JP2000110597A - エンジンの自動停止・再始動装置 - Google Patents

エンジンの自動停止・再始動装置

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JP2000110597A
JP2000110597A JP10282556A JP28255698A JP2000110597A JP 2000110597 A JP2000110597 A JP 2000110597A JP 10282556 A JP10282556 A JP 10282556A JP 28255698 A JP28255698 A JP 28255698A JP 2000110597 A JP2000110597 A JP 2000110597A
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fuel injection
restart
injection amount
automatic
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Yoshizumi Hirayama
義純 平山
Noriyuki Uchiumi
紀之 内海
Hideki Asuke
英樹 足助
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Mitsubishi Motors Corp
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、エンジンの自動停止・再始動装置
に関し、エンジンの自動再始動時の黒煙や排気ガスの排
出量を極力低減できるようにする。 【解決手段】 第1の所定条件が成立するとエンジンを
自動停止させ、第2の所定条件が成立するとエンジンを
自動再始動させるエンジン自動停止・再始動装置におい
て、エンジン自動再始動時の燃料噴射量を、キーオンに
よるエンジンの通常始動時の燃料噴射量よりも少ない燃
料噴射量に設定するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の条件が成立
したときにエンジンを自動停止させたり再始動させる、
エンジンの自動停止・再始動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、交差点の信号や踏切等で車両
が一時的に停止した場合に、所定の条件が成立するとエ
ンジンを自動的に停止させたり、エンジンの自動停止後
に上述とは異なる所定条件が成立するとエンジンを自動
的に再始動させるようにしたエンジンの自動停止・再始
動装置が提案されている。
【0003】そして、このようなエンジンの自動停止・
再始動装置を用いることにより、エンジンのアイドリン
グを極力なくして、燃費性能の向上や排出ガスの低減を
図ることができるようになる。ここで、エンジンを自動
停止させるための条件(第1の所定条件又は自動停止条
件)及びエンジンを自動再始動させるための条件(第2
の所定条件又は自動再始動条件)の一例について、それ
ぞれ図3(a),(b)を用いて説明する。
【0004】まず、エンジンの自動停止条件(第1の所
定条件)について具体的に説明すると、例えば下記の8
項目の条件が同時に成立した場合にエンジンを自動停止
させる。 1.車速が略0km/hであること。 2.エンジン回転数が実質的なアイドル回転数(空吹かし
していない回転数であって、例えば800rpm)以下
であること。 3.変速段が中立(ニュートラル)であること。 4.クラッチペダルが踏み込まれていないこと。 5.エンジンの冷却水温が所定温度(40°C)以上であ
ること。 6.空気圧が所定圧力(64kPa)以上であること。 7.システムがONとなってから10km/h以上の車速
が検出されたこと。 8.故障診断システム等により故障が検出されなかったこ
と。
【0005】すなわち、1.停車状態で、2.エンジンがア
イドリング状態であり、3.ギアがニュートラルで、4.ク
ラッチペダルが踏み込まれておらず、5.エンジンが温ま
っており、6.エンジン自動停止に用いるエアシリンダの
