JP2006083788A - エンジン停止制御装置及びそれを搭載した車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジン停止時におけるエンジンの振動を低減すると共にピストンの停止位置のばらつきを抑えることができる。
【解決手段】 ガソリン自動車１０では、所定のアイドル停止条件が成立したあと、燃料カットを行い、エンジン回転数Ｎｅが所定値Ｎｔｈを下回ると、停止時圧縮行程気筒を予測し、スロットル開度を０°にしてエンジン２０の振動を低減させる。その後、吸入ポート２３ａ近傍の圧力Ｐｅが所定の下限値Ｐｍｉｎを下回ると大きな吸入空気量となるスロットル開度とし、圧縮行程の気筒で発生する圧縮圧力を大きくして、ピストン３３が圧縮行程で停止するようにして停止位置のばらつきを抑える。なお、停止直前の吸気行程にさしかかった停止時圧縮行程気筒に対して燃料を噴射しておき、再始動時にこの特定気筒に点火してクランキングをアシストさせる。また、エンジン停止直前での空気の流速を高めて空気と燃料とを十分に混合する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジン停止制御装置及びそれを搭載した車両に関する。

従来、エンジン停止制御装置としては、エンジンの停止条件が成立したのちにエンジンの各気筒に供給する空気量を大きくするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された装置は、エンジンの停止条件が成立したのちに、ピストンが空気を圧縮するときに生じる圧縮圧力による抵抗を大きくし、ピストンの停止位置のばらつきを抑える。このエンジン停止制御装置によれば、エンジンの再始動がしやすい位置にピストンを停止可能であるため、再始動性を向上させることができる。また、エンジンの停止条件が成立したのちにエンジンの各気筒に供給する空気の吸気圧を減少させ、エンジンが停止したのちに吸気圧を増大させるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２に記載された装置は、エンジンの停止条件が成立したのちにエンジンの圧縮圧力による抵抗を小さくしてエンジン停止時の振動を低減し、エンジンが停止したのちに吸気通路内の負圧を解消して再始動時の空燃比を適正化する。
特開２００１−１７３４７３号公報 特開２０００−２５７４５８号公報

しかしながら、この特許文献１に記載されたエンジン停止制御装置では、エンジンを停止させる際に、ピストンの停止位置のばらつきを抑えることはできるがエンジンの振動は大きかった。また、特許文献２に記載されたエンジン停止制御装置では、エンジンを停止させる際に、エンジンの振動を抑えることはできるがピストンの停止位置はばらついていた。つまり、これまで、エンジン停止時の振動を低減することとピストンの停止位置のばらつきを抑えることを両立させたエンジン停止制御装置は知られていなかった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、エンジン停止時におけるエンジンの振動を低減すると共にピストンの停止位置のばらつきを抑えることができるエンジン停止制御装置を提供することを目的の一つとする。また、そのようなエンジン停止制御装置を搭載した車両を提供することを目的の一つとする。

本発明は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明のエンジン停止制御装置は、
エンジンの各気筒に供給する空気量を調節する空気量調節手段と、
前記各気筒に対して燃料を噴射する燃料噴射手段と、
所定の空燃比になるように前記燃料噴射手段の燃料噴射量を制御し、エンジン停止要求があったときには前記エンジンへの前記燃料噴射手段の燃料噴射を停止させる燃料噴射制御手段と、
前記エンジン停止要求のあと前記空気量が小さくなるように前記空気量調節手段を制御し、前記空気量が小さくなるように制御したあと前記空気量調節手段から前記エンジンまでの圧力及び該圧力に関する情報の少なくとも一方に基づいて前記空気量が大きくなるように前記空気量調節手段を制御する空気量調節制御手段と、
を備えたものである。

このエンジン停止制御装置では、エンジン停止要求のあとエンジンの各気筒に供給する空気量を小さくし、空気量を小さくしたあと空気量調節手段からエンジンまでの圧力又は圧力に関する情報に基づいて空気量を大きくする。このように、エンジン停止要求のあとは空気量を小さくするため、エンジンの振動を低減することができる。また、空気量を小さくしたあと空気量調節手段からエンジンまでの圧力又は圧力に関する情報に基づいて空気量を大きくするため、ピストンの停止位置のばらつきを抑えることができる。ここで、「圧力に関する情報」は、空気量調節手段からエンジンまでの圧力に相関を持つものをいい、例えば、空気量が小さくなるように制御してからの時間や空気量が小さくなるように制御してからのクランク角の変化量などが挙げられる。

