(57)【要約】【課題】電気モータを用いることなく機関を確実に始動させる。【解決手段】機関を始動すべきときには、機関を始動すべきときに膨張行程の途中で停止している膨張行程気筒＃１のみで燃焼を行ったと仮定したときに、膨張行程気筒＃１の燃焼により得られる機関出力でもって、電気モータを用いることなく機関始動が可能か否かが判断される。始動不可能と判断されたときには、膨張行程気筒＃１に加えて、機関を始動すべきときに吸気行程の途中で停止している吸気行程気筒＃３の吸気弁を閉弁状態に保持しながら吸気行程気筒＃３の燃焼室内に混合気を形成してこの混合気を燃焼せしめ、電気モータを用いることなく機関を始動させる。【選択図】      図５
2004183487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各気筒の吸気弁の開閉弁動作を変更可能であり、機関を始動すべきときには、このとき膨張行程の途中で停止している膨張行程気筒の燃焼室内に混合気を形成して該混合気を燃焼せしめると共に、このとき吸気行程の途中で停止している吸気行程気筒の吸気弁を閉弁状態に保持しながら該吸気行程気筒の燃焼室内に混合気を形成して該混合気を燃焼せしめるようにした始動装置。
【請求項２】
各気筒の排気弁の開閉弁動作を変更可能であり、機関が始動した後に前記吸気行程気筒の吸気弁及び排気弁を予め選択された動作パターンでもって制御しながら該吸気行程気筒の燃焼サイクルを正規の燃焼サイクルに戻すようにし、該動作パターンが複数種類予め設定されており、機関の始動しにくさの程度を表す代表値を求め、該代表値に応じて該動作パターンを選択するようにした請求項１に記載の多気筒内燃機関の始動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多気筒内燃機関の始動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機関を始動すべきときに、このとき膨張行程の途中で停止している気筒の燃焼室内に混合気を形成してこの混合気を燃焼せしめることにより、スタータモータを用いることなく、機関を始動させるようにした多気筒内燃機関が公知である（特許文献１参照）。このように機関の出力のみで始動できるならば、スタータモータでの消費電気エネルギ量を低減することができ、或いはスタータモータを設ける必要がなくなる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４９２９号公報
【特許文献２】
特開２００２−４９８５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば４気筒内燃機関の場合には、機関始動のために燃焼が行われる気筒はたった一つであり、この一つの気筒から得られる出力のみでもって機関を確実に始動させることは実際には困難であるという問題点がある。
【０００５】
そこで本発明の目的は、電気モータを用いることなく機関を確実に始動させることができる多気筒内燃機関の始動装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために１番目の発明によれば、各気筒の吸気弁の開閉弁動作を変更可能であり、機関を始動すべきときには、このとき膨張行程の途中で停止している膨張行程気筒の燃焼室内に混合気を形成して該混合気を燃焼せしめると共に、このとき吸気行程の途中で停止している吸気行程気筒の吸気弁を閉弁状態に保持しながら該吸気行程気筒の燃焼室内に混合気を形成して該混合気を燃焼せしめるようにしている。
【０００７】
また、２番目の発明によれば１番目の発明において、各気筒の排気弁の開閉弁動作を変更可能であり、機関が始動した後に前記吸気行程気筒の吸気弁及び排気弁を予め選択された動作パターンでもって制御しながら該吸気行程気筒の燃焼サイクルを正規の燃焼サイクルに戻すようにし、該動作パターンが複数種類予め設定されており、機関の始動しにくさの程度を表す代表値を求め、該代表値に応じて該動作パターンを選択するようにしている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を火花点火式４サイクル４気筒内燃機関に適用した場合を示している。なお、圧縮着火式内燃機関、２サイクル内燃機関、４気筒以外の多気筒内燃機関にも本発明を適用することができる。
