JP4438839B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は所定の停止条件成立時に自動的に内燃機関を停止させ、所定の再始動条件成立時に同内燃機関を自動的に再始動させる自動停止始動制御を実行する内燃機関の制御装置に関する。

近年、燃費の改善や排出ガスの低減、騒音の低減を図るべく、車両の停止時には内燃機関を自動停止させ、発進操作時に同内燃機関を自動的に再始動させる自動停止始動制御を実行する内燃機関の制御装置が実用化されている（例えば特許文献１）。具体的にはこうした自動停止始動制御にあっては、例えば、車両が停止し、且つ手動変速機のシフト位置が中立位置に操作されている等、所定の停止条件が成立したことに基づいて内燃機関を自動停止させる。そして、自動停止による機関停止中にクラッチペダルが踏み込み操作される等、発進が予測される所定の再始動条件が成立したことに基づいて内燃機関を自動的に再始動させる。

通常、内燃機関は、クランクポジションセンサ及びカムポジションセンサから出力される信号のパターンに基づいてクランク角を検出している。そして、このクランク角に基づいてそれぞれの気筒に対して個別に燃料を噴射する独立噴射を実行している。こうした独立噴射によれば気筒毎に緻密な燃料噴射を行うことができ、各気筒に対して必要な量の燃料を適切に供給することができる。

しかし、クランクシャフト及びカムシャフトが回転していない機関停止中にあっては、クランクポジションセンサ及びカムポジションセンサによってクランク角の検出を行うことができない。そのため、機関始動時にはスタータモータを駆動することによってクランキングを行い、このクランキング中にクランクポジションセンサ及びカムポジションセンサから出力される信号のパターンに基づいて気筒判別を実行し、クランク角を検出する。そして、気筒判別が完了した後、検出されるクランク角に基づいて独立噴射を実行して機関始動を行う。

ところで、上記のような自動停止始動制御を実行する内燃機関を搭載した車両にあっては、信号待ち等による自動停止状態からの再発進の際に、速やかに再始動が完了することが望ましい。そこで、特許文献２に記載の内燃機関の制御装置のように、自動停止によって停止したときのクランク角をメモリに記憶させ、自動再始動時にはこのクランク角に基づいて所定の気筒に予め燃料を噴射したあとに、スタータモータを駆動して順次各気筒に燃料を噴射して内燃機関を始動させる自動始動処理を実行する制御装置も提案されている。こうした制御装置によれば、自動再始動時にすぐさま各気筒に対して緻密な燃料噴射を開始することができるようになり、再始動を早期に完了させることができるようになる。
特公昭５１−３８９６８号公報 特開２００７−６４１２４号公報

ところで、上記のように所定の再始動条件が成立したときに自動的に内燃機関を再始動させる自動停止始動制御を実行する内燃機関の制御装置にあっては、例えば、クラッチペダルの踏み込み操作を検出するスイッチの故障によりクラッチペダルの踏み込み操作が検出できなくなった場合等、再始動条件の成立を判定することができなくなった場合には、自動的に内燃機関を再始動させることができなくなってしまう。そしてこうした場合には、メインスイッチを一旦オフ位置にまで回動操作した後、再度スタート位置まで回動操作しなければ内燃機関を始動させることができず、自動再始動不能となった場合であっても内燃機関を速やかに始動させるという点ではなお課題を残すものとなっていた。

この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、再始動条件成立時には自動停止時のクランク角に基づいて自動始動処理を実行する一方、自動再始動不能となった場合であっても、内燃機関を手動で速やかに再始動させることのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、所定の停止条件が成立したときに内燃機関を停止させる自動停止手段と、同自動停止手段によって停止したときのクランク角を記憶するメモリと、所定の再始動条件が成立したときに、その後に混合気の燃焼が生じ得る気筒を前記メモリに記憶されているクランク角に基づいて判断し、その気筒に燃料を予め噴射してからスタータモータを駆動するとともに各気筒に対して燃料を各別に噴射して内燃機関を始動させる自動始動処理を実行する自動再始動手段と、スタート位置まで操作されたときに前記スタータモータを駆動させるメインスイッチとを備え、同メインスイッチがスタート位置まで操作されたことに基づいて前記スタータモータを駆動するとともに燃料を噴射して内燃機関を始動させる通常始動処理を実行し、その後に前記自動停止手段及び前記自動再始動手段によって同内燃機関を自動的に停止／再始動させる自動停止始動制御を実行する内燃機関の制御装置において、前記自動停止手段によって前記内燃機関が停止されてから前記所定の再始動条件が成立するまでの間に前記メインスイッチがスタート位置まで操作されたときには、前記自動再始動手段による自動始動処理を無効化して前記通常始動処理を実行することをその要旨とする。

上記構成によれば、自動停止始動制御実行中における自動停止状態にあっても、メインスイッチがスタート位置まで操作されてスタータモータが駆動した場合には、自動再始動手段による自動始動処理を無効化して通常始動処理を実行する。そのため、例えば再始動条件の成立が判定できない状態となり、自動再始動不能となった場合であっても、メインスイッチをスタート位置まで操作することにより、通常始動処理による機関始動を実行し、内燃機関を再始動させることができるようになる。これにより、再始動条件成立時には自動停止時のクランク角に基づいて自動始動処理を実行する一方、自動再始動不能となった場合であっても、内燃機関を手動で速やかに再始動させることができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記自動再始動手段は、前記所定の再始動条件が成立したときに前記メモリに記憶されているクランク角に基づいて吸気行程にある気筒が圧縮行程に移行するまでの期間を推定し、推定される期間が所定期間以上である場合には吸気行程にある気筒に燃料を予め噴射する一方、所定期間未満である場合には排気行程にある気筒に予め燃料を噴射する前記自動始動処理を実行することをその要旨とする。

具体的には、請求項２に記載の発明によるように自動再始動手段は、再始動条件が成立したときにメモリに記憶されているクランク角に基づいて吸気行程にある気筒が圧縮行程に移行するまでの期間を推定する。そして、推定される期間が所定期間以上である場合には、吸気行程にある気筒に予め燃料を噴射することにより再始動に際してこの気筒で適切に燃焼が生じ得ると判断し、吸気行程にある気筒に燃料を予め噴射する。一方で、推定される期間が所定期間未満である場合には、吸気行程にある気筒に予め燃料を供給した場合であっても再始動に際してこの気筒では適切に燃焼が生じ得ないと判断し、排気行程にある気筒に予め燃料を噴射する。

こうした構成によれば、メモリに記憶されているクランク角に基づいて混合気の燃焼が生じ得る気筒を適切に判断し、その気筒に対して予め燃料を噴射することにより自動始動処理を実行することができるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関は手動変速機を備えた車両に搭載されるものであり、前記所定の停止条件は、車両が停止しており、且つ前記手動変速機のシフト位置が中立位置であることを含むことをその要旨とする。

また、具体的には請求項３に記載の発明によるように、手動変速機を備える車両に搭載される内燃機関の制御装置にあっては、車両が停止しており、且つ手動変速機のシフト位置が中立位置であることを上記所定の停止条件として設定することにより、この停止条件の成立に基づいて内燃機関を自動停止させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、クラッチペダルの踏み込み操作を検出するクラッチスイッチを備え、前記所定の再始動条件は、同クラッチスイッチにより前記クラッチペダルの踏み込み操作が検出されていることを含むことをその要旨とする。

また、請求項４に記載の発明によるように、クラッチペダルの踏み込み操作を検出するクラッチスイッチを設け、このクラッチスイッチによりクラッチペダルの踏み込み操作が検出されていることを上記所定の再始動条件として設定することにより、クラッチペダルの踏み込み操作に基づいて車両の発進を予測し、内燃機関を自動的に再始動させることができるようになる。

以下、この発明にかかる内燃機関の制御装置を手動変速機を備えた車両に搭載される内燃機関の制御装置に具体化した一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
図１は本実施形態にかかる内燃機関の制御装置、及びその制御対象である内燃機関の概略構成を示す模式図である。尚、この内燃機関は第１気筒から第４気筒まで４つの気筒を備えた直列４気筒の内燃機関であり、図１にはそのうちの１つの気筒のみを図示している。

図１に示されるように内燃機関１のシリンダブロック１０に形成された気筒１１には、ピストン１２がそれぞれ往復動可能に収容されている。また、シリンダブロック１０には各気筒１１を取り囲むように冷却水が循環するウォータジャケット１７が形成されている。ピストン１２は、コネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５と連結されている。また、内燃機関１には機関始動時にクランクシャフト１５を回転させる電動モータからなるスタータモータ１８が設けられている。

シリンダブロック１０の上部にはシリンダヘッド２０が組み付けられ、気筒１１の内周面、ピストン１２の上面及びシリンダヘッド２０の下面によって燃焼室１３が区画形成されている。シリンダヘッド２０には、各燃焼室１３内に突出するように点火プラグ１４が設けられるとともに、各燃焼室１３と連通する吸気ポート２１及び排気ポート２２がそれぞれ形成されている。

