(57)【要約】【課題】内燃機関を逆回転させないようにしてスタータレス始動を行うことができる内燃機関の自動停止／再始動制御システムを提供することになる。【解決手段】クランク角センサからの信号に基づいて内燃機関の回転方向が正回転か逆回転を検出し、正回転と判断された場合に燃料噴射と火花点火を行うようにした。これによれば、内燃機関が正回転と判断された後に燃料噴射と火花点火を行うようにしたので、内燃機関を逆回転させることなくスタータレス始動を行うことが可能となるものである。【選択図】図２
2016035257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転中で機関停止要求が発生した時に燃料噴射手段による燃料噴射と点火手段による火花点火を停止させる機関停止手段と、前記機関停止手段による燃料噴射と火花点火の停止中に前記内燃機関の回転数が降下する過程で運転者による再始動要求が発生した時に、前記燃料噴射手段による燃料噴射と前記点火手段による火花点火を再開させて再始動を行う再始動手段とを備えた内燃機関の自動停止/再始動制御システムにおいて、
前記再始動手段は、クランク角センサからの信号に基づいて内燃機関の回転方向が正回転か逆回転を検出する回転方向検出手段を有し、前記回転方向検出手段によって前記内燃機関の回転方向が逆回転方向と判断されると、前記燃料噴射手段による燃料噴射と前記点火手段による火花点火を実行せず、前記回転方向検出手段によって前記内燃機関の回転方向が正回転と判断されると、前記燃料噴射手段によって噴射された燃料を前記点火手段で燃焼させることを特徴とする内燃機関の自動停止/再始動制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の自動停止/再始動制御システムにおいて、
前記再始動手段は、初回の燃料噴射タイミングと初回の火花点火タイミングを前記クランク角センサの立ち上がり点で入出力回路のレジスタにセットし、初回以降の燃料噴射タイミングと火花点火タイミングを前記クランク角センサの立ち下がり点で前記レジスタにセットすることを特徴とする内燃機関の自動停止/再始動制御システム。
【請求項３】
内燃機関の運転中に機関停止要求が発生した時に燃料噴射手段による燃料噴射と点火手段による火花点火を停止させる機関停止手段と、スタータによって再始動を行うスタータ始動手段を備えた内燃機関の自動停止/再始動制御システムにおいて、
前記スタータ始動手段は、前記スタータのオン信号から所定時間が経過して前記内燃機関が正回転状態になったかどうかを判断する回転方向判断手段を有し、前記回転方向判断手段によって前記スタータのオン信号から所定時間が経過していないと判断されると、前記燃料噴射手段による燃料噴射と前記点火手段による火花点火を実行せず、前記回転方向判断手段によって前記スタータのオン信号から所定時間が経過したと判断されると、前記燃料噴射手段と前記点火手段によって燃料を燃焼させることを特徴とする内燃機関の自動停止/再始動制御システム。
【請求項４】
内燃機関の運転中に機関停止要求が発生した時に燃料噴射手段による燃料噴射と点火手段による火花点火を停止させる機関停止手段と、前記機関停止手段による燃料噴射と火花点火の停止中に前記内燃機関の回転数が降下する過程で運転者による再始動要求が発生した時に、前記燃料噴射手段による燃料噴射と前記点火手段による火花点火を再開させて再始動を行うスタータレス始動手段と、前記スタータレス始動手段とは別にスタータによって再始動を行うスタータ始動手段を備えた内燃機関の自動停止/再始動制御システムにおいて、
前記再始動手段は、クランク角センサからの信号に基づいて内燃機関の回転方向が正回転か逆回転を検出する回転方向検出手段を有し、前記回転方向検出手段によって前記内燃機関の回転方向が逆回転方向と判断されると、前記燃料噴射手段による燃料噴射と前記点火手段による火花点火を実行せず、前記回転方向検出手段によって前記内燃機関の回転方向が正回転と判断されると、前記燃料噴射手段によって噴射された燃料を前記点火手段で燃焼させ、
前記スタータ始動手段は、前記スタータのオン信号から所定時間が経過して前記内燃機関が正回転状態になったかどうかを判断する回転方向判断手段を有し、前記回転方向判断手段によって前記スタータのオン信号から所定時間が経過していないと判断されると、前記燃料噴射手段による燃料噴射と前記点火手段による火花点火を実行せず、前記回転方向判断手段によって前記スタータのオン信号から所定時間が経過したと判断されると、前記燃料噴射手段と前記点火手段によって燃料を燃焼させることを特徴とする内燃機関の自動停止/再始動制御システム。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の自動停止/再始動制御システムにおいて、
前記内燃機関の回転速度が所定の回転速度より大きいと前記スタータレス始動手段による再始動を実行し、前記内燃機関の回転速度が所定の回転速度より小さいと前記スタータ始動手段による再始動を実行することを特徴とする内燃機関の自動停止/再始動制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動停止制御によって内燃機関の回転速度が降下する過程で内燃機関を再始動させる機能を備えた内燃機関の自動停止／再始動制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費向上、排気エミッション低減等を目的として、内燃機関の自動停止／再始動制御システム（いわゆるアイドルストップ制御システム）を搭載した車両が増加している。従来の一般的なアイドルストップ制御システムは、運転者が車両を停車させたときに燃料噴射と火花点火を停止して内燃機関を自動的に停止させ、その後、運転者が車両を発進させようとする操作（ブレーキ解除操作やアクセル踏込み操作等）を行ったときに自動的にスタータ又はスタータ兼用のモータに通電して内燃機関をクランキングして再始動させるようにしている。
【０００３】
このようなアイドルストップ制御システムでは、燃料噴射、火花点火の停止により内燃機関の回転速度が降下する途中で再始動要求が発生することがある。例えば、交差点信号が「赤」になっている状態でブレーキペダルを踏むと、自動停止制御が実行されて内燃機関の回転速度が降下するが、この途中で交差点信号が「赤」から「青」の状態に移行した時にブレーキペダルからアクセルペダルに踏み替える場合である。
【０００４】
このような回転速度が降下する途中で再始動要求が発生することを、通常「チェンジ  オブ  マインド」（Ｃｈａｎｇｅ  Ｏｆ  Ｍａｉｎｄ）と呼んでいる。この「チェンジ  オブ  マインド」が生じる場合に、内燃機関の回転が完全に停止してからスタータに通電して内燃機関をクランキングして再始動させると、自動停止要求発生から再始動完了までに時間がかかってしまい、運転者に再始動の遅れ（もたつき）を感じさせてしまう。
【０００５】
このため、アイドルストップ制御により内燃機関の回転速度が降下する途中で再始動要求が発生したときに、内燃機関の回転速度がスタータを使用しないで始動可能（燃料噴射のみで再始動可能）な回転速度領域であれば、スタータを使用せずに燃料噴射のみで内燃機関を再始動する、いわゆるスタータレス始動を行うようにしたものが提案されている。
【０００６】
このスタータレス始動は燃焼始動とも言われており、例えば、特開２０１０-２４２６２１号公報（特許文献１）においては、アイドルストップ制御の燃料噴射停止後の回転降下中に再始動要求が発生した場合のスタータレス始動回数を増加させて、スタータの使用回数を少なくすることでスタータの耐久性を向上させることができる自動停止/再始動制システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０-２４２６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、このようなアイドルストップ制御において、内燃機関を停止させるために燃料噴射を停止すると、クランクシャフトの回転速度が徐々に低下していくが、この状態にあっては、圧縮行程中の気筒で密閉された燃焼室の容積が縮小する際の抵抗、及び膨張行程中の気筒で密閉された燃焼室の容積が拡大する際の抵抗がクランクシャフトの回転の抵抗成分となる。そして、圧縮行程中の気筒では燃焼室内の空気が圧縮ばねのような働きをし、膨張行程中の気筒では燃焼室内の空気が引張ばねのような働きをする。
【０００９】
そのため、停止過程にある内燃機関においては、クランクシャフトの回転速度が極低速に達した後、燃焼室内の空気の働きによってクランクシャフトが逆方向に回転し始める。更に、クランクシャフトの逆回転の後に燃焼室内の空気の働きにより、クランクシャフトが再び正回転するようになる。このような状態を一般には揺り戻し状態と呼んでいる。揺り戻し状態は通常では１回または複数回にわたりクランクシャフトの回転方向が逆転することが知られている。
【００１０】
したがって、このクランクシャフトが逆回転している過程で「チェンジ  オブ  マインド」が生じて燃料噴射と火花点火が行われると燃料の燃焼が生じ、この結果、燃焼トルクが発生して内燃機関の逆回転を助長して継続させるようになる。内燃機関が逆回転すると正常な機関運転状態を維持することができなくなり、様々な不具合を生じることはよく知られているところである。
【００１１】
本発明の第１の目的は、内燃機関を逆回転させないようにしてスタータレス始動を行うことができる内燃機関の自動停止／再始動制御システムを提供することになる。
【００１２】
本発明の第２の目的は、内燃機関を逆回転させないようにしてスタータ始動を行うことができる内燃機関の自動停止／再始動制御システムを提供することになる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の特徴は、クランク角センサからの信号に基づいて内燃機関の回転方向が正回転方向か、或いは逆回転方向かを検出し、正回転方向と判断された場合に限り燃料の燃焼を行うようにした、ところにある。
【００１４】
本発明の第２の特徴は、スタータのオン信号から所定時間が経過した後に燃料噴射と火花点火を行うようにした、ところにある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、内燃機関が正回転方向と判断された場合に火花点火による燃焼を行うようにしたので、内燃機関を逆回転させることなくスタータレス始動を行うことが可能となるものである。
【００１６】
また、スタータの回転によって内燃機関が正回転したと見做された後に燃料噴射と火花点火を行うようにしたので、内燃機関を逆回転させることなくスタータ始動を行うことが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明が適用される内燃機関の自動停止／再始動制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態になる内燃機関の自動停止／再始動制御システムの制御フローチャート図である。
【図３】図２に示す制御フローチャートによる制御結果を説明するタイムチャート図である。
【図４】本発明の第２の実施形態になる内燃機関の自動停止／再始動制御システムの制御フローチャート図である。
【図５】図４に示す制御フローチャートによる制御結果を説明するタイムチャート図である。
【図６】本発明の第１の実施形態になる内燃機関の自動停止／再始動制御システムの制御フローチャート図である。
【図７】図６に示す制御フローチャートによる制御結果を説明するタイムチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【００１９】
図１から分かるように、本発明の実施形態になる内燃機関の自動停止／再始動制御システムは、入力系統と出力系統、及び入力系統からの入力信号から出力系統の出力を演算する制御装置とから構成されている。
【００２０】
入力系統の具体的な入力例として、内燃機関をクランキングするスタータ信号１０、内燃機関の逆回転を検出する逆回転検知用信号を併せ出力するクランク角センサ信号１１、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ信号１２、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサ信号１３、車両の車速を検出する車速センサ信号１４等が入力されている。
【００２１】
スタータ信号１０はスタータモータに通電されていることを検出して得られる信号である。クランク角センサ信号１１はクランク軸に形成された歯車の歯の回転を検出して得られる信号であり、正逆回転検知用のパルス信号と通常の角度パルス信号を出力している。アクセルセンサ信号１２はアクセルペダルの操作状態を検出して得られるアナログ信号で、Ａ/Ｄ変換されて使用される。ブレーキセンサ信号１３はブレーキペダルの操作状態を検出して得られるアナログ信号で、これもＡ/Ｄ変換されて使用される。車速センサ信号１４はトランスミッションのアウトプットドリブンギヤの回転速度を検出することにより現在の走行車速を検出して得られる信号である。
【００２２】
制御装置１５はマイクロコンピュータを主体とするコンピュータシステムで構成されており、上述した入力系統からの入力信号に基づき所定の演算を行って出力系統に駆動制御信号を送るものである。制御部１５は設定されたプログラムによって動作する一つ以上のマイクロプロコンピュータで実現することができ、設定されたプログラムは、後述する本発明の実施形態になる自動停止／再始動制御システムのスタータレス始動やスタータ始動を行うための一連の命令を含むことができる。
【００２３】
制御装置１５で実行される本実施例に関係する機能としては、スタータＯＮ継続検出部１５Ａ、内燃機関の回転方向検出部１５Ｂ、点火制御部１５Ｃ、燃料噴射制御部１５Ｄがある。これらの機能部はマイクロプロコンピュータに設定されたソフトウエアプログラムによって実現できるものである。
【００２４】
更に、制御装置１５には入出力回路が供えられており、入力回路には入力系統が接続されており、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器等が備えられている。また出力回路には火花点火に使用する通電開始タイミング、通電角、点火タイミングをセットするレジスタ、レジスタの値と角度経過信号の値を比較して比較結果を出力する比較器や、燃料噴射に使用する燃料噴射タイミング、燃料噴射量をセットするレジスタ、レジスタの値と角度経過信号、時間経過信号の値を比較して比較結果を出力する比較器等が備えられている。比較器の出力は後述するイグナイタ１６やインジェクタ１７の駆動制御に用いられる。
【００２５】
出力系統としては、燃焼室内の点火プラグに高電圧を印加する点火コイルの一次コイルに流れる一次電流を制御するイグナイタ１６、内燃機関の各燃焼室、或いは吸気ポートに取り付けられ、燃料を噴射するインジェクタ１７がある。制御装置１５は点火するべき気筒、点火コイルに一次電流を流し始める通電開始タイミング、通電角、及び一次電流を停止する火花点火タイミング（点火時期）等を演算してイグナイタ１６に対して信号を供給する。また、制御装置１５は燃料を噴射する気筒、燃料噴射量、燃料噴射タイミング等を演算してインジェクタ１７に対して信号を供給する。
【００２６】
以上のような内燃機関の自動停止／再始動制御システムにおいて、次に本発明のいくつかの実施形態について以下詳細に説明する。
【実施例１】
【００２７】
上述したような内燃機関の自動停止／再始動制御システムにおいて、今、自動車が走行状態にあって機関停止要求（アイドルストップ制御の実行）が発生すると、これとほぼ同期して燃料噴射と火花点火の停止が行なわれて回転数が低下していく。この機関停止要求は、主に運転者の要求（運転操作）に応じたもので、運転者がアクセルオフした場合は、燃料噴射停止に伴う比較的緩やかな機関回転数の減速特性となり、更にブレ−キまで踏んだ場合は、比較的急な回転数の減速特性を示すことになる。
【００２８】
次に燃料噴射の停止によって回転数が減少していく過程で、内燃機関の再始動要求である「チェンジ  オブ  マインド」が出力される事態が発生する。これは、例えば、交差点信号が「赤」になっている状態でブレーキペダルを踏むと、燃料噴射が停止されて内燃機関の回転速度が降下するが、この途中で交差点信号が「赤」から「青」の状態に移行した時に、ブレーキペダルからアクセルペダルに踏み替える場合がこれに相当する。このように、機関回転数が減少する過程で「チェンジ  オブ  マインド」が出力されるとスタータレス始動シーケンスの実行が開始されるものである。尚、スタータを使用しなければ再始動できないと判断されるとスタータによる再始動シ−ケンスを実行するものである。この場合は、内燃機関のクランクシャフトの回転数はほぼ停止に近いか、或いは完全に停止している。
【００２９】
そして、このような内燃機関の自動停止／再始動制御システムにおいて、クランクシャフトの回転速度が極低速に達した場合では揺り戻し状態が発生することがある。したがって、このクランクシャフトが逆回転している揺り戻し状態で「チェンジ  オブ  マインド」が生じて燃料噴射と火花点火が行われると燃料の燃焼が生じ、この結果、燃焼トルクが発生して内燃機関の逆回転を助長して継続させるようになる。そこで本実施例においては、揺り戻し状態が発生する領域でクランクシャフトが正回転している状態下でスタータレス始動を開始することを特徴としているものである。
【００３０】
内燃機関の回転方向を検出する回転方向検出部１５Ｂによって内燃機関の逆回転を検出する方法は種々あるが、本実施例では逆回転検知用のパルスを出力するクランク角センサを使用している。
【００３１】
この逆回転検知用パルスを出力するクランク角センサを用いてクランクシャフトの逆回転を検出する方法は、例えば、特開２００５−２３３６２２号公報や特開２００５−２５６８４２号公報に記載されている。この方法はクランクシャフトの回転方向の違いによって、逆回転時パルスと正回転時パルスのパルス長が異なる信号を出力することを利用してクランクシャフトの回転方向の違いを判別するものである。例えば、クランク角パルスの立ち下がりを検出してフリーランカウンタの第１の値を求め、次にクランク角パルスの立ち上がりを検出してフリーランカウンタの第２の値を求め、両者の値の差分が所定の閾値より大きいか、或いは小さいかで正回転か逆回転かを判断している。
【００３２】
この他にもクランクシャフトの逆回転を検出する方法は種々提案されており、本実施例では逆回転検知用のパルスを出力するクランク角センサを使用することに限定されないものである。要は、本実施例ではクランクシャフトの逆回転と正回転を判別できれば良いものであるので、この正逆回転を判別する詳細な説明は割愛する。
【００３３】
次に、本実施例の具体的な制御について図２及び図３を用いて詳細に説明するが、クランクシャフトの逆回転現象は、回転数がかなり低い領域で発生するので、クランクシャフトの回転数が設定された基準回転数以上であれば逆回転を監視する必要はない。したがって、逆回転を生じる恐れがある回転数はアイドル回転数以下のかなり低い値を有しており、実車試験を通じて決定された実験値である。このため、図２に示す制御フローチャートは逆回転を生じる恐れがある回転数以下に回転数が低下した時に実行されるものである。
【００３４】
ここで、図２に示す制御フローチャートでは逆転検知用パルスを出力するクランク角センサの立ち上がり点が正回転／逆回転の判定基準位置となり、クランク角センサの立ち上がり点が角度の基準位置となっている。したがって、正回転／逆回転判定基準位置が角度の基準位置より前のときに、クランク角センサから正回転／逆回転を判定するようにしている。この場合は燃料噴射、火花点火を実行する前に、クランクシャフトが正回転か逆回転か判定した結果を用いて燃料噴射タイミング、火花点火タイミングをセットすることができる。
【００３５】
まず、ステップＳ２０で再始動要求があるかどうかを判断する。この場合はアクセルペダルが踏み込まれたかどうかを判断している。アクセルペダルが踏み込まれていない場合はアイドルストップ制御を継続することになる。一方、アクセルペダルが踏み込まれた場合は、「チェンジ  オブ  マインド」による再始動要求があったと判断してステップＳ２１に進むことになる。
【００３６】
ステップＳ２１ではクランクシャフトの逆回転が発生しているかを判断するため、クランクシャフトの回転方向を検出する。この場合、クランク角センサが逆回転時パルスと正回転時パルスのパルス長が異なる信号を出力することを利用してクランクシャフトの回転方向の違いを判別するものである。
【００３７】
次に、ステップＳ２２に進んで現時点のクランクシャフトの回転方向が正回転方向か、或いは逆回転方向かを判断する。このステップ２２で逆回転方向と判断されるとエンドに抜けて次の起動タイミングを待つことになる。したがって、この状態では燃料噴射と火花点火が実行されないので、クランクシャフトの逆回転を助長するような燃焼トルクの発生は生じないものである。このため、クランクシャフトは内燃機関自身の作動行程に沿った揺り戻し状態にある。
【００３８】
一方、ステップＳ２２で現時点のクランクシャフトの回転方向が正回転方向と判断されると、燃料噴射と火花点火を実行してスタータレス始動の準備を行うことになる。この場合はステップＳ２３に進んで火花点火タイミングを算出するが、回転数が極低回転であるので予め決められた固定の火花点火タイミングが用いられる。更に、ステップＳ２４に進み燃料噴射タイミングを算出するが、同様に回転数が極低回転であるので予め決められた固定の燃料噴射タイミングが用いられる。
【００３９】
ここで、ステップＳ２３で求められる火花点火タイミングとは別に通電開始タイミング、通電角も併せ求められるが、これらの値も予め決められた固定の値が用いられる。同様に、ステップＳ２４で求められる燃料噴射タイミングとは別に燃料噴射量（＝時間）も併せ求められるが、これらの値も予め決められた固定の値が用いられる。もちろん、これらの予め決められた固定値は内燃機関の温度やバッテリ電圧等の変動パラメータを反映した値となっている。尚、上述のように固定の値を用いないで、内燃機関の動作状態に応じて調整された値を用いることも可能である。
【００４０】
次に、ステップＳ２５に進んで火花点火タイミングが制御装置１５の入出力回路のレジスタにセットされる。同様にステップ２６では燃料噴射タイミングが制御装置１５の入出力回路のレジスタにセットされる。入出力回路のレジスタにセットされた火花点火タイミングによって、クランク角センサから到来する角度信号に基づいて通電開始タイミングで通電を開始され、所定の通電角の間だけ通電された後で通電を遮断されて火花点火が実行されるものである。
【００４１】
また、入出力回路のレジスタにセットされた燃料噴射タイミングによって、クランク角センサから到来する角度信号に基づいて燃料の噴射が開始され、タイマーからの時間信号によって所定の時間だけ燃料噴射を実行すると燃料噴射の停止が実行されるものである。
【００４２】
このようにして、「チェンジ  オブ  マインド」による再始動要求が発生した時点で揺り戻し状態であっても、クランクシャフトが正回転方向にある場合に限り噴射された燃料を火花点火によって燃焼するようにしたので、クランクシャフトの逆回転を発生することなくスタータレス始動を実行することができるようになる。
【００４３】
図３は図２に示した制御フローチャートによる制御結果を示すタイムチャートであるが、この図３では代表して１つの気筒についてのみ記載している。この例では揺り戻し状態でスタータレス始動を行う場合、燃料噴射開始タイミングがＢＴＤＣ７０°、通電開始タイミングがＢＴＤＣ３０°、火花点火タイミングがＢＴＤＣ１０°に設定されている。また、上述したように、逆転検知用パルスを出力するクランク角センサの立ち上がりが正回転／逆回転の判定基準位置となり、クランク角センサの立ち上がりが角度の基準位置となっている。そして、ＢＴＤＣ１０°の直前に揺り戻しが発生している状態で再始動要求（チェンジ  オブ  マインドの発生時）があった場合を示している。また、エンジン回転方向と正回転/逆回転判定で時間差が生じているのは、図２に示す演算の時間遅れに起因しているので、実際には正回転/逆回転判定の結果が使用されるものである。
【００４４】
図３において、時刻Ａで再始動要求が発生するとこの時点ではクランクシャフトは正回転であるので、ＢＴＤＣ７０°の時刻Ｂで燃料噴射開始タイミングとなり燃料噴射が実行される。更に、その後にＢＴＤＣ３０°の時刻Ｃで通電開始タイミングとなり点火コイルに通電が開始される。この状態で逆回転が生じるとクランク角センサの信号は、逆回転を生じる前の正回転信号と逆回転が生じたときの逆回転信号が連続して出現する。これらの信号のパルス長によって逆回転が検出できるので、時刻Ｄから時刻Ｅまでの間は逆回転が生じているとして、図２に示すステップＳ２２によってエンドに抜けるので火花点火が実行されない。ただ、この間は点火コイルに通電が継続されている。次に逆回転から正回転に反転するとＢＴＤＣ１０°の時刻Ｆで火花点火タイミングとなり火花点火が実行される。これによって、クランクシャフトが正回転の状態で燃焼トルクが発生するのでスタータレス始動が速やかに実行されることになる。
【００４５】
このように、本実施例ではクランク角センサからの信号に基づいて内燃機関の回転方向が正回転方向か、或いは逆回転方向かを検出し、正回転方向と判断された場合に燃料の燃焼を行うようにした。これによって、内燃機関を逆回転させることなくスタータレス始動を行うことが可能となるものである。
【実施例２】
【００４６】
次に、本発明の第２の実施形態について図４、図５を用いて説明するが、本実施例は再始動要求での初回の燃料噴射と火花点火の場合と、これに続く後続の燃料噴射と火花点火とでは、クランクパルスの立ち上がりと立ち下がりによってセットするタイミングを変更する点が異なっている。
【００４７】
ここで、図４に示す制御フローチャートでは図２に示す制御フローチャートとは異なり、クランク角センサの立ち下がりが角度の基準位置となっている。したがって、正回転／逆回転判定基準位置が角度の基準位置より後のときに、逆転検知用クランク角センサから正転／逆転を判定するようにしている。この場合は正回転から逆回転に反転する反転時に燃料噴射、火花点火を実行させないために、再始動後の１回目に限って、正回転／逆回転判定基準位置のタイミングで正回転が確定した後に燃料噴射タイミング、火花点火タイミングをセットするようにしている。
【００４８】
図４において、ステップＳ２０からステップＳ２４までは実施例１と同様なので説明を省略する。そして、ステップＳ４０に進んで再始動後の初回の燃料噴射かどうかが判断される。この判断で初回の燃料噴射と判断されるとステップＳ４１に進み、初回以降の燃料噴射と判断されるステップＳ４２に進むことになる。初回の燃料の噴射だとステップＳ４１において、クランク角センサのパルス立ち上がり点で制御装置１５の入出力回路のレジスタに燃料噴射タイミングをセットする。一方、初回以降の燃料の噴射だとステップＳ４２において、クランク角センサのパルス立ち下がり点で制御装置１５の入出力回路のレジスタに燃料噴射タイミングをセットする。
【００４９】
燃料噴射タイミングのセットが終了すると、次にステップＳ４３に進んで再始動後の初回の火花点火かどうかが判断される。この判断で初回の火花点火と判断されるとステップＳ４４に進み、初回以降の火花点火と判断されるステップＳ４４５進むことになる。初回の火花点火だとステップＳ４４において、クランク角センサのパルス立ち上がり点で制御装置１５の入出力回路のレジスタに火花点火タイミングをセットする。一方、初回以降の火花点火だとステップＳ４５において、クランク角センサのパルス立ち下がり点で制御装置１５の入出力回路のレジスタに火花点火タイミングをセットする。
【００５０】
図５は図４に示した制御フローチャートによる制御結果を示すタイムチャートであるが、この図５でも代表して１つの気筒についてのみ記載している。この例では揺り戻し状態でスタータレス始動を行う場合、燃料噴射開始タイミングがＢＴＤＣ７０°、通電開始タイミングがＢＴＤＣ３０°、火花点火タイミングがＢＴＤＣ１０°に設定されている。そして、ＢＴＤＣ１０°の直前に揺り戻しが発生している状態で再始動要求があった場合を示している。また、上述したように、逆転検知用パルスを出力するクランク角センサの立ち上がりが正回転／逆回転の判定基準位置となり、クランク角センサの立ち下がりが角度の基準位置となっている。
【００５１】
図５において、時刻Ａで再始動要求が発生するとこの時点では初回の燃料噴射でありクランクシャフトは正回転であるので、ＢＴＤＣ７０°の時刻Ｈでクランク角センサのパルス立ち上がり点で燃料噴射開始タイミングとなり燃料噴射が実行される。次回以降は時刻Ｇでクランク角センサのパルス立ち下がり点で燃料噴射開始タイミングとなる。
【００５２】
更に、その後にＢＴＤＣ３０°の時刻Ｃで通電開始タイミングとなり点火コイルに通電が開始される。この状態で逆回転が生じるとクランク角センサの信号は、逆回転を生じる前の信号と逆回転が生じたときの信号が連続して出現する。これらの信号のパルス長によって逆回転が検出できるので、図４に示すステップＳ２２によってエンドに抜けるので火花点火が実行されない。ただ、この間は点火コイルに通電が継続されている。ここで、正回転から逆回転に反転するときに角度基準となるパルスの立ち下がりで制御すると、逆回転初期に時刻ＩでＢＴＤＣ１０°と認識して誤った火花点火を生じる。一方、初回だけは立ち上がり点である時刻Ｊで火花点火を行うようにすると、このときは既に逆回転状態と判断しているので火花点火を実行しない。次に逆回転から正回転に反転するとＢＴＤＣ１０°の時刻Ｆで火花点火タイミングとなり火花点火が実行される。これによって、クランクシャフトが正回転の状態で燃焼トルクが発生するのでスタータレス始動が速やかに実行されることになる。
【実施例３】
【００５３】
次に、本発明の第３の実施形態について図６、図７を用いて説明するが、本実施例はスタータレス始動ではなくスタータを用いた再始動を行う点が実施例１、実施例２と異なっている。この場合は、内燃機関の回転が停止に至っていないが、スタータレス始動ができない状態の時のスタータによる始動の例である。そして、揺り戻し状態で逆回転が生じているときにスタータ信号がＯＮされる場合を想定しており、スタータのピニオンがリングギアに噛み合っていない状態である。
【００５４】
尚、この制御フローチャートは実施例１、２がスタータレス始動を行える回転数領域で実行されるのに対し、本実施例はスタータレス始動ができない更に極低速回転数領域で実行されるものである。この場合は、回転数を検出してスタータレス始動ができない極低速回転数領域であることを前提にして図６に示す制御フローが実行されるものである。
【００５５】
図６おいて、ステップＳ２０において再始動要求があるかどうかを判断する。この場合はアクセルペダルが踏み込まれたかどうかを判断している。アクセルペダルが踏み込まれていない場合はアイドルストップ制御を継続することになる。一方、アクセルペダルが踏み込まれた場合は、「チェンジ  オブ  マインド」による再始動要求があったと判断してステップＳ６０に進むことになる。
【００５６】
そして、ステップＳ６０ではスタータ信号がスタータに送られて所定時間Ｔだけ経過したかどうかが判断される。この場合、スタータのピニオンがリングギアに噛み合っている状態である。この所定時間Ｔは、スタータによってリングギアが回転され、内燃機関のクランクシャフトが逆回転から正回転に反転するのに必要な時間に設定されている。したがって、たとえクランクシャフトが逆回転していても、この所定時間Ｔを経過すればクランクシャフトは正回転状態となっている。このため、ステップＳ６０では、所定時間Ｔを経過していないと逆回転状態にあると見做してステップＳ６１に進み、燃料噴射、火花点火の実行を停止する。
【００５７】
一方、ステップＳ６１で所定時間Ｔが経過してクランクシャフトが正回転していると見做されると、ステップＳ６２に進み燃料噴射、火花点火の実行を許可する。そして、ステップＳ６３からステップＳ６６の制御ステップを実行することになるが、これらの制御ステップは実施例１のステップ２３からステップＳ２６の制御ステップと同様であるので説明を省略する。
【００５８】
図７は図６に示した制御フローチャートによる制御結果を示すタイムチャートであるが、この図７でも代表して１つの気筒についてのみ記載している。この例では揺り戻し状態でスタータ始動を行う場合、燃料噴射開始タイミングがＢＴＤＣ７０°、通電開始タイミングがＢＴＤＣ３０°、火花点火タイミングがＢＴＤＣ１０°に設定されている。そして、ＢＴＤＣ１０°の直前に揺り戻しが発生している状態で再始動要求があった場合を示している。
【００５９】
図７において、時刻Ａで再始動要求が発生すると燃料噴射、火花点火の許可信号はＯＦＦとなる。この状態で揺り戻しが生じてクランクシャフトが逆回転しているときにスタータ信号が時刻ＫでＯＮとなっても、許可信号がＯＦＦとなっているので燃料噴射、火花点火は実行されない。
【００６０】
そして、時刻Ｋでスタータ信号がＯＮとなってスタータが回転してリングギアを回転させるが、所定時間Ｔの間はスタータが回っているのにクランクシャフトが正回転に反転していないとして燃料噴射、火花点火は実行されない。その後、所定時間Ｔが経過すると、クランクシャフトが十分に正回転していると見做して燃料噴射、火花点火を実行することになる。
【００６１】
本実施例によれば、クランクシャフトの回転方向を検出しないでスタータによるリングギアの回転時間からクランクシャフトの正回転を判断しているので、逆転検知用のクランク角センサを使用しないで正回転状態を判定できるようになる。
【００６２】
尚、本実施例では上述した実施例１、２とは別にスタータレス始動を行わないで、スタータによる始動だけを行う内燃機関の自動停止/再始動制御システムに使用することもできる。スタータによって内燃機関を起動した場合でも逆回転を生じることがあるので、本実施例を適用すれば有効である。
【００６３】
ここで、本明細書では実施例を３例示しているが、これらの実施例を組み合わせて実施することは何ら差支えないものである。例えば、実施例１或いは実施例２と実施例３を組み合わせ、回転速度が所定の速度より大きいと実施例１或いは実施例２を実施し、回転速度が所定の速度より小さいと実施例３を実施することも可能である。このような構成を採用することにより、「チェンジ  オブ  マインド」による再始動と、内燃機関が完全停止した時からの再始動が可能となり、実用上の観点からも有効な内燃機関の自動停止/再始動制御システムとすることができる。
【００６４】
以上述べた通り、本発明はクランク角センサからの信号に基づいて内燃機関の回転方向が正回転か逆回転を検出し、正回転と判断された後に燃料噴射と火花点火を行うようにした。これによれば、内燃機関が正回転と判断された後に燃料噴射と火花点火を行うようにしたので、内燃機関を逆回転させることなくスタータレス始動を行うことが可能となるものである。
【００６５】
また、スタータ始動を行う場合はスタータのオン信号から所定時間が経過した後に燃料噴射と火花点火を行うようにした。これによれば、内燃機関が正回転と見做された後に燃料噴射と火花点火を行うようにしたので、内燃機関を逆回転させることなくスタータ始動を行うことが可能となるものである。
【符号の説明】
【００６６】
１０…スタータ信号、１１…逆回転検知用クランク角センサ信号、１２…アクセルセンサ信号、１３…ブレーキセンサ信号、１４…車速センサ信号、１５…制御装置、１５Ａ…スタータＯＮ継続検出部、１５Ｂ…回転方向検出部、１５Ｃ…点火制御部、１５Ｄ…燃料噴射制御部１５Ｄ、１６…イグナイタ、１７…インジェクタ。
【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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