JP3427711B2 - 内燃機関の燃焼制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃焼制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃焼制
装置に関し、詳しくは、機関停止時の車体振動を抑制
する技術に関する。 【0002】 【従来の技術】近年、ガソリン機関等の火花点火式機関
において、燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁を
備え、低・中負荷領域では、燃料を圧縮行程で噴射する
ことにより点火栓付近のみに可燃混合気を層状に生成し
て成層燃焼を行い、これにより、空燃比を大幅にリーン
とした燃焼を可能として燃費,排気性状を大きく改善す
る一方、所定以上の高負荷領域では、限られたシリンダ
容積で要求トルクを確保するために、燃料を吸気行程で
噴射して均質に混合した混合気を形成して均質燃焼を行
わせる構成のもの(直噴火花点火式内燃機関)が開発さ
ている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ところで、前記直噴火
花点火式機関における成層燃焼時(超リーン燃焼時)に
は、例えば理論空燃比燃焼時に比べて同一負荷状態での
吸入空気量が増大するため、圧縮仕事によるトルク変動
が増大する。 【0004】従って、アイドル時に成層燃焼が行われる
直噴火花点火式機関においては、機関の停止時に、前記
トルク変動による機関の加振力が残って、理論空燃比に
よる均質燃焼から機関が停止される場合に比べ、機関の
マウントを介して車体に大きな振動が伝わってしまうと
いう問題があった。 【0005】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、成層燃焼が行われる直噴式火花点火機関におい
て、機関停止時の機関の加振力を低減することで、停止
時の車体振動を低減することを目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】そのため請求項1記載の
発明は、図1に示すように構成される。図1において、
内燃機関は、機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料
噴射弁を備えると共に、吸気行程にて燃料を噴射させて
行う均質燃焼と、圧縮行程にて燃料を噴射させて行う成
層燃焼とが切り換え可能に構成された機関である。 【0007】ここで、停止準備状態検出手段は、前記内
燃機関と組み合わされる自動変速機のシフト位置がニュ
ートラルN又はパーキングPに切り換えられてから所定
時間内を、機関の停止準備状態として検出し、停止時成
層燃焼禁止手段は、前記機関の停止準備状態において前
記成層燃焼を禁止して均質燃焼を行わせると共に、前記
所定時間後は、前記成層燃焼の禁止を解除する。 【0008】かかる構成によると、機関の停止準備状態
が検出されると、成層燃焼(超リーン燃焼)を禁止し
て、目標空燃比のリッチ化により同一負荷状態でより吸
入空気量が少なくなる均質燃焼に移行させ、該均質燃焼
状態で機関が停止されるように する。 【0009】一般に、機関を停止させるときには、ニュ
ートラルN又はパーキングPに切り換えるが、N又はP
に切り換えてもそのまま機関を停止せずにアイドリング
のまま放置する場合があるので、N又はPに切り換えら
れてから所定時間内を停止準備状態とし、前記所定時間
が経過した後は成層燃焼を禁止することなく成層燃焼
許可する。 【0010】 【発明の効果】請求項1記載の発明によると、予め均質
燃焼状態にしてから機関を停止させることができるの
で、成層燃焼状態から停止される場合に比べ、停止後に
残る圧縮仕事(トルク変動)を減らして、車体振動を抑
制できると共に、機関の停止準備状態を確実に検出しつ
つ、必要以上に成層燃焼が禁止されて燃費性能が悪化す
ることを防止できるという効果がある。 【0011】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図は、本発明の実施の形態の車両
用内燃機関のシステム構成を示す。この図において、
アクセル操作量センサ1は、運転者によるアクセルペダ
ルの踏込み量を検出する。 【0012】クランク角センサ2は、単位クランク角毎
のポジション信号POS及び各気筒の基準ピストン位置
毎(例えばBTDC110°CA)のリファレンス信号R
EFを発生し、前記ポジション信号の単位時間当りの発
生数を計測することにより、或いは、前記リファレンス
信号の発生周期を計測することにより、機関回転速度N
eを検出できる。 【0013】エアフローメータ3は、機関4への単位時
間当りの吸入空気量を検出する。水温センサ5は、機関
4の冷却水温度を検出する。機関4のシリンダ部には、