各吸気ポート２１は、図示しない吸気マニホールドと接続されて吸気通路３０の一部を構成している。また、各排気ポート２２は、図示しない排気マニホールドと接続されて排気通路４０の一部を構成している。尚、図１に示されるように吸気通路３０には、モータ３３ａによって駆動されて燃焼室１３に導入される空気の量を調量するスロットルバルブ３３が設けられるとともに、燃焼室１３に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁３４がそれぞれの気筒１１に対応して設けられている。

図１に示されるようにシリンダヘッド２０には、吸気通路３０と燃焼室１３とを連通・遮断する吸気バルブ３１と、排気通路４０と燃焼室１３とを連通・遮断する排気バルブ４１とが設けられている。各バルブ３１，４１は図示しないバルブスプリングの付勢力によって閉弁方向に付勢されている。また、シリンダヘッド２０の内部には、各バルブ３１，４１に対応してラッシュアジャスタ２５が設けられるとともに、このラッシュアジャスタ２５と各バルブ３１，４１との間にはロッカアーム２６が架設されている。図１に示されるようにロッカアーム２６は、その基端部がラッシュアジャスタ２５に支持されるとともに、先端部が各バルブ３１，４１の基端部に当接されている。

更に、シリンダヘッド２０には、各バルブ３１，４１を駆動する吸気カムシャフト３２及び排気カムシャフト４２がそれぞれ回動可能に支持されている。これら吸気カムシャフト３２及び排気カムシャフト４２は、クランクシャフト１５が１回転するのに伴ってそれぞれ２回転するように図示しないタイミングチェーンによりクランクシャフト１５と連結されている。また、吸気カムシャフト３２には吸気カム３２ａが形成され、排気カムシャフト４２には排気カム４２ａが形成されている。そして、図１に示されるように吸気カム３２ａの外周面は吸気バルブ３１と当接しているロッカアーム２６に当接され、排気カム４２ａの外周面は、排気バルブ４１と当接しているロッカアーム２６に当接されている。これにより、機関運転時に吸気カムシャフト３２及び排気カムシャフト４２が回転すると吸気カム３２ａの作用により吸気バルブ３１が開弁方向にリフトされ、排気カム４２ａの作用により排気バルブ４１が開弁方向にリフトされるようになる。

また、内燃機関１には、機関運転状態を検出する各種センサが設けられている。例えば、車速センサ５０は車速ＳＰＤを検出する。図示しないアクセルペダルに設けられたアクセルセンサ５１は、アクセルペダルの操作量（アクセル操作量ＡＣＣＰ）を検出する。スロットルポジションセンサ５２は、スロットルバルブ３３の開度（スロットル開度ＴＡ）を検出する。吸気通路３０に設けられたエアフローメータ５３は、燃焼室１３に導入される吸入空気量ＧＡを検出する。クランクシャフト１５の近傍に設けられたクランクポジションセンサ５４は、クランクシャフト１５の所定回転角毎にパルス信号を出力し、この信号に基づいて機関回転速度ＮＥが算出される。吸気カムシャフト３２の近傍に設けられたカムポジションセンサ５５は、吸気カムシャフト３２の位相に対応した信号を出力する。シリンダブロック１０に設けられた水温センサ５６は、ウォータジャケット１７を循環する冷却水の温度（機関冷却水温ＴＨＷ）を検出する。

内燃機関１の各種機関制御を実行する電子制御装置６０には、これら各種センサが接続されており、電子制御装置６０は、これら各種センサからの検出信号を取り込み、機関制御にかかる各種演算処理を実行する。また、電子制御装置６０には各種演算結果を記憶するメモリ６１が設けられている。

そして、電子制御装置６０は、各種演算処理の結果に基づいて内燃機関１を統括的に制御する。具体的には、クランクポジションセンサ５４及びカムポジションセンサ５５からの出力信号に基づき気筒判別を実行するとともに、クランクシャフト１５の回転角であるクランク角に基づいて、各気筒に対する燃料噴射時期及び点火時期を設定する。

また、機関回転速度ＮＥ及びアクセル操作量ＡＣＣＰに基づいてモータ３３ａを制御することによりスロットルバルブ３３を駆動して吸入空気量ＧＡを調量するとともに、吸入空気量ＧＡに併せて燃料噴射弁３４の開弁期間を制御して燃料噴射量を調量する。

