JP2017053331A - 直噴エンジンの停止制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンが停止している最中に、燃料の蒸発ガスが吸気通路を通じて大気に放出されることを防止する。
【解決手段】直噴エンジンの停止制御装置は、エンジン９と、燃料噴射弁９７と、エンジンによって駆動されるよう構成された補機（発電機４１）と、エンジンを運転するよう構成された制御部（ＰＣＵ８１）と、を備える。制御部は、燃料カットの開始時から、エンジンが停止をした直後までの期間において、エンジンが完全停止したときの出力軸の回転方向の位置が、吸気ポート９０１が閉じる目標停止位置となるように、補機を制御するよう構成されている。
【選択図】図３

Description

ここに開示する技術は、直噴エンジンの停止制御装置に関する。

特許文献１には、エンジンの吸気通路にＨＣトラップフィルタを取り付けることが記載されている。ＨＣトラップフィルタは、エンジンの停止中に、未燃燃料の蒸発ガスがエンジンの外部に放出してしまうことを防止する。

また、特許文献２には、吸気行程にある作動室内に燃料を直接噴射するように構成されたロータリーピストンエンジンにおいて、所定の条件が成立したときにエンジンを自動的に停止する、いわゆるアイドルストップを行うことが記載されている。このロータリーピストンエンジンでは、エンジンへの燃料供給を停止する燃料カットの開始時から、エンジンが停止をするまでの期間において、補機によってエンジンに回転負荷を付与するようにしている。それによって、エンジンが完全停止したときに、ロータ（言い換えると出力軸）の回転方向の位置が、次の自動始動に適した所定の位置となるようにしている。

特開２００６−３７８６５号公報 特開２０１０−２２９９８２号公報

ところで、エンジン内に区画された室内（つまり、レシプロエンジンであれば燃焼室であり、ロータリーエンジンであれば作動室である）の壁面に付着していた燃料や、油密漏れにより燃料噴射弁から出てきた燃料等が、エンジンの停止中に蒸発をし、その蒸発ガスが吸気通路を通じて大気に放出されることを防止する必要がある。こうしたエバポレーション対策は、特許文献２に記載されているように、エンジンを自動停止する場合の他にも、運転者の意思によってエンジンを停止する強制停止の場合も同様に要求される。

前記特許文献１に記載されているように、吸気通路にフィルタを取り付けることは、蒸発ガスの放出を防止する上で有効である。しかし、吸気通路にフィルタを取り付けただけでは、特許文献１にも記載されているように、吸気効率を大きく低下させるという不都合がある。一方で、特許文献１に記載されているように、エンジンの運転時には、フィルタを吸気通路から退避させ、エンジンの停止中のみ、吸気通路をフィルタによって閉じる構成は、大がかりになってしまうという問題がある。

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンが停止している最中に、燃料の蒸発ガスが吸気通路を通じて大気に放出されることを防止することにある。

ここに開示する技術は、直噴エンジンの停止制御装置に係る。この装置は、エンジンと、前記エンジン内に区画された室内に燃料を直接噴射するよう構成された燃料噴射弁と、前記エンジンによって駆動されるよう構成された補機と、前記エンジンを運転するよう構成された制御部と、を備える。

前記エンジンは、前記室内に連通すると共に、前記エンジンの出力軸の回転に同期して開閉するよう構成された吸気ポートを有し、前記制御部は、前記燃料噴射弁による前記エンジンへの燃料供給を停止する燃料カットの開始時から、前記エンジンが停止をした直後までの期間において、前記エンジンが完全停止したときの前記出力軸の回転方向の位置が、前記吸気ポートが閉じる目標停止位置となるように、前記補機を制御するよう構成されている。

この構成によると、燃料カットの開始時から、エンジンが停止をした直後までの期間において補機の制御を行う。エンジンによって駆動される補機は、エンジンに対して回転負荷を与えることが可能である。補機は、例えばエンジンによって駆動される発電機（オルタネータを含む）や、空調装置のコンプレッサとすればよい。

ここで、補機の制御は、燃料カットの開始に伴いエンジン回転数が次第に低下してエンジンが停止に至るまでの期間において行うことに限らず、エンジンが停止に至った直後において、補機の制御を行うことによって、エンジンの出力軸の回転方向の位置を目標停止位置となるようにすることも含む。

この補機制御によって、エンジンが完全停止したときには、エンジンの出力軸の位置が目標停止位置となっているから、吸気ポートが閉じた状態となる。これにより、室内の壁面に付着していた燃料や、油密漏れにより燃料噴射弁から出てきた燃料等が、エンジンの停止中に蒸発をしても、吸気通路を通じて大気に放出されることが防止される。

尚、ここで言うエンジンの停止は、所定の条件の成立によってエンジンを自動的に停止させる、いわゆる自動停止に限らず、運転者の意思によってエンジンを強制的に停止させる、いわゆる強制停止を含む。

前記直噴エンジンの停止制御装置は、前記エンジンが停止するときの前記出力軸の回転方向の位置を予測又は検出する手段をさらに備え、前記制御部は、前記手段からの信号に基づいて前記補機の制御を行うことによって、前記エンジンが完全停止したときの前記出力軸の回転方向の位置を、前記目標停止位置にする、としてもよい。

