JP2010001760A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、予め推定されるクランク軸の位置に応じた始動制御を内燃機関の始動時に実行する内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that executes start control according to a position of a crankshaft estimated in advance when the internal combustion engine is started.
近年、燃費効率及び排気エミッションの向上等を図るべく、信号待ち等で車両を一時的に停車させる場合に同車両に搭載される内燃機関を自動停止し、この車両を発進させる場合に前記機関を自動始動する自動停止始動制御が提案されている。 In recent years, in order to improve fuel efficiency and exhaust emission, when the vehicle is temporarily stopped due to a signal or the like, the internal combustion engine mounted on the vehicle is automatically stopped, and the engine is started when the vehicle is started. An automatic stop / start control that automatically starts has been proposed.
こうした自動停止始動制御を実行する内燃機関にあっては、同機関のクランク軸の位置を検出するクランク角センサの出力信号に基づき、機関停止時におけるクランク軸の位置を記憶するとともに、次の機関始動時において、記憶したクランク軸の位置に応じた燃料の噴射や点火を実行する始動制御、いわゆる早期始動制御を実行することにより、早期に機関始動を完了させるようにした構成が知られている（例えば特許文献１参照）。 In an internal combustion engine that performs such automatic stop / start control, based on the output signal of the crank angle sensor that detects the position of the crankshaft of the engine, the position of the crankshaft when the engine is stopped is stored, and the next engine A configuration is known in which the engine start is completed at an early stage by executing a start control for performing fuel injection and ignition in accordance with the stored crankshaft position, that is, so-called early start control. (For example, refer to Patent Document 1).
ここで、上記特許文献１に記載されるように、機関停止時のクランク軸の位置に応じた早期始動制御を機関始動時に実行する構成にあっては、この内燃機関の停止中においてクランク軸に不測の回転が生じると、機関始動時におけるクランク軸の位置が停止時に記憶されたクランク軸の位置と異なるため、機関の早期始動が良好に完了しなかったり、排気エミッションが悪化したりするおそれがある。そこで、特許文献２に記載されるように、内燃機関の停止中であっても、クランク角センサの出力信号を監視し、クランク軸の位置を更新するようにした構成が提案されている。
しかしながら、特許文献２に記載の構成では、クランク角センサの出力信号に基づき、機関停止中において一律にクランク軸の位置を更新するようにしているため、クランク角センサの出力信号にノイズが重畳すると、クランク軸の位置が誤って更新されるおそれがある。機関停止中においてこのようにクランク軸の位置が誤って更新されると、この更新されたクランク軸の位置は機関始動時におけるクランク軸の実際の位置と異なるため、依然として機関の早期始動が良好に完了しなかったり、排気エミッションが悪化したりするおそれがある。
However, in the configuration described in
例えば、一般的なクランク角センサとして広く用いられている磁気式のセンサは、クランク軸の回転に伴う磁界の変化に応じた信号をクランク軸の所定の回転角度毎に出力するものであるため、外部環境の影響により磁界が変化した場合であっても、その影響を受けて同センサの出力信号にノイズが重畳するおそれがある。こうした外部ノイズとしては、例えば、寒冷地等の路面に設けられる融雪用のロードヒータや地下高圧電線等により発生するノイズがある。 For example, a magnetic sensor widely used as a general crank angle sensor outputs a signal corresponding to a change in the magnetic field accompanying the rotation of the crankshaft at every predetermined rotation angle of the crankshaft. Even when the magnetic field changes due to the influence of the external environment, noise may be superimposed on the output signal of the sensor due to the influence. Examples of such external noise include noise generated by a road heater for melting snow, an underground high-voltage electric wire, and the like provided on a road surface in a cold region or the like.
なお、このような問題は自動停止始動制御を実行する内燃機関における機関停止中に限られるものではなく、運転者の操作によって内燃機関の停止及び始動操作が行われる場合であっても、この機関停止中のクランク軸の位置に応じた始動制御が実行される構成であれば、同様に生じるおそれがある。 Such a problem is not limited to when the engine is stopped in the internal combustion engine that executes the automatic stop / start control. Even if the engine is stopped and started by the operation of the driver, this engine If the start control according to the position of the stopped crankshaft is executed, there is a possibility that the same occurs.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関停止中におけるクランク軸の位置の推定精度を向上することにより、予め推定されるクランク軸の位置に応じた始動制御を適切に実行することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to improve the estimation accuracy of the position of the crankshaft while the engine is stopped, thereby performing start control according to the position of the crankshaft estimated in advance. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can be appropriately executed.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、車両に搭載される内燃機関のクランク軸の位置を検出するクランク角センサと、同クランク角センサの出力信号に基づき前記機関の停止中のクランク軸の位置を推定する停止クランク位置推定手段を備え、前記停止クランク位置推定手段により推定される前記クランク軸の位置に応じた始動制御を前記機関の始動時に実行する内燃機関の制御装置において、前記停止クランク位置推定手段は、前記機関の停止中において前記クランク軸が前記車両の車輪の回転に伴って回転しないと判断するときに前記クランク角センサの出力信号に基づく前記クランク軸の位置の更新を禁止し、前記機関の停止中において前記クランク軸が前記車輪の回転に伴って回転すると判断するときに前記クランク角センサの出力信号に基づき前記クランク軸の位置を更新することを要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
According to a first aspect of the present invention, a crank angle sensor for detecting a position of a crankshaft of an internal combustion engine mounted on a vehicle, and a position of the crankshaft when the engine is stopped is estimated based on an output signal of the crank angle sensor. In the control device for an internal combustion engine, the stop crank position estimating unit is configured to execute a start control according to the position of the crankshaft estimated by the stop crank position estimating unit when starting the engine. Prohibits updating of the position of the crankshaft based on the output signal of the crank angle sensor when it is determined that the crankshaft does not rotate with the rotation of the wheel of the vehicle while the engine is stopped. Based on the output signal of the crank angle sensor when it is determined that the crankshaft rotates with the rotation of the wheel. And summarized in that updates the position of the crankshaft.
