JP4380518B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、イグニッションスイッチのオフ後に所定期間だけ内燃機関を動作させる停止制御を行なう制御装置に関する。

特開２０００−１０４６５１号公報（特許文献１）は、イグニッションスイッチのオフ後も一定時間エンジンを動作させるための点火装置を開示する。この点火装置は、点火プラグの点火や燃料噴射を制御するエンジンコントロールユニット（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：以下、「ＥＣＵ」と称する。）と、イグニッションスイッチと、ＥＣＵへの動作電源の供給／遮断を行なうＥＣＵリレーと、点火コイルおよび点火プラグと、点火コイルリレーとを備える。イグニッションスイッチおよびＥＣＵリレーは、バッテリ電源とＥＣＵとの間に並列に配設される。点火コイルリレーは、バッテリ電源と点火コイルとの間に配設され、ＥＣＵから動作指令を受ける。

この点火装置においては、ＥＣＵによって制御される点火コイルリレーを介して点火コイルに電源が供給される。そして、イグニッションスイッチがオフされてから所定回数だけ点火プラグによる点火を行なった後、ＥＣＵによって点火コイルリレーをオフする。

この点火装置によれば、イグニッションスイッチがオフされた後、所定回数だけ点火プラグの点火が行なわれるので、噴射された燃料が燃焼されずにエンジンのシリンダー内に残ることによるエンジン再始動時の運転性および排気性状の悪化を防止することができる（特許文献１参照）。
特開２０００−１０４６５１号公報 特開平６−１３７１９７号公報 特開２０００−８７７７０号公報 特開平１１−１０７７９４号公報 特開平３−７８５６３号公報 特開昭６３−３４２４１号公報

エンジンの停止時、エンジン油圧を用いて動作するアクチュエータ（たとえば、ＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）により制御される吸排気バルブなど）を次回のエンジン始動のために所定位置にセットするため、運転者がイグニッションスイッチをオフにした後も一定の間エンジンを動作させておきたいという要求がある。

上述した特開２０００−１０４６５１号公報に開示される点火装置は、イグニッションスイッチがオフされてから所定回数だけ点火プラグによる点火を行なった後、ＥＣＵによって点火コイルリレーをオフするものであり、上記の要求に応え得るものであるが、この点火装置は、ＥＣＵから点火コイルリレーを駆動するため、ＥＣＵ内に点火コイルリレーを駆動するための回路を追加する必要がある。そのため、この点火装置では、コストが上昇し、また、ＥＣＵの信頼性の低下も招く。

そこで、この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、イグニッションスイッチがオフされた後に内燃機関を所定期間だけ動作させる停止制御をＥＣＵ内に回路を追加することなく実現する内燃機関の制御装置を提供することである。

この発明によれば、内燃機関の制御装置は、イグニッションスイッチがオフされた後、内燃機関を所定期間だけ動作させる停止制御を実行する制御部と、停止制御の実行後にオフされる第１のリレーと、第１のリレーの出力を受け、第１のリレーのオフ動作に連動して内燃機関の点火装置および／または噴射装置への給電を遮断する第２のリレーとを備える。

好ましくは、第１のリレーは、制御部への電力の供給および遮断を行なうメインリレーを含み、メインリレーは、制御部による停止制御の実行後、制御部によってオフされる。

好ましくは、第２のリレーを駆動するための駆動線は、メインリレーから制御部への給電ラインに接続される。

好ましくは、内燃機関の制御装置は、内燃機関に燃料を供給する電動ポンプへの電力の供給および遮断を行なう第３のリレーをさらに備える。

好ましくは、第３のリレーは、イグニッションスイッチのオフ動作に連動して電動ポンプへの給電を遮断する。

好ましくは、所定期間は、点火装置の点火回数に拘わらず、所定の時間によって規定される。

この発明による内燃機関の制御装置においては、制御部は、イグニッションスイッチがオフされた後、内燃機関を所定期間だけ動作させる停止制御を実行する。そして、第２のリレーは、停止制御の実行後にオフされる第１のリレーの出力を受け、第１のリレーのオフ動作に連動して内燃機関の点火装置および／または噴射装置への給電を遮断するので、停止制御の終了後に制御部から第２のリレーへ制御信号を出力して第２のリレーをオフさせる必要はない。

