JP2008232054A - 内燃機関の自動始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドルストップシステムにおいて、自動始動時のエンジン回転吹き上がりや車両の振動を十分に抑制できるようにする。
【解決手段】サージタンク１７に、電磁弁２４を有する連通管２５を介して蓄圧タンク２６を接続し、減速時燃料カット中に電磁弁２４を開放して、蓄圧タンク２６とサージタンク１７とを連通させることで、サージタンク１７から負圧を蓄圧タンク２６に導入する。そして、自動停止中に、低トルク始動の始動要求が発生したときに、それまで閉鎖されていた電磁弁２４を開放して蓄圧タンク２６とサージタンク１７とを連通させることで、サージタンク１７内の空気圧力を低下させてエンジン１１を始動する。これにより、自動始動時の筒内充填空気量を減少させて燃焼トルクを低下させることができるため、自動始動時にエンジン回転吹き上がりや車両の振動を十分に抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関（エンジン）の自動停止中に所定の始動要求が発生したときに内燃機関を自動始動させる内燃機関の自動始動装置に関する発明である。

停車中にエンジンのアイドル運転を自動停止させるアイドルストップシステムを搭載した車両においては、信号待ちや渋滞による停車回数の多い市街地走行時等に、アイドルストップ（自動停止）と自動始動が頻繁に繰り返される。アイドルストップシステムは、運転者の意思とは関係なく自動的にエンジンを停止させるため、アイドルストップ後の自動始動時に発生するエンジン回転の吹き上がりや車両の振動が運転者に不快感を感じさせたり、燃費を悪化させたりする原因となる。

この対策として、特許文献１（特開平１０−４７１０４号公報）に記載されているように、自動始動時のアイドル空気流量（アイドル回転制御バルブの開度）を通常の始動時よりも小さくすることで、自動始動時のエンジン回転の吹き上がりを抑制するようにしたものがある。

その他、特許文献２（特開２００１−３０４０８４号公報）に記載されているように、始動時に点火時期をアイドル点火時期よりも遅角させて燃焼トルクを低下させることで、始動時のエンジン回転の吹き上がりを抑制するようにしたものがある。
特開平１０−３２２０９９号公報 特開２００１−３０４０８４号公報

エンジン停止中は、スロットルバルブ下流側の吸気通路（サージタンク、吸気マニホールド）に大気が流入して該吸気通路内が大気圧の空気で満たされるため、始動時は、スロットルバルブ下流側の吸気通路内に満たされた大気圧の空気がエンジンの各気筒内に吸入されることになる。このため、始動時にエンジン回転速度の上昇によりスロットルバルブ下流側の吸気通路内の大気圧の空気が消費されるまでは、筒内充填空気量が多くなって、燃焼トルクも大きくなるため、上記特許文献１，２のように、自動始動時にアイドル回転制御バルブの開度を小さくしたり、点火時期を遅角させても、スロットルバルブ下流側の吸気通路内に満たされた大気圧の空気がエンジンシリンダ内に吸入されて筒内充填空気量が多くなるため、エンジン回転の吹き上がりや車両の振動を十分に抑制することは困難である。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、自動始動時の内燃機関の回転吹き上がりや車両の振動を十分に抑制することができる内燃機関の自動始動装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の自動停止中に所定の始動要求が発生したときに内燃機関を自動始動させる内燃機関の自動始動装置において、内燃機関のスロットルバルブ下流側の吸気通路に連通可能に接続された負圧装置と、自動始動時に前記負圧装置と前記吸気通路とを連通させることで該吸気通路の空気圧力を低下させて自動始動時の筒内充填空気量を減少させる低トルク始動制御を実行する自動始動制御手段とを備えた構成としたものである。

この構成では、自動始動時に低トルク始動制御により負圧装置とスロットルバルブ下流側の吸気通路とを連通させることで、該吸気通路の空気圧力を低下させた状態で内燃機関を始動できるため、自動始動時の筒内充填空気量を減少させて燃焼トルクを低下させることができて、自動始動時に内燃機関の回転吹き上がりや車両の振動を十分に抑制することができる。

この場合、請求項２のように、低トルク始動制御時に吸気通路の空気圧力が設定圧力まで低下したときに負圧装置と該吸気通路との連通を遮断するようにしても良い。このようにすれば、低トルク始動制御時の吸気通路の空気圧力を低トルク始動制御に適した圧力範囲内に維持することができ、低トルク始動制御時に吸気通路の空気圧力が下がり過ぎて始動に必要な筒内充填空気量を確保できなくなる事態を未然に回避することができる。

