JP2021161876A

JP2021161876A - Device for controlling internal combustion engine

Info

Publication number: JP2021161876A
Application number: JP2020061069A
Authority: JP
Inventors: 弘和伊藤; Hirokazu Ito
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2021-10-11

Abstract

To prevent an exhaust emission controlling catalyst from deteriorating due to extreme rise in temperature of the exhaust emission controlling catalyst during cranking when the exhaust emission controlling catalyst has had a high-temperature.SOLUTION: An internal combustion engine includes: an exhaust emission controlling catalyst that is disposed inside an exhaust passage; and a drive device for cranking an engine at the time of engine start-up. When the catalyst has a temperature that is equal to or higher than a set temperature at the time of the engine stoppage (21: YES), a device for controlling an internal combustion engine controls the drive device to crank the engine in a reverse rotation direction to a rotation direction at engine start-up (24).SELECTED DRAWING: Figure 4

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.

通常、機関始動時には、スタータモータにより機関をクランキングし、機関回転数が或る程度上昇すると燃料の供給が開始されて、自力運転が開始される（例えば特許文献１を参照）。この場合、機関が自力運転を開始するまでのクランキング中は、機関から機関排気通路内に空気が排出され続け、従って、機関排気通路内に排気浄化用触媒が配置されている場合には、この間、排気浄化用触媒に空気が供給され続けることになる。 Normally, when the engine is started, the engine is cranked by a starter motor, and when the engine speed rises to some extent, fuel supply is started and self-operation is started (see, for example, Patent Document 1). In this case, during cranking until the engine starts its own operation, air continues to be discharged from the engine into the engine exhaust passage, and therefore, if an exhaust purification catalyst is arranged in the engine exhaust passage, if During this time, air will continue to be supplied to the exhaust gas purification catalyst.

特開２００７−２３９４６７号公報JP-A-2007-239467

ところが、機関始動時に、排気浄化用触媒が高温となっていた場合には、クランキング中に排気浄化用触媒に空気が供給され続けると、排気浄化用触媒上に残留している未燃成分の酸化反応が活発となり、このとき発生する酸化反応熱により、排気浄化用触媒の温度が極度に上昇することになる。その結果、排気浄化用触媒が劣化するという問題を生ずる。 However, if the exhaust gas purification catalyst is at a high temperature when the engine is started, if air is continuously supplied to the exhaust gas purification catalyst during cranking, the unburned components remaining on the exhaust gas purification catalyst will be present. The oxidation reaction becomes active, and the heat of the oxidation reaction generated at this time causes the temperature of the exhaust gas purification catalyst to rise extremely. As a result, there arises a problem that the exhaust gas purification catalyst deteriorates.

上記問題を解決するために、本発明によれば、機関排気通路内に配置された排気浄化用触媒と、機関始動時に機関をクランキングするための駆動装置を具備した内燃機関の制御装置において、機関停止時に該触媒の温度が設定温度以上であるときには、駆動装置により、機関を、機関始動時の回転方向とは逆回転方向にクランキングする内燃機関の制御装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to the present invention, in an internal combustion engine control device provided with an exhaust purification catalyst arranged in an engine exhaust passage and a drive device for cranking the engine when the engine is started. When the temperature of the catalyst is equal to or higher than the set temperature when the engine is stopped, the drive device provides a control device for an internal combustion engine that cranks the engine in a direction opposite to the direction of rotation when the engine is started.

機関を、機関始動時の回転方向とは逆回転方向にクランキングすると、機関シリンダ内に機関排気通路内の排気ガスが吸入される。その結果、機関始動時に機関をクランキングすると、機関からは排気ガスが排出され、排気浄化用触媒には排気ガスが供給される。従って、機関始動時に、排気浄化用触媒が高温となっていた場合であっても、排気浄化用触媒上において酸化反応が生じないために酸化反応熱が発生することがなく、従って、排気浄化用触媒が劣化することがなくなる。 When the engine is cranked in the direction opposite to the rotation direction when the engine is started, the exhaust gas in the engine exhaust passage is sucked into the engine cylinder. As a result, when the engine is cranked when the engine is started, the exhaust gas is discharged from the engine, and the exhaust gas is supplied to the exhaust purification catalyst. Therefore, even if the exhaust gas purification catalyst is at a high temperature at the time of starting the engine, the oxidation reaction heat is not generated because the oxidation reaction does not occur on the exhaust gas purification catalyst, and therefore, for exhaust gas purification. The catalyst will not deteriorate.

図１は車両用ハイブリッドエンジンシステムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle hybrid engine system. 図２は機関停止時における各シリンダの行程の状態を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a state of stroke of each cylinder when the engine is stopped. 図３は機関逆回転時における各シリンダの行程の状態を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the state of the stroke of each cylinder at the time of reverse rotation of the engine. 図４は機関の停止制御を行うためのフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart for controlling the stop of the engine. 図５は機関の始動制御を行うためのフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart for controlling the start of the engine.

