JP2006275001A - エンジン制御装置及びエンジン制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 バッテリ電圧の低下を防止又は抑制しつつ、エンジンを適正な燃料噴射及び点火タイミングで簡易かつ迅速に始動させることができるようにする。
【解決手段】 本発明のエンジン制御装置では、所定の気筒のピストンが吸気バルブが開き始める位置（定位置）で停止するように、噴射処理及び点火処理を停止する位置を逆算し、これに基づくタイミングで噴射処理及び点火処理を停止させる。そして、次回のエンジンの始動時には、そのピストンを有する気筒から直ちに燃料噴射を開始して所定のエンジン制御を実行する。このため、エンジンの始動時に気筒判別処理を行う必要がなくなり、エンジンを適正な燃料噴射及び点火タイミングで簡易かつ迅速に始動させることができる。また、惰性運転によりピストンが定位置で停止するため、スタータモータを積極的に駆動して位置合わせする必要が少なくなり、バッテリの省電力化を図ることができる。
【選択図】 図５

Description

本発明はエンジン制御装置及びエンジン制御方法に関し、特にエンジンの始動性を改善したエンジン制御装置及びエンジン制御方法に関する。

一般に、車両のエンジン始動時には、各気筒における燃料噴射制御及び点火時期制御のタイミングを合わせるために、どの気筒に燃料噴射等を行うかを判別する気筒判別処理が実行される。この気筒判別を行う際にはクランク軸を回転させる必要がある。このため、まずエンジンの始動開始直後に全気筒に対して同時噴射（非同期噴射）を行うことでその始動性を確保する。そして、気筒判別処理が終了してエンジン回転数が安定すると、各気筒の吸気行程に合わせて個々に燃料噴射を行う独立噴射（同期噴射）に移行し、理論空燃比に近い燃料噴射制御を実施するようにしていた（例えば特許文献１参照）。

この場合、スタータモータの駆動によりエンジンが回転を開始した後に、各気筒のピストンがどの位置にあるかを認識した後に、本来のサイクルにて燃料噴射制御及び点火時期制御が実行される。

しかし、このように気筒判別処理をエンジン始動時に実行すると、エンジンが本来の燃料噴射及び点火タイミングで安定して動作するまでに時間がかかる。また、同時噴射及び独立噴射を適切なタイミングで切り替えなければならず、エンジン制御が非常に煩雑になるといった問題がある。

これに対し、エンジン停止時にクランク軸を所定のクランク位置まで回転させ、エンジン始動時には、そのクランク位置に基づいてエンジン制御を開始する技術が既に提案されている（例えば特許文献２参照）。

この技術は、エンジン停止時にクランク軸の停止位置を検出し、スタータモータ等の駆動用モータを駆動して、エンジンを再始動させるのに最適な最適クランク位置となるようにクランク軸を回転させる。これにより、次回のエンジン始動時に最適クランク位置からクランキングを開始するものである。
特開２００３−１５５９４５号公報（段落番号〔０００３〕，〔０００４〕） 特開２００１−２２１１３８号公報

しかしながら、このようにエンジン停止時にスタータモータ等の駆動用モータを積極的に駆動してエンジンを回転させると、その駆動モータを駆動するための電力を確保しなければならないため、バッテリの電力消費量が増加してしまう。このため、エンジンの停止と始動が短い時間で繰り返されたりすると、バッテリ電圧の低下により始動時のスタータモータ等の駆動が十分に行えないような事態が発生してしまう可能性がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、バッテリ電圧の低下を防止又は抑制しつつ、エンジンを適正な燃料噴射及び点火タイミングで簡易かつ迅速に始動させることができるようにすることを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、エンジンの始動を行う際に、前記エンジンの始動開始クランク位置を予め所定位置にしておくエンジン制御装置であって、前記エンジンの駆動制御を停止すると、前記エンジンのクランク軸が惰性回転の後に前記所定位置に停止するようなクランク位置を記憶するエンジン運転状態記憶手段と、前記エンジンの停止要求があった場合に、前記クランク軸が前記記憶されたクランク位置にあることを検出すると、前記エンジンの駆動制御を停止させるエンジン駆動制御停止手段と、を備えることを特徴とするエンジン制御装置が提供される。

このようなエンジン制御装置においては、エンジンの停止要求があった場合に、クランク軸が惰性回転の後に所定位置に停止するようなクランク位置にあることが検出されると、エンジンの駆動制御が停止される。このため、クランク軸がほぼ所定位置に停止することになる。

また、本発明では、エンジンの始動を行う際に、前記エンジンの始動開始クランク位置を予め所定位置にしておくエンジン制御装置であって、前記エンジンの停止要求があった場合に、前記エンジンと車輪との間に設けられたクラッチが非係合状態にあり、前記エンジンのクランク軸が前記所定位置付近にあることを検出すると、当該クラッチを係合状態に制御するクラッチ制御手段を備えることを特徴とするエンジン制御装置が提供される。

