(57)【要約】  内燃機関を再始動するための方法であって、第１シリンダ（ＺＹＬ１）が低い空気充填量を有し、第２シリンダ（ＺＹＬ２）が高い空気充填量を有し、あらかじめ決定された回転数閾値（ｎｓ）が空気充填量に関係して選択されている方法において、決定された内燃機関の回転数（ｎ）とあらかじめ決定された回転数閾値（ｎｓ）との比較に関係して、再始動のための方法を選択し、実施する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を再始動するための方法であって、第１シリンダ（ＺＹＬ１）が低い空気充填量を有し、第２シリンダ（ＺＹＬ２）が高い空気充填量を有し、あらかじめ決定された回転数閾値（ｎｓ）が空気充填量に関係して選択されている方法において、
決定された内燃機関の回転数（ｎ）とあらかじめ決定された回転数閾値（ｎｓ）との比較に関係して、再始動のための方法を選択し、実施することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
決定された回転数（ｎ）があらかじめ決定された前記回転数閾値（ｎｓ）よりも大きい場合にはスタータ（２００）なしに始動し、決定された前記回転数（ｎ）があらかじめ決定された回転数閾値（ｎｓ）よりも大きくない場合には前記スタータ（２００）を用いて始動する方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、
決定された前記回転数（ｎ）があらかじめ決定された前記回転数閾値（ｎｓ）よりも大きい場合には、内燃機関の減速時に前記第２シリンダ（ＺＹＬ２）が燃焼サイクルに移行し、決定された前記回転数（ｎ）があらかじめ決定された前記回転数閾値（ｎｓ）よりも大きくない場合には、内燃機関の減速時に燃焼サイクルに移行しないように、あらかじめ決定される前記回転数閾値（ｎｓ）を選択する方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、
決定された前記回転数（ｎ）が、あらかじめ決定された前記回転数閾値（ｎｓ）よりも小さく、前記第２シリンダ（ＺＹＬ２）が内燃機関の減速時に燃焼サイクルに移行した場合に、あらかじめ決定された前記回転数閾値（ｎｓ）を低減する方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の方法において、
決定された前記回転数（ｎ）が、あらかじめ決定された前記回転数閾値（ｎｓ）よりも大きく、前記第２シリンダ（ＺＹＬ２）が燃焼サイクルに移行しなかった場合に、あらかじめ決定された前記回転数閾値（ｎｓ）を増大する方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法において、
決定された前記内燃機関の回転数（ｎ）が規定可能な前記回転数閾値（ｎｓ）よりも大きい場合に、前記第２シリンダ（ＺＹＬ２）で燃料／空気混合物を点火する方法。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法において、
決定された前記回転数が、あらかじめ決定された前記回転数閾値（ｎｓ）よりも大きくない場合に、内燃機関の回転数経過を予測し、予測された回転数経過に関係して、スタータ（２００）が係合され、始動される第１係合時点（ｔｅｉｎ１）、またはスタータ（２００）が係合され、始動される第２係合時点（ｔｅｉｎ２）を決定する方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、
第１係合時点（ｔｅｉｎ１）または第２係合時点（ｔｅｉｎ２）を、内燃機関の停止前に位置させる方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の方法において、
前記第１係合時点（ｔｅｉｎ１）を、内燃機関の回転運動の、次に可能な反転点とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
前記次に可能な反転点を、少なくとも規定可能な制御無駄時間（Ｔ＿ｔｏｔ）だけ、始動要求が検出された時点（ｔｓｔａｒt）の後に位置させる方法。
【請求項１１】
請求項７から１０までのいずれか一項に記載の方法において、
前記第２係合時点（ｔｅｉｎ２）以後に、予測される回転数が規定可能な正の閾値（ｎｐｌｕｓ）を超過しないように、前記第２係合時点（ｔｅｉｎ２）を選択する方法。
【請求項１２】
請求項７から１１までのいずれか一項に記載の方法において、
第２係合時点（ｔｅｉｎ２）以後に、予測される回転数が規定可能な負の閾値（ｎｍｉｎｕｓ）を下回らないように、第２係合時点（ｔｅｉｎ２）を選択する方法。
【請求項１３】
コンピュータプログラムにおいて、
該コンピュータプログラムが、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の方法において使用するようにプログラムされていることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１４】
内燃機関を開ループおよび／または閉ループ制御するための電子記憶媒体において、
該電子記憶媒体に、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の方法で使用するためのコンピュータプログラムが記憶されていることを特徴とする電子記憶媒体。
【請求項１５】
内燃機関の開ループおよび／または閉ループ制御器において、
