内燃機関の制御装置
【課題】機関運転の停止及びその再始動を自動的に行う内燃機関において、機関回転速度の過度な上昇や機関ストールの発生を抑制することを目的とする。
【解決手段】
自動停止条件が成立したときに燃料噴射を停止して機関運転を自動的に停止させる自動停止制御の実行中に再始動条件が成立した場合において、機関回転速度ＮＥが閾値ＮＥｓｔ以上であるときには、スタータ４を駆動することなく機関運転を再開する。この機関運転の再開時のスロットルバルブ２４の開度ＴＡは、自動停止条件成立時のスロットル開度である基準開度ＴＡ１に、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥに基づいて設定される増大値Ｘを加算して設定される。
【解決手段】
自動停止条件が成立したときに燃料噴射を停止して機関運転を自動的に停止させる自動停止制御の実行中に再始動条件が成立した場合において、機関回転速度ＮＥが閾値ＮＥｓｔ以上であるときには、スタータ４を駆動することなく機関運転を再開する。この機関運転の再開時のスロットルバルブ２４の開度ＴＡは、自動停止条件成立時のスロットル開度である基準開度ＴＡ１に、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥに基づいて設定される増大値Ｘを加算して設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関運転の停止及びその再始動を自動的に行う内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、燃料消費量の低減を目的として、自動停止条件が成立すると燃料噴射を停止するとともに、スロットルバルブを全閉状態にして機関運転を自動的に停止させる、いわゆる自動停止制御を実行する内燃機関が知られている。こうした自動停止制御が実行される内燃機関においては、再始動条件が成立すると、始動装置が駆動されるとともに燃料噴射が再開されることにより、機関運転が自動的に再開される。
【０００３】
ところで、このような自動停止制御が実行されている間であって内燃機関が完全に停止する前に再始動条件が成立すると、クランクシャフトが未だ回転している状態から機関運転が自動的に再開されるようになる。そして、この機関運転の再開時における機関回転速度が所定の閾値より大きいときには、始動装置を駆動することなく燃料噴射を再開することにより内燃機関を再始動する、いわゆる自律復帰が行われる。こうした自律復帰時には燃料噴射を再開するのに併せてスロットルバルブの開度を所定開度まで増大して吸入空気量を増量することにより機関回転速度を上昇させるようにしている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２１５１５４号公報
【特許文献２】特開２００８−１９０４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、スロットルバルブの開度を所定開度まで増大させることにより、始動装置を駆動させることなく機関運転を自動的に再開することができるようにはなる。
しかしながら、自動停止条件が成立して燃料噴射が停止されてから再始動条件が成立するまでの期間は、再始動条件が成立するタイミングによって都度異なる。このため、再始動条件の成立するタイミングによって、機関運転を自動的に再開するために必要となる吸気量も都度異なるものとなる。そして、機関運転の再開時における吸気量が必要以上に増大すると、機関回転速度が過度に上昇するおそれがある一方、このときの吸気量が不足すると機関回転速度が自律運転復帰可能な回転速度にまで上昇することができず機関ストールが発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、機関運転の停止及びその再始動を自動的に行う内燃機関において、始動装置を駆動することなく機関運転を自動的に再開する際、機関回転速度の過度な上昇や機関ストールの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、自動停止条件が成立したときに燃料噴射を停止して機関運転を自動的に停止させる一方、機関回転速度が所定の閾値以下となる前に再始動条件が成立したときには燃料噴射を再開するとともに吸気調量機構の調量開度を所定開度まで増大させることにより始動装置を駆動することなく機関運転を自動的に再開する内燃機関の制御装置において、前記再始動条件が成立したときの機関運転状態に基づいて前記所定開度を設定し同所定開度に基づいて前記吸気調量機構を制御する吸気調量機構制御手段を備えることを要旨とする。
【０００８】
同構成によれば、再始動条件が成立したことに基づいて機関運転を自動的に再開する際、吸気調量機構の調量開度を再始動条件成立時の機関運転状態に基づいて設定される所定開度まで増大させるようにしている。このため、吸気量を機関運転状態に応じて適切な量まで増大させることができ、機関回転速度の過度な上昇や機関ストールの発生を抑制することができるようになる。なお、スロットルバルブの開度を変更することにより吸気量を調量するようにした内燃機関ではそのスロットル開度が上記「吸気調量機構の調量開度」に相当し、吸気弁の最大リフト量を変更することにより吸気量を調量するようにした内燃機関ではその最大リフト量が「吸気調量機構の調量開度」に相当する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気調量機構制御手段は前記自動停止条件が成立したときの前記吸気調量機構の調量開度を基準開度としこれを前記再始動条件成立時の機関運転状態に基づいて決定される所定量をもって増大させることにより前記所定開度を設定することを要旨とする。
【００１０】
自動停止条件が成立したときの吸気調量機構の調量開度、すなわち基準開度は、安定したアイドル運転状態を維持すべく同条件成立時の機関温度や補機駆動状態といった機関運転状態に応じて設定されている。上記構成では、こうした自動停止条件成立時の基準開度を所定量だけ増大させることにより再始動条件成立時の開度を設定し、これを所定開度としているため、自動停止条件成立時の機関運転状態についてもこれを所定開度に反映させることができ、同所定開度を機関回転速度の過度な上昇やストールの発生を抑制する上でより適切な開度とすることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気調量機構制御手段は前記再始動条件が成立したときの機関回転速度が低いときほど前記所定開度が大きくなるようにこれを設定することを要旨とする。
【００１２】
再始動条件が成立したときの機関回転速度が低いときには機関ストールの発生する可能性が高くなる一方、同条件が成立したときの機関回転速度が高いときには機関運転再開後において機関回転速度が過度に上昇する可能性が高くなる。この点、同構成によれば、再始動条件成立時の機関回転速度が低いときほど大きくなるように所定開度を設定するようにしているため、自動停止条件が成立した後における機関回転速度の低下度合に即して吸気量を増大させることができ、機関回転速度の過度な上昇や機関ストールの発生を一層好適に抑制することができるようになる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気調量機構制御手段は前記再始動条件が成立したときの機関温度が低いときほど前記所定開度が大きくなるようにこれを設定することを要旨とする。
【００１４】
再始動条件が成立したときの機関温度が低いときには、機関摺動部におけるフリクションが増大するため、機関ストールの発生する可能性が高くなる。この点、同構成によれば、再始動条件成立時の機関温度が低いときほど大きくなるように所定開度を設定するようにしているため、フリクションの大きさに即して吸気量を増大させることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気調量機構制御手段は前記調量開度を前記所定開度まで増大させた後に徐々に減少させることを要旨とする。
【００１６】
同構成によれば、機関運転再開時において調量機構の開度を徐々に減少させることで機関回転速度が緩やかに上昇して機関アイドル回転速度に収束するようになるため、その収束性を高めることができるようになるとともに機関運転の再開に伴う機関振動の発生を抑制して円滑に機関運転を再開することができるようになる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気調量機構制御手段は前記調量開度を徐々に減少させるに際してその減少度合を機関運転状態に基づいて設定することを要旨とする。
【００１８】
同構成によれば、機関運転状態についてもこれを吸気調量機構の減少度合に反映させることができ、同吸気調量機構の調量開度を機関回転速度の過剰な上昇やストールの発生を抑制する上でより適切な開度とすることができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、自動停止条件が成立したときに燃料噴射を停止して機関運転を自動的に停止させる一方、機関回転速度が所定の閾値以下となる前に再始動条件が成立したときには燃料噴射を再開するとともに吸気調量機構の調量開度を所定開度まで増大させることにより始動装置を駆動することなく機関運転を自動的に再開する内燃機関の制御装置において、前記調量開度を前記所定開度まで増大させた後、機関運転状態に基づいて設定される減少度合をもって前記調量開度が徐々に減少するように前記吸気調量機構を制御する吸気調量機構制御手段を備えることを要旨とする。
