JP2011112015A - 内燃機関の制御方法および内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】カムレス型のエンジンの耐久性を向上させる。
【解決手段】カムレス型のエンジン１において、エンジン停止時には複数の気筒のうちの所望の気筒のピストンを下死点側の予め設定された目標範囲内に位置させた状態とし、エンジン始動時には所望の気筒に燃料を最初に噴射する。これにより、エンジン１を最適な位相から始動することができるので、エンジン１の始動時間を短縮することができる。このため、セルモータおよびバッテリーの負担を軽減でき、その寿命を延ばすことができる。すなわち、カムレス型のエンジン１の耐久性を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の制御方法および内燃機関に関し、更に詳しくは、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングで吸気バルブおよび排気バルブを開閉することが可能な可変動弁機構を有するカムレス方式の内燃機関の耐久性を向上させることが可能な内燃機関の制御方法および内燃機関に関する。

近年、自動車用エンジンに対する排ガス規制強化や燃費改善の要求増大に伴って燃焼制御の高精度化が進んでいる。この燃焼制御を改善する機構として、エンジンの吸排気バルブの動作タイミングおよびリフト量を運転状態に応じて最適化することが可能な可変動弁機構がある。中でも、カムシャフトを使わず、油圧により全ての吸排気バルブを自由な動作タイミングおよびリフト量で動作させることが可能なカムレスエンジンは、燃焼制御の高精度化に加え、車両の小型軽量化、低騒音化および低燃費化を実現することが可能なエンジンとして注目されている（例えば特許文献１，２参照）。

このカムレスエンジンにおいては、吸排気バルブの開閉を制御するために、クランク角を高精度に認識することが不可欠であるが、エンジンの低速度領域では、一般に、カム／クランクセンサ等によるクランク角の認識精度が低下し、所定速度以下になると、実質的にクランク角を認識することができなくなる。このため、カムレスエンジンにおいては、運転状態から停止状態に移行する際、エンジンの回転速度が所定値以下になると、吸排気バルブの開閉を制御することができなくなり、吸排気バルブとピストンとが衝突する虞がある。そこで、エンジンの回転速度が所定値以下になった場合、全ての吸排気バルブを安全のため閉弁する制御が考えられている。

ところで、カムレスエンジンにおいては、エンジン始動時に、吸排気バルブの開閉制御のためにカム／クランクセンサによりクランク角を認識する必要があるが、上記のようにエンジンの回転速度が所定値以下になるとクランク角を認識できなくなるので、エンジンの回転速度を所定値以上に上げる必要がある。

しかしながら、上記のように安全保護の観点からエンジン停止時に全ての吸排気バルブを閉弁状態にしてあると、エンジン始動時に圧縮負荷が大きくなるためセルモータやバッテリーに大きな負荷がかかる、という問題がある。

また、エンジンを停止する時、所定の速度以下で全ての吸排気バルブを閉弁すると毎回ほぼ同じクランク角で停止する可能性がある。これは、エンジンを停止させる主要因が、圧縮行程における回転制動（摩擦）力の増大によるためである。

しかしながら、毎回同じ位置（クランク角）でエンジンが停止すると、セルモータのピニオンギアとフライホイールリングギアとの嵌合位置が特定箇所に限られることに起因してエンジン始動時の高トルクが毎回同じギア歯に繰り返しかかる結果、ギア歯に偏摩耗が生じる、という問題がある。

このようにカムレスエンジンにおいては、如何にして、セルモータ、バッテリーおよびギア等の各構成部の負担を軽減し、耐久性を向上させるかが重要な課題となる。

特開２００３−３２８７１３号公報 特開２００７−３２１７３７号公報

本発明の目的は、複数の気筒の各々に配置された吸気バルブおよび排気バルブを、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングで開閉することが可能な可変動弁機構を備える内燃機関の耐久性を向上させることができる内燃機関の制御方法および内燃機関を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の制御方法は、複数の気筒の各々に配置された吸気バルブおよび排気バルブを、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングで開閉することが可能な可変動弁機構を備える内燃機関の制御方法において、前記内燃機関のエンジン停止移行中に、前記吸気バルブおよび前記排気バルブの開閉タイミングを制御して回転摩擦力を調整し、前記複数の気筒のうちの所望の気筒のピストンを下死点側の予め設定された目標範囲内に位置させた状態で前記内燃機関のエンジンを停止するエンジン停止ステップと、前記内燃機関のエンジン始動時に、前記所望の気筒に燃料を最初に噴射して前記内燃機関のエンジンを始動するエンジン始動ステップとを含むものである。

また、上記の内燃機関の制御方法において、前記エンジン停止ステップにおいて、前記複数の気筒の吸気バルブを閉弁した後、前記複数の気筒の排気バルブを開閉する制御を行うものである。これにより、エンジンのブレーキ力を高めることができるので、ピストンの停止位置精度を高めることができる。

また、上記の内燃機関の制御方法において、前記ピストンの位置の前記目標範囲に対応する始動最適位相範囲の箇所はクランクシャフトが１回転する中に複数存在しており、前記内燃機関のエンジンの始動の度に、始動最適位相範囲の箇所を変えて、前記内燃機関のエンジンを始動するものである。これにより、内燃機関のエンジンの始動の度に、セルモータのピニオンギアとフライホイールリングギアとの嵌合位置を変えることができるので、ギアの偏摩耗を低減することができる。

また、上記の内燃機関の制御方法において、前記エンジン停止ステップにおいて、前記所望の気筒のピストンの停止位置を、前記目標範囲内において毎回変える制御を行うものである。これにより、内燃機関のエンジンの始動の度に、セルモータのピニオンギアとフライホイールリングギアとの嵌合位置を変えることができるので、ギアの偏摩耗を低減することができる。

また、上記の内燃機関の制御方法において、前記エンジン停止ステップにおいて、前記複数の気筒のうちの所望の複数の気筒の各々のピストンを前記目標範囲内に位置させる制御を行い、前記エンジン始動ステップにおいて、前記所望の複数の気筒の各々のピストンが同一の往復運動をするように前記所望の複数の気筒に同時に燃料を噴射する制御を行うものである。これにより、燃料の燃焼で生じる爆発トルクを高めることができるので、エンジンの始動性を向上させることができ、エンジンの始動時間をさらに短縮することができる。

また、上記の内燃機関の制御方法において、複数の気筒の各々に配置された吸気バルブおよび排気バルブを、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングで開閉することが可能な可変動弁機構を備える内燃機関の制御方法において、前記内燃機関のエンジン停止移行中に、前記複数の気筒の各々のピストンの停止位置を検出し、その検出情報を記憶するステップと、前記内燃機関のエンジンを始動する際に、前記ピストンの停止位置の記憶情報を参照し、前記複数の気筒のうち、ピストンが下死点側の予め設定された目標範囲内に位置する所望の気筒に対して燃料を最初に噴射するエンジン始動ステップとを含むものである。

また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、複数の気筒の各々に配置された吸気バルブおよび排気バルブを、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングで開閉することが可能な可変動弁機構を備える内燃機関において、前記内燃機関のエンジン停止移行中に、前記吸気バルブおよび前記排気バルブの開閉タイミングを制御して回転摩擦力を調整し、前記複数の気筒のうちの所望の気筒のピストンを下死点側の予め設定された目標範囲内に位置させた状態で前記内燃機関のエンジンを停止する制御と、前記内燃機関のエンジン始動時に、前記所望の気筒に燃料を最初に噴射して前記内燃機関のエンジンを始動する制御とを行う制御部を含むものである。

また、上記の内燃機関において、前記制御部は、前記ピストンの位置の前記目標範囲に対応する始動最適位相範囲の箇所はクランク角が１回転する中に複数存在しており、前記内燃機関のエンジンの始動の度に、始動最適位相範囲の箇所を変えて、前記内燃機関のエンジンを始動する制御を行うものである。これにより、内燃機関のエンジンの始動の度に、セルモータのピニオンギアとフライホイールリングギアとの嵌合位置を変えることができるので、ギアの偏摩耗を低減することができる。

また、上記の内燃機関において、前記制御部は、前記所望の気筒のピストンの停止位置を、前記目標範囲内において毎回変える制御を行うものである。これにより、内燃機関のエンジンの始動の度に、セルモータのピニオンギアとフライホイールリングギアとの嵌合位置を変えることができるので、ギアの偏摩耗を低減することができる。

本発明の内燃機関の制御方法および内燃機関によれば、複数の気筒の各々に配置された吸気バルブおよび排気バルブを、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングで開閉可能な可変動弁機構を備える内燃機関において、エンジン停止時には、複数の気筒のうちの所望の気筒のピストンを下死点側の予め設定された目標範囲内に位置させた状態とし、エンジン始動時には、始動に最適な位相にある所望の気筒に燃料を最初に噴射することにより、始動トルクを大きくできるので、エンジンの始動時間を短縮することができる。このため、セルモータを小さなトルクで、しかも短時間で作動することができるので、セルモータおよびバッテリーの負担を軽減でき、それらの寿命を延ばすことができる。すなわち、上記の可変動弁機構を備える内燃機関の耐久性を向上させることができる。

本発明の実施の形態の内燃機関の要部構成図である。 図１の内燃機関の吸排気バルブのプロファイルの一例を示すグラフ図である。 図１の内燃機関の吸排気バルブのプロファイルであって動作開始時の開弁タイミングの変化を示す波形図である。 図１の内燃機関の吸排気バルブのプロファイルであって動作終了時の閉弁タイミングの変化を示す波形図である。 図１の内燃機関の運転時のクランク角に対するピストンの位置を示す波形図である。 カムを用いて吸排気バルブの駆動する直列４気筒エンジンの要部斜視図である。

以下、本発明の実施の形態の内燃機関について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に本発明の実施の形態の内燃機関を示す。本実施の形態の内燃機関は、例えば、トラックのような自動車に搭載される直列多気筒のコモンレール式のディーゼルエンジン１として構成される。なお、本発明はディーゼルエンジンに限定されず、筒内噴射ガソリンエンジンに適用することもできる。

このディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１は、電子制御ユニット（制御部：Engine Control Unit：以下、ＥＣＵという）２と、可変動弁機構部３とを備えている。

ＥＣＵ２は、エンジン１の運転における電気的な制御を総合的に行うためのマイクロコントローラである。ＥＣＵ２には、エンジン１の運転状態（クランク角度、回転速度、エンジン負荷等）を検出するセンサが電気的に接続されている。ＥＣＵ２は、その各センサからの信号に基づいてエンジン１の運転状態を把握し、それに応じた駆動信号をインジェクタ（燃料噴射装置）の電磁ソレノイドに送信することにより、インジェクタからの燃料の噴射を実行したり停止したりする。

可変動弁機構部３は、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングと任意のリフト量とでバルブ４を開閉できるカムレス型の駆動機構部で構成される。なお、図１では１個のバルブ４を例示している。このバルブ４は吸気用または排気用のバルブのいずれかである。通常のエンジンでは、１気筒あたり、例えば２〜４本のバルブ４が設置されている。

バルブ４は、バルブヘッド４ａとバルブステム４ｂとを一体的に有している。このバルブ４は、昇降可能な状態でシリンダヘッド６に設置されている。バルブステム４ｂの外周には、リフトセンサ７が設置されている。このリフトセンサ７は、バルブ４のリフト量を検出するためのセンサであり、ＥＣＵ２と電気的に接続されている。

また、バルブステム４ｂの外周には、バルブスプリング８がバルブステム４ｂの外周を囲繞するように設置されている。このバルブスプリング８は、例えばコイルバネからなり、バルブ４を閉弁方向に付勢するように圧縮状態で設置されている。

また、バルブ４は、例えば油圧で動作する。この油圧は、専用の高圧供給ポンプ（油圧ポンプ）１１により形成される。この高圧供給ポンプ１１は、ドライバ回路（駆動装置）１２を介してＥＣＵ２と電気的に接続されており、そのポンプ動作がＥＣＵ２により制御される。

また、この高圧供給ポンプ１１の回転軸にはギア１３ａが接続されており、クランクシャフトの１／２の速度で回転している。このギア１３ａの近傍には回転センサ１４ａ（検出手段、カムセンサ）が配置されている。一方、クランクシャフトにはギア１３ｂが接続されており、このギア１３ｂの近傍には回転センサ１４ｂ（検出手段、クランクセンサ）が配置されている。

回転センサ１４ａ，１４ｂは、ギア１３ａ，１３ｂの回転角度を検出するためのセンサであり、回転センサ１４ａでエンジン１の始動時のエンジン運転行程（吸収、圧縮、膨張、排気）とクランク角度との同期をとり、回転センサ１４ｂでクランク角度、回転数を検出する。回転センサ１４ａ，１４ｂは、ＥＣＵ２と電気的に接続されている。ＥＣＵ２は、このような速度の異なる２軸の回転速度を検出し、演算することで、クランク角度（０〜７２０°ＣＡ）を把握する。作動流体としては、例えばエンジン１の燃料と共通の軽油が使用されている。

高圧供給ポンプ１１から供給された油圧は、それぞれのバルブ４の機構部に加わっているが、非制御状態では油圧経路が遮断されており、バルブ４は現在位置で保持されている。この油圧経路には、電磁弁（駆動装置）１５が設置されており、この電磁弁１５のオンオフにより、バルブ４の開閉動作が制御されている。電磁弁１５は、１つのバルブ４に対して、開弁用電磁弁（駆動装置）１５ａと閉弁用電磁弁（駆動装置、閉弁装置）１５ｂとの２つの電磁弁がある。例えば６気筒２４バルブエンジンでは、合計で４８個の電磁弁１５が設置される。

開弁用電磁弁１５ａは、バルブ４の開弁動作を制御するための制御弁であり、高圧供給ポンプ１１と圧力室１８とを結ぶ油圧経路に設置されている。圧力室１８は、バルブ４の開弁のための加圧された作動流体が高圧供給ポンプ１１から供給される部屋であり、シリンダヘッド６上のカムレスブロック２０においてバルブステム４ｂの上部に形成されている。圧力室１８の底面にはバルブステム４ｂの上端面（受圧面）が露出されている。

閉弁用電磁弁１５ｂは、バルブ４の閉弁動作を制御するための制御弁であり、低圧ライン２１と圧力室１８とを結ぶ油圧経路に設置されている。低圧ライン２１は閉弁時に圧力室１８の高圧作動流体を逃がすためのラインであり、低圧となった作動流体は高圧供給ポンプ１１により再加圧される。

開弁用電磁弁１５ａおよび閉弁用電磁弁１５ｂは、それぞれドライバ回路１２を介してＥＣＵ２に電気的に接続されており、その各々の電磁弁の開閉動作がＥＣＵ２により制御される。バルブ動作量（燃焼室内へのバルブ突き出し量）は、ＥＣＵ２から開弁用電磁弁１５ａに加えられるパルス幅により決定され、バルブ動作タイミングは、そのパルスをクランク角の何度で出力するかにより決定される。バルブ４を閉じる場合も同様である（ただし、閉弁は基本的に全閉状態とし途中保持は行わないので、閉弁パルス幅は充分余裕を持った長い時間となる）。

バルブ４の開弁動作に際しては、開弁用電磁弁１５ａを開き、閉弁用電磁弁１５ｂを閉じた状態で、矢印Ａで示すように、高圧供給ポンプ１１から圧力室１８に高圧の作動流体を供給するとバルブ４が開方向（図１の下方側）に押され、この押圧力がバルブスプリング８の付勢力を上回るとバルブ４が下方に開弁する。

一方、バルブ４の閉弁動作に際しては、開弁用電磁弁１５ａを閉じ、閉弁用電磁弁１５ｂを開いた状態で、矢印Ｂに示すように、圧力室１８内の不要となった高圧作動流体が低圧ライン２１に流れ込み、バルブ４がバルブスプリング８の付勢力により閉方向（図１の上方側）に戻され、バルブ４が上方に閉弁する。

このようなカムレス型の可変動弁機構部３においては、ＥＣＵ２からの制御パルス幅やタイミング等を変えることによりバルブ４の開閉を自由に制御することができる。図２〜図４に、カムレス型のエンジン１のバルブ４のプロファイルの一例を示す。カムレス型のエンジン１場合、ＥＣＵ２からの制御パルスにより、図２に示すように、バルブリフト量を種々変えることができる他、図３および図４に示すように、それぞれ動作開始時の開弁タイミングや動作終了時の閉弁タイミングも自由に設定できる。

本発明の第１の実施の形態のエンジン１においては、上記のようなカムレスエンジンの特徴を生かし、エンジン停止移行中のバルブ４の開閉タイミングを制御して回転制動（摩擦、抵抗）力を調整し、エンジン１を次回始動の際に最適な位相（クランク角）で停止させる。

このエンジン１を停止させる原理は、停止直前において最後にエンジン１を完全に停止させる要因が圧縮行程の摩擦力増大にあることを利用する。すなわち、圧縮行程の開始・終了タイミングをエンジン１で調整することで回転摩擦力を増減させ、次回のエンジン１の始動時間を最短とする位相範囲（始動最適位相範囲）でエンジン１を停止させる。

より具体的には、次回始動時に燃料を最初に噴射する気筒（すなわち、圧縮行程を始める気筒、以下、所望の気筒という）のピストンを、下死点側の予め設定された目標範囲に位置させた状態でエンジン１を停止することである。この下死点側の予め設定された目標範囲は、上記した始動最適位相範囲にあるときのピストンの位置の範囲である。

ピストンが下死点付近にあれば、カムレスエンジンの保護制御によりエンジン１の停止時に全ての吸気用および排気用のバルブ４は閉弁しているので、１８０°ＣＡクランキングするだけで気筒内の空気は圧縮され、ここに燃料を噴射することでエンジン１を始動することができる。なお、エンジン１の停止直前では、通常、クラッチが切れており、回転速度もごく低速であるため、エンジン１の停止タイミングを操作することに起因するドライバビリテの低下は無いと考えられる。

図５に、エンジン１の運転時のクランク角に対するピストンの位置を示す。ＴＤＣは上死点を示し、ＢＤＣは下死点を示している。また、符号Ｃは始動最適位相範囲を示し、符号Ｄは燃焼爆発を示している。各種誤差要因により、目標通りの位置にピストンを停止させることは困難であるが、エンジン１の停止時のピストンが圧縮下死点付近の目標範囲内にあれば効果がある。

始動最適位相範囲は、例えば１８０°±１０ＣＡとされている。これは１８０°ＣＡより大きくても小さくても圧縮比が下がることを考慮したためである。圧縮燃焼のみについて考慮すると、１８０°±１０ＣＡより狭い１８０°±５ＣＡ以下程度が好ましいが、それより広くすることにより、ピストン停止位置の誤差を確保できる上、後述のようにピストンの停止変更位置を多くとれるのでそれだけギアの偏摩耗を低減できる。

次に、本発明の第１の実施の形態のエンジン１の制御方法を説明する。

まず、エンジン１の通常運転ステップにおいて、ＥＣＵ２は、カム／クランクセンサ（回転センサ１４ａ，１４ｂ）により検出されたエンジン１のクランク角等の情報に基づいて、エンジン１の運転状況に適したバルブ４の状態となるように開弁用電磁弁１５ａおよび閉弁用電磁弁１５ｂを制御する。

続いて、エンジン１の停止ステップにおいて、燃料または空気を絞ると、エンジン１の回転速度が徐々に低下する。ここでは、説明を簡単にするため、吸気用および排気用のバルブ４が、特殊なバルブ制御（例えば吸気１弁 停止）をしない（カムを用いる動弁機構の場合の通常の運転時の吸排気バルブのプロファイルに近い）ノーマルカム・プロファイルに準じて開閉動作しているもの（ノーマルモード）とする。

このエンジン１の停止ステップにおいて、ＥＣＵ２は、クランクセンサ（回転センサ１４ｂ）により検出されたエンジン１の回転数（すなわち、クランクシャフトの回転数）等の情報から、その回転数が、予め設定された回転数以下（かつ角度同期の下限回転数より高い回転数）になった場合に、バルブ４の開閉タイミングをノーマルモードから所望位相停止制御モードに切り替える。

この所望位相停止制御モードでは、エンジン１の停止移行中に、吸気用および排気用のバルブ４の開閉タイミングを制御して回転摩擦力を調整し、エンジン１の複数の気筒（全気筒）のうちの所望の気筒のピストンを上記した下死点側の予め設定された目標範囲内に位置させた状態でエンジン１を停止する。

エンジン停止後のエンジン１の始動ステップにおいては、ピストンが目標範囲内に位置している、すなわち、始動最適位相範囲にある所望の気筒に燃料を最初に噴射してエンジン１を始動する。これにより、エンジン１を最適な位相から始動することができ、始動トルクを大きくとることができるので、エンジン始動時間を短縮することができる。このため、セルモータを小さな発生トルクで、かつ、短時間で作動できるので、セルモータおよびバッテリーの負担を軽減でき、それらの寿命を延ばすことができる。すなわち、カムレス型のエンジン１の耐久性を向上させることができる。

上記したエンジン停止ステップにおいて、エンジン１を始動最適位相範囲で停止させるためのバルブ４の制御方法としては、例えば下記の第１〜第３の方法がある。

第１に、所望位相停止制御モードに切り替えた後、エンジン１の全気筒の吸気用のバルブ４を閉弁固定する。この時、排気用のバルブ４は開閉動作を継続する。

第２に、エンジン１の回転速度、位相に合わせ、目標値マップ等を用いて、エンジン１の全気筒の排気用のバルブ４を同時に（または、異なるタイミングで）開閉する。これにより、エンジン１の回転摩擦力を増減させることができるので、エンジン１が始動最適位相範囲で停止するように（すなわち、ピストンが目標範囲内で停止するように）エンジン１の速度低下率を調整することができる。すなわち、エンジン１のブレーキ力を段階的に高めることができるので、エンジン１の停止位相精度（すなわち、ピストンの停止位置精度）を向上させることができる。

第３に、エンジン１が始動最適位相範囲内で停止するように（すなわち、ピストンが目標範囲内で停止するように）、所定のタイミングでエンジン１の全気筒の全ての吸気用および排気用のバルブ４を閉弁することにより、最大摩擦力を発生させてエンジン１を停止する。ここでは、次回始動を考慮し、エンジン１の全気筒（少なくとも上記した所望の気筒）の吸気用および排気用のバルブ４を閉弁状態とする。

また、上記したエンジン停止ステップにおいて、セルモータのピニオンギアとフライホイールリングギア等の偏摩耗を低減するために、下記のようにしても良い。

すなわち、エンジン１の始動改善に影響を与えない範囲で、エンジン１の停止位相を毎回ずらす。上記ピストンの目標範囲に対応する始動最適位相範囲の箇所は、クランクシャフトが１回転（クランク角の１回転（０〜３６０°））の中に複数存在する（例えば、直列４気筒エンジンなら２箇所、直列６気筒エンジンなら３箇所）。

そこで、エンジン停止ステップで指定する始動最適位相箇所を毎回変える。例えば直列４気筒エンジンなら、１つの気筒で、クランク角が＋１８０°を含む範囲の箇所と、−１８０°を含む範囲の箇所とで２箇所あるので、エンジン停止ステップで指定する始動最適位相配意の箇所をその２箇所で交互に変えるようにする。これにより、ギアの嵌合位置を変えることができるので、ギアの偏摩耗を低減することができる。

また、その始動最適位相範囲を基準とし、始動性を損なわない範囲（始動最適位相範囲内）で、毎回、エンジン１の停止位相を前後に微妙にずらす。すなわち、所望の気筒のピストンの停止位置を、下死点側の予め設定された目標範囲内において毎回変える。これにより、ギアの嵌合位置を変えることができるので、ギアの偏摩耗をさらに低減することができる。したがって、カムレス型のエンジン１の耐久性を向上させることができる。

また、上記したエンジン始動ステップにおいて、複数の気筒（全気筒）のうちの所望の複数の気筒の各々のピストンが同一の往復運動をするように、所望の複数の気筒に同時に燃料を噴射しても良い。例えば直列４気筒または直列６気筒のエンジンでは、２つのピストンが同一の往復運動を行う。図６は、カムを用いる通常の直列４気筒エンジンを示しているが、２つの気筒のピストン５０が同じ高さに位置している場合が示されている。符号Ｅは、高低２つのピストン５０の位相差が１８０°ＣＡの場合の高低２つのピストン５０の頂面間距離を示している。そこで、例えば次のようにしても良い。

まず、エンジン停止ステップにおいて、複数の気筒（全気筒、例えば４気筒）のうちの所望の複数の気筒（例えば２気筒）の各々のピストンを目標範囲内に位置させた状態でエンジン１を停止する。続いて、エンジン始動ステップにおいて、所望の複数の気筒の各々のピストンが同一の往復運動をするように、所望の複数の気筒（例えば２気筒）に同時に燃料を噴射する。これにより、燃料の燃焼時に発生する爆発トルクを高めることができるので、エンジン１の始動性を向上させることができる。その結果、エンジン１の始動時間をさらに短縮できるので、セルモータおよびバッテリーの負担をさらに軽減でき、カムレス型のエンジン１の耐久性をさらに向上させることができる。その後、通常運転ステップの移行時に、同一往復運動を行ういずれかの気筒で燃料噴射を１回停止するなどして、正常な行程に戻す。

次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。上記のようにエンジン１を毎回精度良く始動最適位相範囲内で停止させることが難しい場合は、エンジン１の停止時の位相をセンサにより検出し、その結果をＥＣＵ２の記憶部に記憶しておき、その情報をエンジン１の始動時に使用するようにしても良い。例えば次のようにする。

まず、エンジン停止ステップにおいては、エンジン１の停止移行中に、複数の気筒（全気筒）の各々のピストンの停止位置をクランク／カムセンサ等により検出し、その検出情報を記憶する。

続いて、エンジン１を始動する際に、前記ピストンの停止位置の記憶情報を参照し、複数の気筒（全気筒）のうち、ピストンが下死点側の予め設定された目標範囲内に位置する所望の気筒に対して燃料を最初に噴射する。

これにより、エンジン１を常に最適な位相から始動することができ、始動トルクを大きくとることできるので、エンジン始動時間を短縮することができる。このため、上記と同様に、セルモータおよびバッテリーの負担を軽減でき、カムレス型のエンジン１の耐久性を向上させることができる。

また、次のようにしても良い。まず、エンジン停止ステップにおいては、前記第１の実施の形態で説明したのと同様に、エンジン１の停止移行中に、バルブ４の開閉タイミングを制御して回転摩擦力を調整し、複数の気筒（全気筒）のうちの所望の気筒のピストンを下死点側の予め設定された目標範囲内に位置させるようにしてエンジン１を停止する。この時、エンジン停止ステップにおいては、エンジン１の停止移行中に、複数の気筒（全気筒）の各々のピストンの停止位置をクランク／カムセンサ等により検出し、その検出情報を記憶する。

続いて、エンジン始動ステップにおいて、ピストンの停止位置の記憶情報を参照し、所望の気筒のピストンの停止位置が目標範囲外であり、他の気筒のピストンの停止位目標範囲内にある場合は、所望の気筒に代えて、他の気筒に対して燃料を最初に噴射する。

これにより、エンジン始動時に所望の気筒のピストンの位置が目標範囲外であったとしても、エンジン１を最適な位相から始動することができ、始動トルクを大きくできるので、エンジン始動時間を短縮することができる。このため、上記と同様に、カムレス型のエンジン１の耐久性を向上させることができる。

なお、所望の気筒のピストン停止位置が目標範囲外であった場合は通常のエンジン始動シーケンスを実施しても良い。

本発明の内燃機関の制御方法および内燃機関は、複数の気筒の各々に配置された吸気バルブおよび排気バルブを、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングで開閉することが可能な可変動弁機構を備える内燃機関において、エンジン停止時には複数の気筒のうちの所望の気筒のピストンを下死点側の予め設定された目標範囲内に位置させた状態とし、エンジン始動時には、始動に最適な位相にある所望の気筒に燃料を最初に噴射することにより、始動トルクを大きくでき、エンジンの始動時間を短縮することができるので、自動車等の内燃機関の制御方法および内燃機関に利用できる。

