JP4453536B2

JP4453536B2 - 駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置の制御方法

Info

Publication number: JP4453536B2
Application number: JP2004357744A
Authority: JP
Inventors: 満弘田畑; 誠中村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2024-12-10
Also published as: WO2006062257A1; JP2006161770A; DE112005003107T5; CN101072937A; US20080072860A1

Description

本発明は、駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置の制御方法に関し、詳しくは、駆動軸に動力を出力可能な内燃機関を備える駆動装置およびこれを搭載する自動車並びにこうした駆動装置の制御方法に関する。

従来、この種の駆動装置としては、自動停止した内燃機関において自動始動時に最初に点火タイミングが到来する気筒での点火燃焼を可能とするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、最初に点火タイミングが到来する気筒での点火燃焼を可能とすることにより、内燃機関の運転開始を迅速に行なうようにしている。
特開２００１−３４２８７６号公報

複数気筒の吸気系に個別に燃料噴射を行なう内燃機関では、通常排気行程の終盤で燃料噴射が行なわれるから、最初に点火タイミングが到来する気筒で点火燃焼を行なうためには、内燃機関の運転を停止する際に吸気行程から圧縮行程で停止する気筒に対して運転停止直前の排気行程の終盤で燃料噴射する。この場合、内燃機関の始動が比較的短時間で行なわれればよいが、比較的長時間に亘って内燃機関が始動されないと、燃料噴射した気筒における未燃焼の燃料による不都合、例えば、未燃焼の燃料が外部に放出されたり未燃焼の燃料により内燃機関の潤滑油が劣化したりするなどの不都合が生じる。

本発明の駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置の制御方法は、内燃機関の停止時に事前に噴射された燃料の未燃焼による不都合を抑制することを目的の一つとする。また、本発明の駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置の制御方法は、内燃機関の始動をより迅速に行なうことを目的の一つとする。

本発明の駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の駆動装置は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関を備える駆動装置であって、
前記内燃機関の停止指示がなされたときには該内燃機関の気筒のうち圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して該内燃機関が停止する前に燃料噴射がなされるよう前記内燃機関を制御し、前記内燃機関の始動指示がなされたときには前記所定範囲で停止した気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記内燃機関を制御する停止始動制御手段と、
前記駆動装置の状態を検出する状態検出手段と、
該検出された状態に基づいて前記内燃機関における未燃焼の燃料による不都合が発生するのを抑制する不都合発生抑制制御を実行する抑制制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、内燃機関の停止指示がなされたときには内燃機関の気筒のうち圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して内燃機関が停止する前に燃料噴射を行ない、内燃機関の始動指示がなされたときには所定範囲で停止した気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って内燃機関を始動し、駆動装置の状態に基づいて内燃機関における未燃焼の燃料による不都合が発生するのを抑制する不都合発生抑制制御を実行する。したがって、内燃機関を迅速に始動することができると共に内燃機関における未燃焼の燃料による不都合の発生を抑制することができる。ここで、「内燃機関における未燃焼の燃料による不都合」には、未燃焼の燃料が外部に放出される不都合や未燃焼の燃料により内燃機関の潤滑油が劣化する不都合などが含まれる。

こうした本発明の駆動装置において、操作者の操作に伴って前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力可能な駆動可能状態と前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力不能な駆動不能状態とを切り替える状態切替手段を備え、前記状態検出手段は前記状態切替手段による切替状態を検出する手段であり、前記抑制制御手段は前記状態検出手段により前記状態切替手段が駆動不能状態に切り替えられているときには前記不都合発生抑制制御として前記停止始動制御手段による前記内燃機関の停止の際の燃料噴射を禁止する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の始動が比較的長時間に亘って行なわれないと予測される駆動不能状態のときには、内燃機関を停止する際に次の始動に備えて行なわれる事前の燃料噴射は禁止されるから、内燃機関を比較的長時間に亘って停止することにより生じる内燃機関における未燃焼の燃料による不都合を抑止することができる。この態様の本発明の駆動装置において、操作者の操作に伴って前記駆動装置の起動と停止とを指示する起動停止指示手段を備え、前記状態検出手段は前記起動停止指示手段による停止の指示を検出する手段であり、前記抑制制御手段は前記停止始動制御手段により前記内燃機関の停止の際に燃料噴射がなされた後に前記状態検出手段により前記起動停止手段による前記駆動装置の停止の指示が検出されたときには、前記不都合発生抑制制御として前記内燃機関の停止の際に燃料噴射がなされた気筒に点火がなされるよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、燃料噴射した気筒の燃料を燃焼させることになるから、比較的長時間停止することにより生じる内燃機関における未燃焼の燃料による不都合を抑止することができる。

