JP2023124150A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の再始動処理を適切に実行する。【解決手段】内燃機関の制御装置は、再始動条件が満たされたときに、スロットルバルブを開状態に制御し、且つ気筒内での燃料の燃焼を再開する再始動処理を実行する。制御装置は、再始動処理を実行する際に、圧力センサにより検出した下流圧をベース圧として取得する検出処理を実行する。制御装置は、気筒内での燃料の燃焼が中断されている状態から内燃機関を再始動する際に最初に燃料が燃焼する気筒を初爆気筒としたとき、検出処理によりベース圧を取得した時点から初爆気筒についての吸気バルブが閉弁する時点までの下流圧の変動量を算出する算出処理を実行する。制御装置は、ベース圧及び変動量に基づいて、初爆気筒についての吸気バルブが閉弁する時点の下流圧を、推定圧として推定する推定処理を実行する。再始動処理では、推定処理で推定した推定圧に基づいて、初爆気筒についての燃料噴射量を算出する。【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１の内燃機関は、気筒、吸気通路、排気通路、ピストン、及びクランク軸を備えている。気筒は、燃料を燃焼させるための空間である。吸気通路は、気筒に吸気を導入する。排気通路は、気筒から排気を排出する。ピストンは、気筒内を往復運動する。クランク軸は、ピストンの往復運動により回転する。

また、特許文献１の内燃機関は、燃料噴射弁、スロットルバルブ、及び圧力センサを備えている。燃料噴射弁は、気筒内に燃料を供給する。スロットルバルブは、吸気通路の途中に位置している。スロットルバルブは、吸気通路を流通する吸気の量を調整する。圧力センサは、吸気通路におけるスロットルバルブから視て下流側の部分の圧力である下流圧を検出する。

特許文献１の内燃機関の制御装置は、圧力センサが検出した下流圧に基づいて、吸気通路から気筒内に導入される吸気の量を算出する。そして、特許文献１の制御装置は、気筒内に導入する吸気の量に合わせて、燃料噴射弁から気筒内に供給する燃料の量を制御する。

特開２０１８－１７３０６７号公報

特許文献１のような内燃機関の制御装置は、内燃機関の気筒での燃料の燃焼を中断した後、内燃機関を再始動する再始動処理を実行することがある。ここで、特許文献１のような内燃機関の制御装置は、内燃機関の気筒での燃料の燃焼を中断した後、内燃機関のクランク軸の回転速度がゼロに至る前に、再始動処理を実行することがあり得る。そして、クランク軸の回転速度がゼロに至る前の状況では、ピストンの往復運動に伴ってガスが流れるため、スロットルバルブが閉状態に制御されていると、下流圧が大気圧に対して低くなる。このような状況で再始動処理を開始すると、大気圧に対して低かった下流圧が徐々に高くなって大気圧に近づいていく。

しかし、従来の再始動処理は、クランク軸が停止していることを前提としている。つまり、従来の再始動処理は、再始動時に下流圧が安定していることを想定している。そのため、従来の再始動処理では、下流圧が変動することを考慮した適切な再始動処理ができない。

上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、燃料を燃焼させる気筒と、前記気筒に吸気を導入する吸気通路と、前記気筒から排気を排出する排気通路と、前記気筒内を往復運動するピストンと、前記ピストンの往復運動により回転するクランク軸と、前記気筒内に燃料を供給する燃料噴射弁と、前記吸気通路に位置するとともに前記吸気通路を流通する吸気の量を調整するスロットルバルブと、前記吸気通路の下流端を開閉する吸気バルブと、前記吸気通路における前記スロットルバルブから視て下流側の部分の圧力である下流圧を検出する圧力センサと、を備えている内燃機関に適用され、前記内燃機関の再始動を制御する制御装置であって、予め定められた停止条件が満たされたときに、前記気筒内での燃料の燃焼を中断し、且つ前記スロットルバルブを閉状態に制御する停止処理と、予め定められた再始動条件が満たされたときに、前記スロットルバルブを開状態に制御し、且つ前記気筒内での燃料の燃焼を再開する再始動処理と、前記再始動処理を実行する際に、前記圧力センサにより検出した前記下流圧をベース圧として取得する検出処理と、前記気筒内での燃料の燃焼が中断されている状態から前記内燃機関を再始動する際に最初に燃料が燃焼する前記気筒を初爆気筒としたとき、前記検出処理により前記ベース圧を取得した時点から前記初爆気筒についての前記吸気バルブが閉弁する時点までの前記下流圧の変動量を算出する算出処理と、前記ベース圧及び前記変動量に基づいて、前記初爆気筒についての前記吸気バルブが閉弁する時点の前記下流圧を、推定圧として推定する推定処理と、を実行可能であり、前記再始動処理では、前記推定処理で推定した前記推定圧に基づいて、前記初爆気筒についての燃料噴射量を算出する。

上記構成において、停止処理を開始した直後で、クランク軸が回転している場合には、吸気通路、気筒、排気通路の順にガスが流れる。また、停止処理を開始するとスロットルバルブは閉状態に制御される。したがって、停止処理を開始すると、下流圧は、大気圧に対して低くなる。その後、再始動処理が開始されると、スロットルバルブが開状態に制御される。したがって、下流圧は徐々に高くなって大気圧に近づいていく。このように、クランク軸が回転している状態で再始動処理を開始した直後は、下流圧が変動する。

