(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を停止させるための方法であって、
停止要求が求められた後で、内燃機関の空気調量装置を介して供給される空気量が低減され、
内燃機関の検出された回転数（ｎ）が予め定められる所定の回転数閾値（ｎｓ）を下回った場合に、前記内燃機関の空気調量装置を介して供給される空気量が再び増加される、方法において、
調量すべき空気量を増加した後で、吸入シリンダー（ＺＹＬ２）が、まだ下死点（ＵＴ）を通過しないうちに内燃機関が停止する場合には、前記所定の回転数閾値（ｎｓ）を増加し、
調量すべき空気量を増加した後で、内燃機関が引き続き回転して吸入シリンダー（ＺＹＬ２）が、さらに上死点（ＯＴ）を超える場合には、前記所定の回転数閾値（ｎｓ）を低減するようにし、さらに
前記所定の回転数閾値（ｎｓ）を、揺れ戻し角（ＰＲＷ）に依存して変更するようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
空気調量装置から調量される空気量を、吸入シリンダー（ＺＹＬ２）の排気バルブ（１６０）が閉鎖された直後に増加させる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
吸入シリンダー（ＺＹＬ２）が吸入行程から移行するときに、当該吸入シリンダー（ＺＹＬ２）内に点火可能な燃料／空気混合気が存在するように燃料を噴射する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
吸入シリンダー（ＺＹＬ２）が吸入行程に移行する前若しくは移行した直後に、燃料を噴射する、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記揺れ戻し角（ＰＲＷ）が予め定められる所定の最大揺れ戻し角（ＲＰＷＳ）よりも大きい場合に、前記所定の回転数閾値（ｎｓ）を増加する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記所定の回転数閾値（ｎｓ）を、所定の初期閾値（ｎｓｉ）まで増加する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記所定の初期閾値（ｎｓｉ）を、吸入シリンダー（ＺＹＬ２）が上死点を通過するような大きさに選択する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記揺れ戻し角（ＲＰＷ）が予め定められる所定の最小揺れ戻し角（ＲＰＷＴ）よりも小さい場合に、前記所定の回転数閾値を低減する、請求項１から７いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記空気調量装置はスロットルバルブである、請求項１から８いずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
請求項１から９いずれか１項記載の方法を実施するためにプログラミングされていることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１１】
請求項１から９いずれか１項記載の方法を実施するためのコンピュータプログラムが記憶されている、内燃機関の開ループ及び／又は閉ループ制御装置用の電気的記憶媒体。
【請求項１２】
請求項１から９いずれか１項記載の方法を実施するためにプログラミングされている、内燃機関の開ループ及び／又は閉ループ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御のための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
とりわけアイドリングストップ機能を備えた車両、すなわちエンジンが通常の走行モードの間にエンジン停止と再始動とを頻繁に繰り返す車両においては、内燃機関の快適な機関停止と迅速な再始動とが重要である。
【０００３】
ＪＰ２００８−２９８０３１Ａ１明細書からは、機関の停止の際に振動を抑圧するために内燃機関のスロットルバルブが閉じられる方法が開示されている。この手段によれば、内燃機関のシリンダー内への空気充填量が低減され、圧縮と膨張とが最小化するため、機関停止の際の荒さが軽減される。
【０００４】
内燃機関の再始動に対しては、いずれにせよ再始動毎に点火されるシリンダー内にできるだけ多くの空気を充填する必要がある。つまり、迅速なエンジン始動を目的とするためにはできるだけ多くの空気量がシリンダー内に必要となるが、快適性を、すなわち振動の少ないエンジン停止を目的とするためには、シリンダー内の空気量は少ない方がよい。従ってこれらの相反する目的の衝突は避けられない。この目標衝突は、本発明によって解決できる。
【０００５】
従来技法において内燃機関の特に吸気バルブのリフト量を変更してシリンダー内への空気充填量を設定調整する装置は一般に公知である。とりわけ、電気油圧式アクチュエータによって吸気バルブリフト量の経過をさらなる限界まで任意に設定することも公知である。そのような電気油圧式のバルブ調整機能を備えた内燃機関ではスロットルバルブは不要となる。また、特に吸気バルブのリフト量の経過をカムシャフトの調整によって変更させることも公知である。そのような、シリンダー内への空気充填量を変更し得るスロットルバルブのような装置は、空気調量装置とも称される。
【０００６】
発明の開示
