JP6885354B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
前記制御装置は、前記内燃機関を搭載する車両システムの起動中に燃料カットを行って前記内燃機関を間欠的に停止させる自動停止制御と、前記自動停止制御によって停止した前記内燃機関の再始動を行う自動始動制御とを実行する。
前記自動始動制御において、前記制御装置は、エンジン停止中に膨張行程又は圧縮行程にある気筒である始動開始気筒から燃料噴射を開始することにより前記再始動を開始し、
前記制御装置は、前記自動停止制御において、
前記燃料カットの開始前に、理論空燃比よりもリッチな値となるように空燃比を制御する空燃比リッチ処理と、
前記燃料カットと連動して、前記スロットルバルブを閉じるスロットル閉弁処理と、
前記スロットル閉弁処理の実行後のエンジン停止過程において、後に前記始動開始気筒となる気筒が最後の吸気行程を終える前に前記スロットルバルブよりも下流側の吸気通路内の圧力であるスロットル下流圧が大気圧になるように前記スロットルバルブを開くスロットル開弁処理と、
を実行する。
前記制御装置は、前記スロットル開弁処理によって前記スロットルバルブを開き始めるエンジン回転速度であるスロットル開弁回転速度を補正する第1補正処理を実行する。
前記第1補正処理において、前記制御装置は、後に前記始動開始気筒となる気筒が前記エンジン停止過程において最後の吸気行程を終える際の前記スロットル下流圧である特定スロットル下流圧と、前記自動停止制御によるエンジン停止が完了する際の排気の空燃比である特定排気空燃比のうちの少なくとも一方に基づいて、次回以降の前記自動停止制御に用いられる前記スロットル開弁回転速度を補正する。
まず、図1〜図8を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る車両システムの構成例を説明するための図である。図1に示す車両システムは、車両1を備えている。車両1は、その動力源として、内燃機関10と、電動モータ12とを備えている。すなわち、車両1は、ハイブリッド車両である。電動モータ12は、一例として、モータジェネレータ(MG)である。
1−2−1.内燃機関の自動停止制御及び自動始動制御(エンジン間欠運転)
上述した構成を有する車両1では、内燃機関10の始動及び停止は、ドライバーによるイグニッションスイッチの操作に伴って行われるだけでなく、次のような「自動停止制御」及び「自動始動制御」によっても行われる。
本実施形態における自動始動制御は、次のような「早期始動制御」を用いて実行される。ここでいう早期始動制御は、気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁46の使用により、早期に燃料を噴射して再始動を開始するものである。早期始動制御では、「始動開始気筒」から燃料噴射が開始される。この始動開始気筒には、自動停止制御によるエンジン停止中に膨張行程にある気筒(以下、「膨張行程停止気筒」と称する)又は圧縮行程にある気筒(以下、「圧縮行程停止気筒」と称する)が該当し、かつ、より詳細には、クランク軸14の正方向の回転を開始させるトルクを発生させる気筒が該当する。
図3は、早期始動制御を利用する場合における自動停止制御の課題を説明するための図である。図3の横軸は、燃料カットを開始する際のエンジン回転速度(以下、「燃料カット回転速度NEfc」と称する)であり、その縦軸は、自動停止制御が実行されるエンジン停止過程においてスロットルバルブ40を開き始めるエンジン回転速度(以下、「スロットル開弁回転速度NEtho」と称する)である。
図4は、本発明の実施の形態1に係る自動停止制御の概要を説明するためのタイムチャートである。本実施形態の自動停止制御は、以下に説明するように、主に、空燃比リッチ処理と、スロットル閉弁処理と、スロットル開弁処理とを含む。なお、図4に示すように、エンジン停止過程とは、エンジン停止のための燃料カットの開始(時点t2)からエンジン停止完了(時点t6)までの期間のことである。
