(57)【要約】【課題】本発明は、ポート噴射型の内燃機関を効率的に始動させることができる技術を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかる内燃機関の始動制御装置は、ポート噴射型の内燃機関において、該内燃機関の運転停止時に圧縮行程または膨張行程となる気筒内に予め燃料を供給しておき、次回の始動時には前記した気筒内の燃料を燃焼させることにより、燃料が燃焼する際に発生する圧力を利用して機関出力軸を回転させ、以て内燃機関をクランキングする際に必要となるトルクを低減し、スタータモータなどの始動装置にかかる負荷を低減することを特徴としている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路へ燃料噴射する燃料噴射弁と、
内燃機関の気筒内に点火する点火栓と、
内燃機関の運転停止条件が成立したときに、前記点火栓の作動のみを停止させる点火停止手段と、
内燃機関の始動条件が成立したときに、膨張行程にある気筒の点火栓を作動させる始動制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項２】
前記点火停止手段は、前記運転停止条件が成立したときに前記点火栓及び前記燃料噴射弁の作動を一旦停止させ、内燃機関の機関出力軸の回転が停止する直前に前記燃料噴射弁のみを再度作動させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項３】
内燃機関の吸気通路へ燃料噴射する燃料噴射弁と、
内燃機関の気筒内に点火する点火栓と、
内燃機関の運転停止条件が成立したときに、前記点火栓及び前記燃料噴射弁の作動を停止させる運転停止手段と、
内燃機関の機関出力軸の回転が停止するときに圧縮行程又は膨張行程となる気筒を予測する予測手段と、
内燃機関の機関出力軸の回転が停止する直前に、前記予測手段により予測された気筒の燃料噴射弁を再度作動させる燃料噴射制御手段と、
内燃機関の始動条件が成立したときに、前記予測手段により予測された気筒の点火栓を作動させる始動制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項４】
前記予測手段により予測された気筒が圧縮行程にあるときに機関出力軸の回転が停止した場合に、前記気筒が膨張行程となるまで機関出力軸を回転させる出力軸回転手段を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項５】
内燃機関の吸気通路へ燃料噴射する燃料噴射弁と、
内燃機関の気筒内に点火する点火栓と、
内燃機関の運転停止条件が成立したときに、前記点火栓及び前記燃料噴射弁の作動を停止させる運転停止手段と、
内燃機関の機関出力軸の回転が停止する前に特定の気筒の燃料噴射弁を再度作動させる燃料噴射制御手段と、
前記特定気筒が圧縮行程又は膨張行程となった時点で前記機関出力軸の回転を停止させる出力軸停止手段と、
内燃機関の始動条件が成立したときに、前記特定気筒の点火栓を作動させる始動制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項６】
前記特定気筒が圧縮行程にあるときに機関出力軸の回転が停止した場合に、前記特定気筒が膨張行程となるまで機関出力軸を回転させる出力軸回転手段を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項７】
前記始動制御手段は、内燃機関の運転停止期間が所定期間以上となった場合に、内燃機関を強制的に始動させることを特徴とする請求項１〜６の何れか一に記載の内燃機関の始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関に関し、特に内燃機関の始動制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内燃機関の始動時にクランクシャフトを回転駆動（クランキング）させる手段としては電動機が一般的である。このような電動機は気筒内のガス圧縮力や内燃機関各部のフリクションに抗してクランクシャフトを回転駆動させる必要があるため、電動機の定格が大きくなりやすく、その結果、電動機の消費電力も大きくなり易い。
【０００３】
特に、車両の停止期間中に内燃機関の運転を自動的に停止させるシステム（所謂、アイドルストップシステム）では、内燃機関の運転停止と始動とが頻繁に繰り返される可能性があるため、電動機にかかる負荷が増大し、以て電動機の消費電力が一層大きくなることが懸念される。
【０００４】
これに対し、内燃機関の運転が停止した状態で膨張行程にある気筒を検出し、その気筒内に燃料を噴射して燃焼を生起させることにより、電動機にかかる負荷を低減させようとする技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−４９８５号公報
【特許文献２】
特開２００１−３４２８７６号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような従来の技術は、気筒内へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関（所謂、筒内噴射型の内燃機関）に対しては有効であるが、気筒の吸気ポートへ燃料を噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関（所謂、ポート噴射型の内燃機関）に対しては有効であるとは言えない。
【０００６】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、ポート噴射型の内燃機関を効率的に始動させることができる技術を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記したような課題を解決するために以下のような手段を採用した。すなわち、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置は、
内燃機関の吸気通路へ燃料噴射する燃料噴射弁と、
内燃機関の気筒内に点火する点火栓と、
内燃機関の運転停止条件が成立したときに、前記点火栓の作動のみを停止させる点火停止手段と、
内燃機関の始動条件が成立したときに、膨張行程にある気筒の点火栓を作動させる始動制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【０００８】
この発明は、吸気通路へ燃料を噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関において、内燃機関の運転停止条件が成立したときに燃料噴射弁の作動を継続しつつ点火栓の作動を停止することにより、内燃機関の運転を停止させるとともに内燃機関の運転停止時に膨張行程となる気筒内に未燃の燃料を封入し、その後の始動時には前記気筒内の燃料を燃焼させることにより、燃料が燃焼する時に発生する圧力を利用して内燃機関を始動させることを最大の特徴としている。
【０００９】
かかる内燃機関の始動制御装置では、内燃機関の運転停止要求が発生したときに、点火停止手段が点火栓の作動のみを停止させる。
【００１０】
この場合、燃料噴射弁が継続して作動するため、燃料噴射弁から吸気通路へ噴射された燃料が吸気通路内の空気とともに内燃機関の気筒内へ吸入されて混合気を形成する。但し、点火栓の作動が既に停止されているため、内燃機関の気筒内に形成された混合気は燃焼しないことになる。
【００１１】
この結果、機関出力軸（クランクシャフト）の回転が停止して内燃機関の運転が停止されるとともに、その際に膨張行程となる気筒（以下、停止時膨張行程気筒と称する）内に未燃の混合気が封入された状態となる。
【００１２】
その後、内燃機関の始動条件が成立した時に、始動制御手段は、停止時膨張行程気筒の点火栓を作動させて、停止時膨張行程気筒内に封入されている未燃混合気を燃焼させる。
【００１３】
このように停止時膨張行程気筒において混合気が燃焼すると、その際に発生する燃焼圧力が機関出力軸を回転させるよう作用するため、内燃機関をクランキングさせる際に必要となるトルクが低減される。
【００１４】
この結果、スタータモータやモータジェネレータ等のような始動装置にかかる負荷が低減される。
【００１５】
また、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置において、点火停止手段は、内燃機関の運転停止要求が発生したときに点火栓及び燃料噴射弁の作動を一旦停止させ、内燃機関の運転が実際に停止する直前に燃料噴射弁のみを再度作動させるようにしてもよい。
【００１６】
これは、内燃機関の運転停止条件が成立した時から内燃機関の運転が実際に停止する時までの期間には機関出力軸が数回転することになるため、内燃機関の運転停止条件が成立した直後に燃料噴射弁から噴射された燃料は気筒内に止まらずに排出されてしまう可能性が高いからである。
【００１７】
また、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置において、始動制御手段は、内燃機関の運転停止期間が所定期間以上となった場合には、内燃機関を強制的に始動させるようにしてもよい。
【００１８】
これは、内燃機関の運転停止期間が過剰に長くなると、停止時膨張行程気筒内に封入されている混合気が燃料と空気とに分離してしまい、或いはピストンとシリンダとの間隙等から漏出してしまうことが想定されるからである。
【００１９】
次に、本発明は、前述したような課題を解決するために、以下のような手段を採用するようにしてもよい。すなわち、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置は、
内燃機関の吸気通路へ燃料噴射する燃料噴射弁と、
内燃機関の気筒内に点火する点火栓と、
内燃機関の運転停止条件が成立したときに、前記点火栓及び前記燃料噴射弁の作動を停止させる運転停止手段と、
内燃機関の機関出力軸の回転が停止するときに膨張行程となる気筒を予測する予測手段と、
内燃機関の機関出力軸の回転が停止する直前に、前記予測手段により予測された気筒の燃料噴射弁を再度作動させる燃料噴射制御手段と、
内燃機関の始動条件が成立したときに、前記予測手段により予測された気筒の点火栓を作動させる始動制御手段と、
を備えるようにしてもよい。
【００２０】
この発明は、吸気通路へ燃料を噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関において、内燃機関の運転停止時に膨張行程となる気筒を予測し、その気筒に対して内燃機関の運転停止直前に予め燃料を供給しておくことにより、その後の始動時に前記気筒内の燃料を燃焼させ、その際に発生する圧力を利用して内燃機関を始動させることを最大の特徴としている。
【００２１】
かかる内燃機関の始動制御装置では、内燃機関の運転停止条件が成立したときに、運転停止手段が点火栓及び燃料噴射弁の作動を停止させる。点火栓及び燃料噴射弁の作動が停止されると、機関出力軸の回転が徐々に低下するようになる。
【００２２】
その際、予測手段は、機関出力軸の回転が停止するときに膨張行程となる気筒（以下、停止時膨張行程気筒と称する）を予測する。続いて、燃料噴射制御手段は、機関出力軸の回転が停止する直前に前記停止時膨張行程気筒の燃料噴射弁を作動させる。
【００２３】
前記燃料噴射弁から吸気通路へ噴射された燃料は、停止時膨張行程気筒が吸気行程にあるときに吸気通路内の空気とともに停止時膨張行程気筒へ吸入されて混合気を形成する。その後、停止時膨張行程気筒が圧縮行程を経て膨張行程へ至った時点で機関出力軸の回転が停止する。
【００２４】
この結果、停止時膨張行程気筒内に未燃混合気が封入された状態で内燃機関の運転が停止されることになる。
【００２５】
内燃機関の次回の始動時には、始動制御手段が停止時膨張行程気筒の点火栓を作動させることにより、停止時膨張行程気筒内の未燃混合気を燃焼させる。
【００２６】
このように停止時膨張行程気筒において混合気が燃焼すると、その際に発生する燃焼圧力が機関出力軸を回転させるよう作用するため、内燃機関をクランキングさせる際に必要となるトルクが低減される。
【００２７】
この結果、スタータモータやモータジェネレータ等のような始動装置にかかる負荷が低減される。
【００２８】
尚、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置は、停止時膨張行程気筒が膨張行程へ至る前に機関出力軸の回転が停止してしまった場合に、停止時膨張行程気筒が膨張行程となるまで機関出力軸を回転させる出力軸回転手段を備えるようにしてもよい。
【００２９】
その際、出力軸回転手段は、内燃機関の運転停止時（例えば、機関出力軸の回転が停止した時）に、停止時膨張行程気筒が膨張行程となるまで機関出力軸を回転させるようにしてもよく、或いは内燃機関の次回の始動時に前記停止時膨張行程気筒が膨張行程となるまで機関出力軸を回転させるようにしてもよい。
【００３０】
この場合、始動制御手段は、前記停止時膨張行程気筒が膨張行程となった時点で該停止時膨張行程気筒の点火栓を作動させるようにすればよい。
【００３１】
停止時膨張行程気筒が膨張行程となるまで機関出力軸を回転させる場合には、例えば、スタータモータやモータジェネレータなどの始動装置を作動させる必要があるが、その際の作動時間は極僅かとなる。更に、停止時膨張行程気筒が膨張行程となった時点で該停止時膨張行程気筒内の未燃混合気が燃焼させられ、その際に発生する燃焼圧力が機関出力軸を回転させるよう作用するため、停止時膨張行程気筒が圧縮行程から膨張行程へ移行した後は始動装置にかかる負荷が低減されることになる。
【００３２】
また、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置において、予測手段は、停止時膨張行程気筒を予測する代わりに、内燃機関の機関出力軸の回転が停止するときに圧縮行程となる気筒（以下、停止時圧縮行程気筒と称する）を予測するようにしてもよい。
【００３３】
この場合、燃料噴射制御手段は、内燃機関の機関出力軸の回転が停止する直前に、予測手段により予測された気筒の燃料噴射弁を再度作動させる。出力軸回転手段は、予測手段により予測された気筒が膨張行程となるまで機関出力軸を回転させる。更に、始動制御手段は、内燃機関の始動条件が成立したときに、停止時圧縮行程気筒の点火栓を作動させる。
【００３４】
このように停止時圧縮行程気筒が膨張行程となるまで機関出力軸が回転した状態で停止時圧縮行程気筒内の混合気が燃焼すると、その際に発生する燃焼圧力が機関出力軸を回転させるよう作用するため、内燃機関をクランキングさせる際に必要となるトルクが低減される。
【００３５】
停止時圧縮行程気筒が膨張行程となるまで機関出力軸を回転させる場合には、例えば、スタータモータやモータジェネレータなどの始動装置を作動させる必要があるが、その際の作動時間は極僅かとなる。更に、停止時圧縮行程気筒が膨張行程となった時点で該停止時圧縮行程気筒内の未燃混合気が燃焼させられ、その際に発生する燃焼圧力が機関出力軸を回転させるよう作用するため、停止時圧縮行程気筒が圧縮行程から膨張行程へ移行した後は始動装置にかかる負荷が低減されることになる。
【００３６】
この結果、スタータモータやモータジェネレータ等のような始動装置にかかる負荷が低減される。
【００３７】
また、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置において、始動制御手段は、内燃機関の運転停止期間が所定期間以上となった場合には、内燃機関を強制的に始動させるようにしてもよい。
【００３８】
これは、内燃機関の運転停止期間が過剰に長くなると、停止時膨張行程気筒内に封入されている混合気が燃料と空気とに分離してしまったり、ピストンとシリンダとの間隙等から漏出してしまうことが想定されるからである。
【００３９】
また、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置において、予測手段が機関出力軸の回転停止時に膨張行程となる気筒（停止時膨張行程気筒）に加えて圧縮行程となる気筒（以下、停止時圧縮行程気筒と称する）を予測し、燃料噴射制御手段が機関出力軸の回転停止直前に停止時圧縮行程気筒及び停止時膨張行程気筒の燃料噴射弁を作動させることにより、停止時圧縮行程気筒及び停止時膨張行程気筒内に未燃の混合気を封入するようにしてもよい。
【００４０】