更に、電子制御装置６０には、運転者による操作を検出する各種スイッチが接続されている。機関運転要求を検出するメインスイッチ７１は、キー８０が差し込まれた状態で運転者により切り換え操作される。具体的には、図１における「ＯＮ」位置に操作されることにより、電子制御装置６０への通電を許容する。また、「ＳＴＡＲＴ」位置に操作されることにより、スタータモータ１８を駆動してクランクシャフト１５を回転させ、電子制御装置６０に内燃機関１を始動する始動制御を実行させる。尚、メインスイッチは「ＳＴＡＲＴ」位置から「ＯＮ」位置に向かって常時付勢されており、運転者の操作が解除されると、「ＯＮ」位置に戻るようになっている。また、機関運転中にメインスイッチ７１が「ＯＦＦ」位置に操作された場合には、内燃機関の停止させる機関停止処理を実行したあと、電子制御装置６０への通電が遮断されるようになっている。

クラッチペダル７２近傍には、運転者によるクラッチペダル７２の踏み込み操作を検出するクラッチアッパスイッチ７３及びクラッチロアスイッチ７４が設けられている。図１に示されるようにクラッチアッパスイッチ７３は、クラッチペダル７２が踏み込まれていないときにクラッチペダル７２の一部が当接することにより押圧操作されて「ＯＮ」状態になり、クラッチペダル７２が踏み込まれることにより押圧操作が解除されて「ＯＦＦ」状態になるように配設されている。

一方、クラッチロアスイッチ７４は、図１に破線で示されるようにクラッチペダル７２が完全に踏み込まれているときに押圧操作されて「ＯＮ」状態になり、クラッチペダル７２の踏み込みが解除されると押圧操作が解除されて「ＯＦＦ」状態になるように配設されている。これにより、クラッチアッパスイッチ７３及びクラッチロアスイッチ７４の「ＯＮ」・「ＯＦＦ」状態に基づいてクラッチペダル７２の操作状態が検出される。

また、自動変速機のシフト装置７５にはシフトレバー７６が中立位置に操作されていることを検出するニュートラルスイッチ７７が設けられている。
電子制御装置６０は、これら各種スイッチによって運転者による操作を検出し、交差点における信号待ち等で停止したときに内燃機関１を自動的に停止させ、運転者の操作に基づき発進が予測されるときに内燃機関１を自動的に始動させる自動停止始動制御を実行する。

具体的には、機関運転中に所定の停止条件が成立したとき、例えば車両停止状態においてニュートラルスイッチ７７によってシフトレバー７６が中立位置に操作されていることが検出されており、且つクラッチアッパスイッチ７３が「ＯＮ」状態であることが検出されているときに自動的に内燃機関１を停止させる。

一方で所定の再始動条件が成立したとき、例えば車両停止状態においてクラッチアッパスイッチが「ＯＦＦ」状態になり、クラッチペダル７２の踏み込み操作が検出されて上記停止条件が非成立となったときに内燃機関１を自動始動させる。こうして自動停止始動制御を実行することにより、車両停止時のアイドリング運転を抑制し、燃費の向上、及び排出ガスの低減、騒音の低減を図るようにしている。

ところで、一般に機関始動時にはスタータモータ１８を駆動することによってクランキングを行い、このクランキング中にクランクポジションセンサ５４及びカムポジションセンサ５５から出力される信号のパターンに基づいて気筒判別を実行し、クランク角を検出する。そして、気筒判別が完了した後、検出されるクランク角に基づいて各気筒１１に対して各別に燃料を噴射する独立噴射を実行して機関始動を行う。

具体的には、図２（ａ）に示されるように時刻ｔ１において内燃機関が停止したあと、時刻ｔ２において始動要求がなされるとともにスタータモータ１８を駆動してクランキングを開始する。そして、クランクシャフト１５の回転に伴い時刻ｔ３において気筒判別が完了したあと、検出されるクランク角に基づいて各気筒１１において混合気の燃焼を生じさせるのに適切なタイミング、例えば各気筒１１の吸気行程前半において燃料を噴射することにより燃焼室１３に燃料を供給する。

以下、このようにまずクランキングを開始して気筒判別が完了してから各気筒１１に対して燃料の独立噴射を実行する始動処理を通常始動処理と称する。
尚、通常始動処理にあっては、燃料が十分に霧化しにくい機関冷間始動時には、始動性の向上を図るべく、図２（ａ）に破線で示されるようにメインスイッチ７１が「ＳＴＡＲＴ」位置に操作されるとともに全ての気筒１１に同時に燃料を噴射する非同期同時噴射や、所定のクランク角毎に全ての気筒１１に同時に燃料を噴射する同期同時噴射を併せて実行する場合もある。