【０００９】
図１を参照すると、機関本体１は例えば４つの気筒１ａを具備する。各気筒１ａはそれぞれ対応する吸気枝管２を介してサージタンク３に連結され、サージタンク３は吸気ダクト４を介してエアクリーナ５に連結される。吸気ダクト４内にはスロットル弁６が配置される。また、各気筒１ａは排気マニホルド７及び排気管８を介して触媒コンバータ９に連結される。
【００１０】
各気筒１ａを詳しく示す図２を参照すると、１０はシリンダブロック、１１はシリンダヘッド、１２はピストン、１３は燃焼室、１４は点火栓、１５は燃料噴射弁、１６は一対の吸気ポート、１７は一対の吸気弁、１８は一対の排気ポート、１９は一対の排気弁、２０は吸気弁１７を駆動するための吸気弁駆動装置、２１は排気弁１９を駆動するための排気弁駆動装置をそれぞれ示している。吸気弁駆動装置２０及び排気弁駆動装置２１は気筒毎に吸気弁１７及び排気弁１９の開閉弁動作を変更することができる。
【００１１】
再び図１を参照すると、クランクシャフト２２には電磁クラッチ２３が取り付けられており、この電磁クラッチ２３を介して電気モータ２４に連結可能になっている。この電気モータ２４は例えばいわゆるスタータモータから形成することもできるし、クランクシャフト２４により回転駆動されて発電する発電機能を備えた電気モータから形成することもできる。
【００１２】
クランクシャフト２２にはロータ２５が固定されており、このロータ２５には例えば２歯だけ欠歯した３４歯の突起が１０°間隔で形成されている。これら突起に対面して電磁ピックアップからなるクランク角センサ２６が配置される。このクランク角センサ２６はロータ２５の突起がクランク角センサ２６を通過する毎に出力パルスを発生する。欠歯部分がクランク角センサ２６と対面したときに例えば１番気筒が圧縮上死点にあるように欠歯部分が形成されており、従って欠歯部分を表す信号が検出されたときにはクランク角が０°ＣＡであることがわかる。このため、順次発生する出力パルスに応じてクランク角を求めることができる。また、欠歯部分を表す信号が出力されてから次にこの信号が出力されるまでの時間、即ちクランクシャフト２２が１回転するのに要した時間から機関回転数を求めることができる。
【００１３】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、電源が常時接続されているＢ−ＲＡＭ３５（バックアップＲＡＭ）、入力ポート３６、及び出力ポート３７を具備する。機関本体１には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ４０と、機関潤滑油温に比例した出力電圧を発生する油温センサ４１とが取り付けられる。これらセンサ４０，４１の出力信号は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。更に、入力ポート３６には上述したクランク角センサ２６と、オンにされていることを表す出力パルスを発生するイグニッション（ＩＧ）スイッチ４２とが接続される。一方、出力ポート３７は対応する駆動回路３９を介して点火栓１４、燃料噴射弁１５、吸気弁駆動装置２０、排気弁駆動装置２１、電磁クラッチ２３、及び電気モータ２４にそれぞれ接続される。
【００１４】
図１に示される内燃機関では、クランクシャフト２２によって吸気弁駆動装置２０及び排気弁駆動装置２１が駆動され、従って通常はクランクシャフト２２が回転すると各気筒１ａの吸気弁１７及び排気弁１９が順次それぞれ開弁せしめられる。即ち、概略的に説明すると、各気筒１ａにおいて、吸気行程ではピストン１２が下降しこのとき排気弁１９が閉弁状態に保持されつつ吸気弁１７が開弁され、続く圧縮行程ではピストン１２が上昇しこのとき吸気弁１７及び排気弁１９が閉弁状態に保持され、続く膨張行程ではピストン１２が下降しこのとき吸気弁１７及び排気弁１９が閉弁状態に保持され、続く排気行程ではピストン１２が上昇しこのとき吸気弁１７が閉弁状態に保持されつつ排気弁１９が開弁され、これらが順次繰り返される。なお、図１に示される内燃機関では、＃１−＃３−＃４−＃２の順序で燃焼が行われる。
