(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関始動時に、スタータによりクランク軸を駆動するとともに、点火を実行する内燃機関の制御装置であって、
クランク角の推定値が適正な値にあることを確認する確認手段を備え、
圧縮行程にある気筒に対して筒内噴射弁からの燃料噴射と点火とを実行する圧縮行程噴射始動の場合には、
機関停止時に記憶したクランク角に基づいて内燃機関の各気筒のうち最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対して最初の点火を実行し、前記確認手段によってクランク角の推定値が適正な値にある旨の確認がなされていることを条件に、前記最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒に対する点火を許可する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
クランク軸と一体回転するクランクロータに設けられた複数の突起の通過に対応してパルス信号を出力するクランク角センサを備え、
前記クランク角センサから出力される前記パルス信号の間隔の変化に基づいて前記クランクロータの突起が欠けている欠歯部を検知するとともに、同欠歯部を検知したときに前記クランク角の推定値を規定値に更新する内燃機関の制御装置であって、
前記確認手段は、前記欠歯部の検知がなされたことに基づいて前記クランク角の推定値が適正な値にあることを確認する
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
カム信号として、カム軸と一体回転するカムロータの突起が設けられている部分に対応する第１のカム信号と、突起が設けられていない部分に対応する第２のカム信号とを出力するカム角センサを備え、
前記確認手段は、機関始動に伴い前記クランク軸が前記欠歯部の検知が完了していることが推定される回転量回転するまでの間は、
前記欠歯部の検知がなされたことと、
前記カム角センサから出力されるカム信号が前記第１のカム信号と前記第２のカム信号との間で切り替わるときに前記クランク角の推定値が規定範囲内にあること、
との論理和条件が成立したことに基づいて前記クランク角の推定値が適正な値にあることを確認する
請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
吸気行程にある気筒に対して燃料を噴射してから点火を実行し、初爆を生じさせる吸気行程噴射始動を実行する場合には、
前記確認手段によってクランク角の推定値が適正な値にある旨の確認がなされるまでは、点火の実行を禁止する
請求項１〜３の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であり、
前記吸気行程噴射始動を実行する際には前記ポート噴射弁から燃料を噴射する
請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
筒内噴射弁に供給される燃料の圧力が、圧縮行程において燃料噴射を実行するための下限圧力未満である場合には、前記圧縮行程噴射始動を禁止して前記吸気行程噴射始動を実行する
請求項４又は請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記クランク角の推定値が適正な値にはない旨の確認を行う異常確認手段を備え、
前記圧縮行程噴射始動の場合には、
前記異常確認手段によってクランク角の推定値が適正な値にはない旨の確認がなされていることを条件に、前記最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒に対する燃料噴射を禁止する
請求項１〜６の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
吸気行程にある気筒に対して燃料を噴射してから点火を実行し、初爆を生じさせる吸気行程噴射始動を実行する場合には、
前記異常確認手段によってクランク角の推定値が適正な値にはない旨の確認がなされていることを条件に、最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対する燃料噴射も禁止する
請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
アイドルストップ条件が成立したときに内燃機関を自動停止させ、アイドルストップ条件が成立しなくなったときに内燃機関を自動再始動させるアイドルストップ機能を具備する内燃機関の制御装置であり、
前記アイドルストップ機能による自動停止状態からの圧縮行程噴射始動を実行する場合には、最後の機関停止時に記憶したクランク角に基づいて、内燃機関の各気筒のうち最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対して最初の点火を実行する一方、
イグニッションスイッチが操作されたことによる機関始動の場合には前記確認手段によってクランク角の推定値が適正な値にある旨の確認がなされていることを条件に、各気筒に対する個別の燃料噴射及び点火を実行する
請求項１〜３の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
クランク軸と一体回転するクランクロータに設けられた複数の突起の通過に対応してパルス信号を出力するクランク角センサを備え、
前記クランク角センサから出力される前記パルス信号の間隔の変化に基づいて前記クランクロータの突起が欠けている欠歯部を検知するとともに、同欠歯部を検知したときにクランク角の推定値を規定値に更新する内燃機関の制御装置であって、
圧縮行程にある気筒に対して筒内噴射弁からの燃料噴射と点火とを実行する圧縮行程噴射始動の場合には、スタータによりクランク軸を駆動するとともに、機関停止時に記憶したクランク角に基づいて内燃機関の各気筒のうち最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対して最初の点火を実行し、前記欠歯部の検知がなされていることを条件に、前記最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒に対する点火の実行を許可する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
カム信号として、カム軸と一体回転するカムロータの突起が設けられている部分に対応する第１のカム信号と、突起が設けられていない部分に対応する第２のカム信号とを出力するカム角センサを備え、
機関始動に伴い前記クランク軸が前記欠歯部の検知が完了していることが推定される回転量回転するまでの間は、
前記欠歯部の検知がなされていなくても、
前記カム角センサから出力されるカム信号が前記第１のカム信号と前記第２のカム信号との間で切り替わるときにクランク角の推定値が規定範囲内にある場合には、前記最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒に対する点火の実行を許可する
請求項１０に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、自動車等の車両に搭載される内燃機関として、一時停車時等に機関運転を自動的に停止し、車両発進時等に機関運転を自動再始動するものが開示されている。
【０００３】
特許文献１の内燃機関は筒内噴射弁を備えている。そして、この内燃機関では自動再始動時にスタータによるクランキングを開始するとともに、圧縮行程にある気筒に対して自動再始動時の最初の燃料噴射及び点火を実行することで初爆を生じさせる。これにより早期の再始動を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０９２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、各気筒における点火は、クランク角センサから出力される信号に基づいて算出されるクランク角に基づいて実行される。こうした点火制御に用いられるクランク角は、例えば、以下のようにして算出される。すなわち、クランク角センサは、クランク軸と一体回転するクランクロータに形成されている複数の突起に対応するパルス信号を出力する。そして、制御装置が、クランク角センサが出力したパルス信号を計数することでクランク角を算出する。なお、クランクロータの一部には突起が欠けている欠歯部が設けられており、制御装置はパルス信号の出力間隔が長くなったときに、算出されているクランク角を欠歯部が検知されるときに算出されるはずのクランク角を示す値に更新する。すなわち、欠歯部はクランクロータの一部にのみ設けられているため、パルス信号の出力間隔が瞬間的に長くなるのはこの欠歯部が設けられたクランク角を通過するときに限られる。したがって、算出されているクランク角と実際のクランク角との間にずれが生じている場合には、パルス信号の出力間隔が瞬間的に長くなる欠歯部が検知されたときに、算出されているクランク角を欠歯部が検知されるときに算出されるはずのクランク角を示す値に更新することで、そのずれが修正される。
【０００６】
これに対して欠歯部が検知されるまでは、算出されているクランク角と実際のクランク角との間にずれが生じている可能性がある。すなわち、機関再始動時においては、クランク軸がある程度回転して欠歯部が検知されるまでは、算出されるクランク角と実際のクランク角とにずれが生じている可能性がある。
【０００７】
この点、上記特許文献１の内燃機関では、機関停止時に記憶したクランク角に基づいて圧縮行程で停止している気筒を検知し、この気筒に対して自動再始動時の最初の燃料噴射及び点火が行われる。そのため、クランキングの開始から最初の点火までの期間が短く、最初の点火が実行されるまでのクランク軸の回転量が少ないため、欠歯部が検知されていない状態で最初の点火が実行される可能性が高い。したがって、記憶したクランク角と実際のクランク角との間にずれがある場合には、不適切な時期に点火が実行されるおそれがある。
【０００８】
また、特許文献１の内燃機関では、自動再始動時の２番目以降の点火についても、それまでのクランク軸の回転量等によっては、欠歯部が検知されていない状態で実行されることになる。したがって、特許文献１の内燃機関では、自動再始動時に不適切な点火が連続して実行される可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関始動時に、早期の始動完了を図るとともに、不適切な点火が連続して実行されることを抑制することができる制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、機関始動時に、スタータによりクランク軸を駆動するとともに、点火を実行する。この制御装置は、クランク角の推定値が適正な値にあることを確認する確認手段を備え、圧縮行程にある気筒に対して筒内噴射弁からの燃料噴射と点火とを実行する圧縮行程噴射始動の場合には、機関停止時に記憶したクランク角に基づいて内燃機関の各気筒のうち最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対して最初の点火を実行する。そして、前記確認手段によってクランク角の推定値が適正な値にある旨の確認がなされていることを条件に、前記最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒に対する点火を許可する。
【００１１】
機関停止中にはクランク軸の回転が停止していると推定されるため、機関始動の開始時におけるクランク角として、機関停止に伴ってクランク軸の回転が停止したときに算出されているクランク角を代用することができる。上記構成では、機関始動時の最初の点火は、機関停止に伴ってクランク軸が停止したときに記憶したクランク角に基づいて、最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対して実行される。すなわち、機関停止時に記憶したクランク角を利用して推定したクランク角を用いて点火が実行される。したがって、機関停止時に記憶したクランク角と実際のクランク角とにずれがなければ、記憶したクランク角を利用することで適切な時期に点火が行われるため、適切な初爆を早期に生じさせ、早期始動を実現することができる。
【００１２】
また、上記構成では、機関始動時に最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒に対しては、クランク角の推定値が適正な値にある旨の確認がなされていないときには、点火が禁止される。これにより、仮に最初の点火が適正な値にはないクランク角に基づいて不適切な時期に実行された場合でも、次の点火が不適切な時期に実行されることを抑制することができる。このようにして、機関始動時に不適切な点火が連続して実行されることを抑制することができる。
【００１３】
なお、各気筒において点火が不適切な時期に実行された場合には、この点火によりクランク軸に対して逆回転方向に作用するトルクが発生することがある。この点、圧縮行程噴射始動の場合、最初の点火は、多くの場合は圧縮行程で停止していた気筒に対して実行されるため、吸気行程を経て燃焼が行われる２番目以降の燃焼と比べて気筒内の空気量が少なく、仮に誤った時期の点火によりクランク軸に対して逆回転方向のトルクが作用したとしても、そのトルクは小さなものになることが多い。したがって、機関停止時のクランク角を利用した最初の点火が不適切な時期に行われたとしても、スタータによるクランク軸の駆動によって、クランク軸の逆回転を抑制することができる。すなわち、不適切な時期に最初の点火が行われた場合でもそれによる問題はさほど大きくなく、適切な時期に点火が行われた場合には、早期始動を実現することができる。
【００１４】
一方、最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒においては、吸気行程を経た後に圧縮行程となり、点火時期をむかえるため、不適切な点火がなされた場合に発生する逆回転トルクが大きくなる。この点、上記構成では、最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒においては、クランク角の推定値が適正な値にある旨の確認がなされていない場合には点火が実行されない。したがって、クランク軸に不適切な点火に起因した大きな逆回転トルクが作用することを抑制することができる。
【００１５】
上記構成によれば、以上のようにして早期の始動完了を図るとともに、不適切な点火が連続して実行されることを抑制することができる。
上記内燃機関の制御装置において、クランク軸と一体回転するクランクロータに設けられた複数の突起の通過に対応してパルス信号を出力するクランク角センサを備え、前記クランク角センサから出力される前記パルス信号の間隔の変化に基づいて前記クランクロータの突起が欠けている欠歯部を検知するとともに、同欠歯部を検知したときにクランク角の推定値を規定値に更新する場合には、前記確認手段は、前記欠歯部の検知がなされたことに基づいて前記クランク角の推定値が適正な値にあることを確認するといった態様を採用することができる。
【００１６】
クランク角の推定値が、欠歯部の検知がなされたことにより更新されたときには、クランク角の推定値が実際のクランク角に即した値となっている。したがって、欠歯部の検知がなされている場合には、そのことに基づいてクランク角の推定値が適正な値にある旨を確認することができる。なお、上記構成において、規定値とは、欠歯部が検知されるときに推定されるはずのクランク角に対応する値を意味する。
【００１７】
また、カム信号として、カム軸と一体回転するカムロータの突起が設けられている部分に対応する第１のカム信号と、突起が設けられていない部分に対応する第２のカム信号とを出力するカム角センサを備えている場合には、前記確認手段は、機関始動に伴い前記クランク軸が前記欠歯部の検知が完了していることが推定される回転量回転するまでの間は、前記欠歯部の検知がなされたことと、前記カム角センサから出力されるカム信号が前記第１のカム信号と前記第２のカム信号との間で切り替わるときにクランク角の推定値が規定範囲内にあることとの論理和条件が成立したことに基づいて前記クランク角の推定値が適正な値にあることを確認するといった態様を採用することができる。
【００１８】
クランク軸とカム軸とはタイミングチェーン等を介して連結されている。そのため、カム角センサによって出力されるカム信号とクランク角との間には一定の相関関係がある。具体的には、カム信号が第１のカム信号と第２のカム信号との間で切り替わるときのクランク角は特定の値になる。したがって、カム角センサから出力されるカム信号が第１のカム信号と第２のカム信号との間で切り替わるときにクランク角の推定値が規定範囲内にある場合には、クランク角の推定値が概ね適正な値にあると確認することができる。なお、上記構成において、規定範囲とは、カム信号の出力が切り替わるときに推定されるはずのクランク角を含む許容範囲を意味する。そのため、上記構成のように、欠歯部の検知がなされたことと、カム角センサから出力されるカム信号が第１のカム信号と第２のカム信号との間で切り替わるときにクランク角の推定値が上記規定範囲内にあることとの論理和条件が成立したことに基づいてクランク角の推定値が適正な値にあることを確認する構成を採用すれば、欠歯部の検知がなされるまでの間においても、クランク角が概ね適正な値にあることを確認することができる。
【００１９】
一方で、クランク軸が欠歯部の検知が完了していることが推定される回転量回転した場合には、既に欠歯部が検知され、クランク角の推定値が、上記規定値に更新されていると推定できる。したがって、上記構成では、クランク軸が欠歯部の検知が完了していることが推定される回転量回転した後に点火時期をむかえる気筒に対しては、欠歯部の検知がなされたことを条件にクランク角の推定値に基づく点火を実行する。こうした構成によれば、異常が生じていなければ欠歯部が検知されているべき状況下においては、カム信号を利用した確認よりも正確な欠歯部の検知を条件とする確認がなされるようになるため、クランク角の確認精度を高めることができる。
