(57)【要約】【課題】内燃機関の停止時に、圧縮行程の途中で停止した気筒を高精度に特定する内燃機関制御装置を提供する。【解決手段】エンジンが停止し（Ｓ４００：Ｙｅｓ）、筒内圧が最後のピークになり（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、最後のピークになった最終筒内圧の１次微分値の最大値が所定値よりも大きい場合（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、内燃機関制御装置は、最後に筒内圧がピークになった最終気筒のピストンが圧縮ＴＤＣの前で逆転して筒内圧のピークが形成されたと判断し、最終気筒を圧縮停止気筒と特定する（Ｓ４０６）。最終筒内圧の１次微分値の最大値が所定値以下の場合（Ｓ４０４：Ｎｏ）、内燃機関制御装置は、最終気筒のピストンが圧縮ＴＤＣを越えて膨張行程に達して筒内圧のピークが形成されたと判断し、最終気筒の次に圧縮行程になる気筒を圧縮停止気筒と特定する（Ｓ４０８）。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の各気筒における筒内圧を取得する筒内圧取得手段と、
前記筒内圧取得手段が取得する筒内圧に基づいて、前記内燃機関が停止するときに筒内圧が最後にピークになる最終気筒を検出する圧力ピーク検出手段と、
前記最終気筒において最後にピークになる筒内圧の変化状態に基づいて、前記内燃機関が停止するときに前記最終気筒のピストンが圧縮上死点を超えたか否かを判定し、圧縮行程で停止した圧縮停止気筒を特定する圧縮停止気筒特定手段と、
前記圧縮停止気筒特定手段が特定した前記圧縮停止気筒を記憶する記憶手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項２】
前記圧縮停止気筒特定手段は、前記最終気筒において最後にピークになる筒内圧の変化率に基づいて前記内燃機関が停止するときに前記最終気筒のピストンが圧縮上死点を超えたか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
【請求項３】
前記圧縮停止気筒特定手段は、前記最終気筒において最後にピークになる筒内圧の変化率の最大値と所定値とを比較して前記内燃機関が停止するときに前記最終気筒のピストンが圧縮上死点を超えたか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関制御装置。
【請求項４】
前記圧縮停止気筒特定手段は、前記最終気筒において最後にピークになる筒内圧の２次微分値に基づいて前記内燃機関が停止するときに前記最終気筒のピストンが圧縮上死点を超えたか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の停止時に圧縮行程で停止する気筒を特定する内燃機関制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を速やかに始動するために、内燃機関の始動時に最も早く燃料を燃焼可能となる気筒を特定し、特定された気筒から燃料噴射を開始することが考えられる。特に、アイドルストップシステムにおいては、アイドルストップ状態から運転者が走行再開の操作をしたときに内燃機関が速やかに始動することにより運転者に不快感を与えないことが望まれる。
【０００３】
そこで、特許文献１では、内燃機関が停止するときに最後に筒内圧がピークになる気筒を検出し、この気筒が圧縮行程の途中で停止したと判断している。圧縮行程の途中で停止した気筒は内燃機関が始動するときに圧縮行程から開始する気筒であるから、特許文献１では、内燃機関が始動するときに圧縮行程から開始する気筒から燃料噴射を開始し、内燃機関を速やかに始動しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２０９０５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、特許文献１では、内燃機関が停止するときにクランクシャフトが或る気筒の圧縮上死点に向けて進行するものの、圧縮上死点を越えられないために逆転し、このときに該当気筒の筒内圧に最後のピークが生じると判断している。確かに、内燃機関が停止するときにクランクシャフトが圧縮上死点に向けて進行するものの、圧縮上死点を越えられないために逆転することにより該当気筒の筒内圧が最後にピークになることは考えられる。