或は、請求項３のように、低トルク始動制御開始から所定時間経過後に負圧装置と吸気通路との連通を遮断するようにしても良い。このようにしても、上述した請求項２と同様の効果を得ることができる。

また、請求項４のように、低トルク始動制御時のスロットル開度をそれ以外の始動時のスロットル開度よりも閉じ側に制御するようにしても良い。このようにすれば、低トルク始動制御時にスロットル開度の閉じ制御によってスロットルバルブの通過空気量を絞った状態で負圧装置によって吸気通路の空気圧力を低下させることができるため、低トルク始動制御時に吸気通路の空気圧力を急速に低下させることができる。

ところで、自動停止中に始動要求が発生するタイミングは、運転者が車両発進を準備する操作（例えばブレーキ解除操作、シフトレバー操作）や発進操作（アクセルペダルの踏込み操作等）を行った時の他に、エアコンを効かせたい時、バッテリの充電量が低下した時、ブレーキブースタの負圧が不足する時等が挙げられる。従って、自動始動を行うタイミングは、直ちに車両を発進させる場合のみとは限らないが、直ちに車両を発進させる時に、低トルク始動制御を行うと、運転者の加速要求に反して、発進加速トルクが抑えられて発進時の車両のもたつき感や発進加速の遅さを運転者に感じさせてしまう可能性がある。

この対策として、請求項５のように、内燃機関の自動停止中に運転者の加速要求が発生したか否かを判定し、運転者の加速要求が発生したときには、低トルク始動制御を中止して負圧装置と吸気通路との間を遮断した状態で内燃機関を始動するようにしても良い。ここで、運転者の加速要求が発生したか否かは、例えば運転者によるアクセルペダルの踏込み操作の有無（アクセルスイッチのオン／オフ）によって判定すれば良い。運転者の加速要求が発生したときに、低トルク始動制御を中止して吸気通路の空気圧力を低下させずに吸気通路内に大気圧の空気を満たした状態で内燃機関を始動すれば、運転者の加速要求に応じて即座に筒内充填空気量を増加させて発進加速トルクを上昇させることができ、本来の発進加速性能を十分に引き出すことができる。

また、内燃機関の減速時燃料カット中にスロットルバルブが全閉されて吸気通路の負圧（空気圧力の低下幅）が大きくなることを考慮して、請求項６のように、内燃機関の減速時燃料カット中に負圧装置と吸気通路を連通させることで、吸気通路の負圧を負圧装置内に導入して蓄え、その後、負圧装置と吸気管を遮断すると良い。これにより、低トルク始動制御に必要な負圧を蓄えることができる。このように、内燃機関の燃焼を停止する減速時燃料カット中に吸気通路の負圧を負圧装置内に導入するようにすれば、負圧装置内への負圧導入時の内燃機関の運転状態の変化（吸気通路の圧力変化）がドライバビリティやエミッションに悪影響を与えることを防止できる利点がある。

また、請求項７のように、低トルク始動制御用の負圧装置として、ブレーキブースタを用いる場合は、内燃機関の自動停止中に車両の制動力が必要であるか否かを判定し、車両の制動力が必要であると判定したときには、低トルク始動制御を中止してブレーキブースタと吸気通路との間を遮断した状態で内燃機関を始動するにすると良い。このようにすれば、ブレーキブースタを低トルク始動制御用の負圧装置として兼用できるため、低コスト化の要求を満たすことができると共に、自動停止中でも坂道等のために発進直前まで車両の制動力が必要な場合に、低トルク始動制御によりブレーキブースタの負圧を減少させて車両の制動力を低下させてしまうという事態を未然に回避でき、坂道等における発進性能を向上できる。

また、請求項８のように、負圧装置と吸気通路との間を、吸気通路から負圧装置に負圧を導入する方向の空気の流れを許容する逆止弁を介して接続すると共に、この逆止弁と並列に電磁弁を設け、低トルク始動制御中に前記電磁弁を開放して負圧装置と吸気通路とを連通させるようにしても良い。このようにすれば、内燃機関の運転中に、吸気通路の空気圧力が十分に低下して負圧が大きくなったときに、その負圧の一部を逆止弁を介して負圧装置に自動的に導入して蓄積することができるため、負圧装置内に負圧を導入するための特別な制御を行わずに済み、制御を簡単化できる利点がある。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した３つの実施例１〜３を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図９に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２（吸気通路）の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側には、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１０等のアクチュエータによって駆動されるスロットルバルブ１５と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ１６とが設けられている。