【００２０】
また、上記制御装置が適用される内燃機関において、吸気行程にある気筒に対して燃料を噴射してから点火を実行し、初爆を生じさせる吸気行程噴射始動を実行する場合には、前記確認手段によってクランク角の推定値が適正な値にある旨の確認がなされるまでは、点火の実行を禁止することが好ましい。
【００２１】
吸気行程にある気筒に対して燃料を噴射してから点火を実行し、初爆を生じさせる吸気行程噴射始動の場合には、吸気行程を経て均質に混合された混合気に点火されるため、圧縮行程噴射始動による初爆と比較して得られるトルクが大きい。したがって、吸気行程噴射始動の場合には、不適切な点火がなされた場合に発生する逆回転トルクが大きくなる。そのため、吸気行程噴射を実行する場合には、クランク角の推定値が適正な値にある旨の確認がなされるまでは、点火の実行を禁止することが好ましい。こうした構成を採用すれば、クランク角の推定値が適正な値にある旨の確認がなされるまでは、最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対しても点火が行わなくなるため、不適切な点火がなされて大きな逆回転トルクがクランク軸に作用するようになることを抑制することができる。
【００２２】
また、上記制御装置は、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置に適用することもできる。この場合、吸気行程噴射始動を実行する際にはポート噴射弁から燃料を噴射するようにすることができる。
【００２３】
また、上記内燃機関の制御装置においては、筒内噴射弁に供給される燃料の圧力が、圧縮行程において燃料噴射を実行するための下限圧力未満である場合には、前記圧縮行程噴射始動を禁止して前記吸気行程噴射始動を実行することが好ましい。
【００２４】
なお、内燃機関がポート噴射弁を備えている場合には、筒内噴射弁に供給される燃料の圧力が下限圧力未満である場合に、ポート噴射弁により燃料を噴射する吸気行程噴射始動を実行するといった態様を採用することができる。
【００２５】
上記内燃機関の制御装置では、クランク角の推定値が適正な値にはない旨の確認を行う異常確認手段を備え、前記圧縮行程噴射始動の場合には、前記異常確認手段によってクランク角の推定値が適正な値にはない旨の確認がなされていることを条件に、前記最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒に対する燃料噴射を禁止することが好ましい。
【００２６】
上記構成によれば、クランク角の推定値が適正な値にはない旨の確認がなされたときには、最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒に対する燃料噴射が禁止される。したがって、不適切な噴射が実行されることを抑制することができる。
【００２７】
なお、異常確認手段としては、上述した確認手段と同様にカム信号を利用する構成を適用することができる。例えば、カム角センサから出力されるカム信号が第１のカム信号と第２のカム信号との間で切り替わるときにクランク角の推定値の値が上記規定範囲外にあることに基づいてクランク角の推定値が適正な値にはないことを確認することができる。
【００２８】
また、上記内燃機関の制御装置においては、吸気行程にある気筒に対して燃料を噴射してから点火を実行し、初爆を生じさせる吸気行程噴射始動を実行する場合には、前記異常確認手段によってクランク角の推定値が適正な値にはない旨の確認がなされていることを条件に、最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対する燃料噴射も禁止することが好ましい。
【００２９】
吸気行程噴射を経てなされる燃焼は均質燃焼であるため、圧縮行程噴射を経てなされる燃焼よりも多くの燃料が燃焼され、発生するトルクが大きい。したがって、仮に不適切な時期に点火が実行された場合には、クランク軸に対し逆回転方向の大きなトルクが作用する可能性がある。この点、上記構成によれば、吸気行程噴射始動を実行する場合、クランク角の推定値が適正な値にはない旨の確認がなされたときには、最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対する燃料噴射も禁止される。したがって、不適切な時期に噴射や点火が実行されることに起因した大きな逆回転トルクが発生することを初回から抑制することができる。
【００３０】
上記内燃機関の制御装置が、アイドルストップ条件が成立したときに内燃機関を自動停止させ、アイドルストップ条件が成立しなくなったときに内燃機関を自動再始動させるアイドルストップ機能を具備する場合には、前記アイドルストップ機能による自動停止状態からの圧縮行程噴射始動を実行する場合には、最後の機関停止時に記憶したクランク角に基づいて、内燃機関の各気筒のうち最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対して最初の点火を実行する一方、イグニッションスイッチが操作されたことによる機関始動の場合には前記確認手段によってクランク角の推定値が適正な値にある旨の確認がなされていることを条件に各気筒に対する個別の燃料噴射及び点火を実行することが好ましい。
【００３１】
アイドルストップ機能による自動停止状態からの自動再始動の場合に、最後の機関停止時に記憶したクランク角に基づいてクランク角を推定し、内燃機関の各気筒のうち最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対して最初の点火を実行する内燃機関の制御装置において、上記の構成を適用することもできる。自動再始動の場合には、早期に始動を完了させることが望ましいため、最後の自動停止時に記憶したクランク角を利用して自動再始動時の噴射や点火を行うようにすることがある。この場合に上記構成を採用すれば、早期の始動完了を図りつつ、記憶されているクランク角と実際のクランク角とにずれが生じている場合に不適切な点火が連続して実行されることを抑制することができる。
【００３２】
また、上記課題を解決するための他の態様の内燃機関の制御装置は、クランク軸と一体回転するクランクロータに設けられた複数の突起の通過に対応してパルス信号を出力するクランク角センサを備え、前記クランク角センサから出力される前記パルス信号の間隔の変化に基づいて前記クランクロータの突起が欠けている欠歯部を検知するとともに、同欠歯部を検知したときにクランク角の推定値の値を規定値に更新する。そして、圧縮行程にある気筒に対して筒内噴射弁からの燃料噴射と点火とを実行する圧縮行程噴射始動の場合には、スタータによりクランク軸を駆動するとともに、最後の機関停止時に記憶したクランク角に基づいて内燃機関の各気筒のうち最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対して最初の点火を実行し、前記欠歯部の検知がなされていることを条件に、前記最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒に対する点火の実行を許可する。
【００３３】
上記構成において、規定値とは、欠歯部が検知されるときに推定されるはずのクランク角に対応する値を意味する。この構成によっても、早期の始動完了を図るとともに、不適切な点火が連続して実行されることを抑制することができる。
【００３４】
また、上記他の態様の内燃機関の制御装置においては、カム信号として、カム軸と一体回転するカムロータの突起が設けられている部分に対応する第１のカム信号と、突起が設けられていない部分に対応する第２のカム信号とを出力するカム角センサを備え、機関始動に伴い前記クランク軸が前記欠歯部の検知が完了していることが推定される回転量回転するまでの間は、前記欠歯部の検知がなされていなくても、前記カム角センサから出力されるカム信号が前記第１のカム信号と前記第２のカム信号との間で切り替わるときにクランク角の推定値が規定範囲内にある場合には、前記最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒に対する点火の実行を許可することが好ましい。
【００３５】
なお、上記構成において、規定範囲とは、カム信号の出力が切り替わるときに推定されるはずのクランク角を含む許容範囲を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施形態にかかる内燃機関の制御装置と内燃機関との関係を示す模式図。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、同実施形態おけるクランク角センサが出力するクランク信号、クランク角の算出値、カム角センサが出力するカム信号を示すタイミングチャート。
【図３】同実施形態におけるクランク角確認状況の指標値の設定処理の実行手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態におけるクランク角の変化に対する各気筒での行程の変化を示すタイミングチャート。
【図５】同実施形態における自動再始動時の点火制御の実行手順を示すフローチャート。
【図６】同実施形態における自動再始動時の燃料噴射制御の実行手順を示すフローチャート。
【図７】第２実施形態におけるクランク角の変化に対する各気筒での行程の変化を示すタイミングチャート。
【図８】同実施形態における自動再始動時の点火制御の実行手順を示すフローチャート。
【図９】同実施形態における自動再始動時の燃料噴射制御の実行手順を示すフローチャート。
【図１０】第３実施形態にかかる内燃機関の制御装置における制御部とカム角センサ及びカムロータとの関係を示す模式図。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、同実施形態おけるクランク角センサが出力するクランク信号、クランク角の算出値、カム角センサが出力するカム信号を示すタイミングチャート。
【図１２】同実施形態におけるクランク角の変化に対する各気筒での行程の変化を示すタイミングチャート。
【図１３】同実施形態における自動再始動時の点火制御の実行手順を示すフローチャート。
【図１４】第４実施形態におけるクランク角の変化に対する各気筒での行程の変化を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
（第１実施形態）
以下、内燃機関の制御装置の第１実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関１０の制御装置は、制御部５０と内燃機関１０の各種状態を検知する各種センサ７１〜７８とを備えている。制御部５０は、各種センサ７１〜７８が出力する信号に基づいて、内燃機関１０を制御する。本実施形態の内燃機関１０は、直列４気筒のガソリンエンジンである。
【００３８】
制御部５０は、内燃機関１０を制御するための各種演算処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、演算プログラムや演算マップ、各種データが記憶された読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、演算の結果等を一時的に記憶しておくランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等を備えて構成されている。
【００３９】
図１に示すように、制御部５０には、以下の各種のセンサが接続されている。
アクセルポジションセンサ７１は運転者によるアクセルペダルの踏み込み量を検知する。スロットルポジションセンサ７２は電子制御式のスロットル弁１３の開度であるスロットル開度を検知する。エアフロメータ７３は内燃機関１０に導入される空気の温度及びその量である吸入空気量を検知する。水温センサ７４は内燃機関１０を冷却する冷却水の温度である機関冷却水温を検知する。ブレーキスイッチ７７はブレーキペダルが踏み込まれているか否かを検知する。車速センサ７８は車両の速度を検知する。
【００４０】
また、クランク角センサ７５は内燃機関１０のクランク軸２０の回転角の変化に応じた信号を出力する。詳細には、クランク軸２０には、クランクロータ２１が固定されている。このクランクロータ２１は、外周に複数の突起２２が周方向に１０°の間隔で形成されるとともに、その外周の一カ所に突起２２が欠けた欠歯部２３を備えている。この欠歯部２３は、突起の三つ分の幅（３０°分の幅）を有している。クランク角センサ７５は、クランク軸２０と一体回転するクランクロータ２１の複数の突起２２の通過に対応してパルス信号を出力する。そして、制御部５０は、パルス信号を計数することでクランク角を算出するとともに、パルス信号がそれまでの出力間隔の３回分の期間継続して出力されなかった後にパルス信号が出力されたときには、それに基づいて欠歯部２３を検知する。そして、算出されているクランク角を規定値、すなわち、欠歯部２３が検知されるときに算出されるはずのクランク角の値に更新する。すなわち、本実施形態では、欠歯部２３が、クランクロータ２１の外周の１カ所にのみ設けられているため、欠歯部２３が検知されるのは、この欠歯部２３が設けられたクランク角を通過するときに限られる。したがって、欠歯部２３が検知されるときに、算出されているクランク角を欠歯部２３が検知されるときに算出されるはずのクランク角に更新することで、算出されているクランク角と実際のクランク角との間にずれが生じている場合には、そのずれが修正される。制御部５０は、このようにしてクランク角を算出するとともに、単位時間当りのクランク軸２０の回転速度を示す機関回転速度を算出する。
【００４１】
また、排気カム角センサ７６（以下、単に「カム角センサ」という）は内燃機関１０の排気カム軸３０（以下、単に「カム軸」という）の回転角の変化に応じたカム信号を出力する。詳細には、カム軸３０にはカムロータ３１が固定されている。カムロータ３１には、その周方向における占有範囲の広さが互いに異なる３つの凸部（突起）３２，３３，３４と、各凸部３２，３３，３４の間に位置し凸部３２，３３，３４に対して凹んでいる凹部（突起が設けられていない部分）３５，３６，３７が設けられている。
【００４２】
最も大きな第１の凸部３２はカムロータ３１の周方向において角度にして９０°に亘って形成されている。これに対して、最も小さな第２の凸部３３は角度にして３０°に亘って広がるように形成されており、第３の凸部３４は６０°に亘って広がるように形成されている。また、第１の凸部３２と第２の凸部３３と間の第１の凹部３５はカムロータ３１の周方向の９０°に亘って設けられており、第２の凸部３３と第３の凸部３４と間の第２の凹部３６はカムロータ３１の周方向の６０°に亘って設けられている。そして、第１の凸部３２と第３の凸部３４の間の第３の凹部３７は、カムロータ３１の周方向の３０°に亘って設けられている。
【００４３】
カム角センサ７６は、カムロータ３１の各凸部３２，３３，３４と対向可能な位置に同カムロータ３１の周縁部に向かって配設されている。カム角センサ７６は、磁気抵抗素子タイプのセンサであり、カム軸３０の回転に伴ってカムロータ３１が回転することにより、凸部３２，３３，３４に対応する第１の信号であるＨ信号と、凹部３５，３６，３７に対応する第２の信号であるＬ信号とを制御部５０に出力する。
【００４４】
内燃機関１０には、気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁１１と、点火プラグ１２と、吸気通路に設けられたスロットル弁１３とが設けられている。これら内燃機関１０の各駆動部１１〜１３は、制御部５０により駆動制御される。
【００４５】
筒内噴射弁１１は、内燃機関１０の各気筒に対して１つずつ設けられており、制御部５０から出力される駆動指令に基づいて開弁し、各気筒内に向かって燃料を噴射する。なお、本実施形態では、筒内噴射弁１１により圧縮行程にある気筒に対して燃料の噴射が行われる。
【００４６】
点火プラグ１２は、各気筒に１つずつ設けられ、制御部５０から出力される点火指令に基づいて燃焼室内の混合気に点火する。そして、スロットル弁１３は制御部５０から出力される駆動指令に基づいて開閉駆動され、内燃機関１０の吸入空気量を調量する。
【００４７】
また、制御部５０には、機関始動時にクランク軸２０を駆動するスタータ１４が接続されている。
制御部５０は、上記各種のセンサ７１〜７８から出力される信号に基づいて機関各部の状態を把握し、各気筒に供給される燃料の量に見合った量の空気を燃焼室内に導入して理想的な空燃比の混合気を形成するために、スロットル弁１３を制御して吸入空気量を調量する。
【００４８】
また、制御部５０は、筒内噴射弁１１の開弁時期や開弁期間を調整して各気筒に供給する燃料の量や燃料の噴射時期を制御する。また、良好な燃焼による効率的な機関運転を実現するために点火プラグ１２に点火指令を出力する時期を調整することで、各気筒における点火時期を調整する。詳細には、制御部５０は、クランク角センサ７５が出力するパルス信号を計数することによってクランク角を算出し、その算出されているクランク角に基づいて各気筒に対する燃料噴射や点火の時期を決定する。そして、その決定される時期に燃料噴射や点火が実行されるように筒内噴射弁１１及び点火プラグ１２に駆動信号を出力する。
【００４９】
また、本実施形態の内燃機関１０は、信号待ち等により停車したときに、運転者の操作によらずに自動的に機関運転を停止するいわゆるアイドリングストップ機能を備えている。
【００５０】
制御部５０は、アイドルストップ条件が成立したときに、アイドリングストップ制御を通じて機関運転を自動的に停止させる。なお、アイドルストップ条件は信号待ち等による停車を判定するために設定されるものであるため、例えば、車両が停止している（車速が「０」である）こと、アクセル操作量が「０」であること、ブレーキペダルが踏み込まれていること等の各要件がすべて成立していることがその成立要件とされている。そして、その後にアイドルストップ条件が成立しなくなったときに、内燃機関１０を自動的に再始動させる。
