JP2015057549A - 内燃機関を制御するための方法および装置 - Google Patents

内燃機関を制御するための方法および装置 Download PDF

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Abstract

【課題】自動停止、再始動を行う機関で、素早い再始動を行う。
【解決手段】内燃機関を停止する方法であって、停止要求が検出された後に、空気配量装置、特にスロットルバルブ１００を介して内燃機関に供給される空気量が低減され、検出された内燃機関の回転数ｎが規定可能な回転数閾値ｎｓを下回った場合に、空気配量装置１００を介して内燃機関に供給される空気量を再び増大し、供給される空気量の増大後には、吸気量が供給される吸気シリンダ１０はもはや燃焼サイクルに移行しない。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関を制御するための方法および装置に関する。
特に始動／停止技術を備える車両では、すなわち、エンジンが通常の運転モードで頻繁
に停止され、再び作動される場合には、内燃機関の快適な減速および内燃機関の素早い再
始動が極めて重要である。
日本国特許出願公開第２００８２９８０３１号明細書は、減速時に内燃機関のスロット
ルバルブを閉じ、これにより、振動を抑制する方法を記載している。このような措置によ
り、内燃機関のシリンダ内の空気充填量が減じられ、ひいては圧縮および減圧が最小限と
なるので減速の粗さが減じられる。
しかしながら、内燃機関を再始動するためには、再始動のために点火されるシリンダ内
にできるだけ多くの空気が必要とされる。すなわち、素早いエンジン始動（シリンダ内に
多くの空気を必要とする）と、快適な、すなわち、振動の少ないエンジン減速（シリンダ
内に少ない空気を必要とする）という目的の間で矛盾が生じる。このような目的間の矛盾
は本発明により解決される。
従来技術では、特に内燃機関の吸気弁のストローク経過を変更し、これにより、シリン
ダの空気充填量を調節する装置が一般に知られている。特に、電気液圧式アクチュエータ
により、吸気弁のストローク経過を広範囲に任意に構成することができる。このような電
気液圧式の弁変位を行う内燃機関はスロットルバルブを必要としない。同様に、特に吸気
弁のストローク経過はカムシャフトの変位によって変更することができることが知られて
いる。シリンダの空気充填量を変更することができるスロットルバルブなどの装置は、以
下では空気配量装置とも呼ぶ。
日本国特許出願公開第２００８２９８０３１号明細書
空気配量装置によって、いずれかの内燃機関に供給された空気量が減じられ、内燃機関
の停止直前にようやく再び増大される場合、いわゆるエンジンの揺れ、すなわち、感知可
能な振動の発生を防止することができる。これは、内燃機関の減速時に、内燃機関に供給
される空気量がまず減じられ、次いで、検出された内燃機関の回転数が回転数閾値未満に
低下している場合に再び増大されることにより達成される。
この場合、供給される空気量の増大直後または増大時に吸気サイクルに位置する吸気シ
リンダに、増大された空気量が供給され、吸気シリンダは増大された空気充填量を有する
。この吸気シリンダがいま圧縮サイクルに移行した場合、増大された空気充填量が、吸気
シリンダＺＹＬ２を介して強い戻しトルクを加えるガススプリングとして作用する。反対
に、下降運動に移行するシリンダ内のそれぞれの空気充填量はクランクシャフトにトルク
を加え、クランクシャフトの前方回転の方向に作用する。しかしながら、下降運動に移行
するこのシリンダは少ない空気充填量しか有していないので、総じてクランクシャフトに
戻し方向のトルクを加える。
回転数閾値が適宜に選択された場合、吸気シリンダが、配分される空気量の増大後には
もはや燃焼サイクルに移行しないことを確保することができる。このことは、増大された
空気充填量の圧縮が回避され、これにより、不都合な振動が防止されるという利点を有し
ている。
配分される空気量の増大後に吸気シリンダがもはや燃焼サイクルに移行しないように回
転数閾値が選択される場合、特に有利である。回転数閾値がそのように選択され、再始動
の要求が検出された場合に内燃機関の回転数が回転数閾値よりも大きい場合に、内燃機関
を特に素早く再始動する方法が実施され得る。
配分される空気量の増大後にもはや吸気シリンダが燃焼サイクルに移行しないように回
転数閾値を確実に選択するために、本発明によれば、適合方法が提案される。このために
は、回転数閾値が低減もしくは増大される適切な基準を規定することが不可欠である。
配分される空気量の増大後、および内燃機関の停止前に、吸気シリンダが上死点をまだ
