JP3931490B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アイドルストップを自動的に行う内燃機関の制御装置に係り、特に再始動時の始動性を向上するとともに、再始動時のショックを低減した内燃機関の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、排気ガス低減や2酸化炭素排出量及び燃費の低減のため、停車中のエンジン停止を励行するアイドルストップ運動が行われている。また渋滞や信号機による頻繁な停車時に運転者のアイドルストップ操作の負担を軽減するため、アイドル状態を検出して機関の停止及び再始動を自動的に行うアイドルストップ機能を備えた自動車も考えられている。
【0003】
このようなアイドルストップ機能を備えた自動車では、機関停止から再始動までの経過時間が短い場合が頻繁に発生する。このような内燃機関の再始動性を向上させるために、特開平7−224712号公報記載の第一従来技術が知られている。この第一従来技術は、発熱抵抗体を備えたエアフローメータを吸気量センサとする内燃機関において、機関始動に先だって発熱抵抗体に通電し、機関停止後にも所定時間が経過するまで、通電を継続するものである。
【0004】
また、可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関の再始動性を向上する技術としては、特開平8−261027号公報記載の第2従来技術が知られている。この第2従来技術では、主電源スイッチが開路操作されると閉路状態にされる補助電源スイッチを設け、主電源オフ後、再始動に備えてアイドルスピード制御バルブ(ISCV)を強制的に全開とするとともに、バルブタイミングを機関始動に適したバルブオーバーラップ期間に設定している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、吸気マニホルド内の状態に係わらず、常に冷却水温度等の機関温度に従って始動時のスロットル開度を設定していたので、始動時に急激なトルクが発生し、車体及び乗員にショックを与えるという問題点があった。
【0006】
以上の問題点に鑑み本発明の目的は、再始動時の急激なトルク発生を防止し、車体及び乗員にショックを与えることがない内燃機関の制御装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、上記目的を達成するため、所定のアイドル条件が満足されたとき自動的に機関を停止し、所定の再始動条件が満足されたとき自動的に機関を再始動させるアイドルストップ機能を備えた内燃機関の制御装置であって、機関が吸入する空気量を制御する吸入空気量制御手段と、アイドルストップ中に吸気マニホルド内の状態を推定するマニホルド内状態推定手段と、機関再始動時の要求空気量を演算する要求空気量演算手段と、前記マニホルド内状態及び前記要求空気量に応じて前記吸入空気量制御手段の開度を演算する開度演算手段と、を備え、前記マニホルド内状態推定手段は、アイドルストップ直前の吸気マニホルド内圧力を記憶する記憶手段と、前記記憶された吸気マニホルド内圧力を初期値とし、アイドルストップ継続時間を積分時間として、吸気マニホルド内空気量を積分することにより、吸気マニホルド内圧力を計算する計算手段と、を備えたことを要旨とする。
【0010】
請求項記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項1記載の内燃機関の制御装置において、前記要求空気量演算手段は、外気温度及び機関温度に基づいて、予め記憶されたテーブルを索引して要求空気量を求めることを要旨とする。
【0011】
請求項記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項1または請求項2に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸入空気量制御手段は電子制御スロットルであり、前記マニホルド内状態推定手段は、前記電子制御スロットルから流入する空気を積分演算して、吸気マニホルド内の総ガス量を演算することを要旨とする。
【0012】
請求項記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項1または請求項2に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸入空気量制御手段は、吸気バルブの開閉タイミングを変更して吸入空気量を制御するバルブタイミング制御手段であることを要旨とする。
【0013】
【発明の効果】
請求項1記載の発明にあっては、アイドルストップ機能を備えた内燃機関の制御装置において、マニホルド内状態推定手段が推定したアイドルストップ中の吸気マニホルド内の状態と、要求空気量演算手段が演算した機関再始動時の要求空気量とに基づいて開度演算手段が吸入空気量制御手段の開度を演算するようにしたので、吸入空気量制御手段の開度を再始動時に最適制御することができ、再始動時に急激なトルクが発生することを防止し、車体及び乗員にショックを与えることが無くなるという効果がある。
【0014】
