JP2888101B2

JP2888101B2 - 内燃機関の運転停止制御装置

Info

Publication number: JP2888101B2
Application number: JP5197526A
Authority: JP
Inventors: 文彦前川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-08-09
Filing date: 1993-08-09
Publication date: 1999-05-10
Anticipated expiration: 2014-05-10
Also published as: JPH0754681A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の運転停止時
の制御に関し、特に、停止後に吸気系に堆積するデポジ
ット量を低減するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関においては、イグニッシ
ョンキースイッチにより運転停止操作を行うと、全ての
気筒が同時に運転停止される。気筒別に燃料噴射弁を備
えて燃料供給を行うものでも、燃料噴射制御を行うコン
トロールユニットのメイン電源が切られると、各燃料噴
射弁への制御信号は同時に停止され、燃料噴射は全気筒
同時に停止されることとなる (例えば、昭和55年10月15
日株式会社山海堂発行「自動車工学全書10巻電装品、車
体装備品、エンジン部品」の第２頁を参照。」また、ア
イドル時の吸入空気流量を調整する装置、例えばスロッ
トル弁をバイパスする補助空気流量を制御する補助空気
制御弁 (以下ＡＡＣ／Ｖという) を備え、アイドル回転
速度を目標回転速度に制御することが一般に行われてい
るが、前記ＡＡＣ／Ｖは、キースイッチのオフ操作直前
は全閉とされ、オフ操作後に全開とされるようになって
いる。

【０００３】また、シリンダヘッドの潤滑部へのオイル
の供給は、機関が停止されるまで継続されるようになっ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の機関停止時の制御方式では、以下に示すよう
な問題を生じていた。全ての気筒が爆発によりブローバ
イガスの多い状態で瞬時に停止されるため、運転中に吸
気通路に付着しているブローバイガス中のデポジット成
分が、停止後に吸気弁に付着し、吸気弁のデポジット堆
積の要因となっていた。

【０００５】また、停止直前のアイドル時に全閉とされ
ているＡＡＣ／Ｖに、デポジットが溜まり、ＡＡＣ／Ｖ
の固着の原因となっていた。更に、停止直前までシリン
ダヘッドへオイルが供給されているので、停止直前にシ
リンダヘッドへのオイルの残量が多く、気筒内に侵入し
たオイルが停止直後の高熱に曝されてデポジットの生成
が促進されていた。

【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、運転停止時の制御を改善することによ
り、種々のデポジットの問題を解決した内燃機関の運転
停止制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
内燃機関の運転停止制御装置は、図１に実線で示すよう
に、気筒別に燃料供給が行われる内燃機関において、機
関の運転停止操作を検出する停止操作検出手段と、機関
の運転停止操作が検出されてから、一部の気筒には燃料
供給を遮断して空気を吸入して排出させる空運転を行わ
せ、残りの気筒には燃料供給を行うと共に、燃料供給さ
れる稼働気筒数を時間差を持たせて減少させながら、全
気筒への燃料供給を遮断して機関の運転を停止させる停
止制御手段と、を含んで構成したことを特徴とする。

【０００８】ここで、前記停止制御手段は、運転停止す
る気筒の順序を爆発行程順序に従って、残された複数の
運転気筒の爆発行程間隔が均等化されるように制御する
構成としてもよい。また、前記停止制御手段は、最後に
運転停止された気筒を記憶する手段を含み、最初に運転
停止する気筒を、前回運転停止時の最後に運転停止され
た気筒とする構成としてもよい。

【０００９】また、前記停止制御手段は、気筒毎に空燃
比をリーン化した後運転停止を行うように制御する構成
としてもよい。その場合、運転停止させる気筒の空燃比
のリーン化を残された運転気筒数が少なくなるほど小レ
ベルに行うように制御してもよい。また、図１に点線で
示すように、気筒毎の運転停止に伴う出力低下を調整す
るように残された運転気筒の負荷を増大させる負荷調整
手段を含んで構成してもよい。その場合、前記負荷調整
手段は、機関のアイドル時の吸入空気流量を調整する手
段により吸入空気流量を増量して行うようにしてもよ
い。

【００１０】また、図１に一点鎖線で示すように、最後
の気筒の運転を停止させる直前に、機関のアイドル時の
吸入空気流量を調整する手段により吸入空気流量を最大
限増量して気流を増強する気流増強手段を含んで構成し
てもよい。また、図１に二点鎖線で示すように、前記停
止制御手段による運転停止制御が開始されたときに、機
関のシリンダヘッド潤滑部へのオイルの供給を停止する
給油停止手段を含んで構成してもよい。

