JP2010242621A - 内燃機関の自動停止始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドルストップ制御の燃料カット／エンジン回転降下中に再始動要求が発生した場合のスタータレス始動回数を増加させてスタータの使用回数を少なくする。
【解決手段】エンジン運転中に自動停止要求が発生したときに、燃料噴射を停止して空気系の制御量（スロットル開度、ＥＧＲバルブの開度、可変吸気バルブタイミング等のうちの少なくとも１つ）を自動停止要求発生時よりも筒内充填空気量増大側に設定する。これにより、燃料カット中のエンジン回転速度の低下を緩やかにして、エンジン回転速度がスタータレス始動可能な回転速度領域の下限値に達するまでの時間を長くしてスタータレス始動回数を増加させる。自動停止要求発生直後から再始動要求の発生に備えて筒内充填空気量を増加できるため、再始動時の空気系の応答遅れの影響を少なくして、再始動要求発生時に直ちに筒内充填空気量を再始動に適した空気量に変化させて再始動できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動停止制御（アイドルストップ制御）による燃料噴射停止により内燃機関（エンジン）の回転速度が降下する過程で再始動要求が発生したときに直ちに内燃機関を再始動させる機能を備えた内燃機関の自動停止始動制御装置に関する発明である。

近年、燃費節減、エミッション低減等を目的として、エンジン自動停止始動制御システム（いわゆるアイドルストップ制御システム）を搭載した車両が増加しつつある。従来の一般的なアイドルストップ制御システムは、運転者が車両を停車させたときに燃料噴射を停止（燃料カット）してエンジンを自動的に停止させ、その後、運転者が車両を発進させようとする操作（ブレーキ解除操作やアクセル踏込み操作等）を行ったときに自動的にスタータ又はスタータ兼用のモータに通電してエンジンをクランキングして再始動させるようにしている。ハイブリッド電気自動車では、車両駆動用のモータをスタータとして使用してエンジンを再始動させるものがあるため、以下の説明では、「スタータ又はスタータ兼用のモータ」を単に「スタータ」と記載して説明を簡略化する。

このようなアイドルストップ制御システムでは、自動停止要求発生直後に、燃料カットによりエンジン回転速度が降下する途中で再始動要求が発生することがあるが、このような場合、エンジン回転が完全に停止してから、スタータに通電してエンジンをクランキングして再始動させると、自動停止要求発生から再始動完了までに時間がかかってしまい、運転者に再始動の遅れ（もたつき）を感じさせてしまう。

そこで、特許文献１（特開２００５−１４６８７５号公報）に記載されているように、エンジン運転中も、スタータのピニオンをエンジン側のリングギヤに常時噛み合わせた常時噛合い式のスタータ（「常噛スタータ」ともいう）を搭載したアイドルストップ制御システムでは、燃料カットによりエンジン回転速度が降下する期間中に再始動要求が発生したときには、エンジン回転停止を待たずにスタータに通電してエンジンを再始動するようにしたものがある。

しかし、この構成では、スタータ始動回数が増加することは避けられないため、スタータの耐久性低下が懸念される。
そこで、特許文献２（特開２００８−２６７２９７号公報）に記載されているように、アイドルストップ制御の燃料カットによりエンジン回転速度が降下する途中で、再始動要求が発生したときに、まだエンジン回転速度がスタータレス始動可能（燃料噴射のみで再始動可能）な回転速度領域であれば、スタータを使用せずに燃料噴射のみでエンジンを再始動する“スタータレス始動”を行うようにしたものがある。

