(57)【要約】【課題】アイドルストップ後にエンジン再始動した際の排気の悪化を防止する。【解決手段】排気系に排気ガスを浄化する触媒４を備えるエンジン１において、車両の減速走行状態に応じて燃料カットを行う減速燃料カット手段８と、前記燃料カットからの復帰時に、前記触媒の過酸素状態を解消するため必要量の燃料を噴射する復帰時燃料噴射手段８と、前記減速燃料カット後にエンジンアイドルストップが可能か否かを判定し、判定結果によりエンジンを停止させる第１のアイドルストップ許可手段８と、車輪とエンジン１との間のトルク伝達経路を接続、遮断するクラッチ手段と、前記第１のアイドルストップ許可手段８によりアイドルストップ可能と判定された場合、前記燃料カットからの復帰燃料噴射の終了と同時に、前記クラッチ手段を介してトルク伝達を遮断するトルク制御手段８と、を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気系に排気ガスを浄化する触媒を備えるエンジンにおいて、
車両の減速走行状態に応じて燃料カットを行う減速燃料カット手段と、
前記燃料カットからの復帰時に、前記触媒の過酸素状態を解消するのに必要量の燃料を噴射する復帰時燃料噴射手段と、
前記減速燃料カット後にエンジンアイドルストップが可能か否かを判定し、判定結果によりエンジンを停止させる第１のアイドルストップ許可手段と、
車輪とエンジンとの間のトルク伝達経路を接続、遮断するクラッチ手段と、
前記第１のアイドルストップ許可手段によりアイドルストップ可能と判定された場合、前記燃料カットからの復帰燃料噴射の終了と同時に、前記クラッチ手段を介してトルク伝達を遮断するトルク制御手段と、を備えることを特徴とするエンジンの自動停止始動装置。
【請求項２】
前記第１のアイドルストップ許可手段は、エンジンアイドルストップ後の再始動が可能でないと判定した場合には、アイドルストップを行わずに、通常のアイドル運転に移行させる請求項１に記載のエンジンの自動停止始動装置。
【請求項３】
前記第１のアイドルストップ許可手段は、前記アイドルストップ条件が満たされてのエンジン停止後、車両が停止するまでの間に、前記アイドルストップ条件が満たされているか否かの判定を繰り返し、前記アイドルストップ条件を満たさなくなった場合には、直ちにエンジンの再始動を行う請求項１または２に記載のエンジンの自動停止始動装置。
【請求項４】
車両の停止後にエンジンのアイドルストップが可能か否かを判定し、判定結果によりエンジンを停止させる第２のアイドルストップ許可手段を備え、
車両の停止後に第２のアイドルストップ条件が満たされている間は、引き続きエンジンのアイドルストップを継続し、前記第２のアイドルストップ条件が満たされなくなった場合には、直ちにエンジンの再始動を行う請求項１〜３のいずれか一つに記載のエンジンの自動停止始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アイドルストップ機能を有する車両において、アイドルストップ後にエンジンを再始動する際の、排気の悪化を防止する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃費の向上、排気エミッションの低減を図る為に、車両が所定の減速走行になったときに燃料供給を停止する、いわゆる燃料カットを行う技術が知られている。
【０００３】
しかし、走行中に長時間の燃料カットを行うと、燃料を含まない空気のみが触媒を通過するので、すでに触媒内に吸着されていたＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）は浄化され、触媒内は酸素過剰な状態となり、エンジン再始動時のＮＯｘ還元性能が低下してしまう。
【０００４】
