(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数気筒のうちの少なくとも１つの気筒が圧縮行程にあるときに、残りの気筒の少なくとも１つが膨張行程となるエンジンの各気筒に設けられ、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
上記燃料噴射弁により上記気筒内に噴射された燃料を点火する点火プラグと、
上記エンジンの吸気弁の開閉による吸気の供給とは独立して上記気筒内に空気を供給する空気供給手段と、
上記エンジンの停止時に膨張行程にある気筒及び圧縮行程にある気筒をそれぞれ判別する気筒判別手段と、
エンジンを停止する際に上記気筒判別手段によって圧縮行程にあると判別された気筒内に上記空気供給手段から空気を供給することにより上記エンジンを停止する停止制御手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
上記エンジンを始動する際に上記気筒判別手段によってエンジン停止時に膨張行程にあったと判別された気筒に対し、上記燃料噴射弁から燃料を供給し上記点火プラグで上記供給燃料を点火することにより上記エンジンを始動する始動制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
上記エンジンの吸気圧を検出する吸気圧検出手段を更に備え、
上記停止制御手段は、上記吸気圧検出手段によって検出された吸気圧が所定圧力以下であるときに、上記エンジン停止の際の圧縮行程にあると判別された上記気筒内への上記空気の供給を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
上記停止制御手段は、上記吸気圧検出手段によって検出された吸気圧が低いほど、上記エンジン停止の際の圧縮行程にあると判別された上記気筒内への上記空気の供給量を増加させることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの制御装置に係り、詳しくは気筒内に燃料噴射及び点火を行うことにより生じる燃焼圧でエンジンの始動を行う制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンを始動する際にはスタータモータを用いることが一般的であったが、近年ではエンジン始動時の騒音を低減すると共に迅速な始動を実現するため、スタータモータによるクランキングを行うことなくエンジンの気筒内に燃料噴射及び点火を行って始動させるようにした始動装置が提案されている。特に、近年では環境保護や省エネルギの観点から車両停止時に一時的にエンジンを停止する、いわゆるアイドルストップを行うようにした車両が提案されており、アイドルストップで停止したエンジンを再び始動する際には、スタータモータによるクランキングを必要とせずに迅速なエンジン始動が可能となることから、このような始動装置が好適である。
【０００３】
この始動装置では、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒（以下膨張行程気筒という）を判別し、車両の発進操作や運転者のスタート操作等に応じてエンジンを再始動する際には、膨張行程気筒に対して燃料を噴射した後に点火を行って噴射燃料を燃焼させ、このときに発生する燃焼圧によりエンジンを始動する。
ところが、エンジンが停止する際には、圧縮行程にある気筒のピストンによる残留空気の圧縮圧力や、エンジン各部の摩擦抵抗、或いはバルブスプリングの付勢力がカムシャフトを介してクランク軸に作用する、いわゆるカム反力などクランク軸に作用するさまざまな力が寄与することによってピストンが停止する。このため、エンジン停止の際の各気筒におけるピストンの停止位置は一定せず、始動のために燃料を噴射する膨張行程気筒のピストンの停止位置も一定しない。しかしながら、例えば膨張行程気筒内の燃料の燃焼によりエンジンを始動しようとする場合、始動に必要なピストンストロークが必要であり、膨張行程気筒のピストンに停止位置によってはピストンストロークを確保できずエンジンの始動が困難となる可能性がある。
【０００４】