空気調量装置を用いて内燃機関に供給される空気量を低減しつつ、内燃機関が停止する直前に再び増量させれば、いわゆるエンジンのぶれ、すなわち突発的な振動発生を回避することが可能となる。このことは次のようなことによって達成される。すなわち、内燃機関の停止中に、内燃機関に供給される空気量をまず低減し、それに続いて、内燃機関の回転数が所定の回転数閾値を下回って低下したときに再び増量させることによって達成される。
【０００７】
吸入行程において供給空気量の増加中若しくは増加直後にある吸入シリンダーには、増加した吸気量が供給され、該吸入シリンダーは増加した空気充填量を有する。この吸入シリンダーが圧縮行程に移行すると、増加された空気充填量は弾力性のある気体として、吸入シリンダーＺＹＬ２を介して大幅に戻されたトルクをクランク軸に及ぼす。逆に下降移動に移行するシリンダー内のそのつどの空気充填量がトルクとしてクランクシャフトに作用すると、クランクシャフトは順方向に回転する。このような下降運動に移行するシリンダーは僅かな空気充填量しか有していないので、クランクシャフトには総合的に戻されたトルクとして作用する。
【０００８】
回転数閾値が適切に選択されると、吸入シリンダーは調量空気量の増加後にもはや燃焼行程には移行しなくなる。このことは、増加した空気充填量の圧縮が回避される利点につながり、結果として不所望な振動が回避されることになる。
【０００９】
特に有利には、回転数閾値は次のように選択される。すなわち吸入シリンダーが調量空気量の増加後にもはや燃焼行程には移行しないように選択される。回転数閾値がそのように選択され、内燃機関の回転数が回転数閾値よりも大であり、再始動に対する要求が求められた場合には、内燃機関の特に迅速な再始動のための方法が実現される。
【００１０】
吸入シリンダーが調量空気量の増加後にもはや燃焼行程には移行しなくなるように回転数閾値を確実に選択するために、本発明によれば、所定の適合化方法が提案される。これに対しては、回転数閾値の増減に適した基準を定めることが必要となる。
【００１１】
吸入シリンダーが調量空気量の増加後で内燃機関停止前の上死点通過の最中に回転数閾値を低減すると、内燃機関の後続運転中の空気充填量の増加に基づく許容されない上死点通過による振動が阻止される。
【００１２】
吸入シリンダーが調量空気量の増加後でもはや燃焼行程には移行しない場合に回転数閾値を高めると、特に簡単な方式で、吸入シリンダーが内燃機関のさらなる運転において停止の際に揺れ特性を示すことが保証される。
【００１３】
回転数閾値が揺れ戻し角度に依存して変更されるならば、吸気シリンダーが内燃機関の後続運転中に所定の揺れ特性を示すことが特に簡単な方法で保証される。
【００１４】
揺れ戻し角度が所定の最大揺れ戻し角度よりも大きい場合に、回転数閾値を高めると、吸入シリンダーが特に確実に上死点にはもはや到達しなくなることが達成される。
【００１５】
回転数閾値が予め定められる所定の初期閾値まで高められると、本発明による適合化方法は所定の上昇点を有し、それに伴い非常に堅固となる。
【００１６】
前記初期閾値を、吸入シリンダーが確実に上死点を通過する位の大きさに選択すると、回転数閾値が常に、過度に大きな値からきたるべき値に適応化されることが達成され、このことは当該適合化方法を特に容易にならしめる。
【００１７】
揺れ戻し角度が所定の最小揺れ戻し角度よりも小さい場合に回転数閾値を高めると、吸入シリンダーが揺れ戻しの最中に高い信頼性のもとで吸入行程まで揺動することが達成される。
【００１８】
内燃機関の回転数の監視は、もっとも簡単には上死点のところで行われる。ここでは上死点において回転数が所定の回転数閾値を下回って下降しているかが求められる。その場合吸入シリンダーは吸入行程に入る。空気調量装置によって調量される空気量が増加され、それに対して吸入シリンダーの排気バルブがまだ開かれていると、増加した空気量は吸気管から排気管へ吸引される。このことは不所望なノイズへ発展する。別のケースにおいて、空気調量装置によって調量される空気量が、吸入シリンダーの吸入行程中に過度に遅れて増加すると、吸気管とシリンダーとの間で過度な圧力低下が生じる。このケースでは、空気の流入が不所望なノイズの著しい増加につながる。そのようなノイズの増加を最小に抑えるために、有利には、空気調量装置によって調量される空気量が、吸入シリンダーのバルブのオーバーラップの終了直後に、つまり排気バルブの閉鎖直後に、増加される。
【００１９】
内燃機関は停止するので燃料の噴射は遮断される。このことは、内燃機関の迅速な再始動のためにはマイナスとなる。なぜなら点火可能な混合気がシリンダー内に存在しないからである。本発明による方法の場合には吸気管から空気が吸入シリンダー内へ誘導されるので、吸入行程終了前の適切な噴射のもとで、吸入シリンダー内の点火可能な燃料／空気混合気の存在が保証される。吸入シリンダーは、下死点近傍において若しくは圧縮行程中に動きを止めるため、このことは迅速な再始動にとって非常に有利なことになる。なぜなら吸入シリンダー内で点火を実施できるようにするためにスターターがクランクシャフトを１８０°回転させるだけで済むからである。
【００２０】
吸入シリンダーを吸入行程へ移行させる前か移行させた直後に燃料を噴射させるようにすれば、このことは混合気形成にとってとりわけ有利となる。吸気管内へ燃料噴射するケースの場合には、調量される燃料量は特に微細に調量することが可能となる。直噴方式のケースでは、燃料の早期噴射が空気と燃料に渦流作用をもたらしさらに有利となる。
【００２１】
以下の明細書では本発明の有利な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】内燃機関のシリンダーを表した図
