JP2000337238A - 火花点火式多気筒エンジンの制御システム及びこのエンジンを備えた車両の駆動装置 - Google Patents

火花点火式多気筒エンジンの制御システム及びこのエンジンを備えた車両の駆動装置

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JP2000337238A
JP2000337238A JP11148332A JP14833299A JP2000337238A JP 2000337238 A JP2000337238 A JP 2000337238A JP 11148332 A JP11148332 A JP 11148332A JP 14833299 A JP14833299 A JP 14833299A JP 2000337238 A JP2000337238 A JP 2000337238A
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cylinder
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vehicle
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Yoshihiko Akagi
好彦 赤城
Naoyuki Ozaki
直幸 尾崎
Nobuhiro Akasaka
伸洋 赤坂
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Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
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Abstract

(57)【要約】 【課題】エンジン停止時に、複数気筒の混合気が未燃焼
のまま排出されることがく、また、無駄な点火電力の消
費や点火コイルの断線などの故障のない、火花点火式多
気筒エンジンの制御システムを提供する。 【解決手段】火花点火式多気筒エンジンの各気筒に対す
る燃料の噴射及び各気筒の混合気に対する点火を、運転
指令及び該エンジンの運転状態に基づいて制御するエン
ジンコントロールユニットを備え、該エンジンコントロ
ールユニットは、前記運転指令に基づいて前記各気筒に
対する燃料噴射を停止した後、該燃料噴射停止直前に噴
射された燃料による各気筒の混合気に夫々対応する点火
信号が全て出力された後、該点火信号の出力を停止す
る、火花点火式多気筒エンジンの制御システム。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、火花点火式多気筒
エンジンの制御システムに係り、特に、バッテリーから
イグニッションキー又はリレーを介して電力が供給され
る燃料噴射弁と、運転指令に応答して制御されるセルフ
シャットオフリレーを介して前記バッテリーに接続され
電力が供給される点火装置とを備えた車両に用いて好適
な火花点火式多気筒エンジンの制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料噴射弁やイグニッションコイルは、
イグニッションキーを介して電力が供給されるように構
成されている。従来は、図１９に示すように、イグニッ
ションコイルとバッテリーの間に直列にイグニッション
キーが接続されるもの広く用いられていた。しかし、最
近は、イグニッションコイルが、セルフシャットオフリ
レーを介してバッテリーに接続される方式が採用される
ようになった。セルフシャットオフリレーは、エンジン
コントロールユニットによりイグニッションキーに連動
してオンとなり、オフ時はキーオフ処理を行ってからオ
フとなる。
【０００３】他方、クリーンでかつ走行距離可能も大き
い車両として、ハイブリッド車が注目されている。例え
ば、特開平９−６５５０８号公報に記載されているよう
に、エンジンの発電機を駆動して電力を発生させ、その
電力で走行用モータを駆動して走行するハイブリッド車
両が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようする課題】図１９に示す従来例で
は、イグニッションキーオフのとき、それ以前に燃料が
噴射された気筒の混合気に対しては点火がなされず、こ
れらの気筒の混合気が未燃焼のまま、排出される。
【０００５】また、セルフシャットオフリレーを介して
バッテリーに接続される方式では、上記のようなイグニ
ッションキーのオフまたはエンジン停止要求が発生した
とき、それ以前に燃料が噴射された気筒の混合気に対し
ては点火がなされるが、その後も、イグニッションキー
がオン状態にある間は、点火すべき混合気がないにもか
かわらず、点火を行うため、無駄な電力を消費すること
になる。さらに、エンジン停止時の回転変化速度が大き
く、エンジン停止直前の通電時間が異常に長くなって、
点火コイルの断線などの故障が発生する場合もある。
【０００６】イグニッションキーのオン状態のままエン
ジン停止要求が発生する場合としては、アイドリングス
トップ時や減速走行時などに燃料カットを行うためのエ
ンジン停止がある。
【０００７】このようなアイドリングストップや減速走
行などのための燃料カットは、ハイブリッド車に用いる
ことにより、一層、効果を発揮する。
【０００８】従来のハイブリッド車において、走行状態
に応じ適切に駆動源を切り換える、例えば、エンジンの
