(57)【要約】【課題】停止制御をより確実に行い、早期のエンジン再始動の要求に対応することができるエンジンの停止制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１０には、吸気バルブ２１及び排気バルブ２２の開閉タイミングを調整可能なバルブアクチュエータ２７，２８が備えられている。エンジンＥＣＵ４０は、所定の自動停止条件（アイドルストップ条件）の成立によるエンジン停止要求に基づいて、吸気バルブ２１の開閉タイミングをシフトさせて吸気行程や圧縮行程にてピストン２３に作用する負圧及び正圧に基づいたブレーキトルクを調整し、エンジン停止時間やエンジン停止位置を制御している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを調整可能な可変動弁機構を備えるものであり、
エンジン停止要求に基づいて、前記両バルブが閉状態で且つピストン惰性回転により発生する負圧及び正圧に基づいたブレーキトルクの少なくとも一方を前記バルブの開閉タイミングをシフトすることにより調整し、エンジン停止時間及びエンジン停止位置の少なくとも一方を制御する停止制御手段を備えたことを特徴とするエンジンの停止制御装置。
【請求項２】
前記ピストンの停止位置を推定する停止位置推定手段を備え、
前記停止制御手段は、推定した前記ピストンの停止位置に基づいて前記バルブの開閉タイミングをシフトさせることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの停止制御装置。
【請求項３】
推定した前記ピストンの停止位置に基づいて、エンジン停止時に許容範囲以上の逆回転が生じるか否かを判定する逆回転判定手段を備え、
前記停止制御手段は、エンジン停止時に許容範囲以上の逆回転が生じないと判定されると、現在の前記バルブの開閉タイミングを維持し、エンジン停止時に許容範囲以上の逆回転が生じると判定されると、現在の前記バルブの開閉タイミングから前記ブレーキトルクが減少する方向に更にシフトさせることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの停止制御装置。
【請求項４】
推定した前記ピストンの停止位置が予め定めた適正範囲内か、若しくはその適正範囲からいずれにずれているかを判定する適正位置判定手段を備え、
前記停止制御手段は、推定した前記ピストンの停止位置が前記適正範囲内であると判定されると、現在の前記バルブの開閉タイミングを維持し、推定した前記ピストンの停止位置が前記適正範囲より進角側であると判定されると、現在の前記バルブの開閉タイミングから前記ブレーキトルクが減少する方向に更にシフトさせ、推定した前記ピストンの停止位置が前記適正範囲より遅角側であると判定されると、現在の前記バルブの開閉タイミングから前記ブレーキトルクが増大する方向に更にシフトさせることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの停止制御装置。
【請求項５】
前記可変動弁機構は、前記バルブの開タイミングと閉タイミングとをそれぞれ独立させて調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエンジンの停止制御装置。
【請求項６】
エンジンは自動停止及び自動再始動制御が行われるものであり、
前記停止制御手段による制御は、少なくとも前記自動停止制御時に実施されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のエンジンの停止制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン再始動を早期に行うのに好適なエンジンの停止制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、信号待ちや渋滞等で車両を停止させた場合に、その車両停車時の騒音や燃料消費、排出ガスをゼロにするためにエンジンを自動停止させる、所謂アイドルストップ制御を実行するエンジン制御システムがある。アイドルストップ制御ではエンジン再始動を早期に要求される場合があるため、常にエンジン再始動を早期に行える状態とすることが要求される。
【０００３】
ところが、エンジンを成り行きのまま停止させて特に停止に関する制御を行わないと、エンジン停止に時間を要したり、再始動に不利な停止位置（具体的には、ピストンに連結されているクランクアームとクランクロッドとが直線状となり、再始動時にピストンを作動させるのに大きなトルクが必要となる上死点位置や下死点位置等）にピストンが停止して、エンジン再始動に時間を要する場合があった。
【０００４】
そこで、上記問題を解消する技術が、例えば特許文献１にて開示されている。なお、この技術では、アイドルストップによるエンジン停止要求でなく、イグニッションスイッチのオフによるエンジン停止要求に基づいてピストンの停止位置を制御しているものである。
【０００５】
具体的には、エンジン停止要求（イグニッションスイッチのオフ）に基づいて、スロットルバルブ（吸気絞り弁）が全閉される。そして、エンジン惰性回転数が予め設定された回転数以上にある間はスロットルバルブの全閉が継続され、エンジン惰性回転数が予め設定された回転数を下回るとスロットルバルブは全閉より若干開弁される。これにより、停止直前のピストンに作用するトルク、つまり正圧により発生するブレーキトルクを増大させることで、該ピストンが上死点付近で停止する割合を大幅に低減するようにしている。
【０００６】
