JP6213740B2 - Engine start control device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの始動制御を行うエンジンの始動制御装置に係わり、特に、エンジン始動時にエンジン回転数を急上昇させてから急低下させる制御を行うエンジンの始動制御装置に関する。 The present invention relates to an engine start control device that performs engine start control, and more particularly, to an engine start control device that performs control to suddenly increase and then rapidly decrease the engine speed when starting the engine.
従来から、スポーツカー等において、エンジンの始動時に、エンジン回転数を勢いよく上昇させた後、迅速かつ急激に低下させて、スポーティな始動感が得られるようにした技術が提案されている。例えば、特許文献1には、エンジンを始動させるときに、点火時期をアイドリング時の点火時期より進角させると共にスロットルバルブをアイドリング時の開度より開弁させ、この後にエンジン回転数が所定値以上になると、点火時期をアイドリング時の点火時期より遅角させると共にスロットルバルブをアイドリング時の開度より閉弁することで、エンジン回転数を勢いよく上昇させた後、迅速かつ急激に低下させる技術が提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a sports car or the like, a technique has been proposed in which a sporty start feeling can be obtained by rapidly and rapidly decreasing an engine speed after the engine speed has been increased. For example, in Patent Document 1, when starting the engine, the ignition timing is advanced from the ignition timing at the time of idling, and the throttle valve is opened from the opening at the time of idling. Then, the ignition timing is retarded from the ignition timing at the time of idling, and the throttle valve is closed from the opening at the time of idling to increase the engine speed vigorously and then quickly and rapidly decrease the technology. Proposed.
上記した特許文献1に記載された技術では、上昇させたエンジン回転数を低下させるために点火時期を遅角させているが、こうすると燃費が悪化してしまう。これを解決するために、燃料噴射を停止することでエンジン回転数を低下させる方法があるが、この方法では、未活性状態にある排気浄化触媒を適切に昇温(暖機)することができず、エミッションが悪化してしまう可能性がある。 In the technique described in Patent Document 1 described above, the ignition timing is retarded in order to decrease the increased engine speed. In order to solve this, there is a method of reducing the engine speed by stopping the fuel injection. However, in this method, the exhaust purification catalyst in an inactive state can be appropriately heated (warmed up). However, the emission may deteriorate.
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、エミッションの悪化を抑制しつつ、スポーティな始動感を適切に実現することができるエンジンの始動制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and provides an engine start control device that can appropriately realize a sporty start feeling while suppressing deterioration of emissions. For the purpose.
上記の目的を達成するために、本発明は、エンジンの始動制御装置であって、エンジンの始動時に、吸入空気量を増大させて、エンジンの点火時期を排気浄化触媒の昇温時より進角させることによってエンジン回転数を目標回転数に向けて急上昇させる制御を行う回転数急上昇制御手段と、回転数急上昇制御手段による制御によってエンジン回転数が目標回転数に到達したとき若しくは目標回転数に到達した後に、エンジン回転数を急低下させるようにエンジンへの燃料噴射を停止し、この後に所定の復帰条件が成立したときにエンジンへの燃料噴射を再開する燃料カット制御手段と、エンジンの始動時において、エンジンの排気通路に設けられた排気浄化触媒の昇温が必要な場合に、回転数急上昇制御手段による制御及び燃料カット制御手段による燃料噴射の停止の両方を禁止することで、回転数急上昇制御手段によるエンジン回転数の急上昇及び燃料カット制御手段によるエンジン回転数の急低下を禁止するようにする制御禁止手段と、排気浄化触媒を暖機する触媒暖機制御手段と、を有し、触媒暖機制御手段が未活性状態にある排気浄化触媒を暖機しようとしている場合に、制御禁止手段は、排気浄化触媒の昇温が必要な状況であると判断し、回転数急上昇制御手段による制御及び上記燃料カット制御手段による燃料噴射の停止の両方を禁止し、且つ、触媒暖機制御手段は、排気浄化触媒が活性状態にある場合よりも吸入吸気量を増大させると共に、エンジンの点火時期を圧縮上死点を越えて遅角させる制御を行う、ことを特徴とする。
このように構成された本発明では、排気浄化触媒の昇温が必要な場合に、排気浄化触媒の昇温を優先してエミッションを確保すべく、燃料噴射の停止を禁止する。そして、本発明では、回転数急上昇制御手段による制御を行う場合に燃料噴射を停止しないと、急上昇させたエンジン回転数を急低下させることが困難となり、適切な始動感を実現できなくなるという理由から、燃料噴射の停止を禁止する場合に、回転数急上昇制御手段による制御も禁止する。このように、本発明によれば、排気浄化触媒の昇温が必要な場合には、回転数急上昇制御手段による制御及び燃料カット制御手段による燃料噴射の停止の両方を禁止し、排気浄化触媒の昇温が必要でない場合に、回転数急上昇制御手段による制御及び燃料カット制御手段による燃料噴射の停止を実行するので、エミッションの悪化を抑制しつつ、スポーティな始動感を適切に実現することができる。
また、排気浄化触媒の昇温が必要である場合に、具体的には触媒暖機制御手段が未活性状態にある排気浄化触媒を暖機しようとしている場合に、回転数急上昇制御手段による制御、特に点火時期を進角させる制御を禁止するので、触媒暖機制御手段による点火時期を遅角させる制御を確実に実行させて、排気浄化触媒を適切に暖機することができる。よって、エミッションを確保することが可能となる。
In order to achieve the above object, the present invention is an engine start control device that increases the amount of intake air when starting an engine so that the ignition timing of the engine is advanced from the time when the exhaust purification catalyst is heated. The engine speed rapidly increases toward the target engine speed, and the engine speed reaches the target engine speed when the engine speed reaches the target engine speed or reaches the target engine speed. A fuel cut control means for stopping fuel injection to the engine so as to rapidly decrease the engine speed, and then restarting fuel injection to the engine when a predetermined return condition is satisfied; In this case, when it is necessary to raise the temperature of the exhaust purification catalyst provided in the exhaust passage of the engine, the control by the speed sudden increase control means and the fuel cut control means By prohibiting the both stop of the fuel injection by the control prohibiting means so as to prohibit the sudden decrease in the engine speed due to spikes and the fuel cut control means of the engine speed by the rotation speed surge control means, the exhaust gas purifying catalyst possess a catalyst warm-up control means for warming up, the a, when the catalyst warm-up control means is attempting to warm up the exhaust purification catalyst in a non-active state, the control prohibiting means, Atsushi Nobori of the exhaust gas purification catalyst It is judged that the situation is necessary, and both the control by the rapid rotation speed increase control means and the stop of the fuel injection by the fuel cut control means are prohibited, and the catalyst warm-up control means has the exhaust purification catalyst in the active state. Control is performed to increase the intake air intake amount more than the case and retard the ignition timing of the engine beyond the compression top dead center .
In the present invention configured as described above, when it is necessary to raise the temperature of the exhaust purification catalyst, the stop of fuel injection is prohibited in order to secure emission by giving priority to the temperature rise of the exhaust purification catalyst. In the present invention, if the fuel injection is not stopped when the control by the rotational speed rapid increase control means is performed, it is difficult to rapidly decrease the rapidly increased engine rotational speed, and an appropriate starting feeling cannot be realized. When stopping the fuel injection is prohibited, the control by the rotation speed rapid increase control means is also prohibited. Thus, according to the present invention, when it is necessary to raise the temperature of the exhaust purification catalyst, both the control by the engine speed rapid rise control means and the stop of fuel injection by the fuel cut control means are prohibited, and the exhaust purification catalyst When the temperature rise is not necessary, the control by the rotation speed rapid increase control means and the stop of the fuel injection by the fuel cut control means are executed, so that a sporty start feeling can be appropriately realized while suppressing the deterioration of the emission. .
Further, when it is necessary to raise the temperature of the exhaust purification catalyst, specifically, when the catalyst warm-up control means is trying to warm up the exhaust purification catalyst in an inactive state, the control by the rapid rotation speed increase control means, In particular, since the control for advancing the ignition timing is prohibited, the control for delaying the ignition timing by the catalyst warm-up control means can be surely executed, and the exhaust purification catalyst can be appropriately warmed up. Therefore, it is possible to ensure emissions.
本発明において、好ましくは、回転数急上昇制御手段は、エンジンに設けられた吸気バルブの閉弁時期を変化させることが可能な可変吸気バルブ機構によって、吸気バルブの閉弁時期を進角側に制御して、吸入空気量を増大させる。
このように構成された本発明においては、可変吸気バルブ機構によって吸気バルブの閉弁時期を進角させることで、吸入空気量を増大させてエンジン回転数を適切に急上昇させることができる。
In the present invention, preferably, the rapid rotation speed increase control means controls the intake valve closing timing to an advance side by a variable intake valve mechanism capable of changing the closing timing of the intake valve provided in the engine. Thus, the intake air amount is increased.
In the present invention configured as above, the intake air amount can be increased and the engine speed can be appropriately increased rapidly by advancing the closing timing of the intake valve by the variable intake valve mechanism.
本発明において、好ましくは、回転数急上昇制御手段は、エンジン回転数が所定値に到達するまで、エンジンの点火時期を進角側に制御する。
このように構成された本発明においては、エンジン回転数が所定値(例えば目標回転数)に到達するまでは、エンジンの点火時期を進角させることで、エンジン回転数を適切に急上昇させることができる。
In the present invention, preferably, the engine speed rapid increase control means controls the ignition timing of the engine to the advance side until the engine speed reaches a predetermined value.
In the present invention configured as described above, the engine speed can be appropriately rapidly increased by advancing the ignition timing of the engine until the engine speed reaches a predetermined value (for example, the target speed). it can.
上記の目的を達成するために、本発明は、エンジンの始動制御装置であって、エンジンの始動時に、吸入空気量を増大させて、エンジンの点火時期を排気浄化触媒の昇温時より進角させることによってエンジン回転数を目標回転数に向けて急上昇させる制御を行う回転数急上昇制御手段と、回転数急上昇制御手段による制御によってエンジン回転数が目標回転数に到達したとき若しくは目標回転数に到達した後に、エンジン回転数を急低下させるようにエンジンへの燃料噴射を停止し、この後に所定の復帰条件が成立したときにエンジンへの燃料噴射を再開する燃料カット制御手段と、エンジンの始動時において、エンジンの排気通路に設けられた排気浄化触媒の昇温が必要な場合に、回転数急上昇制御手段による制御及び燃料カット制御手段による燃料噴射の停止の両方を禁止することで、回転数急上昇制御手段によるエンジン回転数の急上昇及び燃料カット制御手段によるエンジン回転数の急低下を禁止するようにする制御禁止手段と、を有し、回転数急上昇制御手段は、プリイグニッションが生じない吸気バルブの限界閉弁時期を推定し、エンジンに設けられた吸気バルブの閉弁時期を変化させることが可能な可変吸気バルブ機構によって、この限界閉弁時期を超えないように吸気バルブの閉弁時期を進角側に制御して、吸入空気量を増大させる、ことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention is an engine start control device that increases the amount of intake air when starting an engine so that the ignition timing of the engine is advanced from the time when the exhaust purification catalyst is heated. The engine speed rapidly increases toward the target engine speed, and the engine speed reaches the target engine speed when the engine speed reaches the target engine speed or reaches the target engine speed. A fuel cut control means for stopping fuel injection to the engine so as to rapidly decrease the engine speed, and then restarting fuel injection to the engine when a predetermined return condition is satisfied; In this case, when it is necessary to raise the temperature of the exhaust purification catalyst provided in the exhaust passage of the engine, the control by the speed sudden increase control means and the fuel cut control means Control prohibiting means for prohibiting both rapid stop of fuel injection due to the engine speed, and prohibiting rapid increase of the engine speed by the rotational speed rapid increase control means and rapid decrease of the engine speed by the fuel cut control means, The engine speed rapid increase control means estimates the limit closing timing of the intake valve where pre-ignition does not occur, and this limit is achieved by a variable intake valve mechanism that can change the closing timing of the intake valve provided in the engine. The intake air amount is increased by controlling the closing timing of the intake valve to the advance side so as not to exceed the closing timing.
また、本発明において、好ましくは、回転数急上昇制御手段は、エンジン回転数が目標回転数に到達してから燃料噴射を再開する前に吸気バルブの開弁時期を遅角する制御を行う。In the present invention, it is preferable that the rotation speed rapid increase control means performs control to retard the valve opening timing of the intake valve before restarting fuel injection after the engine rotation speed reaches the target rotation speed.
本発明のエンジンの始動制御装置によれば、エミッションの悪化を抑制しつつ、スポーティな始動感を適切に実現することができる。 According to the engine start control device of the present invention, it is possible to appropriately realize a sporty start feeling while suppressing deterioration of emissions.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの始動制御装置について説明する。 Hereinafter, an engine start control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<システム構成>
まず、図1を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの始動制御装置が適用されたエンジンシステムについて説明する。図1は、本発明の実施形態によるエンジンの始動制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。
<System configuration>
First, an engine system to which an engine start control device according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system to which an engine start control device according to an embodiment of the present invention is applied.
図1に示すように、エンジンシステム100は、主に、外部から導入された吸気(空気)が通過する吸気通路1と、この吸気通路1から供給された吸気と、後述する燃料噴射弁13から供給された燃料との混合気を燃焼させて車両の動力を発生するエンジン10(具体的にはガソリンエンジン)と、このエンジン10内の燃焼により発生した排気ガスを排出する排気通路25と、エンジンシステム100に関する各種の状態を検出するセンサ31〜38と、エンジンシステム100全体を制御するECU(Electronic Control Unit)50とを有する。
As shown in FIG. 1, the engine system 100 mainly includes an intake passage 1 through which intake air (air) introduced from the outside passes, intake air supplied from the intake passage 1, and a
吸気通路1には、上流側から順に、外部から導入された吸気を浄化するエアクリーナ3と、通過する吸気の量(吸入空気量)を調整するスロットルバルブ5と、エンジン10に供給する吸気を一時的に蓄えるサージタンク7と、が設けられている。
In the intake passage 1, in order from the upstream side, an
エンジン10は、主に、吸気通路1から供給された吸気を燃焼室11内に導入する吸気バルブ12と、燃焼室11に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁13と、燃焼室11内に供給された吸気と燃料との混合気に点火する点火プラグ14と、燃焼室11内での混合気の燃焼により往復運動するピストン15と、ピストン15の往復運動により回転されるクランクシャフト16と、燃焼室11内での混合気の燃焼により発生した排気ガスを排気通路25へ排出する排気バルブ17と、を有する。
The
また、エンジン10は、吸気バルブ12及び排気バルブ17のそれぞれの動作タイミング(バルブの位相に相当する)を、可変バルブタイミング機構(Variable Valve Timing Mechanism)としての可変吸気バルブ機構18及び可変排気バルブ機構19によって可変に構成されている。可変吸気バルブ機構18及び可変排気バルブ機構19としては、公知の種々の形式を適用可能であるが、例えば電磁式又は油圧式に構成された機構を用いて、吸気バルブ12及び排気バルブ17の動作タイミングを変化させる。
In addition, the
また、エンジン10には、このエンジン10の出力によって回転されて発電する、発電機としてのオルタネータ21が設けられている。オルタネータ21は、発電した電力をバッテリ22に充電する。バッテリ22は、車両内の種々の構成要素(ECU50も含む)に電気的に接続されており、それらの構成要素に電力を供給する。
Further, the
排気通路25には、主に、例えばNOx触媒や三元触媒や酸化触媒などの、排気ガスの浄化機能を有する排気浄化触媒26a、26bが設けられている。以下では、排気浄化触媒26a、26bを区別しないで用いる場合には、単に「排気浄化触媒26」と表記する。
The
また、エンジンシステム100には、当該エンジンシステム100に関する各種の状態を検出するセンサ31〜38が設けられている。具体的には、エアフローセンサ31は、吸気通路1を通過する吸気の流量に相当する吸入空気量を検出し、スロットル開度センサ32は、スロットルバルブ5の開度であるスロットル開度を検出し、圧力センサ33は、エンジン10に供給される吸気の圧力に相当するインマニ圧(インテークマニホールドの圧力)を検出する。また、クランク角センサ34は、クランクシャフト16におけるクランク角を検出し、水温センサ35は、エンジン10を冷却する冷却水の温度である水温を検出し、温度センサ36は、エンジン10の気筒内の温度である筒内温度を検出し、カム角センサ37、38は、それぞれ、吸気バルブ12及び排気バルブ17の閉弁時期を含む動作タイミングを検出する。これらの各種センサ31〜38は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号S31〜S38をECU50に出力する。
The engine system 100 is provided with
ECU50は、上述した各種センサ31〜38から入力された検出信号S31〜S38に基づいて、エンジンシステム100内の構成要素に対する制御を行う。具体的には、ECU50は、スロットルバルブ5に制御信号S5を供給して、スロットルバルブ5の開閉時期やスロットル開度を制御し、燃料噴射弁13に制御信号S13を供給して、燃料噴射量や燃料噴射タイミングを制御し、点火プラグ14に制御信号S14を供給して、点火時期を制御し、可変吸気バルブ機構18、19に制御信号S18、S19を供給して、吸気バルブ12及び排気バルブ17の動作タイミングを制御し、オルタネータ21に制御信号S21を供給して、オルタネータ21の発電電流などを制御する。
The
ここで、図2を参照して、本発明の実施形態によるECU50の機能構成について説明する。図2に示すように、本実施形態によるECU50は、機能的には、回転数急上昇制御部50aと、発電制御部50bと、燃料カット制御部50cと、触媒暖機制御部50dと、制御禁止部50eとを有する。
Here, a functional configuration of the
回転数急上昇制御部50aは、エンジン10の始動時にエンジン回転数を急上昇させるための制御を行う。具体的には、回転数急上昇制御部50aは、吸入空気量を増大させてエンジン回転数を急上昇させるように、可変吸気バルブ機構18を介して吸気バルブ12の閉弁時期を制御する(この場合、回転数急上昇制御部50aは吸気バルブ閉弁時期制御手段として機能する)。また、発電制御部50bは、オルタネータ21の発電電流を制御する。また、燃料カット制御部50cは、エンジン10への燃料噴射の停止と、エンジン10への燃料噴射の再開とを制御する。触媒暖機制御部50dは、排気浄化触媒26が未活性状態である場合に、排気浄化触媒26を早期に活性化するための制御を行う。制御禁止部50eは、エンジン10の始動時において、排気浄化触媒26の昇温が必要な場合に、具体的には触媒暖機制御部50dによる制御が行われる場合に、回転数急上昇制御部50aによる制御及び燃料カット制御部50cによる燃料噴射の停止の両方を禁止する。
The rotation speed rapid
このように、ECU50は、本発明における「エンジンの始動制御装置」に相当する。
Thus, the
<ECUによる制御>
次に、本発明の実施形態においてECU50が行う制御について具体的に説明する。
<Control by ECU>
Next, the control performed by the
本実施形態では、ECU50は、エンジン10の始動時にスポーティな始動感を実現すべく、エンジン回転数を急上昇させる制御を行うと共に、この制御の後に、エンジン回転数を急低下させる制御を行う。具体的には、ECU50の回転数急上昇制御部50aが、エンジン10の始動時に(完爆後であるものとする)、吸入空気量を増大させて、エンジン回転数を目標回転数に向けて急上昇させるように、可変吸気バルブ機構18によって吸気バルブ12の閉弁時期を制御する。以下では、このように回転数急上昇制御部50aが行う制御を「始動時回転数急上昇制御」と呼ぶ。
また、このような始動時回転数急上昇制御の実行後にエンジン回転数を急低下させるべく、ECU50の燃料カット制御部50cが、エンジン10への燃料噴射を停止すると共に、ECU50の発電制御部50bが、オルタネータ21による発電によってエンジン10に負荷を付加するための制御を行う。具体的には、発電制御部50bは、オルタネータ21の負荷を増加させるべく、オルタネータ21の発電電流を増加させる制御を実行する。この場合、発電制御部50bは、始動時回転数急上昇制御の実行中にオルタネータ21の発電電流を増加させる制御を開始しておき、始動時回転数急上昇制御の終了時に大きな発電電流が確保されているようにする。以下では、このように発電制御部50bが行う制御を「始動時オルタ発電制御」と呼ぶ。
In the present embodiment, the
Further, in order to rapidly reduce the engine speed after execution of the start-up speed increase control, the fuel cut
更に、本実施形態では、ECU50の制御禁止部50eが、エンジン10の始動時において、排気浄化触媒26の昇温が必要な場合に、具体的には触媒暖機制御部50dによる制御が行われる場合に、回転数急上昇制御部50aによる始動時回転数急上昇制御、及び、燃料カット制御部50cによる燃料噴射の停止の両方を禁止する(発電制御部50bによる始動時オルタ発電制御も含む)。
なお、ECU50の触媒暖機制御部50dは、排気浄化触媒26が未活性状態である場合に、排気浄化触媒26を早期に活性化すべく、AWS(Accelerated Warm-up System)を作動させる。このAWSは、例えばエンジン10の冷間始動直後等において、排気浄化触媒26が未活性状態である場合に、同じ運転状態(例えばアイドル運転)で活性状態である場合よりも、吸入空気量を増大し、かつ圧縮上死点を越えて点火時期を遅角させるものである。こうすることで、混合気が膨張行程中に後燃えし、排気ガス温度ひいては排気熱量が増大して、排気浄化触媒26の暖機が促進される。
Further, in the present embodiment, when the temperature of the exhaust purification catalyst 26 needs to be raised when the
Note that the catalyst warm-up
以下では、上述した始動時回転数急上昇制御及び始動時オルタ発電制御について具体的に説明する。 Hereinafter, the above-described start speed rapid increase control and start alternator power generation control will be specifically described.
