特許 6643971 エンジン制御装置およびエンジン制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6643971

(24)【登録日】2020年1月9日

(45)【発行日】2020年2月12日

(54)【発明の名称】エンジン制御装置およびエンジン制御方法

(51)【国際特許分類】

   F02D 29/02 20060101AFI20200130BHJP

   F02D 17/00 20060101ALI20200130BHJP

   F02D 41/04 20060101ALI20200130BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20200130BHJP

【ＦＩ】

   F02D29/02 321A

   F02D17/00 Q

   F02D41/04

   F02D43/00 301K

   F02D43/00 301A

   F02D43/00 301H

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-232801(P2016-232801)

(22)【出願日】2016年11月30日

(65)【公開番号】特開2018-91159(P2018-91159A)

(43)【公開日】2018年6月14日

【審査請求日】2019年1月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】養畑 裕紀

(72)【発明者】

【氏名】小山 和哉

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 裕介

【審査官】 平井 功

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２２５２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４８９９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ９／００−２９／０６

Ｆ０２Ｄ ４１／００−４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の停止条件が成立した場合にエンジンを停止させ、前記停止条件の成立後に所定の再始動条件が成立した場合に前記エンジンを再始動させる停止・再始動制御部と、
前記停止条件の成立後、前記エンジンのスロットル弁の開度をアイドル開度よりも大きい第１スロットル開度に制御した後に、前記アイドル開度よりも小さい第２スロットル開度に制御するスロットル開度制御部と
を備え、
前記スロットル開度制御部は、
前記スロットル弁の開度を前記第１スロットル開度に制御する前に、前記アイドル開度以下の初期スロットル開度に制御すること
を特徴とするエンジン制御装置。

【請求項2】

前記エンジンの吸気管圧を検出する吸気管圧検出部
を備え、
前記スロットル開度制御部は、
前記吸気管圧検出部によって検出された前記吸気管圧に基づき、前記スロットル弁の開度を前記第１スロットル開度から前記第２スロットル開度へ制御すること
を特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。

【請求項3】

前記スロットル開度制御部は、
前記吸気管圧が目標吸気管圧に到達して前記スロットル弁の開度を前記第１スロットル開度から前記第２スロットル開度へ制御した後、前記吸気管圧が前記目標吸気管圧を維持するように前記スロットル弁の開度を制御すること
を特徴とする請求項２に記載のエンジン制御装置。

【請求項4】

前記スロットル開度制御部は、
前記再始動条件が成立した場合、前記スロットル弁の開度を前記第２スロットル開度よりも大きい第３スロットル開度に制御すること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のエンジン制御装置。

【請求項5】

所定の停止条件が成立した場合にエンジンを停止させ、前記停止条件の成立後に所定の再始動条件が成立した場合に前記エンジンを再始動させる停止・再始動制御工程と、
前記停止条件の成立後、前記エンジンのスロットル弁の開度をアイドル開度よりも大きい第１スロットル開度に制御した後に、前記アイドル開度よりも小さい第２スロットル開度に制御するスロットル開度制御工程
を含み、
前記スロットル開度制御工程は、
前記スロットル弁の開度を前記第１スロットル開度に制御する前に、前記アイドル開度以下の初期スロットル開度に制御すること
を特徴とするエンジン制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジン制御装置およびエンジン制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、所定の停止条件が成立した場合にエンジンを停止させ、その後に所定の再始動条件が成立した場合にエンジンを再始動させる、所謂アイドリングストップ制御を行うエンジン制御装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

【0003】

かかるエンジン制御装置においては、例えば赤信号等によって車両が一時的に停車している間のみエンジンを停止状態とすることで、燃料の消費量や排気ガスの排出などを抑制することができる。なお、上記したエンジン制御装置にあっては、停止条件の成立後、スロットル弁を全閉状態に制御することで、エンジンの停止過程で発生する振動を抑制するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−２１５１５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、運転者の運転操作によっては、例えば停止条件が成立してからエンジンが完全に停止するまでの間に、再始動条件が成立する場合がある。かかる場合、上記した従来技術にあっては、停止条件の成立後にスロットル弁を全閉状態としていることから、再始動に必要な空気量を確保できず、再始動できないおそれがあった。このように、従来技術には、停止条件成立後におけるエンジンの再始動性の向上という点で改善の余地があった。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、停止条件成立後におけるエンジンの再始動性を向上させることができるエンジン制御装置およびエンジン制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、エンジン制御装置において、停止・再始動制御部と、スロットル開度制御部とを備える。停止・再始動制御部は、所定の停止条件が成立した場合にエンジンを停止させ、前記停止条件の成立後に所定の再始動条件が成立した場合に前記エンジンを再始動させる。スロットル開度制御部は、前記停止条件の成立後、前記エンジンのスロットル弁の開度をアイドル開度よりも大きい第１スロットル開度に制御した後に、前記アイドル開度よりも小さい第２スロットル開度に制御する。また、前記スロットル開度制御部は、前記スロットル弁の開度を前記第１スロットル開度に制御する前に、前記アイドル開度以下の初期スロットル開度に制御する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、停止条件成立後におけるエンジンの再始動性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１の実施形態に係るエンジン制御方法の概要を示す図である。

