(57)【要約】【課題】機関停止中にクランク軸が回転するのに伴う機関振動の発生を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】機関停止中に、圧縮行程気筒に対して点火処理を実行するとともに、これに併せて膨張行程気筒に対して点火処理を実行する（Ｓ１０８）。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関停止中に圧縮行程気筒に対して点火処理を実行するとともに、これに併せて膨張行程気筒に対して点火処理が実行されるように機関点火系を制御する制御手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関は各気筒の燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備えるとともに、所定条件の成立をもって機関運転を一時的に自動停止させる機関一時休止機能を有するものであり、
前記制御手段は機関一時休止への移行に際して圧縮行程気筒及び膨張行程気筒に前記燃料噴射弁から燃料を噴射するとともに該機関一時休止中に機関運転を完全停止させる要求があることを条件として前記各気筒に対する点火処理が実行されるように前記機関点火系を制御する
請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関はクランク軸を機関停止中に回転駆動可能な駆動部を備えるものであり、
前記制御手段は前記圧縮行程気筒及び膨張行程気筒に対する点火処理に先立ちそれら各気筒の燃焼室容積の差が小さくなるように前記駆動部の駆動制御を通じて前記クランク軸を回転させる
請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は前記圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の燃焼室容積が等しくなるように前記駆動部を駆動制御する
請求項３記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は前記圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の燃焼室容積が等しくなるように前記駆動部を駆動制御してから所定期間が経過したことを条件として前記各点火処理を実行する
請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は前記圧縮行程気筒及び膨張行程気筒に対する点火処理を同時期に実行する
請求項１〜５の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関は４つの気筒を有するものであり、
前記制御手段は前記圧縮行程気筒では圧縮上死点から９０°遅角側のクランク角位相となるとともに前記膨張行程気筒では圧縮上死点から９０°進角側のクランク角位相となるように前記駆動部を駆動制御する
請求項４〜６の何れか一項に記載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、機関停止中に気筒内に残留する未燃燃料を処理する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気筒内に燃料が供給されてから同燃料への点火がなされるまでの間に内燃機関が停止されると、気筒内に未燃燃料が残留することとなる。そして、その状態で機関停止が長期にわたって継続されると、この未燃燃料が気筒内から漏出するおそれがある。
【０００３】
そこで従来、内燃機関の停止後に、そうした未燃燃料が存在すると推定される気筒に対して点火処理を行う装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。同装置によれば、気筒内に残留する未燃燃料を燃焼させてこれを処理することができる。
【特許文献１】特開平８−１７７６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の装置にあっては、未燃燃料の燃焼に伴ってクランク軸に回転トルクが付与される場合があり、これに起因して内燃機関が振動するおそれがある。このように、上記従来の装置にあっては、未燃燃料の残留回避については一定の効果が見込めるとはいえ、それに伴い発生する機関振動についてはなお改善の余地を残すものとなっている。
【０００５】