このようなエンジン制御装置においては、エンジンの停止要求があった場合に、エンジンと車輪との間に設けられたクラッチが非係合状態にあり、エンジンのクランク軸が所定位置付近にあることが検出されると、当該クラッチが係合状態に制御される。このため、クランク軸がほぼ所定位置に停止することになる。

また、本発明では、エンジンの始動を行う際に、前記エンジンの始動開始クランク位置を予め所定位置にしておくエンジン制御方法であって、前記エンジンの駆動制御を停止すると、前記エンジンのクランク軸が惰性回転の後に前記所定位置に停止するようなクランク位置を記憶し、前記エンジンの停止要求があった場合に、前記クランク軸が前記エンジン運転状態記憶手段に記憶されたクランク位置にあることを検出すると、前記エンジンの駆動制御を停止させること、を特徴とするエンジン制御方法が提供される。

このようなエンジン制御方法においては、エンジンの停止要求があった場合に、クランク軸が惰性回転の後に所定位置に停止するようなクランク位置にあることを検出すると、エンジンの駆動制御を停止する。このため、クランク軸がほぼ所定位置に停止することになる。

さらに、本発明では、エンジンの始動を行う際に、前記エンジンの始動開始クランク位置を予め所定位置にしておくエンジン制御方法であって、前記エンジンの停止要求があった場合に、前記エンジンと車輪との間に設けられたクラッチが非係合状態にあり、前記エンジンのクランク軸が前記所定位置付近にあることを検出すると、当該クラッチを係合状態に制御することを特徴とするエンジン制御方法が提供される。

このようなエンジン制御方法においては、エンジンの停止要求があった場合に、エンジンと車輪との間に設けられたクラッチが非係合状態にあり、エンジンのクランク軸が所定位置付近にあることを検出すると、当該クラッチを係合状態に制御する。このため、クランク軸がほぼ所定位置に停止することになる。

本発明のエンジン制御装置及びエンジン制御方法によれば、エンジンの停止時に、惰性運転又はクラッチの係合によりクランク軸がほぼ所定位置に停止される。
このため、次回のエンジン始動時には、その所定位置であるクランク位置を認識した上でエンジン制御を開始することができる。その結果、エンジン始動時に気筒判別処理を行う必要がなくなり、エンジンを適正な駆動タイミングで簡易かつ迅速に始動させることができる。

また、惰性運転又はクラッチの係合によりクランク軸をほぼ所定位置に停止するようにしたため、エンジン停止時にスタータモータ等の駆動用モータを積極的に駆動して位置調整する必要がなくなり、バッテリ電圧の低下を防止又は抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
本実施の形態は、本発明のエンジン制御装置を、４気筒４サイクルエンジンを搭載した車両に適用したものである。図１は、本実施の形態のエンジン周辺の構成を表す概略構成図である。

この車両のエンジン１には、その吸排気系の上流側に吸気管２が接続され、下流側に排気管３が接続されている。吸気管２の上流側端部にはエアクリーナ４が設けられ、下流側端部には各気筒毎に吸気通路を分けるインテークマニホルド５が設けられている。エアクリーナ４を介して吸気管２に導入された空気は、インテークマニホルド５を通って各気筒内に吸入される。

吸気管２の中間部にはサージタンク６が設けられ、そのやや上流側に配置されたスロットルバルブ７を迂回するようにバイパス通路８が形成されている。このバイパス通路８には、迂回させる空気の流量を調整するリニアソレノイド式のアイドルスピードコントロールバルブ（以下「ＩＳＣＶ」と表記する）９が配置されている。そして、アイドリング時には、このＩＳＣＶ９の開度を制御して吸入空気量を調整することによりエンジン回転数が制御される。

インテークマニホルド５において各気筒毎に設けられた吸気ポートには、インジェクタ１０がそれぞれ配置されている。このインジェクタ１０は、図示しない燃料タンクから汲み上げられて調圧された燃料が供給され、通電制御により開弁して吸気ポート内に燃料を噴射する。このとき噴射された燃料は、上流側から導入される吸入空気と混合されて混合気となり、吸気弁１１を介して各気筒の燃焼室１２に供給される。

各気筒の燃焼室１２にはスパークプラグ１３がそれぞれ配置されている。このスパークプラグ１３は、イグニッションコイル一体型のイグナイタ１４により生成された高電圧が印加されて点火用の火花を生成する。この点火により燃焼室１２内の混合気が燃焼し、ピストン１５を介してクランク軸１６に回転駆動力が与えられる。

排気管３の上流側端部には、各気筒毎の排気通路を合流させて排気管３に接続するエキゾーストマニホルド１７が設けられている。さらに、排気管３の内部には、排気ガス浄化用の図示しない触媒コンバータが配置されている。この触媒コンバータには、排気ガス中の未燃成分の酸化と窒素酸化物の還元とを同時に促進する三元触媒が収容されている。燃焼室１２から排出された排気ガスは、エキゾーストマニホルド１７を通って排気管３に導出され、図示しない触媒コンバータで浄化される。

また、吸気管２の最上流部には、吸気温センサが一体化したエアフローメータ１８が設けられ、吸入空気量と吸気温を検出できるようになっている。吸気管２のスロットルバルブ７の近傍には、スロットルバルブ７の開度を検出するスロットル開度センサ１９が設け
られている。また、エンジン１には、エンジン冷却水の温度を検出するための水温センサ２０が設けられている。また、イグナイタ１４には、各気筒毎に対応して設けられたカム軸の回転からその圧縮行程の上死点（「圧縮ＴＤＣ」という）を検出するためのカムポジションセンサ２１が配置されている。さらに、クランク軸１６の近傍には、エンジン回転数を算出するために、クランク軸１６の回転に伴う所定のクランク角毎にクランク角信号を発生する回転角センサ２２が配置されている。

また、エンジン１のクランク軸１６にはオルタネータ２３が連結されている。このオルタネータ２３にて発生した電力は、図示しない車両のエアコンや照明機器等の電気負荷２４に供給され、余剰電力が発生した場合にはバッテリ２５に供給されて充電される。バッテリ２５は、後述する電子制御装置に電源を供給したり、各電気負荷への必要電力がオルタネータ２３の発電のみでは不足する場合に、必要に応じて車両の各種電気負荷２４に電力を供給する。また、クランク軸１６に直結されたフライホイールにリングギヤを介して係脱可能なスタータモータ２６が設けられており、エンジン始動時には、このスタータモータ２６を駆動してクランク軸１６を回転させる。

そして、エンジン１の燃料噴射制御及び点火時期制御を含む各種制御は、マイクロコンピュータを中心に構成された電子制御装置（Electronic Control Unit：以下「ＥＣＵ」という）により実行される。本実施の形態においては、このＥＣＵ３０がエンジン制御装置を構成する。図２は、このＥＣＵ及びその入出力を表すブロック図である。

ＥＣＵ３０は、各種演算処理を実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)、各種の制御演算プログラムやデータを格納したＲＯＭ(Read Only Memory)、演算過程の数値やフラグが所定領域に格納されるＲＡＭ(Random Access Memory)、バックアップＲＡＭ、演算処理の結果などが格納される不揮発性のメモリであるＥＥＰＲＯＭ(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ(Analog/Digital)コンバータ、各種デジタル信号が入出力される入出力インタフェース、及びこれら各機器がそれぞれ接続されるバスラインなどを備えている。

このＥＣＵ３０は、エンジン１の状態を検出する各種センサからの出力信号を取り込むととともに、エンジン１に設けられた各種アクチュエータに駆動信号を出力する。すなわち、ＥＣＵ３０には、上述したエアフローメータ１８（吸気温センサを含む）、スロットル開度センサ１９、水温センサ２０、カムポジションセンサ２１、回転角センサ２２の他にも、吸気管２内の圧力を検出する吸気圧センサ４１、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ４２、車両駆動軸の回転から車速を検出する車速センサ４３、イグニッションスイッチ４４、スタータスイッチ４５などのセンサ・スイッチ類が接続されている。また、ＥＣＵ３０には上述したバッテリ２５が接続され、メインリレー２７を介して主電源が供給される一方、バックアップＲＡＭの記憶内容を保持するためのバックアップ電源が供給される。

また、ＥＣＵ３０には、上述した各気筒のインジェクタ１０、イグナイタ１４、スタータモータ２６の他にも、燃料タンクから燃料を汲み上げてインジェクタ１０に供給する燃料ポンプ４６、スロットルバルブ７を開閉するためのスロットル駆動モータ４７などの各種アクチュエータ（電気負荷２４）が接続されている。また、ＥＣＵ３０は、エンジンの動力を伝達又は遮断するためのクラッチ４８、変速比を制御する変速機４９にも接続されている。ＥＣＵ３０は、ＲＯＭに格納された制御プログラムにしたがって所定の制御処理を行う。

次に、本実施の形態のエンジン制御方法について説明する。なお、本実施の形態のエンジン制御は、エンジン始動時及び停止時の気筒管理処理、並びに、それに伴う燃料噴射処
理及び点火処理等の制御に特徴があり、その他の制御については一般的なエンジン制御と同様である。このため、以下においては、この気筒管理処理及びそれに伴う制御について詳細に説明する。

図３は、ＥＣＵが実行する気筒管理処理及びそれに伴う制御の方法を表すタイミングチャートである。同図において、横軸は時間を表し、縦軸は上段からイグニッションスイッチ、メインリレー、主電源、スタータモータ、噴射制御及び点火制御、回転角センサの出力信号、記憶処理動作の状態をそれぞれ表している。

すなわち、上述したイグニッションスイッチ４４がオンにされ、メインリレー２７がオンにされて主電源が供給されている状態においては、通常のタイミングで各気筒への燃料噴射制御及び点火時期制御が実行される。このとき、エンジン回転数が一定であれば、回転角センサ２２からもほぼ一定の間隔で回転パルス信号が出力される。

そして、エンジン１を停止するためにイグニッションスイッチ４４がオフにされると、燃料噴射制御及び点火時期制御が停止される。このとき、引き続き実行される気筒管理処理のためにメインリレー２７は一定期間オンの状態に保持される。

すなわち、イグニッションスイッチ４４がオフにされた後、エンジン１（つまりクランク軸１６）が惰性（慣性）で回転している期間に、エンジン１が完全に停止するまでの回転角センサ２２の出力信号を読み取ってＲＡＭの所定領域に記憶しておく。このとき、イグニッションスイッチ４４がオフにされた時点の各気筒の位置は分かっているため、この回転角センサ２２が出力した回転パルス数をカウントすることにより、所定の気筒におけるピストンの位置を把握することができる。

そして、エンジン１が完全に停止した後に再度スタータモータ２６を駆動し、予め気筒管理に用いるものとして設定した所定の気筒（例えば第１気筒）のピストンが定位置に移動するまで（つまり、クランク軸のクランク角が所定位置に移動するまで）クランク軸１６を強制的に回転させる。具体的には、回転角センサ２２が出力する回転パルスをカウントすることにより、当該ピストンの位置が定位置になるまでクランク軸１６を回転駆動する。本実施の形態のエンジン１は、吸気、圧縮、爆発、排気の各行程を繰り返すため、吸気行程が始まる、つまり吸気バルブが開き始める位置にピストンがあると、直ちにエンジン１を始動させることができる。そこで、ここでは上記ピストンの定位置を吸気バルブが開き始める位置としている。

そして、ピストンが定位置に移動できたら、次回のエンジン始動のために、どの気筒のピストンをどの位置に固定したかをバックアップＲＡＭに記憶する。このとき、バックアップ電源が遮断されたときの事前の策として、ＥＥＰＲＯＭにも同内容の情報を記憶しておく。そして、記憶処理が完了するとメインリレー２７をオフにして主電源をオフにする。

そして、次回のエンジン始動においてイグニッションスイッチ４４がオンにされ、メインリレー２７がオンにされて主電源が供給されると、スタータモータ２６を駆動すると同時に、上記所定の気筒から直ちに燃料噴射を行って所定のエンジン制御を開始する。

次に、上述したエンジン制御の具体的な処理の流れについて説明する。図４は、ＥＣＵが実行するエンジン制御の処理の流れを表すフローチャートである。なお、同図では、エンジン停止時における気筒管理処理の部分についてのみが示されている。以下、この処理の流れを、ステップ番号（以下「Ｓ」で表記する）を用いて説明する。

まず、イグニッションスイッチ４４がオフであるか否かを判断する（Ｓ１０１）。このとき、イグニッションスイッチ４４がオンであれば（Ｓ１０１：ＮＯ）、燃料噴射及び点火処理を継続する（Ｓ１０２）。

一方、Ｓ１０１において、イグニッションスイッチ４４がオフであると判断されると（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、燃料噴射及び点火処理を停止する（Ｓ１０３）。そして、この停止時点における所定の気筒のピストンの位置を把握した上で、回転角センサ２２からの出力信号である回転パルスをカウントし、ＲＡＭ上の所定領域に設定されたカウンタに更新していく（Ｓ１０４）。

そして、エンジン１が完全に停止して回転角センサ２２からの回転パルスの入力がなくなったか否かを判断し（Ｓ１０５）、その入力がなくなったと判断すると（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、続いて、上記ピストンが予め設定した定位置（吸気バルブが開き始める位置）に移動しているか否かを判断する（Ｓ１０６）。なお、このピストンが定位置であるか否かは、上述した燃料噴射及び点火処理の停止時点におけるピストンの位置に、上記カウンタに更新された回転パルス数に相当する回転角から得られるピストンの移動距離を加算してピストンの停止位置を算出することにより行う。このとき、ピストンが定位置に移動していると判断すると（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、そのままクラッチ４８をつなぐなどしてエンジン１を固定し（Ｓ１０８）、そのピストンの停止位置をバックアップＲＡＭ及びＥＥＰＲＯＭに記憶して一連の処理を終了する（Ｓ１０９）。

一方、Ｓ１０６において、ピストンが定位置に移動していないと判断すると（Ｓ１０６：ＮＯ）、スタータモータ２６を駆動してピストンが定位置に移動するまでクランク軸１６を回転させる（Ｓ１０７）。すなわち、上述した燃料噴射及び点火処理の停止時点におけるピストンの位置に、上記回転パルス数に相当するピストンの移動距離を加算した値が上記定位置となるまでクランク軸１６を回転させる。

そして、ピストンが定位置に移動すると、クラッチ４８をつなぐなどしてエンジン１を固定し（Ｓ１０８）、そのピストンの停止位置をバックアップＲＡＭ及びＥＥＰＲＯＭに記憶して一連の処理を終了する（Ｓ１０９）。

以上に説明したように、本実施の形態のエンジン制御装置では、エンジン１が停止した後に、必要に応じてクランク軸１６を強制的に回転させ、所定の気筒のピストンを吸気バルブが開き始める位置（定位置）に移動してから停止させる。そして、次回のエンジン１の始動時には、そのピストンを有する気筒から直ちに燃料噴射を開始して所定のエンジン制御を実行する。このため、エンジン１の始動時に気筒判別処理を行う必要がなくなり、エンジン１を適正な燃料噴射及び点火タイミングで簡易に始動させることができる。また、上記ピストンの定位置を吸気バルブが開き始める位置としたため、エンジン１を迅速に、しかも無駄なく低燃費で始動させることができる。

また、気筒判別処理を行う必要がないため、エンジン始動時に大気に放出される未燃焼ガスを低減することができる。
さらに、気筒判別処理を行う必要がないため、クランク軸１６に欠歯を有しない回転角センサを設置することができる。このようにすれば、その欠歯の位置で回転パルスが不規則になることがなく、その他のエンジン制御にその回転角センサを用いる場合の汎用性が高まり、また検出精度を向上させることもできる。また、回転角センサの加工が単純になるため、低コストに製造することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、気筒管理
処理が異なる以外は、上記第１の実施の形態と同様である。このため、第１の実施の形態と同様の部分についてはその説明を省略し、必要に応じて適宜符号を引用して説明する。

図５は、ＥＣＵが実行する気筒管理処理及びそれに伴う制御の方法を表すタイミングチャートである。同図において、横軸は時間を表し、縦軸は上段からイグニッションスイッチ、メインリレー、主電源、スタータモータ、噴射制御及び点火制御、回転角センサの出力信号、記憶処理動作の状態をそれぞれ表している。図６は、この気筒管理処理に用いる制御マップを表す説明図である。同図において、横軸はエンジン回転数を表し、縦軸は、噴射処理及び点火処理を停止した後のクランク軸の回転角度を表している。

図５に示すように、本実施の形態では、エンジン１を停止するためにイグニッションスイッチ４４がオフにされても、所定期間は燃料噴射及び点火処理が継続される。そして、仮にエンジン１の噴射処理及び点火処理を停止した場合に所定の気筒（例えば第１気筒）のピストンが惰性により移動する位置を算出し、その算出位置が予め設定したピストンの停止位置（定位置）となるように（つまり、クランク軸のクランク角が所定位置となるように）逆算したピストンの位置にて、エンジン１の噴射処理及び点火処理を停止する。

より具体的には、イグニッションスイッチ４４がオフにされたときのエンジン回転数（図示の例では、アイドル状態であるためほぼ一定回転数となっている）に基づき、エンジン１の噴射処理及び点火処理を停止したときにクランク軸１６が慣性により回転する回転角度を算出する。この回転角度の算出は図６の制御マップを用いて行われる。同図に示されるように、エンジン回転数と惰性による回転角度とは比例関係にあるため、当該回転角度は、エンジン回転数が分かれば算出することができる。

図５に戻り、クランク軸１６が定位置に対応した回転位置から上記回転角度を差し引いた位置にきたときに、エンジン１の噴射処理及び点火処理を停止する。なお、本実施の形態においても、上記ピストンの定位置を吸気バルブが開き始める位置としている。

また、本実施の形態においても、ピストンを定位置に正確に停止させるために、噴射処理及び点火処理の停止後、クランク軸１６が惰性で回転している期間に、エンジン１が完全に停止するまでの回転角センサ２２の出力信号を読み取ってＲＡＭの所定領域に記憶しておく。このとき、噴射処理及び点火処理が停止された時点の各気筒の位置は分かっているため、この回転角センサ２２が出力した回転パルス数をカウントすることにより、所定の気筒におけるピストンの位置を把握することができる。

そして、エンジン１が完全に停止した後にピストンが定位置で停止していれば、そのまま気筒管理処理を終了するが、定位置で停止していない場合には、再度スタータモータ２６を駆動し、ピストンが定位置に移動するまでクランク軸１６を回転させる。

そして、ピストンが定位置に移動できたら、次回のエンジン始動のために、どの気筒のピストンをどの位置に固定したかをバックアップＲＡＭ及びＥＥＰＲＯＭに記憶しておく。そして、記憶処理が完了するとメインリレー２７をオフにして主電源をオフにする。

そして、次回のエンジン始動においてイグニッションスイッチ４４がオンにされ、メインリレー２７がオンにされて主電源が供給されると、スタータモータ２６を駆動すると同時に、上記所定の気筒から直ちに燃料噴射を行って所定のエンジン制御を開始する。

次に、上述したエンジン制御の具体的な処理の流れについて説明する。図７は、ＥＣＵが実行するエンジン制御の処理の流れを表すフローチャートである。なお、同図では、エンジン停止時における気筒管理処理の部分についてのみが示されている。以下、この処理
の流れを、ステップ番号（以下「Ｓ」で表記する）を用いて説明する。

まず、イグニッションスイッチ４４がオフであるか否かを判断する（Ｓ２０１）。このとき、イグニッションスイッチ４４がオフであると判断されると（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、Ｓ２０２へ移行する。一方、イグニッションスイッチ４４がオンであると判断されると（Ｓ２０１：ＮＯ）、続いて、回転角センサ２２の出力信号に基づいてエンジン回転数が限界低回転数よりも高いか否かを判断する（Ｓ２０３）。本実施の形態では、この限界低回転数を例えば２００ｒｐｍとし、それよりもエンジン回転数が低い場合には、エンジンストールを防止するために噴射処理及び点火処理を停止する制御を行う。すなわち、エンジン回転数が限界低回転数よりも高いと判断されると（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、燃料噴射及び点火処理を継続するが（Ｓ２０４）、エンジン回転数が限界低回転数以下であると判断されると（Ｓ２０３：ＮＯ）、Ｓ２０２へ移行する。

そして、Ｓ２０２において、現在のエンジン回転数に基づき、上記制御マップを用いて噴射処理及び点火処理を停止した後のクランク軸１６の回転角度を算出する。そして、その回転角度からピストンを上記定位置で停止させるための噴射処理及び点火処理の停止タイミング、つまり、噴射処理及び点火処理を停止させるクランク軸１６の角度位置を逆算する。

そして、クランク軸１６の回転位置がその噴射処理及び点火処理の停止位置になったと判断すると（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、燃料噴射及び点火処理を停止する（Ｓ２０６）。そして、この停止時点における所定の気筒のピストンの位置を把握した上で、回転角センサ２２からの出力信号である回転パルスをカウントし、ＲＡＭ上の所定領域に設定されたカウンタに更新していく（Ｓ２０７）。

そして、エンジン１が完全に停止して回転角センサ２２からの回転パルスの入力がなくなったか否かを判断し（Ｓ２０８）、その入力がなくなったと判断すると（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、続いて、上記ピストンが予め設定した定位置（吸気バルブが開き始める位置）に移動しているか否かを判断する（Ｓ２０９）。このとき、ピストンが定位置に移動していると判断すると（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、そのままクラッチ４８をつなぐなどしてエンジン１を固定し（Ｓ２１１）、そのピストンの停止位置をバックアップＲＡＭ及びＥＥＰＲＯＭに記憶して一連の処理を終了する（Ｓ２１２）。

一方、Ｓ２０９において、ピストンが定位置に移動していないと判断すると（Ｓ２０９：ＮＯ）、スタータモータ２６を駆動してピストンが定位置に移動するまでクランク軸１６を回転させる（Ｓ２１０）。

そして、ピストンが定位置に移動すると、クラッチ４８をつなぐなどしてエンジン１を固定し（Ｓ２１１）、そのピストンの停止位置をバックアップＲＡＭ及びＥＥＰＲＯＭに記憶して一連の処理を終了する（Ｓ２１２）。

以上に説明したように、本実施の形態のエンジン制御装置では、所定の気筒のピストンが吸気バルブが開き始める位置（定位置）で停止するように、噴射処理及び点火処理を停止する位置を逆算し、これに基づくタイミングで噴射処理及び点火処理を停止させる。そして、次回のエンジン１の始動時には、そのピストンを有する気筒から直ちに燃料噴射を開始して所定のエンジン制御を実行する。このため、エンジン１の始動時に気筒判別処理を行う必要がなくなり、エンジン１を適正な燃料噴射及び点火タイミングで簡易かつ迅速に始動させることができる。

また、本実施の形態においても、ピストンを定位置に正確に停止させるために、第１の
実施の形態と同様に、エンジン１が停止した後に必要に応じてクランク軸１６を強制的に回転させるようにしたが、ピストンが定位置に停止したときにはこれを行う必要はない。その場合、エンジン１を強制的に回すことがないため、ドライバに不快感を与えることもない。また、ピストンが計算通りに定位置に停止しなかったとしても、逆算の効果により定位置に近い位置で停止していることが想定され、ピストンを強制的に動かす時間を短くすることができる。このため、図５にも示されるようにスタータモータ２６の駆動時間が短くなり、バッテリ２５の省電力化を図ることができる。

なお、本実施の形態では、イグニッションスイッチ４４がオフにされたときのエンジン回転数に基づいてクランク軸１６の回転角度を算出したが、噴射処理及び点火処理の停止時点のエンジン回転数を算出又は推定し、そのエンジン回転数に基づいてクランク軸１６の回転角度を算出するようにしてもよい。

また、エンジンの駆動を停止させる手段としては、比較的応答性のよい点火制御のみに基づいて行うようにしてもよい。
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、気筒管理処理が異なる以外は、上記第１の実施の形態と同様である。このため、第１の実施の形態と同様の部分についてはその説明を省略し、必要に応じて適宜符号を引用して説明する。

図８は、ＥＣＵが実行する気筒管理処理及びそれに伴う制御の方法を表すタイミングチャートである。同図において、横軸は時間を表し、縦軸は上段からイグニッションスイッチ、メインリレー、主電源、噴射制御及び点火制御、回転角センサの出力信号、クラッチ、記憶処理動作の状態をそれぞれ表している。

本実施の形態では、エンジン１を停止するためにイグニッションスイッチ４４がオフにされた後、エンジン１（つまりクランク軸１６）が惰性（慣性）で回転している期間に、回転角センサ２２の出力信号を読み取ってＲＡＭの所定領域に記憶しておく。このとき、イグニッションスイッチ４４がオフにされた時点の各気筒の位置は分かっているため、この回転角センサ２２が出力した回転パルス数をカウントすることにより、所定の気筒におけるピストンの位置を把握することができる。

そして、そのピストンが吸気バルブが開き始める定位置に移動したこと（つまり、クランク軸のクランク角が所定位置に移動したこと）を検知すると、クラッチ４８をつなげてクランク軸１６の回転を強制的に停止させる。そして、次回のエンジン始動のために、どの気筒のピストンをどの位置に固定したかをバックアップＲＡＭ及びＥＥＰＲＯＭに記憶しておく。そして、記憶処理が完了するとメインリレー２７をオフにして主電源をオフにする。なお、クラッチ４８については、ピストンの位置ずれがないように、図示のように次回のイグニッションスイッチ４４のオンまでつないだままにしていてもよいし、定位置で停止させるだけであれば、破線で示したようにピストンの固定が完了したときにクラッチ４８を切るようにしてもよい。

そして、次回のエンジン始動においてイグニッションスイッチ４４がオンにされ、メインリレー２７がオンにされて主電源が供給されると、クラッチ４８を一旦切り、スタータモータ２６を駆動すると同時に、上記所定の気筒から直ちに燃料噴射を行って所定のエンジン制御を開始する。

次に、上述したエンジン制御の具体的な処理の流れについて説明する。図９は、ＥＣＵが実行するエンジン制御の処理の流れを表すフローチャートである。なお、同図では、エンジン停止時における気筒管理処理の部分についてのみが示されている。以下、この処理
の流れを、ステップ番号（以下「Ｓ」で表記する）を用いて説明する。

まず、イグニッションスイッチ４４がオフであるか否かを判断する（Ｓ３０１）。このとき、イグニッションスイッチ４４がオンであれば（Ｓ３０１：ＮＯ）、燃料噴射及び点火処理を継続する（Ｓ３０２）。

一方、Ｓ３０１において、イグニッションスイッチ４４がオフであると判断されると（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、燃料噴射及び点火処理を停止する（Ｓ３０３）。そして、この停止時点における所定の気筒のピストンの位置を把握した上で、回転角センサ２２からの出力信号である回転パルスをカウントし、ＲＡＭ上の所定領域に設定されたカウンタに更新していく（Ｓ３０４）。

そして、上記カウンタの値に基づき、ピストンが予め設定した定位置（吸気バルブが開き始める位置）に移動しているか否かを判断する（Ｓ３０５）。このとき、ピストンが定位置に移動していると判断すると（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、クラッチ４８をつないでクランク軸１６の回転を強制的に停止させ、エンジン１を固定する（Ｓ３０６）。

そして、そのピストンの停止位置をバックアップＲＡＭ及びＥＥＰＲＯＭに記憶して一連の処理を終了する（Ｓ３０７）。
以上に説明したように、本実施の形態のエンジン制御装置では、エンジン１の停止時に、所定の気筒のピストンが吸気バルブが開き始める位置（定位置）にくると、クラッチ４８をつないでクランク軸１６の回転を強制的に停止させる。そして、次回のエンジン１の始動時には、そのピストンを有する気筒から直ちに燃料噴射を開始して所定のエンジン制御を実行する。このため、エンジン１の始動時に気筒判別処理を行う必要がなくなり、エンジン１を適正な燃料噴射及び点火タイミングで簡易かつ迅速に始動させることができる。

なお、本実施の形態では、クランク軸１６の回転を強制的に停止させる手段としてクラッチ４８をつなぐ手段をとったが、それ以外のクランク軸１６との係合手段や装置によりクランク軸１６を停止させるようにしてもよい。

また、上記各実施の形態では、予め設定したピストンの停止位置（定位置）を吸気バルブが開き始める位置としたが、その定位置はこれに限られるものではない。すなわち、エンジン１の停止時にいずれかの気筒のピストンの停止位置が把握できていれば、煩雑な気筒判別処理を省略することができ、ピストンの定位置に対応したタイミングから直ちにエンジン１の制御を開始することができる。

