(57)【要約】  本発明は、内燃機関の動作パラメータを検出する検出手段（４２０）を備え、始動時に内燃機関を制御するための装置（１）に関する。ここでは計算手段（４１０）が、検出された動作パラメータを考慮して内燃機関の始動前に始動ストラテジーを設定し、計算手段は設定された始動ストラテジーに依存して、機関起動制御のための制御量を設定し、コントロール手段（４３０）が機関起動を監視し、該コントロール手段（４３０）は、機関起動が始動ストラテジーから異なる場合、制御量を相応に適合する。
2008507662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の動作パラメータを検出する検出手段（４２０）を備え、始動時に内燃機関を制御するための装置（１）において、
計算手段（４１０）が、検出された動作パラメータを考慮して内燃機関の始動前に始動ストラテジーを設定し、
該計算手段（４１０）は設定された始動ストラテジーに依存して、機関起動制御のための制御量を設定し、
コントロール手段（４３０）が機関起動を監視し、
該コントロール手段（４３０）は、機関起動が始動ストラテジーから異なる場合、制御量を相応に適合する、ことを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置（１）において、
検出手段（４２０）は少なくとも１つのシリンダのピストン位置を検出し、
計算手段（４１０）が、検出された少なくとも１つのピストン位置を考慮して内燃機関の始動前に始動ストラテジーを設定することを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の装置（１）において、
検出手段（４２０）は、始動時に最初に圧縮行程または吸気行程に移行する少なくとも１つのシリンダのピストン位置を検出し、計算手段（４１０）は検出されたピストン位置を考慮して内燃機関の始動前に始動ストラテジーを設定することを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項記載の装置（１）において、
記憶手段が、コントロール手段（４３０）により機関起動時に適合された制御量を記憶し、
コントロール手段（４３０）は、機関起動が始動ストラテジーから反復的に異なる場合、前記記憶された制御量を用いることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項記載の装置（１）において、
可変弁制御を行う内燃機関では、計算手段（４１０）が弁制御に対する制御量を、機関起動が所定の始動ストラテジーに従うように設定することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項記載の装置（１）において、
可変圧縮制御を行う内燃機関では、計算手段（４１０）が圧縮比制御に対する制御量を、機関起動が所定の始動ストラテジーに従うように設定することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項記載の装置（１）において、
始動ストラテジーは、スタータまたはスタータ発電機の出力および／または回転数を、時間に関し可変に制御する制御量を設定することを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項記載の装置（１）において、
計算手段（４１０）は、内燃機関の始動前に検出された動作パラメータに依存して、内燃機関の自己着火動作状態を識別し、該自己着火動作状態を阻止する始動ストラテジーを設定することを特徴とする装置。
【請求項９】
内燃機関の制御方法において、
内燃機関の始動前に、検出された動作パラメータを考慮して内燃機関を始動するための始動ストラテジーを設定し、
設定された始動ストラテジーに依存して、機関起動制御のための制御量を設定し、
機関起動を監視し、機関起動が始動ストラテジーから異なる場合、始動ストラテジーにより設定された機関起動が維持されるように制御量を適合する、ことを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法において、
始動ストラテジーは、検出された少なくとも１つのピストン位置を考慮して設定される、ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法において、