また特に、所定条件の成立をもって機関運転を一時的に自動停止させる機関一時休止機能を有し、その機関一時休止への移行に際して圧縮行程気筒及び膨張行程気筒に前記燃料噴射弁から燃料を噴射するようにした内燃機関において、その機関一時休止中に機関運転を完全停止させる場合には、こうした不都合も一層顕著なものとなる。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされてものであり、その目的は、機関停止中に未燃燃料を処理するのに伴う機関振動の発生を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
先ず、請求項１に記載の発明は、機関停止中に圧縮行程気筒に対して点火処理を実行するとともに、これに併せて膨張行程気筒に対して点火処理が実行されるように機関点火系を制御する制御手段を備えることをその要旨とする。
【０００８】
同構成によれば、圧縮行程気筒における未燃燃料の燃焼に伴って生じるクランク軸の回転力が膨張行程気筒における未燃燃料の燃焼に伴って生じる逆方向の回転力によって減少し、クランク軸の回転が抑制される。その結果、機関停止中にクランク軸が回転するのに伴う機関振動の発生を抑制することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関は各気筒の燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備えるとともに、所定条件の成立をもって機関運転を一時的に自動停止させる機関一時休止機能を有するものであり、前記制御手段は機関一時休止への移行に際して圧縮行程気筒及び膨張行程気筒に前記燃料噴射弁から燃料を噴射するとともに該機関一時休止中に機関運転を完全停止させる要求があることを条件として前記各気筒に対する点火処理が実行されるように前記機関点火系を制御することをその要旨とする。
【００１０】
機関運転を自動的に停止させる機関一時休止機能を有する内燃機関にあっては、その再始動時において良好な始動性の確保が望まれる。このため、上記構成ではこうした機関一時休止への移行に際して、圧縮行程気筒及び膨張行程気筒に予め燃料を噴射するようにしている。こうした燃料噴射を行うことにより、再始動時には各気筒の燃焼室で気化した燃料が速やかに燃焼し良好な始動性が確保されるようになる。
【００１１】
但し、こうした機関一時休止中において機関運転を完全停止させる要求があった場合には、上記各気筒の燃焼室に燃料が残留することになるため、この燃料が機関停止中に燃焼室から漏出したり、或いは長時間経過した後には液化して次の始動時における排気性状の悪化を招いたりすることが懸念される。
【００１２】
そこで、上記構成では更に、こうした機関一時休止中に機関運転を完全停止させる要求があった場合には、前記各気筒に対する点火処理を実行するようにしている。従って、機関振動を抑制しつつ、こうした残留燃料についてもこれを燃焼させて処理することができるようになる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２記載の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関はクランク軸を機関停止中に回転駆動可能な駆動部を備えるものであり、前記制御手段は前記圧縮行程気筒及び膨張行程気筒に対する点火処理に先立ちそれら各気筒の燃焼室容積の差が小さくなるように前記駆動部の駆動制御を通じて前記クランク軸を回転させることをその要旨とする。
【００１４】
同構成によれば、前記圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の燃焼室容積の差を減少させることにより、それら気筒での未燃燃料の燃焼に伴って生じる回転力の偏差を小さくすることができ、クランク軸の回転抑制、ひいてはその回転に伴う機関振動の発生を一層好適に抑制することができるようになる。
【００１５】
なお、こうした振動抑制効果をより一層顕著なものとするためには、請求項４に記載される発明によるように、前記制御手段は前記圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の燃焼室容積が等しくなるように前記駆動部を駆動制御する、といった構成を採用するのが望ましい。
【００１６】
また、同構成において、圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の燃焼室容積が等しくなるように駆動部を駆動制御した場合、それら圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の燃焼室では一時的にその内圧が一方の気筒では減少し、他方の気筒では増大するようになる。従って、こうした内圧差が生じた状態のまま各気筒に対して点火処理を実行すると、それら気筒の燃焼に伴って生じる逆方向の回転力の差がその内圧差の影響を受けて大きくなることもある。