１ ディーゼルエンジン（内燃機関）
２ 電子制御ユニット（制御部）
３ 可変動弁機構部
４ バルブ
１２ ドライバ回路（駆動装置）
１３ａ，１３ｂ ギア
１４ａ，１４ｂ 回転センサ
１５ 電磁弁（駆動装置）
１５ａ 開弁用電磁弁（駆動装置）
１５ｂ 閉弁用電磁弁（駆動装置）
１８ 圧力室

Claims (9)

1. 複数の気筒の各々に配置された吸気バルブおよび排気バルブを、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングで開閉することが可能な可変動弁機構を備える内燃機関の制御方法において、
   前記内燃機関のエンジン停止移行中に、前記吸気バルブおよび前記排気バルブの開閉タイミングを制御して回転摩擦力を調整し、前記複数の気筒のうちの所望の気筒のピストンを下死点側の予め設定された目標範囲内に位置させた状態で前記内燃機関のエンジンを停止するエンジン停止ステップと、
   前記内燃機関のエンジン始動時に、前記所望の気筒に燃料を最初に噴射して前記内燃機関のエンジンを始動するエンジン始動ステップとを含む内燃機関の制御方法。
2. 前記エンジン停止ステップにおいて、前記複数の気筒の吸気バルブを閉弁した後、前記複数の気筒の排気バルブを開閉する制御を行う請求項１記載の内燃機関の制御方法。
3. 前記ピストンの位置の前記目標範囲に対応する始動最適位相範囲の箇所はクランクシャフトが１回転する中に複数存在しており、前記内燃機関のエンジンの始動の度に、始動最適位相範囲の箇所を変えて、前記内燃機関のエンジンを始動する請求項１または２記載の内燃機関の制御方法。
4. 前記エンジン停止ステップにおいて、前記所望の気筒のピストンの停止位置を、前記目標範囲内において毎回変える制御を行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御方法。
5. 前記エンジン停止ステップにおいて、前記複数の気筒のうちの所望の複数の気筒の各々のピストンを前記目標範囲内に位置させる制御を行い、
   前記エンジン始動ステップにおいて、前記所望の複数の気筒の各々のピストンが同一の往復運動をするように前記所望の複数の気筒に同時に燃料を噴射する制御を行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御方法。
6. 複数の気筒の各々に配置された吸気バルブおよび排気バルブを、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングで開閉することが可能な可変動弁機構を備える内燃機関の制御方法において、
   前記内燃機関のエンジン停止移行中に、前記複数の気筒の各々のピストンの停止位置を検出し、その検出情報を記憶するステップと、
   前記内燃機関のエンジンを始動する際に、前記ピストンの停止位置の記憶情報を参照し、前記複数の気筒のうち、ピストンが下死点側の予め設定された目標範囲内に位置する所望の気筒に対して燃料を最初に噴射するエンジン始動ステップとを含む内燃機関の制御方法。
7. 複数の気筒の各々に配置された吸気バルブおよび排気バルブを、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングで開閉することが可能な可変動弁機構を備える内燃機関において、
   前記内燃機関のエンジン停止移行中に、前記吸気バルブおよび前記排気バルブの開閉タイミングを制御して回転摩擦力を調整し、前記複数の気筒のうちの所望の気筒のピストンを下死点側の予め設定された目標範囲内に位置させた状態で前記内燃機関のエンジンを停止する制御と、前記内燃機関のエンジン始動時に、前記所望の気筒に燃料を最初に噴射して前記内燃機関のエンジンを始動する制御とを行う制御部を含む内燃機関。
8. 前記制御部は、前記ピストンの位置の前記目標範囲に対応する始動最適位相範囲の箇所はクランクシャフトが１回転する中に複数存在しており、前記内燃機関のエンジンの始動の度に、始動最適位相範囲の箇所を変えて、前記内燃機関のエンジンを始動する制御を行う請求項７記載の内燃機関。
9. 前記制御部は、前記所望の気筒のピストンの停止位置を、前記目標範囲内において毎回変える制御を行う請求項７または８記載の内燃機関。

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