該開ループおよび／または閉ループ制御器が、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の方法で使用するようにプログラムされていることを特徴とする開ループおよび／または閉ループ制御器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を制御するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に始動／停止技術を備える車両では、すなわち、エンジンが通常の運転モードで頻繁に停止され、再び作動される場合には、内燃機関の快適な減速および内燃機関の素早い再始動が極めて重要である。
【０００３】
日本国特許出願公開第２００８２９８０３１号明細書は、減速時に内燃機関のスロットルバルブを閉じ、これにより、振動を抑制する方法を記載している。このような措置により、内燃機関のシリンダ内の空気充填量が減じられ、ひいては圧縮および減圧が最小限となるので減速の粗さが減じられる。
【０００４】
しかしながら、内燃機関を再始動するためには、再始動のために点火されるシリンダ内にできるだけ多くの空気が必要とされる。すなわち、素早いエンジン始動（シリンダ内に多くの空気を必要とする）と、快適な、すなわち、振動の少ないエンジン減速（シリンダ内に少ない空気を必要とする）という目的の間で矛盾が生じる。
【０００５】
一般に、内燃機関を再始動する方法が既知であり、これらの方法では、新たに始動される前に内燃機関の停止が待機される。特に、いわゆる「気持ちの変化が生じた状況」では、内燃機関がまだ減速している間に始動要求が行われ、このようなことは、始動要求とエンジン始動との間に感知可能であり、不快に感じられる時間的遅延が生じる。
【０００６】
従来技術では、特に内燃機関の吸気弁のストローク経過を変更し、これにより、シリンダの空気充填量を調節する装置が一般に知られている。特に、電気液圧式アクチュエータにより、吸気弁のストローク経過を広範囲に、任意に構成することができる。このような電気液圧式に弁の変位を行う内燃機関はスロットルバルブを必要としない。同様に、特に吸気弁のストローク経過はカムシャフトの変位によって変更できることが知られている。シリンダの空気充填量を変更することができるスロットルバルブなどの装置は、以下では空気配量装置とも呼ぶ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】日本国特許出願公開第２００８２９８０３１号明細書
【発明の概要】
【０００８】
本発明による方法の利点は、特に「気持ちの変化が生じた状況」で、内燃機関の特に素早い再始動が確保されることである。
【０００９】
エンジン減速時に、例えば空気配量装置によって、第１シリンダ内に低い充填量が生じ、第２シリンダに高い充填量が生じた場合、内燃機関の減速特性は特に良好に予測可能である。決定された内燃機関の回転数が、回転数閾値よりも大きいか、または小さいかに応じて、第２シリンダがこれから燃焼サイクルに移行するのか、または第２シリンダが燃焼サイクルに移行する前に内燃機関は復路揺動運動に移行するのかを識別する回転数閾値を規定することができる。内燃機関の減速特性のこのような認識により、内燃機関を特に素早く再始動するために意図的な措置をとることが可能になる。
【００１０】
決定された内燃機関の回転数が回転数閾値よりも大きい場合、内燃機関の回転運動エネルギーが、第２シリンダが燃焼サイクルに移行するのに十分に大きいことが確保されている。シリンダ内で燃料／空気混合物が点火された場合、内燃機関の直接の即時始動が行われる。このような即時始動は、スタータを使用することなしに、特に素早く行われる。なぜなら、内燃機関の減速が待機される必要がないからである。
【００１１】
決定された内燃機関の回転数が回転数閾値よりも小さい場合、減速時の内燃機関の揺動特性を極めて良好に予測することができる。内燃機関のスタータは、内燃機関の回転数が十分に低い場合にのみ係合することができるので、適切な時点でスタータを係合し、始動することができるように内燃機関の回転数を決定することが重要である。しかしながら、スタータは無駄時間（例えば５０ｍｓ）を有しているので、係合のために適切な時点を早期に認識することは不可欠である。したがって、内燃機関の回転数経過が予測された場合、内燃機関の素早い始動のために特に有利であり、予測された回転数経過から第１係合時点または第２係合時点が決定される。再始動が素早いことにより得られる特別な利点は、特に係合時点が内燃機関の停止前に位置する場合に生じる。
【００１２】
内燃機関の揺動運動時に、内燃機関の回転数経過は回転運動の反転点で、すなわち、揺動運動の方向が反転する場合に、ゼロ点を通過する。ゼロ点では、スタータの係合は特に確実に可能である。なぜなら、回転数のゼロ点を通過する付近では所定間隔における回転数は小さいからである。第１係合時点として、内燃機関の回転運動の、次に可能な反転時点、もしくは反転点が選択された場合、特に素早い再始動のために有利である。この場合、次に可能な反転時点は、スタータが係合され、始動されるために適した反転時点の次の反転時点である。
【００１３】
始動要求が検出された後に、スタータがスタータの無駄時間にも関わらず、スタータが望ましい時点で係合し、始動するように制御されることを確保するために、次に可能な反転時点が、少なくとも１つの規定可能な制御無駄時間だけ、始動要求が検出される時点の後に位置している場合、特に有利である。したがって、次に可能な反転時点は、始動要求の時点後の次の反転時点としてではなく、少なくとも規定可能な制御時間だけ時間的に始動要求の時点の後に位置する次の反転時点として付与されていてもよい。
【００１４】