ところで、上述のように自動停止始動制御を実行する場合には、信号待ち等による自動停止状態からの再発進の際に、速やかに内燃機関１の再始動が完了することが望ましい。そこで、本実施形態の電子制御装置６０は、自動停止によって停止したときのクランク角をメモリ６１に記憶させ、自動再始動時にはこのクランク角に基づいて所定の気筒１１に予め燃料を噴射するとともに、スタータモータ１８を駆動して順次各気筒１１に燃料を噴射して内燃機関１を始動させる。

具体的には、図２（ｂ）で示されるように電子制御装置６０は、時刻ｔ１において停止した際のクランク角をメモリ６１に記憶する。そして、自動停止始動制御実行中はこのクランク角を記憶保持し、時刻ｔ２において、所定の再始動条件が成立すると、まずメモリ６１に保持されているクランク角に基づいて最初に燃焼が生じ得る気筒１１に燃料を噴射する。このとき電子制御装置６０は、メモリ６１に記憶されているクランク角に基づいて吸気行程にある気筒１１が圧縮行程に移行するまでの期間を推定し、推定される期間が所定期間以上である場合には吸気行程にある気筒１１に燃料を噴射する一方、所定期間未満である場合には排気行程にある気筒１１に燃料を噴射する。すなわち図２（ｂ）に示されるように時刻ｔ２において吸気行程で停止している第３気筒が吸気行程後半にあり燃料を噴射してクランキングを開始した場合に燃焼室１３に十分に燃料を供給することができないことが推定される場合には、排気行程にある第４気筒に燃料を噴射する。そして、第４気筒に予め燃料を噴射するとともに、スタータモータ１８によりクランキングを開始して、順次各気筒１１において混合気の燃焼を生じさせるのに適切なタイミング、例えば吸気行程前半において燃料噴射を実行する。

こうして自動停止時のクランク角を参照して最初に混合気の燃焼が生じ得る気筒１１に予め燃料を噴射してからスタータモータ１８を駆動することにより、自動再始動時にすぐさま各気筒１１に対して緻密な燃料噴射を開始することができるようになり、機関始動を早期に完了させることができるようになる。

以下、このようにメモリ６１に記憶されたクランク角に基づいて最初に混合気の燃焼が生じ得る気筒１１に燃料を予め噴射するとともに、スタータモータ１８を駆動して内燃機関１を始動させる始動処理を上記通常始動処理に対して自動始動処理と称する。

ところで、上述のように所定の再始動条件が成立したときに自動的に内燃機関１を再始動させる自動停止始動制御を実行する内燃機関の制御装置にあっては、例えば、クラッチアッパスイッチ７３が「ＯＮ」状態で固着し、クラッチペダル７２の踏み込み操作が検出できなくなった場合等、故障により再始動条件の成立が判定できなくなった場合には、自動的に内燃機関１を再始動させることができなくなってしまう。

そこで、本実施形態の電子制御装置６０では、再始動条件成立時には自動停止時のクランク角に基づいて自動始動処理を実行する一方、自動停止による機関停止中にメインスイッチ７１が「ＳＴＡＲＴ」位置まで回動操作された場合には、クランク角に基づかずに通常始動処理を実行するようにしている。

以下、図３〜図５を参照して本実施形態の電子制御装置６０による自動停止再始動制御にかかる制御についてその流れを具体的に説明する。
図３はメインスイッチ７１の操作に伴い電子制御装置６０への通電が開始されてから内燃機関１を始動させるまで、すなわち自動停止始動制御の実行が開始されるまでの一連の処理の流れを示すフローチャートである。この一連の処理はメインスイッチ７１が「ＯＦＦ」位置から「ＯＮ」位置又は「ＳＴＡＲＴ」位置まで操作されたときに電子制御装置６０によって実行される。

この一連の処理では、図３に示されるようにまずステップＳ１００においてメインスイッチ７１が「ＳＴＡＲＴ」位置まで操作されたか否かを判定する。ステップＳ１００においメインスイッチ７１が「ＳＴＡＲＴ」位置まで操作されていない旨の判定がなされた（ステップＳ１００：ＮＯ）には、このステップＳ１００の処理を繰り返す。

一方で、ステップＳ１００において、メインスイッチ７１が「ＳＴＡＲＴ」位置まで操作された旨の判定がなされた場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）には、ステップＳ１１０へと進み、通常始動処理を実行する。この通常始動処理では、上述したようにメインスイッチ７１が「ＳＴＡＲＴ」位置まで操作されたことに基づいてスタータモータ１８を駆動させクランクシャフト１５を回転させる。そして、クランクシャフト１５の回転に伴ってクランクポジションセンサ５４、及びカムポジションセンサ５５からの出力信号に基づく気筒判別が完了したあと、検出されるクランク角に基づいて各気筒１１において混合気の燃焼を生じさせるのに適切なタイミングにおいて燃料を噴射する。尚、上述したように水温センサ５６によって検出される機関冷却水温ＴＨＷによっては、気筒判別が完了するまでの間に非同期同時噴射や同期同時噴射を実行する。

こうしてステップＳ１１０の通常始動処理を実行し機関始動が完了するとこの処理を終了し、自動停止始動制御を開始する。
次に自動停止始動制御にかかる自動停止制御の一連の処理について図４を参照して説明する。図４は、この自動停止制御の一連の処理の流れを示すフローチャートである。この一連の処理は機関運転中に電子制御装置６０によって実行される。

この処理が開始されると、図４に示されるようにまずステップＳ２００において、自動停止前提条件が成立しているか否かが判定される。この自動停止前提条件は、自動停止始動制御を適切に実行するために必要な前提条件が設定されている。例えば、機関冷却水温ＴＨＷが所定の温度以上であり内燃機関１の暖機が十分に完了していること、バッテリからの供給電圧が所定の電圧以上で安定していること等が設定されている。

ステップＳ２００において自動停止前提条件が成立している旨の判定がなされた場合（ステップＳ２００：ＹＥＳ）には、ステップＳ２１０へと進み、停止条件が成立したか否かが判定される。本実施形態では、車両停止状態においてニュートラルスイッチ７７によってシフトレバー７６が中立位置に操作されていることが検出されており、且つクラッチアッパスイッチ７３が「ＯＮ」状態であることが停止条件として設定されている。ステップＳ２１０において、上記停止条件が成立している旨判定された場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）には、ステップＳ２２０へと進み、機関停止処理を実行して燃料噴射を停止することにより内燃機関を停止させる。そして、ステップＳ２３０へと進み、機関停止時のクランク角をメモリに記憶する。

一方、ステップＳ２１０において停止条件が成立していない旨判定された場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）には、ステップＳＳ２１０を繰り返し実行し、停止条件が成立するまで機関運転を継続する。

また、ステップＳ２００において、自動停止前提条件が成立していない旨の判定がなされた場合（ステップＳ２００：ＮＯ）にあっては、ステップＳ２００を繰り返し実行する。すなわち自動停止前提条件が成立するまでは停止条件が成立しているか否かに関わらず機関運転を継続して自動停止の実行を禁止する。

こうして自動停止制御を通じて内燃機関１を停止し、ステップＳ２３０において、機関停止時のクランク角をメモリ６１に記憶するとこの一連の処理を終了し、図５に示される自動再始動制御に移行する。

次に、図５を参照して自動停止中の自動再始動制御にかかる一連の処理について説明する。尚、図５は自動再始動制御にかかる一連の処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、メインスイッチ７１が「ＯＮ」位置に操作された状態であり、図４を参照して説明した自動停止制御を通じて内燃機関１が自動停止されているときに電子制御装置６０によって実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ３００において再始動条件が成立したか否かを判定する。本実施形態では、車両停止状態においてクラッチアッパスイッチが「ＯＦＦ」状態になること、すなわち上記停止条件が非成立となることが再始動条件として設定されている。

ステップＳ３００において、再始動条件が成立した旨の判定がなされた場合には、ステップＳＳ３２０へと進み、自動停止制御におけるステップＳ２３０においてメモリ６１に記憶したクランク角に基づいて上述した自動始動処理を実行し、内燃機関１を始動する。こうして自動始動処理により内燃機関１の始動が完了すると、この処理を終了し、図４を参照して説明した機関運転中の自動停止制御に移行する。

一方、ステップＳ３００において、再始動条件が成立していない旨の判定がなされた場合（ステップＳ３００：ＮＯ）には、ステップＳ３１０へと進み、メインスイッチ７１が「ＳＴＡＲＴ」位置まで操作されたか否かを判定する。

ステップＳ３１０において、メインスイッチ７１が「ＳＴＡＲＴ」位置まで操作された旨の判定がなされた場合（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）には、ステップＳ３３０へと進み、自動始動停止制御実行中であってもメモリ６１に記憶されたクランク角によらず、上述した通常始動処理を実行して内燃機関１を始動する。そして、ステップＳ３３０において通常始動処理を通じて内燃機関１の始動が完了するとこの処理を一旦終了し、図４を参照して説明した機関運転中の自動停止制御に移行する。

一方、ステップＳ３１０において、メインスイッチが「ＳＴＡＲＴ」位置まで操作されていない、すなわち「ＯＮ」位置に操作されたままである旨判定された場合（ステップＳ３１０：ＮＯ）には、ステップＳ３００へと戻る。