また、本発明の駆動装置において、操作者の操作に伴って前記駆動装置の起動と停止とを指示する起動停止指示手段と、を備え、前記状態検出手段は前記起動停止指示手段による停止の指示を検出する手段であり、前記抑制制御手段は前記状態検出手段により前記起動停止手段による前記駆動装置の停止の指示が検出されたときには、前記不都合発生抑制制御として前記停止始動制御手段により前記内燃機関の停止の際に燃料噴射がなされた気筒に点火がなされるよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の始動が比較的長時間に亘って行なわれないと予測される起動停止状態のときには、内燃機関を停止する際に次の始動に備えて事前に燃料噴射された気筒に点火して未燃焼の燃料を燃焼させるから、内燃機関を比較的長時間に亘って停止することにより生じる内燃機関における未燃焼の燃料による不都合を抑止することができる。

駆動装置の停止の指示がなされたときに燃料噴射した気筒に点火する態様の本発明の駆動装置において、前記抑制制御手段は、前記停止始動制御手段による前記内燃機関の停止の際に燃料噴射がなされた気筒が圧縮行程の所定範囲で停止しているときには前記状態検出手段により前記起動停止手段による前記駆動装置の停止の指示が検出されたときに前記燃料噴射がなされた気筒に点火がなされるよう制御する手段であるものとすることもできる。この場合、前記抑制制御手段は、前記停止始動制御手段による前記内燃機関の停止の際に燃料噴射がなされた気筒が前記所定範囲で停止していないときには該内燃機関のクランキングを伴って前記燃料噴射がなされた気筒に点火がなされるよう制御する手段であるものとすることもできる。

また、駆動装置の停止の指示がなされたときに燃料噴射した気筒に点火する態様の本発明の駆動装置において、前記抑制制御手段は、前記停止始動制御手段により前記内燃機関が停止された後に該内燃機関のクランキングを伴って前記停止始動制御手段による前記内燃機関の停止の際に燃料噴射がなされた気筒に点火がなされるよう制御する手段であるものとすることもできる。

本発明の駆動装置において、前記抑制制御手段は、前記不都合発生抑制制御として前記停止始動制御手段により前記内燃機関の停止の際に燃料噴射がなされる際の吸入空気量が小さくなるよう該内燃機関を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、未燃焼の燃料の量を少なくすることができるから、内燃機関を比較的長時間に亘って停止することにより生じる内燃機関における未燃焼の燃料による不都合を抑制することができる。

本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の駆動装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力可能な内燃機関を備える駆動装置であって、前記内燃機関の停止指示がなされたときには該内燃機関の気筒のうち圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して該内燃機関が停止する前に燃料噴射がなされるよう前記内燃機関を制御し、前記内燃機関の始動指示がなされたときには前記所定範囲で停止した気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記内燃機関を制御する停止始動制御手段と、前記駆動装置の状態を検出する状態検出手段と、該検出された状態に基づいて前記内燃機関における未燃焼の燃料による不都合が発生するのを抑制する不都合発生抑制制御を実行する抑制制御手段と、を備える駆動装置を搭載し、前記駆動軸が車軸に連結されてなることを要旨とする。

この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の駆動装置を搭載するから、本発明の駆動装置が奏する効果、例えば、内燃機関を迅速に始動することができる効果や内燃機関における未燃焼の燃料による不都合の発生を抑制することができる効果などと同様の効果を奏することができる。

本発明の第１の駆動装置の制御方法は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、操作者の操作に伴って前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力可能な駆動可能状態と前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力不能な駆動不能状態とを切り替える状態切替手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記内燃機関の停止指示がなされたときには、該内燃機関の気筒のうち圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して該内燃機関が停止する前に燃料噴射がなされるよう前記内燃機関を制御し、前記状態切替手段が駆動不能状態に切り替えられているときには前記内燃機関の停止の際の燃料噴射を禁止するよう前記内燃機関を制御し、
前記内燃機関の始動指示がなされたときには前記所定範囲で停止した気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記内燃機関を制御する
ことを要旨とする。

この本発明の第１の駆動装置の制御方法によれば、内燃機関の停止指示がなされたときには、内燃機関の気筒のうち圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して内燃機関が停止する前に燃料噴射を行ない、内燃機関からの動力を駆動軸に出力不能な駆動不能状態に切り替えられているときには内燃機関の停止の際の燃料噴射を禁止し、内燃機関の始動指示がなされたときには所定範囲で停止した気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って内燃機関を始動するから、内燃機関を迅速に始動することができると共に内燃機関における未燃焼の燃料による不都合の発生を抑制することができる。ここで、「内燃機関における未燃焼の燃料による不都合」には、未燃焼の燃料が外部に放出される不都合や未燃焼の燃料により内燃機関の潤滑油が劣化する不都合などが含まれる。

本発明の第２の駆動装置の制御方法は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、操作者の操作に伴って駆動装置の起動と停止とを指示する起動停止指示手段と、を備える駆動装置の制御方法であって、
前記内燃機関の停止指示がなされたときには、該内燃機関の気筒のうち圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して該内燃機関が停止する前に燃料噴射がなされるよう前記内燃機関を制御し、前記起動停止指示手段により前記駆動装置の停止の指示がなされたときには前記内燃機関の停止の際に燃料噴射がなされた気筒に点火がなされるよう前記内燃機関を制御し、
前記内燃機関の始動指示がなされたときには前記所定範囲で停止した気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記内燃機関を制御する
ことを要旨とする。