ここで、「気筒に対して燃料を噴射する」とは、エンジンの気筒に対して直接燃料を噴射する場合や、エンジンの気筒の吸入ポートに対して燃料を噴射する場合を含む。

本発明のエンジン停止制御装置において、前記空気量調節手段は、前記圧力が所定の下限値を下回ったときに前記空気量が大きくなるように前記空気量調節手段を制御してもよい。こうすれば、一旦負圧状態にしてから空気量を大きくするため、吸入空気の流速が速くなり気筒内に吸気しやすい。ここで、「所定の下限値」は、例えば、空気量を大きくした際に十分な空気の流速が得られるような圧力として定めてもよい。

本発明のエンジン停止制御装置において、前記空気量調節制御手段は、前記空気量が大きくなるように前記空気量調節手段を制御するに際して、前記エンジンが停止したときに所定の気筒が所定の行程で停止するように前記エンジンの回転数及び前記エンジンの回転数の変化量に基づいて前記空気量調節手段を制御してもよい。こうすれば、エンジンの回転数及び前記エンジンの回転数の変化量に基づいて空気量を制御しエンジンの圧縮圧力を調節するため、ピストンを所定の停止位置に停止させやすい。

本発明のエンジン停止制御装置において、前記空気量調節制御手段は、前記燃料噴射制御手段がアイドルストップ制御によって前記燃料噴射手段の燃料噴射を停止したあと前記空気量が小さくなるように前記空気量調節手段を制御し、前記空気量が小さくなるように制御したあと前記空気量調節手段から前記エンジンまでの圧力及び該圧力に関する情報の少なくとも一方に基づいて前記空気量が大きくなるように前記空気量調節手段を制御してもよい。アイドルストップ制御が行われると走行時に何度もエンジン停止と再始動を繰り返すため、本発明を適用する意義が大きい。

本発明のエンジン停止制御装置において、前記燃料噴射制御手段は、前記エンジンが停止したときに圧縮行程で停止する気筒に対して前記エンジンが停止する前に前記燃料噴射手段に燃料を噴射させてもよい。こうすれば、燃料を噴射して圧縮してある気筒にエンジンの再始動直後に点火して燃焼エネルギを得ることができるため、再始動しやすい。また、本発明では、エンジン停止直前のピストンの動きが遅い状態であっても空気量調節手段からエンジンまでの圧力を一旦負圧にしてから空気量を大きくすることにより吸入空気の流速が高まるため、負圧にせず吸入空気の流速が小さいものに比べて、空気と燃料とを十分に混合した混合気を圧縮行程で停止した気筒に入れておくことができる。このとき、前記エンジンが停止したとするとどの気筒が圧縮行程で停止するかを前記エンジンが停止する前に予測する停止予測手段、を備えていてもよい。こうすれば、圧縮行程で停止する気筒を予測して燃料を入れておくことができる。

本発明のエンジン停止制御装置において、前記空気量調節制御手段は、前記エンジン停止要求のあと前記空気量が小さくなるように前記空気量調節手段を制御するに際して、前記エンジンの回転数が所定の低回転数を下回ったときには前記空気量が最小になるように前記空気量調節手段を制御してもよい。こうすれば、エンジンの圧縮圧力が最小になるため、エンジンの振動を低減しやすい。また、空気量調節手段の下流に供給される空気量が最小になるため、空気量調節手段からエンジンまでの圧力を負圧にしやすい。ここで、「所定の低回転数」は、例えば、アイドリング回転数よりも十分小さな回転数として定めてもよい。

本発明のエンジン停止制御装置において、前記空気量調節手段は、スロットルバルブであってもよい。こうすれば、スロットルバルブとは別に空気量調節手段を設ける必要がない。

本発明の車両は、上述した種々の態様のいずれかのエンジン停止制御装置を搭載したものである。本発明のエンジン停止制御装置は、エンジン停止時におけるエンジンの振動を低減すると共にピストンの停止位置のばらつきを抑えることができるから、これを搭載した車両も同様の効果を奏するものとなる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例であるアイドルストップ制御を行うガソリン自動車１０の構成の概略を示す構成図である。ガソリン自動車１０は、図１に示すように、ガソリンにより駆動するエンジン２０と、エンジン２０をコントロールするエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）５０とを備える。このエンジンＥＣＵ５０が本発明の燃料噴射制御手段及び空気量調節制御手段に相当する。