しかしながら、このような場合では、エンジン停止直前の圧縮行程にて正圧により発生するブレーキトルクが増大するためエンジン回転の逆回転量が増大してしまい、エンジンが停止するまでの時間が長くなってしまう。このため、早期のエンジン始動要求に対応することが難しい。
【０００７】
また、特許文献１では、シリンダから離間した位置にあるスロットルバルブによりピストンの停止位置制御を行っているため、その応答性が良好ではなく、所望の回転位置に停止させるのが難しかった。
【特許文献１】特開２０００−２１３３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、停止制御をより確実に行い、早期のエンジン再始動の要求に対応することができるエンジンの停止制御装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、効果等を示しつつ説明する。
【００１０】
手段１．エンジンには、吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを調整可能な可変動弁機構が備えられている。そして、停止制御手段は、エンジン停止要求に基づいて、両バルブが閉状態で且つピストン惰性回転により発生する負圧及び正圧に基づいたブレーキトルクの少なくとも一方をバルブの開閉タイミングをシフトすることにより調整し、エンジン停止時間及びエンジン停止位置の少なくとも一方を制御する。
【００１１】
すなわち、バルブの開閉タイミングをシフトさせて各気筒のピストンにかかる負圧や正圧に基づいたブレーキトルクを調整する構成であるので、高応答なピストン停止制御が可能になり、エンジン停止時間の短縮やエンジン停止位置の調整といった停止制御をより確実に行うことができる。これにより、エンジン停止時間の短縮や再始動に好適なエンジン停止位置の調整がより確実となることから、早期のエンジン再始動の要求に対応することができる。
【００１２】
手段２．上記手段１において、停止位置推定手段によりピストンの停止位置が推定され、停止制御手段は推定したピストンの停止位置に基づいてバルブの開閉タイミングをシフトさせる。
【００１３】
すなわち、ピストンに作用するブレーキトルクの調整を推定したピストンの停止位置に基づいて行うので、ピストンに過大なブレーキトルクが作用することによってエンジン早期停止を阻害するエンジン停止時の逆回転防止や、再始動に好適な停止位置へのピストンの停止をより確実に行うことができる。
【００１４】
手段３．上記手段２において、推定したピストンの停止位置に基づいて、エンジン停止時に許容範囲以上の逆回転が生じるか否かを判定する逆回転判定手段が備えられる。停止制御手段は、エンジン停止時に許容範囲以上の逆回転が生じないと判定されると、現在のバルブの開閉タイミングを維持し、エンジン停止時に許容範囲以上の逆回転が生じると判定されると、現在のバルブの開閉タイミングからブレーキトルクが減少する方向に更にシフトさせる。
【００１５】
すなわち、エンジン停止時に許容範囲以上の逆回転が生じないと判定されると、現在のバルブの開閉タイミングによりピストンに適正なブレーキトルクが作用するとして、現在のバルブの開閉タイミングが維持される。また、エンジン停止時に許容範囲以上の逆回転が生じると判定されると、現在のバルブの開閉タイミングではピストンに過大な正圧によるブレーキトルクが作用するとして、ピストンにかかるブレーキトルクが減少するように現在のバルブの開閉タイミングから更にシフトされる。つまり、エンジン停止時に逆回転が生じるときにバルブが開いているのでシリンダ内が大気圧に近づき、逆回転が生じることを防ぐことができる。
【００１６】
手段４．上記手段２において、推定したピストンの停止位置が予め定めた適正範囲内か、若しくはその適正範囲からいずれにずれているかを判定する適正位置判定手段が備えられる。停止制御手段は、推定したピストンの停止位置が適正範囲内であると判定されると、現在のバルブの開閉タイミングを維持し、推定したピストンの停止位置が適正範囲より進角側であると判定されると、現在のバルブの開閉タイミングからブレーキトルクが減少する方向に更にシフトさせ、推定したピストンの停止位置が適正範囲より遅角側であると判定されると、現在のバルブの開閉タイミングからブレーキトルクが増大する方向に更にシフトさせる。
【００１７】
すなわち、推定したピストンの停止位置が適正範囲内であると判定されると、現在のバルブの開閉タイミングによりピストンに適正なブレーキトルクが作用するとして、現在のバルブの開閉タイミングが維持される。また、推定したピストンの停止位置が適正範囲より進角側であると判定されると、現在のバルブの開閉タイミングではピストンに過大なブレーキトルクが作用するとして、ピストンにかかるブレーキトルクが減少する方向に現在のバルブの開閉タイミングから更にシフトされる。更に、推定したピストンの停止位置が適正範囲より遅角側であると判定されると、現在のバルブの開閉タイミングではピストンに過小なブレーキトルクが作用するとして、ピストンにかかるブレーキトルクが増大する方向に現在のバルブの開閉タイミングから更にシフトされる。これにより、ピストンの実停止位置を適正範囲内、すなわち再始動に好適な停止位置へのピストンの停止をより確実に行うことができる。
【００１８】
手段５．上記手段１〜４のいずれかにおいて、可変動弁機構は、バルブの開タイミングと閉タイミングとをそれぞれ独立させて調整可能に構成される。
【００１９】
すなわち、バルブの開タイミングと閉タイミングとをそれぞれ独立させて調整することで、燃焼室内にて生じる負圧と正圧とを独立して調整可能となる。従って、ピストンにかかる負圧や正圧に基づいたブレーキトルクの調整が容易となり、エンジン停止時間やエンジン停止位置の制御が容易となる。
【００２０】