【００１１】

【作用】キースイッチ等により運転停止操作を行うと、
気筒毎に時間差を有して燃料供給が遮断されて運転が停
止されるため、先に運転停止された気筒は、空気のみが
供給され、空気ポンプとして作用するため、運転停止前
に残存していたブローバイガスが空気と共に排出され、
ブローバイガス中に含まれていたデポジットも排出され
るので、デポジットの各部への堆積を抑制できる。特に
当該気筒の吸気弁への堆積防止効果が大であるが、機関
全体として停止直後に吸気系に残留するブローバイガス
量も大幅に減少するため、ＡＡＣ／Ｖへの堆積抑制効果
もある。また、先に運転停止された気筒は、空気により
冷却が促進されているため、停止後に侵入してくるオイ
ルにより生成されるデポジット量も減少する。

【００１２】また、運転停止する気筒の順序を残された
複数の運転気筒の爆発行程間隔が均等化されるように制
御することにより、トルク変動が抑制され、回転が安定
化される。また、最初に運転停止する気筒を、前回運転
停止時の最後に運転停止された気筒とすれば、最後に運
転停止された気筒については、そのときはブローバイガ
スの排出効果を有しないが、次の運転停止時には最初に
運転停止されることにより、最も長い期間空気による空
運転が行われて、最大のブローバイガス排出効果が得ら
れるため、各気筒のブローバイガス排出によるデポジッ
ト堆積抑制効果を均等化できる。

【００１３】また、気筒毎に空燃比をリーン化した後運
転停止を行うように制御する構成とすれば、清掃用の空
気量を増量できるため、デポジット抑制効果はより高め
られる。その場合、残された気筒数が減少するほど機関
の安定性は低下するので、早く運転停止される気筒ほど
リーン化を大きくし、気筒数が減少するに従ってリーン
化を小さくすることにより、安定性を維持しつつデポジ
ット抑制効果を高めることができる。

【００１４】また、負荷調整手段を設けて気筒毎の運転
停止に伴う出力低下を調整するように残された運転気筒
の負荷を増大させるようにすれば、停止が完了するまで
機関の安定性を維持することができる。該負荷調整を機
関のアイドル時の吸入空気流量を調整する手段により吸
入空気流量を増量して行えば、特別な手段を設けること
なく簡単な制御で実行できる。

【００１５】また、気流増強手段を設けて最後の気筒の
運転を停止させる直前に、機関のアイドル時の吸入空気
流量を調整する手段により吸入空気流量を最大限増量し
て気流を増強すれば、最後に吸気系に残留するデポジッ
ト成分を強い空気流で清掃することができる。特に吸入
空気流量を調整する手段がＡＡＣ／Ｖの場合、停止直前
から全開に保持することで、ＡＡＣ／Ｖ自身へのデポジ
ットの堆積防止効果も大である。

【００１６】また、給油停止手段を設ければ、機関が停
止される前から機関のシリンダヘッド潤滑部へのオイル
の供給が停止されるため、停止後にシリンダヘッド部に
残留するオイル量が減少し、デポジットの生成量を減少
できる。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。尚、本実施例は、請求項１〜請求項９の発明内容を
全て含むものである。本実施例の構成を示す図２におい
て、機関11の吸気通路12には吸入空気流量Ｑを検出する
エアフローメータ13及びアクセルペダルと連動して吸入
空気流量Ｑを制御するスロットル弁14が設けられ、下流
のマニホールド部分には気筒毎に燃料供給手段としての
電磁式の燃料噴射弁15が設けられる。

【００１８】燃料噴射弁15は、マイクロコンピュータを
内蔵したコントロールユニット16からの噴射パルス信号
によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプから圧送さ
れてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御され
た燃料を噴射供給する。更に、排気通路17の排気中酸素
濃度を検出することによって吸入混合気の空燃比を検出
する空燃比センサ18が設けられる。

【００１９】また、図示しないディストリビュータに
は、クランク角センサ19が内蔵されており、該クランク
角センサ19から機関回転と同期して出力されるクランク
単位角信号を一定時間カウントして、又は、クランク基
準角信号の周期を計測して機関回転速度Ｎを検出する。
また、スロットル弁14をバイパスする補助空気通路20に
は該通路20内を通る補助空気流量を制御することによっ
てアイドル回転速度を制御するＡＡＣ／Ｖ21が設けられ
ている。