効率の悪いアイドル時や低車速時にはエンジンを停止
し、発進、加速時にエンジンとモータにより駆動して排
気ガスが少なくかつ燃費の良い動作点を選んで使う等の
制御が行なわれている。しかし、ハイブリッド車におい
ても、エンジン停止要求が発生したとき、それ以前に燃
料が噴射された気筒の混合気に対しては点火がなされる
が、その後も、イグニッションキーがオン状態にある間
は、点火すべき混合気がないにもかかわらず、点火を行
うため、無駄な電力を消費することになる。
【０００９】本発明の目的は、この課題を克服し、エン
ジン停止時に複数気筒の混合気が未燃焼のまま排出され
ることがく、また、無駄な点火電力の消費や点火コイル
の断線などの故障のない、火花点火式多気筒エンジンの
制御システムを提供することにある。
【００１０】本発明の他の目的は、火花点火式多気筒エ
ンジンを有する車輛、特に、ハイブリッド車において、
イグニッションスイッチオンのままアイドリングストッ
プや、減速走行時などの燃料カットを頻繁に行うのに適
した、車両の駆動装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、火花点火式多気筒エンジンの各気筒に対
する燃料の噴射及び各気筒の混合気に対する点火を、運
転指令及び該エンジンの運転状態に基づいて制御するエ
ンジンコントロールユニットを備え、該エンジンコント
ロールユニットは、前記運転指令に基づいて前記各気筒
に対する燃料噴射を停止した後、該燃料噴射停止直前に
噴射された燃料による各気筒の混合気に夫々対応する点
火信号が全て出力された後、該点火信号の出力を停止す
る、火花点火式多気筒エンジンの制御システムに特徴が
ある。
【００１２】本発明の他の特徴は、火花点火式多気筒エ
ンジンに対する運転指令及び該エンジンの運転状態に基
づいて、該エンジンの各気筒に対する燃料の噴射及び前
記各気筒に対する火花点火を制御し、前記エンジンの回
転中に該エンジンに対する停止要求があったとき、前記
燃料噴射を停止するエンジンコントロールユニットを備
え、該エンジンコントロールユニットは、前記エンジン
の停止要求によって前記各気筒に対する燃料噴射を停止
してから、該エンジンの１／２ないし数回転に相当する
時間の遅延時間経過後、該各気筒への燃料噴射に対応す
る点火信号の出力を停止する、火花点火式多気筒エンジ
ンの制御システムにある。
【００１３】本発明の他の特徴は、燃料噴射制御プログ
ラム及び点火制御プログラムを含み、運転指令及びエン
ジンの運転状態に基づいて、該エンジンの各気筒に対す
る燃料の噴射及び前記各気筒に対する火花点火を制御す
るエンジンコントロールユニットを備え、該エンジンコ
ントロールユニットは、前記各気筒に対する燃料噴射毎
に噴射済みフラグをセットし、該各気筒への燃料噴射に
対応する火花点火毎に前記噴射済みフラグをリセットす
る、火花点火式多気筒エンジンの制御システムにある。
【００１４】本発明の他の特徴は、前記火花点火式多気
筒エンジンの制御システムを備えた車両の駆動装置にあ
る。
【００１５】また、本発明の実施態様によれば、前記運
転指令が、イグニッションキーをオンにしたまま燃料カ
ットして前記エンジンを停止するものである。また、前
記点火装置が、運転指令に応答して制御されるセルフシ
ャットオフリレーを介して前記バッテリーに接続され電
力が供給される点火装置である。
【００１６】本発明の方式で燃料の噴射及び点火時期制
御の処理を行うことにより、エンジンの停止時に、複数
気筒の混合気が未燃焼のまま排出されることがない。ま
た、イグニッションスイッチオンのままアイドリングス
トップや減速走行などの燃料カットを行う時に、無駄な
点火電力の消費や点火コイルの断線などの故障がなくな
る。
【００１７】また、本発明によれば、火花点火式多気筒
エンジンを有する車輛、特に、ハイブリッド車におい
て、イグニッションスイッチオンのままアイドリングス
トップや、減速走行時などの燃料カットを頻繁に行うの
適した、火花点火式多気筒エンジンを有する車両の駆動
装置を提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施例を説明する。図１は、本発明の一実施例になるハイ
ブリッド車駆動装置の全体構成図を示すものである。図
１において、１はコントロールユニットであり、車の運
転状態に応じてエンジン２やモータ３を制御する。エン
ジン２のクランクシャフトとモータ３の回転軸の間にパ
ウダークラッチ９が設けられている。エンジン２は火花
点火式多気筒エンジンである。モータ３は、本実施例で
は永久磁石型同期電動機であり、インバーター４を介し
てバッテリー５から電力の供給を受ける。また、モータ
３により発電された電力が、インバーター４を介してバ
ッテリー５に所要の電圧で充電される。モータ３の回転
軸と車軸８の間に、変速機構１０が設けられている。モ
ータ３の回転軸に、速度センサとしてのレゾルバ１８が
設けられている。
【００１９】コントロールユニット１は、車の運転状態
やバッテリーの充電状態に応じてエンジン２やモータ３
等の動作を制御する。車の減速（回生制動）時、モータ
３により発電されバッテリー５に貯蔵された電力は、排
気ガスが問題となる発進、加速時や動力不足時等に、エ
ンジンに替えてあるいはエンジンを補助する動力源とし
て、モータ３を駆動するのに利用される。
【００２０】コントロールユニット１は、統括コントロ
ールユニット１１、モータコントロールユニット１２、
エンジンコントロールユニット１３、バッテリーコント
ロールユニット１４、ブレーキコントロールユニット１