【図2】図２は、エンジン制御装置の構成例を示すブロック図である。

【図3】図３は、スロットル開度制御部が行うスロットル開度制御を示すタイミングチャートである。

【図4】図４は、エンジン制御装置が実行するアイドリングストップ制御における、スロットル開度制御の処理手順を示すフローチャートである。

【図5】図５は、第２の実施形態に係るエンジン制御装置の構成例を示すブロック図である。

【図6】図６は、第２の実施形態に係るエンジン制御装置が実行するアイドリングストップ制御における、スロットル開度制御の処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して、本願の開示するエンジン制御装置およびエンジン制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0011】

（第１の実施形態）
＜１．エンジン制御装置によるエンジン制御方法の概要＞
以下では先ず、第１の実施形態に係るエンジン制御方法の概要について図１を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係るエンジン制御方法の概要を示す図である。

【0012】

図１に示すように、第１の実施形態に係るエンジン制御方法は、例えばエンジン制御装置４０によって実行される。以下、具体的に説明すると、エンジン制御装置４０は、エンジン１の全体を制御する。

【0013】

エンジン１は、例えば４ストローク１サイクルの火花点火型の多気筒内燃機関であり、自動車などの図示しない車両に搭載される。なお、上記したエンジン１の種類は、例示であって限定されるものではなく、単気筒内燃機関などその他の種類の内燃機関であってもよい。

【0014】

エンジン１は、気筒１０と、ピストン１１と、クランクシャフト１２と、スタータ１３と、燃料噴射弁１４と、点火プラグ１５と、吸気管１６と、排気管１７と、スロットル装置２０とを備える。なお、エンジン１は多気筒内燃機関であるため、気筒１０は複数（例えば４つ）あるが、図１では１つのみ示している。

【0015】

気筒１０は、シリンダブロック１０ａと、シリンダヘッド１０ｂとを備える。シリンダブロック１０ａの内部には、ピストン１１が上下移動自在に配置される。また、シリンダブロック１０ａの下部には図示しないクランクケースが設けられ、クランクケースの内部にはクランクシャフト１２が回転自在に支持される。クランクシャフト１２は、上記したピストン１１とコネクティングロッド３０を介して連結される。

【0016】

クランクシャフト１２には、スタータ１３が接続される。スタータ１３は、スタータモータ１３ａを備え、かかるスタータモータ１３ａの回転力をギヤ（図示せず）を介してクランクシャフト１２へ伝達し、クランクシャフト１２を回転させることで、エンジン１を始動させる。なお、スタータ１３は、エンジン１が完全に停止している場合に作動してエンジン１を始動させるが、これについては後述する。

【0017】

シリンダヘッド１０ｂは、シリンダブロック１０ａの上部に締結固定される。そして、シリンダブロック１０ａの内壁面とシリンダヘッド１０ｂの下面とピストン１１の上面（頂面）との間に、燃焼室３１が形成される。

【0018】

シリンダヘッド１０ｂにおいて燃焼室３１を臨む位置には、吸気ポート１０ｂ１および排気ポート１０ｂ２が形成される。吸気ポート１０ｂ１には吸気弁３２が、排気ポート１０ｂ２には排気弁３３がそれぞれ軸方向に沿って移動自在に設けられる。従って、吸気弁３２および排気弁３３は、所定のタイミングで移動することで、吸気ポート１０ｂ１および排気ポート１０ｂ２を開閉し、吸気ポート１０ｂ１と燃焼室３１、排気ポート１０ｂ２と燃焼室３１とをそれぞれ連通することができる。

【0019】

燃料噴射弁１４および点火プラグ１５は、シリンダヘッド１０ｂにおいて燃焼室３１を臨む位置に取り付けられる。燃料噴射弁１４は、図示しない燃料タンクに接続され、かかる燃料タンクから供給された燃料を燃焼室３１に直接噴射する。点火プラグ１５は、燃焼室３１内の燃料を含む混合気を着火させて燃焼させる。なお、燃料としては、例えばガソリンを用いることができるが、これに限られずアルコール燃料などその他の燃料であってもよい。

【0020】

吸気管１６は、シリンダヘッド１０ｂの吸気ポート１０ｂ１に連結される。また、排気管１７は、排気ポート１０ｂ２に連結される。

【0021】

スロットル装置２０は、吸気管１６に設けられる。スロットル装置２０は、電子制御式スロットル装置であり、スロットル弁２１と、スロットルモータ２２とを備える。スロットル弁２１は、吸気管１６の流路に開閉駆動自在に設けられ、開閉駆動することで、吸気管１６を流れる空気の量を調節する。スロットルモータ２２は、スロットル弁２１に接続されてスロットル弁２１を開閉駆動させる。

【0022】

上記したスロットル装置２０や燃料噴射弁１４、点火プラグ１５等は、エンジン制御装置４０により制御され、よってエンジン１において、吸気、圧縮、膨張および排気の各行程からなる燃焼サイクルが行われる。

