(57)【要約】【課題】  スターターなしに直接スタートを可能にする、内燃機関を備えた燃焼機関、特に車両の燃焼機関の運転方法及び装置を提供する。【解決手段】  内燃機関（５）の運転方法において、内燃機関（５）の停止の際に、圧縮段階で或いは動作段階で停止する少なくとも一つの第一のシリンダ（１０、２５）が識別され、この第一のシリンダ（１０、２５）の充填率が、前もって与えられた値に調節され、内燃機関（５）の停止直前の、圧縮シリンダ（１０）が最早圧縮のピークを越えることができなくなった時点で、吸気弁又は排気弁（３０、３５）が開かれている少なくとも一つの第二のシリンダ（１５、２０）が選択され、この第二のシリンダ（１５、２０）の充填率が、動作段階にある一つのシリンダ（２５）がほゞ点火上死点の後の前もって与えられた第一のクランク角で停止するように調節される。【選択図】  図４
2004218637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（５）の運転方法において、
内燃機関（５）の停止の際に、圧縮段階で或いは動作段階で停止する少なくとも一つの第一のシリンダ（１０、２５）が識別されること、
少なくとも一つの第一のシリンダ（１０、２５）の充填率が、前もって与えられた値に調節されること、
内燃機関（５）の停止直前の、圧縮シリンダ（１０）が最早圧縮のピークを越えることができなくなった時点で、吸気弁又は排気弁（３０、３５）が開かれている少なくとも一つの第二のシリンダ（１５、２０）が選択されること、及び
少なくとも一つの第二のシリンダ（１５、２０）の充填率が、動作段階にある一つのシリンダ（２５）がほゞ点火上死点の後の前もって与えられた第一のクランク角で停止するように調節されること、
を特徴とする運転方法。
【請求項２】
少なくとも一つの第一のシリンダ（１０、２５）が、内燃機関（５）の回転数、シリンダ充填率、及びオイル温度に基づいて求められることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項３】
少なくとも一つの第一のシリンダ（１０、２５）の充填率に対して前もって与えられている値が、動作段階で停止するシリンダ（２５）がほぼ点火上死点の後の前もって与えられた第二のクランク角で停止するように調節されることを特徴とする請求項１または２に記載の運転方法。
【請求項４】
少なくとも一つの第二のシリンダ（１５、２０）の充填率が、内燃機関（５）の吸入側の或いは二次エア導管内の圧縮器（４０、４５）によって調節されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の運転方法。
【請求項５】
圧縮器（４０、４５）が電気的に作動されることを特徴とする請求項４に記載の運転方法。
【請求項６】
圧縮器（４０、４５）が、前もって与えられている第一のクランク角と前もって与えられている第二のクランク角との間の差に応じて、停止の前に動作段階にあるシリンダ（２５）のピストン（５０）が点火上死点の後で前もって与えられた第二のクランク角から前もって与えられた第一のクランク角へ動かされるように制御されることを特徴とする請求項４または５に記載の運転方法。
【請求項７】
前記差に応じて、調節されるべき過給圧が前もって圧縮器（４０、４５）に与えられることを特徴とする請求項６に記載の運転方法。
【請求項８】
少なくとも一つの第一のシリンダ（１０、２５）の充填率が、圧縮器（４０、４５）、スロットルバルブ（５５）、及び調節可能のカムシャフトの少なくともいずれかによって調節されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の運転方法。
【請求項９】
内燃機関（５）の運転装置において、
内燃機関（５）の停止の際に、圧縮段階で或いは動作段階で停止する少なくとも一つの第一のシリンダ（１０、２５）を識別する識別手段（６０、６５）と、
少なくとも一つの第一のシリンダ（１０、２５）の充填率を前もって与えられた値に調節するための手段（３０、３５、４０、５５）と、
内燃機関（５）の停止直前の、圧縮シリンダ（１０）が最早圧縮のピークを越えることができなくなった時点で、吸気弁又は排気弁（３０、３５）が開かれている少なくとも一つの第二のシリンダ（１５、２０）を選択する選択手段（７０）と、
少なくとも一つの第二のシリンダ（１５、２０）の充填率を、動作段階にある一つのシリンダ（２５）がほゞ点火上死点の後の前もって与えられた第一のクランク角で停止するよう調節する、充填率を調節する手段（４０、４５）と、
を備えたことを特徴とする運転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を備えた燃焼機関、特に車両の燃焼機関の運転方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、特に内燃機関を備えた車両の運転方法が既に知られている。
更に、内燃機関のターボ過給が出力上昇と燃費の削減のための有効な措置として知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、スターターなしに直接スタートを可能にする、内燃機関を備えた燃焼機関、特に車両の燃焼機関の運転方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、内燃機関を備えた燃焼機関、特に車両の燃焼機関の運転方法において、内燃機関の停止の際に、圧縮段階で或いは動作段階で停止する少なくとも一つの第一のシリンダが識別され、少なくとも一つの第一のシリンダの充填率が、前もって与えられた値に調節され、内燃機関の停止直前の、圧縮シリンダが最早圧縮のピークを越えることができなくなった時点で、吸気弁又は排気弁が開かれている少なくとも一つの第二のシリンダが選択され、少なくとも一つの第二のシリンダの充填率が、動作段階にある一つのシリンダがほゞ点火上死点の後の前もって与えられた第一のクランク角で停止するように調節される。
