(57)【要約】      （修正有）【課題】燃費のより一層の改善を図りながら、アイドルストップ後の再始動におけるＮＯxの排出を抑制する。【解決手段】所定の燃料カット条件の成立に伴い燃料噴射を一時中止する燃料カットを実施し、また、所定のアイドルストップ条件の成立に伴い内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実施するシステムにおいて、燃料カットの終了からアイドルストップの開始までの期間の長さに応じて、アイドルストップした内燃機関を再始動する際の燃料噴射量を変更することとした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の燃料カット条件の成立に伴い燃料噴射を一時中止する燃料カットを実施し、また、所定のアイドルストップ条件の成立に伴い内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実施するものであって、
燃料カットの終了からアイドルストップの開始までの期間の長さに応じて、アイドルストップした内燃機関を再始動する際の燃料噴射量を変えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
燃料カットの終了からアイドルストップの開始までの期間の長さが所定以下または０である場合、そうでない場合と比較して内燃機関を再始動する際の燃料噴射量を増すこととし、
前者の場合における燃料噴射量の増分を、アイドルストップ前の燃料カット期間の長さに応じて決定する請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される内燃機関では、その運転状況に応じて燃料噴射を中断する燃料カットを行うことが知られている（例えば、下記特許文献１を参照）。通常、アクセルペダルの踏込量が０または０に近い閾値以下となり、かつエンジン回転数が燃料カット許可回転数以上あるときに、燃料カット条件が成立したものとして燃料カットを開始する。そして、アクセルペダルの踏込量が閾値を上回った、エンジン回転数が燃料カット復帰回転数まで低下した等の何れかの燃料カット終了条件が成立したときに、燃料カットを終了、燃料噴射を再開する。
【０００３】
また、近時では、信号待ち等による車両の停車中に、内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実施することも普遍化している（例えば、下記特許文献２を参照）。既知のアイドリングストップシステムでは、車速が所定以下で、ブレーキペダルが踏み込まれており、冷却水温及びバッテリ電圧が十分高い、といった諸条件が成立したときに、内燃機関を停止させる。アイドルストップ後、運転者がブレーキペダルから足を離す、またはアクセルペダルを踏み込む等の再始動要求があったときには、内燃機関を再始動する。
【０００４】
車両の走行中に運転者がアクセルペダルから足を離し、車両が減速して停止する際には、まず燃料カット条件が成立して燃料カットが開始され、その後アイドルストップへと移行する。だが、燃料カットの開始からアイドルストップまでの間に、全く燃料噴射が行われないわけではない。実際には、車両の車速が１０ｋｍ／ｈ程度まで低下した時点で燃料カット終了条件が成立し、一時的に燃料噴射及び点火燃焼が再開される。そして、９ｋｍ／ｈ程度の車速にてアイドルストップ条件が成立し、再び燃料噴射が打ち切られることで、内燃機関及び車両がさらに減速して、アイドルストップ及び停車に至る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−０３０４７７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３７０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
燃料カットとアイドルストップとの間に発生する一時的な燃料噴射は、実効燃費を悪化させる要因となる。そこで、アイドルストップ条件の一である車速の条件を引き上げる、例えば車速が１３ｋｍ／ｈ以下となったら（他の条件が成立していることを前提に）アイドルストップを許可するようにして、燃料カットからアイドルストップまでを一貫して連続させることが考えられる。
【０００７】
だが、燃料噴射を伴わずに内燃機関が惰性回転する燃料カット中は、燃料成分を含まない空気が気筒から排気通路を経由して排気浄化用の触媒に流入する。これにより、触媒に多量の酸素が吸蔵され、触媒によるＮＯxの還元能力が低下する。このような状態のままでアイドルストップに突入すると、その後の内燃機関の再始動時にＮＯxの排出量が増加する懸念がある。
【０００８】