更に、スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１７（吸気通路）が設けられ、このサージタンク１７に、吸気管負圧を検出する吸気管圧力センサ１８が設けられている。また、サージタンク１７には、エンジン１１の各気筒に吸入空気を導入する吸気マニホールド１９（吸気通路）が設けられ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート近傍には、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられている。エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２１が取り付けられ、各点火プラグ２１の火花放電によって各気筒内の混合気に点火される。また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２２や、エンジン回転速度を検出するためのクランク角センサ２３が取り付けられている。

一方、サージタンク１７には、常閉型の電磁弁２４を有する連通管２５を介して蓄圧タンク２６（負圧装置）が接続され、電磁弁２４の開放時に、吸気管負圧が連通管２５を通して蓄圧タンク２６内に導入されて蓄えられるようになっている。

一方、エンジン１１の排気管３０には、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒３１が設けられ、この触媒３１の上流側に排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する排出ガスセンサ３２が設けられている。

上述した各種センサの出力は、エンジン制御装置３３に入力される。このエンジン制御装置３３は、１個又は複数個のマイクロコンピュータを主体として構成され、そのＲＯＭに記憶されたエンジン制御用の各ルーチンを実行することで、点火時期、燃料噴射量、スロットル開度（吸入空気量）、アイドル回転速度（アイドル時の吸入空気量）等を制御する。このエンジン制御装置３３は、運転者がイグニッションスイッチ（図示せず）をオン操作したときに、スタータ３４に通電してエンジン１１をクランキングして始動させる（この始動は手動始動である）。

また、エンジン制御装置３３は、アイドルストップシステム（自動停止・始動装置）の制御手段としても機能し、エンジン運転中に所定の自動停止条件（例えばスロットル全閉、アクセル全閉、停車中、エンジン回転速度が所定回転速度以下等）が成立したときに、エンジン停止要求が発生して、燃料噴射及び点火を停止してアイドル運転を自動停止させる。この自動停止中に、所定の自動始動条件が成立したときに、始動要求が発生して、スタータ１８に通電してエンジン１１を自動始動させる。自動始動実行条件は、例えば、運転者が車両発進を準備する操作（例えばブレーキ解除操作、シフトレバー操作）や発進操作（アクセルペダルの踏込み操作）を行った時、エアコンを効かせたい時、バッテリの充電量が設定値以下に低下した時、ブレーキブースタの負圧が不足する時等であり、これらのいずれかの条件に該当する時に自動始動が実行される。

ところで、エンジン停止中は、スロットルバルブ１５下流側のサージタンク１７内に大気が流入してサージタンク１７内の空気圧力が大気圧となっているため、始動時は、サージタンク１７内の大気圧の空気がエンジン１１の各気筒内に吸入されることになる。始動時のサージタンク１７の空気圧力が高くなるほど、始動時の筒内充填空気量が多くなって、燃焼トルクも大きくなるため、図３及び図４に示すように、始動時のサージタンク１７の空気圧力が高くなるほど、始動時のエンジン回転の吹き上がりや車両の振動が大きくなるという関係がある。

このため、サージタンク１７内が大気圧の空気で満たされた状態で自動始動すると、図２に示すように、エンジン回転の吹き上がりや車両の振動（車両前後加速度）が大きくなり、運転者に不快感を感じさせたり、燃費を悪化させたりすることになる。

この対策として、自動始動時にスロットル開度（又はアイドル回転制御バルブの開度）を小さくしたり、点火時期を遅角させても、サージタンク１７内に満たされた大気圧の空気がエンジン１１のシリンダ内に吸入されて筒内充填空気量が多くなるため、エンジン回転の吹き上がりや車両の振動を十分に抑制することは困難である。

そこで、本実施例１では、エンジン制御装置３３は、後述する図５乃至図７の低トルク始動制御用の各ルーチンを実行することで、減速時燃料カット中に電磁弁２４を開放して蓄圧タンク２６とサージタンク１７とを連通させることで、サージタンク１７の負圧を蓄圧タンク２６内に導入した後、電磁弁２４を閉鎖し、その後、自動停止中に、低トルク始動の始動要求が発生したときに、それまで閉鎖されていた電磁弁２４を開放して蓄圧タンク２６とサージタンク１７とを連通させることで、サージタンク１７内の空気圧力を低下させて自動始動時の筒内充填空気量を減少させる低トルク始動制御を実行する。