【００２０】更に、機関11のシリンダヘッド部にオイル
を供給するオイル供給通路には、後述する条件でオイル
の供給を停止するためのオイルカットバルブ22が介装さ
れている。コントロールユニット16は、上記のようにし
て検出された各種検出信号に基づいて燃料噴射量Ｔ_Iを
演算すると共に、設定した燃料噴射量Ｔ_Iに基づいて燃
料噴射弁15を駆動制御し、さらに、アイドル時にＡＡＣ
／Ｖ21の開度を制御することによってアイドル回転速度
を制御する。

【００２１】また、コントロールユニット16は、イグニ
ッションキースイッチ23からの信号を入力し、機関11の
運転停止時に、気筒毎に時間差を持たせて運転停止させ
る停止制御を行う。この運転停止制御の詳細を、図３及
び図４に示したフローチャートに従って説明する。ステ
ップ (図ではＳと記す。以下同様) １では、イグニッシ
ョンキースイッチ23がオンからオフとされたか、つまり
運転停止操作がなされたか否かを判定する。従って、イ
グニッションキースイッチ23と、このステップ１の機能
とが運転停止操作検出手段を構成する。

【００２２】そして、運転停止操作がなされていない場
合は、このルーチンを終了するが、運転停止操作がなさ
れた場合はステップ２へ進む。ステップ２では、前記オ
イルカットバルブ22を閉じる。これにより、シリンダヘ
ッド部へのオイルの供給が停止され、運転停止後にシリ
ンダヘッドに残留するオイル量が減少するので、各気筒
内にオイルが侵入することによって生成されるデポジッ
トの量を減少できる。即ち、オイルカットバルブ22と、
このステップ２の機能とが給油停止手段を構成する。

【００２３】ステップ３では、前回運転停止制御を行っ
たときに最後に運転停止された気筒を読み込み、これと
点火順序とに従って運転停止する気筒の順序を設定す
る。ここで、前回最後に運転停止された気筒を、今回は
最初に運転停止させ、以降は残された複数の運転気筒の
爆発行程の間隔が均等化されるように設定する。例え
ば、前回最後の運転停止気筒が第１気筒で、点火順序が
第１気筒１→第３気筒→第４気筒→第２気筒である場合
は、最初に第１気筒を運転停止し、次いで第４気筒を運
転停止させ、第２気筒と第３気筒とを運転させることに
より、爆発行程間隔を等しくする。これにより、トルク
変動が抑制される。次は、第２気筒と第３気筒のいずれ
から運転停止しても構わないわけであるが、運転停止が
繰り返されても各気筒で運転停止される１番〜４番まで
の各順番の回数が均等化されて、デポジット堆積抑制効
果が各気筒で均等化されるような一定の約束を与えてお
く。例えば、その前に運転停止した気筒、前記の場合で
は第４気筒の後、点火順序が早い (又は遅い) 側の気
筒、つまり第２気筒 (又は第３気筒) から運転停止し、
最後に第３気筒 (又は第２気筒) を運転停止するなどの
ように設定する。

【００２４】ステップ４では、クランク角センサ19から
の信号に基づいて検出された運転停止直前の機関回転速
度Ｎを読み込むと共に、該機関回転速度Ｎに基づいて運
転停止させる各気筒の停止前に行われる空燃比のリーン
化に対し、リーン空燃比の設定値を予め求められたマッ
プからの検索により求める。ここで、該リーン空燃比は
そのとき残っている運転気筒の数が少なくなるほど、リ
ーン化のレベルを小とするように設定されている。具体
的には、その時の運転気筒数において当該気筒をリーン
化したときにサージ限界付近となるまでリーン化するよ
うに設定されている。

【００２５】ステップ５では、最初に運転停止する気
筒、つまり前回最後に運転停止された気筒について、ス
テップ４で読み込まれたリーン空燃比となるように当該
気筒の燃料噴射量を減少して空燃比を制御する。その
後、ステップ６へ進み、前記リーン空燃比に制御された
気筒への燃料供給を停止して運転を停止する。このとき
点火信号の出力も停止するようにしてもよいが、制御が
複雑になるので、点火信号については出力させていても
よい。

【００２６】これにより、運転停止された気筒例えば第
１気筒は機関が完全に停止するまで空気のみが供給され
て空気ポンプとして作用し、空気と共にブローバイガス
が排出され、停止直前に空燃比をリーン化しておくこと
により清掃用空気量が増量され、デポジット堆積を可及
的に抑制できる。この場合、当該運転停止気筒の吸気弁
へのデポジット堆積を効果的に防止できるのは勿論のこ
と、吸気通路中に残留するブローバイガスを減少できる
ことで、ＡＡＣ／Ｖ21へのデポジット堆積も抑制され、
更に、当該気筒の内部は空気流動により冷却されている
ので、前記シリンダヘッド部への残留オイル量の減少と
も相まって、デポジットの生成量を減少できる。

【００２７】次にステップ７へ進み、水温等に応じて設
定されているＡＡＣ／Ｖ21の開度を、予め運転気筒数に
応じて設定された目標値まで増大する。具体的には、図
５に示すように、運転気筒数が減少する毎に段階的に増
大させ、運転気筒が１気筒になった時に全開とするよう
に目標値を設定しておく。これにより、吸入空気流量が
増大して残る気筒の発生する出力が増大するため気筒の
運転停止によって低下する機関出力を補うことができ
る。即ち、このステップ７の機能が負荷調整手段に相当
する。

【００２８】ステップ８では、機関回転速度Ｎが所定値
Ｎ１未満に維持されているかを判定し、Ｎ１以上である
場合にはステップ９へ進んでＡＡＣ／Ｖの開度を少し減
少し、再度ステップ８に戻り、機関回転速度ＮがＮ１未
満に維持されるまで、同様の動作が繰り返される。必要
以上に機関回転速度Ｎが増大すると、燃費の点からも好
ましくないため、制限するのである。

【００２９】機関回転速度ＮがＮ１未満であるときはス
テップ10へ進み、前記ステップ４で設定された運転停止
気筒順序に従って次に運転停止する気筒を読み込む。例
えば前記の例では、第１気筒の運転停止の次に停止され
るのは第４気筒である。ステップ11では、ステップ10で
読み込んだ運転停止気筒に対し、ステップ４で設定され
たリーン空燃比となるように制御した後、運転を停止す
る。

【００３０】これにより、当該気筒についても全気筒の
運転停止まで空気と共にブローバイガスが排出され、デ
ポジットの各部への堆積量及び生成量を減少できる。ス
テップ12では、全気筒の運転を停止したか否かを判定
し、全気筒運転停止されていないときはステップ13へ進
み、ＡＡＣ／Ｖ21が全開であるか否かを判定する。全開
でない場合はステップ７へ戻り、前記同様にしてＡＡＣ
／Ｖ21の開度を機関回転速度ＮをＮ１未満に維持しつつ
現在の運転気筒数に応じた目標値まで増大させた後、次
の気筒を設定されたリーン空燃比に制御してから運転停
止する。

【００３１】また、運転気筒が残り１気筒となってＡＡ
Ｃ／Ｖ21が目標値通り全開とされている場合は、ステッ
プ13からステップ10へ戻り、最後の気筒を設定リーン空
燃比に制御した後運転停止する。ここで、最後の気筒を
運転停止する前にＡＡＣ／Ｖ21を全開若しくは機関回転
速度をＮ１未満に維持する範囲で可及的に開度を大きく
して、補助空気通路20を介して供給される吸入空気流量
が最大限増量されることにより、負荷の調整作用と共
に、清掃用の空気を可及的に増量して最終的に吸気系に
残留するデポジット成分を気流で清掃できる効果を最大
限まで高めることができる。ここで、最後の気筒を運転
停止する前にＡＡＣ／Ｖ21の開度を全開とする機能が負
荷調整手段の機能と共に気流増強手段の機能を兼ね備え
る。

【００３２】そして、ステップ12で全気筒運転停止され
たと判定されると、ステップ14へ進んで、最後に運転停
止された気筒をメモリに記憶しておく。ステップ15で点
火栓への給電を停止して運転停止制御を終了する。ここ
で、各気筒の点火制御についても燃料噴射停止と同時に
停止させてもよいが、制御が複雑となり、燃料噴射を停
止するだけでもデポジット低減の目的は果たされるの
で、少なくとも燃料供給を停止させて運転停止させる構
成であればよい。

【００３３】尚、本実施例では、請求項１〜請求項９の
全ての発明内容を含む実施例について示したが、請求項
２〜請求項９については、一部又は全てを省略した実施
例についても、該省略した内容を除く部分について既述
した機能・効果を奏することは勿論である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、気筒毎に時間差を有して運転停止させる構成とした
ことにより、先に運転停止された気筒で空気流でブロー
バイガスを排出することによってデポジットの各部への
堆積を抑制できるまた、残された複数の運転気筒の爆発
行程間隔を均等化して回転を安定化させること、前回運
転停止時の最後に運転停止された気筒を最初に運転停止
させて、各気筒のデポジット堆積抑制効果を均等化する
こと、空燃比をリーン化した後運転停止してデポジット
抑制効果をより高めること、残された運転気筒の負荷を
増大調整して機関の安定性を維持すること、最後の気筒
の運転停止直前に吸入空気流量を最大限増量して最後に
吸気系に残留するデポジット成分を強い空気流で清掃す
ること、停止制御開始と同時にシリンダヘッド潤滑部へ
のオイルの供給が停止してデポジットの生成量を減少す
ることなどもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成・機能を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施例の全体構成を示す図。

【図３】同上実施例の制御ルーチンの前段に係るフロー
チャート。

【図４】同じく後段に係るフローチャート。

【図５】同上実施例のＡＡＣ／Ｖ開度の目標値のマッ
プ。

【符号の説明】

11 内燃機関 15 燃料噴射弁 16 コントロールユニット 19 クランク角センサ 20 補助空気通路 21 ＡＡＣ／Ｖ 22 オイルカットバルブ 23 イグニッションキースイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 41/04 ３２５Ｆ０２Ｄ 41/04 ３２５Ｈ 41/32 41/32 Ｄ (56)参考文献特開昭57−93670（ＪＰ，Ａ) 特開平４−153558（ＪＰ，Ａ) 特開平３−175122（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−32047（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−124030（ＪＰ，Ａ) 特開平３−189371（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−173748（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−40662（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−202742（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 17/00 F02D 17/02 F02D 41/04 F02D 41/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】気筒別に燃料供給が行われる内燃機関にお
いて、機関の運転停止操作を検出する停止操作検出手段
と、機関の運転停止操作が検出されてから、一部の気筒
には燃料供給を遮断して空気を吸入して排出させる空運
転を行わせ、残りの気筒には燃料供給を行うと共に、燃
料供給される稼働気筒数を時間差を持たせて減少させな
がら、全気筒への燃料供給を遮断して機関の運転を停止
させる停止制御手段と、を含んで構成したことを特徴と
する内燃機関の運転停止制御装置。
【請求項２】前記停止制御手段は、運転停止する気筒
の順序を爆発行程順序に従って、残された複数の運転気
筒の爆発行程間隔が均等化されるように制御してなる請
求項１に記載の内燃機関の運転停止制御装置。
【請求項３】前記停止制御手段は、最後に運転停止さ
れた気筒を記憶する手段を含み、最初に運転停止する気
筒を、前回運転停止時の最後に運転停止された気筒とし
てなる請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の運転停
止制御装置。
【請求項４】前記停止制御手段は、気筒毎に空燃比を
リーン化した後運転停止を行うように制御してなる請求
項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の運転
停止制御装置。
【請求項５】前記停止制御手段は、運転停止させる気
筒の空燃比のリーン化を残された運転気筒数が少なくな
るほど小レベルに行うように制御してなる請求項４に記
載の内燃機関の運転停止制御装置。
【請求項６】気筒毎の運転停止に伴う出力低下を調整
するように残された運転気筒の負荷を増大させる負荷調
整手段を含んで構成したことを特徴とする請求項１〜請
求項５のいずれか１つに記載の内燃機関の運転停止制御
装置。
【請求項７】前記負荷調整手段は、機関のアイドル時
の吸入空気流量を調整する手段により吸入空気流量を増
量して行われることを特徴とする請求項６に記載の内燃
機関の運転停止制御装置。
【請求項８】最後の気筒の運転を停止させる直前に、
機関のアイドル時の吸入空気流量を調整する手段により
吸入空気流量を最大限増量して気流を増強する気流増強
手段を含んで構成したことを特徴とする請求項１〜請求
項７のいずれか１つに記載の内燃機関の運転停止制御装
置。
【請求項９】前記停止制御手段による運転停止制御が
開始されたときに、機関のシリンダヘッド潤滑部へのオ
イルの供給を停止する給油停止手段を含んで構成したこ
とを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つに記
載の内燃機関の運転停止制御装置。