(57)【要約】【課題】エンジンの制御装置において、吸気バルブと排気バルブとの双方が開放したバルブオーバラップ状態のまま、エンジンが停止するのを防止し、排気系に残る未燃ガスが吸気系に逆流するのを回避させ、次の始動時におけるエンジンの始動性を向上させることにある。【解決手段】制御手段は、エンジン制御手段からの指令によりエンジンに吸入される空気量を調整可能なスロットルバルブのスロットル開度量を調整するスロットル開度制御手段と、燃料停止制御手段で燃料供給停止制御が実施された後でエンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が設定回転数未満の場合には、スロットル開度制御手段により調整されるスロットル開度を燃料停止制御手段の制御開始時開度よりも増加させるエンジン回転停止制御手段とを備えている。【選択図】図１
2009002164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各信号検出手段からの各種検出信号に基づいてエンジンを制御するエンジン制御手段と、イグニション信号がオンからオフに切り換えられた時に燃料の供給を停止制御する燃料停止制御手段とを備えた制御手段を設けたエンジンの制御装置において、前記エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を設け、前記制御手段は、前記エンジン制御手段からの指令により前記エンジンに吸入される空気量を調整可能なスロットルバルブのスロットル開度量を調整するスロットル開度制御手段と、前記燃料停止制御手段により燃料供給停止制御が実施された後で前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が設定回転数未満の場合には、前記スロットル開度制御手段により調整されるスロットル開度を前記燃料停止制御手段の制御開始時における制御開始時開度よりも増加させるエンジン回転停止制御手段とを備えていることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
各信号検出手段からの各種検出信号に基づいてエンジンを制御するエンジン制御手段と、イグニション信号がオンからオフに切り換えられた時に燃料の供給を停止制御する燃料停止制御手段とを備えた制御手段を設けたエンジンの制御装置において、前記制御手段は、前記エンジン制御手段からの指令により前記エンジンに吸入される空気量を調整可能なスロットルバルブのスロットル開度量を調整するスロットル開度制御手段と、前記燃料停止制御手段による燃料供給停止制御の実施後の経過時間を計測する経過時間計測手段と、前記燃料停止制御手段により燃料供給停止制御が実施された後で前記経過時間計測手段により計測された経過時間が設定時間以上の場合には、前記スロットル開度制御手段により調整されるスロットル開度を前記燃料停止制御手段の制御開始時における制御開始時開度よりも増加させるエンジン回転停止制御手段とを備えていることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記エンジン回転停止制御手段は、エンジン水温が高くなる程長くなるように設定された保持時間が経過するまで、前記制御開始時開度よりも増加させたスロットル開度を維持することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの制御装置に係り、特に電子スロットル制御するエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンには、制御手段（ＥＣＵ）に、各信号検出手段からの各種検出信号に基づいてエンジンを制御するエンジン制御手段と、イグニション信号がオンからオフに切り換えられた時に燃料の供給を停止制御する燃料停止制御手段とを備え、そして、スロットル開度を制御手段により電子的に制御する、いわゆる電子スロットル制御するエンジンの制御装置を設けたものがある。
この電子スロットル制御においては、イグニション信号のオフからエンジンの停止までスロットル開度が任意に固定され、これにより、吸気系の未燃ガスが掃気され、次回のエンジンの始動を安定させている。
【０００３】
従来、内燃機関の制御装置には、内燃機関の停止時に、スロットルバルブを所定開度で維持し、吸気マニホルド内の圧力を早期に大気圧に均衡させ、排気ガスの送気効果を高めて排気ガスの逆流を防止し、再始動性を確保するものがある。
エンジンの始動装置には、アイドル運転時に自動停止したエンジンを再始動要求に応じて始動させるものにおいて、燃料カット後に惰性で回転するエンジンの各気筒から既燃ガスを掃気しつつ、ピストン停止位置を制御するものがある。