５、CVTコントロールユニット１６、クラッチコントロ
ールユニット１７等から構成される。
【００２１】統括コントロールユニット１１は、イグニ
ッションスイッチ、アクセル、ブレーキ、車速、バッテ
リー電圧その等の各情報が入力され、これらの情報をも
とに車の運転モードを判定し、目標トルクあるいは運転
指令ＮMG*、Ｋ*、ＶBs*、Ｓ*の演算を行ない、運転指令
ＮMG*をモータコントロールユニット１２、目標トルク
Ｋ*をエンジンコントロールユニット１３、電圧指令ＶB
s*をバッテリーコントロールユニット１４、開閉指令Ｓ
*をクラッチコントロールユニット１７にそれぞれ出力
する。
【００２２】モータコントロールユニット１２は、運転
指令ＮMG*とモータ３の回転数や電流の情報から、イン
バーター４を制御するためのＰＷＭ信号を生成し出力す
る。なお、モータ３は、運転指令ＮMG*が＋のときは電
動機、運転指令ＮMG*が−のときは発電機として動作す
る。また、モータ／ジェネレータ６８も、エンジンの始
動要求や発電要求に応じて、同様に制御する。
【００２３】エンジンコントロールユニット１３は、目
標トルクＫ*やエンジン回転数Ｎ等に基づいて、燃料の
噴射量や点火時期を制御する。
【００２４】クラッチコントロールユニット１７は、指
令Ｓ*に基づいて、エンジン２とモータ３を接続する電
磁クラッチ９を制御する。
【００２５】２０は、吸入空気の量を制御する電子制御
式絞弁４０を備えた絞弁組立体すなわちスロットルボデ
ィであり、入口にはエアクリーナ２１、出口にはエンジ
ン２の各気筒に空気を分岐供給する複数の吸気分岐管２
２が接続されている。２３は吸気分岐管２２に取付けら
れた電子制御式の燃料噴射弁、２４は熱線式空気流量セ
ンサ（エアーフローセンサ）である。
【００２６】次に、図２に、本発明が適用される車両用
エンジンの制御システムの全体構成のー例として、いわ
ゆるＭＰＩ(多気筒燃料噴射)方式の４気筒エンジンを示
す。図２において、例えば自動車等の車両に搭載された
エンジン２のクランク軸６６には、プーリやベルトを介
して車両用交流発電機６８が機械的に連結されている。
６７はスターターモーターである。
【００２７】電子制御式絞弁４０は、エンジンコントロ
ールユニット１３により制御されるモータに連動して開
閉される。
【００２８】燃料は、燃料タンク４３から燃料ポンプ４
４で吸引・加圧され、プレツシヤレギユレータ４５によ
りー定圧力に調圧され、吸気管２２に設けられた燃料噴
射弁２３から前記吸気管内に噴射される。
【００２９】エアーフローセンサ２４からは、吸入空気
量に相当する信号か出力される。また、デイストリビユ
ータ３２に内蔵されたクランク角センサ２８からは、所
定のクランク角毎にパルスが出力されこれらの出力は、
エンジンコントロールユニツト１３に入力され、クラン
ク角及びエンジン回転数が演算され、更に吸入空気量と
エンジン回転数から充填効率に相当する基本パルス幅Ｔ
Pを求める。
【００３０】絞り弁４０には絞り弁の開度や全閉位置を
検出するスロットルセンサ４１が取り付けられている。
また、エンジン２には、冷却水温を検出するための水温
センサ６０が取り付けられている。
【００３１】空燃比センサであるＯ2センサ４６は、エ
ンジンの排気管６４に装着されており排気ガスの酸素濃
度に応じた信号を出力するものである。この信号はエン
ジンコントロールユニツト１３に入力され、エンジンへ
の混合気体が目標Ａ／Ｆになるように、各燃料噴射弁２
３への燃料噴射パルスの幅を調整する。
【００３２】５３はアクセルスイッチ、５４はギアーの
ニユートラルスイツチ、５５は車速センサである。３０
はイグナイター、３１は点火コイル、３３は点火プラグ
を表わす。
【００３３】エンジンコントロールユニツト１３は、図
３に示すように、中央演算装置（ＣＰＵ）１００、ＲＯ
Ｍ１０１、ＲＡＭ１０２、イグニツシヨンキーをオフし
ても内容がクリアされないバツクアップＲＡＭ１１１、
電気的に書き込み可能なメモリ１１２(例えばＰ−ＲＯ
Ｍ、ＥＥＰ−ＲＯＭ、フラッシュＲＯＭ等）、割り込み
コントローラ１０４、タイマー１０５、入力処理回路１
０６、出力処理回路１０７で構成され、それらは、バス
１０８により結ばれている。
【００３４】入力処理回路１０６は、入力信号（例え
ば、運転指令τNE*や冷却水温センサやスロットル開度
センサ等からの信号）を受け付けて、該信号からノイズ
成分の除去等を行い、当該信号をＡ／Ｄ変換し、バス１
０８を介して中央演算装置１１０に出力する。中央演算
装置１１０は、該Ａ／Ｄ変換結果を取り込み、ＲＡＭ１
０２及びバックアップＲＡＭ１１１を用いて、ＲＯＭ等
の媒体に記憶された燃料噴射制御プログラム１３２、点
火時期制御プログラム１３４、その他の所定の制御プロ
グラムを実行することによって、前記各制御を行う機能
を備えている。この際、タイマー１０５や入力処理回路
１０６からの情報をもとに割り込みコントローラ１０４
より発せられる割り込み命令により割り込み処理も適時
行う。
【００３５】なお、演算結果及び前記Ａ／Ｄ変換の結果
は、ＲＡＭに一時保管されると共に、該演算結果は、出
力回路を通じて制御出力信号として出力され、燃料噴射
弁２３（Ａ〜Ｄ）、イグナイター３０、ＥＴＣモータ４
０等の制御に用いられる。
【００３６】本発明のハイブリッド車駆動装置は、所定
の運転モードに基づき駆動される。すなわち、統括コン
トロールユニット１１は、あらかじめ設定された複数の
運転モードのいずれかを車の運転状態、例えばアクセル
