JP2007239584A - STARTING DEVICE AND STARTING METHOD FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Abstract
【課題】 アイドルストップ後などに、スタータモータを使用せずに、燃焼により始動させる。
【解決手段】 エンジン始動時に、膨張行程で停止している気筒に対し、燃料を供給すると共に点火を行って燃焼させ、燃焼によりエンジンの回転を開始させる。かかる燃焼始動の所定の期間、燃焼による回転の反力を低減する。具体的には、自動変速機にてDレンジのときに締結される締結要素を切り離す。また、デコンプ装置により、エンジンの圧縮行程反力を低減する。所定期間経過後は、前記締結要素を即座に締結するが、締結に備え、エンジン停止時よりライン圧保持機構により締結用のライン圧を確保する。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To start by combustion without using a starter motor after idle stop or the like.
SOLUTION: When starting an engine, fuel is supplied to a cylinder that is stopped in an expansion stroke, and ignition is performed to burn the cylinder, and engine rotation is started by combustion. During a predetermined period of such combustion start, the reaction force of rotation due to combustion is reduced. Specifically, the fastening element that is fastened in the D range is disconnected by the automatic transmission. In addition, the decompression device reduces the compression stroke reaction force of the engine. After the predetermined period, the fastening element is immediately fastened. In preparation for fastening, the fastening line pressure is secured by the line pressure holding mechanism from the time of engine stop.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、始動時に、膨張行程で停止している気筒に対し燃料を供給すると共に点火を行って、燃焼により機関の回転を開始させる内燃機関の始動装置及び始動方法に関する。 The present invention relates to a starting device and a starting method for an internal combustion engine that starts a rotation of an engine by combustion by supplying fuel and igniting a cylinder that is stopped in an expansion stroke at the time of starting.
従来、内燃機関の始動装置として、特許文献1に記載されているように、膨張行程(ピストンの上死点後であって排気行程前)で停止している気筒を判別し、判別された気筒に対し、燃料を供給すると共に点火を行って、燃焼により発生するトルクで機関の回転を開始させることにより、スタータモータを使用せずに機関を始動(燃焼始動若しくはスタータレス始動)させるものが知られている。
しかしながら、燃焼による発生トルクに対し、各種のフリクショントルク(自動変速機でのフリクショントルク、機関の圧縮行程反力によるフリクショントルク、機関の補機負荷によるフリクショントルク)が存在し、燃焼による回転の反力となるため、始動性の確保が現実的には難しいという問題点があった。
本発明は、このような実状に鑑み、燃焼始動時の始動性更には発進性を向上させることを目的とする。
However, there are various types of friction torque (friction torque in an automatic transmission, friction torque due to engine compression stroke reaction, friction torque due to engine auxiliary load) against the torque generated by combustion. Therefore, there is a problem that it is difficult to secure startability in practice.
In view of such a situation, the present invention has an object of improving startability and startability at the time of combustion start.
このため、本発明では、燃焼始動時に、所定の期間、燃焼による回転の反力を低減する構成とする。 For this reason, in this invention, it is set as the structure which reduces the reaction force of the rotation by combustion for a predetermined period at the time of combustion start.
本発明によれば、所定の期間、燃焼による回転の反力を低減することで、燃焼始動時の始動確率を大幅に向上させることができる。 According to the present invention, the start probability at the start of combustion can be significantly improved by reducing the reaction force of rotation due to combustion for a predetermined period.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の一実施形態を示す自動車用内燃機関(エンジン)のシステム図である。
エンジン1の吸気通路2には、吸入空気量を制御する電制スロットル弁3が設置されている。電制スロットル弁3は、エンジンコントロールユニット(以下ECUという)20からの信号により作動するステップモータ等により開度制御される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system diagram of an automobile internal combustion engine (engine) showing an embodiment of the present invention.
