JP7237419B2 - vehicle controller - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実施可能な車両の制御装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control device for a vehicle capable of executing idle stop for stopping idle rotation of an internal combustion engine.

手動変速機が搭載されたＭＴ（Ｍａｎｕａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）車では、運転者が任意にシフトレバーを操作して手動変速機の変速段位を変更することができ、また、運転者が任意にクラッチペダルを操作して内燃機関と手動変速機との間に介在するクラッチの接続／切断を切り換えることができる。シフトレバーがニュートラルポジションにあるとき、またはクラッチペダルが踏まれているときには、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトと車両の車軸（及び、駆動輪）との間の接続が切り離され、内燃機関と車軸との間でトルクが伝達されなくなる。 In an MT (Manual Transmission) vehicle equipped with a manual transmission, a driver can arbitrarily operate a shift lever to change the gear position of the manual transmission, and the driver can arbitrarily operate a clutch pedal. can be used to switch between engagement and disengagement of a clutch interposed between the internal combustion engine and the manual transmission. When the shift lever is in the neutral position or the clutch pedal is depressed, the connection between the crankshaft, which is the output shaft of the internal combustion engine, and the vehicle axle (and drive wheels) is disconnected, and the internal combustion engine and Torque is no longer transmitted to or from the axle.

近時、ＭＴ車においても、信号待ち等による車両の停車中に、内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実施して、燃料消費の抑制を図るようになっている。既知のアイドリングストップシステムでは、車速が０近傍となり、シフトレバーがニュートラルポジションにあり、クラッチペダルが踏まれておらず、車両が所在する路面の勾配が大きくなく、内燃機関の温度が十分に高く、車載のバッテリの蓄電量（または、バッテリ電圧）が十分に大きい、等といった諸条件がおしなべて成立したときに、内燃機関を停止させる。 In recent years, even in MT vehicles, an idling stop is performed to stop the idling rotation of the internal combustion engine while the vehicle is stopped for waiting at a traffic light, etc., in order to suppress fuel consumption. In the known idling stop system, the vehicle speed is near 0, the shift lever is in the neutral position, the clutch pedal is not depressed, the slope of the road surface on which the vehicle is located is not large, the temperature of the internal combustion engine is sufficiently high, The internal combustion engine is stopped when all the conditions such as the state of charge (or battery voltage) of the vehicle-mounted battery being sufficiently large are met.

そして、内燃機関のアイドルストップ中にクラッチペダルが踏まれたり、アイドルストップ状態のまま所定時間（例えば、三分間）が経過したり、車両のドアが開かれたり、運転席のシートベルトが外されたり、バッテリの蓄電量が減少したり、車室内空調用のエアコンディショナが稼働したりしたならば、内燃機関を再始動する（例えば、下記特許文献１を参照）。 The clutch pedal is stepped on while the internal combustion engine is in an idling stop state, a predetermined time (for example, three minutes) has passed while the idling is stopped, the vehicle door is opened, or the driver's seat belt is unfastened. Also, if the amount of electricity stored in the battery decreases, or if an air conditioner for air conditioning the vehicle interior is activated, the internal combustion engine is restarted (see, for example, Patent Document 1 below).

ところが、アイドルストップ中に、運転者がクラッチペダルを踏まないでシフトレバーをニュートラルポジションから何れかの変速段位に操作し、変速機のギヤを噛合させることがある。この場合、内燃機関のクランクシャフトと車両の車軸とが連結されることから、安全のために内燃機関の再始動が禁止される。さすれば、アイドルストップの開始から所定時間が経過したとしても、クラッチペダルが踏まれるかシフトレバーがニュートラルポジションに復帰しない限り、内燃機関は停止した状態のままとなる。 However, during an idle stop, the driver may operate the shift lever from the neutral position to any gear position without stepping on the clutch pedal, thereby engaging the gears of the transmission. In this case, restarting of the internal combustion engine is prohibited for safety reasons because the crankshaft of the internal combustion engine and the axle of the vehicle are connected. Then, even if a predetermined time has passed since the start of idle stop, the internal combustion engine remains stopped unless the clutch pedal is depressed or the shift lever is returned to the neutral position.