こうすることで、エンジンが完全停止したときの出力軸の回転方向の位置を、目標停止位置にする精度が高まる。

前記エンジンは、前記出力軸を中心として遊星回転運動する三角形状のロータを有しかつ、前記ロータの３つの頂部によって隔てられた３つの作動室を周方向に移動させながら、前記作動室において吸気、圧縮、膨張及び排気の各行程を順に行わせるように構成されたロータリーピストンエンジンであり、前記燃料噴射弁の噴口は、吸気行程にある作動室内に燃料を噴射するように、前記ロータを収容するロータハウジングのトロコイド内周面に設けられており、前記吸気ポートは、前記吸気行程にある作動室内に連通すると共に、前記燃料噴射弁の前記噴口に対し、前記ロータの遅れ側の位置に開口しており、前記ロータリーピストンエンジンの前記目標停止位置は、前記ロータが前記吸気ポートを塞ぐ位置であってかつ、前記ロータの頂部が前記吸気ポートの開口と前記燃料噴射弁の前記噴口とを隔てる位置である、としてもよい。

ロータリーピストンエンジンは、遊星回転運動をするロータによって、吸気ポートが開閉する。前記の構成では、ロータが吸気ポートを塞ぐ位置となるように、ロータリーピストンエンジンを停止する。また、ロータリーピストンエンジンが完全停止したときに、ロータの頂部が吸気ポートの開口と燃料噴射弁の噴口とを隔てる位置となるように、ロータの回転方向の位置（つまり、出力軸の回転方向の位置）を調整する。ロータリーピストンエンジンが完全停止したときに、燃料噴射弁の噴口は、圧縮行程にある作動室内に位置するようにする。

こうすることで、仮に油密漏れ等によって燃料噴射弁の噴口から出てきた燃料が蒸発しても、当該作動室は、吸気ポートにつながる作動室とは隔てられていることから、蒸発ガスを吸気ポートにつながる作動室から隔離することが可能になる。また、吸気ポートはロータによって閉じられているため、蒸発ガスが大気中に放出されることが、より一層確実に防止される。

前記補機は、前記エンジンを駆動可能に構成された発電機であり、前記制御部は、前記発電機によって前記エンジンを駆動することにより、前記エンジンが完全停止したときの前記出力軸の回転方向の位置を、前記目標停止位置にする、としてもよい。

こうすることで、燃料カットの開始に伴い、次第に回転数が低下するエンジンに対し、発電機によって回転抵抗を、適宜付与することにより、エンジンが完全停止するときの出力軸の回転方向の位置を調整することが可能になる。こうして、エンジンが完全停止したときの出力軸の回転方向の位置が目標停止位置になる。また、エンジンが停止をしたときに、出力軸の回転方向の位置が目標停止位置からずれていたときでも、発電機を運転することによってエンジンを駆動することによって、出力軸の回転方向の位置を、目標停止位置に修正することが可能になる。

前記制御部は、所定条件の成立によって前記エンジンを自動停止すべく前記燃料カットを開始した時から、前記エンジンが停止をするまでの間に前記補機を制御することにより、前記エンジンが完全停止したときの前記出力軸の回転方向の位置を、前記目標停止位置とする、としてもよい。

また、前記制御部は、前記補機によって前記エンジンに回転抵抗を付与することで、前記エンジンが完全停止したときの前記出力軸の回転方向の位置を、前記目標停止位置とする、としてもよい。

こうすることで、エンジンを自動停止させるときに、出力軸の回転方向の位置を調整することが可能になり、エンジンが停止したときに、出力軸の回転方向の位置を、目標停止位置に精度良く位置づけることが可能になる。

前記補機は、前記エンジンを駆動可能な発電機であり、前記制御部は、前記エンジンが停止したときの前記出力軸の回転方向の位置が前記目標停止位置からずれたときには、前記発電機によって前記エンジンを駆動することにより、前記出力軸の回転方向の位置を、前記目標停止位置にする、としてもよい。

エンジンの自動停止を行う際に、燃料カットの開始時からエンジンが停止するまでの間に補機を制御したとしても、エンジンが停止をしたときに、出力軸の回転方向の位置が目標停止位置からずれる場合がある。その場合は、エンジンが停止した直後に発電機によってエンジンを駆動する。こうすることで、出力軸の回転方向の位置を、確実に、目標停止位置にすることが可能になる。つまり、エンジンの停止中に、吸気ポートを確実に閉じることが可能になる。

前記制御部は、前記燃料カットを開始した後、圧縮行程を迎えた前記室において点火プラグを駆動するよう構成されている、としてもよい。

こうすることで、エンジンが停止に至るまでの間で、室内に残っている未燃の燃料を、圧縮行程又は膨張行程にある室内で燃焼させることが可能になる。その結果、エンジンの完全停止後に室内に残る未燃燃料を、できるだけ少なくして、蒸発ガスが発生することが抑制される。

以上説明したように、前記の直噴エンジンの停止制御装置によると、エンジンが完全停止したときに吸気ポートが閉じた状態になるから、室内の壁面に付着していた燃料や、油密漏れにより燃料噴射弁から出てきた燃料等がエンジンの停止中に蒸発をしても、吸気通路を通じて大気に放出されることを防止することができる。

