(57)【要約】【課題】内燃機関の再始動時間を短縮化することができる内燃機関の始動装置を提供する。【解決手段】  内燃機関の始動装置は、内燃機関１の回転数を検出するクランク角センサ３２と、一体型インジェクタ２０による燃焼室１２内への燃料供給及び空気供給を制御するコントロールユニット６０と、を備えており、コントロールユニット６０は、一体型インジェクタ２０による燃料供給量がゼロであり、且つ、クランク角センサ３２により検出された回転数ゼロである場合（ステップＳ１０）に、膨張行程にある気筒１０に空気を供給するように一体型インジェクタ２０を制御する（ステップＳ１１）。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膨張行程にある気筒の燃焼室に空気及び燃料を供給して点火を行うことで内燃機関を再始動する内燃機関の始動装置であって、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
燃料供給手段による前記燃焼室への燃料供給、及び、空気供給手段による前記燃焼室への空気供給を制御する制御手段と、を備えており、
前記制御手段は、前記燃料供給手段による燃料供給量がゼロであり、且つ、前記回転数検出手段により検出された回転数が所定回転数以下である場合に、膨張行程にある気筒の燃焼室に空気を供給するように前記空気供給手段を制御することを特徴とする内燃機関の始動装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の始動装置であって、
前記制御手段は、前記回転数検出手段により検出された回転数がゼロである場合に、膨張行程にある気筒の燃焼室に空気を供給するように前記空気供給手段を制御することを特徴とする内燃機関の始動装置。
【請求項３】
請求項２記載の内燃機関の始動装置であって、
前記制御手段は、膨張行程にある気筒の燃焼室に所定間隔で空気を供給するように、前記空気供給手段を制御することを特徴とする内燃機関の始動装置。
【請求項４】
請求項３記載の内燃機関の始動装置であって、
膨張行程にある気筒におけるピストンの位置を検出する位置検出手段をさらに備えており、
前記制御手段は、前記位置検出手段により検出された前記ピストンの位置に応じて、前記所定間隔を変更することを特徴とする内燃機関の始動装置。
【請求項５】
請求項２記載の内燃機関の始動装置であって、
膨張行程にある気筒の筒内圧を検出する圧力検出手段をさらに備えており、
前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出された筒内圧が所定圧力以下となった場合に、膨張行程にある気筒の燃焼室に空気を供給するように前記空気供給手段を制御することを特徴とする内燃機関の始動装置。
【請求項６】
請求項５記載の内燃機関の始動装置であって、
膨張行程にある気筒におけるピストンの位置を検出する位置検出手段をさらに備えており、
前記制御手段は、前記位置検出手段により検出された前記ピストンの位置に応じて、前記所定圧力を変更することを特徴とする内燃機関の始動装置。
【請求項７】
請求項１記載の内燃機関の始動装置であって、
前記制御手段は、前記回転数検出手段により検出された回転数がゼロよりも大きい場合に、膨張行程にある気筒の燃焼室に空気を供給するように前記空気供給手段を制御することを特徴とする内燃機関の始動装置。
【請求項８】
請求項７記載の内燃機関の始動装置であって、
膨張行程にある気筒におけるピストンの位置を検出する位置検出手段をさらに備えており、
前記制御手段は、前記位置検出手段により検出された前記ピストンの位置が上死点から所定距離以上離れた場合に、膨張行程にある気筒の燃焼室に空気を供給するように前記空気供給手段を制御することを特徴とする内燃機関の始動装置。
【請求項９】
請求項７記載の内燃機関の始動装置であって、
スロットルバルブの開度を検出する開度検出手段をさらに備えており、
前記制御手段は、前記開度検出手段により検出された前記スロットルバルブの開度に応じて、膨張行程にある気筒の燃焼室に前記空気供給手段により供給する空気の量を変更することを特徴とする内燃機関の始動装置。
【請求項１０】
請求項７記載の内燃機関の始動装置であって、
膨張行程にある気筒の筒内圧を検出する圧力検出手段をさらに備えており、
前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出された筒内圧が所定圧力以下となった場合に、膨張行程にある気筒の燃焼室に空気を噴射するように前記空気供給手段を制御することを特徴とする内燃機関の始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膨張行程にある気筒の燃焼室に空気及び燃料を供給して点火を行うことで内燃機関を再始動する内燃機関の始動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
膨張行程にある気筒の燃焼室に空気及び燃料を噴射して点火を行うことで、スタータを用いることなく、エンジンを再始動するエンジンの始動装置が知られている（例えば特許文献１乃至３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３６５７２号公報
【特許文献２】特開２００７−７１０３７号公報