さらに、上記においては述べなかったが、クラッチ４８をつなぐ係合制御を開始してから実際に係合されるまでの油圧制御等による遅れ時間を考慮して、クラッチ４８を係合状態にする制御を行うのが好ましい。すなわち、この遅れ時間とクラッチ４８の係合速度等を計算に入れてクラッチ４８の係合制御の開始タイミングを設定するようにするとよい。

第１の実施の形態のエンジン周辺の構成を表す概略構成図である。 ＥＣＵ及びその入出力を表すブロック図である。 ＥＣＵが実行する気筒管理処理及びそれに伴う制御の方法を表すタイミングチャートである。 ＥＣＵが実行するエンジン制御の処理の流れを表すフローチャートである。 第２の実施の形態のＥＣＵが実行する気筒管理処理及びそれに伴う制御の方法を表すタイミングチャートである。 気筒管理処理に用いる制御マップを表す説明図である。 ＥＣＵが実行するエンジン制御の処理の流れを表すフローチャートである。 第３の実施の形態のＥＣＵが実行する気筒管理処理及びそれに伴う制御の方法を表すタイミングチャートである。 ＥＣＵが実行するエンジン制御の処理の流れを表すフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ 吸気管
３ 排気管
１０ インジェクタ
１４ イグナイタ
１５ ピストン
１６ クランク軸
２１ カムポジションセンサ
２２ 回転角センサ
２５ バッテリ
２６ スタータモータ
２７ メインリレー
４８ クラッチ

Claims (11)

1. エンジンの始動を行う際に、前記エンジンの始動開始クランク位置を予め所定位置にしておくエンジン制御装置であって、
   前記エンジンの駆動制御を停止すると、前記エンジンのクランク軸が惰性回転の後に前記所定位置に停止するようなクランク位置を記憶するエンジン運転状態記憶手段と、
   前記エンジンの停止要求があった場合に、前記クランク軸が前記エンジン運転状態記憶手段に記憶されたクランク位置にあることを検出すると、前記エンジンの駆動制御を停止させるエンジン駆動制御停止手段と、
   を備えることを特徴とするエンジン制御装置。
2. 前記エンジン駆動制御停止手段が停止させる前記エンジンの駆動制御は、点火制御であることを特徴とする請求項１記載のエンジン制御装置。
3. 前記惰性回転により前記エンジンの気筒に設けられたピストンが移動する位置を予め算出し、その算出位置が前記所定位置に対応した定位置となるように逆算した前記ピストンの位置にて、前記エンジンの駆動制御を停止することを特徴とする請求項１記載のエンジン制御装置。
4. 前記クランク軸が前記惰性回転により回転する回転角度を算出し、前記クランク軸が前記所定位置に対応したクランク位置から前記回転角度を差し引いたクランク位置にきたときに、前記エンジンの駆動制御を停止することを特徴とする請求項１記載のエンジン制御装置。
5. エンジンの始動を行う際に、前記エンジンの始動開始クランク位置を予め所定位置にしておくエンジン制御装置であって、
   前記エンジンの停止要求があった場合に、前記エンジンと車輪との間に設けられたクラッチが非係合状態にあり、前記エンジンのクランク軸が前記所定位置付近にあることを検出すると、当該クラッチを係合状態に制御するクラッチ制御手段を備えることを特徴とするエンジン制御装置。
6. 前記クラッチ制御手段は、前記クラッチの係合制御を開始してから実際に係合されるまでの油圧制御による遅れ時間を考慮して、前記クラッチを係合状態にする制御を行うことを特徴とする請求項５記載のエンジン制御装置。
7. 前記クランク軸が停止した後、前記クランク軸が前記所定位置に対応した回転位置にくるまで、前記クランク軸を強制的に回転させるように制御することを特徴とする請求項１又は請求項５記載のエンジン制御装置。
8. 前記エンジンの次回の始動時まで、前記クランク軸を前記所定位置に固定するように制御することを特徴とする請求項１又は請求項５記載のエンジン制御装置。
9. 前記クランク軸に欠歯を有しない回転角センサを設置して、エンジン制御を行うことを特徴とする請求項１又は請求項５記載のエンジン制御装置。
10. エンジンの始動を行う際に、前記エンジンの始動開始クランク位置を予め所定位置にしておくエンジン制御方法であって、
    前記エンジンの駆動制御を停止すると、前記エンジンのクランク軸が惰性回転の後に前記所定位置に停止するようなクランク位置を記憶し、
    前記エンジンの停止要求があった場合に、前記クランク軸が前記記憶されたクランク位
    置にあることを検出すると、前記エンジンの駆動制御を停止させること、
    を特徴とするエンジン制御方法。
11. エンジンの始動を行う際に、前記エンジンの始動開始クランク位置を予め所定位置にしておくエンジン制御方法であって、
    前記エンジンの停止要求があった場合に、前記エンジンと車輪との間に設けられたクラッチが非係合状態にあり、前記エンジンのクランク軸が前記所定位置付近にあることを検出すると、当該クラッチを係合状態に制御することを特徴とするエンジン制御方法。
    

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