以下、エンジン制御装置３３によって実行される図５乃至図７の低トルク始動制御用の各ルーチンの処理内容を説明する。

［低トルク始動制御ルーチン］
図５の低トルク始動制御ルーチンは、エンジン制御装置３３の電源オン期間中（イグニッションスイッチのオン期間中）に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう自動始動制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、後述する図６の低トルク始動実行条件判定ルーチンを実行し、次のステップ１０２で、図６の低トルク始動実行条件判定ルーチンの処理結果（低トルク始動フラグのＯＮ／ＯＦＦ）に基づいて低トルク始動実行条件が成立しているか否かを判定する。このステップ１０２で、低トルク始動実行条件が成立していないと判定されれば、低トルク始動制御を実行せずに本ルーチンを終了する。この際、始動要求が発生していれば、低トルク始動制御ではない通常の自動始動制御を実行して、電磁弁２４を閉鎖状態に維持して蓄圧タンク２６とサージタンク１７との間を遮断した状態で、スタータ１８に通電してエンジン１１を自動始動させる。

これに対して、上記ステップ１０２で、低トルク始動実行条件が成立していると判定されれば、ステップ１０３以降の処理を実行して、次のようにして低トルク始動制御を実施する。まず、ステップ１０３で、目標スロットル開度を全閉位置に設定してスロットルバルブ１５の閉じ制御を実行して、スロットル開度を通常の自動始動時のスロットル開度よりも閉じ側（本実施例１では全閉位置）に制御する。これは、スロットルバルブ１５の通過空気量をほぼ遮断した状態（最小にした状態）に制御することで、後述する電磁弁２４の開放によるサージタンク１７の圧力低下をより急速に行わせるためである。

この後、ステップ１０４に進み、スロットルバルブ１５が全閉位置に到達したか否かを判定し、まだ全閉位置に到達していなければ、そのまま本ルーチンを終了する。その後、スロットルバルブ１５が全閉位置に到達した時点で、ステップ１０５に進み、電磁弁２４を開放して蓄圧タンク２６とサージタンク１７とを連通させることで、サージタンク１７内に満たされた大気圧の空気を蓄圧タンク２６内に吸入してサージタンク１７内の空気圧力を低下させる。

そして、次のステップ１０６で、サージタンク１７の空気圧力が設定圧力以下に低下したか否かを判定する。ここで、設定圧力は、低トルク始動に必要最小限の筒内充填空気量を確保するのに必要な圧力に設定されている。このステップ１０６で、サージタンク１７の空気圧力がまだ設定圧力以下に低下していないと判定されれば、そのまま本ルーチンを終了する。その後、サージタンク１７の空気圧力が設定圧力以下に低下した時点で、ステップ１０７に進み、電磁弁２４を閉鎖して蓄圧タンク２６とサージタンク１７との間を遮断して、サージタンク１７の空気圧力を設定圧力に保つ。

この後、ステップ１０８に進み、スタータ１８に通電してエンジン１１のクランキングを開始すると共に、燃料噴射と点火を開始してエンジン１１を始動させる。この後、ステップ１０９に進み、エンジン回転速度が所定値（例えば始動完了判定値よりも少し高い回転速度）を越えたか否かを判定し、まだエンジン回転速度が所定値を越えていなければ、そのまま本ルーチンを終了し、低トルク始動制御を継続する。

その後、エンジン回転速度が所定値を越えた時点で、ステップ１１０に進み、低トルク始動制御を終了して、始動後スロットル制御に移行する。この始動後スロットル制御では、運転者のアクセルペダルの踏込み操作量やエンジン運転状態に応じて目標スロットル開度を設定して、スロットルバルブ１５の開度を目標スロットル開度にフィードバック制御する。

［低トルク始動実行条件判定ルーチン］
図６の低トルク始動実行条件判定ルーチンは、上記図５の低トルク始動制御ルーチンのステップ１０１で実行されるサブルーチンであり、次のようにして、低トルク始動実行条件が成立しているか否かを判定する。

まず、ステップ２０１で、自動停止中に始動要求が発生したか否かを判定する。ここで、自動停止中の始動要求は、運転者による始動要求と、運転者以外の要因による始動要求とがあり、運転者による始動要求は、運転者が車両発進を準備する操作（例えばブレーキ解除操作、シフトレバー操作）を行った時、又は、運転者の加速要求（アクセルペダルの踏込み操作）があった時に発生する始動要求である。また、運転者以外の要因による始動要求とは、エアコン等の補機の負荷状態、バッテリの充電状態、ブレーキブースタの負圧導入状態等によってエンジン１１を運転する必要が生じた時に発生する始動要求（補機の正常動作、バッテリの充電量、ブレーキブースタの負圧を確保するのに必要な始動要求）である。

