JP2005299400A

JP2005299400A - 車両の停止始動装置

Info

Publication number: JP2005299400A
Application number: JP2004112239A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Kaneko; 智洋金子
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-04-06
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2024-04-06
Also published as: JP4228971B2

Abstract

【課題】内燃機関の停止と再始動が行われる車両において、運転履歴に起因した触媒の状態を制御に反映させることにより、再始動後の触媒の高温劣化を抑制する。
【解決手段】触媒温度が所定値以上、かつ触媒通過ガス量が所定値未満である場合に、ＯＴ回避停止制御によりクラッチを切ってエンジンを直ちに停止させ、その場合にＯＴ回避フラグをセットする。再始動にあたりＯＴ回避フラグがセットされている場合に（Ｓ１３０）、排ガス中の酸素量を減少させる（Ｓ１５０）。ＯＴ回避停止制御による停止があった場合には、触媒コンバータ内の未燃成分量なども触媒が過熱し易い状態にあると考えられるため、そのような場合に再始動に際し酸素量を減少させることにより再始動後の触媒の高温劣化を抑制できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用内燃機関を自動的に停止させ再始動させる車両の停止始動装置に関し、特に触媒温度を考慮して内燃機関を停止させることができるものに関する。

近年、大気環境保全や燃料資源節約の目的から、車両運行中に車両の運行状態に応じて内燃機関による駆動とモータジェネレータによる駆動とを織り交ぜて行うハイブリッド車、および、車両運行中の一時停車時に内燃機関を一時停止させるエコラン車が種々提案されている。

他方、近年の自動車等の車両の内燃機関の排気系には、機関の作動により生じたＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの物質を処理してＨ₂Ｏ、ＣＯ₂、Ｎ₂等にする酸化触媒、三元触媒、リーンＮＯｘ触媒のような排ガス浄化触媒を備えた触媒コンバータが設けられている。かかる触媒コンバータにおける排ガス浄化触媒は、それが有効に作動する活性化のためには、７００°Ｃ前後のかなり高い加熱状態が必要であるが、その温度が８５０°Ｃを越えるような温度に達すると、触媒機能が劣化してくるという問題を含んでいる。

触媒コンバータ内の触媒は、そこに導入される内燃機関からの高温の排ガスによって加熱されるが、また同時に、触媒コンバータを通って流れる排ガスによって冷却もされている。換言すれば、触媒コンバータ内の触媒は、それを通る排ガスの流れが維持されている間は、排ガスにより加熱されると同時に、その温度が高くなりすぎれば、排ガスの流れにより熱を持ち去られ、触媒の温度上昇が抑えられるという熱的平衡の元に、適温に維持されている。

このような触媒コンバータでは、内燃機関が停止されると、触媒層を横切る排ガスの流れが途絶え、触媒から排ガスによって熱が持ち去られる作用が失われることになる。また、機関停止の時点で既に触媒コンバータ内に持ち込まれていた未燃成分に起因する反応熱により、内燃機関の停止直後のしばらくの間、触媒コンバータ内の触媒の温度が上昇する場合もある。このような内燃機関の停止中の触媒の昇温は、上述した触媒機能の劣化を招く可能性があるため、内燃機関の停止が頻繁に行われるハイブリッド車やエコラン車においては特に問題となりうる。

ところで、ガソリンエンジンの場合には、未燃燃料中のＯ₂成分が少ないため、酸素による反応熱よりも排ガスによる熱の持ち去り作用が支配的といえる。したがって触媒温度が高いときには、内燃機関の停止は避けることが望ましい。これに対し、ディーゼルエンジンであって特にＰＭ（Particulate Matters; 粒子状物質）を捕集する触媒フィルターの前段に酸化触媒を配置した後処理システムを採用するような場合には、未燃燃料中のＯ₂成分が比較的多いため、主に炭素ＣからなるＰＭと酸素Ｏ₂とによる反応熱（Ｃ＋Ｏ₂＝ＣＯ₂＋約７３kcal）が排ガスによる熱の持ち去り作用よりも支配的であり、排ガス流量が多い場合には触媒の過熱により触媒性能が低下するおそれがある。

このような内燃機関の停止直後の触媒温度の上昇を抑制するための技術として、特許文献１は、ハイブリッド車やエコラン車において、触媒温度が高温であるときには内燃機関を停止させない構成を開示している。