【図２】内燃機関が停止する際の当該内燃機関の複数の特性量の経過を概略的に表した図
【図３】内燃機関を停止させるための本発明による方法を示したフローチャート
【図４】内燃機関の停止と再始動の際のエンジン回転数の経過を示した図
【図５】内燃機関の停止と再始動の際のエンジン回転数のより詳細な経過を示した図
【図６】内燃機関の再始動の際の本発明による方法を示したフローチャート
【図７】内燃機関の様々な回転数閾値のもとでの揺動特性を概略的に示した図
【図８】回転数閾値を定めるための本発明による方法を示したフローチャート
【００２３】
実施例
図１には内燃機関のシリンダーが符号１０で表されている。このシリンダー１０は、燃焼室２０と、ピストン３０と、コンロッド４０とを有しており、該コンロッド４０はクランクシャフト５０に接続されている。前記ピストン３０は公知のように上昇移動と下降移動を繰り返している。これらの移動の折り返し点は、それぞれ"死点"とも称されている。この場合上昇行程から下降行程への移行点は"上死点"と称され、下降行程から上昇行程への移行点は"下死点"と称される。クランクシャフト５０の角度位置、いわゆる"クランク角"は、通常は"上死点"に対して定められており、ここでのクランクシャフト５０の角度位置は、クランク角センサ２２０によって検出されている。
【００２４】
燃焼すべき空気は、公知のようにピストン３０の下降移動のもとで吸気管８０を介して燃焼室２０内に吸入される。このことは吸気行程ないしは吸入行程とも称される。また燃焼した空気は、ピストン３０の上昇移動のもとで排気管９０を介して燃焼室２０から押し出される。このことは通常は排気行程と称される。吸気管８０を介して吸入される空気の量は、空気調量装置、当該実施例においてはスロットルバルブ１００を介して調整されており、該スロットルバルブ１００の位置は、制御機器７０によって決定されている。
【００２５】
前記吸気管８０内に設けられている、吸気管燃料噴射バルブ１５０を介して、燃料が、当該吸気管８０から吸入された空気中に噴射され、それに伴って燃料／空気混合気が燃焼室２０内に生成される。吸気管燃料噴射バルブ１５０によって噴射される燃料の量も前記制御機器７０によって決定されており、通常は、駆動信号の持続時間及び／又はレベルを介して制御される。点火プラグ１２０は、燃料／空気混合気を点火するのに用いられる。
【００２６】
前記燃焼室２０内への吸気管８０の案内部分に設けられた吸気バルブ１６０は、カムシャフト１９０のカム１８０を介して駆動されている。同じように燃焼室２０内への排気管９０の案内部分に設けられた排気バルブ１７０は、カムシャフト１９０の別のカム１８２を介して駆動されている。このカムシャフト１９０と前記クランクシャフト５０は連結されている。前記カムシャフト１９０は、通常はクランクシャフト５０の２回転毎に一回転する。前記カムシャフト１９０は、排気行程中に前記排気バルブ１７０を開放し、上死点の近傍において前記排気バルブ１７０を閉鎖するように構成されている。前記吸気バルブ１６０は、上死点の近傍において開放され、吸入行程中は閉鎖されるように構成されている。前記排気バルブ１７０と吸気バルブ１６０が１つの技術において同時に開かれる位相は、いわゆる"バルブオーバーラップ"と称される。そのようなバルブオーバーラップは、例えば内部排ガス再循環システムのために用いられている。カムシャフト１９０は、とりわけ制御機器７０によって駆動可能であってもよい。それにより、内燃機関の作動パラメータに依存して、吸気バルブ１６０と排気バルブ１７０の様々なストローク量の経過が設定できる。同じように、前記吸気バルブ１６０と排気バルブ１７０とを、カムシャフト１９０を介してではなく、電子油圧式バルブ調整機構を介して上昇移動及び下降移動させることも可能である。そのようなケースでは、前記カムシャフト１９０並びに２つのカム１８０及び１８２は不要となる。同様にそのような電子油圧式バルブ調整機構のもとでは前記スロットルバルブ１００も必要なくなる。
【００２７】
スターター２００は、機械的な連結クラッチ２１０を介してクランクシャフト５０に機械的に連結可能である。このスターター２００とクランクシャフト５０との間の機械的な連結の形成は、"噛合い"とも称される。スターター２００とクランクシャフト５０との間の機械的連結の解離は、連結解除とも称される。前記噛合いは、内燃機関の回転数が、当該内燃機関とスターターとに依存した回転数閾値を下回っている場合にのみ可能である。
【００２８】
図２には、内燃機関を停止する際の当該内燃機関の特性経過が示されている。図２のａ）には、第１シリンダーＺＹＬ１と、第２シリンダーＺＹＬ２の様々な行程のシーケンスがクランクシャフトの角度ＫＷに亘ってプロットされている。ここでは、当該内燃機関の第１の死点Ｔ１と、第２の死点Ｔ２と、第３の死点Ｔ３と、第４の死点Ｔ４と、第５の死点Ｔ５とがプロットされている。これらの死点の間で前記第１シリンダーＺＹＬ１は、公知のように排気行程、吸入行程、圧縮行程、及び燃焼行程を実行している。４つのシリンダーを備えた内燃機関の実施例では、第２シリンダーＺＹＬ２のサイクルは、７２０°／４＝１８０°だけずれている。それに対して第１シリンダーＺＹＬ１は、点火順序でみて第２シリンダーＺＹＬ２の直前に来るシリンダーである。第１シリンダーＺＹＬ１に関しては、第１の死点Ｔ１と第３の死点Ｔ３と第５の死点Ｔ５が下死点であり、第２の死点Ｔ２と第４の死点Ｔ４は上死点である。第２シリンダーＺＹＬ２に関しては、第１の死点Ｔ１と第３の死点Ｔ３と第５の死点Ｔ５が上死点であり、第２の死点Ｔ２と第４の死点Ｔ４は下死点である。