【０００５】
また、本発明によれば、内燃機関を備えた燃焼機関、特に車両の燃焼機関の運転装置は、内燃機関の停止の際に、圧縮段階で或いは動作段階で停止する少なくとも一つの第一のシリンダを識別する識別手段と、少なくとも一つの第一のシリンダの充填率を前もって与えられた値に調節するための手段と、内燃機関の停止直前の、圧縮シリンダが最早圧縮のピークを越えることができなくなった時点で、吸気弁又は排気弁が開かれている少なくとも一つの第二のシリンダを選択する選択手段と、少なくとも一つの第二のシリンダの充填率を、動作段階にある一つのシリンダがほゞ点火上死点の後の前もって与えられた第一のクランク角で停止するよう調節する、充填率を調節する手段と、を備えている。
【発明の効果】
【０００６】
このような本発明によれば、内燃機関において、点火上死点の後の前もって与えられた第一のクランク角が適当であれば、動作段階にあるシリンダを、内燃機関が停止している場合には、噴射と混合気の形成の後の点火とによる直接スタートのために利用することができる。この場合に、エンジンの立上げはスターターの作動なしで行われる。このようにすることによって、内燃機関の直接スタートの際のスタートと立ち上がりの挙動を支援することができる。
【０００７】
本発明の方法は、更に有利な拡張と改良とが可能である。
少なくとも一つの第一のシリンダが内燃機関の回転数シリンダ充填率、及びオイル温度に応じて決定されると、特に有利である。このようにすることによって、少なくとも一つの第一のシリンダが確実に識別される。
【０００８】
少なくとも一つの第一のシリンダの充填率に対して前もって与えられた値が、動作段階にある当該のシリンダがほゞ点火上死点の後の前もって与えられた第一のクランク角で停止するように調節されると、特に有利である。このようにすることによって、動作段階で停止するシリンダが、少なくとも一つの第二のシリンダの充填によって最終的にほゞ点火上死点の後の前もって与えられた第一のクランク角で停止する際の、定められたスタート位置が得られる。
【０００９】
もう一つの利点は、少なくとも一つの第二のシリンダの充填率が内燃機関の吸入側の或いは二次エア導管内の圧縮器によって調節されるということによって得られる。このようにすることによって、動作段階で停止するシリンダをスターターの操作を伴わずに簡単化された直接スタートのために準備するために、既存の圧縮器を一緒に利用することができる。更に、圧縮器の利用によって周囲圧力と比べてより高い圧力が吸入管の中に実現され、これによって、動作段階で停止するシリンダのために点火上死点の後の前もって与えられた第二のクランク角に到達するために必要な充填率が確実に達成される。
【００１０】
上記の圧縮器が電気的に作動されれば、特に有利である。このようにすることによって、少なくとも一つの第二のシリンダのために必要な充填率が、内燃機関の運転状態に左右されずに、従って、例えば排気ガスのマスフローに左右されずに、確実に調節される。
【００１１】
もう一つの利点は、圧縮器が前もって与えられた第一のクランク角と前もって与えられた第二のクランク角との間の差に応じて、動作段階にあるシリンダのピストンがその停止前に前もって与えられた第二のクランク角から点火上死点の後の前もって与えられた第一のクランク角へ動かされるように制御されるということによって得られる。このようにすることによって、圧縮器は少なくとも一つの第二のシリンダのための必要な充填率を調節するために限定して制御される。
【００１２】
圧縮器が上記の差に応じて、調節すべき過給圧を設定されると、特に有利である。このようにすることによって、過給圧調節に関して圧縮器の制御装置が特に簡単に実現され、吸入管内に配置されている、既存の過給圧センサを利用することができ、従って、何ら追加のハードウェアの費用も必要としない。
【００１３】
もう一つの利点は、少なくとも一つの第一のシリンダの充填率が、圧縮器、スロットルバルブ、及び／又は調節可能のカムシャフトを用いて調節されることによって生まれる。このようにすることによって、少なくとも一つの第一のシリンダの充填率が、特に簡単に且つフレキシブルに、また広い値の範囲の中で、調節される。これによって、少なくとも一つの第一のシリンダのためにほとんど任意の充填率の値が実現される。
【００１４】
本発明の一つの実施例が図面に示され且つ以下の記述で詳しく説明されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１では、内燃機関５を含む燃焼機関１が示されている。内燃機関５は複数のシリンダを含むことができ、その内の一つのシリンダ９０が、例として図１に示されている。シリンダ９０の燃焼室１１０には吸気弁３０を通して外気が吸入管９５から送り込まれる。ここで、吸入管というのは、スロットルバルブ５５と吸気弁３０との間にある、エア供給路１１５の一部を指している。送り込まれる外気の流れの方向が、図１ではエア供給路１１５の中の矢印によって示されている。流れの方向に見て、スロットルバルブ５５の手前の、図１に示されている例によるエア供給路１１５の中に、圧縮器４０が配置されている。この圧縮器４０は、例えば専ら電気的に作動される圧縮器であっても良いし、或いは排気ガスターボチャージャーの圧縮器または追加の電動式駆動装置を備えたコンプレッサーの圧縮器とすることができる。以下の説明では、例として、この圧縮器４０が専ら電気的に作動される圧縮器とする。この圧縮器には、追加として排気ガスターボチャージャー或いはコンプレッサーの圧縮器を直列に接続することができる。
