(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の停止位置制御装置に関し、内燃機関の停止および再始動を自動的に行う制御が適用された内燃機関において、内燃機関の補機類の負荷の影響を排除して、クランク停止位置制御の精度を良好に維持させることを目的とする。【解決手段】内燃機関１０の点火カット回転数を制御することにより、自動停止時のクランク停止位置を制御する。内燃機関１０の自動停止要求が予測された場合には、当該自動停止がなされる前に、内燃機関が備える補機類５９の稼働を停止する。【選択図】図２
2008088939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼を停止する燃焼カット回転数を制御することによりクランク停止位置を制御する内燃機関の停止位置制御装置であって、
内燃機関の自動停止要求を検知する停止要求検知手段と、
前記自動停止要求が認められた後に、エンジン回転数が前記燃焼カット回転数となった場合に、内燃機関の燃焼を停止する自動停止実行手段と、
内燃機関の自動停止要求を予測する停止要求予測手段と、
前記自動停止要求が予測された場合に、当該自動停止要求がなされる前に内燃機関の補機の稼働を停止する補機停止手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の停止位置制御装置。
【請求項２】
内燃機関の燃焼を停止する燃焼カット回転数を制御することによりクランク停止位置を制御する内燃機関の停止位置制御装置であって、
内燃機関の自動停止要求を検知する停止要求検知手段と、
前記自動停止要求が認められた後に、エンジン回転数が前記燃焼カット回転数となった場合に、内燃機関の燃焼を停止する自動停止実行手段と、
内燃機関のクランク軸への入力となるフリクションを算出するフリクションモデルと、
内燃機関のクランク角度情報に基づいて、前記フリクションモデルを学習するフリクション学習手段と、
前記フリクションおよび大気圧を含む所定のパラメータに基づいて、クランク停止位置の推定値を取得するクランク位置推定手段と、
内燃機関の自動停止要求を予測する停止要求予測手段と、
前記自動停止要求が予測された場合に、当該自動停止要求がなされる前に内燃機関の補機の稼働を停止する補機停止手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の停止位置制御装置。
【請求項３】
内燃機関の燃焼を停止する燃焼カット回転数を制御することによりクランク停止位置を制御する内燃機関の停止位置制御装置であって、
内燃機関の自動停止要求を検知する停止要求検知手段と、
前記自動停止要求が認められた後に、エンジン回転数が前記燃焼カット回転数となった場合に、内燃機関の燃焼を停止する自動停止実行手段と、
内燃機関の自動停止要求を予測する停止要求予測手段と、
前記自動停止要求が予測された場合に、当該自動停止要求がなされる前に内燃機関の補機の負荷が抜けきるようなタイミングで当該補機の稼働を停止する補機停止手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の停止位置制御装置。
【請求項４】
内燃機関の燃焼を停止する燃焼カット回転数を制御することによりクランク停止位置を制御する内燃機関の停止位置制御装置であって、
内燃機関の自動停止要求を検知する停止要求検知手段と、
前記自動停止要求が認められた後に、エンジン回転数が前記燃焼カット回転数となった場合に、内燃機関の燃焼を停止する自動停止実行手段と、
内燃機関のクランク軸への入力となるフリクションを算出するフリクションモデルと、
内燃機関のクランク角度情報に基づいて、前記フリクションモデルを学習するフリクション学習手段と、
前記フリクションおよび大気圧を含む所定のパラメータに基づいて、クランク停止位置の推定値を取得するクランク位置推定手段と、
内燃機関の自動停止要求を予測する停止要求予測手段と、
前記自動停止要求が予測された場合に、当該自動停止要求がなされる前に内燃機関の補機の負荷が抜けきるようなタイミングで当該補機の稼働を停止する補機停止手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の停止位置制御装置。
【請求項５】
前記予測に基づき、前記補機の稼働を停止させた後の所定期間に渡って前記自動停止要求がない場合は、前記補機の稼働を復帰させる補機復帰手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の停止位置制御装置。
【請求項６】
車両の非常点滅表示灯が点灯された場合は、前記自動停止を禁止する自動停止禁止手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関の停止位置制御装置。
【請求項７】
車両の非常点滅表示灯が点灯された場合は、前記予測に基づく前記補機の稼働停止を禁止する補機停止禁止手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の内燃機関の停止位置制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の停止位置制御装置に係り、特に、車両が一時的に停止した際に、内燃機関の停止および再始動を自動的に行う制御が適用された内燃機関を制御する装置として好適な内燃機関の停止位置制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、車両が一時的に停止した際に、内燃機関の停止および再始動を自動的に行う制御（エコラン制御）を実行するエンジンの始動装置が開示されている。この従来の装置は、次回の再始動を円滑に行えるようにすべく、燃料供給を停止するエンジン回転数を制御することにより、内燃機関の自動停止時のピストン停止位置（クランク停止位置）の適正化を図るというものである。また、上記従来の装置では、内燃機関の自動停止条件の成立と同期して、外部負荷（補機類）のカットを実施するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９３４４４号公報
【特許文献２】特開平８−６１１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の装置のように、内燃機関の自動停止要求が出されてから補機類をカットする構成では、補機類の負荷が完全に抜けきらないうちに、内燃機関の自動停止が実施されるケースが想定される。そのようなケースでは、自動停止時における上記負荷の残存度合いに応じて、クランク停止位置にばらつきが生ずることが懸念される。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の停止および再始動を自動的に行う制御が適用された内燃機関において、内燃機関の補機類の負荷の影響を排除して、クランク停止位置制御の精度を良好に維持させることのできる内燃機関の停止位置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、内燃機関の燃焼を停止する燃焼カット回転数を制御することによりクランク停止位置を制御する内燃機関の停止位置制御装置であって、
内燃機関の自動停止要求を検知する停止要求検知手段と、
前記自動停止要求が認められた後に、エンジン回転数が前記燃焼カット回転数となった場合に、内燃機関の燃焼を停止する自動停止実行手段と、
内燃機関の自動停止要求を予測する停止要求予測手段と、
前記自動停止要求が予測された場合に、当該自動停止要求がなされる前に内燃機関の補機の稼働を停止する補機停止手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、内燃機関の燃焼を停止する燃焼カット回転数を制御することによりクランク停止位置を制御する内燃機関の停止位置制御装置であって、
内燃機関の自動停止要求を検知する停止要求検知手段と、
前記自動停止要求が認められた後に、エンジン回転数が前記燃焼カット回転数となった場合に、内燃機関の燃焼を停止する自動停止実行手段と、