図１は、本発明を、車両用ハイブリッドエンジンシステムに適用した場合が示されている。なお、図１は、代表的なハイブリッドエンジンシステムを図解的に示しており、本発明は、その他の種々の形式のハイブリッドエンジンシステムに適用することができる。図１を参照すると、１は内燃機関、２はモータジェネレータ、３は内燃機関１およびモータジェネレータ２の出力伝達経路を切換えるための切換え装置、４は電池、５はモータジェネレータ制御装置、６はＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリとＣＰＵ（マイクロプロセッサ）を備えた電子制御ユニットを夫々示す。これら内燃機関１、切換え装置３およびモータジェネレータ制御装置５は、電子制御ユニット６から出力される制御信号によって制御される。 FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a vehicle hybrid engine system. Note that FIG. 1 illustrates a typical hybrid engine system, and the present invention can be applied to various other types of hybrid engine systems. Referring to FIG. 1, 1 is an internal combustion engine, 2 is a motor generator, 3 is a switching device for switching the output transmission paths of the internal combustion engine 1 and the motor generator 2, 4 is a battery, 5 is a motor generator control device, and 6 is a ROM. , RAM and other memory and an electronic control unit equipped with a CPU (microprocessor), respectively. The internal combustion engine 1, the switching device 3, and the motor generator control device 5 are controlled by a control signal output from the electronic control unit 6.

モータジェネレータ２により車両を駆動するときには、電子制御ユニット６から出力される制御信号に基づいて、モータジェネレータ２の出力が出力軸に伝達されるように出力伝達経路が切換え装置３により切換えられ、このとき電池４からモータジェネレータ２に供給される電力がモータジェネレータ制御装置５によって制御される。また、モータジェネレータ２および内燃機関１により車両を駆動するときには、電子制御ユニット６から出力される制御信号に基づいて、モータジェネレータ２の出力および内燃機関１の出力が出力軸に伝達されるように出力伝達経路が切換え装置３により切換えられる。 When the vehicle is driven by the motor generator 2, the output transmission path is switched by the switching device 3 so that the output of the motor generator 2 is transmitted to the output shaft based on the control signal output from the electronic control unit 6. When the power supplied from the battery 4 to the motor generator 2 is controlled by the motor generator control device 5. Further, when the vehicle is driven by the motor generator 2 and the internal combustion engine 1, the output of the motor generator 2 and the output of the internal combustion engine 1 are transmitted to the output shaft based on the control signal output from the electronic control unit 6. The output transmission path is switched by the switching device 3.

一方、電池４を充電すべきときには、モータジェネレータ２がジェネレータとして機能するようにモータジェネレータ５の機能が切換えられ、内燃機関１の出力によってモータジェネレータ２が駆動されるように出力伝達経路が切換え装置３により切換えられる。このとき、モータジェネレータ２により発電された電力により電池４の充電作用が行われる。また、車両減速運転時には、モータジェネレータ制御装置５によって、モータジェネレータ２がジェネレータとして機能するようにモータジェネレータ５の機能が切換えられ、出力軸の回転力によってモータジェネレータ２が駆動されるように出力伝達経路が切換え装置３により切換えられる。このとき、モータジェネレータ２により発電された電力により電池４の充電作用が行われる。即ち、このとき、回生制御が行われる。 On the other hand, when the battery 4 should be charged, the function of the motor generator 5 is switched so that the motor generator 2 functions as a generator, and the output transmission path is switched so that the motor generator 2 is driven by the output of the internal combustion engine 1. It is switched by 3. At this time, the battery 4 is charged by the electric power generated by the motor generator 2. Further, during vehicle deceleration operation, the motor generator control device 5 switches the function of the motor generator 5 so that the motor generator 2 functions as a generator, and the output is transmitted so that the motor generator 2 is driven by the rotational force of the output shaft. The route is switched by the switching device 3. At this time, the battery 4 is charged by the electric power generated by the motor generator 2. That is, at this time, the regeneration control is performed.

一方、内燃機関１を始動するときには、モータジェネレータ２の出力により内燃機関１を駆動し得るように、出力伝達経路が切換え装置３により切換えられる。このとき、内燃機関１は、モータジェネレータ２の出力により、機関運転時の回転方向にクランキングされる。また、図１に示されるハイブリッドエンジンシステムでは、内燃機関１の作動が停止せしめられたときに、モータジェネレータ２の出力により、内燃機関１を機関運転時の回転方向と逆回転方向にクランキング可能である。この逆回転方向のクランキング作用は車両停止時に行われ、このときには、例えば、モータジェネレータ２が内燃機関１の始動時と逆回転方向に回転され、モータジェネレータ２の出力によりエンジン１を駆動し得るように、出力伝達経路が切換え装置３により切換えられる。 On the other hand, when the internal combustion engine 1 is started, the output transmission path is switched by the switching device 3 so that the internal combustion engine 1 can be driven by the output of the motor generator 2. At this time, the internal combustion engine 1 is cranked in the rotational direction during engine operation by the output of the motor generator 2. Further, in the hybrid engine system shown in FIG. 1, when the operation of the internal combustion engine 1 is stopped, the internal combustion engine 1 can be cranked in the direction opposite to the rotation direction during engine operation by the output of the motor generator 2. Is. This cranking action in the reverse rotation direction is performed when the vehicle is stopped. At this time, for example, the motor generator 2 is rotated in the reverse rotation direction as when the internal combustion engine 1 is started, and the engine 1 can be driven by the output of the motor generator 2. As described above, the output transmission path is switched by the switching device 3.

