(57)【要約】【課題】  振動の発生を抑制しつつ、内燃機関のピストンの停止位置を精度良く制御する。【解決手段】  エンジン１００の各気筒（１）１１４〜気筒（４）１２０内には、摺動可能に複数のピストンが設けられる。エンジン１００には、エンジン１００の運転時において、燃焼順序が連続する気筒間を連通する複数の連通管（１）１３０〜連通管（４）１３６と、各連通管（１）１３０〜連通管（４）１３６を連通状態および遮断状態のいずれかの状態にするための複数の開閉弁（１）１２２〜開閉弁（４）１２８と、エンジン１００の運転停止時において、ピストンが予め定められた位置に停止するように、複数の開閉弁（１）１２２〜開閉弁（４）１２８を制御するためのＥＣＵ２００とが設けられる。【選択図】        図１
2006070793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関の制御装置であって、各前記気筒内には、摺動可能に複数のピストンが設けられ、
前記内燃機関の運転時において、燃焼順序が連続する気筒間を連通する複数の連通路と、
各前記連通路を連通状態および遮断状態のいずれかの状態にするための複数の開閉手段と、
前記内燃機関の運転停止時において、前記ピストンが予め定められた位置に停止するように、前記複数の開閉手段を制御するための制御手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
各前記ピストンは、前記内燃機関の出力軸に接続され、
前記制御装置は、
前記出力軸の回転角度および回転数を検知するための手段と、
前記回転角度および回転数に基づいて、前記内燃機関の運転停止時に、前記複数の気筒のうち圧縮行程にある気筒を推定するための推定手段と、
前記回転数が予め定められた回転数以下であって、前記推定された気筒が吸気行程にあると、燃料を噴射するように制御するための手段とをさらに含み、
前記制御手段は、前記推定された気筒と膨張行程にある気筒とが前記連通状態になるように、前記開閉手段を制御するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記回転数に基づいて、前記出力軸の回転角加速度を演算するための手段と、
前記回転角加速度が予め定められた第１の値以下になると圧縮行程にある気筒と膨張行程にある気筒とが前記連通状態になり、前記回転角加速度が予め定められた第２の値以上になると前記遮断状態になるように、前記開閉手段を制御するための手段とを含む、請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、ポート噴射型エンジンである、請求項１〜３のいずれか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し、特に、内燃機関の停止時に気筒内のピストンの停止位置を制御する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化の防止や省資源化の観点から、交差点等において赤信号で車両が停車するとエンジンを自動的に停止させて、再び走行を始めようと運転者が操作すると（たとえばアクセルペダルを踏んだり、あるいはブレーキペダルの踏み込みをやめたりするなどの操作を行なうと）、エンジンが再始動するアイドリングストップシステム（エコノミーランニングシステム、エンジンオートマチックストップアンドスタートシステムとも呼ばれる。）が実用化されている。
【０００３】
このようなアイドリングストップシステムが搭載された車両においては、予め定められた停止条件を満足すると、エンジンを停止させる制御が行なわれる。このとき、再始動時の始動性を向上させるために、エンジンを所望のクランク角度で停止させる技術がある。たとえば、特開２００１−１７３４７３号公報（特許文献１）は、エンジンを所望のクランク角度で停止することでエンジン始動性の向上を図る内燃機関の制御装置を開示する。この内燃機関の制御装置は、エンジン停止条件が成立したと判定されると、吸気圧力を増大し、その後にエンジンを停止するようにしている。
【０００４】
特許文献１に開示される内燃機関の制御装置によると、エンジンの停止前に吸気圧力を増大させることでエンジンの燃焼室内の圧力が増大する。そのため、ピストンがその圧力に抗して圧縮上死点を超えることがなく、ピストンのクランク角度をＴＤＣ（Top Dead Center）手前の所望の角度（約ＢＴＤＣ６０°ＣＡ）で停止させることができる。その結果、再始動時にこの圧縮上死点前の気筒に着火することにより、エンジンの始動性が向上する。
【特許文献１】特開２００１−１７３４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、上述の特許文献１とは異なるが、アイドリングストップシステムが搭載される車両のエンジンの停止時において、膨張行程にある気筒に燃料を噴射しておいて、エンジンを停止させて、次回の着火始動時に、膨張行程にある気筒に点火してエンジンを速やかに再始動することも考えられる。