特開２００５−１４６８７５号公報 特開２００８−２６７２９７号公報

しかし、アイドルストップ制御の燃料カット／エンジン回転降下中に再始動要求が発生した時点で、既にエンジン回転速度がスタータレス始動可能な回転速度領域の下限値を下回っていれば、スタータレス始動は困難であるため、スタータを使用してエンジンを再始動する必要がある。一般に、燃料カット中は、スロットル開度が全閉位置に制御されるため、吸気負圧が増大してポンピングロスが増大し、このポンピングロスの増大によってエンジン回転速度が急速に降下して、自動停止要求発生後にエンジン回転速度がスタータレス始動可能な回転速度領域の下限値に達するまでの時間（つまりスタータレス始動を実行できる時間）が短くなるため、スタータレス始動回数が少なくなって、スタータの使用回数が増加してしまい、スタータの耐久性を低下させる懸念がある。

また、スタータレス始動を開始する際に、スロットル開度を全閉位置から再始動時の目標開度まで開いて筒内充填空気量が再始動時の要求空気量に増加するまでに応答遅れがあるが、この空気系の応答遅れは、燃料噴射系の応答遅れと比べてかなり大きいため、再始動要求発生時に直ちに燃料噴射を再開しても、空気系の応答遅れにより筒内充填空気量の増加が遅れて再始動時の内燃機関の燃焼トルクが小さくなり、低回転領域でスタータレス始動に失敗する頻度（確率）が増加してしまう。

この対策として、従来システムでは、スタータレス始動を実行する回転速度領域の下限値（判定しきい値）を高めに設定する必要があり、その結果、スタータレス始動を実行する回転速度領域が狭められて、スタータ使用領域が増加してしまい、スタータの使用回数が増加してしまう結果となる。

最近では、更なる燃費向上を狙って、車両走行中に車両停止に至る可能性のある低速での減速領域にも、アイドルストップ制御の燃料カット領域を拡大することが要求されるようになってきており、今後、アイドルストップ制御の燃料カット／エンジン回転降下中に再始動要求が発生する回数が益々増加するものと予想されるため、スタータレス始動回数を増加させてスタータの使用回数を少なくすることが最近の重要な技術的課題となっている。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、アイドルストップ制御（自動停止制御）の燃料カット／内燃機関回転降下中に再始動要求が発生した場合のスタータレス始動回数を増加させてスタータの使用回数を少なくすることができ、スタータの耐久性を従来より向上させることができる内燃機関の自動停止始動制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の運転中に自動停止要求が発生したときに燃料噴射を停止させる自動停止制御手段と、前記自動停止制御手段による燃料噴射停止中に内燃機関回転速度が降下する過程で再始動要求が発生したときに燃料噴射を再開して前記内燃機関を再始動させる自動始動制御手段と、前記自動停止制御手段による燃料噴射停止中（以下「自動停止時燃料カット中」という）に空気系の制御量を前記自動停止要求発生時よりも筒内充填空気量増大側に設定する自動停止時空気系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、自動停止時燃料カット中に空気系の制御量を自動停止要求発生時よりも筒内充填空気量増大側に設定するため、自動停止時燃料カット中のポンピングロスを従来より低減させて、自動停止時燃料カット中の内燃機関回転速度の低下を緩やかにすることができる。これにより、自動停止要求発生後に内燃機関回転速度がスタータレス始動可能な回転速度領域の下限値に達するまでの時間（つまりスタータレス始動を実行できる時間）を従来より長くすることができ、その分、スタータレス始動回数を増加させることができる。しかも、自動停止時燃料カット中に空気系の制御量を自動停止要求発生時よりも筒内充填空気量増大側に設定すれば、自動停止要求発生直後から再始動要求の発生に備えて筒内充填空気量を増加させておくことができるため、再始動要求発生時に空気系の制御量を再始動時の制御量に切り替える際の空気系の応答遅れの影響を少なくして、再始動要求発生時に直ちに筒内充填空気量を再始動に適した空気量に変化させて再始動を行うことができ、再始動時の内燃機関の燃焼トルクを効果的に増大することができて、スタータレス始動に失敗する頻度（確率）を低減することができる。これにより、自動停止時燃料カット中に再始動要求が発生した場合のスタータレス始動回数を増加させてスタータの使用回数を少なくすることができ、スタータの耐久性を従来より向上させることができる。

