(57)【要約】【課題】  コモンレールシステムを用いたエンジンにおいて、始動時の応答性を向上させるとともに、複数のエンジンが駆動される構成において、エンジン全体での振動低減を行うことを課題とする。【解決手段】  エンジン２０の複数気筒に燃料噴射制御を行う燃料噴射制御方法において、エンジン停止操作認識手段１７と、特定気筒認識手段１６と、燃料噴射制御手段１５と、を有する燃料噴射制御装置により、該燃料噴射制御手段１５において、エンジン停止操作認識手段１７によるエンジン停止操作の認識後、特定気筒認識手段１６により認識される特定気筒への燃料噴射の後に燃料噴射を停止する。そして、特定のエンジンの燃料噴射に対して、他のエンジンの燃料噴射に位相差を設けて、燃料噴射制御を行う。【選択図】  図３
2006348826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの複数気筒に燃料噴射制御を行う燃料噴射制御方法において、
エンジン停止操作認識手段と、特定気筒認識手段と、燃料噴射制御手段と、を有する燃料噴射制御装置により、
該燃料噴射制御手段において、エンジン停止操作認識手段によるエンジン停止操作の認識後、特定気筒認識手段により認識される特定気筒への燃料噴射の後に燃料噴射を停止することを特徴とする燃料噴射制御方法。
【請求項２】
エンジン停止操作認識手段によるエンジン停止操作の認識後に、一定時間、クランク信号を認識し、
最後に燃料噴射が行われた最終噴射気筒を特定する情報を記憶し、エンジン始動時に該情報により特定される気筒の少なくとも１工程後の気筒を特定し、該気筒より燃料噴射を開始することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御方法。
【請求項３】
最後に燃料噴射が行われた最終噴射気筒と、エンジン停止時に燃料噴射タイミングの後となっているエンジン停止気筒との差を、認識し、エンジン停止気筒が、エンジン始動時に燃料噴射を開始する特定気筒の少なくとも１工程前の爆発工程とならない場合に、
該エンジン停止気筒が１工程前の爆発気筒となるように、最終噴射気筒を決定することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射制御方法。
【請求項４】
最後に燃料噴射が行われた最終噴射気筒と、エンジン停止時に燃料噴射タイミングの後となっているエンジン停止気筒との差に一定の傾向が見られない場合、もしくは最終噴射気筒とエンジン停止気筒との差を認識させない場合に、
既定の値を、最後に燃料噴射が行われた最終噴射気筒と、エンジン停止時に燃料噴射タイミングの後となっているエンジン停止気筒との差として、最終噴射気筒を決定することを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射制御方法。
【請求項５】
固有のクランク軸を有するエンジンを複数個駆動する構成において、任意のエンジンを基準エンジンとし、該基準エンジンにおける燃料噴射開始に対して、他のエンジンの燃料噴射との間に位相差を設けて、燃料噴射制御を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料噴射制御方法。
【請求項６】
数個のエンジン振動による合成振動が低減されるように、燃料噴射開始に位相差を設けることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射制御方法。
【請求項７】
エンジン間の噴射時期位相差を、
任意のエンジン温度を検出手段、もしくは、始動開始よりの時間設定、もしくは、振動を検知する手段により、決定することを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射制御方法。
【請求項８】