【0023】

すなわち、吸気工程では、スロットル弁２１で調量された空気が吸気管１６から吸気ポート１０ｂ１へ流れ、吸気弁３２が開弁されたときに燃焼室３１へ流入する。また、吸気工程から圧縮工程の間に、燃料が燃料噴射弁１４から燃焼室３１へ噴射されて混合気が形成される。混合気は、膨張行程において点火プラグ１５によって点火されて燃焼し、ピストン１１を駆動してクランクシャフト１２を回転させた後、排気工程において排気弁３３が開弁されたときに排気ポート１０ｂ２および排気管１７を通ってエンジン１の外部へ放出される。

【0024】

上記したエンジン制御装置４０は、アイドリングストップ制御を実行することができる。詳しくは、エンジン制御装置４０は、例えば赤信号等で運転者によるブレーキ操作がなされ、車両が一時的に停車していることを示す所定の停止条件が成立した場合、エンジン１を停止させる。

【0025】

具体的には、エンジン制御装置４０は、燃料噴射弁１４からの燃料の供給を停止させる燃料カットを行ったり、点火プラグ１５による点火を中止させたりしてエンジン１を停止させる。これにより、エンジン１の回転数は徐々に低下していき、やがてゼロとなってエンジン１は完全停止する。

【0026】

続いて、エンジン制御装置４０は、例えば運転者によるブレーキ操作が解除されたり、アクセル操作がなされたりしたことを示す所定の再始動条件が成立した場合、上記したスタータ１３を作動させつつ、燃料の供給や点火を再開してエンジン１を再始動させる。このようなアイドリングストップ制御により、燃料の消費量や排気ガスの排出などを抑制することができる。

【0027】

ところで、運転者の運転操作によっては、停止条件が成立してからエンジンが完全停止するまでの間に、再始動条件が成立することがある。例えば、エンジン１が完全停止する前、すなわちエンジン１の極低回転時に、ブレーキ操作の解除等がなされて再始動条件が成立する場合がある。

【0028】

上記したスタータ１３にあっては、エンジン１が回転していると、スタータモータ１３ａ側のギヤがクランクシャフト１２側のギヤに弾かれてしまうため、クランクシャフト１２に接続できず、エンジン１を再始動させることは難しい。

【0029】

そのため、本実施形態に係るエンジン制御装置４０にあっては、エンジン１が完全停止する前の極低回転時に再始動条件が成立した場合、例えば膨張行程にある気筒１０に対して、燃料の供給および点火を再開することで、スタータ１３を用いずに、エンジン１を自立的に再始動させるようにしている。これにより、再始動条件成立後において、エンジン１の完全停止を待たずに、エンジン１を早期に再始動させることが可能となる。なお、以下では、上記したエンジン１の自立的な再始動を「自立再始動」と記載する場合がある。

【0030】

しかしながら、従来技術においては、停止条件が成立した後にスロットル弁２１を全閉状態にすることで、エンジン回転数の変動を抑え、よってエンジン停止過程で発生する振動を抑制している。このように、従来技術にあっては、スロットル弁２１を全閉状態としているため、例えば自立再始動させる際、膨張行程にある気筒１０において燃焼に必要な空気量を確保できず、エンジン１を再始動できないおそれがあった。

【0031】

そこで、本実施形態に係るエンジン制御装置４０およびエンジン制御方法にあっては、スロットル弁２１を適切に制御することで、停止条件成立後におけるエンジン１の再始動性を向上させるようにした。

【0032】

具体的には、エンジン制御装置４０は先ず、所定の停止条件が成立したか否かを判定する。なお、ここでは停止条件が成立したと判定されるものとする（図１のステップＳ１）。エンジン制御装置４０は、停止条件の成立に伴って燃料カット等を行い、これによってエンジン１の回転数は徐々に低下することとなる。

【0033】

続いて、エンジン制御装置４０は、自立再始動が行われる場合に備える。具体的には、エンジン制御装置４０は、スロットル弁２１を第１スロットル開度θ１まで開弁する（ステップＳ２）。なお、第１スロットル開度θ１は、例えばアイドル開度θｉよりも大きい値に設定される。

【0034】

このとき、エンジン１は、完全停止前でまだ低速で回転している状態であるため、上記したスロットル弁２１の開弁によって、エンジン１における吸気管１６の吸気管圧が上昇し、気筒１０には自立再始動時の燃焼に必要な空気が流入するようになる。このように、エンジン制御装置４０は、自立再始動が行われる場合に備えて、エンジン１において燃焼に必要な空気量を確保しておく。

【0035】

燃焼に必要な空気量が確保されると、エンジン制御装置４０は、スロットル弁２１を第２スロットル開度θ２まで閉弁する（ステップＳ３）。なお、第２スロットル開度θ２は、例えばアイドル開度θｉよりも小さい値に設定される。

【0036】

上記したスロットル弁２１の閉弁によって、吸気管圧は、上昇が止まって一定または略一定となる。ここで例えば仮に、スロットル弁２１を第１スロットル開度θ１で開弁した状態を継続すると、吸気管圧は上昇を続けて気筒１０に流入する空気量が時間の経過に伴って変わり、停止過程においてエンジン１の回転数が比較的大きく変動して、振動が増加してしまう。

