JP5403268B2 - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents
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Description
アイドルストップ機能とは、車両走行時に交差点で停止するなどし、所定の停止条件が成立した時に内燃機関のアイドル運転を停止させ、その後、所定の再始動条件が成立した時に内燃機関を再始動させ車両を発進させるものである。
このように、再始動条件が成立し、スタータによりクランクシャフトを回転させ気筒識別を行ってから燃料の噴射及び混合気に点火すると、スタータ作動直後に燃料が噴射されていない気筒が点火タイミングとなった場合でも燃焼させることはできず、内燃機関の始動に時間がかかるといった問題がある。
しかしながら、上記特許文献1の構成は、各気筒の圧縮行程にて吸気弁と排気弁が共に閉弁した状態の推定を行っており、複雑な構成となっている。
また、請求項3の内燃機関の始動制御装置では、請求項1または2において、前記点火制御手段は、前記所定の再始動条件成立後の前記圧縮行程にある気筒及び該圧縮行程にある気筒と点火時期がクランク角で360°ずれた気筒に点火した後には、前記気筒識別手段にて気筒識別された気筒と同期させて点火を行うことを特徴とする。
このように、内燃機関停止後で、再始動条件成立前に全ての燃焼室に向け再始動用燃料を噴射しているので、再始動後の圧縮行程にある気筒が不明な場合であっても、圧縮行程にある気筒に再始動用燃料の供給を行うことができる。
また、点火制御手段で所定の再始動条件が成立すると圧縮行程にある気筒及び該圧縮行程にある気筒と点火時期がクランク角で360°ずれた気筒で同時に点火を行うようにしているので、再始動後の圧縮行程にある気筒が不明な場合であっても、圧縮行程にある気筒で点火を行うことができ、再始動直後の圧縮行程にある気筒が不明な場合であっても、圧縮行程にある気筒で点火を行うことができるので、簡単な構成でアイドルストップからの再始動を更に迅速に行うことができる。
請求項3の発明によれば、所定の再始動条件成立後の圧縮行程にある気筒及び該圧縮行程にある気筒と点火時期がクランク角で360°ずれた気筒で点火を行った後には、気筒識別手段にて気筒識別された気筒と同期させて点火を行うので、アイドルストップからの再始動を迅速にすることができる。
図1は、本発明の実施形態に係る内燃機関の始動制御装置の概略構成図であり、図1は、センシングリングの概略図であり、図中の矢印は回転方向を示す。以下、当該内燃機関の始動制御装置の構成を説明する。
図1に示すように、エンジン1(内燃機関)は多気筒(例えば、4気筒)の吸気ポート噴射型ガソリンエンジンであり、詳しくは、図示しない燃料タンクより図示しない燃料ポンプにより燃料を各気筒の吸気マニホールド(吸気通路)2にそれぞれ設けられた燃料噴射弁(燃料噴射手段)3に供給し、任意の噴射時期及び噴射量で当該燃料噴射弁3から吸気マニホールド2と連通する吸気ポート(吸気通路)4b内に噴射可能な構成を成している。
また、シリンダヘッド4には、燃焼室4aに臨んで混合気に点火を行う点火プラグ(点火手段)15が設けられている。
吸気ポート4bには、燃焼室4aと吸気ポート4bの連通と遮断を行う吸気バルブ10が設けられておりバルブリフター12を介して吸気カムシャフト13により駆動され、排気ポート4cには、燃焼室4aと排気ポート4cとの連通と遮断を行う排気バルブ11が設けられておりバルブリフター12を介して排気カムシャフト14により駆動される。
ピストン6は、コンロッド7を介してクランクシャフト8に連結されている。また、クランクシャフト8の一端部には図示しないフライホイールが設けられている。
クランクシャフト8は、#1及び#4気筒が、#2及び#3気筒が同位相となるように設定されている。即ち、#1気筒のピストン6が上死点にある場合には#4気筒のピストン6も上死点にあり、#2気筒のピストン6が上死点にある場合には#3気筒のピストン6も上死点にあることとなる。
図2に示すように、センシングリング17は、外周に等間隔の複数の外周方向に凸である歯17aを有し、第1の所定気筒(例えば、#1及び#4気筒)が圧縮行程又は排気行程である時にクランク角センサ16を通過する位置にある歯17bの直前の歯17aを削除した1欠け歯部17cを設け、第2の所定気筒(例えば、#2及び#3気筒)が圧縮行程又は排気行程である時にクランク角センサ16を通過する位置であり、1欠け歯部17cの直前の歯17bと位相が180°ズレている位置にある歯17dの直前及び更にその前の歯17aを削除した2欠け歯部17eを設けている。即ち、1欠け歯17cがクランク角センサ16を通過した場合には、#1或いは#4気筒のどちらか一方が圧縮行程にあり、2欠け歯17eがクランク角センサ16を通過した場合には、#2或いは#3気筒のどちらか一方が圧縮行程にあることになる。
一方、ECU21の出力側には、燃料噴射弁3、点火プラグ14及びスタータ20が電気的に接続されている。