通過した場合に回転数閾値が低減された場合、内燃機関のさらなる運転時に、空気充填量
が多い場合に、上死点の許容されない通過による振動が阻止されることが特に簡単に確保
される。
配分される空気量の増大後に吸気シリンダがもはや圧縮サイクルに移行しない場合に回
転数閾値が増大された場合、内燃機関のさらなる運転時に吸気シリンダが停止に際して揺
動特性を示すことが特に簡単に確保される。
回転数閾値が復路揺動角に関係して変更された場合、吸気シリンダが内燃機関の次の運
転時に所定の揺動特性を示すことを特に簡単に確保することができる。
復路揺動角が規定可能な最小復路揺動角よりも小さい場合に回転数閾値が増大された場
合、吸気シリンダが特に粗野に上死点にもはや到達しないことが達成される。
回転数閾値が規定可能な初期閾値まで増大された場合、本発明による適合方法は所定の
導入点を有し、したがって特に確実である。
吸気シリンダが上死点を確実に通過する程度に大きく初期閾値が選択された場合、回転
数閾値は大きすぎる値から始まって適合されることが達成され、このことは、適合方法を
特に簡単にする。
内燃機関の回転数の監視は、極めて簡単に死点で行われる。回転数が回転数閾値未満に
低下したことが死点で検出された場合に吸気シリンダは吸気サイクルに移行する。吸気シ
リンダの排気弁がまだ開放されている間に、空気配量装置によって配分される空気量が増
大された場合、吸込管の増大された空気量は排ガス管に圧送される。このことは、不都合
な振動発生をもたらす。空気配量装置によって配分される空気量が吸気シリンダの吸気サ
イクルの間に増大されるのが遅すぎた場合、吸込管とシリンダとの間に大きい圧力降下が
生じる。この場合、空気の流入は望ましくない著しい振動発生をもたらす。このような振
動発生を最小限にするためには、空気配量装置によって配分される空気量が吸気シリンダ
の弁重複の終了直後、すなわち、排気弁の閉鎖直後に増大された場合、有利である。
内燃機関が停止されるので、燃料の噴射は停止される。点火可能な混合物がシリンダ内
に供給されていないので、内燃機関を素早く再始動するためにはこのことは不都合である
。本発明による方法では空気は吸込管から吸気シリンダに案内されるので、適切な噴射で
は吸気サイクルの終了前に、吸気シリンダ内に点火可能な燃料／空気混合物が供給されて
いることを確保することができる。吸気シリンダは下死点の近傍で、または圧縮サイクル
で停止するので、このことは素早い再始動のために極めて有利である。なぜなら、スター
タは吸気シリンダ内で点火できるまでクランクシャフトの１８０°の回転のみを実施すれ
ばよいからである。
吸気シリンダが吸気サイクルに移行する前または直後に燃料が噴射された場合、混合物
形成のためには特に都合がよい。吸込管噴射時には、配分される燃料量は特に正確に配量
することができ、直接噴射時には、燃料の早期噴射が空気および燃料の渦流形成のために
有利である。
次に添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
内燃機関のシリンダを示す図である。 内燃機関停止時の内燃機関のいくつかのパラメータの経過を示す概略図である。 内燃機関を停止するための本発明による方法のプロセスを示す図である。 内燃機関の停止および再始動時の回転数経過を示す図である。 内燃機関の停止および再始動時の回転数経過を示す詳細図である。 内燃機関の再始動時の本発明による方法のプロセスを示す図である。 異なる回転数閾値における内燃機関の揺動特性を示す概略図である。 回転数閾値を検出するための本発明による方法のプロセスを示す図である。
図１は、燃焼室２０と、コンロッド４０によってクランクシャフト５０に結合されたピ
ストン３０とを備える内燃機関のシリンダ１０を示す。ピストン３０は、既知のように上
下降運動を行う。運動の反転点は死点と呼ばれる。上昇運動から下降運動への移行部は上
死点と呼ばれ、下降運動から上昇運動への移行部は下死点と呼ばれる。クランクシャフト
５０の角度位置、いわゆるクランクシャフト角度は、通常は上死点に対して相対的に規定
される。クランクシャフトセンサ２２０はクランクシャフト５０の角度位置を検出する。
吸込管８０を介して、既知のようにピストン３０の下降運動時に燃焼される空気が燃焼
室２０に吸い込まれる。これは吸込みサイクルもしくは吸気サイクルと呼ばれる。排ガス
管９０を介して、燃焼された空気がピストン３０の上昇運動時に燃焼室２０から押し出さ
れる。これは、一般に排気サイクルと呼ばれる。吸込管８０を介して吸い込まれる空気の
量は、空気配量装置、本実施例ではスロットルバルブ１００を介して調節され、スロット
ルバルブ１００の位置は制御器７０によって決定される。
吸込管８０に配置された吸込管噴射弁１５０を介して、吸込管８０から吸い込まれた空