上記構成によれば、機関の停止中においてクランク軸が車両の車輪の回転に伴って回転しないと判断するときにクランク角センサの出力信号に基づくクランク軸の位置の更新を禁止するため、機関停止中においてクランク角センサの出力信号に重畳する外部ノイズが存在する場合であっても、この外部ノイズに起因してクランク軸の位置が誤って更新されることを抑制することができる。 According to the above configuration, the engine stop is prohibited in order to prohibit the update of the crankshaft position based on the output signal of the crank angle sensor when it is determined that the crankshaft does not rotate with the rotation of the vehicle wheel while the engine is stopped. Even when there is external noise superimposed on the output signal of the crank angle sensor, it is possible to prevent the crankshaft position from being erroneously updated due to the external noise.
一方、機関の停止中においてクランク軸が車輪の回転に伴って回転すると判断するときにクランク角センサの出力信号に基づきクランク軸の位置を更新するため、車輪の回転によってクランク軸が実際に回転した場合には、この回転に伴って変化するクランク軸の位置を更新することができる。 On the other hand, when it is determined that the crankshaft rotates with the rotation of the wheel while the engine is stopped, the crankshaft is actually rotated by the rotation of the wheel in order to update the position of the crankshaft based on the output signal of the crank angle sensor. In this case, the position of the crankshaft that changes with this rotation can be updated.
このように、上記構成によれば、機関停止中における車輪の回転に伴ってクランク軸が回転するか否かを判断した上でクランク軸の位置を更新又は更新を禁止することにより機関停止中のクランク軸の位置を推定しているため、この機関停止中におけるクランク軸の位置の推定精度を向上させることができ、予め推定されるクランク軸に位置に応じた始動制御を適切に実行することができるようになる。 Thus, according to the above configuration, after determining whether the crankshaft rotates with the rotation of the wheel while the engine is stopped, the position of the crankshaft is updated or prohibited from being updated, so that the engine is stopped. Since the position of the crankshaft is estimated, it is possible to improve the estimation accuracy of the position of the crankshaft when the engine is stopped, and to appropriately execute start control according to the position of the crankshaft that is estimated in advance. become able to.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記クランク角センサは、前記クランク軸の回転に伴う磁界の変化に応じた信号を所定角度毎に出力する磁気式のセンサであることを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first aspect, the crank angle sensor outputs a signal corresponding to a change in the magnetic field accompanying the rotation of the crankshaft at a predetermined angle. The gist is that the sensor is of the type.
上記構成によるように、クランク角センサが、クランク軸の回転に伴う磁界の変化に応じた信号を所定角度毎に出力する磁気式のセンサである場合には、機関停止中において外部環境の影響による磁界変化に起因してクランク軸の位置が誤って更新されるおそれがある。 As described above, when the crank angle sensor is a magnetic sensor that outputs a signal corresponding to a change in the magnetic field accompanying the rotation of the crankshaft at every predetermined angle, the crank angle sensor is affected by the influence of the external environment while the engine is stopped. There is a possibility that the position of the crankshaft is erroneously updated due to the magnetic field change.
この点、請求項１に記載される構成を同構成に適用することにより、機関の停止中においてクランク軸が車両の車輪の回転に伴って回転しないと判断するときにクランク角センサの出力信号に基づくクランク軸の位置の更新が禁止されるため、外部環境の影響による外部ノイズがクランク角センサの出力信号に重畳し、これによってクランク軸の位置が誤って更新されることを抑制することができる。
In this regard, by applying the configuration described in
具体的には、請求項３に記載されるように、請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、車両は、クランク軸の駆動力を車輪側へ伝達しないニュートラル状態とクランク軸の駆動力を車輪側へ伝達する伝達状態とを切換可能な変速機を備え、停止クランク位置推定手段は、同変速機が伝達状態であるときにクランク軸が車輪の回転に伴って回転すると判断するものとすることができる。
Specifically, as described in
さらに具体的には、請求項４に記載されるように、変速機は、有段式の手動変速機であって、ニュートラル状態は同手動変速機のニュートラル位置であり、伝達状態は同手動変速機の前進変速位置および後進変速位置であるものとすることができる。
More specifically, as described in
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、前記機関は、トルクを発生するスタータモータと、同スタータモータのトルクを伝達する駆動ギヤと、同駆動ギヤと常に噛み合うとともに前記トルクを前記クランク軸に伝達する被駆動ギヤと、前記スタータモータと前記クランク軸との間に設けられて前記駆動ギヤが前記被駆動ギヤに対して正回転方向に相対回転しようとするときにのみ同スタータモータと同クランク軸との間でトルクを伝達するワンウェイクラッチとを備えることを要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to any one of the first to fourth aspects, the engine includes a starter motor that generates torque and a drive that transmits the torque of the starter motor. A gear, a driven gear that always meshes with the drive gear and transmits the torque to the crankshaft, and is provided between the starter motor and the crankshaft so that the drive gear is positive with respect to the driven gear. The gist is to include a one-way clutch that transmits torque between the starter motor and the crankshaft only when it is about to rotate in the rotational direction.
上記構成のように、内燃機関が、トルクを発生するスタータモータと、同スタータモータのトルクを伝達する駆動ギヤと、同駆動ギヤと常に噛み合うとともにトルクをクランク軸に伝達する被駆動ギヤと、スタータモータとクランク軸との間に設けられて駆動ギヤが被駆動ギヤに対して正回転方向に相対回転しようとするときにのみ同スタータモータと同クランク軸との間でトルクを伝達するワンウェイクラッチとを備える場合には、機関停止の際にクランク軸が逆回転することが抑制される。したがって、上記構成によれば、機関が停止する時のクランク軸の位置の推定精度を向上させることができ、機関停止中におけるクランク軸の位置の推定精度をより向上させることができるようになる。 As described above, the internal combustion engine includes a starter motor that generates torque, a drive gear that transmits torque of the starter motor, a driven gear that always meshes with the drive gear and transmits torque to the crankshaft, and a starter A one-way clutch that is provided between the motor and the crankshaft and transmits torque between the starter motor and the crankshaft only when the drive gear attempts to rotate relative to the driven gear in the forward rotation direction; When the engine is provided, reverse rotation of the crankshaft when the engine is stopped is suppressed. Therefore, according to the above configuration, it is possible to improve the estimation accuracy of the crankshaft position when the engine is stopped, and to further improve the estimation accuracy of the crankshaft position when the engine is stopped.