【００１５】
機関運転中は、膨張行程において燃焼が行われ、排気行程において既燃ガスが燃焼室１３から排出される。しかしながら、本明細書では、このような燃焼及び既燃ガスの排出が行われていなくても、膨張行程及び排気行程とそれぞれ称することにする。
【００１６】
さて、機関運転を停止すべくイグニッションスイッチ４２がオフに切り替えられると、燃料噴射弁１５の燃料噴射作用及び点火栓１４の点火作用が停止され、クランクシャフト２２が数回転した後にクランクシャフト２２の回転が停止する。このとき各気筒は或る行程の途中で停止することになる。
【００１７】
図３は機関運転が停止したときの各気筒の状態の一例を示している。図３に示される例では、１番気筒＃１が膨張行程の途中で停止しており、２番気筒＃２が排気行程の途中で停止しており、３番気筒＃３が圧縮行程の途中で停止しており、４番気筒＃４が吸気行程の途中で停止している。
【００１８】
次に、本発明による実施例における機関始動方法を、まず簡単に説明する。なお、機関を始動すべきときに膨張行程の途中で停止している気筒を膨張行程気筒と称し、機関を始動すべきときに吸気行程の途中で停止している気筒を吸気行程気筒と称することにする。図３に示される例では、１番気筒＃１が膨張行程気筒であり、４番気筒＃４が吸気行程気筒である。
【００１９】
機関を始動すべきときには、まず、膨張行程気筒のみで燃焼を行ったと仮定したときに、膨張行程気筒の燃焼により得られる機関出力でもって、電気モータ２４を用いることなく機関始動が可能か否かが判断される。機関始動可能と判断されたときには、膨張行程気筒のみで燃焼が行われ、それにより機関始動が行われる。
【００２０】
即ち、図３に示される例では図４に示されるように、機関を始動すべく例えばイグニッションスイッチ４２がオンにされると（矢印Ｘ）、１番気筒＃１で燃料噴射ＦＩ及び点火ＩＧが行われて燃焼が行われる。機関が始動されると、通常通り、３番気筒＃３、４番気筒＃４、２番気筒＃２の順に、例えば圧縮行程末期で燃料噴射ＦＩが行われ次いで圧縮上死点周りで点火ＩＧが行われる。このようにすると、機関始動のために電気モータ２４を駆動する必要がなく、従って消費電気エネルギを低減することができる。
【００２１】
これに対し、機関始動不可能と判断されたときには、膨張行程気筒と、吸気弁１７を閉弁状態に保持した吸気行程気筒とでほぼ同時に燃焼を行ったと仮定したときに、これら膨張行程気筒及び吸気行程気筒の燃焼により得られる機関出力でもって、電気モータ２４を用いることなく機関始動が可能か否かが判別される。機関始動可能と判断されたときには、膨張行程気筒と、吸気弁１７を閉弁状態に保持した吸気行程気筒とでほぼ同時に燃焼が行われ、それにより機関始動が行われる。
【００２２】
即ち、吸気行程気筒はクランクシャフト２２が回転し始めるとピストン１２が下降し、従って吸気弁１７を閉弁状態に保持すれば吸気行程が膨張行程として作動しうる。そこで本発明による実施例では、吸気行程気筒の吸気弁１７を閉弁状態に保持しながら吸気行程気筒において燃焼を行うようにしている。
【００２３】
図３に示される例では図５に示されるように、イグニッションスイッチ４２がオンにされると（矢印Ｘ）、１番気筒＃１で燃料噴射ＦＩ及び点火ＩＧが行われ、一方４番気筒＃４では吸気弁１７が閉弁状態に保持されつつ燃料噴射ＦＩ及び点火ＩＧが行われ、それにより１番気筒＃１と４番気筒＃４とでほぼ同時に燃焼が行われる。このようにすると、機関を始動させるべきときに得られる機関出力を大きくすることができ、従って電気モータ２４を用いることなく確実に機関始動を行うことができる。
【００２４】
従って、一般的に言うと、各気筒の吸気弁の開閉弁動作を変更可能であり、機関を始動すべきときには、このとき膨張行程の途中で停止している膨張行程気筒の燃焼室内に混合気を形成してこの混合気を燃焼せしめると共に、このとき吸気行程の途中で停止している吸気行程気筒の吸気弁を閉弁状態に保持しながら吸気行程気筒の燃焼室内に混合気を形成してこの混合気を燃焼せしめるようにしているということになる。
