JP2023167604A

JP2023167604A - Vehicle control device

Info

Publication number: JP2023167604A
Application number: JP2022078908A
Authority: JP
Inventors: 淳士渡辺; Atsushi Watabe; 敬祐伊藤; Keisuke Ito
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2022-05-12
Filing date: 2022-05-12
Publication date: 2023-11-24

Abstract

To provide a vehicle control device which can make compatible both the suppression of a backfire at a restart of an internal combustion engine, and the stabilization of ignition and combustion at the restart of the internal combustion engine.SOLUTION: In a vehicle control device 100, a prescribed restart condition for automatically restarting an internal combustion engine 1 is established in a state that the internal combustion engine 1 is rotated by inertia after the internal combustion engine 1 is automatically stopped, and when a rotation number of the internal combustion engine 1 is within a prescribed backfire region R, a control part 132 prohibits the drive of the internal combustion engine 1 by an electric motor 110, and the supply of fuel to the internal combustion engine 1, and performs control for scattering ignition sparks from an ignition plug 11.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、車両制御装置に関し、特に、内燃機関を自動停止した後に自動再始動する車両電子制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device, and particularly to a vehicle electronic control device that automatically restarts an internal combustion engine after automatically stopping it.

近年、自動車等の車両において、内燃機関の燃費性能の向上や排ガス量の低減のために、内燃機関を始動して車両を走行させている際に所定の自動停止条件が充足されると、運転者によるスタータスイッチのオフ操作なしに内燃機関を自動停止し、その後に所定の自動再始動条件が充足されると、運転者によるスタータスイッチのオン操作なしに内燃機関を自動再始動するように制御する電子制御装置が提案されている。 In recent years, in order to improve the fuel efficiency of internal combustion engines and reduce the amount of exhaust gas in vehicles such as automobiles, when predetermined automatic stop conditions are met when the internal combustion engine is started and the vehicle is running, the operation Automatically stops the internal combustion engine without the driver turning off the starter switch, and then automatically restarts the engine without the driver turning the starter switch on when predetermined automatic restart conditions are met. An electronic control device has been proposed.

かかる状況下で、特許文献１は、火花点火式内燃機関の制御装置に関し、所定の燃料カット条件の成立に伴い燃料噴射を一時中止する燃料カットを実施すると共に、所定のアイドルストップ条件の成立に伴い内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実施する構成において、アイドルストップ条件が成立してアイドルストップを開始する際に、バックファイアが発生する危険の度合いを反映するように、内燃機関の温度又は吸気の温度が高い程、点火プラグ１２による火花放電を停止する時期を早めるように変更する構成を開示する。 Under such circumstances, Patent Document 1 relates to a control device for a spark ignition internal combustion engine that performs a fuel cut that temporarily stops fuel injection when a predetermined fuel cut condition is met, and also performs a fuel cut that temporarily stops fuel injection when a predetermined idle stop condition is met. In a configuration that implements an idle stop that stops the idle rotation of the internal combustion engine, the temperature of the internal combustion engine is adjusted to reflect the degree of risk of backfire occurring when the idle stop condition is met and the idle stop is started. Alternatively, a configuration is disclosed in which the higher the intake air temperature is, the earlier the timing of stopping spark discharge by the spark plug 12 is.

特開２０１５－１７５７３号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-17573

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１が開示する構成では、アイドルストップ条件が成立してアイドルストップを開始する際に、バックファイアが発生する危険の度合いを反映するように、内燃機関の温度又は吸気の温度が高い程、点火プラグ１２による火花放電を停止する時期を早めるように変更するものであるが、このように内燃機関の燃焼室への点火自体を停止してしまうと、燃焼室の点火プラグ近傍の温度が低下することで、内燃機関の再始動時における燃焼室内の燃料の着火及びその燃焼の安定化を実現することが困難となる可能性が考えられて、この点で改良の余地があるものである。 However, according to the study of the present inventor, in the configuration disclosed in Patent Document 1, when the idle stop condition is satisfied and idle stop is started, the internal combustion The higher the engine temperature or intake air temperature is, the earlier the timing at which the spark plug 12 stops spark discharge is changed, but if the ignition itself to the combustion chamber of the internal combustion engine is stopped in this way, As the temperature near the spark plug in the combustion chamber decreases, it is thought that it may be difficult to ignite the fuel in the combustion chamber and stabilize its combustion when restarting the internal combustion engine. There is room for improvement in this respect.

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、内燃機関の再始動時におけるバックファイアの抑制と、内燃機関の再始動時における着火及び燃焼の安定化、とを両立することが可能な車両制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made through the above studies, and is capable of both suppressing backfire when restarting an internal combustion engine and stabilizing ignition and combustion when restarting the internal combustion engine. The purpose is to provide a vehicle control device.

以上の目的を達成するべく、本発明は、車両の内燃機関への燃料の供給を停止することにより前記内燃機関を自動停止させると共に、電動機で前記内燃機関を駆動することにより前記内燃機関を自動再始動させることが可能な制御部を備えた車両制御装置であって、前記内燃機関が自動停止された後に前記内燃機関が惰性で回転している状態で、前記内燃機関を自動再始動させる所定の再始動条件が成立し、かつ前記内燃機関の回転数が所定のバックファイア領域にあるときは、前記制御部は、前記電動機で前記内燃機関を駆動すること及び前記内燃機関に対して前記燃料を供給することを禁止した状態で、前記内燃機関の点火栓から点火火花を飛ばす制御を実行することを第１の局面とする。 In order to achieve the above objects, the present invention automatically stops the internal combustion engine of a vehicle by stopping the supply of fuel to the internal combustion engine, and automatically stops the internal combustion engine by driving the internal combustion engine with an electric motor. A vehicle control device comprising a control unit capable of restarting the internal combustion engine, wherein the internal combustion engine is automatically restarted in a state where the internal combustion engine is rotating due to inertia after the internal combustion engine is automatically stopped. When the restart condition is satisfied and the rotational speed of the internal combustion engine is in a predetermined backfire region, the control section causes the electric motor to drive the internal combustion engine and to supply the internal combustion engine with the fuel. The first aspect is to execute control to emit an ignition spark from the ignition plug of the internal combustion engine while the supply of ignition spark is prohibited.

また、本発明は、第１の局面に加えて、前記制御が実行されているときに、前記内燃機関の前記回転数が前記所定のバックファイア領域から脱した場合には、前記制御部は、前記電動機で前記内燃機関を駆動することを許可することを第２の局面とする。 In addition to the first aspect, the present invention provides that, when the rotational speed of the internal combustion engine leaves the predetermined backfire region while the control is being executed, the control unit: A second aspect is to permit the electric motor to drive the internal combustion engine.

以上の本発明の第１の局面にかかる車両制御装置によれば、内燃機関が自動停止された後に内燃機関が惰性で回転している状態で、内燃機関を自動再始動させる所定の再始動条件が成立し、かつ内燃機関の回転数が所定のバックファイア領域にあるときに、制御部が、電動機で内燃機関を駆動すること及び内燃機関に対して燃料を供給することを禁止することにより、バックファイアが抑制される。この際併せて、制御部が、内燃機関の点火栓に点火火花を飛ばさせることにより、燃焼室の点火栓近傍の温度が低下することが抑制され、内燃機関の自動再始動時における燃料への着火及びその燃焼を安定させることができる。つまり、これにより、内燃機関の自動再始動時に、バックファイアの抑制と、燃料への着火及びその燃焼の安定化、とを両立させることができる。 According to the vehicle control device according to the first aspect of the present invention, the predetermined restart condition for automatically restarting the internal combustion engine while the internal combustion engine is rotating due to inertia after the internal combustion engine has been automatically stopped is provided. is established and the rotational speed of the internal combustion engine is in a predetermined backfire region, the control unit prohibits the electric motor from driving the internal combustion engine and from supplying fuel to the internal combustion engine, Backfire is suppressed. At the same time, the control unit causes the ignition plug of the internal combustion engine to emit an ignition spark, thereby suppressing the temperature drop in the vicinity of the ignition plug in the combustion chamber, and reducing the temperature of the fuel when automatically restarting the internal combustion engine. Ignition and combustion can be stabilized. In other words, this makes it possible to simultaneously suppress backfire and stabilize fuel ignition and combustion during automatic restart of the internal combustion engine.

