JP2006283652A - エンジン始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジン停止時後のエンジン再始動時に優れた始動性を確保しつつ、エンジン停止中の燃料の漏れを効果的に防止できるエンジンの燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 エンジン停止後の再始動時、予め気筒内に燃料を封入しているエンジン停止時に圧縮行程で停止する気筒に対し、点火制御を行うことによってエンジンの始動を行うエンジン始動制御装置であって、エンジン停止時に圧縮行程で停止する気筒に対して予め封入する燃料量を、該気筒におけるエンジン停止時のクランク位置に応じて変化させる燃料噴射手段を備える。
【選択図】 図６

Description

本発明は、エンジン（内燃機関）の燃料噴射制御装置に係り、特に、エンジン一時停止時後の再始動時におけるエンジン始動性を高めるために早期着火制御を行うエンジン始動制御装置に関する。

近年、環境にやさしい車作りの観点から、車両の一時停止時に、イグニッションスイッチの切替操作を介することなくエンジンを自動停止させるエコラン制御を行う車両が増えつつある。

かかるエコラン制御に関連した従来技術として、エンジン一時停止時後の再始動時におけるエンジン始動性を高めるため、エンジン停止がエコラン制御によるものであれば、エンジン冷却水温度に応じて圧縮比を高圧縮比化或いは低圧縮比化し、その後に、エンジンを停止させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術は、エンジン始動に先立って予め圧縮比を変更することで、エコラン停止後のエンジン再始動時に圧縮比を変更する必要を無くすものである。
特開２００４−２９３４１１公報

ところで、上述のようなエコラン制御を行う車両においては、エンジン一時停止時後の再始動時におけるエンジン始動性を高めるため、エンジン一時停止時に圧縮行程で停止する気筒に対して燃料を予め封入しておき、再始動時の同気筒の最初の膨張行程で封入しておいた燃料を燃やす早期着火制御を行うのが効果的である。

しかしながら、かかる早期着火制御を行うため、エンジン一時停止時に圧縮行程で停止する気筒内に対して、上述の如く燃料を予め封入しておくと、エンジン一時停止中に、気筒内の封入燃料がシリンダブロックとピストンとの間の僅かの隙間を介してコンロッド側の空間に漏れることがある。この燃料の漏れは、燃料を封入される気筒の燃焼室の容積が最も小さくなる圧縮状態で（即ち、ピストンが上死点付近の状態で）エンジンが一時停止した場合に顕著となる傾向にあり、かかる漏れが発生すると、オイル（シリンダブロック内のコンロッド側の空間に充填される潤滑油）の粘度が変化してしまうという問題が生ずる。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、エンジン一時停止時後のエンジン再始動時に優れた始動性を確保しつつ、エンジン一時停止中の燃料の漏れを効果的に防止できるエンジンの燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、エンジン停止後の再始動時、予め気筒内に燃料を封入しているエンジン停止時に圧縮行程で停止する気筒に対し、点火制御を行うことによってエンジンの始動を行うエンジン始動制御装置であって、エンジン停止時に圧縮行程で停止する気筒に対して予め封入する燃料量を、該気筒におけるエンジン停止時のクランク位置に応じて変化させる燃料噴射手段を備えることを特徴とするエンジン始動制御装置である。

上記エンジン粗銅制御装置において、クランク停止位置が上死点付近となる場合には、その他の場合に比べて、前記予め封入しておく燃料の量を低減する構成とすることができる。また、エンジン一時停止時に圧縮行程で停止する気筒におけるクランク停止位置を、少なくとも前記予め封入する燃料の噴射タイミングよりも前に推定するクランク停止位置推定手段を備える構成とすることができる。また、クランク停止位置推定手段は、エンジン一時停止直前のクランク角の変化率の減少態様に基づいて、前記クランク停止位置を推定する構成をすることができる。また、上記クランク停止位置推定手段は、推定時の現在車速と、推定時までのクランク角の変化率の減少態様とに基づいて、前記クランク停止位置を推定する構成とすることができる。また、上記クランク停止位置推定手段は、推定したクランク停止位置と、実際のクランク停止位置との偏差を算出して記憶しておき、次回以降に推定するクランク停止位置を、該偏差に基づいて補正する構成としてもよい。更に、上記クランク停止位置推定手段は、複数回の推定結果から得られる前記偏差の平均値に基づいて、前記推定したクランク停止位置を補正する構成とすることもできる。また、上記クランク停止位置推定手段は、推定時のエンジン負荷に基づいて、前記推定したクランク停止位置を補正することもできる。また、前記予め封入しておく燃料の量を、更に、空調装置のような補機の作動有無又はエンジン水温に応じて変化させる構成とすることもできる。また、前記予め封入しておく燃料の量は、補機が作動状態である場合には作動状態にない場合に比べて大きくされ、エンジン水温が低い場合には高い場合に比べて小さくされる構成であってもよい。

本発明はまた、エンジン停止後の再始動時、予め気筒内に燃料を封入しているエンジン停止時に圧縮行程で停止する気筒に対し、点火制御を行うことによってエンジンの始動を行うエンジン始動制御方法であって、エンジン停止時に圧縮行程で停止する気筒に対して予め封入する燃料量を、該気筒におけるエンジン停止時のクランク位置に応じて変化させることを特徴とするエンジン始動制御方法を含む。

以上の通り本発明によれば、エンジン停止時に圧縮行程で停止する気筒に対して予め封入しておく燃料の量を、該気筒におけるエンジン停止時のクランク停止位置の相違に応じて変化させることで、エンジン停止時後のエンジン再始動時に優れた始動性を確保しつつ、エンジン停止中の燃料の漏れを効果的に防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明の燃料噴射制御装置が適用される内燃機関１０の一実施例のシステム構成図を示す。図２は、クランク角センサプレート２４の一実施例を示す図である。

内燃機関１０は、電子制御ユニット１２（以下、エンジンＥＣＵ１２と称す）によって制御される。エンジンＥＣＵ１２は、マイクロコンピュータによって構成されており、例えば、制御プログラムを格納するＲＯＭ、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ、タイマ、カウンタ、入力インターフェイス、及び出力インターフェイス等を有する。

内燃機関１０は、シリンダブロック１４を備えている。シリンダブロック１４の壁中には、ウォータジャケット１６が形成されている。シリンダブロック１４の内部には、ピストン１８およびコンロッド２０が収納されている。コンロッド２０には、クランクシャフト２２が連結されている。

本例では内燃機関１０は、４気筒式の内燃機関であるとする。この場合、４つの気筒は、ピストン１８の移動位相に基づいて２つのグループに分類される。以下、♯１気筒および♯４気筒を第１グループと、♯２気筒と♯３気筒を第２グループと称す。内燃機関１０は、同一のグループに属するピストン１０が逆位相で移動するように構成されていると共に、異なるグループに属するピストン１８が、π／２の位相を異ならせて移動するように構成されている。また、内燃機関１０は、同一のグループに属する気筒において、互いに３６０°ＣＡの位相差を保って、吸気行程、圧縮行程、爆発（膨張）行程、および、排気行程が実行されるように構成されている。

クランクシャフト２２には、クランク角センサプレート２４（図２参照）が固定されている。クランク角センサプレート２４の外周には、図２に示すように、歯部２６と欠歯部２８とが形成されている。歯部２６には、所定間隔毎に複数の歯３０が形成されている。一方、欠歯部２８には、所定長に渡って歯３０が形成されていない。

クランク角センサプレート２４の近傍には、図１に示すように、その外周面と対向する位置に、ピックアップセンサ３２が配設されている。クランク角センサプレート２４が回転すると、クランク角センサプレート２４の歯３０がピックアップセンサ３２に繰り返し近接し、離間する。ピックアップセンサ３２は、歯３０の近接・離間に合わせてパルス信号を出力する。以下、クランク角センサプレート２４とピックアップセンサ３２とを合わせてクランク角センサ３４と称す。エンジンＥＣＵ１２は、クランク角センサ３４の出力信号に基づいて内燃機関１０の回転数（以下、機関回転数ＮＥと称す）を検出する。

図３は、クランク角センサ３４の出力するクランク角信号、及び、後述するカムポジションセンサ６２の出力する出力信号（Ｇ信号）を示す図である。

クランク角センサ３４は、ピックアップセンサ３２が歯部２６と対向している場合には、クランクシャフト２２が１０°ＣＡ回転する毎に１つのパルス信号（１０°ＣＡ信号）を出力する（図３参照）。以下、この信号をクランク角信号と称す。また、クランク角センサ３４は、ピックアップセンサ３２が欠歯部２８と対向する前後では、クランク角信号が出力された後、クランクシャフト２２が３０°ＣＡ回転した時点で新たなパルス信号を出力する。以下、この信号を欠歯信号と称す。クランク角センサ３４は、クランク角が、♯１気筒のピストン１８または♯４気筒のピストン１８が上死点（ＴＤＣ）に到達する以前２１０°（以下、このクランク角を２１０°ＢＴＤＣと称す）に到達した時点で欠歯信号を出力するように構成されている。

シリンダブロック１４の壁面には、水温センサ３６が配設されている。水温センサ３６は、ウォータジャケット１６の内部を流れる冷却水の温度に応じた電気信号を出力する。水温センサ３６の出力信号はエンジンＥＣＵ１２に供給されている。エンジンＥＣＵ１２は、水温センサ３６の出力信号に基づいて、冷却水温ＴＨＷを検出する。

シリンダブロック１４の上部には、シリンダヘッド３８が固定されている。シリンダヘッド３８とピストン１８との間には、燃焼室４０が形成されている。シリンダヘッド３８には、燃焼室４０に連通する吸気ポートおよび排気ポートが形成されている。また、シリンダヘッド３８には、吸気ポートを開閉する吸気弁４６、排気ポートを開閉する排気弁４８、および、その先端部を燃焼室４０に露出させた点火プラグ５０が組み込まれている。

点火プラグ５０には、イグナイタ５２が接続されている。また、イグナイタ５２には、エンジンＥＣＵ１２が接続されている。エンジンＥＣＵ１２は、何れかの気筒で点火を行うべき時期に、イグナイタ５２に対して点火信号を供給する。イグナイタ５２は、エンジンＥＣＵ１２から点火信号が供給される時期と同期して、所定気筒の点火プラグ５０に高圧の点火信号を供給する。

シリンダヘッド３８の内部には、吸気弁４６を駆動するためのカムシャフト５４、および、排気弁４８を駆動するためのカムシャフト５６が配設されている。カムシャフト５４，５６は、図示しないタイミングベルトを介してクランクシャフト２２と連結されており、クランクシャフト２２の１／２の回転速度で回転する。カムシャフト５４，５６には、各気筒の吸気弁４６および排気弁４８を適当なタイミングで開閉させるためのカムが形成されている。各気筒の吸気弁４６および排気弁４８は、カムシャフト５４，５６が１回転する毎に、すなわち、内燃機関１０のクランク角が７２０°変化する毎に１回の開閉動作を行う。

排気弁４８を駆動するカムシャフト５６には、ピックアップセンサ６０が配設されている。カムポジションセンサ６０は、図３に示すように、カムシャフト５６が１回転する毎に１つのパルス信号を出力すると共に、気筒確定用のパルス信号を出力する。カムポジションセンサ６２の出力信号は、エンジンＥＣＵ１２に供給されている。エンジンＥＣＵ１２は、カムポジションセンサ６２の出力信号（Ｇ信号）、および、クランク角センサ３４の出力信号（１０°ＣＡ信号）に基づいて、内燃機関１０のクランク角を検出する。

内燃機関１０の吸気ポートには、吸気マニホールド６４が連通している。吸気マニホールド６４には、インジェクタ６６が配設されている。インジェクタ６６には、図示しない燃料パイプを介して燃料が供給されている。インジェクタ６６は、エンジンＥＣＵ１２から駆動信号が供給される期間だけ開弁状態となり吸気ポート６４に燃料を噴射する。

吸気マニホールド６４は、吸気管７０に連通している。吸気管７０の内部には、アクセルペダルと連動して作動するスロットルバルブ７２が配設されている。スロットルバルブ７２の近傍には、スロットルバルブ７２の開度に応じた電気信号を出力するスロットルセンサ７４が配設されている。

吸気管７０には、エアフロメータ７６が設けられる。エアフロメータ７６は、エアフィルタ７９を通過して、その内部を流通する空気の質量重量に応じた電気信号を出力する。図示のエアフロメータ７６は、ホットワイヤ式のエアフロメータであり、吸気管７０を流通する空気の温度を検出する吸気温センサ６９を内蔵する。吸気温センサ６９の出力信号はエンジンＥＣＵ１２に供給されている。エンジンＥＣＵ１２は、吸気温センサ６９の出力信号に基づいて、内燃機関１０に吸入される空気の温度、すなわち、吸気温ＴＨＡを検出する。

内燃機関１０の排気ポートには、排気マニホールド７８が連通している。排気マニホールド７８には、Ｏ２センサ８０が配設されている。Ｏ２センサ８０は、排気マニホールド７８の内部を流通する排気ガス中の酸素濃度に応じた電気信号を出力する。

エンジンＥＣＵ１２には、図１に示すように、車速センサ、エアコンスイッチ、イグニションスイッチや、その他、アクセル開度センサ（アクセルポジションセンサ）、シフトポジションセンサ、ブレーキストロークセンサ（ブレーキ踏力センサ、マスタシリンダ圧センサ）、及び、ステアリングセンサ等が接続される。

上述の如く、エンジンＥＣＵ１２は、カムポジションセンサ６２の出力信号、および、クランク角センサ３４の出力信号に基づいて内燃機関１０のクランク角を検出する。また、エンジンＥＣＵ１２は、内燃機関１０のクランク角に基づいて、♯１気筒〜♯４気筒に対して燃料を噴射する時期を制御する。

図４は、４気筒式の内燃機関に対して実施される同期噴射制御（独立噴射）のタイミングチャートを示す。エンジンＥＣＵ１２は、クランク角センサ３４からクランク角が１０°変化する毎に出力される図３に示すようなクランク角信号（１０°ＣＡ信号）を分周して、欠歯信号と同様に、クランク角が３０°変化する毎に発生する信号を生成する。以下、この信号と欠歯信号とを総称して３０°ＣＡ信号と称す（図４参照）。本実施例において、内燃機関１０の燃料噴射時期の制御は、この３０°ＣＡ信号に基づいて実行される。

上述の如く、クランク角センサ３４は、クランク角が２１０°ＢＴＤＣに到達した時点で欠歯信号を出力する。従って、エンジンＥＣＵ１２は、クランク角センサ３４から欠歯信号が供給された時点で、クランク角が２１０°ＢＴＤＣに到達していると判断することができる。そして、エンジンＥＣＵ１２は、欠歯信号が検出された後、７つの３０°ＣＡ信号が検出された時点で、クランク角が、♯１気筒又は♯４気筒のピストン１８を上死点ＴＤＣに到達させる角度に達したと判断することができる。

