JP2002054480A

JP2002054480A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2002054480A
Application number: JP2000241504A
Authority: JP
Inventors: 衛 ▲吉▼岡; Mamoru Yoshioka; Yoshihiko Hyodo; 義彦兵道
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2002-02-20
Anticipated expiration: 2020-08-09
Also published as: JP4103314B2

Abstract

(57)【要約】【課題】機関停止時に吸気ポートに残留した燃料の大
気放出を防止する。【解決手段】機関１に電子制御ユニット（ＥＣＵ）１
０を設け、機関吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁
７からの燃料噴射時期を制御する。ＥＣＵは、機関停止
指令を入力すると、直ちには燃料噴射を停止せず燃料噴
射時期を遅延させて各気筒の吸気弁開弁中に燃料噴射を
行い、所定の時間機関の運転を継続した後、燃料噴射を
停止する。吸気弁開弁中に吸気ポートに燃料を噴射する
ことにより、噴射した燃料は吸気ポートに残留すること
なく気筒内に吸入されるため、機関停止時に吸気ポート
に燃料が残留することが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置に関し、詳細には機関停止後に機関から燃料蒸気の大
気への放出を防止可能な内燃機関の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各気筒の吸気ポートに燃料を噴射するポ
ート燃料噴射弁を備えた内燃機関が一般に知られてい
る。この種の内燃機関では一般に吸気弁閉弁期間中に吸
気ポートに燃料を噴射する非同期噴射が行われる。吸気
弁閉弁期間中に吸気ポートに噴射された燃料は、吸気ポ
ート壁面の熱を受けて蒸発し燃料の気化が良好になる。
また、吸気弁が開弁すると吸気ポートには気筒に吸入さ
れる高速気流が生じ、気化した燃料が高速気流により攪
拌され空気と混合するため、気筒には均一な混合気が吸
入されるようになり混合気の燃焼状態が向上する利点が
ある。

【０００３】この種の燃料噴射弁を備えた内燃機関の例
としては、例えば特開平５−２３１２２２号公報に記載
されたものがある。同公報の機関では、機関が所定の負
荷より低い負荷で運転されている場合には上述の非同期
噴射を行い、機関負荷が所定値より高くなると上記の非
同期噴射から、吸気弁開弁期間中に燃料噴射を行う同期
噴射への切換を行うようにしたものである。

【０００４】非同期噴射の場合、機関負荷が低く燃料噴
射弁から噴射される燃料の量が比較的少ない場合には、
噴射された燃料は吸気ポート内で完全に気化し吸気弁開
弁とともに気筒内に吸入される。しかし、機関負荷が高
くなり燃料噴射弁から噴射ささる燃料の量が多くなる
と、噴射された燃料の全量が吸気ポート内で気化せず、
液状の燃料が吸気ポート壁面に付着する場合が生じる。
燃料の吸気ポート壁面付着が生じると、吸気弁開弁時に
も気筒内に吸入されず吸気ポート壁面上に残留する燃料
が生じるようになるため、高負荷運転時に必要量の燃料
を気筒に供給できない場合が生じる。上記特開平５−２
３１２２２号公報の機関では、高負荷運転時に同期噴射
を行うことにより、吸気ポート壁面への燃料の付着を防
止している。すなわち、同期噴射では吸気弁開弁により
生じた吸入空気流中に燃料が噴射されるため、噴射され
た燃料はこの空気流に搬送されて吸気ポート壁面に付着
することなく直接気筒内に流入するようになる。このた
め、高負荷運転時に非同期噴射から同期噴射への切換を
行うことにより、吸気ポートへの燃料の付着を防止する
ことが可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、燃料の
非同期噴射では、高負荷運転時に燃料の吸気ポート壁面
への付着が生じる問題がある。しかし、非同期噴射を実
施する機関では更に、吸気ポートに噴射された燃料が機
関停止中に大気に放出される問題が生じやすい。すなわ
ち、非同期噴射では機関吸気弁閉弁期間に吸気ポートへ
の燃料噴射が行われるため、機関停止時に吸気ポートに
燃料が残留したままで機関が停止する場合が生じる。吸
気ポートに残留した燃料は機関の停止中に時間とともに
気化して、吸気通路入口から大気に放散しやすくなる問
題がある。

【０００６】また、非同期噴射に限らず、同期噴射を行
う場合、或いは気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁
を有する機関においても、噴射された燃料が吸気ポート
或いは燃焼室内に残留した状態で期間が停止すると、残
留燃料が大気に放出されやすくなる問題がある。例え
ば、同期噴射、或いは筒内噴射弁による燃料噴射が行わ
れて噴射された燃料のほぼ全量が燃焼室内に供給された
場合であっても、燃焼室内に未燃燃料が残留している
と、機関停止時に吸気弁が開弁した状態になっている気
筒では、燃焼室内で蒸発した未燃燃料が開弁中の吸気弁
から吸気通路に流出し、吸気通路入口から大気に放散す
る場合がある。また、吸気弁が閉弁した状態で停止した
気筒においても、残留燃料が気筒内で蒸発すると、燃料
蒸気がピストンとシリンダとの間の空隙からクランク室
を経由して他の気筒内に流入するため、１つでも気筒が
開弁した状態で停止した気筒があると、結局その気筒か
ら全気筒の残留燃料が大気に放散されてしまう場合があ
る。