上記構成によれば、ベース圧を取得してから吸気バルブが閉弁するまでの変動量に基づいて、初爆気筒についての吸気バルブが閉弁する時点の下流圧が推定される。換言すると、吸気通路から気筒内への吸気の導入が完了する時点の下流圧が推定される。これにより、ベース圧を取得してから吸気の導入が完了するまでの下流圧の変動を加味して燃料噴射量が算出される。その結果、適切に再始動処理を実行できる。

上記構成において、前記クランク軸の回転速度が予め定められた閾値よりも高い場合には、前記算出処理及び前記推定処理を実行し、前記クランク軸の回転速度が前記閾値以下である場合には、前記ベース圧を、前記推定圧として設定する設定処理を実行してもよい。

クランク軸の回転速度が閾値以下である場合には、例えばクランク軸の回転速度が閾値よりも高い場合に比べて推定処理による下流圧の推定精度が低下する傾向がある。また、クランク軸の回転速度が閾値以下である場合には、クランク軸が回転していても下流圧は大気圧に対してそれほど低くならない。上記構成によれば、クランク軸の回転速度が閾値以下である場合には、ベース圧が推定圧として設定される。つまり、推定処理による下流圧の推定精度が低下する状況にあっては、吸気バルブが閉弁する時点での下流圧に近似しているであろうベース圧を、推定圧とする。したがって、クランク軸の回転速度が閾値以下である場合に、実際の値とかけ離れた推定圧が推定されることはない。

車両の概略構成図である。 内燃機関の概略構成図である。 再始動制御を示すフローチャートである。

＜車両の機械的構成＞
以下、本発明の一実施形態を図１～図３にしたがって説明する。先ず、車両１００の機械的構成について説明する。

図１に示すように、車両１００は、内燃機関１０を備えている。図２に示すように、内燃機関１０は、複数の気筒１１、吸気通路１２、排気通路１３、複数のピストン１６、複数のコネクティングロッド１７、及びクランク軸１８を備えている。

図２に示すように、気筒１１は、燃料と吸気との混合気を燃焼させるための空間である。本実施形態において、内燃機関１０は、６つの気筒１１を備えている。なお、内燃機関１０は、６つの気筒１１が一列に並んだ、いわゆる直列６気筒エンジンである。以下では、６つの気筒１１を総称して説明するときには、単に気筒１１と呼称する。また、６つの気筒１１を区別して説明するときには、６つの気筒１１が並んでいる順に、端から第１気筒１１Ａ、第２気筒１１Ｂ、第３気筒１１Ｃ、第４気筒１１Ｄ、第５気筒１１Ｅ、第６気筒１１Ｆと呼称する。なお、図２では、１つの気筒１１のみを代表して図示している。

ピストン１６は、気筒１１の内部に位置している。ピストン１６は、コネクティングロッド１７を介してクランク軸１８に連結している。ピストン１６は、気筒１１において燃料と吸気との混合気が燃焼することにより、気筒１１の内部で往復運動する。そして、ピストン１６の往復運動により、クランク軸１８が回転する。

吸気通路１２は、気筒１１に接続している。吸気通路１２は、内燃機関１０の外部から各気筒１１に吸気を導入する。排気通路１３は、気筒１１に接続している。排気通路１３は、各気筒１１から内燃機関１０の外部へと排気を排出する。

内燃機関１０は、スロットルバルブ２１、複数のポート噴射弁２２、複数の筒内噴射弁２３、複数の点火装置２４、複数の吸気バルブ２６、及び複数の排気バルブ２７を備えている。

スロットルバルブ２１は、吸気通路１２の途中に位置している。スロットルバルブ２１は、吸気通路１２を流通する吸気の量を調整する。ポート噴射弁２２は、吸気通路１２のうち、気筒１１の近傍に位置している。ポート噴射弁２２は、吸気通路１２に燃料を噴射することにより、吸気通路１２を介して気筒１１内に燃料を供給する。内燃機関１０は、６つの気筒１１に対応して６つのポート噴射弁２２を備えている。筒内噴射弁２３の先端を含む一部分は、気筒１１内に位置している。筒内噴射弁２３は、気筒１１内に燃料を噴射することにより、気筒１１内に燃料を供給する。内燃機関１０は、６つの気筒１１に対応して６つの筒内噴射弁２３を備えている。本実施形態において、ポート噴射弁２２及び筒内噴射弁２３は、気筒１１内に燃料を供給する燃料噴射弁である。

点火装置２４の先端を含む一部分は、気筒１１内に位置している。点火装置２４は、燃料と吸気との混合気を火花放電により点火する。内燃機関１０は、６つの気筒１１に対応して６つの点火装置２４を備えている。６つの点火装置２４は、第１気筒１１Ａ、第５気筒１１Ｅ、第３気筒１１Ｃ、第６気筒１１Ｆ、第２気筒１１Ｂ、第４気筒１１Ｄの順に点火を行う。換言すると、内燃機関１０は、第１気筒１１Ａ、第５気筒１１Ｅ、第３気筒１１Ｃ、第６気筒１１Ｆ、第２気筒１１Ｂ、第４気筒１１Ｄの順に燃焼行程を迎える。なお、各気筒１１は、クランク軸１８が２回転する度に、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程を繰り返す。したがって、内燃機関１０では、クランク軸１８が１２０度だけ回転する度に、６つの気筒１１のうちの１つの気筒１１が燃焼行程を新たに迎える。