また、ECU21は、ブレーキスイッチ23等の出力信号を基に、再始動条件が成立したと判定した場合には、スタータ20を駆動し、クランクシャフト8を回転させるクランキングを開始し、最初にクランク角センサ16を通過したセンシングリング17の欠け歯により、#1気筒及び#1気筒と点火時期がクランク角で360°ずれた#4気筒、或いは#2気筒及び#2気筒と点火時期がクランク角で360°ずれた#3気筒の点火プラグ15を点火させ、エンジン1の停止時に噴射し燃焼室内に吸入された始動用燃料を燃焼させ、エンジン1を始動させる。
以下、このように構成された本発明の実施形態に係るアイドルストップ車の内燃機関始動制御装置の作用及び効果について詳細に説明する。
ステップS14では、全気筒の燃料噴射弁3へ再始動用に増量した再始動用燃料を供給し、吸気ポート4b内に噴射する(図4A)。
ステップS16では、再始動条件(例えば、ブレーキスイッチOFF、且つスタータ信号ON)が成立したか、否かを判別する。判別結果が真(Yes)で再始動条件が成立していれば、ステップS18に進み、判別結果が偽(No)で再始動条件が成立していなければ、再度ステップS16の処理を行う。
ステップS20では、クランク角センサ16を初回に通過したセンシングリング17の欠け歯が1欠け歯17cであるか、否かを判別する。判別結果が真(Yes)で最初に通過した欠け歯が1欠け歯17cであれば、ステップS22に進み、判別結果が偽(No)で最初に通過した欠け歯が2欠け歯17eであれば、ステップS30に進む(図4C)。
また、ステップS30では、#2気筒及び#2気筒と点火時期がクランク角で360°ずれた#3気筒の点火プラグ15を同時に点火し#2或いは#3気筒の燃焼室に吸入された始動用燃料を燃焼させる(図4D)。
ステップS26では、クランク角信号に応じて各シリンダに対し任意のタイミングで噴射及び点火を独立して行うシーケンシャル制御を開始する(図4E)。
このように、本発明の実施形態に係るアイドルストップ車の内燃機関始動装置では、アイドルストップ条件が成立した場合には、エンジン1を停止し全ての気筒の吸気ポート4bに始動用燃料を噴射する。この後、再始動条件が成立した場合には、スタータ20でクランクシャフト8を回転させてクランキングを開始し、最初にクランク角センサ16を通過したセンシングリング17の欠け歯が、1欠け歯17cであれば、#1気筒及び#1と点火時期がクランク角で360°ずれた#4気筒、2欠け歯17eであれば、#2気筒及び#2と点火時期がクランク角で360°ずれた#3気筒の点火プラグ15を点火するようにしている。
例えば、本実施形態は、エンジン1を4気筒としているが、これに限定されるものではなく4気筒以上の偶数気筒であって、点火時期が360°CAずれる気筒が存在するエンジンであればよい。
また、アイドルストップ条件をエンジン水温と車速で規定しているが、これに限られるものではない。
また、再始動条件をブレーキスイッチとスタータ信号で規定しているが、これに限られるものではない。
2 吸気マニホールド(吸気通路)
3 燃料噴射弁(燃料噴射手段)
15 点火プラグ(点火手段)
16 クランク角センサ(気筒識別手段)
17 センシングリング(気筒識別手段)
18 カム角センサ(気筒識別手段)
21 ECU(アイドルストップ制御手段、燃料噴射制御手段、点火制御手段、気筒識別手段)
Claims (3)
- 複数気筒を有する内燃機関の始動制御装置であって、
前記内燃機関の各燃焼室へ向けて燃料を噴射する燃料噴射手段を制御する燃料噴射制御手段と、
所定の自動停止条件に基づき前記内燃機関を自動停止し、所定の再始動条件に基づき自動停止中の該内燃機関を再始動させるアイドルストップ制御手段と、
前記各燃焼室内の混合気に点火する点火手段を制御する点火制御手段と、
前記複数気筒の内の気筒の識別を行う気筒識別手段と、を備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記所定の停止条件に基づき停止した後で、前記再始動条件成立前に前記内燃機関の全気筒に再始動用燃料を噴射させ、
前記点火制御手段は、前記所定の再始動条件が成立すると前記気筒識別手段により気筒識別された圧縮行程にある気筒及び該圧縮行程にある気筒と点火時期がクランク角で360°ずれた気筒で同時に点火を行うことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。 - 前記燃料噴射制御手段は、前記所定の再始動条件成立後には、前記気筒識別手段にて気筒識別された気筒と同期させて燃料を噴射させることを特徴とする、請求項1に記載の内燃機関の始動制御装置。
- 前記点火制御手段は、前記所定の再始動条件成立後の前記圧縮行程にある気筒及び該圧縮行程にある気筒と点火時期がクランク角で360°ずれた気筒に点火した後には、前記気筒識別手段にて気筒識別された気筒と同期させて点火を行うことを特徴とする、請求項1または2に記載の内燃機関の始動制御装置。
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