したがって、この発明によれば、第２のリレーをオフさせるための回路を制御部内に別途設ける必要がない。その結果、制御装置による停止制御を低コストで実現できる。また、制御部の信頼性が低下することもない。さらに、第１のリレーのオフ動作に連動して、電源から噴射装置への給電も遮断できるので、制御部による停止制御の実行後、点火装置とともに噴射装置の動作も確実に停止させることができる。

また、この発明による内燃機関の制御装置においては、内燃機関に燃料を供給する電動ポンプへの電力の供給および遮断を行なう第３のリレーがさらに備えられる。すなわち、点火装置および／または噴射装置への給電を遮断する第２のリレーとは別に、電動ポンプへの給電を遮断する第３のリレーが設けられるので、仮に、第２のリレーが溶着したり、制御部が故障しても、噴射装置への燃料供給が停止されることによって内燃機関は停止する。したがって、この発明によれば、フェールセーフの観点から安全性が向上する。

また、この発明による内燃機関の制御装置においては、イグニッションスイッチのオフ後に点火装置および／または噴射装置を動作させる所定期間を点火装置の点火回数ではなく動作時間で規定したので、内燃機関の回転数に拘わらず、イグニッションスイッチのオフ後常に一定時間で内燃機関が停止する。したがって、イグニッションスイッチをオフしてから内燃機関が停止するまでの時間がばらつくことにより利用者が感じる違和感の発生を抑制できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による制御装置によって制御されるエンジンシステムの全体構成図である。図１を参照して、このエンジンシステム１０は、エンジン２０と、点火装置３０と、吸気ダクト３５と、噴射装置４０と、エアクリーナ４５と、燃料タンク５０と、デリバリパイプ６０と、燃料ポンプ７０と、ＥＣＵ８０とを備える。

エンジン２０は、このエンジンシステム１０が搭載される車両の動力を発生する。点火装置３０は、高電圧を発生させるイグナイタ、およびイグナイタからの高電圧を用いて放電火花を発生する点火プラグ（いずれも図示せず）を含み、ＥＣＵ８０からの制御指令に基づいて点火し、エンジン２０のシリンダー内の混合気を燃焼させる。

噴射装置４０は、燃料を微粒子化して噴射するインジェクタを含み、吸気ダクト３５からエンジン２０に供給される空気中にデリバリパイプ６０から供給される燃料をＥＣＵ８０からの制御指令に基づいて噴射する。これにより、空気と燃料との混合気が生成され、その生成された混合気がエンジン２０のシリンダー内に供給される。

吸気ダクト３５は、エンジン２０に空気を供給するための吸気管である。エアクリーナ４５は、吸気ダクト３５に接続され、吸気ダクト３５を介してエンジン２０に供給される空気に含まれている異物を除去する。燃料タンク５０は、燃料を貯蔵しておくためのタンクであり、デリバリパイプ６０は、燃料タンク５０内の燃料を噴射装置４０へ供給するための燃料供給管である。燃料ポンプ７０は、電動ポンプからなり、デリバリパイプ６０に配設される。そして、燃料ポンプ７０は、ＥＣＵ８０からの動作指令に基づいて動作し、デリバリパイプ６０を介して燃料タンク５０内の燃料を噴射装置４０へ供給する。

ＥＣＵ８０は、エンジン負荷や回転速度に基づいて、点火装置３０、噴射装置４０、および燃料ポンプ７０の動作を制御し、エンジン２０を所望の回転数で動作させる。また、ＥＣＵ８０は、エンジン２０を停止させる際、イグニッションスイッチのオフ後に点火装置３０および噴射装置４０を所定期間だけ動作させる停止制御を行なう。これについては、後ほど詳しく説明する。