この場合、請求項２のように、自動停止時燃料カット中に筒内充填空気量増大側に設定する空気系の制御量は、スロットルバルブの開度、ＥＧＲバルブの開度、吸気バルブの可変バルブ量（可変バルブタイミング、可変バルブリフト量等）のうちの少なくとも１つであれば良い。スロットルバルブの開度を増加させたり、ＥＧＲバルブの開度を増加させれば、筒内充填空気量が増加する。吸気バルブタイミングを進角させれば、筒内充填空気量が増加し、吸気バルブのリフト量を増加させれば、筒内充填空気量が増加する。

また、自動停止時燃料カット中の筒内充填空気量の増加幅が少ないと、上述した筒内充填空気量の増加による効果が小さくなるため、請求項３のように、自動停止時燃料カット中に空気系の制御量をアイドル回転制御時の制御量よりも筒内充填空気量増大側に設定するようにすると良い。このようにすれば、自動停止時燃料カット中に筒内充填空気量を確実に増加させることができ、自動停止時燃料カット中のポンピングロスを低減させて内燃機関回転速度の低下を緩やかにする効果と、再始動要求の発生に備えて筒内充填空気量を確保する効果を確実に得ることができる。

但し、自動停止時燃料カット中の筒内充填空気量が増加するほど、内燃機関の回転が停止する間際の極低回転領域で、筒内充填空気の圧縮による内燃機関の回転変動が大きくなる。このため、自動停止時燃料カット／内燃機関回転降下中に再始動要求が発生しなかった場合には、自動停止時燃料カット中の筒内充填空気量が多いと、内燃機関の回転が停止する間際の極低回転領域で、内燃機関の回転変動による車両振動が大きくなって運転者に不快感を感じさせてしまう懸念がある。

この対策として、請求項４のように、自動停止時燃料カット中に空気系の制御量を筒内充填空気の圧縮による内燃機関の回転変動が所定以内となるように設定するようにすると良い。このようにすれば、内燃機関の回転が停止する間際の極低回転領域で、運転者に不快感を感じさせるような車両振動が発生するのを防止できる。

本発明は、請求項５のように、自動停止時燃料カット中に空気系の制御量を一定に維持するようにしても良い。このようにすれば、自動停止時燃料カット中の空気系の制御量の演算処理を簡単化することができ、空気系の制御に用いるコンピュータの演算処理負荷を軽減することができる。

或は、請求項６のように、自動停止時燃料カット中に空気系の制御量を内燃機関回転速度に応じて変化させるようにしても良い。前述したように、自動停止時燃料カット中の筒内充填空気量が多くなるほど、内燃機関回転速度の低下が緩やかになって、自動停止要求発生後に内燃機関回転速度がスタータレス始動可能な回転速度領域の下限値に達するまでの時間（つまりスタータレス始動を実行できる時間）が長くなるが、その反面、内燃機関の回転が停止する間際の極低回転領域では、筒内充填空気量が多くなるほど、筒内充填空気の圧縮による内燃機関の回転変動が大きくなるという関係がある。この関係を考慮して、請求項６のように、自動停止時燃料カット中に空気系の制御量を内燃機関回転速度に応じて変化させるようにすれば、例えば、自動停止時燃料カット中に内燃機関回転速度が高い方の領域では、内燃機関回転速度低下抑制（ポンピングロスの減少）を優先して筒内充填空気量の増加幅を大きくするように設定し、内燃機関回転速度が低下するに従って、内燃機関の回転変動抑制（車両振動抑制）を優先して筒内充填空気量を減少させるという制御が可能となり、自動停止時燃料カット中の内燃機関の回転速度低下抑制と回転変動抑制とを両立させることができる。

