JP3956981B2

JP3956981B2 - エンジン停止制御装置

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Publication number: JP3956981B2
Application number: JP2005316821A
Authority: JP
Inventors: 昌宏梶山; 一弘森
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2025-10-31
Also published as: JP2007120466A; US20090132150A1; EP1944488A1; US7698047B2; CN101300414A; WO2007052532A1; CN101300414B

Description

本発明は、エンジンの停止動作を行うエンジン停止制御装置に関するものである。

従来、エンジンの停止制御として、例えば、以下の（１）から（４）の停止制御が行われている。

（１）燃焼室への燃料をカットしてエンジンを停止させる。

（２）燃焼室への空気をカットしてエンジンを停止させる。

（３）燃焼室への燃料および空気をカットしてエンジンを停止させる。

（４）燃焼室への空気をカットしかつ燃料を徐々に減らして、エンジンを停止させる。

また、特許文献１には、エンジンの自動停止制御において、エンジントルクを徐々に下げることでショックを低減させることが提案されている。

特開２００１−４１０７２号公報

しかしながら、上述した（１）から（４）のエンジン停止制御には、以下のような問題があった。

（１）、（３）の停止制御では、イグニッションキーをＯＮからＯＦＦにした瞬間に燃料がＣＵＴされるので、エンジン回転が急激に落ちてしまう。その急激な落ち込みにより振動が生じてドライバーに不快感を与えてしまう。

また（２）、（４）の停止制御では、イグニッションキーをＯＦＦにしたときに、エアコンなどの負荷が抜けることで、エンジン回転の吹き上がりが生じてしまう。つまり、イグニッションキーをＯＦＦする直前まで、エアコンや他の電気負荷などがエンジンにかけられている場合、イグニッションキーをＯＦＦにすることでエアコンなどが停止してエンジン負荷は急激に低減するものの、燃料の噴射量はあまり変化しない。そのため、エンジン負荷に対して燃料が過剰に供給されることとなり、エンジン回転が急激に増大、つまり吹き上がってしまう。このような吹き上がりが、ドライバーに不快感を与えてしまう。

また、特許文献１の自動停止制御では、上述したエアコンなど補機類の抵抗（負荷）による吹き上がりに対して何ら対策がなされておらず、また、吸気を低減させたときに対するエンジン回転制御の対策がなされていないため、補機類が停止したときに大きな吹き上がりが生じてしまいドライバーに不快感を与えてしまう。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ドライバーに不快感を与えることなく、エンジンの停止動作を行うことができるエンジン停止制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、エンジンの燃焼室に燃料を供給する燃料噴射装置と、上記エンジンの吸気通路に設けられ上記燃焼室に供給する空気の吸気量を調整するための吸気スロットル弁と、上記エンジンの駆動で作動する補機類と、上記エンジンの回転数を検出するためのエンジン回転数センサと、上記エンジンのアイドル運転中は該アイドル運転を維持すべく上記エンジン回転数センサにより検出されたエンジン回転数が所定の目標アイドル回転数に一致するように燃料噴射装置の燃料噴射量を制御するアイドルスピードコントロールを行う機能を有したＥＣＵと、そのＥＣＵに接続されたイグニッションキーとを備えたエンジン停止制御装置において、上記エンジンのアイドル運転中に上記イグニッションキーのオフによりエンジンを停止させるに際して、上記ＥＣＵは、上記アイドルスピードコントロールを継続して行ったままで、上記吸気スロットル弁を全閉にすると共に上記補機類の駆動を停止し、その補機類の停止によりエンジン負荷が軽減したときのエンジン回転数の上昇を、上記アイドルスピードコントロールにより抑制しながら、上記エンジンを停止させるようにしたものである。