【００５１】
本実施形態では、イグニッションスイッチがオン操作されたことによる内燃機関１０の通常始動は、以下のようにして行われる。まず、制御部５０の制御により、スタータ１４によってクランク軸２０を回転させるクランキングが行われる。そして、クランキングによってクランク軸２０が回転している間に、クランク角センサ７５の出力に基づいて欠歯部２３が検知されると、制御部５０がこれに基づいて気筒判別を完了する。そして、こうした気筒判別が完了してから、クランク角に応じて各気筒に対する個別の燃料噴射や点火が実行される。
【００５２】
一方、自動再始動時は、信号待ち等による停車状態からの車両を発進させるための始動であるため、通常始動時よりも早期の始動完了が要求される。そこで、本実施形態では、自動再始動時には、スタータ１４によりクランク軸２０を回転駆動しつつ、最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対して最初の燃料噴射及び点火を実行するようにしている。詳細には、自動再始動時に最初に圧縮行程の燃料噴射時期をむかえる気筒に対して、最初の燃料噴射及び点火がされる。
【００５３】
なお、自動再始動時に最初に圧縮行程の燃料噴射時期をむかえる気筒に対して、自動再始動時の最初の点火を行う場合には、自動再始動の開始から最初の点火までの期間が短い。したがって、最初の点火が実行されるまでのクランク軸２０の回転量が少なく、最初の点火が実行されるまでに欠歯部２３が検知されない可能性が高い。また、その後の点火についても、それまでのクランク軸２０の回転量等によっては、欠歯部２３が検知されず、上記態様により算出されるクランク角の推定精度が低い状態で実行されることになる。このようにクランク角の推定精度が低い状態で、算出されているクランク角に基づく点火が実行されると、不適切な点火が連続して実行されることになる。
【００５４】
そこで、本実施形態では、こうした不適切な点火が連続して実行されることを抑制しつつ、早期の始動を実現すべく、制御部５０が、以下に詳述するような自動再始動時における点火制御及び燃料噴射制御を実行するようにしている。
【００５５】
以下、制御部５０によって実行される自動再始動時の制御について、図２〜図６を参照して説明する。
本実施形態では、自動停止に伴ってクランク軸２０が停止したときに算出されているクランク角を記憶しておき、その記憶されているクランク角を利用して、次の自動再始動時の最初の点火を実行することで、早期に初爆を生じさせる。また、最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒に対しては、上記態様で算出されているクランク角の推定値が、実際のクランク角に即した適正な値にある旨が確認されていることを条件に、点火の実行を許可することで、点火が不適切な時期に実行されることを抑制するようにしている。なお、本実施形態では、初爆が生じた後に点火が禁止される可能性があるため、スタータ１４によるクランク軸２０の駆動を停止させる機関回転速度が、初爆で得られる機関回転速度よりも高い値に設定される。これにより、初爆の発生後もスタータ１４によるクランク軸２０の回転駆動が継続されるため、仮に初爆が生じた後に点火が禁止された場合でも、内燃機関１０の始動性を確保することができる。
【００５６】
本実施形態では、制御部５０が、確認手段及び異常確認手段として、クランク角センサ７５の出力する信号とカム角センサ７６の出力するカム信号とに基づいて、算出されているクランク角が適正な値にある旨及び適正な値にはない旨の確認を行う。図２を参照して、クランク角センサ７５が出力するクランク信号及びそれに基づくクランク角の算出値と、カム角センサ７６が出力するカム信号とについて説明する。
【００５７】
図２（ａ）に示すように、本実施形態では、クランク軸２０が１０°ＣＡ回転する毎にクランク角センサ７５が、クランクロータ２１の突起２２に対応したパルス信号を出力する。また、クランク角が１２０〜１４０°ＣＡであるときと、４８０〜５００°ＣＡであるときが、クランクロータ２１の欠歯部２３に対応している。すなわち、図１を示して説明したように、欠歯部２３は、クランクロータ２１の外周の１カ所に設けられているため、図２（ａ）に示すように、クランク軸２０が１回転する３６０°ＣＡ毎に、パルス信号の出力間隔が長くなる欠歯部２３に対応する期間が現れる。
【００５８】
そして、図２（ｂ）に示すように、パルス信号の出力に応じてクランク角が１０°ＣＡずつ加算されるとともに、欠歯部２３が検知されたときに、算出されているクランク角が、欠歯部２３が検知されるときに算出されるはずのクランク角の規定値に更新される。詳細には、本実施形態では、欠歯部２３が設けられるクランク角（１２０〜１４０°ＣＡ、４８０〜５００°ＣＡ）から３０°ＣＡ後の１７０°ＣＡ，５３０°ＣＡのときに算出されているクランク角が更新される。すなわち、継続して出力されていたパルス信号が３０°ＣＡ分出力されず、その後にパルス信号が３回出力されたときに、それに基づいて欠歯部２３を検知し、そのときに算出されているクランク角が、欠歯部２３が検知されるときのクランク角（１７０°ＣＡ，５３０°ＣＡ）に更新される。このように、パルス信号が３０°ＣＡ分出力されない状況からパルス信号が３回出力されたときに欠歯部２３を検知するようにすれば、クランク軸２０の回転速度が変化しやすい機関始動時においても、欠歯部２３をより正確に検知することができる。
【００５９】
また、パルス信号の出力に応じてクランク角の算出値が７１０°ＣＡまで計数されると、その次のパルス信号の出力により、クランク角の算出値が０°ＣＡにリセットされる。本実施形態では、このようにしてクランク角を算出する。
【００６０】
また、本実施形態では、自動停止に伴ってクランク軸２０の回転が停止する度に、制御部５０のＲＡＭに、そのときに算出されているクランク角を記憶する。こうすることで、次回の自動再始動時には最後に自動停止時がなされたときにクランク軸２０の回転が停止したときのクランク角が記憶されていることになる。そのため、自動再始動時には、この記憶されているクランク角が初期値となり、パルス信号が出力される度に１０°ＣＡずつ加算されることによってクランク角が算出される。そして、その後、欠歯部２３が検知されると、クランク角が、欠歯部２３が検知されるときに算出されるはずのクランク角の規定値に更新される。
【００６１】
また、図２（ｃ）に示すように、カム信号は、Ｈ信号とＬ信号を交互に出力する。上記の通り、Ｈ信号は、カムロータ３１の各凸部３２，３３，３４に対応しており、Ｌ信号は、各凹部３５，３６，３７に対応している。ここで、カム軸３０とクランク軸２０とは、タイミングチェーン等を介して連結されており、カム軸３０は、クランク軸２０が２回転する毎に１回転する。したがって、カムロータ３１の第１の凸部３２が同ロータ３１の周方向の９０°に亘って形成されているため、第１の凸部３２に対応するＨ信号は０〜１８０°ＣＡの１８０°ＣＡ分のＨ信号として出力される。また、第１の凸部３２に隣接する第１の凹部３５はカムロータ３１の周方向の９０°に亘って形成されているため、第１の凹部３５に対応するＬ信号は第１の凸部３２に対応するＨ信号に続いて出力され、１８０〜３６０°ＣＡの１８０°ＣＡ分のＬ信号として出力される。そして、同様にして、第２の凸部３３に対応するＨ信号は３６０〜４２０°ＣＡの６０°ＣＡ分のＨ信号として出力され、第２の凹部３６に対応するＬ信号は４２０〜５４０°ＣＡの１２０°ＣＡ分のＬ信号として出力される。そして、第３の凸部３４に対応するＨ信号は５４０〜６６０°ＣＡの１２０°ＣＡ分のＨ信号として出力され、第３の凹部３７に対応するＬ信号は６６０〜７２０°ＣＡ（０°ＣＡ）の６０°ＣＡ分のＬ信号として出力される。
【００６２】
ここで、上記の通り、カム軸３０は、クランク軸２０とタイミングチェーン等を介して連結されているため、カム信号とクランク角との間には一定の相関関係があり、カム信号のＨ信号とＬ信号とが切り替わる時のクランク角の値は特定の値となる。そして、本実施形態では、制御部５０のＲＯＭには、Ｈ信号とＬ信号とが切り替わるときのクランク角（Ｈ→Ｌ：１８０°ＣＡ，４２０°ＣＡ，６６０°ＣＡ、Ｌ→Ｈ：０°ＣＡ，３６０°ＣＡ、５４０°ＣＡ）が予め記憶されている。したがって、カム信号の切り替わりが検知されるときに、算出しているクランク角の値が、規定範囲内、すなわちカム信号の出力が切り替わるときに算出されるはずのクランク角（ＲＯＭに記憶したクランク角）を含む許容範囲内にある場合には、算出されているクランク角が適正な値にあると推定することができる。一方、カム信号の切り替わりが検知されるときに、上記規定範囲内にない場合には、算出されているクランク角が適正な値にはないと推定することができる。
【００６３】
ここで、算出されているクランク角が、欠歯部２３の検知により更新されたときは、算出されているクランク角が適正な値にある旨を確認することができる。また、カム信号のＨ信号とＬ信号との切り替わりを検知することにより、算出されているクランク角が適正な値にあるか否かを確認することができる。したがって、本実施形態では、制御部５０が、クランク角センサ７５の出力する信号及びカム角センサ７６の出力する信号に基づいて、算出されているクランク角が適正な値にある旨の確認を行うとともに、カム角センサ７６の出力する信号に基づいて、算出されているクランク角が適正な値にはない旨の確認を行うようにしている。
【００６４】
表１に、算出されているクランク角が適正な値にある旨又は適正な値にはない旨の確認状況を示す指標値を示す。この指標値は、制御部５０の制御により設定され、最後に設定された最新の指標値が制御部５０のＲＡＭに記憶されている。
【００６５】
【表１】
0006024603.tif 000002
表１に示すように、指標値は、自動再始動時にクランク角の確認が未だ行われていない場合には「０」に設定される。また、自動再始動時に、カム信号のＨ信号とＬ信号との切り替わりが既に検知され、この検知に基づいて算出されているクランク角が適正な値にはない旨が確認された場合には、カム信号によるチェック結果がＮＧであることを示す「１」に設定される。一方、カム信号の切り替わりの検知に基づいて算出されているクランク角が適正な値にあると確認された場合にはカム信号によるチェックが完了しており、算出されているクランク角が適正な値にあることを示す「２」に設定される。また、自動再始動時に、クランク角センサ７５により欠歯部２３が検知され、算出されているクランク角の更新がなされたときには欠歯検知済みであることを示す「３」に設定される。
【００６６】
こうしたクランク角の確認状況の指標値は、図３のフローチャートに示す処理手順に従って設定される。この処理は、クランク角センサ７５がパルス信号を出力する毎に、制御部５０により割り込み処理として実行される。
【００６７】
図３に示すように、クランク角確認状況の指標値の設定処理であるこの処理が開始されると、まず、ステップＳ１１において、自動再始動中であるか否かが判定される。ステップＳ１１では、例えば、制御部５０が、各種センサの情報に基づいてアイドルストップ条件が成立しなくなったことを把握した直後であって、且つクランク軸２０を回転駆動すべくスタータ１４に駆動信号を出力していること等を条件に、自動再始動時である旨の判定が行われる。ステップＳ１１では、内燃機関１０の通常運転中である場合には、自動再始動時ではないと判定されるため（ステップＳ１１：ＮＯ）、ステップＳ２１に移る。そして、ステップＳ２１では、クランク角の確認状況を示す指標値が未判定を示す「０」に設定される。すなわち、現在は自動再始動中ではないため、自動再始動時におけるクランク角の確認がなされていない状況であるため、指標値が「０」に設定される。
【００６８】
一方、ステップＳ１１において、自動再始動時であると判定されると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２に移り、指標値が「３」であるか否かが判定される。ステップＳ１２において、指標値が「３」であると判定される場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、制御部５０は本処理を一旦終了する。すなわち、指標値「３」は、自動再始動を開始してから既に欠歯部２３が検知されており、算出されているクランク角が、欠歯部２３が検知されるときに算出されるはずのクランク角の規定値に更新されていることを示している。したがって、算出されているクランク角の精度が最も高い状況であるため、この後、指標値の変更が行う必要がないことから、本処理が終了される。
【００６９】
一方、ステップＳ１２において、指標値が「３」ではないと判定されると（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１３に移り、欠歯部２３が検知されたか否かが判定される。ステップＳ１３において、欠歯部２３が検知されていないと判定されると（ステップＳ１３：ＮＯ）、ステップＳ１６に移り、指標値が「０」又は「２」であるか否かが判定される。指標値が「１」に設定されている場合には、ステップＳ１６において、指標値が「０」又は「２」ではないと判定されるため（ステップＳ１６：ＮＯ）、制御部５０は本処理を一旦終了する。すなわち、指標値が「１」である場合には、既にカム信号におけるＨ信号とＬ信号との切り替わりが検知され、これに基づいてクランク角が適正な値にはない旨が確認されているため、欠歯部２３が検知されるまでは、算出されているクランク角と実際のクランク角とのずれを解消できないと推定される。したがって、欠歯部２３が検知されていないと判定される状況において、指標値が「１」である場合には、本処理が一旦終了される。
【００７０】
一方、ステップＳ１６において、指標値が「０」又は「２」であると判定されると（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、ステップＳ１７に移り、カム信号の切り替わりが検知されたか否かが判定される。すなわち、指標値が「０」又は「２」である場合には、自動再始動時に未だカム信号が出力されていない場合（指標値「０」）、または、既に検知されたカム信号の切り替わりに基づいて、クランク角が適正な値にある旨の確認がなされている場合（指標値「２」）である。したがって、カム信号の切り替わりに基づく確認を行うべく、ステップＳ１７以降の処理を実行する。
【００７１】
ステップＳ１７において、カム信号の切り替わりが検知されていないと判定される場合には（ステップＳ１７：ＮＯ）、算出されているクランク角が適正な値にあるか否かをカム信号の切り替わりに基づいて確認することができないため、制御部５０は本処理を一旦終了する。
【００７２】
一方、ステップＳ１７において、カム信号の切り替わりが検知されたと判定されると（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ステップＳ１８に移り、算出されているクランク角が上記規定範囲内、すなわちカム信号の切り替わりが検知されるときに算出されるはずのクランク角を含む許容範囲内にあるか否かが判定される。本実施形態では、この許容範囲が±２０°ＣＡに設定されている。すなわち、ここでは、１０°ＣＡ刻みで算出されているクランク角が１６０〜１９０°ＣＡ，３４０〜３７０°ＣＡ，４００〜４３０°ＣＡ，５２０〜５５０°ＣＡ，６４０〜６７０°ＣＡ，７００〜１０°ＣＡ（すなわち７００°ＣＡ，７１０°ＣＡ，０°ＣＡ，１０°ＣＡ）であるときに許容範囲内にある旨の判定がなされる。なお、この許容範囲は、例えば、クランク軸２０及びカム軸３０を連結するタイミングチェーン等の伸びや組み付け公差等による機械的なずれ、及びカムロータ３１の凸部３２，３３，３４と凹部３５，３６，３７の境界に対するカム信号のＨ信号とＬ信号の境界との位相ずれ等に基づいて設定される。したがって、この許容範囲は、上記の内燃機関１０及びカム角センサ７６の特性に応じて適宜設定することができ、その値は±２０°ＣＡに限定されない。
【００７３】
そして、ステップＳ１８において、算出されているクランク角が上記規定範囲内にあると判定されると（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、ステップＳ１９に移り、指標値が「２」に設定され、制御部５０は本処理を一旦終了する。すなわち、ステップＳ１８において肯定判定がなされた場合には、算出されているクランク角が適正な値にあると推定することができるため、指標値が「２」に設定される。
【００７４】
一方、ステップＳ１８において、算出されているクランク角がカム信号に基づくクランク角から許容範囲内にないと判定されると（ステップＳ１８：ＮＯ）、ステップＳ２０に移り、指標値が「１」に設定され、制御部５０は本処理を一旦終了する。すなわち、ステップＳ１９において否定判定がなされた場合には、算出されているクランク角と実際のクランク角とのずれが許容範囲を超えており、算出されているクランク角が適正な値にはないと判断することができるため、指標値が「１」に設定される。
【００７５】
ステップＳ１９，２０で指標値が設定されると、制御部５０は、本処理を一旦終了する。
また、先のステップＳ１３において、欠歯部２３が検知されたと判定されると（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１４に移り、算出されているクランク角を欠歯部２３が検知されるときに算出されるはずのクランク角の規定値に更新する。そして、ステップ１５に移り、指標値を「３」に設定して、制御部５０は本処理を一旦終了する。すなわち、指標値を、欠歯部２３を検知済みであることを示す「３」に設定する。
【００７６】
以上のようにして、クランク角センサ７５がパルス信号を出力する毎に本処理が繰り返し実行される。
したがって、自動再始動時の開始時には、指標値が「０」であり、自動再始動中に指標値が「２」又は「３」へと変化する。また、指標値が「３」に設定された後には、自動再始動が終了して通常運転に移行するまではその値が維持されるとともに、通常運転となると、再び、指標値が「０」にリセットされる。また、自動再始動中にその指標値が「３」に変化する前に、指標値が「１」に設定されることもある。このようにして、自動再始動時には表１に示す指標値が設定され、設定された指標値は、自動再始動時の燃料噴射及び点火を許可するか禁止するかを決定するために用いられる。