内燃機関の停止が長時間に及ぶと、内燃機関の温度が低下し、摩擦損失及び冷却損失が増大する。加えて、閉弁しているインジェクタから僅かに燃料が漏出する油密漏れが蓄積したり、吸気ポートの壁面や吸気バルブの弁体、気筒の燃焼室の壁面に付着した液状燃料が気化したりすることで、内燃機関の再始動の際に気筒に充填される混合気の空燃比が過リッチ化する。そのような状況の下で、平常のアイドルストップからの復帰と同様に再始動を遂行しようとしても、混合気の燃焼が不安定となってエンジン回転が適切に加速せず、始動が遅延しまたは始動不良に陥るおそれがある。 When the internal combustion engine is stopped for a long period of time, the temperature of the internal combustion engine decreases, increasing friction loss and cooling loss. In addition, oil leaks that leak a small amount of fuel from injectors that are closed accumulate, and liquid fuel that adheres to the wall surface of the intake port, the valve body of the intake valve, and the wall surface of the combustion chamber of the cylinder evaporates. As a result, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture filled in the cylinder becomes excessively rich when the internal combustion engine is restarted. Under such circumstances, even if an attempt is made to restart the engine in the same way as a normal return from idling, the combustion of the air-fuel mixture becomes unstable and the engine rotation does not accelerate appropriately, delaying the start or delaying the engine. There is a risk of starting failure.

アイドルストップした内燃機関の再始動不良の問題を回避するべく、アイドルストップ中に運転者がシフトレバーをニュートラルポジションから移動できないよう、シフトレバーをロックする機構を実装することも考えられる（例えば、下記特許文献２を参照）。これにより、内燃機関の停止時間が不当に長くなること自体を予防できる。しかしながら、このようなハードウェアの追加は、車両の重量化及びコストの騰貴を招き、必ずしも好ましくない。 In order to avoid the problem of restart failure of an internal combustion engine that has stopped idling, it is conceivable to implement a mechanism that locks the shift lever so that the driver cannot move the shift lever from the neutral position during idling stop (for example, See Patent Document 2). As a result, it is possible to prevent the stop time of the internal combustion engine from becoming unduly long. However, the addition of such hardware causes an increase in vehicle weight and cost, and is not necessarily preferable.

特開２０１７－１１５６７９号公報JP 2017-115679 A 特開２０１５－０４８８９５号公報JP 2015-048895 A

以上の点に初めて着目してなされた本発明は、アイドルストップした内燃機関の再始動の確実性を高めることを所期の目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention, which has been made for the first time by paying attention to the above points, aims at improving the certainty of restarting an internal combustion engine that has stopped idling.

本発明では、内燃機関が出力するエンジントルクを変速機を介して車軸に伝達し走行する車両を制御するものであって、内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを開始してからこれを再始動するまでの経過時間が閾値よりも長い場合、前記経過時間が閾値よりも短い場合と比較して内燃機関の再始動の際に電動機により内燃機関の出力軸を回転駆動するクランキングを開始してから燃料噴射を開始するまでの期間を延長し、かつ前記経過時間が閾値よりも短い場合と比較して内燃機関の再始動の際に前記クランキングを開始してからそのクランキングを終了するまでの期間におけるスロットルバルブの開度をより拡大するとともに、クランキングの終了後はその拡大していたスロットルバルブの開度を縮小して点火タイミングを前記経過時間が閾値よりも短い場合と比較してより遅角する車両の制御装置を構成した。 In the present invention, an engine torque output by an internal combustion engine is transmitted to an axle via a transmission to control a running vehicle. When the elapsed time until starting is longer than the threshold, cranking for rotating the output shaft of the internal combustion engine by the electric motor is started when the internal combustion engine is restarted compared to when the elapsed time is shorter than the threshold. Extending the period from the start of fuel injection to the start of fuel injection , and starting and ending the cranking when the internal combustion engine is restarted compared to the case where the elapsed time is shorter than a threshold value The opening of the throttle valve is further expanded during the period up to the end of cranking, and the expanded opening of the throttle valve is reduced after the end of cranking, and the ignition timing is compared with the case where the elapsed time is shorter than the threshold. A control system for a vehicle with retarded angle was constructed.

本制御装置は、特に、前記変速機が手動変速機である車両に対して適用される。その上で、アイドルストップ中に運転者がクラッチペダルを踏まないでシフトレバーをニュートラルポジションから何れかの変速段位に操作したときには、クラッチペダルが踏まれたこと以外のアイドルストップ終了条件が成立したとしてもシフトレバーがニュートラルポジションにない限り内燃機関の再始動を禁止することも考えられる。 The control device applies in particular to vehicles in which the transmission is a manual transmission. In addition, when the driver operates the shift lever from the neutral position to any gear position without stepping on the clutch pedal during the idle stop, it is assumed that the idle stop end conditions other than the clutch pedal being stepped on are met. It is also conceivable to prohibit restarting the internal combustion engine unless the shift lever is in the neutral position.

本発明によれば、ＭＴ車において、アイドルストップした内燃機関の再始動の確実性を高めることができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to increase the certainty of restarting an internal combustion engine that has stopped idling in an MT vehicle.

