JP2018105249A - Restart control device - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジン停止時のクランク軸の回転角度位置に依存せず、共振域をいち早く通過するようにクランク軸の回転速度を上昇させることが可能な再始動制御装置を提供する。【解決手段】エンジン(10)と、回転電機(12)と、クランク角センサ33とを備え、エンジンの自動停止を実施する一方で、エンジンの自動再始動を実施する車両に適用される再始動制御装置(30)であって、エンジンが自動停止された状態におけるクランク角である停止クランク角を、クランク角センサから取得する停止クランク角取得部と、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、停止クランク角取得部により取得された停止クランク角に基づいて、力行制御と、負トルク付与制御と、力行制御及び負トルク付与制御を待機する待機制御と、のうち少なくとも二つの制御から一つの制御を選択して実施する回転電機制御部と、を備える再始動制御装置。【選択図】 図1There is provided a restart control device capable of increasing the rotational speed of a crankshaft so as to pass through a resonance region quickly without depending on the rotational angle position of the crankshaft when the engine is stopped. A restart system comprising an engine (10), a rotating electrical machine (12), and a crank angle sensor (33), wherein the engine is automatically stopped while the engine is automatically restarted. A control device (30), a stop crank angle acquisition unit that acquires a stop crank angle, which is a crank angle in a state where the engine is automatically stopped, from a crank angle sensor, and a plurality of units after a predetermined restart condition is satisfied During the period up to the second compression top dead center of the cylinder, power running control, negative torque application control, power running control and negative torque application control are waited based on the stop crank angle acquired by the stop crank angle acquisition unit. A restart control device comprising: standby control; and a rotating electrical machine control unit that selects and implements one of at least two controls. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、エンジンの再始動を制御する制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device that controls restart of an engine.
近年においては、例えば、燃費改善等を目的としてアイドリングストップ機能を具備した車両(以降、アイドリングストップ車両と呼称)が実用化されており、アイドリングストップ後の再始動時には、エンジンのいち早い始動が求められる。このため、エンジン再始動の応答性向上を図るべく、例えば特許文献1に開示される技術などが検討されている。 In recent years, for example, a vehicle having an idling stop function (hereinafter referred to as an idling stop vehicle) has been put into practical use for the purpose of improving fuel efficiency and the like, and an engine must be started as soon as possible after restarting after idling stop. . For this reason, in order to improve the responsiveness of engine restart, for example, a technique disclosed in Patent Document 1 has been studied.
特許文献1では、所定の自動停止条件が成立した時点で、吸気絞り弁が閉方向に駆動され、自動停止条件が成立する前の開度よりも小さく制御される。そして、燃料噴射弁による燃料噴射の停止後エンジン停止時に圧縮行程となる気筒(以降、停止時圧縮行程気筒と呼称)の吸気行程中、エンジン停止前の全気筒の最後の上死点(以降、最終TDCと呼称)よりも一つ前の上死点の通過時に、吸気絞り弁が開方向に駆動される。これにより、ピストンの揺れ戻しが生じエンジンが一時的に逆回転するも、停止時圧縮行程気筒のピストンは上死点を越えることなく圧縮行程で停止することになる。ここで、上死点と下死点との間に設定される特定範囲にピストンの停止位置が収まれば、停止時圧縮行程気筒にエンジン全体として最初の燃料燃焼を開始させることができ、エンジンを迅速に再始動させることができるとしている。 In Patent Document 1, when a predetermined automatic stop condition is satisfied, the intake throttle valve is driven in the closing direction, and is controlled to be smaller than the opening before the automatic stop condition is satisfied. Then, during the intake stroke of the cylinder that becomes the compression stroke when the engine is stopped after the fuel injection by the fuel injection valve is stopped (hereinafter referred to as the compression stroke cylinder at the time of stop), the last top dead center (hereinafter, The intake throttle valve is driven in the opening direction when passing the top dead center immediately before the final TDC). As a result, even if the piston swings back and the engine temporarily rotates in the reverse direction, the piston of the compression stroke cylinder at the time of stop stops in the compression stroke without exceeding the top dead center. Here, if the stop position of the piston falls within a specific range set between the top dead center and the bottom dead center, the first combustion of the fuel can be started in the stop compression stroke cylinder as a whole, and the engine It can be restarted quickly.
しかしながら、特許文献1に記載のピストン停止位置制御を実施することで、エンジンが停止するまでの間に吸気絞り弁を開いて空気を導入すると、気筒内の圧縮反力が増し、その結果エンジン停止時に生じるエンジンの振動が大きくなる懸念がある。このため、特許文献1に記載の自動停止制御を実施する場合には吸気絞り弁を開方向に駆動させる開度量に制限が設けられるものと考えられ、制限の大きさによっては、停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置の制御性が低下するおそれがある。 However, by performing the piston stop position control described in Patent Document 1, if the intake throttle valve is opened and air is introduced before the engine stops, the compression reaction force in the cylinder increases, and as a result, the engine stops. There is a concern that the vibration of the engine, which sometimes occurs, becomes large. For this reason, when the automatic stop control described in Patent Document 1 is performed, it is considered that there is a limit on the amount of opening that drives the intake throttle valve in the opening direction, and depending on the size of the limit, the compression stroke at the time of stop There is a possibility that the controllability of the piston stop position of the cylinder may be lowered.
ところで、エンジンには回転振動の共振域が存在しており、エンジンの振動抑制のためエンジン再始動時にはエンジンの回転速度が共振域をいち早く通過することが望ましい。しかし、特許文献1に記載の自動停止制御を実施した際に上述の懸念が生じ、エンジンを自動停止させた際の停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置が特定範囲から外れた場合には、エンジンを自動停止させた際の停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置が特定範囲に収まった場合と比較して、エンジンを再始動させた際のエンジンの回転速度が共振域内に存在する期間が長くなる可能性がある。この場合、エンジン再始動時におけるエンジンの振動が大きくなる。 By the way, the engine has a resonance region of rotational vibration, and it is desirable that the rotational speed of the engine quickly passes through the resonance region when the engine is restarted in order to suppress engine vibration. However, when the automatic stop control described in Patent Document 1 is performed, the above-described concern arises, and when the piston stop position of the stop-time compression stroke cylinder when the engine is automatically stopped is out of a specific range, the engine Compared with the case where the piston stop position of the compression stroke cylinder during stop when it is automatically stopped falls within a specific range, the period during which the engine speed when the engine is restarted is within the resonance range is longer there is a possibility. In this case, the vibration of the engine at the time of engine restart increases.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、エンジン停止時のクランク軸の回転角度位置に依存せず、共振域をいち早く通過するようにクランク軸の回転速度を上昇させることが可能な再始動制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its main purpose is not to depend on the rotational angle position of the crankshaft when the engine is stopped, and the rotational speed of the crankshaft so as to pass through the resonance region quickly. An object of the present invention is to provide a restart control device that can raise the engine.
本発明は、複数気筒を有するエンジンと、前記エンジンのクランク軸と互いにトルクを伝達可能に設けられた回転電機と、前記クランク軸のクランク角を検出するクランク角センサとを備え、前記エンジンの自動停止を実施する一方で、所定の再始動条件が成立したことを条件として前記エンジンの自動再始動を実施する車両に適用される再始動制御装置であって、前記エンジンが自動停止された状態における前記クランク角である停止クランク角を、前記クランク角センサから取得する停止クランク角取得部と、前記自動再始動において前記所定の再始動条件が成立してから前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、前記停止クランク角取得部により取得された前記停止クランク角に基づいて、前記回転電機により前記クランク軸に正トルクを付与する力行制御と、前記回転電機により前記クランク軸に負トルクを付与する負トルク付与制御と、前記力行制御及び前記負トルク付与制御を待機する待機制御と、のうち少なくとも二つの制御から一つの制御を選択して実施する回転電機制御部と、を備える。 The present invention includes an engine having a plurality of cylinders, a rotating electrical machine provided so that torque can be transmitted to the crankshaft of the engine, and a crank angle sensor that detects a crank angle of the crankshaft. A restart control device that is applied to a vehicle that performs automatic restart of the engine on condition that a predetermined restart condition is satisfied, while the engine is automatically stopped. A stop crank angle acquisition unit that acquires a stop crank angle that is the crank angle from the crank angle sensor, and a second compression top dead of the plurality of cylinders after the predetermined restart condition is satisfied in the automatic restart Based on the stop crank angle acquired by the stop crank angle acquisition unit during a period up to a point, the crankshaft At least two controls: a power running control that applies a positive torque, a negative torque application control that applies a negative torque to the crankshaft by the rotating electrical machine, and a standby control that waits for the power running control and the negative torque application control And a rotating electrical machine control unit that selects and implements one control.
エンジン停止時に吸気絞り弁を開方向に制御すると、エンジン停止時に生じるエンジンの振動が大きくなるという懸念から、ピストン停止位置制御を実施する場合には吸気絞り弁を開方向に駆動させる開度量に制限が設けられるものと考えられる。このとき、制限の大きさによっては、複数の気筒のうちエンジンの停止時に圧縮行程となる気筒(以降、第一気筒と呼称)のピストン停止位置の制御性が低下するおそれがある。仮にピストン停止位置制御を実施した際に上記懸念が生じた場合、クランク軸の回転速度が共振域内に存在する時間が長くなり、エンジン再始動時におけるエンジンの振動が大きくなる可能性がある。 Controlling the intake throttle valve in the opening direction when the engine is stopped increases the vibration of the engine that occurs when the engine is stopped.When performing piston stop position control, the amount of opening that drives the intake throttle valve in the opening direction is limited. Is considered to be provided. At this time, depending on the size of the restriction, the controllability of the piston stop position of the cylinder (hereinafter referred to as the first cylinder) that becomes the compression stroke when the engine is stopped among the plurality of cylinders may be lowered. If the above-mentioned concern arises when the piston stop position control is performed, the time during which the rotation speed of the crankshaft is within the resonance range is increased, and the engine vibration may be increased when the engine is restarted.
この対策として、停止クランク角がクランク角センサから取得される。そして、自動再始動において所定の再始動条件が成立してから複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、停止クランク角取得部により取得された停止クランク角に基づいて、力行制御と、負トルク付与制御と、待機制御と、のうち少なくとも二つの制御から一つの制御が選択されて実施される。つまり、第一気筒のピストン停止位置が特定範囲から上死点側又は下死点側に外れたとしても、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、回転電機によりクランク軸の回転速度が適切に調整されることで、共振域をいち早く通過するようにクランク軸の回転速度を上昇させることが可能となる。 As a countermeasure, the stop crank angle is acquired from the crank angle sensor. In the automatic restart, the power running control and the power running control are performed based on the stop crank angle acquired by the stop crank angle acquisition unit during a period from when a predetermined restart condition is satisfied to the second compression top dead center of the plurality of cylinders. One control is selected from at least two of the negative torque application control and the standby control, and is executed. That is, even if the piston stop position of the first cylinder deviates from the specific range to the top dead center side or the bottom dead center side, the predetermined restart condition is satisfied until the second compression top dead center of the plurality of cylinders. By appropriately adjusting the rotational speed of the crankshaft by the rotating electrical machine during the period, it is possible to increase the rotational speed of the crankshaft so as to pass through the resonance region quickly.
第2の発明は、第1の発明において、前記回転電機は、前記クランク軸に負トルクを付与可能であり、前記回転電機制御部は、前記停止クランク角取得部により取得された前記停止クランク角が前記クランク軸の正回転方向において第一閾値よりも小さいことを条件として、前記負トルク付与制御を選択して実施する。 In a second aspect based on the first aspect, the rotating electrical machine is capable of applying a negative torque to the crankshaft, and the rotating electrical machine control unit acquires the stop crank angle acquired by the stop crank angle acquisition unit. Is selected and executed on the condition that is smaller than a first threshold value in the positive rotation direction of the crankshaft.
停止クランク角取得部により取得されたクランク軸の停止クランク角が第一閾値よりも小さい状況とは、停止クランク角取得部により取得されたクランク軸の停止クランク角が第一閾値よりも大きい場合と比較して、第一気筒のピストン停止位置は下死点側にあり、所定の再始動条件が成立してから第一気筒が圧縮上死点に到達するまでの時間が長い状況を指している。したがって、停止クランク角取得部により取得されたクランク軸の停止クランク角が第一閾値よりも大きい場合と比較して、第一気筒が圧縮上死点に到達した時のクランク軸の回転速度は高いものとなっていることが想定される。このときに、エンジン(第一気筒)に燃料の燃焼を実施させると、そのとき生じた回転トルクによりクランク軸の回転速度が共振域内に入るおそれがある。この対策として、停止クランク角取得部により取得されたクランク軸の停止クランク角が第一閾値よりも小さいことを条件として、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、負トルク付与制御が選択されて実施される。これにより、第一気筒が圧縮上死点に到達した時のクランク軸の回転速度を低く抑えることができ、エンジン(第一気筒)に燃料の燃焼を実施させた際に、クランク軸の回転速度が共振域に収まる可能性を低く抑えることができる。 The situation where the crankshaft stop crank angle acquired by the stop crank angle acquisition unit is smaller than the first threshold is when the crankshaft stop crank angle acquired by the stop crank angle acquisition unit is larger than the first threshold. In comparison, the piston stop position of the first cylinder is on the bottom dead center side, indicating a situation in which the time until the first cylinder reaches the compression top dead center after a predetermined restart condition is satisfied is indicated. . Therefore, the rotation speed of the crankshaft when the first cylinder reaches the compression top dead center is higher than when the stop crank angle of the crankshaft acquired by the stop crank angle acquisition unit is larger than the first threshold. It is assumed that At this time, if the engine (first cylinder) burns fuel, the rotational speed of the crankshaft may enter the resonance region due to the rotational torque generated at that time. As a countermeasure against this, the second compression top dead of a plurality of cylinders after a predetermined restart condition is satisfied on condition that the stop crank angle of the crankshaft acquired by the stop crank angle acquisition unit is smaller than the first threshold value. During the period up to the point, negative torque application control is selected and executed. Thereby, the rotational speed of the crankshaft when the first cylinder reaches the compression top dead center can be kept low, and the rotational speed of the crankshaft when the engine (first cylinder) performs fuel combustion. Can be kept low in the resonance region.
第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記回転電機は、前記クランク軸への負トルクの付与、及び前記クランク軸への前記正トルクの付与を待機することが可能であり、前記回転電機制御部は、前記停止クランク角取得部により取得された前記停止クランク角が、第一閾値よりも大きく、且つ、前記第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも小さい場合に、前記待機制御を選択して実施する。 According to a third invention, in the first or second invention, the rotating electrical machine can wait for the application of the negative torque to the crankshaft and the application of the positive torque to the crankshaft, The rotating electrical machine control unit is configured such that the stop crank angle acquired by the stop crank angle acquisition unit is larger than a first threshold value and smaller than a second threshold value set larger than the first threshold value. The standby control is selected and executed.
停止クランク角取得部により取得された停止クランク角が、第一閾値よりも大きく、且つ、第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも小さい場合には、第一気筒のピストン停止位置がエンジンを好適に再始動させることが可能な範囲(特定範囲)内に停止しているものと考えられる。したがって、上記状況で所定の再始動条件が成立した場合には、回転電機がクランク軸に対して負トルクを付与したり正トルクを付与したりせずとも、通常のエンジンの再始動で、共振域をいち早く通過するようにクランク軸の回転速度を上昇させることが可能である。 When the stop crank angle acquired by the stop crank angle acquisition unit is larger than the first threshold and smaller than the second threshold set larger than the first threshold, the piston stop position of the first cylinder is It is considered that the engine is stopped within a range (specific range) in which the engine can be restarted suitably. Therefore, when a predetermined restart condition is established in the above situation, the resonance of the rotating electric machine with normal engine restart is performed without applying negative torque or positive torque to the crankshaft. It is possible to increase the rotational speed of the crankshaft so as to pass through the region as soon as possible.
第4の発明は、第2又は第3の発明において、前記回転電機は、前記クランク軸に前記正トルクを付与可能であり、前記回転電機制御部は、前記停止クランク角取得部により取得された前記停止クランク角が、前記第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも大きい場合に、前記力行制御を選択して実施する。 In a fourth aspect based on the second or third aspect, the rotating electrical machine can apply the positive torque to the crankshaft, and the rotating electrical machine control unit is acquired by the stop crank angle acquiring unit. When the stop crank angle is larger than a second threshold set larger than the first threshold, the power running control is selected and executed.
停止クランク角取得部により取得されたクランク軸の停止クランク角が第二閾値よりも大きい状況とは、停止クランク角取得部により取得されたクランク軸の停止クランク角が第二閾値よりも小さい場合と比較して、第一気筒のピストン停止位置は上死点側にあり、所定の再始動条件が成立してから第一気筒が圧縮上死点に到達するまでの時間が短い。この状況でエンジンの再始動制御が実施された場合、第一気筒が圧縮上死点に到達するまでに、クランク軸の回転速度を燃料の燃焼によるエンジン始動が可能な回転速度にまで上昇させることができない可能性がある。このような場合には、所定の再始動条件が成立してから一回目の燃料の燃焼を第一気筒に実施させることができないので、次に圧縮上死点に到達する気筒(以降、第二気筒と呼称)で燃料を燃焼させることになる。このとき、第一気筒で燃料を燃焼させた後に第二気筒で燃料を燃焼させる場合と比較して、クランク軸の回転速度がより低い状況で第二気筒による燃料の燃焼が実施されることとなる。よって、上記状況での第二気筒の燃料燃焼では、クランク軸の回転速度が共振域内を通過して戻らないようにすることが出来ず、クランク軸の回転速度が共振域内に複数回入り、その期間エンジンの振動が大きくなるおそれがある。 The situation where the stop crank angle of the crankshaft acquired by the stop crank angle acquisition unit is larger than the second threshold is when the stop crank angle of the crankshaft acquired by the stop crank angle acquisition unit is smaller than the second threshold. In comparison, the piston stop position of the first cylinder is on the top dead center side, and the time from when a predetermined restart condition is satisfied until the first cylinder reaches the compression top dead center is short. When engine restart control is performed in this situation, the rotational speed of the crankshaft is increased to a rotational speed at which the engine can be started by fuel combustion before the first cylinder reaches compression top dead center. May not be possible. In such a case, the first fuel combustion cannot be performed in the first cylinder after the predetermined restart condition is satisfied, so that the cylinder that reaches the compression top dead center (hereinafter referred to as the second cylinder). The fuel is burned in a cylinder). At this time, the combustion of the fuel by the second cylinder is performed in a situation where the rotation speed of the crankshaft is lower than in the case of burning the fuel in the second cylinder after burning the fuel in the first cylinder. Become. Therefore, in the fuel combustion of the second cylinder in the above situation, the rotation speed of the crankshaft cannot be prevented from passing back through the resonance region, and the rotation speed of the crankshaft enters the resonance region a plurality of times. There is a risk that the vibration of the engine will increase during the period.
この対策として、停止クランク角取得部により取得された停止クランク角が第二閾値よりも大きい場合には、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、力行制御が選択されて実施される。これにより、第二気筒による燃料の燃焼により共振域をいち早く通過するように、第二気筒で燃料を燃焼させるときまでにクランク軸の回転速度を十分に上昇させることができる。 As a countermeasure, when the stop crank angle acquired by the stop crank angle acquisition unit is larger than the second threshold, the period from when a predetermined restart condition is satisfied to the second compression top dead center of the plurality of cylinders The power running control is selected and executed. As a result, the rotation speed of the crankshaft can be sufficiently increased by the time when the fuel is burned in the second cylinder so that the fuel passes through the resonance region as soon as the fuel is burned by the second cylinder.
第5の発明は、第1乃至4のいずれか1つの発明において、前記回転電機制御部は、前記クランク軸の回転速度が、前記エンジンの共振域に到達した後に前記共振域から出るまで単調に上昇し、且つ、前記共振域に戻ることがないように、選択した前記制御を実施する。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the rotating electrical machine control unit is configured to be monotonous until the rotational speed of the crankshaft reaches the resonance range of the engine and then comes out of the resonance range. The selected control is performed so as not to rise and return to the resonance region.
上記制御を実施することで、クランク軸の回転速度は共振域に停滞することがなく、いち早く共振域を通過することが可能となる。 By performing the above control, the rotation speed of the crankshaft does not stagnate in the resonance region, and can pass through the resonance region quickly.
第6の発明は、第4の発明において、前記クランク角センサにより検出される前記クランク角に基づいて、前記クランク軸の回転速度を算出する回転速度算出部と、前記回転速度算出部により算出された前記クランク軸の前記回転速度が、推定閾値よりも高い場合に前記回転電機の回転角度を推定し、前記推定閾値よりも低い状態において、前記回転電機の回転角度を推定しない回転角度推定部と、を備え、前記回転電機制御部は、前記複数気筒の一番目の圧縮上死点から前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間中に前記力行制御を実施する。 According to a sixth aspect, in the fourth aspect, the rotational speed calculation unit that calculates the rotational speed of the crankshaft is calculated based on the crank angle detected by the crank angle sensor, and the rotational speed calculation unit. A rotation angle estimator that estimates a rotation angle of the rotating electrical machine when the rotation speed of the crankshaft is higher than an estimated threshold, and does not estimate a rotation angle of the rotating electrical machine in a state lower than the estimated threshold; The rotating electrical machine control unit performs the power running control during a period from the first compression top dead center of the plurality of cylinders to the second compression top dead center of the plurality of cylinders.
回転電機によりクランク軸に正トルクを付与させるためには、回転電機の回転角度を正しく認識している必要がある。この点、回転電機の回転角度を検出する回転角度センサが設けられていない場合には、回転電機の回転角度を推定する必要がある。しかし、回転電機の回転角の推定はクランク軸の回転速度が推定閾値よりも低い状態では困難となることが多い。したがって、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の一番目の圧縮上死点までの期間は、推定閾値を下回るほどクランク軸の回転速度が低い可能性があり、回転電機に力行制御を正常に実施させることが困難であると考えられる。したがって、複数気筒の一番目の圧縮上死点から複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間中に、回転電機制御部により力行制御が実施される。これにより、エンジンの回転速度が推定閾値を下回る可能性の低い状況下で力行制御を実施することができる。 In order to apply a positive torque to the crankshaft by the rotating electrical machine, it is necessary to correctly recognize the rotation angle of the rotating electrical machine. In this regard, when the rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the rotating electrical machine is not provided, it is necessary to estimate the rotation angle of the rotating electrical machine. However, it is often difficult to estimate the rotation angle of the rotating electrical machine when the rotation speed of the crankshaft is lower than the estimated threshold value. Therefore, there is a possibility that the rotation speed of the crankshaft is lower as it falls below the estimated threshold during the period from when the predetermined restart condition is satisfied until the first compression top dead center of the plurality of cylinders. It is considered difficult to carry out normally. Therefore, during the period from the first compression top dead center of the plurality of cylinders to the second compression top dead center of the plurality of cylinders, the power running control is performed by the rotating electrical machine control unit. As a result, power running control can be performed under circumstances where the engine speed is unlikely to fall below the estimated threshold.
第7の発明は、第1乃至6のいずれか1つの発明において、前記回転電機制御部は、前記所定の再始動条件が成立し前記複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達してから、前記力行制御を実施する。 In a seventh aspect based on any one of the first to sixth aspects, the rotating electrical machine control unit has reached the second compression top dead center of the plurality of cylinders after the predetermined restart condition is satisfied. The power running control is performed.
クランク軸の回転速度が共振域を通過する場面とは、第二気筒で燃料が燃焼されることで生じる回転速度の上昇時であることが多い。したがって、所定の再始動条件が成立し複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達してから、力行制御を実施させる。これにより、第二気筒による燃料の燃焼で生じる回転トルクのみならず、回転電機によりクランク軸に正トルクが付与されるため、クランク軸の回転速度の上昇度合いが増し、クランク軸の回転速度が共振域に停滞することなく通過できる可能性を高めることができる。 The scene where the rotational speed of the crankshaft passes through the resonance region is often the time when the rotational speed increases due to the combustion of fuel in the second cylinder. Therefore, the power running control is performed after the predetermined restart condition is satisfied and the second compression top dead center of the plurality of cylinders is reached. As a result, not only the rotational torque generated by the combustion of fuel in the second cylinder but also positive torque is applied to the crankshaft by the rotating electrical machine, so the degree of increase in the rotational speed of the crankshaft increases and the rotational speed of the crankshaft resonates. The possibility of being able to pass without stagnating in the area can be increased.
第8の発明は、第1乃至7のいずれか1つの発明において、前記車両は、前記エンジンを始動させるスタータを備え、前記所定の再始動条件が成立した場合に前記スタータにより前記クランク軸を回転させて前記エンジンを再始動する再始動部を備える。 According to an eighth invention, in any one of the first to seventh inventions, the vehicle includes a starter for starting the engine, and the crankshaft is rotated by the starter when the predetermined restart condition is satisfied. And a restart unit that restarts the engine.
第9の発明は、第8の発明において、前記回転電機制御部は、前記所定の再始動条件が成立し前記複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達してから、前記力行制御を実施させ、前記再始動部は、前記回転電機制御部により前記複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達してから前記力行制御が実施された場合に、前記スタータの駆動を停止させる。 In a ninth aspect based on the eighth aspect, the rotating electrical machine control unit performs the power running control after the predetermined restart condition is satisfied and the second compression top dead center of the plurality of cylinders is reached. The restarting unit stops driving of the starter when the power running control is performed after reaching the second compression top dead center of the plurality of cylinders by the rotating electrical machine control unit.
所定の再始動条件が成立し複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達してから、回転電機によりクランク軸に正トルクが付与される場合には、スタータの駆動が停止される。これにより、エンジンが完爆に至るまでスタータ駆動を継続した場合と比較してスタータによる騒音や振動を抑制することができる。 When a predetermined restart condition is satisfied and the second compression top dead center of the plurality of cylinders is reached, when a positive torque is applied to the crankshaft by the rotating electrical machine, the drive of the starter is stopped. Thereby, compared with the case where starter drive is continued until the engine reaches the complete explosion, noise and vibration due to the starter can be suppressed.
第10の発明は、第8の発明において、前記再始動部は、前記スタータの駆動を前記エンジンが完爆に至るまで継続する。 In a tenth aspect based on the eighth aspect, the restart unit continues driving the starter until the engine reaches a complete explosion.
スタータの駆動をエンジンが完爆に至るまで継続することで、エンジンを確実に始動させることができる。 By continuing the starter drive until the engine reaches a complete explosion, the engine can be reliably started.
以下、本実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.
図1に複数気筒を備えた内燃機関(以下、エンジンと呼称)10と接続している制御システム100の一例を示す。
FIG. 1 shows an example of a
エンジン10には、スタータモータ16が設けられている。スタータモータ16に取り付けられたピニオンギアが、始動指令に伴うエンジン10の始動時においてエンジン10のリングギア15に機械的に噛み合わされ、クランク軸11に対して外部より正トルクを与えてエンジン10を始動させる。
The
エンジン10のクランク軸11は、回転電機12と接続されている。本実施形態において回転電機12は、ベルトを介してクランク軸11に接続されるベルト駆動のオルタネータを想定している。このオルタネータは、多相巻線と界磁巻線とを備え、多相巻線から出力される交流出力電流を複数のMOSFETにより整流するものであって、MOS−Altとも呼称される。このMOSFETを制御することで、MOS−Altとしての回転電機12は、クランク軸11に負トルクを付与する負トルク付与機能に加えて、力行機能を有することができる。力行機能は、アイドリングストップ再始動(エンジン自動停止からの再始動)などの暖機後であってエンジン10が完爆に至るまでの始動時に、クランク軸11に対して外部より正トルクを付与する機能である。また、回転電機12は、負トルク付与機能及び力行機能の実施を待機する待機機能を有している。回転電機12は、LIN等の通信ネットワークによりECU30と接続されている。
A crankshaft 11 of the
エンジン10は、クランク角センサ33を備えており、エンジン10の所定クランク角毎に(例えば30°CA周期で)矩形状のクランク角信号をECU30に送信する。
The
制御システム100は、回転電機12、スタータモータ16、及びECU30の他、電気負荷13及び鉛蓄電池14を備えている。
The
鉛蓄電池14は周知の汎用蓄電池である。具体的には、正極活物質が二酸化鉛(PbO2)、負極活物質が鉛(Pb)、電解液が硫酸(H2SO4)である。そして、これらの電極から構成された複数の電池セルを直列接続して構成されている。この鉛蓄電池14は、リレー20を介してスタータモータ16と、接続線としての給電線15により並列に電気接続されている。
The
リレー20は、ECU30からの駆動信号により接続状態となる。始動指令に伴うエンジン10の始動時において、ECU30によりリレー20に駆動信号が送信され、リレー20が接続状態となると、鉛蓄電池14から供給される電力により、スタータモータ16は回転状態となる。これにより、クランク軸11に対して外部より正トルクを与えてエンジン10を始動させる。なお、エンジン10を自動停止させた状態からの再始動時でも同様の制御が行われる。一方で、リレー20が遮断状態であると、鉛蓄電池14からの電力の供給が停止し、スタータモータ16は非駆動状態となる。
The
電気負荷13は、一般的な電気負荷であり、具体例としてはヘッドライト、フロントウインドシールド等のワイパ、空調装置の送風ファン、リヤウインドシールドのデフロスタ用ヒータ等が挙げられる。電気負荷13は給電線15により回転電機12及び鉛蓄電池14のそれぞれと並列に電気接続されており、これにより、回転電機12や鉛蓄電池14から電気負荷13への電力供給が行われることとなる。
The
本制御システム100では、システム全体を統括する主制御装置としてECU30を備えている。ECU30は、マイクロコンピュータ等を備えてなる周知の電子制御装置である。
The
ECU30は、車両走行中において所定の自動停止条件を満たした場合にエンジン10の自動停止を実施させる。そして、エンジン10の自動停止が実施された状態であり、且つ所定の再始動条件を満たした場合に、エンジン10を自動で再始動させる。なお、自動停止条件としては、例えば車速が所定以下であること、アクセルセンサ(図示せず)により検出されるアクセル操作量がゼロであること(又はブレーキセンサ(図示せず)により検出されるブレーキ操作量が第一所定量よりも多いこと)等が含まれる。また、所定の再始動条件としては、例えばアクセルセンサにより検出されるアクセル操作量が第二所定量よりも多いこと、ブレーキセンサにより検出されるブレーキ操作量がゼロであること等が含まれる。
The
一方で、ECU30は、クランク角センサ33等の各種センサの出力に基づいて取得したエンジン10の運転状態に応じて、スタータモータ16及び回転電機12を含む各部の動作を制御する。回転電機12の駆動制御について、より具体的には、回転電機12に負トルク付与機能を実施させる負トルク付与制御と、回転電機12に力行機能を実施させる力行制御と、回転電機12に待機機能を実施させる待機制御と、のうちいずれかの制御を選択し、選択した制御を実施する。このため、ECU30は、回転電機制御部に該当する。また、ECU30は、停止クランク角取得部と、再始動部と、回転速度算出部と、回転角度推定部と、に該当する。
On the other hand, the
ところで、自動停止後の再始動時には、エンジン10のいち早い始動が求められる。したがって、エンジン停止制御中に吸気絞り弁を制御することで、複数の気筒のうちエンジン10の停止時に圧縮行程となる気筒(以降、第一気筒と呼称)のピストン停止位置を、エンジン10を好適に再始動させることが可能な範囲(以降、所定範囲と呼称)内に収め、第一気筒にエンジン10全体として最初の燃料燃焼を開始させる制御(以降、ピストン停止位置制御と呼称)が従来より実施されている。
By the way, at the time of restart after the automatic stop, the
しかし、エンジン10の停止時に吸気絞り弁を開方向に制御すると、気筒内の圧縮反力が増す。その結果、図2の実線に記載されるように、吸気絞り弁を閉方向に制御した場合(図2の点線)と比較して、クランク軸11の回転速度が大きく脈動し、エンジン10の停止時に生じるエンジン10の振動が大きくなるという懸念がある。このため、ピストン停止位置制御を実施する場合には、吸気絞り弁を開方向に駆動させる開度量に制限が設けられるものと考えられる。このとき、制限の大きさによっては、第一気筒のピストン停止位置の制御性が低下するおそれがある。
However, if the intake throttle valve is controlled to open when the
一方で、エンジン10には回転振動の共振域が存在しており、エンジン10の振動抑制のためエンジン10の再始動時には、第一気筒の次に圧縮上死点に到達する気筒(以降、第二気筒と呼称)による燃料の燃焼によりクランク軸11の回転速度が共振域を通過することが望ましい(例えば図3の時間t3−t4参照)。しかし、ピストン停止位置制御を実施した際に上述の懸念が生じ、エンジン10を自動停止させた際の第一気筒のピストン停止位置が所定範囲から外れた場合には、エンジン10を自動停止させた際の第一気筒のピストン停止位置が所定範囲に収まった場合と比較して、エンジン10を再始動させた際のクランク軸11の回転速度が共振域内に存在する期間が長くなる可能性がある。
On the other hand, the
例えば、エンジン10が自動停止された状態におけるクランク角としての停止クランク角がクランク軸11の正回転方向において第一閾値よりも小さい場合には、停止クランク角が第一閾値よりも大きい場合と比較して、第一気筒のピストン停止位置は下死点側にあり、所定の再始動条件が成立してから第一気筒が圧縮上死点に到達するまでの時間が長くなる。つまり、第一気筒が圧縮上死点に到達するまでに、クランク軸11の回転速度がスタータモータ16によるトルク付与により過剰に高くなる可能性がある。この場合にエンジン10(第一気筒)に燃料の燃焼を実施させると、図4の点線に示すように、そのとき生じた回転トルクによりクランク軸11の回転速度が共振域内に入るおそれがある(時間t12−t33参照)。
For example, when the stop crank angle as the crank angle in the state where the
また、停止クランク角が第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも大きい場合には、停止クランク角が第二閾値よりも小さい場合と比較して、第一気筒のピストン停止位置は上死点側にあり、所定の再始動条件が成立してから第一気筒が圧縮上死点に到達するまでの時間が短くなる。この状況でエンジン10の再始動制御が実施された場合、第一気筒が圧縮上死点に到達するまでに、燃料の燃焼によるエンジン始動が可能な回転速度にまでクランク軸11の回転速度を上昇させることができない可能性がある。このような場合には、所定の再始動条件が成立してから一回目の燃料の燃焼を第一気筒に実施させることができないので、エンジン全体として最初の燃料の燃焼を第二気筒で開始させることになる。このとき、第一気筒で燃料を燃焼させた後に第二気筒で燃料を燃焼させる場合(図3参照)と比較して、図5の点線に示すように、クランク軸11の回転速度がより低い状況で第二気筒による燃料の燃焼が実施されることとなる。よって、上記状況での第二気筒の燃料燃焼では、クランク軸11の回転速度が共振域内を通過して戻らないようにすることが出来ず、クランク軸11の回転速度が共振域内に複数回入り、その期間エンジンの振動が大きくなるおそれがある(時間t23−t34参照)。
Further, when the stop crank angle is larger than the second threshold value set larger than the first threshold value, the piston stop position of the first cylinder is higher than when the stop crank angle is smaller than the second threshold value. It is on the dead center side, and the time from when a predetermined restart condition is established until the first cylinder reaches the compression top dead center is shortened. When restart control of the
この対策として、ECU30は、エンジン10が自動停止された場合に停止クランク角をクランク角センサ33より取得する。そして、自動再始動において、所定の再始動条件が成立してから前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、クランク角センサ33より取得した停止クランク角に基づいて、力行制御と、負トルク付与制御と、待機制御と、のうち一つの制御を選択して実施する。
As a countermeasure, the
具体的には、クランク角センサ33により取得された停止クランク角が第一閾値よりも大きく、且つ、第二閾値よりも小さい場合には、第一気筒のピストン停止位置が所定範囲内に停止しているものと考えられる。したがって、上記状況で所定の再始動条件が成立した場合には、回転電機12がクランク軸11に対して負トルクを付与したり正トルクを付与したりせずとも、通常のエンジン10の再始動で、共振域をいち早く通過するようにクランク軸11の回転速度を上昇させることが可能である。よって、上記状況では、待機制御を選択して実施する。
Specifically, when the stop crank angle acquired by the
クランク角センサ33より取得した停止クランク角が第一閾値よりも小さいことを条件として、負トルク付与制御を選択し、所定の再始動条件が成立してから前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に負トルク付与制御を実施する。
On the condition that the stop crank angle acquired from the
また、クランク角センサ33により取得された停止クランク角が第二閾値よりも大きい場合には、力行制御を選択し、所定の再始動条件が成立してから前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に力行制御を実施する。
Further, when the stop crank angle acquired by the
ところで、回転電機12を適切に駆動するためには、回転電機12を構成するロータの回転角を認識している必要がある。この点、本実施形態において、回転電機12として想定しているMOS−Altには回転子(図示せず)の回転角度位置を検出する検出センサは備わっていないため、ECU30は、回転電機12に備わる回転子又は固定子に生じる誘起電圧および逆起電力から回転角度位置を推定する。
By the way, in order to drive the rotating
しかし、クランク軸11の回転速度が低い場合に、回転子又は固定子に生じる誘起電圧および逆起電力が低くなり、それに伴って、回転子の回転角度の推定精度が低下することが想定される。この状況で上記推定方法を実施すると、回転子の回転角度位置の推定精度が低下し、場合によっては回転電機12を適切に駆動することができないおそれがある。これを考慮し、回転子の回転角度の推定精度低下により回転電機12を適切に駆動させることができないおそれのあるクランク軸11の回転速度の下限値を推定閾値として設定し、回転検出部23は、クランク軸11の回転速度が推定閾値よりも低い状態において回転子の回転角度を推定しない。このとき、自動再始動において、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の一番目の圧縮上死点までの期間は、推定閾値を下回るほどクランク軸11の回転速度が低い可能性があり、回転子の回転角度を推定しない状況が生じることで回転電機12を適切に駆動させることができないおそれがある。
However, when the rotational speed of the crankshaft 11 is low, the induced voltage and the counter electromotive force generated in the rotor or the stator are lowered, and accordingly, it is assumed that the estimation accuracy of the rotation angle of the rotor is lowered. . If the estimation method is performed in this situation, the estimation accuracy of the rotational angle position of the rotor is lowered, and there is a possibility that the rotating
したがって、本実施形態において、クランク角センサ33より取得した停止クランク角が第一閾値よりも小さいことを条件として負トルク付与制御を実施する場合には、その期間を複数気筒の一番目の圧縮上死点から前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間とする。また、クランク角センサ33により取得された停止クランク角が第二閾値よりも大きいことで力行制御を実施する場合には、その期間を複数気筒の一番目の圧縮上死点から前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間とする。これにより、クランク軸11の回転速度が推定閾値を下回る可能性の低い状況下で回転電機を駆動させることができる。
Therefore, in the present embodiment, when the negative torque application control is performed on the condition that the stop crank angle acquired from the
ところで、上述したように、エンジン10の振動抑制のためエンジン10の再始動時には、第二気筒による燃料の燃焼によりクランク軸11の回転速度が共振域を通過することが望ましい。したがって、所定の再始動条件が成立し複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達してから、力行制御を実施させる。これにより、第二気筒による燃料の燃焼で生じる回転トルクのみならず、回転電機12によりクランク軸11に正トルクが付与されるため、クランク軸11の回転速度の上昇度合いが増し、クランク軸11の回転速度が共振域に停滞することなく通過できる可能性を高めることができる。
Incidentally, as described above, it is desirable that the rotational speed of the crankshaft 11 passes through the resonance region due to the combustion of fuel by the second cylinder when the
また、本実施形態において、所定の再始動条件が成立することで実施されるスタータモータ16の駆動は、エンジン10が完爆に至るまで継続させる。これにより、エンジン10を確実に始動させることができる。
Further, in the present embodiment, the drive of the
本実施形態では、ECU30により図6に記載の自動停止再始動制御を実施する。図6に示す自動停止再始動制御は、ECU30が電源オンしている期間中にECU30によって所定周期で繰り返し実施される。
In the present embodiment, the
まず、ステップS100にて、所定の自動停止条件が成立したか否かを判定する。所定の自動停止条件が成立していないと判定した場合には(S100:NO)、ステップS100の処理を再度実施する。所定の自動停止条件が成立したと判定した場合には(S100:YES)、ステップS110に進む。 First, in step S100, it is determined whether a predetermined automatic stop condition is satisfied. When it is determined that the predetermined automatic stop condition is not satisfied (S100: NO), the process of step S100 is performed again. If it is determined that the predetermined automatic stop condition is satisfied (S100: YES), the process proceeds to step S110.
ステップS110では、エンジン10への燃料供給を停止することで、エンジン10の停止制御を開始する。ステップS120では、クランク角センサ33が検出するクランク角に基づいて算出したクランク軸11の回転速度が第一判定値よりも低いか否かで、エンジン10が完全に停止したか否かを判定する。なお、第一判定値は、クランク軸11の回転速度が0となったことを識別するために設けられた値である。エンジン10が完全に停止していないと判定した場合には(S120:NO)、再度ステップS120の処理を実施する。エンジン10が完全に停止したと判定した場合には(S120:YES)、ステップS130に進む。
In step S110, stop control of the
ステップS130では、クランク角センサ33から停止クランク角を取得する。ステップS140では、所定の再始動条件が成立したか否かを判定する。所定の再始動条件が成立していないと判定した場合には(S140:NO)、再度ステップS140の処理を実施する。所定の再始動条件が成立したと判定した場合には(S140:YES)、ステップS150に進む。ステップS150では、エンジン10を再始動させるための再始動処理を実施する。
In step S130, the stop crank angle is acquired from the
なお、ステップS130の処理は、停止クランク角取得部としての処理に該当する。 In addition, the process of step S130 corresponds to the process as a stop crank angle acquisition part.
また、ECU30により図7の再始動処理を実施する。図7に示す再始動処理は、図6に記載のステップS150に相当するサブルーチン処理である。 Moreover, the restart process of FIG. 7 is implemented by ECU30. The restart process shown in FIG. 7 is a subroutine process corresponding to step S150 shown in FIG.
まず、ステップS200にて、スタータモータ16を駆動させる。ステップS210では、待機制御を実施する。そして、ステップS220にて、ステップS130で取得した停止クランク角が第一閾値よりも小さいか否かを判定する。停止クランク角が第一閾値よりも小さいと判定した場合には(S220:YES)、ステップS230に進む。
First, in step S200, the
ステップS230では、クランク角センサ33から取得したクランク角度位置が、第一気筒が圧縮上死点に到達したことを示す角度位置であるか否かで、第一気筒が圧縮上死点に到達したか否かを判定する。第一気筒が圧縮上死点に到達していないと判定した場合には(S230:NO)、再度ステップS230を実施する。第一気筒が圧縮上死点に到達したと判定した場合には(S230:YES)、ステップS240に進む。ステップS240では、待機制御を終了し、負トルク付与制御を実施する。
In step S230, the first cylinder has reached the compression top dead center depending on whether or not the crank angle position acquired from the
ステップS250では、クランク角センサ33から取得したクランク角度位置が、第二気筒が圧縮上死点に到達したことを示す角度位置であるか否かで、第二気筒が圧縮上死点に到達したか否かを判定する。第二気筒が圧縮上死点に到達していないと判定した場合には(S250:NO)、再度ステップS250を実施する。第二気筒が圧縮上死点に到達したと判定した場合には(S250:YES)、ステップS260に進み、負トルク付与制御を終了する。ステップS270では、力行制御を実施する。
In step S250, the second cylinder has reached the compression top dead center depending on whether or not the crank angle position acquired from the
ステップS280では、クランク軸11の回転速度が第二判定値よりも高くなったか否かで、エンジン10が始動完了(完爆)したか否かを判定する。なお、第二判定値は、エンジン10の自立駆動が可能となる回転速度に設定される。エンジン10が始動完了していないと判定した場合には(S280:NO)、再度ステップS280を実施する。エンジン10が始動完了したと判定した場合には(S280:YES)、ステップS290に進み、力行制御を終了し、待機制御を実施する。ステップS300では、スタータモータ16の駆動を終了させる。そして、本制御を終了する。
In step S280, it is determined whether or not the
停止クランク角が第一閾値よりも大きいと判定した場合には(S220:NO)、ステップS310に進む。ステップS310では、停止クランク角が第二閾値よりも小さいか否かを判定する。停止クランク角が第二閾値よりも小さいと判定した場合には(S310:YES)、ステップS320に進む。 When it is determined that the stop crank angle is larger than the first threshold (S220: NO), the process proceeds to step S310. In step S310, it is determined whether or not the stop crank angle is smaller than a second threshold value. If it is determined that the stop crank angle is smaller than the second threshold (S310: YES), the process proceeds to step S320.
ステップS320では、ステップS250と同様の方法で、第二気筒が圧縮上死点に到達したか否かを判定する。第二気筒が圧縮上死点に到達していないと判定した場合には(S320:NO)、再度ステップS320を実施する。第二気筒が圧縮上死点に到達したと判定した場合には(S320:YES)、ステップS270に進む。 In step S320, it is determined whether or not the second cylinder has reached compression top dead center by the same method as in step S250. When it is determined that the second cylinder has not reached the compression top dead center (S320: NO), step S320 is performed again. When it is determined that the second cylinder has reached compression top dead center (S320: YES), the process proceeds to step S270.
停止クランク角が第二閾値よりも大きいと判定した場合には(S310:YES)、ステップS330に進む。ステップS330では、ステップS230と同様の方法で、第一気筒が圧縮上死点に到達したか否かを判定する。第一気筒が圧縮上死点に到達していないと判定した場合には(S330:NO)、再度ステップS330を実施する。第一気筒が圧縮上死点に到達したと判定した場合には(S330:YES)、ステップS270に進む。 When it is determined that the stop crank angle is larger than the second threshold (S310: YES), the process proceeds to step S330. In step S330, it is determined whether or not the first cylinder has reached compression top dead center by the same method as in step S230. If it is determined that the first cylinder has not reached the compression top dead center (S330: NO), step S330 is performed again. When it is determined that the first cylinder has reached compression top dead center (S330: YES), the process proceeds to step S270.
なお、ステップS200は再始動部としての処理に該当し、ステップS210〜270,ステップS310〜330の処理は回転電機制御部としての処理に該当する。 Step S200 corresponds to processing as a restarting unit, and processing of steps S210 to 270 and steps S310 to 330 corresponds to processing as a rotating electrical machine control unit.
次に、図3〜5を参照して、本実施形態にかかる再始動制御の態様を説明する。 Next, with reference to FIGS. 3-5, the aspect of the restart control concerning this embodiment is demonstrated.
図3は、クランク角センサ33により取得された停止クランク角が第一閾値よりも大きく、且つ、第二閾値よりも小さい場合を想定している。この場合に、所定の再始動条件が成立すると、スタータモータ16の駆動を開始させ、クランク軸11に正トルクを付与してクランク軸11の回転速度を上昇させる(時間t1参照)。このとき、待機制御を実施することで、回転電機12に待機機能を実施させる。そして、第一気筒のピストン位置が圧縮上死点に到達すると、第一気筒に燃料を供給し、エンジン10全体として最初の燃料燃焼を開始させる(時間t2参照)。
FIG. 3 assumes a case where the stop crank angle acquired by the
そして、第二気筒のピストン位置が圧縮上死点に到達すると、第二気筒にエンジン10全体として二番目の燃料燃焼を実施させ、その一方で待機制御を終了し力行制御を実施することで、回転電機12によりクランク軸11に正トルクを付与させる(時間t3参照)。このときに生じるクランク軸11の回転速度の上昇で、共振域を通過することになる(時間t3−t4参照)。その後も同様に、回転電機12によりクランク軸11に正トルクを付与させた状態で、気筒による燃料の燃焼を実施させる。そして、クランク軸11の回転速度が第二判定値よりも高くなったことで、エンジン10が完爆したと認識し、力行制御を終了するとともにスタータモータ16の駆動を停止させる(時間t5参照)。なお、スタータモータ16は、所定の再始動条件が成立してからエンジン10が完爆するまでの期間、駆動を継続させる(時間t1−t5参照)。
Then, when the piston position of the second cylinder reaches the compression top dead center, the second cylinder performs the second fuel combustion as the
図4に示す制御について、上述の図3に示す制御との相違点を中心に説明する。図4は、クランク角センサ33により取得された停止クランク角が第一閾値よりも小さい場合を想定している。よって、第一気筒が圧縮上死点に到達した場合のクランク軸11の回転速度は、図3の同時点におけるクランク軸11の回転速度よりも高いものとなっている(時間t12参照)。このため、第一気筒が圧縮上死点に到達した場合には、第一気筒に燃料の燃焼を実施させるとともに、待機制御を終了し負トルク付与制御を実施することで、回転電機12によりクランク軸11に対して負トルクを生じさせる(時間t12−13参照)。それ以外の制御は、図3と同様の制御である。
The control shown in FIG. 4 will be described focusing on the differences from the control shown in FIG. FIG. 4 assumes a case where the stop crank angle acquired by the
図5に示す制御について、上述の図3に示す制御との相違点を中心に説明する。図5は、クランク角センサ33により取得された停止クランク角が第二閾値よりも大きい場合を想定している。よって、第一気筒が圧縮上死点に到達した場合のクランク軸11の回転速度は、図3の同時点におけるクランク軸11の回転速度よりも低いものとなっている(時間t22参照)。したがって、第一気筒が圧縮上死点に到達した場合に、第一気筒に燃料の燃焼を実施させるとともに、待機制御を終了し力行制御を実施することで、回転電機12によりクランク軸11に正トルクを付与させる(時間t22−23参照)。それ以外の制御は、図3と同様の制御である。
The control shown in FIG. 5 will be described focusing on the differences from the control shown in FIG. FIG. 5 assumes a case where the stop crank angle acquired by the
上記構成により、本実施形態は、以下の効果を奏する。 With this configuration, the present embodiment has the following effects.
・クランク角センサ33により取得された停止クランク角が第一閾値よりも小さいことを条件として、負トルク付与制御が選択され、複数気筒の一番目の圧縮上死点から前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間中に負トルク付与制御が実施される。これにより、複数気筒の一番目の圧縮上死点から前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間のクランク軸11の回転速度を低く抑えることができる。ひいては、第一気筒に燃料の燃焼を実施させた際に、クランク軸11の回転速度が共振域に入る可能性を低く抑えることができる。
The negative torque application control is selected on the condition that the stop crank angle acquired by the
・クランク角センサ33により取得された停止クランク角が第二閾値よりも大きい場合には、力行制御が選択され、複数気筒の一番目の圧縮上死点から前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に力行制御が実施される。これにより、第二気筒による燃料の燃焼により共振域をいち早く通過するように、第二気筒で燃料を燃焼させるときまでにクランク軸11の回転速度を十分に上昇させることができる。
When the stop crank angle acquired by the
上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。 The above embodiment can also be implemented with the following modifications.
・上記実施形態では、回転子の回転角度位置を検出する検出センサが回転電機12に備わっていなかった。このことについて、回転電機12に回転子の回転角度位置を検出する検出センサが備わっていてもよい。この場合、クランク軸11の回転速度が推定閾値よりも低くても、回転子の回転角度を検出することができる。つまり、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の一番目の圧縮上死点までの期間に力行制御を実施することが可能となる。したがって、回転電機12に回転子の回転角度位置を検出する検出センサが備わっている場合には、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に力行制御を実施してもよい。同様に、回転電機12に回転子の回転角度位置を検出する検出センサが備わっている場合には、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に負トルク付与制御を実施してもよい。
In the above embodiment, the rotating
・上記実施形態では、回転電機12をMOS−Altと想定していた。このことについて、回転電機12はISG(Integrated Starter Generator)であってもよい。
In the above embodiment, the rotating
あるいは、回転電機12は、負トルク付与機能のみを有するオルタネータであってもよい。この場合、力行制御を実施することができないため、停止クランク角が第一閾値よりも小さい場合の制御を実施するのみとなる。
Alternatively, the rotating
図8は、負トルク付与機能のみを有するオルタネータを用いて本再始動制御を実施する場合のフローチャートであり、図7のフローチャートの一部を変容したものである。すなわち、図7におけるステップS270、S290,及びS310−S330を削除している。また、図7におけるステップS260を削除し、その代わりにステップS460が追加される。追加されたステップS460では、負トルク付与制御を終了し、待機制御を実施する。 FIG. 8 is a flowchart in the case where the restart control is performed using an alternator having only a negative torque imparting function, and a part of the flowchart of FIG. 7 is modified. That is, steps S270, S290, and S310-S330 in FIG. 7 are deleted. Further, step S260 in FIG. 7 is deleted, and step S460 is added instead. In the added step S460, the negative torque application control is terminated and standby control is performed.
それ以外のステップについて、図8の各ステップS400,410,420,430,440,450,480,及び500の処理は、それぞれ、図7の各ステップS200,210,220,230,240,250,280,及び300の処理と同一である。 For the other steps, the processes in steps S400, 410, 420, 430, 440, 450, 480, and 500 in FIG. 8 are respectively performed in steps S200, 210, 220, 230, 240, 250, and 250 in FIG. This is the same as the processing of 280 and 300.
・上記実施形態では、エンジン10が自動停止された場合に、所定の再始動条件が成立するよりも前に停止クランク角をクランク角センサ33より取得していた。このことについて、所定の再始動条件が成立してからスタータモータ16を駆動させるまでの期間に停止クランク角をクランク角センサ33より取得する構成としてもよい。
In the above embodiment, when the
・上記実施形態では、所定の再始動条件が成立し複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達して以降において、力行制御を実施させていた。このことについて、所定の再始動条件が成立し複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達して以降の力行制御を実施しなくてもよい。この場合、停止クランク角が第二閾値よりも大きいことで実施される力行制御は、複数気筒の一番目の圧縮上死点から前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間中にのみ行われるものとする。 In the above embodiment, the power running control is performed after the predetermined restart condition is satisfied and the second compression top dead center of the plurality of cylinders is reached. With respect to this, it is not necessary to perform the power running control after the predetermined restart condition is satisfied and the second compression top dead center of the plurality of cylinders is reached. In this case, the power running control performed when the stop crank angle is larger than the second threshold is performed only during the period from the first compression top dead center of the plurality of cylinders to the second compression top dead center of the plurality of cylinders. Shall be done.