本発明は、燃費の一層の改善を図りながらも、内燃機関のアイドルストップ後の再始動におけるＮＯxの排出を抑制することを所期の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するべく、本発明では、所定の燃料カット条件の成立に伴い燃料噴射を一時中止する燃料カットを実施し、また、所定のアイドルストップ条件の成立に伴い内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実施するものであって、燃料カットの終了からアイドルストップの開始までの期間の長さに応じて、アイドルストップした内燃機関を再始動する際の燃料噴射量を変えることを特徴とする内燃機関の制御装置を構成した。なお、燃料カット終了条件の成立前にアイドルストップ条件が成立し、燃料カットから連続してアイドルストップに移行する場合、「燃料カットの終了からアイドルストップの開始までの期間の長さ」は０となる。
【００１０】
燃料カットを一旦終了した後にアイドルストップを開始する場合には、燃料カットとアイドルストップとの間の一時的な燃料噴射の再開により、触媒の吸蔵酸素量が減少する。燃料カット終了からアイドルストップ開始までの期間が長ければ、アイドルストップ後の再始動におけるＮＯxの排出量は特に増加しない。
【００１１】
他方、当該期間が短く、または０であったならば、アイドルストップ後の再始動においてＮＯxの排出量が増加するおそれが高い。従って、再始動の際に燃料噴射量を増量することで、触媒に流入するガスの空燃比をリッチ化し、触媒におけるＮＯxの還元反応を促進する。
【００１２】
燃料カットの終了からアイドルストップの開始までの期間の長さが所定以下または０である場合、そうでない場合と比較して内燃機関を再始動する際の燃料噴射量を増すこととし、前者の場合における燃料噴射量の増分を、アイドルストップ前の燃料カット期間の長さに応じて決定するようにすれば、燃料カット中に触媒に流入し触媒に吸蔵された酸素量に応じて再始動の際の燃料噴射量を増量し、アイドルストップ後の再始動におけるＮＯxの排出量の増加をより確実に抑止できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、燃費の一層の改善を図りながら、アイドルストップ後の再始動におけるＮＯxの排出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関の概略構成を示す図。
【図２】同実施形態の内燃機関の制御装置が実施する処理の手順例を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。
【００１６】
吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。
【００１７】
排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。
【００１８】
本実施形態の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。
【００１９】
入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（運転者が要求する機関出力、いわば要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号ｇ、車載バッテリの充電状態を示唆するバッテリ電流及びバッテリ温度を検出するセンサから出力されるバッテリ状態信号ｈ等が入力される。
【００２０】
出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ等を出力する。
【００２１】
ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミングといった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋを出力インタフェースを介して印加する。
【００２２】
また、ＥＣＵ０は、内燃機関の始動（冷間始動であることもあれば、アイドリングストップからの復帰であることもある）時において、電動機（スタータモータまたはモータジェネレータ）に制御信号ｏを入力し、電動機によりクランクシャフトを回転させるクランキングを行う。クランキングは、内燃機関が初爆から連爆へと至り、エンジン回転数即ちクランクシャフトの回転速度が冷却水温等に応じて定まる判定値を超えたときに（完爆したものと見なして）終了する。
【００２３】
本実施形態のＥＣＵ０は、運転状況に応じて、気筒１への燃料供給を中断する燃料カットを実行する。並びに、ＥＣＵ０は、信号待ち等による車両の停車の際に、内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップをも実施する。
【００２４】
図２に、車両が減速して停止する際にＥＣＵ０が実行する処理の手順例を示す。ＥＣＵ０は、所定の燃料カット条件が成立したときに（ステップＳ１）、燃料カット、即ちインジェクタ１１からの燃料噴射を停止する（ステップＳ２）。ステップＳ１では、少なくとも、アクセルペダルの踏込量が０または０に近い閾値以下となり、かつエンジン回転数が燃料カット許可回転数以上あることを以て、燃料カット条件が成立したものと判断する。
【００２５】
但し、燃料カット条件が成立したとしても、即時に燃料噴射を停止するわけではない。エンジントルクが比較的大きい段階で、急に燃料供給を遮断すると、エンジン回転数や車速がステップ的に急落するトルクショックが発生し、運転者を含む搭乗者に衝撃を感じさせる。このトルクショックを軽減するべく、燃料カット条件が成立した後、遅延時間の経過を待ってから、はじめて燃料噴射を停止する。この遅延時間中には、点火タイミングを遅角補正し、エンジントルクを積極的に低下させる。
【００２６】
燃料カットの開始後、後述するアイドルストップ条件が成立する前に、所定の燃料カット終了条件が成立したときには（ステップＳ４）、燃料カットを終了することとし、燃料噴射（及び、点火）を再開する（ステップＳ５）。ステップＳ４では、アクセルペダルの踏込量が閾値を上回った、エンジン回転数が燃料カット復帰回転数まで低下した等のうち何れかを以て、燃料カット終了条件が成立したものと判断する。
【００２７】
また、ＥＣＵ０は、所定のアイドルストップ条件が成立したときに（ステップＳ７、Ｓ８）、内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実行する（ステップＳ９）。ステップＳ７、Ｓ８では、車速が所定値（例えば、１０ｋｍ／ｈないし１３ｋｍ／ｈの値）以下で、ブレーキペダルが踏み込まれており、冷却水温及びバッテリ電圧が十分高い、といった諸条件がおしなべて成立したことを以て、アイドルストップ条件が成立したものと判断する。
【００２８】
燃料カットの開始後、燃料カット終了条件が成立することなくアイドルストップ条件が成立したならば（ステップＳ８）、燃料噴射を再開せず、燃料カット状態のままアイドルストップへと移行する（ステップＳ９）。アイドルストップ条件の一である車速の条件を引き上げれば、燃料カット中にエンジン回転数が燃料カット復帰回転数に低下するよりも早くこの車速の条件が充足され、燃料カット終了条件よりも先にアイドルストップ条件を成立させることが可能となる。さすれば、燃料カットとアイドルストップとの間の一時的な燃料噴射及び点火燃焼を省くことができ、燃費性能の一層の向上に資することとなる。
【００２９】
アイドルストップ条件の成立後、所定のアイドルストップ終了条件が成立したときには（ステップＳ１０）、内燃機関を再始動する（ステップＳ１２、Ｓ１４）。ステップＳ１０では、運転者がブレーキペダルから足を離した、逆にブレーキペダルがさらに強く踏み込まれた、アクセルペダルが踏み込まれた、アイドルストップ状態で所定時間（例えば、３分）が経過した等のうち何れかを以て、アイドルストップ終了条件が成立したものと判断する。
【００３０】
しかして、本実施形態では、燃料カットの終了からアイドルストップの開始までの期間の長さ、即ち燃料カットとアイドルストップとの間で一時的に再開された燃料噴射の期間の長さに応じて、アイドルストップ後の再始動の際の燃料噴射量を変更するものとしている。
【００３１】
ＥＣＵ０は、燃料カット終了条件が成立（若しくは、遅延時間が経過して燃料噴射を停止）してから、アイドルストップ条件が成立する（若しくは、アイドルストップ処理によりエンジン回転数が所定閾値以下に低下する）までの期間の長さを計数する（ステップＳ６）。期間の長さとは、経過時間またはクランクシャフトの回転した回数（若しくは、吸気−圧縮−膨張−排気を１サイクルとしたサイクル数）である。そして、当該期間の長さを所定の判定値と比較する（ステップＳ１１）。但し、燃料カット状態のままアイドルストップへと移行した（ステップＳ８）場合には、当該期間の長さを０と見なす。
【００３２】
当該期間の長さが判定値よりも長い場合には、アイドルストップ開始前の燃料噴射を伴う運転により、燃料カット中に触媒４１に吸蔵された酸素量が多少なりとも減少していると考えられる。それ故、アイドルストップ後の機関の再始動時に多量のＮＯxが排出されるおそれは乏しく、平常の燃料噴射量を以て内燃機関の再始動を遂行する（ステップＳ１２）。尤も、一般に、内燃機関の再始動における燃料噴射量には、始動の円滑化を目的とした増量補正が元より加味されている。
【００３３】
これに対し、当該期間の長さが判定値以下である場合には、燃料カット中に触媒４１に吸蔵された酸素がほぼそのまま残存し、触媒４１におけるＮＯxの還元能率が低下したままであり、アイドルストップ後の機関の再始動時に多量のＮＯxが排出されてしまうおそれがある。よって、燃料噴射量を平常（ステップＳ１２）よりも増量して、内燃機関の再始動を遂行する（ステップＳ１４）。
【００３４】
また、このときの燃料噴射量は、アイドルストップ前の燃料カット期間の長さに応じて決定する。ＥＣＵ０は予め、燃料カット終了条件が成立（若しくは、遅延時間が経過して燃料噴射を停止）してから、燃料カット条件またはアイドルストップ条件が成立する（若しくは、アイドルストップ処理によりエンジン回転数が所定閾値以下に低下する）までの期間の長さを計数している（ステップＳ３）。ＥＣＵ０は、その燃料カット期間が長いほど、再始動ステップＳ１４における燃料噴射量の（平常の再始動（ステップＳ１２）の噴射量に対する）増分を大きく設定する（ステップＳ１３）。
【００３５】
ステップＳ１３及びＳ１４における、内燃機関の再始動の際の燃料噴射量に関して補足する。燃料噴射量の増量補正は、典型的には、一回の噴射機会におけるインジェクタ１１からの噴射量を多く（インジェクタ１１の開弁時間を長く）し、及び／または、一つの気筒１の一サイクルにおける燃料噴射回数を多くすることで実現することができる。
【００３６】
しかし、現実には、混合気の空燃比が過剰にリッチ化すると、却ってその燃焼が不安定化し、再始動に支障を来す。故に、空燃比にはリッチ限界（下限）が定められており、再始動の際の増量補正においても空燃比が当該下限を下回ることのないよう、燃料噴射量には制限が課されている。
【００３７】
既に述べた通り、内燃機関の再始動時及び再始動直後の時期には、内燃機関の暖機完了後の通常の運転領域（基本的に理論空燃比を目標とする）と比較して、燃料噴射量を増量（始動時増量）している。ステップＳ１３及びＳ１４では、ステップＳ１２の始動時増量にさらに燃料量を上乗せすることになるから、ステップＳ１３で決定される増分の大きさによっては、ステップＳ１４における混合気の空燃比が下限を下回ってしまう可能性がある。
【００３８】
そこで、ステップＳ１３及びＳ１４においては、一回あたりのインジェクタ１１からの噴射量や噴射回数を増すことに代えて、またはこれとともに、（再始動時及びその直後に空燃比をリッチ限界の範囲内でリッチ化する）始動時増量を実行する期間をステップＳ１２におけるそれよりも長くするという形で、再始動の際の燃料噴射量（の積算量）を増加させるようにしてもよい。
【００３９】
本実施形態では、所定の燃料カット条件の成立に伴い燃料噴射を一時中止する燃料カットを実施し、また、所定のアイドルストップ条件の成立に伴い内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実施するものであって、燃料カットの終了からアイドルストップの開始までの期間の長さに応じて、アイドルストップした内燃機関を再始動する際の燃料噴射量を変更する内燃機関の制御装置０を構成した。
【００４０】
本実施形態によれば、燃料カット中に触媒４１に吸蔵された酸素が多く残存している状態でアイドルストップが開始された場合における、内燃機関の再始動時のＮＯxの排出量の増加を好適に抑制できる。
【００４１】
本実施形態では、燃料カットの終了からアイドルストップの開始までの期間の長さが所定以下または０である場合、そうでない場合と比較して内燃機関を再始動する際の燃料噴射量を増すこととしている。そして、前者の場合における燃料噴射量の増分を、アイドルストップ前の燃料カット期間の長さに応じて決定するようにしているため、燃料カット中に触媒４１に流入しこれに吸蔵された酸素量に応じて再始動の際の燃料噴射量を増量し、アイドルストップ後の再始動におけるＮＯxの排出量の増加をより確実に抑止できる。逆に、燃料カット中に触媒４１に吸蔵された酸素量が比較的少ないならば、アイドルストップ後の再始動の際の燃料噴射量の増量を小さくすることが許される。
【００４２】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。
【００４３】
例えば、上記実施形態では、燃料カットとアイドルストップとの間に一時的な燃料噴射の再開が発生していても、その燃料噴射の期間が判定値以下であったならば、アイドルストップ後の再始動の際に燃料噴射量を増量補正していた。
【００４４】
これ以外の態様として、燃料カットとアイドルストップとの間に一時的な燃料噴射の再開が発生しなかった、換言すれば、燃料カットの終了からアイドルストップの開始までの期間の長さが０であった場合に限り、アイドルストップ後の再始動の際に燃料噴射量を増量補正するようにしてもよい。いわば、ステップＳ１１における判定値が０である態様である。
【００４５】
また、ステップＳ６にて計数した、燃料カットの終了からアイドルストップの開始までの期間の長さに応じて、アイドルストップ後の再始動の際の燃料噴射量を変更しても構わない。このときには、当該期間が長いほど、ステップＳ１３にて設定する燃料噴射量の増分を小さくすることが考えられる。
【００４６】
その他、各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、車両に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
０…制御装置（ＥＣＵ）
１…気筒
１１…インジェクタ
１２…点火プラグ
【図１】
2014227937.tif 000003
【図２】
2014227937.tif 000004