In the
エンジン1の燃焼室4には、燃料噴射弁5と点火プラグ6とが設けられている。
燃料噴射弁5は、ECU20からエンジン回転に同期して出力される噴射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所定圧力に調圧された燃料を噴射するようになっている。
燃焼室4内に噴射された燃料は混合気を形成し、ECU20からの点火信号に基づき、点火プラグ6により点火されて燃焼する。
The
The
The fuel injected into the
また、吸気バルブ7と排気バルブ8とのうち、少なくとも吸気バルブ7には、そのバルブタイミングを変化させることができるバルブタイミング可変機構(VTC)9が設けられ、ECU20からの信号によりバルブタイミングを制御可能となっている。
エンジン1の排気通路10には、排気浄化触媒11が設けられている。
ECU20には、クランク角センサ21からの信号が入力されている。ここで、クランク角センサ21は、クランク軸及びカム軸の回転を検知するように設けられていて、気筒判別(膨張行程気筒の判別)と、クランク角位置(膨張行程気筒のクランク角度)の検出とが可能であり、また、エンジン回転数Neを検出可能である。また、ここで用いるクランク角センサ21は、エンジン停止時の揺り戻しを含め、逆転を検知できるものであり、またエンジン停止時の情報をバックアップメモリに記憶することで、始動前から気筒判別とクランク角位置の検出とが可能である。
Of the intake valve 7 and the exhaust valve 8, at least the intake valve 7 is provided with a variable valve timing mechanism (VTC) 9 that can change the valve timing, and the valve timing is controlled by a signal from the
An exhaust purification catalyst 11 is provided in the
A signal from the
また、ECU20には、アクセル開度APOを検出するアクセルペダルセンサ22、吸入空気量Qaを検出するエアフローメータ23、エンジン冷却水温Twを検出する水温センサ24からの信号が入力され、更にブレーキペダルの踏み込み操作によりONとなるブレーキスイッチ25からの信号なども入力されている。
ECU20は、これらの入力信号より検出されるエンジン運転条件に基づいて、電制スロットル弁3の開度、燃料噴射弁5の燃料噴射時期及び燃料噴射量、点火プラグ6の点火時期、吸気バルブ7(及び排気バルブ8)のバルブタイミングを制御する。
Further, the
Based on the engine operating conditions detected from these input signals, the
このエンジン1の出力軸12は、自動変速機30に接続される。
図2は自動変速機の内部結合図(スケルトン図)である。これは、5速ATの例で、3列(フロント、ミッド、リア)の遊星歯車と、各種締結要素(クラッチC及びブレーキB)とを組み合わせて、前進5速、後退1速の自動変速となるように構成したものである。図3は図2の構成での作動表である。
The
FIG. 2 is an internal connection diagram (skeleton diagram) of the automatic transmission. This is an example of a 5-speed AT, and a combination of planetary gears in 3 rows (front, mid, rear) and various fastening elements (clutch C and brake B) It is comprised so that it may become. FIG. 3 is an operation table in the configuration of FIG.
図1に戻って、自動変速機30の各種締結要素の制御は、自動変速機コントロールユニット(以下ATCUという)40によりなされ、ATCU40には、シフトセレクタのシフト位置(P、R、N、D)を検出するシフト位置センサ41、車速VSPを検出する車速センサ42からの信号が入力されている。また、ATCU40には、自動変速機30のライン圧を検出するライン圧センサ43からの信号なども入力されている。
Returning to FIG. 1, various fastening elements of the
また、ECU20とATCU40とは通信線44により接続されており、互いに情報を送受信可能である。
ATCU40は、シフト位置センサ41により検出されるシフト位置に基づき、また、走行レンジ(Dレンジ)では、アクセル開度APOと車速VSPとに基づいて変速段(1〜5速)を設定して、自動変速機30の各種締結要素を制御する。
Moreover, ECU20 and ATCU40 are connected by the
The ATCU 40 sets a gear position (1 to 5 speeds) based on the shift position detected by the
また、エンジン1には、スタータモータ13が備えられ、そのピニオンギア14をエンジン1側のリングギア15に噛み合わせた状態で、スタータモータ13を作動させることにより、クランキングによる始動が可能である。尚、スタータモータ13は、エンジン停止状態でエンジン1側のリングギア15と噛み合うことができ、エンジン1側の回転によりスタータモータ13のロータは回転しない機構(エンジン側から駆動されても空転する機構)を有する。
Further, the
また、自動変速機30には、ライン圧保持機構32が備えられる。ライン圧保持機構32は、エンジン停止時にライン圧の回路を閉じた系とする(ドレイン側をバルブで閉止する)ことで、始動時までライン圧を保持する機構である。尚、このライン圧保持機構に変えて、始動時にライン圧を急速に立ち上げることのできる電動オイルポンプを用いるようにしてもよい。
Further, the
次にECU20とATCU40との協調制御としてなされるアイドルストップ制御及びその解除時の燃焼始動制御について説明する。
アイドルストップ制御は、所定のアイドルストップ条件(エンジンがアイドル状態で、車両が停止しているとき)にて、エンジンを停止させ、所定のアイドルストップ解除条件(ドライバーの発進意図を検知したとき)にて、エンジンを始動させる。
Next, idle stop control performed as cooperative control between the
In the idle stop control, the engine is stopped under a predetermined idle stop condition (when the engine is in an idle state and the vehicle is stopped), and the predetermined idle stop release condition (when the driver's intention to start) is detected. Start the engine.
