(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定めた停止条件が成立することにより内燃機関を停止させる制御を実行し、かつ予め定めた始動条件が成立することにより内燃機関を始動させる制御を実行する内燃機関の停止・始動制御装置において、
前記停止条件の成立に基づいて前記内燃機関を停止させる要求のあったことを判定する停止要求判定手段と、
前記内燃機関が動作することによって変化する所定の物理量の、予め定めた所定の判定時間内での状態に基づいて内燃機関の停止を判定し、かつその判定時間を、前記内燃機関を停止させる要求があった場合にその要求がなかった場合より短縮する停止判定手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の停止・始動制御装置。
【請求項２】
予め定めた停止条件が成立することにより内燃機関を停止させる制御を実行し、かつ予め定めた始動条件が成立することにより内燃機関を始動させる制御を実行する内燃機関の停止・始動制御装置において、
前記停止条件の成立に基づいて前記内燃機関を停止させる要求のあったことを判定する停止要求判定手段と、
前記内燃機関を停止させる要求に基づいて内燃機関を停止させる場合に、予め定めた所定時点から、少なくとも前記内燃機関の回転数の低下の程度を含むデータに基づいて設定された所定時間が経過することに基づいて内燃機関の停止を判定する停止判定手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の停止・始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関を所定の条件の成立によって自動的に停止し、また始動する制御装置に関し、特に内燃機関の停止の判定をおこなう制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載されている内燃機関は、人為的な停止操作によって停止する以外に、燃料の欠乏や回転数が過剰に低下するなどのことによって停止し、さらに最近では、燃費の向上を目的として停車時にエンジンを止めるいわゆるエコラン制御によっても停止させられる。エコラン制御によってエンジンを停止させる例が、特開平１１−３２４７５５号公報に記載されている。この公報に記載された発明では、所定の条件が成立したことによりエンジンを自動停止させるにあたり、その条件が成立した状態における制動操作力の大小に応じて、エンジンの自動停止を実行するまでの待機時間を長短に変更するように構成している。
【０００３】
このようないわゆる停止制御によりエンジンを自動停止させた場合や他の理由でエンジンが停止した場合、停止に伴う各種の制御をおこなうのが一般的である。また上記の公報に記載されているように、エコラン制御では、前記条件が成立しなくなることによりエンジンを再始動するから、エンジンの停止の判定を電気的もしくは機械的におこなう必要がある。
【０００４】
ところで従来、エンジンの回転数を検出するための装置として、クランク軸などの出力軸が所定角度回転するごとにパルス信号を出力するセンサが使用されている。この種の内燃機関では、そのセンサを利用してエンジンの停止判定をおこなうことができる。すなわち、エンジン回転数が低下すると、パルス信号の間隔もしくはパルス幅が長くなり、前回の信号が入力された時点から次の信号が入力されるまでの時間（いわゆる更新時間）が長くなる。したがって、エンジンが停止すれば、最早、パルス信号が更新されないので、前回更新された時点からの経過時間が、予め定めた時間に達することにより、その時点においてエンジンの停止を判定することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、エンジンが停止する要因は様々であり、また、エンジンの回転が止まるまでの挙動も、各停止要因ごとに異なっている。例えば何らかの異常もしくは不調でエンジンストールに到る場合には、エンジン回転数の変化が単調ではなく、回転数がいわゆる振動するように変化し、最終的には停止することがある。このような場合、エンジンの回転数が低下し始めてから停止するまでの過程において、回転数の低下に伴ってパルス信号の更新時間が長くなっても、これがエンジンの停止によるものか、停止に到る過渡的なパルス信号の更新時間の長期化によるものかを直ちに判断することができない。
