JP2010185460A - Controller for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動機を使った内燃機関の制御装置であって始動制御に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine using an electric motor, and relates to start control.
例えば、特許文献1では、エンジン回転の自動停止を感知した時に、コントローラからスタータのピニオン噛合い制御用ソレノイドにON信号を送ってエンジン停止中にピニオンをリングギアに噛合わせ、その後、自動始動の条件が成立した時に、スタータ用モータに通電することで、該エンジンを自動的に始動させることで耐久性向上と騒音低減するとなっている。
For example, in
しかし、上記従来技術は、スタータのピニオン噛合い制御用ソレノイドに通電により、ソレノイドの過熱や保持力低下、さらに、バッテリ残量低下によるエンジン再始動失敗が問題になる場合がある。 However, in the above-described prior art, when the solenoid for controlling the pinion engagement of the starter is energized, the solenoid may overheat, the holding power decreases, and further, the engine restart failure due to the remaining battery level may become a problem.
本発明の目的は、上記問題を起すことなく、スタータのピニオンを予め噛合わせるソレノイドの制御を実現する内燃機関の始動制御装置及び制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a start control device and a control method for an internal combustion engine that realizes control of a solenoid that meshes with a starter pinion in advance without causing the above problem.
上記課題は、内燃機関と接続する接続手段を有する電動機と、所定の停止条件成立にて前記内燃機関を停止する停止手段を有し、前記接続手段に前記内燃機関との接続指示をする内燃機関の始動装置と、前記接続手段に対する接続指示が所定時間以上継続すると、前記電動機を動作して前記内燃機関を始動することによって解決される。 An object of the present invention is to provide an internal combustion engine having an electric motor having connection means for connecting to the internal combustion engine and a stop means for stopping the internal combustion engine when a predetermined stop condition is satisfied, and instructing the connection means to connect to the internal combustion engine. When the connection instruction to the starter and the connection means continues for a predetermined time or more, the motor is operated to start the internal combustion engine.
また更に好ましくは、前記接続の解放時間に比例して、次回の接続指示時間の判定値を増加する。 More preferably, the determination value of the next connection instruction time is increased in proportion to the connection release time.
また更に好ましくは、前記接続中は、次回の接続指示時間の判定値を減少する。 More preferably, during the connection, the determination value of the next connection instruction time is decreased.
また上記課題は、内燃機関と接続する接続手段を有する電動機と、所定の停止条件成立にて前記内燃機関を停止する停止手段を有し、前記接続手段に前記内燃機関との接続指示をする内燃機関の始動装置と、前記内燃機関は気筒へ燃料を噴射,点火する手段を有し、前記内燃機関の運動状態を判定し、該判定結果により前記電動機の動作を停止することによっても達成される。 Further, the above-described problem is an internal combustion engine having an electric motor having connection means for connecting to the internal combustion engine and stop means for stopping the internal combustion engine when a predetermined stop condition is satisfied, and instructing the connection means to connect to the internal combustion engine. The engine starting device and the internal combustion engine have means for injecting and igniting fuel to the cylinder, and determining the motion state of the internal combustion engine and stopping the operation of the electric motor based on the determination result. .
また上記課題は、内燃機関と接続する接続手段を有する電動機と、所定の停止条件成立にて前記内燃機関を停止する停止手段を有し、前記接続手段に前記内燃機関との接続指示をする内燃機関の始動装置と、前記電動機の動作停止後も前記内燃機関の完爆判定まで前記接続手段を締結することによっても達成される。 Further, the above-described problem is an internal combustion engine having an electric motor having connection means for connecting to the internal combustion engine and stop means for stopping the internal combustion engine when a predetermined stop condition is satisfied, and instructing the connection means to connect to the internal combustion engine. This can also be achieved by fastening the connection means until the complete explosion determination of the internal combustion engine even after the operation of the engine is stopped and the operation of the electric motor is stopped.
また上記課題は、内燃機関と接続する接続手段を有する電動機と、所定の停止条件成立にて前記内燃機関を停止する停止手段を有し、前記接続手段に前記内燃機関との接続指示をする内燃機関の始動装置と、前記内燃機関への燃料供給を遮断後、前記内燃機関が停止する前に前記接続手段に対して接続指示することによっても達成される。 Further, the above-described problem is an internal combustion engine having an electric motor having connection means for connecting to the internal combustion engine and stop means for stopping the internal combustion engine when a predetermined stop condition is satisfied, and instructing the connection means to connect to the internal combustion engine. This is also achieved by instructing connection to the connecting means after the engine starter and the fuel supply to the internal combustion engine are shut off and before the internal combustion engine stops.
また上記課題は、内燃機関と接続する接続手段を有する電動機と、所定の停止条件成立にて前記内燃機関を停止する停止手段を有し、前記接続手段に前記内燃機関との接続指示をする内燃機関の始動装置と、前記接続手段は接続の駆動力を複数に切替える手段を有し、前記内燃機関停止後は小さな駆動力で前記接続手段を接続することによっても達成される。 Further, the above-described problem is an internal combustion engine having an electric motor having connection means for connecting to the internal combustion engine and stop means for stopping the internal combustion engine when a predetermined stop condition is satisfied, and instructing the connection means to connect to the internal combustion engine. The engine starting device and the connecting means have means for switching the driving force of the connection to a plurality, and this can also be achieved by connecting the connecting means with a small driving force after the internal combustion engine is stopped.
また上記課題は、内燃機関と接続する接続手段を有する電動機と、所定の停止条件成立にて前記内燃機関を停止する停止手段を有し、前記接続手段に前記内燃機関との接続指示をする内燃機関の始動装置と、前記内燃機関停止後に前記接続手段を接続し、前記電動機を駆動して前記内燃機関のピストンを所定の位置にすることによっても達成される。 Further, the above-described problem is an internal combustion engine having an electric motor having connection means for connecting to the internal combustion engine and stop means for stopping the internal combustion engine when a predetermined stop condition is satisfied, and instructing the connection means to connect to the internal combustion engine. This can also be achieved by connecting the engine starting device and the connection means after the internal combustion engine is stopped, and driving the electric motor to bring the piston of the internal combustion engine to a predetermined position.
また上記課題は、内燃機関と接続する接続手段を有する電動機と、所定の停止条件成立にて前記内燃機関を停止する停止手段を有し、前記接続手段に前記内燃機関との接続指示をする内燃機関の始動装置において、前記接続手段を駆動後、所定時間、前記電動機の駆動を禁止することによっても達成される。 Further, the above-described problem is an internal combustion engine having an electric motor having connection means for connecting to the internal combustion engine and stop means for stopping the internal combustion engine when a predetermined stop condition is satisfied, and instructing the connection means to connect to the internal combustion engine. In the engine starting device, this is also achieved by prohibiting the driving of the electric motor for a predetermined time after driving the connecting means.
本発明によれば、アイドルストップの間、予めスタータのピニオン噛合い制御用ソレノイドへ通電することによる課題を回避することができ、エンジン停止中にピニオンをリングギアに噛合わせる内燃機関の始動制御装置及び制御方法を提供できる効果がある。 According to the present invention, it is possible to avoid the problem caused by energizing the starter pinion meshing solenoid of the starter in advance during idle stop, and to start the internal combustion engine that meshes the pinion with the ring gear while the engine is stopped. And there is an effect that a control method can be provided.
次に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、車両に搭載されてエンジン(内燃機関)及びスタータの制御を行う内燃機関の始動制御装置(ECU)の一例を示すブロック図である。図1においてECU1は、入力回路2、それらの情報よりエンジンおよびスタータの制御目標を演算するマイクロコンピュータ3,FETなどからなる駆動回路4から構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an internal combustion engine start control device (ECU) that is mounted on a vehicle and controls an engine (internal combustion engine) and a starter. In FIG. 1, an ECU 1 includes an
入力信号は、エンジンの始動スイッチ5,ブレーキスイッチ6及びアクセルや回転センサを含むセンサ信号である。また、出力信号は、スタータ系とエンジン系からなる。
The input signal is a sensor signal including an
スタータは、ソレノイド7でピニオン8を押し出してエンジンのリングギア9に噛み込ませて予めエンジンと結合する。ピニオン8とリングギア9の衝突音、および、ソレノイド7の温度上昇を低減するため、強く結合するためのリレー10のほかに抵抗を入れて弱く結合するためのリレー11も設ける。また、エンジンを回すためのモータ12は、ピストンの停止位置を再始動に最適な位置にするため、エンジン始動のためのリレー13のほかに抵抗を入れてゆっくり回すためのリレー14も設ける。
The starter pushes out the pinion 8 by the solenoid 7 and is engaged with the ring gear 9 of the engine to be coupled to the engine in advance. In order to reduce the collision noise between the pinion 8 and the ring gear 9 and the temperature rise of the solenoid 7, a
エンジンは、空気量を変えるスロットル,燃料噴射量を変えるインジェクタ,燃焼タイミングを変えるプラグなどからなる。 The engine includes a throttle for changing the air amount, an injector for changing the fuel injection amount, a plug for changing the combustion timing, and the like.
前記ECU1は、変速機制御装置15など他の制御装置とCAN通信で接続し、車速情報など受信する。
The ECU 1 is connected to other control devices such as the
図2は、アイドルストップおよびエンジン始動時の前記ピニオン8および前記モータ
12の動作を示すタイムチャート、そして、図3は、動作パターンを示す表であり、それらを使って動作を説明する。
FIG. 2 is a time chart showing the operation of the pinion 8 and the
始動スイッチ5をオンすると、ピニオン8のリレー10をオンしてピニオン8を噛み込ませ(接続、d)、70ミリ秒後にモータ12のリレー13をオンしてエンジンを回す(アシスト、e)。モータ12のアシスト力がなくてもエンジンが始動できる回転数N2に達したらモータ12のリレー13をオフし(完爆待ち、f)、確実にエンジンが始動した回転数N3に達したらピニオン8のリレー10をオフする(アシスト終了、g)。
When the
ブレーキペダルを踏み、車速が0になり、1秒経過したら、アイドルストップするようにエンジンへの燃料供給をカットし(エンジン停止、a)、エンジン回転数がN1に下がったらピニオン8のリレー11をオンしてピニオン8を少ない衝撃で噛み込ませる(プリ接続、b)。その後、ブレーキペダルを離したら、走行に備え、始動スイッチ5のオン時と同じ手順で、ピニオン8のリレー10およびモータ12のリレー13をオンしてエンジンを回して再始動する。
When the brake pedal is depressed and the vehicle speed becomes 0 and 1 second has elapsed, the fuel supply to the engine is cut to stop idling (engine stop, a). When the engine speed drops to N1, the
なお、エンジンを停止させた時、ピストンの停止位置が再始動に最適な位置でない場合は、ずれ量に応じた時間、ピニオン8のリレー10およびモータ12のリレー14をオンしてエンジンを回し(位置合せ、c)、ピストンの位置を修正する。
When the engine is stopped and the piston stop position is not optimal for restarting, the
エンジンを再始動する条件は、ブレーキペダルを離す以外に、ソレノイド7の発熱保護のため設けた通電可能な残り時間を計るタイマが0になることもある。このタイマは、ソレノイド7に通電している間は一定時間毎に減少させ、通電を停止している間は一定時間毎に増加させる。 As a condition for restarting the engine, in addition to releasing the brake pedal, the timer for measuring the remaining energized time provided for heat generation protection of the solenoid 7 may become zero. This timer is decreased at regular intervals while the solenoid 7 is energized, and is increased at regular intervals while the energization is stopped.
図2の動作は、図4から図7のフローチャートのプログラムをマイクロコンピュータ3へ組込んで実現する。
The operation of FIG. 2 is realized by incorporating the program of the flowcharts of FIGS. 4 to 7 into the
図4は、10ミリ秒毎に起動する定時処理である。ステップ100では、前記始動スイッチ5,前記ブレーキスイッチ6及びアクセルを含む前記センサ信号を取り込む。ステップ101では、図5に細述するアイドルストップ制御を行う。
FIG. 4 shows a scheduled process that starts every 10 milliseconds. In
ステップ100で取込んだ情報に基づき、ステップ102ではスロットル開度を調節して空気量、ステップ103ではインジェクタ噴射時間にて燃料噴射量、ステップ104ではプラグ点火タイミングなどを最適に制御する。
Based on the information acquired in
ステップ105では、変速機制御装置15から車速情報を受信するなどの情報送受信をCAN通信にて行う。
In
図5は、アイドルストップ制御(ステップ101)の詳細フローである。ステップ110では、ソレノイド7の保護タイマが0になったか判断し、偽の場合は、ステップ111で前記ブレーキスイッチ6がオンしているか判断し、真の場合は、ステップ112で車速が0(停車)後1秒経過しているか判断する。真の場合は、ステップ113で図6に細述するエンジン停止に関わるモードの選択処理を行い、偽の場合は、ステップ114で図7に細述するエンジン動作に関わるモードの選択処理を行う。ステップ115では、ステップ113あるいはステップ114で定めたモードに従いスタータのピニオン8およびモータ12をそれらのリレーを介して制御する。
FIG. 5 is a detailed flow of idle stop control (step 101). In
図6は、エンジン停止処理(ステップ113)の詳細フローである。ステップ120では、エンジン回転数が所定値N1より低いか判断する。真の場合、エンジンが停止していないあるいはピストン停止位置が再始動に最適な位置であるか判断する。偽の場合、ステップ122へ進み図3の位置合せ(c)を、真の場合、ステップ123へ進み図3のプリ接続(b)を選択する。ステップ120で偽の場合、ステップ124へ進み図3のエンジン停止(a)を選択する。
FIG. 6 is a detailed flow of the engine stop process (step 113). In
図7は、エンジン動作処理(ステップ114)の詳細フローである。ステップ130では、ピニオン8のソレノイド7に通電後0.1秒経過したか判断し、真の場合、エンジン回転数が所定値N2より低いか判断する。偽の場合、エンジン回転数が前記所定値N2より高い所定値N3より低いか判断する。偽の場合、確実にエンジンが始動したとしてステップ133へ進み図3のアシスト終了(g)を、真の場合、ステップ134へ進み図3の完爆待ち(f)を選択する。ステップ131で真の場合、ステップ135へ進み図3のアシスト(e)を、ステップ130で偽の場合、ステップ136へ進み図3の接続(d)を選択する。
FIG. 7 is a detailed flow of the engine operation process (step 114). In
ステップ110にて、ソレノイド7の保護タイマの残り時間が0になったか判断し、ステップ114にてエンジンを動作させソレノイド7を過熱から保護することができる。
In
アイドル停止時間が短くなり燃費効果は損なわれるが、アイドル停止による触媒温度の低下に伴う排気性能の悪化を防止することもできる。 Although the idle stop time is shortened and the fuel efficiency effect is impaired, it is possible to prevent the exhaust performance from deteriorating due to the decrease in the catalyst temperature due to the idle stop.
本発明は、エンジン停止中にピニオンをリングギアに噛合わせる内燃機関の始動制御装置に適用できる。 The present invention can be applied to a start control device for an internal combustion engine in which a pinion meshes with a ring gear while the engine is stopped.
1 ECU
2 入力回路
3 マイクロコンピュータ
4 駆動回路
5 エンジンの始動スイッチ
6 ブレーキスイッチ
7 ソレノイド
8 ピニオン
9 リングギア
10,11,13,14 リレー
12 モータ
15 変速機制御装置
1 ECU
2
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