【特許文献３】特開２００２−３９０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の始動装置では、ブレーキオフ等の内燃機関の再始動のためのトリガ入力があってから燃焼室に空気を噴射するため、エンジンが再始動するまでに時間を要するという問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、内燃機関の再始動時間を短縮化することができる内燃機関の始動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、燃焼室への燃料供給がゼロであり、且つ、内燃機関の回転数が所定回転数以下である場合に、膨張行程にある気筒の燃焼室に空気を供給することによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、内燃機関の停止中に膨張行程にある気筒の燃焼室に空気を供給しておき、トリガ入力時には燃料供給及び点火を行うだけで内燃機関を再起動することができるので、内燃機関の再始動に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態におけるエンジンシステムを示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態におけるエンジンシステムの他の例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態におけるアイドルストップ制御を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態におけるアイドルストップ中の経過時間に応じた空気噴射量を示すグラフである。
【図５】図５は、本発明の第２実施形態におけるアイドルストップ制御を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態においてピストン位置と空気の噴射間隔を対応付けたマップを示すグラフである。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態におけるアイドルストップ中の経過時間に応じた空気噴射量を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明の第３実施形態におけるアイドルストップ制御を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の第３実施形態においてピストン位置と所定圧力を対応付けたマップを示すグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の第３実施形態におけるアイドルストップ中の経過時間に応じた筒内圧と空気噴射量の関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の第４実施形態におけるコーストストップ制御を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の第４実施形態においてコーストストップ中のスロットル開度と空気噴射量を対応付けたマップを示すグラフである。
【図１３】図１３は、本発明の第４実施形態におけるコーストストップ中の経過時間に応じた回転数、ピストン位置及び空気噴射量の関係を示すグラフである。
【図１４】図１４は、本発明の第５実施形態におけるコーストストップ制御を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、本発明の第５実施形態におけるコーストストップ中の経過時間に応じた回転数、筒内圧及び空気噴射量の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第１〜第５実施形態に共通する内燃機関システムを最初に説明し、そのあとに各実施形態について説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施形態におけるエンジンシステムを示す図、図２は本発明の実施形態におけるエンジンシステムの他の例を示す図である。
【００１１】
本実施形態におけるエンジン１は、例えば４気筒の直噴型エンジンである。このエンジン１は、図１に示すように、各気筒１０の燃焼室１２内に臨むように設けられた一体型インジェクタ２０及び点火プラグ３１を備えている。なお、図１には一つの気筒１０のみを図示しており、本発明において気筒の数は特に限定されない。
【００１２】
一体型インジェクタ２０は、燃焼室１２内に燃料を噴射する機能と、燃焼室１２内に空気を噴射する機能と、を備えている。この一体型インジェクタ２０には、燃料の供給経路である燃料ライン２２と、空気の供給経路である空気ライン２７と、が接続されている。
【００１３】
燃料ライン２２の先には、プレッシャレギュレータ２３及びフューエルポンプ２４を介してフューエルタンク２５が接続されている。フューエルポンプ２３がフューエルタンク２４からプレッシャレギュレータ２３に燃料を圧送し、プレッシャレギュレータ２３がその燃料を所定圧力に調整して一体型インジェクタ２０に供給する。一体型インジェクタ２０は、その燃料を燃焼室１２内に直接噴射する。
【００１４】
一方、空気ライン２７の先にはエアポンプ２８が接続されている。一体型インジェクタ２０は、空気ライン２７を介してエアポンプ２８から圧送された空気を燃焼室１２内に直接噴射する。
【００１５】
この一体型インジェクタ２０は、コントロールユニット６０において設定される駆動パルス信号によって開弁駆動することで、所定量の燃料又は空気を燃焼室１２内に噴射する。点火プラグ３１は、コントロールユニット６０からの点火信号に基づいて、燃焼室１２内に充填された混合気に対して点火する。
【００１６】
なお、一体型インジェクタ２０に代えて、図２に示すように、エンジン１が、燃焼室１２内に燃料のみを噴射する燃料用インジェクタ２１と、燃焼室１２内に空気のみを噴射する空気用インジェクタ２６と、を独立して備えてもよい。
