JP2007092548A - 内燃機関の停止制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機関停止時に気筒内に燃料が供給されてもクランク軸を目標停止範囲内に精度良く停止させることが可能な内燃機関の停止制御装置を提供する。
【解決手段】所定の機関停止条件が満たされ、かつエンジン１Ａの回転数が機関停止時にクランク軸１３を停止させる目標停止範囲に基づいて設定された判定回転数範囲内であると判断した場合にＥＣＵ１００によって以降のエンジン１Ａの燃焼を停止させる内燃機関の停止制御装置において、ＥＣＵ１００は、所定の機関停止条件が満たされ、かつエンジン１Ａの回転数が判定回転数範囲内であると判断した場合、以降のエンジン１Ａの気筒２でトルクが発生しないように気筒２内の空燃比及び点火コイル１６に蓄積されるエネルギ量を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の停止制御装置に関する。

所定のエンジン停止条件が成立したときに自動的に燃料供給を停止してエンジンを停止させるエンジンの始動装置において、この燃料供給の停止はエンジン回転数が所定の燃料供給停止許容回転数域内にあると判定されたときに行われ、さらにこの判定前に燃料の噴射がなされ、かつこの判定後に点火時期を迎える気筒では、点火タイミングを遅らせる、すなわち点火タイミングをリタードさせる始動装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。

特開２００４−２９３４４４号公報 特開２００４−２６３５６６号公報

燃料供給の停止を判定する前に燃料が供給された気筒の燃料混合気は、リタードさせた点火タイミングにおいて点火が行われるので、この点火にて発生したトルクの影響によりクランク軸の停止位置がばらつくおそれがある。

そこで、本発明は、機関停止時に気筒内に燃料が供給されてもクランク軸を目標停止範囲内に精度良く停止させることが可能な内燃機関の停止制御装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の内燃機関の停止制御装置は、所定の機関停止条件が満たされ、かつ内燃機関の回転数が前記内燃機関の停止時にクランク軸を停止させる目標停止範囲に基づいて設定された判定回転数範囲内であると判断した場合に以降の前記内燃機関の燃焼を停止させる運転制御手段を備えた内燃機関の停止制御装置において、前記所定の機関停止条件が満たされ、かつ前記内燃機関の回転数が前記判定回転数範囲内であると判断した場合、以降の前記内燃機関の気筒でトルクが発生しないように前記内燃機関の燃焼状態に影響する燃焼制御パラメータの値を制御する燃焼制御手段を備えていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

本発明の第１の停止制御装置によれば、内燃機関を停止させるときに気筒でトルクが発生しないように燃焼制御パラメータの値が制御される。そのため、クランク軸を目標停止範囲内に精度良く停止させることができる。

本発明の第１の停止制御装置の一形態において、前記内燃機関は、前記内燃機関の気筒に燃料を供給する燃料噴射弁を備え、前記燃焼制御手段は、前記燃焼制御パラメータとして前記燃料噴射弁から供給される燃料量を制御し、前記所定の機関停止条件が満たされ、かつ前記内燃機関の回転数が前記判定回転数範囲内であると判断した場合に前記燃料噴射弁を制御して以降の前記内燃機関の気筒内の空燃比が燃料混合気が着火する着火空燃比範囲から外れるようにこの気筒に供給する燃料量を調整してもよい（請求項２）。このように気筒に供給する燃料量を調整して気筒内の空燃比を着火空燃比範囲から外すことにより、この気筒内における燃料混合気の燃焼を防止することができる。そのため、気筒内に燃料が供給されてもトルクの発生を防止することができる。

この形態において、前記燃焼制御手段は、気筒に供給する燃料量を減少させてこの気筒の空燃比を前記着火空燃比範囲から外してもよい（請求項３）。この場合、機関を停止させる際に使用される燃料量を減少できるので、燃料消費量を改善することができる。また、この形態において、前記燃焼制御手段は、気筒に供給する燃料量を増加させてこの気筒の空燃比を前記着火空燃比範囲から外してもよい（請求項４）。この場合、燃料噴射弁が開弁状態になって空燃比が着火空燃比範囲内になるような燃料量が気筒に供給された後でも、空燃比を着火空燃比範囲から外すことができる。

本発明の第１の停止制御装置の一形態において、前記内燃機関は、前記内燃機関の気筒内の燃料混合気に点火する点火プラグと、前記点火プラグに供給するエネルギが蓄積される点火コイルと、を備え、前記燃焼制御手段は、前記燃焼制御パラメータとして前記点火コイルに蓄積されるエネルギ量を制御し、前記所定の機関停止条件が満たされ、かつ前記内燃機関の回転数が前記判定回転数範囲内であると判断した場合、それ以降、前記点火コイルには前記点火プラグにて放電が発生しない量のエネルギが蓄積されるように前記点火コイルに蓄積されるエネルギ量を調整してもよい（請求項５）。このように点火コイルに蓄積されるエネルギ量を調整することにより、気筒内の燃料混合気への着火を防止して燃料混合気の燃料を防止できる。そのため、気筒内に燃料が供給されてもトルクの発生を防止することができる。

本発明の第１の停止制御装置の一形態は、前記内燃機関の少なくとも一つの気筒の膨張行程に設定された所定のクランク角度範囲における前記内燃機関の回転数を取得する回転数取得手段をさらに備え、前記運転制御手段は、前記所定の機関停止条件が満たされ、かつ前記回転数取得手段により取得された回転数が前記判定回転数範囲内にあると判断した場合に、以降の前記内燃機関の燃焼を停止させてもよい（請求項６）。また、この形態は、前記所定のクランク角度範囲として前記内燃機関の膨張行程において前記内燃機関の回転数が最大になるクランク角度を含むクランク角度範囲が設定され、前記運転制御手段は、前記所定の機関停止条件が満たされ、かつ前記回転数取得手段により取得された回転数の最大値が前記判定回転数範囲内であると判断した場合に、以降の前記内燃機関の燃焼を停止させてもよい（請求項７）。膨張行程において回転数が最大回転数（以降、ピーク回転数と記述することもある。）に達した以降は次の膨張行程までクランク軸にクランク軸を加速させる力が作用しないので、このように膨張行程の回転数に基づいて燃焼の停止を判定することにより、クランク軸を停止させている停止過程にクランク軸に対して作用する外乱を抑えることができる。また、内燃機関の燃焼を停止させる直前のピーク回転数をほぼ揃えることができる。一般的に内燃機関の回転数は内燃機関の慣性エネルギと相関しているので、このようにピーク回転数を揃えることで、内燃機関の燃焼を停止させる直前の内燃機関の最大慣性エネルギを揃えることができる。そのため、クランク軸を目標停止範囲内にさらに精度良く停止させることができる。

本発明の第２の内燃機関の停止制御装置は、複数の気筒と、前記複数の気筒に接続された吸気ポートに燃料を供給する燃料噴射弁と、を備えた内燃機関に適用され、所定の機関停止条件が満たされ、かつ各気筒の膨張行程にそれぞれ設定された所定のクランク角度にて取得された回転数が前記内燃機関の停止時にクランク軸を停止させる目標停止範囲に基づいて設定された判定回転数範囲内であると判断した場合に以降の前記内燃機関の燃焼を停止させる運転制御手段を備えた内燃機関の停止制御装置において、前記所定の機関停止条件が満たされた後、前記燃料噴射弁から前記吸気ポートに燃料を供給する供給時期を、この供給時期に燃料が供給されるべき気筒の吸気行程期間内であり、かつこの吸気行程期間に対応するクランク角度範囲に膨張行程が設定された気筒の前記所定のクランク角度となる時期よりも遅い時期に変更する供給時期変更手段を備えていることにより、上述した課題を解決する（請求項８）。

吸気ポートに燃料を供給して各気筒に燃料を供給する、いわゆるポート噴射式の内燃機関では、各気筒への燃料の供給時期が燃料を供給すべき気筒の吸気行程期間に設定されている。また、複数の気筒を有する内燃機関では、ある気筒の吸気行程と他の一つの気筒の膨張行程とが同じクランク角度範囲、すなわち同じ期間に設定されるので、この同じ期間内に、吸気行程の気筒には燃料が供給され、膨張行程の気筒では所定のクランク角度になった時期に燃焼の停止が判断されている。そのため、この同じ期間内において、吸気行程の気筒に燃料を供給する供給時期が、膨張行程の気筒の所定のクランク角度になる時期よりも早く設定されている場合、燃焼の停止を判断した時点で、すでに吸気行程の気筒に燃料が供給されてしまっている。

本発明の第２の停止制御装置によれば、所定の機関停止条件が満たされた後は、吸気行程の気筒への燃料の供給時期が、膨張行程の気筒の所定のクランク角度になる時期、すなわち燃焼停止を判断する時期よりも遅い時期に変更されるので、膨張行程の気筒の所定のクランク角度にて燃焼を停止させると判断した場合、この膨張行程と同じ期間に吸気行程が設定された気筒への燃料の供給を防止することができる。そのため、内燃機関を停止させる際に発生するトルクを抑制し、クランク軸を目標停止範囲内に精度良く停止させることができる。

本発明の第２の停止制御装置の一形態は、前記内燃機関の各気筒に点火プラグがそれぞれ設けられ、前記供給時期変更手段により前記供給時期が変更された後、以降の各点火プラグの放電を停止させる動作制御手段をさらに備えていてもよい（請求項９）。この場合、気筒内に燃料が供給されたとしても、この燃料の燃焼を防止することができる。そのため、トルクの発生を防止し、クランク軸を目標停止範囲内にさらに精度良く停止させることができる。

以上に説明したように、本発明によれば、気筒内における燃料の燃焼を防止し、内燃機関を停止させる際に発生するトルクを抑制できるので、気筒内に燃料が供給されてもクランク軸を目標停止範囲内に精度良く停止させることができる。

［第１の形態］
図１は、本発明の停止制御装置が組み込まれた内燃機関の要部を示している。図１の内燃機関は、車両に走行用動力源として搭載されるもので、４つの気筒（図１では１つのみを示す。）が一列に並べられた、いわゆる直列４気筒のレシプロ式内燃機関（以下、エンジンと呼ぶことがある。）１Ａとして構成されている。なお、４つの気筒には、＃１〜＃４の気筒番号を付して区別する。エンジン１Ａの各気筒２には、それぞれピストン３が往復動自在に挿入される。各気筒３の開口部はシリンダヘッド４にて閉じられ、各気筒２には気筒２の壁面とピストン３とシリンダヘッド４とによって燃焼室５がそれぞれ形成される。各燃焼室５には、吸気を取り込むための吸気通路６と、燃焼室５から排気を所定の排気位置まで導くための排気通路７とが接続される。また、各燃焼室５には、これら通路６、７を燃焼室５に対して開閉するための吸気弁８及び排気弁９と、燃焼室５内に燃料を供給する燃料噴射弁１０と、燃焼室５内の燃料混合気に点火するための点火プラグ１１と、がそれぞれ設けられている。各ピストン３の往復運動はコンロッド１２を介してクランク軸１３に伝達され、クランク軸１３を回転させる。吸気通路６には吸気量調整用のスロットルバルブ１４が設けられ、排気通路７には排気の空燃比に対応した信号を出力する空燃比センサ１５が設けられている。各点火プラグ１１には、プラグ駆動装置１６がそれぞれ取り付けられている。プラグ駆動装置１６は、イグニッションコイル（点火コイル）及びイグナイタ等を備え、このイグニッションコイルで発生させたエネルギを点火プラグ１１に送り込み、点火プラグ１１にて放電を発生させる。

エンジン１Ａには、クランク軸１３の回転位置（クランク角）を検出するためのクランク角検出装置２０が設けられている。クランク角検出装置２０は、クランク軸１３と一体回転するロータ２１と、ロータ２１の外周と対向するように配置されたクランク角センサ２２とを備えている。ロータ２１の外周には、周方向に所定の間隔、例えば１０°間隔で凸部（不図示）が設けられており、クランク角センサ２２はこれら凸部の検出に応答して検出信号を出力する。また、周知のようにロータ２１の外周には、クランク軸１３の基準位置を示すための基準位置指示部（不図示）が設けられている。

クランク角センサ２２の出力信号はエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと呼ぶ。）１００に入力される。ＥＣＵ１００は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ等の周辺装置を備え、そのＲＯＭに記録された種々のプログラムを実行してエンジン１Ａの運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。例えば、ＥＣＵ１００は、エンジン１Ａの負荷などに応じてエンジン１Ａに供給すべき燃料量を決定し、この決定した燃料量が供給されるように燃料噴射弁１０の動作を制御する。この他、ＥＣＵ１００は、プラグ駆動装置１６の動作を制御して点火プラグ１１に送り込むエネルギを調整したり、クランク角センサ２２の出力信号に基づいて各燃焼室５内の燃料混合気をそれぞれ適切な時期に燃焼させるべく点火プラグ１１の点火時期を制御する。また、燃焼に必要な吸気が燃焼室５に供給されるようにスロットルバルブ１３の開度を調整する。なお、これらの具体的な制御方法は、周知のものと同様でよく、ここでは詳細を省略する。

また、ＥＣＵ１００は、クランク角センサ２２から出力される検出信号の時間間隔を検出し、３０°ＣＡ（クランク角度を意味する。）毎のエンジン１Ａの回転数を算出する。図２（ａ）は、アイドル運転時にＥＣＵ１００によって算出された３０°ＣＡ毎のエンジン１Ａの回転数の時間変化の一例を示した図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）の時間Ｔの範囲を拡大して示した図である。なお、図２（ｂ）に拡大して示した時間Ｔの範囲は、ある気筒２の膨張行程の後半から次の気筒２の膨張行程の期間に相当する。図２（ａ）に示したように各気筒２の膨張行程においてクランク軸１３にクランク軸１３を回転させる力が伝達されるので、各気筒２の膨張行程においてエンジン１Ａの回転数が上昇している。図２（ｂ）に拡大して示したように、エンジン１Ａの回転数は、各膨張行程における上死点（ＴＤＣ）〜上死点後３０°ＣＡ（以後、３０°ＡＴＤＣと記述することもある。）のクランク角度範囲から上昇し、上死点後６０°ＣＡ〜９０°ＣＡ（６０°ＡＴＤＣ〜９０°ＡＴＤＣ）のクランク角度範囲において最大となる。すなわち、各気筒２の燃焼サイクルにおいて膨張行程の６０°ＡＴＤＣ〜９０°ＡＴＤＣのクランク角度範囲にて回転数がピーク回転数になる。その後、回転数は徐々に低下し、次の気筒２の膨張行程において再度上昇する。なお、実際のエンジン１の回転数は図２（ｂ）の６０°ＡＴＤＣ〜９０°ＡＴＤＣのクランク角度範囲内に含まれるクランク角度において最大になるが、本発明ではクランク角度センサ２２の出力信号に基づいて３０°ＣＡ毎のエンジン１の回転数を算出するので、６０°ＡＴＤＣ〜９０°ＡＴＤＣのクランク角度範囲における回転数を最大回転数、すなわちピーク回転数と呼ぶ。なお、以降、このエンジン１Ａの回転数がピーク回転数になる膨張行程の６０°ＡＴＤＣ〜９０°ＡＴＤＣのクランク角度範囲をピーク回転数クランク角度範囲と記述することもある。

上述した制御の他にＥＣＵ１００は、エンジン１Ａの運転中に所定の機関停止条件が満たされるとエンジン１Ａの運転を停止させ、所定の再始動条件が満たされるとエンジン１Ａを再始動させる、いわゆるアイドルストップ制御をエンジン１Ａに対して実行する。図３は、ＥＣＵ１００が、このアイドルストップ制御においてエンジン１Ａを停止させるために実行する機関停止制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、ＥＣＵ１００の動作中に所定の周期で、ＥＣＵ１００が実行する他の制御ルーチンと並列に繰り返し実行される。なお、ＥＣＵ１００は図３の制御ルーチンを実行することにより、本発明の運転制御手段として機能する。

図３に制御ルーチンにおいてＥＣＵ１００は、まずステップＳ１１でエンジン１Ａが停止しているか否か判断する。エンジン１Ａの停止は例えばクランク角センサ２２の出力信号に基づいて判断され、この出力信号が所定時間変化しない場合すなわちクランク軸１３の回転が停止している場合にエンジン１Ａが停止していると判断する。エンジン１Ａが停止していると判断した場合はステップＳ１２に進み、エンジン１Ａを停止させている途中であることを示す停止過程中フラグをオフの状態に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、エンジン１Ａが運転中であると判断した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ１００はエンジン１Ａの停止要求が有ったか否か判断する。ＥＣＵ１００は、この機関停止制御ルーチンとは異なる制御ルーチンによってエンジン１Ａの運転状態を監視しており、例えば車速がゼロ、かつアイドル運転が所定時間継続した場合などに所定の機関停止条件が満たされたと判断してエンジン１Ａの停止を要求する。エンジン１Ａの停止要求が無いと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。

一方、エンジン１Ａの停止要求が有ったと判断した場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ１００は停止過程中フラグがオフの状態であるか否か判断する。停止過程中フラグがオンの状態と判断した場合はステップＳ２１に進み、ＥＣＵ１００は燃料噴射弁１０及び点火プラグ１１の動作をそれぞれ停止させる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、停止過程中フラグがオフの状態と判断した場合はステップＳ１５に進み、ＥＣＵ１００はエンジン１Ａが停止したときにクランク軸１３を停止させる目標停止範囲に基づいて判定回転数範囲を設定する。

判定回転数範囲は、例えば図４に示したマップに基づいて設定される。図４のマップは、各気筒２の膨張行程においてエンジン１の回転数が最大となるクランク角度範囲において取得されたエンジン回転数（ピーク回転数）とそのエンジン回転数のときにエンジン１の燃焼を停止してエンジン１を停止させたときにクランク軸１２が停止するクランク角度位置（以降、停止クランク角度位置と記述することもある。）との関係を示している。なお、図２（ｂ）に示したようにエンジン１Ａでは膨張行程の６０°ＡＴＤＣ〜９０°ＡＴＤＣのクランク角度範囲において回転数が最大となるので、図４の横軸にはこのクランク角度範囲のエンジン回転数が用いられる。図４に示した関係は、予め実験や数値計算などにより求めてＥＣＵ１００のＲＯＭにマップとして記憶されている。

図４のマップでは、例えばピーク回転数Ｎ１のときにエンジン１Ａの燃焼を停止させた（以降、燃焼カットと記述することもある。）場合、エンジン１Ａの停止時にクランク軸１３が上死点前９０°ＣＡ（以降、９０°ＢＴＤＣと記述することもある。）の位置に停止することを示している。そのため、例えばクランク軸１３の目標停止範囲を９０°ＢＴＤＣ〜１８０°ＢＴＤＣと設定した場合、判定回転数範囲として回転数範囲Ａ１、Ａ２、Ａ３を設定することができる。なお、クランク軸１３を停止させる目標停止範囲としては、例えばエンジン始動時にエンジン１Ａを始動し易いクランク角度範囲などが設定される。図３の制御ルーチンは、アイドルストップ制御においてエンジン１Ａを停止させるルーチンである。そこで、判定回転数範囲として回転数範囲Ａ１、Ａ２、Ａ３のうちエンジン１Ａのアイドル回転数範囲と重なる回転数範囲、例えば回転数範囲Ａ２を設定する。このように判定回転数範囲を設定することで、アイドル運転状態からエンジン１Ａを停止させることができる。また、このように判定回転数範囲を設定することで、ＥＣＵ１００は判定回転数設定手段として機能する。

図３に戻って制御ルーチンの説明を続ける。判定回転数範囲の設定後、ステップＳ１６に進み、ＥＣＵ１００はクランク角センサ２２の出力信号に基づいてクランク角度及びエンジン１Ａの回転数を取得する。なお、上述したようにエンジン１Ａの回転数は、３０°ＣＡ毎に算出されているので、この処理においてＥＣＵ１００は算出された３０°ＣＡ毎の回転数を取得する。続くステップＳ１７においてＥＣＵ１００は、取得したクランク角度が膨張行程において回転数が最大となるクランク角度範囲内、すなわち膨張行程の６０°ＡＴＤＣ〜９０°ＡＴＤＣのクランク角度範囲内のクランク角度であるか否か判断する。取得したクランク角度がこのクランク角度範囲内ではないと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。このようにステップＳ１６及びＳ１７の処理を実行し、エンジン１Ａの膨張行程におけるクランク角度範囲の回転数を取得することで、ＥＣＵ１００は本発明の回転数取得手段として機能する。

一方、取得したクランク角度が膨張行程の６０°ＡＴＤＣ〜９０°ＡＴＤＣのクランク角度範囲内のクランク角度であると判断した場合はステップＳ１８に進み、取得したエンジン１Ａの回転数が判定回転数範囲Ａ２内、すなわち回転数が判定回転数範囲Ａ２の下限値よりも大きく、かつ判定回転数範囲Ａ２の上限値未満か否か判断する。回転数が判定回転数範囲Ａ２外と判断した場合は今回の制御ルーチンを終了する。一方、回転数が判定回転数範囲Ａ２内であると判断した場合はステップＳ１９に進み、ＥＣＵ１００は燃料噴射量を調整してエンジン１Ａの燃焼を停止する。この処理では、例えば気筒２内の空燃比が燃料混合気が着火する着火空燃比範囲から外れるように気筒２内に供給する燃料噴射量を調整してエンジン１Ａの燃焼を停止させる。この場合、例えば燃料噴射量を減少させて気筒２内の空燃比を燃料に対して空気が過剰な空燃比、いわゆる希薄失火範囲の空燃比に調整して燃焼を停止させてもよいし、燃料噴射量を増加させて気筒２内の空燃比を空気に対して燃料が過剰な空燃比、いわゆる過濃失火範囲の空燃比に調整して燃焼を停止させてもよい。燃料噴射量を減少させる場合はエンジン１Ａの停止時に噴射される燃料量が減少するので、燃料消費量を改善できる。一方、燃料噴射量を増加させる場合は、燃料噴射弁１０が開弁状態になって気筒２内の空燃比が着火空燃比範囲内になるような燃料量が気筒２に供給された後でも、空燃比を着火空燃比範囲から外すことができる。なお、燃料噴射量をゼロすなわち燃焼室５内への燃料の噴射を禁止してエンジン１Ａの燃焼を停止させてもよい。このように燃料噴射量を調整することにより、ＥＣＵ１００は本発明の燃焼制御手段として機能する。次のステップＳ２０においてＥＣＵ１００は停止過程中フラグをオンの状態に切り替え、その後今回の制御ルーチンを終了する。

図３の制御ルーチンでは、エンジン１Ａの燃焼を停止させる際に、気筒２内の空燃比が着火空燃比範囲から外れるように燃料噴射量を調整するので、例えば燃料噴射弁１０の開弁を中止するには遅いタイミングでエンジン１Ａの燃焼の停止が決定された場合、すなわち燃料噴射の禁止が間に合わなかった場合でも、この燃料の燃焼を防止してトルクの発生を防止できる。そのため、クランク軸１３を目標停止範囲内に精度良く停止させることができる。また、この制御ルーチンでは、エンジン１Ａの燃焼を停止させる直前の一燃焼サイクル内のピーク回転数を判定回転数範囲内に揃えることができる。すなわち、エンジン１Ａを停止させる際、エンジン１Ａの燃焼を停止させる直前の一燃焼サイクル内の最大慣性エネルギを揃えることができるので、クランク軸１３を目標停止範囲内にさらに精度良く停止させることができる。

［第２の形態］
次に図５を参照して本発明の第２の形態について説明する。なお、第２の形態において第１の形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。気筒２内の燃料混合気の燃焼は、点火プラグ１１の動作を制御することによっても防止できる。そこで、図５の機関停止制御ルーチンでは、図３のステップＳ１９の処理の代わりにステップＳ３１の処理が設けられる。図５の制御ルーチンはＥＣＵ１００の動作中に他の制御ルーチンと並列に所定の周期で繰り返し実行される。

図５の制御ルーチンにおいてＥＣＵ１００は、ステップＳ１８まで図３の制御ルーチンと同様の処理を行う。ステップＳ１８においてエンジン１Ａの回転数が判定回転数範囲Ａ２内であると判断した場合はステップＳ３１に進み、ＥＣＵ１００は点火プラグ１１の放電に影響する放電制御パラメータの値を制御してエンジン１Ａの燃焼を停止させる。この処理では、例えばプラグ駆動装置１６から点火プラグ１１に送り込むエネルギ量、すなわちプラグ駆動装置１６のイグニッションコイルに蓄積されるエネルギ量を、点火プラグ１１にて放電が発生しないようなエネルギ量未満に調整して点火プラグ１１の放電を停止させ、エンジン１Ａの燃焼を停止させる。また、点火プラグ１１の動作を禁止して点火プラグ１１の放電を禁止させ、エンジン１Ａの燃焼を停止させてもよい。その後ステップＳ２０に進み、以降図３の制御ルーチンと同様の処理を行う。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

このようにプラグ駆動装置１６から点火プラグ１１に点火プラグ１１にて放電が発生しないエネルギ量を送り込むことにより、例えば点火プラグ１１の動作を中止させるには遅いタイミングでエンジン１Ａの燃焼の停止が決定された場合でも、点火プラグ１１の放電の発生を防止して気筒２内の燃料の燃焼を防止することができる。そのため、エンジン１Ａにおけるトルクの発生を防止し、クランク軸１３を目標停止範囲内に精度良く停止させることができる。

なお、ステップＳ３１の処理においては、点火プラグ１１の点火時期を十分に遅い時期、例えばピストン３が下死点に移動した時期や排気弁９が開いた後の時期に遅らせることにより燃料の燃焼によって発生するトルクを小さく抑えてもよい。この場合、プラグ駆動装置１６のイグニッションコイルには、エンジン１Ａの通常運転時に蓄積されるエネルギ量と同様のエネルギ量が蓄積されてもよい。

［第３の形態］
図６及び図７は、本発明の第３の形態を示している。なお、図６及び図７において、図１、図３及び図５と共通する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。図６のエンジン１Ｂも図１のエンジン１Ａと同様に４つの気筒が一列に並べられた、いわゆる直列４気筒のレシプロ式内燃機関として構成されている。なお、４つの気筒には＃１〜＃４の気筒番号を付して区別する。図６に示したように、このエンジン１Ｂでは、燃料噴射弁１０が吸気通路６の一部を形成する吸気ポート６ａに設けられている。すなわち、エンジン１Ｂはポート噴射式のエンジンである。なお、燃料噴射弁１０は、各気筒２の吸気ポート６ａにそれぞれ設けられる。

図８は、エンジン１Ｂの各気筒２の燃焼サイクル、ＥＣＵ１００が点火プラグ１１にて放電を発生させるべく各点火プラグ１１に送る点火信号、及びＥＣＵ１００が燃料噴射弁１０から燃料を噴射させるべく各燃料噴射弁１０に送る燃料噴射信号の時間変化の一例を示している。なお、図８（ａ）は後述する燃料の供給時期を変更する前の時間変化の一例を示し、図８（ｂ）は燃料の供給時期を変更した後の時間変化の一例を示している。図８の＃１〜＃４の番号は、各気筒２に付した気筒番号をそれぞれ示している。図８に示したように、エンジン１Ｂでは、燃料噴射信号が吸気行程の前半にてオンに切り替わるように設定されている。すなわち、各気筒２の吸気行程の前半に燃料の供給時期が設定されている。また、エンジン１Ｂでは、各点火プラグ１１への点火信号が各気筒２の圧縮行程末期から膨張行程初期の間の時期にオンに切り替わるように設定されている。なお、図８（ａ）、（ｂ）の時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、図７の制御ルーチンが実行されて停止要求がオンの状態に切り替わったときにエンジン１の燃焼の停止を判定する判定時期を示している。この形態における燃焼停止の判定は、第１の形態に記述した判定方法と同様の方法によって行われる。そのため、燃焼停止の判定時期には、各気筒２の膨張行程の９０°ＡＴＤＣのクランク角度となる時期が設定される。なお、図８（ａ）及び図８（ｂ）では、時刻Ｔ０の時点でエンジン１Ｂの停止が供給されている。

図７は、図６のＥＣＵ１００が実行する機関停止制御ルーチンを示している。図７の制御ルーチンは、ＥＣＵ１００が実行する他の制御ルーチンと並列に所定の周期で繰り返し実行される。

図７の制御ルーチンにおいてＥＣＵ１００は、ステップＳ１４まで図３の制御ルーチンの同様の処理を行う。次のステップＳ４１においてＥＣＵ１００は、燃料噴射信号をオンに切り替える時期、すなわち燃料の供給時期を、図８（ｂ）に示したように、この供給時期に燃料を供給すべき気筒２の吸気行程期間内で、かつこのときに膨張行程にある気筒の判定時期よりも遅い時期、すなわち各気筒２の吸気行程期間の後半に変更する。このように供給時期を変更することにより、ＥＣＵ１００は本発明の供給時期変更手段として機能する。

その後、ステップＳ１５に進み、以降ステップＳ１８まで図３の制御ルーチンと同様に処理を進める。ステップＳ１８において、エンジン１Ｂの回転数が判定回転数範囲内であると判断した場合はステップＳ３１に進み、ＥＣＵ１００は点火プラグ１１の放電に影響する放電制御パラメータの値を制御してエンジン１Ｂの燃焼を停止させる。このように点火プラグ１１の放電を停止させることで、ＥＣＵ１００は本発明の動作制御手段として機能する。続くステップＳ４２においてＥＣＵ１００は、燃料噴射弁１０の動作を禁止して各気筒２への燃料の供給を停止する。その後、ステップＳ２０に進み、以降図３の制御ルーチンと同様に処理を進めた後、今回の制御ルーチンを終了する。

この形態によれば、ステップＳ１３にて停止要求がオンと判断され、かつステップＳ１４にて停止過程中フラグがオフと判断された場合、図８（ｂ）に示したように供給時期が判定時期よりも遅い時期に変更される。そのため、例えば時刻Ｔ３に示した＃１の気筒の膨張行程にてエンジン１Ｂの燃焼を停止させる条件が成立した場合、すなわちピーク回転数が判定回転数範囲内であると判断された場合は、＃４の気筒への燃料の供給を禁止することができる。一方、図８（ａ）に示したように供給時期を変更する前は時刻Ｔ３よりも前に＃４の気筒への燃料の供給時期が設定されているため、時刻Ｔ３においてエンジン１Ｂの燃焼を停止させる条件が成立した場合でも、この＃４の気筒に燃料が供給されてしまう。そこで、図８（ｂ）に示したようにステップＳ４１の処理にて供給時期を判定時期よりも遅い時期に変更し、各気筒２の供給される燃料量を抑える。これによりエンジン１Ｂから排出される未燃燃料の減少させ、機関を停止させるときの排気エミッションを改善できる。また、エンジン１Ｂの燃焼を停止させる条件が成立した後は、ステップＳ３１の処理にて点火プラグ１１の放電が禁止されるので、トルクの発生が抑えられる。そのため、クランク軸１３を目標停止範囲内に停止させることができる。なお、燃料の供給時期は、エンジン１Ｂの始動時に、変更前の時期に戻される。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用されるエンジンはポート噴射型に限らず、筒内噴射型でもよい。本発明はアイドルストップ制御による停止時に限らず、イグニッションスイッチをオフにしてエンジンを停止させるときにも適用することができる。従って、本発明はアイドルストップ制御の適用対象となるエンジンに限らず、アイドルストップ制御が行われないエンジンに対しても適用することができる。

本発明が適用されるエンジンの気筒数は４気筒に限らず、また気筒の配置方式も直列式に限定されない。例えば、３、６、８、１０、１２気筒のエンジンに本発明を適用してもよいし、Ｖ型エンジンなどに本発明を適用してもよい。また、上述した形態では、膨張行程の６０°ＡＴＤＣ〜９０°ＡＴＤＣのクランク角度範囲に取得した回転数に基づいてエンジンの燃焼停止の実行を判断したが、回転数が最大になるクランク角度範囲は、エンジンの気筒数などに応じて変化する。そのため、燃焼停止の実行の判定に使用する回転数を取得するクランク角度範囲は、本発明が適用されるエンジンに応じて適宜設定される。また、エンジンの回転数を算出する間隔は３０°ＣＡ毎に限らない。例えば１０°ＣＡ毎に算出してもよい。このようにエンジンの回転数を算出する間隔を狭くすることで、エンジンの回転数をさらに精度良く取得し、エンジンの燃焼を停止させる際の慣性エネルギをさらに精度良く揃えることができる。そのため、クランク軸を目標停止範囲内にさらに精度良く停止させることができる。

膨張行程におけるピーク回転数がピーク回転数判定クランク角度範囲以外に設定された膨張行程のクランク角度範囲にて取得されたエンジンの回転数に基づいて推定できる場合、このピーク回転数判定クランク角度範囲以外の膨張行程のクランク角度範囲にて取得されたエンジン回転数に基づいてエンジンの燃焼停止の実行を判断してもよい。

判定回転数範囲は、エンジンに設けられた補機のうちクランク軸にて駆動される補機の負荷に応じて補正をしてもよい。このような補機としては、例えばオルタネータ、エアコン用のコンプレッサ、及びパワーステアリング用のオイルポンプなどがある。これらの補機の負荷は、エンジンの燃焼を停止させてからクランク軸が停止するまでの間のクランク軸の回転数変化に影響を及ぼすため、これらの負荷に応じて判定回転数範囲を補正することで、クランク軸を目標停止範囲内にさらに精度良く停止させることができる。

本発明の第１の形態に係る停止制御装置が組み込まれたエンジンを示す図。 図１のＥＣＵにより算出されたエンジンの回転数の時間変化の一例を示した図で、（ａ）はアイドル運転時における３０°ＣＡ毎のエンジンの回転数の時間変化の一例を示し、（ｂ）は（ａ）の時間Ｔの範囲を拡大して示している。 図１のＥＣＵが実行する機関停止制御ルーチンを示すフローチャート。 各気筒の膨張行程においてエンジンの回転数が最大となるクランク角度範囲において取得されたエンジン回転数とそのエンジン回転数のときにエンジンの燃焼を停止してエンジンを停止させたときのクランク角度位置との関係を示す図。 本発明の第２の形態においてＥＣＵが実行する機関停止制御ルーチンを示すフローチャート。 本発明の第３の形態に係る停止制御装置が組み込まれたエンジンを示す図。 図６のＥＣＵが実行する機関停止制御ルーチンを示すフローチャート。 図６のエンジンの各気筒の燃焼サイクル、ＥＣＵが点火プラグにて放電を発生させるべく各点火プラグに送る点火信号、及びＥＣＵが燃料噴射弁から燃料を噴射させるべく各燃料噴射弁に送る燃料噴射信号の時間変化の一例を示す図で、（ａ）は燃料の供給時期を変更する前の時間変化の一例を示し、（ｂ）は燃料の供給時期を変更した後の時間変化の一例を示す。

符号の説明

１Ａ、１Ｂ エンジン（内燃機関）
２ 気筒
６ａ 吸気ポート
１０ 燃料噴射弁
１１ 点火プラグ
１３ クランク軸
１６ プラグ駆動装置（点火コイル）
１００ エンジンコントロールユニット（運転制御手段、燃焼制御手段、供給時期変更手段、動作制御手段、回転数取得手段）

Claims (9)

1. 所定の機関停止条件が満たされ、かつ内燃機関の回転数が前記内燃機関の停止時にクランク軸を停止させる目標停止範囲に基づいて設定された判定回転数範囲内であると判断した場合に以降の前記内燃機関の燃焼を停止させる運転制御手段を備えた内燃機関の停止制御装置において、
   前記所定の機関停止条件が満たされ、かつ前記内燃機関の回転数が前記判定回転数範囲内であると判断した場合、以降の前記内燃機関の気筒でトルクが発生しないように前記内燃機関の燃焼状態に影響する燃焼制御パラメータの値を制御する燃焼制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関の停止制御装置。
2. 前記内燃機関は、前記内燃機関の気筒に燃料を供給する燃料噴射弁を備え、
   前記燃焼制御手段は、前記燃焼制御パラメータとして前記燃料噴射弁から供給される燃料量を制御し、前記所定の機関停止条件が満たされ、かつ前記内燃機関の回転数が前記判定回転数範囲内であると判断した場合に前記燃料噴射弁を制御して以降の前記内燃機関の気筒内の空燃比が燃料混合気が着火する着火空燃比範囲から外れるようにこの気筒に供給する燃料量を調整することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の停止制御装置。
3. 前記燃焼制御手段は、気筒に供給する燃料量を減少させてこの気筒の空燃比を前記着火空燃比範囲から外すことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の停止制御装置。
4. 前記燃焼制御手段は、気筒に供給する燃料量を増加させてこの気筒の空燃比を前記着火空燃比範囲から外すことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の停止制御装置。
5. 前記内燃機関は、前記内燃機関の気筒内の燃料混合気に点火する点火プラグと、前記点火プラグに供給するエネルギが蓄積される点火コイルと、を備え、
   前記燃焼制御手段は、前記燃焼制御パラメータとして前記点火コイルに蓄積されるエネルギ量を制御し、前記所定の機関停止条件が満たされ、かつ前記内燃機関の回転数が前記判定回転数範囲内であると判断した場合、それ以降、前記点火コイルには前記点火プラグにて放電が発生しない量のエネルギが蓄積されるように前記点火コイルに蓄積されるエネルギ量を調整することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の停止制御装置。
6. 前記内燃機関の少なくとも一つの気筒の膨張行程に設定された所定のクランク角度範囲における前記内燃機関の回転数を取得する回転数取得手段をさらに備え、
   前記運転制御手段は、前記所定の機関停止条件が満たされ、かつ前記回転数取得手段により取得された回転数が前記判定回転数範囲内にあると判断した場合に、以降の前記内燃機関の燃焼を停止させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の停止制御装置。
7. 前記所定のクランク角度範囲として前記内燃機関の膨張行程において前記内燃機関の回転数が最大になるクランク角度を含むクランク角度範囲が設定され、
   前記運転制御手段は、前記所定の機関停止条件が満たされ、かつ前記回転数取得手段により取得された回転数の最大値が前記判定回転数範囲内であると判断した場合に、以降の前記内燃機関の燃焼を停止させることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の停止制御装置。
8. 複数の気筒と、前記複数の気筒に接続された吸気ポートに燃料を供給する燃料噴射弁と、を備えた内燃機関に適用され、所定の機関停止条件が満たされ、かつ各気筒の膨張行程にそれぞれ設定された所定のクランク角度にて取得された回転数が前記内燃機関の停止時にクランク軸を停止させる目標停止範囲に基づいて設定された判定回転数範囲内であると判断した場合に以降の前記内燃機関の燃焼を停止させる運転制御手段を備えた内燃機関の停止制御装置において、
   前記所定の機関停止条件が満たされた後、前記燃料噴射弁から前記吸気ポートに燃料を供給する供給時期を、この供給時期に燃料が供給されるべき気筒の吸気行程期間内であり、かつこの吸気行程期間に対応するクランク角度範囲に膨張行程が設定された気筒の前記所定のクランク角度となる時期よりも遅い時期に変更する供給時期変更手段を備えていることを特徴とする内燃機関の停止制御装置。
9. 前記内燃機関の各気筒に点火プラグがそれぞれ設けられ、
   前記供給時期変更手段により前記供給時期が変更された後、以降の各点火プラグの放電を停止させる動作制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の停止制御装置。

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