JP4253615B2 - Start control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、始動装置を作動させることで内燃機関の始動が可能な内燃機関の始動制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine start control device capable of starting an internal combustion engine by operating a start device.
内燃機関の始動制御の従来例が特許文献1,2に開示されている。特許文献1,2のハイブリッド車両においては、発電機を電動機として動作させることで停止状態の内燃機関を始動させるときに、内燃機関のクランキング回転速度をアイドル回転速度まで上昇させている。これによって、内燃機関が自立運転を開始するときの回転速度の急激な変動を抑制し、ガタツキ音や振動の低減を図っている。 Conventional examples of start control of an internal combustion engine are disclosed in Patent Documents 1 and 2. In the hybrid vehicles of Patent Literatures 1 and 2, when the internal combustion engine in a stopped state is started by operating the generator as an electric motor, the cranking rotational speed of the internal combustion engine is increased to the idle rotational speed. This suppresses sudden fluctuations in the rotational speed when the internal combustion engine starts a self-sustained operation, thereby reducing rattling noise and vibration.
また、その他の背景技術として、特許文献3〜5による内燃機関の始動制御が開示されている。
As other background art, start control of an internal combustion engine according to
内燃機関を始動させる電動機やその駆動回路に異常が発生して、電動機が駆動されたままの状態で故障(オン故障)した場合は、その故障を検出できることが望ましい。ただし、特許文献1,2においては、内燃機関を始動させる電動機(発電機)やその駆動回路の異常発生の有無を判定する機能を有さないため、オン故障を検出することが困難であるという問題点がある。 When an abnormality occurs in the electric motor that starts the internal combustion engine and its drive circuit, and the electric motor is driven and fails (on-failure), it is desirable to be able to detect the failure. However, in Patent Documents 1 and 2, it is difficult to detect an on-failure because it does not have a function of determining whether or not an electric motor (generator) for starting an internal combustion engine or an abnormality of its drive circuit has occurred. There is a problem.
本発明は、簡単な構成で始動装置の異常を判定することができる内燃機関の始動制御装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a start control device for an internal combustion engine that can determine abnormality of the start device with a simple configuration.
本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、始動装置を作動させることで内燃機関の始動が可能な内燃機関の始動制御装置であって、内燃機関のクランキング回転速度が設定アイドル回転速度より所定量高くなるように始動装置を作動させることで、内燃機関を始動させる始動制御を行う始動制御手段と、前記始動制御により内燃機関が始動した場合に、内燃機関の回転速度を前記設定アイドル回転速度へ略一致させるためのアイドル制御を行うアイドル制御手段と、前記始動制御を終了した後に、内燃機関の回転速度と前記設定アイドル回転速度とを比較することで、始動装置が駆動されたままの状態で故障するオン故障による異常を判定する異常判定手段と、を有することを要旨とする。 An internal combustion engine start control device according to the present invention is an internal combustion engine start control device capable of starting an internal combustion engine by operating the start device, wherein the cranking rotational speed of the internal combustion engine is higher than the set idle rotational speed. Start control means for performing start control for starting the internal combustion engine by operating the starter so as to increase the fixed amount, and when the internal combustion engine is started by the start control, the rotational speed of the internal combustion engine is set to the set idle rotational speed. A state in which the starter remains driven by comparing the rotation speed of the internal combustion engine and the set idle rotation speed after finishing the start control and the idle control means for performing the idle control to substantially match And an abnormality determination means for determining an abnormality due to an on-failure that fails in the above.