【００１７】
この点、請求項５に記載される発明によるように、前記制御手段は前記圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の燃焼室容積が等しくなるように前記駆動部を駆動制御してから所定期間が経過したことを条件として前記各点火処理を実行する、といった構成を採用することにより、圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の内圧が大気圧側に変化し、それら内圧差が徐々に減少するのを待って点火処理が行われる。このため、各気筒の燃焼に伴って生じる逆方向の回転力の差が上記内圧差の影響を受けて大きくなるのを抑制することができる。
【００１８】
また更に、請求項６に記載の発明によるように、前記制御手段は前記圧縮行程気筒及び膨張行程気筒に対する点火処理を同時期に実行する、といった構成とすることにより、圧縮行程気筒での燃焼に伴って生じるクランク軸の回転力と膨張行程気筒での燃焼に伴って生じるクランク軸の回転力との差を効果的に抑制することができ、機関振動の発生を一層好適に抑制することができる。
【００１９】
なお、上記請求項４〜６のいずれかに記載の発明について、その具体的な構成態様としては例えば請求項７に記載される発明によるように、前記内燃機関は４つの気筒を有するものであり、前記制御手段は前記圧縮行程気筒では圧縮上死点から９０°遅角側のクランク角位相となるとともに前記膨張行程気筒では圧縮上死点から９０°進角側のクランク角位相となるように前記駆動部を駆動制御する、といった構成を挙げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明にかかる内燃機関の制御装置の一実施の形態について説明する。
図１は、内燃機関及びこれが搭載される車両の概略構成を示している。
内燃機関１０は、４つの気筒♯１〜♯４を備え、これら気筒♯１〜♯４にはその燃焼室１１に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１２が設けられている。この燃料噴射弁１２から各気筒♯１〜♯４の燃焼室１１に燃料が噴射された後、点火プラグ１３等からなる機関点火系を通じて点火処理が実行される。
【００２１】
この内燃機関１０が発生する動力は、そのクランク軸１４から動力伝達系を介して駆動輪（いずれも図示略）に伝達される。一方、このクランク軸１４は、ベルト１６を介して駆動部、詳しくは電動モータ１８に連結されている。この電動モータ１８はインバータ２０を介してバッテリ２２に接続されている。バッテリ２２から電動モータ１８への電力供給はインバータ２０を通じて調整される。これにより、電動モータ１８の出力軸を回転させて、クランク軸１４に回転トルクを付与することができる。また、電動モータ１８は、例えば機関始動に際して、内燃機関１０のクランク軸１４を強制回転駆動（クランキング）し、同クランク軸１４に内燃機関１０の始動のための補助トルクを付与する。
【００２２】
また、内燃機関１０には、例えばクランク軸１４の回転速度の他、回転位相（クランク角位相）を検出するクランクセンサ２４等、車両状況や機関運転状態を検出するための各種のセンサ類が設けられている。また、内燃機関１０には、これを始動させたり、その運転を完全停止させるための操作されるメインスイッチ２６等が設けられている。これら各センサやスイッチの信号は内燃機関１０の制御手段、ここでは電子制御装置３０に取り込まれる。電子制御装置３０は、これら各種の出力信号に基づいて内燃機関にかかる各種制御、例えば機関点火系の制御やインバータ２０の制御等を実行する。
【００２３】
また、内燃機関１０は、車両が例えば交差点で走行停止したこと等、所定の一時休止条件が成立したときに、機関運転を自動的に停止させる一方、同機関一時休止中に所定の再始動条件（例えばブレーキペダルの踏み込みが解除される）が成立したときに、機関運転を自動的に再開する機能、いわゆる機関一時休止機能を備えている。
【００２４】
更に、内燃機関１０の燃料噴射系は、機関一時休止に移行した後、圧縮行程状態で停止した気筒（圧縮行程気筒）及び圧縮行程状態で停止した気筒（膨張行程気筒）に燃料噴射弁１２から燃料を噴射する。こうした燃料噴射が行われることにより、その後の機関再始動時において各気筒の燃焼室１１で気化した燃料が速やかに燃焼し良好な始動性が確保される。
【００２５】
但し、こうした機関一時休止中に、例えばメインスイッチ２６がオフ操作されるなど、機関運転を完全停止させる要求がある場合には、上記各気筒の燃焼室１１に燃料が残留することになるため、この燃料がその後に燃焼室１１から漏出したり、或いは長時間経過した後には液化して次の始動時における排気性状の悪化を招いたりする。