エンジン２０は、本実施例では４気筒エンジンであり、各気筒２０ａは、吸気通路３１のうち吸気バルブ２４の上流に設けられた吸入ポート２３ａにインジェクタ２３（本発明の燃料噴射手段に相当する）がガソリンを噴射するポート式として構成されている。このエンジン２０の各気筒は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程（燃焼行程ともいう）、排気行程を１サイクルとしてこのサイクルを順次繰り返すものであり、クランクシャフト３７が半回転つまり１８０°回転するごとに行程が切り替わり、クランクシャフト３７が２回転つまり７２０°回転するごとに１サイクル進む。また、４つの気筒の点火タイミングは本実施形態では１番気筒、３番気筒、４番気筒、２番気筒という順であり、したがって例えば１番気筒が膨張行程にあるとき、２番気筒は排気行程、３番気筒は圧縮行程、４番気筒は吸気行程となる。図２にクランク角ＣＡと各気筒の行程との対応関係を表す。図２において、ＴＤＣは上死点、ＢＤＣは下死点を表す。また、図２には、各気筒が圧縮行程で停止するときの停止区間も示している。

このエンジン２０の吸気通路３１には、上流からエアクリーナ２１、スロットルバルブ２２（本発明の空気量調節手段に相当する）、圧力センサ２８及びインジェクタ２３が配置されている。エアクリーナ２１及びスロットルバルブ２２を介して吸気通路３１に吸入された空気は、吸入ポート２３ａでインジェクタ２３から噴射されたガソリンと混合して混合気となる。この混合気は、吸気バルブ２４が開くことにより燃焼室３２へ吸入され、点火プラグ２５のスパークによって点火されて爆発燃焼し、その燃焼エネルギによりピストン３３が往復運動して、クランクシャフト３７を回転運動させる。燃焼後の排ガスは、排気バルブ２６が開くことにより燃焼室３２から排出される。なお、スロットルバルブ２２には、スロットルバルブ２２の開度（ポジション）を調節するスロットルモータ２２ａ及びスロットルバルブ２２の開度を検出するスロットルバルブポジションセンサ２２ｂが接続されており、これらを用いてスロットル開度Ｓが調節される。

圧力センサ２８は、シリコンダイヤフラム式の圧力変換素子により圧力を電圧に置き換えて出力するセンサであり、吸気通路３１のうちスロットルバルブ２２から吸気バルブ２４までの間（吸入ポート２３ａ近傍）に配置され吸入ポート２３ａ近傍の圧力Ｐｅを検出する。この圧力センサ２８は圧力と電圧とが略リニアな関係を示すため、出力された電圧値から圧力を直接求めることができる。この圧力センサ２８の出力値を利用して圧力Ｐｅを求め、この圧力Ｐｅを後述の自動停止制御に用いたり、圧力Ｐｅとエンジン回転数Ｎｅとから空燃比制御に用いる吸入空気量を把握したりする。

エンジン２０のクランクシャフト３７は、駆動軸１６を介してオートマチックトランスミッション１７に接続されている。このオートマチックトランスミッション１７は、エンジン２０からクランクシャフト３７に出力された動力を変速してデファレンシャルギヤ１８を介して駆動輪１９，１９に伝達する。クランクシャフト３７にはクランク角センサ２７が取り付けられ、吸気バルブ２４や排気バルブ２６を開閉するカム３４，３５が配列されたカムシャフト３４ａ，３５ａにはカム角センサ３６が取り付けられている。このうち、クランク角センサ２７は、クランクシャフト３７に取り付けられた図示しないマグネットロータに対向する位置に磁気抵抗素子を配置したＭＲＥ回転センサであり、所定角度（例えばクランク角１０°ＣＡ）ごとにパルスを出力する。このクランク角センサ２７が発生するパルスを利用してクランク角ＣＡを特定したりエンジン回転数Ｎｅを求めたりする。また、カム角センサ３６は、カムシャフト３４ａ，３５ａと一体となって回転する歯車の歯がコイルのコアに接近するごとにパルスを出力する電磁誘導ピックアップ式センサであり、カムシャフトが１回転（クランクシャフト３７が２回転）するごとに１個のパルスを発生する。

エンジンＥＣＵ５０は、エンジン２０の運転を制御するものであり、ＣＰＵ５２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したＲＯＭ５４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ５６と、入出力ポート（図示せず）とを備える。このエンジンＥＣＵ５０には、エンジン２０の運転状態を示す種々のセンサ、例えば、前出のスロットルバルブポジションセンサ２２ｂ、クランク角センサ２７、圧力センサ２８及びカム角センサ３６のほか、図示しないが吸入空気の温度を検出する吸気温センサ、エンジン２０の冷却水の温度（水温）を検出する水温センサなどが接続されており、各種センサからの検出信号が入力される。また、エンジンＥＣＵ５０からは、スロットルモータ２２ａへの駆動信号やインジェクタ２３への駆動信号や点火プラグ２５に放電電圧を印加するイグニッションコイル２９への制御信号などが出力される。なお、運転者の操作に基づく要求動力をエンジン２０から出力するために、エンジンＥＣＵ５０には、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ及び車速センサ８８からの車速Ｖなどの信号も入力ポートを介して入力されている。

