(57)【要約】【課題】  広い範囲でダイレクトスタートによる迅速で静寂な始動を行うことができる内燃機関の始動装置を提供すること。【解決手段】  エンジン(1)停止中に膨張行程にある気筒の燃焼室(2)に圧縮空気と燃料を供給した後点火を行い、エンジン停止中に圧縮行程にある気筒には当該気筒のピストン(16)の停止位置が所定クランク角未満、即ち上死点近傍にある場合に当該気筒の燃焼室(2)内に圧縮空気を供給して、点火を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関と、
前記複数の気筒の各行程を判別する気筒判別手段と、
前記複数の気筒の各ピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、
前記複数の気筒の各燃焼室に燃料を供給する燃料供給手段と、
前記複数の気筒の各燃焼室に圧縮空気を直接供給する圧縮空気供給手段と、
前記複数の気筒の各燃焼室で点火を行う点火手段と、
前記燃料供給手段により、前記気筒判別手段により判別される前記内燃機関の停止中に膨張行程にある気筒及び圧縮行程にある気筒のそれぞれの燃焼室内に、前記内燃機関の停止中に燃料を供給する或いは供給しておくとともに、前記圧縮空気供給手段により、前記内燃機関の停止中に膨張行程にある気筒での前記点火手段による点火の前に該膨張行程にある気筒の燃焼室内に圧縮空気を供給し、且つ前記内燃機関の停止中に圧縮行程にあった気筒の前記ピストン位置検出手段により検出されるピストン位置が所定位置よりも上死点側であったとき、該圧縮行程にあった気筒での前記点火手段による点火の前に該圧縮行程にあった気筒の燃焼室内に圧縮空気を供給し、前記点火手段により、前記内燃機関を始動させるべく、前記内燃機関の停止中に膨張行程にある気筒で点火を行い、且つ前記内燃機関の停止中に圧縮行程にある気筒が膨張行程に移行した後に該圧縮行程にあった気筒で点火を行うように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の始動装置。
【請求項２】
前記圧縮空気供給手段は、前記内燃機関の停止中に圧縮行程にあった気筒の前記ピストン位置検出手段により検出されるピストン位置に応じて、前記圧縮行程にあった気筒への圧縮空気量を変更することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の始動装置
【請求項３】
前記気筒判別手段により前記内燃機関の停止中に吸気行程にある気筒を判別し、
該吸気行程にある気筒の燃焼室内にも前記内燃機関の停止中に燃料を供給する或いは供給しておくことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の始動装置。
【請求項４】
前記燃料供給手段は前記複数の気筒の各吸気ポートに臨むよう設けられ、
前記制御手段は、前記燃料供給手段により、前記点火手段による点火を中止してから前記内燃機関が停止に至るまでの吸気行程中に燃焼室内に燃料を供給することで、前記気筒判別手段により判別される前記内燃機関の停止中に前記膨張行程にある気筒及び前記圧縮行程にある気筒の燃焼室内に燃料を供給しておくことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の始動装置に係り、詳しくは燃焼室内に燃焼を生起させることにより内燃機関を始動させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関（以下、エンジンともいう）の始動方法として、膨張行程気筒の燃焼室内に燃焼を生起させることにより、当該燃焼エネルギを始動の動力とする所謂ダイレクトスタートという技術がある。
しかしながら、ダイレクトスタートの始動性は、エンジンの停止中に膨張行程にある気筒のピストンの停止位置、つまり燃焼室内の空気量によって左右され、例えば空気量が少ないような状態の膨張行程気筒内に燃焼を生起させたとしても、エンジンの始動に見合うだけの膨張仕事を得ることは困難である。
【０００３】
このように、ダイレクトスタートによるエンジンの始動は範囲が限られている。
