JP6485651B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6485651B2
JP6485651B2 JP2016169212A JP2016169212A JP6485651B2 JP 6485651 B2 JP6485651 B2 JP 6485651B2 JP 2016169212 A JP2016169212 A JP 2016169212A JP 2016169212 A JP2016169212 A JP 2016169212A JP 6485651 B2 JP6485651 B2 JP 6485651B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
stroke cylinder
start request
start condition
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2016169212A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018035739A (ja
Inventor
尚希 早島
尚希 早島
満弘 田畑
満弘 田畑
香治 村上
香治 村上
高橋 知也
知也 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2016169212A priority Critical patent/JP6485651B2/ja
Priority to US15/683,099 priority patent/US9970403B2/en
Priority to CN201710755112.1A priority patent/CN107781088B/zh
Publication of JP2018035739A publication Critical patent/JP2018035739A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6485651B2 publication Critical patent/JP6485651B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0818Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0234Variable control of the intake valves only changing the valve timing only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/02Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/005Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F02N99/002Starting combustion engines by ignition means
    • F02N99/006Providing a combustible mixture inside the cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/005Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation
    • F02N2019/007Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation using inertial reverse rotation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/005Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation
    • F02N2019/008Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation the engine being stopped in a particular position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2300/00Control related aspects of engine starting
    • F02N2300/10Control related aspects of engine starting characterised by the control output, i.e. means or parameters used as a control output or target
    • F02N2300/104Control of the starter motor torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2300/00Control related aspects of engine starting
    • F02N2300/20Control related aspects of engine starting characterised by the control method
    • F02N2300/2002Control related aspects of engine starting characterised by the control method using different starting modes, methods, or actuators depending on circumstances, e.g. engine temperature or component wear
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Description

本発明は、多気筒の内燃機関(以下、単に、「機関」と称される場合がある。)を自動的に停止し且つ自動的に始動する機能を有する制御装置に関する。
従来から、機関を搭載する車両の燃費の改善及び同車両から排出される排ガスの量の削減等を目的として、所定の自動停止条件が成立すると機関の運転(回転)を自動的に停止する自動停止制御を行う制御装置が知られている。
このような制御装置においては、自動停止状態にある機関を始動させる始動条件が成立した場合に、モータによってクランクシャフトを逆回転させ、その時に膨張行程にある気筒に燃料を噴射して燃焼させる場合がある。それにより、燃焼によって発生したトルク(以下、「機関発生トルク」とも呼称する。)によってクランクシャフトを順回転させ、機関を始動させる(例えば、特許文献1を参照。)。
特開2004−176709号公報
機関回転速度が0である状態(即ち、自動停止中)からアイドリング時の回転速度に略等しい始動完了回転速度に達するまでの時間(以下、「始動応答時間」と呼称する場合がある。)を短くさせたいという要求からすれば、始動中に燃焼が行われる各気筒において、クランクシャフトを回転させるための機関発生トルクは大きいことが望ましい。しかしながら、始動条件の成立後における1回目の燃焼によりクランクシャフトが回転し始めた直後(以下、「機関始動時」とも呼称する。)の機関回転速度はアイドリング時の機関回転速度よりも小さい。また、一般に、機関の固有振動数はアイドリング時の燃焼間隔により決まる周波数よりも小さくなるように設定される。従って、機関始動時の直後における機関回転速度は機関に共振を発生させてしまう速度領域(以下、「固有振動数領域」とも呼称する。)内にあるので、機関始動時には繰り返し発生する機関トルクにより機関が共振して機関の振動が増幅され、その結果、機関の振動が大きくなる。
ところで、始動条件を成立させる始動要求には、「運転者の車両発進意思に起因する運転操作による始動要求」と、「運転者の車両発進意思に起因する運転操作以外による始動要求(例えば、バッテリを充電するために機関を始動させる要求)」の2種類が存在する。「運転者の運転操作による始動要求」が発生した場合には、早急に機関を始動する必要があるため、機関始動時の振動を抑制するよりも始動応答時間を短縮することが要求される。一方、「運転者の運転操作以外による始動要求」が発生した場合には、運転者の意思に関わらず機関が始動するため、「発生する振動」を運転者が不快に感じやすい状況下にある。よって、始動応答時間を短縮するよりも、機関始動時の振動を抑制することが要求される。
本発明は、上述した課題に対処するために為されたものである。即ち、本発明の目的は、機関回転速度が固有振動数領域内に入る可能性が高い期間に発生する燃焼に基づいて生じる機関発生トルクの最大値を始動要求の種類に応じて変更することにより、運転者に不快感を与える可能性を低くし且つ始動応答時間を短縮させるという要求を満たすことが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
本発明の内燃機関の制御装置(以下、「本発明装置」とも呼称する。)は、
往復動可能に設けられたピストン(22)と、燃焼室(25)に燃料を直接噴射する燃料噴射弁(39)と、前記燃焼室(25)に点火用火花を発生させる点火装置(35)と、を各気筒に備え、且つ、クランクシャフト(24)を回転駆動させるモータ(26)を備えた多気筒内燃機関に適用され、前記内燃機関の自動停止後に所定の始動条件が成立したか否かを判定する条件成立判定手段(84、S101、S104、S501、S505)と、前記始動条件が成立したと判定された場合に、前記モータ(26)により前記クランクシャフト(24)を逆回転させることにより前記自動停止中に膨張行程にあった気筒である膨張行程気筒(25)の空気を圧縮させつつ前記燃料噴射弁(39)により前記燃料を噴射させて前記膨張行程気筒(25)に混合気を形成し、前記点火装置(35)により前記点火用火花を発生させて前記膨張行程気筒(25)の混合気を点火することによって前記始動条件の成立後における1回目の燃焼を発生させて前記内燃機関(10)を順方向に回転させ、前記順方向の回転により前記自動停止中に圧縮行程にあった気筒である圧縮行程気筒(25)の空気を圧縮させつつ前記燃料噴射弁(39)により前記燃料を噴射させて前記圧縮行程気筒(25)に混合気を形成し、所定の点火タイミングにて前記点火装置(35)により前記点火用火花を発生させて前記圧縮行程気筒(25)の混合気を点火することによって前記始動条件の成立後における2回目の燃焼を発生させ、前記内燃機関(10)を始動させる始動制御手段(84、S206乃至S215、S406乃至S415、S512乃至S517、S521乃至S524)と、を備える。
