JP4325189B2 - エンジンの自動停止・始動制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの自動停止・始動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
トランスミッションの駆動軸側に1つのモータを配置したハイブリッド車両において、モータ走行からエンジン走行への切り替えにあたって、トランスミッションのクラッチを繋いでエンジンを始動すると、該エンジンが抵抗になって駆動力の落ち込みを生ずることが知られている。そこで、モータトルクを増大させて上記駆動力の落ち込みを補償する技術が知られているが、出力の大きなモータが必要になってコスト高になるとともに、モータトルクの応答性の問題から補償トルクのずれを招き、車速変化やトルクショックの原因となる場合がある。
【0003】
これに対して、吸気ポート噴射型のエンジンにおいて、所定気筒を膨張行程途中に位置付けてエンジンを停止させるとともに、該気筒に所定量の燃料を供給した状態にし、エンジンの始動要求時に、上記膨張行程途中にある気筒の燃料に点火してピストンを下降動させ、その後は膨張行程になる気筒に順次燃料を供給して点火することにより、スタータモータを用いることなく、エンジンを始動させることが知られている(特許文献1参照)。
【0004】
また、気筒内に燃料を直接噴射する直接噴射型エンジンにおいて、エンジン始動時に膨張行程にある気筒に燃料を噴射し点火プラグを作動させて着火させることにより、スタータモータを用いることなくエンジンを始動することも知られている(特許文献2参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開昭62−255558号公報
【0006】
【特許文献2】
特開2002−39038号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、膨張行程にある気筒の燃焼室に供給された燃料を着火させてエンジンを始動させるようにすれば、モータ走行からエンジン走行に切り替わった際の駆動力の落ち込みを避ける上で有利になる。
【0008】
しかし、上記前者の従来例(特許文献1)のようなポート噴射型のエンジンの場合は、その運転停止の直前に吸気通路に噴射した燃料の多くが当該吸気通路の壁面や吸気弁等に付着してしまうことから、停止後に膨張行程にある気筒の燃焼室に所要量の燃料を安定的に供給することが難しく、このことから再始動時の燃焼安定性が不十分なものになる、という問題がある。
【0009】
この問題に対して、例えば、エンジン停止直前に噴射する燃料の量をそれなりに多くするすることが考えられるが、こうすると、吸気ポートや吸気弁に付着する燃料も多くなってデポジットの形成を助長することになるし、再始動時に吸気弁が開いたときには燃焼室に過濃な混合気が供給されて、そのために未燃HCの排出量が多くなる、という問題もある。
【0010】
すなわち、本発明の課題は、上述の如く、エンジンの運転停止の直前に吸気通路に燃料を噴射して、停止後に膨張行程にある気筒の燃焼室に燃料を残存させ、その後の再始動時には上記気筒の燃料に最初に着火させてエンジンを始動させるようにした自動停止・始動制御装置において、エンジンの再始動時における排気状態の悪化を招くことなく、十分な燃焼安定性を確保することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明の解決手段では、エンジンの運転停止の直前に吸気通路に燃料を噴射する際に、その吸気通路における負圧をできるだけ小さくして、噴射した燃料が確実に燃焼室に吸入されるようにした。
【0012】
具体的に、請求項1の発明では、エンジンの吸気通路に燃料を噴射して気筒内の燃焼室に供給する燃料噴射弁と、エンジンの所定の停止条件が成立したときに、該エンジンの運転を少なくとも1つの気筒が膨張行程となるようにして停止させる停止制御手段と、該停止制御手段によるエンジンの運転停止後に、少なくとも上記膨張行程にある気筒の燃焼室に燃料が残存するよう、当該気筒のエンジン停止直前の吸気行程において上記燃料噴射弁により燃料を噴射させる停止時噴射制御手段と、エンジンの所定の始動条件が成立したときに、上記膨張行程にある気筒の燃焼室の燃料を最初に着火させてエンジンを始動させる始動制御手段とを備えているエンジンの自動停止・始動制御装置を前提とする。
【0013】
そして、上記燃料噴射弁よりも上流の吸気通路に、そこから燃焼室に流入する吸気の流量を調整する吸気調整手段を設けるとともに、上記停止時噴射制御手段による燃料噴射弁の制御によって該燃料噴射弁から燃料の噴射される期間に対応する所定期間、前記吸気調整手段を吸気の流量が増大するように作動させ、この所定期間の経過後は吸気調整手段を吸気の流量が減少するように作動させる吸気制御手段を備え、上記所定期間の終了時点を上記燃料噴射期間の終了時点と同じか、それよりも前とする構成とする。
【0014】
上記の構成により、エンジンの運転が停止制御手段によって停止されるときには、停止時噴射制御手段による燃料噴射弁の制御が行われて、少なくともエンジンの運転停止後に膨張行程にある気筒の燃焼室に燃料が残存するよう、当該気筒のエンジン停止直前の吸気行程において吸気通路に燃料が噴射される。その際、吸気制御手段による吸気調整手段の作動制御が行われて吸気の流量が増大されることにより、吸気通路の負圧が小さくなって燃料が効率的に燃焼室に吸入されるようになる。
【0015】
つまり、エンジンの運転停止直前に吸気通路に噴射した燃料をその通路壁面等にあまり付着させずに、停止後に膨張行程になる気筒の燃焼室に安定的に供給することができるので、その後のエンジンの再始動時に始動制御手段により上記膨張行程にある気筒に点火されたときに、十分な燃焼安定性が得られる。また、吸気通路等に付着する燃料が少なくなるので、デポジットの形成を抑えることができ、さらに再始動時の排気状態の悪化を軽減できる。
【0016】
また、上記の構成では、そうして吸気の流量を増大させて、吸気通路に噴射した燃料の気筒内への吸入を促進する所定期間の終了時点を、燃料の噴射期間の終了時点と同じか、それよりも前に設定し、この所定期間の経過後は直ちに吸気の流量を減少させるようにしている。
【0017】
すなわち、エンジンの停止直前にはエンジン回転数が極めて低くなるので、ピストン等の往復運動による振動を体感し易くなり、そのときに気筒の吸気充填量が増大することは好ましくない。そこで、本発明では、エンジンの運転停止直前に噴射した燃料を気筒内に吸入させる所定期間が経過した後は、速やかに吸気の流量を減少させて気筒の吸気充填量を減少させることにより、振動を低減するようにしたものである。
【0018】
請求項2の発明では、上記吸気調整手段は、吸気通路の開度を調整する弁体を有し、この弁体の位置がエンジンへの要求出力に基づいて制御される電気式スロットル弁とする。このことで、電気式スロットル弁により極めて効果的に吸気流量を調整できる。また、エンジン出力を制御するための電気式スロットル弁を利用するので、部品点数の増大やコストの上昇を招くこともない。
【0019】
