JP4078951B2 - 車両用内燃機関の自動停止制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばアイドルストップと称される車両用内燃機関の自動停止制御に関し、運転者による車両の操作状況や車両の走行状態に応じて、内燃機関の停止態様を変更する、車両用内燃機関の自動停止制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車をめぐる環境問題への取り組みの一環として、いわゆる「アイドルストップシステム」と称される技術が開発され、実用化されている。この技術は、車両停車時にアイドル状態にあるエンジン（内燃機関）を停止させること（アイドルストップ）で排気ガスを低減させ、無駄なエネルギーの消費をなくそうとするもので、このアイドルストップは、必要に応じて自動的に行われるものである。このようなアイドルストップシステムでは、車両の停車時でエンジンがアイドル状態の時に常にエンジンを停止させるようにすると、不具合を招く場合があるので、一定の条件（自動停止条件、アイドルストップ条件）を満たした場合にのみエンジン停止を実施するようになっている。
【０００３】
例えば、自動変速機付車両において、運転中の車両の車速がゼロ（車両停止状態）で、自動変速機のセレクトレバーがＮ（ニュートラルレンジ、すなわちエンジンと駆動輪とが非連結の状態であることを示す）であり、さらにエンジン回転数が所定回転数以下（アイドル状態）であるとの各条件がいずれも成立すると、自動的にエンジンを停止させる構成が開示されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
この技術では、アイドルストップ条件として、停車条件，アイドル条件の他に、自動変速機がＮ（ニュートラルレンジ）に設定されていることが加えられており、自動変速機がＤ（ドライブレンジ）になっている場合には、アイドルストップ制御を行わないようにしている。これは、自動変速機がＤ（ドライブレンジ、すなわち通常の走行レンジ）に指定されている停車時には、運転者がその後速やかに発進しようとしていることが予測され、このような場合にエンジンを停止させると、その後の発進時にエンジンを始動させる時間分のタイムラグが生じ、速やかな発進を行えないため、運転者に車両のもたつき感を与え、好ましくないと考えるためである。
【０００５】
上述のように構成することにより、良好な発進フィーリングを確保しながら、無駄な燃料消費を抑制できるとともに排気ガスの放出も抑制できるようになる。このようにアイドルストップは、一方で運転フィーリングを損ねる場合があるため、一定のアイドルストップ条件下で実施することになるが、例えばアイドルストップに対する運転者の認識の向上やエンジンストップ後の始動性の向上等、技術の向上によって、アイドルストップ条件も異なるものになる。
【０００６】
一方、アイドルストップシステムではないが、多気筒エンジンを搭載した車両において、運転者がエンジン停止操作を行った時に、燃料供給させる稼動気筒数を時間差を持たせて減少させながら、全気筒への燃料供給を遮断してエンジンの運転を停止させる技術も開示されている（例えば、特許文献２参照。）。この技術によれば、一斉に稼動気筒への燃料供給を遮断する場合に比べて、緩やかにエンジンの運転が停止させることができるため、エンジン停止に伴う振動を減少させることができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２７４２６７号公報
【特許文献２】
特許公報第２８８８１０１号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アイドルストップを行う場合も、エンジン停止時には、急激なトルク変化が車体に働くため車体振動が発生し、これが運転者や乗員に驚きや不快感を与え、運転フィーリングを著しく低下させる場合がある。そこで、上述の特許文献２にかかる技術を、アイドルストップを行う技術にも適用することが考えられる。つまり、アイドルストップを行う際に、稼動気筒数を徐々に減少させていき、エンジン停止時の車体振動を防止するのである。
【０００９】
しかし、アイドルストップ本来の目的からすれば、全気筒一斉に停止させる方が好ましい。すなわち、アイドルストップを行う際に、エンジン停止時の車体振動が運転者や乗員に不快感を与える場合（すなわち、運転フィーリングに悪影響を及ぼす場合）にのみ車体振動低減対策を行い、それ以外の場合には、車体振動の低減よりも排気ガスや燃費の削減を優先させるようにすることが好ましい。
【００１０】
本発明はこれらの課題に鑑み創案されたもので、車両用内燃機関の自動停止（アイドルストップ）制御を行う際に、この機関の自動停止時の車体振動が運転フィーリングを悪化させる場合には、かかる振動の低減を図れるようにしながら、自動停止による排気ガスや燃費の削減を促進することができるようにした、車両用内燃機関の自動停止制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の車両用内燃機関の自動停止制御装置は、車両に備えられ、複数の気筒と該複数の気筒のそれぞれに設けられた燃料噴射弁とを有する内燃機関と、該車両の停止時に該内燃機関の自動停止条件が成立したら該燃料噴射弁から各気筒への燃料噴射をいずれも停止させて該内燃機関の自動停止を行う制御手段と、該内燃機関と駆動輪との間に介装され走行レンジと非走行レンジとの何れかを選択しうる自動変速機と、を備え、該制御手段による該内燃機関の自動停止態様として、該複数気筒のうち一部の気筒は燃料噴射を続行し他の気筒は燃料噴射を停止させる状態を経て全気筒の燃料噴射停止を行う第１の停止態様と、即座に該複数気筒の全ての燃料噴射停止を行う第２の停止態様とが設けられ、該制御手段は、該自動停止条件が成立した時に該自動変速機が該走行レンジを選択されていたら、該第１の停止態様で該内燃機関の自動停止を行い、該自動停止条件が成立した時に該自動変速機が該非走行レンジを選択されていたら、該第２の停止態様で該内燃機関の自動停止を行うことを特徴としている。
【００１２】
このような構成により、まず、自動変速機で選択されたレンジが走行レンジである場合は、複数気筒のうち一部の気筒は燃料噴射を続行し他の気筒は燃料噴射を停止させる状態を経て全気筒の燃料噴射停止を行う第１の停止態様が選択される。走行レンジは通常運転時に選択されるレンジであるから、運転者が意識的に自動変速機を操作しなくても、自動停止条件が成立した時には内燃機関の自動停止を行うことができ、またその自動停止時の車体の振動を低減させることができる。
【００１３】
また、自動変速機で選択されたレンジが非走行レンジである場合には、即座に複数気筒の全ての燃料噴射停止を行う第２の停止態様が選択される。ここでいう非走行レンジとは、例えばＮ（ニュートラルレンジ）であり、このレンジが設定されている時には、運転者の自動停止を働かせることに対して意識が比較的高いため、自動停止によって振動が発生しても運転者のフィーリングを損ねることがない。特に、運転者が意識的に自動停止させようとしている場合には、自動停止により車体振動を発生させることで、かえってしっくりとした操作感を運転者に与えることができ、運転フィーリングを向上させることができる。また、一斉に全ての気筒への燃料噴射を停止させることで、燃料の浪費を抑えることができる。
【００１４】
本発明の好ましい実施態様として、自動制御装置を電子制御式自動変速機とし、走行レンジをオートマチックトランスミッション車における通常の走行レンジ（前進走行レンジ）であるＤ（ドライブレンジ），１（ドライブ１速レンジ），２（ドライブ２速レンジ）等の走行レンジとするとよい。
【００１５】
また、請求項２記載の本発明の車両用内燃機関の自動停止制御装置は、車両に備えられ、複数の気筒と該複数の気筒のそれぞれに設けられた燃料噴射弁とを有する内燃機関と、該車両の停止時に該内燃機関の自動停止条件が成立したら該燃料噴射弁から各気筒への燃料噴射をいずれも停止させて該内燃機関の自動停止を行う制御手段と、直近の所定時間における該内燃機関の自動停止回数を算出する自動停止頻度算出手段と、を備え、該制御手段による該内燃機関の自動停止態様として、該複数気筒のうち一部の気筒は燃料噴射を続行し他の気筒は燃料噴射を停止させる状態を経て全気筒の燃料噴射停止を行う第１の停止態様と、即座に該複数気筒の全ての燃料噴射停止を行う第２の停止態様とが設けられ、該制御手段は、該自動停止条件が成立した時に該自動停止頻度算出手段で算出された該自動停止回数が所定回数以上であれば、該第１の停止態様で該内燃機関の自動停止を行い、該自動停止条件が成立した時に該自動停止頻度算出手段で算出された該自動停止回数が所定回数未満であれば、該第２の停止態様で該内燃機関の自動停止を行うことを特徴としている。
【００１６】
このような構成により、まず、自動停止頻度算出手段で算出された自動停止回数が所定回数以上である場合には、複数気筒のうち一部の気筒は燃料噴射を続行し他の気筒は燃料噴射を停止させる状態を経て全気筒の燃料噴射停止を行う第１の停止態様が選択される。自動停止回数とは、直近の所定時間における内燃機関の停止回数のことである。交差点での信号待ち等によってアイドリング運転が断続的に続くような時に、自動停止条件が頻繁に満たされ自動停止が繰り返されるような場合には、運転者が自動停止を認識していても、自動停止時の振動が運転者のフィーリングを著しく損なうことがある。そのため、第１の停止態様によって自動停止を行い、車体の振動を低減させて運転者のフィーリングを向上させることができる。