【００２５】
或いは、機関を始動すべきときにはこのとき膨張行程の途中で停止している膨張行程気筒の燃焼室内に混合気を形成してこの混合気を燃焼せしめるようにした多気筒内燃機関の始動装置において、各気筒の吸気弁の開閉弁動作を制御可能になっており、前記膨張行程気筒における燃焼で得られる出力でもって機関を始動可能か否かを判断し、始動不可能と判断されたときには、膨張行程気筒に加えて、機関を始動すべきときに吸気行程の途中で停止している吸気行程気筒の吸気弁を閉弁状態に保持しながら吸気行程気筒の燃焼室内に混合気を形成してこの混合気を燃焼せしめるようにしているという見方もできる。
【００２６】
それでもなお機関始動不可能と判断されたときには、膨張行程気筒と、吸気弁１７を閉弁状態に保持した吸気行程気筒とでほぼ同時に燃焼が行われると共に、電気モータ２４が一時的に駆動され、それにより機関始動が行われる。
【００２７】
膨張行程気筒及び吸気行程気筒でほぼ同時に燃焼が行われるときには、上述したように吸気行程気筒の吸気行程が膨張行程として作用し、従って吸気行程気筒の実際の燃焼サイクルが正規の燃焼サイクルからずれることになる。このため、吸気行程気筒の吸気弁１７及び排気弁１９の開閉弁動作を制御しながら、吸気行程気筒の実際の燃焼サイクルを正規の燃焼サイクルに戻す必要がある。
【００２８】
本発明による実施例では、吸気弁１７及び排気弁１９の動作パターンが例えば３種類予め設定されている。
【００２９】
第１の動作パターンでは図５に示されるように、実際の膨張行程に続く正規の圧縮行程において排気弁１９が開弁され、実際には排気行程が行われる。続く正規の膨張行程では吸気弁１７が開弁され、実際には吸気行程が行われる。続く正規の排気行程及び吸気行程では、吸気弁１７及び排気弁１９が共に閉弁状態に保持され、続く正規の圧縮行程において実際の燃焼サイクルが正規の燃焼サイクルに一致する。
【００３０】
第２の動作パターンでは図６に示されるように、実際の膨張行程に続く正規の圧縮行程において排気弁１９が開弁され、実際には排気行程が行われる。続く正規の膨張行程及び排気行程では吸気弁１７及び排気弁１９が共に開弁される。続く正規の吸気行程において実際の燃焼サイクルが正規の燃焼サイクルに一致する。
【００３１】
第３の動作パターンでは図７に示されるように、実際の膨張行程に続く正規の圧縮行程において排気弁１９が開弁され、実際には排気行程が行われる。続く正規の膨張行程及び排気行程では吸気弁１７及び排気弁１９が共に閉弁状態に保持される。続く正規の吸気行程において実際の燃焼サイクルが正規の燃焼サイクルに一致する。
【００３２】
いずれの動作パターンにおいても、吸気行程気筒である４番気筒＃４では正規の膨張行程に燃焼が行われず、３番気筒＃３の次に２番気筒＃２で燃焼が行われることになる。
【００３３】
これら複数の動作パターンのうち、実際に使用される動作パターンが状態係数ＫＣに基づき選択される。具体的に説明すると、状態係数ＫＣが大きいとき、即ち機関の始動しにくさの程度が大きいときには、図５に示される第１のパターンが選択される。第１のパターンでは、実際の吸気行程において燃焼室１３内に吸入された空気が続く正規の排気行程及び吸気行程において燃焼室１３内に保持されるので、この空気がシリンダボア壁又はピストン１２から受熱して空気温度が上昇される。その結果、燃料の霧化が促進される。これに対し、状態係数ＫＣが小さいとき、即ち機関の始動しにくさの程度が小さいときには、図６に示される第２のパターンが選択される。第２のパターンでは、正規の膨張行程及び排気行程で吸気弁１７及び排気弁１９が共に開弁されるので、機関の吸込仕事及び圧縮仕事が低減される。一方、状態係数ＫＣが中程度のときには、図７に示される第３のパターンが選択される。
【００３４】
次に、図４から図８を参照しつつ図８から図１２を参照して本発明による実施例における機関始動方法を詳しく説明する。
【００３５】