【０００６】
しかしながら、内燃機関が停止するときにクランクシャフトがある気筒の圧縮上死点に向けて進行し、該当気筒の圧縮上死点を越えて膨張行程の途中で停止しても、膨張行程の途中で停止した気筒において筒内圧が最後にピークになることがある。したがって、最後にピークになる気筒を検出するだけでは、その気筒が圧縮行程の途中で停止したのか、最後にピークになる気筒の次に圧縮行程になる気筒が圧縮行程の途中で停止したのかを判定することはできない。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、内燃機関の停止時に、圧縮行程の途中で停止した気筒を高精度に特定する内燃機関制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、内燃機関が停止するときに筒内圧が最後にピークになる最終気筒において、該当気筒のピストンが圧縮上死点を越えられずに逆転して圧縮行程の途中で停止するか、該当気筒のピストンが圧縮上死点を越えて膨張行程の途中で停止するかの何れでも、筒内圧が最後にピークになることに着目した。
【０００９】
そして、本発明者は、該当気筒のピストンが圧縮上死点を越えて停止したか、あるいは圧縮上死点を越えられずに停止したかによって、最後にピークになる筒内圧の変化状態が異なること、つまり、圧縮上死点を越えられずに停止した筒内圧のピークの方が、圧縮上死点を越えて停止した筒内圧のピークよりも急峻になることを見いだした。
【００１０】
そこで、請求項１から４に記載の発明によると、内燃機関の各気筒における筒内圧を取得する筒内圧取得手段と、筒内圧取得手段が取得する筒内圧に基づいて、内燃機関が停止するときに筒内圧が最後にピークになる最終気筒を検出する圧力ピーク検出手段と、最終気筒において最後にピークになる筒内圧の変化状態に基づいて、内燃機関が停止するときに最終気筒のピストンが圧縮上死点を超えたか否かを判定し、圧縮行程で停止した圧縮停止気筒を特定する圧縮気筒特定手段と、圧縮気筒特定手段が特定した圧縮停止気筒を記憶する記憶手段と、を備える。
【００１１】
これにより、最終気筒において最後にピークになる筒内圧の高低ではなく変化状態に基づいて、該当気筒のピストンが圧縮上死点を越えて停止したか、圧縮上死点を越えられずに逆転して停止したかを高精度に判定できる。
【００１２】
該当気筒のピストンが圧縮上死点を越えて停止した場合には、該当気筒の次に圧縮行程となる気筒が、内燃機関が停止するときに圧縮行程で停止した圧縮停止気筒となる。また、該当気筒のピストンが圧縮上死点を越えられずに逆転して停止した場合には、該当気筒が内燃機関が停止するときに圧縮行程で停止した圧縮停止気筒となる。
【００１３】
そして、内燃機関が停止するときに圧縮行程で停止した圧縮停止気筒を誤判定することなく特定して記憶しておくことにより、内燃機関を始動するときに圧縮停止気筒で燃料を燃焼可能であれば、速やかに内燃機関を始動できる。
【００１４】
これにより、気筒内で燃料が燃焼して内燃機関が始動する前に内燃機関を強制的に回転させるスタータの駆動時間が短くなる。その結果、スタータの耐久性が向上する。
また、アイドルストップシステムにおいては、アイドルストップ状態から運転者が走行再開の操作をしたときに内燃機関が速やかに始動できると、運転者に不快感を与えることがない。
【００１５】
請求項２に記載の発明によると、圧縮気筒特定手段は、最終気筒において最後にピークになる筒内圧の変化率に基づいて内燃機関が停止するときに最終気筒のピストンが圧縮上死点を超えたか否かを判定する。
【００１６】
圧縮上死点を越えられずに停止した筒内圧のピークの方が、圧縮上死点を越えて停止した筒内圧のピークよりも急峻になるので、圧縮上死点を越えられずに停止したときの筒内圧と、圧縮上死点を越えて停止したときの筒内圧とでは筒内圧の変化率が異なる。そこで、最終気筒において最後にピークになる筒内圧の変化率に基づいて、内燃機関が停止するときに最終気筒のピストンが圧縮上死点を超えたか否かを判定できる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によると、圧縮気筒特定手段は、最終気筒において最後にピークになる筒内圧の変化率の最大値と所定値とを比較して内燃機関が停止するときに最終気筒のピストンが圧縮上死点を超えたか否かを判定する。
【００１８】