図4中の時点t1は、アイドリング運転中に、間欠停止要求(自動停止要求)が出された時点に相当する。アイドリング運転中には、スロットルバルブ40は、ISC(アイドルスピードコントロール)開度に制御されている。その結果、吸気マニホールド圧(スロットル下流圧)は、負圧(大気圧未満)となっている。また、燃焼が行われているアイドリング運転中には、排気通路36への空気(新気)の流入量はゼロである。さらに、アイドリング運転中の空燃比は、理論空燃比に制御されている。このような空燃比の制御は、例えば、空燃比を理論空燃比である目標空燃比に近づけるための公知の空燃比フィードバック制御を用いて行われる。
空燃比リッチ処理が実行されると、エンジントルクが増大する。このため、何らの対策がなされないと、エンジン回転速度NE(アイドル回転速度NEidl)が上昇する。そこで、本実施形態の自動停止制御では、空燃比リッチ処理の実行に伴うアイドル回転速度NEidlの上昇を抑制するために、空燃比リッチ処理と連動して、点火時期の遅角が行われる。具体的には、通常のアイドリング運転のために設定された値と比べて、点火時期が遅角される。
燃料カットの開始に先立って空燃比リッチ処理を実行することにより、燃料カットの開始前に触媒雰囲気の空燃比をリッチ化させることができる。その結果、その後に燃料カットの実行に伴って触媒50内に酸素濃度の高い空気が流入したときに、触媒50に流入した空気に含まれる酸素と、リッチ化によって事前に還元剤として投入された燃料との間で酸化・還元反応がバランス良く行われる。このような空燃比リッチ処理が後述のスロットル閉弁処理とともに実行されることにより、触媒雰囲気の空燃比を理論空燃比近傍の値で維持し易くなる。つまり、触媒雰囲気のリーン化を抑制することができる。
図4中の時点t2は、空燃比センサ52により検出される空燃比が空燃比リッチ処理による目標空燃比に到達した時点に相当する。図4に示す例では、燃料カットは、この時点t2において開始される。これにより、各気筒の燃料噴射が順に停止されていく。また、燃料カットの実行後の時間経過に伴い、排気通路36に流出する空気の量が増えていく。
本実施形態の自動停止制御では、燃料カットと連動してスロットル閉弁処理が実行される。スロットル閉弁処理によれば、スロットル開度がISC開度よりも小さな開度となるようにスロットルバルブ40が閉じられる。図4に示す一例では、スロットル開度は、全閉開度に制御されている。
図4中の時点t3は、スロットル閉弁処理の実行後のエンジン停止過程において、エンジン回転速度NEがスロットル開弁回転速度NEthoに到達した時点に相当する。本実施形態の自動停止制御では、この時点t3において、スロットル開弁処理が実行される。スロットル開弁処理によれば、スロットルバルブ40が第1所定開度にまで開かれる。この第1所定開度は、全開開度である必要はなく、エンジン停止過程において吸気マニホールド圧を大気圧相当にまで高められるという要件を満たす開度であればよい。このため、第1所定開度は、例えば、この要件を満たせる必要最小限の開度(例えば、30deg)であってもよい。
図4中の時点t5は、時点t4の経過後にエンジン回転速度NEがスロットル閉弁回転速度NEthcに到達する時点に相当する。本実施形態の自動停止制御では、この時点t5において、スロットルバルブ40が再度閉じられる。具体的には、上記第1所定開度から、これよりも小さな第2所定開度が得られるようにスロットルバルブ40が閉じられる。これにより、その後に自動始動制御を利用する再始動の開始直後に吸気行程を迎える気筒において空気が過剰に充填され、その結果としてエンジン回転速度が過度に上昇することを抑制できる。このような効果を得るための第2所定開度としては、例えば、スロットルバルブ40への通電が行われないときの開度(いわゆるオープナ開度)、又は、所定の始動用開度が該当する。なお、このようなスロットルバルブ40の閉じ動作は、エンジン停止完了後のエンジン停止期間中に実行されてもよい。
自動停止のための燃料カットの開始後のエンジン停止過程においてスロットル閉弁処理によりスロットルバルブ40が閉じられているときに、ドライバーからの再始動要求(チェンジオブマインド要求)が出されることがある。本実施形態では、ECU60は、このような再始動要求を受け付けた場合には、自動停止制御を中止し、かつ、自動始動制御とは異なる「第2の再始動制御」を実行する。すなわち、この場合には、着火始動制御を利用する自動始動制御が禁止される。