気内に燃料が噴射され、燃料空気混合物が燃焼室２０で生成される。吸気管噴射弁１５０
によって噴射される燃料の量は制御器７０によって、一般に制御信号の継続時間および／
または強度により決定される。点火プラグ１２０は、燃料空気混合物を点火する。
吸込管８０から燃焼室２０への通路に設けられた吸気弁１６０は、カムシャフト１９０
のカム１８０によって駆動される。同様に、排ガス管９０から燃焼室２０への通路に設け
られた排気弁１７０はカムシャフト１９０のカム１８２によって駆動することができる。
カムシャフト１９０はクランクシャフト５０に連結されている。一般に、カムシャフト１
９０はクランクシャフト５０の２回転につき１回転を行う。カムシャフト１９０は、排気
弁１７０が排気サイクルで開かれ、上死点の近傍で閉じられるように構成されている。吸
気弁１６０は上死点の近傍で開き、吸気サイクルで閉じる。技術的に排気弁１７０および
吸気弁が同時に開かれている段階は弁重複と呼ばれる。このような弁重複は、例えば内部
で排ガスを還流させるために役立つ。カムシャフト１９０は、特に制御器７０によって制
御可能に構成されていてもよく、これにより、内燃機関の運転パラメータに関係して吸気
弁１６０および排気弁１７０の異なったストローク経過を調節することができる。しかし
ながら、吸気弁１６０および排気弁１７０をカムシャフト１９０によってではなく、電気
液圧式の弁調整器によって上下運動させることも同様に可能である。この場合、カムシャ
フト１９０ならびにカム１８０および１８２は省略してもよい。同様に、このような電気
液圧式弁調整器の場合、スロットルバルブ１００は不可欠ではない。
スタータ２００は、機械継手２１０を介してクランクシャフト５０に機械的に結合可能
である。スタータ２００とクランクシャフト５０との間の機械的な結合の形成は係合とも
呼ばれる。スタータ２００とクランクシャフト５０との間の機械的結合の解除は係脱とも
呼ばれる。係合は、内燃機関の回転数が内燃機関およびスタータに関係した回転数閾値未
満である場合にのみ可能である。
図２は、内燃機関が停止した場合の内燃機関の特性を示す。図２ａは、第１シリンダＺ
ＹＬ１および第２シリンダＺＹＬ２の種々異なるサイクルの順序を示し、クランクシャフ
トＴＷの角度に関して記録されている。内燃機関の第１死点Ｔ１、第２死点Ｔ２、第３死
点Ｔ３、第４死点Ｔ４および第５死点が記録されている。これらの死点の間では、第１シ
リンダＺＹＬ１は、既知のように排気サイクル、吸気サイクル、圧縮サイクルおよび燃焼
サイクルを実施する。４つのシリンダを備える内燃機関の実施例では、第２シリンダＺＹ
Ｌ２のサイクルは７２０°／４＝１８０°だけずらされる。第１シリンダＺＹＬ１に関し
て、第１死点Ｔ１、第３死点Ｔ３および第５死点Ｔ５は下死点であり、第２死点Ｔ２およ
び第４死点Ｔ４は上死点である。第２のシリンダＺＹＬ２に関して、第１死点Ｔ１、第３
死点Ｔ３および第５死点Ｔ５は上死点、第２死点Ｔ２および第４死点は下死点である。
図２ｂは、図２ａに示したサイクルに並行して、時間ｔにわたる内燃機関の回転数ｎの
経過を示す。回転数ｎは、例えば、クランクシャフト角度ＫＷの時間微分値として規定さ
れている。第１死点Ｔ１は第１時点ｔ１に対応し、第２死点Ｔ２は第２時点ｔ２に対応し
、第３死点Ｔ３は第３時点ｔ３に対応し、第４死点Ｔ４は第４時点ｔ４に対応する。それ
ぞれ連続する２つの時点の間、例えば、第１時点ｔ１と第２時点ｔ２との間では、回転数
がまず短時間上昇し、次いで単調に減少する。短時間の回転数上昇は、シリンダ内におけ
る空気充填量の圧縮に基づく。上死点を通過したシリンダは、空気充填量を最大限に圧縮
し、シリンダ内に圧縮エネルギーが蓄積される。この圧縮エネルギーは、内燃機関がさら
に回動した場合に部分的に回転エネルギーに変換される。
図２ｃは、図２ａおよび図２ｂと並行して、スロットルバルブ１００の制御信号ＤＫの
経時変化を示す。従来技術により既知のように、内燃機関の停止時にスロットルバルブ１
００がまず閉じられ、これは第１制御信号ＤＫ１に対応する。図２ｂに示すように内燃機
関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓ，例えば、３００Ｕ／ｍｉｎ未満に低下した場合、本発明
により、開放時点ｔａｕｆでスロットルバルブ１００が開放され、これは第２制御信号Ｄ
Ｋ２に相当する。この場合、開放時点ｔａｕｆは、次の死点である第３死点Ｔ３の直後、
内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓ未満に低下した後に得られるように選択されている
。第２シリンダＺＹＬ２は第３死点Ｔ３で吸気サイクルに移行する。したがって、以下で
は吸気シリンダＺＹＬ２とも呼ぶ。本実施例では、開放時点ｔａｕｆは、吸気シリンダの