開度や車速やバッテリー状態などにもとづいて選択し、
各運転モードに応じて、車両の目標トルクや車両速度な
どの走行条件を決定し、ＨＣ等排出ガスの低減や燃費の
向上の観点から最適な駆動源を選定する。車両の駆動装
置が出力すべき目標トルクは、例えば演算により求めら
れる。
【００３７】運転モードとしては例えば次のようなもの
があり、これらは、車両のアクセルやクラッチのオン、
オフ等に応じて、いずれかが選定される。
【００３８】暖機運転モード： 水温が低く（例えば
７０℃以下）、クラッチがオフ、キースイッチがオン、
アクセルスイッチがオフの場合に、エンジンをアイドル
回転させる。
【００３９】モータ走行モード： バッテリーの充電
率が所定値を超えている場合で、アクセル開度が大きく
ないとき、モータの駆動力のみで走行する（力行モー
ド）。また、キースイッチがオン、アクセルスイッチが
オフ、ブレーキスイッチがオンで、かつ、車の速度が０
より大きく、かつ、バッテリーの充電率が所定値に達し
ていない場合、モータを発電機として使用し、バッテリ
ーを充電しながら減速走行する（回生モード）。
【００４０】エンジン走行発電モード： バッテリー
の充電率が所定値に達していない場合、モータを発電機
として使用し、バッテリーを充電しながら走行する。モ
ータの運転指令として、アクセル開度に対応したエンジ
ン回転数相当値に、モータを駆動するためのトルク相当
値を加算して出力する。
【００４１】エンジン停止モード（アイドルストッ
プ）： キースイッチがオン、アクセルスイッチがオ
フ、クラッチがオフなど所定の条件を満たすとき、エン
ジンを停止させる。
【００４２】次に、図４は、燃料噴射弁２３やイグニッ
ションコイル２７の電源回路の一例を示している。バッ
テリー５からイグニッションキー２７を介して燃料噴射
弁２３に電力が供給される、一方、イグニッションコイ
ル２７、エアフローメーター２４、クランク角センサー
２８は、セルフシャットオフリレー２６を介してバッテ
リー５に接続されている。セルフシャットオフリレー２
６は、エンジンコントロールユニット１３によりイグニ
ッションキー２７に連動してオンオフ制御される。
【００４３】次に、図５に、モータコントロールユニッ
ト１２の構成例を示す。モータコントロールユニット１
２は、ｉｄｉｑ検出手段１２４、ｉｄ、ｉｑ電流制御手
段１２５、２／３相変換手段１２１、ＰＷＭ制御手段１
２２及び位相演算手段１２０、速度演算手段１２３を備
えている。速度演算手段１２３は、レゾルバ１８のエン
コーダ１８Ａに接続され、位相演算手段１２０はレゾル
バ１８の磁極位置検出手段１８Ｂに接続されている。さ
らに、モータコントロールユニット１２はトルク指令生
成部１２８、Ｉｑ制御手段１２７及びＩｄ制御手段１２
６を備えている。
【００４４】トルク指令生成部１２８は、運転者の操作
によるアクセル開度などを反映した指令ＮMと速度演算
手段１２３で算出されたモータ回転数により目標トルク
指令τＭ*を発生する。
【００４５】モータコントロールユニット１２におい
て、トルク指令演算部１２８は、運転指ＮMG*とエンコ
ーダ１８Ａからのパルス信号から速度演算手段１２３で
演算した回転数をもとに、トルク指令値τMG*を演算す
る。トルク分電流に相当するｑ軸電流の指令値Ｉｑ*
は、トルク指令値τMG*をもとに算出するためのＩｑ制
御手段１２７で算出する。一方、ｄ軸電流の指令値Ｉｄ
*は、トルク指令値τMG*と速度演算手段１２３で演算し
た回転数をもとに、損失最小となるＩｄ*をＩｄ制御手
段１２６で算出する。このようにして、モータコントロ
ールユニット１２は、モータ３の高効率制御に必要な電
流指令値Ｉｑ*，Ｉｄ*を算出する。
【００４６】ＩｄＩｑ検出手段１２４は、電流検出器１
７で検出した電動機電流の３相交流電流について３相／
２相の座標変換してｄ、ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑを処理し算
出する。これらの検出値と指令値Ｉｑ*，Ｉｄ*をもとに
ＩｄＩｑ電流制御手段１２５は、比例あるいは比例積分
電流制御処理を行い、電圧指令値Ｖｑ*，Ｖｄ*を算出す
る。
【００４７】さらに、２／３相変換手段１２１におい
て、２相／３相の座標変換をして３相交流電圧指令値Ｖ
Ｕ*，ＶＶ*，ＶＷ*を算出する。ＰＷＭ制御手段１２２
はこの電圧指令値ＶＵ*，ＶＶ*，ＶＷ*から三角波信号
の搬送波信号との比較処理を行って、インバータ４のＰ
ＷＭ信号を発生し、インバータ４を駆動する。このよう
にしてモータ３にＰＷＭ制御された電圧を印加すること
により、モータ３の電流を電流指令値Ｉｑ*，Ｉｄ*に制
御する。
【００４８】なお、２／３相変換処理１２１、ＩｄＩｑ
検出手段１２４の座標変換処理で使用する位相角θ１，
θ２は、位相演算手段１２０において、モータ３の誘起
電圧と同位相の信号を出力する磁極位置検出器１８Ｂ、
回転角度信号（パルス信号）を出力するエンコーダ１８
Ａの各出力から算出する。このような処理を行って、モ
ータ３はトルク指令値τＭ*のトルクで、かつ損失最小
の高効率で制御される。
【００４９】図６〜図９に、本発明のエンジンコントロ
ールユニットにおける、処理フローの一実施例を示す。
【００５０】まず、図６に、燃料噴射制御プログラム１
３２による燃料噴射制御の処理フローを示す。最初に、
吸入空気量ＱAとエンジンの回転数Ｎから、基本パルス
ＴPを演算する（Ｓ５０１）。さらに、この基本パルス
ＴPに水温補正や湿度補正を加えて、中間パラメータを
演算する（Ｓ５０２）。一方、車速ＶＳＰ、エンジンの
