JP4012893B2

JP4012893B2 - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP4012893B2
Application number: JP2004174490A
Authority: JP
Inventors: 顕二片岡; 公壽辻; 康日下; 豊明栗田; 雅樹武山
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2024-06-11
Also published as: CN100497909C; JP2005351215A; CN1965158A; WO2005121531A1; US7559304B2; US20070261668A1; EP1753948A1

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、内燃機関を停止または始動させるときに該内燃機関を制御する制御装置に関する。

従来、内燃機関が停止するときに気筒内の圧力（以下、単に筒内圧と称する）に起因して生じる振動を抑制するために、該内燃機関の停止に先立ち、気筒内の空気量を減少させ筒内圧を低下させる技術が知られている（例えば、特許文献１）。

一方、内燃機関が停止するときに筒内圧が低くなっていると、該内燃機関が停止したときのクランク角が一定とならず、ばらつきが生じる虞がある。内燃機関が停止したときのクランク角にばらつきが生じると、該内燃機関の再始動時の気筒内におけるピストンの位置がばらつくことになる。その結果、内燃機関の再度始動時にかかる時間やエネルギーにもばらつきが生じ、内燃機関再始動時のドライバビリティや燃費の悪化を招くことになる。

そこで、内燃機関が停止したときのクランク角のばらつきを抑制するために、前記とは逆に、該内燃機関の停止に先立ち、気筒内の空気量を増加させ筒内圧を上昇させる技術が知られている（例えば、特許文献２）。しかしながら、前記したように、内燃機関が停止するときに筒内圧が高くなると、該内燃機関の振動が増大する虞がある。
特開２０００−２５７４５８特開２００１−１７３４７３特開平９−１４０１７特開平８−１９３５３１

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、内燃機関が停止するときの振動を抑制すると共に、該内燃機関が停止したときのクランク角のばらつきをも抑制することで、内燃機関の停止及び始動をより好適に行うことが可能な技術を提供することを課題とする。

本発明は、内燃機関を停止させるときに、該内燃機関の気筒内に流入する空気量を、初めは減少させ、その後、該内燃機関の停止直前に増加させるものである。

より詳しくは、本発明に係る内燃機関の制御装置は、
複数の気筒を有する内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の停止条件が成立したか否かを判別する停止条件成立判別手段と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁と、を備え、
前記停止条件成立判別手段によって前記停止条件が成立したと判別されてから前記内燃機関が実際に停止するまでの間、前記内燃機関の回転数が規定回転数より高い場合は前記スロットル弁の開度を小さくすることで前記気筒内に流入する空気量を減少させ、前記内燃機関の回転数が前記規定回転数以下の場合は、複数の前記気筒のうち、前記内燃機関が実際に停止したときに膨張行程となる膨張行程気筒内及び前記内燃機関が実際に停止したときに圧縮行程となる圧縮行程気筒内に流入する空気量のみが増加するタイミングで前記スロットル弁の開度を大きくし、さらに、前記スロットル弁の開度を大きくすることで前記膨張行程気筒内及び前記圧縮行程気筒内に流入する空気量を増加させた後、該膨張行程
気筒内及び該圧縮行程気筒内の空気量が規定空気量となると判断されたときに、前記スロットル弁を閉弁し、
且つ、前記内燃機関を再始動させるときは該スロットル弁を閉弁した状態で再始動させることを特徴とする。

内燃機関の停止条件が成立してから該内燃機関が実際に停止するまでの間は、該内燃機関の回転数（以下、単に機関回転数と称する）は徐々に低下する。

つまり、本発明によれば、内燃機関の停止条件が成立してから機関回転数が規定回転数となるまでの間は、気筒内に流入する空気量（以下、流入空気量と称する）が減少する。その結果、その間は筒内圧が減少するため、内燃機関の振動を抑制することが出来る。また、複数の気筒を有する内燃機関においては、該内燃機関が停止するときの膨張行程気筒内での空気による反力及び圧縮行程気筒内での空気による反力が大きければ、内燃機関が停止したときのクランク角のばらつきが抑制される。本発明によれば、機関回転数が規定回転数以下にまで低下した後は、膨張行程気筒及び圧縮行程気筒への流入空気量が増加する。その結果、膨張行程気筒内及び圧縮行程気筒内での空気による反力が大きくなるため、該内燃機関が停止したときのクランク角のばらつきを抑制することが出来る。以って、内燃機関の停止及び始動をより好適に行うことが可能となる。