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、前記機関の運転中に所定の自動停止条件が成立したときに前記機関を自動停止し、前記機関の自動停止中に所定の自動始動条件が成立したときに前記機関を自動始動する自動停止始動手段を更に備えることを要旨とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the control apparatus for an internal combustion engine according to any one of the first to fifth aspects, the engine is automatically stopped when a predetermined automatic stop condition is satisfied during operation of the engine. Then, the gist of the present invention is to further include automatic stop starting means for automatically starting the engine when a predetermined automatic start condition is satisfied during the automatic stop of the engine.
上記構成のように、機関の運転中に所定の自動停止条件が成立したときに機関を自動停止し、機関の自動停止中に所定の自動始動条件が成立したときに機関を自動始動する自動停止始動手段を更に備える内燃機関にあっては、予め推定されるクランク軸の位置に応じた始動制御を自動始動時において適切に実行することにより、早期に機関始動を完了することがより好ましい。 As in the above configuration, the engine is automatically stopped when a predetermined automatic stop condition is satisfied during engine operation, and the engine is automatically started when a predetermined automatic start condition is satisfied during automatic engine stop. In an internal combustion engine further provided with a starting means, it is more preferable that the engine start is completed at an early stage by appropriately executing the start control according to the crankshaft position estimated in advance at the time of automatic start.
この点、請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置を同構成に適用することにより、自動始動を適切に実行することができるようになる。
具体的には、請求項７に記載されるように、クランク軸の位置に応じた始動制御は、停止クランク位置推定手段により推定されるクランク軸の位置に応じて燃料を噴射する燃料噴射制御および点火する点火制御であるとすることができる。
In this regard, by applying the control device for an internal combustion engine according to any one of
Specifically, as described in claim 7, the start control according to the crankshaft position includes fuel injection control for injecting fuel according to the crankshaft position estimated by the stop crank position estimating means, and It can be said that it is ignition control to ignite.
以下、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した一実施形態について説明する。図１は、本発明が適用された車両１００の概略構成図である。この車両１００に搭載される内燃機関１は、直列に４つの気筒（＃１〜＃４）を有するとともに、車両１００を走行させる回転力をクランク軸２に出力する。このクランク軸２は、同クランク軸２の端部に固定されたフライホイール３と、運転者によるクラッチペダル（図示略）の操作に応じて同フライホイール３と変速機３０との接続を断接するクラッチ２０とを介して変速機３０に連結されている。また、変速機３０の出力軸であるプロペラシャフト３１は、ディファレンシャルギヤ３２を介して、車輪３４が装着されたドライブシャフト３３に接続されている。
Hereinafter, an embodiment of a control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
変速機３０は、クランク軸２の駆動力を車輪３４側へ伝達しないニュートラル状態とクランク軸２の駆動力を車輪３４側へ伝達する伝達状態とを運転者によるシフトレバー３５の操作によって切換可能な有段式の手動変速機である。具体的には、クランク軸２の駆動力が車輪３４側に伝達されないニュートラル（Ｎ）位置、クランク軸２の回転が変速された上で車輪３４側に伝達される前進変速位置（１速〜５速）、クランク軸２の回転が反転された上で車輪３４側に伝達される後進変速位置のいずれかのシフト位置が、運転者によるシフトレバー３５の操作によって選択される。なお、ニュートラル位置がニュートラル状態に相当するとともに、前進変速位置（１速〜５速）及び後進変速位置が伝達状態に相当する。
The
そして、車両１００を走行させるべく内燃機関１により回転力がクランク軸２に出力されて且つ変速機３０が伝達状態であるときには、フライホイール３と変速機３０とがクラッチ２０により連結されることにより、このクランク軸２の回転力が、クラッチ２０を介して変速機３０、プロペラシャフト３１、ディファレンシャルギヤ３２、ドライブシャフト３３を順に経て、最終的に車輪３４に伝達される。
When the rotational force is output to the
内燃機関１には、同機関１を始動するための常時噛み合い式始動装置１０が設けられている。具体的には、この常時噛み合い式始動装置１０は、トルクを発生するスタータモータ１１と、同スタータモータのトルクを伝達するピニオンギヤ１２と、フライホイール３の外周に設けられてピニオンギヤ１２と常に噛み合うとともにトルクをクランク軸２に伝達するリングギヤ１３と、スタータモータ１１とクランク軸２との間に設けられてピニオンギヤ１２がリングギヤ１３に対して正回転方向に相対回転しようとするときにのみ同スタータモータ１１と同クランク軸２との間でトルクを伝達するワンウェイクラッチ１４とを備えて構成されている。そして、内燃機関１の始動時にはスタータモータ１１が駆動されて、その回転力がリングギヤ１３及びフライホイール３を介してクランク軸２に伝達されることにより、機関１が始動する。なお、ピニオンギヤ１２が駆動ギヤに相当するとともに、リングギヤ１３が被駆動ギヤに相当する。
The