このエンジンシステム１０においては、燃料装置４０によって、吸気ダクト３５から供給される空気と燃料タンク５０から供給される燃料との混合気が生成され、その混合気がエンジン２０に供給される。そして、ＥＣＵ８０からの制御指令に基づいて点火装置３０が所定のタイミングで点火し、エンジン２０に供給された混合気を燃焼させる。

図２は、図１に示したエンジンシステム１０を制御する制御装置の機能ブロック図である。図２を参照して、この制御装置１００は、イグニッションスイッチ１１０と、メインリレー１２０と、点火・噴射リレー１３０と、点火装置３０と、噴射装置４０と、ポンプ駆動リレー１４０と、燃料ポンプ７０と、ＥＣＵ８０と、電源ラインＰＬと、接地ラインＳＬとを含む。

電源ラインＰＬは、バッテリ（図示せず、以下同じ。）の正極端子に接続され、接地ラインＳＬは、バッテリの負極端子に接続される。

イグニッションスイッチ１１０は、電源ラインＰＬとＥＣＵ８０との間に配設され、車両の運転者によって操作される。メインリレー１２０は、電源ラインＰＬとＥＣＵ８０との間に配設され、電源ラインＰＬからＥＣＵ８０への電力の供給／遮断を行なう。メインリレー１２０は、接点１２２と、コイル１２４とを含み、コイル１２４に電流が流れるときにコイル１２４に発生する磁力を用いてオン／オフ動作を行なう。すなわち、メインリレー１２０は、コイル１２４に電流が流されているときにオンされ、コイル１２４に電流が流されていないときにオフされる。

点火・噴射リレー１３０は、電源ラインＰＬと点火装置３０および噴射装置４０との間に配設され、電源ラインＰＬから点火装置３０および噴射装置４０への電力の供給／遮断を行なう。点火・噴射リレー１３０は、接点１３２と、コイル１３４とを含み、コイル１３４に電流が流れるときにコイル１３４に発生する磁力を用いてオン／オフ動作を行なう。そして、コイル１３４は、メインリレー１２０の接点１２２をＥＣＵ８０と接続するラインに一端が接続され、接地ノード１５０に他端が接続される。

この点火・噴射リレー１３０は、メインリレー１２０からの出力によって駆動される。すなわち、メインリレー１２０がオンされると、メインリレー１２０から点火・噴射リレー１３０のコイル１３４に電流が流され、点火・噴射リレー１３０がオンされる。また、メインリレー１２０がオフされると、メインリレー１２０からコイル１３４へ電流が流れないので、点火・噴射リレー１３０はオフされる。

点火装置３０は、電源ラインＰＬから点火・噴射リレー１３０を介して動作電源の供給を受ける。点火装置３０は、イグナイタ３２と、点火プラグ３４とを含む。イグナイタ３２は、ＥＣＵ８０からの制御指令に基づいて動作し、電源ラインＰＬから点火・噴射リレー１３０を介して受ける電圧を昇圧する。点火プラグ３４は、イグナイタ３２によって昇圧された昇圧電圧を用いて、混合気に着火するための放電火花を発生する。

噴射装置４０は、電源ラインＰＬから点火・噴射リレー１３０を介して動作電源の供給を受ける。噴射装置４０は、このエンジンの気筒分のインジェクタ４２を含む。そして、各インジェクタ４２は、ＥＣＵ８０からの制御指令に基づいて動作し、燃料ポンプ７０から供給される燃料を微粒子化して噴射する。

ポンプ駆動リレー１４０は、イグニッションスイッチ１１０と燃料ポンプ７０との間に配設され、電源ラインＰＬから燃料ポンプ７０への電力の供給／遮断を行なう。ポンプ駆動リレー１４０は、接点１４２と、コイル１４４とを含み、コイル１４４に電流が流れるときにコイル１４４に発生する磁力を用いてオン／オフ動作を行なう。そして、コイル１４４は、イグニッションスイッチ１１０に一端が接続され、ＥＣＵ８０に他端が接続される。

このポンプ駆動リレー１４０は、イグニッションスイッチ１１０がオンされているときに動作可能であり、イグニッションスイッチ１１０がオンされているとき、ＥＣＵ８０によって駆動される。そして、イグニッションスイッチ１１０がオフされると、ポンプ駆動リレー１４０もそれに同期してオフされる。

電動ポンプである燃料ポンプ７０は、直列に接続されるイグニッションスイッチ１１０およびポンプ駆動リレー１４０を介して電源ラインＰＬから動作電源の供給を受ける。そして、ＥＣＵ８０からの動作指令に基づいてポンプ駆動リレー１４０がオンされると、燃料ポンプ７０は、ポンプ駆動リレー１４０から電源の供給を受けて動作し、燃料タンク５０内の燃料を噴射装置４０へ供給する。

ＥＣＵ８０は、エンジンの負荷や回転速度などの条件から点火装置３０の点火タイミングおよび噴射装置４０の噴射タイミングを決定し、その決定した点火および噴射タイミングに応じた制御指令をそれぞれ点火装置３０および噴射装置４０へ出力することによって、点火装置３０および噴射装置４０を駆動制御する。また、ＥＣＵ８０は、ポンプ駆動リレー１４０へ動作指令を出力し、燃料ポンプ７０を駆動させる。

さらに、ＥＣＵ８０は、車両の運転者によってイグニッションスイッチ１１０がオフされると、エンジン２０の停止制御を行なう。この停止制御は、エンジン油圧によって動作するアクチュエータ（ＶＶＴによって制御される吸排気バルブなど）を次回のエンジン始動のために所定位置にセットするために、イグニッションスイッチ１１０がオフされた後も所定期間だけエンジン２０を動作させるものである。

すなわち、ＥＣＵ８０は、イグニッションスイッチ１１０がオフされると、点火装置３０および噴射装置４０を予め定められた所定時間だけさらに継続して駆動させる。そして、所定時間の経過後、ＥＣＵ８０は、点火装置３０および噴射装置４０を停止させ、メインリレー１２０のコイル１２４への給電を停止する。これにより、メインリレー１２０がオフされ、電源ラインＰＬからＥＣＵ８０への給電が遮断される。すなわち、ＥＣＵ８０は、電源ラインＰＬからの給電を自己遮断する。

この制御装置１００の構成上の特徴は、第１に、点火・噴射リレー１３０をメインリレー１２０からの出力によって駆動するようにしたことである。これにより、イグニッションスイッチ１１０がオフされてＥＣＵ８０によるエンジンの停止制御が終了した後は、メインリレー１２０のオフ動作に連動して点火・噴射リレー１３０がオフされるので、点火・噴射リレー１３０のオフ指令をＥＣＵ８０から出力する必要がなくなる。したがって、エンジンの停止制御を実装するためにＥＣＵ８０内に回路を別途設ける必要がない。なお、エンジンの停止制御終了時における点火装置３０および噴射装置４０の停止すなわちエンジンの停止は、ＥＣＵ８０によって行なわれる。

この制御装置１００の構成上の第２の特徴は、電源ラインＰＬと噴射装置４０との間にもリレーを介在させたことである。すなわち、噴射装置４０は、点火・噴射リレー１３０に接続される。これにより、エンジンの停止制御終了時、ＥＣＵ８０によって噴射装置４０の動作は停止させられるが、その後メインリレー１２０がオフされることにより点火・噴射リレー１３０がオフされることによって、噴射装置４０を確実に停止させることができる。また、この制御装置１００では、点火装置３０と共通の点火・噴射リレー１３０に噴射装置４０を接続させる構成としたので、噴射装置４０用に別途リレーを設ける必要がない。

この制御装置１００の構成上の第３の特徴は、燃料ポンプ７０への電源供給ルートを噴射装置４０への電源供給ルートと別ルートにしたことである。すなわち、燃料ポンプ７０は、噴射装置４０とともに点火・噴射リレー１３０に接続されるのではなく、ポンプ駆動リレー１４０に接続され、ポンプ駆動リレー１４０は、イグニッションスイッチ１１０を介して電源ラインＰＬに接続される。これにより、イグニッションスイッチ１１０がオフされた後は、噴射装置４０に供給される燃料は、デリバリパイプ６０（図示せず）内の残圧分のみとなるので、仮に、点火・噴射リレー１３０が溶着したりＥＣＵ８０が故障しても、デリバリパイプ６０（図示せず）内の燃料が燃焼されれば、エンジンは停止する。