請求項3の発明では、上記請求項1の発明においてエンジンは多気筒エンジンであり、上記停止時噴射制御手段は、エンジンの運転停止後に膨張行程にある気筒の燃焼室に燃料が残存するよう、当該気筒のエンジン停止直前の吸気行程において燃料噴射弁により第1の燃料噴射を行わせるとともに、エンジンの運転停止後に圧縮行程にある気筒の燃焼室にも燃料が残存するよう、当該気筒のエンジン停止直前の吸気行程において上記燃料噴射弁により第2の燃料噴射を行わせるものとする。そして、上記第1の燃料噴射による燃料の噴射量を上記第2の燃料噴射よりも多くする。
【0020】
こうすれば、第1及び第2の燃料噴射により、エンジンの運転停止後には膨張行程にある気筒のみならず、圧縮行程にある気筒にも燃料が残存するようになる。そして、エンジンの再始動時には、最初に膨張行程にある気筒に点火され、続いて圧縮行程にある気筒の上死点近傍にて点火が行われて、エンジンがさらにスムーズに始動するようになる。
【0021】
ここで、上記最初に点火される気筒は、膨張行程途中の非常に燃焼し難い状態にあるから、燃料の量を増やすことによって燃焼性を高める必要があるが、2番目に点火される気筒は圧縮上死点近傍の十分に圧力及び温度の高い状態で点火されることから、燃料はあまり多くなくても十分な燃焼安定性が得られる。それ故に、上記2番目に点火される気筒に対する燃料供給量を相対的に少なくすることで、燃料の無駄を軽減するとともに、未燃燃料の排出に起因する排気状態の悪化をより確実に抑制できる。
【0022】
請求項4の発明では、上記請求項1の発明においてエンジンは多気筒エンジンであり、上記停止時噴射制御手段は、エンジンの運転停止後に膨張行程にある気筒の燃焼室に燃料が残存するよう、当該気筒のエンジン停止直前の吸気行程において燃料噴射弁により第1の燃料噴射を行わせるとともに、エンジンの運転停止後に圧縮行程にある気筒の燃焼室にも燃料が残存するよう、当該気筒のエンジン停止直前の吸気行程において上記燃料噴射弁により第2の燃料噴射を行わせるものとする。そして、上記所定期間の終了時点は、上記第1の燃料噴射が完了した後であって且つ上記第2の燃料噴射が開始される前とする。
【0023】
このことで、第1及び第2の燃料噴射により、エンジンの運転停止後には膨張行程にある気筒のみならず、圧縮行程にある気筒にも燃料が残存するようになる。そして、エンジンの再始動時には、最初に膨張行程にある気筒に点火され、続いて圧縮行程にある気筒にも上死点近傍にて点火が行われて、エンジンがさらにスムーズに始動するようになる。
【0024】
ここで、上記最初に点火される気筒は、膨張行程途中の非常に燃焼し難い状態にあるから、燃料の量を増やすことによって燃焼性を高める必要があるが、2番目に点火される気筒は圧縮上死点近傍の十分に圧力及び温度の高い状態で点火されることから、燃料はあまり多くなくても十分な燃焼安定性が得られる。従って、上記2番目に点火される気筒に燃料が吸入されるときに吸気通路の負圧を小さくする必要性は低いので、このときには吸気の流量を減少させて、気筒への吸気充填量を減らすことにより、振動の低減を図るようにしている。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[ハイブリッド車両の機械的構成]
図1は、本実施形態のハイブリッド車両の機械的構成を示すブロック図である。このハイブリッド車両は、トルクコンバータ付の自動変速機3を介して左右の駆動輪(前輪又は後輪)を駆動するエンジン1と、クラッチ4を介してエンジン1からの出力伝達経路途中に締結可能に配設されて補助的に駆動力を印加するモータ2とを備える。エンジン1には冷間始動のためのスタータ装置(スタータモータ)が設けられている。
【0026】
モータ2は、インバータ6を介してバッテリ5の電力により駆動されると共に、減速時及び制動時には発電機として駆動輪がモータ2を駆動して回生発電を行い、バッテリ5に蓄電する。
【0027】
駆動輪は、主にエンジン1により駆動され、クラッチ4の締結によりモータ2から駆動力が印加される。クラッチ4は、アクチュエータにより駆動される摩擦要素や遊星歯車列から構成されている。
【0028】
エンジン1は吸気ポート噴射式のガソリンエンジンであり、モータ2は補助動力源として使用され、例えば最大出力20KWのIPM同期式モータが用いられる。バッテリ5は例えば最大出力20KWのニッケル水素電池が搭載される。
【0029】
メインコントローラ10はCPU、ROM、RAM、インターフェース回路及びインバータ回路等からなり、エンジン1のスロットル弁、排ガス還流量調節弁(以下、EGR弁という。)、点火時期、燃料噴射量、自動変速機3等を制御すると共に、モータ2の出力トルクMTや回転数等をエンジン1のトルク変動や自動変速機3の変速ショックを吸収するように制御する。また、メインコントローラ10は、エンジン1の運転中にモータ2により発電された電力をバッテリ5に充電させるようにする。
[エンジンの詳細構成]
図2は、本実施形態の吸気ポート噴射式ガソリンエンジンの概略図である。エンジン1は多気筒エンジンであり、その気筒12にはピストン14が装填されてその上方に燃焼室16が形成されている。燃焼室16には吸気ポート17と排気ポート18が形成され、各々吸気弁19、排気弁20により開閉される。吸気弁19及び排気弁20は各々の頂部に設けられたカム25,26の回転によって駆動され、吸気弁19側には、吸気弁19と排気弁20とのオーバラップ期間を変化させることができるようにカムの位相を変化させる弁開閉時期可変機構(以下、吸気VVTという。)27が設けられている。
【0030】
燃焼室16の上部には、先端スパーク部が燃焼室16に臨むように点火プラグ21が配設されている。また、シリンダヘッドには燃料噴射弁22が配設され、この燃料噴射弁22から吸気ポート17に燃料が噴射される。燃料噴射弁22は、図示しないニードル弁及びソレノイドを内蔵し、このソレノイドにパルス信号が印加されてパルス幅に応じた量の燃料を噴射する。
【0031】
吸気ポート17には、吸気通路24が接続され、該吸気通路24には吸入空気量を調節する吸気調節手段としてのスロットル弁28が設けられている。スロットル弁28は、吸気通路24の断面積(開度)を調整する弁体と、この弁体を弁軸の周りに回動させるステップモータ等の電気的なアクチュエータとを有し、前記弁体の回動位置がエンジントルクET等に基づいて制御される電気式スロットル弁である。
【0032】
排気ポート18には、排気通路34が接続され、その途中にHC吸着触媒35Aが配設され、HC吸着触媒35Aのさらに下流側には三元触媒35Bが配設されている。HC吸着触媒35Aは、コージェライト製のハニカム担体にHC吸着材及び酸化触媒をコーティングしたものである。HC吸着材としては、例えばZSM−5、Y型ゼオライト、β型ゼオライト、その他のゼオライトを用いることが好適である。酸化触媒は、排ガス中のHC或いはHC吸着材から放出されるHCを酸化分解する働きをする。この酸化触媒としては、アルミナに貴金属(例えばPd)を担持させたものが好適である。三元触媒35Bとしては、アルミナ及び酸素吸蔵材(例えばセリア)に貴金属(例えばPt、Ir等)を担持させたものが好適である。
【0033】