【００１７】
図１に戻り、エンジン１は、クランク角センサ３２、カム角センサ３３及び筒内圧センサ３４を備えている。クランク角センサ３２は、クランクシャフト１５の回転に同期したクランク角の単位角信号を出力する。一方、カム角センサ３３は、カムシャフト１６が一回転する毎（すなわちクランク角で７２０ｄｅｇ毎に相当）に基準信号を出力する。クランク角センサ３２及びカム角センサ３３はいずれもコントロールユニット６０に接続されている。コントロールユニット６０は、クランク角センサ３２から出力される単位角信号に基づいて、エンジン１の回転数とピストン１１の位置を検出する。また、コントロールユニット６０（気筒判別手段）は、クランク角センサ３２から出力される単位角信号と、カム角センサ３３から出力される基準信号とに基づいて、膨張行程にある気筒１０を判別する。筒内圧センサ３４もコントロールユニット６０に接続されており、コントロールユニット６０は、筒内圧センサ３４の出力信号に基づいて燃焼室１２内の圧力を検出する。
【００１８】
エンジン１の吸気ポート１３に連通した吸気通路４０には、エアフィルタ４１、エアフローメータ４２、スロットルバルブ４３及びインテークマニホールド４６が設けられている。スロットルバルブ４３には、当該スロットルバルブ４３の開度を、ＤＣモータ等のアクチュエータにより制御可能なスロットルバルブ制御装置４４が設けられている。コントロールユニット６０は、アクセルペダルポジションセンサ６１により検出されたアクセルペダルの操作量等に基づいて必要なトルクを演算し、スロットルバルブ制御装置４４に駆動信号を出力する。スロットルバルブ制御装置４４は、このコントロールバルブ６０からの駆動信号に基づいて、スロットルバルブ４３の開度を電子制御する。また、スロットルバルブ４３には、当該スロットルバルブ４３の開度を検出するスロットルポジションセンサ４５が設けられている。このスロットルポジションセンサ４５は、コントロールユニット６０に接続されており、その検出信号をコントロールユニット６０に出力する。
【００１９】
エンジン１の排気ポート１４に連通した排気通路５０には、排気を浄化するための排気浄化触媒５１と、排気を消音すると共に冷却するマフラ５２と、が設けられている。
【００２０】
コントロールユニット６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェース等を含んだマイクロコンピュータから構成されており、上述した各種センサ類が接続されている。このコントロールユニット６０は、これらセンサ類からの信号に基づいて検出される運転状態に応じて、スロットルバルブ制御装置４４を介してスロットルバルブ４３の開度を制御し、一体型インジェクタ２０を駆動して燃料噴射量を制御し、点火時期を設定して当該点火時期で点火プラグ３１を点火させる制御を行う。
【００２１】
また、このコントロールユニット６０には、運転者によるブレーキペダルの踏込量を検出するブレーキポジションセンサ６２と、シフトポジションを検出するシフトレバーポジションセンサ６３、イグニッションをオン／オフするイグニッションスイッチ６４が接続されている。
【００２２】
さらに、本実施形態のコントロールユニット６０は、車両の一時的な停止に伴ってエンジンを停止させた後に再始動させるアイドルストップに関する制御や、車両の減速に伴ってエンジンを一時的に停止させた後に再始動させるコーストストップに関する制御を実行することが可能となっている。
【００２３】
以下に、アイドルストップ制御に関する具体例を第１〜第３実施形態で詳述し、コーストストップ制御に関する具体例について第４及び第５実施形態で詳述する。
【００２４】
＜第１実施形態＞
以下に、第１実施形態におけるアイドルストップ制御について図３及び図４を参照しながら説明する。図３は本実施形態におけるアイドルストップ制御を示すフローチャート、図４は本実施形態におけるアイドルストップ中の経過時間に応じた空気噴射量を示すグラフである。
【００２５】
先ず、図３のステップＳ１０において、コントロールユニット６０は、エンジン１がアイドルストップ状態にあるか否かを判断する。本実施形態では、(i)燃焼室１２への燃料噴射量がゼロであり、(ii)エンジン１の回転数がゼロであり、(iii)イグニッションスイッチがオンであり、(iv)シフトポジションがＤレンジであり、且つ、(v)運転者によるブレーキペダルの踏込量が１００％である場合に、エンジン１がアイドルストップ状態にあると判断する。そのため、コントロールユニット６０は、当該コントロールユニット６０が設定した燃料噴射量や、クランク角センサ３２、イグニッションスイッチ６４、シフトレバーポジションセンサ６３、及び、ブレーキポジションセンサ６２からの出力信号に基づいて、上記の条件を満たしているか否かを判断する。なお、エンジン１がアイドルストップ状態にあるか否かについての判断要素は、上記のものに限定されず、車両の速度や冷却水の温度、アクセルペダルの操作量等を採用してもよい。
【００２６】
ステップＳ１０においてエンジン１がアイドルストップ状態にないと判断した場合（ステップＳ１０にてＮＯ）には、本フローを終了する。
【００２７】
一方、ステップＳ１０においてエンジン１がアイドルストップ状態にあると判断した場合（ステップＳ１０にてＹＥＳ）には、ステップＳ１１において、コントロールユニット６０は、燃焼室１２内に空気を噴射するように一体型インジェクタ２０を制御する。一体型インジェクタ２０は、コントロールユニット６０からの駆動信号に基づいて、図４に示すように、アイドルストップが継続している間、一定量の空気を燃焼室１２内に噴射する。
【００２８】
