(57)【要約】【課題】エンジン停止中の燃料ポンプの駆動による電力消費を抑制した上で、エンジン停止中の燃圧低下に起因する始動不良を未然に防止して、迅速且つ円滑なエンジン始動を実現できるエンジンの停止始動装置を提供する。【解決手段】所定の停止条件が成立したときにエンジンを停止させると共に（ステップＳ２，４）、エンジン停止中に、燃圧センサにより検出された燃料ラインの燃圧Ｐｆが所定値Ｐ０未満になる毎に燃料ポンプを駆動して（ステップＳ８，１４）、燃圧Ｐｆを所定値Ｐ０以上に維持する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに燃料を供給する燃料ポンプと、
所定の停止条件が成立したときに上記エンジンを停止させると共に、所定の始動条件が成立したときに上記エンジンを始動させるエンジン停止始動手段と、
上記エンジン停止始動手段による上記エンジンの停止時に上記燃料ポンプを停止させる燃料ポンプ停止手段と、
上記燃料ポンプ停止手段による上記燃料ポンプの停止中に上記エンジンに供給される燃料の圧力を維持する燃圧維持手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの停止始動装置。
【請求項２】
上記燃圧維持手段は、上記燃料ポンプを所定時間毎に駆動することを特徴とする請求項１記載のエンジンの停止始動装置。
【請求項３】
上記燃圧維持手段は、上記エンジンに供給される燃料の圧力を検出する燃圧検出手段を備え、該燃圧検出手段により検出される燃料の圧力が所定値を下回ったときに上記燃料ポンプを駆動することを特徴とする請求項１記載のエンジンの停止始動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンを自動的に停止及び始動させるエンジンの停止始動装置に関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】
エンジンの停止始動装置は種々の分野で実施されており、例えば信号待ちや渋滞等による車両の停車中に、燃料消費量の節減とエミッションの低減を目的としてエンジンを一時的に自動停止させるアイドルストップ車両に適用されている。この種のアイドルストップ車両では、車速０ｋｍ／ｈ、クラッチ接続、シフト位置がニュートラル等のエンジン停止条件が成立して、車両が停車中と推測されるときにエンジンを停止させ、その後にクラッチ遮断等の運転者の発進意志を表すエンジン始動条件が成立したときに、スタータによりエンジンを始動して発進に備えている。
【０００３】
又、上記アイドルストップ車両では、エンジン停止に同期して燃料ポンプも停止させ、これによりオルタネータによる発電を望めないエンジン停止中のバッテリの充電レベル（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）低下を抑制している（例えば、特許文献１参照）。
当該特許文献１に記載された技術は、クラッチ遮断によるエンジン始動条件の成立時に、クラッチ踏込み量に基づいてスタータによるエンジン始動に先行して燃料ポンプを駆動し、これによりエンジン停止中に燃料系に生じたベーパを排除して再始動性の向上を図っているが、上記のようにエンジン停止中に燃料ポンプを停止保持することに相違はない。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３０９９３８５号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
アイドルストップ中のエンジン停止時間は、例えば信号の切換状態や渋滞状況等に応じて様々に変化する一方、エンジン停止中に燃料ポンプの通電を遮断した場合、燃料の圧力は次第に低下する。よって、エンジン停止状態が長時間に亘って継続された場合には、再始動時の燃圧が規定値から大幅に低下してしまい、燃料ポンプに電圧を印加してもエンジンクランキング時に燃圧が回復するまでは燃料希薄により点火不能な状態が続き、迅速且つ円滑なエンジン始動が困難になる虞があった。
【０００６】
エンジン始動直後の車両発進が前提となるアイドルストップ車両では、運転者による通常の始動時に比較して迅速なエンジン始動が要求され、エンジン始動の遅れは運転者に不安感を与えてしまい、ひいてはアイドルストップ車両としての商品性を損なう要因にもなっていた。
本発明の目的は、エンジン停止中の燃料ポンプの駆動による電力消費を抑制した上で、エンジン停止中の燃圧低下に起因する始動不良を未然に防止して、迅速且つ円滑なエンジン始動を実現することができるエンジンの停止始動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、エンジンに燃料を供給する燃料ポンプと、所定の停止条件が成立したときにエンジンを停止させると共に、所定の始動条件が成立したときにエンジンを始動させるエンジン停止始動手段と、エンジン停止始動手段によるエンジンの停止時に燃料ポンプを停止させる燃料ポンプ停止手段と、燃料ポンプ停止手段による燃料ポンプの停止中にエンジンに供給される燃料の圧力を維持する燃圧維持手段とを備えたものである。