図8は、本発明の実施の形態1に係る自動停止制御及び第2の再始動制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。ECU60は、内燃機関10の運転中に、本ルーチンを繰り返し実行する。
図8に示すルーチンでは、ECU60は、まず、内燃機関10の間欠停止要求(自動停止要求)があるか否か、すなわち、所定の自動停止条件が満たされるか否かを判定する。自動停止条件は、例えば、アクセル開度に基づく車両1の要求駆動力が所定の閾値未満であるか否かを含む。ステップS100の判定結果が肯定的である場合には、処理はステップS102に進み、判定結果が否定的である場合には、本ルーチンが終了される。
ステップS100の判定結果が肯定的である場合には、ECU60は、エンジン回転速度NEが上述の閾値THneよりも高いか否かを判定する。その結果、エンジン回転速度NEが閾値THneよりも高い場合、すなわち、空気充填要求と触媒雰囲気のリーン化抑制要求との両立のために燃料カット回転速度NEfcを下げる必要がある場合には、処理はステップS104に進む。一方、エンジン回転速度NEが閾値THne以下である場合、すなわち、燃料カット回転速度NEfcを下げる必要がない場合には、処理はステップS106に進む。
ECU60は、燃料カット回転速度補正処理を実行する。この補正処理は、燃料カット回転速度NEfcを閾値THne以下の目標値(例えば、所定値)にまで下げるために、図6を参照して既述したように、燃料カット又はスロットル開度の調整を利用して行うことができる。
ECU60は、内燃機関10がアイドリング運転中であるか否かを判定する。その結果、内燃機関10がアイドリング運転状態にない場合には、処理はステップS104に戻る。より詳細には、燃料カット回転速度補正処理のための燃料カットが利用されている場合において当該燃料カットの実行後にアイドリング運転状態に移行していなければ、処理がステップS104に戻る。一方、内燃機関10がアイドリング運転状態にある場合には、処理はステップS108に進む。
ECU60は、空燃比リッチ処理を実行する。既述したように、空燃比リッチ処理は、例えば、目標空燃比を理論空燃比よりも大きな値に変更することにより行うことができる。また、ECU60は、空燃比リッチ処理の実行に伴うアイドル回転速度NEidlの上昇が抑制されるように、点火時期の遅角を実行する。ステップS108の処理の実行後には、処理はステップS110に進む。
ECU60は、エンジン回転速度NEが閾値THne以下であり、かつ、空燃比が目標空燃比に到達したか否かを判定する。この判定に用いられる空燃比は、例えば、空燃比センサ52によって検出される。また、この判定に用いられる目標空燃比は、空燃比リッチ処理により変更された値のことである。
ECU60は、間欠停止(自動停止)のための燃料カットを実行する。また、ECU60は、燃料カットの実行と連動して、上述のスロットル閉弁処理を実行する。その後、処理はステップS114に進む。
ECU60は、スロットル閉弁処理によってスロットルバルブ40が閉じられている期間中に、内燃機関10の再始動要求(チェンジオブマインド要求)があるか否かを判定する。この再始動要求の有無は、例えば、所定値以上の操作量でのアクセルペダルの踏み込みの有無に基づいて判定することができる。その結果、再始動要求が出されていない場合には、処理はステップS116に進む。一方、再始動要求が出された場合には、処理はステップS126に進む。
ECU60は、今回の間欠停止に用いられた燃料カット回転速度NEfcに応じたスロットル開弁回転速度NEthoを算出する。スロットル開弁回転速度NEthoの算出手法の一例は次の通りである。すなわち、ECU60には、図7中に太線で示すように定められた燃料カット回転速度NEfcとスロットル開弁回転速度NEthoとの関係がマップとして記憶されている。ECU60は、そのようなマップから燃料カット回転速度NEfcに応じたスロットル開弁回転速度NEthoを算出する。
ECU60は、エンジン回転速度NEがスロットル開弁回転速度NEtho以下に低下したか否かを判定する。その結果、エンジン回転速度NEがスロットル開弁回転速度NEtho以下に低下していない場合には、ECU60は本ステップS118の判定を繰り返し実行する。一方、エンジン回転速度NEがスロットル開弁回転速度NEtho以下に低下している場合には、処理はステップS120に進む。
