JP2006118458A

JP2006118458A - 内燃機関装置および内燃機関の停止位置推定方法並びに内燃機関の制御方法

Info

Publication number: JP2006118458A
Application number: JP2004308338A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nakamura; 誠中村; Michihiro Tabata; 満弘田畑
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2024-10-22
Also published as: JP4424153B2; EP1809879A1; DE602005017179D1; CN101044309A; US7587270B2; EP1809879B1; WO2006043679A1; CN101044309B; US20080091328A1

Abstract

【課題】内燃機関の停止位置をより正確に推定し、始動時に最初に点火タイミングが到来する気筒に予め燃料噴射を行ない、内燃機関をより迅速に始動する。
【解決手段】エンジンの各気筒のいずれかが上死点を乗り越える際のエンジンの回転数であるＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃを検出し、このＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃとエンジンの停止位置との関係を予め実験などにより求めたマップによりエンジンの停止クランク角ＣＡｓを推定し、停止時に圧縮行程の一部を含む範囲に停止する気筒を設定する（Ｓ１１０〜Ｓ１３０）。そして、この気筒の燃料噴射タイミングでリーン噴射し（Ｓ１７０）、この気筒がその後の推定で圧縮行程の上死点を越えないときに補正量の燃料を噴射する（Ｓ２４０）。一方、その後の推定で圧縮行程の上死点を越えるときには、圧縮行程で点火して燃焼させると共に次の気筒に燃料噴射する（Ｓ２７０）。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関装置および内燃機関の停止位置推定方法並びに内燃機関の制御方法に関する。

従来、この種の内燃機関装置としては、自動停止した内燃機関において自動始動時に最初に点火タイミングが到来する気筒での点火燃焼を可能とするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、最初に点火タイミングが到来する気筒での点火燃焼を可能とすることにより、内燃機関の運転開始を迅速に行なうようにしている。
特開２００１−３４２８７６号公報

４気筒や６気筒などの複数気筒の吸気系に個別に燃料噴射を行なう内燃機関では、通常排気行程の終盤で燃料噴射が行なわれるから、最初に点火タイミングが到来する気筒で点火燃焼を行なうためには、内燃機関の運転を停止する際に吸気行程から圧縮行程で停止する気筒に対して運転停止直前の排気行程の終盤で燃料噴射しておく必要がある。一方、点火燃焼を可能とするには、その気筒においてある程度の圧縮も必要となるから、吸気行程から圧縮行程にかけて適正な範囲で停止する気筒に燃料噴射を行なう必要もある。したがって、内燃機関の停止位置をより正確に推定することが必要となる。

また、内燃機関を停止する直前に燃料噴射を行なう場合、通常はスロットルバルブを閉じた状態で内燃機関を停止するから、吸入空気量が少なく、ポート噴射の内燃機関の場合には、噴射した燃料の拡散が十分に行なわれない場合が生じる。

さらに、内燃機関の停止位置は内燃機関の状態や経年変化などによりバラツキが生じるため、停止直前に燃料噴射した気筒が適正な範囲を越えて圧縮行程の上死点に至る場合が生じる。この場合、燃料噴射した気筒を始動時における最初に点火タイミングが到来する気筒とすることができない。また、燃料噴射した気筒が圧縮行程の上死点やその近傍に至ると、圧縮による温度上昇により点火しなくても燃焼する自着火の現象が生じる場合がある。この場合、燃焼による振動が生じる場合もあり、内燃機関を自動車に搭載したときには運転者に違和感を生じさせてしまう。

本発明の内燃機関装置および内燃機関の停止位置推定方法は、内燃機関の停止位置をより正確に推定することを目的の一つとする。本発明の内燃機関装置および内燃機関の制御方法は、始動時に最初に点火タイミングが到来する気筒に予め燃料噴射を行ない、内燃機関を始動する際に迅速に始動することができるようにすることを目的の一つとする。また、本発明の内燃機関装置および内燃機関の制御方法は、始動時に最初に点火タイミングが到来する気筒に噴射された燃料がより拡散されるようにすることを目的の一つとする。さらに、本発明の内燃機関装置および内燃機関の制御方法は、始動時に最初に点火タイミングが到来するより確実な気筒により適正な量の燃料を噴射することを目的の一つとする。或いは、本発明の内燃機関装置および内燃機関の制御方法は、内燃機関の停止直前に燃料噴射した気筒が自着火するのを抑制することを目的の一つとする。

本発明の内燃機関装置および内燃機関の停止位置推定方法並びに内燃機関の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の内燃機関装置は、
内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記内燃機関に対する燃料噴射を禁止した状態で該内燃機関の回転数を減少している最中の該内燃機関のいずれかの気筒の上死点を越える際に前記回転数検出手段により検出された該内燃機関の回転数に基づいて該内燃機関の停止位置を推定する停止位置推定手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の内燃機関装置では、内燃機関に対する燃料噴射を禁止した状態で内燃機関の回転数を減少している最中の内燃機関のいずれかの気筒の上死点を越える際に内燃機関の回転数に基づいて内燃機関の停止位置を推定する。内燃機関はいずれかの気筒が上死点を越える際には比較的回転変動が小さくなるから、この回転変動の小さいときの回転数を用いて内燃機関の停止位置を推定することにより、より正確に内燃機関の停止位置を推定することができる。

こうした本発明の第１の内燃機関装置において、前記停止位置推定手段は、前記内燃機関のいずれかの気筒の上死点を越える際に前記回転数検出手段により検出された該内燃機関の回転数の履歴に基づいて該内燃機関の停止位置を推定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、いずれかの気筒が上死点を越える二つ以上の回転数を用いて内燃機関の停止位置を推定するから、より正確に内燃機関の停止位置を推定することができる。

また、本発明の第１の内燃機関装置において、前記内燃機関の吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と、前記内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、前記内燃機関の各気筒毎に点火可能な点火手段と、前記内燃機関のクランク角を検出するクランク角検出手段と、前記内燃機関の停止指示がなされたとき、前記停止位置推定手段により推定された前記内燃機関の停止位置で該内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する停止時制御手段と、前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記所定範囲で停止した気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記燃料噴射手段と前記点火手段とを制御する始動時制御手段と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒をより正確に推定することができ、このより適正な気筒に燃料噴射を行なうことができる。これにより、内燃機関を迅速に始動することができる。この場合、前記燃料噴射手段は、前記内燃機関の各気筒の吸気系に燃料を噴射する手段であるものとすることもできる。さらにこの場合、前記停止時制御手段は、前記所定範囲で停止する気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて前記内燃機関が停止する直前の該気筒の吸気行程で燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する手段であるものとすることもできる。

この停止時制御手段と始動時制御手段とを備える態様の本発明の第１の内燃機関装置において、前記停止時制御手段は、前記内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料を噴射するときには吸入空気量が多くなるよう前記吸入空気量調節手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定範囲に停止する気筒に噴射される燃料をより拡散させた状態とすることができ、内燃機関を始動する際の燃焼をより確実に行なわせることができる。この結果、内燃機関をより迅速に始動することができる。

本発明の第２の内燃機関装置は、
内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関の吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と、
前記内燃機関の各気筒の吸気系に個別に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、
前記内燃機関の各気筒毎に点火可能な点火手段と、
前記内燃機関の停止位置を推定する停止位置推定手段と、
前記内燃機関のクランク角を検出するクランク角検出手段と、
前記内燃機関の停止指示がなされたとき、前記停止位置推定手段により推定された前記内燃機関の停止位置で該内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料が噴射されると共に該燃料噴射タイミングで燃料が噴射されるときに吸入空気量が多くなるよう前記燃料噴射手段と前記吸入空気量調節手段とを制御する停止時制御手段と、
前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記所定範囲で停止した気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記燃料噴射手段と前記点火手段とを制御する始動時制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の内燃機関装置では、内燃機関の停止指示がなされたときには、推定された内燃機関の停止位置で内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して検出されたクランク角に基づいて内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料が噴射されると共に燃料噴射タイミングで燃料が噴射されるときに吸入空気量が多くなるように制御する。そして、内燃機関の始動指示がなされたときには、所定範囲で停止した気筒に対して検出されたクランク角に基づいて気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って内燃機関を始動する。燃料噴射時の吸入空気量が多くなるようにするから、所定範囲に停止する気筒に噴射される燃料をより拡散させた状態とすることができ、内燃機関を始動する際の燃焼をより確実に行なわせることができる。この結果、内燃機関をより迅速に始動することができる。

停止時制御手段と始動時制御手段とを備える態様の本発明の第１の内燃機関装置や本発明の第２の内燃機関装置において、前記停止時制御手段は、前記燃料噴射タイミングで燃料噴射した気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて前記内燃機関が停止する前に更に燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、燃料噴射を２回以上に分けて噴射することができるから、より適正な量の燃料を噴射することができる。

本発明の第３の内燃機関装置は、
内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関の吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と、
前記内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、
前記内燃機関の各気筒毎に点火可能な点火手段と、
前記内燃機関の停止位置を推定する停止位置推定手段と、
前記内燃機関のクランク角を検出するクランク角検出手段と、
前記内燃機関の停止指示がなされたとき、前記停止位置推定手段により推定された前記内燃機関の停止位置で該内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料が噴射されると共に該燃料噴射した気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて前記内燃機関が停止する前に更に燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する停止時制御手段と、
前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記所定範囲で停止した気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記燃料噴射手段と前記点火手段とを制御する始動時制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第３の内燃機関装置では、内燃機関の停止指示がなされたときには、推定された内燃機関の停止位置で内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して検出されたクランク角に基づいて内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料を噴射すると共に燃料噴射した気筒に対して検出されたクランク角に基づいて内燃機関が停止する前に更に燃料を噴射する。そして、内燃機関の始動指示がなされたときには、所定範囲で停止した気筒に対して検出されたクランク角に基づいて気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って内燃機関を始動する。所定範囲で停止する気筒に対して燃料噴射を２回以上に分けて噴射するから、燃料噴射量を調整しながら行なうことにより、より適正な量の燃料を噴射することができ、内燃機関を始動する際の燃焼をより確実に行なわせることができる。この結果、内燃機関をより迅速に始動することができる。

こうした本発明の第３の内燃機関装置において、前記燃料噴射手段は前記内燃機関の各気筒の吸気系に燃料を噴射する手段であり、前記停止時制御手段は前記所定範囲で停止する気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて前記内燃機関が停止する直前の該気筒の吸気行程で再度の燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する手段であるものとすることもできる。

燃料噴射タイミングで燃料噴射した気筒に対して内燃機関が停止する前に更に燃料を噴射する態様の本発明の第１または第２の内燃機関装置や本発明の第３の内燃機関装置において、前記停止時制御手段は、前記所定範囲で停止する気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで理論空燃比となる燃料量より少ない第１の燃料量の燃料が噴射されると共に該気筒に対して前記内燃機関が停止する前に更に補正用の第２の燃料量の燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する手段であるものとすることでもきる。こうすれば、所定範囲で停止する気筒に対して燃料噴射タイミングのときに薄い混合気となるよう燃料噴射し、最終的には燃焼に適正な混合気となるよう燃料噴射することができる。この場合、前記第１の燃料量は燃焼可能な最小量の燃料量以上の燃料量であり、前記第２の燃料量は前記第１の燃料量との和により理論空燃比を含む近傍となる燃料量であるものとすることもできる。また、前記停止時制御手段は、前記所定範囲で停止する気筒に対して前記燃料噴射タイミングで燃料を噴射した後に、前記停止位置推定手段により推定される前記内燃機関の停止位置に基づいて該燃料噴射した気筒の停止位置が再噴射用停止位置を越えないと判定されるときに該燃料噴射した気筒の吸気行程で前記第２の燃料量の燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、再噴射用停止位置を越える気筒に対する無駄な燃料噴射を抑止することができる。この場合、前記再噴射用停止位置は前記燃料噴射した気筒の圧縮温度が自着火の可能性がある温度となるクランク角であるものとしたり、前記再噴射用停止位置は前記燃料噴射した気筒の圧縮行程における上死点であるものとすることもできる。

停止時制御手段と始動時制御手段とを備える態様の本発明の第１の内燃機関装置や本発明の第２または第３の内燃機関装置において、前記停止時制御手段は、前記所定範囲で停止する気筒に対して前記燃料噴射タイミングで燃料を噴射した後に、前記停止位置推定手段により推定される前記内燃機関の停止位置に基づいて該燃料噴射した気筒の停止位置が点火用停止位置を越えると判定されるときには該燃料噴射した気筒が前記点火用停止位置を越える前に該気筒に点火されるよう前記点火手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、燃料噴射した気筒における自着火などの予期しない燃焼を抑制することができる。この結果、予期しない燃焼による振動などを抑制することができる。

本発明の第４の内燃機関装置は、
内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関の吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と、
前記内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、
前記内燃機関の各気筒毎に点火可能な点火手段と、
前記内燃機関の停止位置を推定する停止位置推定手段と、
前記内燃機関のクランク角を検出するクランク角検出手段と、
前記内燃機関の停止指示がなされたとき、前記停止位置推定手段により推定された前記内燃機関の停止位置で該内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料が噴射され、前記燃料噴射タイミングで燃料が噴射された後に前記停止位置推定手段により推定される前記内燃機関の停止位置に基づいて該燃料噴射した気筒の停止位置が点火用停止位置を越えると判定されるときには該燃料噴射した気筒が前記点火用停止位置を越える前に該気筒に点火されるよう前記燃料噴射手段と前記点火手段とを制御する停止時制御手段と、
前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記所定範囲で停止した気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記燃料噴射手段と前記点火手段とを制御する始動時制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第４の内燃機関装置では、内燃機関の停止指示がなされたときには、推定された内燃機関の停止位置で内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して検出されたクランク角に基づいて内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料を噴射し、燃料噴射タイミングで燃料が噴射された後に推定される内燃機関の停止位置に基づいてこの燃料噴射した気筒の停止位置が点火用停止位置を越えると判定されるときには燃料噴射した気筒が点火用停止位置を越える前にこの気筒に点火する。従って、燃料噴射した気筒における自着火などの予期しない燃焼を抑制することができる。この結果、予期しない燃焼による振動などを抑制することができる。そして、内燃機関の始動指示がなされたときには、所定範囲で停止した気筒に対して検出されたクランク角に基づいてこの気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って内燃機関を始動する。燃料噴射した気筒が点火用停止位置を越えないときには、その気筒の最初の点火タイミングで点火されることになるから、内燃機関をより迅速に始動することができる。ここで、前記燃料噴射手段は、前記内燃機関の各気筒の吸気系に燃料を噴射する手段であるものとすることもできる。

燃料噴射した気筒の停止位置が点火用停止位置を越える前にこの気筒に点火する態様の本発明の第１ないし第３の内燃機関装置や本発明の第４の内燃機関装置において、前記停止時制御手段は、前記燃料噴射した気筒が前記点火用停止位置を越えると判定されるときには該気筒の圧縮行程で該気筒に点火されるよう前記点火手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、圧縮圧が高くなる前に燃焼するから、燃焼による振動を抑制することができる。ここで、前記点火用停止位置は、前記燃料噴射した気筒の圧縮行程における上死点であるものとすることもできる。

また、燃料噴射した気筒の停止位置が点火用停止位置を越える前にこの気筒に点火する態様の本発明の第１ないし第３の内燃機関装置や本発明の第４の内燃機関装置において、前記停止時制御手段は前記燃料噴射した気筒の停止位置が前記点火用停止位置を超えるときには該燃料噴射した次の気筒に対して該気筒の吸気行程で燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する手段であり、前記始動時制御手段は前記次の気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記燃料噴射手段と前記点火手段とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、次の気筒の最初の点火タイミングで点火されることになるから、内燃機関をより迅速に始動することができる。

本発明の内燃機関の停止位置推定方法は、
内燃機関の停止位置を推定する停止位置推定方法であって、
前記内燃機関に対する燃料噴射を禁止した状態で該内燃機関の回転数を減少している最中の該内燃機関のいずれかの気筒の上死点を越える際に検出される該内燃機関の回転数に基づいて該内燃機関の停止位置を推定する
ことを特徴とする。

この本発明の内燃機関の停止位置推定方法では、内燃機関に対する燃料噴射を禁止した状態で内燃機関の回転数を減少している最中の内燃機関のいずれかの気筒の上死点を越える際に内燃機関の回転数に基づいて内燃機関の停止位置を推定する。内燃機関はいずれかの気筒が上死点を越える際には比較的回転変動が小さくなるから、この回転変動の小さいときの回転数を用いて内燃機関の停止位置を推定することにより、より正確に内燃機関の停止位置を推定することができる。

本発明の第１の内燃機関の制御方法は、
吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と各気筒毎に点火可能な点火手段とクランク角を検出するクランク角検出手段とを備える内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関を停止するときには、該内燃機関の停止位置を推定し、該推定した内燃機関の停止位置で該内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して前記クランク角検出手段により検出されるクランク角に基づいて該内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料が噴射されると共に該燃料噴射タイミングで燃料が噴射されるときに吸入空気量が多くなるよう前記燃料噴射手段と前記吸入空気量調節手段とを制御する
ことを要旨とする。

この本発明の第１の内燃機関の制御方法では、内燃機関を停止するときには、推定された内燃機関の停止位置で内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して検出されたクランク角に基づいて内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料が噴射されると共に燃料噴射タイミングで燃料が噴射されるときに吸入空気量が多くなるように制御する。燃料噴射時の吸入空気量が多くなるようにするから、所定範囲に停止する気筒に噴射される燃料をより拡散させた状態とすることができ、内燃機関を始動する際の燃焼をより確実に行なわせることができる。この結果、内燃機関をより迅速に始動することができる。

本発明の第２の内燃機関の制御方法は、
吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と各気筒毎に点火可能な点火手段とクランク角を検出するクランク角検出手段とを備える内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関を停止するときには、該内燃機関の停止位置を推定し、該推定した内燃機関の停止位置で該内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して前記クランク角検出手段により検出されるクランク角に基づいて該内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料が噴射されると共に該燃料噴射した気筒に対して前記クランク角検出手段により検出されるクランク角に基づいて前記内燃機関が停止する前に更に燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する
ことを要旨とする。

この本発明の第２の内燃機関の制御方法では、内燃機関を停止するときには、推定された内燃機関の停止位置で内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して検出されたクランク角に基づいて内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料を噴射すると共に燃料噴射した気筒に対して検出されたクランク角に基づいて内燃機関が停止する前に更に燃料を噴射する。所定範囲で停止する気筒に対して燃料噴射を２回以上に分けて噴射するから、燃料噴射量を調整しながら行なうことにより、より適正な量の燃料を噴射することができ、内燃機関を始動する際の燃焼をより確実に行なわせることができる。この結果、内燃機関をより迅速に始動することができる。

本発明の第３の内燃機関の制御方法は、
吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と各気筒毎に点火可能な点火手段とクランク角を検出するクランク角検出手段とを備える内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関を停止するときには、該内燃機関の停止位置を推定し、該推定した内燃機関の停止位置で該内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して前記クランク角検出手段により検出されるクランク角に基づいて該内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料を噴射し、前記燃料噴射タイミングで燃料が噴射された後に前記内燃機関の停止位置を推定し、該推定した内燃機関の停止位置に基づいて該燃料噴射した気筒の停止位置が点火用停止位置を越えると判定されるときには該燃料噴射した気筒が前記点火用停止位置を越える前に該気筒に点火されるよう前記燃料噴射手段と前記点火手段とを制御する
ことを要旨とする。

この本発明の第３の内燃機関の制御方法では、内燃機関を停止するときには、推定された内燃機関の停止位置で内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して検出されたクランク角に基づいて内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料を噴射し、燃料噴射タイミングで燃料が噴射された後に推定される内燃機関の停止位置に基づいてこの燃料噴射した気筒の停止位置が点火用停止位置を越えると判定されるときには燃料噴射した気筒が点火用停止位置を越える前にこの気筒に点火する。従って、燃料噴射した気筒における自着火などの予期しない燃焼を抑制することができる。この結果、予期しない燃焼による振動などを抑制することができる。

こうした本発明の第１ないし第３の内燃機関の制御方法において、前記内燃機関を始動するときには、前記所定範囲で停止した気筒に対して前記クランク角検出手段により検出されるクランク角に基づいて該気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記燃料噴射手段と前記点火手段とを制御するものとすることもできる。こうすれば、内燃機関をより迅速に始動することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての内燃機関装置２０を搭載する自動車１０の構成の概略を示す構成図である。自動車１０は、図示するように、ガソリンにより駆動するエンジン２２と、エンジン２２をコントロールするエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）７０と、エンジン２２のクランクシャフト２４の動力を変速してデファレンシャルギヤ１８を介して駆動輪１９ａ，１９ｂに出力するオートマチックトランスミッション１７と、このオートマチックトランスミッション１７を制御する図示しないＡＴ用電子制御ユニットとを備える。ここで、実施例の内燃機関装置２０としては、エンジン２２とエンジンＥＣＵ７０とが相当する。

エンジン２２は、吸気マニホールド３０に燃料を気筒毎に噴射可能な独立噴射式の４気筒エンジンとして構成されている。エンジン２２の各気筒２２ａ〜２２ｄは、吸気行程、圧縮行程、膨張行程（燃焼行程）、排気行程の４行程を１サイクルとして駆動する気筒として構成されており、１番気筒２２ａ，２番気筒２２ｂ，３番気筒２２ｃ，４番気筒２２ｄの順に直列に配置されると共に１番気筒２２ａ，３番気筒２２ｃ，４番気筒２２ｄ，２番気筒２２ｂの順にクランク角ＣＡが１８０°ずつ異なるようクランクシャフト２４に連結されている。図２に各気筒２２ａ〜２２ｄの４つの行程とクランク角ＣＡとの関係の一例を示す。なお、図２には、後述するエンジン停止時の制御を行なった際の燃料噴射やその後にエンジン２２を始動する際の燃料噴射と点火も示しているが、これらについては後述する。

エンジン２２は、導入した空気を清浄するエアクリーナ２６と、吸気管２７に取り付けられスロットルモータ２８ａにより駆動されて吸入空気量を調節するスロットルバルブ２８と、各気筒２２ａ〜２２ｄ毎に分岐した吸気マニホールド３０に取り付けられてガソリンを気筒毎に噴射する燃料噴射弁３２と、クランクシャフト２４の２回転に対して１回転の割合で回転するカムシャフト３４のカム３４ａにより駆動されガソリンと空気との混合気を燃焼室４０に導入する吸気バルブ３６と、圧縮行程から膨張行程にかけてのタイミングでイグナイタと一体化されたイグニッションコイル４１に電圧を印加することにより燃焼室４０に電気火花を発生させる点火プラグ４２と、カムシャフト３４と同様にクランクシャフト２４の２回転に対して１回転の割合で回転するカムシャフト３５のカム３５ａにより駆動され燃焼室４０の燃焼ガスを排気マニホールド４６に排出する排気バルブ３８と、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する図示しない浄化装置（三元触媒）とを備え、燃焼室４０内での混合気の爆発燃焼により得られるエネルギにより押し下げられるピストン４４の往復運動をクランクシャフト２４の回転運動に変換する。

エンジン２２のクランクシャフト２４にはクランクシャフト２４の回転角としてのクランク角ＣＡを検出するクランク角センサ４８が設けられており、カムシャフト３４，３５にはその回転角としてのカム角を検出するカム角センサ５０が取り付けられている。また、エンジン２２には、その冷却水の温度を検出する水温センサ５２や吸入空気の温度を検出する吸気温センサ５４，スロットルバルブ２８のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ５６，エンジン２２の負荷としての吸入空気量を検出するバキュームセンサ５８などの各種センサも取り付けられている。これらのセンサからの信号はエンジンＥＣＵ７０に入力されている。ここで、クランク角センサ４８は、クランクシャフト２４に取り付けられた図示しないマグネットロータに対向する位置に磁気抵抗素子を配置したＭＲＥ回転センサとして構成されており、所定角度（例えばクランク角１０°ＣＡ）ごとにパルスを出力する。実施例では、このクランク角センサ４８が発生するパルスを利用してクランク角ＣＡを特定すると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを計算している。

エンジンＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に、処理プログラムなどを記憶するＲＯＭ７４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートと、を備える。エンジンＥＣＵ７０には、上述した各種センサからの信号、即ち、クランク角センサ４８からのクランク角θやカム角センサ５０からのカム角，水温センサ５２からの冷却水温，吸気温センサ５４からの吸気温，スロットルバルブポジションセンサ５６からのスロットルポジション，バキュームセンサ５８からの吸入空気量などが入力ポートを介して入力されていると共にシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰやアクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなども入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ７０からは、燃料噴射弁３２への駆動信号やスロットルバルブ２８のポジションを調節するスロットルモータ２８ａへの駆動信号、イグニッションコイル４１への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。

次に、こうして構成された実施例の自動車１０に搭載された内燃機関装置２０の動作、特にアイドルストップにおけるエンジン２２の運転停止時の動作について説明する。なお、実施例の自動車１０では、車速Ｖが値０でブレーキペダル８５が踏み込まれているなどの所定の自動停止条件が成立したときにエンジン２２を自動停止し、エンジン２２を自動停止した後にブレーキペダル８５の踏み込みが解除されるなどの所定の自動始動条件が成立したときにエンジン２２を自動始動する。このエンジン２２の自動停止や自動始動の制御については本発明の中核をなさないため、以下では必要に応じて説明するに止める。

図３は、所定の自動停止条件が成立したときにエンジンＥＣＵ７０により実行されるエンジン停止制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。エンジン停止時制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、スロットルバルブ２８を閉成すると共に各気筒２２ａ〜２２ｄへの燃料噴射を禁止する（ステップＳ１００）。即ち、いわゆる燃料カットを行なうのである。これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅは減少する。

次に、エンジン２２の各気筒２２ａ〜２２ｄのいずれかが上死点（ＴＤＣ）を乗り越える際のエンジン２２の回転数（以下、ＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃという）を検出する（ステップＳ１１０）。ＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃは、具体的には、クランク角センサ４８により検出されるクランク角ＣＡに基づいてエンジン２２の各気筒２２ａ〜２２ｄのいずれかの上死点の乗り越えを検出し、この上死点の乗り越えの際にクランク角センサ４８により検出されるパルスの時間間隔や単位時間当たりのパルス数に基づいて計算することにより検出することができる。こうしてＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃを検出すると、検出したＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃに基づいてエンジン２２が停止する停止クランク角ＣＡｓを推定する（ステップＳ１２０）。いずれかの各気筒２２ａ〜２２ｄが上死点を乗り越える際におけるエンジン２２の回転数Ｎｅは比較的変動が小さいため、このＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃとエンジン２２が停止したときの停止クランク角ＣＡｓとの関係を比較的高い確率をもって実験などにより求めることができる。ＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃとエンジン２２の停止位置との関係の一例を図４に示す。図４の例は、例えば、ＴＤＣ乗り越え回転数ＮｔｄｃとしてポイントＡ１の回転数Ｎａ１やポイントＡ２の回転数Ｎａ２あるいはポイントＡ３の回転数Ｎａ３が検出されると、エンジン２２はポイントＡ４の停止位置で停止すると推定する。即ち、ＴＤＣ乗り越え回転数ＮｔｄｃとしてポイントＡ１の回転数Ｎａ１が検出されたときには、エンジン２２はその後２回の上死点を通過してからポイントＡ４の停止位置で停止すると推定され、ＴＤＣ乗り越え回転数ＮｔｄｃとしてポイントＡ２の回転数Ｎａ２が検出されたときには、エンジン２２はその後１回の上死点を通過してからポイントＡ４の停止位置で停止すると推定され、ＴＤＣ乗り越え回転数ＮｔｄｃとしてポイントＡ３の回転数Ｎａ３が検出されたときには、エンジン２２はその後上死点を通過することなくポイントＡ４の停止位置で停止すると推定されるのである。実施例では、こうしたＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃとエンジン２２の停止クランク角ＣＡｓとの関係を予め実験などにより求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、ＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃが与えられるとマップから対応する停止クランク角ＣＡｓを導出して推定するものとした。

そして、推定した停止クランク角ＣＡｓに基づいてエンジン２２が停止したときに吸気行程から圧縮行程にかけてクランク角ＣＡが角度ＣＡ１から角度ＣＡ２の範囲（燃料噴射停止範囲）で停止する気筒をエンジン２２を停止する前に燃料を事前噴射すべき気筒（以下、燃料噴射気筒という）として設定する（ステップＳ１３０）。ここで、燃料噴射停止範囲は、エンジン２２を停止した後に再びエンジン２２を始動するときの最初の点火タイミング（圧縮行程のおける上死点（ＴＤＣ）近傍）で混合気を燃焼させることができると共にこの燃焼によりエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に上昇させることができる範囲として設定されている。なお、燃料噴射停止範囲のうち特に好ましい範囲としては圧縮行程におけるＢＴＤＣ６０°〜ＢＴＤＣ１２０°を挙げることができる。図５に燃料噴射停止範囲の一例を示す。

次に、こうして設定した燃料噴射気筒に対する通常の燃料噴射タイミングより所定時間前のタイミングに至るのを待ってスロットルバルブ２８をアイドル運転に必要な開度やそれ以上の開度として設定された燃料噴射開度まで開成し（ステップＳ１４０，Ｓ１５０）、燃料噴射気筒に対する通常の燃料噴射タイミングに至るのを待って燃料噴射弁３２から燃料噴射気筒に燃焼可能な希薄混合気が吸入されるようリーン噴射する（ステップＳ１６０，Ｓ１７０）。ここで、スロットルバルブ２８を開成するのは、吸入空気量を多くして噴射した燃料の拡散性をよくするためである。したがって、スロットルバルブ２８を開成するタイミング、即ち、燃料噴射タイミングより所定時間前のタイミングはスロットルバルブ２８の開成に対する吸入空気量の応答遅れを考慮して設定することができる。リーン噴射は、バキュームセンサ５８により検出される吸入空気量と吸気温センサ５４により検出される吸気温とに基づいて希薄側で燃焼限界となる燃料噴射量より若干多い燃料噴射量に相当する燃料噴射時間を計算し、計算した燃料噴射時間だけ燃料噴射気筒に燃料噴射をする燃料噴射弁３２を開弁することにより行なうことができる。リーン噴射する理由については後述する。なお、燃料噴射気筒に対する通常の燃料噴射タイミングは、実施例では、噴射した燃料が十分に拡散した混合気となるよう燃料噴射気筒が排気行程における上死点近傍のタイミングとした。

こうして燃料噴射を行なうと、この燃料噴射直後の上死点を乗り越える際のＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃを検出し（ステップＳ１８０）、検出したＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃに基づいてエンジン２２が停止する停止クランク角ＣＡｓを推定し（ステップＳ１９０）、この停止クランク角ＣＡｓから燃料噴射気筒の停止角ＣＡｓ１を推定する（ステップＳ２００）。そして、推定した燃料噴射気筒の停止角ＣＡｓ１と圧縮行程における上死点とを比較する（ステップＳ２１０）。前述したように、エンジン２２の回転数Ｎｅは上死点を乗り越える際には比較的変動が小さいため、通常は、このＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃによる停止クランク角ＣＡｓは燃料噴射前に推定した停止クランク角ＣＡｓを含む近傍の範囲となり、停止角ＣＡｓ１が圧縮行程における上死点を越えない。このように燃料噴射気筒の停止角ＣＡｓ１が圧縮行程における上死点を越えないときには、燃料噴射気筒に噴射した燃料が吸入されて拡散される吸気行程における燃料噴射タイミングを計算し（ステップＳ２２０）、計算した燃料噴射タイミングに至るのを待って燃料噴射気筒に吸入される混合気が理論空燃比近傍となる補正量の燃料を噴射して（ステップＳ２３０，Ｓ２４０）、エンジン停止制御ルーチンを終了する。補正量は、リーン噴射したときの吸入空気量や吸気温に基づいて理論空燃比となる燃料噴射量からリーン噴射したときの燃料噴射量を減じたものに補正係数を乗じることにより定めることができる。なお、補正係数は値１近傍を用いることができる。このように燃料噴射することにより、燃料噴射停止範囲に停止する気筒にエンジン２２を停止する前に適正な燃料を噴射することができる。１番気筒２２ａが燃料噴射停止範囲に停止するとしてリーン噴射がなされ、その後のＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃに基づく１番気筒２２ａの停止角ＣＡｓ１が圧縮行程における上死点を越えない場合の１番気筒２２ａに対する燃料噴射の一例を図２に示す。１番気筒２２ａには、図示するように、排気行程の上死点近傍の通常の燃料噴射タイミングで燃料がリーン噴射され、吸気行程で補正用の燃料が噴射が行なわれる。

一方、燃料噴射後に推定した停止クランク角ＣＡｓは、エンジン２２の状態や経年変化などによるバラツキにより燃料噴射前に推定したクランク角ＣＡｓから大きくズレて燃料噴射気筒の停止角ＣＡｓ１が圧縮行程における上死点を越える場合が生じる。このときには、燃料噴射気筒で比較的ゆっくり燃焼が生じる圧縮行程における点火タイミングとこの燃料噴射気筒の次に圧縮行程が行なわれる気筒においてこの気筒に燃料を拡散させて吸入させることができる吸気行程における燃料噴射タイミングを計算し（ステップＳ２５０）、点火タイミングや燃料噴射タイミングに至るのを待って点火プラグ４２から電気火花を発生させると共に次の気筒に対して理論空燃比程度の燃料噴射量を噴射し（ステップＳ２６０，Ｓ２７０）、燃料噴射停止範囲に停止すると推定された燃料噴射気筒の燃焼室内の混合気を燃焼させてエンジン停止制御ルーチンを終了する。このように燃料噴射気筒の圧縮行程で点火して混合気を燃焼させるから、燃料を噴射した気筒が圧縮行程から膨張行程に至る上死点近傍でその圧縮に伴う温度上昇により自着火することによる不都合（例えば、燃焼時に生じ得る振動）を抑止することができると共に自着火しないことによる不都合（例えば、混合気が燃焼されずにそのまま排気系に供給されることに伴うエミッションの悪化や触媒劣化など）を抑制することができる。また、燃料噴射気筒の次の気筒に燃料噴射を行なうことにより、次にエンジン２２を始動するときに吸気行程で燃料噴射した気筒の最初の点火タイミングで点火することができるから、燃料噴射停止範囲に停止するとして燃料噴射した気筒が圧縮行程の上死点を越えるために燃焼させても、エンジン２２の始動を迅速に行なうことができる。１番気筒２２ａが燃料噴射停止範囲に停止するとしてリーン噴射がなされ、その後のＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃに基づく１番気筒２２ａの停止角ＣＡｓ１が圧縮行程における上死点を越える場合の１番気筒２２ａや次の３番気筒２２ｃに対する燃料噴射と１番気筒２２ａに対する点火の一例を図７に示す。図示するように、１番気筒２２ａには、排気行程の上死点近傍の通常の燃料噴射タイミングで燃料がリーン噴射されるが、その吸気行程での補正用の燃料の噴射は行なわれず、その圧縮行程で点火される。３番気筒２２ｃには、エンジン２２の停止前のその吸気行程で燃料が噴射される。

図６は、所定の自動始動条件が成立したときにエンジンＥＣＵ７０により実行されるエンジン始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。エンジン始動制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、エンジン２２を停止した際に燃料を噴射した気筒の点火タイミングを計算する（ステップＳ３００）。ここで、燃料を噴射した気筒は、図３のエンジン停止制御ルーチンのステップＳ２１０の判定で燃料噴射気筒の停止角ＣＡｓ１が圧縮行程における上死点を越えないときにはこの燃料噴射気筒であり、燃料噴射気筒の停止角ＣＡｓ１が圧縮行程における上死点を越えるためにこの燃料噴射気筒に点火されるときにはこの点火に伴って吸気行程で燃料噴射が行なわれた燃料噴射気筒の次の気筒である。続いて、クランキングを開始すると共に（ステップＳ３１０）、燃料噴射弁３２からの燃料噴射や点火プラグ４２による点火を開始し（ステップＳ３２０）、エンジン２２を停止した際に燃料を噴射した気筒の次に点火タイミングとなる気筒（２番目の気筒）への燃料噴射タイミングと点火タイミングを計算する（ステップＳ３３０）。いま、図２に示すように１番気筒２２ａに燃料が噴射されて燃料噴射停止範囲の圧縮行程で停止しているときにエンジン２２を始動する場合を考える。このとき、１番気筒２２ａの次に点火タイミングとなる３番気筒２２ｃは、吸気行程で停止しており、３番気筒２２ｃには燃料噴射は行なわれていない。このため、３番気筒２２ｃにおいて最初の点火タイミングで燃焼を生じさせるには、吸気行程の途中で燃料を噴射し、噴射した燃料を燃焼室４０内に導入する必要がある。したがって、燃料噴射のタイミングは吸気行程が終了する前となる。次に、図７に示すように１番気筒２２ａに燃料が噴射されたが１番気筒２２ａの停止角ＣＡｓ１が圧縮行程における上死点を越えるためにこの１番気筒２２ａに点火されたと共に次の３番気筒２２ｃに対してエンジン２２の停止前の吸気行程で燃料噴射が行なわれているときにエンジン２２を始動する場合を考える。このとき、３番気筒２２ｃの次に点火タイミングとなる４番気筒２２ｄが次の点火タイミングで燃焼できるよう燃料噴射タイミングと点火タイミングが計算される。こうして２番目の気筒への燃料噴射タイミングと点火タイミングが計算されると、続いて３番目に点火タイミングとなる気筒への燃料噴射タイミングと点火タイミングを計算し（ステップＳ３４０）、４番目以降に点火タイミングとなる気筒に対する燃料噴射と点火を通常のタイミングに設定して（ステップＳ３５０）、エンジン始動制御ルーチンを終了する。このように燃料噴射タイミングと点火タイミングを計算し、計算した燃料噴射タイミングで燃料を噴射すると共に計算した点かタイミングで点火することにより、エンジン２２を始動する際に燃料が噴射されて停止した気筒で燃焼を生じさせることができると共にその次以降に点火タイミングとなる気筒でも燃焼を生じさせることができる。この結果、燃焼によるエネルギをエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させるのに使用することができるから、エンジン２２を迅速に始動することができる。

以上説明した実施例の内燃機関装置２０によれば、エンジン２２の回転数Ｎｅの回転変動の少ない各気筒２２ａ〜２２ｄの上死点を乗り越える際のＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃに基づいてエンジン２２の停止クランク角ＣＡｓを推定するから、エンジン２２の停止クランク角ＣＡｓをより正確に推定することができる。この結果、燃料噴射停止範囲に停止する気筒をより正確に推定することができる。したがって、この燃料噴射停止範囲に停止すると推定される気筒にエンジン２２を停止する前に燃料噴射することにより、停止したエンジン２２を始動する際に燃料を事前に噴射した気筒の最初の点火タイミングで点火して燃焼を生じさせることができる。そして、この燃焼によるエネルギをエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させるのに使用することができるから、エンジン２２を迅速に始動することができる。

また、実施例の内燃機関装置２０によれば、燃料噴射停止範囲に停止する気筒にエンジン２２の停止前の燃料噴射タイミングで燃料噴射する際には、スロットルバルブ２８を開成して吸入空気量を多くするから、燃料噴射停止範囲に停止する気筒に噴射される燃料をより拡散させた状態とすることができ、エンジン２２を始動する際の燃焼をより確実に行なわせることができる。この結果、エンジン２２をより迅速に始動することができる。

さらに、実施例の内燃機関装置２０によれば、燃料噴射停止範囲に停止する気筒に対してその通常の燃料噴射タイミングの際にリーン噴射し、このリーン噴射した気筒が圧縮行程における上死点を越えないのを確認してから、燃料噴射気筒に吸入される混合気が理論空燃比近傍となるよう補正用の燃料を噴射するから、燃料噴射停止範囲により確実に停止する気筒に対してより適正な量の燃料を噴射することができ、エンジン２２を始動する際の燃焼をより確実に行なわせることができる。この結果、エンジン２２をより迅速に始動することができる。

また、実施例の内燃機関装置２０によれば、燃料噴射停止範囲に停止するとして燃料噴射された気筒がその後の推定で圧縮行程における上死点を越えて停止するときには、燃料噴射した気筒に対して圧縮行程で点火して穏やかに混合気を燃焼させるから、燃料を噴射した気筒が圧縮行程から膨張行程に至る上死点近傍で自着火することによる不都合（例えば、燃焼時に生じ得る振動）を抑止することができると共に自着火しないことによる不都合（例えば、混合気が燃焼されずにそのまま排気系に供給されることに伴うエミッションの悪化や触媒劣化など）を抑制することができる。しかも、燃料噴射停止範囲に停止する気筒に対してはリーン噴射するから、その圧縮行程での燃焼を更に穏やかなものとすることができる。また、燃料噴射気筒に対してその圧縮行程で点火するときには、この燃料噴射気筒の次の気筒に燃料噴射を行なうから、次にエンジン２２を始動するときにこの燃料噴射した気筒の最初の点火タイミングで点火することができる。この結果、エンジン２２をより迅速に始動することができる。

実施例の内燃機関装置２０では、各気筒２２ａ〜２２ｄの上死点を乗り越える際の一つのＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃに基づいてエンジン２２の停止クランク角ＣＡｓを推定するものとしたが、各気筒２２ａ〜２２ｄの上死点を乗り越える際の連続する複数のＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃに基づいてエンジン２２の停止クランク角ＣＡｓを推定するものとしてもよい。例えば、連続する２回のＴＤＣ乗り越え回転数ＮｔｄｃなどＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃの履歴に基づいてエンジン２２の停止クランク角ＣＡｓを推定するものである。こうすれば、エンジン２２の状態や経年変化に基づくバラツキにもある程度対応することができ、より正確にエンジン２２の停止クランク角ＣＡｓを推定することができる。この際、燃料噴射後の停止クランク角ＣＡｓの推定においても複数のＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃを用いて推定するものとしてもよい。

実施例の内燃機関装置２０では、各気筒２２ａ〜２２ｄの上死点を乗り越える際のＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃに基づいてエンジン２２の停止クランク角ＣＡｓを推定するものとしたが、他の手法によりエンジン２２の停止クランク角ＣＡｓを推定するものとしても構わない。

実施例の内燃機関装置２０では、エンジン２２の停止処理を開始する際にスロットルバルブ２８を閉成すると共に燃料噴射停止範囲に停止する気筒にエンジン２２の停止前の燃料噴射タイミングで燃料噴射する際にはスロットルバルブ２８を開成して吸入空気量を多くするものとしたが、エンジン２２の停止処理を開始する際にスロットルバルブ２８を燃料噴射開度とし、燃料噴射停止範囲に停止する気筒にエンジン２２の停止前の燃料噴射タイミングで燃料噴射する際にはスロットルバルブ２８を開成しないものとしてもよい。また、エンジン２２の停止処理を開始する際にスロットルバルブ２８を閉成すると共に燃料噴射停止範囲に停止する気筒にエンジン２２の停止前の燃料噴射タイミングで燃料噴射する際にもスロットルバルブ２８を閉成した状態を保持するものとしても差し支えない。

実施例の内燃機関装置２０では、燃料噴射停止範囲に停止する気筒に対してその通常の燃料噴射タイミングの際にリーン噴射する際には希薄側で燃焼限界となる燃料噴射量より若干多い燃料噴射量を噴射するものとしたが、これより多い量の燃料を噴射するものとしてもよい。

実施例の内燃機関装置２０では、燃料噴射停止範囲に停止する気筒に対してその通常の燃料噴射タイミングの際にリーン噴射し、このリーン噴射した気筒が圧縮行程における上死点を越えないのを確認してから、燃料噴射気筒に吸入される混合気が理論空燃比近傍となるよう補正用の燃料を噴射するものとしたが、燃料噴射停止範囲に停止する気筒に対してその通常の燃料噴射タイミングの際に理論空燃比近傍となるよう燃料噴射し、その後の燃料噴射を行なわないものとしても差し支えない。

実施例の内燃機関装置２０では、燃料噴射停止範囲に停止するとして燃料噴射された気筒がその後の推定で圧縮行程における上死点を越えて停止するときには、燃料噴射した気筒に対して圧縮行程で点火して穏やかに混合気を燃焼させるものとしたが、こうした圧縮行程の上死点を越えてから点火するものとしてもよい。また、燃料噴射された気筒がその後の推定で圧縮行程における上死点を越えて停止するときでもその気筒に対して点火を行なわないものとしても構わない。

実施例の内燃機関装置２０では、燃料噴射停止範囲に停止するとして燃料噴射された気筒がその後の推定で圧縮行程における上死点を越えて停止することによりその気筒に対して圧縮行程で点火するときには、この燃料噴射気筒の次の気筒に対して燃料噴射を行なうものとしたが、次の気筒に対して燃料噴射を行なわないものとしても構わない。

実施例の内燃機関装置２０では、エンジン２２の各気筒２２ａ〜２２ｄに対してその吸気マニホールド３０に個別に燃料噴射する燃料噴射弁３２を備えるものとしたが、各気筒２２ａ〜２２ｄの燃焼室４０に個別に燃料噴射する燃料噴射弁を備えるものとしても構わない。

実施例の内燃機関装置２０では、燃料噴射停止範囲を吸気行程から圧縮行程にかけての範囲として設定したが、燃料噴射停止範囲を圧縮行程内の範囲に設定するものとしても構わない。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、内燃機関装置の製造産業や自動車製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例としての内燃機関装置２０を搭載する自動車１０の構成の概略を示す構成図である。各気筒２２ａ〜２２ｄの４つの行程とクランク角ＣＡとの関係の一例を示す説明図である。エンジンＥＣＵ７０により実行されるエンジン停止制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。ＴＤＣ乗り越え回転数Ｎｔｄｃとエンジン２２の停止位置との関係の一例を示す説明図である。燃料噴射停止範囲の一例を示す説明図である。エンジンＥＣＵ７０により実行されるエンジン始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。各気筒２２ａ〜２２ｄの４つの行程とクランク角ＣＡとの関係の一例を示す説明図である。

符号の説明

１０自動車、１７オートマチックトランスミッション、１８デファレンシャルギヤ、１９ａ，１９ｂ駆動輪、２０内燃機関装置、２２エンジン、２２ａ１番気筒、２２ｂ２番気筒、２２ｃ３番気筒、２２ｄ４番気筒、２４クランクシャフト、２６エアクリーナ、２７吸気管、２８スロットルバルブ、２８ａスロットルモータ、３０吸気マニホールド、３２燃料噴射弁、３４，３５カムシャフト、３４ａ，３５ａカム、３６吸気バルブ３８排気バルブ、４０燃焼室、４１イグニッションコイル、４２点火プラグ、４４ピストン、４６排気マニホールド４８クランク角センサ、５０カム角センサ、５２水温センサ、５４吸気温センサ、５６スロットルバルブポジションセンサ、５８バキュームセンサ、７０エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ。