【００２９】
図２のｂ）には、図２ａ）に示されている行程に平行して内燃機関の回転数ｎの経過が時間軸ｔに亘って示されている。この回転数ｎは、例えばクランク角ＫＷの時間導関数として定義される。第１の死点Ｔ１は第１の時点ｔ１に対応し、第２の死点Ｔ２は第２の時点ｔ２に対応し、第３の死点Ｔ３は第３の時点ｔ３に対応し、第４の死点Ｔ４は第４の時点ｔ４に対応している。それぞれ順次連続している２つの時点間、例えば第１の時点ｔ１と第２の時点ｔ２との間では、回転数がまず短時間だけ上昇した後で単調に低下している。この短い間の回転数上昇は、シリンダー内へ充填された空気の圧縮に基づいている。上死点を通過するシリンダーは、その充填空気が最大限に圧縮されており、そのため、当該シリンダーには圧縮エネルギーが蓄えられる。この圧縮エネルギーの一部は、内燃機関のさらなる回転のもとで回転エネルギーに変換される。
【００３０】
図２のｃ）には、前記図２ａ）と図２ｂ）に平行して、スロットルバルブ１００の駆動信号ＤＫの時間経過が示されている。従来技術からも公知のように、内燃機関の停止の際には、スロットルバルブ１００がまず閉じられ、このことは第１の駆動信号ＤＫ１に相当している。図２のｂ）に示されているように、内燃機関の回転数ｎが所定の回転数閾値ｎｓ、例えば毎分３００回転、を下回ると、本発明によれば開放時点ｔａｕｆにおいて、当該スロットルバルブ１００が開かれる。このことは第２の駆動信号ＤＫ２に相当する。この場合の開放時点ｔａｕｆは、それが第３の死点Ｔ３の直後に起きるように選択される。この第３の死点Ｔ３とは、内燃機関の回転数ｎが所定の回転数閾値ｎｓを下回った次に来る時点である。第２シリンダーＺＹＬ２は第３の死点Ｔ３にて吸入行程に移行する。それ故以下ではこの第２シリンダーＺＹＬ２を、吸入シリンダーＺＹＬ２とも称するものとする。当該実施例においては、開放時点ｔａｕｆは、吸入シリンダーのバルブオーバーラップの終了時点、つまり吸入シリンダーＺＹＬ２の排気バルブ１７０の閉鎖時点と一致している。吸入シリンダーＺＹＬ２の上死点に関連して、当該開放時点ｔａｕｆは、開放クランク角ＫＷａｕｆに相当している。内燃機関の回転数ｎが所定の回転数閾値ｎｓを下回って低下する時点を求めるために、内燃機関の回転数ｎは場合によっては連続的に監視してもよい。死点の後の内燃機関の回転数ｎの上昇が小さくかつ開放時点ｔａｕｆが死点直後に存在するのであるならば、内燃機関の各死点毎に、当該内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓを下回って低下しているか否かを検査するようにすることも可能である。図２ｂ）に示されている実施例においては、第１の時点ｔ１と第２の時点ｔ２において、内燃機関の回転数ｎが所定の回転数閾値ｎｓをまだ下回っていないことが識別される。ここでは第３の時点ｔ３において初めて、内燃機関の回転数ｎが所定の回転数閾値ｎｓを下回っていることが識別され、スロットルバルブ１００が開放されている。
【００３１】
ここでのスロットルバルブ１００の開放により、吸入行程において前記吸入シリンダー内には大量の空気が流入する。前記吸入シリンダーＺＹＬ２が、第４の時点ｔ４の後で圧縮行程に移行すると、残りのシリンダーよりも大幅に高められた空気充填量にて発揮される圧縮作業が、膨張するシリンダー内で開放される圧縮エネルギーを上回り、内燃機関の回転数ｎは、揺れ戻し時点ｔｏｓｃにて値０に低下するまで迅速に低下する。クランクシャフト５０の回転運動は、ここにおいて反転し、内燃機関の回転数ｎはマイナス側となる。前記揺れ戻し時短ｔｏｓｃは、図２ａ）に示されているクランクシャフト５０の揺れ戻し角ＲＰＷに相応している。停止時点ｔｓｔｏｐｐでは、当該内燃機関が停止を維持する。ここでは時間軸の描写がリニアではないことに注意されたい。内燃機関の回転数ｎの低下に応じて、第３の時点ｔ３と第４の時点ｔ４との間の時間間隔は、第２の時点ｔ２と第３の時点ｔ３との間の時間間隔よりも大きくなっている。この第２の時点ｔ２と第３の時点ｔ３との間の時間間隔も第１の時点ｔ１と第２の時点ｔ２との間の時間間隔よりも大きいものである。内燃機関の第５の死点Ｔ５は達成されない。揺れ戻し時点ｔｏｓｃと停止時点ｔｓｔｏｐｐとの間の時間間隔においては、クランクシャフト５０は次のような揺動運動を実施する。すなわちその間において第２シリンダーＺＹＬ２はその圧縮行程と吸入行程の中で揺動し、相応に第１のシリンダーＺＹＬ１は相応にその燃焼行程と圧縮行程の中で揺動する。
【００３２】
図３には、図２中に描写されている方法に相当する方法がフローチャートで示されている。ここでの停止検出ステップ１０００においては、稼働している内燃機関のもとで、当該内燃機関が停止されるべきかが求められる。それに続くステップ１０１０では、燃料噴射と点火とが遮断される。つまり当該内燃機関は停止モードに移行する。引き続きステップ１０２０では、スロットルバルブが閉じられる。カムシャフト調整機構を備えた内燃機関の場合では代替的に当該ステップ１０２０においてより小さなカムへの切り替えが行われ、シリンダー内への空気充填が低減される。電子油圧式調整機構を備えた内燃機関の場合では、前記ステップ１０２０において、内燃機関の複数のバルブが閉じられる。それに続くステップ１０３０では、内燃機関の回転数ｎが所定の回転数閾値ｎｓを下回っているか否かが検査される。所定の回転数閾値ｎｓを下回っている場合には、ステップ１０４０に進む。所定の回転数閾値ｎｓを下回っていない場合には、前記ステップ１０３０が繰り返され、これは、内燃機関の回転数ｎが所定の回転数閾値ｎｓを下回るまで続けられる。