複数のエンジンのクランク角度信号を、１つの燃料噴射制御手段に送信し、該燃料噴射制御手段により、複数エンジンのクランク信号の相対関係を認識することを特徴とする請求項５から７いずれか一項に記載の燃料噴射制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃料噴射制御技術に関するものであり、より詳しくはエンジンの燃料噴射制御による始動性向上および振動低減の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子制御により、きめ細かな燃料噴射制御を行うために、コモンレールシステム（ＣＲＳ）が採用されるようになった。ＣＲＳは、インジェクタの電磁弁制御により燃料噴射タイミングおよび燃料噴射量をエンジン回転数、負荷条件により制御可能である。そして、ＣＲＳを搭載したエンジンの始動制御は、特定クランク（ＴＤＣ）信号と爆発工程を示す信号とにより、噴射開始気筒を決定している。これは、ジャーク式の様な機械的に燃料噴射気筒を決められるものとは異なり、電気信号入力により燃料噴射を開始する気筒を判別している。
このように、電気的に燃料噴射気筒の判別を行うものの主なものは、第１番気筒のＴＤＣと第１番気筒の爆発工程を示す信号が入力されたとき、第１番気筒に噴射開始を行うもので、始動は必ず第１番気筒における燃料噴射で行われる。その他の例として、各気筒の爆発工程信号により、判別時間を短縮させる方式がある。
【０００３】
また、エンジンの気筒の噴射順序が予め定められている内燃機関用電子制御式噴射装置に、エンジン回転数センサ、気筒判別センサ、気筒判別部を設けるものが知られている（特許文献１）。エンジン回転数センサはエンジンの７２０度クランク角の回転でクランク角３６０度離れた所に位置する２つの欠歯パルスと複数のパルスとからなる回転数パルス信号を発生し、気筒判別センサは、７２０度クランク角の回転で１パルスを発生し、このパルスが２つの欠歯パルスのいずれかと同時に発生する。そして、気筒判別部は、欠歯パルス信号の発生時に、気筒判別パルス信号の有無により燃料噴射を行うべきエンジン気筒を判定する。
【特許文献１】特開平６−９３９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１つの気筒を始動開始気筒として、この気筒にのみセンサを取付け、始動の燃料噴射を開始するものでは、エンジン停止による始動開始気筒の位置が、キーオフによって、毎回異なる。このため、クランクが最大２回転しないと始動開始気筒が燃料噴射開始位置に到達しない場合があり、始動時の応答性が機械式のものに比べて低くなる場合がある。
そして、各気筒の爆発工程信号により判別時間を短縮させて、エンジン始動時の時間を短縮するものでは、センサの個数が増加したり、ホール素子などの高価なセンサが必要となったりする。また、センサの増加による電気的な故障の可能性が増加する。
また、特許文献１に記載された技術においても同様の問題がある。
【０００５】
さらに、ＣＲＳを搭載するエンジンを複数駆動する構成においては、各エンジンの始動までの時間がそれぞれ異なる可能性が高く、始動時のエンジンクランク位相差の状態によっては、エンジン振動が互いに強めあう場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
エンジン停止時において、燃料噴射を開始する気筒位置を制御することにより、燃料噴射を開始する気筒の特定が容易となる。そして、エンジン始動時における気筒特定のための動作が省略可能となりエンジン始動にかかる時間を短縮でき、始動時に必要となる燃料量も低減できる。
さらに、エンジン始動時における始動タイミングを制御して、複数エンジンの駆動において、エンジン間の振動の打ち消しにより、全体としてのエンジン振動を低減する。
【０００７】
すなわち、請求項１に記載のごとく、エンジンの複数気筒に燃料噴射制御を行う燃料噴射制御方法において、エンジン停止操作認識手段と、特定気筒認識手段と、燃料噴射制御手段と、を有する燃料噴射制御装置により、該燃料噴射制御手段において、エンジン停止操作認識手段によるエンジン停止操作の認識後、特定気筒認識手段により認識される特定気筒への燃料噴射の後に燃料噴射を停止する。
なお、エンジン停止操作認識手段はキースイッチやセンサなどにより構成でき、特定気筒認識手段としては、クランクセンサやカムセンサ、特定気筒に装着されるシリンダセンサ、もしくはエンジンコントロールユニット内の記憶部とセンサとの組み合わせなどにより構成できる。燃料噴射制御手段としては、インジェクタに接続したエンジンコントロールユニットなどを利用できる。
