JP2012102695A - エンジン回転停止制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの燃焼を停止させてエンジン回転停止制御を実行する際に、自動変速機の影響を抑制できるようにして、エンジン回転停止制御の精度を向上させる。
【解決手段】エンジン運転中にエンジン停止要求（アイドルストップ要求）が発生したときに、自動変速機３７をニュートラル状態（動力伝達しない状態）に切り換えるニュートラル切換制御を実行し、自動変速機３７のニュートラル状態への切り換えが完了した時点で、エンジン１１の燃焼を停止させてエンジン回転停止制御を実行する。このエンジン回転停止制御では、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ（発電機）の負荷トルクをフィードバック制御するオルタＦ／Ｂ停止制御を実行する。その後、エンジン再始動要求が発生したときに、自動変速機３７を非ニュートラル状態（動力伝達可能な状態）に戻した後、燃料噴射を再開してエンジン１１を再始動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン回転停止位置（停止クランク角）を制御する機能を備えたエンジン回転停止制御装置に関する発明である。

近年、例えば、特許文献１（特開２００８−２１５２３０号公報）に記載されているように、エンジン自動停止・始動システム（アイドルストップシステム）を搭載した車両では、再始動性を向上させるために、エンジン停止時（アイドルストップ時）にエンジン回転停止位置（停止クランク角）を始動に適したクランク角範囲に制御することを目的として、エンジン回転が目標停止クランク角で停止するようにエンジン回転挙動の目標軌道を算出し、エンジン回転を停止させる際に実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるように発電機（オルタネータ）の負荷トルクを制御するエンジン回転停止制御を行うようにしたものがある。

特開２００８−２１５２３０号公報

ところで、エンジンの燃焼停止後のエンジン回転の低下速度は、変速機側のロストルク等によっても左右されるため、自動変速機（無段変速機も含む）を搭載した車両では、Ｄレンジ（ドライブレンジ）等に維持されて自動変速機が非ニュートラル状態（動力伝達可能な状態）に維持されたままでエンジンの燃焼が停止された場合、エンジンの燃焼停止後のエンジン回転の低下速度が速くなる傾向があり、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるように発電機（オルタネータ）の負荷トルクを制御する期間を十分に確保することが困難になる。また、自動変速機側のトルクコンバータ制御の影響を受けてエンジン回転が低下する際の実エンジン回転挙動が変動する可能性がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、エンジン回転停止制御の際に、自動変速機の影響を抑制することができ、エンジン回転停止制御の精度を向上させることができるエンジン回転停止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、エンジン回転が目標停止クランク角で停止するようにエンジン回転挙動の目標軌道を算出し、エンジン停止要求に応じてエンジンの燃焼を停止させてエンジン回転を停止させる際に実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるように発電機の負荷を制御するエンジン回転停止制御を実行する制御手段を備えたエンジン回転停止制御装置において、制御手段は、エンジンの燃焼を停止させてエンジン回転停止制御を実行する際に、エンジンの燃焼停止と同時に又はその直前か直後に、エンジンの動力を伝達する自動変速機をニュートラル状態（動力伝達しない状態）に切り換える構成としたものである。

この構成では、エンジンの燃焼を停止させてエンジン回転停止制御を実行する際に、自動変速機をニュートラル状態に切り換えることで、自動変速機の影響を抑制する（自動変速機の影響を受け難くする）ことができる。これにより、エンジンの燃焼停止後のエンジン回転の低下速度が速くなることを抑制して、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるように発電機の負荷を制御する期間を確保することが可能になると共に、自動変速機側の制御の影響を受けてエンジン回転が低下する際の実エンジン回転挙動が変動することを抑制することが可能となり、エンジン回転停止制御の精度を向上させることができる。

本発明は、エンジンの燃焼を停止させてエンジン回転停止制御を実行する際に、エンジンの燃焼停止と同時に又はその直後に、自動変速機をニュートラル状態に切り換えるようにしても良いが、請求項２のように、エンジン停止要求が発生したときに、自動変速機をニュートラル状態に切り換え、その後、エンジンの燃焼を停止させてエンジン回転停止制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、エンジン回転停止制御の開始前（エンジン燃焼停止前）に自動変速機をニュートラル状態に切り換えておくことができ、エンジン回転停止制御の開始当初から自動変速機の影響を抑制することができる。

また、請求項３のように、エンジン停止要求が発生すると予測したときに、自動変速機をニュートラル状態に切り換え、その後、エンジン停止要求が発生したときに、エンジンの燃焼を停止させてエンジン回転停止制御を実行するようにしても良い。このようにすれば、エンジン停止要求が発生したときに、速やかにエンジンの燃焼を停止させてエンジン回転停止制御を実行することができると共に、エンジン回転停止制御の開始前（エンジン燃焼停止前）に自動変速機をニュートラル状態に切り換えておくことができ、エンジン回転停止制御の開始当初から自動変速機の影響を抑制することができる。

