(57)【要約】  【課題】アイドルストップ機能を備える内燃機関において、機関停止制御を実行中の再始動に係る時間の短縮を図ることができる内燃機関の燃料噴射制御方法を提供する。  【解決手段】車両に搭載される内燃機関の運転中に所定の機関停止条件が成立した場合に機関停止制御を実行して運転を自動停止し、前記自動停止後に所定の機関再始動条件が成立した場合に機関再始動制御を実行して内燃機関を再始動する場合の内燃機関の燃料噴射制御方法であって、前記機関停止制御を実行している間に、機関回転数が所定回転数を下回った運転状態において前記機関再始動条件が成立したか否かを判定し、前記機関再始動条件が成立したと判定した場合、機関回転数が高いほど燃料噴射量を少なく設定し、スタータを回転させて前記燃料噴射量にて非同期噴射を実行する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される内燃機関の運転中に所定の機関停止条件が成立した場合に機関停止制御を実行して運転を自動停止し、前記自動停止後に所定の機関再始動条件が成立した場合に機関再始動制御を実行して内燃機関を再始動する場合の内燃機関の燃料噴射制御方法であって、
前記機関停止制御を実行している間に、機関回転数が所定回転数を下回った運転状態において前記機関再始動条件が成立したか否かを判定し、
前記機関再始動条件が成立したと判定した場合、機関回転数が高いほど燃料噴射量を少なく設定し、
スタータを回転させて前記燃料噴射量にて非同期噴射を実行する内燃機関の燃料噴射制御方法。
【請求項２】
機関再始動条件が成立した時点における吸気管内圧力を検出し、
検出した吸気管内圧力が高いほど燃料噴射量を多く設定する請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が停止する際に、内燃機関を自動停止し、その後に要求により再始動する内燃機関における、再始動時の燃料噴射制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車に搭載されるエンジンにおいて、走行の途中で例えば信号などにより一時的に自動車が停止した場合に、エンジンを自動的に停止してアイドル運転状態をなくす、いわゆるアイドルストップ機能を備えたものが知られている。このようなアイドルストップ機能を備えるものとしては、例えば特許文献１が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載のものは、アイドルストップ機能によりエンジンを自動停止した後に再始動する際の制御に関するもので、エンジンを始動する際にエンジンキーによるキー始動か自動停止後の自動始動であるかを判断し、キー始動の際のアイドル空気流量の始動時補正量初期値と自動始動の際のそれとを異ならせて設定するものである。具体的には、後者を前者に比べて小さく設定するものである。これにより、自動停止後の自動停止におけるアイドル回転数の不要な上昇を防止して、燃費を改善している。
【０００４】
ところで、このようなアイドルストップ機能を有するエンジンにおいて、燃費をさらに改善するために、車両の停止を待たずに自動停止のための制御（以下、機関停止制御と称する）を実行し、車両の停止と同時にエンジンを自動停止するものが検討されている。すなわち、車速やアクセル及びブレーキペダルの操作状態などから、走行している車両を停止させると判断できた場合に、燃料の供給の停止（以下、燃料カットと称する）などを実施して機関停止制御を実行するものである。
【０００５】
このような機関停止制御を実行している際に、道路状況などによってはエンジンの運転の継続が要求される場合がある。この場合、機関停止制御においては、燃料カット中で、しかもスロットル弁が全閉状態にあることから、車両は惰性で走行しており、エンジン回転数が低下していく。そして、エンジン回転数が設定された回転数より低くなる運転状態において、エンジンの運転を継続するためには、スタータを回転させる必要がある場合がある。
【０００６】
しかしながら、スロットル弁が全閉であることから、機関停止制御中のエンジンの状態によっては再始動に十分な吸気管内圧力が得られないため、適切な燃料噴射量が求められないことがある。そのため、機関停止制御の実行中において、安定した再始動が困難な場合がある。
【０００７】
すなわち、通常のエンジンの再始動、つまりエンジンキーにより再始動する場合は、多くの場合、吸気管内圧力はほぼ大気圧に達している。このため、再始動時の燃料噴射量は、このほぼ大気圧に等しい吸気管内圧力に対応したほぼ一定量に設定されるので、適正に再始動ができる。これに対して、機関停止制御の実行中において再始動を実施しようとすると、その時の吸気管内圧力が一定していないので、エンジンキーによる再始動の場合のように適切な燃料噴射量を設定できない。その結果、再始動が困難になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０‐４７１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は以上の点に着目し、アイドルストップ機能を備える内燃機関において、機関停止制御を実行中の再始動に係る時間の短縮を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、本発明の内燃機関の燃料噴射制御方法は、車両に搭載される内燃機関の運転中に所定の機関停止条件が成立した場合に機関停止制御を実行して運転を自動停止し、前記自動停止後に所定の機関再始動条件が成立した場合に機関再始動制御を実行して内燃機関を再始動する場合の内燃機関の燃料噴射制御方法であって、前記機関停止制御を実行している間に、機関回転数が所定回転数を下回った運転状態において前記機関再始動条件が成立したか否かを判定し、前記機関再始動条件が成立したと判定した場合、機関回転数が高いほど燃料噴射量を少なく設定し、スタータを回転させて前記燃料噴射量にて非同期噴射を実行することを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、機関停止制御を実行している中途に、機関再始動条件が成立した場合、噴射する燃料量を機関回転数に応じて設定して、非同期噴射を実行してスタータを用いて内燃機関を再始動するので、内燃機関の運転状態に適した燃料噴射量での再始動となり、再始動に要する時間を短縮することが可能である。これに加えて、機関回転数が高い場合は、その機関回転数が高いほど燃料噴射量を少なく設定しているので、内燃機関の再始動の容易性が高いことと相俟って、燃費を向上させることが可能である。
【００１２】
空燃比を考慮して、再始動時の排気ガスの質を低下させないためには、機関再始動条件が成立した時点における吸気管内圧力を検出し、検出した吸気管内圧力が高いほど燃料噴射量を多く設定するものが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、以上説明したような構成であり、再始動に要する時間を短くすることができ、しかも機関回転数が高いほど燃料噴射量を少なくするので、燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態のエンジンを模式的に示す構成説明図。
【図２】同実施形態の電子制御装置とセンサ類とを示すブロック図。
【図３】同実施形態の制御手順を示すフローチャート図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１に示す内燃機関（以下、エンジンと称する）１００は、燃料を噴射する燃料噴射弁１を吸気系２の吸気マニホルド３の吸気ポート４側の端部に備えるガソリンエンジンで、自動車に搭載されるものである。エンジン１００自体は、この分野でよく知られた構成のものであってよい。この実施形態のエンジン１００は、アイドル運転におけるエンジン回転数を制御するアイドル回転制御装置５が、スロットル弁６を迂回してその上流と下流とに接続される迂回路７と、迂回路７を通過する空気量を制御する流量制御弁８と、流量制御弁８の開度を目標アイドル回転数に制御する電子制御部とを備える構成である。
【００１７】
このエンジン１００は、自動変速機（図示しない）に連結される。この自動変速機自体についても、この分野でよく知られた構成のものであってよく、例えば、トルクコンバータと、油圧により制御される各種クラッチと、トルクコンバータを介して伝達されるエンジンの回転を変速するための遊星歯車機構と、変速ポジションを選択するシフトレバーと、シフトレバーの位置を検出するポジションセンサ９とを備えている。
【００１８】
エンジン１００には、エンジン１００の運転状態を検出するために、図２に示すような、各種のセンサ類が取り付けてある。具体的には、スロットル弁６の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ１０、スロットル弁６の開度を検出するためのスロットル開度センサ１１、吸気系２のサージタンク１２に取り付けられて吸気管内圧を検出するための吸気圧センサ１３、エンジン回転数を検出するための回転数センサ１４、エンジン１００の温度を検出するための温度センサ１５などがエンジン１００に取り付けてある。又、自動車の走行状態を検出するために、車体には、自動車の速度を検出するための車速センサ１６、ブレーキペダルの操作状態を検出するためのブレーキスイッチ１７、アクセルペダルの操作状態を検出するアクセルセンサ１８、外気温を検出するための外気温センサ１９などが取り付けてある。これらのセンサやスイッチから出力される出力信号は、エンジン１００の運転状態を制御する電子制御装置２０に入力される。
【００１９】
電子制御装置２０は、プロセッシングユニット２０ａとメモリ２０ｂと入力インターフェース２０ｃと出力インターフェース２０ｄとを具備してなるコンピュータシステムを主体に構成されている。上述した出力信号、バッテリの充電状態を検出するための電圧・電流信号などが、入力インターフェース２０ｃに入力される。出力インターフェース２０ｄからは、燃料噴射弁１を制御するための燃料噴射信号、点火プラグ２１に対してイグニッションパルス、流量制御弁８に対して開度信号、スタータ２２に対して回転制御信号などが出力される。なお、アイドル回転制御装置５の電子制御部は、電子制御装置２０により達成されるものである。
【００２０】
このような構成において、アイドルストップ機能を実現するにあたって、電子制御装置２０には、アイドルストップ制御のためのアイドルストッププログラムが格納してある。そのアイドルストッププログラムにおいて、機関停止条件（以下、アイドルストップ条件と称する）と機関再始動条件（以下、再始動条件と称する）とが設定してある。
【００２１】
アイドルストップ条件は、少なくとも、バッテリの充電量が所定充電量以上であること、外気温が所定温度以上であること、エンジン温度が所定温度以上であること、前回のアイドルストップ以降に車速が第一所定速度以上で走行した履歴があること、前回エンジンを始動してから所定始動後時間が経過していること、車速が第二所定速度以下であること、自動変速機の変速ポジションが走行レンジであること、ブレーキペダルが踏まれていることである。アイドルストップ制御は、これらのアイドルストップ条件が全て成立した場合に実施される。なお、第一所定速度は、第二所定速度より高く設定してある。なお、走行レンジとは、いわゆるＤレンジ及びＲレンジさらにはＳレンジやＢレンジを指すものである。
【００２２】
これに対して、再始動条件は、少なくとも、ブレーキペダルの操作（例えば踏み込み）をやめること又はその時の操作状態からさらにブレーキがかかる方向に操作すること、アクセルペダルが操作される（例えば踏み込まれる）こと、アイドルストップの開始から所定再始動時間が経過したことなどである。所定再始動時間は、燃料噴射弁１の下限品における油密漏れに関連して設定する。そして、再始動は、再始動条件の少なくとも一つが成立する場合に実施される。なお、以上に説明したアイドルストップ条件及び再始動条件は、列記した事項に限定されるものではなく、この分野で知られているものを採用するものであってよい。
【００２３】
この実施形態では、減速走行を開始し、燃料の供給を停止する燃料カット制御を実行し、減速時の前記燃料カット制御における燃料カット復帰のための復帰エンジン回転数より低い第二所定速度以下で走行する状態で、上述した他のアイドルストップ条件の全てが成立した場合に、アイドルストップ制御を実行する。アイドルストップ制御を実行する場合は、減速時の燃料カット制御において燃料カット復帰した場合であっても、車両が停止する前の車両が走行中において再度燃料カットを実行する。
【００２４】
アイドルストップ制御を実行する場合において、電子制御装置２０には、アイドルストップ制御を実行している間に、エンジン回転数が所定回転数を下回った運転状態において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と判定した場合、エンジン回転数が高いほど燃料噴射量を少なく設定し、スタータ２２を回転させて燃料噴射量にて非同期噴射を実行する燃料噴射制御プログラムが格納してある。
【００２５】
まず、ステップＳ１において、上述したアイドルストップ条件が成立したか否かを判定する。アイドルストップ条件が成立しない場合は、アイドルストップ制御を実行せずにこの燃料噴射制御プログラムを終了する。これに対して、アイドルストップ条件が成立したと判定した場合は、アイドルストップ制御を実行する。具体的には、第二所定速度以下で車両が走行している状態で、燃料カットを実行する。
【００２６】
ステップＳ２では、再始動条件が成立したか否かを判定する。具体的には、第二所定速度以下で車速が低下するとともに、例えば継続してブレーキペダルが踏まれるなどしている場合は、再始動条件が成立しない。一方、第二所定速度以下で車両が走行している際に例えば、ブレーキペダルから足が離されてアクセルペダルが踏まれた場合には、再始動条件が成立する。
【００２７】
ステップＳ２で、再始動条件が成立していないと判定した場合は、ステップＳ３において、車速がほぼ時速０ｋｍになった時点でエンジン１００を停止する。
【００２８】
これに対して、ステップＳ２で、再始動条件が成立したと判定した場合は、ステップＳ４において、再始動条件が成立した時点のエンジン回転数を検出する。この場合、エンジン１００は、燃料カットが実行されているので、走行している車両の車輪から伝達されるトルクにより、回転させられているものである。
【００２９】
ステップＳ５では、ステップＳ４で検出したエンジン回転数に基づいて、アイドルストップ制御の中途における再始動の際の燃料噴射量を決定する。この場合、検出したエンジン回転数が高いほど、燃料噴射量を少なく設定する。燃料噴射量は、エンジン回転数に対応して設定されるマップに基づいて設定するものであってよい。この実施形態にあっては、上述したように、アイドルストップ制御において燃料カットを実行した場合に、この燃料カットの実行から再始動条件が成立するまでの経過時間を計測し、その経過時間が長いほど燃料噴射量を多く設定することと、エンジン回転数に基づくものとを組み合わせて、最終的な燃料噴射量を設定することは言うまでもない。
【００３０】
ステップＳ６では、設定した燃料噴射量で非同期噴射を実行し、そのタイミングでスタータ２２を回転させる。
【００３１】
このように、アイドルストップ条件が成立して、アイドルストップ制御を実行している走行状態において、例えば眼前の交通信号機が赤信号から青信号に変わったことで加速するためにアクセルペダルを踏むと、再始動条件が成立して（ステップＳ２において「Ｙｅｓ」）、エンジン回転数に基づいた燃料噴射量で非同期噴射を実行して、スタータ２２によりエンジン１００を駆動して、エンジン１００の再始動動作を実施する。この場合に、非同期噴射する燃料噴射量は、その時のエンジン回転数に基づいて、エンジン回転数が高くなるほど少なく設定している。これは、エンジン回転数が高くなるほど、エンジンの再始動が容易になるためである。
【００３２】
再始動に際しての燃料噴射量をエンジン回転数に応じて少なくすることにより、燃費を向上させることができる。又、アイドルストップ制御を実行している中途で、エンジン１００が完全に停止する前に最適なタイミングと燃料噴射量とで再始動を実行できるため、再始動に要する時間を短縮することができる。
【００３３】
なお、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００３４】
例えば、再始動条件成立において、上述の実施形態ではエンジン回転数のみに基づいて非同期噴射する燃料噴射量を設定したが、アイドルストップ制御において燃料カットを実行した場合に、この燃料カットの実行から再始動条件が成立するまでの経過時間を計測し、その経過時間が長いほど燃料噴射量を多く設定すると組み合わせるものであってもよい。
【００３５】
また、上述のステップＳ４において、エンジン回転数のみの検出に代えて、エンジン回転数と吸気管内圧力とを検出して、同じくステップＳ５において、エンジン回転数のみに基づく燃料噴射量の設定に代えて、エンジン回転数と吸気管内圧力とに基づいて燃料噴射量を設定する構成にするものであってもよい。この場合においても、上述した、アイドルストップ制御実行時の燃料カット開始から再始動条件成立までの経過時間に基づく燃料噴射量設定の条件を加味するものであってよい。
【００３６】
このように、再始動条件が成立した時点における吸気管内圧力を考慮することにより、再始動時の空燃比に応じた燃料噴射量とすることができる。したがって、再始動時に空燃比がリッチになるなどして排気ガスの質が低下することを抑制することができる。
【００３７】
また、上述したように、再始動時の燃料噴射量を、少なくともエンジン回転数に基づいて制御することに加えて、エンジン回転数がエンジン停止の直前であることを判定可能な、設定した回転数以下になったことを判定した場合は、吸気管内圧力を、したがって吸入空気量を一時的に増加させるように、アイドル回転制御装置５を制御するものであってもよい。この場合、アイドル回転制御装置５を具備せずに、スロットル弁を電動アクチュエータにより作動させるいわゆる電子スロットルにあっては、一時的に全閉になっているスロットル弁を開いて、アイドルストップ制御実行中における再始動ではない通常の再始動時あるいは始動時のように、吸気管内圧力をほぼ正圧にするものであってもよい。
【００３８】
このように、アイドルストップ制御実行中における再始動時において、燃料噴射量を少なくともエンジン回転数に基づいて設定するものに、吸気管内圧力の制御を組み合わせることにより、増加させた吸気管内圧力に対応する燃料噴射量に増量して、始動性を向上させることができる。
【００３９】
したがって、上述の実施形態に、吸気管内圧力が高いほど非同期噴射のための燃料噴射量を多くすること、及び吸気管内圧力を一時的に高くすることを、その一方又は両方を組み合わせることで、アイドルストップ制御実行中の途中に再始動する場合の、燃費、始動性（再始動に要する時間の短縮及び再始動の確実性）及び排気ガスの質を適正に改善することができる。
【００４０】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の活用例として、各種の自動車に搭載されるエンジンが挙げられ、特には市街地走行を主とするような車両に搭載されるものが好適である。
【符号の説明】
【００４２】
１…燃料噴射弁
１３…吸気圧センサ
１４…回転数センサ
２０…電子制御装置
２２…スタータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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