次いで、図３のステップＳ１２において、コントロールユニット６０は、アイドルストップの解除条件が成立したか否かを判断する。本実施形態では、運転者がブレーキペダルから足を離した場合に、アイドルストップの解除条件が成立したと判断する。そのため、コントロールユニット６０は、ブレーキポジションセンサ６２からの出力信号に基づいてブレーキペダルの踏込量が０％となったか否かを判断する。なお、アイドルストップの解除条件が成立したか否かの判断要素は、上記のものに限定されず、アクセルペダルの操作量等を採用してもよい。
【００２９】
ステップＳ１２において、アイドルストップの解除条件が成立しない限り（ステップＳ１２にてＮＯ）、図４に示すように、一体型インジェクタ２０は燃焼室１２内に一定量の空気を噴射し続ける。
【００３０】
一方、ステップＳ１２において、アイドルストップの解除条件が成立した場合（ステップＳ１２にてＹＥＳ）には、一体型インジェクタ２０による空気の噴射を停止して本フローを終了する。
【００３１】
本フローが終了すると、コントロールユニット６０はエンジン１を再始動する制御を行う。すなわち、コントロールユニット６０は、アイドルストップ実行時（エンジン停止時）に、クランク角センサ３２及びカム角センサ３３からの出力信号に基づいて、膨張行程にある気筒１０を検出しておく。そして、アイドルストップの解除条件が成立したら、当該気筒１０の燃焼室１２に燃料を噴射し、生成された混合気を点火するように、コントロールユニット６０が一体型インジェクタ２０及び点火プラグ３１を制御する。
【００３２】
以上のように、本実施形態では、アイドルストップ中に膨張行程にある気筒１０に空気を噴射しておき、アイドルストップ解除時には燃料噴射及び点火を行うだけでエンジン１を再始動することができるので、エンジン１の再始動に要する時間を短縮することができる。
【００３３】
＜第２実施形態＞
以下に、第２実施形態におけるアイドルストップ制御について図５乃至図７を参照しながら説明する。第２実施形態におけるアイドルストップ制御は、アイドルストップ中に空気を一定間隔で噴射する点で第１実施形態と相違する。
【００３４】
図５は本発明の第２実施形態におけるアイドルストップ制御を示すフローチャート、図６は本発明の第２実施形態においてピストン位置と空気の噴射間隔を対応付けたマップを示すグラフ、図７は本発明の第２実施形態におけるアイドルストップ中の経過時間に応じた空気噴射量を示すグラフである。
【００３５】
本実施形態では、先ず、図５のステップＳ２０において、コントロールユニット６０は、エンジン１がアイドルストップ状態にあるか否かを判断する。本実施形態では、第１実施形態と同様に、燃料噴射量、エンジン回転数、イグニッションスイッチ、シフトポジション、及び、ブレーキペダルの踏込量に基づいて、エンジン１がアイドルストップ状態にあるか否かを判断する。
【００３６】
ステップＳ２０においてエンジン１がアイドルストップ状態にないと判断した場合（ステップＳ２０にてＮＯ）には、本フローを終了する。一方、ステップＳ２０においてエンジン１がアイドルストップ状態にあると判断した場合（ステップＳ２０にてＹＥＳ）には、ステップＳ２１に進む。
【００３７】
次いで、ステップＳ２１において、コントロールユニット６０は、クランク角センサ３２からの出力信号に基づいて、膨張行程にある気筒１０におけるピストン１１の位置を検出する。なお、膨張行程にある気筒１０の判別は、クランク角センサ３２及びカム角センサ３３からの出力信号に基づいて、コントロールユニット６０によってアイドルストップ実行時に検出されている。
【００３８】
次いで、コントロールユニット６０は、図６に示すマップを参照してピストン１１の位置に応じた空気の噴射間隔ｔ１を読み込む。なお、図６に示すマップは、コントロールユニット６０に予め記憶されている。図６に示すように、ステップＳ２１においてコントロールユニット６０が参照するマップは、ピストン１１の位置が上死点に近いほど噴射間隔ｔ１が短くなるように設定されている。
【００３９】
一般的に、ピストン１１の位置が上死点に近いほど燃焼室１２内の空気の量が少なくなっている。そこで、本実施形態では、ピストン１１の位置が上死点に近いほど空気の噴射間隔ｔ１を短く設定することで、エンジン１の再始動に必要な空気の量を確保している。
【００４０】
次いで、ステップＳ２２において、一体型インジェクタ２０による初回の空気噴射を行う。すなわち、コントロールユニット６０が、燃焼室１２内に一定量の空気を噴射するように一体型インジェクタ２０を制御し、その駆動信号に基づいて、一体型インジェクタ２０が一定量の空気を燃焼室１２内に噴射する。一体型インジェクタ２０による一定量の空気の噴射が完了したら、コントロールユニット６０は、噴射完了時からの経過時間ｔの計時を開始する（図５のステップＳ２３）。
【００４１】
次いで、ステップＳ２４において、コントロールユニット６０は、ステップＳ２３で計時を開始した経過時間ｔと、ステップＳ２１で読み込んだ噴射間隔ｔ１と、を比較する。
【００４２】
ステップＳ２４の比較において経過時間ｔが噴射時間ｔ１以下である場合（ステップＳ２４にてＮＯ）には、経過時間ｔが噴射間隔ｔ１よりも大きくなるまで待機する。
【００４３】
ステップＳ２４の比較において経過時間ｔが噴射時間ｔ１よりも大きい場合（ステップＳ２４にてＹＥＳ）には、ステップＳ２５において、一体型インジェクタ２０による二回目以降の空気噴射を行う。すなわち、コントロールユニット６０が、燃焼室１２内に空気を噴射するように一体型インジェクタ２０を制御する。一体型インジェクタ２０は、コントロールユニット６０からの駆動信号に基づいて、一定量の空気を燃焼室１２内に噴射する。