ステップ１０４０では、スロットルバルブ１００が開放時点ｔａｕｆで開放される。カムシャフト調整機構を備えた内燃機関の場合はそれに代えてステップ１０４０において、例えばより大きなカムへの切り替えが行われ、それに伴って吸入シリンダーＺＹＬ２内への空気充填量が高められる。電子油圧式調整機構を備えた内燃機関の場合には、前記ステップ１０４０において、吸入シリンダーＺＹＬ２の吸気バルブ１６０が次のように駆動制御される。すなわち当該バルブが吸入シリンダーＺＹＬ２の吸入行程中は開かれ、それによって当該吸入シリンダーＺＹＬ２内への空気充填量が高められるように駆動制御される。このステップはステップ１０６０に続けられる。任意ステップ１０６０では、吸気管燃料噴射バルブ１５０を介して燃料が当該内燃機関の吸気管８０内へ噴射される。この燃料噴射は、吸入行程において燃料／空気混合気が吸入シリンダーＺＹＬ２内へ吸入されるように行われる。ステップ１１００では、当該の本発明による方法が終了する。図２ｂ）において描写されているように、内燃機関は停止位置へ揺動し、該停止位置では、吸入シリンダーＺＹＬ２が吸入行程か若しくは圧縮行程にて停止する。前記ステップ１０６０における燃料の噴射は、吸気管燃料噴射バルブを備えた内燃機関においては、当該内燃機関の迅速な再始動のために有利となる。
【００３３】
図４には、内燃機関の停止と再始動の際の回転数ｎの時間経過が示されている。内燃機関の回転数は、機関停止フェーズＴ＿Ａｕｓｌａｕｆの間、図２ｂ）に示されているように低下し、最終的に、図２ｂ）において描写されている揺れ戻し時点ｔｏｓｃにおいて内燃機関の回転運動が反転した場合には極性が入れ替わる。このことは図４においては、機関停止フェーズＴ＿Ａｕｓｌａｕｆの終了と揺動フェーズＴ＿Ｐｅｎｄｅｌの開始の時点として描写されている。まだ機関停止フェーズＴ＿Ａｕｓｌａｕｆの間において、内燃機関が再始動されるべきことが、例えばドライバーがアクセルペダルを踏み込んだことが検出されることによって始動要求時点ｔｓｔａｒｔにて求められる。そのように求められた停止時点ｔｓｔｏｐｐ前の始動要求は、"意志の変化"とも称される。揺動フェーズＴ＿Ｐｅｎｄｅｌ中の内燃機関の回転数ｎの経過は、図２ｂ）中に示された停止時点ｔｓｔｏｐｐの値０まで一定に低下し、そこに留まるまでに生じた経過をたどる。前記停止時点ｔｓｔｏｐｐは図４中では揺動フェーズＴ＿Ｐｅｎｄｅｌの終了時点を表す。
【００３４】
従来技術において公知の内燃機関の指導方法によれば、前記揺動フェーズＴ＿Ｐｅｎｄｅｌに続いて、内燃機関の停止が識別され、スターター２００が噛合されて当該スターターが駆動される。図４中には示されていない、スターター２００の駆動無駄時間Ｔ＿ｔｏｔ、例えば５０ｍｓの経過後に、スターター２００が時点ｔＳｄＴにおいて回転運動を開始し、それに伴ってクランクシャフト５０が再び回転し始める。それに対して本発明による方法では、第１の噛合時点ｔｅｉｎ１と、場合によっては第２の噛合時点ｔｅｉｎ２が求められる。これらの第１の噛合時点ｔｅｉｎ１と第２の噛合時点ｔｅｉｎ２は、次のことで特徴づけられる。すなわち内燃機関の回転数ｎが、スターター２００の噛合いが可能となるように低減されることで特徴づけられる。これらの第１の噛合時点ｔｅｉｎ１と第２の噛合時点ｔｅｉｎ２は、制御機器７０によって求められる。始動要求時点ｔｓｔａｒｔと第１の噛合時点ｔｅｉｎ１との間の時間間隔は、前記駆動無駄時間Ｔ＿ｔｏｔよりも長い。そのためスターター２００は、前記第１の噛合時点ｔｅｉｎ１にて噛合い当該スターター２００がそこで回転運動を開始するように駆動される。第１の噛合時点ｔｅｉｎが始動要求時点ｔｓｔａｒｔと時間的に接近している場合には、スターター２００が第２の噛合時点ｔｅｉｎ２にて噛合い、当該スターターがそこで回転運動を開始するように駆動される。
【００３５】
図５には、第１の噛合時点ｔｅｉｎ１と第２の噛合時点ｔｅｉｎ２の選択の詳細が描写されている。既に前述したように、内燃機関の回転数は開放時点ｔａｕｆの後で値０まで急速に低下し、さらに内燃機関は揺れ戻し時点ｔ＿ｏｓｃにおいて揺れ戻しを開始する。第１の噛合時点ｔｅｉｎ１は、スロットルバルブ１００の開放後に例えば特性マップ又は前記制御機器７０内にファイルされたモデルに基づいて求められ、これは推定される揺れ戻し時点ｔ＿ｏｓｃに相当している。もちろん前記揺れ戻し時点ｔ＿ｏｓｃに代えて別の時点、例えば内燃機関の回転数ｎが零交差を有するような時点を予測し、第１の噛合時点ｔｅｉｎとして選択することも可能である。
【００３６】
内燃機関の回転数ｎの零交差に対して補足的に、第２の噛合時点ｔｅｉｎ２を選択することも可能である。この時点からはもはやスターター２００の噛合いが可能となる回転数帯域を内燃機関の回転数ｎが逸脱しないことが保証される。そのような回転数帯域は、スターター２００が内燃機関の正回転のもとでかみ合うまでの例えば毎分７０回転の正の閾値ｎｐｌｕｓと、スターター２００が内燃機関の逆回転のもとでかみ合うまでの例えば毎分３０回転の負の閾値ｎｍｉｎｕｓとによって与えられる。制御機器７０は、例えば複数の特性マップに基づいて、内燃機関の運動エネルギーが前記回転数帯域（ｎｍｉｎｕｓ，ｎｐｌｕｓ）を逸脱しない限り、第２の噛合時点ｔｅｉｎ２から低下することを算出する。第２の噛合時点ｔｅｉｎ２若しくは第２の噛合時点ｔｅｉｎ２の後の所定の任意時点においては、スターター２００が噛合され、回転運動に置換される。
【００３７】