【０００８】
請求項２に記載のごとく、エンジン停止操作認識手段によるエンジン停止操作の認識後に、一定時間、クランク信号を認識し、最後に燃料噴射が行われた最終噴射気筒を特定する情報を記憶し、エンジン始動時に該情報により特定される気筒の少なくとも１工程後の気筒を特定し、該気筒より燃料噴射を開始する。
【０００９】
請求項３に記載のごとく、最後に燃料噴射が行われた最終噴射気筒と、エンジン停止時に燃料噴射タイミングの後となっているエンジン停止気筒との差を、認識し、エンジン停止気筒が、エンジン始動時に燃料噴射を開始する特定気筒の少なくとも１工程前の爆発工程とならない場合に、該エンジン停止気筒が１工程前の爆発気筒となるように、最終噴射気筒を決定する。
【００１０】
請求項４に記載のごとく、最後に燃料噴射が行われた最終噴射気筒と、エンジン停止時に燃料噴射タイミングの後となっているエンジン停止気筒との差に一定の傾向が見られない場合、もしくは最終噴射気筒とエンジン停止気筒との差を認識させない場合に、既定の値を、最後に燃料噴射が行われた最終噴射気筒と、エンジン停止時に燃料噴射タイミングの後となっているエンジン停止気筒との差として、最終噴射気筒を決定する。
【００１１】
請求項５に記載のごとく、固有のクランク軸を有するエンジンを複数個駆動する構成において、任意のエンジンを基準エンジンとし、該基準エンジンにおける燃料噴射開始に対して、他のエンジンの燃料噴射との間に位相差を設けて、燃料噴射制御を行う。
なお、複数のエンジンにおいて、均等に位相差を生じさせて、振動を低減できる。そして、複数の内の２つのエンジン間において振動を低減する位相差を設定し、エンジンが奇数個である場合には、３つのエンジンで位相差を均等に生じさせて振動を低減できる。
【００１２】
請求項６に記載のごとく、数個のエンジン振動による合成振動が低減されるように、燃料噴射開始に位相差を設ける。
【００１３】
請求項７に記載のごとく、エンジン間の噴射時期位相差を、任意のエンジン温度を検出手段、もしくは、始動開始よりの時間設定、もしくは、振動を検知する手段により、決定する。
【００１４】
請求項８に記載のごとく、複数のエンジンのクランク角度信号を、１つの燃料噴射制御手段に送信し、該燃料噴射制御手段により、複数エンジンのクランク信号の相対関係を認識する。
【発明の効果】
【００１５】
このような燃料噴射制御方法を用いることにより、始動時における複雑なＣＲＳ制御やコストのかかる機構を追加することなく簡単に、少ないセンサを利用して、エンジン始動時の応答性を向上できる。
さらに、複数のエンジンを駆動する構成においては、エンジンの２次振動を大幅に低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、エンジン停止時に最後の爆発行程終了気筒を認識することにより、エンジンの始動時の燃料噴射気筒を特定し、始動性を向上させる。さらに、始動タイミングを制御して複数のエンジン駆動における振動低減を実現するものである。
【実施例１】
【００１７】
次に、第１実施例について、図を用いて説明する。
図１はコモンレールを有する燃料噴射制御機構を示す模式図。
第１実施例において、燃料噴射制御機構は、主に、燃料ポンプ１３、コモンレール１１、インジェクタ１２・１２・１２・１２、コントローラ１５、エンジン回転センサ１６、キースイッチ１７より構成される。この燃料噴射制御機構により、燃料をコモンレール１１において蓄圧し、エンジン各気筒への燃料噴射制御を行う。
燃料ポンプ１３は、フィルタを介して燃料タンク１４より燃料をコモンレール１１に圧送する。コモンレール１１は燃料を高圧で蓄えてインジェクタ１２に高圧の燃料を供給するものであり、コモンレール１１には、複数のインジェクタ１２が接続される。
インジェクタ１２により、エンジン気筒内への燃料噴射が行われる。インジェクタ１２はコントローラ１５により電子的に制御され、エンジン回転に対する燃料噴射タイミングが調節される。
【００１８】