【0037】

これに対し、本実施形態では、スロットル弁２１を第２スロットル開度θ２まで閉弁し、吸気管圧を一定にしたことから、気筒１０に流入する空気量が変わり難くなって、エンジン１の回転数の変動を抑えることができ、結果として停止過程で発生する振動を抑制することができる。

【0038】

次に、エンジン制御装置４０は、所定の再始動条件が成立したか否かを判定する。そして、エンジン制御装置４０は、再始動条件が成立したタイミングに応じてエンジン１を適宜に再始動させる（ステップＳ４）。すなわち、再始動条件の成立タイミングが、エンジン１の完全停止後か完全停止前かに応じて、エンジン１を再始動させる手法を異ならせる。

【0039】

詳しくは、エンジン１が完全停止した後に再始動条件が成立した場合、エンジン制御装置４０は、スタータ１３を作動させてエンジン１を再始動させる。なお、エンジン制御装置４０は、例えば再始動条件が成立した場合（あるいはエンジン１が完全停止した場合）、スロットル弁２１を第２スロットル開度θ２よりも大きい第３スロットル開度θ３まで開弁するものとする。

【0040】

他方、エンジン１が完全停止する前に再始動条件が成立した場合、エンジン制御装置４０は、膨張行程にある気筒１０に対し、燃料の供給および点火を再開してエンジン１の自立再始動を行う。上記したように、エンジン１においては、燃焼に必要な空気量が確保されているため、膨張行程にある気筒１０では即座に燃焼（爆発）が起こり、よってエンジン１を確実に自立再始動させることができる。

【0041】

このように、エンジン制御装置４０にあっては、上記のようにスロットル弁２１を制御することで、停止条件成立後におけるエンジン１の再始動性を向上させることができる。さらに、エンジン制御装置４０にあっては、上記のようにスロットル弁２１を制御することで、エンジン１の停止過程で発生する振動を抑制することもできる。すなわち、本実施形態においては、エンジン１の再始動性の向上と、停止過程時の振動の抑制とを両立させることができる。

【0042】

＜２．エンジン制御装置の構成＞
次に、エンジン制御装置４０の構成について、図２を用いて説明する。図２は、エンジン制御装置４０の構成例を示すブロック図である。なお、図２では、エンジン制御装置４０が行うアイドリングストップ制御の説明に必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

【0043】

図２に示すように、エンジン制御装置４０には、センサ群７０が接続される。センサ群７０は、エンジン制御装置４０を備えた車両に搭載され、アイドリングストップ制御に必要な情報を検出する各種のセンサを含む。

【0044】

例えば、センサ群７０は、車速を検出する車速センサ、ブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ、エンジン回転数検出や気筒判別に用いられるクランク角度を検出するクランク角センサ、シフトレバーのポジションを検出するシフトポジションセンサなどが含まれる。

【0045】

センサ群７０は、各種のセンサで得られた車速やブレーキ操作量などを示す信号をエンジン制御装置４０へ出力する。なお、センサ群７０は、上記した各種のセンサの全てを含むことを要さず、一部であってもよい。また、上記したセンサの種類は、あくまでも例示であって限定されるものではなく、例えばハンドルの操舵角を検出する操舵角センサや車両の加速度を検出する加速度センサなど、その他の種類のセンサを含んでいてもよい。

【0046】

エンジン制御装置４０は、制御部５０と、記憶部６０とを備える。制御部５０は、停止・再始動制御部５１と、スタータ制御部５２と、噴射弁制御部５３と、点火制御部５４と、スロットル開度制御部５５とを備える。なお、エンジン制御装置４０は、例えばＣＰＵなどを備えたマイクロコンピュータである。

【0047】

また、記憶部６０は、不揮発性メモリやハードディスクドライブといった記憶デバイスで構成される記憶部であり、停止条件情報６１と、再始動条件情報６２と、所定時間情報６３とを記憶する。

【0048】

停止条件情報６１には、所定の停止条件を示す情報、詳しくは、エンジン１を停止させてアイドリングストップ制御を開始する条件を示す情報が含まれる。停止条件情報６１としては、例えば、車速がゼロで車両が停止している、エンジン回転数がアイドル回転数である、ブレーキ操作がなされている、アクセル操作がなされていないなど種々の条件が含まれる。

【0049】

再始動条件情報６２には、所定の再始動条件を示す情報、詳しくは、停止または停止過程にあるエンジン１を再始動させてアイドリングストップ制御を終了する条件を示す情報が含まれる。再始動条件情報６２には、例えば、ブレーキ操作が解除される、アクセル操作がなされる、シフトレバーがＰ（Parking）レンジまたはＮ（Neutral）レンジからＤ（Drive）レンジやＲ（Reverse）レンジへ切り替えられるなど種々の条件が含まれる。