このステップ２０１で、始動要求が発生していないと判定されれば、低トルク始動実行条件が成立していないと判断して、ステップ２０４に進み、低トルク始動フラグをＯＦＦに維持（又はリセット）して本ルーチンを終了する。この場合は、低トルク始動制御が実行されない。

一方、上記ステップ２０１で、始動要求が発生したと判定されれば、ステップ２０２に進み、運転者の加速要求（運転者によるアクセルペダルの踏込み操作）が無いか否かを判定し、運転者の加速要求有りと判定されれば、低トルク始動実行条件が成立していないと判断して、ステップ２０４に進み、低トルク始動フラグをＯＦＦに維持（又はリセット）して本ルーチンを終了する。運転者の加速要求が発生したときは、低トルク始動制御ではない通常の自動始動制御を実行して、電磁弁２４を閉鎖状態に維持して蓄圧タンク２６とサージタンク１７との間を遮断してサージタンク１７内に大気圧の空気が満たされた状態で、スタータ１８に通電してエンジン１１を自動始動させる。

これに対して、上記ステップ２０２で、運転者の加速要求無しと判定されれば、低トルク始動実行条件が成立していると判断して、ステップ２０３に進み、低トルク始動フラグをＯＮにセットして本ルーチンを終了する。この場合は、低トルク始動制御を実行して、電磁弁２４を開放して蓄圧タンク２６とサージタンク１７とを連通させてサージタンク１７内の空気圧力を低下させた状態でエンジン１１を始動させる。

［蓄圧タンク負圧導入制御ルーチン］
図７の蓄圧タンク負圧導入制御ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１〜３０３で、蓄圧タンク２６の負圧導入実行条件が成立しているか否かを、次の３つの条件(1) 〜(3) を全て満たすか否かで判定する。

(1) 減速時燃料カット中であること（ステップ３０１）
(2) 蓄圧タンク２６の圧力がサージタンク１７の圧力より高いこと（ステップ３０２） (3) 蓄圧タンク２６の圧力が設定圧力よりも高いこと（ステップ３０３）

ここで、設定圧力は、蓄圧タンク２６内に導入すべき負圧の適正範囲の上限値に設定され、蓄圧タンク２６の圧力が設定圧力以下であれば、蓄圧タンク２６内に十分な負圧が導入されている（負圧導入は不要である）と判断される。

上記３つの条件(1) 〜(3) のうち、いずれか１つでも満たさない条件があれば、負圧導入実行条件が不成立であると判断して、ステップ３０５に進み、電磁弁２４を閉鎖する（又は閉鎖状態を維持する）。

これに対して、上記３つの条件(1) 〜(3) が全て満たされれば、負圧導入実行条件が成立していると判断して、ステップ３０４に進み、減速時燃料カット中に電磁弁２４を開放して（又は開放状態を維持して）、蓄圧タンク２６とサージタンク１７とを連通させることで、サージタンク１７から負圧を蓄圧タンク２６に導入する。

以上説明した本実施例１の低トルク始動制御と蓄圧タンク２６の負圧導入制御の一例を図８及び図９を用いて説明する。
図８は、低トルク始動制御の一例を示すタイムチャートである。この図８の例では、自動停止中に、低トルク始動実行条件が成立した時点ｔ1 で、目標スロットル開度を全閉位置に設定してスロットルバルブ１５の閉じ制御を実行する。そして、実スロットル開度が全閉位置まで閉じられた時点ｔ2 で、電磁弁２４を開放して蓄圧タンク２６とサージタンク１７とを連通させることで、サージタンク１７内に満たされた大気圧の空気を蓄圧タンク２６内に吸入してサージタンク１７内の空気圧力を低下させる。これにより、サージタンク１７の空気圧力が設定圧力まで低下した時点ｔ3 で、電磁弁２４を閉鎖して蓄圧タンク２６とサージタンク１７との間を遮断する。この状態で、スタータ１８をＯＮしてエンジン１１のクランキングを開始すると共に、燃料噴射と点火を開始してエンジン１１を始動させる。