(始動時回転数急上昇制御)
最初に、始動時回転数急上昇制御の概要について簡単に説明する。ECU50の回転数急上昇制御部50aは、エンジン10の始動時に、吸入空気量を増大させて、エンジン回転数を目標回転数に向けて急上昇させるように、可変吸気バルブ機構18によって吸気バルブ12の閉弁時期を進角側に設定する制御を行う。この場合、本実施形態では、回転数急上昇制御部50aは、エンジン10の運転状態に基づいて、プリイグニッションが生じない吸気バルブ12の限界閉弁時期を推定し、この限界閉弁時期を超えないように制限を課して吸気バルブ12の限界閉弁時期を制御する、つまり限界閉弁時期を超えない範囲内で吸気バルブ12の閉弁時期を進角させる。
(Starting speed rapid increase control)
First, an outline of the start-up rotation speed rapid increase control will be briefly described. When the
ここで、プリイグニッションとは、燃焼室11の温度や圧力が過度に上昇していること等が原因で、火花点火による正常な燃焼開始時期よりも前に混合気が自着火する異常燃焼現象である。プリイグニッションが生じると、早期に混合気が自着火することに伴い燃焼が急峻化するため、エンジン騒音がかなり大きくなったり、ピストン15などが破損したりするおそれがある。したがって、本実施形態では、ECU50の回転数急上昇制御部50aは、このようなプリイグニッションの発生を抑制すべく、上述したような限界閉弁時期を用いて、吸気バルブ12の閉弁時期を進角させる度合いを制限する。この限界閉弁時期は、プリイグニッションが生じない上限の有効圧縮比(言い換えるとプリイグニッションが生じない上限の吸入空気量)に対応する吸気バルブ12の閉弁時期である。
Here, the pre-ignition is an abnormal combustion phenomenon in which the air-fuel mixture self-ignites before the normal combustion start timing due to spark ignition due to the excessive increase in the temperature and pressure of the combustion chamber 11 or the like. is there. When pre-ignition occurs, combustion becomes steep due to the self-ignition of the air-fuel mixture at an early stage, so that there is a possibility that the engine noise becomes considerably loud and the
次に、図3を参照して、本発明の実施形態において、始動時回転数急上昇制御として吸気バルブ12の閉弁時期を進角側に制御する理由について説明する。図3は、横方向にクランク角を示し、吸気バルブ12及び排気バルブ17の動作タイミングを概略的に示している。具体的には、グラフG11、G12は吸気バルブ12の動作タイミングを示しており、グラフG13は排気バルブ17の動作タイミングを示している。
なお、ここでは、可変吸気バルブ機構18による動作によって、吸気バルブ12が開弁している時間(開弁から閉弁までの時間)は変化せずに、吸気バルブ12の開弁時期及び閉弁時期が変化する構成について例示している(可変排気バルブ機構19も同様である)。
Next, with reference to FIG. 3, the reason why the closing timing of the
Here, the time during which the
図3に示すグラフG12は、エンジン10の通常始動時(始動時回転数急上昇制御を実行せずに始動させる場合に相当する。以下同様とする。)に適用する吸気バルブ12の動作タイミングを示している。グラフG12に示すように、エンジン10の通常始動時には、ポンプロスなどを低減するために、吸気バルブ12の動作タイミングを遅角側に設定している。こうすると、吸気バルブ12が下死点後に閉弁するので、ピストン15による圧縮動作中に吸気バルブ12が開いているため、この圧縮動作に伴って吸気バルブ12を介して気筒内から吸気が排出されて、吸入空気量が減ることとなる。通常始動時では、吸気バルブ12を上死点後に開弁すると共に吸気バルブ12を下死点後に閉弁して、吸入空気量を下げることで、スロットルバルブ5を開き側に動作させやすくしている。
A graph G12 shown in FIG. 3 shows the operation timing of the
これに対して、本実施形態では、始動時回転数急上昇制御を行う場合に、グラフG11に示すように、エンジン10の始動時に適用する吸気バルブ12の動作タイミングを、グラフG12に示した通常始動時に適用する吸気バルブ12の動作タイミングよりも進角側に設定する(矢印A11参照)。こうすることで、吸気バルブ12が下死点付近において閉弁するので、ピストン15による圧縮動作時に吸気バルブ12が閉じているため、この圧縮動作に伴って吸気バルブ12を介して気筒内から吸気が排出されなくなり、多くの吸入空気量が確保されることとなる。したがって、本実施形態では、ECU50の回転数急上昇制御部50aは、エンジン10の始動時において、エンジン回転数を急上昇させるべく吸入空気量を増大させるために、吸気バルブ12の動作タイミングを通常始動時よりも進角側に設定している、特に吸気バルブ12の閉弁時期を通常始動時よりも進角側に設定している。但し、吸入空気量が大きくなると有効圧縮比が高くなるが、有効圧縮比が高くなり過ぎるとプリイグニッションが発生する可能性が高くなるため、本実施形態では、回転数急上昇制御部50aは、プリイグニッションが発生しない範囲内で吸気バルブ12の閉弁時期を進角させている。
In contrast, in the present embodiment, when the engine speed rapid increase control is performed, as shown in the graph G11, the operation timing of the
ところで、吸気通路1からエンジン10に向かって流れる吸気の慣性により、下死点の後であってもエンジン10の気筒内に吸気が導入されることがある。具体的には、エンジン回転数が高い場合には、吸気の流速が大きいので、例えば図3中の符号L11で示すような下死点後のタイミングであっても、気筒内に吸気が導入されることとなる。この場合、エンジン回転数が高くなるにつれて、吸気の慣性が大きくなっていき、下死点後でも気筒内に吸気が導入されるタイミングが遅角側へと移動していく。そのため、エンジン回転数が高い領域では、吸気バルブ12の閉弁時期を遅角させても、エンジン回転数を上昇させるのに十分な吸入空気量を確保することができる。
By the way, due to the inertia of the intake air flowing from the intake passage 1 toward the
したがって、本実施形態では、回転数急上昇制御部50aは、エンジン始動時において、エンジン回転数が目標回転数未満の所定値未満である間は、上述したように吸気バルブ12の閉弁時期を進角させる制御を行い(矢印A11参照)、エンジン回転数が当該所定値以上になると、吸気バルブ12の閉弁時期を遅角させる制御を行う(矢印A12参照)。この場合、回転数急上昇制御部50aは、エンジン回転数の上昇に応じて移動していく、下死点後でも気筒内に吸気が導入されるタイミングに合わせて、吸気バルブ12の閉弁時期を遅角させる。
なお、上記した所定値は、例えば、目標回転数が2300rpm(revolution per minute)である場合、1600〜1800rpmとなる。以下では、この所定値のことを「第1閾値」と呼ぶ。第1閾値は、吸気バルブ12の閉弁時期を遅角させても、吸気の慣性により、下死点後でも気筒内に吸気が導入されるようなエンジン回転数に基づいて設定される。
Therefore, in the present embodiment, the engine speed rapid
The above-mentioned predetermined value is, for example, 1600-1800 rpm when the target rotational speed is 2300 rpm (revolution per minute). Hereinafter, this predetermined value is referred to as a “first threshold value”. The first threshold value is set based on the engine speed at which the intake air is introduced into the cylinder even after the bottom dead center due to the inertia of the intake air even when the closing timing of the
一方で、上述したような吸気バルブ12の閉弁時期の制御(つまり始動時回転数急上昇制御)によりエンジン回転数が目標回転数に到達すると、スロットルバルブ5を閉じるなどしてエンジン負荷が下げられ、吸気の流速が小さくなるため、下死点後でも気筒内に吸気が導入されるタイミングが進角側に移動していく。そのため、上述したように、エンジン回転数が目標回転数に到達する前に吸気バルブ12の閉弁時期を遅角させておくと、エンジン回転数が目標回転数に到達した後に、吸入空気量が小さいためにエンジン回転数が速やかに低下することとなる。
On the other hand, when the engine speed reaches the target speed by the control of the closing timing of the
次に、図4を参照して、本発明の実施形態において用いる、設定すべき吸気バルブ12の閉弁時期(吸気VVT位相に相当する)を定めたマップについて説明する。
図4(A)は、横方向にエンジン回転数を示し、縦方向にエンジン負荷を示しており、始動時回転数急上昇制御を行わない通常制御を行う場合に用いる吸気バルブ12の閉弁時期が定められたマップ(以下では「通常制御用マップ」と呼ぶ。)を概略的に示している。また、図4(B)は、横方向にエンジン回転数を示し、縦方向にエンジン水温を示しており、始動時回転数急上昇制御を行う場合に用いる吸気バルブ12の閉弁時期が定められたマップ(以下では「始動時回転数急上昇制御用マップ」と呼ぶ。)を概略的に示している。なお、図4(A)及び(B)中の「・」は、マップに規定された具体的な数値を代替的に表しているものとする。
Next, with reference to FIG. 4, a map that defines the closing timing of the
FIG. 4A shows the engine speed in the horizontal direction and the engine load in the vertical direction, and the closing timing of the
図4(A)に示すように、通常制御用マップでは、概して、エンジン回転数が低回転数〜中回転数の領域では、エンジン回転数が高くなるほど、吸気バルブ12の閉弁時期が進角されるように定められており、エンジン回転数が中回転数以上の領域では、エンジン回転数が高くなるほど、吸気バルブ12の閉弁時期が遅角されるように定められている。また、通常制御用マップでは、概して、エンジン負荷が高くなるほど、吸気バルブ12の閉弁時期が進角されるように定められている。このような通常制御用マップは、吸気の慣性を考慮すると共に、エンジン回転数に応じたエンジン10での行程に要する時間(回転数が高くなるほど行程の時間が短くなる)を考慮して、運転状態によらずに吸入空気量がほぼ一定(つまり有効圧縮比がほぼ一定)となり、燃費の確保やエンジン10の回転の安定性を実現するような吸気バルブ12の閉弁時期が定められている。
As shown in FIG. 4A, in the normal control map, generally, in the region where the engine speed is low to medium speed, the valve closing timing of the
他方で、図4(B)に示すように、始動時回転数急上昇制御用マップでは、概して、エンジン回転数(低回転数〜中回転数についてのみ規定されているものとする)が高くなるほど、吸気バルブ12の閉弁時期が進角されるように定められている。具体的には、始動時回転数急上昇制御用マップでは、通常制御用マップよりも、同一の運転状態において閉弁時期が進角側に定められている。また、始動時回転数急上昇制御用マップでは、概して、エンジン水温が高くなるほど、吸気バルブ12の閉弁時期が進角されるように定められている。
On the other hand, as shown in FIG. 4 (B), in the starting speed rapid increase control map, generally, the higher the engine speed (assumed only for low to medium speeds), It is determined that the closing timing of the
次に、図5を参照して、本発明の実施形態において、プリイグニッションの発生を抑制するために吸気バルブ12の閉弁時期に対して適用する限界閉弁時期について説明する。図5(A)は、限界閉弁時期の算出方法を説明するための図を示し、図5(B)は、限界閉弁時期を算出する場合に用いるマップを概略的に示している。なお、図5(B)では、マップに規定された数値の傾向のみを示し、具体的な数値については示していない。
Next, with reference to FIG. 5, a description will be given of a limit closing timing applied to the closing timing of the
本実施形態では、ECU50(具体的には回転数急上昇制御部50a)は、図5(A)に示すように、エンジン回転数と、燃料のオクタン価と、エンジン10の筒内温度と、エンジン10のインマニ圧(エンジン負荷に相当する)とに基づいて、所定の演算式やマップを用いて、プリイグニッションが生じない上限の有向圧縮比である有効圧縮比限界を求める。この場合、回転数急上昇制御部50aは、エンジン回転数が所定値(例えば2000rpm)以下においてプリイグニッションが発生しやすいこと、オクタン価が低いとプリイグニッションが発生しやすいこと、筒内温度が高いとプリイグニッションが発生しやすいこと、インマニ圧が高いとプリイグニッションが発生しやすいことなどの傾向を考慮して、有効圧縮比限界を求める。例えば、有効圧縮比限界の具体的な求め方については、特許5360121号に開示された手法を適用することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5A, the ECU 50 (specifically, the rotational speed rapid
この後、回転数急上昇制御部50aは、図5(B)に示すマップを参照して、上記のようにして求めた有効圧縮比限界に対応する吸気バルブ12の限界閉弁時期を求める。このマップでは、有効圧縮比限界が大きくなるほど、限界閉弁時期がより進角側になるように定められている、言い換えると、有効圧縮比限界が小さくなるほど、限界閉弁時期がより遅角側になるように定められている。
Thereafter, the rotational speed rapid
なお、本実施形態においては、ECU50の回転数急上昇制御部50aは、エンジン回転数が所定値(例えば500rpm)以上である場合にのみ、吸気バルブ12の閉弁時期を限界閉弁時期によって制限する。つまり、回転数急上昇制御部50aは、エンジン回転数が当該所定値未満である間は、吸気バルブ12の閉弁時期を限界閉弁時期によって制限しない。こうするのは、エンジン回転数が低い場合には、筒内温度が低い等の理由から、プリイグニッションが発生しにくいからである。また、仮にプリイグニッションが発生しても、エンジン回転数が所定値未満である時間がかなり短いため(例えばエンジン回転数が500rpm未満である間には数回の点火のみしか行われない)、プリイグニッションによる影響をほとんど受けないからである。
以下では、上記した所定値のことを「第2閾値」と呼ぶ。この第2閾値は、プリイグニッションが発生しにくいエンジン回転数、或いはプリイグニッションが発生しても問題とならないようなエンジン回転数に基づいて設定される。
In the present embodiment, the rapid rotation speed
Hereinafter, the predetermined value is referred to as a “second threshold value”. The second threshold value is set based on the engine speed at which pre-ignition is unlikely to occur or the engine speed at which no problem occurs even if pre-ignition occurs.