圧縮上死点を越えられずに停止した筒内圧のピークの方が、圧縮上死点を越えて停止した筒内圧のピークよりも急峻になるので、圧縮上死点を越えられずに停止したときの筒内圧と、圧縮上死点を越えて停止したときの筒内圧とでは変化率の最大値が異なる。したがって、最終気筒において最後にピークになる筒内圧の変化率の最大値と所定値とを比較することにより、内燃機関が停止するときに最終気筒のピストンが圧縮上死点を超えたか否かを高精度に判定できる。尚、最終気筒において最後にピークとなる筒内圧の変化率の最大値と比較する所定値は、一定値でもよいし、最終気筒における回転数をパラメータとして演算され回転数に応じて変化する可変値でもよい。
【００１９】
請求項４に記載の発明によると、圧縮気筒特定手段は、最終気筒において最後にピークになる筒内圧の２次微分値に基づいて内燃機関が停止するときに最終気筒のピストンが圧縮上死点を超えたか否かを判定する。
【００２０】
圧縮上死点を越えられずに停止した筒内圧のピークの方が、圧縮上死点を越えて停止した筒内圧のピークよりも急峻になるので、圧縮上死点を越えられずに停止したときの筒内圧と、圧縮上死点を越えて停止したときの筒内圧とでは、筒内圧の高低ではなく波形が異なる。筒内圧の２次微分値は筒内圧の波形形状を表すので、最終気筒において最後にピークになる筒内圧の２次微分値に基づいて、内燃機関が停止するときに最終気筒のピストンが圧縮上死点を超えたか否かを判定できる。
【００２１】
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態による燃料噴射システムを示すブロック図。
【図２】クランク角センサおよびカム角センサを示す模式図。
【図３】エンジン始動時の噴射開始気筒を説明するＮＥ信号およびＧ信号。
【図４】エンジン停止時の各気筒の回転数と筒内圧と行程との関係を示すタイムチャート。
【図５】エンジン停止時の各気筒の回転数と筒内圧と行程との関係を示す他のタイムチャート。
【図６】圧縮停止気筒および噴射開始気筒の特定ルーチン。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
本発明の一実施形態による燃料噴射システムを図１に示す。
（燃料噴射システム２０）
本実施形態の蓄圧式の燃料噴射システム２０は、高圧ポンプ３２、コモンレール３４、燃料噴射弁４０、筒内圧センサ（Combustion Pressure Sensor：ＣＰＳ）４２、電子制御装置（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）６０等から構成されている。
【００２４】
燃料噴射システム２０が燃料を供給するディーゼルエンジン（以下、単にエンジンとも言う。）１２は４気筒の内燃機関である。尚、エンジンは、４気筒以外の気筒数の多気筒エンジンであってもよい。
【００２５】
ターボチャージャのコンプレッサ２は、同軸上に配置されたタービン４により回転駆動される。コンプレッサ２で圧縮された吸気は、インタークーラ６を通り、吸気絞り弁８で流量を調整され、エンジン１２の各気筒に吸入される。吸気絞り弁８は、軽負荷領域ではＥＧＲをより多く入れるために絞られるが、高負荷領域では吸気量増大やポンピングロスの低減等のために、ほぼ全開状態に保持される。エンジン１２に吸入される吸気の圧力は、吸気圧センサ１０で検出される。
【００２６】
ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)弁１４は、ＥＧＲクーラ１６で冷却されたエンジン１２の排気を吸気側に環流する流量を調整する。
高圧ポンプ３２は、カムシャフトのカムの回転にともないプランジャが往復移動することにより、燃料タンク３０から加圧室に吸入した燃料を加圧する公知のポンプである。ＥＣＵ６０が高圧ポンプ３２の図示しない調量弁に供給する電流値を制御することにより、高圧ポンプ３２が吸入行程で吸入する燃料吸入量が調量される。そして、燃料吸入量が調量されることにより、高圧ポンプ３２の燃料吐出量が調量される。
【００２７】
コモンレール３４は、高圧ポンプ３２が圧送する燃料を蓄圧しエンジン運転状態に応じた所定の高圧に燃料圧力を保持する。コモンレール３４の圧力（以下、「コモンレール圧」とも言う。）は、高圧ポンプ３２の吐出量およびコモンレール３４に設置された図示しない減圧弁により制御される。
【００２８】
燃料噴射弁４０は、エンジン１２の各気筒に設置され、コモンレール３４が蓄圧している燃料を気筒内に噴射する。燃料噴射弁４０は、エンジン１２の１回の燃焼サイクルにおいてパイロット噴射、メイン噴射およびポスト噴射等を含む多段噴射を行う。燃料噴射弁４０は、ノズルニードルに閉弁方向に燃料圧力を加える制御室の圧力を制御することにより燃料噴射量を制御する公知の電磁駆動式の弁である。