これにより、エンジン回転速度が始動完了判定値を越えた時点ｔ4 で、スタータ１８をＯＦＦし、更に、エンジン回転速度が始動完了判定値よりも少し高い所定値を越えた時点ｔ5 で、低トルク始動制御を終了して、始動後スロットル制御に移行する。この始動後スロットル制御では、運転者のアクセルペダルの踏込み操作量やエンジン運転状態に応じて目標スロットル開度を設定して、スロットルバルブ１５の開度を目標スロットル開度にフィードバック制御する。

一方、図９は、蓄圧タンク２６の負圧導入制御の一例を示すタイムチャートである。この図９の例では、走行中に、時刻ｔ1 で運転者がアクセルペダルから足を離して減速を開始する。これにより、アクセル開度が全閉位置まで閉じられると共に、それに追従して実スロットル開度が全閉位置まで閉じられる。このスロットル閉じ制御により、サージタンク１７の空気圧力が低下するが、減速時燃料カットが開始されるまでは、蓄圧タンク２６とサージタンク１７との間の電磁弁２４が閉鎖状態に維持されるため、蓄圧タンク２６の圧力は変化しない。

その後、減速時燃料カット実行条件が成立して減速時燃料カットが開始された時点ｔ2 で、蓄圧タンク２６の圧力が、サージタンク１７の圧力より高く且つ設定圧力よりも高い状態であれば、蓄圧タンク２６の負圧導入実行条件が成立して、電磁弁２４を開放して蓄圧タンク２６とサージタンク１７との間を連通させて、サージタンク１７から負圧を蓄圧タンク２６に導入する。これにより、蓄圧タンク２６の圧力が設定圧力まで低下した時点ｔ3 で、電磁弁２４を閉鎖して、蓄圧タンク２６とサージタンク１７との間を遮断し、負圧の導入を終了し、以後、蓄圧タンク２６の負圧を設定圧力に保持する。

以上説明した本実施例１によれば、自動停止中に低トルク始動実行条件が成立したときに電磁弁２４を開放して蓄圧タンク２６とサージタンク１７とを連通させることで、サージタンク１７内の空気圧力を低下させた状態でエンジン１１を始動するようにしたので、自動始動時の筒内充填空気量を減少させて燃焼トルクを低下させることができて、自動始動時にエンジン１１の回転吹き上がりや車両の振動を十分に抑制することができる（図２参照）。

しかも、本実施例１では、低トルク始動制御時にサージタンク１７の空気圧力が設定圧力まで低下した時点で、電磁弁２４を閉鎖して蓄圧タンク２６とサージタンク１７との連通を遮断するようにしたので、低トルク始動制御時のサージタンク１７の空気圧力を低トルク始動制御に適した圧力範囲内に維持することができ、低トルク始動制御時にサージタンク１７の空気圧力が下がり過ぎて始動に必要な筒内充填空気量を確保できなくなる事態を未然に回避することができる。

尚、本発明は、低トルク始動制御開始から、サージタンク１７の空気圧力が設定圧力まで低下するのに必要な所定時間が経過した後に、電磁弁２４を閉鎖して蓄圧タンク２６とサージタンク１７との連通を遮断するようにしても良い。このようにしても、本実施例１と同様の効果を得ることができる。

更に、本実施例１では、低トルク始動制御時のスロットル開度をそれ以外の始動時のスロットル開度よりも閉じ側（例えば全閉位置）に制御するようにしたので、低トルク始動制御時にスロットル開度の閉じ制御によってスロットルバルブ１５の通過空気量を絞った状態で蓄圧タンク２６によってサージタンク１７の空気圧力を低下させることができるため、低トルク始動制御時にサージタンク１７の空気圧力を急速に低下させることができる利点がある。

ところで、自動停止中に始動要求が発生するタイミングは、運転者が車両発進を準備する操作（例えばブレーキ解除操作、シフトレバー操作）や発進操作（アクセルペダルの踏込み操作等）を行った時の他に、エアコン等の補機の負荷が大きくなった時、バッテリの充電量が低下した時、ブレーキブースタの負圧が不足する時等が挙げられる。従って、自動始動を行うタイミングは、直ちに車両を発進させる場合のみとは限らないが、直ちに車両を発進させる時に、低トルク始動制御を行うと、運転者の加速要求に反して、発進加速トルクが抑えられて発進時の車両のもたつき感や発進加速の遅さを運転者に感じさせてしまう可能性がある。