【００２６】
そこで、本実施の形態では、機関一時休止中に機関運転を完全停止させる要求があった場合に、上記各気筒に対する点火処理を実行するようにしている。
以下、そうした点火処理を含む機関停止にかかる処理について、図２及び図３を参照しつつ説明する。
【００２７】
図２のフローチャートは、上記機関停止処理の具体的な処理手順を示している。
同フローチャートに示される一連の処理は、上記機関停止処理の処理手順を概念的に示したものであり、電子制御装置３０への電力供給が停止されるまで同電子制御装置３０により継続される。なお、同処理は圧縮行程気筒及び膨張行程気筒への燃料の充填が既に完了した状態であり、且つ機関一時休止中であることを条件に実行される。また、図３のタイミングチャートは、こうした機関停止処理の処理態様の一例を示している。
【００２８】
この処理では先ず、メインスイッチ２６（図３（ａ））がオフ操作されたか否かが判断され、オン操作されている場合には（図２のステップＳ１００：ＮＯ）、以下の処理を実行することなく一旦本処理が終了される。この場合には、機関一時休止が継続される。
【００２９】
その後、メインスイッチ２６がオフ操作されると（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、機関運転を完全停止させる要求があるとして、その後において上述した点火処理が実行されるようになる。このとき（図３の時刻ｔ１）、内燃機関１０や車両の各部への電力供給（同図（ｊ））は維持されるようになっている。
【００３０】
ここで、本処理では、上記点火処理の実行に先立って、圧縮行程気筒の燃焼室１１の容積（同図（ｇ））及び膨張行程気筒の燃焼室１１の容積（同図（ｅ））が等しくなるように、電動モータ１８（同図（ｂ））が駆動制御される（時刻ｔ２〜ｔ３）。具体的には、クランク角位相（同図（ｃ））が燃焼室１１の容積の等しくなる所定位相でない場合に（図２のステップＳ１０２：ＮＯ）、所定位相とするべく前記電動モータ１８が駆動制御される（ステップＳ１０４）。このように圧縮行程気筒及び膨張行程気筒についてその各燃焼室１１の容積を等しくすることにより、それら気筒での未燃燃料の燃焼に伴って生じる回転力の偏差が小さくなり、その燃焼に伴うクランク軸１４の回転が抑制されるようになる。上記所定位相は、圧縮行程気筒では圧縮上死点から９０°遅角側のクランク角位相となるとともに膨張行程気筒では圧縮上死点から９０°進角側のクランク角位相となる位相である。
【００３１】
このように電動モータ１８を駆動制御した場合、圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の燃焼室１１では一時的にその内圧が一方の気筒では減少し（図３（ｆ））、他方の気筒では増大するようになる（同図（ｄ））。従って、こうした内圧差が生じた状態のまま各気筒に対して点火処理を実行すると、それら気筒の燃焼に伴って生じる逆方向の回転力の差がその内圧差の影響を受けて大きくなることがある。
【００３２】
このため、本処理では、クランク角位相が所定位相となってから、すなわち電動モータ１８の駆動が停止されてから所定時間（時刻ｔ３〜ｔ４）が経過したことを条件に（図２のステップＳ１０６：ＹＥＳ）、点火処理が実行されるようになっている（ステップＳ１０８）。これにより、各気筒間に内圧差が生じた状態での点火処理の実行が回避される。なお、この点火処理に際しては、圧縮行程気筒及び膨張行程気筒に対する点火処理が同時期に実行される。これにより、圧縮行程気筒での燃焼に伴って生じるクランク軸１４の回転力と膨張行程気筒での燃焼に伴って生じるクランク軸１４の回転力とがほぼ相殺されるようになる。
【００３３】
そして、こうして点火処理の完了と同時に（図３の時刻ｔ５）、車両や内燃機関１０の各部への電力供給が停止され（図２のステップＳ１１０）、本処理は一旦終了される。
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
【００３４】
（１）圧縮行程気筒及び膨張行程気筒への燃料の充填が既に完了した状態であり、且つ機関一時休止中であるときに、メインスイッチ２６がオフ操作された場合、圧縮行程気筒及び膨張行程気筒に対して点火処理を実行するようにした。これにより、圧縮行程気筒における未燃燃料の燃焼に伴って生じるクランク軸１４の回転力と、これとは逆方向の回転力であって膨張行程気筒における未燃燃料の燃焼に伴って生じる回転力とが発生するようになる。したがって、それらの一方のみが発生する場合と比べて、クランク軸１４の回転を抑制することができ、機関停止中にクランク軸１４が回転するのに伴う機関振動の発生を抑制することができるようになる。
