle of the ignition timing of the second explosion. It becomes like this. Furthermore, engine startability can be improved by improving the explosion torque.
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.
1.実施の形態に係るシステム構成の例
図1は、本発明の実施の形態に係る内燃機関10を備える車両1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1は、一例として、前輪駆動車両(FF車両)であり、その動力源として、火花点火式の内燃機関10を備えている。内燃機関10は、一例として、直列4気筒エンジンである。
1. Example of System Configuration According to Embodiment FIG. 1 is a diagram for schematically explaining the system configuration of a vehicle 1 including an
内燃機関10は、燃料噴射弁12と点火装置14とを備えている。燃料噴射弁12は、各気筒に配置され、気筒内に直接燃料を噴射する。燃料は吸気ポートに噴射されてもよい。点火装置14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10は、クランク角センサ16とカム角センサ18とを備えている。クランク角センサ16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16によれば、エンジン回転速度を取得することができ、また、着火タイミングを判断することができる。また、カム角センサ18によれば、着火が行われる気筒を判別することができる。
The
内燃機関10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1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 10 (
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
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10の運転を制御するために車両1に搭載されている。ECU34には、上述したクランク角センサ16およびカム角センサ18に加え、内燃機関10の運転状態を含む車両1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12、点火装置14およびMG28などの内燃機関10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10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 1 in order to control the operation of the
2.実施の形態に係るエンジン制御
2−1.S&S制御
ECU34が行うエンジン制御には、S&S(Stop & Start)制御が含まれている。S&S制御では、車両1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10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10が再始動させられる。エンジン再始動は、MG28を用いてクランク軸20を回転駆動することで行うことができ、また、いわゆる着火始動制御を用いて行うこともできる。
2. Engine control according to embodiment 2-1. S & S Control The engine control performed by the ECU 34 includes S & S (Stop & Start) control. In the S & S control, when a predetermined engine automatic stop condition is satisfied while the vehicle 1 is temporarily stopped, the operation of the
2−2.エンジン始動時の課題
エンジン始動の際には、車体の振動(より具体的には、フロア振動)を抑制することが必要とされる。特に、上述のようなS&S制御が実行される車両では、静止状態(車両が停止している状態)からのエンジン再始動時にフロア振動が目立ち易くなる。このようなフロア振動を敬遠してアイドリングストップ機能をキャンセルさせると、車両の商品性が低下するとともに、省燃費を十分に実現することが難しくなる。
2-2. Problems when starting the engine When starting the engine, it is necessary to suppress vibration of the vehicle body (more specifically, floor vibration). In particular, in a vehicle in which the S & S control as described above is executed, floor vibration is easily noticeable when the engine is restarted from a stationary state (a state where the vehicle is stopped). If the idling stop function is canceled while avoiding such floor vibration, the merchantability of the vehicle is lowered and it becomes difficult to sufficiently achieve fuel saving.
2−3.特徴的なエンジン始動制御
フロア振動の主な要因は、次の通りである。すなわち、エンジン剛体共振周波数は、典型的には、クランキング回転速度および通常回転速度領域(アイドル回転速度以上の回転速度領域)を避けて設計される。このような設計の下では、エンジン回転速度が特定の回転速度領域(クランキング回転速度以上であってアイドル回転速度未満の回転速度領域)を通過するときに、エンジン剛体共振を誘発し易く、その結果、フロア振動が大きくなり易い。
2-3. Characteristic engine start control The main factors of floor vibration are as follows. That is, the engine rigid resonance frequency is typically designed to avoid the cranking rotational speed and the normal rotational speed region (the rotational speed region equal to or higher than the idle rotational speed). Under such a design, when the engine rotational speed passes through a specific rotational speed region (a rotational speed region that is equal to or higher than the cranking rotational speed and lower than the idle rotational speed), it is easy to induce engine rigid body resonance. As a result, floor vibration tends to increase.
爆発間隔に関して、エンジン始動の際に初回の爆発(初爆)と2回目の爆発との爆発間隔がエンジン剛体共振周期(FF車両では約100ms)に近いと、フロア振動が大きくなることが懸念される。そこで、本実施形態では、S&S制御からのエンジン再始動時にフロア振動を抑制するために、次のような始動制御が実行される。 Regarding the explosion interval, if the explosion interval between the first explosion (initial explosion) and the second explosion is close to the engine rigid body resonance cycle (about 100 ms for FF vehicles) when starting the engine, there is a concern that the floor vibration will increase. The Therefore, in the present embodiment, the following start control is executed in order to suppress floor vibration when the engine is restarted from the S & S control.