図１に示される内燃機関１は、１番気筒＃１、２番気筒＃２、３番気筒＃３、４番気筒＃４を有する４気筒４サイクル機関からなる。なお、本発明は、４気筒以外の気筒数を有する内燃機関に適用することができるが、以下、本発明を４気筒４サイクル機関に適用した場合を例にとって、本発明について説明する。さて、図１において、７は吸気マニホルド、８はスロットル弁、９は排気マニホルド、１０は排気通路、１１は排気通路７内に配置された排気浄化用触媒を夫々示す。図１に示される例では、触媒８は三元触媒からなる。一方、図１には示されていないが、各気筒には夫々、燃料噴射弁と点火栓とが設けられており、これら燃料噴射弁と点火栓は、電子制御ユニット６から出力される制御信号によって制御される。また、図１に示されるように、触媒１１には、触媒１１の温度を検出するための温度センサ１２が取付けられており、この温度センサ１２の出力信号は、電子制御ユニット６に入力される。また、内燃機関１には、クランクシャフトの回転角および回転方向を検出可能なクランク角センサ１３が取付けられており、このクランク角センサ１３の出力信号は、電子制御ユニット６に入力される。 The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 includes a 4-cylinder 4-cycle engine having 1st cylinder # 1, 2nd cylinder # 2, 3rd cylinder # 3, and 4th cylinder # 4. Although the present invention can be applied to an internal combustion engine having a number of cylinders other than four cylinders, the present invention will be described below by taking the case where the present invention is applied to a four-cylinder four-cycle engine as an example. In FIG. 1, 7 is an intake manifold, 8 is a throttle valve, 9 is an exhaust manifold, 10 is an exhaust passage, and 11 is an exhaust purification catalyst arranged in the exhaust passage 7. In the example shown in FIG. 1, the catalyst 8 is composed of a three-way catalyst. On the other hand, although not shown in FIG. 1, each cylinder is provided with a fuel injection valve and a spark plug, respectively, and these fuel injection valves and spark plugs are control signals output from the electronic control unit 6. Controlled by. Further, as shown in FIG. 1, a temperature sensor 12 for detecting the temperature of the catalyst 11 is attached to the catalyst 11, and the output signal of the temperature sensor 12 is input to the electronic control unit 6. .. Further, the internal combustion engine 1 is equipped with a crank angle sensor 13 capable of detecting the rotation angle and the rotation direction of the crankshaft, and the output signal of the crank angle sensor 13 is input to the electronic control unit 6.

ところで、図１に示されるような内燃機関１では、内燃機関１を始動するときには、モータジェネレータ２の出力により内燃機関１をクランキングし、機関回転数が或る程度上昇すると燃料の供給が開始されて、自力運転が開始される。この場合、内燃機関１が自力運転を開始するまでのクランキング中は、通常、内燃機関１から排気通路１０内に空気が排出され続け、従って、触媒１１に空気が供給され続ける。一方、例えば、燃費低減のために内燃機関１の高負荷運転と運転停止とが交互に繰り返されるような運転システムが用いられているような場合には、運転停止中であっても、触媒１１の温度は、７５０度以上の高温に維持されており、従って、運転停止後、内燃機関１が始動されるときであっても、触媒１１の温度は、高温となっている。 By the way, in the internal combustion engine 1 as shown in FIG. 1, when the internal combustion engine 1 is started, the internal combustion engine 1 is cranked by the output of the motor generator 2, and the fuel supply starts when the engine rotation speed rises to some extent. Then, self-driving is started. In this case, during cranking until the internal combustion engine 1 starts its own operation, air is normally continuously discharged from the internal combustion engine 1 into the exhaust passage 10, and therefore air is continuously supplied to the catalyst 11. On the other hand, for example, when an operation system is used in which high-load operation and operation stop of the internal combustion engine 1 are alternately repeated in order to reduce fuel consumption, the catalyst 11 is used even during operation stop. The temperature of the catalyst 11 is maintained at a high temperature of 750 ° C. or higher. Therefore, even when the internal combustion engine 1 is started after the operation is stopped, the temperature of the catalyst 11 is high.

しかしながら、このように機関始動時に、触媒１１が高温となっていた場合に、クランキング中に触媒１１に空気が供給され続けると、触媒１１上に残留している未燃成分の酸化反応が活発となり、このとき発生する酸化反応熱により、触媒１１の温度が極度に上昇することになる。その結果、触媒１１が劣化してしまう。そこで、本発明では、機関始動時に、触媒１１が高温となっている可能性が高い場合には、触媒１１において酸化反応熱の発生を引き起こさない排気ガスを触媒１１に供給し得るように、内燃機関１の作動を制御するようにしている。次に、このことについて、図２および図３を参照しつつ説明する。 However, when the catalyst 11 is at a high temperature at the time of starting the engine, if air is continuously supplied to the catalyst 11 during cranking, the oxidation reaction of the unburned components remaining on the catalyst 11 is active. The heat of the oxidation reaction generated at this time causes the temperature of the catalyst 11 to rise extremely. As a result, the catalyst 11 deteriorates. Therefore, in the present invention, when there is a high possibility that the catalyst 11 has a high temperature at the time of starting the engine, the internal combustion engine can supply exhaust gas that does not cause the generation of oxidation reaction heat in the catalyst 11. The operation of the engine 1 is controlled. Next, this will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図１に示される内燃機関１の点火順序は、１−３−４−２であり、図２および図３には、上から順に、１番気筒＃１、３番気筒＃３、４番気筒＃４、２番気筒＃２の夫々のシリンダの行程の状態が示されている。最初に図２を参照すると、図２には、内燃機関１が自力運転しているときに機関停止要求が発せられ、燃料噴射が停止されると共に点火作用が停止されたときの各シリンダの行程の状態が示されている。機関停止要求が発せられて燃料噴射および点火作用が停止されると、通常は、図２に示されるように、機関停止要求が発せられた後、内燃機関１が１回転した位のところで機関が停止する。この場合、機関が停止したときには、全ての気筒のシリンダ内が新気で満たされている。 The firing order of the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is 1-3-4-2, and in FIGS. 2 and 3, the first cylinder # 1, the third cylinder # 3, and the fourth cylinder are shown in order from the top. The state of the stroke of each cylinder of # 4 and # 2 cylinder # 2 is shown. First, referring to FIG. 2, FIG. 2 shows the stroke of each cylinder when the engine stop request is issued when the internal combustion engine 1 is operating by itself, the fuel injection is stopped, and the ignition action is stopped. The state of is shown. When the engine stop request is issued and the fuel injection and ignition action is stopped, usually, as shown in FIG. 2, the engine starts at a position where the internal combustion engine 1 makes one revolution after the engine stop request is issued. Stop. In this case, when the engine is stopped, the cylinders of all the cylinders are filled with fresh air.