スタータの係合がいずれの場合にも可能となる程度まで既に内燃機関の揺動運動が遅くなった場合、スタータが係合し、始動できるように揺動運動の反転点を予測することは不可欠ではない。したがって、第２係合時点は、有利には、第２係合時点以後に、内燃機関の回転数が規定可能な回転数帯域をもはや離れることがないように選択される。この方法は特に確実であり、内燃機関を係合するためにもはや揺動運動の反転点が待機される必要がないので、速度に関して利点が生じる。スタータが係合できる速度閾値は、一般に内燃機関の前方回転および後方回転について異なっているので、両方の閾値を別個に監視することが有利である。通常、スタータは内燃機関の後方回転時におけるよりも前方回転時に、より高速で係合することができる。
【００１５】
第２係合時点が、第２係合時点以後に、予測される回転数が規定可能な正の閾値を超過しないように選択された場合、少なくとも内燃機関の前方回転時には既に確実に係合できるので、速度に関して利点が生じる。
【００１６】
第２係合時点が、第２係合時点以後に、予測される回転数が規定可能な負の閾値を下回らないように選択される場合、いまや前方向および後方向に確実に係合できるので、本方法は特に確実である。
【００１７】
当然ながら、スタータが内燃機関の後方回転時に、前方回転時よりも高い速度で係合することができる場合にもこれらの利点が生じる。両方の閾値のそれぞれの利点が利用されることのみが重要である。
【００１８】
次に添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】内燃機関のシリンダを示す図である。
【図２】内燃機関停止時の内燃機関のいくつかのパラメータの経過を示す概略図である。
【図３】内燃機関を停止するための本発明による方法のプロセスを示す図である。
【図４】内燃機関の停止および再始動時の回転数経過を示す図である。
【図５】内燃機関の停止および再始動時の回転数経過を示す詳細図である。
【図６】内燃機関の再始動時の本発明による方法のプロセスを示す図である。
【図７】異なる回転数閾値における内燃機関の揺動特性を示す概略図である。
【図８】回転数閾値を検出するための本発明による方法のプロセスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、燃焼室２０と、コンロッド４０によってクランクシャフト５０に結合されたピストン３０とを備える内燃機関のシリンダ１０を示す。ピストン３０は、既知のように上下降運動を行う。運動の反転点は死点と呼ばれる。上昇運動から下降運動への移行部は上死点と呼ばれ、下降運動から上昇運動への移行部は下死点と呼ばれる。クランクシャフト５０の角度位置、いわゆるクランクシャフト角度は、通常は上死点に対して相対的に規定される。クランクシャフトセンサ２２０はクランクシャフト５０の角度位置を検出する。
【００２１】
吸込管８０を介して、既知のようにピストン３０の下降運動時に燃焼される空気が燃焼室２０に吸い込まれる。これは吸込みサイクルもしくは吸気サイクルと呼ばれる。排ガス管９０を介して、燃焼された空気がピストン３０の上昇運動時に燃焼室２０から押し出される。これは、一般に排気サイクルと呼ばれる。吸込管８０を介して吸い込まれる空気の量は、空気配量装置、本実施例ではスロットルバルブ１００を介して調節され、スロットルバルブ１００の位置は制御器７０によって決定される。
【００２２】
吸込管８０に配置された吸込管噴射弁１５０を介して、吸込管８０から吸い込まれた空気内に燃料が噴射され、燃料空気混合物が燃焼室２０で生成される。吸気管噴射弁１５０によって噴射される燃料の量は制御器７０によって、一般に制御信号の継続時間および／または強度により決定される。点火プラグ１２０は、燃料空気混合物を点火する。
【００２３】
吸込管８０から燃焼室２０への通路に設けられた吸気弁１６０は、カムシャフト１９０のカム１８０によって駆動される。同様に、排ガス管９０から燃焼室２０への通路に設けられた排気弁１７０はカムシャフト１９０のカム１８２によって駆動することができる。カムシャフト１９０はクランクシャフト５０に連結されている。一般に、カムシャフト１９０はクランクシャフト５０の２回転につき１回転を行う。カムシャフト１９０は、排気弁１７０が排気サイクルで開かれ、上死点の近傍で閉じられるように構成されている。吸気弁１６０は上死点の近傍で開き、吸気サイクルで閉じる。技術的に排気弁１７０および吸気弁が同時に開かれている段階は弁重複と呼ばれる。このような弁重複は、例えば内部で排ガスを還流させるために役立つ。カムシャフト１９０は、特に制御器７０によって制御可能に構成されていてもよく、これにより、内燃機関の運転パラメータに関係して吸気弁１６０および排気弁１７０の異なったストローク経過を調節することができる。しかしながら、吸気弁１６０および排気弁１７０をカムシャフト１９０によってではなく、電気液圧式の弁調整器によって上下運動させることも同様に可能である。この場合、カムシャフト１９０ならびにカム１８０および１８２は省略してもよい。同様に、このような電気液圧式弁調整器の場合、スロットルバルブ１００は不可欠ではない。
【００２４】
スタータ２００は、機械継手２１０を介してクランクシャフト５０に機械的に結合可能である。スタータ２００とクランクシャフト５０との間の機械的な結合の形成は係合とも呼ばれる。スタータ２００とクランクシャフト５０との間の機械的結合の解除は係脱とも呼ばれる。係合は、内燃機関の回転数が内燃機関およびスタータに関係した回転数閾値未満である場合にのみ可能である。
【００２５】