【０００８】
従って、燃料ポンプにより燃料が供給されてエンジンが運転され、所定の停止条件が成立するとエンジン停止始動手段によりエンジンが停止されると共に、燃料ポンプ停止手段により燃料ポンプが停止され、その後、所定の始動条件が成立するとエンジン停止始動手段によりエンジンは再び始動される。
このようにエンジン停止中には燃料ポンプが停止されるため、燃料ポンプを駆動するためのエネルギを消費することがなく、燃費向上が可能となると共に、燃料ポンプの停止中に燃圧維持手段により燃料の圧力が維持されるため、適切な燃料の圧力の下でエンジン始動が行われて、始動不良を生じることなく迅速且つ円滑にエンジンが始動される。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、燃圧維持手段が、燃料ポンプを所定時間毎に駆動するものである。
従って、燃料ポンプが所定時間毎に駆動されることで燃料の圧力が維持されて、適切な燃料の圧力の下でエンジン始動が行われると共に、所定時間に基づいて燃料ポンプが間欠的に駆動されるため、燃料ポンプの駆動を継続した場合に比較してポンプ駆動のためのエネルギ消費が低減される。しかも、予め設定された所定時間毎に燃料ポンプを駆動するだけのため、ポンプ制御のためのセンサ類を必要としない。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１において、燃圧維持手段が、エンジンに供給される燃料の圧力を検出する燃圧検出手段を備え、燃圧検出手段により検出される燃料の圧力が所定値を下回ったときに燃料ポンプを駆動するものである。
従って、燃圧検出手段により検出された燃料の圧力が所定値を下回る毎に燃料ポンプが駆動され、これにより燃料の圧力が維持されて、適正な燃料の圧力の下でエンジン始動が行われると共に、所定値に基づいて燃料ポンプが間欠的に駆動されるため、燃料ポンプの駆動を継続した場合に比較してポンプ駆動のためのエネルギ消費が低減される。しかも、実際の燃料の圧力に基づいて燃料ポンプが制御されるため、燃料の圧力は適正値として設定された所定値以上に確実に維持されて、高い信頼性が実現される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をアイドルストップ車両用のエンジンの停止始動装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１の全体構成図に示すように、エンジン１は吸気管噴射型の直列４気筒ガソリン機関として構成されている。エンジン１の吸気通路２には各気筒毎に燃料噴射弁３が備えられ、各燃料噴射弁３は燃料ライン４を介して車両の後部に搭載された燃料タンク５に接続されている。エンジン１の運転中において、燃料タンク５内のガソリンは電動式の燃料ポンプ６により汲み上げられ、図示しないレギュレータにより規定圧に調整された後に燃料ライン４を経て燃料噴射弁３に供給される。
【００１２】
図示しないエアクリーナから吸気通路２内に導入された吸気はスロットル弁７により流量調整された後に、燃料噴射弁３から噴射された燃料と混合され、混合気として吸気弁の開弁に伴って燃焼室８内に導入される。その後、所定のタイミングで点火プラグ９により混合気が点火され、燃焼後の排ガスが燃焼室８から排気通路１０内に排出されて、図示しない触媒や消音器を経て外部に排出される。
【００１３】
エンジン１の一側にはスタータジェネレータ１１が配設され、このスタータジェネレータ１１のプーリ１２は、ウォータポンププーリ１３及びアイドラプーリ１４と共にエンジン１のクランクプーリ１５に対してベルト１６により連結されている。スタータジェネレータ１１は発電用のオルタネータとして機能すると共に、エンジン始動用のスタータモータとしても機能する。
【００１４】
即ち、エンジン運転中においては、クランクプーリ１５によりベルト１６を介してウォータポンププーリ１３と共に回転駆動されて、車載バッテリへの充電や電気負荷による電力消費を賄う電力を発電する一方、エンジン始動時には、逆にベルト１６を介してクランクプーリ１５を駆動してエンジン１をクランキングする。尚、このスタータジェネレータ１１は、後述するアイドルストップでのエンジン始動時に用いられるばかりでなく、当然ながら、運転者のキー操作に基づく通常の始動時のクランキングにも使用される。
【００１５】
図示はしないが、このように構成されたエンジン１は自動変速機と連結されて車両に搭載されており、運転者はＤレンジ等の走行レンジに変速操作して車両を走行させるようになっている。
一方、車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ２１（エンジン制御ユニット）が設置されている。ＥＣＵ２１の入力側には、車速Ｖを検出する車速センサ２２、運転者によるブレーキ操作状態を検出するブレーキスイッチ２３、アクセル操作量Ａｃｃを検出するアクセルセンサ２４、自動変速機のシフト位置を検出するシフト位置センサ２５、上記燃料ライン４の燃料ポンプ６の上流側に設けられて、燃料噴射弁３に供給される燃料の圧力（燃圧）Ｐｆを検出する燃圧センサ２６（燃圧検出手段）、及びその他の各種スイッチやセンサ類が接続されている。又、ＥＣＵ２１の出力側には上記燃料噴射弁３、燃料ポンプ６、点火プラグ９、スタータジェネレータ１１、及びその他のデバイス類が接続されている。
【００１６】
ＥＣＵ２１は上記した各検出情報に基づき燃料噴射制御や点火時期制御を始めとするエンジン１を運転するための各種制御を実行する。又、信号待ちや渋滞等による車両の停車中には、エンジン１を一時的に自動停止させるアイドルストップ制御を実行して、燃料消費量の節減やエミッションの低減を図ると共に、このエンジン停止中に燃料ポンプ６の作動状態を制御している。そこで、以下、このアイドルストップ時にＥＣＵ２１が実行する処理を詳述する。
【００１７】
車両のイグニションキーがオンされ、且つ、図示しないモード選択スイッチによりアイドルストップの実行が選択されているとき、ＥＣＵ２１は図２に示すアイドルストップ制御ルーチンを所定の制御インターバルで実行し、まず、ステップＳ２でエンジン停止条件が成立した否かを判定する。
本実施形態ではエンジン停止条件として、車速センサ２２にて検出された車速Ｖが０ｋｍ／ｈであること、ブレーキスイッチ２３にてブレーキの踏込み操作が検出されていること、及びシフト位置センサ２５にて検出されたシフト位置がＮ（ニュートラル）又はＤ（ドライブ）レンジであることが設定されており、これらの条件が満たされないときには、ＥＣＵ２１はステップＳ２でＮＯ（否定）の判定を下して一旦ルーチンを終了する。
【００１８】
一方、エンジン停止条件の成立によりステップＳ２の判定がＹＥＳ（肯定）になると、ＥＣＵ２１はステップＳ４に移行して燃料噴射制御及び点火時期制御を中止し、エンジン１を停止させる（エンジン停止始動手段）。その後、ステップＳ６でエンジン始動条件が成立したか否かを判定する。
本実施形態ではエンジン始動条件として、ブレーキスイッチ２３にてブレーキの踏込み操作が検出されていないこと、及びシフト位置センサ２５にて検出されたシフト位置がＤレンジ等の走行レンジであることが設定され、これらの条件が満たされないときには、ステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、燃圧センサ２６により検出された燃圧Ｐｆが所定値Ｐ０以上であるか否かを判定する。例えば所定値Ｐ０としては、レギュレータにより調整される燃料ライン４の規定圧、或いは、支障なくエンジン始動可能な下限付近の燃圧等が設定されている。
【００１９】
ステップＳ８の判定がＹＥＳのときには、ステップＳ１０で燃料ポンプ６を停止させた後に（燃料ポンプ停止手段）、上記ステップＳ６に戻って再びステップＳ６〜１０を繰り返す。この間にエンジン始動条件が成立してステップＳ６の判定がＹＥＳになると、ＥＣＵ２１はステップＳ１２に移行して、燃料噴射制御及び点火時期制御を再開すると共に、スタータジェネレータ１１を作動させてエンジン１をクランキングし、これによりエンジン１を始動させてルーチンを終了する。
【００２０】
一方、上記ステップＳ１０の燃料ポンプ６の停止状態が継続されると、燃圧Ｐｆはごく僅かずつであるが次第に低下し、エンジン停止が長引くと燃圧Ｐｆは所定値Ｐ０を下回る。このとき、ＥＣＵ２１はステップＳ８でＮＯの判定を下してステップＳ１４に移行し、燃料ポンプ６を駆動した後に、上記ステップＳ６に戻る。そして、この燃料ポンプ６の駆動により燃圧が所定値Ｐ０以上になると、再びステップＳ１０で燃料ポンプ６を停止させ、アイドルストップ中は以上の処理を繰り返す（燃圧維持手段）。
【００２１】
このように本実施形態のエンジン１の停止始動装置では、アイドルストップでのエンジン停止中に燃料ポンプ６を駆動・停止させて、燃圧を所定値Ｐ０以上に維持している。よって、その後のエンジン始動時には適正な燃圧Ｐｆの下で燃料噴射制御が再開され、エンジン１は迅速に始動される。特に本実施形態では、燃圧センサ２６により検出された実際の燃圧Ｐｆに基づいて燃料ポンプ６を制御しているため、燃圧Ｐｆは適正値として設定された所定値Ｐ０以上に確実に維持されて、迅速且つ円滑な始動を高い信頼性をもって実現できる。