【００１７】
また、自動停止頻度算出手段で算出された自動停止回数が所定回数未満である場合には、即座に複数の気筒全ての燃料噴射停止を行う第２の停止態様が選択される。自動停止回数が所定回数未満であり、頻度の少ないものであるから、振動がわずらわしくなく、不快なものとならない。つまり、自動停止時の振動が運転者に与える運転フィーリングの悪影響が少ない。また、一度に全ての気筒を停止させることで、排気ガスや燃料を低減させることができる。
【００１８】
また、請求項３記載の本発明の車両用内燃機関の自動停止制御装置は、車両に備えられ、複数の気筒と該複数の気筒のそれぞれに設けられた燃料噴射弁とを有する内燃機関と、該車両の停止時に該内燃機関の自動停止条件が成立したら該燃料噴射弁から各気筒への燃料噴射をいずれも停止させて該内燃機関の自動停止を行う制御手段と、該内燃機関と駆動輪との間に介装され走行レンジと非走行レンジとの何れかを選択しうる自動変速機と、直近の所定時間における該内燃機関の自動停止回数を算出する自動停止頻度算出手段と、を備え、該制御手段による該内燃機関の自動停止態様として、該複数気筒のうち一部の気筒は燃料噴射を続行し他の気筒は燃料噴射を停止させる状態を経て全気筒の燃料噴射停止を行う第１の停止態様と、即座に該複数気筒の全ての燃料噴射停止を行う第２の停止態様とが設けられ、該制御手段は、該自動停止条件が成立した時に該自動変速機が該走行レンジを選択されているか又は該自動停止頻度算出手段で算出された該自動停止回数が所定回数以上であれば、該第１の停止態様で該内燃機関の自動停止を行い、該自動停止条件が成立した時に該自動変速機が該非走行レンジを選択されているとともに該自動停止頻度算出手段で算出された該自動停止回数が所定回数未満であれば、該第２の停止態様で該内燃機関の自動停止を行うことを特徴としている。
【００１９】
この請求項３記載の技術は請求項１記載の技術と請求項２記載の技術との組合せであり、第１の停止態様で内燃機関の自動停止を行うための条件が、請求項１記載の同条件か請求項２記載の同条件かのいずれかが満たされた場合とする。そのため、運転者が意識的に自動変速機を操作しない場合でも、或いは、交差点での信号待ち等によってアイドリング運転が断続的に続くような時に、自動停止条件が頻繁に満たされ自動停止が繰り返されるような場合でも、第１の停止態様で自動停止が行われ、車体の振動を低減させて運転者のフィーリングを向上させることができる。
【００２０】
また、自動変速機で選択されたレンジが非走行レンジである場合かつ自動停止頻度が所定値未満である場合には、第２停止態様で自動停止が行われ、排気ガスや燃料を低減させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態としての自動変速機を搭載した車両の全体構成を示す概略図である。
【００２２】
本実施形態に係る車両１の駆動系は、図１に示すような構成になっており、制御手段としてのＥＣＵ１０によって制御される多気筒内燃機関としての四気筒エンジン２の駆動力がエンジン出力軸２ａ，トルクコンバータ５ａと変速機構５ｂとを備えた自動変速機５を介してディファレンシャル装置６へ伝達され、駆動輪７を駆動するようになっている。
【００２３】
ここでは、エンジン２は、四つの気筒３ａ〜３ｄを備え、各気筒には、それぞれ点火プラグ１２，排気弁１３及び吸気弁１４が備えられている。また、燃料噴射量を調節しうる燃料噴射弁９も、各気筒にそれぞれ備えられている。
またここでは、燃料噴射弁９は各気筒へ空気を送り込む吸気ポートに備えられており、各気筒内で燃料噴射弁９から噴射された燃料と吸入空気とが混合して混合気となり、点火プラグ１２によって点火され、燃焼爆発により駆動力を発生させ、この燃焼によって発生した排気ガスが排気弁１３から排出される。なお、燃料噴射弁９は、各気筒に個々に備えられていればよく、もちろん各気筒に直接燃料を噴射する（筒内噴射する）ように設けてもよい。
【００２４】
また、自動変速機５の作動レンジを選択するためにセレクトレバー８が設けられており、運転者はこのセレクトレバー８を操作することで自動変速機５の作動レンジを選択できるようになっている。ここでは、セレクトレバー８の操作ポジションは、一般的なオートマチックトランスミッションの仕様になっており、各作動レンジに応じてＰ（パーキングレンジ），Ｒ（リバースレンジ），Ｎ（ニュートラルレンジ），Ｄ（ドライブレンジ），２（ドライブ２速レンジ）及び１（ドライブ１速レンジ）となっている。なお、セレクトレバー８には、選択された操作ポジションを検知し、後述のＡＴ−ＥＣＵ（自動変速機用制御手段）１１に出力するシフトポジションセンサ８ａが設けられている。
【００２５】
ＥＣＵ１０は、エンジン回転数やエンジン負荷等に応じた燃料噴射制御に加えて、アイドルストップのための燃料噴射制御を行えるようになっている。このためＥＣＵ１０には、車両１がアイドルストップ条件を満たしているか否かを判断するアイドルストップ条件判定手段（自動停止条件判定手段）２０と、アイドルストップ制御の頻度を算出する自動停止頻度算出手段２４と、アイドルストップ制御の頻度が所定頻度以上か否かを判断する頻度判断手段２１と、自動変速機５の状態（操作ポジション）を検出する自動変速機状態検出手段２２と、アイドルストップを指令するアイドルストップ指令手段２３、とが設けられており、所定条件下で自動停止（アイドルストップ）を制御するようになっている。このアイドルストップ制御は各気筒（＃Ａ〜＃Ｄ）のそれぞれに対応する燃料噴射弁９を各々独立して制御できるようになっている。
【００２６】
また、ＥＣＵ１０によってアイドルストップ制御が行われてエンジンが停止した状態でも、ＥＣＵ１０へはバッテリの電力が供給されるようになっており、アイドルストップ条件判定手段２０で判定されるアイドルストップ条件のうち一つでも条件を満たさなくなった時にはエンジンを再始動し、自動停止運転を終了するようになっている。
【００２７】
また、アイドルストップ条件判定手段２０には、アクセルセンサ２８，エンジン回転数センサ２７，ブレーキスイッチ２６及びセレクトレバー８の情報が入力されるようになっており、総合的に自動停止制御を行うようになっている。
スタータ１７には、エンジン始動用モータ３５と内蔵スイッチ３４と内蔵スイッチ３４の作動を制御する励磁コイル３２とが設けられており、励磁コイル３２は運転者のキー操作に連動するキースイッチ１８を介してバッテリ４へ接続されている。キースイッチ１８がＳＴ（スタート）位置にある時には、スタータ１０内の励磁コイル３２が通電されて内蔵スイッチ３４を閉成させることにより、モータ３５への給電が行われ、エンジン２を始動するものとなっている。
【００２８】
また、キースイッチ１８のＯＮ位置は再始動用の内蔵スイッチ３３を介して励磁コイル３２に接続されており、キースイッチ１８がＯＮ位置にある状態では、内蔵スイッチ３３を閉成させる励磁コイル３１が通電された時に、内蔵スイッチ３３が閉成されて励磁コイル３２が通電されるようになっており、励磁コイル３１が通電されれば上述のＳＴ位置の場合と同様にモータ３５が作動する。再始動用の励磁コイル３１への通電は、制御手段としてのＥＣＵ１０により制御される。
【００２９】
また、ＡＴ−ＥＣＵ１１は、車両走行中にセレクトレバー８の操作ポジションに応じて適宜、自動変速機５を制御するようになっている。このＡＴ−ＥＣＵ１１には、セレクトレバー８で選択された操作ポジションを検知し出力するシフトポジションセンサ８ａ，自動変速機５の入力軸の回転数をパルス出力として出力するパルスジェネレータ式の入力軸回転数センサ１５，自動変速機５の出力軸の回転数をパルス出力として出力するパルスジェネレータ式の出力軸回転数センサ１６等からの検出信号が入力されており、これらの検出情報はＡＴ−ＥＣＵ１１を介してＥＣＵ１０にも供給される。なお、ここではＡＴ−ＥＣＵ１１に入力されるその他の検出情報やＡＴ−ＥＣＵ１１の制御機能等については説明を省略する。
【００３０】
次に本実施形態の要部であるＥＣＵ１０の制御について図２の燃料カット（燃料噴射の自動停止）の制御フローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ１０は、図２のフローに示すように、単にエンジンのアイドルストップ（自動停止）を行うだけでなく、自動停止制御時のエンジンの振動の低減が要求される場合には、エンジン振動を低減できる態様でアイドルストップを実施する。なお、図２に示される処理は、ＥＣＵ１０内で処理されるメインルーチンに従属するサブルーチンとなっているため、適宜繰り返して処理が行われるようになっている。
【００３１】
まず、ステップＳ５において、アイドルストップ条件情報，セレクトレバーの操作ポジション情報，自動停止の頻度情報がＥＣＵ１０へ取り込まれる。これらの情報は、以下のフローにおける種々の判定条件に使用されるための情報である。