内燃機関のクランク軸への入力となるフリクションを算出するフリクションモデルと、
内燃機関のクランク角度情報に基づいて、前記フリクションモデルを学習するフリクション学習手段と、
前記フリクションおよび大気圧を含む所定のパラメータに基づいて、クランク停止位置の推定値を取得するクランク位置推定手段と、
内燃機関の自動停止要求を予測する停止要求予測手段と、
前記自動停止要求が予測された場合に、当該自動停止要求がなされる前に内燃機関の補機の稼働を停止する補機停止手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、内燃機関の燃焼を停止する燃焼カット回転数を制御することによりクランク停止位置を制御する内燃機関の停止位置制御装置であって、
内燃機関の自動停止要求を検知する停止要求検知手段と、
前記自動停止要求が認められた後に、エンジン回転数が前記燃焼カット回転数となった場合に、内燃機関の燃焼を停止する自動停止実行手段と、
内燃機関の自動停止要求を予測する停止要求予測手段と、
前記自動停止要求が予測された場合に、当該自動停止要求がなされる前に内燃機関の補機の負荷が抜けきるようなタイミングで当該補機の稼働を停止する補機停止手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、内燃機関の燃焼を停止する燃焼カット回転数を制御することによりクランク停止位置を制御する内燃機関の停止位置制御装置であって、
内燃機関の自動停止要求を検知する停止要求検知手段と、
前記自動停止要求が認められた後に、エンジン回転数が前記燃焼カット回転数となった場合に、内燃機関の燃焼を停止する自動停止実行手段と、
内燃機関のクランク軸への入力となるフリクションを算出するフリクションモデルと、
内燃機関のクランク角度情報に基づいて、前記フリクションモデルを学習するフリクション学習手段と、
前記フリクションおよび大気圧を含む所定のパラメータに基づいて、クランク停止位置の推定値を取得するクランク位置推定手段と、
内燃機関の自動停止要求を予測する停止要求予測手段と、
前記自動停止要求が予測された場合に、当該自動停止要求がなされる前に内燃機関の補機の負荷が抜けきるようなタイミングで当該補機の稼働を停止する補機停止手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、前記予測に基づき、前記補機の稼働を停止させた後の所定期間に渡って前記自動停止要求がない場合は、前記補機の稼働を復帰させる補機復帰手段を更に備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、車両の非常点滅表示灯が点灯された場合は、前記自動停止を禁止する自動停止禁止手段を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第７の発明は、第１乃至第６の発明の何れかにおいて、車両の非常点滅表示灯が点灯された場合は、前記予測に基づく前記補機の稼働停止を禁止する補機停止禁止手段を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、内燃機関の自動停止が近いうちに実行されると予測された場合に、自動停止要求の発令に先立って補機類の稼動を停止させることができるので、内燃機関が実際に自動停止される際に補機類の負荷が確実に抜けた状態にすることができる。これにより、補機類の負荷の影響を受けてクランク停止位置がばらつくのを確実に回避することができる。
【００１４】
第２の発明によれば、内燃機関の自動停止が近いうちに実行されると予測された場合に、自動停止要求の発令に先立って補機類の稼動を停止させることができるので、内燃機関が実際に自動停止される際に補機類の負荷が確実に抜けた状態にすることができる。これにより、補機類の負荷の影響を受けてクランク停止位置がばらつくのを確実に回避することができる。また、補機類の負荷の影響を受けて、フリクション学習精度が悪化するのを確実に回避することができる。
【００１５】
第３の発明によれば、内燃機関の自動停止が近いうちに実行されると予測された場合に、その自動停止の要求がなされる前に内燃機関の補機の負荷が抜けきるようなタイミングで、当該自動停止要求の発令に先立って補機類の稼動を停止させることができるので、内燃機関が実際に自動停止される際に補機類の負荷が確実に抜けた状態にすることができる。これにより、補機類の負荷の影響を受けてクランク停止位置がばらつくのを確実に回避することができる。また、補機類の負荷の影響を受けて、フリクション学習精度が悪化するのを確実に回避することができる。
【００１６】
第４の発明によれば、内燃機関の自動停止が近いうちに実行されると予測された場合に、その自動停止の要求がなされる前に内燃機関の補機の負荷が抜けきるようなタイミングで、当該自動停止要求の発令に先立って補機類の稼動を停止させることができるので、内燃機関が実際に自動停止される際に補機類の負荷が確実に抜けた状態にすることができる。これにより、補機類の負荷の影響を受けてクランク停止位置がばらつくのを確実に回避することができる。また、補機類の負荷の影響を受けて、フリクション学習精度が悪化するのを確実に回避することができる。
【００１７】
第５の発明によれば、補機類が過剰に停止させられることを防ぐことができるので、クランク停止位置制御の精度確保のために、それぞれの補機が果たす性能を犠牲にすることを回避することができる。
【００１８】
第６の発明によれば、急な再加速要求や、駐車時の円滑な車両の運行を確保する要求に対応できるようになる。
【００１９】
第７の発明によれば、非常点滅表示灯が点灯されたことで、緊急時などの内燃機関を自動停止させることが不適切と認められる場合に、不必要な補機類の停止を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施の形態１．
［実施の形態１の装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態１の内燃機関の停止位置制御装置が適用された内燃機関１０の構成を説明するための図である。本実施形態のシステムは、内燃機関１０を備えている。ここでは、内燃機関１０は、直列４気筒型エンジンであるものとする。内燃機関１０の筒内には、ピストン１２が設けられている。ピストン１２は、コンロッド１４を介してクランク軸１６と連結されている。また、内燃機関１０の筒内には、ピストン１２の頂部側に燃焼室１８が形成されている。燃焼室１８には、吸気通路２０および排気通路２２が連通している。
【００２１】
吸気通路２０には、スロットルバルブ２４が設けられている。スロットルバルブ２４は、アクセル開度と独立してスロットル開度を制御することのできる電子制御式スロットルバルブである。スロットルバルブ２４の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットルポジションセンサ２６が配置されている。スロットルバルブ２４の下流には、内燃機関１０の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁２８が配置されている。また、内燃機関が備えるシリンダヘッドには、気筒毎に、燃焼室１８の頂部から燃焼室１８内に突出するように点火プラグ３０がそれぞれ取り付けられている。吸気ポートおよび排気ポートには、それぞれ、燃焼室１８と吸気通路２０、或いは燃焼室１８と排気通路２２を導通状態または遮断状態とするための吸気弁３２および排気弁３４が設けられている。
【００２２】
吸気弁３２および排気弁３４は、それぞれ吸気可変動弁（VVT）機構３６および排気可変動弁（VVT）機構３８により駆動される。可変動弁機構３６、３８は、それぞれ、クランク軸の回転と同期して吸気弁３２および排気弁３４を開閉させると共に、それらの開弁特性（開弁時期、作用角、リフト量など）を変更することができる。
【００２３】
