(57)【要約】    【課題】  始動時や停止時にエンジン振動を低減しながら、良好な始動性や停止性を確保できるようにする。    【解決手段】  エンジン１１の始動時や停止時に、吸気ポンプロス増加制御を行う。この吸気ポンプロス増加制御では、可変吸気バルブタイミング機構２９により吸気バルブ２８の開弁タイミングを遅角させることで、吸気行程初期の筒内圧を低下させてポンプロスを増加させる。この吸気ポンプロス増加制御により、始動時や停止時に膨張行程にある気筒の膨張エネルギーによるクランク軸の加速を、そのときに吸気行程にある気筒のポンプロスによって抑制してエンジン振動を低減する。尚、吸気ポンプロス増加制御中は、膨張行程にある気筒の膨張エネルギーやエンジン回転速度に応じて、吸気行程にある気筒のポンプロスを変化させるようにすると良い。    【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気バルブの開閉動作を可変制御する可変吸気バルブ機構と、
内燃機関の始動時及び／又は停止時に、吸気行程のポンプロスを増加させるように前記可変吸気バルブ機構を制御する吸気ポンプロス増加制御を行うことで該内燃機関の振動を低減する振動低減制御手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の振動低減制御装置。
【請求項２】
前記振動低減制御手段は、前記吸気ポンプロス増加制御中に、膨張行程にある気筒の膨張エネルギーに応じて、そのときに吸気行程にある気筒のポンプロスを変化させるように前記可変吸気バルブ機構を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の振動低減制御装置。
【請求項３】
前記振動低減制御手段は、前記吸気ポンプロス増加制御中に、内燃機関の状態に応じて吸気行程のポンプロスを変化させるように前記可変吸気バルブ機構を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の振動低減制御装置。
【請求項４】
前記振動低減制御手段は、前記吸気ポンプロス増加制御中に、内燃機関の回転速度に応じて吸気行程のポンプロスを変化させるように前記可変吸気バルブ機構を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の振動低減制御装置。
【請求項５】
予め前記可変吸気バルブ機構の制御量と吸気行程のポンプロスとの関係を記憶しておく手段を備え、
前記振動低減制御手段は、前記吸気ポンプロス増加制御中に、予め記憶しておいた前記可変吸気バルブ機構の制御量と吸気行程のポンプロスとの関係に基づいて前記可変吸気バルブ機構の制御量を設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の振動低減制御装置。
【請求項６】
内燃機関の筒内圧を検出する筒内圧センサを備え、
前記振動低減制御手段は、前記吸気ポンプロス増加制御中に、前記筒内圧センサの出力に基づいて吸気行程のポンプロスを算出するか又は内燃機関の状態に基づいて吸気行程のポンプロスを推定し、その吸気行程のポンプロスの算出値又は推定値に基づいて前記可変吸気バルブ機構の制御量を設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の振動低減制御装置。
【請求項７】
前記振動低減制御手段は、内燃機関の始動時に前記吸気ポンプロス増加制御を行う場合には、吸気行程のポンプロスを増加させた状態から徐々に減少させるように前記可変吸気バルブ機構を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の振動低減制御装置。
【請求項８】
内燃機関の排気バルブの開閉動作を可変制御する可変排気バルブ機構を備え、
前記振動低減制御手段は、前記吸気ポンプロス増加制御中に、各気筒の排気効率が高くなるように前記可変排気バルブ機構を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関の振動低減制御装置。
【請求項９】
前記振動低減制御手段は、前記吸気ポンプロス増加制御中に、前記可変吸気バルブ機構を制御して前記吸気バブルの開弁タイミング、バルブリフト量、バルブ開閉パターンのうちの少なくとも１つを変化させて吸気行程のポンプロスを増加させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の内燃機関の振動低減制御装置。
【請求項１０】
内燃機関の運転中に所定の自動停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止し、内燃機関の自動停止中に所定の自動始動条件が成立したときに内燃機関を自動始動する自動停止・始動制御手段を備え、
前記振動低減制御手段は、前記自動停止・始動制御手段による内燃機関の自動停止中に、該内燃機関の状態に応じて前記可変吸気バルブ機構の制御量を変更することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の内燃機関の振動低減制御装置。
【請求項１１】