更に、前記始動制御手段は、前記始動条件が、前記内燃機関(10)を搭載する車両の運転者の車両発進意思に起因する運転操作による始動要求である特定始動要求に基づいて成立したのか同特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したのかを判定し(S105)、前記始動条件が前記特定始動要求に基づいて成立したと判定された場合には、前記始動条件が前記特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したと判定された場合と比較して、前記1回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみ、又は、前記2回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみ、又は、前記1回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値及び2回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみ、を大きくするように構成されている(S106、S107、S201乃至S205、S401乃至S405、S509乃至S511、S518乃至S520)。
発明者の検討によれば、始動条件の成立後の2回目の燃焼によって機関回転速度がある値以上にまで上昇するまで、機関回転速度が固有振動数領域内に存在する可能性が高い。よって、始動条件の成立後における1回目及び2回目の機関発生トルクの最大値を下げることにより、燃焼による振動振幅を小さくし、仮に機関が共振しても運転者が感知する振動を抑制することができる。また、始動条件の成立後における1回目及び2回目の機関発生トルクの何れか一方の最大値のみを下げる場合であっても、固有振動数領域内での振動を発生させる力が小さくなるので、振動の振幅が小さくなる。よって、始動条件の成立後における2回目の燃焼により共振が発生した場合であっても、運転者が感知する振動を抑制することができる。しかし、始動条件の成立後における3回目以降の燃焼に関しては、機関回転速度が固有振動数領域内に存在しないため、機関発生トルクの最大値を下げたとしても振動の振幅は殆ど変わらない。従って、始動条件の成立後における3回目以降の燃焼に関しては、燃焼効率が高くなるように混合気を燃焼させることが望ましい。
上記観点に基づき、本発明装置によれば、始動条件の成立が、特定始動要求に基づく場合には、特定始動要求以外の始動要求に基づく場合と比較して、始動条件の成立後における1回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみ、2回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみ、又は、1回目及び2回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみ、が大きくされる。よって、燃焼による機関回転速度の上昇率が増加する。そのため、機関停止から機関回転速度が始動完了回転速度に達するまでの時間(即ち、始動応答時間)が短縮されることができる。
一方、始動条件の成立が、特定始動要求以外の始動要求に基づく場合には、特定始動要求に基づく場合と比較して、始動条件の成立後における1回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみ、2回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみ、又は、1回目及び2回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみ、が小さくされる。よって、機関の振動を小さくできるので、運転者が機関の振動を不快に感じる可能性を小さくすることができる。
また、本発明装置は、前記始動制御手段は、前記始動条件が前記特定始動要求に基づいて成立したと判定された場合には、前記始動条件が前記特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したと判定された場合と比較して、少なくとも前記1回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値を大きくするように構成されている。更に、この始動制御手段は、前記始動条件が前記特定始動要求に基づいて成立したと判定された場合には、前記始動条件が前記特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したと判定された場合と比較して、前記1回目の燃焼を発生させる前記点火用火花の発生タイミングにおける前記膨張行程気筒のピストン位置がより上死点側になるように前記モータ及び前記点火装置を作動させるように構成されていてもよい(S201、S202、S204、S210、S211、S401、S402、S404、S410、S411、S509乃至S511、S516、S517)。
膨張行程気筒内の空気の量が等しい場合には、膨張行程気筒のピストン位置が圧縮上死点に近いほど、圧縮比は大きくなる。一般に、火花点火式内燃機関においては、始動中において、混合気の空燃比を所定空燃比(例えば、理論空燃比)に設定して、当該混合気を燃焼させる。よって、膨張行程気筒内の空気の量が等しい場合には、膨張行程気筒内に噴射する燃料量も等しくなる。また、噴射する燃料量が等しい場合には、点火タイミングにおける圧縮比が大きいほど、機関発生トルクの最大値は大きくなる。従って、膨張行程気筒内の空気の量が等しい場合には、点火タイミングにおける膨張行程気筒のピストン位置が圧縮上死点に近いほど、燃焼時の機関発生トルクの最大値が大きくなる。従って、本発明の一側面によれば、始動条件の成立が特定始動要求に基づく場合には、膨張行程気筒において発生する機関発生トルクの最大値が相対的に大きくなるため、始動応答時間を短縮させることができる。また、始動条件の成立が特定始動要求以外の始動要求に基づく場合には、膨張行程気筒において発生する機関発生トルクの最大値が相対的に小さくなるため、機関始動時の振動の振幅を小さくすることができる。
また、本発明装置において、前記内燃機関は、吸気弁の開閉時期を変更可能なバルブタイミング変更装置(61)、を更に備え、前記始動制御手段は、前記始動条件が前記特定始動要求に基づいて成立したと判定された場合には、前記始動条件が前記特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したと判定された場合と比較して、少なくとも前記2回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値を大きくするように構成されている。更に、この始動制御手段は、前記始動条件が前記特定始動要求に基づいて成立したと判定された場合には、前記始動条件が前記特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したと判定された場合と比較して、前記圧縮行程気筒の吸気弁の閉弁タイミングがより進角側のタイミングであって、より吸気下死点に近づくように前記バルブタイミング変更装置を駆動するように構成されていてもよい(S201、S203、S205、S401、S403、S405、S518乃至S520)。
圧縮行程においては、スロットル弁開度が一定である場合には、吸気弁の閉弁タイミングが吸気下死点後のタイミングから吸気下死点に向けて進角されるほど、圧縮行程気筒内に残留する空気の量が多くなる。通常、火花点火式内燃機関においては、始動中において、混合気の空燃比を所定空燃比に設定して、当該混合気を燃焼させる。よって、圧縮行程気筒内に残留する空気の量が多いほど噴射される燃料量も増加する。そして、点火タイミングが一定の場合には、燃料噴射量が多いほど燃焼による機関発生トルクの最大値も大きくなる。従って、本発明の別の側面によれば、始動条件の成立が特定始動要求に基づく場合には、圧縮行程気筒において発生する機関発生トルクの最大値が相対的に大きくなるため、始動応答時間を短縮させることができる。一方、始動条件の成立が特定始動要求以外の始動要求に基づく場合には、圧縮行程気筒において発生する機関発生トルクの最大値が相対的に小さくなるため、機関始動時の振動の振幅を小さくすることができる。
この場合、前記始動制御手段は、前記内燃機関の自動停止中に、当該圧縮行程気筒の吸気弁の閉弁タイミングを遅角させることにより当該吸気弁が開弁するように前記バルブタイミング変更装置を駆動してもよい(S504)。
これによれば、内燃機関の自動停止中に圧縮行程にある気筒の吸気弁が開弁状態となるので、吸気弁が閉弁状態である場合に比べて、モータによってクランクシャフトを逆回転させる期間の抵抗は小さくなる。抵抗が小さいほど、クランクシャフトを駆動するためにモータに必要とされるエネルギーは少なくなるため、燃費を向上させることができる。
なお、上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
図1は、本発明の第1実施形態に係る「内燃機関の制御装置」及び同制御装置が適用される内燃機関の概略図である。 図2は、本発明の第1実施形態に係る内燃機関の制御装置が搭載された車両の駆動系装置の概略図である。 図3は、図1に示したECUにより実行される始動制御による内燃機関の作動を説明するための図である。 図4は、図1に示したECUにより実行される始動制御について説明するための図である。 図5は、図1に示したECUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図6は、図1に示したECUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図7は、図1に示したECUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図8は、図1に示したECUにより実行される始動制御による内燃機関の作動を説明するための図である。 図9は、図1に示したECUにより実行される始動制御における圧縮行程気筒の吸気弁開閉状態を示した図である。 図10は、本発明の第1実施形態の第1変形例に係るECUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図11は、本発明の第1実施形態の第2変形例に係るECUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図12は、本発明の各実施形態及び変形例に係る内燃機関の制御装置が搭載され得る他の車両の駆動系装置の概略図である。
<第1実施形態>
(構成)
本装置の第1実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第1装置」とも呼称する。)は、図1に示した内燃機関(機関)10に適用される。機関10は、多気筒(本例においては、直列4気筒)・4サイクル・ピストン往復動型・筒内噴射(直噴)・火花点火式・ガソリン燃料・エンジンである。また、機関10は、図示しない車両の動力源(駆動源)として当該車両のボディーに図示しないエンジンマウントを介して搭載されている。
機関10は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース及びオイルパン等を含むシリンダブロック部20、シリンダブロック部20の上に固定されるシリンダヘッド部30、シリンダブロック部20に空気を供給するための吸気システム40、並びに、シリンダブロック部20からの排ガスを外部に放出するための排気システム50を備えている。