また、前記マニホルド内状態推定手段は、アイドルストップ直前の吸気マニホルド内圧力を記憶する記憶手段と、前記記憶された吸気マニホルド内圧力を初期値とし、アイドルストップの継続時間を積分時間として、吸気マニホルド内空気量を積分することにより、吸気マニホルド内圧力の変化を計算する計算手段と、を備えて構成するようにしたので、アイドルストップ後の時間経過に応じて吸気マニホルド内圧力の変化を高精度に計算することができるという効果がある。
【0016】
請求項記載の発明にあっては、請求項1記載の発明の効果に加えて、前記要求空気量演算手段は、外気温度と機関温度とに基づいて、予め記憶されたテーブルを索引して要求空気量を求めるようにしたので、複雑な計算を行うことなく、短時間で要求空気量を求めることができる。
【0017】
請求項記載の発明にあっては、請求項1または請求項2に記載の発明の効果に加えて、前記吸入空気量制御手段は電子制御スロットルであり、前記要求空気量演算手段は、前記電子制御スロットルから流入する空気を積分演算して、吸気マニホルド内の総ガス量を演算するようにしたので、アイドルストップ後の時間経過に応じて吸気マニホルド内圧力の変化を高精度に計算することができる。
【0018】
請求項記載の発明にあっては、請求項1または請求項2に記載の発明の効果に加えて、前記吸入空気量制御手段は、吸気バルブの開閉タイミングを変更して吸入空気量を制御するバルブタイミング制御手段としたので、電磁駆動吸気バルブ等を備えて任意のタイミングで吸気バルブを開閉して吸入空気量を制御する内燃機関にも適用することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明に係る内燃機関の制御装置の第一の実施形態の構成を示すブロック図である。
【0020】
図1において、制御装置1は、機関の吸入空気量を検出するエアフローメータ2と、一定時間の間隔で計時信号を発生する計時部3と、機関運転中はもとより機関停止後も計時部3からの計時信号に従って吸気マニホルド内の空気量を演算する吸気マニホルド内空気量演算部4と、再始動時の要求空気量を演算する再始動時要求空気量演算部5と、スロットル開度を演算するスロットル開度演算部7と、エアフローメータ2の下流に配設され吸入空気量を制御する電子制御スロットル8とを備えている。
【0021】
エアフローメータ2は、各種の形式のエアフローメータの内、低流量まで測定可能な方式、例えば熱線式を採用したものが好ましい。このエアフローメータの測定信号をQaとする。
【0022】
計時部3は、水晶振動子などを用いて固有振動数の発振を行わせ、この固有振動数を分周して、例えば1msec毎の固定周期の時間信号tを発するものである。
【0023】
吸気マニホルド内空気量演算部4は、機関運転中及び機関停止後の吸気マニホルド内状態であるマニホルド内空気量を計算するものであり、計時部3からの固定周期の時間信号tに従って、マニホルド内の空気の出入りを計算し、この計算値を用いてマニホルド内空気量Cmを順次更新するものである。
【0024】
再始動時要求空気量演算部5は、外気温度Ta及び機関温度としての冷却水温度Teに基づいて、機関が再始動するために必要な空気量を計算する。この計算は、近似計算式に従って計算してもよいが、本実施の形態では、再始動時要求空気量演算部5の内部に要求空気量マップ6を設け、Ta及びTeの2次元の変数でマップを索引して要求空気量Qdを求めている。
【0025】
スロットル開度演算部7は、吸気マニホルド内空気量演算部4が計算した吸気マニホルド内空気量Cmと再始動時要求空気量演算部5が計算した要求空気量Qdとに基づいて、例えば予め記憶されたマップを参照して再始動時の電子制御スロットル8の開度を計算する。
【0026】
次に、図2のフローチャートを参照して、本実施の形態の動作の流れを説明する。尚、図2に示したフローチャートは、計時部3が発生する時間信号t毎の動作であり、制御装置1のうち、エアフローメータ2及び電子制御スロットル8を除いた構成要素をマイクロコンピュータ等で構成した場合のサブルーチンと考えてもよい。
【0027】
まず、アイドルストップ中か否かが判定される(ステップ10、以下ステップをSと略す)。
【0028】
ここでアイドルストップについて、補足説明する。制御装置が判定して自動的に機関停止させるためのアイドルストップ条件は、例えば、機関の暖機が完了し蓄電池が充電を必要としないとき、運転者がアクセルペダルから足を離してブレーキペダルを踏んでいる状態であること、車速が0となったこと、ギア位置がNまたはDであること、などの条件が全て満足されたときである。内燃機関の制御装置は、このアイドルストップ条件が満足されたとき、燃料噴射及び点火停止を行って、機関を自動的に停止させている。
【0029】
そして、運転者がブレーキペダルからアクセルペダルへ踏み変えたとき、サイドブレーキが外され、ギア位置がNまたはDであれば、制御装置は再始動条件が満足されたとして、スタータモータを駆動し、燃料噴射及び点火を行うことにより、機関を自動的に再始動させるものとする。
【0030】
S10の判定で、アイドルストップ中でなければ、エアフローメータにより空気流量Qaを測定し(S12)、吸気マニホルドからシリンダへの流出空気量Ccを算出(S14)する。次いで、前回時間信号tに同期して計算した前回の吸気マニホルド内空気量Cm(n−1)に〔Qa・Δt−Cc〕を加えることにより、今回の吸気マニホルド内空気量Cm(n)を求めて(S16)、メインルーチンへリターンする。ここで、Δtは、時刻n−1から時刻nまでの時間、即ち計時部3が発生する時間信号tの間隔である。