前記振動低減制御手段は、内燃機関の始動時の前記吸気ポンプロス増加制御中に始動性を判定し、始動不良と判定した場合に、吸気行程のポンプロスを減少させるように前記可変吸気バルブ機構を制御することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の内燃機関の振動低減制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の始動時や停止時の振動を低減する内燃機関の振動低減制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載される内燃機関においては、燃費節減、排気エミッション低減等を目的として、エンジン自動停止・始動装置（いわゆるアイドリングストップ装置）を採用したものがある。このエンジン自動停止・始動装置は、例えば、運転者が車両を停車させたときにエンジンを自動的に停止し、その後、運転者が車両を発進させようとする操作を行ったときにエンジンを自動的に再始動するようにしている。このような車両では、運転者の意志とは無関係にエンジンを自動停止又は自動始動するため、運転者に違和感や不快感を与えないようにエンジンを自動停止又は自動始動する必要がある。
【０００３】
そこで、特許文献１（特開２０００−２０４９８７号公報）に記載されているように、エンジンの始動時に、筒内圧を低下させてエンジン振動を低減するようにしたものがある。また、特許文献２（特開２００１−３０４００５号公報）に記載されているように、エンジンの停止時に、吸気管圧力を低下させて筒内圧を低下させることでエンジン振動を低減するようにしたものがある。これらは、いずれも吸気行程の最終的な筒内圧（筒内吸入空気量）を低下させて、圧縮行程から膨張行程における往復ピストン運動に伴う筒内圧力の変動を小さくすることで、クランク軸の回転変動を抑制して、エンジン振動を低減しようとするものである。
【特許文献１】特開２０００−２０４９８７号公報（第２頁等）
【特許文献２】特開２００１−３０４００５号公報（第１２頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、エンジン始動時に、エンジン振動を効果的に低減できる程度まで筒内圧を低下させると、筒内吸入空気量が非常に少なくなって、エンジンの始動に必要な燃焼エネルギーを発生させることができなくなり、始動性に悪影響を及ぼす可能性がある。また、一般に、エンジン停止時は、回転力が徐々に減少して圧縮上死点（筒内圧がほぼ最大になる位置）を乗り越えることができなくなって回転が停止するため、エンジン振動を効果的に低減できる程度まで筒内圧を低下させると、回転が停止するまでの時間が長くなってしまい、エンジン停止性能が悪くなるという問題もある。
【０００５】
本発明は、これらの事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、始動時や停止時に内燃機関の振動を低減しながら、良好な始動性や停止性を確保することができる内燃機関の振動低減制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の内燃機関の振動低減制御装置は、内燃機関の吸気バルブの開閉動作を可変制御する可変吸気バルブ機構を備え、振動低減制御手段によって、内燃機関の始動時及び／又は停止時に吸気行程のポンプロスを増加させるように可変吸気バルブ機構を制御する吸気ポンプロス増加制御を行うことで内燃機関の振動を低減するようにしたものである。
【０００７】
一般に、内燃機関の振動（クランク軸の回転変動）の主要因は、各気筒の膨張行程毎に該膨張行程にある気筒の膨張エネルギー（燃焼時は燃焼エネルギー）によってクランク軸の回転が加速されることにあると考えられる。そこで、本発明のように、内燃機関の始動時や停止時に吸気ポンプロス増加制御を行えば、膨張行程にある気筒の膨張エネルギーによるクランク軸の加速を、そのときに吸気行程にある気筒のポンプロスによって抑制することができる。これにより、クランク軸の回転変動を抑制して、内燃機関の振動を低減することができる。
【０００８】
しかも、吸気ポンプロス増加制御は、吸気行程の全期間に渡ってポンプロスを増加させる必要はなく、膨張行程にある気筒の膨張エネルギーによるクランク軸の加速を抑制する分だけのポンプロス（例えば吸気行程初期のポンプロス）を増加させれば良いため、内燃機関の始動時に、吸気ポンプロス増加制御を行っても、吸気行程の最終的な筒内吸入空気量を十分に確保して、始動に必要な燃焼エネルギーを発生させることができ、良好な始動性を確保することができる。また、吸気ポンプロス増加制御によって膨張行程毎の膨張エネルギーによるクランク軸の加速を抑制することができるため、内燃機関の停止時に、吸気ポンプロス増加制御を行えば、回転が停止するまでの時間を長くすることなく、速やかに停止させることができる。
【０００９】
この場合、請求項２のように、吸気ポンプロス増加制御中に、膨張行程にある気筒の膨張エネルギーに応じて、そのときに吸気行程にある気筒のポンプロスを変化させるように可変吸気バルブ機構を制御するようにすると良い。このようにすれば、膨張行程の膨張エネルギーの変化に対応して、吸気行程のポンプロスの増加量を変化させることができるため、膨張行程の膨張エネルギーによるクランク軸の加速を、吸気行程のポンプロスによって精度良く抑制することができ、内燃機関の振動を効果的に低減することができる。
【００１０】
また、一般に、内燃機関の状態（回転速度、機関温度等）に応じて膨張行程の膨張エネルギーが変化するため、請求項３のように、吸気ポンプロス増加制御中に、内燃機関の状態に応じて吸気行程のポンプロスを変化させるように可変吸気バルブ機構を制御するようにしても良い。このようにしても、膨張行程の膨張エネルギーの変化に対応して、吸気行程のポンプロスの増加量を変化させることができ、膨張行程の膨張エネルギーによるクランク軸の加速を、吸気行程のポンプロスによって精度良く抑制することができ、内燃機関の振動を効果的に低減することができる。
【００１１】
