JP4171504B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、アイドルストップの制御におけるエンジン停止、エンジン再始動時に実行する制御に関するものである。
従来、アイドルストップの制御においては、前方の車両の停止、発信の有無を検知し、エンジン停止、エンジン再始動を実行している。
例えば、特許文献１に開示されているように、先行車が停止したことを検知して自車が停止したときにエンジンを停止し、また、先行車が発進したことを検知して自車のエンジンを再始動する制御を行う。
また、例えば、特許文献２に開示されているように、ナビゲーション装置を使用して、先行車の停止及び発進を検知して自車が停止したときにエンジンを停止し、また、先行車が発進したことを検知して自車のエンジンを再始動する信頼性の高い制御を行う。
しかしながら、短い走行距離あるいは渋滞時にエンジン停止と再始動を繰り返した場合、エンジンの吸気管内に燃料ガスが残留し、再始動時の排気ガスの悪化、またはバックファイヤが発生する可能性がある。
これに対して、例えば、特許文献３に開示されているように、エンジン停止時にスロットルバルブを強制的に大きく開き、エンジンのシリンダ内に残留したガスの掃気を促す制御を行う。
特開２０００−４５８１９号公報（第３−４頁、図１−３） 特開２０００−７３８０８号公報（第３−５頁、図１−３） 特開２００４−２９３４７４号公報（第６−１５頁、図１−１１）
しかしながら、例えば、エンジンが低回転であり、燃料供給量が多い状態からエンジンを停止した場合など、エンジンの停止状態によってはエンジンの吸気管内に燃料ガスが残留したままとなる可能性がある。
本発明は、エンジン再始動の初期段階に吸気管内及びエンジンのシリンダ内に残留した燃料ガスを掃気することにより、アイドルストップ制御におけるエンジンの再始動時の性能を向上し、排気ガス成分の悪化を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供するものである。
本発明に係る内燃機関の制御装置は、自車の停止と同時に燃料噴射を止めてエンジンを停止する手段を作動させてアイドルストップを実行し、上記エンジンの再始動時にアクセル操作に応じて上記エンジンに吸気管を介して送る空気量を調節するスロットルバルブの開度、上記燃料噴射及び上記エンジンの点火を電子制御するアイドルストップ制御装置を備えた内燃機関の制御装置において、
アイドルストップ制御装置は、上記アイドルストップの状態から上記エンジンを再始動させる時に、モータで上記エンジンを回転させると同時に、上記モータで上記エンジンを回転させている間、上記アクセル操作によるスロットルバルブの開度と関係なく、上記燃料噴射を止めた状態で上記スロットルバルブの開度を全開に制御し、上記吸気管内に残留した燃料ガスを上記エンジン内に引き込む手段として機能し、上記全開に制御した後、上記エンジンの回転が上記モータによる駆動から燃料噴射による自立回転に移行する前の段階で上記スロットルバルブの開度をドライバ要求に応じた開度に制御するものである。
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、再始動時の始動性能を向上し、排気ガス成分の悪化を抑制することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施の形態１を示す構成図である。
図１に示したように、エンジン７と、マイクロコンピュータ等を含みエンジン７を電子的に制御するアイドルストップ制御装置（ＥＣＵ）３と、エンジン７に供給する空気量を調節するスロットルバルブ４と、スロットルバルブ４の位置を検出するスロットルポジションセンサ１，２と、自車の速度を測定するための速度センサ５と、エンジンの回転数を検出するためのクランク角センサ６と、所定のタイミングで所定の量の燃料を噴射するインジェクタ８と、所定のタイミングで燃料を点火する点火プラグ９と、前方の障害物を検知する障害物検知センサ１０と、アクセル踏み込みによるアクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ１１と、空気と燃料ガスとをエンジン７に供給するための吸気管１２と、エンジン７の回転を伝達するクランクシャフト１３と、クランクシャフト１３に直結されたモータ１４とを備えており、これら各種センサ及びアクチュエータがアイドルストップ制御装置３と接続されている。なお、スロットルポジションセンサ１，２は、スロットルポジションセンサ１のみでもよい。
次に、本実施の形態１におけるアイドルストップ制御装置３の動作を説明する。
アイドルストップ制御装置３は、エンジン７を電子制御するために、エンジン７及び自車の運転状態を認識するための情報として、スロットルポジションセンサ１，２の情報Ａ、速度センサ５の情報Ｂ、障害物検知センサ１０の情報Ｃ、クランク角センサ６の情報Ｄ、アクセルポジションセンサ１１の情報Ｈを取り込み、自車の停止と同時にエンジン７を停止する手段を作動させる。
アイドルストップ制御装置３は、情報Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｈに基づき、スロットルバルブ４の開閉制御Ｇ、インジェクタ８の燃料噴射の時間、燃料噴射の停止の制御Ｅ及び点火プラグ９の点火及び点火停止の制御Ｆを実行する。また、モータ１４を駆動してクランクシャフト１３を介してエンジン７を回転させる制御を実行する。
図２は、本発明の実施の形態１におけるアイドルストップ制御装置３によるスロットルバルブ４とインジェクタ８の動作を示すフローチャートである。このフローチャートで示されるルーチンは、例えば、１０ｍｓｅｃといった短い一定周期で処理される。
まず、ステップ１０１においてエンジン７の再始動時かどうかを判定し、例えば、停止状態からブレーキの制動が解除されるなど再始動時であればステップ１０２へ進み、再始動時でなければステップ１０４へ進む。
次に、ステップ１０２において、エンジン７がモータ１４の駆動による回転中かどうかを判定し、モータ１４の駆動による回転中であれば、ステップ１０３へ進み、モータ１４の駆動による回転中でなければステップ１０４へ進む。
ステップ１０３においては、スロットルバルブ４の開度を、ドライバのアクセル開度とは関係なく、全開するなど、アイドル開度よりも大きな所定開度ＫＴ１に開き、モータ１４の駆動によるエンジン７の回転の負圧で吸気管１２内の燃料ガスがエンジン７内部に引き込まれるようにする。ステップ１０４においては、スロットルバルブ４の開度をドライバの要求に応じた開度とする。
図３は、本発明の実施の形態１におけるアイドルストップ制御装置３によるスロットルバルブ４とインジェクタ８の動作を示すタイムチャートである。
図３（ｂ）に示したように、エンジン７をモータ１４で駆動している間、図３（ａ）に示したように、モータ１４の駆動によりエンジン７を回転開始すると同時に、スロットルバルブ４の開度を全開するなど、通常のモータ駆動によるエンジン始動時の開度よりも大きく開くことにより、吸気管１２内に残留した燃料ガスをエンジン７内に引き込み、図３（ａ）に示したようにスロットルバルブ４の開度をドライバ要求に応じた開度とし、図３（ｃ）に示したように、その間停止していた燃料噴射を起動し点火する。
本実施の形態１によれば、エンジン７の再始動の初期段階でモータ１４でエンジン７を回転させると同時にスロットルバルブ４を全開するなど、通常のモータ駆動によるエンジン始動時の開度よりも大きく開くことにより、吸気管１２内あるいはエンジン７のシリンダ内に残留した燃料ガスを掃気し、その後、スロットルバルブ４をドライバ要求に応じた開度としたうえでエンジン７を始動するようにしたので、再始動時の始動性能を向上し、排気ガス成分の悪化を抑制することができる。
実施の形態２．
本実施の形態２の内燃機関の制御装置の構成は図１と同様である。
図４は、本発明の実施の形態２におけるアイドルストップ制御装置３によるスロットルバルブ４とインジェクタ８の動作を示すフローチャートである。このフローチャートで示されるルーチンは、例えば、１０ｍｓｅｃといった短い一定周期で処理される。
本実施の形態２は、上記実施の形態１で説明した動作に加え、モータ１４の駆動によるエンジン７の回転開始から所定時間、あるいはエンジン７の所定回転数以下の間、点火のみを実行するものである。
図４に示したように、まず、ステップ２０１においてエンジン７の再始動時かどうかを判定し、再始動時であればステップ２０２へ進み、再始動時でなければステップ２０４へ進む。
次に、ステップ２０２において、エンジン７がモータ１４の駆動による回転中かどうかを判定し、モータ１４の駆動による回転中であればステップ２０３へ進み、モータ１４の駆動による回転中でなければステップ２０４へ進む。
ステップ２０３において、スロットルバルブ４の開度を、アクセル開度とは関係なく、全開するなど、通常のモータ駆動によるエンジン始動時の開度よりも大きな所定開度ＫＴ１に開いてモータ１４の駆動による回転の負圧で吸気管１２内に残留する燃料ガスがエンジン７内部に引き込まれるようにする。ステップ２０４においてはスロットルバルブ４の開度をドライバの要求に応じた開度とする。
次に、ステップ２０５においてエンジン７の再始動時かどうかを判定し、再始動時であればステップ２０６へ進み、再始動時でなければ通常制御に設定された点火及び燃料噴射をそのまま続ける。
次に、ステップ２０６において、エンジン７がモータ１４の駆動による回転中かどうかを判定し、モータ１４の駆動による回転中であれば、ステップ２０７へ進み、モータ１４の駆動による回転中でなければステップ２１０へ進む。
次に、ステップ２０７において、モータ１４の駆動によるエンジン７の回転開始から所定時間内かどうかを判定し、所定時間内であればステップ２０９へ進み、所定時間内でなければステップ２０８へ進む。
次に、ステップ２０８において、モータ１４の駆動によるエンジン７の回転が所定回転数以下かどうかを判定し、所定回転数以下であればステップ２０９へ進み、所定回転数以下でなければステップ２１０へ進む。
ステップ２０９においては、エンジン７のシリンダ内に吸引された燃料ガスを燃焼させるために点火のみを実行する。ステップ１１０においては、燃料噴射及び点火を実行する。
図５は、本発明の実施の形態２におけるアイドルストップ制御装置３のスロットルバルブ４、インジェクタ８及び点火の動作を示すタイムチャートである。
図５に示したように、モータ１４の駆動によるエンジン７の回転開始初期、回転開始から所定の時間Ｔ（図５（ｃ））、及び、エンジンの回転が所定回転数以下の間（図５（ｂ））、図５（ｃ）及び（ｄ）に示したように、点火のみを実行することにより、シリンダ内に吸引した残留燃料ガスを燃焼させて残らないようにすることができ、再始動時の始動性能を向上し、排気ガス成分の悪化を抑制することができる。
本発明は、アイドルストップの制御におけるエンジン停止、エンジン再始動時に実行する制御に有効に利用することができる。
本発明に係る内燃機関の制御装置の実施の形態１を示す構成図である。 本発明の実施の形態１におけるアイドルストップ制御装置３によるスロットルバルブ４とインジェクタ８の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１におけるアイドルストップ制御装置３によるスロットルバルブ４とインジェクタ８の動作を示すタイムチャートである。 本発明の実施の形態２におけるアイドルストップ制御装置３によるスロットルバルブ４とインジェクタ８の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２におけるアイドルストップ制御装置３のスロットルバルブ４、インジェクタ８及び点火の動作を示すタイムチャートである。
符号の説明
１，２ スロットルポジションセンサ、３ アイドルストップ制御装置、
４ スロットルバルブ、５ 速度センサ、６ クランク角センサ、７ エンジン、
８ インジェクタ、９ 点火プラグ、１０ 障害物検知センサ、
１１ アクセルポジションセンサ、１２ 吸気管、１３ クランクシャフト、
１４ モータ。

Claims (2)

  1. 自車の停止と同時に燃料噴射を止めてエンジンを停止する手段を作動させてアイドルストップを実行し、上記エンジンの再始動時にアクセル操作に応じて上記エンジンに吸気管を介して送る空気量を調節するスロットルバルブの開度、上記燃料噴射及び上記エンジンの点火を電子制御するアイドルストップ制御装置を備えた内燃機関の制御装置において、
    アイドルストップ制御装置は、上記アイドルストップの状態から上記エンジンを再始動させる時に、モータで上記エンジンを回転させると同時に、上記モータで上記エンジンを回転させている間、上記アクセル操作によるスロットルバルブの開度と関係なく、上記燃料噴射を止めた状態で上記スロットルバルブの開度を全開に制御し、上記吸気管内に残留した燃料ガスを上記エンジン内に引き込む手段として機能し、上記全開に制御した後、上記エンジンの回転が上記モータによる駆動から燃料噴射による自立回転に移行する前の段階で上記スロットルバルブの開度をドライバ要求に応じた開度に制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. アイドルストップ制御装置は、上記モータで上記エンジンを回転させている所定の時間の間、及び上記エンジンの回転数が所定の回転数以下の間、上記エンジンの点火を実行することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
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