燃焼室12内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁6、燃焼室
12内で火花点火を行う点火栓7が設けられる。 【0014】そして、冷却水温度,機関回転速度,機関
負荷などの機関運転条件に応じ、燃焼室12内に圧縮行程
で燃料噴射することにより、燃焼室12内の点火栓7周辺
に可燃混合気を層状に形成して行われる成層燃焼と、燃
焼室7内に吸気行程で燃料噴射することによりシリンダ
全体に略均質な混合比の混合気を形成して行われる均質
燃焼とを切り換え制御するようになっている。 【0015】即ち、図に示す機関4は、機関運転条件
に応じて均質燃焼と成層燃焼とが切り換え制御される直
噴火花点火式内燃機関である。また、機関4の吸気通路
8には、スロットル弁9が介装されると共に、該スロッ
トル弁9開度を電子制御可能なスロットル弁制御装置
10が備えられている。 【0016】前記各種センサ類からの検出信号は、コン
トロールユニット11へ入力され、該コントロールユニッ
ト11は、前記センサ類からの信号に基づいて検出される
運転状態に応じて前記スロットル弁制御装置10を介して
スロットル弁9の開度を制御し、前記燃料噴射弁6を駆
動して燃料噴射量(燃料供給量) を制御し、前記点火栓
7の点火時期を制御する。 【0017】コントロールユニット11には、後述する機
関4の停止における制御のために、前記各種のセンサ類
からの検出信号の他、機関4と組み合わされる自動変速
機13におけるシフト位置(例えばP,R,N,D,2,
1)の信号が入力されると共に、イグニッションスイッ
チ14のON・OFF信号が入力される。 【0018】また、機関4は、電子制御式マウント15を
介して車体に搭載されており、コントロールユニット11
は前記電子制御式マウント15の減衰力を切り換え制御す
る。前記電子制御式マウント15は、例えば、マウント内
の流体オリフィスをロータリーバルブにて開閉すること
で、マウントの振動伝達率と減衰力とを切り換えるもの
である。 【0019】ここで、コントロールユニット11は、アイ
ドル時には振動伝達率が低くなるように前記電子制御式
マウント15の流体オリフィスを開く一方、走行時には、
より高い減衰力(通常の減衰力)を得るべく前記電子制
御式マウント15の流体オリフィスを閉じるが、機関の停
止時には、図のフローチャートに示すようにして電子
制御式マウント15を制御する。 【0020】図のフローチャートにおいて、S1で
は、イグニッションスイッチ14がONからOFFに切り
換えられたか否かを判別する。そして、イグニッション
スイッチ14がON状態であれば、S2へ進み、前記基本
の制御特性に従ってアイドル時か走行時かで電子制御式
マウント15の減衰力を制御する。 【0021】一方、イグニッションスイッチ14がONか
らOFFに切り換えられたことが判別されると、S3へ
進み、そのときの電子制御式マウント15の減衰特性がア
イドル時用に切り換えられているか否かを判別する。 【0022】そして、アイドル時用の比較的低い減衰力
に設定されているときには、S4へ進み、電子制御式マ
ウント15の減衰特性を走行時用の比較的高い特性(通常
の減衰力)に切り換える(流体オリフィスを閉じる)。 【0023】上記のようにして、イグニッションスイッ
チ14のOFF時、即ち、機関4の停止時に電子制御式マ
ウント15の減衰特性を高く切り換えれば、停止時の振動
を速やかに収束させることができる。然も、アイドル時
にはより低い減衰特性によって振動の伝達率が低く抑制
されるから、アイドル時の振動低減効果も確保できる。 【0024】一方、図のフローチャートは、機関停止
時の振動抑制のための燃焼制御を示すものである。この
のフローチャートにおいて、まず、S11では、シフ
ト位置が、ニュートラルN又はパーキングP以外(例え
ばR,D,2,1)からN又はPに切り換えられたか否
かを判別する(停止準備状態検出手段)。 【0025】シフト位置がN又はPに切り換えられた場
合には、その後に機関4が停止される可能性があり、N
又はPへの切り換えは停止準備状態と見做すことができ
る。そして、N又はPへの切り換えが判定されると、S
12へ進み、切り換えからの経過時間を計測するためのタ
イマーをセットし、S14へ進む。 【0026】S14では、成層燃焼を禁止して均質燃焼を
強制する処理を行う(停止時成層燃焼禁止手段)。次の
S15では、前記S12でセットしたタイマーを減算し、S
16では、前記減算処理によってタイマーが0になったか
否かを判別する。 【0027】タイマーが0にまで減算されるまでの間、
即ち、N又はPへの切り換えから所定時間(例えば25秒
程度)内であるときには、停止準備状態であるものと判
断して、S11へ戻る。 【0028】S11からS13へ進むと、前記タイマーの減