シリンダブロック部20は、シリンダ(気筒)21、ピストン22、コンロッド23及びクランクシャフト24を備えている。ピストン22は、シリンダ21内を往復動する。ピストン22の往復動は、コンロッド23を介してクランクシャフト24に伝達され、これにより、クランクシャフト24が回転するようになっている。シリンダ21、ピストン22及びシリンダヘッド部30は、燃焼室25を形成している。
ここで図2を参照すると、内燃機関10のクランクシャフト24には図示しないクランクプーリが取り付けられている。このクランクプーリは、モータ26のモータシャフト26aに取り付けられた図示しないモータプーリとベルト27を介して連結され、クランクシャフト24とモータシャフト26aとの間で動力(トルク)を伝達することが可能となっている。機関10で発生した動力は、クランクシャフト24を通じてトランスミッション28に伝達され、トランスミッション28を介して図示しない車輪まで伝達されることにより、車両が走行可能となる。
モータ26は図示しない車両バッテリからの電力を受け、順転及び逆転することができる。従って、モータ26は、クランクシャフト24を順回転方向及び逆回転方向に回転させることができる。クランクシャフト24の順回転方向は、燃焼室25における混合気の燃焼によって生じる力(機関発生トルク)により内燃機関10が運転されている場合におけるクランクシャフト24の回転方向である。逆回転方向は、この順回転方向と逆の回転方向である。
図1を再び参照すると、シリンダヘッド部30は、燃焼室25に連通した吸気ポート31、吸気ポート31を開閉する吸気弁32、燃焼室25に連通した排気ポート33、排気ポート33を開閉する排気弁34、燃焼室25内の混合気に点火する点火装置35、及び、燃焼室25に燃料を直接噴射する燃料噴射弁39を備えている。
点火装置35は、点火プラグ36、点火プラグ36に与える高電圧を発生するイグニッションコイル37及びイグナイタ38を含む。点火プラグ36の電極部(点火用の火花発生部)は燃焼室25の上部の中央部において燃焼室25に露出している。
燃料噴射弁39は、その燃料噴射孔が燃焼室25内に露出するようにシリンダヘッド部30に配設されている。燃料噴射弁39は、ECU84の指示に応答して開弁し、燃焼室25に燃料を直接噴射する。即ち、燃料噴射弁39は所謂「筒内噴射弁又は直噴弁」である。
吸気システム40は、吸気ポート31に連通したインテークマニホールド41、インテークマニホールド41に連通したサージタンク42、及び、サージタンク42に一端が接続された吸気管43を備えている。吸気ポート31、インテークマニホールド41、サージタンク42及び吸気管43は、吸気通路を構成している。
更に、吸気システム40は、エアフィルタ44及びスロットル弁45を備えている。スロットル弁45は、吸気管43に回転可能に支持されている。スロットル弁アクチュエータ45aは、DCモータからなり、ECU84の指示に応答してスロットル弁45を駆動することにより、スロットル弁45の開度を変更する。
排気システム50は、排気ポート33に連通するエキゾーストマニホールド51及びエキゾーストマニホールド51に接続された排気管52を備えている。排気ポート33、エキゾーストマニホールド51及び排気管52は、排気通路を構成している。
更に、排気システム50は、三元触媒(三元触媒装置、排気浄化触媒)53を備えている。三元触媒53は、排気管52に配設されている。
機関10はバルブタイミング変更装置61を備えている。本実施例では、バルブタイミング変更装置61は図示しない電動アクチュエータを備えており、ECU84の指示によって電動アクチュエータを用いて図示しないカムシャフトのクランクシャフト24に対する位相角を直接変更することにより、吸気弁32の開弁タイミングと閉弁タイミングを変更するようになっている。なお、バルブタイミング変更装置61は電動アクチュエータを備えなくてもよく、ECU84の指示によって、吸気弁32の開弁タイミングと閉弁タイミングを変更可能であれば、どのような構成でも構わない。
機関10はフューエルポンプシステム62を備えている。フューエルポンプシステム62は、図示しない「低圧ポンプ、高圧ポンプ及び燃圧調整用の電磁弁」を含む。フューエルポンプシステム62は、図示しない燃料タンクからフューエルポンプによって燃料を汲み上げ、ECU84の指示に応答して燃料の圧力を目標燃圧に調整した上でその燃料を燃料噴射弁39に供給する。
なお、「ECU」は、エレクトリックコントロールユニットの略称であり、CPU、ROM、RAM及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。CPUは、メモリ(ROM)に格納されたインストラクション(ルーチン、プログラム)を実行することにより後述する各種機能を実現する。ECU84は、以下に述べるセンサ及びスイッチ等と接続されていて、それらからの信号を受け取るようになっている。
エアフローメータ71:これは、吸気管43を通過して機関10に吸入される空気の質量流量(吸入空気量Ga)を測定し、この吸入空気量Gaを表す信号を出力する。
スロットルポジションセンサ72:これは、スロットル弁45の開度(スロットル弁開度TA)を検出し、このスロットル弁開度TAを表す信号を出力する。
水温センサ73:これは、機関10を冷却する冷却水の温度(冷却水温THW)を測定し、この冷却水温THWを表す信号を出力する。
クランク角度センサ74:これは、クランクシャフト24が一定角度(例えば、10[deg])回転する毎に1つのパルス信号を発生する。ECU84は、このクランク角度センサ74及び図示しないカムポジションセンサからの信号に基づいて、所定の気筒(本例においては1番気筒)の圧縮上死点を基準とした機関10のクランク角度(クランクシャフト24の回転角度であり、以下、「クランク角度」と称呼する。)を取得する。更に、ECU84は、クランク角度センサ74からの信号に基づいて、機関回転速度NEを取得する。
アクセル操作量センサ76:これは、アクセルペダル91の操作量Accpを検出し、この操作量Accpを表す信号を出力する。
ブレーキスイッチ77:これは、ブレーキペダル92の操作を検出し、ブレーキペダル92が操作されたことを表す信号を出力する。
車速センサ78:これは、機関10が搭載された車両の速度(車速SPD)を測定し、この車速SPDを表す信号を出力する。
イグニッションスイッチ79:これは、機関10を作動させたり機関10の作動を停止させたりするために運転者によって操作されるスイッチであり、そのオン・オフ状態を表す信号をECU84に送出する。
バッテリ電圧センサ80:これは、機関10が搭載された車両のバッテリの電圧値を検出し、バッテリの電圧値を表す信号を出力する。
ブレーキブースタ負圧センサ81:これは、機関10が搭載された車両が備える図示しないブレーキブースタの作動圧力(ブレーキブースタ負圧)を検出し、ブレーキブースタの負圧を表す信号を出力する。
エアコン操作センサ82:これは、エアーコンディショナが作動状態に設定されたか否かを検出し、エアーコンディショナが作動状態に設定されたか否かを表す信号を出力する。
クラッチスイッチ83:これは、クラッチペダル93の操作を検出し、クラッチペダル93が操作されたことを表す信号を出力する。
更に、ECU84は、各種アクチュエータ(モータ26、スロットル弁アクチュエータ45a、点火装置35及び燃料噴射弁39等)に指示(駆動)信号を送出する。また、ECU84は、モータ26の回転方向を制御することができる。
(第1装置の作動の概要)
第1装置は、イグニッションスイッチ79の操作に基づいて機関10の運転を開始した後、所定の自動停止条件が成立すると、燃料噴射弁39からの燃料の噴射を停止して機関10の回転を停止させる自動停止制御を実行する。
第1装置の自動停止条件は、以下の条件の総てが成立した場合に成立する。
(1)ブレーキペダル92が踏み込まれていること(操作されていること)。これは、ブレーキスイッチ77の信号に基づいて検出される。
(2)アクセルペダル91が踏み込まれていないこと(操作されていないこと)。これは、アクセル操作量センサ76により検出されるアクセルペダルの操作量Accpに基づいて検出される。
(3)車速SPDが所定速度SPDth以下であること。これは、車速センサ78により検出される車速SPDに基づいて検出される。
更に、第1装置は、機関10が自動停止制御によって停止させられている場合(即ち、機関10の自動停止中)において、以下に述べる所定の自動始動条件(以下、「始動条件」とも呼称する。)が成立すると、機関10を自動的に始動させるための始動制御を実行する。本実施形態における始動条件は、始動要求が発生した場合に成立し、以下に述べる2種類に分けることができる。
(1)運転者の車両発進意思に起因する運転操作による始動要求(「第1始動要求」又は「特定始動要求」とも呼称する。)に基づいて成立する条件。
(2)運転者の車両発進意思に起因する運転操作以外による始動要求(第1始動要求以外の始動要求であり、「第2始動要求」とも呼称する。)に基づいて成立する条件。
第1始動要求は、例えば、以下に述べる何れかの場合に発生する。
・ブレーキペダル92が踏み込まれていなくなった場合(操作されていなくなった場合)。これは、ブレーキスイッチ77の信号に基づいて検出される。
・クラッチペダル93の踏み込まれた場合(操作された場合)。これは、クラッチスイッチ83の信号に基づいて検出される。
第2始動要求は、例えば、以下に述べる何れかの場合に発生する。
・ECU84が、バッテリの電圧値をバッテリ電圧センサ80から取得し、その電圧値が所定電圧値より小さいと判定した場合。
・ECU84が、ブレーキブースタ負圧をブレーキブースタ負圧センサ81から取得し、そのブレーキブースタ負圧が所定負圧よりも小さいと判定した場合。
・ECU84が、エアコン操作センサ82からの信号に基いて、エアーコンディショナが非作動状態から作動状態へと変更されたと判定した場合。
第1装置は、始動条件が成立すると(即ち、第1始動要求及び第2始動要求の何れかが発生すると)、次に述べるように始動制御(自動始動制御)を実行して機関10を自動的に始動させる。なお、機関10の点火順序は、1番気筒、3番気筒、4番気筒、2番気筒の順である。更に、前述したように、1番気筒が圧縮上死点にあるとき、クランク角度は0°(720°)である。
第1装置は、機関10の停止中(自動停止中)に始動条件が成立すると、モータ26によって機関10を逆回転させ、機関10の停止中に膨張行程にあった気筒(以下、「膨張行程気筒」とも称呼する。)に燃料を噴射して混合気を形成する。そして、第1装置は、膨張行程気筒のピストン22が圧縮上死点に達する前に点火装置35により膨張行程気筒内に点火用火花を発生させ、膨張行程気筒において燃焼を発生させる。その結果、機関10は順回転を開始するので、その後、機関10の停止中に圧縮行程にあった気筒(以下、「圧縮行程気筒」とも称呼する。)内の空気が圧縮される。更に、第1装置は、その圧縮行程気筒に燃料を噴射して混合気を形成し、適当なタイミングにて点火装置35により圧縮行程気筒内に点火用火花を発生させ、圧縮行程気筒において燃焼を発生させる。その結果、機関10は機関回転速度を上昇させながら順回転を続ける。その後、第1装置は、順次、圧縮行程を迎える気筒に混合気を形成し、当該混合気を燃焼させ、機関回転速度をアイドル回転速度に略等しい始動完了回転速度にまで上昇させる。これにより、機関10の始動が完了する。
具体的には、ECU84は、先ず、自動停止制御によって機関10の運転が停止した時(より詳細にはクランクシャフト24の回転が停止した時)のクランク角度(以下、「機関停止時クランク角度」と称する)をRAMに記憶させる。続いて、始動条件が成立すると、ECU84は、RAMから機関停止時クランク角度を読み出し、その機関停止時クランク角度に基づいて膨張行程気筒を判別する。機関10は、一般に、圧縮行程気筒のクランク角度が圧縮上死点前90°前後にある位置(即ち、膨張行程気筒のクランク角度が圧縮上死点後90°前後にある位置)にて停止する。即ち、機関停止時クランク角度は、通常、約90°、約270°、約450°及び約630°の何れかである。
そして、クランク角度が0°〜180°の範囲内にあるときに1番気筒が膨張行程にあり、クランク角度が180°〜360°の範囲内にあるときに3番気筒が膨張行程にあり、クランク角度が360°〜540°の範囲内にあるときに4番気筒が膨張行程にあり、クランク角度が540°〜720°の範囲内にあるときに2番気筒が膨張行程にある。
従って、ECU84は、機関停止時クランク角度が0°〜180°の範囲内にある場合には1番気筒が膨張行程気筒であると判定し、機関停止時クランク角度が180°〜360°の範囲内にある場合には3番気筒が膨張行程気筒であると判定し、機関停止時クランク角度が360°〜540°の範囲内にある場合には4番気筒が膨張行程気筒であると判定し、機関停止時クランク角度が540°〜720°の範囲内にある場合には2番気筒が膨張行程気筒であると判定することができる。
ここで、図3を参照しながら、始動条件が成立して始動制御が開始された直後における「膨張行程気筒及び圧縮行程気筒」の作動状態について説明する。図3において、左側の一列は圧縮行程気筒を示し、中央の一列は膨張行程気筒を示し、右側の一列は圧縮行程気筒と膨張行程気筒のピストン位置を示している。いま、機関停止時クランク角度が90°であると仮定する。この場合、膨張行程気筒は1番気筒(#1)であり、圧縮行程気筒は3番気筒(#3)である。図3(A)はこの機関停止時における「3番気筒(圧縮行程気筒)#3、1番気筒(膨張行程気筒)#1、及び、それらの気筒のピストン位置に対応するクランク角度」を左から順に示している。
機関10の自動停止中に始動条件が成立すると、ECU84は、機関停止時クランク角度から膨張行程気筒(#1)の圧縮上死点までの範囲内でクランクシャフト24をモータ26により逆回転させるとともに、膨張行程気筒(#1)の燃料噴射弁39から燃料を噴射させる。
この結果、図3(B)に示したように、膨張行程気筒(#1)のピストン22は、二点鎖線により示した停止位置から上死点手前まで上昇する。そのとき、膨張行程気筒(#1)内に残留していた空気と燃料噴射弁39から噴射された燃料とから混合気が形成される。そして、その混合気が圧縮されて昇温するため、膨張行程気筒(#1)内には着火性の高い混合気が形成される。ECU84は、所定のタイミングにて膨張行程気筒(#1)の点火装置35を作動させることにより点火プラグ36から点火用火花を発生させ、その混合気を燃焼させる。
この結果、膨張行程気筒(#1)内の圧力(燃焼圧力)が高くなることにより機関発生トルクも大きくなり、それにより、クランクシャフト24が順回転させられる。
その結果、図3(C)に示したように、クランクシャフト24が順回転することにより、膨張行程気筒(#1)のピストン22が膨張下死点に向けて移動し、同時に、圧縮行程気筒(#3)のピストン22が圧縮上死点に向けて移動する。そして、ECU84は、圧縮行程気筒の吸気弁32が閉弁すると圧縮行程気筒の燃料噴射弁39から燃料を噴射し、その後、所定のタイミングにて圧縮行程気筒(#3)の点火装置35を作動させて点火プラグ36から点火用火花を発生させることにより、圧縮行程気筒(#3)の混合気を燃焼させる。この結果、機関発生トルクが大きくなり、それによって、クランクシャフト24が順回転させられる。よって、クランクシャフト24の回転速度(即ち、機関回転速度NE)が更に上昇する。以降、機関10の通常の運転時と同様、点火順序に従って燃焼が各気筒において発生させられて行き、機関回転速度NEが始動完了回転速度にまで上昇した時点で始動制御が終了する。
ところで、始動条件は、例えば、運転者が車両を発進させようとする意思を持って運転操作を行った場合(即ち、前述の第1始動要求が発生した場合)に成立する。よって、機関10の自動停止中に第1始動要求が発生して始動条件が成立した場合、その始動条件が成立した時点から機関回転速度NEが始動完了回転速度(例えば、700[rpm])に上昇するまでの時間(始動応答時間)をできるだけ短くすることが重要である。一方、始動応答時間は、始動条件の成立後における各気筒の機関発生トルクの最大値が大きいほど短くなる。
しかしながら、クランクシャフト24が回転を開始した直後の機関回転速度はアイドリング時の機関回転速度よりも小さい。また、機関10の固有振動数は、アイドリング時の機関回転速度における燃焼間隔(連続して発生する燃焼と燃焼との間の時間)Tにより決まる周波数(=1/T)よりも小さい。従って、クランクシャフト24が順方向の回転を開始した直後において、機関回転速度は機関に共振を発生させてしまう速度領域(以下、「固有振動数領域」とも呼称する。)内にあるので、機関10が共振して機関10の振動が増幅され、その結果、機関10の振動が非常に大きくなる。特に、始動条件の成立後における2回目の燃焼によって機関10の回転速度が十分な回転速度に達するまでは、機関回転速度が固有振動数領域に存在する可能性が高い。
さらに、燃焼により発生する機関発生トルクの最大値が大きいほど、機関10の振動振幅は大きくなる。従って、膨張行程気筒の燃焼による機関発生トルクの最大値及び圧縮行程気筒の燃焼による機関発生トルクの最大値が大きいほど、機関10が共振により非常に大きく振動し、運転者が不快に感じてしまう虞がある。ここで図4のグラフは、始動条件の成立後の機関回転速度の推移を示している。図4から、始動条件の成立後における1回目の燃焼(1爆目)の後から、始動条件の成立後における2回目の燃焼(2爆目)の直後までの機関回転速度が、機関10の固有振動数領域(FF、FR)内に存在していることが分かる。そのため、始動条件の成立後における1回目の燃焼(1爆目)の後から、始動条件の成立後における3回目の燃焼(3爆目)の前までの期間で、機関10が共振によって大きく振動してしまう虞がある。なお、図4において、FFと記した帯状の領域は、「フロントエンジン・フロントドライブ」式の車両における機関10の固有振動数領域を示し、FRと記した帯状の領域は、「フロントエンジン・リアドライブ」式の車両における機関10の固有振動数領域を示す。
前述したように、始動条件が、第1始動要求の発生により成立している場合には、早急に機関を始動する必要がある。よって、機関始動時の振動を抑制するよりも始動応答時間を短縮することが要求される。更に、この場合、運転者は機関10の始動を予期しているため、振動が大きい場合でも不快と感じにくい。そこで、ECU84は、始動条件の成立が、第1始動要求に基づく場合には、第2始動要求に基づく場合と比較して1爆目の機関発生トルクの最大値及び2爆目の機関発生トルクの最大値が大きくなるように機関10を作動させる。これにより、始動条件が第1始動要求の発生により成立した場合には、機関停止から機関回転速度がアイドリング時の回転数に略等しい始動完了回転速度に達するまでの時間(始動応答時間)を短縮させることができる。
一方、始動条件が、第2始動要求の発生により成立している場合には、運転者の意思に関わらず機関10が始動するため、運転者は振動を感知しやすい。そこで、ECU84は、始動条件が第2始動要求の発生により成立している場合、始動条件が第1始動要求の発生により成立している場合と比較して、1爆目の機関発生トルクの最大値及び2爆目の機関発生トルクの最大値が低下するように、機関10を作動させる。その結果、始動条件が第2始動要求の発生により成立している場合、機関10の振動が大きくなることなく機関10が始動させられる。よって、車両の運転者が機関10の振動を不快に感じる可能性を低下させることができる。
(実際の作動)
次に、ECU84のCPU(以下、単に「CPU」と称呼する。)の実際の作動について説明する。CPUは図5及び図6に示したルーチンの処理を所定時間が経過する毎に繰り返し実行する。従って、所定のタイミングになると、CPUは図5のS101に進み、機関10が自動停止中か否か(自動停止制御により機関10の回転が停止しているか否か)を判定する。なお、前述したように、CPUは機関10の運転中に自動停止条件が成立すると、図示しないルーチンを実行することにより、燃料噴射弁39からの燃料の噴射を停止して機関10の回転を停止させる。機関10が自動停止中でない場合、CPUはS101にて「No」と判定し、本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、機関10が自動停止中であると、CPUはS101にて「Yes」と判定してS102に進み、機関10の自動停止直前における膨張行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングIVCをRAMから取得する。なお、CPUは自動停止直前に設定されている閉弁タイミングIVCを自動停止時にRAMに格納する。そして、CPUはS103に進み、IVCに基づいて膨張行程気筒に噴射する燃料噴射量TAUを算出する。IVCから圧縮行程気筒の空気量が推定できるため、目標空燃比(本例においては、理論空燃比)と推定された空気量とから燃料噴射量TAUは算出できる。具体的には、CPUはIVCをルックアップテーブルに適用してTAUを算出する。その後、CPUはS104に進み、前述した始動条件が成立したか否か(即ち、第1始動要求及び第2始動要求の何れかが発生したか否か)を判定する。始動条件が成立していなければ、CPUはS104にて「No」と判定し、本ルーチンを一旦終了する。
一方、始動条件が成立していると、CPUはS104にて「Yes」と判定してS105に進み、始動条件が前述した第1始動要求に基づいて成立しているか否かを判定する。換言すると、CPUは、S105にて、始動条件が第1始動要求に基づいて成立したのか、第2始動要求に基づいて成立したのか、を判定する。CPUはS105において、始動条件が第1始動要求に基づいて成立していると判定された場合にはS106に進み、始動要求フラグXを「1」に設定する。一方、CPUはS105において、始動条件が第1始動要求以外の第2始動要求の発生により成立していると判定した場合にはS107に進み、始動要求フラグXを「0」に設定する。
CPUは、S106又はS107から図6に示したS201へと進み、始動要求フラグXが「1」に設定されているか否かを判定する。始動要求フラグXが「1」に設定されている場合には、CPUはS201にて「Yes」と判定してS202に進み、モータ26による逆回転方向のクランクシャフト24の回転量θを第1回転量θに設定する。第1回転量θについては、後に図8を参照して説明する。そしてCPUはS203に進み、圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングIVCを第1閉弁クランク角度IVCに設定する。第1閉弁クランク角度IVCついては、後に図9を参照しながら説明する。