車両１００及び内燃機関１の各部には、同車両１００の走行状態、同機関１の運転状態、並びに運転者による操作を検出するための各種センサが設けられている。こうした各種センサとしては、車輪３４の近傍に設けられて車両１００の速度を検出する車速センサ５２、運転者により操作されるシフトレバー３５の位置を検出するシフト位置センサ５３、クラッチペダル（図示略）が運転者により踏み込まれていることを検出するクラッチスイッチ５４、ブレーキペダル（図示略）が運転者により踏み込まれていることを検出するブレーキスイッチ５５、運転者によるアクセルペダル（図示略）の踏込量を検出するアクセルペダル位置センサ５６、機関１の始動を開始させるべく運転者により操作されるイグニッションスイッチ５７等が挙げられる。
Each part of the
ここで、クランク軸２の端部には、図２（ａ）に示すタイミングロータ６１が同クランク軸２と一体回転可能に設けられている。このタイミングロータ６１は鉄等の磁性体で形成され、その外周には、複数の歯６２が所定角度（１０°ＣＡ）毎に設けられるとともに、その一部には、基準角度を検知するべく２枚の歯６２を欠損させた欠歯部６３が形成されている。そして、このタイミングロータ６１の上記歯６２と対向できる位置に配置されて、クランク軸２の位置を検出するクランク角センサ５０が内燃機関１に取り付けられている。
Here, a
クランク角センサ５０は、公知の電磁ピックアップ方式のセンサであって、鉄心と、この鉄心の周囲に設けられたコイルと、このコイルを貫く磁束を発生する磁石（いずれも図示略）とを備えて構成されている。
The
そして、クランク軸２とともにタイミングロータ６１が回転すると、同ロータ６１の外周に沿って歯６２により形成された凹凸とクランク角センサ５０の鉄心との対向位置が変化し、これに伴い同センサ５０のコイルを通る磁力線の量が変化して電磁誘導作用によりこのコイルに起電力（電圧）が発生する。これにより、タイミングロータ６１の回転速度に比例した周波数の交流電圧がクランク角センサ５０から出力されるとともに、この出力された電圧が整流されて、図３に示される矩形波のクランク角信号に変換される。このクランク角センサ５０が、クランク軸２の回転に伴う磁界の変化に応じた信号を所定角度毎に出力する磁気式のセンサに相当する。
When the
さらに、内燃機関１には、カム軸（図示略）の位置を検出するカム角センサ５１が取り付けられている。カム軸は上記クランク軸２が一回転する間に１／２回転する。このカム軸の端部には、図２（ｂ）に示すタイミングロータ７１が同カム軸と一体回転可能に設けられているとともに、このタイミングロータ７１の外周には、１個の歯７２が設けられている。また、カム角センサ５１は、上記クランク角センサ５０と同様に、公知の電磁ピックアップ方式のセンサであって、このタイミングロータ７１の上記歯７２と対向できる位置に取り付けられている。
Further, a
そして、カム軸とともにタイミングロータ７１が回転すると、同ロータ７１の外周に沿って歯７２により形成された凹凸とカム角センサ５１の鉄心との対向位置が変化し、これに伴い同センサ５１のコイルを通る磁力線の量が変化して電磁誘導作用によりこのコイルに起電力（電圧）が発生するとともに、この出力された電圧が整流される。これにより、図３に示されるように、タイミングロータ７１が一回転する間（７２０°ＣＡ）に１つの矩形状のカム角信号が出力される。
When the
車両１００には、同車両１００に搭載される内燃機関１を含む各種装置を総括的に制御する電子制御装置４０が設けられて、この電子制御装置４０に上記各種センサから出力された信号がそれぞれ入力される。電子制御装置４０は、図示しない演算ユニット（ＣＰＵ）の他に、各種制御プログラムや演算マップ及び制御の実行に際して算出されるデータ等を記憶保持するメモリ４１が設けられている。そして、電子制御装置４０は、上記各種センサから出力される信号に基づき車両１００の走行状態及び機関１の運転状態等を把握して、各種制御を実行する。例えば、電子制御装置４０は、把握された機関１の状態に基づき、同機関１に燃料を噴射する燃料噴射制御や、このように供給される燃料と空気との混合気を点火する点火時期制御等を実行する。より詳細には、燃料噴射制御として機関１に噴射する燃料の量や時期を制御するとともに、点火時期制御として混合気を点火する時期を制御する。
The
また、電子制御装置４０は、クランク角センサ５０の出力信号に基づき、クランク軸２の位置、すなわちクランク角度（ＣＡ）を把握するとともに、このクランク角センサ５０の出力信号に加えてカム角センサ５１の出力信号を参照することにより、内燃機関１の各気筒（＃１〜＃４）の燃焼サイクルの各行程（吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程）を把握する。
Further, the
ここで、図３に示されるように、クランク角センサ５０により、欠歯部６３に対応したクランク角信号が３６０°ＣＡ毎に一回出力されるために、同クランク角信号を用いてクランク軸２のクランク角度（ＣＡ）を把握することができる。ただし、内燃機関１の燃焼サイクルは７２０°ＣＡを周期とするために、この３６０°ＣＡ毎の上記欠歯部６３に対応した信号から、気筒（＃１〜＃４）毎の例えば燃焼行程に対応するピストン上死点等を直接的には把握することはできない。このため、本実施形態では、同図に示されるように、上記カム角センサ５１の出力信号に基づくカム角信号により、７２０°ＣＡ毎の周期を把握するようにしている。
Here, as shown in FIG. 3, since the crank angle signal corresponding to the
具体的には、カム角センサ５１の出力信号に対応付けられて、初期値が「０」であるクランクカウンタｃｃｒｎｋが、クランク角信号の出力毎に「１」ずつインクリメントされるとともに、７２０°ＣＡ毎にリセットされる。これにより、同図に示すように気筒（＃１〜＃４）毎の各行程を把握することができるようになる。なお、内燃機関１においては、圧縮行程で混合気の点火が実行されて、膨張行程へと移行する。
Specifically, the crank counter ccrnk having an initial value “0” associated with the output signal of the
また、電子制御装置４０は、内燃機関１の運転中に所定の自動停止条件が成立したときに同機関１を自動停止し、機関１の自動停止中に所定の自動始動条件が成立したときに機関１を自動始動する「自動停止始動処理」を実行する。また、このように機関１が自動停止されるときには、この停止中におけるクランク軸２の位置、すなわち停止クランク位置をクランク角センサ５０の出力信号に基づき推定する「停止クランク位置推定処理」を実行する。さらに、自動始動を実行するときには、「停止クランク位置推定処理」により推定された停止クランク位置に応じて早期始動制御を実行する。具体的には、この早期始動制御として、停止クランク位置に応じて燃料を噴射する燃料噴射制御や、この停止クランク位置に応じて点火する点火制御が実行される。なお、このように電子制御装置４０により実行される「自動停止始動処理」が自動停止始動手段としての処理に相当するとともに、「停止クランク位置推定処理」が停止クランク位置推定手段としての処理に相当する。
Further, the
以下、図４及び図５を参照して、電子制御装置４０によって実行される一連の処理の実行手順について説明する。図４に示されるフローチャートは、この一連の処理の流れを示すフローチャートであって、実際の処理は電子制御装置４０によって所定の周期毎に繰り返し実行される。
Hereinafter, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, an execution procedure of a series of processes executed by the