【００２９】
ＣＰＳ４２は、図示しないグロープラグと一体に各気筒に設けられており、エンジン１２の筒内圧を検出する圧力センサである。
図２に示すように、クランク角センサ４４は、エンジン１２のクランクシャフトに固定されたクランクロータ４６の外周に対向して設けられている電磁ピックアップ式のセンサである。クランクロータ４６の外周には、所定角度（例えば１０°）毎の間隔で歯４７が形成されており、歯列の途中には歯が欠損（例えば２個）した欠歯部４８が１つ設けられている。
【００３０】
尚、クランクロータ４６の外周に形成される歯４７の間隔は１０°に限るものではなく、１０°より小さくてもよいし、大きくてもよい。クランクシャフトの回転位置を高精度に検出するのであれば、歯４７の間隔を１０°より小さくすることが望ましい。
【００３１】
クランク角センサ４４は、クランクシャフトが１０°回転する毎（１０°ＣＡ毎）にパルス状のクランク角信号（ＮＥ信号とも言う。）を出力する。そして、クランクロータ４６の欠歯部４８にクランク角センサ４４が対向する基準位置にクランクシャフトの回転位置（以下、クランク角位置とも言う。）が達したときには、欠歯部４８のためにクランク角信号の立ち上がりエッジ間隔が長くなる。これにより、クランク角信号には、１０°ＣＡ毎に有効エッジとしての立ち上がりエッジが発生するとともに、クランク角位置が基準位置に来ると、立ち上がりエッジが欠落した箇所が現れることとなる。
【００３２】
ＥＣＵ６０は、クランク角信号に基づいてクランク位置を検出するとともに、単位時間当たりのクランク角信号のパルス数を算出することにより、エンジン回転数を検出する。
カム角センサ５０は、クランクシャフトの回転に対して１／２の比率で回転するエンジン１２のカムシャフトに固定されたカムロータ５２の外周に対向して設けられている電磁ピックアップ式のセンサである。カムロータ５２の外周には、所定角度（本実施形態では９０°）毎の間隔で形成された歯５３が４個形成されており、４個のうちの１個の歯５３の回転方向前方に、４個の歯５３とは別に余分歯５４が１つ設けられている。４個の歯５３は、ピストンが圧縮ＴＤＣに向けて上昇した際、燃料が圧縮着火するために必要な筒内圧に達するためのクランク行程が確保できる回転位置、例えば上死点よりも６０°ＣＡ前になるように設定されている。また、余分歯５４の位置はクランクロータ４６の欠歯部４８に対応する範囲内に設定されている。
【００３３】
カム角センサ５０は、カムシャフトが９０°（１８０°ＣＡ）回転する毎にパルス状のカム角信号（Ｇ信号とも言う。）を出力する。そして、カムシャフトの回転位置がカムロータ５２の余分歯５４にカム角センサ５０が対向する基準位置に達したときにもパルス信号を出力する。
【００３４】
以上のクランク角センサ４４、クランクロータ４６、カム角センサ５０、カムロータ５２の構成により、図３に示すように、クランク角信号の欠歯部相当箇所で余分歯５４に相当するカム角信号が検出される場合は、クランク角位置は＃１気筒の圧縮行程の下死点付近にあると判別できる。また、クランク角信号の欠歯部相当箇所で余分歯５４に相当するカム角信号が検出されない場合には、クランク角位置は＃４気筒の圧縮行程の下死点付近にあると判別できる。これにより、圧縮行程を開始する気筒を判別できる。
【００３５】
ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ６２、ＲＡＭ６４、ＲＯＭ６６、フラッシュメモリ６８等の書き換え可能な記憶装置を有するマイクロコンピュータにより主に構成されている。ＥＣＵ６０は、ＥＣＵ６０のＲＯＭ６６、フラッシュメモリ６８等の記憶装置に記憶されている制御プログラムをＣＰＵ６２が実行することにより、吸気圧センサ１０、ＣＰＳ４２、クランク角センサ４４、カム角センサ５０等の各種センサから取得したエンジン運転状態に基づいて高圧ポンプ３２の調量弁および燃料噴射弁４０への通電を制御する。
【００３６】
ＥＣＵ６０は、各種センサから得たエンジン運転状態に基づいて燃料噴射弁４０の噴射時期および噴射量を制御する。ＥＣＵ６０は、燃料噴射弁４０の噴射時期および噴射量を制御する噴射指令信号として噴射パルス信号を出力する。噴射パルス信号のパルス幅が長くなると、燃料噴射弁４０の制御室が低圧側に開放される時間が長くなるので、噴射量が増加する。ＥＣＵ６０は、噴射パルス信号のパルス幅と噴射量との関係を表す噴射量特性を、噴射圧であるコモンレール圧毎にマップとしてＲＯＭ６６またはフラッシュメモリ６８等の記憶装置に記憶している。