この問題を解決する方法として、特許文献１には、燃料カットからの復帰時に燃料カット時間に基いて設定した燃料量を噴射（復帰噴射）すると共に点火カットすることによって排気系に未燃ＨＣ、ＣＯを排出し、触媒内に吸着されている酸素と反応させて触媒内の酸素過剰状態を解消する技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１３８８８３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている技術では、触媒の過酸素状態を解消するための燃料噴射を行った後、再び燃料カット及び走行中にエンジンを停止させないための車輪からエンジンへのトルク伝達を行い、車両停止後にアイドルストップが可能か否かの判定を行っているので、車両が停止するまでエンジンの吸排気工程が継続され、これにより触媒に未燃の空気が供給されて触媒内は再び酸素過剰な状態となり、エンジン再始動時の触媒の排気浄化性能が低下するという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明ではアイドルストップ後にエンジン再始動する際の、触媒の排気性能の低下を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のエンジンの自動停止始動装置は、排気系に排気ガスを浄化する触媒を備えるエンジンにおいて、車両の減速走行状態に応じて燃料カットを行う減速燃料カット手段と、前記燃料カットからの復帰時に、前記触媒の過酸素状態を解消するため必要量の燃料を噴射する復帰時燃料噴射手段と、前記減速燃料カット後にエンジンアイドルストップが可能か否かを判定し、判定結果によりエンジンを停止させる第１のアイドルストップ許可手段と、車輪とエンジンとの間のトルク伝達経路を接続、遮断するクラッチ手段と、前記第１のアイドルストップ許可手段によりアイドルストップ可能と判定された場合、前記燃料カットからの復帰燃料噴射の終了と同時に、前記クラッチ手段を介してトルク伝達を遮断するトルク制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、減速時に触媒の過酸素状態を解消するために行う燃料カットからの復帰燃料噴射中に、アイドルストップ可能か否かの判定を行い、アイドルストップ可能な場合には、前記燃料カットからの復帰燃料噴射終了と同時に、クラッチ手段として、例えば変速機のロックアップクラッチ又はフォワードクラッチの締結を解除して車輪からのトルク伝達が遮断されるので、エンジンは速やかに停止する。これにより、車両が停止するまでの間に行われるエンジンのクランキングによって触媒に供給される未燃の空気量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１に本実施形態の構成を示す。
【００１１】
１はエンジンで、エンジン１の吸気通路２には、吸気通路内に向けて燃料噴射するインジェクター６が配設され、さらに上流側には吸入空気量を調節するスロットルバルブ５が介装される。また、エンジン１の排気通路３には排気ガスを浄化する三元触媒（以下、触媒という）４が介装される。
【００１２】
８はインジェクター６の燃料噴射量制御、燃料カット判定、アイドルストップ許可判定、アイドルストップ解除判定等を行うコントロールユニット（ＥＣＵ）であり、ブレーキのマスターバック負圧を検出するブレーキのマスターバック負圧センサ９、バッテリ蓄電量（ＳＯＣ）を検出するバッテリＳＯＣセンサ１０、車速を検出する車速センサ１１、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１２、ブレーキペダルの踏み込み状態を検出するブレーキペダルセンサ１３、アクセルペダルの踏み込み状態を検出するアクセルペダルセンサ１４等の検出信号が入力され、これに基いて燃料噴射量の設定が行われる他、後述するアイドルストップ時のエンジン停止動作制御等を行う。
【００１３】
また、ＥＣＵ８の出力側には図示しない自動変速機の制御を行う自動変速機コントロールユニット（ＡＴ−ＥＣＵ）１５が接続されており、自動変速機のロックアップクラッチやフォワードクラッチ等の締結・解除の制御を行う。
【００１４】
次に本実施形態においてＥＣＵ８が実行する制御について、図２のフローチャートを参照して詳しく説明する。
【００１５】