回転数Ｎ、絞弁開度ＴVO、冷却水温度ＴWから、通常運
転時に燃料カットの成立する条件を演算により求める
（Ｓ５０３）。また、エンジンの回転数Ｎから、高速回
転時に燃料カットの成立する条件を求める（Ｓ５０
４）。さらに、車速ＶＳＰや絞弁開度ＴVO、冷却水温度
ＴW等のほか、エアコンスイッチの状態などから、アイ
ドルストップ条件時に燃料カットの作動を制御する（Ｓ
５０５）。そして、これらのいずれかの燃料カット条件
に該当する気筒を燃料カット対象気筒としてセットする
（Ｓ５０６）。
【００５１】そして、燃料カット対象となっていない気
筒に対して、分配処理を行い（Ｓ５０７）、噴射パルス
幅を演算し（Ｓ５０８）、アクセルがオンの間、噴射出
力処理を行う（Ｓ５０９）。
【００５２】噴射出力処理においては、図７に示すよう
に、燃料の噴射がなされた気筒について、噴射済みのフ
ラグをセットし、次に、その気筒で点火がなされたこと
を点火信号により確認し、このフラグをクリアする処理
を行う。燃料カットを行う場合、噴射済みフラグはセッ
トされない。これらの噴射済みフラグの情報は、次の点
火時期制御の処理に用いられる。
【００５３】図８に、点火時期制御プログラム１３４に
よる点火時期制御の処理フローを示す。まず、エンジン
の回転数Ｎと冷却水温度ＴWから、通常時のエンジンの
運転条件に応じた点火時期を演算する（６０１）。一
方、エンジンの回転数Ｎとバッテリー電圧ＶBから始動
時の点火時期及びドウェル角を演算する（６０２、６０
５）。さらに、通常時の点火時期と始動時の点火時期の
切り換えを円滑にするための切り換え処理を行い（６０
３）、点火時期の算出する（６０４）。また、ドウェル
角から非通電角を演算する（６０６）。最後に、算出さ
れた点火時期および非通電角と、噴射済みのフラグの情
報に基づいて、点火出力処理がなされる（６０７）。
【００５４】点火出力処理では、図９に示すように、所
定のクランク角信号（ＲＥＦ）に基づいて割り込み処理
がなされ、カウンタのカウントダウンが開始する。そし
て、カウント値が０となった時点で、噴射済みのフラグ
がセットされているか否かがチェックされ、噴射済みの
フラグがセットされている場合には、点火信号がイグニ
ッションコイルに出力される。もし、燃料カットのとき
のように、噴射済みフラグがセットされていない場合に
は、イグニッションコイルに対して点火信号は出力され
ない。
【００５５】従って、走行中に、減速のためアクセルが
オフとなったときや燃料カットの場合には、（図６、図
７に示したように）、燃料の噴射停止の処理がなされる
ため、それより前の処理に基づいて燃料噴射され点火さ
れた後の気筒に対しては、噴射済みのフラグが新たにセ
ットされることはない。よって、エンジン停止後に、新
たな処理に基づいて燃料噴射されることもなく、また、
噴射済みの気筒から未燃焼のまま、ガスが排出されるこ
ともない。
【００５６】図１０は、本発明と従来方式における、燃
料の噴射及び点火時期制御の処理の比較を示すものであ
る。図１０の（Ａ）は本発明の方式、（Ｂ）は図４に示
すような電源回路構成でかつ本発明のような特別の制御
を行わない構成（構成１）の従来例、（Ｃ）は図１３に
示すような電源回路構成でかつ本発明のような特別の制
御を行わない構成（構成２）の従来例のそれぞれについ
て、燃料の噴射及び点火時期制御の処理状態を示してい
る。
【００５７】エンジンを運転して走行中に、図１０のｔ
６のタイミングで、イグニッションスイッチオンのまま
でエンジン停止要求が発生したと仮定する。本発明の方
式によれば、ｔ６のタイミング以降には新たな燃料の噴
射は行われない。また、ｔ３、ｔ５のタイミングで燃料
が噴射された第４、第２気筒の混合気に対しては点火が
なされるので、これらの気筒の混合気が未燃焼のまま、
排出されることはない。
【００５８】一方、（Ｂ）に示す構成１の従来例では、
ｔ３、ｔ５のタイミングで燃料が噴射された第４、第２
気筒の混合気に対しては点火がなされず、これらの気筒
の混合気が未燃焼のまま、排出される。
【００５９】また、（Ｃ）に示す構成２の従来例では、
ｔ３、ｔ５のタイミングで燃料が噴射された第４、第２
気筒の混合気に対しては点火がなされるが、ｔ１１のタ
イミング以降、点火すべき混合気がないにもかかわら
ず、点火を行うため、無駄な電力を消費する。
【００６０】さらに、エンジン停止時の回転変化速度が
大きく、エンジン停止直前の通電が異常に長くなって、
点火コイルの断線などの故障が発生する場合もある。
【００６１】このように、本発明によれば、エンジンの
停止要求によって前記各気筒に対する燃料噴射を停止し
てから、予め定める所定の遅延時間経過後、例えばエン
ジンの１／２ないし数回転に相当する時間経過後、各気
筒への燃料噴射に対応する点火信号の出力が停止され
る。
【００６２】本発明は、エンジンと車両駆動用モータを
備えたハイブリッド車において、特に、効果を発揮す
る。
【００６３】図１１は、本発明を適用したハイブリッド
車の走行状態を示している。すなわち、図１１は、ハイ
ブリッド車が、次のような起動後、暖機運転、加速走
行、減速走行等の各運転モードで走行後停止するまでを
示している。
【００６４】（１）暖機運転 イグニッションスイッチがオンになってからモータ／ジ
ェネレータ６８によりエンジンを始動させる。暖機が完
了するまで、暖機運転モードでエンジンをアイドル回転
させ、モータ／ジェネレータ６８はエンジン駆動の発電
機として機能させる。
【００６５】（２）エンジン停止 暖機が完了した後、エンジンを一旦停止させる（アイド