図２は、内燃機関が停止した場合の内燃機関の特性を示す。図２ａは、第１シリンダＺＹＬ１および第２シリンダＺＹＬ２の種々異なるサイクルの順序を示し、クランクシャフトＴＷの角度に関して記録されている。内燃機関の第１死点Ｔ１、第２死点Ｔ２、第３死点Ｔ３、第４死点Ｔ４および第５死点が記録されている。これらの死点の間では、第１シリンダＺＹＬ１は、既知のように排気サイクル、吸気サイクル、圧縮サイクルおよび燃焼サイクルを実施する。４つのシリンダを備える内燃機関の実施例では、第２シリンダＺＹＬ２のサイクルは７２０°／４＝１８０°だけずらされる。第１シリンダＺＹＬ１に関して、第１死点Ｔ１、第３死点Ｔ３および第５死点Ｔ５は下死点であり、第２死点Ｔ２および第４死点Ｔ４は上死点である。第２のシリンダＺＹＬ２に関して、第１死点Ｔ１、第３死点Ｔ３および第５死点Ｔ５は上死点、第２死点Ｔ２および第４死点は下死点である。
【００２６】
図２ｂは、図２ａに示したサイクルに並行して、時間ｔにわたる内燃機関の回転数ｎの経過を示す。回転数ｎは、例えば、クランクシャフト角度ＫＷの時間微分値として規定されている。第１死点Ｔ１は第１時点ｔ１に対応し、第２死点Ｔ２は第２時点ｔ２に対応し、第３死点Ｔ３は第３時点ｔ３に対応し、第４死点Ｔ４は第４時点ｔ４に対応する。それぞれ連続する２つの時点の間、例えば、第１時点ｔ１と第２時点ｔ２との間では、回転数がまず短時間上昇し、次いで単調に減少する。短時間の回転数上昇は、シリンダ内における空気充填量の圧縮に基づく。上死点を通過したシリンダは、空気充填量を最大限に圧縮し、シリンダ内に圧縮エネルギーが蓄積される。この圧縮エネルギーは、内燃機関がさらに回動した場合に部分的に回転エネルギーに変換される。
【００２７】
図２ｃは、図２ａおよび図２ｂと並行して、スロットルバルブ１００の制御信号ＤＫの経時変化を示す。従来技術により既知のように、内燃機関の停止時にスロットルバルブ１００がまず閉じられ、これは第１制御信号ＤＫ１に対応する。図２ｂに示すように内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓ，例えば、３００Ｕ／ｍｉｎ未満に低下した場合、本発明により、開放時点ｔａｕｆでスロットルバルブ１００が開放され、これは第２制御信号ＤＫ２に相当する。この場合、開放時点ｔａｕｆは、次の死点である第３死点Ｔ３の直後、内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓ未満に低下した後に得られるように選択されている。第２シリンダＺＹＬ２は第３死点Ｔ３で吸気サイクルに移行する。したがって、以下では吸気シリンダＺＹＬ２とも呼ぶ。本実施例では、開放時点ｔａｕｆは、吸気シリンダの弁重複の終了、したがって、吸気シリンダＺＹＬ２の排気弁１７０の閉鎖時点と一致する。吸気シリンダＺＹＬ２の上死点に関して、開放時点ｔａｕｆは開放クランクシャフト角度ＫＷａｕｆに対応する。内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓ未満に低下した時点を検出するために、内燃機関の回転数ｎを連続的に監視することができる。死点後の内燃機関の回転数ｎの上昇は小さいので、開放時点ｔａｕｆが死点直後に位置することが望ましいが、しかしながら、内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓ未満に低下したか否かを内燃機関のそれぞれの死点で検査することも可能である。図２ｂに示した実施例では、第１時点ｔ１および第２時点ｔ２で、内燃機関の回転数ｎがまだ回転数閾値ｎｓ未満に低下していないことがわかる。内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓ未満に低下したことが第３時点ｔ３ではじめてわかり、スロットルバルブ１００が開放される。
【００２８】
スロットルバルブ１００の開放により、吸気サイクルでいま多くの空気が吸気シリンダに流入する。吸気シリンダＺＹＬ２が第４時点ｔ４の後に圧縮サイクルに移行した場合、残りのシリンダに対して著しく増大された空気充填量は、実施すべき圧縮作業のために、膨張するシリンダで解放される圧縮エネルギーを上回り、内燃機関の回転数ｎは復路揺動点ｔｏｓｃでゼロに低下するまで急速に低下する。クランクシャフト５０の回転運動はいま反転し、内燃機関の回転数ｎは負になる。復路揺動時点ｔｏｓｃは、図２ａに示したクランクシャフト５０の復路揺動角ＲＰＷに対応する。停止時点ｔｓｔｏｐｐで内燃機関は停止する。時間軸の表示は非線形であることに注意すべきである。内燃機関の回転数ｎの低下に対応して、第３時点ｔ３と第４時点ｔ４との間の時間間隔は、第２時点ｔ２と第３時点ｔ３との間の時間間隔よりも大きく、この時間間隔は、第１時点ｔ１と第２時点ｔ２との間の時間間隔よりも大きい。内燃機関の第５死点Ｔ５は到達されない。復路揺動時点ｔｏｓｃと停止時点ｔｓｔｏｐｐとの間の時間間隔においてクランクシャフト５０は揺動運動を行い、第２シリンダＺＹＬ２は圧縮サイクルおよび吸気サイクルで揺動し、第１シリンダＺＹＬ１は、対応して燃焼サイクルおよび圧縮サイクルで揺動する。
【００２９】