【０００６】
特に、ポート噴射型のエンジンにおいては、膨張行程にある気筒に燃料を噴射しておくためには、膨張行程の前の吸気行程において燃料を噴射しておいて、再始動時に点火する気筒を膨張行程で停止させる必要がある。しかしながら、吸気行程において燃料を噴射しておくと、圧縮行程において混合気の圧力が高まり自着火が起きやすいという問題がある。自着火が発生すると、トルクが発生し、ピストンまたはクランクシャフトを所望の位置に停止させるように制御することが困難になるという問題がある。また、自着火が発生すると、再始動時に膨張行程にある気筒に点火しても、所望のトルクが得られないという問題がある。すなわち、エンジンの始動性が悪化するという問題がある。
【０００７】
さらに、特許文献１に開示される内燃機関の制御装置のように、スロットルおよび吸排気バルブだけでは、クランクシャフトの停止位置を精度良く制御できない。このため、始動性が悪化するという問題がある。また、特許文献１に開示される内燃機関の制御装置のように吸気圧力を増大させると、トルク変動が大きくなり、エンジン停止時に振動が発生する。このように、吸気圧力の増大により停止位置を制御すると、高い精度で停止位置の制御を実現できないばかりか、振動が発生するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、振動の発生を抑制しつつ、ピストンの停止位置を精度良く制御することができる内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係る内燃機関の制御装置は、複数の気筒を有する内燃機関の制御装置である。各気筒内には、摺動可能に複数のピストンが設けられる。制御装置は、内燃機関の運転時において、燃焼順序が連続する気筒間を連通する複数の連通路と、各連通路を連通状態および遮断状態のいずれかの状態にするための複数の開閉手段と、内燃機関の運転停止時において、ピストンが予め定められた位置に停止するように、複数の開閉手段を制御するための制御手段とを含む。
【００１０】
第１の発明によると、複数の気筒を有する内燃機関において、燃焼順序が連続する気筒間を連通する連通路に設けられた開閉手段を制御して、ピストンを予め定められた位置に停止させる。すなわち、複数の気筒のうち圧縮行程にある気筒と燃焼順序が連続する膨張行程にある気筒とを連通することにより、圧縮行程にある気筒から膨張行程にある気筒に、混合気を流通させる。内燃機関の停止時に膨張行程にある気筒に混合気が流れ込んで、圧縮行程にある気筒の圧力が低下して自着火することを回避できる。このため、自着火により発生するトルクによる停止位置の精度の悪化を抑制することができる。また、圧縮行程にある気筒の燃焼室内の圧力を低下させることにより、ピストンの運動に抗して働く反力を小さくすることができる。そのため、ピストンの停止位置は、開閉手段を制御することにより制御することができる。そのため、ピストンを精度良く所望の位置に停止するように制御することができる。したがって、内燃機関の再始動時において、内燃機関が速やかに始動するとともに、再始動時に所望のトルクを発生させることができる。また、圧縮行程にある気筒の圧力が低下し、膨張行程にある気筒の圧力が増加すると、トルク変動が小さくなるため、振動の発生を低減することができる。その結果、振動の発生を抑制しつつ、ピストンの停止位置を精度良く制御することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００１１】
第２の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、各ピストンは、内燃機関の出力軸に接続される。制御装置は、出力軸の回転角度および回転数を検知するための手段と、回転角度および回転数に基づいて、内燃機関の運転停止時に、複数の気筒のうち圧縮行程にある気筒を推定するための推定手段と、回転数が予め定められた回転数以下であって、推定された気筒が吸気行程にあると、燃料を噴射するように制御するための手段とをさらに含む。制御手段は、推定された気筒と膨張行程にある気筒とが連通状態になるように、開閉手段を制御するための手段を含む。
【００１２】
