JP2004036459A

JP2004036459A - 内燃機関の停止制御装置

Info

Publication number: JP2004036459A
Application number: JP2002193669A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Kaneko; 金子　智洋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-07-02
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】ハイブリッド車両に限定されることなく、殆どの自動停止・再始動装置を有する車両において、機関自動停止時間を短縮させることができる内燃機関の停止制御装置を提供することである。
【解決手段】燃料消費率の改善のために車両停止時において内燃機関を自動的に停止し、車両発進時において内燃機関を自動的に再始動する自動停止・再始動装置により、内燃機関が自動的に停止される時（ステップ１０１）には、燃料ポンプの負荷を増大する（ステップ１０４）。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の停止制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料消費率の改善のために、信号待ち等の車両停止時において内燃機関を自動的に停止する自動停止装置が公知である。
【０００３】
特開２００１−２０７８８５号公報には、このような自動停止装置を有するハイブリッド車両において、内燃機関を自動停止させる際には、アシスト電気モータを発電モードとすることが開示されている。それにより、アシスト電気モータの負荷によって機関自動停止までの時間を短縮することができる。
【０００４】
ハイブリッド車両においては、機関自動停止後に運転者が車両を発進させる時には、通常、アシスト電気モータが使用され、この時に内燃機関を再始動させる必要はない。しかしながら、アシスト電気モータを有さない通常の車両においては、車両を発進させる際には内燃機関を再始動させなければならず、前述の自動停止装置は、車両発進時において内燃機関を自動的に再始動する再始動装置が組み合わされ、自動停止・再始動装置とされて使用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような自動停止・再始動装置を有する通常に車両において、機関再始動には完全に機関停止してからの気筒判別が必要とされるために、特に、機関自動停止時間を短縮することが望ましい。もし、機関自動停止時間、すなわち、停止指令から実際に機関停止するまでの時間が比較的長いと、運転者が車両を発進させようとしても、依然として完全に機関停止していないことがあり、この場合には、完全な機関停止を待って、その後に気筒判別がされた時にしか内燃機関を再始動させることができず、運転者はかなりのもたつき感を有することとなる。前述の従来技術では、確かに、機関自動停止時間を短縮することができるが、この技術はアシスト電気モータを有するハイブリッド車両にしか適用することができない。
【０００６】
従って、本発明の目的は、ハイブリッド車両に限定されることなく、殆どの自動停止・再始動装置を有する車両において、機関自動停止時間を短縮させることができる内燃機関の停止制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の停止制御装置は、燃料消費率の改善のために車両停止時において内燃機関を自動的に停止し、車両発進時において内燃機関を自動的に再始動する自動停止・再始動装置により、内燃機関が自動的に停止される時には、燃料ポンプの負荷を増大することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明による請求項２に記載の内燃機関の停止制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の停止制御装置において、前記燃料ポンプは、複数の燃料噴射弁へ燃料を供給するコモンレールへ燃料を圧送するものであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による請求項３に記載の内燃機関の停止制御装置は、請求項２に記載の内燃機関の停止制御装置において、前記自動停止・再始動装置により内燃機関が自動的に停止される時には、前記燃料ポンプの吐出量を最大として前記燃料ポンプの負荷を増大させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による請求項４に記載の内燃機関の停止制御装置は、請求項２又は３に記載の内燃機関の停止制御装置において、前記自動停止・再始動装置により内燃機関が自動的に停止されて自動的に再始動される間は、前記コモンレール内の燃料圧力を維持することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による内燃機関の停止制御装置が取り付けられた内燃機関の概略縦平面図である。同図において、１は機関本体、２は加圧された燃料を気筒内へ噴射するための気筒毎に配置された燃料噴射弁、３は各燃料噴射弁２へ加圧された燃料を供給するコモンレールである。コモンレール３内の燃料は、一般的に機関駆動式である高圧ポンプ（図示せず）によって加圧される。４はコモンレール３内の圧力を低下させるための減圧弁、５はスロットル弁、６はインタークーラ、７はターボチャージャ、８は排気ガスを浄化するための触媒装置、９は排気ガス再循環通路、１０は排気ガス再循環通路９により機関排気系から機関吸気系へ再循環させる排気ガス量を制御するための制御弁である。１１はコモンレール３内の圧力を監視するためのコモンレール圧センサ、１２は車速センサ、１３はイグニッションスイッチ、１４は電子制御装置（ＥＣＵ）である。前述のスロットル弁５は、アクセルペダルと機械的に連動するものではなく、ステップモータ等により駆動されて自由に開度設定可能なものである。
【００１２】
機関本体１には、燃料消費率を改善するために、自動停止・再始動装置が設けられている。この自動停止・再始動装置は、例えば、信号待ち等の車両停止に際して車速がゼロとなった時には、運転者がイグニッションスイッチをオフとしなくても、内燃機関を自動的に停止し、次いで運転者がアクセルペダルを踏み込む等して車両を発進させようとすれば、内燃機関を自動的に再始動するものである。もちろん、運転者がイグニッションスイッチをオフとする時には、内燃機関が停止され、この時にはイグニッションスイッチをオンとしない限り内燃機関が再始動することはない。
【００１３】
本停止制御装置は、自動停止・再始動装置によって内燃機関が自動的に停止される時に、機関自動停止時間を短縮することを意図し、図２に示すフローチャートによって高圧ポンプの作動を制御する。先ず、ステップ１０１において、自動停止・再始動装置を作動して内燃機関を停止させることが要求されているか否かが判断される。この判断には、信号待ち等の車両停止を検出すれば良く、例えば、ブレーキペダルが踏み込まれて車速センサ１２により検出される車速がゼロであるにも係わらず、依然としてシフトレバー位置がドライブレンジ等の車両走行位置であることが利用可能である。
【００１４】
ステップ１０１における判断が否定される時には、自動停止・再始動装置の作動時ではないために、そのまま終了する。一方、ステップ１０１における判断が肯定される時には、ステップ１０２において、機関自動停止の準備を実施する。この準備とは、スロットル弁５を全閉すると共に前述の制御弁１０を全閉し、気筒内への新気量及び再循環排気ガス量を最小限とし、気筒内の酸素量を十分に減少させることである。
【００１５】
次いで、ステップ１０３において燃料噴射を停止し、それと同時に、ステップ１０４において、高圧ポンプの吐出量を最大として高圧ポンプの負荷を増大させる。それにより、内燃機関には、機関駆動式の高圧ポンプの最大負荷が逆方向の大きなトルクとして作用するために、この機関自動停止における停止指令（ステップ１０１における判断が肯定された時）から実際に機関停止するまでの時間を短縮することができる。
【００１６】
信号待ちが終了し、運転者が車両を発進させるためにアクセルペダルを踏み込む等すると、この時点では、前述の短縮された機関自動停止時間によって完全に内燃機関は停止されており、同時に気筒判別が開始され、気筒判別が完了した時に機関再始動を開始することができ、もたつき感なく車両を直ぐに発進させることが可能となる。ここで、気筒判別とは、各気筒が何の行程であるかを把握することであり、これが把握されることにより、再始動に際して各気筒へ適当時期に燃料を噴射することが可能となる。
【００１７】
本実施形態において、前述したように内燃機関を自動的に停止させている間には高圧ポンプの吐出量が最大とされるために、すなわち、高圧ポンプのシリンダ内へ吸入された燃料を全てコモンレール３へ圧送するようにスピル弁等が制御されるために、コモンレール３内の燃料圧力はかなり高められる。
【００１８】
運転者がイグニッションスイッチ１３をオフして内燃機関を意図的に停止させる場合には、内燃機関が比較的長く停止される可能性が高い。それにより、機関停止時におけるコモンレール３内の燃料圧力が高いと、燃料噴射弁の噴孔から徐々に燃料が気筒内へ漏れて、次回の始動時において多量の未燃燃料が排出されることがある。一般的には、これを防止するために、運転者の意図的な機関停止時には、減圧弁４によってコモンレール３内の燃料圧力を常に又は設定圧力以上である時には低下させる。
【００１９】
本実施形態において、機関自動停止時には、減圧弁４を作動させないようになっており、コモンレール３内の燃料圧力は高いまま維持される。機関自動停止時には、比較的早期に内燃機関は再始動が要求されるために、コモンレール３内の燃料圧力が高く維持されていても、この比較的短い時間では燃料噴射弁から燃料が漏れることは殆どない。こうして、コモンレール３内の燃料圧力を高く維持することにより、再始動時において圧縮行程後半の高圧の気筒内への燃料噴射が要求されても、気筒判別完了と同時に燃料噴射を開始することができる。
【００２０】
また、筒内噴射式火花点火内燃機関において吸気行程で気筒内へ燃料を噴射して均質燃焼を実施する場合においても、所望高圧で燃料を噴射することは、噴射燃料を微粒化させ良好な均質混合気の形成に有利であり、本実施形態では、再始動時において気筒判別と同時に所望高圧での燃料噴射が可能となる。もし、内燃機関を自動的に停止させている間において、コモンレール３内の燃料圧力が低下させられると、いずれの内燃機関でも、再始動時において気筒判別が完了しても高圧ポンプによってコモンレール３内の燃料圧力が所望値まで昇圧されるまでは燃料噴射を開始することができないために、再始動の時間が延長してしまう。
【００２１】
このように本実施形態によれば、自動停止・再始動装置により内燃機関を自動的に停止させる時に、高圧ポンプの負荷を増大させて機関自動停止時間を短縮するだけでなく、コモンレール３内の燃料圧力を高めてこれを維持し、再始動に際して気筒判別と同時に燃料噴射を開始することができるために、再始動に際しての時間も短縮することができ、運転者は、車両が発進するまでのもたつき感を有するようなことはない。こうして、本実施形態では、車両もたつき感を完全に防止しているが、もちろん、機関自動停止時間だけを短縮させても、十分に車両もたつき感を防止することができる。
【００２２】
本実施形態において、内燃機関を自動的に停止させる時に、燃料ポンプとしての高圧ポンプの吐出量を最大として高圧ポンプの負荷を増大させているが、これは本発明を限定するものではない。機関自動停止に際してのフューエルカット中には、機関駆動式の高圧ポンプは、一般的に、シリンダ内に吸入された燃料を全て燃料タンクへ戻すようにスピル弁が制御されるが、燃料の少なくとも一部をコモンレール３内へ圧送して高圧ポンプの負荷を増大させれば、内燃機関に作用する逆トルクが、それに伴って増加するために、機関自動停止時間を短縮することができる。
【００２３】
また、本実施形態において、燃料ポンプとしての高圧ポンプは、機関駆動式としたが、これは本発明を限定するものではなく、例えば、電気駆動式であっても良い。この場合には、機関自動停止に際してのフューエルカット中には、一般的に、電気駆動式の高圧ポンプは作動停止されるが、これを作動させれば、そのための電力がバッテリから消費され、バッテリを充電するために機関駆動式の発電機の負荷が増大する。それにより、内燃機関へ作用する逆トルクが増加するために、機関自動停止時間を短縮することができる。
【００２４】
【発明の効果】
このように、本発明による内燃機関の停止制御装置によれば、自動停止・再始動装置により内燃機関が自動的に停止される時には、燃料ポンプの負荷を増大するようになっているために、内燃機関には、それに伴って増大した逆トルクが作用し、ハイブリッド車両に限定されることなく、殆どの自動停止・再始動装置を有する車両において、機関自動停止時間を短縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による停止制御装置が取り付けられる内燃機関の概略平面図である。
【図２】機関自動停止時における高圧ポンプの制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…機関本体
２…燃料噴射弁
３…コモンレール
１４…電子制御装置

Claims

燃料消費率の改善のために車両停止時において内燃機関を自動的に停止し、車両発進時において内燃機関を自動的に再始動する自動停止・再始動装置により、内燃機関が自動的に停止される時には、燃料ポンプの負荷を増大することを特徴とする内燃機関の停止制御装置。
前記燃料ポンプは、複数の燃料噴射弁へ燃料を供給するコモンレールへ燃料を圧送するものであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の停止制御装置。
前記自動停止・再始動装置により内燃機関が自動的に停止される時には、前記燃料ポンプの吐出量を最大として前記燃料ポンプの負荷を増大させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の停止制御装置。
前記自動停止・再始動装置により内燃機関が自動的に停止されて自動的に再始動される間は、前記コモンレール内の燃料圧力を維持することを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の停止制御装置。