(57)【要約】【課題】エンジンの停止後に再始動条件が成立した時点でエンジンを適正に再始動させることができる車両の制御装置を提供する。【解決手段】エンジンのアイドル運転状態で予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジンを自動停止させる自動停止制御手段４４を備えた車両の制御装置において、エンジンの自動停止時に少なくとも膨張行程になる気筒に対してエンジンの停止直前に燃料を噴射する燃料噴射弁８と、エンジンの自動停止後に予め設定された再始動条件が成立したときに、上記停止直前の燃料噴射により生成された混合気に点火してエンジンを再始動させるように制御する点火制御手段４３と、上記自動停止条件の成立時にエンジン回転数を一時的に上昇させる回転数上昇手段４１，４２とを設け、この回転数の上昇制御が終了した後に上記停止直前の燃料噴射を行うように構成した。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのアイドル運転状態で予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジンを自動停止させる自動停止制御手段を備えた車両の制御装置において、エンジンの自動停止時に少なくとも膨張行程になる気筒に対してエンジンの停止直前に燃料を噴射する燃料噴射手段と、エンジンの自動停止後に予め設定された再始動条件が成立したときに、上記停止直前の燃料噴射により生成された混合気に点火してエンジンを再始動させるように制御する点火制御手段と、上記自動停止条件の成立時にエンジン回転数を一時的に上昇させる回転数上昇手段とを備え、この回転数の上昇制御が終了した後に上記停止直前の燃料噴射を行うことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
自動停止条件の成立時にエンジン回転数を一時的に上昇させた後、所定期間に亘りスロットル弁を開放制御するスロットル弁制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
エンジンの気筒内温度に関する値を検出する気筒内温度検出手段を備え、エンジンの気筒内温度が高いほど上記スロットル弁の開度を大きな値に設定することを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
自動停止条件の成立時に各気筒に対する燃料噴射の停止後に、スロットル弁の開度を一時的に増大させるとともに、このスロットル弁を上記停止直前の燃料噴射を行う前に閉止することを特徴とする請求項１項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の制御装置に関し、エンジンのアイドル運転状態で予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させるとともに、エンジンの再始動条件が成立したときにエンジンを再始動させるように構成された車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃費低減およびＣＯ２排出量抑制等のため、アイドル時等にエンジンを自動的に一旦停止させ、その後に発進操作等の再始動条件が成立した時点でエンジンを自動的に再始動させるようにしたエンジンの自動停止制御、いわゆるアイドルストップ制御の技術が開発されている。このアイドルストップ制御時における再始動は、車両の発進操作等に応じてエンジンを即座に始動させる迅速性が要求されるが、従来から一般的に行われているように、スタータモータによりエンジンの出力軸を駆動するクランキングを経てエンジンを再始動させる方法によると、始動完了までにかなりの時間を要するという問題がある。
【０００３】
そこで、アイドルストップ制御の再始動に好適な始動制御装置として、燃料噴射弁の燃料噴射により混合気を形成する火花点火式内燃機関の運転中に、この内燃機関の運転状態が自動停止条件を満足した場合に内燃機関を停止し、自動始動条件を満足した場合に内燃機関を自動始動する内燃機関において、内燃機関の自動停止直前に、内燃機関が自動停止状態となった場合に圧縮行程にて吸気弁と排気弁とが共に閉じた状態となると推定される気筒の燃焼室内に燃料を噴射することにより、内燃機関の自動停止状態で当該気筒の燃焼室内を火花点火可能な混合気状態とするようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３４２８７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に開示されているようにエンジンが自動停止状態となる直前に燃料を噴射するように構成した場合には、気筒内の温度が高いと、上記燃料噴射により生成された混合気が高温・高圧に圧縮されて自己着火し、あるいはエンジンが自動停止状態となる直前に噴射された燃料が高温の点火プラグや排気バルブ等に接触して熱面点火し易く、この圧縮自己着火または熱面点火が生じると、エンジンの再始動時に上記混合気を燃焼させることができなくなるため、上記混合気の燃料によるエンジンの再始動を行うことができないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑み、自動停止状態となったエンジンを適正に再始動させることができる車両の制御装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は、エンジンのアイドル運転状態で予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジンを自動停止させる自動停止制御手段を備えた車両の制御装置において、エンジンの自動停止時に少なくとも膨張行程になる気筒に対してエンジンの停止直前に燃料を噴射する燃料噴射手段と、エンジンの自動停止後に予め設定された再始動条件が成立したときに、上記停止直前の燃料噴射により生成された混合気に点火してエンジンを再始動させるように制御する点火制御手段と、上記自動停止条件の成立時にエンジン回転数を一時的に上昇させる回転数上昇手段とを備え、この回転数の上昇制御が終了した後に上記停止直前の燃料噴射を行うものである。
【０００８】
この構成によると、自動停止条件の成立時にエンジン回転数を一時的に上昇させてエンジンの空転サイクルを増大させる制御が実行されることにより、上記燃料噴射の停止後に気筒内を通過する吸気量が充分に確保されて気筒内温度が低下するため、エンジンの停止直前に上記気筒に燃料を噴射することにより生成された混合気の圧縮自己着火および上記燃料の熱面点火が効果的に防止されることになる。
【０００９】
請求項２に係る本発明は、上記請求項１に記載の車両の制御装置において、自動停止条件の成立時にエンジン回転数を一時的に上昇させた後、所定期間に亘りスロットル弁を開放制御するスロットル弁制御手段を備えたものである。
【００１０】
この構成によると、エンジン回転数が上昇した状態で、スロットル弁が開放状態となって吸気が各気筒内に導入されるため、気筒内温度を効果的に低下させることが可能となる。
【００１１】
請求項３に係る本発明は、上記請求項２に記載の車両の制御装置において、エンジンの気筒内温度に関する値を検出する気筒内温度検出手段を備え、エンジンの気筒内温度が高いほど上記スロットル弁の開度を大きな値に設定するものである。
【００１２】
この構成によると、自動停止条件の成立時にエンジンの気筒内温度が高い場合には、スロットル弁の開度が大きな値に設定されて多量の吸気が各気筒内に導入されるため、気筒内温度を顕著に低下させることが可能となる。
【００１３】
請求項４に係る本発明は、上記請求項１項に記載の車両の制御装置において、自動停止条件の成立時に各気筒に対する燃料噴射の停止後に、スロットル弁の開度を一時的に増大させるとともに、このスロットル弁を上記停止直前の燃料噴射を行う前に閉止するものである。
【００１４】
この構成によると、エンジンを自動停止させるために燃料噴射が停止された後に、スロットル弁の開度が一時的に増大されることにより多量の吸気が各気筒内に導入されるため、気筒内温度を効果的に低下させることが可能となり、かつエンジンが停止状態となるまでに要する時間を短縮することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１および図２は本発明の実施形態によるエンジンの概略構成を示している。これらの図において、エンジン本体１には、複数の気筒２が設けられ、各気筒２にはピストン３が嵌挿されることにより、その上方に燃焼室４が形成されている。上記ピストン３は、図外のコンロッドを介してクランクシャフト５に連結されている。
【００１６】
上記気筒２の燃焼室４には、その頂部に点火プラグ１３が装備されるとともに、吸気ポート６および排気ポート７が開口し、この吸気ポート６には、燃料噴射弁８が設けられている。この燃料噴射弁８は、図外のニードル弁およびソレノイドを内蔵し、パルス信号が入力されることにより、このパルス入力時にパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を吸気ポート６に噴射するように構成されている。
【００１７】
上記吸気・排気ポート６，７には、吸気弁６ａおよび排気弁７ｂがそれぞれ装備されている。これらの吸気弁６ａおよび排気弁７ａは、カムシャフト等を有する動弁機構により駆動されるようになっている。そして、各気筒２が所定の位相差をもって燃焼サイクルを行うように、各気筒２の吸・排気弁６ａ，７ａの開閉タイミングが設定されている。
【００１８】
上記吸気ポート６および排気ポート７には、吸気通路９および排気通路１０が接続されている。この吸気通路９には、ロータリバルブからなるスロットル弁１２が配設されている。このスロットル弁１２はアクチュエータ１２ａにより駆動されるようになっている。また、エンジン本体１のクランクシャフト５に対し、その回転角を検出するクランク角センサ１４が設けられている。
【００１９】
図２に示すように、上記クランクシャフト５には、その一端部にエンジン本体１の回転を変速して車輪１５に伝達するトランスミッション１６が配設されるとともに、他端部にエンジンの再始動装置が配設されている。この再始動装置は、車両に搭載されたバッテリ１８からインバータ１９を介して供給された電力により回転駆動される再始動モータ２０と、この再始動モータ２０の駆動力をクランクシャフト５に伝達するチェーンまたはベルトを有する動力伝達機構２１とを有している。
