特開 2021-195890 エンジン制御装置およびエンジン制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-195890(P2021-195890A)

(43)【公開日】2021年12月27日

(54)【発明の名称】エンジン制御装置およびエンジン制御方法

(51)【国際特許分類】

   F02D 29/02 20060101AFI20211129BHJP

【ＦＩ】

   F02D29/02 321B

   F02D29/02 321A

   F02D29/02 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2020-101531(P2020-101531)

(22)【出願日】2020年6月11日

(71)【出願人】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川上 肇

(72)【発明者】

【氏名】榎本 弘

(72)【発明者】

【氏名】早島 尚希

(72)【発明者】

【氏名】吉原 正朝

【テーマコード（参考）】

3G093

【Ｆターム（参考）】

3G093AA01

3G093BA02

3G093BA22

3G093BA33

3G093CA02

3G093CA10

3G093DA01

3G093DA04

3G093DA06

3G093DB11

3G093DB15

(57)【要約】

【課題】エンジンの再始動時に生じる振動を抑制することができるエンジン制御装置およびエンジン制御方法を提供すること。
【解決手段】実施形態に係るエンジン制御装置は、検出部と、判定部とを備える。検出部は、エンジン回転数が所定値未満である場合に燃料供給を遮断してエンジンを停止させてからエンジンの再始動を開始するまでの期間におけるエンジン回転数の変化量と、期間の終期におけるエンジン回転数とを検出する。判定部は、検出部によって検出されたエンジン回転数およびエンジン回転数の変化量に基づいて、再始動としてエンジンへの燃料供給による着火始動を実行するか否かを判定する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジン回転数が所定値未満である場合に燃料供給を遮断してエンジンを停止させてから前記エンジンの再始動を開始するまでの期間における前記エンジン回転数の変化量と、前記期間の終期における前記エンジン回転数とを検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記エンジン回転数および前記エンジン回転数の変化量に基づいて、前記再始動として前記エンジンへの燃料供給による着火始動を実行するか否かを判定する判定部と
を備えることを特徴とするエンジン制御装置。

【請求項2】

前記判定部は、
前記エンジン回転数が所定の回転数閾値以上で、かつ、前記変化量が所定の変化量閾値未満である場合に、前記着火始動を実行すると判定すること
を特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。

【請求項3】

前記判定部は、
前記変化量が所定の変化量閾値以上である場合、前記着火始動を実行しないと判定すること
を特徴とする請求項１または２に記載のエンジン制御装置。

【請求項4】

前記判定部によって前記着火始動を実行しないと判定された場合、スタータによる前記再始動を実行する実行部をさらに備えること
を特徴とする請求項３に記載のエンジン制御装置。

【請求項5】

エンジン制御に関わる運転操作の履歴情報、前記エンジンの経過年数に関する経年情報および前記エンジンの周囲環境に関する環境情報に基づく学習結果により前記変化量閾値を設定する設定部をさらに備えること
を特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載のエンジン制御装置。

【請求項6】

エンジン回転数が所定値未満である場合に燃料供給を遮断してエンジンを停止させてから前記エンジンの再始動を開始するまでの期間における前記エンジン回転数の変化量と、前記期間の終期における前記エンジン回転数とを検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出された前記エンジン回転数および前記エンジン回転数の変化量に基づいて、前記再始動として前記エンジンへの燃料供給による着火始動を実行するか否かを判定する判定工程と
を含むことを特徴とするエンジン制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジン制御装置およびエンジン制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、エンジン回転数が所定値未満まで下回った場合に、エンジンへの燃料供給を停止させて一時的にエンジンを停止させた後、エンジンを再始動する技術がある。この種の技術では、再始動要求後にエンジン回転数が所定の閾値以上であれば、燃料供給による始動を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−２６７２９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、燃料供給停止後のエンジン回転数の低下特性は、エンジン毎に異なる。このため、エンジン回転数の低下が著しいエンジンの場合、再始動要求後のエンジン回転数が所定の閾値以上であったとしても、再始動実行時にエンジン回転数が想定以上に落ち込むことで、再始動時の振動が大きくなるおそれがあった。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、エンジンの再始動時に生じる振動を抑制することができるエンジン制御装置およびエンジン制御方法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】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るエンジン制御装置は、検出部と、判定部とを備える。前記検出部は、エンジン回転数が所定値未満である場合に燃料供給を遮断してエンジンを停止させてから前記エンジンの再始動を開始するまでの期間における前記エンジン回転数の変化量と、前記期間の終期における前記エンジン回転数とを検出する。前記判定部は、前記検出部によって検出された前記エンジン回転数および前記エンジン回転数の変化量に基づいて、前記再始動として前記エンジンへの燃料供給による着火始動を実行するか否かを判定する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、エンジンの再始動時に生じる振動を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係るエンジン制御方法の概要を説明する説明図である。