ECU60は、上述のスロットル開弁処理を実行する。具体的には、既述したように、スロットルバルブ40が第1所定開度にまで開かれる。その後、処理はステップS122に進む。
ECU60は、エンジン回転速度NEが上述のスロットル閉弁回転速度NEthc以下にまで低下したか否かを判定する。その結果、エンジン回転速度NEがスロットル閉弁回転速度NEthc以下に低下していない場合には、ECU60は本ステップS122の判定を繰り返し実行する。一方、エンジン回転速度NEがスロットル閉弁回転速度NEthc以下に低下している場合には、処理はステップS124に進む。
ECU60は、上述の第2所定開度が得られるようにスロットルバルブ40を閉じる。その後、本ルーチンが終了される。
燃料カットの実行後にスロットルバルブ40を閉じているときに再始動要求を受け付けた場合には、ECU60は、第3所定開度(例えば、ISC開度)が得られるようにスロットルバルブ40を開く。その後、処理はステップS128に進む。
ECU60は、吸気マニホールド圧が所定値(例えば、大気圧)にまで上昇したか否かを判定する。その結果、吸気マニホールド圧が所定値にまで上昇していない場合には、ECU60は本ステップS128の判定を繰り返し実行する。一方、吸気マニホールド圧が所定値にまで上昇した場合には、処理はステップS130に進む。
ECU60は、再始動のための燃料噴射及び点火を各気筒において順に開始する。その後、本ルーチンが終了される。
内燃機関10のように間欠停止からの再始動の際に早期始動制御(着火始動制御又は1TDC始動制御)を利用するシステムにおいて空気充填要求を良好に満たすためには、これを利用しない特許文献1に記載のシステムと比べて、スロットル開弁回転速度NEthoを高める必要がある。
次に、図9を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。以下の説明では、実施の形態2に係る車両システムの構成の一例として、図1に示す構成が用いられているものとする。このことは、後述の実施の形態3についても同様である。
本実施形態に係るエンジン制御は、実施の形態1において説明した自動停止制御に対して以下に説明するスロットル開弁回転速度NEthoの学習機能が追加された点において、実施の形態1に係るエンジン制御と相違している。
実施の形態1において説明したような各種ばらつき要因(例えば、経時的な要因、内燃機関のフリクションの機差ばらつき、又は、性状の異なるエンジンオイルへの交換)により、空気充填要求と触媒雰囲気のリーン化抑制要求との両立に適したスロットル開弁回転速度NEthoが変化し得る。
既述したように、選択可能なスロットル開弁回転速度NEthoには、上限(例えば、図7中の最高回転速度NEmax2参照)がある。したがって、吸気マニホールド圧Pstpが閾値THpよりも低い場合に行い得るスロットル開弁回転速度NEthoの増加には限界がある。そこで、本実施形態では、スロットル開弁回転速度NEthoを増加させるとスロットル開弁回転速度NEthoが上限値(最高回転速度NEmax2)を超える場合には、スロットル開弁回転速度NEthoの増加とともに、空燃比リッチ処理による空燃比のリッチ化の度合いが増やされる。
図9は、本発明の実施の形態2に係る自動停止制御におけるスロットル開弁回転速度NEthoの学習機能に関する処理(第1補正処理)のサブルーチンを示すフローチャートである。本実施形態では、実施の形態1において説明した図8に示すルーチンに類似するメインルーチンとともに、図9に示すサブルーチンが実行される。
図9に示すサブルーチンでは、ECU60は、まず、エンジン停止過程において吸気弁の閉じ時期IVCが到来する時点に対応する吸気マニホールド圧を各気筒を対象として取得する。具体的には、上記時点に対応する吸気マニホールド圧の取得は、例えば、クランク角センサ54と吸気圧センサ44とを用いて次のように行われる。すなわち、エンジン停止過程(回転低下過程)における各気筒の閉じ時期IVCでの吸気マニホールド圧の値がクランクカウンタと紐付けてラッチされる。また、取得される吸気マニホールド圧は、公知のモデル演算を利用して推定される値であってもよい。