【００３７】
（エンジン１２が停止するときの筒内圧の変化状態）
図４および図５に、エンジン１２が停止するときにＣＰＳ４２の出力信号に基づいてＥＣＵ６０が取得する各気筒の筒内圧の変化状態を示す。
【００３８】
燃料噴射弁４０からの燃料噴射を停止してからも、エンジン１２は慣性で回転する。この間、各気筒の筒内圧は圧縮上死点（圧縮ＴＤＣ）を中心としてピークを形成する。そして、図４に示すように、＃１気筒においてピストンが圧縮ＴＤＣを越えられずに逆転し、＃１気筒が圧縮行程の途中で停止することによりエンジン１２が停止する場合、＃１気筒の筒内圧は最後のピークを形成する。尚、エンジン１２が停止するときに筒内圧が最後にピークを形成する気筒を最終気筒とも言う。
【００３９】
一方、図５に示すように、＃１気筒においてピストンが圧縮ＴＤＣを越え、膨張行程の途中で停止してエンジン１２が停止する場合にも、＃１気筒の筒内圧は最後のピークを形成する。
【００４０】
このように、＃１気筒の筒内圧が最後のピークを形成することからだけでは、＃１気筒が圧縮行程の途中で停止したのか、膨張行程の途中で停止したのかを判定することはできない。
【００４１】
ただし、図４および図５に示すように、ピストンが圧縮ＴＤＣを越えられずに逆転して圧縮行程の途中で停止する場合と、ピストンが圧縮ＴＤＣを越えて膨張行程の途中で停止する場合とで、最後にピークになる筒内圧（最終筒内圧とも言う。）の変化状態が異なることが分かる。ピストンが圧縮ＴＤＣを越えられずに逆転して圧縮行程の途中で停止するときの筒内圧（図４参照）の方が、ピストンが圧縮ＴＤＣを越えて膨張行程の途中で停止するときの筒内圧（図５参照）よりも急峻である。
【００４２】
そこで、本実施形態では、エンジン１２が停止するときの最終筒内圧の変化状態として、最終筒内圧の変化率を算出し、最終筒内圧における変化率の最大値と所定値とを比較する。本実施形態では、最終筒内圧の変化率として１次微分値を算出する。尚、最終気筒において最後にピークとなる筒内圧の変化率の最大値と比較する所定値は、一定値でもよいし、最終気筒における回転数をパラメータとして演算され回転数に応じて変化する可変値でもよい。
【００４３】
筒内圧の波形が急峻な方が、１次微分値の最大値は大きくなる。したがって、所定値を適切に設定すれば、最終筒内圧の１次微分値の最大値と所定値とを比較することにより、最終筒内圧の高低に関わらず最終気筒が圧縮行程で停止したか、膨張行程で停止したかを高精度に判定できる。
【００４４】
最終気筒が圧縮行程で停止した場合には、当然最終気筒が圧縮行程の途中で停止した気筒になる。エンジン１２が停止するときに圧縮行程の途中で停止した気筒を圧縮停止気筒とも言う。図４の場合には＃１気筒が圧縮停止気筒になる。
【００４５】
最終気筒が膨張行程で停止した場合には、最終気筒の次に圧縮行程になる気筒、図５の場合には＃３気筒が圧縮停止気筒になる。
ＥＣＵ６０は、エンジンスタートスイッチのオフによりエンジン１２が停止するときには、フラッシュメモリ６８または図示しないバックアップＲＡＭに圧縮停止気筒を記憶する。ＥＣＵ６０は、アイドルストップによりエンジン１２が停止するときには、圧縮停止気筒をＲＡＭ６４に記憶してもよい。
【００４６】
（エンジン始動時の制御）
ＥＣＵ６０は、エンジン１２が停止したときに圧縮停止気筒を特定して記憶している。そして、エンジン１２を始動すると、カム角センサ５０がＧ信号を検出するか、あるいは圧縮停止気筒においてＣＰＳ４２の出力信号に基づいて圧縮ＴＤＣを越えたことを検出するかのいずれが先かによって、圧縮停止気筒において燃料を着火可能であるかを判定する。圧縮ＴＤＣを越えたことは、筒内圧がピークになることにより検出できる。
【００４７】
前述したように、カムロータ５２の外周に形成されている４個の歯５３は、回転位置が上死点よりも６０°ＣＡ前になるように設定されている。したがって、カム角センサ５０が歯５３を検出することにより出力するＧ信号は、圧縮ＴＤＣよりも６０°ＣＡ前に検出される。
【００４８】
尚、４個の歯５３のうちの１個の歯５３の回転方向前方に形成されている余分歯５４の回転位置は、クランクロータ４６の欠歯部４８に対応する範囲内に設定されているので、余分歯５４を検出することによりカム角センサ５０が出力するＧ信号は、クランク角センサ４４が欠歯部４８を検出することにより、圧縮停止気筒において燃料を着火可能であるかを判定する対象から除外できる。