【図2】図２は、実施形態に係るエンジン制御装置の構成を示す機能ブロック図である。

【図3】図３は、制御部による再始動処理を示す図である。

【図4】図４は、実施形態に係るエンジン制御装置が実行する再始動処理の処理手順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、添付図面を参照して、本願の開示するエンジン制御装置およびエンジン制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本発明が限定されるものではない。

【0010】

まず、図１を用いて、実施形態に係るエンジン制御方法の概要について説明する。図１は、実施形態に係るエンジン制御方法の概要を説明する説明図である。実施形態に係るエンジン制御方法は、車両のエンジンを制御するエンジン制御装置によって実行される。

【0011】

ここで、車両は、低速時にエンジンを一時的に停止させるとともに、所定の始動操作（ブレーキペダルを離す等）を受け付けた場合には、エンジンを再始動することが可能な車両である。

【0012】

エンジンの再始動は、スタータにより再始動する方法（以下、スタータ始動と称する）と、スタータによらず、エンジンへの燃料供給によりエンジンを着火して再始動する方法（以下、着火始動と称する）とに大別される。

【0013】

ここで、従来は、エンジンへの燃料供給を遮断後、再始動時におけるエンジン回転数の瞬時値に基づいて、スタータ始動による方法と着火始動による方法とのいずれの方法により再始動を実行するかを決定していた。

【0014】

しかしながら、燃料供給遮断後にエンジン回転数がどの程度低下するかの低下特性は、エンジン毎に異なる。そして、従来は、エンジン毎の低下特性については考慮されていないため、着火始動を実行すると決定してから実際に着火始動を行うまで（図１に示す時刻ｔ３から時刻ｔ４まで）にエンジン回転数が想定以上に落ち込むことで、再始動時に生じる振動が大きくなるおそれがあった。

【0015】

そこで、実施形態に係るエンジン制御方法では、エンジン回転数の瞬時値だけでなく、所定期間におけるエンジン回転数の変化量を加味して、着火始動を行うか否かを判定することとした。

【0016】

図１では、エンジン回転数の低下特性が異なる２つのエンジンＡ、Ｂを示している。実施形態に係るエンジン制御方法では、まず、エンジン回転数が所定値未満である場合に燃料供給を遮断してエンジンを停止させてからエンジンの再始動を開始するまでの期間（変化量算出期間）におけるエンジン回転数の変化量と、期間（変化量算出期間）の終期におけるエンジン回転数とを検出する。

【0017】

図１に示す例では、エンジン制御装置は、エンジン回転数が所定値未満である時刻ｔ１において、エンジンへの燃料供給を遮断してエンジンを停止する。つづいて、時刻ｔ２において、エンジン制御装置は、エンジンを再始動する始動操作を運転者から受け付ける。

【0018】

かかる始動操作は、例えば、シフト位置を走行レンジ（例えば、ドライブ）に移行させる操作や、アクセルペダルの踏み込み操作、ブレーキを非制動側に変化させる操作、クラッチの踏み込み操作等である。

【0019】

つづいて、時刻ｔ３において、エンジン制御装置は、変化量算出期間である時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間におけるエンジン回転数の変化量を算出（検出）する。

【0020】

そして、時刻ｔ３において、エンジン制御装置は、算出した変化量と、変化量算出期間の終期である時刻ｔ３におけるエンジン回転数とに基づいて、着火始動を実行するか否かを判定する。

【0021】

図１に示す「エンジンＡ」について、エンジン制御装置は、エンジンＡの変化量が小さく（所定の変化量閾値未満）、かつ、時刻ｔ３におけるエンジン回転数が所定の回転数閾値以上である場合、着火始動を実行すると判定する。