尚、内燃機関の停止条件は、例えば、運転者によるイグニッションＯＦＦでもよく、エコランシステムやハイブリッドシステムにおける内燃機関の自動停止条件であってもよい。

また、前記規定回転数は、内燃機関があと１サイクル回転すれば該内燃機関が停止すると判断できる回転数（以下、この機関回転数を停止直前回転数と称する）であるのが好ましい。

この場合、内燃機関が停止する前の最後の１サイクルにおいて膨張行程気筒内及び圧縮行程気筒に流入する空気が増加される。流入空気量の増加をこのような時期に行うことで、内燃機関の停止直前まで流入空気量が減少される。従って、内燃機関の振動をより抑制することが出来る。

また、本発明によれば、機関回転数が規定回転数以下となったときであっても、膨張行
程気筒及び圧縮行程気筒への流入空気量のみを増加させ、内燃機関が実際に停止したときに吸気行程となる吸気行程気筒内及び内燃機関が実際に停止したときに排気行程となる排気行程気筒内への流入空気量は減少させることで、流入空気量を増加させるタイミングをより遅くすることが可能となる。その結果、内燃機関の振動をより抑制することが出来る。

内燃機関が停止する直前にスロットル弁の開度を大きくすることで吸入空気量を増加させた場合、内燃機関が実際に停止した後にも吸気通路により多くの空気が残った状態となる。そのため、スロットル弁が開弁した状態で内燃機関が再始動されると、流入空気量が過剰に多くなり、急激なトルクの増加や燃焼騒音の悪化等を招く虞がある。そこで、スロットル弁の開度を大きくすることで膨張行程気筒内及び圧縮行程気筒内に流入する空気量を増加させた後、該膨張行程気筒内及び該圧縮行程気筒内の空気量が規定空気量となると判断されたときに、スロットル弁を閉弁する。そして、内燃機関の再始動時にはスロットル弁を閉弁状態とすることで流入空気量の過剰な増加を抑制する。その結果、急激なトルクの増加や燃焼騒音の悪化等を抑制することが出来る。

ここで、規定空気量とは、内燃機関が停止したときのクランク角のばらつきが許容範囲内となると判断出来る空気量である。

この場合、内燃機関が停止した後に吸気通路に残る空気の量を抑制することが出来るため、内燃機関の再始動時に吸入空気量が過剰となるのをより抑制することが出来る。

また、本発明において、スロットル弁を閉弁した状態で内燃機関を再始動させた場合に流入空気量が該内燃機関の再始動に必要な空気量よりも少ないか否かを判別する再始動空気量判別手段をさらに備えた場合、内燃機関の再始動時に、再始動空気量判別手段によって流入空気量が該内燃機関の再始動に必要な流入空気量よりも少ないと判別されたときは、スロットル弁を開弁するのが好ましい。

このような制御によれば、内燃機関の再始動時に流入空気量が不足するのを抑制することが出来る。従って、内燃機関をより確実に始動させることが出来る。

本発明において、内燃機関の停止条件が成立しスロットル弁の開度を小さくすることで流入空気量を減少させているときに内燃機関の再始動要求があった場合は、スロットル弁の開度を大きくすることで流入空気量を増加させても良い。そして、内燃機関の停止条件が成立しスロットル弁の開度を大きくすることで膨張行程気筒及び圧縮行程気筒内への流入空気量を増加させているときに内燃機関の再始動要求があった場合は、該再始動要求があった時点において膨張行程気筒及び圧縮行程気筒内への流入空気量が内燃機関への要求負荷に相当する空気量よりも多いときは、スロットル弁の開度を小さくすることで流入空
気量を減少させ、該再始動要求があった時点において膨張行程気筒及び圧縮行程気筒内への流入空気量が内燃機関への要求負荷に相当する空気量よりも少ないときは、スロットル弁の開度をさらに大きくすることで膨張行程気筒及び圧縮行程気筒内への流入空気量をさらに増加させても良い。

