JP2009079478A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、バルブオーバラップ状態のままエンジンが停止するのを防止し、次の始動時における始動性を向上させることを目的としている。
【解決手段】このため、イグニッション信号のオフ時に燃料の供給を停止する停止制御手段を備えたエンジンの制御装置において、スロットル開度制御手段と、エンジン回転数検出手段とを備え、吸入空気温度検出手段と、大気圧検出手段とを備え、停止制御手段を実施された後、吸入空気温度検出手段により検出された吸入空気温度が設定値以上で、かつ大気圧検出手段により検出された大気圧が設定値以上で、かつエンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が設定回転数未満の場合のみ、スロットル開度制御手段により調整されるスロットル開度を停止制御手段開始時よりも増加させるエンジン回転停止制御手段を備えている。
【選択図】図１

Description

この発明はエンジンの制御装置に係り、特に電子スロットル制御するエンジンの制御装置に関するものである。

車両のエンジンには、制御手段（「ＥＣＵ」ともいう。）に、各信号検出手段からの各種検出信号に基づいてエンジンを制御するエンジン制御手段と、イグニション信号がオンからオフに切り換えられた時に燃料の供給を停止制御する燃料停止制御手段とを備え、そして、スロットル開度を制御手段により電子的に制御する、いわゆる電子スロットル制御するエンジンの制御装置を設けたものがある。
この電子スロットル制御においては、イグニション信号のオフからエンジンの停止までスロットル開度が任意に固定され、これにより、吸気系の未燃ガスが掃気され、次回のエンジンの始動を安定させている。

特願２００７−１６０９９０

ところで、従来のエンジンの制御装置において、スロットルバルブを電子的に制御する電子スロットル制御は、イグニッション（「ＩＧ」とも記載する。）信号がオンからオフに切り換えられた後からエンジン停止まで、スロットルバルブを任意のスロットル開度で固定している。
これにより、吸気系の未燃ガスが掃気され、次回のエンジン始動を安定したものにしている。

しかし、従来の制御では、エンジン停止までのクランク慣性とエンジンメカロスとのバランスで、クランクＴＯＰ位置でエンジンが停止する場合がある。
このような不具合を改善するための対策制御として、本特許出願人は、エンジン回転数を起動条件としたスロットル開度制御を用いたクランクＴＯＰ止まり防止制御を発案した（上記の特許文献１参照。）。
しかし、特許文献１に開示される制御の起動条件に使用しているエンジン回転数は、図５に示す如く、１８０度（「１８０°ＣＡ」とも記載する。）毎に算出されるものであり、このエンジン回転数では、算出されるまでの時間に幅があり、制御実行タイミングのズレが大きく、狙いたいタイミングで制御を行うことができないという不都合がある。
つまり、図５に示す如く、スロットル開度の制御狙い（実線部分）に対して、前側にずれる制御ズレ１（破線部分）や後側にずれる制御ズレ２（１点鎖線部分）があり、１８０度毎の算出（「ｎｅ１８０」と表記する。）によって、大なる制御ズレ幅となってしまう。

また、大気圧が常圧より低い状態のとき、空気の入りが弱く、クランクの動きが止まり難くなり、エンジン停止までのクランクの回転数が変化し、制御要求も変化するという不都合がある。
更に、低温状態では、エンジンオイル等の粘性が変化したことによるエンジン状態の変化によって、制御要求に違いが発生するという不都合がある。

この発明の目的は、吸入バルブと排気バルブとが両方開放したバルブオーバラップ状態のまま、エンジンが停止するのを防止し、次の始動時における始動性を向上させるエンジンの制御装置を実現することにある。