他方、特許文献２は、内燃機関の自動停止直前または自動停止中に触媒に空気を導入するなどして酸素ストレージ量をリーン側に遷移させ、再始動時には空燃比がリッチとなるように燃料噴射を行うことで、内燃機関の再始動時の空燃比を適正にしエミッションを改善する構成において、再始動時における空燃比リッチの燃料噴射を触媒活性温度以上の高温時においてのみ行う構成を開示している。

特開２００３−２３９７８２号公報特開２００３−１４８２００号公報

しかし、特許文献１および同２の構成は、内燃機関の停止や再始動の可否を、いずれも触媒温度のみに着目して決定しているため、触媒における温度以外の条件であって運転履歴に起因したもの、例えば触媒コンバータ内の未燃成分量などが考慮されておらず、再始動によって触媒の高温劣化が促進されるおそれがある。

そこで本発明の目的は、内燃機関の停止と再始動が行われる車両において、運転履歴に起因した触媒の状態を制御に反映させることにより、再始動後の触媒の高温劣化を更に有効に抑制しうる手段を提供することにある。

第１の本発明は、所定の第１停止条件が満たされた場合に内燃機関を停止させる第１停止手段と、前記第１停止条件とは異なる所定の第２停止条件であって、触媒温度が所定値以上であることおよび触媒通過ガス量が所定値未満であることを含む第２停止条件が満たされた場合に前記内燃機関を停止させる第２停止手段と、前記内燃機関の停止後、所定の再始動条件が満たされると前記内燃機関を再始動させる再始動手段と、を備えた車両の停止始動装置であって、前記第２停止手段による停止があった場合にその旨の信号を記憶する記憶手段と、前記内燃機関の吸入混合気中の酸素量を減少させる酸素量減少手段と、を更に備え、前記再始動手段は、前記記憶手段に前記信号が記憶されている場合に、前記再始動に際し酸素量減少手段に酸素量を減少させることを特徴とする車両の停止始動装置である。

第１の本発明では、触媒温度が所定値以上であることおよび触媒通過ガス量が所定値未満であることを含む第２停止条件が満たされた場合に、第２停止手段が内燃機関を停止させ、その場合に記憶手段がその旨の信号を記憶する。そして再始動手段は、記憶手段に前記信号が記憶されている場合に、再始動に際し酸素量減少手段に酸素量を減少させる。第２停止手段による停止があった場合には、触媒温度が比較的高い上、触媒コンバータ内の未燃成分量などの温度以外の条件も、触媒が過熱し易い状態にあると考えられるため、第１の本発明のように第２停止手段による停止があった場合に再始動に際し酸素量を減少させることにより、運転履歴に起因した触媒の状態を制御に反映させることができ、これによって再始動後の触媒の高温劣化を更に有効に抑制できる。

第２の本発明は、請求項１に記載の車両の停止始動装置であって、前記再始動手段は、前記記憶手段に前記信号が記憶されている場合であっても、前記再始動に際し触媒温度が所定の基準値を下回っている場合には、前記酸素量減少手段を動作させないことを特徴とする車両の停止始動装置である。

第２停止手段による停止が行われても、その停止の後に触媒温度が十分に低下している場合には、再始動後の触媒の高温劣化のおそれは低い。このため第２の本発明では、このような場合に再始動手段は酸素量減少手段を動作させないことにより、制御の無駄を減少させることができる。

本発明における酸素量減少手段としてはさまざまな方法を用いることができるが、例えば第３の本発明のように、スロットル開度の減少、排ガス再循環手段における再循環率の増加、圧縮上死点近傍で燃料噴射手段から燃焼室内に燃料を噴射する主噴射の後に膨張行程で燃料を噴射するポスト噴射、ならびに排気通路への燃料噴射を挙げることができる。これらの手段は、単独で或いは複数組み合わせることによって、比較的容易に内燃機関の吸入混合気中の酸素量を減少させることができる。

本発明の好適な実施形態につき、以下に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る車両の停止始動装置１を示す。エンジン１０は軽油を燃料とする４気筒ディーゼルエンジンであって、吸気通路１１、排気通路１２及び燃焼室１６等を備えて構成されている。エンジン１０の各シリンダ１３にはピストン１４が上下動可能に配設されている。ピストン１４の頂面１４ａの中央には、燃焼室１６を構成する凹部（キャビティ）１５が形成されている。燃焼室１６の上方には、燃料を噴射するインジェクタ１７が設けられている。

インジェクタ１７は、各シリンダ１３のための共通の燃料蓄圧室であるコモンレール１８に接続されている。動作の際には、燃料タンク１８ａ内に備蓄された燃料が燃料ポンプ１８ｂによって汲み出され、高圧に加圧されてコモンレール１８に蓄圧される。こうして蓄圧された燃料の圧力は、コモンレール１８に連結された各シリンダ１３のインジェクタ１７に印加される。そのインジェクタ１７の先端部には、その背後圧が所定高圧となることで開弁し、燃料を噴射させるノズル（図示略）が設けられている。そして、そのインジェクタ１７の内部に設けられた電磁ソレノイド（図示略）によって、上記ノズルの背後圧を制御することで、燃料噴射の開始と終了とを決めるようにしている。

一方、吸気通路１１の上流には、ステップモータ２３によって開閉駆動されて、吸気通路１１の流路面積を可変とするスロットル弁２２が設けられている。更にその上流には、吸気通路１１を流過する吸入空気量を検出するためのエアフローメータ２１、及び吸入空気を浄化するエアクリーナ２０がそれぞれ設けられている。

排気通路１２の排気マニホルドと吸気通路１１の吸気マニホルドとは、ＥＧＲ（排ガス再循環）のためのＥＧＲ管２７によって接続されており、ＥＧＲ管２７の中途には、再循環される排ガス量を制御するＥＧＲ制御弁２８が設けられている。

燃焼室１６からの排気通路１２には、触媒コンバータ３３およびマフラー３４が設けられている。触媒コンバータ３３は、酸化触媒３３ａとハニカムフィルタ３３ｂとを主部材として構成されている。酸化触媒３３ａは、例えばＰｔ／ＣｅＯ_２、Ｍｎ／ＣｅＯ_２、Ｆｅ／ＣｅＯ_２、Ｎｉ／ＣｅＯ_２、Ｃｕ／ＣｅＯ_２等を用いるのが好適である。ハニカムフィルタ３３ｂは、例えば炭化珪素の多孔質焼結体から構成され、その軸方向に形成された断面略正方形状の多数のセルを、互いに隣接する一対のセルのうち一方が前端を栓詰され、また他方が後端を栓詰されるように、規則的に栓詰してなる。ハニカムフィルタのセル壁面には酸化触媒（例えば、Ｐｔ／ＣｅＯ_２、Ｍｎ／ＣｅＯ_２、Ｆｅ／ＣｅＯ_２、Ｎｉ／ＣｅＯ_２、Ｃｕ／ＣｅＯ_２等）がコーティングされている。排気通路１２から供給される排ガスは、酸化触媒３３ａを通じて流れ、ハニカムフィルタ３３ｂの前端開放のセルからハニカムフィルタ３３ｂ内に進入し、セル壁を透過し、これに隣接する後端開放のセルを通じてハニカムフィルタ３３ｂの下流側に排出され、この過程でセル壁の孔径より大きい粒径をもつＰＭが捕集されることになる。そして、排ガスの活性化によるＰＭの燃焼に加えて、酸化触媒の作用によるＰＭの燃焼が起こり、ＰＭの焼却が促進される。また、排気通路１２中であって触媒コンバータ３３よりも上流側には、上述したインジェクタ１７と同様の構成からなる燃料添加ノズル（不図示）が設置されており、この燃料添加ノズルは、後述するＥＣＵ２６の制御出力によってコモンレール１８からの燃料を任意のタイミングで排気通路１２内に供給できるように構成されている。

エンジン１０のクランクシャフト２４には、これを始動のために回転駆動するスタータモータ３０が結合されている。またクランクシャフト２４には、流体式のトルクコンバータ３１、および動力伝達を断続するクラッチ３２ａおよび遊星歯車機構などからなる自動変速機３２が接続されており、自動変速機３２の出力軸３２ｂは、不図示の差動歯車機構および駆動輪に接続されている。

エンジン１０の制御系及びその診断系としての役割を司る電子制御ユニット（ＥＣＵ）２６は、周知のワンチップマイクロプロセッサとして構成されており、その詳細は図示しないが、各種演算処理を行うＣＰＵ、制御プログラムや各制御変数の初期値ならびに基準値などを格納したＲＯＭ、制御プログラムやデータを一時的に保持するＲＡＭ、入出力ポート、Ａ／ＤおよびＤ／Ａ変換器ならびに記憶装置等を含んで構成されている。

このＥＣＵ２６には、上記エアフローメータ２１の他、アクセルペダル２５ａの踏み込み量（アクセル開度）を検知するアクセルペダルセンサ２５、不図示の駆動輪の近傍に設けられた車速センサ３７、吸気経路に設けられた吸気温センサ３８、エンジン冷却水経路に設けられた水温センサ３９、クランクシャフト２４の回転位相およびその回転速度を検知するクランク角センサ４０、ブレーキペダルの踏圧角度を検出するブレーキペダルセンサ４１等のエンジン１０の運転状態を検知する種々のセンサの出力が入力される。そしてＥＣＵ２６は、これらセンサの出力結果に基づきエンジン１０の運転状態を把握し、上記インジェクタ１７、ステップモータ２３、ＥＧＲ制御弁２８、およびクラッチ３２ａをはじめとする種々のアクチュエータを駆動制御して、エンジン１０の各種制御を実行する。

こうして構成された車両の自動停止始動装置１では、ＥＣＵ２６により車両の状態に応じてエンジン１０を自動停止する自動停止制御、および自動再始動する自動再始動制御が行なわれているが、自動停止制御には、燃費向上とエミッション改善等を目的として「停車中であること」を含む第１停止条件によって行われる制御（以下、通常停止制御という）と、触媒のＯＴ（過熱）回避を目的として「走行中であること」を含む第２停止条件によって行われる制御（以下、ＯＴ回避停止制御という）の２種類が設定されている。通常停止制御における第１停止条件は、例えば「車両が停止状態」かつ「アクセルオフ」（アクセルペダル２５ａが踏み込まれていない状態）かつ「ブレーキオン」（ブレーキペダルが踏み込まれている状態）である。車両の停止状態は、車速センサ３７により検出される車輪速から演算される車速ｖにより判定され、アクセルペダル２５ａやブレーキペダルの踏み込み状態は、アクセルペダルセンサ２５により検出されるアクセル開度やブレーキペダルセンサ４１により検出されるブレーキペダル踏み込み角度に基づいて判定される。このような通常停止制御は、例えば市街地走行中における交差点での信号待ち状態や踏切での列車の通過待ち状態のときに作動する。

ＯＴ回避停止制御に用いられる第２停止条件は、例えば「走行中かつ減速中」かつ「触媒温度が所定値以上」かつ「触媒通過ガス量が所定値未満」である。このＯＴ回避停止制御につき、図２に従って説明する。図２の処理はＥＣＵ２６により所定時間ごとに繰り返し実行される。

まず、上述した各センサの検出値が読み込まれる（Ｓ１０）。次に、アクセル開度が所定値未満かが判定される（Ｓ２０）。アクセル開度はアクセルペダルセンサ２５の検出値に基づいて算出される。また、次に、車速が所定値未満かが判定される（Ｓ３０）。車速は車速センサ３７の検出値に基づいて算出される。これらステップＳ２０およびＳ３０の処理によって、車両が走行中かつ減速中であるかが判定される。

ステップＳ２０およびＳ３０のいずれも肯定の場合には、次に、触媒温度が所定値を下回っているかが判定される（Ｓ４０）。触媒温度は、水温センサ３９によって検出されるエンジン水温、クランク角センサ４０によって検出されるエンジン回転数Ｎｅ、およびこのエンジン回転数Ｎｅとエアフローメータ２１からの吸入空気量Ｑとに基づいて算出される機関負荷（Ｑ／ＮＥ）に基づいて、所定のマップによって推定（算出）される。

ステップＳ４０で否定の場合、すなわち触媒温度が所定値以上である場合には、次に、触媒コンバータ３３の通過ガス量が所定値を下回っているかが判定される（Ｓ６０）。通過ガス量は、エアフローメータ２１からの吸入空気量Ｑ、およびクランク角センサ４０によって検出されるエンジン回転数Ｎｅに基づいて算出される。

ステップＳ６０で否定、すなわち通過ガス量が所定値以上である場合には、エンジン１０の自動停止が禁止される（Ｓ８０）。本実施形態では未燃燃料中のＯ₂成分が比較的多い軽油を燃料とするディーゼルエンジンであること、および酸化触媒によりＰＭを燃焼させる触媒コンバータ３３を採用していることから、仮に高負荷状態からエンジン１０を停止させた場合、排ガスの供給は途絶えても触媒コンバータ３３内に残留する排ガス中の酸素Ｏ₂によって反応が進行するため、主に炭素ＣからなるＰＭと酸素Ｏ₂とによる反応熱（Ｃ＋Ｏ₂＝ＣＯ₂＋約７３kcal）が大きくなるおそれがある。このため本実施形態では、排ガス流量が多い場合には、通過する排ガスによる熱の持ち去り作用によって触媒温度を下げるために、エンジン１０の自動停止を禁止することとしている。

このエンジン１０の自動停止の禁止の結果、ＥＣＵ２６によるインジェクタ１７の制御によりエンジン１０に対する燃料噴射はカットされるが、クラッチ３２ａの接続状態は維持され、エンジン１０はいわゆるエンジンブレーキとして、つまり駆動輪および自動変速機３２に対する機械的負荷として作用する。その結果、エンジン１０ではクランクシャフト２４の回転運動に伴って給排気が続行され、触媒コンバータ３３への排ガスの供給が継続し、通過する排ガスによる熱の持ち去り作用によって触媒温度が低下させられる。

他方、ステップＳ６０で肯定、すなわち通過ガス量が所定値未満である場合には、ＥＣＵ２６の記憶装置における所定領域に設けられたＯＴ回避フラグがセットされ（Ｓ７０）、エンジン１０が自動停止される（Ｓ５０）。触媒が高温かつ通過ガス量が少ない場合には、仮にその状態からエンジン１０を停止させた場合に、触媒コンバータ３３内に残留する排ガス中の酸素Ｏ₂によって生じる反応熱はわずかであると考えられる。このため本実施形態では、排ガス流量が少ない場合には、酸素の遮断によって触媒温度を下げ触媒のＯＴによる機能劣化を回避するために、エンジン１０を自動的に停止させることとしている。

このエンジン１０の自動停止の結果、ＥＣＵ２６の制御によりエンジン１０に対する燃料噴射がカットされると共に、クラッチ３２ａが断状態とされ、エンジン１０は駆動輪および自動変速機３２からフリーとなって速やかに停止する。

この一連の動作における車速・エンジン回転数および触媒温度の推移は、図３に一例を示すとおりであり、例えばアクセル開度が小さいときには車速ｖが徐々に低下するが、時刻ｔ１において車速ｖが所定値を下回ると、触媒温度が所定値未満の場合、および触媒温度が所定値以上であって通過ガス量が所定値以上である場合には、クラッチ３２ａの係合状態が維持される結果、エンジン回転数は実線Ｎｅ１で示すように、別途の変速機制御によるシフトダウンに伴って上下しながら徐々に低下する。そしてエンジン１０の回転の継続により触媒に酸素が引き続き供給される結果、触媒温度Ｔｈ１は上下しながら初期温度の近傍で推移する。一方、触媒温度が所定値以上であって通過ガス量が所定値未満である場合には、ＯＴ回避停止制御によってクラッチ３２ａが断状態とされエンジン１０が駆動輪および自動変速機３２からフリーとなり速やかに停止する結果、エンジン回転数は点線Ｎｅ２のように速やかに降下し、また、エンジン１０の速やかな停止によって触媒コンバータ３３への排ガスの供給が遮断される結果、触媒温度Ｔｈ２は時間の経過に従って徐々に低下することになる。

次に、エンジン１０の自動再始動に係る処理について説明する。図４は自動再始動制御に係る処理を示すフロー図である。図４の処理はＥＣＵ２６により、不図示のイグニッションスイッチがオンされている間にわたって、所定時間ごとに繰り返し実行される。

図４において、まず、上述した各センサの検出値が読み込まれる（Ｓ１１０）。次に、所定の再始動条件が成立しているかが判断される（Ｓ１２０）。再始動条件は、上述した第１停止条件を構成する「車両が停止状態」「アクセルオフ」「ブレーキオン」のいずれかが成立しなくなった場合、例えば交差点での信号待ち状態から運転者が走行を再開すべくブレーキペダルから足を離したときに成立する。この再始動条件が未成立の場合には処理がリターンされ、該判断が繰り返される。

