JP3777910B2 - 自動停止機能付き内燃機関制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関制御装置に関し、特に、エンジン停止中の誤った燃料噴射を防止できる装置に関する。本発明は、エコラン等の自動停止機能付きの内燃機関制御装置に好適に適用される。そこで、本明細書では、主として自動停止機能付きの内燃機関制御装置に関連して本発明を説明する。ただし、本発明は、自動停止機能付きの内燃機関制御装置に限定はされず、他の内燃機関制御装置にも同様に適用可能である。
【0002】
【従来の技術】
エンジンの自動停止装置は、車両の運転の最中に機能する装置であり、所定の停止条件が成立するとエンジンを停止し、その後に所定の始動条件が成立するとエンジンを始動する。
【0003】
自動停止機能を備えた内燃機関制御装置の一形態は、いわゆるエコランシステムである。信号および渋滞などで停車しているときは、エンジンはアイドリング運転される。このアイドリング運転の代わりにエンジンを停止すれば、燃費が向上し、排気ガスの排出量が低減し、騒音も低減できる。そこで、エコランシステムでは車両が停止するとエンジンを一時的に停止し、次に車両が走行を開始するときにエンジンを再始動する。この種のシステムは、例えば特開平8−74613号公報に開示されている。
【0004】
自動停止機能を備えた内燃機関制御装置のもう一つの形態は、ハイブリッドシステムである。ハイブリッドシステムは、周知のようにエンジンとモータを用いて車両を駆動する。所定のエンジン停止条件が成立すれば、エンジンを停止して、モータ出力のみを用いて車両が走行する。その後、エンジン始動条件が成立すれば、エンジンを始動し、エンジン出力を車両駆動およびバッテリ充電に用いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料噴射制御について着目すると、エコランシステムおよびハイブリッドシステムといった自動停止機能付きシステムは、従来の典型的な燃料噴射制御機能を流用できる。この典型的な燃料噴射制御では、エンジンの回転数信号が入力されると、その入力信号に応答してエンジンに燃料噴射を指示するように設定されている。
【0006】
この回転数信号に関し、エンジン停止期間中に、エンジンが回転していないはずなのに回転数信号が誤って入力されることがある。誤入力は外来ノイズや車体の振動に起因して生じる。従来システムでは、誤入力された回転数信号に応答して、燃料が誤まって噴射される可能性がある。燃料の誤噴射は、プラグのかぶりによる始動性低下を招き、また燃費性能の低下を招く可能性がある。
【0007】
例えば、エコランシステムの一つの構成例では、通常のエンジンECUに加え、エンジンECUを制御する上位のエコランECUが設けられる。エンジンECUの燃料噴射制御には、エコランECUのない通常システムの制御を流用できる。この場合、エンジン自動停止中のエンジンECUは、エンジン回転中と同様に、イグニッションがオンであり、起動状態にある。エンジンECUは、自分の支配下にあるエンジン回転センサからの信号を見て、エンジンが回転すれば反射的に燃料を噴射する。したがって、回転数信号の誤入力があったときも燃料を噴射してしまう。
【0008】
例えば、高架道または橋の上で停車しているときに対向車線を大型車が通ると、車体が大きく揺れる。この振動によって回転数信号が瞬間的に入力される。この回転数信号に応答して、瞬時の間燃料が噴射される。車両が通過する度に少しずつ燃料噴射が繰り返され、燃料が無駄に消費される。
【0009】
ここでは、自動停止機能付きの内燃機関制御装置を取り上げて従来の問題を説明した。自動停止機能付きの内燃機関制御装置では、エンジン停止の頻度が高く、また元々燃費向上を目的としていることから、上記の問題が顕著に現れる。ただし、同様の問題は、自動停止機能を備えない通常の内燃機関でも同様に生じ得る。イグニッションスイッチをオンにして運転中モードに入った後、スタータオン前の状態、また、何らかの外乱等が原因でエンジンがストールした状態では、回転数の誤入力に応答して燃料が誤って噴射される可能性がある。
【0010】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンの停止中の誤った燃料噴射を防止できる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、本発明の内燃機関制御装置は、内燃機関の運転中に内燃機関の回転信号の入力に応答して内燃機関に燃料噴射を行う装置であり、エンジンECUにより内燃機関の運転が制御されるとともに上位ECUが所定の停止条件の成立によりエンジンECUにエンジン停止信号を送りエンジンを停止する自動停止機能付き内燃機関制御装置において、内燃機関の回転を示す回転信号を検出してエンジンECUに供給する回転センサと、前記回転信号の入力に応答してエンジンECUの指示により内燃機関に燃料噴射を行わせる燃料噴射制御手段と、を含み、さらに、エンジンECUによる内燃機関の運転中に上位ECUの自動停止機能により内燃機関の回転が停止した状態で前記回転信号が入力された場合でも、誤入力が行われたと判断される場合には、燃料噴射を禁止する噴射禁止手段を含む。