そこで、膨張行程気筒の燃焼によるエンジンの始動が不完全である場合にはスタータを補助的に作動させることにより始動を完全にする技術が開発されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−４９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示されるように、ダイレクトスタートによる始動状態が不完全である場合は電動機を作動させクランキングを付け足すことで始動を確実にすることは、ダイレクトスタートのみでの始動性を確保するものではない。
即ち、上記特許文献１に開示された技術では、ダイレクトスタートによる迅速な始動や静寂性等の利点を十分に活かすことができないという問題がある。
【０００５】
また、ダイレクトスタートは通常膨張行程気筒に燃焼を生起させるため、エンジンの停止中であっても膨張行程気筒の燃焼室内に燃料を供給することができる筒内噴射型エンジンへの適用が主であり、吸気ポートにインジェクタが臨んでおり燃焼室内への燃料の供給が吸気行程に限られてしまうような吸気管噴射型の所謂ＭＰＩエンジンへの適用は困難であった。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、より広い範囲でダイレクトスタートによる迅速で静寂な始動を行うことができる内燃機関の始動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、請求項１の内燃機関の始動装置では、複数の気筒を有する内燃機関と、前記複数の気筒の各行程を判別する気筒判別手段と、前記複数の気筒の各ピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、前記複数の気筒の各燃焼室に燃料を供給する燃料供給手段と、前記複数の気筒の各燃焼室に圧縮空気を直接供給する圧縮空気供給手段と、前記複数の気筒の各燃焼室で点火を行う点火手段と、前記燃料供給手段により、前記気筒判別手段により判別される前記内燃機関の停止中に膨張行程にある気筒及び圧縮行程にある気筒のそれぞれの燃焼室内に、前記内燃機関の停止中に燃料を供給する或いは供給しておくとともに、前記圧縮空気供給手段により、前記内燃機関の停止中に膨張行程にある気筒での前記点火手段による点火の前に該膨張行程にある気筒の燃焼室内に圧縮空気を供給し、且つ前記内燃機関の停止中に圧縮行程にあった気筒の前記ピストン位置検出手段により検出されるピストン位置が所定位置よりも上死点側であったとき、該圧縮行程にあった気筒での前記点火手段による点火の前に該圧縮行程にあった気筒の燃焼室内に圧縮空気を供給し、前記点火手段により、前記内燃機関を始動させるべく、前記内燃機関の停止中に膨張行程にある気筒で点火を行い、且つ前記内燃機関の停止中に圧縮行程にある気筒が膨張行程に移行した後に該圧縮行程にあった気筒で点火を行うように制御する制御手段とを備えることを特徴としている。
【０００８】
即ち、内燃機関の停止中に膨張行程にある気筒と圧縮行程にある気筒とを検出し、内燃機関の始動前に当該膨張行程にある気筒には燃料及び圧縮空気を供給し、圧縮行程にある気筒には燃料を供給しておく。そして、膨張行程にある気筒において点火を行うことで燃焼を生起させて内燃機関の始動を開始させ、圧縮行程にある気筒に関しては、内燃機関停止中のピストン位置が所定位置よりも上死点側にあった場合に圧縮空気を供給してから、膨張行程に入り点火を行う。
【０００９】
請求項２の内燃機関の始動装置では、請求項１において、前記圧縮空気供給手段は、前記内燃機関の停止中に圧縮行程にあった気筒の前記ピストン位置検出手段により検出されるピストン位置に応じて、前記圧縮行程にあった気筒への圧縮空気量を変更することを特徴とする。
即ち、ピストン停止位置に応じて圧縮行程にある気筒へ供給する圧縮空気量を変更する。
【００１０】
請求項３の内燃機関の始動装置では、請求項１または２において、前記気筒判別手段により前記内燃機関の停止中に吸気行程にある気筒を判別し、該吸気行程にある気筒の燃焼室内にも前記内燃機関の停止中に燃料を供給する或いは供給しておくことを特徴としている。
即ち、内燃機関停止中に吸気行程にある気筒の燃焼室内に対しても内燃機関始動前に燃料を供給しておく。
【００１１】
請求項４の内燃機関の始動装置では、請求項１または２において、前記燃料供給手段は前記複数の気筒の各吸気ポートに臨むよう設けられ、前記制御手段は、前記燃料供給手段により、前記点火手段による点火を中止してから前記内燃機関が停止に至るまでの吸気行程中に燃焼室内に燃料を供給することで、前記気筒判別手段により判別される前記内燃機関の停止中に前記膨張行程にある気筒及び前記圧縮行程にある気筒の燃焼室内に燃料を供給しておくことを特徴としている。