ステップＳ１２０で肯定、つまり再始動条件が成立した場合には、次に、ＯＴ回避フラグがセット状態であるかが判定される（Ｓ１３０）。この判断はＥＣＵ２６の記憶装置におけるＯＴ回避フラグの参照により行われる。

ステップＳ１３０で肯定される場合（ＯＴ回避フラグがセット状態である場合）は、直前のエンジン１０の自動停止が、停車中などの条件に基づく通常停止制御によって行われたのではなく、触媒のＯＴ回避を目的としたＯＴ回避停止制御によって行われていた場合であるから、その自動停止の時点においては触媒温度が高く、かつ触媒における温度以外の条件であって運転履歴に起因したもの（例えば触媒コンバータ３３内の未燃成分量など）も、触媒がＯＴに転じる可能性が比較的高い状態であったということができる。

次に、触媒温度が所定値を上回っているかが判定される（Ｓ１４０）。触媒温度は、上記ステップＳ４０と同様の方法によって推定（算出）される。

そして触媒温度が所定値を上回っている場合には、ステップＳ１４０で肯定され、酸素量減少処理が行われる（Ｓ１５０）。この酸素量減少処理は、触媒コンバータ３３に供給される排ガス中の酸素濃度を低下させるような処理であり、具体的には、スロットル弁２２の開度の目標値を所定量または所定割合だけ減少させるスロットル開度の減少、ＥＧＲバルブ２８の開度の目標値を所定量または所定割合だけ増加させることによる排ガス再循環率の増加、圧縮上死点近傍でインジェクタ１７から燃焼室１６内に燃料を噴射する主噴射の後に膨張行程で燃料を噴射するポスト噴射、および燃料添加ノズルからの排気通路１２内への燃料噴射によって実現される。スロットル開度の減少により吸入空気量が減少され、排ガス中の酸素濃度が低下させられる。排ガス再循環率の増加により吸気中の酸素濃度が低下し、これにより排ガス中の酸素濃度が低下させられる。ポスト噴射および燃料添加ノズルからの燃料噴射によって未燃燃料が触媒コンバータ３３に供給されるため、これにより排ガス中の酸素濃度が低下させられる。これらの酸素量減少処理は、本制御とは別途に行われる燃料噴射制御における通常の各制御目標値に対する補正として行われる。

そして、この状態からエンジン１０が始動される（Ｓ１６０）。ここでは上述の酸素量減少処理によって変更された各制御目標値と一致するように、スロットル開度、排ガス再循環率が制御され、かつポスト噴射が行われる結果、排ガス中の酸素濃度が低下させられ、これによって、再始動後の触媒の高温劣化が有効に抑制されることになる。最後にＯＴ回避フラグがリセットされて（Ｓ１７０）、本ルーチンを抜ける。

他方、ステップＳ１４０において否定、つまり触媒温度が低い場合には、自動停止後の温度低下によりそのまま通常の空燃比ないし酸素量による再始動を行っても触媒がＯＴに移行するおそれがない状態になったといえるため、酸素量減少処理がスキップされて、本制御とは別途に行われる燃料噴射制御における通常の各制御目標値によってエンジンの始動（Ｓ１６０）が行われ、またＯＴ回避フラグのリセット（Ｓ１７０）が行われることになる。

以上のとおり、本実施形態では、走行中かつ減速中であること（Ｓ２０・Ｓ３０）、触媒温度が所定値以上であること（Ｓ４０）および触媒通過ガス量が所定値未満であること（Ｓ６０）を含む第２停止条件が満たされた場合に、ＯＴ回避停止制御によってＥＣＵ２６がエンジン１０を停止させ（Ｓ５０）、その場合にＯＴ回避フラグがセットされる（Ｓ７０）。そして再始動制御により、ＯＴ回避フラグがセットされている場合に（Ｓ１３０）、再始動に際し酸素量減少処理によって酸素量が減少させられる（Ｓ１５０）。ＯＴ回避停止制御による停止があった場合には、触媒温度が比較的高い上、触媒コンバータ３３内の未燃成分量などの温度以外の条件も、触媒が過熱し易い状態にあると考えられるため、本実施形態のようにＯＴ回避停止制御による停止があった場合に再始動に際し酸素量を減少させることにより、運転履歴に起因した触媒の状態を制御に反映させることができ、これによって再始動後の触媒の高温劣化を更に有効に抑制できる。