図１は本発明の実施例１におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。 図２は実施例１のアイドルストップ制御の燃料カット／エンジン回転降下中に再始動要求が発生した場合の空気系（スロットル開度、吸気バルブタイミング）の制御例を説明するタイムチャートである。 図３は燃料カット中のスロットル開度とエンジン回転降下挙動との関係を説明する図である。 図４は実施例１のアイドルストップ中再始動制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図５は実施例２のアイドルストップ中再始動制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した２つの実施例１，２を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図３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、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１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。

更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を吸気ポートに向けて噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、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２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。

一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。

その他、図示はしないが、エンジン１１には、吸気バルブタイミング（又はリフト量）を変化させる可変吸気バルブタイミング装置（又は可変吸気バルブリフト装置）や、排出ガスの一部をエンジン１１の吸気側に還流させるＥＧＲ装置（排出ガス還流装置）が搭載されている。

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２６が取り付けられている。エンジン１１のクランク軸２７の外周側には、クランク軸２７が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２８が取り付けられ、このクランク角センサ２８の出力パルスの間隔（周期）に基づいてエンジン回転速度が検出されると共に、カム角センサ（図示せず）の出力信号又はクランク角センサ２８の欠歯部（基準クランク角）を基準にしてクランク角センサ２８の出力パルスをカウントすることで、クランク角の検出と気筒判別［吸気行程の気筒（噴射気筒）と圧縮行程の気筒（点火気筒）の判別］が行われる。

更に、エンジン１１には、後述するスタータレス始動時以外の通常の始動時にクランク軸２７を回転駆動（クランキング）するためのスタータ３０が取り付けられている。スタータ３０は、エンジン１１のクランク軸２７に連結されたリンクギアにピンオンを常時噛み合わせた常時噛合い式のスタータを用いても良いし、或は、スタータレス始動時以外の通常の始動時にのみ、ピンオンを突出させてリンクギアに噛み合わせるようにしたスタータを用いても良い。また、ハイブリッド電気自動車では、車両駆動用のモータをスタータとして使用しても良い。

エンジン１１とスタータ３０の動作を制御する制御装置３１は、１つ又は複数のＥＣＵ（例えばエンジン用ＥＣＵ、アイドルストップ用ＥＣＵ）によって構成されている。この制御装置３１には、運転状態を検出する各種センサ、例えば、上述したエアフローメータ１４、スロットル開度センサ１７、吸気管圧力センサ１９、排出ガスセンサ２４、冷却水温センサ２６の他に、ブレーキの作動（ＯＮ）／非作動（ＯＦＦ）を検出するブレーキスイッチ３２、アクセル開度を検出するアクセルセンサ３３、車速を検出する車速センサ３４等からの信号が入力される。

制御装置３１は、エンジン運転中には、上記各種センサで検出した運転状態に応じて、エンジン１１の燃料系、点火系、空気系（スロットルバルブ１６、可変吸気バルブタイミング装置又は可変吸気バルブリフト装置、ＥＧＲ装置等）を制御して、燃料噴射量、噴射時期、点火時期、吸入空気量（スロットル開度）、吸気バルブタイミング又はリフト量、ＥＧＲ量（ＥＧＲバルブの開度）等を制御する。

更に、制御装置３１は、特許請求の範囲でいう自動停止制御手段及び自動始動制御手段としても機能し、エンジン運転中に自動停止要求（アイドルストップ要求）が発生したか否かを監視して、自動停止要求が発生したときに燃料噴射を停止（燃料カット）して、エンジン１１の燃焼を自動的に停止（アイドルストップ）させる。