【0050】

なお、上記では、停止条件情報６１および再始動条件情報６２に含まれる条件を具体的に記載したが、これらは例示であって限定されるものではなく、例えば車両の加速度、エンジン温度、外気温やエアコンの使用状態などその他の条件を含んでいてもよい。

【0051】

所定時間情報６３には、所定時間ｔ０，ｔ１を示す情報が含まれる。所定時間ｔ０は、スロットル弁２１を後述する初期スロットル開度θ０で維持する時間である。また、所定時間ｔ１は、スロットル弁２１を第１スロットル開度θ１で維持する時間である。なお、これら所定時間ｔ０，ｔ１については、図３を用いて後述する。

【0052】

停止・再始動制御部５１は、アイドリングストップ制御におけるエンジン１の停止および再始動の制御を行う。詳しくは、停止・再始動制御部５１は、先ず停止条件情報６１から所定の停止条件を取得する。そして、停止・再始動制御部５１は、センサ群７０から出力された車速などを示す信号に基づき、所定の停止条件が成立したか否かを判定する。

【0053】

なお、停止・再始動制御部５１においては、上記した停止条件情報６１に含まれる条件の全てを満たしている場合に停止条件が成立したと判定する必要はなく、一部を満たしている場合に停止条件が成立したと判定してもよい。ここでは、理解の便宜のため、車速がゼロで、エンジン回転数がアイドル回転数で、かつブレーキ操作がなされている場合に、停止条件が成立したと判定するものとする。

【0054】

停止・再始動制御部５１は、所定の停止条件が成立したと判定された場合、エンジン１を停止させる。具体的には、停止・再始動制御部５１は、エンジン１を停止させる指示を示す停止指示信号を、噴射弁制御部５３、点火制御部５４およびスロットル開度制御部５５へ出力する。

【0055】

また、停止条件の成立後、停止・再始動制御部５１は、所定の再始動条件が成立したか否かを判定する。詳しくは、停止・再始動制御部５１は、再始動条件情報６２から所定の再始動条件を取得する。そして、停止・再始動制御部５１は、センサ群７０からの出力信号に基づき、所定の再始動条件が成立したか否かを判定する。

【0056】

なお、停止・再始動制御部５１においては、停止条件のときと同様、上記した再始動条件情報６２に含まれる条件の全てを満たしていることを必要とせず、一部を満たしている場合に再始動条件が成立したと判定してもよい。ここでは、理解の便宜のため、ブレーキ操作が解除された場合に、再始動条件が成立したと判定するものとする。

【0057】

そして、停止・再始動制御部５１は、所定の再始動条件が成立したと判定された場合、エンジン１を再始動させる。具体的には、停止・再始動制御部５１は、エンジン１を再始動させる指示を示す再始動指示信号を、噴射弁制御部５３、点火制御部５４およびスロットル開度制御部５５へ出力する。また、停止・再始動制御部５１は、エンジン１の完全停止後に再始動条件が成立したと判定された場合、スタータ制御部５２にも再始動指示信号を出力する。

【0058】

スタータ制御部５２は、再始動指示信号が入力された場合、スタータ１３を作動させる。噴射弁制御部５３は、停止指示信号が入力された場合に燃料噴射弁１４を制御して燃料供給の停止（燃料カット）を行う一方、再始動指示信号が入力された場合に燃料の供給を再開する。

【0059】

点火制御部５４は、停止指示信号が入力された場合に点火プラグ１５（正確には、点火プラグ１５に接続されるイグニッションコイル）を制御して点火の中止を行う一方、再始動指示信号が入力された場合に点火を再開する。

【0060】

スロットル開度制御部５５は、停止・再始動制御部５１から出力された停止指示信号および再始動指示信号に基づいてスロットルモータ２２を制御し、スロットル弁２１のスロットル開度を制御する。

【0061】

ここで、スロットル開度制御部５５によるスロットル開度制御について図３を参照しつつ説明する。図３は、スロットル開度制御部５５が行うスロットル開度制御を示すタイミングチャートである。なお、図３においては、紙面の上から順に、エンジン回転数、吸気管圧およびスロットル開度を示している。

【0062】

図３に示すように、先ず、エンジン回転数はアイドル回転数ＮＥｉ、吸気管圧は大気圧Ｐatmよりも低い負圧の値Ｐ０、スロットル開度はアイドル開度θｉ（例えば５度）であるものとする。そして、時刻Ｔ１において停止条件が成立すると、上記した燃焼カット等が行われてエンジン回転数は徐々に低下する。

【0063】

スロットル開度制御部５５は、時刻Ｔ１において、停止・再始動制御部５１から停止指示信号が入力されると、スロットル開度を所定時間ｔ０の間、初期スロットル開度θ０に制御する。初期スロットル開度θ０は、例えばアイドル開度θｉ以下の値（例えば３度）に設定される。これにより、エンジン１においてエンジン回転数が吹き上がることを防止することができる。

【0064】

すなわち、スロットル開度制御部５５は、停止条件が成立した後、スロットル弁２１を上記した第１スロットル開度θ１まで開弁して自立再始動が行われる場合に備えるが、停止条件成立直後に第１スロットル開度θ１まで開弁すると、燃料カットが間に合わずにエンジン回転数が吹き上がるおそれがある。