内燃機関の停止制御方法及びその方法を実行するのに適した内燃機関において、内燃機関が停止するまでの停止動作中に、スロットルバルブ又はガスメータリングシステムのいずれか一方を、少なくとも一度開放するものがある。
【特許文献１】特開２００５−２９１１２０号公報
【特許文献２】特開２００５−１５５５４９号公報
【特許文献３】特開２００４−１６２７０７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、従来、エンジンの制御装置においては、エンジンの停止までのクランク慣性とエンジンの機械的損失（メカロス）とのバランスで、吸気バルブと排気バルブとの双方が開放状態となるクランクＴＯＰ位置（バルブオーバーラップ位置）で、エンジンが停止する場合がある。
このように、クランクＴＯＰ位置でエンジンが停止すると、図６に示すように、排気系の未燃ガスがバルブオーバーラップにより吸気系まで逆流してしまい、吸気系の酸素濃度が低下し、次回のエンジンの始動性が非常に悪化してしまうという不都合があった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、吸気バルブと排気バルブとの双方が開放状態でエンジンが停止するのを防止するエンジン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】
【０００６】
この発明は、各信号検出手段からの各種検出信号に基づいてエンジンを制御するエンジン制御手段と、イグニション信号がオンからオフに切り換えられた時に燃料の供給を停止制御する燃料停止制御手段とを備えた制御手段を設けたエンジンの制御装置において、前記エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を設け、前記制御手段は、前記エンジン制御手段からの指令により前記エンジンに吸入される空気量を調整可能なスロットルバルブのスロットル開度量を調整するスロットル開度制御手段と、前記燃料停止制御手段により燃料供給停止制御が実施された後で前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が設定回転数未満の場合には、前記スロットル開度制御手段により調整されるスロットル開度を前記燃料停止制御手段の制御開始時における制御開始時開度よりも増加させるエンジン回転停止制御手段とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明のエンジンの制御装置は、吸気バルブと排気バルブとの双方が開放状態でエンジンが停止するのを防止し、排気系の未燃ガスが吸気系に逆流するのを回避させ、エンジンの再始動性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明は、吸気バルブと排気バルブとの双方が開放状態でエンジンが停止するのを防止する目的を、イグニション信号がオンからオフに切り換えられた時からエンジンが停止するまでの間でスロットル開度を変化させて実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１〜図３は、この発明の第１実施例を示すものである。
図１において、１はエンジンの制御装置、２は車載用で多気筒用（４気筒：♯１〜♯４）のエンジン、３はエンジン２の吸気系の吸気通路、４はエンジン２の排気系の排気通路である。
エンジン２には、燃料を噴射するインジェクタ５と点火栓に連絡した点火コイル６とが設けられている。
吸気通路３には、エンジン２側から順次に、スロットルバルブ７を備えたスロットルボディ８とエアクリーナ９とが配設されている。スロットルバルブ７は、後述する制御手段１２によって電子スロットル制御されて開閉動作するものである。
排気通路４には、エンジン２側から順次に、触媒コンバータ１０とマフラ１１とが配設されている。
【００１０】
また、エンジンの制御装置１には、制御手段（電子制御装置：ＥＣＵ）１２が設けられる。この制御手段１２は、入力部１３と出力部１４とを備えている。
制御手段１２の入力部１３には、各種検出信号を検出する各信号検出手段として、エンジン１のクランク軸の回転を検出してエンジン回転数（ＮＥ）を検出するエンジン回転数検出手段として機能するクランク角センサ１５と、エンジン１のカム角を検出するカム角センサ１６と、エンジン１のエンジン水温を検出するエンジン水温センサ１７と、スロットルバルブ７のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１８と、スロットルボディ８とエアクリーナ９間の吸気通路３で吸気流量を検出するエアフロメータ１９及び吸気温度を検出する吸気温センサ２０と、イグニション信号をオン又はオフに切り換えるイグニションスイッチ（ＩＧ）２１とが連絡している。
制御手段１２の出力部１４には、各制御信号で作動されるインジェクタ５と点火コイル６とスロットルバルブ７とが連絡している。
【００１１】
この制御手段１２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）２２を備えている。
また、この制御手段１２は、各信号検出手段からの各種検出信号に基づいてエンジン１を制御するエンジン制御手段２３と、イグニション信号がオンからオフに切り換えられた時に燃料の供給を停止制御する燃料停止制御手段２４と、エンジン制御手段２３からの指令によりエンジン１に吸入される空気量を調整可能なスロットルバルブ７のスロットル開度量を調整するスロットル開度制御手段２５と、燃料停止制御手段２４により燃料供給停止制御が実施された後でエンジン回転数検出手段であるクランク角センサ１５により検出されたエンジン回転数（ＮＥ）が設定回転数（Ｂ）未満の場合には、スロットル開度制御手段２５により調整されるスロットル開度を燃料停止制御手段２４の制御開始時における制御開始時開度（Ａ）よりも増加させるエンジン回転停止制御手段２６とを備えている。
このエンジン回転停止制御手段２６は、エンジン水温が高くなる程長くなるように設定された保持時間（Ｄ）が経過するまで、前記制御開始時開度（Ａ）よりも増加させた設定開度（Ｃ）まで変化させ、そして、このスロットル開度を維持する。
【００１２】
上記の制御開始時開度（Ａ）について説明すると、図３に示すように、制御開始時開度（Ａ）は、イグニションスイッチ２１のオフ時（時間ｔ１）から所定時間経過してエンジン回転数が低下し始めた燃料供給停止制御時（時間ｔ２）の値である。
上記の設定回転数（Ｂ）について説明すると、図３に示すように、クランクＴＯＰ位置で（バルブオーバーラップ位置）（時間ｔ５）、エンジン２が停止するのを回避するには、「圧縮空気ＵＰのブレーキ」がポイントである。つまり、最後に停止する気筒の吸気行程（＝図３の筒内圧が一番高くなっているポイント）で多くの空気量が入るようにスロットルバルブ７を開動作させる必要がある。スロットル開度の応答遅れ等もあるので、エンジン２の機種によっては、具体的な設定回転数（Ｂ）の数値は、変更される。例えば、ある機種のエンジンの場合、設定回転数（Ｂ）は、ＭＴ（手動変速機付き）＝６００ｒｐｍ、ＡＴ（自動変速機付き）＝６５０ｒｐｍが好ましい。本来であれば、イグニションスイッチ２１のオフからのクランク角で設定しても良いが、エンジン回転数も１８０°ＣＡ毎に更新されるので、設定回転数（Ｂ）の起動条件としている。ちなみに、設定回転数（Ｂ）の起動条件としては、設定回転数（Ｂ）の他に、イグニションスイッチ２１のオフからのクランク角でも対応することができ、また、間接的であるが、時間でも設定可能である。
また、上記のスロットル開度の設定開度（Ｃ）について説明すると、エンジン２のピストンにブレーキをかけるためには必要な空気量があるので、エンジン２によって要求が異なる。但し、エンジン２の排気量によって１サイクルに吸い込む量は制限があり、スロットル開度を全開にする必要もない（例えば、全開の８６ｄｅｇに対して、５０ｄｅｇ程度開いていれば十分である）。例えば、ある機種のエンジンの場合、設定開度（Ｃ）の最適範囲は、ＭＴ＝２０ｄｅｇ〜４０ｄｅｇ、ＡＴ＝１０ｄｅｇ〜３０ｄｅｇが好ましい。ＭＴとＡＴの要求の違いは、トルクコンバータの有無によるクランク慣性力の違いである。ＡＴの方がイグニションスイッチ２１のオフ後、早くエンジン２が停止することから、ブレーキをかける（＝空気量ＵＰする）タイミングも早く、ブレーキ量（＝空気量）は小さくなる。ここで、設定開度（Ｃ）は、全閉≦Ｃ≦全開の関係にある。
さらに、上記の保持時間（Ｄ）について説明すると、エンジン水温が低いとエンジン油温も低く、このため、エンジン２の機械的損失（メカロス）が大きいので、ブレーキがかかりやすくなる。そのため、ブレーキのための空気量は少なくて良いので、保持時間（Ｄ）は、エンジン水温が低いと短く設定される一方、エンジン水温が高いと長く設定される。注意すべき点は、ブレーキのための空気量は絶対に入れないといけないので、保持時間（Ｄ）が短すぎると良くないものである。エンジン２の完暖時の保持時間（Ｄ）は、例えば、１００〜２００ｍｓが好ましい。
【００１３】
次に、この第１実施例の作用を、図２のフローチャート及び図３のタイムチャートに基づいて説明する。
図２に示すように、制御手段１２のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、イグニションスイッチ２１がオフしたか否かを判断し（ステップＡ０２）、このステップＡ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。
このステップＡ０２がＹＥＳの場合には、イグニションスイッチ２１がオフになり（図３の時間ｔ１で示す）、燃料の供給を停止するとともに、エンジン回転数が低くなり始め、さらに、スロットル開度をイグニションスイッチ２１のオフ時の初期の制御開始時開度（Ａ）にする（図３の時間ｔ２で示す）（ステップＡ０３）。この制御開始時開度（Ａ）は、スロットル開度条件の一つである。
そして、エンジン回転数（ＮＥ）が設定回転数（Ｂ）未満か否かを判断し（ステップＡ０４）、このステップＡ０４がＮＯの場合には、この判断を継続する。設定回転数（Ｂ）は、エンジン回転数条件である。
このステップＡ０４がＹＥＳの場合には、エンジン回転数（ＮＥ）が設定回転数（Ｂ）未満となり（図３の時間ｔ３で示す）、スロットル開度を制御開始時開度（Ａ）よりも増加させるように設定開度（Ｃ）まで変化させ、そして、所定の保持時間（Ｄ）だけ維持して吸気量を増加する（ステップＡ０５）。設定開度（Ｃ）は、スロットル開度条件の一つであり、全閉≦Ｃ≦全開の関係がある。保持時間（Ｄ）は、スロットル開度保持時間（図３の時間ｔ３〜ｔ４で示す）であり、エンジン水温毎に設定可能であり、エンジン水温が低側では短かく設定される一方、エンジン水温が高側では長く設定される。
そして、保持時間（Ｄ）が経過した時に（図３の時間ｔ４で示す）、スロットル開度を制御開始時開度（Ａ）に戻し（ステップＡ０６）、エンジン２を停止し（図３の時間ｔ５で示す）（ステップＡ０７）、プログラムを終了する（ステップＡ０８）。
【００１４】
即ち、この実施例において、イグニションスイッチ２１のオフからエンジン２の停止までのスロットル開度を、一定の保持時間（Ｄ）だけ大きく開くように、スロットル開度を変化させる。但し、このスロットル開度を変化させるのは、イグニションスイッチ２１のオフ直後ではなく、エンジン回転数が設定回転数（Ｂ）未満になった場合に実施する。これは、イグニションスイッチ２１のオフ直後にスロットル開度を大きくすると、エンジン２の振動が増大して悪化してしまうので、この不具合を回避するためである。なお、上記の保持時間（Ｄ）は、エンジン水温毎に切り換えられる。
そして、クランクＴＯＰ位置でエンジン２が停止する場合に、イグニションスイッチ２１のオフからエンジン２の停止までにクランク軸が回転する回数が決まっており、さらに、圧縮上死点前で（圧縮過程）で必ず停止する。
エンジン回転数が設定回転数（Ｂ）未満になった時に、スロットル開度を一定の保持時間（Ｄ）だけ大きく変化させる（又は全閉まで閉じる）ことで、空気が多量に吸入（又は遮断）され、ピストンの圧縮負荷が急激に増大（又は軽減）し、ブレーキが掛かったように、早めにエンジン２が停止（又はクランク軸が余計に回転）する。
この結果、イグニションスイッチ２１のオフからエンジン２の停止までのスロットル開度を一定の保持時間（Ｄ）だけ変化させることにより、エンジン２の停止寸前のクランク慣性とエンジン２の機械的損失（メカロス）とのバランスを崩し、吸気バルブと排気バルブとの双方が開放状態となるクランクＴＯＰ位置（バルブオーバーラップ位置）で、エンジン２が停止するのを防止し、エンジン２の再始動性を改善する。
【００１５】
この結果、この第１実施例においては、制御手段１２は、エンジン制御手段２３からの指令によりエンジン２に吸入される空気量を調整可能なスロットルバルブ７のスロットル開度量を調整するスロットル開度制御手段２５と、燃料停止制御手段２４により燃料供給停止制御が実施された後でエンジン回転数検出手段であるクランク角センサ１５により検出されたエンジン回転数が設定回転数未満の場合には、スロットル開度制御手段２５により調整されるスロットル開度を燃料停止制御手段２４の制御開始時における制御開始時開度（Ａ）よりも増加させるエンジン回転停止制御手段２６とを備えている。
これにより、エンジン２の吸気バルブと排気バルブとの双方が開放したバルブオーバラップ状態のまま、エンジン２が停止するのを防止し、これにより、排気系に残る未燃ガスが吸気系に逆流することはなく、よって、次の始動時におけるエンジン２の始動性を向上させることが可能である。
【００１６】
また、エンジン回転停止制御手段２６は、エンジン水温が高くなる程長くなるように設定された保持時間（Ｄ）が経過するまで、前記制御開始時開度（Ａ）よりも増加させたスロットル開度を維持する。
これにより、エンジン２の暖機状態に応じた精度の高いエンジン２の停止位置制御を実現することが可能である。
【実施例２】
【００１７】
図４、図５は、この発明の第２実施例を示すものである。