次に、図6を参照して、本発明の実施形態による始動時回転数急上昇制御についてより具体的に説明する。図6は、本発明の実施形態による始動時回転数急上昇制御の一例を示すタイムチャートである。図6において上に示すグラフG21は、エンジン回転数の時間変化を示している。また、図6において下に示すグラフG22、G23は、吸気バルブ12の閉弁時期(吸気VVT位相に相当する)の時間変化を示している。具体的には、グラフG22は、吸気バルブ12の限界閉弁時期を示し、グラフG23は、吸気バルブ12の目標閉弁時期(吸気バルブ12の実際の閉弁時期と実質的に同じである)を示している。
Next, with reference to FIG. 6, the engine speed rapid increase control according to the embodiment of the present invention will be described more specifically. FIG. 6 is a time chart showing an example of the start-up rotation speed rapid increase control according to the embodiment of the present invention. In FIG. 6, the graph G21 shown above shows the change over time of the engine speed. In addition, graphs G22 and G23 shown below in FIG. 6 indicate the time change of the closing timing of the intake valve 12 (corresponding to the intake VVT phase). Specifically, the graph G22 shows the limit closing timing of the
まず、時刻t21において、イグニッション信号がオフからオンに切り替わること等により、エンジン10を始動させる制御が開始される。具体的には、グラフG21に示すように、時刻t21から時刻t22まで、スタータによりエンジン10がクランキングされる(矢印A21参照)。例えば、クランキングによってエンジン回転数が200rpm程度にまで上昇される。
First, at time t21, the control for starting the
そして、時刻t22から、エンジン10において、燃料噴射弁13から燃料が噴射されると共に点火プラグ14によって点火されて混合気が燃焼することで、エンジン回転数が上昇していく。この場合、ECU50の回転数急上昇制御部50aは、吸入空気量を増大させて、エンジン回転数を目標回転数N22に向けて急上昇させるべく、グラフG23に示すように、吸気バルブ12の目標閉弁時期を進角側に設定する。具体的には、回転数急上昇制御部50aは、エンジン10の運転状態に基づいて、グラフG22に示すようなプリイグニッションが生じない限界閉弁時期を求め、吸気バルブ12の目標閉弁時期を進角させる場合に限界閉弁時期を超えないように制限を課す、つまり限界閉弁時期を超えない範囲内で吸気バルブ12の目標閉弁時期をできるだけ進角させる(矢印A22、A23参照)。これにより、プリイグニッションの発生が抑制されつつ、エンジン回転数が急上昇することとなる(矢印A24参照)。
なお、図6には図示していないが、回転数急上昇制御部50aは、上記したような吸気バルブ12の閉弁時期を進角させる制御の他にも、点火時期を通常始動時よりも進角させる制御や、スロットル開度を通常始動時よりも大きくする制御を行い、エンジン回転数を急上昇させるようにする。
Then, from time t22, in the
Although not shown in FIG. 6, the rotational speed rapid
この後、時刻t23において、エンジン回転数が目標回転数N22未満の第1閾値N21に到達する。この際に、回転数急上昇制御部50aは、吸気バルブ12の目標閉弁時期を遅角させる(矢印A25参照)。このように目標閉弁時期を遅角させても、エンジン回転数が高いので、吸気の慣性により吸入空気量が確保されるため、エンジン回転数の急上昇が維持される(矢印A26参照)。
Thereafter, at time t23, the engine speed reaches the first threshold value N21 that is less than the target speed N22. At this time, the rotation speed rapid
この後、エンジン回転数が目標回転数N22に到達する。この場合、回転数急上昇制御部50aは、クランク角センサ34の検出値に対応するエンジン回転数を直接的に用いて、エンジン回転数が目標回転数N22に到達したか否かを判断するのではなく、エンジン回転数が第1閾値N21に到達してから経過した時間に基づいて、エンジン回転数が目標回転数N22に到達したか否かを判断する。具体的には、回転数急上昇制御部50aは、事前に設定された、エンジン回転数が第1閾値N21に到達してから目標回転数N22に到達するまでに要する時間(推定時間)又はそれよりも大きな時間である所定時間T21を用いて、エンジン回転数が第1閾値N21に到達してから所定時間T21が経過したときに(時刻t24)、エンジン回転数が目標回転数N22に到達したと判断する。この際に、ECU50は、エンジン回転数を急低下させるように、スロットルバルブ5を閉じる制御と、エンジン10への燃料噴射を停止する制御(燃料カット)と、オルタネータ21の発電電流に関する始動時オルタ発電制御とを実行する(厳密には始動時オルタ発電制御は始動時回転数急上昇制御の実行中に開始される)。加えて、ECU50は、エンジン10への燃料噴射が再開されるときに(具体的には所定の復帰条件が成立したとき)、この燃料噴射の再開によりエンジン回転数が上昇することを抑制すべく、吸気バルブ12の閉弁時期を更に遅角させておく(矢印A27参照)。
Thereafter, the engine speed reaches the target speed N22. In this case, the rotational speed rapid
なお、上述したように、エンジン回転数が第1閾値N21に到達してから経過した時間に基づいて、エンジン回転数が目標回転数N22に到達したか否かを判断するのは、クランク角センサ34の検出値に対応するエンジン回転数を直接的に用いてこの判断を行うと、以下のような不具合が発生する場合があるからである。1つ目として、エンジン回転数を直接的に用いて判断を行うと、エンジン10に適用するオイルなどにより、エンジン回転数が目標回転数N22にまで到達せずに、エンジン回転数が目標回転数N22に到達しないと判断され続けることで、その後の制御(具体的にはエンジン回転数を急低下させる制御)が行われないという不具合が発生する場合がある。2つ目として、エンジン回転数を直接的に用いて判断を行うと、当該判断に時間を要してしまい、エンジン回転数を短時間で低下させることができなくなるという不具合が発生する場合がある。3つ目として、エンジン回転数を直接的に用いて判断を行うと、エンジン回転数が目標回転数N22を跨いで増減する場合に、エンジン回転数が目標回転数N22に到達したか否かの判断を適切に行うことが困難になるという不具合が発生する場合がある。
As described above, the crank angle sensor determines whether or not the engine speed has reached the target speed N22 based on the time elapsed since the engine speed has reached the first threshold value N21. This is because the following problems may occur if this determination is made using the engine speed corresponding to the detected value of 34 directly. First, when the determination is made using the engine speed directly, the engine speed does not reach the target speed N22 due to the oil applied to the
(始動時オルタ発電制御)
次に、始動時オルタ発電制御について具体的に説明する。本実施形態では、ECU50の発電制御部50bは、上記した始動時回転数急上昇制御によってエンジン回転数が目標回転数に到達したとき若しくは目標回転数に到達した直後に、オルタネータ21の発電電流が所定値以上(好適には発電電流を最大値)になるように、オルタネータ21の発電電流を増加させる制御を行う。この場合、発電制御部50bは、始動時回転数急上昇制御を実行している最中にオルタネータ21の発電電流を増加させる制御を開始する。
(Alternator power generation control at start-up)
Next, the alternator power generation control at the start will be specifically described. In the present embodiment, the power
このように、始動時回転数急上昇制御の実行中にオルタネータ21の発電電流を増加させる制御を開始する理由は、以下の通りである。エンジン始動時において、始動時回転数急上昇制御によってエンジン回転数を急上昇させた後に、エンジン回転数を急低下させるためには、エンジン回転数を低下させるべきタイミングで、オルタネータ21の発電電流をできるだけ大きくしておくことが望ましい。好適には、オルタネータ21の発電電流を最大値にしておくことが望ましい。この場合、オルタネータ21の発電電流を即座に最大値にすることは困難であり、オルタネータ21の発電電流を最大値にするまで時間がかかる。そのため、本実施形態では、発電制御部50bは、始動時回転数急上昇制御の実行中にオルタネータ21の発電電流を増加させる制御を開始する。具体的には、発電制御部50bは、始動時回転数急上昇制御によってエンジン回転数が目標回転数未満の所定値(例えば350rpm。以下ではこの所定値のことを「第3閾値」と呼ぶ。)に到達したときに、オルタネータ21の発電電流を増加させる制御を開始する。
Thus, the reason for starting the control to increase the generated current of the
また、本実施形態では、発電制御部50bは、このようなオルタネータ21の発電電流を増加させる制御を開始するエンジン回転数の第3閾値を、この第3閾値に対応するエンジン回転数からオルタネータ21の発電電流を増加させる制御を開始した場合に、エンジン回転数が目標回転数に到達したとき若しくは目標回転数に到達した直後に、オルタネータ21の発電電流が的確に最大値に到達するようなエンジン回転数に設定する。好適には、オルタネータ21の発電電流が最大値に到達するまでの時間が、オルタネータ21の状態によって変化するため、オルタネータ21の状態に応じて、オルタネータ21の発電電流を増加させる制御を開始するエンジン回転数の第3閾値を変更するのがよい。こうすることで、エンジン回転数が目標回転数に到達したとき若しくは目標回転数に到達した直後に、オルタネータ21の発電電流を的確に最大値に到達させることができるようになる。
Further, in the present embodiment, the power
更に、本実施形態では、発電制御部50bは、上記のようにオルタネータ21の発電電流を増加させる制御を行う場合に、バッテリ22の目標電圧も増加させ、バッテリ22が受け入れることができる充電量を増加させるようにする、言い換えると発電量の上限を増加させるようにする。
Further, in the present embodiment, the power
更に、本実施形態では、発電制御部50bは、電流変化速度制限手段として機能して、バッテリ22の目標電圧と実電圧との偏差に応じて電流変化速度制限値を設定して、オルタネータ21の発電電流の変化速度をこの電流変化速度制限値未満に制限しつつ、オルタネータ21の発電電流を増加させる。特に、本実施形態では、発電制御部50bは、始動時回転数急上昇制御が行われる場合には、通常時(始動時回転数急上昇制御が行われない場合を意味する。以下同様とする。)よりも、電流変化速度制限値を大きくして、オルタネータ21の発電電流の変化速度の制限を緩和する。
Furthermore, in this embodiment, the power
図7を参照して、上記した電流変化速度制限値について具体的に説明する。図7は、本発明の実施形態において用いる電流変化速度制限値が規定されたマップを示している。図7では、横軸にバッテリ22の目標電圧と実電圧との偏差(目標電圧−実電圧)を示しており、縦軸に電流変化速度制限値を示している。具体的には、グラフG31は、始動時回転数急上昇制御が行われない通常時に用いる電流変化速度制限値のマップを示しており、グラフG32は、始動時回転数急上昇制御が行われる場合に用いる電流変化速度制限値のマップを示している。 With reference to FIG. 7, the current change speed limit value will be described in detail. FIG. 7 shows a map in which the current change rate limit value used in the embodiment of the present invention is defined. In FIG. 7, the horizontal axis indicates the deviation between the target voltage and the actual voltage of the battery 22 (target voltage−actual voltage), and the vertical axis indicates the current change speed limit value. Specifically, the graph G31 shows a map of the current change speed limit value that is used during normal time when the engine speed rapid increase control is not performed, and the graph G32 is used when the engine speed rapid increase control is performed. A map of current change speed limit values is shown.