吸気バルブ２６は、吸気通路１２の下流端に位置している。吸気バルブ２６は、図示しない動弁機構からの駆動力により吸気通路１２の下流端を開閉する。内燃機関１０は、６つの気筒１１に対応して６つの吸気バルブ２６を備えている。排気バルブ２７は、排気通路１３の上流端に位置している。排気バルブ２７は、図示しない動弁機構からの駆動力により排気通路１３の上流端を開閉する。内燃機関１０は、６つの気筒１１に対応して６つの排気バルブ２７を備えている。

図１に示すように、車両１００は、クラッチ３１、モータジェネレータ４０、自動変速機６１、差動機構６２、及び複数の駆動輪６３を備えている。
モータジェネレータ４０は、回転軸４１、ロータ４２、及びステータ４３を備えている。回転軸４１は、ロータ４２に接続している。したがって、回転軸４１は、ステータ４３に対して回転可能である。モータジェネレータ４０の回転軸４１は、クラッチ３１を介して内燃機関１０のクランク軸１８に接続している。クラッチ３１の接続状態は、当該クラッチ３１の内部に供給されるオイルの圧力に応じて係合状態及び解放状態の何れか一方に切り替えられる。

また、モータジェネレータ４０の回転軸４１は、自動変速機６１及び差動機構６２を介して駆動輪６３に接続している。自動変速機６１の一例は、有段式の自動変速機である。自動変速機６１は、変速比を段階的に変更可能である。差動機構６２は、左右の駆動輪６３に回転速度差が生じることを許容する。

＜車両の電気的構成＞
図１に示すように、車両１００は、バッテリ７１、及びインバータ７２を備えている。バッテリ７１は、モータジェネレータ４０が発電機として機能する場合、モータジェネレータ４０が発電した電力を蓄える。バッテリ７１は、モータジェネレータ４０が電動機として機能する場合、モータジェネレータ４０に対して電力を供給する。インバータ７２は、モータジェネレータ４０とバッテリ７１との間の電力の授受量を調整する。

図１に示すように、車両１００は、アクセル操作量センサ８１、車速センサ８２、クランク角センサ８３、及び圧力センサ８４を備えている。アクセル操作量センサ８１は、運転者が操作する図示しないアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量ＡＣＣを検出する。車速センサ８２は、車両１００の速度である車速ＳＰを検出する。クランク角センサ８３は、クランク軸１８の角度位置であるクランク角ＳＣを検出する。圧力センサ８４は、吸気通路１２におけるスロットルバルブ２１から視て下流側の部分の圧力である下流圧の検出値を、検出下流圧ＰＩとして検出する。

図１に示すように、車両１００は、制御装置９０を備えている。制御装置９０は、アクセル操作量ＡＣＣを示す信号をアクセル操作量センサ８１から取得する。制御装置９０は、車速ＳＰを示す信号を車速センサ８２から取得する。制御装置９０は、クランク角ＳＣを示す信号をクランク角センサ８３から取得する。制御装置９０は、クランク角ＳＣに基づいて、クランク軸１８の回転速度である機関回転速度ＮＥを算出する。制御装置９０は、検出下流圧ＰＩを示す信号を圧力センサ８４から取得する。

制御装置９０は、アクセル操作量ＡＣＣ及び車速ＳＰに基づいて、車両１００が走行するために必要な駆動力の要求値である車両要求駆動力を算出する。制御装置９０は、車両要求駆動力に基づいて、内燃機関１０及びモータジェネレータ４０のトルク配分を決定する。制御装置９０は、内燃機関１０及びモータジェネレータ４０のトルク配分に基づいて、内燃機関１０の出力と、モータジェネレータ４０の力行及び回生とを制御する。

制御装置９０は、内燃機関１０に制御信号を出力することにより、スロットルバルブ２１の開度の調整、ポート噴射弁２２からの燃料噴射量の調整、筒内噴射弁２３からの燃料噴射量の調整、点火装置２４の点火時期の調整などの各種の制御を実行する。また、制御装置９０は、モータジェネレータ４０を制御するにあたって、インバータ７２に制御信号を出力する。そして、制御装置９０は、インバータ７２を介してモータジェネレータ４０とバッテリ７１との間の電力の授受量を調整することにより、モータジェネレータ４０を制御する。

制御装置９０は、クラッチ３１に制御信号を出力することにより、クラッチ３１の接続状態を制御する。制御装置９０は、自動変速機６１に制御信号を出力することにより、自動変速機６１の変速比を制御する。

制御装置９０は、予め定められた停止条件が満たされたときに、気筒１１内での燃料の燃焼を中断し、且つ、スロットルバルブ２１を閉状態に制御する停止処理を実行する。ここで、停止条件の一例は、アクセル操作量ＡＣＣがゼロになることにより車両要求駆動力が小さくなることである。

制御装置９０は、予め定められた再始動条件が満たされたときに、スロットルバルブ２１を開状態に制御し、且つ、気筒１１内での燃料の燃焼を再開する再始動処理を実行する。ここで、再始動条件の一例は、停止処理の実行後において、アクセル操作量ＡＣＣがゼロよりも大きくなることにより車両要求駆動力が大きくなることである。