【0031】
S10の判定で、アイドルストップ中であれば、機関を再始動するための所定の再始動条件が満足されているかどうかを判定し(S18)、再始動しなければ、吸気マニホルド内への流入空気量Qaを測定し(S20)、次いで、前回時間信号tに同期して計算した前回の吸気マニホルド内空気量Cm(n−1)にQa・Δtを加えることにより、今回の吸気マニホルド内空気量Cm(n)を求めて(S22)、アイドルストップ後の経過時間を更新して(S24)、メインルーチンへリターンする。
【0032】
S18の判定で、再始動条件が満足されている場合、外気温Taを測定し(S26)、冷却水温Teを測定し(S28)、Ta及びTeを用いて要求空気量Qdを算出する(S30)。
【0033】
次いで、算出された要求空気量Qdと、前回までに算出された吸気マニホルド内空気量Cmとを用いて、再始動時のスロットル開度を計算し(S32)、このスロットル開度に電子制御スロットルを設定して(S34)、機関を始動する(S36)。
【0034】
こうして、機関停止後も吸気マニホルド内の状態を計算し、機関再始動時には吸気マニホルド内の状態に合わせて電子制御スロットルの開度を制御することができるので、再始動時に適度なトルクが発生して良好な再始動性を確保するとともに、過大なトルクが急激に発生して車両及び乗員に衝撃を与えることが無くなる。
【0035】
図3は、吸気マニホルド内空気量演算部4が計算に使用する吸気系の内部モデルの説明図である。
図3において、吸気量を測定するエアフローメータ(AFM)2の下流に電子制御スロットル8が設けられている。電子制御スロットル8の下流には吸気マニホルド部20があり、吸気弁21を介してシリンダ部22が設けられている。
【0036】
AFM部の空気流量をQa〔kg/h〕とする。マニホルド部の圧力をPm〔Pa〕、容積をVm〔m3 〕、空気質量をCm〔g〕、温度をTm〔°K〕、とする。シリンダ部の圧力をPc〔Pa〕、容積をVc〔m3 〕、空気質量をCc〔g〕、温度をTc〔°K〕、シリンダ内新気割合をηとする。
【0037】
吸気マニホルド内の空気量Cm(n)は、次に示す式(1)で表される。
【数1】
Cm(n)=Cm(n−1)+Qa(n)・Δt−Cc(n) …(1)
ここで、Qa(n)・Δtは、マニホルドへの流入空気量であり、Cc(n)はマニホルドからの流出空気量である。
【0038】
さらに、気体常数をR、機関回転数をNe、マニホルド部温度=シリンダ部温度(Pm=Pc)、マニホルド部圧力=シリンダ部圧力(Tm=Tc)と仮定したとき、Ccは次に示す式(2)で表される。
【数2】
Cc=η・Pm・Vc/(R・Tm)/Ne …(2)
図4は、式(1)で示した吸気マニホルド内空気量の計算内容を示す信号ダイアグラムである。
入力信号としては、AFM部の空気流量Qa、空気流量概算値QH0 、機関回転数Ne、シリンダ容積Vcである。出力信号は、マニホルド部空気量Cmである。
【0039】
空気流量概算値QH0 は、機関回転数Neと図示されないスロットル開度から求められた吸入空気流量の概算値であり、QH0 とNeにより補正係数マップであるKtrm マップを索引してKtrm を求める。そしてAFM部で測定された空気流量にKtrm を乗算して、正確な空気流量を得ている。ここで用いている熱線式空気流量計は、吸気脈動に起因して特性がふらつくことが知られており、なるべくフラットなオープンループ空燃比制御特性を得るために、測定値に対してKtrm による補正を行っている。
【0040】
次いで、Qaの単位を変更した後、1msecの区間積分を行って、マニホルドへの流入空気量Caを得る。
一方、シリンダ容積Vcに、シリンダ圧力Pc=Pmを乗じることにより、マニホルドからの流出空気量Ccが得られる。そして、Cm(n−1)にCa=Qa(n)・Δtを加えたものからCcを減じると、更新されたマニホルド内空気量Cm(n)が得られる。
【0041】
図5は、本実施の形態のおける機関停止から再始動までの時間に対する再始動時のスロットル開度を示すものである。
例えば、図5(a)に示すように、機関停止時に吸気マニホルド内圧力が−200mmHg以上であれば、停止直後の再始動時には、スロットル開度は、全開(1.0)の70%(0.7)となり、再始動までの時間が経過するに従って、再始動時のスロットル開度は小さくなり、約1秒後以後の再始動時には、スロットル開度はほぼ0.5の一定となる。
【0042】
また、図5(b)に示すように、機関停止時に吸気マニホルド内圧力が−200mmHg以下であれば、停止直後の再始動時には、スロットル開度は、ほぼ全開(1.0)となり、再始動までの時間が経過するに従って、再始動時のスロットル開度は小さくなり、約3秒後以後の再始動時には、スロットル開度はほぼ0.5の一定となる。
【0043】
尚、本実施形態においては、吸気マニホルド内状態推定手段として、吸気マニホルド内の空気量を演算したしたが、これに限らずエアフローメータに代えて吸気マニホルド内に吸気圧センサを備えて、吸気マニホルド内の圧力からその空気量を計算し、この計算値と再始動時要求空気量とに基づいて、スロットル開度を計算してもよい。