【0065】

そこで、本実施形態にあっては、スロットル開度を第１スロットル開度θ１に制御する前に、所定時間ｔ０、初期スロットル開度θ０に制御する（閉弁する）ようにした。これにより、燃料カットが完了してから、スロットル弁２１を第１スロットル開度θ１まで開弁することが可能となり、よって上記したエンジン回転数の吹き上がりを防止することができる。従って、上記した所定時間ｔ０は、例えば、停止条件が成立してから燃料カットが完了するまでの時間に設定される。

【0066】

次に、スロットル開度が初期スロットル開度θ０に制御されてから所定時間ｔ０が経過した時刻Ｔ２において、スロットル開度制御部５５は、スロットル開度を初期スロットル開度θ０から第１スロットル開度θ１に制御する（開弁する）。かかる第１スロットル開度θ１は、上記したように、アイドル開度θｉや初期スロットル開度θ０よりも大きい値に設定され、例えば２０度に設定される。

【0067】

上記したようにスロットル弁２１が開弁されると、時刻Ｔ２においてエンジン１はまだ回転しているため、吸気管圧は大気圧Ｐatmに向けて上昇し、気筒１０には比較的多くの空気が流入する。

【0068】

続いて、スロットル開度制御部５５は、スロットル弁２１を第１スロットル開度θ１で所定時間ｔ１維持する。これにより、図３の時刻Ｔ２〜Ｔ３に示すように、吸気管圧は上昇を続け、気筒１０において自立再始動時の燃焼に必要な空気を確保可能な値Ｐ１に到達する。従って、所定時間ｔ１は、例えば実験などを通じ、吸気管圧が上記した値Ｐ１に到達するのに要すると推定される時間に設定される。

【0069】

スロットル開度が第１スロットル開度θ１に制御されてから所定時間ｔ１が経過した時刻Ｔ３において、スロットル開度制御部５５は、スロットル開度を第１スロットル開度θ１から第２スロットル開度θ２に制御する（閉弁する）。かかる第２スロットル開度θ２は、例えばスロットル弁２１が全閉状態となるような値（例えば１〜２度）に設定されるが、これに限定されるものではなく、アイドル開度θｉよりも小さい値であればどのような値であってもよい。

【0070】

スロットル弁２１が閉弁されると、図３に閉曲線Ａで示すように、吸気管圧は値Ｐ１付近で一定または略一定となる。このように、吸気管圧を一定または略一定にすることで、エンジン１の停止過程で発生する振動を抑制することができることは既に述べた。

【0071】

そして、エンジン１が完全停止する前の時刻Ｔ４において、再始動条件が成立すると、自立再始動が行われる。すなわち、膨張行程にある気筒１０に対し、燃料の供給および点火が再開される。このとき、エンジン１においては、スロットル開度制御部５５によるスロットル開度制御により、吸気管圧は値Ｐ１で一定であって燃焼に必要な空気量が確保されていることから、自立再始動が確実に行われ、よってエンジン回転数が上昇し始める。

【0072】

なお、図３においては二点鎖線で、停止条件成立後にスロットル弁２１を全閉状態にする、従来技術のスロットル開度制御を示した。かかる従来技術では、吸気管圧が上昇し難いため、気筒１０に空気が十分に流入せず、自立再始動時の燃焼に必要な空気を確保できないおそれがある。そのため、時刻Ｔ４で燃料供給および点火が再開されても、エンジン１が自立再始動されないことがある。

【0073】

本実施形態について説明を続ける。スロットル開度制御部５５は、時刻Ｔ４において、停止・再始動制御部５１から再始動指示信号が入力されると、スロットル開度を第２スロットル開度θ２から第３スロットル開度θ３に制御する（開弁する）。図３に示す例では、第３スロットル開度θ３は、アイドル開度θｉと同じ値（例えば５度）に設定されるが、上記したように、第２スロットル開度θ２よりも大きい値であればどのような値であってもよい。

【0074】

これにより、エンジン１の自立再始動後において、燃焼に必要な空気量を十分に確保することができ、よって自立再始動したエンジン１の運転を確実に継続することができる。

【0075】

なお、スロットル開度制御部５５は、再始動条件が成立した時点でスロットル開度を第３スロットル開度θ３に制御するが、これに限られない。すなわち、図３に一点鎖線で示すように、例えば、エンジン１が完全停止するまで再始動条件が成立しなかった場合、スロットル開度制御部５５は、エンジン１が完全停止した時点（時刻Ｔ５）でスロットル開度を第３スロットル開度θ３に制御するようにしてもよい。これにより、エンジン１の完全停止後に再始動条件が成立した場合に、燃焼に必要な空気量を十分に確保することができ、よってエンジン１の再始動性をより一層向上させることができる。

【0076】

＜３．第１の実施形態に係るエンジン制御装置の処理手順＞
次に、エンジン制御装置４０におけるスロットル開度制御の処理手順について図４を用いて説明する。図４は、エンジン制御装置４０が実行するアイドリングストップ制御における、スロットル開度制御の処理手順を示すフローチャートである。