手段６．上記手段１〜５のいずれかにおいて、エンジンは自動停止及び自動再始動制御が行われ、停止制御手段による制御は少なくとも自動停止制御時に実施される。
【００２１】
すなわち、自動停止及び自動再始動制御が行われるエンジンの場合、エンジン再始動を早期に行う必要が生じ易いため、停止制御手段によるエンジン停止時間やエンジン停止位置を制御することは特に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態では、車載多気筒ガソリンエンジン、具体的には４気筒ガソリンエンジンを対象とした制御システムについて説明する。
【００２３】
図１に示すエンジン１０において、吸気管１１には、ＤＣモータ等のアクチュエータ（図示略）によって開度調節されるスロットルバルブ１４が設けられている。スロットルバルブ１４は、その開度（スロットル開度）がスロットル開度センサ１５にて検出される。スロットルバルブ１４の下流側にはサージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６には吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ１７が設けられている。また、サージタンク１６には、エンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１８が接続されており、吸気マニホールド１８において各気筒の吸気ポート近傍には燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁１９が取り付けられている。
【００２４】
エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートにはそれぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられており、吸気バルブ２１の開動作及びピストン２３の吸気動作により空気と燃料との混合気が燃焼室２４内に導入され、排気バルブ２２の開動作及びピストン２３の排気動作により燃焼後の排気ガスが排気管２５に排出される。排気管２５には、排気ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒等の触媒２６が設けられている。
【００２５】
吸気バルブ２１及び排気バルブ２２は、エンジン１０のシリンダヘッドに備えられる電磁駆動式のバルブアクチュエータ２７，２８により開閉作動される。つまり、本実施の形態では、カムを用いず吸気バルブ２１及び排気バルブ２２を直接的に動作させるバルブ開閉機構を採用している。バルブアクチュエータ２７，２８は、各バルブ２１，２２の開閉タイミングを随時可変可能であり、その時々に適したバルブ開閉特性となるように適宜調整している。また、各バルブアクチュエータ２７，２８には、各バルブ２１，２２の開閉タイミングを検出するためのバルブ位置センサ２７ａ，２８ａが一体に備えられている。
【００２６】
エンジン１０のシリンダヘッドには、気筒毎に点火プラグ３０が取り付けられている。各点火プラグ３０は、点火コイル等よりなる点火装置（図示略）を通じて所望の点火時期に高電圧が印加され、これにより各点火プラグ３０の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２４内に導入した混合気を燃焼させる。また、エンジン１０のシリンダブロックには、エンジン回転数やエンジン回転位置（ピストン２３の位置）等を検出すべくエンジン１０の回転に伴い所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角度センサ３１と、エンジン１０を主に循環するエンジン冷却水の水温を検出する冷却水温センサ３２とが取り付けられている。
【００２７】
エンジンＥＣＵ４０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。エンジンＥＣＵ４０は、上記した各種センサ１５，１７，２７ａ，２８ａ，３１，３２からそれぞれ検出信号が入力され、随時入力される各種の検出信号等に基づいてその時々のエンジン運転状態や運転者の要求を把握し、これに応じた各種制御を制御プログラムに従って実行する。
【００２８】
また、エンジンＥＣＵ４０は、信号待ちや渋滞等において車両が停止し、車速ゼロを含む所定の自動停止条件（アイドルストップ条件）が成立してエンジン停止要求が生じるとエンジン１０を自動停止させ、所定の自動再始動条件が成立するとエンジン１０を自動再始動させるアイドルストップ制御を実行している。これに伴って、エンジンＥＣＵ４０は、この自動停止時において、ピストン２３に作用する負圧及び正圧に基づいたブレーキトルクを調整する停止制御を実施する。
【００２９】
具体的には、アイドルストップ条件の成立によるエンジン停止要求が生じると、エンジンＥＣＵ４０は、図２に示すように燃料噴射弁１９を制御して燃料噴射の停止（燃料カット）を行う。これによりエンジン１０は惰性回転し、エンジン回転数は次第に低下していく。この際、各気筒おけるピストン２３が圧縮上死点（圧縮ＴＤＣ）を数回通過する。エンジン回転数が所定値未満になると、エンジンＥＣＵ４０は、次の気筒におけるピストン２３の圧縮ＴＤＣが停止直前（エンジン回転数がゼロまで低下する期間の最後の圧縮ＴＤＣから数えて１つ前）の圧縮ＴＤＣと推測する。なおこの場合、エンジン回転数の低下率が所定値未満になることにより、上記の推測を行うようにしても良い。そして、エンジンＥＣＵ４０は、停止直前の圧縮ＴＤＣを通過すると、吸気バルブ２１の開閉タイミングを通常運転用から停止制御用に切り替える。
【００３０】
ここで、通常運転時バルブ開閉タイミングは、図３に示すように、例えば通常アイドル運転時では吸気バルブ２１の開タイミングが上死点前（ＢＴＤＣ）５°ＣＡに設定され、閉タイミングが下死点後（ＡＢＤＣ）５５°ＣＡに設定されている（図３（ａ）参照）。また、この時の排気バルブ２２の開タイミングは下死点前（ＢＢＤＣ）４５°ＣＡに設定されており、閉タイミングが上死点後（ＡＴＤＣ）２°ＣＡに設定されている（図３（ｄ）参照）。
【００３１】
これに対し、停止制御時バルブ開閉タイミングは、吸気バルブ２１の開タイミングがＡＴＤＣ１２０°ＣＡと遅角側にシフトされ、閉タイミングがＡＢＤＣ３０°ＣＡと進角側にシフトされる（図３（ｂ）参照）。なおこの場合、排気バルブ２２の開閉タイミングは変更させない。
【００３２】
そのため、ピストン２３が停止直前の圧縮ＴＤＣの通過後に吸気行程となる気筒において、排気バルブ２２が閉じるＡＴＤＣ２°ＣＡから吸気バルブ２１が開くＡＴＤＣ１２０°ＣＡまでの期間、吸気及び排気バルブ２１，２２が共に閉じるので、この吸気行程においてもピストン２３の下降により燃焼室２４内に負圧（大気圧より低い圧力）が生じ、該ピストン２３には負圧に基づいたブレーキトルクが生じる。なお、通常運転時バルブ開閉タイミングを用いて成り行きでエンジン１０を停止させる場合では、吸気行程において吸気バルブ２１が開くので、負圧に基づいたブレーキトルクは該バルブ２１が閉じている場合に比べ小さい。従って、上記期間分の負圧に基づいたブレーキトルクが増大する。
【００３３】
また、同時に圧縮行程となる気筒においては、ＡＢＤＣ３０°ＣＡ通過以降、ピストン２３の上昇により燃焼室２４内に正圧が生じ、該ピストン２３には正圧に基づいたブレーキトルクが作用する。この時、ＡＢＤＣ３０°ＣＡからＡＢＤＣ５５°ＣＡまでの期間においては、通常運転時バルブ開閉タイミングでは開いている吸気バルブ２１がこの停止制御時バルブ開閉タイミングでは閉じるので、この期間分だけ正圧が大きくなり、その分正圧に基づいたブレーキトルクが増大する。
【００３４】
つまり、エンジンＥＣＵ４０は、停止制御時バルブ開閉タイミングに切り替えることで、吸気行程におけるＡＴＤＣ２°ＣＡからＡＴＤＣ１２０°ＣＡまでの期間分の負圧に基づいたブレーキトルクを増大させ、圧縮行程におけるＡＢＤＣ３０°ＣＡからＡＢＤＣ５５°ＣＡまでの期間分の正圧に基づいたブレーキトルクを増大させ、エンジン１０を停止させるためのブレーキトルクが成り行きでエンジン１０を停止させる場合と比べて総合的に増大するように調整する。これにより、エンジン１０の回転数低下が成り行きでエンジン停止を行う場合と比べて促進されることになる。
【００３５】
更に、エンジンＥＣＵ４０は、次の気筒のピストン２３が、エンジン回転数がゼロまで低下する期間の最後の圧縮ＴＤＣを通過する際、この気筒のピストン２３の停止位置がＡＴＤＣ９０°ＣＡより進角側か遅角側かを推測する。推測した停止位置がＡＴＤＣ９０°ＣＡより進角側の場合、エンジンＥＣＵ４０は、停止制御用となっている吸気バルブ２１の開閉タイミングを変更せずこのまま維持する。つまり、各気筒のピストン２３に作用するブレーキトルクを維持しても、停止最終段階でエンジン１０の逆回転が生じないので、エンジン１０が短時間で停止可能となるためである。
【００３６】
一方、推測した停止位置がＡＴＤＣ９０°ＣＡより遅角側の場合、エンジンＥＣＵ４０は、上記した停止制御時バルブ開閉タイミングではエンジン停止時に許容範囲以上の逆回転が生じると判定し、停止制御用となっている吸気バルブ２１の開閉タイミングを更に逆回転防止用に切り替える。逆転防止時バルブ開閉タイミングは、吸気バルブ２１の開タイミングがＡＴＤＣ９０°ＣＡと停止制御用よりも進角側にシフトされ、閉タイミングがＡＢＤＣ１５０°ＣＡと停止制御用よりも（この場合、通常運転用よりも）遅角側にシフトされる（図３（ｃ）参照）。なおこの場合、排気バルブ２２の開閉タイミングは変更させない。
【００３７】
そのため、ピストン２３が最後の圧縮ＴＤＣの通過後に吸気行程となる気筒において吸気バルブ２１の開タイミングが若干早められることから、ピストン２３にかかる負圧に基づいたブレーキトルクが小さくなる。また、同時に圧縮行程となる気筒においては、吸気バルブ２１の閉タイミングが遅くなり該圧縮行程の全体にわたって開状態となるのでシリンダ内が大気圧に近づき、ピストン２３に対して正圧に基づいたブレーキトルクが殆ど作用しなくなる。これにより、エンジン１０の逆回転を生じさせない、又は逆回転が許容範囲中の僅かとなるようにしている。
【００３８】
因みに、推測した停止位置がＡＴＤＣ９０°ＣＡより遅角側の場合においても仮に停止制御時バルブ開閉タイミングのままとすると、ピストン２３にかかる負圧及び正圧に基づいたブレーキトルクが過大となり、このことがエンジン１０の許容範囲以上の逆回転を招き、却ってエンジン１０の早期停止を阻害することになる。従って、エンジンＥＣＵ４０は、推測した停止位置がＡＴＤＣ９０°ＣＡより遅角側の場合においてはエンジン停止時に許容範囲以上の逆回転が生じると判定し、上記した逆転防止時バルブ開閉タイミングに切り替えてピストン２３に作用させるブレーキトルクが総合的に減少するように調整する。つまり、停止最終段階でエンジン１０を逆回転させる力を極力低減し、エンジン１０を短時間で停止させるようにしている。こうしてエンジンＥＣＵ４０は、最後の圧縮ＴＤＣの通過後においては、推測した停止位置がＡＴＤＣ９０°ＣＡより進角側か遅角側かによってピストン２３に作用させるブレーキトルクを調整する。
【００３９】
このようにして本実施の形態では、図２に示すようにエンジン停止時間をｘ２からｘ１に短縮させてエンジン１０の早期停止を図り、早期のエンジン再始動の要求に対応するようにしている。
【００４０】
因みに、エンジンＥＣＵ４０は、上記したような吸気バルブ２１の開閉タイミングの切り替え処理を図４に示す処理フローに従って実行している。なお、この処理フローは所定時間毎に実行される。
【００４１】
ステップＳ１０１では、エンジン１０の早期停止要求があるか否かを判定、すなわちアイドルストップ条件の成立によるエンジン停止要求か否かを判定する。アイドルストップ条件成立によるエンジン停止要求でなければ処理を終了し、アイドルストップ条件成立によるエンジン停止要求であればステップＳ１０２に進む。
【００４２】
ステップＳ１０２では、エンジン１０の停止挙動に基づいて、次の気筒におけるピストン２３の圧縮ＴＤＣが停止直前の圧縮ＴＤＣと推測すると、その後の吸気バルブ２１の開タイミングを通常運転時バルブ開閉タイミングから停止制御時バルブ開閉タイミングに切り替える。具体的には、吸気バルブ２１の開タイミングをＢＴＤＣ５°ＣＡからＡＴＤＣ１２０°ＣＡと遅角側にシフトし、閉タイミングをＡＢＤＣ５５°ＣＡからＡＢＤＣ３０°ＣＡと進角側にシフトする。つまり、吸気行程となる気筒のピストン２３にかかる負圧に基づいたブレーキトルクと圧縮行程となる気筒のピストン２３にかかる正圧に基づいたブレーキトルクを増大調整し、エンジン１０の早期停止を図る。
【００４３】
ステップＳ１０３では、次の気筒のピストン２３が最後の圧縮ＴＤＣを通過する際、この気筒のピストン２３の停止位置を推測しており、その推測した停止位置がＡＴＤＣ９０°ＣＡより遅角側か否かを判定する。推測した停止位置がＡＴＤＣ９０°ＣＡより遅角側でない、すなわち推測停止位置がＡＴＤＣ９０°ＣＡより進角側である場合、吸気バルブ２１の開閉タイミングを維持したまま処理を終了する。推測した停止位置がＡＴＤＣ９０°ＣＡより遅角側である場合、ステップＳ１０４に進む。
【００４４】
ステップＳ１０４では、推測した停止位置がＡＴＤＣ９０°ＣＡより遅角側の場合では、停止制御用となっている吸気バルブ２１の開閉タイミングを更に逆回転防止用に切り替える。具体的には、吸気バルブ２１の開タイミングをＡＴＤＣ１２０°ＣＡからＡＴＤＣ９０°ＣＡと停止制御用よりも進角側にシフトし、閉タイミングをＡＢＤＣ３０°ＣＡからＡＢＤＣ１５０°ＣＡと停止制御用よりも（この場合、通常運転用よりも）遅角側にシフトする。つまり、停止最終段階においてピストン２３に過大な負圧及び正圧に基づいたブレーキトルクが作用することを防止し、エンジン１０の逆回転を防止、ひいてはエンジン１０の早期停止を図っている。
【００４５】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００４６】
本実施の形態では、エンジンＥＣＵ４０は、所定の自動停止条件（アイドルストップ条件）の成立によるエンジン停止要求に基づいて、吸気バルブ２１の開閉タイミングをシフトさせて吸気行程や圧縮行程にてピストン２３に作用する負圧及び正圧に基づいたブレーキトルクを調整し、エンジン停止時間が短縮するように制御している。
【００４７】
すなわち、吸気バルブ２１の開閉タイミングをシフトさせて各気筒のピストン２３にかかる負圧や正圧に基づいたブレーキトルクを調整する構成であるので、高応答なピストン停止制御が可能になり、エンジン停止時間を短縮する制御をより確実に行うことができる。これにより、エンジン停止時間の短縮がより確実となることから、早期のエンジン再始動の要求に対応することができる。
【００４８】
また本実施の形態では、吸気行程にある気筒と圧縮行程にある気筒との複数の気筒において同時にピストン停止制御を行うようにしているので、その時々に単一の気筒のみでピストン停止制御を行うよりも、気筒毎にフリクションがばらつくことが抑えられる。そのため、ロバスト性を向上でき、ピストン停止制御の向上に貢献することができる。
【００４９】
また本実施の形態のように、自動停止及び自動再始動制御（アイドルストップ制御）が行われるエンジン１０の場合、エンジン再始動を早期に行う必要が生じ易いため、上記したようなエンジン停止時間を短縮する制御を行うことは特に有効である。
【００５０】
また本実施の形態では、エンジンＥＣＵ４０は、ピストン２３の停止位置を推定し、その推定した停止位置に基づいてエンジン停止時に許容範囲以上の逆回転が生じるか否かを、最後の圧縮ＴＤＣの通過時に判定している。そして、エンジンＥＣＵ４０は、エンジン停止時に許容範囲以上の逆回転が生じないと判定すると、停止制御用となっている吸気バルブ２１の開閉タイミングを維持し、エンジン停止時に許容範囲以上の逆回転が生じると判定すると、停止制御用となっている吸気バルブ２１の開閉タイミングから逆回転防止用の開閉タイミングにシフトさせる。
【００５１】
すなわち、エンジン停止時に許容範囲以上の逆回転が生じないと判定すると、停止制御時バルブ開閉タイミングによりピストン２３に適正なブレーキトルクが作用するとして、このバルブ開閉タイミングが維持される。また、エンジン停止時に許容範囲以上の逆回転が生じると判定すると、停止制御時バルブ開閉タイミングではピストン２３に過大なブレーキトルクが作用するとして、ピストン２３にかかるブレーキトルクが減少するように逆回転防止時バルブ開閉タイミングに切り替えられる。これにより、エンジン停止時に許容範囲以上の逆回転が生じることをより確実に防止することができる。
【００５２】
また本実施の形態では、バルブアクチュエータ２７（，２８）を用いることにより、吸気バルブ２１（排気バルブ２２）の開タイミングと閉タイミングとをそれぞれ独立させて調整可能に構成されている。すなわち、吸気バルブ２１の開タイミングと閉タイミングとをそれぞれ独立させて調整することで、燃焼室２４内にて生じる負圧と正圧とを独立して調整可能となる。従って、ピストン２３にかかる負圧や正圧に基づいたブレーキトルクの調整が容易となり、エンジン停止時間を短縮する制御が容易となる。
【００５３】
（第２の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施の形態を図面に従って説明する。なお、本実施の形態では前記第１実施の形態とエンジン１０の停止制御が異なるのみであるので、以下にはエンジンＥＣＵ４０におけるエンジン１０の停止制御を中心に説明する。
【００５４】
本実施の形態においてもエンジンＥＣＵ４０は、エンジン１０を自動停止及び自動再始動させるアイドルストップ制御を実行している。これに伴って、エンジンＥＣＵ４０は、この自動停止時において、ピストン２３に作用する負圧に基づいたブレーキトルクを調整する停止制御を実施する。
【００５５】
具体的には、アイドルストップ条件の成立によるエンジン停止要求が生じると、エンジンＥＣＵ４０は、図５に示すように燃料噴射弁１９を制御して燃料噴射の停止（燃料カット）を行う。これによりエンジン１０は惰性回転し、エンジン回転数は次第に低下していく。この際、エンジン回転数の低下率が所定値未満になると、エンジンＥＣＵ４０は、エンジン１０が停止挙動を開始したと判定する。なおこの場合、エンジン回転数が所定値未満になることにより、上記の判定を行うようにしても良い。エンジンＥＣＵ４０は、この判定に基づいて、吸気バルブ２１の開閉タイミングを通常運転用から停止制御用に切り替える。
【００５６】
すなわち、通常運転時バルブ開閉タイミングは、図６に示すように、例えば通常アイドル運転時では吸気バルブ２１の開タイミングがＢＴＤＣ５°ＣＡに設定され、閉タイミングがＡＢＤＣ５５°ＣＡに設定されている（図６（ａ）参照）。また、この時の排気バルブ２２の開タイミングはＢＢＤＣ４５°ＣＡに設定されており、閉タイミングがＡＴＤＣ２°ＣＡに設定されている（図６（ｅ）参照）。
【００５７】
これに対し、停止制御時バルブ開閉タイミングは、吸気バルブ２１の開タイミングのみがＡＴＤＣ３０°ＣＡと遅角側にシフトされる（図６（ｂ）参照）。従って、吸気バルブ２１の閉タイミング及び排気バルブ２２の開閉タイミングは変更させない。
【００５８】
そのため、停止制御時バルブ開閉タイミングに切り替えられた後の吸気行程において、排気バルブ２２が閉じるＡＴＤＣ２°ＣＡから吸気バルブ２１が開くＡＴＤＣ３０°ＣＡまでの期間、吸気及び排気バルブ２１，２２が共に閉じるので、吸気行程においてもピストン２３の下降により燃焼室２４内に負圧が生じ、この吸気行程においてもピストン２３には負圧に基づいたブレーキトルクが通常運転時バルブ開閉タイミングを用いて成り行きでエンジン１０を停止させる場合と比べて新たに作用することになる。
【００５９】
つまり、エンジンＥＣＵ４０は、停止制御時バルブ開閉タイミングに切り替えることで、吸気行程におけるＡＴＤＣ２°ＣＡからＡＴＤＣ３０°ＣＡまでの期間分の負圧に基づいたブレーキトルクを増大させ、エンジン１０を停止させるためのブレーキトルクが成り行きでエンジン１０を停止させる場合と比べて総合的に増大するように調整する。これにより、エンジン１０の回転数低下が成り行きでエンジン停止を行う場合と比べて促進されることになる。
【００６０】
更に、エンジンＥＣＵ４０は、次の気筒におけるピストン２３の圧縮ＴＤＣが停止直前の圧縮ＴＤＣと判定すると、エンジン１０（ピストン２３）の停止位置を推測する。エンジンＥＣＵ４０は、推測した停止位置がこのままで良いかどうかを判定、すなわち推測した停止位置が適正範囲内か否かを判定し、更にこの適正範囲から進角側又は遅角側のいずれにずれているかも判定する。
【００６１】
ここで、停止位置の適正範囲は、本実施の形態では、吸気行程で停止する気筒においてＡＴＤＣ６０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ１２０°ＣＡの範囲としている。つまり、この気筒のピストン２３が適正範囲内、すなわちＴＤＣとＢＤＣとの中間位置に停止すると、気筒数が「４」であることから、その他の気筒のピストン２３もそれぞれＴＤＣとＢＤＣとの中間位置に停止することになる。
【００６２】
そして、エンジンＥＣＵ４０は、推測した停止位置が上記適正範囲内にあると判定した場合、停止直前の圧縮ＴＤＣを通過しても、停止制御用となっている吸気バルブ２１の開閉タイミングを維持する（図５のｙ１参照）。これは、停止制御時バルブ開閉タイミングに切り替えたことにより吸気行程において生じる負圧に基づいたブレーキトルクをピストン２３に作用させ続けても、ピストン２３の停止位置が適正範囲内に収まるためである。
【００６３】
一方、推測した停止位置が上記適正範囲内にないと判定した場合、エンジンＥＣＵ４０は、停止制御用となっている吸気バルブ２１の開閉タイミングを更に停止位置調整用に切り替える。停止位置調整時バルブ開閉タイミングは、推測した停止位置が適正範囲よりも進角側（ＴＤＣ〜ＡＴＤＣ６０°ＣＡ未満）である場合、吸気バルブ２１の開タイミングがＴＤＣと停止制御用よりも進角側にシフトされる（図６（ｃ）及び図５のｙ２参照）。この場合、吸気バルブ２１の開タイミングがＴＤＣとなることから、次に吸気行程となる気筒のピストン２３では負圧が減少するので、負圧に基づいたブレーキトルクが減少する。つまり、エンジンＥＣＵ４０は、エンジン１０を停止させるためのブレーキトルクが総合的に減少するように調整し、推定した停止位置よりも実停止位置を遅角側にシフトさせて、実停止位置が適正範囲内となるようにしている。
【００６４】
また、推測した停止位置が適正範囲よりも遅角側（ＡＴＤＣ１２０°ＣＡ超〜ＢＤＣ）である場合、吸気バルブ２１の開タイミングがＡＴＤＣ１２０°と停止制御用よりも遅角側にシフトされる（図６（ｄ）及び図５のｙ３参照）。この場合、吸気バルブ２１の開タイミングがＡＴＤＣ１２０°となることから、次に吸気行程となる気筒のピストン２３では負圧が増大し、負圧に基づいたブレーキトルクが増大する。つまり、エンジンＥＣＵ４０は、エンジン１０を停止させるためのブレーキトルクが総合的に増大するように調整し、推定した停止位置よりも実停止位置を進角側にシフトさせて、この場合においても実停止位置が適正範囲内となるようにしている。こうしてエンジンＥＣＵ４０は、各ピストン２３をＴＤＣとＢＤＣとの中間に設定した適正範囲内に停止させることで、ピストン２３に連結されているクランクアームとクランクロッドとが直線状となって再始動時にピストン２３を作動させるのに大きなトルクが必要となる停止状態となることを防止している。
【００６５】
このようにして本実施の形態では、エンジン１０（ピストン２３）の実停止位置を再始動に好適な停止位置となるように制御し、早期のエンジン再始動の要求に対応するようにしている。
【００６６】
因みに、エンジンＥＣＵ４０は、上記したような吸気バルブ２１の開閉タイミングの切り替え処理を図７に示す処理フローに従って実行している。なお、この処理フローはエンジン停止要求が生じたら実行される。
【００６７】
ステップＳ１１１では、エンジン１０が停止挙動を開始したか否かを判定する。すなわち、エンジン回転数の低下率が所定値以上であると停止挙動でないと判定して処理を終了し、エンジン回転数の低下率が所定値未満になると停止挙動を開始したと判定してステップＳ１１２に進む。
【００６８】
ステップＳ１１２では、停止挙動の判定に基づいて、吸気バルブ２１の開タイミングを通常運転時バルブ開閉タイミングから停止制御時バルブ開閉タイミングに切り替える。具体的には、吸気バルブ２１の開タイミングのみをＢＴＤＣ５°ＣＡからＡＴＤＣ３０°ＣＡと遅角側にシフトする。これにより、負圧に基づいたブレーキトルクを増大させる。
【００６９】
ステップＳ１１３では、次の気筒におけるピストン２３の圧縮ＴＤＣが停止直前の圧縮ＴＤＣか否かを判定する。停止直前の圧縮ＴＤＣでなければ、ステップＳ１１３を繰り返す。停止直前の圧縮ＴＤＣであると判定すると、ステップＳ１１４に進み、エンジン１０（ピストン２３）の停止位置を推測する。
【００７０】
ステップＳ１１５では、推測した停止位置がこのままで良いかどうかを判定する。すなわち、推測した停止位置が適正範囲（吸気行程で停止する気筒においてＡＴＤＣ６０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ１２０°ＣＡの範囲）内か否かを判定する。推測した停止位置が適正範囲内である場合、エンジン１０を停止させるためのブレーキトルクが適正であると判定し吸気バルブ２１の開タイミングを維持したまま処理を終了する。推測した停止位置が適正範囲外である場合、ステップＳ１１６に進む。
【００７１】
ステップＳ１１６では、推測した停止位置よりも実停止位置を進角側にシフトさせるか否かを判定する。すなわち、推測した停止位置が適正範囲よりも進角側である場合、推測した停止位置よりも実停止位置を遅角側にシフトさせる必要があると判定（ＮＯ）し、ステップＳ１１７に進み、吸気バルブ２１の開タイミングをＡＴＤＣ３０°ＣＡからＴＤＣと進角側にシフトする。つまり、次に吸気行程となる気筒のピストン２３にかかる負圧に基づいたブレーキトルクを減少させ、エンジン１０を停止させるためのブレーキトルクが総合的に減少するように調整し、推定した停止位置よりも実停止位置を遅角側にシフトさせて適正範囲内とする。
【００７２】
一方、推測した停止位置が適正範囲よりも遅角側である場合、推測した停止位置よりも実停止位置を進角側にシフトさせる必要があると判定（ＹＥＳ）し、ステップＳ１１８に進み、吸気バルブ２１の開タイミングをＡＴＤＣ３０°ＣＡからＡＴＤＣ１２０°と遅角側にシフトする。つまり、次に吸気行程となる気筒のピストン２３にかかる負圧に基づいたブレーキトルクを増大させてエンジン１０を停止させるためのブレーキトルクが総合的に減少するように調整し、推定した停止位置よりも実停止位置を進角側にシフトさせて適正範囲内とする。このようにして本実施の形態では、ピストン２３の実停止位置を次のエンジン再始動時に好適な適正範囲内となるように停止位置を制御している。
【００７３】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００７４】
本実施の形態では、エンジンＥＣＵ４０は、所定の自動停止条件（アイドルストップ条件）の成立によるエンジン停止要求に基づいて、吸気バルブ２１の開タイミングをシフトさせて吸気行程にてピストン２３に作用する負圧に基づいたブレーキトルクを調整し、エンジン停止位置がエンジン再始動に好適な位置となるように制御している。
【００７５】
すなわち、吸気バルブ２１の開閉タイミングをシフトさせて各気筒のピストン２３にかかる負圧に基づいたブレーキトルクを調整する構成であるので、高応答なピストン停止制御が可能になり、再始動に好適なエンジン停止位置を調整する制御をより確実に行うことができる。これにより、再始動に好適なエンジン停止位置の調整がより確実となることから、早期のエンジン再始動の要求に対応することができる。
【００７６】
また本実施の形態のように、自動停止及び自動再始動制御（アイドルストップ制御）が行われるエンジン１０の場合、エンジン再始動を早期に行う必要が生じ易いため、上記したような再始動に好適なエンジン停止位置を調整する制御を行うことは特に有効である。
【００７７】
また本実施の形態では、エンジンＥＣＵ４０は、ピストン２３の停止位置を推定し、その推定した停止位置が適正範囲内か、若しくはその適正範囲からいずれにずれているかを、停止直前の圧縮ＴＤＣの通過時に判定している。そして、エンジンＥＣＵ４０は、推定したピストンの停止位置が適正範囲内であると判定すると、停止制御用となっている吸気バルブ２１の開閉タイミングを維持し、推定したピストンの停止位置が適正範囲より進角側であると判定すると、停止制御用となっている吸気バルブ２１の開タイミングを進角側（ピストン２３にかかるブレーキトルクが減少する方向）にシフトさせ、推定したピストンの停止位置が適正範囲より遅角側であると判定すると、停止制御用となっている吸気バルブ２１の開タイミングを遅角側（ピストン２３にかかるブレーキトルクが増大する方向）にシフトさせる。
【００７８】
すなわち、推定したピストンの停止位置が適正範囲内であると判定すると、停止制御時バルブ開閉タイミングによりピストン２３に適正なブレーキトルクが作用するとして、このバルブ開閉タイミングが維持される。また、推定したピストンの停止位置が適正範囲より進角側であると判定すると、停止制御時バルブ開閉タイミングではピストン２３に過大なブレーキトルクが作用するとして、吸気バルブ２１の開タイミングが進角側にシフトされ、ピストン２３にかかるブレーキトルクが減少される。更に、推定したピストンの停止位置が適正範囲より遅角側であると判定すると、停止制御時バルブ開閉タイミングではピストン２３に過小なブレーキトルクが作用するとして、吸気バルブ２１の開タイミングが遅角側にシフトされ、ピストン２３にかかるブレーキトルクが増大される。これにより、ピストン２３の実停止位置を適正範囲内、すなわち再始動に好適な停止位置へのピストン２３の停止をより確実に行うことができる。
【００７９】
なお、本発明は上記各実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。
【００８０】
上記各実施の形態では、エンジン１０の停止制御時に吸気バルブ２１の開閉タイミングを変更したが、排気バルブ２２の開閉タイミングを変更させてもよい。
【００８１】
例えば、図８に示すように、停止制御時に排気バルブ２２の開タイミングをＢＢＤＣ４５°ＣＡからＡＢＤＣ１５０°ＣＡと遅角側にシフトし、閉タイミングをＡＴＤＣ２°ＣＡからＴＤＣと進角側にシフトさせてもよい（図８（ｃ）参照）。このようにしても、排気行程においてピストン２３にかかる正圧に基づいたブレーキトルクが増大するので、エンジン１０の早期停止を図ることができる。また、ピストン２３の停止位置を推定し、その位置に基づいて停止最終段階で逆回転が生じ得る場合には、排気バルブ２２の開タイミングをＡＢＤＣ１５０°ＣＡからＢＤＣと進角側にシフトさせる（図８（ｄ）参照）。このようにすれば、正圧に基づいたブレーキトルクが減少するので、エンジン１０の停止最終段階でエンジン１０を逆回転させる力を極力低減し、エンジン１０の早期停止を図ることができる。
【００８２】
上記各実施の形態で示した吸気バルブ２１及び排気バルブ２２の開閉タイミングは一例であって、適宜変更しても良い。また、エンジン１０（ピストン２３）の推定停止位置等、状況に応じて吸気バルブ２１及び排気バルブ２２のシフトする角度を適宜変更するようにしても良い。また、第２実施の形態で示した適正範囲も一例であり、適宜変更しても良い。
【００８３】
上記各実施の形態では、吸気バルブ２１及び排気バルブ２２の開閉タイミングを調整する可変動弁機構に電磁式のバルブアクチュエータ２７，２８を用いたが、吸気バルブ２１及び排気バルブ２２を開閉作動させるカムを有し、吸気バルブ２１及び排気バルブ２２の開閉タイミングを調整すべくそのカムを電動又は油圧アクチュエータを用いて動作させる機構を用いても良い。また、吸気バルブ２１のみ開閉タイミングを調整するものであっても良い。
【００８４】
上記各実施の形態では、４気筒のエンジン１０に実施したが、これ以外の気筒数のエンジンに実施しても良い。この場合、吸気バルブ２１及び排気バルブ２２の開閉タイミングや第２実施の形態で示した適正範囲等を気筒数に応じて変更が必要となれば、適宜変更する。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】各実施の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図である。
【図２】第１実施の形態のエンジン停止制御を説明するための図である。
【図３】第１実施の形態のバルブ開閉タイミングを説明するための図である。
【図４】第１実施の形態のエンジン停止制御処理を示すフロー図である。
【図５】第２実施の形態のエンジン停止制御を説明するための図である。
【図６】第２実施の形態のバルブ開閉タイミングを説明するための図である。
【図７】第２実施の形態のエンジン停止制御処理を示すフロー図である。
【図８】別例のバルブ開閉タイミングを説明するための図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０…エンジン、２１…吸気バルブ、２２…排気バルブ、２３…ピストン、２４…燃焼室、２７，２８…可変動弁機構としてのバルブアクチュエータ、４０…停止制御手段、停止位置推定手段、逆回転判定手段及び適正位置判定手段としてのエンジンＥＣＵ。
【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】
2006125342.tif 000008
【図７】
2006125342.tif 000009
【図８】
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