圧力が十分であって、7.少なくとも1回の車両走行が確
認され、8.故障(異常)が検出されないという自動停止
条件が成立した場合には、ECU等からの制御信号に基
づいてエンジンの作動が停止するのである。
【0006】なお、この場合には、例えば上記エアシリ
ンダを作動させてエンジンの吸気通路に設けられたエア
インテークシャッタを閉じ、空気の供給を絶つことによ
りエンジンの停止が行なわれる。次に、エンジンの自動
再始動条件(第2の所定条件)について具体的に説明す
ると、上述のようにしてエンジンの自動停止が実行され
た後、例えば下記の3項目の条件が同時に成立した場合
にエンジンを再始動させる。 9.エンジン回転数が0rpmであること(すなわち、エ
ンジンが停止していること)。 10. 変速段がニュートラルであること。 11. クラッチが踏み込まれていること。
【0007】そして、このような9.〜11. の条件が成立
すると、ドライバに走行の意思があるものとしてエンジ
ンを再始動させるのである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術では、エンジンの自動再始動時の燃料噴
射制御を通常のキーオンによる始動時の燃料噴射制御と
同様に行なっているため、自動再始動時には黒煙の排出
量や未燃焼ガスの排出量が多くなるという課題があっ
た。
【0009】すなわち、通常始動時には、比較的エンジ
ン温度(冷却水温)が下がった状態であっても、エンジ
ンが始動可能となるように燃料噴射量が設定されている
ため、自動再始動時のようにエンジン温度が十分に高い
ようなときに、通常始動時と同様の燃料噴射量制御を行
なうと黒煙や未燃焼ガスが排出されやすい状態となるの
である。
【0010】なお、特開平9−60538号公報には、
エンジンの自動停止・再始動装置に関するに技術が開示
されているが、この技術は、自動再始動時における排気
ブレーキバルブの開閉制御に関する技術であって、自動
停止時に排気ブレーキの作動によって排気通路内に溜ま
った黒煙が自動再始動時に排出されるのを防止するよう
にした技術であり、上述したような本願の課題を解決す
るものではなかった。また、この技術では、自動再始動
時に燃料噴射量を増量しているため、やはり、上述の課
題を解決することはできない。
【0011】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、エンジンの自動再始動時の黒煙や排気ガスの
排出量を極力低減できるようにした、エンジンの自動停
止・再始動装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明の
エンジン自動停止・再始動装置では、車両に関する第1
の所定条件が成立するとエンジンが自動停止するととも
に、エンジンの自動停止後に車両に関する第2の所定条
件が成立するとエンジンが自動再始動する。そして、エ
ンジン自動再始動時には、燃料制御手段により、キーオ
ンによるエンジンの通常始動時よりも少ない燃料噴射量
で再始動が行なわれる。そして、このように、自動再始
動時には通常始動時よりも燃料噴射量を少なくすること
により、黒煙や排気ガスの排出量低減及び燃費性能の向
上を図ることができる。
【0013】また、請求項2記載の本発明のエンジン自
動停止・再始動装置では、上記請求項1に加えて、第2
の所定条件が成立すると、エンジンのアイドル回転数よ
りも低く設定されたエンジン完爆回転数よりも小さい領
域では、燃料制御手段により、エンジン自動再始動時の
燃料噴射制御が行なわれるとともに、エンジン完爆回転
数以上の領域では、通常始動時と同様の燃料噴射制御が
行なわれる。そして、エンジン完爆回転数を境に燃料噴
射量制御の形態を切り換えることで、効率の良い制御を
行なうことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の一実
施形態としてのエンジン自動停止・再始動装置について
説明すると、図1はその要部構成を示す模式的なブロッ
ク図、図2はその燃料噴射の特性を示すマップである。
ここで、本実施形態におけるエンジン自動停止・再始動