【００２０】
同構成によっても、機関運転再開時において調量機構の開度を徐々に減少させることで機関回転速度が緩やかに上昇して機関アイドル回転速度に収束するようになるため、その収束性を高めることができるようになるとともに機関運転の再開に伴う機関振動の発生を抑制して円滑に機関運転を再開することができるようになる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気調量機構制御手段は前記減少度合を前記再始動条件が成立したときの機関運転状態に基づいて設定することを要旨とする。
【００２２】
同構成によれば、再始動条件の成立時における機関運転状態について、これを吸気調量機構の開度を減少させる際の減少度合に反映させることができる。このため、同調量開度の減少度合を機関回転速度の過剰な上昇やストールの発生を抑制するように設定することができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気調量機構制御手段は前記再始動条件が成立したときの機関回転速度が低いときほど前記減少度合が小さくなるようにこれを設定することを要旨とする。
【００２４】
同構成によれば、機関回転速度が低いときには、吸気量の減少度合が小さくなるようにして、機関ストールの発生を抑制することができる一方、機関回転速度が高いときには、吸気量の減少度合を大きくし速やかに機関回転速度をアイドル回転速度に収束させてその収束性を高めることができる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または請求項９に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気調量機構制御手段は前記再始動条件が成立したときの機関温度が低いときほど前記減少度合が小さくなるようにこれを設定することを要旨とする。
【００２６】
再始動条件が成立したときの機関温度が低いときには、機関摺動部におけるフリクションが増大するため、機関ストールの発生する可能性が高くなる。同構成によれば、再始動条件成立時の機関温度が低いときほど、調量機構の開度を減少させる際の減少度合を小さくするようにしている。このため、フリクションの大きさに即したかたちで吸気量を確保することができ、機関ストールの発生を抑制することができるようになる。
【００２７】
なお、吸気調量機構の具体例としては、請求項１１に記載の発明によるように、吸気通路に設けられたスロットルバルブを挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施の形態にかかる内燃機関及びその制御装置についての全体構成を示した模式図。
【図２】本実施の形態にかかるスロットル開度制御処理についてその処理手順を示すフローチャート。
【図３】本実施の形態にかかるスロットル開度制御処理についてその処理手順を示すフローチャート。
【図４】本実施の形態にかかるスロットル開度の増大値を設定するためのマップ。
【図５】本実施の形態にかかるスロットル開度の漸減値を設定するためのマップ。
【図６】本実施の形態にかかる機関回転速度及びスロットル開度の時間変化を示すタイミングチャート。
【図７】他の実施の形態にかかる機関水温より定められるスロットル開度を示すマップ。
【図８】他の実施の形態にかかる機関回転速度及び機関水温より定められるスロットル開度を示すマップ。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、この発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した一実施の形態について図１〜図６を参照して説明する。
図１は、本実施の形態における内燃機関及びその制御装置についての全体構成を示した模式図である。同図１に示されるように、シリンダブロック１１に形成された複数の気筒（図１ではその一つを示す）には、それぞれ燃焼室１６が形成されるとともに、それら燃焼室１６と吸気通路２３及び排気通路３３とをそれぞれ連通・遮断する吸気バルブ２２及び排気バルブ３２が設けられている。これら吸気バルブ２２および排気バルブ３２は、クランクシャフト１５にそれぞれ駆動連結される吸気カムシャフト及び排気カムシャフト（いずれも図示せず）の回転に伴ってそれぞれ開閉駆動される。また、吸気通路２３には、同通路内に燃料を噴射する燃料噴射弁１８が設けられるとともに、燃焼室１６内には混合気の点火を行う点火プラグ１７がそれぞれ設けられている。また、吸気通路２３にはモータ２４ａにより開閉駆動されるスロットルバルブ２４が設けられており、このスロットルバルブ２４の開度（以下、スロットル開度ＴＡとする）が変更されることにより、燃焼室１６に導入される吸気量ＧＡが調量される。
【００３０】
内燃機関の運転時には、機関運転状態に応じて調量された吸気と燃料噴射弁１８から噴射された燃料とが燃焼室１６内に導入され、混合気となる。この混合気は、点火プラグ１７によって点火され、燃焼に供される。この燃焼によって生じた排気は排気通路３３を通じて排出される。こうした燃焼に伴うピストン１３の上下運動は、コネクティングロッド１４により回転運動に変換されて、クランクシャフト１５を回転させる。また、このクランクシャフト１５には、同クランクシャフト１５の回転力を利用して発電するオルタネータ６が接続されており、このオルタネータ６により発電された電力はバッテリ（図示せず）に蓄えられる。
【００３１】
一方、この内燃機関及びこれを搭載する車両には、機関運転状態及び車両の走行状態を検出するための各種センサが設けられている。例えば、クランクシャフト１５の回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出するためのクランク角センサ９１、シリンダブロック１１やシリンダヘッド１２に形成されたウォータジャケット１９内を流通する冷却水の水温ＴｈＷを検出するための水温センサ９３、アクセル開度ＡＣＣＰを検出するためのアクセルセンサ９４、車両の走行速度Ｖを検出するための車速センサ９５等が設けられている。これらの各種センサにて検出された値は、電子制御装置５に取り込まれる。
【００３２】
電子制御装置５は、これら各種センサからの検出信号に基づいて内燃機関の各種制御を行う。こうした各種制御には、点火プラグ１７による混合気の点火時期を制御する点火時期制御、燃料噴射弁１８から噴射供給する燃料の量や時期を調整する燃料噴射制御、バッテリの蓄電量を所定範囲に保持するべくオルタネータ６による発電量を制御する発電制御、スロットル開度ＴＡを制御するスロットル開度制御等がある。また、電子制御装置５は、イグニションスイッチ（図示せず）がスタート位置に操作されると、スタータ４を駆動してクランクキングを開始するとともに、燃料噴射及び点火プラグ１７による点火を実行することにより、内燃機関を始動する。
【００３３】
さらに、電子制御装置５は、所定の自動停止条件が成立すると、燃料噴射及び点火を停止するとともにスロットル開度ＴＡを全閉として機関運転を自動的に停止させる自動停止制御を実行する。このように燃料噴射が停止されると、燃焼室１６内での燃焼が行われないため、機関回転速度ＮＥは徐々に低下するようになる。なお、この自動停止条件としては、アクセル開度ＡＣＣＰが「０」であること、車両の走行速度Ｖが「０」であること、ブレーキペダルが踏み込まれていること等が挙げられる。
【００３４】
ところで、このような自動停止制御の実行中に再始動条件が成立すると、クランクシャフト１５が未だ回転している状態において機関運転が再開されるようになる。この再始動条件成立時における機関回転速度ＮＥが、スタータ４を駆動させなくても通常運転に復帰可能な範囲にあるとき、具体的には再始動条件成立時における機関回転速度ＮＥが予め定められた所定の閾値ＮＥｓｔ以上にあるときは、スタータ４を駆動させることなく燃料噴射や点火を再開することによって機関運転が自動的に再開される。なお、この再始動条件としては、ブレーキペダルの踏み込みが解除されたこと、アクセル開度ＡＣＣＰが「０」でないこと、バッテリの充電量が所定値未満に低下したこと等が挙げられる。
【００３５】
また、このようにスタータ４を駆動させることなく燃料噴射や点火を再開することによって機関運転を自動的に再開させる際には、スロットル開度ＴＡを全閉から所定開度ＴＡ２まで増大させる。
【００３６】
ここで、燃料噴射が停止されてから再始動条件が成立するまでの期間はその都度異なる。また、燃料噴射が停止されると、機関回転速度ＮＥは時間経過とともに減少するため、この再始動条件の成立するタイミングによって、再始動に際して必要となる吸気量ＧＡは都度異なるものとなる。そこで、本実施の形態においては、機関運転を再開するにあたってのスロットル開度ＴＡを再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥに基づいて制御するようにしている。
【００３７】
次に、このようなスロットル開度ＴＡの制御態様について詳述する。図２は、電子制御装置５を通じて実行される機関運転の自動停止制御におけるスロットル開度制御処理について、具体的な手順を示したフローチャートである。なおこの一連の処理は電子制御装置５によって所定周期をもって繰り返し実行される。
【００３８】
同図２に示されるように、この一連の処理が開始されると、まず自動停止条件が成立したか否かが判断される（ステップＳ１００）。自動停止条件が成立していないと判断された場合（ステップＳ１００：ＮＯ）はこの処理は一旦終了する。