ECU60は、エンジン停止が完了したか否かの判定と、クランク軸14の逆回転が検出されたか否かの判定とを実行する。本ステップS202の判定は、着火始動制御における始動開始気筒(すなわち、膨張行程停止気筒)を確定するために行われる。なお、エンジン停止完了前にクランク軸14が逆回転した場合には、その後にクランク軸14がさらに正方向に回転しない。このため、エンジン停止完了又は逆回転を検出した時点において、クランク角センサ54を用いて始動開始気筒を確定することができる。本ステップS202の判定結果が否定的である場合、つまり、始動開始気筒を未だ確定できていない場合には、ECU60はステップS200の処理を繰り返し実行して吸気マニホールド圧の取得を継続する。一方、上記判定結果が肯定的である場合には、処理はステップS204に進む。
ECU60は、吸気マニホールド圧Pstp、すなわち、ステップS202の処理を経て確定した始動開始気筒の最後の吸気行程がエンジン停止過程において終了する時点(IVC時点)の吸気マニホールド圧の値を、ステップS200の処理により取得した吸気マニホールド圧のデータの中から選択する。
ECU60は、ステップS204の処理において選択した吸気マニホールド圧Pstpが上述の閾値THpよりも低いか否かを判定する。その結果、吸気マニホールド圧Pstpが閾値THpよりも低い場合(すなわち、実行された自動停止制御に問題があると判断できる場合)には、処理はステップS208に進む。一方、吸気マニホールド圧Pstpが閾値THp以上である場合(すなわち、実行された自動停止制御は良好であると判断できる場合)には、処理はステップS220に進む。
ECU60は、スロットル開弁回転速度NEthoを増加させるとスロットル開弁回転速度NEthoが上限値を超えるか否かを判定する。この判定に用いられる上限値は、例えば、最高回転速度NEmax2の直線(図7参照)上において、今回の自動停止制御に用いられた燃料カット回転速度NEfcの値をX座標値とする点のY座標値として取得可能である。本ステップS208の判定結果が肯定的である場合には、処理はステップS212に進む。一方、本判定結果が否定的である場合には、処理はステップS210に進む。
ECU60は、次回の自動停止制御に反映されるスロットル開弁回転速度NEthoの補正量Aを算出して記憶する。補正量Aは、一例として固定値である。補正量Aは、次回の自動停止制御時に、上記メインルーチンのステップS116において算出されるスロットル開弁回転速度NEtho(ベース値)を補正するための補正量Xnethoに加算される。これにより、次回の自動停止制御に用いられる補正量Xnethoが前回値よりも補正量Aだけ増やされる。したがって、自動停止制御が実行される度に処理が連続的にステップS210又はS212に進む例では、補正量Xnethoは、補正量Aずつ徐々に増やされていくことになる。
ECU60は、空燃比リッチ処理による空燃比のリッチ化の度合いを増大可能であるか否かを判定する。より詳細には、空燃比のリッチ化の度合いをさらに増大させると、リッチ化の度合いが排気エミッション抑制の観点で定まる上述の制約を超えてしまうか否かが判定される。その結果、リッチ化の度合いを増大可能である場合には、処理はステップS216に進む。一方、リッチ化の度合いを増大できない場合には、処理はステップS218に進む。
ECU60は、次回の自動停止制御における空燃比リッチ処理に反映される目標空燃比の補正量Cを算出して記憶する。補正量Cは、一例として固定値である。この補正により、次回の自動停止制御に用いられる目標空燃比は、その前回値よりも補正量C分だけ低い(すなわち、リッチな)値となる。ステップS216の処理の実行後には、本サブルーチンが終了される。
ECU60は、次回の自動停止制御に反映される燃料カット回転速度NEfcの補正量Dを算出して記憶する。この補正は、次回の自動停止制御時にステップS112の処理による燃料カットの実行に先立って行われる。補正量Dは、一例として固定値である。この補正により、次回の自動停止制御に用いられる燃料カット回転速度NEfcが、所定の補正可能範囲内において、補正量D分だけ低い値となるように補正される。ステップS218の処理の実行後には、本サブルーチンが終了される。