本発明においては、内燃機関のクランキング回転速度が設定アイドル回転速度より所定量高くなるように内燃機関を始動させる始動制御を行い、内燃機関が始動した場合に、内燃機関の回転速度を設定アイドル回転速度へ略一致させるためのアイドル制御を行う。そして、始動制御を終了した後に、内燃機関の回転速度と設定アイドル回転速度とを比較することにより、簡単な構成で始動装置の異常を判定することができる。 In the present invention, when the internal combustion engine is started so that the cranking rotational speed of the internal combustion engine is higher than the set idle rotational speed by a predetermined amount, the rotational speed of the internal combustion engine is set to the set idle speed when the internal combustion engine is started. Idle control is performed to approximately match the rotation speed. Then, after the start control is completed, the abnormality of the starter can be determined with a simple configuration by comparing the rotation speed of the internal combustion engine with the set idle rotation speed.
本発明に係る内燃機関の始動制御装置において、前記異常判定手段は、内燃機関の回転速度と前記設定アイドル回転速度との差が閾値より大きい場合に、前記始動装置が前記オン故障による異常であると判定するものとすることもできる。 In starting control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the abnormality determining means, when the difference is greater than the threshold value of the rotational speed and the set idle rotational speed of the internal combustion engine, the starting device is abnormal by the ON failure It can also be determined.
また、本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、始動装置を作動させることで内燃機関の始動が可能な内燃機関の始動制御装置であって、内燃機関のクランキング回転速度が設定アイドル回転速度より所定量高くなるように始動装置を作動させることで、内燃機関を始動させる始動制御を行う始動制御手段と、前記始動制御により内燃機関が始動した場合に、内燃機関の回転速度を前記設定アイドル回転速度へ略一致させるためのアイドル制御を行うアイドル制御手段と、前記始動制御を終了した後に、内燃機関の回転速度と前記クランキング回転速度とを比較することで、始動装置が駆動されたままの状態で故障するオン故障による異常を判定する異常判定手段と、を有することを要旨とする。 An internal combustion engine start control device according to the present invention is an internal combustion engine start control device capable of starting an internal combustion engine by operating the start device, wherein the cranking rotational speed of the internal combustion engine is a set idle rotational speed. A start control means for starting the internal combustion engine by operating the starter so as to be higher by a predetermined amount, and when the internal combustion engine is started by the start control, the rotational speed of the internal combustion engine is set to the set idle An idle control means for performing idle control to substantially match the rotational speed, and after the start control is finished, the rotational speed of the internal combustion engine and the cranking rotational speed are compared to keep the starter driven. And an abnormality determining means for determining an abnormality due to an on-failure that fails in the state of the above.
本発明においては、内燃機関のクランキング回転速度が設定アイドル回転速度より所定量高くなるように内燃機関を始動させる始動制御を行い、内燃機関が始動した場合に、内燃機関の回転速度を設定アイドル回転速度へ略一致させるためのアイドル制御を行う。そして、始動制御を終了した後に、内燃機関の回転速度とクランキング回転速度とを比較することにより、簡単な構成で始動装置の異常を判定することができる。 In the present invention, when the internal combustion engine is started so that the cranking rotational speed of the internal combustion engine is higher than the set idle rotational speed by a predetermined amount, the rotational speed of the internal combustion engine is set to the set idle speed when the internal combustion engine is started. Idle control is performed to approximately match the rotation speed. Then, after the start control is finished, the abnormality of the starter can be determined with a simple configuration by comparing the rotation speed of the internal combustion engine with the cranking rotation speed.
本発明に係る内燃機関の始動制御装置において、前記異常判定手段は、前記クランキング回転速度と内燃機関の回転速度との差が閾値より小さい場合に、前記始動装置が前記オン故障による異常であると判定するものとすることもできる。 In starting control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the abnormality determining means, when the difference between the rotational speed of the cranking rotation speed and the engine is less than a threshold, the starting device is abnormal by the ON failure It can also be determined.
本発明に係る内燃機関の始動制御装置において、前記異常判定手段により前記始動装置が前記オン故障による異常であると判定された場合に、異常発生を示す信号を出力する出力手段を有するものとすることもできる。こうすれば、始動装置の異常を操作者へ知らせることができる。
In starting control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when the starting device is determined to be abnormal by the ON failure by the abnormality determining means, and having an output means for outputting a signal indicating an abnormality You can also. By so doing, it is possible to notify the operator of an abnormality in the starting device.
以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る始動制御装置の制御対象である内燃機関を含む車両の駆動システムの構成の概略を示す図である。本実施形態における駆動システムは、スタータ10、エンジン12、トランスミッション14、スタータリレー16、及び制御装置30を備えており、スタータ10を回転駆動させることで停止状態のエンジン12を始動させることができる。始動後のエンジン12が発生するトルクについては、トランスミッション14を介して図示しない駆動輪へ伝達することができる。
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a vehicle drive system including an internal combustion engine that is a control target of a start control device according to an embodiment of the present invention. The drive system in the present embodiment includes a
スタータ10の回転軸10−1は、ワンウェイクラッチ18及びベルト20を介してエンジン12の回転軸12−1と連結されている。スタータ10が停止状態のエンジン12を回転駆動させようとするときは、ワンウェイクラッチ18が係合状態となるように動作することで、スタータ10によるエンジン12の始動が可能である。一方、自立運転後のエンジン12が停止状態のスタータ10を回転駆動させようとするときは、ワンウェイクラッチ18は開放状態となるように動作することで、スタータ10は停止状態のままで回転駆動されない。
The rotation shaft 10-1 of the
スタータリレー16は、スタータ10と電源(図示せず)との間に設けられている。スタータリレー16がオン状態のときは、スタータ10と電源との間が導通され、スタータ10が回転駆動される。一方、スタータリレー16がオフ状態のときは、スタータ10と電源との間が非導通となり、スタータ10の回転駆動が停止される。スタータリレー16のオン/オフの切り替えについては、制御装置30から出力される始動制御信号により行うことができる。
The
エンジン回転速度センサ32は、エンジン12の回転速度を検出する。エンジン回転速度センサ32による検出信号は、制御装置30に入力される。
The engine
制御装置30は、操作者の操作や、アクセル開度、車速等の車両運転状態に基づいて、始動制御信号のスタータリレー16への出力/停止の制御を行う。始動制御信号がスタータリレー16へ出力されると、スタータリレー16がオン状態となりスタータ10が回転駆動されることで、停止状態のエンジン12が始動される。本実施形態においては、エンジン12のクランキング回転速度Ncが設定アイドル回転速度Niより所定量δN1(δN1>0)だけ高くなるように、スタータ10が回転駆動される。このように、制御装置30は、始動制御信号をスタータリレー16へ出力することで、エンジン12を始動させる始動制御を行うことができる。
The
一方、始動制御信号のスタータリレー16への出力が停止されると、スタータリレー16がオフ状態となりスタータ10の回転駆動が停止される。このように、制御装置30は、始動制御信号のスタータリレー16への出力を停止することで、スタータ10の回転駆動を停止させることができる。すなわち、始動制御を停止させることができる。
On the other hand, when the output of the start control signal to the
また、制御装置30は、始動制御によりエンジン12が始動した場合に、アイドル制御信号をエンジン12へ出力することで、エンジン12の回転速度Neを設定アイドル回転速度Niへ略一致させるためのアイドル制御を行うことができる。
Further, the
ここで、例えばスタータリレー16のオン状態での固着等の原因により、始動制御信号の出力を停止してもスタータ10が回転駆動されたままの状態で故障(オン故障)した場合は、そのオン故障を検出できることが望ましい。そこで、本実施形態においては、制御装置30は、オン故障の発生の有無を判定し、オン故障の発生を検出した場合は、異常発生を示す故障警告信号を出力して図示しない警告灯を点灯させることで、操作者に異常発生を知らせる。
Here, for example, when the
以下、制御装置30によりオン故障の発生の有無を判定する異常判定ルーチンについて、図2に示すフローチャートを用いて説明する。この異常判定ルーチンは、操作者の操作や車両運転状態に基づいて停止状態のエンジン12を始動させるときに実行される。
Hereinafter, an abnormality determination routine for determining whether or not an ON failure has occurred by the
まずステップ(以下Sとする)1においては、始動制御信号のスタータリレー16への出力が開始される。これによって、スタータリレー16がオン状態に切り替えられてスタータ10の回転駆動が開始され、エンジン12を始動させる始動制御が開始される。ここでは、エンジン12のクランキング回転速度Ncが設定アイドル回転速度Niより所定量δN1(δN1>0)だけ高くなるように、始動制御が行われる。そして、S2に進む。
First, in step (hereinafter referred to as S) 1, output of a start control signal to the
S2においては、始動制御信号の出力が開始されてから所定時間t1経過したか否かが判定される。ここでの所定時間t1については、エンジン12の自立運転に必要な時間に基づいて設定され、例えば実験的に設定することができる。まだ所定時間t1経過していない場合、すなわちS2の判定結果がNOの場合は、S2の判定結果がYESになるまでS2の判定が繰り返される。一方、所定時間t1経過した場合、すなわちS2の判定結果がYESの場合は、S3に進む。
In S2, it is determined whether or not a predetermined time t1 has elapsed since the start of the output of the start control signal. The predetermined time t1 here is set based on the time required for the autonomous operation of the
S3においては、始動制御信号のスタータリレー16への出力が停止される。これによって、スタータリレー16がオフ状態に切り替えられてスタータ10の回転駆動が停止される。すなわち、始動制御が停止される。そして、S4に進む。
In S3, the output of the start control signal to the
S4においては、始動制御を停止した後におけるエンジン12の回転速度(エンジン回転速度センサ32により検出)Neが所定値X1より大きいか否かが判定される。ここでの所定値X1については、エンジン12が自立運転を開始したか否かを判定するための閾値として設定され、例えば設定アイドル回転速度Niより十分小さい値が設定される。S4の判定結果がNOの場合は、エンジン12が自立運転を開始していないと判定してS1に戻り、エンジン12を始動させるために始動制御を再度行う。一方、S4の判定結果がYESの場合は、エンジン12が自立運転を開始したと判定してS5に進む。
In S4, it is determined whether or not the rotational speed Ne (detected by the engine rotational speed sensor 32) Ne of the
S5においては、アイドル制御信号がエンジン12へ出力される。これによって、エンジン12の回転速度Neを設定アイドル回転速度Niへ略一致させるためのアイドル制御が行われる。そして、S6に進む。
In S5, an idle control signal is output to the
S6においては、アイドル制御が開始された後におけるエンジン12の回転速度(エンジン回転速度センサ32により検出)Neが設定アイドル回転速度Niより大きいか否かが判定される。ここで、始動制御信号の出力が停止されていることでスタータ10の回転駆動が停止されている場合、すなわちオン故障が発生していない場合は、エンジン12の回転速度Neは設定アイドル回転速度Niにほぼ一致する。一方、始動制御信号の出力が停止されているにもかかわらずスタータ10が回転駆動されたままである場合、すなわちオン故障が発生した場合は、スタータ10によりエンジン12が回転駆動されたままであるため、エンジン12の回転速度Neは設定アイドル回転速度Niより大きくなる。
In S6, it is determined whether or not the rotational speed Ne (detected by the engine rotational speed sensor 32) Ne of the
以上のことから、アイドル制御開始後のエンジン12の回転速度Neが設定アイドル回転速度Niより大きいか否かを判定することで、オン故障の発生の有無を判定することができる。S6の判定結果がNOの場合は、S7においてオン故障が発生していないと判定して本ルーチンの実行を終了する。一方、S6の判定結果がYESの場合は、S8においてオン故障が発生したと判定してS9に進む。
From the above, it can be determined whether or not an on-failure has occurred by determining whether or not the rotational speed Ne of the
S9においては、異常発生を示す故障警告信号を出力して図示しない警告灯を点灯させることで、操作者に異常発生を知らせる。そして、本ルーチンの実行を終了する。 In S9, a failure warning signal indicating the occurrence of abnormality is output and a warning lamp (not shown) is turned on to notify the operator of the occurrence of abnormality. Then, the execution of this routine is terminated.
以上のルーチンにおけるS6の異常判定については、アイドル制御の際の制御偏差を考慮して、アイドル制御開始後のエンジン12の回転速度Neと設定アイドル回転速度Niとの差Ne−Niが所定量δN2(δN2>0)より大きいか否かを判定するようにしてもよい。この判定結果がNOの場合はS7に進み(正常と判定する)、この判定結果がYESの場合はS8に進む(異常発生と判定する)。
Regarding the abnormality determination of S6 in the above routine, the difference Ne−Ni between the rotational speed Ne of the
なお、前述の所定量δN1,δN2については、始動制御やアイドル制御の際の制御偏差を考慮して設定され、例えば実験的に設定することができる。 The predetermined amounts δN1 and δN2 described above are set in consideration of a control deviation during start control and idle control, and can be set experimentally, for example.
以上説明したように、本実施形態においては、エンジン12のクランキング回転速度Ncが設定アイドル回転速度Niより所定量δN1(δN1>0)だけ高くなるようにエンジン12を始動させる始動制御を行う。そして、始動制御を終了した後に、アイドル制御開始後のエンジン12の回転速度Neと設定アイドル回転速度Niとを比較することにより、簡単な構成でオン故障を検出することができる。そして、オン故障を検出した場合は、故障警告信号を出力して図示しない警告灯を点灯させることで、操作者に異常発生を知らせることができる。
As described above, in the present embodiment, the start control for starting the
また、本実施形態においては、エンジン12のクランキング回転速度Ncが設定アイドル回転速度Niより高くなるようにスタータ10を回転駆動させることにより、エンジン12の始動性を向上させることができる。
In the present embodiment, the startability of the
以上の本実施形態の説明においては、アイドル制御開始後のエンジン12の回転速度Neを設定アイドル回転速度Niと比較することにより、オン故障の発生の有無を判定する場合について説明した。ただし、本実施形態においては、アイドル制御開始後のエンジン12の回転速度Neをクランキング回転速度Ncと比較することによっても、オン故障の発生の有無を判定することができる。
In the above description of the present embodiment, a case has been described in which the presence or absence of an on-failure is determined by comparing the rotational speed Ne of the
ここで、始動制御信号の出力が停止されていることでスタータ10の回転駆動が停止されている場合、すなわちオン故障が発生していない場合は、エンジン12の回転速度Neはクランキング回転速度Ncよりほぼ所定量δN1分低くなる。一方、始動制御信号の出力が停止されているにもかかわらずスタータ10が回転駆動されたままである場合、すなわちオン故障が発生した場合は、クランキング回転速度Ncとエンジン12の回転速度Neとの差Nc−NeがδN1より小さくなる。
Here, when the rotation drive of the
そこで、図2のフローチャートのS6においては、アイドル制御の際の制御偏差を考慮して、クランキング回転速度Ncとアイドル制御開始後のエンジン12の回転速度Neとの差Nc−Neが所定量δN3(δN3>0)より小さいか否かを判定することによっても、オン故障の発生の有無を判定することができる。この判定結果がNOの場合はS7に進み(正常と判定する)、この判定結果がYESの場合はS8に進む(異常発生と判定する)。なお、所定量δN3については、始動制御やアイドル制御の際の制御偏差を考慮して設定され、例えば実験的に設定することができる。
Therefore, in S6 of the flowchart of FIG. 2, the difference Nc−Ne between the cranking rotational speed Nc and the rotational speed Ne of the
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.
10 スタータ、12 エンジン、14 トランスミッション、16 スタータリレー、18 ワンウェイクラッチ、20 ベルト、30 制御装置、32 エンジン回転速度センサ。 10 starter, 12 engine, 14 transmission, 16 starter relay, 18 one-way clutch, 20 belt, 30 control device, 32 engine rotation speed sensor.
Claims (5)
内燃機関のクランキング回転速度が設定アイドル回転速度より所定量高くなるように始動装置を作動させることで、内燃機関を始動させる始動制御を行う始動制御手段と、
前記始動制御により内燃機関が始動した場合に、内燃機関の回転速度を前記設定アイドル回転速度へ略一致させるためのアイドル制御を行うアイドル制御手段と、
前記始動制御を終了した後に、内燃機関の回転速度と前記設定アイドル回転速度とを比較することで、始動装置が駆動されたままの状態で故障するオン故障による異常を判定する異常判定手段と、
を有することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。 An internal combustion engine start control device capable of starting an internal combustion engine by operating a start device,
Start control means for performing start control for starting the internal combustion engine by operating the starter so that the cranking rotation speed of the internal combustion engine is higher than the set idle rotation speed by a predetermined amount;
Idle control means for performing idle control for making the rotational speed of the internal combustion engine substantially coincide with the set idle rotational speed when the internal combustion engine is started by the start control;
An abnormality determination means for determining an abnormality due to an on-failure in which the starter is still driven , by comparing the rotation speed of the internal combustion engine and the set idle rotation speed after the start control is completed;
A start control device for an internal combustion engine, comprising:
前記異常判定手段は、内燃機関の回転速度と前記設定アイドル回転速度との差が閾値より大きい場合に、前記始動装置が前記オン故障による異常であると判定することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。 An internal combustion engine start control device according to claim 1,
The abnormality determining means, when the difference is greater than the threshold value and the rotational speed of the internal combustion engine the set idle rotational speed, the starting of the internal combustion engine in which the starting device is characterized in that it determined to be abnormal by the ON failure Control device.
内燃機関のクランキング回転速度が設定アイドル回転速度より所定量高くなるように始動装置を作動させることで、内燃機関を始動させる始動制御を行う始動制御手段と、
前記始動制御により内燃機関が始動した場合に、内燃機関の回転速度を前記設定アイドル回転速度へ略一致させるためのアイドル制御を行うアイドル制御手段と、
前記始動制御を終了した後に、内燃機関の回転速度と前記クランキング回転速度とを比較することで、始動装置が駆動されたままの状態で故障するオン故障による異常を判定する異常判定手段と、
を有することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。 An internal combustion engine start control device capable of starting an internal combustion engine by operating a start device,
Start control means for performing start control for starting the internal combustion engine by operating the starter so that the cranking rotation speed of the internal combustion engine is higher than the set idle rotation speed by a predetermined amount;
Idle control means for performing idle control for making the rotational speed of the internal combustion engine substantially coincide with the set idle rotational speed when the internal combustion engine is started by the start control;
An abnormality determination means for determining an abnormality caused by an on-failure in which the starter is left driven by comparing the rotation speed of the internal combustion engine and the cranking rotation speed after the start control is completed,
A start control device for an internal combustion engine, comprising:
前記異常判定手段は、前記クランキング回転速度と内燃機関の回転速度との差が閾値より小さい場合に、前記始動装置が前記オン故障による異常であると判定することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。 An internal combustion engine start control device according to claim 3,
The abnormality determining means, when the difference between the rotational speed of the cranking rotation speed and the engine is smaller than the threshold value, the start of the internal combustion engine in which the starting device is characterized in that it determined to be abnormal by the ON failure Control device.
前記異常判定手段により前記始動装置が前記オン故障による異常であると判定された場合に、異常発生を示す信号を出力する出力手段を有することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。 A start control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
The abnormality when the determining means the starting device is determined to be abnormal by the ON failure, and start control system for the internal combustion engine and having an output means for outputting a signal indicating the abnormality.
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