直噴エンジンを搭載した自動車の構成を説明する図である。 レンジエクステンダユニットの構成を示す底面図である。 ロータリーピストンエンジンの構成を示す断面図である。 エンジンの制御に係る構成を示すブロック図である。 エンジンの停止直後に、発電機によってエンジンを駆動する制御を説明する遷移図である。 ４サイクル２気筒レシプロエンジンの構成を概念的に示す図である。 ４サイクル２気筒レシプロエンジンの完全停止時におけるクランク角位置を説明する図である。

以下、ここに開示する直噴エンジンの停止制御装置について、図面を参照しながら説明をする。尚、以下の説明は、例示である。図１は、直噴エンジン（以下、単にエンジンと呼ぶ）の停止制御装置を搭載した自動車の構成を示す図である。詳細は後述するが、この自動車は、電気自動車１である。図示は省略するが、この電気自動車１は、普通充電器や、急速充電器によってバッテリ２２に電力を充電可能な充電用プラグを備える。この電気自動車１はまた、航続距離を延長するためのレンジエクステンダ装置４を搭載している。エンジンは、レンジエクステンダ装置４に含まれる。

図１に示すように、この電気自動車１は、走行用のモータ２１と、バッテリ２２と、インバータ２３とを備えている。バッテリ２２は、走行用の電力を蓄積する。バッテリ２２は、例えばリチウムイオン電池等からなる。モータ２１は、インバータ２３を介してバッテリ２２からの電力供給を受ける。モータ２１は、駆動輪、つまり、図１の例では前輪３１を駆動する。前輪３１が駆動することにより、電気自動車１は走行する。モータ２１はまた、減速時等には発電機として機能する。バッテリ２２は、回生電力によって充電される。

レンジエクステンダ装置４は、発電機４１と、発電機４１を駆動するエンジン９と、エンジン９に供給する燃料を貯める燃料タンク４３と、を有している。発電機４１は、バッテリ２２を充電するための電力を発生する。燃料は、ここでは、液体燃料としてのガソリンである。発電機４１が駆動することによって発生した電力は、インバータ２３を介してバッテリ２２に送られる。発電機４１はまた、後述するように、バッテリ２２から供給される電力を受けて駆動することにより、エンジン９を始動させる際のスタータとしても機能をする。

エンジン９は、詳細な図示は省略するが、その出力軸が発電機４１に対して連結されている。エンジン９は、燃料タンク４３から燃料の供給を受けて運転する。エンジン９が運転することによって、発電機４１が駆動をして発電が行われる。エンジン９は、ここでは、１ロータの小型ロータリーピストンエンジンである。ロータリーピストンエンジンの構成の詳細は、後述する。

図２は、電気自動車１の後部の構造を示している。図２は、電気自動車１の後部の底面図である。レンジエクステンダ装置４は、ユニット化されて、電気自動車１の後部に搭載されている。詳細には、車幅方向に延びる後側クロスメンバ１１よりも後方であって、車両前後方向に延びる一対のリヤサイドフレーム１２、１２の間に、レンジエクステンダ装置４は配設されている。レンジエクステンダ装置４は、左右の後輪３２、３２の間に配設される。

エンジン９は、車幅方向の右側に配設されている。この例において、エンジン９は、その出力軸（つまり、エキセントリックシャフト）が上下方向に延びるように、配設されている。図２では詳細な図示は省略するが、エンジン９の吸気ポートは、ロータハウジングに設けられかつ、車両前後方向の前方に向かって開口している。排気ポートは、エンジン９の前部においてサイドハウジングに設けられかつ、前方に向かって開口している。

エンジン９には、吸気通路５、及び、排気通路６が接続されている。吸気通路５は、エンジン９よりも前側において、車幅方向の左側に向かって延びて配設されている。車幅方向の左側には、吸気通路５の左端に取り付けられたエアクリーナー５１が配設されている。エアクリーナー５１内に、ＨＣトラップフィルタ等は取り付けられていない。吸気通路５の途中には、スロットル弁４２３（図４参照）を収容するスロットルボディ５２が介設している。

排気通路６は、エンジン９よりも前側において、吸気通路５の下方に配設されている。排気通路６もまた、車幅方向の左側に向かって延びて配設されている。排気通路６は、車幅方向の略中央において、車両前後方向の後方に向かって延びるように屈曲している。排気通路６の後端は、サイレンサー６１に接続されている。

排気通路６の途中には、触媒装置７が介設している。触媒装置７は、排気通路６の上流側に配置される前段触媒部７１と、前段触媒部７１よりも下流側に配置される後段触媒部７２とを有している。前段触媒部７１及び後段触媒部７２はそれぞれ、三元触媒を収容している。前段触媒部７１の上流側には、電気ヒータであるＥＨＣ（Electrically Heated Catalyst）７３が配設されている。前段触媒部７１とＥＨＣ７３とは一体化しており、図例では車幅方向に延びるように配設されている。後段触媒部７２は、図例では車両前後方向に延びるように配設されている。

発電機４１は、エンジン９に対して車幅方向の左隣に配設されている。発電機４１は、電気自動車１における車幅方向の略中央に位置している。エンジン９の出力軸と発電機４１の回転軸とは、図示を省略するが、ベルト等の無端体を介して、互いに連結されている。

