JP6035616B2 - Idle stop control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は動力車両に搭載されている内燃機関の運転状態を制御する制御装置に係り、特に内燃機関を自動停止した後に再始動を自動的に行う内燃機関のアイドルストップ制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device that controls the operating state of an internal combustion engine mounted on a power vehicle, and more particularly to an idle stop control device for an internal combustion engine that automatically restarts after the internal combustion engine is automatically stopped.

近年、動力機関車や自動車等の動力車両(以下では代表して自動車で説明する)に搭載されている内燃機関においては、ガソリンや軽油等のエネルギ資源の節約と環境保護を目的として内燃機関の効率的な運転を行なう技術が鋭意開発されている。   In recent years, in an internal combustion engine mounted on a power vehicle such as a power locomotive or an automobile (which will be described as a representative vehicle in the following), the internal combustion engine of the engine is saved for the purpose of saving energy resources such as gasoline and light oil and protecting the environment. Technology for efficient operation has been developed intensively.

例えば、最近の自動車においては走行運転中に内燃機関の自動停止条件が成立した時に、燃料噴射弁から内燃機関に供給される燃料を遮断して気筒内での燃焼を停止することによって内燃機関が発生する動力(トルク)を失わせるアイドルストップ制御装置を搭載している。   For example, in recent automobiles, when an automatic stop condition for an internal combustion engine is established during traveling operation, the internal combustion engine is stopped by shutting off fuel supplied from the fuel injection valve to the internal combustion engine and stopping combustion in the cylinder. It is equipped with an idle stop control device that loses the generated power (torque).

これは交差点や交通渋滞によって内燃機関を運転しなくても良いのにも拘わらず、内燃機関を不必要に運転することによって燃料であるガソリンや軽油が無駄に消費される、COが余分に排出されるといった課題を解決するために提案された制御装置である。 In spite of the fact that the internal combustion engine does not have to be operated due to an intersection or traffic jam, unnecessary driving of the internal combustion engine consumes gasoline or light oil as fuel, which causes an extra CO 2 It is a control device proposed to solve the problem of being discharged.

そして、このアイドルストップ制御装置による内燃機関の自動停止条件は運転者がアクセルペダルから足を離したり、ブレーキペダルを踏んだりすることで成立するもので、要は自動車が走行状態から停止しようとする状態を検出して自動的に内燃機関の運転を停止させるものである。   The automatic stop condition of the internal combustion engine by the idle stop control device is established when the driver removes his or her foot from the accelerator pedal or depresses the brake pedal. In short, the car tries to stop from the running state. It detects the state and automatically stops the operation of the internal combustion engine.

尚、このアイドルストップ制御装置では自動車が完全に走行停止していなくても内燃機関の自動停止条件が成立したら内燃機関を自動的に停止するように動作するもので、その後、運転者の再始動要求、或いは発進要求(以下、これをチェンジオブマインド要求という)が発生した時、できるだけ速やかに内燃機関を再始動する必要がある。チェンジオブマインド要求とは、例えば運転者がブレーキペダルから足を離したりアクセルペダルを踏んだりする等の行為で発生する。   Note that this idle stop control device operates to automatically stop the internal combustion engine when the automatic stop condition of the internal combustion engine is satisfied even if the vehicle is not completely stopped. When a request or a start request (hereinafter referred to as a change of mind request) occurs, it is necessary to restart the internal combustion engine as soon as possible. The change-of-mind request is generated, for example, by an action such as the driver taking his foot off the brake pedal or stepping on the accelerator pedal.

そして、チェンジオブマインド要求に応じて内燃機関を速やかに再始動する技術としては、特開2005−330813号公報(特許文献1)にあるように、内燃機関の惰性回転期間中にチェンジオブマインド要求が発生したときに、スタータモータに通電し、スタータモータと同軸上に備わるピニオンの回転速度が内燃機関のクランク軸に連結されたリングギアの回転速度とほぼ同期した時点でピニオンを押し出してリングギアに噛み込ませて、スタータによるクランキングを開始して燃料噴射を実行して内燃機関の再始動を行なう技術が提案されている。   As a technique for quickly restarting the internal combustion engine in response to a change of mind request, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-330813 (Patent Document 1), the change of mind request during the inertial rotation period of the internal combustion engine. When this occurs, the starter motor is energized, and when the rotational speed of the pinion provided coaxially with the starter motor is substantially synchronized with the rotational speed of the ring gear connected to the crankshaft of the internal combustion engine, the pinion is pushed out and the ring gear is pushed out. A technique for restarting the internal combustion engine by starting the cranking by the starter and executing the fuel injection is proposed.

これは内燃機関の回転数が低下していく途中でスタータのピニオンギアを押し出し、そのピニオンギアを内燃機関のリングギアに噛合わせることで再始動の準備を行ない、次に再始動要求条件が成立するとスタータモータを回転させることでリングギアを回転させて内燃機関を再始動させるようにしている。   This is because the starter pinion gear is pushed out while the rotational speed of the internal combustion engine is decreasing, and the pinion gear meshes with the ring gear of the internal combustion engine to prepare for the restart. Then, by rotating the starter motor, the ring gear is rotated to restart the internal combustion engine.

特開2005−330813号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-330813

このようなアイドルストップ制御装置においては、内燃機関の惰性回転期間中にチェンジオブマインド要求が発生した時、できるだけ速やかに内燃機関を再始動することが要求される。
しかしながら、従来のアイドルストップ制御装置ではピニオンギアを押し出してリングギアに噛み込ませて、スタータによるクランキングを開始した後に燃料噴射を実行して内燃機関の再始動を行なうように制御されている。このため、クランキングの開始まで待ってから燃料噴射を実行するため、再始動するまでの時間に遅れが生じてしまい、運転者に再始動が遅いと感じさせてしまう課題がある。
In such an idle stop control device, when a change of mind request is generated during the inertial rotation period of the internal combustion engine, it is required to restart the internal combustion engine as soon as possible.
However, in the conventional idle stop control device, the pinion gear is pushed out and engaged with the ring gear, and after starting cranking by the starter, fuel injection is performed to restart the internal combustion engine. For this reason, since fuel injection is executed after waiting for the start of cranking, there is a problem in that the time until restarting is delayed, causing the driver to feel that restarting is slow.

この再始動するまでの時間に遅れが生じるという課題に対応するために、チェンジオブマインド要求の発生と同時に全気筒に順番に燃料噴射(いわゆるシーケンシャル噴射)を再開すると、ピニオンギアとリングギアが同期して噛み込む前に燃料噴射による燃焼が先に発生して内燃機関の回転速度が上昇する可能性がある。これは内燃機関の惰性回転期間中にピニオンの回転速度とリングギアの回転速度を同期させてからピニオンギアをリングギアに噛み込ませる必要があり、チェンジオブマインド要求の発生からピニオンギアがリングギアに噛み込むまでに時間を要するためである。よってこの途中に燃料噴射が順次実行されると気筒内で燃焼が先に発生して内燃機関の回転速度が上昇するようになるものである。   To respond to the problem of a delay in the time until restart, when the fuel injection (so-called sequential injection) is restarted in order for all the cylinders simultaneously with the occurrence of a change of mind request, the pinion gear and the ring gear are synchronized. There is a possibility that combustion by fuel injection will occur first before biting and the rotational speed of the internal combustion engine will increase. This is because it is necessary to synchronize the rotation speed of the pinion and the rotation speed of the ring gear during the inertial rotation period of the internal combustion engine, and then the pinion gear must be engaged with the ring gear. This is because it takes time until the bite is bitten. Therefore, if fuel injection is sequentially performed during this period, combustion is first generated in the cylinder, and the rotational speed of the internal combustion engine increases.

したがって、ピニオンギアがリングギアに噛み込む前に内燃機関の回転速度が上昇することにより、ピニオンギアの回転速度とリングギアの回転速度の同期に更に時間遅れが生じ、これに伴って内燃機関の再始動が遅くなるようになる。   Therefore, when the rotation speed of the internal combustion engine increases before the pinion gear engages with the ring gear, a further time delay occurs in synchronization between the rotation speed of the pinion gear and the rotation speed of the ring gear. Restart will be delayed.