このような制御によれば、内燃機関の停止条件が成立した後であって該内燃機関が実際に停止する前のタイミングで再始動要求があった場合であっても、要求負荷により即したかたちで内燃機関を始動させることが出来る。

また、本発明において、機関回転数が停止直前回転数以下となったときに膨張行程気筒内及び圧縮行程気筒内への流入空気量を増加させる場合、機関回転数が停止直前回転数以下であって且つ圧縮行程気筒が吸気行程以降の時期にあるときに該圧縮行程気筒内へ燃料を供給する燃料供給手段をさらに備えても良い。

この場合、燃料供給手段によって供給された燃料が予混合気を形成し、この予混合気が内燃機関の再始動時における圧縮行程気筒内での燃焼に供される。そして、本発明では、内燃機関の停止後における再始動時のクランク角のばらつき、即ち、気筒内におけるピストンの位置のばらつきが抑制される。そのため、燃料供給手段によって供給された燃料と圧縮行程気筒内に残る空気とによって形成される予混合気の空燃比をより好適な値に制御することが出来る。その結果、内燃機関の始動時における着火をより確実なものとすることが出来、以って内燃機関をより確実に再始動させることが可能となる。

しかしながら、このような場合に、燃料供給手段によって圧縮行程気筒内に燃料が供給された後、内燃機関の再始動要求があり、この再始動要求時の要求負荷に応じて圧縮行程気筒内への流入空気量を増加させると、圧縮気筒内の空気量が過剰となって予混合気が圧縮行程上死点近傍より前の時期に自着火する虞がある。

そのため、本発明では、上記のような場合に、停止条件が成立してから内燃機関が実際に停止するまでの間において、スロットル弁の開度を大きくすることで膨張行程気筒及び圧縮行程気筒内への流入空気量を増加させているときであって且つ燃料供給手段によって圧縮行程気筒内に燃料が供給されたとき以降に内燃機関の再始動要求があった場合、該再始動要求があった時点において圧縮行程気筒内への流入空気量が内燃機関への要求負荷に相当する流入空気量よりも少ないときであっても、内燃機関が実際に停止するまでは、膨張行程気筒及び圧縮行程気筒内への流入空気量を内燃機関への要求負荷に相当する空気量にまで増加させることを禁止するのが好ましい。

このような制御によれば、内燃機関の再始動時に、圧縮行程気筒において予混合気が圧縮行程上死点より前の時期に自着火するのを抑制することが出来る。

本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、内燃機関が停止するときの振動を抑制すると共に、該内燃機関が停止したときのクランク角のばらつきをも抑制することが出来る。以って、内燃機関の停止及び始動をより好適に行うことが可能となる。

以下、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。

＜内燃機関の概略構成＞
図１は、本実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は、４つの気筒２を有する４気筒ガソリンエンジンである。気筒２には、それぞれの開口部が燃焼室に開口されるように吸気通路１１と排気通路１２とが接続されている。吸気通路１１には、該吸気通路１１内に開口部へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁４が設けられている。また、吸気通路１１には、該吸気通路１１内を流通する空気量を制御するスロットル弁１４、及び、該吸気通路１１内を流通する空気量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ１５が設けられている。吸気通路１１は、スロットル弁１４より下流側で分岐して各気筒２に接続されている。

また、内燃機関１には、吸気通路１１と排気通路１２との燃焼室への開口部を開閉する吸気弁６と排気弁７とが設けられている。吸気弁６と排気弁７とは、それぞれ吸気側カムシャフト８と排気側カムシャフト９とが回転することによって駆動される。吸気側カムシャフト８と排気側カムシャフト９とは互いに連動して作動する。

気筒２の上部には、該気筒２内に流入した混合気に点火する点火プラグ５が設置されている。

また、気筒２内にはピストン３が摺動自在に設けられている。ピストン３はコンロッド１３を介してクランクシャフト１６と接続されており、該ピストン３の往復運動に伴い該クランクシャフト１６が回転する。