次に、CPUはS206に進み、モータ26によりクランクシャフト24を逆回転方向に回転させ始める。そして、CPUはS207に進み、圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングIVCから、圧縮行程気筒に噴射する燃料量を算出する。ここでは、予めIVCと燃料噴射量との関係を規定したルックアップテーブルを用いる。なお、始動要求フラグXの値が「1」の場合、吸気弁32の閉弁タイミングIVCはステップS203にて第1閉弁クランク角度IVCに設定されている。その後、CPUはS208に進み、現時点が膨張行程気筒の噴射タイミングであるか否かを判定する。本例において、膨張行程気筒の噴射タイミングは、膨張行程気筒の圧縮上死点後、第1クランク角θinj1である。
現時点が膨張行程気筒の噴射タイミングではない場合には、CPUはS208にて「No」と判定し、膨張行程気筒の噴射タイミングが到来するまでS208の判定を繰り返し実行する。そして、膨張行程気筒の噴射タイミングが到来すると、CPUはS208にて「Yes」と判定してS209に進み、膨張行程気筒に設けられた燃料噴射弁39から膨張行程気筒内に燃料噴射量TAUの燃料を噴射する。
次に、CPUはS210に進み、モータ26による逆回転方向のクランクシャフト24の回転量がθになったか否かを判定する。モータ26による逆回転方向のクランクシャフト24の回転量がθになっていない場合には、CPUはS210にて「No」と判定し、モータ26による逆回転方向のクランクシャフト24の回転量がθになるまでS210の判定を繰り返し実行する。なお、始動要求フラグXの値が「1」の場合、回転量θはステップS202にて第1回転量θに設定されている。そして、モータ26による逆回転方向のクランクシャフト24の回転量がθになった場合には、CPUはS210にて「Yes」と判定してS211に進み、膨張行程気筒の点火装置35から点火用火花を発生させる。即ち、CPUは膨張行程気筒の混合気を点火して燃焼させる。なお、CPUはこの時点にてモータ26への通電(モータ26の駆動)を停止する。
次いで、CPUはS212に進み、圧縮行程気筒の吸気弁32が閉弁したか否かを判定する。より具体的に述べると、CPUはS212にて、現時点のクランク角度が、圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングIVCに達したか否かを判定する。なお、始動要求フラグXが「1」である場合、吸気弁32の閉弁タイミングIVCはS203において第1閉弁タイミングIVCに設定されている。圧縮行程気筒の吸気弁32が閉弁していない場合には、CPUはS212にて「No」と判定し、圧縮行程気筒の吸気弁32が閉弁するまでS212の判定を実行する。そして、圧縮行程気筒の吸気弁32が閉弁した場合には、CPUはS212にて「Yes」と判定してS213に進み、圧縮行程気筒に燃料噴射量TAUの燃料を噴射する。
その後、CPUはS214に進み、現時点が圧縮行程気筒の点火タイミングとなったか否かを判定する。現時点が圧縮行程気筒の点火タイミングになっていない場合には、CPUはS214にて「No」と判定し、圧縮行程気筒の点火タイミングが到来するまでS214の判定を実行する。そして、圧縮行程気筒の点火タイミングが到来すると、CPUはS214にて「Yes」と判定してS215に進み、圧縮行程気筒の点火装置35から点火用火花を発生させ、本ルーチンを一旦終了する。即ち、CPUは圧縮行程気筒の混合気を点火して燃焼させる。
一方、始動要求フラグXが「0」に設定されている場合には、CPUはS201にて「No」と判定してS204に進む。CPUはS204にて、モータ26による逆回転方向のクランクシャフト24の回転量θを第2回転量θに設定する。第2回転量θについても、後に図8を参照して説明する。第2回転量θは第1回転量θよりも小さい。そしてCPUはS205に進み、圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングIVCを第2閉弁タイミングIVCに設定する。第2閉弁タイミングIVCについても、後に図9を参照して説明する。第2閉弁タイミングIVCは第1閉弁タイミングIVC1よりも圧縮行程気筒の圧縮上死点側に設定されている。その後、CPUは前述したS206乃至S215の処理を実行する。但し、CPUはS210にて、逆回転方向のクランクシャフト24の回転量がθ=第2回転量θ2となったか否かを判定する。更に、CPUはS212にて現時点のクランク角度が圧縮行程気の吸気弁32の閉弁タイミングIVC=第2閉弁タイミングIVCに達したか否かを判定する。
また、CPUは図5及び図6に示したルーチンと並行して、図7に示したルーチンの処理を所定時間が経過する毎に繰り返し実行する。従って、所定のタイミングになると、CPUは図7のS301に進み、機関10の自動停止中に始動要求が発生した後に圧縮行程気筒において点火装置35から点火用火花が既に発生させられたか否かを判定する。機関10の自動停止中に始動要求が発生した後に圧縮行程気筒において点火装置35から点火用火花が発生させられていない場合には、CPUはS301にて「No」と判定し、本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、機関10の自動停止中に始動要求が発生した後に圧縮行程気筒において点火装置35から点火用火花が既に発生させられた場合には、CPUはS301にて「Yes」と判定してS302に進む。S302では、CPUは、機関10の回転速度NEがアイドリング時の回転速度に略等しい始動完了回転速度NE以上であるか否かを判定する。機関10の回転速度NEが始動完了回転速度NE以上である場合には、機関10の始動(自動始動)が完了していると判定できる。よって、この場合、CPUはS302にて「Yes」と判定して、S303に進み、機関回転速度と機関負荷とに基づいた燃料噴射量制御及び点火時期制御(即ち、始動完了後における通常の機関制御)を実施し、本ルーチンを一旦終了する。
一方、機関10の回転速度NEが始動完了回転速度NE以上ではない場合には、機関10の始動は完了していない。よって、この場合、CPUはS302にて「No」と判定してS304に進み、各気筒の吸気弁32の開弁タイミング及び閉弁タイミングをそれぞれ所定のタイミングに固定する。その後、CPUはS305に進み、現時点が圧縮行程にある気筒の噴射タイミングであるか否かを判定する。現時点が圧縮行程にある気筒の噴射タイミングでない場合には、CPUはS305にて「No」と判定し、現時点が圧縮行程にある気筒の噴射タイミングとなるまでS305の判定を繰り返し実行する。そして、現時点が圧縮行程にある気筒の噴射タイミングとなった場合には、CPUはS305にて「Yes」と判定してS306に進み、現時点で圧縮行程気筒に燃料噴射量TAUの燃料を噴射する。なお、CPUは、吸気弁32の閉弁タイミング及び機関回転速度NEと、目標空燃比(本例において、理論空燃比)と、から燃焼噴射量TAUを決定する。具体的には、CPUは、吸気弁32の閉弁タイミング及び機関回転速度NEと、燃料噴射量TAUとの関係を規定するルックアップテーブルに、実際の「吸気弁32の閉弁タイミング及び機関回転速度NE」を適用することにより、燃料噴射量TAUを決定する。
次に、CPUはS307に進み、現時点が圧縮行程にある気筒の点火タイミングであるか否かを判定する。この点火タイミングは、機関発生トルクの最大値が最も大きくなるように機関回転速度と燃料噴射量TAUとに基づき決定される。現時点が圧縮行程にある気筒の点火タイミングでない場合には、CPUはS307にて「No」と判定し、現時点が圧縮行程にある気筒の点火タイミングとなるまでS307の判定を繰り返し実行する。そして、現時点が圧縮行程にある気筒の点火タイミングとなった場合には、CPUはS307にて「Yes」と判定してS308に進む。S308では、現時点で圧縮行程気筒の点火装置35から点火用火花を発生させ、本ルーチンを一旦終了する。
以上が、自動停止中に始動条件が成立した場合にECU84が実行する制御である。ここで、この制御による機関10の始動条件成立直後における作動について図8を参照しながら更に説明する。図8の(A)は、膨張行程気筒のクランク角度を示す。図8の(B)は、機関10が自動停止中であり、且つ、モータ26によりクランクシャフト24を逆回転させる前の膨張行程気筒のピストン22の初期位置を表す。図8の(A)及び(B)に示したように、この場合の膨張行程気筒のクランク角度は膨張行程気筒の圧縮上死点TDC後、約90°になる。以下、この理由について説明する。
機関10が運転されている場合(始動完了前を除く。)、吸気弁の開閉タイミング及び排気弁の開閉タイミングは、気筒間において互いに等しいタイミングに設定されている。よって、スロットル弁開度が一定であるならば、各気筒には互いに等しい量の空気が吸入される。更に、圧縮行程にある気筒及び膨張行程にある気筒の吸気弁32及び排気弁34は、それぞれのクランク角度がそれぞれの気筒の圧縮上死点の前後90°内にある間、閉弁状態となっている。
そのため、機関10が自動停止制御によって停止させられる直前の時点において、圧縮行程にある気筒及び膨張行程にある気筒のうち、それぞれの圧縮上死点に近い気筒には、その気筒に残留している空気の圧縮力によってその上死点から遠ざかる方向の力が働く。その結果、圧縮行程にある気筒及び膨張行程にある気筒に残留している空気の圧縮力の釣り合いにより、膨張行程にある気筒のクランク角度はおおよそ圧縮上死点後90°となり、圧縮行程にある気筒のクランク角度はおおよそ圧縮上死点前90°となる。
ところで、上述したように、始動条件が第1始動要求の発生に基づいて成立した場合、機関10はモータ26によって回転量θだけ逆回転される。この回転量θは、図8の(A)及び(C)に示したように、膨張行程気筒のクランク角度が圧縮上死点後の第1所定角度(90°−θ>0)になるように設定されている。
更に、上述したように、始動条件が第2始動要求の発生に基づいて成立した場合、機関10はモータ26によって回転量θだけ逆回転される。この回転量θは、図8の(A)及び(D)に示したように、膨張行程気筒のクランク角度が圧縮上死点後の第2所定角度(90°−θ>0)になるように設定されている。第2所定角度(90°−θ)は、第1所定角度(90°−θ>0)よりも大きくなるように、回転量θ及び回転量θが定められている。即ち、回転量θ及び回転量θは何れも90°未満の角度であり、且つ、回転量θは回転量θよりも大きい。
従って、機関10が回転量θだけ逆回転されたときの膨張行程気筒の圧縮比は、機関10が回転量θだけ逆回転されたときの膨張行程気筒の圧縮比よりも大きい。加えて、上述したように、膨張行程気筒の混合気は、始動条件が第1始動要求の発生に基づいて成立した場合には機関10が回転量θだけ逆回転されたときに点火され、始動条件が第2始動要求の発生に基づいて成立した場合には機関10が回転量θだけ逆回転されたときに点火される。