また、ピニオンギアの回転速度はスタータモータの性能により上限があり、ピニオンギアの回転速度が上限まで上昇しても、リングギアの回転速度がピニオンギアの上限回転速度まで下降せずにリングギアの回転速度とピニオンギアの回転速度が同期しないことで、場合によっては内燃機関が再始動できない可能性も残っている。   Also, the rotation speed of the pinion gear has an upper limit depending on the performance of the starter motor. Even if the rotation speed of the pinion gear increases to the upper limit, the rotation speed of the ring gear does not decrease to the upper limit rotation speed of the pinion gear. There is a possibility that the internal combustion engine cannot be restarted in some cases because the rotation speed and the rotation speed of the pinion gear are not synchronized.

本発明の目的は、内燃機関を停止した後の回転速度が減少している間で再始動を行なうチェンジオブマインド要求が発生した後に内燃機関の再始動を速やかに、かつ確実に行うことができるアイドルストップ制御装置を提供することにある。   An object of the present invention is to restart an internal combustion engine promptly and reliably after a change of mind request for restarting while the rotational speed after the internal combustion engine is stopped is decreasing. It is to provide an idle stop control device.

上記課題を解決するため本発明の制御装置は、内燃機関の自動停止条件成立後、前記内燃機関の回転速度が下降する惰性回転期間中に再始動要求、或いは発進要求が発生したときに、スタータのピニオンギアを押し出して前記内燃機関のクランク軸に連結されたリングギアに噛み込ませ、前記スタータによるクランキングを行う制御装置において、前記制御装置は、前記ピニオンギアの押し出しと前記ピニオンギアの回転とを個別のタイミングで独立して制御し、前記再始動要求、或いは前記発進要求が発生したときに、前記内燃機関の燃料噴射再開タイミング以前に前記ピニオンギアを前記リングギア側へ押し出し、かつ前記燃料噴射再開タイミングより後に前記クランキングを開始し、前記燃料噴射再開タイミングでは、少なくとも前記内燃機関の圧縮行程にある気筒に燃料が噴射される。  In order to solve the above-described problems, the control device according to the present invention provides a starter when a restart request or a start request is generated during the inertial rotation period in which the rotation speed of the internal combustion engine decreases after the automatic stop condition of the internal combustion engine is satisfied. In the control device that pushes out the pinion gear and engages the ring gear connected to the crankshaft of the internal combustion engine to perform cranking by the starter, the control device is configured to push out the pinion gear and rotate the pinion gear. And when the restart request or the start request occurs, the pinion gear is pushed out to the ring gear before the fuel injection restart timing of the internal combustion engine, and the The cranking is started after the fuel injection restart timing, and at least the fuel injection restart timing Fuel is injected into the cylinder in the compression stroke of the combustion engine.

本発明によれば、ピニオンギアがリングギアに噛み込んだ後に燃料噴射を実行する従来の方式と比較して、早いタイミングで燃料噴射を再開することで初爆が少なくとも1気筒分早く発生することが期待でき再始動が早くなるものである。   According to the present invention, the initial explosion occurs at least one cylinder earlier by resuming fuel injection at an earlier timing compared to the conventional method in which fuel injection is performed after the pinion gear is engaged with the ring gear. Can be expected and the restart will be faster.

またチェンジオブマインド要求発生時点で燃料噴射を実行する他の従来の方式と比較して、トルクの立ち上がりを遅くできるのでピニオンギアがリングギアに噛み込む前に内燃機関の回転速度が上昇する現象をなくすことができ、これに伴って内燃機関の再始動が早くなるものである。   Compared to other conventional systems that perform fuel injection when a change of mind request occurs, the torque rise can be slowed, so the phenomenon that the rotational speed of the internal combustion engine increases before the pinion gear engages with the ring gear. As a result, the restart of the internal combustion engine is accelerated.

本発明が適用されるアイドルストップ制御装置の構成を示す個性図である。It is an individuality figure which shows the structure of the idle stop control apparatus with which this invention is applied. 本発明の一実施例になるアイドルストップ制御装置における制御フローを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the control flow in the idle stop control apparatus which becomes one Example of this invention. 本発明の一実施例になるアイドルストップ制御装置におけるピニオン押し出し通電信号と燃料噴射停止フラグ等の信号および内燃機関回転速度の出力を示すタイムチャート図である。FIG. 3 is a time chart showing a pinion push energization signal, a signal such as a fuel injection stop flag, and an output of an internal combustion engine rotation speed in the idle stop control device according to one embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例になるアイドルストップ制御装置における制御フローを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the control flow in the idle stop control apparatus which becomes another Example of this invention. 本発明の他の実施例になるアイドルストップ制御装置におけるピニオン押し出し通電信号と燃料噴射停止フラグ等の信号および内燃機関回転速度の出力を示すタイムチャート図である。It is a time chart which shows the output of a pinion pushing energization signal, a fuel injection stop flag, etc., and an internal-combustion-engine rotational speed in the idle stop control device which becomes other examples of the present invention. 燃料噴射を再開する燃料噴射再開制御の制御フローを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the control flow of fuel injection resumption control which restarts fuel injection.

以下、図面に基づき本発明の一実施例を詳細に説明するが、まず図1でアイドルストップ制御装置の大まかな構成と動作について説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the general configuration and operation of an idle stop control device will be described with reference to FIG.

図1はアイドルストップ制御装置の簡単な構造を示しており、スタータ201はいわゆるピニオンギア押し出し方式のスタータであり、スタータモータ205とスタータモータ205によって回転駆動されるピニオンギア203と、ピニオンギア203を押し出すための押し出し手段であるマグネットスイッチ202を備えた構成となっている。   FIG. 1 shows a simple structure of an idle stop control device. A starter 201 is a so-called pinion gear push-out starter, and includes a starter motor 205, a pinion gear 203 rotated by the starter motor 205, and a pinion gear 203. The magnet switch 202 is an extrusion means for extruding.

スタータモータ205の回転はその内部にある減速機構で減速することでトルクを増大させてピニオンギア203に伝達する。マグネットスイッチ202に通電するとピニオンギア203を押し出して(図2の右方向)、リングギア204に連結する構造となっている
。ピニオンギア203はスタータモータ205の軸方向にスプライン結合されており、軸方向に移動可能である。
The rotation of the starter motor 205 is reduced by a reduction mechanism inside the starter motor 205 to increase the torque and transmit it to the pinion gear 203. When the magnet switch 202 is energized, the pinion gear 203 is pushed out (to the right in FIG. 2) and connected to the ring gear 204. The pinion gear 203 is splined in the axial direction of the starter motor 205 and is movable in the axial direction.

尚、ピニオンギア203を押し出す機能を備えるものであれば、マグネットスイッチ202でなくても良い。ピニオンギア203はワンウェイクラッチ207と一体化されている。   Note that the magnet switch 202 may be omitted as long as it has a function of pushing out the pinion gear 203. The pinion gear 203 is integrated with the one-way clutch 207.

上述の通り、ピニオンギア203はスタータモータ205の軸方向にスプライン結合されて軸方向に移動可能であり、ピニオンギア203は内燃機関のクランク軸に連結されたリングギア204と噛み合わせて回転することで内燃機関に動力を伝えることができる。   As described above, the pinion gear 203 is splined in the axial direction of the starter motor 205 and can move in the axial direction, and the pinion gear 203 rotates in mesh with the ring gear 204 connected to the crankshaft of the internal combustion engine. Can transmit power to the internal combustion engine.

ワンウェイクラッチ207はスタータモータ205が内燃機関を正回転させる方向にしか動力が伝わらない構成にする。これにより、ピニオンギア203がリングギア204に噛み合っている時は、リングギア204の回転速度はスタータモータ205の回転速度に対して減速比に応じた同期速度になるか、もしくは、それよりも速い回転速度になる。   The one-way clutch 207 is configured such that power is transmitted only in the direction in which the starter motor 205 rotates the internal combustion engine in the forward direction. Thereby, when the pinion gear 203 is meshed with the ring gear 204, the rotational speed of the ring gear 204 becomes a synchronous speed corresponding to the reduction ratio with respect to the rotational speed of the starter motor 205, or faster than that. It becomes the rotation speed.

すなわち、リングギア204がピニオンギア203の回転速度よりも低下しようとすると、ワンウェイクラッチ207が動力を伝達するためリングギア204の回転速度がスタータモータ205に対する同期速度を下回ることはない。   That is, if the ring gear 204 attempts to decrease below the rotational speed of the pinion gear 203, the rotational speed of the ring gear 204 does not fall below the synchronous speed with respect to the starter motor 205 because the one-way clutch 207 transmits power.

一方で、同期速度よりもリングギアの回転速度の方が速い時は、ワンウェイクラッチ207が動力を伝達しないため、リングギア204からスタータモータ205側へ動力が伝達されることはない。   On the other hand, when the rotational speed of the ring gear is higher than the synchronous speed, the one-way clutch 207 does not transmit power, so that power is not transmitted from the ring gear 204 to the starter motor 205 side.