この本発明の第２の駆動装置の制御方法によれば、内燃機関の停止指示がなされたときには、内燃機関の気筒のうち圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して内燃機関が停止する前に燃料噴射を行ない、内燃機関からの動力を駆動軸に出力不能な駆動不能状態に切り替えられると共に駆動装置の停止の指示がなされたときには内燃機関の停止の際に燃料噴射がなされた気筒に点火し、内燃機関の始動指示がなされたときには所定範囲で停止した気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って内燃機関を始動するから、内燃機関を迅速に始動することができると共に内燃機関における未燃焼の燃料による不都合の発生を抑制することができる。ここで、「内燃機関における未燃焼の燃料による不都合」には、未燃焼の燃料が外部に放出される不都合や未燃焼の燃料により内燃機関の潤滑油が劣化する不都合などが含まれる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての駆動装置２０を搭載する自動車１０の構成の概略を示す構成図である。自動車１０は、図示するように、ガソリンにより駆動するエンジン２２と、エンジン２２をコントロールするエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）７０と、エンジン２２のクランクシャフト２４の動力を変速してデファレンシャルギヤ１８を介して駆動輪１９ａ，１９ｂに出力するオートマチックトランスミッション１７と、このオートマチックトランスミッション１７を制御する図示しないＡＴ用電子制御ユニットとを備える。ここで、実施例の駆動装置２０としては、エンジン２２とエンジンＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ７０に入力されるセンサなどが相当する。

エンジン２２は、吸気マニホールド３０に燃料を気筒毎に噴射可能な独立噴射式の４気筒エンジンとして構成されている。エンジン２２の各気筒２２ａ〜２２ｄは、吸気行程、圧縮行程、膨張行程（燃焼行程）、排気行程の４行程を１サイクルとして駆動する気筒として構成されており、１番気筒２２ａ，２番気筒２２ｂ，３番気筒２２ｃ，４番気筒２２ｄの順に直列に配置されると共に１番気筒２２ａ，３番気筒２２ｃ，４番気筒２２ｄ，２番気筒２２ｂの順にクランク角ＣＡが１８０°ずつ異なるようクランクシャフト２４に連結されている。図２に各気筒２２ａ〜２２ｄの４つの行程とクランク角ＣＡとの関係の一例を示す。なお、図２には、後述するエンジン停止時の制御を行なった際の燃料噴射やその後にエンジン２２を始動する際の燃料噴射と点火も示している。

エンジン２２は、導入した空気を清浄するエアクリーナ２６と、吸気管２７に取り付けられスロットルモータ２８ａにより駆動されて吸入空気量を調節するスロットルバルブ２８と、各気筒２２ａ〜２２ｄ毎に分岐した吸気マニホールド３０に取り付けられてガソリンを気筒毎に噴射する燃料噴射弁３２と、クランクシャフト２４の２回転に対して１回転の割合で回転するカムシャフト３４のカム３４ａにより駆動されガソリンと空気との混合気を燃焼室４０に導入する吸気バルブ３６と、圧縮行程から膨張行程にかけてのタイミングでイグナイタと一体化されたイグニッションコイル４１に電圧を印加することにより燃焼室４０に電気火花を発生させる点火プラグ４２と、カムシャフト３４と同様にクランクシャフト２４の２回転に対して１回転の割合で回転するカムシャフト３５のカム３５ａにより駆動され燃焼室４０の燃焼ガスを排気マニホールド４６に排出する排気バルブ３８と、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する図示しない浄化装置（三元触媒）とを備え、燃焼室４０内での混合気の爆発燃焼により得られるエネルギにより押し下げられるピストン４４の往復運動をクランクシャフト２４の回転運動に変換する。

エンジン２２のクランクシャフト２４にはクランクシャフト２４の回転角としてのクランク角ＣＡを検出するクランク角センサ４８が設けられており、カムシャフト３４，３５にはその回転角としてのカム角を検出するカム角センサ５０が取り付けられている。また、エンジン２２には、その冷却水の温度を検出する水温センサ５２や吸入空気の温度を検出する吸気温センサ５４，スロットルバルブ２８のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ５６，エンジン２２の負荷としての吸入空気量を検出するバキュームセンサ５８などの各種センサも取り付けられている。これらのセンサからの信号はエンジンＥＣＵ７０に入力されている。ここで、クランク角センサ４８は、クランクシャフト２４に取り付けられた図示しないマグネットロータに対向する位置に磁気抵抗素子を配置したＭＲＥ回転センサとして構成されており、所定角度（例えばクランク角１０°ＣＡ）ごとにパルスを出力する。実施例では、このクランク角センサ４８が発生するパルスを利用してクランク角ＣＡを特定すると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを計算している。

エンジンＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に、処理プログラムなどを記憶するＲＯＭ７４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートと、を備える。エンジンＥＣＵ７０には、上述した各種センサからの信号、即ち、クランク角センサ４８からのクランク角θやカム角センサ５０からのカム角，水温センサ５２からの冷却水温，吸気温センサ５４からの吸気温，スロットルバルブポジションセンサ５６からのスロットルポジション，バキュームセンサ５８からの吸入空気量などが入力ポートを介して入力されていると共にイグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなども入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ７０からは、燃料噴射弁３２への駆動信号やスロットルバルブ２８のポジションを調節するスロットルモータ２８ａへの駆動信号、イグニッションコイル４１への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、シフトポジションＳＰには、前進走行を行なう走行ポジション（Ｄポジション）や後進走行を行なう後進走行ポジション（Ｒポジション）、下り坂でブレーキを作用させるブレーキポジション（Ｂポジション）、パーキングロックを行なうパーキングポジション（Ｐポジション）、ニュートラルを維持するニュートラルポジション（Ｎポジション）などがある。

次に、こうして構成された実施例の自動車１０に搭載された駆動装置２０の動作、特にアイドルストップにおけるエンジン２２の運転停止時の動作について説明する。なお、実施例の自動車１０では、車速Ｖが値０でブレーキペダル８５が踏み込まれているなどの所定の自動停止条件が成立したときにエンジン２２を自動停止し、エンジン２２を自動停止した後にブレーキペダル８５の踏み込みが解除されるなどの所定の自動始動条件が成立したときにエンジン２２を自動始動する。このエンジン２２の自動停止や自動始動の制御については本発明の中核をなさないため、以下では必要に応じて説明するに止める。

図３は所定の自動停止条件が成立したときにエンジンＥＣＵ７０により実行される停止時処理ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図４はエンジン２２が停止した後にシフトポジションＳＰがＰポジションに切り替えられ更にイグニッションスイッチ８０がオフされたときにエンジンＥＣＵ７０により実行されるシステム停止時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。まず、エンジン２２を停止する際の制御について停止時処理ルーチンに基づき説明し、その後、システムを停止する際の制御についてシステム停止時処理ルーチンに基づき説明する。なお、所定の自動停止条件が成立してエンジン２２を停止する際には、スロットルバルブ２８は、エンジン２２をアイドル回転数で運転することができる開度となるよう調整される。

停止時処理ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、各気筒２２ａ〜２２ｄへの燃料噴射を禁止する（ステップＳ１００）。即ち、いわゆる燃料カットを行なうのである。これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅは減少する。続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１に至るのを待つ（ステップＳ１１０，Ｓ１２０）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、実施例では、図示しないエンジン回転数演算ルーチンによりクランク角センサ４８が発生するパルスを用いて計算されたものを入力するものとしたが、クランク角センサ４８が発生するパルスから演算するものとしてもよい。燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１は、エンジン２２が停止したときに吸気行程から圧縮行程にかけてクランク角ＣＡが角度ＣＡ１から角度ＣＡ２の範囲（燃料噴射停止範囲）で停止した気筒にエンジン２２の停止直前に燃料噴射を行なうことができる最大の回転数として設定されている。図５に燃料噴射停止範囲の一例を示す。この燃料噴射停止範囲は、エンジン２２を停止した後に始動するときの最初の点火タイミング（圧縮行程のおける上死点（ＴＤＣ）近傍）で混合気を燃焼させることができると共にこの燃焼によりエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に上昇させることができる範囲として設定されており、実施例では、吸気行程の後半部の角度ＣＡ１から圧縮行程の後半部の角度ＣＡ２の範囲として設定した。

エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１に至ると、シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを入力し（ステップＳ１３０）、シフトポジションＳＰを調べる（ステップＳ１４０）。シフトポジションＳＰがＤポジションやＢポジション等の走行可能なポジションのときには、すぐに発進する可能性が高いと判断し、燃料噴射を許可する（ステップＳ１５０）。燃料噴射が許可されると、エンジンＥＣＵ７０は、排気行程の終盤の燃料噴射タイミングに至った気筒に対して燃料噴射弁３２から燃料噴射を行なう。そして、シフトポジションＳＰがＰポジションやＮポジションに変更されることなくエンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２に至るのを待って（ステップＳ１６０〜Ｓ１８０）、燃料噴射を禁止する（ステップＳ１９０）。ここで、燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２は、エンジン２２が停止したときに上述の燃料噴射停止範囲で停止した気筒にエンジン２２の停止直前に燃料噴射を行なうことができる最小の回転数として設定されている。したがって、この停止時処理ルーチンを実行することにより、シフトポジションＳＰが走行可能なポジションにあるときには、エンジン２２が停止したときに燃料噴射停止範囲で停止する気筒にエンジン２２を停止する前に燃料噴射しておくことができる。

