(57)【要約】      （修正有）【課題】再始動時における内燃機関の吸入空気量を制御することによって燃費低下を抑制する。【解決手段】連続無段変速機に供給する作動油を加圧する油圧ポンプを駆動する内燃機関において、所定の停止条件が成立した時に内燃機関を自動停止するとともに、所定の再始動条件が成立した時に自動停止した内燃機関を再始動する内燃機関の運転制御方法であって、内燃機関の自動停止から再始動までの経過時間により油圧ポンプによる負荷を予測し、予測した負荷に基づいて吸入空気量を制御することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続無段変速機に供給する作動油を加圧する油圧ポンプを駆動する内燃機関において、所定の停止条件が成立した時に内燃機関を自動停止するとともに、所定の再始動条件が成立した時に自動停止した内燃機関を再始動する内燃機関の運転制御方法であって、
内燃機関の自動停止から再始動までの経過時間により油圧ポンプによる負荷を予測し、
予測した負荷に基づいて吸入空気量を制御することを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
【請求項２】
前記吸入空気量を、作動油の油温に応じて補正する請求項１記載の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるアイドリングストップを実施する内燃機関における再始動時の吸入空気量を調整する運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両に搭載されるエンジンにおいて、エンジンによって駆動される発電機の電気負荷に応じて吸入空気量を制御するものが、例えば特許文献１により知られている。この特許文献１記載のものでは、発電機から電力を供給される電気加熱式触媒の作動状態に応じてエンジンの吸入空気量を制御するようにしている。
【０００３】
また、停止しているエンジンを始動させる場合に、エンジンの負荷予測結果に基づいて、エンジンの出力を制御するものが、例えば特許文献２により知られている。この特許文献２記載のものでは、道路が登坂路であるか、その傾斜角度が所定角度以上であるか等の判断を行って、エンジンの始動時の負荷に対応する出力を確保するようにしている。
【０００４】
ところで、アイドリングストップ機能を搭載して連続無段変速機（以下、ＣＶＴと称する）と組み合わされるエンジンにおいては、エンジンが停止した状態から再始動を行うと、そのようなエンジンに特有の負荷がエンジンにかかる。
【０００５】
ＣＶＴを搭載する車両の場合には、作動油を加圧してＣＶＴに供給するために、エンジンにより駆動される機械式オイルポンプと、アイドリングストップを実施してエンジンの停止時に作動させる電動オイルポンプとを備えており、機械式オイルポンプ（以下、オイルポンプと称する）がエンジンの負荷となる。車両の走行中は、両オイルポンプを使い分けることによってＣＶＴに対する油圧を制御するのが通常であるが、燃費低下抑制のために前記電動オイルポンプを省略することがある。
【０００６】
このような場合には、エンジン再始動時にオイルポンプ内に残っている作動油の量が変動し、オイルポンプを駆動することでエンジンにかかる負荷に変動が生じることが知られている。すなわち、アイドリングストップを実施してエンジンが停止してからの時間経過に伴いオイルポンプ内からオイル溜めに作動油が抜けていく。そのため、エンジン再始動時にオイルポンプ内に残っている作動油の量が変動し、オイルポンプの負荷の発生量やタイミングにも変動が生じることが知られている。
【０００７】
このような問題を解消するため、言い換えれば、上述した変動によらずあらゆる状況において過度の回転変動等の問題を起こさないようにするために、再始動時における吸入空気量を多めに設定する必要があった。そして、このような再始動時の状況の如何にかかわらず一律に設定された吸入空気量に伴って、その吸入空気量に対応した量の燃料を噴射する必要があり、燃費を低下させる場合が生じていた。
【０００８】
また、オイルポンプの負荷は作動油の油温の影響も受ける。すなわち、作動油の油温の変化によってオイルポンプ負荷の変動が生じ、これに伴ってエンジン回転数が変動するため燃費を低下させる要因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２２８８６８号公報
【特許文献２】特開２００２−２９５２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上のような不具合を解消すべく、アイドルストップによる機関停止後の再始動時における内燃機関の吸入空気量を制御することによって燃費の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係る内燃機関の運転制御方法は、連続無段変速機に供給する作動油を加圧する油圧ポンプを駆動する内燃機関において、所定の停止条件が成立した時に内燃機関を自動停止するとともに、所定の再始動条件が成立した時に自動停止した内燃機関を再始動するものであって、内燃機関の自動停止から再始動までの経過時間により油圧ポンプによる負荷を予測し、予測した負荷に基づいて吸入空気量を制御することを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、アイドリングストップによる内燃機関停止後の再始動時において、予測した負荷に応じて吸入空気量を制御するため、内燃機関への吸入空気量の過剰供給を抑制することができ、燃費低下を抑制することができる。