図1に示す通り、クランク角度センサ209からの信号はクランク角度を検出したり、内燃機関の回転速度を算出するために使用され、クランク角度センサ209からの信号は制御装置208に入力される。尚、リングギア204と図示しない内燃機関のクランク軸は連結されているので、リングギアの回転速度と内燃機関の回転速度は同義である。更にピニオン203の回転速度センサ210、ブレーキスイッチ211、車速センサ212等からの信号も制御装置208に入力されている。   As shown in FIG. 1, the signal from the crank angle sensor 209 is used to detect the crank angle and calculate the rotational speed of the internal combustion engine, and the signal from the crank angle sensor 209 is input to the control device 208. Since the ring gear 204 and the crankshaft of the internal combustion engine (not shown) are connected, the rotational speed of the ring gear and the rotational speed of the internal combustion engine are synonymous. Furthermore, signals from the rotational speed sensor 210, the brake switch 211, the vehicle speed sensor 212, and the like of the pinion 203 are also input to the control device 208.

制御装置208は気筒に燃料を供給する燃料噴射弁の制御信号、気筒内の混合気を着火する点火装置の制御信号、気筒内に供給される空気を制御する電子制御スロットル弁の制御信号等を生成して気筒内の燃焼を制御している。また、制御装置208はブレーキペダル状態,車速等の各種情報より、アイドルストップを許可して燃料カットを行ない、チェンジオブマインド要求が発生した場合、燃料噴射の再開を含むアイドルストップ制御(再始動制御)を実行する。   The control device 208 includes a control signal for a fuel injection valve that supplies fuel to the cylinder, a control signal for an ignition device that ignites the air-fuel mixture in the cylinder, a control signal for an electronic control throttle valve that controls the air supplied to the cylinder, and the like. It generates and controls the combustion in the cylinder. Further, the control device 208 permits idle stop based on various information such as the brake pedal state and vehicle speed to perform fuel cut, and when a change of mind request is generated, idle stop control including restart of fuel injection (restart control). ).

更に、制御装置208にはアクセルペダルの状態、ブレーキペダルの状態、車速等の各種情報よりアイドルストップ制御を許可して少なくとも燃料噴射弁からの燃料供給を遮断し、これによって内燃機関の運転が停止されようになっている。   Further, the control device 208 permits idle stop control based on various information such as the state of the accelerator pedal, the state of the brake pedal, the vehicle speed, and shuts off the fuel supply from at least the fuel injection valve, thereby stopping the operation of the internal combustion engine. It has come to be.

また、制御装置208からは内燃機関の惰性回転期間中にピニオンギア押し出し指令信号Mgsとスタータモータ回転指令信号Stsがそれぞれ独立して出力される。図1で示す通り、ピニオンギア押し出し指令信号Mgsを伝えるマグネットスイッチ通電用スイッチ206aとモータ回転指令信号Stsを伝えるスタータモータ通電用スイッチ206bがピニオンギア押し出し動作とスタータモータ205の回転動作を制御する。スイッチの役割を果たす部品として機械式接点を持つリレースイッチや、半導体を用いたスイッチなどを使うことができる。   Further, the control device 208 outputs the pinion gear push command signal Mgs and the starter motor rotation command signal Sts independently during the inertial rotation period of the internal combustion engine. As shown in FIG. 1, a magnet switch energizing switch 206a for transmitting a pinion gear pushing command signal Mgs and a starter motor energizing switch 206b for transmitting a motor rotation command signal Sts control the pinion gear pushing operation and the rotating operation of the starter motor 205. A relay switch having a mechanical contact or a switch using a semiconductor can be used as a part serving as a switch.

以上のような構成を有するアイドルストップ制御装置においては、運転者がアクセルペダルから足を離したり、ブレーキペダルを踏んだりすると、制御装置208は自動車が停止しようとしていると判断して、燃料噴射弁への制御信号を停止する。これによって内燃機関の気筒内には混合気がなくなるので燃焼が停止して内燃機関は惰性回転を行ないながら回転速度が低下していく。   In the idle stop control device having the above-described configuration, when the driver removes his or her foot from the accelerator pedal or steps on the brake pedal, the control device 208 determines that the vehicle is about to stop, and the fuel injection valve Stop the control signal to. As a result, there is no air-fuel mixture in the cylinder of the internal combustion engine, so that combustion stops and the internal combustion engine performs inertial rotation and the rotational speed decreases.

回転速度が低下していって所定の噛み合い回転数付近に達すると、制御装置208はスタータモータ通電用スイッチ206bをオンさせてスタータモータ205を回転させ、この回転が所定の回転数に達するとスタータモータ通電用スイッチ206bをオフする。これに同期、或いは連動してマグネットスイッチ通電用スイッチ206aをオンしてマグネットスイッチ202によってピニオンギア203をリングギア204側に押し出して両者を噛み合わせる。この時のピニオンギア203の回転速度とリングギア204の回転速度は接近(理想的には同一の回転速度)しており、円滑に両者は噛み合うようになる。   When the rotational speed decreases and reaches the vicinity of the predetermined meshing rotational speed, the control device 208 turns on the starter motor energization switch 206b to rotate the starter motor 205, and when this rotational speed reaches the predetermined rotational speed, the starter motor 205 is turned on. The motor energization switch 206b is turned off. Synchronously or in conjunction with this, the magnet switch energization switch 206a is turned on, and the pinion gear 203 is pushed out to the ring gear 204 side by the magnet switch 202 to engage the two. At this time, the rotational speed of the pinion gear 203 and the rotational speed of the ring gear 204 are close to each other (ideally the same rotational speed), so that they can mesh smoothly.

次に、アクセルペダルが踏み込まれると制御装置208は再始動要求条件、或いは発進要求条件が成立したと判断して、スタータモータ通電用スイッチ206bを再びオンしてスタータモータ205を回転させてピニオンギア203を介してリングギア204を回転させて内燃機関を始動する。   Next, when the accelerator pedal is depressed, the control device 208 determines that the restart request condition or the start request condition is satisfied, and turns on the starter motor energization switch 206b again to rotate the starter motor 205 to rotate the pinion gear. The ring gear 204 is rotated via 203 to start the internal combustion engine.

このようなアイドルストップ制御装置においては発明の課題でも述べたが、リングギア204とピニオンギア203が噛み合うのを待ってスタータによるクランキングを行なうと再始動するまでの時間に遅れが生じる課題があった。   In such an idle stop control device, as described in the subject of the invention, there is a problem that a delay is caused in the time until restart when cranking by the starter is performed after the ring gear 204 and the pinion gear 203 are engaged. It was.

このため、チェンジオブマインド要求の発生と同時に全気筒に順番に燃料噴射を再開するようにすると再始動の遅れは解消されることも予想されるが、ピニオンギアとリングギアが同期して噛み込む前に燃料噴射による燃焼が先に発生して内燃機関の回転速度が上昇する可能性があることが判明した。これは内燃機関の惰性回転期間中にピニオンギアの回転速度とリングギアの回転速度を同期させてからピニオンギアをリングギアに噛み込ませる必要があり、チェンジオブマインド要求の発生からピニオンギアがリングギアに噛み込むまでに時間を要するためである。よってこの途中に燃料噴射が順次実行されると気筒内で燃焼が先に発生して内燃機関の回転速度が上昇するようになるものである。   For this reason, it is expected that restart delay will be eliminated if fuel injection is restarted in order for all cylinders at the same time as the request for change of mind occurs, but the pinion gear and ring gear bite in synchronization. Previously, it has been found that there is a possibility that the combustion speed due to fuel injection occurs first and the rotational speed of the internal combustion engine increases. This is because it is necessary to synchronize the rotation speed of the pinion gear and the rotation speed of the ring gear during the inertial rotation period of the internal combustion engine, and then the pinion gear needs to be engaged with the ring gear. This is because it takes time to bite into the gear. Therefore, if fuel injection is sequentially performed during this period, combustion is first generated in the cylinder, and the rotational speed of the internal combustion engine increases.

したがって、ピニオンギアがリングギアに噛み込む前に内燃機関の回転速度が上昇することにより、ピニオンギアの回転速度とリングギアの回転速度の同期に更に時間遅れが生じ、これに伴って内燃機関の再始動が遅くなるようになる。   Therefore, when the rotation speed of the internal combustion engine increases before the pinion gear engages with the ring gear, a further time delay occurs in synchronization between the rotation speed of the pinion gear and the rotation speed of the ring gear. Restart will be delayed.