そこで、ピストン停止位置が再始動困難な位置にあることを検知した場合には、エンジン停止時に圧縮行程にあった気筒に燃料を供給し、この燃料を点火してエンジンを逆回転させることにより、ピストンの位置を始動に適した位置に変更するようにした始動装置が特許文献１により提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１００６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１の始動装置では、ピストン停止位置が再始動困難な位置にあることを検知した場合にエンジンを逆回転させた後に始動するようにしているが、膨張行程気筒のピストン停止位置はエンジンの停止毎に異なっているため、ピストンが始動可能な位置に停止しているときと、そのままでは始動不可能な位置に停止しているときとでは始動にかかる時間が異なってしまうという不具合が生じる。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの気筒内の燃焼圧により、エンジンを安定して始動することができるようにしたエンジンの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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のエンジンの制御装置は、複数気筒のうちの少なくとも１つの気筒が圧縮行程にあるときに、残りの気筒の少なくとも１つが膨張行程となるエンジンの各気筒に設けられ、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、上記燃料噴射弁により上記気筒内に噴射された燃料を点火する点火プラグと、上記エンジンの吸気弁の開閉による吸気の供給とは独立して上記気筒内に空気を供給する空気供給手段と、上記エンジンの停止時に膨張行程にある気筒及び圧縮行程にある気筒をそれぞれ判別する気筒判別手段と、エンジンを停止する際に上記気筒判別手段によって圧縮行程にあると判別された気筒内に上記空気供給手段から空気を供給することにより上記エンジンを停止する停止制御手段とを備えたことを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
このように構成されたエンジンの制御装置によれば、エンジンを停止する際には圧縮行程にあると判別された気筒内に空気供給手段から空気を供給することにより、当該気筒のピストンの上昇による気筒内の圧縮圧力が増加し、クランク軸の回転を抑制する力が増大する。この結果、エンジンを停止する際に圧縮行程にあると判別された気筒のピストンを圧縮行程の所定位置で停止させる。
【０００９】
このとき、この圧縮行程にあると判別された気筒とは別の気筒のうちの少なくとも１つは膨張行程にあり、圧縮行程にあると判別された気筒のピストンが所定位置で停止することにより、膨張行程にあると判別された気筒のピストンを膨張行程の所定位置で停止させることができる。
このようなエンジンの始動装置において、上記エンジンを始動する際に上記気筒判別手段によってエンジン停止時に膨張行程にあったと判別された気筒に対し、上記燃料噴射弁から燃料を供給し上記点火プラグで上記供給燃料を点火することにより上記エンジンを始動する始動制御手段を備えたことを特徴とする（請求項２）。
【００１０】
このように構成されたエンジンの制御装置によれば、エンジンを始動する際には、エンジン停止の際に膨張行程にあった気筒に対し、燃料噴射弁から燃料を供給し、点火プラグで上記供給燃料を点火することによって生じる燃焼圧によりピストンが押し下げられ、エンジンが始動する。好ましくは、燃料噴射弁から燃料を供給すると共に空気供給手段から空気を供給することにより、供給燃料の点火による燃焼圧を増大させることもできる。
【００１１】
このようなエンジンの制御装置において、上記エンジンの吸気圧を検出する吸気圧検出手段を更に備え、上記停止制御手段は、上記吸気圧検出手段によって検出された吸気圧が所定圧力以下であるときに、上記エンジン停止の際の圧縮行程にあると判別された上記気筒内への上記空気の供給を行うことを特徴とする（請求項３）。
このように構成されたエンジンの制御装置によれば、エンジンの吸気圧が所定圧力以下である場合に、エンジン停止の際に圧縮行程にあると判別された気筒内への空気供給手段による空気の供給が行われる。
【００１２】
また、このようなエンジンの制御装置において、上記停止制御手段は、上記吸気圧検出手段によって検出された吸気圧が低いほど、上記エンジン停止の際の圧縮行程にあると判別された上記気筒内への上記空気の供給量を増加させることを特徴とする（請求項４）。