図８は機関運転中に予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される停止時ルーチンを示している。図８を参照すると、まずステップ１００ではイグニッションスイッチ４２がオフに切り替えられたか否かが判別される。イグニッションスイッチ４２がオフに切り替えられていないときには処理サイクルを終了し、イグニッションスイッチ４２がオフに切り替えられたときには次いでステップ１０１に進み、燃料噴射弁１５の燃料噴射作用及び点火栓１４の点火作用が停止される。続くステップ１０２では、クランクシャフト２２の回転が停止したか否かが判別される。クランクシャフト２２の回転が停止すると次いでステップ１０３に進み、このときのクランク角ＣＡＯＦＦ及び時刻ｔＯＦＦがＢ−ＲＡＭ３５内に記憶される。これらＣＡＯＦＦ，ｔＯＦＦは機関運転が停止したときのクランク角及び時刻をそれぞれ表している。
【００３６】
図９及び図１０は始動時ルーチンを示している。この始動時ルーチンは機関を始動すべきとき、即ち例えばイグニッションスイッチ４２がオンに切り替えられたときに１回だけ実行される。
【００３７】
図９及び図１０を参照すると、まずステップ１１０では機関運転が停止されていた時間である運転停止時間Δｔが算出される。具体的には、このときの時刻、即ち機関を始動すべきときの時刻ｔＯＮが求められ、このｔＯＮからｔＯＦＦを減算することによりΔｔが算出される。続くステップ１１１では、このときの機関冷却水温ＴＨＷ及び機関潤滑油温ＴＨＯが検出される。
【００３８】
続くステップ１１２では、機関を始動すべきときの機関筒内状態又は機関周囲の環境状態、言い換えると機関の始動しにくさの程度を表す状態係数ＫＣが算出される。この状態係数ＫＣは例えば運転停止時間Δｔと、機関冷却水温ＴＨＷと、機関潤滑油温ＴＨＯとに基づいて算出され、即ち図１１に示されるように運転停止時間Δｔが長くなるにつれて大きくなり、機関冷却水温ＴＨＷ及び機関潤滑油温ＴＨＯがそれぞれ低くなるにつれて大きくなる。Δｔが長くなりＴＨＷ，ＴＨＯが低くなると、筒内温度が低くなりフリクションが大きくなるからである。
【００３９】
続くステップ１１３では、機関を始動すべきときのクランク角である始動時クランク角ＣＡＯＮに基づいて膨張行程気筒及び吸気行程気筒が特定される。本発明による実施例では、機関が停止したときのクランク角ＣＡＯＦＦが始動時クランク角ＣＡＯＮとして用いられ、従ってＣＡＯＦＦに基づいて膨張行程気筒及び吸気行程気筒が特定される。
【００４０】
続くステップ１１４では、膨張行程気筒の燃料噴射量ＱＦＰが算出される。この燃料噴射量ＱＦＰは膨張行程気筒の燃焼室１３内に確実に着火燃焼せしめられる混合気を形成するのに必要な燃料噴射量であって、例えば始動時クランク角ＣＡＯＮと状態係数ＫＣとに基づいて算出される。機関を始動すべきときに膨張行程気筒の燃焼室１３内に存在する空気の量は機関を始動すべきときの膨張行程気筒のピストン位置、即ち始動時クランク角ＣＡＯＮに応じて定まり、噴射燃料の霧化のし易さは状態係数ＫＣに応じて定まるからである。
【００４１】
続くステップ１１５では、膨張行程気筒において、燃料噴射弁１５により燃料噴射が行われてから点火栓１４による点火作用を行うまでの時間間隔ＩＮＴＰが算出される。即ち、燃料噴射弁１５から噴射された燃料はその貫徹力でもって燃焼室１３内を拡散した後に点火栓１４周りに可燃混合気を形成し、次いで燃焼室１３内全体に拡散するので、点火栓１４周りに可燃混合気が形成されているときに点火栓１４による点火作用を行う必要がある。この時間間隔ＩＮＴＰは燃料噴射弁１５により燃料噴射が行われてから、点火栓１４周りに可燃混合気が形成されるのに必要な時間を表しており、例えば燃料噴射量ＱＦＰと状態係数ＫＣとに基づいて算出される。噴射燃料の拡散速度は燃料噴射量ＱＦＰに応じて定まり、噴射燃料の霧化のし易さは状態係数ＫＣに応じて定まるからである。
【００４２】
続くステップ１１６では、膨張行程気筒において、点火栓１４による点火作用が行われてから実際に混合気に着火するまでの着火遅れ時間ＤＬＹＰが算出される。この着火遅れ時間ＤＬＹＰは例えば燃料噴射量ＱＦＰ及び状態係数ＫＣに基づいて算出される。
【００４３】
続くステップ１１７では、膨張行程気筒のみで燃焼が行われたと仮定したときの、膨張行程気筒の膨張下死点における出力トルクＴＱＰが算出される。この出力トルクＴＱＰは例えば始動時クランク角ＣＡＯＮと、燃料噴射量ＱＦＰと、状態係数ＫＣと、着火遅れ時間ＤＬＹＰとに基づいて算出される。