この制御装置１００においては、イグニッションスイッチ１１０がオフされると、それに応じてポンプ駆動リレー１４０がオフされ、燃料ポンプ７０が停止する。そして、ＥＣＵ８０は、エンジン２０の停止制御を実行し、点火装置３０および噴射装置４０を所定時間だけさらに駆動する。なお、エンジン２０の停止制御中、燃料ポンプ７０は既に停止しているが、上述したように、デリバリパイプ６０内の残圧分の燃料が噴射装置４０に供給される。

所定時間が経過すると、ＥＣＵ８０は、点火装置３０および噴射装置４０の動作を停止させ、メインリレー１２０のコイル１２４への給電を停止する。これによって、メインリレー１２０がオフされ、ＥＣＵ８０は自己遮断する。そして、メインリレー１２０のオフに連動して点火・噴射リレー１３０がオフされ、電源ラインＰＬから点火装置３０および噴射装置４０への給電が遮断される。

図３は、図２に示したＥＣＵ８０によって実行されるエンジン２０の停止制御のフローチャートである。なお、このフローチャートによる処理は、予め定められた周期で実行される。図３を参照して、ＥＣＵ８０は、イグニッションスイッチ１１０との接続線の電位に基づいて、イグニッションスイッチ１１０がオフされたか否かを判定する（ステップＳ１０）。ＥＣＵ８０は、イグニッションスイッチ１１０がオフされていないと判定すると（ステップＳ１０においてＮＯ）、カウンタＡを０にリセットする（ステップＳ６０）。このカウンタＡは、エンジン２０の停止制御の実行時間を計時するためのカウンタである。そして、ＥＣＵ８０は、カウンタＡを０にリセットすると、ステップＳ７０に処理を移行する。

一方、ステップＳ１０において、イグニッションスイッチ１１０がオフされたと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ８０は、カウンタＡを加算してイグニッションスイッチ１１０がオフされてからの時間を計時する（ステップＳ２０）。なお、イグニッションスイッチ１１０がオフされると、燃料ポンプ７０は停止する。

カウンタＡが加算されると、ＥＣＵ８０は、カウンタＡが予め定められた所定時間に対応する値α以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。ＥＣＵ８０は、カウンタＡがα以上であると判定すると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、点火装置３０および噴射装置４０への制御指令の出力を停止し、点火装置３０による点火制御および噴射装置４０による噴射制御を停止させる（ステップＳ４０）。その後、ＥＣＵ８０は、メインリレー１２０をオフさせて自己遮断し（ステップＳ５０）、一連の処理を終了する。なお、メインリレー１２０がオフされると、上述したように、点火・噴射リレー１３０がオフされ、電源ラインＰＬから点火装置３０および噴射装置４０への給電が遮断される。

一方、ステップＳ３０においてカウンタＡがα未満であると判定されると（ステップＳ３０においてＮＯ）、ＥＣＵ８０は、イグニッションスイッチ１１０がオフされてからまだ所定時間を経過していないものと判定し、点火装置３０による点火制御および噴射装置４０による噴射制御を継続して実行する（ステップＳ７０）。

以上のように、この実施の形態による制御装置１００によれば、イグニッションスイッチ１１０がオフされた後、所定期間だけエンジン２０を動作させる停止制御が実行される。そして、この制御装置１００では、点火装置３０および噴射装置４０への給電を遮断するための点火・噴射リレー１３０をメインリレー１２０からの出力によって駆動するようにしたので、イグニッションスイッチ１１０がオフされてから所定期間後に点火・噴射リレー１３０をオフさせるための回路をＥＣＵ８０内に別途設ける必要がない。したがって、エンジン２０の停止制御を低コストで実装することができる。また、ＥＣＵ８０内の回路追加がないので、ＥＣＵ８０の信頼性が低下することもない。

また、この制御装置１００によれば、噴射装置４０についても点火・噴射リレー１３０を介して給電されるようにしたので、噴射装置４０の駆動を確実に停止させることができる。そして、点火装置３０が接続されるリレー（点火・噴射リレー１３０）に噴射装置４０を接続するようにしたので、噴射装置４０用にリレーを別途設ける必要がない。

さらに、燃料ポンプ７０は、点火・噴射リレー１３０ではなくポンプ駆動リレー１４０に接続され、さらに、ポンプ駆動リレー１４０は、イグニッションスイッチ１１０を介して電源ラインＰＬに接続される。すなわち、燃料ポンプ７０への電源供給ルートを噴射装置４０への電源供給ルートと別ルートにしたので、フェールセーフの観点から安全性が向上する。

また、さらに、イグニッションスイッチ１１０のオフ後にエンジン２０を動作させる期間を点火コイルの点火回数ではなく動作時間で規定したので、エンジン２０の回転数に拘わらず、イグニッションスイッチ１１０のオフ後、常に一定時間でエンジン２０が停止する。したがって、イグニッションスイッチ１１０をオフしてからエンジン２０が停止するまでの時間のばらつきによる違和感を利用者に与えることはない。

なお、上記においては、点火・噴射リレー１３０を点火装置３０および噴射装置４０で共用するものとしたが、この発明は、そのような構成に限定されるものではなく、点火装置３０および噴射装置４０で個別にリレーを設けても構わない。

また、上記においては、イグニッションスイッチ１１０のオフ後にエンジン２０を動作させる期間を点火コイルの点火回数ではなく動作時間で規定したが、この発明は、これに限定されるものではなく、停止制御時のエンジン２０の動作期間を点火回数によって規定しても構わない。

なお、上記において、ＥＣＵ８０は、「制御部」を構成し、メインリレー１２０は、「第１のリレー」を構成する。また、点火・噴射リレー１３０は、「第２のリレー」を構成し、ポンプ駆動リレー１４０は、「第３のリレー」を構成する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態による制御装置によって制御されるエンジンシステムの全体構成図である。 図１に示すエンジンシステムを制御する制御装置の機能ブロック図である。 図２に示すＥＣＵによって実行されるエンジン停止制御のフローチャートである。

符号の説明

１０ エンジンシステム、２０ エンジン、３０ 点火装置、３２ イグナイタ、３４ 点火プラグ、３５ 吸気ダクト、４０ 噴射装置、４２ インジェクタ、４５ エアクリーナ、５０ 燃料タンク、６０ デリバリパイプ、７０ 燃料ポンプ、８０ ＥＣＵ、１００ 制御装置、１１０ イグニッションスイッチ、１２０ メインリレー、１２２，１３２，１４２ 接点、１２４，１３４，１４４ コイル、１３０ 点火・噴射リレー、１４０ ポンプ駆動リレー、ＰＬ 電源ライン、ＳＬ 接地ライン。

Claims (5)

1. イグニッションスイッチがオフされた後、内燃機関を所定期間だけ動作させる停止制御を実行する制御部と、
   前記停止制御の実行後にオフされる第１のリレーと、
   前記第１のリレーの出力を受け、前記第１のリレーのオフ動作に連動して前記内燃機関の点火装置および噴射装置の少なくとも一方への給電を遮断する第２のリレーとを備え、
   前記第１のリレーは、前記制御部への電力の供給および遮断を行なうメインリレーであり、
   前記メインリレーは、前記制御部による前記停止制御の実行後、前記制御部によってオフされる、内燃機関の制御装置。
2. 前記第２のリレーを駆動するための駆動線は、前記メインリレーから前記制御部への給電ラインに接続される、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記内燃機関に燃料を供給する電動ポンプへの電力の供給および遮断を行なう第３のリレーをさらに備える、請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記第３のリレーは、前記イグニッションスイッチのオフ動作に連動して前記電動ポンプへの給電を遮断する、請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記所定期間は、前記点火装置の点火回数に拘わらず、所定の時間によって規定される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。

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