本実施形態では、かかるアイドルストップからの始動に際して、燃焼始動を行うようにしており、かかる制御について、図4〜図6のフローチャートにより説明する。
図4はアイドルストップ制御のフローチャートである。
S1では、エンジン運転中に、アイドルストップ条件が成立したか否かを判定する。アイドルストップ条件とは、エンジンがアイドル状態(アクセル開度APO=0)にあり、ブレーキONで、車両が停止している状態(車速VSP=0)とする。
In this embodiment, when starting from such an idle stop, combustion start is performed, and this control will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
FIG. 4 is a flowchart of idle stop control.
In S1, it is determined whether an idle stop condition is satisfied during engine operation. The idle stop condition is a state in which the engine is in an idle state (accelerator opening APO = 0), the brake is on, and the vehicle is stopped (vehicle speed VSP = 0).
アイドルストップ条件が成立した場合は、S2へ進む。
S2では、アイドルストップ解除時の燃焼始動に備え、次の(1)、(2)の処理を行う。
(1)自動変速機がDレンジのときに締結される締結要素(以下Dレンジクラッチ要素という)を切り離す。具体的には、Dレンジの1速にて締結されるハイ&ローリバースクラッチ(H&LR/C)、フロントブレーキ(Fr/B)、ローコーストブレーキ(LC/B)を切り離す(図2、図3参照)。
If the idle stop condition is satisfied, the process proceeds to S2.
In S2, the following processes (1) and (2) are performed in preparation for the combustion start at the time of releasing the idle stop.
(1) A fastening element (hereinafter referred to as a D range clutch element) that is fastened when the automatic transmission is in the D range is disconnected. Specifically, the high & low reverse clutch (H & LR / C), front brake (Fr / B), and low coast brake (LC / B) that are engaged at the first speed of the D range are disconnected (FIGS. 2 and 3). reference).
(2)デコンプ装置としてバルブタイミング可変機構(VTC)を用い、デコンプをセットする。具体的には、吸気バルブの閉時期を圧縮行程中期まで遅らせておく。燃焼始動時にエンジンの圧縮行程反力を低減するためである。
S3では、エンジン停止指令を発する。これにより、燃料噴射及び点火が停止されて、エンジンが停止する。
(2) A variable valve timing mechanism (VTC) is used as a decompression device, and decompression is set. Specifically, the closing timing of the intake valve is delayed until the middle of the compression stroke. This is to reduce the compression stroke reaction force of the engine at the start of combustion.
In S3, an engine stop command is issued. Thereby, fuel injection and ignition are stopped, and the engine is stopped.
S4では、エンジン停止指令の後、ATライン圧をモニタし、ライン圧が次回の発進に必要な圧力aより低下した場合に、S5へ進んで、ライン圧保持機構を作動させる。
図5は図4でのエンジン停止指令後制御(S4、S5)と並行して実施されるエンジン停止指令後制御のフローチャートである。
S11では、エンジン停止指令後、所定時間b経過したか否かを判定し、経過した場合にS12へ進む。エンジンの停止を確認するためである。
In S4, after the engine stop command, the AT line pressure is monitored, and when the line pressure falls below the pressure a necessary for the next start, the process proceeds to S5 to activate the line pressure holding mechanism.
FIG. 5 is a flowchart of the engine stop command post-control executed in parallel with the engine stop command post-control (S4, S5) in FIG.
In S11, it is determined whether or not a predetermined time b has elapsed after the engine stop command. This is to confirm that the engine has stopped.
