JP2022090716A - Start control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の始動制御装置に関する。 The present invention relates to a start control device for an internal combustion engine.
従来、過給機を備えた内燃機関にておいて、ウエイストゲートバルブを駆動するための負圧を発生させる機械式のバキュームポンプを備えた車両が知られている(例えば、下記特許文献1参照)。 Conventionally, in an internal combustion engine equipped with a supercharger, a vehicle equipped with a mechanical vacuum pump that generates a negative pressure for driving a waste gate valve is known (for example, see Patent Document 1 below). ).
しかしながら、従来技術では、内燃機関に連動してバキュームポンプが作動するため、内燃機関の始動制御の際に、バキュームポンプの内圧が急激に上昇する虞がある。 However, in the prior art, since the vacuum pump operates in conjunction with the internal combustion engine, there is a possibility that the internal pressure of the vacuum pump rises sharply at the time of starting control of the internal combustion engine.
上述した課題を解決するために、一実施形態に係る内燃機関の始動制御装置は、過給機と、ウエイストゲートバルブと、内燃機関の駆動力に応じてウエイストゲートバルブを駆動するための負圧を発生させる機械式のバキュームポンプと、クランキング手段とを備えた内燃機関において、クランキング手段を所定のクランキングトルクで駆動することによって内燃機関の始動を行う内燃機関の始動制御装置であって、内燃機関の停止時におけるクランク角が、バキュームポンプの内圧が上昇しやすい所定の角度範囲内の場合、所定のクランキングトルクよりも低いクランキングトルクにて内燃機関の始動を行う。 In order to solve the above-mentioned problems, the start control device for the internal combustion engine according to the embodiment is a supercharger, a waste gate valve, and a negative pressure for driving the waste gate valve according to the driving force of the internal combustion engine. An internal combustion engine start control device that starts an internal combustion engine by driving the cranking means with a predetermined cranking torque in an internal combustion engine equipped with a mechanical vacuum pump for generating the engine and a cranking means. When the crank angle when the internal combustion engine is stopped is within a predetermined angle range in which the internal pressure of the vacuum pump tends to increase, the internal combustion engine is started with a cranking torque lower than the predetermined cranking torque.
一実施形態に係る内燃機関の始動制御装置によれば、内燃機関の始動制御の際に、バキュームポンプの内圧が急激に上昇することを抑制できる。 According to the start control device for the internal combustion engine according to the embodiment, it is possible to suppress a sudden increase in the internal pressure of the vacuum pump during the start control of the internal combustion engine.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(ハイブリッド車両10の構成)
図1は、一実施形態に係るハイブリッド車両10の構成を示す図である。図1に示すハイブリッド車両10は、エンジン20およびモータジェネレータ71を備えており、エンジン20およびモータジェネレータ71の発生する駆動力により、走行可能である。