装置は、従来技術と同様に、エンジン運転中に第1の所
定条件(又は、自動停止条件)が成立するとエンジンを
自動的に停止させるとともに、エンジンの自動停止後に
上述とは異なる第2の所定条件(又は、自動再始動条
件)が成立するとエンジンを自動的に再始動させるよう
に構成されたものである。また、エンジンの自動停止条
件及び再始動条件についても、例えば従来のもの〔図3
(a),(b)参照〕と同様に構成されている。このた
め、本装置の全体の構成や自動停止条件及び再始動条件
については説明を省略する。
【0015】さて、本発明のエンジンの自動停止・再始
動装置は、従来のものに対して、主にエンジンの自動再
始動時の燃料噴射量制御が異なって構成されている。以
下、図1を用いて本発明の要部について説明すると、1
はアクセル開度センサ、2は過給圧センサ、3はエンジ
ン回転数センサ、4は燃料制御手段としてのECU、5
は燃料噴射ポンプである。
【0016】このうち、ECU(燃料制御手段)4は、
各センサ1〜3や図示しないセンサ類からの検出情報に
基づいて、エンジン(図示省略)の目標燃料噴射量を設
定して、燃料噴射ポンプ5に対して制御信号を出力する
ものであり、燃料噴射ポンプ5では、このECU4から
の制御信号に基づいて、所望の燃料を噴射するようにな
っている。
【0017】なお、本実施形態では、エンジンは、ディ
ーゼルエンジンであって、燃料噴射ポンプ5のラック位
置に応じて燃料噴射量が設定される。ここで、このEC
U4の機能のうち、特に、エンジン始動時の燃料噴射量
の制御に着目すると、このECU4内には、図示するよ
うに、通常始動時用燃料噴射量設定マップ(以下、通常
始動時マップという)4aと、自動再始動時用燃料噴射
量設定マップ(以下、再始動時用マップ又は自動再始動
時用マップという)4bと、スイッチ4cと、最小値選
択手段4dとが設けられている。なお、上述のマップ4
a,4bについては、必要に応じてラックマップ4a,
4bともいう。
【0018】このうち、通常始動時マップ4aは、キー
オンによる通常始動時におけるラック指示位置(即ち、
目標燃料噴射量)を設定するためのマップであり、ま
た、再始動時マップ4bは、エンジンの自動再始動時に
おけるラック指示位置(即ち、目標燃料噴射量)を設定
するためのマップである。また、スイッチ4cは、EC
U4により自動再始動条件が成立したと判定されるとオ
ン(閉)となり、その後エンジン回転数が所定回転数を
越えるとオフ(開)となるようなスイッチである。
【0019】最小値選択手段4dは、通常始動時マップ
4aで設定されたラック指示位置と、再始動時用マップ
4bとで設定されたラック指示位置とを比較して、燃料
噴射量が少ない方のラック指示位置を燃料噴射ポンプ5
に出力するものである。したがって、エンジンを始動す
る際に、キーオンによる通常始動時ではスイッチ4cが
オフとなるため、通常始動時マップ4aで設定されたラ
ック指示位置のみが最小値選択手段4dに入力され、こ
のラック指示位置情報が最小値選択手段4dから燃料噴
射ポンプ5に出力される。つまり、通常始動時には、通
常始動時マップ4aに基づいて燃料噴射量制御が行なわ
れることになる。
【0020】この場合、通常始動時マップ4aでは、ア
クセル開度センサ1,過給圧センサ2及びエンジン回転
数センサ3からの検出情報に基づいて、ラック指示位置
(目標燃料噴射量)を設定するようになっている。な
お、本実施形態では、過給機付きのエンジンを適用した
場合について説明するものであって、過給機をそなえて
いないエンジンでは、過給圧センサ2を省略してもよ
い。
【0021】一方、ECU4において、自動再始動条件
が成立したと判定されるとスイッチ4cがオンとなり、
最小値選択手段4dには、通常始動時マップ4aで設定
されたラック指示位置と再始動時用マップ4bで設定さ
れたラック指示位置との両方が入力される。そして、こ
の最小値選択手段4dにより、両方のマップ4a,4b
で設定されたラック指示位置のうち、小さい方のラック
指示位置(即ち、燃料噴射量が少ない方のラック指示位
置)が選択され、燃料噴射ポンプ5に出力されるように
なっている。
【0022】ここで、通常始動時マップ4a及び自動再
