(57)【要約】【課題】  従来技術では、膨張行程にある気筒の排気弁の開弁時期を調整して始動性の向上を計ろうとしている。また、始動時の機関の状態に関係なく常に同じ可変動弁制御を行っている。この為十分に再始動性を向上することができない。【解決手段】  吸気バルブ閉弁時期を調整して、圧縮行程気筒の実効圧縮比を低下するように制御する。さらには、内燃機関始動時のピストン位置により圧縮行程気筒の実効圧縮比を決定する。【効果】  膨張行程気筒の吸気閉弁時期を可変して、始動時の内燃機関状態によって実効圧縮比を低下させることにより、内燃機関のシステムを複雑化させることなく、内燃機関を始動する際のスタータへの負荷を軽減するとともに、始動性を向上させることが出来る。【選択図】図３
2005127169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の再始動時に、膨張行程気筒での燃焼仕事に比べて圧縮工程気筒での圧縮仕事が小さくなるよう、圧縮工程にある気筒の吸気弁の閉弁時期を可変制御することを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項２】
燃料噴射量，燃料噴射時点から点火時点までの時間、燃料を分割噴射するか否かの選択、あるいは燃料を分割噴射するタイミングの少なくとも何れかを、内燃機関の始動時の環境パラメータにより調整することを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項３】
内燃機関の休止から再始動までの間に、膨張行程気筒に燃料噴射することを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項４】
請求項１に記載のものにおいて、
少なくとも吸気閉弁時期を可変出来る機構と、
内燃機関再始動時に膨張行程にある気筒を判別出来る手段と、
少なくとも前記内燃機関再始動時に膨張行程にある気筒を判別出来る手段により判別された膨張行程気筒のピストン停止位置を判別できる手段を備え、
内燃機関を再始動する際に前記内燃機関始動時に膨張行程にある気筒を判別出来る手段により検出された膨張行程気筒に燃料噴射および点火を行うとともに、
圧縮行程にある気筒の吸気閉弁時期を前記吸気閉弁時期の可変機構により、前記膨張行程気筒での燃焼仕事に比べ圧縮行程気筒での圧縮仕事が小さくなるように吸気閉弁時期を制御すること
を特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項５】
前記請求項２に記載のものにおいて、
始動環境パラメータが少なくとも、水温，油温，燃圧，ピストン停止位置，バッテリ残量のいずれかであること
を特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項６】
前記請求項４に記載の内燃機関の制御方法において、
吸気開弁時期，排気開弁時期および排気閉弁時期を気筒毎に任意に可変出来る機構を備え、
前記吸気弁および排気弁の開閉時期を任意に可変できる機構により複数の気筒を膨張行程とし、
前記内燃機関始動時に膨張行程にある気筒を判別出来る手段により検出された膨張行程気筒に燃料噴射および点火を行うこと
を特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項７】
前記請求項４に記載の内燃機関の制御方法において、
内燃機関を再始動する前に前記吸気閉弁時期の可変機構により圧縮行程にある気筒の実効圧縮比を低下させることを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項８】
前記請求項４に記載の内燃機関の制御方法において、
前記膨張行程気筒のピストン停止位置を判別できる手段により判別した膨張行程気筒にある気筒のピストン停止位置により異なる実効圧縮比を予め設定しておき、当該設定した実効圧縮比に基づいて前記吸気閉弁時期の可変機構により圧縮行程にある気筒の実効圧縮比を低下させることを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項９】
前記請求項４に記載の内燃機関の制御方法において、
内燃機関を再始動する際において、
圧縮行程気筒の実効圧縮比を内燃機関回転数により制御することを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項１０】
前記請求項２に記載の内燃機関の制御方法において、
内燃機関を再始動する際の始動環境パラメータは少なくとも、水温，油温，燃圧，膨張行程にある気筒のピストン位置および内燃機関回転数のいずれかであることを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項１１】