【００２０】
そして、エンジンの再始動時に下記ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）３０から出力される制御信号に応じ、上記再始動モータ２０が作動状態となってクランクシャフト５を回転駆動するように構成されている。また、上記再始動モータ２０には、その回転角を検出する回転角センサ２２が設けられている。
【００２１】
上記ＥＣＵ３０には、図３に示すように、アクセルペダルの踏込状態を検出するアクセルセンサ３２と、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ３３と、運転者によるイグニッションキーの操作に応じてＯＮ・ＯＦＦ操作されるイグニッションスイッチ３４と、ブレーキペダルの踏込状態を検出するブレーキスイッチ３５と、バッテリ電圧に応じてバッテリ残量を検出するバッテリ残量センサ３６とからそれぞれ出力される各検出信号が入力されるようになっている。
【００２２】
また、上記ＥＣＵ３０には、エンジン回転数を検出するクランク角センサ１４と、上記再始動モータ２０の回転角を検出する回転角センサ２２と、エンジンの冷却水温度または潤滑油温度等の気筒内温度に関する値に基づいてエンジンの気筒内温度を検出するエンジン温度センサ３７と、吸気温度を検出する吸気温センサ３８と、吸気流量を検出するエアフローセンサ３９と、吸気管内の負圧を検出する吸気管負圧センサ４０とからそれぞれ出力される検出信号が入力されるようになっている。
【００２３】
そして、上記ＥＣＵ３０には、スロットル弁１２の開度を制御するスロットル弁制御手段４１と、燃料噴射弁８から噴射される燃料の噴射タイミングおよび噴射量を制御する燃料噴射制御手段４２と、点火プラグ１３による混合気の点火タイミングを制御する点火制御手段４３と、エンジンの自動停止制御を実行する自動停止制御手段４４と、エンジンの再始動時に上記インバータ２２制御信号を出力して再始動モータ２０の作動状態を制御する再始動モータ制御手段４５とが設けられている。
【００２４】
上記スロットル弁制御手段４１は、クランク角センサ１４からのクランク角速度情報に基づいて算出されたエンジン回転速度や、アクセルセンサ３２からのアクセル開度情報等に応じて必要なスロットル弁１２の開度を演算し、この演算結果に対応した制御信号を上記アクチュエータ１２ａに出力してスロットル弁１２を開閉制御するように構成されている。
【００２５】
また、上記燃料噴射制御手段４２および点火制御手段４３は、上記アクセル開度情報やエンジン回転数情報に加え、エアフローセンサ３９により検出された吸気流量情報や、エンジン温度センサ３７により検出されたエンジン温度情報等に基づき、必要な燃料噴射量とその噴射時期および適正な混合気の点火時期を演算し、この演算結果に対応した制御信号を燃料噴射弁８および点火プラグ１３に出力するようになっている。
【００２６】
また、スロットル弁制御手段４１、燃料噴射制御手段４２および点火制御手段４３は、エンジンの自動停止制御を行う場合に、上記制御に加えて、次に述べる自動停止制御手段４４から出力される制御信号に対応した制御を実行するものである。すなわち、上記自動停止制御手段４４は、上記シフトポジションセンサ３３、ブレーキスイッチ３５およびバッテリ残量センサ３６等の出力信号に応じてエンジンの自動停止条件が成立したか否かを判別し、この自動停止条件が成立したことが確認された場合に、所定のタイミングで燃料噴射弁８からの燃料噴射を停止させるとともに、点火プラグ１３による混合気の点火を停止させることにより、エンジンを自動停止させるように構成されている。
【００２７】
そして、上記自動停止制御手段４４によりエンジンを自動停止させる際には、エンジンの自動停止時に膨張行程になる気筒および圧縮行程になる気筒、つまりエンジンの停止後に吸気弁６ａおよび排気弁７ｂが閉止状態となって燃焼室４が密閉される気筒を予測して特定するとともに、これらの気筒に対してエンジンの停止直前に所定のタイミングで燃料を噴射する制御が実行されるようになっている。
【００２８】
また、上記自動停止条件の成立時にスロットル弁１２の開度を予め設定された一定値に増大させるとともに、これに対応して空燃比を一定（理論空燃比）に維持させるために燃料噴射量を増大させてエンジン回転数を一時的に上昇させる制御が、上記スロットル弁制御手段４１および燃料噴射制御手段４２からなる回転数上昇手段において実行されるように構成されている。さらに、エンジンの冷却水温度および吸気温度等に基づき、エンジンを自動停止させる際の燃料カット回転数と、その後のスロットル開度とを求め、これらに基づいてクランクシャフト５の停止位置を目標停止位置とするとともに、各気筒に吸気を導入させる制御が上記自動停止制御手段４４において実行されるようになっている。
【００２９】