始動時用マップ4bにおけるラック指示位置の特性につ
いて図2を用いて説明する。なお、図2は通常始動時マ
ップ4a及び自動再始動時用マップ4bを1つのマップ
上で示すラックマップである。まず、通常始動時用のラ
ック指示位置の特性について説明すると、この通常始動
時のラック指示位置特性は公知のものであって、ここで
は、例えばエンジン回転数が完爆回転数N1 となるまで
は一定のラック位置L1 を保持し、この完爆回転数N1
を越えて所定回転数N2 となるまでは一定の割合でラッ
ク位置をL2 まで急激に減少させ、さらにエンジン回転
数が上昇すると、今度は緩やかにラック位置を減少させ
るような特性に設定されている。
【0023】次に、自動再始動時用のラック指示位置の
特性について説明すると、図2に示すように、自動再始
動時のラック指示位置L3 は、上述した通常始動時のラ
ック位置L1 よりも小さな所定の値に固定されている。
このラック指示位置L3 に応じて噴射される燃料量は、
エンジンが暖まっているような再始動時には、クランキ
ングによりエンジンが十分始動可能な燃料噴射量であっ
て、通常始動時の燃料噴射量(ラック位置L1 相当)よ
りも十分に少ない燃料噴射量である。
【0024】そして、各マップ4a,4bにおけるラッ
ク指示位置特性を上述のように設定することにより、エ
ンジンの自動再始動時には、再始動時用マップ4bで設
定されるラック指示位置L3 の方が常に小さくなり、最
小値選択手段4dでは、このラック指示位置L3 が選択
されるとともに、目標燃料噴射量として燃料噴射ポンプ
5に出力されるのである。
【0025】また、このような自動再始動時に、エンジ
ン回転数センサ3からの情報に基づいてエンジン回転数
が完爆回転数N1 に達したことが検出されると、ECU
4では、スイッチ4をオフに切り換えるようになってい
る。したがって、エンジンの自動再始動時には、エンジ
ン回転数が完爆回転数N1以上となると、燃料噴射量を
設定するためのマップが、再始動時用マップ4bから通
常始動時マップ4aに切り換えられ、これ以降は、この
通常始動時マップ4aで設定されたラック位置に応じて
燃料噴射が行なわれることになる。なお、このエンジン
完爆回転数N1 は、アイドル回転数よりも低く設定され
た回転数であって、例えば350rpmに設定されてい
る。
【0026】また、図示はしないが、このECU4には
フィルタが設けられており、スイッチ4cがオンからオ
フに切り換わる際には、ラック指示位置が図2に示すL
3 からL1 に急激に切り換えられるのではなく、フィル
タリング(なまし処理)が行なわれるようになってい
る。このフィルタリングは、ラック位置を徐々に変更す
るための処理であって、既に公知の技術であるが、以下
簡単に説明する。
【0027】このフィルタリング処理では、エンジンの
自動再始動時にエンジン回転数がエンジン完爆回転数N
1 以上となると、以下に示す計算式(1)により、所定
の制御周期毎に燃料噴射量Q2を算出するようになって
いる。Q2(n) =〔k・Q1+(256−k)・Q2(n−1)〕/256・・・(1) k:フィルタデータ(エンジン回転数に応じて決まる
値) Q1:燃料噴射量(通常始動時マップ4aで設定される
ラック位置相当) Q2(n):今回の目標燃料噴射量(フィルタ演算によ
り得られる目標燃料噴射量) Q2(n−1):前回の噴射量 ここで、最初の制御周期においては、前回の噴射量Q2
(n−1)として、完爆回転数N1 時に再始動時用マッ
プ4bから得られる燃料噴射量Q0 (図2のラック位置
3 に対応する噴射量)が用いられる。
【0028】したがって、最初の制御周期におけるフィ
ルタリング(n=1)では、Q2(1)=〔k・Q1+
(256−k)・Q0 〕/256 となる。ここで、例えばk=10であれば、 Q2(1)=〔10・Q1+246・Q0 〕/256 となり、Q2(1)におけるQ1とQ0 とに対する重み
係数はそれぞれ、約0.04と約0.96とになる。つ
まり、Q2(1)はかなりQ0 に近い値となる。
【0029】また、2回目の制御周期では、上記(1)
式のQ2(n−1)の項に、Q2(1)が代入される。