また、上記HCの酸化分解のために、Pdをアルミナに担持させた酸化触媒や、アルミナ及び酸素吸蔵材に貴金属及びNOx吸蔵材(例えばBa等のアルカリ土類金属、K等のアルカリ金属、希土類元素)を担持させたNOx吸蔵触媒を用いることもできる。NOx吸蔵触媒を用いると、エンジンが空燃比リーンで運転されているときの排ガス中のNOxを上記NOx吸蔵材に吸蔵し、空燃比がリッチになったときに該NOx吸蔵材から放出されるNOxを上記貴金属触媒によって還元浄化することができる。
【0034】
また、排気通路34におけるHC吸着触媒35Aよりも上流側には、エンジン1の空燃比をフィードバック制御するための、排ガスの酸素濃度を検出するO2センサ36が設けられている。
【0035】
排気通路34と吸気通路24との間には、排ガスの一部を吸気系に還流するEGR通路43が接続され、このEGR通路43はEGR弁44により開度調節可能になっている。EGR通路43の下流端は燃料噴射弁22の近傍の吸気通路24に開口している。なお、吸気通路24に、スロットル弁28をバイパスするバイパス通路を形成し、このパイバス通路にバイパス弁を設けて開閉することにより、吸入空気量を制御することができる。
【0036】
また、上記メインコントローラ10には、クランク角センサ36、エンジン回転数センサ37、スロットル弁開度センサ38、ブレーキペダルスイッチ39、パーキングブレーキスイッチ40、シフトレンジセンサ41、アクセルペダルスイッチ42、エンジン水温センサ43等からの検出信号が与えられるようになっている。
【0037】
また、エンジン1の燃料タンク60には、該タンク内の蒸発燃料を捕集(吸着)する吸着剤(例えば、活性炭)が充填されたキャニスタ61が接続されている。
【0038】
すなわち、燃料タンク60とキャニスタ61とは、燃料タンク60の空間部に滞留する蒸発燃料をキャニスタ61にリリーフするリリーフ通路62によって繋がっている。キャニスタ61からは、先端が大気に開放された大気開放通路63が延設されている。また、キャニスタ61と吸気通路24におけるスロットル弁28よりも下流側部位とは、キャニスタ61に吸着された蒸発燃料を吸気通路24に供給するパージ通路64によって繋がっている。
【0039】
リリーフ通路62には制御弁65が設けられ、大気開放通路63には大気開放弁66が設けられ、パージ通路64にはパージ弁67が設けられ、各々の通路を開閉するようになっている。すなわち、制御弁65及び大気開放弁66を開とし、パージ弁67を閉とすると、燃料タンク60内の蒸発燃料はリリーフ通路62を通してキャニスタ61にリリーフされて吸着材に吸着され、空気のみが大気中に放たれる。大気開放弁66及びパージ弁67を開にすると、キャニスタ61から吸気通路24に蒸発燃料をパージすることができる。
【0040】
また、制御弁65及びパージ弁67を開とし、大気開放弁66を閉とすると、吸気負圧を燃料タンク60に導入することができ、しかる後にパージ弁67を閉とすることにより、燃料タンク60及びキャニスタ61を負圧状態にすることができる。
[統合トルク制御]
次に図3に示す運転モード表を参照して、主要な状態下におけるエンジン1、モータ2、クラッチ4の制御について説明する。
(発進時)
クラッチ4を締結し、モータ2を作動させ車両の出力要求トルクTRに応じたモータトルクMTを生成して車両を発進させる。車速Vが所定値V1(例えば10km/h)未満の間はエンジン1は停止状態とし、車速Vが所定値V1になった時点で、エンジン1を始動させ、モータ2は停止させる。
【0041】
エンジン冷間時(エンジン水温Twが所定値Two未満)は、スタータ装置を作動させてエンジン1を始動し、車両の出力要求トルクTRに応じたエンジントルクETを生成して車両を駆動する。
【0042】
エンジン温間時(エンジン水温Twが所定値Two以上のとき。例えば、車両走行を一旦停止して再発進するとき)は、車速Vが所定値V1になった時点で、スタータ装置を用いることなく後述するダイレクトスタート方式でエンジン1を始動させ、車両の出力要求トルクTRに応じたエンジントルクETを生成して車両を駆動する。
【0043】
ダイレクトスタート方式でのエンジンの始動条件は、イグニッションスイッチオン、エンジン水温Twが所定値Two以上、ブレーキペダルスイッチオフ且つパーキングブレーキスイッチオフ、前進走行レンジ、アクセルペダルスイッチオン、及び車速V1以上となる。
(定常走行時)
車両の出力要求トルクTRが所定閾値Trefより大きい状態(TR≧Tref)ならば、クラッチ4が締結され、エンジン1及びモータ2が出力要求トルクTRに応じたエンジントルクET及びモータトルクMTを出力する。自動変速機3は前進走行レンジである。エンジントルクET及びモータトルクMTは、出力要求トルクTRが大きいほど大きな値に設定される。
【0044】
出力要求トルクTRが所定閾値Trefより小さい状態(T<Tref)ならば、クラッチ4が締結されるが、モータ2からは駆動トルクMTを出力せず、エンジン1が出力要求トルクTRに応じたエンジントルクETを生成する。自動変速機3は前進走行レンジである。
(減速中)
車両の減速中は、燃料カットにより、エンジントルクETは零とし、モータ2は発電機として電力を回生し、バッテリ5を充電する。自動変速機3は、前進走行レンジであるが、エンジン回転数Neが500rpm以上のときはエンジン回転数を上昇させて燃料カット領域を拡大(燃費向上)すべく、ロックアップスリップ制御が実行され、エンジン回転数Neが500rpm未満になると、ダイレクトスタートのためにエンジン1の停止位置を規制すべく、ロックアップクラッチ制御が実行される。
(アイドルストップ時)
ブレーキペダルスイッチ39又はパーキングブレーキスイッチ40がオン、且つシフトレンジセンサ41が前進走行レンジを示しているときには、アイドルストップ時と判定され、クラッチ4は締結されているが、エンジン1及びモータ2は停止される。但し、エンジン水温Twが所定値Two未満のときは、後述するダイレクトスタートを実行することが困難であるため、エンジン1はアイドリング運転状態にされる(そのことを明確にすべく、表1の該当欄に(*)を付記している。)。
(停車時)
ブレーキペダルスイッチ39又はパーキングブレーキスイッチ40がオフ、且つシフトレンジセンサ41がニュートラルレンジ又はパーキングレンジを示したときには、停車時と判定され、クラッチ4は解放され、エンジン1及びモータ2は停止される。
【0045】
図4は、本実施形態のハイブリッド車両のエンジン及びモータの制御を示すフローである。フローは所定時間毎にスタートする。
【0046】
ステップA1では、各種のセンサ及びスイッチ類からデータを入力する。ステップA2では、乗員のアクセル操作、車両の走行状況等に基づいて当該車両の要求トルクTRを設定する。車速V及びアクセル開度αと、要求トルクTRとの関係は図5に示すようなマップで表すことができる。コントローラ10は、図5に示すマップに格納されている情報に基づき、且つ現在の車両の運転状況、その他の要因を加味して要求トルクTRを設定する。
【0047】
ステップA3では、要求トルクTR、車速V、バッテリ蓄電量等に基づいて図3に示す運転モードを設定する。ステップA4では、設定された運転モードを達成するために必要なエンジントルクET及びモータトルクMTを設定する。ステップA5では、設定されたET、MT、変速段、クラッチ制御を実現すべくエンジン1、モータ2及び自動変速機3に信号を出力する。