尚、以下の記載においては、クランク角が２１０°ＢＴＤＣに到達する時点で検出される３０°ＣＡ信号（すなわち、欠歯信号）、および、♯１気筒又は♯４気筒のピストン１８がＴＤＣに到達する時点で検出される３０°ＣＡ信号を、図４に示す如く、それぞれ、「２１０°ＢＴＤＣ信号」および「３６０°ＣＡ信号」と称す。

カムポジションセンサ６２は、上述の如く、クランク角が７２０°変化する毎に２回のパルス信号（及び気筒確定用のパルス信号）を出力する。カムポジションセンサ６２は、その２回のパルス信号を、図４に示す如く、実質的に３６０°ＣＡ信号が出力される時期と同期して出力する。

内燃機関１０は、♯４気筒又は♯１気筒のピストン１８が圧縮行程を実行しつつＴＤＣに到達した時点、すなわち、♯１気筒又は♯４気筒のピストン１８が吸気行程を開始しつつＴＤＣに到達した時点から、１５０°ＣＡ回転した後の１２０°ＣＡの幅でＧ検出区間（図４参照）を有する。内燃機関１０は、♯４気筒のピストン１８が圧縮行程を実行しつつＴＤＣに到達した場合に、当該Ｇ検出区間内でカムポジションセンサ６２から気筒確定用のパルス信号が出力されるように構成されている。従って、内燃機関１０においては、３６０°ＣＡ信号とカムポジションセンサ６２のパルス信号とがほぼ同時に検出され、Ｇ検出区間内に気筒確定用のパルス信号が検出された場合には、当該３６０°ＣＡ信号出力時に、♯４気筒のピストン１８が圧縮行程におけるＴＤＣ（以下、「圧縮ＴＤＣ」という）に到達していたこと、及び、♯１気筒のピストン１８が吸気行程におけるＴＤＣ（以下、「吸気ＴＤＣ」という）に到達していたことを確定することができる。また、逆に、３６０°ＣＡ信号とカムポジションセンサ６２のパルス信号とがほぼ同時に検出され、Ｇ検出区間内に気筒確定用のパルス信号が検出されない場合には、当該３６０°ＣＡ信号出力時に、♯１気筒のピストン１８が圧縮行程における圧縮ＴＤＣに到達していたこと、及び、♯４気筒のピストン１８が吸気行程における吸気ＴＤＣに到達していたことを確定することができる。尚、この確定処理は、♯１気筒又は♯４気筒がＴＤＣに到達したときの（３６０°ＣＡ信号出力時の）カウンタクランク値（図４参照）による気筒判別に対する念押し的な処理である。

内燃機関１０が備える４つの気筒では、所定の順序で、クランク角が１π／２変化する毎に、順次同一の行程が実行される。具体的には、例えば、♯１気筒で吸気行程が開始されると、その後、クランク角が１π／２だけ変化する毎に、順次♯３→♯４→♯２→♯１の順で吸気行程が開始される。このため、♯１気筒のピストン１８、または、♯４気筒のピストンがＴＤＣに位置することが検出できれば、その時点で他の気筒が如何なる状態にあるか、および、その後クランク角の変化に伴って他の気筒の状態がどのように変化するかを正確に把握することが可能である。

次に、図５以降を参照して、上述のような内燃機関１０のエコラン一時停止時において実行される燃料噴射制御の特徴的な構成について説明する。

前提として、本実施例のエンジンＥＣＵ１２は、アクセルポジションセンサ、ブレーキポジションセンサや車速センサおよびシフトポジションセンサからのセンサ出力に基づき所定の一時停止状態（例えば、信号待ちや踏切停止等）を検出し、所定の一時停止状態が検出された場合、イグニッションスイッチの切替操作を介することなく内燃機関１０を自動的に一時停止させるいわゆるエコラン制御を行う。このエコラン制御では、エンジンＥＣＵ１２は、エンジン自動停止後のシフト操作やアクセル操作をシフトポジションセンサやアクセルポジションセンサからのセンサ信号で受けると、内燃機関１０を再始動させる。

本実施例のエンジンＥＣＵ１２は、かかるエコラン制御に対して早期着火制御を行う。即ち、内燃機関１０の一時停止後の再始動時における始動性を高めるため、内燃機関１０の一時停止時に圧縮行程で停止する気筒に対して燃料を予め封入しておき、内燃機関１０の再始動時の同気筒の最初の膨張行程で、封入しておいた燃料を燃やす（点火制御を行う）早期着火制御を行う。

図５は、本実施例のエンジンＥＣＵ１２により実行される早期着火制御の一例を示すタイミングチャートを示す。

図中、上段は、エコラン制御における各モード（エコラン停止要求、エコラン停止中、エコラン再始動要求、通常作動）の変化態様を示す。即ち、エンジンＥＣＵ１２は、エコラン停止要求（エコランによるエンジン停止要求）があると判定すると（即ち、所定の一時停止状態を検出すると）、内燃機関１０を自動的に一時停止させ（燃料噴射・点火を停止する）、この結果、図中、中段に示すように、機関回転数ＮＥが下降していく。また、エンジンＥＣＵ１２は、エコラン停止要求があると判定すると、１０°ＣＡ信号の入力処理を開始する。この入力処理は、図５に示すように、再始動後の通常作動状態に移行するまで継続され、この間、エンジンＥＣＵ１２は、内燃機関１０の停止が介入するにも拘らず、全ての気筒の状態を継続して把握することができる。

エンジンＥＣＵ１２は、機関回転数ＮＥが下降していく過程で、内燃機関１０が最終的に停止する時（機関回転数ＮＥがゼロになる時）に圧縮行程となる気筒（以下、「停止時圧縮行程気筒」という）を判別する。そして、エンジンＥＣＵ１２は、停止時圧縮行程気筒に対して、上述の早期着火制御のために、所定の噴射タイミング（例えば、図中、星マークで指示した１山目）にて、燃料事前封入のための燃料噴射（以下、これを「事前封入燃料噴射」という）を行う。尚、１山目噴射とは、吸気行程における１つ目の１０°ＣＡ信号の出力時に燃料を噴射することを言う。

その後、エコラン再始動要求が検出されると、エンジンＥＣＵ１２は、再始動時に吸気行程となる気筒に対して噴射を行い（図中、２山目噴射）、全ての気筒において１回ずつ吸気行程が実行された後に、クランク角と同期して、全気筒のそれぞれに所定の順序で燃料を噴射・点火を実施する（図中、通常同期噴射）。また、上述の停止時圧縮行程気筒に対しては、エンジンＥＣＵ１２は、上述の如く事前封入した燃料を燃やすため、その停止位置と１０°ＣＡ信号に基づいて初回点火を実施する（図中、初回点火）。２及び３着火目の燃焼は、ノッキングやドライバビリティ（運転・操縦性）に与える影響が大きいので点火時期が変更される。その後、トルクダウンを考慮してドライバビリティ向上のため点火時期を遅らせ（遅角させ）、通常制御に移行していく。

図６は、上述の事前封入燃料噴射を実施するためエンジンＥＣＵ１２により実現される処理を示すフローチャートである。尚、図６に示す処理は、エンジン始動要求が検出された際に実行されるものであるが、運転者の停止意図に基づくエンジン停止要求に対しては実行されない。この種のエンジン停止要求は、イグニッションスイッチのＯＦＦ信号で直接的に判別できるので、エコラン制御による停止要求と運転者の停止意図に基づく停止要求は、容易に区別できる。

エコラン停止要求が検出されると、以後、エンジンＥＣＵ１２は、１０°ＣＡ信号に基づいて３０°ＣＡ信号の出力間隔ｅｔ３０（３０°ＣＡ時間）を監視し（ステップ１００）、１０°ＣＡ信号の出力周期に同期して、ｅｔ３０の変化量Δｅｔ３０（例えば、（１０°ＣＡ信号の出力周期（ｋ＝１、２、…．）毎のｅｔ３０の変化量Δｅｔ３０）＝ｅｔ３０（ｋ）−ｅｔ３０（ｋ−１））を算出する（ステップ１１０）と共に、変化量Δｅｔ３０が所定の停止判定時間ＴＥＩＳＩよりも大きいか否かが判定される（ステップ１２０）。

ステップ１２０において変化量Δｅｔ３０が所定の停止判定時間ＴＥＩＳＩよりも小さいと判定された場合、エンジンＥＣＵ１２は、今回周期以後カムシャフト５６が１回転するまでには、内燃機関１０が最終的に停止しないと判断して、ステップ１５０の処理に進む。

一方、ステップ１２０において変化量Δｅｔ３０が所定の停止判定時間ＴＥＩＳＩよりも大きいと判定された場合、エンジンＥＣＵ１２は、今回周期以後カムシャフト５６が１回転するまでに、内燃機関１０が最終的に停止すると判断して、ステップ１３０の処理に進む。

ステップ１３０では、エンジンＥＣＵ１２は、４つの気筒のうち停止時圧縮行程気筒となるのはどれかを判断し、更に、内燃機関１０が最終的に停止する時の停止時圧縮行程気筒におけるクランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰを推定する。尚、このクランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰは、以下詳説する如く、停止時圧縮行程気筒に対して実施される事前封入燃料噴射時の燃料噴射量（以下、「事前封入量ＴＡＵＳＴＡ」という）を決定するパラメータとして用いられるため、当該事前封入燃料噴射を行うタイミング（図５の例では、星マークで指示した噴射タイミング）までに推定される必要がある。

本ステップ１３０において、エンジンＥＣＵ１２は、内燃機関１０の一時停止直前のクランク角の変化率（角速度）の減少態様（噴射タイミング直前までのクランク角の変化率の減少態様）に基づいて、クランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰを推定する。例えば、クランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰは、ｅｔ３０の変化量Δｅｔ３０に応じて決定されてよい。

図７は、クランク移動角度ΔＣＲＮＫＳＴＰと３０°ＣＡ時間の変化率（Δｅｔ３０）との対応関係を示すマップである。クランク移動角度ΔＣＲＮＫＳＴＰとは、推定時現在のクランク角度から、内燃機関１０が最終的に停止するまでに、移動するクランク角度をいう。従って、クランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰは、現在のクランク角度＋クランク移動角度ΔＣＲＮＫＳＴＰにより導出される。

図７に示すように、クランク移動角度ΔＣＲＮＫＳＴＰは、クランク角の変化速度、即ち３０°ＣＡ時間の変化率の増加と共に増加する。尚、このマップの特性は、主にシリンダブロック１４の壁に対するピストン１８の摩擦特性等に依存して変化するものであり、基準となるマップ特性は例えば試験やＣＡＥ解析により予め導出しておくことが望ましい。

また、このマップの特性（即ち、クランク移動角度ΔＣＲＮＫＳＴＰとΔｅｔ３０との対応関係）は、好ましくは、図８に示すように、エンジン水温に応じて変化される。即ち、エンジン水温が低い場合、その分だけ潤滑油の粘性が高いためにフリクションが大きくなり、慣性によるクランクシャフト２２の回転量が小さくなる。このため、エンジンＥＣＵ１２は、水温センサ３６の出力信号（冷却水温ＴＨＷ）に基づいて、例えばエンジン水温が低く場合には図中破線にて示した特性を有するマップを用いて、クランク移動角度ΔＣＲＮＫＳＴＰ及びそれに基づくクランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰを推定する。

同様に、好ましくは、図９に示すように、このマップの特性（即ち、クランク移動角度ΔＣＲＮＫＳＴＰとΔｅｔ３０との対応関係）は、補機の作動状態に応じて変化される。即ち、エアコン（空調システム）が作動状態にあるときは負荷による抵抗が大きくなり、慣性によるクランクシャフト２２の回転量が小さくなる。このため、エンジンＥＣＵ１２は、例えばエアコンスイッチがＯＮ状態の場合にはＯＦＦ状態の場合に比べて小さいクランク移動角度ΔＣＲＮＫＳＴＰが決定される図中破線にて示した特性マップを用いて、クランク移動角度ΔＣＲＮＫＳＴＰ及びそれに基づくクランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰを推定する。尚、エアコン以外の補機の作動状態や、エアコンのより詳細な作動状態（例えば、ブロア風量及びエアミックスドアの開度等）、補機全体の総負荷量に応じて、よりきめ細かく特性が可変されてもよい。

図７に戻る。ステップ１４０では、エンジンＥＣＵ１２は、上述の如く推定したクランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰに基づいて、停止時圧縮行程気筒に対して実施される事前封入燃料噴射時の燃料噴射量（事前封入量ＴＡＵＳＴＡ）を決定する。

図１０は、事前封入量ＴＡＵＳＴＡとクランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰとの対応関係を示すマップである。図１０に示すマップでは、事前封入量ＴＡＵＳＴＡは、クランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰが大であるほど（即ちＢＤＣ（下死点）に近いほど）大となり、クランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰが小であるほど（即ちＴＤＣに近いほど）小となるように決定される。

図７に戻る。ステップ１５０では、エンジンＥＣＵ１２は、停止時圧縮行程気筒に対して、上記ステップ１４０で決定した事前封入量ＴＡＵＳＴＡだけ、所定の噴射タイミング（例えば、図５に示す停止時圧縮行程気筒の吸気行程の１山目非同期噴射）にて噴射する。尚、事前封入量ＴＡＵＳＴＡの調整は、噴射時間の長さ（即ち、エンジンＥＣＵ１２からインジェクタ６６に駆動信号が供給される期間）を変化させることで実現されてよい。上記ステップ１３０及び１４０を経由しないステップ１５０では、エンジンＥＣＵ１２は、通常通りの同期噴射処理を実行することになる。

ところで、図１１（Ａ）に模式的に示すように、上述の如く内燃機関１０の一時停止直前に事前封入燃料噴射を行う構成では、図１１（Ｂ）で矢印にて模式的に示すように、内燃機関１０の一時停止中に、停止時圧縮行程気筒の事前封入燃料がシリンダブロック１４の壁面とピストン１８との間の僅かの隙間を介してコンロッド側の空間に漏れる場合がある。この燃料の漏れ傾向は、停止時圧縮行程気筒の燃焼室４０の容積が最も小さくなる圧縮状態で（即ち、ピストン１８がＴＤＣ付近の状態で）エンジンが一時停止した場合に顕著であり、かかる漏れが発生すると、オイル（シリンダブロック内のコンロッド側の空間に充填される潤滑油）の粘度が変化してしまうという不都合が生ずる。

これに対して、本実施例によれば、上述の如く、事前封入量ＴＡＵＳＴＡはクランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰに応じて可変され、ピストン１８がＴＤＣに近づくほど小さくされるので、事前封入燃料噴射後にピストン１８がＴＤＣ付近の状態で停止した場合であっても、図１１（Ｂ）に示すような事前封入燃料の漏れを効果的の防止することができる。尚、同様の観点から、事前封入量ＴＡＵＳＴＡは、クランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰがＴＤＣに対応するときはゼロにされてもよい（即ち、事前封入燃料噴射が禁止されてもよい）。また、クランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰが所定以上ＢＤＣに近い場合には、通常通りの事前封入量ＴＡＵＳＴＡが決定されることとしてもよい。

尚、本実施例において、エンジンＥＣＵ１２は、好ましくは、上述の如く推定したクランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰと、実際のクランク停止位置との偏差に基づいて、次回以降のクランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰの推定方法を補正する（即ち、実際のクランク停止位置との比較によりクランク停止位置の推定方法を学習する機能を持つ）。例えば、エンジンＥＣＵ１２は、今回推定したクランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰから、前回推定時に得た偏差を差し引くことで補正を行うことしてもよい。或いは、複数回の推定時に導出された偏差に基づいて、その偏差の平均値を導出し、今回推定したクランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰから、当該偏差の平均値を差し引くことで補正を行うことしてもよい。この場合、補正は、実際値との誤差を生む他の要因（例えばエンジン水温や補機の作動状態）を考慮して実現されてもよい。尚、かかる学習・補正に必要な情報（上述の偏差等）は、取得した際にエンジンＥＣＵ１２のメモリに記憶しておく。

次に、図１２以降を参照して、本実施例にて採用されてよいその他のクランク停止位置推定方法及び事前封入量算出方法について説明する。

図１２は、クランク移動角度ΔＣＲＮＫＳＴＰと、車速及び３０°ＣＡ時間の変化率（Δｅｔ３０）との対応関係を示す３次元マップである。図１２に示すように、クランク移動角度ΔＣＲＮＫＳＴＰは、車速の増加、及び、３０°ＣＡ時間の変化率の増加と共に増加するように決定されてもよい。この場合、車速は、推定時点の現在車速（車速センサの出力信号に基づく車速）であってよい。このように内燃機関１０の一時停止直前の車速を考慮することで、より精度良くクランク移動角度ΔＣＲＮＫＳＴＰ及びそれに基づくクランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰを推定することができる。

図１３は、補機の作動状態に応じて変化される、事前封入量ＴＡＵＳＴＡとクランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰとの対応関係を示すマップである。エンジンＥＣＵ１２は、図１３に示すように、補機の作動状態に応じて事前封入量ＴＡＵＳＴＡを変化させてもよい。即ち、エアコン（空調システム）が作動状態にあるときは、層でないときに比べて再始動時により大きな駆動トルクが必要とされる。このため、エンジンＥＣＵ１２は、例えばエアコンスイッチがＯＮ状態の場合（負荷信号がある場合）にはエアコンスイッチがＯＦＦ状態の場合（負荷信号が無い場合）に比べて大きな事前封入量ＴＡＵＳＴＡが決定される図中破線にて示した特性マップを用いて、事前封入量ＴＡＵＳＴＡを決定する。尚、エアコン以外の補機の作動状態や、エアコンのより詳細な作動状態（例えば、ブロア風量及びエアミックスドアの開度等）、補機全体の総負荷量に応じて、よりきめ細かく特性が可変とされてもよい。

同様に、エンジン水温が低いときは燃料が液化しやすく、その分だけ上述の漏れが生じやすくなることを考慮して、エンジンＥＣＵ１２は、エンジン水温が低いときは事前封入量ＴＡＵＳＴＡが少なくなるように、水温センサ３６の出力信号（冷却水温ＴＨＷ）に基づいて事前封入量ＴＡＵＳＴＡを補正してもよい。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例では、クランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰを、内燃機関１０の一時停止直前のクランク角の変化率（角速度）の減少態様（角減速度）等に基づいて推定し、当該推定したクランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰに基づいて事前封入量ＴＡＵＳＴＡを決定する、といった具合に、２段階で事前封入量ＴＡＵＳＴＡを算出しているが、実際のシステム上では、事前封入量ＴＡＵＳＴＡは、燃機関１０の一時停止直前のクランク角の変化率の減少態様等に基づいて直接的に導出することもできる。

また、上述した実施例では、事前封入燃料噴射を１山目非同期噴射にて実現しているが、事前封入燃料噴射は、停止時圧縮行程気筒の吸入行程内の他の如何なる噴射タイミングで実現することも可能であり、また、停止時圧縮行程気筒の一時停止直前の吸入行程前のタイミングで実現することも可能である。

また、上述した実施例では、４気筒の内燃機関１０を例に説明しているが、当然に他の形式（例えば６気筒の内燃機関）に対しても適用可能である。

なお、本発明が適用できるエコランとして、車両の一時停止を挙げているが、ハイブリッド車両において走行中にエンジンを停止させる場合にも適用できる。また、エンジン停止時の停止クランク位置と、圧縮行程の気筒の検出は、順序的にどちらが先であっても構わない。更に、実施例では、ポート式噴射方式のエンジンで説明したが、直噴方式のエンジンで、圧縮行程のエンジン停止時に燃料を噴射しておく場合にも適用できる。