一方、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１に至ったときにシフトポジションＳＰがＰポジションやＮポジションの走行不能なポジションのときには、すぐに発進する可能性は低く燃料噴射停止範囲に停止する気筒に対して事前に燃料噴射を行なう必要がないと判断し、燃料噴射を禁止した状態を維持する（ステップＳ１９０）。これにより、燃料噴射して未燃焼の状態でエンジン２２を比較的長時間に亘って停止することにより生じる不都合、例えば未燃焼の燃料が排出されたり、未燃焼の燃料によるエンジンオイルの劣化を回避することができる。また、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１に至って燃料噴射を許可しても、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２に至る前にシフトポジションＳＰが走行不能なポジションに変更されたときには、直ちに燃料噴射を禁止する（ステップＳ１９０）。これにより、燃料噴射停止範囲に停止する気筒に対してまだ燃料噴射がなされていないときには、燃料噴射して未燃焼の状態でエンジン２２を比較的長時間に亘って停止することにより生じる不都合を回避することができる。

次に、エンジン２２が停止した際にクランク角センサ４８からのクランク角ＣＡを入力し（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、燃料噴射した気筒のクランク角ＣＡａを計算して（ステップＳ２２０）、停止時処理ルーチンを終了する。この計算された燃料噴射した気筒のクランク角ＣＡａは、ＲＡＭ７６の所定アドレスに記憶される。

エンジン２２が停止した後にシフトポジションＳＰがＰポジションに切り替えられ更にイグニッションスイッチ８０がオフされてシステム停止時処理ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、エンジン２２が停止したときに燃料噴射停止範囲で停止する気筒にエンジン２２の停止直前に燃料噴射が行なわれたか否かを判定する（ステップＳ３００）。停止直前の燃料噴射が行なわれていないときには、燃料噴射して未燃焼の状態でエンジン２２を比較的長時間に亘って停止することにより生じる不都合は生じないから、このままシステム停止時処理ルーチンを終了する。

一方、停止直前の燃料噴射が行なわれてたときには、エンジン２２を停止するときに計算した燃料噴射した気筒のクランク角ＣＡａを入力し（ステップＳ３１０）、燃料噴射した気筒が吸気行程にあるか否かを判定する（ステップＳ３２０）。前述したように、燃料噴射停止範囲はエンジン２２が停止したときに吸気行程から圧縮行程にかけてクランク角ＣＡが角度ＣＡ１から角度ＣＡ２となる範囲として設定されているから、燃料噴射して停止した気筒が吸気行程で停止している場合もある。ステップＳ３２０はこうした気筒が存在するか否かを判定するのである。なお、この燃料噴射して吸気行程で停止した気筒が存在するときには、更に燃料噴射して圧縮行程で停止している気筒が存在する場合もある。

燃料噴射した気筒が吸気行程にないときには、燃料噴射した気筒のクランク角ＣＡａが角度Ｃ１から角度Ｃ２の点火範囲にあるか否かを判定し（ステップＳ３４０）、燃料噴射した気筒のクランク角ＣＡａが角度Ｃ１から角度Ｃ２の点火範囲にあるときには、点火プラグ４２から電気火花を発生させて点火し（ステップＳ２８０）、システム停止時処理ルーチンを終了する。ここで、角度Ｃ１から角度Ｃ２の点火範囲は、圧縮行程において点火させたときに燃焼を生じさせることができるクランク角として設定されている。図６に点火範囲の一例を示す。図示するように、角度Ｃ１は燃焼の必要のために圧縮行程の下死点からある程度の角度を要し、角度Ｃ２は圧縮行程の上死点近傍に設定されている。このように圧縮行程で点火すると、エンジン２２は若干逆方向に回転する場合も生じる。１番気筒２２ａが燃料噴射停止範囲に停止するとして燃料噴射がなされてエンジン２２が停止した後にシフトポジションがＰポジションにされてイグニッションスイッチ８０がオフされたことにより点火範囲で点火される際の各気筒２２ａ〜２２ｄに対する燃料噴射と点火の状態を図７に示す。図示するように、１番気筒２２ａは、圧縮行程における点火範囲で停止しているから、そのまま点火される。このように点火することにより、燃料噴射して未燃焼の状態でエンジン２２を比較的長時間に亘って停止することにより生じる不都合を抑制することができる。

燃料噴射した気筒が吸気行程にあるときや燃料噴射した気筒が吸気行程にないときでも燃料噴射した気筒のクランク角ＣＡａが角度Ｃ１から角度Ｃ２の範囲外となるときには、点火プラグ４２から電気火花を発生させても点火しないため、エンジン２２のクランキングを実行して燃料噴射した気筒のクランク角ＣＡａが通常の点火時期に至ったときに点火して（ステップＳ３５０）、システム停止時処理ルーチンを終了する。１番気筒２２ａと３番気筒２２ｃとが燃料噴射停止範囲に停止するとして燃料噴射がなされ、エンジン２２が停止した後にシフトポジションＳＰがＰポジションにされてイグニッションスイッチ８０がオフされたことによりクランキングを伴って点火された際の各気筒２２ａ〜２２ｄに対する燃料噴射と点火の状態を図８に示す。図示するように、クランキングにより１番気筒２２ａや３番気筒２２ｃが通常の点火時期に至ったときに各々点火され、その後エンジン２２は停止する。このように、点火できないときには、クランキングを伴って点火することにより、燃料噴射して未燃焼の状態でエンジン２２を比較的長時間に亘って停止することにより生じる不都合を抑制することができる。

