WO2013031921A1 - エンジンの停止制御装置 - Google Patents

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WO2013031921A1
WO2013031921A1 PCT/JP2012/072063 JP2012072063W WO2013031921A1 WO 2013031921 A1 WO2013031921 A1 WO 2013031921A1 JP 2012072063 W JP2012072063 W JP 2012072063W WO 2013031921 A1 WO2013031921 A1 WO 2013031921A1
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WO
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engine
forced
exhaust
stop
opening mechanism
Prior art date
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PCT/JP2012/072063
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English (en)
French (fr)
Inventor
卓也 小野
吉田　直弘
共行 高橋
Original Assignee
ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト
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Publication date
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/042—Introducing corrections for particular operating conditions for stopping the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/06—Cutting-out cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D17/02—Cutting-out
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    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2200/021—Engine temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to an engine stop control device, and more particularly to a stop control device that suppresses local wear of a ring gear caused by meshing with a starter pinion at the time of starting by distributing crank positions after the engine stops.
  • the engine is started by a starter, and the starter is arranged on one side of a ring gear fixed to the rear end of the crankshaft of the engine.
  • the pinion gear of the starter protrudes and meshes with the ring gear by excitation of the solenoid, and the crankshaft is rotationally driven together with the ring gear through the pinion gear by the driving force of the motor, and the engine is cranked and started.
  • the engine at the time of stoppage is stopped by receiving a reaction force generated in the vicinity of the compression top dead center of each cylinder while inertially rotating, so as shown in FIG.
  • stop crank the crank position of the engine after the stop (hereinafter referred to as stop crank)
  • the frequency of stopping at the crank position corresponding to the compression top dead center of each cylinder becomes very high.
  • the starter pinion gear meshes with a specific part of the ring gear and rotation drive is started, and wear starts locally at the meshed part, resulting in an early start failure. was there.
  • the present inventor conducted a test to determine the occurrence frequency for each stop crank position by executing a power tard when the engine is stopped.
  • the test results obtained are almost the same as the case where the power tard shown in FIG. 5 is not executed.
  • the technique of Patent Document 1 cannot disperse the stop crank position and suppress local wear of the ring gear. I had to say that it was not effective as a countermeasure.
  • the present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to disperse the crank position when the engine is stopped and localize the ring gear due to meshing with the starter pinion at the start.
  • Another object of the present invention is to provide an engine stop control device that can suppress excessive wear.
  • the present invention provides a stop instruction means for instructing a stop of an engine mounted on a vehicle, and an engine stop for stopping and stopping fuel injection to the engine based on an engine stop instruction by the stop instruction means.
  • the control means the forced exhaust valve opening mechanism that temporarily opens the exhaust valve near the compression top dead center of the engine cylinder, and the delay in operation of the forced exhaust valve opening mechanism is eliminated, and the exhaust valve is forced to open.
  • An engine stop control device comprising an operation start determination means for determining whether or not the engine has been started, wherein the engine stop control means operates the exhaust forced valve opening mechanism when the engine stop instruction is issued by the stop instruction means. And wait until the start determination of forced exhaust valve opening is made by the operation start determining means, and when the start determination is made, the engine is stopped by stopping fuel injection And characterized in that.
  • the engine stop control device when the operation start determining means passes a delay time set in advance based on the operation delay of the exhaust forced valve opening mechanism from the start of the operation of the exhaust forced valve opening mechanism, the exhaust valve forced opening is performed.
  • the start determination of the valve may be made.
  • the engine stop control device includes an intake throttle valve that restricts the intake air of the engine by closing the valve, and the engine stop control means closes the intake throttle valve when the exhaust exhaust valve opening mechanism is started. Also good.
  • the engine stop control device further includes engine temperature detection means for detecting the engine temperature, and the engine stop control means detects that the engine temperature detected by the engine temperature detection means is less than a preset first determination value. Sometimes, the operation of the exhaust forced valve opening mechanism may be prohibited.
  • the engine is mounted on the vehicle as a driving power source, and the engine is stopped when a preset engine stop condition is satisfied, and is started when a preset engine start condition is satisfied.
  • An idle stop start control means may be provided.
  • the engine stop control means stops the engine based on the engine stop condition when the engine temperature detected by the engine temperature detection means is less than a second determination value set in advance at a lower temperature than the first determination value. May be prohibited.
  • the engine stop control device of the present invention when the engine stop instruction is issued by the stop instruction means, the operation of the exhaust forced valve opening mechanism is started by the engine stop control means, and the operation start determination is made.
  • the engine waits until the start determination of forced opening of the exhaust valve is made by the means, and when the start determination is made, the engine stop control means stops the fuel injection and stops the engine. Therefore, when the fuel injection is stopped, the operation delay of the forced exhaust valve opening mechanism is already eliminated, and the exhaust valve is normally forced open. For this reason, the compression reaction force is reduced, and the engine that has started inertial rotation due to the cancellation of fuel injection smoothly stops its rotation speed without being subjected to an extreme reaction force at the compression top dead center, leading to the stop crank position. Is decentralized. Therefore, local wear of the ring gear at the time of starting the engine can be suppressed, and troubles such as poor starting can be prevented in advance.
  • the start determination of the forced opening of the exhaust valve is made when a preset delay time has elapsed based on the operation delay of the forced exhaust valve opening mechanism. In this case, it is possible to determine the timing at which the forced valve opening is started without adding a new sensor or the like, that is, the appropriate fuel injection stop timing, and it is possible to carry out without increasing the manufacturing cost. Furthermore, according to the engine stop control device of the present invention, the intake throttle valve is closed when the forced exhaust valve opening mechanism is started. In this case, since the intake air amount is reduced by closing the intake throttle valve and the substantial compression work in the cylinder is further reduced, the stop crank value can be further dispersed.
  • the operation of the forced exhaust valve opening mechanism is prohibited when the engine temperature is lower than the first determination value.
  • the hydraulic exhaust forced valve opening mechanism cannot be operated accurately due to the high viscosity of the hydraulic oil in the low temperature range, but the operation of the forced exhaust valve opening mechanism is prohibited. It is possible to prevent harmful effects.
  • the engine stop control unit is provided that stops the engine when the engine stop condition is satisfied and starts the engine when the engine start condition is satisfied.
  • the frequency of starting the engine is dramatically increased, and the local wear of the ring gear tends to easily progress, but this problem can be reliably solved.
  • the engine stop is prohibited when the engine temperature is lower than the second determination value. In this case, when the engine is cold, the amount of fuel needs to be increased and sufficient purification performance cannot be obtained.However, since the engine can be stopped early, warm-up can be completed early, so these problems can be minimized. it can.
  • 1 is an overall configuration diagram showing a vehicle on which an engine stop control device of an embodiment is mounted.
  • 3 is a flowchart showing an ISS routine executed by an ISS-ECU. It is a flowchart which shows the E / G stop routine which E / G-ECU performs. It is a test result which shows the generating frequency for every stop crank position by an embodiment. It is a test result which shows the generating frequency for every stop crank position by a prior art.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a vehicle equipped with an engine stop control device of the present embodiment.
  • the vehicle has an idle stop start function that automatically stops and starts the engine that is a driving power source when waiting for a signal, etc., and the stop control device performs a key-off operation (stop instruction) by a normal driver.
  • stop instruction a key-off operation
  • the stop control device performs a key-off operation (stop instruction) by a normal driver.