本発明の一実施形態における車両用内燃機関及び制御装置の概略構成を示す図。1 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle internal combustion engine and a control device according to an embodiment of the present invention; FIG. 同実施形態における車両の駆動系の概略構成を示す図。The figure which shows the schematic structure of the drive system of the vehicle in the same embodiment. 同実施形態の制御装置がプログラムに従い実行する処理の内容を示すタイミング図。FIG. 4 is a timing chart showing the contents of processing executed by the control device of the embodiment according to the program;

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関１００の概要を示す。本実施形態における内燃機関１００は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、複数の気筒１（例えば、三気筒。図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を気筒１毎に設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。 One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of a vehicle internal combustion engine 100 according to this embodiment. The internal combustion engine 100 in this embodiment is a spark-ignited four-stroke engine, and includes a plurality of cylinders 1 (eg, three cylinders, one of which is shown in FIG. 1). An injector 11 for injecting fuel is provided for each cylinder 1 in the vicinity of the intake port of each cylinder 1 . A spark plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1 . The spark plug 12 receives an induced voltage generated by an ignition coil and induces spark discharge between a center electrode and a ground electrode. The ignition coil is integrally built into the coil case together with the igniter, which is a semiconductor switching element.

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。 An intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1 . An air cleaner 31, an electronic throttle valve 32, a surge tank 33, and an intake manifold 34 are arranged in this order on the intake passage 3 from upstream.

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。 An exhaust passage 4 for exhausting exhaust guides the exhaust generated as a result of burning fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and a three-way catalyst 41 for purifying exhaust gas are arranged on the exhaust passage 4 .

外部ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものであり、排気通路４における触媒４１の上流側と吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側とを連通する外部ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における排気マニホルド４２またはその下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク３３に接続している。 The external EGR (Exhaust Gas Recirculation) device 2 realizes a so-called high-pressure loop EGR. , an EGR cooler 22 provided on the EGR passage 21 , and an EGR valve 23 that opens and closes the EGR passage 21 to control the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage 21 . The inlet of the EGR passage 21 is connected to the exhaust manifold 42 in the exhaust passage 4 or a predetermined location downstream thereof. The outlet of the EGR passage 21 is connected to a predetermined location downstream of the throttle valve 32 in the intake passage 3, specifically to a surge tank 33. As shown in FIG.

本実施形態では、車両として、手動変速機３００を搭載したＭＴ車を想定している。周知の通り、ＭＴ車においては、図２に示すように、車両の駆動源となる内燃機関１００の出力軸であるクランクシャフトと、車両の車軸（及び、駆動輪）との間に、運転者が変速比（減速比）を手動で変更することのできる手動変速機３００が介在している。運転者は、シフトレバー３０１を操作することで、手動変速機３００の変速段位を任意に変更することができる。また、シフトレバー３０１をニュートラルポジションに位置付けることで、手動変速機３００におけるギヤの噛合が解除され、手動変速機３００の入力軸と出力軸とが切り離される。ひいては、内燃機関１００のクランクシャフトと車両の車軸との間の接続が切り離され、クランクシャフトと車軸との間でトルクが伝達されなくなる。 In this embodiment, an MT vehicle equipped with a manual transmission 300 is assumed as the vehicle. As is well known, in an MT vehicle, as shown in FIG. 2, between the crankshaft, which is the output shaft of an internal combustion engine 100 serving as the driving source of the vehicle, and the axle (and drive wheels) of the vehicle, a driver's A manual transmission 300 is interposed which can manually change the gear ratio (reduction ratio). The driver can arbitrarily change the gear position of manual transmission 300 by operating shift lever 301 . Further, by positioning shift lever 301 at the neutral position, the gears of manual transmission 300 are disengaged, and the input shaft and output shaft of manual transmission 300 are disconnected. Consequently, the connection between the crankshaft of the internal combustion engine 100 and the axle of the vehicle is disconnected, and torque is no longer transmitted between the crankshaft and the axle.

そして、内燃機関１００のクランクシャフトと手動変速機３００の入力軸との間に、運転者の操作により断接切換が可能なクラッチ２００を配設している。運転者がクラッチペダル２０１を踏むとこのクラッチ２００が切断され、内燃機関１００のクランクシャフトと変速機３００との間でトルクが伝達されなくなる。運転者がクラッチペダル２０１を踏むのを止めると、再びクラッチ２００が接続されて、クランクシャフトと変速機３００との間でトルクが伝達されるようになる。 A clutch 200 is arranged between the crankshaft of the internal combustion engine 100 and the input shaft of the manual transmission 300 so that the clutch 200 can be switched between the connection and disconnection by the operation of the driver. When the driver steps on the clutch pedal 201 , the clutch 200 is disengaged and torque is no longer transmitted between the crankshaft of the internal combustion engine 100 and the transmission 300 . When the driver stops depressing the clutch pedal 201 , the clutch 200 is engaged again and torque is transmitted between the crankshaft and the transmission 300 .

本実施形態の車両の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ＥＣＵ０は、複数基のＥＣＵまたはコントローラが、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものであることがある。 An ECU (Electronic Control Unit) 0, which is a vehicle control device of the present embodiment, is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like. The ECU 0 may be formed by connecting a plurality of ECUs or controllers so as to be able to communicate with each other via electric communication lines such as CAN (Controller Area Network).

ＥＣＵ０の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、内燃機関１００のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、内燃機関１００に対して要求される負荷率）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、内燃機関１００の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｅ、シフトレバー３０１がニュートラルポジションにある（手動変速機３００のどの変速段位のギヤも噛合していない）か否かまたはシフトレバー３０１の位置を検出するスイッチから出力されるシフトポジション信号ｆ、クラッチペダル２０１が踏まれていることを検出するスイッチから出力されるクラッチ信号ｇ、車載のバッテリの端子電圧及び／または端子電流を検出する電圧／電流センサから出力されるバッテリ電圧／電流信号ｈ等が入力される。 The input interface of the ECU 0 receives a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed, a crank angle signal output from a crank angle sensor that detects the rotation angle of the crankshaft of the internal combustion engine 100 and the engine speed. b, an accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal or the opening of the throttle valve 32 as the accelerator opening (so to speak, the load factor required for the internal combustion engine 100); An intake air temperature/pressure signal d output from a temperature/pressure sensor that detects the intake air temperature and pressure in the surge tank 33 (in particular, the surge tank 33), and an output from a water temperature sensor that detects the cooling water temperature indicating the temperature of the internal combustion engine 100 a cooling water temperature signal e, whether or not the shift lever 301 is in the neutral position (no gear position of the manual transmission 300 is engaged), or a shift output from a switch that detects the position of the shift lever 301 A position signal f, a clutch signal g output from a switch that detects that the clutch pedal 201 is stepped on, and a battery voltage/current sensor that detects terminal voltage and/or terminal current of a vehicle-mounted battery. A current signal h or the like is input.

ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度操作信号ｌ等を出力する。 From the output interface of the ECU 0, an ignition signal i for the igniter of the spark plug 12, a fuel injection signal j for the injector 11, an opening operation signal k for the throttle valve 32, and an opening operation signal for the EGR valve 23. Output signal l and so on.

ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関１００の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関１００の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数及びアクセル開度を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数、アクセル開度及び吸気量等に基づき、吸気量に見合った要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲ量）等といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌを出力インタフェースを介して印加する。 The processor of the ECU 0 interprets and executes programs stored in memory in advance, calculates operating parameters, and controls the operation of the internal combustion engine 100 . The ECU 0 acquires various types of information a, b, c, d, e, f, g, and h necessary for operation control of the internal combustion engine 100 via an input interface, and acquires the engine speed and the accelerator opening, and controls the cylinders. Estimate the amount of intake air charged to 1. Then, based on the engine speed, accelerator opening, intake air amount, etc., the required fuel injection amount corresponding to the intake air amount, fuel injection timing (including the number of fuel injections for one combustion), fuel injection pressure, ignition timing, Various operating parameters such as the required EGR rate (or EGR amount) are determined. The ECU 0 applies various control signals i, j, k, l corresponding to the operating parameters through the output interface.

本実施形態のＥＣＵ０は、所定のアイドルストップ条件が成立したときに、内燃機関１００のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実施する。ＥＣＵ０は、内燃機関１００の温度（冷却水温）が所定以上に高く、車載のバッテリの蓄電量若しくは端子電圧が所定以上に高く、現在の車速が０近傍であり、クラッチペダル２０１が踏まれておらず（クラッチ２００が接続されており）、シフトレバー３０１がニュートラルポジションにある（手動変速機３００のギヤが噛合していない）、等といった諸条件がおしなべて成立したことを以て、アイドルストップ条件が成立したものと判断する。 The ECU 0 of the present embodiment performs idle stop to stop the idle rotation of the internal combustion engine 100 when a predetermined idle stop condition is satisfied. The ECU 0 determines that the temperature (cooling water temperature) of the internal combustion engine 100 is higher than a predetermined value, the charge amount or the terminal voltage of the vehicle-mounted battery is higher than a predetermined value, the current vehicle speed is near 0, and the clutch pedal 201 is not being depressed. The idling stop condition is satisfied when all the conditions such as the clutch 200 is engaged and the shift lever 301 is in the neutral position (the gear of the manual transmission 300 is not engaged) are met. judge as a thing.

アイドルストップ条件の成立後、所定のアイドルストップ終了条件が成立したときには、内燃機関１００を再始動する。ＥＣＵ０は、車速が０近傍でなくなった、クラッチペダル２０１が踏まれた（クラッチ２００が切断された）、アイドルストップしたまま所定時間（例えば、三分間）が経過した、ドアカーテシスイッチを介して運転席のドアが開けられたことを感知した、シートベルトバックルスイッチを介して運転席のシートベルトが外されたことを感知した、車載のバッテリの蓄電量若しくは端子電圧が低下した、車室内空調用のエアコンディショナが稼働を開始した、等のうち何れかを以て、アイドルストップ終了条件が成立したものと判断する。 After the idling stop condition is satisfied, the internal combustion engine 100 is restarted when a predetermined idling stop termination condition is satisfied. When the vehicle speed is no longer near 0, when the clutch pedal 201 is stepped on (the clutch 200 is disengaged), when a predetermined time (for example, 3 minutes) has passed while idling is stopped, the driver's seat is detected via the door courtesy switch. The driver's seat belt has been removed via the seat belt buckle switch. It is determined that the idling stop end condition is established by any one of the conditions such as the air conditioner starting to operate.

停止した内燃機関１００を始動（アイドリングストップからの復帰だけでなく、冷間始動をも含む）するに際して、ＥＣＵ０は、電動機（スタータまたはＩＳＧ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）。図示せず）に制御信号ｏを入力し、当該電動機によりクランクシャフトを回転駆動しながら、インジェクタ１１からの燃料噴射及び点火プラグ１２による火花点火を実行するクランキングを行う。クランキングは、内燃機関１００が初爆から連爆へと至り、エンジン回転数が完爆判定値を超えたときに、完爆したものと見なして終了する。クランキングの終了条件となる完爆判定値は、内燃機関１００の温度即ち冷却水温が低いほど高く設定する。 When starting the stopped internal combustion engine 100 (including not only recovery from idling stop but also cold start), the ECU 0 sends a control signal o to the electric motor (starter or ISG (Integrated Starter Generator); not shown). Cranking is performed by performing fuel injection from the injector 11 and spark ignition by the spark plug 12 while rotating the crankshaft by the electric motor. Cranking ends when the internal combustion engine 100 goes from the initial explosion to the continuous explosion and the engine speed exceeds the complete explosion judgment value. The lower the temperature of the internal combustion engine 100, that is, the cooling water temperature, the higher the complete explosion determination value, which is the cranking end condition, is set higher.

アイドルストップ中に、運転者が、クラッチペダル２０１を踏まずに、シフトレバー３０１をニュートラルポジションから何れかの変速段位に操作し、手動変速機３００のギヤを噛合させることがある。このとき、内燃機関１００のクランクシャフトと車両の車軸とが連結され、その状態で内燃機関１００の始動のためのクランキングを開始すると、電動機に過剰な負荷がかかったり、ショックが発生したりする懸念がある。 During idling stop, the driver may operate the shift lever 301 from the neutral position to any gear position without stepping on the clutch pedal 201 to engage the gears of the manual transmission 300 . At this time, the crankshaft of the internal combustion engine 100 and the axle of the vehicle are connected, and if cranking for starting the internal combustion engine 100 is started in this state, an excessive load is applied to the electric motor or a shock occurs. I have concerns.

故に、ＥＣＵ０は、クラッチペダル２０１が踏まれたこと以外のアイドルストップ終了条件、即ちアイドルストップしたまま所定時間が経過した、運転席のドアが開けられた、運転席のシートベルトが外された、バッテリの蓄電量若しくは端子電圧が低下した、またはエアコンディショナが稼働を開始した等の条件が成立した場合には、シフトレバー３０１がニュートラルポジションにない限り、内燃機関１００の再始動を行わない。 Therefore, the ECU 0 determines that the idle stop end conditions other than the clutch pedal 201 being stepped on, that is, the predetermined time has elapsed while the idle stop is in progress, the driver's door is opened, the seat belt of the driver's seat is unfastened, When conditions such as a decrease in the amount of charge in the battery or terminal voltage or the start of operation of the air conditioner are satisfied, the internal combustion engine 100 is not restarted unless the shift lever 301 is in the neutral position.

上記の再始動の禁止は、クラッチペダル２０１が踏まれるか、シフトレバー３０１がニュートラルポジションに復帰することで解除される。換言すれば、運転者がクラッチペダル２０１を踏み、またはシフトレバー３０１をニュートラルポジションに戻さない限り、アイドルストップした内燃機関１００が所定時間を超えて停止し続けることとなる。 The prohibition of restarting is canceled when the clutch pedal 201 is stepped on or the shift lever 301 is returned to the neutral position. In other words, unless the driver depresses the clutch pedal 201 or returns the shift lever 301 to the neutral position, the internal combustion engine 100 that has been idle-stopped will continue to stop for a predetermined period of time.

内燃機関１００の停止が長時間に及ぶと、当然ながら内燃機関１００の温度が低下して、摩擦損失及び冷却損失が増大する。加えて、閉弁しているインジェクタ１１から僅かに燃料が漏出する油密漏れが蓄積したり、吸気ポートの壁面や吸気バルブの弁体、気筒１の燃焼室の壁面に付着した液状燃料が気化したりすることで、内燃機関１００の再始動の際に気筒１に充填される混合気の空燃比が過リッチ化する。そのような状況の下で、平常のアイドルストップからの復帰と同様に内燃機関１００を再始動しようとしても、混合気の燃焼が不安定となってエンジン回転が適切に加速せず、始動が遅延しまたは始動不良に陥るおそれがある。 If the internal combustion engine 100 is stopped for a long period of time, the temperature of the internal combustion engine 100 naturally decreases, increasing friction loss and cooling loss. In addition, an oil leak, which is a small amount of fuel leaking from the closed injector 11, accumulates, and liquid fuel adhering to the wall surface of the intake port, the valve body of the intake valve, and the wall surface of the combustion chamber of cylinder 1 causes air pollution. As a result, when the internal combustion engine 100 is restarted, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture charged in the cylinder 1 becomes excessively rich. Under such circumstances, even if an attempt is made to restart the internal combustion engine 100 in the same manner as in normal idling stop, the combustion of the air-fuel mixture becomes unstable and the engine rotation does not accelerate appropriately, resulting in a delay in starting. Otherwise, there is a risk of starting failure.

そこで、本実施形態のＥＣＵ０は、内燃機関１００のアイドルストップを開始してからこれを再始動するまでの経過時間の多寡に応じて、内燃機関１００の再始動の手順を変更するようにしている。 Therefore, the ECU 0 of this embodiment changes the procedure for restarting the internal combustion engine 100 according to the amount of time elapsed from the start of the idle stop of the internal combustion engine 100 to the restart. .

具体的には、アイドルストップの開始からの経過時間が閾値よりも長い場合、経過時間が閾値よりも短い場合と比較して、内燃機関１００の再始動の際に、クランキングを開始してから燃料噴射及び火花点火を開始するまでの期間を延長する。図３中、実線はアイドルストップの開始からの経過時間が閾値よりも短い場合における平常の再始動の制御の模様を表しており、鎖線はアイドルストップの開始からの経過時間が閾値よりも長い場合における例外的な再始動の制御の模様を表している。時点ｔ0はクランキングの開始時点、時点ｔ1は前者の平常の制御における燃料噴射及び火花点火の開始時点、時点ｔ2は後者の例外的な制御における燃料噴射及び火花点火の開始時点である。 Specifically, when the elapsed time from the start of idling stop is longer than the threshold, compared to when the elapsed time is shorter than the threshold, when restarting the internal combustion engine 100, after starting cranking Extend the period before starting fuel injection and spark ignition. In FIG. 3, the solid line represents the pattern of normal restart control when the elapsed time from the start of idle stop is shorter than the threshold, and the chain line represents the pattern of normal restart control when the elapsed time from the start of idle stop is longer than the threshold. It shows the pattern of exceptional restart control in . Time t0 is the start of cranking, time t1 is the start of fuel injection and spark ignition in the former normal control, and time t2 is the start of fuel injection and spark ignition in the latter exceptional control. .

平常の制御では、電動機による内燃機関１００のクランクシャフトの回転駆動を開始した後、各気筒１の現在の行程即ちピストンの現在位置を把握する行程判別を実施し、行程判別が完了したらすぐに燃料噴射及び火花点火の実行を開始する。平常の制御では、内燃機関１００のクランクシャフトが二回転ないし三回転程度回転した時点ｔ1で、各気筒１に対してインジェクタ１１から燃料が噴射され、各気筒１の点火プラグ１２により燃料に点火がなされるようになる。 In normal control, after starting the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine 100 by the electric motor, the current stroke of each cylinder 1, i.e., the current position of the piston, is determined. Start injection and spark ignition runs. In normal control, fuel is injected from the injector 11 into each cylinder 1 at time t 1 when the crankshaft of the internal combustion engine 100 rotates about two or three times, and the fuel is ignited by the spark plug 12 of each cylinder 1. will be done.

翻って、例外的な制御では、行程判別を完了しても、さらにクランクシャフトが一回転ないし二回転程度回転する時点ｔ2まで、燃料噴射及び火花点火の実行を開始しない。時点ｔ0から時点ｔ2までの期間、インジェクタ１１から燃料が噴射されないことにより、燃料成分を殆どまたは全く含まない空気が吸気ポート及び気筒１の燃焼室を流通する。これにより、内燃機関の再始動時に吸気ポート内及び気筒１の燃焼室内に滞留していた、油密漏れ等に起因する燃料を含んだ雰囲気が掃気される。従って、燃料噴射の開始後に気筒１に充填される混合気の空燃比が過剰なリッチとならず、混合気の燃焼が安定して適切にエンジン回転を加速できるようになる。 On the other hand, in the exceptional control, even if the stroke discrimination is completed, the execution of fuel injection and spark ignition is not started until the time t2 when the crankshaft rotates about one or two revolutions. During the period from time t 0 to time t 2 , fuel is not injected from the injector 11 , so that air containing little or no fuel component flows through the intake port and the combustion chamber of cylinder 1 . As a result, the atmosphere containing fuel caused by oil leaks and the like, which has accumulated in the intake port and the combustion chamber of the cylinder 1 when the internal combustion engine is restarted, is scavenged. Therefore, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture charged in the cylinder 1 after the start of fuel injection does not become excessively rich, and the combustion of the air-fuel mixture is stabilized, and the engine rotation can be appropriately accelerated.

例外的な制御では、クランキングの開始時点ｔ0から終了時点ｔ3までの間におけるスロットルバルブ３２の開度を、平常の制御のそれと比較して拡大し、掃気の効果を高める。スロットルバルブ３２の開度を拡大することで、内燃機関１００のポンピングロスが軽減される上、クランキング中に気筒１に吸入される空気即ち酸素の量がより増加し、それに見合った量の燃料を噴射することから、平常の制御と比較して内燃機関１００の出力するエンジントルクが増強され、エンジン回転の加速度が高まる。結果的に、内燃機関１００の完爆後にエンジン回転数が吹き上がりやすくなる。エンジン回転数の吹き上がりを抑制するため、例外的な制御では、クランキングの終了時点ｔ3後、拡開していたスロットルバルブ３２の開度を縮小するとともに、点火タイミングを平常の制御よりも遅角する。 In the exceptional control, the opening of the throttle valve 32 is increased from the cranking start time t0 to the cranking end time t3 compared to that in normal control to enhance the scavenging effect. By enlarging the opening of the throttle valve 32, the pumping loss of the internal combustion engine 100 is reduced, and the amount of air, ie, oxygen, taken into the cylinder 1 during cranking increases, and a corresponding amount of fuel is supplied. is injected, the engine torque output from the internal combustion engine 100 is increased compared to normal control, and the acceleration of engine rotation is increased. As a result, after the internal combustion engine 100 completely explodes, the engine speed is likely to rise. In order to suppress the engine speed from rising, the exceptional control reduces the opening of the widened throttle valve 32 after the cranking end point t3 , and adjusts the ignition timing more than normal control. retard.

アイドルストップ開始から再始動までの経過時間と比較するべき閾値は、アイドルストップ終了条件の一つである所定時間（三分間）と同値であってもよいし、これよりも長い時間であってもよい。 The threshold to be compared with the elapsed time from the start of the idle stop to the restart may be the same value as the predetermined time (three minutes), which is one of the idle stop termination conditions, or may be longer than this. good.

また、アイドルストップ開始からの経過時間が閾値を超えて長くなった場合において、ＥＣＵ０は、内燃機関１００が長時間アイドルストップしている事実を運転者の視覚または聴覚に訴えかける態様で報知し、運転者に内燃機関１００の再始動を解禁するための操作、即ちクラッチペダル２０１の踏み込みまたはシフトレバー３０１のニュートラルポジションへの移動を促す。例えば、警告音を鳴らしたり、コックピットに実装している警告ランプを点灯若しくは点滅させたり、ディスプレイの画面に警告を表示したりする。 Further, when the elapsed time from the start of idling stop exceeds the threshold value and becomes long, the ECU 0 notifies the fact that the internal combustion engine 100 is idling for a long time in a manner that appeals to the driver's sight or hearing, The driver is prompted to perform an operation to release the restart of the internal combustion engine 100, that is, to depress the clutch pedal 201 or move the shift lever 301 to the neutral position. For example, it sounds a warning sound, lights or blinks a warning lamp mounted in the cockpit, or displays a warning on the display screen.