また本実施形態では、ＯＴ回避停止制御によるエンジン１０の停止が行われても、その停止の後に触媒温度が十分に低下している場合には、再始動後の触媒の高温劣化のおそれは低い。このため本実施形態では、このような場合に再始動制御において酸素量減少処理（Ｓ１５０）をスキップする（Ｓ１４０）ことにより、制御の無駄を減少させることができると共に、空燃比の適正化によりエミッションを改善でき、またポスト噴射の回避により燃費を向上できる。

また本実施形態では、酸素量減少手段として、スロットル開度の減少、排ガス再循環率の増加、ポスト噴射、および排気通路１２への燃料噴射を利用することにより、比較的容易にエンジン１０の吸入混合気中の酸素量を減少させることができる。

なお、本発明における酸素量減少手段としては、例えば可変容量過給機を備えた車両における過給圧の減少など、上記実施形態で挙げたもの以外のさまざまな方法を用いることもでき、またこれらの方法は、単独で或いは複数組み合わせて用いることができる。

また、上記実施形態では本発明をディーゼルエンジンに適用した例について説明したが、本発明はガソリンエンジンなどの他の形式のエンジンにも適用することができる。なお、本発明の特定の適用に応じて酸素量減少手段も適宜に変更することが望ましく、例えばガソリンエンジンにリーンＮＯｘ触媒を組み合わせた駆動装置を有する車両に本発明を適用する場合には、未燃燃料中のＨＣ成分による触媒昇温を避けるために、ポスト噴射を行わない構成とするのが好適である。

また、上記実施形態では駆動用の回転電機を有しないいわゆるエコラン車に本発明を適用した例について説明したが、本発明は内燃機関による駆動と回転電機による駆動とを織り交ぜて行うハイブリッド車に適用することも可能であり、かかる構成も本発明の範疇に属するものである。

本発明の実施形態に係る車両の停止始動装置を示すブロック図である。本発明の実施形態におけるＯＴ回避停止制御を示すフローチャートである。本発明の実施形態におけるエンジン停止の際の車速・エンジン回転数および触媒温度の推移を示すタイムチャートである。本発明の実施形態における自動再始動制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１車両の停止始動装置
１０エンジン
１７インジェクタ
２２スロットル弁
２５アクセルペダルセンサ
２６ＥＣＵ
２８ＥＧＲ制御弁
３２ａクラッチ
３３触媒コンバータ
３７車速センサ

Claims

所定の第１停止条件が満たされた場合に内燃機関を停止させる第１停止手段と、
前記第１停止条件とは異なる所定の第２停止条件であって、触媒温度が所定値以上であることおよび触媒通過ガス量が所定値未満であることを含む第２停止条件が満たされた場合に前記内燃機関を停止させる第２停止手段と、
前記内燃機関の停止後、所定の再始動条件が満たされると前記内燃機関を再始動させる再始動手段と、を備えた車両の停止始動装置であって、
前記第２停止手段による停止があった場合にその旨の信号を記憶する記憶手段と、
前記内燃機関の吸入混合気中の酸素量を減少させる酸素量減少手段と、を更に備え、
前記再始動手段は、前記記憶手段に前記信号が記憶されている場合に、前記再始動に際し酸素量減少手段に酸素量を減少させることを特徴とする車両の停止始動装置。
請求項１に記載の車両の停止始動装置であって、
前記再始動手段は、前記記憶手段に前記信号が記憶されている場合であっても、前記再始動に際し触媒温度が所定の基準値を下回っている場合には、前記酸素量減少手段を動作させないことを特徴とする車両の停止始動装置。
請求項１または２に記載の車両の停止始動装置であって、
前記酸素量減少手段は、スロットル開度の減少、排ガス再循環手段における再循環率の増加、圧縮上死点近傍で燃料噴射手段から燃焼室内に燃料を噴射する主噴射の後に膨張行程で燃料を噴射するポスト噴射、排気通路への燃料噴射のうちの少なくともいずれかを行うことを特徴とする車両の停止始動装置。