自動停止要求は、車両停止後（停車中）に発生するようにしても良いが、本実施例１では、アイドルストップ制御の燃料カット領域を拡大するために、車両走行中に車両停止に至る可能性のある低速での減速領域でも、自動停止要求が発生するようにしている。具体的には、車両走行中に車両停止に至る可能性のある所定減速状態になったか否か（自動停止要求が発生したか否か）を次の条件で判定する。例えば、(1) アクセルオフ（スロットル全閉）、(2) ブレーキＯＮ、(3) 所定車速以下の低速域であるか否かを判定し、これらの条件(1) 〜(3) を全て満たす状態が所定時間以上継続したときに、車両停止に至る可能性のある所定減速状態であると判定する。尚、車両停止に至る可能性のある所定減速状態の判定方法は、適宜変更しても良いことは言うまでもない。

車両走行中に車両停止に至る可能性のある所定減速状態であると判定した時点で、自動停止要求（アイドルストップ要求）が発生したと判断して、燃料噴射を停止する自動停止時燃料カットを実行して、エンジン１１の燃焼を自動的に停止（アイドルストップ）させる。その後、アイドルストップ期間中（自動停止時燃料カットによるエンジン回転降下中又はエンジン回転停止後）に運転者が車両を再加速又は発進させようとする操作（例えば、ブレーキ操作の解除、アクセル踏込み操作、シフトレバーのドライブレンジへの操作等）を行ったときに、再始動要求が発生してエンジン１１を再始動させる。その他、バッテリ充電制御システムやエアコン等の車載機器の制御システムから再始動要求が発生してエンジン１１を再始動させる場合もある。

従来システムでは、自動停止時燃料カット中は、スロットル開度が全閉位置に制御されるため、吸気負圧が増大してポンピングロスが増大し、このポンピングロスの増大によってエンジン回転速度が急速に降下して、自動停止要求発生後にエンジン回転速度がスタータレス始動可能な回転速度領域の下限値に達するまでの時間（つまりスタータレス始動を実行できる時間）が短くなるため、スタータレス始動回数が少なくなって、スタータの使用回数が増加してしまい、スタータの耐久性を低下させる懸念がある。

また、スタータレス始動を開始する際に、スロットル開度を全閉位置から再始動時の目標開度まで開いて筒内充填空気量が再始動時の要求空気量に増加するまでに応答遅れがあるが、この空気系の応答遅れは、燃料噴射系の応答遅れと比べてかなり大きいため、再始動要求発生時に直ちに燃料噴射を再開しても、空気系の応答遅れにより筒内充填空気量の増加が遅れて再始動時のエンジンの燃焼トルクが小さくなり、低回転領域でスタータレス始動に失敗する頻度（確率）が増加してしまう。

これらの事情を考慮して、本実施例１では、図２に示すように、自動停止時燃料カット中に空気系の制御量を自動停止要求発生時よりも筒内充填空気量増大側に設定する。ここで、自動停止時燃料カット中に筒内充填空気量増大側に設定する空気系の制御量は、スロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）、ＥＧＲバルブの開度、吸気バルブの可変バルブ量（可変バルブタイミング、可変バルブリフト量等）のうちの少なくとも１つであれば良い。スロットル開度を増加させたり、ＥＧＲバルブの開度を増加させれば、筒内充填空気量が増加する。吸気バルブタイミングを進角させれば、筒内充填空気量が増加し、吸気バルブのリフト量を増加させれば、筒内充填空気量が増加する。

本実施例１のように、自動停止時燃料カット中に空気系の制御量を自動停止要求発生時よりも筒内充填空気量増大側に設定すれば、自動停止時燃料カット中のポンピングロスを低減させて、自動停止時燃料カット中のエンジン回転速度の低下を緩やかにすることができる。これにより、自動停止要求発生後にエンジン回転速度がスタータレス始動可能な回転速度領域の下限値に達するまでの時間（つまりスタータレス始動を実行できる時間）を従来より長くすることができ、その分、スタータレス始動回数を増加させることができる。しかも、自動停止時燃料カット中に空気系の制御量を自動停止要求発生時よりも筒内充填空気量増大側に制御すれば、自動停止要求発生直後から再始動要求の発生に備えて筒内充填空気量を増加させておくことができるため、再始動要求発生時に空気系の制御量を再始動時の制御量に切り替える際の空気系の応答遅れの影響を少なくして、再始動要求発生時に直ちに筒内充填空気量を再始動に適した空気量に変化させて再始動を行うことができ、再始動時のエンジン１１の燃焼トルクを効果的に増大することができて、スタータレス始動に失敗する頻度（確率）を低減することができる。これにより、自動停止時燃料カット中に再始動要求が発生した場合のスタータレス始動回数を増加させてスタータ３０の使用回数を少なくすることができ、スタータ３０の耐久性を従来より向上させることができる。

この場合、自動停止時燃料カット中の筒内充填空気量の増加幅が少ないと、上述した筒内充填空気量の増加による効果が小さくなるため、本実施例１では、自動停止時燃料カット中に空気系の制御量をアイドル回転制御時の制御量よりも筒内充填空気量増大側に設定するようにしている。

但し、図３に示すように、自動停止時燃料カット中のスロットル開度（筒内充填空気量）が増加するほど、エンジン１１の回転が停止する間際の極低回転領域で、筒内充填空気の圧縮によるエンジン１１の回転変動が大きくなる。このため、自動停止時燃料カット／エンジン回転降下中に再始動要求が発生しなかった場合には、自動停止時燃料カット中の筒内充填空気量が多いと、エンジン１１の回転が停止する間際の極低回転領域で、エンジン１１の回転変動による車両振動が大きくなって運転者に不快感を感じさせてしまう懸念がある。

この対策として、本実施例１では、自動停止時燃料カット中に空気系の制御量を筒内充填空気の圧縮によるエンジン１１の回転変動が所定以内となるように設定するようにしている。このようにすれば、エンジン１１の回転が停止する間際の極低回転領域で、運転者に不快感を感じさせるような車両振動が発生するのを防止できる。

要するに、本実施例１では、自動停止時燃料カット中の筒内充填空気量がアイドル回転制御時の筒内充填空気量よりも多く、且つ、筒内充填空気の圧縮によるエンジン１１の回転変動が所定以内となる筒内充填空気量上限値よりも少なくなるように空気系の制御量を設定する。更に、本実施例１では、自動停止時燃料カット中に空気系の制御量を一定に維持するようにしている。このようにすれば、自動停止時燃料カット中の空気系の制御量の演算処理を簡単化することができ、空気系の制御に用いる制御装置３１の演算処理負荷を軽減することができる。

以上説明した本実施例１の自動停止時燃料カット中の筒内充填空気量の制御は、制御装置３１によって図４のアイドルストップ中再始動制御プログラムに従って次のようにして実行される。

図４のアイドルストップ中再始動制御プログラムは、制御装置３１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）に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう自動始動制御手段及び自動停止時空気系制御手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、自動停止要求が発生したか否かを判定し、自動停止要求が発生していなければ、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

その後、自動停止要求が発生した時点で、ステップ１０１からステップ１０２に進み、燃料カットしてエンジン１１の燃焼を停止させる。そして、次のステップ１０３で、空気系の制御量を自動停止要求発生時よりも筒内充填空気量増大側の設定値に切り替える。ここで、筒内充填空気量増大側の設定値に切り替える空気系の制御量は、スロットル開度、ＥＧＲバルブの開度、吸気バルブの可変バルブ量（可変バルブタイミング、可変バルブリフト量等）のうちの少なくとも１つであれば良い。また、筒内充填空気量増大側の設定値は、アイドル回転制御時よりも筒内充填空気量増大側に設定され、且つ、筒内充填空気の圧縮によるエンジン１１の回転変動が所定以内となるように設定されている。

そして、次のステップ１０４で、再始動要求が発生したか否かを判定し、再始動要求が発生するまで待機する。この際、空気系の制御量は、再始動要求が発生するまで筒内充填空気量増大側の設定値に維持（固定）される。