また、請求項４のように、自動変速機を駆動するための油圧を供給する電動式の油圧ポンプを備え、自動変速機がニュートラル状態に切り換えられた後にエンジン再始動要求が発生したときに又はエンジン再始動要求が発生すると予測したときに、自動変速機を非ニュートラル状態（動力伝達可能な状態）に戻すようにすると良い。電動式の油圧ポンプを備えた車両では、アイドルストップ中（エンジン停止中）でも電動式の油圧ポンプで自動変速機に油圧を供給することができるため、エンジン再始動要求が発生したときに又はエンジン再始動要求が発生すると予測したときに、自動変速機を非ニュートラル状態に戻すことができ、このようにすれば、エンジン再始動後に速やかに車両を発進させることができる。

図１は本発明の実施例１における車両駆動システムの概略構成を示す図である。 図２はエンジン制御システムの概略構成を示す図である。 図３は目標軌道の算出方法を説明する図である。 図４はオルタネータ負荷特性を説明する図である。 図５はエンジン回転停止制御時の見掛上のオルタネータ負荷特性を説明する図である。 図６（ａ）は基準負荷トルクＴref(Ne(i))＝０に設定してエンジン回転停止制御を行った比較例を説明するタイムチャートであり、図６（ｂ）は基準負荷トルクＴref(Ne(i))を最大負荷の半分に設定してエンジン回転停止制御を行った実施例を説明するタイムチャートである。 図７はエンジンＥＣＵのエンジン回転停止制御機能を説明するブロック図である。 図８は負荷トルク特性のマップの一例を概略的に示す図である。 図９は実施例１のニュートラル切換制御を説明するタイムチャートである。 図１０は目標軌道算出ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図１１はニュートラル切換制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図１２はオルタＦ／Ｂ停止制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図１３は実施例２のニュートラル切換制御を説明するタイムチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図１２に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて車両駆動システムの概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン１１の出力軸の動力が油圧駆動式の自動変速機３７に伝達され、この自動変速機３７の出力軸の動力がデファレンシャルギヤ機構３８や車軸３９等を介して車輪４０に伝達される。自動変速機３７は、トルクコンバータ４１と変速機構４２により構成され、複数の変速段の中から変速段を段階的に切り換える有段変速機であっても良いし、無段階に変速するＣＶＴ（無段変速機）であっても良い。

自動変速機３７には、エンジン動力で駆動される油圧ポンプ４３と、モータ（図示せず）で駆動される電動式の油圧ポンプ４４が設けられている。エンジン運転中は、エンジン駆動式の油圧ポンプ４３で油圧が供給され、後述するアイドルストップ中（エンジン停止中）は、エンジン駆動式の油圧ポンプ４３が停止するため、電動式の油圧ポンプ４４で油圧が供給されるようになっている。

ＡＴ−ＥＣＵ４５は、マイクロコンピュータを主体として構成され、シフトレバー（図示せず）の操作位置や運転条件（スロットル開度や車速等）に応じて自動変速機３７を制御する。このＡＴ−ＥＣＵ４５は、後述するエンジンＥＣＵ３０に接続されて、両者間で制御信号等を送受信する。

次に、図２に基づいてエンジン制御システム全体の構成を概略的に説明する。
エンジン１１の吸気ポート１２に接続された吸気管１３の途中には、スロットルバルブ１４が設けられ、このスロットルバルブ１４の開度（スロットル開度）がスロットル開度センサ１５によって検出される。また、スロットルバルブ１４の下流側には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１８が設けられ、各気筒の吸気ポート１２の近傍には、それぞれ吸気ポート１２に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１９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３１が取り付けられ、各気筒の点火プラグ３１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の排気ポート２０に接続された排気管２１の途中には、排気ガス浄化用の触媒２２が設置されている。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２３が設けられている。エンジン１１のクランク軸２４に取り付けられたシグナルロータ２５の外周に対向してクランク角センサ２６が設置され、このクランク角センサ２６からシグナルロータ２５の回転に同期して所定クランク角毎（例えば３０℃Ａ毎）にクランクパルス信号が出力される。また、エンジン１１のカム軸２７に取り付けられたシグナルロータ２８の外周に対向してカム角センサ２９が設置され、このカム角センサ２９からシグナルロータ２８の回転に同期して所定のカム角でカムパルス信号が出力される。

また、オルタネータ３３（発電機）には、クランク軸２４に連結されたクランクプーリ３４の回転がベルト３５を介して伝達される。これにより、エンジン１１の動力でオルタネータ３３が回転駆動されて発電するようになっている。このオルタネータ３３の発電制御電流（フィールド電流）をデューティ制御することで、オルタネータ３３の負荷を制御することができる。