この場合、始動制御手段は、内燃機関の次回の始動条件が成立したときに、先ず停止時膨張行程気筒の点火栓を作動させることにより機関出力軸を回転させ、次いで停止時圧縮行程気筒が膨張行程となった時点で該停止時圧縮行程気筒の点火栓を作動させるようにすればよい。
【００４１】
このように停止時膨張行程気筒及び停止時圧縮行程気筒において未燃混合気が燃焼させられると、停止時膨張行程気筒内の未燃混合気が燃焼した際に発生する燃焼圧力に加え、停止時圧縮行程気筒内の未燃混合気が燃焼した際に発生する燃焼圧力が機関出力軸を回転させるよう作用するため、内燃機関をクランキングさせる際に必要となるトルクが一層低減されることとなる。
【００４２】
本発明は、前述したような課題を解決するために以下のような手段を採用するようにしてもよい。すなわち、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置は、
内燃機関の吸気通路へ燃料噴射する燃料噴射弁と、
内燃機関の気筒内に点火する点火栓と、
内燃機関の運転停止条件が成立したときに、前記点火栓及び前記燃料噴射弁の作動を停止させる運転停止手段と、
内燃機関の機関出力軸の回転が停止する前に特定の気筒の燃料噴射弁を再度作動させる燃料噴射制御手段と、
前記特定気筒が膨張行程となった時点で前記機関出力軸の回転を停止させる出力軸停止手段と、
内燃機関の始動条件が成立したときに、前記特定気筒の点火栓を作動させる始動制御手段と、
を備えるようにしてもよい。
【００４３】
この発明は、吸気通路へ燃料を噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関において、内燃機関の運転が停止する前に特定の気筒の燃料噴射弁を作動させるとともに、特定気筒が膨張行程となった時点で内燃機関の運転を停止させることにより、前記特定気筒内に未燃の燃料を封入し、その後の始動時には前記特定気筒内の燃料を燃焼させることにより、燃料が燃焼する際に発生する燃焼圧力を利用して内燃機関を始動させることを最大の特徴としている。
【００４４】
かかる内燃機関の始動制御装置では、内燃機関の運転停止条件が成立したときに、運転停止手段が点火栓及び燃料噴射弁の作動を停止させる。点火栓及び燃料噴射弁の作動が停止されると、機関出力軸の回転が徐々に低下するようになる。
【００４５】
機関出力軸の回転が低下して停止する直前に、燃料噴射制御手段が特定気筒の燃料噴射弁を作動させる。燃料噴射弁から吸気通路へ噴射された燃料は、特定気筒が吸気行程にあるときに、吸気通路内の空気とともに前記特定気筒内へ吸入されて混合気を形成する。
【００４６】
続いて、前記特定気筒が圧縮行程を経て膨張行程へ至った時に、出力軸停止手段が機関出力軸の回転を停止させる。
【００４７】
この結果、特定気筒内に未燃混合気が封入された状態で内燃機関の運転が停止されることになる。
【００４８】
内燃機関の次回の始動時には、始動制御手段が特定気筒の点火栓を作動させることにより、特定気筒内の未燃混合気を燃焼させる。
【００４９】
このように特定気筒において混合気が燃焼すると、その際に発生する燃焼圧力が機関出力軸を回転させるよう作用するため、内燃機関をクランキングさせる際に必要となるトルクが低減される。
【００５０】
この結果、スタータモータやモータジェネレータ等のような始動装置にかかる負荷が低減される。
【００５１】
また、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置は、特定気筒が膨張行程へ至る前に機関出力軸の回転が停止してしまった場合に、特定気筒が膨張行程となるまで機関出力軸を回転させる出力軸回転手段を備えるようにしてもよい。
【００５２】
その際、出力軸回転手段は、内燃機関の運転停止時（例えば、機関出力軸の回転が停止した時）に、停止時膨張行程気筒が膨張行程となるまで機関出力軸を回転させるようにしてもよく、或いは内燃機関の次回の始動時に前記停止時膨張行程気筒が膨張行程となるまで機関出力軸を回転させるようにしてもよい。
【００５３】
この場合、始動制御手段は、前記特定気筒が膨張行程となった時点で該特定気筒の点火栓を作動させるようにすればよい。
【００５４】
尚、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置において、出力軸停止手段は、特定気筒が圧縮行程となった時点で機関出力軸の回転を停止させるようにしてもよい。
【００５５】
この場合、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置は、特定気筒が膨張行程となるまで機関出力軸を回転させる出力軸回転手段を備え、出力軸回転手段は、内燃機関の運転停止時又は内燃機関の次回の始動時に特定気筒が膨張行程となるまで機関出力軸を回転させ、始動制御手段は特定気筒が膨張行程にあることを条件に該特定気筒の点火栓を作動させるようにすればよい。
【００５６】
また、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置において、始動制御手段は、内燃機関の運転停止期間が所定期間以上となった場合には、内燃機関を強制的に始動させるようにしてもよい。
【００５７】
これは、内燃機関の運転停止期間が過剰に長くなると、特定気筒内に封入されている混合気が燃料と空気とに分離してしまったり、ピストンとシリンダとの間隙等から漏出してしまうことが想定されるからである。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置の具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００５９】
＜実施の形態１＞
先ず、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置の第１の実施の形態について図１〜図４に基づいて説明する。
【００６０】
図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２が直列に配置された４ストローク・サイクルのガソリン機関である。
【００６１】
内燃機関１の各気筒２には、吸気弁３と排気弁４とが設けられるとともに、点火栓５が設けられている。
【００６２】
内燃機関１には、吸気通路６と排気通路７とが接続されている。前記吸気通路６は、内燃機関１の各気筒２と吸気ポート８を介して連通している。
【００６３】
各吸気ポート８には燃料噴射弁９が取り付けられ、燃料噴射弁９が吸気ポート８内へ燃料を噴射することが可能となっている。
【００６４】
また、内燃機関１には、機関出力軸（クランクシャフト）１０が所定角度（例えば、１０°）回転する度にパルス信号を出力するクランクポジションセンサ１１が取り付けられている。
【００６５】
内燃機関１のクランクシャフト１０にはクランクプーリ１２が取り付けられている。このクランクプーリ１２は、モータジェネレータ１００のモータシャフト１０１に固定されたモータプーリ１０２とベルト２００を介して連結されている。
【００６６】
このように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１３が併設されている。ＥＣＵ１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成される算術論理演算回路である。
【００６７】
ＥＣＵ１３には前述したクランクポジションセンサ１１に加え、スタータスイッチ１４、車速センサ１５、及びブレーキスイッチ１６が電気的に接続され、それらの出力信号がＥＣＵ１３へ入力されるようになっている。
【００６８】
更に、ＥＣＵ１３には前述した点火栓５、燃料噴射弁９、及びモータジェネレータ１００が電気的に接続され、ＥＣＵ１３が点火栓５、燃料噴射弁９、及びモータジェネレータ１００を制御することが可能となっている。
【００６９】
例えば、ＥＣＵ１３は、内燃機関１が運転状態にあり且つ車両の電気負荷が所定値より高いとき、内燃機関１が運転状態にあり且つ図示しないバッテリの蓄電量が所定量以下となったとき、或いは、内燃機関１が減速運転状態にあるとき等に、モータジェネレータ１００をジェネレータとして作動させる。
【００７０】