[モータ制御]
モータ2の制御について図6のフローを参照しつつ説明する。フローは所定時間毎にスタートする。コントローラ10は、ステップB1で制御用データを入力し、ステップB2でモータ2の目標トルクMTが正であるか負であるかどうかを判断する。正の場合には、ステップB3に進んで、その目標トルクMTを達成するべく所定電力をモータ2に供給する。負である場合には、ステップB4に進んで、バッテリ5の充電量SOCが所定値SOCoより大きいかどうかを判断する。充電量SOCが所定値SOCoより大きい場合には、回生する必要がないため、ステップB5に進んで、インバータ6を制御してパッテリ3に回生電流が充電されないよう設定し、回生を抑制する制御を行なう。また、充電量が所定値より小さい場合には、ステップB7に進んで、回生するための制御を行なう。
[エンジン制御]
エンジン制御について図7のフローを参照しつつ説明する。フローは所定のクランク角毎(各気筒が排気行程の所定クランク角にあるとき)にスタートする。
【0048】
ステップC1で制御用データを入力し、ステップC2でエンジントルクETが零よりも大か(エンジンを運転すべきか)否かを判断する。「ET>0」のときはステップC3に進み、前回のエンジントルクETは零か(エンジンを停止していたか)否かを判断する。「ET=0」のときはステップC4に進み、エンジン水温Twが所定値Two以上か否かを判断する。
【0049】
「Tw≧Two」のときは、ダイレクトスタート条件が成立したとして、ステップC5に進み、ダイレクトスタートを示すフラグFesを1に設定する。そうして、膨張行程にあり且つ混合気を有する気筒を検出し(ステップC6)、スロットル弁28の開度Tvをダイレクトスタート用の低開度Tvesに設定し(ステップC7)、EGR弁44の開度をダイレクトスタート用の低開度EGResに設定し(ステップC8)、パージ弁開度PVを微小開度PVesの始動位置に設定し(ステップC9)、大気開放弁開度AV及び制御弁開度OTを全開位置に設定し(ステップC10)、それから、上記膨張行程にある気筒で最初に点火が行われ、続いて、圧縮行程から膨張行程に移行する気筒(この気筒も混合気を有する)において2番目の点火が行われるように、点火プラグ21を作動させて(ステップC11)リターンする。尚、上記の2番目に点火の行われる気筒の点火時期は、圧縮行程或いは膨張行程の何れでもよいが、上死点近傍であることが好ましい。
【0050】
一方、ステップC4において、エンジン水温Twが所定値Twoよりも低いと判断されたときは、スタータ装置によってエンジンを始動すべきであるとしてステップC12に進み、スタータ装置による始動を示すフラグFssを1に設定する。そうして、スロットル弁28の開度Tvをスタータ装置用の低開度Tvssに設定し(ステップC13)、EGR弁44の開度をスタータ装置用の低開度EGRssに設定し(ステップC14)、パージ弁開度PVを微小開度PVssの始動位置に設定し(ステップC15)、大気開放弁開度AV及び制御弁開度OTを全開位置に設定し(ステップC16)、スタータ装置を作動させる(ステップC17)。さらに各気筒の吸気行程で吸気ポートに燃料が噴射されるように燃料噴射弁22を作動させ、各気筒の圧縮行程上死点付近で混合気に対する点火が行なわれるように点火プラグ21を作動させて(ステップC18,C19)リターンする。
【0051】
次にステップC2において、前回ET≠0と判断されたときは、図8に示すフロー(始動から通常運転への移行)へ進む。まず、ステップC21でスタータ装置による始動を示すフラグFssが1に設定されているか否かを判断する。Fss=1であれば、ステップC22に進んで完爆したか(エンジン回転数Ne>500rpmか)否かを判断し、完爆しているときはステップC23に進んでFssを0に設定する。
【0052】
続くステップC24でエンジントルクETが得られる基本燃料噴射量Qbを設定し、続くステップC25でO2センサ36の出力に基づいて空燃比を所定値に制御するためのフィードバック噴射量Qfbを設定し、続くステップC26でQbとQfbとに基づいて、その時点で最先の燃料噴射を実行すべき気筒の燃料噴射量Q(=Qb+Qfb)を算出して設定する。なお、フィードバック噴射量Qfbは、エンジン始動開始から所定時間(例えば1秒間)は0に設定する。
【0053】
次いでステップC27では上記燃料噴射量Qを算出した気筒の次に点火を実行すべき気筒の点火時期を設定し、続くステップC28で該当する気筒に対する燃料噴射を実行し、続くステップC29で前のサンプリングタイムで点火時期が決定された気筒に対してその時期に至ったときに点火を実行する。すなわち、図14に示すように#1〜#4の4気筒を有するエンジンにおいて、#1→#3→#4→#2の順で点火が進むとき、#2気筒に対する燃料噴射を実行したときは、#3気筒の点火を実行することになる。
【0054】
続くステップC30でダイレクトスタートフラグFes=1か否かを判断し、Fes=1のときはステップC31に進んで完爆した(Ne>500rpm)か否かを判断し、完爆したときはステップC32に進んでFes=0とする。完爆していないときはリターンする。完爆したときのステップC32に続くステップC33、C34及びC35では、エンジン始動後の通常運転用のスロットル開度Tv及びEGR開度を設定する。
【0055】
通常運転用のスロットル開度Tvは、図11に示すように、エンジン回転数Neが高くなるほど、また、エンジントルクETが高くなるほど、大きくなるように設定される。通常運転用のEGR開度は、図12に示すように、エンジン回転数Neが高くなるほど、また、エンジントルクETが高くなるほど、大きくなるように設定される。
【0056】
ステップC35に続くフロー(制御弁65、大気開放弁66及びパージ弁67の制御)を図9に示す。すなわち、ステップC36ではアクセル開度αの変化量(今回値から前回値を差し引いた値)Δαが0未満か否かを判断する。否のときはステップC37に進んでアクセル開度αが所定値α1未満か否かを判断する。ステップC36でΔαが0未満であるとき(エンジン減速中)、又はステップC37でアクセル開度αが所定値α1未満であるとき(低負荷運転)は、吸気通路24の負圧が大きい状態であるとしてステップC38に進み、タイマーTbのカウントを行なう。
【0057】
続くステップC39ではタイマーTbが所定値Tbo以下か否かを判断する。所定値Tboは、負圧を利用して負圧器(燃料タンク60、キャニスタ61及びリリーフ通路62)を負圧状態にする負圧生成時間であり、例えば10〜30秒程度になるように予め設定しておく。
【0058】
タイマーTbが所定値Tbo以下であるときは、パージ弁開度PVを全開、大気開放弁開度AVを全閉、制御弁開度OTを全開にする(ステップC40〜C42)。すなわち、吸気通路24から上記負圧器に負圧を導入して該負圧器内を負圧にするものである。ステップC39でタイマーTbが所定値Tboを越えた判断されたときは、ステップC43に進んでタイマーTbを零にし、パージ弁開度PV及び制御弁開度OTを全開から全閉に切り替えて負圧器の負圧状態を保持する(ステップC44,C45)。