本発明はこのような課題を解決する技術を提案するもので、以下にその一実施例を詳細に説明する。   The present invention proposes a technique for solving such problems, and an embodiment thereof will be described in detail below.

図2は本発明の一実施例(第1の実施形態)になるアイドルストップ制御装置における制御フローを示すフローチャート図であり、制御装置208の内部で実行されるものである。制御装置208は周知のように内部にコンピュータを備えており、このコンピュータはフラッシュROM等に記憶されたプログラムによって以下に示す制御フローを実行するもので、具体的な制御のための構成要素は制御フローで実行される制御機能として実現できるものである。   FIG. 2 is a flowchart showing a control flow in the idle stop control device according to one embodiment (first embodiment) of the present invention, which is executed inside the control device 208. As is well known, the control device 208 includes a computer inside, and this computer executes a control flow shown below by a program stored in a flash ROM or the like. This can be realized as a control function executed in the flow.

尚、この制御フローを実行した時の制御装置208からのスタータモータ通電信号、ピニオンギア押し出し通電信号、及び燃料噴射停止フラグ等の信号と、内燃機関の回転速度とピニオンギアの回転速度の時間変化を図3に示しており、図2及び図3を用いて第1の実施形態を説明する。   When this control flow is executed, the starter motor energization signal, the pinion gear push energization signal, the fuel injection stop flag, and other signals from the control device 208, and the time variation of the rotation speed of the internal combustion engine and the rotation speed of the pinion gear The first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図2において、ステップ301にてブレーキスイッチ211の信号や車速センサ212の信号からアイドルストップ条件が成立したことを受けて、ステップ302にて燃料噴射を停止する。この時の燃料噴射の停止は図3における時刻t1であり、燃料噴射停止フラグは「Low」から「High」に遷移にする。   In FIG. 2, the fuel injection is stopped in step 302 in response to the fact that the idle stop condition is established in step 301 from the signal from the brake switch 211 and the signal from the vehicle speed sensor 212. The stop of the fuel injection at this time is time t1 in FIG. 3, and the fuel injection stop flag is changed from “Low” to “High”.

燃料噴射が停止されると内燃機関はもはや動力(トルク)を発生しないので、その結果、内燃機関は惰性回転を始め回転速度Neが低下してくるようになる。   When the fuel injection is stopped, the internal combustion engine no longer generates power (torque). As a result, the internal combustion engine starts inertial rotation and the rotational speed Ne decreases.

そして、この惰性回転中にチェンジオブマインド要求があったかどうかをステップ303で判断し、図3における時刻t2でチェンジオブマインド要求が発生した場合はステップ304に進んで内燃機関が停止しているかどうかを判定する。内燃機関が停止しているか否かの判定は、例えば、内燃機関の回転速度Neから判定しても良いし、クランク角度の変化度合いから判定してもよい。   Then, it is determined in step 303 whether or not there has been a change of mind request during this inertial rotation. If a change of mind request has occurred at time t2 in FIG. 3, the process proceeds to step 304 to determine whether or not the internal combustion engine has stopped. judge. Whether or not the internal combustion engine is stopped may be determined from, for example, the rotational speed Ne of the internal combustion engine or may be determined from the degree of change in the crank angle.

ステップ304で内燃機関が停止していると判断された場合は内燃機関の回転速度Neとピニオン203の回転速度Npはどちらも「0」rpmであり、両者は同期しているためステップ308に進んでピニオンギア押し出しのためにマグネットスイッチ202に通電する。   If it is determined in step 304 that the internal combustion engine is stopped, the rotational speed Ne of the internal combustion engine and the rotational speed Np of the pinion 203 are both “0” rpm, and since both are synchronized, the process proceeds to step 308. Then, the magnet switch 202 is energized to push out the pinion gear.

ステップ304で内燃機関が停止していないと判断された場合はステップ305でスタータモータ通電信号を「OFF」から「ON」にしてスタータモータ205の通電制御を行う
。つまり、図3における時刻t2で示すチェンジオブマインド要求の発生時点でスタータモータ205に通電を実行するものである。これによりピニオンギア203が回転運動を始めてピニオンギア203の回転速度Npが破線で示すように上昇していくようになる。
If it is determined in step 304 that the internal combustion engine is not stopped, the starter motor energization signal is changed from “OFF” to “ON” in step 305 to control energization of the starter motor 205. That is, the starter motor 205 is energized when the change of mind request shown at time t2 in FIG. 3 occurs. As a result, the pinion gear 203 starts rotating, and the rotational speed Np of the pinion gear 203 increases as indicated by a broken line.

次にステップ306にて内燃機関の回転速度Neとピニオンギア203の回転速度Npの回転速度差がピニオンギア押し出し許可回転速度差PIJDG以下であるか否かを判定する。この判定はリングギアの回転速度とピニオンギア203の回転速度がほぼ同期しているかの判断を行なっているものである。リングギア204の回転速度とピニオンギア203の回転速度の回転速度差がピニオン押し出し許可回転速度差PIJDGに満たない場合はこの状態になるまで待機する。   Next, at step 306, it is determined whether or not the rotational speed difference between the rotational speed Ne of the internal combustion engine and the rotational speed Np of the pinion gear 203 is equal to or smaller than the pinion gear extrusion permission rotational speed difference PIJDG. This determination is performed to determine whether the rotation speed of the ring gear and the rotation speed of the pinion gear 203 are substantially synchronized. When the rotational speed difference between the rotational speed of the ring gear 204 and the rotational speed of the pinion gear 203 is less than the pinion extrusion permission rotational speed difference PIJDG, the process waits until this state is reached.

次にテップ306でリングギア204の回転速度とピニオンギア203の回転速度がほぼ同期しているとの条件判定判断が成立するとステップ307へ進み、ステップ307において図3における時刻t3でスタータモータ通電信号を「ON」から「OFF」にしてスタータモータ205の通電を停止する。この時リングギア204とピニオンギア203はその回転速度がほぼ同期しているため相対速度差は少なく両者は円滑に噛み合う準備状態に達している。   Next, at step 306, when a condition determination judgment is made that the rotational speed of the ring gear 204 and the rotational speed of the pinion gear 203 are substantially synchronized, the routine proceeds to step 307, where the starter motor energization signal is sent at time t3 in FIG. Is changed from “ON” to “OFF” to stop energization of the starter motor 205. At this time, since the rotational speeds of the ring gear 204 and the pinion gear 203 are substantially synchronized, there is little difference in relative speed, and the ring gear 204 and the pinion gear 203 have reached a ready state in which both mesh smoothly.

ステップ307でスタータモータの通電を停止した後に、ステップ308に進んでこれも図3における時刻t3でピニオンギア押し出し信号を「OFF」から「ON」にしてピニオンギア203を押し出すマグネットスイッチ202に通電を行う。回転速度差が小さい状態でリングギア204に向かってピニオンギア203が押し出されることによりピニオンギア203とリングギア204が噛み込む際の衝撃が緩和され、衝突音、噛み込み音が低減されると共にピニオンギア203とリングギア204の磨耗が緩和できる。   After stopping the energization of the starter motor in step 307, the process proceeds to step 308, and this also energizes the magnet switch 202 that pushes the pinion gear 203 by changing the pinion gear push signal from “OFF” to “ON” at time t3 in FIG. Do. When the pinion gear 203 is pushed out toward the ring gear 204 in a state where the rotational speed difference is small, the impact when the pinion gear 203 and the ring gear 204 are engaged is reduced, and the collision sound and the engagement sound are reduced and the pinion is reduced. Wear of the gear 203 and the ring gear 204 can be reduced.

次にステップ309に進んで、ステップ308で実行した図3における時刻t3でのピニオンギア押し出しタイミングと同じ時刻t3のタイミングで、燃料噴射を再開して燃料噴射停止フラグを「High」から「Low」にする。   Next, the routine proceeds to step 309, where fuel injection is resumed at the same timing t3 as the pinion gear pushing timing at time t3 in FIG. 3 executed in step 308, and the fuel injection stop flag is changed from “High” to “Low”. To.

尚、ここでは時刻t3でのピニオンギア押し出しタイミングと同期した同じ時刻t3のタイミングで燃料噴射を再開しているが、必ずしも同期することは必要なく、ピニオンギア押し出しタイミングに燃料噴射の再開タイミングが連動していれば良いものである。更に述べれば時刻t3と時刻t4の間で燃料噴射を再開すれば良いものである。   Here, the fuel injection is restarted at the same time t3 that is synchronized with the pinion gear push-out timing at time t3, but it is not always necessary to synchronize, and the fuel injection restart timing is linked to the pinion gear push-out timing. It is good if you do. More specifically, the fuel injection may be restarted between time t3 and time t4.