この第２実施例においては、上述の第１実施例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。
この第２実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、図４に示すように、上記の第１実施例におけるエンジンの制御装置１において、制御手段１２は、エンジン制御手段２３からの指令によりエンジン２に吸入される空気量を調整可能なスロットルバルブ７のスロットル開度量を調整するスロットル開度制御手段２５と、燃料停止制御手段２４による燃料供給停止制御の実施後の経過時間を計測する経過時間計測手段２７と、燃料停止制御手段２４で燃料供給停止制御が実施された後で経過時間計測手段２７により計測された経過時間が設定時間（Ｂ）以上の場合には、スロットル開度制御手段２５により調整されるスロットル開度を燃料停止制御手段２４の制御開始時における制御開始時開度（Ａ）よりも増加させるエンジン回転停止制御手段２６とを備えている。
上記の設定時間（Ｂ）は、イグニションスイッチ２１のオフ後の時間条件であり、イグニションスイッチ２１のオフ直前のエンジン回転数（ＮＥ）毎に設定され、エンジン回転数（ＮＥ）が小さいと短く設定される一方、エンジン回転数（ＮＥ）が大きいと長く設定される。
【００１８】
次に、この第２実施例の作用を、図５のフローチャートに基づいて説明する。
図５に示すように、制御手段１２のプログラムがスタートすると（ステップＢ０１）、先ず、イグニションスイッチ２１がオフしたか否かを判断し（ステップＢ０２）、このステップＢ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。
このステップＢ０２がＹＥＳの場合には、燃料の供給を停止するとともに、エンジン回転数が低くなり始め、さらに、スロットル開度をイグニションスイッチ２１のオフ時の初期の制御開始時開度（Ａ）にする（ステップＢ０３）。この制御開始時開度（Ａ）は、スロットル開度条件の一つである。
そして、イグニションスイッチ２１がオフした後、設定時間（Ｂ）経過したか否かを判断し（ステップＢ０４）、このステップＢ０４がＮＯの場合には、この判断を継続する。
このステップＢ０４がＹＥＳの場合には、スロットル開度を制御開始時開度（Ａ）よりも増加させるように設定開度（Ｃ）まで変化させて所定の保持時間（Ｄ）だけ維持して吸気量を増加する（ステップＢ０５）。設定開度（Ｃ）は、スロットル開度条件の一つであり、全閉≦Ｃ≦全開の関係がある。保持時間（Ｄ）は、スロットル開度保持時間であり、エンジン水温毎に設定可能であり、エンジン水温が低側では短かく設定される一方、エンジン水温が高側では長く設定される。
そして、スロットル開度を初期の制御開始時開度（Ａ）に戻し（ステップＢ０６）、エンジン２を停止し（ステップＢ０７）、プログラムを終了する（ステップＢ０８）。
【００１９】
この第２実施例によれば、上記の第１実施例と同様な効果を奏するとともに、イグニションスイッチ２１のオフからのスロットル開度の変化条件を、エンジン回転数の代わりにイグニションスイッチ２１のオフからの経過時間とすることで、クランク角センサ１５がフェールしても対応させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
イグニション信号がオンからオフに切り換えられた時からエンジンが停止するまでの間でスロットル開度を変化させることを、他の制御にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施例においてエンジンの制御装置のシステム構成図である。
【図２】第１実施例においてエンジン制御のフローチャートである。
【図３】第１実施例においてエンジン制御のタイムチャートである。
【図４】第２実施例においてエンジンの制御装置のシステム構成図である。
【図５】第２実施例においてエンジン制御のフローチャートである。
【図６】従来においてエンジン制御のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２２】
１  エンジンの制御装置
２  エンジン
１２  制御手段
１５  クランク角センサ
１７  エンジン水温センサ
１８  スロットル開度センサ
２１  イグニションスイッチ
２２  中央演算装置
２３  エンジン制御手段
２４  燃料停止制御手段
２５  スロットル開度制御手段
２６  エンジン回転停止制御手段
２７  経過時間計測手段
【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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