このように構成されたエンジンの制御装置によれば、エンジン停止の際に圧縮行程にあると判別した気筒内には、エンジンの吸気圧が低いほど増加した量の空気が供給される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のエンジンの制御装置によれば、エンジンを停止する際には圧縮行程にあると判別された気筒のピストンが、空気供給手段からの空気の供給によって圧縮行程の所定位置で停止するのに伴い、エンジン停止の際に膨張行程にあった気筒ではピストンが膨張行程の所定位置に停止する。このため、次にエンジンを始動するのに要する時間が略一定となり、安定してエンジンを始動することができる。
【００１４】
更に、エンジン停止の際に圧縮行程にあった気筒への空気の供給は、エンジンの吸気弁の開閉による吸気の供給とは独立して上記気筒内に空気を供給する空気供給手段から行われるので、ピストンを適切な位置に停止させるために必要な量の空気を迅速に気筒内に供給することができる。
請求項２のエンジンの制御装置によれば、エンジン停止時に膨張行程にある気筒のピストンを、燃料の燃焼圧によってエンジンを始動可能なピストンストロークが確保可能な所定位置に停止させることができ、次にエンジンを始動する際には燃料の燃焼圧で迅速且つ確実にエンジンを始動することができる。好ましくは、エンジンの始動時に膨張行程にある気筒に燃料の供給と共に空気供給手段により空気を供給することにより、膨張行程の燃焼圧を高めることができ、より一層安定してエンジンを始動することができる。
【００１５】
また、仮に空気供給手段からの空気の供給を行わないとすると、ピストンの停止位置はエンジン停止の際に圧縮行程にあった気筒内の残留空気の圧縮圧力によって影響を受けるが、このときの気筒内の圧力はエンジン停止前に当該気筒の吸気行程で吸入された吸気の圧力によって変動する。
そこで、請求項３のエンジンの制御装置によれば、エンジンの吸気圧が所定圧力以下である場合に、エンジン停止の際に圧縮行程にあると判別された気筒内への空気の供給が行われるようにしたので、吸気圧が低く気筒内に残留する吸気の圧縮圧力のみではエンジン停止時に圧縮行程であった気筒のピストンを所定位置で停止させることが困難な場合であっても、このような位置にピストンを停止させることを可能とし、エンジン停止時に膨張行程にあった気筒のピストンの位置を所定位置とすることができる。
【００１６】
また、吸気圧が比較的高く、このような空気の供給を行わなくても所定位置にピストンを停止させることができる場合には、空気の供給を行わないので、必要のない空気の供給のために無駄なエネルギを浪費するようなことがなくなる。
更に、請求項４のエンジンの制御装置によれば、エンジン停止の際に圧縮行程にあると判別された気筒内には、エンジンの吸気圧が低いほど増加した量の空気が供給されるようにしたので、当該気筒内に空気を供給した場合には吸気圧に左右されることなく当該気筒のピストンの停止位置をほぼ一定の位置とすることが可能となり、エンジン停止時に膨張行程にあった気筒のピストンはほぼ一定の位置に停止させることができる。この結果、エンジン停止時に膨張行程にあった気筒に供給した燃料の燃焼圧によるエンジンの始動をより一層安定して行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明をアイドルストップ機能を備える車両に搭載されたエンジンの制御装置に具体化した一実施形態について図面に基づき説明する。
図１の全体構成図に示すように、本実施形態のエンジン１は筒内噴射型直列４気筒エンジンとして構成され、各気筒には燃料噴射弁２及び点火プラグ４が設けられている。各気筒の燃料噴射弁２は気筒内、即ち燃焼室６内に燃料を直接噴射可能に構成され、各燃料噴射弁２には図示しない燃料ポンプから所定圧力で燃料が供給される。
【００１８】
各気筒の燃焼室６内には、吸気カム８によって駆動される吸気弁１０の開弁に伴って吸気ポート１２を経て吸気が導入され、導入された吸気中に燃料噴射弁２から所定のタイミングで燃料が噴射される。噴射燃料は圧縮上死点近傍で点火プラグ４により点火され、燃焼圧をピストン１４に作用させてクランク軸１６を回転駆動する。
一方、燃焼後の排ガスは図示しない排気カムによって駆動される排気弁１８の開弁に伴って排気ポート２０から図示しない排気通路、触媒及び消音器などを経て外部に排出される。
【００１９】
吸気ポート１２はサージタンク２２から各気筒ごとに分岐した吸気マニホールド２４に接続されており、サージタンク２２の上流側には図示しない電動アクチュエータにより開閉駆動される電子スロットル弁２６を備えた吸気通路２８が接続されている。
また、サージタンク２２には、サージタンク２２内の圧力、即ち吸気圧Ｐｍを検出する吸気圧センサ（吸気圧検出手段）３０と、サージタンク２２内の温度、即ち吸気温を検出する吸気温センサ３２とが設けられている。
【００２０】
更に、各気筒には吸気ポート１２からの吸気の供給とは独立して燃焼室６内に直接空気を供給する空気供給装置（空気供給手段）３４が設けられている。この空気供給装置３４は、燃焼室６内に連通した吐出孔を有する電磁式のエアバルブ３６と図示しないコンプレッサから供給された圧縮空気を蓄える蓄圧器３８とを有しており、エアバルブ３６には蓄圧器３８からエア供給管４０を介して圧縮空気が供給され、エアバルブ３６が開閉作動することにより燃焼室６内に直接圧縮空気が供給される。
【００２１】
エンジン１には、エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ４２、クランク軸１６と共に回転するリングギヤ４４の回転を用いてクランク軸１６の回転に同期したクランク角信号を出力するクランク角センサ４６、吸気カム軸４８の回転に同期してＴＯＰ信号を出力するカム角センサ５０が設けられている。
ＥＣＵ（停止制御手段及び始動制御手段）５２は、燃料噴射制御や点火時期制御などエンジン１を運転するための運転制御をはじめ、総合的な制御を行うための制御装置であり、ＣＰＵ、メモリ、タイマカウンタなどから構成され、様々な制御量の演算を行うと共に、その制御量に基づき各種デバイスの制御を行っている。
【００２２】
ＥＣＵ５２の入力側には、各種制御に必要な情報を収集するため、上述した吸気圧センサ３０、吸気温センサ３２、水温センサ４２、クランク角センサ４６、及びカム角センサ５０のほか、車両の走行速度を検出する車速センサ５４、運転席に設けられたセレクトレバーの操作位置を検出するシフト位置センサ５６、及び運転者によるブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ５８などの各種センサ類やイグニションスイッチ６０が接続されており、出力側には演算した制御量に基づき制御が行われる各気筒の燃料噴射弁２、点火プラグ４、電子スロットル弁２６、及びエアバルブ３６などの各種デバイス類が接続されている。
【００２３】
このように構成されたエンジン１は図示しない自動変速機と連結されて車両に搭載されており、エンジン１の出力は自動変速機を介して車両の駆動輪に伝達されて車両を走行させる。
一方、ＥＣＵ５２は信号待ちや渋滞等による車両の停車中には、エンジン１を一時的に自動停止させるアイドルストップ制御を実行する。本実施形態ではエンジン停止条件として、車速センサ５４により検出された車速が０ｋｍ／ｈであること、ブレーキスイッチ５８によりブレーキ操作が検出されていること、及びシフト位置センサ５６により検出されたシフト位置がＤ（ドライブ）レンジ等の走行レンジ又はＮ（ニュートラル）レンジであることが設定されており、これらの条件が満たされると、ＥＣＵ５２は燃料噴射制御及び点火時期制御を中止してエンジン１を停止させる。
【００２４】
また、アイドルストップ制御におけるエンジン始動条件としては、ブレーキスイッチ５８によりブレーキ操作の解除が検出されていること、及びシフト位置センサ５６により検出されたシフト位置がＤレンジ等の走行レンジであることが設定されており、これらの条件が満たされると、ＥＣＵ５２は燃料噴射制御及び点火時期制御を再開してエンジン１を始動する。
【００２５】
以上のようなアイドルストップ制御によるエンジン１の停止指令や始動指令に対応すると共に、運転者によるイグニッションスイッチ６０の始動及び停止操作に対応し、エンジン１の始動及び停止を行うため、ＥＣＵ５２は始動停止制御を実行しており、以下に当該始動停止制御の詳細を説明する。
図２は始動停止制御のフローチャートを示すものであり、ＥＣＵ５２は車両の使用中にこのフローチャートに基づく始動停止制御ルーチンを所定の制御周期で実行している。この始動停止制御ルーチンはイグニションスイッチ６０のＯＦＦ位置以外で常に実行され、運転者のキー操作により一旦アクセサリ位置に切換えられてエンジン１が停止した後、再始動された場合でも継続するように配慮されている。
【００２６】
始動停止制御ルーチンがスタートすると、まずステップＳ２で、クランク角センサ４６の検出信号に基づき求めたエンジン回転速度Ｎｅが停止判別値Ｎｅｒ（例えば３０ｒｐｍ）未満であるか否かを判定する。エンジン回転速度Ｎｅが停止判別値Ｎｅｒ以上であると判定した場合には、エンジン１が運転中であると見なしてステップＳ４に進む。