【００７７】
表２に、本実施形態における自動再始動時の点火の許可条件を示す。表２における点火許可条件の設定態様について、図４を参照して説明する。
【００７８】
【表２】
0006024603.tif 000003
図４は、各気筒の行程とクランク角との関係を示しており、実線矢印Ａで示す時期が、カム信号のＬ信号からＨ信号への切り替わりが検知されるクランク角を示し、実線矢印Ｂで示す時期が、カム信号のＨ信号からＬ信号への切り替わりが検知されるクランク角を示す。また、矢印Ｃで示す範囲のクランク角が欠歯部２３に対応しており、その３０°ＣＡ後の破線矢印Ｄで示すクランク角が、欠歯部２３が検知されるクランク角である。また、各気筒においては、圧縮上死点の３０°ＣＡ前（破線矢印）の時期が燃料噴射時期であり、圧縮上死点の１０°ＣＡ前（実線矢印）から圧縮上死点１０°ＣＡまでの期間が点火プラグ１２の通電時期である。
【００７９】
図４において、例えば、自動停止に伴ってクランク軸２０が停止したときに、圧縮行程で停止している気筒が、その燃料噴射時期よりも進角側（圧縮行程上死点前４０°ＣＡ以前）で停止している場合、最初の燃料噴射及び点火を、圧縮行程で停止している気筒に対して実行することが可能である。したがって、圧縮行程で停止している気筒に対して燃料噴射及び点火を行えば、最も早く初爆を生じさせることができるため、本実施形態では、圧縮行程において上死点よりも４０°ＣＡ以上手前で停止している気筒がある場合には、この気筒に対して最初の燃料噴射及び点火が実行される。また、圧縮行程において停止している気筒がその燃料噴射時期又はその時期よりも遅角側（圧縮上死点前３０°ＣＡ以降）で停止している場合には、最初の燃料噴射をその気筒に対して行うことができない。そのため、この場合には、その次に点火時期をむかえる気筒が最も早く初爆を生じさせる気筒となり、その気筒に対して最初の燃料噴射及び点火が実行される。なお、以下の説明においては、最初の燃料噴射及び点火が実行される気筒を「最初に点火時期をむかえる気筒」とし、その最初に点火時期をむかえる気筒に次いで圧縮行程となり、点火時期をむかえる気筒を「２番目に点火時期をむかえる気筒」と説明する。
【００８０】
そして、表２に示すように、最初に点火時期をむかえる気筒に対しては、点火許可条件が指標値「０」以上に設定され、算出しているクランク角が適正な値にあるか否かの確認がなされていない場合でも点火が許可される。また、２番目及び３番目に点火時期をむかえる気筒については、点火許可条件が指標値「２」以上に設定されているため、指標値「２」以上で点火が許可される一方、算出しているクランク角が適正な値にある旨の確認がなされていないときに、点火が禁止される。また、４番目以降に点火時期をむかえる気筒については、点火許可条件が指標値「３」に設定されているため、指標値「３」で点火が許可され、欠歯部２３が検知されていない状況においては、点火が禁止される。
【００８１】
４番目以降に点火時期をむかえる気筒について、点火許可条件を指標値「３」としているのは、本実施形態では、クランク角センサ７５の異常等が生じない限り、遅くとも４番目の点火時期までに欠歯部２３が検知されて、算出されているクランク角が欠歯部２３の検知に基づいて更新されるためである。
【００８２】
すなわち、図４に示すように、例えば、最初に点火時期をむかえる気筒が第１気筒である場合には、２番目に点火時期をむかえる第３気筒の圧縮行程において欠歯部２３が検知されるため、第４気筒における３番目の点火時期までには欠歯部２３が検知されていることになる。また、最初に点火時期をむかえる気筒が第４気筒である場合には、２番目に点火時期をむかえる第２気筒の圧縮行程において欠歯部２３が検知されるため、第１気筒における３番目の点火時期までには欠歯部２３が検出されていることになる。
【００８３】
しかしながら、最初に点火時期をむかえる気筒が第３気筒である場合には、３番目の点火時期までに欠歯部２３を検知できない場合がある。これは、以下の理由による。例えば、最初に点火時期をむかえる気筒が第３気筒である場合は、初爆は第３気筒で生じるが、自動停止時に９０°ＣＡ以降のクランク角で停止している場合には、第３気筒の圧縮行程において１２０〜１４０°ＣＡの欠歯部２３が検知できない。これは、欠歯部２３を認識するためには、それ以前に出力されるパルス信号の出力期間が安定していることが要求されるものの、クランキング開始直後は機関回転速度が遅くパルス信号の出力期間が長くなる傾向にあるためである。自動停止時に９０°ＣＡ以降のクランク角で停止している場合には、欠歯部２３が検知されるまでに出力されるパルス信号が出力される回数が少なく且つ出力間隔が長いため、欠歯部２３を正確に検知できない。したがって、第３気筒が最初に点火時期をむかえる気筒になっている場合には、第３気筒の圧縮行程において欠歯部２３が検知されていない場合がある。また、最初に点火時期をむかえる気筒が第３気筒である場合には、５３０°ＣＡにおいても欠歯部２３が検知される。しかしながら、この時期は３番目に点火時期をむかえる第２気筒における点火時期（点火プラグ１２の通電開始時期）と同時期であるため、３番目の点火時期である第２気筒の点火時期までには、４８０〜５００°ＣＡの欠歯部２３の検知もなされないこととなる。したがって、最初に点火時期をむかえる気筒が第３気筒である場合には、３番目の点火時期までに欠歯部２３が検知されていない場合がある。また、最初に点火時期をむかえる気筒が第２気筒である場合にも、同様にして、第３気筒における３番目の点火時期までに欠歯部２３が検知されていない場合がある。しかし、最初に点火時期をむかえる気筒が第３気筒である場合や第２気筒である場合であっても、４番目の点火時期をむかえるまでには欠歯部２３が検知されるはずのクランク角を必ず通過することになる。そのため、いずれの場合にも４番目の点火時期をむかえるまでには、欠歯部２３が検知され、クランク角の確認状況の指標値が「３」に設定されることになる。
【００８４】
すなわち、圧縮行程で停止している気筒が何れの気筒であっても、遅くとも４番目の点火時期までには欠歯部２３が検知され、異常が発生していなければ、クランク角の確認状況の指標値が「３」に設定されることになる。こうした理由により、本実施形態では、４番目以降に点火時期をむかえる気筒について、点火許可条件を指標値「３」としている。
【００８５】
なお、本実施形態では、上述したように４番目の点火時期までには、欠歯部２３が検知されるようになっているため、４番目の点火時期をむかえれば、機関始動に伴いクランク軸２０が欠歯部２３の検知が完了していることが推定される回転量回転していることになる。したがって、本実施形態では、機関始動に伴いクランク軸２０が欠歯部２３の検知が完了していることが推定される回転量回転するまでの間は、点火許可条件が指標値「２」以上とされる一方、クランク軸２０が欠歯部２３の検知が完了していることが推定される回転量回転した後には、点火許可条件が指標値「３」とされると換言することができる。
【００８６】
なお、本実施形態では、何れの停止位置から回転し始めたとしても、クランク軸２０が４４０°ＣＡ回転すれば、欠歯部２３の検知を完了させることができる。すなわち、欠歯部２３の検知において最も不利な条件は、欠歯部２３の直前の３０°ＣＡ前で停止している状態から自動再始動が開始される場合である。しかし、この場合であっても、クランク角センサ７５が、パルス信号を２回出力した後（２０°ＣＡ）に欠歯部２３に対応する期間（３０°ＣＡ）が現れ、その後に１回転して欠歯部２３に対応する期間が現れた後（３６０°ＣＡ）に、パルス信号が３回出力された（３０°ＣＡ）ときに、欠歯部２３が検知される。この間には、クランク軸２０が欠歯部２３にいたるまでの２０°ＣＡと、欠歯部２３を通過するまでの３０°ＣＡと、再び欠歯部２３にいたるまでの間隔に相当する３３０°ＣＡと、再び欠歯部２３を通過する３０°ＣＡと、欠歯部２３を通過してからパルス信号が３回出力されるまでの３０°ＣＡと、をあわせた４４０°ＣＡ回転している。したがって、クランク軸２０が少なくとも４４０°ＣＡ回転していれば、これに基づいて欠歯部２３の検知が完了していると推定することもできる。
【００８７】
また、本実施形態では、図４に示すように、２番目に点火時期をむかえる気筒の点火時期までにカム信号の切り替わりが検知される構成となっているため、算出されているクランク角が適正な値にある場合には、カム角センサ７６の異常等が生じない限り、２番目及び３番目の点火が実行されることになる。
【００８８】
自動再始動時における点火は、表２に示す許可条件に基づいて、図５のフローチャートに示す処理手順に従って実行される。この処理は、制御部５０によりイグニッションスイッチがオン状態であるときに所定周期毎の割り込み処理として実行される。
【００８９】
図５に示すように、本処理が開始されると、まずステップＳ３１において、自動再始動時であるか否かが判定される。ステップＳ３１の判定は、図３のステップＳ１１と同様の態様で行われる。ステップＳ３１において自動再始動時ではないと判定されると（ステップＳ３１：ＮＯ）、制御部５０は本処理を終了する。すなわち、自動再始動時ではないときには、自動再始動時の点火制御を行う必要がないため、本処理が終了される。
【００９０】
ステップＳ３１において、自動再始動時である旨が判定されると（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、ステップＳ３２に移り、自動始動時に最初に点火時期をむかえる気筒における点火判定時であるか否かが判定される。ステップＳ３２において、肯定判定がなされた場合には（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、ステップＳ３９に移り、算出されているクランク角に基づいて点火が許可される。すなわち、制御部５０のＲＡＭには、最後の自動停止に伴ってクランク軸２０が停止したときに算出されているクランク角が記憶されている。したがって、自動再始動時には、制御部５０が、記憶されているクランク角を利用して算出されるクランク角に基づいて、点火時期を決定し、この決定された時期に点火を実行すべく、点火プラグ１２に駆動指令を出力する。そして、制御部５０は、本処理を一旦終了する。
【００９１】
一方、ステップＳ３２で、最初に点火時期をむかえる気筒における点火判定時ではないと判定されると（ステップＳ３２：ＮＯ）、ステップＳ３３に移り、２番目又は３番目に点火時期をむかえる気筒における点火の判定時であるか否かが判定される。ステップＳ３３において、肯定判定がなされると（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、ステップＳ３８に移り、クランク角判定の指標値が「２」以上に設定されているか否かが判定される。すなわち、表２に示したように、２番目又は３番目に点火時期をむかえる気筒においては、点火の許可条件が指標値「２」以上である。したがって、ステップＳ３８では、この許可条件が成立しているか否かの判定が行われる。ステップＳ３８において、指標値が「２」以上であると判定されると（ステップＳ３８：ＹＥＳ）、点火の許可条件が成立しているため、ステップＳ３６に移り、点火が許可される。すなわち、制御部５０が、２番目又は３番目に点火時期をむかえる気筒における点火の時期を、算出されているクランク角に基づいて決定するとともに、決定された時期に点火が実行されるよう点火プラグ１２に駆動指令を出力する。一方、ステップＳ３８において、指標値が「２」以上ではないと判定されると（ステップＳ３８：ＮＯ）、ステップＳ３７に移り、点火が禁止される。すなわち、指標値が「２」以上ではない場合には、２番目及び３番目に点火時期をむかえる気筒における点火の許可条件が成立していないため、点火が禁止される。ステップＳ３６及びステップ３７の処理の後、制御部５０は、本処理を一旦終了する。
【００９２】
ステップＳ３３において、２番目又は３番目に点火時期をむかえる気筒における点火判定時ではないと判定されると（ステップＳ３３：ＮＯ）、ステップＳ３４に移り、４番目以降に点火時期をむかえる気筒における点火判定時であるか否かが判定される。ステップＳ３４で否定判定されると（ステップＳ３４：ＮＯ）、点火判定時ではないため、制御部５０は、本処理を一旦終了する。
【００９３】
一方、ステップＳ３４において、４番目以降に点火時期をむかえる気筒における点火判定時であると判定されると（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、ステップＳ３５に移り、クランク角確認状況の指標値が「３」に設定されているか否かが判定される。すなわち、表２に示すように、４番目以降に点火時期をむかえる気筒においては、点火の許可条件が指標値「３」である。したがって、ステップＳ３５では、この許可条件が成立しているか否かの判定が行われる。ステップＳ３５において、指標値が「３」であると判定されると（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、点火の許可条件が成立しているため、ステップＳ３６に移り、点火が許可される。すなわち、制御部５０が、４番目以降に点火時期をむかえる気筒における点火の時期を、算出されているクランク角に基づいて決定するとともに、決定された時期に点火が実行されるように点火プラグ１２に駆動指令を出力する。一方、ステップＳ３５において、指標値が「３」ではないと判定されると（ステップＳ３８：ＮＯ）、ステップＳ３７に移り、点火が禁止される。すなわち、指標値が「３」ではない場合には、４番目以降に点火時期をむかえる気筒における点火の許可条件が成立していないため、点火が禁止される。ステップＳ３６及びステップ３７の処理の後、制御部５０は、本処理を一旦終了する。以上のようにして、自動再始動時の点火制御が実行される。
【００９４】
次に、自動再始動時の燃料噴射の許可条件について、表３を参照して説明する。
【００９５】
【表３】
0006024603.tif 000004
表３に示すように、自動再始動時に最初に点火時期をむかえる気筒に対する燃料噴射は、その許可条件が指標値「０」以上とされ、２番目以降に点火時期をむかえる気筒の燃料噴射については、指標値「１」以外のときは許可される。すなわち、２番目以降に点火時期をむかえる気筒に対する噴射については、算出されているクランク角が適正な値にはないと確認されている場合にのみ禁止され、この確認がなされていない（指標値「０」、「２」及び「３」）場合には、燃料噴射が実行される。なお、２番目以降に点火時期をむかえる気筒においては、指標値「０」も燃料噴射の許可条件としており、算出されているクランク角が適正な値にある旨が確認されていなくても、燃料噴射が許可されることとなる。しかしながら、仮に不適切な時期に燃料噴射が実行されたとしても、その後の点火は、算出されているクランク角が適正な値にあることを条件に実行されるため、不適切な燃焼は生じない。また、指標値「１」の場合は、算出されているクランク角が適正な値にはない旨の確認が既になされているため、算出されているクランク角に基づく不適切な燃料噴射が実行されることを抑制すべく、燃料噴射を禁止する。
【００９６】
自動再始動時における燃料噴射は、表３に示す許可条件に基づいて、図６のフローチャートに示す処理手順に従って実行される。この処理は、制御部５０によりイグニッションスイッチがオン状態であるときに所定周期毎の割り込み処理として実行される。
【００９７】
図６に示すように、本処理が開始されると、まずステップＳ４１において、自動再始動時であるか否かが判定される。ステップＳ４１の判定は、図３のステップＳ１１と同様の態様で行われる。ステップＳ４１において自動再始動時ではないと判定されると（ステップＳ４１：ＮＯ）、制御部５０は本処理を終了する。すなわち、自動再始動時ではないときには、自動再始動時の燃料噴射制御を行う必要がないため、本処理が終了される。
【００９８】
一方、ステップＳ４１において、自動再始動時である旨が判定されると（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、ステップＳ４２に移り、最初に点火時期をむかえる気筒での燃料噴射の判定時であるか否かが判定される。ステップＳ４２において、肯定判定がなされた場合には（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、ステップＳ４７に移り、燃料噴射が許可される。すなわち、制御部５０は、最後の自動停止時に記憶したクランク角を利用して算出されているクランク角に基づいて燃料噴射時期を決定し、その時期に燃料噴射を実行すべく、筒内噴射弁１１に駆動指令を出力する。そして、制御部５０は、本処理を一旦終了する。
【００９９】
一方、ステップＳ４２で、最初に点火時期をむかえる気筒での燃料噴射の判定時ではないと判定されると（ステップＳ４２：ＮＯ）、２番目以降に点火時期をむかえる気筒での燃料噴射の判定時であるか否かが判定される。ステップＳ４２において否定判定されると（ステップＳ４３：ＮＯ）、燃料噴射の判定時ではないため、制御部５０は本処理を一旦終了する。
【０１００】
一方、ステップＳ４３において肯定判定がなされると（ステップＳ４３：ＹＥＳ）、２番目以降に点火時期をむかえる気筒での燃料噴射の判定時であるため、ステップＳ４４に移り、クランク角確認状況の指標値が「１」であるか否かが判定される。すなわち、表３に示したように、２番目以降に点火時期をむかえる気筒においては、燃料噴射の許可条件が指標値「１」以外であることとであることとされている。したがって、ステップＳ４４では、この許可条件が成立しているか否かの判定が行われる。ステップＳ４４において、指標値が「１」であると判定されると（ステップＳ４４：ＹＥＳ）、ステップＳ４６に移り、燃料噴射の許可条件が成立していないため、燃料噴射が禁止される。一方、ステップＳ４４において、指標値が「１」ではないと判定されると（ステップＳ４４：ＮＯ）、ステップＳ４５に移り、燃料噴射が許可される。すなわち、制御部５０は、算出されているクランク角に基づいて燃料噴射時期を決定し、その時期に燃料噴射を実行すべく、筒内噴射弁１１に駆動指令を出力する。そして、ステップＳ４５又はステップ４６の処理の後、制御部５０は、本処理を一旦終了する。以上のようにして、自動再始動時の燃料噴射制御が実行される。
【０１０１】
次に、本実施形態の作用を説明する。
本実施形態では、機関始動時の最初の点火は、最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対して、自動停止に伴ってクランク軸２０が停止したときに記憶したクランク角を利用して算出したクランク角に基づいて実行される。また、機関始動時に最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒に対しては、算出しているクランク角が適正な値にある旨の確認がなされたときに、その算出しているクランク角に基づく点火が実行される。一方、算出しているクランク角が適正な値にある旨の確認がなされていないときには、点火が禁止される。
【０１０２】
以上詳述した本実施形態では、以下の効果を奏することができる。
（１）機関停止時に記憶したクランク角と実際のクランク角とにずれがなければ、記憶したクランク角を利用することで最初の点火が適切な時期に点火が行われるため、適切な初爆を早期に生じさせ、早期始動を実現することができる。
【０１０３】
また、本実施形態では、２番目以降に点火時期をむかえる気筒に対しては、算出されているクランク角、すなわちクランク角の推定値が適正な値にある旨の確認がなされていることを条件に許可され、その確認がなされていないときには、点火が禁止される。したがって、仮に最初の点火が適正な値にはないクランク角に基づいて不適切な時期に実行された場合でも、次の点火が不適切な時期に実行されることを抑制することができる。このようにして、機関始動時に不適切な点火が連続して実行されることを抑制することができる。
【０１０４】
なお、各気筒において点火が不適切な時期に実行された場合には、この点火によりクランク軸２０に対して逆回転方向に作用するトルクが発生することがある。この点、圧縮行程にある気筒に対して筒内噴射弁１１からの燃料噴射と点火とを実行する圧縮行程噴射始動の場合、最初の点火は、多くの場合は圧縮行程で停止していた気筒に対して実行される。そのため、吸気行程を経て燃焼が行われる２番目以降の燃焼と比べて気筒内の空気量が少なく、仮に誤った時期の点火によりクランク軸２０に対して逆回転方向のトルクが作用したとしても、そのトルクは小さなものになることが多い。したがって、機関停止時のクランク角を利用した最初の点火が不適切な時期に行われたとしても、スタータ１４によるクランク軸２０の駆動によって、クランク軸２０の逆回転を抑制することができる。すなわち、不適切な時期に最初の点火が行われた場合でもそれによる問題はさほど大きくなく、適切な時期に点火が行われた場合には、早期始動を実現することができる。
【０１０５】
一方、最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒においては、吸気行程を経た後に圧縮行程となり、点火時期をむかえるため、不適切な点火がなされた場合に発生する逆回転トルクが大きくなる。この点、本実施形態では、最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒においては、算出しているクランク角が適正な値にある旨の確認がなされていない場合には点火が実行されない。したがって、クランク軸２０に不適切な点火に起因した大きな逆回転トルクが作用することを抑制することができる。
【０１０６】
以上のように早期の始動完了を図るとともに、不適切な点火が連続して実行されることを抑制することができる。
（２）算出しているクランク角が、欠歯部２３の検知がなされたことにより規定値に更新されたときには、算出されているクランク角が実際のクランク角に即した値となっている。したがって、欠歯部２３の検知がなされている場合には、そのことに基づいて算出されているクランク角が適正な値にある旨を確認することができる。また、本実施形態では、機関始動に伴いクランク軸２０が欠歯部２３の検知が完了していることが推定される回転量回転した後には、指標値を「３」に設定するようにしている。したがって上記のような欠歯部２３の検知とクランク角の更新との関係を利用して指標値が「３」になっていることに基づいてクランク角が適正な値にある旨を確認することができる。
【０１０７】
（３）自動再始動時に３番目に点火時期をむかえる気筒での点火判定時までには、機関始動に伴いクランク軸２０が欠歯部２３の検知が完了していることが推定される回転量回転していないため、欠歯部２３の検知がなされていない可能性がある。したがって、２番目及び３番目に点火時期をむかえる気筒でまでは、点火許可条件を指標値「２」以上とし、カム信号の出力が切り替わるときに算出しているクランク角の値が、規定範囲内、すなわちカム信号の出力が切り替わるときに算出されるはずのクランク角を含む許容範囲内にある場合にも点火を許可するようにしている。そのため、欠歯部２３の検知がなされるまでの間においても、クランク角が概ね適正な値にあることを確認し、点火を許可することができる。
【０１０８】
一方で、自動再始動時に４番目に点火時期をむかえる気筒での点火判定時までには、クランク軸２０が欠歯部２３の検知が完了していることが推定される回転量回転しており、既に欠歯部２３が検知され、算出されているクランク角の推定値が、欠歯部２３が検知されるときの規定値に更新されていると推定できる。この点、本実施形態では、４番目以降に点火時期をむかえる気筒に対しては、欠歯部２３の検知がなされたことを条件にクランク角の推定値に基づく点火を実行する。こうした構成によれば、異常が生じていなければ欠歯部２３が検知されているべき状況下においては、カム信号を利用した確認よりも正確な欠歯部２３の検知を条件とする確認がなされるようになるため、クランク角の確認精度を高めることができる。
【０１０９】
（４）本実施形態では、カム角センサ７６から出力されるカム信号がＨ信号とＬ信号との間で切り替わるときに算出しているクランク角の値が、上記規定範囲外にあることに基づいて、算出しているクランク角が適正な値にはないことを確認する。そして、制御部５０は、圧縮行程噴射始動において、算出しているクランク角が適正な値にはない旨の確認がなされたときに、機関始動に伴い最初の点火を実行した気筒に続いて点火時期をむかえる気筒に対する燃料噴射を禁止するようにしている。したがって、不適切な燃料噴射が実行されることを抑制することができる。
【０１１０】
（第２実施形態）
次に内燃機関の制御装置の第２実施形態について、図１及び図７〜９を参照して説明する。
【０１１１】
本実施形態では、上記第１実施形態の制御に加えて、自動再始動時に筒内噴射弁１１に供給される燃料圧力に基づいて、燃料の噴射態様を切り替える制御を行う。
すなわち、自動停止中に筒内噴射弁１１に燃料を供給するデリバリパイプ内の圧力が低下した場合には、自動再始動時に圧縮行程での燃料噴射を適切に実行することができない。なお、自動停止中においても、デリバリパイプの圧力は筒内噴射を実行可能な下限圧力以上に維持されるように、燃料供給配管には逆止弁等が設けられているが、自動停止期間が長期間に亘り、且つその間にデリバリパイプ内の燃料が漏れる場合には、デリバリパイプの圧力が下限圧力未満となるといった事態が生じる可能性がある。
【０１１２】
そこで、本実施形態の制御装置は、図１に破線で示すように、デリバリパイプ内の圧力を検知する圧力センサ７９を備えている。そして、同圧力センサ７９により検知されるデリバリパイプ内の圧力が、上記下限圧力未満となった場合には、制御部５０が、圧縮行程噴射始動を禁止して吸気行程にある気筒に対して燃料を噴射してから点火を実行し、初爆を生じさせる吸気行程噴射始動を実行するように、筒内噴射弁１１及び点火プラグ１２を制御する。なお、下限圧力は、圧縮行程で実際に燃料噴射を実行することが可能な下限の圧力よりも少し高い圧力に設定されている。
【０１１３】
また、デリバリパイプ内の圧力が、圧縮行程での燃料噴射を実行するための下限圧力以上である場合には、自動再始動時に圧縮行程での燃料噴射が実行されるため、表２及び表３に示す許可条件に基づいて、図５及び図６のフローチャートを一部変更した制御が行われる。
【０１１４】
詳細には、図５におけるステップＳ３１では、自動再始動時であるか否かの判定のみを行っていたが、本実施形態では、圧縮行程噴射による自動再始動時であるか否かが判定される。すなわち、自動再始動時であるか否かの判定に併せて、圧力センサ７９がデリバリパイプの圧力が下限圧力以上であることを検知したことによって、制御部５０が圧縮行程噴射による始動を決定したか否かの判定が行われる。その他のステップにおいては、先に図５に基づいて説明した内容と同じであるため、説明を省略する。また、図６におけるステップＳ４１においても、圧縮行程噴射による自動再始動時であるか否かが判定されることになる。そして、その他のステップにおいては、先に図６に基づいて説明した内容と同じであるため、説明を省略する。
【０１１５】
表４に、自動再始動時に吸気行程噴射を行う場合、すなわち吸気行程噴射始動時の点火の許可条件を示す。
【０１１６】
【表４】
0006024603.tif 000005
表４に示すように、吸気行程噴射始動を行う場合には、最初の点火判定時から、その許可条件が指標値「２」以上とされる。これは、以下の理由による。すなわち、吸気行程噴射始動の場合には、吸気行程を経て均質に混合された混合気に点火されるため、圧縮行程噴射始動による初爆と比較して得られるトルクが大きい。したがって、吸気行程噴射始動の場合には、不適切な点火がなされた場合に発生する逆回転トルクが大きくなる。そのため、吸気行程噴射始動を実行する場合には、上記態様により算出されるクランク角の推定値が適正な値にある旨の確認がなされるまでは、点火の実行を禁止するようにしている。これにより、算出しているクランク角が適正な値にある旨の確認がなされるまでは、最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対しても点火が行わなくなるため、不適切な点火がなされて大きな逆回転トルクがクランク軸２０に作用するようになることを抑制することができる。こうした理由により、圧縮行程噴射始動を行う場合には最初の点火許可条件を指標値「０」以上としているのに対して、吸気行程噴射始動を行う場合には最初の点火許可条件から指標値「２」以上に設定している。
【０１１７】
表４における点火許可条件の設定態様について、図７を参照して説明する。
図７は、各気筒の行程とクランク角との関係を示しており、カム信号の切り替わりが検知される時期、及び欠歯部２３が検知される時期については、図４と同様の態様で図示している。また、自動再始動時における最初の燃料噴射は吸気行程の気筒において吸気上死点の１２０°ＣＡ後（破線矢印）において実行され、それに続いて点火時期をむかえる気筒においては、吸気上死点の６０°ＣＡ後に燃料噴射が実行される。なお、図７には、各気筒において最初に燃料噴射が行われた場合の噴射時期のみを示している。また、各気筒では、圧縮上死点の１０°ＣＡ前（実線矢印）から圧縮上死点１０°ＣＡまでの期間が点火プラグ１２の通電時期である。
【０１１８】
吸気行程噴射の始動の場合、最初の燃料噴射時期を吸気上死点の１２０°ＣＡ後としているのは、以下の理由による。すなわち、燃料噴射時期を吸気上死点直後とした場合には、自動再始動の開始時に吸気行程で停止している気筒があったとしても、停止位置におけるクランク角が既に燃料噴射時期に相当するクランク角よりも遅角側である可能性も高く、その気筒に最初の燃料噴射を実行できないことがある。したがって、このような場合には、早期に初爆を生じさせることができない。一方、燃料噴射時期を吸気下死点近傍とすると、噴射された燃料が良好に均質化されず、初爆の燃焼状態が悪化する。そこで、本実施形態では、吸気行程で停止している気筒に対して、燃料の均質化を良好に維持しつつ、可能な限り最初の燃料噴射を実行すべく、燃料噴射時期を吸気上死点の１２０°ＣＡ後としている。
【０１１９】
図７において、例えば、自動停止に伴ってクランク軸２０が停止したときに、何れかの気筒が吸気行程における燃料噴射時期よりも進角側（吸気上死点の１１０°ＣＡ後以前）で停止している場合、最初の燃料噴射及び点火を、吸気行程で停止している気筒に対して実行することが可能である。したがって、吸気行程で停止している気筒に対して燃料噴射及び点火を行えば、最も早く最初の初爆を生じさせることができるため、本実施形態では、吸気行程において吸気上死点の１１０°ＣＡ後以前で停止している気筒がある場合には、この気筒が、最初に燃料噴射時期及び点火時期をむかえる気筒となる。また、吸気行程で停止している気筒がその燃料噴射時期又はその時期よりも遅角側（吸気上死点の１２０°ＣＡ後以降）で停止している場合には、最初の燃料噴射をその気筒に対して行うことができないため、その次に吸気行程となる気筒が、最初に燃料噴射時期及び点火時期をむかえる気筒となる。なお、以下の説明においては、最初に燃料噴射時期及び点火時期をむかえる気筒に次いで吸気行程となり、点火時期をむかえる気筒を「２番目に点火時期をむかえる気筒」と説明する。
【０１２０】
表４を示して説明したように、全ての気筒において点火許可条件は、吸気行程噴射による大きな逆回転トルクの発生を抑制すべく指標値「２」以上とされる。詳細には、最初及び２番目に点火時期をむかえる気筒については、点火許可条件が指標値「２」以上に設定されているため、指標値「２」以上で点火が許可される一方、算出しているクランク角が適正な値にある旨の確認がなされていないときに、点火が禁止される。また、３番目以降に点火時期をむかえる気筒については、点火許可条件が指標値「３」に設定されているため、指標値「３」で点火が許可され、欠歯部２３が検知されていない状況においては、点火が禁止される。
【０１２１】
３番目以降に点火時期をむかえる気筒について、点火許可条件を指標値「３」としているのは、本実施形態では、クランク角センサ７５の異常等が生じていない限り、遅くとも３番目の点火時期までに欠歯部２３が検知されて、算出されているクランク角が欠歯部２３の検知に基づいて更新されるためである。なお、遅くとも３番目の点火時期までに欠歯部２３が検知される理由は、第１実施形態において圧縮行程噴射始動の場合に４番目に点火時期をむかえる気筒の点火時期までに欠歯部２３が検知される理由として説明した理由と同様の理由である。
【０１２２】
すなわち、図７に示すように、例えば、最初に点火時期をむかえる気筒が第３気筒である場合には、その第３気筒の圧縮行程において欠歯部２３が検知されるため、２番目に点火時期をむかえる第４気筒の点火時期までには欠歯部２３が検知されていることになる。また、最初に点火時期をむかえる気筒が第２気筒である場合には、その第２気筒の圧縮行程において欠歯部２３が検知されるため、２番目に点火時期をむかえる第１気筒の点火時期までには欠歯部２３が検出されていることになる。これに対して、最初に点火時期をむかえる気筒が第１気筒であり、自動再始動の開始時における停止位置が４５０°ＣＡ以降のクランク角である場合には、２番目に点火時期をむかえる第３気筒の点火時期までに欠歯部２３を検知することはできないが、３番目に点火時期をむかえる第４気筒の点火時期までには欠歯部２３を検知できる。同様に、最初に点火時期をむかえる気筒が第４気筒である場合にも、２番目に点火時期をむかえる第２気筒の点火時期までに欠歯部２３を検知できない場合があるものの、３番目に点火時期をむかえる第１気筒の点火時期までには欠歯部２３を検知できる。したがって、本実施形態における吸気行程噴射始動時には、クランク角センサ７５の異常等が生じていない限り、遅くとも３番目の点火時期までに欠歯部２３が検知されるため、表４に示すように、３番目に吸気行程となる気筒における点火許可条件は「３」とされる。
【０１２３】
なお、本実施形態では、図７に示すように、最初の点火時期までにカム信号の切り替わりが検知される構成となっているため、算出されているクランク角が適正な値にある場合には、カム角センサ７６の異常等が生じない限り、最初の点火から実行されることになる。
【０１２４】
自動再始動時における点火は、表４に示す許可条件に基づいて、図８のフローチャートに示す処理手順に従って実行される。この処理は、制御部５０によりイグニッションスイッチがオン状態であるときに所定周期毎の割り込み処理として実行される。
【０１２５】
図８に示すように、本処理が開始されると、まずステップＳ５１において、吸気行程噴射による自動再始動時であるか否かが判定される。ステップＳ５１の判定は、自動再始動時であることと、その再始動の開始時に圧力センサ７９がデリバリパイプの圧力が下限圧力未満であることを検知したことによって、制御部５０が吸気行程噴射による始動を決定したことを条件に肯定判定がなされる。ステップＳ５１では、自動再始動時ではない場合や自動再始動時であっても圧縮行程噴射始動である場合には、否定判定がなされ（ステップＳ５１：ＮＯ）、制御部５０は本処理を終了する。すなわち、自動再始動時ではないときには、通常運転中の点火制御が行われ、圧縮行程噴射始動による自動再始動時である場合には、図５に示した点火制御が実行される。
【０１２６】