次に、ステップＳ１０においてアイドルストップ条件判定手段２０により、アイドルストップ条件が成立しているか否かが判定される。アイドルストップ条件とは、車両がアイドルストップを行うことができる状態にあるかどうかを判断するための条件のことであり、例えば、エンジンの水温が所定値以上であることやバッテリの充電量が所定値以上であること、電気負荷が所定値未満であること、外気温が所定値以上であること、エアコン装置が作動していないこと、ブレーキ操作が急制動でないこと、セレクトレバー８の操作ポジションがＤ（ドライブレンジ）で所定速度（例えば、時速１５ｋｍ）以上の速度で走行した後であること、ブレーキペダルを踏んだまま所定速度（例えば、時速１０ｋｍ）未満の速度になっていること、セレクトレバー８の操作ポジションがＰ（パーキングレンジ）又はＲ（リバースレンジ）でないこと、といった様々な条件を含んでいる。これらの条件が満たされない場合はこのルーチンを終了し、アイドルストップが行われないようになっている。また、これらの条件が満たされた場合には、次のステップＳ２０に進む。
【００３２】
ステップＳ２０では、セレクトレバー８の操作ポジションがＤ（ドライブレンジ），１（ドライブ１速レンジ），２（ドライブ２速レンジ）等の走行レンジになっているかが判定される。これは、自動変速機状態検出手段２２によって処理が行われる。操作ポジションの情報は、シフトポジションセンサ８ａによって検出された操作ポジション信号が、ＡＴ−ＥＣＵ１１からＥＣＵ１０へと伝達されるようになっており、ここで操作ポジションがＤ（ドライブレンジ），１（ドライブ１速レンジ），２（ドライブ２速レンジ）等の走行レンジであればステップＳ４０へ進み、またそれ以外のレンジであれば、ステップＳ３０へ進む。
【００３３】
ステップＳ３０では、エンジンの停止頻度が単位時間あたり所定回数以上であるかどうかが判定される。これは、自動停止頻度算出手段２４が自動停止頻度、すなわち、直近の所定時間に何回自動停止を行ったかを算出し、頻度判断手段２１が算出された自動停止頻度と所定値とを比較することで処理が行われる。エンジンの作動状況はＥＣＵ１０内部の頻度判断手段２１によって常に監視されており、例えば過去１０分間の間にエンジンの停止回数が何回あったかをＥＣＵ１０が記憶し、頻度判断手段２１によってそれが所定回数以上であるかどうかが判断される。ここで所定回数以上であればステップＳ４０へ進み、所定回数未満であればステップＳ１２５へ進む。
【００３４】
なおステップＳ４０〜Ｓ１２０のフロー及びステップＳ１２５はいずれも制御終了まで条件分岐がなく、ステップの番号順に進むようになっている。また、これらのフローは主にアイドルストップ指令手段２３によって処理が行われる。ステップＳ４０〜Ｓ１２０のフローも、ステップＳ１２５も、ともにアイドルストップの実質的な制御を行う部分であるが、ステップＳ４０〜Ｓ１２０のフローは燃料カットを行いながらエンジンを停止させる制御であり、ステップＳ１２５は燃料カットを行わないでエンジンを停止させる制御になっている。ステップＳ２０かステップＳ３０かのいずれかの条件を満たす場合にはステップＳ４０〜Ｓ１２０のフローへ進み、ステップＳ２０とステップＳ３０とのどちらの条件をも満たさない場合にはステップＳ１２５へ進むようになっている。つまり、ステップＳ２０の条件或いはステップ３０の条件を満たすことが、車体振動対策を行うべき場合とみなされ、また、ステップＳ２０とステップＳ３０とのどちらの条件をも満たさないことが、車体振動よりも排気ガスや燃費の削減を優先するべき場合とみなされるということである。
【００３５】
ステップＳ４０〜Ｓ１２０のステップは、車体振動対策を行う制御に関するステップである。まず、ステップＳ４０では、エンジン２の四つの気筒３ａ〜３ｄのうち、次に燃料噴射を行う気筒を気筒＃Ａとし、以下燃料噴射を行う順番に＃Ｂ、＃Ｃ、＃Ｄと符号を割り付ける。これは、アイドルストップ制御を行おうとした時に四つの気筒のうちどの気筒に燃料噴射が行われていたとしても、正確に四つの気筒の燃料噴射量を制御できるようにするための符号付けである。
【００３６】
そしてステップＳ５０では気筒＃Ａへ噴射される噴射燃料量がＫA，気筒＃Ｃへ噴射される噴射燃料量がＫCに設定され、気筒＃Ｂ及び気筒＃Ｄへ噴射される噴射燃料量は０に設定される。ＫAとＫCは各々の気筒に応じた一般制御時の燃料量となっている。そして、ステップＳ６０へ進む。
ステップＳ６０では気筒＃Ａへの燃料噴射が行われる。この時の燃料噴射量はステップＳ５０で設定された量、すなわちＫAとなっている。そしてステップＳ７０で次回の気筒＃Ａの燃料噴射量がＫA´に設定される。このステップＳ７０における気筒＃Ａの燃料噴射量の設定は、ステップＳ５０で設定された気筒＃Ａの燃料噴射量の半分の量になっている。なお、このステップＳ７０での設定は、燃料噴射量を減少させることで発生させるエンジントルクを段階的に小さくしようと意図された設定であり、緩やかにエンジンの運転を停止させて、エンジン停止に伴う振動を減少させることを目的としている。したがって、気筒＃Ａの燃料噴射量は、ステップＳ５０で設定された値の半分の量に限定されるものではない。
【００３７】
次のステップＳ８０では、気筒＃Ｂの噴射燃料量が０に設定されているため、気筒＃Ｂが燃料カットの状態に制御される。
そしてステップＳ９０では、気筒＃Ｃへの燃料噴射が行われる。この時の燃料噴射量はステップＳ５０で設定された量、すなわちＫCとなっている。そしてステップＳ１００では、気筒＃Ｄの燃料噴射量が０に設定されているため、気筒＃Ｄが燃料カットの状態に制御される。
【００３８】
続くステップＳ１１０では、気筒＃Ａへの燃料噴射が行われる。この時の燃料噴射量はステップＳ７０で設定された量、すなわちＫA´となっている。そしてステップＳ１２０で全気筒燃料カットに制御され、ステップＳ１３０でエンジンを停止させ、このルーチンが終了する。
【００３９】
一方ステップＳ３０での条件を満たさなかった場合は、ステップＳ１２５へ進み、全気筒の燃料噴射量がすべて０に設定され、全気筒燃料カットの状態に制御される。そして、ステップＳ１３５で、エンジンを停止させ、このルーチンが終了する。
【００４０】
本実施形態の自動停止制御装置によれば、以上のような制御により、次のような作用及び効果が得られる。
まず、セレクトレバー８がＤ（ドライブレンジ），１（ドライブ１速レンジ），２（ドライブ２速レンジ）等の走行レンジの時に、或いはエンジンの停止頻度が単位時間あたり所定回数以上の時には、アイドルストップ条件が満たされると、運転者の意識的な操作を必要とせず車体振動対策を行いながらアイドルストップを行うことができる。また、車体振動対策として、四つの気筒へ供給される燃料噴射量を制御し、エンジントルクを段階的に減少するように制御するため、エンジン駆動時と停止時との間のエンジンの回転各速度の変化が緩やかになり、エンジンの振動を小さくしながらエンジンを停止させることができる。
【００４１】
また、むしろ車体振動を積極的に発生させたい場合や、車体振動よりも排気ガスや燃費の削減を優先すべき場合、すなわち運転者が意識してエンジンを停止させようとセレクトレバー８をＮ（ニュートラルレンジ）へ操作した時であって、且つ、エンジンの停止頻度が単位時間あたり所定回数未満である時には、アイドルストップ条件が満たされると、四つの気筒への燃料噴射量の段階的な制御が行われず、一度に各気筒への燃料噴射量がカットされる。つまり、このような場合には、運転者は、アイドルストップによる車体振動に対して驚くことはなく、また、この車体振動が頻度の少ないものであれば、振動がわずらわしく、不快なものとはならない。むしろ、車体振動を発生させることで、アイドルストップが実施されていることをドライバに積極的に知らしめることができ、しっくりとした操作感を運転者に与えることができる。
【００４２】
このため、運転者のフィーリングを損ねることなくエンジンを停止させることができる。また、即座にエンジンを停止させることで、効果的に排気ガスがや燃費の削減を行うことができる。
【００４３】
［第２実施形態］
次に、本願発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様の構成の自動停止制御装置において、ＥＣＵ１０で行われる燃料カットの制御フローとして、図３に示すような制御判断を行うようにしている。すなわち、アイドルストップを行う際に、車体振動対策を行うべき場合であるか、車体振動よりも排気ガスや燃費の削減を優先するべき場合であるかを判断するためのフローを、第１実施形態におけるステップ３０のみにしたものである。
【００４４】
本実施形態の車両用内燃機関の自動停止制御装置は、このような構成により、アイドルストップ条件が満たされ、エンジンの停止頻度が所定回数以上の時、すなわち渋滞等で頻繁にアイドル状態でブレーキペダルを踏み込むような場合には、セレクトレバーの操作ポジションに関わらず、運転者が意識することなく車体振動対策を行いながらアイドルストップを行うことができる。そして、四つの気筒へ供給される燃料量が制御され、エンジントルクが段階的に減少するように制御されるため、エンジン駆動時と停止時との間のエンジンの回転各速度の変化が緩やかに行われるようになり、エンジンの振動を小さくしながらエンジンを停止させることができる。アイドルストップ制御が頻繁に行われても、エンジン停止によるエンジンの振動が小さく抑えられるため、運転者のフィーリングを損ねることがない。また、エンジンの停止頻度が所定値未満の場合には、エンジン停止時の四つの気筒への燃料噴射量の段階的な制御が行われず、一般的なエンジン停止制御が行われ、運転者のフィーリングを損ねることなくエンジンを停止させることができる。