こうして本実施形態の電子制御装置６０にあっては、図４を参照して説明した自動停止制御と図５を参照して説明した自動再始動制御とを繰り返すことにより、停止条件が成立したときに自動的に内燃機関１を停止させ、再始動条件が成立したときに内燃機関１を自動的に再始動させる自動停止始動制御を実行する。また、自動停止始動制御実行中における自動停止状態において、再始動条件が成立した場合には自動始動処理を通じて内燃機関１を再始動させる一方、再始動条件が成立していない場合であってもメインスイッチ７１が「ＳＴＡＲＴ」位置まで操作された場合には通常始動処理を通じて内燃機関１を再始動させるようにしている。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）自動停止始動制御実行中における自動停止状態にあっても、メインスイッチ７１が「ＳＴＡＲＴ」位置まで操作されてスタータモータ１８が駆動した場合には、メモリ６１に記憶されたクランク角に基づく自動始動処理を無効化して通常始動処理を実行する。そのため、例えばクラッチアッパスイッチ７３の「ＯＮ」状態での固着等により、再始動条件の成立が判定できない状態となり、自動再始動不能となった場合であっても、メインスイッチ７１を「ＳＴＡＲＴ」位置まで操作することにより、通常始動処理による機関始動を実行し、内燃機関１を再始動させることができるようになる。これにより、再始動条件成立時には自動停止時のクランク角に基づいて自動始動処理を実行する一方、自動再始動不能となった場合であっても、内燃機関１を手動で速やかに再始動させることができるようになる。

（２）上記自動始動処理に際して電子制御装置６０は、再始動条件が成立したときにメモリ６１に記憶されているクランク角に基づいて吸気行程にある気筒１１が圧縮行程に移行するまでの期間を推定する。そして、推定される期間が所定期間以上である場合には、吸気行程にある気筒１１に予め燃料を噴射することにより再始動に際してこの気筒１１で燃焼が生じ得ると判断し、吸気行程にある気筒１１に燃料を予め噴射する。一方で、推定される期間が所定期間未満である場合には、吸気行程にある気筒１１に予め燃料を供給した場合であっても再始動に際してこの気筒では燃焼が生じ得ないと判断し、排気行程にある気筒１１に予め燃料を噴射する。

こうした構成によれば、メモリ６１に記憶されているクランク角に基づいて混合気の燃焼が生じ得る気筒１１を適切に判断し、その気筒１１に対して予め燃料を噴射することにより自動始動処理を実行することができるようになる。

（３）シフトレバー７６が中立位置に操作されていることを検出するニュートラルスイッチ７７を設け、車両が停止しており、且つシフトレバー７６が中立位置であることを停止条件として設定しているため、シフトレバー７６の操作位置に基づいてアイドル運転状態であることを判定し、内燃機関１を自動停止させることができる。

（４）クラッチペダル７２の踏み込み操作を検出するクラッチアッパスイッチ７３を設け、このクラッチアッパスイッチ７３によりクラッチペダル７２の踏み込み操作が検出されていることを再始動条件として設定しているため、クラッチペダル７２の踏み込み操作に基づいて車両の発進を予測し、内燃機関を自動的に再始動させることができるようになる。

尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・再始動条件が成立したときにメモリ６１に記憶されているクランク角に基づいて吸気行程にある気筒１１が圧縮行程に移行するまでの期間を推定し、推定される期間が所定期間以上である場合には吸気行程にある気筒１１に燃料を予め噴射する一方、所定期間未満である場合には排気行程にある気筒１１に予め燃料を噴射する自動始動処理を実行する構成を示した。これに対して、クランク角に基づいて常に排気行程にある気筒１１に予め燃料を噴射してからスタータモータを駆動する自動始動処理を実行して内燃機関１を再始動する構成を採用することもできる。

・上記実施形態では本発明を手動変速機を備える車両に搭載される内燃機関の制御装置として具体化した例を示したが、自動変速機を備える車両に採用することもできる。尚、自動変速機を備える車両に適用する場合には、シフトレバーがＤレンジに操作されている状態で車両が停止しており、且つブレーキペダルが踏み込まれていることや、シフトレバーがＮレンジ又はＰレンジに操作されていること等を停止条件として設定することが望ましい。また、再始動条件として、シフトレバーがＤレンジに操作されている状態でブレーキペダルの踏み込みが解除されたことや、シフトレバーがＮレンジ又はＰレンジからＤレンジに操作されたこと等を設定することにより、自動停止始動制御を実行することができる。