【００４４】
次いで、図５のステップＳ２６において、コントロールユニット６０は、アイドルストップの解除条件が成立したか否かを判断する。本実施形態では、第１実施形態と同様に、ブレーキペダルの踏込量に基づいて、アイドルストップの解除条件が成立したか否かを判断する。
【００４５】
ステップＳ２６において、アイドルストップの解除条件が成立しない限り（ステップＳ２６にてＮＯ）、図５のステップＳ２３〜Ｓ２５を繰り返し、一体型インジェクタ２０は、図７に示すように、アイドルストップが継続している間、噴射間隔ｔ１毎に一定量の空気を燃焼室１２内に空気を噴射する。なお、ステップＳ２６からステップＳ２３に戻る際に経過時間ｔをリセットする。
【００４６】
一方、ステップＳ２６において、アイドルストップの解除条件が成立した場合（ステップＳ２６にてＹＥＳ）には本フローを終了する。本フローが終了すると、第１実施形態と同様に、コントロールユニット６０はエンジン１を再始動する制御を行う。
【００４７】
以上のように、本実施形態では、アイドルストップ中に膨張行程にある気筒１０の燃焼室１２内に空気を噴射しておき、アイドルストップ解除時には燃料噴射及び点火を行うだけでエンジン１を再始動することができるので、エンジン１の再始動に要する時間を短縮することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、ピストン１１の位置に応じて空気の噴射間隔ｔ１を変更しているので、エンジン１の再始動に必要な空気の量を適切に確保することができる。
【００４９】
＜第３実施形態＞
以下に、第３実施形態におけるアイドルストップ制御について図８乃至図１０を参照しながら説明する。第３実施におけるアイドルストップ制御は、筒内圧に基づいて空気を噴射する点で第１及び第２実施形態と相違する。
【００５０】
図８は本発明の第３実施形態におけるアイドルストップ制御を示すフローチャート、図９は本発明の第３実施形態においてピストン位置と所定圧力を対応付けたマップを示すグラフ、図１０は本発明の第３実施形態におけるアイドルストップ中の経過時間に応じた筒内圧と空気噴射量の関係を示すグラフである。
【００５１】
本実施形態では、先ず、図８のステップＳ３０において、コントロールユニット６０は、エンジン１がアイドルストップ状態にあるか否かを判断する。本実施形態では、第１実施形態や第２実施形態と同様に、燃料噴射量、エンジン回転数、イグニッションスイッチ、シフトポジション、及び、ブレーキペダルの踏込量に基づいて、エンジン１がアイドルストップ状態にあるか否かを判断する。
【００５２】
ステップＳ３０においてエンジン１がアイドルストップ状態にないと判断した場合（ステップＳ３０にてＮＯ）には、本フローを終了する。
【００５３】
一方、ステップＳ３０においてエンジン１がアイドルストップ状態にあると判断した場合（ステップＳ３０にてＹＥＳ）には、ステップＳ３１において、クランク角センサ３２からの出力信号に基づいて、膨張行程にある気筒１０におけるピストン１１の位置を検出する。なお、膨張行程にある気筒１０の判別は、クランク角センサ３２及びカム角センサ３３からの出力信号に基づいて、コントロールユニット６０によってアイドルストップ実行時に検出されている。
【００５４】
次いで、コントロールユニット６０は、図９に示すマップを参照してピストン１１の位置に応じた燃焼室１２内の所定圧力Ｐ１を読み込む。なお、図９に示すマップは、コントロールユニット６０に予め記憶されている。図９に示すように、ステップＳ３１においてコントロールユニット６０が参照するマップは、ピストン１１の位置が上死点に近いほど所定圧力Ｐ１が高くなるように設定されている。
【００５５】
一般的に、ピストン１１の位置が上死点に近いほど燃焼室１２内の容積が小さくなっている。そこで、本実施形態では、ピストン１１の位置が上死点に近いほど燃焼室１２内の圧力を高く設定することで、エンジン１の再始動に必要な空気の量を確保している。
【００５６】
次いで、ステップＳ３２において、コントロールユニット６０は、筒内圧センサ３４からの出力信号に基づいて燃焼室１２内に筒内圧Ｐを検出し、この筒内圧Ｐを、ステップＳ３１で読み込んだ所定圧力Ｐ１と比較する。
【００５７】
ステップＳ３２の比較において筒内圧Ｐが所定圧力Ｐ１よりも大きい（Ｐ＞Ｐ１）場合（ステップＳ３２にてＹＥＳ）には、筒内圧Ｐが所定圧力Ｐ１以下となるまで待機する。
【００５８】
一方、ステップＳ３２の比較において筒内圧Ｐが所定圧力Ｐ１以下（Ｐ≦Ｐ１）である場合（ステップＳ３２にてＮＯ）には、ステップＳ３３において、コントロールユニット６０は、燃焼室１２内に空気を噴射するように一体型インジェクタ２０を制御する。一体型インジェクタ２０は、コントロールユニット６０からの駆動信号に基づいて、一定量の空気を燃焼室１２内に噴射する。
【００５９】
次いで、図８のステップＳ３４において、コントロールユニット６０は、アイドルストップの解除条件が成立したか否かを判断する。本実施形態では、第１及び第２実施形態と同様に、ブレーキペダルの踏込量に基づいて、アイドルスイッチの解除条件が成立したか否かを判断する。
【００６０】
ステップＳ３４において、アイドルストップの解除条件が成立しない限り（ステップＳ３４にてＮＯ）、図８のステップＳ３２〜Ｓ３３を繰り返し、一体型インジェクタ２０は、図１０に示すように、アイドルストップが継続している間、筒内圧Ｐが所定圧力Ｐ１以下となる度に、一定量の空気の燃焼室１２内への噴射を繰り返す。
【００６１】
一方、ステップＳ３４において、アイドルストップの解除条件が成立した場合（ステップＳ３４にてＹＥＳ）には本フローを終了する。本フローが終了すると、第１及び第２実施形態と同様に、コントロールユニット６０はエンジン１を再始動する制御を行う。