ルストップ）。
【００６６】（３）モータ走行 車両の軽負荷時にはモータ３のみで走行、回生を行う。
【００６７】（４）エンジン停止 走行途中、イグニッションスイッチオンのまま一時停止
する時には、エンジンは停止したままとする（アイドル
ストップ）。
【００６８】（５）エンジン走行発電 車両の軽負荷時にはモータ３のみで走行し、高車速域で
は、モータ／ジェネレータ６８によりエンジンを始動さ
せ、クラッチを繋ぎ、エンジンによる走行を行うととも
に、モータ／ジェネレータ６８により発電し、バッテリ
ーに充電する。運転者のアクセル操作でさらに高トルク
走行の要求があったときは、モータ３によるトルクアシ
ストをおこなう。
【００６９】（６）エンジン停止（燃料カット）及び減
速 減速時には、極力エンジンを停止させ、回生制御により
モータ３でエネルギーを回収する。
【００７０】（７）エンジン停止 イグニッションスイッチオンのまま停止する時には、エ
ンジンを停止させる（アイドルストップ）。
【００７１】暖機運転後にアイドルストップに移行する
過程で燃料がカットされるが、図１０の（Ａ）に示した
ような本発明の方式で燃料の噴射及び点火時期制御の処
理を行うことにより、複数気筒の混合気が未燃焼のまま
排出されることがない。また、イグニッションスイッチ
オンのままであるにもかかわらず、無駄な点火電力を消
費することが無い。
【００７２】同様に、エンジン走行発電による高速運転
の後、燃料カットを行ってエンジンを停止せ減速走行に
移行する過程でも、図１０の（Ａ）に示したような本発
明の方式で燃料の噴射及び点火時期制御の処理を行うこ
とにより、複数気筒の混合気が未燃焼のまま排出される
ことや無駄な点火電力を消費することを防止できる。ま
た、点火コイルの断線などの故障が発生することも無
い。
【００７３】また、ハイブリッド車として、バッテリー
の充電率の低いときにエンジンのみで運転するような方
式では、エンジン停止の機会が多くなるが、この場合に
も、同様な効果がある。
【００７４】次に、図１２〜図１５に、本発明のエンジ
ンコントロールユニットにおける、処理フローの他の実
施例を示す。
【００７５】まず、図１２、図１３で、燃料噴射制御プ
ログラム１３２による燃料噴射制御の処理フローを説明
する。この実施例では、噴射出力処理を行う（Ｓ５０
９）と共に、燃料カット対象となっている気筒に関して
燃料カット信号を生成し、出力する。燃料カット信号
は、次の点火時期制御の処理に用いられる。
【００７６】図１４に示すように、点火時期制御の処理
フローにおいては、遅延処理（６０８）において、エン
ジンのエンジンの回転数Ｎ（またはクランク角センサー
の出力）から、上記燃料カット信号を、前記各気筒に対
する燃料噴射を停止してからエンジンの１回転程度に相
当する時間長だけ遅延させる遅延信号を算出する。点火
出力処理（６０７）では、点火時期および非通電角と、
噴射済みのフラグの情報に加えて、上記遅延された燃料
カット信号を用いて、点火信号の出力処理を行う。
【００７７】図１５に示すように、この実施例の点火出
力処理では、所定のクランク角信号（ＲＥＦ）に基づい
て割り込み処理がなされ、カウンタのカウントダウンが
開始する。そして、カウント値が０となった時点で、燃
料カット信号の有無がチェックされ、燃料カット信号無
の場合には、点火信号がイグニッションコイルに出力さ
れる。もし、燃料カットのときのように、燃料カット信
号が有る場合には、イグニッションコイルに対して点火
信号は出力されない。
【００７８】従って、走行中に、燃料カットを行う場合
には、燃料カット信号をエンジンの１回転程度に相当す
る時間長だけ遅延させて点火出力処理に用いるため、燃
料カット後に、噴射済みの気筒から未燃焼のまま、ガス
が排出されることはない。なお、若干の時間、点火すべ
き混合気がないにもかかわらず点火を行うが、その期間
は極短いため、無駄な電力を消費することも無い。
【００７９】図１６は、図１２〜図１５の実施例におけ
る、燃料の噴射及び点火時期制御の処理の状況を示すも
のである。
【００８０】エンジンを運転して走行中に、図１０のｔ
６のタイミングで、イグニッションスイッチオンのまま
でエンジン停止要求が発生したと仮定する。本方式によ
れば、ｔ６のタイミング以降には新たな燃料の噴射は行
われない。また、ｔ６からエンジンの１回転程度に相当
する時間長すなわちｔ１４までは点火がなされるので、
ｔ３、ｔ５のタイミングで燃料が噴射された第４、第２
気筒の混合気に対しては点火がなされ、これらの気筒の
混合気が未燃焼のまま、排出されることはない。ただ、
ｔ１０からｔ１４までの間は、点火すべき混合気がない
にもかかわらず点火を行うが、その期間は極く短いた
め、無駄な電力を消費することも無い。遅延時間の長さ
は、適宜設定することができる。
【００８１】本発明は、車両駆動用エンジンとこのエン
ジンの始動及び電源用の交流発電機（モータ／ジェネレ
ータ６８）とを備えた車両にも、適用して効果がある。
図１７は、このような車両の運転走行パターンの一例と
して、次のような起動後、暖機運転、加速走行、減速走
行等の各運転モードで走行後停止するまでの状態を示し
ている。
【００８２】（１）暖機運転 イグニッションスイッチがオンになってからモータ／ジ
ェネレータ６８によりエンジンを始動させる。暖機が完
了するまで、暖機運転モードでエンジンをアイドル回転
させ、モータ／ジェネレータ６８はエンジン駆動の発電
機として機能させる。
【００８３】（２）エンジン停止 暖機が完了した後、エンジンを一旦停止させる（アイド