また、本発明の第２の局面にかかる車両制御装置によれば、内燃機関が自動停止された後に内燃機関が惰性で回転している状態で、内燃機関を自動再始動させる所定の再始動条件が成立し、かつ内燃機関の回転数が所定のバックファイア領域に入った後でその領域から脱した際に、運転者が再度再始動のための操作を行わなくても、内燃機関を自動再始動させることができ、運転者の利便性を向上させることができる。 Further, according to the vehicle control device according to the second aspect of the present invention, predetermined restart conditions are provided for automatically restarting the internal combustion engine while the internal combustion engine is rotating due to inertia after the internal combustion engine has been automatically stopped. is established and the engine speed enters a predetermined backfire region and then exits that region, the internal combustion engine is automatically restarted without the driver performing any restart operations. It is possible to start the vehicle and improve convenience for the driver.

図１は、本発明の実施形態における車両制御装置を、エンジン及び三相交流始動発電機と共に示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a vehicle control device according to an embodiment of the present invention together with an engine and a three-phase AC starter generator. 図２は、本実施形態における車両制御装置の回路構成及び機能ブロックの概略を、三相交流始動発電機と共に示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an outline of the circuit configuration and functional blocks of the vehicle control device in this embodiment together with a three-phase AC starter generator. 図３は、本実施形態における車両制御装置の自動停止時及び自働再始動時の動作の一例を示すタイムチャートであり、下から上に順に、点火動作、燃料噴射動作、発電電動機の動作、デコンプレッション機構の動作、スロットル開度及びエンジン回転数の各々の経時変化を示す。FIG. 3 is a time chart showing an example of the operations of the vehicle control device according to the present embodiment at the time of automatic stop and automatic restart, and in order from the bottom to the top: ignition operation, fuel injection operation, generator motor operation, 3 shows changes over time in the operation of the decompression mechanism, throttle opening, and engine speed.

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における車両制御装置につき、詳細に説明する。なお、本実施形態では、車両制御装置を内燃機関及び三相交流始動発電機の双方の動作を制御可能な構成を有するものとして示すが、車両制御装置を三相交流始動発電機の動作の制御用に特化させて、かかる車両制御装置とは別に、内燃機関の動作を制御するエンジン制御装置を設けてもかまわない。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a vehicle control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In this embodiment, the vehicle control device is shown as having a configuration capable of controlling the operation of both the internal combustion engine and the three-phase AC starter generator. Depending on the application, an engine control device for controlling the operation of the internal combustion engine may be provided separately from the vehicle control device.

〔エンジンの構成〕
まず、図１を参照して、本実施形態における車両制御装置が適用されるエンジンの構成について、詳細に説明する。 [Engine configuration]
First, with reference to FIG. 1, the configuration of an engine to which a vehicle control device in this embodiment is applied will be described in detail.

図１は、本発明の実施形態における車両制御装置を、エンジン及び三相交流始動発電機と共に示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a vehicle control device according to an embodiment of the present invention together with an engine and a three-phase AC starter generator.

図１に示すように、エンジン１は、典型的には、図示を省略する二輪自動車等の車両に搭載されて、１サイクルが４ストロークの内燃機関であり、車両制御装置１００によりその動作が制御されるもので、シリンダブロック２を備えている。シリンダブロック２の側壁内には、シリンダブロック２及びその内部等を冷却するための冷却水が流通する冷却水通路３が形成されている。冷却水通路３には、冷却水通路３を流通する冷却水の温度を検出するための水温センサ４が設けられている。 As shown in FIG. 1, an engine 1 is typically an internal combustion engine with four strokes per cycle, mounted on a vehicle such as a two-wheeled vehicle (not shown), and its operation is controlled by a vehicle control device 100. It is equipped with a cylinder block 2. A cooling water passage 3 is formed in the side wall of the cylinder block 2, through which cooling water flows to cool the cylinder block 2, its interior, and the like. The cooling water passage 3 is provided with a water temperature sensor 4 for detecting the temperature of the cooling water flowing through the cooling water passage 3.

なお、図１中では、説明の便宜上、エンジン１を単気筒として示しているが、エンジン１は複数の気筒を有するものであってもよく、気筒の配列も直列、水平対向やＶ型等であってもよい。また、図１中では、説明の便宜上、エンジン１を水冷式として示しているが、空冷式であってもよく、かかる場合には、水温センサ４の代わりにエンジン１の温度を検出自在な温度センサをシリンダブロック２等に装着してもよい。 Although the engine 1 is shown as a single cylinder in FIG. 1 for convenience of explanation, the engine 1 may have a plurality of cylinders, and the cylinders may be arranged in series, horizontally opposed, V-type, etc. There may be. Further, in FIG. 1, for convenience of explanation, the engine 1 is shown as a water-cooled type, but it may be an air-cooled type, and in such a case, the temperature of the engine 1 can be freely detected instead of the water temperature sensor 4. The sensor may be attached to the cylinder block 2 or the like.

シリンダブロック２の内部には、ピストン５が配置されている。ピストン５は、コンロッド６を介してクランクシャフト７に連結されている。クランクシャフト７の近傍には、クランクシャフト７の回転角度を検出するクランク角センサ８が、エンジン１の回転速度を検出すべく設けられている。シリンダブロック２の上部には、シリンダヘッド９が装着されている。ピストン５の上面と、シリンダブロック２及びシリンダヘッド９の各々の内面とが画成する内部空間は燃焼室１０となる。 A piston 5 is arranged inside the cylinder block 2. The piston 5 is connected to a crankshaft 7 via a connecting rod 6. A crank angle sensor 8 that detects the rotation angle of the crankshaft 7 is provided near the crankshaft 7 to detect the rotation speed of the engine 1. A cylinder head 9 is attached to the upper part of the cylinder block 2. The internal space defined by the upper surface of the piston 5 and the inner surfaces of each of the cylinder block 2 and cylinder head 9 serves as a combustion chamber 10 .

シリンダヘッド９には、燃焼室１０内の混合気に点火する点火プラグ１１が設けられている。点火プラグ１１の点火動作は、図示を省略する点火コイルへの通電が制御されることによって制御される。 The cylinder head 9 is provided with an ignition plug 11 that ignites the air-fuel mixture within the combustion chamber 10 . The ignition operation of the spark plug 11 is controlled by controlling energization to an ignition coil (not shown).

また、シリンダヘッド９には、燃焼室１０と吸気通路１２とを開閉自在に連通する吸気バルブ１３が設けられている。吸気通路１２は、シリンダヘッド９に装着される吸気管ＩＭ内に形成され、吸気管ＩＭは、吸気通路１２内に燃料を噴射する燃料噴射弁１４及び燃料噴射弁１４の上流側に配置されるスロットルバルブ１５を備えている。スロットルバルブ１５に対しては、その開度を検出するスロットル開度センサ１０６が設けられている。なお、燃料噴射弁１４の燃料噴射動作（開弁動作）は、図示を省略するそのソレノイドバルブへの通電が制御されることにより制御される。また、燃料噴射弁１４は、燃焼室１０内に直接燃料を噴射するものであってもよい。 Further, the cylinder head 9 is provided with an intake valve 13 that communicates with the combustion chamber 10 and the intake passage 12 in a freely openable and closable manner. The intake passage 12 is formed in an intake pipe IM attached to the cylinder head 9, and the intake pipe IM is arranged upstream of a fuel injection valve 14 that injects fuel into the intake passage 12 and the fuel injection valve 14. It is equipped with a throttle valve 15. A throttle opening sensor 106 is provided for the throttle valve 15 to detect its opening. The fuel injection operation (valve opening operation) of the fuel injection valve 14 is controlled by controlling the energization of the solenoid valve (not shown). Further, the fuel injection valve 14 may be one that injects fuel directly into the combustion chamber 10.

