(57)【要約】【課題】内燃機関停止後にピストン停止位置に基づき吸気バルブ開弁特性を適正に設定することで、内燃機関始動時に燃焼安定性を確保しつつ、クランキングの圧縮仕事を低減することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関停止後に取得したピストン停止位置が吸気TDC前である一気筒群について、吸気バルブ開弁特性を吸気バルブ遅開きに設定する（ステップ104）。他気筒群のうち、ピストン停止位置が圧縮TDC前で圧縮TDCに最も近い気筒を特定する（ステップ106）。特定気筒のピストン停止位置が吸気バルブ遅閉じ時のバルブ開弁期間内に含まれない場合には、特定気筒について吸気バルブ遅開きに設定すると共に、特定気筒以外の他気筒群について吸気バルブ遅閉じに設定する（ステップ112）。【選択図】図５
2008002290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関の制御装置であって、
各気筒の吸気バルブの開弁特性を変更可能な可変動弁機構と、
内燃機関停止後に、各気筒のピストン停止位置を取得するピストン停止位置取得手段と、
内燃機関停止後に、前記ピストン停止位置が吸気上死点よりも前である気筒からなる一気筒群の吸気バルブ開弁特性を設定する第１開弁特性設定手段と、
内燃機関停止後に、前記一気筒群以外の他気筒群の吸気バルブ開弁特性を設定する第２開弁特性設定手段とを備え、
前記第１開弁特性設定手段は、前記一気筒群について、吸気バルブの開弁時期を吸気上死点後とし、かつ、閉弁時期を下死点付近とする吸気バルブ遅開きに設定し、
前記第２開弁特性設定手段は、前記他気筒群について、吸気バルブの閉弁時期を通常時よりも遅い時期とする吸気バルブ遅閉じに設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記他気筒群のうちで、前記ピストン停止位置が圧縮上死点よりも前であり、かつ、該圧縮上死点に最も近い気筒を特定する特定手段を更に備え、
前記第２開弁特性設定手段は、前記特定手段により特定された気筒である特定気筒の前記ピストン停止位置が前記吸気バルブ遅閉じ時のバルブ開弁期間内に含まれない場合には、該特定気筒の吸気バルブ開弁特性を前記吸気バルブ遅開きに設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
複数の気筒群を有する内燃機関の制御装置であって、
気筒群毎に設けられ、各気筒群の吸気バルブの開弁特性を変更可能な可変動弁機構と、
内燃機関停止後に、各気筒のピストン停止位置を取得するピストン停止位置取得手段と、
前記ピストン停止位置が圧縮上死点よりも前であり、かつ、該圧縮上死点に最も近い気筒を特定する特定手段と、
内燃機関停止後に、前記特定手段により特定された気筒である特定気筒を含む一気筒群の吸気バルブ開弁特性を設定する第１開弁特性設定手段と、
内燃機関停止後に、前記一気筒群以外の他気筒群の吸気バルブ開弁特性を設定する第２開弁特性設定手段とを備え、
前記特定気筒のピストン停止位置が吸気バルブ遅閉じ時のバルブ開弁期間内に含まれる場合には、前記第１開弁特性設定手段は、前記一気筒群の吸気バルブの閉弁時期を通常時よりも遅い時期とする前記吸気バルブ遅閉じに設定し、前記第２開弁特性設定手段は、前記他気筒群の吸気バルブの開弁時期を吸気上死点後とし、かつ、閉弁時期を下死点付近とする吸気バルブ遅開きに設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
前記特定気筒のピストン停止位置が前記吸気バルブ遅閉じ時のバルブ開弁期間内に含まれない場合には、前記第１開弁特性設定手段は、前記一気筒群の吸気バルブの開弁時期を吸気上死点後とし、かつ、閉弁時期を下死点付近とする吸気バルブ遅開きに設定し、前記第２開弁特性設定手段は、前記他気筒群の吸気バルブの閉弁時期を通常時よりも遅い時期とする吸気バルブ遅閉じに設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、可変動弁機構を有する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷間時に、吸気バルブを吸気TDC後で開き、かつ、下死点付近で閉じる（すなわち、吸気バルブ遅開きにする）装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この装置によれば、実圧縮比が向上するため、燃焼安定度を増加させることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２７１４４号公報
【特許文献２】特開２０００−３４９１３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、内燃機関停止後のピストン停止位置によっては、次回の内燃機関の始動時に、吸気バルブ遅開きによる効果を期待通りに得ることができない場合がある。また、吸気バルブ遅開きに設定することで、次回の内燃機関の始動時に、クランキングの圧縮仕事が増大してしまい、始動時間が長くなる可能性がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関停止後にピストン停止位置に基づき吸気バルブ開弁特性を適正に設定することで、内燃機関始動時に燃焼安定性を確保しつつ、クランキングの圧縮仕事を低減することが可能な内燃機関の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】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、複数の気筒を有する内燃機関の制御装置であって、
各気筒の吸気バルブの開弁特性を変更可能な可変動弁機構と、