【００１２】
即ち、吸気ポートに燃料供給手段が臨んでいる内燃機関、即ち燃焼室への燃料の供給が吸気行程の間のみに限られる所謂ＭＰＩエンジンであるときは、内燃機関停止中に膨張行程気筒にある気筒及び圧縮行程にある気筒の燃焼室内に燃料を供給しておくため、内燃機関を停止させる際における点火を中止し内燃機関が停止するまでの吸気行程中に燃料を供給することとする。
【発明の効果】
【００１３】
上記手段を用いる本発明の請求項１の内燃機関の始動装置によれば、膨張行程にある気筒に燃焼を生起させることによって内燃機関を始動させるダイレクトスタートにおいて、内燃機関の始動前に圧縮行程にある気筒に対して予め燃料を供給しておき、当該気筒のピストン位置が所定位置より上死点側である場合には、燃焼室内に圧縮空気を供給し空気量を増加させてから点火を行うことで当該気筒の燃焼を良好に生起させることができ、ダイレクトスタートによる始動性を向上させることができる。
【００１４】
このように、本発明に係る内燃機関の始動装置では、ダイレクトスタートによる始動が困難であったエンジンの停止範囲においても良好に始動させることができるようになり、より広い範囲でダイレクトスタートによる迅速且つ静寂な始動を可能とすることができる。
請求項２の内燃機関の始動装置によれば、内燃機関の始動前に圧縮行程にある気筒に対して、当該気筒のピストン位置に応じて、燃焼室内に圧縮空気量を変更して供給することにより、当該気筒の燃焼を良好に生起させるとともに、当該気筒の圧縮時の反力を抑制し、ダイレクトスタートによる始動性を向上させることができる。
【００１５】
請求項３の内燃機関の始動装置によれば、内燃機関の停止中に吸気行程にある気筒の燃焼室内にも予め燃料を供給しておくことで、当該気筒の最初の点火までに十分な気化時間を確保することができるので当該気筒も良好な燃焼が生起され、当該内燃機関の始動性をより一層向上させることができる。
請求項４の内燃機関の始動装置によれば、ＭＰＩエンジンにおいても、点火を中止し内燃機関が停止するまでの吸気行程中に燃料を供給しておくことで、内燃機関始動前に膨張行程気筒及び圧縮行程気筒の燃焼室内に燃料を予め供給しておくことが可能となり、当該各気筒の点火まで十分に気化時間を確保することができ、ダイレクトスタートによる始動性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
まず、第１実施例について説明する
図１を参照すると、本発明の第１実施例に係る内燃機関の始動装置の概略構成図が示されている。
エンジン１（内燃機関）は、気筒＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ、＃Ｄの４気筒が直列に並んで構成され１８０°ＣＡ毎に等間隔で爆発する筒内噴射型の４サイクル直列４気筒型エンジンであり、図１にはそのうちの１つの気筒についての縦断面が示されている。なお、他の気筒についても同様の構成をしているものとして図示及び説明を省略する。
【００１７】
図１に示すように、エンジン１の燃焼室２には、点火を行う点火プラグ４（点火手段）と、燃料及び圧縮空気を燃焼室２内に直接噴射可能なエアアシストインジェクタ６（燃料噴射手段、圧縮空気供給手段）とが臨んでいる。なお、エアアシストインジェクタ６は公知のものが採用され、その構成についてはここでは説明を省略する。そして、当該エアアシストインジェクタ６には燃料の供給経路である燃料ライン６ａと、空気の供給経路である空気ライン６ｂとが接続されている。
【００１８】
また、燃焼室２には、エンジン１の略上下方向に延びる吸気ポート８と、エンジン１の略幅方向に延びる排気ポート１０とが連通している。当該吸気ポート８と排気ポート１０には、燃焼室２と吸気ポート８、排気ポート１０との連通と遮断を行う吸気弁１２、排気弁１４がそれぞれ設けられている。さらに、気筒内には上下摺動するピストン１６が設けられ、凹部が形成されたピストン１６の頂面は燃焼室２の下面をなしている。
【００１９】
ピストン１６はコンロッド１８を介してクランクシャフト２０に連結されている。そして、クランクシャフト２０の一端部にはフライホイール２２が設けられている。
