JP4424188B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/042Introducing corrections for particular operating conditions for stopping the engine

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、イグニッションスイッチのオフ後に所定期間だけ内燃機関を動作させる停止制御を行なう制御装置に関する。
特開2000−104651号公報(特許文献1)は、イグニッションスイッチのオフ後も一定時間エンジンを動作させるための点火装置を開示する。この点火装置は、点火プラグの点火や燃料噴射を制御するエンジンコントロールユニット(Engine Control Unit:以下、「ECU」と称する。)と、イグニッションスイッチと、ECUへの動作電源の供給/遮断を行なうECUリレーと、点火コイルおよび点火プラグと、点火コイルリレーとを備える。イグニッションスイッチおよびECUリレーは、バッテリ電源とECUとの間に並列に配設される。点火コイルリレーは、バッテリ電源と点火コイルとの間に配設され、ECUから動作指令を受ける。
この点火装置においては、ECUによって制御される点火コイルリレーを介して点火コイルに電源が供給される。そして、イグニッションスイッチがオフされてから所定回数だけ点火プラグによる点火を行なった後、ECUによって点火コイルリレーをオフする。
この点火装置によれば、イグニッションスイッチがオフされた後、所定回数だけ点火プラグの点火が行なわれるので、噴射された燃料が燃焼されずにエンジンのシリンダー内に残ることによるエンジン再始動時の運転性および排気性状の悪化を防止することができる(特許文献1参照)。
特開2000−104651号公報 特開平6−137197号公報 特開2000−87770号公報 特開平11−107794号公報 特開平3−78563号公報 特開昭63−34241号公報
しかしながら、車両の運転者は、イグニッションスイッチをオフした時点でエンジンは停止するものと認識しており、イグニッションスイッチがオフされた後にアクセルペダルが踏込まれると、上述した点火装置では、エンジンの吸入空気量が増加し、かつ、点火を継続しているので、運転者の意図に反してエンジンの出力が増加してしまう。
そこで、この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、イグニッションスイッチがオフされた後に内燃機関を所定期間だけ動作させる停止制御時、アクセル操作に基づいた内燃機関の出力変動を防止する内燃機関の制御装置を提供することである。
この発明によれば、内燃機関の制御装置は、アクセルペダルの操作に応じて出力が変動する内燃機関の制御装置であって、イグニッションスイッチがオフされた後に内燃機関を所定期間だけ動作させる停止制御の実行時、アクセルペダルの操作を無効にする制御手段を備える。
好ましくは、制御手段は、停止制御の実行時、アクセルペダルの操作量に応じて変化するアクセル開度信号の取込みを禁止する。
好ましくは、制御手段は、停止制御の実行時、アクセルペダルの操作量に応じて変化するアクセル開度信号の値を最小値に設定する。
好ましくは、制御手段は、停止制御の実行時、内燃機関の吸気量を調整するスロットルバルブの開度を一定に制御する。
好ましくは、制御手段は、停止制御の実行時、イグニッションスイッチがオフされたときの状態にスロットルバルブの開度を制御する。
好ましくは、制御手段は、停止制御の実行時、内燃機関のアイドリング時の状態にスロットルバルブの開度を制御する。
好ましくは、制御手段は、停止制御の実行時、内燃機関に供給する燃料の噴射を一定に制御する。
好ましくは、制御手段は、停止制御の実行時、内燃機関に供給する燃料の噴射を停止する。
この発明による内燃機関の制御装置においては、制御手段は、イグニッションスイッチがオフされた後に内燃機関を所定期間だけ動作させる停止制御を実行する。そして、制御手段は、停止制御の実行時、内燃機関の出力変動を生じせしめるアクセルペダルの操作を無効にするので、停止制御の実行中にアクセルペダルが踏込まれても、内燃機関の出力が増加することはない。
したがって、この発明によれば、運転者の予期しない内燃機関の出力変動を防止することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
図1は、この発明の実施の形態による制御装置によって制御されるエンジンシステムの全体構成図である。図1を参照して、このエンジンシステム10は、エンジン20と、点火装置30と、吸気ダクト35と、噴射装置40と、エアクリーナ45と、燃料タンク50と、デリバリパイプ60と、燃料ポンプ70と、ECU80と、スロットルバルブ90と、アクセルペダル95とを備える。