【００４４】
続くステップ１１８では、機関を始動するのに必要なトルクＴＱＲが算出される。この必要トルクＴＱＲは結局のところ、機関を始動すべきときに圧縮行程の途中で停止している気筒が圧縮上死点を越えるのに必要なトルクであり、例えば始動時クランク角ＣＡＯＮと、状態係数ＫＣとに基づいて算出される。
【００４５】
続くステップ１１９では、膨張行程気筒のみで燃焼が行われたと仮定したときの、膨張行程気筒の膨張下死点における出力トルクＴＱＰが必要トルクＴＱＲ以上か否か、即ち膨張行程気筒における燃焼のみで機関始動が可能か否かが判別される。ＴＱＰ≧ＴＱＲのとき、即ち始動可能と判断されたときには次いでステップ１２０に進み、膨張行程気筒において燃料噴射及び点火が実行される。
【００４６】
即ち、膨張行程気筒において、図１２（Ａ）において矢印ＦＩＰで示されるように燃料噴射弁１５により燃料噴射が行われ、燃料噴射から時間間隔ＩＮＴＰだけ経過すると、矢印ＩＧＰで示されるように点火栓１４により点火が行われ、点火から着火遅れＤＬＹＰだけ経過すると、矢印ＣＭＢＰで示されるように実際に混合気が燃焼し始める。このようにして、膨張行程気筒のみの燃焼により機関が始動される。
【００４７】
続くステップ１２１では通常の始動時運転が行われる。
【００４８】
これに対し、ステップ１１９においてＴＱＰ＜ＴＱＲのとき、即ち膨張行程気筒の燃焼のみでは始動不可能と判断されたときには、次いでステップ１２２に進み、吸気行程気筒の吸気弁駆動装置２０が制御されて吸気行程気筒の吸気弁１７が閉弁状態に保持される。
【００４９】
続くステップ１２３では、吸気行程気筒の燃料噴射量ＱＦＩが算出される。この燃料噴射量ＱＦＩは膨張行程気筒の燃料噴射量ＱＦＰと同様に、吸気行程気筒の燃焼室１３内に確実に着火燃焼せしめられる混合気を形成するのに必要な燃料噴射量であって、例えば始動時クランク角ＣＡＯＮと状態係数ＫＣとに基づいて算出される。なお、この場合吸気行程気筒の燃焼室１３内に存在する空気の量は膨張行程気筒のものとは必ずしも一致しないので、ＱＦＩはＱＦＰと必ずしも一致しない。
【００５０】
続くステップ１２４では、吸気行程気筒において、点火栓１４による点火作用が行われてから実際に混合気に着火するまでの着火遅れ時間ＤＬＹＩが算出される。この着火遅れ時間ＤＬＹＩは膨張行程気筒の着火遅れ時間ＤＬＹＰと同様に、例えば燃料噴射量ＱＦＩ及び状態係数ＫＣに基づいて算出される。
【００５１】
続くステップ１２５では、膨張行程気筒における点火時期と吸気行程気筒における点火時期との間の点火時間間隔ΔＩＧと、この点火時間間隔ΔＩＧでもって膨張行程気筒と吸気行程気筒との両方で燃焼が行われたと仮定したときの、例えば始動時クランク角ＣＡＯＮから膨張行程気筒の膨張下死点までの各クランク角ＣＡにおける出力トルクＴＱ（ＣＡ）とが算出される。この点火時期間隔ΔＩＧは、膨張行程気筒の膨張下死点における出力トルクＴＱ（ＢＤＣ）を最大にする点火時期間隔である。各クランク角ＣＡにおける出力トルクＴＱ（ＣＡ）は例えば始動時クランク角ＣＡＯＮと、燃料噴射量ＱＦＰと、状態係数ＫＣと、着火遅れ時間ＤＬＹＰ，ＤＬＹＩと、点火時期間隔ΔＩＧとに基づいて算出される。
【００５２】
続くステップ１２６では、吸気行程気筒において、燃料噴射弁１５により燃料噴射が行われてから点火栓１４による点火作用を行うまでの時間間隔ＩＮＴＩが算出される。この時間間隔ＩＮＴＩは例えば燃料噴射量ＱＦＩと、状態係数ＫＣと、点火時期間隔ΔＩＧとに基づいて算出される。例えば膨張行程気筒で点火作用が行われてからΔＩＧだけ経過した後に、吸気行程気筒で点火作用が行われる場合、吸気行程気筒で点火作用を行うべきときにクランク角は始動時クランク角ＣＡＯＮからわずかにずれている場合がある。そこで点火時期間隔ΔＩＧを考慮して吸気行程気筒における時間間隔ＩＮＴＩを求めるようにしている。
【００５３】