S12では、スタータアシスト始動を行う場合の準備のため、スタータモータのピニオンギアをエンジン側のリングギアへ飛び込ませる。そして、S13へ進んで、エンジン始動に備えて待機する。
図6はアイドルストップからの燃焼始動制御のフローチャートである。また、図7はタイミングチャートである。
In S12, the pinion gear of the starter motor jumps into the ring gear on the engine side in preparation for starter assist start. And it progresses to S13 and waits in preparation for engine starting.
FIG. 6 is a flowchart of the combustion start control from the idle stop. FIG. 7 is a timing chart.
S21では、アイドルストップ解除条件として、ブレーキOFFとなったか、すなわちドライバーの発進意図を検知したかを判定し、ブレーキOFF(発進意図検知)の場合にS22へ進む。
S22では、エンジン始動指令を発し、燃焼始動を行わせる。
すなわち、膨張行程で停止している気筒に対し、燃料噴射弁より燃料を噴射供給すると共に、点火プラグにより点火を行って燃焼させ、エンジンの回転を開始させる。
In S21, it is determined whether the brake has been turned off as the idle stop release condition, that is, whether the driver's intention to start has been detected. If the brake is OFF (start intention detection), the process proceeds to S22.
In S22, an engine start command is issued to start combustion.
That is, fuel is injected and supplied from the fuel injection valve to the cylinders stopped in the expansion stroke, and the ignition plug is ignited and burned to start the rotation of the engine.
例えば6気筒エンジンの場合、エンジン停止状態では、気筒間のモーメントのバランスにより、1つの気筒が膨張行程のATDC60°で停止し、次の気筒は圧縮行程のBTDC60°で停止し、更に次の気筒は圧縮行程開始点のBDC(BTDC180°)で停止している。
よって、膨張行程のATDC60°で停止している気筒を#1気筒、圧縮行程のBTDC60°で停止している気筒を#2気筒、圧縮行程開始点のBDCで停止している気筒を#3気筒とすると、先ず、膨張行程で停止している#1気筒に対し、燃料を噴射供給すると共に、点火を行って燃焼させ、1発目のトルクを得る。
For example, in the case of a six-cylinder engine, when the engine is stopped, one cylinder stops at the ATDC 60 ° during the expansion stroke, and the next cylinder stops at the BTDC 60 ° during the compression stroke due to the balance of moments between the cylinders. Stops at the BDC (BTDC 180 °) at the compression stroke start point.
Therefore, the cylinder stopped at the ATDC 60 ° during the expansion stroke is the # 1 cylinder, the cylinder stopped at the BTDC 60 ° during the compression stroke is the # 2 cylinder, and the cylinder stopped at the BDC at the compression stroke starting point is the # 3 cylinder. Then, first, fuel is injected and supplied to the # 1 cylinder stopped in the expansion stroke, and ignition is performed for combustion to obtain the first torque.
その後、次の#2気筒に対し、適当なタイミングで燃料を噴射供給すると共に、TDC付近で点火を行って燃焼させ、2発目のトルクを得る。この気筒は圧縮行程の途中から始まるため、2発目は1発目より大きなトルクが得られる。
その後、次の#3気筒に対し、適当なタイミングで燃料を噴射供給すると共に、TDC付近で点火を行って燃焼させ、3発目のトルクを得る。この気筒は吸気下死点から始まるため、吸入空気量が最大となり、3発目は2発目より大きな略通常のトルクが得られる。すなわち、始動時に燃焼による回転に対する反力を低減する所定の期間は、吸気下死点近傍から圧縮を開始する気筒が、燃焼する時期(あるいは、後述するように当該気筒が確実に燃焼を行うことになるであろうことが確認できる時期)までと考えることができる。
Thereafter, fuel is injected and supplied to the
Thereafter, fuel is injected and supplied to the
かかる燃焼始動の間、自動変速機がDレンジのときに締結される締結要素は切り離されているので、自動変速機によるフリクショントルクを低減できる。また、デコンプがセットされているので、エンジンの圧縮行程反力によるフリクショントルクを低減できる。また、エンジン始動指令に際し、オルタネータ(ALT)の発電を禁止し、更に、その他の補機(油圧式パワーステアリングのポンプ、エアコン、エンジンオイルポンプなど)の作動を禁止することで、これらの補機負荷によるフリクショントルクを低減することができる。よって、燃焼による回転の反力を低減することができ、燃焼始動の始動確率を高めることができる。 During the combustion start, since the fastening element that is fastened when the automatic transmission is in the D range is disconnected, the friction torque by the automatic transmission can be reduced. In addition, since the decompression is set, the friction torque due to the compression stroke reaction force of the engine can be reduced. In addition, when an engine start command is issued, power generation by the alternator (ALT) is prohibited, and the operation of other auxiliary machines (hydraulic power steering pump, air conditioner, engine oil pump, etc.) is prohibited. The friction torque due to the load can be reduced. Therefore, the reaction force of rotation due to combustion can be reduced, and the start probability of combustion start can be increased.