始動時に最初に圧縮行程または吸気行程に移行する少なくとも１つのシリンダのピストン位置が検出される、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項９から１１までのいずれか１項記載の方法において、
機関起動時に適合された制御量が記憶され、機関起動が始動ストラテジーから反復的に異なる場合、前記記憶された制御量を用いる、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項９から１２までのいずれか１項記載の方法において、
可変弁制御を行う内燃機関では、当該可変弁制御に対する制御量が、機関起動が所定の始動ストラテジーに従うように設定される、ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項９から１２までのいずれか１項記載の方法において、
可変圧縮制御を行う内燃機関では、当該可変圧縮制御に対する制御量が、機関起動が所定の始動ストラテジーに従うように設定される、ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
機械により読み出し可能な担体に記憶されたプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品であって、該プログラムコードはコンピュータまたは制御機器で実行されるときに請求項８から１４までのいずれか一項記載の方法を実施する、ことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１独立請求項の上位概念による内燃機関の制御装置から出発する。さらに本発明は内燃機関の制御方法に関するものである。
【０００２】
従来技術
自動車の燃料消費と有害物質放出を低減するためにいわゆるスタートストップ方法がますます普及している。この種のスタートストップ方法では、機関始動が電気的機械、例えばベルトまたはクランクシャフト・スタータ発電機、または通常のスタータによって行われる。典型的には始動は、燃料の噴射と引き続く点火による内燃機関の起動時に内燃機関のトルクを形成することにより行われ、内燃機関の回転数が十分であればスタータは再び係合を外される。
【０００３】
ＥＰ１０３６９２８Ａ２から、内燃機関の停止時に圧縮行程に移行する少なくとも１つのシリンダを同定し、始動開始時にこのシリンダに燃料を噴射する始動装置が公知である。
【０００４】
発明の利点
これに対して独立請求項の構成を備える本発明の装置は、検出手段が内燃機関の動作パラメータを検出し、計算手段が、検出された動作パラメータを考慮して内燃機関の始動前に始動ストラテジーを設定し、計算手段は設定された始動ストラテジーに依存して、機関起動制御のための制御量を設定し、コントロール手段が機関起動を監視し、機関起動が始動ストラテジーから異なる場合、制御量を相応に適合する。
【０００５】
相応する本発明の方法は、内燃機関の始動前に、検出された動作パラメータを考慮して内燃機関を始動するための始動ストラテジーを設定し、設定された始動ストラテジーに依存して、機関起動を制御するための制御量を設定し、機関起動を監視し、機関起動が始動ストラテジーから異なる場合、始動ストラテジーにより設定された機関起動が達成されるように制御量を適合する。
【０００６】
この手段の利点は、すでに内燃機関の始動前に、すなわちクランクシャフトが運動する前に、始動および相応する機関起動が実施すべき始動ストラテジーが設定されることである。とりわけ始動ストラテジーは、動作パラメータに依存して検出される種々の始動条件に適合することができ、これにより内燃機関の始動を最適に実施することができる。すでに始動前に、設定された始動ストラテジーに依存して制御量が検出されるから、有利には始動ストラテジーに従い予期される機関起動は既知である。監視される機関起動が予期される機関起動から異なる場合、本発明では、始動ストラテジーが最適に実現される機関起動が行われるように制御量が適合される。
【０００７】
従属請求項に記載された構成によって、独立請求項に記載された方法を有利に発展および改善することができる。
【０００８】
検出手段が少なくとも１つのシリンダのピストン位置を検出し、計算手段が検出された少なくとも１つのピストン位置を考慮して内燃機関の始動前に始動ストラテジーを設定すると有利である。少なくとも１つのシリンダの既知のピストン位置に依存して、他のすべての作動行程が始動開始前に検出される。従って有利には始動ストラテジーと制御量をこれに基づいて相応に適合することができる。
【０００９】
さらに検出手段が、始動時に最初に圧縮行程または吸気行程に移行する少なくとも１つのシリンダのピストン位置を検出し、計算手段が検出された少なくとも１つのピストン位置を考慮して内燃機関の始動前に始動ストラテジーを設定すると有利である。直接噴射型内燃機関で最初に圧縮行程に移行するシリンダのピストン位置が既知であるか、ないしは吸気管噴射を行う内燃機関で最初に吸気行程に移行するシリンダのピストン位置が既知であれば、始動ストラテジーを有利にはこれに整合することができる。従って例えばピストン位置が不利な場合には、このシリンダへの噴射、または吸気管への噴射を関連の行程で断念し、始動ストラテジーをこれに基づいて相応に調整することができる。
【００１０】
さらなる有利な構成では、コントロール手段により機関起動時に適合された制御量を記憶する記憶手段が設けられており、コントロール手段は、機関起動が始動ストラテジーから反復的に異なる場合、この記憶された制御量を用いる。例えば適合形特性マップから有利には新たな始動時に実証された制御量を用いる。これにより機関起動は開始時から最適に経過することができる。
【００１１】
可変弁制御を行う内燃機関では、計算手段が弁制御に対する制御量を、機関起動が所定の始動ストラテジーに従うように設定すると有利である。従って有利には、さらなる操作介入手段を使用して機関起動を最適に維持することができる。
【００１２】
さらに圧縮比が可変の内燃機関では、計算手段が圧縮比制御に対する制御量を、機関起動が所定の始動ストラテジーに従うように設定すると有利である。従って有利には、さらなる操作介入手段を使用して機関起動を最適に維持することができる。
【００１３】
さらに始動ストラテジーが、スタータまたはスタータ発電機の出力および／または回転数を、時間に関し可変に制御する制御量を設定すると有利である。
【００１４】
このことの利点は、可変制御可能なスタータにより、圧縮行程または吸気行程中の混合気生成、圧縮時に燃焼時に発生する温度、スタータから出力されるトルクを適合することができ、始動ストラテジーの設定および最適の始動を実施するためにさらなる自由度が得られることである。
【００１５】
別の実施例によれば、計算手段は、内燃機関の始動前に検出された動作パラメータに依存して、内燃機関の自己着火動作状態を識別し、この自己着火動作状態を阻止するように始動ストラテジーを設定する。検出された動作パラメータに基づき有利には、潜在的な自己着火動作状態を予測し、設定すべき始動ストラテジーを、この動作状態が回避ないしは阻止されるように適合することができる。
【００１６】
さらに本発明の装置が方法として構成されていても有利である。
【００１７】
別の有利な構成によれば、プログラムコードを備えるコンピュータプログラム製品が提供される。このプログラムコードは機械により読み取り可能な担体に記憶されており、プログラムがコンピュータまたは制御機器で実行されるときに少なくとも本発明の方法を実施する。このことの利点は、本発明の方法を、装置とは独立して提供できることである。
【００１８】
本発明のその他の特徴、実施態様および利点を、本発明の図示の実施例に則して以下に説明する。ここで説明される全ての特徴は、それらが特許請求の範囲（独立請求項または従属請求項）、実施例の説明および図面のいずれに記載されているかに関わらず、単独でもまたは任意に組み合わせても、本発明の対象となりうる。
図１は、スタートストップモードの概略的経過を示すフローチャートである。
図２は、機関起動の監視を示すフローチャートである。
図３は、本発明の制御装置の概略図である。
【００１９】
実施例の説明
本発明は、すでに内燃機関の始動前に、検出された動作パラメータに基づいて始動ストラテジーを設定し、この始動ストラテジーに基づいて機関起動に対する制御量を設定するという技術思想に基づく。
【００２０】
とりわけ直接噴射型内燃機関では最初に圧縮行程に移行するシリンダのピストン位置を検出し、吸気管噴射を行う内燃機関では最初に吸気行程に移行するシリンダのピストン位置を検出すると有利である。
【００２１】
スタートシリンダを同定するために、例えば絶対角センサを使用することができる。この絶対角センサはカムシャフトおよび／またはクランクシャフトに取り付けられており、クランクシャフトの瞬時の角度位置を出力する。さらに絶対角センサによって制御機器は、クランクシャフトセンサホイールの基準マークおよび／またはカムシャフトの位相センサホイールの基準マークによる従来の同期方法による場合より高速に内燃機関に同期することができる。
【００２２】
図１は、スタートストップモードの概略的経過を示すフローチャートを示す。ステップ１０で制御機器はプレスタートフェーズとなる。スタートストップモードでは、点火（ＫＬ１５）はスイッチオンのままに留まるか、または所定の時間間隔で短時間だけ通電される。これにより制御機器は供給電圧に規則的に接続される。これにより通常は始動時に制御機器を機関に新たに同期することが必要であるが、これが不要となり、関連の機関機能の種々の動作パラメータが規則的に更新される。択一的にこの課題は、制御機器の特別の部分機能によってもストップフェーズ中に引き受けることができ、これにより制御機器全体を常にアクティベートする必要がない。
【００２３】
ステップ２０では関連の動作パラメータが検出される。例えば以下の動作パラメータが入力量として考えられる：スタートシリンダ、ピストン位置、機関温度、エンジンオイル温度、冷却水温度、吸気温度、環境温度、触媒機温度、燃料温度、燃料レール圧、環境吸気圧、燃料品質、バッテリー電圧、弁制御時間、弁行程、圧縮比、ギヤ、クラッチ、スロットルバルブ位置、アクセルペダル位置、ブレーキペダル位置、時間等である。
【００２４】
検出された動作パラメータに基づいて、始動ストラテジーが決定され、この始動ストラテジーに基づいて制御量が機関起動のために設定される。始動ストラテジーは例えばコールドスタートまたはホットスタートを考慮することができ、スタートストップモードを指向することができ、迅速な機関起動を実現することができ、または自己着火動作状態が回避されるように機関起動を構成することができる。
【００２５】
ステップ３０では、始動ストラテジーを実行できるか否かが検査される。始動ストラテジーに対する条件が不利であるか、または満たされないとステップ１００に分岐する。このステップ１００では、点火順序で後続のシリンダを選択するか（ステップ１１０）、または択一的始動過程を開始するか（ステップ１２０）が決定される。
【００２６】
始動ストラテジーを実行するのに適切な条件が存在すれば、ステップ１４０で関連の制御量が読み出される。
【００２７】
関連の制御量は例えば：噴射時点、噴射角度、噴射量、点火時点、点火角；出力すべき機関トルク；スタータ制御の持続時間または持続角度；弁制御時間、弁行程；圧縮比；スロットルバルブ位置、排ガス還元弁等である。
【００２８】
ステップ５０では制御量がそれぞれのコンポーネントに出力され、ステップ６０で内燃機関の始動が行われる。
【００２９】
後続のステップ７０では、有利には最初の作動行程の後で、制御量が始動ストラテジーに従い設定された機関起動を引き起こしたか否かかが検査される。否定の場合には制御量がステップ２００で、所望の機関起動が達成されるように適合される。次にステップ５０で、新たな制御量がコンポーネントに出力される。ステップ６０はこのサイクルではジャンプされ、ステップ７０で機関起動が始動ストラテジーに相応して行われるか否かが新たに検査される。否定の場合には、再びステップ２００を介して制御量が適合される。
【００３０】
始動が成功しなかった場合に対するバックアップとして、ステップ７０での検査でステップ１２０に分岐し、ステップ１２０で択一的始動過程が開始される。
【００３１】
始動が成功した場合、ステップ８０で内燃機関は通常動作にもたらされる。
【００３２】
ストップ要求が存在する場合、停止コンセプトに応じて内燃機関の停止が制御されるか、または制御されない。ステップ９０への分岐により不制御の機関停止が開始され、ここではクランクシャフトが影響を受けずに自由に回転する。機関停止が制御される場合には、ステップ１９０が続く。機関停止を制御することにより、内燃機関およびとりわけクランクシャフトが所定の状態で停止する。これにより後続の始動時に、始動時間、燃料消費、有害物質放出、搭載電源負荷等の観点で最適のピストン位置が達成される。
【００３３】
ステップ９０ないし１９０での機関停止後にプレスタートステップ１０にリターンすることができ、これにより新たな動作サイクルを開始することができる。
【００３４】
ステップ３０で始動ストラテジーを実施するための条件が見つからなければ、すでに説明したようにステップ１００へ分岐する。有利には、条件が満たされているシリンダ、すなわち例えば適切なピストン位置を有しているシリンダを見つける。従ってステップ１００は通常、まずステップ１１０へ分岐する。ここでは点火順序で後続のシリンダが選択され、ステップ２０へ分岐する。これによりルーチンは新たに経過することができる。ステップ３０で新たに適切な条件が入力されなければ、典型的にはステップ１００ですべてのシリンダが問い合わされるまでループが繰り返される。それでもなお適切な条件が存在しなければ、ステップ１００はステップ１２０へ分岐し、択一的始動過程を開始する。
【００３５】
ステップ１２０では存在する始動ストラテジーがまず中断される。可能な始動選択肢は、最適ではない機関起動に対する制御量を用意することである。この制御量は例えば噴射および点火に対して標準値が使用されるように選択することができる。スタータはこれに対して有利な始動ストラテジーに対する制御量によって、例えばスタートストップモードにより制御することができる。さらなる択一的手段として、スタータが従来の形式で駆動される「古典的」な通常の始動を開始することができる。
【００３６】
後続のステップ１３０では制御量がコンポーネントに出力され、その後、ステップ１４０で始動が実施される。次にステップ７０で、始動が成功したか否かが検査される。
【００３７】
内燃機関が始動しない場合には、ステップ７０からステップ１２０にリターンし、新たな始動が試行される。繰り返し始動に失敗した後、適切なエラー応答を開始することもできる。
【００３８】
図２は、ステップ７０での内燃機関の始動後のステップを詳細に示す。すでに図１で説明したように、ステップ４０で始動ストラテジーによる制御量が読み出され、ステップ５０で内燃機関のコンポーネント３００に出力される。そして次にステップ６０（図２には図示されていない）で始動が行われる。内燃機関の始動後、他のステップには実質的に依存しないでステップ２２０で動作パラメータが例えば連続的にまたは所定の時間間隔で読み出される。これにより場合により関連の動作パラメータの時間的経過を求めることができる。
【００３９】
始動開始後ステップ７０で、ステップ２２０で求められた動作パラメータに基づき、所定の始動ストラテジーによる機関起動が存在するか否かが検査される。求められた動作パラメータが始動ストラテジーにより予期される動作パラメータから異なっていれば、ステップ２００で所望の機関起動が達成されるように制御値が適合される。新たな制御値はステップ５０でコンポーネント３００に出力され、成功がステップ７０で検査され、新たに偏差する場合には再びステップ２００へ分岐する。
【００４０】
図３には破線の囲みによって、内燃機関５００を制御するための本発明の装置が示されている。装置１、有利には制御機器は計算手段４１０，検出手段４２０，コントロール手段４３０および記憶手段４４０を有する。
【００４１】
検出手段４２０は有利には受信器、Ａ／Ｄ変換器または類似のものであり、内燃機関の動作パラメータを検出し、相応する信号を計算手段４１０およびコントロール手段４３０に導く。計算手段４１０は有利にはマイクロプロセッサまたは一般的に計算ユニットであり、検出された動作パラメータに基づいて、内燃機関の始動に適する始動ストラテジーを計算し、機関起動が所望の始動ストラテジーに従い行われるように制御量を設定する。制御量および場合により始動ストラテジーはコントロール手段４３０にさらに出力される。コントロール手段４３０は例えば別個のユニットとして構成することができる。または計算手段４１０の機能性の一部とすることができる。コントロール手段４３０と場合により別の機能モジュールを介して内燃機関のコンポーネントは設定された制御量によって制御される。コントロール手段４３０は、検出された動作パラメータに基づいて、始動時の機関起動が所定の始動ストラテジーに相当するか否かを監視する。機関起動ないしは所定の動作パラメータが、始動ストラテジーに対して予期されるパラメータから偏差する場合、コントロール手段４３０は制御量を相応に適合して、所望の始動ストラテジーによる最適の機関起動が達成されるようにする。適合ないし適応された制御量は記憶手段４４０に記憶され、これにより相応する始動ストラテジーによる新たな始動時にはすでに適合された値が使用される。
【００４２】
始動ストラテジーによる制御量を出力するために、制御量は例えば特性マップ、特性曲線、特別の値テーブル、ニューラルネットワークの記憶ユニット、または他の記憶ユニットにファイルすることができ、適合的に学習することもできる。これにより常に、時間、燃料消費、有害物質放出の点で最適化された始動が達成される。
【００４３】
動作パラメータに依存して、それぞれ最適の始動ストラテジーおよび相応の制御量が検出され、設定される。これにより内燃機関に対して最適の始動条件が達成される。制御量を予め選択したにも拘わらず最適ではない動作状態、例えば機関振動が生じれば、次の始動に対するスタートストップモードで、この作用の新たな発生が阻止されるように制御量が選択される。しかしこの場合、最適ではない予制御量を新たに選択しても、１００％の始動確実性が達成されることを保証しなければならない。場合によっては予制御値も適合すべきである。
【００４４】
択一的に古典的なスタータ始動（スタータが比較的に長く回転する）によるモードに切り替えることもできる。同じことが始動が中断された場合、およびスタートストップモードで始動試行が不成功である場合に当てはまる。
【００４５】
一般的に、「スタータ支援型直接始動」を成功させるための条件が、始動前に機関での周辺条件の問い合わせで該当するスタートシリンダに対して完全に満たされていなければ、すなわち、例えばスタートシリンダのピストン位置が最適でない場合、スタータの回転によって、点火順序で後続のシリンダを吸気行程から圧縮行程に移行させ、始動ルーチンをこのシリンダで実行することもできる。
【００４６】
本発明の装置ないしは機関制御機能がプログラミングされた制御機器により、噴射パルスおよび点火パルスを相互に別個に、任意の時点ないし任意のクランクシャフト角度で出力することができる。さらに電気的機械、例えばスタータまたはスタータ発電機を時間的に可変に、ないしはカムシャフト角度またはクランクシャフト角度に関して可変に制御することができる。同様に、圧縮比ないしは弁制御が可変であるシステムでは、圧縮比、ないしは入口弁と出口弁の位相位置およびストローク位置を始動過程中に変化することができる。
【００４７】
弁制御が可変であるシステムではさらに、インテークカムシャフトおよびエグゾーストカムシャフトに対する弁制御時間を調整することによって、圧縮フェーズでの充填率ないしは出力される機関トルクを制御することができる。圧縮フェーズでは、例えば入口弁を比較的遅延して、または比較的早期に閉鎖することにより、圧縮シリンダでの充填率を機関の環境条件に依存して変化することができる。
【００４８】
始動時に機関振動を回避することに関連して、出力される機関トルクを調整する場合、燃焼エネルギーの一部を例えば出口弁の早期の開放によってエグゾーストチャネルに放出し、これにより機関トルクを効率的に低減することができる。反対にエグゾーストカムシャフトの制御時間を、「出口弁が遅延されて開放する」方向に変化することもでき、これにより燃焼トルクを比較的大きなクランクシャフト角度領域にわたって利用することができる。
【００４９】
可能な始動ストラテジーは例えば特別の制御アルゴリズムとすることができ、例えば圧縮比および／または弁制御時間に基づいて、シリンダに封鎖される空気質量、スタータ回転数、温度経過を圧縮フェーズ中に予測またはシミュレートすることができる。これにより制御アルゴリズムの出力量ないし制御値を調整して、自己着火に対してクリティカルな温度を上回らないようにすることができる。
【００５０】
圧縮比が可変のシステムでは、付加的に圧縮過程および燃焼過程中に圧縮比を変化して、圧縮温度と圧縮圧を制御することができる。例えば温度センサまたは燃焼室圧力センサに基づいて、圧縮温度ないしは圧縮圧が過度に高いことが識別されると、機関の圧縮比が低減される（＝比較的に大きな行程容積へのシリンダの膨張）。反対に、圧縮温度ないしは圧縮圧が最適の混合気生成に対して過度に低ければ、機関の圧縮比が高められる。
【００５１】
本発明の手段では、機関温度が高い場合での自己着火の問題を、圧縮、噴射および点火を所期のように整合することによって阻止する。スタータ制御と燃焼を共通に最適化することによって、この始動変形実施例は付加的に、始動時間短縮への大きな能力を提供する。
【００５２】
本発明の手段により、始動ストラテジーないしは機関起動は実質的に２つの基本原理に基づくことができる。すなわち始動支援手段ないしは始動準備手段としてのスタータを最適出力で制御することと、最初の燃焼を、目標アイドリング回転数に達するまで最適に制御ないし調整することである。
【００５３】
スタータを始動支援手段として制御することは、最初の上死点通過でスタータ回転数の最適回転数が後続の燃焼に対して達成されるように行う。このことは一方では、スタータが圧縮行程でのピストン位置に依存して始動時に、上死点通過時に最大可能機関回転数（＝運動エネルギーないしはトルク）が達成されるように出力制御されることを意味する。他方ではこのことは、スタータの制御は、圧縮フェーズ中にスタータ回転数に基づいて、最適の混合気形成時間が後続の燃焼に対して達成されるように実行可能なことを意味する。これは、例えば燃料品質、機関温度、冷却水温度、オイル温度、期間の圧縮等に依存しないで、スタータ回転数ないしはそこから生じるピストン速度をシリンダでの圧縮フェーズで、引き続き点火される燃料空気混合気ができるだけ均質に形成されるよう制御すべきことを意味する。
【００５４】
内燃機関温度を例えば温度センサにより監視することにより、または燃焼室圧力センサの圧力経過を監視することにより、圧縮温度を自己着火に対してクリティカルな温度以下に維持することができる。このことはシリンダ壁での壁温度損失を圧縮中に所期のように許容することによって行われる。
【００５５】
両方の変形実施例で、スタータは初期トルクを送出し、この初期トルクに引き続き最初の燃焼によって形成された燃焼トルクが加算され、全体機関トルクとなる。これから最終的に回転数上昇が機関起動時に生じる。スタータは付加的にスタート位置に依存して必要である限り、上死点を越える際に予め定められた回転数を保証するために角度ベースでまたは時間ベースで制御される。すなわちスタータはアクティブとなり、できるだけ早期に再び遮断される。これは不要な搭載電源負荷ないしは始動ノイズを回避するためである。
【００５６】
最適化されたスタータトルクと燃焼トルクのこの関係、および最適のスタータ制御によって、非常に短い始動時間が達成される。このことはこのシステムを、スタートストップシステムに対しても、一般的に機関の迅速な始動に対してもとりわけ魅力的なものにし、同時に快適性には明らかにプラスである。
【００５７】
最初の燃焼に対するスタートシリンダとして、同じように圧縮行程のシリンダが使用される。このシリンダは始動前にクランクシャフトにある絶対角センサによって同定される。
【００５８】
すでに述べたように、圧縮シリンダでの圧縮フェーズ前または圧縮フェーズ中ではなく、上死点を通過した後で初めて、すなわちピストンがすでに作動行程の膨張フェーズにあるときに燃料をシリンダに噴射し、引き続き空気燃料混合気を点火することもできる。
【００５９】
ここで噴射および点火の経過は時間と角度に基づいて行うことができる。この始動方法は付加的に点火順序で後続の第２およびさらなる燃焼過程に適用することもでき、これにより時間、燃料消費および有害物質放出の点で最適化された始動を実現することができる。
【００６０】
すなわち図１および図２に示した始動ルーチンは、先行の燃焼の回転数経過、または回転数勾配経過に基づいて後続の燃焼に対しパラメータ（噴射時点、噴射量、点火時点）を制御し、これにより時間、燃料消費および有害物質放出の点で最適化された始動を達成する。
【００６１】
さらに機関トルクを所期のように整合することによって（例えば噴射される燃料量の低減、点火時点の遅角調整）、場合により最初の燃焼（＝全負荷圧縮ないしは全負荷燃焼）によって発生し、車内に障害として伝達される（＝快適性の低下）機関振動を最小にするか、ないしは阻止することができる。
【００６２】
しかしとりわけこのことによって、目標アイドリング回転数を超える回転数のオーバーシュート（これは通常は始動過程で発生する）を低減することができ、これにより機関はより迅速に所望の動作状態に達する。機関が迅速に所望の動作状態に達することはストップゴーモードにおいて、例えば信号停止後に迅速に発進するために重要である。
【００６３】
付加的に回転数でのオーバーシュートの低減は機関の始動ノイズにも作用する。始動時の過回転数による機関の「空吹かし」も効果的に抑圧される。
【００６４】
択一的に噴射パルスおよび点火パルスは上記の入力量ないしは動作パラメータに依存して、圧縮フェーズ前または圧縮フェーズ中に、すなわち上死点に達する前に発生することができる。しかしこの場合、入力量（例えば機関温度、冷却水温度、オイル温度、吸気温度等）に基づいて、自己着火作用が確実に排除されることを保証しなければならない。
【００６５】
このことは上に述べたように、例えばスタータを所期のように制御することによって達成される。この場合、圧縮温度を監視し、シリンダ壁への壁熱損失を調整して、圧縮温度を自己着火に対してクリティカルな温度閾値よりも下に維持する。
【００６６】