【０００６】
そのため、一般には、いずれの停止要因による場合であってもエンジンの停止を確実に判定するために、停止判定を成立させるまでの時間を長く設定している。すなわち、予め定めた停止判定成立時間の間にパルス信号が更新されない場合に、エンジンの停止の判定を成立させるようにしている。
【０００７】
したがって、前述したエコラン制御において、所定の停止条件の成立によってエンジン停止制御を実行し、その後、発進要求があって所定の停止条件が成立しなくなり、次にエンジンの再始動制御をおこなう場合、エンジンの停止判定の成立を待ってエンジンの再始動制御を実行することになるので、エンジンの停止判定の成立の遅れに応じてエンジンの再始動が遅れる。
【０００８】
その結果、従来のエンジンの停止判定およびそれに続くエンジンの再始動の制御では、いわゆるエコラン制御においてエンジンの停止条件が成立した直後に始動要求があった場合に、エンジンが実際に始動されるまでに長時間を要し、始動制御の応答遅れが違和感となったり、あるいはもたつき感を生じさせるなどの不都合があった。
【０００９】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、内燃機関を自動停止した後に再始動するにあたり、内燃機関の停止判定を迅速かつ確実におこなって内燃機関の再始動性能を向上させることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、内燃機関の停止の判定を成立させる条件を、所定の条件が成立することに基づく内燃機関の停止制御が実行されている場合と、その停止制御が実行されていない場合とで異ならせるようにしたことを特徴とする制御装置である。より具体的には、請求項１の発明は、予め定めた停止条件が成立することにより内燃機関を停止させる制御を実行し、かつ予め定めた始動条件が成立することにより内燃機関を始動させる制御を実行する内燃機関の停止・始動制御装置において、前記停止条件の成立に基づいて前記内燃機関を停止させる要求のあったことを判定する停止要求判定手段と、前記内燃機関が動作することによって変化する所定の物理量の、予め定めた所定の判定時間内での状態に基づいて内燃機関の停止を判定し、かつその判定時間を、前記内燃機関を停止させる要求があった場合にその要求がなかった場合より短縮する停止判定手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１１】
したがって請求項１の発明では、内燃機関を停止させる所定の条件が成立すると、内燃機関を停止させる要求が判定される。また、内燃機関が動作することに伴う回転数や回転数の変化率などの適宜の物理量の所定の判定時間内の状態が判定され、それに基づいて内燃機関の停止が判定される。その判定時間が、内燃機関の停止要求が判定されている場合に、それ以外の場合に比較して短縮される。その結果、所定の条件が成立して内燃機関の停止要求があった場合には、内燃機関の停止の判定が短時間のうちにおこなわれる。そのため、前記所定の条件が成立して内燃機関の停止制御が開始された後、その所定の条件が成立しなくなって内燃機関を始動する場合であっても、内燃機関の停止の判定が早期におこなわれることにより、内燃機関の始動制御が早期に実行され、いわゆるもたつき感などを回避することができる。
【００１２】
また、請求項２の発明は、予め定めた停止条件が成立することにより内燃機関を停止させる制御を実行し、かつ予め定めた始動条件が成立することにより内燃機関を始動させる制御を実行する内燃機関の停止・始動制御装置において、前記停止条件の成立に基づいて前記内燃機関を停止させる要求のあったことを判定する停止要求判定手段と、前記内燃機関を停止させる要求に基づいて内燃機関を停止させる場合に、予め定めた所定時点から、少なくとも前記内燃機関の回転数の低下の程度を含むデータに基づいて設定された所定時間が経過することに基づいて内燃機関の停止を判定する停止判定手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１３】