  • stop instruction means In addition to when the engine is stopped by the means), it also functions when the engine is automatically stopped by the idle stop function (stop instruction means) to appropriately control the engine.
  • a transmission 4 is connected to the rear end of the crankshaft 1 a of the engine 1 mounted on the vehicle via a flywheel 2 and a clutch 3, and the transmission 4 is connected to a propeller shaft 5, a differential device 6, and a drive shaft 7. Are connected to the left and right drive wheels 8. Accordingly, the driving force of the engine 1 is cut off and not transmitted to the transmission 4 when the clutch 3 is disconnected, and is transmitted to the transmission 4 via the clutch 3 when the clutch 3 is connected. In response to this, the speed is changed and transmitted to the drive wheel 8 side.
  • the transmission 4 of the present embodiment is configured as a so-called parallel shaft type manual transmission, and the clutch 3 is also configured as a manual clutch. For this reason, at the time of shifting the transmission 4, the driver switches the transmission 4 to a desired gear stage by operating the shift lever while connecting and disconnecting the clutch 3 by operating the clutch pedal.
  • the type of the transmission 4 is not limited to this, and may be configured as, for example, an automatic transmission that performs a shift operation and a clutch operation with an actuator.
  • it is configured as a so-called dual clutch type automatic transmission that has two independent clutch and gear mechanisms, and performs preselection to switch the other system to the next gear stage in advance during power transmission through one system.
  • it may be configured as a general torque converter type automatic transmission or CVT.
  • a fuel injection valve 10 is provided in each cylinder of the engine 1, and fuel is injected from the fuel injection valve 10 into each cylinder.
  • the cylinders of the cylinders are connected to an intake manifold 12 via intake valves 11, and the upstream sides of the intake manifold 12 are gathered together and connected to an intake passage 13.
  • An intake throttle valve 14 is provided in the intake passage 13 so that the intake air flowing through the intake passage 13 is restricted according to the opening of the intake throttle valve 14.
  • the cylinders of the cylinders are connected to an exhaust manifold via exhaust valves 15, and the downstream sides of the exhaust manifolds are gathered together and connected to an exhaust passage provided with an exhaust purification device.
  • the intake air introduced into the intake passage 13 is guided to the intake manifold 12 while being restricted according to the opening degree of the intake throttle valve 14, distributed in the intake manifold 12, and when the intake valve 11 of each cylinder is opened. It flows into the cylinder.
  • the fuel injected from the fuel injection valve 10 into the cylinder of each cylinder is ignited near the compression top dead center, and the piston is pushed down by the combustion pressure to generate engine torque.
  • the exhaust gas after combustion is guided from the cylinder of each cylinder to the exhaust passage through the exhaust manifold when the exhaust valve 15 is opened, and is exhausted to the outside after the harmful components are purified by the exhaust purification device.
  • the exhaust valve 15 of each cylinder of the engine 1 is provided with an exhaust forced valve opening mechanism 17 of a power tard.
  • the configuration of the exhaust forced valve opening mechanism 17 is disclosed in various documents and will not be described in detail. For example, the configuration described in JP-A-2007-247628 can be applied. The outline of the application example will be described.
  • a power-tard cam is attached to the exhaust cam of each cylinder, and the hydraulic piston is pressed by each power-tard cam immediately before the compression top dead center of each cylinder.
  • the hydraulic piston is connected to a slave piston 16 disposed immediately above the exhaust valve 15 via a hydraulic pipe, and the slave piston 16 presses the exhaust valve 15 from above to temporarily forcibly open the valve.
  • the compressed air can be discharged.
  • a solenoid 18 is interposed in the hydraulic piping, and the hydraulic pressure generated by the hydraulic piston is transmitted or cut off to the slave piston 16 side via the hydraulic piping in response to the solenoid 18 being turned on / off, and the exhaust valve 15 is forced accordingly.
  • the valve opening is executed or stopped.
  • the exhaust valve 15 immediately before the compression top dead center is forced open to discharge the compressed air in the cylinder, and a force that prevents the piston from descending is generated in the subsequent expansion stroke. Increase the engine braking action.
  • the original power tard operates in conjunction with the accelerator operation, and plays the role of reducing the driver's burden by reducing the frequency of the foot brake operation by increasing the engine braking action.
  • the above power tard is also used when the engine is stopped, and details thereof will be described later.
  • the engine 1 is provided with a starter 19 for starting, and the starter 19 has the same configuration as a general one.
  • the starter 19 projects the pinion gear 19a by the excitation of a built-in solenoid (not shown) and meshes with the ring gear 2a on the outer periphery of the flywheel 2, and via the pinion gear 19a by the driving force of the built-in motor.
  • the engine 1 can be cranked by rotating the crankshaft 1 a together with the flywheel 2. Since the vehicle has the idle stop start function as described above, the cranking of the engine 1 by the starter 19 is automatically performed by the idle stop start function in addition to the engine start accompanying the key start operation by the normal driver. It is executed even when the engine is started.
  • an E / G-ECU (engine control unit) 21 for controlling the operating state of the engine 1 and an ISS-ECU (idle stop start control unit) 22 for controlling an idle stop start function are installed in the vehicle interior.
  • These E / G-ECU 21 and ISS-ECU 22 include an input / output device (not shown), a storage device (ROM, RAM, etc.) used for storing control programs and control maps, a central processing unit (CPU), a timer counter, etc.
  • an accelerator sensor 23 that detects the accelerator operation amount ⁇ acc
  • a rotation speed sensor 24 that detects the rotation speed Ne of the engine 1
  • a water temperature sensor 25 that detects the cooling water temperature Tw of the engine 1 (engine Sensors such as temperature detecting means) are connected, and on the output side of the E / G-ECU 21, there are provided a fuel injection valve 10 for each cylinder, a solenoid 18 for controlling the exhaust forced valve opening mechanism 17 of the power turret, and an intake throttle valve 14.
  • Devices such as an actuator 26 for opening and closing and a starter 19 are connected.
  • a clutch sensor 27 that detects the connection / disconnection state of the clutch 3 and the gear position of the transmission 4 are detected.
  • Sensors such as a gear position sensor 28, a vehicle speed sensor 29 for detecting the vehicle speed V, and an ISS switch 30 for instructing the validity / invalidity of the idle stop start function are connected.
  • the E / G-ECU 21 is connected to the output side of the ISS-ECU 22 so that a start command and a stop command for the engine 1 are output to the E / G-ECU 21.
  • the E / G-ECU 21 calculates a fuel injection amount and a fuel injection timing, and operates the engine 1 while driving and controlling the fuel injection valve 10 based on these calculated values.
  • the ISS-ECU 22 executes idle stop start control for automatically stopping and starting the engine 1 by waiting for a signal or the like, and this control will be described below.
  • the ISS-ECU 22 executes the ISS routine shown in FIG. 2 at a predetermined control interval when the vehicle key is turned on and the ISS switch 30 is switched to the effective side of the idle stop start function. First, it is determined whether or not the cooling water temperature Tw detected by the water temperature sensor 25 in step S2 is equal to or higher than a preset second determination value Tw2.
  • Tw the cooling water temperature
  • the catalyst of the exhaust purification device does not reach the activation temperature, so that sufficient purification performance cannot be obtained. Therefore, the engine operation in the cold state should be removed as early as possible to complete the warm-up, and for that purpose, it is desirable to prohibit the idle stop and continue the engine operation when the engine is cold.