前記請求項２に記載のものにおいて、
内燃機関を再始動する際の始動環境パラメータは少なくとも、水温，油温，燃圧，膨張行程にある気筒のピストン位置および内燃機関回転数のいずれかであることを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項１２】
前記請求項４に記載の内燃機関の制御方法において、
内燃機関を再始動する際において、
圧縮行程にある気筒の実効圧縮比を前気筒の実効圧縮比より大きくなるように制御することを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項１３】
前記請求項４に記載の内燃機関の制御方法において、
内燃機関を再始動する際において、
圧縮行程にある気筒の実効圧縮比を一定に保ち、完爆信号出力以後に実効圧縮比を可変することを特徴とする内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の制御方法に関し、特にエンジンの再始動時の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には内燃機関の再始動時には、膨張行程にある気筒に燃料噴射および点火を行い、燃焼により内燃機関を始動させている。さらに、膨張行程にある気筒の排気弁の開弁時期を可変することにより膨張比を大きくし、燃焼により発生する仕事を増加させて始動性を向上させている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−４９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、始動時の内燃機関の状態に関係なく常に同様の可変動弁制御を行っている。しかも、その可変動弁は排気弁を制御しており、この点で十分な始動性が得られない（スタータへの負荷をさほど軽減できない）。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明では内燃機関を再始動する際に、膨張行程気筒での燃焼仕事に比べ圧縮気筒での圧縮仕事が小さくなるように圧縮行程にある気筒の吸気閉弁時期を可変動弁機構によって調整する。
【０００６】
第２の発明では燃料噴射量，燃料噴射から点火までの時間，燃料の分割噴射を再始動する際の始動環境パラメータにより制御する。
【０００７】
第３の発明では内燃機関停止から再始動を開始する前に膨張行程気筒に燃料噴射を行うことを特徴とする制御を行う。
【発明の効果】
【０００８】
内燃機関の再始動時のスタータへの負荷を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施例の特徴は以下のとおりである。
【００１０】
従来技術では、膨張行程にある気筒の排気弁の開弁時期を調整して始動性の向上を計ろうとしている。また、始動時の機関の状態に関係なく常に同じ可変動弁制御を行っている。この為十分に再始動性を向上することができない。
【００１１】
この点に鑑みて、本実施例では吸気バルブ閉弁時期を調整して、圧縮行程気筒の実効圧縮比を低下するように制御する。さらには、内燃機関始動時のピストン位置により圧縮行程気筒の実効圧縮比を決定する。
【実施例１】
【００１２】
以下に、本発明の実施の第１形態について図面を用いて説明する。
【００１３】
図１は本発明を実施する筒内直接噴射式内燃機関の構成図である。図１に示す内燃機関１はクランク機構２を備え、そのクランク機構２に連結されたコンロッド３はシリンダ４内に摺動可能に嵌合しているピストン５の往復運動を回転運動に変換する役割を持つ。シリンダヘッド６によって燃焼室７が構成され、シリンダヘッド６には吸気弁８，排気弁９および燃料噴射弁１０，火花点火装置１１が装着されている。吸気弁８および排気弁９には開閉時期を変更可能とする可変動弁機構１２が設けられている。内燃機関１はピストン５の往復動作によって負圧となる燃焼室７に空気を吸入し、燃焼させる。内燃機関１に供給される燃料は、燃料噴射弁１０により燃焼室７に直接噴射される。燃焼室７内に噴射された燃料は燃焼室７内に吸入された空気と混合し火花点火装置１１により燃焼が行われる。排気ガスはピストン５の往復動作によって排気弁９から排出される。クランク機構の一端にはフライホイール１３が装着され、スタータにより内燃機関を始動する際には、フライホイール１３にはスタータギヤ１４を介してスタータ１５が接続される。
【００１４】
コントロールユニット１６において、各種のセンサの出力信号から内燃機関１の運転状態を検出し、その検出結果に応じて内燃機関１に装着されている可変動弁機構１２，燃料噴射弁１０，火花点火装置１１を制御する。
【００１５】