一方、ステップＳ５１で、吸気行程噴射による自動再始動時であると判定されると（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、ステップＳ５２に移り、最初又は２番目に点火時期をむかえる気筒における点火の判定時であるか否かが判定される。ステップＳ５２において、肯定判定がなされると（ステップＳ５２：ＹＥＳ）、ステップＳ５６に移り、クランク角判定の指標値が「２」以上に設定されているか否かが判定される。すなわち、表４に示したように、最初又は２番目に点火時期をむかえる気筒においては、点火の許可条件が指標値「２」以上である。したがって、ステップＳ５６では、この許可条件が成立しているか否かの判定が行われる。ステップＳ５６において、指標値が「２」以上であると判定されると（ステップＳ３８：ＹＥＳ）、点火の許可条件が成立しているため、ステップＳ５５に移り、点火が許可される。すなわち、制御部５０が、最初又は２番目に点火時期をむかえる気筒における点火の時期を、算出されているクランク角に基づいて決定するとともに、決定された時期に点火が実行されるよう点火プラグ１２に駆動指令を出力する。一方、ステップＳ５６において、指標値が「２」以上ではないと判定されると（ステップＳ５６：ＮＯ）、ステップＳ５７に移り、点火が禁止される。すなわち、指標値が「２」以上ではない場合には、最初及び２番目に点火時期をむかえる気筒における点火の許可条件が成立していないため、点火が禁止される。ステップＳ５５及びステップ５７の処理の後、制御部５０は、本処理を一旦終了する。
【０１２７】
ステップＳ５２において、最初又は２番目に点火時期をむかえる気筒における点火判定時ではないと判定されると（ステップＳ５２：ＮＯ）、ステップＳ５３に移り、３番目以降に点火時期をむかえる気筒における点火判定時であるか否かが判定される。ステップＳ５３で否定判定されると（ステップＳ５３：ＮＯ）、点火判定時ではないため、制御部５０は、本処理を一旦終了する。
【０１２８】
一方、ステップＳ５３において、３番目以降に点火時期をむかえる気筒における点火判定時であると判定されると（ステップＳ５３：ＹＥＳ）、ステップＳ５４に移り、クランク角確認状況の指標値が「３」に設定されているか否かが判定される。すなわち、表２に示すように、３番目以降に点火時期をむかえる気筒においては、点火の許可条件が指標値「３」である。したがって、ステップＳ５４では、この許可条件が成立しているか否かの判定が行われる。ステップＳ５４において、指標値が「３」であると判定されると（ステップＳ５４：ＹＥＳ）、点火の許可条件が成立しているため、ステップＳ５５に移り、点火が許可される。すなわち、制御部５０が、３番目以降に点火時期をむかえる気筒における点火の時期を、算出されているクランク角に基づいて決定するとともに、決定された時期に点火が実行されるよう点火プラグ１２に駆動指令を出力する。一方、ステップＳ５４において、指標値が「３」ではないと判定されると（ステップＳ３８：ＮＯ）、ステップＳ５７に移り、点火が禁止される。すなわち、指標値が「３」ではない場合には、３番目以降に点火時期をむかえる気筒における点火の許可条件が成立していないため、点火が禁止される。ステップＳ３６及びステップ３７の処理の後、制御部５０は、本処理を一旦終了する。
【０１２９】
以上のようにして、吸気行程噴射始動では最初の点火から、算出されているクランク角が適正な値にあること（指標値「２」又は「３」）が確認されている場合にのみその実行が許可される。そして、３番目以降の点火については、欠歯部２３が検知された場合に（指標値「３」）のみ実行される。したがって、自動再始動時に吸気行程噴射を行う場合には、算出されているクランク角が適正な値にある旨の確認がなされるまでは、点火の実行が禁止される。そして、表４に示す許可条件を満たさないときには、その気筒での点火が禁止される。
【０１３０】
表５は、吸気行程噴射始動時の燃料噴射の許可条件を示す。
【０１３１】
【表５】
0006024603.tif 000006
表５に示すように、吸気行程噴射始動時には、燃料噴射条件は、「１」以外とされる。すなわち、吸気行程噴射による自動再始動時では、最初の燃料噴射から、算出されているクランク角が適正な値にはないと確認されている場合には燃料噴射が禁止され、この確認がなされていない（指標値「０」、「２」及び「３」）場合には、燃料噴射が実行される。したがって、算出されているクランク角が不適切な値にある場合には、そのクランク角に基づいて燃料噴射が実行されることを抑制することができる。これにより、不適切な時期に燃料噴射が実行されることに起因した大きな逆回転トルクが発生することを初回から抑制することができる。
【０１３２】
自動再始動時における燃料噴射は、表５に示す許可条件に基づいて、図９のフローチャートに示す処理手順に従って実行される。この処理は、制御部５０によりイグニッションスイッチがオン状態であるときに所定周期毎の割り込み処理として実行される。
【０１３３】
図９に示すように、本処理が開始されると、まずステップＳ６１において、吸気行程噴射による自動再始動時であるか否かが判定される。ステップＳ６１では、図８のステップＳ５１の判定と同様の判定が行われる。したがって、ステップＳ６１では、自動再始動時ではない場合や、自動再始動時であっても圧縮行程噴射始動である場合には、否定判定がなされて（ステップＳ６１：ＮＯ）、制御部５０は本処理を終了する。
【０１３４】
一方、ステップＳ６１において、吸気行程噴射始動による自動再始動時であると判定されると（ステップＳ６１：ＹＥＳ）、ステップＳ６２に移り、各気筒における燃料噴射判定時であるか否かが判定される。ステップＳ６２において、否定判定がなされると（ステップＳ６２：ＮＯ）、点火判定時ではないため、制御部５０は、本処理を一旦終了する。
【０１３５】
一方、ステップＳ６２において、各気筒における燃料噴射判定時であると判定されると（ステップＳ６２：ＹＥＳ）、ステップＳ６３に移り、クランク角確認状況の指標値が「１」であるか否かが判定される。すなわち、表５に示したように、全ての気筒においては、燃料噴射の許可条件が指標値「１」以外であることとであることとされている。したがって、ステップＳ６３では、この許可条件が成立しているか否かの判定が行われる。ステップＳ６３において、指標値が「１」であると判定されると（ステップＳ６３：ＹＥＳ）、燃料噴射の許可条件が成立していないため、ステップＳ６５に移り、燃料噴射が禁止される。一方、ステップＳ６３において、指標値が「１」ではないと判定されると（ステップＳ６３：ＮＯ）、ステップＳ６４に移り、燃料噴射が許可される。すなわち、制御部５０は、算出されているクランク角に基づいて燃料噴射時期を決定し、その時期に燃料噴射を実行すべく、筒内噴射弁１１に駆動指令を出力する。そして、ステップＳ６４又はステップ６５の処理の後、制御部５０は、本処理を一旦終了する。以上のようにして、自動再始動時の燃料噴射制御が実行される。
【０１３６】
次に、本実施形態の作用を説明する。
本実施形態では、吸気行程噴射始動を実行する場合には、制御部５０が、算出しているクランク角が適正な値にある旨の確認がなされるまでは、点火の実行を禁止する。したがって、算出しているクランク角が適正な値にある旨の確認がなされるまでは、最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対しても点火が行われなくなる。
【０１３７】
以上詳述した本実施形態では、第１実施形態で説明した（１）〜（４）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（５）吸気行程噴射始動を実行する場合には、算出しているクランク角が適正な値にある旨の確認がなされるまでは、最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対しても点火が行わなくなるため、不適切な点火がなされて大きな逆回転トルクがクランク軸２０に作用するようになることを抑制することができる。
【０１３８】
（６）筒内噴射弁１１に供給される燃料の圧力が、圧縮行程において燃料噴射を実行するための下限圧力未満である場合には、制御部５０が、圧縮行程噴射始動を禁止して吸気行程噴射始動が実行されるように制御するようにしている。したがって、圧縮行程において燃料噴射を実行するための下限圧力未満である場合であっても、機関始動時に燃料噴射を実行して内燃機関１０を始動させることができる。
【０１３９】
（７）初爆を生じさせる吸気行程噴射始動を実行する場合には、算出しているクランク角が適正な値にはない旨の確認がなされていることを条件に、最も早く初爆を生じさせることのできる気筒に対する燃料噴射も禁止するようにしている。したがって、不適切な時期に噴射や点火が実行されることに起因した大きな逆回転トルクが発生することを初回から抑制することができる。
【０１４０】
（第２実施形態の変形例）
上記第２実施形態では、吸気行程噴射始動を行う場合においても、筒内噴射弁１１により燃料噴射を実行するようにしている。
【０１４１】
これに代わり、本変形例では、図１に破線で示すように、内燃機関１０が吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁１５も備えており、筒内噴射弁１１に供給される燃料の圧力が下限圧力未満である場合に、ポート噴射弁１５により燃料を噴射する吸気行程噴射始動を実行する。
【０１４２】
なお、その他の作用及び構成は第２実施形態と同じである。
こうした構成を採用した場合にも、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４３】
（第３実施形態）
次に内燃機関の制御装置の第３実施形態について、図１０〜１２を参照して説明する。
本実施形態の制御装置が適用される内燃機関は、筒内噴射弁を備えるＶ型６気筒のガソリンエンジンであり、自動再始動時に圧縮行程噴射が行われる。本実施形態の内燃機関はＶ型エンジンであるため、右バンク及び左バンクの２つのバンクを有している。なお、本実施形態において、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を用いて説明する。また、特に説明しない構成については、第１実施形態と同様である。
【０１４４】
本実施形態のクランクロータ２１は、第１実施形態と同様の構成であり、その外周に１０°間隔で形成される複数の突起２２と、外周の１カ所に設けられて突起２２の３個分に相当する幅の欠歯部２３とを備えている。しかしながら、後述するように、欠歯部２３が設けられるクランク角が第１実施形態と異なるため、欠歯部２３が検知されるクランク角が第１実施形態と異なっている。
【０１４５】
図１０に示すように、右バンク及び左バンクには、それぞれ排気カム軸（以下、単に「カム軸」という）８０，９０が設けられており、２つの排気カム角センサ（以下、単に「カム角センサ」という）８８，９８が各バンクのカム軸８０，９０の回転角の変化に応じたカム信号を出力する。各バンクのカム軸８０，９０に設けられるカムロータ８１，９１の形状は同じ形状であるが、第１実施形態のカムロータ３１とは形状が異なっている。なお、図１０に示すように、各カムロータ８１，９１の形状は同じであるため、右バンクのカムロータ８１のみ説明する。
【０１４６】
カムロータ８１には、その周方向における占有範囲の広さが互いに異なる３つの凸部（突起）８２，８３，８４と、各凸部８２，８３，８４の間に位置し凸部８２，８３，８４に対して凹んでいる凹部（突起がない部分）８５，８６，８７が設けられている。
【０１４７】
最も大きな第１の凸部８２はカムロータ８１の周方向において角度にして９０°に亘って広がるように形成されている。これに対して、最も小さな第２の凸部８３は角度にして３０°に亘って広がるように形成されており、第３の凸部８４は６０°に亘って広がるように形成されている。また、第１の凸部８２と第２の凸部８３と間の第１の凹部８５はカムロータ８１の周方向の３０°に亘って設けられており、第２の凸部８３と第３の凸部８４と間の第２の凹部８６はカムロータ８１の周方向の９０°に亘って設けられている。そして、第１の凸部８２と第３の凸部８４の間の第３の凹部８７は、カムロータ８１の周方向の６０°に亘って設けられている。
【０１４８】
左バンクのカムロータ９１は、右バンクのカムロータ８１に対して、回転位相を６０°遅角側にずらして取り付けられている。これにより、左バンクのカム角センサ９８が出力する信号は、右バンクのカム角センサ８８が出力する信号に対して１２０°ＣＡ遅れることになる。
【０１４９】
本実施形態においても、制御部５０が、確認手段及び異常確認手段として、クランク角センサ７５の出力する信号とカム角センサ８８，９８の出力するカム信号とに基づいて、算出されているクランク角の推定値が適正な値にある旨及び適正な値にはない旨の確認を行う。図１１を参照して、クランク角センサ７５が出力するクランク信号及びそれに基づくクランク角の算出値と、カム角センサ８８，９８が出力するカム信号とについて説明する。
【０１５０】
図１１（ａ）に示すように、本実施形態では、クランク軸２０が１０°ＣＡ回転する毎にクランク角センサ７５が、クランクロータ２１の突起２２に対応したパルス信号を出力する。また、クランク角が１８０〜２００°ＣＡであるときと、５４０〜５６０°ＣＡであるときが、クランクロータ２１の欠歯部２３に対応している。すなわち、欠歯部２３は、クランクロータ２１の外周の１カ所に設けられているため、図１１（ａ）に示すように、クランク軸２０が１回転する３６０°ＣＡ毎に、パルス信号の出力間隔が長くなる欠歯部２３に対応する期間が現れる。
【０１５１】
そして、図１１（ｂ）に示すように、パルス信号の出力に応じてクランク角が１０°ＣＡずつ加算されるとともに、欠歯部２３が検知されたときに、算出されているクランク角が、欠歯部２３が検知されるときに算出されるはずのクランク角の規定値に更新される。詳細には、本実施形態では、欠歯部２３が設けられるクランク角（１８０〜２００°ＣＡ、５４０〜５６０°ＣＡ）から３０°ＣＡ後の２３０°ＣＡ，５７０°ＣＡのときに算出されているクランク角が更新される。すなわち、継続して出力されていたパルス信号が３０°ＣＡ分出力されず、その後にパルス信号が３回出力されたときに、それに基づいて欠歯部２３を検知し、そのときに算出されているクランク角が、欠歯部２３が検知されるときのクランク角（２３０°ＣＡ，５７０°ＣＡ）に更新される。このように、パルス信号が３０°ＣＡ分出力されない状況からパルス信号が３回出力されたこときに欠歯部２３を検知するようにすれば、クランク軸２０の回転速度が変化しやすい機関始動時においても、欠歯部２３をより正確に検知することができる。
【０１５２】
また、パルス信号の出力に応じてクランク角の算出値が７１０°ＣＡまで計数されると、その次のパルス信号の出力により、クランク角の算出値が０°ＣＡにリセットされる。本実施形態では、このようにしてクランク角を算出する。
【０１５３】
また、本実施形態においても、自動停止に伴ってクランク軸２０の回転が停止する度に、制御部５０のＲＡＭに、そのときに算出されているクランク角を記憶する。こうすることで、次回の自動再始動時には最後に自動停止時がなされたときにクランク軸２０の回転が停止したときのクランク角が記憶されていることになる。そのため、自動再始動時には、この記憶されているクランク角が初期値となり、パルス信号が出力される度に１０°ＣＡずつ加算されることによってクランク角が算出される。そして、その後、欠歯部２３が検知されると、クランク角が、欠歯部２３が検知されるときのクランク角の規定値に更新される。
【０１５４】
また、図１１（ｃ）に示すように、右バンク及び左バンクに対応した各カム角センサ８８，９８は、Ｈ信号とＬ信号のカム信号を交互に出力する。第１実施形態におけるカム信号と同様に、Ｈ信号は、各カムロータ８１，９１の各凸部８２，８３，８４，９２，９３，９４に対応しており、Ｌ信号は、各カムロータ９１の各凹部８５，８６，８７，９５，９６，９７に対応している。そして、カム軸８０，９０は、クランク軸２０とタイミングチェーン等を介して連結されており、クランク軸２０が２回転する毎に１回転する。したがって、Ｈ信号は、各カムロータ８１、９１の各凸部８２，８３，８４，９２，９３，９４の周方向の角度の２倍のクランク角分出力される。また、Ｌ信号は、各カムロータ８１の各凹部８５，８６，８７，９５，９６，９７の周方向の角度の２倍のクランク角分出力される。
【０１５５】
詳細には、右バンクのカム信号は、右バンクのカムロータ８１の第１の凸部８２に対応するＨ信号が１５０〜３３０°ＣＡの１８０°ＣＡ分のＨ信号として出力され、第１の凹部８５に対応するＬ信号が３３０〜３９０°ＣＡの６０°ＣＡ分のＬ信号として出力される。また、第２の凸部８３に対応するＨ信号は３９０〜４５０°ＣＡの６０°ＣＡ分のＨ信号として出力され、第２の凹部８６に対応するＬ信号は４５０〜６３０°ＣＡの１８０°ＣＡ分のＬ信号として出力される。そして、第３の凸部８４に対応するＨ信号は６３０〜３０°ＣＡの１２０°ＣＡ分のＨ信号として出力され、第３の凹部８７に対応するＬ信号は３０〜１５０°ＣＡの１２０°ＣＡ分のＬ信号として出力される。
【０１５６】
また、上記の通り、左バンクのカム信号は、右バンクのカム信号に対して１２０°ＣＡ位相が遅れた波形として出力される。したがって、左バンクのカム信号は、左バンクのカムロータ９１の第１の凸部９２に対応するＨ信号が２７０〜４５０°ＣＡの１８０°ＣＡ分のＨ信号として出力され、第１の凹部９５に対応するＬ信号が４５０〜５１０°ＣＡの６０°ＣＡ分のＬ信号として出力される。また、第２の凸部９３に対応するＨ信号は５１０〜５７０°ＣＡの６０°ＣＡ分のＨ信号として出力され、第２の凹部９６に対応するＬ信号は５７０〜３０°ＣＡの１８０°ＣＡ分のＬ信号として出力される。そして、第３の凸部９４に対応するＨ信号は３０〜１５０°ＣＡの１２０°ＣＡ分のＨ信号として出力され、第３の凹部９７に対応するＬ信号は１５０〜２７０°ＣＡの１２０°ＣＡ分のＬ信号として出力される。
【０１５７】
ここで、上記の通り、カム軸３０は、クランク軸２０とタイミングチェーン等を介して連結されているため、カム信号とクランク角との間には一定の相関関係があり、カム信号のＨ信号とＬ信号とが切り替わる時のクランク角の値は特定の値となる。制御部５０のＲＯＭには、Ｈ信号とＬ信号とが切り替わるときのクランク角（右バンクＨ→Ｌ：３０°ＣＡ，３３０°ＣＡ，４５０°ＣＡ、右バンクＬ→Ｈ：１５０°ＣＡ，３９０°ＣＡ、６３０°ＣＡ、左バンクＨ→Ｌ：１５０°ＣＡ，４５０°ＣＡ，５７０°ＣＡ、左バンクＬ→Ｈ：３０°ＣＡ，２７０°ＣＡ、５１０°ＣＡ）が予め記憶されている。したがって、カム信号の切り替わりが検知されるときに、算出しているクランク角の値が、規定範囲内、すなわち、カム信号の出力が切り替わるときに算出されるはずのクランク角（ＲＯＭに記憶したクランク角）を含む許容範囲内にある場合には、算出されているクランク角が適正な値にあると推定することができる。一方、カム信号の切り替わりが検知されるときに、算出しているクランク角の値が、上記規定範囲内にない場合には、算出されているクランク角が適正な値にはないと推定することができる。