内燃機関１０は、クランク軸の近傍にクランク角センサ４０を備えている。クランク角センサ４０は、クランク軸が所定回転角だけ回転する毎に、Hi出力とLo出力を反転させるセンサである。クランク角センサ４０の出力によれば、クランク軸の回転位置やその回転速度（エンジン回転数Ne）を検知することができる。また、内燃機関１０は、吸気カム軸の近傍にカム角センサ４２を備えている。カム角センサ４２は、クランク角センサ４０と同様の構成を有するセンサである。カム角センサ４２の出力によれば、吸気カム軸の回転位置（進角量）などを検知することができる。
【００２４】
図１に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)５０を備えている。ECU５０には、上述した各種センサに加え、排気通路２２内の排気空燃比を検出するための空燃比センサ５２、内燃機関１０の冷却水温度を検出するための水温センサ５４、内燃機関１０と変速機（図示省略）との間に設けられるクラッチ（図示省略）の係合状態を検知するためのクラッチスイッチ５６、アクセル開度を検知するためのアクセルポジションセンサ５７、および、ハザードスイッチ５８などが接続されている。クラッチスイッチ５６は、クラッチペダル（図示省略）が踏み込まれた状態でON信号（クラッチ係合）を発し、当該クラッチペダルが踏まれていない状態でOFF信号（クラッチ非係合）を発するスイッチである。また、ECU５０には、オルタネータ、パワーステア用ポンプ、エアコン用コンプレッサ、オイルポンプ、およびウォーターポンプなどの内燃機関１０の補機類５９が接続されている。これらの補機類５９は、その稼動および停止がECU５０からの指令に基づき制御される。
また、ECU５０には、上述した各種アクチュエータが接続されている。ECU５０は、それらのセンサ出力、およびECU５０内に仮想的に構成されたエンジンモデル６０を用いた演算結果に基づいて、内燃機関１０の運転状態を制御することができる。
【００２５】
［エンジンモデルの概要］
図２は、図１に示すECU５０が備えるエンジンモデル６０の構成を示すブロック図である。図２に示すように、エンジンモデル６０は、クランク軸周りの運動方程式演算部６２と、エンジンフリクションモデル６４と、ミッションフリクションモデル６５と、吸気圧力推定モデル６６と、筒内圧推定モデル６８と、燃焼波形算出部７０と、大気圧補正項算出部７２と、大気温補正項算出部７４とを含んでいる。以下、これらの各部の詳細な構成について説明を行う。
【００２６】
（１）クランク軸周りの運動方程式演算部について
クランク軸周りの運動方程式演算部６２は、クランク角度θおよびエンジン回転数Ne（クランク角回転速度dθ/dt）のそれぞれの推定値を求めるためのものである。クランク軸周りの運動方程式演算部６２は、筒内圧推定モデル６８または燃焼波形算出部７０から内燃機関１０の筒内圧力Pの入力を受け、演算開始時には、更に、初期クランク角度θ0および初期エンジン回転数Ne0の入力を受ける。
【００２７】
クランク軸周りの運動方程式演算部６２によって算出される推定クランク角度θおよび推定エンジン回転数Neは、図２に示すPIDコントローラ７６によって、実クランク角度θおよび実エンジン回転数Neとの偏差が無くなるようにフィードバック制御される。また、クランク軸周りの運動方程式演算部６２の演算結果には、エンジンフリクションモデル６４によって、内燃機関１０の内部のフリクションに関する影響が反映されるとともに、ミッションフリクションモデル６５によって、変速機の内部のフリクション（主に軸受部の回転摺動によるフリクション）に関する影響が反映される。
【００２８】
次に、クランク軸周りの運動方程式演算部６２の内部で実行される具体的な演算内容について説明する。
図３は、クランク軸周りの各要素に付す記号を示す図である。図３に示すように、ここでは、筒内圧力Pを受けるピストン１２の頂部の表面積をAとする。コンロッド１４の長さをL、クランクの回転半径をrとする。そして、コンロッド１４のピストン取り付け点とクランク軸１６の軸中心とを結ぶ仮想線（シリンダの軸線）と、コンロッド１４の軸線とがなす角度をφ（以下、「コンロッド角度φ」と称する）とし、シリンダの軸線とクランクピン１７の軸線とがなす角度をθとする。
【００２９】
４つの気筒を有する内燃機関１０では、気筒間のクランク角度の位相差は180°CAであるため、それらの気筒間のクランク角度の関係は、次の（１ａ）式のように定義することができる。また、各気筒のクランク角回転速度dθ/dtは、それぞれ各気筒のクランク角度θの時間微分となるため、それぞれ次の（１ｂ）式のように表すことができる。
【数１】
2008088939.tif 000003
【００３０】
ただし、上記（１ａ）式および（１ｂ）式において、クランク角度θおよびクランク角回転速度dθ/dtに付された符号1〜4は、内燃機関１０の所定の爆発順序に従って燃焼が到来する気筒の順番に対応しており、また、後述する数式においては、それらの符号1〜4を「i」で代表させることがある。
【００３１】
また、図３に示すピストン・クランク機構においては、クランク角度θiとコンロッド角度φiとは、次の（２）式で表される関係を有することになる。
【数２】
2008088939.tif 000004
ただし、上記（２）式において、dXi/dtはピストン速度である。
【００３２】
また、クランク軸周りの全運動エネルギTは、次の（３）式のように表すことができる。（３）式を展開すると、（３）式中の各項の諸々のパラメータを1/2(dθ/dt)2の係数としてまとめることができる。ここでは、そのようにまとめられた係数を、クランク角度θの関数f(θ)として表現している。
【数３】
2008088939.tif 000005
【００３３】
ただし、上記（３）式において、右辺第１項はクランク軸１６の回転運動に関する運動エネルギに、右辺第２項はピストン１２およびコンロッド１４の直進運動に関する運動エネルギに、右辺第３項はコンロッド１４の回転運動に関する運動エネルギに、それぞれ対応している。また、上記（３）式において、Ikはクランク軸１６の軸周りの慣性モーメントであり、Iflはフライホイールの回転軸周りの慣性モーメントであり、Imiは内燃機関１０と組み合わされる変速機の回転軸周りの慣性モーメントであり、Icはコンロッドに関する慣性モーメントである。また、mpはピストン１２の変位であり、mcはコンロッド１４の変位である。尚、変速機に関する上記の慣性モーメント（ミッション側イナーシャ）は、クラッチが係合状態にあると判断された場合におけるモデル演算時にのみ使用され、クラッチが非係合状態にあると判断された場合におけるモデル演算時にはゼロとされる。
【００３４】
次に、ラグラジアンLを、系の全運動エネルギTと位置エネルギUとの偏差として、次の（４ａ）式のように定義する。そして、クランク軸１６に作用する入力トルクをTRQとすると、ラグランジュの運動方程式を用いて、ラグラジアンLとクランク角度θと入力トルクTRQとの関係を、次の（４ｂ）式のように表すことができる。
【数４】
2008088939.tif 000006
【００３５】
ここで、上記（４ａ）式において、位置エネルギUの影響は運動エネルギTの影響に比して小さく、その影響を無視することができる。従って、上記（４ｂ）式の左辺第１項は、上記（３）式をクランク角回転速度(dθ/dt)で偏微分して得られた値を時間微分することで、クランク角度θの関数として、次の（４ｃ）式のように表すことができる。また、上記（４ｂ）式の左辺第２項は、上記（３）式をクランク角度θで偏微分することで、クランク角度θの関数として、次の（４ｄ）式のように表すことができる。
【００３６】
従って、上記（４ｂ）式は、次の（４ｅ）式のようにして表すことができ、これにより、クランク角度θと入力トルクTRQとの関係を得ることができる。また、ここでは、その入力トルクTRQを、次の（５）式のように、３つのパラメータからなるものと定義する
【数５】
2008088939.tif 000007
【００３７】