即ち、１番気筒＃１、３番気筒＃３、４番気筒＃４、２番気筒＃２のいずれの気筒でも、機関停止要求が発せられて燃料噴射および点火作用が停止された後においては、吸気行程時に吸入された新気が燃焼せしめられることなくシリンダ内に留まっているので、機関停止時にはシリンダ内が新気で満たされることになる。従って、この状態で、機関を始動すべく、クランキングが行われると、内燃機関１が自力運転を開始するまでのクランキング中は、各シリンダから排気通路１０内に空気が排出され続け、従って、触媒１１に空気が供給され続けることになる。そこで本発明では、機関始動時に、触媒１１に空気が供給されないように、機関停止時に、内燃機関１を逆回転させるようにしている。 That is, in any of the 1st cylinder # 1, the 3rd cylinder # 3, the 4th cylinder # 4, and the 2nd cylinder # 2, after the engine stop request is issued and the fuel injection and the ignition action are stopped, the fuel injection and the ignition action are stopped. Since the fresh air sucked in during the intake stroke stays in the cylinder without being burned, the inside of the cylinder is filled with fresh air when the engine is stopped. Therefore, if cranking is performed to start the engine in this state, air continues to be discharged from each cylinder into the exhaust passage 10 during the cranking until the internal combustion engine 1 starts its own operation, and therefore, , Air will continue to be supplied to the catalyst 11. Therefore, in the present invention, the internal combustion engine 1 is rotated in the reverse direction when the engine is stopped so that air is not supplied to the catalyst 11 when the engine is started.

図３は、図２の機関停止時の状態から内燃機関１を逆回転したときの各シリンダの行程の状態が示されている。なお、図３は、内燃機関１を１サイクルだけ逆回転するようにした第１実施例を示している。内燃機関１を逆回転すると、１番気筒＃１におけるように機関停止時に膨張行程であった場合には圧縮行程となり、３番気筒＃３におけるように機関停止時に圧縮行程であった場合には膨張行程となり、４番気筒＃４におけるように機関停止時に吸気行程であった場合には、開弁している吸気弁を介してシリンダ内のガスを吸気マニホルド内に排出する排気行程となり、２番気筒＃２におけるように機関停止時に排気行程であった場合には、開弁している排気弁を介して排気通路からシリンダへ排気ガスを吸入する吸気行程となる。従って、内燃機関１を逆回転したときの各シリンダの行程の状態は図３に示されるようになる。 FIG. 3 shows the state of the stroke of each cylinder when the internal combustion engine 1 is rotated in the reverse direction from the state when the engine of FIG. 2 is stopped. Note that FIG. 3 shows a first embodiment in which the internal combustion engine 1 is rotated in the reverse direction for only one cycle. When the internal combustion engine 1 is rotated in the reverse direction, the expansion stroke is performed when the engine is stopped as in the first cylinder # 1, and the compression stroke is performed when the engine is stopped as in the third cylinder # 3. In the case of an expansion stroke and an intake stroke when the engine is stopped as in the 4th cylinder # 4, the exhaust stroke is an exhaust stroke in which the gas in the cylinder is discharged into the intake manifold via the open intake valve. In the case of the exhaust stroke when the engine is stopped as in the number cylinder # 2, the intake stroke is such that the exhaust gas is sucked into the cylinder from the exhaust passage through the open exhaust valve. Therefore, the state of the stroke of each cylinder when the internal combustion engine 1 is rotated in the reverse direction is shown in FIG.

内燃機関１を逆回転したときの各シリンダの行程の状態が、図３に示されるようになるため、内燃機関１を１サイクルだけ逆回転すると、１番気筒＃１、３番気筒＃３、４番気筒＃４、２番気筒＃２の全てのシリンダ内が排気ガスで満たされることになる。即ち、１番気筒＃１および３番気筒＃３では、内燃機関１が１サイクルだけ逆回転せしめられると、その間において、新気をシリンダ内から吸気マニホルド７内に排出する排気行程が行われ、次いで、排気マニホルド９からシリンダへ排気ガスを吸入する吸気行程が行われ、その後、吸入された排気ガスは排出されることなくシリンダ内に充填され続けられるので、逆回転完了時には、シリンダ内が排気ガスで満たされることになる。 Since the stroke state of each cylinder when the internal combustion engine 1 is rotated in the reverse direction is shown in FIG. 3, when the internal combustion engine 1 is rotated in the reverse direction for only one cycle, the first cylinder # 1, the third cylinder # 3, All the cylinders of the 4th cylinder # 4 and the 2nd cylinder # 2 will be filled with the exhaust gas. That is, in the 1st cylinder # 1 and the 3rd cylinder # 3, when the internal combustion engine 1 is rotated in the reverse direction for only one cycle, an exhaust stroke is performed during which fresh air is discharged from the cylinder into the intake manifold 7. Next, an intake stroke for sucking the exhaust gas from the exhaust manifold 9 into the cylinder is performed, and then the sucked exhaust gas continues to be filled in the cylinder without being discharged. Therefore, when the reverse rotation is completed, the inside of the cylinder is exhausted. It will be filled with gas.

一方、４番気筒＃４では、内燃機関１が逆回転され始めたときには、新気をシリンダ内から吸気マニホルド７内に排出する排気行程が行われ、次いで、排気マニホルド９からシリンダへ排気ガスを吸入する吸気行程が行われ、次いで、内燃機関１の逆回転が終了するころには、吸入した排気ガスの一部をシリンダ内から吸気マニホルド７内に排出する排気行程が行われる。従って、逆回転完了時には、シリンダ内が排気ガスで満たされることになる。また、２番気筒＃２では、内燃機関１が逆回転され始めたときには、排気マニホルド９からシリンダへ排気ガスを吸入する吸気行程が行われる。このとき、シリンダ内には新気が残留しているので、シリンダ内は新気と排気ガスの混合ガスとなる。次いで、この混合ガスは、排気行程時にシリンダ内から吸気マニホルド７内に排出され、次いで、内燃機関１の逆回転が終了するころには、排気マニホルド９からシリンダへ排気ガスを吸入する吸気行程が行われる。従って、逆回転完了時には、シリンダ内が排気ガスで満たされることになる。 On the other hand, in the fourth cylinder # 4, when the internal combustion engine 1 starts to rotate in the reverse direction, an exhaust stroke is performed to discharge fresh air from the cylinder into the intake manifold 7, and then the exhaust gas is discharged from the exhaust manifold 9 to the cylinder. The intake stroke for sucking is performed, and then, when the reverse rotation of the internal combustion engine 1 is completed, a part of the sucked exhaust gas is discharged from the cylinder into the intake manifold 7. Therefore, when the reverse rotation is completed, the inside of the cylinder is filled with the exhaust gas. Further, in the second cylinder # 2, when the internal combustion engine 1 starts to rotate in the reverse direction, an intake stroke for sucking exhaust gas from the exhaust manifold 9 into the cylinder is performed. At this time, since fresh air remains in the cylinder, the inside of the cylinder becomes a mixed gas of fresh air and exhaust gas. Next, this mixed gas is discharged from the cylinder into the intake manifold 7 during the exhaust stroke, and then, by the time the reverse rotation of the internal combustion engine 1 is completed, the intake stroke of sucking the exhaust gas from the exhaust manifold 9 into the cylinder is completed. Will be done. Therefore, when the reverse rotation is completed, the inside of the cylinder is filled with the exhaust gas.

このように、内燃機関１を１サイクルだけ逆回転すると、１番気筒＃１、３番気筒＃３、４番気筒＃４、２番気筒＃２の全てのシリンダ内が排気ガスで満たされることになる。従って、内燃機関１を始動するために、モータジェネレータ２の出力により内燃機関１のクランキングが行われたときには、少なくとも１サイクルの間は、内燃機関１から排気マニホルド９内に排気ガスが排出され続け、従って、触媒１１に排気ガスが供給され続けることになる。従って、このとき、触媒１１が高温であったとしても、触媒１１上において酸化反応が生じないために酸化反応熱が発生することがなく、従って、触媒１１が劣化することがなくなる。 In this way, when the internal combustion engine 1 is rotated in the reverse direction for only one cycle, all the cylinders of the first cylinder # 1, the third cylinder # 3, the fourth cylinder # 4, and the second cylinder # 2 are filled with the exhaust gas. become. Therefore, when the internal combustion engine 1 is cranked by the output of the motor generator 2 in order to start the internal combustion engine 1, exhaust gas is discharged from the internal combustion engine 1 into the exhaust manifold 9 for at least one cycle. Therefore, the exhaust gas will continue to be supplied to the catalyst 11. Therefore, at this time, even if the temperature of the catalyst 11 is high, the heat of oxidation reaction is not generated because the oxidation reaction does not occur on the catalyst 11, and therefore the catalyst 11 does not deteriorate.

一方、上述したように、内燃機関１を１サイクルだけ逆回転すると、４番気筒＃４では、吸入した排気ガスの一部がシリンダ内から吸気マニホルド７内に排出され、この排気ガスは４番気筒＃４の吸気弁近くの吸気マニホルド７内に滞留している。また、２番気筒＃２では、内燃機関１を１サイクルだけ逆回転すると、新気と排気ガスの混合ガスがシリンダ内から吸気マニホルド７内に排出され、この新気と排気ガスの混合ガスは４番気筒＃４の吸気弁近くの吸気マニホルド７内に滞留している。従って、内燃機関１を始動するために、モータジェネレータ２の出力により内燃機関１のクランキングが開始されると、４番気筒＃４の吸気弁近くの吸気マニホルド７内に滞留している排気ガスは、４番気筒＃４のシリンダ内に吸入され、２番気筒＃２の吸気弁近くの吸気マニホルド７内に滞留している、新気と排気ガスの混合ガスは、２番気筒＃２のシリンダ内に吸入される。従って、図２および図３に示される例では、４番気筒＃４および２番気筒＃２の次に吸気行程が到来する１番気筒＃１から、即ち、３番目に吸気行程が到来する気筒から、シリンダ内に新気が供給されることになる。従って、図２および図３に示される例では、内燃機関１を始動するためにクランキングが開始されたときには、例えば、クランキング開始後、３番目に吸気行程が到来する気筒から、燃料噴射と点火作用が開始される。 On the other hand, as described above, when the internal combustion engine 1 is rotated in the reverse direction for only one cycle, in the fourth cylinder # 4, a part of the intake exhaust gas is discharged from the cylinder into the intake manifold 7, and this exhaust gas is the fourth. It stays in the intake manifold 7 near the intake valve of cylinder # 4. Further, in the second cylinder # 2, when the internal combustion engine 1 is rotated in the reverse direction for only one cycle, a mixed gas of fresh air and exhaust gas is discharged from the cylinder into the intake manifold 7, and this mixed gas of fresh air and exhaust gas is discharged. It stays in the intake manifold 7 near the intake valve of the 4th cylinder # 4. Therefore, when the cranking of the internal combustion engine 1 is started by the output of the motor generator 2 in order to start the internal combustion engine 1, the exhaust gas staying in the intake manifold 7 near the intake valve of the fourth cylinder # 4 is exhaust gas. Is sucked into the cylinder of the 4th cylinder # 4 and stays in the intake manifold 7 near the intake valve of the 2nd cylinder # 2. The mixed gas of fresh air and exhaust gas is of the 2nd cylinder # 2. It is sucked into the cylinder. Therefore, in the example shown in FIGS. 2 and 3, the first cylinder # 1 in which the intake stroke arrives next to the fourth cylinder # 4 and the second cylinder # 2, that is, the cylinder in which the intake stroke arrives third. Therefore, fresh air is supplied to the cylinder. Therefore, in the examples shown in FIGS. 2 and 3, when cranking is started to start the internal combustion engine 1, for example, fuel injection is performed from the cylinder in which the intake stroke arrives third after the start of cranking. The ignition action is started.

次に、機関停止時に、吸気弁とスロットル弁８間の吸気マニホルド７内が排気ガスで満たされるまで、内燃機関１を逆回転するようにした第２実施例について説明する。例えば、内燃機関１の排気量が２リットルで、吸気弁とスロットル弁８間の吸気マニホルド７の容積が５リットルの場合、機関停止時に、内燃機関１を５回転だけ逆回転させると、吸気マニホルド７内が排気ガスで満たされる。従って、この場合、第２実施例では、機関停止時に、内燃機関１が５回転だけ逆回転される。一方、このように、機関停止時に、内燃機関１が５回転だけ逆回転された場合、機関始動時において、吸気マニホルド７内の全ての排気ガスを排気マニホルド９内に排出させるためには、内燃機関１が５回転だけクランキングさせる必要がある。従って、この場合、第２実施例では、機関始動時には、内燃機関１が５回転だけクランキングされた後、燃料噴射と点火作用が開始される。 Next, a second embodiment in which the internal combustion engine 1 is rotated in the reverse direction until the inside of the intake manifold 7 between the intake valve and the throttle valve 8 is filled with the exhaust gas when the engine is stopped will be described. For example, when the displacement of the internal combustion engine 1 is 2 liters and the volume of the intake manifold 7 between the intake valve and the throttle valve 8 is 5 liters, when the internal combustion engine 1 is rotated in the reverse direction by 5 turns when the engine is stopped, the intake manifold 7 is rotated. The inside of 7 is filled with exhaust gas. Therefore, in this case, in the second embodiment, when the engine is stopped, the internal combustion engine 1 is rotated in the reverse direction by 5 rotations. On the other hand, when the internal combustion engine 1 is rotated in the reverse direction by 5 rotations when the engine is stopped in this way, the internal combustion engine is required to discharge all the exhaust gas in the intake manifold 7 into the exhaust manifold 9 when the engine is started. Engine 1 needs to be cranked only 5 revolutions. Therefore, in this case, in the second embodiment, when the engine is started, the internal combustion engine 1 is cranked by 5 revolutions, and then the fuel injection and the ignition action are started.

汎用的な表現を用いると、この第２実施例では、２・吸気マニホルドの容積/内燃機関の排気量＝Ｎとした場合、機関停止時には、内燃機関１がＮ回転だけ逆回転され、機関始動時には内燃機関１がＮ回転だけクランキングされた後、燃料噴射と点火作用が開始される。ところで、機関始動時には、スロットル弁８が閉じられているので、内燃機関１がＮ回転だけクランキングされると、その間に吸気マニホルド７内の負圧が大きくなる。吸気マニホルド７内の負圧が大きくなると、シリンダ内に供給される新気量が少なくなる。この第２実施例では、このようにシリンダ内に供給される新気量が少なくなってから燃料噴射と点火作用が開始されるので、燃焼せしめられる混合気量が少なくなり、それにより、機関始動時に発生する未燃ＨＣ量を低減することができる。従って、この第２実施例では、機関始動時に発生する未燃ＨＣ量を低減しつつ、触媒１１が劣化するのを阻止することができる。 To use a general expression, in this second embodiment, when the volume of the intake manifold / the displacement of the internal combustion engine = N, the internal combustion engine 1 is rotated in the reverse direction by N rotations when the engine is stopped, and the engine is started. Occasionally, after the internal combustion engine 1 is cranked by N revolutions, the fuel injection and ignition actions are started. By the way, since the throttle valve 8 is closed when the engine is started, if the internal combustion engine 1 is cranked by N rotations, the negative pressure in the intake manifold 7 becomes large during that time. When the negative pressure in the intake manifold 7 becomes large, the amount of fresh air supplied into the cylinder decreases. In this second embodiment, the fuel injection and the ignition action are started after the amount of fresh air supplied into the cylinder is reduced in this way, so that the amount of air-fuel mixture to be burned is reduced, whereby the engine is started. The amount of unburned HC that sometimes occurs can be reduced. Therefore, in this second embodiment, it is possible to prevent the catalyst 11 from deteriorating while reducing the amount of unburned HC generated when the engine is started.

このように本発明による実施例では、機関排気通路１０内に配置された排気浄化用触媒１１と、機関始動時に機関をクランキングするための駆動装置を具備した内燃機関の制御装置において、機関停止時に触媒１１の温度ＣＴが設定温度ＴＸ以上であるときには、駆動装置により、機関が、機関始動時の回転方向とは逆回転方向にクランキングされる。 As described above, in the embodiment according to the present invention, the engine is stopped in the control device of the internal combustion engine provided with the exhaust purification catalyst 11 arranged in the engine exhaust passage 10 and the drive device for cranking the engine when the engine is started. Sometimes, when the temperature CT of the catalyst 11 is equal to or higher than the set temperature TX, the drive device cranks the engine in the direction opposite to the direction of rotation when the engine is started.

次に、図４を参照しつつ、機関が停止されるときに行われる機関停止制御について説明する。図４は、この機関停止制御を実行するためのルーチンを示しており、このルーチンは、繰り返し実行されているメインルーチンの中で実行される。 Next, with reference to FIG. 4, the engine stop control performed when the engine is stopped will be described. FIG. 4 shows a routine for executing this engine stop control, and this routine is executed in the main routine that is repeatedly executed.

図４を参照すると、まず初めにステップ２０において、内燃機関１の運転停止を要求する機関停止要求が発せられているか否かが判別される。機関停止要求が発せられていないときには処理サイクルを終了する。これに対し、機関停止要求が発せられているときには、ステップ２１に進んで、温度センサ１２の出力信号に基づき、触媒１１の温度ＣＴが、予め設定された温度ＴＸ、例えば、７５０℃よりも高いか否かが判別される。なお、この場合、電子制御ユニット６において、機関の運転履歴に基づき触媒１１の温度ＣＴを推定し、温度センサ１２の検出値に代えて触媒１１の温度ＣＴの推定値を用い、ステップ２１において、この触媒１１の温度ＣＴの推定値が、予め設定された温度ＴＸ、例えば、７５０℃よりも高いか否かを判別するようにしてもよい。ステップ２１において、温度センサ１２により検出された触媒１１の温度ＣＴが設定温度ＴＸよりも高くないと判別されたとき、或いは、電子制御ユニット６において算出された触媒１１の温度ＣＴの推定値が設定温度ＴＸよりも高くないと判別されたときには、ステップ２７に進んで、燃料噴射と点火作用が停止される。次いで、処理サイクルを終了する。 With reference to FIG. 4, first, in step 20, it is determined whether or not an engine stop request for stopping the operation of the internal combustion engine 1 has been issued. The processing cycle is terminated when no engine stop request has been issued. On the other hand, when the engine stop request is issued, the process proceeds to step 21, and the temperature CT of the catalyst 11 is higher than the preset temperature TX, for example, 750 ° C., based on the output signal of the temperature sensor 12. Whether or not it is determined. In this case, in the electronic control unit 6, the temperature CT of the catalyst 11 is estimated based on the operation history of the engine, and the estimated value of the temperature CT of the catalyst 11 is used instead of the detected value of the temperature sensor 12, and in step 21, It may be determined whether or not the estimated value of the temperature CT of the catalyst 11 is higher than the preset temperature TX, for example, 750 ° C. In step 21, when it is determined that the temperature CT of the catalyst 11 detected by the temperature sensor 12 is not higher than the set temperature TX, or the estimated value of the temperature CT of the catalyst 11 calculated by the electronic control unit 6 is set. When it is determined that the temperature is not higher than the TX, the process proceeds to step 27, and the fuel injection and the ignition action are stopped. Then, the processing cycle is terminated.

これに対し、ステップ２１において、温度センサ１２により検出された触媒１１の温度ＣＴが設定温度ＴＸよりも高いと判別されたとき、或いは、電子制御ユニット６において算出された触媒１１の温度ＣＴの推定値が設定温度ＴＸよりも高いと判別されたときには、ステップ２２に進んで、燃料噴射と点火作用が停止される。次いで、ステップ２３に進んで、機関が停止したか否かが判別される。機関が停止すると、ステップ２４に進んで、モータジェネレータ２の出力により内燃機関１を逆回転方向に駆動するクランキングが行われる。次いで、ステップ２５に進んで、内燃機関１が逆方向にＮ回、回転せしめられたか否かが判別される。この場合、第１実施例では、Ｎ＝１とされ、第２実施例では、Ｎの値は吸気マニホルド７の容積と内燃機関１の排気量から決定される。ステップ２５において、内燃機関１が逆方向にＮ回、回転せしめられていないと判別されたときには、ステップ２４に戻って内燃機関１が逆回転され続ける。次いで、内燃機関１が逆方向にＮ回、回転せしめられたと判別されたときには、内燃機関１の逆回転駆動が停止され、ステップ２６に進んで、逆回転フラグがセットされる。次いで、処理サイクルを終了する。 On the other hand, in step 21, when it is determined that the temperature CT of the catalyst 11 detected by the temperature sensor 12 is higher than the set temperature TX, or when the temperature CT of the catalyst 11 is estimated by the electronic control unit 6. When it is determined that the value is higher than the set temperature TX, the process proceeds to step 22, and the fuel injection and the ignition action are stopped. Then, the process proceeds to step 23 to determine whether or not the engine has stopped. When the engine is stopped, the process proceeds to step 24, and cranking is performed in which the output of the motor generator 2 drives the internal combustion engine 1 in the reverse rotation direction. Next, the process proceeds to step 25, and it is determined whether or not the internal combustion engine 1 has been rotated N times in the opposite direction. In this case, in the first embodiment, N = 1, and in the second embodiment, the value of N is determined from the volume of the intake manifold 7 and the displacement of the internal combustion engine 1. When it is determined in step 25 that the internal combustion engine 1 has not been rotated N times in the reverse direction, the process returns to step 24 and the internal combustion engine 1 continues to rotate in the reverse direction. Next, when it is determined that the internal combustion engine 1 has been rotated N times in the reverse direction, the reverse rotation drive of the internal combustion engine 1 is stopped, the process proceeds to step 26, and the reverse rotation flag is set. Then, the processing cycle is terminated.

次に、図５を参照しつつ、機関が始動されるときに行われる機関始動制御について説明する。図５は、この機関始動制御を実行するためのルーチンを示しており、このルーチンも、繰り返し実行されているメインルーチンの中で実行される。 Next, the engine start control performed when the engine is started will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a routine for executing this engine start control, and this routine is also executed in the main routine that is repeatedly executed.

図５を参照すると、まず初めにステップ３０において、内燃機関１の始動を要求する機関始動要求が発せられているか否かが判別される。機関始動要求が発せられていないときには処理サイクルを終了する。これに対し、機関始動要求が発せられているときには、ステップ３１に進んで、逆回転フラグがセットされているか否かが判別される。逆回転フラグがセットされていないと判別されたときには、ステップ３５にジャンプして、燃料噴射と点火作用が開始される。次いで、処理サイクルを終了する。 With reference to FIG. 5, first, in step 30, it is determined whether or not an engine start request for starting the internal combustion engine 1 has been issued. The processing cycle is terminated when no engine start request has been issued. On the other hand, when the engine start request is issued, the process proceeds to step 31 to determine whether or not the reverse rotation flag is set. When it is determined that the reverse rotation flag is not set, the process jumps to step 35, and fuel injection and ignition action are started. Then, the processing cycle is terminated.

これに対し、ステップ３１において、逆回転フラグがセットされていると判別されたとき、即ち、機関停止時に内燃機関１が逆回転駆動されていたときには、ステップ３２に進んで、逆回転フラグがリセットされる。次いで、ステップ３３に進んで、機関を始動するためにモータジェネレータ２の出力により内燃機関１を回転駆動するクランキングが行われる。次いで、ステップ３４に進んで、内燃機関１がＮ回、回転せしめられたか否かが判別される。この場合、前述したように、第１実施例では、Ｎ＝１とされ、第２実施例では、Ｎの値は吸気マニホルド７の容積と内燃機関１の排気量から決定される。ステップ３４において、内燃機関１がＮ回、回転せしめられていないと判別されたときには、ステップ３３に戻って内燃機関１が回転され続ける。次いで、内燃機関１がＮ回、回転せしめられたと判別されたときには、ステップ３５進んで、例えば、３番目に吸気行程が到来する気筒から、燃料噴射と点火作用が開始される。次いで、処理イクルを終了する。 On the other hand, when it is determined in step 31 that the reverse rotation flag is set, that is, when the internal combustion engine 1 is driven in reverse rotation when the engine is stopped, the process proceeds to step 32 and the reverse rotation flag is reset. Will be done. Next, the process proceeds to step 33, and cranking is performed in which the internal combustion engine 1 is rotationally driven by the output of the motor generator 2 in order to start the engine. Next, the process proceeds to step 34, and it is determined whether or not the internal combustion engine 1 has been rotated N times. In this case, as described above, in the first embodiment, N = 1, and in the second embodiment, the value of N is determined from the volume of the intake manifold 7 and the displacement of the internal combustion engine 1. When it is determined in step 34 that the internal combustion engine 1 has not been rotated N times, the process returns to step 33 and the internal combustion engine 1 continues to rotate. Then, when it is determined that the internal combustion engine 1 has been rotated N times, the process proceeds to step 35, and the fuel injection and the ignition action are started from, for example, the third cylinder where the intake stroke arrives. Then, the processing cycle is finished.

１内燃機関
２モータジェネレータ
３切換え装置
４電池
５モータジェネレータ制御装置
６電子制御ユニット
１０排気通路
１１触媒
１２温度センサ 1 Internal combustion engine 2 Motor generator 3 Switching device 4 Battery 5 Motor generator control device 6 Electronic control unit 10 Exhaust passage 11 Catalyst 12 Temperature sensor

Claims

In an internal combustion engine control device equipped with an exhaust purification catalyst arranged in an engine exhaust passage and a drive device for cranking the engine when the engine is started, when the temperature of the catalyst is equal to or higher than the set temperature when the engine is stopped. A control device for an internal combustion engine that uses the drive device to crank the engine in a direction opposite to the direction of rotation when the engine is started.