エンジン20は、このエンジンシステム10が搭載される車両の動力を発生する。点火装置30は、高電圧を発生させるイグナイタ、およびイグナイタからの高電圧を用いて放電火花を発生する点火プラグ(いずれも図示せず)を含み、ECU80からの制御指令に基づいて点火し、エンジン20のシリンダー内の混合気を燃焼させる。
噴射装置40は、燃料を微粒子化して噴射するインジェクタを含み、吸気ダクト35からエンジン20に供給される空気中にデリバリパイプ60から供給される燃料をECU80からの制御指令に基づいて噴射する。これにより、空気と燃料との混合気が生成され、その生成された混合気がエンジン20のシリンダー内に供給される。
吸気ダクト35は、エンジン20に空気を供給するための吸気管である。スロットルバルブ90は、吸気ダクト35内に配設され、エンジン20に供給する空気量をECU80からの開度指令CTLに基づいて調整する。エアクリーナ45は、吸気ダクト35に接続され、吸気ダクト35を介してエンジン20に供給される空気に含まれている異物を除去する。
燃料タンク50は、燃料を貯蔵しておくためのタンクであり、デリバリパイプ60は、燃料タンク50内の燃料を噴射装置40へ供給するための燃料供給管である。燃料ポンプ70は、電動ポンプからなり、デリバリパイプ60に配設される。そして、燃料ポンプ70は、ECU80からの動作指令に基づいて動作し、デリバリパイプ60を介して燃料タンク50内の燃料を噴射装置40へ供給する。
ECU80は、アクセルペダル95の開度を示すアクセル開度信号APおよびエンジン20の回転速度を示す信号NEに基づいて、スロットルバルブ90、点火装置30、および噴射装置40の動作を制御し、エンジン20を所望の回転速度で動作させる。なお、アクセルペダル95の開度は、図示されないアクセル開度センサによって検出され、エンジン20の回転速度は、図示されない回転数センサによって検出される。
また、ECU80は、エンジン20を停止させる際、イグニッションスイッチのオフ後に点火装置30および噴射装置40を所定期間だけ動作させる停止制御を行なう。これについては、後ほど詳しく説明する。
このエンジンシステム10においては、噴射装置40によって、吸気ダクト35から供給される空気と燃料タンク50から供給される燃料との混合気が生成され、その混合気がエンジン20に供給される。そして、ECU80からの制御指令に基づいて点火装置30が所定のタイミングで点火し、エンジン20に供給された混合気を燃焼させる。
また、ECU80は、アクセルペダル95からのアクセル開度信号APに基づいてスロットルバルブ90の開度指令CTLを生成し、その生成した開度指令CTLをスロットルバルブ90へ出力する。これにより、アクセルペダル95の踏込量に応じてエンジン20の吸気量が調整され、エンジン20の回転速度が制御される。
図2は、図1に示したエンジンシステム10を制御する制御装置の機能ブロック図である。図2を参照して、この制御装置100は、イグニッションスイッチ110と、メインリレー120と、点火・噴射リレー130と、点火装置30と、噴射装置40と、ポンプ駆動リレー140と、燃料ポンプ70と、ECU80と、電源ラインPLと、接地ラインSLとを含む。
電源ラインPLは、バッテリ(図示せず、以下同じ。)の正極端子に接続され、接地ラインSLは、バッテリの負極端子に接続される。
イグニッションスイッチ110は、電源ラインPLとECU80との間に配設され、車両の運転者によって操作される。メインリレー120は、電源ラインPLとECU80との間に配設され、電源ラインPLからECU80への電力の供給/遮断を行なう。メインリレー120は、接点122と、コイル124とを含み、コイル124に電流が流れるときにコイル124に発生する磁力を用いてオン/オフ動作を行なう。すなわち、メインリレー120は、コイル124に電流が流されているときにオンされ、コイル124に電流が流されていないときにオフされる。
点火・噴射リレー130は、電源ラインPLと点火装置30および噴射装置40との間に配設され、電源ラインPLから点火装置30および噴射装置40への電力の供給/遮断を行なう。点火・噴射リレー130は、接点132と、コイル134とを含み、コイル134に電流が流れるときにコイル134に発生する磁力を用いてオン/オフ動作を行なう。そして、コイル134は、メインリレー120の接点122をECU80と接続するラインに一端が接続され、接地ノード150に他端が接続される。
この点火・噴射リレー130は、メインリレー120からの出力によって駆動される。すなわち、メインリレー120がオンされると、メインリレー120から点火・噴射リレー130のコイル134に電流が流され、点火・噴射リレー130がオンされる。また、メインリレー120がオフされると、メインリレー120からコイル134へ電流が流れないので、点火・噴射リレー130はオフされる。
点火装置30は、電源ラインPLから点火・噴射リレー130を介して動作電源の供給を受ける。点火装置30は、イグナイタ32と、点火プラグ34とを含む。イグナイタ32は、ECU80からの制御指令に基づいて動作し、電源ラインPLから点火・噴射リレー130を介して受ける電圧を昇圧する。点火プラグ34は、イグナイタ32によって昇圧された昇圧電圧を用いて、混合気に着火するための放電火花を発生する。
噴射装置40は、電源ラインPLから点火・噴射リレー130を介して動作電源の供給を受ける。噴射装置40は、このエンジンの気筒分のインジェクタ42を含む。そして、各インジェクタ42は、ECU80からの制御指令に基づいて動作し、燃料ポンプ70から供給される燃料を微粒子化して噴射する。
ポンプ駆動リレー140は、イグニッションスイッチ110と燃料ポンプ70との間に配設され、電源ラインPLから燃料ポンプ70への電力の供給/遮断を行なう。ポンプ駆動リレー140は、接点142と、コイル144とを含み、コイル144に電流が流れるときにコイル144に発生する磁力を用いてオン/オフ動作を行なう。そして、コイル144は、イグニッションスイッチ110に一端が接続され、ECU80に他端が接続される。
このポンプ駆動リレー140は、イグニッションスイッチ110がオンされているときに動作可能であり、イグニッションスイッチ110がオンされているとき、ECU80によって駆動される。そして、イグニッションスイッチ110がオフされると、ポンプ駆動リレー140もそれに同期してオフされる。
電動ポンプである燃料ポンプ70は、直列に接続されるイグニッションスイッチ110およびポンプ駆動リレー140を介して電源ラインPLから動作電源の供給を受ける。そして、ECU80からの動作指令に基づいてポンプ駆動リレー140がオンされると、燃料ポンプ70は、ポンプ駆動リレー140から電源の供給を受けて動作し、燃料タンク50内の燃料を噴射装置40へ供給する。
ECU80は、アクセルペダル95からのアクセル開度信号APおよびエンジン20からの信号NEを受け、その受けたアクセル開度信号APおよび信号NEによりそれぞれ示されるアクセルペダル95の開度およびエンジン20の回転速度などの条件に基づいて、スロットルバルブ90の開度、点火装置30の点火タイミング、および噴射装置40の噴射タイミングを決定する。そして、ECU80は、スロットルバルブ90へ開度指令CTLを出力してスロットルバルブ90の開度を制御するとともに、点火および噴射タイミングに応じた制御指令をそれぞれ点火装置30および噴射装置40へ出力して点火装置30および噴射装置40を駆動制御する。また、ECU80は、ポンプ駆動リレー140へ動作指令を出力し、燃料ポンプ70を駆動させる。
さらに、ECU80は、車両の運転者によってイグニッションスイッチ110がオフされると、エンジン20の停止制御を行なう。この停止制御は、エンジン油圧によって動作するアクチュエータ(VVT(Variable Valve Timing)により制御される吸排気バルブなど)を次回のエンジン始動のために所定位置にセットするために、イグニッションスイッチ110がオフされた後も所定期間だけエンジン20を動作させるものである。
すなわち、ECU80は、イグニッションスイッチ110がオフされると、点火装置30および噴射装置40を予め定められた所定時間だけさらに継続して駆動させる。そして、所定時間の経過後、ECU80は、点火装置30および噴射装置40を停止させ、メインリレー120のコイル124への給電を停止する。これにより、メインリレー120がオフされ、電源ラインPLからECU80への給電が遮断される。すなわち、ECU80は、電源ラインPLからの給電を自己遮断する。
ここで、ECU80は、エンジン20の停止制御中、アクセルペダル95からのアクセル開度信号APの更新を禁止することによってアクセルペダル95の操作を無効化し、スロットルバルブ90の開度を固定するようにスロットルバルブ90へ開度信号CTLを出力する。これは、エンジン20の停止制御中にアクセルペダル95が踏込まれることによるエンジン20の出力変動を防止するものである。すなわち、車両の運転者は、イグニッションスイッチ110をオフさせたことによってエンジン20は停止するものと認識するところ、上述したエンジン20の停止制御は、イグニッションスイッチ110のオフ後に所定期間だけエンジン20を動作させるので、上記の認識を持つ運転者によってイグニッションスイッチ110のオフ後にアクセルペダル95が踏込まれる可能性がある。そして、アクセルペダル95が踏込まれれば、スロットルバルブ90が開くことによりエンジン20の吸気量が増加し、点火装置30および噴射装置30は動作しているので、エンジン20の回転数は上昇する。そこで、上述したように、エンジン20の停止制御中は、アクセルペダル95の操作を無効化し、スロットルバルブ90の開度を固定させるように制御するものである。
アクセルペダル95の操作を無効化する方法としては、アクセル開度信号APの更新を禁止するほか、アクセルペダル95からのアクセル開度信号APの取込みを禁止したり、アクセル開度信号APにその最小値を強制的にセットするなどしてもよい。また、アクセル開度信号APの変化に拘わらず、スロットルバルブ90への開度指令CTLをイグニッションスイッチ110がオフされたときの値に固定したり、アイドリング状態に相当する開度指令CTLを強制的に出力するようにしてもよい。
なお、ECU80は、エンジン20の停止制御中、アクセルペダル95が踏込まれることによるエンジン20の出力変動を防止するためにアクセルペダル95の操作を無効化するが、アクセルペダル95の操作によらないエアコンなどの負荷変動によるエンジン20の出力変動については許容する。これにより、エアコンなどの負荷変動によるエンジン20の不意なストールが防止される。
なお、このECU80は、「制御手段」を構成する。
この制御装置100においては、イグニッションスイッチ110がオフされると、それに応じてポンプ駆動リレー140がオフされ、燃料ポンプ70が停止する。そして、ECU80は、エンジン20の停止制御を実行し、点火装置30および噴射装置40を所定時間だけさらに駆動する。なお、エンジン20の停止制御中、燃料ポンプ70は既に停止しているが、デリバリパイプ60内の残圧分の燃料が噴射装置40に供給される。
ここで、ECU80は、エンジン20の停止制御の実行中、アクセルペダル95からのアクセル開度信号APの更新を禁止し、固定されたアクセル開度信号APに基づいて一定値の開度指令CTLを生成し、その生成した開度指令CTLをスロットルバルブ90へ出力する。
そして、イグニッションスイッチ110がオフされてから所定時間が経過すると、ECU80は、点火装置30および噴射装置40の動作を停止させ、メインリレー120のコイル124への給電を停止する。これによって、メインリレー120がオフされ、ECU80は自己遮断する。そして、メインリレー120のオフに連動して点火・噴射リレー130がオフされ、電源ラインPLから点火装置30および噴射装置40への給電が遮断される。
図3は、図2に示したECU80によって実行されるエンジン20の停止制御のフローチャートである。なお、このフローチャートによる処理は、予め定められた周期で実行される。図3を参照して、ECU80は、イグニッションスイッチ110との接続線の電位に基づいて、イグニッションスイッチ110がオフされたか否かを判定する(ステップS10)。ECU80は、イグニッションスイッチ110がオフされていないと判定すると(ステップS10においてNO)、カウンタAを0にリセットする(ステップS70)。このカウンタAは、エンジン20の停止制御の実行時間を計時するためのカウンタである。そして、ECU80は、カウンタAを0にリセットすると、ステップS80に処理を移行する。
一方、ステップS10において、イグニッションスイッチ110がオフされたと判定されると(ステップS10においてYES)、ECU80は、カウンタAを加算してイグニッションスイッチ110がオフされてからの時間を計時する(ステップS20)。なお、イグニッションスイッチ110がオフされると、燃料ポンプ70は停止する。
そして、ECU80は、アクセルペダル95の操作によるエンジン10の出力変動を防止するために、アクセルペダル95から受けるアクセル開度信号APの更新を禁止し、アクセルペダル95の踏込量に拘わらずスロットルバルブ90の開度が一定となるようにスロットルバルブ90の開度を制御する(ステップS30)。
次いで、ECU80は、ステップS20において加算されたカウンタAが予め定められた所定時間に対応する値α以上であるか否かを判定する(ステップS40)。ECU80は、カウンタAがα以上であると判定すると(ステップS40においてYES)、点火装置30および噴射装置40への制御指令の出力を停止し、点火装置30による点火制御および噴射装置40による噴射制御を停止させる(ステップS50)。その後、ECU80は、メインリレー120をオフさせて自己遮断し(ステップS60)、一連の処理を終了する。なお、メインリレー120がオフされると、上述したように、点火・噴射リレー130がオフされ、電源ラインPLから点火装置30および噴射装置40への給電が遮断される。
一方、ステップS40においてカウンタAがα未満であると判定されると(ステップS40においてNO)、ECU80は、イグニッションスイッチ110がオフされてからまだ所定時間を経過していないものと判定し、点火装置30による点火制御および噴射装置40による噴射制御を継続して実行する(ステップS80)。
なお、上記のステップS30において、ECU80は、アクセルペダル95から受けるアクセル開度信号APの更新を禁止する代わりに、上述したように、アクセル開度信号APの取込みを禁止したり、アクセル開度信号APにその最小値を強制的にセットする処理を行なってもよい。あるいは、ECU80は、スロットルバルブ90へ出力する開度指令CTLをイグニッションスイッチ110がオフされたときの値に固定したり、アイドリング状態に相当する開度指令CTLを強制的に出力する処理を行なってもよい。
以上のように、この実施の形態による制御装置100によれば、イグニッションスイッチ110がオフされた後、所定期間だけエンジン20を動作させる停止制御が実行される。そして、この制御装置100では、エンジン20の停止制御中、アクセルペダル95の操作が無効化されるので、スロットルバルブ90の開度が固定され、イグニッションスイッチ110がオフされた後の停止制御中に運転者によって不用意にアクセルペダル95が踏込まれても、エンジン20の出力が増加することはない。したがって、車両のオーバーランを確実に防止できる。
また、制御装置100は、エンジン20の停止制御中、アクセルペダル95の操作によらないエアコンなどの負荷変動によるエンジン20の出力変動については許容するので、エアコンなどの負荷変動による不意なエンジンストールを防止することができる。
なお、上記の実施の形態においては、エンジン20の停止制御中、アクセルペダル95の操作が無効化され、これによってスロットルバルブ90の開度を固定するようにしたが、アクセルペダル95の操作を無効化することによって噴射装置40からの燃料噴射タイミングおよび燃料噴射量を一定に制御するようにしてもよい。さらには、エンジン20の停止制御中、噴射装置40からの燃料噴射を停止するように制御してもよい。これにより、燃料噴射の制御によって出力を制御するエンジンシステムにおいても、エンジンの停止制御中におけるエンジンの出力変動を防止することができる。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
この発明の実施の形態による制御装置によって制御されるエンジンシステムの全体構成図である。 図1に示すエンジンシステムを制御する制御装置の機能ブロック図である。 図2に示すECUによって実行されるエンジン停止制御のフローチャートである。
符号の説明
10 エンジンシステム、20 エンジン、30 点火装置、32 イグナイタ、34 点火プラグ、35 吸気ダクト、40 噴射装置、42 インジェクタ、45 エアクリーナ、50 燃料タンク、60 デリバリパイプ、70 燃料ポンプ、80 ECU、90 スロットルバルブ、95 アクセルペダル、100 制御装置、110 イグニッションスイッチ、120 メインリレー、122,132,142 接点、124,134,144 コイル、130 点火・噴射リレー、140 ポンプ駆動リレー、PL 電源ライン、SL 接地ライン。

Claims (8)

  1. アクセルペダルの操作に応じて出力が変動する内燃機関の制御装置であって、
    イグニッションスイッチがオフされた後も点火制御および噴射制御を実行して内燃機関を所定期間だけ動作させる停止制御の実行時、前記アクセルペダルの操作を無効にし、かつ、前記内燃機関の吸気量を調整するスロットルバルブの開度を非零の所定値に制御する制御手段を備える内燃機関の制御装置。
  2. 前記制御手段は、前記停止制御の実行時、前記アクセルペダルの操作量に応じて変化するアクセル開度信号の取込みを禁止する、請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 前記制御手段は、前記停止制御の実行時、前記アクセルペダルの操作量に応じて変化するアクセル開度信号の値を最小値に設定する、請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 前記制御手段は、前記停止制御の実行時、前記スロットルバルブの開度を一定に制御する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
  5. 前記制御手段は、前記停止制御の実行時、前記イグニッションスイッチがオフされたときの状態に前記スロットルバルブの開度を制御する、請求項4に記載の内燃機関の制御装置。
  6. 前記制御手段は、前記停止制御の実行時、前記内燃機関のアイドリング時の状態に前記スロットルバルブの開度を制御する、請求項4に記載の内燃機関の制御装置。
  7. 前記制御手段は、前記停止制御の実行時、前記内燃機関に供給する燃料の噴射を一定に制御する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
  8. 前記制御手段は、前記停止制御の実行時、前記内燃機関に供給する燃料の噴射を停止する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
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