(57)【要約】【課題】始動のための周囲条件を最適にするとともに、内燃機関が低騒音で停止操作されるのを確実なものとする内燃機関の始動準備方法を得る。【解決手段】直接噴射式内燃機関のスターター無し始動のための初期状態を改善する。内燃機関10の回転降下中において、スロットル弁1は、最初、回転速度が所定の限界値を下回るまで、閉じられている。この回転速度の限界値は、主にエンジン支持系における内燃機関10又は駆動系の固有振動数により決定される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットル弁（1）を備えた内燃機関（10）を再始動させるための始動準備方法であって、
上記スロットル弁（1）は、内燃機関（10）の回転降下時には閉じられていて、回転速度が所定の限界値を下回ったときに開放され、
上記限界値は、上記内燃機関（10）及び駆動系の少なくとも一方の固有振動数に基づいて決定される、内燃機関の始動準備方法。
【請求項２】
上記限界値は、上記固有振動数を２倍した値を上記内燃機関（10）の気筒数で除した値から求められる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法を実行するように構成された、内燃機関。
【請求項４】
上記内燃機関（10）は、直接噴射式である、請求項３に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関、好ましくは直接噴射式内燃機関の始動準備方法に関する。
加えて、本発明は、そのような方法を実行するように構成された内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を持つ車両における燃料効率を高めるために、機関をアイドル・モードとする代わりに、完全に停止させる場合がある。そして、内燃機関は、動力が再び求められるときに、再始動されなければならない。始動のために通常の内燃機関は、モーターとして用いることが出来る例えばスターター・モーター又は発電機（いわゆるスターター・ジェネレーター）を持つ。内燃機関を始動するには高いレベルの電力が必要なので、上記装置は、比較的、大型化し高コストとなる。
【０００３】
また、起動燃焼により内燃機関を始動することも知られている。これは特に、火花点火式直接噴射内燃機関において可能である。燃焼室内に直接噴射された燃料が火花によって点火され、それに続く空気燃料混合気の膨張によって、カムシャフトが別個の始動装置により動かされることなく、ピストンが動いて、内燃機関は始動する。しかしながら、そのような内燃機関の直接始動の場合、成功裡に実行可能とするためには、特定の周囲条件を必要とする。具体的には、始動過程開始時点でクランクシャフトが特定の位置又はその近傍にあることが必要であるか若しくはそうであるなら始動に有利となる。通常の内燃機関において、内燃機関の停止操作及び動作停止の後でクランクシャフトは様々な位置で止まることになるので、上記の始動時の特定位置は確実なものではない。
【０００４】
内燃機関の燃焼過程によって開始又は補助される始動のために、内燃機関の準備のための各種方法が、従来技術において、知られている。例えば、始動前に、電気モーターによりクランクシャフトを所定位置へ移動させることが提案されている（例えば特許文献１及び２参照）。この所定位置における、圧縮低下し且つ充填量が低下した燃焼過程により、内燃機関の次回の始動が補助される。直接始動に適した位置へ内燃機関を動かすために、電気モーターを用いて積極的に回転させるのに加えて、エンジンが停止操作されるときに、適切な制動手段を用いて、所望の位置へクランクシャフトを停止させることが知られている（例えば特許文献３参照）。更に、クランクシャフトの適切な位置を得る補助手段として、特別な点火パルス及び噴射パルスを与えることが提案されている（例えば特許文献４参照）。これは、所定の態様で内燃機関を更に回転させること、特定の位置で停止させること、の両方のために用いられることになる。
【０００５】
また、内燃機関が停止操作されるときにスロットル弁が閉じられ、そして内燃機関がもはや独立して回転しない速度である閾値を回転速度が下回った後でスロットル弁が完全に開かれるように、内燃機関を制御する方法が知られている（特許文献５参照）。
【特許文献１】独国特許出願公開第１００２４４３８号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１９８０８４７２号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１９８３５０４５号明細書
【特許文献４】国際公開第０１／４８３７３号パンフレット
【特許文献５】独国特許出願公開第１９８４８３６８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この背景に対して、本発明の課題は、特にスターター無しの始動のための周囲条件を最適にするとともに、内燃機関が低騒音で停止操作されるのを確実なものとする、内燃機関の始動準備方法を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、請求項１の構成を備えた方法と、請求項３の構成を備えた内燃機関により、解決される。従属項は、有利な実施形態を包含する。
【０００８】
内燃機関の始動準備方法は、内燃機関の回転降下中又はその後に、通常時以上に、排気が気筒から掃気され、そして／又は新気が気筒内に吸引される。内燃機関は、燃焼室へ燃料が直接噴射されるものが好ましい。
【０００９】
本発明の始動準備方法において、内燃機関の回転降下中にスロットル弁が出来るだけ早く開かれる。他方で、回転降下中の内燃機関の騒音及び振動を考慮すると、スロットル弁は閉じたままにするのが適当である。そのため、本発明において、内燃機関の回転降下中に、スロットル弁は、回転速度が特定の閾値（限界値）を下回るまで、開かれないようにする。この回転速度の閾値は、動力系（駆動系）の固有振動数に基づいて決定されるのが望ましい。この動力系には、内燃機関が含まれ、適切な場合には、クラッチ、変速機及びドライブ・シャフト、そしてまた、エンジン・マウントやサスペンション系の二次的な部品が含まれる。
【００１０】
別の観点によれば、4気筒の火花点火式エンジンの回転速度の限界値は、固有振動数の半分に対応する。この回転速度において、内燃機関は、大きく共振するように、起振されるのが通常である。そのため、エンジンの回転降下中に、この領域を通過してしまうのが適切である。6気筒エンジンについては、回転速度の閾値は、固有振動数の1/3に対応し、5気筒エンジンの場合は固有振動数の2/5に対応する。つまり、回転速度の閾値には、2/（気筒数）が適用される。
【００１１】
本発明はまた、上述の方法を実行するように構成された内燃機関に関する。具体的には、そのような内燃機関は、内燃機関が回転降下しているとき又はその後で、本発明の方法が実行され得るようにスロットル弁を駆動させるようにプログラムされたエンジン制御器を備えることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に示された内燃機関10は、気筒3に連通する燃料供給ライン4によりガソリンが直接噴射される内燃機関である。このような直接噴射式内燃機関は、始動中にクランクシャフトを駆動する別個のスターター・モーターを要することなく、気筒3内の空気燃料混合気に着火することで、直接始動することが可能である、という利点を持つ。
【００１３】
内燃機関10はまた、新気を供給する吸気マニフォールド2を持ち、新気の供給速度は、スロットル弁1により設定され得る。内燃機関10の排気は、排気マニフォールド5と排気管内に配置された触媒コンバーター6を通る。更に、EGR弁を持つ外部排気再循環（EGR）ライン9を図中に見ることが出来、そのライン9を介して燃焼側から吸気側への排気の再循環を制御することが可能である。充填圧を高めるために、排気ターボチャージャー8が排気ラインと新気ラインとの間に設けられている。
【００１４】
本発明によれば、スロットル弁1は、最初、内燃機関10の回転降下の開始時に、回転速度が限界値を下回るまで、閉じられている。この回転速度の限界値は、内燃機関10の固有振動数により主に決まる。直列4気筒内燃機関の固有振動数は、通常9〜14 Hzになる。回転速度の限界値は、例えば、固有振動数の半分であれば、有利である。例えば、固有振動数が12 Hzの場合、回転速度の限界値は、360 rpmとなる。
【００１５】
図２は、内燃機関の回転降下中の状態を表す図である。この図２には、内燃機関の回転速度が、時間に対してプロットされている。加えて、スロットル弁の位置（全開位置に対する割合で示される）と対応する吸気マニフォールドの圧力が示されている。内燃機関の回転速度が限界値を越えて降下した後で、気筒の掃気と新気の気筒への充填を行なうために、スロットル弁が全開とされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明における始動準備方法を適用することのできる内燃機関の概略構成図である。
【図２】内燃機関の回転降下中のスロットル弁の位置を、時間に対してプロットして示すグラフである。
【符号の説明】
【００１７】
1  スロットル弁
10  内燃機関
【図１】
2004340150.tif 000003
【図２】
2004340150.tif 000004