ただし、上記（５）式において、TRQeは、エンジン発生トルクであり、より具体的には、ガス圧力（筒内圧力P）を受けるピストン１２からクランク軸１６に作用するトルクである。TRQLは、負荷トルクであり、内燃機関１０が搭載される車両の特性に応じて異なる既知の値として、ECU５０に記憶されている。TRQfは、フリクショントルク、すなわち、ピストン１２、クランク軸１６、および変速機の摺動部分の摩擦損失に対応するトルクである。このフリクショントルクTRQfは、エンジンフリクションモデル６４およびミッションフリクションモデル６５から得られる値である。より具体的には、フリクショントルクTRQfは、クラッチが係合状態にあるときはエンジンフリクションモデル６４およびミッションフリクションモデル６５の双方を用いて算出され、一方、クラッチが非係合状態にあるときはエンジンフリクションモデル６４のみを用いて算出される。
【００３８】
次に、エンジン発生トルクTRQeは、次の（６ａ）式〜（６ｃ）式に従って算出することができる。すなわち、先ず、筒内圧力Pに基づいてコンロッド１４に作用する力Fcは、ピストン１２の頂部に作用する力PAのコンロッド１４の軸線方向成分として、（６ａ）式のように表すことができる。そして、図３に示すようにコンロッド１４の軸線とクランクピン１７の軌跡の接線とがなす角度αが{π/2−(φ＋θ)}であるため、筒内圧力Pに基づいてクランクピン１７の軌跡の接線方向に作用する力Fkは、コンロッド１４に作用する力Fcを用いて、（６ｂ）式のように表すことができる。従って、エンジン発生トルクTRQeは、クランクピン１７の軌跡の接線方向に作用する力Fkとクランクの回転半径rとの積であるため、（６ａ）式および（６ｂ）式を用いて、（６ｃ）式のように表すことができる。
【数６】
2008088939.tif 000008
【００３９】
以上説明したクランク軸周りの運動方程式演算部６２の構成によれば、筒内圧推定モデル６８または燃焼波形算出部７０によって筒内圧力Pを取得することにより、（６ｃ）式および（５）式に従って入力トルクTRQを得ることができる。そして、（４ｅ）式を解くことにより、クランク角度θやクランク角回転速度dθ/dtを得ることが可能となる。
【００４０】
（２）エンジンフリクションモデルについて
図４は、図２に示すエンジンフリクションモデル６４がエンジンフリクショントルクTRQf_ENを取得するために備えているエンジンフリクションマップの一例を示している。より具体的には、図４（Ａ）は、クランク軸１６周りの回転摺動に関する第１エンジンフリクショントルクTRQf_map1とクランク角回転速度(dθ/dt)との関係を概念的に表した図であり、図４（Ｂ）は、ピストン１２の並進運動に関する第２エンジンフリクショントルクTRQf_map2とピストン速度(dXi/dt)との関係を概念的に表した図である。
【００４１】
本実施形態のシステムにおいては、エンジンモデル６０のモデル演算精度を向上させるべく、後述する図７に示すルーチンの処理では、エンジンフリクショントルクTRQfENを、上記のように第１エンジンフリクショントルクTRQf_map1と第２エンジンフリクショントルクTRQf_map2に分けて考えることがある。
【００４２】
図４（Ａ）に示すように、クランク軸１６周りの回転摺動に関する第１エンジンフリクショントルクTRQf_map1は、基本的にエンジン回転数 (dθ/dt)に依存する特性を有している。より具体的には、当該トルクTRQf_map1は、図４（Ａ）に示すように、エンジン回転数(dθ/dt)がゼロに近い領域においては、最大静摩擦係数の影響で大きくなり、エンジン回転数(dθ/dt)が増加し始めると、最大静摩擦係数の影響が薄れるため一旦減少に転ずるが、その後はエンジン回転数(dθ/dt)の増大に従って増加する。
【００４３】
また、図４（Ｂ）に示すように、ピストン１２の並進運動に関する第２エンジンフリクショントルクTRQf_map2は、ピストン１２とシリンダ壁面との間のフリクションであり、これらの間の接触圧力と摩擦係数のみに依存し、ピストン速度(dXi/dt)には依存しない特性を有している。また、図４（Ｂ）におけるピストン速度(dXi/dt)がゼロに近い領域において、第２エンジンフリクショントルクTRQf_map2が大きな値を示すのは、そのような領域では最大静摩擦係数の影響が大きくなるためである。
【００４４】
尚、エンジンフリクショントルクTRQf_ENは、エンジン冷却水温度が低くなると大きくなる傾向を有している。このため、エンジンフリクショントルクTRQf_ENは、図４においては図示を省略しているが、エンジン回転数Ne(およびピストン速度(dXi/dt))との関係に加え、エンジン冷却水温度との関係をも考慮して定められている。また、ここでは、ECU５０の計算負荷の低減のため、エンジンフリクションモデル６４として、上記のようなフリクションマップを備えるようにしているが、エンジンフリクションモデルの構成は、これに限定されるものではなく、以下の（７）式のような関係式を用いるものであってもよい。この（７）式では、フリクショントルクTRQf_ENが、エンジン回転数Neと内燃機関１０の潤滑油の動粘度νとをパラメータとする関数となるように構成されている。
【数７】
2008088939.tif 000009
ただし、上記（７）式において、C1、C2、C3は、それぞれ実験等により適合される係数である。
【００４５】
（３）ミッションフリクションモデルについて
図５は、図２に示すミッションフリクションモデル６５がミッションフリクショントルクTRQf_MIを取得するために備えるミッションフリクションマップの一例を示している。ミッションフリクションモデル６５によって算出されるミッションフリクショントルクTRQf_MIは、車両の停止中にギヤがニュートラル位置にあり、かつ、クラッチが係合された状態、すなわち、変速機のギヤが内燃機関１０の動力をタイヤ側に伝達させることなく回転している状態におけるフリクショントルクである。そこで、ミッションフリクショントルクTRQf_MIは、変速機の内部のフリクション（主に軸受部の回転摺動によるフリクション）に対応する値となるように定められている。このため、図５に示すように、ミッションフリクショントルクTRQf_MIは、第１エンジンフリクショントルクTRQf_map1と同様にエンジン回転速度(dθ/dt)に依存する特性を有している。
【００４６】
（４）吸気圧力推定モデルについて
吸気圧力推定モデル６６は、吸気圧力を推定するための吸気圧マップ（図示省略）を備えている。この吸気圧マップは、吸気圧力を、スロットル開度TA、エンジン回転数Ne、および吸排気弁のバルブタイミングVVTとの関係で定めたものである。このような吸気圧力推定モデルの構成によれば、ECU５０の計算負荷を低く抑えつつ、吸気圧力を取得することができる。尚、詳細に吸気圧力を計算する場合には、上記のような吸気圧マップを用いずに、スロットルバルブ２４を通過する空気流量を推定するスロットルモデルと、吸気弁３２の周囲を通過する空気流量（すなわち、筒内吸入空気流量）を推定するバルブモデルとを用いて、吸気圧力推定モデルを構成するようにしてもよい。
【００４７】
（５）筒内圧推定モデルについて
筒内圧推定モデル６８は、燃焼が行われない状況下で、筒内圧力Pを算出するために用いられるモデルである。この筒内圧推定モデル６８では、内燃機関１０の各行程における筒内圧力Pを、次の（８ａ）式〜（８ｄ）式を用いて算出するようにしている。すなわち、先ず、吸気行程の経過中の筒内圧力Pは、（８ａ）式で示すように、上述した吸気圧力推定モデル６６が有する吸気圧マップから得られる筒内圧力のマップ値Pmapから得るようにしている。
【数８】
2008088939.tif 000010
【００４８】
次に、圧縮行程の経過中の筒内圧力Pは、気体の可逆断熱変化の式に基づいて、（８ｂ）式のように表すことができる。
ただし、上記（８ｂ）式において、VBDCはピストン１２が吸気下死点にあるときの行程容積Vであり、κは比熱比である。
【００４９】
また、膨張行程の経過中の筒内圧力Pについても、圧縮行程の場合と同様にして、（８ｃ）式のように表すことができる。
ただし、上記（８ｃ）式において、VTDCはピストン１２が圧縮上死点にあるときの行程容積Vであり、Pcは圧縮行程の終了時における筒内圧力である。
【００５０】
また、排気行程の経過中の筒内圧力Pは、(８ｄ)式で示すように、排気通路２２内の圧力Pexであるものとしている。この圧力Pexは、ほぼ大気圧力Pairに等しいとみなすことができるものである。従って、ここでは、大気圧力Pairを、排気行程の経過中の筒内圧力Pに使用している。