(Structure of hybrid vehicle 10)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
図1に示すように、ハイブリッド車両10は、エンジン20、過給機30、排気管40、ECU50、吸気管60、モータジェネレータ71、およびバキュームポンプ72を備える。
As shown in FIG. 1, the
エンジン20は、「内燃機関」の一例である。エンジン20は、燃焼室21内で燃料(ガソリン等)と空気との混合気が燃焼して、燃焼室21内でピストンが往復運動することにより、クランクシャフトを回転させて、クランクシャフトからハイブリッド車両10の走行のための駆動力を出力する。エンジン20は、サージタンク22および排気マニフォールド23を備える。サージタンク22は、吸気管60とエンジン20の各吸気ポートとの間に接続されている。サージタンク22は、過給機30から供給された空気を一時的に蓄えて、エンジン20の各吸気ポートに供給する。排気マニフォールド23は、エンジン20の各排気ポートと、過給機30の排気タービン32との間に接続されている。排気マニフォールド23は、エンジン20の各排気ポートから排出される排気ガスを集合して、排気タービン32へ排出する。エンジン20の各吸気ポートには、インジェクタ24が設けられている。インジェクタ24は、ECU50の制御により、エンジン20の吸気ポート内に燃料を噴射する。また、エンジン20には、水温センサ25、クランク角センサ26、および油温センサ27が設けられている。水温センサ25は、エンジン20を流れる冷却水の温度を検出する。クランク角センサ26は、エンジン20が備えるクランクシャフトの回転角度を検出する。油温センサ27は、エンジン20を流れるエンジンオイルの温度を検出する。
The
過給機30は、コンプレッサ31および排気タービン32を有する。排気タービン32は、エンジン20の排気マニフォールド23と、排気管40との間に接続されている。排気タービン32は、排気マニフォールド23から排出される排気ガスの気流を利用して、回転力を発生する。コンプレッサ31は、吸気管60の途中に設けられている。コンプレッサ31は、排気タービン32の発生する回転力を利用して、エンジン20に吸入される空気を圧縮する。
The
吸気管60は、エンジン20に吸入される空気の吸気通路である。吸気管60は、エンジン20のサージタンク22に接続されている。吸気管60において、コンプレッサ31よりも下流側には、スロットルバルブ61、インタークーラ62、および過給圧センサ65が設けられている。スロットルバルブ61は、吸気管60の内部で開閉することによって、エンジン20に吸入される空気の吸気量を調整する。インタークーラ62は、冷却水によって、吸気管60内を流れる吸入空気を冷却する。過給圧センサ65は、吸気管60内における過給圧を検出する。吸気管60において、コンプレッサ31よりも上流側には、エアクリーナ63およびエアフローメータ64が設けられている。エアクリーナ63は、吸入空気内の異物を除去する。エアフローメータ64は、単位時間当たりの吸入空気量を検出する。また、吸気管60には、エアバイパス通路66が設けられている。エアバイパス通路66は、過給機30のコンプレッサ31をバイパスするように、吸気管60におけるコンプレッサ31よりも上流側と、吸気管60におけるコンプレッサ31よりも下流側との間を接続する。エアバイパス通路66には、エアバイパスバルブ67が設けられているエアバイパスバルブ67は、ECU50の制御によって開閉することにより、エアバイパス通路66を流れる空気の流量を調整する。
The
排気管40は、コンプレッサ31の排気タービン32から延出して設けられている。排気管40は、排気タービン32から排出された排気ガスを排出するための排気通路である。排気管40には、第1触媒41、第2触媒42、第1空燃比センサ43、および第2空燃比センサ44が設けられている。
The
第1触媒41は、排気管40に設けられている。第2触媒42は、排気管40において、第1触媒41よりも下流に設けられている。第1触媒41および第2触媒42は、排気管40を流れる排気ガスを浄化する。例えば、第1触媒41は、中空構造のケーシングと、ケーシングに内装した触媒担体とを有する。触媒担体は、例えば、コージュライト等のセラミックス材料によって形成したハニカム構造体であり、排気管40を流れる排出ガスに含まれるHC(炭化水素)、CO(一酸化炭素)およびNOx(窒素酸化物)を浄化するための触媒物質を担持している。
The
第1空燃比センサ43は、排気管40において、第1触媒41よりも上流側に設けられている。第1空燃比センサ43は、第1触媒41よりも上流側の排気ガスの空燃比を検出する。第1空燃比センサ43によって検出された空燃比は、ECU50へ供給される。
The first air-
第2空燃比センサ44は、排気管40において、第1触媒41よりも下流側(第1触媒41と第2触媒42との間)に設けられている。第2空燃比センサ44は、第1触媒41よりも下流側の排気ガスの空燃比を検出する。第2空燃比センサ44によって検出された空燃比は、ECU50へ供給される。
The second air-