【0044】
この場合、機関停止時の吸気圧センサ値を初期値として一時記憶し、ほぼ一定と見なせる大気圧と吸気マニホルド内圧力との差に応じた空気流量がスロットルバルブからリークするとして、吸気マニホルド内の空気量を積分計算してもよい。
【0045】
図6は、本発明に係る内燃機関の制御装置の第二実施形態の構成を示すブロック図である。
図6において、制御装置101は、機関の吸入空気量を検出するエアフローメータ2と、一定時間の間隔で計時信号を発生する計時部3と、機関運転中はもとより機関停止後も計時部3からの計時信号に従って吸気マニホルド内の空気量を演算する吸気マニホルド内空気量演算部4と、再始動時の要求空気量を演算する再始動時要求空気量演算部5と、電磁駆動吸排気弁の開閉タイミングを演算する吸排気弁開閉タイミング演算部10と、電磁駆動吸排気弁11とを備えている。
【0046】
本実施の形態の制御装置101は、電磁気的に駆動される吸排気弁を備えた内燃機関に適用されるものであり、図1に示した第一実施形態の構成要素であるスロットル開度演算部7及び電子制御スロットル8に代えて、吸排気弁開閉タイミング演算部10と、電磁駆動吸排気弁11とを備えている。その他の構成は第一実施形態と同様であり、同じ符号が付与されている。
【0047】
電磁駆動吸排気弁を備えた内燃機関においては、吸排気弁の開閉タイミングを制御することにより、吸気量の制御ができるので、スロットルバルブは設けないか、設けても通常運転状態ではほぼ開いた状態となっている。
【0048】
本実施の形態における動作は、第一実施形態と同様であり、スロットル開度演算に代えて、吸排気弁開閉タイミングが演算されることが異なる。
即ち、第一実施形態において、スロットルバルブ開度の計算値が全開となったときには、本実施形態では、吸気弁の開閉タイミングを最大吸気量が得られるタイミング、例えば上死点付近で開き、下死点付近で閉じるタイミングとする。
【0049】
また第一実施形態でスロットルバルブが絞られる場合には、その絞り量に対応して吸気弁を早閉じ、または下死点を超えた遅閉じに制御する。このように吸気弁の開閉タイミングを制御することにより、機関停止から再始動までの時間に係わらず、常に最適な空気量をシリンダに吸入することができ、良好な再始動性を確保するとともに、再始動時の唐突なトルク発生を防止し、車両及び乗員に衝撃を与えることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る内燃機関の制御装置の第一の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図2】第一実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図3】吸気マニホルド内空気量演算部が計算する吸気系の内部モデル説明図である。
【図4】吸気マニホルド内空気量演算部の計算内容を示す信号ダイアグラムである。
【図5】機関停止後経過時間に対するスロットル開度の例を示すグラフである。
【図6】第二実施形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 制御装置
2 エアフローメータ
3 計時部
4 吸気マニホルド内空気量演算部
5 再始動時要求空気量演算部
6 要求空気量マップ
7 スロットル開度演算部
8 電子制御スロットル
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that automatically performs idle stop, and more particularly, to a control device for an internal combustion engine that improves startability at restart and reduces shock at restart.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in order to reduce exhaust gas, reduce carbon dioxide emissions, and reduce fuel consumption, an idle stop exercise has been performed to encourage the engine to stop while the vehicle is stopped. In addition, in order to reduce the burden of the driver's idle stop operation when the vehicle is frequently stopped due to traffic jams or traffic lights, there may be an automobile equipped with an idle stop function that automatically stops and restarts the engine by detecting the idle state. Yes.