さらに、内燃機関１には、吸気側カムシャフト８のカム角を検出するカムポジションセンサ２２と、クランクシャフト１６のクランク角を検出するクランクポジションセンサ２１とが備えられている。

以上述べたように構成された内燃機関１には、この内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ２０は、エアフローメータ１５や、クランクポジションセンサ２１、カムポジションセンサ２２等の各種センサと電気的に接続されており、これらの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。また、ＥＣＵ２０は、スロットル弁１４や、燃料噴射弁４、点火プラグ５と電気的に接続されており、これらを制御することが可能となっている。

＜機関停止時のスロットル弁制御＞
次に、本実施例に係る、内燃機関１を停止させるときのスロットル弁制御について説明する。

内燃機関１の停止条件が成立し、燃料噴射弁４からの燃料噴射が停止された後、該内燃機関１が実際に停止するまでの間は、その機関回転数は徐々に低下していく。このとき、気筒２の筒内圧が高いほど内燃機関１の振動が増大し易くなる。一方、内燃機関１が実際に停止するときの筒内圧が低いほど該内燃機関１が実際に停止したときのクランク角のばらつきが生じ易くなる。

そこで、本実施例では、内燃機関１を停止させるときは、燃料噴射弁４からの燃料噴射を停止すると共に、初めは、気筒２内への吸入空気量を減少させるべくスロットル弁１４の開度を小さくする。そして、内燃機関１が実際に停止する直前に気筒２内への吸入空気量を増加させるべくスロットル弁１４の開度を大きくする。

ここで、本実施例において内燃機関１を停止させるときのスロットル弁制御ルーチンについて、図２に示すフローチャート図に基づいて説明する。本ルーチンはＥＣＵ２０に予め記憶されており、規定時間毎に繰り返されるルーチンである。

本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１０１において、内燃機関１を停止させる停止条件が成立したか否かを判別する。ここで、停止条件としては、運転者によるイグニッションＯＦＦが例示出来る。また、内燃機関１がエコランシステムやハイブリッドシステムに適用されている場合、これらのシステムにおける内燃機関１の自動停止条件を、ここでの停止条件としても良い。Ｓ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ１０２に進んだＥＣＵ２０は、気筒２内への流入空気量を減少させるべくスロットル弁１４の開度を小さくする。

次に、ＥＣＵ２０はＳ１０３に進み、燃料噴射弁４からの燃料噴射を停止する。

次に、ＥＣＵ２０はＳ１０４に進み、内燃機関１の現時点での機関回転数Ｎが、停止直前回転数（即ち、内燃機関１があと１サイクル回転すれば該内燃機関１が停止すると判断できる回転数）以下であるか否かを判別する。このＳ１０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０５に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ１０５に進んだＥＣＵ２０は、現時点でのクランク角Ｒａが規定クランク角範囲内であって、且つ、現時点での吸気側カムシャフト８のカム角Ｒｂが規定カム角範囲内であるか否かを判別する。

ここで、規定クランク角範囲および規定カム角範囲とは、クランク角Ｒａが規定クランク角範囲内であって、且つ、吸気側カムシャフト８のカム角Ｒｂが規定カム角範囲内にあるときに、スロットル弁１４の開度を大きくすることで吸入空気量を増加させた場合、４つの気筒２のうち、内燃機関１が実際に停止したときに膨張行程となる膨張行程気筒内及び内燃機関１が実際に停止したときに圧縮行程となる圧縮行程気筒内への流入空気量のみが増加することになる範囲である。Ｓ１０５において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０６に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ１０６に進んだＥＣＵ２０は、スロットル弁１４の開度を大きくする。

次に、ＥＣＵ２０はＳ１０７に進み、内燃機関１が実際に停止したか否か、即ち内燃機関１の機関回転数が略０となっているか否かを判別する。このＳ１０７において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０８に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ１０８に進んだＥＣＵ２０は、スロットル弁１４を閉弁して本ルーチンの実行を終了する。