【００１６】
圧縮器４０は、図１には示されていない、バイパス弁を備えたバイパス路によって迂回することができる。その際、調節すべきチャージ圧に応じて、従って、調節すべき圧縮器４０の作動ポイントに応じて、バイパス弁の開度をエンジン制御装置７０によって制御することができる。代わりの方法として、エンジン制御装置７０は、圧縮器４０の回転数を、希望するチャージ圧の調節のために制御することができる。排気ガスターボチャージャーの場合には、バイパス路はまた、排気ガスターボチャージャーのタービンを迂回するために内燃機関１の排気ガスライン１００の中に配置し、またチャージ圧の制御のためにウエィストゲートを当業者に知られている方法で備えることができる。
【００１７】
図１によれば、吸気管９５の中には、流れの方向に見てスロットルバルブ５５の手前にチャージ圧力センサ７５が配置されており、該センサがチャージ圧を測定してエンジン制御装置７０へ送り込む。噴射弁８０を通して、燃料は直接シリンダ９０の燃焼室１１０の中へ噴射される。燃焼室１１０の中に形成された空気／燃料混合気は、点火プラグ８５によって点火される。従って、ここで説明されている実施例では、内燃機関は、ガソリン直接噴射式のオットーエンジン（火花点火機関）であり、例えば、車両の駆動のために使用することができる。燃焼室１１０の中での空気／燃料混合気の燃焼によって、シリンダ９０のピストン５０が駆動され、今度はこのピストンが当業者に知られている方法でクランクシャフトを駆動する。その際、回転数センサ６５によって内燃機関５の回転数が測定されてエンジン制御装置７０に与えられる。燃焼排気ガスは、排気弁３５を通して排気ガスライン１００の中へ押し出され、そこで、場合によっては排気ガス後処理を受ける。排気ガスライン１００には、図１に示されているように、二次エア導管１０５が引き込まれていることがある。この二次エア導管は、排気ガスライン１００内の未燃焼燃料の後燃焼を可能にし、またこれによって、内燃機関５のスタート段階で、図1には示されていない排気ガス後処理装置、例えば触媒を加熱するために、排気ガスライン１００の中へ外気を送り込むために役立っている。その際、この二次エアは、二次エア導管１０５内の第二の圧縮器４５を通じて圧縮される。この第二の圧縮器４５もまた、電気的に作動され、且つ例えば二次エアポンプの形に形成することができる。しかしながら、この第二の圧縮器４５は、代わりの方法として、圧縮器のタービンがエア供給路１１５内に配置された二次エアチャージャーの圧縮器であることもできる。このことは、煩雑さを避けるために図１には示されていない。第二の圧縮器４５が二次エアチャージャーの圧縮器である場合には、後者の圧縮器もまた、追加として電気的に駆動されることができる。しかしながら、以下の説明では、第二の圧縮器４５は専ら電気的に駆動され、例えば二次エアポンプとして作られているものと仮定する。本発明に基づく方法及び本発明に基づく装置の実現のためには、第一の圧縮器４０だけ或いは第二の圧縮器４５だけが必要である。それにも拘わらず、両方の圧縮器４０、４５を本発明の実現のために利用することもできる。吸気弁３０と排気弁３５は、当業者には知られている方法でカムシャフトによって操作可能である。カムシャフトの位置は、カムシャフトセンサ６０によって測定され、エンジン制御装置７０へ送られる。図１には、煩雑さを避けるためにカムシャフトは示されていない。代わりの方法として、吸気弁３０と排気弁３５も、図１に示されているように、エンジン制御装置７０によって可変的に制御可能である。これは、例えばフル可変式の電気油圧式弁制御の枠組みの中で、当業者に知られている方法で可能である。
【００１８】
排気ガスライン１００内の排気ガスの流れの方向もまた、矢印によって示されている。
エンジン制御装置７０は更に、適切な噴射時点と適切な噴射時間長さの調節のために噴射弁８０を制御する。エンジン制御装置７０は更に、適切な点火時点の調節のために点火プラグ８５を制御する。エンジン制御装置７０は更に、スロットルバルブ５５の位置を制御する。エンジン制御装置７０は更に、前もって与えられたチャージ圧の調節のために第一の圧縮器４０を制御する。エンジン制御装置７０は更に、二次エア導管１０５の中の前もって与えられたチャージ圧の調節のために、第二の圧縮器４５を制御する。
【００１９】
以下の説明では、例として、内燃機関５が四気筒エンジンであるということが仮定される。図２a）から図２ｄ）までに四つのシリンダが点火順序に従って示されている。ここで、図２ａ）から図２ｄ）までの中で、同じ参照符号は図１と同じ要素を示している。図２ａ）には、圧縮行程にある第一のシリンダ１０が示されている。このシリンダの吸気弁３０と排気弁３５は閉じられている。図２ｂ）には第二のシリンダ１５が示されているが、このシリンダは給気行程にあり、その吸気弁３０は開かれているのに対して、その排気弁３５は閉じられている。図２ｃ）には第三のシリンダ２０が示されているが、このシリンダは排気行程にあり、その吸気弁３０は閉じられているのに対して、その排気弁３５は開かれている。図２ｄ）は動作行程にある第四のシリンダ２５を示しており、その吸気弁３０と排気弁３５は共に閉じられている。
【００２０】