図６には本発明による内燃機関の再始動のための方法の経過が示されている。ここではステップ２０００が、図３に描写されているステップ１０００と重なっている。すなわちステップ２０００においては、内燃機関を停止させるための要求が求められる。このステップ２０００にはステップ２００５が続く。ステップ２００５では、スロットルバルブが閉じられるか又は他の手段、例えばカム１８０，１８２の調整若しくは適切な電子油圧式吸排気バルブ１６０，１７０の駆動制御が介入し、シリンダー内への空気充填量が低減される。前記ステップ２００５にはステップ２０１０が続く。
【００３８】
ステップ２０１０では、内燃機関の機関停止期間中に、すなわち図４に描写されている機関停止フェーズＴ＿Ａｕｓｌａｕｆ中に、内燃機関の始動に対する始動要求がさらに検出されたか否かが求められている。内燃機関の始動に対する始動要求が検出された場合には、ステップ２０２０に進む。内燃機関の始動に対する始動要求が検出されなかった場合には、ステップ２０９０に進む。前記ステップ２０２０においては、内燃機関の回転数ｎが、回転数閾値ｎｓを（場合によっては例えば毎分１０回転の最小間隔を）上回っているか否かが検査される。この検査は連続的に行われてもよいし、クランクシャフトに同期して、とりわけ内燃機関の各死点毎に行ってもよい。内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓを上回っている場合には、ステップ２０３０に進み、内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓを上回っていない場合にはステップ２０７０に進む。
【００３９】
ステップ２０３０においては、スロットルバルブが開放され、ないしは他の手段、例えばカム１８０，１８２の調整若しくは適切な電子油圧式吸排気バルブ１６０，１７０の駆動制御が介入され、次に吸入行程に移行するシリンダー内への空気充填量が増加される。吸気管燃料噴射バルブ１５０を介して吸気管８０内への燃料噴射が行われる。前記ステップ２０３０にはステップ２０４０が続けられ、そこでは吸入シリンダーＺＹＬ２、すなわちその空気充填量が次の吸入行程において著しく高められるシリンダーが求められる。この吸入シリンダーＺＹＬ２は、吸入行程に移行し、吸気管８０内に存在している燃料／空気混合気を吸入する。それに続いて当該吸入シリンダーＺＹＬ２は圧縮行程に移行する。回転数ｎは回転数閾値ｎｓよりも大きくなる。この回転数閾値ｎｓは、吸入シリンダーＺＹＬ２がもはや上死点を通過することがないように選択される。それ故に内燃機関の回転数ｎのもとでは吸入シリンダーＺＹＬ２が上死点を再度通過して燃焼行程に移行することが保証される。前記ステップ２０４０にはステップ２０５０が続けられる。ステップ２０５０では、吸入シリンダーＺＹＬ２内の燃料／空気混合気が点火され、当該吸入シリンダーＺＹＬ２がクランクシャフト５０の回転を加速させる。このステップ２０５０にはステップ２０６０が続けられる。ステップ２０６０においては、内燃機関の始動を実行するためのさらなる手段、とりわけ当該内燃機関の残りのシリンダー内における燃料／空気混合気が相応に点火される手段が講じられる。そして当該内燃機関の始動と供に本発明による方法が終了する。
【００４０】
前記ステップ２０７０においては、吸気管燃料噴射バルブ１５０を介して燃料が吸気管８０内に噴射される。このステップ２０７０にはステップ２１００が続く。
【００４１】
前記ステップ２０９０においては、図３に描写されているステップ１０３０に相応して、内燃機関の回転数ｎが所定の回転数閾値ｎｓを下回って低下しているか否かが検査される。所定の回転数閾値ｎｓを下回って低下していない場合には当該ステップにフィードバックする。所定の回転数閾値ｎｓを下回って低下している場合には、ステップ２１００に進む。
【００４２】
ステップ２１００は、図３のステップ１０４０に相当している。すなわち、スロットルバルブが開放されるかないしは他の空気調量装置、例えばカム調整機構若しくは電子油圧式バルブ制御機構が駆動制御され、供給される空気量が増加される。このステップにはステップ２１１０が続けられる。
【００４３】
ステップ２１１０においては、内燃機関の始動に対する要求が存在しているか否かが求められる。内燃機関の始動に対する要求が存在する場合には、ステップ２１２０に続けられる。内燃機関の始動に対する要求が存在していない場合には当該ステップ２１１０が、内燃機関の始動に対する要求が存在するようになるまで繰り返される。ステップ２１２０では、当該内燃機関の停止の有無が検査される。これは図４中に描写されている揺動フェーズＴ＿Ｐｈａｓｅ終了後の期間に相応している。内燃機関が停止している場合には、ステップ２０６０に続けられ、そこにおいて内燃機関を始動するための慣用的な手段が実行される。内燃機関は図４に示されているように時点ｔＳｄＴにおいて始動される。
【００４４】
前記ステップ２１２０において内燃機関が停止状態にない場合には、ステップ２１５０が続けられる。このステップ２１５０では、第１の噛合時点ｔｅｉｎ１が予測される。この予測は例えば特性マップに基づいて行われる。最後の上死点通過の際に吸入シリンダーＺＹＬ２において（前記実施例によれば第４の時点ｔ４において）求められた回転数ｎに基づいて、内燃機関の運動エネルギーが求められ、空気調量装置の第２の位置ＤＫ２からは吸入シリンダーＺＹＬ２の空気充填量が推定され、さらに圧縮行程における当該吸入シリンダーＺＹＬ２によって圧縮されたガス封入圧力のレベルが推定される。それらの結果からは揺れ戻し時点ｔｏｓｃが推定され、それは第１の噛合時点ｔｅｉｎ１として予測される。前記ステップ２１５０にはステップ２１６０が続けられ、当該ステップでは第１の噛合時点ｔｅｉｎ１と目下の時点との間の時間差がスターター２００の駆動制御無駄時間Ｔ＿ｔｏｔよりも大きいか否かが検査される。それに当て嵌まる場合にはステップ２１７０に進み、当て嵌まらない場合にはステップ２１８０に進む。