グラフG31に示すように、通常時に用いる電流変化速度制限値のマップは、目標電圧と実電圧との偏差が所定値未満である領域では、偏差が小さくなるほど、電流変化速度制限値が小さくなるように定められており(つまり発電電流の変化速度に対して課す制限が大きくなるように定められている)、これに対して、目標電圧と実電圧との偏差が所定値以上である領域では、偏差によらずに、電流変化速度制限値が一定になるように定められている(つまり発電電流の変化速度に対して課す制限が一定になるように定められている)。一方で、グラフG32に示すように、始動時回転数急上昇制御が行われる場合に用いる電流変化速度制限値のマップは、目標電圧と実電圧との偏差の全領域に渡って、偏差が大きくなるほど、電流変化速度制限値が大きくなるように定められている(つまり発電電流の変化速度に対して課す制限が小さくなるように定められている)。 As shown in the graph G31, the map of the current change speed limit value used in the normal state is such that the current change speed limit value decreases as the deviation decreases in a region where the deviation between the target voltage and the actual voltage is less than a predetermined value. (In other words, the limit imposed on the change rate of the generated current is set to be large), whereas in the region where the deviation between the target voltage and the actual voltage is a predetermined value or more, Regardless of the deviation, the current change rate limit value is set to be constant (that is, the limit imposed on the change rate of the generated current is set to be constant). On the other hand, as shown in the graph G32, the map of the current change speed limit value used when the engine speed rapid increase control is performed is larger as the deviation increases over the entire range of deviation between the target voltage and the actual voltage. The current change rate limit value is set to be large (that is, the limit imposed on the change rate of the generated current is set to be small).
ここで、上記したように、電流変化速度制限値を用いてオルタネータ21の発電電流の変化速度に対して制限を課しているのは、バッテリ22の電圧のオーバーシュート(過剰な電圧上昇)を防止するためである。バッテリ22の電圧のオーバーシュートが発生すると、バッテリ22の制御ユニットの保証電圧を超えることで故障を誤判定してしまったり、車両内のランプ類のバルブ寿命が縮んでしまったり、バッテリ22が過充電になってしまったりするため、電流変化速度制限値を用いてオーバーシュートを防止するようにしている。しかしながら、オーバーシュートによる不具合が発生するのは、オーバーシュート量が多い場合や、オーバーシュートが生じている時間が長い場合であり、エンジン始動時に相当する時間はかなり短いため、エンジン始動時ではこのようなオーバーシュートによる不具合は特に問題とならない。
したがって、本実施形態では、始動時回転数急上昇制御を行う場合には、通常時よりも電流変化速度制限値を大きくして(グラフG32参照)、オルタネータ21の発電電流の変化速度の制限を緩和することで、バッテリ22の電圧のオーバーシュートの防止よりも、オルタネータ21の発電電流の増加を優先して、発電電流を速やかに最大値に到達させるようにしている。このような大きな電流変化速度制限値を継続的に用いると、バッテリ22の電圧のオーバーシュートが発生しやすくなるが、本実施形態では、目標電圧と実電圧との偏差が比較的大きい領域でのみ、通常時よりも電流変化速度制限値を大きくし、目標電圧と実電圧との偏差が比較的小さい領域では、通常時と同様に電流変化速度制限値を小さくして(グラフG31、G32参照)、実電圧が目標電圧に近付くと発電電流の変化速度の制限を強化するようにすることで、オーバーシュートの発生を防止している。
Here, as described above, the limitation on the change rate of the generated current of the
Therefore, in the present embodiment, when starting speed rapid increase control is performed, the current change rate limit value is made larger than normal (see graph G32), and the limit of the change rate of the generated current of the
次に、図8を参照して、本発明の実施形態による始動時オルタ発電制御についてより具体的に説明する。図8は、本発明の実施形態による始動時オルタ発電制御の一例を示すタイムチャートである。 Next, the alternator power generation control at the start time according to the embodiment of the present invention will be described more specifically with reference to FIG. FIG. 8 is a time chart showing an example of start alternator power generation control according to the embodiment of the present invention.
図8において、グラフG41は、本実施形態による始動時オルタ発電制御を実行した場合のバッテリ22の実電圧を示しており、グラフG42は、本実施形態による始動時オルタ発電制御を実行しなかった場合のバッテリ22の実電圧を比較例として示している。また、グラフG43は、本実施形態による始動時回転数急上昇制御及び始動時オルタ発電制御の両方を実行した場合のエンジン回転数を示しており、グラフG44は、本実施形態による始動時回転数急上昇制御のみを実行した場合(つまり始動時オルタ発電制御を実行しなかった場合)のエンジン回転数を比較例として示している。また、グラフG45は、本実施形態による始動時オルタ発電制御を実行した場合のオルタネータ21の目標電流を示しており、グラフG46は、本実施形態による始動時オルタ発電制御を実行した場合(つまりグラフG45に示す目標電流に基づいて電流を制御した場合)のオルタネータ21の実電流を示しており、グラフG47は、本実施形態による始動時オルタ発電制御を実行しなかった場合のオルタネータ21の実電流を比較例として示している。
In FIG. 8, a graph G41 shows the actual voltage of the
まず、時刻t41において、イグニッション信号がオフからオンに切り替わること等により、エンジン10を始動させる制御が開始され、スタータによりエンジン10がクランキングされる。この後、エンジン10において、燃料噴射弁13から燃料が噴射されると共に点火プラグ14によって点火されて混合気が燃焼される。この際に、上述したように、回転数急上昇制御部50aが、始動時回転数急上昇制御を実行する。これにより、エンジン回転数が上昇して、時刻t42においてエンジン回転数が第3閾値N41に到達することで、発電制御部50bが、グラフG45に示すように、オルタネータ21の目標電流を増加させ始める。
この場合、発電制御部50bは、始動時回転数急上昇制御が行われる場合に用いる、電流変化速度の制限が緩和された電流変化速度制限値のマップを適用して(図7のグラフG32参照)、オルタネータ21の目標電流を増加させる。これにより、グラフG45に付した矢印A44に示すように、オルタネータ21の目標電流が大きく増加し、その結果、グラフG46に付した矢印A45に示すように、目標電流に追従するようにオルタネータ21の実電流が大きく増加する。また、グラフG41に付した矢印A41に示すように、バッテリ22の実電圧が目標電圧V41(図8では目標電圧V41をほぼ一定にしている例を示している)に向かって増加していく。
First, at time t41, the control for starting the
In this case, the power
なお、本実施形態による始動時オルタ発電制御を実行しなかった場合には、オルタネータ21の実電流はほとんど増加せず(グラフG47参照)、バッテリ22の実電圧もほとんど増加しない(グラフG42参照)。
When the alternator power generation control at start-up according to the present embodiment is not executed, the actual current of the
この後、始動時回転数急上昇制御によってエンジン回転数が目標回転数に到達した直後に、グラフG46に示すように、オルタネータ21の実電流がほぼ最大値になる。そのため、オルタネータ21の発電による最大限の負荷がエンジン10に付与されることで、グラフG43に付した矢印A42に示すように、エンジン回転数が急低下していく。具体的には、始動時オルタ発電制御を実行しなかった場合(グラフG44に付した矢印A43参照)よりも急な傾きにてエンジン回転数が低下していく。
After this, immediately after the engine speed reaches the target speed by the start-up speed rapid increase control, as shown in the graph G46, the actual current of the
<処理フロー>
次に、図9乃至図12を参照して、本発明の実施形態においてECU50が行う処理フローについて説明する。
<Processing flow>
Next, a processing flow performed by the
図9は、本発明の実施形態によるエンジン始動制御を示すフローチャートである。このフローは、ECU50によって所定の周期で繰り返し実行される。
FIG. 9 is a flowchart showing engine start control according to the embodiment of the present invention. This flow is repeatedly executed by the
まず、ステップS101において、ECU50は、エンジン10の始動要求があるか否かを判定する。例えば、ECU50は、イグニッション信号のオン/オフや、ブレーキペダル及び/又はアクセルペダルの操作に対応する信号などに基づいて、エンジン10の始動要求があるか否かを判定する。その結果、エンジン10の始動要求がないと判定された場合(ステップS101:No)、ステップS101に戻る。この場合、ECU50は、エンジン10の始動要求があると判定されるまで、ステップS101の判定を繰り返す。
First, in step S101, the
一方で、エンジン10の始動要求があると判定された場合(ステップS101:Yes)、ステップS102に進み、ECU50は、エンジン10の始動要求が、エンジン自動停止後の再始動に対応する要求であるか否かを判定する。つまり、ECU50は、アイドリングストップによりエンジン10を自動停止した後にエンジン10を再始動させる要求があるか否かを判定する。その結果、エンジン10の始動要求がエンジン自動停止後の再始動に対応する要求であると判定された場合(ステップS102:Yes)、ステップS103に進み、ECU50は、自動停止された状態にあるエンジン10を再始動させる制御を行う。
On the other hand, when it is determined that there is a request for starting the engine 10 (step S101: Yes), the process proceeds to step S102, and the
一方で、エンジン10の始動要求がエンジン自動停止後の再始動に対応する要求でないと判定された場合(ステップS102:No)、ステップS104に進み、ECU50は、排気浄化触媒26を昇温させる要求があるか否かを判定する。つまり、ECU50は、排気浄化触媒26を早期に活性化するためのAWSの作動要求があるか否かを判定する。その結果、排気浄化触媒26を昇温させる要求があると判定された場合(ステップS104:Yes)、ステップS105に進み、ECU50は、始動時回転数急上昇制御とは異なる、通常の始動制御(通常始動制御)を実行する。つまり、ECU50の制御禁止部50eが、回転数急上昇制御部50aによる制御及び燃料カット制御部50cによる燃料噴射の停止の両方を禁止し、通常始動制御を実行するようにする。この場合には、ECU50の触媒暖機制御部50dが、未活性状態にある排気浄化触媒26を早期に活性化すべく、AWSを作動させる。具体的には、触媒暖機制御部50dは、排気ガス温度(排気熱量)を上昇させて排気浄化触媒26を速やかに暖機すべく、吸入空気量を増大させると共に、圧縮上死点を越えて点火時期を遅角させる制御を行う。
On the other hand, when it is determined that the start request of the