[0003]
In an automobile having such an idle stop function, a case where an elapsed time from an engine stop to a restart is short frequently occurs. In order to improve the restartability of such an internal combustion engine, a first prior art described in JP-A-7-224712 is known. In the first conventional technique, in an internal combustion engine using an air flow meter equipped with a heating resistor as an intake air amount sensor, the heating resistor is energized before starting the engine, and the energization is continued until a predetermined time elapses after the engine is stopped. To do.
[0004]
As a technique for improving the restartability of an internal combustion engine provided with a variable valve timing mechanism, a second conventional technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-261027 is known. In this second prior art, an auxiliary power switch that is closed when the main power switch is opened is provided, and after the main power is turned off, the idle speed control valve (ISCV) is forcibly fully opened in preparation for restart. In addition, the valve timing is set to a valve overlap period suitable for engine start.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, regardless of the state in the intake manifold, the throttle opening at the time of starting is always set according to the engine temperature such as the cooling water temperature. There was a problem of shocking passengers.
[0006]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that prevents sudden torque generation at the time of restart and does not shock the vehicle body and the occupant.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 automatically stops the engine when a predetermined idle condition is satisfied, and automatically restarts the engine when a predetermined restart condition is satisfied. A control device for an internal combustion engine having an idle stop function, an intake air amount control means for controlling the amount of air taken in by the engine, an in-manifold state estimation means for estimating a state in the intake manifold during idle stop, A required air amount calculating means for calculating a required air amount when the engine is restarted, and an opening degree calculating means for calculating an opening degree of the intake air amount control means according to the state in the manifold and the required air amount. The manifold state estimation means stores storage means for storing the intake manifold pressure immediately before idling stop, and stores the intake manifold pressure as an initial value. As-up duration of integration time, by integrating the intake manifold air quantity, and summarized in that with a calculating means for calculating the intake manifold internal pressure.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in order to achieve the above object, in the control device for an internal combustion engine according to the first aspect , the required air amount calculation means is a table stored in advance based on the outside air temperature and the engine temperature. The gist is to obtain the required air volume by indexing
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in order to achieve the above object, in the control device for an internal combustion engine according to the first or second aspect, the intake air amount control means is an electronically controlled throttle, and the state in the manifold is estimated. The means is to calculate the total gas amount in the intake manifold by integrating the air flowing in from the electronic control throttle.
[0012]
In order to achieve the above object, according to a fourth aspect of the present invention, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first or second aspect, the intake air amount control means changes the intake valve opening / closing timing to perform intake. The gist of the invention is valve timing control means for controlling the amount of air.
[0013]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine having an idle stop function, the state in the intake manifold during idle stop estimated by the in-manifold state estimation means and the required air amount calculation means are calculated. Since the opening degree calculation means calculates the opening degree of the intake air amount control means based on the required air amount at the time of restarting the engine, the opening degree of the intake air amount control means should be optimally controlled at the time of restart Thus, it is possible to prevent a sudden torque from being generated at the time of restart and to eliminate shocks to the vehicle body and the occupant.
[0014]
Further, the manifold state estimating means includes storage means for storing the intake manifold pressure of the idling stop immediately before the the stored intake manifold pressure and an initial value, the duration of the idle stop as integration time, the intake manifold The calculation means for calculating the change in intake manifold internal pressure by integrating the amount of internal air is configured to provide a highly accurate change in intake manifold pressure as time elapses after idling stop. There is an effect that it can be calculated.
[0016]
In the invention according to claim 2 , in addition to the effect of the invention according to claim 1 , the required air amount calculation means indexes a table stored in advance based on the outside air temperature and the engine temperature. Therefore, the required air amount can be obtained in a short time without performing complicated calculations.
[0017]
In the invention according to claim 3 , in addition to the effect of the invention according to claim 1 or 2, the intake air amount control means is an electronic control throttle, and the required air amount calculation means Since the total amount of gas in the intake manifold is calculated by integrating the air flowing in from the electronically controlled throttle, the change in the intake manifold pressure can be calculated with high accuracy over time after idle stop. Can do.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the effects of the first or second aspect, the intake air amount control means controls the intake air amount by changing the opening / closing timing of the intake valve. Therefore, the present invention can be applied to an internal combustion engine that includes an electromagnetically driven intake valve or the like and opens and closes the intake valve at an arbitrary timing to control the intake air amount.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a control device for an internal combustion engine according to the present invention.
[0020]
In FIG. 1, the control device 1 includes an air flow meter 2 that detects the intake air amount of the engine, a timing unit 3 that generates a timing signal at regular time intervals, and from the timing unit 3 not only during engine operation but also after engine shutdown. The intake manifold air amount calculation unit 4 that calculates the amount of air in the intake manifold according to the time signal of the above, the restart required air amount calculation unit 5 that calculates the required air amount during restart, and the throttle opening are calculated A throttle opening calculation unit 7 and an electronic control throttle 8 that is disposed downstream of the air flow meter 2 and controls the amount of intake air are provided.