上記自動停止制御手段４４は、エンジンの自動停止状態で上記各センサの出力信号に応じてエンジンの再始動条件が成立したか否かを判定し、再始動条件が成立したことが確認された場合に、上記再始動モータ２０を作動させるとともに、エンジンの停止直前に上記気筒に燃料が噴射されることにより生成された混合気に点火し、かつエンジンの再始動時に吸気行程および排気行程にある気筒にそれぞれ燃料を順次噴射して所定のタイミングで点火することにより、エンジンを自動的に再始動させるように構成されている。
【００３０】
上記自動停止制御手段４４によるエンジンの再始動制御を実行する際には、エンジンの停止時点から再始動時点までの停止継続時間が測定され、この停止継続時間に基づいて上記再始動モータ制御手段４５により再始動モータ２０の駆動トルクが調節されるように構成されている。すなわち、ＥＣＵ３０内に設けられたタイマーによりエンジンが自動停止状態となった後に再始動条件が成立するまでの時間が停止継続時間として計測され、この停止継続時間が長い場合には、短い場合に比べて上記再始動モータ２０の駆動トルクが小さな値に設定されるようになっている。
【００３１】
さらに、上記エンジンの自動停止中にイグニッションスイッチ３４が運転者によりＯＦＦ操作されたことが検出された場合には、この時点で、エンジンの停止直前に上記気筒に燃料が噴射されることにより生成された混合気に点火する制御が、上記点火制御手段４３において実行されるように構成されている。
【００３２】
上記のように構成されたエンジンの制御装置により実行されるエンジンの制御動作を、図４および図５に示すフローチャートに基づいて説明する。この制御動作がスタートすると、各種センサ類から出力された検出信号を入力した後（ステップＳ１）、エンジンが自動停止状態にあるか否かを判定し（ステップＳ２）、ＮＯと判定された場合には、上記検出信号に基づき、エンジンの自動停止条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ３）。具体的には、上記各種センサ類の検出信号に基づき、車速がゼロの状態で、ブレーキスイッチ３５のＯＮ状態が所定時間に亘り継続し、かつバッテリ残量が予め設定された第１基準値以上であることが確認された場合には、エンジンの自動停止条件が成立したと判定され、上記要件の一つでも満足されていない場合には、自動停止条件が成立していないと判定されるようになっている。
【００３３】
上記ステップＳ３でＮＯと判定されてエンジンの自動停止条件が成立していないことが確認された場合には、エンジン回転数と吸気量とに応じた通常の燃料噴射制御および点火制御を実行する（ステップＳ４）。
【００３４】
上記ステップＳ３でＹＥＳと判定されてエンジンの自動停止条件が成立したことが確認された場合には、スロットル弁１２の開度を予め設定された基準開度Ｚとするとともに、これに対応して燃料噴射量を増大させてエンジン回転数を一時的に上昇させる制御を実行した後（ステップＳ５）、後述する燃料カット回転数Ｈおよびその後におけるスロットル弁１２の目標開度（目標スロットル開度）Ｇの設定制御を実行する（ステップＳ６）。なお、上記スロットル弁１２の基準開度Ｚは、エンジンの自動停止時にエンジン回転数が急上昇することに起因した騒音の発生を防止し、かつエンジン回転数が緩上昇することに起因して停止時間が不必要に長くなるのを防止し得る値として、予め行われた実験等に基づいて定められている。
【００３５】
次いで、エンジン回転数Ｎが、上記ステップＳ６で設定された燃料カット回転数Ｈとなったか否かを判定し（ステップＳ７）、ＹＥＳと判定された時点で、通常の燃料噴射および点火を停止する燃料カット制御を実行するとともに、スロットル弁１２の開度を、上記ステップＳ６で設定された目標スロットル開度Ｇとする制御を実行する（ステップＳ８）。
【００３６】
その後、エンジン回転数Ｎが、エンジンの自動停止時に膨張行程となる気筒および圧縮行程となる気筒を特定するために予め行った実験等に基づいて設定された基準回転数Ｒとなったか否かを判定し（ステップＳ９）、ＹＥＳと判定された時点で、エンジンの自動停止時に膨張行程となる気筒および圧縮行程となる気筒を判別するとともに、エンジンの自動停止時に膨張行程となる気筒および圧縮行程となる気筒に対して所定のタイミングで再始動用の燃料を噴射する停止直前噴射を実行する（ステップＳ１０）。
【００３７】
例えば、図６および図７に示すように、第１気筒〜第４気筒を有し、第１気筒、第３気筒、第４気筒および第２気筒の順に燃焼が行われるように構成された４気筒４サイクルエンジンにおいて、回転数Ｎが５００ｒｐｍとなった後にエンジンが約２回転して停止することが実験により確認されている場合には、上記基準回転数Ｒとして５００ｒｐｍを設定し、この回転数となった時点ｔ０で膨張行程にある第１気筒を、エンジンの自動停止時に膨張行程となる気筒として特定するとともに、上記時点で圧縮行程にある第３気筒を、エンジンの自動停止時に圧縮行程となる気筒として特定する。そして、上記第１気筒のクランクアングルが圧縮上死点ＴＤＣ前の５４０°（ＡＴＤＣ−５４０ｄｅｇ）となった時点ｔ１の後に、第１気筒の吸気ポートに対する燃料噴射Ｆ１を行うとともに、上記クランクアングルが３６０°となった時点ｔ２の後に、第３気筒の吸気ポートに対する燃料噴射Ｆ２を行う。
【００３８】