  • the second determination value Tw2 is set as a temperature near the upper limit at which idle stop should be prohibited. Accordingly, when the determination in step S2 is No (No), the routine is temporarily terminated because the idle stop should not be executed. Further, when the determination in step S2 is Yes (positive), it is determined that the idle stop should be executed, the process proceeds to step S4, and it is determined whether or not a preset engine stop condition is satisfied.
  • the engine stop condition is considered to be satisfied when all the requirements described below are satisfied. 1)
  • the accelerator operation amount ⁇ acc detected by the accelerator sensor 23 is zero. 2)
  • the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 29 is zero. 3)
  • the clutch connection is detected by the clutch sensor 27. 4) Neutral is detected by the gear position sensor 28.
  • the engine stop condition is not limited to the above contents and can be arbitrarily changed. For example, it may be added that the brake is depressed.
  • step S4 When the determination in step S4 is No, the routine is temporarily terminated.
  • the routine proceeds to step S6 and an engine stop command is output to the E / G-ECU 21 (idle stop start control means).
  • the E / G-ECU 21 performs fuel cut (stops fuel injection) to stop the engine 1 (engine stop control means), and the ISS-ECU 22 sets in advance in step S8. It is determined whether or not the engine start condition is satisfied.
  • the engine start condition is considered to be satisfied when all the requirements described below are satisfied. 5)
  • the clutch disengagement is detected by the clutch sensor 27.
  • Neutral is detected by the gear position sensor 28. While the determination in step S8 is No, the process waits.
  • step S10 an engine start command is output to the E / G-ECU 21 (idle stop start control means). Based on this start command, the engine 1 is started by the E / G-ECU 21 and the vehicle can start.
  • the engine stop or engine start is executed by the E / G-ECU 21 based on the engine stop command or the start command output from the ISS-ECU 22 at the time of idling stop start. Further, even when a key operation is manually performed by the driver, the engine is started at the start operation and the engine is stopped at the off operation.
  • the pinion gear 19a of the starter 19 is meshed with the ring gear 2a and rotationally driven to crank the engine 1 and operate the fuel injection valve 10 to start fuel injection, but the pinion gear 19a identifies the ring gear 2a.
  • power tard is executed when the engine is stopped.
  • the stop crank position cannot be dispersed and the ring gear 2a is locally distributed. Unable to suppress excessive wear. This fact means that the effect of reducing the compression reaction force of the engine 1 due to the power tard is not obtained when the engine is stopped.
  • the inventor conducted a test for executing power tard when the engine was stopped, and verified the operating state of the exhaust forced valve opening mechanism 17 at this time. As a result, before the exhaust forced valve opening mechanism 17 starts substantial operation, more specifically, before the hydraulic pressure generated by the hydraulic piston is transmitted to the slave piston 16 and the exhaust valve 15 begins to be forced open.
  • the engine 1 has been found to be caused by a phenomenon that stops after completing inertial rotation. Therefore, in this embodiment, measures are taken to delay the start of fuel cut with respect to the start of power tard when the engine is stopped, and the measures are described in detail below.
  • the E / G-ECU 21 executes the E / G stop routine shown in FIG. 3 at a predetermined control interval when the key of the vehicle is turned on.
  • the engine is stopped according to the off operation.
  • step S22 it is determined whether or not there has been either an engine stop command from the ISS-ECU 22 or a vehicle key off operation. If the determination is No, the routine is once terminated.
  • the engine stop command is input from the ISS-ECU 22 as described above, or when the driver who has finished traveling the vehicle turns off the key, the determination of Yes is made in step S22 and the process proceeds to step S24. .
  • the E / G-ECU 21 continues the process until the engine 1 is stopped according to the routine.
  • step S24 it is determined whether or not the coolant temperature Tw is equal to or higher than a preset first determination value Tw1.
  • a preset first determination value Tw1 As will be described below, when the engine is stopped, the exhaust forced valve opening mechanism 17 of the power tard is operated, but the exhaust forced valve opening mechanism 17 that forcibly opens the exhaust valve 15 using hydraulic pressure is the viscosity of the hydraulic oil (engine oil). However, accurate operation cannot be expected at low temperatures. Therefore, the first determination value Tw1 is set as the temperature near the upper limit at which power tard should be prohibited. The first determination value Tw1 is set higher than the second determination value Tw2, which is the upper limit temperature at which the idling stop should be prohibited. As a result, the three temperature ranges are divided based on both determination values Tw1 and Tw2. Will be.
  • the temperature range of the engine 1 is divided using the coolant temperature Tw as an index, but the present invention is not limited to this and can be arbitrarily changed.
  • the engine oil temperature may be used as an index instead of the cooling water temperature Tw.
  • step S32 it is determined whether or not a preset delay time Tdly has elapsed since the start of the operation of the forced exhaust valve opening mechanism 17, more specifically, from the time when the solenoid 18 is turned on.
  • Td a preset delay time
  • the delay time Tdly is set in advance as a value obtained by adding a predetermined margin to the time corresponding to the operation delay of the exhaust forced valve opening mechanism 17.
  • the operation delay of the exhaust forced valve opening mechanism 17 is the time from when the solenoid 18 is turned on until the hydraulic pressure is actually transmitted from the hydraulic piston to the slave piston 16 and the exhaust valve 15 begins to be forced open. It corresponds to time. If the water temperature range is equal to or higher than the first judgment value Tw1, the oil temperature will rise sufficiently and there will be no large difference in the viscosity of the hydraulic oil, so the power delay can be derived as a single value, based on that The delay time Tdly can also be determined.
  • stop control of the engine 1 is executed as shown in Table 1, and each case will be sequentially described below.
  • the fuel cut is represented by “F / C”
  • the power tard is represented by “PT”
  • the closing control of the intake throttle valve 14 is represented by “intake TH”.
  • the engine 1 is stopped only when the coolant temperature Tw is equal to or higher than the second determination value Tw2, and the engine 1 continues to operate without being stopped when it is less than the second determination value Tw2.
  • the coolant temperature Tw is equal to or higher than the second determination value Tw2 and lower than the first determination value Tw1
  • only the fuel cut is executed. Is closed.
  • the power cut is executed together with the fuel cut.
  • the process of steps S32 and S26 in FIG. 3 starts the operation of the exhaust forced valve opening mechanism 17, and the fuel cut is executed after the delay time Tdly has elapsed.
  • the operation delay of the valve opening mechanism 17 is eliminated, and the exhaust valve 15 of each cylinder is normally forcibly opened.
  • the compression reaction force of each cylinder is reduced.
  • the engine 1 that has started inertial rotation due to the fuel cut is the compression top dead center of each cylinder.
  • FIG. 4 shows a test result indicating the frequency of occurrence at each stop crank position at this time.
  • FIG. 5 showing the test result of the technique of Patent Document 1
  • the stop crank position is greatly dispersed. It can be seen that Therefore, when the engine is started, the entire circumference of the ring gear 2a is used substantially uniformly for the engagement of the pinion gear 19a of the starter 19, and a starting failure due to the progress of local wear of the ring gear 2a can be prevented. This factor also contributes to the maintenance of the engine 1, and the maintenance cost can be reduced by extending the replacement interval of the flywheel 2.
  • the delay time Tdly is set in advance based on the operation delay of the exhaust forced valve opening mechanism 17, and the fuel cut is executed based on the elapse of the delay time Tdly.