内燃機関停止後に、各気筒のピストン停止位置を取得するピストン停止位置取得手段と、
内燃機関停止後に、前記ピストン停止位置が吸気上死点よりも前である気筒からなる一気筒群の吸気バルブ開弁特性を設定する第１開弁特性設定手段と、
内燃機関停止後に、前記一気筒群以外の他気筒群の吸気バルブ開弁特性とを設定する第２開弁特性設定手段とを備え、
前記第１開弁特性設定手段は、前記一気筒群について、吸気バルブの開弁時期を吸気上死点後とし、かつ、閉弁時期を下死点付近とする吸気バルブ遅開きに設定し、
前記第２開弁特性設定手段は、前記他気筒群について、吸気バルブの閉弁時期を通常時よりも遅い時期とする吸気バルブ遅閉じに設定することを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記他気筒群のうちで、前記ピストン停止位置が圧縮上死点よりも前であり、かつ、該圧縮上死点に最も近い気筒を特定する特定手段を更に備え、
前記第２開弁特性設定手段は、前記特定手段により特定された気筒である特定気筒の前記ピストン停止位置が前記吸気バルブ遅閉じ時のバルブ開弁期間内に含まれない場合には、該特定気筒の吸気バルブ開弁特性を前記吸気バルブ遅開きに設定することを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、複数の気筒群を有する内燃機関の制御装置であって、
気筒群毎に設けられ、各気筒群の吸気バルブの開弁特性を変更可能な可変動弁機構と、
内燃機関停止後に、各気筒のピストン停止位置を取得するピストン停止位置取得手段と、
前記ピストン停止位置が圧縮上死点よりも前であり、かつ、該圧縮上死点に最も近い気筒を特定する特定手段と、
内燃機関停止後に、前記特定手段により特定された気筒である特定気筒を含む一気筒群の吸気バルブ開弁特性を設定する第１開弁特性設定手段と、
内燃機関停止後に、前記一気筒群以外の他気筒群の吸気バルブ開弁特性を設定する第２開弁特性設定手段とを備え、
前記特定気筒のピストン停止位置が吸気バルブ遅閉じ時のバルブ開弁期間内に含まれる場合には、前記第１開弁特性設定手段は、前記一気筒群の吸気バルブの閉弁時期を通常時よりも遅い時期とする前記吸気バルブ遅閉じに設定し、前記第２開弁特性設定手段は、前記他気筒群の吸気バルブの開弁時期を吸気上死点後とし、かつ、閉弁時期を下死点付近とする吸気バルブ遅開きに設定することを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第３の発明において、
前記特定気筒のピストン停止位置が前記吸気バルブ遅閉じ時のバルブ開弁期間内に含まれない場合には、前記第１開弁特性設定手段は、前記一気筒群の吸気バルブの開弁時期を吸気上死点後とし、かつ、閉弁時期を下死点付近とする吸気バルブ遅開きに設定し、前記第２開弁特性設定手段は、前記他気筒群の吸気バルブの閉弁時期を通常時よりも遅い時期とする吸気バルブ遅閉じに設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明によれば、内燃機関停止後に取得されたピストン停止位置に基づいて、一気筒群については吸気バルブ遅開きに設定され、他気筒群については吸気バルブ遅閉じに設定される。次回の内燃機関始動時に、一気筒群については吸気バルブ遅開きによる効果である高速気流を得ることができ、吸気ポート壁面に付着した燃料を筒内に流入させることができる。さらに、圧縮端温度を上昇させることができるため、、燃焼安定性を確保することができる。また、次回の内燃機関始動時に、他気筒群については吸気バルブ遅閉じによりデコンプ作用が得られるため、クランキングの圧縮仕事を低減することができ、始動時間を短縮することができる。従って、内燃機関停止後に各気筒の吸気バルブ開弁特性を適正に設定することで、内燃機関始動時に燃焼安定性を確保しつつ、クランキングの圧縮仕事を低減することができる。
【００１１】
第２の発明によれば、他気筒群のうちの特定気筒のピストン停止位置が吸気バルブ遅閉じ時のバルブ開弁期間内に含まれない場合には、該特定気筒についてデコンプ作用が得られない。この場合、該特定気筒の吸気バルブ開弁特性を吸気バルブ遅開きに設定することで、内燃機関始動時に、燃焼安定性を更に向上させることができる。
【００１２】
第３の発明によれば、特定気筒のピストン停止位置が吸気バルブ遅閉じ時のバルブ開弁期間内に含まれる場合には、内燃機関停止後に該特定気筒について吸気バルブ遅閉じに設定することで、次回の内燃機関始動時にデコンプ作用を得ることができる。よって、内燃機関停止後に、特定気筒を含む一気筒群の吸気バルブ開弁特性が吸気バルブ遅閉じに設定される。これにより、クランキングの圧縮仕事を減らすことができ、クランキング直後において機関回転数を速やかに上昇させることができ、結果として始動時間を短縮することができる。一方、他気筒群の吸気バルブ開弁特性を吸気バルブ遅開きに設定することで、次回の内燃機関始動時に高速気流を得ることができ、圧縮端温度を高くすることができ、結果として燃焼安定性を確保することができる。従って、内燃機関停止後のピストン停止位置を考慮して各気筒群の吸気バルブ開弁特性を適正に設定することで、内燃機関始動時に燃焼安定性を確保しつつ、クランキングの圧縮仕事を低減することができる。
【００１３】