この対策として、本実施例１では、自動停止中に運転者の加速要求が発生したか否かを判定し、運転者の加速要求が発生したときには、低トルク始動実行条件が不成立となり、低トルク始動制御を中止して蓄圧タンク２６とサージタンク１７との間を遮断した状態でエンジン１１を始動するようにしているので、運転者の加速要求が発生したときには、サージタンク１７の空気圧力を低下させずに、サージタンク１７内に大気圧の空気を満たした状態で、エンジン１１を始動することができる。これにより、運転者の加速要求に応じて即座に筒内充填空気量を増加させて発進加速トルクを上昇させることができ、本来の発進加速性能を十分に引き出すことができる。

また、本実施例１では、減速時燃料カット中に電磁弁２４を開放してサージタンク１７の負圧を蓄圧タンク２６内に導入して蓄えるようにしたので、蓄圧タンク２６内への負圧導入時のエンジン１１の運転状態の変化（サージタンク１７の圧力変化）がドライバビリティやエミッションに悪影響を与えることを防止できる利点がある。

但し、本発明は、減速時燃料カット時以外のエンジン運転中に、ドライバビリティやエミッションへの影響が少ない時期に、電磁弁２４を開放して、サージタンク１７の負圧を少しずつ蓄圧タンク２６内に導入するようにしても良い。サージタンク１７の負圧を少しずつ蓄圧タンク２６内に導入すれば、ドライバビリティやエミッションへの影響も少なくなる。

上記実施例１では、サージタンク１７に連通可能に接続された負圧装置として蓄圧タンク２６を用いるようにしたが、本発明の実施例２では、負圧装置としてブレーキブースタ（図示せず）を使用し、自動停止中に低トルク始動実行条件が成立したときに、ブレーキブースタの負圧導入管に設けられた電磁弁を開放してブレーキブースタの負圧室とサージタンク１７とを連通させることで、サージタンク１７内の空気圧力を低下させた状態でエンジン１１を始動するようにしている。

更に、本実施例２では、図１０の低トルク始動実行条件判定ルーチンを実行して、低トルク始動実行条件が成立しているか否かを判定する。この図１０の低トルク始動実行条件判定ルーチンは、前記実施例１で説明した図６の低トルク始動実行条件判定ルーチンに対してステップ２０２ａの判定処理を追加しただけであり、これ以外の処理は図６の各ステップと同じである。

図１０の低トルク始動実行条件判定ルーチンでは、次の３つの条件(1) 〜(3) が全て満たされたときに、低トルク始動実行条件が成立する。
(1) 自動停止中に始動要求が発生したこと（ステップ２０１）
(2) 運転者の加速要求が無いこと（ステップ２０２）
(3) 車両の制動力が不要であること（ステップ２０２ａ）

ここで、車両の制動力が不要であるか否かは、例えばブレーキ液圧（マスターシリンダの液圧）が所定値以下であるか否かで判定したり、或は、水平線に対する車体の前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角度センサを設置して、水平線に対する車体の前後方向の傾斜角度が所定角度以下であるか否かで判定するようにしても良い。

上記３つの条件(1) 〜(3) のうち、いずれか１つでも満たさない条件があれば、低トルク始動実行条件が成立せず、ステップ２０４に進み、低トルク始動フラグをＯＦＦに維持（又はリセット）する。この場合は、低トルク始動制御が実行されない。

上記３つの条件(1) 〜(3) が全て満たされれば、低トルク始動実行条件が成立して、ステップ２０３に進み、低トルク始動フラグをＯＮにセットする。この場合は、低トルク始動制御を実行して、ブレーキブースタの負圧導入管に設けられた電磁弁を開放してブレーキブースタの負圧室とサージタンク１７とを連通させることで、サージタンク１７内の空気圧力を低下させた状態でエンジン１１を始動する。

以上説明した本実施例２では、ブレーキブースタを低トルク始動制御用の負圧装置として兼用できるため、低コスト化の要求を満たすことができると共に、自動停止中でも坂道等のために発進直前まで車両の制動力が必要な場合には、低トルク始動実行条件が成立しないようにしたので、発進直前まで車両の制動力が必要な場合に、低トルク始動制御によりブレーキブースタの負圧を減少させて車両の制動力を低下させてしまうという事態を未然に回避でき、坂道等における発進性能を向上できる。

図１１に示す本発明の実施例３では、サージタンク１７と蓄圧タンク４１（負圧装置）との間に、常閉型の電磁弁４２を有する空気吸入管４３と、逆止弁４４を有する負圧導入管４５とを並列に接続している。逆止弁４４は、サージタンク１７から蓄圧タンク４１に負圧を導入する方向（蓄圧タンク４１内の空気をサージタンク１７内に吸入させる方向）の空気の流れを許容する。