コントロールユニット１６に各種センサからの入力される信号を以下に示す。本実施例では、クランク角，上死点判別信号，スロットル開度，アクセルペダル踏量，ブレーキペダル踏量，内燃機関回転数，吸気温度，吸入空気量，水温，油温，燃圧，空燃比，排気温度，排気酸素濃度がコントロールユニット１６に入力される。図中には、クランク角センサ１７，上死点判別センサ１８，吸気量センサ１９，スロットル開度センサ２０のみを示してある。
【００１６】
コントロールユニット１６は図示しない変速機の制御を行う変速機制御部２１，内燃機関制御部２２，可変動弁制御部２３，インジェクタ駆動回路２４，燃圧可変回路２５，膨張行程気筒判別回路２６および内燃機関自動停止回路２７などから構成されている。
【００１７】
上述した吸気弁８および排気弁９の開閉時期を変更可能とする可変動弁機構１２は、電磁アクチュエータを用いた可変機構であり、所定の範囲内で各気筒において吸気弁８および排気弁９の開閉時期を任意にコントロールすることが出来る。
【００１８】
各気筒に対する燃料噴射および点火時期は前記コントロールユニット１６により制御され、上述した燃料噴射弁１０および火花点火装置１１はコントロールユニット１６から出力される噴射パルス信号，点火信号により駆動される。これらの噴射パルス信号および点火信号は、内燃機関１に装着されたクランク角センサ１７および上死点判別センサ１８からの出力により、コントロールユニット１６において演算処理され、噴射および点火時期を制御している。内燃機関停止する際のクランク軸の反転を考慮し、クランク角センサ
１７はクランク軸の絶対角を計測可能なレゾルバのように、順方向および逆方向の回転角度を計測できる機能を持つことが望ましい。また本発明の実施の第１形態ではクランク軸の角度を以下のようにして計測する。上死点判別センサ１８は例えば予め特定気筒の特定の行程の上死点に合わせて信号を出力するように設定しておく。また、上死点判別センサ１８の出力信号間のクランク角センサ１７からの信号をコントロールユニット１６によりカウントおよび記憶することにより、各気筒の行程およびピストン位置を判別可能となる。内燃機関１が停止する際には停止直前に上記各気筒の行程判別手段により各気筒の行程を記憶することにより、内燃機関停止時の特定気筒の行程およびピストン停止位置が判別可能となる。
【００１９】
次に、本実施例の動作について説明する。
【００２０】
図２に内燃機関自動停止ルーチンの制御フローを示す。Ｓ１１０において内燃機関が暖機完了しているか否かを判断する。本実施例では水温８０℃以上を暖機完了とし、８０℃以下を冷機状態と判断するが、任意の温度であっても構わない。Ｓ１１０において暖機完了と判断された場合にＳ１２０において、車両が停止しているか否かを判断する。車両が停止している場合、Ｓ１３０において車両が停止してから所定時間経過したか否かを判断する。車両が停止してから所定時間を経過した場合、Ｓ１４０においてアイドルストップの実施が決定され、Ｓ１５０においてアイドルストップの実施が指令される。Ｓ１５０においてアイドルストップの実施が指令され、任意の気筒における燃料噴射あるいは点火指令が停止した後にそれまでの４ストローク運転を前記電磁アクチュエータを用いた可変動弁機構１２のバルブタイミングを変更することにより、２ストローク運転に切り替えてもよい。この動作により、すべての気筒において吸気行程および圧縮行程を繰り返すことで発生する圧縮仕事により、前記ピストン停止位置を判別できる手段の出力をもとに、ピストン停止位置を所望の位置にフィードバック制御することが可能となる。また、前記電磁アクチュエータを用いた可変動弁機構１２の他にエアコン，オルタネータ，デフロスターなどの補機類を駆動することによりピストン停止位置を所望の位置にフィードバック制御しても良い。さらには、クランク軸を機械的に停止できる機構を用いても構わない。なお、内燃機関停止後に内燃機関以外から得られる動力により車両が移動し、膨張行程気筒のピストン停止位置が移動した場合にもアイドルストップ中はコントロールユニット１６には電力が供給されているため、膨張行程気筒のピストン停止位置を判別することが出来る。その後、内燃機関の再始動条件を満足する前に、前記任意の気筒における行程の判別手段により検出された膨張行程気筒への燃料噴射を行っても良い。この動作により、内燃機関再始動時の燃焼室内において燃料が十分に気化するため、均質な混合気を形成することができる。これにより、始動性を向上させることが出来る。アイドルストップを実施する条件としてその他の条件を加えても構わない。内燃機関停止後、Ｓ１６０において始動条件が満足されたと判断された場合は、Ｓ２００において内燃機関始動ルーチンをスタートさせる。
【００２１】
以下に図３において内燃機関再始動ルーチンの制御フローを示す。これは内燃機関再始動から初爆までの制御フローを示している。Ｓ２１０において少なくとも再始動する際の膨張行程気筒のピストン位置によりスタータを作動するか否かを決定する。バッテリ残量が所定の値に比べ少なければスタータを非作動としても良い。図４に示すように、膨張行程にある気筒のピストン位置が予め定められた範囲内に入っている場合にはスタータを非作動とすることが決定される。本実施例では膨張行程において上死点後８０°から130°の範囲においてスタータを非作動としている。これは前記ピストン位置の範囲内において始動に足る十分なトルクを得られることが実験的に確認できたためである。さらに、ピストン位置に加えて、水温，油温，燃圧によりスタータの作動あるいは非作動を決定しても構わない。さらに、ＧＰＳからの地図情報，ステアリングの舵角，ウィンカー，ブレーキ解除からアクセルペダル踏み込みまでの時間のいずれかによりスタータを作動するか否かを決定しても構わない。これは、例えば交差点などにおいての右折時にアイドルストップからの再始動を行う際における始動不良を回避するためのフェールセーフ機能である。
ＧＰＳからの地図情報，ステアリングの舵角，ウィンカー，ブレーキ解除からアクセルペダル踏み込みまでの時間によりドライバが右折しようとしていると判断される場合には、スタータを必ず作動させるなどの措置をとっても構わない。また、内燃機関停止する際において、前述した前記電磁アクチュエータを用いた可変動弁機構１２および補機類によるピストン停止位置のフィードバック制御を行った場合には、前述したスタータを非作動とするピストン停止位置にピストンを停止させることが可能となるため、Ｓ２１０においてピストン停止位置に対するスタータ非作動の判別は行われない。
【００２２】
Ｓ２１０においてスタータ非作動が選択された場合、Ｓ２２０において、再始動する際の膨張行程気筒のピストン位置により圧縮行程気筒の実効圧縮比を決定する。さらに、ピストン位置に加えて、水温，油温，燃圧により圧縮行程気筒の実効圧縮比を決定しても構わない。圧縮行程気筒の実効圧縮比を決定するために、あらかじめ圧縮行程気筒の実効圧縮比が、再始動時の水温，油温，燃圧，ピストン位置のそれぞれのマップとして書き込まれている。油温は水温から求めたものであっても構わない。図５，図６および図７に水温，燃圧およびピストン停止位置に対する圧縮行程気筒の実効圧縮比の関係を示す。Ｓ220においてあらかじめ書き込まれたマップとセンサ出力に基づき圧縮行程気筒の実効圧縮比が決定される。図８にＳ２２０において与えられる吸気バルブタイミングを示す。図に示すように吸気バルブ閉弁時期を遅角することにより圧縮行程気筒の実効圧縮比を低下させ始動負荷を軽減できるとともに、Ｓ２２０において再始動する際の膨張行程気筒のピストン位置により圧縮行程気筒の実効圧縮比を決定するため、再始動時の内燃機関状態に対して過度の実効圧縮比の低下を回避することが可能となり、初爆から完爆における過渡時の内燃機関の制御性を向上させることが出来る。次に、Ｓ２３０において可変動弁機構操作指令により、Ｓ２２０で決定された圧縮行程気筒の実効圧縮比となるように吸気バルブの閉弁時期が可変される。また、Ｓ２３０において、吸気行程気筒の吸気バルブタイミングを膨張行程気筒の吸気バルブタイミングと同様とし、膨張行程気筒を複数気筒として始動性を向上させることも考えられる。
【００２３】
次に、Ｓ２４０において膨張行程気筒、あるいは、複数気筒への燃料噴射量が決定される。この燃料噴射量は、始動時の膨張行程気筒のピストン位置，前記圧縮行程気筒の実効圧縮比により決定される。さらに、ピストン位置および圧縮行程気筒の実効圧縮比に加えて、水温，油温，燃圧により燃料噴射量を決定しても構わない。本実施例では、燃料噴射量のマップが始動時の膨張行程気筒のピストン位置，水温，油温，燃圧，前記圧縮行程気筒の実効圧縮比のそれぞれのマップとして書き込まれている。これにより、再始動時の内燃機関状態により、最適な燃料噴射量を選定可能となり、始動性向上とともに燃料噴霧のピストン付着などによる排気悪化を回避することが出来る。
【００２４】
Ｓ２４０において燃料噴射量を決定し、Ｓ２４５において決定された燃焼噴射量の分割噴射割合を決定する。分割噴射することにより噴霧のペネトレーションを短く出来るため、燃焼室壁面への燃料噴霧の付着を回避することが可能となる。Ｓ２４５において、再始動する際の少なくとも燃料噴射量および膨張行程気筒のピストン位置のいずれかにより燃焼噴射量の分割噴射割合を決定する。さらに、ピストン位置およびに燃料噴射量に加えて、水温，油温，燃圧により燃料噴射量の分割割合を決定しても構わない。本実施例では、燃焼噴射量の分割噴射割合のマップが、再始動時の水温，油温，燃料噴射量，燃圧および膨張行程気筒のピストン位置のそれぞれのマップとして書き込まれている。燃料の分割噴射により、燃料噴霧の空気利用率を向上させることが可能となり、気化促進を図ることが出来る。