【００５１】
（６）燃焼波形算出部について
燃焼波形算出部７０は、圧縮行程の途中から膨張行程の途中までの燃焼が行われている期間における筒内圧力（燃焼圧力）Pを算出するために用いられるモデルである。この燃焼波形算出部７０では、Weibe関数を用いた関係式である（９ａ）式と、後述する（１０）式とを用いて、燃焼圧力Pの推定値が算出される。
【数９】
2008088939.tif 000011
【００５２】
より具体的には、燃焼波形算出部７０では、先ず、（９ａ）式を用いて、現在のクランク角度θに対応する熱発生率dQ/dθを算出することとしている。
ただし、上記（９ａ）式において、mは形状係数、kは燃焼効率、θbは着火遅れ期間、aは燃焼速度（ここでは固定値6.9）である。これらの各パラメータは、事前に適合された値が使用される。また、Qは発熱量である。
【００５３】
上記（９ａ）式を用いて熱発生率dQ/dθを算出するには、発熱量Qを算出する必要がある。発熱量Qは、微分方程式である（９ａ）式を解くことにより算出することができる。そのために、先ず、（９ｂ）式では、（９ａ）式におけるWeibe関数に相当する部分をg(θ)と置き換えている。そうすると、（９ａ）式を（９ｃ）式のように表すことが可能となる。次いで、（９ｃ）式の両辺をクランク角度θで積分した後に、当該（９ｃ）式を展開することで、発熱量Qを（９ｄ）式のように表すことができる。次いで、（９ｄ）式に従って算出された発熱量Qを、再度（９ａ）式に代入することで、熱発生率dQ/dθが算出される。
【００５４】
熱発生率dQ/dθと筒内圧力（燃焼圧力）Pとは、エネルギ保存則に基づく関係式を用いて（１０）式のように表すことができる。従って、（９ａ）式に従って算出された熱発生率dQ/dθを代入して当該（１０）式を解くことにより、燃焼圧力Pを算出することができる。
【数１０】
2008088939.tif 000012
【００５５】
以上説明した筒内圧推定モデル６８および燃焼波形算出部７０によれば、筒内圧推定モデル６８を用いて燃焼が行われていない状況下での筒内圧力Pを算出するととともに、燃焼波形算出部７０を用いて燃焼が行われている期間中の筒内圧力Pを算出することにより、燃焼実行の有無に関係なく、内燃機関１０の筒内圧力Pの履歴を取得することができる。
【００５６】
尚、内燃機関１０の筒内圧力Pの履歴を取得する手法は、上記の手法に限定されるものではなく、例えば、以下の図６を参照して示すような手法であってもよい。
図６は、そのような変形例の手法を説明するための図である。この手法では、上記（９ａ）式および（１０）式を用いて、所定のクランク角度θ毎に燃焼圧力Pを計算することを行うのではなく、事前に、上記（９ａ）式および（１０）式を用いて、図６（Ａ）に示すような燃焼パターン、すなわち、燃焼に付されることで変化する筒内圧力Pの波形の変化分（燃焼による圧力増加分）のみを算出しておく。
【００５７】
より具体的には、そのような燃焼パターンを決定する３つのパラメータである着火遅れ期間、燃焼期間、およびΔPmax（燃焼時の最大圧力Pmaxと燃焼無し時の最大圧力Pmax0との偏差）を、エンジン回転数Ne、空気充填率KL、吸排気弁のバルブタイミングVVT、および点火時期のそれぞれとの関係で定めたマップを記憶しておく。そして、燃焼による圧力増加分に対応する波形を、２次関数などの簡易な関数を組み合わせて近似させた波形として算出するために、当該近似波形の各係数を上記のエンジン回転数Neとの関係でマップ化しておく。そして、図６（Ｂ）に示すように、そのようなマップを参照して得られた燃焼による圧力増加分の波形を、筒内圧推定モデル６８で算出される筒内圧力Pの値と足し合わせることで、燃焼圧力Pを取得するようにする。
【００５８】
（６）大気圧補正項算出部について
大気圧補正項算出部７２は、筒内に吸入される筒内充填空気量Mcを推定するモデル（ここでは「エアモデル」と称する）を含んでいる。このエアモデルでは、筒内充填空気量Mcを次の（１１）式に従って算出することとしている。
【数１１】
2008088939.tif 000013
【００５９】
ただし、上記（１１）式において、a、bは、それぞれ運転条件（エンジン回転数NeやバルブタイミングVVTなど）に応じて適合される係数である。尚、Pmは、吸気圧力であり、例えば、上述した吸気圧力推定モデル６６によって算出される値を使用することができる。
【００６０】
また、大気圧補正項算出部７２は、筒内に吸入される燃料量fcを推定するモデル（ここでは「燃料モデル」と称する）を含んでいる。燃料噴射弁２８から噴射された後の燃料の挙動を考慮すると、すなわち、噴射された燃料の一部の吸気ポートの内壁等への付着やその付着燃料の気化という現象を考慮すると、第kサイクルにおける燃料噴射の開始時における壁面付着燃料量がfw(k)であり、第kサイクルにおける実燃料噴射量がfi(k)である場合、第kサイクルの終了後に発生している壁面付着燃料量fw(k+1)、および第kサイクルにおいて筒内に吸入される燃料量fcは、次の（１２a）式および（１２ｂ）式のように表すことができる。
【数１２】
2008088939.tif 000014
【００６１】
ただし、上記（１２）式において、Pは、付着率、より具体的には、噴射燃料量fiのうちの吸気ポートの内壁等に付着する燃料量の割合である。Rは、残留率、より具体的には、吸気行程の実行後に付着燃料量fwが壁面等に付着したままの状態で残る割合である。
上記（１２）式によれば、付着率Pおよび残留率Rをパラメータとして、個々のサイクル毎に上記燃料量fcを算出することができる。
【００６２】
従って、上記のエアモデルおよび燃料モデルの算出結果を用いて、空燃比A/Fの推定値を算出することができる。大気圧補正項算出部７２では、次いで、この推定空燃比A/Fと、噴射された燃料が燃焼に付された後に空燃比センサ５２に到達するまでの輸送遅れを考慮したタイミングで検出する空燃比A/Fの実測値との定常偏差を算出する。そして、この定常偏差が筒内充填空気量Mcの誤差であるため、当該定常偏差が大きい場合には、大気圧がずれているものとして、大気圧補正係数kairpを算出する。具体的には、上記エアモデルより吸気圧力Pmを逆算し、その吸気圧力Pmに基づいて標準大気圧Pa0に対する補正率として大気圧補正係数kairpを算出する。この大気圧補正係数kairpは、上述した吸気圧力推定モデル６６および筒内圧推定モデル６８において、吸気圧力Pmapと排気圧力（大気圧Pair）の補正に用いられる。
【００６３】
（７）大気温補正項算出部について
大気温補正項算出部７４では、排気行程中の行程容積V、残留ガス質量（排気上死点でのすきま容積Vcに基づいて算出）m、残留ガス（既燃ガス）のガス定数R、および大気温度Tairの実測値を理想気体の状態方程式に代入することで、筒内圧力Pthを算出する。当該筒内圧力Pthと、筒内圧推定モデル６８で算出される筒内圧力Pとの偏差を算出する。そして、その偏差が大きい場合には、上記偏差に基づいて補正係数を算出する。この補正係数は、上述した吸気圧力推定モデル６６において、吸気圧力Pmapの補正に用いられる。
【００６４】
［クランク停止位置の推定値の算出手法について］
内燃機関を備えた車両では、車両が一時的に停止した際に、内燃機関の停止（アイドルストップ）および再始動を自動的に行う制御（エコラン制御）が実行されることがある。また、内燃機関とモータとで車両を駆動するハイブリッド車両においても、車両システムの起動中（車両走行中も含む）に、内燃機関の停止および再始動を自動的に行う制御（本明細書中では、これも広い意味で「エコラン制御」と称している）が実行されることがある。
【００６５】
上記のエコラン制御において、内燃機関の再始動を円滑に行えるようにするためには、内燃機関を自動停止する際のクランク軸１６の停止位置（ピストン１２の停止位置）を狙いの停止位置に精度良く制御したいという要求がある。上述したエンジンモデル６０では、クランク停止位置に影響を与えるフリクション、大気圧力、大気温度、スロットル開度、バルブタイミングVVT等（本発明でいう「所定のパラメータ」）の影響が適切にモデル化されている。そこで、本実施形態のシステムでは、以上説明したエンジンモデル６０を、エコラン制御時にクランク軸１６の停止位置を推定するための停止位置推定モデルとして用いることとしている。上述したエンジンモデル６０によれば、クランク角回転速度dθ/dtがゼロとなる際のクランク角度θの推定値を取得することにより、内燃機関１０の自動停止時のクランク軸１６の停止位置を取得することができる。尚、本明細書中においては、クランク軸１６の停止位置を、単に「クランク停止位置」と称することがある。
【００６６】
より具体的には、以下のような手法によって、クランク停止位置の推定値を算出することができる。尚、エンジンモデル６０によって、クランク停止位置の推定値が算出される際、クラッチが係合状態にある場合には、エンジンフリクションモデル６４とミッションフリクションモデル６５の双方がフリクションモデルとして使用され、一方、クラッチが非係合状態にある場合には、エンジンフリクションモデル６４のみがフリクションモデルとして使用される。
【００６７】
アイドル状態時に取得された燃焼圧力Pの平均値、吸気圧力Pmap、クランク角度θ0、およびエンジン回転数（燃焼カット回転数）Ne0（＝クランク角回転速度dθ0/dt）を初期値として入力して、クランク軸周りの運動方程式演算部６２を用いて、クランク角度θおよびクランク角回転速度dθ/dtのそれぞれの推定値が順次算出されることになる。以下、次の（１３）式および（１４）式を用いて、その具体的な算出手法を説明する。尚、本明細書中においては、このような手法を用いて、上記図２中に示す矢印方向にエンジンモデル６０を解くことを「順モデル演算」と称する。
【００６８】
先ず、上記（４ｅ）式で表されるクランク軸周りの運動方程式において、(∂f(θ)/∂θ)≡h(θ)とし、かつ、当該（４ｅ）式中の入力トルクTRQに上記（５）式を代入したうえで、当該（４ｅ）式を離散化することで、次の（１３）式が得られる。
【数１３】
2008088939.tif 000015
【００６９】
そして、上記（１３）式による順モデル演算の計算初期値として、上記の如く、クランク角度θ0、およびクランク角回転速度dθ0/dt等が与えられる。以下、ステップ数kを順次更新していくことにより、対応するクランク角度θおよびクランク角回転速度dθ/dtのそれぞれの推定値が順次算出されることになる。上記（１３）式にステップ数k＝1を代入すると、次の（１４ａ）式のように表すことができる。
【数１４】
2008088939.tif 000016
上記（１４ａ）式中のクランク角度θ(k)の一部を対応するクランク角回転速度dθ(k)/dtに書き直すと、上記（１４ｂ）式のように表すことができる。そして、その（１４ｂ）式を展開すると、ステップ数k＝1のときのクランク角回転速度dθ(1)/dtは、上記（１４ｃ）式のように、前回、すなわち、初期値として入力されたクランク角度θ0およびクランク角回転速度dθ0/dtを用いて表すことができる。更に、上記（１４ｃ）式を積分することにより、ステップ数k＝1のときのクランク角度θ(1)を、上記（１４ｄ）式のように算出することができる。
【００７０】
そして、上記の処理を、ステップ数kがN回となるまで、すなわち、クランク角回転速度がdθ(N)/dt＝0となるまで繰り返すと、クランク角回転速度dθ(N)/dt＝0、およびクランク角度θ(N)が算出される。つまり、上記の処理によれば、内燃機関１０が停止した際のエンジン回転数Ne＝0と、クランク停止位置のそれぞれの推定値を算出することができる。
【００７１】
［フリクション学習について］
内燃機関１０を自動的に停止させる際に、クランク停止位置が目標の停止位置からずれる主な要因としては、クランク軸１６への入力となるフリクションの影響が考えられる。そこで、本実施形態のエンジンモデル６０は、フリクションを適宜学習する構成を備えている。より具体的には、フリクションの学習は、以下のような手法によって行われる。
【００７２】
図７は、フリクション学習の手法を説明するための図である。先ず、エンジン回転数Neの実測値とモデル推定値との偏差（以下、「回転数偏差」と略することがある）が算出される。そして、PIDコントローラ７６によって、その回転数偏差に所定のフィードバックゲインを乗じた値として算出されるPID補正量を、エンジンフリクションモデル６４等が備えるフリクションマップ（図４参照）のマップ値に反映させるようにしている。
【００７３】
図７は、そのようなフリクションマップの補正の仕方を表している。尚、図７中の丸印および三角印は、所定のエンジン回転数における学習前後の各マップ値にそれぞれ対応している。また、図７において、破線で示す曲線は学習がなされる前の各マップ値を通るものであり、実線で示す曲線は当該学習のなされた後の各マップ値を通るものに、それぞれ対応している。
【００７４】
図７に示すように、上記のPID補正量は、ノイズ的な挙動を除去すべく、各マップ点に対する所定の領域を考慮して、当該領域の中で算出された補正量の平均値や時間的な積分値として算出されたものである。このようなPID補正量が各マップ値（丸印の値）に反映されることで、フリクションの値が新たなマップ値（三角印の値）に学習更新される。
【００７５】
また、エンジンモデル６０は、クラッチの係合状態に応じたフリクションとイナーシャの違いを適切に考慮して、高精度なクランク停止位置の適応学習制御を実現すべく、既述したように、エンジンフリクションモデル６４とミッションフリクションモデル６５とを別個に備えるようにしている。そして、車両の停止時にクラッチが係合状態にあるときは、エンジンフリクションモデル６４とミッションフリクションモデル６５とを用いてフリクション学習を行うこととし、一方、車両の停止時にクラッチが非係合状態にあるときは、エンジンフリクションモデル６４のみを用いてフリクション学習を行うこととしている。
【００７６】
［燃焼カット回転数の算出について］
内燃機関を自動的に停止させる際に、実クランク停止位置が目標クランク停止位置となるように、点火や燃料供給をカットするエンジン回転数（燃焼カット回転数）を制御する手法が知られている。尚、以下の明細書中においては、燃焼カット回転数を適宜「点火カット回転数」とも称している。
【００７７】
図８は、本実施形態のシステムにおいて用いられる燃焼カット回転数の算出手法を説明するためのブロック図である。本実施形態では、図８に示すように、エンジンモデル６０の逆モデル演算により点火カット回転数を算出するようにしている。逆モデル演算とは、エンジンモデル６０を上述した順モデル演算と逆方向に解くという演算手法である。上述したエンジンモデル６０によれば、クランク軸１６の目標クランク停止位置（クランク角度）および初期エンジン回転数（＝０回転）を初期値として入力し、当該エンジンモデル６０を逆モデル演算することにより、実クランク停止位置を所望の目標クランク停止位置とするための目標の点火カット回転数（順モデル演算の場合の初期クランク角回転速度dθ0/dtに相当）を算出することができる。また、このような手法によれば、適宜学習が行われるフリクションの影響を反映させた点火カット回転数を取得することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、エンジンモデル６０により算出されるクランク停止位置の推定値と実クランク停止位置との停止位置誤差の大きさに応じて、逆モデル演算により算出される点火カット回転数を補正するようにしている。より具体的には、図８に示すように、停止位置誤差に基づきPI制御により算出される補正量を、逆モデル演算による点火カット回転数に反映させることによって、新しい目標点火カット回転数が取得される。
【００７９】
［本実施形態の特徴部分］
図９は、補機類５９の停止指令時点から当該補機類５９の負荷が抜けきるまでに要する時間を、クランク停止位置のずれ量との関係で表した図の一例である。尚、図９におけるクランク停止位置のずれ量は、内燃機関１０のフリクション等が同一の状態に合わせられた状態で、補機類５９の負荷が完全に抜けた状態を基準としたものである。
【００８０】
ECU５０の停止指令に基づき補機類５９が停止した時点から当該補機類５９の負荷が抜けきるまでには、図９に示すように、ある程度の時間を必要とする。また、クランク停止位置のずれ量は、補機類５９の残存負荷の大きさに応じて変化する。従って、仮に、内燃機関の自動停止要求が出されてから補機類の稼動を停止するようにした場合には、補機類の負荷が完全に抜けきらないうちに、自動停止が実施されるケースが想定される。そのようなケースでは、自動停止時における上記負荷の残存度合いに応じて、クランク停止位置にばらつきが生ずることが懸念される。また、上記自動停止要求が出された場合に、アイドリング時間を延長させることによって、補機類の負荷が十分に抜けるのを待つことは可能であるが、そうすると、その延長時間分だけ内燃機関の運転を無駄に継続させることになり、燃費を悪化させてしまう。
【００８１】
そこで、本実施形態では、内燃機関１０の自動停止要求を予測して、自動停止が実際になされる直前での補機類５９の稼動を停止するようにした。より具体的には、内燃機関１０自動停止要求が予測された場合には、当該自動停止要求がなされる前に補機類５９の稼動を停止するようにした。
【００８２】
図１０は、上記の機能を実現するために、本実施の形態１においてECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。図１０に示すルーチンでは、先ず、基本条件が成立したか否かが判別される（ステップ１００）。ここでいう基本条件とは、内燃機関１０の自動停止要求が近いうちに出されることを予測するための諸条件である。より具体的には、基本条件は、以下の条件（１）〜（４）のことであり、本ステップ１００では、これら４つの条件がすべて同時に成立するか否かが判断される。
【００８３】
条件（１）では、車速が、自動停止時の車速度（つまり０km／h）＋α（例えば５km／h）より低いか否かが判別される。自動停止条件は、車両が完全に停止した状態でなければ成立しないものであり、当該自動停止条件が成立するよりも早く補機類５９を停止させるためである。また、上記の速度αは、自動停止要求が予測された場合に、当該自動停止要求がなされる前に補機類５９の負荷が抜けきるようなタイミングで、補機類５９の稼動を停止できるような値に予め設定されている。
条件（２）では、アクセルペダルが踏まれていないか否かが判別される。アクセルペダルが踏み込まれる場合、すなわち、運転者の再加速要求が認められるような場合に、自動停止要求を誤って予測しないようにするためである。
条件（３）では、内燃機関１０がアイドル状態にあること、または、内燃機関１０のように手動変速機と組み合わされている場合にはクラッチスイッチ５６がON信号を発している（クラッチが非係合状態である）こと、または、自動変速機を備える車両の場合にはNレンジが選択されていること、というこれら３つの条件の何れかの条件が成立しているか否かが判別される。運転者の運転の癖に左右されることなく、補機類５９を停止すべきタイミングを正確に予測するためである。
条件（４）では、ステップ１２０において後述する補機復帰後経過時間＞所定の基準時間１が成立しているか否かが判別される。これは、補機類５９が過頻度で連続してON、OFFするのを防止するためである。
【００８４】
上記ステップ１００において、上述した基本条件が成立すると判定された場合には、近いうちに自動停止要求が発令されると判断できるため、補機類５９の稼働が停止される（ステップ１０２）。次いで、後述する補機復帰後経過時間がクリアされる（ステップ１０４）。
【００８５】
次に、内燃機関１０が自動停止したか否かが判別される（ステップ１０６）。内燃機関１０の自動停止は、エコラン制御による所定の自動停止条件が成立した場合（すなわち、自動停止要求が検知された場合）において、アイドル回転数が現状の点火カット回転数に制御された時点で実行されるものである。上記ステップ１０６において、内燃機関１０が自動停止したと判定された場合には、ステップ１１４において後述する補機停止時間がクリアされる（ステップ１０８）。
【００８６】
次に、補機類５９の復帰要求（例えば、バッテリ残量が低下した場合のオルタネータの稼働要求や、エアコン稼働要求など）が出されているか否かが判別される（ステップ１１０）。その結果、そのような補機類５９の復帰要求が出されていると判定された場合には、補機類５９を稼動するために内燃機関１０の運転が復帰（再始動）される（ステップ１１２）。
【００８７】
一方、上記ステップ１１４において、内燃機関１０が自動停止していないと判定された場合、すなわち、上記の基本条件が成立したために近いうちに自動停止がなされると判断されたにも関わらず、その後に所定の自動停止条件（車速が０km／hであること等）が成立しなかった場合（すなわち、結局は自動停止要求が検知されなかった場合）には、補機停止時間のカウントが開始される（ステップ１１４）。尚、当該補機停止時間のカウントがその後にクリアされるまでに、再度本ステップ１１４に処理が進められた場合には、当該時間のカウントが継続される。
【００８８】
次に、上記の補機停止時間が所定の基準時間２より長いか否かが判別される（ステップ１１６）。上記基本条件（１）の一例として、自動停止時の車速度が０km／hとされ、αが５km／hとされた場合において、仮に車両が３km／hで継続して運転された場合（坂道を下る場合など）には、上記ステップ１００および１０２の処理によれば、補機類５９が停止したままとなってしまう。そこで、本ステップ１１６では、そのような事態を回避するために、補機類５９の性能を考慮したうえで補機類５９を停止可能な最大停止時間を、基準時間２として設定している。
【００８９】
上記ステップ１１６において、補機停止時間＞基準時間２が成立すると判定された場合には、上記の基本条件が成立している状況下であっても、補機類５９の稼働が復帰される（ステップ１１８）。つまり、このような場合には、クランク停止位置制御の精度確保よりも、補機類５９の稼働を確保することが優先される。言い換えれば、内燃機関１０の自動停止に先立って補機類５９を停止させる処理は、それぞれの補機類５９が果たす性能に支障が出ない範囲で行われるようにされる。このような処理によれば、要求される空調性能などを保持させつつ、クランク停止位置制御の精度向上を良好に図ることができる。
【００９０】
次に、補機復帰後経過時間がカウントされる（ステップ１２０）。当該補機復帰後経過時間は、上記ステップ１０４においてクリアされるまで、そのカウントが継続される。
【００９１】
一方、上記ステップ１００において、基本条件が不成立であると判定された場合には、補機類５９の復帰要求が出される（ステップ１２２）。このような処理によれば、他に補機類５９を停止させる要求が出されているかが考慮されたうえで、復帰させてもよいと認められる状況下では、補機類５９が復帰されるようになる。その結果、基本条件が一旦成立して補機類５９が停止された後に、車両が再加速するなどして基本条件が不成立となるような場合に、補機類５９が停止されたままとなるのを回避することができる。次いで、補機停止時間がクリアされる（ステップ１２４）。
【００９２】
以上説明した図１０に示すルーチンによれば、内燃機関１０の自動停止が近いうちに実行されると予測された場合には、自動停止要求の発令に先立って、より具体的には、自動停止要求ががなされる前に内燃機関の補機の負荷が抜けきるようなタイミングで、補機類５９の稼動が停止される。このため、内燃機関１０が実際に自動停止される際に補機類５９の負荷が確実に抜けた状態にすることができる。これにより、補機類５９の負荷の影響を受けてクランク停止位置がばらつくのを確実に回避することができる。
【００９３】
また、本実施形態のシステムのように、クランク停止位置のモデル推定値と実測値との誤差に基づいて、クランク停止位置へのフリクションの影響を学習する構成を備えているシステムにおいては、補機類５９の負荷の影響を受けて、フリクション学習精度が悪化するのを確実に回避することができる。
【００９４】
また、上記ルーチンによれば、近いうちに自動停止がなされるとの予測に基づいて補機類５９を停止させたにも関わらず、その後の所定期間（上記基準時間２）内に自動停止が要求されない場合には、補機類５９の稼働が復帰される。つまり、この場合には、クランク停止位置制御の精度確保よりも、補機類５９が過剰に停止させられることを防ぐことが優先される。このため、クランク停止位置制御の精度確保のために、それぞれの補機が果たす性能を犠牲にすることを回避することができる。