この結果、始動条件が第1始動要求の発生に基づいて成立した場合、始動条件が第2始動要求の発生に基づいて成立した場合に比べて、1爆目の燃焼中に発生する機関発生トルクの最大値が大きくなる。よって、機関10の回転速度の上昇度合いが大きくなり、始動応答時間を短縮することができる。
これに対し、始動条件が第2始動要求の発生に基づいて成立した場合、始動条件が第1始動要求の発生に基づいて成立した場合に比べて、1爆目の燃焼中に発生する機関発生トルクの最大値は小さくなる。よって、機関10の回転速度の上昇度合いが小さくなり、機関10の振動を抑制することができる。
次に、始動条件成立後の2爆目に関する機関10の作動について図9を参照しながら更に説明する。図9において、各線は以下に述べる期間を示す。
・破線は、機関10が自動停止させられる直前にあるときの圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁期間の前半部を示す。
・二重線は、始動条件が第1始動要求の発生に基づいて成立した場合における圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁期間の前半部を示す。この場合、上述したように、圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングは第1閉弁クランク角度IVCに設定される。
・実線は、始動条件が第2始動要求の発生に基づいて成立した場合における圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁期間の前半部を示す。この場合、上述したように、圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングは第2閉弁クランク角度IVCに設定される。
始動条件が第1始動要求の発生に基づいて成立した場合(始動要求フラグX=1)、圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングは吸気下死点BDCよりも遅角側の第1閉弁クランク角度IVCに設定される。始動条件が第2始動要求の発生に基づいて成立した場合(始動要求フラグX=0)、圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングは吸気下死点BDCよりも遅角側の第2閉弁クランク角度IVCに設定される。第1閉弁クランク角度IVCは第2閉弁クランク角度IVCよりも進角側(吸気下死点BDC側)のクランク角度である。
よって、始動条件が第1始動要求の発生に基づいて成立した場合には、始動条件が第2始動要求の発生に基づいて成立した場合に比べ、膨張行程気筒の1爆目の燃焼によりクランクシャフト24が順回転方向に回転した際に相対的に早いタイミングで圧縮行程気筒の吸気弁32が閉弁する。そのため、圧縮行程気筒において圧縮される空気量は多くなり、よって、燃料噴射弁39から噴射される燃料量も多くなるため、圧縮行程気筒の燃焼時に発生する機関発生トルクの最大値は大きくなる。従って、機関10の回転速度の上昇度合いが大きくなり、始動応答時間を短縮することができる。
これに対し、始動条件が第2始動要求の発生に基づいて成立した場合には、始動条件が第1始動要求の発生に基づいて成立した場合に比べ、膨張行程気筒の1爆目の燃焼によりクランクシャフト24が順回転方向に回転した際に相対的に遅いタイミングで圧縮行程気筒の吸気弁32が閉弁する。そのため、圧縮行程気筒において圧縮される空気量は少なくなり、それにより燃料噴射弁39から噴射する燃料量も少なくなるので、燃焼時の機関発生トルクの最大値は小さくなる。従って、燃焼間隔の周波数が機関10の固有振動数領域に存在するために機関10が共振した場合であっても、機関10の振動を抑制することができる。
<第1実施形態の第1変形例>
次に、本発明の第1実施形態の第1変形例に係る内燃機関の制御装置について説明する。第1実施形態の第1変形例は、そのECU84が、図6に示したルーチンに代わる図10に示したルーチンを実行する点のみにおいて第1実施形態と相違している。以下、この相違点を中心として説明する。
図10に示したルーチンは図6に示したルーチンと同様、図5のS106又はS107に続けて実行される。更に、図10に示したルーチンのS401乃至S415は、S402、S404及びS410を除き、図6に示したルーチンのS201乃至215のそれぞれと同様の処理を行なうステップである。従って、以下においては、S402、S404及びS410の処理について説明を加える。
始動要求フラグXが「1」に設定されている場合には、CPUはS401にて「Yes」と判定してS402に進む。そしてS402では、CPUは、モータ26によって逆回転方向にクランクシャフト24を回転させた際に、点火装置35によって点火用火花を発生させる膨張行程気筒のピストン22の位置y(以下、「燃焼時ピストン位置」とも呼称する。)を第1ピストン位置yに設定する。第1ピストン位置yについては、後に図8を参照して説明する。
一方、始動要求フラグXが「0」に設定されている場合には、CPUはS401にて「No」と判定してS404に進む。そしてS404では、CPUは、モータ26によって逆回転方向にクランクシャフト24を回転させた際に、燃焼時ピストン位置yを第2ピストン位置yに設定する。第2ピストン位置yについても、後に図8を参照して説明する。第2ピストン位置yは、第1ピストン位置yよりも膨張下死点BDC側である。
S410では、CPUは膨張行程気筒のピストン22の位置が、S402又はS404において設定された燃焼時ピストン位置yになったか否かを判定する。膨張行程気筒のピストン22の位置が燃焼時ピストン位置yになっていない場合には、CPUはS410にて「No」と判定し、膨張行程気筒のピストン22の位置が燃焼時ピストン位置yになるまでS410の判定を繰り返し実行する。そして、膨張行程気筒のピストン22の位置が燃焼時ピストン位置yになった場合には、CPUはS410にて「Yes」と判定し、S411に進む。なお、始動要求フラグXの値が「1」の場合、燃焼時ピストン位置yはステップS402にて第1ピストン位置yに設定されており、始動要求フラグXの値が「0」の場合、燃焼時ピストン位置yはステップS404にて第2ピストン位置yに設定されている。CPUは、膨張行程気筒のピストン22の位置が、S402又はS404において設定された燃焼時ピストン位置yに一致したか否かを、クランク角度に基づいて判定する。また、CPUは、以下のように作動してもよい。
・CPUは、機関10が自動停止制御によって停止させられた時点のピストン位置(即ち、機関停止時ピストン位置)yに対応するクランク角度をRAMに格納する。
・CPUは、燃焼時ピストン位置yに対応するクランク角度から機関停止時ピストン位置yに対応するクランク角度を減じたクランク角度を「モータ26による機関10の逆回転方向の回転量」として算出する。
・CPUは、その算出した回転量だけ機関10が逆回転するようにモータ26を駆動する。
ここで、再度、図8を参照する。燃焼時ピストン位置がyに設定された場合には、燃焼時ピストン位置がyに設定された場合と比べて、ピストン位置が圧縮上死点TDC側となる。そのため、1爆目の燃焼時において、膨張行程気筒の圧縮比が大きくなるため、機関発生トルクの最大値が大きくなる。よって、機関10の回転速度の上昇度合いが大きくなるので、始動応答時間を短縮することができる。一方、燃焼時ピストン位置がyに設定された場合には、燃焼時ピストン位置がyに設定された場合と比べて、ピストン位置が膨張下死点BDC側となる。そのため、1爆目の燃焼時において、膨張行程気筒の圧縮比が小さくなるため、機関発生トルクの最大値が小さくなる。よって、機関10の振動を抑制することができる。従って、本変形例によっても、機関時の始動応答時間の短縮と、振動抑制の両立を図ることができる。更に、本変形例によれば、機関停止時ピストン位置yが変動したとしても、1爆目の点火タイミングにおけるピストン位置を狙いの位置に確実に設定することができる。よって、始動条件が第1始動要求の発生に基づいて成立した場合には始動応答時間を確実に短縮することができ、且つ、始動条件が第2始動要求の発生に基づいて成立した場合には機関10の振動を確実に抑制することができる。
<第1実施形態の第2変形例>
次に、本発明の第1実施形態の第2変形例に係る内燃機関の制御装置について説明する。第1実施形態の第2変形例は、そのECU84が、図5及び図6に示したルーチンに代わる図11に示したルーチンを実行する点のみにおいて第1実施形態と相違している。以下、この相違点を中心として説明する。
図11に示したルーチンのS501乃至S524は、S504、S518乃至S520を除き、図5に示したルーチンのS101乃至S107、及び、図6に示したルーチンのS201乃至215のそれぞれと同様の処理を行なうステップである。なお、図11に示したステップのうち、図5及び図6に示したステップと同様な処理を行うステップには、図5及び図6に示した符号を括弧付きで付記した。よって、例えば、図11において、S501(S101)は、S501がS101と同じ処理を行なうステップであることを示す。以下においては、図11に示したルーチンに特有の「S504、S518乃至S520」の処理について主として説明を加える。
S504にてCPUは、圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングIVCを、第3閉弁タイミングIVCに設定する。第3閉弁タイミングIVCは、圧縮行程気筒の圧縮上死点TDC前90°から所定クランク角度だけ遅角側であって当該圧縮上死点TDC前に設定された閉弁タイミングである。これにより、機関10が自動停止中に、圧縮行程気筒の吸気弁32が開弁状態となる。なお、第3閉弁タイミングIVCは、第1実施形態における第2閉弁タイミングIVCと等しくてもよい。
更に、CPUは、S517にて膨張行程気筒の点火装置35から点火用火花を発生させるとS518に進み、始動要求フラグXが「1」に設定されているか否かを判定する。始動要求フラグXが「1」に設定されている場合には、CPUはS518にて「Yes」と判定してS519に進み、圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングIVCを第1閉弁タイミングIVCに設定する。一方、始動要求フラグXが「0」に設定されている場合には、CPUはS518にて「No」と判定してS520に進み、圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングIVCを第2閉弁タイミングIVCに設定する。
以上説明したように、この第2変形例によれば、モータ26によってクランクシャフト24を逆回転方向に回転させる前に、圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングIVCが上死点TDC前90°よりも遅角側に設定される。一方、前述したように、機関10の自動停止中は、一般に、圧縮行程気筒のクランク角度が圧縮上死点前90°前後にある。よって、第2変形例においては、1爆目の燃焼を膨張行程気筒において発生させるようにモータ26によってクランクシャフト24を逆回転方向に回転させ始める時点において、圧縮行程気筒の吸気弁32が開弁している状態となる。吸気弁32が開弁状態である場合は、吸気弁32が閉弁状態である場合と比較して、クランクシャフト24を逆方向に回転させるために必要なトルクが小さくなるため、モータ26を駆動するために必要な電力も小さくなる。従って、この第2変形例によって、機関時の始動応答時間の短縮と機関10の振動抑制の両立を図り、且つ、機関10を始動させる際の電力消費量を低減することができる。