【００３９】
一方、自動停止条件が成立したと判断された場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）は、燃料噴射及び点火が停止される（ステップＳ１０１）。
なお、この自動停止制御においては、オルタネータ６による発電量を制御してクランクシャフト１５に作用する負荷を調節することにより、クランクシャフト１５を次回に内燃機関を始動する際に始動性が良好となるクランク位置で停止させるようにしている。しかし、燃焼室１６に導入される吸気量ＧＡは、そのときの機関回転速度ＮＥに応じて変動し、これに伴ってクランクシャフト１５に作用する負荷も変動するため、クランクシャフト１５を所望の位置にて停止させることが困難なものとなる可能性がある。そこで、本実施の形態においては、自動停止条件が成立した後、スロットル開度ＴＡを「０」となるよう制御することにより、吸気量ＧＡの変動を抑制するようにし、クランクシャフト１５を所望の位置に停止させるようにしている（ステップＳ１０２）。
【００４０】
次に、機関運転が完全に停止したか否かが判断される（ステップＳ１０３）。機関運転が完全に停止したと判断された場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）は、この処理は一旦終了する。
【００４１】
一方、機関運転が完全に停止していないと判断された場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）は、次に、再始動条件が成立したか否かが判断される（ステップＳ１０４）。再始動条件が成立していないと判断された場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）は、ステップＳ１０１以降の処理を再度実行する。
【００４２】
一方、再始動条件が成立したと判断された場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）は、機関回転速度ＮＥが閾値ＮＥｓｔ以上であるか否かが判断される（ステップＳ１０５）。機関回転速度ＮＥが閾値ＮＥｓｔ未満であると判断された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）は、スタータ４を駆動させるとともに燃料噴射及び点火が再開されて通常の機関始動処理が実行される（ステップＳ１０６）。
【００４３】
機関回転速度ＮＥが閾値ＮＥｓｔ以上であると判断された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）は、スタータ４を駆動することなく機関運転を自動的に再開する自律復帰制御が実行される（ステップＳ１０７）。
【００４４】
次に、この自律復帰制御について、図３を参照して説明する。図３は、自律復帰制御の実行時においてスロットル開度ＴＡを制御する際の具体的な処理手順を示したフローチャートである。
【００４５】
同図３に示されるように、この一連の処理では、まず自動停止条件の成立時のスロットル開度ＴＡが基準開度ＴＡ１として設定される（ステップＳ２００）。
次に、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥが検出される（ステップＳ２０１）。そして、この再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥに応じてスロットル開度ＴＡの増大値Ｘが設定される（ステップＳ２０２）。このスロットル開度ＴＡの増大値Ｘは、図４に示されるマップに示されるように、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥに基づいて設定される。
【００４６】
具体的には、再始動条件が成立したときの機関回転速度ＮＥが低いときほど増大値Ｘが大きくなるように設定される。再始動条件が成立したときの機関回転速度ＮＥが低いときほど、機関回転速度ＮＥの低下による機関ストールの発生する可能性が高くなる。そのため、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥが低いときほど、スロットル開度ＴＡが大きくなるように制御することにより、吸気量ＧＡを増量させ、機関ストールの発生を抑制するようにしている。一方、再始動条件が成立したときの機関回転速度ＮＥが高いときには、吸気量ＧＡが過多となり、機関運転が再開される際の機関回転速度ＮＥが過度に上昇する可能性が高くなる。そこで、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥが高いときほど、スロットル開度ＴＡが小さくなるように制御することにより、吸気量ＧＡが少なくなるようにして、機関運転が再開される際の機関回転速度ＮＥの過度の上昇を抑制するようにしている。
【００４７】
このように増大値Ｘを設定した後、この増大値Ｘを基準開度ＴＡ１に加算した値を再始動条件成立時におけるスロットル開度ＴＡの目標開度である所定開度ＴＡ２として設定する。そして、スロットルバルブ２４の開度がこの所定開度ＴＡ２となるよう同スロットルバルブ２４を制御する（ステップＳ２０３）。
【００４８】
このように再始動条件成立時のスロットル開度ＴＡが所定開度ＴＡ２となるよう制御された後、次に、スロットル開度ＴＡは漸減値Ｙをもって徐々に減少するように制御される。この漸減値Ｙ、すなわち減少度合は、図５に示されるマップに示されるように、再始動条件の成立時の機関回転速度ＮＥに基づいて定められる（ステップＳ２０４）。
【００４９】
具体的には、再始動条件成立時における機関回転速度ＮＥが低いときほど、この漸減値Ｙは小さい値に設定される。機関回転速度ＮＥが低いときほど、機関回転速度ＮＥが機関ストールの懸念がなくなる範囲まで上昇するために必要な吸気量ＧＡを燃焼室１６に導入することに要する時間は長くなる。そこで、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥが低いときほど、このスロットル開度ＴＡの減少度合を小さくして、吸気量ＧＡの導入量が多くなるようにしている。一方、再始動条件成立時における機関回転速度ＮＥが高いときは、この漸減値Ｙは小さい値に設定される。再始動条件成立時における機関回転速度ＮＥが高いときには、機関ストールが発生する懸念も少ないため、速やかにアイドル運転のために必要となるスロットル開度ＴＡに戻すようにしたものである。
【００５０】
そして、漸減値Ｙに基づいて、スロットル開度ＴＡが徐々に減少するようにスロットルバルブ２４が制御される（ステップＳ２０５）。なお、スロットル開度ＴＡが減少して基準開度ＴＡ１に達すると、同スロットル開度ＴＡは基準開度ＴＡ１に維持されるようになる。
【００５１】
図６は、図２及び図３のフローチャートに示されるスロットル開度制御処理が実行された場合について、（ａ）機関回転速度ＮＥ、（ｂ）スロットル開度ＴＡの推移をそれぞれ示している。なお、実線、１点鎖線、２点鎖線はその順に再始動条件が成立したときの機関回転速度ＮＥが低くなった場合の各推移を示している。
【００５２】
図６の実線に示されるように、自動停止条件が成立すると、機関回転速度ＮＥが低下するとともに、スロットル開度ＴＡは「０」となるよう制御される（タイミングｔ１〜ｔ２）。そして、再始動条件が成立すると（タイミングｔ２）、この再始動条件成立時のスロットル開度ＴＡは基準開度ＴＡ１に増大値Ｘを加算した所定開度ＴＡ２となるよう制御される。なお、１点鎖線及び２点鎖線にて示されるように、この所定開度ＴＡ２は、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥが低いときほど、大きくなるように制御される。そして、この後、スロットル開度ＴＡは徐々に減少する（タイミングｔ２〜ｔ３）。なお、１点鎖線及び２点鎖線にて示されるように、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥが低いときほど、再始動条件成立後のスロットル開度ＴＡの減少速度は緩やかなものとなる。
【００５３】
以上説明した本実施の形態によれば、以下に記載する作用効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、内燃機関の自律復帰時にスロットル開度ＴＡを増大させる際、その所定開度ＴＡ２を再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥに基づいて設定するようにしている。具体的には、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥが低いときほど所定開度ＴＡ２が大きくなるようにしている。このため、自動停止条件が成立した後における機関回転速度ＮＥの低下度合に即して吸気量を増大させることができ、機関回転速度ＮＥの過度な上昇や機関ストールの発生を好適に抑制することができるようになる。
【００５４】
（２）自動停止条件が成立したときのスロットル開度ＴＡ、すなわち基準開度ＴＡ１は、安定したアイドル運転状態を維持すべく同条件成立時の機関温度や補機駆動状態といった機関運転状態に応じて設定されている。本実施の形態によれば、こうした自動停止条件成立時の基準開度ＴＡ１を増大させて所定開度ＴＡ２を設定するようしているため、自動停止条件成立時の機関運転状態をこの所定開度ＴＡ２に反映させることができ、同所定開度ＴＡ２を機関回転速度ＮＥの過度な上昇やストールの発生を抑制する上でより適切な開度とすることができる。
【００５５】
（３）機関運転再開時においてスロットル開度ＴＡを徐々に減少させることで機関回転速度ＮＥが緩やかに上昇して機関アイドル回転速度に収束するようになるため、その収束性を高めることができるようになるとともに機関運転の再開に伴う機関振動の発生を抑制して円滑に機関運転を再開することができるようになる。またこのように、スロットル開度ＴＡを減少させる際の漸減値Ｙを再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥに基づいて設定するようにし、同機関回転速度ＮＥが低いときほど漸減値Ｙが小さい値になるようにしている。したがって、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥが低いときには、吸気量の減少度合が小さくなるため十分な吸気量が確保され、機関ストールの発生を抑制することができる一方、機関回転速度ＮＥが高いときには、吸気量の減少度合を大きくし、速やかに機関回転速度ＮＥをアイドル回転速度に収束させてその収束性を高めることができる。
【００５６】
なお、以上説明した実施形態は次のようにその形態を適宜変更した態様にて実施することができる。
・上記実施の形態においては、再始動条件が成立したときに自動運転条件が成立したときのスロットル開度ＴＡを基準開度ＴＡ１として、この基準開度ＴＡ１に増大値Ｘを加算して算出するようにしたが、本実施の形態はこれに限られない。例えば、機関運転状態に基づいて直接所定開度ＴＡ２を求めるようにしてもよい。本実施の形態においても、上記（１）及び（３）に準じた作用効果を奏することができるようになる。
【００５７】
・上記実施の形態においては、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥに基づいて漸減値Ｙを決定し、スロットル開度ＴＡを所定開度ＴＡ２からこの漸減値Ｙをもって徐々に減少させるようにしたが、例えば、再始動条件成立後の機関回転速度ＮＥを所定のタイミングをもって検出し、その検出される機関回転速度ＮＥに基づいてスロットル開度ＴＡの目標開度をその都度設定するようにしてもよい。本実施の形態においても、上記（１）及び（２）に準じた作用効果を奏することができるようになる。
【００５８】
・上記実施の形態においては、スロットル開度ＴＡの減少させる際の減少度合、すなわち漸減値Ｙを機関回転速度ＮＥに基づいて設定するようにしたが、本実施の形態はこれに限られるものでなく、予め定められた所定の減少度合をもってスロットル開度ＴＡを減少させるようにしてもよい。本実施の形態においても、上記（１）及び（２）に準じた作用効果を奏することができるようになる。
【００５９】
・上記実施の形態においては、再始動条件が成立したときの所定開度ＴＡ２を機関回転速度ＮＥに基づいて設定するようにしたが、本実施の形態はこれに限られない。例えば、再始動条件成立時の所定開度ＴＡ２を、予め定められた開度として設定することもできる。すなわち、自動停止条件成立時のスロットル開度ＴＡに予め定められた増大値Ｘを加算した値を所定開度ＴＡ２として設定してもよい。あるいは、自動停止条件成立時のスロットル開度ＴＡによらず、所定開度ＴＡ２が予め定められた開度となるようにこれを設定してもよい。本実施の形態においても、上記（３）に準じた作用効果を奏することができるようになる。
・ ・上記実施の形態においては、スロットル開度ＴＡを所定開度ＴＡ２に制御した後、これを徐々に減少させるようにしたが、本実施の形態はこれに限られるものではない。例えば、スロットル開度ＴＡの推移が矩形波状となるように、同スロットル開度ＴＡを所定期間にわたって所定開度ＴＡ２に保持した後、このスロットル開度ＴＡを減少させるようにしてもよい。本実施の形態においても、上記（１）及び（２）に準じた作用効果を奏することができるようになる。
【００６０】
・上記実施の形態においては、機関回転速度ＮＥが低いときほど所定開度ＴＡ２が大きくなるよう制御するようにしたが、図７に示されるように、これを水温センサ９３により検出される水温ＴｈＷが低いときほど、所定開度ＴＡ２が大きくなるようにしてもよい。すなわち、再始動条件成立時の機関温度（本実施の形態における水温ＴｈＷ）が低いときには、機関摺動部におけるフリクションが増大するため、機関ストールの発生する可能性が高くなる。そこで、再始動条件成立時の水温ＴｈＷが低いときほど大きくなるように所定開度ＴＡ２を制御することにより、自動停止条件が成立した後におけるフリクションの大きさに即して吸気量ＧＡを増大させることができる。さらに、水温ＴｈＷが低いときほど、漸減値Ｙが小さくなるよう設定することもできる。
【００６１】
・また、この場合において、図８に示されるように、機関回転速度ＮＥ及び水温ＴｈＷの双方に基づいてスロットル開度ＴＡを設定するようにしてもよい。具体的には、再始動条件成立時の水温ＴｈＷが高いときほど、また、機関回転速度ＮＥが高いときほど、スロットル開度ＴＡの所定開度ＴＡ２が小さくなるように制御することができる。さらに、所定開度ＴＡ２が小さいときほど、漸減値Ｙが小さくなるよう設定することもできる。
【００６２】
・また補機駆動状態に応じて、スロットル開度ＴＡの増大値Ｘ及び漸減値Ｙを変更するようにしてもよい。すなわち、補機が駆動されているときには、所定開度ＴＡ２をより大きな値に設定するようにすることもできる。また、スロットル開度ＴＡの漸減値Ｙを小さくするようにすることもできる。本実施の形態においても、上記作用効果に準じた作用効果を奏することができるようになる。
【００６３】
・上記実施の形態においては、スロットル開度ＴＡを変更することにより吸気量を調整するようにしたが、例えば、吸気弁の最大リフト量を変更するリフト量変更機構を備えた内燃機関では、最大リフト量を変更することにより吸気量を調整するようにしてもよい。本実施の形態においても、上記作用効果に準じた作用効果を奏することができるようになる。
【符号の説明】
【００６４】
４…スタータ、５…電子制御装置、６…オルネータ、１１シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…ピストン、１４…コネクティングロッド、１５…クランクシャフト、１６…燃焼室、１７…点火プラグ、１８…燃料噴射弁、１９…ウォータジャケット、２２…吸気バルブ、２３…吸気通路、２４…スロットルバルブ、２４ａ…モータ、３２…排気バルブ、３３…排気通路、９１…クランク角センサ、９３…水温センサ、９４…アクセルセンサ、９５…車速センサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関運転の停止及びその再始動を自動的に行う内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、燃料消費量の低減を目的として、自動停止条件が成立すると燃料噴射を停止するとともに、スロットルバルブを全閉状態にして機関運転を自動的に停止させる、いわゆる自動停止制御を実行する内燃機関が知られている。こうした自動停止制御が実行される内燃機関においては、再始動条件が成立すると、始動装置が駆動されるとともに燃料噴射が再開されることにより、機関運転が自動的に再開される。
【０００３】
ところで、このような自動停止制御が実行されている間であって内燃機関が完全に停止する前に再始動条件が成立すると、クランクシャフトが未だ回転している状態から機関運転が自動的に再開されるようになる。そして、この機関運転の再開時における機関回転速度が所定の閾値より大きいときには、始動装置を駆動することなく燃料噴射を再開することにより内燃機関を再始動する、いわゆる自律復帰が行われる。こうした自律復帰時には燃料噴射を再開するのに併せてスロットルバルブの開度を所定開度まで増大して吸入空気量を増量することにより機関回転速度を上昇させるようにしている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２１５１５４号公報
【特許文献２】特開２００８−１９０４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、スロットルバルブの開度を所定開度まで増大させることにより、始動装置を駆動させることなく機関運転を自動的に再開することができるようにはなる。
しかしながら、自動停止条件が成立して燃料噴射が停止されてから再始動条件が成立するまでの期間は、再始動条件が成立するタイミングによって都度異なる。このため、再始動条件の成立するタイミングによって、機関運転を自動的に再開するために必要となる吸気量も都度異なるものとなる。そして、機関運転の再開時における吸気量が必要以上に増大すると、機関回転速度が過度に上昇するおそれがある一方、このときの吸気量が不足すると機関回転速度が自律運転復帰可能な回転速度にまで上昇することができず機関ストールが発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、機関運転の停止及びその再始動を自動的に行う内燃機関において、始動装置を駆動することなく機関運転を自動的に再開する際、機関回転速度の過度な上昇や機関ストールの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、自動停止条件が成立したときに燃料噴射を停止して機関運転を自動的に停止させる一方、機関回転速度が所定の閾値以下となる前に再始動条件が成立したときには燃料噴射を再開するとともに吸気調量機構の調量開度を所定開度まで増大させることにより始動装置を駆動することなく機関運転を自動的に再開する内燃機関の制御装置において、前記再始動条件が成立したときの機関運転状態に基づいて前記所定開度を設定し同所定開度に基づいて前記吸気調量機構を制御する吸気調量機構制御手段を備えることを要旨とする。
【０００８】
同構成によれば、再始動条件が成立したことに基づいて機関運転を自動的に再開する際、吸気調量機構の調量開度を再始動条件成立時の機関運転状態に基づいて設定される所定開度まで増大させるようにしている。このため、吸気量を機関運転状態に応じて適切な量まで増大させることができ、機関回転速度の過度な上昇や機関ストールの発生を抑制することができるようになる。なお、スロットルバルブの開度を変更することにより吸気量を調量するようにした内燃機関ではそのスロットル開度が上記「吸気調量機構の調量開度」に相当し、吸気弁の最大リフト量を変更することにより吸気量を調量するようにした内燃機関ではその最大リフト量が「吸気調量機構の調量開度」に相当する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気調量機構制御手段は前記自動停止条件が成立したときの前記吸気調量機構の調量開度を基準開度としこれを前記再始動条件成立時の機関運転状態に基づいて決定される所定量をもって増大させることにより前記所定開度を設定することを要旨とする。
【００１０】
自動停止条件が成立したときの吸気調量機構の調量開度、すなわち基準開度は、安定したアイドル運転状態を維持すべく同条件成立時の機関温度や補機駆動状態といった機関運転状態に応じて設定されている。上記構成では、こうした自動停止条件成立時の基準開度を所定量だけ増大させることにより再始動条件成立時の開度を設定し、これを所定開度としているため、自動停止条件成立時の機関運転状態についてもこれを所定開度に反映させることができ、同所定開度を機関回転速度の過度な上昇やストールの発生を抑制する上でより適切な開度とすることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気調量機構制御手段は前記再始動条件が成立したときの機関回転速度が低いときほど前記所定開度が大きくなるようにこれを設定することを要旨とする。
【００１２】
再始動条件が成立したときの機関回転速度が低いときには機関ストールの発生する可能性が高くなる一方、同条件が成立したときの機関回転速度が高いときには機関運転再開後において機関回転速度が過度に上昇する可能性が高くなる。この点、同構成によれば、再始動条件成立時の機関回転速度が低いときほど大きくなるように所定開度を設定するようにしているため、自動停止条件が成立した後における機関回転速度の低下度合に即して吸気量を増大させることができ、機関回転速度の過度な上昇や機関ストールの発生を一層好適に抑制することができるようになる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気調量機構制御手段は前記再始動条件が成立したときの機関温度が低いときほど前記所定開度が大きくなるようにこれを設定することを要旨とする。
【００１４】
再始動条件が成立したときの機関温度が低いときには、機関摺動部におけるフリクションが増大するため、機関ストールの発生する可能性が高くなる。この点、同構成によれば、再始動条件成立時の機関温度が低いときほど大きくなるように所定開度を設定するようにしているため、フリクションの大きさに即して吸気量を増大させることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気調量機構制御手段は前記調量開度を前記所定開度まで増大させた後に徐々に減少させることを要旨とする。
【００１６】
同構成によれば、機関運転再開時において調量機構の開度を徐々に減少させることで機関回転速度が緩やかに上昇して機関アイドル回転速度に収束するようになるため、その収束性を高めることができるようになるとともに機関運転の再開に伴う機関振動の発生を抑制して円滑に機関運転を再開することができるようになる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気調量機構制御手段は前記調量開度を徐々に減少させるに際してその減少度合を機関運転状態に基づいて設定することを要旨とする。
【００１８】
同構成によれば、機関運転状態についてもこれを吸気調量機構の減少度合に反映させることができ、同吸気調量機構の調量開度を機関回転速度の過剰な上昇やストールの発生を抑制する上でより適切な開度とすることができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、自動停止条件が成立したときに燃料噴射を停止して機関運転を自動的に停止させる一方、機関回転速度が所定の閾値以下となる前に再始動条件が成立したときには燃料噴射を再開するとともに吸気調量機構の調量開度を所定開度まで増大させることにより始動装置を駆動することなく機関運転を自動的に再開する内燃機関の制御装置において、前記調量開度を前記所定開度まで増大させた後、機関運転状態に基づいて設定される減少度合をもって前記調量開度が徐々に減少するように前記吸気調量機構を制御する吸気調量機構制御手段を備えることを要旨とする。
【００２０】
同構成によっても、機関運転再開時において調量機構の開度を徐々に減少させることで機関回転速度が緩やかに上昇して機関アイドル回転速度に収束するようになるため、その収束性を高めることができるようになるとともに機関運転の再開に伴う機関振動の発生を抑制して円滑に機関運転を再開することができるようになる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気調量機構制御手段は前記減少度合を前記再始動条件が成立したときの機関運転状態に基づいて設定することを要旨とする。
【００２２】
同構成によれば、再始動条件の成立時における機関運転状態について、これを吸気調量機構の開度を減少させる際の減少度合に反映させることができる。このため、同調量開度の減少度合を機関回転速度の過剰な上昇やストールの発生を抑制するように設定することができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気調量機構制御手段は前記再始動条件が成立したときの機関回転速度が低いときほど前記減少度合が小さくなるようにこれを設定することを要旨とする。
【００２４】
同構成によれば、機関回転速度が低いときには、吸気量の減少度合が小さくなるようにして、機関ストールの発生を抑制することができる一方、機関回転速度が高いときには、吸気量の減少度合を大きくし速やかに機関回転速度をアイドル回転速度に収束させてその収束性を高めることができる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または請求項９に記載の内燃機関の制御装置において、前記吸気調量機構制御手段は前記再始動条件が成立したときの機関温度が低いときほど前記減少度合が小さくなるようにこれを設定することを要旨とする。
【００２６】
再始動条件が成立したときの機関温度が低いときには、機関摺動部におけるフリクションが増大するため、機関ストールの発生する可能性が高くなる。同構成によれば、再始動条件成立時の機関温度が低いときほど、調量機構の開度を減少させる際の減少度合を小さくするようにしている。このため、フリクションの大きさに即したかたちで吸気量を確保することができ、機関ストールの発生を抑制することができるようになる。
【００２７】
なお、吸気調量機構の具体例としては、請求項１１に記載の発明によるように、吸気通路に設けられたスロットルバルブを挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施の形態にかかる内燃機関及びその制御装置についての全体構成を示した模式図。
【図２】本実施の形態にかかるスロットル開度制御処理についてその処理手順を示すフローチャート。
【図３】本実施の形態にかかるスロットル開度制御処理についてその処理手順を示すフローチャート。
【図４】本実施の形態にかかるスロットル開度の増大値を設定するためのマップ。
【図５】本実施の形態にかかるスロットル開度の漸減値を設定するためのマップ。
【図６】本実施の形態にかかる機関回転速度及びスロットル開度の時間変化を示すタイミングチャート。
【図７】他の実施の形態にかかる機関水温より定められるスロットル開度を示すマップ。
【図８】他の実施の形態にかかる機関回転速度及び機関水温より定められるスロットル開度を示すマップ。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、この発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した一実施の形態について図１〜図６を参照して説明する。
図１は、本実施の形態における内燃機関及びその制御装置についての全体構成を示した模式図である。同図１に示されるように、シリンダブロック１１に形成された複数の気筒（図１ではその一つを示す）には、それぞれ燃焼室１６が形成されるとともに、それら燃焼室１６と吸気通路２３及び排気通路３３とをそれぞれ連通・遮断する吸気バルブ２２及び排気バルブ３２が設けられている。これら吸気バルブ２２および排気バルブ３２は、クランクシャフト１５にそれぞれ駆動連結される吸気カムシャフト及び排気カムシャフト（いずれも図示せず）の回転に伴ってそれぞれ開閉駆動される。また、吸気通路２３には、同通路内に燃料を噴射する燃料噴射弁１８が設けられるとともに、燃焼室１６内には混合気の点火を行う点火プラグ１７がそれぞれ設けられている。また、吸気通路２３にはモータ２４ａにより開閉駆動されるスロットルバルブ２４が設けられており、このスロットルバルブ２４の開度（以下、スロットル開度ＴＡとする）が変更されることにより、燃焼室１６に導入される吸気量ＧＡが調量される。
【００３０】
内燃機関の運転時には、機関運転状態に応じて調量された吸気と燃料噴射弁１８から噴射された燃料とが燃焼室１６内に導入され、混合気となる。この混合気は、点火プラグ１７によって点火され、燃焼に供される。この燃焼によって生じた排気は排気通路３３を通じて排出される。こうした燃焼に伴うピストン１３の上下運動は、コネクティングロッド１４により回転運動に変換されて、クランクシャフト１５を回転させる。また、このクランクシャフト１５には、同クランクシャフト１５の回転力を利用して発電するオルタネータ６が接続されており、このオルタネータ６により発電された電力はバッテリ（図示せず）に蓄えられる。
【００３１】
一方、この内燃機関及びこれを搭載する車両には、機関運転状態及び車両の走行状態を検出するための各種センサが設けられている。例えば、クランクシャフト１５の回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出するためのクランク角センサ９１、シリンダブロック１１やシリンダヘッド１２に形成されたウォータジャケット１９内を流通する冷却水の水温ＴｈＷを検出するための水温センサ９３、アクセル開度ＡＣＣＰを検出するためのアクセルセンサ９４、車両の走行速度Ｖを検出するための車速センサ９５等が設けられている。これらの各種センサにて検出された値は、電子制御装置５に取り込まれる。
【００３２】
電子制御装置５は、これら各種センサからの検出信号に基づいて内燃機関の各種制御を行う。こうした各種制御には、点火プラグ１７による混合気の点火時期を制御する点火時期制御、燃料噴射弁１８から噴射供給する燃料の量や時期を調整する燃料噴射制御、バッテリの蓄電量を所定範囲に保持するべくオルタネータ６による発電量を制御する発電制御、スロットル開度ＴＡを制御するスロットル開度制御等がある。また、電子制御装置５は、イグニションスイッチ（図示せず）がスタート位置に操作されると、スタータ４を駆動してクランクキングを開始するとともに、燃料噴射及び点火プラグ１７による点火を実行することにより、内燃機関を始動する。
【００３３】
さらに、電子制御装置５は、所定の自動停止条件が成立すると、燃料噴射及び点火を停止するとともにスロットル開度ＴＡを全閉として機関運転を自動的に停止させる自動停止制御を実行する。このように燃料噴射が停止されると、燃焼室１６内での燃焼が行われないため、機関回転速度ＮＥは徐々に低下するようになる。なお、この自動停止条件としては、アクセル開度ＡＣＣＰが「０」であること、車両の走行速度Ｖが「０」であること、ブレーキペダルが踏み込まれていること等が挙げられる。
【００３４】
ところで、このような自動停止制御の実行中に再始動条件が成立すると、クランクシャフト１５が未だ回転している状態において機関運転が再開されるようになる。この再始動条件成立時における機関回転速度ＮＥが、スタータ４を駆動させなくても通常運転に復帰可能な範囲にあるとき、具体的には再始動条件成立時における機関回転速度ＮＥが予め定められた所定の閾値ＮＥｓｔ以上にあるときは、スタータ４を駆動させることなく燃料噴射や点火を再開することによって機関運転が自動的に再開される。なお、この再始動条件としては、ブレーキペダルの踏み込みが解除されたこと、アクセル開度ＡＣＣＰが「０」でないこと、バッテリの充電量が所定値未満に低下したこと等が挙げられる。
【００３５】
また、このようにスタータ４を駆動させることなく燃料噴射や点火を再開することによって機関運転を自動的に再開させる際には、スロットル開度ＴＡを全閉から所定開度ＴＡ２まで増大させる。
【００３６】
ここで、燃料噴射が停止されてから再始動条件が成立するまでの期間はその都度異なる。また、燃料噴射が停止されると、機関回転速度ＮＥは時間経過とともに減少するため、この再始動条件の成立するタイミングによって、再始動に際して必要となる吸気量ＧＡは都度異なるものとなる。そこで、本実施の形態においては、機関運転を再開するにあたってのスロットル開度ＴＡを再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥに基づいて制御するようにしている。
【００３７】
次に、このようなスロットル開度ＴＡの制御態様について詳述する。図２は、電子制御装置５を通じて実行される機関運転の自動停止制御におけるスロットル開度制御処理について、具体的な手順を示したフローチャートである。なおこの一連の処理は電子制御装置５によって所定周期をもって繰り返し実行される。
【００３８】
同図２に示されるように、この一連の処理が開始されると、まず自動停止条件が成立したか否かが判断される（ステップＳ１００）。自動停止条件が成立していないと判断された場合（ステップＳ１００：ＮＯ）はこの処理は一旦終了する。
【００３９】
一方、自動停止条件が成立したと判断された場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）は、燃料噴射及び点火が停止される（ステップＳ１０１）。
なお、この自動停止制御においては、オルタネータ６による発電量を制御してクランクシャフト１５に作用する負荷を調節することにより、クランクシャフト１５を次回に内燃機関を始動する際に始動性が良好となるクランク位置で停止させるようにしている。しかし、燃焼室１６に導入される吸気量ＧＡは、そのときの機関回転速度ＮＥに応じて変動し、これに伴ってクランクシャフト１５に作用する負荷も変動するため、クランクシャフト１５を所望の位置にて停止させることが困難なものとなる可能性がある。そこで、本実施の形態においては、自動停止条件が成立した後、スロットル開度ＴＡを「０」となるよう制御することにより、吸気量ＧＡの変動を抑制するようにし、クランクシャフト１５を所望の位置に停止させるようにしている（ステップＳ１０２）。
【００４０】
次に、機関運転が完全に停止したか否かが判断される（ステップＳ１０３）。機関運転が完全に停止したと判断された場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）は、この処理は一旦終了する。
【００４１】
一方、機関運転が完全に停止していないと判断された場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）は、次に、再始動条件が成立したか否かが判断される（ステップＳ１０４）。再始動条件が成立していないと判断された場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）は、ステップＳ１０１以降の処理を再度実行する。
【００４２】
一方、再始動条件が成立したと判断された場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）は、機関回転速度ＮＥが閾値ＮＥｓｔ以上であるか否かが判断される（ステップＳ１０５）。機関回転速度ＮＥが閾値ＮＥｓｔ未満であると判断された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）は、スタータ４を駆動させるとともに燃料噴射及び点火が再開されて通常の機関始動処理が実行される（ステップＳ１０６）。
【００４３】
機関回転速度ＮＥが閾値ＮＥｓｔ以上であると判断された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）は、スタータ４を駆動することなく機関運転を自動的に再開する自律復帰制御が実行される（ステップＳ１０７）。
【００４４】
次に、この自律復帰制御について、図３を参照して説明する。図３は、自律復帰制御の実行時においてスロットル開度ＴＡを制御する際の具体的な処理手順を示したフローチャートである。
【００４５】
同図３に示されるように、この一連の処理では、まず自動停止条件の成立時のスロットル開度ＴＡが基準開度ＴＡ１として設定される（ステップＳ２００）。
次に、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥが検出される（ステップＳ２０１）。そして、この再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥに応じてスロットル開度ＴＡの増大値Ｘが設定される（ステップＳ２０２）。このスロットル開度ＴＡの増大値Ｘは、図４に示されるマップに示されるように、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥに基づいて設定される。
【００４６】
具体的には、再始動条件が成立したときの機関回転速度ＮＥが低いときほど増大値Ｘが大きくなるように設定される。再始動条件が成立したときの機関回転速度ＮＥが低いときほど、機関回転速度ＮＥの低下による機関ストールの発生する可能性が高くなる。そのため、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥが低いときほど、スロットル開度ＴＡが大きくなるように制御することにより、吸気量ＧＡを増量させ、機関ストールの発生を抑制するようにしている。一方、再始動条件が成立したときの機関回転速度ＮＥが高いときには、吸気量ＧＡが過多となり、機関運転が再開される際の機関回転速度ＮＥが過度に上昇する可能性が高くなる。そこで、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥが高いときほど、スロットル開度ＴＡが小さくなるように制御することにより、吸気量ＧＡが少なくなるようにして、機関運転が再開される際の機関回転速度ＮＥの過度の上昇を抑制するようにしている。
【００４７】
このように増大値Ｘを設定した後、この増大値Ｘを基準開度ＴＡ１に加算した値を再始動条件成立時におけるスロットル開度ＴＡの目標開度である所定開度ＴＡ２として設定する。そして、スロットルバルブ２４の開度がこの所定開度ＴＡ２となるよう同スロットルバルブ２４を制御する（ステップＳ２０３）。
【００４８】
このように再始動条件成立時のスロットル開度ＴＡが所定開度ＴＡ２となるよう制御された後、次に、スロットル開度ＴＡは漸減値Ｙをもって徐々に減少するように制御される。この漸減値Ｙ、すなわち減少度合は、図５に示されるマップに示されるように、再始動条件の成立時の機関回転速度ＮＥに基づいて定められる（ステップＳ２０４）。
【００４９】
具体的には、再始動条件成立時における機関回転速度ＮＥが低いときほど、この漸減値Ｙは小さい値に設定される。機関回転速度ＮＥが低いときほど、機関回転速度ＮＥが機関ストールの懸念がなくなる範囲まで上昇するために必要な吸気量ＧＡを燃焼室１６に導入することに要する時間は長くなる。そこで、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥが低いときほど、このスロットル開度ＴＡの減少度合を小さくして、吸気量ＧＡの導入量が多くなるようにしている。一方、再始動条件成立時における機関回転速度ＮＥが高いときは、この漸減値Ｙは小さい値に設定される。再始動条件成立時における機関回転速度ＮＥが高いときには、機関ストールが発生する懸念も少ないため、速やかにアイドル運転のために必要となるスロットル開度ＴＡに戻すようにしたものである。
【００５０】
そして、漸減値Ｙに基づいて、スロットル開度ＴＡが徐々に減少するようにスロットルバルブ２４が制御される（ステップＳ２０５）。なお、スロットル開度ＴＡが減少して基準開度ＴＡ１に達すると、同スロットル開度ＴＡは基準開度ＴＡ１に維持されるようになる。
【００５１】
図６は、図２及び図３のフローチャートに示されるスロットル開度制御処理が実行された場合について、（ａ）機関回転速度ＮＥ、（ｂ）スロットル開度ＴＡの推移をそれぞれ示している。なお、実線、１点鎖線、２点鎖線はその順に再始動条件が成立したときの機関回転速度ＮＥが低くなった場合の各推移を示している。
【００５２】
図６の実線に示されるように、自動停止条件が成立すると、機関回転速度ＮＥが低下するとともに、スロットル開度ＴＡは「０」となるよう制御される（タイミングｔ１〜ｔ２）。そして、再始動条件が成立すると（タイミングｔ２）、この再始動条件成立時のスロットル開度ＴＡは基準開度ＴＡ１に増大値Ｘを加算した所定開度ＴＡ２となるよう制御される。なお、１点鎖線及び２点鎖線にて示されるように、この所定開度ＴＡ２は、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥが低いときほど、大きくなるように制御される。そして、この後、スロットル開度ＴＡは徐々に減少する（タイミングｔ２〜ｔ３）。なお、１点鎖線及び２点鎖線にて示されるように、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥが低いときほど、再始動条件成立後のスロットル開度ＴＡの減少速度は緩やかなものとなる。
【００５３】
以上説明した本実施の形態によれば、以下に記載する作用効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、内燃機関の自律復帰時にスロットル開度ＴＡを増大させる際、その所定開度ＴＡ２を再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥに基づいて設定するようにしている。具体的には、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥが低いときほど所定開度ＴＡ２が大きくなるようにしている。このため、自動停止条件が成立した後における機関回転速度ＮＥの低下度合に即して吸気量を増大させることができ、機関回転速度ＮＥの過度な上昇や機関ストールの発生を好適に抑制することができるようになる。
【００５４】
（２）自動停止条件が成立したときのスロットル開度ＴＡ、すなわち基準開度ＴＡ１は、安定したアイドル運転状態を維持すべく同条件成立時の機関温度や補機駆動状態といった機関運転状態に応じて設定されている。本実施の形態によれば、こうした自動停止条件成立時の基準開度ＴＡ１を増大させて所定開度ＴＡ２を設定するようしているため、自動停止条件成立時の機関運転状態をこの所定開度ＴＡ２に反映させることができ、同所定開度ＴＡ２を機関回転速度ＮＥの過度な上昇やストールの発生を抑制する上でより適切な開度とすることができる。
【００５５】
（３）機関運転再開時においてスロットル開度ＴＡを徐々に減少させることで機関回転速度ＮＥが緩やかに上昇して機関アイドル回転速度に収束するようになるため、その収束性を高めることができるようになるとともに機関運転の再開に伴う機関振動の発生を抑制して円滑に機関運転を再開することができるようになる。またこのように、スロットル開度ＴＡを減少させる際の漸減値Ｙを再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥに基づいて設定するようにし、同機関回転速度ＮＥが低いときほど漸減値Ｙが小さい値になるようにしている。したがって、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥが低いときには、吸気量の減少度合が小さくなるため十分な吸気量が確保され、機関ストールの発生を抑制することができる一方、機関回転速度ＮＥが高いときには、吸気量の減少度合を大きくし、速やかに機関回転速度ＮＥをアイドル回転速度に収束させてその収束性を高めることができる。
【００５６】
なお、以上説明した実施形態は次のようにその形態を適宜変更した態様にて実施することができる。
・上記実施の形態においては、再始動条件が成立したときに自動運転条件が成立したときのスロットル開度ＴＡを基準開度ＴＡ１として、この基準開度ＴＡ１に増大値Ｘを加算して算出するようにしたが、本実施の形態はこれに限られない。例えば、機関運転状態に基づいて直接所定開度ＴＡ２を求めるようにしてもよい。本実施の形態においても、上記（１）及び（３）に準じた作用効果を奏することができるようになる。
【００５７】
・上記実施の形態においては、再始動条件成立時の機関回転速度ＮＥに基づいて漸減値Ｙを決定し、スロットル開度ＴＡを所定開度ＴＡ２からこの漸減値Ｙをもって徐々に減少させるようにしたが、例えば、再始動条件成立後の機関回転速度ＮＥを所定のタイミングをもって検出し、その検出される機関回転速度ＮＥに基づいてスロットル開度ＴＡの目標開度をその都度設定するようにしてもよい。本実施の形態においても、上記（１）及び（２）に準じた作用効果を奏することができるようになる。
【００５８】
・上記実施の形態においては、スロットル開度ＴＡの減少させる際の減少度合、すなわち漸減値Ｙを機関回転速度ＮＥに基づいて設定するようにしたが、本実施の形態はこれに限られるものでなく、予め定められた所定の減少度合をもってスロットル開度ＴＡを減少させるようにしてもよい。本実施の形態においても、上記（１）及び（２）に準じた作用効果を奏することができるようになる。
【００５９】
・上記実施の形態においては、再始動条件が成立したときの所定開度ＴＡ２を機関回転速度ＮＥに基づいて設定するようにしたが、本実施の形態はこれに限られない。例えば、再始動条件成立時の所定開度ＴＡ２を、予め定められた開度として設定することもできる。すなわち、自動停止条件成立時のスロットル開度ＴＡに予め定められた増大値Ｘを加算した値を所定開度ＴＡ２として設定してもよい。あるいは、自動停止条件成立時のスロットル開度ＴＡによらず、所定開度ＴＡ２が予め定められた開度となるようにこれを設定してもよい。本実施の形態においても、上記（３）に準じた作用効果を奏することができるようになる。
・ ・上記実施の形態においては、スロットル開度ＴＡを所定開度ＴＡ２に制御した後、これを徐々に減少させるようにしたが、本実施の形態はこれに限られるものではない。例えば、スロットル開度ＴＡの推移が矩形波状となるように、同スロットル開度ＴＡを所定期間にわたって所定開度ＴＡ２に保持した後、このスロットル開度ＴＡを減少させるようにしてもよい。本実施の形態においても、上記（１）及び（２）に準じた作用効果を奏することができるようになる。
【００６０】
・上記実施の形態においては、機関回転速度ＮＥが低いときほど所定開度ＴＡ２が大きくなるよう制御するようにしたが、図７に示されるように、これを水温センサ９３により検出される水温ＴｈＷが低いときほど、所定開度ＴＡ２が大きくなるようにしてもよい。すなわち、再始動条件成立時の機関温度（本実施の形態における水温ＴｈＷ）が低いときには、機関摺動部におけるフリクションが増大するため、機関ストールの発生する可能性が高くなる。そこで、再始動条件成立時の水温ＴｈＷが低いときほど大きくなるように所定開度ＴＡ２を制御することにより、自動停止条件が成立した後におけるフリクションの大きさに即して吸気量ＧＡを増大させることができる。さらに、水温ＴｈＷが低いときほど、漸減値Ｙが小さくなるよう設定することもできる。
【００６１】
・また、この場合において、図８に示されるように、機関回転速度ＮＥ及び水温ＴｈＷの双方に基づいてスロットル開度ＴＡを設定するようにしてもよい。具体的には、再始動条件成立時の水温ＴｈＷが高いときほど、また、機関回転速度ＮＥが高いときほど、スロットル開度ＴＡの所定開度ＴＡ２が小さくなるように制御することができる。さらに、所定開度ＴＡ２が小さいときほど、漸減値Ｙが小さくなるよう設定することもできる。
【００６２】
・また補機駆動状態に応じて、スロットル開度ＴＡの増大値Ｘ及び漸減値Ｙを変更するようにしてもよい。すなわち、補機が駆動されているときには、所定開度ＴＡ２をより大きな値に設定するようにすることもできる。また、スロットル開度ＴＡの漸減値Ｙを小さくするようにすることもできる。本実施の形態においても、上記作用効果に準じた作用効果を奏することができるようになる。
【００６３】
・上記実施の形態においては、スロットル開度ＴＡを変更することにより吸気量を調整するようにしたが、例えば、吸気弁の最大リフト量を変更するリフト量変更機構を備えた内燃機関では、最大リフト量を変更することにより吸気量を調整するようにしてもよい。本実施の形態においても、上記作用効果に準じた作用効果を奏することができるようになる。
【符号の説明】
【００６４】
４…スタータ、５…電子制御装置、６…オルネータ、１１シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…ピストン、１４…コネクティングロッド、１５…クランクシャフト、１６…燃焼室、１７…点火プラグ、１８…燃料噴射弁、１９…ウォータジャケット、２２…吸気バルブ、２３…吸気通路、２４…スロットルバルブ、２４ａ…モータ、３２…排気バルブ、３３…排気通路、９１…クランク角センサ、９３…水温センサ、９４…アクセルセンサ、９５…車速センサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動停止条件が成立したときに燃料噴射を停止して機関運転を自動的に停止させる一方、機関回転速度が所定の閾値以下となる前に再始動条件が成立したときには燃料噴射を再開するとともに吸気調量機構の調量開度を所定開度まで増大させることにより始動装置を駆動することなく機関運転を自動的に再開する内燃機関の制御装置において、
前記再始動条件が成立したときの機関運転状態に基づいて前記所定開度を設定し同所定開度に基づいて前記吸気調量機構を制御する吸気調量機構制御手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構制御手段は前記自動停止条件が成立したときの前記吸気調量機構の調量開度を基準開度としこれを前記再始動条件成立時の機関運転状態に基づいて決定される所定量をもって増大させることにより前記所定開度を設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構制御手段は前記再始動条件が成立したときの機関回転速度が低いときほど前記所定開度が大きくなるようにこれを設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構制御手段は前記再始動条件が成立したときの機関温度が低いときほど前記所定開度が大きくなるようにこれを設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構制御手段は前記調量開度を前記所定開度まで増大させた後に徐々に減少させる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構制御手段は前記調量開度を徐々に減少させるに際してその減少度合を機関運転状態に基づいて設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
自動停止条件が成立したときに燃料噴射を停止して機関運転を自動的に停止させる一方、機関回転速度が所定の閾値以下となる前に再始動条件が成立したときには燃料噴射を再開するとともに吸気調量機構の調量開度を所定開度まで増大させることにより始動装置を駆動することなく機関運転を自動的に再開する内燃機関の制御装置において、
前記調量開度を前記所定開度まで増大させた後、機関運転状態に基づいて設定される減少度合をもって前記調量開度が徐々に減少するように前記吸気調量機構を制御する吸気調量機構制御手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構制御手段は前記減少度合を前記再始動条件が成立したときの機関運転状態に基づいて設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構制御手段は前記再始動条件が成立したときの機関回転速度が低いときほど前記減少度合が小さくなるようにこれを設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構制御手段は前記再始動条件が成立したときの機関温度が低いときほど前記減少度合が小さくなるようにこれを設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構は吸気通路に設けられたスロットルバルブである
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１】
自動停止条件が成立したときに燃料噴射を停止して機関運転を自動的に停止させる一方、機関回転速度が所定の閾値以下となる前に再始動条件が成立したときには燃料噴射を再開するとともに吸気調量機構の調量開度を所定開度まで増大させることにより始動装置を駆動することなく機関運転を自動的に再開する内燃機関の制御装置において、
前記再始動条件が成立したときの機関運転状態に基づいて前記所定開度を設定し同所定開度に基づいて前記吸気調量機構を制御する吸気調量機構制御手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構制御手段は前記自動停止条件が成立したときの前記吸気調量機構の調量開度を基準開度としこれを前記再始動条件成立時の機関運転状態に基づいて決定される所定量をもって増大させることにより前記所定開度を設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構制御手段は前記再始動条件が成立したときの機関回転速度が低いときほど前記所定開度が大きくなるようにこれを設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構制御手段は前記再始動条件が成立したときの機関温度が低いときほど前記所定開度が大きくなるようにこれを設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構制御手段は前記調量開度を前記所定開度まで増大させた後に徐々に減少させる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構制御手段は前記調量開度を徐々に減少させるに際してその減少度合を機関運転状態に基づいて設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
自動停止条件が成立したときに燃料噴射を停止して機関運転を自動的に停止させる一方、機関回転速度が所定の閾値以下となる前に再始動条件が成立したときには燃料噴射を再開するとともに吸気調量機構の調量開度を所定開度まで増大させることにより始動装置を駆動することなく機関運転を自動的に再開する内燃機関の制御装置において、
前記調量開度を前記所定開度まで増大させた後、機関運転状態に基づいて設定される減少度合をもって前記調量開度が徐々に減少するように前記吸気調量機構を制御する吸気調量機構制御手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構制御手段は前記減少度合を前記再始動条件が成立したときの機関運転状態に基づいて設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構制御手段は前記再始動条件が成立したときの機関回転速度が低いときほど前記減少度合が小さくなるようにこれを設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構制御手段は前記再始動条件が成立したときの機関温度が低いときほど前記減少度合が小さくなるようにこれを設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気調量機構は吸気通路に設けられたスロットルバルブである
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２４２６４８（Ｐ２０１０−２４２６４８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９３２８３（Ｐ２００９−９３２８３）
【出願日】平成２１年４月７日（２００９．４．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月７日（２００９．４．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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