(57)【要約】【課題】内燃機関の惰性で回転している期間の長期化を抑制しつつ掃気を行う内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】吸気通路のスロットル弁よりも下流側から内燃機関へ圧縮空気を供給可能な供給部と、前記内燃機関の停止要求があった場合に燃料噴射を停止し前記スロットル弁を閉じ側に制御し、その後に前記内燃機関が惰性で回転している間に前記供給部から前記内燃機関へ圧縮空気を供給する掃気制御を実行する制御部と、を備えた内燃機関の制御装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路のスロットル弁よりも下流側から内燃機関へ圧縮空気を供給可能な供給部と、
前記内燃機関の停止要求があった場合に燃料噴射を停止し前記スロットル弁を全閉に制御し、その後に前記内燃機関が惰性で回転している間に前記供給部から前記内燃機関へ圧縮空気を供給する掃気制御を実行する制御部と、を備えた内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記供給部は、前記吸気通路に連通した蓄圧タンク、前記吸気通路と前記蓄圧タンクとの連通状態を切り替える開閉弁、を含み、
前記制御部は、前記内燃機関の駆動中に吸気圧が所定値以上であり前記吸気圧が前記蓄圧タンクの内圧よりも大きい場合に、前記開閉弁を制御して前記吸気通路と前記蓄圧タンクとを連通して前記蓄圧タンクに圧縮空気を蓄える蓄圧制御を実行する、請求項１の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記蓄圧タンクの容量は、複数回の前記掃気制御を実行可能な程度に設定されている、請求項２の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記蓄圧タンクの内圧が所定値よりも低い場合には、前記内燃機関の停止要求があった場合に燃料噴射を停止し前記スロットル弁を開く側に制御し前記供給部による前記内燃機関への圧縮空気の供給は行わない、請求項２又は３の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記吸気通路に配置されたコンプレッサ、排気通路に配置されたタービン、を含む過給機を備えた、請求項１乃至４の何れかの内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、イグニッションスイッチのオフやアイドリングストップ機能などにより内燃機関に停止要求があった場合に、スロットル弁を開いて内燃機関を掃気する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０１１２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関に停止要求があると、燃料噴射が停止されて内燃機関が惰性で回転した後に完全に停止する。内燃機関が惰性で回転している間にスロットル弁を開くと、ピストンに作用する吸気抵抗が小さくなり、ピストンが完全に停止するまでの期間が長期化する。即ち、内燃機関が惰性で回転している惰性回転期間が長期化するおそれがある。このため、例えば運転者がイグニッションスイッチをオフにした場合に惰性回転期間が長期化すると、運転者に違和感を与えるおそれがある。
【０００５】
また、惰性回転期間中でのスロットル弁が開いている期間を短くすることにより、惰性回転期間の長期化を抑制できる。しかしながらこの場合、内燃機関に十分に空気を供給できずに、掃気が不十分になるおそれがある。
【０００６】
そこで、内燃機関の惰性で回転している期間の長期化を抑制しつつ掃気を行う内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、吸気通路のスロットル弁よりも下流側から内燃機関へ圧縮空気を供給可能な供給部と、前記内燃機関の停止要求があった場合に燃料噴射を停止し前記スロットル弁を全閉に制御し、その後に前記内燃機関が惰性で回転している間に前記供給部から前記内燃機関へ圧縮空気を供給する掃気制御を実行する制御部と、を備えた内燃機関の制御装置によって達成できる。
【０００８】
前記供給部は、前記吸気通路に連通した蓄圧タンク、前記吸気通路と前記蓄圧タンクとの連通状態を切り替える開閉弁、を含み、前記制御部は、前記内燃機関の駆動中に吸気圧が所定値以上であり前記吸気圧が前記蓄圧タンクの内圧よりも大きい場合に、前記開閉弁を制御して前記吸気通路と前記蓄圧タンクとを連通して前記蓄圧タンクに圧縮空気を蓄える蓄圧制御を実行する、構成であってもよい。