以上説明した制御ルーチンに基づいてスロットル弁１４を制御すると、内燃機関１の機関回転数Ｎが停止直前回転数Ｎ０以下となったときにおける、各気筒２での燃焼サイクルとスロットル弁１４の開度との関係は図３のようになる。図３は、膨張行程気筒を１番気筒とし、圧縮行程気筒を３番気筒、内燃機関１が停止したときに吸気行程となる吸気行程気筒を４番気筒、内燃機関１が停止したときに排気行程となる排気行程気筒を４番気筒としたときの、内燃機関１の機関回転数Ｎが停止直前回転数Ｎ０以下となったときの各気筒２の状態とスロットル弁１４の開度との関係を示すタイムチャート図である。図３において、一点鎖線は内燃機関１が実際に停止した時期を表している。

上記制御ルーチンによれば、１番気筒および３番気筒への流入空気が増加するタイミングでスロットル弁１４の開度を大きくするため、１番気筒が吸気行程の時および３番気筒が吸気行程のときにスロットル弁１４の開度を大きくすることになる。しかしながら、スロットル弁１４の開度を変化させてから気筒２内に流入する空気が実際に変化するまでには応答遅れがあるため、図３に示すように、１番気筒が吸気行程となるよりも前の時期にスロットル弁１４の開度を大きくし始めることになる。この流入空気量の変化の応答遅れ期間については予め実験等によって求めておくことが出来る。

本実施例によれば、内燃機関１の停止条件が成立してから内燃機関１が実際に停止する直前までの間は流入空気量が減少することになる。その結果、その間は筒内圧が減少するため、内燃機関１の振動を抑制することが出来る。さらに、内燃機関１が実際に停止する直前においては、圧縮行程気筒内および膨張行程気筒内への流入空気量が増加することになる。その結果、内燃機関１が実際に停止するときの膨張行程気筒内及び圧縮行程気筒内での空気による反力が大きくなるため、内燃機関１が停止したときのクランク角のばらつきを抑制することが出来る。以って、内燃機関１の停止及び始動をより好適に行うことが可能となる。

また、本実施例によれば、機関回転数Ｎが停止直前回転数Ｎ０以下となるまでは流入空気量は減少され、さらに、機関回転数Ｎが停止直前回転数０以下となっても吸気行程気筒
内及び排気行程気筒内への流入空気量は減少される。そのため、流入空気量を増加させるタイミングをより遅くすることが可能となる。その結果、内燃機関１の振動をより抑制することが出来る。

尚、本実施例においては、内燃機関１が実際に停止した後、スロットル弁１４が閉弁されるが、その後、内燃機関１を再始動させるときはスロットル弁１４を閉弁した状態で再始動させる。

内燃機関１の再始動時にスロットル弁１４を閉弁状態とすることで、スロットル弁１４より上流側の吸気通路１１に残っている空気が気筒２内に流入するのを抑制することが出来る。従って、内燃機関１の再始動時に流入空気量が過剰に増加するのを抑制することが出来、その結果、急激なトルクの増加や燃焼騒音の悪化等を抑制することが出来る。

（変形例）
ここで、本実施例の変形例について図４に基づいて説明する。図４は、本実施例の変形例において内燃機関１を停止させるときのスロットル弁制御ルーチンについて、図４に示すフローチャート図に基づいて説明する。図４に示すフローチャート図は、Ｓ２０７以外は図２に示すフローチャート図と同様である。そのため、ここではＳ２０７についてのみ説明し、その他のステップについてはその説明を省略する。尚、本ルーチンもＥＣＵ２０に予め記憶されており、規定時間毎に繰り返されるルーチンである。

本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０６においてスロットル弁１４の開度を大きくした後、Ｓ２０７に進む。

Ｓ２０７において、ＥＣＵ２０は、現時点でスロットル弁１４を閉弁した場合に圧縮行程気筒内の空気量Ｑｐ及び膨張行程気筒内の空気量Ｑｄが規定空気量Ｑ０以上となるか否かを判別する。ここで、規定空気量Ｑ０とは、内燃機関１が停止したときのクランク角のばらつきが許容範囲内となると判断出来る空気量である。このＳ２０７において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０８に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