【０００７】本発明は上記問題に鑑み、燃料噴射弁から
噴射された燃料が機関停止中に大気に放出されることを
防止することが可能な内燃機関の制御装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、機関各気筒の吸気ポートに燃料を噴射する燃料
噴射弁の燃料噴射時期を制御する内燃機関の制御装置で
あって、機関停止指令信号を入力したときに、各燃料噴
射弁からの燃料噴射時期を遅延させて、各気筒の吸気弁
開弁期間内に燃料噴射を行う運転を所定の時間だけ継続
し、その後各燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して機関
を停止させる機関停止操作を行う停止制御手段を備え
た、内燃機関の制御装置が提供される。

【０００９】すなわち、請求項１の発明では停止制御手
段は機関停止指令を入力した後燃料噴射を停止する前
に、各燃料噴射弁からの燃料噴射時期を遅延させて各気
筒の吸気弁開弁期間内に燃料噴射を行う運転を所定の期
間だけ継続する。「各燃料噴射弁からの燃料噴射時期を
遅延させて、各気筒の吸気弁開弁期間内に燃料噴射を行
う」とは、機関停止前に非同期噴射を実行している機関
においては、噴射時期を遅延させて同期噴射に切り換え
ることを、また機関停止前に同期噴射を実行している機
関においては、吸気弁開弁期間内で更に噴射時期を遅ら
せることを意味する。これにより、吸気弁が開弁して気
筒内に流入する空気流が確立された状態で吸気ポート内
に燃料が噴射されるようになるため噴射された燃料は吸
気ポートに残留することなく気筒内に流入するようにな
る。

【００１０】停止制御手段は、この状態で所定時間（例
えば、全気筒で燃料噴射時期を遅延させた燃料噴射が少
なくとも１回行われる期間、すなわち４サイクル機関で
はクランク軸２回転以上の時間）機関の運転を継続した
後に燃料噴射を停止する。これにより、機関の回転が停
止したときには各気筒の吸気ポートに燃料が残留しない
ようになり、停止後に吸気ポート内の残留燃料が吸気通
路を経て大気に放散されることが防止される。

【００１１】請求項２に記載の発明によれば、機関に燃
料を供給する燃料噴射弁と、機関吸入空気量を絞る絞り
弁手段とを備えた内燃機関の制御装置であって、機関停
止指令信号を入力したときに、各燃料噴射弁からの燃料
噴射を停止し、その後機関の回転が停止する前に前記絞
り弁手段を開き機関吸入空気量を増大させる機関停止操
作を行う停止制御手段を備えた、内燃機関の制御装置が
提供される。

【００１２】すなわち請求項２の発明では、停止制御手
段は機関停止指令信号を入力すると直ちに各燃料噴射弁
からの燃料噴射を停止して絞り弁を開弁する。通常、機
関は燃料噴射停止後も完全に回転を停止するまでに惰力
により数回転するため、絞り弁を開弁すると機関が完全
に回転を停止するまでの間に、吸気ポートを通って気筒
内に流入する空気流量が増大する。これにより、吸気ポ
ートに燃料を噴射するポート燃料噴射弁を有する機関に
おいても、吸気ポートに残留した燃料は強い吸気流に搬
送され気筒内に吸入されるようになり、吸気ポートに燃
料が残留することが防止される。また、気筒内に吸入さ
れる空気量が増大するため排気弁が開弁すると気筒から
排気通路に向かう強い排気流が発生し、吸気ポートから
気筒内に流入した燃料は排気流とともに排気通路に排出
される。通常、排気通路には排気浄化触媒が設けられて
ており、排気通路に排出された燃料は運転停止直後の高
温の触媒を通過する際に酸化されるため、吸気ポートに
残留した燃料を排気通路に排出するようにしたことによ
り、未燃燃料の大気への放出が防止される。

【００１３】また、直接筒内噴射弁を備えた機関では、
機関停止時に気筒内に残留する燃料が生じる場合がある
が、この場合も上記により機関停止時の吸気流量を増大
させることにより気筒内に残留した燃料は排気通路に効
果的に排出され、排気浄化触媒により酸化される。な
お、機関吸入空気量を絞る絞り弁手段としては、例えば
アクチュエータを有し運転者のアクセルペダル操作とは
独立して開度を変更可能な、いわゆる電子制御スロット
ル弁、或いはスロットル弁とは独立したアイドル回転数
制御用のアイドル回転数制御弁（ＩＳＣ) 弁を使用する
ことができる。

【００１４】請求項３に記載の発明によれば、機関に燃
料を供給する燃料噴射弁と、機関吸入空気量を絞る絞り
弁手段とを備えた内燃機関の制御装置であって、機関停
止指令信号を入力したときに、各燃料噴射弁からの燃料
噴射を停止し、次いで前記絞り弁手段を閉弁して機関吸
入空気量を減少させるとともに、その後機関の回転が停
止する前に前記絞り弁手段を開いて機関吸入空気量を増
大させる機関停止操作を行う停止制御手段を備えた、内
燃機関の制御装置が提供される。