好ましくは、上記ＥＣＵは、上記イグニッションキーのオフにより上記吸気スロットル弁が全閉されてから上記エンジンおよび吸気通路内に残存する酸素が上記燃焼室の燃焼により全て消費される所定時間が経過した後に、上記アイドルスピードコントロールを終了して上記燃料噴射装置の燃料噴射を停止するものである。

好ましくは、上記ＥＣＵは、上記イグニッションキーのオフ時の上記燃料噴射装置の燃料噴射量を制限値として記憶し、その後の上記アイドルスピードコントロール中に、該アイドルスピードコントロールによる目標燃料噴射量が、上記制限値を超えるときに、その制限値の燃料噴射量で上記燃料噴射装置に燃料を噴射させるものである。

上記ＥＣＵは、上記イグニッションキーのオフ後に、上記目標アイドル回転数を徐々に低く設定するものでもよい。

本発明によれば、ドライバーに不快感を与えることなく、エンジンの停止動作を行うことができるという優れた効果を発揮するものである。

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

本実施形態のエンジン停止制御装置は、例えば、車両のディーゼルエンジン（以下、エンジンという）などに適用される。

まず、図１に基づき本実施形態のエンジンを説明する。

図１に示すように、エンジン１０は、エンジン本体２０と、そのエンジン本体２０に接続された吸気通路３０および排気通路６０と、少なくとも上記エンジン本体２０を制御するためのＥＣＵ（補機類制御手段、燃料噴射制御手段）１とを備える。ＥＣＵ１はエンジン本体２０を制御するエンジン制御ＥＣＵ単独としてもよいし、車両に関係する制御を行う車両ＥＣＵとエンジン制御ＥＣＵというように複数のＥＣＵとしてもよい。なお、その場合、エンジン制御ＥＣＵが燃料噴射制御手段、車両ＥＣＵが補機類制御手段となることが好ましい。

エンジン本体２０は、シリンダヘッド２１およびピストン２２などから形成される燃焼室２３と、その燃焼室２３に燃料を供給する燃料噴射装置をなすインジェクタ２とを備える。インジェクタ２は、ＥＣＵ１により開閉制御され、開状態のとき燃焼室２３内に燃料を噴射すると共に、閉状態のとき燃料噴射を停止する。

吸気通路３０は、エンジン本体２０のシリンダヘッド２１に形成された吸気ポート２４に接続され、その吸気ポート２４を介して燃焼室２３に連通する。吸気通路３０には、上記燃焼室２３に供給する空気の吸気量を調整する吸気量調整装置３が設けられる。その吸気量調整装置３は、吸気通路３０内に設けられた吸気スロットル弁３１と、その吸気スロットル弁３１を開閉駆動する弁駆動手段（図示せず）とを有し、吸気スロットル弁３１の開度を調整することで、燃焼室２３の吸気量が調整される。

以上の構成により、インジェクタ２により噴射された燃料が、吸気通路３０から吸気された空気と共に燃焼室２３内で燃焼して、エンジン１０が回転する。

車両には、エンジン１０の駆動で作動する補機類４が設けられる。補機類４は、例えば、エアコン、ランプ（電気負荷）などが挙げられる。補機類４は、その作動と停止とがＥＣＵ１により切り替えられるようになっている。

ＥＣＵ１には、上記エンジン１０の回転数を検出するためのエンジン回転数センサなどの各種センサ類に接続される。本実施形態のエンジン回転数センサは、例えば、上記エンジン本体２０のクランクシャフト２５に取り付けられたクランク角センサ２６で構成される。