また、排気管40には、バイパス通路45が設けられている。バイパス通路45は、過給機30の排気タービン32をバイパスするように、排気マニフォールド23と、排気管40との間を接続する。バイパス通路45には、ウエイストゲートバルブ46が設けられている。ウエイストゲートバルブ46は、ECU50の制御によって、バキュームポンプ72の発生する負圧を用いて開閉することにより、バイパス通路45を流れる排気ガスの流量を調整する。ウエイストゲートバルブ46には、ウエイストゲートバルブ開度センサ47が設けられている。ウエイストゲートバルブ開度センサ47は、ウエイストゲートバルブ46の開度を示す信号を出力する。
Further, the
ECU50は、「内燃機関の始動制御装置」の一例である。ECU50は、ハイブリッド車両10の全体を制御する。例えば、ECU50は、各種センサ(第1空燃比センサ43、第2空燃比センサ44、ウエイストゲートバルブ開度センサ47、エアフローメータ64、過給圧センサ65、アクセル開度センサ81、水温センサ25、クランク角センサ26等)の検出値等に基づいて、点火タイミング、スロットルバルブ61の開度、インジェクタ24の燃料噴射量および燃料噴射タイミング、自動変速機70の変速比、ウエイストゲートバルブ46の開度、エアバイパスバルブ67の開度等を制御することができる。
The ECU 50 is an example of an “internal combustion engine start control device”. The ECU 50 controls the
また、ECU50は、第1空燃比センサ43および第2空燃比センサ44の検出値に基づいて、空燃比フィードバック制御を行うことができる。
Further, the ECU 50 can perform air-fuel ratio feedback control based on the detection values of the first air-
例えば、ECU50は、第1空燃比センサ43の検出値が目標値となるように、インジェクタ24によるエンジン20への燃料供給(燃料噴射量および燃料噴射タイミング)をフィードバック制御する、メインフィードバック制御を行うことができる。
For example, the ECU 50 performs main feedback control that feedback-controls the fuel supply (fuel injection amount and fuel injection timing) to the
さらに、ECU50は、第2空燃比センサ44の検出値に基づいて、上記目標値をフィードバック制御するサブフィードバック制御を行うことができる。例えば、ECU50は、第2空燃比センサ44の検出値の検出値が理論空燃比よりもリーンである場合、上記目標値を理論空燃比よりもリッチとすることができる。また、例えば、ECU50は、第2空燃比センサ44の検出値の検出値が理論空燃比よりもリッチである場合、上記目標値を理論空燃比よりもリーンとすることができる。
Further, the ECU 50 can perform sub-feedback control for feedback-controlling the target value based on the detected value of the second air-
ECU50は、CPU(CentralProcessingUnit)、各種メモリ(例えば、ROM(ReadOnlyMemory)、RAM(RandomAccessMemory))等を備えて構成されている。ECU50は、各種メモリに記憶されているプログラムをCPUが実行することにより、当該ECU50が備える各種機能を実現する。 The ECU 50 is configured to include a CPU (CentralProcessingUnit), various memories (for example, ROM (ReadOnlyMemory), RAM (RandomAccessMemory)), and the like. The ECU 50 realizes various functions included in the ECU 50 by executing a program stored in various memories by the CPU.
モータジェネレータ71は、ハイブリッド車両10の車輪駆動系に設けられており、バッテリ(図示省略)から供給される電力を用いて、ハイブリッド車両10の走行のための駆動力を発生する。モータジェネレータ71は、「クランキング手段」の一例であり、エンジン20の始動のための駆動力を発生することができる。
The
バキュームポンプ72は、エンジン20の発生する駆動力に応じて、ウエイストゲートバルブ46を駆動するための負圧を発生させる機械式のバキュームポンプである。バキュームポンプ72は、エンジン20と連動するため、エンジン20の始動の際に、エンジン20のクランキングトルクが高くなるにつれて、バキュームポンプ72の内圧が高くなる。また、バキュームポンプ72は、エンジンオイルを排出するため、エンジンオイルの油温が比較的低い場合には、エンジンオイルの粘度が高くなり、バキュームポンプ72の内圧が高くなる虞がある。
The
(一実施形態に係るECU50による処理の手順)
図2は、一実施形態に係るECU50による処理の手順を示すフローチャートである。
(Procedure of processing by ECU 50 according to one embodiment)
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure by the ECU 50 according to the embodiment.
