JP2002221063A - エンジンのクランキング制御方法 - Google Patents

エンジンのクランキング制御方法

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JP2002221063A JP2001017999A JP2001017999A JP2002221063A JP 2002221063 A JP2002221063 A JP 2002221063A JP 2001017999 A JP2001017999 A JP 2001017999A JP 2001017999 A JP2001017999 A JP 2001017999A JP 2002221063 A JP2002221063 A JP 2002221063A
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンピュータ付き車輌運転制御装置を備えたエ
コラン車やハイブリッド車に於けるエンジンクランキン
グの態様を蓄電装置とエンジンの状態に合わせてその都
度最適化する。 【解決手段】エンジンの温度と蓄電装置の温度とに基づ
いて、クランキング態様を、蓄電装置の温度が所定の蓄
電装置温度しきい値以上であり且つエンジンの温度が所
定のエンジン温度しきい値以上であるときの第一の態様
と、蓄電装置温度はしきい値以上であるがエンジン温度
はしきい値未満であるときの第二の態様と、蓄電装置温
度はしきい値未満であるがエンジン温度はしきい値以上
であるときの第三の態様と、蓄電装置温度がしきい値未
満でありエンジン温度もしきい値未満であるときの第四
の態様とに分別し、特に第一の態様に於いては、第二の
態様によるクランキング時に比して燃料噴射禁止回転数
を高くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のエンジン
を始動させるクランキングに係り、特にその態様をより
詳細に制御することに係る。
【０００２】
【従来の技術】自動車のエンジンは、蓄電装置を電源と
し、モータにより始動のために回転駆動されるクランキ
ングにより始動される。従来の自動車では、エンジンの
クランキングは運転者の手動操作による車輌運行開始時
のエンジン操作であり、冬季寒冷地でのエンジン冷温始
動時のクランキングには、その仕方に幾分かの工夫が望
まれるものの、蓄電装置の発電状態さえ正常に保たれて
いれば、通常は定常的操作であり、またそれは自動車の
一回の運行について、その開始時にのみ行われる操作で
あるため、特にその態様の多様性について考慮が払われ
ることはなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、燃料資
源の節約と大気環境保全の必要から急速に脚光を浴びて
きているエコラン車やハイブリッド車に於いては、エン
ジンのクランキングは、車輌の運行開始時だけでなく、
運行の途中にも頻繁に行なわれる操作であり、それが行
われるときのエンジンの暖機度は種々に異なり、それに
応じてクランキングによるエンジンのかかり易さの度合
は異なる。またエコラン車やハイブリッド車に於いて
は、従来の自動車のスタータモータに比して、より大き
な駆動力のモータにてより高い回転数までクランキング
することが可能であるため、クランキングには幅広い多
様性が可能である。一方、蓄電装置についても、その温
度は、例えば早朝の郊外に於ける車輌始動時とそれより
時を経て車輌が市街地に入った後とでは異なり、それに
応じて蓄電装置の発電性能にも差が生ずる。従って、車
輌の運行開始時および車輌の自動運転制御によるエンジ
ン一時停止後再始動に於けるクランキングの態様をその
都度最適制御することは、蓄電装置の性能維持とエンジ
ン始動の静粛性、車輌発進の迅速性、燃費、排気性状の
向上の調和にとって重要である。
【０００４】本発明は、上記の事情に鑑み、運転者のエ
ンジン始動操作や車輌運転制御装置の自動制御によって
行なわれるエコラン車やハイブリッド車に於けるエンジ
ンクランキングの態様を蓄電装置およびエンジンの状態
に合わせてその都度最適化することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべ
く、本発明は、エンジンのクランキングを制御する方法