この場合、クランクシャフト１０の回転トルクがクランクプーリ１２、ベルト２００、及びモータプーリ１０２を介してモータシャフト１０１へ伝達され、モータシャフト１０１が回転運動する。モータジェネレータ１００は、モータシャフト１０１の運動エネルギを電気エネルギに変換することにより発電を行う。
【００７１】
また、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の始動時に、モータジェネレータ１００をモータとして作動させる。
【００７２】
この場合、モータジェネレータ１００がモータシャフト１０１を回転駆動することにより、モータシャフト１０１の回転トルクがモータプーリ１０２、ベルト２００、及びクランクプーリ１２を介してクランクシャフト１０へ伝達され、クランクシャフト１０が回転するようになる。
【００７３】
次に、内燃機関１が運転状態にあるときにブレーキスイッチ１６の出力信号がオンとなり且つ車速センサ１５の出力信号が“０”になると、言い換えれば、内燃機関１が運転状態にあるときに車両が停止状態になると、ＥＣＵ１３は、点火栓５及び燃料噴射弁９の作動を一時的に停止させることにより、内燃機関１の運転を一時的に停止させる。
【００７４】
その後、ブレーキスイッチ１６の出力信号がオンからオフへ切り換わると、ＥＣＵ１３は、モータジェネレータ１００をスタータモータとして作動させるとともに点火栓５及び燃料噴射弁９を作動させることにより、内燃機関１を始動させ、以て内燃機関１の運転を再開させる。
【００７５】
ところで、上記したように内燃機関１の始動と停止が自動的に切り換えられる場合には、ブレーキスイッチ１６の出力信号がオンからオフへ切り換えられた時点で、内燃機関１を速やかに始動させる必要がある。
【００７６】
しかしながら、内燃機関１を始動する場合には、モータジェネレータ１００が気筒２内のガス圧縮力や内燃機関１のフリクション等に抗してクランクシャフト１０を回転させる必要があるため、内燃機関１を短時間に且つ確実に始動させるためにはモータジェネレータ１００の定格及び消費電力が大きくなってしまう虞がある。
【００７７】
これに対し、本実施の形態に係る内燃機関の始動制御装置では、ＥＣＵ１３は、内燃機関１を始動させる際に以下に述べるような始動制御を実行するようにした。ここでは、内燃機関１の点火順序が１番気筒２→３番気筒２→４番気筒２→２番気筒２となり、且つ、１番気筒２が圧縮上死点にあるときにクランクシャフト１０の回転角度（以下、クランク角度と称する）が０°（７２０°）となる場合を例に挙げて説明する。
【００７８】
本実施の形態における始動制御では、ＥＣＵ１３は、予め内燃機関１の運転停止時に膨張行程となる気筒２（以下、停止時膨張行程気筒２と称する）内に未燃混合気を供給しておく。
【００７９】
具体的には、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の運転停止条件が成立したときに、燃料噴射弁９の作動を継続させつつ点火栓５の作動を停止させる。
【００８０】
この場合、燃料噴射弁９の作動が継続されるため該燃料噴射弁９から噴射された燃料が気筒２内へ供給されるが、点火栓５の作動が停止しているため気筒２内に供給された燃料が着火及び燃焼しなくなる。
【００８１】
この結果、内燃機関１はクランクシャフト１０を回転させるトルクを発生しなくなり、以てクランクシャフト１０が慣性力のみで回転することとなる。
【００８２】
但し、前記した慣性力は、圧縮行程の気筒２で発生するガス圧縮力や内燃機関１各部のフリクションなどによって消費されるため、クランクシャフト１０の回転は、点火栓５の作動が停止された時点から数回転した後に停止する。
【００８３】
点火栓５の作動が停止された時点からクランクシャフト１０の回転が停止するまでの期間（以下、機関停止所要期間と称する）では、燃料噴射弁９から噴射された燃料が吸気ポート８内を流れる空気とともに吸気行程中の気筒２内へ吸入されて混合気を形成する。
【００８４】
この結果、クランクシャフト１０の回転が停止した時点で膨張行程となる気筒（停止時膨張行程気筒）２内には、未燃状態の混合気が封入されることとなる。
【００８５】
次に、内燃機関１の始動条件が成立した場合には、ＥＣＵ１３は、前記停止時膨張行程気筒２を判別する。
【００８６】
停止時膨張行程気筒２を判別する方法としては、内燃機関１の運転停止時、より詳細にはクランクシャフト１０の回転が停止した時のクランク角度（以下、停止時クランク角度と称する）に基づいて停止時膨張行程気筒２を判別する方法を例示することができる。
【００８７】
ここで、内燃機関１に関しては、図２に示すように、クランク角度が０°〜１８０°の範囲内にあるときは１番気筒２が膨張行程となり、クランク角度が１８０°〜３６０°の範囲内にあるときは３番気筒２が膨張行程となり、クランク角度が３６０°〜５４０°の範囲内にあるときは４番気筒２が膨張行程となり、クランク角度が５４０°〜７２０°の範囲内にあるときは２番気筒２が膨張行程となる。
【００８８】
従って、ＥＣＵ１３は、停止時クランク角度が０°〜１８０°の範囲内にある場合には１番気筒２が停止時膨張行程気筒２であると判定し、停止時クランク角度が１８０°〜３６０°の範囲内にある場合には３番気筒２が停止時膨張行程気筒２であると判定し、停止時クランク角度が３６０°〜５４０°の範囲内にある場合には４番気筒２が停止時膨張行程気筒２であると判定し、停止時クランク角度が５４０°〜７２０°の範囲内にある場合には２番気筒２が停止時膨張行程気筒２であると判定することができる。
【００８９】
このようにして停止時膨張行程気筒２が判別されると、ＥＣＵ１３は、停止時膨張行程気筒２の点火栓５を作動させる。
【００９０】
尚、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の始動条件が成立した時点で停止時膨張行程気筒２を判別せずに、全ての気筒２の点火栓５を作動させるようにしてもよい。
【００９１】
この場合、停止時膨張行程気筒２内に封入されていた未燃混合気が着火及び燃焼し、その際に発生する燃焼圧力によってクランクシャフト１０が回転することになる。すなわち、停止時膨張行程気筒２内の未燃混合気が燃焼することによって、内燃機関１のクランキングが行われることになる。
【００９２】
続いて、ＥＣＵ１３は、クランクポジションセンサ１１の出力信号に基づいてクランキング時の機関回転数（以下、クランキング回転数と称する）を演算する。具体的には、ＥＣＵ１３は、クランクポジションセンサ１１がパルス信号を出力する時間的間隔に従ってクランキング回転数を演算する。
【００９３】
ＥＣＵ１３は、前記クランキング回転数が所定回転数以上であるか否かを判別する。前記した所定回転数は、例えば、モータジェネレータ１００がスタータモータとして作用したときの機関回転数と同等以上の回転数である。
【００９４】
前記クランキング回転数が前記所定回転数以上である場合には、ＥＣＵ１３は、モータジェネレータ１００をモータとして作動させずに点火栓５及び燃料噴射弁９を作動させる。
【００９５】
この場合、内燃機関１は、モータジェネレータ１００の動力を利用せずに始動することになる。
【００９６】
一方、機関回転数が前記所定回転数未満である場合には、ＥＣＵ１３は、モータジェネレータ１００をモータとして作動させた上で点火栓５及び燃料噴射弁９を作動させる。
【００９７】
この場合、内燃機関１は、モータジェネレータ１００の動力を利用して始動することになるが、その際のモータジェネレータ１００の負荷は、停止時膨張行程気筒２において未燃混合気が燃焼されない場合に比して十分に低くいものとなる。
【００９８】
以下、本実施の形態における始動制御について、図３及び図４に沿って説明する。図３は停止制御ルーチンを示すフローチャート図であり、図４は始動制御ルーチンを示すフローチャート図である。
【００９９】
前記停止制御ルーチンは内燃機関１の運転時に運転停止条件が成立したことをトリガとしてＥＣＵ１３が実行するルーチンであり、前記始動制御ルーチンは内燃機関１の運転停止時に始動条件が成立したことをトリガとしてＥＣＵ１３が実行するルーチンである。
【０１００】
停止制御ルーチンでは、ＥＣＵ１３は、先ずＳ３０１において内燃機関１の運転停止条件が成立しているか否かを判別する。前記した運転停止条件としては、ブレーキスイッチ１６の出力信号がオンであり、且つ、車速センサ１５の出力信号が“０”であることを例示することができる。
【０１０１】
前記Ｓ３０１において運転停止条件が不成立であると判定された場合には、ＥＣＵ１３は、本ルーチンの実行を終了する。
【０１０２】
一方、前記Ｓ３０１において運転停止条件が成立していると判定された場合には、ＥＣＵ１３は、Ｓ３０２へ進み、点火栓５の作動を停止させる。すなわち、ＥＣＵ１３は、点火栓５の作動を停止させ且つ燃料噴射弁９の作動を継続させる。
【０１０３】
この場合、燃料噴射弁９から噴射された燃料が吸気ポート８内を流れる空気とともに吸気行程中の気筒２内へ吸入されて混合気を形成するが、その混合気が着火及び燃焼しないため、内燃機関１の運転が停止されることとなる。
【０１０４】
Ｓ３０３では、ＥＣＵ１３は、クランクポジションセンサ１１の出力信号に基づいて機関回転数を演算する。
【０１０５】
Ｓ３０４では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ３０３で算出された機関回転数が“０”であるか否か、すなわち、クランクシャフト１０の回転が停止したか否かを判別する。
【０１０６】
前記Ｓ３０４において機関回転数が“０”ではないと判定された場合は、ＥＣＵ１３は、クランクシャフト１０の回転が停止していないとみなし、前記したＳ３０３及びＳ３０４の処理を再度実行する。
【０１０７】
一方、前記Ｓ３０４において機関回転数が“０”であると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、クランクシャフト１０の回転が停止したとみなし、Ｓ３０５へ進む。
【０１０８】
Ｓ３０５では、ＥＣＵ１３は、クランクシャフト１０の回転が停止したときのクランク角度（停止時クランク角度）をバックアップＲＡＭに記憶させる。
【０１０９】
Ｓ３０６では、ＥＣＵ１３は、燃料噴射弁９の作動を停止させて本ルーチンの実行を終了する。
【０１１０】
このようにＥＣＵ１３が停止制御ルーチンを実行することにより、点火栓５の作動が停止された時点からクランクシャフト１０の回転が停止するまでの期間（機関停止所要期間）において、内燃機関１の各気筒２へ混合気が供給されることになるため、クランクシャフト１０の回転が停止した時に膨張行程となる気筒（停止時膨張行程気筒）２内には、未燃の混合気が封入されることとなる。
【０１１１】
その後、内燃機関１の始動条件が成立すると、ＥＣＵ１３は、図４に示す始動制御ルーチンを実行することになる。この始動制御ルーチンでは、ＥＣＵ１３は、先ず、Ｓ４０１において、内燃機関１の始動条件が成立しているか否かを判別する。前記した始動条件としては、例えば、ブレーキスイッチ１６のオンからオフへの切り換えや、スタータスイッチ１４のオフからオンへの切り換え等を例示することができる。
【０１１２】
前記Ｓ４０１において始動条件が不成立であると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、本ルーチンの実行を終了する。
【０１１３】
一方、前記Ｓ４０１において始動条件が成立していると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ４０２へ進み、バックアップＲＡＭから停止時クランク角度を読み出す。
【０１１４】
Ｓ４０３では、ＥＣＵ１３は、前記停止時クランク角度に基づいて停止時膨張行程気筒２を判別する。その際、ＥＣＵ１３は、停止時クランク角度が０°〜１８０°の範囲内にある場合には１番気筒２が停止時膨張行程気筒２であると判定し、停止時クランク角度が１８０°〜３６０°の範囲内にある場合には３番気筒２が停止時膨張行程気筒２であると判定し、停止時クランク角度が３６０°〜５４０°の範囲内にある場合には４番気筒２が停止時膨張行程気筒２であると判定し、停止時クランク角度が５４０°〜７２０°の範囲内にある場合には２番気筒２が停止時膨張行程気筒２であると判定する。
【０１１５】
Ｓ４０４では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ４０３で判別された停止時膨張行程気筒２の点火栓５を作動させる。
【０１１６】
この場合、停止時膨張行程気筒２内に封入されていた未燃混合気が着火及び燃焼し、その際に発生する燃焼圧力がクランクシャフト１０を回転させるべく作用するため、クランクシャフト１０がモータジェネレータ１００の動力を利用することなく回転することになる。つまり、停止時膨張行程気筒２内の混合気が燃焼されることによって、内燃機関１のクランキングが実現されることになる。
【０１１７】
Ｓ４０５では、ＥＣＵ１３は、クランクポジションセンサ１１の出力信号に基づいてクランキング回転数を演算する。
【０１１８】
Ｓ４０６では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ４０５で算出されたクランキング回転数が所定回転数以上であるか否かを判別する。
【０１１９】
前記Ｓ４０６において前記クランキング回転数が所定回転数以上であると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ４０７へ進み、始動処理を実行する。始動処理では、ＥＣＵ１３は、通常の始動時と同様の手順に従って点火栓５及び燃料噴射弁９を作動させる。
【０１２０】
この場合、内燃機関１は、モータジェネレータ１００の動力を利用することなく始動されることになる。
【０１２１】
一方、前記Ｓ４０６において前記クランキング回転数が所定回転数未満であると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ４０８においてモータジェネレータ１００をモータとして作動させた後にＳ４０７の処理を実行する。
【０１２２】
この場合、内燃機関１は、停止時膨張行程気筒２内の未燃混合気が燃焼した際に発生する燃焼圧力とモータジェネレータ１００の動力とを利用して始動されることになる。
【０１２３】
このようにＥＣＵ１３が始動制御ルーチンを実行することにより、停止時膨張行程気筒２内の混合気が燃焼する際に発生する燃焼圧力を利用して内燃機関１のクランキングを実現することが可能となる。
【０１２４】
従って、本実施の形態にかかる内燃機関の始動制御装置によれば、ポート噴射型の内燃機関において、始動時におけるモータジェネレータ１００の負荷を低減することが可能となる。
【０１２５】
尚、本実施の形態における始動制御では、機関停止所要期間において燃料噴射弁９を作動させているが、機関停止所要期間において点火栓５の作動が停止された時点から機関回転数がある程度低くなるまでは、燃料噴射弁９の作動を停止させるようにしてもよい。
【０１２６】
これは、クランクシャフト１０は、点火栓５の作動が停止された時点から数回転した後に停止するため、点火栓５の作動が停止された直後に燃料噴射弁９から噴射された燃料は内燃機関１の気筒２内に止まることなく排出されることが想定されるからである。
【０１２７】
また、本実施の形態における始動制御では、内燃機関１の運転停止時に膨張行程となった気筒（停止時膨張行程気筒）のみを判別し、その停止時膨張行程気筒内の未燃混合気を燃焼させて内燃機関１の始動を図っているが、内燃機関１の運転停止時に膨張行程となった気筒（停止時膨張行程気筒）に加えて圧縮行程となった気筒２（以下、停止時圧縮行程気筒２と称する）を判別し、先ず停止時膨張行程気筒内の未燃混合気を燃焼させ、次いで停止時圧縮行程気筒が膨張行程となった時点で該停止時圧縮行程気筒内の未燃混合気も燃焼させるようにしてもよい。
【０１２８】
この場合、停止時膨張行程気筒内の未燃混合気が燃焼する際に発生する燃焼圧力に加えて、停止時圧縮行程気筒内の未燃混合気が燃焼する際に発生する燃焼圧力を利用して内燃機関１のクランキングを実現することができるため、モータジェネレータ１００の負荷を一層低減させることが可能となる。
【０１２９】
＜実施の形態２＞
次に、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置の第２の実施の形態について図５〜図６に基づいて説明する。ここでは前述した第１の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１３０】
本実施の形態と前述した第１の実施の形態との相違点は、前述した第１の実施の形態では機関停止所要期間に全ての気筒２の燃料噴射弁９を作動させるのに対し、本実施の形態では機関停止所要期間内に停止時膨張行程気筒２を予測するとともに予測された停止時膨張行程気筒２の燃料噴射弁９のみを作動させる点にある。
【０１３１】
以下、本実施の形態における始動制御について図５に基づいて説明する。
【０１３２】
図５は、本実施の形態における停止制御ルーチンを示すルーチンであり、図６は、本実施の形態における始動制御ルーチンである。
【０１３３】
前記停止制御ルーチンは、前述した第１の実施の形態における停止制御ルーチンと同様に内燃機関１が運転状態にあるときに停止条件が成立したことをトリガとしてＥＣＵ１３が実行するルーチンであり、前記始動制御ルーチンは、前述した第１の実施の形態における始動制御ルーチンと同様に内燃機関１が運転停止状態にあるときに始動条件が成立したことをトリガとしてＥＣＵ１３が実行するルーチンである。
【０１３４】
先ず、停止制御ルーチンでは、ＥＣＵ１３は、Ｓ５０１において内燃機関１の運転停止条件が成立しているか否かを判別する。
【０１３５】
前記Ｓ５０１において運転停止条件が不成立であると判定された場合には、ＥＣＵ１３は、本ルーチンの実行を終了する。
【０１３６】
一方、前記Ｓ５０１において運転停止条件が成立していると判定された場合には、ＥＣＵ１３は、Ｓ５０２へ進み、点火栓５及び燃料噴射弁９の作動を停止させる。
【０１３７】
この場合、内燃機関１の各気筒２において燃料が燃焼しなくなるため、クランクシャフト１０の回転速度が低下していくことになる。
【０１３８】
Ｓ５０３では、ＥＣＵ１３は、停止時膨張行程気筒２を予測する。停止時膨張行程気筒２を予測する方法としては、機関停止所要期間において機関回転数が特定の回転数まで低下したとき、言い換えれば、機関停止所要期間において機関回転速度が特定の回転速度まで低下したときのクランク角度をパラメータとして、停止時クランク角度を予測する方法を例示することができる。
【０１３９】
その際、機関回転数が特定回転数まで低下したときのクランク角度と停止時クランク角度との関係を予め実験的に求めておくとともに、それらの関係をマップ化しておくようにしてもよい。
【０１４０】
尚、機関停止所要期間において内燃機関１に作用するフリクションの大きさは、潤滑油の温度や冷却水の温度などに応じて変化するため、機関回転数が特定回転数まで低下したときのクランク角度に加え、潤滑油の温度や冷却水の温度をパラメータとして停止時クランク角度を予測するようにしてもよい。
【０１４１】
Ｓ５０４では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ５０３において予測された停止時膨張行程気筒２の燃料噴射弁９を作動させる。
【０１４２】
Ｓ５０５では、ＥＣＵ１３は、クランクポジションセンサ１１の出力信号に基づいて機関回転数を演算する。
【０１４３】
Ｓ５０６では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ５０５で算出された機関回転数が“０”であるか否か、すなわち、クランクシャフト１０の回転が停止したか否かを判別する。
【０１４４】
前記Ｓ５０６において機関回転数が“０”ではないと判定された場合は、ＥＣＵ１３は、前記したＳ５０４〜Ｓ５０６の処理を再度実行する。
【０１４５】
前記Ｓ５０６において機関回転数が“０”であると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、クランクシャフト１０の回転が停止したとみなし、Ｓ５０７へ進む。
【０１４６】
Ｓ５０７では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ５０３において予測された停止時膨張行程気筒２を識別する情報をバックアップＲＡＭに記憶させる。
【０１４７】
Ｓ５０８では、ＥＣＵ１３は、停止時膨張行程気筒２の燃料噴射弁９の作動を停止させて本ルーチンの実行を終了する。
【０１４８】
このようにＥＣＵ１３が停止制御ルーチンを実行することにより、停止時膨張行程気筒２内に未燃の混合気を封入することが可能となる。
【０１４９】
その後、内燃機関１の始動条件が成立すると、ＥＣＵ１３は、図６に示す始動制御ルーチンを実行することになる。この始動制御ルーチンでは、ＥＣＵ１３は、先ずＳ６０１において、内燃機関１の始動条件が成立しているか否かを判別する。
【０１５０】
前記Ｓ６０１において始動条件が不成立であると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、本ルーチンの実行を終了する。
【０１５１】
一方、前記Ｓ６０１において始動条件が成立していると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ６０２へ進み、バックアップＲＡＭから停止時膨張行程気筒２を識別する情報を読み出し、その識別情報に基づいて停止時膨張行程気筒２を判別する。
【０１５２】
Ｓ６０３では、前記Ｓ６０２で判別された停止時膨張行程気筒２の点火栓５を作動させる。
【０１５３】
この場合、停止時膨張行程気筒２内に封入されていた未燃混合気が着火及び燃焼し、その際に発生する燃焼圧力がクランクシャフト１０を回転させるべく作用するため、クランクシャフト１０がモータジェネレータ１００の動力を利用することなく回転することになる。つまり、停止時膨張行程気筒２内の混合気が燃焼されることによって、内燃機関１のクランキングが実現されることになる。
【０１５４】
Ｓ６０４〜Ｓ６０７の処理は、前述した第１の実施の形態における始動制御ルーチンのＳ４０５〜Ｓ４０８の処理と同様である。
【０１５５】
このようにＥＣＵ１３が始動制御ルーチンを実行することにより、停止時膨張行程気筒２内の混合気が燃焼する際に発生する燃焼圧力を利用して内燃機関１のクランキングを実現することが可能となる。
【０１５６】
従って、本実施の形態にかかる内燃機関の始動制御装置によれば、前述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることが可能になる。更に、本実施の形態にかかる内燃機関の始動制御装置では、機関停止所要期間のうち機関回転数が特定回転から“０”となるまでの期間において停止時膨張行程気筒２の燃料噴射弁９のみを作動させるため、前述した第１の実施の形態にかかる内燃機関の始動制御装置に比して燃料消費量を低減させることが可能となる。
【０１５７】
尚、内燃機関１の運転停止時において、停止時膨張行程気筒２が膨張行程へ至る前の圧縮行程にあるときにクランクシャフト１０の回転が停止した場合には、ＥＣＵ１３は、モータジェネレータ１００を作動させて停止時膨張行程気筒２が膨張行程へ至るまでクランクシャフト１０を回転させるようにしてもよい。
【０１５８】
具体的には、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の運転停止時又は内燃機関１の次回の始動時に、停止時クランク角度に基づいて停止時膨張行程気筒２が圧縮行程にあるか或いは膨張行程にあるかを判別する。
【０１５９】
停止時膨張行程気筒２が膨張行程にあると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の次回の始動時に、図６の説明で述べたような始動制御ルーチンを実行することにより、内燃機関１を始動させる。
【０１６０】
一方、停止時膨張行程気筒２が圧縮行程にあると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の運転停止時又は内燃機関１の次回の始動時に、前記停止時膨張行程気筒２が膨張行程となるまでモータジェネレータ１００を作動させる。更に、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の次回の始動時に、停止時膨張行程気筒２の点火栓５を作動させる。
【０１６１】
この場合、停止時膨張行程気筒２が圧縮行程から膨張行程へ移行するまでモータジェネレータ１００を作動させることになるものの、その際のモータジェネレータ１００の作動時間は、モータジェネレータ１００のみでクランキングを行う場合に比して極僅かな時間となる上、停止時膨張行程気筒２が膨張行程へ移行した後は該停止時膨張行程気筒２内の未燃混合気を燃焼させることにより内燃機関１のクランキングを実現することが可能となるため、始動時におけるモータジェネレータ１００の負荷を低減することが可能となる。
【０１６２】
また、本実施の形態における停止制御では、ＥＣＵ１３は、機関停止所要期間において停止時膨張行程気筒２を予測してその停止時膨張行程気筒内に未燃混合気を封入しているが、内燃機関１の運転停止時に圧縮行程となる気筒２（以下、停止時圧縮行程気筒２と称する）を予測してその停止時圧縮行程気筒２内に未燃混合気を封入するようにしてもよい。
【０１６３】
この場合、ＥＣＵ１３は、始動制御において停止時圧縮行程気筒２が膨張行程となるまでモータジェネレータ１００を作動させた後に該停止時圧縮行程気筒２の点火栓５を作動させる。
【０１６４】
このような停止制御及び始動制御が実行されると、停止時膨張行程気筒２が圧縮行程から膨張行程へ移行するまでモータジェネレータ１００を作動させることになるものの、その際のモータジェネレータ１００の作動時間は、モータジェネレータ１００のみでクランキングを行う場合に比して極僅かな時間となる上、停止時膨張行程気筒２が膨張行程へ移行した後は該停止時膨張行程気筒２内の未燃混合気を燃焼させることにより内燃機関１のクランキングを実現することが可能となるため、始動時におけるモータジェネレータ１００の負荷を低減することが可能となる。
【０１６５】
また、本実施の形態における停止制御では、ＥＣＵ１３は、機関停止所要期間において停止時膨張行程気筒２を予測してその停止時膨張行程気筒内に未燃混合気を封入しているが、内燃機関１の運転停止時に膨張行程となる気筒２（停止時膨張行程気筒２）に加えて圧縮行程となる気筒２（停止時圧縮行程気筒２）を予測し、それら停止時膨張行程気筒２内及び停止時圧縮行程気筒２内に未燃混合気を封入するようにしてもよい。
【０１６６】
この場合、ＥＣＵ１３は、始動制御において、先ず停止時圧縮行程気筒２の点火栓５を作動させてクランクシャフト１０を回転させ、次いで停止時圧縮行程気筒２が膨張行程となった時点で該停止時圧縮行程気筒２の点火栓５を作動させる。
【０１６７】
このような停止制御及び始動制御が実行されると、停止時膨張行程気筒２内の未燃混合気が燃焼する際に発生する燃焼圧力に加えて、停止時圧縮行程気筒２内の未燃混合気が燃焼する際に発生する燃焼圧力を利用して内燃機関１のクランキングを実現することができるため、始動時におけるモータジェネレータ１００の負荷を一層低減することが可能となる。
【０１６８】
＜実施の形態３＞
次に、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置の第３の実施の形態について図７〜図８に基づいて説明する。ここでは前述した第１の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１６９】
本実施の形態と前述した第１の実施の形態との相違点は、前述した第１の実施の形態では機関停止所要期間に全ての気筒２の燃料噴射弁９を作動させることによりクランクシャフト１０の回転が停止した際に膨張行程となる気筒２内に未燃の混合気を封入するのに対し、本実施の形態ではクランクシャフト１０の回転が停止する直前に特定の気筒２の燃料噴射弁９を作動させるとともにその特定気筒２が膨張行程となった時点でクランクシャフト１０の回転を停止させる点にある。
【０１７０】
以下、本実施の形態における始動制御について図７及び図８に沿って説明する。
【０１７１】
図７は、本実施の形態における停止制御ルーチンを示すルーチンであり、図８は、本実施の形態における始動制御ルーチンである。
【０１７２】
前記停止制御ルーチンは、前述した第１の実施の形態における停止制御ルーチンと同様に内燃機関１が運転状態にあるときに停止条件が成立したことをトリガとしてＥＣＵ１３が実行するルーチンであり、前記始動制御ルーチンは、前述した第１の実施の形態における始動制御ルーチンと同様に内燃機関１が運転停止状態にあるときに始動条件が成立したことをトリガとしてＥＣＵ１３が実行するルーチンである。
【０１７３】
先ず、停止制御ルーチンでは、ＥＣＵ１３は、Ｓ７０１において内燃機関１の運転停止条件が成立しているか否かを判別する。
【０１７４】
前記Ｓ７０１において運転停止条件が不成立であると判定された場合には、ＥＣＵ１３は、本ルーチンの実行を終了する。
【０１７５】
一方、前記Ｓ７０１において運転停止条件が成立していると判定された場合には、ＥＣＵ１３は、Ｓ７０２へ進み、点火栓５及び燃料噴射弁９の作動を停止させる。
【０１７６】
この場合、内燃機関１の各気筒２において燃料が燃焼しなくなるため、クランクシャフト１０の回転速度が低下していくことになる。
【０１７７】
Ｓ７０３では、ＥＣＵ１３は、クランクポジションセンサ１１の出力信号に基づいて機関回転数を演算する。
【０１７８】
Ｓ７０４では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ７０３で算出された機関回転数が予め設定された特定回転数以下まで低下した否かを判別する。
【０１７９】
前記Ｓ７０４において機関回転数が特定回転数以下まで低下していないと判定された場合は、ＥＣＵ１３は、前述したＳ７０３及びＳ７０４の処理を再度実行する。
【０１８０】
前記Ｓ７０４において機関回転数が特定回転数以下まで低下していると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ７０５へ進み、４つの気筒２のうちの一の気筒２（以下、特定気筒２と称する）が吸気行程にあるか否か判別する。例えば、特定気筒２が１番気筒２である場合には、ＥＣＵ１３は、クランク角度が３６０°〜５４０°の範囲内にあることを条件に特定気筒２が吸気行程にあると判定することができる。
【０１８１】
前記Ｓ７０５において前記特定気筒２が吸気行程にないと判定された場合は、ＥＣＵ１３は、前記特定気筒２が吸気行程となるまで前記Ｓ７０５の処理を繰り返し実行する。
【０１８２】
前記Ｓ７０５において前記特定気筒２が吸気行程にあると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ７０６へ進み、前記特定気筒２の燃料噴射弁９を作動させる。
【０１８３】
この場合、前記燃料噴射弁９から噴射された燃料が吸気ポート８内の空気とともに前記特定気筒２内へ吸入されて混合気を形成する。
【０１８４】
尚、特定気筒２の燃料噴射弁９を作動させるタイミングは、特定気筒２が吸気行程にあるときのみならず、特定気筒２が排気行程にあるときであってもよい。
【０１８５】
Ｓ７０７では、ＥＣＵ１３は、前記特定気筒２が膨張行程にあるか否かを判別する。例えば、特定気筒２が１番気筒２である場合には、ＥＣＵ１３は、クランク角度が０°〜１８０°の範囲内にあることを条件に特定気筒２が膨張行程にあると判定することができる。
【０１８６】
前記Ｓ７０７において前記特定気筒２が膨張行程にないと判定された場合は、ＥＣＵ１３は、前記特定気筒２が膨張行程となるまで前記Ｓ７０７の処理を繰り返し実行する。
【０１８７】
前記Ｓ７０７において前記特定気筒２が膨張行程にあると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ７０８へ進み、クランクシャフト１０の回転を停止させるべくクランクシャフト停止処理を実行する。
【０１８８】
クランクシャフト停止処理では、ＥＣＵ１３は、例えば、モータジェネレータ１００をジェネレータとして作用させることにより、クランクシャフト１０の回転を停止させるようにしてもよく、モータジェネレータ１００をクランクシャフト１０の回転方向と逆方向へ回転させることにより、クランクシャフト１０の回転を停止させるようにしてもよい。
【０１８９】
その際、クランクシャフト１０の停止位置は、特定気筒２の膨張行程上死点と膨張行程下死点との中間位置であって、特定気筒２内の圧力が大気圧と略同等となる位置であることが好ましい。
【０１９０】
これは、特定気筒２内の圧力が大気圧に比して過剰に高くなると、内燃機関１の運転停止期間において特定気筒２内の混合気がピストンとシリンダとの間隙などから漏出してしまうことが想定されるからである。
このように特定気筒２が膨張行程にあるときにクランクシャフト１０の回転が停止されると、特定気筒２内に未燃の混合気が封入された状態で内燃機関１の運転が停止されることになる。
【０１９１】
ここで図７に戻り、ＥＣＵ１３は、Ｓ７０９において前記特定気筒２を識別する情報をバックアップＲＡＭに記憶させて、本ルーチンの実行を終了する。
【０１９２】
このようにＥＣＵ１３が停止制御ルーチンを実行することにより、特定気筒２を停止時膨張行程気筒２とすることができるとともに、特定気筒２内に未燃の混合気を封入することが可能となる。
【０１９３】
尚、前記した特定気筒２は、内燃機関１の運転が停止される度に変更することが好ましい。
【０１９４】
これは、内燃機関１の運転が停止される度に同一の気筒２が特定気筒とされると、特定気筒とその他の気筒との間で、ボアフラッシング（気筒内の壁面に形成されている油膜が燃料によって洗い流される現象）の度合いやウェット燃料量（吸気ポートや筒内の壁面に付着する燃料量）が異なってしまうからである。
【０１９５】
その後、内燃機関１の始動条件が成立すると、ＥＣＵ１３は、図８に示す始動制御ルーチンを実行することになる。この始動制御ルーチンでは、ＥＣＵ１３は、先ずＳ８０１において、内燃機関１の始動条件が成立しているか否かを判別する。
【０１９６】
前記Ｓ８０１において始動条件が不成立であると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、本ルーチンの実行を終了する。
【０１９７】
一方、前記Ｓ８０１において始動条件が成立していると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ８０２へ進み、バックアップＲＡＭから前記した特定気筒２を識別する情報を読み出し、その識別情報に従って特定気筒２を判別する。
【０１９８】
Ｓ８０３では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ８０２で判別された特定気筒２の点火栓５を作動させる。
【０１９９】
この場合、特定気筒２内に封入されていた未燃混合気が着火及び燃焼し、その際に発生する燃焼圧力がクランクシャフト１０を回転させるべく作用するため、クランクシャフト１０がモータジェネレータ１００の動力を利用することなく回転することになる。つまり、停止時膨張行程気筒２内の混合気が燃焼されることによって、内燃機関１のクランキングが実現されることになる。
【０２００】
Ｓ８０４〜Ｓ６０７の処理は、前述した第１の実施の形態における始動制御ルーチンのＳ４０５〜Ｓ４０８の処理と同様である。
【０２０１】
このようにＥＣＵ１３が始動制御ルーチンを実行することにより、特定気筒２内の混合気が燃焼する際に発生する燃焼圧力を利用して内燃機関１のクランキングを実現することが可能となる。
【０２０２】
従って、本実施の形態にかかる内燃機関の始動制御装置によれば、前述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることが可能になる。更に、本実施の形態にかかる内燃機関の始動制御装置では、機関停止所要期間において特定気筒２の燃料噴射弁９を一回のみ作動させることによって特定気筒２内に未燃混合気を封入することが可能となるため、前述した第１の実施の形態にかかる内燃機関の始動制御装置に比して燃料消費量を低減させることが可能となる。
【０２０３】
尚、内燃機関１の運転停止時に特定気筒２が膨張行程へ至る前の圧縮行程で停止してしまった場合には、ＥＣＵ１３は、モータジェネレータ１００を作動させて特定気筒２が膨張行程へ至るまでクランクシャフト１０を回転させるようにしてもよい。
【０２０４】
具体的には、ＥＣＵ１３は、停止時クランク角度に基づいて特定気筒２が圧縮行程にあるか或いは膨張行程にあるかを判別する。
【０２０５】
特定気筒２が膨張行程にあると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の次回の始動時に、図８の説明で述べたような始動制御ルーチンを実行することにより、内燃機関１を始動させる。
【０２０６】
一方、特定気筒２が圧縮行程にあると判定された場合は、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の運転停止時又は内燃機関１の次回の始動時に、前記特定気筒２が膨張行程となるまでモータジェネレータ１００を作動させる。更に、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の次回の始動時に、特定気筒２が膨張行程にあることを条件に該特定気筒２の点火栓５を作動させる。
【０２０７】
この場合、特定気筒２が圧縮行程から膨張行程へ移行するまでモータジェネレータ１００を作動させることになるものの、その際のモータジェネレータ１００の作動時間は、モータジェネレータ１００のみでクランキングを行う場合に比して極僅かな時間となる上、停止時膨張行程気筒２が膨張行程へ移行した後は該停止時膨張行程気筒２内の未燃混合気を燃焼させることによって内燃機関１のクランキングが実現されるため、始動時におけるモータジェネレータ１００の負荷を低減することが可能となる。
【０２０８】
また、本実施の形態における停止制御では、ＥＣＵ１３は、特定気筒２が膨張行程にあるときにクランクシャフト１０の回転を停止させているが、特定気筒２が圧縮行程にあるときにクランクシャフト１０の回転を停止させるようにしてもよい。
【０２０９】
この場合、ＥＣＵ１３は、始動制御において特定気筒２が膨張行程となるまでモータジェネレータ１００を作動させた後に該特定気筒２の点火栓５を作動させる。
【０２１０】
このような停止制御及び始動制御が実行されると、特定気筒２が圧縮行程から膨張行程へ移行するまでモータジェネレータ１００を作動させることになるものの、その際のモータジェネレータ１００の作動時間は、モータジェネレータ１００のみでクランキングを行う場合に比して極僅かな時間となる上、特定気筒２が膨張行程へ移行した後は該特定気筒２内の未燃混合気を燃焼させることにより内燃機関１のクランキングを実現することが可能となるため、始動時におけるモータジェネレータ１００の負荷を低減することが可能となる。
【０２１１】
尚、前述した第１〜第３の実施の形態において、内燃機関１の運転停止時から始動時までの経過時間が過剰に長くなると、停止時膨張行程気筒２内の混合気が燃料と空気とに分離して可燃性が低下してしまうことが想定されるため、内燃機関１の運転停止時からの経過時間が所定時間以上となった時点で、内燃機関１を強制的に始動させることが好ましい。
【０２１２】
このように内燃機関１の運転停止時からの経過時間が所定時間以上となった時点で内燃機関１が強制的に始動させられるようすれば、停止時膨張行程気筒２内の混合気の可燃性の低下を防止することができ、以て内燃機関１の始動時には停止時膨張行程気筒２内の混合気を確実に燃焼させることが可能となる。
【０２１３】
【発明の効果】
本発明にかかる内燃機関の始動制御装置によれば、吸気通路へ燃料を噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関において、該内燃機関の始動時に気筒内で燃料を燃焼させることが可能となり、以て燃料が燃焼する際に発生する圧力を利用して内燃機関を始動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図
【図２】クランク角度と各気筒の行程との関係を示す図
【図３】第１の実施の形態における停止制御ルーチンを示すフローチャート図
【図４】第１の実施の形態における始動制御ルーチンを示すフローチャート図
【図５】第２の実施の形態における停止制御ルーチンを示すフローチャート図
【図６】第２の実施の形態における始動制御ルーチンを示すフローチャート図
【図７】第３の実施の形態における停止制御ルーチンを示すフローチャート図
【図８】第３の実施の形態における始動制御ルーチンを示すフローチャート図
【符号の説明】
１・・・・内燃機関
２・・・・気筒
５・・・・点火栓
９・・・・燃料噴射弁
１１・・・クランクポジションセンサ
１３・・・ＥＣＵ
１００・・モータジェネレータ
【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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