【００１３】
換言すれば、内燃機関の自動停止から再始動までの経過時間によって、内燃機関再始動時に油圧ポンプ内に残っている作動油の量を間接的且つ容易に把握することができ、油圧ポンプによる内燃機関に対する負荷を予測することができる。そして、この予測に応じて内燃機関への吸入空気量を制御することができるため、従来のような内燃機関への吸入空気量の過剰供給を抑制することができる。したがって、このような吸入空気の過剰供給に伴う燃料の過剰供給を抑制することが可能となり、燃費低下を抑制することができる。
【００１４】
さらに、内燃機関の再始動時の吸入空気量を精度よく最適化するためには、前記吸入空気量を作動油の油温に応じて補正することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、アイドルストップによる機関停止後の再始動時における内燃機関の吸入空気量を制御することによって燃費低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の概略的構成図。
【図２】同実施形態の概略的構成図。
【図３】同実施形態の基本的な吸入空気量制御の作用を示すタイミングチャート。
【図４】同実施形態の制御手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１に概略的に示したエンジン１００は、その１気筒の構成を代表して図示する、自動車用の火花点火式４サイクル４気筒のものである。このようなエンジン１００を搭載する自動車は、図２に概略的に示すように、動力源である前記エンジン１００を有する他に、このエンジン１００と駆動輪５０とが、動力伝達機構５１及びＣＶＴ５２を介して連結されている。
【００１９】
エンジン１００の吸気系１には、図示しないアクセルペダルの操作量（踏度）に応動して開閉するとともにアイドル運転時の吸入空気量を制御できる電子制御式スロットルバルブ２が配設され、その下流側にはサージタンク３が設けられている。サージタンク３に連通する一方の端部近傍には、さらに燃料噴射弁４が設けてあり、その燃料噴射弁４を、電子制御装置５により制御するようにしている。燃焼室６を形成するシリンダヘッド７には、吸気弁８及び排気弁９が配設されるとともに、火花を発生する点火プラグ１０が取り付けてある。
【００２０】
また排気系１１には、図示しないマフラに至るまでの排気管路１２に触媒である三元触媒１３が配設され、排気ガス中の酸素濃度を測定して空燃比を制御するための信号を出力するＯ2センサ１４が取り付けてある。
【００２１】
動力伝達機構５１は、例えば、従来トルクコンバータとして周知の物と同様の構成を有するものである。
【００２２】
ＣＶＴ５２は、駆動軸１５に設けた駆動側プーリ１６と、従動軸１７に設けた従動側プーリ１８と、駆動側プーリ１６と従動側プーリ１８とに巻き掛けられたＶベルト１９とを少なくとも備えた通常のものである。駆動側プーリ１６及び従動側プーリ１８は、作動油を供給するオイルポンプ２０と、オイルポンプ２０から圧送された作動油の液圧を調整する液圧調整機構２１と、オイルポンプ２０と各プーリ１６、１８に設けられた可変シーブ２２、２３とを接続するパイプ２４、２５とを主体として構成される。オイルポンプ２０は、エンジン１００から動力の供給を受けて作動するもので、エンジン停止時には各プーリ１６、１８に対して作動油の供給及び循環を行わない。
【００２３】
本実施形態においては、作動油温が高い状態でケーシングとロータとのクリアランスが最少となるように設定してあり、このような作動油温を検出するための作動油温センサ３０を備えている。通常、オイルポンプ２０の部材温度が高いと作動油温も高くなり、作動油の粘度は低くなるため、作動油がオイルポンプ２０からオイル溜め２８に戻りやすくなる、つまり流れ出る傾向を有する。逆に、オイルポンプ２０の部材温度が低いと作動油温も低くなり、作動油の粘度は高くなるため、作動油がオイル溜め２８に戻るのに時間がかかる。そして、オイルポンプ２０に作動油が密に入り、ケーシングとロータとのクリアランスが小さいほど、オイルポンプ２０のエンジン１００に対する負荷は大きくなり、また、作動油の粘度が高いほど、この場合にもオイルポンプ２０のエンジン１００に対する負荷が大きくなる。
【００２４】