また、エンジン１にはクランクシャフト２０の回転角、即ちクランク角を検出するクランク角センサ２４（ピストン位置検出手段）及び上記吸気弁１２及び排気弁１４をカムにより開閉作動させるカムシャフト（図示せず）の回転角、即ちカム角を検出するカム角センサ２６（気筒判別手段）が設けられている。
【００２０】
そして、点火プラグ４、エアアシストインジェクタ６、クランク角センサ２４及びカム角センサ２６等の各種装置や各種センサ類はＥＣＵ（電子コントロールユニット）３０と電気的に接続されており、当該ＥＣＵ３０は各種センサ類からの各情報に基づき各種装置を作動制御する。
また、ＥＣＵ３０はイグニッションスイッチ３２と電気的に接続されている。これより、運転者により当該イグニッションスイッチ３２のＯＮ、ＯＦＦの切換操作が行われるとそれに応じてエンジン１の始動、停止信号がＥＣＵ３０へ送信される。
【００２１】
以下このように構成された本発明の第１実施例に係る内燃機関の始動装置の作用について説明する。
図２乃至図５を参照すると、図２には本発明の第１実施例においてＥＣＵ３０が実行するエンジン１の始動制御ルーチンを示したフローチャートが、図３には本発明の第１実施例におけるエンジン１の始動時の各気筒の状態を時系列的に示したタイムチャートが、図４にはエンジン１停止中に膨張行程にある気筒への供給空気量を示したグラフが、図５にはエンジン１停止中に圧縮行程にある気筒への供給空気量を示したグラフが、それぞれ示されている。以下当該図３乃至図５を参照しながら、図２のフローチャートに沿って説明する。
【００２２】
なお、エンジン１の燃焼順序は気筒＃Ａ→気筒＃Ｃ→気筒＃Ｄ→気筒＃Ｂの順であり、図３にはイグニッションスイッチ３２がＯＮに切り換えられた時点からの各気筒の圧縮空気の供給時期、燃料噴射時期、点火時期がそれぞれ示されている。また、図３の一点鎖線は、エンジン１のクランクシャフト２０が実際に回転し始める時点を示している。また、以下の説明において各気筒にそれぞれ設けられている部材には、当該気筒に対応した符号を付して表記している（例えば気筒＃Ａの燃焼室であれば燃焼室２Ａ）。
【００２３】
ＥＣＵ３０はイグニッションスイッチ３２からの始動信号を受信すると、図２に示すように、まずステップＳ１において、カム角センサ２６からの情報に基づき、この時点、即ちエンジン１停止中での各気筒の行程を判別する。ここでは図３に示すように、気筒＃Ａが膨張行程、気筒＃Ｃが圧縮行程、気筒＃Ｄが吸気行程、気筒＃Ｂが排気行程にあるものとする。
【００２４】
次にステップＳ２では、このとき圧縮行程にある気筒＃Ｃのクランク角θｏをクランク角センサ２４により検出し、ステップＳ３に進む。なお、本実施形態において、クランク角はＴＤＣ（上死点）が０°であり、膨張行程及び吸気行程ではＡＴＤＣ（上死点後）、圧縮行程及び排気行程ではＢＴＤＣ（上死点前）で表される。
そして、ステップＳ３では、膨張行程にある気筒＃Ａ、圧縮行程にある気筒＃Ｃ、吸気行程にある気筒＃Ｄの燃焼室２Ａ、２Ｃ、２Ｄ内にエアアシストインジェクタ６Ａ、６Ｃ、６Ｄより燃料を噴射（ａ）（ｂ）（ｃ）し、ステップＳ４に進む。ここに、当該噴射（ａ）（ｂ）（ｃ）は図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各時点を示しており、以下図３の各時点は文中に同様に表記している。
【００２５】
ステップＳ４では、膨張行程にある気筒＃Ａの燃焼室２Ａ内にエアアシストインジェクタ６Ａより圧縮空気の供給（ｄ）を行い、当該燃焼室２Ａ内の空気量を増加させる。
このときの圧縮空気供給の量は、図４に示すように、膨張行程にある気筒＃Ａのピストン１６Ａの停止位置が４０〜８０°ＡＴＤＣの間では比較的少なく、それよりピストン１６Ａの停止位置が上死点側、下死点側に近づくと比較的多くなるよう設定されている。これはピストン１６Ａの停止位置が、上死点近傍にある場合は燃焼室内の空気量が少なく、下死点近傍にある場合は燃焼を生起させたとしても膨張量が十分に得られず、それぞれ始動が悪化するためであり、故にこのような場合は比較的多くの圧縮空気を供給することで燃焼を促進させるものとしている。
【００２６】
そして、ステップＳ５では、膨張行程にある気筒＃Ａの燃焼室２Ａ内の上記ステップＳ３で噴射された燃料の気化が進行した混合気に、点火プラグ４Ａによって点火（ｅ）を行い、燃焼を生起させ、ステップＳ６に進む。当該燃焼により気筒＃Ａのピストン１６Ａは押し下げられ、この時点よりクランクシャフト２０が回転を始める。
ステップＳ６では、ステップＳ２で検出したクランク角θｏが予め設定してある所定クランク角θｔ（例えば６０°ＢＴＤＣ）以上であるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ちクランクシャフト２０が回転する前のエンジン１停止中に圧縮行程にあった気筒＃Ｃのピストン１６Ｃの停止位置が上死点から比較的離れており、燃焼室２Ｃ内に十分な空気量が確保されている場合にはステップＳ９に進む。一方、判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ちピストン１６Ｃの停止位置が比較的上死点近傍にあり、当該燃焼室２Ｃ内の空気量が少ない場合は、ステップＳ７に進む。
【００２７】
ステップＳ７では、エンジン１停止中に圧縮行程にあった気筒＃Ｃがクランクシャフト２０の回転により膨張行程に進み所定の圧縮空気供給時期に達したか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）である場合は、当該ステップＳ７の判別を繰り返す。一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）となると、ステップＳ８に進む。
ステップＳ８では、エンジン１停止中に圧縮行程にあった気筒＃Ｃの燃焼室２Ｃにエアアシストインジェクタ６Ｃより圧縮空気を供給（ｆ）し、当該燃焼室２Ｃ内の空気量を増加させステップＳ９に進む。
【００２８】
このときの圧縮空気供給の量は、図５に示すように、エンジン１停止中に圧縮行程にある気筒＃Ｃのピストン１６Ｃの停止位置が上死点側に近づくほど比較的多くなるよう設定されている。なお、供給空気量とピストン１６Ｃの停止位置とのこのような関係は上記図４の６０°ＡＴＤＣから上死点側における関係と同様である。逆に、ピストン１６Ｃの停止位置が所定位置より下死点側に近い場合、筒内に十分空気が存在し、さらに空気を供給してその分余計に燃料を供給し燃やす必要がないため、圧縮空気の供給を禁止する。
【００２９】
このように設定することで、当該気筒＃Ｃでの燃焼を良好に生起させるとともに、当該気筒＃Ｃの圧縮時の反力を抑制する。
そして、ステップＳ９では、エンジン１停止中に圧縮行程にあった気筒＃Ｃの燃焼室２Ｃ内の混合気に対して点火プラグ４Ｃにより点火（ｇ）を行い、燃焼を生起させる。このときには燃焼室２Ｃ内には十分な空気量を有していることから良好に燃焼が生起され、これにより気筒＃Ｃのピストン１６Ｃは押し下げられ、クランクシャフト２０の回転を促進させる。
【００３０】
続いてステップＳ１０に進み、燃料噴射時期、点火時期を各気筒通常運転とし、当該ルーチンを抜ける。ここで通常運転となってから最初に点火が行われる気筒、即ちエンジン１停止中に吸気行程にあった気筒＃Ｄでは、ステップＳ３において予め燃焼室２Ｄ内に燃料が噴射（ｃ）されているので、当該燃焼室２Ｄ内の混合気は十分に気化されており、当該混合気に点火（ｈ）を行うことで良好な燃焼が生起され、エンジン１は確実に始動される。
【００３１】
なお、ステップＳ３の吸気行程にある気筒＃Ｄでの燃料噴射（ｃ）の量は、ピストン１６Ｄの停止位置によらず、吸気バルブ１２Ｄが閉じた時点での燃焼室２Ｄの容積に対して空燃比が理論空燃比となる量に設定されている。
また、ステップＳ３の膨張行程にある気筒＃Ａでの燃料噴射（ａ）の量は、当該気筒＃Ａのエンジン１停止中の燃焼室２Ａ内の容積とステップＳ４において供給する圧縮空気供給量とを加えた量に対して空燃比が理論空燃比となる量に設定されている。
【００３２】
さらに、ステップＳ３の圧縮行程にある気筒＃Ｃへの燃料噴射（ｂ）の量は、ステップＳ６の判別結果が偽（Ｎｏ）となるような場合は当該気筒＃Ｃのエンジン１停止中の燃焼室２Ｃ内の容積とステップＳ８において供給する圧縮空気供給量とを加えた量に対して空燃比が理論空燃比となる量に設定されており、ステップＳ６の判別結果が真（Ｙｅｓ）となるような場合は当該気筒＃Ｃの停止中の燃焼室２Ｃ内の容積のみに対して空燃比が理論空燃比となる量に設定されている。
【００３３】
以上のように、膨張行程にある気筒＃Ａに燃焼を生起させることによりエンジン１を始動させるダイレクトスタートにおいて、エンジン１停止中に圧縮行程にある気筒＃Ｃに対して予め燃料を供給しておき、当該気筒＃Ｃのピストン１６Ｃの停止位置が上死点近傍である場合には、燃焼室２Ｃ内に圧縮空気を供給し空気量を増加させてから点火を行うことにより、当該気筒においても良好な燃焼を生起させることができ、ダイレクトスタートによるエンジン１の始動性を向上させることができる。
【００３４】
このように、本発明に係る内燃機関の始動装置では、ダイレクトスタートによる始動が困難であるようなエンジン１の停止範囲においても良好に始動させることができることで、より広い停止範囲でダイレクトスタートによる迅速且つ静寂な始動を行うことができるようになる。
また、エンジン１停止中に吸気行程にある気筒＃Ｄの燃焼室２Ｄ内にも予め燃料を供給しておくことで、当該気筒＃Ｄの点火までに十分な気化時間を確保することができるので、当該気筒＃Ｄも良好な燃焼が生起され、エンジン１の始動性をより一層向上させることができる。
【００３５】
次に、第２実施例について説明する。
図６を参照すると、本発明の第２実施例に係る内燃機関の始動装置を示す概略構成図が示されており、以下同図に基づき説明する。なお、上記第１実施例と同一の部材については同一の符号を使用し、同一の機能については説明を省略する。
当該第２実施例においては、同図に示すように、エンジン４０の燃焼室２には吸気ポート４２が排気ポート１０と対向するようにエンジン４０の略幅方向に延びて形成されている。
【００３６】
当該吸気ポート４２には燃料のみを噴射可能なインジェクタ４４（燃料供給手段）が臨んでおり、当該インジェクタ４４には燃料ライン４４ａが接続されている。
また、燃焼室２には圧縮空気のみを噴射可能なエアインジェクタ４６（圧縮空気供給手段）が臨んでおり、当該エアインジェクタ４６には空気ライン４６ａが接続されている。
そして、点火プラグ４、インジェクタ４４、エアインジェクタ４６、クランク角センサ２４、カム角センサ２６、イグニッションスイッチ３２等の各種装置や各種センサ類はＥＣＵ５０と電気的に接続されており、当該ＥＣＵ５０は各種センサ類からの各情報に基づき各種装置を作動制御する。
【００３７】
このように第２実施例は、上記第１実施例のエンジン１が燃焼室２内に直接燃料を噴射する筒内噴射型エンジンであるのに対し、エンジン４０が各気筒の吸気ポート４４内に燃料を噴射する吸気管噴射型の所謂ＭＰＩ（マルチポイントインジェクション）エンジンである。当該ＭＰＩエンジンはインジェクタ４４が吸気ポート４２に臨んでいることから、燃焼室２内への燃料の供給は吸気行程において吸気弁１２が連通状態にある期間に限られる。
【００３８】
以下このように構成された本発明の第２実施例に係る内燃機関の始動装置の作用について説明する。
図７乃至図９を参照すると、図７には本発明の第２実施例においてＥＣＵ５０が実行するエンジン４０の停止制御ルーチンを示したフローチャートが、図８には本発明の第２実施例においてＥＣＵ５０が実行するエンジン４０の始動制御ルーチンを示したフローチャートが、図９には第２実施例においてエンジン４０の停止時及び始動時の各気筒の状態を時系列的に示したタイムチャートが、それぞれ示されている。以下当該図８及び図９を参照しながら、図７のフローチャートに沿って説明する。
【００３９】
まず、エンジン４０の停止時にＥＣＵ５０が行う停止制御について説明する。
ＥＣＵ４０はイグニッションスイッチ３２からの停止信号を受信すると、図７に示すように、まずステップＳ２０において各気筒の点火を停止させる。ここで、図９にはこのイグニッションスイッチ３２がＯＦＦに切り換わった時点、即ち点火を停止させた時点からの各気筒の状態が示されており、同図において当該時点での各気筒の状態は、気筒＃Ａが吸気行程、気筒＃Ｃが排気行程、気筒＃Ｄが膨張行程、気筒＃Ｂが圧縮行程にある。
【００４０】
このように各気筒の点火が停止させられると、当該点火を停止させた時点より各気筒には燃焼が生起されなくなるが、クランクシャフト２０は惰性により暫時回転を続けることとなる。
次にステップＳ２１では、吸気行程における所定の燃料噴射時期となった気筒に燃料を噴射し、ステップＳ２２に進む。詳しくは、点火を停止させた時点で吸気行程にある気筒＃Ａのインジェクタ４４から吸気ポート４２Ａ内に燃料が噴射（ｉ）され、当該燃料は吸気弁１２Ａが連通状態にある燃焼室２Ａ内に供給される。
【００４１】
続いてステップＳ２２では、上記燃料噴射により予め設定してある規定量の燃料を噴射し終えたか否かを判別する。ここで当該規定量は、点火を終了してからクランクシャフト２０が惰性回転する期間を推定し、少なくともクランクシャフト２０が停止するときに膨張行程となる気筒及び圧縮行程になる気筒の燃焼室内に燃料が供給されるように設定されている。当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合は、ステップＳ２１に戻り、吸気行程の所定の燃料噴射時期となった気筒において燃料噴射を行う。例えば、図９に示すように、点火停止時点に排気行程にあった気筒＃Ｃが吸気行程の所定の燃料噴射時期に達した時点で当該気筒＃Ｃに対し燃料噴射（ｊ）を行うようにする。
【００４２】
一方、規定量の燃料噴射を終え、判別結果が真（Ｙｅｓ）となるとステップＳ２３に進む。
ステップＳ２３では、各気筒の燃料噴射を停止させ当該ルーチンを抜け停止制御を終了する。
以上のように、エンジン４０の停止時にＥＣＵ５０が行う停止制御では、イグニッションスイッチ３２から停止信号を受信すると、まず各気筒の点火を停止させクランクシャフト２０が惰性で回転している間の吸気行程中に燃料噴射を行うことで、クランクシャフトが停止したときに膨張行程となる気筒及び圧縮行程となる気筒の燃焼室内に燃料を供給しておく。
【００４３】
次に、エンジン４０の始動時にＥＣＵ５０行う始動制御について説明する。
ＥＣＵ５０はイグニッションスイッチ３２からの始動信号を受信すると、図８に示すように、まずステップＳ３０において、カム角センサ２６からの情報に基づき、この時点での各気筒の行程を判別する。当該時点では、図９に示すように、上記停止制御終了時の状態にあり、気筒＃Ａが膨張行程、気筒＃Ｃが圧縮行程、気筒＃Ｄが吸気行程、気筒＃Ｂが排気行程にある。
【００４４】
次にステップＳ３１では、このとき圧縮行程にある気筒＃Ｃのクランク角θｏをクランク角センサ２４により検出し、ステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２では、膨張行程にある気筒＃Ａの燃焼室２Ａ内にエアインジェクタ４６Ａより圧縮空気の供給（ｋ）を行い、当該燃焼室２Ａ内の空気量を増加させる。
そして、ステップＳ３３では、膨張行程にある気筒＃Ａの燃焼室２Ａ内の上記停止制御中に供給された燃料の気化が進行した混合気に、点火プラグ４Ａによって点火（ｌ）を行い、燃焼を生起させ、ステップＳ３４に進む。当該燃焼により気筒＃Ａのピストン１６Ａが押し下げられ、この時点よりクランクシャフト２０が回転を始める。
【００４５】
ステップＳ３４では、ステップＳ３１で検出したクランク角θｏが予め設定してある所定クランク角θｔ以上であるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合はステップＳ３７に進む。一方、判別結果が偽（Ｎｏ）である場合はステップＳ３５に進む。
ステップＳ３５では、エンジン４０停止中に圧縮行程にあった気筒＃Ｃがクランクシャフト２０の回転により膨張行程に進み所定の圧縮空気供給時期に達したか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）である場合は、当該ステップＳ３５の判別を繰り返す。一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）となると、ステップＳ３６に進む。
【００４６】
ステップＳ３６では、エンジン４０停止中に圧縮行程にあった気筒＃Ｃの燃焼室２Ｃにエアインジェクタ４６Ｃより圧縮空気を供給（ｍ）し、当該燃焼室２Ｃ内の空気量を増加させステップＳ３７に進む。
そして、ステップＳ３７では、エンジン４０停止中に圧縮行程にあった気筒＃Ｃの燃焼室２Ｃ内の混合気に対して点火プラグ４Ｃにより点火（ｎ）を行い、燃焼を生起させる。このときには燃焼室２Ｃ内には上記停止制御中に供給された燃料とともに十分な空気量を有していることから良好に燃焼が生起され、これにより気筒＃Ｃのピストン１６Ｃが押し下げられ、クランクシャフト２０の回転を促進させる。
【００４７】
続いてステップＳ３８に進み、燃料噴射時期、点火時期を各気筒通常運転とし、当該ルーチンを抜ける。
以上のように、エンジン４０の始動時にＥＣＵ５０行う始動制御では、上記停止制御において予め燃焼室２Ａ、２Ｃ内に燃料が供給されており、当該燃料はエンジン４０の停止中に十分に気化されているため、始動時に膨張行程にある気筒＃Ａや圧縮行程にある気筒＃Ｃで良好に燃焼が生起され、ＭＰＩエンジンにおいてもダイレクトスタートによる始動性を向上させることができる。
【００４８】
このように、本発明に係る内燃機関の始動装置では、燃焼室２への燃料の供給が、吸気行程の吸気弁１２の連通状態にある期間のみに限られるＭＰＩエンジンである場合であっても、エンジン４０停止時においてクランクシャフト２０が惰性回転している間の吸気行程時に燃料を噴射することで、次回のエンジン４０始動時のダイレクトスタートによる始動を良好に行うことができ、迅速で静寂な始動を実現することができる。
【００４９】
以上で本発明に係る内燃機関の始動装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態の第１実施例では、燃料と圧縮空気とを噴射することができるエアアシストインジェクタ６を用いているが、これに代えて、燃料のみを噴射するインジェクタと圧縮空気のみを噴射するエアインジェクタをそれぞれ独立して燃焼室２に臨ませる構成であっても構わない。
【００５０】
また、上記実施形態では、イグニッションスイッチ３２のＯＮ、ＯＦＦ切換によってＥＣＵ３０、５０に始動信号、停止信号が送られる構成としたが、例えばイグニッションスイッチ３２がＯＮ状態であっても特定の条件を満たすことで停止信号をＥＣＵ３０、５０に送るような構成であってもよく、これより所謂アイドルストップ車両に対しても本発明を好適に適用可能である。
【００５１】
また、上記実施形態では、カム角センサ２６によって気筒判別を行っていたが、気筒判別手段はこれに限られるものではなく、例えばクランク角から算出したり、その他の装置を用いても構わない。
また、上記実施形態の第２実施例では、エンジン４０の停止制御において、規定量の燃料噴射を行うようにしているが、このような構成に限られるものでなく、例えば特にクランクシャフト２０が停止するまでの期間を推定等せず、クランクシャフト２０が自然に停止するまでは吸気行程の所定の燃料噴射時期に達した気筒に対して燃料を噴射するようにしても構わない。
【００５２】
また、上記実施形態においてエンジン１、４０にスタータを設け、ダイレクトスタートによる始動に失敗した場合には当該スタータによる始動を行うようにしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施例に係る内燃機関の始動装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施例においてＥＣＵが実行するエンジンの始動制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施例におけるエンジンの始動時の各気筒の状態を時系列的に示したタイムチャートである。
【図４】エンジン停止中に膨張行程にある気筒への供給空気量を示したグラフである。
【図５】エンジン停止中に圧縮行程にある気筒への供給空気量を示したグラフである。
【図６】本発明の第２実施例に係る内燃機関の始動装置を示す概略構成図である。
【図７】本発明の第２実施例においてＥＣＵが実行するエンジンの停止制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施例においてＥＣＵが実行するエンジンの始動制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施例におけるエンジンの停止時及び始動時の各気筒の状態を時系列的に示したタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１、４０  エンジン（内燃機関）
２  燃焼室
４  点火プラグ（点火手段）
６  エアアシストインジェクタ（燃料噴射手段、圧縮空気供給手段）
８、４２  吸気ポート
１２  吸気弁
２４  クランク角センサ（ピストン位置検出手段）
２６  カム角センサ（気筒判別手段）
３０、５０  ＥＣＵ
３２  イグニッションスイッチ
４４  インジェクタ（燃料噴射手段）
４６  エアインジェクタ（圧縮空気供給手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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