その後、再始動要求が発生した時点で、ステップ１０４からステップ１０５に進み、空気系の制御量を再始動時の目標値に切り替えて再始動に適した筒内充填空気量を確保する。この後、ステップ１０６に進み、再始動制御を実行し、燃料噴射を再開してエンジン１１を再始動させる。この際、再始動要求発生時のエンジン回転速度がスタータレス始動可能（燃料噴射のみで再始動可能）な回転速度領域であれば、スタータ３０を使用せずに燃料噴射のみでエンジン１１を再始動する“スタータレス始動”を行う。

以上説明した本実施例１によれば、自動停止時燃料カット中に空気系の制御量を自動停止要求発生時よりも筒内充填空気量増大側に設定するため、自動停止時燃料カット中のポンピングロスを従来より低減させて、自動停止時燃料カット中のエンジン回転速度の低下を緩やかにすることができ、自動停止時燃料カット中に再始動要求が発生した場合のスタータレス始動回数を増加させてスタータ３０の使用回数を少なくすることができ、スタータ３０の耐久性を従来より向上させることができる。

尚、本実施例１では、再始動要求が発生するまで、空気系の制御量を筒内充填空気量増大側の設定値に維持（固定）するようにしたが、再始動要求が発生していない場合でも、エンジン回転速度がスタータレス始動可能な回転速度領域の下限値を下回った時点、又は、エンジン１１の回転が停止した時点で、空気系の制御量を通常の制御量に戻すようにしても良い。

上記実施例１では、再始動要求が発生するまで、空気系の制御量を筒内充填空気量増大側の設定値に維持（固定）するようにしたが、本発明の実施例２では、図５のアイドルストップ中再始動制御プログラムを実行することで、自動停止時燃料カット中に空気系の制御量をエンジン回転速度に応じて変化させるようにしている。

図３に示すように、自動停止時燃料カット中の筒内充填空気量（スロットル開度）が増加するほど、エンジン回転速度の低下が緩やかになって、自動停止要求発生後にエンジン回転速度がスタータレス始動可能な回転速度領域の下限値に達するまでの時間（つまりスタータレス始動を実行できる時間）が長くなるが、その反面、エンジン１１の回転が停止する間際の極低回転領域では、筒内充填空気量が多くなるほど、筒内充填空気の圧縮によるエンジン１１の回転変動が大きくなるという関係がある。

この関係を考慮して、本実施例２では、空気系の制御量をエンジン回転速度に応じて変化させるようにしたものであり、これにより、自動停止時燃料カット中にエンジン回転速度が高い方の領域では、エンジン回転速度低下抑制（ポンピングロスの減少）を優先して筒内充填空気量の増加幅を大きくするように設定し、エンジン回転速度が低下するに従って、エンジン１１の回転変動抑制（車両振動抑制）を優先して筒内充填空気量を減少させるという制御が可能となり、自動停止時燃料カット中のエンジン１１の回転速度低下抑制と回転変動抑制とを両立させることができる。

本実施例２で実行する図５のアイドルストップ中再始動制御プログラムは、前記実施例１で説明した図４のアイドルストップ中再始動制御プログラムのステップ１０３の処理をステップ１０３ａ、１０３ｂに変更し、ステップ１０４で「Ｎｏ」と判定された場合に、ステップ１０３ａ、１０３ｂの処理を繰り返すようにしたものであり、その他のステップの処理は同じである。