ＥＣＵ８は、以下に説明するように、車両が減速走行中及び停止中にアイドルストップ許可判定、アイドルストップ解除判定、およびこれらに伴う燃料噴射制御、変速機のクラッチ締結制御を行うことにより、減速時の燃料カットに伴う触媒４の排気浄化性能の低下を防止する。
【００１６】
ステップＳ１００では車両が減速時燃料カット中であるか否かの判定を行う。減速時燃料カット中でなければ処理を終了する。減速時燃料カット中であれば、ステップＳ１０１に進む。
【００１７】
ステップＳ１０１では、現在の車速が燃料復帰車速以下であるか否かの判定を車速センサ１１の検出値に基いて行う。ここで用いる燃料復帰車速とは、燃料カット状態での減速時に車速が極低速になるとエンジン１が停止してしまうので、これを防止するために燃料噴射を再開する車速である。燃料カット状態のままでもエンジン１が停止しない車速であって、できるだけ低い車速を予め実験等により求めて設定すればよい。
【００１８】
燃料復帰車速より高い車速であれば処理を終了し、燃料復帰車速以下であればステップＳ１０２で燃料カット復帰噴射を開始してステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０２で燃料カット復帰噴射をすることにより、燃料カット中に過酸素状態となった触媒４を正常な状態に戻し、排気浄化性能の低下を防止することができる。なお、燃料カット復帰噴射の燃料噴射量は、例えば、燃料カットを実行していた時間に基いて決定する。
【００１９】
ステップＳ１０３では第１のアイドルストップ許可判定であるアイドルストップ許可判定＃１を行う。アイドルストップ許可判定＃１とは、従来から行われているアイドルストップ許可判定から、車速、ブレーキペダルの踏み込み状態に関する判定を除いたものである。例えば、現在エンジン１を停止した場合に、車両が停止するために十分なブレーキマスターバック負圧が確保されているか否か、エンジン１を確実に再始動するために十分なバッテリ蓄電量（ＳＯＣ）が確保されているか否か、等の判定を行う。
【００２０】
上記のアイドルストップ許可判定＃１が成立した場合には、ステップＳ１０４で燃料カット復帰噴射の終了を確認してからステップＳ１０５に進み、自動変速機のロックアップクラッチ又はフォワードクラッチの締結解除を決定し、自動変速機コントロールユニット（ＡＴ−ＥＣＵ）１５に指令を出す。これは、減速走行中に回転している車輪からエンジン１にトルクが伝達されることによってエンジン１が回転し続け、この間に行われるクランキングによって、再び未燃の空気が触媒４に供給されることを防止する為である。したがって、ここで締結を解除するのは車輪の回転トルクをエンジン１に伝達可能なクラッチであるロックアップクラッチ又はフォワードクラッチのいずれか一方の締結を解除すれば十分である。
【００２１】
これにより、車速が燃料復帰車速以下であるにもかかわらず燃料カットされており、なおかつ自動変速機のロックアップクラッチ又はフォワードクラッチの締結を解除したために車輪からのトルク伝達がなくなるので、エンジン１は速やかに停止する。
したがって、エンジン１が停止するまでの間に行われるクランキングにより触媒４に供給される未燃の空気量を低減することができる。
【００２２】
なお、ステップＳ１０３でアイドルストップ許可判定＃１が成立しない場合は、ステップＳ１１２に進み、通常のアイドル運転へ移行して後述するステップＳ１０８に進む。
ステップＳ１０５で自動変速機のロックアップクラッチ又はフォワードクラッチの締結を解除したら、ステップＳ１０６でアイドルストップ状態を継続するか否かの判定であるアイドルストップ解除判定＃１を行う。アイドルストップ解除判定＃１とは、アイドルストップ許可判定＃１でアイドルストップ可能と判定するための条件のうち、いずれか一つでも満たさなくなった場合、例えば、減速中にアクセルペダルが踏み込まれた場合や、バッテリＳＯＣがエンジン１の再始動に必要最小限の蓄電量に近づいた場合等にはアイドルストップを解除するよう判定するものである。
【００２３】
ステップＳ１０６でアイドルストップを解除すると判定したらステップＳ１１１に進み、エンジン１を再始動する。
【００２４】
アイドルストップ解除判定＃１は車両が停止するまで繰り返し行い、ステップＳ１０７で車両が停止したと判定されたらステップＳ１０８に進み、第２のアイドルストップ許可判定であるアイドルストップ許可判定＃２を行う。アイドルストップ許可判定＃２とは従来のアイドルストップ許可判定と同様の判定、つまり、アイドルストップ許可判定＃１に車速がゼロか否か、ブレーキペダルが踏み込まれているか否か、といった条件を加えたものである。
【００２５】
ステップＳ１０８でアイドルストップ許可判定＃２が成立した場合はステップＳ１０９に進み、アイドルストップ状態へと移行し、成立しない場合にはステップＳ１１１へ進みエンジン１を始動する。
【００２６】
ステップＳ１０９でアイドルストップ状態へ移行したら、ステップＳ１１０でアイドルストップ解除判定＃２を行う。アイドルストップ解除判定＃２とは車両停止中にアイドルストップを継続するか否かの判定であり、アイドル許可判定＃２でアイドルストップ可能と判定する為の条件のうちいずれか一つでも満たさなくなった場合、例えば、車両停止中にブレーキペダルの踏み込み量が減った場合にアイドルストップを解除するよう判定するものである。
【００２７】
ステップＳ１１０でアイドルストップを解除するよう判定された場合は、ステップＳ１１１に進みエンジン１を始動する。アイドルストップを解除しないよう判定された場合はステップＳ１０９に戻る。
【００２８】
また、ステップＳ１１１で実行するエンジン始動は、図３に示すサブルーチンにしたがって行う。まずステップＳ２００で変速機のロックアップクラッチ又はフォワードクラッチを締結するようＡＴ−ＥＣＵ１５に指令を出し、ステップＳ２０１でエンジン１を強制的にクランキングさせることによりエンジン回転数を高め、ステップＳ２０２で燃料噴射を開始する。エンジン１のクランキングは、例えばエンジン１のクランクシャフトプーリー等とベルト等を介して連結されている発電機を電動機として作用させて、クランクシャフトプーリーを強制的に回転させて行う。
【００２９】
上記の制御をまとめると、減速時燃料カット中に車速が燃料復帰車速以下になると、触媒４の過酸素状態を解消するために燃料カット復帰噴射を行い、この燃料カット復帰噴射中にアイドルストップ許可判定＃１を行う。アイドルストップ可能と判定した場合には、燃料カット復帰噴射を終了と同時に自動変速機のロックアップクラッチ又はフォワードクラッチの締結解除指令をするようＡＴ−ＥＣＵ１５に指令を出して速やかにエンジン１を停止させる。
【００３０】
車両が停止したら通常のアイドルストップ許可判定と同様のアイドルストップ許可判定＃２を行い、アイドルストップ可能ならばそのままアイドルストップを続行し、アクセルペダルが踏み込まれたり、バッテリＳＯＣが低下したりした場合にはエンジン１を再始動する。
【００３１】
ここで、図４に上記制御の一例をタイムチャートで表し、説明する。
【００３２】
ｔ０でアクセルペダルが閉じられ、エンジン回転数および車速が低下し始める。このとき燃料カットも開始される。
【００３３】
車両が減速を続け、ｔ１で燃料復帰車速になると、燃料カット復帰噴射を開始する。この燃料カット復帰噴射量は燃料カット時間ｔ０〜ｔ１に基いて算出され、ｔ２まで噴射を続ける。これにより触媒４の過酸素状態を解消することができる。そして燃料カット復帰噴射終了中に、従来のアイドルストップ許可判定から車速、ブレーキペダルの条件を除いたアイドルストップ許可判定＃１を行う。
【００３４】
ｔ２でアイドルストップ許可判定＃１が成立すると、直ちに燃料カット復帰噴射を停止し、変速機のロックアップクラッチ又はフォワードクラッチの締結解除指令を出す。これにより、エンジン回転数は速やかに低下してｔ３で停止する。
【００３５】
その後車両が停止するまでアイドルストップ解除判定＃１を繰り返し行い、ｔ７で車両が停止したら車速、ブレーキペダルの条件を含む従来と同様のアイドルストップ許可判定＃２を行い、アイドルストップ可能と判定されたらアイドルストップ状態となる。
【００３６】
なお、従来の制御は、図中点線Ｃ１で示したように触媒４の過酸素状態が解消されて燃料噴射を停止しても変速機のロックアップクラッチ又はフォワードクラッチを締結したままなので、車輪からエンジン１にトルクが伝達されて、図中点線Ｃ２で示したようにエンジン回転数の落ち込みが遅くなる。そしてエンジン１が停止するまでの間に行われる燃料カット状態でのクランキングによって、再び未燃の空気が触媒４に供給され、触媒４が再び過酸素状態となる可能性がある。
【００３７】
これに対して本実施形態では、ロックアップクラッチ又はフォワードクラッチの締結を解除するので、車輪からエンジン１にトルクが伝達されず、エンジン１は速やかに停止する。したがって燃料カット復帰噴射終了後エンジン１が停止するまでの間に触媒４に供給される未燃空気量を低減することが可能となり、これにより触媒４が再び過酸素状態になることを防止できる。
【００３８】
また、図中点線Ｂ１〜Ｂ６は車両停止前にアイドルストップ解除判定＃１によりエンジン１を再始動する場合を示しており、ｔ４でブレーキペダルをＯＦＦにして（Ｂ３）、車両が停止する前のｔ５でアクセルをＯＮにして（Ｂ２）、車速を上げている（Ｂ１）。
このとき、ｔ５でロックアップクラッチ又はフォワードクラッチの締結を開始し（Ｂ５）、エンジン１を強制的にクランキングさせて回転数を上げ（Ｂ６）、ｔ６でクラッチの締結が終了したら燃料噴射を行って（Ｂ４）エンジン再始動する。このとき、ロックアップクラッチ又はフォワードクラッチが締結されるとエンジン回転数は下がるが、これはロックアップクラッチ又はフォワードクラッチが締結されることにより、エンジン１に車輪等の負荷がかかるためであり、燃料噴射の開始とともにエンジン回転数は再び上昇する。
【００３９】
以上により本実施形態では、燃料カット減速中に燃料カット復帰噴射を行うことにより触媒４の過酸素状態を解消することができる。
【００４０】
燃料カット復帰噴射終了前にアイドルストップ可能か否かの判定を行い、可能である場合には、燃料カット復帰噴射の終了と同時に変速機のロックアップクラッチ又はフォワードクラッチの締結を解除するので、速やかにエンジン１を停止させることができる。
前記のように速やかにエンジン１を停止させるので、燃料カットからの復帰噴射終了からエンジン１が停止するまでの間に、クランキングにより触媒４に供給される未燃空気量を低減し、触媒４が再び過酸素状態になることを防止できる。これによりアイドルストップ後エンジン１を再始動して発進する際の排気の悪化を防止することできる。
【００４１】
燃料カット減速中に行うアイドルストップ許可判定＃１は、ブレーキマスターバック負圧やバッテリＳＯＣ等を考慮して行うので、アイドルストップ許可条件が成立した場合に車両が停止する前にエンジン１を停止しても、車両停止までのブレーキ動作、またアイドルストップ条件が解除された場合のエンジン再始動を確実に実行することができる。
【００４２】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明をアイドルストップ機能を備える車両に適用することによって、アイドルストップ後エンジン再始動し発進する際の触媒機能の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態の構成を表す図である。
【図２】本実施形態の制御のフローチャートである。
【図３】エンジン再始動時のフローチャートである。
【図４】本実施形態を実施した場合のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１    エンジン
２    吸気通路
３    排気通路
４    触媒（三元触媒）
５    スロットルバルブ
６    インジェクター
８    コントロールユニット（ＥＣＵ）
９    ブレーキマスターバック負圧センサ
１０  バッテリ蓄電量（バッテリＳＯＣ）センサ
１１  車速センサ
１２  エンジン回転数センサ
１３  ブレーキペダルセンサ
１４  アクセルペダルセンサ
１５  ＡＴコントロールユニット（ＡＴ−ＥＣＵ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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