コントローラ１５にはエンジン回転センサ１６やキースイッチ１７などが接続されている。コントローラ１５は、エンジン回転センサ１６により、エンジンの回転状態および特定シリンダにおけるピストンの上死点状態を認識可能となっている。エンジン回転センサ１６としては、エンジンのクランク軸に同期して回転する歯車の近傍に配設されるピックアップセンサにより構成することができる。そして、歯車において特定の気筒における上死点相当部を切欠くことにより、エンジン回転センサ１６でエンジン回転状態および特定気筒におけるピストンの上死点状態を認識することができる。
コントローラ１５は、キースイッチ１７のＯＮ／ＯＦＦ状態を認識可能となっており、キースイッチ１７のＯＮからＯＦＦへの操作により操縦者のエンジン停止操作を認識可能としている。
【００１９】
次に、エンジン停止時の制御について説明する。エンジン停止時の制御は、特定シリンダにおいてエンジンを停止させて、燃料噴射を行う始動開始気筒の判別を容易して、エンジン始動を容易にする。
図２はエンジン停止時の制御構成を示す模式図。図２に示す構成においては、エンジン２０には４つのシリンダ２１・２２・２３・２４が配設されている。シリンダ内にはピストンが配設され、インジェクタ１２が装着されている。４つのシリンダは、それぞれ、吸入・圧縮・爆発・排気の工程を繰り返し、燃料噴射は圧縮工程において行われる。なお、図２において、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）とエンジン２０の経時的変化を示す。
本実施例において、特定のシリンダにおける燃料噴射よりエンジン始動を行うものであり、エンジンを、特定シリンダの前に燃料噴射が行われるシリンダにおいて、停止させる。図２において、エンジン始動時に燃料噴射を開始する特定シリンダをシリンダ２３としている。
コントローラ１５には、インジェクタ１２・・、エンジン回転センサ１６、図示しないキースイッチ１７が接続されている。そして、コントローラ１５には情報を記憶保持する記憶部が設けられており、この記憶部に特定シリンダとしてシリンダ２３が記憶されている。コントローラ１５において特定シリンダは、シリンダ２３に装着されたインジェクタとして認識されており、エンジン回転センサ１６の入力値（もしくは入力波形）に応じてシリンダ２３に装着されたインジェクタ１２への燃料噴射制御を行う。
エンジンはキースイッチ１７がＯＮ状態にある間はエンジンの運転を維持するように制御され、キースイッチ１７がＯＦＦ状態となるとエンジン停止の制御が行われる。エンジン停止の制御において、エンジン２０の特定シリンダであるシリンダ２３の圧縮工程前もしくは燃料噴射前までエンジン２０が駆動される。これにより、エンジン始動時に初の燃料噴射をシリンダ２３に対して行うことができる。すなわち、エンジン停止制御により、シリンダ２３を始動噴射気筒にする。
【００２０】
図２において、図２（ａ）と図２（ｂ）との間においてキースイッチ１７がＯＮからＯＦＦとなると、コントローラ１５はエンジン停止時にシリンダ２３の１工程前の爆発気筒がシリンダ２１となるように燃料噴射制御を行う。
図２に示すエンジン２０において、爆発気筒は、２３・２４・２２・２１・２３・・の順となる。シリンダ２１をエンジン停止時の爆発気筒（最終噴射気筒）とすることにより、シリンダ２１の次に爆発工程となるシリンダ２３が始動噴射気筒となる。
コントローラ１５は、図２（ｂ）に示すごとく、キースイッチ１７がＯＦＦとなった後にも、シリンダ２１に対して燃料噴射を行い、シリンダ２３が始動噴射気筒となるようにエンジンを制御する。なお、燃料噴射量は、シリンダ２３が爆発工程の少なくとも１工程前の状態（圧縮工程もしくは吸入工程）となるように、コントローラ１５において調節される。また、エンジン回転速度などを判断して、エンジンの慣性などによりシリンダ２１における燃料噴射が不要である場合には、燃料噴射は行われない。
すなわち、キースイッチ１７がＯＦＦとなった後も、コントローラ１５によるエンジン制御が行われ、エンジン始動に備えて、シリンダ２３が始動噴射気筒となる様にする。
これにより、燃料噴射を開始するシリンダが予め解るとともに、エンジン始動にかかる時間を短縮させる構成になっている。
【００２１】
図３はコントローラに認識される信号状態を示す模式図。