【0077】

図４に示すように、エンジン制御装置４０の制御部５０は、所定の停止条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１０）。制御部５０は、停止条件が成立していないと判定された場合（ステップＳ１０，Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。

【0078】

一方、制御部５０は、停止条件が成立したと判定された場合（ステップＳ１０，Ｙｅｓ）、スロットル開度を初期スロットル開度θ０に制御する（ステップＳ１１）。次いで、制御部５０は、スロットル開度を初期スロットル開度θ０に制御してから所定時間ｔ０が経過したか否かを判定する（ステップＳ１２）。

【0079】

制御部５０は、所定時間ｔ０が経過していないと判定された場合（ステップＳ１２，Ｎｏ）、ステップＳ１２の処理を繰り返す。一方、制御部５０は、所定時間ｔ０が経過したと判定された場合（ステップＳ１２，Ｙｅｓ）、スロットル開度を第１スロットル開度θ１に制御して開弁する（ステップＳ１３）。

【0080】

続いて、制御部５０は、スロットル開度を第１スロットル開度θ１に制御してから所定時間ｔ１が経過したか否かを判定する（ステップＳ１４）。制御部５０は、所定時間ｔ１が経過していないと判定された場合（ステップＳ１４，Ｎｏ）、ステップＳ１４の処理を再度行う。他方、制御部５０は、所定時間ｔ１が経過したと判定された場合（ステップＳ１４，Ｙｅｓ）、スロットル開度を第２スロットル開度θ２に制御して閉弁する（ステップＳ１５）。

【0081】

次いで、制御部５０は、再始動条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１６）。制御部５０は、再始動条件が成立していないと判定された場合（ステップＳ１６，Ｎｏ））、エンジン１が完全停止したか否かを判定する（ステップＳ１７）。

【0082】

制御部５０は、エンジン１が完全停止したと判定されない場合（ステップＳ１７，Ｎｏ）、ステップＳ１６の処理に戻る。一方、制御部５０は、再始動条件が成立したと判定された場合（ステップＳ１６，Ｙｅｓ）、スロットル開度を第３スロットル開度θ３に制御する（ステップＳ１８）。

【0083】

また、制御部５０は、エンジン１が完全停止したと判定された場合（ステップＳ１７，Ｙｅｓ）、すなわち、エンジン１が完全停止するまでに再始動条件が成立しなかった場合、ステップＳ１８に進んで、スロットル開度を第３スロットル開度θ３に制御する。

【0084】

なお、図４に示す例では、制御部５０は、エンジン回転数に基づいてエンジン１が完全停止したと判定された場合にスロットル開度を第３スロットル開度θ３に制御するが、これに限定されるものではない。すなわち、スロットル開度を第３スロットル開度θ３に制御するタイミングは、例えば燃料カット後にエンジン１が完全停止すると推定される時間を予め設定しておき、設定された時間が停止条件の成立後に経過したタイミングとしてもよい。

【0085】

上述してきたように、第１の実施形態に係るエンジン制御装置４０は、停止・再始動制御部５１と、スロットル開度制御部５５とを備える。停止・再始動制御部５１は、所定の停止条件が成立した場合にエンジン１を停止させ、停止条件の成立後に所定の再始動条件が成立した場合にエンジン１を再始動させる。スロットル開度制御部５５は、停止条件の成立後、エンジン１のスロットル弁２１の開度をアイドル開度θｉよりも大きい第１スロットル開度θ１に制御した後に、アイドル開度θｉよりも小さい第２スロットル開度θ２に制御する。これにより、エンジン制御装置４０にあっては、停止条件成立後におけるエンジンの再始動性を向上させることができる。

【0086】

（第２の実施形態）
＜４．第２の実施形態に係るエンジン制御装置の構成＞
次いで、第２の実施形態に係るエンジン制御装置４０について説明する。第１の実施形態では、エンジン制御装置４０は、スロットル開度を所定時間ｔ１、第１スロットル開度θ１とした後、第２スロットル開度θ２に制御するようにしたが、第１スロットル開度θ１から第２スロットル開度θ２へ切り替えるタイミングは、これに限定されるものではない。

【0087】

すなわち、第２の実施形態に係るエンジン制御装置４０にあっては、エンジン１の吸気管圧を検出し、検出された吸気管圧に基づき、スロットル開度を第１スロットル開度θ１から第２スロットル開度θ２へ制御するようにした。

【0088】

図５は、第２の実施形態に係るエンジン制御装置４０の構成例を示すブロック図である。なお、以下においては、第１の実施形態と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0089】

図５に示すように、第２の実施形態において、エンジン１の吸気管１６のスロットル弁２１（図１参照）の下流側には、吸気管圧センサ７１が設けられる。吸気管圧センサ７１は、吸気管１６を通過する空気の圧力（吸気管圧）を示す信号をエンジン制御装置４０の制御部５０へ出力する。なお、図２では、理解の便宜のため、吸気管圧センサ７１をセンサ群７０とは別のブロックで示したが、吸気管圧センサ７１がセンサ群７０に含まれる構成であってもよい。

