JP6485651B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
往復動可能に設けられたピストン(22)と、燃焼室(25)に燃料を直接噴射する燃料噴射弁(39)と、前記燃焼室(25)に点火用火花を発生させる点火装置(35)と、を各気筒に備え、且つ、クランクシャフト(24)を回転駆動させるモータ(26)を備えた多気筒内燃機関に適用され、前記内燃機関の自動停止後に所定の始動条件が成立したか否かを判定する条件成立判定手段(84、S101、S104、S501、S505)と、前記始動条件が成立したと判定された場合に、前記モータ(26)により前記クランクシャフト(24)を逆回転させることにより前記自動停止中に膨張行程にあった気筒である膨張行程気筒(25)の空気を圧縮させつつ前記燃料噴射弁(39)により前記燃料を噴射させて前記膨張行程気筒(25)に混合気を形成し、前記点火装置(35)により前記点火用火花を発生させて前記膨張行程気筒(25)の混合気を点火することによって前記始動条件の成立後における1回目の燃焼を発生させて前記内燃機関(10)を順方向に回転させ、前記順方向の回転により前記自動停止中に圧縮行程にあった気筒である圧縮行程気筒(25)の空気を圧縮させつつ前記燃料噴射弁(39)により前記燃料を噴射させて前記圧縮行程気筒(25)に混合気を形成し、所定の点火タイミングにて前記点火装置(35)により前記点火用火花を発生させて前記圧縮行程気筒(25)の混合気を点火することによって前記始動条件の成立後における2回目の燃焼を発生させ、前記内燃機関(10)を始動させる始動制御手段(84、S206乃至S215、S406乃至S415、S512乃至S517、S521乃至S524)と、を備える。
(構成)
本装置の第1実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第1装置」とも呼称する。)は、図1に示した内燃機関(機関)10に適用される。機関10は、多気筒(本例においては、直列4気筒)・4サイクル・ピストン往復動型・筒内噴射(直噴)・火花点火式・ガソリン燃料・エンジンである。また、機関10は、図示しない車両の動力源(駆動源)として当該車両のボディーに図示しないエンジンマウントを介して搭載されている。
スロットルポジションセンサ72:これは、スロットル弁45の開度(スロットル弁開度TA)を検出し、このスロットル弁開度TAを表す信号を出力する。
水温センサ73:これは、機関10を冷却する冷却水の温度(冷却水温THW)を測定し、この冷却水温THWを表す信号を出力する。
クランク角度センサ74:これは、クランクシャフト24が一定角度(例えば、10[deg])回転する毎に1つのパルス信号を発生する。ECU84は、このクランク角度センサ74及び図示しないカムポジションセンサからの信号に基づいて、所定の気筒(本例においては1番気筒)の圧縮上死点を基準とした機関10のクランク角度(クランクシャフト24の回転角度であり、以下、「クランク角度」と称呼する。)を取得する。更に、ECU84は、クランク角度センサ74からの信号に基づいて、機関回転速度NEを取得する。
アクセル操作量センサ76:これは、アクセルペダル91の操作量Accpを検出し、この操作量Accpを表す信号を出力する。
ブレーキスイッチ77:これは、ブレーキペダル92の操作を検出し、ブレーキペダル92が操作されたことを表す信号を出力する。
車速センサ78:これは、機関10が搭載された車両の速度(車速SPD)を測定し、この車速SPDを表す信号を出力する。
イグニッションスイッチ79:これは、機関10を作動させたり機関10の作動を停止させたりするために運転者によって操作されるスイッチであり、そのオン・オフ状態を表す信号をECU84に送出する。
バッテリ電圧センサ80:これは、機関10が搭載された車両のバッテリの電圧値を検出し、バッテリの電圧値を表す信号を出力する。
ブレーキブースタ負圧センサ81:これは、機関10が搭載された車両が備える図示しないブレーキブースタの作動圧力(ブレーキブースタ負圧)を検出し、ブレーキブースタの負圧を表す信号を出力する。
エアコン操作センサ82:これは、エアーコンディショナが作動状態に設定されたか否かを検出し、エアーコンディショナが作動状態に設定されたか否かを表す信号を出力する。
クラッチスイッチ83:これは、クラッチペダル93の操作を検出し、クラッチペダル93が操作されたことを表す信号を出力する。
第1装置は、イグニッションスイッチ79の操作に基づいて機関10の運転を開始した後、所定の自動停止条件が成立すると、燃料噴射弁39からの燃料の噴射を停止して機関10の回転を停止させる自動停止制御を実行する。
(1)ブレーキペダル92が踏み込まれていること(操作されていること)。これは、ブレーキスイッチ77の信号に基づいて検出される。
(2)アクセルペダル91が踏み込まれていないこと(操作されていないこと)。これは、アクセル操作量センサ76により検出されるアクセルペダルの操作量Accpに基づいて検出される。
(3)車速SPDが所定速度SPDth以下であること。これは、車速センサ78により検出される車速SPDに基づいて検出される。