コントローラ１５には、各シリンダの死点位置を示す信号４１とキースイッチ１７のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す信号４２とが入力され、各インジェクションを制御する信号４３が出力される。図３においては、シリンダ２４への燃料噴射が行われた後に、キースイッチ１７がＯＮからＯＦＦに切換えられている。この状況において、コントローラ１５は、シリンダ２３を特定シリンダ（始動噴射気筒）として認識しており、シリンダ２３の爆発工程より前でエンジンを停止させるために、シリンダ２２・２３について燃料噴射を行う。すなわち、キースイッチ１７がＯＦＦになった後に、燃料噴射により特定シリンダを始動噴射気筒にする。
これにより、エンジン始動時において、シリンダ２３を爆発工程の１工程前とすることができ、エンジン始動時の応答性を向上できる。
【００２２】
図４はエンジン停止時の燃料噴射制御を示すフローチャート図。
コントローラ１５の燃料噴射制御について、図４のフローチャートを用いて説明する。
まず、処理３１において、特定シリンダの設定が行われる。図３に示す例においては、シリンダ２３が特定シリンダとして設定される。この後に、判別３２においてキースイッチ１７のＯＮ／ＯＦＦが認識される。キースイッチ１７がＯＮである場合に、判別３２を反復し、キースイッチ１７がＯＦＦとなると、判別３３において、燃料噴射工程にあるシリンダの次に燃料噴射工程となるシリンダの判別を行う。次のシリンダが特定気筒でない場合には、処理３４において燃料噴射位置にあるシリンダへの燃料噴射を行う。そして、次のシリンダが特定気筒である場合には、燃料噴射を行わず終了する。
これにより、特定シリンダが次に爆発工程となる状態で、エンジンを停止させることができる。そして、エンジンの始動に係る時間を短くできる。
【実施例２】
【００２３】
次に、燃料噴射制御の第２実施例について説明する。
図５は第２実施例におけるコントローラの制御構成を示す図。
第２実施例においては、キースイッチ１７がＯＦＦになった後にエンジン停止気筒となったシリンダを認識して、エンジン停止気筒の次に爆発工程となるシリンダを始動噴射気筒とする。そして、エンジン始動時に始動噴射気筒より燃料噴射を開始する。
爆発気筒は、２３・２４・２２・２１の順となっている。図５に示すように、シリンダ２４への燃料噴射の後にキーシリンダ１７がＯＦＦとなり、エンジンが停止した場合には、シリンダ２４の次に爆発工程となるシリンダ２２が始動噴射気筒としてコントローラ１５に認識、この情報が保持される。コントローラ１５は燃料噴射を行うシリンダを認識しており、コントローラにおいては燃料噴射ごとに燃料噴射を行ったシリンダの情報を保持している。燃料噴射の後に一定時間、シリンダの上死点への移動により検出される信号（ＴＤＣ）が検出されない場合に、コントローラ１５がエンジンの停止を認識し、保持されている最終気筒の次に燃料噴射を行うシリンダ２４を始動噴射気筒として認識保持し、エンジン始動時にはシリンダ２４から燃料噴射を行う。これにより、始動時にかかる時間を短縮することができる。
【００２４】
実施例２においては最後に対応するＴＤＣ信号を受信したシリンダを最終気筒として認識し、エンジン始動時には最終気筒の次に燃料噴射を行うシリンダから燃料噴射を開始する。このように、最後にＴＤＣ信号を認識したシリンダの次のシリンダを始動噴射気筒としてコントローラ１５において記憶保持することにより、エンジン始動を円滑に行うことができる。また、始動噴射気筒は、最後にＴＤＣ信号を認識したシリンダの、少なくとも１工程前の状態（圧縮工程もしくは吸入工程）のシリンダとしても良い。
すなわち、キースイッチ１７のＯＦＦの後に任意に設定されるコントローラ１５の作動期間に最終気筒を認識き、最終気筒より始動噴射気筒を算出する。これにより、エンジン始動時の時間を短縮する。
【００２５】
この他に、キースイッチ１７のＯＦＦの後に慣性などにより、エンジンが数工程進むことを考慮することも可能である。コントローラ１５において、キースイッチ１７のＯＦＦの直前に認識されるシリンダと、エンジンが完全に停止状態において爆発工程を終了した最終気筒を認識した後に、算出された始動噴射気筒との位相差を、燃料噴射順序の差としてコンローラ１５に統計的に記憶保持させる。
例えば、シリンダ２３が爆発工程を終了した後に、キースイッチ１７がＯＦＦされた場合、始動噴射気筒となるのは、シリンダ２４が５％、シリンダ２２が８５％、シリンダ２１が１０％とすると、キーＯＦＦ直前に認識されたシリンダ２３から、２工程先のシリンダ２２を始動噴射気筒として設定すると、多くの場合にエンジンの始動時間を短縮できる。
【００２６】
このように、頻度の高い差をＯＦＦ直前シリンダより始動噴射気筒までの差とし、この差より、キースイッチ１７のＯＦＦの直前のシリンダを認識することにより、始動噴射気筒を算出することができる。
このように、キースイッチ１７のＯＦＦの直前シリンダと、始動噴射気筒との関係をコントローラ１５において学習させることにより、コントローラ１５における初期の学習過程を終了した後には、キースイッチＯＦＦ後のコントローラ１５の作動期間を短く、もしくは無くすことができる。
すなわち、コントローラ１５によりキースイッチ１７のＯＦＦの直前のシリンダを認識することにより、最終気筒が算出され、この最終気筒より始動噴射気筒を算出することが可能となり、キースイッチ１７のＯＦＦ後のコントローラ１５の作動時間を短くできる。
【００２７】
さらに、コントローラ１５において、キースイッチＯＦＦ直前のシリンダと始動噴射気筒との差を、予め設定値として記憶させておき、この設定値により、キースイッチＯＦＦ直前のシリンダから始動噴射気筒を算出することができる。
コントローラ１５には、予め、各シリンダがＯＦＦ直前のシリンダと場合の始動噴射気筒までの差が記憶保持されている。コントローラ１５においては、燃料噴射を行うシリンダが認識されており、キースイッチ１７がＯＮからＯＦＦになった場合に、コントローラ１５において、直前に燃料噴射を行ったシリンダに対応する「差」の値より始動噴射気筒が算出される。これにより、エンジン制御を簡便な構成とすることができる。
【実施例３】
【００２８】
次に、第３実施例について説明する。
第３実施例においては、エンジンのシリンダにおいて始動噴射気筒となる特定シリンダを予め決定して、特定シリンダが始動噴射気筒となるようにキースイッチ１７ＯＦＦ後に行う燃料噴射制御方法と、キースイッチＯＦＦ直前のシリンダより学習値もしくは既定の「差」を用いて始動噴射気筒を算出してエンジン始動を行う燃料噴射制御方法との二つの制御とを用いる。そして、これらの燃料噴射制御方法を状況に応じて選択する。
一方の燃料噴射制御方法によりエンジン始動が効果的でない場合に、他方の燃料噴射制御を選択する。
エンジン始動の容易性は、セルモータ回転開始よりエンジンの燃焼による駆動開始（回転速度の上昇）までの時間を認識することにより判断することができる。コントローラ１５に予め基準時間を記憶させ、エンジン始動時に始動にかかる時間を測定し、基準時間と比較することにより、始動の容易性をコントローラ１５において判別する。
これは、セルモータの起動スイッチであるもキースイッチ１７とエンジン回転センサとがコントローラ１５に接続していることから、コントローラ１５において判断可能となっている。
【００２９】
まず、キースイッチＯＦＦ直前のシリンダより測定値のばらつきにより学習値が定められない場合や、学習値による始動気筒の決定がエンジン始動性に効果的でない場合には、特定シリンダが始動噴射気筒となるようにキースイッチ１７ＯＦＦ後に行う燃料噴射制御方法をとる。また、特定シリンダが始動噴射気筒となるようにキースイッチ１７ＯＦＦ後に行う燃料噴射制御方法がエンジン始動に効率的でない場合には、他方の燃料噴射制御方法を利用する。
このように、エンジン始動の状況に応じて、制御方法を選択可能とするので、様々なエンジンに対して汎用的に対応可能な燃料噴射制御方法を提供することができる。
【実施例４】
【００３０】
上記実施例に示した燃料噴射制御方法は、エンジンの始動制御を行えるものであり、これを複数エンジンの始動に適用してエンジン駆動の静粛性を向上できる。エンジン始動制御により、複数のエンジンを駆動する際に、エンジン始動のタイミングを制御して、複数個のエンジンの合成振動を小さくすることができる。
第４実施例は、複数のエンジンを駆動する上で、エンジン振動の低減を燃料噴射制御により行うものである。複数エンジンの構成例として、二つのエンジン２０ａ・２０ｂを駆動する２機２軸の構成について説明する。
図６はエンジンとコントローラの接続構成を示す模式図。図６（ａ）は２つのコントローラを接続する構成を示す図。図６（ｂ）は１つのコントローラにより２つのエンジンを制御する構成を示す図。図７はクランク軸信号による位相差制御の構成を示す模式図。
【００３１】
まず、図６（ａ）を用いて、２つのコントローラを接続する構成について説明する。エンジン２０ａ・２０ｂには、それぞれ、コントローラ１０１・１０２が接続しており、それぞれの燃料噴射を制御可能としている。さらに、コントローラ１０１はコントローラ１０２にも接続し、コントローラ１０１によりコントローラ１０２を制御可能にしている。
エンジン始動時の燃料噴射制御において、一方の燃料噴射タイミングに対して、他方の燃料噴射タイミングを制御することにより、エンジン２０ａとエンジン２０ｂとの二次振動を打ち消して、２つのエンジンにおけるトータルの振動を低減することができる。
コントローラ１０１にはエンジン２０ａ・２０ｂのクランク信号が入力され、コントローラ１０１において、エンジン２０ａ・２０ｂ間の位相差を認識可能としている。
コントローラ１０１において、エンジン２０ａの燃料噴射を開始するとともに、コントローラ１０２においてエンジン２０ａの燃料噴射タイミングを認識して、コントローラ１０１より伝達される二次振動の半波長遅れたタイミングで、エンジン２０ｂの燃料噴射を開始する。これにより、２つのエンジン間において、二次振動が打ち消される。２機のエンジンにおいて、気筒数による等間隔爆発位相差を与えることにより、エンジン振動を低減できる。
【００３２】
コントローラ１０１・１０２には、エンジン２０ａ・２０ｂの気筒数やエンジン形状などの情報が入力され、保持される。これらの情報によりエンジン振動が低減するようにエンジン間の位相差を算出して、エンジン２０ａ・２０ｂを制御する。
すなわち、図７に示すごとく、２つのエンジン間において、エンジン間の振動低減に最適な位相差ｄθを算出し、この位相差ｄθを与えてエンジン振動の低減を図る。例えば、直列４気筒エンジンの場合には、１８０°の位相差を与えることにより、互いの振動が打ち消し合う構成にできる。
また、コントローラ１０１により、エンジン２０ａ・２０ｂを制御することも可能である。コントローラ１０１により、エンジン２０ａ・２０ｂの始動タイミングを調節することにより、１つのコントローラにより２つのエンジン制御が可能であり、コントローラ１０２を予備のコントローラとして、エンジン制御の信頼性を向上できる。
なお、コントローラ１０１にエンジン２０ａ・２０ｂのクランク信号を入力する他に、コントローラ１０１においてエンジン２０ａ・２０ｂの位相差を認識可能であればよく、エンジン間の位相差を認識する任意の手段によりエンジンの位相差を制御することができる。
【００３３】
図６（ｂ）の構成においては、コントローラ１００により、エンジン２０ａ・２０ｂの制御を行う。コントローラ１００にエンジン２０ａ・２０ｂのクランク角度信号が入力され、２つのエンジン間におけるエンジン回転の位相差を燃料噴射タイミングにより制御することができる。
このように、１つのコントローラ１００に複数のエンジンのクランク角度信号を入力することにより、複数エンジン全体での振動を低減することができる。なお、エンジン２０ａ・２０ｂには、個々にコントローラ１０１・１０２が接続されており、コントローラ１００が破損した場合や、一方のエンジンを単独で駆動する際には個々のエンジンに接続するコントローラを用いることができる。
【００３４】
次に、複数エンジンの位相制御を行う構成における、アイドル回転数の制御構成について説明する。
図８はアイドル回転数の制御構成を示す図。縦軸はエンジン回転数を示し、横軸は時間を示す。
上述のコントローラ１００もしくは１０１は、複数のエンジンの振動が低減されるように、各エンジン間の位相差を設定した後に、エンジンのアイドル回転数が減少するように制御を行う。まず、所定のエンジン回転数において、振動が低減されるように位相差を決定し、この後にアイドル回転数が低減するようにエンジン制御を行う。図８においては、エンジン回転数Ｒ１において時間Ｔ１に位相差を決定した後に、徐々にアイドル回転数を減少させて、エンジン回転数Ｒ２をアイドル回転数とする。
例えば、２機のエンジンを制御する構成において、エンジン爆発次数がエンジン振動を低減する様に、任意の位相差に設定された時、アイドル回転数を減少方向に作動させる制御を行う。具体的には、２機２軸の船舶に搭載されるエンジン構成において、始動時にエンジン回転数９００ｒｐｍにおいて２機のエンジンにおける振動が低減されるように位相差を設定した後に、エンジン回転数を５００ｒｐｍとする。
これにより、エンジン振動を低減するための設定を算出しやすく、アイドル回転を低減することにより、アイドル時の静粛性を向上でき、消費燃料を低減できる。
【００３５】
次に、エンジン間の位相差決定に、エンジン回転数センサとは、別のパラメータを用いてエンジン噴射時期制御を行う構成について説明する。
まず、エンジンの温度を認識する手段を用いて位相差を調節する構成について説明する。エンジンはその温度により特性が変化する。特にエンジンオイルは温度によりその粘度が変化することが知られている。ここにおいて、エンジン温度に応じてエンジン間の位相制御を行うことにより、より実際のエンジン特性に応じたエンジン振動の低減を行うことができる。エンジン温度の検出手段としては各エンジンに装着された温度センサや非接触型の温度センサを用いることができる。
図９はエンジン温度による位相差制御の構成を示す図。縦軸は位相差の絶対値を示し、横軸はエンジン温度を示す。
エンジン温度による位相差の制御構成の例を、図９を用いて、説明する。エンジン間の位相差は温度Ｔｗ１までは一定であり、温度Ｔｗ１から温度Ｔｗ２まで温度に応じて減少し、温度Ｔｗ２以上は一定となっている。このように、温度に応じてエンジン間の位相差を制御することにより、実際のエンジン特性に近い状態で、エンジンの振動低減を実現できる。
【００３６】
また、エンジン間の位相差決定に、エンジン回転数センサと、振動検出手段とを用いた構成について説明する。
図１０は振動と位相差との関係を示す図。図１０において縦軸は振動量であり、横軸は位相差の絶対値である。振動検出手段を用いたエンジン振動低減構成においては、振動センサなどにより振動量を認識して、エンジン間の位相差を調節し、エンジン振動を低減する。
エンジン制御を行うコントローラ１０１もしくはコントローラ１００においては、エンジン振動低減のための位相差の初期値がエンジン特性の数値情報より算出される。そして、初期設定の位相差によりエンジンの始動が開始される。エンジン始動後には振動センサによりエンジンの実際の振動を認識しながら、位相差を調節して実際に最も振動が小さくなる位相差αへと設定する。
位相差αへの調節は、初期設定の位相差より位相差を増減させ、これにより測定されるエンジン振動数が減少する方向に位相差を調節する。例えば、初期設定が位相差α１に設定されている場合には、位相差が増大する方向に位相差を変化させて、位相差変化前と位相差変化後との振動を比較する。そして、位相差変化後の振動が、位相差変化前よりも大きくなると、位相差変化前の位相差が位相差αとして記憶される。そして、エンジン間の位相差を位相差αとして、エンジン制御が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】コモンレールを有する燃料噴射制御機構を示す模式図。
【図２】エンジン停止時の制御構成を示す模式図。
【図３】コントローラに認識される信号状態を示す模式図。
【図４】エンジン停止時の燃料噴射制御を示すフローチャート図。
【図５】第２実施例におけるコントローラの制御構成を示す図。
【図６】エンジンとコントローラの接続構成を示す模式図。
【図７】クランク軸信号による位相差制御の構成を示す模式図。
【図８】アイドル回転数の制御構成を示す図。
【図９】エンジン温度による位相差制御の構成を示す図。
【図１０】振動と位相差との関係を示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１１  コモンレール
１２  インジェクタ
１３  燃料ポンプ
１４  燃料タンク
１５  コントローラ
１６  エンジン回転数センサ
１７  キースイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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