なお、エンジン回転数Ｎが予め行った実験等に基づいて設定された基準回転数Ｒとなった時点ｔ０で膨張行程にある気筒を判別することにより、エンジンの自動停止時に膨張行程となる気筒を特定するようにした上記構成に代え、エンジン回転数Ｎが所定値になった時点におけるクランクシャフト５の回転速度から回転エネルギーを算出し、この回転エネルギーと、各気筒の１行程の間（クランクシャフト５が１８０°回転する間）に失われる損失エネルギーとに基づき、上記時点ｔ０からエンジンが停止するまでの回転量を演算により求めるようにしてもよい。上記損失エネルギーは、エンジンのポンピングロスと、回転部の機械抵抗と、各気筒の圧縮漏れによるロスとを加算することにより求められる。
【００３９】
上記エンジンの停止直前における燃料噴射Ｆ１，Ｆ２を行った後、エンジン回転数Ｎが０になったか否かを判定し（ステップＳ１１）、ＹＥＳと判定されてエンジンが自動停止状態となったことが確認された時点ｔ３で、上記停止継続時間Ｔの計測を開始するとともに、スロットル開度を０としてスロットル弁１２を全閉状態とする（ステップＳ１２）。
【００４０】
一方、上記ステップＳ２でＹＥＳと判定され、現在エンジンが自動停止状態にあることが確認された場合には、運転者によるイグニッションスイッチ３４のＯＦＦ操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ１６）。このステップＳ１６でＹＥＳと判定され、運転者が停車することを意図してイグニッションスイッチ３４をＯＦＦ操作したことが確認された場合には、停止時に膨張行程となる第１気筒および圧縮行程となる第３気筒に上記燃料噴射Ｆ１，Ｆ２が行われることにより生成された混合気に対する点火を同時に行うとともに（ステップＳ１７）、上記停止継続時間Ｔの計測値をリセットした後（ステップＳ１８）、リターンする。
【００４１】
また、上記ステップＳ１６でＮＯと判定され、イグニッションスイッチ３４のＯＦＦ操作が行われていないことが確認された場合には、エンジンの再始動条件が成立したか否か判定する（ステップＳ１９）。上記再始動条件としては、ブレーキスイッチ３５がＯＦＦ状態となったこと、ブレーキ負圧（吸気管負圧）が所定値以下となったこと、停止継続時間Ｔが所定値以上となったこと、またはバッテリ残量が第１基準値未満となったこと等があり、これらの要件の一つでも満足された場合に、エンジンの再始動条件が成立した判定される。
【００４２】
上記ステップＳ１９でエンジンの再始動条件が成立したと判定されると、上記再始動モータ２０の駆動トルクをテーブルから読み出す等により設定する（ステップＳ２０）。上記停止継続時間Ｔの計測値に対応した駆動トルクを設定するためのテーブルは、停止継続時間Ｔに基づいて設定され、この停止継続時間Ｔが長い場合には、短い場合に比べて駆動トルクが小さな値に設定されている。また、上記再始動条件の成立時点ｔ４で再始動モータ２０を作動させるとともに、エンジンの停止直前に上記両気筒に燃料が噴射されることにより生成された混合気に対して所定のタイミングで点火Ｓ１，Ｓ２を行うことによりエンジンを再始動させる（ステップＳ２１）。
【００４３】
そして、上記再始動条件の成立時点ｔ４で吸気行程にある第４気筒および排気行程にある第２気筒に対する燃料噴射Ｆ３，Ｆ４を行うとともに（ステップＳ２２）、これらの気筒が圧縮上死点となった時点で順次、混合気の点火Ｓ３，Ｓ４を行った後（ステップＳ２３）、上記停止継続時間Ｔの計測値を０にリセットする（ステップＳ２４）。
【００４４】
次に、上記ステップＳ６で実行される燃料カット回転数Ｈおよびその後の目標スロットル開度Ｇを設定する制御の具体例を、図８に示すフローチャートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、燃料カット前におけるエンジン温度センサ３７および吸気温センサ３８の検出値に基づき、気筒の冷却に必要な吸入空気総量Ａおよび許容圧縮圧力Ｂを設定する（ステップＳ３１）。上記吸入空気総量Ａは、燃料カット後に噴射された再始動用燃料が上記気筒に供給されて圧縮されるまでに気筒内を通過する吸気量であって、上記エンジン温度および吸気温度が高いほど、上記吸入空気総量Ａも大きな値となる。また、上記許容圧縮圧力Ｂは、燃料カット後に再始動用燃料が噴射されることにより生成された混合気が、圧縮上死点近傍で自己着火することのない限界圧力であって気筒内温度に依存した値である。
【００４５】
次いで、予め設定された掃気用吸気量Ｃ、つまり燃料カット前に噴射された最後の燃料が燃焼した後、エンジンの停止前に噴射された再始動用の燃料が気筒に供給されるまでの間に気筒内を通過する吸気量Ｃと、上記ステップＳ３１で設定された吸入空気総量Ａを比較し、そのうちの大きい方を目標吸気総量Ｄとして設定する（ステップＳ３２）。
【００４６】
また、燃料カット後の気筒内圧力を上記ステップＳ３１で求めた許容圧縮圧力Ｂ以下とし、かつエンジの停止時の振動を抑制し得る値に、吸気の充填効率変化パターンＥを設定する（ステップＳ３３）。この充填効率変化パターンＥを上記のように設定するのは、エンジンの自動停止時に吸気の充填効率が予め設定された上限値Ｂａ以下となるように制限することにより、エンジンの停止直前に噴射された再始動用燃料がエンジンの停止前に圧縮自己着火するのを防止するとともに、エンジンの騒音や振動によって運転者が違和感を受けるのを防止するためである。