図９は、イグニッションスイッチ８０をオフすることなく所定の自動始動条件が成立したときにエンジンＥＣＵ７０により実行されるエンジン始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。エンジン始動制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、エンジン２２を停止したときのクランク角ＣＡに基づいて燃料噴射停止範囲で停止した気筒の点火タイミングを計算する（ステップＳ４００）。燃料噴射停止範囲に停止するとして燃料噴射された気筒が燃料噴射停止範囲に停止してるとき（例えば、図２における１番気筒２２ａの場合）には、その気筒の点火タイミングを計算する。なお、シフトポジションＳＰがＰポジションやＮポジションにされたことによりエンジン２２の停止時に事前の燃料噴射がなされなかったときにはその点火タイミングは計算されない。続いて、クランキングを開始すると共に（ステップＳ４１０）、燃料噴射弁３２からの燃料噴射や点火プラグ４２による点火を開始し（ステップＳ４２０）、燃料噴射停止範囲で停止した気筒の次に点火タイミングとなる気筒（２番目の気筒）への燃料噴射タイミングと点火タイミングを計算する（ステップＳ４３０）。１番気筒２２ａに燃料が噴射されて停止している図２の状態のときや１番気筒２２ａに燃料が噴射されずに停止しているときには１番気筒２２ａの次に点火タイミングとなる３番気筒２２ｃは吸気行程で停止しているから、３番気筒２２ｃにおいて最初の点火タイミングで燃焼を生じさせるには、その吸気行程の途中で燃料を噴射し、噴射した燃料を燃焼室４０内に導入する必要がある。したがって、燃料噴射のタイミングは吸気行程が終了する前となる。次に、３番目に点火タイミングとなる気筒への燃料噴射タイミングと点火タイミングを計算し（ステップＳ４４０）、４番目以降に点火タイミングとなる気筒に対する燃料噴射と点火を通常のタイミングに設定して（ステップＳ４５０）、エンジン始動制御ルーチンを終了する。このように燃料噴射タイミングと点火タイミングを計算し、計算した燃料噴射タイミングで燃料を噴射すると共に計算した点火タイミングで点火することにより、エンジン２２を始動する際の燃料が噴射されて燃料噴射停止範囲で停止した気筒で燃焼を生じさせることができると共にその次以降に点火タイミングとなる気筒でも燃焼を生じさせることができる。この結果、燃焼によるエネルギをエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させるのに使用することができるから、エンジン２２を迅速に始動することができる。

以上説明した実施例の駆動装置２０によれば、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１に至ったときにシフトポジションＳＰが走行不能なポジションのときには燃料噴射停止範囲に停止する気筒に対する事前の燃料噴射を禁止するから、燃料噴射して未燃焼の状態でエンジン２２を比較的長時間に亘って停止することにより生じる不都合、例えば未燃焼の燃料の排出や未燃焼の燃料によるエンジンオイルの劣化などの不都合を回避することができる。また、燃料噴射停止範囲に停止する気筒にエンジン２２を停止する前に事前に燃料噴射しても、その後にシフトポジションＳＰがＰポジションにされてイグニッションスイッチ８０がオフされたときにはその気筒の停止位置に基づいて必要に応じてクランキングを伴って点火するから、燃料噴射して未燃焼の状態でエンジン２２を比較的長時間に亘って停止することにより生じる不都合を抑制することができる。もとより、シフトポジションＳＰが走行可能なポジションのときには、燃料噴射停止範囲に停止する気筒にエンジン２２が停止する前に事前に燃料噴射を行なうから、次にエンジン２２を始動する際に迅速に始動することができる。

また、実施例の駆動装置２０によれば、エンジン２２を自動始動するときには、燃料噴射停止範囲に停止している気筒の点火タイミングや２番目，３番目に点火タイミングとなる気筒の燃料噴射タイミングと点火タイミングを計算して燃料噴射と点火を行なうことにより、燃料が噴射されて燃料噴射停止範囲で停止した気筒に点火して燃焼を生じさせることができると共にその次以降に点火タイミングとなる気筒でも燃焼を生じさせることができる。この結果、燃焼によるエネルギをエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させるのに使用することができるから、エンジン２２を迅速に始動することができる。

実施例の駆動装置２０では、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１に至ったときにシフトポジションＳＰが走行不能なポジションのときには燃料噴射停止範囲に停止する気筒に対する事前の燃料噴射を禁止するものとしたが、シフトポジションＳＰに拘わらず、燃料噴射停止範囲に停止する気筒に対して事前の燃料噴射を行なうものとしても構わない。

実施例の駆動装置２０では、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１に至って燃料噴射を許可しても、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２に至る前にシフトポジションＳＰが走行不能なポジションに変更されたときには、直ちに燃料噴射を禁止するものとしたが、シフトポジションＳＰに拘わらず、燃料噴射停止範囲に停止する気筒に対して事前の燃料噴射を行なうものとしても構わない。