にして、蓄電装置の温度とエンジンの温度とに基づい
て、クランキング態様を、蓄電装置の温度が所定の蓄電
装置温度しきい値以上であり且つエンジンの温度が所定
のエンジン温度しきい値以上であるときの第一の態様
と、蓄電装置の温度は前記蓄電装置温度しきい値以上で
あるがエンジンの温度は前記エンジン温度しきい値未満
であるときの第二の態様とに分別し、前記第一の態様に
於いては、前記第二の態様によるクランキング時に比し
て燃料噴射禁止回転数が高くされることを特徴とする方
法を提案するものである。
【０００６】更に、本発明は、上記の如きクランキング
態様分け制御に加えて、蓄電装置の温度は前記蓄電装置
温度しきい値未満であるがエンジンの温度は前記エンジ
ン温度しきい値以上であるときのクランキング態様を第
三の態様とし、前記第三の態様に於いては、前記第一の
態様によるクランキング時に比して燃料噴射禁止回転数
を低くすることを提案するものである。
【０００７】更に、本発明は、上記の如きクランキング
態様分け制御に加えて、蓄電装置の温度が前記蓄電装置
温度しきい値未満であり且つエンジンの温度が前記エン
ジン温度しきい値未満であるときのクランキング態様を
第四の態様とし、前記第四の態様に於いては、前記第一
の態様によるクランキング時に比して燃料噴射禁止回転
数を低くし且つ燃料噴射量が増量することを提案するも
のである。
【０００８】
【発明の作用及び効果】車輌用蓄電装置は、通常電気化
学反応により電力を発生するものであり、その発電性能
はその温度によって大きく左右され、温度が低いと発電
性能は低下してくる。蓄電装置の温度は概略大気温度に
相当する。一方、エンジンのクランキングに要する駆動
力はエンジンの温度によって異なり、エンジンが冷温状
態から始動されるときと、エンジンが暖機後の作動中に
短時間一時停止されたときの再始動とでは、後者のクラ
ンキングに要する駆動力は前者のクランキングに要する
駆動力に比してかなり小さくて済む。更にまた、エンジ
ンが暖機した状態にあるときには、噴射された燃料は着
火し易く、燃料が理論空燃比またはリーン空燃比にて噴
射されてもエンジンは良好に始動する。
【０００９】そこで、蓄電装置の温度を一つのパラメー
タとし、エンジンの温度を他の一つのパラメータとし
て、これら二つのパラメータに基づき、Ｔａｏを蓄電装
置についてその発電性能が良好に発揮される温度領域と
そうでない領域とを少なくとも二つに区別する境界の温
度とし、またＴｅｏをエンジンが暖機状態にあってクラ
ンキングによる始動が容易なエンジンの温度領域とそう
でない領域とを少なくとも二つに区別する境界の温度と
して、エンジンのクランキング環境を仕分けると、添付
の図１に示すように少なくとも大別して四つの異なる環
境が考えられる。
【００１０】この内、領域（１）は、蓄電装置の温度が
しきい値以上であって蓄電装置の発電性能は良好であ
り、またエンジンの温度もしきい値以上であってクラン
キング駆動され易く、また噴射された燃料も着火し易い
環境である。これは従来の自動車に於いて、車輌運行開
始時にのみ行われるクランキングでは、遭遇しにくい環
境である。領域（２）は、蓄電装置の温度はしきい値以
上であって蓄電装置の発電性能は良好であるが、エンジ
ン温度はしきい値未満であり、これは温暖気候でのエン
ジン冷温始動時のクランキング環境である。領域（３）
は、蓄電装置の温度はしきい値未満であって蓄電装置の
発電性能は劣っているが、エンジン温度はしきい値以上
であって多少クランキングが弱くても始動し易い状態に
ある環境である。そして領域（４）は、蓄電装置の温度
はしきい値未満であって蓄電装置の発電性能は劣ってお
り、しかもエンジン温度はしきい値未満であってクラン
キングされ易くはなく、また噴射された燃料も着火し易
くはない環境である。
【００１１】従って、上記の如く蓄電装置の温度とエン
ジンの温度とに基づいてクランキング環境を少なくとも
四つの環境に分別し、エコラン車やハイブリッド車に於
いて新たに登場するクランキング環境である、蓄電装置
の温度が所定の蓄電装置温度しきい値以上であって蓄電
装置の発電性能は良好であり、且つエンジンの温度も所
定のエンジン温度しきい値以上であって回転駆動され易
く且つ噴射燃料が着火し易い環境に対するクランキング