【0012】
本発明によれば、エンジンの停止状態で回転信号の誤入力が行われたときは燃料噴射を禁止する。したがって回転信号が誤って入力されたとしても、その誤入力に応答した燃料の誤噴射を防止できる。
【0013】
「内燃機関の運転中で内燃機関が停止した状態」には、エンジンがストールした状態を含んでよく、さらに、いわゆるイグニッションオン後でスタータ駆動前の状態を含んでよい。本発明の制御の観点からは、後者の状態も、イグニッションがオンされており、運転中のエンジン停止の一つである。
【0014】
本発明は、内燃機関の運転中に所定の停止条件が成立すると内燃機関を自動的に一時停止する自動停止機能を備えた内燃機関制御装置において、内燃機関の回転を示す回転信号を検出する回転センサと、前記回転信号の入力に応答して内燃機関に燃料噴射を行わせる燃料噴射制御手段と、内燃機関の運転中に内燃機関を自動停止した状態で前記回転信号が入力された場合でも、誤入力が行われたと判断される場合には、燃料噴射を禁止する噴射禁止手段と、を含むことを特徴とする。
【0015】
この態様は、自動停止機能付きの内燃機関制御装置に本発明が適用される。内燃機関制御システムは、エコランシステムおよびハイブリッドシステムを含む。
【0016】
本発明によれば、エンジンを自動停止した後、回転信号の誤入力が行われたときは燃料噴射を禁止する。したがって回転信号が誤って入力されたとしても、その誤入力に応答した燃料の誤噴射を防止できる。
【0017】
好ましくは、前記噴射禁止手段は、内燃機関の運転中に内燃機関が停止した状態で前記回転信号が入力された場合でも、内燃機関の始動のために電動機が駆動されない限りは、燃料噴射を禁止する。機関始動に用いる電動機は例えばスタータモータである。ハイブリッドシステムでは、車両駆動用のモータジェネレータが内燃機関の始動に好適に用いられる。
【0018】
本発明によれば、電動機の駆動状態に基づいて、回転信号の入力が誤入力か否かを確実に判定し、燃料の誤噴射を防止できる。逆に始動用に電動機が駆動されれば、必要な燃料噴射を行って内燃機関を適切に始動することができる。
【0019】
本発明の好ましい一態様は、前記内燃機関の回転信号が所定時間以上継続して入力されたときは、前記噴射禁止手段による燃料噴射の禁止を抑制する禁止抑制手段を含む。
【0020】
この態様はいわゆる押しがけに適切に対処できる。押しがけのときは、エンジン回転信号が入力され、かつ、始動用の電動機が駆動されない。したがって上述の燃料噴射の禁止条件が成立し、そのままでは押しがけ不能である。しかし、本発明では、回転信号が所定時間以上継続して入力されると、燃料噴射の禁止が抑制されるので、押しがけが可能である。
【0021】
上記の「所定時間」は以下のように設定される。外来ノイズ等による誤った回転信号は、一般に極短い時間しか入力されない。押しがけの場合には、より長い期間、回転信号が入力される。そこで「所定時間」は、誤った回転信号の入力時間より長い時間に設定する。さらに押しがけでの回転信号入力時間より短く設定する。
【0022】
本発明は、内燃機関制御装置以外の別の態様であってもよい。例えば本発明の別の態様は、内燃機関制御方法であり、エンジン自動停止始動装置であり、自動停止始動制御方法である。
【0023】
本発明の内燃機関制御方法の一態様は、所定の停止条件が成立すると内燃機関を自動的に一時停止する自動停止を行う内燃機関制御方法において、内燃機関の回転を示す回転信号の入力に応答して内燃機関に燃料噴射を行わせる燃料噴射制御を行うとともに、内燃機関の自動停止後は、前記回転信号が入力された場合でも、内燃機関を始動するために電動機が駆動されない限りは、燃料噴射を禁止する噴射禁止制御を行うことを特徴とする。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態(以下、実施形態という)について図面を参照し説明する。
【0025】
実施形態1.(エコランシステム)
図1は、本実施形態の内燃機関制御装置の構成を示すブロック図である。本実施形態では、自動停止機能付きの内燃機関制御装置の一形態としてのエコランシステムに本発明が適用される。
【0026】
図1において、エンジン1は従来一般の内燃機関である。スタータモータ2は、エンジン1を始動するための電動機であり、エンジン1のフライホイール等に取り付けられる。イグニッションキー装置3は運転席に備えられており、運転者が運転開始の際にキーを用いて操作する装置である。
【0027】
