JP5790562B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
請求項1記載の発明によれば、自動停止及び自動再始動が行われる内燃機関のクランクシャフトに固定されたクランクロータが同クランクシャフトと一体回転するときには、クランクポジションセンサがクランクロータに形成された複数の突起の通過に対応してクランク信号を出力する。クランクポジションセンサからのクランク信号に基づき、内燃機関のクランク角がクランク角検出手段によって検出される。このクランク角検出手段は、クランクロータに形成された欠歯に対応した欠歯信号がクランクポジションセンサから出力されたときに上記検出されたクランク角の適正値からのずれを修正する。そして、上記クランク角に基づき、内燃機関における各気筒での燃料噴射及び点火が行われる。なお、内燃機関のクランクシャフトの回転はカムシャフトに伝達される。このカムシャフトに固定されたカムロータが同カムシャフトと一体回転するときには、カムポジションセンサがカムロータに形成された複数の突起の通過に対応したカム信号を上記欠歯信号の出力間隔よりも短い間隔で出力する。
これら進角限界値及び遅角限界値は、カム信号のエッジと欠歯信号とが重ならないときには、カムシャフトの回転変動の発生時にも上記カム信号のエッジの出力時に同エッジに対応するクランク角の適正値と上記検出されたクランク角とが整合している旨の判断を適正に行うことができるよう、次のように設定される。すなわち、上記進角限界値は、カム信号のエッジと欠歯信号とが重ならないときには、そのエッジに対応したクランク角の適正値から進角限界値までの幅がカムシャフトの進角側への回転変動の最大値に対応するクランク角の変化量と等しくなるように設定される。また、上記遅角限界値は、カム信号のエッジと欠歯信号とが重ならないときには、そのエッジに対応したクランク角の適正値から遅角限界値までの幅がカムシャフトの遅角側への回転変動の最大値に対応するクランク角の変化量と等しくなるよう設定される。
図1に示される内燃機関1においては、一番〜四番の各気筒の燃焼室2に繋がる吸気通路3にスロットルバルブ13が開閉可能に設けられており、同吸気通路3を通じて燃焼室2に空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁4から同機関1の吸気ポート3aに向けて噴射された燃料が同燃焼室2に供給される。この空気と燃料とからなる混合気に対し点火プラグ5による点火が行われると、同混合気が燃焼してピストン6が往復移動し、内燃機関1の出力軸であるクランクシャフト7が回転する。一方、燃焼室2で燃焼した後の混合気は、排気として排気通路8に送り出される。なお、上記クランクシャフト7には、内燃機関1を始動させる際に同クランクシャフト7を強制的に回転(クランキング)させるスタータ10が接続されている。
内燃機関1を搭載した自動車には、同機関1の運転に関する各種制御を実行する電子制御装置21が設けられている。この電子制御装置21は、上記制御に係る各種演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果等が一時記憶されるRAM、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えている。
・自動車の走行速度(車速)を検出する車速センサ26。
・運転者によって踏み込み操作されるブレーキペダル29のオン操作及びオフ操作を検出するブレーキスイッチ29a。
・吸気通路3を通過する空気の量(吸入空気量)を検出するエアフローメータ32。
内燃機関1は、アイドル運転中に所定の自動停止条件が成立したときに自動的に停止される。上記自動停止条件としては、アクセル操作量が「0」であって内燃機関1の出力要求がないこと、車速が「0」であること、及びブレーキペダル29が踏み込まれている(オン操作されている)こと、等々の条件があげられる。そして、これらの条件すべての成立をもって自動停止条件が成立した旨判断される。このように自動停止条件が成立した旨判断されると、同機関1のアイドル運転中であってスロットルバルブ13が全閉となっている状況のもと、燃料噴射弁4からの燃料噴射が停止される。同燃料噴射弁4からの燃料噴射の停止によって内燃機関1の自立運転が行われなくなることから、機関回転速度が徐々に低下してゆく。そして、最終的に機関回転が停止する直前には、圧縮行程となった気筒での圧縮空気による反発力で内燃機関1が逆回転する。この内燃機関1の逆回転に伴いピストン6が吸気下死点(BDC)から吸気上死点(TDC)に向けて移動し、その後に吸気行程の途中で停止する。上述したように機関回転を停止させることにより、内燃機関1の燃費改善が図られる。
自動停止状態にある内燃機関1における自動再始動のためのクランキングが開始されると、燃料噴射が行われた後に上記[1]もしくは上記[2]の状況となることを条件に、自動再始動開始後の点火が開始される。このため、上記検出されたクランク角に適正値からのずれが生じていない場合には、上記[1]もしくは上記[2]の状況になったときに、自動再始動後における初回の点火の実行が許可される。一方、上記検出されたクランク角に適正値からのずれが生じている場合には、自動再始動の開始後に上記[2]の状況になると、直ちに自動再始動後における初回の点火の実行が許可される。従って、上記検出されたクランク角に適正値からのずれが生じている場合に、上記[2]の状況になった後に上記[1]の状況になることを待たずとも、自動再始動開始後の点火を開始することができる。このため、上記検出されたクランク角に適正値からのずれが生じている場合に、自動再始動の開始後に初回の点火に基づき燃料の燃焼が行われるまでに時間がかかり、その分だけ内燃機関1の自動再始動の完了が遅くなることはない。なお、自動再始動開始後に点火を開始する際には、上記検出されたクランク角に適正値からのずれが生じていない状態となることから、そのクランク角度に基づく点火を通じて行われる自動再始動開始後の初回の燃料の燃焼が良好なものとなる。以上により、自動再始動開始後の初回の燃料の燃焼を良好なものとしつつ、可能な限り自動再始動開始後の早期に燃料の燃焼を行って早期の自動再始動完了を実現することができる。
吸気カムシャフト12に上記回転変動が生じて同回転変動が最大値になったときには、図7(a)及び図8(a)に実線で示すカム信号のエッジ(この例では立ち上がりエッジ)がそれぞれ、例えば二点鎖線で示すように進角側や遅角側に変化する。なお、図7(b)は、図7(a)に示すカム信号のエッジに対応するクランク角の適正値が例えば480°CAである場合における同適正値の時間経過に対する変化態様を示している。また、図8(b)は、図8(a)に示すカム信号のエッジに対応するクランク角の適正値が例えば510°CAである場合における同適正値の時間経過に対する変化態様を示している。これら図7及び図8の横軸において、t1、t2、t4、t5は、クランクポジションセンサ34からのカム信号の出力タイミングを表している。また、t3はクランクポジションセンサ34からの欠歯信号の出力開始タイミングを表しており、t4は同欠歯信号の出力終了タイミングも表している。
(1)自動停止状態にある内燃機関1における自動再始動のためのクランキングが開始されると、燃料噴射が行われた後に上記[1]もしくは上記[2]の状況となることを条件に、自動再始動開始後の点火が開始される。これにより、自動再始動開始後の初回の燃料の燃焼を良好なものとしつつ、可能な限り自動再始動開始後の早期に燃料の燃焼を行って早期の自動再始動完了を実現することができる。
そして、カム信号のエッジが欠歯信号と重ならないときには、進角限界値L1及び遅角限界値L2がそれぞれ次のように設定される。すなわち、上記進角限界値L1は、カム信号のエッジに対応したクランク角の適正値から進角限界値L1までの幅が吸気カムシャフト12の進角側への回転変動の最大値に対応するクランク角の変化量と等しくなるように設定される。また、上記遅角限界値L2は、カム信号のエッジに対応したクランク角の適正値から遅角限界値までの幅が吸気カムシャフト12の遅角側への回転変動の最大値に対応するクランク角の変化量と等しくなるよう設定される。
・自動再始動のためのクランキング開始後に初回の燃料噴射を実行した気筒で、そのクランキング開始後の初回の点火を実行する内燃機関に本発明を適用してもよい。この場合、上記初回の燃料噴射の実行後であってクランクポジションセンサ34から欠歯信号が出力される前に、カムポジションセンサ33からカム信号が出力されたとき、同カム信号に対応するクランク角の適正値と上記検出されたクランク角とが整合していない旨判断された際には、上記初回の点火を次のように行うことが好ましい。すなわち、上記適正値と上記クランク角とが整合していない旨の判断がなされた直後に圧縮行程を迎える気筒に、上記初回の点火をスライドさせることが好ましい。なお、同スライド後の初回の点火が行われるまでには、クランクポジションセンサ34から欠歯信号が出力され、それに基づき上記検出されたクランク角の適正値からのずれが修正される。これにより、同修正後のクランク角度に基づき上記スライド後の初回の点火を適切なタイミングで行うことができる。ここで、仮に上記初回の点火のスライドが行われないとすると、その初回の点火が上記初回の燃料噴射が行われた気筒における内燃機関の1サイクル後の圧縮行程でしか行われなくなる。このため、その圧縮行程を迎えるまでの他の気筒での燃料噴射が無駄になる。しかし、上述した初回の点火のスライドが行われることにより、上記他の気筒で無駄な燃料噴射が行われることを回避できる。
Claims (3)
- 自動停止及び自動再始動が行われる内燃機関のクランクシャフトに固定されたクランクロータが同クランクシャフトと一体回転するとき、前記クランクロータに形成された複数の突起の通過に対応してクランク信号を出力するクランクポジションセンサと、そのクランクポジションセンサからのクランク信号に基づき内燃機関のクランク角を検出するとともに、前記クランクロータに形成された欠歯に対応した欠歯信号がクランクポジションセンサから出力されたときに前記検出されたクランク角の適正値からのずれを修正するクランク角検出手段とを備え、前記クランク角に基づき内燃機関における各気筒での燃料噴射及び点火を行う内燃機関の制御装置において、
内燃機関のカムシャフトに固定されたカムロータが同カムシャフトと一体回転するとき、前記カムロータに形成された複数の突起の通過に対応したカム信号を前記欠歯信号の出力間隔よりも短い間隔で出力するカムポジションセンサと、
自動停止状態にある内燃機関の自動再始動のためのクランキング開始後に燃料噴射を行った後、前記クランクポジションセンサから欠歯信号が出力されたとき、もしくは前記カムポジションセンサからのカム信号の出力時に同カム信号に対応するクランク角の適正値と前記検出されたクランク角とが整合している旨判断されたときに点火を開始する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記カムポジションセンサからのカム信号の出力時に同カム信号に対応するクランク角の適正値を含む適正範囲内に前記検出されたクランク角が入っていることに基づき、前記適正値と前記検出されたクランク角とが整合している旨判断し、
前記カム信号のエッジと前記欠歯信号とが重なるとき、それらカム信号のエッジと欠歯信号とが重ならないときよりも前記適正範囲を広くするよう前記適正範囲を可変設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記適正範囲は、前記カム信号のエッジに対応したクランク角の適正値を中心とした進角限界値と遅角限界値との間の範囲に設定されるものであり、
前記カム信号のエッジと前記欠歯信号とが重ならないときには、そのエッジに対応したクランク角の適正値から前記進角限界値までの幅が前記カムシャフトの進角側への回転変動の最大値に対応するクランク角の変化量と等しくなるよう同進角限界値が設定されるとともに、前記エッジに対応したクランク角の適正値から前記遅角限界値までの幅が前記カムシャフトの遅角側へ回転変動の最大値に対応するクランク角の変化量と等しくなるよう同遅角限界値が設定され、
前記カム信号のエッジと前記欠歯信号の出力開始タイミングとが重なるときには、前記エッジに対応したクランク角の適正値から前記遅角限界値までの幅が前記欠歯信号の幅に対応するクランク角の変化量と等しくなるよう同遅角限界値が設定されるとともに、前記エッジに対応したクランク角の適正値から前記進角限界値までの幅が前記カムシャフトの遅角側へ回転変動の最大値に対応するクランク角の変化量と等しくなるよう同遅角限界値が設定され、
前記カム信号のエッジと前記欠歯信号の出力終了タイミングとが重なるときには、前記エッジに対応したクランク角の適正値から前記遅角限界値までの幅が前記欠歯信号の幅に対応するクランク角の変化量と等しくなるよう同遅角限界値が設定されるとともに、前記エッジに対応したクランク角の適正値から前記進角限界値までの幅が前記カムシャフトの進角側への回転変動の最大値に対応するクランク角の変化量と等しくなるよう同進角限界値が設定される
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 自動停止及び自動再始動が行われる内燃機関のクランクシャフトに固定されたクランクロータが同クランクシャフトと一体回転するとき、前記クランクロータに形成された複数の突起の通過に対応してクランク信号を出力するクランクポジションセンサと、そのクランクポジションセンサからのクランク信号に基づき内燃機関のクランク角を検出するとともに、前記クランクロータに形成された欠歯に対応した欠歯信号がクランクポジションセンサから出力されたときに前記検出されたクランク角の適正値からのずれを修正するクランク角検出手段とを備え、前記クランク角に基づき内燃機関における各気筒での燃料噴射及び点火を行う内燃機関の制御装置において、
内燃機関のカムシャフトに固定されたカムロータが同カムシャフトと一体回転するとき、前記カムロータに形成された複数の突起の通過に対応したカム信号を前記欠歯信号の出力間隔よりも短い間隔で出力するカムポジションセンサと、
自動停止状態にある内燃機関の自動再始動のためのクランキング開始後に燃料噴射を行った後、前記クランクポジションセンサから欠歯信号が出力されたとき、もしくは前記カムポジションセンサからのカム信号の出力時に同カム信号に対応するクランク角の適正値と前記検出されたクランク角とが整合している旨判断されたときに点火を開始する制御手段とを備え、
前記制御手段は、自動再始動のためのクランキング開始後に初回の燃料噴射を実行した気筒で前記クランキング開始後の初回の点火を実行するものであり、前記初回の燃料噴射の実行後であって前記クランクポジションセンサから欠歯信号が出力される前に前記カムポジションセンサからカム信号が出力されたとき、同カム信号に対応するクランク角の適正値と前記検出されたクランク角とが整合していない旨判断された際には、その判断がなされた直後に圧縮行程を迎える気筒に前記初回の点火をスライドさせる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
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