(57)【要約】【課題】可変気筒システムによる低燃費性と、エコラン制御による低燃費性、低エミッション性を兼ね備え、エコラン制御により内燃機関が自動停止する時等に、内燃機関が早期に停止し、不快な振動が長続きせず、内燃機関の円滑な再始動を可能にする技術を提供する。【解決手段】複数の気筒を有する内燃機関と、該内燃機関の運転条件に応じて一部の気筒への燃料供給を遮断して該一部の気筒を休止させ、残りの気筒を稼動させる気筒数制御手段と、前記気筒数制御手段により、一部の気筒を休止させる減筒運転中に前記内燃機関を停止させる時には、前記複数の気筒の少なくとも一部の気筒のポンプロスを増加させるポンプロス増加手段と、を備える。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関と、
該内燃機関の運転条件に応じて一部の気筒への燃料供給を遮断して該一部の気筒を休止させ、残りの気筒を稼動させる気筒数制御手段と、
前記気筒数制御手段により、一部の気筒を休止させる減筒運転中に前記内燃機関を停止させる時には、前記複数の気筒の少なくとも一部の気筒のポンプロスを増加させるポンプロス増加手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の可変気筒システム。
【請求項２】
休止気筒のポンプロスを低減させるポンプロス低減手段を更に備え、
前記減筒運転中に前記内燃機関を停止させる時には、前記ポンプロス増加手段は、前記ポンプロス低減手段の作動を解除することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変気筒システム。
【請求項３】
前記ポンプロス低減手段は、休止気筒の吸気弁及び排気弁を閉弁する手段であり、前記ポンプロス増加手段は、前記休止気筒のうち少なくとも一つの気筒において、吸気弁及び排気弁の少なくとも一つの閉弁を解除する手段であることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変気筒システム。
【請求項４】
前記ポンプロス増加手段は、前記休止気筒の全ての気筒において吸気弁及び排気弁の少なくとも一つの閉弁を解除することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の可変気筒システム。
【請求項５】
前記ポンプロス増加手段は、前記休止気筒の吸気弁及び排気弁を、全気筒を稼動している時と同様に作動させることにより閉弁を解除することを特徴とする請求項３及び４に記載の内燃機関の可変気筒システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の可変気筒システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等に搭載される内燃機関では、燃料消費量の低減や混合気の燃焼状態を安定させることを目的として、機関運転状態に応じて稼動気筒数を変更する技術が知られている。
【０００３】
一般に、アイドリング時等、内燃機関に余剰出力のある状態では、各気筒にかかる負荷が小さいため、圧縮行程における吸排気損失（以下、ポンプロスという。）が大きくなり、燃焼効率が悪くなる。
【０００４】
そこで、上記技術では、複数の気筒を有する多気筒内燃機関の場合に、そのうちの特定の気筒への燃料供給を遮断して休止させ、燃料が供給される稼動気筒の負荷を高めて効率を上げることにより、燃費向上を図っているのである。
【０００５】
上記したような技術としては、内燃機関の気筒を複数のグループに分割し、内燃機関の負荷や車速に応じて任意のグループの気筒に対する燃料供給を停止することによりそのグループの気筒の作動を休止させ、残りのグループの気筒のみを作動させるものがある。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
この場合、稼動気筒のみで燃料噴射が行われており、燃料供給が停止された気筒に対応する燃料の分だけ、燃費が向上することになる。
【０００７】
しかし、上記のように、一部の気筒に供給する燃料を停止しただけでは、休止した気筒の吸排気弁は稼動されているため、空気を休止中の気筒に吸気し、排気する仕事が残っており、この際に発生するポンプロスのために、期待した程燃費が向上しないのが実情である。
【０００８】
そこで、燃料の供給を停止した休止気筒においては、吸排気弁を全開にしておく制御や、休止気筒においては、吸排気弁を全閉状態にしておく技術などが提案されている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００９】
上記提案は、休止気筒において、吸排気弁を可能な限り大きく開くことで、吸排気弁を通過する空気のポンプロスを小さくし、または吸排気弁を全閉することで、ポンプロスを概略ゼロにする技術に基づいている。
【００１０】
これらの技術により、いわゆる低負荷運転時には、一部の気筒への燃料の供給を停止し（以下、減筒運転時という）、さらに、休止気筒での吸気弁および排気弁を全開または、全閉にすることなどにより、機関全体でのポンプロスは低減されているのが一般的になっている。
【００１１】
一方、従来より、市街地走行時に、例えば交差点その他で自動車が停車した場合、所定の停止条件下でアイドリング運転の代わりに内燃機関を自動停止させ、その後、所定の始動条件下、例えばアクセルペダルを踏み込んだ時に、内燃機関を再始動させる自動停止始動制御を行う内燃機関の制御が提案されている。
【００１２】
このような制御はエコラン制御と称され、燃料の節約及び内燃機関排気の低減を図ることができるものであり、一部車両で採用され、広く知られている。（例えば、特許文献４参照）