具体的には、制御装置９０は、再始動処理において、先ず、クラッチ３１に制御信号を出力することにより、クラッチ３１の接続状態を係合状態に制御する。そして、制御装置９０は、インバータ７２に制御信号を出力することにより、クラッチ３１を介してモータジェネレータ４０の回転軸４１から内燃機関１０のクランク軸１８にトルクを付与する。その結果、機関回転速度ＮＥが上昇する。また、制御装置９０は、スロットルバルブ２１を開状態に制御する。さらに、制御装置９０は、ポート噴射弁２２及び筒内噴射弁２３を制御することにより、気筒１１内に燃料が供給する。また、制御装置９０は、点火装置２４を制御することにより、気筒１１内における燃料と吸気との混合気を火花放電により点火する。その結果、内燃機関１０が再始動する。

制御装置９０は、再始動処理の一環として、次に燃料を噴射する気筒１１を決定する決定処理を実行する。具体的には、制御装置９０は、決定処理において、先ず、クランク角ＳＣに基づいて、現時点で吸気行程を迎えている気筒１１内のピストン１６の位置を取得する。そして、制御装置９０は、現時点で吸気行程を迎えている気筒１１内のピストン１６の位置が、予め定められた規定角度範囲外にある場合、現時点で吸気行程を迎えている気筒１１を、次に燃料を噴射する気筒１１として決定する。なお、規定角度範囲の一例は、ポート噴射弁２２の噴射開始時期よりも数十度だけ進角した角度から吸気行程の下死点までの範囲である。一方、制御装置９０は、現時点で吸気行程を迎えている気筒１１内のピストン１６の位置が、予め定められた規定角度範囲内にある場合、現時点で吸気行程を迎えている気筒１１の次に吸気行程を迎える気筒１１を、次に燃料を噴射する気筒１１として決定する。さらに、制御装置９０は、次に燃料を噴射する気筒１１を示す噴射決定フラグを、ＯＦＦからＯＮにする。本実施形態において、内燃機関１０は６つの気筒１１を備えているため、６つの噴射決定フラグが存在する。例えば、第１気筒１１Ａが次に燃料を噴射する気筒１１として決定された場合、第１気筒１１Ａに対応する噴射決定フラグがＯＮになる。一方、第２気筒１１Ｂ～第６気筒１１Ｆに対応する噴射決定フラグはＯＦＦになる。なお、制御装置９０は、所定の制御周期で決定処理を繰り返し実行する。また、本実施形態において、内燃機関１０は６つの気筒１１を備えているため、１つの気筒１１又は２つの気筒１１が、同時期に吸気行程を迎える可能性がある。制御装置９０は、２つの気筒１１が吸気行程を迎えている場合、２つの気筒１１のうち、ピストン１６の位置が吸気行程の下死点に近い気筒１１を、現時点で吸気行程を迎えている気筒１１として扱う。

制御装置９０は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成し得る。なお、制御装置９０は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、又はそれらの組み合わせを含む回路として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる媒体を含む。

＜再始動制御＞
次に、制御装置９０が実行する再始動制御について説明する。制御装置９０は、再始動条件が満たされたときから内燃機関１０の再始動が完了するときまで、所定の制御周期で再始動制御を繰り返し実行する。ここで、内燃機関１０の再始動が完了するときの一例は、再始動制御を開始してからの６つの気筒１１での燃料の燃焼回数の合計が予め定められた所定回数に達することである。したがって、制御装置９０は、気筒１１内での燃料の燃焼が中断されている状態から内燃機関１０を再始動する際に最初に燃料が燃焼する気筒１１である初爆気筒から、上記所定回数番目に燃料が燃焼する気筒１１を対象として、以下の一連の処理を行う。

図３に示すように、制御装置９０は、再始動制御を開始すると、ステップＳ１１の処理を進める。ステップＳ１１において、制御装置９０は、機関回転速度ＮＥが予め定められた閾値よりも高いか否かを判定する。ここで、閾値の一例は、数十ｒｐｍ～数百ｒｐｍ程度である。ステップＳ１１において、制御装置９０が、機関回転速度ＮＥが閾値よりも高いと判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御装置９０は処理をステップＳ１２に進める。

ステップＳ１２において、制御装置９０は、次に燃料を噴射する気筒１１が決定しているか否かを判定する。具体的には、制御装置９０は、６つの噴射決定フラグのうち１つのみがＯＮになっている場合、次に燃料を噴射する気筒１１が決定していると判定する。一方、制御装置９０は、６つの噴射決定フラグの全てがＯＦＦになっている場合、次に燃料を噴射する気筒１１が決定していないと判定する。また、制御装置９０は、６つの噴射決定フラグのうちの２つ以上がＯＮになっている場合、次に燃料を噴射する気筒１１が決定していないと判定する。ここで、６つの噴射決定フラグの全てがＯＦＦになっている場合の一例は、決定処理においてＯＮになった噴射決定フラグが、ビッドエラー等に起因してステップＳ１２の処理時点でＯＦＦになる状況である。また、６つの噴射決定フラグのうちの２つ以上がＯＮになっている場合の一例は、決定処理においてＯＦＦになった噴射決定フラグが、ビッドエラー等に起因してステップＳ１２の処理時点でＯＮになる状況である。なお、これらの場合であっても、次の制御周期で決定処理が正常に実行されることで６つの噴射決定フラグのうち１つのみがＯＮになる。ステップＳ１２において、制御装置９０が、次に燃料を噴射する気筒１１が決定していると判定した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、制御装置９０は処理をステップＳ２１に進める。