ステップＳ４では、エンジン停止指令が入力されたか否かを判定する。このエンジン停止指令はアイドルストップ制御で上述したようなエンジン停止条件が成立したとき、或いは運転者によりイグニションスイッチ６０がＯＦＦ操作されたときに入力されるものであり、エンジン停止指令が入力されない場合には今回の制御周期における始動停止制御ルーチンを終了し、次の制御周期で再びステップＳ２から処理を行う。
【００２７】
一方、エンジン停止指令の入力があった場合には、ステップＳ４からステップＳ６に進み、燃料噴射制御及び点火時期制御を中止してエンジン１を停止させた後、ステップＳ８に進む。
ステップＳ８では、クランク角センサ４６により検出されたクランク角信号とカム角センサ５０により検出されたＴＯＰ信号とに基づき、エンジン停止の直前に圧縮行程にある気筒（以下、圧縮行程気筒という）及び膨張行程にある気筒（以下、膨張行程気筒という）を判別し、判別結果をそれぞれメモリに記憶する。従って、本実施形態では、ＥＣＵ５２が気筒判別手段に相当する。
【００２８】
なお、エンジン１は直列４気筒であることから、各気筒の行程は図３のような関係になっており、１つの気筒（例えば第３気筒）が圧縮行程にあるときに、それ以外の気筒のうちの１つ（例えば第１気筒）が膨張行程となるようになっている。従って、膨張行程にある気筒のピストンは、圧縮行程にある気筒のピストン位置からクランク角で１８０度先行した位置にあることになる。
【００２９】
次のステップＳ１０では、ステップＳ８で判別した膨張行程気筒のピストン位置を、クランク角センサ４６により検出されたクランク角信号に基づき上死点後のクランク角として検出し、検出結果をメモリに記憶して次のステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、吸気圧センサ３０によって検出された吸気圧Ｐｍが所定圧力Ｐｍｒより大であるか否かを判定し、吸気圧Ｐｍが所定圧力Ｐｍｒより大であればステップＳ１４に進んでエアバルブ３６から圧縮行程気筒の燃焼室６内に圧縮空気を供給する一方、吸気圧Ｐｍが所定圧力Ｐｍｒ以下であれば何もせずに今回の制御周期を終了する。
【００３０】
このように、吸気圧に応じて圧縮行程気筒への圧縮空気の供給を切り換えるのは以下のような理由によるものである。
即ち、圧縮行程気筒の燃焼室６内には前の吸気行程で吸入された吸気が存在し、この吸気もエンジン停止の際にピストン１４を停止させる要素の１つである気筒内の圧縮圧力に寄与するものとなる。
【００３１】
このため、圧縮行程気筒に吸入された吸気の圧力の高低によってピストン１４の停止位置は変動し、特に直列４気筒のエンジンであれば、吸気圧が高く圧縮行程気筒内の圧力の上昇が早いほど圧縮行程気筒のピストン１４はより下死点側で停止し、これに伴って膨張行程気筒のピストン１４はより上死点側で停止することができ、再始動時に最適となる。
従って、吸気圧がある程度以上高ければ、圧縮行程気筒に圧縮空気を供給しなくても、次のエンジン始動に必要なストロークを確保した位置に膨張行程気筒のピストン１４を停止させることができる。このことから、そのような位置にピストン１４を停止可能な最低限度の吸気圧を予め実験等で求め、これを上記所定吸気圧ＰｍｒとしてＥＣＵ５２に記憶している。そして、ステップＳ１２で吸気圧Ｐｍがこの所定吸気圧Ｐｍｒより大であると判定した場合には、圧縮行程気筒への圧縮空気の供給は不要であるとして何もせずにその制御周期を終了する一方、吸気圧Ｐｍがこの所定吸気圧Ｐｍｒ以下であると判定した場合には、ステップＳ１４に進んで、以下の手順により圧縮行程気筒に圧縮空気を供給するようにしているのである。
【００３２】
ステップＳ１４では、予めマップに記憶した図４に示す吸気圧Ｐｍと供給空気量Ｑａとの関係から、吸気圧センサ３０によって検出された吸気圧に対応する供給空気量Ｑａを読み出し、その供給空気量Ｑａに対応した制御信号でエアバルブ３６を開閉制御することにより、蓄圧器３８に蓄えられている圧縮空気がエアバルブ３６から供給空気量Ｑａだけ圧縮行程気筒内に供給される。
【００３３】
なお、図４に示すように吸気圧Ｐｍと供給空気量Ｑａとの関係は、ステップＳ１２で用いた所定吸気圧Ｐｍｒ以下の吸気圧の場合に供給空気量Ｑａが設定されるようになっており、吸気圧Ｐｍが低くなるほど供給空気量Ｑａが増加するようになっている。これは、前述したように吸気圧Ｐｍも圧縮行程気筒のピストンを停止させる要素の１つである気筒内の圧縮圧力に寄与するものであって、吸気圧Ｐｍが低いほど圧縮行程気筒のピストン１４は停止しにくくなるので、これを補うために吸気圧Ｐｍが低いほどエアバルブ３６からの供給空気量Ｑａを増加させるようにしているのである。