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、イグニッション信号がオンからオフに切り換えられると、燃料の供給を停止する停止制御手段を備えたエンジンの制御装置において、エンジン制御手段からの指令により、前記エンジンに吸入される空気量を調整可能なスロットルバルブの開度量を調整するスロットル開度制御手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段とを備え、吸入空気温度を検出する吸入空気温度検出手段と、大気圧を検出する大気圧検出手段とを備え、前記停止制御手段を実施された後、前記吸入空気温度検出手段により検出された吸入空気温度が設定値以上で、かつ前記大気圧検出手段により検出された大気圧が設定値以上で、かつ前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が設定回転数未満の場合のみ、前記スロットル開度制御手段により調整されるスロットル開度を前記停止制御手段開始時よりも増加させるエンジン回転停止制御手段を備えていることを特徴とする。

以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、イグニッション信号がオンからオフに切り換えられると、燃料の供給を停止する停止制御手段を備えたエンジンの制御装置において、エンジン制御手段からの指令により、前記エンジンに吸入される空気量を調整可能なスロットルバルブの開度量を調整するスロットル開度制御手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段とを備え、吸入空気温度を検出する吸入空気温度検出手段と、大気圧を検出する大気圧検出手段とを備え、停止制御手段を実施された後、吸入空気温度検出手段により検出された吸入空気温度が設定値以上で、かつ大気圧検出手段により検出された大気圧が設定値以上で、かつエンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が設定回転数未満の場合のみ、スロットル開度制御手段により調整されるスロットル開度を停止制御手段開始時よりも増加させるエンジン回転停止制御手段を備えている。
従って、吸入バルブと排気バルブとが両方開放したバルブオーバラップ状態のまま、エンジンが停止するのを防ぐことができる。これにより、排気系に残る未燃ガスが吸気系に逆流することはない。よって、次の始動時における始動性を向上させることが可能である。
また、吸入空気温度と大気圧の状態が予め設定された範囲内にあるかどうかを、エンジン回転停止制御の実行条件としているので、制御装置の演算負荷を軽減することが可能である。

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

図１〜図３はこの発明の実施例を示すものである。
図２において、１はエンジン２の制御装置である。
前記エンジン２の吸気系に吸気通路３を連絡して設け、一方、エンジン２の排気系には排気通路４を連絡して設ける。

そして、前記エンジン２の吸気通路３には、図２に示す如く、上流側からエアクリーナ５と、エアフローメータ（「ＡＦＭ」ともいう。）６と、前記エンジン２に供給する吸気量を制御するスロットルバルブ（「電子制御スロットル」ともいう。）７を内蔵するスロットルボディ８とを順次配設する。
このとき、前記エアフローメータ６に、吸入空気温度を検出する吸入空気温度検出手段である吸気温センサ（「ＴＨＡ」ともいう。）９を設ける。
また、前記スロットルボディ８には、前記スロットルバルブ７の動作量たる開度量、つまりスロットル開度を検知するスロットル開度センサ（「ＴＡ」ともいう。）１０を設ける。
更に、前記スロットルボディ８よりも下流側の吸気通路３には、インジェクタ１１を設ける。

また、前記エンジン２には、図２に示す如く、点火コイル１２と、エンジン２の温度を検知するエンジン水温センサ（「ＴＨＷ」ともいう。）１３と、エンジン２の回転数、つまりエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出知手段として機能させるために、クランク信号を検出するクランク信号検出センサ（「ＣＲＫ」ともいう。）１４と、カム信号を検出するカム信号検出センサ（「ＣＡＭ」ともいう。）１５とを夫々設ける。

更に、前記エンジン２の排気通路４には、図２に示す如く、上流側から触媒１６とマフラ１７とを順次配設する。

そして、前記制御装置１を制御する制御手段（「ＥＣＵ」ともいう。）１８を設け、この制御手段１８の入力部１８−１側に、前記エアフローメータ６と、吸気温センサ９と、スロットル開度センサ１０と、エンジン水温センサ１３と、クランク信号検出センサ１４と、カム信号検出センサ１５とを夫々接続して設ける。
また、前記制御手段１８の出力部１８−２側には、インジェクタ１１と、点火コイル１２とを夫々接続して設ける。