【００４９】
したがって、スタータモータを駆動しエンジン１２の始動を開始してから圧縮ＴＤＣよりも先にカム角センサ５０により歯５３に対応するＧ信号が検出される場合には、例えば図３において、圧縮ＴＤＣよりも６０°ＣＡ以上前の圧縮行程の停止位置（実線矢印参照）で圧縮停止気筒である＃１気筒が停止していることになる。図３において、欠歯部４８を除くＮＥ信号の間隔は１０°ＣＡである。この停止位置においては、エンジン１２を始動して＃１気筒のピストンが圧縮ＴＤＣに向けて上昇すると、燃料が圧縮着火するために必要な筒内圧に達する。この場合には、圧縮停止気筒である＃１気筒で燃料を噴射してエンジン１２を始動できる。
【００５０】
圧縮停止気筒において燃料を着火可能であれば、スタータによるクランキングにともない圧縮停止気筒で燃料を噴射して着火し、エンジン１２を速やかに始動できる。ディーゼルエンジン１２に限らず、例えばガソリンエンジンにおいても、エンジン始動時に圧縮停止気筒で燃料に点火できるのであれば、スタータによるクランキングにともないエンジンを速やかに始動できる。
【００５１】
一方、カム角センサ５０により歯５３に対応するＧ信号が検出されるよりも先に圧縮ＴＤＣが検出されるということは、圧縮ＴＤＣの６０°ＣＡ前よりも後の圧縮行程の停止位置（点線矢印参照）で圧縮停止気筒である＃１気筒が停止していることになる。この停止位置においては、エンジン１２を始動して＃１気筒のピストンが圧縮ＴＤＣに向けて上昇しても、燃料が圧縮着火するために必要な筒内圧に達しない。この場合には、圧縮停止気筒である＃１気筒の次に圧縮行程となる＃３気筒で燃料を噴射してエンジン１２を始動する。
【００５２】
このように、エンジン１２の始動を開始するときに圧縮停止気筒で燃料を噴射して着火可能か否かを判定することは、最終気筒が圧縮行程で停止したか膨張行程で停止したかを判定し、圧縮停止気筒が正しく特定されている場合に可能である。
【００５３】
これに対し、エンジン１２が停止するときに圧縮ＴＤＣを越えて気筒が停止することを考慮せず、筒内圧が最後のピークになる気筒を圧縮停止気筒として特定する場合には、＃１の圧縮ＴＤＣを越えてエンジン１２が停止すると、圧縮行程で停止したのは＃３気筒であるにも関わらず、筒内圧が最後のピークとなる＃１気筒が圧縮停止気筒と特定される。
【００５４】
したがって、エンジン１２を始動するときには、圧縮停止気筒と誤判定している＃１気筒において、カム角センサ５０が歯５３に対応するＧ信号を検出するか、あるいはＣＰＳ４２の出力信号に基づいて圧縮ＴＤＣを越えたことを検出するかのいずれが先かによって、＃１気筒で燃料を噴射してエンジン１２を始動するか否かを判定することになる。
【００５５】
しかし、実際には、＃３気筒が圧縮停止気筒であるから、膨張行程に移行している＃１気筒で燃料を噴射しても燃料は着火しないのでエンジン１２は始動できない。
ＥＣＵ６０が圧縮停止気筒を＃３気筒ではなく＃１気筒と誤判定していることを知るのは、ＮＥ信号が欠歯部４８に対応する箇所になり、気筒判別が実施されるときである。気筒判別が実施されると、圧縮行程の気筒に対して燃料を噴射して着火させることにより、エンジン１２を始動できる。圧縮停止気筒を＃３気筒ではなく＃１気筒と誤判定している場合には、＃４気筒の圧縮行程で燃料を噴射して着火させることにより、エンジン１２を始動できる。
【００５６】
したがって、エンジン１２が停止するときに圧縮ＴＤＣを越えて気筒が停止することを考慮しない場合には、本実施形態のように、エンジン１２が停止するときに圧縮ＴＤＣを越えて気筒が停止することを考慮し圧縮停止気筒を高精度に特定する場合に比べ、最大で１８０°ＣＡだけエンジン１２の着火始動が遅れることになる。
【００５７】
言い換えれば、本実施形態では、最終筒内圧における１次微分値の最大値と所定値とを比較することにより、最終気筒が圧縮行程で停止したか、膨張行程で停止したかを高精度に判定できる。その結果、エンジン１２が停止するときに圧縮行程で停止する気筒を高精度に特定できるので、停止位置が圧縮停止気筒で燃料を着火可能なクランク角位置であれば、圧縮停止気筒で燃料を噴射して着火させ、エンジン１２を速やかに始動できる。
【００５８】
これより、スタータによるクランキング時間が短くなりスタータの駆動時間が短くなるので、スタータの耐久性が向上する。