  • closing control of the intake throttle valve 14 is used in combination when the power tard is executed.
  • the intake throttle valve 14 is closed, substantial compression work in the cylinder is further reduced as the intake air amount decreases. For this reason, compared with the case where only a power tard is performed, a stop crank value can be decentralized more and, thereby, the said effect can be heightened further.
  • the power tard is executed only when the coolant temperature Tw is equal to or higher than the first determination value Tw1, and the power tard is prohibited when it is less than the first determination value Tw1.
  • the viscosity of the hydraulic oil is high, so that the accurate operation of the forced exhaust valve opening mechanism 17 cannot be expected, and an inappropriate exhaust valve 15 forcibly opens the original stop crank position.
  • an adverse effect such as an increase in engine vibration at the time of stoppage occurs.
  • the power tard is prohibited, so that such an adverse effect can be prevented.
  • the idle stop is executed only when the coolant temperature Tw is equal to or higher than the second determination value Tw2, and the idle stop is prohibited when the cooling water temperature Tw is lower than the second determination value Tw2.
  • the present invention is embodied in a vehicle having an idle stop start function.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention is embodied in a general vehicle that starts and stops the engine 1 in accordance with a driver's key operation. May be.
  • the engine stop by the idle stop is far more frequent than the engine stop by the key off operation. Therefore, the power stop is not executed for the key off operation, and the idle stop is executed.
  • the power tard may be executed only in response to the engine stop command.
  • the closing control of the intake throttle valve 14 is used together when the power tard is executed, but the intake throttle valve 14 does not necessarily need to be controlled. Therefore, for example, the intake throttle valve 14 may be eliminated and only the power tard may be executed when the engine is stopped.
  • the power tard is prohibited when the cooling water temperature Tw is lower than the first determination value Tw1, and the idle stop is prohibited when the cooling water temperature Tw is lower than the second determination value Tw2, but this is not restrictive.
  • the power tard may be executed even when the cooling water temperature Tw is lower than the first determination value Tw1, or the idle stop may be executed even when the cooling water temperature Tw is lower than the second determination value Tw2.
  • the delay time Tdly is set in advance based on the operation delay of the exhaust forced valve opening mechanism 17, and the fuel cut start timing is determined based on the elapse of the delay time Tdly.
  • the actual start of operation of the forced exhaust valve opening mechanism 17 may be detected.
  • a fuel pressure sensor may be provided on the slave piston 16 of any cylinder, and fuel cut may be started when it is determined that the operation of the forced exhaust valve opening mechanism 17 is started based on the detected rising of the oil pressure (operation start). Determination means).

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Abstract

エンジン停止時のクランク位置を分散化して始動時のスタータピニオンとの噛合に起因するリングギヤの局所的な摩耗を抑制できるエンジンの停止制御装置を提供する。 アイドルストップによるエンジン停止指令またはキーのオフ操作があったとき（S22がYes）、パワータードの排気強制開弁機構１７を作動させると共に吸気スロットル弁１４を閉弁制御し（S28,30）、ディレイ時間Ｔdlyの経過により排気強制開弁機構１７の作動遅れが解消されて実際に排気弁１５が強制開弁され始めた後に（S32がYes）、燃料カットによりエンジン１を停止させる（S26）。