このとき、前記エンジン２の制御装置１において、前記制御手段１８は、各信号検出手段からの各種検出信号に基づいてエンジン２を制御するエンジン制御手段１９と、イグニッション（「ＩＧ」ともいう。）信号がオンからオフに切り換えられると、燃料の供給を停止する停止制御手段２０を備えている。
そして、前記制御手段１８は、エンジン制御手段１９からの指令により、前記エンジン２に吸入される空気量を調整可能なスロットルバルブ７の開度量を調整するスロットル開度制御手段２１と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段として機能する前記クランク信号検出センサ１４とを備え、吸入空気温度を検出する吸入空気温度検出手段である吸気温センサ９と、大気圧を検出する大気圧検出手段２２とを備え、前記停止制御手段２０を実施された後、前記吸入空気温度検出手段である吸気温センサ９により検出された吸入空気温度ＴＨＡが設定値Ｅ以上で、かつ前記大気圧検出手段２２により検出された大気圧ＰＡが設定値Ｆ以上で、かつ前記エンジン回転数検出手段であるクランク信号検出センサ１４により検出されたエンジン回転数ＮＥ３０（「ｎｅ３０」とも記載する。）が設定回転数Ｂ未満の場合のみ、前記スロットル開度制御手段２１により調整されるスロットル開度を前記停止制御手段開始時よりも増加させるエンジン回転停止制御手段２３を備えている。

詳述すれば、前記エンジン２の制御装置１において、前記制御手段１８は、イグニッション信号がオンからオフに切り換えられた際に、前記停止制御手段２０によって、前記エンジン２への燃料の供給を停止する。
また、前記スロットル開度制御手段２１は、イグニッション信号がオンからオフに切り換えられた際に、前記エンジン回転停止制御手段２３によって、スロットルバルブ７のスロットル開度を初期設定開度Ａにする（図３参照。）。
この初期設定開度Ａは、スロットル開度条件ｄｅｇである。

そして、前記停止制御手段２０が実施された後に、前記エンジン回転数検出手段であるクランク信号検出センサ１４により３０度毎に検出されたエンジン回転数ＮＥ３０（「ｎｅ３０」とも記載する。）が設定回転数Ｂ未満の場合には、前記吸入空気温度検出手段である吸気温センサ９により検出された吸入空気温度ＴＨＡと設定値Ｅとの比較判断と、前記大気圧検出手段２２により検出された大気圧ＰＡと設定値Ｆとの比較判断を行う。
前記設定回転数Ｂは、前記クランク信号検出センサ１４により３０度毎に細かく検出されるエンジン回転数ＮＥ３０と比較判断するための、イグニッション信号がオンからオフに切り換えられた後の時間条件である。
これにより、３０度毎に細かく検出されるエンジン回転数ＮＥ３０を起動条件に使用することによって、起動条件を細かく設定することが可能となり、制御開始タイミングのズレを小さく抑えることができる。
前記設定値Ｅは吸入空気温度の設定値であり、設定値Ｆは大気圧の設定値である。

このとき、前記吸入空気温度検出手段である吸気温センサ９により検出された吸入空気温度ＴＨＡが設定値Ｅ以上、かつ、前記大気圧検出手段２２により検出された大気圧ＰＡが設定値Ｆ以上の場合には、前記スロットル開度制御手段２１により調整される前記スロットルバルブ７のスロットル開度を、前記エンジン回転停止制御手段２３によって、前記停止制御手段開始時の初期設定開度ＡからＣまで増加させるとともに、このスロットル開度をＣとした状態をＤ時間だけ保持する。
前記Ｃは、スロットル開度条件ｄｅｇであり、以下の範囲となるように設定する。
全閉≦Ｃ≦全開
前記Ｄは、スロットル開度保持時間ｍｓｅｃであり、エンジン水温毎に設定する。
更に、前記停止制御手段開始時の初期設定開度ＡからＣまで増加させると、図３に示す如く、スロットル開度の増加によって吸気量が増加する。

そして、Ｄ時間が経過した後には、前記エンジン回転停止制御手段２３によって、前記スロットルバルブ７のスロットル開度を前記停止制御手段開始時の初期設定開度Ａに戻し、前記エンジン２を停止させるものである（図３参照。）。
つまり、エンジン２を停止させる動作によって、圧縮空気が増加し、ブレーキ状態となる。

次に、図１の前記エンジン２の制御装置１の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。

制御用プログラムがスタート（１０１）すると、イグニッション信号がオンからオフに切り換えられたか否かの判断（１０２）に移行する。
この判断（１０２）において、判断（１０２）がＮＯの場合には、制御用プログラムのスタート（１０１）に戻る。
また、判断（１０２）がＹＥＳの場合には、前記エンジン回転停止制御手段２３によって、スロットルバルブ７のスロットル開度を初期設定開度Ａにする処理（１０３）に移行する。
このスロットルバルブ７のスロットル開度を初期設定開度Ａにする処理（１０３）の後には、前記エンジン回転数検出手段であるクランク信号検出センサ１４により検出されたエンジン回転数ＮＥ３０が設定回転数Ｂ未満であるか否かの判断（１０４）に移行する。

前記エンジン回転数検出手段であるクランク信号検出センサ１４により検出されたエンジン回転数ＮＥ３０が設定回転数Ｂ未満であるか否かの判断（１０４）において、判断（１０４）がＮＯの場合には、前記エンジン回転停止制御手段２３によって、スロットルバルブ７のスロットル開度を初期設定開度Ａにする処理（１０３）に戻る。
また、判断（１０４）がＹＥＳの場合には、前記吸入空気温度検出手段である吸気温センサ９により検出された吸入空気温度ＴＨＡが設定値Ｅ以上、かつ、前記大気圧検出手段２２により検出された大気圧ＰＡが設定値Ｆ以上であるか否かの判断（１０５）に移行する。

この判断（１０５）において、判断（１０５）がＮＯの場合には、後述するエンジン停止の処理（１０８）に移行する。
また、判断（１０５）がＹＥＳの場合には、前記エンジン回転停止制御手段２３によって、スロットルバルブ７のスロットル開度を初期設定開度ＡからＣまで変化させ、このスロットル開度をＣとした状態をＤ時間だけ保持する処理（１０６）に移行する。

そして、この前記エンジン回転停止制御手段２３によって、スロットルバルブ７のスロットル開度を初期設定開度ＡからＣまで変化させ、このスロットル開度をＣとした状態をＤ時間だけ保持する処理（１０６）の後には、前記エンジン回転停止制御手段２３によって、スロットルバルブ７のスロットル開度を初期設定開度Ａに戻す処理（１０７）に移行する。

この前記エンジン回転停止制御手段２３によって、スロットルバルブ７のスロットル開度を初期設定開度Ａに戻す処理（１０７）の後には、エンジン停止の処理（１０８）に移行し、その後に制御用プログラムを終了させるストップ（１０９）に移行する。

これにより、イグニッション信号がオンからオフに切り換えられると、燃料の供給を停止する停止制御手段２０を備えたエンジン２の制御装置１において、エンジン制御手段１９からの指令により、前記エンジン２に吸入される空気量を調整可能なスロットルバルブ７の開度量を調整するスロットル開度制御手段２１と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段であるクランク信号検出センサ１４とを備え、吸入空気温度を検出する吸入空気温度検出手段である吸気温センサ９と、大気圧を検出する大気圧検出手段２２とを備え、前記停止制御手段２０を実施された後、前記吸入空気温度検出手段である吸気温センサ９により検出された吸入空気温度ＴＨＡが設定値Ｅ以上で、かつ前記大気圧検出手段２２により検出された大気圧ＰＡが設定値Ｆ以上で、かつ前記エンジン回転数検出手段であるクランク信号検出センサ１４により検出されたエンジン回転数ＮＥ３０が設定回転数Ｂ未満の場合のみ、前記スロットル開度制御手段２１により調整されるスロットル開度を前記停止制御手段開始時よりも増加させるエンジン回転停止制御手段２３を備えている。
従って、吸入バルブと排気バルブとが両方開放したバルブオーバラップ状態のまま、エンジン２が停止するのを防ぐことができる。つまり、図３と図５との比較から明らかなように、制御ズレ幅を減少させることができる。これにより、排気系に残る未燃ガスが吸気系に逆流することはない。よって、次の始動時における始動性を向上させることが可能である。
また、吸入空気温度と大気圧の状態が予め設定された範囲内にあるかどうかを、エンジン回転停止制御の実行条件としているので、制御装置１の演算負荷を軽減することが可能である。

図４はこの発明の第２実施例を示すものである。
この第２実施例において、上述第１実施例のものと同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。

上述第１実施例においては、制御の起動条件に吸気温度条件と大気圧条件とを導入する構成としたが、この第２実施例の特徴とするところは、吸気温度条件と大気圧条件とをマップ化し、このマップによってエンジン環境に合わせた制御を行えるように設定した点にある。

すなわち、図４のフローチャートにおいて、初期設定開度Ａは、上述第１実施例と同様に、スロットル開度条件ｄｅｇである。
また、設定回転数Ｂは、前記クランク信号検出センサ１４により３０度毎に細かく検出されるエンジン回転数ＮＥ３０と比較判断するためのエンジン回転条件ｒｐｍである。
更に、Ｃは、スロットル開度条件ｄｅｇであり、以下の範囲となるように設定する。
全閉≦Ｃ≦全開
更にまた、Ｄは、スロットル開度保持時間ｍｓｅｃである。
そして、前記設定回転数ＢやＣ、Ｄは、吸気温度と大気圧のマップにより設定する。
このとき、マップ化して大気圧条件を導入することにより、気圧の変化によって変動する、イグニッション信号がオンからオフへの切換時からエンジン停止までりクランク回転数に対しての制御要求のズレに対応できる制御を可能としている。
また、マップ化して吸気温度条件を導入することにより、エンジン低温状態を始動時の吸気温度で模擬することができ、エンジン低温状態の制御要求のズレに対応できる制御を可能としている。

次に、図４の前記エンジン２の制御装置１の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。

制御用プログラムがスタート（２０１）すると、イグニッション信号がオンからオフに切り換えられたか否かの判断（２０２）に移行する。
この判断（２０２）において、判断（２０２）がＮＯの場合には、制御用プログラムのスタート（２０１）に戻る。
また、判断（２０２）がＹＥＳの場合には、前記エンジン回転停止制御手段２３によって、スロットルバルブ７のスロットル開度を初期設定開度Ａにする処理（２０３）に移行する。
このスロットルバルブ７のスロットル開度を初期設定開度Ａにする処理（２０３）の後には、前記エンジン回転数検出手段であるクランク信号検出センサ１４により検出されたエンジン回転数ＮＥ３０が設定回転数Ｂ未満であるか否かの判断（２０４）に移行する。

前記エンジン回転数検出手段であるクランク信号検出センサ１４により検出されたエンジン回転数ＮＥ３０が設定回転数Ｂ未満であるか否かの判断（２０４）において、判断（２０４）がＮＯの場合には、前記エンジン回転停止制御手段２３によって、スロットルバルブ７のスロットル開度を初期設定開度Ａにする処理（２０３）に戻る。
また、判断（２０４）がＹＥＳの場合には、前記エンジン回転停止制御手段２３によって、スロットルバルブ７のスロットル開度を初期設定開度ＡからＣまで変化させ、このスロットル開度をＣとした状態をＤ時間だけ保持する処理（２０５）に移行する。

そして、この前記エンジン回転停止制御手段２３によって、スロットルバルブ７のスロットル開度を初期設定開度ＡからＣまで変化させ、このスロットル開度をＣとした状態をＤ時間だけ保持する処理（２０５）の後には、前記エンジン回転停止制御手段２３によって、スロットルバルブ７のスロットル開度を初期設定開度Ａに戻す処理（２０６）に移行する。

この前記エンジン回転停止制御手段２３によって、スロットルバルブ７のスロットル開度を初期設定開度Ａに戻す処理（２０６）の後には、エンジン停止の処理（２０７）に移行し、その後に制御用プログラムを終了させるストップ（２０８）に移行する。

さすれば、吸気温度条件と大気圧条件とをマップ化し、このマップによってエンジン環境に合わせた制御を行えるように設定し、マップ化して大気圧条件を導入することにより、気圧の変化によって変動する、イグニッション信号がオンからオフへの切換時からエンジン停止までりクランク回転数に対しての制御要求のズレに対応できる制御を可能としている。
また、マップ化して吸気温度条件を導入することにより、エンジン低温状態を始動時の吸気温度で模擬することができ、エンジン低温状態の制御要求のズレに対応できる制御を可能としている。
従って、吸入バルブと排気バルブとが両方開放したバルブオーバラップ状態のまま、エンジンが停止するのを防ぐことができる。つまり、制御ズレ幅を減少させることができる（図３参照）。これにより、排気系に残る未燃ガスが吸気系に逆流することはない。よって、次の始動時における始動性を向上させることが可能である。
また、吸入空気温度と大気圧の状態が予め設定された範囲内にあるかどうかを、エンジン回転停止制御の実行条件としているので、制御装置の演算負荷を軽減することが可能である。

この発明の第１実施例を示すエンジンの制御装置の制御用フローチャートである。 エンジンの制御装置のシステム図である。 エンジン回転速度とスロットル開度と各気筒内圧力とを示すタイムチャートである。 この発明の第２実施例を示すエンジンの制御装置の制御用フローチャートである。 この発明の従来技術を示すエンジン回転速度とスロットル開度と各気筒内圧力とを示すタイムチャートである。

符号の説明

１ 制御装置
２ エンジン
３ 吸気通路
４ 排気通路
５ エアクリーナ
６ エアフローメータ（「ＡＦＭ」ともいう。）
７ スロットルバルブ（「電子制御スロットル」ともいう。）
８ スロットルボディ
９ 吸気温センサ（「ＴＨＡ」ともいう。）
１０ スロットル開度センサ（「ＴＡ」ともいう。）
１１ インジェクタ
１３ エンジン水温センサ（「ＴＨＷ」ともいう。）
１４ クランク信号検出センサ（「ＣＲＫ」ともいう。）
１５ カム信号検出センサ（「ＣＡＭ」ともいう。）
１６ 触媒
１８ 制御手段（「ＥＣＵ」ともいう。）
１９ エンジン制御手段
２０ 停止制御手段
２１ スロットル開度制御手段
２２ 大気圧検出手段
２３ エンジン回転停止制御手段

Claims (1)

1. イグニッション信号がオンからオフに切り換えられると、燃料の供給を停止する停止制御手段を備えたエンジンの制御装置において、エンジン制御手段からの指令により、前記エンジンに吸入される空気量を調整可能なスロットルバルブの開度量を調整するスロットル開度制御手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段とを備え、吸入空気温度を検出する吸入空気温度検出手段と、大気圧を検出する大気圧検出手段とを備え、前記停止制御手段を実施された後、前記吸入空気温度検出手段により検出された吸入空気温度が設定値以上で、かつ前記大気圧検出手段により検出された大気圧が設定値以上で、かつ前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が設定回転数未満の場合のみ、前記スロットル開度制御手段により調整されるスロットル開度を前記停止制御手段開始時よりも増加させるエンジン回転停止制御手段を備えていることを特徴とするエンジンの制御装置。

Images