【００３４】
このように吸気圧Ｐｍに応じて圧縮行程気筒への供給空気量を変更することにより、圧縮行程気筒に圧縮空気を供給した場合に、圧縮行程気筒のピストン１４を比較的下死点寄りのほぼ一定の位置に停止させることができる。この結果、膨張行程気筒のピストン１４は比較的上死点寄りのほぼ一定の位置に停止するので、次のエンジン始動の際に、膨張行程気筒に供給した燃料の燃焼圧で確実にエンジン１を始動することが可能なピストンストロークを確保することができる。
【００３５】
また、圧縮行程気筒への圧縮空気の供給は、吸気ポート１２を介した吸気の供給とは独立して燃焼室６内に直接空気を供給するエアバルブ３６によって行うようにしたので、圧縮行程気筒の燃焼室６内に迅速に圧縮空気を供給することができ、圧縮行程気筒のピストンを応答性よく比較的下死点寄りの位置に停止させることができる。
こうしてステップＳ１４で圧縮行程気筒に圧縮空気を供給すると、今回の制御周期における始動停止制御ルーチンを終了する。
【００３６】
また、前述のようにステップＳ１２において吸気圧センサが検出した吸気圧Ｐｍが所定吸気圧Ｐｍｒより高いと判定した場合には、圧縮行程気筒への圧縮空気の供給は行われないが、この場合には吸気圧Ｐｍが所定吸気圧Ｐｍｒより高いため、圧縮行程気筒が吸気行程の時に吸入した吸気がピストン１４によって圧縮される際の圧力で圧縮行程気筒のピストン１４が比較的下死点寄りの位置に停止する。従って、この場合にも膨張行程気筒のピストン１４は比較的上死点寄りの位置に停止するので、次のエンジン始動の際に、膨張行程気筒に供給した燃料の燃焼圧で確実にエンジン１を始動することが可能なピストンストロークを確保することができる。
【００３７】
また、吸気圧Ｐｍが所定吸気圧Ｐｍｒより高く、圧縮空気を圧縮行程気筒に供給する必要がない場合にはエアバルブ３６から圧縮行程気筒に圧縮空気の供給を行わないので、エアバルブ３６を無駄に駆動したり圧縮空気を無駄に消費したりすることがない。
以上のようにしてエンジン１が停止され、エンジン回転速度Ｎｅが停止判別値Ｎｅｒを下回ると、ステップＳ２からステップＳ１６へと処理が進む。
【００３８】
ステップＳ１６では、エンジン始動指令が入力されたか否かを判定する。このエンジン始動指令は、エンジン１が停止状態にあり、アイドルストップ制御で前述のエンジン始動条件が成立したとき、或いは運転者によりイグニションスイッチ６０がスタート操作されたときに入力されるものであり、エンジン始動指令の入力がない場合には、この制御周期における始動停止制御ルーチンを終了し、次の制御周期で再びステップＳ２からステップＳ１６に進んでエンジン始動指令の有無を判定する。
【００３９】
そして、エンジン始動指令の入力が有りステップＳ１６からステップＳ１８に進むと、エンジン１の停止の際にステップＳ８で判別して記憶した膨張行程気筒に対し、エアバルブ３６を開閉制御することにより、蓄圧器３８に蓄えられている圧縮空気の供給を行う。このときの圧縮空気量Ｑｂは、ステップＳ１０で検出され記憶されたエンジン１停止時の膨張行程気筒におけるピストン１４の位置に基づき、予め記憶したマップから読み出されて決定される。
【００４０】
このピストン位置と供給空気量Ｑｂとの関係は図４のようになっており、ピストン位置は上死点後のクランク角が用いられる。図４に示すように、Ａ点のピストン位置より上死点側ではピストン１４が上死点に近く、燃焼室６の容積がかなり小さくなるため、エンジン１を始動するのに必要な燃焼力を得るにはより多くの空気と燃料を気筒内に供給する必要がある。このため、Ａ点のピストン位置より上死点側では、ピストン位置が上死点側に近づくほど供給空気量Ｑｂが増加するようになっている。一方、Ａ点のピストン位置より下死点側では、燃焼室６の容積の拡大に伴い膨張仕事量が減少するため、燃料を多く燃焼させて燃焼力を増大させる必要があり、これに伴い供給すべき空気量も増加させる必要がある。このため、Ａ点のピストン位置より下死点側では、ピストン位置が下死点側に近づくほど供給空気量Ｑｂが増加するようになっている。
【００４１】
次のステップＳ２０では、膨張行程気筒に対して燃料噴射弁２から燃料を噴射する。このときの燃料噴射はステップＳ８及びステップＳ１０で記憶されている情報、及びステップＳ１８で供給した空気量に基づいて実行される。即ち、膨張行程気筒のピストン位置から算出した膨張行程気筒内空気量とエアバルブ３６から供給した空気量とに基づいて燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に基づいて膨張行程気筒に対して燃料噴射を行う。