【００１３】
このようなエコラン制御を搭載した車両においては、運転中、内燃機関を一時的に停止し、短期間経過後内燃機関を再始動させることが頻繁に行われる。
【００１４】
しかし、上記のような従来技術を使用する上で、下記のような問題が生じていた。
【００１５】
すなわち、上記の可変気筒内燃機関を搭載した車両がエコラン制御によって、交差点等で内燃機関の自動停止をする場合、もともと交差点付近では、低負荷運転であるので、上記のように、特定の気筒への燃料供給を遮断して休止させている場合が多い。
【００１６】
そして、交差点で、エコラン制御によって内燃機関停止する際には、上記従来技術により、機関全体のポンプロスは通常運転時よりも小さくなっている。
【００１７】
従って、内燃機関自動停止時に、内燃機関全体としてのポンプロスが小さいために、内燃機関の回転降下が遅れてしまい、内燃機関の停止までの時間が長期化する。その結果、エコラン制御などによって、機関の停止後、短時間経過した後に内燃機関の自動再始動をする場合に、内燃機関が未だ停止していないうちに始動が行われてしまい、円滑な再始動を阻害するなどの不具合が生じていた。
【００１８】
また、車載機器などの駆動のために電源をＯＮしたまま手動によって内燃機関を停止させる場合においても、内燃機関の回転降下が遅れてしまい、運転者にとって不快な振動が長引くなどの不具合を生じていた。
【００１９】
【特許文献１】
特開昭５２−６１６３６号公報
【特許文献２】
特開２００２−２０６４３７号公報
【特許文献３】
特開昭５４−５７００９号公報
【特許文献４】
特開昭６０−１２５７３８号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的とするところは、上記従来技術における可変気筒システムによる低燃費性と、上記のエコラン制御による低燃費性、低エミッション性を兼ね備えており、特にエコラン制御等により内燃機関が自動停止する時や、電源をＯＮしたまま手動で内燃機関を停止させる時等に、内燃機関が停止するまでの時間が短く、運転者にとって不快な振動が長続きせず、内燃機関の再始動を円滑に行うことができる技術を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、いわゆる減筒運転中に内燃機関を停止させる時に、少なくとも一部の気筒のポンプロスを増加させることで、内燃機関が停止するまでの時間を減少させるものである。
【００２２】
そして、本発明にあっては、複数の気筒を有する内燃機関と、該内燃機関の運転条件に応じて一部の気筒への燃料供給を遮断して該一部の気筒を休止させ、残りの気筒を稼動させる気筒数制御手段と、前記気筒数制御手段により、一部の気筒を休止させる減筒運転中に前記内燃機関を停止させる時には、前記複数の気筒の少なくとも一部の気筒のポンプロスを増加させるポンプロス増加手段と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
すなわち、内燃機関の運転状態に応じて、気筒数制御手段が、特定の気筒の燃料噴射を停止して休止させ、または燃料噴射を再開して稼動させることにより稼動気筒数を変更する内燃機関の可変気筒システムにおいては、上述のように特に休止気筒におけるポンプロスが通常より小さい状態になっている。結果として、内燃機関全体のポンプロスも通常よりも小さくなっている。
【００２４】
従って、エコラン制御等により内燃機関を自動停止させる時には、ポンプロス増加手段は、複数の気筒の少なくとも一部の気筒のポンプロスを増加させる処理を行うのである。
【００２５】
ポンプロス増加手段が上記のような作動をすることにより、内燃機関全体としてのポンプロスは増加し、内燃機関の回転に対する制止力として働くことになる。
【００２６】
その結果、内燃機関の停止までの時間が長くかかってしまい、不快な振動が長引きまたは再始動が円滑に行えないという不具合を解消することができる。
【００２７】
また、車載機器などの駆動のために電源をＯＮしたまま手動によって内燃機関を停止させる場合においても、上記ポンプロスにより内燃機関の回転降下を早くすることができるので、運転者にとって不快な振動の継続時間を短くすることができる。
【００２８】
ポンプロス増加手段が、内燃機関の気筒ポンプロスを増加させる具体的な方法としては、例えば、吸気弁及び排気弁のリフト量または開閉タイミングを制御する方法がある。
【００２９】
また、ポンプロス増加手段が、ポンプロスを増加させる気筒は、休止していた気筒に限らず、内燃機関の停止時まで稼動していた気筒についてのポンプロスも増加させてもよい。
【００３０】
このことにより、内燃機関全体としてのポンプロスをより大きくすることができ、内燃機関が停止するまでの時間をより短くすることができる。更に、ポンプロス増加手段が、ポンプロスを増加させる気筒は、内燃機関の一部の気筒であってもよいし、全ての気筒であってもよい。
【００３１】
また、休止気筒のポンプロスを低減させるポンプロス低減手段を更に備え、前記一部の気筒を休止させている期間中に前記内燃機関を停止させる時には、前記ポンプロス増加手段は、前記ポンプロス低減手段の作動を解除することを特徴とする。
【００３２】
ここでは、ポンプロス低減手段を備えた内燃機関の可変気筒システムにおいて、エコラン制御等により内燃機関を自動停止させる時には、ポンプロス増加手段は、上記ポンプロス低減手段の作動を解除するように作用する。
【００３３】
例えば、減筒運転中、休止気筒について吸気弁及び排気弁を全開にすることによってポンプロスを低減させている場合は、ポンプロス増加手段は、前記の吸気弁及び排気弁の全開状態を解除することで、当該休止気筒のポンプロスを増加させることができる。
【００３４】