弁重複の終了、したがって、吸気シリンダＺＹＬ２の排気弁１７０の閉鎖時点と一致する
。吸気シリンダＺＹＬ２の上死点に関して、開放時点ｔａｕｆは開放クランクシャフト角
度ＫＷａｕｆに対応する。内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓ未満に低下した時点を検
出するために、内燃機関の回転数ｎを連続的に監視することができる。死点後の内燃機関
の回転数ｎの上昇は小さいので、開放時点ｔａｕｆが死点直後に位置することが望ましい
が、しかしながら、内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓ未満に低下したか否かを内燃機
関のそれぞれの死点で検査することも可能である。図２ｂに示した実施例では、第１時点
ｔ１および第２時点ｔ２で、内燃機関の回転数ｎがまだ回転数閾値ｎｓ未満に低下してい
ないことがわかる。内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓ未満に低下したことが第３時点
ｔ３ではじめてわかり、スロットルバルブ１００が開放される。
スロットルバルブ１００の開放により、吸気サイクルでいま多くの空気が吸気シリンダ
に流入する。吸気シリンダＺＹＬ２が第４時点ｔ４の後に圧縮サイクルに移行した場合、
残りのシリンダに対して著しく増大された空気充填量は、実施すべき圧縮作業のために、
膨張するシリンダで解放される圧縮エネルギーを上回り、内燃機関の回転数ｎは復路揺動
点ｔｏｓｃでゼロに低下するまで急速に低下する。クランクシャフト５０の回転運動はい
ま反転し、内燃機関の回転数ｎは負になる。復路揺動時点ｔｏｓｃは、図２ａに示したク
ランクシャフト５０の復路揺動角ＲＰＷに対応する。停止時点ｔｓｔｏｐｐで内燃機関は
停止する。時間軸の表示は非線形であることに注意すべきである。内燃機関の回転数ｎの
低下に対応して、第３時点ｔ３と第４時点ｔ４との間の時間間隔は、第２時点ｔ２と第３
時点ｔ３との間の時間間隔よりも大きく、この時間間隔は、第１時点ｔ１と第２時点ｔ２
との間の時間間隔よりも大きい。内燃機関の第５死点Ｔ５は到達されない。復路揺動時点
ｔｏｓｃと停止時点ｔｓｔｏｐｐとの間の時間間隔においてクランクシャフト５０は揺動
運動を行い、第２シリンダＺＹＬ２は圧縮サイクルおよび吸気サイクルで揺動し、第１シ
リンダＺＹＬ１は、対応して燃焼サイクルおよび圧縮サイクルで揺動する。
図３は、図２に示した特性に対応した方法のプロセスを示す。内燃機関の作動時に、停
止検出ステップ１０００で内燃機関が停止されることが望ましいことが検出される。次に
ステップ１０１０が続き、噴射および点火が停止される。したがって、内燃機関は減速状
態にある。次いでステップ１０２０が続き、スロットルバルブが閉じられる。カムシャフ
ト変位を行う内燃機関では、方法ステップ１０２０では、代替的に、より小さいカムへの
切換を行うことができ、これにより、シリンダ内の空気充填量が減じられる。電気液圧式
の弁変位を行う内燃機関では、ステップ１０２０で内燃機関の弁を閉じることができる。
次に方法ステップ１０３０が続き、内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓを下回ったか否
かが検査される。これに当てはまる場合、ステップ１０４０が続く。これに当てはまらな
い場合、内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓを下回るまでステップ１０３０が繰り返さ
れる。ステップ１０４０では、スロットルバルブ１００が開放時点ｔａｕｆで開放される
。カムシャフト変位を行う内燃機関では、代わりにステップ１０４０で、例えばより大き
いカムに切り換えることができ、これにより、吸気シリンダＺＹＬ２の空気充填量が増大
される。電気液圧式の弁変位を行う内燃機関では、ステップ１０４０で吸気シリンダＺＹ
Ｌ２の吸気弁１６０を制御することができ、吸気シリンダＺＹＬ２の吸気サイクルで吸気
弁１６０が開放され、これにより、吸気シリンダＺＹＬ２の吸気充填量が増大される。次
に方法ステップ１０６０が続く。随意のステップ１０６０では、吸込管噴射弁１５０を介
して燃料が内燃機関の吸込管８０に噴射される。このような燃料の噴射は、吸気サイクル
で燃料／空気混合物が吸気シリンダＺＹＬ２に吸い込まれることにより行われる。ステッ
プ１１００で、本発明による方法は終了する。図２ｂに示すように、内燃機関は停止位置
へ揺動し、吸気シリンダＺＹＬ２は吸気サイクルまたは圧縮サイクルで停止する。ステッ
プ１０６０における燃料の噴射は、吸込管噴射を行う内燃機関では、内燃機関を素早く再
始動するために有利である。
図４は、停止時および再始動時における内燃機関の回転数ｎの経時変化を示す。内燃機
関の回転数ｂは、減速段階Ｔ＿Ａｕｓｌａｕｆで図２ｂに示すように低下し、内燃機関の
回転運動が図２ｂに示した復路揺動時点ｔｏｓｃで反転した場合に最終的に符号を変える
。このことは、図４に減速段階Ｔ＿Ａｕｓｌａｕｆの終了および揺動段階Ｔ＿Ｐｅｎｄｅ
ｌの開始として示されている。まだ減速段階Ｔ＿Ａｕｓｌａｕｆであっても、例えば、運
転手がガスペダルを押圧したことが検出されたなど開始要求時点で内燃機関を再び始動す
ることが望ましいか否かが決定される。停止時点ｔｓｔｏｐｐの前にこのように検出され
た始動要求は「気持ちの変化」と呼ばれる。揺動段階Ｔ＿Ｐｅｎｄｅｌでは、内燃機関の
回転数ｎは、図２ｂに示した停止時点ｔｓｔｏｐｐまで一定にゼロまで低下し、ゼロに保
持されるという経過を辿る。停止時点ｔｓｔｏｐｐは、図４では揺動段階Ｔ＿Ｐｅｎｄｅ
ｌの終了を示す。
従来技術で既知の内燃機関の始動方法では、揺動段階Ｔ＿Ｐｅｎｄｅｌに続いて、内燃
機関が停止したこと検出され、スタータ２００が係合され、スタータが制御される。図４
には示していない、例えば５０ｍｓのスタータ２００の制御無駄時間Ｔ＿ｔｏｔの後には
、スタータ２００は時点ｔＳｄＴで回転運動を開始し、これにより、クランクシャフト５
０を再び運動させる。これに対して、本発明による方法では、第１係合時点ｔｅｉｎ１、
および場合によっては第２係合時点ｔｅｉｎ２が決定される。第１係合時点ｔｅｉｎ１お
よび第２係合時点ｔｅｉｎ２は、スタータ２００を係合できる程に内燃機関の回転数ｎが
低いことにより特徴づけられる。第１係合時点ｔｅｉｎ１および第２係合時点ｔｅｉｎ２
は制御器７０によって決定される。始動要求時点ｔｓｔａｒｔと第１係合時点ｔｅｉｎ１
との間の時間間隔が制御無駄時間Ｔ＿ｔｏｔよりも大きい場合、スタータ２００は係合さ
れ、第１係合時点ｔｅｉｎ１で回転運動を開始するように制御される。第１係合時点ｔｅ
ｉｎ１が始動要求時点ｔｓｔａｒｔに時間的に近すぎる場合には、スタータ２００は係合
され、第２係合時点ｔｅｉｎ２で回転運動を開始するように制御される。
図５は、第１係合時点ｔｅｉｎ１および第２係合時点ｔｅｉｎ２の選択を詳細に示す。
図示のように、内燃機関の回転数ｎは開放時点ｔａｕｆの後に急速にゼロに低下し、内燃
機関は復路揺動時点ｔ＿ｏｓｃで後進運動を開始する。第１係合時点ｔｅｉｎ１は、スロ
ットルバルブ１００の開放後に、例えば、特性マップに基づいて、または制御器７０に保
存されたモデルに基づいて決定され、予測された復路揺動点ｔｏｓｃに対応する。復路揺
動時点ｔｏｓｃの代わりに、内燃機関の回転数ｎがゼロ点を示す他の時点を予測し、第１
係合時点ｔｅｉｎ１として選択することも当然ながら可能である。
内燃機関の回転数ｎのゼロ点に対して補足的に第２係合点ｔｅｉｎ２を選択してもよい
。第２係合点ｔｅｉｎ２以後は、内燃機関の回転数ｎが、スタータ２００の係合が可能な
回転数帯域をもはや離れないことが確保されている。この回転数帯域は、例えば、毎秒７
０回転の正の閾値ｎｐｌｕｓと、例えば、毎秒３０回転の負の閾値ｎｍｉｎｕｓとによっ
て付与され、正の閾値ｎｐｌｕｓまで、内燃機関の前方向回転時にスタータ２００が係合
することができ、負の閾値ｎｍｉｎｕｓまで、内燃機関の後方向回転時にスタータ２００
が係合することができる。制御器７０は、例えば特性マップに基づいて、内燃機関の運動
エネルギーが、第２係合時点ｔｅｉｎ２以後、回転数帯域（ｎｍｉｎｕｓ，ｎｐｌｕｓ）
をもはや離れない範囲で低下するよう計算する。第２係合時点ｔｅｉｎ２または第２係合
時点ｔｅｉｎ２後の任意の時点で、スタータ２００を係合させ、回転運動に移行させるこ
とができる。
図６は、本発明による内燃機関を再始動するための方法のプロセスを示す。ステップ２
０００は、図３に示したステップ１０００と一致する。このステップでは、内燃機関を停
止する要求が検出される。次にステップ２００５が続く。ステップ２００５では、スロッ
トルバルブが閉じられるか、または、例えばカム１８０，１８２の変位もしくは弁１６０
，１７０の適宜な電気液圧式制御など他の措置がとられ、これにより、シリンダ内の空気
充填量が低減される。次にステップ２０１０が続く。
ステップ２０１０では、まだ内燃機関の減速時に、すなわち、図４に示した減速段階Ｔ
＿Ａｕｓｌａｕｆで内燃機関を始動するための始動要求が検出されたか否かが決定される
。これに当てはまる場合には、ステップ２０２０が続く。これに当てはまらない場合には
、ステップ２０９０が続く。ステップ２０２０では、内燃機関における回転数ｎが（場合
によっては、例えば毎秒１０回転の最低間隔だけ）回転数閾値ｎｓを超過しているか否か
