(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の停止操作とは別に内燃機関の停止条件が成立したかを判定する判定手段と、
該判定手段により停止条件が成立したことが判定されると該内燃機関を停止する停止手段と、
該判定手段により停止条件が成立したことが判定されると該内燃機関の停止に先立ち該内燃機関の吸気圧を減少させ、該内燃機関の停止後に該吸気圧を増大させる吸気圧制御手段とをそなえ、
該吸気圧の減少制御は該内燃機関の回転速度を増大させるとともに吸気量を減量させることにより行い、該吸気圧の増大制御は吸気量を増量することにより行う
ことを特徴とする、内燃機関の停止制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の停止制御装置に関し、特にハイブリッド電気自動車や自動アイドルストップ車のように運転者の始動／停止操作とは別に始動／停止する内燃機関に用いて好適の、内燃機関の停止制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
運転者の停止操作とは別にエンジン（内燃機関）を停止するような車両、例えばエンジンと電気モータとにより駆動されるハイブリッド電気自動車（ハイブリッド車）や、停車アイドリング時に自動的にエンジンを停止させる自動アイドルストップ車では、エンジン停止にともなうショックの低減が課題となる。
つまり、これらの車両では、エンジンは運転者の意図に関わらず停止するため、エンジン停止にともなうショックも運転者に不意に伝わることになる。このため、運転者に強い違和感を与えてしまうことになりかねないのである。
【０００３】
そこで、本出願人は、エンジン回転速度を増大させるとともに吸入空気量を絞り、吸気管内の負圧の大きさを増大させた後にエンジンを停止させることによって、エンジンの圧縮行程から膨張行程までの仕事変化を軽減してエンジン停止時のショックを低減するようにした技術に関する特許出願を行なった（特願平１１−４２８７５）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の技術（特願平１１−４２８７５）では、エンジン停止からの経過時間により吸気管内の吸気圧の大きさに差異が生じることになる。つまり、図４に示すように、エンジン停止時点では、停止直前にエンジン回転速度を増大させ吸入空気量を絞ったことにより吸気の負圧は増大しており、その後エンジン停止からの経過時間に応じて次第に吸気の負圧が減少していき、やがて大気圧まで回復する。
【０００５】
このような吸気圧の経過時間による差異は、エンジンを再始動するときの空燃比管理を困難にすることになる。つまり、図４に示すＢ時点でエンジンを再始動したときには太実線で示すように吸気圧は既に大気圧まで回復しているが、Ａ時点でエンジンを再始動したときには細実線で示すようにまだ負圧が大きく、Ａ時点における吸気管内の吸気量はＢ時点の吸気量よりも少なくなっている。このため、Ａ時点でＢ時点と同量の燃料を噴射した場合には、空燃比が目標値よりも大きく低下してしまうのである。なお、図４においてＡ時点再始動とＢ時点再始動とで特性線の重なる部分については、起動前は細実線で示し、起動後は太実線で示す。
【０００６】
上述のように運転者の停止操作とは別にエンジンを始動／停止するような車両においては、運転者の操作によりエンジンを始動／停止する車両に比べて、エンジン停止直後に再始動する可能性は高く、エンジン停止から再始動までの時間によって空燃比が変動する問題を無視することはできない。
【０００７】
以上のように、上述の技術（特願平１１−４２８７５）には、エンジン停止時のショックを低減することができる反面、エンジン停止後の吸気圧の時間変化により空燃比の管理ができず、このためエンジンの始動性を悪化させてしまうという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、エンジン停止時のショックを低減するとともに、再始動時の始動性の悪化を防止できるようにした、内燃機関の停止制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の停止制御装置では、判定手段と停止手段と吸気圧制御手段とをそなえ、判定手段により運転者の操作とは別に停止条件が成立したことが判定されると、停止手段による内燃機関の停止に先立ち吸気圧制御手段により内燃機関の吸気圧を減少させ、停止手段による内燃機関の停止後には吸気圧制御手段により再び吸気圧を増大させる。
これにより、内燃機関の停止時の振動が抑制されるとともに、再始動時の吸入空気量のばらつきが低減され始動性が向上することになる。
【００１０】
また、吸気圧の減少制御は内燃機関の回転速度を増大させるとともに吸気量を減量させることにより行い、吸気圧の増大制御は吸気量を増量することにより行う。
これにより、内燃機関停止後に吸気圧が一定になる時期をより早めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態としての内燃機関の停止制御装置を示すもので、ここでは、パラレル式のハイブッド車に本発明の内燃機関の停止制御装置を適用した場合について示している。
【００１２】
図１は本発明が適用されたハイブリッド車の駆動系を示すものである。図１に示すように、本ハイブリッド車の駆動系は、エンジン（内燃機関）１と電気モータ２とトランスミッション３とを組み合わせて構成されており、エンジン１と電気モータ２との間にはクラッチ４がそなえられる。クラッチ４はエンジン１の出力軸１ａと電気モータ２の出力軸２ａとの間の断接を行ない、クラッチ４が接続されたときには、エンジン１の回転はクラッチ４を介して電気モータ２の出力軸２ａに伝達され、電気モータ２の出力軸２ａからトランスミッション３に入力される。そして、トランスミッション３において適宜変速され、トランスミッション３内のデフを介して駆動輪５に伝達される。
【００１３】
本ハイブリッド車におけるエンジン１や電気モータ２の運転制御，及びクラッチ４の断接制御は、ＥＣＵ２０により行なわれる。ＥＣＵ２０では、車両の走行状態に基づいて適宜の走行モードを選択し、選択した走行モードに応じてエンジン１，電気モータ２，クラッチ４を制御する。
例えば、加速時等のように大出力が必要とされる場合には、エンジン１のみ又はエンジン１と電気モータ２との併用により走行するモードを選択する。そして、クラッチ４を接続し電気モータ２をスタータとして利用してエンジン１を始動し、エンジン１の出力をトランスミッション３に入力する。なお、停車状態でのエンジン始動時にはトランスミッション３の図示しない発進クラッチを切っておく。一方、定常走行時のように低負荷の場合には、電気モータ２により走行するモードを選択する。この場合には、エンジン１を停止し、エンジン１が電気モータ２の負荷とならないようにクラッチ４を解放して、電気モータ２のみを運転する。
【００１４】
このように本ハイブリッド車では、走行状態に応じてエンジン１，電気モータ２の始動／停止が頻繁に行なわれる。この始動／停止制御は運転者の意図に関わらずＥＣＵ２０により自動的に行なわれるため、その際、エンジン１の停止に伴い振動が発生したり再始動時の始動性が不安定になると運転者が違和感を感じてしまう。そこで、ＥＣＵ２０では、このような停止時の振動や再始動時の始動性の悪化を防止するべく、停止制御装置２１により特別な停止制御を行なうようになっている。
【００１５】
停止制御装置２１は、判定手段２２と停止手段２３と吸気圧制御手段２４とから構成されている。まず、判定手段２２は、運転者の停止操作（例えば、イグニッションキーのオフ操作）とは別にエンジン１の停止条件が成立したかを判定する手段である。停止条件の成立は走行状態に応じて選択される走行モードに対応しており、ＥＣＵ２０からエンジン１の停止指令があったとき停止条件の成立を判定するようになっている。
【００１６】
停止手段２３は、判定手段２２が停止条件の成立を判定するとエンジン１を停止させる手段である。ここでは、スロットル弁１１を閉動作させるとともにインジェクタ１０の燃料供給を停止させることによってエンジン１の回転速度を徐々に低下させてエンジン１を停止させるようになっている。なお、燃料供給を停止する他に、点火プラグの点火を停止させることによってエンジン１を停止させることも可能である。
【００１７】
吸気圧制御手段２４は、エンジン１の吸気管内の吸気圧を制御する手段である。吸気圧制御手段２４では、スロットル弁１１の開度制御によって吸気圧を制御するようになっており、判定手段２２により停止条件が成立したことが判定されると、停止手段２３によるエンジン１の停止に先立ち吸気圧を減少させ、エンジン１の停止後に再び吸気圧を増大させるようになっている。
【００１８】
詳述すると、判定手段２２において停止条件が成立すると、吸気圧制御手段２４は、まず、スロットル弁１１の開動作により吸気量を増量させ、エンジン１の回転速度を増大させて吸い込み能力を上昇させるようになっている。そして、回転速度が所定値まで上昇した後、スロットル弁１１を閉方向に操作して吸気量を絞り込んでいく。これにより１サイクル中の吸気量が減量され、吸気圧は減少するようになっている。
【００１９】
その後、停止手段２３の停止操作によりエンジン１が停止すると、吸気圧制御手段２４は、スロットル弁１１を所定開度まで開操作するようになっている。これにより吸気管内に大気圧の空気が導入され吸気圧は増大する。なお、エンジン１の停止は、クランク角センサ１２からの信号に基づきエンジン回転速度Ｎｅ  を算出し、算出したエンジン回転速度Ｎｅ  が十分小さい所定回転速度Ｎｏ  以下になったときに停止したものと判断するようになっている。
【００２０】
本発明の一実施形態としての内燃機関の停止制御装置は上述のように構成されたものであり、エンジン１を運転者の操作とは別に停止し、さらに再始動する場合には次のようにしてエンジン１の停止制御を行なう。以下、図２，図３を参照して、本停止制御装置によるエンジン１の停止制御について具体的に説明する。なお、図２は停止制御状況を示すタイムチャートであり、図３は停止制御のフローチャートである。
【００２１】
まず、停止制御装置２１では、判定手段２２により運転者の停止操作とは別にエンジン１の停止条件が成立したか判定する（ステップＳ１００）。停止条件が成立した場合には、吸気圧制御手段２４によりスロットル弁１１を開動作して吸気量を増量し、エンジン１の回転速度を増大させる（ステップＳ１１０）。そして、回転速度が所定回転速度まで上昇したところで、スロットル弁１１を閉方向に操作して吸気量を絞り込む（ステップＳ１２０）。これにより１サイクル中の吸気量が減量され、吸気圧は減少する（すなわち、負圧が増大する）。
【００２２】
その後、エンジン１の回転速度を所定回転速度まで上昇させてから所定時間が経過したとき（図２中Ｘ時点）、燃料供給を停止するとともにスロットル弁１１を全閉にしてエンジン１を停止させる（ステップＳ１３０）。このとき、吸気圧は大きく負圧になっているので、エンジン１の圧縮行程及び膨張行程での仕事変化が軽減され、回転変動にともない発生するエンジン１の振動は抑制される。
【００２３】
次に、停止制御装置２１では、エンジン１が停止したか否か、すなわち、エンジン回転速度Ｎｅ  が十分小さい所定回転速度Ｎｏ  以下になったか否か判断し（ステップＳ１４０）、所定回転速度Ｎｏ  以下になった時には（図２中Ｙ時点）、吸気圧制御手段２４によりスロットル弁１１を所定時間だけ所定開度まで開操作する（ステップＳ１５０）。この開操作は、吸気管内に大気圧の空気が導入され、吸気圧が大気圧まで回復するのに必要最小限な所定時間Ｔｈ  だけ行なう。
このようにエンジン１の停止直後に吸気圧を大気圧まで回復することにより、停止後すぐに再始動する場合でもエンジン１は大気圧で始動することが可能になり、燃料噴射時の筒内吸気量のばらつきが低減される（図２中Ｚ時点）。
【００２４】
このように本内燃機関の停止制御装置によれば、運転者の停止操作とは別にエンジン１の停止条件が成立してエンジン１を停止させる場合、吸気圧制御手段２４により吸気の負圧を増大させた後に停止手段２３によってエンジン１を停止するようにしたので、エンジン１の圧縮行程及び膨張行程での仕事変化を軽減して、回転変動にともない発生する停止時のエンジン１の振動を抑制することができる。この結果、運転者の操作とは別にエンジン１が停止する場合の振動を低減することができ、運転者に違和感を与える虞がない。
【００２５】
さらに、停止手段２３によるエンジン１の停止直後に、吸気圧制御手段２４により吸気の負圧を減少させるようにしたので、停止後すぐに再始動する場合でも停止後十分に時間が経過したときと同様に筒内の吸気は大気圧となり、燃料噴射時の筒内吸気量のばらつきは低減される。この結果、始動時の空燃比を常に略一定値に保つことが可能となり、再始動時の始動安定性が確保される。
【００２６】
以上、本発明の一実施形態としての内燃機関の停止制御装置について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態では、エンジン１の回転速度の上昇後、スロットル弁１１を閉動作させているが、エンジン１がスロットル弁１１をバイパスするバイパス弁や、排気ガスを吸気系に還流するＥＧＲ弁等の二次空気供給弁をそなえる場合にはそれらの弁をスロットル弁の閉動作に応じて閉動作させれば、一層１サイクル当たりの吸気量を少なくすることが可能となり、エンジン１の停止時の振動をより低減することが可能となる。
【００２７】
同様に、エンジン１の停止後に、スロットル弁１１を開動作する場合にも、バイパス弁やＥＧＲ弁等の二次空気供給弁もスロットル弁１１の開動作に応じて開動作させれば、一層速やかに筒内の吸気圧を大気圧まで上昇させることが可能となり、エンジン停止後即再始動するような場合でも、筒内の吸気量を常に一定にして始動安定性を確保することが可能となる。
【００２８】
また、上述の実施形態では、エンジン１の出力と電気モータ２の出力を併用するパラレル式のハイブレッド車に本発明を適用した例について説明しているが、電気モータのみにより駆動力を得るとともにエンジンにより電気モータの電源となる電力を発電するシリーズ式のハイブリッド車や、停止状態を検出してエンジンを停止させる自動アイドルストップ車等、運転者の操作とは別にエンジンを運転／停止する車両であれば、エンジンの停止制御について本発明を適用することはもちろん可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の内燃機関の停止制御装置によれば、運転者の停止操作とは別に内燃機関の停止条件が成立すると、内燃機関の停止に先立ち内燃機関の吸気圧を減少させ、内燃機関の停止後には再び吸気圧を増大させるようになっているので、内燃機関の停止時の振動を抑制して運転者に違和感を与えないとともに、再始動時の吸入空気量のばらつきを低減して始動性を向上させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての内燃機関の停止制御装置を適用したハイブリッド車両の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態としての内燃機関の停止制御装置にかかる停止制御状況を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の一実施形態としての内燃機関の停止制御装置にかかる停止制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】先願技術における課題を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
１  エンジン（内燃機関）
２  電気モータ
３  トランスミッション
４  クラッチ
１１  スロットル弁
１２  クランク角センサ
２０  ＥＣＵ
２１  停止制御装置
２２  判定手段
２３  停止手段
２４  吸気圧制御手段
【図１】
0003577979.tif 000002
【図２】
0003577979.tif 000003
【図３】
0003577979.tif 000004
【図４】
0003577979.tif 000005