このことにより、減筒運転中の内燃機関の回転に対する制止力を簡単な制御で増加させることができ、内燃機関の停止までの時間が長くかかり、不快な振動が長引きまたは再始動が円滑に行えないという不具合を解消することができる。
【００３５】
また、前記ポンプロス低減手段は、休止気筒の吸気弁及び排気弁を閉弁する手段であり、前記ポンプロス増加手段は、前記休止気筒のうち少なくとも一つの気筒において、吸気弁及び排気弁の少なくとも一つの閉弁を解除する手段であることを特徴とする。
【００３６】
減筒運転中、休止気筒について吸気弁及び排気弁を全閉にすることによってポンプロスを低減させている場合は、ポンプロス増加手段は、前記の吸気弁及び排気弁の全閉状態を解除することで、当該休止気筒のポンプロスを増加させることができる。
【００３７】
このことにより、減筒運転中の内燃機関の回転に対する制止力を簡単な制御で増加させることができ、内燃機関の停止までの時間が長くかかり、不快な振動が長引きまたは再始動が円滑に行えないという不具合を解消することができる。
【００３８】
また、前記ポンプロス増加手段は、前記休止気筒の全ての気筒において吸気弁及び排気弁の少なくとも一つの閉弁を解除することを特徴とする。
【００３９】
ポンプロス増加手段が、前記した休止気筒の全てにおいて吸気弁及び排気弁の少なくとも一つの閉弁を解除し、ポンプロスを増加させることにより、内燃機関全体のポンプロスを効率よく増加させることができる。
【００４０】
また、前記ポンプロス増加手段は、休止気筒の吸気弁及び排気弁を、全気筒を稼動している時と同様に作動させることにより閉弁を解除することを特徴とする。
【００４１】
これにより、内燃機関の吸気弁及び排気弁の作動を全筒運転の時の作動に戻すという簡単な制御で、当該気筒のポンプロスを増加させることができる。
【００４２】
また、通常の減筒運転中に内燃機関が停止すると、内燃機関の停止のために内燃機関への空気流入量を絞ったとしても、稼動している気筒数が少ないために、一つの気筒に吸気される空気量が、相対的に多くなり、内燃機関の停止時の振動が大きくなるという不具合があるが、上述のように、休止気筒の吸気弁及び排気弁を、全気筒を稼動している時と同様に作動させることにより閉弁を解除する場合には、各気筒に流入する空気量を相対的に減少させることができるので、内燃機関の停止時の振動も抑えることができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００４４】
（第１の実施の形態）
図１は、上述した発明が適用された車両用内燃機関及びその制御装置のシステム構成図である。ここでは内燃機関として６つの気筒６０を備えたＶ型６気筒ガソリン式エンジン（以下、「エンジン」と称す）２が用いられている。
【００４５】
ここで、エンジン２に設けられた６つの気筒６０のそれぞれには、燃焼室内に空気を導入する吸気行程において開弁する吸気弁６１と、膨張行程で燃焼した後の排気ガスを排出する排気行程において開弁する排気弁６２が各々２つずつ設けられている。
【００４６】
エンジン２の出力は、エンジン２のクランク軸（駆動軸に相当する）２ａからトルクコンバータ４及びオートマチックトランスミッション（自動変速機：以下「Ａ／Ｔ」と称す）６を介して、出力軸６ａ側に出力され、最終的に車輪に伝達される。更に、このようなエンジン２から車輪への駆動力伝達系とは別に、エンジン２の出力は、クランク軸２ａに接続されているプーリ１０を介して、ベルト１４に伝達される。そして、このベルト１４により伝達された出力により、別のプーリ１６，１８が回転される。なおプーリ１０には電磁クラッチ１０ａが備えられており、必要に応じてオン（接続）オフ（遮断）されて、プーリ１０とクランク軸２ａとの間で出力の伝達・非伝達を切り替え可能とするものである。
【００４７】
上記プーリ１６，１８の内、プーリ１６には補機類２２の回転軸が連結されて、ベルト１４から伝達される回転力により駆動可能とされている。補機類２２としては、例えば、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプ等が該当する。なお、図１では１つの補機類２２として示しているが、実際にはエアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプ等の１つまたは複数が存在し、それぞれプーリを備えることによりベルト１４に連動して回転するようにされている。
【００４８】
またプーリ１８によりモータジェネレータ（以下、「Ｍ／Ｇ」と称す）２６がベルト１４に連動している。このＭ／Ｇ２６は必要に応じて発電機として機能（以下「発電モード」と称する）することで、プーリ１８を介して伝達されるエンジン２からの回転力を電気エネルギーに変換する。更にＭ／Ｇ２６は、必要に応じてモータとして機能（以下「駆動モード」と称する）することでプーリ１８を介してベルト１４にてエンジン２および補機類２２の一方あるいは両方を回転させる。
【００４９】
ここで、Ｍ／Ｇ２６はインバータ２８に電気的に接続されている。Ｍ／Ｇ２６を発電モードにする場合には、インバータ２８はスイッチングにより、Ｍ／Ｇ２６から高圧電源（ここでは３６Ｖ）用バッテリ３０に対して、及びＤＣ／ＤＣコンバータ３２を介して低圧電源（ここでは１２Ｖ）用バッテリ３４に対して電気エネルギーの充電を行うよう、更に点火系、メータ類あるいは各ＥＣＵその他に対する電源となるように切替える。
【００５０】
Ｍ／Ｇ２６を「駆動モード」にする場合には、インバータ２８は電力源である高圧電源用バッテリ３０からＭ／Ｇ２６へ電力を供給することで、Ｍ／Ｇ２６を駆動して、プーリ１８及びベルト１４を介して、エンジン２の停止時においては補機類２２の回転や、場合により自動始動時、自動停止時あるいは車両発進時にクランク軸２ａを回転させる。なお、インバータ２８は高圧電源用バッテリ３０からの電気エネルギーの供給を調整することで、Ｍ／Ｇ２６の回転数を調整できる。