【００２２】
その結果、特に速やかな発進が要求される場合、例えば交差点で対向車を見計らって発進する右折待ち等でも、迅速且つ円滑なエンジン始動により運転者は何ら不安感を抱くことなく車両を発進でき、ひいてはアイドルストップ車両としての商品性を向上させることができる。
更に、上記燃圧Ｐｆに基づく制御の結果、燃料ポンプ６の駆動は燃圧Ｐｆを所定値に保つために必要な最低限に止められる。その結果、無用な燃料ポンプ６の駆動を防止してアイドルストップ中の燃料ポンプ６による電力消費を最小限に抑制できる。アイドルストップ中の電力消費が大きいと、エンジン始動後にスタータジェネレータ１１の発電量が増加するので駆動抵抗としてエンジン１の燃料消費量が増加し、特に加速時の燃料消費量が悪化するため、アイドルストップ中の電力消費量の低減に伴って燃費悪化を抑制できるという利点も得られる。
【００２３】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、アイドルストップ車両用の停止始動装置に具体化したが、その用途はこれに限ることはなく、例えばハイブリッド車両用の停止始動装置に具体化してもよい。ハイブリッド車両では走行状態やバッテリのＳＯＣ等に応じてエンジンを停止始動させるため、エンジン停止中に上記実施形態と同様の燃料ポンプ制御を実行すれば、ポンプ駆動による電力消費を抑制した上でエンジンを迅速に始動でき、よりモータと協調した制御を実現できる。
【００２４】
又、アイドルストップ車両用の停止始動装置として具体化した場合でも、エンジン１や変速機の種類は上記実施形態に限ることはなく、例えばエンジン１の気筒配列を変更したり、自動変速機に代えて手動変速機を適用したりしてもよい。更に、上記実施形態では、燃圧Ｐｆに基づいて燃料ポンプ６の駆動・停止を行ったが、アイドルストップ中の燃圧Ｐｆを維持可能であれば、その手法は限定されるものではなく、例えば予め設定された時間に基づいて燃料ポンプ６を制御してもよい。即ち、予め試験により燃料ポンプ６を停止したときの燃料ライン４の燃圧低下特性を割り出して、燃圧Ｐｆが所定値（例えば、上記所定値Ｐ０）を下回るタイミングに対応して燃料ポンプ６を駆動する周期Ｔを求める一方、低下した燃圧Ｐｆを回復させるために要する燃料ポンプ６の駆動時間ｔを求めておき、上記図２のステップＳ６でＮＯの判定を下したときに、周期Ｔが経過する毎に駆動時間ｔだけ燃料ポンプ６を駆動するようにしてもよい。このように構成した場合には燃料ライン４に燃圧センサ２６を設ける必要がなくなり、より安価な製造コストで上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２５】
一方、上記実施形態では、エンジン停止条件として、車速０ｋｍ／ｈ、ブレーキスイッチオン、シフト位置がＮ又はＤ等の走行レンジにあることを設定し、エンジン始動条件として、ブレーキスイッチオフ、シフト位置がＤ等の走行レンジにあることを設定したが、停止条件及び始動条件はこれに限定されることはなく、例えばエンジン停止条件として、上記アクセルセンサ２４により検出されたアクセル操作量Ａｃｃが０（アイドル運転中）であることを加えてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明のエンジンの停止始動装置によれば、エンジン停止中の燃料ポンプの駆動によるエネルギ消費を抑制して燃費向上を達成した上で、エンジン停止中の燃圧低下に起因する始動不良を未然に防止して、迅速且つ円滑なエンジン始動を実現することができる。
【００２７】
請求項２の発明のエンジンの停止始動装置によれば、請求項１に加えて、ポンプ制御のためのセンサ類を必要とすることなく、安価な製造コストで実施することができる。
請求項３の発明のエンジンの停止始動装置によれば、請求項１に加えて、実際の燃料の圧力に基づいて燃料ポンプを制御して、信頼性を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のエンジンの停止始動装置を示す全体構成図である。
【図２】ＥＣＵが実行するアイドルストップ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    エンジン
６    燃料ポンプ
２１  ＥＣＵ（エンジン停止始動手段、燃料ポンプ停止手段、燃圧維持手段）
２６  燃圧センサ（燃圧検出手段）
【図１】
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【図２】
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