ステップＳ２１において、制御装置９０は、内燃機関１０を再始動する際のベース圧ＰＡを取得するための第１検出処理を実行する。具体的には、制御装置９０は、第１検出処理において、ステップＳ２１の処理時点のクランク角ＳＣから予め定められた第１所定角度前のクランク角ＳＣを特定する。そして、制御装置９０は、第１所定角度前のクランク角ＳＣの時点からステップＳ２１の処理時点までに取得した複数の検出下流圧ＰＩの平均値を算出する。そして、制御装置９０は、算出した検出下流圧ＰＩの平均値を、ベース圧ＰＡとして取得する。なお、上記の第１所定角度の一例は、百数十度～数百度である。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ２２に進める。

ステップＳ２２において、制御装置９０は、下流圧の変動量ＰＢを算出するための第１算出処理を実行する。具体的には、制御装置９０は、第１算出処理において、先ず、ステップＳ２２の処理時点のクランク角ＳＣから予め定められた第２所定角度前のクランク角ＳＣを特定する。また、制御装置９０は、第２所定角度前のクランク角ＳＣの時点からステップＳ２２の処理時点までに取得した複数の検出下流圧ＰＩに基づいて、クランク角ＳＣの単位角度当たりの検出下流圧ＰＩの変動の量である変動速度Ｃを算出する。さらに、制御装置９０は、ステップＳ２２の処理時点から、次に燃料を噴射する気筒１１についての吸気バルブ２６が閉弁する時点までに変動するクランク角ＳＣの角度幅である第１変動角度Ｄ１を算出する。そして、制御装置９０は、変動速度Ｃに第１変動角度Ｄ１を乗算した値を、変動量ＰＢとして算出する。すなわち、ステップＳ２２の変動量ＰＢは、ステップＳ２１の第１検出処理によりベース圧ＰＡを取得した時点から、次に燃料を噴射する気筒１１についての吸気バルブ２６が閉弁する時点までの下流圧の変動量である。なお、上記の第２所定角度の一例は、数十度～百数十度である。制御装置９０は、ステップＳ２２の後に、処理をステップＳ２３に進める。

ステップＳ２３において、制御装置９０は、推定圧ＰＺを推定するための第１推定処理を実行する。具体的には、制御装置９０は、第１推定処理において、ステップＳ２１のベース圧ＰＡにステップＳ２２の変動量ＰＢを加算した値を、推定圧ＰＺとして推定する。ここで、推定圧ＰＺは、次に燃料を噴射する気筒１１についての吸気バルブ２６が閉弁する時点の下流圧の推定値である。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ２６に進める。

ステップＳ２６において、制御装置９０は、ステップＳ２３の推定圧ＰＺに基づいて、吸気通路１２から次に燃料を噴射する気筒１１内に導入される吸気の量を算出する。例えば、制御装置９０は、ステップＳ２３の推定圧ＰＺが高いほど、次に燃料を噴射する気筒１１内に導入される吸気の量として多い値を算出する。また、制御装置９０は、次に燃料を噴射する気筒１１内に導入される吸気の量に基づいて、次に燃料を噴射する気筒１１についての燃料噴射量を算出する。例えば、制御装置９０は、次に燃料を噴射する気筒１１内に導入される吸気の量が多いほど、次に燃料を噴射する気筒１１についての燃料噴射量として多い値を算出する。なお、制御装置９０は、算出した燃料噴射量に基づいて、ポート噴射弁２２及び筒内噴射弁２３を制御する。その結果、次に燃料を噴射する気筒１１に対して燃料が供給される。本実施形態において、ステップＳ２６の処理は、再始動処理の一環として実行される処理である。したがって、再始動処理は、ステップＳ２３の第１推定処理で推定した推定圧ＰＺに基づいて、次に燃料を噴射する気筒１１についての燃料噴射量を算出する処理である。その後、制御装置９０は、今回の再始動制御を終了し、再び処理をステップＳ１１に進める。

一方、上述したステップＳ１２において、制御装置９０が、次に燃料を噴射する気筒１１が決定していないと判定した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、制御装置９０は処理をステップＳ３１に進める。

ステップＳ３１において、制御装置９０は、内燃機関１０を再始動する際のベース圧ＰＡを取得するための第２検出処理を実行する。このステップＳ３１の第２検出処理は、ステップＳ２１の第１検出処理と同様である。すなわち、制御装置９０は、第２検出処理において、算出した検出下流圧ＰＩの平均値を、ベース圧ＰＡとして取得する。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ３２に進める。