【0022】

そして、エンジン制御装置は、着火始動を実行すると判定した場合、エンジンのクランク位置が点火タイミングとなる時刻ｔ４において、燃料を供給し着火始動を実行する。

【0023】

一方、図１に示す「エンジンＢ」について、エンジン制御装置は、エンジンＢの変化量が大きい（所定の変化量閾値以上）場合、着火始動を実行しないと判定する。つまり、エンジン制御装置は、エンジンＢの変化量が大きい（所定の変化量閾値以上）場合には、時刻ｔ３におけるエンジン回転数が回転数閾値以上であっても、着火始動を実行しない。

【0024】

そして、エンジン制御装置は、着火始動を実行しないと判定した場合、時刻ｔ４以降のタイミングにおいて、スタータ始動を実行するが、かかる点の詳細については図３で後述する。

【0025】

つまり、実施形態に係るエンジン制御方法では、エンジン回転数の変化量を加味することで、エンジン回転数の時刻ｔ３以降の落ち込みを予測できる。これにより、たとえ時刻ｔ３においてエンジン回転数が回転数閾値以上であったとしても、再始動実行時（時刻ｔ４）にエンジン回転数が落ち込むことが変化量から予想される場合には、着火始動を実行しないようにできる。

【0026】

従って、実施形態に係るエンジン制御方法によれば、エンジン回転数の変化量が大きく、再始動時に生じる振動が大きくなると予想される場合には、着火始動を実行しないようにすることで、エンジンの再始動時に生じる振動を抑制することができる。

【0027】

次に、図２を用いて、実施形態に係るエンジン制御装置１の構成について説明する。図２は、実施形態に係るエンジン制御装置１の構成を示す機能ブロック図である。

【0028】

図２に示すように、実施形態に係るエンジン制御装置１は、各種センサ１００と、ＥＦＩ−ＥＣＵ（Electronic Fuel Injection-Electronic Control Unit）２００と、エコランＥＣＵ３００とに接続される。

【0029】

各種センサ１００は、車両に関する情報を検出するセンサ群で構成される。例えば、各種センサ１００には、エンジン回転数を検出するセンサや、車両の運転操作（アクセルペダル操作や、ブレーキペダル操作、シフト操作等）を検出するセンサ、エンジンの周囲環境を検出するセンサ（温度センサ等）等が含まれる。各種センサ１００は、センサの検出結果をエンジン制御装置１へ出力する。

【0030】

ＥＦＩ−ＥＣＵ２００は、エンジンへの燃料供給量を電子的に制御する制御装置である。エコランＥＣＵ３００は、スタータの駆動を制御する制御装置である。

【0031】

また、エンジン制御装置１は、制御部２と、記憶部３とを備える。制御部２は、取得部２１と、検出部２２と、設定部２３と、判定部２４と、実行部２５とを備える。記憶部３は、閾値情報３１を記憶する。

【0032】

ここで、エンジン制御装置１は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。

【0033】

コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部２の取得部２１、検出部２２、設定部２３、判定部２４および実行部２５として機能する。

【0034】

また、制御部２の取得部２１、検出部２２、設定部２３、判定部２４および実行部２５の少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

【0035】

また、記憶部３は、たとえば、ＲＡＭやフラッシュメモリに対応する。ＲＡＭやフラッシュメモリは、閾値情報３１や、各種プログラムの情報等を記憶することができる。なお、エンジン制御装置１は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。

【0036】

記憶部３に記憶される閾値情報３１は、後述する判定部２４の判定処理に用いられる閾値を含む情報である。例えば、閾値情報３１には、上述した回転数閾値や、変化量閾値の情報が含まれる。閾値情報３１は、例えば、予め実験等で設定される。なお、閾値情報３１のうち変化量閾値は、後述する設定部２３による学習結果により設定される。

【0037】

次に、制御部２の各機能（取得部２１、検出部２２、設定部２３、判定部２４および実行部２５）について説明する。

【0038】

取得部２１は、各種情報を取得する。例えば、取得部２１は、各種センサからエンジン回転数の情報や、車両のエンジン制御に関わる運転操作の履歴情報、エンジンの周囲環境に関する環境情報を取得する。