【００９５】
尚、上述した実施の形態１においては、ECU５０が、エコラン制御による所定の自動停止条件の成立の有無を判別することにより前記第１、第２、第３、または第４の発明における「停止要求検知手段」が、自動停止条件が成立した場合にアイドル回転数が現状の点火カット回転数に制御された時点で点火カットを実行することにより前記第１、第２、第３、または第４の発明における「自動停止実行手段」が、上記ステップ１００の処理を実行することにより前記第１、第２、第３、または第４の発明における「停止要求予測手段」が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第１または第２の発明における「補機停止手段」が、上記ステップ１００および１０２の処理を実行することにより前記第３または第４の発明における「補機停止手段」が、それぞれ実現されている。また、エンジンフリクションモデル６４およびミッションフリクションモデル６５が前記第２または第４の発明における「フリクションモデル」に相当している。また、ECU５０が、上記図７に示す手法に従ってフリクション学習を実行することにより前記第２または第４の発明における「フリクション学習手段」が、エンジンモデル６０の順モデル演算によりクランク停止位置の推定値を算出することにより前記第２または第４の発明における「クランク位置推定手段」が、それぞれ実現されている。
また、ECU５０が上記ステップ１０６および１１４〜１１８の処理を実行することにより前記第５の発明における「補機復帰手段」が実現されている。
【００９６】
実施の形態２．
次に、図１１を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成および図２に示すエンジンモデル６０の構成を用いて、ECU５０に図１０に示すルーチンに代えて後述する図１１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ものである。
【００９７】
［実施の形態２の特徴部分］
本実施形態のシステムは、上述した実施の形態１における制御に加え、ハザードスイッチ５８がONとされ、ハザードランプ（非常点滅表示灯）が点灯している場合には、内燃機関１０の自動停止に先立って補機類５９を停止させることを禁止するようにしたという点に特徴を有している。ハザードスイッチ５８は、緊急時や、縦列駐車や車庫入れ等の駐車時に、それらの状況を周囲に伝えるための運転者の意思表示としてONにされるものと考えられる。
【００９８】
そこで、本実施形態では、緊急時には、車両を迅速に再発進または再加速させる要求に対応できるようにすべく、また、駐車時には、車両の切り返しの際に内燃機関１０が頻繁に自動停止と再始動を繰り返すのを回避すべく、非常点滅表示灯の点灯時には、エコラン制御を禁止するようにした、つまり、内燃機関１０の自動停止を禁止するようにした。そして、自動停止要求に先立って補機類５９を停止させることも禁止するようにした。
【００９９】
図１１は、上記の機能を実現するために、本実施の形態２においてECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図１１に示すルーチンは、ステップ２００の処理が追加されている点を除き、上述した実施の形態１における図１０に示すルーチンと同様である。
【０１００】
図１２に示すルーチンでは、先ず、エコラン制御禁止条件が成立したか否かが判別される（ステップ２００）。ECU５０は、当該エコラン制御禁止条件として、所定の条件に加え、ハザードスイッチ５８のON、OFFを判断基準に加えており、ハザードスイッチ５８がONになったことが検知された場合には、エコラン制御を禁止するようにしている。
【０１０１】
上記ステップ２００において、エコラン制御禁止条件が成立したと判定された場合には、以後、今回の処理サイクルが速やかに終了され、一方、エコラン制御禁止条件が不成立であると判定された場合には、既述したステップ１００以降の処理が実行されることとなる。
【０１０２】
以上説明した図１１に示すルーチンによれば、ハザードスイッチ５８がONとされ、非常点滅表示灯が点灯している場合には、エコラン制御による自動停止が禁止される。このため、本実施形態のシステムのように、内燃機関１０以外に動力源を有しない車両システムにおいて、急な再加速要求や、駐車時の円滑な車両の運行を確保する要求に対応できるようになる。また、非常点滅表示灯が点灯している場合には、上述した基本条件の成立が判定されない、つまり、内燃機関１０の自動停止要求の予測がなされないこととなる。このため、非常点滅表示灯が点灯されたことで、緊急時などの内燃機関１０を自動停止させることが不適切と認められる場合に、不必要な補機類５９の停止を回避することができる。
【０１０３】
尚、上述した実施の形態２においては、ECU５０が上記ステップ２００においてハザードスイッチ５８がONとされた場合にはエコラン制御禁止条件が成立すると判定していることにより、前記第６の発明における「自動停止禁止手段」が実現されている。
また、ECU５０が上記ステップ２００の判定が成立する場合には上記ステップ１０２の処理を実行しないようにしていることにより、前記第７の発明における「補機停止禁止手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施の形態１の内燃機関の停止位置制御装置が適用された内燃機関の構成を説明するための図である。
【図２】図１に示すECUが備えるエンジンモデルの構成を示すブロック図である。
【図３】クランク軸周りの各要素に付す記号を示す図である。
【図４】図２に示すエンジンフリクションモデルがエンジンフリクショントルクTRQf_ENを取得するために備えているエンジンフリクションマップの一例を示す図である。
【図５】図２に示すミッションフリクションモデルがミッションフリクショントルクTRQf_MIを取得するために備えるミッションフリクションマップの一例を示す図である。
【図６】筒内圧力Pの履歴取得の変形例の手法を説明するための図である。
【図７】フリクション学習の手法を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態１のシステムにおいて用いられる燃焼カット回転数の算出手法を説明するためのブロック図である。
【図９】補機類の停止指令時点から当該補機類の負荷が抜けきるまでに要する時間を、クランク停止位置のずれ量との関係で表した図の一例である。
【図１０】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  内燃機関
１２  ピストン
１４  コンロッド
１６  クランク軸
２４  スロットルバルブ
２６  スロットルポジションセンサ
４０  クランク角センサ
４２  カム角センサ
５０  ECU(Electronic Control Unit)
５２  空燃比センサ
５４  水温センサ
５６  クラッチスイッチ
５７  アクセルポジションセンサ
５８  ハザードスイッチ
５９  補機類
６０  エンジンモデル
６２  クランク軸周りの運動方程式演算部
６４  エンジンフリクションモデル
６５  ミッションフリクションモデル
６６  吸気圧力推定モデル
６８  筒内圧推定モデル
７０  燃焼波形算出部
７２  大気圧補正項算出部
７４  大気温補正項算出部
７６  PIDコントローラ
dQ/dθ  熱発生率
dθ/dt  クランク角回転速度
【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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【図１０】
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【図１１】
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