発電機４１に対して車幅方向の左隣には、燃料タンク４３が配設されている。燃料タンク４３は、立方体に近い形状を有している。レンジエクステンダ装置４の燃料タンク４３は、所定の容量に制限されている。図２では図示を省略するが、燃料タンク４３は、燃料供給管を介してエンジン９に接続されている。燃料タンク４３に対して車幅方向の左隣には、インバータ２３が配設されている。

（ロータリーピストンエンジンの構成）
次に、図３を参照しながら、ロータリーピストンエンジン９の構成について説明をする。ロータリーピストンエンジン９は、略三角形状のロータ９１と、ロータ９１を収容するロータハウジング９２と、ロータハウジング９２を挟持してロータ収容室９３を区画する一対のサイドハウジング９４とを有している（図３では、ロータハウジング９２を挟んだ紙面奥側のサイドハウジング９４のみを図示している）。

ロータ９１の外周面は、３つの矩形面によって構成されている。各矩形面には、リセス９１１が形成されている。

ロータハウジング９２は、長軸Ｙ及び短軸Ｚ によって規定される繭型のトロコイド内周面９２１を有している。トロコイド内周面９２１とロータ９１の外周面との間に形成される３つの作動室９５、９５、９５のそれぞれで、吸気、圧縮、膨張、排気の各行程が行われることによりロータ９１の回転力が発生する。ロータ９１の回転力は、エキセントリックシャフト９６から出力される。

ロータリーピストンエンジン９において、図３における紙面左上の領域が、概ね吸気行程の領域であり、紙面右上の領域が、概ね圧縮行程の領域である。また、紙面右下の領域が、概ね膨張行程の領域であり、紙面左下の領域が、概ね排気行程の領域である。

吸気ポート９０１は、ロータハウジング９２内に形成されている。吸気ポート９０１は、いわゆるペリフェラルポートである。吸気ポート９０１の開口９０２は、吸気行程にある作動室９５（つまり、吸気作動室）に連通するように、短軸Ｚよりも上側でかつ短軸Ｚに近い位置において、トロコイド内周面９２１に設けられている。

排気ポート９０３は、サイドハウジング９４に設けられている。排気ポート９０３は、いわゆるサイドポートである。排気ポート９０３の開口９０４は、排気行程にある作動室９５（つまり、排気作動室）に連通するように、短軸Ｚよりも下側でかつ短軸Ｚに近い位置において、サイドハウジング９４の側面に設けられている。尚、図３では、ロータハウジング９２を挟んで、図３の紙面手前側のサイドハウジングに設けた排気ポートの開口９０４と、紙面奥側のサイドハウジング９４に設けた排気ポート９０３の開口９０４とのそれぞれを、破線で示している。

吸気ポート９０１及び排気ポート９０３がそれぞれ、長軸Ｙを挟んだ一側に形成される一方で、長軸Ｙを挟んだ他側には、２つの点火プラグが、ロータハウジング９２に取り付けられる。２つの点火プラグは、短軸Ｚを挟むように、ロータ９１の進み側と遅れ側とに配設されるＬ側点火プラグ４２１及びＴ側点火プラグ４２２である（図４参照）。尚、図３の例では、ロータハウジング９２に形成された、点火プラグ取り付け用の取付孔９２２、９２３を図示している。

吸気作動室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁９７が、ロータハウジング９２に取り付けられている。燃料噴射弁９７は、その噴口９７１が、トロコイド内周面９２１において、吸気ポート９０１の開口９０２と、長軸Ｙとの間に位置している。

燃料噴射弁９７の噴口９７１は、図３では縦方向に長い繭型のトロコイド内周面９２１において、紙面の左斜め上の位置に位置している。これは、長軸Ｙ付近の位置というよりも、その長軸Ｙ付近の位置からロータ９１の遅れ側にずれた位置に相当する。詳細には図示しないが、燃料噴射弁９７の噴口９７１は、吸気行程の初期における吸気作動室内に臨むような位置に設けられている。これにより、燃料噴射弁９７は、吸気行程の初期において吸気作動室内に燃料を直接噴射することが可能になる。

燃料噴射弁９７は、ロータハウジング９２に形成された取付孔９２４内に内挿されて、ロータハウジング９２に固定される。燃料噴射弁９７の取付孔９２４は、一点鎖線で示す孔軸が、ロータハウジング９２の外方から内方に向かって、ロータリーピストンエンジン９のエキセントリックシャフト９６に向かうような方向に形成されている。つまり、図３においては、孔軸が、紙面の左斜め上から右斜め下に向かう方向となるように、取付孔９２４が、ロータハウジング９２に形成されている。これにより、この取付孔９２４に内挿された燃料噴射弁９７の軸心も、ロータハウジング９２の外方から内方に向かって、ロータリーピストンエンジン９のエキセントリックシャフト９６に向かうような方向となる。

（直噴エンジンの制御装置の構成）
図４に示すように、電気自動車１は、制御部としてのＰＣＵ（Powertrain Control Unit）８１を備えている。ＰＣＵ８１には、アクセル開度を検知するアクセル開度センサ８２、車速を検知する車速センサ８３、バッテリ２２のＳＯＣ（State Of Charge）を検知するバッテリセンサ８４、及び、エンジン９の停止位置を予測及び／または検知する、エキセン角センサを含んで構成されるエンジン停止位置センサ８５が接続される。センサ８２〜８５はそれぞれ、ＰＣＵ８１に検知信号を出力する。