ECU60は、ステップS204の処理において検出した排気空燃比AFstpが上述の閾値THafよりも高いか否かを判定する。その結果、排気空燃比AFstpが閾値THafよりも高い場合(すなわち、実行された自動停止制御に問題があると判断できる場合)には、処理はステップS222に進む。一方、排気空燃比AFstpが閾値THaf以下である場合(すなわち、実行された自動停止制御は良好であると判断できる場合)には、本サブルーチンが終了される。
ECU60は、スロットル開弁回転速度NEthoを減少させるとスロットル開弁回転速度NEthoが下限値を超えるか否かを判定する。この判定に用いられる下限値の例は、最低回転速度NEminである。本ステップS222の判定結果が肯定的である場合には、処理はステップS214に進む。一方、本判定結果が否定的である場合には、処理はステップS224に進む。
ECU60は、次回の自動停止制御に反映されるスロットル開弁回転速度NEthoの補正量Bを算出して記憶する。補正量Bは、一例として固定値である。この補正により、次回の自動停止制御時にスロットル開弁回転速度NEthoのベース値を補正するために用いられる補正量Xnethoは、補正量Bだけ減らされる。したがって、自動停止制御が実行される度に処理が連続的にステップS224に進む例では、補正量Xnethoは補正量Bずつ徐々に減らされていくことになる。ステップS224の処理の実行後には、本サブルーチンが終了される。
以上説明した本実施形態の自動停止制御によれば、吸気マニホールド圧Pstpが閾値THpよりも低い場合には、次回以降の自動停止制御に用いられるスロットル開弁回転速度NEthoが増やされる。これにより、上述の各種ばらつき要因の影響によって適切な吸気マニホールド圧Pstpが確保されていない場合に、適切な吸気マニホールド圧Pstpが確保されるようにスロットル開弁回転速度NEthoを補正することができる。つまり、これらのばらつき要因の影響を受けたとしても、空気充填要求が満たされないことによる再始動性の低下を抑制できるようになる。
上述した実施の形態2に係る学習機能に関する処理(第1補正処理)は、吸気マニホールド圧Pstp又は排気空燃比AFstpに基づく判定が満たされることを条件として、自動停止制御が実行される度に実行される。しかしながら、このような例に代え、第1補正処理は、例えば、複数回の間欠停止(自動停止制御)の実行が想定される期間よりも長い所定期間が経過する度に実行されてもよい。
次に、図10〜図13を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
本実施形態に係るエンジン制御は、実施の形態1において説明した自動停止制御に対して以下に説明するスロットル開弁回転速度NEthoの補正機能が追加された点において、実施の形態1に係るエンジン制御と相違している。
空気充填要求と触媒雰囲気のリーン化抑制要求との両立に適したスロットル開弁回転速度NEthoは、実施の形態1、2において説明したような各種ばらつき要因だけでなく、次のような要因によっても変化し得る。すなわち、同一仕様の内燃機関が同一の環境下で使用されたとしても、例えば、エンジン暖機過程におけるエンジンオイルの温度変化の仕方のばらつきに伴ってフリクションがばらつくことがある。
図13は、本発明の実施の形態3に係る自動停止制御におけるスロットル開弁回転速度NEthoの補正機能に関する処理(第2補正処理)のサブルーチンを示すフローチャートである。本実施形態では、実施の形態1において説明した図8に示すルーチンと同じメインルーチンとともに、図13に示すサブルーチンが実行される。このサブルーチンは、メインルーチンのステップS116の処理の後に実行される。
図13に示すサブルーチンでは、ECU60は、まず、エンジン回転低下速度を検出する。エンジン回転低下速度の検出は、図11に示すように、燃料カット後のエンジン停止過程の初期において実行される。その後、処理はステップS302に進む。
ECU60は、スロットル開弁回転速度NEthoの上記補正量Eを算出する。ECU60には、図12に示すようなエンジン回転低下速度と補正量Eとの関係を定めたマップが記憶されている。ECU60は、ステップS300の処理により検出されたエンジン回転低下速度に応じた補正量Eをそのようなマップから算出する。その後、処理はステップS304に進む。