また、アイドルストップシステムにおいては、アイドルストップ状態から運転者が走行再開の操作をしたときにエンジン１２が速やかに始動できると、運転者に不快感を与えることがない。
【００５９】
このように、ＥＣＵ６０は、エンジン１２が停止したときの圧縮停止気筒に基づいて、エンジン１２を始動するときに最初に燃料噴射を開始する噴射開始気筒を特定する噴射開始気筒特定手段として機能する。
【００６０】
（圧縮停止気筒特定ルーチン、噴射開始気筒特定ルーチン）
図６に、エンジン停止時に圧縮行程で停止する圧縮停止気筒の特定ルーチン、ならびにエンジン始動時に噴射を開始する噴射開始気筒の特定ルーチンを示す。図６のルーチンは常時実行される。図６において「Ｓ」はステップを表している。
【００６１】
Ｓ４００において、ＥＣＵ６０は、エンジン停止条件が成立しているか否かを判定する。以下の場合、ＥＣＵ６０はエンジン停止条件が成立していると判定する。
・ＡＴ車の場合は、例えば車速が０でブレーキペダルが踏まれている。
・ＭＴ車の場合は、例えば車速が０、シフトレバーがニュートラル。
【００６２】
エンジン停止条件が成立していない場合（Ｓ４００：Ｎｏ）、ＥＣＵ６０はＳ４１０に処理を移行する。
エンジン停止条件が成立している場合（Ｓ４００：Ｙｅｓ）、Ｓ４０２においてＥＣＵ６０は、全気筒の燃料噴射弁４０からの燃料噴射を停止し、筒内圧が最後のピークになるまで待機する。筒内圧が最後のピークになると（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、Ｓ４０４においてＥＣＵ６０は、最後のピークになった筒内圧Ｐ（ｉ：ｉ＝１、２、３、４）について時間に対する１次微分値を算出し、１次微分値の最大値と所定値とを比較する。
【００６３】
Ｐ（ｉ）について１次微分値の最大値が所定値よりも大きい場合（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は最後のピークになった筒内圧Ｐ（ｉ）の変化状態が急峻であり、最終気筒のピストンが圧縮ＴＤＣの前で逆転したことにより筒内圧のピークが形成されたと判断する。これにより、Ｓ４０６においてＥＣＵ６０は、最後に筒内圧がピークになった気筒（ｉ）を圧縮停止気筒（ｊ）と特定して本ルーチンを終了する。
【００６４】
Ｐ（ｉ）について１次微分値の最大値が所定値以下の場合（Ｓ４０４：Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は最後のピークになった筒内圧Ｐ（ｉ）の変化状態が緩やかであり、最終気筒のピストンが圧縮ＴＤＣを越えて膨張行程に達したことにより筒内圧のピークが形成されたと判断する。これにより、Ｓ４０８においてＥＣＵ６０は、最後に筒内圧がピークになった気筒（ｉ）の次に圧縮行程になる気筒を圧縮停止気筒（ｊ）と特定して本ルーチンを終了する。
【００６５】
Ｓ４００においてエンジン停止条件が成立していない場合（Ｓ４００：Ｎｏ）、Ｓ４１０においてＥＣＵ６０は、エンジン始動条件が成立しているか否かを判定する。以下の場合、ＥＣＵ６０はエンジン始動条件が成立していると判定する。
・ＡＴ車の場合は、例えばブレーキペダルが開放された。
・ＭＴ車の場合は、例えばクラッチペダルが踏まれた。
【００６６】
エンジン始動条件が成立していない場合（Ｓ４１０：Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は本ルーチンを終了する。
エンジン始動条件が成立している場合（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、Ｓ４１２においてＥＣＵ６０は、エンジン１２が停止するときに圧縮行程で停止した圧縮停止気筒（ｊ）を記憶しているか否かを判定する。圧縮停止気筒（ｊ）を記憶していない場合とは、例えばＣＰＳ４２が異常であるか、エンジンスタートスイッチのオフによるエンジン停止中にバッテリが交換されたことにより記憶されていた圧縮停止気筒（ｊ）の情報が消失したか、などが考えられる。
【００６７】
圧縮停止気筒（ｊ）を記憶していない場合（Ｓ４１２：Ｎｏ）、Ｓ４２４においてＥＣＵ６０は、クランク角信号の欠歯とＧ信号との関係から気筒を判別し、圧縮行程の気筒に燃料を噴射する通常制御によりエンジン１２を始動させる。
【００６８】
圧縮停止気筒（ｊ）を記憶している場合（Ｓ４１２：Ｙｅｓ）、Ｓ４１４においてＥＣＵ６０は、スタータモータを駆動してエンジン１２をクランキングする。そして、Ｓ４１６、Ｓ４１８において、クランキングを開始してから、カム角センサ５０が歯５３に対応するＧ信号を検出するか、あるいはＣＰＳ４２の出力信号に基づいて圧縮ＴＤＣを越えたことを検出するかのいずれが先かを判定する。
【００６９】
Ｇ信号を先に検出すると（Ｓ４１６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は、圧縮停止気筒（ｊ）において停止位置が燃料を噴射して着火可能なクランク角位置を越えていないと判断し、Ｓ４２０において圧縮停止気筒（ｊ）から燃料噴射を開始して本ルーチンを終了する。
【００７０】
圧縮ＴＤＣを先に検出すると（Ｓ４１６：Ｎｏ、Ｓ４１８：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は、圧縮停止気筒（ｊ）において停止位置が燃料を噴射して着火可能なクランク角位置を越えていると判断し、Ｓ４２２において圧縮停止気筒（ｊ）の次に圧縮行程になる気筒から燃料噴射を開始して本ルーチンを終了する。
【００７１】
本実施形態では、ＥＣＵ６０が本発明の内燃機関制御装置に相当し、ＲＡＭ６４またはフラッシュメモリ６８が本発明の記憶手段に相当する。また、図６のＳ４０２およびＳ４０４の処理が本発明の筒内圧取得手段および圧力ピーク検出手段が実行する機能に相当し、Ｓ４０４〜Ｓ４０８の処理が本発明の圧縮停止気筒特定手段が実行する機能に相当し、Ｓ４１０〜Ｓ４１８の処理が噴射開始気筒特定手段が実行する機能に相当する。
【００７２】
以上説明した上記実施形態では、エンジン１２が停止するときに最後に筒内圧がピークになる最終気筒の最終筒内圧の変化状態として、最終筒内圧の変化率である１次微分値を算出し、最終筒内圧における１次微分値の最大値と所定値とを比較する。これにより、最終気筒において、ピストンが圧縮ＴＤＣの前で逆転して圧縮行程で停止したのか、ピストンが圧縮ＴＤＣを越えて膨張行程で停止したのかを高精度に判定できる。その結果、エンジン１２が停止したときに圧縮行程で停止した圧縮停止気筒を高精度に特定できる。
【００７３】
したがって、エンジン１２を始動するときに、圧縮停止気筒で燃料を噴射して着火可能であれば、圧縮停止気筒から燃料噴射を開始してエンジン１２を速やかに始動できる。
［他の実施形態］
上記実施形態では、最後に筒内圧がピークになる最終気筒の最終筒内圧の変化状態として、筒内圧の一次微分値を算出した。これ以外にも、最終筒内圧の変化状態として２次微分値を算出してもよい。２次微分値から最終筒内圧の波形形状、つまり最終筒内圧のピークの急峻度合いが分かる。したがって、最終筒内圧の２次微分値に基づいて、最終気筒が圧縮行程で停止したのか、あるいは膨張行程で停止したのかを判定し圧縮停止気筒を特定できる。
【００７４】
例えば、圧縮ＴＤＣにおける筒内圧の２次微分値の絶対値は、筒内圧の高低に関わらず筒内圧の急峻な方が大きくなる。したがって、圧縮ＴＤＣにおける最終筒内圧の２次微分値と所定値とを比較することにより、最終気筒が圧縮行程で停止したのか、あるいは膨張行程で停止したのかを判定し圧縮停止気筒を特定できる。
【００７５】
また、上記実施形態において実施した圧縮停止気筒の特定は、前述したようにディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンにおいても実施できる。その結果、ガソリンエンジンにおいても、圧縮停止気筒で燃料を噴射して点火することによりエンジンを始動できるのであれば、速やかにエンジンを始動できる。
【００７６】
上記実施形態では、筒内圧取得手段、圧力ピーク検出手段、および圧縮停止気筒特定手段の機能を制御プログラムにより機能が特定されるＥＣＵ６０により実現している。これに対し、上記手段の機能の少なくとも一部を、回路構成自体で機能が特定されるハードウェアで実現してもよい。
【００７７】
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１２：ディーゼルエンジン（内燃機関）、４２：ＣＰＳ（筒内圧センサ）、６０：ＥＣＵ（内燃機関制御装置、筒内圧取得手段、圧力ピーク検出手段、圧縮停止気筒特定手段）、６４：ＲＡＭ（記憶手段）、６８：フラッシュメモリ（記憶手段）
【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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