この構成では、エンジン運転中に、サージタンク１７の空気圧力が十分に低下して負圧が大きくなったときに、その負圧の一部を逆止弁４４を介して蓄圧タンク４１内に自動的に導入して蓄積する。このため、蓄圧タンク４１内に負圧を導入するための特別な制御を行わずに済み、制御を簡単化できる利点がある。

尚、本発明は、サージタンク１７から負圧装置内に負圧を導入する構成に限定されず、吸気管１２のうちのスロットルバルブ１５とサージタンク１７との間の吸気通路から負圧装置内に負圧を導入する構成としても良く、要は、スロットルバルブ１５からエンジン１１の吸気ポートまでの間の吸気通路（つまりスロットルバルブ１５の下流側の吸気通路）から負圧装置内に負圧を導入する構成とすれば良い。

本発明の実施例１を示すエンジン制御システム全体の概略構成図である。 始動時のエンジン回転速度挙動と車両前後方向加速度の挙動の一例を示すタイムチャートである。 始動時のサージタンク圧力とエンジン回転吹き上がりとの関係を説明する図である。 始動時のサージタンク圧力と車両振動（前後方向加速度）との関係を説明する図である。 実施例１の低トルク始動制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の低トルク始動実行条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の蓄圧タンク負圧導入制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の低トルク始動制御の一例を説明するタイムチャートである。 実施例１の蓄圧タンク負圧導入制御の一例を説明するタイムチャートである。 実施例２の低トルク始動実行条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例３のエンジン制御システム全体の概略構成図である。

符号の説明

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管（吸気通路）、１４…エアフローメータ、１５…スロットルバルブ、１７…サージタンク（吸気通路）、１８…吸気管圧力センサ、１９…吸気マニホールド（吸気通路）、２４…電磁弁、２５…連通管、２６…蓄圧タンク（負圧装置）、３０…排気管、３１…触媒、３３…エンジン制御装置（自動始動制御手段）、３４…スタータ、４１…蓄圧タンク（負圧装置）、４２…電磁弁、４３…空気吸入管、４４…逆止弁、４５…負圧導入管

Claims (8)

1. 内燃機関の自動停止中に所定の始動要求が発生したときに内燃機関を自動始動させる内燃機関の自動始動装置において、
   内燃機関のスロットルバルブ下流側の吸気通路に連通可能に接続された負圧装置と、
   自動始動時に前記負圧装置と前記吸気通路とを連通させることで該吸気通路の空気圧力を低下させて自動始動時の筒内充填空気量を減少させる低トルク始動制御を実行する自動始動制御手段とを
   備えていることを特徴とする内燃機関の自動始動装置。
2. 前記自動始動制御手段は、前記低トルク始動制御時に前記吸気通路の空気圧力が設定圧力まで低下したときに前記負圧装置と前記吸気通路との連通を遮断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の自動始動装置。
3. 前記自動始動制御手段は、前記低トルク始動制御開始から所定時間経過後に前記負圧装置と前記吸気通路との連通を遮断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の自動始動装置。
4. 前記自動始動制御手段は、前記低トルク始動制御時のスロットル開度をそれ以外の始動時のスロットル開度よりも閉じ側に制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の自動始動装置。
5. 前記自動始動制御手段は、内燃機関の自動停止中に運転者の加速要求が発生したか否かを判定し、運転者の加速要求が発生したときには、前記低トルク始動制御を中止して前記負圧装置と前記吸気通路との間を遮断した状態で内燃機関を始動することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の自動始動装置。
6. 前記自動始動制御手段は、内燃機関の減速時燃料カット中に前記負圧装置と前記吸気通路を連通させて前記吸気通路の負圧を前記負圧装置内に導入して蓄えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の自動始動装置。
7. 前記負圧装置は、ブレーキブースタであり、
   前記自動始動制御手段は、内燃機関の自動停止中に車両の制動力が必要であるか否かを判定し、車両の制動力が必要であると判定したときには、前記低トルク始動制御を中止して前記ブレーキブースタと前記吸気通路との間を遮断した状態で内燃機関を始動することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の自動始動装置。
8. 前記負圧装置と前記吸気通路との間を、前記吸気通路から前記負圧装置に負圧を導入する方向の空気の流れを許容する逆止弁を介して接続すると共に、前記逆止弁と並列に電磁弁を設け、
   前記自動始動制御手段は、前記低トルク始動制御中に前記電磁弁を開放して前記負圧装置と前記吸気通路とを連通させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の自動始動装置。

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