図５のアイドルストップ中再始動制御プログラムでは、自動停止時燃料カット中は、ステップ１０３ａで、エンジン回転速度を読み込み、次のステップ１０３ｂで、エンジン回転速度をパラメータとして空気系の制御量を算出するマップ又は数式を用いて、現在のエンジン回転速度に応じた空気系の制御量を算出する。ここで、空気系の制御量は、スロットル開度、ＥＧＲバルブの開度、吸気バルブの可変バルブ量（可変バルブタイミング、可変バルブリフト量等）のうちの少なくとも１つであれば良い。また、空気系の制御量を算出するマップ又は数式は、エンジン回転速度が低下するほど、筒内充填空気量が減少するように設定されている。但し、前記実施例１と同様に、自動停止時燃料カット中の空気系の制御量は、アイドル回転制御時よりも筒内充填空気量増大側に設定され、且つ、筒内充填空気の圧縮によるエンジン１１の回転変動が所定以内となるように設定されている。

再始動要求が発生するまで、エンジン回転速度に応じて空気系の制御量を算出する処理を所定周期で繰り返し、再始動要求が発生した時点で、ステップ１０４からステップ１０５に進み、空気系の制御量を再始動時の目標値に切り替えた後、ステップ１０６に進み、燃料噴射を再開してエンジン１１を再始動させる。

尚、エンジン１１のフリクションによっても自動停止時燃料カット中のエンジン１１の回転変動が変化するため、エンジン回転速度の他に、エンジン１１のフリクションと関連性のあるパラメータ（例えば冷却水温、油温等のエンジン温度に相関する温度情報）も考慮して、空気系の制御量を算出するようにしても良い。

以上説明した本実施例２によれば、空気系の制御量をエンジン回転速度に応じて変化させるようにしたので、自動停止時燃料カット中にエンジン回転速度が高い方の領域では、エンジン回転速度低下抑制を優先して筒内充填空気量の増加幅を大きくするように設定し、エンジン回転速度が低下するに従って、エンジン１１の回転変動抑制を優先して筒内充填空気量を減少させるという制御が可能となり、自動停止時燃料カット中のエンジン１１の回転速度低下抑制と回転変動抑制とを両立させることができる。

尚、本発明を適用可能な内燃機関は、図１に示すように吸気ポート噴射型のエンジンに限定されず、筒内噴射型のエンジンや、吸気ポート噴射と筒内噴射を併用するデュアル噴射型のエンジンにも適用して実施できる。

その他、本発明は、動力源として内燃機関（エンジン）とモータを併用するハイブリッド電気自動車にも適用して実施できる等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、３０…スタータ、３１…制御装置（自動停止制御手段，自動始動制御手段，自動停止時空気系制御手段）、３２…ブレーキスイッチ、３３…アクセルセンサ、３４…車速センサ

Claims (6)

1. 内燃機関の運転中に自動停止要求が発生したときに燃料噴射を停止させる自動停止制御手段と、
   前記自動停止制御手段による燃料噴射停止中に内燃機関回転速度が降下する過程で再始動要求が発生したときに燃料噴射を再開して前記内燃機関を再始動させる自動始動制御手段と、
   前記自動停止制御手段による燃料噴射停止中（以下「自動停止時燃料カット中」という）に空気系の制御量を前記自動停止要求発生時よりも筒内充填空気量増大側に設定する自動停止時空気系制御手段と
   を備えていることを特徴とする内燃機関の自動停止始動制御装置。
2. 前記空気系の制御量は、スロットルバルブの開度、ＥＧＲバルブの開度、吸気バルブの可変バルブ量のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
3. 前記自動停止時空気系制御手段は、前記自動停止時燃料カット中に前記空気系の制御量をアイドル回転制御時の制御量よりも筒内充填空気量増大側に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
4. 前記自動停止時空気系制御手段は、前記自動停止時燃料カット中に前記空気系の制御量を筒内充填空気の圧縮による内燃機関の回転変動が所定以内となるように設定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停止始動制御装置。
5. 前記自動停止時空気系制御手段は、前記自動停止時燃料カット中に前記空気系の制御量を一定に維持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停止始動制御装置。
6. 前記自動停止時空気系制御手段は、前記自動停止時燃料カット中に前記空気系の制御量を内燃機関回転速度に応じて変化させ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停止始動制御装置。

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