【００１５】すなわち、請求項３の発明では停止制御手
段は請求項２の発明と同様に機関停止時に燃料噴射を停
止後、絞り弁手段開度を増大して機関吸入空気量を増大
させるが、絞り弁開度を増大する前に、一旦絞り弁手段
を閉弁して機関吸入空気量を減少させる。機関が惰性回
転している間に絞り弁手段を閉弁して吸入空気量を減少
させると、ピストンのポンピング作用により吸気ポート
と気筒内には負圧が発生する。これにより、たとえ噴射
された燃料が吸気ポート壁面や燃焼室壁面に液体のまま
付着していた場合でも付着燃料が気化しやすくなる。こ
のため、次いで絞り弁手段の開度が増大され、吸入空気
量が増大すると気化した燃料は、増大した気流により気
筒から排気通路に排出されるため、吸気ポートや気筒内
に液状のまま残留した燃料が機関停止後蒸発して大気に
放散することが防止される。

【００１６】請求項４に記載の発明によれば、機関に燃
料を供給する燃料噴射弁と、機関吸入空気量を絞る絞り
弁手段とを備えた内燃機関の制御装置であって、機関停
止指令信号を入力したときに、先ず前記絞り弁手段を開
き機関吸入空気量を増大させることにより機関回転数を
上昇させ、その後前記各燃料噴射弁からの燃料噴射を停
止し、次いで前記絞り弁手段を閉弁して機関吸入空気量
を減少させるとともに、その後機関の回転が停止する前
に前記絞り弁手段を開いて機関吸入空気量を増大させる
機関停止操作を行う停止制御手段を備えた、内燃機関の
制御装置が提供される。

【００１７】すなわち請求項４の発明では、機関停止指
令を入力したときに請求項３の発明と同様に絞り弁を一
旦閉弁してから開く操作を行うが、燃料噴射を停止する
前に絞り弁手段を開き機関吸入空気量を増大させる操作
を行う点が相違している。燃料噴射を停止する前に機関
吸入空気量を増大させることにより、機関回転数が増大
するため、燃料噴射停止時の機関回転数を高く維持する
ことが可能となる。このため、本発明では燃料噴射停止
後の惰性回転時間が長くなり、燃料噴射停止後により完
全に吸気ポートや気筒内に残留した燃料を排気通路に排
出することが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。図１は本発明を自動車用内
燃機関に適用した場合の全体構成を示す概略図である。
図１において、１は内燃機関本体、２ａは機関１の吸気
通路に設けられたサージタンク、２ｂはサージタンク２
ａと各気筒の吸気ポート２を接続する吸気マニホルド、
１６はサージタンク２ａの上流側の吸気通路に配置され
たスロットル弁、７は機関１の各気筒の吸気ポートに加
圧燃料を噴射する燃料噴射弁である。

【００１９】本実施形態では、スロットル弁１６はステ
ッパモータ等のアクチュエータ１６ａを備えており、後
述するＥＣＵ１０から入力する制御信号に応じた開度を
とる形式のものが使用されている。すなわち、本実施形
態のスロットル弁１６としては、運転者のアクセルペダ
ル操作量とは無関係な開度をとることができる、いわゆ
る電子制御スロットル弁が用いられている。また、スロ
ットル弁１６にはスロットル弁の動作量（開度）に応じ
た電圧信号を発生するスロットル開度センサ１７が設け
られている。

【００２０】図１において１１は各気筒の排気ポートを
共通の集合排気管１４に接続する排気マニホルド、２０
は排気管１４に配置された三元触媒、１３は排気マニホ
ルド１１の排気合流部（三元触媒２０上流側）に配置さ
れた上流側空燃比センサ、１５は三元触媒２０下流側の
排気管１４に配置された下流側空燃比センサである。三
元触媒２０は、流入する排気空燃比が理論空燃比近傍に
あるときに排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯ_Xの３成分を同時
に浄化することができる。空燃比センサ１３、１５は機
関通常運転時に機関空燃比が所定の目標空燃比になるよ
うに機関への燃料噴射量をフィードバック制御する際の
排気空燃比検出に用いられる。

【００２１】本実施形態では、吸気通路入口には機関吸
入空気量に応じた電圧信号を発生するエアフローメータ
３が、また、機関本体１のシリンダブロックのウォータ
ジャケット８には、冷却水の温度に応じたアナログ電圧
の電気信号を発生する水温センサ９が設けられている。
なお、上述のスロットル弁開度センサ１７、エアフロー
メータ３、水温センサ９及び空燃比センサ１３、１５の
出力信号は、後述するＥＣＵ１０のマルチプレクサ内蔵
Ａ／Ｄ変換器１０１に入力される。