上述した各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「エンジンＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。このエンジンＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、各種センサで検出したエンジン運転状態に応じて、燃料噴射弁１９の燃料噴射量や燃料噴射時期、点火プラグ３１の点火時期を制御すると共に、エンジン運転中に所定の自動停止条件（例えばアクセル全閉、ブレーキ操作中、アイドル運転中等の条件）が成立してエンジン停止要求が発生したときに、燃焼（燃料噴射及び／又は点火）を停止させてエンジン回転を停止させるアイドルストップを実行し、このアイドルストップによるエンジン回転停止中（アイドルストップ中）に運転者が車両発進のための準備操作（ブレーキ解除、シフトレバーのドライブレンジへの操作等）や発進操作（アクセル踏み込み等）が行われたとき、或は車載機器の制御システムからの始動要求が発生したときに、所定の自動始動条件が成立してスタータ（図示せず）に通電してエンジン１１をクランキングして再始動させる。

更に、エンジンＥＣＵ３０は、後述する図１０乃至図１２の各ルーチンを実行することで、特許請求の範囲でいう制御手段として機能し、エンジン回転が目標停止クランク角で停止するようにエンジン回転挙動の目標軌道を算出し、エンジン停止要求に応じてエンジン回転を停止させる際に実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるように制御するエンジン回転停止制御を実行する。本実施例では、エンジン回転停止制御として、エンジン１１の燃焼停止後に実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ３３の負荷をフィードバック制御するオルタＦ／Ｂ停止制御を実行する。更に、エンジン１１の燃焼停止前（燃焼中）に実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるように点火時期をフィードバック制御する点火Ｆ／Ｂ停止制御を実行するようにしても良い。

エンジン回転停止制御（オルタＦ／Ｂ停止制御）の際に、エンジン回転速度がオルタネータ３３の発電限界回転速度以下に低下すると、オルタネータ３３の負荷トルクがほとんど発生しなくなる（図４参照）。このような回転速度領域では、オルタネータ３３の負荷トルクの影響をほとんど受けずにエンジン回転速度が低下してエンジン回転が停止するため、所定の基準タイミングを通過する際のエンジン回転速度に応じた停止クランク角でエンジン回転が停止する。ここで、基準タイミングは、エンジン回転速度がオルタネータ３３の発電限界回転速度以下の回転速度領域でクランク角が所定位置（例えばＴＤＣ）となるタイミングである。

このような特性に着目して、本実施例では、基準タイミングのエンジン回転速度（基準タイミングを通過する際のエンジン回転速度）と停止クランク角との関係を用いて、停止クランク角が目標停止クランク角となる基準タイミングのエンジン回転速度を基準回転速度として求め、目標軌道は、この基準回転速度に至るまでのクランク角と目標エンジン回転速度との関係を所定クランク角間隔で算出してテーブル（図示せず）に割り付けたものである。この目標軌道は、例えば、ロストルクを考慮したエネルギ保存則の関係式を用いて、基準回転速度を初期値としてクランク角を溯る方向に所定クランク角Δθ毎（例えばＴＤＣ毎）に算出される（図参照）。

エネルギ保存則の関係式は次式で表される。
Ｎe(i+1)² ＝Ｎe(i)² ＋２／Ｊ×｛Ｔloss−Ｔref(Ne(i))｝×Δθ
ここで、Ｎe(i+1)は、現時点(i) よりも所定クランク角Δθ前の時点(i+1) のエンジン回転速度であり、Ｎe(i)は現時点(i) のエンジン回転速度である。また、Ｊはエンジン１１の慣性モーメントである。Ｔlossはポンピングロスとフリクションロスを合計したロストルクであり、Ｔref(Ne(i))は現時点(i) のエンジン回転速度Ｎe(i)におけるオルタネータ３３の基準負荷トルクである。

上記エネルギ保存則の関係式において、「Ｔloss−Ｔref(Ne(i))」は、ポンピングロスとフリクションロスとオルタネータ３３の基準負荷トルクＴref(Ne(i))を合計したロストルクに相当する。

本実施例では、オルタネータ３３の基準負荷トルクＴref(Ne(i))は、図４に示すようにオルタネータ３３の制御可能な最大負荷の半分（１／２）に設定されている。このようにすれば、オルタネータ３３は、モータジェネレータとは異なり、アシストトルクを出力できないという事情があっても、仮想的にオルタネータ３３の負荷トルクを正負両方向に制御することが可能となり（基準負荷Ｔref 以下の負荷トルクを仮想的に負の負荷トルクとし、基準負荷Ｔref 以上の負荷トルクを正の負荷トルクとしてオルタネータ３３の負荷トルクを制御することが可能となり）、目標軌道へのエンジン回転挙動の追従性を向上することができる。