【０１５８】
ここで、算出されているクランク角が、欠歯部２３の検知により更新されたときは、算出されているクランク角が適正な値にある旨を確認することができる。また、カム信号のＨ信号とＬ信号との切り替わりを検知することにより、算出されているクランク角が適正な値にあるか否かを確認することができる。したがって、本実施形態では、制御部５０が、クランク角センサ７５の出力する信号及びカム角センサ８８，９８の出力する信号に基づいて、算出されているクランク角が適正な値にある旨の確認を行うとともに、カム角センサ７６の出力する信号に基づいて、算出されているクランク角が適正な値にはない旨の確認を行う。
【０１５９】
本実施形態においても、自動再始動時に、第１実施形態の表１と同様の態様でクランク角の確認状況の指標値が設定される。なお、本実施形態では、カム信号に基づくクランク角の確認状況の指標値を設定するにあたっては、右バンク及び左バンクの双方のカム信号が用いられる。すなわち、指標値の設定は、図３のフローチャートに示す実行手順と同様の態様で行われるものの、ステップＳ１７においては、少なくとも一方のバンクにおいてカム信号が検知されたか否かが判定される。そして、算出されているクランク角と、双方のバンクにおけるカム信号の切り替わりの有無に基づいて、クランク角が適正な値にあるか否かの判定が行われる。
【０１６０】
すなわち、ステップＳ１７において、少なくとも一方のカム信号の切り替わりが検知されたと判定されると（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ステップＳ１８に移り、算出されているクランク角が、上記規定範囲内、すなわち、カム信号の切り替わりが検知されるときに算出されるはずのクランク角を含む許容範囲内にあるか否かが判定される。本実施形態では、この許容範囲が±２０°ＣＡに設定されている。そして、右バンクのカム信号のみにおいて切り替わりが検知されるときには、１０°ＣＡ刻みで算出されているクランク角が３１０〜３４０°ＣＡ，３７０〜４００°ＣＡ，６１０〜６４０°Ｃであるときに許容範囲内にある旨の判定がなされる。また、左バンクのカム信号のみにおいて切り替わりが検知されるときには、１０°ＣＡ刻みで算出されているクランク角が２５０〜２８０°ＣＡ，４９０〜５２０°ＣＡ，５５０〜５８０°ＣＡであるときに許容範囲内にある旨の判定がなされる。そして、右バンク及び左バンクの双方のカム信号の切り替わりが検知されるときには、１０°ＣＡ刻みで算出されているクランク角が１０〜４０°ＣＡ，１３０〜１６０°ＣＡ，４３０〜４６０°ＣＡであるときに許容範囲内にある旨の判定がなされる。
【０１６１】
以上のようにして、本実施形態においても自動再始動時にクランク角確認状況の指標値が設定される。
表６に、本実施形態における自動再始動時の点火の許可条件を示す。表６における点火許可条件の設定態様について、図１２を参照して説明する。
【０１６２】
【表６】
0006024603.tif 000007
図１２は、各気筒の行程とクランク角との関係を示しており、実線矢印ＡＲで示す時期が、右バンクのカム信号のＬ信号からＨ信号への切り替わりが検知されるクランク角を示し、実線矢印ＢＲで示す時期が、右バンクのカム信号のＨ信号からＬ信号への切り替わりが検知されるクランク角を示す。また、実線矢印ＡＬで示す時期が、左バンクのカム信号のＬ信号からＨ信号への切り替わりが検知されるクランク角を示し、実線矢印ＢＬで示す時期が、左バンクのカム信号のＨ信号からＬ信号への切り替わりが検知されるクランク角を示す。また、矢印Ｃで示す範囲のクランク角が欠歯部２３に対応しており、その３０°ＣＡ後の破線矢印Ｄで示すクランク角が、欠歯部２３が検知されるクランク角である。また、各気筒においては、圧縮上死点の３０°ＣＡ前（破線矢印）の時期が燃料噴射時期であり、圧縮上死点の１０°ＣＡ前（実線矢印）から圧縮上死点１０°ＣＡまでの期間が点火プラグ１２の通電時期である。
【０１６３】
図１２において、例えば、自動停止に伴ってクランク軸２０が停止したときに、圧縮行程で停止している気筒が、その燃料噴射時期よりも進角側（圧縮行程上死点前４０°ＣＡ以前）で停止している場合、最初の燃料噴射及び点火を、圧縮行程で停止している気筒に対して実行することが可能である。したがって、圧縮行程で停止している気筒に対して燃料噴射及び点火を行えば、最も早く初爆を生じさせることができるため、本実施形態では、圧縮行程において上死点よりも４０°ＣＡ以上手前で停止している気筒がある場合には、この気筒に対して最初の燃料噴射及び点火が実行される。また、圧縮行程において停止している気筒がその燃料噴射時期又はその時期よりも遅角側（圧縮上死点前３０°ＣＡ以降）で停止している場合には、最初の燃料噴射をその気筒に対して行うことができない。そのため、この場合には、その次に点火時期をむかえる気筒が最も早く初爆を生じさせる気筒となり、その気筒に対して最初の燃料噴射及び点火が実行される。なお、以下の説明においては、最初の燃料噴射及び点火が実行される気筒を「最初に点火時期をむかえる気筒」とし、その最初に点火時期をむかえる気筒に次いで圧縮行程となり、点火時期をむかえる気筒を「２番目に点火時期をむかえる気筒」と説明する。
【０１６４】
そして、表６に示すように、最初に点火時期をむかえる気筒に対しては、点火許可条件が指標値「０」以上に設定され、算出しているクランク角が適正な値にあるか否かの確認がなされていない場合でも点火が許可される。また、２〜４番目に点火時期をむかえる気筒については、点火許可条件が指標値「２」以上に設定されているため、指標値「２」以上で点火が許可される一方、算出しているクランク角が適正な値にある旨の確認がなされていないときに、点火が禁止される。また、５番目以降に点火時期をむかえる気筒については、点火許可条件が指標値「３」に設定されているため、指標値「３」で点火が許可され、欠歯部２３が検知されていない状況においては、点火が禁止される。
【０１６５】
５番目以降に点火時期をむかえる気筒について、点火許可条件を指標値「３」としているのは、本実施形態では、クランク角センサ７５の異常等が生じていない限り、遅くとも５番目の点火時期までに欠歯部２３が検知されて、算出されているクランク角が欠歯部２３の検知に基づいて更新されるためである。
【０１６６】
すなわち、図１２に示すように、例えば、最初に点火時期をむかえる気筒が第２気筒である場合には、２番目に点火時期をむかえる第３気筒の圧縮行程において欠歯部２３が検知されるため、第４気筒における３番目の点火時期までには欠歯部２３が検知されていることになる。また、最初に点火時期をむかえる気筒が第５気筒である場合には、２番目に点火時期をむかえる第６気筒の圧縮行程において欠歯部２３が検知されるため、第１気筒における３番目の点火時期までには欠歯部２３が検出されていることになる。
【０１６７】
また、例えば、最初に点火時期をむかえる気筒が第１気筒である場合には、３番目に点火時期をむかえる第３気筒の圧縮行程において欠歯部２３が検知されるため、第４気筒における４番目の点火時期までには欠歯部２３が検知されていることになる。また、最初に点火時期をむかえる気筒が第４気筒である場合には、３番目に点火時期をむかえる第６気筒の圧縮行程において欠歯部２３が検知されるため、第１気筒における４番目の点火時期までには欠歯部２３が検出されていることになる。
【０１６８】
しかしながら、最初に点火時期をむかえる気筒が第３気筒である場合には、４番目の点火時期までに欠歯部２３を検知できない場合がある。これは、以下の理由による。例えば、最初に点火時期をむかえる気筒が第３気筒である場合は、初爆は第３気筒で生じるが、自動停止時に１５０°ＣＡ以降のクランク角で停止している場合には、その第３気筒の圧縮行程において１８０〜２１０°ＣＡの欠歯部２３が検知できない。これは、欠歯部２３を認識するためには、それ以前に出力されるパルス信号の出力期間が安定していることが要求されるものの、クランキング開始直後は機関回転速度が遅くパルス信号の出力期間が長くなる傾向にあるためである。自動停止時に１５０°ＣＡ以降のクランク角で停止している場合には、欠歯部２３が検知されるまでに出力されるパルス信号が出力される回数が少なく且つ出力間隔が長いため、欠歯部２３を正確に検知できない。したがって、第３気筒が最初に点火時期をむかえる気筒になっている場合には、第３気筒の圧縮行程において欠歯部２３が検知されていない場合がある。また、最初に点火時期をむかえる気筒が第３気筒である場合には、５９０°ＣＡにおいても欠歯部２３が検知される。しかしながら、この時期は４番目に点火時期をむかえる第６気筒における点火時期（点火プラグ１２の通電開始時期）と同時期であるため、４番目の点火時期である第６気筒の点火時期までには、５４０〜５７０°ＣＡの欠歯部２３の検知もなされないこととなる。したがって、最初に点火時期をむかえる気筒が第３気筒である場合には、４番目の点火時期までに欠歯部２３が検知されていない場合がある。また、最初に点火時期をむかえる気筒が第６気筒である場合にも、同様にして、第３気筒における４番目の点火時期までに欠歯部２３が検知されていない場合がある。しかし、最初に点火時期をむかえる気筒が第３気筒である場合や第６気筒である場合であっても、５番目の点火時期をむかえるまでには欠歯部２３が検知されるはずのクランク角を必ず通過することになる。そのため、いずれの場合にも５番目の点火時期をむかえるまでには、欠歯部２３が検知され、クランク角の確認状況の指標値が「３」に設定されることになる。
【０１６９】
すなわち、圧縮行程で停止している気筒が何れの気筒であっても、遅くとも５番目の点火時期までには欠歯部２３が検知され、異常が発生していなければ、クランク角の確認状況の指標値が「３」に設定されることになる。こうした理由により、本実施形態では、５番目以降に点火時期をむかえる気筒について、点火許可条件を指標値「３」としている。
【０１７０】
なお、本実施形態では、上述したように５番目の点火時期までには、欠歯部２３が検知されるようになっているため、５番目の点火時期をむかえれば、機関始動に伴いクランク軸２０が欠歯部２３の検知が完了していることが推定される回転量回転していることになる。したがって、機関始動に伴いクランク軸２０が欠歯部２３の検知が完了していることが推定される回転量回転するまでの間は、点火許可条件が指標値「２」以上とされる一方、機関始動に伴いクランク軸２０が欠歯部２３の検知が完了していることが推定される回転量回転した後には、点火許可条件が指標値「３」とされると換言することができる。
【０１７１】
なお、本実施形態では、何れの停止位置から回転し始めたとしても、クランク軸２０が４４０°ＣＡ回転すれば、欠歯部２３の検知を完了させることができる。すなわち、欠歯部２３の検知において最も不利な条件は、欠歯部２３の直前の３０°ＣＡ前で停止している状態から自動再始動が開始される場合である。しかし、この場合であっても、クランク角センサ７５が、パルス信号を２回出力した後（２０°ＣＡ）に欠歯部２３に対応する期間（３０°ＣＡ）が現れ、その後に１回転して欠歯部２３に対応する期間が現れた後（３６０°ＣＡ）に、パルス信号が３回出力された（３０°ＣＡ）ときに、欠歯部２３が検知される。この間には、クランク軸２０が欠歯部２３にいたるまでの２０°ＣＡと、欠歯部２３を通過するまでの３０°ＣＡと、再び欠歯部２３にいたるまでの間隔に相当する３３０°ＣＡと、再び欠歯部２３を通過する３０°ＣＡと、欠歯部２３を通過してからパルス信号が３回出力されるまでの３０°ＣＡと、をあわせた４４０°ＣＡ回転している。したがって、クランク軸２０が少なくとも４４０°ＣＡ回転していれば、これに基づいて欠歯部２３の検知が完了していると推定することもできる。
【０１７２】
また、本実施形態では、図１２に示すように、２番目に点火時期をむかえる気筒の点火時期までにカム信号の切り替わりが検知される構成となっているため、算出されているクランク角が適正な値にある場合には、カム角センサ７６の異常等が生じない限り、２〜４番目の点火が実行されることになる。
【０１７３】
自動再始動時における点火は、表６に示す許可条件に基づいて、図１３のフローチャートに示す処理手順に従って実行される。この処理は、制御部５０によりイグニッションスイッチがオン状態であるときに所定周期毎の割り込み処理として実行される。なお、図１３のフローチャートは、図５のフローチャートのステップＳ３３の判定をステップＳ７１に置き換え、ステップＳ３４の判定をステップＳ７２に置き換えたものであり、その他のステップについては、図５のフローチャートと同様の処理が行われる。
【０１７４】
図１３に示すように、本処理が開始されると、まずステップＳ３１において、自動再始動時であるか否かが判定される。ステップＳ３１の判定は、図３のステップＳ１１と同様の態様で行われる。ステップＳ３１において自動再始動時ではないと判定されると（ステップＳ３１：ＮＯ）、制御部５０は本処理を終了する。
【０１７５】
一方、ステップＳ３１において、自動再始動時である旨が判定されると（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、ステップＳ３２に移り、自動始動時に最初に点火時期をむかえる気筒における点火判定時であるか否かが判定される。ステップＳ３２において、肯定判定がなされた場合には（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、ステップＳ３９に移り、算出されているクランク角に基づいて点火が許可され、制御部５０は、本処理を一旦終了する。
【０１７６】
一方、ステップＳ３２で、最初に点火時期をむかえる気筒における点火判定時ではないと判定されると（ステップＳ３２：ＮＯ）、ステップＳ７１に移り、２〜４番目に点火時期をむかえる気筒における点火の判定時であるか否かが判定される。ステップＳ７１において、肯定判定がなされると（ステップＳ７１：ＹＥＳ）、ステップＳ３８に移り、クランク角判定の指標値が「２」以上に設定されているか否かが判定される。すなわち、表６に示すように、２〜４番目以降に点火時期をむかえる気筒においては、点火の許可条件が指標値「２」以上である。したがって、ステップＳ３８では、この許可条件が成立しているか否かの判定が行われる。ステップＳ３８において、指標値が「２」以上であると判定されると（ステップＳ３８：ＹＥＳ）、点火の許可条件が成立しているため、ステップＳ３６に移り、点火が許可される。一方、ステップＳ３８において、指標値が「２」以上ではないと判定されると（ステップＳ３８：ＮＯ）、ステップＳ３７に移り、点火が禁止される。すなわち、指標値が「２」以上ではない場合には、２〜４番目に点火時期をむかえる気筒における点火の許可条件が成立していないため、点火が禁止される。ステップＳ３６及びステップ３７の処理の後、制御部５０は、本処理を一旦終了する。
【０１７７】
ステップＳ７１において、２〜４番目に点火時期をむかえる気筒における点火判定時ではないと判定されると（ステップＳ７１：ＮＯ）、ステップＳ７２に移り、５番目以降に点火時期をむかえる気筒における点火判定時であるか否かが判定される。ステップＳ７２において否定判定されると（ステップＳ７２：ＮＯ）、点火判定時ではないため、制御部５０は、本処理を一旦終了する。
【０１７８】
一方、ステップＳ７２において、５番目以降に点火時期をむかえる気筒における点火判定時であると判定されると（ステップＳ７２：ＹＥＳ）、ステップＳ３５に移り、クランク角確認状況の指標値が「３」に設定されているか否かが判定される。すなわち、表６に示すように、５番目以降に点火時期をむかえる気筒においては、点火の許可条件が指標値「３」である。したがって、ステップＳ３５では、この許可条件が成立しているか否かの判定が行われる。ステップＳ７２において、指標値が「３」であると判定されると（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、点火の許可条件が成立しているため、ステップＳ３６に移り、点火が許可される。一方、ステップＳ３５において、指標値が「３」ではないと判定されると（ステップＳ３８：ＮＯ）、ステップＳ３７に移り、点火が禁止される。すなわち、指標値が「３」ではない場合には、５番目以降に点火時期をむかえる気筒における点火の許可条件が成立していないため、点火が禁止される。ステップＳ３６及びステップ３７の処理の後、制御部５０は、本処理を一旦終了する。以上のようにして、自動再始動時の点火制御が実行される。
【０１７９】
次に、自動再始動時の燃料噴射の許可条件について、表７を参照して説明する。
【０１８０】
【表７】
0006024603.tif 000008
表７に示すように、本実施形態における燃料噴射許可条件は、第１実施形態において表３に示した燃料噴射許可条件と同様となっている。
【０１８１】
すなわち、自動再始動時に最初に点火時期をむかえる気筒に対する燃料噴射は、その許可条件が指標値「０」以上とされ、２番目以降に点火時期をむかえる気筒の燃料噴射については、指標値「１」以外のときは許可される。したがって、２番目以降に点火時期をむかえる気筒に対する噴射については、算出されているクランク角が適正な値にはないと確認されている場合にのみ禁止され、この確認がなされていない（指標値「０」、「２」及び「３」）場合には、燃料噴射が実行される。なお、２番目以降に点火時期をむかえる気筒においては、指標値「０」も燃料噴射の許可条件としており、算出されているクランク角が適正な値にある旨が確認されていなくても、燃料噴射が許可されることとなる。しかしながら、仮に不適切な時期に燃料噴射が実行されたとしても、その後の点火は、算出されているクランク角が適正な値にあることを条件に実行されるため、不適切な燃焼は生じない。また、指標値「１」の場合は、算出されているクランク角が適正な値にはない旨の確認が既になされているため、算出されているクランク角に基づく不適切な燃料噴射が実行されることを抑制すべく、燃料噴射を禁止する。