次に、本実施例のガソリン自動車１０の動作、特にアイドルストップ制御に伴う動作について以下に説明する。このガソリン自動車１０では、所定の停止条件が成立したときにエンジン２０を自動停止し、その後所定の再始動条件が成立したときにエンジン２０が自動再始動されるアイドルストップ制御が行われる。以下には、このアイドルストップ制御で行われる自動停止制御ルーチンについて説明する。

図３はこの自動停止制御ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、エンジン運転中、所定タイミングごと（例えば数ｍｓｅｃごと）にエンジンＥＣＵ５０によって実行される。このルーチンが開始されると、エンジンＥＣＵ５０は、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度ＡｃがアクセルＯＦＦでありブレーキポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションがブレーキＯＮであって車速Ｖが０という所定の停止条件が揃ったか否かを判定する（ステップＳ１００）。所定の停止条件が揃っていないときには、そのまま本ルーチンを終了する。一方、所定の停止条件が揃ったときには、エンジン２０の各気筒２０ａのインジェクタ２３への通電を停止すると共に点火プラグ２５への通電を停止する（ステップＳ１１０）。この結果、エンジン２０の各気筒２０ａの点火及び燃料噴射が停止するため、エンジン２０はクランクシャフト３７を回転させるトルクを発生しなくなる。このため、クランクシャフト３７は慣性力のみで回転する。この慣性力は、圧縮行程の気筒で発生する圧縮圧力などによって減衰されるため、クランクシャフト３７の回転は停止に向けて収束する。

次に、エンジンＥＣＵ５０は、エンジン回転数Ｎｅが予め定めた所定のしきい値Ｎｔｈを下回ったか否かを判定し（ステップＳ１２０）、エンジン回転数Ｎｅが所定のしきい値Ｎｔｈを下回っていないときにはそのまま待機し、エンジン回転数Ｎｅが所定のしきい値Ｎｔｈを下回ったときには、どの気筒が停止時圧縮行程気筒となるかを予測し（ステップＳ１２５）、吸入空気量が最小になるスロットル開度Ｓに、つまりスロットル開度Ｓが０°になるようにスロットルモータ２２ａを制御する（ステップＳ１３０）。この所定のしきい値Ｎｔｈは、アイドル回転数よりも十分低い回転数に設定されている。ただし、クランクシャフト３７は、エンジン回転数Ｎｅが所定のしきい値Ｎｔｈ以下になったあと少なくとも２〜３サイクルは回転するものとする。また、スロットル開度Ｓは、スロットルバルブ２２の角度により規定され、スロットル開度Ｓが０°のとき全閉状態であり、９０°のときに全開状態を表す。なお、スロットル開度Ｓを０°にする前のスロットル開度Ｓは、アイドリング回転数を維持するアイドリング開度になっている。

ここで、停止時圧縮行程気筒の予測方法の一例を以下に示す。まず、エンジン２０が慣性力のみで回転する状態となってから圧縮圧力などによって減衰されてエンジン回転数Ｎｅが所定のしきい値Ｎｔｈに達したときのクランク角と、そのあと吸入ポート２３ａ近傍の圧力Ｐｅが予め定めた所定の下限値Ｐｍｉｎを下回ったときに所定のスロットル開度Ｓｃとする制御（後述参照）を行って更に減衰されてエンジン２０が停止したときのクランク角との関係を予め実験的に求めてマップを作成しておく。そして、ステップＳ１２０でエンジン回転数Ｎｅが所定のしきい値Ｎｔｈ以下になったときのクランク角ＣＡを求め、そのクランク角ＣＡに対応するエンジン停止時のクランク角ＣＡを先ほどのマップから読み出し、図２のクランク角ＣＡと各気筒の行程との対応関係から停止時圧縮行程気筒を予測する。クランク角ＣＡは、クランク角センサ２７から出力されるパルスとカム角センサ３６から出力されるパルスに基づいて求める。本実施例では、カム角センサ３６は１番気筒が膨張行程に入るごとにパルスを出力するように設定され、クランク角センサ２７はクランクシャフト３７が所定角度（例えばクランク角１０°ＣＡ）回転するごとにパルスを出力するように設定されている。このため、カム角センサ３６からパルスが出力されるごとにクランク角をゼロにリセットしつつ、クランク角センサ２７からパルスが出力されるごとにクランク角を所定角度ずつ進めることにより、クランク角を０〜７２０°の範囲で算出することができる。