更に、請求項４のように、吸気ポンプロス増加制御中に、内燃機関の回転速度に応じて吸気行程のポンプロスを変化させるように可変吸気バルブ機構を制御するようにしても良い。このようにすれば、始動時の回転速度上昇（又は停止時の回転速度降下）に合わせて、吸気行程のポンプロスの増加量を変化させることができ、始動時に回転速度をスムーズに上昇（又は停止時に回転速度をスムーズに降下）させることができる。
【００１２】
また、可変吸気バルブ機構の制御は、請求項５のように、吸気ポンプロス増加制御中に、予め記憶しておいた可変吸気バルブ機構の制御量と吸気行程のポンプロスとの関係に基づいて可変吸気バルブ機構の制御量を設定するようにしても良い。このようにすれば、吸気ポンプロス増加制御中に、吸気行程のポンプロスを算出（又は推定）しなくても、可変吸気バルブ機構の制御量を吸気行程のポンプロスに対応した適正な制御量とすることができる。
【００１３】
或は、請求項６のように、吸気ポンプロス増加制御中に、筒内圧センサの出力に基づいて吸気行程のポンプロスを算出するか又は内燃機関の状態に基づいて吸気行程のポンプロスを推定し、その吸気行程のポンプロスの算出値又は推定値に基づいて可変吸気バルブ機構の制御量を設定するようにしても良い。このようにすれば、吸気ポンプロス増加制御中に、現在の吸気行程のポンプロスを監視しながら、可変吸気バルブ機構の制御量を吸気行程のポンプロスに対応した適正な制御量にすることができる。
【００１４】
一般に、内燃機関の始動時は、回転速度の上昇に伴って振動が減少するため、回転速度の上昇に伴って振動低減に必要な吸気行程のポンプロスが減少する。この関係に着目して、請求項７のように、内燃機関の始動時に吸気ポンプロス増加制御を行う場合には、吸気行程のポンプロスを増加させた状態から徐々に減少させるように可変吸気バルブ機構を制御するようにしても良い。このようにすれば、可変吸気バルブ機構の制御性の問題等によって吸気行程のポンプロスを精度良く調整できない場合でも、始動時に吸気行程のポンプロスを増加させた状態から徐々に減少させるという簡単な制御で、内燃機関の振動を低減しつつ、始動性を確保することができる。
【００１５】
また、請求項８のように、内燃機関の排気バルブの開閉動作を可変制御する可変排気バルブ機構を備えたシステムの場合、吸気ポンプロス増加制御中に、各気筒の排気効率が高くなるように可変排気バルブ機構を制御するようにしても良い。排気行程の排気効率が高くなるほど筒内の残留ガスが少なくなり、筒内の残留ガスが少なくなるほど次の吸気行程初期の筒内圧を速やかに低下させてポンプロスを速やかに増加させることができるため、吸気ポンプロス増加制御中に、各気筒の排気効率を高くすれば、吸気ポンプロス増加制御の制御性を向上させることができる。
【００１６】
また、請求項９のように、吸気ポンプロス増加制御中に、可変吸気バルブ機構を制御して吸気バブルの開弁タイミング、バルブリフト量、バルブ開閉パターンのうちの少なくとも１つを変化させて吸気行程のポンプロスを増加させるようにすると良い。可変吸気バルブタイミング機構や可変吸気バルブリフト機構を備えたシステムでは、吸気バルブの開弁タイミングを遅角したり、バルブリフト量を低減したりすれば、吸気行程初期の筒内圧を低下させてポンプロスを増加させることができる。また、吸気バルブの開閉パターンを任意に可変することができる可変吸気バルブ機構（例えば電磁駆動バルブ）を備えたシステムでは、吸気バルブのバルブ開閉パターンを変化させることで、吸気行程のポンプロスを増加させることができる。
【００１７】
また、請求項１０のように、内燃機関の運転中に所定の自動停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止し、内燃機関の自動停止中に所定の自動始動条件が成立したときに内燃機関を自動始動する自動停止・始動制御手段を備えたシステムでは、自動停止・始動制御手段による内燃機関の自動停止中に、該内燃機関の状態に応じて可変吸気バルブ機構の制御量を変更するようにしても良い。
【００１８】
自動停止中に内燃機関の状態（冷却水温、油温、機関停止時間、バッテリ電圧等）が刻々と変化し、その内燃機関の状態に応じて、振動低減と始動性を確保できる可変吸気バルブ機構の始動制御開始時の適正制御量が変化するため、自動停止中に内燃機関の状態に応じて可変吸気バルブ機構の制御量を変更すれば、自動停止中に可変吸気バルブ機構の制御量を始動制御開始時の適正制御量に調整しておくことができる。これにより、次回の自動始動時に、予め可変吸気バルブ機構を始動制御開始時の適正制御量に調整した状態で、内燃機関を自動始動することができ、始動制御開始当初から振動低減と始動性を確保することができる。
【００１９】
また、請求項１１のように、内燃機関の始動時の吸気ポンプロス増加制御中に始動性を判定し、始動不良と判定した場合に、吸気行程のポンプロスを減少させるように可変吸気バルブ機構を制御するようにしても良い。このようにすれば、始動不良と判定した場合には、吸気行程のポンプロスを減少させて速やかに筒内吸入空気量を増加させて始動しやすい状態にすることができ、確実に始動できるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を次の４つの実施例１〜４を用いて説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明の実施例１を図１乃至図５に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、ＤＣモータ等によって開度調節されるスロットルバルブ１５とスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１６とが設けられている。