【０００９】
前記蓄圧タンクの容量は、複数回の前記掃気制御を実行可能な程度に設定されている、構成であってもよい。
【００１０】
前記制御部は、前記蓄圧タンクの内圧が所定値よりも低い場合には、前記内燃機関の停止要求があった場合に燃料噴射を停止し前記スロットル弁を開く側に制御し前記供給部による前記内燃機関への圧縮空気の供給は行わない、構成であってもよい。
【００１１】
前記吸気通路に配置されたコンプレッサ、排気通路に配置されたタービン、を含む過給機を備えた、構成であってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
内燃機関の惰性で回転している期間の長期化を抑制しつつ掃気を行う内燃機関の制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施例の内燃機関の制御装置を示す図である。
【図２】図２は、ＥＣＵが実行する蓄圧制御の一例を示したフローチャートである。
【図３】図３は、ＥＣＵが実行する掃気制御の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本実施例の内燃機関の制御装置を示す図である。エンジン１は、内燃機関に相当し、ディーゼルエンジンであるが、ガソリンエンジンであってもよい。エンジン１には、排気通路３と吸気通路４が接続されている。排気通路３の途中には、過給機５のタービンハウジング５０が配置されている。排気通路３においてタービンハウジング５０より上流の部位と下流の部位は、バイパス通路３０によって連通している。排気通路３において、バイパス通路３０の接続部よりも下流側には触媒２０が設けられている。バイパス通路３０には、バイパス弁３１が設けられている。
【００１５】
吸気通路４の途中には、過給機５のコンプレッサハウジング５１が配置されている。吸気通路４においてコンプレッサハウジング５１より下流には、インタークーラ６が配置されている。インタークーラ６より下流の吸気通路４には、スロットル弁７が配置されている。スロットル弁７より下流の吸気通路４には、吸気圧センサ１１が取り付けられている。
【００１６】
過給機５においては、タービンハウジング５０とその内部に配設されたタービン５００により遠心式タービンが構成され、コンプレッサハウジング５１とその内部に配設されたコンプレッサ５０１により遠心式コンプレッサが構成される。タービン５００及びコンプレッサ５０１はタービンシャフトにより同軸に連結され、排気ガスによってタービン５００が回転駆動されたとき、コンプレッサ５０１も回転駆動され、吸気通路４内の吸気を過給する。
【００１７】
エンジン１には、電子制御ユニット即ちＥＣＵ８が併設されている。ＥＣＵ８は、クランクポジションセンサ９、吸気圧センサ１１等の各種センサの出力信号に基づいて、スロットル弁７、バイパス弁３１を制御する。また、ＥＣＵ８には、イグニッションスイッチＩＳからの信号が出力される。ＥＣＵ８は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵを含む。ＲＯＭには、後述する制御を実行するためのプログラムが格納されている。
【００１８】
ＥＣＵ８は、所定の条件成立時にエンジン１が自動的に停止する、いわゆるアイドリングストップを実行する。例えば、ＥＣＵ８は、停車状態が一定の時間以上継続している場合に、エンジン１を自動的に停止させる。また、ＥＣＵ８は、イグニッションスイッチＩＳがオンからオフに切り替えられた場合にも、エンジン１を停止させる。ＥＣＵ８はエンジン１の気筒２への燃料噴射を停止することにより、エンジン１の駆動を停止させる。
【００１９】
スロットル弁７の下流側の吸気通路４には、分岐通路４１が接続されている。分岐通路４１には、蓄圧タンク４７が接続されている。分岐通路４１上には分岐通路４１を開閉する開閉弁４３が設けられている。また、分岐通路４１上には蓄圧センサ４５が設けられている。蓄圧センサ４５は、開閉弁４３よりも蓄圧タンク４７側に設けられ、蓄圧タンク４７の内圧を検出する。蓄圧センサ４５は、ＥＣＵ８に検出信号を出力する。
【００２０】