エンジン1には回転センサ5および燃料噴射装置7が設けられている。回転センサ5は、エンジン回転数(クランクシャフトの回転数)を示す回転数信号NEをエンジンECU10へと出力する。回転センサ5は例えばエンジン回転数に応じた周波数をもつパルス信号を出力する。
【0028】
エンジンECU10は、エンジン1を制御する電子制御装置であり、回転数信号NEに基づいて燃料噴射装置7を制御する。周知のように、エンジンECU10には、水温センサ、排気温センサ、吸気温センサ、アクセルスイッチ、ブレーキスイッチ等の他のセンサからも検出信号が入力され、またエンジンECU10は燃料噴射装置7以外に点火装置、スロットル装置等(図示せず)をも制御する。
【0029】
エコランECU12は、エンジンECU10の上位に位置付けられる電子制御装置であり、後述するエンジンの自動停止・自動始動機能を有する。
【0030】
上記のシステムにおいて、運転開始の際は、運転者がイグニッションキー装置3を操作して、キーポジションを「オン(イグニッションオン)」へ移動し、さらに「スタート」へ移動する。キー操作はエンジンECU10およびエコランECU12に伝えられ、イグニッションオンでECUが起動する。運転者が手を離すとキーはオン位置へ戻る。
【0031】
キーがスタート位置にあるとき、スタータモータ2に電力が供給され、スタータモータ2がエンジン1のクランクシャフトを回転し、回転センサ5が回転数信号NEを出力する。回転数信号NEの入力を受けたエンジンECU10は、燃料噴射装置7に燃料の噴射を指示し、さらに図示しない点火装置に点火を行わせる。これによりエンジン1が始動する。
【0032】
運転中、エンジンECU10は回転数信号NEに基づいてエンジン1の適切な燃料噴射量を算出し、その噴射量に対応する制御信号を噴射装置7へと出力する。噴射装置7は、エンジンECU10の指示にしたがって燃料を噴射し、これによりエンジン1が運転される。
【0033】
さらに、運転中は、エンジンの自動停止始動機能が以下のように実現される。エコランECU12は、車両の運転状態に基づいて、所定のエンジン停止条件が成立するか否かを監視している。
【0034】
手動変速機を備えた車両においては、エンジン停止条件の一例は、(1)車速が0であり、(2)シフトレバーがニュートラルポジションにあり、かつ(3)クラッチペダルが踏み込まれていること(クラッチが切断されていること)である。自動変速機を備えた車両においては、エンジン停止条件の一例は、(1)車速が0であり、(2)シフトレバーがニュートラルポジションにあり、かつ(3)ブレーキが踏み込まれていることである。
【0035】
エンジン停止条件が成立すると、エコランECU12はエコラン制御モードをエンジン回転モードからエンジン停止要求モードに設定変更し、さらに、停止要求信号STをエンジンECU10に送る。エンジンECU10は、停止要求信号STに応答して、燃料噴射を停止させ、エンジン1を停止させる。回転センサ5から回転数信号NEが入力されなくなると、エンジンECU10はエンジン1が停止したと判断する。
【0036】
エンジン停止(回転数0)は、エンジンECU10からエコランECU12に伝えられる。これを受けて、エコランECU12はエンジン停止要求モードに代えてエンジン停止モードを設定する。
【0037】
エコランECU12は、エンジン停止モードを設定した後、所定のエンジン始動条件が成立するか否かを監視する。手動変速機付きの車両においては、エンジン始動条件は、例えばクラッチペダルの踏み込み(クラッチの接続)である。
【0038】
エンジン始動条件が成立すると、エンジンECU10はエコラン制御モードとしてエンジン始動モードを設定するとともに、スタータモータ2を制御して、モータ2を回転させる。モータ2によりエンジン1がクランキングされ、回転センサ5が回転数信号NEをエンジンECU10に送る。エンジンECU10は回転数信号NEの入力を受けて燃料噴射装置7に燃料噴射を指示し、これによりエンジン1が始動する。
【0039】
このエンジン再始動では、エコランECU12からエンジンECU10への直接的な指示は出されない。エンジンECU10は、回転数信号NEの入力を受けてエンジン1に燃料を噴射させる。
【0040】
エンジンECU10は、回転数信号NEに基づき、エンジン回転数が所定の回転数(例えば500rpm程度)に達したとき、エンジン始動が完了したと判断する。始動完了(回転数上昇)はエンジンECU10からエコランECU12へ伝えられ、エコランECU12はエコラン制御モードとしてエンジン回転モードを設定する。
【0041】
上記のようなエンジンの自動停止制御により、信号待ちのときおよび渋滞路等において、アイドリング状態が継続される代わりにエンジンが停止する。したがって燃費が向上するとともに、排気ガスの排出量が低減し、騒音低減にも寄与できる。
【0042】