第２の発明によると、制御装置は、出力軸の回転角度および回転数に基づいて、内燃機関の運転停止時に、複数の気筒のうち圧縮行程にある気筒を推定して、回転数が予め定められた回転数以下になり、推定された気筒が吸気行程になると、燃料を噴射する。制御手段は、推定された気筒と膨張行程にある気筒とが連通状態になるように、開閉手段を制御する。複数の気筒のうち圧縮行程にある気筒と燃焼順序が連続する膨張行程にある気筒とを連通させることにより、圧縮行程にある気筒から膨張行程にある気筒に対して、混合気を流通させることができる。そのため、内燃機関の停止時に膨張行程にある気筒に混合気を流通させることができ、圧縮行程にある気筒の圧力を低下させるので自着火することがなくなる。また、内燃機関の停止時に圧縮行程にある気筒の燃焼室内の圧力を低下させることにより、ピストンの運動に抗して働く反力（すなわち、ピストンの運動を抑制する力）を小さくすることができる。そのため、内燃機関の停止時にピストンの停止位置を制御することができる。そのため、ピストンを所望の位置に停止させることができ、内燃機関の再始動時の始動性が向上する。
【００１３】
第３の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、制御手段は、回転数に基づいて、出力軸の回転角加速度を演算するための手段と、回転角加速度が予め定められた第１の値以下になると圧縮行程にある気筒と膨張行程にある気筒とが連通状態になり、回転角加速度が予め定められた第２の値以上になると遮断状態になるように、開閉手段を制御するための手段とを含む。
【００１４】
第３の発明によると、制御手段は、演算された回転角加速度が予め定められた第１の値以下になると推定された気筒と膨張行程にある気筒とが連通状態になり、回転角加速度が予め定められた第２の値以上になると遮断状態になるように開閉手段を制御する。これにより、第１の値および第２の値を適切な値に設定することにより、圧縮行程にある気筒と膨張行程にある気筒とを連通状態にするタイミングおよび遮断状態にするタイミングを適切に設定することができる。そのため、圧縮行程にある気筒の燃焼室内の圧力を制御することができ、振動を低減することができる。さらに、内燃機関の停止時においては、ピストンの停止位置を制御することができる。そのため、ピストンを所望の位置に停止させることができ、内燃機関の再始動時の始動性が向上する。
【００１５】
第４の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、内燃機関は、ポート噴射型エンジンである。
【００１６】
第４の発明によると、ポート噴射型エンジンに本発明を適用することにより、エンジンの停止時に、圧縮行程にある気筒から膨張行程にある気筒に混合気を流通させて、圧縮行程において自着火の発生を抑制することができる。また、圧縮行程にある気筒の燃焼室内の圧力を制御することにより、ピストンの停止位置を制御することができる。そのため、エンジンの出力軸を所望の位置に停止させることができ、エンジンの再始動時の始動性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。本発明は、たとえば、頻繁にエンジンの再始動を行なう、アイドリングストップシステムが搭載される車両（以下、エコラン車とも記載する。）あるいはハイブリッド車両等に適用されるが、特にこれらの車両に限定されるものではない。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置が搭載される車両には、エンジン１００と、トランスミッション１０４と、スタータ１０６と、エアコンコンプレッサ１０８と、オルタネータ１１０と、ＥＣＵ２００とが設けられる。本実施の形態に係る制御装置は、ＥＣＵ２００により実現される。エンジン１００は、本実施の形態において、ポート噴射型のエンジンである。
【００１９】
トランスミッション１０４は、特に限定されるものではなく、手動変速機であってもよいし、有段式あるいは無段式の自動変速機であってもよい。
【００２０】
エンジン１００のシリンダブロックには、気筒（１）１１４〜気筒（４）１２０とが設けられる。なお、本発明においては、４気筒のガソリンエンジンについて説明するが、気筒数については、特に４気筒に限定されるものではない。
【００２１】
気筒（１）１１４〜気筒（４）１２０には、それぞれ内部に複数のピストン（図示せず）が摺動可能に設けられる。また、気筒（１）１１４〜気筒（４）１２０において、エンジン１００の運転中に燃焼順序が連続する気筒同士を連通する連通管（１）１３０〜連通管（４）１３６が設けられる。各連通管には、開閉弁（１）１２２〜開閉弁（４）１２８が設けられる。
【００２２】
すなわち、気筒（１）１１４と気筒（４）１２０とは、連通管（１）１３０により接続される。連通管（１）１３０の途中には、連通管（１）１３０を連通状態および遮断状態のいずれかの状態にする開閉弁（１）１２２が設けられる。
【００２３】
気筒（１）１１４と気筒（３）１１８とは、連通管（２）１３２により接続される。連通管（２）１３２の途中には、連通管（２）１３２を連通状態および遮断状態のいずれかの状態にする開閉弁（２）１２４が設けられる。
【００２４】
