JP6213486B2

JP6213486B2 - Engine starter

Info

Publication number: JP6213486B2
Application number: JP2015011676A
Authority: JP
Inventors: 香治村上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-01-23
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2035-01-23
Also published as: JP2016136014A

Description

本発明は、車両に搭載されたエンジンを始動させるエンジン始動装置に関する。 The present invention relates to an engine starter that starts an engine mounted on a vehicle.

従来、所定の停止条件が成立して自動停止中のエンジンを着火始動により再始動させる装置においては、エンジン停止中の掃気が不十分であると、気筒内に残存する既燃ガスによって再始動時の燃焼が妨げられ、再始動性が悪くなることが知られている。これを解決するため、例えば特許文献１では、エンジンの停止条件の成立後、スロットル弁の開度を増大させる発明が提案されている。これにより、各気筒の掃気が促進されて再始動時の新気割合が増加するため、良好な燃焼を行いやすくなり、再始動性の向上を図ることができる。 Conventionally, in a device that restarts an engine that has been automatically stopped when a predetermined stop condition is satisfied, if the scavenging while the engine is stopped is insufficient, the burned gas remaining in the cylinder may cause a restart. It is known that the combustion is hindered and the restartability is deteriorated. In order to solve this, for example, Patent Document 1 proposes an invention in which the opening of the throttle valve is increased after the engine stop condition is satisfied. As a result, scavenging of each cylinder is promoted and the fresh air ratio at the time of restarting increases, so that good combustion is facilitated and restartability can be improved.

特開２００４−２９３４７４号公報JP 2004-293474 A

しかしながら、特許文献１で提案された発明は、掃気のためにスロットル弁を開くことにより、エンジン停止時の筒内圧変動が大きくなるため、運転者が感じる振動が大きくなる。一方、このような振動を抑制するためにスロットル開度を一律に小さくしてしまうと掃気の効果が低減される。このように、掃気の効果を低減することなく振動抑制を図ることについては、十分に検討されていない。 However, the invention proposed in Patent Document 1 opens the throttle valve for scavenging, so that the in-cylinder pressure fluctuation when the engine is stopped increases, so the vibration felt by the driver increases. On the other hand, if the throttle opening is uniformly reduced to suppress such vibration, the scavenging effect is reduced. Thus, it has not been sufficiently studied to suppress vibration without reducing the effect of scavenging.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、掃気の効果を低減することなく振動抑制を図ることができるエンジン始動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an engine starter capable of suppressing vibration without reducing the effect of scavenging.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るエンジン始動装置は、車両に搭載されたエンジンの自動停止中に前記エンジンのスロットル弁を開くことにより前記エンジンの各気筒の掃気を実行し、再始動要求に応じて着火始動により前記エンジンを再始動させるエンジン始動装置において、前記エンジンの停止要求後、前記エンジンの完全停止までの時間を推定し、前記完全停止までの時間が長い場合は、前記完全停止までの時間が短い場合よりも前記エンジンの自動停止中における前記スロットル弁の開度を小さくする制御手段を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an engine starter according to the present invention is configured to scavenge each cylinder of the engine by opening a throttle valve of the engine during automatic stop of the engine mounted on the vehicle. In the engine starting device that restarts the engine by ignition start in response to a restart request, the time until the engine is completely stopped after the engine stop request is estimated, and the time until the engine is completely stopped In the case where the engine is long, control means for reducing the opening of the throttle valve during the automatic stop of the engine is provided compared to the case where the time until the complete stop is short.

本発明に係るエンジン始動装置は、エンジンが完全停止するための時間が長い場合は短い場合よりもスロットル開度を小さくすることにより、掃気の効果を低減することなく、振動の発生を抑制することができる。 The engine starter according to the present invention suppresses the occurrence of vibration without reducing the effect of scavenging by reducing the throttle opening when the time for the engine to completely stop is longer than when it is short. Can do.

図１は、本発明の実施形態に係るエンジン始動装置およびその周辺の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an engine starting device and its surroundings according to an embodiment of the present invention. 図２は、本発明の実施形態に係るエンジン始動装置における推定停止時間およびスロットル開度の関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the estimated stop time and the throttle opening in the engine starter according to the embodiment of the present invention. 図３は、本発明の実施形態に係るエンジン始動装置による処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an example of processing by the engine starting device according to the embodiment of the present invention. 図４（ａ）、（ｂ）は、本発明のその他の実施形態に係るエンジン始動装置におけるエンジン回転数およびスロットル開度の関係を示すタイミングチャートである。4 (a) and 4 (b) are timing charts showing the relationship between the engine speed and the throttle opening in the engine starting device according to another embodiment of the present invention. 図５（ａ）は、エンジン停止時におけるバルブタイミングダイアグラムを示す図、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示したタイミングにおける膨張行程気筒の動きを概略的に示す図、である。FIG. 5A is a diagram showing a valve timing diagram when the engine is stopped, and FIG. 5B is a diagram schematically showing the movement of the expansion stroke cylinder at the timing shown in FIG. 5A.

以下、本発明に係るエンジン始動装置の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, an embodiment of an engine starter according to the present invention will be described. In addition, this invention is not limited to the following embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係るエンジン始動装置の構成について、図１を参照しながら説明する。エンジン始動装置を搭載する車両は、図１に示すように、電子制御された内燃機関であるエンジン１０と、車輪速センサ６０と、Ｔ／Ｍ回転数センサ７０と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）８０と、を備えている。なお、図１では、車両の構成のうち、本発明に関係する構成のみを示しており、その他の構成は図示を省略している。 [First Embodiment]
The configuration of the engine starter according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a vehicle equipped with an engine starter includes an engine 10 that is an electronically controlled internal combustion engine, a wheel speed sensor 60, a T / M rotation speed sensor 70, and an ECU (Engine Control Unit) 80. And. In FIG. 1, only the configuration related to the present invention is shown in the configuration of the vehicle, and the other configurations are not shown.

以下、エンジン１０の構成についてまず説明する。エンジン１０は、例えば４気筒筒内噴射式であり、図１に示すように、シリンダブロック１１と、シリンダヘッド１２と、シリンダボア１３と、ピストン１４と、クランクケース１５と、クランクシャフト１６と、コネクティングロッド１７と、を備えている。 Hereinafter, the configuration of the engine 10 will be described first. The engine 10 is, for example, a four-cylinder in-cylinder injection type, and as shown in FIG. 1, a cylinder block 11, a cylinder head 12, a cylinder bore 13, a piston 14, a crankcase 15, a crankshaft 16, and a connecting Rod 17.

シリンダヘッド１２には、燃焼室１８に直接燃料を噴射するインジェクタ４１が装着されている。各気筒に装着されるインジェクタ４１は、デリバリパイプ４２により連結されている。また、このデリバリパイプ４２には燃料供給管４３を介して高圧ポンプ４４が連結されている。さらに、シリンダヘッド１２には、点火プラグ４５が装着されている。 An injector 41 that injects fuel directly into the combustion chamber 18 is attached to the cylinder head 12. An injector 41 mounted on each cylinder is connected by a delivery pipe 42. Further, a high pressure pump 44 is connected to the delivery pipe 42 through a fuel supply pipe 43. Further, a spark plug 45 is attached to the cylinder head 12.

エンジン１０の燃焼室１８は、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２およびピストン１４により構成されており、上部の中央部がペントルーフ形状をなしている。また、この燃焼室１８の上部には、吸気ポート１９および排気ポート２０が対向して形成されている。そして、この吸気ポート１９および排気ポート２０に対して、吸気弁２１および排気弁２２の下端部がそれぞれ位置している。 The combustion chamber 18 of the engine 10 is composed of a cylinder block 11, a cylinder head 12, and a piston 14, and an upper central portion has a pent roof shape. Further, an intake port 19 and an exhaust port 20 are formed in an upper portion of the combustion chamber 18 so as to face each other. The lower ends of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 are positioned with respect to the intake port 19 and the exhaust port 20, respectively.

吸気弁２１および排気弁２２は、シリンダヘッド１２の軸方向に沿って移動自在に支持されている。また、シリンダヘッド１２には、吸気カムシャフト２３および排気カムシャフト２４が回転自在に支持されている。そして、図示しないローラロッカアームを介して、吸気カム２５および排気カム２６が、吸気弁２１および排気弁２２の上端部に接触した状態となっている。なお、吸気カムシャフト２３および排気カムシャフト２４には、その回転位相を検出するカムポジションセンサ３３，３４が設けられている。 The intake valve 21 and the exhaust valve 22 are supported so as to be movable along the axial direction of the cylinder head 12. An intake camshaft 23 and an exhaust camshaft 24 are rotatably supported on the cylinder head 12. The intake cam 25 and the exhaust cam 26 are in contact with the upper ends of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 via a roller rocker arm (not shown). The intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are provided with cam position sensors 33 and 34 for detecting the rotational phase.

また、エンジン１０は、運転状態に応じて吸気弁２１および排気弁２２を最適な開閉タイミングに制御する吸気・排気可変動弁機構（ＶＶＴ：Variable Valve Timing-intelligent）２７，２８を有している。この吸気・排気可変動弁機構２７，２８は、オイルコントロールバルブ３１，３２からの油圧をＶＶＴコントローラ２９，３０の図示しない進角室および遅角室に作用させることで、吸気弁２１および排気弁２２の開閉時期を進角または遅角することができる。 The engine 10 also has variable intake valve timing mechanisms (VVT) 27 and 28 that control the intake valve 21 and the exhaust valve 22 at the optimum opening / closing timing according to the operating state. . The intake / exhaust variable valve mechanisms 27 and 28 cause the hydraulic pressure from the oil control valves 31 and 32 to act on an advance chamber and a retard chamber (not shown) of the VVT controllers 29 and 30, so that the intake valve 21 and the exhaust valve The opening / closing timing of 22 can be advanced or retarded.

吸気ポート１９には、インテークマニホールド３５を介してサージタンク３６が連結されている。また、このサージタンク３６には、吸気管３７が連結されており、この吸気管３７の空気取入口にはエアクリーナ３８が取り付けられている。そして、このエアクリーナ３８の下流側にスロットル弁３９を有する電子スロットル装置４０が設けられている。一方、排気ポート２０には、エギゾーストマニホールド４６を介して排気管４７が連結されている。また、この排気管４７には、触媒装置４８，４９が装着されている。 A surge tank 36 is connected to the intake port 19 via an intake manifold 35. Further, an intake pipe 37 is connected to the surge tank 36, and an air cleaner 38 is attached to the air intake port of the intake pipe 37. An electronic throttle device 40 having a throttle valve 39 is provided on the downstream side of the air cleaner 38. On the other hand, an exhaust pipe 47 is connected to the exhaust port 20 via an exhaust manifold 46. The exhaust pipe 47 is equipped with catalyst devices 48 and 49.

また、エンジン１０には、クランキングを行うスタータモータ５０が設けられており、エンジン始動時に図示しないピニオンギヤがリングギヤと噛み合った後、回転力がピニオンギヤからリングギヤへと伝わり、クランクシャフト１６を回転することができる。 Further, the engine 10 is provided with a starter motor 50 that performs cranking. When an unillustrated pinion gear meshes with the ring gear when the engine is started, the rotational force is transmitted from the pinion gear to the ring gear to rotate the crankshaft 16. Can do.

ここで、ＥＣＵ８０は、インジェクタ４１や点火プラグ４５等を制御可能となっている。すなわち、吸気管３７の上流側に装着されたエアフローセンサ５２および吸気温センサ５３は、計測した吸入空気量および吸気温度をＥＣＵ８０にそれぞれ出力している。また、サージタンク３６に設けられた吸気圧センサ５４は、計測した吸気管圧力（吸気管負圧）をＥＣＵ８０に出力している。また、スロットルポジションセンサ５５およびアクセルポジションセンサ５６は、計測した現在のスロットル開度および現在のアクセル開度をＥＣＵ８０にそれぞれ出力している。そして、クランク角センサ５７、水温センサ５８および燃圧センサ５９は、計測した各気筒のクランク角度、エンジン冷却水温および燃料圧力をＥＣＵ８０にそれぞれ出力している。 Here, the ECU 80 can control the injector 41, the spark plug 45, and the like. That is, the air flow sensor 52 and the intake air temperature sensor 53 mounted on the upstream side of the intake pipe 37 output the measured intake air amount and intake air temperature to the ECU 80, respectively. The intake pressure sensor 54 provided in the surge tank 36 outputs the measured intake pipe pressure (intake pipe negative pressure) to the ECU 80. Further, the throttle position sensor 55 and the accelerator position sensor 56 output the measured current throttle opening and current accelerator opening to the ECU 80, respectively. The crank angle sensor 57, the water temperature sensor 58, and the fuel pressure sensor 59 output the measured crank angle, engine cooling water temperature, and fuel pressure of each cylinder to the ECU 80, respectively.

ＥＣＵ８０は、前記したクランク角度に基づいて、各気筒における吸気、圧縮、膨張（爆発）、排気の各行程を判別するとともに、エンジン回転数を算出する。また、ＥＣＵ８０は、前記した燃料圧力に基づいて、この燃料圧力が所定圧力となるように高圧ポンプ４４を駆動するとともに、前記した吸入空気量、吸気温度、吸気管圧力、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、エンジン冷却水温等のエンジン運転状態に基づいて、燃料噴射量、噴射時期、点火時期等を決定し、インジェクタ４１および点火プラグ４５を駆動して燃料噴射および点火を実行する。 The ECU 80 determines each stroke of intake, compression, expansion (explosion), and exhaust in each cylinder based on the crank angle described above, and calculates the engine speed. Further, the ECU 80 drives the high-pressure pump 44 based on the above-described fuel pressure so that the fuel pressure becomes a predetermined pressure, and the above-described intake air amount, intake air temperature, intake pipe pressure, throttle opening, accelerator opening. The fuel injection amount, the injection timing, the ignition timing, and the like are determined based on the engine operating state such as the engine speed, the engine speed, and the engine cooling water temperature, and the injector 41 and the spark plug 45 are driven to execute the fuel injection and ignition.

このように構成された車両では、制御手段であるＥＣＵ８０が、アイドル状態で停止している際にエンジン１０を自動的に停止させるエンジン自動停止機能と、エンジン１０が自動停止しているときに発進指令により自動的に再始動させるエンジン再始動機能と、を有している。 In the vehicle configured as described above, the ECU 80 as the control means automatically stops the engine 10 when stopped in an idle state, and starts when the engine 10 is automatically stopped. An engine restart function that automatically restarts according to the command.

以下、エンジン１０以外の構成について説明する。車輪速センサ６０は、車両の各車輪の回転速度を検知し、その検知結果をＥＣＵ８０に対して出力する。また、Ｔ／Ｍ回転数センサ７０は、トランスミッションにおける入力軸の単位時間当たりの回転数（以下、Ｔ／Ｍ入力回転数という）を検知し、その検知結果をＥＣＵ８０に対して出力する。なお、後記するエンジン停止時間の推定の際に利用される「トランスミッションまたはトルクコンバータの伝達状態」は、車輪速センサ６０によって検知された各車輪の回転速度と、Ｔ／Ｍ回転数センサ７０によって検知されたＴ／Ｍ入力回転数から求めることができる。 Hereinafter, configurations other than the engine 10 will be described. Wheel speed sensor 60 detects the rotational speed of each wheel of the vehicle and outputs the detection result to ECU 80. The T / M rotational speed sensor 70 detects the rotational speed of the input shaft in the transmission per unit time (hereinafter referred to as T / M input rotational speed), and outputs the detection result to the ECU 80. The “transmission state of the transmission or torque converter” used when estimating the engine stop time, which will be described later, is detected by the rotational speed of each wheel detected by the wheel speed sensor 60 and the T / M rotational speed sensor 70. It can be obtained from the T / M input rotation speed.

ＥＣＵ８０は、物理的にはＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）および入出力等のインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を用いて構成される。このＥＣＵ８０の機能は、ＲＯＭに保持されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって、ＣＰＵの制御のもとで制御対象を動作させるとともに、ＲＡＭやＲＯＭにおけるデータの読み出しおよび書き込みを行うことで実現される。 The ECU 80 is physically configured using an electronic circuit mainly composed of a known microcomputer including an interface such as a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and an input / output. The The function of the ECU 80 is to load an application program held in the ROM into the RAM and execute it by the CPU, thereby operating the controlled object under the control of the CPU and reading and writing data in the RAM and ROM. It is realized by doing.