【0090】

エンジン制御装置４０の制御部５０は、吸気管圧検出部５６をさらに備える。吸気管圧検出部５６は、吸気管圧センサ７１から出力された信号に基づき、吸気管圧を検出する。

【0091】

記憶部６０は、目標吸気管圧Ｐ２を示す情報が含まれる目標吸気管圧情報６４をさらに記憶する。目標吸気管圧Ｐ２について図３を参照して説明すると、目標吸気管圧Ｐ２は、例えば上記した値Ｐ１と同様な値、すなわち、気筒１０において自立再始動時の燃焼に必要な空気を確保可能な吸気管圧の値に設定される。なお、目標吸気管圧Ｐ２と値Ｐ１とは、同じ値であっても異なる値であってもよい。

【0092】

第２の実施形態に係るスロットル開度制御部５５（図５参照）は、第１の実施形態と同様、停止条件の成立後、スロットル開度を初期スロットル開度θ０、第１スロットル開度θ１と制御し、その後、吸気管圧検出部５６によって検出された吸気管圧と目標吸気管圧Ｐ２とを比較する。

【0093】

そして、スロットル開度制御部５５は、吸気管圧が目標吸気管圧Ｐ２に到達した場合に、スロットル開度を第１スロットル開度θ１から第２スロットル開度θ２に制御する（時刻Ｔ３参照）。これにより、吸気管圧は目標吸気管圧Ｐ２付近で一定または略一定となる。

【0094】

なお、スロットル開度制御部５５は、吸気管圧が目標吸気管圧Ｐ２に到達してスロットル開度を第１スロットル開度θ１から第２スロットル開度θ２へ制御した後、吸気管圧の変化に応じてスロットル開度を制御してもよい。詳しくは、スロットル開度制御部５５は、吸気管圧が目標吸気管圧Ｐ２に到達した後、検出された吸気管圧と目標吸気管圧Ｐ２との差に応じて、吸気管圧が目標吸気管圧Ｐ２を維持するように（言い換えると、差がゼロになるように）スロットル開度をフィードバック制御してもよい。これにより、エンジン１において自立再始動時の燃焼に必要な空気量を確実に確保することができる。

【0095】

なお、吸気管圧が目標吸気管圧Ｐ２に到達した後のスロットル開度の制御は、上記に限定されるものではない。すなわち、スロットル開度制御部５５は、例えば吸気管圧が目標吸気管圧Ｐ２に到達してスロットル開度を第２スロットル開度θ２にした後、かかる第２スロットル開度θ２を維持するようにしてもよい。

【0096】

以上のように構成された第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様、気筒１０において自立再始動時の燃焼に必要な空気を確保してエンジン１の再始動性を向上させることができるとともに、停止過程で発生する振動を抑制することもできる。

【0097】

＜５．第２の実施形態に係るエンジン制御装置の処理手順＞
次に、第２の実施形態に係るエンジン制御装置４０におけるスロットル開度制御の処理手順について図６を用いて説明する。図６は、エンジン制御装置４０が実行するアイドリングストップ制御における、スロットル開度制御の処理手順を示すフローチャートである。

【0098】

図６に示すように、第２の実施形態に係るエンジン制御装置４０の制御部５０は、ステップＳ１０からステップＳ１３まで、第１の実施形態と同様の処理を行う。続いて、制御部５０は、ステップＳ１３の処理後、吸気管圧が目標吸気管圧Ｐ２に到達したか否かを判定する（ステップＳ１４ａ）。

【0099】

制御部５０は、吸気管圧が目標吸気管圧Ｐ２に到達していないと判定された場合（ステップＳ１４ａ，Ｎｏ）、ステップＳ１４ａの処理を繰り返す。他方、制御部５０は、吸気管圧が目標吸気管圧Ｐ２に到達したと判定された場合（ステップＳ１４ａ，Ｙｅｓ）、スロットル開度を第２スロットル開度θ２に制御して閉弁する（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ１６以降の処理は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

【0100】

このように、第２の実施形態にあっては、検出された吸気管圧に基づいてスロットル弁２１を制御することで、吸気管圧を確実に自立再始動時の燃焼に必要な空気を確保可能な値にでき、エンジン１の再始動性を向上させることができる。

【0101】

なお、上記した第１、第２の実施形態において、所定時間ｔ０，ｔ１や目標吸気管圧Ｐ２は、それぞれ一つの値（固定値）に設定されるが、これに限られず、例えば外気温などに応じて可変する値としてもよい。

【0102】

また、上記では、初期スロットル開度θ０、第１〜第３スロットル開度θ１〜θ３およびアイドル開度θｉについて、具体的な数値を挙げて説明したが、これらの数値はあくまでも例示であって限定されるものではない。

【0103】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0104】

１ エンジン
２０ スロットル装置
２１ スロットル弁
２２ スロットルモータ
４０ エンジン制御装置
５０ 制御部
５１ 停止・再始動制御部
５５ スロットル開度制御部
５６ 吸気管圧検出部
７０ センサ群
７１ 吸気管圧センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】