【００４５】
ステップ２１８０では、第２の噛合時点ｔｅｉｎ２が求められる。図５に基づいて説明したように、この第２の噛合時点ｔｅｉｎ２は次のように選択される。すなわち、内燃機関の回転数ｎが当該第２の噛合時点ｔｅｉｎ２からは、負の閾値ｎｍｉｎｕｓと正の閾値ｎｐｌｕｓとの間の回転数間隔内に留まるように選択される。それに続くステップ２１９０においては、スターター２００が噛合され、前記第２の噛合時点ｔｅｉｎ２から始動が開始される。それに続くステップ２０６０においては、内燃機関を始動するためのさらなる手段が講じられる。それに対しては代替的に、前記ステップ２１８０において次のような噛合間合いを定めてもよい。すなわちその間は回転数ｎが負の閾値ｎｍｉｎｕｓと正の閾値ｎｐｌｕｓとの間に維持されるような間合いである。このケースではステップ２１９０においてスターター２００が噛合間合いにて噛合し、始動が開始される。
【００４６】
前記吸気管燃料噴射バルブ１５０の代わりに、内燃機関の燃料噴射バルブを燃焼室内に設けることも考えられる。すなわち直噴バルブとしての構成である。そのようなケースでは、スロットルバルブの開放直後の吸気管内への燃料噴射は不要である。ここでの重要なことは、再始動の際の点火の前に、適切な燃料が吸入シリンダーＺＹＬ２内に噴射されることである。
【００４７】
図７には、回転数閾値ｎｓの選択がそれぞれ描写されている。図７のａ）には、適正に選択された回転数閾値ｎｓの場合の吸入シリンダーＺＹＬ２の揺動特性が描写されている。この吸入シリンダーＺＹＬ２は、開放クランク角ＫＷａｕｆのもとで正回転運動のもとに第４の死点Ｔ４に相当する下死点ＵＴを通過し、さらに揺れ戻し角ＲＰＷのもとでその回転方向を反転させている。この揺れ戻し角ＲＰＷは予め定められる所定の最小揺れ戻し角ＲＰＷＴよりも大きく、予め定められる所定の最大揺れ戻し角ＲＰＷＳよりは小さい。吸入シリンダーＺＹＬ２の停止状態までのさらなる揺動運動は、図７ａ）においては示唆されているだけある。
【００４８】
図７のｂ）には、回転数閾値ｎｓが過度に高く選択された場合の吸入シリンダーＺＹＬ２の揺動特性が描写されている。この過度に高く選択された回転数閾値ｎｓとは、スロットルバルブ１００が開かれた場合の、すなわち開放クランク角ＫＷａｕｆのもとでの内燃機関の運動エネルギーが過度に高いことを意味する。このことは、吸入シリンダーＺＹＬ２が第４の死点Ｔ４に相当する下死点ＵＴを通過し、それに続いて第５の死点Ｔ５に相当する上死点ＯＴを通過することにつながる。このことはドライブトレーンにおける不所望な振動に結び付き、ドライバーにとって不快に感じられることになる。
【００４９】
図７のｃ）には、回転数閾値ｎｓが過度に低く選択された場合の吸入シリンダーＺＹＬ２の揺動特性が描写されている。この過度に低く選択された回転数閾値ｎｓとは、スロットルバルブ１００が開かれた場合の、すなわち開放クランク角ＫＷａｕｆのもとでの内燃機関の運動エネルギーが過度に低いことを意味する。この場合吸入シリンダーＺＹＬ２は第４の死点Ｔ４に相当する下死点ＵＴを通過するが、予め定められた最大揺れ戻し角ＲＰＷＳよりも大きい揺れ戻し角ＲＰＷを有する。
【００５０】
ステップ３０２０において、内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓよりも大きいことが検出されると、もはや吸入シリンダーＺＷＬ２が上死点ＯＴを越えて回転し、それに伴って内燃機関が迅速に始動できることが確実な前提とはならない。
【００５１】
図７のｄ）には、回転数閾値ｎｓが僅かに高すぎる場合の吸入シリンダーＺＹＬ２の揺動特性が描写されている。図７ｂ）に描写されているケースに類似して、このことは、スロットルバルブ１００が開放された場合の、すなわち開放クランク角ＫＷａｕｆのもとでの内燃機関の運動エネルギーが過度に高いことを意味する。図７ｂ）に描写されたケースとは異なって、内燃機関の運動エネルギーはそれほど大きくなく、吸入シリンダーＺＹＬ２が上死点ＯＴを越えて回転する。但しその揺れ戻し角ＲＰＷは比較的小さく、詳細には所定の最小揺れ戻し角ＲＰＷＴよりも小さい。
【００５２】
回転数閾値ｎｓの選択は本発明による方法の機能にとっては中心となる重要性を帯びているが、別の観点から見れば非常に困難でもある。なぜならそれは内燃機関の寿命期間の間に変化し得る特性量、例えば使用されるエンジンオイルの摩擦係数にも依存するからである。
【００５３】
図８には、内燃機関の特性の変化を補償するための、若しくは初期化におけるエラーを補償するための、予め設定された初期の回転数閾値ｎｓを適合化し得る適合化方法が示されている。ステップ３０００では内燃機関において停止要求が存在しているか否かが求められ、内燃機関を始動するための手段が導入される。ステップ１０３０に相応するステップ３０１０では、内燃機関の回転数ｎが所定の回転数閾値ｎｓを下回って低下しているか否かが検査される。所定の回転数閾値ｎｓを下回って低下している場合には、前記ステップ１０４０に相応するステップ３０２０に続けられ、そこにおいてスロットルバルブが開放される。引き続きステップ３０３０では、吸入シリンダーＺＹＬ２が既に下死点ＵＴを通過したか否かが検査される。既に下死点ＵＴを通過していない場合には、ステップ３０４０に進む。既に下死点ＵＴを通過している場合には、ステップ３０６０に進む。