算途中であることから、S13からS14へと進んで、成層
燃焼の禁止状態を継続させる。そして、タイマーが0に
なるまで機関4を停止しなかった場合には、S16からS
17へ進み、成層燃焼の禁止を解除する。 【0029】通常、機関4を停止させるときには、ま
ず、N又はPにシフトしてからイグニッションスイッチ
14をOFFするので、N又はPへシフトされたときに
は、機関4がその後に停止される可能性があるもの(停
止準備状態)と見做して、成層燃焼を禁止し均質燃焼を
強制する。 【0030】均質燃焼時には、成層燃焼時(超リーン燃
焼時)に比べ同一負荷状態で吸入空気量が少なくなるこ
とから、圧縮仕事が抑制され、圧縮仕事によるトルク変
動を小さくできる。従って、成層燃焼を禁止させて均質
燃焼状態で機関4の停止が行われるようにしておけば、
機関4の燃料供給停止後に圧縮仕事がなされても大きな
振動の発生を抑制できることになる。 【0031】そこで、N又はPへシフトされたときには
予め成層燃焼を禁止し、機関4を停止させるときの振動
の抑制を図るが、N又はPへシフトされても機関4が停
止されるとは限らず、また、長期間成層燃焼を禁止する
ことは燃費性能の悪化等を招くことになるため、N又は
Pへシフトされてから所定時間内を停止準備状態と見做
し、この所定時間内に限って成層燃焼を禁止し、その後
は、成層燃焼を許可して停止時の振動抑制よりも燃費,
排気性能の確保を優先させる。 【0032】また、上記の成層燃焼の禁止措置に並行し
て、前述のように、イグニッションスイッチ14がOFF
されたときに電子制御式マウント15の減衰力を増大させ
るから、前記成層燃焼の禁止より抑制された振動を速や
かに収束させることができ、より一層の振動低減が図ら
れることになる。 【0033】尚、イグニッションスイッチ14がOFFさ
れてから吸気を絞っても、それまでにコレクタ部に充填
されていた空気がシリンダ内に吸引されることになり、
圧縮仕事を低減することができないので、予め成層燃焼
から均質燃焼に切り換えておく必要があり、上記のよう
に、停止準備状態で成層燃焼を禁止するようにしてあ
る。 【0034】上記構成では、N又はPへのシフトを停止
準備状態として判定させたが、この他、パーキングブレ
ーキの作動,電動格納式ドアミラーの格納,ドアロック
の解除などを停止準備状態の判定条件として付加しても
良い。
【図面の簡単な説明】 【図1】請求項記載の発明の基本構成ブロック図。 【図2】実施の形態における内燃機関のシステム構成
図。 【図3】実施の形態における機関停止時の電子制御式マ
ウントの制御を示すフローチャート。 【図4】実施の形態における機関停止時の燃焼制御を示
すフローチャート。 【符号の説明】 1…アクセル操作量センサ 2…クランク角センサ 3…エアフローメータ 4…内燃機関 5…水温センサ 6…燃料噴射弁 7…点火栓 8…吸気通路 9…スロットル弁 10…スロットル弁制御装置 11…コントロールユニット 12…燃焼室 13…自動変速機 14…イグニッションスイッチ 15…電子制御式マウント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 41/08 335 F02D 41/08 335

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料
    噴射弁を備えると共に、吸気行程にて燃料を噴射させて
    行う均質燃焼と、圧縮行程にて燃料を噴射させて行う成
    層燃焼とが切り換え可能に構成された内燃機関の燃焼制
    御装置において、前記内燃機関と組み合わされる自動変速機のシフト位置
    がニュートラルN又はパーキングPに切り換えられてか
    ら所定時間内を、機関の停止準備状態として検出する停
    止準備状態検出手段と、 前記機関の停止準備状態において前記成層燃焼を禁止し
    て均質燃焼を行わせると共に、前記所定時間後は、前記
    成層燃焼の禁止を解除する停止時成層燃焼禁止手段と、 を設けたこと を特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
JP34659697A 1997-12-16 1997-12-16 内燃機関の燃焼制御装置 Expired - Lifetime JP3427711B2 (ja)

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JP2003148222A (ja) * 2001-11-15 2003-05-21 Isuzu Motors Ltd 圧縮着火式内燃機関
JP5211885B2 (ja) * 2008-06-23 2013-06-12 日産自動車株式会社 エンジンの制御装置

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