図３は、図２に示した特性に対応した方法のプロセスを示す。内燃機関の作動時に、停止検出ステップ１０００で内燃機関が停止されることが望ましいことが検出される。次にステップ１０１０が続き、噴射および点火が停止される。したがって、内燃機関は減速状態にある。次いでステップ１０２０が続き、スロットルバルブが閉じられる。カムシャフト変位を行う内燃機関では、方法ステップ１０２０では、代替的に、より小さいカムへの切換を行うことができ、これにより、シリンダ内の空気充填量が減じられる。電気液圧式の弁変位を行う内燃機関では、ステップ１０２０で内燃機関の弁を閉じることができる。次に方法ステップ１０３０が続き、内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓを下回ったか否かが検査される。これに当てはまる場合、ステップ１０４０が続く。これに当てはまらない場合、内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓを下回るまでステップ１０３０が繰り返される。ステップ１０４０では、スロットルバルブ１００が開放時点ｔａｕｆで開放される。カムシャフト変位を行う内燃機関では、代わりにステップ１０４０で、例えばより大きいカムに切り換えることができ、これにより、吸気シリンダＺＹＬ２の空気充填量が増大される。電気液圧式の弁変位を行う内燃機関では、ステップ１０４０で吸気シリンダＺＹＬ２の吸気弁１６０を制御することができ、吸気シリンダＺＹＬ２の吸気サイクルで吸気弁１６０が開放され、これにより、吸気シリンダＺＹＬ２の吸気充填量が増大される。次に方法ステップ１０６０が続く。随意のステップ１０６０では、吸込管噴射弁１５０を介して燃料が内燃機関の吸込管８０に噴射される。このような燃料の噴射は、吸気サイクルで燃料／空気混合物が吸気シリンダＺＹＬ２に吸い込まれることにより行われる。ステップ１１００で、本発明による方法は終了する。図２ｂに示すように、内燃機関は停止位置へ揺動し、吸気シリンダＺＹＬ２は吸気サイクルまたは圧縮サイクルで停止する。ステップ１０６０における燃料の噴射は、吸込管噴射を行う内燃機関では、内燃機関を素早く再始動するために有利である。
【００３０】
図４は、停止時および再始動時における内燃機関の回転数ｎの経時変化を示す。内燃機関の回転数ｂは、減速段階Ｔ＿Ａｕｓｌａｕｆで図２ｂに示すように低下し、内燃機関の回転運動が図２ｂに示した復路揺動時点ｔｏｓｃで反転した場合に最終的に符号を変える。このことは、図４に減速段階Ｔ＿Ａｕｓｌａｕｆの終了および揺動段階Ｔ＿Ｐｅｎｄｅｌの開始として示されている。まだ減速段階Ｔ＿Ａｕｓｌａｕｆであっても、例えば、運転手がガスペダルを押圧したことが検出されたなど開始要求時点で内燃機関を再び始動することが望ましいか否かが決定される。停止時点ｔｓｔｏｐｐの前にこのように検出された始動要求は「気持ちの変化」と呼ばれる。揺動段階Ｔ＿Ｐｅｎｄｅｌでは、内燃機関の回転数ｎは、図２ｂに示した停止時点ｔｓｔｏｐｐまで一定にゼロまで低下し、ゼロに保持されるという経過を辿る。停止時点ｔｓｔｏｐｐは、図４では揺動段階Ｔ＿Ｐｅｎｄｅｌの終了を示す。
【００３１】
従来技術で既知の内燃機関の始動方法では、揺動段階Ｔ＿Ｐｅｎｄｅｌに続いて、内燃機関が停止したこと検出され、スタータ２００が係合され、スタータが制御される。図４には示していない、例えば５０ｍｓのスタータ２００の制御無駄時間Ｔ＿ｔｏｔの後には、スタータ２００は時点ｔＳｄＴで回転運動を開始し、これにより、クランクシャフト５０を再び運動させる。これに対して、本発明による方法では、第１係合時点ｔｅｉｎ１、および場合によっては第２係合時点ｔｅｉｎ２が決定される。第１係合時点ｔｅｉｎ１および第２係合時点ｔｅｉｎ２は、スタータ２００を係合できる程に内燃機関の回転数ｎが低いことにより特徴づけられる。第１係合時点ｔｅｉｎ１および第２係合時点ｔｅｉｎ２は制御器７０によって決定される。始動要求時点ｔｓｔａｒｔと第１係合時点ｔｅｉｎ１との間の時間間隔が制御無駄時間Ｔ＿ｔｏｔよりも大きい場合、スタータ２００は係合され、第１係合時点ｔｅｉｎ１で回転運動を開始するように制御される。第１係合時点ｔｅｉｎ１が始動要求時点ｔｓｔａｒｔに時間的に近すぎる場合には、スタータ２００は係合され、第２係合時点ｔｅｉｎ２で回転運動を開始するように制御される。
【００３２】
図５は、第１係合時点ｔｅｉｎ１および第２係合時点ｔｅｉｎ２の選択を詳細に示す。図示のように、内燃機関の回転数ｎは開放時点ｔａｕｆの後に急速にゼロに低下し、内燃機関は復路揺動時点ｔ＿ｏｓｃで後進運動を開始する。第１係合時点ｔｅｉｎ１は、スロットルバルブ１００の開放後に、例えば、特性マップに基づいて、または制御器７０に保存されたモデルに基づいて決定され、予測された復路揺動点ｔｏｓｃに対応する。復路揺動時点ｔｏｓｃの代わりに、内燃機関の回転数ｎがゼロ点を示す他の時点を予測し、第１係合時点ｔｅｉｎ１として選択することも当然ながら可能である。
【００３３】
内燃機関の回転数ｎのゼロ点に対して補足的に第２係合点ｔｅｉｎ２を選択してもよい。第２係合点ｔｅｉｎ２以後は、内燃機関の回転数ｎが、スタータ２００の係合が可能な回転数帯域をもはや離れないことが確保されている。この回転数帯域は、例えば、毎秒７０回転の正の閾値ｎｐｌｕｓと、例えば、毎秒３０回転の負の閾値ｎｍｉｎｕｓとによって付与され、正の閾値ｎｐｌｕｓまで、内燃機関の前方向回転時にスタータ２００が係合することができ、負の閾値ｎｍｉｎｕｓまで、内燃機関の後方向回転時にスタータ２００が係合することができる。制御器７０は、例えば特性マップに基づいて、内燃機関の運動エネルギーが、第２係合時点ｔｅｉｎ２以後、回転数帯域（ｎｍｉｎｕｓ，ｎｐｌｕｓ）をもはや離れない範囲で低下するよう計算する。第２係合時点ｔｅｉｎ２または第２係合時点ｔｅｉｎ２後の任意の時点で、スタータ２００を係合させ、回転運動に移行させることができる。
【００３４】
図６は、本発明による内燃機関を再始動するための方法のプロセスを示す。ステップ２０００は、図３に示したステップ１０００と一致する。このステップでは、内燃機関を停止する要求が検出される。次にステップ２００５が続く。ステップ２００５では、スロットルバルブが閉じられるか、または、例えばカム１８０，１８２の変位もしくは弁１６０，１７０の適宜な電気液圧式制御など他の措置がとられ、これにより、シリンダ内の空気充填量が低減される。次にステップ２０１０が続く。