分岐通路４１、開閉弁４３、蓄圧センサ４５、蓄圧タンク４７は、供給部として機能する。蓄圧タンク４７に蓄圧された圧縮空気を利用してエンジン１に停止要求があってからエンジン１が完全に停止する前にエンジン１の掃気が行われる。尚、開閉弁４３は、所定の条件成立時にのみ開く。ＥＣＵ８は、蓄圧タンク４７に圧縮空気を蓄圧するための蓄圧制御、蓄圧タンク４７に蓄圧された圧縮空気を利用した掃気制御を実行する。エンジン１の停止要求があった場合に掃気制御を実行することにより、エンジン１の停止後に気筒２内に排気が残留することに伴う不利益を抑制できる。例えば、エンジン１の停止後に気筒２内に残留する排気の硫黄酸化物が燃料噴射弁等に付着してこれら部位が腐食することを抑制できる。
【００２１】
図２は、ＥＣＵ８が実行する蓄圧制御の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ８は、エンジン１が駆動中であるか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、ＥＣＵ８は、燃料噴射の実行の有無に基づいて、エンジン１が駆動中であるか否かを判定する。否定判定の場合には、本制御は終了する。肯定判定の場合、ＥＣＵ８は、吸気圧センサ１１からの出力値に基づいて吸気圧が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。所定値とは、例えば過給機５のコンプレッサ５０１により過給された吸気の圧力値である。否定判定の場合には、この制御を終了する。肯定判定の場合、ＥＣＵ８は、この吸気圧が蓄圧センサ４５からの出力値に基づいた蓄圧タンク４７の内圧より高いか否かを判定する（ステップＳ３）。肯定判定の場合、即ち吸気圧のほうが蓄圧タンク４７の内圧よりも高い場合、ＥＣＵ８は開閉弁４３を開く（ステップＳ４）。これにより、吸気通路４から蓄圧タンク４７内に吸気が流れ込み、蓄圧タンク４７内に圧縮した空気を蓄えることができる。尚、圧縮空気の圧力は、少なくとも大気圧を超えている必要がある。否定判定の場合には、開閉弁４３は閉じたままの状態に維持される。このように、ＥＣＵ８は、エンジン１が駆動中にこのような蓄圧制御を繰り返し行う。
【００２２】
過給機５が設けられていることにより、吸気を過給して吸気圧を上昇させることができる。この過給された吸気を利用して蓄圧タンク４７に圧縮空気を蓄圧することができる。
【００２３】
尚、ステップＳ４で開閉弁４３を開いた後は、所定期間経過後に閉じるようにしてもよいし、また、開閉弁４３を開いている間も吸気圧センサ１１、蓄圧センサ４５の検出値を比較し、吸気圧及び蓄圧タンク４７の内圧の差が所定値以下になると開閉弁４３を閉じるようにしてもよい。
【００２４】
図３は、ＥＣＵ８が実行する掃気制御の一例を示したフローチャートである。掃気制御は、上記の蓄圧制御実行後に行われる。ＥＣＵ８は、エンジン１の停止要求があるか否か、即ち、イグニッションスイッチＩＳがオフになったか否か、又はアイドリングストップの停止条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１１）。否定判定の場合には、本制御は終了する。肯定判定の場合、ＥＣＵ８はエンジン１の燃料噴射を停止し（ステップＳ１２）、蓄圧タンク４７の内圧が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。この所定値は、蓄圧タンク４７の内圧がエンジン１を掃気するのに十分であるか否かを判定するための基準値である。ステップＳ１３での所定値と、ステップＳ２での所定値は、同じ値であってもよいし異なっていてもよい。
【００２５】
肯定判定の場合、ＥＣＵ８はスロットル弁７を全閉にする（ステップＳ１４）。これにより、エンジン１のピストンに作用する吸気抵抗が増大してエンジン１の惰性回転期間を短くすることができる。その後に、ＥＣＵ８は、エンジン１が完全に停止する前、即ちエンジン１の惰性回転中に開閉弁４３を開く（ステップＳ１５）。これにより、エンジン１の惰性回転中に蓄圧タンク４７に蓄圧された圧縮空気が分岐通路４１、吸気通路４を介してエンジン１内に流れて排気通路３に排出される。これにより、エンジン１の気筒２内を掃気できる。ＥＣＵ８は、所定期間経過後に開閉弁４３を閉じる（ステップＳ１６）。
【００２６】
このように、エンジン１の停止要求後にスロットル弁７を閉じてエンジン１の惰性回転期間の長期化を抑制すると共に、エンジン１の惰性回転中に蓄圧タンク４７に蓄えられた圧縮空気によりエンジン１の掃気を行う。開閉弁４３を開いて圧縮空気をエンジン１に供給するタイミングは、例えば、エンジン１が完全に停止する２回転以前に開く。このように、圧縮空気を送るタイミングは、燃料噴射が停止された直前よりもエンジン１が完全に停止する直前付近の方が望ましい。この理由について以下に説明する。