Claims

内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記内燃機関に対する燃料噴射を禁止した状態で該内燃機関の回転数を減少している最中の該内燃機関のいずれかの気筒の上死点を越える際に前記回転数検出手段により検出された該内燃機関の回転数に基づいて該内燃機関の停止位置を推定する停止位置推定手段と、
を備える内燃機関装置。
前記停止位置推定手段は、前記内燃機関のいずれかの気筒の上死点を越える際に前記回転数検出手段により検出された該内燃機関の回転数の履歴に基づいて該内燃機関の停止位置を推定する手段である請求項１記載の内燃機関装置。
請求項１または２記載の内燃機関装置であって、
前記内燃機関の吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と、
前記内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、
前記内燃機関の各気筒毎に点火可能な点火手段と、
前記内燃機関のクランク角を検出するクランク角検出手段と、
前記内燃機関の停止指示がなされたとき、前記停止位置推定手段により推定された前記内燃機関の停止位置で該内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する停止時制御手段と、
前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記所定範囲で停止した気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記燃料噴射手段と前記点火手段とを制御する始動時制御手段と、
を備える内燃機関装置。
前記燃料噴射手段は、前記内燃機関の各気筒の吸気系に燃料を噴射する手段である請求項３記載の内燃機関装置。
前記停止時制御手段は、前記所定範囲で停止する気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて前記内燃機関が停止する直前の該気筒の吸気行程で燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する手段である請求項４記載の内燃機関装置。
前記停止時制御手段は、前記内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料を噴射するときには吸入空気量が多くなるよう前記吸入空気量調節手段を制御する手段である請求項３ないし５いずれか記載の内燃機関装置。
内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関の吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と、
前記内燃機関の各気筒の吸気系に個別に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、
前記内燃機関の各気筒毎に点火可能な点火手段と、
前記内燃機関の停止位置を推定する停止位置推定手段と、
前記内燃機関のクランク角を検出するクランク角検出手段と、
前記内燃機関の停止指示がなされたとき、前記停止位置推定手段により推定された前記内燃機関の停止位置で該内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料が噴射されると共に該燃料噴射タイミングで燃料が噴射されるときに吸入空気量が多くなるよう前記燃料噴射手段と前記吸入空気量調節手段とを制御する停止時制御手段と、
前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記所定範囲で停止した気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記燃料噴射手段と前記点火手段とを制御する始動時制御手段と、
を備える内燃機関装置。
前記停止時制御手段は、前記燃料噴射タイミングで燃料噴射した気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて前記内燃機関が停止する前に更に燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する手段である請求項３ないし７いずれか記載の内燃機関装置。
内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関の吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と、
前記内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、
前記内燃機関の各気筒毎に点火可能な点火手段と、
前記内燃機関の停止位置を推定する停止位置推定手段と、
前記内燃機関のクランク角を検出するクランク角検出手段と、
前記内燃機関の停止指示がなされたとき、前記停止位置推定手段により推定された前記内燃機関の停止位置で該内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料が噴射されると共に該燃料噴射した気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて前記内燃機関が停止する前に更に燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する停止時制御手段と、
前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記所定範囲で停止した気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記燃料噴射手段と前記点火手段とを制御する始動時制御手段と、
を備える内燃機関装置。
請求項９記載の内燃機関装置であって、
前記燃料噴射手段は、前記内燃機関の各気筒の吸気系に燃料を噴射する手段であり、
前記停止時制御手段は、前記所定範囲で停止する気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて前記内燃機関が停止する直前の該気筒の吸気行程で再度の燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する手段である
内燃機関装置。
前記停止時制御手段は、前記所定範囲で停止する気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで理論空燃比となる燃料量より少ない第１の燃料量の燃料が噴射されると共に該気筒に対して前記内燃機関が停止する前に更に補正用の第２の燃料量の燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する手段である請求項８ないし１０いずれか記載の内燃機関装置。
請求項１１記載の内燃機関装置であって、
前記第１の燃料量は、燃焼可能な最小量の燃料量以上の燃料量であり、
前記第２の燃料量は、前記第１の燃料量との和により理論空燃比を含む近傍となる燃料量である
内燃機関装置。
前記停止時制御手段は、前記所定範囲で停止する気筒に対して前記燃料噴射タイミングで燃料を噴射した後に、前記停止位置推定手段により推定される前記内燃機関の停止位置に基づいて該燃料噴射した気筒の停止位置が再噴射用停止位置を越えないと判定されるときに該燃料噴射した気筒の吸気行程で前記第２の燃料量の燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する手段である請求項１１または１２記載の内燃機関装置。
前記再噴射用停止位置は、前記燃料噴射した気筒の圧縮温度が自着火の可能性がある温度となるクランク角である請求項１３記載の内燃機関装置。
前記再噴射用停止位置は、前記燃料噴射した気筒の圧縮行程における上死点である請求項１３または１４記載の内燃機関装置。
前記停止時制御手段は、前記所定範囲で停止する気筒に対して前記燃料噴射タイミングで燃料を噴射した後に、前記停止位置推定手段により推定される前記内燃機関の停止位置に基づいて該燃料噴射した気筒の停止位置が点火用停止位置を越えると判定されるときには該燃料噴射した気筒が前記点火用停止位置を越える前に該気筒に点火されるよう前記点火手段を制御する手段である請求項３ないし１５いずれか記載の内燃機関装置。
内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関の吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と、
前記内燃機関の各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、
前記内燃機関の各気筒毎に点火可能な点火手段と、
前記内燃機関の停止位置を推定する停止位置推定手段と、
前記内燃機関のクランク角を検出するクランク角検出手段と、
前記内燃機関の停止指示がなされたとき、前記停止位置推定手段により推定された前記内燃機関の停止位置で該内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料が噴射され、前記燃料噴射タイミングで燃料が噴射された後に前記停止位置推定手段により推定される前記内燃機関の停止位置に基づいて該燃料噴射した気筒の停止位置が点火用停止位置を越えると判定されるときには該燃料噴射した気筒が前記点火用停止位置を越える前に該気筒に点火されるよう前記燃料噴射手段と前記点火手段とを制御する停止時制御手段と、
前記内燃機関の始動指示がなされたとき、前記所定範囲で停止した気筒に対して前記検出されたクランク角に基づいて該気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記燃料噴射手段と前記点火手段とを制御する始動時制御手段と、
を備える内燃機関装置。
前記燃料噴射手段は、前記内燃機関の各気筒の吸気系に燃料を噴射する手段である請求項１７記載の内燃機関装置。
前記停止時制御手段は、前記燃料噴射した気筒が前記点火用停止位置を越えると判定されるときには該気筒の圧縮行程で該気筒に点火されるよう前記点火手段を制御する手段である請求項１６ないし１８いずれか記載の内燃機関装置。
前記点火用停止位置は、前記燃料噴射した気筒の圧縮行程における上死点である請求項１６ないし１９いずれか記載の内燃機関装置。
請求項１６ないし２０いずれか記載の内燃機関装置であって、
前記停止時制御手段は、前記燃料噴射した気筒の停止位置が前記点火用停止位置を超えるときには、該燃料噴射した次の気筒に対して該気筒の吸気行程で燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する手段であり、
前記始動時制御手段は、前記次の気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記燃料噴射手段と前記点火手段とを制御する手段である
内燃機関装置。
内燃機関の停止位置を推定する停止位置推定方法であって、
前記内燃機関に対する燃料噴射を禁止した状態で該内燃機関の回転数を減少している最中の該内燃機関のいずれかの気筒の上死点を越える際に検出される該内燃機関の回転数に基づいて該内燃機関の停止位置を推定する
ことを特徴とする内燃機関の停止位置推定方法。
吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と各気筒毎に点火可能な点火手段とクランク角を検出するクランク角検出手段とを備える内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関を停止するときには、該内燃機関の停止位置を推定し、該推定した内燃機関の停止位置で該内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して前記クランク角検出手段により検出されるクランク角に基づいて該内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料が噴射されると共に該燃料噴射タイミングで燃料が噴射されるときに吸入空気量が多くなるよう前記燃料噴射手段と前記吸入空気量調節手段とを制御する
内燃機関の制御方法。
吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と各気筒毎に点火可能な点火手段とクランク角を検出するクランク角検出手段とを備える内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関を停止するときには、該内燃機関の停止位置を推定し、該推定した内燃機関の停止位置で該内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して前記クランク角検出手段により検出されるクランク角に基づいて該内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料が噴射されると共に該燃料噴射した気筒に対して前記クランク角検出手段により検出されるクランク角に基づいて前記内燃機関が停止する前に更に燃料が噴射されるよう前記燃料噴射手段を制御する
内燃機関の制御方法。
吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段と各気筒毎に燃料を噴射可能な燃料噴射手段と各気筒毎に点火可能な点火手段とクランク角を検出するクランク角検出手段とを備える内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関を停止するときには、該内燃機関の停止位置を推定し、該推定した内燃機関の停止位置で該内燃機関が停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に対して前記クランク角検出手段により検出されるクランク角に基づいて該内燃機関が停止する直前の燃料噴射タイミングで燃料を噴射し、前記燃料噴射タイミングで燃料が噴射された後に前記内燃機関の停止位置を推定し、該推定した内燃機関の停止位置に基づいて該燃料噴射した気筒の停止位置が点火用停止位置を越えると判定されるときには該燃料噴射した気筒が前記点火用停止位置を越える前に該気筒に点火されるよう前記燃料噴射手段と前記点火手段とを制御する
内燃機関の制御方法。
前記内燃機関を始動するときには、前記所定範囲で停止した気筒に対して前記クランク角検出手段により検出されるクランク角に基づいて該気筒の最初の点火タイミングにおける点火を伴って該内燃機関が始動されるよう前記燃料噴射手段と前記点火手段とを制御する請求項２１ないし２３いずれか記載の内燃機関の制御方法。