しかしながら、従来技術の問題点として、以下に説明するように、エンジンの自動停止中に回転数信号NEが誤って入力されると、それに応答して燃料が誤噴射される。上記システムでは、エンジン1の停止中もイグニッションオン状態にあり、エンジンECU10はエンジン1の回転中と同じ起動状態に置かれている。つまりエンジンECU10は、回転数信号NEが入力されればいつでも燃料噴射を指示する準備状態にある。したがって、外来ノイズまたは振動等に起因して回転数信号NEが誤って入力された場合にも、エンジンECU10は燃料噴射装置7に燃料の噴射を指示し、その結果、燃料の誤噴射が行われる。
【0043】
例えば車両が橋の上で渋滞のために停止していると仮定する。対向車線を大型車両が通ると車体が大きく揺れ、短期間ではあるが回転数信号NEが発生する。対向車線を車両が通過するたびに少しずつ燃料が噴射されてしまう。このような燃料噴射は、プラグのかぶりを引き起こしてエンジンの始動性を低下させる可能性があり、また燃費の低下を招く可能性がある。
【0044】
このような問題が生じるのは、エンジンECU10が、自分で入手している回転数信号NEだけをみて燃料噴射を行うか否かを独自に決定しているからである。そこで本発明では、噴射関連処理を改良し、他からの情報を参照して確認を取ることで、燃料の誤噴射を防止する。
【0045】
図2を参照して本発明の燃料誤噴射防止機能を説明する。S10では、エンジンECU10がエコラン制御モード信号、スタータ駆動信号およびエンジン回転数信号を入力する。
【0046】
エコラン制御モード信号はエコランECU12から送られてくる。スタータ駆動信号は、スタータモータ2が駆動されていることを示す信号であり、スタータモータ2から送られても、あるいはエコランECU12などから送られてもよい。他の制御処理を目的としてすでにエンジンECU10にスタータ駆動信号を入力するように構成されている場合もあり得る。この場合には、そのスタータ駆動信号をそのまま図2の本発明の処理に使用すればよい。またエンジン回転数信号はエンジン1の回転センサ5から入力される。
【0047】
S12では、エコラン制御モード信号がエコラン停止モードであるか否かを判定する。S12がNOであれば、S16で燃料噴射を許可し、S10に戻る。
【0048】
S12がYESの場合、S14にてスタータ駆動信号に基づきスタータ駆動中か否か(クランキング中か否か)を判定する。例えばエンジンの自動停止中に運転者がエンジンを始動しようと試み、イグニッションキーを回せば、スタータモータ2が駆動し、S14がYESになる。
【0049】
S14がYESの場合には、S16に進んで燃料噴射を許可する。したがって回転数信号NEの入力に応答してエンジンECU10は燃料噴射を行い、その結果エンジン1が始動する。
【0050】
S14がNOの場合、回転数信号NEが入力されたとしても、スタータモータ2は駆動されていない。したがって回転数信号の誤入力が発生したと考えられる。そこでS18に進み、回転数信号の入力に拘らず、燃料噴射を禁止し(燃料停止を継続し)リターンする。
【0051】
以上のように、本発明によれば、エンジンの自動停止モードにおいて回転数信号が入力されたとしても、その入力が誤入力と判断されるときには、具体的には、スタータモータが駆動されない限りは(始動要求がない限りは)、燃料を噴射しない。したがって、回転数信号の誤入力に応答して燃料を誤って噴射するのを防止できる。逆に、スタータモータが駆動されれば、エンジン始動が必要な状態であり、この場合には燃料噴射を許可して適当にエンジンを始動できる。
【0052】
次に、図3を参照し、本発明のさらに好適な態様について説明する。この態様では、本発明の燃料誤噴射防止機能が、さらに押しがけに好適に対処できる。なお、この態様に対応するシステム構成は図1と同様でよい。
【0053】
押しがけとは、周知のようにバッテリが上がったときなどにエンジンをかける手法である。クラッチ切断状態で車両を動かし、適当な速度が出たところでクラッチをつなぎ、車体の運動エネルギでエンジンを回して始動させる。
【0054】
押しがけでは、イグニッションがオンであり、回転数信号NEが発生し、かつスタータモータは駆動されていない。したがって、図2の制御処理を行ったのではS14の判定がNOとなり、燃料噴射が禁止され、エンジンが始動しない。これでは押しがけを行うことができない。
【0055】
そこで、本発明では押しがけを可能にするため、図3に示すようにS14の後にS15を挿入する。S15を設けたことを除き、図3の処理は図2の処理と同様である。
【0056】
S15では、回転数信号NEの入力がしきい時間t以上継続したか否かが判定される。しきい時間tは、押しがけによる回転数入力と外来ノイズによる回転数入力を区別するための定数である。
【0057】
通常、外来ノイズに起因する回転数信号の入力はごく短時間で終わる。一方、押しがけではより長い時間にわたって回転数信号が入力される。しきい時間tは、ノイズによる回転数信号の入力時間よりも長く、かつ、押しがけでの回転数信号の入力時間よりも短く設定されている。したがって、回転数信号がしきい時間tよりも長い時間に亘って入力されれば、押しがけが行われていると判定できる。