【００２２】図１に５、６で示すのは、機関１のクラン
ク軸（図示せず）の近傍に配置されたクランク角センサ
である。クランク角センサ５は例えばクランク角に換算
して７２０°毎に基準位置検出用パルス信号を発生し、
クランク角センサ６は、クランク角３０°毎にクランク
角検出用パルス信号を発生する。これらクランク角セン
サ５、６のパルス信号はＥＣＵ１０の入出力インターフ
ェイス１０２に供給され、このうちクランク角センサ６
の出力はＥＣＵ１０のＣＰＵ１０３の割込み端子に供給
される。ＥＣＵ１０は、クランク角センサ６からのクラ
ンク角パルス信号間隔に基づいて機関１の回転数（回転
速度）を、またクランク角センサセ５からの基準位置検
出用パルス信号とクランク角センサ６からのクランク角
パルス信号とに基づいてクランク軸回転位相（クランク
角) をそれぞれ算出し、種々の制御に使用している。

【００２３】機関１の電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０
は、たとえばマイクロコンピュータとして構成され、マ
ルチプレクサ内蔵Ａ／Ｄ変換器１０１、入出力インター
フェイス１０２、ＣＰＵ１０３の他に、ＲＯＭ１０４、
ＲＡＭ１０５、メインスイッチがオフにされた場合でも
記憶保持可能なバックアップＲＡＭ１０６、クロック発
生回路１０７等が設けられている。

【００２４】ＥＣＵ１０は、機関吸入空気量に基づく燃
料噴射量制御、点火時期制御等の機関１の基本制御を行
っている。また、本実施形態ではＥＣＵ１０は上記基本
制御の他に、機関停止時に燃料噴射時期やスロットル弁
１６開度を調節する、後述する機関停止制御を行う。上
記制御を行うため、ＥＣＵ１０は一定時間毎に実行する
Ａ／Ｄ変換ルーチンにより、エアフローメータ３からの
機関吸入空気量信号、スロットル開度センサ１７からの
スロットル開度信号、水温センサ９からの冷却水温度信
号をＡ／Ｄ変換して入力している。

【００２５】また、ＥＣＵ１０の入出力インターフェイ
ス１０２は、駆動回路１０８を介して燃料噴射弁７に接
続され、燃料噴射弁７からの燃料噴射量、噴射時期を制
御している他、点火回路１１０を介して機関１の各点火
プラグ１１１に接続され、機関の点火時期を制御してい
る。更に、ＥＣＵ１０の入出力インターフェイス１０２
は、駆動回路１１３を介してスロットル弁１６のアクチ
ュエータ１６ａに接続され、スロットル弁１６開度を制
御している。

【００２６】次に、本実施形態の機関停止制御について
説明する。本実施形態では、通常の運転時にはＥＣＵ１
０は、各気筒の吸気弁閉弁期間中に燃料噴射弁７から各
気筒吸気ポートに燃料を噴射する非同期燃料噴射を行
う。このため、機関停止時には噴射された燃料が各気筒
の吸気ポートに残留する場合がある。吸気ポート２に残
留した燃料は機関停止中に気化して吸気マニホルド２
ｂ、サージタンク２ａを経てエアクリーナから大気に放
出される場合があり、大気汚染の原因となる可能性があ
る。このため、以下に説明する実施形態では、機関停止
時に吸気ポートに残留した燃料が大気に放出されること
を防止するための機関停止制御を行っている。以下、残
留燃料の大気放出防止のための機関停止制御の実施形態
について説明する。

【００２７】（１）第１の実施形態本実施形態では、ＥＣＵ１０は運転者の機関停止指令を
入力したとき（すなわち、機関メインスイッチがオフに
されたとき）、直ちには機関を停止せず燃料噴射時期を
遅延させて非同期噴射から同期噴射に切換えて運転を継
続し、所定の時間同期噴射で機関を運転した後に燃料噴
射を停止して機関を停止する。

【００２８】非同期噴射では、各気筒の吸気弁閉弁期間
の吸気ポートに空気流が生じていない状態で燃料噴射が
行われるため、噴射された燃料は吸気ポート内に残留し
やすい。これに対して、同期噴射では吸気弁が開弁して
吸気ポート内に強い吸気流が生じている中に燃料が噴射
されるため、噴射された燃料は吸気ポート内に残留する
ことなく吸気流に乗って気筒内に流入するようになる。
このため、噴射された燃料のほぼ全量が気筒燃焼室内で
燃焼し排気マニホルド１１に排出されるようになり、機
関が停止したときに吸気通路から大気に未燃燃料が放出
されることが防止される。

【００２９】なお、機関停止前の同期噴射における燃料
噴射タイミングは、吸気ポートへの燃料の残留防止のた
めには、吸気行程の中期（例えば上死点後６０°〜１２
０°程度の期間）とするのが好ましい。この時期では吸
気弁のリフト量も大きくなっており、更にピストンの降
下速度も大きくなるため吸気ポートには強い吸気流が生
じており、燃料噴射弁から噴射された燃料のほぼ全量が
吸気ポートに残留することなく気筒内に吸入されるよう
になるためである。

