(57)【要約】【課題】この発明は、エンジン始動時の車体の振動を抑制させられるエンジン始動制御が行われる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】気筒内の混合気に点火する点火装置１４を備える内燃機関１０において、ＥＣＵ３４は、エンジン始動の際に初回の爆発が行われた時のエンジン回転速度（初爆回転速度）Ｎｅ１が、点火時期の進角によって初回の爆発と２回目の爆発との爆発間隔をエンジン剛体共振周期から遠ざけられるエンジン回転速度Ｎｅの下限値Ｎｅｔｈよりも高い場合には、２回目の爆発のための点火時期が初回の爆発のための点火時期よりも進角するように点火装置１４を制御する。【選択図】図２
2018155224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内の混合気に点火する点火装置を備える内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、エンジン始動の際に初回の爆発が行われた時のエンジン回転速度が、点火時期の進角によって前記初回の爆発と２回目の爆発との爆発間隔をエンジン剛体共振周期から遠ざけられるエンジン回転速度の下限値よりも高い場合には、前記２回目の爆発のための点火時期が前記初回の爆発のための点火時期よりも進角するように前記点火装置を制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、アイドリングストップ制御が行われる内燃機関の制御装置が開示されている。より詳細には、特許文献１には、自動変速機（ＡＴ）のドライブレンジ（車両走行中に選択されるレンジ）が選択されている状態でアイドリングストップ制御によるエンジン再始動が行われると、車体に前後方向の加速度が発生して、飛び出しを伴うような始動ショックが発生することが開示されている。さらに、特許文献１には、このような始動ショックを和らげながらエンジン再始動を行うために、点火時期を遅角させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２４２７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジン始動の際に初回の爆発と２回目の爆発との爆発間隔がエンジン剛体共振周期に近いと、車体の振動が大きくなることが懸念される。エンジン始動制御には、このような観点をも考慮した車体振動抑制のための対策が含まれていることが望ましい。
【０００５】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、エンジン始動時の車体の振動を抑制させられるエンジン始動制御が行われる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、気筒内の混合気に点火する点火装置を備える内燃機関を制御する。前記制御装置は、エンジン始動の際に初回の爆発が行われた時のエンジン回転速度が、点火時期の進角によって前記初回の爆発と２回目の爆発との爆発間隔をエンジン剛体共振周期から遠ざけられるエンジン回転速度の下限値よりも高い場合には、前記２回目の爆発のための点火時期が前記初回の爆発のための点火時期よりも進角するように前記点火装置を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、２回目の爆発の点火時期の進角により、初回の爆発と２回目の爆発との爆発間隔（点火間隔）をエンジン剛体共振周期から遠ざけることで、車体の振動を抑制できるようになる。さらに、爆発トルクの向上により、エンジン始動性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関を備える車両のシステム構成を概略的に説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るエンジン始動制御（点火時期制御）に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００１０】
１．実施の形態に係るシステム構成の例
図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関１０を備える車両１のシステム構成を概略的に説明するための図である。図１に示す車両１は、一例として、前輪駆動車両（ＦＦ車両）であり、その動力源として、火花点火式の内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、一例として、直列４気筒エンジンである。
【００１１】
内燃機関１０は、燃料噴射弁１２と点火装置１４とを備えている。燃料噴射弁１２は、各気筒に配置され、気筒内に直接燃料を噴射する。燃料は吸気ポートに噴射されてもよい。点火装置１４は、各気筒に配置された点火プラグを用いて、気筒内の混合気に点火する。また、内燃機関１０は、クランク角センサ１６とカム角センサ１８とを備えている。クランク角センサ１６は、クランク軸２０の回転位置に応じた信号を出力する。クランク角センサ１６によれば、エンジン回転速度を取得することができ、また、着火タイミングを判断することができる。また、カム角センサ１８によれば、着火が行われる気筒を判別することができる。
【００１２】
内燃機関１０が発生するトルク（クランク軸２０のトルク）は、変速機２２およびデファレンシャルギア２４を介して駆動輪２６に伝達される。また、車両１は、モータジェネレータ（以下、「ＭＧ」とも称する）２８を備えている。ＭＧ２８はクランク軸２０と連結されている。図１に示す構成では、ＭＧ２８は、一例として、ベルト３０を介してクランク軸２０と連結されている。
【００１３】
ＭＧ２８は、バッテリ３２と電気的に接続されている。ＭＧ２８は、燃焼により生じるクランク軸２０のトルクを電力に変換する発電機としての機能を有している。バッテリ３２には、ＭＧ２８により生成された電力が蓄えられる。また、ＭＧ２８は、バッテリ３２の電力を用いてクランク軸２０を回転駆動する電動モータとしての機能をも有している。
【００１４】
本実施形態のシステムは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３４を備えている。ＥＣＵ３４は、少なくとも入出力インターフェースとメモリとプロセッサとを備え、内燃機関１０の運転を制御するために車両１に搭載されている。ＥＣＵ３４には、上述したクランク角センサ１６およびカム角センサ１８に加え、内燃機関１０の運転状態を含む車両１の運転状態を取得するための各種センサが電気的に接続されている。また、ＥＣＵ３４には、上述した燃料噴射弁１２、点火装置１４およびＭＧ２８などの内燃機関１０の運転を制御するための各種アクチュエータが電気的に接続されている。メモリには、内燃機関１０の運転を制御するための各種の制御プログラムおよびマップが記憶されている。プロセッサは、制御プログラムをメモリから読み出して実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて各種アクチュエータの操作信号を生成する。これにより、本実施形態に係る「内燃機関の制御装置」の機能が実現される。
【００１５】
２．実施の形態に係るエンジン制御
２−１．Ｓ＆Ｓ制御
ＥＣＵ３４が行うエンジン制御には、Ｓ＆Ｓ（Stop & Start）制御が含まれている。Ｓ＆Ｓ制御では、車両１の一時停止中に所定のエンジン自動停止条件が成立したときに燃料供給の停止により内燃機関１０の運転が自動的に停止され、その後に所定のエンジン始動条件が成立したときに内燃機関１０が再始動させられる。エンジン再始動は、ＭＧ２８を用いてクランク軸２０を回転駆動することで行うことができ、また、いわゆる着火始動制御を用いて行うこともできる。
【００１６】
２−２．エンジン始動時の課題
エンジン始動の際には、車体の振動（より具体的には、フロア振動）を抑制することが必要とされる。特に、上述のようなＳ＆Ｓ制御が実行される車両では、静止状態（車両が停止している状態）からのエンジン再始動時にフロア振動が目立ち易くなる。このようなフロア振動を敬遠してアイドリングストップ機能をキャンセルさせると、車両の商品性が低下するとともに、省燃費を十分に実現することが難しくなる。
【００１７】
２−３．特徴的なエンジン始動制御
フロア振動の主な要因は、次の通りである。すなわち、エンジン剛体共振周波数は、典型的には、クランキング回転速度および通常回転速度領域（アイドル回転速度以上の回転速度領域）を避けて設計される。このような設計の下では、エンジン回転速度が特定の回転速度領域（クランキング回転速度以上であってアイドル回転速度未満の回転速度領域）を通過するときに、エンジン剛体共振を誘発し易く、その結果、フロア振動が大きくなり易い。
【００１８】
爆発間隔に関して、エンジン始動の際に初回の爆発（初爆）と２回目の爆発との爆発間隔がエンジン剛体共振周期（ＦＦ車両では約１００ｍｓ）に近いと、フロア振動が大きくなることが懸念される。そこで、本実施形態では、Ｓ＆Ｓ制御からのエンジン再始動時にフロア振動を抑制するために、次のような始動制御が実行される。
【００１９】
すなわち、本実施形態では、エンジン再始動の際に初回の爆発が行われた時のエンジン回転速度（以下、「初爆回転速度Ｎｅ１」とも称する）が、所定量の点火時期の進角によって初回の爆発と２回目の爆発との爆発間隔をエンジン剛体共振周期から遠ざけられるエンジン回転速度Ｎｅの所定値（下限値）Ｎｅｔｈよりも高い場合には、２回目の爆発のための点火時期（点火角度）が初回の爆発のための点火時期よりも進角するように点火装置１４が制御される。なお、２回目の爆発とは、同一気筒の２回目の爆発ではなく、初回の爆発が行われる気筒に続いて爆発が行われる気筒の爆発のことである。
【００２０】