【００３５】
ステップ２０１０では、まだ内燃機関の減速時に、すなわち、図４に示した減速段階Ｔ＿Ａｕｓｌａｕｆで内燃機関を始動するための始動要求が検出されたか否かが決定される。これに当てはまる場合には、ステップ２０２０が続く。これに当てはまらない場合には、ステップ２０９０が続く。ステップ２０２０では、内燃機関における回転数ｎが（場合によっては、例えば毎秒１０回転の最低間隔だけ）回転数閾値ｎｓを超過しているか否かが検査される。検査は連続的に行ってもよいし、またはクランクシャフトに同期して、特に内燃機関のそれぞれの死点で行ってもよい。内燃機関の回転数が回転数閾値ｎｓを超過した場合、ステップ２０３０が続き、さもなければステップ２０７０が続く。
【００３６】
ステップ２０３０ではスロットルバルブが開かれるか、または、例えば、カム１８０，１８２の変位もしくは弁１６０および１７０の適宜な電気液圧式制御などの他の措置がとられ、これにより、次に吸気サイクルとなるシリンダ内の空気充填量が増大される。吸気管噴射弁１５０によって燃料は吸気管８０に噴射される。次にステップ２０４０が続き、吸気シリンダＺＹＬ２、すなわち、次に吸気サイクルで空気充填量が実質的に増大されるシリンダが決定される。吸気シリンダＺＹＬ２は吸気サイクルに移行し、吸気管８０内に位置する燃料／空気混合物を吸い込む。次いで吸気シリンダＺＹＬ２は圧縮サイクルに移行する。回転数ｎは回転数閾値ｎｓよりも大きい。回転数閾値ｎｓは、吸気シリンダＺＹＬ２がもはや上死点を通過しないように選択されている。したがって、内燃機関の回転数ｎでは、吸気シリンダＺＹＬ２が上死点をもう一度通過し、燃焼サイクルに移行することが確保されている。次にステップ２０５０が続く。ステップ２０５０では、燃料／空気混合物が吸気シリンダＺＹＬ２で点火され、吸気シリンダＺＹＬ２はクランクシャフト５０の回転を加速し、次にステップ２０６０が続く。ステップ２０６０では、内燃機関を始動するためにさらなる措置がとられ、特に内燃機関の他のシリンダ内で燃料／空気混合物が適宜点火される。内燃機関の始動によって本発明による方法は終了する。
【００３７】
ステップ２０７０では、吸気管噴射弁１５０を介して燃料が吸気管８０に噴射される。次にステップ２１００が続く。
【００３８】
ステップ２０９０では、図３に示したステップ１０３０に対応して、内燃機関における回転数ｎが回転数閾値ｎｓ未満に低下したか否かが検査される。これに当てはまらない場合には、ステップ２０１０に戻る。これに当てはまる場合にはステップ２１００が続く。
【００３９】
ステップ２１００は、図３のステップ１０４０に対応する。スロットルバルブが開かれるか、もしくは他の空気配量装置、例えばカム変位装置または電気液圧式弁制御装置が、供給される空気量が増大されるように制御される。次にステップ２１１０が続く。
【００４０】
ステップ２１１０では、内燃機関を始動するための要求が出されたか否かが決定される。これに当てはまる場合にはステップ２１２０が続く。これに当てはまらない場合には、内燃機関を始動するための要求が出されるまでステップ２１１０が繰り返される。ステップ２１２０では、内燃機関が停止しているか否かが検査される。これは、図４に示した揺動段階Ｔ＿Ｐｈａｓｅの終了後の時間に対応する。これに当てはまる場合にはステップ２０６０が続き、内燃機関を始動するための従来の措置がとられる。図４に示すように、内燃機関は時点ｔＳｄＴで始動される。
【００４１】
内燃機関がステップ２１２０で停止していない場合には、ステップ２１５０が続く。ステップ２１５０では第１係合時点ｔｅｉｎ１が予測される。この予測は、例えば特性マップに基づいて行われる。吸気シリンダＺＹＬ２の上死点を最後に通過した場合に（本実施例では第４時点ｔ４で）検出された回転数ｎに基づいて、内燃機関の運動エネルギーを決定することができ、空気配量弁の第２位置ＤＫ２から、吸気シリンダＺＹＬ２の空気充填量、ひいては吸気シリンダＺＹＬ２によって圧縮サイクルで圧縮されるガススプリングの強度を推定することができる。これにより、第１係合時点ｔｅｉｎ１として予測される復路揺動時間ｔｏｓｃを推定することができる。次にステップ２１６０が続き、第１係合時点ｔｅｉｎ１と現在の時点との間の時間差がスタータ２００の制御無駄時間Ｔ＿ｔｏｔよりも大きいか否かが検査される。これに当てはまる場合には、ステップ２１７０が続く。これに当てはまらない場合には、ステップ２１８０が続く。
【００４２】
ステップ２１８０では、第２係合時点ｔｅｉｎ２が決定される。図５に示すように、第２係合時点ｔｅｉｎ２は、内燃機関の回転数ｎが第２係合時点ｔｅｉｎ２以後は負の閾値ｎｍｉｎｕｓと正の閾値ｎｐｌｕｓとの間の回転数範囲に保持されるように選択される。次のステップ２１９０でスタータ２００が係合され、第２係合時点ｔｅｉｎ２から始動される。次にステップ２０６０が続き、内燃機関を始動するためのさらなる措置がとられる。代替的に、ステップ２１８０で、負の閾値ｎｍｉｎｕｓと正の閾値ｎｐｌｕｓとの間の回転数ｎが保持される係合間隔を測定することも可能である。この場合、ステップ２１９０で、スタータ２００が係合間隔で係合され、始動される。
【００４３】
吸込管噴射弁１５０の代わりに、内燃機関の噴射弁が燃焼室に配置されており、したがって、直接噴射弁として構成されていることも可能である。この場合、スロットルバルブの開放直後の吸込管への燃料の噴射は省略される。再始動時にＺＹＬ２が点火される前に吸気シリンダＺＹＬ２に燃料が適宜に噴射されることのみが重要である。