ステップＳ３２において、制御装置９０は、下流圧の変動量ＰＢを算出するための第２算出処理を実行する。具体的には、制御装置９０は、第２算出処理において、先ず、ステップＳ３２の処理時点のクランク角ＳＣから予め定められた第２所定角度前のクランク角ＳＣを特定する。また、制御装置９０は、第２所定角度前のクランク角ＳＣの時点からステップＳ３２の処理時点までに取得した複数の検出下流圧ＰＩに基づいて、クランク角ＳＣの単位角度当たりの検出下流圧ＰＩの変動の量である変動速度Ｃを算出する。さらに、制御装置９０は、吸気行程を迎えている気筒１１についてのポート噴射弁２２の噴射開始時期から、その気筒１１についての吸気バルブ２６が閉弁する時点までに変動するクランク角ＳＣの角度幅である第２変動角度Ｄ２を取得する。なお、ステップＳ３２の処理を実行する状況は、次に燃料を噴射する気筒１１が決定していない状況である。ただし、吸気行程を迎えている気筒１１についてのポート噴射弁２２の噴射開始時期のクランク角ＳＣは、次に燃料を噴射する気筒１１が決定しているかどうかに拘わらず、吸気行程の下死点に対して定まるものである。同様に、吸気行程を迎えている気筒１１についての吸気バルブ２６が閉弁する時点のクランク角ＳＣは、吸気行程の下死点に対して定まるものである。そこで、制御装置９０は、第２変動角度Ｄ２に用いる値として、例えば内燃機関１０の設計段階で把握した値を予め記憶している。そして、制御装置９０は、予め記憶した値を、第２変動角度Ｄ２として取得する。また、制御装置９０は、変動速度Ｃに第２変動角度Ｄ２を乗算した値を、変動量ＰＢとして算出する。なお、上述したように、本実施形態において、決定処理で用いる規定角度範囲は、ポート噴射弁２２の噴射開始時期よりも数十度だけ進角した角度から吸気行程の下死点までの範囲である。したがって、ステップＳ３２の第２変動角度Ｄ２は、ステップＳ２２の第１変動角度Ｄ１よりも小さい値である。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ３３に進める。

ステップＳ３３において、制御装置９０は、推定圧ＰＺを推定するための第２推定処理を実行する。このステップＳ３３の第２推定処理は、ステップＳ２３の第１推定処理と同様である。すなわち、制御装置９０は、第２推定処理において、ステップＳ３１のベース圧ＰＡにステップＳ３２の変動量ＰＢを加算した値を、推定圧ＰＺとして推定する。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ３６に進める。

ステップＳ３６において、制御装置９０は、ステップＳ３３の推定圧ＰＺに基づいて、吸気通路１２から次に燃料を噴射する気筒１１内に導入される吸気の量を算出する。例えば、制御装置９０は、ステップＳ３３の推定圧ＰＺが高いほど、次に燃料を噴射する気筒１１内に導入される吸気の量として多い値を算出する。また、制御装置９０は、次に燃料を噴射する気筒１１内に導入される吸気の量に基づいて、次に燃料を噴射する気筒１１についての燃料噴射量を算出する。例えば、制御装置９０は、次に燃料を噴射する気筒１１内に導入される吸気の量が多いほど、次に燃料を噴射する気筒１１についての燃料噴射量として多い値を算出する。本実施形態において、ステップＳ３６の処理は、再始動処理の一環として実行される処理である。したがって、再始動処理は、ステップＳ３３の第２推定処理で推定した推定圧ＰＺに基づいて、次に燃料を噴射する気筒１１についての燃料噴射量を算出する処理である。その後、制御装置９０は、今回の再始動制御を終了し、再び処理をステップＳ１１に進める。

一方、上述したステップＳ１１において、制御装置９０が、機関回転速度ＮＥが閾値以下であると判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、制御装置９０は処理をステップＳ４１に進める。

ステップＳ４１において、制御装置９０は、内燃機関１０を再始動する際のベース圧ＰＡを取得するための第３検出処理を実行する。このステップＳ４１の第３検出処理は、ステップＳ２１の第１検出処理と同様である。すなわち、制御装置９０は、第３検出処理において、算出した検出下流圧ＰＩの平均値を、ベース圧ＰＡとして取得する。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ４２に進める。

ステップＳ４２において、制御装置９０は、設定処理を実行する。具体的には、制御装置９０は、設定処理において、ステップＳ４１のベース圧ＰＡを、そのまま推定圧ＰＺとして設定する。その後、制御装置９０は、処理をステップＳ４６に進める。

ステップＳ４６において、制御装置９０は、ステップＳ４２の推定圧ＰＺに基づいて、吸気通路１２から次に燃料を噴射する気筒１１内に導入される吸気の量を算出する。例えば、制御装置９０は、ステップＳ４２の推定圧ＰＺが高いほど、次に燃料を噴射する気筒１１内に導入される吸気の量として多い値を算出する。また、制御装置９０は、次に燃料を噴射する気筒１１内に導入される吸気の量に基づいて、次に燃料を噴射する気筒１１についての燃料噴射量を算出する。例えば、制御装置９０は、次に燃料を噴射する気筒１１内に導入される吸気の量が多いほど、次に燃料を噴射する気筒１１についての燃料噴射量として多い値を算出する。本実施形態において、ステップＳ４６の処理は、再始動処理の一環として実行される処理である。その後、制御装置９０は、今回の再始動制御を終了し、再び処理をステップＳ１１に進める。

＜本実施形態の作用＞
車両１００においては、停止処理を開始すると、スロットルバルブ２１が閉状態に制御される。ただし、スロットルバルブ２１が閉状態に制御されていても、一般的に、吸気通路１２において僅かにガスが流通可能である。そして、停止処理を開始した直後においては、クランク軸１８が回転している。クランク軸１８が回転していると、各気筒１１は、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程を繰り返すことにより、吸気通路１２、気筒１１、排気通路１３の順にガスが流れる。このようにガスが流れると、吸気通路１２におけるスロットルバルブ２１から視て下流側の部分の圧力である下流圧は、大気圧に対して低くなる。その後、クランク軸１８が回転している状態で再始動処理が開始されると、スロットルバルブ２１が開状態に制御される。すると、下流圧は、徐々に高くなって大気圧に近づいていく。したがって、クランク軸１８が回転している状態で再始動処理が開始されると、再始動処理の開始直後において、下流圧が変動する。