一方で、排気浄化触媒26を昇温させる要求がないと判定された場合(ステップS104:No)、ステップS106に進み、ECU50は、エンジン回転数を急上昇させた後、エンジン回転数を急低下させて、エンジン始動時のスポーティな始動感を実現すべく、本実施形態による始動時回転数急上昇制御を実行する。
On the other hand, if it is determined that there is no request to raise the temperature of the exhaust purification catalyst 26 (step S104: No), the process proceeds to step S106, where the
次に、図10を参照して、図9のステップS106で実行される始動時回転数急上昇制御について説明する。図10は、本発明の実施形態による始動時回転数急上昇制御を示すフローチャートである。このフローは、主に、ECU50の回転数急上昇制御部50aによって実行される。
Next, with reference to FIG. 10, the engine speed rapid increase control executed in step S106 of FIG. 9 will be described. FIG. 10 is a flowchart showing the engine speed rapid increase control according to the embodiment of the present invention. This flow is mainly executed by the rotational speed rapid
まず、ステップS201では、回転数急上昇制御部50aは、スタータでエンジン10をクランキングし、その最中に、クランク角センサ34及びカム角センサ37のそれぞれの検出信号のパターンに基づいて、気筒識別を行う。その結果、気筒識別が完了した場合(ステップS201:Yes)、ステップS202に進み、気筒識別が完了していない場合(ステップS201:No)、ステップS201に戻る。
First, in step S201, the rotational speed rapid
次いで、ステップS202では、回転数急上昇制御部50aは、エンジン10のクランキングを終了して、エンジン10の燃料噴射を許可するか否かを判定する。その結果、燃料噴射を許可する場合(ステップS202:Yes)、ステップS203に進む。この場合、回転数急上昇制御部50aは、ステップS201における気筒識別の結果に基づき、燃料を噴射すべき気筒に対して、燃料を噴射して、混合気に点火する。一方で、燃料噴射を許可しない場合には(ステップS202:No)、ステップS202に戻る。
Next, in step S202, the rotational speed rapid
次いで、ステップS203では、回転数急上昇制御部50aは、吸入空気量を増大させてエンジン回転数を急上昇させるべく、吸気バルブ12の目標閉弁時期を進角側に設定するための制御(目標閉弁時期設定制御)を実行する。そして、この目標閉弁時期設定制御によって吸気バルブ12の目標閉弁時期を設定した後、ステップS204に進む。
Next, in step S203, the rotation speed rapid
ここで、図11を参照して、図10のステップS203で実行される目標閉弁時期設定制御について説明する。図11は、本発明の実施形態による目標閉弁時期設定制御を示すフローチャートである。このフローは、ECU50の回転数急上昇制御部50aによって実行される。
Here, the target valve closing timing setting control executed in step S203 of FIG. 10 will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart showing target valve closing timing setting control according to the embodiment of the present invention. This flow is executed by the rotational speed rapid
まず、ステップS301では、回転数急上昇制御部50aは、エンジン10の運転状態を取得する。具体的には、回転数急上昇制御部50aは、クランク角センサ34によって検出されたクランク角に対応するエンジン回転数や、圧力センサ33によって検出されたインマニ圧(エンジン負荷に相当する)や、水温センサ35によって検出された水温や、温度センサ36によって検出された筒内温度などを取得する。
First, in step S301, the rotation speed rapid
次いで、ステップS302では、回転数急上昇制御部50aは、図4(B)に示した始動時回転数急上昇制御用マップを参照して、ステップS301で取得したエンジン回転数及び水温に対応する、設定すべき吸気バルブ12の閉弁時期を取得する。以下では、マップ(始動時回転数急上昇制御用マップだけでなく、通常制御用マップも含む)から取得された閉弁時期を、適宜「ベース閉弁時期」と呼ぶ。
Next, in step S302, the rotational speed rapid
次いで、ステップS303では、回転数急上昇制御部50aは、図5(A)及び(B)に示した手順により、吸気バルブ12の限界閉弁時期を求める。具体的には、回転数急上昇制御部50aは、まず、エンジン回転数、オクタン価、筒内温度、及びインマニ圧に基づいて、有効圧縮比限界を求め、この後、図5(B)に示したマップを参照して、求めた有効圧縮比限界に対応する限界閉弁時期を得る。なお、オクタン価については、エンジン10に振動センサを設け、この振動センサの検出値に基づいて推定すればよい。例えば、振動センサによって検出された振動強度が大きい場合には、オクタン価が小さいと推定することができる。
Next, in step S303, the rotational speed rapid
次いで、ステップS304では、回転数急上昇制御部50aは、ステップS302で取得したベース閉弁時期が、ステップS303で求めた限界閉弁時期よりも進角側の閉弁時期であるか否かを判定する。その結果、ベース閉弁時期が限界閉弁時期よりも進角側である場合(ステップS304:Yes)、ステップS305に進み、回転数急上昇制御部50aは、エンジン回転数が第2閾値(例えば500rpm)以上であるか否かを判定する。その結果、エンジン回転数が第2閾値以上である場合(ステップS305:Yes)、ステップS306に進む。この場合には、エンジン回転数が第2閾値以上であるため、プリイグニッションが発生する可能性がある状況であり、また、プリイグニッションの発生が問題となるような状況である。加えて、ベース閉弁時期が限界閉弁時期よりも進角側であるため、このベース閉弁時期を吸気バルブ12の目標閉弁時期に適用すると、プリイグニッションが発生する可能性が高くなる。そのため、ステップS306では、回転数急上昇制御部50aは、始動時回転数急上昇制御用マップから決定されたベース閉弁時期ではなく、プリイグニッションを抑制可能な限界閉弁時期を、吸気バルブ12の目標閉弁時期に設定する。
Next, in step S304, the rotational speed rapid
一方で、ベース閉弁時期が限界閉弁時期よりも進角側でない場合(ステップS304:No)、若しくはエンジン回転数が第2閾値以上でない場合(ステップS305:No)、ステップS307に進む。ベース閉弁時期が限界閉弁時期よりも進角側でない場合には、このベース閉弁時期を吸気バルブ12の目標閉弁時期に設定しても、プリイグニッションは発生しない。また、エンジン回転数が第2閾値以上でない場合には、プリイグニッションが発生する可能性はかなり低い状況であり、また、プリイグニッションが発生しても特に問題とならないような状況である。したがって、ステップS307では、回転数急上昇制御部50aは、始動時回転数急上昇制御用マップから決定されたベース閉弁時期をそのまま吸気バルブ12の目標閉弁時期に設定する。
On the other hand, when the base valve closing timing is not advanced from the limit valve closing timing (step S304: No), or when the engine speed is not equal to or higher than the second threshold (step S305: No), the process proceeds to step S307. If the base valve closing timing is not an advance side of the limit valve closing timing, even if this base valve closing timing is set to the target valve closing timing of the
次に、図10に戻って、ステップS204以降の制御について説明する。ステップS204では、回転数急上昇制御部50aは、スロットルバルブ5の目標開度(目標スロットル開度)と、点火プラグ14の目標点火時期とを設定する。この場合、回転数急上昇制御部50aは、エンジン回転数を急上昇させる観点から、通常始動時よりも大きなスロットル開度を目標スロットル開度に設定すると共に、通常始動時よりも進角させた点火時期を目標点火時期に設定する。
Next, returning to FIG. 10, the control after step S204 will be described. In step S204, the rotation speed rapid
次いで、ステップS205において、回転数急上昇制御部50aは、ステップS203で設定した目標閉弁時期、ステップS204で設定した目標スロットル開度、及び目標点火時期に基づいて、吸気バルブ12、スロットルバルブ5、及び点火プラグ14のそれぞれを制御する。
Next, in step S205, the rotational speed rapid
次いで、ステップS206において、回転数急上昇制御部50aは、エンジン回転数が第3閾値(例えば350rpm)以上であるか否かを判定する。その結果、エンジン回転数が第3閾値以上でない場合(ステップS206:No)、ステップS203に戻り、ステップS203以降の制御を再度行う。
Next, in step S206, the rotation speed rapid
一方で、エンジン回転数が第3閾値以上である場合(ステップS206:Yes)、ステップS207に進み、回転数急上昇制御部50aは、始動時オルタ発電制御を実行するための始動時オルタ発電制御フラグを「1」に設定する。これにより、始動時回転数急上昇制御と並行して、オルタネータ21の発電電流を増加させるための始動時オルタ発電制御が実行されることとなる。なお、始動時オルタ発電制御については、詳細は後述する(図12参照)。
On the other hand, when the engine speed is equal to or greater than the third threshold (step S206: Yes), the process proceeds to step S207, where the engine speed rapid
次いで、ステップS209において、回転数急上昇制御部50aは、エンジン回転数が第1閾値(例えば1800rpm)以上であるか否かを判定する。その結果、エンジン回転数が第1閾値以上でない場合には(ステップS209:No)、ステップS203に戻り、ステップS203以降の制御を再度行う。
Next, in step S209, the rotation speed rapid
一方で、エンジン回転数が第1閾値以上である場合(ステップS209:Yes)、ステップS210に進み、回転数急上昇制御部50aは、図4(A)に示した通常制御用マップを参照して、現在のエンジン回転数及びエンジン負荷に対応する吸気バルブ12の閉弁時期を取得し、この閉弁時期を目標閉弁時期に設定する。この場合、回転数急上昇制御部50aは、ステップS203の目標閉弁時期設定制御(図11参照)により始動時回転数急上昇制御用マップに基づいて進角側に設定した目標閉弁時期を、通常制御用マップに基づいて遅角させた閉弁時期を、新たな目標閉弁時期として設定する。
On the other hand, when the engine speed is equal to or higher than the first threshold value (step S209: Yes), the process proceeds to step S210, and the rotation speed rapid
次いで、ステップS211において、回転数急上昇制御部50aは、エンジン回転数が第1閾値に到達してから所定時間が経過したか否かを判定する。回転数急上昇制御部50aは、当該判定を行うことで、エンジン回転数が目標回転数に到達したか否かを判定している。その結果、エンジン回転数が第1閾値に到達してから所定時間が経過していない場合には(ステップS211:No)、ステップS204に戻り、ステップS204以降の制御を再度行う。
Next, in step S211, the rotation speed rapid
一方で、エンジン回転数が第1閾値に到達してから所定時間が経過した場合(ステップS211:Yes)、ECU50は、ステップS212以降において、エンジン回転数を急低下させるための制御を行う。まず、ステップS212において、ECU50(具体的には燃料カット制御部50c)は、燃料カット制御を開始する、つまりエンジン10への燃料噴射を停止する。次いで、ステップS213において、ECU50は、その後の燃料噴射の再開によりエンジン回転数が上昇することを抑制すべく、ステップS210で設定した閉弁時期(ベース閉弁時期)を更に遅角させた閉弁時期を、吸気バルブ12の目標閉弁時期に設定する。なお、ステップS212の制御の後にステップS213の制御を行うことに限定はされず、ステップS213の制御の後にステップS212の制御を行ってもよい、つまり、ベース閉弁時期を遅角させた目標閉弁時期を設定した後に燃料噴射を停止してもよい。
On the other hand, when the predetermined time has elapsed since the engine speed reached the first threshold (step S211: Yes), the
次いで、ステップS214において、ECU50は、エンジン回転数が第4閾値以上であるか否かを判定する。この判定は、エンジン回転数を急低下させるための制御(燃料カットなど)を終了して、通常のアイドリング状態へと移行してもよい状態であるか否かを判断するために行っている。また、この判定は、燃料噴射を再開するための復帰条件が成立しているか否かを判断していることに相当する。このような観点より、当該判定に用いる第4閾値は、エアコン負荷などが存在している場合も考慮して、アイドル回転数よりも若干大きな回転数に設定するとよい。例えば、アイドル回転数が550rpm程度である場合には、第4閾値を700rpm程度に設定するとよい。
Next, in step S214, the
ステップS214の判定の結果、エンジン回転数が第4閾値以上でない場合には(ステップS214:No)、ステップS212に戻り、ステップS212以降の制御を再度行う。この場合、ECU50は、燃料噴射の停止状態を継続すると共に、吸気バルブ12の目標閉弁時期を遅角させた状態を継続する。
If the result of determination in step S214 is that the engine speed is not greater than or equal to the fourth threshold (step S214: No), the process returns to step S212, and the control after step S212 is performed again. In this case, the
一方で、エンジン回転数が第4閾値以上である場合(ステップS214:Yes)、ステップS215に進み、ECU50(具体的には燃料カット制御部50c)は、燃料カット制御を停止する、つまりエンジン10への燃料噴射を再開する。
On the other hand, when the engine speed is equal to or greater than the fourth threshold (step S214: Yes), the process proceeds to step S215, and the ECU 50 (specifically, the fuel cut
次いで、ステップS216において、ECU50は、始動時オルタ発電制御フラグを「0」に設定する。こうして始動時オルタ発電制御フラグが「0」に設定されると、エンジン回転数を急低下させるための始動時オルタ発電制御が終了することとなる(図12参照)。
Next, in step S216, the
次いで、ステップS217において、ECU50は、吸気バルブ12やスロットルバルブ5や点火プラグ14などに用いる種々の制御値を、通常制御時に適用すべき制御値(ベースセット)に戻す制御を行う。
Next, in step S217, the
次に、図12を参照して、本発明の実施形態による始動時オルタ発電制御について説明する。図12は、本発明の実施形態による始動時オルタ発電制御を示すフローチャートである。このフローは、ECU50の発電制御部50bによって実行される。
Next, the alternator power generation control at the start time according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart illustrating alternator power generation control at start time according to the embodiment of the present invention. This flow is executed by the power
まず、ステップS401では、発電制御部50bは、始動時オルタ発電制御フラグが1であるか否かを判定する。ここでは、発電制御部50bは、エンジン回転数を急低下させるための始動時オルタ発電制御を実行するか否かを判定している。上述したように、始動時オルタ発電制御フラグは、図10に示したステップS207において「1」に設定されるものである。
First, in step S401, the power
ステップS401の判定の結果、始動時オルタ発電制御フラグが1でない場合(ステップS401:No)、ステップS412に進み、発電制御部50bは、通常時に用いる電流変化速度制限値のマップ(図7のグラフG31参照)を参照して、バッテリ22の目標電圧と実電圧との偏差に応じた電流変化速度制限値(以下では、図7のグラフG31のマップに基づいて設定される電流変化速度制限値を「第1の電流変化速度制限値」と呼ぶ。)を設定する。そして、ステップS413において、発電制御部50bは、通常時に適用すべき目標電圧(以下では「通常時目標電圧」と呼ぶ。)を、バッテリ22の目標電圧に設定する。発電制御部50bは、このように設定した第1の電流変化速度制限値及び通常時目標電圧に基づいて、オルタネータ21の発電を制御する。
If the start alternator power generation control flag is not 1 as a result of the determination in step S401 (step S401: No), the process proceeds to step S412 and the power
一方で、始動時オルタ発電制御フラグが1である場合(ステップS401:Yes)、ステップS402に進み、発電制御部50bは、バッテリ22が受け入れることができる充電量を増加すべく、言い換えると発電量の上限を増加すべく、通常時目標電圧よりも増加させた電圧を目標電圧(以下では「始動時目標電圧」と呼ぶ。)に設定する。例えば、発電制御部50bは、バッテリ22の最大電圧付近にまで増加させた電圧を、始動時目標電圧に設定する。
On the other hand, if the start alternator power generation control flag is 1 (step S401: Yes), the process proceeds to step S402, and the power
次いで、ステップS403において、発電制御部50bは、バッテリ22の実電圧を取得する。例えば、発電制御部50bは、バッテリ22からECU50に入力される電圧に基づいて、バッテリ22の実電圧を推定する。
Next, in step S <b> 403, the power
次いで、ステップS404において、発電制御部50bは、ステップS402で設定した始動時目標電圧とステップS403で取得した実電圧との偏差(始動時目標電圧−実電圧)を求める。
Next, in step S404, the power
次いで、ステップS405において、発電制御部50bは、始動時回転数急上昇制御が行われる場合に用いる電流変化速度制限値のマップ(図7のグラフG32参照)を参照して、ステップS404で求めた偏差に応じた電流変化速度制限値(以下では、図7のグラフG32のマップに基づいて設定される電流変化速度制限値を「第2の電流変化速度制限値」と呼ぶ。)を設定する。
Next, in step S405, the power
次いで、ステップS406において、発電制御部50bは、ステップS405で設定した第2の電流変化速度制限値の範囲内でオルタネータ21の目標電流を増加させる。つまり、発電制御部50bは、オルタネータ21の発電電流の変化速度を第2の電流変化速度制限値未満に制限しつつ、オルタネータ21の発電電流を増加させる。
Next, in step S406, the power
次いで、ステップS407において、発電制御部50bは、始動時オルタ発電制御フラグが0であるか否かを判定する。ここでは、発電制御部50bは、エンジン回転数を急低下させるための始動時オルタ発電制御の実行を終了するか否かを判定している。上述したように、始動時オルタ発電制御フラグは、図10に示したステップS216において「0」に設定されるものである。
Next, in step S407, the power
ステップS407の判定の結果、始動時オルタ発電制御フラグが0である場合(ステップS407:Yes)、ステップS409に進む。この場合には、発電制御部50bは、エンジン回転数を急低下させるための始動時オルタ発電制御を終了し、ステップS409以降において、オルタネータ21の目標電流及びバッテリ22の目標電圧などを通常時の目標値に戻すための制御を行う。
As a result of the determination in step S407, if the start alternator power generation control flag is 0 (step S407: Yes), the process proceeds to step S409. In this case, the power
一方で、始動時オルタ発電制御フラグが0でない場合(ステップS407:No)、ステップS408に進み、発電制御部50bは、始動時目標電圧と実電圧との偏差が所定値未満であるか否かを判定する。ここでは、発電制御部50bは、バッテリ22の実電圧が始動時目標電圧にほぼ到達したか否かを判定している。図12に例示する始動時オルタ発電制御では、バッテリ12の目標電圧を増加させているので(ステップS402)、バッテリ12の電圧のオーバーシュートを防止するために、ステップS407の判定で用いる所定値を0よりも大きな値に設定するのがよい。他方で、始動時オルタ発電制御時にバッテリ12の目標電圧を増加させない場合には、例えば通常時目標電圧を目標電圧に設定する場合には、オーバーシュートをある程度許容して、ステップS408の判定で用いる所定値をほぼ0に設定してもよい。
On the other hand, if the start alternator power generation control flag is not 0 (step S407: No), the process proceeds to step S408, and the power
ステップS408の判定の結果、始動時目標電圧と実電圧との偏差が所定値未満でない場合(ステップS408:No)、ステップS403に戻り、上記したステップS403以降の制御を再度行う。この場合には、発電制御部50bは、現在の実電圧を取得し、この実電圧に応じた第2の電流変化速度制限値を設定して、この第2の電流変化速度制限値の範囲内でオルタネータ21の目標電流を増加させることとなる。
As a result of the determination in step S408, if the deviation between the starting target voltage and the actual voltage is not less than the predetermined value (step S408: No), the process returns to step S403 and the above-described control after step S403 is performed again. In this case, the power
一方で、始動時目標電圧と実電圧との偏差が所定値未満である場合(ステップS408:Yes)、ステップS409に進む。この場合にも、発電制御部50bは、エンジン回転数を急低下させるための始動時オルタ発電制御を終了し、ステップS409以降において、オルタネータ21の目標電流及びバッテリ22の目標電圧などを通常時の目標値に戻すための制御を行う。
On the other hand, when the deviation between the starting target voltage and the actual voltage is less than the predetermined value (step S408: Yes), the process proceeds to step S409. Also in this case, the power
次いで、ステップS409において、発電制御部50bは、上記したステップS412と同様に、通常時に用いる電流変化速度制限値のマップ(図7のグラフG31参照)を参照して、バッテリ22の目標電圧と実電圧との偏差に応じた第1の電流変化速度制限値を設定する。
Next, in step S409, the power
次いで、ステップS410において、発電制御部50bは、ステップS402で設定した始動時目標電圧(通常時目標電圧よりも増加させた目標電圧)を通常時目標電圧に戻すべく、この始動時目標電圧を所定幅にて低下させる。この場合、発電制御部50bは、始動時目標電圧を徐々に低下させるようにする。こうすることで、例えばヘッドライトがオンである場合や空調を最大で動作させている場合において、バッテリ22の電圧が急変することにより、ライトのちらつきや空調性能(ブロア風量)の変化が生じてしまうことを防止している。
Next, in step S410, the power
次いで、ステップS411において、発電制御部50bは、ステップS410において始動時目標電圧を低下させることで、バッテリ22の現在の目標電圧が通常時目標電圧未満にまで低下したか否かを判定する。つまり、発電制御部50bは、バッテリ22の目標電圧が通常時目標電圧に戻ったか否かを判定する。その結果、目標電圧が通常時目標電圧未満でない場合(ステップS411:No)、ステップS410に戻り、発電制御部50bは、バッテリ22の目標電圧を継続して低下させる。
Next, in step S411, the power
一方で、目標電圧が通常時目標電圧未満である場合(ステップS411:Yes)、ステップS413に進み、発電制御部50bは、通常時目標電圧をバッテリ22の目標電圧に設定する。この後、発電制御部50bは、第1の電流変化速度制限値及び通常時目標電圧に基づいて、オルタネータ21の発電を制御する。
On the other hand, when the target voltage is less than the normal target voltage (step S411: Yes), the process proceeds to step S413, and the power
<作用効果>
次に、本発明の実施形態によるエンジンの始動制御装置の作用効果について説明する。
<Effect>
Next, functions and effects of the engine start control device according to the embodiment of the present invention will be described.