そして、このような演算を繰り返し行なうことにより、
Q1に対する重み付けが徐々に大きくなり、Q2(n)
が通常始動時の燃料噴射量Q1(目標値)に近づくので
ある。そして、演算による噴射量Q2と、目標値Q1と
の偏差ΔQ(=|Q1−Q2|)が所定値QDTよりも小
さくなっと判定されると、このフィルタリングを終了し
て、通常時噴射マップ4aによる燃料噴射量制御に切り
換えるのである。
【0030】なお、上記の所定値QDTは、フィルタリン
グの解除(終了)を決定するためのデータであって、E
CU4内に格納された変更可能な値である。本発明の一
実施形態としてのエンジンの自動停止・再始動装置は、
上述のように構成されているので、各センサ類からの情
報に基づいてECU4で車両に関する第1の所定条件
〔図3(a)参照〕が成立したと判定されると、例えば
吸気の供給が絶たれてエンジンが自動的に停止する。ま
た、この自動停止後に、第2の所定条件〔図3(b)参
照〕が成立したと判定されると、スタータを作動させて
エンジンが自動的に再始動するのである。
【0031】そして、本発明のエンジンの自動停止・再
始動装置では、エンジンの自動再始動時にはECU4内
のスイッチ4cがオンに切り換えられ、通常始動時マッ
プ4a及び自動再始動時マップ4bでそれぞれ設定され
たラック指示位置L1 ,L3が最小値選択手段4cに出
力される。最小値選択手段4cでは、各マップ4a,4
bで設定されたラック指示位置L 1 ,L3 のうち、小さ
い方(即ち、目標燃料噴射量の少ない方)のラック指示
位置が選択されるが、これらのラック指示位置L1 ,L
3 は、上述したように自動再始動時マップ4bで設定さ
れたラック指示位置L3 の方が、常に小さくなるように
設定されているので、結果的に、この自動再始動時マッ
プ4bで設定されたラック指示位置L3 が燃料噴射ポン
プ5に出力される。
【0032】そして、エンジン回転数が完爆回転数N1
に達すると、スイッチ4cがオフに切り換えられて、通
常始動時マップ4aで設定されたラック指示位置が燃料
噴射ポンプ5に出力されるようになる。また、このとき
にラック指示位置をステップ状に切り換えてしまうと、
燃料噴射量が急激に増加してトルク変動が生じる恐れが
あるため、エンジン回転数が完爆回転数N1 に達する
と、フィルタリング(なまし処理)を行なって、燃料噴
射量を徐々に変更するのである。
【0033】そして、エンジンの自動再始動時には、上
述のような燃料噴射量制御を実行することにより、自動
再始動時の黒煙の発生や未燃焼ガスの排出量を大幅に低
減することができるようになる。つまり、通常始動時に
は、比較的エンジン温度(冷却水温)が下がった状態で
あってもエンジンが始動可能となるように燃料噴射量
(ラック指示位置L1 )が設定されているため、エンジ
ンの停止から始動までの時間を短くすることができる
が、自動再始動時のようにエンジン温度が十分に高いよ
うなときには、通常始動時と同様の燃料噴射量制御を行
なうと、必要以上に黒煙や未燃焼ガスを排出するおそれ
があった。
【0034】これに対して、本発明のエンジンの自動停
止・再始動装置では、エンジンが暖まっていて比較的簡
単に始動できるような自動再始動時には、通常始動時よ
りも少ない燃料噴射量(ラック指示位置L3 )で再始動
を行なうことにより、黒煙や未燃焼ガスの排出量を大幅
に低減することができるのである。また、上述のように
通常始動時よりも少ない燃料噴射量で自動再始動を行な
うことにより燃費性能も向上するという利点も有してい
る。
【0035】さらに、エンジンの自動再始動時におい
て、エンジン回転数が完爆回転数N0に達すると、通常
始動と同様の燃料噴射量制御を行なうので、効率のよい
燃料噴射量制御を行なうことができる。これは、通常始
動時であっても、エンジン回転数が完爆回転数N0 に達
すると燃料噴射量は減少するように設定されているため
であり、エンジン再始動時の燃料噴射量制御を完爆回転
数N0 よりも回転数の低い領域で行なうことにより、燃
料噴射量制御を効率良く実行することができるのであ
る。
【0036】また、エンジン回転数が完爆回転数N0
達して、自動再始動時の燃料噴射量制御から通常始動時
の燃料噴射量制御に切り換わる際に、フィルタリング
(なまし処理)を実行することにより、燃料噴射量の切
り換えが円滑に行なわれて、トルク変動にともなう不快
なショックが生じることもないのである。なお、本発明
のエンジンの自動停止・再始動装置は、上述の実施形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲で種々の変形が可能である。例えば、図1に示すス
イッチ4cと最小値選択手段4dとを省略する代わり
に、通常始動時マップ4a又は自動再始動時マップ4b
のいずれか一方と燃料噴射ポンプ5とを選択的に接続す
る切り換えスイッチを設けて、自動再始動条件が成立す
ると、このスイッチを自動再始動時マップ4b側に切り
換えるように構成してもよい。
【0037】また、上述した実施形態では、エンジンと
して過給機をそなえたディーゼルエンジンが適用されて
いるが、エンジンは過給機をそなえないものであっても
よいし、ガソリンエンジンであってもよいし、過給機付
きのガソリンエンジンであってもよい。なお、過給機の
有無に関わらず、ガソリンエンジンを適用した場合に
は、燃料噴射ポンプ5の代わりにインジェクタを適用す
ればよい。
【0038】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の本
発明のエンジン自動停止・再始動装置によれば、エンジ
ン自動再始動時の燃料噴射量を、キーオンによるエンジ
ンの通常始動時の燃料噴射量よりも少ない燃料噴射量に
設定するという簡素な構成で、自動再始動時の黒煙の発
生や未燃焼ガスの排出を大幅に低減することができる利
点があるほか、燃費性能も向上するという利点を有して
いる。
【0039】また、請求項2記載の本発明のエンジン自
動停止・再始動装置によれば、エンジン自動再始動時の
燃料噴射量制御をエンジンの回転数が完爆回転数よりも
小さい領域で行なうとともに、エンジン完爆回転数以上
は、通常始動時と同様の燃料噴射量制御を行なうことに
より、上記請求項1記載の利点に加えて、効率のよい燃
料噴射量制御を実行することができるという利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態としてのエンジン自動停止
・再始動装置における要部構成を示す模式的なブロック
図である。
【図2】本発明の一実施形態としてのエンジン自動停止
・再始動装置における燃料噴射量の特性を示すマップで
ある。
【図3】一般的なエンジン自動停止・再始動装置の機能
について説明する図であって、(a)はエンジンを自動
停止させるための条件を具体的に説明する図、(b)は
エンジンを自動再始動させるための条件を具体的に説明
する図である。
【符号の説明】
4 ECU(燃料制御手段) 4a 通常始動時用燃料噴射量設定マップ 4b 自動再始動時用燃料噴射量設定マップ 4c スイッチ 4d 最小値選択手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両に関する第1の所定条件が成立する
    とエンジンを自動停止させるとともに、該エンジンの自
    動停止後に該車両に関する第2の所定条件が成立すると
    該エンジンを自動再始動させるエンジン自動停止・再始
    動装置において、 該エンジン自動再始動時の燃料噴射量を、キーオンによ
    る該エンジンの通常始動時の燃料噴射量よりも少ない燃
    料噴射量に設定する燃料制御手段を有していることを特
    徴とする、エンジンの自動停止・再始動装置。
  2. 【請求項2】 該燃料制御手段は、 該第2の所定条件が成立すると、該エンジンの回転数
    が、アイドル回転数よりも低く設定されたエンジン完爆
    回転数よりも小さい領域では、上記エンジン自動再始動
    時の燃料噴射量制御を行なうとともに、 該エンジン完爆回転数以上の領域では、該通常始動時と
    同様の燃料噴射量制御を行なうことを特徴とする、請求
    項1記載のエンジンの自動停止・再始動装置。
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