【００５１】
なお、冷間始動時にエンジン２の始動のためにスタータ３６が設けられている。スタータ３６は低圧電源用バッテリ３４から電力を供給されて、リングギアを回転させてエンジン２を始動させる。
【００５２】
Ａ／Ｔ６には、低圧電源用バッテリ３４から電力を供給される電動油圧ポンプ３８が設けられており、Ａ／Ｔ６内部の油圧制御部に対して作動油を供給している。この作動油は油圧制御部内のコントロールバルブにより、Ａ／Ｔ６内部のクラッチ、ブレーキ及びワンウェイクラッチの作動状態を調整し、シフト状態を必要に応じて切り替えている。
【００５３】
上述した電磁クラッチ１０ａのオンオフの切り替え、Ｍ／Ｇ２６、インバータ２８のモード制御、スタータ３６の制御、その他図示していないがバッテリ３０，３４に対する蓄電量制御はエコランＥＣＵ４０によって実行される。
【００５４】
またウォータポンプを除く補機類２２の駆動オンオフ、電動油圧ポンプ３８の駆動制御、Ａ／Ｔ６の変速制御、燃料噴射弁（吸気ポート噴射型あるいは筒内噴射型）４２による燃料噴射制御、電動モータ４４によるスロットル弁４６の開度制御、吸気弁６１及び排気弁６２の開閉タイミング及びリフト量などの制御、減筒運転時の稼動気筒数の制御、その他のエンジン２の制御は、エンジンＥＣＵ４８により実行される。
【００５５】
なお、エコランＥＣＵ４０は、Ｍ／Ｇ２６に内蔵されている回転数センサからＭ／Ｇ２６の回転軸の回転数、エコランスイッチから運転者によるエコランシステムの起動有無、その他のデータを検出している。また、エンジンＥＣＵ４８は、水温センサからエンジン冷却水温ＴＨＷ、アイドルスイッチからアクセルペダルの踏み込み有無状態、アクセル開度センサからアクセル開度ＡＣＣＰ、舵角センサからステアリングの操舵角θ、車速センサから車速ＳＰＤ、スロットル開度センサからスロットル開度ＴＡ、シフト位置センサからのシフト位置ＳＨＦＴ、エンジン回転数センサからエンジン回転数ＮＥ、エアコンスイッチからオンオフ操作有無、その他のデータをエンジン２の制御等のために検出している。
【００５６】
なお、これら各ＥＣＵ４０，４８は、マイクロコンピュータを中心として構成されており、例えばエンジンＥＣＵ４８については、内部のＲＯＭ４８ｂに書き込まれているプログラムに応じてＣＰＵ４８ａが必要な演算処理を実行し、その演算結果に基づいて各種制御を実行している。
【００５７】
エンジンＥＣＵ４８のＣＰＵ４８ａは、燃料噴射制御、点火制御、吸排気弁開閉タイミング制御、吸排気弁開閉リフト量制御、スロットル制御などの周知の制御に加え、気筒数制御や、本実施の形態における積極的にポンプロスを増加させる処理、ポンプロス低減処理をも行う。
【００５８】
それに対して、エコランＥＣＵ４０は、ＲＯＭ４０ｂに書き込まれているプログラムに応じてＣＰＵ４０ａが必要な演算処理を実行し、その演算結果に基づいてエコラン制御に関る各種制御を実行している。
【００５９】
本実施の形態に係るこれらの演算処理結果及び前述のごとく検出されたデータは、各ＥＣＵ４０，４８間で相互にデータ通信が可能となっており、必要に応じてデータを交換して相互に連動して制御を実行することが可能となっている。
【００６０】
次に上述の気筒数制御について説明する。
【００６１】
気筒数制御においては、ＣＰＵ４８ａは、エンジン２の運転状態に応じて稼動気筒数を変更する。例えば、ＣＰＵ４８ａは、エンジン２の運転状態が低負荷運転領域にある場合は稼動気筒数を減少させエンジン２を減筒運転させ、エンジン２の運転状態が中高負荷運転領域にある場合は全ての気筒６０を稼動させてエンジン２を全筒運転させる。
【００６２】
図２には、エンジンＥＣＵ４８が気筒数制御を実施する時のフローを示している。
【００６３】
本ルーチンは、エンジンＥＣＵ４８内のＲＯＭ４８ｂに記憶されているものであり、所定時間間隔で実施される。
【００６４】
尚、本実施の形態では、エンジン２の６つの気筒６０を２つの、３つの気筒６０を有する気筒群に分け、全筒運転では両方の気筒群を稼動させ、減筒運転時には、１つの気筒群は継続稼動させ、他の気筒群は休止させる例について説明する。
【００６５】
しかし、気筒群へ分ける方法は別の方法でもよいし、６つの気筒６０に対し、個々に稼動または休止を制御してもよい。
【００６６】
図２のフローについて説明する。
【００６７】
Ｓ２０１から、本ルーチンに入った後、まず初めにＳ２０２において減筒運転時に休止させる気筒群を決定し、その後、Ｓ２０３において低負荷運転領域であるか否かが判別される。低負荷運転領域である場合はＳ２０４に進んで減筒運転中であるか否かが判別される。Ｓ２０４において減筒運転中でないと判別された場合にはＳ２０５へ進んで気筒休止処理が行われる。
【００６８】
この気筒休止処理では、休止する気筒群の負荷と稼動を継続する気筒群の負荷との和を全気筒運転時の総負荷とほぼ同じ負荷に維持しつつ、稼動継続予定の気筒群側のスロットル弁４６の開度が徐々に増大されると共に、休止予定気筒群側のスロットル弁４６の開度が徐々に減少される。
【００６９】
次に休止予定の気筒群への燃料噴射を停止し、次いで休止予定の気筒群の各気筒６０のポンプロスを小さくするために、休止された気筒６０の吸気弁６１および排気弁６２を全閉状態にするポンプロス低減処理を実行し、処理サイクルを終了する。
【００７０】
ここにおいて、本実施の形態におけるポンプロス低減手段とは、エンジンＥＣＵ４８、吸気弁６１、排気弁６２などを含んで構成される。
【００７１】