ＰＣＵ８１は、エンジン９の制御として、作動室内に供給する燃料を噴射するよう構成された燃料噴射弁９７、作動室内の混合気を点火するよう構成されたＬ側点火プラグ４２１及びＴ側点火プラグ４２２、エンジン９が吸入する空気量を調整するよう構成されたスロットル弁４２３に対して制御信号を出力する。ＰＣＵ８１はまた、インバータ２３に対して制御信号を出力し、インバータ２３を通じてモータ２１及び発電機４１を制御する。

ここで、ＰＣＵ８１による、電気自動車１の走行制御について簡単に説明をする。ＰＣＵは、アクセル開度及び車速等に基づいて、インバータ２３を通じてモータ２１を駆動する。それによって、電気自動車１を、運転者の要求に応じて走行させる。

ＰＣＵ８１は、バッテリ２２のＳＯＣが所定値（例えば１０％以下で適宜設定される所定値）以下になれば、エンジン９を始動し、発電機４１による発電を開始する。エンジン９の始動時には、発電機４１に電力を供給することによって発電機４１を原動機として動かすことによりスタータとして用いる。エンジン９の始動後、ＰＣＵ８１は、発電機４１において効率良く発電が行われるように、予め設定された負荷及び回転数でエンジン９を運転する。発電機４１が発電をしている時に、エンジン９は高負荷・高回転で運転される。ＰＣＵ８１は、バッテリ２２のＳＯＣが所定値を維持するようにエンジン９を運転する。エンジン９は、走行中に、又は、停車中に自動で停止する場合がある。また、運転者の意思によって（いわゆるキーオフによって）エンジン９は、強制的に停止する場合もある。

（エンジンの停止制御）
この電気自動車１では、エンジン９の停止中に、作動室９５内の壁面に付着した燃料や、油密漏れ等によって燃料噴射弁９７から出てきた燃料が蒸発し、その蒸発ガスが吸気通路を通じて大気に放出されることを防止するように構成されている。具体的にＰＣＵ８１は、エンジン９を自動停止、又は、強制停止する際に、発電機４１の制御を通じて、エンジン９の停止位置（つまり、エキセントリックシャフト９６の回転方向の位置）が目標停止位置となるようにする。目標停止位置は、吸気ポート９０１の開口９０２がロータ９１によって閉じられる位置に相当する。

具体的にＰＣＵ８１は、エンジン９を停止するために燃料噴射弁９７による燃料の噴射を停止した後（つまり、燃料カットを開始することによってエンジン９の回転速度が次第に低下している期間）に、エンジン停止位置センサ８５からの信号に基づいて、エンジン９の停止位置が、ロータ９１によって吸気ポート９０１の開口９０２が閉じられる目標停止位置となるように、発電機４１によってエンジン９に負荷を与える。目標停止位置は、図３に示すロータ９１の回転方向の位置のように、ロータ９１の頂部（つまり、アペックスシール）が、吸気ポート９０１の開口９０２と燃料噴射弁９７の噴口９７１とを隔てる位置に設定される。このようなエンジン９の停止時に発電機４１によってエンジン９に負荷を与える制御は公知である（例えば特許文献２（特開２０１０−２２９９８２号公報）参照）。公知の様々な制御を適宜採用することが可能であるから、詳細な説明は省略する。

ＰＣＵ８１は、燃料カットを開始した後、圧縮行程を迎えて膨張行程に至った作動室９５において、Ｌ側点火プラグ４２１及び／又はＴ側点火プラグ４２２を駆動することによって、作動室９５に残る未燃燃料を、できるだけ燃焼させる。

こうしてエンジン９の停止時の制御によって、エンジン９が完全停止をしたときの停止位置を目標停止位置にすることができる。吸気ポート９０１の開口９０２は、ロータ９１によって閉じられる。これにより、作動室９５内において未燃燃料が蒸発しても、その蒸発ガスが、吸気ポート９０１の開口９０２から吸気通路を通じて大気中に排出されることが防止される。

また、エンジン９が停止しようとしている最中に、Ｌ側点火プラグ４２１及び／又はＴ側点火プラグ４２２を駆動することによって、作動室９５に残る未燃燃料ができるだけ燃焼するから、作動室９５内において未燃燃料が蒸発すること自体が防止される。

さらに、目標停止位置を、ロータ９１の頂部が、吸気ポート９０１の開口９０２と、燃料噴射弁９７の噴口９７１とを隔てる位置とすることにより、燃料噴射弁９７の噴口９７１から、油密漏れ等によって燃料が出てきて、それが蒸発ガスになったとしても、当該作動室９５は吸気ポート９０１の開口９０２から隔離されている。そのため、蒸発ガスが大気中に放出されることを防止することができる。特に図３に示すロータ９１の回転方向の位置において、燃料噴射弁９７の噴口９７１は、圧縮行程にある作動室９５内に位置するが、この作動室９５は、圧縮行程の初期に相当し、作動室９５内の圧力はそれほど高くない。ロータ９１の頂部を挟んだ２つの作動室９５の圧力差は比較的小さいため、圧縮行程にある作動室９５から吸気行程にある作動室９５へ、蒸発ガスが流入することが防止される。

ここで、前述したように、ＰＣＵ８１がエンジン９の燃料カットの開始後から、発電機４１の制御を通じて、エンジン９が目標停止位置で停止するようにしても、エンジン９が実際に停止した位置が、目標停止位置からずれる場合がある。例えば図５の左図に例示するように、エンジン９の停止位置が目標停止位置からずれたときには、ＰＣＵ８１は、発電機４１の運転によってエンジン９を駆動（つまり、モータリング）し、それによって、エンジン９の停止位置が目標停止位置となるようにする（図５の右図参照）。こうすることで、吸気ポート９０１が閉じられるから、前述の通り、蒸発ガスが大気中に放出されることが防止される。尚、図５の例では、発電機４１の運転によって、ロータ９１を正転方向に回転させることでエンジン９の停止位置を目標停止位置としているが、発電機４１の運転によって、ロータ９１を逆転方向に回転させることでエンジン９の停止位置を目標停止位置とすることも可能である。

（まとめ）
以上説明したように、ここに開示する直噴エンジンの停止制御装置は、エンジン９と、 前記エンジン９内に区画された作動室９５内に燃料を直接噴射するよう構成された燃料噴射弁９７と、前記エンジン９によって駆動されるよう構成された補機（つまり、発電機４１）と、前記エンジン９を運転するよう構成されたＰＣＵ８１と、を備え、前記エンジン９は、前記作動室９５内に連通すると共に、前記エンジン９のエキセントリックシャフト９６の回転に同期して開閉するよう構成された吸気ポート９０１を有し、前記ＰＣＵ８１は、前記燃料噴射弁９７による前記エンジン９への燃料供給を停止する燃料カットの開始時から、前記エンジン９が停止をした直後までの期間において、前記エンジン９が完全停止したときの前記エキセントリックシャフト９６の回転方向の位置が、前記吸気ポート９０１が閉じる目標停止位置となるように、前記発電機４１を制御するよう構成されている。

これにより、エンジン９が完全停止したときには、吸気ポート９０１が閉じた状態となるから、作動室９５内の壁面に付着していた燃料や、油密漏れにより燃料噴射弁９７から出てきた燃料等が、エンジン９の停止中に蒸発をしても、その蒸発ガスが吸気通路を通じて大気に放出されることが防止される。

前記直噴エンジンの停止制御装置は、前記エンジン９が停止するときの前記エキセントリックシャフト９６の回転方向の位置を予測又は検出するエンジン停止位置センサ８５をさらに備え、前記ＰＣＵ８１は、前記エンジン停止位置センサ８５からの信号に基づいて前記発電機４１の制御を行うことによって、前記エンジン９が完全停止したときの前記エキセントリックシャフト９６の回転方向の位置を、前記目標停止位置にする。

これにより、エンジン９が完全停止したときのエキセントリックシャフト９６の回転方向の位置を、目標停止位置にする精度を高めることができる。

前記エンジン９は、前記エキセントリックシャフト９６を中心として遊星回転運動する三角形状のロータ９１を有しかつ、前記ロータ９１の３つの頂部によって隔てられた３つの作動室９５を周方向に移動させながら、前記作動室９５において吸気、圧縮、膨張及び排気の各行程を順に行わせるように構成されたロータリーピストンエンジンであり、前記燃料噴射弁９７の噴口９７１は、吸気行程にある作動室９５内に燃料を噴射するように、前記ロータ９１を収容するロータハウジング９２のトロコイド内周面９２１に設けられており、前記吸気ポート９０１は、前記吸気行程にある作動室９５内に連通すると共に、前記燃料噴射弁９７の前記噴口９７１に対し、前記ロータ９１の遅れ側の位置に開口しており、前記ロータリーピストンエンジン９の前記目標停止位置は、前記ロータ９１が前記吸気ポート９０１を塞ぐ位置であってかつ、前記ロータ９１の頂部が前記吸気ポート９０１の開口と前記燃料噴射弁９７の前記噴口９７１とを隔てる位置である。

こうすることで、エンジン９が完全停止をしたときに、燃料噴射弁９７の噴口９７１が、吸気ポート９０１の開口から隔離されるため、燃料噴射弁９７から出てきた燃料が蒸発をしても、その蒸発ガスが吸気通路を通じて大気に放出されることが防止される。

前記補機は、前記エンジン９を駆動可能に構成された発電機４１であり、前記ＰＣＵ８１は、前記発電機４１によって前記エンジン９を駆動することにより、前記エンジン９が完全停止したときの前記エキセントリックシャフト９６の回転方向の位置を、前記目標停止位置にする。

燃料カットの開始に伴い、次第に回転数が低下するエンジン９に対し、発電機４１によって回転抵抗を、適宜付与することにより、エンジン９が完全停止するときのエキセントリックシャフト９６の回転方向の位置を調整することが可能になる。こうして、エンジン９が完全停止したときのエキセントリックシャフト９６の回転方向の位置を目標停止位置にすることができる。また、エンジン９が停止をしたときに、エキセントリックシャフト９６の回転方向の位置が、仮に目標停止位置からずれていたときでも、発電機４１を運転することによってエンジン９を駆動して、エキセントリックシャフト９６の回転方向の位置を目標停止位置となるように修正することが可能になる。

前記ＰＣＵ８１は、所定条件の成立によって前記エンジン９を自動停止すべく前記燃料カットを開始した時から、前記エンジン９が停止をするまでの間に、前記発電機４１によって前記エンジン９に回転抵抗を付与することで、前記エンジン９が完全停止したときの前記エキセントリックシャフト９６の回転方向の位置を、前記目標停止位置とする。

これにより、エンジン９の自動停止時に、エキセントリックシャフト９６の回転方向の位置を目標停止位置とすることが実現する。

そして、前記ＰＣＵ８１は、前記エンジン９が停止したときの前記エキセントリックシャフト９６の回転方向の位置が前記目標停止位置からずれたときには、前記発電機４１によって前記エンジン９を駆動することにより、前記エンジン９が完全停止したときの前記エキセントリックシャフト９６の回転方向の位置を、前記目標停止位置にする。

こうすることで、エンジン９の完全停止時に、エキセントリックシャフト９６の回転方向の位置を、確実に目標停止位置にすることが可能になる。

前記ＰＣＵ８１は、前記燃料カットを開始した後、前記作動室９５において点火プラグ４２１，４２２を駆動するよう構成されている。

こうすることで、作動室９５内に残っている未燃燃料が燃焼するようになり、エンジン９の停止中に、作動室９５内の燃料が蒸発すること自体を、抑制することが可能になる。

尚、前記の構成では、ロータリーピストンエンジン９の吸気ポート９０１をペリフェラルポートとしているが、吸気ポートはサイドポートとしてもよい。また、排気ポート９０３をサイドポートとしているが、排気ポートをペリフェラルポートとしてもよい。

（変形例）
前記の構成では、ロータリーピストンエンジン９について、ここに開示する停止制御技術を適用しているが、４サイクル２気筒レシプロエンジンに、この技術を適用することが可能である。図６は、例えばレンジエクステンダ装置４に搭載可能な、４サイクル２気筒レシプロエンジン９０の構成を概略的に示している。このエンジン９０は、第１気筒９００１と第２気筒９００２とが、図示省略のクランク軸（つまり、出力軸）に沿って直列に配設されて構成されている。各気筒９００１、９００２には、２つの吸気ポート９００８、９００８が接続されている。各吸気ポート９００８は、詳細な図示は省略するが、吸気弁９００３によって開閉する。吸気弁９００３は、クランク軸に対して連結されかつ、クランク軸と同期して回転をするカム軸９００４によって開閉される。従って、吸気ポート９００８は、クランク軸の回転に同期して開閉する。

同様に、各気筒９００１、９００２には、２つの排気ポート９００９、９００９が接続されている。各排気ポート９００９は、詳細な図示は省略するが、排気弁９００５によって開閉する。排気弁９００５は、クランク軸に対して連結されかつ、クランク軸と同期して回転をするカム軸９００６によって開閉される。従って、排気ポート９００９も、クランク軸の回転に同期して開閉する。

各気筒９００１、９００２には、燃焼室内の混合気に着火をする点火プラグ９００７が取り付けられている。また、図６では図示を省略するが、各気筒９００１、９００２には、気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁が取り付けられている。

４サイクル２気筒レシプロエンジン９０において、吸気、圧縮、膨張及び排気の行程を含むサイクルが、第１気筒９００１と第２気筒９００２とで３６０°位相がずれるとする。この構成では、図７に示すように、第１気筒９００１（図７の上図参照）が圧縮行程又は排気行程にあるときに、第２気筒９００２（図７の下図参照）は排気行程又は圧縮行程にあり、第１気筒９００１の吸気ポート９００８が閉じかつ、第２気筒９００２の吸気ポート９００８が閉じた状態となる。尚、図７における山型の曲線は、吸気弁９００３のリフトを示している。ＰＣＵは、エンジン９０を自動停止、又は、強制停止する際に、エンジン９０の停止位置（つまり、クランク軸の回転方向の位置）が、第１及び第２気筒９００１、９００２の吸気ポート９００８が共に閉弁する期間内に収まるように（図７の「停止位置」を参照）、前記と同様に、エンジン９０の燃料カットを開始してから、エンジン９０が停止するまでの期間において、エンジン停止位置センサ８５からの信号に基づいて、発電機４１の制御を行う。

また、エンジン９０の燃料カットを開始してから、エンジン９０が停止するまでの期間において、圧縮行程を迎えた第１気筒９００１及び第２気筒９００２において、点火プラグ９００７を駆動する。これによって、気筒９００１、９００２内に残る未燃燃料を燃焼させるようにする。

また、エンジン９０が停止したときに、その停止位置が目標停止位置からずれていたときには、発電機４１を運転することによって、エンジン９０を駆動し、エンジン９０の停止位置が目標停止位置となるようにしてもよい。

こうして、４サイクル２気筒レシプロエンジン９０においても、エンジン９０の停止中に、室内の壁面に付着していた燃料や、油密漏れにより燃料噴射弁から出てきた燃料等が蒸発をしても、吸気通路を通じて大気に放出されることを防止することができる。

尚、図７とは異なり、第１気筒９００１と第２気筒９００２との位相差が３６０°でない構成（例えば位相差が１８０°である構成）においても、４サイクル２気筒のレシプロエンジン９０においては、２つの気筒９００１、９００２の吸気ポート９００８が共に閉じる期間が存在するため、エンジン９０を停止するときに、その停止位置を、吸気ポート９００８が共に閉じる期間内に収めることが可能である。

尚、ロータリーピストンエンジンや、レシプロエンジンは、前述したように、レンジエクステンダ装置４において発電機４１を駆動するためのエンジンに限らない。ここに開示する技術は、ハイブリッド自動車や、プラグインハイブリッド自動車に搭載されるエンジンに適用することが可能である。ハイブリッド自動車や、プラグインハイブリッド自動車に搭載されるエンジンは、発電機の駆動用としてのエンジンに限定されず、発電機の駆動用及び走行用としてのエンジンとしてもよい。また、ハイブリッド自動車ではなく、通常の、走行用のエンジンとして車両に搭載されたロータリーピストンエンジンや、レシプロエンジンの停止の際にも、ここに開示する技術は、広く適用することが可能である。この走行用のエンジンの停止制御に利用する補機は、発電機（オルタネータを含む）の他に、空調装置のコンプレッサを利用することが可能である。

４１ 発電機（補機）
４２１ Ｌ側点火プラグ
４２２ Ｔ側点火プラグ
８１ ＰＣＵ（制御部）
８５ エンジン停止位置センサ
９ ロータリーピストンエンジン（エンジン）
９０ レシプロエンジン（エンジン）
９０１ 吸気ポート
９００８ 吸気ポート
９００７ 点火プラグ
９１ ロータ
９２ ロータハウジング
９２１ トロコイド内周面
９５ 作動室
９６ エキセントリックシャフト（出力軸）
９７ 燃料噴射弁
９７１ 噴口

Claims (8)

1. エンジンと、
   前記エンジン内に区画された室内に燃料を直接噴射するよう構成された燃料噴射弁と、
   前記エンジンによって駆動されるよう構成された補機と、
   前記エンジンを運転するよう構成された制御部と、を備え、
   前記エンジンは、前記室内に連通すると共に、前記エンジンの出力軸の回転に同期して開閉するよう構成された吸気ポートを有し、
   前記制御部は、前記燃料噴射弁による前記エンジンへの燃料供給を停止する燃料カットの開始時から、前記エンジンが停止をした直後までの期間において、前記エンジンが完全停止したときの前記出力軸の回転方向の位置が、前記吸気ポートが閉じる目標停止位置となるように、前記補機を制御するよう構成されている直噴エンジンの停止制御装置。
2. 請求項１に記載の直噴エンジンの停止制御装置において、
   前記エンジンが停止するときの前記出力軸の回転方向の位置を予測又は検出する手段をさらに備え、
   前記制御部は、前記手段からの信号に基づいて前記補機の制御を行うことによって、前記エンジンが完全停止したときの前記出力軸の回転方向の位置を、前記目標停止位置にする直噴エンジンの停止制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の直噴エンジンの停止制御装置において、
   前記エンジンは、前記出力軸を中心として遊星回転運動する三角形状のロータを有しかつ、前記ロータの３つの頂部によって隔てられた３つの作動室を周方向に移動させながら、前記作動室において吸気、圧縮、膨張及び排気の各行程を順に行わせるように構成されたロータリーピストンエンジンであり、
   前記燃料噴射弁の噴口は、吸気行程にある作動室内に燃料を噴射するように、前記ロータを収容するロータハウジングのトロコイド内周面に設けられており、
   前記吸気ポートは、前記吸気行程にある作動室内に連通すると共に、前記燃料噴射弁の前記噴口に対し、前記ロータの遅れ側の位置に開口しており、
   前記ロータリーピストンエンジンの前記目標停止位置は、前記ロータが前記吸気ポートを塞ぐ位置であってかつ、前記ロータの頂部が前記吸気ポートの開口と前記燃料噴射弁の前記噴口とを隔てる位置である直噴エンジンの停止制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の直噴エンジンの停止制御装置において、
   前記補機は、前記エンジンを駆動可能に構成された発電機であり、
   前記制御部は、前記発電機によって前記エンジンを駆動することにより、前記エンジンが完全停止したときの前記出力軸の回転方向の位置を、前記目標停止位置にする直噴エンジンの停止制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の直噴エンジンの停止制御装置において、
   前記制御部は、所定条件の成立によって前記エンジンを自動停止すべく前記燃料カットを開始した時から、前記エンジンが停止をするまでの間に前記補機を制御することにより、前記エンジンが完全停止したときの前記出力軸の回転方向の位置を、前記目標停止位置とする直噴エンジンの停止制御装置。
6. 請求項５に記載の直噴エンジンの停止制御装置において、
   前記制御部は、前記補機によって前記エンジンに回転抵抗を付与することで、前記エンジンが完全停止したときの前記出力軸の回転方向の位置を、前記目標停止位置とする直噴エンジンの停止制御装置。
7. 請求項５又は６に記載の直噴エンジンの停止制御装置において、
   前記補機は、前記エンジンを駆動可能な発電機であり、
   前記制御部は、前記エンジンが停止したときの前記出力軸の回転方向の位置が前記目標停止位置からずれたときには、前記発電機によって前記エンジンを駆動することにより、前記出力軸の回転方向の位置を、前記目標停止位置にする直噴エンジンの停止制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の直噴エンジンの停止制御装置において、
   前記制御部は、前記燃料カットを開始した後、圧縮行程にある前記室において点火プラグを駆動するよう構成されている直噴エンジンの停止制御装置。

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