ルストップ）。
【００８４】（３）エンジン走行発電 車両の軽負荷時、モータ／ジェネレータ６８によりエン
ジンを始動し、エンジンで走行すると共に、モータ／ジ
ェネレータ６８による発電を行う。減速時には、極力エ
ンジンを停止させ、回生制御によりモータ／ジェネレー
タ６８でエネルギーを回収する。
【００８５】（４）エンジン停止 走行途中、イグニッションスイッチオンのまま一時停止
する時には、エンジンは停止したままとする（アイドル
ストップ）。
【００８６】（５）エンジン走行発電 モータ／ジェネレータ６８によりエンジンを始動させ、
クラッチを繋ぎ、車両の軽負荷時及び高車速域共にエン
ジンによる走行を行うとともに、モータ／ジェネレータ
６８により発電し、バッテリーに充電する。
【００８７】（６）エンジン停止（燃料カット）及び減
速 減速時には、極力エンジンを停止させ、回生制御により
モータ／ジェネレータ６８でエネルギーを回収する。
【００８８】（７）エンジン停止 イグニッションスイッチオンのまま停止する時には、エ
ンジンを停止させる（アイドルストップ）。
【００８９】暖機運転後にアイドルストップに移行する
過程等で燃料がカットされるが、図１０の（Ａ）に示し
たような本発明の方式で燃料の噴射及び点火時期制御の
処理を行うことにより、複数気筒の混合気が未燃焼のま
ま排出されることがない。また、イグニッションスイッ
チオンのままであるにもかかわらず、無駄な点火電力を
消費することが無い。
【００９０】本発明は、大容量のバッテリーにエネルギ
ーを蓄え、モータとエンジンを駆動力として併用するハ
イブリッド車に用いることにより、特に、効果を発揮す
る。すなわち、このようなハイブリッド車において、エ
ンジン効率の低い運転点（低速回転、軽負荷運転）やア
イドル運転時には、極力エンジンを停止させることによ
り、燃料の浪費を防止する。他方、エンジン効率の高い
運転点では、所望のトルクが得られる範囲で、エンジ
ン、モータ３、モータジェネレータ６８の効率の良い点
で動作するよう制御することにより、燃料の浪費を防止
し、ＨＣ等排出ガスを低減させるとともに、電力の浪費
を防止することができる。
【００９１】ハイブリッド車でアイドルストップを効果
的に使用することにより、アイドルストップを行なわな
い従来の車両に対して、図１８に示すように、エネルギ
ー消費を２０％近く節減できる。本発明によれば、この
ようなアイドルストップを行った場合でも、混合気が未
燃焼のまま排出されることがなく、また、無駄な点火電
力の消費や点火コイルの断線などの故障がなくなるとい
う利点がある。
【００９２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、エンジン
停止時に、複数気筒の混合気が未燃焼のまま排出される
ことがない。また、イグニッションスイッチオンのまま
アイドルストップや減速走行などの燃料カットを行う時
に、無駄に点火電力を消費することや長時間の通電に伴
う点火コイルの断線などの故障がなくなる。特に、ハイ
ブリッド車からのＨＣ等排出ガス低減と電力の浪費節減
を図るのに適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例になるハイブリッド車駆
動装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１のエンジンコントロールユニットで制御さ
れるエンジンの構成例を示す図。
【図３】図１のエンジンコントロールユニットの構成例
を示す図。
【図４】図１の装置における燃料の噴射装置及び点火時
期制御装置の電源回路図。
【図５】図１のモータコントロールユニットの詳細構成
例を示す図。
【図６】図１の装置における燃料の噴射装置の処理フロ
ーの一例を示す図。
【図７】図６の処理フローを説明する図。
【図８】図１の点火時期制御装置の処理フローの一例を
示す図。
【図９】図８の処理フローを説明する図。
【図１０】本発明の第一の実施例における点火及び燃料
噴射のタイミングを従来例と比較して示す図。
【図１１】本発明を適用したハイブリッド車の走行状態
を示す図。
【図１２】図１の装置における燃料の噴射装置の処理フ
ローの他の実施例を示す図。
【図１３】図１２の処理フローを説明する図。
【図１４】図１の点火時期制御装置の処理フローの他の
実施例を示す図。
【図１５】図１４の処理フローを説明する図。
【図１６】本発明の他の実施例における点火及び燃料噴
射のタイミングを従来例と比較して示す図。
【図１７】本発明を適用した、エンジン駆動車両の走行
状態を示す図。
【図１８】アイドルストップ走行の効果を示す図。
【図１９】図１４に対応する従来の電源回路図。
【符号の説明】
１…コントロールユニット、２…エンジン、３…モー
タ、４…インバーター、５…バッテリー、１１…統合制
御ユニット１１、１２…モータコントロールユニット、
１３…エンジンコントロールユニット、１３２…燃料噴