【００２２】
更に、スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１８が設けられている。また、サージタンク１７には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１９が設けられ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２１が取り付けられ、各点火プラグ２１の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
【００２３】
また、エンジン１１の吸気バルブ２８には、該吸気バルブ２８の開閉タイミング（吸気バルブタイミング）を可変する可変吸気バルブタイミング機構２９が設けられ、排気バルブ３０には、該排気バルブ３０の開閉タイミング（排気バルブタイミング）を可変する可変排気バルブタイミング機構３１が設けられている。
【００２４】
一方、エンジン１１の排気管２２には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒等の触媒２３が設けられ、この触媒２３の上流側に、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられている。
【００２５】
また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２５や、エンジン１１のクランク軸が一定クランク角（例えば３０℃Ａ）回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２６が取り付けられている。このクランク角センサ２６の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。更に、エンジン油温が油温センサ３２によって検出され、吸気温が吸気温センサ３３によって検出される。
【００２６】
これら各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２７に入力される。このＥＣＵ２７は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２０の燃料噴射量や点火プラグ２１の点火時期を制御する。
【００２７】
更に、ＥＣＵ２７は、エンジン自動停止・始動制御プログラム（図示せず）を実行することで自動停止・始動制御手段としての役割を果たし、エンジン１１の運転中に所定の自動停止条件が成立したとき（運転者が車両を停止させたとき）に、エンジン１１を自動的に停止し、この自動停止中に所定の自動始動条件が成立したとき（運転者が車両を発進させようとする操作を行ったとき）に、エンジン１１を自動的に始動する。
【００２８】
また、ＥＣＵ２７は、図２乃至図４に示す振動低減用の各プログラムを実行することで振動低減制御手段としての役割を果たし、エンジン１１の始動時（通常の始動時及び自動始動時）や停止時（通常の停止時及び自動停止時）に、吸気行程のポンプロスを増加させるように可変吸気バルブタイミング機構２９を制御する吸気ポンプロス増加制御を行って、始動時や停止時のエンジン振動を低減する。尚、自動始動時や自動停止時のみに吸気ポンプロス増加制御を行うようにしても良い。
【００２９】
本実施例１の吸気ポンプロス増加制御では、図５に示すように、可変吸気バルブタイミング機構２９により吸気バルブ２８の開弁タイミングをＴＤＣ（上死点）よりも遅角させることで、吸気行程初期の筒内圧を低下させてポンプロスを増加させる。
【００３０】
一般に、エンジン振動（クランク軸の回転変動）の主要因は、各気筒の膨張行程毎に該膨張行程にある気筒の膨張エネルギー（燃焼時は燃焼エネルギー）によってクランク軸の回転が加速されることにあると考えられる。そこで、始動時や停止時に吸気ポンプロス増加制御を行えば、膨張行程にある気筒の膨張エネルギーによるクランク軸の加速を、そのときに吸気行程にある気筒のポンプロスによって抑制することができ、これにより、始動時や停止時にクランク軸の回転変動を抑制して、エンジン振動を低減することができる。      
【００３１】
以下、ＥＣＵ２７が実行する図２乃至図４に示す振動低減用の各プログラムの処理内容を説明する。
【００３２】
［始動時の振動低減制御］
図２に示す始動時の振動低減制御プログラムは、ＥＣＵ２７の電源オン中に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、図示しないイグニッションスイッチ（以下「ＩＧスイッチ」という）がオンされているか否かを判定し、ＩＧスイッチがオンされていると判定されれば、ステップ１０２に進み、スタータ（図示せず）がオンされているか否かを判定する。その結果、ステップ１０２で、スタータがオフであると判定された場合には、始動中（クランキング中）ではないと判断して、ステップ１０３以降の始動時の吸気ポンプロス増加制御を実行することなく、本プログラムを終了する。
【００３３】
一方、ステップ１０２で、スタータがオンされていると判定された場合には、始動中（クランキング中）であると判断して、ステップ１０３以降の始動時の吸気ポンプロス増加制御を次のようにして実行する。まず、ステップ１０３で、現在のエンジン１１の状態（エンジン回転速度、エンジン油温、冷却水温、吸気温等のうちの１つ以上）を読み込む。
【００３４】
この後、ステップ１０４に進み、始動完了か否かを、例えばエンジン回転速度が所定の完爆判定値を越えたか否かによって判定し、始動完了前であれば、ステップ１０５に進み、現在の実吸気バルブタイミングを読み込む。