【００４５】
また、本実施形態の構成によれば、第１実施形態と比較して、自動制御装置の操作状態の影響を受けることなく、自動停止制御を行うことができるため、例えばＭＴ車（マニュアルトランスミッション車）のような自動変速機を持たない車両にも適用できる。
【００４６】
［第３実施形態］
次に、本願発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様の構成の自動停止制御装置において、ＥＣＵ１０で行われる燃料カットの制御フローとして、図４に示すような判断制御を行うようにしている。すなわち、アイドルストップを行う際に、車体振動対策を行うべき場合であるか、車体振動よりも排気ガスや燃費の削減を優先するべき場合であるかを判断するためのフローを、第１実施形態におけるステップ２０のみにしたものである。
【００４７】
本実施形態の車両用内燃機関の自動停止制御装置は、このような構成により、アイドルストップ条件が満たされ、セレクトレバーの操作ポジションがＤ（ドライブレンジ），１（ドライブ１速レンジ），２（ドライブ２速レンジ）等の走行レンジ時に、エンジンの停止頻度に関わらず、運転者が意識することなく車体振動対策を行いながらアイドルストップを行うことができる。そして、四つの気筒へ供給される燃料量が制御され、エンジントルクが段階的に減少するように制御されるため、エンジン駆動時と停止時との間のエンジンの回転各速度の変化が緩やかに行われるようになり、エンジンの振動を小さくしながらエンジンを停止させることができる。また、エンジンの停止頻度が所定値未満の場合には、エンジン停止時の四つの気筒への燃料噴射量の段階的な制御が行われず、一般的なエンジン停止制御が行われ、運転者のフィーリングを損ねることなくエンジンを停止させることができる。
【００４８】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の各実施形態における燃料カットのフローにおいては、振動を低減させながらエンジンを停止させるために、ステップＳ４０〜Ｓ１２０のように制御しているが、段階的にエンジントルクを低減させるような制御であれば、どのような制御に置き換えてもよい。これは、本発明を適用する各々の内燃機関の特性に合わせて制御されるべきものであり、このように置き換えて構成することでよりエンジン停止制御時の振動を低減させ、運転者のフィーリングを向上させることができる。
【００４９】
また、上述の各実施形態におけるアイドルストップ条件（自動停止条件）も、本発明を適用する車両の特性や、アイドルストップの運転者への影響を考慮して、種々設定できるものである。例えば、セレクトレバー８の操作ポジションがＮ（ニュートラルレンジ）とＤ（ドライブレンジ）とに限定してアイドルストップを行うようにしてもよい。つまり、走行レンジのうち、１（ドライブ１速レンジ），２（ドライブ２速レンジ）といった低速レンジでは、アイドルストップを行わないようにする。これは、一般的に運転者が低速レンジを選択するのは、降坂路走行などの特定の運転状況の場合が多く、このような運転状況では、アイドルストップを行うことで運転者のフィーリングを低下させる場合がある、という考えに基づいている。この場合、Ｄ（ドライブレンジ）が走行レンジとして、またＮ（ニュートラルレンジ）が非走行レンジとして設定される。すなわち、セレクトレバー８の操作ポジションがＤ（ドライブレンジ）の時のみ車体振動対策を行いながらアイドルストップが行われ、Ｎ（ニュートラルレンジ）の時のみ一般的なエンジン停止制御が行われる。
【００５０】
また、アイドルストップ条件から、セレクトレバー８の操作ポジションがＰ（パーキングレンジ）又はＲ（リバースレンジ）でないことを取り除いてもよい。この場合、Ｎ（ニュートラルレンジ），Ｐ（パーキングレンジ），Ｒ（リバースレンジ）が通常の走行レンジ以外のレンジとして、非走行レンジに設定される。すなわち、Ｎ（ニュートラルレンジ），Ｐ（パーキングレンジ），Ｒ（リバースレンジ）へのセレクトレバーの操作を、運転者が意識的に操作したものと捉えて、これらのレンジに操作されている時には、車体振動対策を行わない一般的なエンジン停止制御が行われる。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の内燃機関の自動停止制御装置によれば、運転者が自動変速機の状態を意識しなくても停止制御手段が自動変速状態を把握でき、その自動変速機の状態に応じてエンジンの振動を小さくしながらエンジンを停止させることができ、または、運転者の運転フィーリングを損ねることなく、或いは運転フィーリングを向上させるようにエンジンを停止させることができる。
【００５２】
また、請求項２記載の本発明の内燃機関の自動停止制御装置によれば、運転者が内燃機関の停止頻度を意識しなくても停止制御手段が自動変速状態を把握でき、その停止頻度に応じてエンジンの振動を小さくしながらエンジンを停止させることができ、または、運転者の運転フィーリングを損ねることなくエンジンを停止させることができる。
【００５３】
また、請求項３記載の本発明の内燃機関の自動停止制御装置に依れば、運転者が自動変速機の状態と内燃機関の停止頻度とを意識しなくても停止制御手段が自動変速状態を把握でき、自動変速機の状態と内燃機関の停止頻度とに応じて、エンジンの振動を小さくしながらエンジンを停止させることができ、または、運転者の運転フィーリングを損ねることなく、或いは運転フィーリングを向上させるようにエンジンを停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる自動変速機を搭載した車両の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるＥＣＵによる燃料カットの制御フローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態にかかるＥＣＵによる燃料カットの制御フローチャートである。
【図４】本発明の第３実施形態にかかるＥＣＵによる燃料カットの制御フローチャートである。
【符号の説明】
１ 車両
２ 四気筒エンジン（内燃機関）
２ａ エンジン出力軸
３ａ〜３ｄ 気筒
４ バッテリ
５ 自動変速機
５ａ トルクコンバータ
５ｂ 変速機構
６ ディファレンシャル装置
６ａ，６ｂ ドライブシャフト
７ 駆動輪
８ セレクトレバー
８ａ シフトポジションセンサ
９ 燃料噴射弁
１０ ＥＣＵ（制御手段）
１１ ＡＴ−ＥＣＵ
１２ 点火プラグ
１３ 排気弁
１４ 吸気弁
１５ 入力軸回転数センサ
１６ 出力軸回転数センサ
１７ スタータ
１８ キースイッチ
２０ アイドルストップ条件判定手段
２１ 頻度判断手段
２２ 自動変速機状態検出手段
２３ アイドルストップ指令手段
２４ 自動停止頻度算出手段
２６ ブレーキスイッチ
２７ エンジン回転数センサ
２８ アクセルセンサ
３１ 励磁コイル
３２ 励磁コイル
３３ 内蔵スイッチ
３４ 内蔵スイッチ
３５ エンジン始動用モータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばアイドルストップと称される車両用内燃機関の自動停止制御に関し、運転者による車両の操作状況や車両の走行状態に応じて、内燃機関の停止態様を変更する、車両用内燃機関の自動停止制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車をめぐる環境問題への取り組みの一環として、いわゆる「アイドルストップシステム」と称される技術が開発され、実用化されている。この技術は、車両停車時にアイドル状態にあるエンジン（内燃機関）を停止させること（アイドルストップ）で排気ガスを低減させ、無駄なエネルギーの消費をなくそうとするもので、このアイドルストップは、必要に応じて自動的に行われるものである。このようなアイドルストップシステムでは、車両の停車時でエンジンがアイドル状態の時に常にエンジンを停止させるようにすると、不具合を招く場合があるので、一定の条件（自動停止条件、アイドルストップ条件）を満たした場合にのみエンジン停止を実施するようになっている。
【０００３】
例えば、自動変速機付車両において、運転中の車両の車速がゼロ（車両停止状態）で、自動変速機のセレクトレバーがＮ（ニュートラルレンジ、すなわちエンジンと駆動輪とが非連結の状態であることを示す）であり、さらにエンジン回転数が所定回転数以下（アイドル状態）であるとの各条件がいずれも成立すると、自動的にエンジンを停止させる構成が開示されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