また、この場合も、内燃機関１を再始動させるときはスロットル弁１４を閉弁した状態で再始動させる。

この変形例によれば、スロットル弁１４を内燃機関１が実際に停止する前に閉弁することで、内燃機関１が実際に停止した後の吸気通路１１に残る空気の量を抑制することが出来るため、内燃機関１の再始動時に吸入空気量が過剰となるのをより抑制することが出来る。

本実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例に係る、内燃機関を停止させるときのスロットル弁制御も実施例１と同様である。そのため、これらの説明を省略する。

＜機関再始動時のスロットル弁制御＞
ここでは、内燃機関１の停止条件が成立した後に、該内燃機関を再始動させるときのスロットル弁１４の制御について説明する。

本実施例においては、内燃機関１の停止直前にスロットル弁１４の開度を大きくすることで流入空気量を増加させ、その後、スロットル弁を閉弁する。しかしながら、このよう
な場合であっても、内燃機関１が実際に停止してからその再始動までの時間が長いときなどは、スロットル弁１４より下流側の吸気通路１１内の空気量では、再始動のために噴射される燃料を気筒２内において燃焼させるためには空気量不足となる場合もある。

そこで、本実施例では、内燃機関１が実際に停止した後に再始動要求があった場合であって、スロットル弁１４を閉弁した状態では流入空気量が燃料を燃焼させるためには不足する虞が場合は、スロットル弁１４を開弁して内燃機関１を再始動させる。

また、内燃機関１の停止条件が成立した後であって該内燃機関１が実際に停止する前のタイミングで再始動要求がある場合がある。このような場合は、再始動要求があった時点での流入空気量とその要求負荷との関係に基づいて、スロットル弁１４の開度を制御する。

ここで、本実施例において内燃機関１を再始動させるときのスロットル弁制御ルーチンについて、図５及び６に示すフローチャート図に基づいて説明する。本ルーチンはＥＣＵ２０に予め記憶されており、実施例１で説明した内燃機関１の停止条件が成立した後、規定時間毎に繰り返されるルーチンである。

本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ３０１において、内燃機関１の再始動要求があったか否かを判別する。ここで、再始動要求としては、運転者によるアクセルＯＮが例示出来る。また、内燃機関１がハイブリッドシステムに適用されている場合、このシステムにおける内燃機関１の自動始動条件が成立したときを再始動要求ありとしても良い。Ｓ３０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ３０２において、ＥＣＵ２０は、内燃機関１が実際に停止した状態であるか否かを判別する。Ｓ３０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３０３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３０８に進む。

Ｓ３０３において、ＥＣＵ２０は、現時点でスロットル弁１４を閉弁した状態で内燃機関１を再始動させた場合に吸気行程気筒に流入する流入空気量Ｑｉを導出する。ここでは、流入空気量Ｑｉを、内燃機関１が停止した時点でのスロットル弁１４より下流側の吸気通路１１内の空気量や、内燃機関１が停止してからの経過時間等に基づいて導出しても良い。

次に、ＥＣＵ２０はＳ３０４に進み、流入空気量Ｑｉが規定流入空気量Ｑｉ０より少ないか否かを判別する。ここで、規定流入空気量Ｑｉ０とは、内燃機関１を始動させるために吸気行程気筒内に供給される燃料を該気筒内にて燃焼させるのに必要な空気量である。Ｓ３０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３０５に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３０６に進む。

Ｓ３０５に進んだＥＣＵ２０は、スロットル弁１４を開弁してＳ３０７に進む。

一方、Ｓ３０６に進んだＥＣＵ２０は、スロットル弁１４を閉弁状態としたままでＳ３０７に進む。

Ｓ３０７において、ＥＣＵ２０は、内燃機関１を始動させるべく燃料噴射弁４から燃料噴射を開始し吸気行程気筒へ燃料を供給する。その後、本ルーチンの実行を終了する。

一方、Ｓ３０８に進んだＥＣＵ２０は、流入空気量が増加中であるか否かを判別する。
このＳ３０８において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３０９に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３１３に進む。

Ｓ３０９に進んだＥＣＵ２０は、現時点のスロットル弁１４の開度が、内燃機関１の要求負荷に相当するスロットル弁の開度（以下、要求開度と称する）より大きいか否かを判別する。このＳ３０９において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３１０に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３１１に進む。

Ｓ３１０に進んだＥＣＵ２０は、スロットル弁１４の開度を小さくすることで該スロットル弁１４の開度を要求開度とし、Ｓ３１４に進む。

一方、Ｓ３１１に進んだＥＣＵ２０は、現時点のスロットル弁１４の開度が要求開度と同等であるか否かを判別する。このＳ３１１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３１２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３１３に進む。

Ｓ３１２に進んだＥＣＵ２０は、現時点のスロットル弁１４の開度を維持して、Ｓ３１４に進む。

一方、Ｓ３０８で否定判定された場合、即ち、流入空気量が減少中である場合、及び、Ｓ３１１で否定判定された場合、現時点でのスロットル弁１４の開度は要求開度よりも小さいと判断出来る。そのため、Ｓ３１３に進んだＥＣＵ２０は、スロットル弁１４の開度をさらに大きくして該スロットル弁１４の開度を要求開度とし、Ｓ３１４に進む。

Ｓ３１４において、ＥＣＵ２０は、内燃機関１を始動させるべく燃料噴射弁４から燃料噴射を開始し吸気行程気筒へ燃料を供給する。その後、本ルーチンの実行を終了する。

本実施例によれば、内燃機関１が実際に停止した後に再始動要求があった場合、スロットル弁１４が閉弁状態にあることによって流入空気量が燃料の燃焼のためには不足となることが抑制される。従って、内燃機関１をより確実に再始動させることが出来る。

また、内燃機関１の停止条件が成立した後であって該内燃機関１が実際に停止する前のタイミングで再始動要求があった場合であっても、流入空気量を内燃機関１の要求負荷に応じた量に制御することが出来る。即ち、要求負荷により即したかたちで内燃機関１を再始動させることが出来る。

（変形例）
ここで、本実施例の変形例について説明する。この変形例においては、内燃機関１を停止するときのスロットル弁１４の制御は前記と同様であるが、内燃機関１の停止条件が成立した後、機関回転数Ｎが停止直前回転数Ｎ０以下となったときであって且つ圧縮行程気筒が吸気行程となったときに燃料噴射弁４から燃料を噴射することで圧縮行程気筒内に燃料を供給する。

この場合、内燃機関１の停止直前に圧縮行程気筒内に供給された燃料（以下、予混合燃料と称する）が予混合気を形成し、この予混合気が内燃機関の再始動時における圧縮気筒内での燃焼に供される。そして、本実施例では、内燃機関１の停止後における該内燃機関１再始動時のクランク角のばらつき、即ち、圧縮行程気筒内におけるピストンの位置のばらつきも抑制される。そのため、予混合燃料と圧縮行程気筒内に残る空気とによって形成される予混合気の空燃比をより好適な値に制御することが出来る。その結果、内燃機関１の始動時における着火をより確実なものとすることが出来、以って内燃機関１をより確実に再始動させることが可能となる。

しかしながら、このような場合に、予混合燃料が圧縮行程気筒内に供給された後、内燃機関１の再始動要求があり、この再始動要求時の要求負荷に応じて圧縮行程気筒内への流入空気量を増加させると、圧縮気筒内の空気量が過剰となって予混合気が圧縮行程上死点近傍より前の時期に自着火する虞がある。

そのため、この変形例では、予混合燃料を噴射したとき以降に内燃機関１の再始動要求があった場合、該再始動要求があった時点において、スロットル弁１４の開度が要求開度より小さいときであっても、内燃機関１が実際に停止するまでは、スロットル弁１４の開度を要求開度にまで大きくすることを禁止する。

この変形例によれば、内燃機関の再始動時に圧縮行程気筒への流入空気量が過剰に増加するのを抑制することが出来る。その結果、圧縮行程気筒において予混合気が圧縮行程上死点より前の時期に自着火するのを抑制することが出来る。