[0021]
The air flow meter 2 preferably employs a method capable of measuring up to a low flow rate among various types of air flow meters, for example, a hot wire method. The measurement signal of this air flow meter is Qa.
[0022]
The time measuring unit 3 oscillates the natural frequency using a crystal resonator or the like, divides the natural frequency, and generates a time signal t having a fixed period every 1 msec, for example.
[0023]
The intake manifold air amount calculation unit 4 calculates the amount of air in the manifold that is in the intake manifold after the engine is operating and after the engine is stopped. In accordance with the time signal t of the fixed period from the time measuring unit 3, the inside of the manifold is calculated. The air flow in and out of the manifold is sequentially updated using the calculated value.
[0024]
The restart required air amount calculation unit 5 calculates an air amount necessary for restarting the engine based on the outside air temperature Ta and the coolant temperature Te as the engine temperature. This calculation may be performed according to an approximate calculation formula. However, in the present embodiment, a required air amount map 6 is provided inside the restart required air amount calculation unit 5 and two-dimensional variables of Ta and Te are used. The map is indexed to obtain the required air amount Qd.
[0025]
The throttle opening calculation unit 7 stores, for example, in advance based on the intake manifold air amount Cm calculated by the intake manifold air amount calculation unit 4 and the required air amount Qd calculated by the restart required air amount calculation unit 5. The opening degree of the electronic control throttle 8 at the time of restart is calculated with reference to the map.
[0026]
Next, the operation flow of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The flowchart shown in FIG. 2 shows the operation for each time signal t generated by the timer 3, and the constituent elements of the control device 1 excluding the air flow meter 2 and the electronic control throttle 8 are constituted by a microcomputer or the like. You can think of it as a subroutine.
[0027]
First, it is determined whether or not an idle stop is being performed (step 10, hereinafter, step is abbreviated as S).
[0028]
Here, a supplementary explanation will be given regarding idle stop. For example, when the engine has been warmed up and the storage battery does not need to be charged, the driver releases the accelerator pedal and releases the brake pedal. This is a time when all the conditions such as the state of being stepped on, the vehicle speed becoming zero, and the gear position being N or D are satisfied. When this idle stop condition is satisfied, the control device for the internal combustion engine performs fuel injection and ignition stop to automatically stop the engine.
[0029]
Then, when the driver depresses from the brake pedal to the accelerator pedal, if the side brake is released and the gear position is N or D, the control device drives the starter motor, assuming that the restart condition is satisfied, The engine shall be automatically restarted by fuel injection and ignition.
[0030]
If it is determined in S10 that the engine is not idling, the air flow rate Qa is measured by an air flow meter (S12), and the outflow air amount Cc from the intake manifold to the cylinder is calculated (S14). Next, by adding [Qa · Δt−Cc] to the previous intake manifold air amount Cm (n−1) calculated in synchronization with the previous time signal t, the current intake manifold air amount Cm (n) is obtained. Obtain (S16) and return to the main routine. Here, Δt is the time from time n−1 to time n, that is, the interval of the time signal t generated by the time measuring unit 3.
[0031]
If it is determined in S10 that the engine is idling, it is determined whether or not a predetermined restart condition for restarting the engine is satisfied (S18). If the engine is not restarted, the air flowing into the intake manifold is determined. The amount Qa is measured (S20), and then the current intake manifold air amount is calculated by adding Qa · Δt to the previous intake manifold air amount Cm (n−1) calculated in synchronization with the previous time signal t. Cm (n) is obtained (S22), the elapsed time after the idle stop is updated (S24), and the process returns to the main routine.
[0032]
If the restart condition is satisfied in the determination of S18, the outside air temperature Ta is measured (S26), the cooling water temperature Te is measured (S28), and the required air amount Qd is calculated using Ta and Te (S30). ).
[0033]
Next, using the calculated required air amount Qd and the intake manifold air amount Cm calculated up to the previous time, the throttle opening at the time of restart is calculated (S32). Is set (S34), and the engine is started (S36).
[0034]
In this way, the state in the intake manifold can be calculated even after the engine is stopped, and the opening of the electronically controlled throttle can be controlled according to the state in the intake manifold when the engine is restarted. In addition to ensuring good restartability, excessive torque is not suddenly generated and the vehicle and passengers are not impacted.
[0035]
FIG. 3 is an explanatory diagram of an internal model of the intake system used for calculation by the intake manifold air amount calculation unit 4.
In FIG. 3, an electronic control throttle 8 is provided downstream of an air flow meter (AFM) 2 that measures the intake air amount. An intake manifold section 20 is provided downstream of the electronic control throttle 8, and a cylinder section 22 is provided via an intake valve 21.