尚、オルタネータ３３の基準負荷トルクＴref(Ne(i))は、最大負荷の半分（１／２）に限定されず、例えば、最大負荷の１／３、１／４、２／３、３／４等であっても良く、要は、オルタネータ３３の制御可能な最大負荷よりも小さく、０よりも大きい適宜の負荷を基準負荷トルクＴref(Ne(i))に設定すれば良い。
０＜Ｔref(Ne(i))＜最大負荷

図６（ａ）は、基準負荷トルクＴref(Ne(i))＝０に設定してエンジン回転停止制御（オルタＦ／Ｂ停止制御）を行った比較例を示している。この比較例では、オルタネータ３３の負荷トルクを正方向にしか制御できないため、実エンジン回転挙動がオーバーシュートした場合は、実エンジン回転挙動を目標軌道に一致させることができなくなる。

これに対して、本実施例のように、オルタネータ３３の基準負荷トルクＴref(Ne(i))を最大負荷よりも小さい適宜の負荷に設定すれば、図５に示すように、仮想的にオルタネータ３３の負荷トルクを正負両方向に制御することが可能となるため、図６（ｂ）に示すように、実回転挙動がオーバーシュートした場合でも、実回転挙動を目標軌道に一致させることができる。

更に、本実施例では、図７に示すように、目標軌道を算出する際に、オルタネータ３３の基準負荷トルクＴref(Ne(i))に応じた目標軌道を算出し、エンジン回転停止制御の実行中は、エンジン回転速度Ｎe(i)に応じた基準負荷トルクＴref(Ne(i))を算出すると共に、現時点(i) のクランク角θ(i) における目標エンジン回転速度と実エンジン回転速度との偏差を小さくするようにフィードバック負荷トルクを算出して、このフィードバック負荷トルクに基準負荷トルクＴref(Ne(i))を加算して要求負荷トルクＴalt を求める（実際には、この要求負荷トルクＴalt にプーリ比Ｒatioを乗算して要求軸トルクＴalt.final に変換する）。

この後、図８に示すオルタネータ３３の負荷トルク特性を用いて、オルタネータ３３の要求負荷トルクＴalt （要求軸トルクＴalt.final ）とエンジン回転速度Ｎe （又はエンジン回転速度Ｎe にプーリ比Ｒatioを乗算して求めたオルタネータ３３の回転速度Ｎalt ）に応じた発電指令値（デューティＤuty ）を算出する。この際、要求負荷トルクＴalt とエンジン回転速度Ｎe （又はオルタネータ３３の回転速度Ｎalt ）から発電指令値（デューティＤuty ）を直接算出するようにしても良いが、要求負荷トルクＴalt とエンジン回転速度Ｎe （又はオルタネータ３３の回転速度Ｎalt ）から要求フィールド電流（要求励磁電流）を算出し、この要求フィールド電流から発電指令値（デューティＤuty ）を算出するようにしても良い。

尚、図８に示す負荷トルク特性は、オルタネータ３３の出力電圧が所定値（例えば１３．５Ｖ）で一定の場合の特性であり、出力電圧毎に同様の特性が設定されている。この発電指令値（デューティＤuty ）に基づいてオルタネータ３３の発電制御電流（フィールド電流）を制御してオルタネータ３３の負荷トルクを制御する。

このようなオルタネータ３３の負荷トルクの制御を、エンジン回転速度がオルタネータ３３の発電限界回転速度Ｎelow（図４参照）以下に低下するまで所定クランク角間隔で周期的に実行することで、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ３３の負荷トルクをフィードバック制御するエンジン回転停止制御（オルタＦ／Ｂ停止制御）を行う。

エンジン回転停止制御の際に、エンジンＥＣＵ３０は、所定クランク角周期で発電指令値を演算し、この発電指令値をＣＡＮ（Controller Area Network ）通信等により所定時間周期で電源系ＥＣＵ３６（図２参照）に送信する。更に、電源系ＥＣＵ３６は、受信した発電指令値をＬＩＮ（Local Interconnect Network）通信等により所定時間周期でオルタネータ３３に送信する。

ところで、エンジン１１の燃焼停止後のエンジン回転の低下速度は、変速機側のロストルク等によっても左右されるため、自動変速機３７を搭載した車両では、Ｄレンジ（ドライブレンジ）等に維持されて自動変速機３７が非ニュートラル状態（動力伝達可能な状態）に維持されたままでエンジン１１の燃焼が停止された場合、エンジン１１の燃焼停止後のエンジン回転の低下速度が速くなる傾向があり、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ３３の負荷トルクをフィードバック制御する期間を十分に確保することが困難になる。また、自動変速機３７側のトルクコンバータ制御の影響を受けてエンジン回転が低下する際の実エンジン回転挙動が変動する可能性がある。