【0059】
一方、ステップC37でアクセル開度αが所定値α1以上と判断されたときは、吸気通路24の負圧が小さい状態であるとしてステップC46に進み、空燃比に基づく蒸発燃料のパージ制御を行なう。その場合、大気開放弁開度AV及び制御弁開度OTは全開とし、タイマーTbは零にする(ステップC47〜C49)。パージ制御は、目標空燃比から実際の空燃比(O2センサ36の出力に基づいて検出される)を差し引いた空燃比偏差のなまし値(今回の検出値に前回の出力値の所定割合を反映させた値)に基づいてパージ弁開度PVの補正値PVcを設定することにより行なう。
【0060】
すなわち、図13に示すように、補正値PVcは、上記空燃比偏差のなまし値が目標空燃比に対してリッチ側にあるときは、そのリッチ度が高くなるほどマイナス側に大きくなり、リーン側にあるときは、そのリーン度が高くなるほどプラス側に大きくなるように設定する。この補正値PVcを前回のパージ弁開度PVに加算して今回のパージ弁開度PVとする。
【0061】
また、図8のステップC22で完爆していないと判断されたときは、図7のステップC18に進み、スロットル開度Tv及びEGR開度はスタータ装置による始動状態のまま変更されない。
【0062】
次に図7のステップC2においてET>0でない(すなわち、ET=0)と判断されたときは図10に示すフロー(エンジン減速又は停止)に進む。尚、このときのスロットル開度Tvは零であり(図11参照)、スロットル弁28は全閉とされている。図10に示すフローでは、まず、ステップC51において現在の車速Vが零が否かを判断し、零でないときはステップC52に進み、タイマーTbのカウント中か否かを判断する。タイマーTbのカウント中でないときはステップC53に進んでパージ弁開度PV、大気開放弁開度AV及び制御弁開度OTを全閉とする。
【0063】
タイマーTbのカウント中であるときはステップC54に進んでエンジン回転数Neが所定値、例えば700rpmよりも高いか否かを判断する。エンジン回転数Neが高いときは図9のステップC40に進んで負圧器への吸気負圧の導入を継続する。エンジン回転数Neが低いときは、効果的な負圧導入が望めないためステップC55に進んでタイマーTbを零とした後、ステップC53に進んでパージ弁開度PV、大気開放弁開度AV及び制御弁開度OTを全閉とする。
【0064】
続くステップC56でエンジン回転数Neが所定値、例えば500rpm以下か否かを判断する。未だ500rpm以下になっていないときはリターンする。一方、エンジン回転数Neが500rpm以下のときは、ステップC57に進んで、エンジンが停止するまでのクランク角変化を予測し、続くステップC58では、上記クランク角変化の予測に基づいて、エンジンが停止した時点で膨張行程になる気筒#Aと、圧縮行程になる気筒#Bを設定する。この#A,#Bが、エンジン1の運転停止直前に予め始動用(ダイレクトスタート用)の燃料を供給しておく始動用の気筒となる。すなわち、エンジン停止条件は、ET=0、且つエンジン回転数Neが低下して所定値(500rpm)以下になることである。なお、このクランク角変化の予測に基づく#A,#Bの設定については後述する。
【0065】
続くステップC59では、上記気筒#A,#Bのそれぞれに対する始動用燃料の第1及び第2の噴射時期(噴射開始の時期)I#A,I#Bを設定する。この噴射時期I#A,I#Bは、図14に示すように、クランク角変化の予測後における各気筒(この例では#1,#3)のエンジン停止直前の吸気行程とすればよい。続くステップC60では、上記クランク角変化の予測に基づいてスロットル弁28の開閉時期を設定する。これは、気筒#A,#Bに対して噴射された始動用燃料を、それらの吸気ポートから燃焼室へ吸気の勢いを利用して効率良く吸入させるためである。
【0066】
この場合、スロットル弁28の開時期は、第1の噴射時期I#Aの前であればよく、例えば、スロットル弁28を開動させてから吸気が吸気弁19に到達するまでの遅れを考慮して、気筒#Aが当該吸気行程に入る前に設定すればよい。一方、スロットル弁28の閉時期は、この実施形態では、第2の噴射時期I#Bによる気筒#Bに対する燃料噴射の終了時点に設定している。こうすることで、上記第1及び第2の燃料噴射が行われる間、吸気の流量が増大されることにより、吸気通路24の負圧が小さくなって燃料が効率的に燃焼室に吸入されるようになる。なお、スロットル弁28を閉じても暫くは吸気の流れがあるため、閉時期は気筒#Bに対する燃料噴射の終了時点よりも前に設定してもよい。
【0067】
続くステップC61ではEGR弁44の閉時期を設定する。この閉弁時期は、上記噴射時期I#Bによる気筒#Bに対する燃料噴射の終了時点に設定する。
【0068】
続くステップC62でスロットル弁28の開期間か否かを判断し、開期間であれば、ステップC63に進んでスロットル弁28を開とし(開作動させる)、開期間でなければ、ステップC64に進んでスロットル弁28を閉とする(閉じたままとなる)。続くステップC65で気筒#Aに対する始動用燃料の噴射時期I#Aが否かを判断し、噴射時期I#Aであれば、続くステップC66で当該気筒への燃料噴射を実行する。続くステップC67で気筒#Bに対する始動用燃料の噴射時期I#Bが否かを判断し、噴射時期I#Bであれば、続くステップC68で当該気筒への燃料噴射を実行する。続くステップC69でEGR弁44の閉時期か否かを判断し、閉時期であるときはステップC70に進んでEGR弁44を閉とし、リターンする。
【0069】
また、ステップ51で車速V=0が判断されたときは、ステップC81に進んでタイマーTaのカウントを開始する。続くステップC82でタイマーTaが所定値Ta1と所定値Ta2との間にあるか否かを判断する。Ta1<Ta<Ta2の期間は、負圧器(燃料タンク60、キャニスタ61及びリリーフ通路62)から吸気通路24に負圧を導入して吸気通路24内の残燃料(I#A噴射及びI#B噴射の残燃料)を負圧器に吸引するためである。また、この期間はEGRを吸気通路24に流入させて上記残燃料の除去効率を高めるためである。Ta1は例えば2分間程度となり、Ta2は例えば3分間程度なるように設定すればよい。
【0070】
タイマーTaがTa1とTa2との間にない場合(Taのカウント開始当初はTa<Ta1)はステップC83〜C86に進んで、EGR弁開度、パージ弁開度PV、大気開放弁開度AV及び制御弁開度OTの全閉状態を維持する。続くステップC87でタイマーTaが所定値Ta2以上になっているか否かを判断し、否であれば、リターンする。
【0071】
一方、ステップC82でタイマーTaが所定値Ta1と所定値Ta2との間にあると判断した場合は、ステップC88に進んでEGR弁開度を全開とし、続くステップC89でパージ弁開度PVを全開とし、さらに続くステップC90で制御弁開度OTを全開としてリターンする。これにより、燃料噴射弁19近傍の吸気通路24にEGRが流入するとともに、負圧器から吸気通路24に負圧が導入されて吸気通路24の残燃料が負圧器に吸引される。
【0072】
タイマーTaが所定値Ta2以上になると、ステップC82の判断がNoになってEGR弁開度、パージ弁開度PV、大気開放弁開度AV及び制御弁開度OTは全閉となり(ステップC83〜C86)、また、続くステップC87の「Ta≧Ta2?」の判断がYesになってステップC91に進み、タイマーTaが零にされてリターンする。
[クランク角変化の予測,#A,#Bの設定]
メインコントローラ10は、気筒#1の吸気行程上死前6゜CAの位置を0として、クランク角が90゜進む毎に+1を与えることによって気筒判別信号を生成している(当該数値に基づいて気筒を判別するようになっている)。そこで、図15に示すように、エンジン回転数Neを監視し、500rpm以下になった時点で、そのときに膨張行程にある気筒#X及びそのクランク角位置(圧縮行程の上死点後(ATDC)のクランク角)Y゜CAを、気筒判別信号及びクランク角センサ36の出力に基づいて検出する。
【0073】
上記Yが所定値Yo以下ときは、当該気筒#Xの1サイクル後の膨張行程中期(例えばATDC90゜)を、エンジンを停止させる目標停止クランク位置と設定し、当該クランク角変化の予測軌跡を作製する。一方、上記Yが所定値Yoよりも大きいときは、当該気筒#Xの次に点火される気筒の1サイクル後の膨張行程中期(例えばATDC90゜)を、エンジンを停止させる目標停止クランク位置と設定し、そこまでのクランク角変化の予測軌跡を作製する。所定値Yoは、気筒#X及びそのクランク角位置を検出する時点のエンジン回転数Neの変化の度合いΔNeに応じて変更し、ΔNeが大きいほどYoを小さくする。
【0074】
例えば、当該検出時点のエンジン回転数低下率ΔNeが小さいときは所定値Yoとして例えば160゜CAを与え、ΔNeが大きいときはYoとして140゜CAを与える。従って、検出された膨張行程気筒が#1であり、Y=ATDC150゜CAであったとき、ΔNeが小(Yo=160゜CA)であるときは、Y<Yoであるから、気筒#1が1サイクル後のATDC90゜CAのクランク角位置になったときを目標停止クランク位置とする。つまり、この場合は気筒#1を始動用気筒#Aとし、次の点火気筒#3を始動用気筒#Bとして設定することになる。
【0075】
一方、ΔNeが大(Yo=140゜CA)であるときは、Y>Yoであるから、気筒#1の次の点火気筒#3が1サイクル後の圧縮行程上死点後(ATDC)90゜CAのクランク角位置になったときを目標停止クランク位置とする。従って、この場合は、始動用気筒#Aとして#3を与え、始動用気筒#Bとして#3の次の点火気筒である#4を与えることになる。
【0076】
さらに、上述の如く#A,#Bを設定した後、予測クランク角に対する実際のクランク角の偏差(進み量)Dを監視し、偏差Dが所定値Doよりも大になったときは、目標停止クランク位置を、気筒#Xの膨張行程中期から、当該気筒#Xの次の気筒の膨張行程中期に変更する。例えば、気筒#1の膨張行程中期にエンジンを停止させる予定を、気筒#3の膨張行程中期にエンジンを停止させるように変更する。所定値Doは、図16に示すように、目標停止クランク位置になるまでの残り時間Δtが小さくなるほど小さくなるように設定する。
[自動変速機の制御]
上記目標クランク位置での停止のために自動変速機3のロックアップクラッチ制御を行なう。図17は自動変速機3の制御フローを示す。この制御フローは所定時間毎にスタートし、ステップD1で上述の運転モードに基づくシフトレンジを入力し、続くステップD2で前進レンジか否かを判断し、前進レンジであるときはステップD3に進んでエンジントルクETと車速Vとに応じた適正変速段を設定し、続くステップD4で変速制御を実行する。
【0077】
続くステップD5で車両が減速中か否かを判断し、減速中であるときはステップD6に進んでエンジン回転数Neが500rpm以下か否かを判断する。Neが500rpm以下であるときはステップD7に進み、エンジン制御フローにおいて説明した予測クランク角に対する実際のクランク角の偏差(進み量)Dを入力する。
【0078】
続くステップD8において、偏差Dに基づいてロックアップクラッチ油圧の補正量Pを設定する。このクラッチ油圧補正量Pは、偏差Dが大きくなるほど大きくなるように設定される。そして、続くステップD9においてクラッチ油圧のフィードバック制御により、ロックアップクラッチ制御を実行し、リターンする。このロックアップクラッチ制御によりエンジンに負のトルクを与えて、エンジンを目標クランク位置で停止させるようにしている。
【0079】
一方、ステップD5で減速中でないと判断されたとき、並びにステップD6でエンジン回転数Neが500rpmよりも高いと判断されたときは、ステップD10に進んでエンジントルクETと車速とに基づいて通常のロックアップ制御を実行し、リターンする。
【0080】
また、ステップD2で前進レンジでないと判断されたときはステップD11に進み、N(ニュートラル)レンジか否かを判断し、Nレンジの場合はステップD12に進んでニュートラル制御を実行し、リターンする。NレンジでないときはステップD13に進んでP(パーキング)レンジか否かを判断し、Pレンジの場合はステップD14に進んでパーキング制御を実行し、リターンする。Pレンジでないときはステップし15に進んでリバース制御を実行し、リターンする。
【0081】
上記図17に示すフローのステップD6〜D9により、エンジン1の所定の停止条件が成立したときに、該エンジン1の運転を少なくとも1つの気筒が膨張行程となるようにして停止させる停止制御手段が構成されている。
【0082】
また、上記図10に示すフローのステップC57〜C59、C65〜68により、上記停止制御手段によるエンジン1の運転停止後にそれぞれ膨張行程及び圧縮行程にある始動用気筒#A,#Bの燃焼室に燃料が残存するよう、エンジン停止前の所定時期に燃料噴射弁19により燃料を噴射させる停止時噴射制御手段が構成されている。
【0083】
また、上記図7に示すフローのステップC11により、ダイレクトスタート方式でのエンジン1の始動条件が成立したときに、膨張行程にある気筒の燃焼室の燃料を最初に着火させて、エンジン1を始動させる始動制御手段が構成されている。
【0084】
さらに、上記図10に示すフローのステップC62、63により、上記停止時噴射制御手段による燃料噴射弁19の制御によって該燃料噴射弁19から燃料の噴射される期間を含む所定期間、スロットル弁28を開いて吸気の流量を増大させる吸気制御手段が構成されている。
[エンジン自動停止・始動のタイムチャート]
以上に説明した制御によるエンジン1の自動停止・始動の態様をタイムチャートで表すと図18のようになる。なお、車速V=0から次の運転開始までは時間を縮尺して描いている。
【0085】
すなわち、アクセル開度α(エンジントルクET)の減少により電気式スロットル弁28が閉作動されると車両は減速状態に入り、エンジン回転数Neも低下する。また、EGR開度も小さくなっていく。アクセル開度αが例えばα1以下になると、タイマーTbのカウントが開始されてパージ弁開度PVが全開、大気開放弁開度AVが全閉、制御弁開度OTが全開となり、吸気通路24から吸気負圧が負圧器(燃料タンク60、キャニスタ61及びリリーフ通路62)に導入され、該負圧器が負圧状態になる。パージ弁開度PV及び制御弁開度OTはタイマー時間Tboの経過により全閉となる。
【0086】
アクセル開度αが零になると、スロットル開度Tvも零にされ、燃料カットが実行されるとともに、点火も行なわれなくなる。すなわち、過剰な電力回生はバッテリ損傷の原因となるので、エンジンブレーキを効かせるようにするものである。また、EGR開度は予め設定された開度にされる。これは、スロットル弁28の隙間からの新気の流入を抑えて排ガス温度の低下を防止し、エンジン始動時に排出される未燃HCを効率良く浄化できるように触媒35A,35Bの温度を維持するためである。
【0087】
エンジン回転数Neが500rpm以下になると、クランク角変化の予測に基づいてダイレクトスタート用気筒#A,#Bが設定され、それら気筒に対するダイレクトスタート用燃料の噴射時期I#A,I#Bが設定される。そして、目標クランク位置でエンジンが停止するように、予測クランク角と実際のクランク角との偏差Dに基づくクラッチ油圧補正量Pによってクラッチ油圧が制御され、また、噴射時期I#A,I#Bに至ったときには各気筒#A,#Bへの燃料噴射が実行される。
【0088】
その燃料噴射の際には、気筒#Aに対する始動用燃料の噴射の前にスロットル開度Tvが全開とされる。これにより、気筒#Aの吸気ポート17から燃焼室16に流入する吸気の量が増大し、この吸気によって、上記始動用燃料が当該燃焼室に効率良く流入することになる。すなわち、吸気ポート17の負圧が小さくなって燃料が効率良く気筒内に吸入されるようになり、その分、吸気ポート17の内壁面や吸気弁19に付着する燃料の量が少なくなる。スロットル開度は気筒#Bへの始動用燃料の噴射が終了するころに全閉となる。これは、エンジン停止直前にエンジン回転数が極めて低くなると、ピストンの往復運動による振動を体感し易くなるから、そのときにスロットル弁28が開かれていて気筒12の吸気充填量が大きくなり、エンジン振動が大きくなるのは、好ましくないからである。
【0089】
次に車速Vが零になった時点(車両停止)からタイマー時間Ta1が経過すると、パージ弁開度PV及び制御弁開度OTが全開になるとともに、EGR開度も全開になる。これにより、負圧器(燃料タンク60、キャニスタ61及びリリーフ通路62)から吸気通路24に負圧が導入されるとともに、還流排ガスが吸気通路24の燃料噴射弁近傍に流入する。
【0090】
従って、上記始動用燃料の噴射後に吸気通路24に残留する燃料は、パージ通路64から上記キャニスタ61や燃料タンク60に吸引され、また、その際に還流排ガスの流入によって、吸気通路24から負圧器へ向かうガスの流れが促進され、上記残燃料を効率良く吸引することができる。よって、残燃料蒸気がスロットル弁28の隙間から大気中に漏れ出ることが殆どなくなり、ガソリン臭ないしは大気汚染が避けられる。
【0091】
タイマー時間Ta2が経過すると、パージ弁開度PV、制御弁開度OT及びEGR開度は全閉となる。
【0092】
次に車両が発進するときはモータ2が作動され、車速が所定値V1になると、膨張行程にある気筒#Aに対し最初に点火が行なわれてその燃焼室の混合気が着火され、続いて気筒#Bが膨張行程になったときに該気筒#Bに対する点火が行なわれる。これにより、エンジン1がスムーズに始動される。以後は通常のエンジン運転、すなわち、各気筒に対する吸気ポート噴射及び圧縮行程上死点での点火が行なわれることになる。
【0093】
また、このダイレクトスタート時は、始動性の向上のために、スロットル開度Tvは低開度Tvesに、EGR開度は低開度EGResに、パージ弁開度PVは微小開度PVesに、それぞれ設定される。
【0094】
したがって、この実施形態に係るエンジンの自動停止・始動性御装置によれば、エンジン1の運転停止の直前に吸気ポート17に始動用燃料を噴射する際に、一時的にスロットル弁28を開いて吸気流量を増大させ、これにより吸気ポート17における負圧を減少させることで、そこに噴射した燃料をポート壁面等にあまり付着させずに、停止後にそれぞれ膨張行程及び圧縮行程になる始動用気筒#A、#Bの燃焼室に安定的に供給することができるので、その後のエンジン1の再始動時に上記各気筒#A、#Bにそれぞれ点火されたときに、十分な燃焼安定性を得ることができる。しかも、吸気ポート17や吸気弁19に付着する燃料が少なくなるので、デポジットの形成を抑えることができ、さらに再始動時の排気状態の悪化を軽減できる。
【0095】
また、この実施形態では、上記始動用燃料の噴射の際に、エンジン出力を制御するための電気式スロットル弁28を用いて、吸気の流量を調整するようにしており、極めて効果的に吸気流量を調整できるとともに、別途、吸気流量の調整手段を設ける必要もなく、部品点数の増大やコストの上昇を招くことがない。
【0096】
さらに、この実施形態では、上記始動用気筒#A、#Bに対する燃料の噴射を終えた後に速やかにスロットル弁28を閉じるようにしており、これにより、エンジン1の振動を体感しやすい極低速状態において気筒の吸気充填量を減少させて、振動を低減することができる。
【0097】
(他の実施形態)
なお、本発明の構成は前記実施形態のものに限定されることはなく、その他の種々の構成を包含するものである。すなわち、前記実施形態では、エンジン1の運転停止後にそれぞれ膨張行程及び圧縮行程になる気筒#A、#Bの燃焼室に燃料が残存することになるように、エンジン1の停止直前に第1及び第2燃料噴射を行うようにしているが、これに限らず、エンジン停止時に第1の燃料噴射のみを行って膨張行程にある気筒#Aのみに燃料を供給しておき、圧縮行程にある気筒#Bには燃料を供給しないようにしてもよい。
【0098】
また、前記実施形態では、前記第1及び第2の燃料噴射の量を略同じにしているが、これに限らず、第1燃料噴射の量を第2燃料噴射よりも多くしてもよい。すなわち、ダイレクトスタートのときに最初に点火される気筒#Aは、膨張行程途中の非常に燃焼し難い状態にあるから、燃料の量を増やすことによって燃焼性を高める必要があるが、2番目に点火される気筒#Bは圧縮上死点近傍の十分に圧力及び温度の高い状態で点火されることから、燃料はあまり多くなくても十分な燃焼安定性が得られる。それ故に、2番目に点火される気筒#Bに対する燃料供給量を相対的に少なくすることで、燃料の無駄を軽減するとともに、未燃燃料の排出に起因する排気状態の悪化をより確実に抑制することができる。
【0099】
さらに、前記実施形態では、エンジン1の運転停止直前に始動用気筒#Bに対する燃料の噴射を終えた後にスロットル弁28を閉じるようにしているが、これに限らず、スロットル弁28は、始動用気筒#Aに対する燃料噴射を終えた後、上記始動用気筒#Bに対する燃料の噴射を開始する前に、閉じるようにしてもよい。すなわち、上記したように、ダイレクトスタート時に2番目に点火される気筒#Bは比較的燃焼安定性が高くて、この気筒にはあまり多くの燃料を残存させる必要はないから、この気筒に燃料が吸入されるときに吸気ポート17の負圧を小さくする必要性はそれほど高くはない。従って、このときにスロットル弁28を閉じて気筒への吸気充填量を減らすようにすれば、エンジン振動のさらなる低減を図ることができる。
【0100】
また、6気筒エンジンの場合は、ダイレクトスタートのために3つの気筒に燃料を供給しておくようにしてもよい。
【0101】
【発明の効果】
以上のように、本願請求項1の発明に係るエンジンの自動停止・始動制御装置によると、エンジンの運転停止の直前に吸気通路に燃料を噴射して停止後に膨張行程にある気筒の燃焼室に燃料を残存させ、その後の再始動時に当該気筒の燃料に最初に着火させてエンジンを始動させるようにする場合に、そのエンジン停止前の燃料噴射の際に吸気の流量を増大させて、吸気通路の負圧をできるだけ小さくすることで、噴射した燃料が効率的に燃焼室に吸入されるようになり、その燃料を吸気通路の壁面等にあまり付着させずに、気筒内の燃焼室に安定的に供給することができる。このことで、エンジンの再始動時に十分な燃焼安定性が得られ、殆ど排気状態の悪化を招くこともない。また、吸気通路等のデポジットの形成も抑制できる。
【0102】
また、そうしてエンジンの運転停止直前に噴射した燃料の気筒内への吸入を促進する所定期間が経過した後は、速やかに吸気の流量を減少させて気筒の吸気充填量を減少させることで、極低速状態での振動を低減できる。
【0103】
請求項2の発明によると、吸気調整手段として電気式スロットル弁を用いることで、極めて効果的に吸気流量を調整できるし、部品点数の増大やコストの上昇を招くこともない。
【0104】
請求項3の発明によると、エンジンの運転停止後に膨張行程にある気筒のみならず、圧縮行程にある気筒にも燃料が残存するようになり、再始動時にはその2つの気筒に順番に点火することで、エンジンの始動をさらにスムーズに行える。また、上記2番目に点火される気筒の燃焼安定性が比較的高いことを考慮して、当該気筒に供給する燃料の量を相対的に少なくすることで、燃料の無駄を軽減することができる。
【0105】
請求項4の発明によると、エンジンの運転停止後に膨張行程にある気筒のみならず、圧縮行程にある気筒にも燃料が残存するようになり、再始動時にはその2つの気筒に順番に点火することで、エンジンの始動をさらにスムーズに行える。また、上記2番目に点火される気筒の燃焼安定性が比較的高いことを考慮して、当該気筒に対応する燃料噴射を行うときには敢えて吸気流量を減少させることにより、極低回転状態での振動を効果的に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の駆動系の構成を示すブロック図。
【図2】 同車両のエンジン系の構成を示す図。
【図3】 同車両の基本運転モードを表にした図。
【図4】 同車両の基本制御のフロー図。
【図5】 同車両の車速とアクセル開度とにより設定される要求トルクをマップに表した図。
【図6】 同車両のモータ制御のフロー図。
【図7】 同車両のエンジンの始動制御を示すフロー図。
【図8】 同エンジンの始動から通常運転への移行制御を示すフロー図。
【図9】 同エンジンの始動から通常運転への移行制御の続きを示すフロー図。
【図10】 同エンジンの減速・停止制御のフロー図。
【図11】 同エンジンのエンジン回転数とエンジントルクとより設定されるスロットル開度をマップで表した図。
【図12】 同エンジンのエンジン回転数とエンジントルクとより設定されるEGR開度をマップで表した図。
【図13】 同エンジンの燃料パージ制御のためのパージ弁開度の補正値PVcと空燃比偏差のなまし値との関係をマップで表した図。
【図14】 同エンジン始動時の燃料噴射及び点火時期をクランク角とピストン位置との関係で表した図。
【図15】 同エンジン停止時のクランク角変化の予測軌跡を示す図。
【図16】 同エンジンの目標停止クランク位置を変更するための基準値(所定値)Doと、目標停止クランク位置になるまでの残り時間Δtとの関係を示す特性図。
【図17】 同車両の自動変速機の制御を示すフロー図。
【図18】 同エンジンの自動停止・始動制御のタイムチャート。
【符号の説明】
1 エンジン
2 モータ
3 自動変速機
4 クラッチ
5 バッテリ
12 気筒
14 ピストン
16 燃焼室
17 吸気ポート
18 排気ポート
19 吸気弁
20 排気弁
21 点火プラグ
22 燃料噴射弁
24 吸気通路
27 吸気VVT
28 スロットル弁(吸気調整手段)
34 排気通路
35A HC吸着触媒
35B 三元触媒
43 EGR通路
44 EGR弁
60 燃料タンク
61 キャニスタ
62 リリーフ通路
65 制御弁
66 大気開放弁
67 パージ弁
Claims (4)
- エンジンの吸気通路に燃料を噴射して気筒内の燃焼室に供給する燃料噴射弁と、
エンジンの所定の停止条件が成立したときに、該エンジンの運転を少なくとも1つの気筒が膨張行程となるようにして停止させる停止制御手段と、
上記停止制御手段によるエンジンの運転停止後に、少なくとも上記膨張行程にある気筒の燃焼室に燃料が残存するよう、当該気筒のエンジン停止直前の吸気行程において上記燃料噴射弁により燃料を噴射させる停止時噴射制御手段と、
エンジンの所定の始動条件が成立したときに、上記膨張行程にある気筒の燃焼室の燃料を最初に着火させてエンジンを始動させる始動制御手段とを備えているエンジンの自動停止・始動制御装置において、
上記燃料噴射弁よりも上流の吸気通路には、そこから燃焼室に流入する吸気の流量を調整する吸気調整手段が設けられ、
上記停止時噴射制御手段による燃料噴射弁の制御によって該燃料噴射弁から燃料の噴射される期間に対応する所定期間、前記吸気調整手段を吸気の流量が増大するように作動させ、この所定期間の経過後は吸気調整手段を吸気の流量が減少するように作動させる吸気制御手段を備えており、
上記所定期間の終了時点が上記燃料噴射期間の終了時点と同じか、それよりも前であることを特徴とするエンジンの自動停止・始動制御装置。 - 請求項1において、
上記吸気調整手段は、吸気通路の開度を調整する弁体を有し、この弁体の位置がエンジンへの要求出力に基づいて制御される電気式スロットル弁であることを特徴とするエンジンの自動停止・始動制御装置。 - 請求項1において、
エンジンは多気筒エンジンであり、
上記停止時噴射制御手段は、エンジンの運転停止後に膨張行程にある気筒の燃焼室に燃料が残存するよう、当該気筒のエンジン停止直前の吸気行程において燃料噴射弁により第1の燃料噴射を行わせるとともに、エンジンの運転停止後に圧縮行程にある気筒の燃焼室にも燃料が残存するよう、当該気筒のエンジン停止直前の吸気行程において上記燃料噴射弁により第2の燃料噴射を行わせるものであり、
上記第1の燃料噴射による燃料の噴射量が上記第2の燃料噴射よりも多いことを特徴とするエンジンの自動停止・始動制御装置。 - 請求項1において、
エンジンは多気筒エンジンであり、
上記停止時噴射制御手段は、エンジンの運転停止後に膨張行程にある気筒の燃焼室に燃料が残存するよう、当該気筒のエンジン停止直前の吸気行程において燃料噴射弁により第1の燃料噴射を行わせるとともに、エンジンの運転停止後に圧縮行程にある気筒の燃焼室にも燃料が残存するよう、当該気筒のエンジン停止直前の吸気行程において上記燃料噴射弁により第2の燃料噴射を行わせるものであり、
上記所定期間の終了時点は、上記第1の燃料噴射が完了した後であって且つ上記第2の燃料噴射が開始される前であることを特徴とするエンジンの自動停止・始動制御装置。
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