が検査される。検査は連続的に行ってもよいし、またはクランクシャフトに同期して、特
に内燃機関のそれぞれの死点で行ってもよい。内燃機関の回転数が回転数閾値ｎｓを超過
した場合、ステップ２０３０が続き、さもなければステップ２０７０が続く。
ステップ２０３０ではスロットルバルブが開かれるか、または、例えば、カム１８０，
１８２の変位もしくは弁１６０および１７０の適宜な電気液圧式制御などの他の措置がと
られ、これにより、次に吸気サイクルとなるシリンダ内の空気充填量が増大される。吸気
管噴射弁１５０によって燃料は吸気管８０に噴射される。次にステップ２０４０が続き、
吸気シリンダＺＹＬ２、すなわち、次に吸気サイクルで空気充填量が実質的に増大される
シリンダが決定される。吸気シリンダＺＹＬ２は吸気サイクルに移行し、吸気管８０内に
位置する燃料／空気混合物を吸い込む。次いで吸気シリンダＺＹＬ２は圧縮サイクルに移
行する。回転数ｎは回転数閾値ｎｓよりも大きい。回転数閾値ｎｓは、吸気シリンダＺＹ
Ｌ２がもはや上死点を通過しないように選択されている。したがって、内燃機関の回転数
ｎでは、吸気シリンダＺＹＬ２が上死点をもう一度通過し、燃焼サイクルに移行すること
が確保されている。次にステップ２０５０が続く。ステップ２０５０では、燃料／空気混
合物が吸気シリンダＺＹＬ２で点火され、吸気シリンダＺＹＬ２はクランクシャフト５０
の回転を加速し、次にステップ２０６０が続く。ステップ２０６０では、内燃機関を始動
するためにさらなる措置がとられ、特に内燃機関の他のシリンダ内で燃料／空気混合物が
適宜点火される。内燃機関の始動によって本発明による方法は終了する。
ステップ２０７０では、吸気管噴射弁１５０を介して燃料が吸気管８０に噴射される。
次にステップ２１００が続く。
ステップ２０９０では、図３に示したステップ１０３０に対応して、内燃機関における
回転数ｎが回転数閾値ｎｓ未満に低下したか否かが検査される。これに当てはまらない場
合には、ステップ２０１０に戻る。これに当てはまる場合にはステップ２１００が続く。
ステップ２１００は、図３のステップ１０４０に対応する。スロットルバルブが開かれ
るか、もしくは他の空気配量装置、例えばカム変位装置または電気液圧式弁制御装置が、
供給される空気量が増大されるように制御される。次にステップ２１１０が続く。
ステップ２１１０では、内燃機関を始動するための要求が出されたか否かが決定される
。これに当てはまる場合にはステップ２１２０が続く。これに当てはまらない場合には、
内燃機関を始動するための要求が出されるまでステップ２１１０が繰り返される。ステッ
プ２１２０では、内燃機関が停止しているか否かが検査される。これは、図４に示した揺
動段階Ｔ＿Ｐｈａｓｅの終了後の時間に対応する。これに当てはまる場合にはステップ２
０６０が続き、内燃機関を始動するための従来の措置がとられる。図４に示すように、内
燃機関は時点ｔＳｄＴで始動される。
内燃機関がステップ２１２０で停止していない場合には、ステップ２１５０が続く。ス
テップ２１５０では第１係合時点ｔｅｉｎ１が予測される。この予測は、例えば特性マッ
プに基づいて行われる。吸気シリンダＺＹＬ２の上死点を最後に通過した場合に（本実施
例では第４時点ｔ４で）検出された回転数ｎに基づいて、内燃機関の運動エネルギーを決
定することができ、空気配量弁の第２位置ＤＫ２から、吸気シリンダＺＹＬ２の空気充填
量、ひいては吸気シリンダＺＹＬ２によって圧縮サイクルで圧縮されるガススプリングの
強度を推定することができる。これにより、第１係合時点ｔｅｉｎ１として予測される復
路揺動時間ｔｏｓｃを推定することができる。次にステップ２１６０が続き、第１係合時
点ｔｅｉｎ１と現在の時点との間の時間差がスタータ２００の制御無駄時間Ｔ＿ｔｏｔよ
りも大きいか否かが検査される。これに当てはまる場合には、ステップ２１７０が続く。
これに当てはまらない場合には、ステップ２１８０が続く。
ステップ２１８０では、第２係合時点ｔｅｉｎ２が決定される。図５に示すように、第
２係合時点ｔｅｉｎ２は、内燃機関の回転数ｎが第２係合時点ｔｅｉｎ２以後は負の閾値
ｎｍｉｎｕｓと正の閾値ｎｐｌｕｓとの間の回転数範囲に保持されるように選択される。
次のステップ２１９０でスタータ２００が係合され、第２係合時点ｔｅｉｎ２から始動さ
れる。次にステップ２０６０が続き、内燃機関を始動するためのさらなる措置がとられる
。代替的に、ステップ２１８０で、負の閾値ｎｍｉｎｕｓと正の閾値ｎｐｌｕｓとの間の
回転数ｎが保持される係合間隔を測定することも可能である。この場合、ステップ２１９
０で、スタータ２００が係合間隔で係合され、始動される。
吸込管噴射弁１５０の代わりに、内燃機関の噴射弁が燃焼室に配置されており、したが
って、直接噴射弁として構成されていることも可能である。この場合、スロットルバルブ
