JP4058965B2 - 内燃機関の停止制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディーゼルエンジンなどの内燃機関を、目標とする回転角度位置で停止させるように制御するための装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関を停止させる場合に、再始動時の始動性を向上させるために、すなわち再始動操作に伴って内燃機関が迅速に完爆状態になるようにするために、内燃機関の停止位置(停止時のクランク角度;回転角度位置)を制御することがおこなわれている。例えば、複数の気筒に個別に燃料を噴射する構成の内燃機関では、各気筒の動作状態を判別して圧縮行程の気筒に対して燃料を噴射することになる。しかしながら、内燃機関が停止している状態では、気筒の判別をおこなうことができないので、始動のために内燃機関をモータリング(クランキング)した直後に気筒が判別されるように、停止位置を制御することがある。
【0003】
このような制御をおこなう装置の一例が、特開2001−152891号公報に記載されている。この公報に記載された発明は、エンジンのクランク角度から圧縮上死点のシリンダを判別し、イグニッションスイッチを操作することによるエンジンの停止時には、判別された圧縮上死点のシリンダに基づいて所定のシリンダから燃料の停止をおこなうように構成されている。この公報に記載された発明では、燃料の停止を開始するシリンダを特定できることにより、エンジンが停止した際のクランク角度領域を特定でき、その結果、停止クランク角度範囲からエンジンの回転方向に一番近い位置に気筒判別のマーキングを施すことにより、気筒判別を早期化できる、としている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公報に記載された発明では、所定のシリンダから燃料カットを開始することにより、エンジンの停止クランク角度範囲が定まった位置となるように制御している。すなわち、燃料の供給を停止した後は、エンジンの有する慣性エネルギが摩擦ロスやポンピングロスなどで消費され、ついにはエンジンが停止することになるが、燃料の供給停止後にエンジンが回転する回数がほぼ定まっているので、燃料カットを開始するシリンダを特定することにより、停止クランク角度範囲を特定できる。
【0005】
上記の公報に記載されているように、所定のシリンダから燃料カットを開始すれば、エンジンを所定クランク角度範囲で停止させることができるが、慣性力による回転は、燃料の供給を完全に停止した後も幾分かは生じるから、燃料のカットのみをおこなったのでは、吸入した空気を圧縮することによる出力トルクの低下と、その後の空気の膨張による出力トルクの増大とが連続して生じることがある。このようなトルクの変動は、吸入した空気の量が多いほど大きくなるので、これがエンジンの停止する直前の振動として現れ、違和感の原因となる。特に、ディーゼルエンジンでは、圧縮比が大きいので、燃料の供給を停止した後の吸入空気量が相対的に多い場合には、出力トルクの変動による振動が顕著になる可能性がある。
【0006】
また、最近では、NOx の低減のために排気循環システムを採用している内燃機関があり、この種の内燃機関では循環させた排気が空気と共にシリンダに吸入される。したがって、その排気の循環量が通常の運転時と同様に確保されていれば、上記のように、燃料の供給を停止した後の吸気量が多くなるので、内燃機関の停止直前の振動の原因となる可能性がある。このような不都合を回避するために、内燃機関の停止制御が開始された後は、排気の循環を停止することが考えられる。しかしながら、排気の循環を停止すると、シリンダの内部の酸素の量が増大するので、燃料の燃焼が促進されてしまい、急激な燃料による燃焼音(いわゆるディーゼルノック)が発生し、これが搭乗者に違和感与える可能性があった。
【0007】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、目標とする回転角度位置に内燃機関を停止させるにあたって、違和感を生じさせることなく円滑に停止させることのできる停止制御装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、内燃機関を停止させる際に、燃料の供給と併せて、空気や循環排気の量を制御するように構成したことを特徴とするものである。すなわち請求項1の発明は、自動停止および該自動停止後の再始動を自動的に行うエコラン制御が可能なように構成された内燃機関を予め定めた回転角度位置に停止させるべく燃料の噴射を制御する内燃機関の停止制御装置において、燃料を最終に噴射する時点の吸気量を、アイドリング時より少なくかつ失火の生じない少量に抑制する吸気抑制手段を備えていることを特徴とする停止制御装置である。
【0009】
したがって請求項1の発明では、内燃機関を停止する場合、目標とする回転角度位置で停止させるために、燃料の噴射を停止する順序あるいは最終の燃料噴射のタイミングなどが制御される。その最終の燃料の噴射の時点での吸気量が、アイドリング時の吸気量より少なくかつ失火の生じない程度の少量に抑制される。その結果、最終に噴射した燃料が確実に燃焼するとともに、内燃機関が過剰に回転することが防止されて予め定められた目標とする回転角度位置に停止する。
【0010】
また、請求項2の発明は、請求項1の構成に加えて、燃料を最終に噴射した後に、前記吸気量を制御するバルブを全閉とするよう構成されていることを特徴とする停止制御装置である。
【0011】
したがって請求項2の発明では、燃料の噴射が終了した後は、吸気が止められるので、内燃機関が慣性で回転する間の振動を防止もしくは抑制することができ、さらに確実かつ早期に内燃機関を停止させることができる。
【0012】
さらに、請求項3の発明は、自動停止および該自動停止後の再始動を自動的に行うエコラン制御が可能なように構成された内燃機関が排気の一部を吸気側に循環させる排気循環機構を備え、予め定めた回転角度位置に停止させるべく前記内燃機関の燃料の噴射を制御する内燃機関の停止制御装置において、燃料を最終に噴射する時点の排気の循環量を、燃料の最終噴射時より前の循環量より少ない量に低下させる排気循環低減手段を備えていることを特徴とする停止制御装置である。
【0013】
したがって請求項3の発明では、内燃機関の運転中には、必要に応じて、排気の一部が吸気側に循環させられ、またその内燃機関を停止させる場合、目標とする回転角度位置で停止させるために、燃料の噴射を停止する順序あるいは最終の燃料噴射のタイミングなどが制御される。その最終の燃料の噴射の時点での排気の循環量が、それ以前の量よりも低減される。その結果、最終に噴射した燃料の燃焼が、循環させられた少量の排気を含んだ状態で生じるので、緩慢な燃焼を生じさせて、いわゆる燃焼音(ディーゼルノック)などの異音や振動が防止もしくは抑制される。
【0014】
そして、請求項4の発明は、自動停止および該自動停止後の再始動を自動的に行うエコラン制御が可能なように構成された内燃機関が排気の一部を吸気側に循環させる排気循環機構を備え、予め定めた回転角度位置に停止させるべく前記内燃機関の燃料の噴射を制御する内燃機関の停止制御装置において、燃料を最終に噴射した後に、前記排気の循環量を制御する排気循環制御弁を全閉にする排気循環低減手段を備えていることを特徴とする停止制御装置である。
【0015】
また、請求項5の発明は、自動停止および該自動停止後の再始動を自動的に行うエコラン制御が可能なように構成された内燃機関が排気の一部を吸気側に循環させる排気循環機構を備え、予め定めた回転角度位置に停止させるべく前記内燃機関の燃料の噴射を制御する内燃機関の停止制御装置において、燃料を最終に噴射する時点の吸気量を、アイドリング時より少なくかつ失火の生じない少量に抑制する吸気抑制手段と、燃料を最終に噴射した後に、前記排気の循環量を制御する排気循環制御弁を全閉にする閉弁手段とを備えていることを特徴とする停止制御装置である。
【0016】
したがってこれら請求項4の発明および請求項5の発明によれば、最終の燃料噴射の時点およびその後に内燃機関に吸入される気体の量が少なくなるので、最終に噴射した燃料の燃焼を確実に生じさせるとともに内燃機関が早期かつ確実に停止させられ、さらには停止に至る過程での振動が抑制される。
【0017】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする内燃機関について説明すると、この発明における内燃機関は、燃料や空気の供給およびその停止、あるいは点火のオン・オフなどによって自動停止および自動的な再始動の可能な内燃機関であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンあるいはガスを燃料としたエンジンなどがその例である。図4には、内燃機関(エンジン)1の例としてディーゼルエンジンを示してあり、ここに示す例は、燃料をシリンダ2,3,4,5の内部に直接噴射するいわゆる直噴式のエンジンであり、排気浄化のための排気再循環機構(EGR)を備えている。なお、仮に図4の左から順に#1シリンダ2、#2シリンダ3、#3シリンダ4、#4シリンダ5とし、圧縮上死点に至る順序は、#1シリンダ2、#3シリンダ4、#4シリンダ5、#2シリンダ3である。
【0018】
すなわち、各シリンダ2,3,4,5のそれぞれに、燃料を高圧で噴射するインジェクタ6,7,8,9が設けられており、これらのインジェクタ6,7,8,9が、高圧に加圧された燃料を一時的に貯留するコモンレール10に接続されている。また、各シリンダ2,3,4,5にはそれぞれグロー11,12,13,14が設けられている。
【0019】
燃料を加圧する燃料ポンプ15は、いわゆるプランジャタイプのポンプであって、図5に示すように、カムシャフト16と一体となって回転する楕円カム17によって押圧され、またリターンスプリング18によって復帰移動するようになっている。したがってカムシャフト16が、クランクシャフト(図示せず)の2回転のうちに1回転し、また楕円カム17は長軸方向の両端部でプランジャを押圧するようになっているので、クランク角(CA)で360度CA毎に燃料の吸入と圧送とをそれぞれ1回おこなうようになっている。
【0020】
各シリンダ2,3,4,5に吸気を分配して供給するインテークマニホールド19が、排気式過給機20におけるコンプレッサー21に接続されている。このコンプレッサー21からインテークマニホールド19に到る吸気管路に、加圧されて温度の上昇した吸気を冷却するインタークーラ22と、吸気量を制御する吸気絞り弁23とが介装されている。その吸気絞り弁23は、モータなどのアクチュエータ(図示せず)によって電気的に制御できるように構成されている。
【0021】
他方、各シリンダ2,3,4,5の排気ポートに接続されたエキゾーストマニホールド24が、前記過給機20における排気タービン25に接続されている。さらにこの排気タービン25が、排気浄化触媒を備えた触媒コンバータ26に連通されている。
【0022】
そして、各シリンダ2,3,4,5で発生した燃焼排ガスの一部をインテークマニホールド19に導く排気再循環管路27が設けられ、その排気再循環管路27には、排ガスを冷却するEGRクーラ28と、排ガスの流量を制御するEGRバルブ29とが、エキゾーストマニホールド24側からここに挙げた順に介装されている。
【0023】
また、上記のエンジン1は通常のエンジンと同様に、始動時には外力によって完爆回転数まで強制的に回転させる必要があり、そのための回転駆動機構としてスタータ30が付設されている。このスタータ30は、適宜の構成のものを採用することができ、例えば起動信号によってピニオンギヤ(図示せず)を前進させて、エンジン1におけるリングギヤ(図示せず)に噛合(すなわち係合)させ、その状態でエンジン1を回転させる構成のものを採用することができる。
【0024】
上記のエンジン1は、停車中でかつ制動操作されるなどの所定の条件が成立することにより、自動停止させられ、その後に制動操作が解除されるなどの停止条件が成立しなくなることにより、自動的に再始動されるいわゆるエコラン制御が可能なように構成されている。その制御のためのエンジン用電子制御装置(E−ECU)31と、エコラン用電子制御装置(ECO−ECU)32が設けられている。
【0025】
これら電子制御装置31,32は、マイクロコンピュータを主体として構成されたものであって、エンジン用電子制御装置31は、入力されたデータに基づいて演算をおこない、エンジン1の動作状態を制御するように構成されている。具体的には、始動要求があった場合にスタータ30を駆動してそのギヤをエンジン1側のギヤに噛み合わせるとともにエンジン1をクランキングし、また、加減速の要求に基づいて燃料の噴射量を制御し、必要に応じてこれと併せて吸気絞り弁23やEGRバルブ29の開度を制御し、さらには加減速要求に基づいて過給機20による過給圧を制御するように構成されている。
【0026】
エコラン用電子制御装置32は、入力されたデータに基づいて演算をおこなって、エンジン1の停止条件や始動条件の成立を判定し、その判定結果に基づいてエンジン用電子制御装置31に対してエンジン1の停止要求や始動要求を出力するようになっている。その停止条件は、例えば車速がゼロと判定され、かつブレーキ操作されていることが判定されることである。また始動条件は、ブレーキ操作が解除されるなど、停止条件の内容のいずれかが成立しなくなることである。エンジン用電子制御装置31は、これら停止要求や始動要求があった場合には、その要求に従ってエンジン1の停止もしくは始動の制御を実行し、またこれらの要求がない場合には、アクセル開度に代表される駆動要求量に応じてエンジン1の出力(より具体的には燃料噴射量)を制御するように構成されている。
【0027】
これらの制御をおこなうために、電子制御装置31にアクセル開度センサ33およびクランク角度センサ34ならびにクランク角度基準位置センサ35が接続されている。また、特には図示していないが、いずれかの電子制御装置31,32には、車速信号などの他の適宜の信号が入力されている。
【0028】
そのクランク角度センサ34は、エンジン1におけるクランク軸(図示せず)の回転角度を検出し、またその検出信号を利用してエンジン1の回転速度(回転数)を検出するためのセンサであり、図6に示すように、クランク軸が1回転することにより1回転するタイミングロータ36と、その外周側の所定位置に配置されたピックアップ37とを備えている。そのタイミングロータ36は、外周縁に、所定角度(例えば10度)ごとに突起もしくは歯を形成した円盤状もしくは歯車状の部材であり、その突起もしくは歯が、一部で欠けており、その部分がいわゆる歯欠け部38とされている。また、ピックアップ37は、いわゆる電磁ピックアップであって、タイミングロータ36の突起もしくは歯が接近した後、離れるごとにパルス信号を出力するように構成されている。
【0029】
したがって、クランク角度センサ34は、前記歯欠け部38からの角度としてクランク軸の回転角度を検出できるようになっている。より具体的に説明すると、4気筒の4サイクルエンジンの例では、2つのシリンダ(例えば1番目に燃焼するシリンダと3番目に燃焼するシリンダ)におけるピストンが同時に上死点に到達し、いずれか一方が圧縮行程での上死点となり、かつ他方が排気行程での上死点となるので、これらの上死点が前記歯欠け部38から所定の角度(一例として210度)となるように、歯欠け部38とピックアップ37との相対位置が設定されている。
【0030】
また一方、クランク角度基準位置センサ35は、クランク軸が2回転して1サイクルを完了するように構成されていることに伴い、クランク軸が2回転する間の角度の基準位置を与えるためのセンサであり、図7に示すように、クランク軸が2回転する間に1回転する回転部材(例えばカムシャフトタイミングプーリー)39の外周部に1つの突起40が形成され、その突起40に感応してパルス信号を出力するピックアップ41が前記回転部材39の外周側に配置されている。なお、この突起40とピックアップ41との相対位置は、上記のクランク角度センサ34におけるピックアップ37が歯欠け部38を検出した後、クランク軸が所定の角度(一例として120度)回転する間にピックアップ41が突起40を検出する位置に設定されている。
【0031】
したがってこれらの各センサ34,35によって、2回転する間のクランク軸の角度位置、および各シリンダの行程を検出できるようになっている。一例を示せば、前記クランク角度センサ34が歯欠け部38からの前記所定角度(一例として210度)を検出した時点では、2つのシリンダにおける各ピストンが上死点に位置している。その所定の角度(210度)の回転の間に、クランク角度基準位置センサ35において、ピックアップ41が突起40を検出したとすると、例えば燃焼順序が1番目のシリンダにおいて圧縮行程が終了してピストンが上死点に到達し、かつ燃焼順序が3番目のシリンダにおいて排気行程が終了してピストンが上死点に到達しているものと判定される。他のシリンダについては、これに準じてその行程が判定される。なお、この種のクランク軸の角度位置やそれに基づく燃料を噴射するシリンダの判別をおこなう技術としては、例えば特開平11−62681号公報に記載されている技術を採用できる。
【0032】
上述したようにこの発明で対象とするエンジン1は、クランク角度センサ34の信号(Ne 信号)とクランク角度基準位置センサ35の信号(G1 信号)とに基づいて気筒判別をおこなうので、クランクシャフトが停止状態から2回転すれば必ず気筒判別することができるが、クランクシャフトの停止角度位置によって回転し始めた直後に気筒を判別することができる。また、同様に、クランクシャフトが1回転すれば、その間にカムシャフト16およびこれと一体の楕円カム17が180度回転するので、燃料を圧送することができるが、上記のクランクシャフトが回転し始めた直後の気筒判別に合わせて、燃料ポンプ15で燃料を圧送させることができる。
【0033】
図1ないし図3はこの発明の制御装置で実行される制御の一例を概念的に示しており、図1は制御フローチャートを示し、図2および図3はタイムチャートを示している。先ず、この発明による停止制御は、上記のエンジン1を搭載した車両の動作状態が所定の条件を満たした場合にエンジン1を自動的に停止し、その条件が成立しなくなった場合にエンジン1を自動的に再始動するエコラン制御によって実行される。したがってエコラン制御による停止要求(エコランON)が成立しているか否かが判断される(ステップS1)。具体的には、前述したエコラン用電子制御装置32からエンジン用電子制御装置31に停止要求信号が入力されているか否かが判断される。このステップS1で否定的に判断された場合には、特に制御をおこなうことなくリターンする。
【0034】
これに対してエンジン1の停止要求が成立していることにより、ステップS1で肯定的に判断された場合には、その時点のエンジン1の回転角度位置が判断される(ステップS2)。例えば#1シリンダ2の圧縮上死点(TDC)を越えかつ#3シリンダ4の圧縮上死点に至る前の回転角度位置を含むAゾーン(#1シリンダ2のTDC〜#4シリンダ5のTDCまで:図2参照)に入っているか、あるいは#4シリンダ5の圧縮上死点(TDC)を越えかつ#2シリンダ3の圧縮上死点に至る前の回転角度位置を含むBゾーン(#4シリンダ5のTDC〜#1シリンダ2のTDCまで:図2参照)に入っているかが判断される。これは、気筒判別位置に至る前で最も早期に燃料の噴射を停止できるシリンダを選択するためである。
【0035】
ついで、目標アイドル回転数を読み取る(ステップS3)。この目標アイドル回転数は、空調用コンプレッサーやパワステ用油圧ポンプあるいは電気負荷などの負荷に応じて設定されているアイドル回転数であり、エコラン制御でエンジン1を停止させる場合、停止の直前ではエンジン1が必ずアイドル回転数になるからである。また、その回転数に応じてエンジン1の慣性エネルギが異なり、燃料の噴射停止後、エンジン1が止まるまでの回転角度がその慣性エネルギによって異なるからである。
【0036】
一方、エンジン1の気筒の判別をおこなうことのできる回転角度位置は、上述した各センサ34,35の構成によって決まっている。また、燃料ポンプ15が燃料を圧送する回転角度位置も、上述したように機構上、決まっている。したがってエンジン1を再始動する場合に、気筒の判別とその直後に燃料ポンプ15が圧送行程となる回転角度位置が機構上決まるので、エンジン1の停止位置を、そのような角度位置に設定するための最終燃料噴射気筒が決定される(ステップS4)。すなわち燃料の噴射を停止した後にエンジン1が惰性回転する角度もしくは回転回数は、上記の目標アイドル回転数に基づいて求まるので、エンジン1を停止させるべき回転角度位置に対してその惰性回転する角度だけ手前の位置を、燃料の噴射を停止する位置とし、それに対応して噴射停止気筒を決定する。
【0037】
図2に基づいてより具体的に説明すると、ここに示す例は、#2シリンダ3の圧縮上死点を挟んだ所定角度の範囲、および#3シリンダ4の圧縮上死点を挟んだ所定角度の範囲で燃料ポンプ15が圧送行程となり、また#1シリンダ2の圧縮上死点からクランク角度(CA)で90度前の位置、および#4シリンダ5の圧縮上死点からクランク角度(CA)で90度前の位置で気筒判別が可能な四気筒エンジンを対象とした例である。エンジン1は、いずれかの気筒で圧縮上死点を過ぎた位置で停止するので、停止後に再始動する場合、早期の気筒判別できる停止位置は、#1シリンダ2の圧縮上死点を過ぎた位置である。
【0038】
図2に示すようにエンジン1の停止要求がBゾーンで生じたとすると、その時点のアイドル回転数が、クランクシャフトを1回程度、惰性回転させた後に停止させる程度の回転数であれば、目標とする停止回転角度位置に対して直近の手前の圧縮上死点となるシリンダに対して1回転分、手前のシリンダを噴射停止気筒とする。
【0039】
こうすれば、エンジン1は#1シリンダ2の圧縮上死点を越えた回転角度位置で停止し、この状態から再始動のためにクランキングすると、180度程度回転した時点で気筒が判別され、その後の燃料の噴射の可能なシリンダが#2シリンダ3となる。前述したように、燃料ポンプ15は、#2シリンダ3の圧縮上死点を挟んだ所定の角度範囲で圧送行程となるので、#2シリンダ3に対して充分高圧の燃料を供給することができ、その結果、エンジン1を直ちに完爆状態に至らしめることができる。すなわち再始動を遅れを生じることなく迅速におこなうことができる。
【0040】
上記のようにして最終噴射気筒を決定した後、その最終噴射時に吸気絞り弁23の開度が、アイドリング時の開度より低開度でかつ最終噴射気筒で失火が生じない程度の吸気を確保できる開度Ds もしくはこれに近似する開度となるように、吸気絞り弁23の動作時期を決定する(ステップS5)。なお、その吸気絞り弁23の開度Ds は、予め定めた開度であり、固定値あるいは燃料噴射量やエンジン水温などに応じて変化する値であってよい。
【0041】
また、その動作時期は、吸気絞り弁23の現時点の開度と最終噴射時に設定する開度Ds との差もしくは現時点の開度、および吸気絞り弁23の動作速度に基づいて決定することができる。この制御は、最終に噴射した燃料を確実に燃焼させるとともに、その結果生じたエネルギが過剰にならないようにすることにより、エンジン1を目標とする回転角度位置で確実に停止させること、および燃料の噴射停止後に直ちに吸気を停止することを目的として実行される。
【0042】
また、上記のステップS5の制御と併せて、燃料の最終噴射時点の排気循環量を所定の少量に保つために、EGRバルブ29を所定の開度Efins に低下させる作動開始時期が決定される(ステップS6)。その所定開度Efins は、吸気を上記のように絞った状態で燃料を噴射した場合であっても、NOx 量が増大しないように、燃焼がある程度緩慢に生じる排気循環量を確保する開度であり、予め定めた開度もしくは燃料噴射量やエンジン水温などに応じて変化する開度であってよい。
【0043】
また、その動作時期は、EGRバルブ29の現時点の開度と最終噴射時に設定する所定開度Efins との差もしくは現時点の開度、およびEGRバルブ29の動作速度に基づいて決定することができる。この制御は、最終に噴射した燃料が急激に燃焼したり、それに伴って燃焼音(すなわちディーゼルノック)が発生することを防止もしくは抑制し、併せて燃料の噴射停止後に直ちに排気循環を停止することを目的として実行される。
【0044】
ついでステップS4で決定されたタイミングで燃料の噴射が停止される(ステップS7)。これと併せて、あるいは噴射の停止後に、吸気絞り弁23およびEGRバルブ29が閉じられ、吸気および排気循環が停止され、その状態でエンジン1はアイドル回転で所定回転した後、停止する(ステップS8)。したがって、燃料の噴射を停止した後は、シリンダに空気や排気が供給されないので、その圧縮や膨張あるいはそれに起因するエンジントルクの変動が回避もしくは抑制され、その結果、振動を生じさせることなく、円滑にエンジン1が停止する。
【0045】
図2に示す具体例では、#4シリンダ5が最終噴射気筒とされるので、その#4シリンダ5に燃料を噴射する時点の吸気絞り弁23の開度およびEGRバルブ29の開度が、上述した所定の開度Ds ,Efins となるように、それぞれ所定の時期に開度を変更する制御が開始される。図2に示す例では、#1シリンダ2の圧縮上死点に対して90CA程度過ぎた時点に吸気絞り弁23の開度の制御が開始される。
【0046】
その制御を開度の変化で示せば、図3のとおりである。最終気筒である#4シリンダ5に対する燃料の噴射タイミングは、クランク角度から決まり、その時点をt0 とすると、そのt0 時点に吸気絞り弁23の開度が前述した所定の開度Ds となるように制御するには、現時点の開度と吸気絞り弁23の変化速度に基づいて定まる所定時間前のt1 時点に開度の変更制御を開始することになる。また、図3には、EGRバルブ29の開度の変化を併せて示してあり、t0 時点に前述した所定開度Efins の付近となるように制御するには、現時点の開度とEGRバルブ29の動作速度とに基づいて定まる所定時間前のt2 時点にEGRバルブ29の絞り制御を開始する。
【0047】
このように制御すれば、燃料の最終噴射時点t0 では、吸気量がアイドリング時よりも少なくなっており、その結果、スモークを悪化させることなく燃料を燃焼させることができ、またそれに伴うエンジン1の回転数が特には増大しないので、所定回転数後にエンジン1を確実に停止させることができる。また、燃料の噴射停止後に吸気絞り弁23を閉じるが、最終噴射時に既にある程度閉じられているので、最終噴射の後に直ちに吸気絞り弁23を閉じることができ、その結果、燃料の噴射停止後にエンジン1が回転するとしても、吸気の圧縮やその膨張が防止もしくは抑制されるので、エンジントルクの変動やそれに起因する振動を回避することができる。
【0048】
また、同様に、EGRバルブ29の開度が、燃料の最終噴射時点t0 で所定の開度Efins に維持されるので、排気の循環量をある程度確保した状態で燃料が燃焼する。そのため、燃料の急激な燃焼が抑制されて燃焼音(いわゆるディーゼルノック)を防止することができる。そして、その後、EGRバルブ29を閉じるにあたり、既に開度を低下させているので、最終噴射の後に直ちにEGRバルブ29を閉じることができ、その結果、燃料の噴射停止後にエンジン1が回転するとしても、吸入したガスの圧縮やその膨張が防止もしくは抑制されるので、エンジントルクの変動やそれに起因する振動を回避することができる。
【0049】
ここで上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図1に示すステップS5の機能的手段が、この発明の吸気抑制手段に相当し、またステップS6の機能的手段が、この発明の排気循環低減手段に相当する。さらにステップS8の機能的手段が、この発明の閉弁手段に相当する。
【0050】
なお、上記の具体例では、エンジン1の停止制御の際に吸気量と排気循環量との両方を制御する例を挙げたが、この発明は上記の具体例に限定されないのであり、吸気量のみあるいは排気循環量のみを制御するように構成してもよい。例えば、吸入する空気の量と循環させる排気の量との和が、アイドリング状態より減少するように構成してもよい。また、この発明は、ディーゼルエンジンを対象とした停止制御装置で特に有効であるが、この発明で対象とする内燃機関はガソリンエンジンやガスエンジンなどの他のレシプロエンジンを対象とする制御装置にも適用することができる。さらに、上記の具体例は、四気筒のエンジンを対象とした例であるが、この発明は上記の具体例に限定されないのであって、要は、複数気筒のエンジンを対象とした停止制御装置に適用することができる。そしてまた、この発明で対象とする内燃機関の気筒判別のための手段は、上記の具体例で示したものに限定されず、任意の構成のものであってよい。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、内燃機関を停止する場合、目標とする回転角度位置で停止させるために、燃料の噴射を停止する順序あるいは最終の燃料噴射のタイミングなどが制御され、その最終の燃料の噴射の時点での吸気量が、アイドリング時の吸気量より少なくかつ失火の生じない程度の少量に抑制されるので、最終に噴射した燃料を確実に燃焼させることができるとともに、内燃機関が過剰に回転することを防止して予め定めた目標とする回転角度位置に内燃機関を停止させることができる。
【0052】
また、請求項2の発明によれば、請求項1の発明による効果に加えて、燃料の噴射が終了した後は、吸気を止めるので、内燃機関が慣性で回転する間の振動を防止もしくは抑制することができる。
【0053】
さらに、請求項3の発明によれば、内燃機関を停止させる場合、目標とする回転角度位置で停止させるために、燃料の噴射を停止する順序あるいは最終の燃料噴射のタイミングなどが制御され、その最終の燃料の噴射の時点での排気の循環量が、それ以前の量よりも低減されるので、最終に噴射した燃料の燃焼が、循環させられた少量の排気を含んだ状態で生じ、その結果、緩慢な燃焼を生じさせて、いわゆる燃焼音(ディーゼルノック)などの異音や振動を防止もしくは抑制することができる。
【0054】
そして、請求項4の発明および請求項5の発明によれば、最終の燃料噴射の時点およびその後に内燃機関に吸入される気体の量が少なくなるので、最終に噴射した燃料の燃焼を確実に生じさせるとともに内燃機関を早期かつ確実に停止させることができ、さらには停止に至る過程での振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の制御装置で実行される制御例を説明するためのフローチャートである。
【図2】 停止要求に基づく燃料の噴射停止タイミングを説明するためのクランク角度で示したタイムチャートである。
【図3】 この発明による吸気絞り弁およびEGRバルブの開度の変化ならびにエンジンの回転数の変化を示すタイムチャートである。
【図4】 この発明で対象とする内燃機関の制御系統を模式的に示すブロック図である。
【図5】 燃料ポンプの一例を模式的に示す図である。
【図6】 クランク角度センサの一例を示す模式図である。
【図7】 クランク角度基準位置センサの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
1…エンジン、 2,3,4,5…シリンダ、 6,7,8,9…インジェクタ、 10…コモンレール、 15…燃料ポンプ、 31…エンジン用電子制御装置(E−ECU)、 32…エコラン用電子制御装置(ECO−ECU)、 34…クランク角度センサ、 35…クランク角度基準位置センサ。
Claims (5)
- 自動停止および該自動停止後の再始動を自動的に行うエコラン制御が可能なように構成された内燃機関を予め定めた回転角度位置に停止させるべく燃料の噴射を制御する内燃機関の停止制御装置において、
燃料を最終に噴射する時点の吸気量を、アイドリング時より少なくかつ失火の生じない少量に抑制する吸気抑制手段を備えていることを特徴とする内燃機関の停止制御装置。 - 燃料を最終に噴射した後に、前記吸気量を制御するバルブを全閉とするよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の停止制御装置。
- 自動停止および該自動停止後の再始動を自動的に行うエコラン制御が可能なように構成された内燃機関が排気の一部を吸気側に循環させる排気循環機構を備え、予め定めた回転角度位置に停止させるべく前記内燃機関の燃料の噴射を制御する内燃機関の停止制御装置において、
燃料を最終に噴射する時点の排気の循環量を、燃料の最終噴射時より前の循環量より少ない量に低下させる排気循環低減手段を備えていることを特徴とする内燃機関の停止制御装置。 - 自動停止および該自動停止後の再始動を自動的に行うエコラン制御が可能なように構成された内燃機関が排気の一部を吸気側に循環させる排気循環機構を備え、予め定めた回転角度位置に停止させるべく前記内燃機関の燃料の噴射を制御する内燃機関の停止制御装置において、
燃料を最終に噴射した後に、前記排気の循環量を制御する排気循環制御弁を全閉にする排気循環低減手段を備えていることを特徴とする内燃機関の停止制御装置。 - 自動停止および該自動停止後の再始動を自動的に行うエコラン制御が可能なように構成された内燃機関が排気の一部を吸気側に循環させる排気循環機構を備え、予め定めた回転角度位置に停止させるべく前記内燃機関の燃料の噴射を制御する内燃機関の停止制御装置において、
燃料を最終に噴射する時点の吸気量を、アイドリング時より少なくかつ失火の生じない少量に抑制する吸気抑制手段と、
燃料を最終に噴射した後に、前記排気の循環量を制御する排気循環制御弁を全閉にする閉弁手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の停止制御装置。
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