・また、上記実施形態と同様に手動変速機を備える車両に搭載される内燃機関の制御装置として本発明を適用する場合にあっても、停止条件や再始動条件は適宜変更することができる。すなわち停止条件や再始動条件の設定態様によらず、自動停止してから再始動条件が成立するまでの間にメインスイッチ７１が「ＳＴＡＲＴ」位置まで操作されたときに、通常始動処理を実行して内燃機関を再始動させるものであればよい。

・上記実施形態では４つの気筒１１を備えた直列４気筒の内燃機関１の制御装置に本発明を適用した例を示したが、本発明はその他の気筒配列を有する内燃機関、例えばＶ型６気筒や８気筒の内燃機関等に適用することもできる。

この発明の一実施形態にかかる内燃機関の制御装置とその制御対象である内燃機関の概略構成を示す模式図。 （ａ）は同実施形態にかかる通常始動処理における燃料噴射時期を、（ｂ）は自動始動処理における燃料噴射時期を示すタイミングチャート。 同実施形態における自動停止始動制御実行前の機関始動にかかる一連の処理の流れを示すフローチャート。 同実施形態における自動停止始動制御にかかる自動停止制御の一連の処理の流れを示すフローチャート。 同実施形態における自動停止始動制御にかかる自動再始動制御にかかる一連の処理の流れを示すフローチャート。

符号の説明

１…内燃機関、１０…シリンダブロック、１１…気筒、１２…ピストン、１３…燃焼室、１４…点火プラグ、１５…クランクシャフト、１６…コネクティングロッド、１７…ウォータジャケット、１８…スタータモータ、２０…シリンダヘッド、２１…吸気ポート、２２…排気ポート、２５…ラッシュアジャスタ、２６…ロッカアーム、３０…吸気通路、３１…吸気バルブ、３２…吸気カムシャフト、３２ａ…吸気カム、３３…スロットルバルブ、３３ａ…モータ、３４…燃料噴射弁、４０…排気通路、４１…排気バルブ、４２…排気カムシャフト、４２ａ…排気カム、５０…車速センサ、５１…アクセルセンサ、５２…スロットルポジションセンサ、５３…エアフローメータ、５４…クランクポジションセンサ、５５…カムポジションセンサ、５６…水温センサ、６０…電子制御装置、６１…メモリ、７１…メインスイッチ、７２…クラッチペダル、７３…クラッチアッパスイッチ、７４…クラッチロアスイッチ、７５…シフト装置、７６…シフトレバー、７７…ニュートラルポジションスイッチ、８０…キー。

Claims (4)

1. 所定の停止条件が成立したときに内燃機関を停止させる自動停止手段と、同自動停止手段によって停止したときのクランク角を記憶するメモリと、所定の再始動条件が成立したときに、その後に混合気の燃焼が生じ得る気筒を前記メモリに記憶されているクランク角に基づいて判断し、その気筒に燃料を予め噴射してからスタータモータを駆動するとともに各気筒に対して燃料を各別に噴射して内燃機関を始動させる自動始動処理を実行する自動再始動手段と、スタート位置まで操作されたときに前記スタータモータを駆動させるメインスイッチとを備え、同メインスイッチがスタート位置まで操作されたことに基づいて前記スタータモータを駆動するとともに燃料を噴射して内燃機関を始動させる通常始動処理を実行し、その後に前記自動停止手段及び前記自動再始動手段によって同内燃機関を自動的に停止・再始動させる自動停止始動制御を実行する内燃機関の制御装置において、
   前記自動停止手段によって前記内燃機関が停止されてから前記所定の再始動条件が成立するまでの間に前記メインスイッチがスタート位置まで操作されたときには、前記自動再始動手段による自動始動処理を無効化して前記通常始動処理を実行する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記自動再始動手段は、前記所定の再始動条件が成立したときに前記メモリに記憶されているクランク角に基づいて吸気行程にある気筒が圧縮行程に移行するまでの期間を推定し、推定される期間が所定期間以上である場合には吸気行程にある気筒に燃料を予め噴射する一方、所定期間未満である場合には排気行程にある気筒に予め燃料を噴射する前記自動始動処理を実行する
   請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記内燃機関は手動変速機を備えた車両に搭載されるものであり、
   前記所定の停止条件は、車両が停止しており、且つ前記手動変速機のシフト位置が中立位置であることを含む
   請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
   クラッチペダルの踏み込み操作を検出するクラッチスイッチを備え、前記所定の再始動条件は、同クラッチスイッチにより前記クラッチペダルの踏み込み操作が検出されていることを含む
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。

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