[0036]
Let the air flow rate of the AFM part be Qa [kg / h]. The pressure in the manifold section is Pm [Pa], the volume is Vm [m 3 ], the air mass is Cm [g], and the temperature is Tm [° K]. The cylinder part pressure is Pc [Pa], the volume is Vc [m 3 ], the air mass is Cc [g], the temperature is Tc [° K], and the fresh air ratio in the cylinder is η.
[0037]
The amount of air Cm (n) in the intake manifold is expressed by the following equation (1).
[Expression 1]
Cm (n) = Cm (n−1) + Qa (n) · Δt−Cc (n) (1)
Here, Qa (n) · Δt is an inflow air amount to the manifold, and Cc (n) is an outflow air amount from the manifold.
[0038]
Further, assuming that the gas constant is R, the engine speed is Ne, the manifold part temperature = cylinder part temperature (Pm = Pc), and the manifold part pressure = cylinder part pressure (Tm = Tc), Cc is the following formula ( 2).
[Expression 2]
Cc = η · Pm · Vc / (R · Tm) / Ne (2)
FIG. 4 is a signal diagram showing the calculation content of the air quantity in the intake manifold shown by the equation (1).
The input signals are the air flow rate Qa of the AFM section, the approximate air flow rate value QH0, the engine speed Ne, and the cylinder volume Vc. The output signal is a manifold part air amount Cm.
[0039]
The approximate air flow rate value QH0 is an approximate value of the intake air flow rate obtained from the engine speed Ne and the throttle opening (not shown), and a Ktrm map, which is a correction coefficient map, is indexed by QH0 and Ne to obtain Ktrm. An accurate air flow rate is obtained by multiplying the air flow rate measured by the AFM unit by Ktrm. It is known that the characteristics of the hot-wire air flowmeter used here fluctuate due to intake pulsation, and in order to obtain a flat open-loop air-fuel ratio control characteristic as much as possible, the measured value is corrected by Ktrm. It is carried out.
[0040]
Next, after changing the unit of Qa, the interval integration of 1 msec is performed to obtain the inflow air amount Ca to the manifold.
On the other hand, the outflow air amount Cc from the manifold is obtained by multiplying the cylinder volume Vc by the cylinder pressure Pc = Pm. Then, when Cc is subtracted from the sum of Cm (n−1) and Ca = Qa (n) · Δt, an updated manifold air amount Cm (n) is obtained.
[0041]
FIG. 5 shows the throttle opening during restart with respect to the time from engine stop to restart in the present embodiment.
For example, as shown in FIG. 5A, if the intake manifold internal pressure is −200 mmHg or more when the engine is stopped, the throttle opening is 70% (0) of fully open (1.0) when restarting immediately after the stop. 7), the throttle opening at the time of restart becomes smaller as the time until the restart elapses, and at the time of restart after about 1 second, the throttle opening becomes a constant of approximately 0.5.
[0042]
Further, as shown in FIG. 5B, if the intake manifold internal pressure is −200 mmHg or less when the engine is stopped, the throttle opening is almost fully opened (1.0) at the restart immediately after the stop, and the engine is restarted. As time elapses, the throttle opening at the time of restart becomes smaller, and at the time of restart after about 3 seconds, the throttle opening becomes a constant of approximately 0.5.
[0043]
In this embodiment, the air amount in the intake manifold is calculated as the intake manifold state estimating means. However, the present invention is not limited to this, and an intake pressure sensor is provided in the intake manifold instead of the air flow meter. The air amount may be calculated from the internal pressure, and the throttle opening may be calculated based on the calculated value and the required air amount at restart.
[0044]
In this case, the intake pressure sensor value at the time of engine stop is temporarily stored as an initial value, and the air flow rate according to the difference between the atmospheric pressure that can be regarded as almost constant and the intake manifold internal pressure leaks from the throttle valve. The air amount may be integrated and calculated.
[0045]
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.
In FIG. 6, the control device 101 includes an air flow meter 2 that detects the intake air amount of the engine, a timing unit 3 that generates a timing signal at regular time intervals, and a timing unit 3 that is not only during engine operation but also after engine shutdown. An intake manifold air amount calculation unit 4 for calculating the amount of air in the intake manifold according to the time signal of the above, a restart required air amount calculation unit 5 for calculating the required air amount at restart, and an electromagnetically driven intake / exhaust valve An intake / exhaust valve opening / closing timing calculation unit 10 for calculating the opening / closing timing and an electromagnetically driven intake / exhaust valve 11 are provided.