【００４４】
図７は、回転数閾値ｎｓの選択を示す。図７ａは、回転数閾値ｎｓを正確に選択した場合の吸気シリンダＺＹＬ２の揺動特性を示す。開放クランクシャフト角度ＫＷａｕｆで、吸気シリンダＺＹＬ２は前進運動で第４死点Ｔ４に対応した下死点ＵＴを通過し、復路揺動角ＲＰＷにおいて回転方向を反転する。停止するまでの吸気シリンダＺＹＬ２のさらなる揺動運動が図７ａに示唆されている。
【００４５】
図７ｂは、回転数閾値ｎｓを高く選択しすぎた場合の吸気シリンダＺＹＬ２の揺動特性を示す。高すぎる回転数閾値ｎｓとは、スロットルバルブ１００の開放時、すなわち、開放クランクシャフト角度ＫＷａｕｆにおける内燃機関の運動エネルギーが高すぎることを意味する。このようなことは、吸気シリンダＺＹＬ２が、第４死点Ｔ４に対応した下死点ＵＴを通過し、次いで、第５死点Ｔ５に対応した上死点ＯＴをも通過することにつながる。これは、駆動系統に望ましくない振動をもたらし、運転手には不快であると感じられる。
【００４６】
図７ｃは、回転数閾値ｎｓを低く選択しすぎた場合の吸気シリンダＺＹＬ２の揺動特性を示す。低すぎる回転数閾値ｎｓとは、スロットルバルブ１００の開放時、すなわち、開放クランクシャフト角度ＫＷａｕｆにおける内燃機関の運動エネルギーが低すぎることを意味する。吸気シリンダＺＹＬ２は、第４死点に対応した下死点ＵＴを通過するが、しかしながら、比較的大きい復路揺動角ＲＰＷを有している。ステップ３０２０で、内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓよりも大きいことが検出された場合、吸気シリンダＺＹＬ２が上死点ＯＴを超えて回転し、したがって、内燃機関を素早く始動できることをもはや前提とすることができない。
【００４７】
したがって、回転数閾値ｎｓの選択は、本発明による方法が機能するために最も重要な意味をもつが、内燃機関の耐用寿命にわたって変化する変数、例えば使用されるエンジンオイルの摩擦係数などに依存しているので極めて難しい。
【００４８】
図８は適応方法を示す。この適応方法により、初期に規定された回転数閾値ｎｓを適応させることができ、内燃機関の特性の初期化または変更時のエラーが補正される。ステップ３０００では、内燃機関に対して停止要求が出されたことが検出され、内燃機関を始動するための措置がとられる。ステップ３０１０で、ステップ１０３０に対応して、内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓ未満に低下したか否かが検査される。これに当てはまる場合には、ステップ３０２０が続き、ステップ１０４０に対応してスロットルバルブが開放される。次にステップ３０３０が続き、吸気シリンダＺＹＬ２が下死点ＵＴを既に通過したか否かが検査される。これに当てはまらない場合には、ステップ３０４０が続く。これに当てはまる場合には、ステップ３０６０が続く。
【００４９】
ステップ３０４０で、吸気シリンダＺＹＬ２が下死点ＵＴを通過する前に内燃機関が停止してしまう程、回転数閾値ｎｓが低く選択されることが防止される。このために、ステップ３０４０では、内燃機関が停止しているか否かが検査される。これに当てはまらない場合にはステップ３０３０に戻り、内燃機関が停止している場合にはステップ３０５０が続く。ステップ３０５０では回転数閾値ｎｓが増大される。次にステップ３１００が続き、ここで方法は終了する。
【００５０】
ステップ３０６０では、内燃機関の回転運動が監視される。内燃機関が上死点ＯＴをさらに超えて吸気シリンダＺＹＬ２を回転させた場合には、ステップ３０７０が続く。上死点ＯＴが到達されていない場合には、ステップ３０８０が続く。ステップ３０７０で、図７ｂに示した特性が得られた場合には、回転数閾値ｎｓが低減される。次にステップ３１００が続き、ここで方法は終了する。
【００５１】
ステップ３０８０で、復路揺動角ＲＰＷが、例えばクランクシャフトセンサ２２０によって測定される。次にステップ３０９０が続く。ステップ３０９０では、復路揺動角ＲＰＷが、例えば１０°の最小復路揺動角ＲＰＷＳよりも小さいか否かが検査される。復路揺動角ＲＰＷが最小復路揺動角ＲＰＷＳよりも小さい場合には、図７ａに示す正常な特性が得られ、ここで方法は終了する。復路揺動角ＲＰＷが最小復路揺動角ＲＰＷＳよりも大きい場合、図７ｃに示した特性が得られ、次にステップ３０５０が続き、回転数閾値ｎｓが増大される。
【００５２】
ステップ３０５０における回転数閾値ｎｓの増大は増分的に行われるか、または回転数閾値ｎｓは初期閾値ｎｓｉに増大され、初期閾値ｎｓｉでは、内燃機関が図７ｂに示した特性を示し、したがって、回転数閾値ｎｓがまず大きめに選択されていることが確保されている。初期閾値ｎｓｉは、例えば適用可能な閾値として形成されていてもよい。したがって、初期閾値ｎｓｉは、例えば、空気充填量における異なる漏出量、異なるエンジンオイルまたは内燃機関の摩擦作用の異なるサンプルばらつきなど内燃機関の運転時に可能な運転パラメータの範囲内で、内燃機関が図７ｂに示した特性を示し、したがって、吸気シリンダＺＹＬ２が燃焼サイクルに移行するように選択される。
【００５３】
回転数閾値ｎｓの適応は、内燃機関の再始動が正常に経過しなかった場合にも随意に実施することができる。すなわち、ステップ２０２０で、検出された内燃機関の回転数ｎが回転数閾値ｎｓよりも大きいことが検出された場合、回転数閾値ｎｓが増大され、ステップ２０３０，２０４０および２０５０の実施後に、ステップ２０６０で、吸気シリンダＺＹＬ２が燃焼サイクルに移行したことが確認される。