【００５４】
ステップ３０４０においては、吸入シリンダーＺＹＬ２がまだ下死点を通過しないうちに内燃機関が停止してしまうような低い回転数閾値ｎｓが選択されているケースが想定されており、そのために当該ステップ３０４０では内燃機関が停止しているか否かが検査される。内燃機関がまだ停止していない場合には、ステップ３０３０にフィードバックする。内燃機関が停止している場合には、ステップ３０５０に進む。ステップ３０５０では、当該の回転数閾値ｎｓが高められる。このステップにはステップ３１２０が続けられ、そこにおいて当該方法が終了する。
【００５５】
ステップ３０６０では、内燃機関の回転運動が監視される。内燃機関が引き続き回転して吸入シリンダーＺＹＬ２が上死点ＯＴを越えた場合には、ステップ３０７０に続けられる。それに対して前記吸入シリンダーＺＹＬ２が上死点ＯＴに到達しない場合には、ステップ３０８０に続けられる。前記ステップ３０７０では、図７ｂ）に描写された方法が実施され、回転数閾値ｎｓが低減される。このステップ３０７０は、ステップ３１２０に続き、そこにおいて当該方法が終了する。
【００５６】
ステップ３０８０においては、揺れ戻し角ＲＰＷが、例えばクランク角センサ２２０を用いて検出される。このステップはステップ３０９０に続く。ステップ３０９０では、揺れ戻し角ＲＰＷが最大揺れ戻し角ＲＰＷＳよりも小さいか否かが検査される。これは例えば内燃機関の通常の回転方向で下死点後の８０°にあり、すなわち（上死点前）１００°である。揺れ戻し角ＲＰＷが最大揺れ戻し角ＲＰＷＳよりも小さい場合には、図７ａ）による正常な特性が存在するか又は図７ｄ）による誤った特性が存在する。このケースではステップ３１００に続けられる。揺れ戻し角ＲＰＷが最大揺れ戻し角ＲＰＷＳよりも大きい場合には、図７ｃ）に描写した特性が存在し、このケースではステップ３０５０に続けられ、そこで回転数閾値ｎｓが高められる。
【００５７】
ステップ３１００では、揺れ戻し角ＲＰＷが最小揺れ戻し角ＲＰＷＴよりも大きいか否かが検査される。この最小揺れ戻し角ＲＰＷＴは有利には次のように選択される。すなわち第１シリンダーＺＹＬ１の排気バルブ１７０がまだ開かない程度の大きさに選択される。そうしないと空気が排気管９０から第１シリンダーＺＹＬ１に流入してしまい、このことは内燃機関の揺動特性にマイナスの影響を及ぼす。第１シリンダーＺＹＬ１の排気バルブ１７０は例えば上死点ＯＴ後１５６°のクランク角のもとで開放される。４気筒の内燃機関の場合、第１シリンダーＺＹＬ１と第２シリンダーＺＹＬ２の行程は１８０°だけずれている。そのため第１シリンダーＺＹＬ１の排気バルブ１７０は、第２シリンダーＺＹＬ２の上死点ＯＴ前２４°の箇所で開く。そのため最小揺れ戻し角ＲＰＷＴは２４°よりも大きくなるように、例えば３０°に選択される。４気筒以外の気筒数を具備した内燃機関の場合では、それとは異なって選択された最小揺れ戻し角ＲＰＷＴが有利となり得る。例えば６気筒内燃機関のケースでは、第１シリンダーＺＹＬ１と第２シリンダーＺＹＬ２の行程は１２０°だけずれている。それ故にこのケースでは最小揺れ戻し角ＲＰＷＴは有利には８４°よりも大きい値、例えば９０°に選択される。
【００５８】
揺れ戻し角ＲＰＷが最小揺れ戻し角ＲＰＷＴよりも大きい場合には、図７ａ）による正常な特性が存在し、このステップはステップ３１２０に続けられ、そこにおいて当該方法が終了する。前記揺れ戻し角ＲＰＷが最小揺れ戻し角ＲＰＷＴよりも小さい場合には、図７ｄ）に描写された特性が存在し、このケースではステップ３１１０に続けられ、そこにおいて回転数閾値ｎｓが低減される。ステップ３１１０にはステップ３１２０が続けられ、当該ステップ３１２０でもって当該方法が終了する。
【００５９】
ステップ３０５０において回転数閾値ｎｓの上昇は徐々に行われるか、若しくは回転数閾値ｎｓが初期回転数閾値ｎｓｉまで高められ、その場合は内燃機関が図７ｂ）に描写されたような特性、すなわち回転数閾値ｎｓがまず最初に過大に選択されることが保証される。この初期回転数閾値ｎｓｉは、例えば適用可能な閾値として形成されてもよい。すなわち初期回転数閾値は、内燃機関の作動中に生じ得る作動パラメータ、例えば空気充填量の様々な漏れ、種々異なるエンジンオイル、内燃機関の摩擦作用の様々なばらつきなどの枠内で、図７ｂ）に示されたような特性が示され、吸入シリンダーＺＹＬ２が燃焼行程に移行するように選択されてもよい。
【００６０】
ステップ３１１０における回転数閾値ｎｓの低減も例えば徐々に行われてもよい。
【００６１】
回転数閾値ｎｓの適合化は、内燃機関の新たな始動が正常に経過しなかった場合などに任意に行われるものであってもよい。例えば、ステップ２０２０において、内燃機関の検出された回転数ｎが回転数閾値ｎｓよりも大きいことが確定し、ステップ２０３０、２０４０，２０５０実施後のステップ２０６０において、吸入シリンダーＺＹＬ２が燃焼行程に移行しなかったことが検出された場合には、回転数閾値ｎｓが高められてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ）】
0005635193.tif 000008
【図７ｂ）】
0005635193.tif 000009
【図７ｃ）】
0005635193.tif 000010
【図７ｄ）】
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【図８】
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