【００４７】
また、上記目標吸気総量Ｄおよび吸気の充填効率変化パターンＥを満足するように、燃料カット後の空転サイクル数Ｆと、目標スロットル開度Ｇとを予め設定されたマップから読み出して設定する（ステップＳ３４）。上記燃料カット後の空転サイクル数Ｆを設定するためのマップは、図９に示すように、吸気の充填効率パターンＥと、目標吸気総量Ｄとをパラメータとし、吸気の充填効率パターン（充填効率の増加割合）Ｅが大きいほど、空転サイクル数Ｆが小さな値となり、目標吸気総量Ｄが多いほど空転サイクル数Ｆが大きな値となるように設定されている。また、燃料カット後の目標スロットル開度Ｇは、図１０に示すように、吸気の充填効率パターンＥと、目標吸気総量Ｄとをパラメータとし、吸気の充填効率パターン（充填効率の増加割合）Ｅが大きいほど、スロットル開度Ｇが大きな値となり、目標吸気総量Ｄが多いほど目標スロットル開度Ｇが大きな値となるように設定されている。
【００４８】
次いで、上記燃料カット後の空転サイクル数Ｆを満足するような燃料カット回転数Ｈ、つまりエンジンの自動停止時に燃料カットを実行するエンジン回転数を、図１１に示すマップから読み出して設定する（ステップＳ３５）。このマップは、上記燃料カット後の空転サイクル数Ｆをパラメータとし、この空転サイクル数Ｆの値が大きいほど、上記燃料カット回転数Ｈが大きな値となるように設定されている。
【００４９】
上記のようにエンジンのアイドル運転状態で予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジンを自動停止させる自動停止制御手段４４を備えた車両の制御装置において、エンジンの自動停止時に少なくとも膨張行程になる気筒に対してエンジンの停止直前に燃料を噴射する燃料噴射弁８からなる燃料噴射手段と、エンジンの自動停止後に予め設定された再始動条件が成立したときに、上記停止直前の燃料噴射により生成された混合気に点火してエンジンを再始動させるように制御する点火制御手段４３と、上記自動停止条件の成立時にエンジン回転数を一時的に上昇させるスロットル弁制御手段４１および燃料噴射制御手段４２からなる回転数上昇手段とを備え、この回転数の上昇制御が終了した後に上記停止直前の燃料噴射を行うように構成したため、エンジンの停止直前に上記気筒に燃料を噴射することにより生成された混合気の圧縮自己着火および上記燃料の熱面点火を効果的に防止することができる。
【００５０】
すなわち、図１２に示すように、エンジンの自動停止条件が成立した時点ｔａで、スロットル弁１２の開度が予め設定された基準開度Ｚとなるようにスロットル弁１２を開放して各気筒に導入される吸気流を増大させるとともに、これに対応して空燃比を一定に維持するために燃料噴射量を増大させることにより、エンジン回転数Ｎを一時的に上昇させるように構成したため、その後にエンジン回転数Ｎが燃料カット回転数Ｈとなって燃料カットが行われた時点ｔｂからエンジンが停止状態となる時点ｔ３までの間における空転サイクル数Ｆが増大し、この間に気筒内温度が充分に低下することになる。したがって、エンジンの停止直前に燃料噴射Ｆ１，Ｆ２が行われることにより生成された混合気が圧縮自己着火したり、熱面点火したりするのを効果的に防止し、エンジンの再始動時に上記混合気に点火することにより得られる燃焼エネルギーと、上記再始動モータ２０からエンジンクランクシャフト５に付与される駆動力とに応じてエンジンを迅速かつ適正に再始動させることができる。
【００５１】
また、上記実施形態では、図１０に示すように、燃料カット後の目標スロットル開度Ｇを、エンジンの冷却水温度または潤滑油温度等からなる気筒内温度に関する値に応じて変化する目標吸気総量Ｄおよび吸気の充填効率パターンＥに応じて変化させ、気筒内温度が高いことに起因して上記目標吸気総量Ｄが多く、かつ吸気充填効率の変化割合が大きい場合に、上記目標スロットル開度Ｇを大きな値に設定するように構成したため、燃料カット後に多量の吸気を各気筒に導入させて気筒内温度を効果的に低下させることにより、上記混合気の圧縮自己着火を確実に防止することができる。
【００５２】
特に、上記実施形態に示すように、燃料カット後の気筒内圧力が上記ステップＳ３１で求めた許容圧縮圧力Ｂ以下となるように、吸気の充填効率パターンＥを設定するように構成した場合には、エンジンの停止直前に燃料が噴射された気筒の内部圧力が過度に上昇するのを防止することができるため、エンジンの停止直前に上記気筒に燃料が噴射されることにより生成された混合が圧縮自己着火するのを、さらに効果的に防止できるという利点がある。
【００５３】
なお、上記実施形態では、燃料カット時点ｔｂからエンジンが停止状態となる時点ｔ３までの間、スロットル開度を一定値Ｇに維持するようにした例について説明したが、図１３に示すように、燃料カットが行われた時点ｔｂでスロットル弁１２の開度を一時的に増大させた後、上記停止直前の燃料噴射が行われる前にスロットル弁１２を閉止状態に移行させるようにしてもよい。
【００５４】
すなわち、図１３および図１４に示すように、燃料カット後に圧縮上死点となった時点ｔｃにおける気筒内圧力が上記ステップＳ３１で求めた許容圧縮圧力Ｂ以下となるように、吸気の充填効率パターンＥを設定した後（ステップＳ３３）、上記目標吸気総量Ｄおよび吸気の充填効率パターンＥを満足するように、燃料カット後の空転サイクル数Ｆと、目標スロットル開度Ｇと、この目標スロットル開度Ｇの保持時間Ｙとを予め設定されたマップから読み出して設定する（ステップＳ３４ａ）。具体的には、エンジンを自動停止させるために燃料カットを行った時点ｔｂからスロットル弁１２の開度を一時的に増大させることにより、目標吸気総量Ｄに対応した吸気量が気筒内に供給されるとともに、エンジンの停止直前に燃料噴射Ｆ１，Ｆ２が行われた気筒が圧縮上死点となった時点ｔｃの吸気充填効率が予め設定された上限値Ｂａ以下となるように、上記目標スロットル開度Ｇと、この目標スロットル開度Ｇの保持時間Ｙとを設定するようにしている。
【００５５】
上記のように自動停止条件の成立時に各気筒に対する燃料噴射を停止した時点ｔｂで、スロットル弁１２の開度を一時的に増大させるとともに、このスロットル弁１２の閉止後に停止直前の燃料噴射Ｆ１，Ｆ２を行うように構成した場合には、エンジンを自動停止させるために通常の燃料噴射が停止されて燃料カットが行われた後に、スロットル弁１２の開度を一時的に増大して多量の吸気を各気筒内に導入させることにより気筒内温度を効果的に低下させることができるとともに、エンジンが停止状態となるまでに要する時間を可及的に短縮できるという利点がある。
【００５６】
さらに、上記実施形態に示すように、エンジンの停止時点から再始動時点ｔ４までの停止継続時間Ｔに応じて上記再始動モータ２０の駆動トルクを調節する再始動モータ制御手段４５とを設けた場合には、上記混合気に点火することにより得られる燃焼エネルギーと、上記再始動モータ２０からエンジンクランクシャフト５に付与される駆動力とに応じてエンジンを迅速かつ適正に再始動させることができるという利点がある。
【００５７】
すなわち、エンジンの自動停止時に膨張行程および圧縮行程になる気筒に対してエンジンの停止直前に燃料を噴射することにより生成された混合気の状態が、エンジンの停止時点から再始動時点までの停止継続時間Ｔに対応して変化するため、これに対応して再始動モータ２０の駆動トルクを調節する制御を上記再始動モータ制御手段４５において実行することにより、上記再始動モータ２０から不要な駆動トルクがエンジンのクランクシャフト５に付与されることに起因した電力の消費および騒音の発生を防止しつつ、必要な駆動トルクを付与してエンジンを適正に再始動させることができる。
【００５８】
例えばエンジンの停止継続時間Ｔが長い場合には、エンジンの停止直前に噴射された燃料が充分に気化・霧化した状態となり、混合気の燃焼による出力トルクが充分に得られるため、停止継続時間Ｔが短い場合に比べて上記再始動モータの駆動トルクを小さな値に設定することにより、不要な電力消費を抑制することができる。一方、エンジンの停止継続時間Ｔが短い場合には、エンジンの停止直前に噴射された燃料の気化・霧化が不充分となり、混合気の燃焼による出力トルクが充分に得られない傾向があるため、再始動モータ２０の駆動トルクを大きな値に設定することにより、エンジンを適正に再始動させることができるという利点がある。
【００５９】
なお、エンジンの停止継続時間Ｔが予め設定された基準時間内にあるか否かを判定し、基準時間内にあることが確認された場合には、上記停止継続時間Ｔが長いほど再始動モータ２０の駆動トルクを小さな値に設定し、エンジンの停止継続時間Ｔが予め設定された基準時間を超える場合には、停止継続時間Ｔが長いほど再始動モータ２０の駆動トルクを大きな値に設定するように構成してもよい。
【００６０】
上記の構成によると、エンジンの停止継続時間Ｔが予め設定された基準時間内において、この停止継続時間Ｔが長いために、エンジンの停止直前に噴射された燃料が充分に気化・霧化した状態となり、混合気の燃焼による出力トルクが充分に得られる状態にある場合には、上記再始動モータ２０の駆動トルクを小さな値に設定することにより、不要な電力消費を抑制しつつ、エンジンを適正に再始動させることができる。一方、エンジンの停止継続時間Ｔが予め設定された基準時間を超えた場合には、気筒内からの混合気の漏出と気筒内温度の低下に起因して混合気の燃焼による出力トルクが低下する傾向があるため、上記停止継続時間Ｔが長くなるのに対応して再始動モータ２０の駆動トルクを大きな値に設定することにより、混合気の燃焼による出力トルクが低下することに起因した再始動性の低下を防止し、エンジンを確実に再始動させることができる。
【００６１】
また、上記実施形態では、予め設定された自動停止条件が成立したときにイグニッションスイッチ３４をＯＮ状態のままエンジンを停止させるとともに、エンジンの自動停止時に膨張行程になる気筒と圧縮行程になる気筒との両方に対してエンジンの停止直前に燃料を噴射するように制御する自動停止制御手段４４を設け、このエンジンの自動停止制御中に、上記イグニッションスイッチ３４が運転者によりＯＦＦ操作されたことが検出された場合には、この時点で上記両気筒に燃料を噴射することにより生成された混合気を同時に燃焼させるように構成したため、顕著なトルク変動を生じることなく、未燃焼ガスが外部に排出されるのを防止できるという利点がある。
【００６２】
すなわち、エンジンの自動停止後に運転者によりイグニッションスイッチ３４かＯＦＦ操作されて停車状態なったことが確認された場合には、エンジンの自動停止中に上記両気筒に燃料を噴射することにより生成された混合気に点火して同時に燃焼させるようにしたため、上記両気筒の燃料により発生した出力トルクが互いに打ち消し合うように作用することにより、顕著なトルク変動が生じるのを防止しつつ、未燃焼ガスの排出を防止してエミッションの悪化を防止することができる。
【００６３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の装置の具体的構成は上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲内で種々変更可能である。例えば、再始動モータの出力軸に設けられたピニオンと、クランクシャフトに設けられたスタータリングギヤとからなる動力伝達機構によりクランクシャフトを駆動してエンジンを再始動させるように構成してもよい。また、エンジンの自動停止時に膨張行程および圧縮行程になる気筒に対してエンジンの停止直前に燃料を噴射するようにした上記実施形態に代え、エンジンの自動停止時に膨張行程になる気筒に対してのみ燃料を噴射するようにしてもよい。
【００６４】
上記実施形態では、燃料噴射弁８から吸気ポート６に燃料を噴射するように構成された吸気ポート噴射タイプのエンジンについて説明したが、各気筒２の燃焼室４内に直接燃料を噴射する直噴タイプのエンジンについても本発明を適用可能である。上記吸気ポート噴射のエンジンでは、高圧の燃料を供給する高圧ポンプが不要であるため、直噴タイプに比べ構造を簡略化できるという利点がある。しかも、上記のようにエンジンの停止直前に燃料噴射することにより、エンジンの自動停止時に少なくとも膨張行程にある気筒において混合気を生成することが可能である。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように本発明は、エンジンのアイドル運転状態で予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジンを自動停止させる自動停止制御手段を備えた車両の制御装置において、エンジンの自動停止時に少なくとも膨張行程になる気筒に対してエンジンの停止直前に燃料を噴射する燃料噴射手段と、エンジンの自動停止後に予め設定された再始動条件が成立したときに、上記停止直前の燃料噴射により生成された混合気に点火してエンジンを再始動させるように制御する点火制御手段と、上記自動停止条件の成立時にエンジン回転数を一時的に上昇させる回転数上昇手段とを備え、この回転数の上昇制御が終了した後に上記停止直前の燃料噴射を行うように構成したため、エンジンの停止直前に燃料噴射が行われることにより生成された混合気が圧縮自己着火したり、熱面点火したりするのを効果的に防止し、エンジンの再始動時にエンジンを適正に再始動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】本発明に係る制御装置を備えたエンジンの概略断面図である。
【図２】上記エンジンの再始動装置の構成を示す説明図である。
【図３】本発明に係る車両の制御装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図４】上記制御装置の制御動作の前半部を示すフローチャートである。
【図５】上記制御装置の制御動作の後半部を示すフローチャートである。
【図６】上記制御装置の制御動作を示すタイムチャートである。
【図７】エンジン回転数の変化状態を示すタイムチャートである。
【図８】燃料カット回転数および目標スロットル開度の設定制御動作を示すフローチャートである。
【図９】エンジンの空転サイクルを設定するためのマップの一例を示すグラフである。
【図１０】目標スロットル開度を設定するためのマップの一例を示すグラフである。
【図１１】燃料カット回転数を設定するためのマップの一例を示すグラフである。
【図１２】エンジンの停止動作の一例を示すタイムチャートである。
【図１３】エンジンの停止動作の他の例を示すタイムチャートである。
【図１４】燃料カット回転数、目標スロットル開度および開放時間の設定制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
５  クランクシャフト（出力軸）
８  燃料噴射弁（燃料噴射手段）
１２  スロットル弁
３７  エンジン温度センサ（筒内温度検出手段）
４１  スロットル弁制御手段
４２  燃料噴射制御手段（エンジン回転数上昇手段）
４３  点火制御手段
４４  自動停止制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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