【００２７】
燃料噴射が停止してからエンジン１が完全に停止するまでの期間において、エンジン１の回転への抵抗は、スロットル弁７を閉じることによる吸気抵抗と、カムや補機の駆動負荷や各部の摩擦抵抗等による回転抵抗とがある。ここで、エンジン１の停止要求がある場合には、エンジン１はアイドル状態にある場合がある。エンジン１がアイドル回転数付近で惰性回転している場合、吸気抵抗の増減がエンジン１の惰性回転の抵抗に大きな影響を与える傾向がある。これに対し、エンジン１の回転数が低下すると、吸気抵抗の増減よりも、回転抵抗がエンジン１の惰性回転に大きな影響を与える傾向がある。このため、エンジン１がアイドル回転数付近で惰性回転している場合には、スロットル弁７を閉じて吸気抵抗を増大させることにより、エンジン１の惰性回転期間の長期間を抑制できる。また、エンジン１の回転数が低下している時には、吸気抵抗の増減がエンジン１の惰性回転には大きな影響を与えないため、エンジン１に圧縮空気を供給してもエンジン１の惰性回転期間を長期化しにくい。これにより、エンジン１の惰性回転期間の長期化を抑制しつつエンジン１を掃気できる。
【００２８】
尚、開閉弁４３を開くタイミングは、クランクポジションセンサ９からの出力に基づきエンジン１の回転数が所定以下となってから開いてもよい。開閉弁４３を開くタイミングは、ステップＳ１１で肯定判定されてから、ステップＳ１３で肯定判定されてから、又はステップＳ１４の処理が実行されてから、の何れかの場合から所定期間経過後に開閉弁４３を開いてもよい。また、開閉弁４３を閉じるタイミングは、クランクポジションセンサ９からの出力に基づいてエンジン１の惰性回転が完全に停止してから閉じても良いし、開閉弁４３が開いてから所定期間経過後にエンジン１が惰性回転している途中で閉じてもよい。尚、ステップＳ１２、Ｓ１３の順序は問わない。
【００２９】
尚、ステップＳ１３で否定判定の場合には、スロットル弁７を全開にする（ステップＳ１６）。このように、蓄圧タンク４７の内圧が掃気できる程度までに至っていない場合には、スロットル弁７を全開にしてエンジン１を掃気する。これにより、何れの場合にもエンジン１を掃気することができる。
【００３０】
尚、蓄圧タンク４７の容量は、複数回の掃気制御を実行可能な程度に設定されている。例えば、アイドリングストップ機能による自動停止が所定期間内に複数回行われるような場合も対応できる。また、エンジン１の運転状態によっては過給圧が十分に発生せずに蓄圧制御が実行できない場合もあり、この場合においても複数回の掃気制御を実行可能な程度に蓄圧タンク４７の容量が設定されていることにより、掃気制御を実行できる。
【００３１】
尚、ステップＳ１７では、スロットル弁７は必ずしも全開である必要はない。例えば、スロットル弁７の開度を、全閉よりも開き側に制御すればよい。尚、ステップＳ１７でのスロットル弁７の開度は、ステップＳ１４でのスロットル弁７の開度よりも大きい。
【００３２】
尚、アイドリングストップ機能によりエンジン１が自動停止している間にイグニッションスイッチＩＳがオフになった場合には、自動停止時に実行された掃気制御を継続し、イグニッションスイッチＩＳのオフ時において行われる予定である掃気制御は禁止してもよい。
【００３３】
尚、ＥＣＵ８は、イグニッションスイッチＩＳのオフによるエンジン１への停止要求がある場合にのみ掃気制御を実行してもよいし、アイドリングストップ機能による自動停止条件が成立した場合のエンジン１への停止要求がある場合にのみ掃気制御を実行してもよい。
【００３４】
尚、過給機５によって過給された吸気を利用する代わりに、別途加圧ポンプを設けて、蓄圧タンク４７内に圧縮空気を蓄圧してもよい。例えば、エンジン１の駆動に連動して空気を圧縮可能な加圧ポンプを設けてもよい。
【００３５】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  エンジン
４  吸気通路
５  過給機
７  スロットル弁
８  ＥＣＵ（制御部）
４１  分岐通路
４３  開閉弁
４５  蓄圧センサ
４７  蓄圧タンク
５００  タービン
５０１  コンプレッサ
ＩＳ  イグニッションスイッチ
【図１】
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【図２】
2014231795.tif 000004
【図３】
2014231795.tif 000005