続くステップ１２７では、膨張行程気筒及び吸気行程気筒で燃焼が行われたと仮定したときの、膨張行程気筒の膨張下死点における出力トルクＴＱ（ＢＤＣ）が必要トルクＴＱＲ以上か否か、即ち膨張行程気筒及び吸気行程気筒で燃焼のみで機関始動が可能か否かが判別される。ＴＱ（ＢＤＣ）≧ＴＱＲのときには次いでステップ１２８に進み、膨張行程気筒及び吸気行程気筒において燃料噴射及び点火がそれぞれ実行される。
【００５４】
即ち、膨張行程気筒では、図１２（Ｂ）において矢印ＦＩＰで示されるように燃料噴射弁１５により燃料噴射が行われ、燃料噴射から時間間隔ＩＮＴＰだけ経過すると、矢印ＩＧＰで示されるように点火栓１４により点火が行われ、点火から着火遅れＤＬＹＰだけ経過すると、矢印ＣＭＢＰで示されるように実際に混合気が燃焼し始める。一方、吸気行程気筒では、膨張行程気筒の点火時期ＩＧＰから点火時間間隔ΔＩＧだけ経過した時点から、時間間隔ＩＮＴＩだけ遡った時点において、矢印ＦＩＩで示されるように燃料噴射弁１５により燃料噴射が行われ、燃料噴射から時間間隔ＩＮＴＩだけ経過すると、矢印ＩＧＩで示されるように点火栓１４により点火が行われ、点火から着火遅れＤＬＹＩだけ経過すると、矢印ＣＭＢＩで示されるように実際に混合気が燃焼し始める。このようにして、膨張行程気筒及び吸気行程気筒のみの燃焼により機関が始動される。
次いでステップ１３１に進む。
【００５５】
これに対し、ステップ１２７においてＴＱ（ＢＤＣ）＜ＴＱＲのとき、即ち膨張行程気筒及び吸気行程気筒の燃焼のみでは機関を始動不可能と判断されたときには、次いでステップ１２９に進み、モータパラメータ即ち電気モータ２４の駆動開始時期及び駆動時間が算出される。本発明による実施例では、必要トルクＴＱＲに対する、燃焼による出力トルクの不足分を電気モータ２４で補うようにしており、これを達成するための駆動開始時期及び駆動時間が例えば上述した各クランク角ＣＡにおける出力トルクＴＱ（ＣＡ）に基づいて算出される。
【００５６】
続くステップ１３０では、ステップ１２８と同様に膨張行程気筒及び吸気行程気筒において燃料噴射及び点火がそれぞれ実行されると共に、モータパラメータに従って電気モータ２４が一時的に駆動される。次いでステップ１３１に進む。
【００５７】
ステップ１３１では、吸気行程気筒の燃焼サイクルを正規の燃焼サイクルに戻すための、吸気行程気筒の吸気弁１７及び排気弁１９の動作パターンが選択される。
【００５８】
続くステップ１３２では、ステップ１３１で選択された動作パターンが実行される。次いでステップ１２１に進み、通常の始動時運転が行われる。
【００５９】
【発明の効果】
電気モータを用いることなく機関を確実に始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】各気筒の概略断面図である。
【図３】機関運転が停止したときの各気筒の状態の一例を示す図である。
【図４】膨張行程気筒の燃焼のみによる機関始動を説明するための図である。
【図５】膨張行程気筒及び吸気行程気筒の燃焼による機関始動を説明するための図である。
【図６】吸気行程気筒の吸気弁及び排気弁の動作パターンを示す図である。
【図７】吸気行程気筒の吸気弁及び排気弁の動作パターンを示す図である。
【図８】停止時ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】始動時ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】始動時ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】状態係数を示す線図である。
【図１２】燃料噴射時期及び点火時期を示す図である。
【符号の説明】
１…機関本体
１ａ…気筒
１３…燃焼室
１４…点火栓
１５…燃料噴射弁
１７…吸気弁
１９…排気弁
２０…吸気弁駆動装置
２１…排気弁駆動装置
２４…電気モータ
２６…クランク角センサ
４２…イグニッションスイッチ
【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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【図１２】
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