(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の供給によって運転される内燃機関と、
停止している前記内燃機関を強制的に回転させる外部動力装置と、
前記内燃機関から駆動輪に至る動力伝達系統に設けられたクラッチ機構と
が車両に搭載されており、この車両が停止して前記内燃機関を停止させる停止条件が成立すると、前記内燃機関における燃料の供給を停止する停止制御を実行し、前記内燃機関が停止していることを含む所定の始動条件が成立することにより前記外部動力装置を駆動して前記内燃機関の始動制御を実行する内燃機関の停止・始動制御装置において、
前記車両が停止して前記停止条件が成立した場合は、前記クラッチ機構のトルク容量を増大させて、前記内燃機関の回転方向とは反対方向に前記内燃機関に対して作用するトルクを増大させることにより、前記内燃機関の回転数の低下を促進する回転数低下促進手段を備えていることを特徴とする内燃機関の停止・始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどのように、その始動のためには、いわゆるクランキングを必要とする内燃機関を、所定の条件の成立によって自動的に停止また始動する制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
排ガスの低減および燃費の向上などの要請に基づいて、車両が一時的に停止してエンジンをアイドリングする場合には、できるだけエンジンを止めることが奨励されている。その場合のエンジンの停止およびその後の再始動は、運転者がメインスイッチあるいはイグニッションスイッチを人為的に操作しておこなうことになり、必ずしも充分には励行されない場合がある。そこで、この種の停止と再始動とを自動的におこなう制御が開発されており、これがいわゆるエコラン制御と称される制御である。
【０００３】
その一例が特開平９−７９０６２号公報に記載されている。この公報に記載された装置では、エンジン回転数がアイドル回転数以下、車速が停車状態、シフトポジションがニュートラル、自動変速機コントローラが停止許可信号を出力していることを、自動停止条件とし、この条件が成立したときにエンジンの自動停止制御を実行するように構成されている。また、シフトポジションがニュートラル、エンジン回転数が停止状態、アクセルアイドル状態または始動スイッチが操作されたことを、自動始動条件とし、この条件が成立したときに自動始動制御を実行するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公報に記載された発明では、エンジンの始動の際にスタータによってエンジンを強制的に回転させるように構成されているので、スタータの歯車をエンジンの歯車に噛み合わせる必要上、エンジンの始動制御のための条件としてエンジンが停止していることを設定してある。言い換えれば、エンジンの停止の判断が成立するまでは、エンジンの始動制御を開始することができない。
【０００５】
したがって、いわゆるエコラン制御が実行されていることにより、車両の停止とともにエンジンの自動停止制御が実行され、その直後もしくはこれとほぼ同時にエンジンの再始動要求があった場合、従来の装置では、エンジンの回転が止まるまで、スタータによるエンジンの再始動をおこなうことができないので、エンジンの停止の判断が成立するまで、再始動制御の開始を待たなければならない。そのため、上述した従来の装置では、エンジンの再始動制御に遅れが生じる場合があり、これが運転者に対して違和感を持たせる要因になる場合がある。
【０００６】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、内燃機関の自動停止直後の再始動制御の遅れを回避することのできる制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、燃料の供給によって運転される内燃機関と、停止している前記内燃機関を強制的に回転させる外部動力装置と、前記内燃機関から駆動輪に至る動力伝達系統に設けられたクラッチ機構とが車両に搭載されており、この車両が停止して前記内燃機関を停止させる停止条件が成立すると、前記内燃機関における燃料の供給を停止する停止制御を実行し、前記内燃機関が停止していることを含む所定の始動条件が成立することにより前記外部動力装置を駆動して前記内燃機関の始動制御を実行する内燃機関の停止・始動制御装置において、前記車両が停止して前記停止条件が成立した場合は、前記クラッチ機構のトルク容量を増大させて、前記内燃機関の回転方向とは反対方向に前記内燃機関に対して作用するトルクを増大させることにより、前記内燃機関の回転数の低下を促進する回転数低下促進手段を備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１０】
したがって、この請求項１の発明では、車両が停止して内燃機関を停止させる条件が成立すると、内燃機関における燃料の供給が停止され、かつ、回転数低下促進手段によって内燃機関の回転数の低下が促進され、停止に到る時間が短縮される。その回転数の低下促進制御は、内燃機関の回転方向に対して反対方向のトルクを作用させることにより実行され、具体的には、車両が停止していて駆動輪が止まっている場合に、クラッチ機構のトルク容量を増大し、負トルクを内燃機関に作用させることによって実行される。このようにして、内燃機関が停止するまでの時間が短縮される。その結果、内燃機関の停止条件が成立した直後に内燃機関の再始動の条件が成立した場合に、再始動制御を開始できるまでの時間が短縮され、再始動の応答性が向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図に示す具体例に基づいて説明する。この発明で対象とする車両用の内燃機関１は、シリンダ、ピストン、燃焼室などを有する複数の気筒（図示せず）と、燃焼室に燃料を供給する燃料噴射装置１Ａと、出力軸としてのクランクシャフト１Ｂとを有し、ピストンとクランクシャフト１Ｂとがコンロッドにより連結されている。つまり、内燃機関１は、燃料の燃焼により発生する熱エネルギを、機械エネルギに変換する動力装置であり、そのクランクシャフト１Ｂの回転数が所定回転数以上になるまでは、自律回転することが困難である。したがって、内燃機関１を始動させる場合には、スタータモータ２などの外部動力装置によって強制的に回転させるようになっている。なお、内燃機関１としては、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いることができる。以下、この実施例では、内燃機関１を、便宜上、エンジン１と記す。
【００２２】
また、図３に示すように、このエンジン１のクランクシャフト１Ｂには、ロックアップクラッチ３を備えたトルクコンバータ４が連結され、そのトルクコンバータ４の出力側に変速機５が連結されている。そのトルクコンバータ４は従来知られている伝動機構であって、流体によってトルクを増幅して伝達機能を有する。さらに、トルクコンバータ４の入力側の部材と出力側の部材とを直接連結するように、ロックアップクラッチ３が配置されている。また、変速機５は、有段式の自動変速機、あるいは無段変速機、もしくは手動変速機、さらには各種の変速モードを設定可能なマルチモード変速機であって、その変速機５から出力されたトルクがデファレンシャルギヤ６を介して駆動輪７に伝達されるように構成されている。
【００２３】
上記のスタータモータ２および燃料噴射装置１Ａを含むエンジン１の制御を実行するエンジン用電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）８と、前記ロックアップクラッチ３を含む変速機５の制御を実行する変速機用電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）９とが設けられている。これらの電子制御装置８，９は、マイクロコンピュータを主体として構成されたものであって、エンジン用電子制御装置８は、各種のセンサ、例えば、エンジン回転数センサ、車速センサ、ブレーキスイッチ、アクセル開度センサ、イグニッションスイッチ、エコラン用メインスイッチ、クランク角センサ２１などのセンサから入力されたデータに基づいて演算をおこない、演算結果に基づいてエンジン１の出力の制御を実行することに加えて、エンジン１の自動停止および自動再始動の制御を実行するように構成されている。また、変速機用電子制御装置９は、変速比の制御に加えて、前記ロックアップクラッチ３の係合・解放の制御およびそのスリップ制御を実行するように構成されている。
【００２４】
上記のエンジン１および変速機５を搭載した車両は、いわゆるエコラン制御を実行できるように構成されている。ここで、エコラン制御とは、排ガスの排出量を削減し、同時に燃費を向上させるために、車両が停止している状態でのエンジン１のアイドリング時にエンジン１を自動的に停止させ、また発進の要求が検出された場合に、エンジン１を自動的に再始動する制御である。その制御を実行するための電子制御装置（ＥＣＯ−ＥＣＵ）１０が設けられている。
【００２５】
この電子制御装置１０は、上記の各電子制御装置８，９と同様に、マイクロコンピュータを主体として構成されたものであって、入力されたデータに基づいて演算をおこない、エンジン１の停止要求信号や再始動要求信号を前記エンジン用電子制御装置８に出力し、また前記ロックアップクラッチ３の係合要求信号や解放要求信号を前記変速機用電子制御装置９に出力するように構成されている。このエコラン用電子制御装置１０に入力されるデータの例を挙げると、エンジン回転数ＮE 、車速Ｖ、ブレーキ信号、アクセル開度信号などがエコラン用電子制御装置１０に入力される。
【００２６】
さらに、エンジンルーム内には、オルタネータ１１およびエアコン用コンプレッサ１２が設けられており、クランクシャフト１Ｂと、オルタネータ１１およびエアコン用コンプレッサ１２とが、巻き掛け伝動装置１３により動力伝達可能に連結されている。エアコン用コンプレッサ１２は、エアコン用の冷媒を圧縮して輸送する装置であり、可変容量型のコンプレッサが用いられている。また、前記オルタネータ１１とバッテリ１４とキャパシタ１５とＤＣＤＣコンバータ１６と電気負荷１９とを有する電気回路１７が形成されており、オルタネータ１１およびＤＣＤＣコンバータ１６を制御する電子制御装置１８が設けられている。ここで、バッテリ１１の設定電圧よりもキャパシタ１５の設定電圧の方が高い。そして、オルタネータ１１の駆動により得られた電力をバッテリ１４に蓄電することができるとともに、バッテリ１４の電力を、その電圧を昇圧してキャパシタ１５に供給することもできる。さらに、バッテリ１４の電力またはキャパシタ１５の電力を、電気負荷（電力消費装置）１９に供給することもできる。
【００２７】
電子制御装置１８は、上記の各電子制御装置８，９，１０と同様に、マイクロコンピュータを主体として構成されたものであって、各電子制御装置８，９，１０，１８同士の間で、相互にデータの送信・受信がおこなわれる。そして、オルタネータ１１で発電をおこなう場合の励磁電流および出力電流が、電子制御装置１８により制御され、バッテリ１４からキャパシタ１５に供給される電力の電流値が、電子制御装置１８により制御される。さらにまた、エアコン用コンプレッサ１２の容量を制御する電子制御装置２０が設けられている。電子制御装置１８，２０は、上記の各電子制御装置８，９，１０と同様に、マイクロコンピュータを主体として構成されたものであって、各電子制御装置８，９，１０，１８，２０同士の間で、相互にデータの送信・受信がおこなわれる。
【００２８】
上記のエンジン１を対象としたこの発明に係る制御装置は、エコラン用メインスイッチがオフされている場合は、イグニッションスイッチの信号に基づいて、エンジン１の始動・停止が制御される。イグニッションスイッチは、イグニッションキーの操作位置、具体的にはロック、アクセサリ、オン、スタートの各操作位置を検知するものである。そして、エンジン１の停止状態で、イグニッションスイッチにより、オンについでスタートが検知された場合に、エンジン１が始動される。これに対して、エンジン１の運転状態で、イグニッションスイッチにより、オンからアクセサリに変更されたことが検知された場合は、燃料供給が停止されて、エンジン１が停止する。
【００２９】
これに対して、エコラン用メインスイッチがオンされている場合は、イグニッションスイッチの信号以外の条件に基づいて、エンジン１の始動（運転）・停止が制御される。すなわち、イグニッションスイッチによりオンが検知されている状態で、エンジン１の停止・始動（運転）がおこなわれる。このエコラン制御によりエンジン１を停止する場合は、燃料供給が停止されることに加えて、燃料噴射装置１Ａ以外の装置により、エンジン回転数の低下が促進される。
【００３０】
このように、いわゆるエコラン制御によって所定の条件が成立することによりエンジン１を自動停止する場合に、エンジン回転数ＮE の低下を促進する制御を実行するように構成されている。以下、エコラン制御の起動状態で、エンジン１を停止する場合に、エンジン回転数ＮE の低下を促進する制御例を順次説明する。
【００３１】
（第１の制御例）
図１のフローチャートを説明する。図１において、先ず、エコラン制御中か否かが判断される（ステップＳ１）。これは、例えば、エコラン制御のオン・オフを切り換えるエコラン用メインスイッチ（図示せず）が設けられている場合には、そのエコラン用メインスイッチがオンされているか否かに基づいて判断することができる。
【００３２】
このステップＳ１で否定的に判断された場合には、特に制御をおこなうことなくリターンする。これとは反対に肯定的に判断された場合には、エンジン１の停止条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ２）。この停止条件は、例えば、車両が停止していること（車速Ｖがゼロであること）、アクセルオフであること（アクセル開度がゼロであること）、ブレーキ・オンであること（制動操作されていること）などである。
【００３３】
この停止条件が成立していないことによりステップＳ２で否定的に判断された場合には、特に制御をおこなうことなくリターンする。これに対して停止条件が成立していることによりステップＳ２で肯定的に判断された場合には、エンジン１の停止制御が実行される（ステップＳ３）。この制御は、通常のエコラン制御での自動停止と同様の制御であり、具体的には、燃料の供給を停止する制御（フューエルカット制御）がその一例である。
【００３４】
また、ロックアップクラッチ（Ｌ／Ｕ）３の係合制御が実行される（ステップＳ４）。この係合制御は、要は、ロックアップクラッチ３のトルク容量を増大する制御であり、ロックアップクラッチ３を完全係合させる制御以外に、ロックアップクラッチ３のスリップ回転数を低下させるように係合油圧を高くする制御であってもよい。
【００３５】
ロックアップクラッチ３を係合させれば、エンジン１に連結されている入力側の部材と駆動輪７に連結されている出力側の部材とが機械的に連結されることになるが、この制御が実行される時点では車両が停止していて駆動輪７の回転が止まっているので、エンジン１に対してはその回転方向とは反対方向のトルク（負トルク）が作用し、その回転数が引き下げられる。すなわちエンジン回転数の低下が促進される。
【００３６】
したがって、ステップＳ４の制御に続いて、エンジン１が停止したか否か（ＮE ＝０か否か）が判断される（ステップＳ５）。このステップＳ５で否定的に判断された場合には、ステップＳ３に戻ってロックアップクラッチ４の係合制御が継続される。これとは反対にステップＳ５で肯定的に判断された場合には、ロックアップクラッチ３を解放する制御が実行される（ステップＳ６）。エンジン１の再始動に備えるためである。
【００３７】
したがって、図１に示す制御によれば、車両が停止し、かつ制動操作されているなどのエンジン１の自動停止の条件が成立した場合には、エンジン１の停止制御と併せてエンジン回転数ＮE を強制的に低下させる制御が実行される。そのため、エンジン１の回転が止まるまでの時間が短縮される。言い換えれば、スタータモータ２を駆動させる条件の成立までの時間が短縮される。したがって、エンジン１の自動停止の制御が開始された直後に、エンジン１の再始動の条件が成立するなどの場合に、エンジン１の再始動制御を開始するまでの時間が短くなり、このような場合の再始動の応答性が良好になる。
【００３８】
図２は、上記の図１に示す制御をおこなった場合のタイムチャートであって、制動操作されてブレーキ信号がオンとなっており、それに伴って車速Ｖが次第に低下している過程で、車速Ｖが予め定めた基準車速Ｖ1 になると、ロックアップクラッチ３を解放するロックアップ・オフ信号（Ｌ／Ｕ  ＯＦＦ信号）が出力される（ｔ1 時点）。車速Ｖが更に低下し、ついに停車すると（ｔ2 時点）、エコラン制御におけるエンジン１の停止条件が成立し、エンジン１の停止要求信号がオンとなる（ｔ3 時点）。それに伴って、燃料の供給停止信号（フューエルカット信号：Ｆ／Ｃ信号）がオンとなる（ｔ4 時点）。
【００３９】
このようなエンジン１の停止制御と同時に、あるいはその直後にロックアップクラッチ３のオン信号（Ｌ／Ｕ  ＯＮ信号）が出力され、ロックアップクラッチ３が係合方向に制御される（ｔ5 時点）。その結果、エンジン回転数ＮE が急激に低下し、ついにはエンジン１の回転が止まる（ｔ6 時点）。これと同時にロックアップクラッチ３の解放信号（Ｌ／Ｕ  ＯＦＦ信号）が出力される。
【００４０】
上記のようにエンジン１を停止させた直後、もしくはエンジン１の停止とほぼ同時にブレーキ・オフとなってエンジン１の再始動条件が成立すると（ｔ7 時点）、それに伴ってフューエルカット信号がオフとなる（ｔ8 時点）。すなわちエンジン１の回転状態に応じて燃料を供給することが可能な状態になる。
【００４１】
また、その直後にスタータモータ２のオン信号が出力され（ｔ9 時点）、スタータモータ２が駆動されてエンジン１が強制的に回転させられる。その結果、エンジン回転数ＮE が増大し（ｔ10時点）、自立回転するようになる。その状態でスタータモータ２のオフ信号が出力される（ｔ11時点）。
【００４２】
これに対してロックアップクラッチ３を係合させない従来例では、すなわちエンジン回転数ＮE の低下を促進する制御を実行しない場合には、図２に破線で示すように、エンジン回転数ＮE の低下が緩慢となり、エンジン１の停止時期すなわちスタータモータ２を駆動する条件が成立する時点が、ｔ12時点にまで遅延する。したがって、スタータモータ２のオン信号がｔ13時点に出力され、その直後のｔ15時点にエンジン回転数ＮE が増大し始める。
【００４３】
このように、エンジン１の停止条件の成立に伴ってロックアップクラッチ３を係合させることにより、エンジン回転数ＮE の立ち上がり時期を、図２に符号Ｔ1 で示す時間、早めることができ、その分、エンジン１の再始動の応答性を良好にすることができる。
【００４４】
すなわち、イグニッションキーの操作によりエンジン１が停止された場合は、その直後に、イグニッションキーが再度操作されてエンジン１を始動する事態が発生する可能性は低い。また、このような事態が発生した場合でも、ドライバーが自らイグニッションキーを操作しているのであるから、エンジン１を停止してから、再度始動するまでに所定時間以上が経過したとしても、違和感はない。これに対して、エコラン制御によるエンジンの自動停止・始動制御は、道路状況によるもの、例えば、道路が渋滞している場合などにおこなわれる。このため、渋滞が解消されて車両が発進できることになった時点で、エンジン１が迅速に始動されることが望ましい。そして、この実施例によれば、このような状況において、停止したエンジン１を再始動するまでに要する時間を可及的に短くすることができ、ドライバビリティを向上させることができるのである。
【００４５】
ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図１に示すステップＳ４の機能的手段が、この発明における回転数低下促進手段に相当する。
【００４６】
（第２の制御例）
つぎに、エコラン制御の起動状態で、エンジン１を停止する場合に、エンジン回転数の低下を促進するための他の制御例を説明する。図３に示す構成においては、エンジン１の動力によりオルタネータ１１が駆動されて発電し、その電力がバッテリ１４に供給される。このため、オルタネータ１１の発電状態、および電気負荷１９の消費電力を制御すれば、オルタネータ１１により発生する回生制動力、すなわち、エンジン回転数の低下を促進するトルク（負荷トルク）が変化する。また、エンジン１の動力によりエアコン用コンプレッサ１２が駆動されており、冷媒が輸送される。このため、エアコン用コンプレッサ１２の容量を制御する要求を発生させれば、エンジン回転数の低下を促進する負荷トルクが変化する。
【００４７】
以下、エンジン回転数を低下させる制御と、オルタネータ１１の制御またはエアコン用コンプレッサ１２の制御または電気負荷１９の制御とを協調させる制御例を、図４のフローチャートに基づいて説明する。まず、エンジン１を停止させる要求（アイドルストップ要求）が発生する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１は、図１のステップＳ２で肯定的に判断されたことを意味する。
【００４８】
このステップＳ１１についで、エンジン回転数を低下させるトルク（負荷トルク）を増加する指示を出力するとともに（ステップＳ１２）、燃料噴射装置１Ａによるフューエルカット制御を実行する（ステップＳ１３）。さらに、エンジン１の回転数を低下させる負荷トルクが増加して（ステップＳ１４）、エンジン回転数の低下が促進され、かつ、エンジン１が停止して（ステップＳ１５）、この制御ルーチンを終了する。
【００４９】
図４のステップＳ１２では、具体的にはオルタネータ１１の励磁電流の指示値を１００パーセントとする処理をおこない、ステップＳ１４ではオルタネータ１１の出力電流を上昇させる処理をおこなうことができる。このような処理をおこなう場合のタイムチャートの一例を、図５に基づいて説明する。まず、エンジン１の停止要求が発生する時刻ｔ１以前においては、フューエルカット信号がオフされ、オルタネータの励磁電流が０パーセントよりも高く、かつ、１００パーセントよりも低い値に制御され、オルタネータの出力電流が零アンペアよりも高い値に制御され、エンジン回転数が所定の回転数となっている。前記オルタネータの出力電流に応じて、エンジン回転数を低下させる負荷トルク（ニュートン・メートル）が決定される。
【００５０】
時刻ｔ１でエンジンの停止要求が発生すると、フューエルカット信号がオンされ、かつ、オルタネータの励磁電流の指示値が実線で示すように１００パーセントに変更され、オルタネータの出力電流およびエンジン回転数を低下させる負荷トルクが実線のように上昇し、エンジン回転数が実線のように低下する。その後、エンジン回転数の低下により、オルタネータの出力電流および負荷トルクが低下し始める。そして、時刻ｔ２において、エンジン回転数が零となり、かつ、オルタネータの励磁電流が零パーセントとなり、かつ、オルタネータの出力電流および負荷トルクが零となる。
【００５１】
ついで、時刻ｔ４でエンジンの始動要求が発生すると、フューエルカット信号がオフされるとともに、スタータモータによりエンジンがクランキングされて、エンジン回転数が上昇する。その後、オルタネータの励磁電流が高められるとともに、時刻ｔ５以降は、でエンジン回転数が所定のアイドリング回転数に制御される。
【００５２】
これに対して、エンジンの停止要求が発生した場合に、オルタネータの励磁電流を高める制御を実行しない比較例を、図５の破線に示す。この比較例では、時刻ｔ１以降においても、オルタネータの励磁電流が、時刻ｔ１以前と略同じに制御される。このため、時刻ｔ１以降においても、オルタネータの出力電流および負荷トルクも、時刻ｔ１以前と略同じとなる。
【００５３】
そして、オルタネータの励磁電流が、時刻ｔ２以後に低下されて、オルタネータの出力電流および負荷トルクも、時刻ｔ２以後に低下する。このため、エンジン回転数は、時刻ｔ２を過ぎるまで徐々に低下する。そして、時刻ｔ３でエンジン回転数が零となる。このように、実施例と比較例とを比べると、エンジン停止要求が発生してから停止するまでの時間は、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間に相当する所定時間Ｔ１分、実施例の方が短くなる。なお、前記ステップＳ１２、ステップＳ１４において、エアコン用コンプレッサの容量を最大にする制御を実行した場合でも、負荷トルクが増加するため、前述と同様の効果を得られる。
【００５４】
（第３の制御例）
つぎに、エコラン制御の起動状態で、エンジン１を停止する場合に、エンジン回転数の低下を促進する他の制御例を、図６のフローチャートに基づいて説明する。この図６においても、図４のフローチャートとほぼ同じ処理がおこなわれる。図６においては、ステップＳ１２において、オルタネータ１１の励磁電流指示を１００パーセントにし、かつ、バッテリ１４からキャパシタ１５に供給する電力量を増加する処理がおこなわれる。この図６のフローチャートに対応するタイムチャートの一例を、図７に基づいて説明する。なお、図７において、図６のフローチャートに相当する経時変化は実線で示されている。
【００５５】
まず、エンジン１の停止要求が発生する時刻ｔ１以前においては、フューエルカット信号、オルタネータの励磁電流、オルタネータの出力電流、エンジン回転数が、図５の場合と同様に制御されている。また、バッテリからキャパシタに電流を流すフラグはオフされている。そして、時刻ｔ１において、エンジン停止要求が発生すると、フューエルカット信号がオンされ、かつ、オルタネータの励磁電流の指示値が１００パーセントになり、バッテリからキャパシタに電流を流すフラグがオンされる。すると、キャパシタに供給される電力の電流が増加する。つまり、オルタネータで発電された電力を受け入れるバッテリの空き容量が増加し、オルタネータの出力電流を可及的に高めることができる。
【００５６】
このようにして、エンジン回転数の低下を促進する負荷トルクが増加して、かつ、エンジン回転数が低下する。そして、エンジン回転数の低下にともない、オルタネータの出力電流および負荷トルクも低下する。その後、時刻ｔ２でエンジン回転数が零となり、かつ、オルタネータの励磁指示が零パーセントとなり、かつ、バッテリからキャパシタに電流を流すフラグがオフされる。ついで、オルタネータの出力電流および負荷トルクが低下して零となり、かつ、キャパシタに供給される電力の電流が低下して零となる。その後、時刻ｔ４でエンジン始動要求が発生するとフューエルカット信号がオフされ、かつ、スタータモータが駆動されてエンジン回転数が上昇するとともに、燃料の噴射および燃焼がおこなわれて、時刻ｔ５以降は所定のエンジン回転数に制御される。
【００５７】
一方、上記の図７に破線で示されているものは、第２の制御例に対応する。すなわち、時刻ｔ１以降はエンジン回転数が低下する。また、オルタネータの出力電流および負荷トルクが一旦増加し、時刻ｔ２以前に、オルタネータの出力電流および負荷トルクが低下する。そして、時刻ｔ３でエンジン回転数が零となり、かつ、オルタネータの励磁指示が零パーセントとなっている。さらに、キャパシタに供給される電流は、第２の制御例では増加されない。
【００５８】
そして、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間では、オルタネータの出力電流および負荷トルクは、第３の制御例の方が第２の制御例よりも高い。また、エンジン回転数が零となるタイミングは、第３の制御例の方が第２の制御例よりも所定時間Ｔ１早い。なお、図５および図７において、時刻および時間には対応関係はない。
【００５９】
ところで、図６のフローチャートを実行する場合に、ステップＳ１２とステップＳ１３とは、ほぼ同時におこなうこともできるが、ステップＳ１３の処理を開始する前に、ステップＳ１２の処理を開始することもできる。このような制御を実行する場合のタイムチャートの一例を、図８に基づいて説明する。
【００６０】
この図８のタイムチャートにおいて、時刻ｔ１以前では、フューエルカット信号、オルタネータに対する励磁指示、オルタネータの出力電流および負荷トルク、エンジン回転数などは、図５のタイムチャートと同じである。また、図８のタイムチャートにおいて、時刻ｔ１以前では、キャパシタ１５に対する電力の供給状態は零パーセントを越え、かつ、１００パーセント未満に設定されており、キャパシタに対する充電電流も、所定値となっている。
【００６１】
ついで、時刻ｔ１でエンジンの停止要求が発生すると、オルタネータの励磁指示が１００パーセントになり、オルタネータの出力電流および負荷トルクが上昇する。また、キャパシタに対する充電量が１００パーセントに制御され、キャパシタに供給される電力の電流が増加する。この時点では、フューエルカット信号はオフされたままである。このため、フューエルカット信号がオンされる前に、オルタネータの出力電流および負荷トルクが最大となる。なお、エンジンの停止要求が発生すると、エンジンの吸気バルブを閉じる制御が開始される。
【００６２】
そして、時刻ｔ２でエンジンの吸気バルブが閉じる制御が完了すると、フューエルカット信号がオンされるとともに、オルタネータの出力電流および負荷トルクが低下し、かつ、キャパシタに対する充電電流も低下する。つまり、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間で、オルタネータの出力電流および負荷トルクが最大に維持される。
【００６３】
さらに、時刻ｔ３になるとエンジン回転数が零となり、かつ、オルタネータ励磁指示が零パーセントに制御され、かつ、オルタネータ出力電流が零アンペアとなり、かつ、キャパシタに対する充電指示が零パーセントに制御される。その後、時刻ｔ５でエンジンの始動要求が発生すると、スタータモータが駆動されてエンジン回転数が上昇するとともに、フューエルカット信号がオフされて、エンジン回転数が所定の回転数に制御される。
【００６４】
このように、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１３の処理よりもステップＳ１２の処理を先におこなうことにより、オルタネータの励磁指示時刻に対して、実際の出力電流が最大となる時刻に遅れが生じた場合でも、オルタネータの出力電流が最大に制御される時間を、可及的に長く保持することができる。したがって、エンジン回転数の低下を促進する機能が一層向上する。
【００６５】
この図８においては、比較例が破線で示されている。すなわち、時刻ｔ１以降におけるオルタネータ励磁指示は、時刻ｔ１以前と同じに制御されている。時刻ｔ１以後におけるオルタネータ出力電流および負荷トルクは、時刻ｔ１以前と同じに制御されている。また、時刻ｔ１以降におけるャパシタの充電電流は、時刻ｔ１以前におけるキャパシタの充電電流と同じとなっている。そして、時刻ｔ２でフューエルカット信号がオンされると、エンジン回転数が低下し始め、かつ、オルタネータの出力電流および負荷トルクが低下し始める。また、オルタネータの励磁指示が零パーセントに制御され、かつ、キャパシタに対する充電指示が零パーセントになっている。そして、時刻ｔ４でエンジン回転数が零となっている。そして、エンジン回転数が零となるタイミングは、実施例の方が比較例よりも時間Ｔ１早い。なお、図５および図７において、時刻および時間には対応関係はない。
【００６６】
このように、第３の制御例によれば、エンジン１の回転による運動エネルギを、オルタネータ１１により電気エネルギに変換することができ、エネルギの有効利用を図ることができる。ここで、図４および図６に示された機能的手段を説明すれば、ステップＳ１１ないしステップＳ１５がこの発明の回転数低下促進手段に相当する。
【００６７】
（第４の制御例）
この制御例は、図６のステップＳ１４以降の処理の一部を変更する制御例である。この第４の制御例では、エンジン１が、４気筒のディーゼルエンジンであり、燃料噴射形式が独立噴射形式である場合を例として説明する。まず、停止しているエンジン１を始動させる場合の制御・作用を説明する。以下の説明では、便宜上、１つの気筒の動作について説明する。このクランクシャフト１Ｂのクランキングにより、ピストンが上死点から下死点に向けて下降するとともに、吸気ポートが開放されて燃焼室内に空気が供給される。この工程が吸気行程である。
【００６８】
その後、クランクシャフト１Ｂの回転により、前記ピストンが下死点から上死点に向けて上昇する。この場合は、吸気ポートおよび排気ポートが共に閉じられており、シリンダ内の空気が圧縮され、シリンダ内が高温・高圧になる。この工程が圧縮行程である。例えば、圧縮行程の終了時に、インジェクタにより燃焼室内に燃料が噴射されると、燃料が自己着火により燃焼・爆発し、その発熱エネルギーによりピストンが下方に押し下げられる。この工程が爆発（燃焼）工程である。
【００６９】
このようにして、ピストンが下方に押し下げられると、その力がコネクティングロッドを介してクランクシャフト１Ｂに伝達され、クランクシャフト１Ｂが回転する。このようにして、ピストンが下死点付近まで押し下げられると、排気ポートが開放されて、ピストンの上昇にともないシリンダ内のガスを、排気ポートを介して外部に排気する。この工程が排気行程である。このようにして、ピストンが上死点に到達し、前記吸気行程に移行する。なお、いずれか２つのピストンが上死点から下死点に向けて動作する際には、他の２つのピストンが下死点から上死点に向けて動作する。
【００７０】
上記の説明は、一つのピストンの動作に関するものであるが、第１の気筒♯１のピストンと第４の気筒♯４のピストンとが、シリンダの軸線方向において同一の位置に位置し、第２の気筒♯２のピストンと第３の気筒♯３のピストンとが、シリンダの軸線方向において同一の位置に位置する。なお、シリンダの軸線方向において、第１の気筒♯１のピストンおよび第４の気筒♯４のピストンと、第２の気筒♯２のピストンおよび第３の気筒♯３のピストンとは、異なる位置に位置しており、その位置の差をクランクシャフト１Ｂの回転角度で示せば１８０度である。また、同一の位置に位置する２つのピストンに対応する気筒であっても、その行程は異なる。
【００７１】
例えば、第１の気筒♯１が吸気行程にあれば、第２の気筒♯２が圧縮行程にあり、第３の気筒♯３が排気行程にあり、第４の気筒♯４が燃焼行程にある。また、第１の気筒♯１が圧縮行程にあれば、第２の気筒♯２が燃焼行程にあり、第３の気筒♯３が吸気行程にあり、第４の気筒♯４が排気行程にある。さらに、第１の気筒♯１が燃焼行程にあれば、第２の気筒♯２が排気行程にあり、第３の気筒♯３が圧縮行程にあり、第４の気筒♯４が吸気行程にある。さらにまた、第１の気筒♯１が排気行程にあれば、第２の気筒♯２が吸気行程にあり、第３の気筒♯３が燃焼行程にあり、第４の気筒♯４が圧縮行程にある。そして、シリンダの軸線方向における各ピストンの位置、言い換えれば、各気筒がどの行程にあるかという判別、いわゆる気筒判別は、クランク角センサ２１の信号に基づいておこなうことができる。クランクシャフト１Ｂの外周にはギヤ（図示せず）が形成されており、そのギヤの欠け歯部がクランク角センサ２１により検知される。
【００７２】
つぎに、図９のフローチャートおよび図１０のタイムチャートに基づいて制御例を具体的に説明する。まず、図６のステップＳ１４についで、エンジン回転数が所定回転数Ａまで低下すると、オルタネータ１１の励磁のデューティ制御を開始するとともに、その時点で第３の気筒♯が圧縮行程にあることに基づき、第４の気筒で圧縮行程が終了した時点で、エンジン回転数が零となるように、第４の気筒♯４の位置の目標値Ａtar を算出する（ステップＳ１４Ａ）。すなわち、クランクシャフト１Ｂの回転方向における目標停止位相を算出する。この目標停止位相は、クランクシャフト１Ｂの回転方向において、クランク角センサ２１と前記欠け歯部とが、所定の円周長未満の範囲内に位置するように決定される。なお、オルタネータの励磁をデューティ制御する所定回転数Ａは、予めエンジン用電子制御装置８などに記憶されている。
【００７３】
そして、現在圧縮行程にある第３の気筒♯３の位置と、ステップＳ１４Ａで算出した目標値とに基づいて、ＰＩＤブロック図に基づいてオルタネータの励磁電流を算出し、オルタネータ１１の励磁電流を制御する（ステップＳ１４Ｂ）。このオルタネータ１１の励磁電流の制御模式図を、図１１に示す。また、このステップＳ１４Ｂでは、エンジン１が停止し、かつ、次回のエンジン１の始動時に第２の気筒♯２で圧縮行程が開始されること、および、第３の気筒♯３が圧縮行程となった時に燃料噴射・着火がおこなわれることを記憶する。上記のステップＳ１４Ｂの後、エンジン１が停止する（ステップＳ１５）。
【００７４】
このステップＳ１５の後、エンジン１の始動要求が発生すると（ステップＳ１６）、エンジン１を始動させる制御を実行し（ステップＳ１７）、この制御ルーチンを終了する。このステップＳ１７においては、スタータモータ２が駆動されてエンジン１がクランキングされるとともに、燃料噴射・着火がおこなわれてエンジン１の回転数が上昇する。
【００７５】
この図９のフローチャートに対応するタイムチャートの一例を、図１２に実線で示す。まず、エンジンにオルタネータ停止要求が発生する時刻ｔ１以前においては、エンジン回転数が所定回転数以上に制御されているとともに、フューエルカット信号がオフされ、オルタネータの励磁指示が所定値に制御され、オルタネータの出力電流および負荷トルクが所定値に制御されている。
【００７６】
時刻ｔ１でエンジンの停止要求が発生すると、オルタネータの励磁指示が１００パーセントに高められて、オルタネータの出力電流および負荷トルクが上昇する。なお、この時点ではフューエルカット信号はオフされたままである。
【００７７】
その後、時刻ｔ２でフューエルカット信号がオンされると、エンジン回転数およびオルタネータの出力電流および負荷トルクが低下し始める。そして、時刻ｔ３から、オルタネータの励磁のデューティ制御が開始されて、時刻ｔ４でエンジン回転数が零となり、かつ、オルタネータの出力電流および負荷トルクが零となっている。ついで、時刻ｔ６でエンジンの始動要求が発生すると、フューエルカット信号がオフされ、かつ、スタータモータが駆動されてエンジン回転数が上昇し、かつ、燃料の着火が開始される。そして、時刻ｔ７以降はエンジン回転数が所定の回転数に制御されている。
【００７８】
つぎに、比較例の制御を図１２に破線で示す。この比較例においては、時刻ｔ１以降のオルタネータの励磁指示は、時刻ｔ１前のオルタネータの励磁指示と同じに制御されている。したがって、時刻ｔ１以降のオルタネータの出力電流および負荷トルクも、時刻ｔ１前のオルタネータの出力電流および負荷トルクと同じとなる。そして、時刻ｔ３からオルタネータの励磁指示が低下し、かつ、時刻ｔ４からオルタネータの出力電流および負荷トルクが低下している。さらに、時刻ｔ５でエンジン回転数が零となり、かつ、オルタネータの励磁指示が零パーセントとなり、かつ、オルタネータの出力電流および負荷トルクが零となっている。
【００７９】
その後、時刻ｔ６でエンジン始動要求が発生すると、スタータモータが駆動されてエンジン回転数が上昇し、時刻ｔ７以降で着火がおこなわれ、かつ、時刻ｔ８以降にエンジン回転数が所定回転数に制御されている。
【００８０】
このように、図９のフローチャートでは、エンジン１を停止する時に、クランク角センサ２１と欠け歯部とが接近した状態で、クランクシャフト１Ｂを停止させる。このため、ステップＳ１７において、クランキングを開始してから気筒判別を完了するまでの時間を、短縮することができる。したがって、エンジン１の始動要求が発生してから、エンジン回転数が所定回転数に到達するまでの時間は、実施例の所定時間ＴＴ２の方を、比較例の所定時間ＴＴ１よりも短くすることができ、エンジン１の始動性が向上する。なお、図１２のタイムチャートにおいても、エンジン回転数が零となるタイミングは、実施例の方が比較例よりも所定時間Ｔ１だけ早いことは、他の制御例と同じである。
【００８１】
なお、図９のフローチャートでは、第３の気筒♯３が圧縮行程にあるときにオルタネータの励磁のデューティ制御が開始され、エンジン１の始動時における圧縮行程が第２の気筒♯２でおこなわれ、第３の気筒♯３で燃料噴射・着火がおこなわれる場合を説明しているが、各行程と各気筒との対応関係は、クランクシャフト１Ｂの回転方向における欠け歯の位置と、クランク角センサ２１の位置との関係により異なる。
【００８３】
また、各制御例によれば、エンジン回転数の低下を促進するために、専用の装置を設け必要はない。したがって、部品点数の増加を抑制でき、装置の大型化・大重量化および製造コストの上昇を抑制できる。また、第２の制御例ないし第４の制御例では、エンジン１の回転による運動エネルギを、オルタネータ１１により電気エネルギに変換することができ、エネルギの有効利用を図ることができる。さらに、ステップＳ１３の処理よりも前に、ステップＳ１２の処理を実行すれば、オルタネータ１１による発電量を可及的に増加することができる。したがって、エネルギの回収効率が一層向上する。
【００８４】
また、各制御例によれば、停止制御によりエンジン１を停止させる燃料噴射装置１Ａと、回転数低下促進手段の機能を達成するために動作するロックアップクラッチ３、発進クラッチ、オルタネータ１１、エアコン用コンプレッサ１２、キャパシタ１５、バッテリ１４、ＤＣＤＣコンバータ１６、電気負荷１９、電気回路１７とは、エンジン１に対する回転数の制御原理が異なるため、より確実にエンジン１の回転数を制御できる。
【００８５】
なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであって、この発明におけるクラッチ機構は、上述したロックアップクラッチ３以外に、摩擦式のいわゆる発進クラッチであってもよい。すなわち、エンジンから駆動輪に至る動力伝達系統に介装されたクラッチであって、走行の際に係合させられ、また停車時に解放状態もしくはスリップ状態に制御されるクラッチ機構であってもよい。また、そのクラッチ機構を、エンジンの停止条件の成立に伴って係合させ、その後に解放する場合、所定の時間の経過によって解放制御するように構成してもよい。
【００８６】
さらに、この発明では、エンジンに対してその回転方向とは反対方向のトルクを作用させてその回転数を低下させればよいので、何らかの負荷トルクを発生する部材をエンジンに連結してその回転数を低下させるように構成してもよい。そして、この発明における外部動力装置は、モータ・ジェネレータなどの前記スタータモータ以外の機構であってもよい。
【００８７】
さらに、第２の制御例ないし第４の制御例においては、オルタネータの回生制動により負荷トルクを増加しているが、負荷トルクを増加するための発電機の電気的制動としては、発電制動、逆相制動、渦電流制動などが挙げられる。さらに、エンジンの停止条件が成立した場合に、第１の制御例と、第２の制御例ないし第４の制御例の少なくとも一つとを並行して実行することにより、エンジン回転数の低下を促進することもできる。
【００８８】
ここで、図３に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、エンジン１がこの発明の内燃機関に相当し、スタータモータ２、モータ・ジェネレータ（図示せず）が、この発明の外部動力装置に相当し、ロックアップクラッチ３および発進クラッチが、この発明のクラッチ機構に相当する。
【００８９】
各実施例に開示された特徴的な構成を記載すれば以下のとおりである。すなわち、外部動力装置によって強制的に回転させて自立回転させる内燃機関を搭載した車両について、イグニッションスイッチがオンされている状態で、イグニッションスイッチの信号とは異なる停止条件が成立した場合は、第１の回転数制御装置の機能により前記内燃機関を停止させる制御を実行し、前記内燃機関が停止していることを含む所定の始動条件が成立した場合は、前記外部動力装置を駆動して前記内燃機関の始動制御を実行する内燃機関の停止・始動制御装置において、前記停止条件が成立した場合に、第１の回転数制御装置とは回転数の制御原理が異なる第２の回転数制御装置により、前記内燃機関の回転数の低下を促進する回転数低下促進手段を備えていることを特徴とする内燃機関の停止・始動制御装置である。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、車両が停止して内燃機関の自動停止条件が成立すると、内燃機関における燃料の供給が停止され、かつ、クラッチ機構のトルク容量を増大することにより、内燃機関に対して回転方向のトルクとは反対方向のトルクを作用させて、その内燃機関の回転数の低下を促進し、内燃機関の停止までの時間を短縮できるので、内燃機関の再始動のための条件として内燃機関の停止を含んでいても、内燃機関の停止条件が成立した直後に内燃機関の再始動の条件が成立した場合、内燃機関の再始動の条件の成立から内燃機関が回転し始めるまでの時間を短縮でき、その再始動の応答性を向上させ、運転者の違和感を未然に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の制御装置による制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図２】  図１に示す制御を実行した場合のタイムチャートの一例を示す図である。
【図３】  この発明で対象とする内燃機関を搭載した車両の駆動系統を模式的に示すブロック図である。
【図４】  図３に示す車両の他の制御例を説明するためのフローチャートである。
【図５】  図４に示す制御を実行した場合のタイムチャートの一例を示す図である。
【図６】  図３に示す車両の他の制御例を説明するためのフローチャートである。
【図７】  図６に示す制御を実行した場合のタイムチャートの一例を示す図である。
【図８】  図６に示す制御を実行した場合のタイムチャートの他の例を示す図である。
【図９】  図６に示す制御の一部を変更した例を示すフローチャートである。
【図１０】  図９に示すフローチャートに対応するタイムチャートの一例を示す図である。
【図１１】  図９に示すフローチャートで実行する処理の概念図である。
【図１２】  図９に示すフローチャートに対応するタイムチャートの他の例を示す図である。
【符号の説明】
１…エンジン、  １Ａ…燃料噴射装置、  １Ｂ…クランクシャフト、  ２…スタータモータ、  ３…ロックアップクラッチ、  ７…駆動輪、  ８…エンジン用電子制御装置、  ９…変速機用電子制御装置、  １０…エコラン用電子制御装置、  １１…オルタネータ、  １２…エアコン用コンプレッサ、  １４…バッテリ、  １５…キャパシタ、  １６…ＤＣＤＣコンバータ、  １７…電気回路、  １９…電気負荷。
【図１】
0003925336.tif 000002
【図２】
0003925336.tif 000003
【図３】
0003925336.tif 000004
【図４】
0003925336.tif 000005
【図５】
0003925336.tif 000006
【図６】
0003925336.tif 000007
【図７】
0003925336.tif 000008
【図８】
0003925336.tif 000009
【図９】
0003925336.tif 000010
【図１０】
0003925336.tif 000011
【図１１】
0003925336.tif 000012
【図１２】
0003925336.tif 000013