したがって、請求項２の発明では、内燃機関を停止させる所定の条件が成立すると、内燃機関を停止させる要求が判定される。その停止要求によって内燃機関の停止制御が実行されるので、内燃機関の挙動が停止に向けて変化する。その変化は、内燃機関の形式や停止制御の内容などによって決まったものとなる。そして、その停止に向けた挙動の変化に合わせた所定時間の経過によって内燃機関の停止が判定される。その所定時間は少なくとも前記内燃機関の回転数の低下の程度を含むデータに基づいて設定されるから、例えば停止要求によって内燃機関の回転数が低下し、その低下の程度が大きければ、すなわち急激に低下していれば、停止を判定するための所定時間が、より短くなり、その結果、内燃機関の停止判定を更に早期に成立させることできる。言い換えれば、内燃機関の停止判定の遅れや、内燃機関の再始動の遅れを回避もしくは抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする内燃機関について説明すると、この発明における内燃機関は、燃料や空気の供給およびその停止、あるいは点火のオン・オフなどによって自動停止および自動的な再始動の可能な内燃機関であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンあるいはガスを燃料としたエンジンなどがその例である。図５には、内燃機関（エンジン）１の例としてディーゼルエンジンを示してあり、ここに示す例は、燃料をシリンダ２，３，４，５の内部に直接噴射するいわゆる直噴式のエンジンであり、排気浄化のための排気再循環機構を備えている。
【００１７】
すなわち、各シリンダ２，３，４，５のそれぞれに、燃料を高圧で噴射するインジェクタ６，７，８，９が設けられており、これらのインジェクタ６，７，８，９が、燃料を高圧に加圧して供給するコモンレール１０に接続されている。また、各シリンダ２，３，４，５にはそれぞれグロー１１，１２，１３，１４が設けられている。
【００１８】
各シリンダ２，３，４，５に吸気を分配して供給するインテークマニホールド１５が、排気式過給機１６におけるコンプレッサー１７に接続されている。このコンプレッサー１７からインテークマニホールド１５に到る吸気管路に、加圧されて温度の上昇した吸気を冷却するインタークーラ１８と、吸気量を制御する吸気絞り弁１９とが介装されている。その吸気絞り弁１９は、モータなどのアクチュエータ（図示せず）によって電気的に制御できるように構成されている。
【００１９】
他方、各シリンダ２，３，４，５の排気ポートに接続されたエキゾーストマニホールド２０が、前記過給機１６における排気タービン２１に接続されている。さらにこの排気タービン２１が、排気浄化触媒を備えた触媒コンバータ２２に連通されている。
【００２０】
そして、各シリンダ２，３，４，５で発生した燃焼排ガスの一部をインテークマニホールド１５に導く排気再循環管路２３が設けられ、その排気再循環管路２３には、排ガスを冷却するＥＧＲクーラ２４と、排ガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２５とが、エキゾーストマニホールド２０側からここに挙げた順に介装されている。
【００２１】
上記のエンジン１は、停車中でかつ制動操作されるなどの所定の条件が成立することにより、自動停止させられ、その後に制動操作が解除されるなどの停止条件が成立しなくなることにより、自動的に再始動されるいわゆるエコラン制御が可能なように構成されている。その制御のための電子制御装置（ＥＣＵ）２６が設けられている。
【００２２】
この電子制御装置２６は、マイクロコンピュータを主体として構成されたものであって、入力されたデータに基づいて演算をおこなうとともに、その演算の結果に基づいてエンジン１の停止のための制御および再始動のための制御を実行するように構成されている。その停止のための制御は、例えば前記吸気絞り弁１９およびＥＧＲバルブ２５を閉じるとともに、燃料噴射を停止する制御である。また、再始動のための制御は、吸気絞り弁１９を開くとともに、図示しないスタータを駆動してエンジン１をクランキングし、かつエンジン１のクランキングに合わせて燃料を噴射する制御である。
【００２３】
これらの制御をおこなうために、電子制御装置２６にアクセル開度センサ２７およびクランク角度センサ２８が接続されている。また、特には図示していないが、電子制御装置２６には、車速信号などの他の適宜の信号が入力されている。
【００２４】