【００６２】
以上のように、本実施形態では、アイドルストップ中に膨張行程にある気筒１０に空気を噴射しておき、アイドルストップ解除時には燃料噴射及び点火を行うだけでエンジン１を再始動することができるので、エンジン１の再始動に要する時間を短縮することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、ピストン１１の位置に応じて所定圧力Ｐ１を変更するので、エンジン１の再始動に必要な空気の量を適切に確保することができる。
【００６４】
＜第４実施形態＞
以下に、第４実施形態におけるコーストストップ制御について図１１乃至図１３を参照しながら説明する。
【００６５】
図１１は本発明の第４実施形態におけるコーストストップ制御を示すフローチャート、図１２は本発明の第４実施形態におけるコーストストップ中のスロットル開度と空気噴射量を対応付けたマップを示すグラフ、図１３は本発明の第４実施形態におけるコーストストップ中の経過時間に応じた回転数、ピストン位置及び空気噴射量の関係を示すグラフである。
【００６６】
本実施形態では、先ず、図１１のステップＳ４０において、コントロールユニット６０は、エンジン１がコーストストップ状態にあるか否かを判断する。本実施形態では、(i)燃焼室１２への燃料噴射量がゼロであり、(ii)エンジン１の回転数がゼロよりも大であり、(iii)シフトポジションがＤレンジであり、且つ、 (iv)運転者によるブレーキペダルの踏込量が１００％である場合に、エンジン１がコーストストップ状態にあると判断する。そのため、コントロールユニット６０は、当該コントロールユニット６０が設定した燃料噴射量や、クランク角センサ３２、シフトレバーポジションセンサ６３及びブレーキポジションセンサ６２からの出力信号に基づいて、上記の条件を満たしているか否かを判断する。なお、エンジン１がコーストストップ状態にあるか否かについての判断要素は、上記のものに限定されず、アクセルペダルの操作量等を採用してもよい。
【００６７】
ステップＳ４０においてエンジン１がコーストストップ状態にないと判断した場合（ステップＳ４０にてＮＯ）には本フローを終了する。
【００６８】
一方、ステップＳ１０においてエンジン１がコーストストップ状態にあると判断した場合（ステップＳ４０にてＹＥＳ）には、ステップＳ４１において、コントロールユニット６０は、クランク角センサ３２からの出力信号に基づいてエンジン１の回転数ＲＰＭを検出し、当該回転数ＲＰＭを所定回転数ＲＰＭ１と比較する。この所定回転数ＲＰＭ１は、特に限定されないが、たとえば、一般の車両に設定された燃料カットリカバー回転数に相当する１０００［ｒｐｍ］程度である。因みに、コーストストップ制御を備えた車両には、燃料カットリカバー回転数は設定されていない。
【００６９】
ステップＳ４１の比較において回転数ＲＰＭが所定回転数ＲＰＭ１以上（ＲＰＭ≧ＲＰＭ１）場合（ステップＳ４１にてＮＯ）には、ステップＳ４０に戻る。一方、ステップＳ４１の比較において回転数ＲＰＭが所定回転数ＲＰＭ１よりも小さい（ＲＰＭ＜ＲＰＭ１）場合（ステップＳ４１にてＹＥＳ）には、ステップＳ４２に進む。
【００７０】
次いで、ステップＳ４２において、コントロールユニット６０は、クランク角センサ３２からの出力信号に基づいて、膨張行程にある気筒１０におけるピストン１１の位置ＣＡを検出する。
【００７１】
なお、膨張行程にある気筒１０におけるピストン１１の位置は、たとえば膨張行程における上死点（ＴＣＤ）からのクランク角［ｄｅｇ］で表現される。また、膨張行程にある気筒１０の判別は、第１〜第３実施形態と同様に、クランク角センサ３２及びカム角センサ３３からの出力信号に基づいてコントロールユニット６０によって行う。但し、アイドルストップでは膨張行程にある気筒１０が変わることはないが、コーストストップ中にはエンジン１が回転し続けているので膨張行程にある気筒１０が順次変わる。そのため、本実施形態では、第１〜第３実施形態と異なり、コーストストップ中において、コントロールユニット６０が膨張行程にある気筒１０をリアルタイムに検出して更新する。
【００７２】
次いで、コントロールユニット６０は、膨張行程にある気筒１０におけるピストン１１の位置ＣＡと、所定のピストン位置ＣＡ１と、を比較する。なお、所定ピストン位置ＣＡ１は、たとえば、燃焼室１２内の圧力が一体型インジェクタ２０により空気の噴射が可能となるようなピストン位置である。
【００７３】
ステップＳ４２の比較において、ピストン位置ＣＡが所定ピストン位置ＣＡ１よりも上死点側に位置している（ＣＡ≦ＣＡ１）場合（ステップＳ４２にてＮＯ）には、ステップＳ４１に戻る。
【００７４】
一方、ステップＳ４２の比較において、ピストン位置ＣＡが所定ピストン位置ＣＡ１よりも下死点側に位置している（ＣＡ＞ＣＡ１）場合（ステップＳ４２にてＹＥＳ）には、ステップＳ４３に進む。このようなステップＳ４２の存在により、燃焼室１２内の筒内圧が高過ぎて、一体型インジェクタ２０により空気を噴射することができないという事態を回避することができる。
【００７５】
次いで、ステップＳ４３において、コントロールユニット６０は、スロットルポジションセンサ４５からの出力信号に基づいて、スロットルバルブ４３の開度を検出する。次いで、コントロールユニットは、図１２に示すマップを参照してスロットルバルブ４３の開度に応じた空気噴射量を読み込む。なお、図１２に示すマップは、コントロールユニット６０に予め記憶されている。図１２に示すように、ステップＳ４３においてコントロールユニット６０が参照するマップは、スロットルバルブ４３の開度が閉じているほど空気噴射量が多くなるように設定されている。
【００７６】
エンジン停止時に圧縮行程にあるピストンの反動により生じる回転の揺り戻しを防止するために、スロットルバルブ４３を閉じて空気供給量を減らす場合がある。これに対し、本実施形態では、このような揺り戻し防止のためにスロットルバルブ４３を閉じた場合であっても、スロットルバルブ４３の開度に応じて空気噴射量を変更するので、エンジン１の再始動に必要な量の空気を確保することができる。
【００７７】
次いで、ステップＳ４４において、コントロールユニット６０は、ステップＳ４３で設定した量の空気を燃焼室１２内に噴射するように一体型インジェクタ２０を制御する。一体型インジェクタ２０は、コントロールユニット６０からの駆動信号に基づいて、ステップＳ４３で設定された量の空気を燃焼室１２内に噴射する。
【００７８】
次いで、図１１のステップＳ４５において、コントロールユニット６０は、コーストストップの解除条件が成立したか否かを判断する。本実施形態では、運転者がブレーキペダルから足を離した場合に、コーストストップの解除条件が成立したと判断する。そのため、コントロールユニット６０は、ブレーキポジションセンサ６２からの出力信号に基づいてブレーキペダルの踏込量が０％になったか否かを判断する。なお、コーストストップの解除条件が成立したか否かの判断要素は、上記のものに限定されず、アクセルペダルの操作量等を採用してもよい。
【００７９】
ステップＳ４５において、コーストストップの解除条件が成立しない限り（ステップＳ４５にてＮＯ）、図１１に示すフローチャートのステップＳ４２〜Ｓ４４を繰り返す。すなわち、図１３に示すように、コーストストップが継続している間、一体型インジェクタ２０は、エンジン１の回転数ＲＰＭが所定回転数ＲＰＭ１よりも小さく、且つ、ピストン位置ＣＡが所定ピストン位置ＣＡ１よりも下死点側に位置する度に、ステップＳ４３で設定された量の空気の燃焼室１２内への噴射を繰り返す。
【００８０】
一方、ステップＳ４５において、コーストストップの解除条件が成立した場合（ステップＳ４５にてＹＥＳ）には、本フローを終了する。本フローが終了すると、第１〜第３実施形態と同様に、コントロールユニット６０はエンジン１を再始動する制御を行う。
【００８１】
以上のように、本実施形態では、コーストストップ中に膨張行程にある気筒１０に空気を噴射しておき、コーストストップ解除時には燃料噴射及び点火を行うだけでエンジン１を再始動することができるので、エンジン１の再始動に要する時間を短縮することができる。
【００８２】
また、本実施形態では、ピストン１１の位置が上死点から所定距離以上離れた場合に、一体型インジェクタ２０により燃焼室１２内に空気を噴射している。そのため、燃焼室１２内の筒内圧が高過ぎて、一体型インジェクタ２０により空気を噴射できないという事態を回避することができる。
【００８３】
さらに、本実施形態では、スロットルバルブ４３の開度に応じて一体型インジェクタ２０による空気噴射量を変更するので、揺り戻し防止のためにスロットルバルブ４３を閉じた場合であっても、エンジン１の再始動に必要な量の空気を確保することができる。
【００８４】
＜第５実施形態＞
以下に、第５実施形態におけるコーストストップ制御について図１４及び図１５を参照しながら説明する。
【００８５】
図１４は本発明の第５実施形態におけるコーストストップ制御を示すフローチャート、図１５は本発明の第５実施形態におけるコーストストップ中の経過時間に応じた回転数、筒内圧及び空気噴射量の関係を示すグラフである。
【００８６】
本実施形態では、先ず、図１４のステップＳ５０において、コントロールユニット６０は、エンジン１がコーストストップ状態にあるか否かを判断する。本実施形態では、第４実施形態と同様に、燃料噴射量、シフトポジション及びブレーキペダルの踏込量に基づいて、エンジン１がコーストストップ状態にあるか否かを判断する。
【００８７】
ステップＳ５０においてエンジン１がコーストストップ状態にないと判断された場合（ステップＳ５０にてＮＯ）には、本フローを終了する。
【００８８】
一方、ステップＳ５０においてエンジン１がコーストストップ状態にあると判断した場合（ステップＳ５０にてＹＥＳ）には、ステップＳ５１において、コントロールユニット６０は、クランク角センサ３２からの出力信号に基づいてエンジン１の回転数ＲＰＭを検出し、当該回転数ＲＰＭを所定回転数ＲＰＭ１と比較する。第４実施形態と同様に、所定回転数ＲＰＭ１は、特に限定されないが、たとえば、一般の車両に設定された燃料カットリカバー回転数に相当する１０００［ｒｐｍ］程度である。因みに、コーストストップ制御を備えた車両には、燃料カットリカバー回転数は設定されていない。
【００８９】
ステップＳ５１の比較において回転数ＲＰＭが所定回転数ＲＰＭ１以上（ＲＰＭ≧ＲＰＭ１）場合（ステップＳ５１にてＮＯ）には、ステップＳ５０に戻る。一方、ステップＳ５１の比較において回転数ＲＰＭが所定回転数ＲＰＭ１よりも小さい（ＲＰＭ＜ＲＰＭ１）場合（ステップＳ５１にてＹＥＳ）には、ステップＳ５２に進む。
【００９０】
次いで、ステップＳ５２において、コントロールユニット６０は、筒内圧センサ３４からの出力信号に基づいて、膨張行程にある気筒１０における燃焼室１２内の筒内圧Ｐを検出する。なお、第４実施形態と同様に、コントロールユニット６０は、クランク角センサ３２及びカム角センサ３３からの出力信号に基づいて、膨張行程にある気筒１０をリアルタイムに検出して更新する。
【００９１】
次いで、コントロールユニット６０は、膨張行程にある気筒１０の燃焼室１２内の筒内圧Ｐと、所定圧力Ｐ２と、を比較する。なお、所定圧力Ｐ２は、例えば、一体型インジェクタ２０により燃焼室１２内に空気の噴射が可能な筒内圧である。
【００９２】
ステップＳ５２の比較において、筒内圧Ｐが所定圧力Ｐ２よりも大きい（Ｐ＞Ｐ２）場合（ステップＳ５２にてＮＯ）には、ステップＳ５１に戻る。
【００９３】
一方、ステップＳ５２の比較において、筒内圧Ｐが所定圧力Ｐ２以下（Ｐ≦Ｐ２）である場合（ステップＳ５２にてＹＥＳ）には、ステップＳ５３に進む。このようなステップＳ５２の存在により、燃焼室１２内の筒内圧が高過ぎて、一体型インジェクタ２０により空気を噴射することができないという事態を回避することができる。
【００９４】
次いで、ステップＳ５３において、コントロールユニット６０は、第４実施形態におけるステップＳ４３と同様に、スロットルバルブ４３の開度を検出し、図１２に示すマップを参照することでスロットルバルブ４３の開度に応じた空気噴射量を読み込む。これにより、揺り戻し防止のためにスロットルバルブ４３を閉じた場合であっても、エンジン１の再始動に必要な量の空気を確保することができる。
【００９５】
次いで、ステップＳ５４において、コントロールユニット６０は、ステップＳ５３で設定した量の空気を燃焼室１２内に噴射するように一体型インジェクタ２０を制御する。一体型インジェクタ２０は、コントロールユニット６０からの駆動信号に基づいてステップＳ５４で設定された量の空気を燃焼室１２内に噴射する。
【００９６】
次いで、図１４のステップＳ５５において、コントロールユニット６０は、コーストストップの解除条件が成立したか否かを判断する。本実施形態では、第４実施形態と同様に、ブレーキペダルの踏込量に基づいて、コーストストップの解除条件が成立したか否かを判断する。
【００９７】
ステップＳ５５において、コーストストップの解除条件が成立しない限り（ステップＳ５５にてＮＯ）、図１４に示すフローチャートのステップＳ５２〜Ｓ５４を繰り返す。すなわち、図１５に示すように、コーストストップが継続している間、一体型インジェクタ２０は、エンジン１の回転数ＲＰＭが所定回転数ＲＰＭ１よりも小さく、且つ、筒内圧Ｐが所定圧力Ｐ２以下となる度に、ステップＳ５３で設定された量の空気の燃焼室１２内への噴射を繰り返す。
【００９８】
一方、ステップＳ５５において、コーストストップの解除条件が成立した場合（ステップＳ５５にてＹＥＳ）には、本フローを終了する。本フローを終了すると、第１〜第４実施形態と同様に、コントロールユニット６０はエンジン１を再始動する制御を行う。
【００９９】
以上のように、本実施形態では、コーストストップ中に膨張行程にある気筒１０に空気を噴射しておき、コーストストップ解除時には燃料噴射及び点火を行うだけでエンジン１を再始動することができるので、エンジン１の再始動に要する時間を短縮することができる。
【０１００】
また、本実施形態では、筒内圧が所定圧力以下となった場合に、一体型インジェクタ２０により燃焼室１２内に空気を噴射している。そのため、燃焼室１２内の筒内圧が高過ぎて、一体型インジェクタ２０により空気を噴射できないという事態を回避することができる。
【０１０１】
さらに、本実施形態では、スロットルバルブ４３の開度に応じて一体型インジェクタ２０による空気噴射量を変更するので、揺り戻し防止のためにスロットルバルブ４３を閉じた場合であっても、エンジン１の再始動に必要な量の空気を確保することができる。
【０１０２】
以上に説明した実施形態におけるクランク角センサ３２が本発明の回転数検出手段及び位置検出手段の一例に相当する。なお、本発明における回転数検出手段は、結果的にアイドルストップ状態やコーストストップ状態を検出することができればよいので、車速センサ等の間接的に回転数を検出することが可能な手段も含む趣旨である。
【０１０３】
また、以上に説明した実施形態における一体型インジェクタ２０が本発明の燃料供給手段及び空気供給手段の一例に相当し、実施形態におけるコントロールユニット６０が本発明の制御手段の一例に相当し、筒内圧センサ３４が本発明の圧力検出手段の一例に相当し、実施形態におけるスロットルポジションセンサ４５が本発明の開度検出手段の一例に相当する。
【０１０４】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【符号の説明】
【０１０５】
１…エンジン
１０…気筒
１１…ピストン
１２…燃焼室
２０…一体型インジェクタ
２２…燃料ライン
２７…空気ライン
３１…点火プラグ
３２…クランク角センサ
３３…カム角センサ
３４…筒内圧センサ
４０…吸気通路
４３…スロットルバルブ
４４…スロットルバルブ制御装置
４５…スロットルポジションセンサ
６０…コントロールユニット
６１…アクセルポジションセンサ
６２…ブレーキポジションセンサ
６３…シフトレバーポジションセンサ
６４…イグニッションスイッチ
【図１】
2010163898.tif 000003
【図２】
2010163898.tif 000004
【図３】
2010163898.tif 000005
【図４】
2010163898.tif 000006
【図５】
2010163898.tif 000007
【図６】
2010163898.tif 000008
【図７】
2010163898.tif 000009
【図８】
2010163898.tif 000010
【図９】
2010163898.tif 000011
【図１０】
2010163898.tif 000012
【図１１】
2010163898.tif 000013
【図１２】
2010163898.tif 000014
【図１３】
2010163898.tif 000015
【図１４】
2010163898.tif 000016
【図１５】
2010163898.tif 000017