ECU60は、ステップS302の処理により算出された補正量Eを、メインルーチンのステップS116の処理により算出されたスロットル開弁回転速度NEtho(ベース値)に加算する。これにより、補正量Eがゼロである例を除き、今回の自動停止制御に用いられるスロットル開弁回転速度NEthoに対して補正量Eが反映される。
以上説明した本実施形態の自動停止制御によれば、燃料カット後のエンジン停止過程におけるエンジン回転低下速度に応じた補正量Eに従って、当該エンジン停止過程で用いられるスロットル開弁回転速度NEthoが上述のように補正される。これにより、上記2つの要求の両立に適したスロットル開弁回転速度NEthoが図10に例示されるような要因によってばらつくような場合であっても、適切なスロットル開弁回転速度NEthoを安定して使用できるようになる。このため、このような補正機能を有しない例と比べて、再始動性の確保と排気エミッション抑制との良好なバランスをより安定的に維持できるようになる。
4.車両システムの他の例
上述した実施の形態1〜3においては、内燃機関10とともに電動モータ12を動力源として備え、かつ、自動停止制御及び自動始動制御を実行可能に構成されたハイブリッド車両である車両1のシステムが例示された。しかしながら、本発明の対象となる車両システムは、上記の例に代え、例えば、内燃機関10のみを動力源として備え、かつ、S&S(Stop & Start)制御(アイドリングストップ制御とも呼ばれる)を実行可能に構成された車両システムであってもよい。
10 内燃機関
12 電動モータ
14 クランク軸
32 燃焼室
34 吸気通路
34a 吸気マニホールド
36 排気通路
40 スロットルバルブ
44 吸気圧センサ
46 燃料噴射弁
48 点火装置
50 触媒
52 空燃比センサ
54 クランク角センサ
60 電子制御ユニット(ECU)
62 センサ群
64 アクセルポジションセンサ
Claims (12)
- 気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、前記燃料と空気との混合気に点火するための点火装置と、吸気通路に配置されたスロットルバルブとを備える内燃機関を制御する制御装置であって、
前記制御装置は、前記内燃機関を搭載する車両システムの起動中に燃料カットを行って前記内燃機関を間欠的に停止させる自動停止制御と、前記自動停止制御によって停止した前記内燃機関の再始動を行う自動始動制御とを実行し、
前記自動始動制御において、前記制御装置は、エンジン停止中に膨張行程又は圧縮行程にある気筒である始動開始気筒から燃料噴射を開始することにより前記再始動を開始し、
前記制御装置は、前記自動停止制御において、
前記燃料カットの開始前に、理論空燃比よりもリッチな値となるように空燃比を制御する空燃比リッチ処理と、
前記燃料カットと連動して、前記スロットルバルブを閉じるスロットル閉弁処理と、
前記スロットル閉弁処理の実行後のエンジン停止過程において、後に前記始動開始気筒となる気筒が最後の吸気行程を終える前に前記スロットルバルブよりも下流側の吸気通路内の圧力であるスロットル下流圧が大気圧になるように前記スロットルバルブを開くスロットル開弁処理と、
を実行し、
前記制御装置は、前記スロットル開弁処理によって前記スロットルバルブを開き始めるエンジン回転速度であるスロットル開弁回転速度を補正する第1補正処理を実行し、
前記第1補正処理において、前記制御装置は、後に前記始動開始気筒となる気筒が前記エンジン停止過程において最後の吸気行程を終える際の前記スロットル下流圧である特定スロットル下流圧と、前記自動停止制御によるエンジン停止が完了する際の排気の空燃比である特定排気空燃比のうちの少なくとも一方に基づいて、次回以降の前記自動停止制御に用いられる前記スロットル開弁回転速度を補正する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記第1補正処理において、前記制御装置は、前記特定スロットル下流圧が圧力閾値よりも低い場合には、前記スロットル開弁回転速度を増加させる