内燃機関５の停止は、運動質量の中に蓄えられたエネルギーが、最早、正に圧縮行程にある第一のシリンダ１０において圧縮のピークを超えさせるために十分ではなくなったということによって特徴付けられる。その際、運動質量は、特に四つのシリンダ１０、１５、２０、２５のピストン５０、クランクシャフト、連接棒、はずみ車等によって形成される。簡単化された図解によって、図２ａ）から図２ｄ）までの四つのシリンダは、図３ａ）から図３ｄ）までのスプリングダンパーシステム（モデル）によって表すことができる。その際、吸気弁３０も排気弁３５も閉じられているシリンダは、スプリングと摩擦とによって表わされる。吸気弁３０或いは排気弁３５が開かれているシリンダは、それぞれのピストン５０に対して生成された力及び前と同じく摩擦によって表される。かくして、図３ａ）による第一のシリンダ１０は、第一のスプリング１２０と第一の摩擦１２５とを持つスプリングダンパーシステムを表しており、従って、第一のスプリング定数を持っている。図３ｂ）による第二のシリンダ１５は、第一の合力Ｆｚｙｌ２と第二の摩擦１３０とを持っている。図３ｃ）による第三のシリンダ２０は、第二の合力Ｆｚｙｌ３と第三の摩擦１３５とを持っている。図３ｄ）による第四のシリンダ２５は、第二のスプリング定数を持つ第二のスプリング１４０と第四の摩擦１４５とを持っている。
【００２１】
図３に示されている四つのシリンダ１０、１５、２０、２５の振動可能なシステムは、今や内燃機関５が停止すると、二つのスプリング（ばね）定数並びに二つの合力Ｆｚｙｌ２及びＦｚｙｌ３、並びに四つの摩擦に応じて、逆転ポイントで停止したままとなる。上に挙げられた値の中でシステムの減衰を表している摩擦１２５、１３０、１３５、１４５は、限られた影響しか受けない。ばね定数は、割り当てられているシリンダ１０、２５内の空気量によって影響を受ける。ばね定数は、内燃機関５の停止の際の、対応するカムシャフトの位置によって或いは吸気弁３０と排気弁３５の対応する制御によって、スロットルバルブ５５の適当な制御によって、及び／又は第一の圧縮器４０及び／又は第二の圧縮器４５の適当な制御によって、調節することができる。
【００２２】
生成される力Ｆｚｙｌ２、Ｆｚｙｌ３は、吸入管９５内の及び／又は排気ガスライン１００内の適切な圧力の引き上げによって影響を受ける。吸入管９５内では、そこで働いている圧力は、第一の圧縮器４０を用いて、また場合によってはエア供給路１１５内のその他の直列に接続された圧縮器を用いて、引き上げることができる。排気ガスライン１００内では、そこで働いている圧力は、第二の圧縮器４５を用いて引き上げることができる。第一の圧縮器４０及び／又は第二の圧縮器４５の、適切な、定められた制御によって、図３ａ）から図３ｄ）までに描かれているスプリングダンパーシステムに対して、個々のシリンダ１０、１５、２０、２５の停止位置に関して、スターター無しの直接スタートが可能となるように影響を与えることができる。そのような直接スタートは、シリンダ１０、１５、２０、２５のうちの一つのクランクシャフトが内燃機関５の停止の後に有利な位置に留まっている時にのみ達成される。それは、例えば、内燃機関５の停止の後で動作段階にある第四のシリンダ２５が、点火上死点の後およそ１００°から１１０°までのクランク角のピストン５０位置を有している場合に当てはまる。この第四シリンダ２５では、次いでスタート時点で、停止している内燃機関５での噴射が行われる。燃焼室１１０内で空気／燃料混合気の形成が行われた後で点火が行われる。かくして、エンジンの立上げはスターターの操作無しに行われる。
【００２３】
内燃機関５のこれまでの停止の際には、動作段階にある第四シリンダ２５は必ずしも常にそのような有利なピストン５０の位置に到達する訳ではないから、本発明に基づく方法及び本発明に基づく装置によって、そのような有利な位置の調節が確保される。その際には、先ず第一のシリンダ１０と第四のシリンダ２５との二つのばね定数が、図３ａ）から図３ｄ）までに示されているスプリングダンパーシステムの停止を望ましい逆転ポイントで達成するために、適切に調節される。その際、第一のシリンダ１０と第四のシリンダ２５は、内燃機関５の停止の際に相殺しあう。何故なら、これ等のシリンダは、ほゞ同じ充填率を有しているからである。かくして、これ等のシリンダは、ほゞ同じばね定数を持っている。以下の説明では、例として、そのような二つの逆転ポイントが説明される。第一の逆転ポイントは、第四のシリンダ２５が、吸入管９５内の及び／又は排気ガスライン１００内の追加の圧力引き上げ無しに、ほゞ点火上死点の後の９０°の前もって与えられた第一のクランク角で停止するということを特徴としている。このことは、第一のシリンダ１０にとっては、ほゞ点火上死点の手前の９０°のクランク角の停止位置となるということを意味している。第二の例によれば、第二のシリンダ２５のための逆転ポイントは、点火上死点の後の１２０°の前もって与えられた第一のクランク角のときに到達され、この角度は、第一のシリンダ１０にとっては点火上死点の手前の６０°のクランク角を意味している。
【００２４】
この第二の例の場合、第四のシリンダ２５を、点火上死点の後の１２０°のクランク角で停止させ且つ第一のシリンダ１０を点火上死点の手前の６０°のクランク角で停止させるためには、動作段階にある第四のシリンダ２５にとっては、圧縮段階にある第一のシリンダ１０よりもより高いばね定数が実現されなければならない。
【００２５】
第一のシリンダ１０と第四のシリンダ２５との必要なばね定数は、その際、それぞれに割り当てられたシリンダ充填率によって達成される。これは、カムシャフトの対応する位置によって、或いは、可変式またはフル可変式の弁制御の場合には吸気弁３０及び／又は排気弁３５の直接制御によって、並びに追加または代わりとしてスロットルバルブ５５の適切な調節によって、並びに追加または代わりとして第一の圧縮器４０及び／又は第二の圧縮器４５の適切な制御によって、達成することができる。その際、希望するばね定数、従って内燃機関５の停止の際の第一のシリンダ１０と第四のシリンダ２５との逆転ポイントを達成するための充填率の調節は、エンジン制御装置７０によって特性マップに基づいて行うことができる。その際、この特性マップは、希望する逆転ポイントに応じて、カムシャフト、或いは吸気弁３０及び／又は排気弁３５、スロットルバルブ５５及び／又は第一の圧縮器４０及び／又は第二の圧縮器４５の制御のための必要な調節値を出力する。その際、この特性マップは、試験台の上で適用することができる。その際にはまた、希望する様々な逆転ポイントの調節に適した複数の調節値を設定することもできる。