まず、ECU50は、エンジン始動要求が発生したか否かを判断する(ステップS201)。例えば、ECU50は、エンジンスタートボタンが押下されたことに応じて、当該ECU50内または他のECUにおいて、エンジン始動要求フラグがオンになったことを検知した場合、エンジン始動要求が発生したと判断することができる。 First, the ECU 50 determines whether or not an engine start request has occurred (step S201). For example, when the ECU 50 detects that the engine start request flag is turned on in the ECU 50 or another ECU in response to the pressing of the engine start button, it determines that the engine start request has occurred. be able to.
ステップS201において、エンジン始動要求が発生していないと判断された場合(ステップS201:No)、ECU50は、図2に示す一連の処理を終了する。 When it is determined in step S201 that the engine start request has not occurred (step S201: No), the ECU 50 ends a series of processes shown in FIG.
一方、ステップS201において、エンジン始動要求が発生したと判断された場合(ステップS201:Yes)、ECU50は、エンジン油温が-20℃以下であるか否かを判断する(ステップS202)。例えば、ECU50は、エンジン20に設けられた油温センサ27の検出値に基づいて、エンジン油温を特定することができる。
On the other hand, when it is determined in step S201 that the engine start request has occurred (step S201: Yes), the ECU 50 determines whether or not the engine oil temperature is −20 ° C. or lower (step S202). For example, the ECU 50 can specify the engine oil temperature based on the detection value of the
ステップS202において、エンジン油温が-20℃以下ではないと判断された場合(ステップS202:No)、ECU50は、図2に示す一連の処理を終了する。 When it is determined in step S202 that the engine oil temperature is not -20 ° C. or lower (step S202: No), the ECU 50 ends a series of processes shown in FIG.
一方、ステップS202において、エンジン油温が-20℃以下であると判断された場合(ステップS202:Yes)、ECU50は、クランク停止位置が0~180°CAの範囲(「バキュームポンプの内圧が上昇しやすい所定の角度範囲」の一例)内であるか否かを判断する(ステップS203)。例えば、ECU50は、クランク角センサ26の検出値に基づいて、クランク停止位置を特定することができる。なお、クランキングトルクの低下は、バッテリからモータジェネレータ71への電力供給が制限されることによって実現される。
On the other hand, when it is determined in step S202 that the engine oil temperature is −20 ° C. or lower (step S202: Yes), the ECU 50 has a crank stop position in the range of 0 to 180 ° CA (“the internal pressure of the vacuum pump rises). It is determined whether or not it is within an example of "a predetermined angle range that is easy to easily" (step S203). For example, the ECU 50 can specify the crank stop position based on the detection value of the
ステップS203において、クランク停止位置が0~180°CAの範囲内ではないと判断された場合(ステップS203:No)、ECU50は、図2に示す一連の処理を終了する。 When it is determined in step S203 that the crank stop position is not within the range of 0 to 180 ° CA (step S203: No), the ECU 50 ends a series of processes shown in FIG.
一方、ステップS203において、クランク停止位置が0~180°CAの範囲内であると判断された場合(ステップS203:Yes)、ECU50は、モータジェネレータ71によるエンジン20のクランキングトルクを低める(ステップS204)。そして、ECU50は、図2に示す一連の処理を終了する。例えば、ECU50は、水温とクランキングトルクとの関係を表す所定の制御マップを一時的に変更することにより、クランキングトルクを低めることができる。
On the other hand, when it is determined in step S203 that the crank stop position is within the range of 0 to 180 ° CA (step S203: Yes), the ECU 50 lowers the cranking torque of the
一実施形態に係るECU50は、図2に示す一連の処理を実行することにより、エンジン20の始動制御の際に、バキュームポンプ72の内圧が上昇しやすい所定の条件(エンジン油温およびクランク角)を満たす場合、モータジェネレータ71によるエンジン20のクランキングトルクを低めることができる。これにより、一実施形態に係るECU50は、エンジン20の始動制御の際に、バキュームポンプ72の内圧が急激に上昇することを抑制できる。
A predetermined condition (engine oil temperature and crank angle) in which the internal pressure of the
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications or modifications are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
一実施形態では、「クランキング手段」の一例として、モータジェネレータを用いているが、これに限らず、例えば、「クランキング手段」の他の一例として、スタータモータを用いてもよい。但し、「クランキング手段」としてモータジェネレータを用いた場合、「クランキング手段」としてスタータモータを用いた場合と比較して、クランキング回転数が高くなり、バキュームポンプの内圧が高くなるため、本発明はより効果の高いものとなる。 In one embodiment, a motor generator is used as an example of the "cranking means", but the present invention is not limited to this, and for example, a starter motor may be used as another example of the "cranking means". However, when a motor generator is used as the "cranking means", the cranking rotation speed is higher and the internal pressure of the vacuum pump is higher than when the starter motor is used as the "cranking means". The invention will be more effective.