そのクランク角度センサ２８は、燃料の噴射をおこなうシリンダを決定するためにクランク角度を検出するセンサであり、図６に示すようにエンジン１の出力軸に取り付けられた角度プレート２９と、その外周側の所定位置に配置されたピックアップ３０とを備えている。その角度プレート２９は、その外周縁に、所定角度（例えば１０度）ごとに突起もしくは歯を形成した円盤状もしくは歯車状の部材である。これに対してピックアップ３０は、いわゆる電磁ピックアップであって、角度プレート２９の突起もしくは歯が接近した後、離れるごとに信号を出力するように構成されている。なお、このピックアップ３０から出力された信号が前記電子制御装置２６で処理されてパルス信号とされる。また、電子制御装置２６は、このパルス信号をカウント（もしくは更新）することにより、クランク角度を検出し、またエンジン１の回転数もしくは回転速度を検出するように構成されている。
【００２５】
上記のエンジン１が動作することにより変化する物理量の例が、エンジン１の回転角度もしくは前記パルス信号の所定時間内での状態であり、これらに基づいて、エンジン１の停止が判定される。その停止判定は、前述したいわゆるエコラン制御でのエンジン１の停止要求があった場合と、その要求がない通常の場合とでは異なって実行される。
【００２６】
図１はその停止判定の一例を説明するためのフローチャートであって、先ず、エコラン制御でのエンジン停止要求の有無が判断される（ステップＳ１）。エコラン制御は、前述したように、車両が停止しかつブレーキペダルが踏み込まれて車両の制動が実行されているなどの所定の停止条件が成立することにより、エンジン１に対する燃料の供給を停止してエンジン１を止め、これにより燃費を向上させる制御を含んでいる。ステップＳ１ではそのような停止条件の成立に伴ってエンジン１を止める要求が、電子制御装置２６によって出力されているか否かが判断される。
【００２７】
エコラン制御によるエンジン１の停止要求があることによりステップＳ１で肯定的に判断された場合には、エンジン１の停止の判定をおこなう所定時間（エンスト判定時間）Ｔｅｎとして、エコラン制御用の時間Ｔｅｃが採用される（ステップＳ２）。これに対して、エコラン制御によるエンジン１の停止要求がないことによりステップＳ１で否定的に判断された場合には、エンジン１の停止の判定をおこなう所定時間（エンスト判定時間）Ｔｅｎとして、通常時用の時間Ｔｏｄが採用される（ステップＳ３）。
【００２８】
このエンスト判定時間Ｔｅｎは、前記物理量が所定の状態になってからエンジン停止の判定を成立させるまでの時間であり、より具体的には、前述したクランク角度センサ２８によるパルス信号の更新がない状態の継続時間、あるいはパルス信号のパルス幅に相当する時間である。そして、エコラン制御用の判定時間Ｔｅｃが、通常時用の判定時間Ｔｏｄより短い時間として設定されている。これは、以下の理由による。
【００２９】
図２は、エンジン１が停止する際の回転数の変化を模式的に示す図であって、破線はエコラン制御でエンジン停止の例を示し、また実線は燃料の欠乏などの異常に基づくエンジン停止の例を示している。エコラン制御によってエンジン１を停止させる場合、停車状態で制動操作されるなどの所定の条件が成立することにより、前記吸気絞り弁１９を閉じた後、燃料の噴射を停止する制御を実行するから、エンジン１の回転数は、ほぼ一定割合で（すなわち直線的に）低下する。これに対して何らの異常に基づくエンジンストールの場合には、吸気が確保され、また燃料の噴射もおこなわれているので、エンジン回転数は安定的（すなわち直線的）には低下せず、回転数の低下傾向がその途中で変化することがある。
【００３０】
したがってエコラン制御によってエンジン１を停止させる場合には、所定の時間が経過した時点で必ずエンジン１の回転が止まる。そのため、その所定の時間もしくはこれに基づいて定まる時間を判定時間Ｔｅｃとし、しかもその判定時間Ｔｅｃを通常時の判定時間Ｔｏｄより短くしても、誤りを生じることなくエンジン１の停止を判定することができる。
【００３１】
上記のようにステップＳ２もしくはステップＳ３で判定時間Ｔｅｃ，Ｔｏｄを設定した後、クランク角度センサ２８の出力信号（あるいは前述したパルス信号）の更新が上記の判定時間Ｔｅｃ，Ｔｏｄを越えて生じない場合に、エンジン停止が判定される（ステップＳ４）。したがって、エコラン制御によってエンジン１を停止させる場合、停止判定時間Ｔｅｃが相対的に短いことにより、遅れを生じることなく、エンジン１の停止を判定することができる。