すなわち、本実施形態では、エンジン再始動の際に初回の爆発が行われた時のエンジン回転速度(以下、「初爆回転速度Ne1」とも称する)が、所定量の点火時期の進角によって初回の爆発と2回目の爆発との爆発間隔をエンジン剛体共振周期から遠ざけられるエンジン回転速度Neの所定値(下限値)Nethよりも高い場合には、2回目の爆発のための点火時期(点火角度)が初回の爆発のための点火時期よりも進角するように点火装置14が制御される。なお、2回目の爆発とは、同一気筒の2回目の爆発ではなく、初回の爆発が行われる気筒に続いて爆発が行われる気筒の爆発のことである。 In other words, in the present embodiment, the engine rotation speed (hereinafter also referred to as “initial explosion rotation speed Ne1”) when the first explosion is performed at the time of engine restart is determined by the advance of a predetermined amount of ignition timing. When the explosion interval between the first explosion and the second explosion is higher than a predetermined value (lower limit) Neth of the engine speed Ne that can be kept away from the engine rigid body resonance period, the ignition timing (ignition angle) for the second explosion ) Is controlled so that the ignition timing is advanced from the ignition timing for the first explosion. The second explosion is not a second explosion of the same cylinder, but an explosion of a cylinder in which an explosion is performed following the cylinder in which the first explosion is performed.
より具体的には、爆発トルクの低下による振動低減のために、初回の爆発のための点火時期は、所定の点火時期の設定範囲内の最遅角値に設定される。そのうえで、初爆回転速度Ne1が所定値Nethよりも高い場合には、2回目の爆発のための点火時期が最遅角値から所定量(例えば、5°CA)だけ進角される。 More specifically, the ignition timing for the first explosion is set to the most retarded value within a predetermined ignition timing setting range in order to reduce vibration due to a decrease in explosion torque. In addition, when the initial explosion rotational speed Ne1 is higher than the predetermined value Neth, the ignition timing for the second explosion is advanced by a predetermined amount (for example, 5 ° CA) from the most retarded value.
また、上記の場合(Ne1>Neth)には、爆発トルクの向上によってエンジン完爆までの時間を短くするために、2回目の爆発だけでなく、エンジン始動中の2回目よりも後の爆発に関しても、上記の進角が継続される。 In the above case (Ne1> Neth), in order to shorten the time until the engine complete explosion by improving the explosion torque, not only the second explosion but also the explosion after the second during the engine start-up. Also, the above-mentioned advance angle is continued.
一方、初爆回転速度Ne1が所定値Neth以下の場合には、2回目の爆発、およびエンジン始動中の2回目よりも後の爆発のための点火時期は、初爆時と同じ最遅角値で維持される。 On the other hand, when the initial explosion speed Ne1 is equal to or lower than the predetermined value Neth, the ignition timing for the second explosion and the explosion after the second during the engine start is the same as the most retarded angle value at the time of the first explosion. Maintained at.
2−4.ECUの処理
図2は、本発明の実施の形態に係るエンジン始動制御(点火時期制御)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、S&S制御によるエンジン自動停止中に繰り返し実行される。
2-4. Processing of ECU FIG. 2 is a flowchart showing a processing routine relating to engine start control (ignition timing control) according to the embodiment of the present invention. This routine is repeatedly executed during engine automatic stop by S & S control.
図2に示すルーチンでは、ECU34は、まず、S&S制御によるエンジン再始動の開始の有無を判定する(ステップS100)。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. 2, the
一方、ステップS100の判定が成立する場合(エンジン再始動が開始された場合)には、ECU34は、初爆回転速度Ne1が所定値Nethよりも高いか否かを判定する(ステップS102)。初爆回転速度Ne1が高くなると、所定量の点火時期の変更に伴う爆発間隔(時間ベースの値)の変化量が大きくなる。所定値Nethは、所定量(例えば、5°CA)の点火時期の進角を行うことによって、初回の爆発(初爆)と2回目の爆発との爆発間隔をエンジン剛体共振周期から遠ざけられるエンジン回転速度Neの下限値として予め設定された値である。
On the other hand, when the determination in step S100 is established (when engine restart is started), the
ECU34は、ステップS102の判定が成立する場合(Ne1>Neth)には、エンジン始動中の2回目以降の爆発のための点火時期を最遅角値から上記所定量だけ進角した値に設定する(ステップS104)。
When the determination in step S102 is established (Ne1> Neth), the
一方、ECU34は、ステップS102の判定が不成立となる場合(Ne1≦Neth)には、エンジン始動中の2回目以降の爆発のための点火時期を(初回の爆発のための値と同じ)最遅角値に設定する(ステップS106)。
On the other hand, if the determination in step S102 is not satisfied (Ne1 ≦ Neth), the
2−5.実施の形態に係るエンジン始動制御の効果
以上説明した図2に示すルーチンの処理によれば、S&S制御によるエンジン再始動の際に、初爆回転速度Ne1が所定値Nethよりも高い場合、すなわち、点火時期の進角によって初爆と2回目の爆発との爆発間隔をエンジン剛体共振周期から遠ざけられる状況にある場合には、2回目の爆発のための点火時期が進角される。これにより、初爆と2回目の爆発との爆発間隔(点火間隔)をエンジン剛体共振周期から遠ざける(エンジン剛体共振周期よりも短くする)ことで、フロア振動を抑制できるようになる。さらに、爆発トルクの向上により、エンジン始動性を向上させることができる。
2-5. 2. Effect of Engine Start Control According to Embodiment According to the processing of the routine shown in FIG. 2 described above, when engine restart speed Ne1 is higher than a predetermined value Neth during engine restart by S & S control, that is, When the explosion interval between the first explosion and the second explosion is kept away from the engine rigid body resonance period by the advance of the ignition timing, the ignition timing for the second explosion is advanced. As a result, the floor vibration can be suppressed by keeping the explosion interval (ignition interval) between the first explosion and the second explosion away from the engine rigid resonance period (shorter than the engine rigid resonance period). Furthermore, engine startability can be improved by improving the explosion torque.