別の択一手段は、すでに述べたように最初の燃焼に対する噴射量を増大することである（濃厚化）。なぜならこれによりシリンダに封鎖された空気が強く冷却され（気化エンタルピーの増大）、燃焼室の温度を自己着火温度以下にもたらすことができるからである。
【００６７】
さらに本発明は、吸気管噴射（ＳＲＥ）を行う車両でのスタートストップシステムにも適するものであり、コールドスタートにも適用することができる。この場合、噴射パルスを個々のシリンダに対して吸気工程中にインテークバルブが開放しているときに発生しなければならず、または前もって吸気管に噴射する場合にはインテークバルブがまだ閉鎖しているときに発生しなければならない。これによりこのシステムで、例えばスタートストップモード中のホットスタート時にも、コールドスタート時にも、始動時間を格段に短縮することができ、機関起動時間、燃料消費、有害物質放出を最適にすることができる。
【００６８】
しかしスタータは、吸気行程での噴射しか可能でないため両方の適用例で、直接噴射を行うシステムよりも比較的に長く制御しなければならない。しかしその場合でもスタータ制御の最適化が得られる。
【００６９】
スタートシリンダのピストンが吸気行程にあり、例えばインテークバルブが開放していて上死点の近傍にあれば、このシリンダから始動される。噴射タイミングと点火タイミングもここでは任意に選択できる。しかし機関に存在する周辺条件（例えばレール圧、燃料温度等）に依存して噴射時点の選択の際には次のことに注意しなければならない。すなわちスタータが回転する際に、このシリンダに吸気された空気質量に対して化学量論的燃焼に必要な燃料量が、インテークバルブの閉鎖前にこのシリンダに完全に噴射できるようにすることに注意しなければならない。
【００７０】
スタータをこのために、上死点位置近傍のスタート位置から出発して少なくとも１クランクシャフト回転（３６０°ＫＷ）だけ制御し、スタートシリンダがその圧縮行程を終了し、作動行程になるようにしなければならない。
吸気行程にあるシリンダが下死点（ＵＴ）近傍ないしは吸気行程の終了直前（＝インテークバルブの閉鎖）にあれば、必要な燃料量をインテークバルブの閉鎖前に供給するのに十分な時間がなくなり、吸気された空気による重要なスワールもシリンダ内に発生しなくなる。従って、良好な混合気生成を行うために点火順序で次のシリンダをスタートシリンダとするのが有利である。このシリンダはまずその排気行程から吸気行程に移行しなければならない。このことによりスタータを１クランクシャフト回転より大きな角度（＞３６０゜ＫＷ）または時間だけ制御することとなる。
【００７１】
スタートシリンダが吸気行程の中央位置（約９０°ＫＷ）にあるという理想的な場合、スタータ制御に対しては３／４クランクシャフト回転の角度（約２７０°ＫＷ）ないし時間が生じる。この場合スタータ制御は、圧縮行程で噴射を行うＢＤＥシステムでの約半クランクシャフト回転（約１８０°ＫＷ）であるスタータ最大制御時間よりも僅かに長くなる。この場合、スタータは直接噴射を行うシステムで説明したように制御され、これにより時間、燃料消費、有害物質放出の点で最適化された始動が達成される。
【００７２】
機関温度が高い場合の自己着火の危険性は、ＳＲＥスタートストップシステムでは、吸気行程中ないしはインテークバルブの開放直前に噴射量を増大すること（濃厚化）によって阻止される。インテークバルブの開放直前または吸気行程中に吸気管へ前もって噴射することにより、スタートストップモードでのストップフェーズ中に放出された機関熱と強い太陽熱放射によって過度に加熱された吸気空気が液状燃料の気化によって冷却される。これにより燃料空気混合気の温度は格段に低減され、引き続く圧縮の際に自己着火に対する温度閾値より下に維持することができる。スタートストップモードでは、噴射量の増大による有害物質放出の悪化がすでに加熱された触媒機によって無毒化され、従って問題にはならない。しかし例えば長期のストップフェーズ中に、触媒機の温度が変換温度より低下しないことを保証しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、スタートストップモードの概略的経過を示すフローチャートである。
【図２】図２は、機関起動の監視を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の制御装置の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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