図２のＳ２０３において低負荷運転領域ではない、即ち中高負荷運転領域であると判別された場合にはＳ２０６ではエンジン２が全ての気筒６０を稼動させる全筒運転中であるか否かが判別される。Ｓ２０６で全筒運転中ではないと判別された場合にはＳ２０７へ進んで気筒復帰処理が行われる。
【００７２】
Ｓ２０７では復帰予定の気筒群側のスロットル弁４６は閉弁される。次に復帰予定の気筒群への燃料噴射が開始され、更に、吸気弁６１、排気弁６２は全閉状態から解除され、全気筒を稼動している時と同様に作動を開始する。
【００７３】
その後、復帰気筒６０の負荷と稼動継続気筒６０の負荷との和を全気筒運転移行直前の稼動気筒６０の負荷とほぼ等しい負荷に維持しつつ稼動気筒６０のスロットル弁４６が徐々に閉弁されると共に、復帰される気筒群のスロットル弁４６が徐々に開弁される。その後、処理サイクルを終了する。こうして減筒運転から全筒運転に移行する。
【００７４】
一方、Ｓ２０４で減筒運転中であると判別された場合及びＳ２０６で全筒運転中であると判別された場合にはそのまま処理サイクルは終了する。
【００７５】
次に、本実施の形態におけるエコランＥＣＵ４０およびエンジンＥＣＵ４８にて実行される車両駆動制御について説明する。以下に説明する自動停止処理及び自動始動処理は、運転者がエコランスイッチをオンした場合に実行されるものである。
【００７６】
本実施の形態における自動停止処理についてのフローを図３に示す。本処理は、市街地走行時等に、例えば交差点その他で自動車が停車した場合、アイドリング運転の代わりにエンジン２を自動停止させるエコラン制御の一環を成すものである。尚、本処理は短時間周期で繰り返し実行される。
【００７７】
Ｓ３０１で、本自動停止処理が開始されると、まずＳ３０２で自動停止実行を判定するための運転状態が読み込まれる。例えば、水温センサから検出されるエンジン冷却水温ＴＨＷ、アイドルスイッチから検出されるアクセルペダルの踏み込み有無、バッテリ３０，３４の電圧、ブレーキスイッチから検出されるブレーキペダルの踏み込み有無、及び車速センサから検出される車速ＳＰＤ等を、エコランＥＣＵ４０内部のＲＡＭ４０Ｃの作業領域に読み込む。
【００７８】
次に、Ｓ３０３において、これらの運転状態から自動停止条件が成立したか否かが判定される。例えば、（１）エンジン２が暖機後でありかつ過熱していない状態（エンジン冷却水温ＴＨＷが水温上限値よりも低く、かつ水温下限値より高い）、（２）アクセルペダルが踏まれていない状態（アイドルスイッチがオン）、（３）バッテリ３０，３４の蓄電量がそれぞれ必要なレベルに存在する状態、（４）ブレーキペダルが踏み込まれている状態（ブレーキスイッチがオン）、及び（５）車両が停止している状態（車速ＳＰＤが０ｋｍ／ｈ）であるとの条件（１）〜（５）がすべて満足された場合に自動停止条件が成立したと判定する。
【００７９】
上記条件（１）〜（５）の一つでも満足されていない場合には自動停止条件は不成立として、一旦本処理を終了する。一方、運転者が、例えば交差点等にて自動車を停止させたことにより、Ｓ３０３で自動停止条件が成立した場合には、Ｓ３０４において走行時Ｍ／Ｇ制御処理を停止する。
【００８０】
ここで、走行時Ｍ／Ｇ制御処理とは、エコラン制御において、通常運転時に、運転状態によってＭ／Ｇ２６による発電、走行エネルギーの回生、エンジンストール防止などのため実行している処理であるが、ここでは詳細な説明は省略する。
【００８１】
上述した走行時Ｍ／Ｇ制御処理を停止した後、次にＳ３０５においてエンジン停止処理が行われる。すなわち、エコランＥＣＵ４０からエンジンＥＣＵ４８へ燃料カットの指示がなされることにより、稼動気筒６０を含めた全気筒６０の燃料噴射弁４２の燃料噴射が停止され、更に、全気筒６０に対してスロットル弁４６は全閉状態とされる。このことにより全気筒６０のエンジン燃焼室内での燃焼が停止して、エンジン２の運転は停止し、本ルーチンは終了する。
【００８２】
次に本実施の形態における自動始動処理を図４のフローチャートに示す。本処理もエコラン制御の一環を成すものであり、前記した自動停止処理によってエンジン２を停止した後、所定の始動条件下、例えばアクセルペダルを踏み込んだ時に、エンジン２を再始動させるためのものである。尚、本処理も短時間周期で繰り返し実行される処理である。
【００８３】
Ｓ４０１から本自動始動処理が開始されると、まずＳ４０２で自動始動実行を判定するための運転状態が読み込まれる。ここでは、例えば、図３に示す自動停止処理のＳ３０２にて読み込んだデータと同じ、エンジン冷却水温ＴＨＷ、アイドルスイッチの状態、バッテリ３０，３４の蓄電量、ブレーキスイッチの状態及び車速ＳＰＤ等をＲＡＭの作業領域に読み込む。
【００８４】
次に、Ｓ４０３において、これらの運転状態から自動始動条件が成立したか否かが判定される。例えば、自動停止処理によるエンジン停止状態にあるとの条件下に、（１）エンジン２が暖機後でありかつ過熱していない状態（エンジン冷却水温ＴＨＷが水温上限値よりも低く、かつ水温下限値より高い）、（２）アクセルペダルが踏まれていない状態（アイドルスイッチがオン）、（３）バッテリ３０，３４の蓄電量がそれぞれ必要なレベルにある状態、（４）ブレーキペダルが踏み込まれている状態（ブレーキスイッチがオン）、及び（５）車両が停止している状態（車速ＳＰＤが０ｋｍ／ｈ）であるとの条件（１）〜（５）の内の１つでも満足されなかった場合に自動始動条件が成立したと判定する。
【００８５】
自動停止処理によるエンジン停止状態ではない場合、あるいは自動停止処理によるエンジン停止状態であっても上記条件（１）〜（５）のすべてが満足されている場合には自動始動条件は不成立として、一旦本処理を終了する。
【００８６】
Ｓ４０３において自動始動条件は成立した場合には、Ｓ４０４のＭ／Ｇ駆動始動処理がなされる。