(1)運転者の車両発進意思に起因する運転操作による始動要求(「第1始動要求」又は「特定始動要求」とも呼称する。)に基づいて成立する条件。
(2)運転者の車両発進意思に起因する運転操作以外による始動要求(第1始動要求以外の始動要求であり、「第2始動要求」とも呼称する。)に基づいて成立する条件。
・ブレーキペダル92が踏み込まれていなくなった場合(操作されていなくなった場合)。これは、ブレーキスイッチ77の信号に基づいて検出される。
・クラッチペダル93の踏み込まれた場合(操作された場合)。これは、クラッチスイッチ83の信号に基づいて検出される。
・ECU84が、バッテリの電圧値をバッテリ電圧センサ80から取得し、その電圧値が所定電圧値より小さいと判定した場合。
・ECU84が、ブレーキブースタ負圧をブレーキブースタ負圧センサ81から取得し、そのブレーキブースタ負圧が所定負圧よりも小さいと判定した場合。
・ECU84が、エアコン操作センサ82からの信号に基いて、エアーコンディショナが非作動状態から作動状態へと変更されたと判定した場合。
次に、ECU84のCPU(以下、単に「CPU」と称呼する。)の実際の作動について説明する。CPUは図5及び図6に示したルーチンの処理を所定時間が経過する毎に繰り返し実行する。従って、所定のタイミングになると、CPUは図5のS101に進み、機関10が自動停止中か否か(自動停止制御により機関10の回転が停止しているか否か)を判定する。なお、前述したように、CPUは機関10の運転中に自動停止条件が成立すると、図示しないルーチンを実行することにより、燃料噴射弁39からの燃料の噴射を停止して機関10の回転を停止させる。機関10が自動停止中でない場合、CPUはS101にて「No」と判定し、本ルーチンを一旦終了する。
・破線は、機関10が自動停止させられる直前にあるときの圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁期間の前半部を示す。
・二重線は、始動条件が第1始動要求の発生に基づいて成立した場合における圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁期間の前半部を示す。この場合、上述したように、圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングは第1閉弁クランク角度IVC1に設定される。
・実線は、始動条件が第2始動要求の発生に基づいて成立した場合における圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁期間の前半部を示す。この場合、上述したように、圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングは第2閉弁クランク角度IVC2に設定される。
次に、本発明の第1実施形態の第1変形例に係る内燃機関の制御装置について説明する。第1実施形態の第1変形例は、そのECU84が、図6に示したルーチンに代わる図10に示したルーチンを実行する点のみにおいて第1実施形態と相違している。以下、この相違点を中心として説明する。
・CPUは、機関10が自動停止制御によって停止させられた時点のピストン位置(即ち、機関停止時ピストン位置)y0に対応するクランク角度をRAMに格納する。
・CPUは、燃焼時ピストン位置yに対応するクランク角度から機関停止時ピストン位置y0に対応するクランク角度を減じたクランク角度を「モータ26による機関10の逆回転方向の回転量」として算出する。
・CPUは、その算出した回転量だけ機関10が逆回転するようにモータ26を駆動する。
次に、本発明の第1実施形態の第2変形例に係る内燃機関の制御装置について説明する。第1実施形態の第2変形例は、そのECU84が、図5及び図6に示したルーチンに代わる図11に示したルーチンを実行する点のみにおいて第1実施形態と相違している。以下、この相違点を中心として説明する。
次に、本発明の第2実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第2装置」とも呼称する。)について説明する。第2装置は、図6のS203及びS205を実行しない点のみにおいて第1装置と相違している。即ち、第2装置は、圧縮行程の吸気弁の閉弁タイミングを始動フラグが「1」であるか否かに関わらず一定のタイミングに設定する。その結果、圧縮行程気筒の燃焼(2爆目の燃焼)に伴って発生する機関発生トルクの最大値は、始動条件が第1始動要求及び第2始動要求の何れに基づいて成立したかに関わらず、変更されない。
次に、本発明の第3実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第3装置」とも呼称する。)について説明する。第3装置は、図6のS202及びS204を実行しない点のみにおいて第1装置と相違している。即ち、第3装置は、逆回転方向のクランクシャフト24の回転量θを始動要求フラグが「1」であるか否かに関わらず一定の回転量に設定する。その結果、膨張行程気筒の燃焼(1爆目の燃焼)に伴って発生する機関発生トルクの最大値は、始動条件が第1始動要求及び第2始動要求の何れに基づいて成立したかに関わらず、変更されない。