射制御プログラム、１３４…点火時期制御プログラム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ６０Ｋ 6/00 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｚ 8/00 (72)発明者 尾崎 直幸 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 赤坂 伸洋 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 Ｆターム(参考） 3G019 AA00 AA05 AB02 AB03 AC05 AC10 CA06 CA11 CB14 DA07 DB16 DB18 DC06 GA01 GA05 GA08 GA09 GA10 GA11 GA18 GA20 3G084 AA00 AA03 BA13 BA16 CA07 DA10 DA28 FA05 FA06 FA07 FA10 FA33 FA36 FA38 3G092 AA01 AC02 BA08 CA01 CB04 CB05 EA16 EA17 FA15 GA10 HA01Z HA06Z HE01Z HE03Z HE08Z HF11Z HF20Z HF21Z 3G301 HA01 JA21 JA32 KA26 KA28 LA00 MA12 MA24 NE22 NE23 PA01Z PA11Z PD03Z PE01Z PE03Z PE08Z PF01Z PF03Z PF10Z PF16Z

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】火花点火式多気筒エンジンの各気筒に対す
    る燃料の噴射及び各気筒の混合気に対する点火を、運転
    指令及び該エンジンの運転状態に基づいて制御するエン
    ジンコントロールユニットを備え、 該エンジンコントロールユニットは、前記運転指令に基
    づいて前記各気筒に対する燃料噴射を停止した後、該燃
    料噴射停止直前に噴射された燃料による各気筒の混合気
    に夫々対応する点火信号が全て出力された後、該点火信
    号の出力を停止する、火花点火式多気筒エンジンの制御
    システム。
  2. 【請求項２】火花点火式多気筒エンジンに対する運転指
    令及び該エンジンの運転状態に基づいて、該エンジンの
    各気筒に対する燃料の噴射及び前記各気筒に対する火花
    点火を制御し、前記エンジンの回転中に該エンジンに対
    する停止要求があったとき、前記燃料噴射を停止するエ
    ンジンコントロールユニットを備え、 該エンジンコントロールユニットは、前記エンジンの停
    止要求によって前記各気筒に対する燃料噴射を停止して
    から、予め定める所定の遅延時間経過後、該各気筒への
    燃料噴射に対応する点火信号の出力を停止する、火花点
    火式多気筒エンジンの制御システム。
  3. 【請求項３】請求項２に記載の火花点火式多気筒エンジ
    ンの制御システムにおいて、前記予め定める所定の遅延
    時間は、エンジンの１／２ないし数回転に相当する時間
    であることを特徴とする火花点火式多気筒エンジンの制
    御システム。
  4. 【請求項４】燃料噴射制御プログラム及び点火制御プロ
    グラムを含み、運転指令及びエンジンの運転状態に基づ
    いて、該エンジンの各気筒に対する燃料の噴射及び前記
    各気筒に対する火花点火を制御するエンジンコントロー
    ルユニットを備え、 該エンジンコントロールユニットは、前記各気筒に対す
    る燃料噴射毎に噴射済みフラグをセットし、該各気筒へ
    の燃料噴射に対応する火花点火毎に前記噴射済みフラグ
    をリセットする、火花点火式多気筒エンジンの制御シス
    テム。
  5. 【請求項５】燃料噴射制御プログラム及び点火制御プロ
    グラムを含み、運転指令及びエンジンの運転状態に基づ
    いて、該エンジンの各気筒に対する燃料の噴射及び前記
    各気筒に対する火花点火を制御するエンジンコントロー
    ルユニットを備え、 該エンジンコントロールユニットは、前記各気筒に対す
    る燃料噴射毎に噴射済みフラグをセットし、該各気筒へ
    の燃料噴射に対応する火花点火毎に前記噴射済みフラグ
    をリセットすると共に、 前記噴射済みフラグがセットされているとき対応する気
    筒への点火信号を出力し、前記噴射済みフラグがセット
    されていないとき対応する気筒への点火信号を出力しな
    い、火花点火式多気筒エンジンの制御システム。
  6. 【請求項６】車両駆動用エンジンと、車両駆動用モータ
    と、該車両駆動用モータに電力変換器を介して接続され
    たバッテリーと、車の運転状態に応じて前記エンジンや
    前記モータを制御するコントロールユニットを備え、前
    記コントロールユニットは、目標トルクと車速の大小に
    応じた複数の運転モードに基づいて前記エンジンや前記
    モータを制御するように構成されたハイブリッド車の駆
    動装置において、 請求項１ないし５のいずれかに記載の火花点火式多気筒
    エンジンの制御システムを備えたことを特徴とするハイ
    ブリッド車の駆動装置。
  7. 【請求項７】車両駆動用エンジンと、エンジン始動及び
    電源用交流発電機と、車の運転状態に応じて前記エンジ
    ンや前記モータを制御するコントロールユニットを備
    え、前記コントロールユニットは、目標トルクと車速の
    大小に応じた複数の運転モードに基づいて前記エンジン
    や前記モータを制御するように構成された火花点火式多
    気筒エンジンを備えた車両の駆動装置において、 請求項１ないし５のいずれかに記載の火花点火式多気筒
    エンジンの制御システムを備えたことを特徴とする車両
    の駆動装置。
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