この一連の処理では、まず、自動停止条件が成立したか否かが判定される（ステップＳ１００）。具体的には、車両１００の速度が０ｋｍ／ｈであること、ブレーキペダルが踏み込まれていること、アクセルペダルが踏み込まれていないことがすべて成立することを上記自動停止条件とし、この自動停止条件が成立しているか否かが判定される。なお、車両１００の速度は車速センサ５２の出力信号に基づき、運転者によるブレーキペダルの踏み込み状況はブレーキスイッチ５５の出力信号に基づき、運転者によるアクセルペダルの踏み込み状況はアクセルペダル位置センサ５６の出力信号に基づき、それぞれ把握される。
In this series of processing, first, it is determined whether or not an automatic stop condition is satisfied (step S100). Specifically, the automatic stop condition is that the
そして、自動停止条件が成立していない旨判定された場合には（ステップＳ１００：ＮＯ）、本処理を一旦終了する。一方、自動停止条件が成立した旨判定された場合には（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、機関停止を実行する（ステップＳ２００）。具体的には、内燃機関１への燃料供給を停止するとともに混合気の点火を停止することによって同機関１を停止させる。続いて、この機関１の停止中におけるクランク軸２の位置、すなわち停止クランク位置を推定する「停止クランク位置推定処理」を実行する（ステップＳ３００）。こうして推定された停止クランク位置は、メモリ４１において記憶される。
If it is determined that the automatic stop condition is not satisfied (step S100: NO), this process is temporarily terminated. On the other hand, when it is determined that the automatic stop condition is satisfied (step S100: YES), the engine is stopped (step S200). Specifically, the
次に、自動始動条件が成立したか否かが判定される（ステップＳ４００）。具体的には、運転者がブレーキペダルの踏み込み操作を解除したことを上記自動始動条件とし、この自動始動条件が成立したか否かが判定される。この運転者によるブレーキペダルの踏み込み状況は、ブレーキスイッチ５５の出力信号に基づき把握される。
Next, it is determined whether or not an automatic start condition is satisfied (step S400). Specifically, it is determined whether or not the automatic start condition is satisfied when the driver releases the brake pedal depression operation as the automatic start condition. The depression state of the brake pedal by the driver is grasped based on the output signal of the
そして、自動始動条件が成立していない旨判定された場合には（ステップＳ４００：ＮＯ）、再びステップＳ３００の「停止クランク位置推定処理」を実行し、推定された停止クランク位置によって、メモリ４１に記憶された停止クランク位置を更新する。
When it is determined that the automatic start condition is not satisfied (step S400: NO), the “stop crank position estimation process” of step S300 is executed again, and the
こうして、自動始動条件が成立した旨の判定結果が得られるまで（ステップＳ４００：ＹＥＳ）、ステップＳ３００の「停止クランク位置推定処理」及びステップＳ４００の判定処理が一定の機関周期毎に繰り返し実行される。 Thus, until the determination result that the automatic start condition is satisfied is obtained (step S400: YES), the “stop crank position estimation process” in step S300 and the determination process in step S400 are repeatedly executed at regular engine cycles. .
この判定処理を通じて自動始動条件が成立した旨判定された場合には（ステップＳ４００：ＹＥＳ）、このときの停止クランク位置が把握される（ステップＳ５００）。そして、この停止クランク位置に応じて早期始動制御を開始する（ステップＳ６００）。具体的には、上述したように、この早期始動制御として、推定された停止クランク位置に応じて燃料を噴射する燃料噴射制御や点火する点火制御が実行される。例えば、停止クランク位置が１８０°ＣＡ〜３６０°ＣＡの間である旨把握された場合には、図３に示されるように、自動始動の開始時において気筒＃１が圧縮行程にあると判断することができる。そして、始動開始後に最初に圧縮行程を迎える気筒＃１、又は次に圧縮行程を迎える気筒＃３において混合気の点火が適切に実行されるように早期始動制御を実行することにより、早期に機関始動を完了することができる。
If it is determined that the automatic start condition is established through this determination process (step S400: YES), the stop crank position at this time is grasped (step S500). Then, early start control is started in accordance with the stop crank position (step S600). Specifically, as described above, as this early start control, fuel injection control for injecting fuel or ignition control for igniting is executed according to the estimated stop crank position. For example, when it is determined that the stop crank position is between 180 ° CA and 360 ° CA, it is determined that
次に、図５を参照して、ステップＳ３００において実行される「停止クランク位置推定処理」の詳細について説明する。
この一連の処理では、まず、シフト位置がニュートラル位置であるか否かが判定される（ステップＳ３１０）。具体的には、シフト位置センサ５３の出力信号に基づいて判断される。
Next, the details of the “stop crank position estimation process” executed in step S300 will be described with reference to FIG.
In this series of processing, first, it is determined whether or not the shift position is a neutral position (step S310). Specifically, the determination is made based on the output signal of the
そして、シフト位置がニュートラル位置ではない旨判定された場合には（ステップＳ３１０：ＮＯ）、変速機３０が伝達状態であって、内燃機関１の停止中において車輪３４の回転に伴ってクランク軸２が回転すると判断することができる。すなわち、変速機３０が伝達状態である場合には、上述したクランク軸２の回転力の車輪３４への伝達とは逆に、車輪３４の回転力が、ドライブシャフト３３、ディファレンシャルギヤ３２、プロペラシャフト３１、変速機３０、クラッチ２０、フライホイール３を順に経て、クランク軸２に伝達される。なお、上述したように、シフト位置が前進変速位置（１速〜５速）及び後進変速位置であるときがこの伝達状態に相当する。また、このように車輪３４の回転に伴ってクランク軸２が回転する場合には、このクランク軸２の回転に伴い上記タイミングロータ６１が回転し、これによってクランク角センサ５０からクランク角信号が出力される。
When it is determined that the shift position is not the neutral position (step S310: NO), the
そこで、続いて、クランク角信号が入力されたか否かが判定される（ステップＳ３２０）。具体的には、予め設定された所定期間においてクランク角センサ５０からクランク角信号が入力されるか否かに基づき判定される。そして、クランク角信号が入力された旨判定された場合には（ステップＳ３２０：ＹＥＳ）、クランク軸２が回転したと判断し、停止クランク位置を更新する（ステップＳ３３０）。具体的には、図３に示されるように、クランクカウンタｃｃｒｎｋをクランク角信号の１回の入力につき「１」インクリメントすることにより、停止クランク位置を更新する。一方、クランク角信号が入力されなかった場合には（ステップＳ３２０：ＮＯ）、そのまま一連の処理を終了する。これにより、車輪３４の回転によってクランク軸２が実際に回転した場合には、この回転に伴って変化するクランク軸２の位置、すなわち停止クランク位置を更新することができる。
Accordingly, it is subsequently determined whether or not a crank angle signal has been input (step S320). Specifically, the determination is made based on whether or not a crank angle signal is input from the
一方、シフト位置がニュートラル位置である旨判定された場合には（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、内燃機関１の停止中においてクランク軸２が車輪３４の回転に伴って回転しないと判断することができる。すなわち、変速機３０がクランク軸２の駆動力を車輪３４側へ伝達しないニュートラル状態であるため、車輪３４の回転力がドライブシャフト３３、ディファレンシャルギヤ３２、プロペラシャフト３１を順に経て変速機３０に伝達された場合であっても、この変速機３０からは回転力がクラッチ２０に伝達されないため、車輪３４の回転に伴ってクランク軸２が回転することはない。
On the other hand, when it is determined that the shift position is the neutral position (step S310: YES), it can be determined that the
そこで、停止クランク位置の更新を禁止する（ステップＳ３４０）。これにより、機関１の停止中においてクランク角センサ５０の出力信号に重畳する外部ノイズが存在する場合であっても、この外部ノイズに起因してクランク軸２の位置が誤って更新されることを抑制することができる。
Therefore, the update of the stop crank position is prohibited (step S340). Thus, even when there is external noise superimposed on the output signal of the
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）「停止クランク位置推定処理」において、機関１の停止中における車輪３４の回転に伴ってクランク軸２が回転するか否かを判断した上でクランク軸２の位置を更新又は更新を禁止することにより機関停止中のクランク軸２の位置、すなわち停止クランク位置を推定しているため、この機関停止中におけるクランク軸２の位置（停止クランク位置）の推定精度を向上させることができ、予め推定される停止クランク位置に応じた始動制御を機関１の始動時において適切に実行することができるようになる。
According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In the “stop crank position estimation process”, it is determined whether or not the
（２）クランク角センサ５０は、クランク軸２の回転に伴う磁界の変化に応じた信号を所定角度毎に出力する磁気式のセンサであるため、機関１の停止中において外部環境の影響による磁界変化に起因してクランク軸２の位置（停止クランク位置）が誤って更新されるおそれがある。この点、「停止クランク位置推定処理」により、機関１の停止中においてクランク軸２が車両１００の車輪３４の回転に伴って回転しないと判断するときにクランク角センサ５０の出力信号に基づくクランク軸２の位置の更新が禁止されるため（ステップＳ３４０）、外部環境の影響による外部ノイズがクランク角センサ５０の出力信号に重畳し、これによってクランク軸２の位置（停止クランク位置）が誤って更新されることを抑制することができる。
(2) The
（３）内燃機関１には、トルクを発生するスタータモータ１１と、同スタータモータのトルクを伝達するピニオンギヤ１２と、フライホイール３の外周に設けられてピニオンギヤ１２と常に噛み合うとともにトルクをクランク軸２に伝達するリングギヤ１３と、スタータモータ１１とクランク軸２との間に設けられてピニオンギヤ１２がリングギヤ１３に対して正回転方向に相対回転しようとするときにのみ同スタータモータ１１と同クランク軸２との間でトルクを伝達するワンウェイクラッチ１４とを備える常時噛み合い式始動装置１０が設けられているため、機関１の停止の際にクランク軸２が逆回転することが抑制される。したがって、本実施形態によれば、機関１が停止する時のクランク軸２の位置の推定精度を向上させることができ、機関停止中におけるクランク軸２の位置（停止クランク位置）の推定精度をより向上させることができるようになる。
(3) The
（４）内燃機関１は、同機関１の運転中に所定の自動停止条件が成立したときに機関１を自動停止し、機関１の自動停止中に所定の自動始動条件が成立したときに機関を自動始動する「自動停止始動処理」を実行するため、自動始動時において早期始動制御を適切に実行することにより、早期に機関始動を完了することがより好ましい。この点、本実施形態によれば、「停止クランク位置推定処理」によって内燃機関１の自動停止中におけるクランク軸２の位置（停止クランク位置）を精度良く推定することができるため、こうして推定された停止クランク位置に応じて早期始動制御を実行することにより、自動始動を適切に実行することができるようになる。
(4) The
（５）内燃機関１の常時噛み合い式始動装置１０は、ピニオンギヤ１２がリングギヤ１３から離脱することはなく常時噛み合わされているため、始動時にピニオンギヤ１２とリングギヤ１３が噛み合う従来の始動装置と比較して、「自動停止始動処理」で内燃機関１を自動始動する際に、同機関１の自動始動を早期に実行することができる。
(5) The constantly meshing
（その他の実施形態）
なお、この発明にかかる内燃機関の制御装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、同実施形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
(Other embodiments)
The control device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to the configuration exemplified in the above embodiment, and can be implemented as, for example, the following form obtained by appropriately modifying the embodiment.
・上記実施形態では、内燃機関１が直列４気筒型の機関である例を示したが、内燃機関における気筒の数や配置についてはこの例に限られない。この場合であっても、クランク角センサ５０及びカム角センサ５１の出力信号に基づき燃焼サイクルにおける各気筒の行程を把握することができ、上記（１）〜（５）の作用効果を奏することができる。
In the above embodiment, the example in which the
・内燃機関１は、その気筒内に直接燃料を噴射供給する直噴型の機関であっても、吸気通路に燃料を噴射供給するポート型の機関であってもよい。こうした機関の種類に応じて、予め推定される停止クランク位置応じた始動制御、すなわち早期始動制御の実行態様も適宜変更してもよい。
The
・上記実施形態では、クランク角センサが公知の電磁ピックアップ方式である例を示した。しかし、クランク軸の位置、すなわちクランク角（ＣＡ）を検出することのできるセンサであればこの例に限られない。例えば、他の磁気センサとして、ホール素子を用いたセンサや、磁気ベクトルの変化によって抵抗値が変化する磁気抵抗素子（ＭＲＥ）を用いたセンサ等を用いることができる。この場合であっても、上記（１）〜（５）に示す作用効果を奏することができる。なお、磁気抵抗素子（ＭＲＥ）を用いたセンサでは、電磁ピックアップ方式のセンサと比較して、クランク軸２が低回転領域であっても、より高い精度で同クランク軸２の回転を検出することができるという利点がある。
In the above embodiment, an example in which the crank angle sensor is a known electromagnetic pickup type has been described. However, the present invention is not limited to this example as long as it is a sensor that can detect the position of the crankshaft, that is, the crank angle (CA). For example, as another magnetic sensor, a sensor using a Hall element, a sensor using a magnetoresistive element (MRE) whose resistance value changes according to a change in magnetic vector, and the like can be used. Even in this case, the effects shown in the above (1) to (5) can be achieved. Note that a sensor using a magnetoresistive element (MRE) can detect the rotation of the
・さらに、クランク角センサとして、発光ダイオードとフォトトランジスタとを対向させてスリットを切った円盤がその間を回転することによりクランク角を検出する光電式センサを採用してもよい。この場合であっても、外部環境の影響によってクランク軸２の位置（停止クランク位置）が誤って更新されることを抑制することができる。 Further, as the crank angle sensor, a photoelectric sensor that detects a crank angle by rotating a disk in which a light-emitting diode and a phototransistor face each other and cut a slit may be adopted. Even in this case, the position of the crankshaft 2 (stop crank position) can be prevented from being erroneously updated due to the influence of the external environment.
・上記実施形態では、変速機３０が有段式の手動変速機である例を示したが、クランク軸２の駆動力を車輪３４側へ伝達しないニュートラル状態とクランク軸２の駆動力を車輪３４側へ伝達する伝達状態とを切換可能な変速機であれば、他の方式の変速機を採用してもよい。すなわち、クランク軸の駆動力を車輪側へ伝達する伝達状態において、車輪側からの回転力がクランク軸へとある程度伝達される変速機であれば、変速比が自動的に変更される有段式の自動変速機（ＡＴ）や無段変速機（ＣＶＴ）を採用してもよい。この場合であっても、上記（１）〜（５）の作用効果を奏することができる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、内燃機関１の始動装置として、常時噛み合い式始動装置１０を備える態様を示したが、始動装置についてはこの例に限られず、始動時にピニオンギヤとリングギヤとが噛み合うとともに、スタータによりトルクを発生させる始動装置を採用してもよい。この場合であっても、上記（１），（２），（４）に示す作用効果を奏することができる。
In the above embodiment, the aspect in which the constant
・上記示した「自動停止始動処理」の実行態様については一例であって、自動停止条件や自動始動条件、自動停止や自動始動の実行方法等については、適宜変更することができる。例えば、運転者によりクラッチペダルが踏み込まれたことを自動始動条件とする態様を採用することもできる。なお、運転者によるクラッチペダルの踏み込み状況は、クラッチスイッチ５４の出力信号に基づき把握することができる。
The execution mode of the “automatic stop start process” described above is an example, and the automatic stop condition, the automatic start condition, the execution method of the automatic stop and the automatic start, and the like can be changed as appropriate. For example, it is possible to adopt a mode in which the automatic start condition is that the clutch pedal is depressed by the driver. Note that the depression state of the clutch pedal by the driver can be grasped based on the output signal of the
・上記実施形態では、クランク角センサ５０の出力信号に基づきクランク軸２の位置（クランク角）を把握するとともに、カム角センサ５１の出力信号を考慮することにより、気筒（＃１〜＃４）毎の各行程を把握する例を示したが、カム角センサ５１の出力信号に依拠せず気筒毎の各工程を把握することができる場合には、気筒毎の各工程を把握するためにカム角センサ５１を使用しなくてもよい。
In the above embodiment, the cylinder (# 1 to # 4) is determined by grasping the position (crank angle) of the
・上記実施形態では、内燃機関１において「自動停止始動処理」が実行される例を示したが、こうした「自動停止始動処理」を実行しない内燃機関であっても、本発明は適用可能である。すなわち、内燃機関の停止後（イグニッションスイッチのオフ後）も、「停止クランク位置推定処理」により、機関停止中のクランク軸２の位置（停止クランク位置）を推定し、イグニッションスイッチのオン操作に伴う内燃機関の初期始動時において推定された停止クランク位置に応じて早期始動制御を実行することにより、上記（１）〜（３）の作用効果を奏することができる。なお、内燃機関の停止後（イグニッションスイッチのオフ後）において予め設定された所定期間が経過するまで「停止クランク位置推定処理」を実行するとともに、この所定期間が経過する前に再度運転者によりイグニッションスイッチのオン操作がなされたときには推定された停止クランク位置に応じた早期始動制御を実行する一方、所定期間が経過した後に運転者によりイグニッションスイッチのオン操作がなされたときには、通常の燃料噴射制御及び点火制御を実行するようにしても良い。この通常の燃料噴射制御及び点火時期制御とは、内燃機関１の始動開始時にクランク角センサ５０及びカム角センサ５１の出力信号に基づきクランク軸２の位置を確定してこの確定された位置に基づき各制御を実行するものである。
In the above embodiment, an example in which the “automatic stop start process” is executed in the
１００…車両、１…内燃機関、２…クランク軸、３…フライホイール、１０…常時噛み合い式始動装置、１１…スタータモータ、１２…ピニオンギヤ、１３…リングギヤ、１４…ワンウェイクラッチ、２０…クラッチ、３０…変速機、３１…プロペラシャフト、３２…ディファレンシャルギヤ、３３…ドライブシャフト、３４…車輪、３５…シフトレバー、４０…電子制御装置、４１…メモリ、５０…クランク角センサ、５１…カム角センサ、５２…車速センサ、５３…シフト位置センサ、５４…クラッチスイッチ、５５…ブレーキスイッチ、５６…アクセルペダル位置センサ、５７…イグニッションスイッチ、６１…タイミングロータ、６２…歯、６３…欠歯部、７１…タイミングロータ、７２…歯。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記停止クランク位置推定手段は、前記機関の停止中において前記クランク軸が前記車両の車輪の回転に伴って回転しないと判断するときに前記クランク角センサの出力信号に基づく前記クランク軸の位置の更新を禁止し、前記機関の停止中において前記クランク軸が前記車輪の回転に伴って回転すると判断するときに前記クランク角センサの出力信号に基づき前記クランク軸の位置を更新する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A crank angle sensor for detecting a position of a crankshaft of an internal combustion engine mounted on a vehicle, and a stop crank position estimating means for estimating a position of the crankshaft when the engine is stopped based on an output signal of the crank angle sensor; In the control device for an internal combustion engine that executes start control according to the position of the crankshaft estimated by the stop crank position estimating means at the time of starting the engine,
The stop crank position estimating means updates the position of the crankshaft based on the output signal of the crank angle sensor when determining that the crankshaft does not rotate with the rotation of the wheel of the vehicle while the engine is stopped. And the position of the crankshaft is updated based on the output signal of the crank angle sensor when it is determined that the crankshaft rotates with the rotation of the wheel while the engine is stopped. Engine control device.
前記クランク角センサは、前記クランク軸の回転に伴う磁界の変化に応じた信号を所定角度毎に出力する磁気式のセンサである
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The control apparatus for an internal combustion engine, wherein the crank angle sensor is a magnetic sensor that outputs a signal corresponding to a change in a magnetic field accompanying rotation of the crankshaft at a predetermined angle.
前記車両は、前記クランク軸の駆動力を前記車輪側へ伝達しないニュートラル状態と前記クランク軸の駆動力を前記車輪側へ伝達する伝達状態とを切換可能な変速機を備え、
前記停止クランク位置推定手段は、同変速機が伝達状態であるときに前記クランク軸が前記車輪の回転に伴って回転すると判断する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The vehicle includes a transmission capable of switching between a neutral state where the driving force of the crankshaft is not transmitted to the wheel side and a transmission state where the driving force of the crankshaft is transmitted to the wheel side,
The control device for an internal combustion engine, wherein the stop crank position estimating means determines that the crankshaft rotates with rotation of the wheel when the transmission is in a transmission state.
前記変速機は、有段式の手動変速機であって、前記ニュートラル状態は同手動変速機のニュートラル位置であり、前記伝達状態は同手動変速機の前進変速位置および後進変速位置である
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3,
The transmission is a stepped manual transmission, wherein the neutral state is a neutral position of the manual transmission, and the transmission state is a forward shift position and a reverse shift position of the manual transmission. A control device for an internal combustion engine characterized by the above.
前記機関は、トルクを発生するスタータモータと、同スタータモータのトルクを伝達する駆動ギヤと、同駆動ギヤと常に噛み合うとともに前記トルクを前記クランク軸に伝達する被駆動ギヤと、前記スタータモータと前記クランク軸との間に設けられて前記駆動ギヤが前記被駆動ギヤに対して正回転方向に相対回転しようとするときにのみ同スタータモータと同クランク軸との間でトルクを伝達するワンウェイクラッチとを備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
The engine includes a starter motor that generates torque, a drive gear that transmits torque of the starter motor, a driven gear that always meshes with the drive gear and transmits the torque to the crankshaft, the starter motor, A one-way clutch that is provided between the crankshaft and transmits torque between the starter motor and the crankshaft only when the drive gear is about to rotate relative to the driven gear in the forward rotation direction; A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記機関の運転中に所定の自動停止条件が成立したときに前記機関を自動停止し、前記機関の自動停止中に所定の自動始動条件が成立したときに前記機関を自動始動する自動停止始動手段を更に備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
Automatic stop start means for automatically stopping the engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied during operation of the engine and automatically starting the engine when a predetermined automatic start condition is satisfied during automatic stop of the engine A control device for an internal combustion engine, further comprising:
前記クランク軸の位置に応じた始動制御は、前記停止クランク位置推定手段により推定されるクランク軸の位置に応じて燃料を噴射する燃料噴射制御および点火する点火制御である
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6,
The start control according to the position of the crankshaft is fuel injection control for injecting fuel and ignition control for igniting according to the position of the crankshaft estimated by the stop crank position estimating means. Control device.
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