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。 - 前記第1補正処理において、前記制御装置は、前記特定排気空燃比が空燃比閾値よりも大きい場合には、前記スロットル開弁回転速度を減少させる
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記第1補正処理において、前記制御装置は、前記スロットル開弁回転速度を増加させると前記スロットル開弁回転速度が上限値を超える場合には、前記スロットル開弁回転速度の増加とともに、前記空燃比リッチ処理による空燃比のリッチ化の度合いを増大させる
ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記第1補正処理において、前記制御装置は、前記スロットル開弁回転速度を増加させると前記スロットル開弁回転速度が前記上限値を超える場合において制約により前記リッチ化の度合いを増大できないならば、前記リッチ化の度合いの増大に代え、前記燃料カットを開始する際のエンジン回転速度である燃料カット回転速度の減少を、前記スロットル開弁回転速度の増加とともに実行する
ことを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記第1補正処理において、前記制御装置は、前記スロットル開弁回転速度を減少させると前記スロットル開弁回転速度が下限値を超える場合には、前記スロットル開弁回転速度を減少させずに、前記空燃比リッチ処理による空燃比のリッチ化の度合いを増大させる
ことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記第1補正処理において、前記制御装置は、前記スロットル開弁回転速度を減少させると前記スロットル開弁回転速度が前記下限値を超える場合において制約により前記リッチ化の度合いを増大できないならば、前記スロットル開弁回転速度を減少させずに、前記リッチ化の度合いの増大に代え、前記燃料カットを開始する際のエンジン回転速度である燃料カット回転速度の減少を実行する
ことを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記制御装置は、前記スロットル開弁処理によって前記スロットルバルブを開き始めるエンジン回転速度であるスロットル開弁回転速度を補正する第2補正処理を実行し、
前記第2補正処理において、前記制御装置は、前記燃料カットの開始後のエンジン回転速度の低下速度に応じて、前記燃料カットの実行に伴うエンジン停止過程で用いられる前記スロットル開弁回転速度を補正する
ことを特徴とする請求項1〜7の何れか1つに記載の内燃機関の制御装置。 - 前記制御装置は、前記空燃比リッチ処理と連動して、点火時期の遅角を行う
ことを特徴とする請求項1〜8の何れか1つに記載の内燃機関の制御装置。 - 前記制御装置は、前記自動停止制御の実行要求が出された際にエンジン回転速度が回転速度閾値よりも高い場合には、前記回転速度閾値以下となるように前記エンジン回転速度を下げた後に前記燃料カットを行う燃料カット回転速度補正処理を実行する
ことを特徴とする請求項1〜9の何れか1つに記載の内燃機関の制御装置。 - 前記制御装置は、前記燃料カットを開始する際のエンジン回転速度である燃料カット回転速度が高い高燃料カット回転速度領域内において前記燃料カット回転速度が高い場合には、それが低い場合と比べて、前記スロットル開弁処理によって前記スロットルバルブを開き始めるエンジン回転速度であるスロットル開弁回転速度を低くする
ことを特徴とする請求項1〜10の何れか1つに記載の内燃機関の制御装置。 - 前記制御装置は、前記エンジン停止過程において前記スロットル閉弁処理によって前記スロットルバルブを閉じているときに前記内燃機関の再始動要求を受け付けた場合には、前記自動停止制御を中止し、かつ、前記自動始動制御とは異なる第2の再始動制御を実行し、
前記第2の再始動制御において、前記制御装置は、前記自動停止制御の中止後のエンジン停止過程において、前記スロットルバルブを開いた後に燃料噴射を再開する
ことを特徴とする請求項1〜11の何れか1つに記載の内燃機関の制御装置。
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