また、かかる燃焼始動の間、膨張行程TDCカウンタ(気筒判別カウンタ)と膨張行程クランク角度とに基づいて、S23以降の制御が行われる。
尚、膨張行程クランク角度は、膨張行程にある気筒のTDCからのクランク角度をカウントしており、新たに膨張行程を迎える気筒のTDCでリセットされる。また、膨張行程TDCカウンタは、新たに膨張行程を迎える気筒のTDCでカウントアップされるもので、最初は0(#1気筒を示す)であり、#2気筒のTDCで1、#3気筒のTDCで2となる。
Further, during the combustion start, the control after S23 is performed based on the expansion stroke TDC counter (cylinder discrimination counter) and the expansion stroke crank angle.
The expansion stroke crank angle counts the crank angle from the TDC of the cylinder in the expansion stroke, and is reset at the TDC of the cylinder that newly reaches the expansion stroke. The expansion stroke TDC counter is counted up with the TDC of the cylinder that newly reaches the expansion stroke, and is initially 0 (indicating the # 1 cylinder), 1 at the TDC of the # 2 cylinder, and 1 at the # 3 cylinder. 2 at TDC.
S23では、膨張行程クランク角度が所定角度cになったかを監視し、クランク角度=cとなった時点でS24へ進む。所定角度cは、1発目の点火でトルクが最大となるようなタイミングに設定する。
S24では、膨張行程クランク角度=cの時点での膨張行程クランク角速度(ω)を検知し、これが所定値d以上か否かを判定する。所定値dは、1発目のトルクで次気筒が圧縮上死点を乗り切れるような値に設定する。
In S23, it is monitored whether the expansion stroke crank angle has reached a predetermined angle c, and when the crank angle = c, the process proceeds to S24. The predetermined angle c is set to a timing at which the torque becomes maximum by the first ignition.
In S24, the expansion stroke crank angular velocity (ω) at the time of expansion stroke crank angle = c is detected, and it is determined whether or not this is equal to or greater than a predetermined value d. The predetermined value d is set to a value such that the next cylinder can survive the compression top dead center with the first torque.
クランク角速度>dの場合は、スタータアシスト不要であるので、S25へ進む。
S25では、膨張行程TDCカウンタ=1になったか(#2気筒がTDCを迎えたか)を監視し、なった時点でS26へ進む。
S26では、膨張行程クランク角度が所定角度eになったかを監視し、クランク角度=eとなった時点でS27へ進む。所定角度eは、2発目の点火でトルクが最大となるようなタイミングに設定する。
If the crank angular speed is greater than d, starter assist is not required, so the process proceeds to S25.
In S25, it is monitored whether the expansion stroke TDC counter is equal to 1 (whether the # 2 cylinder has reached TDC).
In S26, it is monitored whether the expansion stroke crank angle has reached a predetermined angle e, and when the crank angle = e, the process proceeds to S27. The predetermined angle e is set to a timing at which the torque becomes maximum at the second ignition.
S27では、膨張行程クランク角度=eの時点での膨張行程クランク角速度(ω)を検知し、これが所定値f以上か否かを判定する。所定値fは、2発目のトルクで次気筒が圧縮上死点を乗り切れるような値に設定する。
クランク角速度>fの場合は、スタータアシスト不要であるので、S28へ進む。
S28では、スタータモータのピニオンギアのエンジン側のリングギアへの飛び込みをOFFとして、退避させる。スタータアシストが不要となったためである。
In S27, the expansion stroke crank angular velocity (ω) at the time of expansion stroke crank angle = e is detected, and it is determined whether or not this is equal to or greater than a predetermined value f. The predetermined value f is set to such a value that the second cylinder can survive the compression top dead center with the second torque.