態様を第一の態様とし、蓄電装置の温度は所定の蓄電装
置温度しきい値以上であって蓄電装置の発電性能は高い
が、エンジンの温度は所定のエンジン温度しきい値以下
であって特に回転駆動され易くまた噴射燃料が着火しや
すい状態ではない環境（即ち従来一般の温暖気候下での
エンジン冷温始動環境）に対するクランキング態様を第
二の態様とし、第一の態様に於いては、第二の態様によ
るクランキング時に比して燃料噴射禁止回転数が高くさ
れるようなクランキング分別制御がなされれば、エコラ
ン車やハイブリッド車に於いて頻繁に生ずるエンジン暖
機後のエンジン一時停止後再始動を、クランキングを感
じさせない極く自然なエンジンの作動再開とすることが
できる。
【００１２】即ち、従来エコラン車やハイブリッド車の
エンジン冷温時クランキングに於いては、エンジンはモ
ータによりアイドル回転数の約５割程度の回転数に達す
るところまで駆動されたところで燃料噴射が開始され、
これより僅かに遅れてエンジンが自爆を開始する。エン
ジンが自爆を開始すると、燃料の噴射開始と燃料の燃焼
開始との間の遅れによって生じた燃料の蓄積による燃料
一時増量効果により、エンジンは自爆開始後一旦回転数
がアイドル回転数以上に上昇する始動時吹きがりを起こ
す。かかるエンジンの始動時吹きがりは、エンジンの冷
温始動にとっては、始動をより確実にする上で好ましい
現象であるが、エコラン車やハイブリッド車に於いて車
輌の運行中頻繁に生ずるエンジン一時停止後再始動時に
は異和感を与え、かつエンジン始動性の確保のために必
要な量以上の燃料を噴射させ、燃費および排気性能上か
らも好ましくない。これに対し、上記の通り第一のクラ
ンキング態様にては、従来のクランキング態様である第
二の態様によるクランキング時に比して燃料噴射禁止回
転数が高くされ、エンジンがモータによりほぼアイドル
回転数に達するまで駆動されたところで燃料噴射が開始
されれば、このとき暖機状態にあるエンジンの自爆運転
は、恰も連続運転の途中である如く滑らかに開始され、
かつ余分な燃料増量も抑制される。
【００１３】更に、蓄電装置の温度は蓄電装置温度しき
い値未満であるがエンジンの温度はエンジン温度しきい
値以上である領域（３）に於いては、蓄電装置の発電性
能は低温のため低下しているが、エンジンは既に暖機状
態にあって噴射された燃料は燃え易い状態にあり、標準
のクランキング回転数まで回転数が上げられなくても、
それより低い回転数まで駆動されたところで燃料さえ噴
射されればエンジンは始動し得るので、このとき選択さ
れる前記第三の態様に於いては、燃料噴射禁止回転数が
領域（１）にて行われる前記第一の態様によるクランキ
ング時に比して低くされ、クランキングのより早い時期
から燃料噴射を開始し、低温のため低下している蓄電装
置の発電性能に対処し得るようなクランキングとされれ
ば、蓄電装置の負荷を低減してエンジンを始動させるこ
とができる。
【００１４】更にまた、蓄電装置の温度が前記蓄電装置
温度しきい値未満であって蓄電装置の発電性能は低下し
ており、しかもエンジンの温度も前記エンジン温度しき
い値未満であって回転駆動され易くはなく、また噴射さ
れた燃料も燃焼し易くはない領域（４）に於いては、前
記第四の態様による如く、燃料噴射禁止回転数が領域
（１）にて行われる前記第一の態様によるクランキング
時に比して低くされ、クランキングのより早い時期から
燃料噴射を開始し、低温のため低下している蓄電装置の
発電性能に対処すると共に、燃料噴射量を増量してエン
ジンを冷温にても始動し易くすれば、そのような状況下
にても、蓄電装置を傷めることなくエンジンを確実に始
動させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照して、本発
明を実施例について詳細に説明する。
【００１６】現今の自動車に於いては、コンピュータを
用いた車輌運転制御装置が既に汎用されており、特に本
発明が使用されるに適したエコラン車やハイブリッド車
ではそのような車輌運転制御装置が必ず設けられている
ので、本発明によるエンジンのクランキング制御方法
は、そのコンピュータによる任意のエンジン制御プログ
ラムの一部に追加して組み込まれる形にて実施されてよ
い。コンピュータを用いた車輌運転制御装置の一般的基
本構成は既にこの技術の分野に於ては周知の事項である
ので、本発明の方法が実施可能であること裏付けるため
のこの種の車輌運転制御装置についての説明は、明細書
の記載が冗長になるのを避けるため省略する。
【００１７】図２は本発明によるエンジンクランキング
制御方法の一つの実施例を制御作動のフローチャートに
て示す図である。尚、本発明によるエンジンクランキン
グ制御が行なわれるのは、車輌運行開始の当初に運転者
がエンジンを始動させるためにイグニッションをオンに
してエンジン始動指令を発した時およびエコラン車やハ
イブリッド車に於いてコンピュータ制御の下に行なわれ
る車輌運行中のエンジン一時停止後にエンジン再始動さ
れる時の少なくとも一方である。
【００１８】エコラン車やハイブリッド車の運行が開始
されるとき、或は車輌運転制御装置の判断によりエンジ
ンの一時停止が行なわれた後、エンジンの再始動の判断
がなされると、図示の制御が開始され、ステップ１０に
て本発明の制御に関連するデータの読込みが行われる。
これらのデータには、蓄電装置温度、エンジンの温度お
よびエンジン回転数が含まれる。次いで制御はステップ
２０へ進み、フラグＦが１であるか否かが判断される。
フラグＦは後程ステップ１４０にて１にセットされるも
のであり、この種の制御の常として制御開始時に０にリ
セットされている。従って、制御が開始後初めてステッ
プ２０に至ったときの答えはノーであり、制御はステッ
プ３０へ進む。
【００１９】ステップ３０に於いては、ステップ１０に
て読みこまれた蓄電装置温度Ｔａが図１について記載し
た発電性能の良非の判断の境界とされる適当な所定のし
きい値温度Ｔａｏ以上であるか否かが判断される。答え
がイエスのときには、制御はステップ４０へ進み、ステ
ップ１０にて読みこまれたエンジン温度Ｔｅが同じく図
１について記載したエンジンの始動性の良非の判断の境
界とするに適当な所定のしきい値温度Ｔｅｏ以上である
か否かが判断される。答えがイエスのときには、制御は
ステップ５０へ進み、クランキングに於ける燃料噴射開
始回転数を調節するための係数αが０．９とされる。但
し、この値は一つの例である。ステップ４０の答えがノ
ーのときには、制御はステップ６０へ進み、係数αは
０．７とされる。但し、この値も一例である。
【００２０】ステップ３０の答えがノーのときには、制
御はステップ７０へ進み、エンジン温度Ｔｅが上記のし
きい値温度Ｔｅｏ以上であるか否かが判断される。答え
がイエスのときには、制御はステップ８０へ進み、上記
の係数αが０．６とされる。但し、この値も一例であ
る。ステップ７０の答えがノーのときには、制御はステ
ップ９０へ進み、上記の係数αが０．５とされる。但
し、この値も一例である。
【００２１】制御がステップ５０、６０または８０へ進
んだときには、次いで制御はそれぞれステップ１００、
１１０または１２０へ進み、燃料噴射量を調節する係数
ｆが１．０とされる。尚、ステップ１１０にては、ｆは
１．０より幾分増大されてもよい。ステップ１３０にて
は、係数ｆは１．２とされる。但し、この値も一例であ
る。
【００２２】いづれの場合にも、次いで制御はステップ
１４０へ進み、フラグＦが１にセットされる。そして制
御はステップ１５０へ進み、エンジンを始動用に駆動す
るモータが通電され、エンジンのクランキングが開始さ
れる。その後制御はステップ１６０へ進み、Ｎｅｏをエ
ンジンのアイドル回転数として、エンジン回転数Ｎｅが
α・Ｎｅｏに達したか否かが判断される。当初は答えは
ノーであり、制御はステップ１０へ戻り、再度データの
読み直しが行なわれる。その後制御は再度ステップ２０
へ進むが、このときフラグＦは既に１となっているの
で、これ以後ステップ１０へ戻った制御は直ちにステッ
プ１５０へ進み、モータの通電を続けつつステップ１６
０にてエンジン回転数Ｎｅがα・Ｎｅｏに達したか否か
が監視される。
【００２３】エンジン回転数Ｎｅがα・Ｎｅｏに達し、
ステップ１６０の答えがノーからイエスに転ずると、制
御はステップ１７０へ進み、燃料噴射が開始される。燃
料噴射量Ｑｆは標準燃料噴射量Ｑｆｏに上記の係数ｆを
乗じた値とされる。こうして燃料噴射が開始された後も
エンジンの回転数の監視は続けられ、ステップ１８０に
てエンジン回転数Ｎｅが所定のアイドル回転数Ｎｅｏに
達したか否かが判断される。当初はステップ１８０の答
えはノーであり、制御はステップ１０へ戻り、ステップ
１５０〜１７０が続けられるが、やがてＮｅはＮｅｏに
達し、ステップ１８０の答えはノーからイエスに転ずる
ので、制御はステップ１９０へ進み、ここでモータへの
通電は停止され、エンジンクランキングは終了する。制
御はその後ステップ２００にてフラグＦを０にリセット
して終る。
【００２４】尚、エンジンのクランキングには燃料供給
系に於ける燃料の流れ具合等何らかの原因によりエンジ
ンが所定の態様にてクランキングされてもエンジンが自
爆を開始しないという失敗が皆無ではなく、従ってステ
ップ１７０の開始後適当な時間が経過してもステップ１
８０の答えがイエスに転じないときには、モータの通電
を一旦停止し、何らかの適当な処置の下にクランキング
を再度試みるという自動乃至手動の操作が必要であろう
が、それは本発明によるクランキング制御の範囲外であ
る。従って、図示のフローチャートは、ステップ１８０
の答えがノーである限り制御は永久にステップ１０へ戻
り図示のステップを繰り返すことを意味するものではな
い。
【００２５】以上に於いては本発明を一つの実施例につ
いて詳細に説明したが、かかる実施例について本発明の
範囲内にて種々の修正が可能であることは当業者にとっ
て明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエンジンクランキング制御方法の
蓄電装置温度とエンジン温度による区分けの基本概念を
示すグラフ。
【図２】本発明によるエンジンクランキング制御方法の
一つの実施例を示すフローチャート。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４Ｓ Ｆ０２Ｎ 11/08 Ｆ０２Ｎ 11/08 Ｆ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンのクランキングを制御する方法に
    して、 蓄電装置の温度とエンジンの温度とに基づいて、クラン
    キング態様を、蓄電装置の温度が所定の蓄電装置温度し
    きい値以上であり且つエンジンの温度が所定のエンジン
    温度しきい値以上であるときの第一の態様と、蓄電装置
    の温度は前記蓄電装置温度しきい値以上であるがエンジ
    ンの温度は前記エンジン温度しきい値未満であるときの
    第二の態様とに分別し、前記第一の態様に於いては、前
    記第二の態様によるクランキング時に比して燃料噴射禁
    止回転数が高くされることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】更に、蓄電装置の温度は前記蓄電装置温度
    しきい値未満であるがエンジンの温度は前記エンジン温
    度しきい値以上であるときのクランキング態様を第三の
    態様とし、前記第三の態様に於いては、前記第一の態様
    によるクランキング時に比して燃料噴射禁止回転数が低
    くされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】更に、蓄電装置の温度が前記蓄電装置温度
    しきい値未満であり且つエンジンの温度が前記エンジン
    温度しきい値未満であるときのクランキング態様を第四
    の態様とし、前記第四の態様に於いては、前記第一の態
    様によるクランキング時に比して燃料噴射禁止回転数が
    低くされ且つ燃料噴射量が増量されることを特徴とする
    請求項１または２に記載の方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008240620A (ja) * 2007-03-27 2008-10-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の始動制御装置
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JP2014105649A (ja) * 2012-11-28 2014-06-09 Honda Motor Co Ltd エンジン始動制御装置

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