【００３０】吸気ポートを通過する吸気流は吸気行程後
期になるほど強くなるため、吸気ポートへの燃料残留を
防止する観点からは燃料噴射時期を吸気行程の範囲内で
できるだけ遅延することが好ましいが、実際には吸気行
程の上死点後約１２０°より燃料噴射時期を遅延させる
と燃焼が悪化することが判明している。このため、本実
施形態では燃料噴射時期は吸気行程上死点後１２０°よ
り前になるようにしている。

【００３１】また、本実施形態では通常時に非同期噴射
を行う機関を例にとって説明したが、通常時に同期噴射
を行う機関においては、一般に燃料噴射時期は上死点後
６０°程度に設定されている。このため、同期噴射を行
っている場合にも機関停止時に更に燃料噴射時期を上死
点後１２０°近くまで遅延させて機関の運転を行った後
に燃料噴射を停止することにより、吸気ポートに残留す
る燃料を更に低減することが可能となる。

【００３２】なお、燃料噴射時期を遅延させて運転を行
う時間は、全部の気筒で遅延された燃料噴射時期での噴
射が少なくとも１回行われる時間とすることが好まし
く、例えば４サイクル機関ではクランク回転角７２０°
以上（すなわち、クランク軸が２回転以上回転する間）
とされる。図２は、本実施形態の機関停止制御操作を説
明するフローチャートである。本操作はＥＣＵ１０によ
り一定時間毎に実行されるルーチンとして行われる。

【００３３】図２の操作がスタートすると、ステップ２
０１では、現在機関が停止しているか否かが判定され、
現在機関が停止中である場合には本操作は直ちに終了す
る。本実施形態では、機関回転数が所定の低い値（例え
ば４００rpm)以下である場合には現在機関が停止中であ
ると判断する。ステップ２０１で、現在機関が運転中
（すなわち、機関回転数が所定値以上）であった場合に
は、次にステップ２０３では機関メインスイッチ（例え
ばイグニッションキー）がオフにされているか否かを判
定し、オフにされていない場合には、機関停止の指令が
出されていないため、ステップ２０５に進み燃料噴射、
点火時期等について通常の機関制御を継続するととも
に、ステップ２０７で後述するカウンタＣＴの値をゼロ
にセットする。これにより、機関の通常の運転が行われ
る。

【００３４】一方、ステップ２０３でメインスイッチが
オフにされていた場合には、ステップ２０９に進みカウ
ンタＣＴの値を１カウントアップする。カウンタＣＴの
値はメインスイッチがオンの場合には常にステップ２０
７でゼロにセットされるため、ステップ２０９でカウン
トアップ後のＣＴの値はメインスイッチがオフにされて
から、すなわち運転者による機関停止指令が出されてか
らの経過時間を表すことになる。

【００３５】次いで、ステップ２１１では、上記カウン
タＣＴの値が所定値ＣＴ０に到達したか否か、すなわち
機関停止指令が出されてから所定の時間ＣＴ０が経過し
たか否かが判定される。そして、ＣＴ≦ＣＴ０であった
場合にはステップ２１３に進み、燃料噴射時期を吸気行
程上死点後６０°〜１２０°の範囲に遅延して運転が継
続される。また、ステップ２１１で所定時間ＣＴ０が経
過すると、ステップ２１５が実行され、各燃料噴射弁７
の燃料噴射が停止されるとともに電源がオフにされＥＣ
Ｕ１０の全部の機関制御が停止する。

【００３６】すなわち、本実施形態では、機関停止指令
が出されてから、所定の時間（全気筒で時期を遅延した
燃料噴射が少なくとも１回行われる時間）だけ燃料噴射
時期を遅延した運転が行われ、その後機関が停止され
る。（２）第２の実施形態本実施形態では、ＥＣＵ１０は機関を停止する際に燃料
噴射を停止するとともにスロットル弁１６のアクチュエ
ータ１６ａを駆動してスロットル弁１６を全開位置に保
持する。通常、機関は燃料噴射を停止しても直ちに回転
は停止せず、惰力により数回転してから完全に停止す
る。このため、この惰力回転時にも気筒には空気が吸入
される。

【００３７】本実施形態では、この惰力回転時にスロッ
トル弁１６を全開にして多量の空気を吸気ポートに通過
させ気筒内に流入させることにより、吸気ポートに残留
した燃料を気筒を経由して排気通路に排出する。排気通
路には、排気浄化触媒２０が設けられているため、排気
通路に排出された未燃燃料は運転直後の高温の触媒を通
過する際に酸化され、二酸化炭素と水に分解される。こ
れにより、未燃燃料の大気への放出が防止されるように
なる。

【００３８】なお、本実施形態では、吸気ポートに燃料
噴射を行うポート噴射弁７を用いているが、気筒内に直
接燃料を噴射する筒内噴射弁を有する機関においても、
惰力回転中の吸気流を増大させることにより、気筒内に
残留した燃料を多量の吸気とともに完全に排気通路に排
出することが可能となる。このため、筒内燃料噴射弁を
有する機関においても、本実施形態の機関停止制御を行
うことにより未燃燃料の大気放出を低減することが可能
となる。