本発明の燃料噴射制御装置が適用される内燃機関１０の一実施例のシステム構成図である。 クランク角センサプレート２４の一例を示す図である。 カムポジションセンサ６２の出力信号の変化、および、クランク角センサ３４の出力信号の変化を示す図である。 ４気筒式の内燃機関に対する同期噴射制御（独立噴射）のタイミングチャートを示す図である。 本実施例のエンジンＥＣＵ１２により実行される早期着火制御の一例を示すタイミングチャートを示す。 事前封入燃料噴射を実施するためエンジンＥＣＵ１２により実現される処理を示すフローチャートである。 クランク移動角度ΔＣＲＮＫＳＴＰと３０°ＣＡ時間の変化率（Δｅｔ３０）との対応関係を示すマップである。 エンジン水温に応じて変化される、クランク移動角度ΔＣＲＮＫＳＴＰと３０°ＣＡ時間の変化率（Δｅｔ３０）との対応関係を示すマップである。 補機の作動状態に応じて変化される、クランク移動角度ΔＣＲＮＫＳＴＰと３０°ＣＡ時間の変化率（Δｅｔ３０）との対応関係を示すマップである。 事前封入量ＴＡＵＳＴＡとクランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰとの対応関係を示すマップである。 停止時圧縮行程気筒の事前封入燃料が漏れる態様を模式的に示す説明図である。 クランク移動角度ΔＣＲＮＫＳＴＰと、車速及び３０°ＣＡ時間の変化率（Δｅｔ３０）との対応関係を示す３次元マップである。 補機の作動状態に応じて変化される、事前封入量ＴＡＵＳＴＡとクランク停止位置ＣＲＮＫＳＴＰとの対応関係を示すマップである。

符号の説明

１０ 内燃機関
１２ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１４ シリンダブロック
１６ ウォータジャケット
１８ ピストン
２０ コンロッド
２２ クランクシャフト
２４ クランク角センサプレート
２６ 歯部
２８ 欠歯部
３４ クランク角センサ
３６ 水温センサ
３８ シリンダヘッド
４０ 燃焼室
４６ 吸気弁
４８ 排気弁
５０ 点火プラグ
５２ イグナイタ
５４，５６ カムシャフト
６０ ピックアップセンサ
６２ カムポジションセンサ
６４ 吸気マニホールド
６６ インジェクタ
６９ 吸気温センサ
７０ 吸気管
７２ スロットルバルブ
７４ スロットルセンサ
７６ エアフロメータ
７８ 排気マニホールド
７９ エアフィルタ
８０ Ｏ２センサ

Claims (11)

1. エンジン停止後の再始動時、予め気筒内に燃料を封入しているエンジン停止時に圧縮行程で停止する気筒に対し、点火制御を行うことによってエンジンの始動を行うエンジン始動制御装置であって、
   エンジン停止時に圧縮行程で停止する気筒に対して予め封入する燃料量を、該気筒におけるエンジン停止時のクランク位置に応じて変化させる燃料噴射手段を備えることを特徴とするエンジン始動制御装置。
2. クランク停止位置が上死点付近となる場合には、その他の場合に比べて、前記予め封入しておく燃料の量を低減することを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動制御装置。
3. エンジン一時停止時に圧縮行程で停止する気筒におけるクランク停止位置を、少なくとも前記予め封入する燃料の噴射タイミングよりも前に推定するクランク停止位置推定手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動制御装置。
4. クランク停止位置推定手段は、エンジン一時停止直前のクランク角の変化率の減少態様に基づいて、前記クランク停止位置を推定することを特徴とする請求項３に記載のエンジン始動制御装置。
5. クランク停止位置推定手段は、推定時の現在車速と、推定時までのクランク角の変化率の減少態様とに基づいて、前記クランク停止位置を推定することを特徴とする請求項３に記載のエンジン始動制御装置。
6. クランク停止位置推定手段は、推定したクランク停止位置と、実際のクランク停止位置との偏差を算出して記憶しておき、次回以降に推定するクランク停止位置を、該偏差に基づいて補正することを特徴とする請求項３に記載のエンジン始動制御装置。
7. クランク停止位置推定手段は、複数回の推定結果から得られる前記偏差の平均値に基づいて、前記推定したクランク停止位置を補正することを特徴とする請求項６に記載のエンジン始動制御装置。
8. クランク停止位置推定手段は、推定時のエンジン負荷に基づいて、前記推定したクランク停止位置を補正することを特徴とする請求項６に記載のエンジン始動制御装置。
9. 前記予め封入しておく燃料の量を、更に、空調装置のような補機の作動有無又はエンジン水温に応じて変化させることを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動制御装置。
10. 前記予め封入しておく燃料の量は、補機が作動状態である場合には作動状態にない場合に比べて大きくされ、エンジン水温が低い場合には高い場合に比べて小さくされることを特徴とする請求項９に記載のエンジン始動制御装置。
11. エンジン停止後の再始動時、予め気筒内に燃料を封入しているエンジン停止時に圧縮行程で停止する気筒に対し、点火制御を行うことによってエンジンの始動を行うエンジン始動制御方法であって、
    エンジン停止時に圧縮行程で停止する気筒に対して予め封入する燃料量を、該気筒におけるエンジン停止時のクランク位置に応じて変化させることを特徴とするエンジン始動制御方法。

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