実施例の駆動装置２０では、燃料噴射停止範囲に停止する気筒にエンジン２２を停止する前に事前に燃料噴射しても、その後にシフトポジションＳＰがＰポジションにされてイグニッションスイッチ８０がオフされたときにはその気筒の停止位置に基づいて必要に応じてクランキングを伴って点火するものとしたが、シフトポジションＳＰに拘わらず、イグニッションスイッチ８０がオフされたときにはその気筒の停止位置に基づいて必要に応じてクランキングを伴って点火するものとしても構わない。また、シフトポジションＳＰがＰポジションにされれば、イグニッションスイッチ８０のオフに拘わらず、その気筒の停止位置に基づいて必要に応じてクランキングを伴って点火するものとしても構わない。

実施例の駆動装置２０では、燃料噴射停止範囲に停止する気筒にエンジン２２を停止する前に事前に燃料噴射しても、その後にシフトポジションＳＰがＰポジションにされてイグニッションスイッチ８０がオフされたときにはその気筒の停止位置に基づいて必要に応じてクランキングを伴って点火するものとしたが、気筒の停止位置に拘わらず、クランキングを伴って点火するものとしても構わない。また、クランキングを伴わずに点火できるときにだけ点火し、クランキングを伴う点火を行なわないものとしても構わない。

実施例の駆動装置２０では、クランキングを伴って点火する際には、燃料噴射した気筒に対して通常の点火時期で点火するものとしたが、燃料噴射した気筒に点火できれば点火時期は如何なる時期としても構わない。

実施例の駆動装置２０では、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１に至ってから燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２に至るまでを燃料噴射を許可することにより、エンジン２２が停止したときにクランク角ＣＡが角度ＣＡ１から角度ＣＡ２までの燃料噴射停止範囲に停止する気筒にエンジン２２が停止する前に燃料噴射を行なうものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅなどに基づいてエンジン２２の停止位置を推定すると共にこの推定した停止位置に基づいて燃料噴射停止範囲に停止する気筒を推定し、この推定した気筒にエンジン２２が停止する前に燃料噴射を行なうものとしてもよい。

実施例の駆動装置２０では、所定の自動停止条件が成立してエンジン２２を停止する際には、スロットルバルブ２８をエンジン２２をアイドル回転数で運転することができる開度となるよう調整するものとしたが、燃料噴射停止範囲で停止する気筒に燃料を噴射する際には、スロットルバルブ２８を締め込み吸入空気量を少なくするものとしてもよい。こうすれば、その後にイグニッションスイッチ８０がオフされたときにその気筒の圧縮行程で点火しても、その際の燃焼によるエネルギを小さくすることができ、燃焼の際の振動やエンジン２２の逆回転を抑制することができる。

実施例の駆動装置２０では、燃料噴射停止範囲を吸気行程から圧縮行程にかけての範囲として設定したが、燃料噴射停止範囲を圧縮行程内の範囲に設定するものとしても構わない。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、駆動装置の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例としての駆動装置２０を搭載する自動車１０の構成の概略を示す構成図である。各気筒２２ａ〜２２ｄの４つの行程とクランク角ＣＡとの関係の一例を示す説明図である。エンジンＥＣＵ７０により実行される停止時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。エンジンＥＣＵ７０により実行されるシステム停止時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。燃料噴射停止範囲の一例を示す説明図である。点火範囲の一例を示す説明図である。各気筒２２ａ〜２２ｄの４つの行程とクランク角ＣＡとの関係の一例を示す説明図である。各気筒２２ａ〜２２ｄの４つの行程とクランク角ＣＡとの関係の一例を示す説明図である。エンジンＥＣＵ７０により実行されるエンジン始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０自動車、１７オートマチックトランスミッション、１８デファレンシャルギヤ、１９ａ，１９ｂ駆動輪、２０駆動装置、２２エンジン、２２ａ１番気筒、２２ｂ２番気筒、２２ｃ３番気筒、２２ｄ４番気筒、２４クランクシャフト、２６エアクリーナ、２７吸気管、２８スロットルバルブ、２８ａスロットルモータ、３０吸気マニホールド、３２燃料噴射弁、３４，３５カムシャフト、３４ａ，３５ａカム、３６吸気バルブ３８排気バルブ、４０燃焼室、４１イグニッションコイル、４２点火プラグ、４４ピストン、４６排気マニホールド４８クランク角センサ、５０カム角センサ、５２水温センサ、５４吸気温センサ、５６スロットルバルブポジションセンサ、５８バキュームセンサ、７０エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、８０イグニッションスイッチ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ。