【００３５】
（２）上記点火処理に先立って、各気筒の燃焼室１１の容積が等しくなるように、電動モータ１８の駆動制御を通じてクランク軸１４を回転させるようにした。これにより、各気筒での未燃燃料の燃焼に伴って生じる回転力の偏差を小さくすることができ、クランク軸１４の回転抑制、ひいてはその回転に伴う機関振動の発生を一層好適に抑制することができるようになる。
【００３６】
（３）各気筒の燃焼室１１の容積が等しくなってから所定時間が経過したことを条件に、点火処理を実行するようにした。このため、各気筒の内圧差が減少するのを待って点火処理が行われるようになり、各気筒の燃焼に伴って生じる逆方向の回転力の差が上記内圧差の影響を受けて大きくなるのを抑制することができる。
【００３７】
（４）点火処理の実行に際して、圧縮行程気筒及び膨張行程気筒に対する点火処理を同時期に実行するようにした。このため、圧縮行程気筒での燃焼に伴って生じるクランク軸１４の回転力と膨張行程気筒での燃焼に伴って生じるクランク軸１４の回転力とをほぼ相殺することができ、機関振動の発生を一層好適に抑制することができる。
【００３８】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・圧縮行程気筒及び膨張行程気筒に対する点火処理を、必ずしも同時期に実行する必要はない。圧縮行程気筒での燃焼に伴って生じるクランク軸１４の回転力と膨張行程気筒での燃焼に伴って生じるクランク軸１４の回転力との差が大きくならない程度に、実行時期をずらすことは可能である。
【００３９】
・圧縮行程気筒及び膨張行程気筒における燃焼室１１の容積が等しくなってから所定時間が経過したことを条件に点火処理を実行するようにした。これに代えて、例えば直接検出した各内圧の差が小さくなったことを条件とするなど、点火処理の実行条件は適宜変更可能である。要は、上記内圧差が適度に小さくなるまでの所定期間、点火処理の実行を遅延させることができればよい。また、圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の燃焼室１１の容積が等しくなったと同時に点火処理を実行するようにしてもよい。
【００４０】
・点火処理の実行に先立って、圧縮行程気筒及び膨張行程気筒における燃焼室１１の容積を等しくせずとも、それら気筒の燃焼室１１の容積の差が小さくなるように電動モータ１８を通じてクランク軸１４を駆動すれば、燃焼に伴う同クランク軸の回転抑制を図ることはできる。
【００４１】
・また、圧縮行程気筒及び膨張行程気筒に対する点火処理によって機関振動の発生を抑えることが可能であれば、そうした燃焼室１１の容積の差を小さくする処理を省略することも可能である。
【００４２】
・本発明は、機関一時休止機能を有してない内燃機関の制御装置にも適用可能である。例えば、通常の機関停止時に、気筒内に残留する未燃燃料を処理するべく点火処理を実行する際に、上記実施の形態に準じた効果を得ることができる。
【００４３】
・また、膨張行程気筒への燃料充填が必須の構成ではない。そうした燃料充填をせずとも、膨張行程気筒に対して点火処理を実行することにより、同気筒内の燃え残った燃料を燃焼させて回転力を発生させることは可能である。そして、その回転力によって圧縮行程気筒における未燃燃料の燃焼に伴って生じるクランク軸の回転力を減少させることが可能である。
【００４４】
・車両の駆動源として内燃機関とモータとを組み合わせて用いる、いわゆるハイブリッド車両の内燃機関についても本発明を適用することができる。
・本発明が適用される内燃機関の気筒配列は４気筒の他、例えば３気筒以下、或いは５気筒以上であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施の形態が適用される内燃機関の概略構成を示すブロック図。
【図２】同実施の形態にかかる機関停止処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。
【図３】（ａ）〜（ｊ）機関停止処理の処理態様の一例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００４６】
１０…内燃機関、１１…燃焼室、１２…燃料噴射弁、１３…点火プラグ、１４…クランク軸、１６…ベルト、１８…電動モータ、２０…インバータ、２２…バッテリ、２４…クランクセンサ、２６…メインスイッチ、３０…電子制御装置。
【図１】
2005256783.tif 000003
【図２】
2005256783.tif 000004
【図３】
2005256783.tif 000005