【００３９】図３は、本実施形態の機関停止制御操作を
示すフローチャートである。本操作は、ＥＣＵ１０によ
り一定時間毎に実行されるルーチンとして行われる。図
３の操作において、ステップ３０１では、図２ステップ
２０１と同様に、機関が停止しているか否か（機関回転
数が所定値より低いか否か）が判定され、機関が停止し
ている場合には、図２の操作と同様に本操作は直ちに終
了する。

【００４０】また、ステップ３０１で機関が運転中であ
った場合には、ステップ３０３で現在メインスイッチが
オフになっているか否か、すなわち運転者による機関停
止指令が出されているか否かが判定される。この場合
も、メインスイッチがオフになっていない場合には、ス
テップ３０５に進み図２ステップ２０５と同様通常運転
の制御が行われる。

【００４１】一方、ステップ３０３で現在メインスイッ
チがオフになっている場合には、ステップ３０７で各燃
料噴射弁７からの燃料噴射は停止され、同時にステップ
３０９でスロットル弁１６が開弁される。これにより、
燃料噴射停止から機関が完全に回転を停止するまでの間
に吸気ポートから気筒に流入する吸気流量が増大し、吸
気ポートや気筒内に残留した燃料が排気通路に排出さ
れ、排気浄化触媒により酸化される。

【００４２】なお、本実施形態ではメインスイッチオフ
と同時に燃料噴射を停止しているが、本実施形態の停止
制御に図２の停止制御を併用し、メインスイッチがオフ
にされてから所定の期間、燃料噴射時期を遅延した運転
を行い、その後燃料噴射を停止すると同時にスロットル
弁を開弁するようにすれば、残留燃料低減の効果が更に
向上する。

【００４３】また、本実施形態では電子制御スロットル
弁を用いた場合について説明したが、スロットル弁をバ
イパスする吸気バイパス通路と、この吸気バイパス通路
上に配置されたアイドルスピードコントロール用絞り弁
（ＩＳＣ弁）を有する機関では、スロットル弁を開弁す
る代わりに、またはスロットル弁の開弁に加えてＩＳＣ
弁を開弁するようにしても良い。

【００４４】（３）第３の実施形態本実施形態では、図３の実施形態と同様に燃料噴射停止
後、機関が完全に停止するまでの間スロットル弁１６を
開弁し、機関停止までの吸入空気量を増大させる操作を
行うが、燃料噴射停止後、スロットル弁１６を開弁する
前に、一旦スロットル弁を全閉状態に保持する点が図３
の実施形態と相違している。

【００４５】燃料噴射停止後の惰力回転中にスロットル
弁１６を全閉にすると気筒のポンピング作用により、ス
ロットル弁下流側の吸気通路には大きな負圧が発生す
る。このため、吸気ポートの壁面や気筒壁面に液状の燃
料が付着していたような場合でも、負圧が作用すること
により燃料が蒸発しやすくなる。したがって、一旦スロ
ットル弁を全閉に保持した後に開弁することにより、壁
面に付着していた液状の燃料が気化し、スロットル弁開
弁により増大した吸気流により気筒を経て排気通路に排
出されるようになり、より完全に残留燃料の大気放出を
防止することが可能となる。

【００４６】図４は、本実施形態の機関停止制御操作を
説明するフローチャートである。本操作はＥＣＵ１０に
より一定時間毎に実行されるルーチンとして行われる。
図４の操作は、４０５ａ、４０７ａ、４０８ａ、４０９
ａの各ステップが付加されている点が図３の操作と相違
しており、図４ステップ４０１、４０３、４０５、４０
７及び４０９の各ステップは、図３ステップ３０１、３
０３、３０５、３０７及び３０９とそれぞれ同一の操作
である。

【００４７】すなわち、図４の操作では、機関停止指令
後（ステップ４０３）、燃料噴射を停止するとともに
（ステップ４０７）所定時間ＣＴ１が経過するまで（ス
テップ４０５ａ、ステップ４０８ａ）スロットル弁を全
閉に保持し（ステップ４０９ａ）、所定時間ＣＴ１が経
過するとスロットル弁を開弁する操作（ステップ４０
９）を行う。所定時間ＣＴ１は、燃料噴射停止後に機関
回転が完全に停止するまでの時間より短い時間に設定さ
れる。これにより、吸気ポートや気筒壁面に付着した液
状燃料の蒸発が促進され、気化した燃料も排気通路に排
出されるようになる。

【００４８】なお、本機関停止操作も図３の操作と同様
に、筒内燃料噴射弁を有する機関にも適用可能である。
また、図３の操作と同様、スロットル弁に代えて、また
はスロットル弁に加えてＩＳＣ弁を用いて操作を行うこ
とも可能である。また、本操作も、図２の操作と併用す
れば更に残留燃料の大気放出防止効果が向上するように
なる。

【００４９】（４）第４の実施形態本実施形態では、機関停止時に燃料噴射停止後の惰力回
転期間中に、図４の操作と同様にまずスロットル弁を一
旦全閉に保持し、その後スロットル弁を開弁する操作を
行う。しかし、本実施形態では機関停止指令が出された
後直ちには燃料噴射を停止せず、一旦スロットル弁を開
弁方向に制御して機関吸入空気量を増大させた状態で運
転を行うことにより、燃料噴射停止前の機関回転数を所
定の回転数まで上昇させる点が図４の操作と相違してい
る。

【００５０】本実施形態のように、燃料噴射停止直前の
機関回転数を予め上昇させておくことにより、燃料噴射
停止後の惰力回転時間が長くなるとともに、スロットル
弁閉弁時の吸気ポートや気筒内に発生する負圧、及びス
ロットル弁開弁時の吸入空気流量も増大する。このた
め、より完全に吸気ポートや気筒内に残留した燃料を排
気通路に排出することが可能となる。

【００５１】図５は、本実施形態の機関停止制御操作を
説明するフローチャートである。本操作は、ＥＣＵ１０
により一定時間毎に実行されるルーチンとして行われ
る。図５の操作がスタートすると、ステップ５０１では
機関が完全に停止しているか否か、すなわち機関回転数
ＮＥが０になったているか否かが判定され、機関が停止
していない場合には、次にステップ５０３でメインスイ
ッチがオフになっているか否かが判定される。機関が完
全に停止しておらず、メインスイッチがオフになってい
ない場合には、機関停止指令が出されておらず現在機関
は通常運転中であるため、この場合にはステップ５０５
に進み、燃料噴射、点火時期等について通常の制御が行
われるとともに、ステップ５０７でカウンタＣＴの値が
０にセットされる。

【００５２】ステップ５０３でメインスイッチがオフに
なっていた場合、すなわち機関停止指令が出されている
場合には次にステップ５０９でカウンタＣＴの値が０に
なっているか否かが判定される。カウンタＣＴの値はメ
インスイッチがオンの場合には常にステップ５０７で０
にセットされるため、メインスイッチがオフにされた直
後はＣＴ＝０となっている。このため、メインスイッチ
オフ直後の本操作実行時には次にステップ５１１が実行
され、スロットル弁１６開度がが所定開度まで開弁され
る。また、ステップ５１３では、現在の機関回転数ＮＥ
が所定値ＮＥ０より高いか否かが判定され、ＮＥ≦ＮＥ
０であった場合には、ステップ５０５に進み通常の燃料
噴射制御と点火時期制御とが行われる。この場合、ステ
ップ５１１でスロットル弁開度が増大されているため、
機関吸入空気量は増大しており、それに応じて燃料噴射
量も増量されるため機関回転数ＮＥは上昇する。また、
ＮＥ≦ＮＥ０である限り、ステップ５０５とともにステ
ップ５０７が実行されるため、カウンタＣＴの値は０に
セットされる。このため、次回の本操作実行時にもステ
ップ５０９ではＣＴの値は０になり、スロットル弁開度
の増大（ステップ５１１）と機関回転数ＮＥの判定（ス
テップ５１３）が実行される。

【００５３】この状態で機関回転数が増大して所定値Ｎ
Ｅ０に到達すると、ステップ５１３の次にステップ５１
５が実行され燃料噴射が停止されるとともに、ステップ
５１７ではカウンタＣＴの値がカウントアップされる。
これにより、ＣＴの値は０より大きくなるため、次回の
操作実行時にはステップ５０９の次にステップ５１５が
実行され、ステップ５１１とステップ５１３はスキップ
されるようになる。

【００５４】ステップ５１５、５１７で燃料噴射の停止
とカウンタＣＴのカウントアップ実行後、ステップ５１
９ではカウントアップしたカウンタＣＴの値が所定値Ｃ
Ｔ１に到達したか否かが判定される。カウンタＣＴの値
は、機関回転数ＮＥが所定値ＮＥ０に到達するまではス
テップ５０７で０にセットされ、ＮＥがＮＥ０に到達後
は操作実行毎にステップ５１７で１ずつカウントアップ
されるため、ステップ５１９におけるカウンタＣＴの値
は回転数ＮＥがＮＥ＞ＮＥ０になってからの経過時間、
すなわち機関の燃料噴射が停止（ステップ５１５）され
てからの時間を表している。すなわち、ステップ５１９
では機関回転数がＮＥ０に到達して燃料噴射が停止され
てから所定の時間ＣＴ１が経過したか否かが判定され
る。

【００５５】ステップ５１９で所定時間ＣＴ１が経過し
ていない場合（すなわちＣＴ≦ＣＴ１）には、ステップ
５２１でスロットル弁が全閉にされる。これにより、燃
料噴射停止後の惰力回転期間初期には吸気ポートと気筒
内に強い負圧が発生し、壁面に付着した燃料の蒸発が促
進される。この状態で、所定時間ＣＴ１が経過すると、
次にステップ５２３が実行されスロットル弁が開弁され
る。これにより、惰力回転期間中の機関吸入空気量が増
大し、吸気ポートと気筒内を通過する強力な空気流が生
じるため、負圧により蒸発した燃料と吸気ポートまたは
気筒内に気体のまま残留した燃料は排気通路に排出さ
れ、排気浄化触媒により酸化される。

【００５６】本実施形態では、更にステップ５０１で機
関の回転が完全に停止したと判定された場合には、ステ
ップ５２５が実行されスロットル弁が全閉状態に保持さ
れる。これにより、機関吸気ポートはスロットル弁によ
り大気から遮断されるため、仮に機関の惰力回転期間中
に排気通路に排出されずに吸気ポートに少量の燃料が残
留していたような場合にも、吸気通路から大気に燃料が
放出されることが防止されるようになる。

【００５７】なお、本操作では機関停止指令が出された
後に機関回転数が所定値ＮＥ０に上昇するまで燃料噴射
を継続しているが（ステップ５１３）、機関回転数を監
視する変わりに、機関停止指令が出された後所定時間経
過後に燃料噴射を停止するようにしても良い。また、本
操作においても、機関停止指令後の燃料噴射については
第１の実施形態と同様燃料噴射時期を遅延させるように
してもよい。

【００５８】また、本操作は、第２、第３の実施形態と
同様にポート燃料噴射弁を備えた機関のみならず、筒内
燃料噴射弁を備えた機関に実施しても同様な効果を得る
ことができる。また、スロットル弁１６に代えて、また
はスロットル弁１６に加えてＩＳＣ弁により本操作を行
うことも可能である。

【００５９】

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、機関停
止後に吸気ポートや気筒内に残留した燃料が大気に放出
されることを防止することが可能となる共通の効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を車両用内燃機関に適用した場合の実施
形態の概略構成を示す図である。

【図２】本発明の機関停止制御操作の第１の実施形態を
説明するフローチャートである。

【図３】本発明の機関停止制御操作の第２の実施形態を
説明するフローチャートである。

【図４】本発明の機関停止制御操作の第３の実施形態を
説明するフローチャートである。

【図５】本発明の機関停止制御操作の第４の実施形態を
説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１…内燃機関２…吸気ポート７…燃料噴射弁１０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）１６…電子制御スロットル弁

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 17/00 Ｆ０２Ｄ 17/00 ＧＭ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｊ３０１ＫＦターム(参考） 3G065 AA04 CA12 DA06 DA15 EA06 FA04 GA00 GA05 GA09 GA10 HA21 HA22 KA02 KA12 3G084 BA05 BA15 BA16 BA27 CA07 DA10 EB12 EB16 EC02 EC03 FA07 FA10 FA20 FA26 FA30 FA33 FA35 FA36 FA39 3G092 AA01 AA05 AB02 BA02 BA10 BB06 BB10 BB14 CA01 CB02 CB05 DC03 DE01S DG08 DG09 EA02 EA04 EA16 EA21 EA28 EA29 EC03 FA15 FA18 FA23 FA26 GA10 HA01Z HA06X HA06Z HB02X HC09X HC09Z HD06Z HE01Z HE04Z HE08Z HF20Z 3G301 HA01 JA21 JA26 KA26 KA28 LA03 LB02 LC01 LC04 MA18 MA21 NA06 NA07 NB14 NE12 NE22 NE24 PA01Z PA11A PA11Z PB05A PB05Z PD09Z PE01Z PE04Z PE05Z PE08Z PE09A PF16Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関各気筒の吸気ポートに燃料を噴射す
る燃料噴射弁の燃料噴射時期を制御する内燃機関の制御
装置であって、機関停止指令信号を入力したときに、各燃料噴射弁から
の燃料噴射時期を遅延させて、各気筒の吸気弁開弁期間
内に燃料噴射を行う運転を所定の時間だけ継続し、その
後各燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して機関を停止さ
せる機関停止操作を行う停止制御手段を備えた、内燃機
関の制御装置。
【請求項２】機関に燃料を供給する燃料噴射弁と、機
関吸入空気量を絞る絞り弁手段とを備えた内燃機関の制
御装置であって、機関停止指令信号を入力したときに、各燃料噴射弁から
の燃料噴射を停止し、その後機関の回転が停止する前に
前記絞り弁手段を開き機関吸入空気量を増大させる機関
停止操作を行う停止制御手段を備えた、内燃機関の制御
装置。
【請求項３】機関に燃料を供給する燃料噴射弁と、機
関吸入空気量を絞る絞り弁手段とを備えた内燃機関の制
御装置であって、機関停止指令信号を入力したときに、各燃料噴射弁から
の燃料噴射を停止し、次いで前記絞り弁手段を閉弁して
機関吸入空気量を減少させるとともに、その後機関の回
転が停止する前に前記絞り弁手段を開いて機関吸入空気
量を増大させる機関停止操作を行う停止制御手段を備え
た、内燃機関の制御装置。
【請求項４】機関に燃料を供給する燃料噴射弁と、機
関吸入空気量を絞る絞り弁手段とを備えた内燃機関の制
御装置であって、機関停止指令信号を入力したときに、前記絞り弁手段を
開き機関吸入空気量を増大させることにより機関回転数
を上昇させ、その後前記各燃料噴射弁からの燃料噴射を
停止し、次いで前記絞り弁手段を閉弁して機関吸入空気
量を減少させるとともに、その後機関の回転が停止する
前に前記絞り弁手段を開いて機関吸入空気量を増大させ
る機関停止操作を行う停止制御手段を備えた、内燃機関
の制御装置。