この技術では、アイドルストップ条件として、停車条件，アイドル条件の他に、自動変速機がＮ（ニュートラルレンジ）に設定されていることが加えられており、自動変速機がＤ（ドライブレンジ）になっている場合には、アイドルストップ制御を行わないようにしている。これは、自動変速機がＤ（ドライブレンジ、すなわち通常の走行レンジ）に指定されている停車時には、運転者がその後速やかに発進しようとしていることが予測され、このような場合にエンジンを停止させると、その後の発進時にエンジンを始動させる時間分のタイムラグが生じ、速やかな発進を行えないため、運転者に車両のもたつき感を与え、好ましくないと考えるためである。
【０００５】
上述のように構成することにより、良好な発進フィーリングを確保しながら、無駄な燃料消費を抑制できるとともに排気ガスの放出も抑制できるようになる。このようにアイドルストップは、一方で運転フィーリングを損ねる場合があるため、一定のアイドルストップ条件下で実施することになるが、例えばアイドルストップに対する運転者の認識の向上やエンジンストップ後の始動性の向上等、技術の向上によって、アイドルストップ条件も異なるものになる。
【０００６】
一方、アイドルストップシステムではないが、多気筒エンジンを搭載した車両において、運転者がエンジン停止操作を行った時に、燃料供給させる稼動気筒数を時間差を持たせて減少させながら、全気筒への燃料供給を遮断してエンジンの運転を停止させる技術も開示されている（例えば、特許文献２参照。）。この技術によれば、一斉に稼動気筒への燃料供給を遮断する場合に比べて、緩やかにエンジンの運転が停止させることができるため、エンジン停止に伴う振動を減少させることができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２７４２６７号公報
【特許文献２】
特許公報第２８８８１０１号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アイドルストップを行う場合も、エンジン停止時には、急激なトルク変化が車体に働くため車体振動が発生し、これが運転者や乗員に驚きや不快感を与え、運転フィーリングを著しく低下させる場合がある。そこで、上述の特許文献２にかかる技術を、アイドルストップを行う技術にも適用することが考えられる。つまり、アイドルストップを行う際に、稼動気筒数を徐々に減少させていき、エンジン停止時の車体振動を防止するのである。
【０００９】
しかし、アイドルストップ本来の目的からすれば、全気筒一斉に停止させる方が好ましい。すなわち、アイドルストップを行う際に、エンジン停止時の車体振動が運転者や乗員に不快感を与える場合（すなわち、運転フィーリングに悪影響を及ぼす場合）にのみ車体振動低減対策を行い、それ以外の場合には、車体振動の低減よりも排気ガスや燃費の削減を優先させるようにすることが好ましい。
【００１０】
本発明はこれらの課題に鑑み創案されたもので、車両用内燃機関の自動停止（アイドルストップ）制御を行う際に、この機関の自動停止時の車体振動が運転フィーリングを悪化させる場合には、かかる振動の低減を図れるようにしながら、自動停止による排気ガスや燃費の削減を促進することができるようにした、車両用内燃機関の自動停止制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の車両用内燃機関の自動停止制御装置は、車両に備えられ、複数の気筒と該複数の気筒のそれぞれに設けられた燃料噴射弁とを有する内燃機関と、該車両の停止時に該内燃機関の自動停止条件が成立したら該燃料噴射弁から各気筒への燃料噴射をいずれも停止させて該内燃機関の自動停止を行う制御手段と、該内燃機関と駆動輪との間に介装され走行レンジと非走行レンジとの何れかを選択しうる自動変速機と、を備え、該制御手段による該内燃機関の自動停止態様として、該複数気筒のうち一部の気筒は燃料噴射を続行し他の気筒は燃料噴射を停止させる状態を経て全気筒の燃料噴射停止を行う第１の停止態様と、即座に該複数気筒の全ての燃料噴射停止を行う第２の停止態様とが設けられ、該制御手段は、該自動停止条件が成立した時に該自動変速機が該走行レンジを選択されていたら、該第１の停止態様で該内燃機関の自動停止を行い、該自動停止条件が成立した時に該自動変速機が該非走行レンジを選択されていたら、該第２の停止態様で該内燃機関の自動停止を行うことを特徴としている。
【００１２】
このような構成により、まず、自動変速機で選択されたレンジが走行レンジである場合は、複数気筒のうち一部の気筒は燃料噴射を続行し他の気筒は燃料噴射を停止させる状態を経て全気筒の燃料噴射停止を行う第１の停止態様が選択される。走行レンジは通常運転時に選択されるレンジであるから、運転者が意識的に自動変速機を操作しなくても、自動停止条件が成立した時には内燃機関の自動停止を行うことができ、またその自動停止時の車体の振動を低減させることができる。
【００１３】
また、自動変速機で選択されたレンジが非走行レンジである場合には、即座に複数気筒の全ての燃料噴射停止を行う第２の停止態様が選択される。ここでいう非走行レンジとは、例えばＮ（ニュートラルレンジ）であり、このレンジが設定されている時には、運転者の自動停止を働かせることに対して意識が比較的高いため、自動停止によって振動が発生しても運転者のフィーリングを損ねることがない。特に、運転者が意識的に自動停止させようとしている場合には、自動停止により車体振動を発生させることで、かえってしっくりとした操作感を運転者に与えることができ、運転フィーリングを向上させることができる。また、一斉に全ての気筒への燃料噴射を停止させることで、燃料の浪費を抑えることができる。
【００１４】
本発明の好ましい実施態様として、自動制御装置を電子制御式自動変速機とし、走行レンジをオートマチックトランスミッション車における通常の走行レンジ（前進走行レンジ）であるＤ（ドライブレンジ），１（ドライブ１速レンジ），２（ドライブ２速レンジ）等の走行レンジとするとよい。
【００１５】
また、請求項２記載の本発明の車両用内燃機関の自動停止制御装置は、車両に備えられ、複数の気筒と該複数の気筒のそれぞれに設けられた燃料噴射弁とを有する内燃機関と、該車両の停止時に該内燃機関の自動停止条件が成立したら該燃料噴射弁から各気筒への燃料噴射をいずれも停止させて該内燃機関の自動停止を行う制御手段と、直近の所定時間における該内燃機関の自動停止回数を算出する自動停止頻度算出手段と、を備え、該制御手段による該内燃機関の自動停止態様として、該複数気筒のうち一部の気筒は燃料噴射を続行し他の気筒は燃料噴射を停止させる状態を経て全気筒の燃料噴射停止を行う第１の停止態様と、即座に該複数気筒の全ての燃料噴射停止を行う第２の停止態様とが設けられ、該制御手段は、該自動停止条件が成立した時に該自動停止頻度算出手段で算出された該自動停止回数が所定回数以上であれば、該第１の停止態様で該内燃機関の自動停止を行い、該自動停止条件が成立した時に該自動停止頻度算出手段で算出された該自動停止回数が所定回数未満であれば、該第２の停止態様で該内燃機関の自動停止を行うことを特徴としている。
【００１６】
このような構成により、まず、自動停止頻度算出手段で算出された自動停止回数が所定回数以上である場合には、複数気筒のうち一部の気筒は燃料噴射を続行し他の気筒は燃料噴射を停止させる状態を経て全気筒の燃料噴射停止を行う第１の停止態様が選択される。自動停止回数とは、直近の所定時間における内燃機関の停止回数のことである。交差点での信号待ち等によってアイドリング運転が断続的に続くような時に、自動停止条件が頻繁に満たされ自動停止が繰り返されるような場合には、運転者が自動停止を認識していても、自動停止時の振動が運転者のフィーリングを著しく損なうことがある。そのため、第１の停止態様によって自動停止を行い、車体の振動を低減させて運転者のフィーリングを向上させることができる。
【００１７】
また、自動停止頻度算出手段で算出された自動停止回数が所定回数未満である場合には、即座に複数の気筒全ての燃料噴射停止を行う第２の停止態様が選択される。自動停止回数が所定回数未満であり、頻度の少ないものであるから、振動がわずらわしくなく、不快なものとならない。つまり、自動停止時の振動が運転者に与える運転フィーリングの悪影響が少ない。また、一度に全ての気筒を停止させることで、排気ガスや燃料を低減させることができる。
【００１８】
また、請求項３記載の本発明の車両用内燃機関の自動停止制御装置は、車両に備えられ、複数の気筒と該複数の気筒のそれぞれに設けられた燃料噴射弁とを有する内燃機関と、該車両の停止時に該内燃機関の自動停止条件が成立したら該燃料噴射弁から各気筒への燃料噴射をいずれも停止させて該内燃機関の自動停止を行う制御手段と、該内燃機関と駆動輪との間に介装され走行レンジと非走行レンジとの何れかを選択しうる自動変速機と、直近の所定時間における該内燃機関の自動停止回数を算出する自動停止頻度算出手段と、を備え、該制御手段による該内燃機関の自動停止態様として、該複数気筒のうち一部の気筒は燃料噴射を続行し他の気筒は燃料噴射を停止させる状態を経て全気筒の燃料噴射停止を行う第１の停止態様と、即座に該複数気筒の全ての燃料噴射停止を行う第２の停止態様とが設けられ、該制御手段は、該自動停止条件が成立した時に該自動変速機が該走行レンジを選択されているか又は該自動停止頻度算出手段で算出された該自動停止回数が所定回数以上であれば、該第１の停止態様で該内燃機関の自動停止を行い、該自動停止条件が成立した時に該自動変速機が該非走行レンジを選択されているとともに該自動停止頻度算出手段で算出された該自動停止回数が所定回数未満であれば、該第２の停止態様で該内燃機関の自動停止を行うことを特徴としている。