【００８７】
Ｍ／Ｇ駆動始動処理では、電磁クラッチ１０ａをオン状態とし、Ｍ／Ｇ２６を駆動モードとし、Ｍ／Ｇ２６の出力制御を実行して駆動開始し、Ｍ／Ｇ２６の出力にてエンジン２のクランク軸２ａを回転させ、アイドル目標回転数レベル、例えば６００ｒｐｍまで即座に上昇させる。
【００８８】
そして、次に、Ｓ４０５において、本ルーチンが開始されてから、アクセルペダルの踏み込みが無いか否かが判定される。Ｓ４０５でアクセルペダルの踏み込みが無ければ、Ｓ４０６においてエンジン回転数ＮＥがアイドル目標回転数に維持され、Ｓ４０７において所定時間が経過したか否かが判定される
【００８９】
このように、Ｓ４０７でＭ／Ｇ２６の出力によりエンジン回転数がアイドル目標回転数に維持された状態で所定時間が経過すると、Ｓ４０８においてエコランＥＣＵ４０からエンジンＥＣＵ４８に対して燃料噴射開始の指示がなされる。このことにより燃料噴射弁４２からは燃料が噴射され、エンジン２は始動し運転を開始する。
【００９０】
更に、上記で所定時間が経過する前にアクセルペダルが踏み込まれた場合には、直ちにＳ４０８においてエコランＥＣＵ４０からエンジンＥＣＵ４８に対して燃料噴射開始の指示がなされる。
【００９１】
以上が、本実施の形態における自動停止処理及び、自動始動処理の概要である。
【００９２】
次に、本実施の形態におけるエンジン停止処理ルーチンについて詳しく説明する。
【００９３】
前述したように、本エンジン停止処理ルーチンは、図３に示したエンジン２の自動停止の際の、エンジン２の停止の具体的な動作を示したものであり、本実施の形態の中核をなす部分である。
【００９４】
図５には、本実施の形態におけるエンジン２の停止処理ルーチンのフローを示す。
【００９５】
Ｓ５０１から本ルーチンに入り、Ｓ５０２において、エンジン２の停止のために、全気筒６０についてのスロットル弁４６を閉弁する。
【００９６】
Ｓ５０３においては、減筒運転中かどうかが判断される。ここで、減筒運転中でない、すなわち全筒運転中であると判断された場合には、そのまま稼動気筒６０において最終噴射を行い、本ルーチンを終了する。
【００９７】
全筒運転の場合は、ポンプロスは通常運転と同様の大きさであり、特に、エンジン２の停止までの時間が長期化するなどの不具合が生じないからである。
【００９８】
一方、Ｓ５０３で減筒運転中であると判断された場合には、Ｓ５０５に進み、休止気筒６０の全ての気筒６０において、バルブ動作を全閉状態から解除し、全気筒６０を稼動している時と同様の作動をさせる。
その後、Ｓ５０６において稼動気筒６０のみにおいて最終噴射をした上で、本ルーチンを終了する。
【００９９】
本実施の形態においては上述したように、Ｓ５０５において、全閉状態にあった休止気筒６０の吸気弁６１及び排気弁６２の動作を、全気筒６０を稼動している時と同様の作動をさせるため、休止気筒６０におけるポンプロスを増加させることができ、最終噴射の後、エンジン２が完全停止するまでの時間が長期化するなどの不具合を防止することができる。
【０１００】
従って、図４において説明した自動始動処理ルーチンの動作時に、Ｓ４０４において、クラッチＯＮした時に、まだプーリ１０が回転を続けており、静止しているプーリ１８との間に相対的な初期速度差が生じ、Ｍ／Ｇ２６によってエンジン２が円滑に稼動開始することができなくなる等の不具合も生じない。
【０１０１】
また、エンジン２の自動停止時に運転者にとって不快な振動の継続時間を短くすることができる。
【０１０２】
更に、通常の減筒運転中にエンジン２が停止すると、エンジン２の停止のためにスロットル弁４６を閉弁し、エンジン２への空気流入量を絞ったとしても、稼動している気筒６０の数が少ないために、一つの気筒６０に吸気される空気量は、相対的に多くなり、エンジン２の停止時の振動が大きくなるという不具合があるが、上記のように、休止気筒６０の吸気弁６１及び排気弁６２をエンジン２の停止時に全気筒６０を稼動している時と同様に作動させることにより、各気筒６０に流入する空気量を相対的に減少させることができるので、エンジン２の停止時の振動も抑えることができる。
【０１０３】
尚、本実施の形態のＳ５０５において、休筒気筒６０のうちの全ての気筒６０において吸気弁６１と排気弁６２の全閉状態を解除しているが、この動作は一部の気筒６０に対して行っても良い。しかし、エンジン２全体のポンプロスを増加させるという観点からは、本実施の形態の如く、全部の休止気筒６０において吸気弁６１および排気弁６２の全閉状態を解除することが望ましい。
【０１０４】
また、本実施の形態においては、エコラン制御におけるエンジン自動停止処理について、本エンジン停止処理ルーチンを適用したが、このようなエコラン制御が採用されないエンジンに本エンジン停止処理ルーチンを適用してもよい。例えば運転者が車載機器を使用するために、電源をＯＮしたままエンジン２の停止する場合にも適応できる。この場合においても、上記ポンプロスによりエンジン２の回転降下を早くすることができるので、運転者にとって不快な振動の継続時間を短くすることができる。
【０１０５】
また、本実施の形態では、Ｖ型６気筒エンジン２への適用を前提として説明したが、Ｖ型８気筒エンジンや直列６気筒など、他の形式のエンジンに適用してもよいことはもちろんである。
【０１０６】
尚、図６に、本実施の形態に係る気筒６０の断面図の一例を示す。
【０１０７】
図６において、ハーフカムレス構造の気筒６０には、吸気弁６１及び排気弁６２がそれぞれ備え付けられている。吸気弁６１は、カム５が回転して、カム駆動弁３を上下動させることにより、開閉弁動作を行う。
【０１０８】
上記した吸気弁６１の全閉動作時は、エンジンＥＣＵ４８からの指令により、図示しない弁停止機構への油圧を制御することにより弁動作を停止させる。
【０１０９】
一方、排気弁６２には、排気弁６２を電磁力によって上下動させる電磁駆動弁６３が連結されている。このような電磁駆動弁６３を用いた場合には、エンジンＥＣＵからの指令によって、任意のタイミングで、排気弁６２を開閉することが可能であり、任意のリフト量だけ開弁することが可能である。
【０１１０】
従って、排気弁６２の全閉動作時は、エンジンＥＣＵ４８が、電磁駆動弁６３の駆動信号を制御することにより、排気弁６２を上昇させて閉弁する。これらの吸気弁６１及び排気弁６２の制御方法自体は、公知の技術であるので詳細な説明は省略する。
【０１１１】
本実施の形態においては、図６に示したように、吸気弁６１はカム５によって、開閉制御し、排気弁６２については電磁駆動弁６３により開閉制御する例を示したが、吸気弁６１及び排気弁６２の両方がカム５の回転によって制御されてもよいし、吸気弁６１及び排気弁６２の両方が電磁駆動弁６３によって制御されてもよい。
【０１１２】
（第２の実施の形態）
図７を用いて、本発明における第２の実施の形態について説明する。ここでは、前述の第１の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略するものとする。
【０１１３】
その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１１４】
図７は、第２の実施の形態の係るエンジン停止処理ルーチンについて示した図である。本ルーチンは、図３に示した自動停止処理において実施されるものである、本ルーチンを除いては、第１の実施の形態における処理と同等の処理が行われる。
【０１１５】
図７に示すようにＳ７０１から本ルーチンに入る。
【０１１６】
第１の実施の形態との差異点は、Ｓ７０５において、休止気筒６０の吸気弁６１及び排気弁６２の全閉動作を解除したうえで、全気筒６０を稼動している時と同様の作動をさせるのではなく、全ての休止気筒６０において吸気弁６１及び排気弁６２を所定のリフト量だけ開弁させた状態で保持させている。
【０１１７】
本実施の形態では、休止気筒６０のポンプロスを、全気筒６０を稼動している時と同等にするだけではなく、積極的に休止気筒６０のポンプロスを増加させる処理を行っているのである。
【０１１８】
一般的に、吸気弁６１および排気弁６２を全閉状態に保持し、または全開状態に保持した場合に、ポンプロスは比較的低減される。そして、その２つの状態の中間の状態の中で、最もポンプロスが増加するリフト量だけ開弁させた状態で保持することにより、気筒６０のポンプロスを最大とすることができるからである。
【０１１９】
本実施の形態では、休止気筒６０の吸気弁６１及び排気弁６２を所定のリフト量だけ開弁させた状態で保持させたが、吸気弁６１および排気弁６２を、全気筒６０を稼動している時と同様のタイミングで開閉させながら、開弁時のリフト量を上記のポンプロス最大となる量にしてもよい。
【０１２０】
またポンプロスを積極的に増加させる処理の他の例としては、図８に示すように、吸気弁６１および排気弁６２の開閉弁時期を変更する方法が考えられる。例えば、圧縮及び排気行程に対応する行程では、吸気弁６１及び排気弁６２の両方を閉弁しておき、エンジン２に空気を圧縮するための負荷を与え、吸気および膨張行程に対応する行程では、吸気弁６１または排気弁６２の少なくとも一方を開弁し、吸気によるポンプロスを増加させることなどが考えられる。
【０１２１】
更には、上記の吸気弁６１及び排気弁６２の開閉弁時期を変更する方法に、前述したリフト量を最適化する方法を組み合わせて使用してもよい。
【０１２２】
本実施の形態によると、上述したように、Ｓ７０５及びＳ８０５において、休止気筒６０の吸気弁６１及び排気弁６２の動作を、全閉状態から、積極的にポンプロスを増加させるべく変更するため、休止気筒６０におけるポンプロスを著しく増加させることができ、稼動気筒６０における最終噴射の後、エンジン２が完全停止するまでの時間が更に短くなる。
【０１２３】
従って、図４において説明した自動始動処理ルーチンの動作時に、Ｓ４０４において、クラッチＯＮした時に、まだプーリ１０が回転を続けており、静止しているプーリ１８との間に相対的な初期速度差が生じ、円滑にＭ／Ｇ２６によってエンジン２が稼動開始することができなくなるなどの不具合も生じない。
【０１２４】
また、エンジン２の自動停止時に運転者にとって不快な振動の継続時間を短くすることができる。
【０１２５】
本実施の形態のＳ７０５またはＳ８０５において、全ての休止気筒６０において吸気弁６１と排気弁６２の全閉状態を解除し、積極的にポンプロスを増加させる処理を実施しているが、この処理をする気筒６０は、休止気筒６０のうちの一部の気筒６０でもよい。しかし、エンジン２全体のポンプロスを増加させるという観点からは、全部の休止気筒６０において、積極的にポンプロスを増加させる処理を実施することが望ましい。
【０１２６】
図６におけるハーフカムレス構造の気筒６０で、本実施の形態のＳ７０５またはＳ８０５における、積極的にポンプロスを増加させる処理を実施する場合には、エンジンＥＣＵ４８からの指令により、図示しない吸気弁タイミング制御機構またはやはり図示しない吸気弁開閉リフト量制御機構への油圧を制御することにより、吸気弁６１の開閉タイミングまたはリフト量を制御する。
【０１２７】
一方、電磁駆動弁６３への駆動信号を制御することにより排気弁６２の開閉タイミング及びリフト量を制御する。これらの吸気弁６１及び排気弁６２の制御方法は公知の技術であるので詳細な説明は省略する。
【０１２８】
本実施の形態においても、図６に示したように、吸気弁６１はカム５によって、開閉制御し、排気弁６２については電磁駆動弁６３により開閉制御する例を示したが、吸気弁６１及び排気弁６２の両方がカム５の回転によって制御されてもよいし、吸気弁６１及び排気弁６２の両方が電磁駆動弁６３によって制御されてもよい。
【０１２９】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態においては、第２の実施の形態で説明した、積極的に休止気筒６０のポンプロスを増加させる処理を、減筒運転時の休止気筒６０のみならず、稼動している気筒６０にも適用する例について説明する。
【０１３０】
本実施の形態においても、図５及び図７、図８に示したフローチャートと同様、減筒運転中かどうかを判断した後、休止中の気筒６０か稼動中の気筒６０かを問わず、全ての気筒６０に対して積極的にポンプロスを増加させる処理をする。
【０１３１】
ここで、積極的にポンプロスを増加させる処理は、例えば第２の実施の形態に示したものが適用される。
【０１３２】
本実施の形態においては、休止中の気筒６０か、稼動中の気筒６０かを区別せずに、全気筒６０対して、ポンプロスを増加させることができるので、簡単な制御で、エンジン２全体のポンプロスをより効果的に増加させることができ、最終噴射から、エンジン２が停止するまでの時間を更に短くすることができる。
【０１３３】
本実施の形態においては、複数の気筒６０のうち、全ての気筒６０に対して積極的にポンプロスを増加させる処理を実施したが、一部の気筒６０に対して積極的にポンプロスを増加させる処理を実施してもよい。しかし、一部の気筒６０について実施する場合には、ポンプロス増加の効率の観点から、休止している気筒６０について優先的に実施するのが望ましい。
【０１３４】
また、稼動している気筒６０に対して実施する場合には、最終噴射と、積極的にポンプロスを増加させる処理との実施時期については、処理の内容と、エンジン２の特質との関連でどちらを先に実施してもよいが、積極的にポンプロスを増加させる処理をした後では、通常の最終噴射ができない場合などには、最終噴射を先に実施してもよい。
【０１３５】
【発明の効果】
上述のように本発明にあっては、気筒数制御手段により、一部の気筒を休止させる減筒運転中に前記内燃機関を停止させる時には、ポンプロス増加手段が前記複数の気筒の少なくとも一部の気筒のポンプロスを増加させるので、内燃機関全体としてのポンプロスは増加し、内燃機関の回転に対する制止力として働くことになる。
【０１３６】
その結果、内燃機関の停止までの時間が長くかかってしまい、不快な振動が長引きまたは再始動が円滑に行えないという不具合を解消することができる。
【０１３７】
また、車載機器などの駆動のために電源をＯＮしたまま手動によって内燃機関を停止させる場合においても、上記ポンプロスにより内燃機関の回転降下を早くすることができるので、運転者にとって不快な振動の継続時間を短くすることができる。
【０１３８】
また、通常の減筒運転中に内燃機関が停止すると、内燃機関の停止のために内燃機関への空気流入量を絞ったとしても、稼動している気筒数が少ないために、一つの気筒に吸気される空気量が、相対的に多くなり、内燃機関の停止時の振動が大きくなるという不具合があるが、休止気筒の吸気弁及び排気弁を、全気筒を稼動している時と同様に作動させることにより閉弁を解除する場合には、各気筒に流入する空気量を相対的に減少させることができるので、内燃機関の停止時の振動も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用エンジン及びその制御装置のシステム構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る気筒数制御処理についてのフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る自動停止処理についてのフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る自動始動処理についてのフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係るエンジン停止処理ルーチンについてのフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係る気筒の一例を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係るエンジン停止処理ルーチンの一例についてのフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態に係るエンジン停止処理ルーチンの他の例についてのフローチャートである。
【符号の説明】
２…エンジン
２ａ…クランク軸
４…トルクコンバータ
６…オートマチックトランスミッション
６ａ…出力軸
１０…プーリ
１０ａ…電磁クラッチ
１４…ベルト
１６，１８…プーリ
２２…補機類
２６…モータジェネレータ
２８…インバータ
３０…高圧電源用バッテリ
３２…  ＤＣ／ＤＣコンバータ
３４…低圧電源用バッテリ
３６…スタータ
３８…電動油圧ポンプ
４０…エコランＥＣＵ
４２…燃料噴射弁
４４…電動モータ
４６…スロットル弁
４８…エンジンＥＣＵ
６０…気筒
６１…吸気弁
６２…排気弁
【図１】
2004225561.tif 000003
【図２】
2004225561.tif 000004
【図３】
2004225561.tif 000005
【図４】
2004225561.tif 000006
【図５】
2004225561.tif 000007
【図６】
2004225561.tif 000008
【図７】
2004225561.tif 000009
【図８】
2004225561.tif 000010