ところで、特性気筒のピストン停止位置が吸気バルブ遅閉じ時のバルブ開弁期間内に含まれない場合には、内燃機関停止後に該特定気筒について吸気バルブ遅閉じに設定しても、次回の内燃機関始動時にデコンプ作用を得ることができない。かかる場合、第４の発明によれば、内燃機関停止後に、特定気筒を含む一気筒群の吸気バルブ開弁特性が吸気バルブ遅開きに設定される。これにより、次回の内燃機関始動時に高速気流を得ることができ、圧縮端温度を上昇させることができる。よって、燃焼安定性を確保することができる。また、他気筒群の吸気バルブ開弁特性を吸気バルブ遅閉じに設定することで、クランキング時の圧縮仕事を減らすことができ、クランキング直後において機関回転数を速やかに上昇させることができ、始動時間を短縮することができる。従って、内燃機関停止後のピストン停止位置を考慮して各気筒群の吸気バルブ開弁特性を適正に設定することで、内燃機関始動時に燃焼安定性を確保しつつ、クランキングの圧縮仕事を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１５】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１によるシステム構成を示す概略図である。図２は、図１に示すシステムにおいて、複数の気筒を示す概略図である。
図１に示すように、本実施の形態１のシステムは、複数の気筒２を有する内燃機関（エンジン）１を備えている。図２に示すように、内燃機関１は、例えば、直列４気筒型のガソリンエンジンである。図２において、＃１〜＃４は、それぞれ内燃機関１の第１〜第４気筒を表している。この内燃機関１における爆発順序は、一般的なエンジンと同様に、＃１→＃３→＃４→＃２である。
【００１６】
内燃機関１は、内部にピストン３を有するシリンダブロック４を備えている。シリンダブロック４には水温センサ６が設けられている。水温センサ６は、内燃機関１を循環する冷却水の温度（以下「冷却水温」という。）Twを検出するように構成されている。
ピストン３は、クランク機構を介してクランク軸８に連結されている。クランク軸８の近傍には、クランク角センサ１０が設けられている。クランク角センサ１０は、クランク軸８の回転角度（クランク角CA）を検出するように構成されている。
【００１７】
シリンダブロック４の上部にはシリンダヘッド１２が組み付けられている。ピストン３上面からシリンダヘッド１２までの空間は燃焼室１４を形成している。シリンダヘッド１２には、燃焼室１４内の混合気に点火する点火プラグ１８が設けられている。
【００１８】
また、シリンダヘッド１２は、燃焼室１４と連通する吸気ポート２０を備えている。吸気ポート２０と燃焼室１４との接続部には吸気バルブ２２が設けられている。吸気バルブ２２は、可変動弁機構２４により駆動されるものである。可変動弁機構２４は、吸気バルブ２２の開弁特性（開弁時期、作用角及びリフト量）を変更可能に構成されている。
【００１９】
吸気ポート２０には吸気通路２６が接続されている。吸気通路２６における吸気ポート２０近傍には、該近傍に燃料を噴射するインジェクタ２８が設けられている。
【００２０】
また、吸気通路２６の途中には、サージタンク３０が設けられている。サージタンク３０の上流には、スロットルバルブ３２が設けられている。スロットルバルブ３２は、スロットルモータ３４により駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ３４は、アクセル開度センサ３８により検出されるアクセル開度AAに基づいて駆動されるものである。スロットルバルブ３２の近傍には、スロットル開度センサ３６が設けられている。スロットル開度センサ３６は、スロットル開度TAを検出するように構成されている。
【００２１】
スロットルバルブ３２の上流には、エアフロメータ３９が設けられている。エアフロメータ３９は吸入空気量Gaを検出するように構成されている。エアフロメータ３９の上流にはエアクリーナ４０が設けられている。
【００２２】
また、シリンダヘッド１２は、燃焼室１４と連通する排気ポート４２を備えている。排気ポート４２と燃焼室１４との接続部には排気バルブ４４が設けられている。排気バルブ４４は、可変動弁機構４６により駆動されるものである。可変動弁機構４６は、排気バルブ４４の開弁特性（開弁時期、作用角及びリフト量）を変更可能に構成されている。
【００２３】
排気ポート４２には排気通路４８が接続されている。排気通路４８には、触媒５０が設けられている。触媒５０は、燃焼室１４から排出される排気ガスを浄化するように構成されている。排気通路４８における触媒５０の上流には、空燃比センサ５２が設けられている。空燃比センサ５２は、燃焼室１４から排出される排出ガスの空燃比（以下「排気空燃比」という。）を検出するように構成されている。
【００２４】
また、本実施の形態１のシステムは、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０を備えている。ＥＣＵ６０の出力側には、点火プラグ１８、可変動弁機構２４，４６、インジェクタ２８、スロットルモータ３４等が接続されている。ＥＣＵ６０の入力側には、水温センサ６、クランク角センサ１０、スロットル開度センサ３６、アクセル開度センサ３８、エアフロメータ３９、空燃比センサ５２等が接続されている。
ＥＣＵ６０は、クランク角CAに基づいて、機関回転数NEを算出する。また、ＥＣＵ６０は、スロットル開度TAやアクセル開度AA等に基づいて、機関負荷KLを算出する。また、ＥＣＵ６０は、各センサの出力に基づいて、インジェクタ２８から噴射される燃料噴射量を算出する。
また、ＥＣＵ６０は、各気筒の可変動弁機構２４を作動させることで、各気筒の吸気バルブ開弁特性を目標の開弁特性に制御する。
また、ＥＣＵ６０は、クランク角CAに基づいて、各気筒のピストン位置を取得することができる。
【００２５】
［実施の形態１の特徴］
上記システムによれば、可変動弁機構２４により制御される吸気バルブ開弁時期を吸気TDC後（例えば、ATDC60°）に設定し、かつ、吸気バルブ閉弁時期をBDC付近に設定することができる。いわゆる吸気バルブ遅開きに設定することができる。
【００２６】
この吸気バルブ遅開きによれば、以下の３つの効果を得ることができる。