Claims

駆動軸に動力を出力可能な内燃機関を備える駆動装置であって、
前記内燃機関の停止指示がなされたときには該内燃機関の気筒のうち圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して該内燃機関が停止する前に燃料噴射がなされるよう前記内燃機関を制御し、前記内燃機関の始動指示がなされたときには前記所定範囲で停止した気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記内燃機関を制御する停止始動制御手段と、
前記駆動装置の状態を検出する状態検出手段と、
該検出された状態に基づいて前記内燃機関における未燃焼の燃料による不都合が発生するのを抑制する不都合発生抑制制御を実行する抑制制御手段と、
操作者の操作に伴って前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力可能な駆動可能状態と前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力不能な駆動不能状態とを切り替える状態切替手段と、
を備え、
前記状態検出手段は、前記状態切替手段による切替状態を検出する手段であり、
前記抑制制御手段は、前記内燃機関の停止指示がなされたときに前記状態検出手段により前記状態切替手段が駆動不能状態に切り替えられているのを検出したときには前記停止始動制御手段による前記内燃機関の停止の制御の開始のときから前記内燃機関が停止するまで前記不都合発生抑制制御として前記停止始動制御手段による前記内燃機関の停止の際の燃料噴射を禁止し、前記内燃機関の停止指示がなされたときに前記状態検出手段により前記状態切替手段が駆動可能状態に切り替えられているのを検出したことにより前記停止始動制御手段によって前記内燃機関の停止の際の燃料噴射を伴って該内燃機関の停止の制御を行なっている最中に前記状態検出手段により前記状態切替手段が駆動不能状態に切り替えられたのを検出したときには該切り換えられたのを検出したときから前記内燃機関が停止するまで前記不都合発生抑制制御として前記停止始動制御手段による前記内燃機関の停止の際の燃料噴射を禁止する手段である
駆動装置。
請求項１記載の駆動装置であって、
操作者の操作に伴って前記駆動装置の起動と停止とを指示する起動停止指示手段を備え、
前記状態検出手段は、前記起動停止指示手段による停止の指示を検出する手段であり、
前記抑制制御手段は、前記停止始動制御手段により前記内燃機関の停止の際に燃料噴射がなされた後に前記状態検出手段により前記起動停止手段による前記駆動装置の停止の指示が検出されたときには、前記不都合発生抑制制御として前記内燃機関の停止の際に燃料噴射がなされた気筒に点火がなされるよう制御する手段である
駆動装置。
請求項１記載の駆動装置であって、
操作者の操作に伴って前記駆動装置の起動と停止とを指示する起動停止指示手段を備え、
前記状態検出手段は、前記起動停止指示手段による停止の指示を検出する手段であり、
前記抑制制御手段は、前記状態検出手段により前記起動停止手段による前記駆動装置の停止の指示が検出されたときには、前記不都合発生抑制制御として前記停止始動制御手段により前記内燃機関の停止の際に燃料噴射がなされた気筒に点火がなされるよう制御する手段である
駆動装置。
前記抑制制御手段は、前記停止始動制御手段による前記内燃機関の停止の際に燃料噴射がなされた気筒が圧縮行程の所定範囲で停止しているときには前記状態検出手段により前記起動停止手段による前記駆動装置の停止の指示が検出されたときに前記燃料噴射がなされた気筒に点火がなされるよう制御する手段である請求項２または３記載の駆動装置。
前記抑制制御手段は、前記停止始動制御手段による前記内燃機関の停止の際に燃料噴射がなされた気筒が前記所定範囲で停止していないときには該内燃機関のクランキングを伴って前記燃料噴射がなされた気筒に点火がなされるよう制御する手段である請求項４記載の駆動装置。
前記抑制制御手段は、前記停止始動制御手段により前記内燃機関が停止された後に該内燃機関のクランキングを伴って前記停止始動制御手段による前記内燃機関の停止の際に燃料噴射がなされた気筒に点火がなされるよう制御する手段である請求項２または３記載の駆動装置。
前記抑制制御手段は、前記不都合発生抑制制御として前記停止始動制御手段により前記内燃機関の停止の際に燃料噴射がなされる際の吸入空気量が小さくなるよう該内燃機関を制御する手段である請求項１ないし６いずれか記載の駆動装置。
請求項１ないし７いずれか記載の駆動装置を搭載し、前記駆動軸が車軸に連結されてなる自動車。
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、操作者の操作に伴って前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力可能な駆動可能状態と前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力不能な駆動不能状態とを切り替える状態切替手段とを備える駆動装置の制御方法であって、
前記内燃機関の停止指示がなされたときに前記状態切替手段が駆動可能状態に切り替えられているときには該内燃機関の気筒のうち圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して該内燃機関が停止する前に燃料噴射がなされるよう前記内燃機関を制御し、前記内燃機関の停止指示がなされたときに前記状態切替手段が駆動不能状態に切り替えられているときには前記内燃機関の停止の際の燃料噴射がなされずに該内燃機関が停止されるよう該内燃機関を制御し、前記内燃機関の停止指示がなされたときに前記状態切替手段が駆動可能状態に切り替えられていることにより該内燃機関の停止の際の燃料噴射がなされるよう該内燃機関を制御している最中に前記状態切替手段が駆動不能状態に切り替えられたときには該切り替えられたときから前記内燃機関の停止の際の燃料噴射がなされずに該内燃機関が停止されるよう該内燃機関を制御し、
前記内燃機関の始動指示がなされたときには前記所定範囲で停止した気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記内燃機関を制御する
駆動装置の制御方法。