この対策として、本実施例１では、エンジン１１の燃焼を停止させてエンジン回転停止制御（オルタＦ／Ｂ停止制御）を実行する際に、エンジン１１の燃焼停止の直前に、自動変速機３７（例えば変速機構４２）をニュートラル状態（動力伝達しない状態）に切り換えるニュートラル切換制御を実行することで、自動変速機３７の影響を抑制する（自動変速機３７の影響を受け難くする）。

具体的には、図９に示すように、エンジン運転中にエンジン停止要求（アイドルストップ要求）が発生してエンジン停止要求フラグが「１」にセットされた時点ｔ1 で、自動変速機３７をニュートラル状態（動力伝達しない状態）に切り換えるニュートラル切換制御を実行する。

この後、自動変速機３７のニュートラル状態への切り換えが完了したと判定されて切換完了フラグが「１」にセットされた時点ｔ2 で、燃料カット要求フラグを「１」にセットして、燃料噴射を停止する燃料カットを実行することで、エンジン１１の燃焼を停止させると共に、オルタＦ／Ｂ停止制御許可フラグを「１」にセットして、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ３３の負荷トルクをフィードバック制御するオルタＦ／Ｂ停止制御を実行する。

その後、エンジン再始動要求が発生したときに、自動変速機３７を非ニュートラル状態（動力伝達可能な状態）に戻した後、燃料噴射要求フラグを「１」にセットして、燃料噴射を再開することで、エンジン１１を再始動させる。

以上説明した本実施例１のエンジン回転停止制御は、エンジンＥＣＵ３０によって図１０乃至図１２の各ルーチンに従って実行される。以下、これらの各ルーチンの処理内容を説明する。

［目標軌道算出ルーチン］
図１０に示す目標軌道算出ルーチンは、エンジンＥＣＵ３０の電源オン中に所定周期（所定クランク角周期）で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、目標軌道算出完了フラグが目標軌道の算出前を意味する「０」にセットされているか否かを判定し、この目標軌道算出完了フラグが目標軌道算出完了を意味する「１」にセットされていれば、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

一方、このステップ１０１で、目標軌道算出完了フラグ＝０（目標軌道の算出前）と判定されれば、ステップ１０２に進み、ロストルクＴlossと、オルタネータ３３の基準負荷トルクＴref(Ne(i))を用いて、次式で表されるエネルギ保存則の関係式を用いて次の時点(i+1) の目標エンジン回転速度Ｎe(i+1)の二乗を算出する。

Ｎe(i+1)² ＝Ｎe(i)² ＋２／Ｊ×｛Ｔloss−Ｔref(Ne(i))｝×Δθ
ここで、Ｊはエンジン１１の慣性モーメント、Ｔlossはポンピングロスとフリクションロスを合計したロストルクである。上記エネルギ保存則の関係式において、「Ｔloss−Ｔref(Ne(i))」は、ポンピングロスとフリクションロスとオルタネータ３３の基準負荷トルクＴref(Ne(i))を合計したロストルクに相当する。

初期値は、ｉ＝０、θ(0) ＝基準タイミングのクランク角、Ｎe(0)＝基準回転速度である。この基準回転速度Ｎe(0)は、停止クランク角が目標停止クランク角となる基準タイミングのエンジン回転速度である。目標軌道は、基準回転速度Ｎe(0)を初期値としてクランク角を溯る方向に所定クランク角Δθ毎（例えばＴＤＣ毎）に算出する。

この後、ステップ１０３に進み、目標エンジン回転速度Ｎe(i+1)の二乗がエンジン回転停止制御を実行可能な最大エンジン回転速度Ｎemaxの二乗を越えたか否かを判定し、まだ最大エンジン回転速度Ｎemaxの二乗を越えていなければ、ステップ１０４に進み、目標軌道算出完了フラグを「０」に維持する（セットし直す）。

この後、ステップ１０６に進み、目標エンジン回転速度Ｎe(i+1)の二乗の平方根を算出して目標エンジン回転速度Ｎe(i+1)を求め、これを目標軌道のテーブル（図示せず）に割り付けて、本ルーチンを終了する。尚、エンジンＥＣＵ３０の演算負荷を低減するため、エンジン回転速度の二乗をそのままテーブルに割り付けても良い。目標軌道のテーブルは、エンジンＥＣＵ３０のメモリに記憶される。

以上のような処理を繰り返して、基準回転速度Ｎe(0)を初期値としてクランク角を溯る方向に所定クランク角毎（例えばＴＤＣ毎）に目標エンジン回転速度Ｎe(i+1)の二乗を算出して目標軌道のテーブルに目標エンジン回転速度Ｎe(i+1)を割り付ける処理を繰り返す。そして、上記ステップ１０３で、目標エンジン回転速度Ｎe(i+1)の二乗がエンジン回転停止制御を実行可能な最大エンジン回転速度Ｎemaxの二乗を越えたと判定された時点で、ステップ１０５に進み、目標軌道算出完了フラグを目標軌道算出完了を意味する「１」にセットして、ステップ１０６に進み、最後の目標エンジン回転速度Ｎe(i+1)の二乗の平方根を算出して目標エンジン回転速度Ｎe(i+1)を求め、これを目標軌道のテーブルに割り付けて、本ルーチンを終了する。