Description

エンジンの停止制御装置
　本発明はエンジンの停止制御装置に係り、詳しくはエンジン停止後のクランク位置を分散化して始動時のスタータピニオンとの噛合に起因するリングギヤの局所的な摩耗を抑制する停止制御装置に関する。
　一般的な車両ではエンジン始動がスタータにより行われ、スタータはエンジンのクランク軸の後端に固定されたリングギヤの一側に配設されている。運転者のキー操作に応じて、ソレノイドの励磁によりスタータのピニオンギヤが突出してリングギヤに噛合し、モータの駆動力によりピニオンギヤを介してリングギヤと共にクランク軸が回転駆動され、エンジンがクランキングされて始動する。停止時のエンジンは惰性回転しながら各気筒の圧縮上死点近傍で発生する反力を受けて停止に至ることから、図５に示すように、停止後のエンジンのクランク位置（以下、停止クランク位置という）に規制性が生じ、具体的には各気筒の圧縮上死点の手前に相当するクランク位置で停止する頻度が非常に高くなる。このため多くのエンジン始動ではスタータのピニオンギヤがリングギヤの特定箇所に噛合して回転駆動が開始されることになり、当該噛合箇所で局所的に摩耗が進行して早期に始動不良が発生するという不具合があった。
　特に、近年普及し始めている信号待ちなどで自動的にエンジンを停止・始動させるアイドルストップスタート車両では、エンジン始動の頻度が飛躍的に高くなるため、上記リングギヤの局所的な摩耗はより深刻なものになる。このため抜本的な対策が要望されており、例えばパワータードを利用した特許文献１の技術が提案されている。周知のようにパワータードは、各気筒の排気弁を圧縮上死点の直前で一時的に強制開弁して筒内から圧縮空気を排出し、続く膨張行程で筒内に発生した負圧によりピストン下降を妨げてエンジンブレーキ力を増大させるシステムである。このようなパワータードの作用が実質的な圧縮仕事の軽減、ひいては圧縮反力の軽減につながることに着目し、特許文献１の技術では、エンジン停止時にパワータードを実行して停止クランク位置の分散化を図っている。
特開２００１－１５２８２２号公報
　上記特許文献１の技術による作用効果を検証すべく、本発明者はエンジン停止時にパワータードを実行して停止クランク位置毎の発生頻度を求める試験を実施した。ところが、得られた試験結果は図５に示したパワータードを実行しない場合とほとんど相違せず、結果として特許文献１の技術では停止クランク位置を分散化できず、リングギヤの局所的な摩耗を抑制する対策として有効でないと言わざるを得なかった。
　本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、エンジン停止時のクランク位置を分散化して始動時のスタータピニオンとの噛合に起因するリングギヤの局所的な摩耗を抑制することができるエンジンの停止制御装置を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明は、車両に搭載されたエンジンの停止を指示する停止指示手段と、停止指示手段によるエンジンの停止指示に基づき、エンジンに対する燃料噴射を中止して停止させるエンジン停止制御手段と、エンジンの気筒の圧縮上死点近傍で排気弁を一時的に強制開弁する排気強制開弁機構と、排気強制開弁機構の作動遅れが解消されて排気弁の強制開弁が開始されたか否かを判定する作動開始判定手段とを備えるエンジンの停止制御装置であって、エンジン停止制御手段が、停止指示手段によりエンジンの停止指示がなされたときに排気強制開弁機構の作動を開始させ、作動開始判定手段により排気弁の強制開弁の開始判定が下されるまでは待機し、開始判定が下されたときに燃料噴射の中止によりエンジンを停止させることを特徴とする。
　上記エンジンの停止制御装置において、作動開始判定手段が、排気強制開弁機構の作動開始から排気強制開弁機構の作動遅れに基づき予め設定されたディレイ時間が経過したときに、排気弁の強制開弁の開始判定を下すものであってもよい。
　さらに、上記エンジンの停止制御装置において、閉弁によりエンジンの吸入空気を制限する吸気スロットル弁を備え、エンジン停止制御手段が、排気強制開弁機構の作動開始と共に、吸気スロットル弁を閉弁させてもよい。
　さらに、上記エンジンの停止制御装置において、エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段を備え、エンジン停止制御手段が、エンジン温度検出手段により検出されたエンジン温度が予め設定された第１判定値未満のときに排気強制開弁機構の作動を禁止してもよい。
　さらに、上記エンジンの停止制御装置において、エンジンが走行用動力源として車両に搭載され、予め設定されたエンジン停止条件の成立時にエンジンを停止し、予め設定されたエンジン始動条件の成立時にエンジンを始動するアイドルストップスタート制御手段を備えてもよい。
　この場合、エンジン停止制御手段が、エンジン温度検出手段により検出されたエンジン温度が第１判定値よりも低温側に予め設定された第２判定値未満のときに、エンジン停止条件に基づくエンジンの停止を禁止してもよい。
　以上説明したように本発明のエンジンの停止制御装置によれば、停止指示手段によりエンジンの停止指示がなされたときに、エンジン停止制御手段により排気強制開弁機構の作動を開始させ、作動開始判定手段により排気弁の強制開弁の開始判定が下されるまでは待機し、開始判定が下されたときにエンジン停止制御手段により燃料噴射を中止してエンジンを停止させるようにした。
　従って、燃料噴射が中止された時点では、既に排気強制開弁機構の作動遅れが解消されて排気弁が正常に強制開弁されている。このため圧縮反力が軽減され、燃料噴射の中止により惰性回転を開始したエンジンは圧縮上死点で極端な反力を受けることなく円滑に回転速度を低下させて停止に至り、その停止クランク位置が分散化される。よって、エンジン始動時のリングギヤの局所的な摩耗を抑制でき、始動不良などのトラブルを未然に防止することができる。
　さらに、本発明のエンジンの停止制御装置によれば、排気強制開弁機構の作動遅れに基づき予め設定されたディレイ時間が経過したときに排気弁の強制開弁の開始判定を下すようにした。この場合、新たにセンサなどを追加することなく強制開弁が開始されたタイミング、即ち適切な燃料噴射の中止タイミングを判定でき、製造コストを高騰させることなく実施することができる。
　さらに、本発明のエンジンの停止制御装置によれば、排気強制開弁機構の作動開始と共に吸気スロットル弁を閉弁させるようにした。この場合、吸気スロットル弁の閉弁により吸入空気量が減少して筒内の実質的な圧縮仕事がさらに軽減されるため、停止クランク値をより分散化することができる。
　さらに、本発明のエンジンの停止制御装置によれば、エンジン温度が第１判定値未満のときに排気強制開弁機構の作動を禁止するようにした。この場合、例えば油圧式の排気強制開弁機構などでは低温域で作動油の粘性が高くて正確な作動が望めないが、排気強制開弁機構の作動が禁止されるため、不適切な作動による弊害を未然に防止することができる。
　さらに、本発明のエンジンの停止制御装置によれば、エンジン停止条件の成立時にエンジンを停止し、エンジン始動条件の成立時にエンジンを始動するアイドルストップスタート制御手段を備えるようにした。この場合、エンジン始動の頻度が飛躍的に高くなり、必然的にリングギヤの局所的な摩耗が進行し易くなるが、この不具合を確実に解消することができる。
　また、本発明のエンジンの停止制御装置によれば、加えて、エンジン温度が第２判定値未満のときにエンジンの停止を禁止するようにした。この場合エンジン冷態時には燃料増量が必要な上に十分な浄化性能が得られないが、エンジン停止が禁止されることにより早期に暖機完了できるため、これらの不具合を最小限に抑制することができる。
実施形態のエンジンの停止制御装置が搭載された車両を示す全体構成図である。 ＩＳＳ－ＥＣＵが実行するＩＳＳルーチンを示すフローチャートである。 Ｅ/Ｇ－ＥＣＵが実行するＥ/Ｇ停止ルーチンを示すフローチャートである。 実施形態による停止クランク位置毎の発生頻度を示す試験結果である。 先行技術による停止クランク位置毎の発生頻度を示す試験結果である。