【００２５】
次にＳ２５０において少なくとも始動時の燃料噴射量および燃料噴射量の分割噴射割合のいずれかにより燃料噴射から点火までの時間間隔を決定する。さらに、燃料噴射量および燃料噴射量の分割噴射割合に加えて、水温，油温，燃圧により燃料噴射量を決定しても構わない。本実施例では、燃料噴射から点火までの時間間隔のマップが、再始動時の水温，油温，燃圧，燃料噴射量のそれぞれのマップとして書き込まれている。この燃料噴射から点火までの時間間隔の最適値は、燃料噴霧の気化特性，燃料噴霧により誘起される筒内流動および点火プラグ周辺の空燃比に依存するため、それらに感度の高い水温，油温，燃圧，燃料噴射量および燃料噴射量の分割噴射割合により決定する。これにより再始動時の内燃機関状態により最適な燃料噴射から点火までの時間間隔を選定可能となり、始動トルクを向上させることが出来る。
【００２６】
本実施例ではＳ２４５において燃料の分割噴射割合を決定するが、分割噴射を行わずとも構わない。
【００２７】
以上のように、圧縮行程気筒の実行圧縮比，膨張行程気筒への燃料噴射量，燃料噴射から点火までの時間間隔が決定され、Ｓ２６０およびＳ２７０において燃料噴射および点火指令が出される。その後にＳ３００において内燃機関始動〜完爆ルーチンがスタートする。
【００２８】
以上に始動時の初爆およびスタータ作動に関するコントロールユニットの制御フローについて説明した。以下に図９および図１０において、内燃機関始動から完爆までのコントロールユニットの制御フローについて説明する。
【００２９】
図９に内燃機関初爆から完爆までのコントロールユニットの制御フローの第１パターンを示す。Ｓ３００において初爆〜完爆ルーチンがスタートし、Ｓ３１０において初爆から完爆までの過渡時の内燃機関回転数により圧縮行程気筒の実効圧縮比を決定する。さらに、過渡時の内燃機関回転数に加えて、水温，油温，燃圧により圧縮行程気筒の実効圧縮比を決定しても構わない。本実施例では、圧縮行程気筒の実効圧縮比のマップが、再始動時の水温，油温，燃圧，初爆から完爆までの過渡時の内燃機関回転数のいずれかのそれぞれのマップとして書き込まれており、それに基づいてＳ３２０において前記吸気バルブの閉弁時期の可変指令が出される。内燃機関回転数によって圧縮行程気筒の実行圧縮比を可変することにより、過渡時の内燃機関状態をフィードバックすることとなり、過渡時における最適な実効圧縮比を選定可能となる。
【００３０】
次にＳ３３０において吸気行程気筒への燃料噴射量が決定される。この燃料噴射量は、少なくとも再始動時の圧縮行程気筒の実効圧縮比および内燃機関回転数のいずれかにより決定される。さらに、再始動時の圧縮行程気筒の実効圧縮比および内燃機関回転数に加えて、水温，油温，燃圧により燃料噴射量を決定しても構わない。本実施例では、膨張行程気筒への燃料噴射量のマップが、再始動時の膨張行程気筒のピストン位置，水温，油温，燃圧，前記圧縮行程気筒の実効圧縮比のそれぞれのマップとして書き込まれている。前記圧縮行程気筒の実効圧縮比によって燃料噴射量を可変することにより、過渡時の内燃機関状態をフィードバックすることとなり、過渡時における最適な燃料噴射量を選定可能となる。
【００３１】
Ｓ３３０により決定された膨張行程気筒への燃料噴射量を複数回に分割して噴射を行い、Ｓ３３５において燃焼噴射量の分割噴射割合を決定する。分割噴射することにより噴霧のペネトレーションを短く出来るため、燃焼室壁面への燃料噴霧の付着を回避することが可能となる。Ｓ３３５において、始動する際の燃料噴射量および膨張行程気筒のピストン位置により燃焼噴射量の分割噴射割合を決定する。さらに、始動する際の燃料噴射量および膨張行程気筒のピストン位置に加えて、水温，油温，燃圧により燃焼噴射量の分割噴射割合を決定しても構わない。本実施例では、燃焼噴射量の分割噴射割合のマップが、再始動時の水温，油温，燃料噴射量，燃圧および膨張行程気筒のピストン位置のそれぞれのマップとして書き込まれている。燃料の分割噴射により、燃料噴霧の空気利用率を向上させることが可能となり、気化促進を図ることが出来る。
【００３２】
次にＳ３４０において始動時の燃料噴射量、燃料噴射量の分割噴射割合および内燃機関回転数により燃料噴射から点火までの時間間隔を決定する。さらに、始動時の燃料噴射量、燃料噴射量の分割噴射割合および内燃機関回転数に加えて、水温，油温，燃圧により燃料噴射から点火までの時間間隔を決定しても構わない。本実施例では、燃料噴射から点火までの時間間隔のマップが、再始動時の水温，油温，燃圧，燃料噴射量，燃料噴射量の分割噴射割合および内燃機関回転数のそれぞれのマップとして書き込まれている。内燃機関回転数および燃料噴射量によって、燃料噴射から点火までの時間間隔を可変することにより、過渡時の内燃機関状態をフィードバックすることとなり、過渡時における最適な燃料噴射から点火までの時間間隔を選定可能となる。
【００３３】
このように燃料噴射量および燃料噴射から点火までの時間間隔が決定され、Ｓ３５０，Ｓ３６０において燃料噴射および点火指令が出される。
【００３４】
次にＳ３７０において内燃機関回転数が目標内燃機関回転数以上となる場合に完爆したと判定、Ｓ３８０において完爆信号を出力し、再始動時の制御フローは終了する。Ｓ370において内燃機関回転数が目標内燃機関回転数以上と判定されない場合には、再びＳ310からの制御フローを繰り返す。
【００３５】
また、Ｓ３１０において再始動時の水温，油温，燃圧のいずれかにより圧縮行程気筒の実効圧縮比を決定するとともに、さらに前行程で圧縮行程にあった気筒の実効圧縮比よりも、現在圧縮行程にある気筒の実効圧縮比を大きくするように圧縮行程気筒の実効圧縮比のマップが書き込まれていても構わない。それに基づいてＳ５２０において前記吸気バルブの閉弁時期の可変指令が出される。
【００３６】
図１０に始動から完爆までのコントロールユニットの制御フローの第２パターンを示す。Ｓ３００Ａにおいて内燃機関始動〜完爆ルーチンがスタートし、Ｓ３１０Ａにおいて始動時の水温，油温，燃圧のいずれかにより圧縮行程気筒の実効圧縮比を決定する。圧縮行程気筒の実効圧縮比のマップが、再始動時の水温，油温，燃圧のいずれかのそれぞれのマップとして書き込まれており、それに基づいてＳ３２０において前記吸気バルブの閉弁時期の可変指令が出される。Ｓ３３０以降の制御フローは図９に示す初爆から完爆までのコントロールユニットの制御フローの第１パターンと同様であるが、次にＳ３７０において完爆していないと判定した場合、Ｓ３３０からの制御フローを繰り返す。これにより初爆から完爆までのコントロールユニットの制御フローの第２パターンでは、完爆に至るまで圧縮行程での実効圧縮比は一定となり、完爆信号出力以降に出力されるＳ３２０での吸気バルブの閉弁時期の可変指令により吸気バルブの閉弁時期が完爆以降の閉弁時期に可変される。
【００３７】
図３中のＳ２１０においてスタータ作動が選択されると、Ｓ４００においてスタータ作動ルーチンがスタートする。
【００３８】
図１１にスタータ作動ルーチンの制御フローを示す。Ｓ４１０においてスタータを部分的に作動するか否かを決定する。Ｓ４１０において少なくとも始動する際の水温，油温，燃圧によりスタータを部分的に作動させるか、あるいは始動をスタータのみにより行うかを決定する。水温，油温が予め定められた一定温度以下である場合にスタータのみにより始動を行うことが決定される。スタータを部分的に作動させる場合には、最初にスタータを作動させて、膨張行程気筒のピストン位置を燃焼により図４に示す始動可能な位置まで回転させ、その後に膨張行程気筒への燃料噴射および点火を行って始動を行うことにより、スタータにかかる負荷を軽減する。Ｓ４２０以降はスタータを部分的に作動させる場合の制御フローである。最初にスタータにより内燃機関を回転させることにより、筒内に流動を生成することが可能となり、後に噴射する燃料の気化を促進でき、燃焼により得られる始動トルクを向上させることが出来る。
【００３９】
次にＳ４２０において再始動時の水温，油温，燃圧のいずれかにより圧縮行程気筒の実効圧縮比を決定する。圧縮行程気筒の実効圧縮比のマップが、始動時の水温，油温，燃圧のそれぞれのマップとして書き込まれている。このように、Ｓ４２０において決定された圧縮行程気筒の実行圧縮比に基づいて、Ｓ４３０において吸気バルブの閉弁時期の操作指令を出す。
【００４０】
次にＳ４４０において膨張行程気筒への燃料噴射量が決定される。この燃料噴射量は、少なくとも始動時の水温，油温，燃圧のいずれかにより決定される。膨張行程気筒への燃料噴射量のマップが、始動時の水温，油温，燃圧のそれぞれのマップとして書き込まれている。
【００４１】
Ｓ４４０により決定された膨張行程気筒への燃料噴射量を複数回に分割して噴射を行い、Ｓ４４５において燃焼噴射量の分割噴射割合を決定する。Ｓ４４５において、始動する際の少なくとも水温，油温，燃料噴射量，燃圧のいずれかにより燃焼噴射量の分割噴射割合を決定する。燃焼噴射量の分割噴射割合のマップが、始動時の水温，油温，燃料噴射量，燃圧および膨張行程気筒のピストン位置のそれぞれのマップとして書き込まれている。燃料の分割噴射により、燃料噴霧の空気利用率を向上させることが可能となり、気化促進を図ることが出来る。
【００４２】
次にＳ４５０において少なくとも始動時の水温，油温，燃圧，燃料噴射量および燃料噴射量の分割噴射割合のいずれかにより燃料噴射から点火までの時間間隔を決定する。燃料噴射から点火までの時間間隔のマップが、始動時の水温，油温，燃圧，燃料噴射量および燃料噴射量の分割噴射割合のそれぞれのマップとして書き込まれている。この燃料噴射から点火までの時間間隔の最適値は、燃料噴霧の気化特性，燃料噴霧により誘起される筒内流動および点火プラグ周辺の空燃比に依存するため、それらに感度の高い水温，油温，燃圧，燃料噴射量および燃料噴射量の分割噴射割合により決定する。これにより始動時の内燃機関状態により最適な燃料噴射から点火までの時間間隔を選定可能となり、始動トルクを向上させることが出来る。
【００４３】
次にＳ４６０においてスタータ作動指令が出され内燃機関の再始動を行うが、スタータを作動させて、膨張行程気筒のピストン位置が図４に示す燃焼により始動可能な位置まで達したか否かをＳ４６５において判定する。その後にＳ４７０，Ｓ４８０において少なくとも膨張，吸気および圧縮行程気筒のいずれかへの燃料噴射および膨張行程気筒への点火が指令される。次にＳ３００において始動から完爆までの制御フローである初爆〜完爆ルーチンへ進む。
【００４４】
Ｓ４１０においてスタータの部分的な作動を行わないように決定された場合には、Ｓ
４６０においてスタータ作動により始動が行われ、スタータ作動ルーチンが終了する。
【００４５】
本実施例ではＳ２４５において燃料の分割噴射割合を決定するが、分割噴射を行わずとも構わない。
【実施例２】
【００４６】
以下に、本発明の実施の第２形態について図面を用いて説明する。
【００４７】
図１２は本発明を実施する筒内直接噴射式内燃機関の構成図である。図１２に示す本実施形態の構成は図１に示す本発明の実施の第１形態の構成と比べ、上死点判別センサ１８、吸気弁の閉弁時期を変更可能とする油圧駆動式の可変動弁機構２８および気筒判別センサ２９が異なり、その他の構成は同じである。
【００４８】
上記の油圧駆動式の可変動弁機構２８は所定の範囲内で吸気弁８の閉弁時期の位相を進角および遅角側に変更させることが出来、この動作は可変動弁機構２９内に設けられた作動油圧の給排路を切替えることにより行われる。
【００４９】
各気筒に対する燃料噴射および点火時期は前記コントロールユニット１６により制御され、上述した燃料噴射弁１０および火花点火装置１１はコントロールユニット１６から出力される噴射パルス信号，点火信号により駆動される。これらの噴射パルス信号および点火信号は、内燃機関１に装着されたクランク角センサ１７および気筒判別センサ２９からの出力により、コントロールユニット１６において演算処理され、噴射および点火時期を制御している。内燃機関停止する際のクランク軸の反転を考慮し、クランク角センサ１７はクランク軸の絶対角を計測可能なレゾルバのように、順方向および逆方向の回転角度を計測できる機能を持つことが望ましい。また本発明の実施の第２形態では以下のようにしてクランク軸の角度を計測する。気筒判別センサ２９の出力信号間のクランク角信号をコントロールユニット１６によりカウントおよび記憶することにより、各気筒の行程およびピストン位置を判別可能となる。内燃機関１が停止する際には停止直前に上記各気筒の行程判別手段により各気筒の行程を記憶することにより、内燃機関停止時の特定気筒の行程およびピストン停止位置が判別可能となる。
【００５０】
次に、本実施例の動作について説明する。
【００５１】
図１３に内燃機関自動停止ルーチンの制御フローを示す。Ｓ１１０において内燃機関が暖機完了しているか否かを判断する。本実施例では水温８０℃以上を暖機完了とし、８０℃以下を冷機状態と判断するが、任意の温度であっても構わない。Ｓ１１０において暖機完了と判断された場合にＳ１２０において、車両が停止しているか否かを判断する。車両が停止している場合、Ｓ１３０において車両が停止してから所定時間経過したか否かを判断する。車両が停止してから所定時間を経過した場合、Ｓ１４０においてアイドルストップの実施が決定される。本実施例では、内燃機関停止直前にＳ１４５における可変動弁機構操作指令により予め定められた一定の実効圧縮比となるように吸気バルブの閉弁時期を制御する。これにより、内燃機関停止後の油圧低下により可変動弁機構が動作しないという事態を回避できる。図１４に予め定められた吸気バルブタイミングの一例を示す。図に示すように吸気バルブ閉弁時期を遅角することにより、圧縮行程気筒の実効圧縮比を低下させ、始動負荷を軽減できる。これにより、再始動時の内燃機関状態に対して過度の実効圧縮比の低下を回避することが可能となり、初爆から完爆における過渡時の内燃機関の制御性を向上させることが出来る。Ｓ１５０においてアイドルストップの実施が指令される。Ｓ１５０においてアイドルストップの実施が指令され、任意の気筒における燃料噴射あるいは点火指令が停止した後に、エアコン，オルタネータ，デフロスターなどの補機類を駆動することによりピストン停止位置を所望の位置にフィードバック制御しても良い。さらには、クランク軸を機械的に停止できる機構を用いても構わない。なお、内燃機関停止後に内燃機関以外から得られる動力により車両が移動し、クランク停止位置が移動した場合にもアイドルストップ中はコントロールユニット１６には電力が供給されているため、クランク停止位置を判別することが出来る。その後、内燃機関の再始動条件を満足する前に、前記任意の気筒における行程の判別手段により検出された膨張行程気筒への燃料噴射を行っても良い。この動作により、内燃機関再始動時の燃焼室内において燃料が十分に気化するため、均質な混合気を形成することができる。これにより、始動性を向上させることが出来る。アイドルストップを実施する条件としてその他の条件を加えても構わない。内燃機関停止後、Ｓ１６０において再始動条件が満足されたと判断された場合は、Ｓ200において内燃機関始動ルーチンをスタートさせる。
【００５２】
次に、図１５を用いて、本実施例の内燃機関再始動ルーチンの制御フローについて説明する。これらの制御フローは本発明の実施の第１形態中の図３中に示した制御フローとほぼ同様である。しかし、本実施例では、内燃機関停止後に可変動弁機構を可変することが出来ない可能性があることから、図３中のＳ２２０およびＳ２３０を持たない。さらにＳ２４０以降には実効圧縮比によるマップを持たない。
【００５３】
図１５中のＳ２１０においてスタータ作動が選択された場合、Ｓ４００Ａにおいて図
１６に示すスタータ作動ルーチンがスタートする。この制御フローは本発明の実施の第１形態に示した図１１とほぼ同様である。しかし、本実施例では、内燃機関停止後に可変動弁機構を可変することが出来ない可能性があることから、図１１中のＳ４３０を持たない。さらにＳ４４０以降には実効圧縮比によるマップを持たない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施形態の内燃機関システム図。
【図２】本発明の第１実施形態の内燃機関自動停止ルーチンの制御フローを示す図。
【図３】本発明の第１実施形態の内燃機関再始動ルーチンの制御フローを示す図。
【図４】本発明の第１，第２及び第３実施形態のピストン位置によるスタータ非作動領域を示す図。
【図５】本発明の第１および第２の実施形態の水温に対する圧縮行程気筒の実効圧縮比を示す図。
【図６】本発明の第１および第２の実施形態の燃圧に対する圧縮行程気筒の実効圧縮比を示す図。
【図７】本発明の第１および第２の実施形態のピストン停止位置に対する圧縮行程気筒の実効圧縮比を示す図。
【図８】本発明の第１実施形態のバルブタイミングを示す図。
【図９】本発明の第１実施形態の初爆から完爆までの制御フローの第１パターンを示す図。
【図１０】本発明の第１実施形態の初爆から完爆までの制御フローの第２パターンを示す図。
【図１１】本発明の第１実施形態のスタータ作動ルーチンの制御フローを示す図。
【図１２】本発明の第２実施形態の内燃機関システム図。
【図１３】本発明の第２実施形態のスタータ作動ルーチンの制御フローを示す図。
【図１４】本発明の第２実施形態のバルブタイミングを示す図。
【図１５】本発明の第２実施形態の内燃機関再始動ルーチンの制御フローを示す図。
【図１６】本発明の第２実施形態のスタータ作動ルーチンの制御フローを示す図。
【符号の説明】
【００５５】
１…内燃機関、２…クランク機構、４…シリンダ、５…ピストン、６…シリンダヘッド、７…燃焼室、８…吸気弁、９…排気弁、１０…燃料噴射弁、１１…火花点火装置、１２…吸気閉弁時期可変動弁機構（電磁駆動式）、１５…スタータ、１７…クランク角センサ、１８…上死点判別センサ、２８…吸気閉弁時期可変動弁機構（油圧駆動式）、２９…気筒判別センサ。
【図１】
2005127169.tif 000003
【図２】
2005127169.tif 000004
【図３】
2005127169.tif 000005
【図４】
2005127169.tif 000006
【図５】
2005127169.tif 000007
【図６】
2005127169.tif 000008
【図７】
2005127169.tif 000009
【図８】
2005127169.tif 000010
【図９】
2005127169.tif 000011
【図１０】
2005127169.tif 000012
【図１１】
2005127169.tif 000013
【図１２】
2005127169.tif 000014
【図１３】
2005127169.tif 000015
【図１４】
2005127169.tif 000016
【図１５】
2005127169.tif 000017
【図１６】
2005127169.tif 000018