の開放直後の吸込管への燃料の噴射は省略される。再始動時にＺＹＬ２が点火される前に
吸気シリンダＺＹＬ２に燃料が適宜に噴射されることのみが重要である。
図７は回転数閾値ｎｓの選択を示す。図７ａは回転数閾値ｎｓを正確に選択した場合の
吸気シリンダＺＹＬ２の揺動特性を示す。開放クランクシャフト角度ＫＷａｕｆで、吸気
シリンダＺＹＬ２は前進運動で第４死点Ｔ４に対応した下死点ＵＴを通過し、復路揺動角
ＲＰＷにおいて回転方向を反転する。停止するまでの吸気シリンダＺＹＬ２のさらなる揺
動運動が図７ａに示唆されている。
図７ｂは回転数閾値ｎｓを高く選択しすぎた場合の吸気シリンダＺＹＬ２の揺動特性を
示す。高すぎる回転数閾値ｎｓとは、スロットルバルブ１００の開放時、すなわち、開放
クランクシャフト角度ＫＷａｕｆにおける内燃機関の運動エネルギーが高すぎることを意
味する。このようなことは、吸気シリンダＺＹＬ２が、第４死点Ｔ４に対応した下死点Ｕ
Ｔを通過し、次いで、第５死点Ｔ５に対応した上死点ＯＴをも通過することにつながる。
これは、駆動系統に望ましくない振動をもたらし、運転手には不快であると感じられる。
図７ｃは、回転数閾値ｎｓを低く選択しすぎた場合の吸気シリンダＺＹＬ２の揺動特性
を示す。低すぎる回転数閾値ｎｓとは、スロットルバルブ１００の開放時、すなわち、開
放クランクシャフト角度ＫＷａｕｆにおける内燃機関の運動エネルギーが低すぎることを
意味する。吸気シリンダＺＹＬ２は、第４死点に対応した下死点ＵＴを通過するが、しか
しながら、比較的大きい復路揺動角ＲＰＷを有している。ステップ３０２０で、内燃機関
の回転数ｎが回転数閾値ｎｓよりも大きいことが検出された場合、吸気シリンダＺＹＬ２
が上死点ＯＴを超えて回転し、したがって、内燃機関を素早く始動できることをもはや前
提とすることができない。
したがって、回転数閾値ｎｓの選択は、本発明による方法が機能するために最も重要な
意味をもつが、内燃機関の耐用寿命にわたって変化する変数、例えば使用されるエンジン
オイルの摩擦係数などに依存しているので極めて難しい。
図８は適応方法を示す。この適応方法により、初期に規定された回転数閾値ｎｓを適応
させることができ、内燃機関の特性の初期化または変更時のエラーが補正される。ステッ
プ３０００では、内燃機関に対して停止要求が出されたことが検出され、内燃機関を始動
するための措置がとられる。ステップ３０１０で、ステップ１０３０に対応して、内燃機
関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓ未満に低下したか否かが検査される。これに当てはまる場
合には、ステップ３０２０が続き、ステップ１０４０に対応してスロットルバルブが開放
される。次にステップ３０３０が続き、吸気シリンダＺＹＬ２が下死点ＵＴを既に通過し
たか否かが検査される。これに当てはまらない場合には、ステップ３０４０が続く。これ
に当てはまる場合には、ステップ３０６０が続く。
ステップ３０４０で、吸気シリンダＺＹＬ２が下死点ＵＴを通過する前に内燃機関が停
止してしまう程、回転数閾値ｎｓが低く選択されることが防止される。このために、ステ
ップ３０４０では、内燃機関が停止しているか否かが検査される。これに当てはまらない
場合にはステップ３０３０に戻り、内燃機関が停止している場合にはステップ３０５０が
続く。ステップ３０５０では回転数閾値ｎｓが増大される。次にステップ３１００が続き
、ここで方法は終了する。
ステップ３０６０では、内燃機関の回転運動が監視される。内燃機関が上死点ＯＴをさ
らに超えて吸気シリンダＺＹＬ２を回転させた場合には、ステップ３０７０が続く。上死
点ＯＴが到達されていない場合には、ステップ３０８０が続く。ステップ３０７０で、図
７ｂに示した特性が得られた場合には、回転数閾値ｎｓが低減される。次にステップ３１
００が続き、ここで方法は終了する。
ステップ３０８０で、復路揺動角ＲＰＷが、例えばクランクシャフトセンサ２２０によ
って測定される。次にステップ３０９０が続く。ステップ３０９０では、復路揺動角ＲＰ
Ｗが、例えば１０°の最小復路揺動角ＲＰＷＳよりも小さいか否かが検査される。復路揺
動角ＲＰＷが最小復路揺動角ＲＰＷＳよりも小さい場合には、図７ａに示す正常な特性が
得られ、ここで方法は終了する。復路揺動角ＲＰＷが最小復路揺動角ＲＰＷＳよりも大き
い場合、図７ｃに示した特性が得られ、次にステップ３０５０が続き、回転数閾値ｎｓが
増大される。
ステップ３０５０における回転数閾値ｎｓの増大は増分的に行われるか、または回転数
閾値ｎｓは初期閾値ｎｓｉに増大され、初期閾値ｎｓｉでは、内燃機関が図７ｂに示した
特性を示し、したがって、回転数閾値ｎｓがまず大きめに選択されていることが確保され