　以下、本発明を具体化したエンジンの停止制御装置の一実施形態を説明する。
　図１は本実施形態のエンジンの停止制御装置が搭載された車両を示す全体構成図である。後述するように、当該車両は信号待ちなどで走行用動力源であるエンジンを自動的に停止・始動させるアイドルストップスタート機能を備えており、停止制御装置は通常の運転者によるキーオフ操作（停止指示手段）によるエンジン停止時に加えて、アイドルストップ機能（停止指示手段）による自動的なエンジン停止時にも機能して適切にエンジンを制御するようになっている。
　車両に搭載されたエンジン１のクランク軸１ａの後端にはフライホイール２及びクラッチ３を介して変速機４が接続され、変速機４はプロペラシャフト５、差動装置６、ドライブシャフト７を介して左右の駆動輪８に接続されている。従って、エンジン１の駆動力はクラッチ３の切断時には遮断されて変速機４に伝達されず、一方、クラッチ３の接続時には該クラッチ３を介して変速機４に伝達され、変速機４の変速段に応じて変速された上で駆動輪８側に伝達される。
　本実施形態の変速機４はいわゆる平行軸式の手動変速機として構成され、クラッチ３もマニュアルクラッチとして構成されている。このため、変速機４の変速時には、運転者がクラッチペダル操作によりクラッチ３を断接しながらシフトレバー操作により変速機４を所望の変速段に切り換えるようになっている。但し、変速機４の形式はこれに限ることはなく、例えば変速操作及びクラッチ操作をアクチュエータで行う自動変速機として構成してもよい。また、独立した２系統のクラッチ及び歯車機構を備え、一方の系統を介した動力伝達中に他方の系統を予め次変速段に切り換えるプリセレクトを実行するいわゆるデュアルクラッチ式自動変速機として構成してもよいし、一般的なトルクコンバータ式の自動変速機やＣＶＴとして構成してもよい。
　一方、エンジン１の各気筒には燃料噴射弁１０が設けられ、これらの燃料噴射弁１０からそれぞれの筒内に燃料が噴射されるようになっている。各気筒の筒内は吸気弁１１を介して吸気マニホールド１２に接続され、吸気マニホールド１２の上流側は互いに集合して吸気通路１３に接続されている。吸気通路１３には吸気スロットル弁１４が設けられ、吸気スロットル弁１４の開度に応じて吸気通路１３内に流通する吸入空気が制限されるようになっている。また、図示はしないが、各気筒の筒内は排気弁１５を介して排気マニホールドに接続され、排気マニホールドの下流側は互いに集合して排気浄化装置を備えた排気通路に接続されている。
　吸気通路１３内に導入された吸入空気は吸気スロットル弁１４の開度に応じて制限されながら吸気マニホールド１２へと案内され、吸気マニホールド１２内で分配されて各気筒の吸気弁１１の開弁時に筒内に流入する。燃料噴射弁１０から各気筒の筒内に噴射された燃料は圧縮上死点近傍で着火され、その燃焼圧によりピストンを押し下げて機関トルクを発生する。一方、燃焼後の排ガスは、排気弁１５の開弁時に各気筒の筒内から排気マニホールドを経て排気通路へと案内され、排気浄化装置により有害成分を浄化された後に外部に排出される。
　エンジン１の各気筒の排気弁１５には、パワータードの排気強制開弁機構１７が設けられている。当該排気強制開弁機構１７の構成は種々の文献に開示されているため詳細はしないが、例えば特開２００７－２４７６２８号公報に記載のものを応用できる。応用例の概略を述べると、カム軸上には各気筒の排気用カムにそれぞれパワータード用カムが併設され、各気筒の圧縮上死点直前で各パワータード用カムにより油圧ピストンが押圧作動される。油圧ピストンは油圧配管を介して排気弁１５の直上に配設されたスレーブピストン１６と接続され、スレーブピストン１６は排気弁１５を上方から押圧して一時的に強制開弁し、これにより筒内の圧縮空気を排出し得る。油圧配管にはソレノイド１８が介装され、ソレノイド１８のオン・オフに応じて油圧ピストンにより発生した油圧が油圧配管を介してスレーブピストン１６側に伝達或いは遮断され、それに応じて排気弁１５の強制開弁が実行或いは中止されるようになっている。
　アクセルオフによる車両減速時にパワータードが実行されると、圧縮上死点直前での排気弁１５が強制開弁により筒内の圧縮空気が排出され、続く膨張行程でピストンの下降を妨げる力が発生してエンジンブレーキ作用を増大させる。このように本来のパワータードはアクセル操作に連動して作動し、エンジンブレーキ作用の増大によりフットブレーキ操作の頻度を低減して運転者の負担を軽減する役割を果たしている。本実施形態では、以上のパワータードをエンジン停止時にも利用しており、その詳細は後述する。
　また、エンジン１には始動用のスタータ１９が付設され、当該スタータ１９は一般的なものと同一構成となっている。即ち、スタータ１９はエンジン始動時において、図示されていない内蔵したソレノイドの励磁によりピニオンギヤ１９ａを突出させてフライホイール２外周のリングギヤ２ａに噛合させると共に、内蔵したモータの駆動力によりピニオンギヤ１９ａを介してフライホイール２と共にクランク軸１ａを回転駆動してエンジン１をクランキングし得る。上記のように車両はアイドルストップスタート機能を備えているため、スタータ１９によるエンジン１のクランキングは、通常の運転者によるキーのスタート操作に伴うエンジン始動時に加えて、アイドルストップスタート機能による自動的なエンジン始動時にも実行される。
　一方、車室内には、エンジン１の運転状態を制御するためのＥ/Ｇ－ＥＣＵ（エンジン制御ユニット）２１、及びアイドルストップスタート機能を司るＩＳＳ－ＥＣＵ（アイドルストップスタート制御ユニット）２２が設置されている。これらのＥ/Ｇ－ＥＣＵ２１及びＩＳＳ－ＥＣＵ２２は、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどから構成されている。
　Ｅ/Ｇ－ＥＣＵ２１の入力側には、アクセル操作量θaccを検出するアクセルセンサ２３、エンジン１の回転速度Ｎeを検出する回転速度センサ２４、エンジン１の冷却水温Ｔwを検出する水温センサ２５（エンジン温度検出手段）などのセンサ類が接続され、Ｅ/Ｇ－ＥＣＵ２１の出力側には、各気筒の燃料噴射弁１０、パワータードの排気強制開弁機構１７を制御するソレノイド１８、吸気スロットル弁１４を開閉駆動するアクチュエータ２６、スタータ１９などのデバイス類が接続されている。
　また、ＩＳＳ－ＥＣＵ２２の入力側には、上記アクセルセンサ２３、回転速度センサ２４、水温センサ２５に加えて、クラッチ３の断接状態を検出するクラッチセンサ２７、変速機４の変速段を検出するギヤ位置センサ２８、車速Ｖを検出する車速センサ２９、アイドルストップスタート機能の有効・無効を指示するＩＳＳスイッチ３０などのセンサ類が接続されている。また、ＩＳＳ－ＥＣＵ２２の出力側にはＥ/Ｇ－ＥＣＵ２１が接続され、エンジン１の始動指令や停止指令がＥ/Ｇ－ＥＣＵ２１に出力されるようになっている。
　各種センサ類から入力される検出情報に基づき、例えばＥ/Ｇ－ＥＣＵ２１は燃料噴射量や燃料噴射時期を算出し、これらの算出値に基づき燃料噴射弁１０を駆動制御しながらエンジン１を運転させる。また、ＩＳＳ－ＥＣＵ２２は信号待ちなどで自動的にエンジン１を停止・始動させるアイドルストップスタート制御を実行しており、以下、当該制御について説明する。
　ＩＳＳ－ＥＣＵ２２は、車両のキーがオン操作され、且つＩＳＳスイッチ３０がアイドルストップスタート機能の有効側に切り換えられているときに、図２に示すＩＳＳルーチンを所定の制御インターバルで実行する。
　まず、ステップＳ２で水温センサ２５により検出された冷却水温Ｔwが予め設定された第２判定値Ｔw2以上であるか否かを判定する。エンジン冷態時には、運転の安定化のために燃料増量を必要とし、また排気浄化装置の触媒が活性温度に達しないため十分な浄化性能が得られない。よって、このような冷態でのエンジン運転を可能な限り早期に脱して暖機完了すべきであり、そのためにはエンジン冷態時にアイドルストップを禁止してエンジン運転を継続することが望ましい。このような観点の下に、アイドルストップを禁止すべき上限付近の温度として上記第２判定値Ｔw2が設定されている。
　従って、ステップＳ２の判定がＮo（否定）のときには、アイドルストップを実行すべきでないとして一旦ルーチンを終了する。また、ステップＳ２の判定がＹes（肯定）のときには、アイドルストップを実行すべきとしてステップＳ４に移行し、予め設定されたエンジン停止条件が成立したか否かを判定する。エンジン停止条件は、以下に述べる全ての要件が満たされたときに成立したと見なされる。
１）アクセルセンサ２３により検出されたアクセル操作量θaccが０であること。
２）車速センサ２９により検出された車速Ｖが０であること。
３）クラッチセンサ２７によりクラッチ接続が検出されていること。
４）ギヤ位置センサ２８によりニュートラルが検出されていること。
　但し、エンジン停止条件は上記内容に限ることはなく任意に変更可能であり、例えばブレーキが踏込み操作されていることを条件に加えてもよい。
　ステップＳ４の判定がＮoのときには一旦ルーチンを終了し、判定がＹesのときにはステップＳ６に移行してＥ/Ｇ－ＥＣＵ２１にエンジン停止指令を出力する（アイドルストップスタート制御手段）。後述するように、この停止指令に基づきＥ/Ｇ－ＥＣＵ２１により燃料カット（燃料噴射の中止）が行われてエンジン１が停止され（エンジン停止制御手段）、ＩＳＳ－ＥＣＵ２２は続くステップＳ８で予め設定されたエンジン始動条件が成立したか否かを判定する。エンジン始動条件は、以下に述べる全ての要件が満たされたときに成立したと見なされる。
５）クラッチセンサ２７によりクラッチ切断が検出されていること。
６）ギヤ位置センサ２８によりニュートラルが検出されていること。
　ステップＳ８の判定がＮoの間は待機し、判定がＹesになるとステップＳ１０に移行してＥ/Ｇ－ＥＣＵ２１にエンジン始動指令を出力する（アイドルストップスタート制御手段）。この始動指令に基づき、Ｅ/Ｇ－ＥＣＵ２１によりエンジン１が始動されて車両の発進が可能となる。
　以上のようにアイドルストップスタートに際してＩＳＳ－ＥＣＵ２２から出力されるエンジン停止指令や始動指令に基づき、Ｅ/Ｇ－ＥＣＵ２１によりエンジン停止やエンジン始動が実行される。また、運転者により手動でキー操作が行われたときにも、スタート操作時にはエンジン始動が実行され、オフ操作時にはエンジン停止が実行される。
　エンジン始動時には、スタータ１９のピニオンギヤ１９ａをリングギヤ２ａに噛合させて回転駆動することでエンジン１をクランキングすると共に燃料噴射弁１０を作動させて燃料噴射を開始するが、ピニオンギヤ１９ａがリングギヤ２ａの特定箇所に噛合して局所的な摩耗を発生させるという不具合がある。その対策として、特許文献１の技術ではエンジン停止時にパワータードを実行しているが、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、停止クランク位置を分散化できずにリングギヤ２ａの局所的な摩耗を抑制できない。
　この事実は、エンジン停止時にパワータードによるエンジン１の圧縮反力の軽減効果が得られていないことを意味する。本発明者は、エンジン停止時にパワータードを実行する試験を実施し、このときの排気強制開弁機構１７の作動状態を検証した。その結果、排気強制開弁機構１７が実質的な作動を開始する以前に、より具体的には油圧ピストンで発生した油圧がスレーブピストン１６に伝達されて排気弁１５を強制開弁し始める以前に、エンジン１が惰性回転を終えて停止してしまう現象が原因であることを突き止めた。そこで、本実施形態では、エンジン停止時にパワータードの開始に対して燃料カットの開始を遅延させる対策を講じており、以下、当該対策について詳述する。
　Ｅ/Ｇ－ＥＣＵ２１は車両のキーがオン操作されているときに、図３に示すＥ/Ｇ停止ルーチンを所定の制御インターバルで実行しており、当該ルーチンにより上記アイドルストップによるエンジン停止指令やキーのオフ操作に応じたエンジン停止が実行される。
　まず、ステップＳ２２でＩＳＳ－ＥＣＵ２２からのエンジン停止指令、或いは車両のキーのオフ操作の何れかがあったか否かを判定し、判定がＮoのときには一旦ルーチンを終了する。上記のようにＩＳＳ－ＥＣＵ２２からのエンジン停止指令が入力された場合や車両走行を終えた運転者がキーをオフ操作した場合には、ステップＳ２２でＹesの判定を下してステップＳ２４に移行する。なお、キーがオフ操作されても、Ｅ/Ｇ－ＥＣＵ２１は、当該ルーチンに従ってエンジン１を停止させるまで処理を継続する。
　ステップＳ２４では、冷却水温Ｔwが予め設定された第１判定値Ｔw1以上であるか否かを判定する。以下に述べるようにエンジン停止時にはパワータードの排気強制開弁機構１７を作動させるが、油圧を利用して排気弁１５を強制開弁する排気強制開弁機構１７は、作動油（エンジンオイル）の粘性が高い低温時に正確な作動が望めない。そこで、パワータードを禁止すべき上限付近の温度として第１判定値Ｔw1が設定されている。当該第１判定値Ｔw1は、上記アイドルストップを禁止すべき上限温度である第２判定値Ｔw2よりも高温側に設定され、結果として両判定値Ｔw1,Ｔw2に基づき３種の温度域が区分されていることになる。
　なお、本実施形態では、冷却水温Ｔwを指標としてエンジン１の温度域を区分したが、これに限ることはなく任意に変更可能である。例えば、冷却水温Ｔwに代えてエンジン油温を指標としてもよい。
　ステップＳ２４の判定がＮoのときにはステップＳ２６に移行し、エンジン１の燃料カットを実行する。これにより、各気筒に対する燃料噴射が中止されて惰性回転の後にエンジン１が停止する。
　また、ステップＳ２４の判定がＹesのときには、ステップＳ２８で各気筒に設けられたパワータードのソレノイド１８をオンすることにより排気強制開弁機構１７をそれぞれ作動させる（エンジン停止制御手段）。続くステップＳ３０ではアクチュエータ２６の駆動制御により吸気スロットル弁１４を閉弁させる（エンジン停止制御手段）。その後にステップＳ３２に移行して排気強制開弁機構１７の作動開始から、より具体的にはソレノイド１８をオンした時点から予め設定されたディレイ時間Ｔdlyが経過したか否かを判定し（作動開始判定手段）、判定がＮoの間は待機し、判定がＹesになると上記ステップＳ２６に移行して燃料カットを実行する（エンジン停止制御手段）。
　ディレイ時間Ｔdlyは、排気強制開弁機構１７の作動遅れに相当する時間に所定の余裕分を加えた値として予め設定されている。具体的には、排気強制開弁機構１７の作動遅れは、ソレノイド１８をオンさせてから実際に油圧ピストンからスレーブピストン１６への油圧伝達が開始されて排気弁１５が強制開弁され始めるまでの時間に相当する。第１判定値Ｔw1以上の水温域であれば、油温も十分に上昇して作動油の粘性に大きな格差は生じないため、パワータードの作動遅れを単一の値として導き出すことができ、それに基づきディレイ時間Ｔdlyも確定できる。
　以上のＩＳＳ－ＥＣＵ２２及びＥ/Ｇ－ＥＣＵ２１の処理に基づき、表１に示すようにエンジン１の停止制御が実行され、以下、それぞれの場合を順次説明する。なお、図では燃料カットを「Ｆ/Ｃ」で表し、パワータードを「ＰＴ」で表し、吸気スロットル弁１４の閉制御を「吸気ＴＨ」で表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　まず、キーのオフ操作については、冷却水温Ｔwに関わらずエンジン１が停止され、冷却水温Ｔwが第１判定値Ｔw1未満のときには燃料カットのみが実行されるのに対し、第１判定値Ｔw1以上のときには燃料カットと共にパワータード及び吸気スロットル弁１４の閉制御が実行される。
　また、アイドルストップについては、冷却水温Ｔwが第２判定値Ｔw2以上のときに限ってエンジン１が停止され、第２判定値Ｔw2未満ではエンジン１は停止されずに運転を継続する。そして、冷却水温Ｔwが第２判定値Ｔw2以上で且つ第１判定値Ｔw1未満のときには燃料カットのみが実行されるのに対し、第１判定値Ｔw1以上のときには燃料カットと共にパワータード及び吸気スロットル弁１４の閉制御が実行される。
　即ち、キーのオフ操作とアイドルストップの何れによりエンジン１を停止させる場合であっても、冷却水温Ｔwが第１判定値Ｔw1以上であれば燃料カットと共にパワータードが実行される。図３のステップＳ３２，２６の処理により、排気強制開弁機構１７の作動が開始されてディレイ時間Ｔdlyが経過した後に燃料カットが実行されるため、燃料カットが開始された時点では、既に排気強制開弁機構１７の作動遅れが解消されて各気筒の排気弁１５が正常に強制開弁されている。この圧縮上死点の直前での排気弁１５の強制開弁により各気筒の圧縮反力は軽減され、結果として燃料カットにより惰性回転を開始したエンジン１は、当初から各気筒の圧縮上死点で極端な反力を受けることなく円滑に回転速度を低下させて停止に至り、その停止クランク位置が分散化される。図４はこのときの停止クランク位置毎の発生頻度を示す試験結果を示しており、特許文献１の技術の試験結果を示す図５との比較から明らかなように、停止クランク位置を大幅に分散化できていることが判る。
　よって、エンジン始動時には、スタータ１９のピニオンギヤ１９ａの噛合にリングギヤ２ａの全周が略均等に用いられ、リングギヤ２ａの局所的な摩耗の進行による始動不良を未然に防止することができる。この要因はエンジン１のメンテナンス面にも貢献し、フライホイール２の交換インターバルを延長することによりメンテナンスコストを低減することができる。
　また、エンジン停止時の各気筒の圧縮反力を軽減することにより、惰性回転中にエンジン１が受ける反力が滑らかに変動するため、結果として停止時のエンジン振動を軽減できるという別の効果も得られる。
　特に本実施形態のようにアイドルストップスタート機能を備えた車両ではエンジン始動の頻度が飛躍的に高く、必然的にリングギヤ２ａの局所的な摩耗に起因する始動不良やメンテナンスコストの問題がより深刻になるが、これらの不具合を確実に解消できることから一層大きな効果を実現できる。
　また、本実施形態では、予め排気強制開弁機構１７の作動遅れに基づきディレイ時間Ｔdlyを設定し、このディレイ時間Ｔdlyの経過に基づき燃料カットを実行している。このため新たにセンサなどを追加することなく、排気強制開弁機構１７の作動遅れの解消により排気弁１５の強制開弁が開始されたタイミング、即ち適切な燃料カットの開始タイミングを判定でき、結果として製造コストを高騰させることなく実施することができる。
　加えて本実施形態では、パワータードの実行時には吸気スロットル弁１４の閉制御を併用している。吸気スロットル弁１４が閉弁されると吸入空気量の減少に伴って筒内の実質的な圧縮仕事がさらに軽減される。このためパワータードのみを実行した場合に比較して停止クランク値をより分散化でき、これにより上記効果を一層高めることができる。
　一方、キーのオフ操作とアイドルストップの何れにおいても、冷却水温Ｔwが第１判定値Ｔw1以上のときに限ってパワータードを実行し、第１判定値Ｔw1未満ではパワータードを禁止している。低温域では作動油の粘性が高くて正確な排気強制開弁機構１７の作動が望めず、不適切な排気弁１５の強制開弁により本来の停止クランク位置の分散化の効果が得られない上に、例えば停止時のエンジン振動が増大するなどの弊害が生じるが、本実施形態ではパワータードを禁止することから、このような弊害を未然に防止することができる。
　加えて、アイドルストップにおいては、冷却水温Ｔwが第２判定値Ｔw2以上のときに限ってアイドルストップを実行し、第２判定値Ｔw2未満ではアイドルストップを禁止している。エンジン冷態時には燃料増量が必要な上に十分な浄化性能が得られないため、可能な限り早期に暖機完了すべきであるが、本実施形態ではアイドルストップを禁止することから、この要求に対応して上記冷態時の不具合を最小限に抑制することができる。
　以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、アイドルストップスタート機能を備えた車両に具体化したが、これに限ることはなく、例えば運転者のキー操作に応じてエンジン１を始動・停止させる一般的な車両に具体化してもよい。また、アイドルストップスタート車両の場合、キーのオフ操作によるエンジン停止よりもアイドルストップによるエンジン停止の方が発生頻度が遥かに高いため、キーのオフ操作に対してはパワータードを実行せず、アイドルストップによるエンジン停止指令に対してだけパワータードを実行するようにしてもよい。
　また、上記実施形態では、パワータードの実行時に吸気スロットル弁１４の閉制御を併用したが、吸気スロットル弁１４は必ずしも制御する必要はない。そこで、例えば吸気スロットル弁１４を廃止して、エンジン停止時にパワータードのみを実行するようにしてもよい。
　また、上記実施形態では、冷却水温Ｔwが第１判定値Ｔw1未満のときにはパワータードを禁止し、冷却水温Ｔwが第２判定値Ｔw2未満のときにはアイドルストップを禁止したが、これに限ることはない。例えば、冷却水温Ｔwが第１判定値Ｔw1未満でもパワータードを実行したり、或いは冷却水温Ｔwが第２判定値Ｔw2未満でもアイドルストップを実行したりしてもよい。
　また、上記実施形態では、予め排気強制開弁機構１７の作動遅れに基づきディレイ時間Ｔdlyを設定し、このディレイ時間Ｔdlyの経過に基づき燃料カットの開始タイミングを判定したが、これに限ることはなく、実際の排気強制開弁機構１７の作動開始を検出してもよい。例えば、何れかの気筒のスレーブピストン１６に油圧センサを設け、検出された油圧の立ち上がりにより排気強制開弁機構１７の作動開始を判定した時点で燃料カットを開始するようにしてもよい(作動開始判定手段)。
　１　　エンジン
　１４　吸気スロットル弁
　１５　排気弁
　１７　排気強制開弁機構
　２１　Ｅ/Ｇ―ＥＣＵ
　　　　（エンジン停止制御手段、作動開始判定手段、アイドルストップスタート制御手段）
　２２　ＩＳＳ―ＥＣＵ
　　　　（停止指示手段、アイドルストップスタート制御手段）
　２５　水温センサ（エンジン温度検出手段）

Claims (6)

  1. 　車両に搭載されたエンジンの停止を指示する停止指示手段と、
    　上記停止指示手段による上記エンジンの停止指示に基づき、該エンジンに対する燃料噴射を中止して停止させるエンジン停止制御手段と、
    　上記エンジンの気筒の圧縮上死点近傍で排気弁を一時的に強制開弁する排気強制開弁機構と、
    　上記排気強制開弁機構の作動遅れが解消されて上記排気弁の強制開弁が開始されたか否かを判定する作動開始判定手段と
    を備え、
    　上記エンジン停止制御手段は、上記停止指示手段により上記エンジンの停止指示がなされたときに上記排気強制開弁機構の作動を開始させ、上記作動開始判定手段により上記排気弁の強制開弁の開始判定が下されるまでは待機し、該開始判定が下されたときに上記燃料噴射の中止により上記エンジンを停止させることを特徴とするエンジンの停止制御装置。
  2. 　上記作動開始判定手段は、上記排気強制開弁機構の作動開始から該排気強制開弁機構の作動遅れに基づき予め設定されたディレイ時間が経過したときに、上記排気弁の強制開弁の開始判定を下すことを特徴とする請求項１記載のエンジンの停止制御装置。
  3. 　閉弁により上記エンジンの吸入空気を制限する吸気スロットル弁を備え、
    　上記エンジン停止制御手段は、上記排気強制開弁機構の作動開始と共に、上記吸気スロットル弁を閉弁させることを特徴とする請求項１または２記載のエンジンの停止制御装置。
  4. 　上記エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段を備え、
    　上記エンジン停止制御手段は、上記エンジン温度検出手段により検出されたエンジン温度が予め設定された第１判定値未満のときに上記排気強制開弁機構の作動を禁止することを特徴とする請求項１乃至３の何れか記載のエンジンの停止制御装置。
  5. 　上記エンジンは走行用動力源として車両に搭載され、
    　予め設定されたエンジン停止条件の成立時に上記エンジンを停止し、予め設定されたエンジン始動条件の成立時に上記エンジンを始動するアイドルストップスタート制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか記載のエンジンの停止制御装置。
  6. 　上記エンジン停止制御手段は、上記エンジン温度検出手段により検出されたエンジン温度が上記第１判定値よりも低温側に予め設定された第２判定値未満のときに、上記エンジン停止条件に基づく上記エンジンの停止を禁止することを特徴とする請求項５記載のエンジンの停止制御装置。
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