ＥＣＵ８０は、上述した各種センサの検知結果が入力され、これに基づいてエンジン１０の運転状態を検知し、インジェクタ４１による燃料噴射量や噴射時期、点火プラグ４５による点火時期等を制御している。本発明に係るエンジン始動装置は、このＥＣＵ８０の機能により実現される。 The ECU 80 receives the detection results of the various sensors described above, detects the operating state of the engine 10 based on the detection results, and controls the fuel injection amount and injection timing by the injector 41, the ignition timing by the spark plug 45, and the like. The engine starting device according to the present invention is realized by the function of the ECU 80.

ここで、前記したように、エンジン停止中の掃気が不十分であると、気筒内に残存する既燃ガスによって再始動時の燃焼が妨げられ、再始動性が悪くなる。すなわち、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、エンジン１０の停止直前は圧縮工程気筒が圧縮反力に負けて逆転して止まることが多い。この時、膨張行程気筒は同図における１〜４に示すような動きを行う。図５（ｂ）に示すように、２の手前で排気弁が開くため、掃気が完了していないと３に移る過程で排気ガスを吸うことになる。そのため、４の状態で再始動を行う場合、筒内に排気ガスが入り込んでいるため、始動性が悪化することになる。 Here, as described above, if the scavenging while the engine is stopped is insufficient, combustion at the time of restart is hindered by the burned gas remaining in the cylinder, and the restartability is deteriorated. That is, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), immediately before the engine 10 is stopped, the compression process cylinder often loses the compression reaction force and reversely stops. At this time, the expansion stroke cylinder moves as indicated by 1-4 in FIG. As shown in FIG. 5B, since the exhaust valve opens before 2, the exhaust gas is sucked in the process of shifting to 3 if scavenging is not completed. Therefore, when restarting in the state of 4, since the exhaust gas has entered the cylinder, the startability is deteriorated.

従来技術（特許文献１）では、膨張行程気筒の噴射・点火による再始動のためにエンジン停止時にスロットル弁を開き、エンジンの回転抵抗が大きい場合、当該回転抵抗が小さい場合よりもスロットル弁を閉じる時期を早くしている。従来技術の目的は、掃気と停止位置を始動に適した位置に揃えることであり、スロットル弁を開くことで掃気を行い、停止直前にスロットル弁を閉じることで、空気量のバランスによって位置制御を行っている。ここで、噴射・点火による再始動（すなわち着火始動）のためには掃気が必須であり、従来技術のように停止時にスロットル弁を開いて掃気を行いたいが、スロットル弁を一律に開くと振動が発生してしまう。従来技術は、掃気と気筒の停止位置に主眼を置き、アイドルストップのみを考慮していたため、振動抑制には着目していなかったが、掃気と振動抑制を両立することが必要となる。 In the prior art (Patent Document 1), the throttle valve is opened when the engine is stopped for restarting by injecting and igniting the expansion stroke cylinder. When the rotational resistance of the engine is large, the throttle valve is closed than when the rotational resistance is small. The time is being advanced. The purpose of the prior art is to align the scavenging and stopping positions to a position suitable for starting, scavenging by opening the throttle valve, and closing the throttle valve immediately before stopping to control the position based on the balance of air volume. Is going. Here, scavenging is essential for restart by injection / ignition (that is, ignition start), and it is desirable to perform scavenging by opening the throttle valve when stopped as in the prior art. Will occur. The prior art focuses on the scavenging and cylinder stop positions and considers only idling stop, and thus does not focus on vibration suppression. However, it is necessary to achieve both scavenging and vibration suppression.

そこで、前記したＥＣＵ８０の機能により実現される本発明の第１実施形態に係るエンジン始動装置は、車両に搭載されたエンジン１０の自動停止中にエンジン１０のスロットル弁３９を開くことによりエンジン１０の各気筒の掃気を実行し、再始動要求に応じて着火始動によりエンジン１０を再始動させる。そして、エンジン始動装置は、エンジン停止までの時間をエンジン回転数、トランスミッション等の伝達状態、フリクション等から推定し、当該停止までの時間に応じてスロットル開度を調整する。エンジン始動装置は、具体的には、停止要求判定部、停止時間推定部、スロットル開度決定部、再始動要求判定部および再始動実行部の機能を備えている。 Therefore, the engine starter according to the first embodiment of the present invention realized by the function of the ECU 80 described above opens the throttle valve 39 of the engine 10 while the engine 10 mounted on the vehicle is automatically stopped. The scavenging of each cylinder is executed, and the engine 10 is restarted by starting ignition in response to a restart request. Then, the engine starter estimates the time until the engine stops from the engine speed, the transmission state of the transmission, friction, etc., and adjusts the throttle opening according to the time until the stop. Specifically, the engine starter includes functions of a stop request determination unit, a stop time estimation unit, a throttle opening determination unit, a restart request determination unit, and a restart execution unit.

停止要求判定部（停止要求判定手段）は、運転者によるエンジン１０の停止要求の有無を判定する。停止要求判定部は、車両の運転中にエンジン１０の自動停止条件が成立したか否かにより停止要求の有無を判定する。エンジン１０の自動停止とは、アイドル運転中にエンジン１０を停止する、いわゆるアイドルストップのことである。また、前記した自動停止条件とは、例えば車速値（以下、単に車速という）が０ｋｍ／ｈ、ブレーキスイッチがＯＮ状態、シフトレバーの位置がニュートラル位置（Ｎ）であることが所定時間継続した状況等が挙げられる。このような場合、停止要求判定部は車両が赤信号灯で停車していると判断し、自動停止条件が成立したと判定する。 The stop request determination unit (stop request determination means) determines whether or not the driver has requested to stop the engine 10. The stop request determination unit determines whether or not there is a stop request based on whether or not an automatic stop condition for the engine 10 is satisfied during operation of the vehicle. The automatic stop of the engine 10 is a so-called idle stop in which the engine 10 is stopped during idle operation. The automatic stop condition described above is, for example, a situation in which the vehicle speed value (hereinafter simply referred to as vehicle speed) is 0 km / h, the brake switch is ON, and the shift lever is in the neutral position (N) for a predetermined time. Etc. In such a case, the stop request determination unit determines that the vehicle is stopped by a red light and determines that the automatic stop condition is satisfied.

なお、エンジン１０は、車両の減速中に停止しても構わない。車両の減速中におけるエンジン１０の自動停止条件とは、例えば車速が一定速度以下、エンジン回転数が一定回転以下、エンジン冷却水温が一定温度以下、冷暖房装置がＯＦＦである状況等が挙げられる。このような場合、停止要求判定部は車両が減速中であると判断し、自動停止条件が成立したと判定する。 The engine 10 may be stopped during deceleration of the vehicle. Examples of the automatic stop condition of the engine 10 during deceleration of the vehicle include a situation in which the vehicle speed is equal to or less than a certain speed, the engine speed is equal to or less than a certain rotation, the engine coolant temperature is equal to or less than a certain temperature, and the air conditioner is OFF. In such a case, the stop request determination unit determines that the vehicle is decelerating and determines that the automatic stop condition is satisfied.

そして、このように停止要求判定部によってエンジン１０の停止要求があると判定されると、インジェクタ４１による燃料噴射を停止するとともに、点火プラグ４５による点火を停止する。なお、前記した停止要求の判定で用いる車速、エンジン回転数およびエンジン冷却水温は、それぞれ車輪速センサ６０、クランク角センサ５７および水温センサ５８の検知結果に基づく。 When the stop request determination unit determines that there is a request to stop the engine 10, the fuel injection by the injector 41 is stopped and the ignition by the spark plug 45 is stopped. Note that the vehicle speed, engine speed, and engine cooling water temperature used in the determination of the stop request described above are based on detection results of the wheel speed sensor 60, the crank angle sensor 57, and the water temperature sensor 58, respectively.

停止時間推定部（停止時間推定手段）は、エンジン１０の停止要求後、エンジン１０の完全停止までの時間（以下、推定停止時間という）を推定する。停止時間推定部は、具体的には、エンジン１０の停止要求時における、エンジン回転数、トランスミッションまたはトルクコンバータの伝達状態、エンジン１０のフリクション（機械的損失）から、推定停止時間を推定することができる。なお、エンジン回転数はクランク角センサ５７の検知結果から算出し、トランスミッションまたはトルクコンバータの伝達状態は、例えば車輪速センサ６０およびＴ／Ｍ回転数センサ７０の検知結果から算出する。また、エンジン１０のフリクションは、例えば水温センサ５８によって検知されたエンジン冷却水温と、図示しない油温センサによって検知されたトランスミッションまたはトルクコンバータの油温と、から推定する。また、前記したエンジン１０の完全停止とは、エンジン回転数が０の状態を指している。 The stop time estimation unit (stop time estimation means) estimates a time from when the engine 10 is requested to stop until the engine 10 is completely stopped (hereinafter referred to as an estimated stop time). Specifically, the stop time estimation unit can estimate the estimated stop time from the engine speed, the transmission state of the transmission or torque converter, and the friction (mechanical loss) of the engine 10 when the engine 10 is requested to stop. it can. The engine speed is calculated from the detection result of the crank angle sensor 57, and the transmission state of the transmission or torque converter is calculated from the detection results of the wheel speed sensor 60 and the T / M rotation speed sensor 70, for example. The friction of the engine 10 is estimated from, for example, the engine coolant temperature detected by the water temperature sensor 58 and the oil temperature of the transmission or torque converter detected by an oil temperature sensor (not shown). The complete stop of the engine 10 refers to a state where the engine speed is zero.

スロットル開度決定部（スロットル開度決定手段）は、エンジン１０の自動停止中におけるスロットル開度を決定する。スロットル開度決定部は、停止要求判定部によってエンジン１０の停止要求があると判定された場合に、停止時間推定部が推定する推定停止時間に基づいて、許容されるスロットル開度を決定する。なお、スロットル開度決定部によって決定されるスロットル開度は、エンジン１０の自動停止中におけるスロットル開度であって、自動停止中または完全停止後に着火始動によってエンジン１０を再始動した場合において、運転者が振動を感じにくいスロットル開度のことを指している。 The throttle opening determining unit (throttle opening determining means) determines the throttle opening during the automatic stop of the engine 10. The throttle opening determination unit determines an allowable throttle opening based on the estimated stop time estimated by the stop time estimation unit when the stop request determination unit determines that there is a request to stop the engine 10. Note that the throttle opening determined by the throttle opening determining unit is the throttle opening during the automatic stop of the engine 10, and when the engine 10 is restarted by the ignition start during the automatic stop or after the complete stop, the operation is performed. This refers to the throttle opening that makes it difficult for people to feel vibrations.

前記したＥＣＵ８０の図示しないＲＯＭ内には、例えば図２に示すように、エンジン１０の自動停止中における振動要件から実験的に求められた、推定停止時間とスロットル開度との関係を示すマップが予め格納されている。スロットル開度決定部は、例えばこのマップに基づいてエンジン１０の自動停止中におけるスロットル開度を算出する。なお、スロットル開度は、図１に示すように推定停止時間に応じて直線的に減少してもよく、あるいは非直線状（例えば階段状）に減少しても構わない。 In the ROM (not shown) of the ECU 80 described above, for example, as shown in FIG. 2, there is a map showing the relationship between the estimated stop time and the throttle opening obtained experimentally from the vibration requirements during the automatic stop of the engine 10. Stored in advance. The throttle opening degree determination unit calculates the throttle opening degree during the automatic stop of the engine 10 based on this map, for example. Note that the throttle opening may decrease linearly according to the estimated stop time as shown in FIG. 1, or may decrease in a non-linear manner (for example, a step shape).

ここで、エンジン停止時に膨張行程気筒に噴射・点火を行う場合、筒内の酸素量を多くするためにスロットル弁３９を開く必要がある（図５参照）。しかし、スロットル弁３９を一律に開くとエンジン停止時の振動が増大してしまう。一方、燃料カットからエンジン１０の完全停止までの時間が長い場合は、完全停止までの工程が長く、より多くの掃気を行うことが可能となるため、小さなスロットル開度でも十分な掃気が可能となる。そこで、スロットル開度決定部は、図２に示すように、推定停止時間が長い場合は、推定停止時間が短い場合よりもエンジン１０の自動停止中におけるスロットル弁３９の開度を小さくする。このような小さなスロットル開度であれば振動も抑えることができるため、掃気と振動抑制の両立が可能となる。 Here, when injection / ignition is performed on the expansion stroke cylinder when the engine is stopped, it is necessary to open the throttle valve 39 in order to increase the amount of oxygen in the cylinder (see FIG. 5). However, if the throttle valve 39 is opened uniformly, vibration when the engine is stopped increases. On the other hand, when the time from the fuel cut to the complete stop of the engine 10 is long, the process until the complete stop is long, and more scavenging can be performed, so that a sufficient scavenging is possible even with a small throttle opening. Become. Therefore, as shown in FIG. 2, when the estimated stop time is long, the throttle opening determining unit decreases the opening of the throttle valve 39 during the automatic stop of the engine 10 when the estimated stop time is short. With such a small throttle opening, vibrations can also be suppressed, so that both scavenging and vibration suppression can be achieved.

スロットル開度決定部は、前記したように許容スロットル開度を決定した後、電子スロットル装置４０によりスロットル弁３９を開放し、スロットル開度を、決定した許容スロットル開度に設定する（図２参照）。このようにエンジン１０の自動停止中にスロットル弁３９が開放されると、吸気管３７内の空気がスロットル弁３９を通してサージタンク３６側に流入し、吸気管圧力が上昇することで正圧となる。そのため、膨張行程で停止するピストン１４がこの膨張行程における所定の停止位置に停止するとともに、この空気の流入により各気筒が掃気され、膨張行程で停止する気筒の酸素量が適正に確保される。そして、スロットル開度決定部は、エンジン回転数が０になると、電子スロットル装置４０によりスロットル弁３９を閉止し、これによりエンジン１０の完全停止となる。 After determining the allowable throttle opening as described above, the throttle opening determining unit opens the throttle valve 39 by the electronic throttle device 40 and sets the throttle opening to the determined allowable throttle opening (see FIG. 2). ). As described above, when the throttle valve 39 is opened during the automatic stop of the engine 10, the air in the intake pipe 37 flows into the surge tank 36 through the throttle valve 39, and the intake pipe pressure rises to become a positive pressure. . Therefore, the piston 14 that stops in the expansion stroke stops at a predetermined stop position in the expansion stroke, and each cylinder is scavenged by the inflow of air, so that the oxygen amount of the cylinder that stops in the expansion stroke is appropriately secured. Then, when the engine speed becomes zero, the throttle opening determination unit closes the throttle valve 39 by the electronic throttle device 40, whereby the engine 10 is completely stopped.

再始動要求判定部（再始動要求判定手段）は、運転者によるエンジン１０の再始動要求の有無を判定する。再始動要求判定部は、車両の自動停止中にエンジン１０の再始動条件が成立したか否かにより再始動要求の有無を判定する。ここで、前記した再始動条件とは、例えばブレーキスイッチがＯＦＦかつアクセルペダルがＯＮである状況等が挙げられる。このような場合、再始動要求判定部は運転者に発進する意思があると判断し、再始動条件が成立したと判定する。 The restart request determination unit (restart request determination means) determines whether or not there is a restart request for the engine 10 by the driver. The restart request determination unit determines whether or not there is a restart request based on whether or not the restart condition of the engine 10 is satisfied during the automatic stop of the vehicle. Here, examples of the restart condition include a situation where the brake switch is OFF and the accelerator pedal is ON. In such a case, the restart request determination unit determines that the driver has an intention to start, and determines that the restart condition is satisfied.

なお、車両の減速中に停止したエンジン１０を再始動しても構わない。車両の減速中におけるエンジン１０の再始動条件とは、例えばアクセルペダルがＯＮである状況等が挙げられる。このような場合、再始動要求判定部は運転者に発進する意思があると判断し、再始動条件が成立したと判定する。 The engine 10 stopped during deceleration of the vehicle may be restarted. Examples of the restart condition of the engine 10 during deceleration of the vehicle include a situation where the accelerator pedal is ON. In such a case, the restart request determination unit determines that the driver has an intention to start, and determines that the restart condition is satisfied.

再始動実行部（再始動実行手段）は、自動停止中のエンジン１０を再始動するものである。再始動実行部は、再始動要求判定部によってエンジン１０の再始動要求があると判定された場合に、エンジン１０の着火始動を実行する。再始動実行部は、具体的には、エンジン１０の再始動前にクランク角センサ５７の検知結果に基づいて膨張行程で停止している気筒を判別し、この膨張行程で停止している気筒の燃焼室１８に対してインジェクタ４１により所定量の燃料を噴射した後、点火プラグ４５により混合気に点火することで爆発力を得てピストン１４を介してクランクシャフト１６を駆動し、エンジン１０を再始動する。 The restart execution unit (restart execution means) restarts the engine 10 that has been automatically stopped. The restart execution unit executes ignition start of the engine 10 when the restart request determination unit determines that there is a restart request for the engine 10. Specifically, the restart execution unit determines a cylinder stopped in the expansion stroke based on the detection result of the crank angle sensor 57 before restarting the engine 10, and determines the cylinder stopped in this expansion stroke. After a predetermined amount of fuel is injected into the combustion chamber 18 by the injector 41, the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 45 to obtain an explosive force, drive the crankshaft 16 through the piston 14, and restart the engine 10. Start.

以上の構成を備えるエンジン始動装置は、エンジン１０の自動停止要求がなされてから、エンジン１０が完全停止するまでの時間が長いほど、エンジン１０のサイクル数が多くなって掃気の効果が高いことを利用し、エンジン１０が完全停止するまでの時間が長いほど、掃気のためのスロットル開度を小さくする。すなわち、エンジン始動装置は、図２に示すように、推定停止時間が長いほどスロットル開度を小さくし、推定停止時間が短いほどスロットル開度を大きくする。これにより、エンジン始動装置は、掃気の効果を低減することなく、振動の発生を抑制することができる。 The engine starter having the above configuration shows that the longer the time from when the engine 10 is automatically stopped until the engine 10 is completely stopped, the greater the number of cycles of the engine 10 and the higher the scavenging effect. The throttle opening for scavenging is reduced as the time until the engine 10 is completely stopped is increased. That is, as shown in FIG. 2, the engine starter decreases the throttle opening as the estimated stop time is longer, and increases the throttle opening as the estimated stop time is shorter. Thereby, the engine starter can suppress the occurrence of vibration without reducing the effect of scavenging.

以下、本発明の第１実施形態に係るエンジン始動装置の処理の一例について、図３を参照しながら説明する。 Hereinafter, an example of processing of the engine starter according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

まず、停止要求判定部は、運転者によるエンジン１０の停止要求の有無を判定する（ステップＳ１）。停止要求判定部によってエンジン１０の停止要求があると判定された場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、停止時間推定部は、エンジン１０の推定停止時間を推定する（ステップＳ２）。次に、スロットル開度決定部は、エンジン１０の推定停止時間に基づいてスロットル開度を決定し、当該決定したスロットル開度となるようにスロットル弁３９を開放する（ステップＳ３）。 First, the stop request determination unit determines whether or not the driver has requested to stop the engine 10 (step S1). When it is determined by the stop request determination unit that there is a request to stop the engine 10 (Yes in step S1), the stop time estimation unit estimates an estimated stop time of the engine 10 (step S2). Next, the throttle opening determination unit determines the throttle opening based on the estimated stop time of the engine 10, and opens the throttle valve 39 so as to be the determined throttle opening (step S3).

次に、再始動要求判定部は、運転者によるエンジン１０の再始動要求の有無を判定する（ステップＳ４）。再始動要求判定部によって運転者によるエンジン１０の再始動要求があると判定された場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、再始動実行部は、エンジン１０の着火始動を実行し（ステップＳ５）、処理を終了する。一方、再始動要求判定部によって運転者によるエンジン１０の再始動要求がないと判定した場合（ステップＳ４でＮｏ）、エンジン始動装置は再始動要求があるまで待機する。なお、エンジン始動装置は、停止要求判定部がエンジン１０の停止要求がないと判定した場合（ステップＳ１でＮｏ）も、処理を終了する。 Next, the restart request determination unit determines whether or not there is a restart request for the engine 10 by the driver (step S4). When it is determined by the restart request determination unit that the driver has requested restart of the engine 10 (Yes in step S4), the restart execution unit executes ignition start of the engine 10 (step S5), and performs processing. finish. On the other hand, when the restart request determination unit determines that there is no restart request for the engine 10 by the driver (No in step S4), the engine starter waits until there is a restart request. The engine starter also ends the process when the stop request determination unit determines that there is no stop request for the engine 10 (No in step S1).

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係るエンジン始動装置について、図４を参照しながら説明する。ここで、第２実施形態に係るエンジン始動装置は、ＥＣＵ８０を除いて第１実施形態と同様の構成（図１）を備えているため、構成の図示は省略する。 [Second Embodiment]
An engine starter according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, since the engine starter according to the second embodiment has the same configuration (FIG. 1) as that of the first embodiment except for the ECU 80, the illustration of the configuration is omitted.

第２実施形態に係るエンジン始動装置も、第１実施形態と同様にＥＣＵ８０の機能により実現されるが、本実施形態に係るＥＣＵ８０は、具体的には、停止要求判定部、スロットル開度決定部、再始動要求判定部および再始動実行部の機能を備えている。すなわち、本実施形態は、第１実施形態と異なりエンジン１０の完全停止までの時間を推定せず、スロットル開度決定部によってエンジン回転数に基づいてスロットル開度を決定する。 The engine starter according to the second embodiment is also realized by the function of the ECU 80 as in the first embodiment. Specifically, the ECU 80 according to the present embodiment includes a stop request determination unit, a throttle opening determination unit. The restart request determination unit and the restart execution unit are provided. That is, unlike the first embodiment, the present embodiment does not estimate the time until the engine 10 is completely stopped, and the throttle opening determination unit determines the throttle opening based on the engine speed.

本実施形態に係るエンジン始動装置は、図４（ａ）および図４（ｂ）の（１）に示すように、停車中のアイドルストップの場合等、エンジン停止要求時のエンジン回転数が小さく、停止までの時間が短い場合はスロットル弁３９を大きく開いて停止する。一方、本実施形態に係るエンジン始動装置は、図４（ａ）および図４（ｂ）の（２）に示すように、加速後の走行中におけるエンジン停止の場合等、エンジン停止要求時のエンジン回転数が大きく、停止までの時間が長い場合はスロットル弁３９を小さく開いて停止する。 As shown in (1) of FIG. 4A and FIG. 4B, the engine starter according to the present embodiment has a small engine speed at the time of an engine stop request, such as in the case of an idle stop when the vehicle is stopped, When the time until the stop is short, the throttle valve 39 is greatly opened to stop. On the other hand, as shown in FIGS. 4A and 4B (2), the engine starter according to this embodiment is an engine at the time of an engine stop request, such as when the engine is stopped during traveling after acceleration. When the rotation speed is large and the time until stopping is long, the throttle valve 39 is opened small to stop.

本実施形態において、前記したＥＣＵ８０の図示しないＲＯＭ内には、例えば図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、エンジン１０の自動停止中における振動要件から実験的に求められた、エンジン回転数とスロットル開度との関係を示すマップが予め格納されている。スロットル開度決定部は、例えばこのマップに基づいてエンジン１０の自動停止中におけるスロットル開度を決定する。 In the present embodiment, in the ROM (not shown) of the ECU 80 described above, for example, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), experimentally obtained from vibration requirements during the automatic stop of the engine 10, A map showing the relationship between the engine speed and the throttle opening is stored in advance. The throttle opening degree determination unit determines the throttle opening degree during the automatic stop of the engine 10 based on this map, for example.

以上の構成を備える第２実施形態に係るエンジン始動装置は、第１実施形態と同様に、掃気の効果を低減することなく、振動の発生を抑制することができる。 The engine starter according to the second embodiment having the above configuration can suppress the occurrence of vibration without reducing the scavenging effect, as in the first embodiment.

以上、本発明に係るエンジン始動装置について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。 The engine starting device according to the present invention has been specifically described above by the embodiments for carrying out the invention. However, the gist of the present invention is not limited to these descriptions, and is based on the description of the scope of claims. Must be interpreted widely. Needless to say, various changes and modifications based on these descriptions are also included in the spirit of the present invention.

１０エンジン
１１シリンダブロック
１２シリンダヘッド
１３シリンダボア
１４ピストン
１５クランクケース
１６クランクシャフト
１７コネクティングロッド
１８燃焼室
１９吸気ポート
２０排気ポート
２１吸気弁
２２排気弁
２３吸気カムシャフト
２４排気カムシャフト
２５吸気カム
２６排気カム
２７，２８吸気・排気可変動弁機構
２９，３０ＶＶＴコントローラ
３１，３２オイルコントロールバルブ
３３，３４カムポジションセンサ
３５インテークマニホールド
３６サージタンク
３７吸気管
３８エアクリーナ
３９スロットル弁
４０電子スロットル装置
４１インジェクタ
４２デリバリパイプ
４３燃料供給管
４４高圧ポンプ
４５点火プラグ
４６エギゾーストマニホールド
４７排気管
４８，４９触媒装置
５０スタータモータ
５２エアフローセンサ
５３吸気温センサ
５４吸気圧センサ
５５スロットルポジションセンサ
５６アクセルポジションセンサ
５７クランク角センサ
５８水温センサ
５９燃圧センサ
６０車輪速センサ
７０Ｔ／Ｍ回転数センサ
８０ＥＣＵ（制御手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 11 Cylinder block 12 Cylinder head 13 Cylinder bore 14 Piston 15 Crankcase 16 Crankshaft 17 Connecting rod 18 Combustion chamber 19 Intake port 20 Exhaust port 21 Intake valve 22 Exhaust valve 23 Intake camshaft 24 Exhaust camshaft 25 Intake cam 26 Exhaust cam 27, 28 Intake / exhaust variable valve mechanism 29, 30 VVT controller 31, 32 Oil control valve 33, 34 Cam position sensor 35 Intake manifold 36 Surge tank 37 Intake pipe 38 Air cleaner 39 Throttle valve 40 Electronic throttle device 41 Injector 42 Delivery pipe 43 Fuel supply pipe 44 High-pressure pump 45 Spark plug 46 Exhaust manifold 47 Exhaust pipe 48, 49 Catalyst Location 50 starter motor 52 the airflow sensor 53 intake air temperature sensor 54 intake air pressure sensor 55 throttle position sensor 56 accelerator position sensor 57 crank angle sensor 58 water temperature sensor 59 pressure sensor 60 the wheel speed sensors 70 T / M rotational speed sensor 80 ECU (control means)

Claims

車両に搭載されたエンジンの自動停止中に前記エンジンのスロットル弁を開くことにより前記エンジンの各気筒の掃気を実行し、再始動要求に応じて着火始動により前記エンジンを再始動させるエンジン始動装置において、
前記エンジンの停止要求後、前記エンジンの完全停止までの時間を推定し、前記完全停止までの時間が長い場合は、前記完全停止までの時間が短い場合よりも前記エンジンの自動停止中における前記スロットル弁の開度を小さくする制御手段を備えることを特徴とするエンジン始動装置。 In an engine starter that performs scavenging of each cylinder of the engine by opening a throttle valve of the engine during automatic stop of an engine mounted on a vehicle, and restarts the engine by ignition start in response to a restart request ,
After the engine stop request, the time until the complete stop of the engine is estimated, and when the time until the complete stop is longer, the throttle during the automatic stop of the engine than when the time until the complete stop is shorter An engine starter comprising control means for reducing the opening of the valve.