【００２６】
逆転ポイントでの第四のシリンダ２５のための前もって与えられた第一のクランク角が点火上死点の後の９０°であり、また第一のシリンダ１０ではクランク角が点火上死点の手前９０°である第一の例の場合には、第一のシリンダ１０と第四のシリンダ２５とのばね定数は等しく選択され、従って、それ等のシリンダの充填率も等しく選択される。第四のシリンダ２５の前もって与えられた第一のクランク角が点火上死点の後の９０°に等しくない第二の例及び全ての例では、第一のシリンダ１０と第四のシリンダ２５に対しては異なるばね定数が、従って、異なる充填率が選択される。この場合に、第一のシリンダ１０と第四のシリンダ２５の充填率の調節は、シリンダに応じて選択的に行われなければならないのに対して、第一の例では、充填率は第一のシリンダ１０と第四のシリンダ２５に対して等しくすることができる。第一のシリンダ１０と第四のシリンダ２５の希望する充填率を調節することができるようにするためには、内燃機関５の停止の際に、二つのシリンダ１０、２５のうちの少なくとも一つが識別されなければならない。その際、図２ａ）から図２ｄ）までは、この例では点火順に内燃機関５の停止前の最後の行程サイクルにあるシリンダ１０、１５、２０、２５を示している。内燃機関５の停止時に到達した逆転ポイントにある第一のシリンダ１０と第四のシリンダ２５について希望するばね定数を調節するためには、内燃機関５の停止時に、圧縮段階で或いは動作段階で停止すると予想されるこれ等のシリンダのうちの少なくとも一つが識別されなければならず、そのシリンダは、この例の場合には、圧縮段階で停止する第一のシリンダ１０であるか或いは動作段階で停止する第四のシリンダ２５となる。二つのシリンダ１０、２５のうちの一つが識別されれば、もう一方のシリンダは分かっている点火順序から明らかとなる。二つのシリンダ１０、２５のうちの少なくとも一つの識別は、エンジン制御装置７０でクランクシャフトセンサ６５を通じて求められた内燃機関５の回転数、シリンダ１０、１５、２０、２５の実際のシリンダ充填率、及びオイル温度に依存して行われる。実際の充填率は、その時々に正に圧縮過程にあるシリンダが乗り越えるべき圧縮のピークの尺度となる。オイル温度は、クランクシャフトの駆動の際の摩擦の尺度となる。エンジンが冷えている際には、エンジンオイルは比較的粘性が強く、従って摩擦も高い。かくしてオイル温度、充填率、及びエンジン回転数に応じて、エンジン制御装置７０は内燃機関５の停止までに残っている行程サイクル数を求め、これによって、内燃機関５の停止の際にどのシリンダが圧縮シリンダとなり、またどのシリンダが動作段階のシリンダとなるかを検出する。次いで、対応するシリンダ充填率による第一のシリンダ１０と第四のシリンダ２５のための希望するばね定数の調節が、最後の行程サイクルの中で行われる。その際、充填率が引下げられなければならないという場合には、充填率の引下げは、スロットルバルブ５５の適切な調節だけによって及び／又はカムシャフトの調節、特に電気的調節、従って吸気弁３０及び／又は排気弁３５の調節だけによって行うことができ、その際、最後のケースでは可変式或いはフル可変式の弁制御装置の使用が特に有利である。充填率が引上げられなければならないという場合には、この引上げは、第一の圧縮器４０によって行うことができる。
【００２７】
これによって、内燃機関５の回転数、実際のシリンダ充填率、及びオイル温度に応じて、内燃機関５の停止の際に、あと何回の行程サイクル或いは運転サイクルで、シリンダ１０、１５、２０、２５が停止するかということを求めることができる。その際、個々のシリンダ１０、１５、２０、２５に対して、一つのカムシャフトを使用している場合には、カムシャフトセンサ６０によって、吸気弁３０と排気弁３５の開閉時に、エンジン制御装置７０で、どの行程段階で個々のシリンダ１０、１５、２０、２５が動作サイクルにあるかということを識別することができる。このことから、エンジン制御装置７０は、どのシリンダが内燃機関の停止の際に圧縮段階にあり、またどのシリンダが動作段階にあるかという予測を行うことができる。カムシャフトの代わりに、フル可変式の弁制御がエンジン制御装置７０の側で実現されると、既にエンジン制御装置７０で、どの行程段階で個々のシリンダ１０、１５、２０、２５が実際の動作サイクルにあるかということが分かるので、前述と同様の方法で、内燃機関の停止の際における個々のシリンダの行程段階の予測が可能となる。図１には、エンジン制御装置７０による吸気弁３０と排気弁３５の制御と、カムシャフトセンサ６０の利用との両方が示されている。その際、ここでは二者択一が必要であるということが注意されるべきである。即ち、カムシャフト、従ってカムシャフトセンサ６０を利用する場合には、エンジン制御装置７０による吸気弁３０及び排気弁３５の制御は行われず、またエンジン制御装置７０による吸気弁３０及び排気弁３５の制御の場合には、カムシャフトセンサ６０もカムシャフトもなくなる。
【００２８】
第一のシリンダ１０及び／又は第四のシリンダ２５の識別はまた、内燃機関５の停止の前の最後の行程サイクルの中で、先に説明された方法で行うこともでき、その際には、その時々の望ましいばね定数を得るために、識別と同時に、その時々のシリンダの充填率もしかるべく調節されなければならない。従って、このばね定数を確実に得るためには、第一のシリンダ１０及び／又は第四のシリンダ２５を、内燃機関５の停止の前の最後の行程サイクルよりも前の行程サイクルの間に求めることが推奨される。
【００２９】
実際のシリンダ充填率の決定は、過給圧力を測定してエンジン制御装置７０に与える過給圧センサ７５によって行うことができる。当業者に知られている方法で、吸入管モデルを用いて、求められた過給圧から充填率を導き出すことができる。
【００３０】
追加として或いは代わりとして、吸入管圧力を測定する吸入管圧力センサを考えることができ、これに基づいて、シリンダ内の充填率を、吸入管モデルを用いて計算することができる。この場合には、吸入管圧力センサは、流れの方向に見て吸入管９５内のスロットルバルブ５５の後ろへ移されるであろう。
【００３１】
ストロークサイクル中で、シリンダ１０、１５、２０、２５は、吸気弁３０及び／又は排気弁３５の開閉のためにカムシャフトを使用している場合に、例えば絶対角度センサとして形成することのできる、例えばカムシャフトセンサ６０を用いて、それぞれに割り当てられた行程段階にある個々のシリンダに識別される。カムシャフト角度は、個々のシリンダ１０、１５、２０、２５のその時々の行程段階への明確な割当てを可能にする。何故なら、カムシャフトはクランクシャフトに対して半分の回転数で回転し、従ってシリンダ１０、１５、２０、２５の行程サイクル或いは作動サイクル当たり１回しか回転しないからである。
【００３２】
本発明によれば、ここで更に、エンジン制御装置７０が内燃機関５の停止前の最後の行程サイクルで、従って内燃機関５の停止の直前の、その時に圧縮過程にあるシリンダが最早圧縮のピークを越えることができなくなる時点で、吸気弁或いは排気弁３０、３５が正に開かれている少なくとも一つのシリンダ１５、２０を選択するということが工夫されている。その際、内燃機関５の停止前の最後の行程サイクルは、エンジン制御装置によって、既に説明された方法で、内燃機関５の回転数、シリンダ充填率、及びオイル温度に依存して求められる。その際に、吸気弁又は排気弁３０、３５が開いているシリンダ１５、２０も同様に、カムシャフトを使用している場合或いは個々のシリンダ１０、１５、２０、２５のための吸気弁３０と排気弁３５の実際の制御による可変或いはフル可変式の弁制御の場合には、カムシャフト位置に基づいてエンジン制御装置７０によって求めることができる。その際には、上述の第二のシリンダ１５或いは第三のシリンダ２０の選択も、既に内燃機関５の停止前の最後の行程サイクルに先立つ、内燃機関５の停止の際の行程サイクルの中で準備されることができる。そこでは、第二のシリンダ１５或いは第三のシリンダ２０は、上述の方法によって、内燃機関５の回転数、シリンダ充填率、及びオイル温度に依存して、並びに、カムシャフトを使用している場合にはカムシャフト位置に依存して、或いは、可変或いはフル可変式の弁制御の場合にはエンジン制御装置７０によって行われた吸気弁３０又は排気弁３５の制御に依存して、識別することができる。
【００３３】
第一の圧縮器４０が備えられている場合には、内燃機関５の停止前の最後の行程サイクルで、吸気弁３０が開かれている第二のシリンダ１５が選択される。第二の圧縮器４５が備えられている場合には、内燃機関５の停止前の最後の行程サイクルで、排気弁３５が開かれている第三のシリンダ２０が選択される。両方の圧縮器４０、４５が備えられている場合には、第二のシリンダ１５も第三のシリンダ２０も選択することができる。この選択は、既に説明されたように、内燃機関５の停止前の最後の行程サイクルの中で或いは内燃機関５の停止の際の最後の行程サイクルに先立つ行程サイクルの中で行われる。エンジン制御装置７０によって全く一般的に、内燃機関５の停止の直前の、その時に圧縮過程にあるシリンダが最早圧縮のピークを越えることができなくなる時点で、吸気弁或いは排気弁３０、３５が開かれている少なくとも一つのシリンダ１５、２０の選択が行われる。それ故、この時点は、内燃機関５の停止前のシリンダ１０、１５、２０、２５の最後の行程サイクル内にある。図２a）から図２ｃ）までに示されているように、その時に圧縮過程にあるシリンダが第一のシリンダ１０、その時に吸気弁が開かれているシリンダが第二のシリンダ１５、またその時に排気弁３５が開かれているシリンダが、第三のシリンダ２０である。
【００３４】
ここでもまた、内燃機関５の停止前の最後の行程サイクルで吸気弁３０或いは排気弁３５が開かれている少なくとも一つのシリンダを、既に内燃機関５の停止の際の最後の行程サイクルの前に選択し、この少なくとも一つのシリンダ１５、２０の充填率を最後の行程サイクルのためにできるだけ正確に調節することができるようにすることが有利である。その際、最後の行程サイクルの際の第二のシリンダ１５及び／又は第三のシリンダ２０の充填率は、本発明によれば、最後の行程サイクルの際に作動段階にある第四のシリンダ２５がほゞ点火上死点の後の前もって与えられたもう一つのクランク角で停止するように、調節される。前もって与えられたこのクランク角は、例えば点火上死点の後のほゞ１００°から１１０°までの間に存在することができる。
【００３５】
この場合、内燃機関５の停止の後に第四のシリンダ２５の中へ燃料が噴射され、形成される空気／燃料混合気が点火プラグ８５によって点火されると、その後に続く直接スタートが特に適正に実行される。この場合にはスターターは必要ではない。内燃機関５の停止前の最後の行程サイクルのための第一のシリンダ１０と第四のシリンダ２５のばね定数、従ってこれ等の二つのシリンダの逆転ポイントは分かっているから、この例の場合には、ほゞ１００°から１１０°までの前もって与えられているクランク角に到達するためには、内燃機関５の停止前の最後の行程段階で第四シリンダ２５のピストン５０の位置が、クランク角にして何度だけなお動かされなければならないかということも分かっている。説明された最初の例では、ばね定数は、第四シリンダ２５が点火上死点の後クランク角約９０°で停止するように調節されている。この場合、内燃機関の停止のために前もって与えられている約１００°から１１０°のクランク角に到達するためには、第四シリンダ２５のピストン５０はなお、クランク角度で１０°から２０°だけ更に下へ向かって動かされなければならない。内燃機関５の停止前の最後の行程サイクルのために、吸入段階にある第二シリンダ１５が選択された場合には、このシリンダの充填率は、第四シリンダ２５の望ましい移動を達成するために、しかるべく引上げられなければならない。この引き上げは第一圧縮器４０の起動によって行われる。その際、必要な充填率は、吸入管モデルに従って対応する過給圧に換算することができる。必要な過給圧を達成するために、エンジン制御装置７０は、第二シリンダ１５の希望する充填率を達成し又それによって第四シリンダ２５を点火上死点の後の約１００°から１１０°までの前もって与えられているクランク角にするために、第一の圧縮器４０を、適当な圧縮の調節のための過給圧調節装置を利用して制御することができる。その際、第四シリンダ２５のピストン５０の必要な移動のために必要な過給圧は試験台の上で印加し、特性マップに収めておくことができる。このようにすることによって、第一のシリンダ４０は、ばね定数によって達成可能な、内燃機関５の停止の際の第四シリンダ２５のクランク角と本例の場合には、約１００°から１１０°までの達成されるべき前もって与えられているクランク角との間の差に応じて、次のように、即ち、停止前に動作段階にある第四シリンダ２５のピストン５０がばね定数によって定められたクランク角から点火上死点の後の本例の場合には、１００°から１１０°までの前もって与えられているクランク角へ動かされるように、制御される。これによって、第一のシリンダ１０と第四シリンダ２５とのばね定数に基づいて、内燃機関５の停止の際に達成可能な点火上死点の後の第四シリンダ２５のクランク角と内燃機関５の停止の際に第四シリンダ２５について調節されるべき点火上死点の後のクランク角との間の差に応じて、エンジン制御装置７０による適当な調節によって、第一の圧縮器４０の対応する制御によって変換される対応の過給圧が調節される。その際、エンジン制御装置７０は、必要な過給圧の調節のために、第一の圧縮器４０の回転数及び／又は該圧縮器に場合によっては備えられている���イパス弁の開度を（何故なら、過給圧は第一の圧縮器４０の回転数及び／又は該圧縮器に場合によっては備えられているバイパス弁の開度に依存しているから）しかるべく調節する。
【００３６】
第四シリンダ２５がばね定数に基づいて点火上死点の後約１２０°で停止するという第二の例の場合には、点火上死点の後、約１００°から１１０°までという前もって与えられたクランク角に到達するためには、約１０°から２０°までのピストンの送り戻しが必要である。図１に示されているように第二の圧縮器４５が備えられている場合には、この送り戻しは、内燃機関５の停止の前の最後の行程サイクルで排気弁３５が開かれている第三のシリンダ２０の選択と第二の圧縮器４５のそれに対応する制御とによって、行うことができる。このようにすることによって、点火上死点の後の前もって与えられたクランク角に到達するために、第三のシリンダ２０のピストン５０は下へ向かって、また第四のシリンダ２５のピストンは上へ向かって押し動かされる。第二の圧縮器４５による排気ガスライン１００内の必要な過給圧の調節も、エンジン制御装置７０による過給圧の制御を利用して実現することができ、その際には、この目的のために排気ガスライン１００の中に、過給圧を測定してエンジン制御装置７０へ引き渡す、好ましくはもう一つの過給圧センサが備えられる。この場合には、第三のシリンダ２０の充填率は、第四のシリンダ２５のピストン５０を希望する位置へもたらすために、二次空気管１０５内と第二の圧縮器４５の側の排気ガスライン１００に対応する過給圧を生成することによって引き上げられる。ここでもまた、第四のシリンダ２５の必要なクランク角差を達成するために必要な二次空気管１０５内と排気ガスライン１００の中の過給圧は試験台の上で求められ、エンジン制御装置７０に格納されている特性マップの中に収めることができる。
【００３７】
図４には、説明された第一の例に基づく本発明による方法の流れの例を示した流れ図が示されている。このプログラムは、内燃機関５の停止と共にスタートするが、この停止の始まりは、例えばエンジン制御装置７０で回転数の変化に関して前もって与えられている時間勾配の割り込みによって検出され、その際、上記の回転数の変化は、クランクシャフトセンサ６５を通じてエンジン制御装置７０に伝えられる。プログラムのスタートの後、エンジン制御装置７０は、プログラムのステップ２００で、内燃機関５の停止の際に圧縮段階にあるか又は動作段階にある第一のシリンダ１０及び／又は第四シリンダ２５を識別する。エンジン制御装置７０は、これ等のシリンダ１０、２５について、既に説明された方法で、充填率を、第一のシリンダ１０が点火上死点の手前約９０°のクランク角で且つ第四シリンダ２５が点火上死点の後約９０°のクランク角で停止するように調節する。続いて、プログラムはステップ２０５へ分岐される。
【００３８】
ステップ２０５では、エンジン制御装置７０が既に説明された方法で、最後の行程サイクルで吸入段階にある、従って、図２ｂ）によれば第二シリンダ１５を識別する。続いて、プログラムはステップ２１０へ分岐される。
【００３９】