なお、第2変形例では、膨張行程気筒の点火タイミングを、モータ26によるクランクシャフト24の逆回転方向の回転量θを用いて定めているが、第1実施形態の第1変形例に示したように、燃焼時ピストン位置yを用いて定めてもよい。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第2装置」とも呼称する。)について説明する。第2装置は、図6のS203及びS205を実行しない点のみにおいて第1装置と相違している。即ち、第2装置は、圧縮行程の吸気弁の閉弁タイミングを始動フラグが「1」であるか否かに関わらず一定のタイミングに設定する。その結果、圧縮行程気筒の燃焼(2爆目の燃焼)に伴って発生する機関発生トルクの最大値は、始動条件が第1始動要求及び第2始動要求の何れに基づいて成立したかに関わらず、変更されない。
一方、第2装置は、第1装置と同様、始動条件が第1始動要求の発生に基づいて成立したか否かに応じて膨張行程気筒の点火タイミングにおける圧縮比を変更することにより、1爆目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみを変更する。即ち、始動条件が第1始動要求に基づいて成立した場合には、始動条件が第2始動要求に基づいて成立した場合と比較して、1爆目の点火タイミング(即ち、膨張行程気筒における燃焼を発生させる点火タイミング)におけるピストン22の位置が圧縮上死点に近づけられる。その結果、1爆目の燃焼に伴う機関発生トルクの最大値が大きくなる。そのため、機関10の回転速度の上昇度合いが大きくなるので、始動応答時間を短縮することができる。一方、始動条件が第2始動要求に基づいて成立した場合には、始動条件が第1始動要求に基づいて成立した場合と比較して、1爆目の点火タイミングにおけるピストン22の位置が圧縮上死点から遠い位置になる。その結果、1爆目の燃焼時の機関発生トルクの最大値が小さくなる。そのため、機関10の振動を抑制することができる。
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第3装置」とも呼称する。)について説明する。第3装置は、図6のS202及びS204を実行しない点のみにおいて第1装置と相違している。即ち、第3装置は、逆回転方向のクランクシャフト24の回転量θを始動要求フラグが「1」であるか否かに関わらず一定の回転量に設定する。その結果、膨張行程気筒の燃焼(1爆目の燃焼)に伴って発生する機関発生トルクの最大値は、始動条件が第1始動要求及び第2始動要求の何れに基づいて成立したかに関わらず、変更されない。
一方、第3装置は、第1装置と同様、始動条件が第1始動要求の発生に基づいて成立したか否かに応じて圧縮行程気筒に残留する空気量を変更することにより、2爆目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみを変更する。即ち、始動条件が第1始動要求に基づいて成立した場合には、始動条件が第2始動要求に基づいて成立した場合と比較して、2爆目の燃焼を発生させる圧縮行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングが進角側に設定される。その結果、2爆目の燃焼に伴う機関発生トルクの最大値が大きくなる。そのため、機関10の回転速度の上昇度合いが大きくなるので、始動応答時間を短縮することができる。一方、始動条件が第2始動要求に基づいて成立した場合には、始動条件が第1始動要求に基づいて成立した場合と比較して、膨張行程気筒の吸気弁32の閉弁タイミングが遅角側に設定される。その結果、2爆目の燃焼時の機関発生トルクの最大値が小さくなる。そのため、機関10の振動を抑制することができる。
以上、説明したように、本発明の各実施形態及び各変形例によれば、始動条件が第1要求に基づいて成立した場合には始動応答時間を短縮することができ、始動条件が第2要求に基づいて成立した場合には機関10の振動を抑制することにより運転者に不快感を与える可能性を低下させることができる。なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
例えば、第1装置及び第3装置は、バルブタイミングを自由に変更することが可能な電磁式吸気弁駆動装置により吸気弁32を開閉するように変更されてもよい。電磁式吸気弁駆動装置は、ECU84からの指示信号に応じて、吸気弁32を任意のタイミングにて開閉することができる。従って、この場合、電磁式吸気弁駆動装置が、圧縮行程気筒における吸気弁32の閉弁タイミングを変更するためのバルブタイミング変更装置として利用され得る。
更に、本発明の各実施形態及び各変形例は、クランクシャフト24を逆回転方向に回転可能な構成であれば、図1及び図2に示した構成以外の構成を採用することができる。例えば、図12(A)に示したように、モータ26が機関10とトランスミッション28の間に配置されてもよい。更に、図12(B)に示したように、モータ26に変えてオルタネータ260と、逆回転方向にクランクシャフト24を回転可能なスタータ261が設けられても良い。
更に、本発明の各実施形態及び各変形例は、膨張行程気筒の圧縮比を実質的に変更し、圧縮行程気筒に残留する空気の量を変更することによって、機関発生トルクの最大値を変更している。これに対し、機関発生トルクの最大値を、膨張行程気筒及び圧縮行程気筒のそれぞれにおいて燃焼させられる混合気の空燃比(以下、「始動時燃焼空燃比」と称呼する。)を変更することにより、機関発生トルクの最大値を変更してもよい。即ち、例えば、CPUは、始動条件が第1始動要求に基づいて成立している場合には始動時燃焼空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量を制御し、始動条件が第2始動要求に基づいて成立している場合には始動時燃焼空燃比が「理論空燃比よりも大きい空燃比(希薄空燃比)」となるように燃料噴射量を制御してもよい。これによれば、始動条件が第1始動要求に基づいて成立している場合には、1爆発目及び/又は2爆発目の始動時燃焼空燃比が理論空燃比であるから、機関発生トルクの最大値を大きくすることができる。よって、始動応答時間を短縮することができる。一方、始動条件が第2始動要求に基づいて成立している場合には、1爆発目及び/又は2爆発目の始動時燃焼空燃比が希薄空燃比であるから、機関発生トルクの最大値を小さくすることができる。よって、機関10の振動を抑制することができる。更に、このような始動時燃焼空燃比の変更を、上記各実施形態における始動時制御(即ち、膨張行程気筒の圧縮比の実質的な変更及び/又は圧縮行程気筒に残存する空気量の変更)に加えて行っても良い。

Claims (4)

  1. 往復動可能に設けられたピストンと、
    燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
    前記燃焼室に点火用火花を発生させる点火装置と、を各気筒に備え、且つ、
    クランクシャフトを回転駆動させるモータを備えた多気筒内燃機関に適用され、
    前記内燃機関の自動停止後に所定の始動条件が成立したか否かを判定する条件成立判定手段と、
    前記始動条件が成立したと判定された場合に、前記モータにより前記クランクシャフトを逆回転させることにより前記自動停止中に膨張行程にあった気筒である膨張行程気筒の空気を圧縮させつつ前記燃料噴射弁により前記燃料を噴射させて前記膨張行程気筒に混合気を形成し、前記点火装置により前記点火用火花を発生させて前記膨張行程気筒の混合気を点火することによって前記始動条件の成立後における1回目の燃焼を発生させて前記内燃機関を順方向に回転させ、前記順方向の回転により前記自動停止中に圧縮行程にあった気筒である圧縮行程気筒の空気を圧縮させつつ前記燃料噴射弁により前記燃料を噴射させて前記圧縮行程気筒に混合気を形成し、所定の点火タイミングにて前記点火装置により前記点火用火花を発生させて前記圧縮行程気筒の混合気を点火することによって前記始動条件の成立後における2回目の燃焼を発生させ、前記内燃機関を始動させる始動制御手段と、を備える内燃機関の制御装置において、
    前記始動制御手段は、
    前記始動条件が、前記内燃機関を搭載する車両の運転者の車両発進意思に起因する運転操作による始動要求である特定始動要求に基づいて成立したのか同特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したのかを判定し、
    前記始動条件が前記特定始動要求に基づいて成立したと判定された場合には、前記始動条件が前記特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したと判定された場合と比較して、前記1回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみ、又は、前記2回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみ、又は、前記1回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値及び前記2回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値のみ、を大きくするように構成された内燃機関の制御装置。
  2. 請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、
    前記始動制御手段は、
    前記始動条件が前記特定始動要求に基づいて成立したと判定された場合には、前記始動条件が前記特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したと判定された場合と比較して、少なくとも前記1回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値を大きくするように構成され、
    更に、前記始動条件が前記特定始動要求に基づいて成立したと判定された場合には、前記始動条件が前記特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したと判定された場合と比較して、前記1回目の燃焼を発生させる前記点火用火花の発生タイミングにおける前記膨張行程気筒のピストン位置が、より圧縮上死点側になるように前記モータ及び前記点火装置を作動させるように構成された内燃機関の制御装置。
  3. 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、吸気弁の開閉時期を変更可能なバルブタイミング変更装置、を更に備え、
    前記始動制御手段は、