【００３２】
図３はこの発明の例（破線）と従来例（実線）とを示すタイムチャートである。エコラン制御によるエンジン１の停止要求がｔ１  時点に生じると、それに基づいてエンジン１の停止制御がｔ２  時点に開始される。具体的には、吸気絞り弁１９が絞り側に制御され、その開度が減じられる。吸気絞り弁１９がほぼ全閉になったｔ３  時点に燃料の噴射が停止され、エンジン回転数が低下し始める。
【００３３】
その後のｔ４  時点にクランク角度センサ２８の信号もしくはそれに基づくパルス信号の更新が停止する。この発明の制御装置においては、このｔ４  時点から前記判定時間Ｔｅｃが経過したｔ５  時点にエンジン１の停止が判定される。また、これと同時に、吸気絞り弁１９の開度が、例えばエンジン１のアイドリング状態を維持する開度に向けて増大させられる。
【００３４】
したがってこの発明の制御装置によれば、エンジン１の停止判定の時点もしくはその直後にエンジン１の再始動の要求が成立していた場合、エンジン１の停止判定が成立したｔ５  時点の直後のｔ６  時点に、エンジン１の再始動のための制御を開始することができる。
【００３５】
これに対して従来では、エコラン制御におけるエンジンの停止判定と通常時のエンジンの停止判定とを区別せずに同様に実行していたので、前記ｔ４  時点からの経過時間が、エコラン制御での判定時間Ｔｅｃより長い通常時用判定時間Ｔｏｄに到達したｔ７  時点にエンジン１の停止判定が成立する。そのため、エンジン１の再始動は、ｔ８  時点まで遅延させられる。
【００３６】
このようにこの発明の制御装置によれば、エコラン制御によりエンジン１を停止させる場合、エンジン１の停止の判定が遅れを生じることなく実行されるので、エンジン１を自動停止させる条件が成立した直後に再始動の要求があった場合、エンジン１の再始動制御の遅れを回避もしくは抑制することができる。その結果、この発明の制御装置によれば、エンジン１の自動停止および自動始動の制御応答性を良好なものとし、いわゆる車両の挙動のもたつき感などの違和感を防止することができる。
【００３７】
つぎにこの発明の他の例を説明する。図２に示すように、吸気絞り弁１９の開度を減じ、かつ燃料の噴射を停止するなどのエンジン１の自動停止の制御をおこなった場合、エンジン１の回転数は直線的に低下する。そして、そのエンジン１の自動停止の制御は、エンジン１がアイドリング状態にあるときに開始されるので、自動停止の際のエンジン回転数の低下は、アイドリング回転数からの低下になる。したがって自動停止制御の開始から予め定めた所定時間後には、エンジン１がほぼ確実に停止する。したがってエンジン１の動作に伴う物理量の変化に基づかずに、時間の経過のみによってエンジン１の停止を判定することができる。
【００３８】
図４はその例を示しており、ステップＳ１でエコラン制御によるエンジンの停止要求のあったことが判断されると、所定の基準時点からの経過時間Ｔ１  が基準時間τに到ったか否かが判断される（ステップＳ１１）。その基準時点は、エコラン制御によるエンジン１の停止要求の発生時点、あるいはエンジン１の自動停止制御の開始時点、もしくは燃料の噴射停止時点などのいずれであっもよい。また、基準時間τは、前記基準時点からエンジン１が停止するまでの時間として予め実測して設定した時間であり、エンジン１ごとに予め求めた一定時間である。あるいはこれに替えて、燃料の噴射を停止した後のエンジン回転数の低下勾配（変化率）などのデータに応じて設定したマップ値である。
【００３９】
ステップＳ１１で否定的に判断された場合には、リターンして従前の制御を継続する。また、ステップＳ１１で肯定的に判断された場合には、エンジン１の判定がおこなわれる（ステップＳ１２）。
【００４０】
これに対してステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわちエコラン制御によるエンジン１の自動停止ではない場合、前述した図１に示す制御例と同様に、通常時用の判定時間Ｔｏｄを設定し、信号の更新がなくなった時点からの経過時間が判定時間Ｔｏｄに到達した時点にエンジン１の停止が判定される（ステップＳ４）。
【００４１】