より具体的には、爆発トルクの低下による振動低減のために、初回の爆発のための点火時期は、所定の点火時期の設定範囲内の最遅角値に設定される。そのうえで、初爆回転速度Ｎｅ１が所定値Ｎｅｔｈよりも高い場合には、２回目の爆発のための点火時期が最遅角値から所定量（例えば、５°ＣＡ）だけ進角される。
【００２１】
また、上記の場合（Ｎｅ１＞Ｎｅｔｈ）には、爆発トルクの向上によってエンジン完爆までの時間を短くするために、２回目の爆発だけでなく、エンジン始動中の２回目よりも後の爆発に関しても、上記の進角が継続される。
【００２２】
一方、初爆回転速度Ｎｅ１が所定値Ｎｅｔｈ以下の場合には、２回目の爆発、およびエンジン始動中の２回目よりも後の爆発のための点火時期は、初爆時と同じ最遅角値で維持される。
【００２３】
２−４．ＥＣＵの処理
図２は、本発明の実施の形態に係るエンジン始動制御（点火時期制御）に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。なお、本ルーチンは、Ｓ＆Ｓ制御によるエンジン自動停止中に繰り返し実行される。
【００２４】
図２に示すルーチンでは、ＥＣＵ３４は、まず、Ｓ＆Ｓ制御によるエンジン再始動の開始の有無を判定する（ステップＳ１００）。その結果、本判定が不成立となる場合には、今回のルーチン起動時の処理が速やかに終了される。
【００２５】
一方、ステップＳ１００の判定が成立する場合（エンジン再始動が開始された場合）には、ＥＣＵ３４は、初爆回転速度Ｎｅ１が所定値Ｎｅｔｈよりも高いか否かを判定する（ステップＳ１０２）。初爆回転速度Ｎｅ１が高くなると、所定量の点火時期の変更に伴う爆発間隔（時間ベースの値）の変化量が大きくなる。所定値Ｎｅｔｈは、所定量（例えば、５°ＣＡ）の点火時期の進角を行うことによって、初回の爆発（初爆）と２回目の爆発との爆発間隔をエンジン剛体共振周期から遠ざけられるエンジン回転速度Ｎｅの下限値として予め設定された値である。
【００２６】
ＥＣＵ３４は、ステップＳ１０２の判定が成立する場合（Ｎｅ１＞Ｎｅｔｈ）には、エンジン始動中の２回目以降の爆発のための点火時期を最遅角値から上記所定量だけ進角した値に設定する（ステップＳ１０４）。
【００２７】
一方、ＥＣＵ３４は、ステップＳ１０２の判定が不成立となる場合（Ｎｅ１≦Ｎｅｔｈ）には、エンジン始動中の２回目以降の爆発のための点火時期を（初回の爆発のための値と同じ）最遅角値に設定する（ステップＳ１０６）。
【００２８】
２−５．実施の形態に係るエンジン始動制御の効果
以上説明した図２に示すルーチンの処理によれば、Ｓ＆Ｓ制御によるエンジン再始動の際に、初爆回転速度Ｎｅ１が所定値Ｎｅｔｈよりも高い場合、すなわち、点火時期の進角によって初爆と２回目の爆発との爆発間隔をエンジン剛体共振周期から遠ざけられる状況にある場合には、２回目の爆発のための点火時期が進角される。これにより、初爆と２回目の爆発との爆発間隔（点火間隔）をエンジン剛体共振周期から遠ざける（エンジン剛体共振周期よりも短くする）ことで、フロア振動を抑制できるようになる。さらに、爆発トルクの向上により、エンジン始動性を向上させることができる。
【００２９】
また、上記の処理によれば、エンジン始動中の２回目よりも後の爆発のための点火時期も進角される。これにより、上述の初爆と２回目の爆発との爆発間隔の制御によりフロア振動を抑制したうえで、その後の爆発における爆発トルクの向上によってエンジン完爆までの時間を短くすることができる。
【００３０】
さらに、上記の処理によれば、初爆回転速度Ｎｅ１が所定値Ｎｅｔｈ以下の場合には、２回目（およびその後）の爆発のための点火時期の進角は実行されず、最遅角値が使用される。これにより、点火時期の進角によって初爆と２回目の爆発との爆発間隔をエンジン剛体共振周期から遠ざけられない状況にある場合には、点火時期の進角による爆発トルクの向上によって却ってフロア振動が増大してしまうことを回避できる。そして、この場合には、エンジン始動中に、最遅角値の使用により起振力となる爆発トルクを下げることで、フロア振動の抑制を図ることができる。
【００３１】
ところで、上述した実施の形態においては、Ｓ＆Ｓ制御によるエンジン再始動時のために、本実施形態のエンジン始動制御（すなわち、初爆回転速度Ｎｅ１に応じた２回目およびその後の爆発のための点火時期の制御）が適用された例を挙げた。しかしながら、このようなエンジン始動制御は、Ｓ＆Ｓ制御によるエンジン再始動時に限らず、車両の運転を開始する際の通常のエンジン始動時に適用されてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１  車両
１０  内燃機関
１２  燃料噴射弁
１４  点火装置
１６  クランク角センサ
１８  カム角センサ
２０  クランク軸
２６  駆動輪
２８  モータジェネレータ（ＭＧ）
３０  ベルト
３２  バッテリ
３４  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
【図１】
2018155224.tif 000003
【図２】
2018155224.tif 000004