ここで、再始動処理において、ポート噴射弁２２から噴射された燃料は、対象となる気筒１１の吸気行程において、吸気通路１２から気筒１１へと導入される吸気とともに吸気通路１２から気筒１１へと供給される。したがって、ポート噴射弁２２からの燃料噴射量は、対象となる気筒１１についての吸気バルブ２６が閉弁する時点よりも前に算出する必要がある。しかし、再始動処理の開始直後において下流圧が変動すると、燃料噴射量を算出する前に圧力センサ８４により検出した検出下流圧ＰＩと、対象となる気筒１１についての吸気バルブ２６が閉弁する時点の下流圧とが乖離する可能性がある。

＜本実施形態の効果＞
（１）ステップＳ２２の第１算出処理において、制御装置９０は、ステップＳ２１の第１検出処理によりベース圧ＰＡを取得した時点から、次に燃料を噴射する気筒１１についての吸気バルブ２６が閉弁する時点までの下流圧の変動量ＰＢを算出する。そして、ステップＳ２３の第１推定処理において、制御装置９０は、ステップＳ２１のベース圧ＰＡにステップＳ２２の変動量ＰＢを加算した値を、推定圧ＰＺとして推定する。そのため、ベース圧ＰＡを取得してから吸気バルブ２６が閉弁するまでの変動量ＰＢに基づいて、次に燃料を噴射する気筒１１についての吸気バルブ２６が閉弁する時点の下流圧が推定圧ＰＺとして推定される。換言すると、吸気通路１２から気筒１１内への吸気の導入が完了する時点の下流圧が推定される。これにより、ベース圧ＰＡを取得してから吸気の導入が完了するまでの下流圧の変動を加味して燃料噴射量が算出される。その結果、適切に再始動処理を実行できる。

（２）ステップＳ２２の第１算出処理においては、変動量ＰＢの算出にあたって第１変動角度Ｄ１を算出する。この第１変動角度Ｄ１は、ステップＳ２２の処理時点から、次に燃料を噴射する気筒１１についての吸気バルブ２６が閉弁する時点までに変動するクランク角ＳＣの角度幅である。そのため、例えばビッドエラー等に起因して６つの噴射決定フラグの全てがＯＦＦになっている場合、すなわち次に燃料を噴射する気筒１１が決定していない場合には、第１変動角度Ｄ１を算出できない。その結果、ステップＳ２２の第１算出処理において、制御装置９０は変動量ＰＢを算出できない。

この点、ステップＳ３２の第２算出処理において、制御装置９０は、第２変動角度Ｄ２を用いて変動量ＰＢを算出する。ここで、第２変動角度Ｄ２は、吸気行程を迎えている気筒１１についてのポート噴射弁２２の噴射開始時期から、その気筒１１についての吸気バルブ２６が閉弁する時点までに変動するクランク角ＳＣの角度幅である。そして、この第２変動角度Ｄ２は、次に燃料を噴射する気筒１１が決定しているかどうかに拘わらず定まる値である。これにより、次に燃料を噴射する気筒１１が決定していない状況であっても、第２変動角度Ｄ２を用いることで変動量ＰＢを算出できる。

（３）内燃機関１０を再始動する際の機関回転速度ＮＥが閾値以下である場合には、例えば機関回転速度ＮＥが閾値よりも高い場合に比べて第１推定処理等による推定圧ＰＺの推定精度が低下する傾向がある。また、機関回転速度ＮＥが閾値以下である場合には、吸気通路１２内を流通する吸気の量も少ない。このことから、機関回転速度ＮＥが閾値以下である場合には、クランク軸１８が回転していても、下流圧は大気圧に対してそれほど低くはならない。

この点、ステップＳ４１の設定処理において、制御装置９０は、機関回転速度ＮＥが閾値以下である場合に、ベース圧ＰＡをそのまま推定圧ＰＺとして設定する。つまり、第１推定処理等による推定圧ＰＺの推定精度が低下する状況にあっては、吸気バルブ２６が閉弁する時点での下流圧に近似しているであろうベース圧ＰＡを、推定圧ＰＺとする。したがって、クランク軸１８の機関回転速度ＮＥが閾値以下である場合に、実際の値とかけ離れた推定圧ＰＺが推定されることはない。

（４）本実施形態では、例えばステップＳ２１において、ベース圧ＰＡを、第１所定角度前のクランク角ＳＣの時点からステップＳ２１の処理時点までに取得した複数の検出下流圧ＰＩの平均値としている。そのため、例えばステップＳ２１の処理時点での下流圧が瞬間的に異常な値になっていたとしても、その影響を低減できる。

＜変更例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態において、再始動制御は変更してもよい。
例えば、再始動制御における各処理は、初爆気筒を対象として実行されていれば、２回目以降に燃焼する気筒１１に対して実行しなくてもよい。

・例えば、内燃機関１０の構造等によっては、内燃機関１０を再始動する際の機関回転速度ＮＥが閾値以下であっても第１推定処理等による推定圧ＰＺの推定精度が低下しにくいことがある。この場合、制御装置９０は、再始動制御を開始したときに、処理をステップＳ１２に進めてもよい。なお、この構成では、ステップＳ１１、及びステップＳ４１～ステップＳ４６の処理を省略できる。