【0058】
そこで、S15がYESの場合はS16に進み燃料噴射を許可する。エンジンECU10の指示によりエンジン1で燃料が噴射される。その結果、スタータモータ2によりエンジンを駆動しないでもエンジン1を始動することができる。
【0059】
一方、S15がNOの場合には、回転数信号の入力時間が短いので、押しがけではなく、回転数信号の誤入力が行われたと分かる。そこで、図2と同様にS18で燃料噴射が禁止される。
【0060】
以上のように、本発明によれば、エンジン回転数信号がしきい時間t以上継続して入力されたときには燃料噴射の禁止を抑制する抑制手段を設けたことにより、押しがけの場合には適切に燃料噴射を行ってエンジンを始動できる。
【0061】
なお、図3のS15を設ける代わりに、S18の後ろに噴射禁止解除ステップを設けてもよい。すなわち燃料噴射禁止ステップの後に、噴射禁止解除ステップが位置する。しきい時間以上に亘って回転数信号が入力されると、一旦設定した燃料噴射の禁止設定が解除される。このような噴射禁止解除手段も、本発明の禁止抑制手段の一態様であり、本発明の範囲内に含まれる。また禁止解除手段と禁止抑制手段をまとめて噴射許可手段ということもできる。
【0062】
実施形態2.(ハイブリッドシステム)
次に、本発明のもう1つの好適な実施の形態について説明する。本実施形態では本発明がハイブリッドシステムに適用される。ハイブリッドシステムは周知のようにエンジンおよびモータを用いて車両を駆動するシステムである。ハイブリッドシステムとエコランシステムは、一見すると大きく異なったシステムである。しかしながら、所定の停止条件が成立すると自動的にエンジンを停止し、かつ所定の始動条件が成立するエンジンを自動的に始動するという点では、2つのシステムは共通しており、ともに自動停止機能付きの内燃機関制御装置である。そして本発明の原理は、ハイブリッドシステムにもエコランシステムと同様に適用される。
【0063】
図4を参照すると、ハイブリッドシステムはエンジン21およびモータジェネレータ22を有しており、それらは連結されている。実用化されている車両で周知のように、モータジェネレータ22を2つの電動機で構成し、モータジェネレータ22およびエンジン21をプラネタリギアで連結することも好適である。イグニッションキー装置23は、運転席に備えられて運転者により操作されるキー装置であり、キーポジションはエンジンECU30およびハイブリッドECU32に伝えられる。
【0064】
エンジン21には回転センサ25および燃料噴射装置27が設けられている。回転センサ25は、回転数信号NEとしてエンジン回転数に応じたパルス信号を生成し、信号NEをエンジンECU30に送る。エンジンECU30はエンジン21を制御する電子制御装置であり、回転数信号NEに基づいて燃料噴射装置27に燃料噴射を行わせる。上述の実施形態でも説明したように、エンジンECU30は、他のセンサからの入力信号もエンジン制御に使用する。またエンジンECU30は燃料噴射装置27以外に点火装置やスロットル装置も制御する。
【0065】
ハイブリッドECU32はエンジンECU30の上位に位置する制御装置であり、ハイブリッドシステム全体を制御する。ハイブリッドECU32は、モータジェネレータECU34を内蔵している。ただし、モータジェネレータECU34をハイブリッドECU32の外部に設けてもよいし、またエンジンECU30をハイブリッドECU32の内部に設けてもよい。
【0066】
図4のシステムにおいて、運転開始の際は、運転者がイグニッションキー装置23にキーを差し込み、そのキーを回す。キーはイグニッションオンの位置へ移動され、さらにスタート位置へと移動される。運転者がキーを放すと、キーはオン位置へと戻る。
【0067】
イグニッションキー装置23からエンジンECU30およびハイブリッドECU32へと、キーがスタート位置へと回されたことを示す信号が送られる。ハイブリッドECU32のモータジェネレータECU34は、エンジン始動のためにモータジェネレータ22を回転させる。すなわち、本実施形態では従来のスタータモータの代わりにモータジェネレータ22を用いてエンジンの始動が行われる。
【0068】
モータジェネレータ22が駆動すると、エンジン21のクランキングが行われ、クランク回転に応じて回転センサ25により回転数信号NEが出力される。エンジンECU30は、回転数信号NEの入力に応答して燃料噴射装置27に燃料を噴射させ、これによりエンジン21が始動する。
【0069】
エンジン始動後、エンジンECU30は回転数信号NEに基づいて適切な燃料噴射量を算出し、燃料噴射量に対応する制御信号を噴射装置27に送る。噴射装置27はエンジンECU30の制御の下で燃料を噴射し、これによりエンジン21は円滑に運転される。
【0070】
ハイブリッドECU32には、エンジンECU30からエンジンの運転状態等を示す信号が入力され、またバッテリECU(図示せず)からバッテリの充電状態を示す信号が入力され、さらに他のセンサおよびスイッチからシステムの各種の状態を示す信号が入力される。
【0071】
ハイブリッドECU32は、これらの入力信号に基づいてシステム全体を制御する。ハイブリッドECU32は、エンジンとモータジェネレータの適当な運転状態を決定する。エンジンを運転すべきか停止すべきかが決定される。また、モータジェネレータが発電機として発電を行うべきか、モータとして放電を行うべきかも決定される。このとき、エンジンとモータジェネレータの適切なトルク配分が算出され、エンジンの出力すべきトルク(エンジン要求トルク)が算出される。エンジン要求トルクは、ハイブリッドECU32からエンジンECU30に伝えられ、エンジンECU30はエンジン要求トルクをエンジン21に出力させる。
【0072】
エンジンの自動停止、自動始動は以下のように行われる。例えば大きな出力(車両駆動力)が不要であり、かつバッテリの充電量が十分に大きいとき、ハイブリッドECU32はエンジンを停止してもよいと判断する。そこでハイブリッドECU32は、エンジン停止要求フラグを立て、停止要求信号STをエンジンECU30へ送る。このときエンジン要求トルクも0になる。エンジンECU30は、停止要求信号STに応答して燃料噴射を停止させ、これによりエンジン21が停止し、回転数信号NEが発生しなくなる。
【0073】
エンジン停止後、ハイブリッドECU32は引き続きシステムの状態を監視する。ハイブリッドECU32は、バッテリの充電量が低下したとき、エンジン21の出力を用いてモータジェネレータ22に発電を行わせ、バッテリを充電した方がよい、と判断する。
【0074】
このときハイブリッドECU32は、モータジェネレータ22を制御して、モータジェネレータ22にエンジン21のクランキングを行わせる。エンジン21のクランクシャフトが回転し、回転数センサ25により回転数信号NEが検出される。この回転数信号NEを受けてエンジンECU30が燃料噴射装置27に燃料を噴射させ、その結果エンジン21が始動する。
【0075】
以上のように、ハイブリッドシステムではエンジンおよびモータジェネレータを効率よく制御して燃費の向上が図られ、この制御処理の中でエンジンの自動停止および自動始動が行われる。
【0076】
しかしながら、このようなハイブリッドシステムにも、エコランシステムと類似した問題がある。エンジンECU30は、エンジンの停止中も回転中と同じ状態にある。すなわちイグニッションがオンであり、エンジンECU30は、回転数信号NEが入力されるといつでも燃料噴射を行う準備状態にある。そのため、外来ノイズまたは他の原因によって回転数信号が誤って入力されると、エンジンECU30が燃料噴射装置27に燃料を噴射させてしまう。例えば車両が路上の凹凸を乗り越えたとき、車体の揺れによって回転数信号NEが発生する。凹凸が連続すると、凹凸を乗り越えるたびに少しずつ燃料が噴射される。この燃料噴射は誤りであり、プラグかぶりによるエンジン始動性の低下を招く可能性があり、また燃費の悪化を招く可能性がある。
【0077】
このような問題が生じるのは、上述のエコランシステムの場合と同様に、エンジンECU30が自分の入手した回転数信号NEだけを見て、燃料噴射の要否を独自に決定しているからである。そこで、本発明は上記の課題に鑑み、回転数信号に加えて外部からの信号を参照し確認をとることで、燃料の誤噴射を防止する。
【0078】
図5は本実施形態の燃料誤噴射防止機能に対応した制御処理を示すフローチャートである。S20では、エンジンECU30がエンジン要求トルク、モータジェネレータ駆動信号およびエンジン回転数信号を入手する。エンジン要求トルクはハイブリッドECU32から入力される。モータジェネレータ駆動信号もハイブリッドECU32から入力されるが、この信号をモータジェネレータ22などから入力するように構成してもよい。またエンジン回転数信号はエンジン21の回転センサ25から入力される。
【0079】
S22ではエンジン要求トルクが0であるか否かを判定する。エンジン要求トルクが0でなければ、S26で燃料噴射が許可され、S20に戻る。モータジェネレータとともにエンジンが回り、燃料供給によりエンジンが駆動して、要求トルクを発生する。
【0080】
S22がYESの場合、モータジェネレータ駆動信号に基づき、モータジェネレータをエンジン始動のために駆動中か否かが判定される。ハイブリッド自動車では、通常はモータジェネレータは車両の駆動力を得るために、またはバッテリの充電のために用いられており、エンジン始動のためには用いられていない。この状態ではS24の判定はYESにならない。モータジェネレータをエンジン始動のために駆動中(車両の駆動などの他の目的とエンジン始動との両方に用いている状態を含む)のときのみS24の判定がYESになる。
【0081】
またS24は、例えば運転者がイグニッションキーを回したときにYESになる。エンジン停止状態(モータのみを用いた走行状態)にあることが運転席のディスプレイに表示されたとする。この表示を見た運転者が、エンジン運転状態への切換えを試みてイグニッションキーを回すと、モータジェネレータを用いたクランキングが行われ、S24がYESになる。またもう一つの例として、S24は、運転者がエアコンスイッチが押したときにYESになる。エアコンスイッチが押されたときに、エアコン運転状態を確保するべく、エンジンを始動するように構成することが考えられる。ただし、どのような条件でクランキングを行うか(S24がYESになるか)は、上記に限定されず、他の条件を採用したシステムも本発明の範囲内に含まれる。
【0082】
S24の判定がYESであれば、S26で燃料噴射が許可される。したがって、クランキングとともに燃料が噴射されて、エンジンが始動する。
【0083】
一方、S24の判断がNOであれば、エンジン21をクランキングしていないのに回転数信号NEが入力されている。したがって外来ノイズ等に起因した回転数の誤入力が発生したと考えられる。そこで、S28で燃料噴射を禁止し(燃料噴射の停止を続行し)、リターンする。
【0084】
以上のように、ハイブリッドシステムにおいても本発明の効果が同様に得られる。図4のハイブリッドシステムでは、スタータモータの代わりにモータジェネレータがエンジン始動用電動機として機能している。このモータジェネレータがエンジン始動のために駆動中でないかぎりは、エンジン回転数信号NEが入力されたとしても燃料の噴射を禁止する。これにより燃料の誤噴射を防止することができる。
【0085】
以上、本発明の好適な実施の形態を図1のエコランシステムおよび図4のハイブリッドシステムを取り上げて説明した。ただし、本発明は、本実施形態以外の、自動停止始動機能付きの内燃機関制御システムにも同様に適用可能なことはもちろんである。例えば、エコランシステムの一形態であるMGエコランといわれるシステムにも本発明を同様に適用できる。MGエコランシステムでは、エンジン自動始動時の始動性を向上するために、スタータモータよりも大型のエコラン用電動機が設けられる。エコラン用電動機は、スムーズな始動のためにベルト等を介してエンジンに連結することが好適である。本発明の適用により、エンジンの自動停止後にエンジン回転数信号が入力されたとしても、エコラン用電動機が駆動されていなければ燃料の噴射を禁止する。これにより燃料の誤噴射を防止することができる。
【0086】
実施形態3.
次に、本発明のもう1つの実施形態について説明する。
【0087】
上述の実施形態では、エコランシステムおよびハイブリッドシステムのような自動停止機能付きの内燃機関制御装置に本発明が適用された。本実施形態では、自動停止機能を備えない一般の内燃機関制御装置に本発明が適用される。
【0088】
図6は、本実施形態の内燃機関制御装置の構成を示している。図6の装置において、図1の装置と同様の構成要素には同一符号が付けられている。図6および図1の装置の相違点は、図6の装置には自動停止機能(エコラン機能、アイドリングストップ機能)が備えられていないことである。この相違点に対応して、本実施形態のシステムではエコランECUは設けられていない。
【0089】
しかしながら図6の装置においても、図1の装置と同様に、エンジンECU10は、回転センサ5から回転数信号NEが入力されると、反射的に燃料噴射装置7に燃料噴射を指示する。
【0090】
ここで、エンジン運転中にエンジンが停止した状態を考える。例えば、何らかの外乱によるエンジンストールが該当する。また、キー操作としてイグニッションオン操作のみが行われ、スタータオン操作が行われていない状態も、運転中のエンジン停止状態と考えることができる。例えば、窓開閉等の機器動作ためにイグニッションオン操作が行われた状態である。イグニッションがすでにオンされており、エンジンECU10はエンジンストールと同じ状態におかれている。
【0091】
このエンジン停止状態では、イグニッションがオンであり、エンジン回転数信号が入力されればいつでも燃料を噴射できる準備状態にある。この状態で回転数信号NEが誤って入力されたとする。例えば橋の上で停車中に振動が原因で誤入力が生じうる。また路面ヒータの電波ノイズが原因で誤入力が生じうる。回転数信号の誤入力に応答して燃料も誤って噴射される可能性がある。本実施形態は、以下のようにして、噴射誤動作の防止を図る。
【0092】
図7を参照すると、S30では、エンジンECU10がイグニッションスイッチ信号、スタータ信号およびエンジン回転数信号を入力する。イグニッションスイッチ信号はイグニッションキー装置3から送られてくる。
【0093】
S32では、エンジン回転中か否かを判定する。エンジン回転数NEが所定の判定値k1より大きい状態がN1秒継続すれば、エンジン回転中と判定され、S36で燃料噴射を許可し、S30に戻る。判定値k1は、例えばアイドリング回転数より少し小さな適当な値に設定される。エンジン始動完了判定に用いる値と同じでもよい。
【0094】
S32がNOであれば、S34で「イグニッションオンかつスタータオフ」か否かを判定する。S34がNOであれば、エンジン始動のためにスタータモータが駆動されているので、S36に進み燃料噴射を許可する。したがって回転数信号NEの入力に応答してエンジンECU10は燃料噴射を行い、その結果エンジン1が始動する。
【0095】
S34がYESの場合、回転数信号NEが入力されたとしても、スタータオフであるので、回転数信号の誤入力が発生したと考えられる。そこでS38に進み、回転数信号の入力に拘らず、燃料噴射を禁止し(燃料停止を継続し)リターンする。
【0096】
以上に説明したように、本実施形態によっても、上述した他の実施形態と同様に、回転数信号の入力が誤入力と判断されるときには、具体的には、スタータモータが駆動されない限りは、燃料を噴射しない。したがって、回転数信号の誤入力に応答して燃料を誤って噴射するのを防止できる。
【0097】
そして本実施形態で説明したように、本発明は、エコラン等の自動停止機能を備えない一般の内燃機関制御装置にも適用できる。
【0098】
また本実施形態でも、上述の実施形態1と同様に、回転数信号が所定時間以上継続して入力されるときは、燃料噴射を許可することが好適で、いわゆる押しがけに対応できる。
【0099】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、エンジンが停止した状態でエンジン回転を示す信号が入力されたとしても、信号の誤入力があったと判断されるとき、具体的にはエンジン始動用の電動機が駆動されていなければ、燃料の噴射を禁止する。したがって外来ノイズ等による回転数信号に応答しての燃料の誤噴射を防止できる。その結果、点火プラグのかぶりによる始動性低下を防止することができ、また燃料の無駄な消費をなくして燃費の向上を図ることができる。
【0100】
さらに、本発明によれば、エンジンの回転を示す信号が所定時間以上継続して入力されたときには上記の燃料噴射の禁止を抑制する。押しがけの際にも回転数信号の誤入力と誤解して燃料噴射を禁止するのを防止でき、これにより押しがけが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の好適な実施の形態のエコランシステムを示すブロック図である。
【図2】 図1のシステムでの燃料誤噴射防止処理を示すフローチャートである。
【図3】 図2の処理を押しがけに対処するために改良した処理を示すフローチャートである。
【図4】 本発明のもう1つの実施形態であるハイブリッドシステムを示すブロック図である。
【図5】 図4のシステムの燃料誤噴射防止処理を示す図である。
【図6】 本発明のもう1つの実施形態の内燃機関制御システムを示すブロック図である。
【図7】 図6のシステムの燃料誤噴射防止処理を示す図である。
【符号の説明】
1,21 エンジン、2 スタータモータ、3,23 イグニッションキー装置、5,25 回転センサ、7,27 燃料噴射装置、10,30 エンジンECU、12 エコランECU、22 モータジェネレータ、32 ハイブリッドECU、34 モータジェネレータECU。
Claims (3)
- エンジンECUにより内燃機関の運転が制御されるとともに上位ECUが所定の停止条件の成立によりエンジンECUにエンジン停止信号を送りエンジンを停止する自動停止機能付き内燃機関制御装置において、
内燃機関の回転を示す回転信号を検出してエンジンECUに供給する回転センサと、
前記回転信号の入力に応答してエンジンECUの指示により内燃機関に燃料噴射を行わせる燃料噴射制御手段と、
を含み、さらに、
エンジンECUによる内燃機関の運転中に上位ECUの自動停止機能により内燃機関の回転が停止した状態で前記回転信号が入力された場合でも、誤入力が行われたと判断される場合には、燃料噴射を禁止する噴射禁止手段を含むことを特徴とする自動停止機能付き内燃機関制御装置。 - 請求項1に記載の自動停止機能付き内燃機関制御装置において、
前記噴射禁止手段は、エンジンECUによる内燃機関の運転中に上位ECUの自動停止機能により内燃機関の回転が停止した状態で前記回転信号が入力された場合でも、内燃機関の始動のために電動機が駆動されない限りは、燃料噴射を禁止することを特徴とする自動停止機能付き内燃機関制御装置。 - 請求項1又は2のいずれかに記載の自動停止機能付き内燃機関制御装置において、
前記内燃機関の回転信号が所定時間以上継続して入力されたときは、前記噴射禁止手段による燃料噴射の禁止を抑制する禁止抑制手段を含むことを特徴とする自動停止機能付き内燃機関制御システム。
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