ている。初期閾値ｎｓｉは、例えば適用可能な閾値として形成されていてもよい。したが
って、初期閾値ｎｓｉは、例えば、空気充填量における異なる漏出量、異なるエンジンオ
イルまたは内燃機関の摩擦作用の異なるサンプルばらつきなど内燃機関の運転時に可能な
運転パラメータの範囲内で、内燃機関が図７ｂに示した特性を示し、したがって、吸気シ
リンダＺＹＬ２が燃焼サイクルに移行するように選択される。
回転数閾値ｎｓの適応は、内燃機関の再始動が正常に経過しなかった場合にも随意に実
施することができる。すなわち、ステップ２０２０で、検出された内燃機関の回転数ｎが
回転数閾値ｎｓよりも大きいことが検出された場合、回転数閾値ｎｓが増大され、ステッ
プ２０３０，２０４０および２０５０の実施後に、ステップ２０６０で、吸気シリンダＺ
ＹＬ２が燃焼サイクルに移行したことが確認される。

Claims (13)

  1. 内燃機関を停止する方法であって、停止要求が検出された後に、空気配量装置、特にス
    ロットルバルブ（１００）を介して内燃機関に供給される空気量が低減される方法におい
    て、
    検出された内燃機関の回転数（ｎ）が規定可能な回転数閾値（ｎｓ）を下回った場合に
    、空気配量装置を介して内燃機関に供給される空気量を再び増大し、供給される空気量の
    増大後には、空気量が供給される吸気シリンダ（ＺＹＬ２）をもはや燃焼サイクルに移行
    させないことを特徴とする方法。
  2. 請求項２に記載の方法において、
    配分される空気量の増大後、および内燃機関の停止前に前記吸気シリンダ（ＺＹＬ２）
    が燃焼サイクルに移行した場合に、前記回転数閾値（ｎｓ）を低減する方法。
  3. 請求項１または２に記載の方法において、
    配分される空気量の増大後に前記吸気シリンダ（ＺＹＬ２）がもはや圧縮サイクルに移
    行しない場合に、前記回転数閾値を増大する方法。
  4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法において、
    復路揺動角（ＲＰＷ）に関係して、規定可能な前記回転数閾値を変更する方法。
  5. 請求項４に記載の方法において、
    前記復路揺動角（ＲＰＷ）が、規定可能な最小復路揺動角（ＲＰＷＳ）よりも大きい場
    合に、前記回転数閾値を増大する方法。
  6. 請求項５または６に記載の方法において、
    規定可能な前記回転数閾値（ｎｓ）を、規定可能な初期閾値（ｎｓｉ）に増大する方法
    。
  7. 請求項６に記載の方法において、
    前記吸気シリンダ（ＺＹＬ２）が上死点を通過する大きさに前記初期閾値（ｎｓｉ）を
    選択する方法。
  8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法において、
    前記吸気シリンダ（ＺＹＬ２）の排気弁（１６０）の閉鎖直後に、前記空気配量装置に
    よって配分される空気量を増大する方法。
  9. 請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法において、
    前記吸気シリンダ（ＺＹＬ２）が吸気サイクルから出た場合に、吸気シリンダ（ＺＹＬ
    ２）内に点火可能な燃料／空気混合物が供給されているように燃料を噴射する方法。
  10. 請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法において、
    前記吸気シリンダ（ＺＹＬ２）が吸気サイクルに移行する前、または移行した直後に、
    燃料を噴射する方法。
  11. コンピュータプログラムにおいて、
    該コンピュータプログラムが、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法で使
    用するためにプログラムされていることを特徴とするコンピュータプログラム。
  12. 内燃機関を開ループおよび／または閉ループ制御するための電子記憶媒体において、
    該電子記憶媒体に、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法で使用するため
    のコンピュータプログラムが記憶されていることを特徴とする電子記憶媒体。
  13. 内燃機関の開ループおよび／または閉ループ制御器において、
    該開ループおよび／または閉ループ制御器が、請求項１から１０までのいずれか一項に
    記載の方法で使用するようにプログラムされていることを特徴とする開ループおよび／ま
    たは閉ループ制御器。
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