Claims (4)
- 往復動可能に設けられたピストンと、
燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
前記燃焼室に点火用火花を発生させる点火装置と、を各気筒に備え、且つ、
クランクシャフトを回転駆動させるモータを備えた多気筒内燃機関に適用され、
前記内燃機関の自動停止後に所定の始動条件が成立したか否かを判定する条件成立判定手段と、
前記始動条件が成立したと判定された場合に、前記モータにより前記クランクシャフトを逆回転させることにより前記自動停止中に膨張行程にあった気筒である膨張行程気筒の空気を圧縮させつつ前記燃料噴射弁により前記燃料を噴射させて前記膨張行程気筒に混合気を形成し、前記点火装置により前記点火用火花を発生させて前記膨張行程気筒の混合気を点火することによって前記始動条件の成立後における1回目の燃焼を発生させて前記内燃機関を順方向に回転させ、前記順方向の回転により前記自動停止中に圧縮行程にあった気筒である圧縮行程気筒の空気を圧縮させつつ前記燃料噴射弁により前記燃料を噴射させて前記圧縮行程気筒に混合気を形成し、所定の点火タイミングにて前記点火装置により前記点火用火花を発生させて前記圧縮行程気筒の混合気を点火することによって前記始動条件の成立後における2回目の燃焼を発生させ、前記内燃機関を始動させる始動制御手段と、を備える内燃機関の制御装置において、
前記始動制御手段は、
前記始動条件が、前記内燃機関を搭載する車両の運転者の車両発進意思に起因する運転操作による始動要求である特定始動要求に基づいて成立したのか同特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したのかを判定し、
前記始動条件が前記特定始動要求に基づいて成立したと判定された場合には、前記始動条件が前記特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したと判定された場合と比較して、前記1回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみ、又は、前記2回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみ、又は、前記1回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値及び前記2回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみ、を大きくするように構成された内燃機関の制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、
前記始動制御手段は、
前記始動条件が前記特定始動要求に基づいて成立したと判定された場合には、前記始動条件が前記特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したと判定された場合と比較して、少なくとも前記1回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値を大きくするように構成され、
更に、前記始動条件が前記特定始動要求に基づいて成立したと判定された場合には、前記始動条件が前記特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したと判定された場合と比較して、前記1回目の燃焼を発生させる前記点火用火花の発生タイミングにおける前記膨張行程気筒のピストン位置が、より圧縮上死点側になるように前記モータ及び前記点火装置を作動させるように構成された内燃機関の制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関は、吸気弁の開閉時期を変更可能なバルブタイミング変更装置、を更に備え、
前記始動制御手段は、
前記始動条件が前記特定始動要求に基づいて成立したと判定された場合には、前記始動条件が前記特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したと判定された場合と比較して、少なくとも前記2回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値を大きくするように構成され、
更に、前記始動条件が前記特定始動要求に基づいて成立したと判定された場合には、前記始動条件が前記特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したと判定された場合と比較して、前記圧縮行程気筒の吸気弁の閉弁タイミングがより進角側のタイミングであって、より吸気下死点に近づくように前記バルブタイミング変更装置を駆動するように構成された内燃機関の制御装置。 - 請求項3に記載の内燃機関の制御装置において、
前記始動制御手段は、
前記内燃機関の自動停止中に、当該圧縮行程気筒の吸気弁の閉弁タイミングを遅角させることにより当該吸気弁が開弁するように前記バルブタイミング変更装置を駆動するように構成された内燃機関の制御装置。
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