【０１８２】
自動再始動時における燃料噴射は、表７に示す燃料噴射許可条件に基づいて実行される。なお、上記したように、表７に示す燃料噴射許可条件は、表３に示す燃料噴射許可条件と同様であるため、自動再始動時における燃料噴射制御は、第１実施形態の図６のフローチャートに示す処理手順に従って実行される。したがって、実際の制御については第１実施形態において説明した自動再始動時の燃料噴射制御と同様であるため、説明を省略する。
【０１８３】
本実施形態においても、第１実施形態と同様の作用、及び第１実施形態の（１）〜（４）の同様の効果を奏することができる。
（第４実施形態）
本実施形態では、上記第３実施形態の構成に加え、自動再始動時に筒内噴射弁１１に供給される燃料の圧力に基づいて、燃料の噴射態様を切り替える制御を行う。
【０１８４】
詳細には、本実施形態の制御装置は、第２実施形態で説明したデリバリパイプ内の圧力を検知する圧力センサ７９を備えている。そして、同圧力センサ７９により検知される圧力が、圧縮行程での燃料噴射を実行することが可能な下限圧力未満である場合には、制御部５０が、圧縮行程噴射始動を禁止して吸気行程噴射始動が実行されるように、筒内噴射弁１１及び点火プラグ１２を制御する。
【０１８５】
なお、デリバリパイプ内の圧力が、圧縮行程での燃料噴射を実行するための下限圧力以上である場合には、自動再始動時に圧縮行程での燃料噴射が実行されるため、表６及び表７、並びに図６及び図１３を参照して説明した上記制御とほぼ同様の制御が行われる。詳細には、図１３におけるステップＳ３１では、自動再始動時であるか否かの判定のみを行っていたが、本実施形態では、圧縮行程噴射による自動再始動時であるか否かが判定される。すなわち、自動再始動時であるか否かの判定に併せて、圧力センサ７９がデリバリパイプの圧力が下限圧力以上であることを検知したことによって、制御部５０が圧縮行程噴射による始動を決定したか否かの判定が行われる。また、図６におけるステップＳ４１においても、圧縮行程噴射による自動再始動時であるか否かが判定されることになる。その他のステップにおいては、先に説明した内容と同様であるので、説明を省略する。
【０１８６】
表８に、自動再始動時に吸気行程噴射を行う場合の点火の許可条件を示す。
【０１８７】
【表８】
0006024603.tif 000009
表８に示すように、自動再始動時に吸気行程噴射始動を行う場合には、最初の点火判定時から、その許可条件が指標値「２」以上とされる。この理由は第２実施形態に記載した理由と同様である。すなわち、吸気行程噴射始動の場合には、不適切な点火がなされた場合に発生する逆回転トルクが大きくなるため、吸気行程噴射始動を実行する場合には、算出しているクランク角が適正な値にある旨の確認がなされるまでは、点火の実行を禁止するようにしている。こうした理由により、圧縮行程噴射始動を行う場合には最初の点火許可条件を指標値「０」以上としているのに対して、吸気行程噴射始動を行う場合には最初の点火許可条件から指標値「２」以上に設定している。
【０１８８】
表８における点火許可条件の設定態様について、図１４を参照して説明する。
図１４は、各気筒の行程とクランク角との関係を示しており、カム信号の切り替わりが検知される時期、及び欠歯部２３が検知される時期については、図１２と同様の態様で図示している。また、自動再始動時における最初の燃料噴射は吸気行程の気筒において吸気上死点の１２０°ＣＡ後（破線矢印）において実行され、それに続いて点火時期をむかえる気筒においては、吸気上死点の６０°ＣＡ後に燃料噴射が実行されるが、図１４には、各気筒において最初に燃料噴射が行われた場合の噴射時期のみを示している。また、各気筒では、圧縮上死点の１０°ＣＡ前（実線矢印）から圧縮上死点１０°ＣＡまでの期間が点火プラグ１２の通電時期である。
【０１８９】
吸気行程噴射の始動の場合、最初の燃料噴射時期を吸気上死点の１２０°ＣＡ後としているのは、第２実施形態において記載した理由と同様の理由による。すなわち、吸気行程で停止している気筒に対して、燃料の均質化を良好に維持しつつ、可能な限り最初の燃料噴射を実行すべく、燃料噴射時期を吸気上死点の１２０°ＣＡ後としている。
【０１９０】
図１４において、例えば、自動停止に伴ってクランク軸２０が停止したときに、何れかの気筒が吸気行程における燃料噴射時期よりも進角側（吸気上死点の１１０°ＣＡ後以前）で停止している場合、最初の燃料噴射及び点火を、吸気行程で停止している気筒に対して実行することが可能である。したがって、吸気行程で停止している気筒に対して燃料噴射及び点火を行えば、最も早く最初の初爆を生じさせることができるため、本実施形態では、吸気行程において吸気上死点の１１０°ＣＡ後以前で停止している気筒がある場合には、この気筒が、最初に燃料噴射時期及び点火時期をむかえる気筒となる。また、吸気行程で停止している気筒がその燃料噴射時期又はその時期よりも遅角側（吸気上死点の１２０°ＣＡ後以降）で停止している場合には、最初の燃料噴射をその気筒に対して行うことができないため、その次に吸気行程となる気筒が、最初に燃料噴射時期及び点火時期をむかえる気筒となる。なお、以下の説明においては、最初に燃料噴射時期及び点火時期をむかえる気筒に次いで吸気行程となり、点火時期をむかえる気筒を「２番目に点火時期をむかえる気筒」と説明する。
【０１９１】
表８を示して説明したように、全ての気筒において点火許可条件は、吸気行程噴射による大きな逆回転トルクの発生を抑制すべく指標値「２」以上とされる。詳細には、最初及び２番目に点火時期をむかえる気筒については、点火許可条件が指標値「２」以上に設定されているため、指標値「２」以上で点火が許可される一方、算出しているクランク角が適正な値にある旨の確認がなされていないときに、点火が禁止される。また、３番目以降に点火時期をむかえる気筒については、点火許可条件が指標値「３」に設定されているため、指標値「３」で点火が許可され、欠歯部２３が検知されていない状況においては、点火が禁止される。
【０１９２】
３番目以降に点火時期をむかえる気筒について、点火許可条件を指標値「３」としているのは、本実施形態では、遅くとも３番目の点火時期までに欠歯部２３が検知されて、算出されているクランク角が欠歯部２３の検知に基づいて更新されるためである。遅くとも３番目の点火時期までに欠歯部２３が検知される理由は、第３実施形態において図１２を示して説明した理由、すなわち、吸気行程噴射始動において５番目に点火時期をむかえる気筒の点火時期までに欠歯部２３が検知される理由と同様の理由である。
【０１９３】
すなわち、図１４に示すように、例えば、吸気行程噴射始動において、吸気行程を経て最初に点火時期をむかえる気筒が第１気筒である場合には、その第１気筒の点火時期までには欠歯部２３が検知されている。同様に、吸気行程を経て最初に点火時期をむかえる気筒が第４気筒である場合には、その第４気筒における点火時期までには欠歯部２３が検出されていることになる。
【０１９４】
また、吸気行程を経て最初に点火時期をむかえる気筒が第３気筒である場合には、２番目に点火時期をむかえる第４気筒の点火時期までには欠歯部２３が検知されている。同様に、吸気行程を経て最初に点火時期をむかえる気筒が第６気筒である場合には、２番目に点火時期をむかえる第１気筒の点火時期までには欠歯部２３が検知されている。
【０１９５】
また、吸気行程を経て最初に点火時期をむかえる気筒が第２気筒である場合には、自動再始動の開始時における停止位置が５１０°ＣＡ以降のクランク角である場合には、２番目に点火時期をむかえる第３気筒の点火時期までに欠歯部２３を検知できず、３番目に点火時期をむかえる第４気筒の点火時期までには欠歯部２３を検知できる。同様に、吸気行程を経て最初に点火時期をむかえる気筒が第５気筒である場合には、２番目に点火時期をむかえる第６気筒の点火時期までに欠歯部２３を検知できない場合があるものの、３番目に点火時期をむかえる第１気筒の点火時期までには欠歯部２３を検知できる。したがって、表８に示すように、自動再始動時に３番目に吸気行程となる気筒における点火許可条件は「３」とされる。
【０１９６】
なお、本実施形態では、図１４に示すように、吸気行程を経て最初の点火時期をむかえるまでにカム信号の切り替わりが検知される構成となっているため、算出されているクランク角が適正な値にある場合には、カム角センサ７６の異常等が生じない限り、最初の点火から実行されることになる。
【０１９７】
自動再始動時における点火は、表８に示す許可条件に基づいて実行される。なお、表８に示す許可条件は、表４の許可条件と同様であるため、図８のフローチャートに示す処理手順に従って実行される。なお、図８のフローチャートについては、第２実施形態で説明した内容と同様であるため、説明を省略する。
【０１９８】
以上のようにして、吸気行程噴射始動では最初の点火から、算出されているクランク角が適正な値にあること（指標値「２」又は「３」）が確認されている場合にのみその実行が許可される。そして、３番目以降の点火については、欠歯部２３が検知された場合に（指標値「３」）のみ実行される。したがって、自動再始動時に吸気行程噴射を行う場合には、算出されているクランク角が適正な値にある旨の確認がなされるまでは、点火の実行が禁止される。
【０１９９】
表９は、吸気行程噴射始動時の燃料噴射の許可条件を示す。
【０２００】
【表９】
0006024603.tif 000010
表９に示すように、吸気行程噴射始動時には、燃料噴射条件は、「１」以外とされる。したがって、各気筒の燃料噴射判定時において、指標値が「１」以外であれば、燃料噴射は許可され、指標値が「１」であれば、燃料噴射が禁止される。
【０２０１】
自動再始動時における燃料噴射は、表９に示す許可条件に基づいて実行される。なお、表９に示す許可条件は、第２実施形態における表５に示す許可条件と同様である。したがって、吸気行程噴射始動時における燃料噴射は、図９のフローチャートに示す処理手順に従って実行される。なお、図９のフローチャートについては、第２実施形態で説明した内容と同様であるため、説明を省略する。
【０２０２】
以上のようにして、吸気行程噴射始動時には、最初の燃料噴射から、算出されているクランク角が適正な値にはないと確認されている場合には禁止される。したがって、算出されているクランク角に基づく不適切な燃料噴射が実行されることを抑制することができる。これにより、不適切な時期に噴射や点火が実行されることに起因した大きな逆回転トルクが発生することを初回から抑制することができる。
【０２０３】
本実施形態においても、第１実施形態の（１）〜（４）に記載した効果、及び第２実施形態の（５）〜（７）に記載した効果と同様の効果を奏する。
なお、本実施形態における吸気行程噴射についても、内燃機関がポート噴射弁１５を備える場合には、ポート噴射弁１５により燃料噴射を実行するようにしてもよい。
【０２０４】
（その他の実施形態）
・上記各実施形態では、機関始動に伴いクランク軸が欠歯部の検知が完了していることが推定される回転量回転するまでの間は、欠歯部の検知がなされたことと、カム信号が切り替わるときにクランク角の推定値が規定範囲内にあることとの論理和条件が成立したことに基づいて、クランク角の推定値が適正な値にあることを確認している。しかしながら、クランク角の推定値が適正な値にあることの確認を欠歯部の検知のみにより行うようにしてもよい。また、機関始動に伴いクランク軸が欠歯部の検知が完了していることが推定される回転量回転した後であっても、上記論理和条件が成立したことに基づいて、クランク角の推定値が適正な値にあることを確認するようにしてもよい。また、それまでクランク軸がどれだけ回転しているかに関わらず、常に、カム信号が切り替わるときにクランク角の推定値が上記規定範囲内にあることを確認することのみによって、クランク角の推定値が適正な値にあることの確認を行うようにしてもよい。
【０２０５】
・また、上記各実施形態では、カム信号に基づいて、クランク角の推定値が適正な値にあるか否かを判定する場合には、単にカム信号の切り替わりを検知するとともに、クランク角の推定値が、カム信号の切り替わりが検知されるときのクランク角の許容範囲内にあるか否かを判定するようにしている。これに対して、カム信号のＬ信号からＨ信号への切り替わりと、Ｈ信号からＬ信号への切り替わりとを区別して検知し、規定範囲内、すなわち、カム信号の切り替わりが検知されるときのクランク角の許容範囲内にあるか否かを、Ｈ信号からＬ信号への切り替わり時とＬ信号からＨ信号への切り替わり時とで区別して判定するようにしてもよい。すなわち、Ｌ信号からＨ信号への切り替わり時には、クランク角がＬ信号からＨ信号への切り替わりが検知されるときのクランク角の許容範囲内にあるか否かを判定し、Ｈ信号からＬ信号への切り替わり時には、クランク角がＨ信号からＬ信号への切り替わりが検知されるときのクランク角の許容範囲内にあるか否かを判定するようにしてもよい。
【０２０６】
・さらに、カム信号のＬ信号からＨ信号への切り替わりを検知するとともに、それ以前に継続して出力されていたＬ信号の長さを把握することで、そのＬ信号からＨ信号への切り替わりがどのクランク角に対応するものかを特定し、クランク角の推定値がこの特定されたクランク角の許容範囲内である規定範囲内にあるか否かを判定するようにしてもよい。同様に、カム信号のＨ信号からＬ信号への切り替わりを検知するとともに、それ以前に継続して出力されていたＨ信号の長さを把握することで、クランク角の推定値が適正な値にあるか否かを判定するようにしてもよい。
【０２０７】
・また、クランク角の推定値が適正な値にあるか否かの判定のために利用されるカム信号として、排気側のカム軸におけるカム信号を用いるようにしているが、これに代わり、吸気側のカム軸におけるカム信号を用いるようにしてもよいし、排気側及び吸気側の双方のカム信号を用いるようにしてもよい。
【０２０８】
・さらに、クランク角が適正な値にあることの確認を、その他の信号に基づいて行うようにしてもよい。
・第２実施形態、その変形例及び第４実施形態では、圧力センサによってデリバリパイプの圧力が下限圧力以下であると検出されるときには、吸気行程噴射を実行するようにしている。しかしながら、機関温度等のその他の内燃機関の状態に基づいて、始動時における圧縮行程噴射と吸気行程噴射とを切り替えるようにしてもよい。
【０２０９】
・上記各実施形態では、通常始動時には、欠歯検知による気筒判別後に燃料噴射と点火とを実行するようにしているが、通常始動時には、カム信号の切り替わりの検知及び欠歯検知の少なくとも一方により推定されるクランク角が適正な値にあることが確認された場合に、燃料噴射と点火を実行するようにしても良い。さらに、通常始動時においても、上記各実施形態の自動再始動時の点火制御及び燃料噴射制御と同様の制御を行うようにしてもよい。これにより、通常始動時においても、早期の始動完了を図るとともに、不適切な点火が連続して実行されることを抑制することができる。
【０２１０】
・上記各実施形態では、始動時の点火制御に加え、燃料噴射についても、クランク角の推定値が適正な値にはない場合には禁止する制御を行うようにしているが、燃料噴射については、クランク角の推定値が適正な値にあるか否かに関わらず、常時実行するようにしてもよい。
【０２１１】
・上記各実施形態では、クランク角センサが出力するパルス信号を計数してクランク角を算出することで、クランク角を推定するようにしているが、クランク角の推定態様は上記態様に限定されない。例えば、機関停止時に記憶したクランク角と機関始動からの経過時間などに基づいてクランク角を推定するようにしてもよい。
【０２１２】
・また、内燃機関及びカムロータ、クランクロータの具体的な構成、欠歯部やカム角の切り替わりが検知される時期は、上記各実施形態に例示した構成に特に限定されない。すなわち、内燃機関は、直列４気筒やＶ型６気筒以外のガソリンエンジンであってもよい。また、カムロータの凸部（突起）及び凹部（突起がない部分）の周方向の角度や、クランクロータの欠歯部が設けられるクランク角、及び欠歯部の個数は、上記例示した態様に限定されない。また、上記各実施形態では、欠歯部が設けられるクランク角の３０°ＣＡ後に欠歯部を検知するようにしているが、この検知態様も特に限定されず、例えば、欠歯部に対応してパルス信号の出力が停止した後に最初にパルス信号が出力されるタイミングで欠歯部を検知するようにしてもよい。なお、こうしたクランクロータにおける欠歯部の形成態様や、クランク角センサによる欠歯部の検知態様によって、欠歯部の検知に要するクランク軸の回転量も変化する。したがって、欠歯部の検知が完了していることが推定される回転量も、上記各実施形態に例示した回転量に限定されない。
【符号の説明】
【０２１３】
１０…内燃機関、１１…筒内噴射弁、１２…点火プラグ、１３…スロットル弁、１４…スタータ、１５…ポート噴射弁、２０…クランク軸、２１…クランクロータ、２２…突起、２３…欠歯部、３０，８０，９０…排気カム軸（カム軸）、３１，８１，９１…カムロータ、３２〜３４，８２〜８４，９２〜９４…凸部、３５〜３７，８５〜８７，９５〜９７…凹部、５０…制御部、７１…アクセルポジションセンサ、７２…スロットルポジションセンサ、７３…エアフロメータ、７４…水温センサ、７５…クランク角センサ、７６，８８，９８…排気カム角センサ（カム角センサ）、７７…ブレーキスイッチ、７８…車速センサ、７９…圧力センサ。
【図１】
0006024603.tif 000011
【図２】
0006024603.tif 000012
【図３】
0006024603.tif 000013
【図４】
0006024603.tif 000014
【図５】
0006024603.tif 000015
【図６】
0006024603.tif 000016
【図７】
0006024603.tif 000017
【図８】
0006024603.tif 000018
【図９】
0006024603.tif 000019
【図１０】
0006024603.tif 000020
【図１１】
0006024603.tif 000021
【図１２】
0006024603.tif 000022
【図１３】
0006024603.tif 000023
【図１４】
0006024603.tif 000024