【0039】

また、取得部２１は、エンジンの経過年数に関する経年情報を取得する。経年情報は、製造日（もしくは、走行開始日）から現在までに経過した年数の情報である。取得部２１は、取得した各種情報を検出部２２や設定部２３へ出力する。

【0040】

検出部２２は、取得部２１によって取得されたエンジン回転数に基づいて、変化量算出期間におけるエンジン回転数の変化量および変化量算出期間の終期におけるエンジン回転数を検出する。なお、検出部２２が検出するエンジン回転数の変化量およびエンジン回転数の詳細については、図３で後述する。

【0041】

検出部２２は、検出結果であるエンジン回転数の変化量およびエンジン回転数の情報を判定部２４へ通知する。

【0042】

設定部２３は、取得部２１が取得した情報に基づいて閾値情報３１を設定する。具体的には、設定部２３は、エンジン制御に関わる運転操作の履歴情報、エンジンの経過年数に関する経年情報およびエンジンの周囲環境に関する環境情報に基づく学習結果により閾値情報３１における変化量閾値を設定する。

【0043】

設定部２３による変化量閾値の学習処理は、既知の機械学習のアルゴリズムを採用可能である。例えば、かかるアルゴリズムとして、決定木や、ランダムフォレスト、ロジスティック回帰、サポートベクターマシン、ナイーブベイズ分類器、ｋ近傍法、ｋ平均法、アダブースト、ニューラルネットワーク、マルコフ連鎖等の既知のアルゴリズムを採用可能である。

【0044】

このように、設定部２３は、学習処理により変化量閾値を学習することで、後段の判定部２４のよる判定処理の精度を高めることができる。

【0045】

判定部２４は、検出部２２によって検出されたエンジン回転数およびエンジン回転数の変化量に基づいて、エンジンの再始動として着火始動を実行するか否かを判定する。具体的には、判定部２４は、記憶部３に記憶された閾値情報３１を参照して判定処理を行う。

【0046】

例えば、判定部２４は、エンジン回転数が所定の回転数閾値以上で、かつ、エンジン回転数の変化量が所定の変化量閾値未満である場合に、着火始動を実行すると判定する。

【0047】

一方、判定部２４は、エンジン回転数の変化量が変化量閾値以上である場合、着火始動を実行しないと判定する。つまり、判定部２４は、エンジン回転数が回転数閾値以上であっても、エンジン回転数の変化量が変化量閾値以上である場合、着火始動を実行しないと判定する。

【0048】

このように、判定部２４は、閾値情報３１を用いることで、着火始動の実行可否を高精度に判定することができる。

【0049】

実行部２５は、判定部２４の判定結果に基づいてエンジンの再始動を実行する。例えば、実行部２５は、判定部２４によって着火始動を実行すると判定された場合、着火始動によりエンジンの再始動を実行する。

【0050】

具体的には、実行部２５は、判定部２４によって着火始動を実行すると判定された後、クランク位置が点火タイミングとなった場合に、エンジンへ燃料を供給することで着火始動を実行する。

【0051】

より具体的には、実行部２５は、ＥＦＩ−ＥＣＵ２００に対してエンジンへの燃料供給を指示することで、着火始動を実行する。

【0052】

また、実行部２５は、判定部２４によって着火始動を実行しないと判定された場合、スタータによる再始動を実行する。具体的には、実行部２５は、エンジンへの燃料供給の遮断後、エンジン回転数が所定値（略ゼロ）で安定した場合に、スタータにより再始動を実行する。

【0053】

より具体的には、実行部２５は、エコランＥＣＵ３００に対してスタータを駆動する指示を行うことで、スタータ始動を実行する。

【0054】

このように、実行部２５は、判定部２４によって着火始動を実行しないと判定された場合、スタータによる再始動を実行することで、着火始動とスタータ始動とを高精度に切り分けて再始動を実行することができる。

【0055】

次に、図３を用いて、制御部２によるエンジンの再始動までの処理について具体的に説明する。図３は、制御部２による再始動処理を示す図である。図３では、エンジン回転数の低下特性が異なる２つのエンジンＡ，Ｂを示している。

【0056】

図３に示すように、時刻ｔ１において、実行部２５は、エンジン回転数が所定値未満となった場合に、エンジンへの燃料供給を遮断してエンジンを停止させる。この結果、時刻ｔ１以降において、エンジン回転数が上記した低下特性に従って徐々に低下する。