【００３５】
この後、ステップ１０６に進み、現在のエンジン１１の状態（エンジン回転速度、エンジン油温、冷却水温、吸気温等のうちの１つ以上）に応じてマップ等により始動時の吸気ポンプロス増加制御における吸気バルブタイミング（吸気バルブ２８の開弁タイミング）の目標遅角位置を算出する。
【００３６】
一般に、エンジン１１の状態（エンジン回転速度、エンジン油温、冷却水温、吸気温等）に応じて、膨張行程にある気筒の膨張エネルギー（燃焼時は燃焼エネルギー）が変化する。また、吸気バルブタイミングに応じて、吸気行程のポンプロスが変化する。
【００３７】
そこで、始動時の吸気ポンプロス増加制御における吸気バルブタイミングの目標遅角位置のマップは、予め、実験データ、設計データ等に基づいて求めたエンジン１１の状態と膨張行程の膨張エネルギーとの関係及び吸気バルブタイミングと吸気行程のポンプロスとの関係を用いて作成され、エンジン１１の状態（膨張行程にある気筒の膨張エネルギーの情報）に応じて目標遅角位置を算出することで、膨張行程にある気筒の膨張エネルギーに応じて、そのときに吸気行程にある気筒のポンプロスを変化させるような目標遅角位置を算出するように設定されている。この吸気バルブタイミングの目標遅角位置のマップは、ＥＣＵ２７のＲＯＭ（記憶手段）に記憶されている。
【００３８】
ここで、吸気バルブタイミング（吸気バルブ２８の開弁タイミング）をＴＤＣよりも遅角するほど吸気行程のポンプロスが大きくなるが、吸気行程のポンプロスが大きくなり過ぎると、始動性に悪影響を及ぼす可能性がある。このような事情を考慮して、始動時の吸気ポンプロス増加制御における吸気バルブタイミングの目標遅角位置は、始動可能な範囲内でその最遅角位置に設定されている。
【００３９】
目標遅角位置の算出後、ステップ１０７に進み、実吸気バルブタイミングが目標遅角位置になっているか否かを判定する。実吸気バルブタイミングが目標遅角位置になっていなければ、ステップ１０８に進み、実吸気バルブタイミングが目標遅角位置になるように可変吸気バルブタイミング機構２９を制御する。これにより、膨張行程にある気筒の膨張エネルギー（燃焼時は燃焼エネルギー）の変化に対応して、吸気行程にある気筒のポンプロスの増加量を変化させて、膨張行程にある気筒の膨張エネルギーによるクランク軸の加速を、吸気行程にある気筒のポンプロスによって抑制する。
【００４０】
その後、上記ステップ１０４で始動完了と判定された場合には、ステップ１０５以降の処理を実行することなく、本プログラムを終了する。
【００４１】
［停止時の振動低減制御］
図３に示す停止時の振動低減制御プログラムはＥＣＵ２７の電源オン中に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、停止動作中（燃料噴射停止状態、点火停止状態等）であるか否かを判定する。その結果、停止動作中ではないと判定された場合には、ステップ２０２以降の停止時の吸気ポンプロス増加制御を実行することなく、本プログラムを終了する。
【００４２】
一方、ステップ２０１で、停止動作中であると判定された場合には、ステップ２０２以降の停止時の吸気ポンプロス増加制御を次のようにして実行する。まず、ステップ２０２で、現在のエンジン回転速度ＮＥを読み込む。
【００４３】
この後、ステップ２０３に進み、エンジン回転速度ＮＥが０ｒｐｍか否かによってエンジン１１が完全停止したか否かを判定し、エンジン１１が完全停止していなければ、ステップ２０４に進み、現在の実吸気バルブタイミングを読み込む。
【００４４】
この後、ステップ２０５に進み、現在のエンジン回転速度ＮＥに応じてマップ等により停止時の吸気ポンプロス増加制御における吸気バルブタイミングの目標遅角位置を算出する。停止時の吸気ポンプロス増加制御における吸気バルブタイミングの目標遅角位置のマップは、予め、実験データ、設計データ等に基づいて求めた吸気バルブタイミングと吸気行程のポンプロスとの関係を用いて作成され、ＥＣＵ２７のＲＯＭに記憶されている。
【００４５】
停止時の吸気ポンプロス増加制御における吸気バルブタイミングの目標遅角位置は、膨張行程の膨張エネルギーによるクランク軸の加速を抑制するのに必要な吸気行程のポンプロスを発生させる遅角位置に設定されている。
【００４６】
目標遅角位置の算出後、ステップ２０６に進み、実吸気バルブタイミングが目標遅角位置になっているか否かを判定する。実吸気バルブタイミングが目標遅角位置になっていなければ、ステップ２０７に進み、実吸気バルブタイミングが目標遅角位置になるように可変吸気バルブタイミング機構２９を制御する。これにより、エンジン回転速度ＮＥに応じて、吸気行程のポンプロスの増加量を変化させて、膨張行程の膨張エネルギーによるクランク軸の加速を、吸気行程のポンプロスによって抑制する。
【００４７】
その後、上記ステップ２０３でエンジン１１が完全停止したと判定された場合には、ステップ２０４以降の処理を実行することなく、本プログラムを終了する。
【００４８】
尚、図３の停止時の振動低減制御プログラムでは、実吸気バルブタイミングがエンジン回転速度ＮＥに応じた目標遅角位置になるように可変吸気バルブタイミング機構２９を制御するようにしたが、停止動作開始から完全停止するまでに必要な期間（時間）を推定し、その期間内で実吸気バルブタイミングが所定の目標遅角位置になるように可変吸気バルブタイミング機構２９を制御するようにしても良い。
【００４９】
［自動停止中制御］
図４に示す自動停止中制御プログラムはＥＣＵ２７の電源オン中に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ３０１で、ＩＧスイッチがオンされているか否かを判定し、ＩＧスイッチがオンされていると判定されれば、ステップ３０２に進み、エンジン回転速度ＮＥが０ｒｐｍか否かによってエンジン１１が完全停止しているか否かを判定する。その結果、エンジン１１が完全停止していないと判定された場合には、自動停止中ではないと判断して、ステップ３０３以降の処理を実行することなく、本プログラムを終了する。
【００５０】
一方、ステップ３０１でＩＧスイッチがオンであると判定され、且つ、ステップ３０２でエンジン１１が完全停止していると判定された場合には、自動停止中であると判断して、ステップ３０３以降の処理を次のようにして実行する。まず、ステップ３０３で、スタータがオンされているか否かを判定し、スタータがオンされていなければ、ステップ３０４に進み、現在のエンジン１１の状態（エンジン油温、冷却水温、エンジン停止時間、バッテリ電圧等のうちの１つ以上）を読み込んだ後、ステップ３０５に進み、現在の実吸気バルブタイミングを読み込む。
【００５１】
この後、ステップ３０６に進み、現在のエンジン１１の状態（エンジン油温、冷却水温、エンジン停止時間、バッテリ電圧等のうちの１つ以上）に応じてマップ等により始動制御開始時の吸気バルブタイミングの目標遅角位置を算出する。この始動制御開始時の吸気バルブタイミングの目標遅角位置は、始動可能な範囲内で最遅角位置に設定されている。
【００５２】
目標遅角位置の算出後、ステップ３０７に進み、実吸気バルブタイミングが目標遅角位置になっているか否かを判定する。実吸気バルブタイミングが目標遅角位置になっていなければ、ステップ３０８に進み、実吸気バルブタイミングが目標遅角位置になるように可変吸気バルブタイミング機構２９を制御する。これにより、エンジン１１の自動停止中に、予め実吸気バルブタイミングを始動制御開始時の目標遅角位置に調整しておく。
【００５３】
その後、上記ステップ３０３でスタータがオンされたと判定された場合には、ステップ３０４以降の処理を実行することなく、本プログラムを終了する。
【００５４】
以上説明した本実施例１では、エンジン１１の始動時や停止時に、吸気行程のポンプロスを増加させる吸気ポンプロス増加制御を行うようにしたので、膨張行程にある気筒の膨張エネルギーによるクランク軸の加速を、そのときに吸気行程にある気筒のポンプロスによって抑制することができ、これにより、クランク軸の回転変動を抑制して、エンジン振動を低減することができる。
【００５５】
しかも、吸気ポンプロス増加制御は、吸気行程の全期間に渡ってポンプロスを増加させる必要はなく、膨張行程にある気筒の膨張エネルギーによるクランク軸の加速を抑制する分だけのポンプロス（例えば吸気行程初期のポンプロス）を増加させれば良いため、エンジン始動時に、吸気ポンプロス増加制御を行っても、吸気行程の最終的な筒内吸入空気量を十分に確保して、始動に必要な燃焼エネルギーを発生させることができ、良好な始動性を確保することができる。また、吸気ポンプロス増加制御によって膨張行程毎の膨張エネルギーによるクランク軸の加速を抑制することができるため、エンジン停止時に、吸気ポンプロス増加制御を行えば、回転が停止するまでの時間を長くすることなく、速やかに停止させることができる。
【００５６】
また、本実施例１では、始動時の吸気ポンプロス増加制御中に、エンジン１１の状態（膨張行程にある気筒の膨張エネルギーの情報）に応じて吸気バルブタイミングの目標遅角位置を算出することで、膨張行程にある気筒の膨張エネルギーに応じて、そのときに吸気行程にある気筒のポンプロスを変化させるようにしたので、膨張行程の膨張エネルギーの変化に対応して、吸気行程のポンプロスの増加量を変化させることができて、膨張行程の膨張エネルギーによるクランク軸の加速を、吸気行程のポンプロスによって精度良く抑制することができ、エンジン振動を効果的に低減することができる。
【００５７】
更に、本実施例１では、停止時の吸気ポンプロス増加制御中に、エンジン回転速度に応じて吸気バルブタイミングの目標遅角位置を算出することで、エンジン回転速度に応じて、吸気行程のポンプロスの増加量を変化させるようにしたので、停止時のエンジン回転速度降下に合わせて、吸気行程のポンプロスの増加量を変化させることができ、停止時にエンジン回転速度をスムーズに降下させることができる。
【００５８】
また、本実施例１では、吸気ポンプロス増加制御中に、予め吸気バルブタイミングと吸気行程のポンプロスとの関係を用いて作成したマップにより吸気バルブタイミングの目標遅角位置を算出するようにしたので、吸気ポンプロス増加制御中に、吸気行程のポンプロスを算出（又は推定）しなくても、必要とする吸気行程のポンプロスに対応した制御位置に可変吸気バルブタイミング機構２９を制御することができる。
【００５９】
また、自動停止中にエンジン１１の状態（冷却水温、エンジン油温、エンジン停止時間、バッテリ電圧等）が刻々と変化し、そのエンジン１１の状態に応じて、始動制御開始時の吸気バルブタイミングの目標遅角位置（振動低減と始動性の両方を確保できる適正制御位置）が変化することを考慮して、本実施例１では、エンジン１１の自動停止中に、エンジン１１の状態（エンジン油温、冷却水温、エンジン停止時間、バッテリ電圧等のうちの１つ以上）に応じて始動制御開始時の吸気バルブタイミングの目標遅角位置を算出し、エンジン１１の自動停止中に、予め実吸気バルブタイミングを始動制御開始時の目標遅角位置に調整しておくようにしたので、次回の自動始動時に、予め実吸気バルブタイミングを始動制御開始時の目標遅角位置に調整した状態で、エンジン１１を自動始動することができ、始動制御開始当初から振動低減と始動性を確保することができる。
【実施例２】
【００６０】
次に、図６を用いて本発明の実施例２を説明する。
一般に、エンジン１１の始動時は、回転速度の上昇に伴って振動が減少するため、回転速度の上昇に伴って振動低減に必要な吸気行程のポンプロスが減少する。そこで、本実施例２では、図６に示す始動時の振動低減制御プログラムを実行することで、吸気行程のポンプロスを増加させた状態から徐々に減少させるようにしている。
【００６１】
図６に示す始動時の振動低減制御プログラムでは、ステップ４０１でＩＧスイッチがオンされていると判定され、ステップ４０２でスタータがオンされていると判定された場合に、始動中（クランキング中）であると判断して、ステップ４０３以降の始動時の吸気ポンプロス増加制御を次のようにして実行する。まず、ステップ４０３で、現在のエンジン１１の状態（エンジン回転速度、エンジン油温、冷却水温、吸気温等のうちの１つ以上）を読み込む。
【００６２】
この後、ステップ４０４に進み、始動完了か否かを判定し、始動完了前であれば、ステップ４０５に進み、現在のエンジン１１の状態（エンジン回転速度、エンジン油温、冷却水温、吸気温等のうちの１つ以上）に応じてマップ等により始動時の吸気ポンプロス増加制御における吸気バルブタイミングのステップ進角量を算出する。
【００６３】
この後、ステップ４０６に進み、実吸気バルブタイミングが最進角位置（例えばＴＤＣ）まで進角したか否かを判定する。実吸気バルブタイミングが最進角位置まで進角していなければ、ステップ４０７に進み、実吸気バルブタイミングがステップ進角量だけ進角するように可変吸気バルブタイミング機構２９を制御する。これにより、自動停止中に予め実吸気バルブタイミングを始動制御開始時の目標遅角位置に調整した状態から、実吸気バルブタイミングを最進角位置までステップ進角量ずつ徐々に進角して、吸気行程のポンプロスを増加させた状態から徐々に減少させる。
【００６４】
以上説明した本実施例２では、始動時に吸気ポンプロス増加制御を行う場合に、吸気行程のポンプロスを増加させた状態から徐々に減少させるようにしたので、可変吸気バルブタイミング機構２９の制御性の問題等によって吸気行程のポンプロスを精度良く調整できない場合でも、始動時に吸気行程のポンプロスを増加させた状態から徐々に減少させるという簡単な制御で、エンジン振動を低減しつつ、始動性を確保することができる。
【実施例３】
【００６５】
次に、図７を用いて本発明の実施例３を説明する。
本実施例３では、図７に示す始動時の振動低減制御プログラムを実行することで、始動時の吸気ポンプロス増加制御中に始動性を判定し、始動不良と判定した場合に、吸気行程のポンプロスを減少させて、始動性を確保するようにしている。
【００６６】
本実施例３で実行する図７の始動時の振動低減制御プログラムは、前記実施例１で説明した図２のプログラムのステップ１０６と１０７の処理の間にステップ１０６ａの処理を追加すると共にステップ１０８の処理の後にステップ１０９〜１１１の処理を追加したものであり、それ以外の各ステップの処理は図２と同じである。
【００６７】
図７の始動時の振動低減制御プログラムでは、ステップ１０６で、始動時の吸気ポンプロス増加制御における吸気バルブタイミングの目標遅角位置を算出した後、ステップ１０６ａに進み、目標遅角位置を始動不良定数だけ進角方向に補正する。この始動不良定数の初期値は０に設定されており、始動不良定数が０のときには、ステップ１０６で算出した目標遅角位置は補正されない。
【００６８】
この後、ステップ１０７に進み、実吸気バルブタイミングが目標遅角位置になっているか否かを判定し、実吸気バルブタイミングが目標遅角位置になっていなければ、ステップ１０８に進み、実吸気バルブタイミングが目標遅角位置になるように可変吸気バルブタイミング機構２９を制御する。これにより、膨張行程の膨張エネルギーの変化に対応して、吸気行程のポンプロスの増加量を変化させて、膨張行程の膨張エネルギーによるクランク軸の加速を、吸気行程のポンプロスによって抑制する。
【００６９】
この後、ステップ１０９に進み、始動時の適正な回転上昇が得られた否かを判定する。その結果、適正な回転上昇が得られたと判定された場合には、始動性良好と判断して、ステップ１１０に進み、始動不良定数を０に維持する。この場合、その後、本プログラムが起動されたときに、ステップ１０６で算出された目標遅角位置は補正されない。
【００７０】
これに対して、ステップ１０９で、適正な回転上昇が得られなかったと判定された場合には、始動不良と判断して、ステップ１１１に進み、始動不良定数を所定値ａにセットする。この場合、その後、本プログラムが起動されたときに、ステップ１０６で算出された目標遅角位置が始動不良定数（＝ａ）だけ進角方向に補正されるため、実吸気バルブタイミング（吸気バルブ２８の開弁タイミング）が進角されて、吸気行程のポンプロスが減少する。
【００７１】
以上説明した本実施例３では、始動時の吸気ポンプロス増加制御中に始動性を判定し、始動不良と判定した場合に、吸気行程のポンプロスを減少させるようにしたので、速やかに筒内吸入空気量を増加させて始動しやすい状態にすることができ、確実に始動できるようにすることができる。
【実施例４】
【００７２】
図８に示す本発明の実施例４では、始動時や停止時の吸気ポンプロス増加制御中に、各気筒の排気効率が高くなるように可変排気バルブタイミング機構３１を制御するようにしている。
【００７３】
具体的には、始動時や停止時の吸気ポンプロス増加制御中に、図８に示すように、エンジン回転速度に応じてマップ等により排気バルブタイミング（排気バルブ３０の閉弁タイミング）の目標遅角位置を算出する。この排気バルブタイミングの目標遅角位置のマップは、予め、実験データ、設計データ等に基づいて作成され、各気筒の排気効率が最も高くなる目標遅角位置を算出するように設定されている。尚、排気バルブ３０のバルブリフト特性（カムプロフィール）等によって各気筒の排気効率が最も高くなる目標遅角位置が変化するため、排気バルブ３０のバルブリフト特性等が異なるエンジンでは、排気バルブタイミングの目標遅角位置のマップを変更する。
【００７４】
排気バルブタイミングの目標遅角位置を算出した後、実排気バルブタイミングが目標遅角位置になるように可変排気バルブタイミング機構３１を制御する。これにより、吸気ポンプロス増加制御中に、各気筒の排気行程の排気効率を高くする。
【００７５】
一般に、排気行程の排気効率が高くなるほど筒内の残留ガスが少なくなり、筒内の残留ガスが少なくなるほど次の吸気行程初期の筒内圧を速やかに低下させてポンプロスを速やかに増加させることができるため、本実施例４のように、吸気ポンプロス増加制御中に、各気筒の排気効率が高くなるように可変排気バルブタイミング機構３１を制御すれば、吸気ポンプロス増加制御の制御性を向上させることができる。
【００７６】
尚、上記各実施例１〜４では、吸気ポンプロス増加制御中に、可変吸気バルブタイミング機構２９で吸気バブルタイミングを遅角して吸気行程のポンプロスを増加させるようにしたが、吸気バルブ２８のバルブリフト量を可変する可変吸気バルブリフト機構を備えたシステムでは、図９に示すように、吸気ポンプロス増加制御中に、吸気バルブ２８のバルブリフト量を低減して吸気行程のポンプロスを増加させるようにしても良い。
【００７７】
或は、吸気バルブ２８の開閉パターンを任意に可変することができる可変吸気バルブ機構（例えば電磁駆動弁）を備えたシステムでは、図１０に示すように、吸気ポンプロス増加制御中に、吸気バルブ２８のバルブ開閉パターンを所定パターンに変化させることで、吸気行程のポンプロスを増加させるようにしても良い。
【００７８】
また、上記各実施例１、３、４では、始動時の吸気ポンプロス増加制御は、エンジン１１の状態（膨張行程の膨張エネルギーの情報）に応じて吸気行程のポンプロスを変化させるようにしたが、膨張行程の膨張エネルギーの算出値又は推定値に応じて吸気行程のポンプロスを変化させるようにしても良い。或は、エンジン回転速度に応じて吸気行程のポンプロスを変化させるようにしても良い。
【００７９】
また、上記各実施例１〜４では、停止時の吸気ポンプロス増加制御は、エンジン回転速度に応じて吸気行程のポンプロスを変化させるようにしたが、エンジン１１の状態（膨張行程の膨張エネルギーの情報）に応じて吸気行程のポンプロスを変化させるようにしても良い。或は、膨張行程の膨張エネルギーの算出値又は推定値に応じて吸気行程のポンプロスを変化させるようにしても良い。
【００８０】
また、本発明は、吸気ポンプロス増加制御中に、筒内圧センサの出力に基づいて吸気行程のポンプロスを算出するか又はエンジン１１の状態に基づいて吸気行程のポンプロスを推定し、その吸気行程のポンプロスの算出値又は推定値に基づいて可変吸気バルブ機構の制御位置（吸気バルブ２８のバルブタイミング、バルブリフト量、バルブ開閉パターン等）を設定するようにしても良い。このようにすれば、吸気ポンプロス増加制御中に、現在の吸気行程のポンプロスを監視しながら、必要とする吸気行程のポンプロスに対応した制御位置に可変吸気バルブ機構を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施例１におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。
【図２】実施例１の始動時の振動低減制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】実施例１の停止時の振動低減制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】実施例１の自動停止中制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】実施例１の吸気ポンプロス増加制御を説明するための吸気バルブのバルブリフト特性図である。
【図６】実施例２の始動時の振動低減制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施例３の始動時の振動低減制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施例４の排気バルブタイミングの目標遅角位置のマップを概念的に示す図である。
【図９】その他の実施例（その１）の吸気ポンプロス増加制御を説明するための吸気バルブのバルブリフト特性図である。
【図１０】その他の実施例（その２）の吸気ポンプロス増加制御を説明するための吸気バルブのバルブリフト特性図である。
【符号の説明】
【００８２】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１５…スロットルバルブ、２０…燃料噴射弁、２１…点火プラグ、２２…排気管、２５…冷却水温センサ、２６…クランク角センサ、２７…ＥＣＵ（振動低減制御手段，自動停止・始動制御手段）、２８…吸気バルブ、２９…可変吸気バルブタイミング機構、３０…排気バルブ、３１…可変排気バルブタイミング機構、３２…油温センサ、３３…吸気温センサ
【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】
2005146908.tif 000010
【図９】
2005146908.tif 000011
【図１０】
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