このような図４に示す制御を実行するように構成した場合であっても、エンジン１の自動停止制御ではエンジン１の挙動が停止に向けてスムースもしくは直線的に変化することに伴い、その停止の判定に要する時間を、誤判定を回避しつつ短縮することができる。その結果、いわゆるエコラン制御でのエンジン１の自動停止およびその直後の再始動を、大きな遅れ時間を生じさせることなく円滑に実行でき、始動の遅れなどに伴うもたつき感などの違和感を防止することができる。
【００４２】
ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図１および図４に示すステップＳ１の機能的手段が、この発明の停止要求判定手段に相当する。また、図１に示すステップＳ２およびステップＳ４の機能的手段が、請求項１の発明の停止判定手段に相当する。また、図４に示すステップＳ１１およびステップＳ１２の機能的手段が、請求項２の発明の停止判定手段に相当する。
【００４３】
なお、この発明は上記の具体例に限定されない。例えば、エンジン停止制御によって燃料噴射を停止した場合に、最終の燃料噴射からのクランク軸回転角積算値に基づいて停止判定をおこなうようにしてもよい。また、この発明における内燃機関が動作することによって変化する物理量は、クランク軸の回転に伴って発生するパルス信号に限られないのであり、内燃機関のピストンの位置に伴って変化する何らかの物理量や内燃機関における動作部材の動作に伴う画像の変化などであってもよい。さらに、この発明における内燃機関は車両に搭載されたものに限られないのであって、定置式の内燃機関であってもよく、したがって上述したエコラン制御をおこなわない内燃機関であってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、所定の条件が成立して内燃機関を自動停止させる場合、内燃機関が動作することに伴う回転数や回転数の変化率などの適宜の物理量の所定の判定時間内の状態が判定され、それに基づいて内燃機関の停止が判定され、またその判定時間が、内燃機関の停止要求が判定されている場合に、それ以外の場合に比較して短縮される。その結果、所定の条件が成立して内燃機関の停止要求があった場合には、内燃機関の停止の判定が短時間のうちにおこなわれるため、前記所定の条件が成立して内燃機関の停止制御が開始された後、その所定の条件が成立しなくなって内燃機関を始動する場合であっても、内燃機関の停止の判定が早期におこなわれることにより、内燃機関の始動制御が早期に実行され、いわゆるもたつき感などを回避することができる。
【００４５】
また、請求項２の発明によれば、内燃機関を停止させる所定の条件が成立すると、内燃機関を停止させる要求が判定され、その停止要求によって内燃機関の停止制御が実行されるので、内燃機関の挙動が停止に向けて変化し、その変化が、内燃機関の形式や停止制御の内容などによって決まったものとなる。そして、その停止に向けた挙動の変化に合わせた所定時間の経過によって内燃機関の停止が判定され、その所定時間は少なくとも前記内燃機関の回転数の低下の程度を含むデータに基づいて設定されるから、例えば停止要求によって内燃機関の回転数が低下し、その低下の程度が大きければ、すなわち急激に低下していれば、停止を判定するための所定時間が、より短くなり、その結果、内燃機関の停止判定を更に早期に成立させることできる。言い換えれば、内燃機関の停止判定の遅れや、内燃機関の再始動の遅れを回避もしくは抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の制御装置による制御例を示すフローチャートである。
【図２】エンジンが停止する際の回転数変化を、自動停止の場合と何らかの異常による停止の場合とについて示す線図である。
【図３】図１に示す制御をおこなった場合の状態変化を従来例と併せて示すタイムチャートである。
【図４】この発明の制御装置による他の制御例を示すフローチャートである。
【図５】この発明で対象とする内燃機関の制御系統を模式的に示すブロック図である。
【図６】クランク角度センサの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１…エンジン、  ２６…電子制御装置、  ２８…クランク角度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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