本実施形態では、内燃機関１００が出力するエンジントルクを手動変速機３００を介して車軸に伝達し走行する車両を制御するものであって、内燃機関１００のアイドル回転を停止させるアイドルストップを開始した後、アイドルストップ状態のままで所定の時間が経過した場合には、手動変速機３００のギヤが噛合していないことを条件として、内燃機関１００を再始動することとし、なおかつ、内燃機関１００のアイドル回転を停止させるアイドルストップを開始してからこれを再始動するまでの経過時間が閾値よりも長い場合、閾値よりも短い場合と比較して、内燃機関１００の再始動の際に電動機により内燃機関１００の出力軸を回転駆動するクランキングを開始してから燃料噴射を開始するまでの期間を延長する制御装置０を構成した。本実施形態によれば、内燃機関１００が長時間に亘りアイドルストップすることとなったとしても、これを確実に再始動することができる。 In this embodiment, the engine torque output by the internal combustion engine 100 is transmitted to the axle via the manual transmission 300 to control the running vehicle. After that, when a predetermined period of time has elapsed while the idle stop state is maintained, the internal combustion engine 100 is restarted on the condition that the gears of the manual transmission 300 are not engaged. When the elapsed time from the start of the idle stop for stopping the idle rotation to the restart is longer than the threshold, compared with the case when the time is shorter than the threshold, the internal combustion by the electric motor when the internal combustion engine 100 is restarted. The control device 0 is configured to extend the period from the start of cranking for rotationally driving the output shaft of the engine 100 to the start of fuel injection. According to this embodiment, even if the internal combustion engine 100 is idle-stopped for a long time, it can be reliably restarted.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。上記実施形態における車両はＭＴ車であったが、自動変速機が搭載されたＡＴ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）車またはＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）車でも、内燃機関のアイドル回転が比較的長時間停止した場合には、ＭＴ車と同様の問題が生起し得る。よって、本発明に係る制御装置を、ＡＴ車やＣＶＴ車の制御に適用することも許容される。 The present invention is not limited to the embodiments detailed above. Although the vehicle in the above embodiment is an MT vehicle, even in an AT (Automatic Transmission) vehicle or a CVT (Continuously Variable Transmission) vehicle equipped with an automatic transmission, when the idling rotation of the internal combustion engine stops for a relatively long time, can cause problems similar to those of MT vehicles. Therefore, it is permissible to apply the control device according to the present invention to the control of AT vehicles and CVT vehicles.

その他、各部の具体的構成や具体的な処理の手順は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part and the specific processing procedure can be modified in various ways without departing from the scope of the present invention.

本発明は、特に、手動変速機が搭載された車両の制御に適用できる。 The invention is particularly applicable to the control of vehicles equipped with manual transmissions.

０…制御装置（ＥＣＵ）
１１…インジェクタ
１２…点火プラグ
３２…スロットルバルブ
１００…内燃機関
２００…クラッチ
２０１…クラッチペダル
３００…手動変速機
３０１…シフトレバー
ａ…車速信号
ｆ…シフトポジション信号
ｇ…クラッチ信号
ｈ…バッテリ電圧／電流信号
ｉ…点火信号
ｊ…燃料噴射信号
ｋ…開度操作信号
ｏ…クランキング用の電動機の制御信号 0... Control unit (ECU)
REFERENCE SIGNS LIST 11 injector 12 spark plug 32 throttle valve 100 internal combustion engine 200 clutch 201 clutch pedal 300 manual transmission 301 shift lever a vehicle speed signal f shift position signal g clutch signal h battery voltage/current Signals i... ignition signal j... fuel injection signal k... opening operation signal o... control signal for electric motor for cranking

Claims (1)

内燃機関が出力するエンジントルクを変速機を介して車軸に伝達し走行する車両を制御するものであって、
内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを開始してからこれを再始動するまでの経過時間が閾値よりも長い場合、
前記経過時間が閾値よりも短い場合と比較して内燃機関の再始動の際に電動機により内燃機関の出力軸を回転駆動するクランキングを開始してから燃料噴射を開始するまでの期間を延長し、
かつ前記経過時間が閾値よりも短い場合と比較して内燃機関の再始動の際に前記クランキングを開始してからそのクランキングを終了するまでの期間におけるスロットルバルブの開度をより拡大するとともに、クランキングの終了後はその拡大していたスロットルバルブの開度を縮小して点火タイミングを前記経過時間が閾値よりも短い場合と比較してより遅角する車両の制御装置。 The engine torque output by the internal combustion engine is transmitted to the axle via the transmission to control the running vehicle,
If the elapsed time from the start of the idling stop that stops the idling rotation of the internal combustion engine to the restart is longer than the threshold,
When the internal combustion engine is restarted, the period from the start of cranking for rotationally driving the output shaft of the internal combustion engine by the electric motor to the start of fuel injection is extended compared to the case where the elapsed time is shorter than the threshold value. ,
and further increasing the opening of the throttle valve during the period from the start of the cranking to the end of the cranking when the internal combustion engine is restarted, compared to when the elapsed time is shorter than the threshold. 2. A control device for a vehicle that, after cranking is completed, reduces the opening of the throttle valve that has been expanded, and retards the ignition timing more than when the elapsed time is shorter than the threshold value.
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