If the crank angular speed is greater than f, the starter assist is not required, so the process proceeds to S28.
In S28, the jumping into the ring gear on the engine side of the pinion gear of the starter motor is turned off and retracted. This is because starter assist is no longer necessary.
S29では、膨張行程TDCカウンタ=2になったか(#3気筒がTDCを迎えたか)を監視し、なった時点でS30へ進む。
S30では、膨張行程クランク角度が所定角度gになったかを監視し、クランク角度=gとなった時点でS31へ進む。所定角度gは、3発目の点火でトルクが最大となるようなタイミングに設定する。
In S29, it is monitored whether or not the expansion stroke TDC counter = 2 has been reached (whether # 3 cylinder has reached TDC).
In S30, it is monitored whether the expansion stroke crank angle has reached a predetermined angle g, and the process proceeds to S31 when the crank angle = g. The predetermined angle g is set to a timing at which the torque is maximized by the third ignition.
S31では、次の(1)〜(5)の処理を行う。すでに十分な始動性が得られており、発進に備える(発進性を向上させる)ためである。
(1)発進に備え、Dレンジクラッチ要素を締結する。具体的には、Dレンジの1速を実現すべく、ハイ&ローリバースクラッチ(H&LR/C)、フロントブレーキ(Fr/B)、ローコーストブレーキ(LC/B)を締結する(図2、図3参照)。
In S31, the following processes (1) to (5) are performed. This is because sufficient startability has already been obtained, and preparation for starting (improvement of starting performance) is achieved.
(1) The D-range clutch element is fastened in preparation for starting. Specifically, the high & low reverse clutch (H & LR / C), the front brake (Fr / B), and the low coast brake (LC / B) are engaged in order to achieve the first speed in the D range (FIGS. 2 and 2). 3).
(2)タイマーにより、オルタネータ(ALT)の発電を許可する。
(3)タイマーにより、その他の補機の作動を許可する。尚、(2)、(3)についてはタイマーによる許可としているが、Dレンジクラッチ要素締結と同時でもよい。しかし、他の動作と重複する場合、不安定な状態となりかねないので、念のため、別々に設定できるように、タイマーによる許可としている。
(2) The power generation of the alternator (ALT) is permitted by the timer.
(3) The operation of other auxiliary machines is permitted by the timer. Note that (2) and (3) are permitted by the timer, but may be simultaneously with the D range clutch element engagement. However, if it overlaps with other operations, it may become unstable, and as a precaution, permission is provided by a timer so that it can be set separately.
(4)デコンプを解除する(タイマーによる解除)。すなわち、バルブタイミング可変機構(VTC)により遅らせていた吸気バルブ閉時期を通常設定(ドライバー要求トルクとエンジン発生トルクとの関係から必要な吸気バルブ閉時期)に戻す。ここでも、ショック防止等の観点から、タイマーによる解除としている。
(5)ライン圧保持機構を停止する。詳しくは、エンジン回転に伴って上昇する実際のライン圧を監視し、これが所定値h以上となった段階で、ライン圧保持機構を停止する。
(4) Release decompression (release by timer). That is, the intake valve closing timing delayed by the variable valve timing mechanism (VTC) is returned to the normal setting (required intake valve closing timing from the relationship between the driver request torque and the engine generated torque). Again, from the viewpoint of shock prevention, etc., it is canceled by a timer.
(5) Stop the line pressure holding mechanism. Specifically, the actual line pressure that rises as the engine rotates is monitored, and the line pressure holding mechanism is stopped when the actual line pressure exceeds a predetermined value h.
S24での判定で、膨張行程クランク角度=cの時点での膨張行程クランク角速度(ω)が所定値d以下の場合、あるいは、S27での判定で、膨張行程クランク角度=eの時点での膨張行程クランク角速度(ω)が所定値f以下の場合は、燃焼始動では、次の気筒が圧縮上死点を乗り切れないと判断できるため、S32へ進む。
S32では、スタータモータを駆動し、スタータアシスト始動を行う。
If the expansion stroke crank angle velocity (ω) at the time of the expansion stroke crank angle = c is equal to or smaller than the predetermined value d in the determination in S24, or the expansion at the time of the expansion stroke crank angle = e in the determination in S27. If the stroke crank angular velocity (ω) is less than or equal to the predetermined value f, it can be determined that the next cylinder cannot survive the compression top dead center at the start of combustion, and thus the routine proceeds to S32.
In S32, the starter motor is driven to start starter assist.
そして、S33では、前述のS31と同様に、(1)〜(5)の処理を行って、発進に備える。
本実施形態によれば、始動時に、膨張行程で停止している気筒に対し燃料を供給すると共に点火を行って燃焼させ、燃焼によりエンジンの回転を開始させるに際し、自動変速機が走行レンジ(Dレンジ)のときは、所定の期間、自動変速機にて走行レンジ(Dレンジ)のときに締結される締結要素を切り離すことにより、燃焼による回転の反力(ピストン押し下げ反力)を低減し、始動時の回転の立ち上がり速度を増大させて、スタータモータを使用することなく始動できる確率が向上する。また、前記所定の期間経過後、前記締結要素を締結することにより、発進性能を確保することができ、始動性能と発進性能との両立が可能となる。
In S33, as in S31 described above, the processes (1) to (5) are performed to prepare for the start.
According to this embodiment, at the time of starting, when the fuel is supplied to the cylinders that are stopped in the expansion stroke and ignited to be burned and the engine is started to rotate by the combustion, the automatic transmission is set to the travel range (D Range), the reaction force of the rotation due to combustion (piston push-down reaction force) is reduced by separating the fastening element that is fastened in the automatic transmission during the travel range (D range) for a predetermined period, The probability of starting without using a starter motor is improved by increasing the rising speed of rotation at the time of starting. In addition, after the predetermined period has elapsed, by fastening the fastening element, it is possible to ensure start performance, and to achieve both start performance and start performance.
尚、前記所定の期間について、本実施形態では、圧縮行程開始点(又はその前)より回転を開始した気筒での燃焼により最大トルクが得られる時点(図7のクランク角度=gの点)までとしたが、当該気筒の圧縮TDC(図7で膨張行程TDCカウンタ=2となる点)まで、又は、それより前で当該気筒が圧縮TDCを乗り越え得ることが確定する点(図7でクランク角度=eで、ω>fとなる点)まで、としてもよい。又は、遅くして、次気筒の圧縮TDC(図7で膨張行程TDCカウンタ=3となる点)まで、としてもよい。 In the present embodiment, for the predetermined period, from the compression stroke start point (or before it) to the time point when the maximum torque is obtained by combustion in the cylinder that has started rotating (the point of crank angle = g in FIG. 7). However, it is determined that the cylinder can overcome the compression TDC until or before the compression TDC of the cylinder (the point where the expansion stroke TDC counter = 2 in FIG. 7). = Point where ω> f). Alternatively, it may be delayed until the compression TDC of the next cylinder (the point at which the expansion stroke TDC counter = 3 in FIG. 7).
また、本実施形態によれば、前記締結要素の締結に備えて、自動変速機のライン圧を確保する手段を設けたことにより、発進性能の確保を確実なものとすることができる。
ここで、前記ライン圧を確保する手段は、エンジン停止時にライン圧の回路を閉じた系とすることでライン圧を保持するライン圧保持機構とすることにより、エンジン始動前からライン圧を確保することができる。
In addition, according to the present embodiment, it is possible to ensure start performance by providing means for securing the line pressure of the automatic transmission in preparation for fastening of the fastening element.
Here, the means for securing the line pressure secures the line pressure from before the engine is started by adopting a line pressure retaining mechanism for retaining the line pressure by closing the line pressure circuit when the engine is stopped. be able to.
また、前記ライン圧保持機構は、エンジン停止後、ライン圧をモニタし、ライン圧が次回の発進に必要な圧力より低下した場合に作動させることで、必要充分なライン圧を確保することができる。
但し、前記ライン圧を確保する手段は、エンジン始動時にライン圧を前記締結要素の締結に必要な圧力まで上昇させることができる電動オイルポンプであってもよく、エンジン始動時に作動させることで、速やかにライン圧を確保することができる。
The line pressure holding mechanism monitors the line pressure after the engine is stopped and operates when the line pressure falls below the pressure necessary for the next start, thereby ensuring a necessary and sufficient line pressure. .
However, the means for securing the line pressure may be an electric oil pump capable of increasing the line pressure to a pressure required for fastening of the fastening element at the time of starting the engine. The line pressure can be secured.
また、本実施形態によれば、反力低減手段として、エンジンの圧縮行程反力を低減するデコンプ装置を備えることにより、燃焼による回転の反力(ピストン押し下げ反力)を更に低減し、燃焼始動の始動確率を更に向上させることができる。
また、前記デコンプ装置は、吸気バルブの閉時期を遅らせることで、機関の圧縮行程反力を低減するものとすることで、バルブタイミング可変機構等の可変動弁装置を利用可能となる。
Further, according to the present embodiment, by providing a decompression device for reducing the compression stroke reaction force of the engine as the reaction force reducing means, the rotation reaction force (piston push-down reaction force) due to combustion is further reduced, and combustion start The starting probability can be further improved.
Further, the decompression device reduces the compression stroke reaction force of the engine by delaying the closing timing of the intake valve, so that a variable valve device such as a variable valve timing mechanism can be used.
また、本実施形態によれば、反力低減手段として、オルタネータによる発電を制限する手段を備えることにより、燃焼による回転の反力(ピストン押し下げ反力)を更に低減し、燃焼始動の始動確率を更に向上させることができる。
また、本実施形態によれば、反力低減手段として、エンジンの補機負荷の作動を制限する手段を備えることにより、燃焼による回転の反力(ピストン押し下げ反力)を更に低減し、燃焼始動の始動確率を更に向上させることができる。
Further, according to the present embodiment, the reaction force reducing means is provided with means for limiting power generation by the alternator, thereby further reducing the reaction force of rotation caused by combustion (piston-pressing reaction force) and increasing the start probability of combustion start. Further improvement can be achieved.
Further, according to the present embodiment, the reaction force reducing means is provided with means for limiting the operation of the auxiliary load of the engine, thereby further reducing the rotational reaction force (piston push-down reaction force) due to combustion and starting combustion. The starting probability can be further improved.
また、本実施形態によれば、前記燃焼による始動の所定タイミングにてクランク角速度を検知し、所定値以下の場合は、スタータモータによるアシスト始動を行うというフェイルセーフ制御により、始動に失敗することを確実に回避できるようになる。
ここで、前記スタータモータは、エンジン停止後、始動前に、エンジン側のリングギアと噛み合わせておくことにより、速やかなフェイルセーフ制御(アシスト始動)が可能となる。
Further, according to this embodiment, the crank angular velocity is detected at a predetermined timing of the start by the combustion, and when it is less than the predetermined value, the start fails due to fail-safe control of performing the assist start by the starter motor. It will be possible to avoid it reliably.
Here, the starter motor is engaged with the ring gear on the engine side after the engine is stopped and before starting, thereby enabling quick fail-safe control (assist starting).
1 エンジン
2 吸気通路
3 電制スロットル弁
4 燃焼室
5 燃料噴射弁
6 点火プラグ
7 吸気バルブ
8 排気バルブ
9 バルブタイミング可変機構(VTC)
13 スタータモータ
15 リングギア
20 ECU
21 クランク角センサ
22 アクセル開度センサ
25 ブレーキスイッチ
30 自動変速機
32 ライン圧保持機構
40 ATCU
41 シフト位置センサ
42 車速センサ
43 ライン圧センサ
44 通信線
DESCRIPTION OF
13 Starter motor 15
21
41
Claims (13)
前記始動時に所定の期間、燃焼による回転の反力を低減する反力低減手段を設けたことを特徴とする内燃機関の始動装置。 In the starter of the internal combustion engine that supplies fuel to the cylinders that are stopped in the expansion stroke at the time of starting and ignites and burns, and starts the rotation of the engine by combustion,
A starting device for an internal combustion engine, characterized in that a reaction force reducing means for reducing a reaction force of rotation due to combustion is provided for a predetermined period at the time of starting.
自動変速機が走行レンジのときは、所定の期間、自動変速機にて走行レンジのときに締結される締結要素を切り離し、前記所定の期間経過後、前記締結要素を締結することを特徴とする内燃機関の始動方法。 At the time of starting, when fuel is supplied to the cylinders that are stopped in the expansion stroke and ignition is performed for combustion, the rotation of the engine is started by combustion,
When the automatic transmission is in the travel range, the fastening element that is fastened when the automatic transmission is in the travel range is separated for a predetermined period, and the fastening element is fastened after the predetermined period has elapsed. A method for starting an internal combustion engine.
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