シリンダヘッド９には、吸気管ＩＭの反対側に排気管ＥＭが装着され、排気管ＥＭ内には、燃焼室１０と連通する排気通路１６が形成されている。かかるシリンダヘッド９には、燃焼室１０と排気通路１６とを開閉自在に連通する排気バルブ１７が設けられている。 An exhaust pipe EM is attached to the cylinder head 9 on the opposite side of the intake pipe IM, and an exhaust passage 16 communicating with the combustion chamber 10 is formed in the exhaust pipe EM. The cylinder head 9 is provided with an exhaust valve 17 that freely opens and closes communication between the combustion chamber 10 and the exhaust passage 16.

〔車両制御装置の構成及び動作〕
次に、更に図２及び図３をも参照して、本実施形態における車両制御装置の構成について、詳細に説明する。 [Configuration and operation of vehicle control device]
Next, with further reference to FIGS. 2 and 3, the configuration of the vehicle control device in this embodiment will be described in detail.

図２は、本実施形態における車両制御装置の回路構成及び機能ブロックの概略を、三相交流始動発電機と共に示す模式図である。また、図３は、本実施形態における車両制御装置の自動停止時及び自働再始動時の動作の一例を示すタイムチャートであり、下から上に順に、点火動作、燃料噴射動作、発電電動機の動作、デコンプレッション機構の動作、スロットル開度及びエンジン回転数の各々の経時変化を示す。なお、デコンプレッション機構は、エンジンの始動時にその燃焼室を大気と連痛させて開放してその圧力を低減するものであるが、エンジンの排気量が小さい場合等には、省略が可能である。 FIG. 2 is a schematic diagram showing an outline of the circuit configuration and functional blocks of the vehicle control device in this embodiment together with a three-phase AC starter generator. Further, FIG. 3 is a time chart showing an example of the operation of the vehicle control device in this embodiment at the time of automatic stop and automatic restart. Fig. 4 shows changes over time in the operation, the operation of the decompression mechanism, the throttle opening, and the engine speed. The decompression mechanism reduces the pressure by opening the combustion chamber to the atmosphere when the engine starts, but it can be omitted if the engine displacement is small. .

図２に示すように、本実施形態における車両制御装置１００は、二次電池である鉛バッテリ１０１を三相交流始動発電機１１０の発電により充電すると共に、三相交流始動発電機１１０をスタータモータとして用いてエンジン１のクランクシャフト７を回転させることによりエンジン１を始動するＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１３０を備えている。また、図中、符号１０２は、鉛バッテリ１０１に接続される負荷を示し、及び符号１０３は、三相交流始動発電機１１０の図示を省略する筐体等に装着された典型的にはホールセンサである位相センサを示している。なお、本実施形態では、車両制御装置１００に対して、発電機能及び駆動機能の双方を有する発電電動機である三相交流始動発電機１１０を制御対象の１つとして適用した構成を例に挙げて説明するが、発電機能と駆動機能とが分離された各々個別の電機部品である発電機及び電動機を適用した構成を適用することも可能であり、かかる場合には、発電機とは切り離された電動機（スタータモータ）を用いて、エンジン１のクランクシャフト７を回転させることにより、エンジン１を始動することになる。 As shown in FIG. 2, the vehicle control device 100 in this embodiment charges a lead battery 101, which is a secondary battery, by generating power from a three-phase AC starter generator 110, and also connects the three-phase AC starter generator 110 to a starter motor. The engine 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 130 that starts the engine 1 by rotating the crankshaft 7 of the engine 1. Further, in the figure, the reference numeral 102 indicates a load connected to the lead battery 101, and the reference numeral 103 indicates a Hall sensor, which is typically attached to a case, etc., of the three-phase AC starter generator 110 (not shown). A phase sensor is shown. In the present embodiment, a configuration is exemplified in which a three-phase AC starter generator 110, which is a generator motor having both a power generation function and a drive function, is applied as one of the control objects to the vehicle control device 100. As will be explained, it is also possible to apply a configuration in which a generator and an electric motor, which are separate electrical components with a power generation function and a drive function, are used. The engine 1 is started by rotating the crankshaft 7 of the engine 1 using an electric motor (starter motor).

発電機の機能と電動機の機能とを兼ね備えた構成例として示す三相交流始動発電機１１０は、その詳細な構成は省略するが、Ｕ相のコイル１１０ａ、Ｖ相のコイル１１０ｂ及びＷ相のコイル１１０ｃから成る３相の発電出力発生用のコイル（固定子巻線）が巻回された固定子と、これらの各相のコイル１１０ａ、コイル１１０ｂ及び１１０ｃに対応する界磁束発生用の永久磁石が各々装着されると共に固定子の外周側を周回するように配設された回転子と、を備え、かかる回転子が図１に示すエンジンの１クランクシャフト７に図示を省略する減速ギヤ系を介して連結される。よって、かかるギヤ系を介して、三相交流始動発電機１１０の回転子の回転数と、エンジンの１クランクシャフト７の回転数と、は１対１の対応関係にある。 The three-phase AC starter generator 110 shown as an example of a configuration that combines the functions of a generator and a motor has a U-phase coil 110a, a V-phase coil 110b, and a W-phase coil, although the detailed configuration is omitted. A stator is wound with a three-phase power generation output generating coil (stator winding) consisting of 110c, and a permanent magnet for field flux generation corresponding to each phase coil 110a, coil 110b, and 110c. A rotor is attached to each of the stators and disposed so as to revolve around the outer circumference of the stator, and the rotor is connected to one crankshaft 7 of the engine shown in FIG. are connected. Therefore, through this gear system, there is a one-to-one correspondence between the rotation speed of the rotor of the three-phase AC starter generator 110 and the rotation speed of one crankshaft 7 of the engine.

Ｕ相のコイル１１０ａは、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１の一方のＵ相のスイッチング素子１３１ａの他方の端子と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１の他方のＵ相のスイッチング素子１３１ｂの一方の端子と、に電気的に接続する接続端子１１１ａを有している。Ｖ相のコイル１１０ｂは、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１の一方のＶ相のスイッチング素子１３１ｃの他方の端子と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１の他方のＶ相のスイッチング素子１３１ｄの一方の端子と、に電気的に接続する接続端子１１１ｂを有している。また、Ｗ相のコイル１１０ｃは、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１の一方のＷ相のスイッチング素子１３１ｅの他方の端子と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１の他方のＷ相のスイッチング素子１３１ｆの一方の端子と、に電気的に接続する接続端子１１１ｃを有している。 The U-phase coil 110a electrically connects the other terminal of one U-phase switching element 131a of the AC/DC converter 131 and one terminal of the other U-phase switching element 131b of the AC/DC converter 131. It has a connection terminal 111a connected to. The V-phase coil 110b electrically connects the other terminal of one V-phase switching element 131c of the AC/DC converter 131 and one terminal of the other V-phase switching element 131d of the AC/DC converter 131. It has a connection terminal 111b connected to. Further, the W-phase coil 110c is connected to the other terminal of one W-phase switching element 131e of the AC/DC converter 131 and one terminal of the other W-phase switching element 131f of the AC/DC converter 131. It has a connection terminal 111c for electrical connection.

ＥＣＵ１３０は、マイクロコンピュータ等を含む演算処理装置であり、図示を省略するメモリやタイマを有している。かかるメモリには、必要な制御・処理プログラム及び制御・処理データが記憶され、ＥＣＵ１３０は、メモリから必要な制御・処理プログラム及び制御・処理データを読み出して、制御・処理プログラムを実行することによって、車両制御装置１００全体の動作を制御する制御装置である。 The ECU 130 is an arithmetic processing unit including a microcomputer and the like, and has a memory and a timer (not shown). Necessary control/processing programs and control/processing data are stored in such memory, and the ECU 130 reads the necessary control/processing programs and control/processing data from the memory and executes the control/processing programs. This is a control device that controls the operation of the entire vehicle control device 100.