【図１】
2013539521.tif 000003
【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７ａ）】
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【図７ｂ）】
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【図７ｃ）】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年3月8日(2013.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を再始動する方法であって、第１シリンダ（ＺＹＬ１）が低い空気充填量を有し、第２シリンダ（ＺＹＬ２）が高い空気充填量を有し、あらかじめ決定された回転数閾値（ｎｓ）が空気充填量に関係して選択されており、決定された内燃機関の回転数（ｎ）とあらかじめ決定された回転数閾値（ｎｓ）との比較に関係して再始動のための方法を選択し、実施する方法において、
決定された回転数が、あらかじめ決定された前記回転数閾値（ｎｓ）よりも大きくない場合に、内燃機関の回転数経過を予測し、予測された回転数経過に関係して、スタータ（２００）が係合され、始動される第１係合時点（ｔｅｉｎ１）、またはスタータ（２００）が係合され、始動される第２係合時点（ｔｅｉｎ２）を決定し、
前記第１係合時点（ｔｅｉｎ１）を、内燃機関の回転運動の、次に可能な反転点とすることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記第１係合時点（ｔｅｉｎ１）または前記第２係合時点（ｔｅｉｎ２）を、内燃機関の停止前に位置させる方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、
前記次に可能な反転点を、少なくとも規定可能な制御無駄時間（Ｔ＿ｔｏｔ）だけ、始動要求が検出された時点（ｔｓｔａｒｔ）の後に位置させる方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法において、
前記第２係合時点（ｔｅｉｎ２）以後に、予測される回転数が規定可能な正の閾値（ｎｐｌｕｓ）を超過しないように、前記第２係合時点（ｔｅｉｎ２）を選択する方法。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法において、
前記第２係合時点（ｔｅｉｎ２）以後に、予測される回転数が規定可能な負の閾値（ｎｍｉｎｕｓ）を下回らないように、前記第２係合時点（ｔｅｉｎ２）を選択する方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法において、
決定された前記回転数（ｎ）があらかじめ決定された前記回転数閾値（ｎｓ）よりも大きい場合には、内燃機関の減速時に前記第２シリンダ（ＺＹＬ２）が燃焼サイクルに移行し、決定された前記回転数（ｎ）があらかじめ決定された前記回転数閾値（ｎｓ）よりも大きくない場合には、内燃機関の減速時に燃焼サイクルに移行しないように、あらかじめ決定される前記回転数閾値（ｎｓ）を選択する方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
決定された前記回転数（ｎ）が、あらかじめ決定された前記回転数閾値（ｎｓ）よりも小さく、前記第２シリンダ（ＺＹＬ２）が内燃機関の減速時に燃焼サイクルに移行した場合に、あらかじめ決定された前記回転数閾値（ｎｓ）を低減する方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載の方法において、
決定された前記回転数（ｎ）が、あらかじめ決定された前記回転数閾値（ｎｓ）よりも大きく、前記第２シリンダ（ＺＹＬ２）が燃焼サイクルに移行しなかった場合に、あらかじめ決定された前記回転数閾値（ｎｓ）を増大する方法。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法において、
決定された内燃機関の前記回転数（ｎ）が規定可能な前記回転数閾値（ｎｓ）よりも大きい場合に、前記第２シリンダ（ＺＹＬ２）で燃料／空気混合物を点火する方法。
【請求項１０】
コンピュータプログラムにおいて、
該コンピュータプログラムが、請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法において使用するようにプログラムされていることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１１】
内燃機関を開ループおよび／または閉ループ制御するための電子記憶媒体において、
該電子記憶媒体に、請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法で使用するためのコンピュータプログラムが記憶されていることを特徴とする電子記憶媒体。
【請求項１２】
内燃機関の開ループおよび／または閉ループ制御器において、
該開ループおよび／または閉ループ制御器が、請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法で使用するようにプログラムされていることを特徴とする開ループおよび／または閉ループ制御器。
【国際調査報告】
2013539521.tif 000013
2013539521.tif 000014
2013539521.tif 000015
2013539521.tif 000016