【００１９】
この請求項３記載の技術は請求項１記載の技術と請求項２記載の技術との組合せであり、第１の停止態様で内燃機関の自動停止を行うための条件が、請求項１記載の同条件か請求項２記載の同条件かのいずれかが満たされた場合とする。そのため、運転者が意識的に自動変速機を操作しない場合でも、或いは、交差点での信号待ち等によってアイドリング運転が断続的に続くような時に、自動停止条件が頻繁に満たされ自動停止が繰り返されるような場合でも、第１の停止態様で自動停止が行われ、車体の振動を低減させて運転者のフィーリングを向上させることができる。
【００２０】
また、自動変速機で選択されたレンジが非走行レンジである場合かつ自動停止頻度が所定値未満である場合には、第２停止態様で自動停止が行われ、排気ガスや燃料を低減させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態としての自動変速機を搭載した車両の全体構成を示す概略図である。
【００２２】
本実施形態に係る車両１の駆動系は、図１に示すような構成になっており、制御手段としてのＥＣＵ１０によって制御される多気筒内燃機関としての四気筒エンジン２の駆動力がエンジン出力軸２ａ，トルクコンバータ５ａと変速機構５ｂとを備えた自動変速機５を介してディファレンシャル装置６へ伝達され、駆動輪７を駆動するようになっている。
【００２３】
ここでは、エンジン２は、四つの気筒３ａ〜３ｄを備え、各気筒には、それぞれ点火プラグ１２，排気弁１３及び吸気弁１４が備えられている。また、燃料噴射量を調節しうる燃料噴射弁９も、各気筒にそれぞれ備えられている。
またここでは、燃料噴射弁９は各気筒へ空気を送り込む吸気ポートに備えられており、各気筒内で燃料噴射弁９から噴射された燃料と吸入空気とが混合して混合気となり、点火プラグ１２によって点火され、燃焼爆発により駆動力を発生させ、この燃焼によって発生した排気ガスが排気弁１３から排出される。なお、燃料噴射弁９は、各気筒に個々に備えられていればよく、もちろん各気筒に直接燃料を噴射する（筒内噴射する）ように設けてもよい。
【００２４】
また、自動変速機５の作動レンジを選択するためにセレクトレバー８が設けられており、運転者はこのセレクトレバー８を操作することで自動変速機５の作動レンジを選択できるようになっている。ここでは、セレクトレバー８の操作ポジションは、一般的なオートマチックトランスミッションの仕様になっており、各作動レンジに応じてＰ（パーキングレンジ），Ｒ（リバースレンジ），Ｎ（ニュートラルレンジ），Ｄ（ドライブレンジ），２（ドライブ２速レンジ）及び１（ドライブ１速レンジ）となっている。なお、セレクトレバー８には、選択された操作ポジションを検知し、後述のＡＴ−ＥＣＵ（自動変速機用制御手段）１１に出力するシフトポジションセンサ８ａが設けられている。
【００２５】
ＥＣＵ１０は、エンジン回転数やエンジン負荷等に応じた燃料噴射制御に加えて、アイドルストップのための燃料噴射制御を行えるようになっている。このためＥＣＵ１０には、車両１がアイドルストップ条件を満たしているか否かを判断するアイドルストップ条件判定手段（自動停止条件判定手段）２０と、アイドルストップ制御の頻度を算出する自動停止頻度算出手段２４と、アイドルストップ制御の頻度が所定頻度以上か否かを判断する頻度判断手段２１と、自動変速機５の状態（操作ポジション）を検出する自動変速機状態検出手段２２と、アイドルストップを指令するアイドルストップ指令手段２３、とが設けられており、所定条件下で自動停止（アイドルストップ）を制御するようになっている。このアイドルストップ制御は各気筒（＃Ａ〜＃Ｄ）のそれぞれに対応する燃料噴射弁９を各々独立して制御できるようになっている。
【００２６】
また、ＥＣＵ１０によってアイドルストップ制御が行われてエンジンが停止した状態でも、ＥＣＵ１０へはバッテリの電力が供給されるようになっており、アイドルストップ条件判定手段２０で判定されるアイドルストップ条件のうち一つでも条件を満たさなくなった時にはエンジンを再始動し、自動停止運転を終了するようになっている。
【００２７】
また、アイドルストップ条件判定手段２０には、アクセルセンサ２８，エンジン回転数センサ２７，ブレーキスイッチ２６及びセレクトレバー８の情報が入力されるようになっており、総合的に自動停止制御を行うようになっている。
スタータ１７には、エンジン始動用モータ３５と内蔵スイッチ３４と内蔵スイッチ３４の作動を制御する励磁コイル３２とが設けられており、励磁コイル３２は運転者のキー操作に連動するキースイッチ１８を介してバッテリ４へ接続されている。キースイッチ１８がＳＴ（スタート）位置にある時には、スタータ１０内の励磁コイル３２が通電されて内蔵スイッチ３４を閉成させることにより、モータ３５への給電が行われ、エンジン２を始動するものとなっている。
【００２８】
また、キースイッチ１８のＯＮ位置は再始動用の内蔵スイッチ３３を介して励磁コイル３２に接続されており、キースイッチ１８がＯＮ位置にある状態では、内蔵スイッチ３３を閉成させる励磁コイル３１が通電された時に、内蔵スイッチ３３が閉成されて励磁コイル３２が通電されるようになっており、励磁コイル３１が通電されれば上述のＳＴ位置の場合と同様にモータ３５が作動する。再始動用の励磁コイル３１への通電は、制御手段としてのＥＣＵ１０により制御される。
【００２９】
また、ＡＴ−ＥＣＵ１１は、車両走行中にセレクトレバー８の操作ポジションに応じて適宜、自動変速機５を制御するようになっている。このＡＴ−ＥＣＵ１１には、セレクトレバー８で選択された操作ポジションを検知し出力するシフトポジションセンサ８ａ，自動変速機５の入力軸の回転数をパルス出力として出力するパルスジェネレータ式の入力軸回転数センサ１５，自動変速機５の出力軸の回転数をパルス出力として出力するパルスジェネレータ式の出力軸回転数センサ１６等からの検出信号が入力されており、これらの検出情報はＡＴ−ＥＣＵ１１を介してＥＣＵ１０にも供給される。なお、ここではＡＴ−ＥＣＵ１１に入力されるその他の検出情報やＡＴ−ＥＣＵ１１の制御機能等については説明を省略する。
【００３０】
次に本実施形態の要部であるＥＣＵ１０の制御について図２の燃料カット（燃料噴射の自動停止）の制御フローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ１０は、図２のフローに示すように、単にエンジンのアイドルストップ（自動停止）を行うだけでなく、自動停止制御時のエンジンの振動の低減が要求される場合には、エンジン振動を低減できる態様でアイドルストップを実施する。なお、図２に示される処理は、ＥＣＵ１０内で処理されるメインルーチンに従属するサブルーチンとなっているため、適宜繰り返して処理が行われるようになっている。
【００３１】
まず、ステップＳ５において、アイドルストップ条件情報，セレクトレバーの操作ポジション情報，自動停止の頻度情報がＥＣＵ１０へ取り込まれる。これらの情報は、以下のフローにおける種々の判定条件に使用されるための情報である。
次に、ステップＳ１０においてアイドルストップ条件判定手段２０により、アイドルストップ条件が成立しているか否かが判定される。アイドルストップ条件とは、車両がアイドルストップを行うことができる状態にあるかどうかを判断するための条件のことであり、例えば、エンジンの水温が所定値以上であることやバッテリの充電量が所定値以上であること、電気負荷が所定値未満であること、外気温が所定値以上であること、エアコン装置が作動していないこと、ブレーキ操作が急制動でないこと、セレクトレバー８の操作ポジションがＤ（ドライブレンジ）で所定速度（例えば、時速１５ｋｍ）以上の速度で走行した後であること、ブレーキペダルを踏んだまま所定速度（例えば、時速１０ｋｍ）未満の速度になっていること、セレクトレバー８の操作ポジションがＰ（パーキングレンジ）又はＲ（リバースレンジ）でないこと、といった様々な条件を含んでいる。これらの条件が満たされない場合はこのルーチンを終了し、アイドルストップが行われないようになっている。また、これらの条件が満たされた場合には、次のステップＳ２０に進む。
【００３２】
ステップＳ２０では、セレクトレバー８の操作ポジションがＤ（ドライブレンジ），１（ドライブ１速レンジ），２（ドライブ２速レンジ）等の走行レンジになっているかが判定される。これは、自動変速機状態検出手段２２によって処理が行われる。操作ポジションの情報は、シフトポジションセンサ８ａによって検出された操作ポジション信号が、ＡＴ−ＥＣＵ１１からＥＣＵ１０へと伝達されるようになっており、ここで操作ポジションがＤ（ドライブレンジ），１（ドライブ１速レンジ），２（ドライブ２速レンジ）等の走行レンジであればステップＳ４０へ進み、またそれ以外のレンジであれば、ステップＳ３０へ進む。
【００３３】
ステップＳ３０では、エンジンの停止頻度が単位時間あたり所定回数以上であるかどうかが判定される。これは、自動停止頻度算出手段２４が自動停止頻度、すなわち、直近の所定時間に何回自動停止を行ったかを算出し、頻度判断手段２１が算出された自動停止頻度と所定値とを比較することで処理が行われる。エンジンの作動状況はＥＣＵ１０内部の頻度判断手段２１によって常に監視されており、例えば過去１０分間の間にエンジンの停止回数が何回あったかをＥＣＵ１０が記憶し、頻度判断手段２１によってそれが所定回数以上であるかどうかが判断される。ここで所定回数以上であればステップＳ４０へ進み、所定回数未満であればステップＳ１２５へ進む。
【００３４】
なおステップＳ４０〜Ｓ１２０のフロー及びステップＳ１２５はいずれも制御終了まで条件分岐がなく、ステップの番号順に進むようになっている。また、これらのフローは主にアイドルストップ指令手段２３によって処理が行われる。ステップＳ４０〜Ｓ１２０のフローも、ステップＳ１２５も、ともにアイドルストップの実質的な制御を行う部分であるが、ステップＳ４０〜Ｓ１２０のフローは燃料カットを行いながらエンジンを停止させる制御であり、ステップＳ１２５は燃料カットを行わないでエンジンを停止させる制御になっている。ステップＳ２０かステップＳ３０かのいずれかの条件を満たす場合にはステップＳ４０〜Ｓ１２０のフローへ進み、ステップＳ２０とステップＳ３０とのどちらの条件をも満たさない場合にはステップＳ１２５へ進むようになっている。つまり、ステップＳ２０の条件或いはステップ３０の条件を満たすことが、車体振動対策を行うべき場合とみなされ、また、ステップＳ２０とステップＳ３０とのどちらの条件をも満たさないことが、車体振動よりも排気ガスや燃費の削減を優先するべき場合とみなされるということである。
【００３５】
ステップＳ４０〜Ｓ１２０のステップは、車体振動対策を行う制御に関するステップである。まず、ステップＳ４０では、エンジン２の四つの気筒３ａ〜３ｄのうち、次に燃料噴射を行う気筒を気筒＃Ａとし、以下燃料噴射を行う順番に＃Ｂ、＃Ｃ、＃Ｄと符号を割り付ける。これは、アイドルストップ制御を行おうとした時に四つの気筒のうちどの気筒に燃料噴射が行われていたとしても、正確に四つの気筒の燃料噴射量を制御できるようにするための符号付けである。
【００３６】
そしてステップＳ５０では気筒＃Ａへ噴射される噴射燃料量がＫA，気筒＃Ｃへ噴射される噴射燃料量がＫCに設定され、気筒＃Ｂ及び気筒＃Ｄへ噴射される噴射燃料量は０に設定される。ＫAとＫCは各々の気筒に応じた一般制御時の燃料量となっている。そして、ステップＳ６０へ進む。
ステップＳ６０では気筒＃Ａへの燃料噴射が行われる。この時の燃料噴射量はステップＳ５０で設定された量、すなわちＫAとなっている。そしてステップＳ７０で次回の気筒＃Ａの燃料噴射量がＫA´に設定される。このステップＳ７０における気筒＃Ａの燃料噴射量の設定は、ステップＳ５０で設定された気筒＃Ａの燃料噴射量の半分の量になっている。なお、このステップＳ７０での設定は、燃料噴射量を減少させることで発生させるエンジントルクを段階的に小さくしようと意図された設定であり、緩やかにエンジンの運転を停止させて、エンジン停止に伴う振動を減少させることを目的としている。したがって、気筒＃Ａの燃料噴射量は、ステップＳ５０で設定された値の半分の量に限定されるものではない。
【００３７】
次のステップＳ８０では、気筒＃Ｂの噴射燃料量が０に設定されているため、気筒＃Ｂが燃料カットの状態に制御される。
そしてステップＳ９０では、気筒＃Ｃへの燃料噴射が行われる。この時の燃料噴射量はステップＳ５０で設定された量、すなわちＫCとなっている。そしてステップＳ１００では、気筒＃Ｄの燃料噴射量が０に設定されているため、気筒＃Ｄが燃料カットの状態に制御される。
【００３８】
続くステップＳ１１０では、気筒＃Ａへの燃料噴射が行われる。この時の燃料噴射量はステップＳ７０で設定された量、すなわちＫA´となっている。そしてステップＳ１２０で全気筒燃料カットに制御され、ステップＳ１３０でエンジンを停止させ、このルーチンが終了する。
【００３９】
一方ステップＳ３０での条件を満たさなかった場合は、ステップＳ１２５へ進み、全気筒の燃料噴射量がすべて０に設定され、全気筒燃料カットの状態に制御される。そして、ステップＳ１３５で、エンジンを停止させ、このルーチンが終了する。
【００４０】
本実施形態の自動停止制御装置によれば、以上のような制御により、次のような作用及び効果が得られる。
まず、セレクトレバー８がＤ（ドライブレンジ），１（ドライブ１速レンジ），２（ドライブ２速レンジ）等の走行レンジの時に、或いはエンジンの停止頻度が単位時間あたり所定回数以上の時には、アイドルストップ条件が満たされると、運転者の意識的な操作を必要とせず車体振動対策を行いながらアイドルストップを行うことができる。また、車体振動対策として、四つの気筒へ供給される燃料噴射量を制御し、エンジントルクを段階的に減少するように制御するため、エンジン駆動時と停止時との間のエンジンの回転各速度の変化が緩やかになり、エンジンの振動を小さくしながらエンジンを停止させることができる。
【００４１】
また、むしろ車体振動を積極的に発生させたい場合や、車体振動よりも排気ガスや燃費の削減を優先すべき場合、すなわち運転者が意識してエンジンを停止させようとセレクトレバー８をＮ（ニュートラルレンジ）へ操作した時であって、且つ、エンジンの停止頻度が単位時間あたり所定回数未満である時には、アイドルストップ条件が満たされると、四つの気筒への燃料噴射量の段階的な制御が行われず、一度に各気筒への燃料噴射量がカットされる。つまり、このような場合には、運転者は、アイドルストップによる車体振動に対して驚くことはなく、また、この車体振動が頻度の少ないものであれば、振動がわずらわしく、不快なものとはならない。むしろ、車体振動を発生させることで、アイドルストップが実施されていることをドライバに積極的に知らしめることができ、しっくりとした操作感を運転者に与えることができる。
【００４２】
このため、運転者のフィーリングを損ねることなくエンジンを停止させることができる。また、即座にエンジンを停止させることで、効果的に排気ガスがや燃費の削減を行うことができる。
【００４３】
［第２実施形態］
次に、本願発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様の構成の自動停止制御装置において、ＥＣＵ１０で行われる燃料カットの制御フローとして、図３に示すような制御判断を行うようにしている。すなわち、アイドルストップを行う際に、車体振動対策を行うべき場合であるか、車体振動よりも排気ガスや燃費の削減を優先するべき場合であるかを判断するためのフローを、第１実施形態におけるステップ３０のみにしたものである。
【００４４】
本実施形態の車両用内燃機関の自動停止制御装置は、このような構成により、アイドルストップ条件が満たされ、エンジンの停止頻度が所定回数以上の時、すなわち渋滞等で頻繁にアイドル状態でブレーキペダルを踏み込むような場合には、セレクトレバーの操作ポジションに関わらず、運転者が意識することなく車体振動対策を行いながらアイドルストップを行うことができる。そして、四つの気筒へ供給される燃料量が制御され、エンジントルクが段階的に減少するように制御されるため、エンジン駆動時と停止時との間のエンジンの回転各速度の変化が緩やかに行われるようになり、エンジンの振動を小さくしながらエンジンを停止させることができる。アイドルストップ制御が頻繁に行われても、エンジン停止によるエンジンの振動が小さく抑えられるため、運転者のフィーリングを損ねることがない。また、エンジンの停止頻度が所定値未満の場合には、エンジン停止時の四つの気筒への燃料噴射量の段階的な制御が行われず、一般的なエンジン停止制御が行われ、運転者のフィーリングを損ねることなくエンジンを停止させることができる。
【００４５】
また、本実施形態の構成によれば、第１実施形態と比較して、自動制御装置の操作状態の影響を受けることなく、自動停止制御を行うことができるため、例えばＭＴ車（マニュアルトランスミッション車）のような自動変速機を持たない車両にも適用できる。
【００４６】
［第３実施形態］
次に、本願発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様の構成の自動停止制御装置において、ＥＣＵ１０で行われる燃料カットの制御フローとして、図４に示すような判断制御を行うようにしている。すなわち、アイドルストップを行う際に、車体振動対策を行うべき場合であるか、車体振動よりも排気ガスや燃費の削減を優先するべき場合であるかを判断するためのフローを、第１実施形態におけるステップ２０のみにしたものである。
【００４７】
本実施形態の車両用内燃機関の自動停止制御装置は、このような構成により、アイドルストップ条件が満たされ、セレクトレバーの操作ポジションがＤ（ドライブレンジ），１（ドライブ１速レンジ），２（ドライブ２速レンジ）等の走行レンジ時に、エンジンの停止頻度に関わらず、運転者が意識することなく車体振動対策を行いながらアイドルストップを行うことができる。そして、四つの気筒へ供給される燃料量が制御され、エンジントルクが段階的に減少するように制御されるため、エンジン駆動時と停止時との間のエンジンの回転各速度の変化が緩やかに行われるようになり、エンジンの振動を小さくしながらエンジンを停止させることができる。また、エンジンの停止頻度が所定値未満の場合には、エンジン停止時の四つの気筒への燃料噴射量の段階的な制御が行われず、一般的なエンジン停止制御が行われ、運転者のフィーリングを損ねることなくエンジンを停止させることができる。
【００４８】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の各実施形態における燃料カットのフローにおいては、振動を低減させながらエンジンを停止させるために、ステップＳ４０〜Ｓ１２０のように制御しているが、段階的にエンジントルクを低減させるような制御であれば、どのような制御に置き換えてもよい。これは、本発明を適用する各々の内燃機関の特性に合わせて制御されるべきものであり、このように置き換えて構成することでよりエンジン停止制御時の振動を低減させ、運転者のフィーリングを向上させることができる。
【００４９】
また、上述の各実施形態におけるアイドルストップ条件（自動停止条件）も、本発明を適用する車両の特性や、アイドルストップの運転者への影響を考慮して、種々設定できるものである。例えば、セレクトレバー８の操作ポジションがＮ（ニュートラルレンジ）とＤ（ドライブレンジ）とに限定してアイドルストップを行うようにしてもよい。つまり、走行レンジのうち、１（ドライブ１速レンジ），２（ドライブ２速レンジ）といった低速レンジでは、アイドルストップを行わないようにする。これは、一般的に運転者が低速レンジを選択するのは、降坂路走行などの特定の運転状況の場合が多く、このような運転状況では、アイドルストップを行うことで運転者のフィーリングを低下させる場合がある、という考えに基づいている。この場合、Ｄ（ドライブレンジ）が走行レンジとして、またＮ（ニュートラルレンジ）が非走行レンジとして設定される。すなわち、セレクトレバー８の操作ポジションがＤ（ドライブレンジ）の時のみ車体振動対策を行いながらアイドルストップが行われ、Ｎ（ニュートラルレンジ）の時のみ一般的なエンジン停止制御が行われる。
【００５０】
また、アイドルストップ条件から、セレクトレバー８の操作ポジションがＰ（パーキングレンジ）又はＲ（リバースレンジ）でないことを取り除いてもよい。この場合、Ｎ（ニュートラルレンジ），Ｐ（パーキングレンジ），Ｒ（リバースレンジ）が通常の走行レンジ以外のレンジとして、非走行レンジに設定される。すなわち、Ｎ（ニュートラルレンジ），Ｐ（パーキングレンジ），Ｒ（リバースレンジ）へのセレクトレバーの操作を、運転者が意識的に操作したものと捉えて、これらのレンジに操作されている時には、車体振動対策を行わない一般的なエンジン停止制御が行われる。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の内燃機関の自動停止制御装置によれば、運転者が自動変速機の状態を意識しなくても停止制御手段が自動変速状態を把握でき、その自動変速機の状態に応じてエンジンの振動を小さくしながらエンジンを停止させることができ、または、運転者の運転フィーリングを損ねることなく、或いは運転フィーリングを向上させるようにエンジンを停止させることができる。
【００５２】
また、請求項２記載の本発明の内燃機関の自動停止制御装置によれば、運転者が内燃機関の停止頻度を意識しなくても停止制御手段が自動変速状態を把握でき、その停止頻度に応じてエンジンの振動を小さくしながらエンジンを停止させることができ、または、運転者の運転フィーリングを損ねることなくエンジンを停止させることができる。
【００５３】
また、請求項３記載の本発明の内燃機関の自動停止制御装置に依れば、運転者が自動変速機の状態と内燃機関の停止頻度とを意識しなくても停止制御手段が自動変速状態を把握でき、自動変速機の状態と内燃機関の停止頻度とに応じて、エンジンの振動を小さくしながらエンジンを停止させることができ、または、運転者の運転フィーリングを損ねることなく、或いは運転フィーリングを向上させるようにエンジンを停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる自動変速機を搭載した車両の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるＥＣＵによる燃料カットの制御フローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態にかかるＥＣＵによる燃料カットの制御フローチャートである。
【図４】本発明の第３実施形態にかかるＥＣＵによる燃料カットの制御フローチャートである。
【符号の説明】
１ 車両
２ 四気筒エンジン（内燃機関）
２ａ エンジン出力軸
３ａ〜３ｄ 気筒
４ バッテリ
５ 自動変速機
５ａ トルクコンバータ
５ｂ 変速機構
６ ディファレンシャル装置
６ａ，６ｂ ドライブシャフト
７ 駆動輪
８ セレクトレバー
８ａ シフトポジションセンサ
９ 燃料噴射弁
１０ ＥＣＵ（制御手段）
１１ ＡＴ−ＥＣＵ
１２ 点火プラグ
１３ 排気弁
１４ 吸気弁
１５ 入力軸回転数センサ
１６ 出力軸回転数センサ
１７ スタータ
１８ キースイッチ
２０ アイドルストップ条件判定手段
２１ 頻度判断手段
２２ 自動変速機状態検出手段
２３ アイドルストップ指令手段
２４ 自動停止頻度算出手段
２６ ブレーキスイッチ
２７ エンジン回転数センサ
２８ アクセルセンサ
３１ 励磁コイル
３２ 励磁コイル
３３ 内蔵スイッチ
３４ 内蔵スイッチ
３５ エンジン始動用モータ
Claims (3)
- 車両に備えられ、複数の気筒と該複数の気筒のそれぞれに設けられた燃料噴射弁とを有する内燃機関と、
該車両の停止時に該内燃機関の自動停止条件が成立したら該燃料噴射弁から各気筒への燃料噴射をいずれも停止させて該内燃機関の自動停止を行う制御手段と、
該内燃機関と駆動輪との間に介装され走行レンジと非走行レンジとの何れかを選択しうる自動変速機と、を備え、
該制御手段による該内燃機関の自動停止態様として、該複数気筒のうち一部の気筒は燃料噴射を続行し他の気筒は燃料噴射を停止させる状態を経て全気筒の燃料噴射停止を行う第１の停止態様と、即座に該複数気筒の全ての燃料噴射停止を行う第２の停止態様とが設けられ、
該制御手段は、該自動停止条件が成立した時に該自動変速機が該走行レンジを選択されていたら、該第１の停止態様で該内燃機関の自動停止を行い、該自動停止条件が成立した時に該自動変速機が該非走行レンジを選択されていたら、該第２の停止態様で該内燃機関の自動停止を行う
ことを特徴とする、車両用内燃機関の自動停止制御装置。 - 車両に備えられ、複数の気筒と該複数の気筒のそれぞれに設けられた燃料噴射弁とを有する内燃機関と、
該車両の停止時に該内燃機関の自動停止条件が成立したら該燃料噴射弁から各気筒への燃料噴射をいずれも停止させて該内燃機関の自動停止を行う制御手段と、
直近の所定時間における該内燃機関の自動停止回数を算出する自動停止頻度算出手段と、を備え、
該制御手段による該内燃機関の自動停止態様として、該複数気筒のうち一部の気筒は燃料噴射を続行し他の気筒は燃料噴射を停止させる状態を経て全気筒の燃料噴射停止を行う第１の停止態様と、即座に該複数気筒の全ての燃料噴射停止を行う第２の停止態様とが設けられ、
該制御手段は、該自動停止条件が成立した時に該自動停止頻度算出手段で算出された該自動停止回数が所定回数以上であれば、該第１の停止態様で該内燃機関の自動停止を行い、該自動停止条件が成立した時に該自動停止頻度算出手段で算出された該自動停止回数が所定回数未満であれば、該第２の停止態様で該内燃機関の自動停止を行う
ことを特徴とする、車両用内燃機関の自動停止制御装置。 - 車両に備えられ、複数の気筒と該複数の気筒のそれぞれに設けられた燃料噴射弁とを有する内燃機関と、
該車両の停止時に該内燃機関の自動停止条件が成立したら該燃料噴射弁から各気筒への燃料噴射をいずれも停止させて該内燃機関の自動停止を行う制御手段と、
該内燃機関と駆動輪との間に介装され走行レンジと非走行レンジとの何れかを選択しうる自動変速機と、
直近の所定時間における該内燃機関の自動停止回数を算出する自動停止頻度算出手段と、を備え、
該制御手段による該内燃機関の自動停止態様として、該複数気筒のうち一部の気筒は燃料噴射を続行し他の気筒は燃料噴射を停止させる状態を経て全気筒の燃料噴射停止を行う第１の停止態様と、即座に該複数気筒の全ての燃料噴射停止を行う第２の停止態様とが設けられ、
該制御手段は、該自動停止条件が成立した時に該自動変速機が該走行レンジを選択されているか又は該自動停止頻度算出手段で算出された該自動停止回数が所定回数以上であれば、該第１の停止態様で該内燃機関の自動停止を行い、該自動停止条件が成立した時に該自動変速機が該非走行レンジを選択されているとともに該自動停止頻度算出手段で算出された該自動停止回数が所定回数未満であれば、該第２の停止態様で該内燃機関の自動停止を行う
ことを特徴とする、車両用内燃機関の自動停止制御装置。
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