【００４２】
次のステップＳ２２では、ステップＳ２０での燃料噴射から予め設定された所定時間が経過した後、点火プラグ４により膨張行程気筒の燃料を点火して今回の制御周期を終了する。ステップＳ２２の燃料の点火で生じた燃焼圧により、膨張行程気筒のピストン１４が押し下げられ、エンジン１が始動する。
このようにしてエンジン１が始動した後の制御周期では、ステップＳ２においてエンジン回転速度Ｎｅが停止判別値Ｎｅｒ以上と判定されるため、再びステップＳ４でエンジン１の停止指令が有りと判断されるまで、ステップＳ２とステップＳ４の処理が繰り返されることになる。
【００４３】
なお、図２のフローチャートには示されていないが、ＥＣＵ５２はステップＳ２２の膨張行程気筒の点火によりエンジン１が始動した後は、別のエンジン運転制御ルーチンにより、後続の各気筒に対して順次エンジン１の運転に必要な燃料噴射及び点火を実行する。
以上のように、膨張行程気筒への燃料噴射と点火によりエンジン１を始動する際には、膨張行程気筒に対してエアバルブ３６から圧縮空気が供給されると共に、この圧縮空気を含む膨張行程気筒内の空気量に応じた燃料が気筒内に噴射されるので、エンジン１を始動するのに必要な燃焼圧を得ることができる。
【００４４】
また、このとき膨張行程気筒のピストン１４は、前述したようなステップＳ８乃至Ｓ１４の処理によって比較的上死点寄りの位置に停止しており、エンジン１の始動に必要なピストンストロークが確保されているので、燃料の燃焼によって生じた燃焼圧により確実にエンジン１を始動することが可能となる。
以上で本発明の一実施形態に係るエンジンの制御装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４５】
例えば、エンジン１の停止の際のピストン１４の停止位置を決定する要因の１つにカム反力があることは前に述べたとおりであるが、カムの位相角を変更したりカム自体を切り換えるようにした可変動弁機構を備えたエンジンの場合にはカム反力も変化するため、そのようなエンジンにおいてはエンジン停止の際に圧縮行程気筒に供給する空気の量を可変動弁機構の作動状態に応じて補正するようにしてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態は直列４気筒のエンジン１に適用したものであったが、エンジンの形式や気筒数はこれに限定されるものではなく、少なくとも１つの気筒が圧縮行程にあるときに、残りの気筒の少なくとも１つが膨張行程にあるエンジンであればよい。
更に、上記実施形態は、アイドルストップ制御を行うようにしたエンジン１に本発明を適用したものであったが、アイドルストップ制御を行わずにイグニッションスイッチ６０の操作のみで始動及び停止するようにしたエンジンにも本発明を適用することが可能である。
【００４７】
更にまた、上記実施形態では、膨張行程気筒への供給空気量Ｑｂとして、図５の関係に基づきピストン停止位置に応じて読み出したものをそのまま使用したが、供給される空気の密度は温度によって変化するので、例えば水温センサ４２によって検出されたエンジン１の冷却水温や、吸気温センサ３２によって検出された吸気温度などから推定した気筒内温度に応じて供給空気量Ｑｂを補正するようにしてもよい。この場合には気筒内温度が高いほど供給空気の密度は低下するので、供給空気量Ｑｂを増大方向に補正する。このようにすることによりエンジン１の始動に必要な空気量をより正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの制御装置の全体構成図である。
【図２】図１の制御装置で行われる始動停止制御の内容を示すフローチャートである。
【図３】図１のエンジンにおける各気筒の作動状態を示す図である。
【図４】図２の始動停止制御で用いられる吸気圧Ｐｍと供給空気量Ｑａとの関係を示す図である。
【図５】図２の始動停止制御で用いられるピストン停止位置と供給空気量Ｑｂとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  エンジン
２  燃料噴射弁
４  点火プラグ
３４  空気供給装置（空気供給手段）
３２  吸気圧センサ（吸気圧検出手段）
５２  ＥＣＵ（停止制御手段、始動制御手段、気筒判別手段）
【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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