続いて、エンジンＥＣＵ５０は、吸入ポート２３ａ近傍の圧力Ｐｅが予め定めた所定の下限値Ｐｍｉｎを下回ったか否かを圧力センサ２８の出力値により判定し（ステップＳ１４０）、圧力Ｐｅが所定の下限値Ｐｍｉｎを下回っていないときにはそのまま待機し、圧力Ｐｅが所定の下限値Ｐｍｉｎを下回ったときには、スロットル開度Ｓが所定のスロットル開度Ｓｃになるようにスロットルモータ２２ａを制御する（ステップＳ１５０）。ここで、所定の下限値Ｐｍｉｎは、所定のスロットル開度Ｓｃとして空気量を大きくしたときに吸入ポート２３ａで十分な空気の流速が得られるような負圧に定められている。また、所定のスロットル開度Ｓｃは、エンジンの圧縮圧力が大きくなり、ピストン３３が圧縮行程の所定の停止位置で停止するような値として定められている。ここでは、所定のスロットル開度Ｓｃは２０°に定められている。なお、上記所定のしきい値Ｎｔｈ，所定の下限値Ｐｍｉｎ及び所定のスロットル開度Ｓｃは、ステップＳ１１０の燃料カットからエンジン停止までの一連の動作を行ったときにピストン３３が圧縮行程の停止区間で停止するように関連性を持たせて定められている。

次に、エンジンＥＣＵ５０は、予測した停止時圧縮行程気筒が停止直前の吸気行程にさしかかったか否かを判定する（ステップＳ１６０）。この判定は、クランク角センサ２７のパルスにより求めたエンジン回転数Ｎｅによって停止時圧縮行程気筒が停止直前であるか否かを求め、上述のように求めたクランク角を、図２に示すクランク角ＣＡと各気筒の行程との対応関係に照らすことにより、停止時圧縮行程気筒がどの行程にあるのかを判別することにより行う。例えば、停止時圧縮行程気筒が３番気筒であるときには図２（ｃ）に示すようにクランク角が１８０°になったときに吸気行程に入ることになり、吸気行程の直前のタイミングは１８０°−αとなる。

そして、ステップＳ１６０で停止時圧縮行程気筒が吸気行程の直前のタイミングに至っていないときにはそのまま待機し、停止時圧縮行程気筒が吸気行程の直前のタイミングに至ったときにはその気筒のインジェクタ２３に通電して燃料を噴射させ（ステップＳ１７０）、このルーチンを終了する。この結果、インジェクタ２３から噴射された燃料が吸入ポート２３ａ内の空気と混合して混合気となり、その混合気は吸気バルブ２４が開いたときに停止時圧縮行程気筒の燃焼室３２へ吸入される。その後、ピストン３３は、混合気の圧縮圧力を受けて停止区間内で停止する。

図４は、エンジン２０の停止時のタイミングチャートである。図４を用いて一連の動作を説明する。まず、所定の停止条件が成立したあと、エンジン回転数Ｎｅが所定のしきい値Ｎｔｈを下回ると（ｔ１）、エンジンＥＣＵ５０は、停止時圧縮行程気筒を予測し（ここでは３番気筒とする）、スロットル開度Ｓを０°にする。すると、吸入ポート２３ａ近傍の圧力Ｐｅが低下する。この圧力Ｐｅが所定の下限値Ｐｍｉｎを下回ると、スロットル開度Ｓを所定のスロットル開度Ｓｃとして空気量を大きくする（ｔ２）。所定のスロットル開度Ｓｃとすると、気筒に吸入される空気量が大きくなり圧縮行程の気筒で発生する圧縮圧力が大きくなるため、エンジン回転数は停止に向けて急速に収束する。そして、３番気筒が停止直前の吸気行程にさしかかると、この気筒に対して燃料を噴射する。このとき、圧力Ｐｅを一旦負圧としてから空気量を大きくするため、ピストンの動きが遅い状態であっても燃料噴射時の吸入空気の流速は高くなっている。その後、３番気筒が混合気の圧縮圧力を受け、膨張行程に至る上死点を乗り越えられず（ｔ３）、ＴＤＣの前近傍の位置、つまり図２（ｃ）の停止区間内で停止する（ｔ４）。このとき、クランクシャフト３７はピストン３３が押し下げられた分だけ逆回転して停止する（ｔ３−ｔ４）。

次に、エンジンを再始動させる場合について説明する。自動停止制御ルーチン後、ブレーキＯＦＦとされると共にアクセルＯＮされるなどの所定の始動条件が成立したときにエンジンＥＣＵ５０は、エンジン２０を再始動する。具体的には、エンジンＥＣＵ５０は、図示しない始動用モータによりエンジン２０をクランキングさせ、停止時圧縮行程気筒が膨張行程に至る直前に点火プラグ２５に放電電圧を印加してスパークを発生させてこの気筒に点火を行う。すると、始動用モータによりクランキングした直後に、エンジン停止前にこの気筒に閉じこめられていた混合気が燃焼して燃焼トルクが発生しクランキングをアシストする。このため、エンジン２０の再始動を容易に行うことができる。