本発明の実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図。実施例１に係る、内燃機関を停止させるときのスロットル弁制御ルーチンを示すフローチャート図。機関回転数が停止直前回転数以下となったときの各気筒の状態とスロットル弁の開度との関係を示すタイムチャート図。実施例１の変形例に係る、内燃機関を停止させるときのスロットル弁制御ルーチンを示すフローチャート図。実施例２に係る、内燃機関を再始動させるときのスロットル弁制御ルーチンの一部を示すフローチャート図。実施例２に係る、内燃機関を再始動させるときのスロットル弁制御ルーチンの一部を示すフローチャート図。

符号の説明

１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・ピストン
４・・・燃料噴射弁
５・・・点火プラグ
６・・・吸気弁
７・・・排気弁
８・・・吸気側カムシャフト
９・・・排気側カムシャフト
１１・・吸気通路
１４・・スロットル弁
１５・・エアフローメータ
１６・・クランクシャフト
２０・・ＥＣＵ
２１・・クランクポジションセンサ
２２・・カムポジションセンサ

Claims

複数の気筒を有する内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の停止条件が成立したか否かを判別する停止条件成立判別手段と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁と、を備え、
前記停止条件成立判別手段によって前記停止条件が成立したと判別されてから前記内燃機関が実際に停止するまでの間、前記内燃機関の回転数が規定回転数より高い場合は前記スロットル弁の開度を小さくすることで前記気筒内に流入する空気量を減少させ、前記内燃機関の回転数が前記規定回転数以下の場合は、複数の前記気筒のうち、前記内燃機関が実際に停止したときに膨張行程となる膨張行程気筒内及び前記内燃機関が実際に停止したときに圧縮行程となる圧縮行程気筒内に流入する空気量のみが増加するタイミングで前記スロットル弁の開度を大きくし、さらに、前記スロットル弁の開度を大きくすることで前記膨張行程気筒内及び前記圧縮行程気筒内に流入する空気量を増加させた後、該膨張行程気筒内及び該圧縮行程気筒内の空気量が規定空気量となると判断されたときに、前記スロットル弁を閉弁し、
且つ、前記内燃機関を再始動させるときは該スロットル弁を閉弁した状態で再始動させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
前記規定回転数が、前記内燃機関があと１サイクル回転すれば該内燃機関が実際に停止する回転数であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
前記スロットル弁を閉弁した状態で前記内燃機関を再始動させた場合に前記気筒内に流入する空気量が該内燃機関の再始動に必要な空気量よりも少ないか否かを判別する再始動空気量判別手段をさらに備え、
前記内燃機関が実際に停止した後に該内燃機関を再始動するときに、前記再始動空気量判別手段によって、前記スロットル弁を閉弁した状態では前記気筒内に流入する空気量が
該内燃機関の再始動に必要な空気量よりも少ないと判別された場合、前記スロットル弁を開弁することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
前記停止条件成立判別手段によって前記停止条件が成立したと判別されてから前記内燃機関が実際に停止するまでの間において、
前記スロットル弁の開度を小さくすることで前記気筒内に流入する空気量を減少させているときに前記内燃機関の再始動要求があった場合は、前記スロットル弁の開度を大きくすることで前記気筒内に流入する空気量を増加させ、
前記スロットル弁の開度を大きくすることで前記膨張行程気筒及び前記圧縮行程気筒内に流入する空気量を増加させているときに前記内燃機関の再始動要求があった場合は、該再始動要求があった時点において前記膨張行程気筒及び前記圧縮行程気筒内に流入する空気量が前記内燃機関への要求負荷に相当する空気量よりも多いときは、前記スロットル弁の開度を小さくすることで前記膨張行程気筒及び前記圧縮行程気筒内に流入する空気量を減少させ、該再始動要求があった時点において前記膨張行程気筒及び前記圧縮行程気筒内に流入する空気量が前記内燃機関への要求負荷に相当する空気量よりも少ないときは、前記スロットル弁の開度をさらに大きくすることで前記膨張行程気筒及び前記圧縮行程気筒内に流入する空気量をさらに増加させることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。