    前記始動条件が前記特定始動要求に基づいて成立したと判定された場合には、前記始動条件が前記特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したと判定された場合と比較して、少なくとも前記2回目の燃焼により発生する機関発生トルクの最大値を大きくするように構成され、
    更に、前記始動条件が前記特定始動要求に基づいて成立したと判定された場合には、前記始動条件が前記特定始動要求以外の始動要求に基づいて成立したと判定された場合と比較して、前記圧縮行程気筒の吸気弁の閉弁タイミングがより進角側のタイミングであって、より吸気下死点に近づくように前記バルブタイミング変更装置を駆動するように構成された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、
    前記始動制御手段は、
    前記内燃機関の自動停止中に、当該圧縮行程気筒の吸気弁の閉弁タイミングを遅角させることにより当該吸気弁が開弁するように前記バルブタイミング変更装置を駆動するように構成された内燃機関の制御装置。
JP2016169212A 2016-08-31 2016-08-31 内燃機関の制御装置 Expired - Fee Related JP6485651B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016169212A JP6485651B2 (ja) 2016-08-31 2016-08-31 内燃機関の制御装置
US15/683,099 US9970403B2 (en) 2016-08-31 2017-08-22 Control apparatus for internal combustion engine
CN201710755112.1A CN107781088B (zh) 2016-08-31 2017-08-29 内燃机的控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016169212A JP6485651B2 (ja) 2016-08-31 2016-08-31 内燃機関の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018035739A JP2018035739A (ja) 2018-03-08
JP6485651B2 true JP6485651B2 (ja) 2019-03-20

Family

ID=61241953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016169212A Expired - Fee Related JP6485651B2 (ja) 2016-08-31 2016-08-31 内燃機関の制御装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9970403B2 (ja)
JP (1) JP6485651B2 (ja)
CN (1) CN107781088B (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7043961B2 (ja) * 2018-05-02 2022-03-30 マツダ株式会社 圧縮着火式エンジンの制御装置
JP7047580B2 (ja) * 2018-05-02 2022-04-05 マツダ株式会社 圧縮着火式エンジンの制御装置
JP7047581B2 (ja) * 2018-05-02 2022-04-05 マツダ株式会社 圧縮着火式エンジンの制御装置
JP7024587B2 (ja) 2018-05-02 2022-02-24 マツダ株式会社 圧縮着火式エンジンの制御装置
JP6936275B2 (ja) * 2019-04-22 2021-09-15 本田技研工業株式会社 車両
DE102019118009A1 (de) * 2019-07-03 2021-01-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine
US11719211B2 (en) * 2019-11-08 2023-08-08 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicle engine starting method, series hybrid vehicle, and vehicle engine starting device
US11421639B2 (en) * 2020-07-02 2022-08-23 Ford Global Technologies, Llc Method and system for expansion combustion during an engine start
US11708811B2 (en) * 2021-03-09 2023-07-25 Ford Global Technologies, Llc Adjusted ignition timing for engine restart
JP2022149280A (ja) * 2021-03-25 2022-10-06 マツダ株式会社 エンジンの停止位置制御装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1214183C (zh) * 2000-09-28 2005-08-10 株式会社美姿把 发动机起动装置
JP3852389B2 (ja) 2002-09-30 2006-11-29 マツダ株式会社 エンジンの始動装置
EP1403511A1 (en) 2002-09-30 2004-03-31 Mazda Motor Corporation Engine starting system
JP4273838B2 (ja) * 2002-09-30 2009-06-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の始動制御装置
JP3821090B2 (ja) * 2002-10-22 2006-09-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の始動制御装置
JP4259297B2 (ja) * 2003-12-02 2009-04-30 マツダ株式会社 エンジンの始動装置
JP2005180380A (ja) * 2003-12-22 2005-07-07 Toyota Motor Corp エンジン始動制御装置、その方法及びそれを搭載した車両
JP2005299481A (ja) * 2004-04-09 2005-10-27 Mitsubishi Motors Corp 筒内噴射型内燃機関の始動装置
JP4466437B2 (ja) * 2005-03-31 2010-05-26 マツダ株式会社 車両のエンジン始動装置
JP2006342787A (ja) * 2005-05-10 2006-12-21 Toyota Motor Corp 内燃機関システムの制御装置
JP4529190B2 (ja) * 2008-08-08 2010-08-25 株式会社デンソー エンジン停止制御装置
JP5149846B2 (ja) * 2009-03-19 2013-02-20 株式会社デンソー 内燃機関の自動停止始動制御装置
JP5910211B2 (ja) * 2012-03-19 2016-04-27 マツダ株式会社 車両搭載エンジンの始動装置
WO2014167725A1 (ja) * 2013-04-12 2014-10-16 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
JP5991263B2 (ja) 2013-05-10 2016-09-14 マツダ株式会社 予混合圧縮着火式エンジンの始動制御装置
JP6171746B2 (ja) 2013-09-04 2017-08-02 マツダ株式会社 エンジンの始動制御装置
JP6237667B2 (ja) * 2015-02-10 2017-11-29 トヨタ自動車株式会社 エンジン始動装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018035739A (ja) 2018-03-08
US20180058407A1 (en) 2018-03-01
CN107781088B (zh) 2018-08-24
US9970403B2 (en) 2018-05-15
CN107781088A (zh) 2018-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6485651B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP5919697B2 (ja) ディーゼルエンジンの始動制御装置
JP5834689B2 (ja) 圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置
JP2007198308A (ja) 内燃機関の始動制御装置
JP5888200B2 (ja) エンジン始動装置
JP7151288B2 (ja) ミラーサイクルエンジン
JP5957995B2 (ja) エンジンの始動制御装置
JP2006083788A (ja) エンジン停止制御装置及びそれを搭載した車両
EP1840369A1 (en) Engine starting system
JP2020026751A (ja) 内燃機関の制御装置
JP4845391B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP4637788B2 (ja) 可変バルブを備えたエンジンの制御方法
JP5593132B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP3772892B2 (ja) エンジンの始動装置
JP2010168939A (ja) 高膨張比内燃機関
JP4826543B2 (ja) 車両用エンジンの制御装置
JP4770787B2 (ja) 車両用エンジンの制御装置
JP6841119B2 (ja) エンジンの制御装置
JP6877935B2 (ja) エンジン制御装置
JP2007278174A (ja) 内燃機関の燃料カット制御装置
JP2006316689A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2016050502A (ja) 内燃機関の制御装置
JP6191828B2 (ja) エンジンの始動制御装置
JP2009036115A (ja) 車両用エンジンの制御装置
JP6881239B2 (ja) 内燃機関の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190123

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190205

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6485651

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees