JP4527648B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧駆動式の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置に関する。

油圧駆動式の可変動弁機構では、ハウジングとベーンとで構成される油圧室の容積を変更することにより、機関バルブの開閉タイミングやリフト量を変更している。このような可変動弁機構では、次回の機関始動時に機関バルブの開閉タイミングやリフト量が始動に適した状態となるように、機関停止指令の後に可変動弁機構を駆動して機関バルブの開閉タイミングやリフト量を変更している（例えば、特許文献１参照）。

ここで、油圧駆動式の可変動弁機構は、内燃機関の回転駆動に基づいて発生する油圧により駆動されているため、内燃機関の燃料噴射が停止されて機関回転速度が低下すると、可変動弁機構を駆動するのに必要な油圧を確保することができなくなる。このため、特許文献１に記載のものでは、機関停止指令の後に燃料噴射を継続して可変動弁機構を駆動するための油圧を確保するとともに、機関バルブの開閉タイミングやリフト量が始動に適した状態となった後に内燃機関の燃料噴射を停止させている。
特開２００２―３５７１３６号公報

ところで、特許文献１に記載のものは、機関バルブの開閉タイミングやリフト量が始動に適した状態となった後に燃料噴射を停止させているので、図４に示すように、燃料噴射を継続する期間は常に一定となる。すなわち、機関バルブの開閉タイミングやリフト量を始動に適した状態に駆動する期間は一定であるため、機関停止指令の後に燃料噴射が継続される期間も一定となる。このため、燃料噴射を停止させたときの機関回転速度が高いほど機関停止までの期間は長くなる。その結果、機関停止指令時の機関回転速度によって機関停止までの期間が異なることとなり、運転者に違和感を与えるおそれがある。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関停止指令時の機関回転速度によって機関停止までの期間が異なることを抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。

請求項１に記載の発明は、内燃機関の回転駆動に基づいて発生する油圧により駆動され、機関停止指令の検出後に機関始動に適した状態に駆動される可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置において、機関停止指令を検出したときの機関回転速度に基づいて同検出後に燃料噴射を継続する期間を設定し、前記燃料噴射を継続する期間は、前記機関停止指令を検出した時から前記可変動弁機構を駆動するのに必要な最低限の油圧を発生する機関回転速度となるまでの期間が一定となるように設定されることをその要旨としている。

内燃機関の燃料噴射を停止した後であっても、内燃機関の回転駆動が継続している間は、可変動弁機構を駆動するための油圧が発生している。
したがって、上記構成によれば、機関停止指令を検出したときの機関回転速度に基づいて同検出後に燃料噴射を継続する期間が設定されるため、可変動弁機構を機関始動に適した状態に駆動するのに必要な油圧を機関停止指令の検出後に適切な期間確保することができる。その結果、機関停止指令の検出時の機関回転速度によって機関停止指令から機関停止までの期間が異なることを抑制することができる。
また、上記構成によれば、燃料噴射を継続する期間は、機関停止指令を検出した時から可変動弁機構を駆動するのに必要な最低限の油圧を発生する機関回転速度となるまでの期間が一定となるように設定されるため、機関停止指令から機関停止までの期間を一定とすることができる。

以下、本発明にかかる内燃機関の制御装置の一実施形態について図１〜３を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関１は、複数のシリンダ１０が形成されたシリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とを備えている。各シリンダ１０には、ピストン１３が往復動可能に設けられている。このピストン１３とシリンダ１０とシリンダヘッド１２とによって燃焼室１４が区画形成されている。

シリンダヘッド１２には、燃焼室１４に吸気を導入する吸気通路１５及び燃焼室１４から排気を排出する排気通路１６が形成されている。吸気通路１５には、図示しない燃料タンクから汲み上げられた燃料を噴射する燃料噴射装置１７と、燃焼室１４との接続ポートを開閉する吸気バルブ１９が設けられている。燃焼室１４の上部には、吸気と燃料との混合気に点火をする点火プラグ１８が設けられている。排気通路１６には、燃焼室１４との接続ポートを開閉する排気バルブ２０が設けられている。

吸気バルブ１９は、吸気側カムシャフト２１の回転により駆動され、排気バルブ２０は、排気側カムシャフト２２の回転により駆動される。また、吸気側カムシャフト２１の一端には、吸気側タイミングプーリ２３が設けられ、排気側カムシャフト２２の一端には、排気側タイミングプーリ２４が設けられている。更に、吸気側タイミングプーリ２３及び排気側タイミングプーリ２４は、タイミングベルト２５を介して、クランクシャフト（図示略）に駆動連結されている。そして、内燃機関１の運転時には、クランクシャフトからの回転動力によって、吸気バルブ１９及び排気バルブ２０が開閉駆動される。

ここで、吸気側カムシャフト２１には、油圧駆動式の可変動弁機構２６が設けられている。可変動弁機構２６は、ハウジングとベーンとで構成される油圧室（図示略）を有しており、この油圧室にはクランクシャフトの回転により駆動されるオイルポンプ（図示略）から作動油が供給される。ハウジング及びベーンは、それぞれ吸気側タイミングプーリ２３及び吸気側カムシャフト２１に接続されている。そして、上記油圧室への作動油の供給を制御することにより、油圧室の容積が変更されて吸気バルブ１９の開閉タイミングが変更される。なお、吸気バルブ１９の開閉タイミングは、内燃機関１の運転状態に応じて変更され、内燃機関１の始動時には最遅角付近のタイミングに設定される。

上記クランクシャフトの近傍には、クランクシャフトの回転速度（機関回転速度）とその回転位相（クランク角）とを検出するためのクランク角センサ３０が設けられている。内燃機関１の外部には、機関の始動および停止を指令するイグニッションスイッチ３が設けられている。またその他にも、内燃機関１には、機関運転状態を検出するための各種センサが設けられている。

電子制御装置２は、内燃機関１にかかる各種制御を統括して実行するものであり、演算装置、入出力回路、及び記憶装置等から構成される。電子制御装置２には、各種制御を実行するためのプログラムや演算用マップ等のデータが記憶保持されている。上記クランク角センサ３０及びその他のセンサによって検出された機関回転速度等は、電子制御装置２に取り込まれる。そして、電子制御装置２は、クランク角センサ３０や上記イグニッションスイッチ３や吸入空気量センサ（図示略）等の、各種センサからの検出信号に基づいて内燃機関１の各種制御を行う。

次に、図２を併せて参照して、内燃機関１の停止に際して実行される電子制御装置２の処理の手順について説明する。
まず、電子制御装置２が機関停止指令を検出したか否か判定する（ステップＳ１００）。具体的には、イグニッションスイッチ３が、「ＯＮ」状態から「ＯＦＦ」状態に切り替えられたか否か判定される。

そして、機関停止指令を検出したと判定されると（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、機関停止指令を検出したときの機関回転速度を検出する（ステップＳ１１０）。具体的には、クランク角センサ３０によりクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度が検出される。一方、上記ステップＳ１００において「ＮＯ」と判定される場合は、「ＹＥＳ」の判定がでるまで、繰り返す。なお、ステップＳ１００において「ＹＥＳ」の判定がでるまで待機している間は、実際には電子制御装置２の他の処理が実行される。

次に、ステップＳ１１０において検出した機関回転速度に基づいて、燃料噴射継続期間Ｔを算出する（ステップＳ１２０）。図３は、前記検出した機関回転速度と燃料噴射継続期間Ｔとの関係を示す演算用マップである。このマップに示されるように、回転速度Ａ以下では、燃料噴射継続期間Ｔは期間Ｔ３で一定であり、回転速度Ａから回転速度Ｂでは、機関回転速度に応じて燃料噴射継続期間Ｔを期間Ｔ３から期間Ｔ２に減少させる。回転速度Ｂから回転速度Ｃでは、機関回転速度に応じて燃料噴射継続期間Ｔを期間Ｔ２から期間Ｔ１に減少し、回転速度Ｃ以上では、燃料噴射継続期間Ｔは期間Ｔ１で一定とする。

ここで、内燃機関１の燃料噴射を停止した後であっても、内燃機関１の回転駆動が継続している間は、オイルポンプが駆動されるため、可変動弁機構２６を駆動するための油圧が発生している。したがって、燃料噴射継続期間Ｔは、可変動弁機構２６を機関始動に適した状態に駆動するのに必要な油圧を機関停止指令の検出後に適切な期間確保することができるように機関回転速度に応じて設定されている。

そして、ステップＳ１２０において算出された燃料噴射継続期間Ｔを、機関停止指令の検出後に実際に燃料噴射を継続する期間として設定する（ステップＳ１３０）。
次に、可変動弁機構２６を始動に適した状態に駆動させる（ステップＳ１４０）。具体的には、可変動弁機構２６を駆動して、吸気バルブ１９の開閉タイミングを最遅角付近のタイミングに設定する。

次に、燃料噴射継続期間Ｔが経過したか否か判定する（ステップＳ１５０）。経過したと判定されると（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、燃料噴射装置１７による燃料噴射を停止させる（ステップＳ１６０）。すなわち、燃料噴射継続期間Ｔが経過した場合には、可変動弁機構２６が始動に適した状態に駆動されたと考えられるため、内燃機関１を停止させるべく燃料噴射を停止させる。一方、上記ステップＳ１５０において「ＮＯ」と判定される場合は、「ＹＥＳ」の判定がでるまで、繰り返す。

以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）機関停止指令を検出したときの機関回転速度に基づいて同検出後の燃料噴射継続期間Ｔが設定されるため、可変動弁機構２６を機関始動に適した状態に駆動するのに必要な油圧を機関停止指令の検出後に適切な期間確保することができる。その結果、機関停止指令の検出時の機関回転速度によって機関停止指令から機関停止までの期間が異なることを抑制することができる。

（２）従来は、機関停止指令検出時の機関回転速度にかかわらず燃料噴射継続期間Ｔは一定となっていた。これに対して、機関停止指令検出時の機関回転速度に応じて燃料噴射継続期間Ｔを変更するので、無駄に燃料噴射が継続されることを抑制できる。

なお、上記実施形態は以下のようにその構成を設定することができる。
・上記実施形態では、可変動弁機構２６を吸気側カムシャフト２１に設けるようにしたが、排気側カムシャフト２２に設けるようにしてもよい。または、吸気側カムシャフト２１及び排気側カムシャフト２２の両方に設けるようにしてもよい。

・上記実施形態では、機関停止指令の検出をイグニッションスイッチ３に基づいて行ったが、イグニッションスイッチ３以外のものでもよい。例えば、車両の停止に応じて内燃機関の自動停止及び自動始動を行う場合には、ブレーキペダル等の踏み込みを検出し、踏み込み期間が長い場合に、機関停止指令とみなすようにしてもよい。

・上記実施形態では、機関始動に適した可変動弁機構２６の状態として、吸気バルブ１９の開閉タイミングを最遅角付近のタイミングに設定したが、内燃機関の種類等に応じてその他の機関始動に適した状態に駆動してもよい。

・上記実施形態では、図３に示すような機関回転速度と燃料噴射継続期間Ｔとの関係にしたが、燃料噴射継続期間Ｔを機関回転速度が高いときほど短くなるようにしてもよい。
・上記実施形態では、可変動弁機構２６を始動に適した状態に駆動することをステップＳ１３０の燃料噴射継続期間Ｔを設定した後に行うようにしたが、ステップＳ１００の機関停止指令を検出した後に、行うようにしてもよい。または、ステップＳ１１０等と平行して行うようにしてもよい。

・上記実施形態では、機関停止指令検出時の機関回転速度によって段階的に燃料噴射継続期間Ｔを設定するようにしたが、機関停止指令検出時から可変動弁機構２６を駆動するのに必要な最低限の油圧を発生する機関回転速度となるまでの期間が一定となるように設定するようにしてもよい。その結果、機関停止指令から機関停止までの期間を一定とすることができる。

本発明にかかる内燃機関の制御装置の概略構成を示すブロック図。 図１の内燃機関の制御装置の処理手順を示すフローチャート。 機関回転速度と燃料噴射継続期間との関係を示す演算用マップ。 従来の内燃機関の制御装置にかかる燃料噴射継続期間と機関回転速度との関係を示すグラフ。

符号の説明

１…内燃機関、２…電子制御装置、３…イグニッションスイッチ、１０…シリンダ、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…ピストン、１４…燃焼室、１５…吸気通路、１６…排気通路、１７…燃料噴射装置、１８…点火プラグ、１９…吸気バルブ、２０…排気バルブ、２１…吸気側カムシャフト、２２…排気側カムシャフト、２３…吸気側タイミングプーリ、２４…排気側タイミングプーリ、２５…タイミングベルト、２６…可変動弁機構、３０…クランク角センサ、Ｔ…燃料噴射継続期間、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３…期間、Ａ，Ｂ，Ｃ…回転速度。

Claims (1)

1. 内燃機関の回転駆動に基づいて発生する油圧により駆動され、機関停止指令の検出後に機関始動に適した状態に駆動される可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置において、
   機関停止指令を検出したときの機関回転速度に基づいて同検出後に燃料噴射を継続する期間を設定し、
   前記燃料噴射を継続する期間は、前記機関停止指令を検出した時から前記可変動弁機構を駆動するのに必要な最低限の油圧を発生する機関回転速度となるまでの期間が一定となるように設定される
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。

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