【0057】

そして、時刻ｔ２において、取得部２１は、エンジンの再始動条件となる再始動操作の情報を取得したとする。かかる場合、検出部２２は、時刻ｔ２から所定期間後の時刻ｔ３におけるエンジン回転数を検出するとともに、変化量算出期間である時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間におけるエンジン回転数の変化量を算出（検出）する。なお、時刻ｔ２において、再始動操作が行われなかった場合には、時刻ｔ３以降の再始動のための制御は行われない。

【0058】

そして、時刻ｔ３において、判定部２４は、時刻ｔ３におけるエンジン回転数および変化量算出期間におけるエンジン回転数の変化量に基づいて、着火始動の実行可否を判定する。

【0059】

例えば、エンジンＡの場合、判定部２４は、時刻ｔ３におけるエンジン回転数が回転数閾値以上で、かつ、エンジン回転数の変化量が変化量閾値未満であるため、着火始動を実行すると判定する。この場合、実行部２５は、エンジンのクランク位置が点火タイミングとなる時刻ｔ４において、エンジンへ燃料を供給することで着火始動を実行する。

【0060】

また、エンジンＢの場合、判定部２４は、エンジン回転数の変化量が変化量閾値以上であるため、着火始動を実行しないと判定する。この場合、実行部２５は、時刻ｔ４において着火始動を行わず、エンジン回転数が略ゼロに復帰する時刻ｔ６においてスタータ始動により再始動を実行する。

【0061】

また、図３では、変化量算出期間は、時刻ｔ１から時刻ｔ３の期間としたが、例えば、時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間や、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間であってもよい。なお、時刻ｔ３は、時刻ｔ２から予め定められた期間経過後の時刻であり、任意に設定可能である。

【0062】

次に、図４を用いて、実施形態に係るエンジン制御装置１が実行する再始動処理の処理手順について説明する。図４は、実施形態に係るエンジン制御装置１が実行する再始動処理の処理手順を示すフローチャートである。

【0063】

図４に示すように、まず、実行部２５は、エンジン回転数が所定値未満である場合に燃料供給を遮断してエンジンを停止させる（ステップＳ１０１）。

【0064】

つづいて、判定部２４は、再始動要求があったか否かを判定する（ステップＳ１０２）。判定部２４は、再始動要求が無かった場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、処理を終了する。

【0065】

また、判定部２４は、再始動要求があった場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、所定の期間におけるエンジン回転数の変化量が変化量閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

【0066】

判定部２４は、エンジン回転数の変化量が変化量閾値以上である場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、着火始動を実行しないと判定し、実行部２５は、スタータによる始動を実行し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。

【0067】

一方、判定部２４は、エンジン回転数の変化量が変化量閾値未満である場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、所定の期間の終期におけるエンジン回転数が回転数閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

【0068】

判定部２４は、エンジン回転数が回転数閾値以上である場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、着火始動を実行すると判定し、実行部２５は、着火始動を実行し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。

【0069】

一方、ステップＳ１０５において、判定部２４は、エンジン回転数が回転数閾値未満である場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、着火始動を実行しないと判定し、実行部２５は、スタータによる始動を実行し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。

【0070】

上述してきたように、実施形態に係るエンジン制御装置１は、検出部２２と、判定部２４とを備える。検出部２２は、エンジン回転数が所定値未満である場合に燃料供給を遮断してエンジンを停止させてからエンジンの再始動を開始するまでの期間におけるエンジン回転数の変化量と、上記期間の終期におけるエンジン回転数とを検出する。判定部２４は、検出部２２によって検出されたエンジン回転数およびエンジン回転数の変化量に基づいて、再始動としてエンジンへの燃料供給による着火始動を実行するか否かを判定する。これにより、エンジンの再始動時に生じる振動を抑制することができる。

【0071】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0072】

１ エンジン制御装置
２ 制御部
３ 記憶部
２１ 取得部
２２ 検出部
２３ 設定部
２４ 判定部
２５ 実行部
３１ 閾値情報
１００ センサ
２００ ＥＦＩ−ＥＣＵ
３００ エコランＥＣＵ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】