以上詳述した本実施例のガソリン自動車１０によれば、エンジン停止要求のあとエンジン２０の各気筒に供給する空気量を小さくし、そのあとスロットルバルブ２２から吸気バルブ２４までの間の圧力Ｐｅ（吸入ポート２３ａ近傍の圧力）に基づいて空気量が大きくなる所定のスロットル開度Ｓｃになるようにスロットルバルブ２２を制御する。このように、エンジン停止要求のあとは空気量を小さくするため、エンジン２０の振動を低減することができる。また、空気量を小さくしたあと吸入ポート２３ａ近傍の圧力に基づいて空気量を大きくするため、ピストンの停止位置のばらつきを抑えることができる。

また、吸入ポート２３ａ近傍の圧力が所定の下限値Ｐｍｉｎを下回ったときに空気量を大きくする、つまり、一旦負圧状態にしてから空気量を大きくするため、吸入空気の流速が速くなり気筒内に吸気しやすい。

更に、本実施例のガソリン自動車１０は、アイドルストップ制御を行うものでありアイドルストップ制御が行われると走行時に何度もエンジン停止と再始動を繰り返すため、本発明を適用する意義が大きい。

更にまた、エンジン２０が停止したときに圧縮行程で停止する気筒を予測し、この気筒に対してエンジン２０が停止する前にインジェクタ２３に燃料を噴射させるため、燃料を噴射して圧縮してある気筒にエンジン２０の再始動直後に点火して燃焼エネルギを得ることができ、再始動しやすい。また、エンジン停止直前のピストンの動きが遅い状態であっても吸入ポート２３ａ近傍の圧力を一旦負圧にしてから空気量を大きくすることにより吸入空気の流速を高めるため、負圧にせず吸入空気の流速が小さいものに比べて、空気と燃料とを十分に混合した混合気を圧縮行程で停止する気筒に入れておくことができる。このため、エンジン再始動時に特定気筒に点火した際の失火を低減することができる。また、圧縮行程で停止する気筒を予測して燃料を入れておくことができる。

そして、エンジン停止要求のあと空気量が小さくなるようにスロットルバルブ２２を制御するに際して、エンジン２０の回転数Ｎｅが所定の低回転数Ｎｔｈを下回ったときには空気量が最小（スロットル開度が０°）になるようにスロットルバルブ２２を制御するため、エンジン２０の圧縮圧力が最小になり、エンジン２０の振動を低減しやすい。また、スロットルバルブ２２の下流に供給される空気量が最小になるため、スロットルバルブ２２からエンジン２０までの圧力を負圧にしやすい。

そしてまた、空気量を調節する手段は、スロットルバルブにより空気量を調節するため、スロットルバルブとは別に空気量を調節するバルブを設ける必要がない。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施例では、自動停止制御ルーチンにおいて、特定の気筒に燃料を入れておくようにしたが、特定の気筒に燃料を入れずにエンジンが始動しやすいピストン停止位置にピストンが停止するように制御してもよい。ピストンの停止位置によって気筒に吸入されている空気の圧縮に必要な力やクランキングから初爆までの時間などが変わるため、エンジンの始動性は、ピストンの停止位置に依存する。したがって、エンジン２０が再始動しやすいピストンの停止位置（例えば図２のクランク角１２０°近傍など）にピストンを停止させれば、ピストンの停止位置がばらついているものに比べて始動性を高めることができる。なお、このエンジン停止制御装置をアイドリングストップ制御を行わない通常の車両に適用してもよい。

また、上述した実施例では、吸入ポート２３ａ近傍の圧力Ｐｅが所定の下限値Ｐｍｉｎを下回ったときに空気量を大きくするとしたが、圧力Ｐｅに関する情報としてステップＳ１３０でスロットル開度Ｓを０°にしてからの経過時間を用い、エンジンＥＣＵ５０は、この経過時間が所定時間を超えたときに空気量が大きくなるようにスロットルバルブ２２を制御してもよい。ここで、所定時間は、スロットル開度Ｓを０°にしてからの時間であって、圧力Ｐｅが所定の下限値Ｐｍｉｎを下回る時間を経験的に求め、この時間として定められている。あるいは、圧力Ｐｅに関する情報としてステップＳ１３０でスロットル開度Ｓを０°にしてからのクランク角の変化量を用い、エンジンＥＣＵ５０は、このクランク角の変化量が所定角度を超えたときに空気量が大きくなるようにスロットルバルブ２２を制御してもよい。ここで、所定角度は、スロットル開度Ｓを０°にしてからのクランク角の変化量であって、圧力Ｐｅが所定の下限値Ｐｍｉｎを下回るクランク角の変化量を経験的に求め、この角度として定められている。これらのようにしても、エンジン停止時におけるエンジン２０の振動を低減すると共にピストン３３の停止位置のばらつきを抑えることができる。

更に、上述した実施例では、吸入ポート２３ａ近傍の圧力Ｐｅが予め定めた所定の下限値Ｐｍｉｎを下回ったときには、スロットル開度Ｓを一定値である所定のスロットル開度Ｓｃになるようにするとしたが、ステップＳ１２５で予測した気筒が圧縮行程で確実に停止するようにエンジン回転数Ｎｅ及びエンジン回転数の変化量△Ｎｅに基づいてスロットル開度Ｓを調節してもよい。上述した実施例では、停止条件成立後に一定の経験則で予測した気筒が停止時に圧縮行程で停止するとしたが、外乱などの影響で必ずしも予測通りの気筒が停止区間で停止しないことがある。これをスロットル開度Ｓを調節して圧縮圧力を制御することにより予測した気筒がより精度よく停止区間で停止するようにするのである。具体的には、図５に示すように、スロットル開度Ｓｃのときに予測した気筒が圧縮行程で停止する基本エンジン回転数変化曲線を経験的に定めておく。そして、上述した自動停止制御ルーチンのステップＳ１００〜Ｓ１４０の処理を行ったあと、所定のスロットル開度Ｓｃとする（ステップＳ１５０）。次に、エンジン回転数Ｎｅとエンジン回転数の変化量△Ｎｅとをクランク角センサ２７のパルス及びパルスの変化から求め、これらエンジン回転数Ｎｅ及びその変化量△Ｎｅを用いて実際のエンジン回転数Ｎｅが基本エンジン回転数変化曲線に合うように、所定のスロットル開度Ｓｃになっているスロットル開度を補正し、補正したスロットル開度になるようにスロットルバルブ２２を制御する。こうすれば、エンジンの回転数Ｎｅ及びその変化量△Ｎｅに基づいて空気量を制御しエンジンの圧縮圧力を調節するため、ステップＳ１２５で予測した気筒が停止時圧縮行程気筒になるように停止させやすい。

更にまた、上述した実施例では、Ｓ１３０でエンジン回転数Ｎｅが所定の低回転数Ｎｔｈを下回ったときにはスロットル開度Ｓが０°になるようにスロットルバルブ２２を制御するとしたが、所定の停止条件が揃ったあとでスロットル開度Ｓが小さく（例えばアイドリング開度など）なるようにスロットルバルブ２２を制御してもよい。こうしても、吸入ポート２３ａに供給される空気量が小さく圧力Ｐｅは一定の負圧になるため、エンジン停止時におけるエンジンの振動を低減すると共にピストンの停止位置のばらつきを抑えることができる。

そして、上述した実施例では、エンジン停止時の圧縮行程気筒を予測したが、特定の気筒（例えば３番気筒など）がエンジン停止時の圧縮行程気筒となるようにエンジン停止制御を行ってもよい。例えば、３番気筒が停止時圧縮行程気筒になるように負荷をかける制御（例えば始動用モータを発電機として用いる制御など）を行ったりしてもよい。あるいは、アイドルストップ制御が実行されるごとにエンジン停止時の圧縮行程気筒を順次変えていってもよい。エンジン停止時の圧縮行程気筒をある特定の気筒に固定した場合にはアイドルストップ制御を繰り返すにつれてその気筒の状態が他の気筒と異なってくるおそれがあるのに対し、順次変えるようにした場合にはそのようなおそれが少ない。

そしてまた、上述した実施例では、クランク角センサ５６としてＭＲＥ回転センサを採用したが、クランクシャフト３７に取り付けられたマグネットロータに対向する位置にホール素子を配置して磁束密度変化を電圧変化に変換する磁電変換式センサを採用してもよいし、発光ダイオードとフォトトランジスタとを対向させその間をスリットを切った円盤が回転することによりクランク角を検出する光電式センサを採用してもよいし、クランクシャフト３７と一体となって回転する歯車の歯がコイルのコアに接近するごとにパルスを出力する電磁誘導ピックアップ式センサを採用してもよい。ただし、クランクシャフト３７の低速回転時においても良好な出力が得られることを考慮するとＭＲＥ回転センサや磁電変換式センサ、光電式センサが好ましい。

そして更に、上述した実施例では、４気筒エンジンを例に挙げて説明したが、他の多気筒エンジンにおいても同様にして本発明を適用することができる。

そして更にまた、上述した実施例では、燃料噴射方式として吸入ポートに燃料を噴射するポート式を採用したが、気筒内に燃料を直接噴射する直噴式を採用してもよい。

更に、上述した実施例では、アイドリングストップ制御を行うガソリン自動車１０に本発明を適用した場合を例示したが、エンジン及びモータジェネレータの動力を車両駆動軸に伝達させる構成のハイブリッド自動車に本発明を適用してもよい。

本実施例のガソリン自動車１０の構成の概略を示す構成図である。 クランク角ＣＡと各気筒の行程との対応関係を表す説明図である 本実施例の自動停止制御ルーチンのフローチャートである。 本実施例のエンジン２０の停止時のタイミングチャートである。 エンジン２０の停止時のスロットル開度の制御の説明図である。

符号の説明

１０ ガソリン自動車、１６ 駆動軸、１７ オートマチックトランスミッション、１８ デファレンシャルギヤ、１９ 駆動輪、２０ エンジン、２１ エアクリーナ、２２ スロットルバルブ、２２ａ スロットルモータ、２２ｂスロットルバルブポジションセンサ、２３ インジェクタ、２３ａ 吸入ポート、２４ 吸気バルブ、２５ 点火プラグ、２６ 排気バルブ、２７ クランク角センサ、２８ 圧力センサ、２９ イグニッションコイル、３１ 吸気通路、３２ 燃焼室、３３ ピストン、３４，３５ カム、３４ａ，３５ａ カムシャフト、３６ カム角センサ、３７ クランクシャフト、５０ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、５２ ＣＰＵ、５４ ＲＯＭ、５６ ＲＡＭ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ。

Claims (9)

1. エンジンの各気筒に供給する空気量を調節する空気量調節手段と、
   前記各気筒に対して燃料を噴射する燃料噴射手段と、
   所定の空燃比になるように前記燃料噴射手段の燃料噴射量を制御し、エンジン停止要求があったときには前記エンジンへの前記燃料噴射手段の燃料噴射を停止させる燃料噴射制御手段と、
   前記エンジン停止要求のあと前記空気量が小さくなるように前記空気量調節手段を制御し、前記空気量が小さくなるように制御したあと前記空気量調節手段から前記エンジンまでの圧力及び該圧力に関する情報の少なくとも一方に基づいて前記空気量が大きくなるように前記空気量調節手段を制御する空気量調節制御手段と、
   を備えたエンジン停止制御装置。
2. 前記空気量調節手段は、前記圧力が所定の下限値を下回ったときに前記空気量が大きくなるように前記空気量調節手段を制御する、
   請求項１に記載のエンジン停止制御装置。
3. 前記空気量調節制御手段は、前記空気量が大きくなるように前記空気量調節手段を制御するに際して、前記エンジンが停止したときに所定の気筒が所定の行程で停止するように前記エンジンの回転数及び前記エンジンの回転数の変化量に基づいて前記空気量調節手段を制御する、
   請求項１又は２に記載のエンジン停止制御装置。
4. 前記空気量調節制御手段は、前記燃料噴射制御手段がアイドルストップ制御によって前記燃料噴射手段の燃料噴射を停止したあと前記空気量が小さくなるように前記空気量調節手段を制御し、前記空気量が小さくなるように制御したあと前記空気量調節手段から前記エンジンまでの圧力及び該圧力に関する情報の少なくとも一方に基づいて前記空気量が大きくなるように前記空気量調節手段を制御する、
   請求項１〜３のいずれかに記載のエンジン停止制御装置。
5. 前記燃料噴射制御手段は、前記エンジンが停止したときに圧縮行程で停止する気筒に対して前記エンジンが停止する前に前記燃料噴射手段に燃料を噴射させる、
   請求項４に記載のエンジン停止制御装置。
6. 請求項５に記載のエンジン停止制御装置であって、
   前記エンジンが停止したとするとどの気筒が圧縮行程で停止するかを前記エンジンが停止する前に予測する停止予測手段、
   を備えたエンジン停止制御装置。
7. 前記空気量調節制御手段は、前記エンジン停止要求のあと前記空気量が小さくなるように前記空気量調節手段を制御するに際して、前記エンジンの回転数が所定の低回転数を下回ったときには前記空気量が最小になるように前記空気量調節手段を制御する、
   請求項１〜６のいずれかに記載のエンジン停止制御装置。
8. 前記空気量調節手段は、スロットルバルブである、
   請求項１〜７のいずれかに記載のエンジン停止制御装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のエンジン停止制御装置を搭載した車両。

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