・例えば、ステップＳ１２、及びステップＳ３１～ステップＳ３６の処理を省略してもよい。具体例としては、噴射決定フラグが正常にＯＮ、ＯＦＦされるのであれば、上記の各ステップを省略しても、特に差し支えはない。

・例えば、ステップＳ２１において、ベース圧ＰＡの取得構成は変更してもよい。具体例としては、制御装置９０は、ステップＳ２１の処理時点で検出した最新の検出下流圧ＰＩを、ベース圧ＰＡとして取得してもよい。同様に、ステップＳ３１及びステップＳ４１の処理を変更してもよい。

・例えば、ステップＳ２２において、変動量ＰＢの算出の仕方は適宜変更できる。具体例としては、第１変動角度Ｄ１のうち、次に燃料を噴射する気筒１１についての吸気バルブ２６が閉弁する直前では、吸気バルブ２６の開度が小さくなることに起因して吸気通路１２から気筒１１へと吸気が導入されにくくなることがある。そして、吸気通路１２内での吸気の流れが滞れば、実際の下流圧の変動量も小さくなる。そこで、制御装置９０は、変動速度Ｃ及び第１変動角度Ｄ１に基づいて算出した変動量ＰＢを更に補正した値を、最終的な変動量ＰＢとしてもよい。このような補正としては、例えば、予め定められた一定値を変動量ＰＢから減算する補正、予め定められた１未満の係数を変動量ＰＢに乗算する補正、などが挙げられる。なお、ステップＳ３２の処理についても同様に変更できる。

・上記実施形態において、車両１００の構成は変更してもよい。
例えば、車両１００は、モータジェネレータ４０を備えていなくてもよい。なお、この構成であっても、再始動条件が満たされたときの機関回転速度ＮＥがある程度高い場合には、モータジェネレータ４０からのトルクを付与せず内燃機関１０を再始動することが可能である。また、再始動条件が満たされたときの機関回転速度ＮＥがゼロである場合には、例えばスタータモータによるクランキングにより内燃機関１０を再始動することが可能である。

・例えば、内燃機関１０は、５つ以下の気筒１１を備えていてもよいし、７つ以上の気筒１１を備えていてもよい。また、例えば、内燃機関１０は、筒内噴射弁２３を備えていなくてもよい。

ＰＡ…ベース圧
ＰＢ…変動量
ＰＩ…検出下流圧
ＰＺ…推定圧
１０…内燃機関
１１…気筒
１２…吸気通路
１３…排気通路
１６…ピストン
１７…コネクティングロッド
１８…クランク軸
２１…スロットルバルブ
２２…ポート噴射弁
２３…筒内噴射弁
２４…点火装置
２６…吸気バルブ
２７…排気バルブ
３１…クラッチ
４０…モータジェネレータ
６１…自動変速機
６２…差動機構
６３…駆動輪
７１…バッテリ
７２…インバータ
８１…アクセル操作量センサ
８２…車速センサ
８３…クランク角センサ
８４…圧力センサ
９０…制御装置
１００…車両

Claims (2)

1. 燃料を燃焼させる気筒と、前記気筒に吸気を導入する吸気通路と、前記気筒から排気を排出する排気通路と、前記気筒内を往復運動するピストンと、前記ピストンの往復運動により回転するクランク軸と、前記気筒内に燃料を供給する燃料噴射弁と、前記吸気通路に位置するとともに前記吸気通路を流通する吸気の量を調整するスロットルバルブと、前記吸気通路の下流端を開閉する吸気バルブと、前記吸気通路における前記スロットルバルブから視て下流側の部分の圧力である下流圧を検出する圧力センサと、を備えている内燃機関に適用され、前記内燃機関の再始動を制御する制御装置であって、
   予め定められた停止条件が満たされたときに、前記気筒内での燃料の燃焼を中断し、且つ前記スロットルバルブを閉状態に制御する停止処理と、
   予め定められた再始動条件が満たされたときに、前記スロットルバルブを開状態に制御し、且つ前記気筒内での燃料の燃焼を再開する再始動処理と、
   前記再始動処理を実行する際に、前記圧力センサにより検出した前記下流圧をベース圧として取得する検出処理と、
   前記気筒内での燃料の燃焼が中断されている状態から前記内燃機関を再始動する際に最初に燃料が燃焼する前記気筒を初爆気筒としたとき、前記検出処理により前記ベース圧を取得した時点から前記初爆気筒についての前記吸気バルブが閉弁する時点までの前記下流圧の変動量を算出する算出処理と、
   前記ベース圧及び前記変動量に基づいて、前記初爆気筒についての前記吸気バルブが閉弁する時点の前記下流圧を、推定圧として推定する推定処理と、
   を実行可能であり、
   前記再始動処理では、前記推定処理で推定した前記推定圧に基づいて、前記初爆気筒についての燃料噴射量を算出する
   内燃機関の制御装置。
2. 前記クランク軸の回転速度が予め定められた閾値よりも高い場合には、前記算出処理及び前記推定処理を実行し、
   前記クランク軸の回転速度が前記閾値以下である場合には、前記ベース圧を、前記推定圧として設定する設定処理を実行する
   請求項１に記載の内燃機関の制御装置。

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