本実施形態によれば、エンジン始動時に、吸入空気量を増大させてエンジン回転数を急上昇させるべく、吸気バルブ12の閉弁時期を進角させる場合に、限界閉弁時期を超えないように制限を課して吸気バルブ12の閉弁時期を進角させるので、プリイグニッションの発生を抑制しつつ、エンジン回転数を適切に急上昇させることができる。特に、本実施形態によれば、吸入空気量を増大させるに当たって、スロットルバルブ5を制御するよりも吸気の制御性(応答性)が高い吸気バルブ12を可変吸気バルブ機構18によって制御するので(吸気バルブ12はスロットルバルブ5よりも筒内に近い位置にあるため吸気の応答性が高いため)、プリイグニッションの抑制とエンジン回転数の急上昇とを高い次元で両立させることができる。
According to the present embodiment, when the engine is started, in order to advance the closing timing of the
また、本実施形態によれば、始動時回転数急上昇制御によってエンジン回転数が目標回転数付近の第1閾値に到達すると、吸気バルブ12の閉弁時期を遅角させる。そのため、エンジン回転数が目標回転数に向かって上昇している間は、吸気の慣性によって吸入空気量が確保されるので、エンジン回転数の急上昇を適切に維持することができると共に、この後、エンジン回転数が目標回転数に到達した後には、吸気の慣性(流速)の低下により吸入空気量が低下した状態が形成されるので、エンジン回転数を適切に急低下させることができる。したがって、エンジン回転数の急上昇、及び、この後のエンジン回転数の急低下の両方を適切に実現することができる。よって、スポーティな始動感を適切に実現することが可能となる。
Further, according to this embodiment, when the engine speed reaches the first threshold value near the target speed by the start-up speed rapid increase control, the valve closing timing of the
また、本実施形態によれば、始動時回転数急上昇制御によってエンジン回転数が目標回転数に到達してから燃料噴射を停止し、この後に燃料噴射を再開する前に吸気バルブ12の閉弁時期を遅角させる。したがって、燃料噴射の再開時に吸入空気量を小さくしておくことができ、この再開時にエンジン回転数が上昇することを適切に抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, the fuel injection is stopped after the engine speed reaches the target rotational speed by the start-up rotational speed rapid increase control, and then the
また、本実施形態では、排気浄化触媒26の昇温が必要な場合に、排気浄化触媒26の昇温を優先してエミッションを確保すべく、燃料カット制御(燃料噴射の停止)を禁止する。そして、本実施形態では、始動時回転数急上昇制御を行う場合に燃料カット制御を行わないと、急上昇させたエンジン回転数を急低下させることが困難となり、適切な始動感を実現できなくなるという理由から、燃料カット制御を禁止する場合に、始動時回転数急上昇制御も禁止する。このように、本実施形態によれば、排気浄化触媒26の昇温が必要な場合に、始動時回転数急上昇制御及び燃料カット制御の両方を禁止し、排気浄化触媒26の昇温が必要でない場合に、始動時回転数急上昇制御及び燃料カット制御を実行するので、エミッションを確保しつつ、スポーティな始動感が得られる始動時回転数急上昇制御(つまりメリハリを持たせた始動時回転急上昇制御)を適切に実現することができる。 Further, in the present embodiment, when the exhaust purification catalyst 26 needs to be heated, the fuel cut control (stop of fuel injection) is prohibited in order to secure the emission with priority given to the temperature increase of the exhaust purification catalyst 26. In this embodiment, if the fuel cut control is not performed when the engine speed rapid increase control is performed, it is difficult to rapidly decrease the engine speed that has been rapidly increased, and an appropriate start feeling cannot be realized. Therefore, when the fuel cut control is prohibited, the engine speed rapid increase control is also prohibited. As described above, according to the present embodiment, when the exhaust purification catalyst 26 needs to be warmed, both the start-up engine speed rapid increase control and the fuel cut control are prohibited, and the exhaust purification catalyst 26 need not be warmed. In this case, since the engine speed sudden increase control and the fuel cut control are executed, the engine speed rapid increase control that provides a sporty start feeling while ensuring emissions (ie, the engine speed rapid increase control with sharpness) Can be realized appropriately.
また、本実施形態によれば、始動時回転数急上昇制御によってエンジン回転数が目標回転数に到達してからオルタネータ21の発電によってエンジン10に負荷を与えるので、急上昇させたエンジン回転数を適切に急低下させることができる。このようにオルタネータ21の発電を利用することで、エンジン回転数を低下させるためにエンジン回転数の上昇中に吸入空気量を低下させる必要がないため、エンジン回転数の急上昇と、この後のエンジン回転数の急低下とを適切に両立させることができる。特に、本実施形態によれば、オルタネータ21の発電電流の変化における応答遅れを考慮して、始動時回転数急上昇制御中にオルタネータ21の発電電流の増加を開始するので、エンジン回転数が目標回転数に到達したときにオルタネータ21の発電電流を大きな値にすることができ、この後のエンジン回転数の急低下を効果的に実現することができる。また、本実施形態によれば、エンジン回転数の低下時にオルタネータ21が発電した電力をバッテリ22に充電するので、吸入空気量を低下させることのみでエンジン回転数を低下させる場合と比較して、燃費を改善することができる。
Further, according to the present embodiment, since the engine speed is reached by the power generation of the
<変形例>
上述した実施形態に示した可変吸気バルブ機構18は、吸気バルブ12の閉弁時期を進角させることで吸入空気量を増大させ、吸気バルブ12の閉弁時期を遅角させることで吸入空気量を低下させるようなタイプの可変バルブタイミング機構であったが、吸気バルブ12の閉弁時期を遅角させることで吸入空気量を増大させ、吸気バルブ12の閉弁時期を進角させることで吸入空気量を低下させるようなタイプの可変バルブタイミング機構もあり、本発明は、そのような後者のタイプの可変バルブタイミング機構にも適用可能である。
<Modification>
The variable
1 吸気通路
5 スロットルバルブ
10 エンジン
11 燃焼室
12 吸気バルブ
13 燃料噴射弁
14 点火プラグ
16 クランクシャフト
17 排気バルブ
18 可変吸気バルブ機構
19 可変排気バルブ機構
21 オルタネータ
22 バッテリ
25 排気通路
26a、26b 排気浄化触媒
34 クランク角センサ
37、38 カム角センサ
50 ECU
50a 回転数急上昇制御部
50b 発電制御部
50c 燃料カット制御部
50d 触媒暖機制御部
50e 制御禁止部
100 エンジンシステム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
50a Speed
Claims (5)
エンジンの始動時に、吸入空気量を増大させて、エンジンの点火時期を排気浄化触媒の昇温時より進角させることによってエンジン回転数を目標回転数に向けて急上昇させる制御を行う回転数急上昇制御手段と、
上記回転数急上昇制御手段による制御によってエンジン回転数が上記目標回転数に到達したとき若しくは上記目標回転数に到達した後に、エンジン回転数を急低下させるようにエンジンへの燃料噴射を停止し、この後に所定の復帰条件が成立したときにエンジンへの燃料噴射を再開する燃料カット制御手段と、
エンジンの始動時において、エンジンの排気通路に設けられた排気浄化触媒の昇温が必要な場合に、上記回転数急上昇制御手段による制御及び上記燃料カット制御手段による燃料噴射の停止の両方を禁止することで、上記回転数急上昇制御手段によるエンジン回転数の急上昇及び上記燃料カット制御手段によるエンジン回転数の急低下を禁止するようにする制御禁止手段と、
上記排気浄化触媒を暖機する触媒暖機制御手段と、を有し、
上記触媒暖機制御手段が未活性状態にある上記排気浄化触媒を暖機しようとしている場合に、上記制御禁止手段は、上記排気浄化触媒の昇温が必要な状況であると判断し、上記回転数急上昇制御手段による制御及び上記燃料カット制御手段による燃料噴射の停止の両方を禁止し、且つ、上記触媒暖機制御手段は、上記排気浄化触媒が活性状態にある場合よりも吸入吸気量を増大させると共に、エンジンの点火時期を圧縮上死点を越えて遅角させる制御を行う、エンジンの始動制御装置。 An engine start control device,
When starting the engine, the intake air amount is increased and the ignition timing of the engine is advanced from the temperature of the exhaust purification catalyst so that the engine speed rapidly increases toward the target speed. Means,
When the engine speed reaches the target speed by the control by the speed increase control means, or after reaching the target speed, the fuel injection to the engine is stopped so as to rapidly decrease the engine speed. Fuel cut control means for restarting fuel injection to the engine when a predetermined return condition is satisfied later;
When the temperature of the exhaust purification catalyst provided in the exhaust passage of the engine is required at the time of starting the engine, both the control by the speed rapid increase control means and the stop of the fuel injection by the fuel cut control means are prohibited. A control prohibiting means for prohibiting a rapid increase in engine speed by the speed rapid increase control means and a rapid decrease in engine speed by the fuel cut control means;
A catalyst warm-up control means for warming up the exhaust purification catalyst, was closed,
When the catalyst warm-up control means is trying to warm up the exhaust purification catalyst in an inactive state, the control prohibiting means determines that the temperature of the exhaust purification catalyst needs to be raised, and Both the control by the rapid increase control means and the stop of the fuel injection by the fuel cut control means are prohibited, and the catalyst warm-up control means increases the intake air intake amount more than when the exhaust purification catalyst is in the active state. And an engine start control device for performing control to retard the ignition timing of the engine beyond the compression top dead center .
エンジンの始動時に、吸入空気量を増大させて、エンジンの点火時期を排気浄化触媒の昇温時より進角させることによってエンジン回転数を目標回転数に向けて急上昇させる制御を行う回転数急上昇制御手段と、
上記回転数急上昇制御手段による制御によってエンジン回転数が上記目標回転数に到達したとき若しくは上記目標回転数に到達した後に、エンジン回転数を急低下させるようにエンジンへの燃料噴射を停止し、この後に所定の復帰条件が成立したときにエンジンへの燃料噴射を再開する燃料カット制御手段と、
エンジンの始動時において、エンジンの排気通路に設けられた排気浄化触媒の昇温が必要な場合に、上記回転数急上昇制御手段による制御及び上記燃料カット制御手段による燃料噴射の停止の両方を禁止することで、上記回転数急上昇制御手段によるエンジン回転数の急上昇及び上記燃料カット制御手段によるエンジン回転数の急低下を禁止するようにする制御禁止手段と、を有し、
上記回転数急上昇制御手段は、プリイグニッションが生じない上記吸気バルブの限界閉弁時期を推定し、エンジンに設けられた吸気バルブの閉弁時期を変化させることが可能な可変吸気バルブ機構によって、この限界閉弁時期を超えないように上記吸気バルブの閉弁時期を進角側に制御して、吸入空気量を増大させる、エンジンの始動制御装置。 An engine start control device,
When starting the engine, the intake air amount is increased and the ignition timing of the engine is advanced from the temperature of the exhaust purification catalyst so that the engine speed rapidly increases toward the target speed. Means,
When the engine speed reaches the target speed by the control by the speed increase control means, or after reaching the target speed, the fuel injection to the engine is stopped so as to rapidly decrease the engine speed. Fuel cut control means for restarting fuel injection to the engine when a predetermined return condition is satisfied later;
When the temperature of the exhaust purification catalyst provided in the exhaust passage of the engine is required at the time of starting the engine, both the control by the speed rapid increase control means and the stop of the fuel injection by the fuel cut control means are prohibited. it is, have a, and a control inhibiting means so as to prohibit the sudden decrease in the engine speed due to spikes and the fuel cut control means of the engine speed by the rotational speed jump control means,
The rotational speed rapid increase control means estimates the limit closing timing of the intake valve at which pre-ignition does not occur, and uses a variable intake valve mechanism capable of changing the closing timing of the intake valve provided in the engine. An engine start control device for increasing an intake air amount by controlling the closing timing of the intake valve to an advance side so as not to exceed a limit closing timing .
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