例えば、この種の内燃機関では機構系、空気や燃料の流体系等の動作状態の遅れ等があるので、ピニオンギア押し出しタイミングと連動して適合処理(マッチング)によって燃料噴射の再開タイミングを決めればよいものである。尚、燃料噴射の再開タイミングの決定の考え方やそのやり方は種々あるが、これに関連した具体的な一例については以下の第2の実施形態で詳しく説明する。   For example, in this type of internal combustion engine, there is a delay in the operating state of the mechanical system, air or fuel fluid system, etc., so if the resumption timing of fuel injection is determined by matching processing (matching) in conjunction with the pinion gear extrusion timing It ’s good. There are various ways of determining the timing for restarting fuel injection and how to do it. A specific example related to this will be described in detail in the second embodiment below.

次にステップ310にてピニオンギア203がリングギア204に噛み込んだか否かを判定するが、この噛み込み判定はステップ308のピニオンギア押し出し通電開始の時刻t3から所定時間Tp(図3における時刻t3から時刻t4の時間)経過後に噛み込み完了と判定してよい。つまり、所定時間Tpとはピニオンギア押し出しタイミングである通電開始の時刻t3からピニオンギア203が移動してリングギア204に到達し、その後リングギア204に噛み込んでいくまでの遷移時間である。したがって、この遷移時間Tpを経過すればピニオンギア203とリングギア204が噛み合ったと見做しているものである。遷移時間Tpに満たない場合はこの状態になるまで待機する。   Next, at step 310, it is determined whether or not the pinion gear 203 is engaged with the ring gear 204. This engagement determination is performed for a predetermined time Tp (time t3 in FIG. 3) from the time t3 when the pinion gear push-out energization starts at step 308. It may be determined that biting is complete after elapse of time t4). That is, the predetermined time Tp is a transition time from when the energization start time t3, which is the pinion gear push-out timing, until the pinion gear 203 moves to reach the ring gear 204 and then engages with the ring gear 204. Therefore, it is considered that the pinion gear 203 and the ring gear 204 are engaged when the transition time Tp has elapsed. If the transition time Tp is not reached, the system waits until this state is reached.

次にステップ310において、図3における時刻t4でピニオンギア203とリングギア204が噛み合ったと判定されて条件が成立した場合には、ステップ311に進んで時刻t4で示されたクランキング開始タイミングでスタータモータ通電信号を「OFF」から「ON」にしてスタータモータ205に再び通電して内燃機関をクランキングして再始動させる。   Next, at step 310, when it is determined that the pinion gear 203 and the ring gear 204 are engaged at time t4 in FIG. 3 and the condition is satisfied, the routine proceeds to step 311 where the starter is started at the cranking start timing indicated at time t4. The motor energization signal is changed from “OFF” to “ON” and the starter motor 205 is energized again to crank and restart the internal combustion engine.

ここで時刻t4は、ピニオンギア203とリングギア204が噛み合ったと判定される時刻とスタータモータ通電信号を「OFF」から「ON」にしてスタータモータ205に通電して内燃機関をクランキングする時刻と示している。しかしながら、この間には若干の時間差が存在しているので厳密には同時刻ではないが、制御上は同時刻として扱っても差し支えない。   Here, the time t4 is a time when it is determined that the pinion gear 203 and the ring gear 204 are engaged, a time when the starter motor energization signal is changed from “OFF” to “ON”, and the starter motor 205 is energized to crank the internal combustion engine. Show. However, since there is a slight time difference between them, it is not strictly the same time, but it can be handled as the same time in terms of control.

次にステップ312に進んでクランキングを開始して内燃機関が始動したかどうかを判断し、図3の時刻t5で初爆がなされて内燃機関の回転数Neが上昇すると始動が完了したと判断してこの制御フローを抜けることになる。ステップ312で内燃機関がまだ始動していないと判断されるとクランキングを継続して内燃機関の始動を継続する。尚、内燃機関始動が完了したか否かの判断は回転速度Neが始動判定回転速度以上になったか否かで判定するようにしている。   Next, the routine proceeds to step 312, where it is determined whether or not the internal combustion engine has started by starting cranking. When the initial explosion is made at time t5 in FIG. 3 and the rotational speed Ne of the internal combustion engine increases, it is determined that the start has been completed. As a result, the control flow is exited. If it is determined in step 312 that the internal combustion engine has not yet been started, cranking is continued and the internal combustion engine is started. Note that whether or not the internal combustion engine has been started is determined based on whether or not the rotational speed Ne is equal to or higher than the start determination rotational speed.

以上のような制御フローを実行することによって、素早い再始動を確実に行なうことができるようになる。   By executing the control flow as described above, a quick restart can be reliably performed.

つまり、図3における時刻t3のタイミングで、リングギア204の回転速度とピニオンギア203の回転速度がほぼ同期していると相対速度差は少なく両者は円滑に噛み合う準備状態に達し、この時にマグネットスイッチ202に通電を行ってリングギア204とピニオンギア203を噛み合わせ、更に燃料噴射を再開することで、図3における時刻t5のタイミングで最初の燃焼(初爆)が発生して内燃機関回転速度Neが上昇するようになる。   That is, at the timing of time t3 in FIG. 3, if the rotational speed of the ring gear 204 and the rotational speed of the pinion gear 203 are substantially synchronized, the relative speed difference is small, and the preparation state where both are smoothly meshed is reached. When the ring gear 204 and the pinion gear 203 are engaged with each other and the fuel injection is resumed, the first combustion (first explosion) occurs at the timing of time t5 in FIG. 3, and the internal combustion engine speed Ne. Will rise.

これにより、ピニオンギア203がリングギア204に噛み込んだ後に燃料噴射を実行する従来の方式と比較して、早いタイミングで燃料噴射を再開することで初爆が少なくとも1気筒分早く発生することが期待でき再始動が早くなるものである。   As a result, compared to the conventional method in which fuel injection is performed after the pinion gear 203 is engaged with the ring gear 204, the initial explosion may occur at least one cylinder earlier by restarting the fuel injection at an earlier timing. It can be expected and the restart will be faster.

またチェンジオブマインド要求発生時点である時刻t2で燃料噴射を実行する他の従来の方式と比較して、トルクの立ち上がりを遅くできるので従来技術で課題となっていたピニオンギアがリングギアに噛み込む前に内燃機関の回転速度が上昇する現象をなくすことができ、これに伴って内燃機関の再始動が早くなるものである。   Also, compared to other conventional methods in which fuel injection is performed at the time t2 when the change of mind request is generated, the torque rise can be delayed so that the pinion gear, which has been a problem in the prior art, bites into the ring gear. It is possible to eliminate the phenomenon that the rotational speed of the internal combustion engine increases before the restart of the internal combustion engine.

尚、ピニオンギアとリングギアの噛み込み完了タイミングである時刻t4の前に初爆が発生する時刻t5のタイミングが訪れて回転速度が上昇する現象は、ピニオンギア押し出しタイミングである時刻t3での回転速度が高くない限り発生しないものである。   In addition, the phenomenon that the timing of the initial explosion occurs before the time t4 when the pinion gear and the ring gear are completely engaged and the rotational speed increases is the rotation at the time t3 that is the pinion gear extrusion timing. It does not occur unless the speed is high.

したがって、この時の回転速度が高い場合の再始動はスタータを使わず燃料噴射のみで再始動させることが可能であり、また、燃料噴射の再開を時刻t3での回転速度とクランク角度の何れか一方もしくは両方に応じて所定時間だけ遅延して燃料噴射を再開しても良いものである。   Therefore, the restart when the rotational speed is high at this time can be restarted only by fuel injection without using a starter, and the restart of fuel injection can be performed at either the rotational speed or crank angle at time t3. The fuel injection may be resumed with a delay of a predetermined time according to one or both.

図4は本発明の他の実施例(第2の実施形態)になるアイドルストップ制御装置における制御フローを示すフローチャート図であり、制御装置208の内部で実行されるものである。   FIG. 4 is a flowchart showing a control flow in the idle stop control device according to another embodiment (second embodiment) of the present invention, which is executed inside the control device 208.

尚、この制御フローを実行した時の制御装置208からのスタータモータ通電信号、ピニオンギア押し出し通電信号、及び燃料噴射停止フラグ等の信号と、内燃機関の回転速度とピニオンギアの回転速度の時間変化を図5に示しており、図4及び図5を用いて第2の実施形態を説明する。   When this control flow is executed, the starter motor energization signal, the pinion gear push energization signal, the fuel injection stop flag, and other signals from the control device 208, and the time variation of the rotation speed of the internal combustion engine and the rotation speed of the pinion gear FIG. 5 shows the second embodiment. FIG. 4 and FIG. 5 will be used to explain the second embodiment.

図4において、ステップ401にてブレーキスイッチ211の信号や車速センサ212の信号からアイドルストップ条件が成立したことを受けて、ステップ402にて燃料噴射を停止する。この時の燃料噴射の停止は図5における時刻t1であり、燃料噴射停止フラグは「Low」から「High」に遷移にする。   In FIG. 4, fuel injection is stopped in step 402 in response to the establishment of the idle stop condition from the signal of the brake switch 211 and the signal of the vehicle speed sensor 212 in step 401. The stop of the fuel injection at this time is time t1 in FIG. 5, and the fuel injection stop flag is changed from “Low” to “High”.

燃料噴射が停止されると内燃機関はもはや動力(トルク)を発生しないので、その結果、内燃機関は惰性回転を始め回転速度Neが低下してくるようになる。   When the fuel injection is stopped, the internal combustion engine no longer generates power (torque). As a result, the internal combustion engine starts inertial rotation and the rotational speed Ne decreases.

そして、この惰性回転中にチェンジオブマインド要求があったかどうかをステップ403で判断し、図5における時刻t2でチェンジオブマインド要求が発生した場合はステップ404に進んで内燃機関が停止しているかどうかを判定する。内燃機関が停止しているか否かの判定は、例えば、内燃機関の回転速度Neから判定しても良いし、クランク角度の変化度合いから判定してもよい。   Then, in step 403, it is determined whether or not there has been a change of mind request during this inertia rotation. If a change of mind request has occurred at time t2 in FIG. 5, the process proceeds to step 404 to determine whether or not the internal combustion engine has stopped. judge. Whether or not the internal combustion engine is stopped may be determined from, for example, the rotational speed Ne of the internal combustion engine or may be determined from the degree of change in the crank angle.

ステップ404で内燃機関が停止していると判断された場合は内燃機関の回転速度Neとピニオンギア203の回転速度Npはどちらも「0」rpmであり、両者は同期しているためステップ408に進んでピニオンギア押し出しのためにマグネットスイッチ202に通電する。   If it is determined in step 404 that the internal combustion engine is stopped, the rotational speed Ne of the internal combustion engine and the rotational speed Np of the pinion gear 203 are both “0” rpm, and the two are synchronized. Then, the magnet switch 202 is energized to push out the pinion gear.

ステップ404で内燃機関が停止していないと判断された場合はステップ405でスタータモータ通電信号を「OFF」から「ON」にしてスタータモータ205の通電制御を行う。つまり、図5における時刻t2で示すチェンジオブマインド要求の発生時点でスタータモータ205に通電を実行するものである。これによりピニオンギア203が回転運動を始めてピニオンギアの回転速度Npが破線で示すように上昇していくようになる。   If it is determined in step 404 that the internal combustion engine has not stopped, the starter motor energization signal is changed from “OFF” to “ON” in step 405 to control energization of the starter motor 205. That is, the starter motor 205 is energized when the change of mind request shown at time t2 in FIG. 5 occurs. As a result, the pinion gear 203 starts rotating, and the rotational speed Np of the pinion gear increases as shown by the broken line.

次にステップ406にて内燃機関の回転速度Neとピニオンギア203の回転速度Npの回転速度差がピニオンギア押し出し許可回転速度差PIJDG以下であるか否かを判定する。この判定はリングギア204の回転速度とピニオンギア203の回転速度がほぼ同期しているかの判断を行なっているものである。リングギア204の回転速度とピニオンギア203の回転速度の回転速度差がピニオンギア押し出し許可回転速度差PIJDGに満たない場合はこの状態になるまで待機する。   Next, at step 406, it is determined whether or not the rotational speed difference between the rotational speed Ne of the internal combustion engine and the rotational speed Np of the pinion gear 203 is equal to or smaller than the pinion gear extrusion permission rotational speed difference PIJDG. This determination is performed to determine whether the rotation speed of the ring gear 204 and the rotation speed of the pinion gear 203 are substantially synchronized. If the rotational speed difference between the rotational speed of the ring gear 204 and the rotational speed of the pinion gear 203 is less than the pinion gear extrusion permission rotational speed difference PIJDG, the process waits until this state is reached.

次にステップ406でリングギア204の回転速度とピニオンギア203の回転速度がほぼ同期しているとの条件判定が成立するとステップ407へ進み、ステップ407において図5における時刻t3でスタータモータ通電信号を「ON」から「OFF」にしてスタータモータ205の通電を停止する。この時リングギア204とピニオンギア203はその回転速度がほぼ同期しているため相対速度差は少なく両者は円滑に噛み合う準備状態に達している。   Next, in step 406, when the condition determination that the rotation speed of the ring gear 204 and the rotation speed of the pinion gear 203 are substantially synchronized is established, the process proceeds to step 407, and in step 407, the starter motor energization signal is sent at time t3 in FIG. The starter motor 205 is de-energized from “ON” to “OFF”. At this time, since the rotational speeds of the ring gear 204 and the pinion gear 203 are substantially synchronized, there is little difference in relative speed, and the ring gear 204 and the pinion gear 203 have reached a ready state in which both mesh smoothly.

ステップ407でスタータモータの通電を停止した後に、ステップ408に進んでこれも図5における時刻t3でピニオンギア押し出し信号を「OFF」から「ON」にしてピニオンギア203を押し出すマグネットスイッチ202に通電を行う。回転速度差が小さい状態でリングギア204に向かってピニオンギア203が押し出されることによりピニオンギア203とリングギア204が噛み込む際の衝撃が緩和され、衝突音、噛み込み音が低減されると共にピニオンギア203とリングギア204の磨耗が緩和できる。   After stopping energization of the starter motor in step 407, the process proceeds to step 408, and this also energizes the magnet switch 202 that pushes the pinion gear 203 by changing the pinion gear push signal from “OFF” to “ON” at time t3 in FIG. Do. When the pinion gear 203 is pushed out toward the ring gear 204 in a state where the rotational speed difference is small, the impact when the pinion gear 203 and the ring gear 204 are engaged is reduced, and the collision sound and the engagement sound are reduced and the pinion is reduced. Wear of the gear 203 and the ring gear 204 can be reduced.

次にステップ409に進んで燃料噴射の再開を行なって良いかの判定を行う。この燃料噴射の再開判定は、ステップ408のピニオンギア押し出し通電開始の時刻t3から所定時間Twが経過したか否かによって判定を行なっており、所定時間Twが経過したと判定されるとステップ410で燃料噴射を再開するようにしたものである。   Next, the routine proceeds to step 409, where it is determined whether the fuel injection can be restarted. This resumption of fuel injection is determined based on whether or not the predetermined time Tw has elapsed from the time t3 of the pinion gear push-out energization start in step 408. If it is determined that the predetermined time Tw has elapsed, in step 410 The fuel injection is resumed.

つまり、図5における時刻t3から所定時間Twが経過した時刻tiで燃料噴射を再開するようにしているものである。   That is, fuel injection is resumed at time ti when a predetermined time Tw has elapsed from time t3 in FIG.

この所定時間Twは任意であり、一例としては所定時間Twを短く設定すると再始動に要する時間は短くなり、長く設定すると再始動に要する時間は長くなる。このため内燃機関の全体的な構成を考慮してこの所定時間Twを決めれば良いものである。一般的には再始動に要する時間を短くするため、通常は所定時間Twを短く設定すると良い。   The predetermined time Tw is arbitrary, and as an example, if the predetermined time Tw is set short, the time required for restart becomes short, and if it is set long, the time required for restart becomes long. For this reason, the predetermined time Tw may be determined in consideration of the overall configuration of the internal combustion engine. Generally, in order to shorten the time required for restart, it is usually preferable to set the predetermined time Tw short.

ここで、この所定時間Twと所定時間Tp(ピニオンギア押し出し通電開始の時刻t3からピニオンギア203が移動してリングギア204に到達し、その後リングギア204に噛み込んでいくまでの遷移時間)の関係はTw<Tpとなるように設定する。   Here, the predetermined time Tw and the predetermined time Tp (transition time until the pinion gear 203 moves to reach the ring gear 204 from the time t3 when the pinion gear push-off energization starts and then engages with the ring gear 204). The relationship is set so that Tw <Tp.

また、ピニオンギア203とリングギア204の噛み込みの確実性の観点からみると、所定時間Twを長く設定することで、燃料噴射の再開開始の時刻tiから噛み込み完了までの時刻t4までの時間が短くなって始動の確実性は高まるようになる。   Further, from the viewpoint of the certainty of the engagement of the pinion gear 203 and the ring gear 204, by setting the predetermined time Tw to be long, the time from the time ti of the fuel injection restart start to the time t4 until the engagement is completed Becomes shorter and the starting reliability increases.

いずれにしても所定時間Twは任意であり、例えば内燃機関の全体的な構成を考慮して決めても良い。また、内燃機関の回転速度自体の値や回転速度の変化速度に応じてその状態に適した所定時間Twをその都度変更して決めてやることも可能である。例えば、回転速度の減少速度が速い時は所定時間Twを短くし、回転速度の減少速度が遅い時は所定時間Twを長くするような制御を実行するようにしても良い。   In any case, the predetermined time Tw is arbitrary, and may be determined in consideration of the overall configuration of the internal combustion engine, for example. It is also possible to change and determine the predetermined time Tw suitable for the state according to the value of the rotational speed itself of the internal combustion engine and the changing speed of the rotational speed. For example, the control may be executed such that the predetermined time Tw is shortened when the rotational speed decrease rate is fast, and the predetermined time Tw is lengthened when the rotational speed decrease rate is slow.

この他、燃料噴射再開の判定は、再開判定時のクランク角度に応じて所定クランク角度になるまで遅延して燃料噴射を再開可と判定してもよく、また再開判定時の内燃機関回転速度とクランク角度の何れか一方もしくは両方に応じて、所定時間経過後に燃料噴射を再開可と判定してもよい。   In addition, the determination of resuming fuel injection may be delayed until the predetermined crank angle is reached according to the crank angle at the time of resumption determination, and it may be determined that fuel injection can be resumed. Depending on one or both of the crank angles, it may be determined that fuel injection can be resumed after a predetermined time has elapsed.

ステップ409で燃料噴射を再開すると判定されたら、ステップ410に進んで、図5における時刻tiのタイミングで燃料噴射を再開して燃料噴射停止フラグを「High」から「Low」にする。   If it is determined in step 409 that the fuel injection is to be resumed, the process proceeds to step 410, where the fuel injection is resumed at the timing of time ti in FIG. 5, and the fuel injection stop flag is changed from “High” to “Low”.

次にステップ411において、図5における時刻t4でピニオンギア203とリングギア204が噛み合ったと判定されて条件が成立した場合には、ステップ412に進んで時刻t4で示されたクランキング開始タイミングでスタータモータ通電信号を「OFF」から「ON」にしてスタータモータ205に再び通電して内燃機関をクランキングして再始動させる。   Next, at step 411, when it is determined that the pinion gear 203 and the ring gear 204 are meshed at time t4 in FIG. 5 and the condition is satisfied, the routine proceeds to step 412 where the starter is started at the cranking start timing indicated at time t4. The motor energization signal is changed from “OFF” to “ON” and the starter motor 205 is energized again to crank and restart the internal combustion engine.

次にステップ413に進んでクランキングを開始して内燃機関が始動したかどうかを判断し、図5の時刻t5で初爆がなされて内燃機関の回転数Neが上昇すると始動が完了したと判断してこの制御フローを抜けることになる。ステップ413で内燃機関がまだ始動していないと判断されるとクランキングを継続して内燃機関の始動を継続する。尚、内燃機関始動が完了したか否かの判断は回転速度Neが始動判定回転速度以上になったか否かで判定するようにしている。   Next, the routine proceeds to step 413, where it is determined whether or not the internal combustion engine has started by starting cranking. When the initial explosion is made at time t5 in FIG. 5 and the rotational speed Ne of the internal combustion engine increases, it is determined that the start is completed. As a result, the control flow is exited. If it is determined in step 413 that the internal combustion engine has not yet been started, the cranking is continued and the internal combustion engine is started. Note that whether or not the internal combustion engine has been started is determined based on whether or not the rotational speed Ne is equal to or higher than the start determination rotational speed.

これにより、ピニオンギア203がリングギア204に噛み込んだ後に燃料噴射を実行する従来の方式と比較して、早いタイミングで燃料噴射を再開することで初爆が少なくとも1気筒分早く発生することが期待でき再始動が早くなるものである。   As a result, compared to the conventional method in which fuel injection is performed after the pinion gear 203 is engaged with the ring gear 204, the initial explosion may occur at least one cylinder earlier by restarting the fuel injection at an earlier timing. It can be expected and the restart will be faster.

またチェンジオブマインド要求発生時点である時刻t2で燃料噴射を実行する他の従来の方式と比較して、トルクの立ち上がりを遅くできるので従来技術で課題となっていたピニオンギアがリングギアに噛み込む前に内燃機関の回転速度が上昇する現象をなくすことができ、これに伴って内燃機関の再始動が早くなるものである。   Also, compared to other conventional methods in which fuel injection is performed at the time t2 when the change of mind request is generated, the torque rise can be delayed so that the pinion gear, which has been a problem in the prior art, bites into the ring gear. It is possible to eliminate the phenomenon that the rotational speed of the internal combustion engine increases before the restart of the internal combustion engine.

更に、ピニオンギア押し出し通電開始の時刻t3から所定時間Twが経過した後に燃料噴射を再開するようにしたので、所定時間Twが内燃機関の個性に適したものとできるのでより良好な再始動特性が実現できるものである。   Furthermore, since the fuel injection is resumed after a predetermined time Tw has elapsed from the time t3 when the pinion gear push-out energization starts, the predetermined time Tw can be adapted to the individuality of the internal combustion engine, so that a better restart characteristic can be obtained. It can be realized.

次に燃料噴射を再開する時の燃流噴射の適切なやり方を以下に説明する。この燃料噴射を再開する時の燃流噴射方法は第1の実施形態及び第2に実施形態に共通のものである。   Next, an appropriate method of fuel flow injection when resuming fuel injection will be described below. The fuel flow injection method for resuming the fuel injection is common to the first embodiment and the second embodiment.

図6は燃料噴射を再開するときの燃料噴射に関する制御フローであり、これも制御装置208の内部で実施される。   FIG. 6 is a control flow relating to fuel injection when fuel injection is resumed, and this is also performed inside the control device 208.

時刻t3或いは時刻tiで燃料噴射の再開指令が出されると、ステップ601にて圧縮噴射の可否判定を実行する。   When a fuel injection restart command is issued at time t3 or time ti, whether or not compression injection is possible is executed at step 601.

このステップ601での圧縮工程での噴射(以下、圧縮噴射という)の可否判定は、例えば内燃機関の気筒内に直接的に燃料を噴射する直噴内燃機関で4気筒4サイクル内燃機関において、圧縮行程の気筒が上死点に達した所をクランク角度0°TDCとした場合、燃料噴射の再開の指令がなされたときのクランク角度が例えば180°BTDCから120°BTDCの間であった場合は圧縮噴射が可能と「Yes」判定し、クランク角度が120°BTDCから0°BTDC間であった場合は圧縮噴射ができないと「No」判定するものである。   In step 601, whether or not the injection in the compression process (hereinafter referred to as compression injection) is possible is determined by, for example, a direct injection internal combustion engine that directly injects fuel into a cylinder of the internal combustion engine. If the crank angle of the stroke cylinder reached top dead center is 0 ° TDC, and the crank angle when the command to restart fuel injection is given is between 180 ° BTDC and 120 ° BTDC, for example. “Yes” is determined that compression injection is possible, and “No” is determined that compression injection cannot be performed when the crank angle is between 120 ° BTDC and 0 ° BTDC.

ここで、圧縮噴射の可否判定を行なう理由は次の通りである。圧縮噴射が可能ということは圧縮工程で燃料を噴射して燃焼ができることを意味しており、この燃焼によってトルク発生が可能となり、これに加えてクランキングの駆動力を与えることによって内燃機関を容易に再始動出来ることを意味している。   Here, the reason for determining whether or not compression injection is possible is as follows. The fact that compression injection is possible means that fuel can be injected and combusted in the compression process, and this combustion can generate torque, and in addition to this, by giving a driving force for cranking, the internal combustion engine can be easily It means that you can restart.

ステップ601で圧縮噴射が可能と判定されれば、ステップ602に進んで圧縮行程にある気筒と吸気行程にある気筒の2つの気筒に初回の燃料噴射を行い、2回目以降の燃料噴射はステップ604に進んで通常のシーケンシャル燃料噴射(吸気行程噴射)を行うようにする。   If it is determined in step 601 that compression injection is possible, the process proceeds to step 602 and the first fuel injection is performed to two cylinders, ie, the cylinder in the compression stroke and the cylinder in the intake stroke, and the second and subsequent fuel injections are performed in step 604. Then, the normal sequential fuel injection (intake stroke injection) is performed.

圧縮行程にある気筒に燃料噴射を行なうことにより、吸気行程にある気筒に燃料噴射よりも1行程早く初爆が発生してトルクが発生するので再始動が容易に、且つ速やかになる。   By injecting fuel into the cylinders in the compression stroke, the initial explosion occurs in the cylinders in the intake stroke one stroke earlier than the fuel injection and torque is generated, so that the restart is easy and quick.

ステップ601で圧縮噴射ができないと判定されれば、ステップ603に進んで吸気行程にある1つの気筒に初回の燃料噴射を行い、2回目以降の燃料噴射はステップ604にて通常のシーケンシャル燃料噴射(吸気行程噴射)を行うようにする。   If it is determined in step 601 that compression injection cannot be performed, the process proceeds to step 603, where the first fuel injection is performed on one cylinder in the intake stroke, and the second and subsequent fuel injections are performed in step 604 as normal sequential fuel injection ( Intake stroke injection).

尚、吸気ポートに燃料噴射弁を設けたポート噴射式内燃機関の場合は圧縮噴射ができる範囲は限定されてくるが、可変動弁機構等によって吸気弁と排気弁の開閉位相を制御してやればその範囲を広げることが期待できる。   In the case of a port injection type internal combustion engine in which a fuel injection valve is provided in the intake port, the range in which compression injection can be performed is limited. However, if the open / close phase of the intake valve and exhaust valve is controlled by a variable valve mechanism or the like We can expect to expand the range.

以上述べたように、本発明によればピニオンギアがリングギアに噛み込んだ後に燃料噴射を実行する従来の方式と比較して、早いタイミングで燃料噴射を再開することで初爆が少なくとも1気筒分早く発生することが期待でき再始動が早くなるものである。   As described above, according to the present invention, the initial explosion is performed by at least one cylinder by restarting fuel injection at an earlier timing than in the conventional method in which fuel injection is performed after the pinion gear is engaged with the ring gear. It can be expected to occur sooner, and the restart will be faster.

またチェンジオブマインド要求発生時点である時刻t2で燃料噴射を実行する他の従来の方式と比較して、トルクの立ち上がりを遅くできるので従来技術で課題となっていたピニオンギアがリングギアに噛み込む前に内燃機関の回転速度が上昇する現象をなくすことができ、これに伴って内燃機関の再始動が早くなるものである。   Also, compared to other conventional methods in which fuel injection is performed at the time t2 when the change of mind request occurs, the torque rise can be delayed so that the pinion gear, which has been a problem in the prior art, bites into the ring gear. It is possible to eliminate the phenomenon that the rotational speed of the internal combustion engine increases before the restart of the internal combustion engine.

201…スタータ、202…マグネットスイッチ、203…ピニオンギアギア、204…リングギア、205…スタータモータ、206a…マグネットスイッチ通電用スイッチ、206b…スタータモータ通電用スイッチ、207…ワンウェイクラッチ、208…制御装置、209…クランク角度センサ、210…ピニオンギア回転センサ、211…ブレーキスイッチ、212…車速センサ、t1…燃料噴射停止のタイミング、t2…チェンジオブマインド要求発生タイミング、t3…ピニオンギア押し出しタイミングもしくは燃料噴射再開タイミング、t4…噛み込み完了タイミングおよびクランキング開始タイミング、t5…初爆タイミング、ti……燃料噴射再開タイミング、Tp…ピニオンギア押し出しタイミングから噛み込み完了までの所定時間、Tw…燃料噴射再開までの所定時間、Ne…内燃機関(リングギア)の回転速度、Np…ピニオンギアの回転速度、PIJDG…ピニオンギア押し出し許可回転速度差。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 201 ... Starter, 202 ... Magnet switch, 203 ... Pinion gear gear, 204 ... Ring gear, 205 ... Starter motor, 206a ... Switch for energizing magnet switch, 206b ... Switch for energizing starter motor, 207 ... One-way clutch, 208 ... Control device 209: Crank angle sensor, 210: Pinion gear rotation sensor, 211 ... Brake switch, 212 ... Vehicle speed sensor, t1 ... Fuel injection stop timing, t2 ... Change of mind request generation timing, t3 ... Pinion gear push timing or fuel injection Resumption timing, t4 ... Timing of biting completion and cranking start, t5 ... Timing of initial explosion, ti ... Timing of restarting fuel injection, Tp ... Predetermined time from pinion gear pushing timing to biting completion, Tw ... Predetermined time to restart fuel injection, Ne ... rotational speed of internal combustion engine (ring gear), Np ... rotational speed of pinion gear, PIJDG ... pinion gear extrusion permission rotational speed difference.

Claims (6)

内燃機関の自動停止条件成立後、前記内燃機関の回転速度が下降する惰性回転期間中に再始動要求、或いは発進要求が発生したときに、スタータのピニオンギアを押し出して前記内燃機関のクランク軸に連結されたリングギアに噛み込ませ、前記スタータによるクランキングを行う制御装置において、
前記制御装置は、前記ピニオンギアの押し出しと前記ピニオンギアの回転とを個別のタイミングで独立して制御し、
前記再始動要求、或いは前記発進要求が発生したときに、前記内燃機関の燃料噴射再開タイミング以前に前記ピニオンギアを前記リングギア側へ押し出し、かつ
前記燃料噴射再開タイミングより後に前記クランキングを開始し、
前記燃料噴射再開タイミングでは、少なくとも前記内燃機関の圧縮行程にある気筒に燃料が噴射される制御装置。
When the restart request or the start request is generated during the inertia rotation period in which the rotation speed of the internal combustion engine decreases after the automatic stop condition of the internal combustion engine is satisfied, the starter pinion gear is pushed out to the crankshaft of the internal combustion engine. In a control device that engages a connected ring gear and performs cranking by the starter,
The control device controls the push-out of the pinion gear and the rotation of the pinion gear independently at individual timings,
It said restart request, or when the start request is generated, the pinion gear extrusion to the ring gear side, and the cranking starts after the fuel injection resumption timing in the fuel injection resumption timing earlier the internal combustion engine ,
A control device in which fuel is injected into at least a cylinder in the compression stroke of the internal combustion engine at the fuel injection restart timing .
請求項1に記載の制御装置において、
前記ピニオンギアを前記リングギア側へ押し出す前に、前記ピニオンギアを回転させることを特徴とする制御装置。
The control device according to claim 1,
A control device that rotates the pinion gear before pushing the pinion gear toward the ring gear.
請求項2に記載の制御装置において、
前記再始動要求、或いは前記発進要求が発生したときに前記ピニオンギアを回転させることを特徴とする制御装置。
The control device according to claim 2,
A control device that rotates the pinion gear when the restart request or the start request is generated.
請求項1から3いずれか一項に記載の制御装置において、
前記ピニオンギアを押し出しタイミングと前記燃料噴射再開タイミングとがほぼ同時であることを特徴とする制御装置。
In the control device according to any one of claims 1 to 3,
2. A control device according to claim 1, wherein the timing for pushing out the pinion gear and the timing for resuming the fuel injection are substantially the same.
請求項1から3いずれか一項に記載の制御装置において、
前記燃料噴射再開タイミングよりも後に前記ピニオンギアを前記リングギアに噛み込ませることを特徴とする制御装置。
In the control device according to any one of claims 1 to 3,
The control apparatus characterized in that the pinion gear is engaged with the ring gear after the fuel injection restart timing.
請求項1から5いずれか一項に記載の制御装置において、The control device according to any one of claims 1 to 5,
前記制御装置は、前記再始動要求、或いは前記発進要求が発生したときに前記圧縮行程にある気筒への燃料噴射の可否を判定し、当該判定結果に基づき前記内燃機関への燃料噴射を再開する制御装置。The control device determines whether or not fuel can be injected into the cylinder in the compression stroke when the restart request or the start request is generated, and restarts the fuel injection to the internal combustion engine based on the determination result. Control device.
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