前記エンジン１００及びＣＶＴ５２は、電子制御装置５により制御される。電子制御装置５は、中央演算処理装置３１と、記憶装置３２と、入力インターフェース３３と、出力インターフェース３４とを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されている。中央演算処理装置３１は、記憶装置３２に格納された後述のプログラムを実行して、エンジン１００の運転制御を行うものである。入力インターフェース３３には、ＣＶＴ５２の回転数検出装置のピックアップ３５、３６から出力される回転数信号ａ１、ａ２、作動油の液圧を検出するための液圧センサ３７から出力される液圧信号ｂ、オイルポンプ２０内の作動油温を検出するための油温センサ３０から出力される油温信号ｃが入力される。また、運転状態を検出するために、ブレーキの踏み込み状態を検出するブレーキセンサ４５から出力されるブレーキ信号ｒ、変速比切り替えを行うシフトレバーの位置を検出するシフトレバーセンサ４６から出力される変速信号ｓ、サージタンク３内の圧力すなわち吸気管圧力を検出するための吸気圧センサ３９から出力される吸気圧信号ｄ、エンジン１００の回転状態を検出するためのカムポジションセンサ４０から出力される気筒判別信号ｅ、クランク角度基準位置信号ｆ及びエンジン回転数信号ｇ、車速を検出するための車速センサ４２から出力される車速信号ｈ、スロットルバルブ２の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ４３から出力されるＩＤＬ信号ｉ、エンジン１００の冷却水温を検出するための水温センサ４４から出力される水温信号ｊ、上記したＯ2センサ１４から出力される電圧信号ｋ等が入力される。一方、出力インターフェース３４からは、ＣＶＴ５２のモータに対して変速信号ｐが、燃料噴射弁４に対して燃焼噴射信号ｍが、また点火プラグ１０に対してイグニションパルスｎが出力されるようになっている。
【００２５】
電子制御装置５の記憶装置３２には、吸気圧センサ３９から出力される吸気圧信号ｄとカムポジションセンサ４０から出力されるエンジン回転数信号ｇとを主な情報とし、エンジン１００の運転状態に応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間（基本噴射量）を補正して燃料噴射弁開成時間すなわちインジェクタ最終通電時間を決定し、その決定された通電時間により燃料噴射弁４を制御して、エンジン負荷に応じた燃料を吸気系１に噴射させるための燃料噴射量制御用プログラムが内蔵してある。
【００２６】
前記記憶装置３２には、上記の他に、所定の停止条件が成立した時にエンジン１００を自動停止するとともに、所定の再始動条件が成立した時に自動停止したエンジン１００を再始動するというアイドリングストップ制御用プログラムが内蔵されている。このアイドリングストップ制御用プログラムには、自動停止から再始動までの経過時間を計測するカウンタプログラムが含まれている。
【００２７】
そして、図３に示すように、本実施形態における電子制御装置５には、エンジン１００の自動停止から再始動までの経過時間によりオイルポンプ２０のエンジン１００に対する負荷を予測し、予測した負荷に基づいてスロットルバルブ２の開度を調節し吸入空気量を制御するエンジン１００の吸入空気量制御用プログラムが内蔵されている。この吸入空気量制御用プログラムは、アイドリング回転制御を実行する場合の吸入空気量に、オイルポンプ２０のエンジン１００に対する負荷の状態に応じて設定する補正空気量を加算するようにプログラミングしてある。
【００２８】
具体的には、エンジン１００の停止状態から再始動した直後に、計測した経過時間に基づいて以下に述べる第一の補正を行う。すなわち、一般的には、作動油温が高いほどオイルポンプ２０から作動油が漏れ出る傾向があるが、本実施形態においては作動油温が高い状態で効率よく作動油を加圧し得るように調整してあるため、エンジン１００の停止状態に置いて、作動油温が高いほどオイルポンプ２０から漏れ出る作動油の量が少ない状態にある。そのため、経過時間が短ければ、エンジン１００に対して大きな負荷となるので、吸入空気量の補正量を多くする。逆に、経過時間が長ければ、作動油がオイルポンプ２０から多く漏れ出る。そのため、エンジン１００に対しては小さな負荷となるので、吸入空気量の補正量を少なくする。
【００２９】
その後、オイルポンプ２０が駆動されて油圧が上昇し、動力伝達機構５１が接続可能となったことを示すクラッチ制御信号が図示しないＣＶＴ制御用電子制御装置から電子制御装置５に出力されると、クラッチ制御信号が切り替わった時点から所定の遅延時間ｄｅｌａｙを経過した後に、第二の補正を行う。クラッチ制御信号が電子制御装置５に入力された後において、作動油温が高ければ、作動油の粘度が低く、オイルポンプ２０のエンジン１００に対する負荷は小さくなるので、吸入空気量の補正量を少なくする。逆に、作動油温が低ければ、作動油の粘度が高いため、吸入空気量の補正量を多くする。
【００３０】
以下、この実施形態の吸入空気量制御プログラムを、図４を参照して説明する。なお、この吸入空気量制御プログラムは、アイドリングストップを実施する自動車において自動車が走行している間に実行されるものである。
【００３１】