また、上記の処理によれば、エンジン始動中の2回目よりも後の爆発のための点火時期も進角される。これにより、上述の初爆と2回目の爆発との爆発間隔の制御によりフロア振動を抑制したうえで、その後の爆発における爆発トルクの向上によってエンジン完爆までの時間を短くすることができる。 Further, according to the above processing, the ignition timing for the explosion after the second time during engine startup is also advanced. As a result, the floor vibration is suppressed by controlling the explosion interval between the first explosion and the second explosion, and the time until the engine complete explosion can be shortened by improving the explosion torque in the subsequent explosion.
さらに、上記の処理によれば、初爆回転速度Ne1が所定値Neth以下の場合には、2回目(およびその後)の爆発のための点火時期の進角は実行されず、最遅角値が使用される。これにより、点火時期の進角によって初爆と2回目の爆発との爆発間隔をエンジン剛体共振周期から遠ざけられない状況にある場合には、点火時期の進角による爆発トルクの向上によって却ってフロア振動が増大してしまうことを回避できる。そして、この場合には、エンジン始動中に、最遅角値の使用により起振力となる爆発トルクを下げることで、フロア振動の抑制を図ることができる。 Further, according to the above processing, when the initial explosion rotational speed Ne1 is equal to or lower than the predetermined value Neth, the ignition timing advance for the second (and subsequent) explosion is not executed, and the most retarded value is obtained. used. As a result, if the explosion interval between the first explosion and the second explosion cannot be kept away from the engine rigid body resonance period due to the advance of the ignition timing, the floor vibration is reversed by improving the explosion torque due to the advance of the ignition timing. Can be avoided. In this case, floor vibration can be suppressed by lowering the explosion torque that becomes the vibration generating force by using the most retarded angle value during engine start.
ところで、上述した実施の形態においては、S&S制御によるエンジン再始動時のために、本実施形態のエンジン始動制御(すなわち、初爆回転速度Ne1に応じた2回目およびその後の爆発のための点火時期の制御)が適用された例を挙げた。しかしながら、このようなエンジン始動制御は、S&S制御によるエンジン再始動時に限らず、車両の運転を開始する際の通常のエンジン始動時に適用されてもよい。 By the way, in the above-described embodiment, the engine start control of the present embodiment (that is, the ignition timing for the second and subsequent explosions according to the initial explosion rotational speed Ne1) for the engine restart by the S & S control. An example in which the above control is applied) was given. However, such engine start control is not limited to when the engine is restarted by S & S control, but may be applied at the time of normal engine start when starting operation of the vehicle.
1 車両
10 内燃機関
12 燃料噴射弁
14 点火装置
16 クランク角センサ
18 カム角センサ
20 クランク軸
26 駆動輪
28 モータジェネレータ(MG)
30 ベルト
32 バッテリ
34 電子制御ユニット(ECU)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
30
Claims (1)
前記制御装置は、エンジン始動の際に初回の爆発が行われた時のエンジン回転速度が、点火時期の進角によって前記初回の爆発と2回目の爆発との爆発間隔をエンジン剛体共振周期から遠ざけられるエンジン回転速度の下限値よりも高い場合には、前記2回目の爆発のための点火時期が前記初回の爆発のための点火時期よりも進角するように前記点火装置を制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine comprising an ignition device for igniting an air-fuel mixture in a cylinder,
The controller controls the engine rotation speed when the first explosion is performed at the time of starting the engine so that the explosion interval between the first explosion and the second explosion is separated from the engine rigid body resonance period by the advance of the ignition timing. The ignition device is controlled so that the ignition timing for the second explosion is advanced from the ignition timing for the first explosion when the engine rotation speed is higher than a lower limit value of the engine speed. A control device for an internal combustion engine.
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JP2017054746A JP2018155224A (en) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Control device of internal combustion engine |
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Cited By (2)
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JP2019074064A (en) * | 2017-10-19 | 2019-05-16 | 本田技研工業株式会社 | Ignition timing control device for internal combustion engine |
JP2020176554A (en) * | 2019-04-18 | 2020-10-29 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
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