また、一実施形態では、エンジン油温の閾値の一例として、「-20℃」を用いているが、これに限らず、例えば、エンジン油温の閾値として、個々の車両に応じた適切な油温(すなわち、バキュームポンプの内圧が上昇しやすくなる油温)を用いてもよい。 Further, in one embodiment, "-20 ° C." is used as an example of the engine oil temperature threshold, but the present invention is not limited to this, and for example, as the engine oil temperature threshold, appropriate oil according to each vehicle is used. The temperature (that is, the oil temperature at which the internal pressure of the vacuum pump tends to increase) may be used.
また、一実施形態では、「バキュームポンプの内圧が上昇しやすい所定の角度範囲」の一例として、「0~180°CA」を用いているが、これに限らず、例えば、「バキュームポンプの内圧が上昇しやすい所定の角度範囲」として、個々の車両に応じた適切な角度範囲を用いてもよい。 Further, in one embodiment, "0 to 180 ° CA" is used as an example of "a predetermined angle range in which the internal pressure of the vacuum pump tends to increase", but the present invention is not limited to this, and for example, "internal pressure of the vacuum pump". As the "predetermined angle range in which the pump is likely to rise", an appropriate angle range according to the individual vehicle may be used.
10 ハイブリッド車両
20 エンジン(内燃機関)
21 燃焼室
22 サージタンク
23 排気マニフォールド
24 インジェクタ
25 水温センサ
26 クランク角センサ
27 油温センサ
30 過給機
31 コンプレッサ
32 排気タービン
40 排気管
41 第1触媒
42 第2触媒
43 第1空燃比センサ
44 第2空燃比センサ
45 バイパス通路
46 ウエイストゲートバルブ
47 ウエイストゲートバルブ開度センサ
50 ECU(内燃機関の始動制御装置)
60 吸気管
61 スロットルバルブ
62 インタークーラ
63 エアクリーナ
64 エアフローメータ
65 過給圧センサ
66 エアバイパス通路
67 エアバイパスバルブ
70 自動変速機
71 モータジェネレータ
72 バキュームポンプ
81 アクセル開度センサ
10
21
60
Claims (1)
ウエイストゲートバルブと、
内燃機関の駆動力に応じて前記ウエイストゲートバルブを駆動するための負圧を発生させる機械式のバキュームポンプと、
クランキング手段と
を備えた内燃機関において、
前記クランキング手段を所定のクランキングトルクで駆動することによって前記内燃機関の始動を行う内燃機関の始動制御装置であって、
前記内燃機関の停止時におけるクランク角が、前記バキュームポンプの内圧が上昇しやすい所定の角度範囲内の場合、前記所定のクランキングトルクよりも低いクランキングトルクにて前記内燃機関の始動を行う
内燃機関の始動制御装置。 With a supercharger,
Waste gate valve and
A mechanical vacuum pump that generates a negative pressure to drive the waste gate valve according to the driving force of the internal combustion engine.
In an internal combustion engine equipped with cranking means,
A start control device for an internal combustion engine that starts the internal combustion engine by driving the cranking means with a predetermined cranking torque.
When the crank angle when the internal combustion engine is stopped is within a predetermined angle range in which the internal pressure of the vacuum pump tends to increase, the internal combustion engine is started with a cranking torque lower than the predetermined cranking torque. Engine start control device.
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