［ニュートラル切換制御ルーチン］
図１１に示すニュートラル切換制御ルーチンは、エンジンＥＣＵ３０の電源オン中に所定周期（所定クランク角周期）で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、エンジン停止要求（アイドルストップ要求）が発生したか否かを判定し、エンジン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、上記ステップ２０１で、エンジン停止要求が発生したと判定された時点で、ステップ２０２に進み、Ｄレンジ（ドライブレンジ）、２レンジ（セカンドレンジ）、１レンジ（ローレンジ）等の走行レンジが選択されているか否かを判定する。

このステップ２０２で、走行レンジが選択されていると判定された場合には、自動変速機３７が非ニュートラル状態（動力伝達可能な状態）であると判断して、ステップ２０３に進み、自動変速機３７を非ニュートラル状態からニュートラル状態（動力伝達しない状態）に切り換えるニュートラル切換制御を実行する。この場合、例えば、自動変速機３７をＮレンジ（ニュートラルレンジ）の選択時と同じ状態にして、動力伝達しない状態にする。或は、自動変速機３７の変速機構４２に設けられた複数の摩擦係合要素（クラッチ又はブレーキ）のうちの所定の摩擦係合要素の係合を解除して、動力伝達しない状態にしても良い。

この後、ステップ２０４に進み、自動変速機３７のニュートラル状態への切り換えが完了したか否かを判定し、自動変速機３７のニュートラル状態への切り換えが完了したと判定された時点で、ステップ２０５に進み、燃料カット要求フラグを「１」にセットすると共に、オルタＦ／Ｂ停止制御許可フラグを「１」にセットする。

一方、上記ステップ２０２で、走行レンジ（Ｄレンジ、２レンジ、１レンジ等）が選択されていないと判定された場合には、自動変速機３７がニュートラル状態であると判断して、ステップ２０３，２０４の処理を飛ばして、ステップ２０５に進み、燃料カット要求フラグを「１」にセットすると共に、オルタＦ／Ｂ停止制御許可フラグを「１」にセットする。

この後、ステップ２０６に進み、エンジン再始動要求が発生したか否かを判定し、エンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、ステップ２０７に進み、走行レンジ（Ｄレンジ、２レンジ、１レンジ等）が選択されているか否かを判定する。

このステップ２０２で、走行レンジが選択されていると判定された場合には、自動変速機３７を非ニュートラル状態に戻す必要があると判断して、ステップ２０８に進み、自動変速機３７をニュートラル状態から非ニュートラル状態に戻した後、ステップ２０９に進み、燃料噴射要求フラグを「１」にセットする。

一方、上記ステップ２０７で、走行レンジが選択されていないと判定された場合には、自動変速機３７を非ニュートラル状態に戻す必要がないと判断して、ステップ２０８の処理を飛ばして、ステップ２０９に進み、燃料噴射要求フラグを「１」にセットする。

［オルタＦ／Ｂ停止制御ルーチン］
図１２に示すオルタＦ／Ｂ停止制御ルーチンは、エンジンＥＣＵ３０の電源オン中に所定周期（所定クランク角周期）で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、オルタＦ／Ｂ停止制御許可フラグがオルタＦ／Ｂ停止制御の許可を意味する「１」にセットされているか否かを判定し、オルタＦ／Ｂ停止制御許可フラグが「０」であれば、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、上記ステップ３０１で、オルタＦ／Ｂ停止制御許可フラグ＝１と判定された時点で、ステップ３０２に進み、現在のクランク角θとエンジン回転速度Ｎe を算出する。この後、ステップ３０３に進み、現在のクランク角θがオルタネータ３３の負荷トルクの制御タイミング（例えばＴＤＣ）であるか否かを判定し、オルタネータ３３の負荷トルクの制御タイミングでなければ、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

上記ステップ３０３で、現在のクランク角θがオルタネータ３３の負荷トルクの制御タイミングであると判定されれば、ステップ３０４に進み、現在のエンジン回転速度Ｎe がエンジン回転停止制御を実行可能な最大エンジン回転速度Ｎemaxよりも低いか否かを判定し、現在のエンジン回転速度Ｎe が最大エンジン回転速度Ｎemax以上であれば、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、上記ステップ３０４で、現在のエンジン回転速度Ｎe が最大エンジン回転速度Ｎemaxよりも低いと判定されれば、ステップ３０５に進み、エンジン１１が燃焼中であるか否かを判定する。このステップ３０５で、エンジン停止要求が発生した直後でエンジン１１がまだ燃焼中であると判定されれば、ステップ３０６に進み、エンジン回転停止制御を開始する際のオルタネータ３３の要求負荷トルクＴalt を初期値（例えば基準負荷トルクＴref(Ne) ）に設定する。
Ｔalt ＝Ｔref(Ne)

その後、上記ステップ３０５で、エンジン１１の燃焼が停止したと判定された場合には、ステップ３０７に進み、目標軌道のテーブルを参照して、今回の制御タイミングに対応した目標エンジン回転速度Ｎetg を求める。

この後、ステップ３０８に進み、現在のエンジン回転速度Ｎe と目標エンジン回転速度Ｎetg とのエネルギ差分ΔＥを次式により算出する。
ΔＥ＝Ｊ／２×（Ｎe ² −Ｎetg ² ）
ここで、Ｊはエンジン１１の慣性モーメントである。

この後、ステップ３０９に進み、エネルギ差分ΔＥとオルタネータ３３の基準負荷トルクＴref(Ne) を用いて、次式により要求負荷トルクＴalt を算出する。
Ｔalt ＝Ｋ×ΔＥ／Δθ＋Ｔref(Ne)
ここで、「Ｋ×ΔＥ／Δθ」はフィードバック負荷トルクであり、Ｋはフィードバックゲイン、Δθはクランク角変化量である。

この後、ステップ３１０に進み、要求負荷トルクＴalt にプーリ比Ｒatioを乗算して、オルタネータ３３の要求軸トルクＴalt.final に変換する。
この後、ステップ３１１に進み、バッテリ電圧を検出した後、ステップ３１２に進み、バッテリ電圧毎に作成された複数の負荷トルク特性マップ（図８参照）の中から、現在のバッテリ電圧に対応する負荷トルク特性マップを選択して、現在の要求負荷トルクＴalt （要求軸トルクＴalt.final ）とエンジン回転速度Ｎe （又はオルタネータ３３の回転速度Ｎalt ）に応じた発電指令値（デューティＤuty ）を算出する。

この発電指令値（デューティＤuty ）に基づいてオルタネータ３３の発電制御電流（フィールド電流）を制御してオルタネータ３３の負荷トルクを制御することで、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ３３の負荷トルクをフィードバック制御するオルタＦ／Ｂ停止制御を行う。

以上説明した本実施例１では、エンジン１１の燃焼を停止させてエンジン回転停止制御を実行する際に、自動変速機３７をニュートラル状態に切り換えるニュートラル切換制御を実行するようにしたので、自動変速機３７の影響を抑制する（自動変速機３７の影響を受け難くする）ことができる。これにより、エンジン１１の燃焼停止後のエンジン回転の低下速度が速くなることを抑制して、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ３３の負荷トルクをフィードバック制御する期間を確保することが可能になると共に、自動変速機側の制御の影響を受けてエンジン回転が低下する際の実エンジン回転挙動が変動することを抑制することが可能となり、エンジン回転停止制御の精度を向上させることができる。

しかも、本実施例１では、エンジン停止要求が発生したときに、自動変速機３７をニュートラル状態に切り換え、その後、エンジン１１の燃焼を停止させてエンジン回転停止制御を実行するようにしたので、エンジン回転停止制御の開始前（エンジン燃焼停止前）に自動変速機３７をニュートラル状態に切り換えておくことができ、エンジン回転停止制御の開始当初から自動変速機３７の影響を抑制することができる。

また、本実施例１では、エンジン再始動要求が発生したときに、自動変速機３７を非ニュートラル状態に戻すようにしたので、エンジン再始動後に速やかに車両を発進させることができる。

尚、上記実施例１では、エンジン１１の燃焼を停止させてエンジン回転停止制御を実行する際に、エンジン１１の燃焼停止の直前に、自動変速機３７をニュートラル状態に切り換えるようにしたが、これに限定されず、エンジン１１の燃焼停止と同時に又はその直後に、自動変速機３７をニュートラル状態に切り換えるようにしても良い。

次に、図１３を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本実施例２では、図１３に示すように、エンジン運転中にエンジン停止要求が発生するか否かを予測し、エンジン停止要求が発生すると予測してエンジン停止要求予測フラグが「１」にセットされた時点ｔ3 で、自動変速機３７をニュートラル状態に切り換えるニュートラル切換制御を実行する。

この場合、例えば、エンジン自動停止条件が成立する一歩手前の状態になったとき（例えば、アクセル開度が所定値以下になったとき、車速が所定値以下になったとき、エンジン回転速度が所定値以下になったとき等）に、エンジン停止要求が発生すると予測する。尚、エンジン停止要求が発生するか否かを予測する方法は、これに限定されず、適宜変更しても良い。

その後、エンジン停止要求が発生してエンジン停止要求フラグが「１」にセットされた時点ｔ4 で、燃料カット要求フラグを「１」にセットして、燃料噴射を停止する燃料カットを実行することで、エンジン１１の燃焼を停止させると共に、オルタＦ／Ｂ停止制御許可フラグを「１」にセットして、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ３３の負荷トルクをフィードバック制御するオルタＦ／Ｂ停止制御を実行する。

この後、アイドルストップ中（エンジン停止中）にエンジン再始動要求が発生するか否かを予測し、エンジン再始動要求が発生すると予測したときに、自動変速機３７を非ニュートラル状態に戻す。

この場合、例えば、エンジン再始動条件が成立する一歩手前の状態になったとき（例えば、ブレーキ踏み込み量が所定値以下になったとき、シフトレバーが操作され始めたとき、アクセル開度が所定値以上になったとき等）に、エンジン再始動要求が発生すると予測する。尚、エンジン再始動要求が発生するか否かを予測する方法は、これに限定されず、適宜変更しても良い。
その後、エンジン再始動要求が発生したときに、燃料噴射要求フラグを「１」にセットして、燃料噴射を再開することで、エンジン１１を再始動させる。

以上説明した本実施例２では、エンジン停止要求が発生すると予測したときに、自動変速機３７をニュートラル状態に切り換え、その後、エンジン停止要求が発生したときに、エンジン１１の燃焼を停止させてエンジン回転停止制御を実行するようにしたので、エンジン停止要求が発生したときに、速やかにエンジン１１の燃焼を停止させてエンジン回転停止制御を実行することができると共に、エンジン回転停止制御の開始前（エンジン燃焼停止前）に自動変速機３７をニュートラル状態に切り換えておくことができ、エンジン回転停止制御の開始当初から自動変速機３７の影響を抑制することができる。

また、本実施例２では、エンジン再始動要求が発生すると予測したときに、自動変速機３７を非ニュートラル状態に戻すようにしたので、エンジン再始動前に自動変速機３７を非ニュートラル状態に戻しておくことができ、エンジン再始動後に速やかに車両を発進させることができる。

尚、本発明は、図２に示すような吸気ポート噴射式エンジンに限定されず、筒内噴射式エンジンや、吸気ポート噴射用の燃料噴射弁と筒内噴射用の燃料噴射弁の両方を備えたデュアル噴射式のエンジンにも適用して実施できる。

更に、本発明の適用範囲は、車両の動力源としてエンジンのみを備えた一般的な車両に限定されず、車両の動力源としてエンジンとモータを備えたハイブリッド車に本発明を適用しても良い。

１１…エンジン（内燃機関）、１３…吸気管、１４…スロットルバルブ、１８…吸気管圧力センサ、１９…燃料噴射弁、２１…排気管、３０…エンジンＥＣＵ（制御手段）、３３…オルタネータ（発電機）、３７…自動変速機

Claims (4)

1. エンジン回転が目標停止クランク角で停止するようにエンジン回転挙動の目標軌道を算出し、エンジン停止要求に応じてエンジンの燃焼を停止させてエンジン回転を停止させる際に実エンジン回転挙動を前記目標軌道に合わせるように発電機の負荷を制御するエンジン回転停止制御を実行する制御手段を備えたエンジン回転停止制御装置において、
   前記制御手段は、前記エンジンの燃焼を停止させて前記エンジン回転停止制御を実行する際に、前記エンジンの燃焼停止と同時に又はその直前か直後に、前記エンジンの動力を伝達する自動変速機をニュートラル状態に切り換えることを特徴とするエンジン回転停止制御装置。
2. 前記制御手段は、前記エンジン停止要求が発生したときに、前記自動変速機をニュートラル状態に切り換え、その後、前記エンジンの燃焼を停止させて前記エンジン回転停止制御を実行することを特徴とする請求項１に記載のエンジン回転停止制御装置。
3. エンジン回転が目標停止クランク角で停止するようにエンジン回転挙動の目標軌道を算出し、エンジン停止要求に応じてエンジンの燃焼を停止させてエンジン回転を停止させる際に実エンジン回転挙動を前記目標軌道に合わせるように発電機の負荷を制御するエンジン回転停止制御を実行する制御手段を備えたエンジン回転停止制御装置において、
   前記制御手段は、前記エンジン停止要求が発生すると予測したときに、前記エンジンの動力を伝達する自動変速機をニュートラル状態に切り換え、その後、前記エンジン停止要求が発生したときに、前記エンジンの燃焼を停止させて前記エンジン回転停止制御を実行することを特徴とするエンジン回転停止制御装置。
4. 前記自動変速機を駆動するための油圧を供給する電動式の油圧ポンプを備え、
   前記制御手段は、前記自動変速機がニュートラル状態に切り換えられた後にエンジン再始動要求が発生したときに又はエンジン再始動要求が発生すると予測したときに、前記自動変速機を非ニュートラル状態に戻すことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエンジン回転停止制御装置。

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