気筒（２）１１６と気筒（３）１１８とは、連通管（３）１３４により接続される。連通管（３）１３４の途中には、連通管（３）１３４を連通状態および遮断状態のいずれかの状態にする開閉弁（３）１２６が設けられる。
【００２５】
気筒（２）１１６と気筒（４）１２０とは、連通管（４）１３６により接続される。連通管（４）１３６の途中には、連通管（４）１３６を連通状態および遮断状態のいずれかの状態にする開閉弁（４）１２８が設けられる。なお、本実施の形態において、燃焼順序は、気筒（１）１１４、気筒（４）１２０、気筒（２）１１６、気筒（３）１１８であるが、特にこの燃焼順序に限定されるものではない。
【００２６】
開閉弁（１）１２２〜開閉弁（４）１２８は、たとえば、電磁弁である。開閉弁（１）１２２〜開閉弁（４）１２８は、それぞれＥＣＵ２００から送信される制御信号に応じて、電磁弁が開く連通状態および電磁弁が閉じる遮断状態のいずれかの状態になる。
【００２７】
各気筒において、連通管（１）１３０〜連通管（４）１３６が接続される位置は、エンジン１００の圧縮行程にある気筒の燃焼室と膨張行程にある気筒の燃焼室とが連通状態になるようにすることができれば、特に限定されるものではない。
【００２８】
また、連通管（１）１３０〜連通管（４）１３６の構造、形状および材質は、圧縮行程にある気筒の燃焼室内の混合気が膨張行程にある気筒の燃焼室内に流通させる連通路が形成できれば、特に限定されるものではない。すなわち、連通管（１）１３０〜連通管（４）１３６は、配管により形成されてもよいし、シリンダブロック内に連通路が形成されていてもよい。
【００２９】
気筒（１）１１４〜気筒（４）１２０に摺動可能に設けられる複数のピストンは、それぞれクランク機構（図示せず）を介して、エンジン１００の出力軸であるクランクシャフト１４０に接続される。クランクシャフト１４０の一方端には、プーリ１４６が設けられる。オルタネータ１１０には、プーリ１４４が設けられる。エアコンコンプレッサ１０８には、プーリ１１２が設けられる。プーリ１１２，１４４，１４６は、タイミングベルト１４８を介して接続される。したがって、クランクシャフト１４０が回転すると、タイミングベルト１４８を介して、プーリ１１２，１４４が回転する。プーリ１１２，１４４の回転に基づいて、オルタネータ１１０およびエアコンコンプレッサ１０８は作動する。
【００３０】
クランクシャフト１４０の一方端には、複数の歯部を有するタイミングロータ（図示せず）がさらに設けられている。タイミングロータは、複数の凸形状の歯部を有する。複数の歯部は、予め定められた間隔毎の角度に設けられる。タイミングロータに設けられる複数の歯部に対向するように、クランクポジションセンサ１４２が設けられる。クランクポジションセンサ１４２は、コイル等から構成され、タイミングロータが回転すると、複数の歯部とのエアギャップに応じて、検知信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００３１】
また、タイミングロータは、予め定められた位置に欠歯を有する。ＥＣＵ２００は、クランクポジションセンサにより検知される欠歯の位置を基準位置として、クランクシャフト１４０の回転角度を検知する。なお、好ましくは、クランクポジションセンサ１４２により、クランクシャフト１４０の正回転および逆回転が検知できることが望ましい。エンジン１００の停止時において、クランクシャフト１４０は逆回転する場合もある。そのため、クランクシャフト１４０の逆回転を検知することにより、ピストンの停止位置をより精度よく制御することができる。
【００３２】
また、エンジン１００には、スタータ１０６が設けられる。スタータ１０６は、たとえば、回転電機である。エンジン１００の起動あるいは始動時において、ＥＣＵ２００から制御信号を受信すると、スタータ１０６は電力の供給を受けて、クランクシャフト１４０を回転させるいわゆるクランキングを行なう。
【００３３】
ＥＣＵ２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示せず）およびメモリ（図示せず）から構成される。ＥＣＵ２００は、クランクポジションセンサ１４２から受信した検知信号に基づいて、クランクシャフト１４０の回転角度、回転角速度または回転角加速度を演算する。また、ＥＣＵ２００は、開閉弁（１）１２２〜開閉弁（４）１２８を、連通状態および遮断状態のいずれかの状態になるようにそれぞれ独立して制御する。
【００３４】
本実施の形態において、エンジン１００が再始動する際には、気筒（１）１１４〜気筒（４）１２０のいずれかのうち、膨張行程にある気筒に点火して、スタータ１０６をクランキングさせる。膨張行程にある気筒に点火すると、燃焼室内の燃焼圧が増大して、ピストンを押し下げて、クランクシャフト１４０に回転トルクを付与することができる。そのため、速やかにエンジン１００の始動が可能となり、さらにスタータ１０６の出力を低減させることができる。したがって、スタータ１０６の小型化することができる。