ステップ２１０では、エンジン制御装置７０が、内燃機関５の実際の回転数、実際のシリンダ充填率、及び実際のオイル温度に基づいて、最後から二番目の行程サイクルに到達しているか否かをチェックする。これが到達されている場合（ｙ）には、プログラムはステップ２１５へ分岐され、そうでない場合（ｎ）には、プログラムはステップ２１０へ送り戻される。
【００４０】
ステップ２１５で、エンジン制御装置７０は、最後の行程サイクルにある第四シリンダ２５を、その点火上死点の後約９０°のクランク角の位置から、例えば１１０°の前もって与えられているクランク角にするために、第一の圧縮器４０を必要な過給圧を調節するために制御する。次いで、このプログラムは終了され、第四シリンダ２５は、スターターなしの直接スタートのために準備される。
【００４１】
図５には、第二の例で使用することのできる、本発明による方法の流れを説明するための第二の流れ図が示されている。図５に基づく流れ図の場合にも、プログラムは、図４に説明されたように、エンジン制御装置７０が内燃機関５の停止の始まりを検出したときにスタートされる。プログラムのスタートの後に、エンジン制御装置７０は、ステップ３００で、図４の場合のステップ２００の場合と同じ様に、最後の行程サイクルで圧縮段階にあるシリンダ並びに最後の行程サイクルで動作段階にあるシリンダを識別する。更にエンジン制御装置７０は既に説明された方法で、最後の行程サイクルで圧縮段階或いは動作段階にある第一のシリンダ１０と第四シリンダ２５の充填率、従ってばね定数を第一のシリンダ１０が点火上死点の手前約６０°のクランク角で停止するように、また第四のシリンダ２５が点火上死点の後約１２０°のクランク角停止するように、調節する。続いて、プログラムはステップ３０５へ分岐される。
【００４２】
ステップ３０５で、エンジン制御装置７０は、既に説明されたように、最後の行程サイクルで排気段階にあるシリンダ、即ち、図２ｃ）によればシリンダ２０を識別する。続いて、プログラムはステップ３１０へ分岐される。
【００４３】
ステップ３１０では、エンジン制御装置７０が、内燃機関５の停止の最後から二番目の行程サイクルに到達しているか否かをチェックする。これが到達されている場合（ｙ）には、プログラムはステップ３１５へ分岐され、そうでない場合（ｎ）には、プログラムはステップ３１０へ送り戻される。
【００４４】
ステップ３１５では、エンジン制御装置７０は第二の圧縮器４５を起動し、該圧縮器を、内燃機関５の停止前の最後の行程サイクルにある第三のシリンダ２０の充填率が高められ、第四シリンダ２５のピストン５０が点火上死点の後約１２０°のクランク角から本例の場合には点火上死点の後約１１０°のクランク角まで戻されるように制御し、その結果、この後に続くこのプログラムの終了の後、第四シリンダ２５はスターターなしの直接スタートのために利用されることが可能である。
【００４５】
最後の行程サイクルの中で、第二シリンダ１５の充填率を第一の圧縮器４０を用いて引き上げることによって、第四シリンダ２５を望ましい位置へもたらすために必要な合力、図３b）に示されている力Ｆｚｙｌ２が生成される。最後の行程サイクルの中で、第三シリンダ２０の充填率を第二の圧縮器４５によって引き上げた場合には、同じく内燃機関５の停止の際に、第四シリンダ２５を必要な位置へもたらすために必要な第三の合力Ｆｚｙｌ３が生成される。
【００４６】
本発明は、４つのシリンダを有する４サイクル内燃機関５に基づいて説明された。本発明は、別のシリンダ数を有する内燃機関５に対しても同様の方法で適用することが可能であり、その際には、内燃機関５の停止前の最後の行程サイクルのために少なくとも一つの圧縮シリンダ、動作段階にある少なくとも一つのシリンダ、及び吸入弁３０が開いているか又は排気弁３５が開いている少なくとも一つのシリンダ、並びに、吸入弁３０が開いているか又は排気弁３５が開いている一つのシリンダの中に、必要な充填率を生成するために適した圧縮器が存在している。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、内燃機関の概略図である。
【図２】図２ａ）は内燃機関の第一のシリンダを示し、図２ｂ）は内燃機関の第二のシリンダを示し、図２ｃ）は内燃機関の第三のシリンダを示し、図２ｄ）は内燃機関の第四のシリンダを示す。
【図３】図３ａ）は第一のシリンダのためのスプリングダンパーモデルを示し、図３ｂ）は第二のシリンダのためのスプリングダンパーモデルを示し、図３ｃ）は第三のシリンダのためのスプリングダンパーモデルを示し、図３ｄ）は第四のシリンダのためのスプリングダンパーモデルを示す。
【図４】図４は、本発明に基づく方法の第一の実施例のための流れ図を示す。
【図５】図５は、本発明に基づく方法の第二の実施例のための流れ図を示す。
【符号の説明】
【００４８】
１…燃焼機関
５…内燃機関
３０…吸気弁
３５…排気弁
４０…第一の圧縮器
４５…第二の圧縮器
５０…ピストン
５５…スロットルバルブ
６０…カムシャフトセンサ
６５…回転数センサ
７０…エンジン制御装置
７５…過給圧センサ
８０…噴射弁
８５…点火プラグ
９０…シリンダ
９５…吸入管
１００…排気ガスライン
１０５…二次エア導管
１１０…燃焼室
１１５…エア供給路
１０…第一のシリンダ（圧縮過程にある）
１５…第二のシリンダ（吸気弁が開いている）
２０…第三のシリンダ（排気弁が開いている）
２５…第四のシリンダ（動作（爆発）段階にある）
１２０…第一のスプリング
１２５…第一の摩擦
１３０…第二の摩擦
１３５…第三の摩擦
１４５…第四の摩擦
Ｆｚｙｌ２…第一の合力
Ｆｚｙｌ３…第二の合力
【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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