・上記実施形態において、スタータモータ16は、所定の再始動条件が成立してからエンジン10が完爆するまでの期間、駆動を継続させていた。このことについて、所定の再始動条件が成立し複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達して以降に力行制御を実施させた場合に、スタータモータ16の駆動を停止させてもよい。これにより、エンジン10が完爆に至るまでスタータモータ16の駆動を継続した場合と比較して、スタータモータ16による騒音や振動を抑制することができる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、自動再始動において、所定の再始動条件が成立してから前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、クランク角センサ33より取得した停止クランク角に基づいて、力行制御と、負トルク付与制御と、待機制御と、のうち一つの制御を選択して実施していた。このことについて、例えば、クランク角センサ33より取得した停止クランク角に基づいて、力行制御と、負トルク付与制御と、のうち一つの制御を選択して実施してもよい。あるいは、クランク角センサ33より取得した停止クランク角に基づいて、力行制御と、待機制御と、のうち一つの制御を選択して実施してもよい。
In the above embodiment, in the automatic restart, based on the stop crank angle acquired from the
・上記実施形態では、停止クランク角が第一閾値よりも小さいことを条件として、負トルク付与制御を実施していた。このとき実施される負トルク付与制御により、回転電機12によってクランク軸11に付与される負トルクの大きさは、停止クランク角が下死点側であるほど、大きくなるように制御してもよい。
In the above embodiment, the negative torque application control is performed on the condition that the stop crank angle is smaller than the first threshold value. By the negative torque application control performed at this time, the magnitude of the negative torque applied to the crankshaft 11 by the rotating
一方で、停止クランク角が第二閾値よりも大きいことを条件として、力行制御を実施していた。このとき実施される力行制御により、回転電機12によってクランク軸11に付与される正トルクの大きさは、停止クランク角が上死点側であるほど、大きくなるように制御してもよい。
On the other hand, power running control is performed on condition that the stop crank angle is larger than the second threshold. By the power running control performed at this time, the magnitude of the positive torque applied to the crankshaft 11 by the rotating
本別例における制御を実施することで、クランク軸11の回転速度が、エンジン10の共振域に到達した後に共振域から出るまで単調に上昇し、且つ、共振域に戻ることがないことを確実に実現することができる。
By performing the control in this other example, it is ensured that the rotation speed of the crankshaft 11 increases monotonously until reaching the resonance range of the
上記実施形態では、ECU30によって、負トルク付与制御と、力行制御と、待機制御と、のうちいずれかの制御が選択され、選択された制御が実施されていた。このことについて、例えば、回転電機12に備わる制御ICに、負トルク付与制御と、力行制御と、待機制御と、のうちいずれかの制御を選択させ、選択された制御を実施させてもよい。この場合、停止クランク角が、ECU30より通信ネットワークを介して制御ICに送信される。
In the above embodiment, the
10…エンジン、11…クランク軸、12…回転電機、30…ECU、33…クランク角センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記エンジンが自動停止された状態における前記クランク角である停止クランク角を、前記クランク角センサから取得する停止クランク角取得部と、
前記自動再始動において前記所定の再始動条件が成立してから前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、前記停止クランク角取得部により取得された前記停止クランク角に基づいて、前記回転電機により前記クランク軸に正トルクを付与する力行制御と、前記回転電機により前記クランク軸に負トルクを付与する負トルク付与制御と、前記力行制御及び前記負トルク付与制御を待機する待機制御と、のうち少なくとも二つの制御から一つの制御を選択して実施する回転電機制御部と、
を備える再始動制御装置。 An engine (10) having a plurality of cylinders, a rotating electrical machine (12) provided to be able to transmit torque to the crankshaft (11) of the engine, and a crank angle sensor (33) for detecting a crank angle of the crankshaft A restart control device (30) that is applied to a vehicle that performs automatic restart of the engine on condition that a predetermined restart condition is satisfied while automatically stopping the engine. And
A stop crank angle acquisition unit that acquires from the crank angle sensor a stop crank angle that is the crank angle in a state where the engine is automatically stopped;
Based on the stop crank angle acquired by the stop crank angle acquisition unit during a period from the establishment of the predetermined restart condition in the automatic restart to the second compression top dead center of the plurality of cylinders, Power running control for applying positive torque to the crankshaft by the rotating electrical machine, negative torque applying control for applying negative torque to the crankshaft by the rotating electrical machine, and standby control for waiting for the power running control and the negative torque applying control And a rotating electrical machine control unit that selects and implements one control from at least two controls,
A restart control device comprising:
前記回転電機制御部は、前記停止クランク角取得部により取得された前記停止クランク角が前記クランク軸の正回転方向において第一閾値よりも小さいことを条件として、前記負トルク付与制御を選択して実施する請求項1に記載の再始動制御装置。 The rotating electrical machine can apply the negative torque to the crankshaft,
The rotating electrical machine control unit selects the negative torque application control on the condition that the stop crank angle acquired by the stop crank angle acquisition unit is smaller than a first threshold in the positive rotation direction of the crankshaft. The restart control device according to claim 1 to be implemented.
前記回転電機制御部は、前記停止クランク角取得部により取得された前記停止クランク角が、前記クランク軸の正回転方向において前記第一閾値よりも大きく、且つ、前記第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも小さい場合に、前記待機制御を選択して実施する請求項1又は2に記載の再始動制御装置。 The rotating electrical machine can wait for the application of the negative torque to the crankshaft and the application of the positive torque to the crankshaft,
The rotating electrical machine control unit is set such that the stop crank angle acquired by the stop crank angle acquisition unit is larger than the first threshold value and larger than the first threshold value in the positive rotation direction of the crankshaft. The restart control device according to claim 1 or 2, wherein the standby control is selected and executed when the second threshold value is smaller than the second threshold value.
前記回転電機制御部は、前記停止クランク角取得部により取得された前記停止クランク角が、前記クランク軸の正回転方向において前記第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも大きい場合に、前記力行制御を選択して実施する請求項2又は3に記載の再始動制御装置。 The rotating electrical machine can apply the positive torque to the crankshaft,
The rotating electrical machine control unit, when the stop crank angle acquired by the stop crank angle acquisition unit is larger than a second threshold set larger than the first threshold in the positive rotation direction of the crankshaft, The restart control device according to claim 2 or 3, wherein the power running control is selected and executed.
前記回転速度算出部により算出された前記クランク軸の前記回転速度が、推定閾値よりも高い場合に前記回転電機の回転角度を推定し、前記推定閾値よりも低い状態において、前記回転電機の回転角度を推定しない回転角度推定部と、
を備え、
前記回転電機制御部は、前記複数気筒の一番目の圧縮上死点から前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間中に前記力行制御を実施する請求項4に記載の再始動制御装置。 A rotational speed calculation unit that calculates the rotational speed of the crankshaft based on the crank angle detected by the crank angle sensor;
The rotational angle of the rotating electrical machine is estimated when the rotational speed of the crankshaft calculated by the rotational speed calculating unit is higher than an estimated threshold, and the rotational angle of the rotating electrical machine is lower than the estimated threshold. A rotation angle estimation unit that does not estimate
With
5. The restart control according to claim 4, wherein the rotating electrical machine control unit performs the power running control during a period from a first compression top dead center of the plurality of cylinders to a second compression top dead center of the plurality of cylinders. apparatus.
前記所定の再始動条件が成立した場合に前記スタータにより前記クランク軸を回転させて前記エンジンを再始動する再始動部を備える請求項1乃至7のいずれか1項に記載の再始動制御装置。 The vehicle includes a starter (16) for starting the engine,
8. The restart control device according to claim 1, further comprising a restart unit configured to rotate the crankshaft by the starter and restart the engine when the predetermined restart condition is satisfied.
前記再始動部は、前記回転電機制御部により前記複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達して以降において前記力行制御が実施された場合に、前記スタータの駆動を停止させる請求項8に記載の再始動制御装置。 The rotating electrical machine control unit causes the power running control to be performed after the predetermined restart condition is satisfied and the second compression top dead center of the plurality of cylinders is reached,
The restarting unit stops driving of the starter when the powering control is performed after the rotating electrical machine control unit has reached the second compression top dead center of the plurality of cylinders. The restart control device described.
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