ＥＣＵ１は、インジェクタ２に制御信号を出力すべく接続され、そのインジェクタ２の燃料噴射時期や燃料噴射量などを制御する。具体的には、ＥＣＵ１に、クランク角センサ２６で検出したエンジン回転数などの運転状態が入力されて、その運転状態を基に、ＥＣＵ１はインジェクタ２の燃料噴射量などを制御する。本実施形態のＥＣＵ１は、アイドルスピードコントロールと呼ばれる回転数制御を行う。そのアイドルスピードコントロールは、エンジン１０を所定の目標アイドル回転数に保つべく、インジェクタ２の燃料噴射量を調整する制御であり、ＥＣＵ１は、基本的に、エンジン回転数が目標アイドル回転数を超える場合は、燃料噴射量を減少させる。アイドルスピードコントロールは、例えば、アクセル開度が０のときなどに実施される。一般的に、エンジン１０の停止動作が行われる直前では、ＥＣＵ１は、アイドルスピードコントロールを実施している。

また、ＥＣＵ１は、上記吸気量調整装置３の弁駆動手段に制御信号を出力すべく接続され、その弁駆動手段で吸気スロットル弁３１を開閉制御して、燃焼室２３の吸気量を制御する。

本実施形態のエンジン停止制御装置８は、エンジン１０の燃焼室２３に燃料を供給する上記インジェクタ２と、上記燃焼室２３に供給する空気の吸気量を調整する上記吸気量調整装置３と、上記エンジン１０の駆動で作動する上記補機類４と、エンジン回転数などの運転状態が入力されて燃料噴射量などを制御する上記ＥＣＵ１と、そのＥＣＵ１に接続されたエンジン停止スイッチとを備える。本実施形態のエンジン停止スイッチは、ＯＮ−ＯＦＦ選択可能なイグニッションキー５で構成され、そのイグニッションキー５がＯＮからＯＦＦに切り替えられたときに（エンジン停止スイッチが作動されたときに）、エンジン停止制御装置８は、上記ＥＣＵ１でエンジン１０の停止動作を行う。

本実施形態では、イグニッションキー５のＯＦＦよってエンジン停止動作が行われる際に、上記ＥＣＵ１が、上記補機類４の駆動を停止すると共に上記吸気量調整装置３で吸気を制限し、かつ上記補機類４の停止でエンジン回転数が上昇するときに、クランク角センサ２６で検出される上記エンジン１０の回転数が所定回転数となるように上記インジェクタ２の燃料噴射量を制御しつつ、上記エンジン１０を停止させる。より具体的には、ＥＣＵ１は、エンジン停止動作開始から所定時間経過後に、インジェクタ２の燃料噴射を停止して上記エンジン１０を停止させる。

このように、本実施形態のエンジン停止制御装置８は、エンジン回転数の上昇を検出すると燃料噴射量を低減させるので、補機類４の停止により負荷抜けが生じても、エンジン回転数が急激に上昇することなく、エンジン回転の吹き上がりが抑制される。

本実施形態では、詳しくは後述するが、ＥＣＵ１は、エンジン停止動作開始後にも、上述したアイドルスピードコントロールを継続して実施する。さらに、そのエンジン停止動作開始後のアイドルスピードコントロール中に、ＥＣＵ１は、インジェクタ２の燃料噴射量を所定の制限値以下に制限する。

つまり、上記イグニッションキー５のＯＦＦによってエンジン停止動作が行われる際に、ＥＣＵ１は、上記補機類４の駆動を停止すると共に上記吸気量調整装置３で吸気を制限し、かつ上記エンジン１０が目標アイドル回転数（上記所定回転数）となるように目標燃料噴射量を算出すると共に、その目標燃料噴射量が所定の制限値を超えるときには、その制限値でインジェクタ２に燃料を噴射させ、上記目標燃料噴射量が上記制限値を超えないときには、上記目標燃料噴射量でインジェクタ２に燃料を噴射させ、エンジン停止動作開始から所定時間経過後に、上記インジェクタ２の燃料噴射を停止して上記エンジン１０を停止させる。本実施形態では、ＥＣＵ１は、上記制限値に、エンジン停止動作開始時のインジェクタ２の燃料噴射量を設定する。

次に、本実施形態のエンジン停止制御装置８によるエンジン停止制御方法を説明する。

まず、エンジン停止制御方法の概略を説明する。

本実施形態のエンジン停止制御方法では、エンジン１０を停止させようとするとき（具体的には、イグニッションキー５をＯＮからＯＦＦにしたとき）、吸気スロットル弁３１を閉じることで、燃焼室２３への空気をカットする。また、イグニッションキー５をＯＦＦしてから上記所定時間内は、上述したアイドルスピードコントロールを有効にする。これにより、補機類４の負荷抜けによりエンジン回転が吹き上がろうすると、アイドルスピードコントロールによって回転の上昇が抑えられる。

その後、アイドルスピードコントロール中（所定時間内）は、インジェクタ２の燃料噴射量に、イグニッションキー５をＯＦＦにしたときの燃料噴射量で制限をかけ、上記所定時間経過後は、インジェクタ２の燃料噴射をカットしてエンジン１０を停止する。これにより、空気カットによりエンジン回転数が落ちてきたときに、アイドルスピードコントロールによって燃料噴射量が増加されても、エンジン１０を確実に停止することができる。また、吸気スロットル弁３１の故障時など吸気量調整装置３で空気をカットできない場合でも確実にエンジン１０を停止することができる。

次に、図２に基づき本実施形態のエンジン停止制御装置８によるエンジン停止制御フローの一例を説明する。

図２のフローは、例えば、エンジン１０がアイドル状態のときにＥＣＵ１により実行される。

ステップＳ１では、ＥＣＵ１は、イグニッションキー５がＯＦＦか否かを判断する。ステップＳ１でイグニッションキー５がＯＦＦと判断された場合、つまり、イグニッションキー５がＯＮからＯＦＦになった場合、ＥＣＵ１はステップＳ２で補機類４への電源（電力）供給をカットし、補機類４の駆動を停止させる。この補機類４の停止を車両ＥＣＵ（補機類制御手段）で行ってもよい。なお、ステップＳ１でイグニッションキー５がＯＦＦでない（つまり、ＯＮである）と判断された場合は、所定の制御サイクルで、ステップＳ１が繰り返される。

ステップＳ３では、ＥＣＵ１は、燃料噴射量の上記制限値を算出する。本実施形態では、ＥＣＵ１は、イグニッションキー５がＯＦＦと判断されたとき（エンジン停止動作開始時）のインジェクタ２の燃料噴射量を制限値として設定する。例えば、ＥＣＵ１は、ステップＳ２側に分岐する直前の制御サイクルでアイドルスピードコントロールに基づき算出した燃料噴射量を、制限値に設定する。

ステップＳ４では、ＥＣＵ１は、吸気量調整装置３の弁駆動手段に吸気スロットル弁３１の全閉を指示する。ここで、吸気スロットル弁３１により吸気を絞るのは、エンジン１０の燃焼をすばやく収束させるためであり、本実施形態のように全閉にして燃焼室２３の吸気を完全に遮断することが好ましい。

ステップＳ５では、ＥＣＵ１は、実際にインジェクタ２が噴射する燃料噴射量（以下、実燃料噴射量という）の算出を行う。具体的には、ＥＣＵ１は、エンジン１０が目標アイドル回転数となるように、アイドルスピードコントロールに基づき算出された目標燃料噴射量（図２では、ＩＤＬＥ制御噴射量）と、ステップＳ３で算出した制限値とを比較して、少ないほうを、実燃料噴射量に設定して、その実燃料噴射量でインジェクタ２に燃料を噴射させる。

ステップＳ６では、ＥＣＵ１は、ステップＳ１でイグニッションキー５がＯＦＦと判断されたとき（エンジン停止動作開始）から、所定時間以上時間が経過したか否かを判断する。ここで、所定時間とは、例えば、吸気スロットル弁３１の全閉後、その吸気スロットル弁３１より下流側の吸気通路３０や吸気ポート２４などに残存する空気（酸素）が完全に燃焼室２３で消費されるまでの時間である。その所定時間は、実験などにより予め求められる。本実施形態の所定時間は、０．５秒である。

ステップＳ６で、エンジン停止動作開始から所定時間経過したと判断された場合、ステップＳ７で、ＥＣＵ１は、アイドルスピードコントロールを停止すると共に、インジェクタ２の燃料噴射を停止する。この処理により、エンジン１０が速やかに停止する。

次に、図３に基づき本実施形態のエンジン停止制御方法の詳細を説明する。図３は、上段から順にイグニッションキー５（ＩＧｓｗ）のＯＮ−ＯＦＦ状態、吸気スロットル弁３１の開度、アイドルスピードコントロールの実施状態、燃料噴射量、およびエンジン回転数を示し、横軸は時間を示す。

時刻ｔ０〜時刻ｔ１は、エンジン停止動作前（イグニッションキー５がＯＮ）であり、ＥＣＵ１により上述したアイドルスピードコントロールが実施されると共に、そのアイドルスピードコントロールに基づき燃料噴射量が決定される。

時刻ｔ１では、操作者（ドライバー）によってイグニッションキー５がＯＦＦにされる。そのＯＦＦに伴い、ＥＣＵ１により補機類４の電源供給がカットされる。すなわち、ランプの消灯やエアコンの停止が行われる。同時に、ＥＣＵ１により吸気スロットル弁３１が全閉状態にされ、気筒内（燃焼室２３）への空気の供給がカットされる。

時刻ｔ１〜時刻ｔ２では、補機類４の駆動が停止することにより、エンジン１０の負荷が抜けるため、エンジン回転数が目標アイドル回転数よりも高くなる。ここで、ＥＣＵ１により、アイドルスピードコントロールが継続して実施されていることから、エンジン１０が目標アイドル回転数となるように、燃料消費量が低減される。この燃料消費量の低減により、エンジン回転数が低下して、補機停止後のエンジン回転数の上昇が抑制される。

つまり、エンジン１０は、補機類４の電源供給がカットされ生じていた抵抗がなくなるために、回転数が一時的に上昇するが、アイドルスピードコントロールが生かされているため、燃料噴射量が減少されて回転数の上昇が抑えられ、回転数が減少してゆく。

時刻ｔ２〜時刻ｔ３では、一時的に上昇したエンジン回転数もアイドルスピードコントロールによって抑えられることで、今度はエンジン１０が吸気の停止による酸素不足に陥り、回転数は徐々に減少してゆく一方となる。エンジン回転数が減少すると、ＥＣＵ１はアイドルスピードコントロールを実施しているためエンジン回転数を保とうとし、燃料噴射量を増加させるが、燃料噴射量に一定の制限値（イグニッションキー５がＯＦＦされたときの燃料噴射量）があるため、その制限値以上での燃料噴射は行われない。したがって、燃料噴射量を制限しない場合（図３中ラインＮＬで示す）には、燃料が過度に噴射されてしまうが、本実施形態では、過度の燃料噴射が防止される。

時刻ｔ３では、エンジン停止動作開始から所定時間（上述したように、気筒内などに残存した酸素が完全に消費されたとされる時間）経過したので、ＥＣＵ１のアイドルスピードコントロールと、インジェクタ２の燃料噴射（供給）が停止され、エンジン１０が停止する。

このようにエンジン停止制御を行うことで、エンジン１０内に酸素が残っている間には、補機類４の抵抗がなくなることによる吹き上がりで一気に酸素を消費させてしまうことなく、エンジン回転を徐々に低減させてゆきショックを低減させるように速やかに停止することが可能となる。

このように、本実施形態のエンジン停止制御装置８では、エンジン１０を停止させる際に、速やかにエンジン１０を停止させることができ、振動およびエンジン回転の吹き上がりを防止することができる。つまり、補機類４の抵抗がなくなることによる吹き上がりを抑制することが可能となり、燃料の供給停止による急激なエンジン１０の停止ショックを和らげることが可能となる。したがって、ドライバーに不快感を与えることなく、エンジン１０の停止動作を行うことができる。

また、所定時間経過後に強制的にインジェクタ２の燃料噴射をカットすることで、エンジン１０を確実に停止させることができる。

また、アイドルスピードコントロールの継続により、エンジン回転の吹き上がりを防止するので、吹き上がり防止のための他の回転数制御が不要で、制御を単純化することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。

例えば、補機類のコントロールは、ＥＣＵで行わず、直接イグニッションキーと連動されるものでも良い。

例えば、エンジン停止動作が行われる際に、ＥＣＵは、アイドルスピードコントロール中の目標アイドル回転数を徐々に低く設定するようにしてもよい。例えば、ＥＣＵは、図２においてステップＳ５とステップＳ６とを循環する制御サイクルごとに、ステップＳ５で目標アイドル回転数を減少させると共に、その目標アイドル回転数にエンジン回転数がなるように目標燃料噴射量を算出するようにしてもよい。この場合、エンジンの回転が滑らかに落ちることとなり、振動防止効果をより高めることができる。

本発明に係る一実施形態によるエンジン停止制御装置を示す。本実施形態のエンジン停止制御装置によるエンジン停止制御フローの一例を示す。本実施形態のエンジン停止制御装置によるエンジン停止制御方法のチャートを示す

符号の説明

１ＥＣＵ（補機類制御手段、燃料噴射制御手段）
２燃料噴射装置
３吸気量調整装置
４補機類
５エンジン停止スイッチ
８エンジン停止制御装置
１０エンジン
２３燃焼室

Claims

エンジンの燃焼室に燃料を供給する燃料噴射装置と、上記エンジンの吸気通路に設けられ上記燃焼室に供給する空気の吸気量を調整するための吸気スロットル弁と、上記エンジンの駆動で作動する補機類と、上記エンジンの回転数を検出するためのエンジン回転数センサと、上記エンジンのアイドル運転中は該アイドル運転を維持すべく上記エンジン回転数センサにより検出されたエンジン回転数が所定の目標アイドル回転数に一致するように燃料噴射装置の燃料噴射量を制御するアイドルスピードコントロールを行う機能を有したＥＣＵと、そのＥＣＵに接続されたイグニッションキーとを備えたエンジン停止制御装置において、
上記エンジンのアイドル運転中に上記イグニッションキーのオフによりエンジンを停止させるに際して、
上記ＥＣＵは、上記アイドルスピードコントロールを継続して行ったままで、上記吸気スロットル弁を全閉にすると共に上記補機類の駆動を停止し、その補機類の停止によりエンジン負荷が軽減したときのエンジン回転数の上昇を、上記アイドルスピードコントロールにより抑制しながら、上記エンジンを停止させるようにしたことを特徴とするエンジン停止制御装置。
上記ＥＣＵは、上記イグニッションキーのオフにより上記吸気スロットル弁が全閉されてから上記エンジンおよび吸気通路内に残存する酸素が上記燃焼室の燃焼により全て消費される所定時間が経過した後に、上記アイドルスピードコントロールを終了して上記燃料噴射装置の燃料噴射を停止する請求項１記載のエンジン停止制御装置。
上記ＥＣＵは、上記イグニッションキーのオフ時の上記燃料噴射装置の燃料噴射量を制限値として記憶し、その後の上記アイドルスピードコントロール中に、該アイドルスピードコントロールによる目標燃料噴射量が、上記制限値を超えるときに、その制限値の燃料噴射量で上記燃料噴射装置に燃料を噴射させる請求項１または２記載のエンジン停止制御装置。
上記ＥＣＵは、上記イグニッションキーのオフ後に、上記目標アイドル回転数を徐々に低く設定する請求項１から３いずれかに記載のエンジン停止制御装置。