[0046]
The control device 101 of the present embodiment is applied to an internal combustion engine having an electromagnetically driven intake / exhaust valve, and is a throttle opening calculation that is a component of the first embodiment shown in FIG. Instead of the unit 7 and the electronic control throttle 8, an intake / exhaust valve opening / closing timing calculation unit 10 and an electromagnetically driven intake / exhaust valve 11 are provided. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and the same reference numerals are given.
[0047]
In an internal combustion engine equipped with an electromagnetically driven intake / exhaust valve, the intake air amount can be controlled by controlling the opening / closing timing of the intake / exhaust valve. It is in a state.
[0048]
The operation in this embodiment is the same as that in the first embodiment, except that the intake / exhaust valve opening / closing timing is calculated instead of the throttle opening calculation.
That is, in the first embodiment, when the calculated value of the throttle valve opening is fully opened, in this embodiment, the opening / closing timing of the intake valve is opened at the timing at which the maximum intake amount is obtained, for example, near the top dead center, The timing for closing near the dead point.
[0049]
Further, when the throttle valve is throttled in the first embodiment, the intake valve is controlled to be closed early or late closed beyond the bottom dead center according to the throttle amount. By controlling the opening / closing timing of the intake valve in this way, the optimum amount of air can always be sucked into the cylinder regardless of the time from engine stop to restart, ensuring good restartability, Sudden torque generation at the time of restart is prevented, and the vehicle and the passenger are not shocked.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a control device for an internal combustion engine according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an internal model of an intake system calculated by an intake manifold air amount calculation unit;
FIG. 4 is a signal diagram showing calculation contents of an intake manifold air amount calculation unit;
FIG. 5 is a graph showing an example of a throttle opening with respect to an elapsed time after engine stop.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control apparatus 2 Air flow meter 3 Timekeeping part 4 Intake manifold air amount calculating part 5 Restart required air amount calculating part 6 Required air amount map 7 Throttle opening degree calculating part 8 Electronically controlled throttle

Claims (4)

所定のアイドル条件が満足されたとき自動的に機関を停止し、所定の再始動条件が満足されたとき自動的に機関を再始動させるアイドルストップ機能を備えた内燃機関の制御装置であって、
機関が吸入する空気量を制御する吸入空気量制御手段と、
アイドルストップ中に吸気マニホルド内の状態を推定するマニホルド内状態推定手段と、
機関再始動時の要求空気量を演算する要求空気量演算手段と、
前記マニホルド内状態及び前記要求空気量に応じて前記吸入空気量制御手段の開度を演算する開度演算手段と、
を備え、
前記マニホルド内状態推定手段は、
アイドルストップ直前の吸気マニホルド内圧力を記憶する記憶手段と、
前記記憶された吸気マニホルド内圧力を初期値とし、アイドルストップ継続時間を積分時間として、吸気マニホルド内空気量を積分することにより、吸気マニホルド内圧力を計算する計算手段と、
を備えた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 having an idle stop function that automatically stops the engine when a predetermined idle condition is satisfied, and automatically restarts the engine when a predetermined restart condition is satisfied,
Intake air amount control means for controlling the amount of air taken in by the engine;
In-manifold state estimating means for estimating the state in the intake manifold during idle stop,
A required air amount calculating means for calculating a required air amount when the engine is restarted;
An opening degree calculating means for calculating an opening degree of the intake air amount control means according to the state in the manifold and the required air amount;
With
The in-manifold state estimation means includes:
Storage means for storing the intake manifold pressure immediately before idling stop;
Calculating means for calculating the intake manifold internal pressure by integrating the intake manifold air amount with the stored intake manifold internal pressure as an initial value and the idle stop duration as an integration time; and
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記要求空気量演算手段は、The required air amount calculating means includes
外気温度及び機関温度に基づいて、予め記憶されたテーブルを索引して要求空気量を求めることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。  2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a required air amount is obtained by indexing a table stored in advance based on the outside air temperature and the engine temperature.
前記吸入空気量制御手段は電子制御スロットルであり、The intake air amount control means is an electronically controlled throttle,
前記マニホルド内状態推定手段は、前記電子制御スロットルから流入する空気を積分演算して、吸気マニホルド内の総ガス量を演算することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の制御装置。  3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the in-manifold state estimating means calculates the total gas amount in the intake manifold by integrating the air flowing in from the electronic control throttle. Control device.
前記吸入空気量制御手段は、吸気バルブの開閉タイミングを変更して吸入空気量を制御するバルブタイミング制御手段であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の制御装置。3. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the intake air amount control means is valve timing control means for controlling the intake air amount by changing an opening / closing timing of the intake valve.
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JP4760554B2 (en) * 2006-06-06 2011-08-31 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine control system
JP4706735B2 (en) * 2008-08-07 2011-06-22 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine having variable valve mechanism
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