【００３５】
膨張行程にある気筒に点火して、所望の回転トルクを得るために、エンジン１００の停止時に、膨張行程にある気筒を推定して、推定された気筒が吸気行程にあるときに、燃料を噴射しておくことも考えられるが、このようにすると、圧縮行程において、気筒の燃焼室内の混合気の圧力が高まり、自着火を発生する可能性があり、ピストンの停止位置を制御することが困難になる場合がある。
【００３６】
その一方で、エンジン１００の停止時においては、気筒（１）１１４〜気筒（４）１２０のうちのいずれかの気筒が圧縮行程においてピストンが上死点を越えるまでの間、気筒の燃焼室内の混合気の圧力が高まり、ピストンに抗して働く反力（すなわち、ピストンの運動を抑制する力）が働く。このとき、クランクシャフト１４０の角加速度は、クランクシャフト１４０の回転方向と逆回転側（クランクシャフト１４０の回転方向をプラス側とするとマイナス側）に大きくなる。角加速度がマイナス側に大きくなると、回転数の変化すなわちトルク変動が大きくなり、振動が発生する。
【００３７】
そこで、本発明において、ＥＣＵ２００は、エンジン１００の運転停止時において、振動の発生を抑制しつつ、ピストンが予め定められた位置に停止するように、開閉弁（１）１２２〜開閉弁（４）１２８をそれぞれ制御することを特徴とする。
【００３８】
具体的には、アイドルストップ条件（エンジンの停止条件）が成立して、エンジンの停止指示があると、ＥＣＵ２００は、クランクシャフト１４０の角加速度に応じて、開閉弁（１）１２２〜開閉弁（４）１２８のうち圧縮行程にある気筒と膨張行程にある気筒とを連通させる連通管の開閉弁を開くように制御する。すなわち、クランクシャフト１４０の角加速度が、予め定められた第１の値以下であると、開閉弁を開いて、第１の値よりも大きい予め定められた第２の値以上であると、開閉弁を閉じて、圧縮行程にある気筒の燃焼室内の圧力を低下させるようにする。
【００３９】
図２を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるＥＣＵ２００で実行される、エンジン１００に発生する振動を低減するように開閉弁を制御するプログラムの制御構造について説明する。
【００４０】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する。）１０００にて、ＥＣＵ２００は、クランクシャフト１４０の角加速度ｇを演算する。このとき、ＥＣＵ２００は、クランクポジションセンサ１４２から受信した検知信号に基づいて、クランクシャフト１４０の角加速度ｇを演算する。
【００４１】
Ｓ１１００にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１００の停止指示があるか否かを判断する。エンジン１００の停止指示の有無は、たとえば、エコラン車およびハイブリッド車の場合、アイドリングストップ条件を満足するか否かに基づいて判断される。エンジン１００の停止指示があると（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１２００に移される。もしそうでないと（Ｓ１１００にてＮＯ）、処理はＳ１５００に移される。なお、「アイドリングストップ条件」は、たとえば、エンジン１００の運転状態、トランスミッション１０４の動作状態および操作系の操作状態に基づいて設定される条件である。
【００４２】
Ｓ１２００にて、ＥＣＵ２００は、演算された角加速度ｇがしきい値Ｇ２よりも大きいか否かを判断する。演算された角加速度ｇがしきい値Ｇ２よりも大きいと（Ｓ１２００にてＹＥＳ）、処理はＳ１５００に移される。もしそうでないと（Ｓ１２００にてＮＯ）、処理はＳ１３００に移される。「しきい値Ｇ２」は、前述の予め定められた第２の値に対応する。しきい値Ｇ２は、圧縮行程にある気筒において、開閉弁を閉じる所望のタイミングに対応するように設定される。
【００４３】
Ｓ１３００にて、ＥＣＵ２００は、演算された角加速度ｇがしきい値Ｇ１以下であるか否かを判断する。演算された角加速度ｇがしきい値Ｇ１以下であると（Ｓ１３００にてＹＥＳ）、処理はＳ１４００に移される。もしそうでないと（Ｓ１３００にてＮＯ）、処理は終了する。ここで、「しきい値Ｇ１」は、前述の予め定められた第１の値に対応する。しきい値Ｇ１は、圧縮行程にある気筒において、開閉弁を開ける所望のタイミングに対応するように設定される。なお、本実施の形態において、「しきい値Ｇ１」は、第２の値に対応する「しきい値Ｇ２」よりも小さい値である。
【００４４】
Ｓ１４００にて、ＥＣＵ２００は、圧縮行程にある気筒と膨張行程にある気筒とを連通させている連通管の開閉弁を連通状態にする。Ｓ１５００にて、ＥＣＵ２００は、連通管の開閉弁を遮断状態にする。
【００４５】
また、ＥＣＵ２００は、クランクシャフト１４０の回転数および回転角度に基づいて、エンジン停止時に圧縮行程で停止する気筒を推定する。推定された気筒が吸気行程にあると、ＥＣＵ２００は、燃料を噴射するようにインジェクタ（図示せず）を制御する。そして、クランクシャフト１４０の回転数に基づいて演算される回転角加速度に応じて、推定された気筒と膨張行程にある気筒とが連通状態になるように、開閉弁（１）１２２〜開閉弁（４）１２８をそれぞれ独立に制御して、ピストンの停止位置を制御する。
【００４６】
図３を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるＥＣＵ２００で実行される、ピストンの停止位置を制御するプログラムの制御構造について説明する。
【００４７】
なお、図３に示したフローチャートの中で、前述の図２に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００４８】
Ｓ２０００にて、ＥＣＵ２００は、気筒（１）１１４〜気筒（４）１２０のうちエンジン１００の停止時に圧縮行程にある気筒（停止気筒）を推定する。停止気筒は、たとえば、クランクシャフト１４０の回転角度および回転数に基づいて推定される。たとえば、ＥＣＵ２００は、クランクシャフト１４０の回転数が予め定められた回転数以下であると、エンジン１００が停止寸前であると判断して、クランクシャフト１４０の回転角度から、エンジン１００が停止したときに圧縮行程にある気筒を推定する。
【００４９】
Ｓ２１００にて、ＥＣＵ２００は、Ｓ２０００にて推定された停止気筒が吸気行程にあるか否かを判断する。吸気行程にあるか否かの判断は、たとえば、クランクポジションセンサ１４２により検知されるクランクシャフト１４０の回転角度に基づいて判断される。Ｓ２０００にて推定された停止気筒が吸気行程にあると（Ｓ２１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２２００に移される。もしそうでないと（Ｓ２１００にてＮＯ）、処理はＳ２３００に移される。
【００５０】
Ｓ２２００にて、ＥＣＵ２００は、吸気行程にある気筒に燃料を噴射するようにインジェクタを制御する。たとえば、ＥＣＵ２００は、クランクシャフト１４０の回転数が予め定められた回転数以下であると、エンジン１００が停止寸前であると判断して、吸気行程にある気筒への燃料を噴射する。Ｓ２３００にて、ＥＣＵ２００は、Ｓ２０００にて推定された停止気筒が圧縮行程にあるか否かを判断する。圧縮行程にあるか否かの判断は、たとえば、クランクポジションセンサ１４２により検知されるクラックシャフト１４０の回転角度に基づいて判断される。停止気筒が圧縮行程にあると（Ｓ２３００にてＹＥＳ）、処理はＳ２４００に移される。もしそうでないと（Ｓ２３００にてＮＯ）、処理はＳ１２００に移される。
【００５１】
Ｓ２４００にて、ＥＣＵ２００は、しきい値Ｇ１およびＧ２を補正する。しきい値Ｇ１およびＧ２の補正は、エンジン１００の停止直前に、停止気筒として推定された気筒が圧縮行程にある場合に行なわれる。しきい値Ｇ１およびＧ２は、エンジン１００の停止直前の所望のタイミングに、膨張行程にある気筒から圧縮行程にある気筒に燃料が流通するように補正される。なお、しきい値Ｇ１およびＧ２の補正の方法は、特に限定されるものではない。しきい値Ｇ１およびＧ２は、たとえば、演算された角加速度および回転数を入力値とする関数に基づく補正項を加えて補正されてもよいし、エンジン１００の停止直前の圧縮行程にある気筒において、開閉弁を開く所望のタイミングおよび開閉弁を閉じる所望のタイミングにそれぞれ対応するように変更されてもよい。
【００５２】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるＥＣＵ２００の動作について図４および図５を参照して説明する。
【００５３】
ＥＣＵ２００は、クランクポジションセンサ１４２から受信した検知信号に基づいて、クランクシャフト１４０の角加速度ｇを演算している（Ｓ１０００）。図４に示すように、時間Ｔ（０）において、エンジン１００の停止指示があると（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、時間Ｔ（１）において、フューエルカットされる。時間Ｔ（２）において、クランクシャフト１４０の角加速度ｇに基づいて、気筒（２）１１６および気筒（３）１１８とが連通状態および遮断状態のいずれかの状態になるように開閉弁（３）１２６が制御される。時間Ｔ（３）において、気筒（１）１１４と気筒（３）１１８とが連通状態および遮断状態のいずれかの状態になるように開閉弁（２）１２４が制御される。時間Ｔ（６）において、エンジンの停止時に圧縮工程にあると推定された気筒（３）１１８が吸気行程にあるときに燃料が噴射される。時間Ｔ（７）において、クランクシャフト１４０の角加速度ｇに基づいて、気筒（２）１１６と気筒（３）１１８とが連通状態および遮断状態のいずれかの状態になるように開閉弁（３）１２６が制御される。そして、時間Ｔ（１０）においてエンジン１００が停止する。時間Ｔ（１１）において、膨張行程にある気筒（２）１１６が点火されて、スタータ１０６によるクランキングとともに、着火始動が行なわれる。なお、膨張行程にある気筒（２）１１６を点火して、所望の回転トルクが得られれば、スタータ１０６によるクランキングは、行なわれなくてもよい。
【００５４】
このとき、図５に示すように、時間Ｔ（１）においては、フューエルカットされると、クランクシャフト１４０は、慣性力により回転する。このとき、気筒（３）１１８が圧縮行程になり、気筒（３）１１８のピストンの位置が上死点の直前になると、燃焼室内の混合気の圧力が高まるため、ピストンの運動に抗して働く反力が働く。そのため、クランクシャフト１４０の回転方向をプラス側とするとマイナス側の角加速度が大きくなる。そのため、クランクシャフト１４０の回転が停止するまでのクランクシャフト１４０の角加速度ｇの変化は、図５（Ｂ）に示す実線のように変化する。また、角加速度ｇの変化に基づく回転数Ｎｅの変化は、図５（Ａ）の実線のように変化する。
【００５５】
時間Ｔ（２）において、角加速度ｇがしきい値Ｇ２よりも小さくなり（Ｓ１２００にてＮＯ）、かつしきい値Ｇ１よりも小さくなると（Ｓ１３００にてＹＥＳ）、気筒（２）１１６と気筒（３）１１８とを連通させる連通管（３）１３４の開閉弁（３）１２６が連通状態になる（Ｓ１４００）。気筒（２）１１６と気筒（３）１１８とが連通状態になると、気筒（３）１１８は点火されていないため、混合気は、圧力が高い気筒（２）１１６から圧力が低い気筒（３）１１８へ流通する。気筒（２）１１６から気筒（３）１１８へと混合気が流通すると、気筒（２）１１６の燃焼室内の圧力は低下する。そのため、燃焼室内の圧力に基づく、ピストンの運動に抗して働く反力が低減されるため、角加速度ｇの変化は、図５（Ｂ）における破線のように変化する。そのため、トルク変動が小さくなるため、振動が低減される。
【００５６】
気筒（３）１１８の気筒のピストンが上死点を越えると、角加速度ｇが増大する（プラス側に大きくなる）。時間Ｔ（３）において、角加速度ｇがしきい値Ｇ２よりも大きくなると（Ｓ１２００にてＹＥＳ）、開閉弁（３）１２６が遮断状態になる（Ｓ１５００）。そして、気筒（１）１１４が圧縮行程になるため、気筒（１）１１４のピストンが上死点に近づくと、再び角加速度ｇが減少する（マイナス側に大きくなる）。時間Ｔ（４）において、角加速度ｇがしきい値Ｇ１よりも小さくなると（Ｓ１３００にてＹＥＳ）、気筒（１）１１４と気筒（３）１１８とを連通させる連通管（２）１３２の開閉弁（２）１２４が連通状態になる（Ｓ１４００）。時間Ｔ（５）において、角加速度ｇがしきい値Ｇ２よりも大きくなると（Ｓ１２００にてＹＥＳ）、開閉弁（２）１２４が遮断状態になる（Ｓ１５００）。
【００５７】
そして、回転数Ｎｅおよび演算された角加速度ｇに基づいて（Ｓ１０００）、エンジンの停止指示後に（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、エンジン停止時に圧縮行程にある気筒（停止気筒）が推定される（Ｓ２０００）。たとえば、時間Ｔ（６）において、停止気筒が気筒（３）１１８であると推定されると、回転数が予め定められた回転数以下であって、気筒（３）１１８が吸気行程になったときに（Ｓ２１００にてＹＥＳ）、気筒（３）１１８に燃料が噴射される（Ｓ２２００）。このとき、停止気筒は圧縮行程ではなく（Ｓ２３００にてＮＯ）、角加速度ｇは、しきい値Ｇ２よりも大きいため（Ｓ１２００にてＹＥＳ）、連通管の開閉弁はいずれも遮断状態である（Ｓ１５００）。
【００５８】
次の制御ルーチンで、気筒（３）１１８が圧縮行程にあると（Ｓ２３００にてＹＥＳ）、しきい値Ｇ１およびＧ２は補正される（Ｓ２４００）。前述のとおり、しきい値Ｇ１およびＧ２は、開閉弁を開く所望のタイミングおよび開閉弁を閉じる所望のタイミングに対応するように設定される。所望の開閉弁を開くタイミングおよび閉じるタイミングは、ピストンを停止する所望の位置に応じて設定される。
【００５９】
しきい値Ｇ１およびＧ２が補正されると、角加速度ｇが補正されたしきい値Ｇ２よりも小さく（Ｓ１２００にてＮＯ）、しきい値Ｇ１よりも小さくなると（Ｓ３２００にてＹＥＳ）、気筒（２）１１６と気筒（３）１１８とを連通させる連通管（３）１３４の開閉弁（３）１２６が連通状態になる。このとき、気筒（３）１１８は点火されていないため、混合気は、圧力が高い気筒（２）１１６から圧力が低い気筒（３）１１８へ流通する。そして、時間Ｔ（８）において、角加速度ｇが補正されたしきい値Ｇ２よりも大きくなると（Ｓ１２００ＹＥＳ）、連通管（３）１３４の開閉弁（３）１２６が遮断状態になる（Ｓ１５００）。
【００６０】
このとき、気筒（２）１１６と気筒（３）１１８とが連通状態になることから気筒（２）１１６の燃焼室内の混合気の圧力が低下する。そのため、圧縮行程にある気筒（２）１１６において、燃焼室内の圧力に基づくピストンに対して働く反力が小さくなる。すなわち、角加速度ｇの値が速やかにゼロに近づくため、クランクシャフト１４０が停止するまでの時間（回転数がゼロになるまでの時間）が時間Ｔ（９）から時間Ｔ（１１）になる。すなわち、気筒（２）１１６の燃焼室内の混合気の圧力を制御することにより、クランクシャフト１４０の停止位置を制御することができる。したがって、気筒（２）１１６のピストンの停止位置を所望の位置で停止させることができる。
【００６１】
以上のようにして、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置によると、複数の気筒のうち圧縮行程にある気筒と燃焼順序が連続する膨張行程にある気筒とを連通することにより、圧縮行程にある気筒から膨張行程にある気筒に、混合気を流通させる。エンジンの停止時に膨張行程にある気筒に混合気が流れ込んで、圧縮行程にある気筒の圧力が低下して自着火することを回避できる。このため、自着火により発生するトルクによる停止位置の精度の悪化を抑制することができる。また、開閉弁を連通状態になるように制御して、圧縮行程にある気筒の燃焼室内の圧力を低下させることにより、ピストンの運動に抗して働く反力を小さくすることができる。すなわち、開閉弁を制御することにより、エンジンの停止時のピストンの位置を制御することができる。そのため、ピストンの停止位置を精度良く制御することができる。したがって、エンジンの再始動時において、エンジンが速やかに始動するとともに、再始動時に所望のトルクを発生することができる。また、圧縮行程にある気筒の圧力が低下し、膨張行程にある気筒の圧力が増加する。そのため、トルク変動が小さくなることにより、振動の発生を低減することができる。その結果、振動の発生を抑制しつつ、ピストンの停止位置を精度良く制御することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態において、エンジン１００は、内燃機関をポート噴射型のエンジンとして説明したが、筒内直接噴射型のエンジンに本発明を適用しても、エンジン停止時の振動の発生を低減することができる。
【００６３】
また、本実施の形態において、しきい値Ｇ１およびＧ２を用いて開閉弁を制御したが、開閉弁の制御方法としては、特にこれに限定されるものではない。たとえば、開閉弁の制御方法として、一つのしきい値を用いて開閉弁を制御するようにしてもよい。すなわち、演算された角加速度ｇが予め定められたしきい値以下になると開閉弁を開き、しきい値以上になると開閉弁を閉じるように制御してもよい。
【００６４】
そして、本実施の形態において、エンジンの始動時に膨張行程にある気筒に点火して、着火始動を行なう車両について説明したが、本発明は特にこのような車両に限定して適用するものではない。
【００６５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施の形態に係る内燃機関の制御装置の全体構成を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その１）である。
【図３】本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その２）である。
【図４】本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるＥＣＵが開閉弁を制御する動作のタイミングチャートである。
【図５】本実施の形態において、エンジンの停止時のクランクシャフトの回転数および角加速度の変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１００  エンジン、１０４  トランスミッション、１０６  スタータ、１０８  エアコンコンプレッサ、１１０  オルタネータ、１１２，１４４，１４６  プーリ、１１４，１１６，１１８，１２０  気筒、１２２，１２４，１２６，１２８  開閉弁、１３０，１３２，１３４，１３６  連通管、１４０  クランクシャフト、１４２  クランクポジションセンサ、１４８  タイミングベルト、２００  ＥＣＵ。
【図１】
2006070793.tif 000003
【図２】
2006070793.tif 000004
【図３】
2006070793.tif 000005
【図４】
2006070793.tif 000006
【図５】
2006070793.tif 000007