第１に、吸気行程において吸気バルブ２２と排気バルブ４４が共に閉じた状態で（すなわち、ネガティブオーバーラップ期間中に）ピストン３が下がるため、筒内負圧が発生する。この筒内負圧によりポンプ損失が発生するため、筒内圧縮端温度が上昇する。これにより、筒内における燃料の霧化を促進することができる。
第２に、吸気バルブ遅開きによれば、上記筒内負圧が発生した状態で、吸気バルブ２２が開弁される。そうすると、吸気ポート２０から筒内に吸入されるガスの速度が速くなる。つまり、高速気流を得ることができる。特に、吸気バルブ２２のリフト量が小さいほど、より速い高速気流が得られる。これにより、吸気ポート壁面に付着した燃料の筒内への流入を促進することができる。
第３に、吸気バルブ遅開きによれば、吸気バルブ２２がBDC付近で閉じられるため、実圧縮比が向上する。そうすると、筒内圧縮端温度が上昇する。これにより、筒内での燃料の霧化を促進させることができる。
【００２７】
よって、内燃機関停止後に吸気バルブ遅開きに設定することで、次回の内燃機関始動時に吸気バルブ遅開きによる効果を得ることができる。すなわち、次回の内燃機関始動時に、吸気ポート壁面に残留する燃料量を高速気流により低減することができると共に、圧縮端温度を上昇させることができる。これにより、燃焼安定性を確保することができる。さらに、筒内で良好な燃焼状態を得ることができるため、良好なエミッション特性を得ることができる。
【００２８】
しかし、内燃機関停止後のピストン３の停止位置（以下「ピストン停止位置」という。）によっては、次回の内燃機関始動時に上述した吸気バルブ遅開きによる効果、特に、高速気流による効果を十分に得ることができない場合がある。図３は、内燃機関停止後のピストン停止位置と、内燃機関始動時に吸気バルブ遅開きにより得られる効果との関係を説明するための図である。図３において符号A1,A2,A3で示す丸印は、内燃機関停止後のピストン停止位置の例をそれぞれ表している。
【００２９】
ピストン停止位置A3は、吸気バルブ遅開き時の目標開弁時期よりも後にある。よって、このピストン停止位置A3の気筒については、筒内負圧が全く発生しないため、吸気バルブ遅開きによる効果を全く得ることができない。
【００３０】
また、ピストン停止位置A2は、吸気TDCと目標開弁時期との間にある。ここで、本来、吸気バルブ遅開きの場合、吸気TDCから目標吸気バルブ開弁時期までのクランク角に相当する分だけ、吸気バルブ遅開きによる効果Cが期待される。しかし、ピストン停止位置A2は、吸気TDCよりも後である。このため、ピストン停止位置A2の気筒については、実際には、ピストン停止位置A2から目標吸気バルブ開弁時期までのクランク角に相当する分だけしか、吸気バルブ遅開きによる効果Dを得ることができない。すなわち、吸気バルブ遅開きにより期待される効果Cよりも、実際の効果Dの方が小さくなってしまう。
【００３１】
一方、ピストン停止位置A1は、吸気TDCよりも前にある。よって、このピストン停止位置A1の気筒については、吸気バルブ遅開きにより期待される効果Cを完全に得ることができる。
【００３２】
このように、内燃機関停止後のピストン停止位置によっては、内燃機関停止後に吸気バルブ遅開きに設定しても、内燃機関始動時に上述した吸気バルブ遅開きによる効果を得ることができない場合や、得られたとしても不十分である場合がある。このような場合には、インジェクタ２８から噴射された後に吸気ポート２０に付着した燃料が、気流により筒内に吸入されずにそのまま残留してしまう。すなわち、吸気ポート２０に残留する燃料量が多くなってしまうおそれがある。そうすると、空燃比制御性が低下してしまい、エミッション特性が悪化してしまう可能性がある。
【００３３】
ところで、全気筒について吸気バルブ遅開きに設定した状態で内燃機関を始動すると、爆発によるアシストが得られない状態で筒内負圧が発生してしまい、フリクションが増大するおそれがある。その結果、クランキング直後に機関回転数NEが速やかに上昇せず、逆に低下する事態も生じうる。すなわち、クランキングの圧縮仕事が大きいため、内燃機関１の始動性が低下し、内燃機関１の始動時間が長くなる場合がある。
【００３４】
そこで、内燃機関停止後のピストン停止位置が吸気TDCよりも後である気筒については、吸気バルブ遅開きに設定するのではなく、吸気バルブ閉弁時期を通常時（例えば、ABDC60°）よりも遅い時期（例えば、ABDC110°）に設定することが考えられる。すなわち、デコンプ作用が得られる吸気バルブ遅閉じに設定することが考えられる。この吸気バルブ遅閉じにより、圧縮時に筒内に閉じ込められる空気量を低減することができ、クランキングの圧縮仕事を低減することができる。よって、爆発力のアシストが期待できないクランキング開始直後に、機関回転数NEを速やかに上昇させることができる。これにより、内燃機関１の始動時間を短縮することができ、良好な始動性を得ることができる。なお、この吸気バルブ遅閉じに設定される気筒に対しては、燃料の噴射が行われない。
【００３５】
しかし、内燃機関停止後のピストン位置が圧縮TDC直前である気筒については、吸気バルブ遅閉じによる効果を得ることができない場合がある。図４は、内燃機関停止後のピストン停止位置と、内燃機関始動時に吸気バルブ遅閉じにより得られる効果との関係を説明するための図である。図４において符号A4,A5で示す丸印は、内燃機関停止後のピストン停止位置の例をそれぞれ表している。
【００３６】
ピストン停止位置A4は、吸気バルブ遅閉じ時の吸気バルブ開弁期間内に含まれている。よって、ピストン停止位置A4の気筒については、吸気バルブ遅閉じに設定することで、内燃機関始動時に、ピストン停止位置A4から目標閉弁時期までのクランク角に相当する分(E)だけ、筒内から空気を排出することができる。すなわち、内燃機関始動時にデコンプ作用を得ることができる。
【００３７】
一方、ピストン停止位置A5は、吸気バルブ遅閉じ時の目標閉弁時期と圧縮TDCとの間にある。すなわち、ピストン停止位置A5は、目標閉弁時期よりも後（圧縮TDC側）である。このため、ピストン停止位置A5の気筒については、吸気バルブ遅閉じに設定したとしても、内燃機関始動時にデコンプ作用を得ることができない。
【００３８】
本実施の形態１では、内燃機関停止後に、各気筒のピストン停止位置を取得する。そして、取得したピストン停止位置に基づき、かつ、上述した特性を考慮して、各気筒の吸気バルブ開弁特性を以下のように最適に設定する。次回の内燃機関の始動は、この内燃機関停止後に設定された吸気バルブ開弁特性により行われる。
【００３９】
本実施の形態１では、内燃機関停止後のピストン位置が吸気TDCよりも前である気筒（一気筒群）については、吸気バルブ遅開きによる効果が十分に得られるため、吸気バルブ遅開きに設定する。これらの気筒は、内燃機関始動時に、インジェクタ２８からの燃料噴射が許可される、すなわち、点火プラグ１８による点火が許可される気筒である。内燃機関始動時に、インジェクタ２８から噴射された燃料が多少吸気ポート壁面に付着することとなるが、吸気バルブ遅開きにより得られる高速気流により該吸気ポート壁面に付着した燃料を筒内に流入させることができる。よって、内燃機関始動時に吸気ポート壁面に残留する燃料量を低減することができる。また、吸気バルブ遅開きにより圧縮端温度を上昇させることができる。よって、内燃機関始動時に燃焼安定性を確保することができる。さらに、空燃比制御性が向上するため、良好なエミッション特性を得ることができる。
【００４０】
また、内燃機関停止後のピストン停止位置が吸気TDCよりも後である気筒（他気筒群）については、原則として、吸気バルブ遅閉じに設定する。そうすると、内燃機関始動時に、吸気バルブ遅閉じによりデコンプ作用を得ることができる。これにより、圧縮時に筒内に閉じ込められる空気量を低減することができ、クランキングの圧縮仕事を低減することができる。その結果、クランキング時に機関回転数NEを速やかに上昇させることができる。
【００４１】
さらに、この他気筒群のうち、内燃機関停止後のピストン停止位置が、圧縮TDCよりも早く、かつ、圧縮TDCに最も近い気筒を特定する。ここで、この特定された気筒（特定気筒）のピストン位置が吸気バルブ遅閉じ時のバルブ開弁期間に含まれない場合、すなわち、ピストン停止位置が吸気バルブ遅閉じ時の目標閉弁時期よりも圧縮TDC側にある場合には、吸気バルブ遅閉じに設定してもデコンプ作用を得ることができない。そこで、この場合には、特定気筒については吸気バルブ遅開きに設定する。ピストン停止位置が吸気TDCよりも前であっても、内燃機関始動時にデコンプ作用を得ることができない気筒については、吸気バルブ遅開きに設定することで、燃焼安定性を更に向上させることができる。
【００４２】
このように、本実施の形態１によれば、内燃機関停止後に取得されたピストン停止位置に基づいて、内燃機関停止後に各気筒の吸気バルブ開弁特性が吸気バルブ遅閉じ又は吸気バルブ遅開きに設定される。これにより、内燃機関始動時に、燃焼安定性を確保しつつ、クランキングの圧縮仕事を低減することができる。
【００４３】
［実施の形態１における具体的処理］
図５は、本実施の形態１において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定間隔毎に起動されるものである。
【００４４】
図５に示すルーチンによれば、先ず、内燃機関１が停止しているか否かを判別する（ステップ１００）。このステップ１００で内燃機関１が停止していないと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００４５】
一方、上記ステップ１００で内燃機関１が停止していると判別された場合には、各気筒のピストン停止位置を取得する（ステップ１０２）。ＥＣＵ６０は、クランク角CAとの関係でピストン位置が定められたマップ（図示せず）を参照して、内燃機関停止後のクランク角CAに基づいて各気筒のピストン停止位置を取得することができる。
【００４６】
次に、上記ステップ１０２で取得されたピストン停止位置が吸気TDC前である気筒からなる一気筒群について、吸気バルブ遅開きに設定する（ステップ１０４）。つまり、一気筒群の吸気バルブ開弁時期を吸気TDC後に設定し、かつ、吸気バルブ閉弁時期をBDC付近に設定する。
【００４７】
その後、一気筒群以外の他気筒群のうち、上記ステップ１０２で取得されたピストン停止位置が圧縮TDCの前であり、かつ、圧縮TDCに最も近い気筒を特定する（ステップ１０６）。次に、上記ステップ１０６で特定された気筒（以下「特定気筒」という。）のピストン停止位置が、吸気バルブ遅閉じ時の吸気バルブ開弁期間内に含まれるか否かを判別する（ステップ１０８）。このステップ１０８では、特定気筒が吸気バルブ遅閉じによるデコンプ作用を得ることができるか否かが判断される。このステップ１０８において、例えば、特定気筒のピストン停止位置が、図４に示すピストン停止位置A4である場合には“YES”と判別され、図４に示すピストン停止位置A5である場合には“NO”と判別される。
【００４８】
上記ステップ１０８において、特定気筒のピストン停止位置が、吸気バルブ遅閉じ時の吸気バルブ開弁期間内に含まれると判別された場合には、特定気筒が吸気バルブ遅閉じによるデコンプ作用を得ることができると判断される。この場合、他気筒群の全気筒について、吸気バルブ開弁特性が吸気バルブ遅閉じに設定される（ステップ１１０）。つまり、他気筒群を構成する全気筒の吸気バルブ閉弁時期が、通常時よりも遅い時期（例えば、ABDC110°）に設定される。
【００４９】
一方、上記ステップ１０８において、特定気筒のピストン停止位置が、吸気バルブ遅閉じ時の吸気バルブ開弁期間内に含まれないと判別された場合には、特定気筒が吸気バルブ遅閉じによるデコンプ作用を得ることができないと判断される。この場合、他気筒群のうち特定気筒については、吸気バルブ開弁特性が吸気バルブ遅開きに設定されると共に、他気筒群の特定気筒以外の気筒については、吸気バルブ開弁特性が吸気バルブ遅閉じに設定される（ステップ１１２）。
【００５０】
その後、上記ステップ１０４，１１０，１１２で設定された開弁特性で内燃機関１が始動される。そうすると、吸気バルブ遅開きに設定された気筒では燃焼安定性を確保することができると共に、吸気バルブ遅閉じに設定された気筒ではクランキングの圧縮仕事を低減することができる。
【００５１】
以上説明したように、図５に示すルーチンによれば、内燃機関停止後に取得したピストン停止位置により定まる一気筒群について、吸気バルブ遅開きに設定される。これにより、内燃機関始動時に、吸気バルブ遅開きによる効果（高速気流の生成や圧縮端温度の上昇）を十分に得ることができるため、燃焼安定性を確保することができる。
【００５２】
また、内燃機関停止後に、一気筒群以外の他気筒群について、原則、吸気バルブ遅閉じに設定される。これにより、内燃機関始動時に、クランキングの圧縮仕事を低減することができる。
但し、他気筒群のうちの特定気筒のピストン停止位置が吸気バルブ遅閉じ時のバルブ開弁期間に含まれない場合には、この特定気筒について吸気バルブ遅開きに設定する。これにより、燃焼安定性を更に向上させることができる。
【００５３】
ところで、図５に示すルーチンによれば、一気筒群の吸気バルブ開弁特性を設定した後で、他気筒群の吸気バルブ開弁特性を設定しているが、設定順序が逆であってもよい。すなわち、ステップ１０６〜１１２の処理の後に、ステップ１０４の処理を行うようにしてもよい。この場合も、図５に示すルーチンと同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また、上記実施の形態１では、内燃機関１が直列４気筒型エンジンである場合について説明したが、Ｖ型６気筒エンジンやＶ型８気筒エンジンのような他の内燃機関に対しても本発明を適用することができる。
図６は、本実施の形態１の変形例について説明する図である。本変形例は、本発明をＶ型８気筒エンジンに適用した場合の例である。図６において符号A11〜A14で示す丸印は、内燃機関停止後のピストン停止位置の例をそれぞれ表している。図６に示すピストン停止位置A11〜A14は、全て吸気TDCよりも後であり、かつ、圧縮TDCよりも前であるとする。Ｖ型８気筒エンジンの場合には、これらのピストン停止位置A11〜A14は90°(CA)だけずれている。
図６に示すピストン停止位置A11〜A13は、吸気TDCよりも後である。よって、これらのピストン位置A11〜A13の気筒については、内燃機関停止後に、吸気バルブ遅閉じに設定される。これにより、内燃機関始動時に、デコンプ作用を得ることができ、良好な始動性を得ることができる。
また、図６に示すピストン停止位置A14は、圧縮TDCよりも前であり、かつ、圧縮TDCに最も近い。このピストン停止位置A14は、吸気バルブ遅閉じ時の吸気バルブ開弁期間内に含まれていない。つまり、ピストン停止位置A14は、吸気バルブ遅閉じ時の目標閉弁時期よりも圧縮上死点側にある。よって、このピストン停止位置A14の気筒は、内燃機関始動時に吸気バルブ遅閉じによるデコンプ作用を得ることができない。そこで、このピストン停止位置A14の気筒については、吸気バルブ遅開きに設定する。これにより、内燃機関始動時に、燃焼安定性を高めることができる。
また、図示しないが、ピストン停止位置が吸気TDCよりも前の気筒については、吸気バルブ遅開きに設定される。これにより、内燃機関始動時に高速気流を得ることができ、圧縮端温度を上昇させることができる。よって、燃焼安定性を確保することができる。
【００５５】
尚、本実施の形態１並びにその変形例においては、可変動弁機構２４が第１の発明における「可変動弁機構」に相当する。また、本実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１０２の処理を実行することにより第１の発明における「ピストン停止位置取得手段」が、ステップ１０４の処理を実行することにより第１の発明における「第１開弁特性設定手段」が、ステップ１１０の処理を実行することにより第１の発明における「第２開弁特性設定手段」が、ステップ１０６の処理を実行することにより第２の発明における「特定手段」が、ステップ１１２の処理を実行することにより第２の発明における「第２開弁特性設定手段」が、それぞれ実現されている。
【００５６】
実施の形態２．
次に、図７〜図９を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図７は、本実施の形態２において、複数の気筒群を説明するための概略図である。本実施の形態２では、図１に示した内燃機関１の４つの気筒＃１〜＃４が、２つの気筒群２Ａ，２Ｂに分割されている。具体的には、爆発順序が連続しない第１気筒＃１と第４気筒＃４とで第１気筒群２Ａを構成し、残りの第２気筒＃２と第３気筒＃３とで第２気筒群２Ｂを構成している。そして、これらの気筒群毎に、可変動弁機構２４Ａ，２４Ｂにより吸気バルブ開弁時期を制御する。すなわち、第１可変動弁機構２４Ａにより第１気筒群２Ａを構成する第１及び第４気筒の吸気バルブ開弁特性が同時に変更される。また、第２可変動弁機構２４Ｂにより第２気筒群２Ｂを構成する第２及び第３気筒の吸気バルブ開弁特性が同時に変更される。
本実施の形態２のシステムは、図１及び図７に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に、後述する図９に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００５７】
［実施の形態２の特徴］
上記実施の形態１では、気筒毎に可変動弁機構２４が設けられ、該可変動弁機構２４を用いて気筒毎に吸気バルブ開弁特性が制御されている。これにより、制御精度を高めることができるものの、コストが増大してしまう場合や、ＥＣＵ６０に対する制御負荷が高くなってしまう場合がある。
【００５８】
そこで、本実施の形態２では、図７に示すように、４つの気筒を２つの気筒群２Ａ，２Ｂに分割し、この分割された気筒群２Ａ，２Ｂ毎に吸気バルブ開弁特性を制御する。
さらに、本実施の形態２では、内燃機関始動時に良好な燃焼安定性を確保しつつ、クランキングの圧縮仕事を減らすべく、一方の気筒群については吸気バルブ遅開きに設定すると共に、他方の気筒群については吸気バルブ遅閉じに設定する。吸気バルブ遅開きと吸気バルブ遅閉じについては、上記実施の形態１で説明したので、ここでの説明を省略する。
【００５９】
ここで、吸気バルブ遅開きに設定する気筒群と吸気バルブ遅閉じに設定する気筒群とを決定するに際し、先ず、内燃機関停止後の各気筒のピストン停止位置が取得される。そして、ピストン停止位置が圧縮TDCの前であり、かつ、圧縮TDCに最も近い気筒（すなわち、次回の内燃機関始動時に最初に圧縮TDCを迎える気筒）を特定する。更に、この特定された気筒（特定気筒）のピストン停止位置に応じて、この特定気筒を含む気筒群の吸気バルブ開弁特性が決定される。
【００６０】
図８は、特定気筒のピストン停止位置に応じた吸気バルブ開弁特性の設定方法について説明するための図である。図８において符号B1,B2で示す丸印は、内燃機関停止後の特定気筒のピストン停止位置がそれぞれ示されている。
【００６１】
特定気筒のピストン停止位置がピストン停止位置B1である場合、このピストン停止位置B1は、吸気バルブ遅閉じ時の吸気バルブ開弁期間内に含まれている。この場合、特定気筒は、吸気バルブ遅閉じに設定することで、次回の内燃機関始動時にピストン停止位置B1から目標閉弁時期までのクランク角に相当する分だけ、吸気バルブ遅閉じによる効果Fを得ることができる。よって、この特定気筒を含む一方の気筒群については、次回の内燃機関始動時にクランキングの圧縮仕事を低減すべく、吸気バルブ遅閉じに設定される。そして、他方の気筒群については、次回の内燃機関始動時に燃焼安定性を確保すべく、吸気バルブ遅開きに設定される。
【００６２】
一方、特定気筒のピストン停止位置がピストン停止位置B2である場合、このピストン停止位置B2は、吸気バルブ遅閉じ時の吸気バルブ開弁期間内に含まれていない。この場合、特定気筒については、吸気バルブ遅閉じに設定しても、次回の内燃機関始動時に吸気バルブ遅閉じによる効果を全く得ることができない。よって、この特定気筒群を含む気筒群については、次回の内燃機関始動時に燃焼安定性を確保すべく、吸気バルブ遅開きに設定される。そして、他方の気筒群については、次回の内燃機関始動時にクランキングの圧縮仕事を低減すべく、吸気バルブ遅閉じに設定される。
【００６３】
このように、内燃機関停止後のピストン停止位置にを考慮して各気筒群２Ａ，２Ｂの吸気バルブ開弁特性を適正に設定することで、次回の内燃機関始動時に燃焼安定性を確保しつつ、クランキングの圧縮仕事を低減することができる。
【００６４】
［実施の形態２における具体的処理］
図９は、本実施の形態２において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定間隔毎に起動されるものである。
【００６５】
図９に示すルーチンによれば、図５に示すルーチンと同様にして、先ず内燃機関１が停止しているか否かを判別し（ステップ１００）、このステップ１００で内燃機関１が停止していると判別された場合には、次いで各気筒のピストン停止位置を取得する（ステップ１０２）。
【００６６】
次に、上記ステップ１０２で取得されたピストン停止位置が圧縮TDCの前であり、かつ、圧縮TDCに最も近い気筒を特定する（ステップ１２０）。そして、このステップ１２０で特定された気筒（特定気筒）のピストン停止位置が、吸気バルブ遅閉じ時の吸気バルブ開弁期間内に含まれるか否かを判別する（ステップ１２２）。このステップ１２２では、特定気筒が吸気バルブ遅閉じによるデコンプ作用を得ることができるか否かが判断される。このステップ１２２において、例えば、特定気筒のピストン停止位置が、図８に示すピストン停止位置B1である場合には“YES”と判別され、図８に示すピストン停止位置B2である場合には“NO”と判別される。
【００６７】
上記ステップ１２２で特定気筒のピストン停止位置が吸気バルブ遅閉じ時の吸気バルブ開弁期間内に含まれると判別された場合には、次回の内燃機関始動時に、特定気筒が吸気バルブ遅閉じによるデコンプ作用を得ることができると判断される。この場合、特定気筒を含む一気筒群について、吸気バルブ開弁特性が吸気バルブ遅閉じに設定される（ステップ１２４）。さらに、他気筒群について、吸気バルブ開弁特性が吸気バルブ遅開きに設定される（ステップ１２６）。
【００６８】
一方、上記ステップ１２２で特定気筒のピストン停止位置が吸気バルブ遅閉じ時の吸気バルブ開弁期間内に含まれないと判別された場合には、次回の内燃機関始動時に、特定気筒が吸気バルブ遅閉じによるデコンプ作用を得ることができないと判断される。この場合、特定気筒を含む一気筒群について、吸気バルブ開弁特性が吸気バルブ遅開きに設定される（ステップ１２８）。さらに、他気筒群について、吸気バルブ開弁特性が吸気バルブ遅閉じに設定される（ステップ１３０）。
【００６９】
その後、上記ステップ１２４，１２６又はステップ１２８，１３０で設定された開弁特性で内燃機関１が始動される。そうすると、吸気バルブ遅開きに設定された気筒群では燃焼安定性を確保することができると共に、吸気バルブ遅閉じに設定された気筒群ではクランキングの圧縮仕事を低減することができる。
【００７０】
以上説明したように、図９に示すルーチンによれば、先ず、内燃機関停止後に取得されたピストン停止位置が圧縮TDCの前であり、かつ、圧縮TDCに最も近い気筒（特定気筒）が特定される。そして、この特定気筒のピストン停止位置に応じて、一方の気筒群の吸気バルブ開弁特性が吸気バルブ遅開きに設定されると共に、他方の気筒群の吸気バルブ開弁特性が吸気バルブ遅閉じに設定される。具体的には、特定気筒のピストン停止位置が吸気バルブ遅閉じ時のバルブ開弁期間内に含まれる場合には、この特定気筒を含む気筒群の吸気バルブ開弁特性が吸気バルブ遅閉じに設定される。これにより、次回の内燃機関始動時にデコンプ作用を得ることができ、クランキングの圧縮仕事を減らすことができ、機関回転数NEを速やかに上昇させることができる。
さらに、他の気筒群の吸気バルブ開弁特性が吸気バルブ遅開きに設定される。これにより、次回の内燃機関始動時に、燃焼安定性を確保することができる。
従って、内燃機関停止後のピストン停止位置を考慮して各気筒群の吸気バルブ開弁特性を適正に設定することで、次回の内燃機関始動時の燃焼安定性を確保しつつ、クランキングの圧縮仕事を減らすことができる。
【００７１】
また、特定気筒のピストン停止位置が吸気バルブ遅閉じ時のバルブ開弁期間内に含まれない場合には、この特定気筒の吸気バルブ開弁特性を吸気バルブ遅閉じに設定しても、次回の内燃機関始動時にデコンプ作用を得ることができない。そこで、この特定気筒を含む気筒群の吸気バルブ開弁特性が吸気バルブ遅開きに設定される。これにより、次回の内燃機関始動時に、燃焼安定性を確保することができる。
この場合、次回の内燃機関始動時に最も早くデコンプ作用を得ることができる気筒は、他の気筒群に含まれることとなる。そこで、この他の気筒群の吸気バルブ開弁特性が吸気バルブ遅閉じに設定される。これにより、次回の内燃機関始動時にデコンプ作用を得ることができ、クランキングの圧縮仕事を減らすことができ、機関回転数NEを速やかに上昇させることができる。
【００７２】
ところで、図９に示すルーチンによれば、特定気筒を含む一気筒群の吸気バルブ開弁特性を設定した後で、他気筒群の吸気バルブ開弁特性を設定しているが、設定順序が逆であってもよい。すなわち、ステップ１２６又は１３０の処理の後に、ステップ１２４又は１２８の処理を行うようにしてもよい。
【００７３】
また、上記実施の形態２では、内燃機関１が直列４気筒型エンジンである場合について説明したが、Ｖ型６気筒エンジンやＶ型８気筒エンジンのような他の内燃機関に対しても本発明を適用することができる。例えば、本発明をＶ型６気筒エンジンに適用した場合、該Ｖ型６気筒エンジンの一方のバンクを上記一方の気筒群とし、他方のバンクを上記他方の気筒群とすればよい。
【００７４】
尚、本実施の形態２においては、可変動弁機構２４Ａ，２４Ｂが第３の発明における「可変動弁機構」に相当する。また、本実施の形態２においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１０２の処理を実行することにより第３の発明における「ピストン停止位置取得手段」が、ステップ１２０の処理を実行することにより第３の発明における「特定手段」が、ステップ１２４の処理を実行することにより第３の発明における「第１開弁特性設定手段」が、ステップ１２６の処理を実行することにより第３の発明における「第２開弁特性設定手段」が、それぞれ実現されている。また、本実施の形態２においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１２８の処理を実行することにより第４の発明における「第１開弁特性設定手段」が、ステップ１３０の処理を実行することにより第４の発明における「第２開弁特性設定手段」が、それぞれ実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態１によるシステム構成を示す概略図である。
【図２】図１に示すシステムにおいて、複数の気筒を示す概略図である。
【図３】内燃機関停止後のピストン停止位置と、内燃機関始動時に吸気バルブ遅開きにより得られる効果との関係を説明するための図である。
【図４】内燃機関停止後のピストン停止位置と、内燃機関始動時に吸気バルブ遅閉じにより得られる効果との関係を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１の変形例について説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態２において、複数の気筒群を説明するための概略図である。
【図８】特定気筒のピストン停止位置に応じた吸気バルブ開弁特性の設定方法について説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１    内燃機関
２    気筒
２Ａ  第１気筒群
２Ｂ  第２気筒群
３    ピストン
１０  クランク角センサ
２０  吸気ポート
２２  吸気バルブ
２４  可変動弁機構
２４Ａ  第１可変動弁機構
２４Ｂ  第２可変動弁機構
２８  インジェクタ
６０  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008002290.tif 000005
【図４】
2008002290.tif 000006
【図５】
2008002290.tif 000007
【図６】
2008002290.tif 000008
【図７】
2008002290.tif 000009
【図８】
2008002290.tif 000010
【図９】
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