まず、ステップＳ１で所定の停止条件が成立したか否かを判断し、所定の停止条件が成立した時にエンジン１００を自動停止する（ステップＳ２）。ここで、所定の停止条件とは、例えば車両が停止した状態でエンジンのアイドリング停止条件が成立した時点で、燃料噴射を停止し、エンジン１００を停止するものである。したがって、電子制御装置５は、アイドリング停止条件として、例えばブレーキセンサ４５の出力信号ｒを受信した状態で、車両の走行速度が０ｋｍ／ｈである場合などが成立したことを判定して、アイドリング運転を停止するようにエンジン１００を制御するものであってもよい。そして、ステップＳ３において、エンジン１００の停止とほぼ同時に、エンジン１００を再始動するまでの時間、すなわちエンジン停止後の経過時間の計測するためのカウントを開始する。
【００３２】
次に、ステップＳ４で所定の再始動条件が成立したか否かを判断する。所定の再始動条件とは、例えばブレーキ操作が解除され、かつアクセルペダルが操作されたことである。次に、所定の再始動条件が成立した時にエンジン１００を再始動する（ステップＳ５）。また、所定の再始動条件が成立した時点で、ステップＳ３で開始したカウンタによる計時を終了して、アイドルストップによる停止から再始動までの経過時間を計測する。この後、計測した経過時間に基づいて吸入空気量の補正量を設定する。
【００３３】
その際、オイルポンプ２０のエンジン１００に対する負荷を推定する（ステップＳ６）。経過時間が短ければエンジン１００に対する負荷は大きくなり、経過時間が長ければエンジン１００に対する負荷は小さくなる。このエンジン１００に対する負荷の発生量やタイミングに応じて、上述した第一の補正のための吸入空気量の補正量を算出し（ステップＳ７）、算出した補正量に対応してスロットルバルブ２を作動させる（ステップＳ８）。すなわち、負荷が大きいときには、エンジン１００に取り込む吸入空気量の補正量を増加させるため、スロットルバルブの開度を通常のアイドリング回転制御の場合より大きくする。一方、負荷が小さいときには、エンジン１００に取り込む吸入空気量の補正量は、負荷が大きいときに比べて少なくて済むため、スロットルバルブの開度を通常のアイドリング回転制御の場合とほぼ等しくする。
【００３４】
次に、ステップＳ９において、クラッチ制御信号が入力されたか否かを判定する。クラッチ制御信号が入力された場合は、上述の第二の補正を実施するので、ステップＳ１０において作動油温を測定する。作動油温は、エンジン１００がアイドリングストップしている時間に応じて変化するので、上述の経過時間を反映するものである。ステップＳ１１では、測定した作動油温に応じて、吸入空気量の補正量を算出する。ステップＳ１２では、算出した補正量に対応してスロットルバルブ２の開度を制御する。
【００３５】
このように、オイルポンプ２０のエンジン１００に対する負荷を推定して必要な吸入空気量の補正量を算出し、その補正量に対応してスロットルバルブ２の開度を制御することによって、再始動時において、その直後や動力伝達機構５１が接続される時点でエンジン１００の回転が吹き上がったり、逆に回転が不安定になるほど降下することを抑制することができる。そして、本発明の構成によれば、従来、アイドルストップによるエンジン停止後の再始動時において必要以上にエンジン１００に取り込まれていた吸入空気量に対応して噴射されていた燃料を削減することができるため、燃費低下を抑制することができる。また、第二の補正を行うことにより、さらに過剰な吸入空気量を抑制することができ、もって過剰な燃料を抑制することができるため、燃費低下を抑制することができる。
【００３６】
したがって、本実施形態に係るエンジン１００の運転制御方法を採用すれば、ＣＶＴ５２に供給する作動油を加圧するオイルポンプ２０を駆動するエンジン１００において、所定の停止条件が成立した時にエンジン１００を自動停止するとともに、所定の再始動条件が成立した時に自動停止したエンジン１００を再始動するエンジン１００において、エンジン１００の自動停止から再始動までの経過時間によりオイルポンプ２０による負荷を予測し、予測した負荷に基づいて吸入空気量を制御することができるため、従来のようなエンジン１００への吸入空気量の過剰供給を抑制することができる。したがって、このような吸入空気の過剰供給に伴う燃料の過剰供給を抑制することが可能となり、燃費低下を抑制することができる。この際、作動油の油温に応じて前記吸入空気量を補正しているので、内燃機関の再始動時の吸入空気量を精度よく最適化することができる。
【００３７】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限られない。
【００３８】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
【符号の説明】
【００３９】
１００…内燃機関
２０…オイルポンプ
５２…連続無段変速機（ＣＶＴ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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