具体的には、ＥＣＵ１３０は、電力変換器であるＡＣ（ＡｌｔｅｒｎａｔｅＣｕｒｒｅｎｔ）／ＤＣ（ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ）コンバータ１３１と、及びエンジン１を始動する際にその補機等の動作を制御すべくそれらに制御信号を送出すると共に、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１の動作を制御すべくそれに制御信号を送出する制御部１３２と、を備えている。なお、図中では、制御部１３２は、制御・処理プログラムを実行する際の機能ブロックとして示す。また、エンジン１の始動は、エンジン１の自動停止後の自動再始動を含むものである。 Specifically, the ECU 130 sends control signals to an AC (Alternate Current)/DC (Direct Current) converter 131, which is a power converter, and to control the operation of its auxiliary equipment when starting the engine 1. and a control section 132 that sends out a control signal to control the operation of the AC/DC converter 131. In addition, in the figure, the control unit 132 is shown as a functional block when executing the control/processing program. Furthermore, starting the engine 1 includes automatic restart of the engine 1 after it is automatically stopped.

ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１は、典型的には３相ブリッジ接続されたスイッチング素子１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ、１３１ｅ及び１３１ｆを有し、制御部１３２からの制御信号に従って、スイッチング素子１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ、１３１ｅ及び１３１ｆの各々をオン状態又はオフ状態にして三相交流始動発電機１１０から供給された３相交流電流を直流電流に変換すると共に、直流電流を鉛バッテリ１０１に供給する。かかる場合には、三相交流始動発電機１１０は、エンジンにより駆動され、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１を介して制御部１３２でいわゆる遅角制御される発電機として機能する。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１は、制御部１３２からの制御信号に従って、スイッチング素子１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ、１３１ｅ及び１３１ｆの各々をオン状態又はオフ状態にして鉛バッテリ１０１から供給された直流電流を３相交流電流に変換すると共に、三相交流始動発電機１１０に三相交流電流を供給する。かかる場合には、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１は、ＤＣ／ＡＣコンバータとして機能すると共に、三相交流始動発電機１１０は、その回転子の回転を、減速ギヤ系を介してエンジン１のクランクシャフト７に伝達することにより、エンジン１を駆動するスタータモータとして機能する。なお、スイッチング素子１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ、１３１ｅ及び１３１ｆは、典型的には各々トランジスタであり、図２中では、一例として、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄ－ＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）として各々示している。 The AC/DC converter 131 typically has three-phase bridge-connected switching elements 131a, 131b, 131c, 131d, 131e, and 131f. , 131d, 131e, and 131f are turned on or off to convert the three-phase AC current supplied from the three-phase AC starter generator 110 into DC current, and supply the DC current to the lead battery 101. In such a case, the three-phase AC starter generator 110 is driven by the engine and functions as a so-called retarded generator controlled by the controller 132 via the AC/DC converter 131. Further, the AC/DC converter 131 turns on or off each of the switching elements 131a, 131b, 131c, 131d, 131e, and 131f according to a control signal from the control unit 132, so that the DC current supplied from the lead battery 101 is converted into a three-phase alternating current, and the three-phase alternating current is supplied to the three-phase alternating current starting generator 110. In such a case, the AC/DC converter 131 functions as a DC/AC converter, and the three-phase AC starter generator 110 transfers the rotation of its rotor to the crankshaft 7 of the engine 1 via the reduction gear system. By transmitting the signal, it functions as a starter motor that drives the engine 1. Note that the switching elements 131a, 131b, 131c, 131d, 131e, and 131f are each typically a transistor, and in FIG. Each is shown.

具体的には、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相の各相に対して、一対のスイッチング素子１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ、１３１ｅ及び１３１ｆを各々対応して有している。 Specifically, the AC/DC converter 131 has a pair of switching elements 131a, 131b, 131c, 131d, 131e, and 131f corresponding to each of three phases: U phase, V phase, and W phase. have.

つまり、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１では、Ｕ相の一対のスイッチング素子１３１ａとスイッチング素子１３１ｂとが電気的に接続されており、スイッチング素子１３１ａがオン状態で、且つ、スイッチング素子１３１ｂがオフ状態の場合にＵ相の駆動電圧をハイレベルにし、スイッチング素子１３１ａがオフ状態で、且つ、スイッチング素子１３１ｂがオン状態の場合にＵ相の駆動電圧をローレベルにする。 That is, in the AC/DC converter 131, the pair of switching elements 131a and 131b of the U phase are electrically connected, and when the switching element 131a is in the on state and the switching element 131b is in the off state, The drive voltage of the U phase is set to a high level, and when the switching element 131a is in an off state and the switching element 131b is in an on state, the drive voltage of the U phase is set to a low level.

また、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１では、Ｖ相の一対のスイッチング素子１３１ｃとスイッチング素子１３１ｄとが電気的に接続されており、スイッチング素子１３１ｃがオン状態で、且つ、スイッチング素子１３１ｄがオフ状態の場合にＶ相の駆動電圧をハイレベルにし、スイッチング素子１３１ｃがオフ状態で、且つ、スイッチング素子１３１ｄがオン状態の場合にＶ相の駆動電圧をローレベルにする。 In addition, in the AC/DC converter 131, a pair of switching elements 131c and 131d of the V phase are electrically connected, and when the switching element 131c is in the on state and the switching element 131d is in the off state, The V-phase drive voltage is set to a high level, and the V-phase drive voltage is set to a low level when the switching element 131c is in an off state and the switching element 131d is in an on state.

更に、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１では、Ｗ相の一対のスイッチング素子１３１ｅとスイッチング素子１３１ｆとが電気的に接続されており、スイッチング素子１３１ｅがオン状態、且つ、スイッチング素子１３１ｆがオフ状態の場合にＷ相の駆動電圧をハイレベルにし、スイッチング素子１３１ｅがオフ状態、且つ、スイッチング素子１３１ｆがオン状態の場合にＷ相の駆動電圧をローレベルにする。 Furthermore, in the AC/DC converter 131, a pair of W-phase switching elements 131e and 131f are electrically connected, and when the switching element 131e is in the on state and the switching element 131f is in the off state, the W phase is The phase drive voltage is set to high level, and when the switching element 131e is in an off state and the switching element 131f is in an on state, the W phase drive voltage is set to a low level.

ここで、スイッチング素子１３１ａは、制御部１３２に電気的に接続された制御端子と、鉛バッテリ１０１の高電位側に電気的に接続された一方の入力端子と、スイッチング素子１３１ｂ及び三相交流始動発電機１１０の接続端子１１１ａに電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子１３１ａは、その制御端子に対して制御部１３２から印加される所定の制御信号に従って、オン／オフ動作し、それがオン状態のときは、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。 Here, the switching element 131a has a control terminal electrically connected to the control unit 132, one input terminal electrically connected to the high potential side of the lead battery 101, a switching element 131b, and a three-phase AC starter. and the other input terminal electrically connected to the connection terminal 111a of the generator 110. The switching element 131a is turned on/off in accordance with a predetermined control signal applied from the control unit 132 to its control terminal, and when it is in the on state, current is passed from one input terminal to the other input terminal. flows.

また、スイッチング素子１３１ｂは、制御部１３２に電気的に接続された制御端子と、スイッチング素子１３１ａ及び三相交流始動発電機１１０の接続端子１１１ａに電気的に接続された一方の入力端子と、鉛バッテリ１０１の低電位側に電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子１３１ｂは、その制御端子に対して制御部１３２から印加される所定の制御信号に従って、オン／オフ動作し、それがオン状態のときには、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。 The switching element 131b also has a control terminal electrically connected to the control unit 132, one input terminal electrically connected to the switching element 131a and the connection terminal 111a of the three-phase AC starter generator 110, and a lead terminal. and the other input terminal electrically connected to the low potential side of the battery 101. The switching element 131b is turned on/off in accordance with a predetermined control signal applied from the control unit 132 to its control terminal, and when it is in the on state, current flows from one input terminal to the other input terminal. flows.

また、スイッチング素子１３１ｃは、制御部１３２に電気的に接続された制御端子と、鉛バッテリ１０１の高電位側に電気的に接続された一方の入力端子と、スイッチング素子１３１ｄ及び三相交流始動発電機１１０の接続端子１１１ｂに電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子１３１ｃは、その制御端子に対して制御部１３２から印加される所定の制御信号に従って、オン／オフ動作し、それがオン状態のときには、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。 Further, the switching element 131c has a control terminal electrically connected to the control unit 132, one input terminal electrically connected to the high potential side of the lead battery 101, a switching element 131d, and a three-phase AC starting generator. and the other input terminal electrically connected to the connection terminal 111b of the machine 110. The switching element 131c operates on/off in accordance with a predetermined control signal applied from the control unit 132 to its control terminal, and when it is in the on state, current flows from one input terminal to the other input terminal. flows.

また、スイッチング素子１３１ｄは、制御部１３２に電気的に接続された制御端子と、スイッチング素子１３１ｃ及び三相交流始動発電機１１０の接続端子１１１ｂに電気的に接続された一方の入力端子と、鉛バッテリ１０１の低電位側に電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子１３１ｄは、その制御端子に対して制御部１３２から印加される所定の制御信号に従って、オン／オフ動作し、それがオン状態のときには、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。 The switching element 131d also has a control terminal electrically connected to the control unit 132, one input terminal electrically connected to the switching element 131c and the connection terminal 111b of the three-phase AC starter generator 110, and a lead terminal. and the other input terminal electrically connected to the low potential side of the battery 101. The switching element 131d is turned on/off in accordance with a predetermined control signal applied from the control unit 132 to its control terminal, and when it is in the on state, current flows from one input terminal to the other input terminal. flows.

また、スイッチング素子１３１ｅは、制御部１３２に電気的に接続された制御端子と、鉛バッテリ１０１の高電位側に電気的に接続された一方の入力端子と、スイッチング素子１３１ｆ及び三相交流始動発電機１１０の接続端子１１１ｃに電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子１３１ｅは、その制御端子に対して制御部１３２から印加される所定の制御信号に従って、オン／オフ動作し、それがオン状態のときには、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。 Furthermore, the switching element 131e has a control terminal electrically connected to the control unit 132, one input terminal electrically connected to the high potential side of the lead battery 101, a switching element 131f, and a three-phase AC starting generator. and the other input terminal electrically connected to the connection terminal 111c of the machine 110. The switching element 131e is turned on/off in accordance with a predetermined control signal applied from the control unit 132 to its control terminal, and when it is in the on state, current flows from one input terminal to the other input terminal. flows.

更に、スイッチング素子１３１ｆは、制御部１３２に電気的に接続された制御端子と、スイッチング素子１３１ｅ及び三相交流始動発電機１１０の接続端子１１１ｃに電気的に接続された一方の入力端子と、鉛バッテリ１０１の低電位側に電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子１３１ｆは、その制御端子に対して制御部１３２から印加される所定の制御信号に従って、オン／オフ動作し、それがオン状態のときには、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。 Furthermore, the switching element 131f has a control terminal electrically connected to the control unit 132, one input terminal electrically connected to the switching element 131e and the connection terminal 111c of the three-phase AC starter generator 110, and a lead terminal. and the other input terminal electrically connected to the low potential side of the battery 101. The switching element 131f is turned on/off in accordance with a predetermined control signal applied from the control unit 132 to its control terminal, and when it is in the on state, current flows from one input terminal to the other input terminal. flows.

ここで、制御部１３２は、位相センサ１０３が検出し三相交流始動発電機１１０のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各相に対応する回転子の回転位置に基づいて、スイッチング素子１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ、１３１ｅ及び１３１ｆの各々のオン状態とオフ状態とを切り替えるスイッチング制御を行う。 Here, the control unit 132 controls the switching elements 131a, 131b based on the rotational position of the rotor detected by the phase sensor 103 and corresponding to the U phase, V phase, and W phase of the three-phase AC starter generator 110. , 131c, 131d, 131e, and 131f are switched between on and off states.

典型的には、エンジン１の始動時以外の運転時において、制御部１３２は、三相交流始動発電機１１０の各相のコイルの通電タイミング（遅角量）と、位相センサ１０３が検出した三相交流始動発電機１１０のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各相に対応する回転子の回転位置の時間変化量である回転子の回転速度と、に基づいて鉛バッテリ１０１の充電状態を推定し、この推定結果に基づいてスイッチング素子１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ、１３１ｅ及び１３１ｆの各々のオン状態とオフ状態とを切り替えるスイッチング制御を行って三相交流始動発電機１１０を制御することにより、鉛バッテリ１０１を充電することになる。 Typically, when the engine 1 is operating other than when starting, the control unit 132 controls the energization timing (retard amount) of the coils of each phase of the three-phase AC starter generator 110 and the three-phase AC starter generator 110 that is detected by the phase sensor 103. The state of charge of the lead battery 101 is estimated based on the rotor rotational speed, which is the amount of time change in the rotational position of the rotor corresponding to each of the U-phase, V-phase, and W-phase of the phase AC starter generator 110. However, by controlling the three-phase AC starter generator 110 by performing switching control to switch each of the switching elements 131a, 131b, 131c, 131d, 131e, and 131f between the on state and the off state based on the estimation result, The lead battery 101 will be charged.

また、典型的には、エンジン１の始動時において、制御部１３２は、スタータスイッチ１０５がオン状態となってそれから送出されたエンジン１の始動指令信号が入力された際に三相交流始動発電機１１０の回転位置に基づきながら、三相交流始動発電機１１０に印加する駆動制御信号のデューティを制御するように、スイッチング素子１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ、１３１ｅ及び１３１ｆの各々のオン状態とオフ状態とを切り替えるスイッチング制御を行うことにより、三相交流始動発電機１１０の出力トルクを制御して、エンジン１のクランクシャフト７を回転させ、エンジン１の始動を制御する。この際、制御部１３２は、エンジン１を始動させるために、エンジン１を逆回転で回転させてから正回転で回転させるように三相交流始動発電機１１０の出力トルクを制御することになる。このように三相交流始動発電機１１０を逆回転で回転させることによりエンジン１を逆回転で回転させて一旦停止させる位置としては、エンジン１の動作サイクルの圧縮行程における典型的には圧縮上死点に近接した回転位置が好ましい。 Typically, when starting the engine 1, the control unit 132 controls the three-phase AC starting generator when the starter switch 105 is turned on and a starting command signal for the engine 1 is input. The on and off states of each of the switching elements 131a, 131b, 131c, 131d, 131e and 131f are controlled based on the rotational position of the three-phase AC starter generator 110 to control the duty of the drive control signal applied to the three-phase AC starter generator 110. By performing switching control to switch between the two, the output torque of the three-phase AC starter generator 110 is controlled, the crankshaft 7 of the engine 1 is rotated, and the starting of the engine 1 is controlled. At this time, in order to start the engine 1, the control unit 132 controls the output torque of the three-phase AC starter generator 110 so that the engine 1 is rotated in reverse rotation and then rotated in forward rotation. By rotating the three-phase AC starter generator 110 in the reverse direction, the engine 1 is rotated in the reverse direction and stopped once at a position typically at compression top dead during the compression stroke of the operating cycle of the engine 1. A rotational position close to the point is preferred.

また、制御部１３２は、スロットル開度センサ１０６によって検出されたスロットルバルブ１５の開度、クランク角センサ８によって検出されたクランクシャフト７の回転角度に基づいて算出されたエンジン回転数及び水温センサ４によって検出された冷却水の温度であるエンジン温度等に基づいて、エンジン１の運転状態を制御すると共に、エンジン１の自動停止処理及びその自動再始動処理を実行する。 The control unit 132 also controls the engine rotation speed calculated based on the opening of the throttle valve 15 detected by the throttle opening sensor 106, the rotation angle of the crankshaft 7 detected by the crank angle sensor 8, and the water temperature sensor 4. The operating state of the engine 1 is controlled based on the engine temperature, which is the temperature of the coolant detected by the engine, and automatic stop processing and automatic restart processing of the engine 1 are executed.

ここで、エンジン１の自動停止処理は、例えば、スロットル開度センサ１０６によって検出されたスロットルバルブ１５の開度が所定の停止閾値以下である状態が所定時間以上継続したというような所定の自動停止条件が満足されたと制御部１３２が判定した場合に、制御部１３２が、燃料噴射弁１４の燃料噴射動作を停止してエンジン１の燃焼室１０への燃料の供給を停止することによるエンジン１の運転の停止処理である。また、エンジン１の自動再始動処理は、エンジン１の自動停止処理でエンジン１が停止しているとき（エンジン１が惰性で回転しているときを含む）に、例えば、スロットル開度センサ１０６によって検出されたスロットルバルブ１５の開度が所定の始動閾値以上である状態となったというような所定の自動再始動条件が満足されたと制御部１３２が判定した場合に、制御部１３２が、エンジン１を逆回転で回転させてから正回転で回転させるように三相交流始動発電機１１０の出力トルクを制御しながら、燃料噴射弁１４の燃料噴射動作を再開してエンジン１の燃焼室１０への燃料の供給を再開すると共に、点火プラグ１１の点火動作も実行することによるエンジン１の運転の始動処理である。なお、エンジン１の自動停止処理では、燃料噴射弁１４の燃料噴射動作を停止してエンジン１の燃焼室１０への燃料の供給を停止すると共に、必要に応じて点火プラグ１１の点火動作を停止するものであってもよい。また、エンジン１の自動再始動処理では、所定の自動再始動条件が満足されたときに、点火プラグ１１の点火動作が停止されている場合にはそれを再開し、点火プラグ１１の点火動作が許可されている場合にはそれを維持することになる。また、所定の自動停止条件や所定の自動再始動条件には、車速に関する条件が含まれるものであってもよい。 Here, the automatic stop processing of the engine 1 is, for example, a predetermined automatic stop such as when the opening of the throttle valve 15 detected by the throttle opening sensor 106 continues to be below a predetermined stop threshold for a predetermined time or more. When the control unit 132 determines that the condition is satisfied, the control unit 132 controls the engine 1 by stopping the fuel injection operation of the fuel injection valve 14 and stopping the supply of fuel to the combustion chamber 10 of the engine 1. This is a process to stop the operation. Further, the automatic restart processing of the engine 1 is performed by, for example, using the throttle opening sensor 106 when the engine 1 is stopped due to the automatic stop processing of the engine 1 (including when the engine 1 is rotating due to inertia). When the control unit 132 determines that a predetermined automatic restart condition such as the detected opening degree of the throttle valve 15 is equal to or greater than a predetermined starting threshold is satisfied, the control unit 132 controls the engine 1 While controlling the output torque of the three-phase AC starter generator 110 so as to rotate in reverse rotation and then in forward rotation, the fuel injection operation of the fuel injection valve 14 is restarted to inject fuel into the combustion chamber 10 of the engine 1. This is a process for starting the operation of the engine 1 by restarting the supply of fuel and also executing the ignition operation of the spark plug 11. In addition, in the automatic stop processing of the engine 1, the fuel injection operation of the fuel injection valve 14 is stopped to stop the supply of fuel to the combustion chamber 10 of the engine 1, and the ignition operation of the spark plug 11 is stopped as necessary. It may be something that does. Furthermore, in the automatic restart processing of the engine 1, when a predetermined automatic restart condition is satisfied, the ignition operation of the spark plug 11 is restarted if it has been stopped, and the ignition operation of the spark plug 11 is restarted. If permitted, it will be maintained. Further, the predetermined automatic stop conditions and the predetermined automatic restart conditions may include conditions related to vehicle speed.

更に、制御部１３２は、エンジン１の自動停止処理で、エンジン１を自動停止させた後にエンジン１が惰性で回転している状態において、エンジン１の自動再始動処理で、エンジン１を自動再始動させる所定の自動再始動条件が成立し、かつエンジン１の回転数が所定のバックファイア領域（バックファイアが発生する可能性が高い領域）Ｒに入ったとき又はあるときには、三相交流始動発電機１１０でエンジン１を駆動すること及びエンジン１に対して燃料噴射で燃料を供給することを共に禁止した状態で、エンジン１の点火プラグ１１に点火火花を飛ばす制御を実行する。このように、三相交流始動発電機１１０でエンジン１を駆動すること及びエンジン１に対して燃料を供給することを共に禁止することにより、エンジン１のバックファイアの発生を抑制すると共に、点火プラグ１１に点火火花を飛ばすことにより、燃焼室１０の点火プラグ１１の近傍の温度が低下することを抑制し、エンジン１の自動再始動時における燃料への着火及びその燃焼を安定させることが可能となる。この際、制御部１３２は、エンジン１を自動再始動させる所定の自動再始動条件が成立した情報をメモリに記憶しておくことにより、再始動制御が実行されているときに、クランク角センサ８によって検出されたクランクシャフト７の回転角度に基づいて算出されたエンジン１の回転数が所定のバックファイア領域Ｒから脱した場合に、そのメモリに記憶されていた所定の自動再始動条件が成立した情報に基づいて、三相交流始動発電機１１０でエンジン１を駆動することを運転者の操作無しに許可するものであってもよい。これにより、エンジン１の回転数が所定のバックファイア領域Ｒから脱したときに、運転者が再度再始動のための操作を行わなくても、内燃機関を自動再始動させることが可能となる。 Furthermore, the control unit 132 automatically restarts the engine 1 in the automatic engine restart process in a state where the engine 1 is rotating due to inertia after the engine 1 is automatically stopped in the automatic engine stop process. When a predetermined automatic restart condition is established and the rotational speed of the engine 1 enters a predetermined backfire region (region where a backfire is likely to occur) R, the three-phase AC starter generator At step 110, control is executed to emit an ignition spark to the spark plug 11 of the engine 1 while both driving the engine 1 and supplying fuel to the engine 1 by fuel injection are prohibited. In this way, by prohibiting the three-phase AC starter generator 110 from driving the engine 1 and from supplying fuel to the engine 1, the occurrence of backfire in the engine 1 is suppressed, and the spark plug By sending an ignition spark to 11, it is possible to suppress a drop in the temperature near the ignition plug 11 in the combustion chamber 10, and to stabilize the ignition of the fuel and its combustion when automatically restarting the engine 1. Become. At this time, the control unit 132 stores in the memory information that a predetermined automatic restart condition for automatically restarting the engine 1 is satisfied, so that when the restart control is executed, the crank angle sensor 8 When the rotational speed of the engine 1 calculated based on the rotation angle of the crankshaft 7 detected by deviates from the predetermined backfire region R, the predetermined automatic restart condition stored in the memory is satisfied. Based on the information, driving the engine 1 with the three-phase AC starter generator 110 may be permitted without any operation by the driver. Thereby, when the rotational speed of the engine 1 moves out of the predetermined backfire region R, it becomes possible to automatically restart the internal combustion engine without the driver performing a restart operation again.

このような構成を有する車両制御装置１００は、以下に示すようなエンジン１の自動停止処理後の自動再始動処理を実行することにより、エンジン１の再始動時におけるバックファイアの抑制と、エンジン１の再始動時における着火及び燃焼の安定化、とを両立することを可能とする。以下、図３をも参照して、エンジン１の自動停止処理及びその後の自動再始動処理を実行する際の車両制御装置１００の動作について説明する。なお、エンジン１が完爆状態となる回転数に相当する回転数閾値ＮＥ１、バックファイア領域Ｒの上限のエンジン回転数に相当する回転数閾値ＮＥ２及びバックファイアの発生領域Ｒの下限のエンジン回転数の閾値ＮＥ３の各々値は、予めデータ化されてメモリ中に記憶されていたものを、制御部１１３２が読み出して用いる。 The vehicle control device 100 having such a configuration suppresses backfire when restarting the engine 1 and suppresses engine 1 by executing automatic restart processing after automatic stop processing of the engine 1 as described below. This makes it possible to achieve both ignition and combustion stabilization when restarting the engine. The operation of vehicle control device 100 when executing automatic stop processing and subsequent automatic restart processing of engine 1 will be described below with reference to FIG. 3 as well. Note that a rotation speed threshold NE1 corresponds to the rotation speed at which the engine 1 reaches a complete explosion state, a rotation speed threshold NE2 corresponds to the upper limit engine rotation speed of the backfire region R, and the lower limit engine rotation speed of the backfire generation region R. Each of the threshold values NE3 is previously converted into data and stored in a memory, and the control unit 1132 reads and uses the value.

図３に示すように、まず、時刻ｔ０において、運転者の操作によりスタータスイッチ１０５がオン状態とされることに伴い、制御部１３２は、三相交流始動発電機（発電電動機）１１０の逆転駆動（逆回転で駆動すること）を開始して、エンジン１の逆転駆動を開始する。この際、点火プラグ１１の点火動作は、許可され、燃料噴射弁１４の燃料噴射動作は、禁止され、デコンプレッション機構は、作動されている。また、スロットルバルブ１５は、閉じられた状態であって、スロットル開度は、ゼロである。 As shown in FIG. 3, first, at time t0, the starter switch 105 is turned on by the driver's operation, and the control unit 132 reversely drives the three-phase AC starter generator (generator motor) 110. (driving in reverse rotation) and starts driving the engine 1 in reverse rotation. At this time, the ignition operation of the spark plug 11 is permitted, the fuel injection operation of the fuel injection valve 14 is prohibited, and the decompression mechanism is operated. Further, the throttle valve 15 is in a closed state, and the throttle opening is zero.

次に、時刻ｔ１において、制御部１３２は、三相交流始動発電機１１０の正転駆動（正回転で駆動すること）を開始して、エンジン１の正転駆動を開始する。この際、点火プラグ１１の点火動作は、許可された状態が維持され、燃料噴射弁１４の燃料噴射動作は、禁止された状態が維持され、デコンプレッション機構は、作動された状態が維持されている。また、スロットルバルブ１５は、閉じられた状態が維持されている。 Next, at time t1, the control unit 132 starts driving the three-phase AC starter generator 110 in normal rotation (driving in the normal rotation), and starts driving the engine 1 in normal rotation. At this time, the ignition operation of the spark plug 11 is maintained in a permitted state, the fuel injection operation of the fuel injection valve 14 is maintained in a prohibited state, and the decompression mechanism is maintained in an activated state. There is. Further, the throttle valve 15 is maintained in a closed state.

次に、時刻ｔ２において、エンジン１の回転数が、エンジン１が完爆状態となる回転数に相当する回転数閾値ＮＥ１に到達するため、制御部１３２は、三相交流始動発電機１１０の正転駆動を停止すると共に、燃料噴射弁１４からの燃料噴射を許可する。この際、点火プラグ１１の点火動作は、許可された状態が維持されているが、デコンプレッション機構は、非作動の状態に変更されている。また、スロットルバルブ１５は、閉じられた状態が維持されている。 Next, at time t2, the rotation speed of the engine 1 reaches the rotation speed threshold NE1 corresponding to the rotation speed at which the engine 1 reaches a complete explosion state, so the control unit 132 controls the rotation speed of the three-phase AC starter generator 110. The rotation drive is stopped and fuel injection from the fuel injection valve 14 is permitted. At this time, the ignition operation of the spark plug 11 is maintained in a permitted state, but the decompression mechanism is changed to a non-operating state. Further, the throttle valve 15 is maintained in a closed state.

次に、時刻ｔ３において、スロットルバルブ１５は、閉じられたまま、つまりスロットル開度は、ゼロのままであるので、スロットル開度が所定時間継続してゼロであるという所定のアイドルストップ条件（エンジン１の自動停止条件）が成立するため、制御部１３２は、燃料噴射弁１４からの燃料噴射を禁止する。この際、点火プラグ１１の点火動作は、許可された状態が維持され、デコンプレッション機構は、非作動の状態に維持され、三相交流始動発電機１１０の駆動は、停止された状態に維持されている。また、スロットルバルブ１５は、閉じられた状態が維持されている。この後、エンジン１は、惰性で回転を続けていき、その回転数は、徐々に低下していく。 Next, at time t3, the throttle valve 15 remains closed, that is, the throttle opening remains zero, so the predetermined idle stop condition (engine Since the automatic stop condition 1) is satisfied, the control unit 132 prohibits fuel injection from the fuel injection valve 14. At this time, the ignition operation of the spark plug 11 is maintained in a permitted state, the decompression mechanism is maintained in an inactive state, and the drive of the three-phase AC starter generator 110 is maintained in a stopped state. ing. Further, the throttle valve 15 is maintained in a closed state. After this, the engine 1 continues to rotate due to inertia, and its rotational speed gradually decreases.

次に、時刻ｔ４において、エンジン１の回転数は、バックファイア領域Ｒの上限のエンジン回転数に相当する回転数閾値ＮＥ２に到達する。この際、点火プラグ１１の点火動作は、許可された状態が維持され、燃料噴射弁１４の燃料噴射動作は、禁止された状態が維持され、デコンプレッション機構は、非作動の状態が維持され、三相交流始動発電機１１０の駆動は、停止された状態に維持されている。また、スロットルバルブ１５は、閉じられた状態から開けられた状態に変わろうとしている。 Next, at time t4, the rotation speed of the engine 1 reaches a rotation speed threshold NE2 corresponding to the upper limit engine rotation speed of the backfire region R. At this time, the ignition operation of the spark plug 11 is maintained in a permitted state, the fuel injection operation of the fuel injection valve 14 is maintained in a prohibited state, and the decompression mechanism is maintained in an inactive state, The drive of the three-phase AC starter generator 110 is maintained in a stopped state. Further, the throttle valve 15 is about to change from a closed state to an open state.

次に、時刻ｔ５において、エンジン１が惰性回転を継続してそのエンジン回転数が低下する中、運転者の操作によりスロットルバルブ１５が開けられ、スロットル開度が閾値ＴＨ１に到達することで、スロットル開度が所定開度以上というエンジン１の自動再始動条件が成立する。この際、点火プラグ１１の点火動作は、許可された状態が維持され、燃料噴射弁１４の燃料噴射動作は、禁止された状態が維持され、デコンプレッション機構は、非作動の状態が維持され、三相交流始動発電機１１０の駆動は、停止された状態に維持されている。 Next, at time t5, while the engine 1 continues to rotate by inertia and its engine speed decreases, the throttle valve 15 is opened by the driver's operation, and when the throttle opening reaches the threshold value TH1, the throttle valve 15 is opened. The condition for automatically restarting the engine 1 is satisfied that the opening degree is equal to or greater than the predetermined opening degree. At this time, the ignition operation of the spark plug 11 is maintained in a permitted state, the fuel injection operation of the fuel injection valve 14 is maintained in a prohibited state, and the decompression mechanism is maintained in an inactive state, The drive of the three-phase AC starter generator 110 is maintained in a stopped state.

次に、時刻ｔ６において、エンジン１の回転数は、バックファイア領域Ｒの下限のエンジン回転数に相当する回転数閾値ＮＥ３に到達するため、制御部１３２は、三相交流始動発電機１１０の正転駆動を開始して、エンジン１の正転駆動を開始する。この際、点火プラグ１１の点火動作は、許可された状態が維持され、燃料噴射弁１４の燃料噴射動作は、禁止された状態が維持され、デコンプレッション機構は、非作動の状態が維持されている。 Next, at time t6, the rotation speed of the engine 1 reaches the rotation speed threshold NE3 corresponding to the lower limit engine rotation speed of the backfire region R, so the control unit 132 controls the rotation speed of the three-phase AC starter generator 110. The rotation drive is started, and the normal rotation drive of the engine 1 is started. At this time, the ignition operation of the spark plug 11 is maintained in a permitted state, the fuel injection operation of the fuel injection valve 14 is maintained in a prohibited state, and the decompression mechanism is maintained in an inactive state. There is.

ここで、制御部１３２は、時刻ｔ５で、かかる自動再始動条件が成立したことを予めメモリに記憶しておくことで、時刻ｔ６以降で、運転者が再度スロットルバルブ１５を開けてエンジン１の自動再始動条件を満足させる操作をしなくても、自動的に三相交流始動発電機１１０の正転駆動を開始することが可能となり、運転者にとって利便性が向上する。 Here, the control unit 132 stores in advance that the automatic restart condition has been satisfied at time t5, so that after time t6, the driver opens the throttle valve 15 again to restart the engine 1. It becomes possible to automatically start normal rotation drive of the three-phase AC starter generator 110 without performing an operation to satisfy the automatic restart condition, improving convenience for the driver.

次に、時刻ｔ７において、再度、エンジン回転数が、エンジン１が完爆状態となる回転数に相当する閾値ＮＥ１に到達するため、制御部１３２は、三相交流始動発電機１１０の正転駆動を停止し、燃料噴射弁１４からの燃料噴射を許可する。 Next, at time t7, the engine speed again reaches the threshold value NE1 corresponding to the speed at which the engine 1 reaches a complete explosion state, so the control unit 132 drives the three-phase AC starter generator 110 in the normal rotation. is stopped, and fuel injection from the fuel injection valve 14 is permitted.

このように、エンジン１の自動停止条件が成立した時刻ｔ３の後に、エンジン１の回転数がバックファイア領域Ｒにある時刻ｔ４から時刻ｔ６の期間中で、時刻ｔ５において、エンジン１の自動再始動条件が満足された場合であっても、エンジン１の回転数がバックファイア領域Ｒを抜けるまでは、燃料噴射弁１４の燃料噴射動作が禁止された状態に維持され、かつ点火プラグ１１の点火動作が許可された状態に維持されているため、エンジン１の自動再始動時に、バックファイアの抑制と、燃料への着火及びその燃焼の安定化、とを両立させることが可能となる。 In this way, after the time t3 when the automatic stop condition for the engine 1 is satisfied, the engine 1 is automatically restarted at the time t5 during the period from time t4 to time t6 when the rotation speed of the engine 1 is in the backfire region R. Even if the conditions are satisfied, until the rotation speed of the engine 1 passes through the backfire region R, the fuel injection operation of the fuel injection valve 14 is maintained in a prohibited state, and the ignition operation of the spark plug 11 is prohibited. is maintained in a permitted state, so that when the engine 1 is automatically restarted, it is possible to simultaneously suppress backfire and stabilize the ignition of the fuel and its combustion.

以上のように、本実施形態における車両制御装置１００では、内燃機関１が自動停止された後に内燃機関１が惰性で回転している状態で、内燃機関１を自動再始動させる所定の再始動条件が成立し、かつ内燃機関１の回転数が所定のバックファイア領域Ｒにあるときに、制御部１３２が、電動機１１０で内燃機関１を駆動すること及び内燃機関１に対して燃料を供給することを禁止することにより、バックファイアが抑制される。この際併せて、制御部１３２が、内燃機関１の点火栓１１から点火火花を飛ばさせることにより、燃焼室１０の点火栓１１近傍の温度が低下することが抑制され、内燃機関１の自動再始動時における燃料への着火及びその燃焼を安定させることができる。つまり、これにより、内燃機関１の自動再始動時に、バックファイアの抑制と、燃料への着火及びその燃焼の安定化、とを両立させることができる。 As described above, in the vehicle control device 100 according to the present embodiment, predetermined restart conditions are set for automatically restarting the internal combustion engine 1 while the internal combustion engine 1 is rotating due to inertia after the internal combustion engine 1 is automatically stopped. is established and the rotational speed of the internal combustion engine 1 is in a predetermined backfire region R, the control unit 132 drives the internal combustion engine 1 with the electric motor 110 and supplies fuel to the internal combustion engine 1. By prohibiting backfires, backfires are suppressed. At this time, the control unit 132 causes the ignition spark to fly from the ignition plug 11 of the internal combustion engine 1, thereby suppressing a decrease in the temperature near the ignition plug 11 in the combustion chamber 10, and automatically restarting the internal combustion engine 1. It is possible to stabilize the ignition of fuel and its combustion during startup. That is, as a result, when the internal combustion engine 1 is automatically restarted, it is possible to simultaneously suppress backfire and stabilize the ignition of the fuel and its combustion.

また、本実施形態における車両制御装置１００では、内燃機関１が自動停止された後に内燃機関１が惰性で回転している状態で、内燃機関１を自動再始動させる所定の再始動条件が成立し、かつ内燃機関１の回転数が所定のバックファイア領域Ｒに入った後でその領域Ｒから脱した際に、運転者が再度再始動のための操作を行わなくても、内燃機関１を自動再始動させることができ、運転者の利便性を向上させることができる。 Furthermore, in the vehicle control device 100 according to the present embodiment, a predetermined restart condition for automatically restarting the internal combustion engine 1 is satisfied while the internal combustion engine 1 is rotating due to inertia after the internal combustion engine 1 is automatically stopped. , and when the rotational speed of the internal combustion engine 1 enters a predetermined backfire region R and then exits the predetermined backfire region R, the internal combustion engine 1 is automatically started without the driver performing an operation to restart the engine. The engine can be restarted, improving convenience for the driver.

なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。 The present invention is not limited to the types, shapes, arrangements, numbers, etc. of the members, and the gist of the invention may be modified by appropriately replacing the constituent elements with those having equivalent effects. Of course, changes can be made as appropriate without departing from the above.

以上のように、本発明は、内燃機関の再始動時におけるバックファイアの抑制と、内燃機関の再始動時における着火及び燃焼の安定化、とを両立することが可能な車両制御装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から自動車に広く適用され得るものと期待される。 As described above, the present invention provides a vehicle control device that is capable of both suppressing backfire when restarting an internal combustion engine and stabilizing ignition and combustion when restarting the internal combustion engine. It is expected that it will be widely applicable to automobiles due to its general and universal characteristics.

１…エンジン
２…シリンダブロック
３…冷却水通路
４…水温センサ
５…ピストン
６…コンロッド
７…クランクシャフト
８…クランク角センサ
９…シリンダヘッド
１０…燃焼室
１１…点火プラグ
１２…吸気通路
１３…吸気バルブ
１４…燃料噴射弁
１５…スロットルバルブ
１６…排気通路
１７…排気バルブ
１００…車両制御装置
１０１…鉛バッテリ
１０２…負荷
１０３…位相センサ
１０５…スタータスイッチ
１０６…スロットル開度センサ
１１０…発電電動機（三相交流始動発電機）
１１０ａ…Ｕ相のコイル
１１０ｂ…Ｖ相のコイル
１１０ｃ…Ｗ相のコイル
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ…接続端子
１３０…ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）
１３１…ＡＣ（ＡｌｔｅｒｎａｔｅＣｕｒｒｅｎｔ）／ＤＣ（ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ）コンバータ
１３１ａ、１３１ｂ…Ｕ相のスイッチング素子
１３１ｃ、１３１ｄ…Ｖ相のスイッチング素子
１３１ｅ、１３１ｆ…Ｗ相のスイッチング素子
１３２…制御部
ＥＭ…排気管
ＩＭ…吸気管 1... Engine 2... Cylinder block 3... Cooling water passage 4... Water temperature sensor 5... Piston 6... Connecting rod 7... Crankshaft 8... Crank angle sensor 9... Cylinder head 10... Combustion chamber 11... Spark plug 12... Intake passage 13... Intake Valve 14... Fuel injection valve 15... Throttle valve 16... Exhaust passage 17... Exhaust valve 100... Vehicle control device 101... Lead battery 102... Load 103... Phase sensor 105... Starter switch 106... Throttle opening sensor 110... Generator motor (3)... Phase AC starter generator)
110a... U-phase coil 110b... V-phase coil 110c... W-phase coil 111a, 111b, 111c... Connection terminal 130... ECU (Electronic Control Unit)
131...AC (Alternate Current)/DC (Direct Current) converter 131a, 131b...U phase switching element 131c, 131d...V phase switching element 131e, 131f...W phase switching element 132...Control unit EM...Exhaust pipe IM …Intake pipe

Claims

The control unit includes a control unit capable of automatically stopping the internal combustion engine by stopping the supply of fuel to the internal combustion engine of the vehicle, and automatically restarting the internal combustion engine by driving the internal combustion engine with an electric motor. A vehicle control device,
When the internal combustion engine is rotating due to inertia after the internal combustion engine is automatically stopped, a predetermined restart condition for automatically restarting the internal combustion engine is satisfied, and the rotational speed of the internal combustion engine is reduced to a predetermined back-up. When in the fire region, the control unit prevents the electric motor from driving the internal combustion engine and from supplying the fuel to the internal combustion engine, and generates an ignition spark from the ignition plug of the internal combustion engine. A vehicle control device characterized in that it executes control to fly a vehicle.

When the rotation speed of the internal combustion engine is out of the predetermined backfire region while the control is being executed, the control unit may permit the electric motor to drive the internal combustion engine. The vehicle control device according to claim 1, characterized in that: