WO2022059082A1 - 内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置 Download PDF

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将太 濱根
匡史 岩本
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Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine control method and an internal combustion engine control device.
  • the engine rotation speed falls within a predetermined rotation speed range including the resonance band (resonance region) of the internal combustion engine during the rotation drop period when the engine rotation speed drops to zero after the internal combustion engine is automatically stopped. If it is determined to be present, the motor generator applies a reverse torque, which is a torque on the reverse rotation side, to the crank shaft of the internal combustion engine to increase the descending speed of the engine rotation speed.
  • a reverse torque which is a torque on the reverse rotation side
  • Patent Document 1 when the engine rotation speed is in a predetermined rotation speed range, a reverse torque is applied to the internal combustion engine by power running drive of a motor generator or regenerative power generation, and the decrease speed of the engine rotation speed is increased to increase the engine rotation speed. The time required for the rotation speed to pass through the resonance band is shortened.
  • Patent Document 1 when applying a reverse torque to an internal combustion engine, it is determined whether to drive the motor generator by power running or to perform regenerative power generation based on various parameters.
  • Patent Document 1 when the engine rotation speed is low, such as when passing through the resonance band, the motor generator can hardly generate electricity. Therefore, in Patent Document 1, a sufficient reverse torque cannot be applied to the internal combustion engine in a predetermined rotation speed range including the resonance band, and there is a possibility that the engine rotation speed cannot be reduced quickly.
  • Patent Document 1 may not be able to suppress vibration when the engine rotation speed passes through the resonance band when the internal combustion engine is automatically stopped.
  • the internal combustion engine of the present invention has a predetermined rotation speed threshold or higher at which the engine rotation speed can be restarted only by fuel injection when the internal combustion engine is requested to be restarted while the engine rotation speed is reduced due to the automatic stop of the internal combustion engine. If there is, the internal combustion engine is started by restarting the fuel injection, and if the engine rotation speed of the internal combustion engine is lower than the above rotation speed threshold, the crankshaft of the internal combustion engine is rotated and started by using an electric motor. Then, when the engine rotation speed becomes lower than the above rotation speed threshold while the engine rotation speed of the internal combustion engine is lowered due to automatic stop, the amount of air in the cylinder is reduced as compared with before the engine rotation speed becomes lower than the above rotation speed threshold. Reduce.
  • the compression reaction force can be reduced by reducing the amount of air into the cylinder (intake air amount), and the rotation fluctuation of the internal combustion engine can be suppressed.
  • the internal combustion engine can suppress vibration when the engine rotation speed passes through a predetermined resonance band of the internal combustion engine by reducing the compression reaction force due to the decrease in the amount of air in the cylinder.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an outline of a system configuration of an internal combustion engine 1 to which the present invention is applied.
  • the internal combustion engine 1 is, for example, a multi-cylinder spark-ignition gasoline engine, which is mounted on a vehicle such as an automobile.
  • the internal combustion engine 1 transmits, for example, the rotation of the crankshaft 2 to the drive wheels of the vehicle as a driving force.
  • the internal combustion engine 1 may be a diesel engine.
  • the intake air is distributed to each cylinder of the internal combustion engine 1 via the collector 4 which forms a part of the intake air passage 3.
  • An electric throttle valve 5 for adjusting the intake air amount of the internal combustion engine 1 is arranged on the upstream side of the collector 4.
  • the throttle valve 5 corresponds to an air amount adjusting portion capable of adjusting the amount of air supplied to the cylinder, is provided in the intake passage 3, and is located on the upstream side of the collector 4. .
  • the internal combustion engine 1 has a fuel injection valve (not shown) and a spark plug (not shown).
  • the fuel injection amount of the fuel injection valve, the fuel injection timing of the fuel injection valve, the ignition timing of the ignition plug, the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve, and the like are optimally controlled by the control unit 21 described later.
  • the internal combustion engine 1 drives an alternator 6 that generates electricity for charging an in-vehicle battery, a compressor 7 of an air conditioner (air conditioner), and the like.
  • the alternator 6 is a so-called motor generator, and can drive the crankshaft 2 of the internal combustion engine 1 by power running. That is, the alternator 6 corresponds to an electric motor capable of rotating the crankshaft 2 to start (crank) the internal combustion engine 1.
  • Auxiliary equipment driven by an internal combustion engine 1 such as an alternator 6 and an air conditioner is powered by the rotation of a crankshaft 2 transmitted via a belt 8 and a crank pulley 9.
  • the crank pulley 9 is integrally attached to the end of the crankshaft 2.
  • the belt 8 is wound around the crank pulley 9 and the pulley 10 on the auxiliary machine side.
  • An electromagnetic clutch 11 for an air conditioner is provided between the internal combustion engine 1 and the compressor 7 of the air conditioner. That is, an electromagnetic clutch 11 for an air conditioner is provided between the auxiliary machine side pulley 10 to which the rotation of the crankshaft 2 is transmitted and the compressor 7 of the air conditioner.
  • the internal combustion engine 1 is disconnected from the compressor 7 of the air conditioner by releasing the electromagnetic clutch 11 for the air conditioner.
  • the electromagnetic clutch 11 for the air conditioner is released when the air conditioner is not used by a command from the control unit 21. That is, when the internal combustion engine 1 does not use the air conditioner, the electromagnetic clutch 11 for the air conditioner is released, and the load of the compressor 7 minutes of the air conditioner is reduced.
  • an electromagnetic clutch is connected to the internal combustion engine 1. May be provided so that the electromagnetic clutch is released when the engine is stopped.
  • the control unit 21 includes a crank angle sensor 22 that detects the crank angle of the crank shaft 2, an accelerator opening sensor 23 that detects the amount of depression of the accelerator pedal (not shown), a vehicle speed sensor 24 that detects the vehicle speed of the vehicle, and a brake.
  • a brake sensor 25 that detects the amount of depression of the pedal (not shown), and a catalyst temperature sensor 26 that detects the catalyst temperature of the exhaust purification catalyst (not shown) provided in the exhaust passage (not shown) of the internal combustion engine 1.
  • Detection signals of various sensors such as a pressure sensor 27 for detecting the pressure (air pressure) in the collector 4 are input.
  • the control unit 21 calculates the required load (engine load) of the internal combustion engine 1 by using the detected value of the accelerator opening sensor 23.
  • control unit 21 can detect SOC (State Of Charge), which is the ratio of the remaining charge to the charge capacity of the in-vehicle battery (not shown). That is, the control unit 21 corresponds to the battery SOC detection unit.
  • SOC State Of Charge
  • the crank angle sensor 22 can detect the engine rotation speed (engine rotation speed) of the internal combustion engine 1.
  • the internal combustion engine 1 stops the fuel supply and automatically stops when a predetermined automatic stop condition is satisfied when the vehicle is running or the vehicle is stopped. Then, the internal combustion engine 1 restarts when a predetermined automatic restart condition is satisfied during the automatic stop. That is, the control unit 21 automatically stops the internal combustion engine 1 when the predetermined automatic stop condition is satisfied, and automatically restarts the internal combustion engine 1 when the predetermined automatic restart condition is satisfied.
  • the automatic stop conditions of the internal combustion engine 1 are, for example, a state in which the accelerator pedal is not depressed, the battery SOC of the vehicle-mounted battery is larger than a predetermined battery threshold SOCth, and the catalyst temperature of the exhaust gas purification catalyst is a predetermined first. 1 It is higher than the catalyst temperature threshold value T1 and the like.
  • the internal combustion engine 1 automatically stops when all of these automatic stop conditions are satisfied.
  • the control unit 21 automatically stops the internal combustion engine 1 when all of these automatic stop conditions are satisfied during the operation of the internal combustion engine 1. That is, the control unit 21 corresponds to a first control unit that stops fuel injection and automatically stops the internal combustion engine 1 when a predetermined automatic stop condition is satisfied.
  • the conditions for automatic restart of the internal combustion engine 1 are, for example, that the accelerator pedal is depressed, that the battery SOC of the vehicle-mounted battery is equal to or less than a predetermined battery threshold SOCth, and that the catalyst temperature of the exhaust gas purification catalyst is a predetermined first.
  • the catalyst temperature threshold is T1 or less.
  • the internal combustion engine 1 restarts when there is a restart request during automatic stop.
  • the control unit 21 restarts the internal combustion engine 1 when any of these automatic restart conditions is satisfied while the internal combustion engine 1 is automatically stopped.
  • the internal combustion engine 1 that is automatically stopped restarts when the battery SOC of the vehicle-mounted battery becomes equal to or less than the battery threshold SOCth as a predetermined value.
  • the automatic stop of the internal combustion engine 1 for example, there are an idle stop, a coast stop and a sailing stop.
  • Idle stop is implemented when the vehicle is temporarily stopped, for example, when the above automatic stop conditions are satisfied. Further, the idle stop is released when, for example, any of the above-mentioned automatic restart conditions is satisfied.
  • the coast stop is carried out while the vehicle is running, for example, when the above automatic stop conditions are satisfied. Further, the coast stop is canceled when, for example, any of the above-mentioned automatic restart conditions is satisfied.
  • the coast stop is, for example, the automatic stop of the internal combustion engine 1 during deceleration in a state where the brake pedal is depressed at a low vehicle speed.
  • the sailing stop is carried out while the vehicle is running, for example, when the above automatic stop conditions are satisfied. Further, the sailing stop is canceled when, for example, any of the above-mentioned automatic restart conditions is satisfied.
  • the sailing stop is, for example, the automatic stop of the internal combustion engine 1 during inertial running in which the brake pedal is not depressed at a medium or high vehicle speed.
  • the control unit 21 When the control unit 21 receives a request to restart the internal combustion engine 1 while the engine rotation speed of the internal combustion engine 1 is reduced due to automatic stop, the control unit 21 can restart the internal combustion engine 1 only by injecting fuel. If it is equal to or higher than the recoverable rotation speed threshold R1 (rotation speed threshold), the internal combustion engine 1 is started (combustion start) by restarting fuel injection, and if the engine rotation speed of the internal combustion engine 1 is lower than the combustion recoverable rotation speed threshold R1. The internal combustion engine 1 is started (cranked) by rotationally driving the crankshaft 2 using the alternator 6.
  • R1 recoverable rotation speed threshold
  • the control unit 21 when the engine rotation speed becomes lower than the combustion recoverable rotation speed threshold R1 while the engine rotation speed of the internal combustion engine 1 is lowered due to the automatic stop, the engine rotation speed becomes lower than the combustion recoverable rotation speed threshold R1.
  • the throttle valve 5 is controlled so as to reduce the amount of air into the cylinder as compared with before. That is, the control unit 21 corresponds to the second control unit.
  • the combustion recoverable rotation speed threshold value R1 is, for example, a value of about 600 rpm.
  • the internal combustion engine 1 secures the amount of air in the cylinder and restarts the fuel injection to start the internal combustion engine 1 when the engine rotation speed is equal to or higher than the combustion recoverable rotation speed threshold R1. Can prepare for (combustion start).
  • the internal combustion engine 1 when the engine rotation speed is lower than the combustion recoverable rotation speed threshold R1 after the automatic stop condition is satisfied, the internal combustion engine 1 reduces the amount of air into the cylinder (intake air amount) to reduce the compression reaction force. It can be reduced and the rotation fluctuation of the internal combustion engine 1 can be suppressed.
  • the internal combustion engine 1 can suppress vibration when the engine rotation speed passes through a predetermined resonance band (resonance region) of the internal combustion engine 1 by reducing the compression reaction force due to the decrease in the amount of air in the cylinder.
  • This resonance band corresponds to a rotation speed range lower than the engine rotation speed when the internal combustion engine 1 is idling (for example, the engine rotation speed is 300 to 500 rpm). That is, in the power transmission system of the internal combustion engine 1, there is a resonance band in which resonance occurs when the engine rotation speed is in the range between the engine resonance rotation speed upper limit value RU and the engine resonance rotation speed lower limit value RL . do.
  • the control unit 21 stops the power generation by the alternator 6 or the use of the air conditioner, and the alternator 6 is used to generate power or the air conditioner.
  • the throttle valve 5 is controlled so as to reduce the amount of air into the cylinder as compared with before the use is stopped. That is, when the control unit 21 automatically stops the internal combustion engine 1 while the auxiliary machines driven by the rotation of the crankshaft 2 of the internal combustion engine 1 are operating, these auxiliary machines are stopped and the auxiliary machines are stopped.
  • the throttle valve 5 is controlled so as to reduce the amount of air into the cylinder as compared with before stopping.
  • the engine rotation speed is the resonance band of the internal combustion engine 1 depending on the responsiveness of the air amount in the cylinder and the deceleration of the engine rotation speed. It may not be possible to sufficiently reduce the amount of air into the cylinder before passing through.
  • the amount of air required for starting combustion is reduced by stopping the alternator 6 and auxiliary equipment such as the air conditioner, so that the engine rotation speed is in a predetermined resonance band of the internal combustion engine 1.
  • the amount of air into the cylinder can be reduced faster before passing through.
  • the control unit 21 After the engine rotation speed passes through the predetermined resonance band of the internal combustion engine 1, the control unit 21 increases the amount of air into the cylinder as compared with the case where the engine rotation speed passes through the predetermined resonance band of the internal combustion engine 1. Let me. That is, when the engine rotation speed is equal to or less than the engine resonance rotation speed lower limit value RL , the control unit 21 is more than when the engine rotation speed is between the engine resonance rotation speed upper limit value RU and the engine resonance rotation speed lower limit value RL . Also increases the amount of air into the cylinder.
  • the throttle valve 5 is opened to return the amount of air into the cylinder to the amount of air required for starting the internal combustion engine 1 to re-start the internal combustion engine 1.
  • the internal combustion engine 1 can be started quickly when a start request is generated.
  • FIG. 2 is a timing chart showing the control state of the internal combustion engine 1 after the automatic stop condition is satisfied.
  • the automatic stop condition is satisfied at time t1.
  • the automatic stop of the internal combustion engine 1 is permitted at time t1.
  • the internal combustion engine 1 stops the fuel injection from the fuel injection valve.
  • the engine rotation speed gradually decreases after the time t1, passes through the resonance band of the internal combustion engine 1, and becomes "0" at the time t6.
  • the engine rotation speed is the combustion recoverable rotation speed threshold value R1 at time t2.
  • the engine rotation speed enters the resonance band of the internal combustion engine 1 at time t3 and exits from the resonance band of the internal combustion engine 1 at time t4.
  • the electromagnetic clutch 11 (A / C clutch) for the air conditioner is released at time t1 when the automatic stop condition is satisfied in FIG.
  • the alternator (ALT) 6 is set to stop power generation (no power generation) after the time t1 when the automatic stop condition is satisfied.
  • the throttle valve 5 When the automatic stop condition is satisfied, the throttle valve 5 is closed according to the reduction in the auxiliary load due to the stop of power generation of the alternator 6 and the stop of the air conditioner. That is, at time t1, the throttle valve 5 closes the slot opening by the amount of reduction in the load (auxiliary machine load) of the stopped auxiliary machine on the internal combustion engine 1 when the automatic stop condition is satisfied.
  • the throttle valve 5 is controlled so that the engine rotation speed is fully closed until the time t4 when the engine rotation speed exits the resonance band of the internal combustion engine 1 after the time t2 when the engine rotation speed becomes lower than the combustion recoverable rotation speed threshold R1. To. That is, in the throttle valve 5, when the engine rotation speed becomes lower than the combustion recoverable rotation speed threshold R1 while the engine rotation speed of the internal combustion engine 1 is lowered due to the establishment of the automatic stop condition, the engine rotation speed becomes the combustion recoverable rotation speed threshold. It is controlled to reduce the amount of air into the cylinder as compared with before it becomes lower than R1.
  • the throttle valve 5 is controlled to have a predetermined first throttle opening O1 which is a predetermined large opening at time t4.
  • the first throttle opening degree O1 is an opening degree larger than the starting throttle opening degree Os set at the time of starting the internal combustion engine 1.
  • the amount of air into the cylinder is increased as compared with the case where the engine rotation speed of the internal combustion engine 1 has passed through the resonance band. Be controlled.
  • the throttle valve 5 is controlled so that when the air pressure in the collector 4 reaches atmospheric pressure at time t5, the throttle opening is Os at the start.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a control flow of the internal combustion engine 1 in the above-described embodiment.
  • step S1 it is determined whether or not the automatic stop condition of the internal combustion engine 1 is satisfied and the automatic stop of the internal combustion engine 1 is started. If the automatic stop of the internal combustion engine 1 is started in step S1, the process proceeds to step S2. If the automatic stop of the internal combustion engine 1 has not been started in step S1, the current routine is terminated.
  • step S2 auxiliary equipment such as the alternator 6 and the air conditioner is stopped, and the auxiliary equipment load is cut (reduced).
  • step S3 the throttle valve 5 is closed according to the amount of reduction in the auxiliary load.
  • step S4 it is determined whether or not the engine rotation speed is smaller than the combustion recoverable rotation speed threshold value R1. If the engine rotation speed is smaller than the combustion recoverable rotation speed threshold value R1 in step S4, the process proceeds to step S5.
  • step S5 the throttle valve 5 is fully closed.
  • step S6 it is determined whether or not the engine rotation speed is equal to or less than the lower limit value RL of the engine resonance rotation speed. If the engine rotation speed is equal to or less than the lower limit of the engine resonance rotation speed RL in step S6, the process proceeds to step S7.
  • step S7 the throttle valve 5 is set to the first throttle opening O1 which is a predetermined large opening so that the pressure (pneumatic pressure) in the collector 4 becomes atmospheric pressure in preparation for restart.
  • step S8 it is determined whether or not the pressure (pneumatic pressure) in the collector 4 has reached atmospheric pressure. If the pressure (pneumatic pressure) in the collector 4 is atmospheric pressure in step S8, the process proceeds to step S9.
  • step S9 the throttle valve 5 is set to the throttle opening Os at the start.
  • the amount of air into the cylinder is reduced when the internal combustion engine 1 is automatically stopped by controlling the opening degree of the throttle valve 5, but the internal combustion engine 1 can change the valve timing of the intake valve.
  • the variable valve mechanism may be used to reduce the amount of air into the cylinder. That is, a variable valve mechanism may be used as an air amount adjusting unit for adjusting the amount of air supplied into the cylinder.
  • the internal combustion engine 1 When the internal combustion engine 1 is normally started by the driver's ignition key operation, the internal combustion engine 1 may be started by using the alternator 6, but the internal combustion engine 1 may be started by a dedicated starter motor different from the alternator 6. You may do it. That is, the internal combustion engine 1 may include a dedicated starter motor different from the alternator 6.
  • the above-mentioned embodiment relates to a control method for an internal combustion engine and a control device for the internal combustion engine.

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Abstract

内燃機関（１）は、自動停止条件が成立すると燃料噴射を停止して自動停止する。内燃機関（１）は、自動停止による機関回転速度低下中に再始動要求があった場合、機関回転速度が燃料噴射のみで再始動可能となる燃焼リカバー可能回転速度閾値（Ｒ１）以上であれば燃料噴射の再開により始動し、機関回転速度が燃焼リカバー可能回転速度閾値（Ｒ１）未満であればオルタネータ（６）を用いて内燃機関（１）を始動する。内燃機関（１）は、自動停止による機関回転速度低下中に機関回転速度が燃焼リカバー可能回転速度閾値（Ｒ１）よりも低くなると、機関回転速度が燃焼リカバー可能回転速度閾値（Ｒ１）よりも低くなる前に比べて筒内への空気量を減じる。

Description

内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置
　本発明は、内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置に関する。
　アイドル運転中に所定の自動停止条件が成立すると内燃機関を自動停止し、自動停止中に所定の自動再始動条件が成立すると内燃機関を自動再始動する内燃機関のアイドルストップ制御が従来から知られている。
　例えば、特許文献１においては、内燃機関を自動停止させた後機関回転速度がゼロまで降下する際の回転降下期間において機関回転速度が内燃機関の共振帯域（共振域）を含む所定回転速度域にあると判定されると、モータジェネレータにより内燃機関のクランクシャフトに逆回転側のトルクである逆トルクを付与して機関回転速度の降下速度を大きくしている。
　特許文献１においては、機関回転速度が所定回転速度域にあるときに、モータジェネレータの力行駆動または回生発電により内燃機関に逆トルクを付与し、機関回転速度の降下速度を大きくすることで、機関回転速度が共振帯域を通過する時間を短縮させている。
　特許文献１においては、内燃機関に逆トルクを付与するにあたって、各種パラメータに基づいて、モータジェネレータの力行駆動を行うか、回生発電を行うかを判断している。
　しかしながら、共振帯域を通過する際のような機関回転速度が低い場合には、モータジェネレータでの発電がほとんどできない。そのため、特許文献１においては、共振帯域を含む所定回転速度域において十分な逆トルクを内燃機関に付与することができず、機関回転速度を素早く低下させることができない虞がある。
　そのため、特許文献１は、内燃機関の自動停止時、機関回転速度が共振帯域を通過する際の振動を抑制できない虞がある。
特開２０１７－２０３４０１号公報
　本発明の内燃機関は、内燃機関の自動停止による機関回転速度低下中に内燃機関の再始動要求があった場合、機関回転速度が燃料噴射のみで再始動可能となる所定の回転速度閾値以上であれば燃料噴射の再開により内燃機関を始動し、内燃機関の機関回転速度が上記回転速度閾値よりも低ければ電動機を用いて内燃機関のクランクシャフトを回転させて始動する。そして、自動停止による内燃機関の機関回転速度低下中に機関回転速度が上記回転速度閾値よりも低くなると、機関回転速度が上記回転速度閾値よりも低くなる前に比べて筒内への空気量を減じる。
　機関回転速度が所定の回転速度閾値以上の場合は、筒内の空気量を確保して燃料噴射の再開による内燃機関の始動（燃焼始動）に備えることができる。
　そして、機関回転速度が所定の回転速度閾値よりも低い場合は、筒内への空気量（吸入空気量）を減らすことで圧縮反力を減らし、内燃機関の回転変動を抑制することができる。内燃機関は、筒内への空気量減による圧縮反力の減少により、機関回転速度が内燃機関の所定の共振帯域を通過する際の振動を抑制することができる。
本発明が適用される内燃機関のシステム構成の概略を模式的に示した説明図。 自動停止条件の成立後の内燃機関の制御状態を示すタイミングチャート。 本発明に係る内燃機関の制御の流れを示すフローチャート。
　以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明が適用される内燃機関１のシステム構成の概略を模式的に示した説明図である。
　内燃機関１は、例えば多気筒の火花点火式ガソリン機関であり、自動車等の車両に搭載されるものである。内燃機関１は、例えば、クランクシャフト２の回転を駆動力として車両の駆動輪に伝達するものである。なお、内燃機関１は、ディーゼル機関であってもよい。
　内燃機関１の各気筒には、吸気通路３の一部をなすコレクタ４を介して吸気が分配されている。コレクタ４の上流側には、内燃機関１の吸入空気量を調整する電動のスロットル弁５が配置されている。スロットル弁５は、筒内に供給される空気量を調整可能な空気量調整部に相当とするものであり、吸気通路３に設けられるものであり、コレクタ４よりも上流側に位置している。
　内燃機関１は、燃料噴射弁（図示せず）や点火プラグ（図示せず）を有するものである。燃料噴射弁の燃料噴射量、燃料噴射弁の燃料噴射時期、点火プラグの点火時期、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力等は、後述するコントロールユニット２１によって最適に制御される。
　内燃機関１は、車載バッテリへの充電等のために発電するオルタネータ６、エアコン（エアコンディショナ）のコンプレッサ７等を駆動する。
　ここで、オルタネータ６は、いわゆるモータジェネレータであり、力行運転することで内燃機関１のクランクシャフト２を駆動することが可能なものである。つまり、オルタネータ６は、クランクシャフト２を回転させて内燃機関１を始動（クランキング）させることが可能な電動機に相当するものである。
　オルタネータ６、エアコン等の補機類の駆動要求があり、これらの補機類を駆動する場合には、内燃機関１に補機負荷が作用することになり、内燃機関１の負荷が増加することになる。
　オルタネータ６、エアコン等の内燃機関１によって駆動される補機類は、ベルト８及びクランクプーリ９を介して伝達されるクランクシャフト２の回転を動力源としている。クランクプーリ９は、クランクシャフト２の端部に一体に取り付けられている。ベルト８は、クランクプーリ９と補機側のプーリ１０とに巻き掛けられている。
　内燃機関１とエアコンのコンプレッサ７との間には、エアコン用の電磁クラッチ１１が設けられている。すなわち、クランクシャフト２の回転が伝達される補機側プーリ１０とエアコンのコンプレッサ７との間には、エアコン用の電磁クラッチ１１が設けられている。
　内燃機関１は、エアコン用の電磁クラッチ１１を解放することでエアコンのコンプレッサ７から切り離された状態となる。エアコン用の電磁クラッチ１１は、コントロールユニット２１からの指令により、エアコンを使用しない場合に解放される。つまり、内燃機関１は、エアコンを使用しない場合、エアコン用の電磁クラッチ１１が解放され、エアコンのコンプレッサ７分の負荷が低減される。
　なお、内燃機関１によって駆動される各種補機類のうちエアコンのように自身の停止時に内燃機関１と切り離すと内燃機関１の負荷を低減できるものにおいては、内燃機関１との間に電磁クラッチを設け、自身の停止時に電磁クラッチを解放するようにしてもよい。
　コントロールユニット２１には、クランクシャフト２のクランク角を検出するクランク角センサ２２、アクセルペダル（図示せず）の踏込量を検出するアクセル開度センサ２３、車両の車速を検出する車速センサ２４、ブレーキペダル（図示せず）の踏み込み量を検出するブレーキセンサ２５、内燃機関１の排気通路（図示せず）に設けられた排気浄化用触媒（図示せず）の触媒温度を検出する触媒温度センサ２６、コレクタ４内の圧力（空気圧）を検出する圧力センサ２７等の各種センサ類の検出信号が入力されている。
　コントロールユニット２１は、アクセル開度センサ２３の検出値を用いて、内燃機関１の要求負荷（エンジン負荷）を算出する。
　また、コントロールユニット２１は、車載バッテリ（図示せず）の充電容量に対する充電残量の比率であるＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）を検出可能となっている。つまり、コントロールユニット２１は、バッテリＳＯＣ検出部に相当する。
　クランク角センサ２２は、内燃機関１の機関回転速度（機関回転数）を検出可能なものである。
　内燃機関１は、車両の走行時もしくは車両の停止時に、所定の自動停止条件が成立すると、燃料供給を停止して自動停止する。そして、内燃機関１は、自動停止中に所定の自動再始動条件が成立すると再始動する。つまり、コントロールユニット２１は、所定の自動停止条件が成立すると内燃機関１を自動停止し、所定の自動再始動条件が成立すると内燃機関１を自動再始動する。
　内燃機関１の自動停止条件は、例えば、アクセルペダルが踏み込まれていない状態であること、車載バッテリのバッテリＳＯＣが所定のバッテリ閾値ＳＯＣｔｈよりも大きいこと、排気浄化用触媒の触媒温度が所定の第１触媒温度閾値Ｔ１よりも高いこと等である。
　内燃機関１は、これらの自動停止条件が全て成立した場合に自動停止する。換言すれば、コントロールユニット２１は、内燃機関１の運転中にこれらの自動停止条件が全て成立すると内燃機関１を自動停止させる。つまり、コントロールユニット２１は、所定の自動停止条件が成立すると燃料噴射を停止して内燃機関１を自動停止する第１制御部に相当する。
　内燃機関１の自動再始動条件は、例えば、アクセルペダルが踏み込まれた状態であること、車載バッテリのバッテリＳＯＣが所定のバッテリ閾値ＳＯＣｔｈ以下であること、排気浄化用触媒の触媒温度が所定の第１触媒温度閾値Ｔ１以下であること等である。
　内燃機関１は、自動停止中に再始動要求があると再始動する。換言すれば、コントロールユニット２１は、内燃機関１の自動停止中にこれらの自動再始動条件のいずれかが成立すると内燃機関１を再始動させる。例えば、自動停止中の内燃機関１は、車載バッテリのバッテリＳＯＣが所定値としてのバッテリ閾値ＳＯＣｔｈ以下になると再始動する。
　内燃機関１の自動停止として、例えば、アイドルストップ、コーストストップ及びセーリングストップがある。
　アイドルストップは、車両の一時停止時に、例えば上記のような自動停止条件が成立した場合に実施される。また、アイドルストップは、例えば上記のような自動再始動条件のいずれかが成立すると解除される。
　コーストストップは、車両の走行中に、例えば上記のような自動停止条件が成立した場合に実施される。また、コーストストップは、例えば上記のような自動再始動条件のいずれかが成立すると解除される。なお、コーストストップとは、例えば、低車速でブレーキペダルが踏み込まれた状態の減速中に内燃機関１を自動停止することである。
　セーリングストップは、車両の走行中に、例えば上記のような自動停止条件が成立した場合に実施される。また、セーリングストップは、例えば上記のような自動再始動条件のいずれかが成立した場合に解除される。なお、セーリングストップとは、例えば中高車速でブレーキペダルが踏まれていない惰性走行中に内燃機関１を自動停止することである。
　コントロールユニット２１は、自動停止による内燃機関１の機関回転速度低下中に内燃機関１の再始動要求があった場合、内燃機関１の機関回転速度が燃料噴射のみで再始動可能となる所定の燃焼リカバー可能回転速度閾値Ｒ１（回転速度閾値）以上であれば燃料噴射の再開により内燃機関１を始動（燃焼始動）し、内燃機関１の機関回転速度が燃焼リカバー可能回転速度閾値Ｒ１よりも低ければオルタネータ６を用いてクランクシャフト２を回転駆動して内燃機関１を始動（クランキング）する。さらに、コントロールユニット２１は、自動停止による内燃機関１の機関回転速度低下中に機関回転速度が燃焼リカバー可能回転速度閾値Ｒ１よりも低くなると、機関回転速度が燃焼リカバー可能回転速度閾値Ｒ１よりも低くなる前に比べて筒内への空気量を減じるようスロットル弁５を制御する。つまり、コントロールユニット２１は、第２制御部に相当する。燃焼リカバー可能回転速度閾値Ｒ１は、例えば６００ｒｐｍ程度の値となる。
　これによって、内燃機関１は、自動停止条件の成立後、機関回転速度が燃焼リカバー可能回転速度閾値Ｒ１以上の場合は、筒内の空気量を確保して燃料噴射の再開による内燃機関１の始動（燃焼始動）に備えることができる。
　一方、内燃機関１は、自動停止条件の成立後、機関回転速度が燃焼リカバー可能回転速度閾値Ｒ１よりも低い場合は、筒内への空気量（吸入空気量）を減らすことで圧縮反力を減らし、内燃機関１の回転変動を抑制することができる。内燃機関１は、筒内への空気量減による圧縮反力の減少により、機関回転速度が内燃機関１の所定の共振帯域（共振域）を通過する際の振動を抑制することができる。
　この共振帯域は、内燃機関１のアイドリング時の機関回転速度よりも低い回転速度範囲（例えば機関回転速度が３００～５００ｒｐｍ）に対応している。つまり、内燃機関１の動力伝達系には、機関回転速度が機関共振回転速度上限値ＲUと機関共振回転速度下限値ＲLとの間の範囲にあるときに共振が発生する共振帯域が存在する。
　また、コントロールユニット２１は、オルタネータ６での発電中やエアコンの使用中に内燃機関１を自動停止する場合、オルタネータ６での発電やエアコンの使用を停止し、かつオルタネータ６での発電やエアコンの使用を停止する前に比べて筒内への空気量を減じるようにスロットル弁５を制御する。すなわち、コントロールユニット２１は、内燃機関１のクランクシャフト２の回転により駆動される補機が作動している状態で内燃機関１を自動停止する場合、これらの補機を停止し、かつ当該補機を停止する前に比べて筒内への空気量を減じるようにスロットル弁５を制御する。
　スロットル弁５を閉じて筒内への空気量（吸入空気量）を減らす場合、筒内への空気量の応答性や機関回転速度の減速度によっては、機関回転速度が内燃機関１の共振帯域を通過する前に筒内への空気量を十分に減らせない可能性がある。
　そこで、内燃機関１を自動停止する際には、オルタネータ６やエアコン等の補機を停止することで燃焼始動に必要な空気量を減らすことで、機関回転速度が内燃機関１の所定の共振帯域を通過する前により早く筒内への空気量を減らすことができる。
　コントロールユニット２１は、機関回転速度が内燃機関１の所定の共振帯域を通過後は、機関回転速度が内燃機関１の所定の共振帯域を通過しているときよりも筒内への空気量を増加させる。すなわち、コントロールユニット２１は、機関回転速度が機関共振回転速度下限値ＲL以下となると、機関回転速度が機関共振回転速度上限値ＲUと機関共振回転速度下限値ＲLの間にあるときよりも筒内への空気量を増加させる。
　機関回転速度が内燃機関１の共振帯域を通過後は、圧縮反力による振動の影響が小さくなる。そこで、機関回転速度が内燃機関１の共振帯域を通過後は、スロットル弁５を開いて筒内への空気量を内燃機関１の始動に必要な空気量に戻すことで、内燃機関１の再始動要求が発生したときに素早く内燃機関１を始動させることができる。
　図２は、自動停止条件の成立後の内燃機関１の制御状態を示すタイミングチャートである。
　図２においては、自動停止条件が時刻ｔ１において成立している。内燃機関１の自動停止は、時刻ｔ１において許可される。内燃機関１の自動停止が許可されと、内燃機関１は、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止する。
　機関回転速度は、図２において、時刻ｔ１以降漸次低下し、内燃機関１の共振帯域を通過して時刻ｔ６において「０」となっている。機関回転速度は、時刻ｔ２において燃焼リカバー可能回転速度閾値Ｒ１となっている。機関回転速度は、時刻ｔ３において内燃機関１の共振帯域に入り、時刻ｔ４において内燃機関１の共振帯域から抜け出している。
　エアコン用の電磁クラッチ１１（Ａ／Ｃクラッチ）は、図２において、自動停止条件が成立した時刻ｔ１において解放される。
　オルタネータ（ＡＬＴ）６は、図２において、自動停止条件が成立した時刻ｔ１以降、発電停止（無発電）としている。
　スロットル弁５は、自動停止条件が成立すると、オルタネータ６の発電停止及びエアコンの停止による補機負荷の低減分に応じて閉弁する。つまり、スロットル弁５は、時刻ｔ１において、自動停止条件の成立にともない停止された補機の内燃機関１に対する負荷（補機負荷）の低減分だけスロット開度を閉弁する。
　そして、スロットル弁５は、機関回転速度が燃焼リカバー可能回転速度閾値Ｒ１よりも低くなる時刻ｔ２以降は、機関回転速度が内燃機関１の共振帯域を抜け出す時刻ｔ４まで全閉となるように制御される。つまり、スロットル弁５は、自動停止条件の成立にともなう内燃機関１の機関回転速度低下中に機関回転速度が燃焼リカバー可能回転速度閾値Ｒ１よりも低くなると、機関回転速度が燃焼リカバー可能回転速度閾値Ｒ１よりも低くなる前に比べて筒内への空気量を減じるように制御される。
　スロットル弁５は、時刻ｔ４において、所定の大開度である所定の第１スロットル開度Ｏ１となるよう制御される。第１スロットル開度Ｏ１は、内燃機関１の始動時に設定される始動時スロットル開度Ｏｓよりも大きい開度である。
　つまり、スロットル弁５は、内燃機関１の機関回転速度が共振帯域を通過後は、内燃機関１の機関回転速度が共振帯域を通過しているときよりも筒内への空気量が増加するよう制御される。
　スロットル弁５は、時刻ｔ５においてコレクタ４内の空気圧が大気圧に達すると始動時スロットル開度Ｏｓとなるよう制御される。
　図３は、上述した実施例における内燃機関１の制御の流れを示すフローチャートである。
　ステップＳ１では、内燃機関１の自動停止条件が成立して内燃機関１の自動停止が開始されたか否かを判定する。ステップＳ１において内燃機関１の自動停止が開始された場合は、ステップＳ２へ進む。ステップＳ１において内燃機関１の自動停止が開始されていない場合は、今回のルーチンを終了する。
　ステップＳ２では、オルタネータ６やエアコン等の補機を停止し、補機負荷をカット（低減）する。
　ステップＳ３では、補機負荷の低減分に応じてスロットル弁５を閉じる。補機負荷の低減分が大きいほどスロットル弁５の閉じ量は大きくなる。
　ステップＳ４では、機関回転速度が燃焼リカバー可能回転速度閾値Ｒ１よりも小さいか否かを判定する。ステップＳ４において機関回転速度が燃焼リカバー可能回転速度閾値Ｒ１よりも小さい場合には、ステップＳ５へ進む。
　ステップＳ５では、スロットル弁５を全閉にする。
　ステップＳ６では、機関回転速度が機関共振回転速度下限値ＲL以下であるか否かを判定する。ステップＳ６において機関回転速度が機関共振回転速度下限値ＲL以下の場合には、ステップＳ７へ進む。
　ステップＳ７では、再始動に備えてコレクタ４内の圧力（空気圧）が大気圧となるようスロットル弁５を所定の大開度である第１スロットル開度Ｏ１とする。
　ステップＳ８では、コレクタ４内の圧力（空気圧）が大気圧になった否かを判定する。ステップＳ８においてコレクタ４内の圧力（空気圧）が大気圧である場合には、ステップＳ９へ進む。
　ステップＳ９では、スロットル弁５を始動時スロットル開度Ｏｓとする。
　以上、本発明の実施例を説明してきたが、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　上述した実施例においては、スロットル弁５の開度を制御して内燃機関１を自動停止した際に筒内への空気量を減じているが、内燃機関１が吸気弁のバルブタイミングを変更可能な可変動弁機構を備えている場合には、この可変動弁機構を用いて筒内への空気量を減じるようにしてもよい。すなわち、筒内に供給される空気量を調整する空気量調整部として可変動弁機構を用いてもよい。
　運転者のイグニッションキー操作による内燃機関１の通常始動時においては、オルタネータ６を用いて内燃機関１を始動してもよいが、オルタネータ６とは異なる専用のスタータモータにより内燃機関１を始動するようにしてもよい。
つまり、内燃機関１は、オルタネータ６とは異なる専用のスタータモータを備えていてもよい。
　なお、上述した実施例は、内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置に関するものである。

Claims (4)

  1. 　所定の自動停止条件が成立すると燃料噴射を停止して内燃機関を自動停止し、この自動停止による内燃機関の機関回転速度低下中に内燃機関の再始動要求があった場合、内燃機関の機関回転速度が燃料噴射のみで再始動可能となる所定の回転速度閾値以上であれば燃料噴射の再開により内燃機関を始動し、内燃機関の機関回転速度が上記回転速度閾値よりも低ければ電動機を用いて内燃機関のクランクシャフトを回転させて始動し、
    　自動停止による内燃機関の機関回転速度低下中に機関回転速度が上記回転速度閾値よりも低くなると、機関回転速度が上記回転速度閾値よりも低くなる前に比べて筒内への空気量を減じるよう筒内に供給される空気量を調整可能な空気量調整部を制御する内燃機関の制御方法。
  2. 　補機が作動している状態で内燃機関を自動停止する場合、上記補機を停止し、かつ当該補機を停止する前に比べて筒内への空気量を減じる請求項１に記載の内燃機関の制御方法。
  3. 　機関回転速度が内燃機関の所定の共振帯域を通過後は、機関回転速度が上記共振帯域を通過しているときよりも筒内への空気量を増加させる請求項１または２に記載の内燃機関の制御方法。
  4. 　クランクシャフトを回転させて内燃機関を始動させることが可能な電動機と、
    　筒内に供給される空気量を調整可能な空気量調整部と、
    　所定の自動停止条件が成立すると燃料噴射を停止して内燃機関を自動停止する第１制御部と、
    　自動停止による内燃機関の機関回転速度低下中に内燃機関の再始動要求があった場合に、内燃機関の機関回転速度が燃料噴射のみで再始動可能となる所定の回転速度閾値以上であれば燃料噴射の再開により内燃機関を始動し、内燃機関の機関回転速度が上記回転速度閾値よりも低ければ上記電動機を用いて内燃機関を始動する第２制御部と、を有し、
    　上記第２制御部は、自動停止による内燃機関の機関回転速度低下中に機関回転速度が上記回転速度閾値よりも低くなると、機関回転速度が上記回転速度閾値よりも低くなる前に比べて筒内への空気量を減じるよう上記空気量調整部を制御する内燃機関の制御装置。
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