(57)【要約】【課題】エンジンの始動性能を向上させることができるエンジン制御装置を提供する。【解決手段】エンジン制御装置は、エンジンのクランク角を検出する検出部と、エンジンを制御する制御部と、を備え、制御部は、気筒内で燃料を燃焼させて発生させる燃焼エネルギーによってエンジンの回転を開始させてエンジンを始動する所定始動を実行し、制御部は、噴射装置による燃料の噴射を停止してエンジンを停止させる（ステップＳ１０−Ｙ）際に、クランク角の変化に基づいて何れかの気筒のピストンが圧縮上死点の近傍で停止すると予測される（ステップＳ３０−Ｙ）場合、エンジンの回転が停止するまでの間に膨張行程にある気筒で噴射装置に燃料を噴射させ、かつ燃料を燃焼させる（ステップＳ４０）ことでエンジンにトルクを発生させる。【選択図】図９
2016138505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク角を検出する検出部と、
前記エンジンを制御する制御部と、
を備え、
前記エンジンは、複数の気筒と、前記気筒内に燃料を噴射する噴射装置とを有し、
前記制御部は、前記気筒内で燃料を燃焼させて発生させる燃焼エネルギーによって前記エンジンの回転を開始させて前記エンジンを始動する所定始動を実行し、
前記制御部は、前記噴射装置による燃料の噴射を停止して前記エンジンを停止させる際に、前記クランク角の変化に基づいて何れかの前記気筒のピストンが圧縮上死点の近傍で停止すると予測される場合、前記エンジンの回転が停止するまでの間に膨張行程にある前記気筒で前記噴射装置に燃料を噴射させ、かつ燃料を燃焼させることで前記エンジンにトルクを発生させる
ことを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
エンジンと駆動輪との間に配置されたクラッチと、
前記エンジンのクランク角を検出する検出部と、
前記エンジンおよび前記クラッチを制御する制御部と、
を備え、
前記エンジンは、複数の気筒と、前記気筒内に燃料を噴射する噴射装置とを有し、
前記制御部は、前記気筒内で燃料を燃焼させて発生させる燃焼エネルギーによって前記エンジンの回転を開始させて前記エンジンを始動する所定始動を実行し、
前記制御部は、走行中に前記クラッチを開放した状態で前記噴射装置による燃料の噴射を停止して前記エンジンを停止させる際に、前記クランク角の変化に基づいて何れかの前記気筒のピストンが圧縮上死点の近傍で停止すると予測される場合、車速が閾値以上であれば前記クラッチを係合させて前記駆動輪から前記エンジンにトルクを伝達させ、車速が前記閾値未満であれば前記エンジンの回転が停止するまでの間に膨張行程にある前記気筒で前記噴射装置に燃料を噴射させ、かつ燃料を燃焼させることで前記エンジンにトルクを発生させる
ことを特徴とするエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ピストンの停止位置を制御する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、内燃機関の停止指令に応じて、ピストンの停止位置を制御するためスロットル弁を開くようアクチュエータに信号を送る手段と、ピストンの停止位置を制御するためスロットル弁が開かれるとき、イグニッション・プラグの点火を停止させる手段と、を備える、内燃機関の停止を制御する装置の技術が開示されている。特許文献１の制御装置は、エンジンのイグニションをオフにした後、ピストンが上死点付近で停止するのを避けるためにスロットル弁を開き空気を導入したときに、ピストンの停止位置を狂わすことなく、かつエミッションを悪くすることなく、エンジンを停止させる制御装置であると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３８７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ピストンが上死点の近傍で停止すると、エンジンの始動性能の低下を招いてしまう。スロットル弁の制御や点火を停止するタイミングの制御がなされたとしても、実際にピストンが停止する位置にはばらつきが発生するため完全に制御することは困難である。ピストンが上死点の近傍で停止してしまうことを抑制し、エンジンの始動性能を向上させることについて、なお改良の余地がある。
【０００５】
本発明の目的は、エンジンの始動性能を向上させることができるエンジン制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエンジン制御装置は、エンジンのクランク角を検出する検出部と、前記エンジンを制御する制御部と、を備え、前記エンジンは、複数の気筒と、前記気筒内に燃料を噴射する噴射装置とを有し、前記制御部は、前記気筒内で燃料を燃焼させて発生させる燃焼エネルギーによって前記エンジンの回転を開始させて前記エンジンを始動する所定始動を実行し、前記制御部は、前記噴射装置による燃料の噴射を停止して前記エンジンを停止させる際に、前記クランク角の変化に基づいて何れかの前記気筒のピストンが圧縮上死点の近傍で停止すると予測される場合、前記エンジンの回転が停止するまでの間に膨張行程にある前記気筒で前記噴射装置に燃料を噴射させ、かつ燃料を燃焼させることで前記エンジンにトルクを発生させることを特徴とする。
【０００７】
上記エンジン制御装置は、何れかの気筒のピストンが圧縮上死点の近傍で停止すると予測される場合、膨張行程にある気筒で噴射装置に燃料を噴射させ、かつ燃料を燃焼させることでエンジンにトルクを発生させる。これにより、ピストンが圧縮上死点の近傍で停止することを抑制することができるという効果を奏する。
【０００８】
本発明のエンジン制御装置は、エンジンと駆動輪との間に配置されたクラッチと、前記エンジンのクランク角を検出する検出部と、前記エンジンおよび前記クラッチを制御する制御部と、を備え、前記エンジンは、複数の気筒と、前記気筒内に燃料を噴射する噴射装置とを有し、前記制御部は、前記気筒内で燃料を燃焼させて発生させる燃焼エネルギーによって前記エンジンの回転を開始させて前記エンジンを始動する所定始動を実行し、前記制御部は、走行中に前記クラッチを開放した状態で前記噴射装置による燃料の噴射を停止して前記エンジンを停止させる際に、前記クランク角の変化に基づいて何れかの前記気筒のピストンが圧縮上死点の近傍で停止すると予測される場合、車速が閾値以上であれば前記クラッチを係合させて前記駆動輪から前記エンジンにトルクを伝達させ、車速が前記閾値未満であれば前記エンジンの回転が停止するまでの間に膨張行程にある前記気筒で前記噴射装置に燃料を噴射させ、かつ燃料を燃焼させることで前記エンジンにトルクを発生させる。
【０００９】
上記エンジン制御装置は、何れかの気筒のピストンが圧縮上死点の近傍で停止すると予測される場合、車速が閾値以上であればクラッチを係合させて駆動輪からエンジンにトルクを伝達させ、車速が閾値未満であればエンジンの回転が停止するまでの間に膨張行程にある気筒で噴射装置に燃料を噴射させ、かつ燃料を燃焼させることでエンジンにトルクを発生させる。これにより、外部からのトルクあるいはエンジンで発生させるトルクによってエンジンの停止位置を変化させ、ピストンが圧縮上死点の近傍で停止することを抑制することができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るエンジン制御装置は、何れかの気筒のピストンが圧縮上死点の近傍で停止すると予測される場合、膨張行程にある気筒で噴射装置に燃料を噴射させ、かつ燃料を燃焼させることでエンジンにトルクを発生させる。本発明に係るエンジン制御装置によれば、ピストンが圧縮上死点の近傍で停止することを抑制してエンジンの始動性能を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１実施形態に係る車両の要部を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るエンジンの概略構成図である。
【図３】図３は、ピストンが圧縮上死点で停止した状態を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るエンジン制御装置の動作を説明する図である。
【図５】図５は、エンジンの停止位置の一例を示す図である。
【図６】図６は、エンジンの停止位置の予測方法を説明する図である。
【図７】図７は、ピストンが圧縮上死点で停止するまでの推移を示す図である。
【図８】図８は、ピストンが圧縮上死点の手前で停止するまでの推移を示す図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係るエンジン制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係る車両の要部を示す図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係るエンジン制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、第２実施形態の停止位置制御に係るタイムチャートである。
【図１３】図１３は、第２実施形態の制御に係る車速の閾値を示す図である。
【図１４】図１４は、第２実施形態の第１変形例に係る動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態に係るエンジン制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１３】
［第１実施形態］
図１から図９を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、エンジン制御装置に関する。図１は、本発明の第１実施形態に係る車両の要部を示す図、図２は、第１実施形態に係るエンジンの概略構成図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係る車両１００は、エンジン制御装置１およびエンジン２を有する。エンジン２は、燃料の燃焼エネルギーを回転運動に変換する。第１実施形態のエンジン制御装置１は、クランク角度センサ３０およびＥＣＵ５０を含む。クランク角度センサ３０は、エンジン２のクランク角を検出する検出部である。クランク角度センサ３０の検出結果を示す信号は、ＥＣＵ５０に出力される。ＥＣＵ５０は、エンジン２を制御する制御部である。
【００１５】
図２に示すように、本実施形態のエンジン２は、所謂直噴式の内燃機関である。エンジン２は、気筒２０、噴射装置２８、および点火装置２９をそれぞれ複数有する。ＥＣＵ５０は、噴射装置２８による燃料の噴射量や噴射タイミングを制御する噴射制御、および点火装置２９による点火タイミングを制御する点火制御を実行する。本実施形態のエンジン２は、６つの気筒２０を有しており、気筒２０がＶ字型に配置された所謂Ｖ型６気筒エンジンである。本実施形態では、各気筒２０において燃焼行程が実行される順序に従って、６つの気筒２０を一番気筒２０ａ、二番気筒２０ｂ、三番気筒２０ｃ、四番気筒２０ｄ、五番気筒２０ｅ、および六番気筒２０ｆと称する。
【００１６】
それぞれの気筒２０に対して、ピストン２２、吸気弁２５、排気弁２７、噴射装置２８、および点火装置２９が配置されている。ピストン２２は、シリンダボア２１内に往復運動可能に配置されている。エンジン２は、ピストン２２がシリンダボア２１内を二往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、および排気行程の４行程を実行する、所謂４サイクルエンジンである。吸気行程では、吸気弁２５が開弁した状態でピストン２２が上死点から下死点に向けて移動することで、吸気ポート２４から燃焼室２３に空気が吸入される。圧縮行程では、吸気弁２５および排気弁２７が閉弁した状態でピストン２２が上死点に向けて移動することで、燃焼室２３内の気体が圧縮される。
【００１７】
噴射装置２８は、気筒２０内の燃焼室２３に燃料噴霧２８ａを噴射する。噴射装置２８によって噴射された燃料と燃焼室２３の空気とが混合されて混合気となる。点火装置２９は、燃焼室２３内の混合気に点火する。混合気が着火して燃焼すると、その燃焼圧力によりピストン２２が下死点に向けて押し下げられる（膨張行程）。排気行程では、排気弁２７が開かれて、燃焼室２３内の排気が排気ポート２６に排出される。なお、本実施形態では、燃焼室２３において燃料の燃焼が実行されるか否かによらず、圧縮行程と排気行程との間の行程を膨張行程と称する。つまり、膨張行程は、ピストン２２が後述する圧縮上死点ＴＤＣを超えてから下死点に向けて移動する行程であって、かつ排気弁２７が開弁するまでの行程を示す。
【００１８】
ＥＣＵ５０は、走行中や停車中に所定のエンジン停止条件が成立すると自動的にエンジン２を停止させ、かつ所定の再始動条件が成立すると停止していたエンジン２を再始動させるスタート・アンド・ストップ制御（以下、単に「Ｓ＆Ｓ制御」と称する。）を実行する。所定のエンジン停止条件は、例えば、アクセルオフの状態であることを含む条件である。ＥＣＵ５０は、所定のエンジン停止条件が成立すると、エンジン２における噴射装置２８による燃料噴射を停止させてエンジン２の回転を停止させる。本実施形態のＥＣＵ５０は、エンジン２を自動的に停止する際に、エンジン２と駆動輪との動力伝達を遮断する。動力伝達の遮断は、例えば、エンジン２と駆動輪との間に配置されたクラッチを開放することにより実行される。
【００１９】
本実施形態のエンジン２は、所定始動による始動が可能に構成されている。本実施形態において、所定始動は、気筒２０内で燃料を燃焼させて発生させる燃焼エネルギー（膨張圧力）によってエンジン２の回転を開始させてエンジン２を始動する始動方法である。ＥＣＵ５０は、所定始動において停止しているエンジン２の回転を開始させるために、膨張行程にある気筒２０の燃焼室２３に燃料を噴射させて燃料を燃焼させる。ＥＣＵ５０は、エンジン２が回転を開始すると、各気筒２０で四行程を順次実行させてエンジン回転速度Ｎｅを上昇させる。ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度Ｎｅが所定速度まで上昇すると、エンジン２の運転モードを所定始動による始動モードから通常モードへ切り替える。
【００２０】
ここで、所定始動を開始するときのエンジン２のクランク角によっては、所定始動による始動が不可能、または困難となる。図３には、所定始動が不可能または困難となるエンジン２の停止位置の一例が示されている。図３において、原点を中心とする回転角度がエンジン２のクランク角を示している。原点から半径方向に向かう太線は、各気筒２０ａ，２０ｂ，２０ｃのピストン位置を示す。図３には、二番気筒２０ｂのピストン２２が圧縮行程から膨張行程へ移行する上死点ＴＤＣ（Top  Dead  Center）で停止した状態が示されている。以下の説明では、圧縮行程から膨張行程へ移行する上死点ＴＤＣを単に「圧縮上死点ＴＤＣ」と称する。ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍にあるときにエンジン２が回転エネルギーを失うと、各気筒２０の筒内圧が均衡してしまい、ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍に位置している状態でエンジン２が停止してしまうことがある。この状態から二番気筒２０ｂの噴射装置２８に燃料を噴射させて燃焼を実行させたとしても、十分な燃焼エネルギーが発生しないことなどにより、所定始動が成功しない可能性が高い。
【００２１】
本実施形態のＥＣＵ５０は、複数の気筒２０のピストン２２のうち何れかのピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止すると予測される場合、以下に説明するようにエンジン２の回転が停止するまでの間に膨張行程にある気筒２０において噴射装置２８により燃料を噴射させて燃焼を起こさせ、エンジン２にトルクを発生させる。これにより、ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止してしまうことを抑制し、エンジン２の始動性能を向上させることができる。
【００２２】
図４には、二番気筒２０ｂが圧縮上死点ＴＤＣで停止すると予測された場合の動作が示されている。二番気筒２０ｂのピストン２２は、圧縮上死点ＴＤＣに向けて移動している。クランク角の変化に基づいて、二番気筒２０ｂのピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣで停止すると予測されている。一番気筒２０ａのピストン２２は既に圧縮上死点ＴＤＣを超えて膨張行程に対応する位置にある。ＥＣＵ５０は、一番気筒２０ａの噴射装置２８によって燃焼室２３に燃料を噴射させ、点火装置２９に点火を実行させる。一番気筒２０ａで発生する燃焼エネルギーによって、矢印Ｙ１で示すトルクが発生する。このトルクＹ１により、二番気筒２０ｂのピストン２２は圧縮上死点ＴＤＣで停止せず、エンジン２は圧縮上死点ＴＤＣのクランク角を超えて回転する。エンジン２のクランク角が圧縮上死点ＴＤＣのクランク角を超えれば、各気筒２０の筒内圧による力の均衡がくずれる。その結果、所定始動を実行可能な位置までピストン２２が移動することが期待できる。
【００２３】
図５には、膨張行程の気筒２０に燃料を噴射させて燃焼させてトルクを発生させた結果のエンジン２の停止位置の一例が示されている。図３に示すようにピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍に位置していると筒内圧による力が均衡してしまい、そのままピストン２２が停止してしまう可能性があるが、ピストン２２の位置が圧縮上死点ＴＤＣの近傍よりも進角側にずれれば、力の均衡が崩れる。これにより、エンジン２は、例えば、図５に示すように二番気筒２０ｂが膨張行程の気筒となるクランク角で停止する。エンジン２は、膨張行程にある気筒２０の筒内圧による力と圧縮行程にある気筒２０の筒内圧による力とがバランスするように停止する可能性が高い。このように、本実施形態のエンジン制御装置１は、ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣで停止する可能性が高い場合にエンジン２に一時的に燃焼を行わせてトルクＹ１を発生させることで、エンジン２の停止位置を変化させ、エンジン２の始動性能を向上させる。
【００２４】
なお、本実施形態において、圧縮上死点ＴＤＣの近傍とは、圧縮上死点ＴＤＣを含む所定のクランク角の範囲である。所定のクランク角の範囲は、例えば、圧縮上死点ＴＤＣ前１０［ｄｅｇ］から圧縮上死点ＴＤＣ後１０［ｄｅｇ］までの範囲である。本実施形態における所定のクランク角の範囲は、所定始動によってエンジン２を始動させることができない範囲として設定されており、エンジン２の諸源等によって具体的な範囲が異なる。ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止した場合、その気筒２０において膨張（燃焼）行程を実行させたとしてもエンジン２が回転を開始しない、もしくはエンジン２を回転させることが困難である。エンジン２を回転させることが困難な状況とは、例えば、エンジン２がわずかに回転するが、次の燃焼順序のピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣを超えることができず、膨張行程に移行できない状況である。
【００２５】
図６から図８を参照して、ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣで停止するか否かの判定方法について説明する。本実施形態のＥＣＵ５０は、１つの気筒２０のピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣを通過する時点から、次の気筒２０のピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣを通過する時点までの損失が等しいと仮定して、将来のエンジン回転速度Ｎｅを予測する。以下の説明では、エンジン回転速度Ｎｅの予測値を「予測エンジン回転速度Ｎｅｐ」と称する。図６を参照して説明すると、現在のエンジン回転速度Ｎｅiと、１２０［ｄｅｇ］前のクランク角におけるエンジン回転速度Ｎｅi-120に基づいて、１２０［ｄｅｇ］先のクランク角におけるエンジン回転速度Ｎｅi+120が算出される。
【００２６】
クランク角が１２０［ｄｅｇ］変化する間のエンジン２のエネルギーロスが等しいとすれば、下記［数１］が成立する。ここで、Ｊ：エンジン２のイナーシャ、Ｅloss：エンジン２のクランク角が１２０［ｄｅｇ］変化する間のエンジン２の損失、である。
【数１】
2016138505.tif 000003
【００２７】
上記［数１］から、下記［数２］が導かれる。ＥＣＵ５０は、現在のエンジン回転速度Ｎｅiと、１２０［ｄｅｇ］前のクランク角におけるエンジン回転速度Ｎｅi-120から、下記［数２］によって１２０［ｄｅｇ］先のクランク角におけるエンジン回転速度Ｎｅi+120を算出する。本実施形態の予測エンジン回転速度Ｎｅｐは、［数２］に基づいて算出された１２０［ｄｅｇ］先のクランク角におけるエンジン回転速度Ｎｅi+120の値である。なお、以下の説明では、１つの気筒２０のピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣにあるときに算出されたエンジン回転速度Ｎｅi+120の値を特に「予測ＴＤＣ速度Ｎｅｔ」と称する。予測ＴＤＣ速度Ｎｅｔは、次の気筒２０のピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣに到達するときのエンジン回転速度Ｎｅの予測値である。
【数２】
2016138505.tif 000004
【００２８】
ＥＣＵ５０は、１つの気筒２０のピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣにあるときに、次の気筒２０のピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣに到達するときの予測ＴＤＣ速度Ｎｅｔを算出する。予測ＴＤＣ速度Ｎｅｔが負の値であれば、次の気筒２０のピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣに到達する前にエンジン回転速度Ｎｅが０まで低下する。この場合、エンジン２は一旦停止してから、例えば、筒内圧によるトルクがバランスする位置まで逆回転する。一方、予測ＴＤＣ速度Ｎｅｔが正の値であって、かつ絶対値が十分に大きい場合、エンジン２は、次の気筒２０のピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣに到達した時点では停止せず、更に回転する。
【００２９】
本実施形態のＥＣＵ５０は、予測ＴＤＣ速度Ｎｅｔが所定範囲内の速度である場合に、次の気筒２０のピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止すると予測する。本実施形態の所定範囲は、負の閾値Ｎｅ１から正の閾値Ｎｅ２までの範囲である。所定範囲は、例えば、適合のための実験結果や、シミュレーション結果に基づいて定められる。所定範囲は、予測ＴＤＣ速度Ｎｅｔが所定範囲外の値であれば、ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣで停止することはないと判断できるように定められる。
【００３０】
図７を参照して具体例について説明する。ＥＣＵ５０は、クランク角ＣＡ１において、１２０［ｄｅｇ］先のクランク角ＣＡ２におけるエンジン回転速度の予測値（予測ＴＤＣ速度Ｎｅｔ）を算出する。算出された予測ＴＤＣ速度Ｎｅｔの値は、閾値Ｎｅ１と閾値Ｎｅ２との間の値である。この場合、ＥＣＵ５０は、クランク角ＣＡ２の近傍においてエンジン２が停止し、ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止すると判断する。図７では、その後に実際にエンジン２が停止したときのクランク角は、圧縮上死点ＴＤＣに対応するクランク角ＣＡ２の近傍のクランク角である。
【００３１】
一方、図８では、クランク角ＣＡ１とクランク角ＣＡ２との間のクランク角において予測エンジン回転速度Ｎｅｐが０となる。この場合、ＥＣＵ５０は、ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止しないと判断する。実際のエンジン回転速度Ｎｅは、クランク角ＣＡ１とクランク角ＣＡ２との間で０となり、その後にエンジン２は逆回転して停止する。
【００３２】
図９を参照して、第１実施形態のエンジン制御装置１の動作について説明する。図９のフローチャートは、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。ステップＳ１０において、ＥＣＵ５０は、Ｓ＆Ｓによるエンジン停止途中であるか否かを判定する。ＥＣＵ５０は、所定のエンジン停止条件が成立して噴射装置２８による燃料噴射を停止した後であって、かつエンジン回転速度Ｎｅが所定の回転速度（例えば、０）まで低下していない場合にステップＳ１０で肯定判定する。ステップＳ１０で肯定判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）にはステップＳ２０に進み、否定判定された場合（ステップＳ１０−Ｎ）には今回の制御プロセスが終了する。
【００３３】
ステップＳ２０において、ＥＣＵ５０は、予測エンジン回転速度Ｎｅｐを算出する。ＥＣＵ５０は、クランク角度センサ３０から取得した現在のエンジン回転速度Ｎｅの値と、記憶しておいた１２０［ｄｅｇ］前のクランク角におけるエンジン回転速度Ｎｅの値に基づいて、予測エンジン回転速度Ｎｅｐを算出する。ステップＳ２０が実行されると、ステップＳ３０に進む。
【００３４】
ステップＳ３０において、ＥＣＵ５０は、何れかのピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣで停止するか否かを判定する。ＥＣＵ５０は、ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣを通過するタイミングで算出した予測ＴＤＣ速度Ｎｅｔの値が、所定範囲内の値である場合、ステップＳ３０で肯定判定する。一方、ＥＣＵ５０は、予測ＴＤＣ速度Ｎｅｔの値が所定範囲内の値でない場合、ステップＳ３０で否定判定する。ステップＳ３０で肯定判定された場合（ステップＳ３０−Ｙ）にはステップＳ４０に進み、否定判定された場合（ステップＳ３０−Ｎ）には今回の制御プロセスが終了する。
【００３５】
ステップＳ４０において、ＥＣＵ５０は、膨張行程の気筒２０で燃料の噴射および点火を実行させる。ＥＣＵ５０は、現在膨張行程にある気筒２０の噴射装置２８に対して燃料の噴射を指令し、当該気筒２０の点火装置２９に対して点火を指令する。ＥＣＵ５０は、膨張行程にある気筒２０の筒内の推定空気量に基づいて燃料噴射量を決定する。空燃比をリッチとするように燃料噴射量を定めた場合、発生するトルクを大きくしてピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣで停止することをより確実に抑制できる。また、空燃比をリッチとした場合、混合気の着火性が高くなる。一方、空燃比をリーンとするように燃料噴射量を定めた場合、発生するトルクを小さくしてショックを抑制することや、燃料消費量を抑制することができる。エンジン２において一時的に燃焼を実行させる際に、発生する燃焼エネルギーが大きすぎると、トルク変動によりドライバに違和感を与えることがある。ＥＣＵ５０は、トルク変動が大きなものとならないように、点火時期を遅角させることが好ましい。ステップＳ４０が実行されると、今回の制御プロセスが終了する。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態に係るエンジン制御装置１のＥＣＵ５０は、噴射装置２８による燃料の噴射を停止してエンジン２を停止させる際に、クランク角の変化に基づいて何れかの気筒２０のピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止すると予測される（ステップＳ３０−Ｙ）場合、エンジン２の回転が停止するまでの間に膨張行程にある気筒２０で噴射装置２８に燃料を噴射させ、かつ燃料を燃焼させる（ステップＳ４０）ことでエンジン２にトルクを発生させる。エンジン制御装置１は、エンジン２にトルクを発生させることでエンジン２の停止位置を変化させ、ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣで停止することを抑制することができる。
【００３７】
［第２実施形態］
図１０から図１２を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図１０は、第２実施形態に係る車両の要部を示す図である。第２実施形態において、上記第１実施形態と異なる点は、ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止すると予測される場合に、ＥＣＵ６０がクラッチ３（図１０参照）を一時的に係合させて駆動輪７からエンジン２にトルクを伝達させる点である。
【００３８】
図１０に示すように、第２実施形態に係る車両１００は、エンジン２、変速機４、およびエンジン制御装置１０１を有する。エンジン制御装置１０１は、クラッチ３と、クランク角度センサ３０と、ＥＣＵ６０とを有する。本実施形態の変速機４は、１速変速段から５速変速段までの変速段に切り替えられる有段の自動変速機である。変速機４の出力軸は、デファレンシャルギヤ５および駆動軸６を介して左右の駆動輪７と接続されている。クラッチ３は、エンジン２と変速機４との間に配置されている。係合状態のクラッチ３は、エンジン２と変速機４との間で動力を伝達する。開放状態のクラッチ３は、エンジン２と変速機４とを切り離し、エンジン２と変速機４との動力伝達経路を遮断する。本実施形態のクラッチ３は、摩擦係合式のクラッチ装置である。クラッチ３は、油圧制御装置によって供給される油圧に応じて係合あるいは開放する。ＥＣＵ６０は、エンジン２およびクラッチ３を制御する制御部である。
【００３９】
ＥＣＵ６０は、車両１００の走行中にＳ＆Ｓ制御においてエンジン２を自動的に停止させる場合、クラッチ３を開放した状態で噴射装置２８による燃料噴射を停止させてエンジン２の回転速度を低下させる。ＥＣＵ６０は、車両１００の走行中にクラッチ３を開放した状態でエンジン２を停止させる際に、複数の気筒２０のピストン２２の何れかが圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止すると予測される場合、膨張行程にある気筒２０で燃料を燃焼させてトルクを発生させること、およびクラッチ３を係合することの少なくとも何れか一方によってピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止することを回避させる。走行中にクラッチ３が係合されると、クラッチ３を介して駆動輪７からエンジン２にトルクが伝達される。このトルクによってエンジン２が被駆動状態となり、エンジン２の停止位置が変化する。これにより、ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止することが抑制される。
【００４０】
第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に膨張行程の気筒２０で燃料を燃焼させることによるエンジン２の停止位置制御を「第一制御」と称し、クラッチ３を係合させることによるエンジン２の停止位置制御を「第二制御」と称する。第二制御では、第一制御と異なり、燃料を消費することなくエンジン２の回転位置を変化させることができる。よって、燃料消費量の低減が可能となる。
【００４１】
本実施形態のＥＣＵ６０は、ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止すると予測される場合、車速に基づいて、第一制御あるいは第二制御の何れを実行するかの判定を行う。本実施形態では、第二制御の実行を許可する車速の下限値が定められている。この下限値（閾値）は、ショックの発生によるドライバビリティの低下を抑制する観点から定められている。低車速で走行中にクラッチ３が係合される場合、高車速で走行中にクラッチ３が係合される場合よりも、ドライバがトルク変動に対して違和感を覚えやすい。このため、ＥＣＵ６０は、車速が閾値よりも低速である場合、第二制御を実行せず、第一制御によってエンジン２の停止位置を変化させる。
【００４２】
図１１および図１２を参照して、第２実施形態に係るエンジン制御装置１０１の動作について説明する。図１１のフローチャートは、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。図１２のタイムチャートには、（ａ）クランク角、（ｂ）エンジン回転速度、および（ｃ）クラッチ指示トルクが示されている。クラッチ指示トルクは、クラッチ３のトルク容量（係合力）についての指示値である。クラッチ指示トルクに応じて、クラッチ３に対して供給する油圧の大きさが制御される。（ａ）クランク角の欄には、エンジン２の停止位置制御がなされない場合の推移が破線で示されている。実線は、本実施形態の停止位置制御がなされた場合のクランク角の推移を示している。なお、（ａ）クランク角は、１つの気筒２０のピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣを通過してから、次の気筒２０のピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣを通過するまでのクランク角が示されている。つまり、ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣを通過する毎にクランク角の値が０にリセットされる。
【００４３】
ステップＳ１１０からステップＳ１２０の動作は、上記第１実施形態（図９）のステップＳ１０からステップＳ２０と同様である。ステップＳ１３０においてピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣで停止すると肯定判定された場合（ステップＳ１３０−Ｙ）にはステップＳ１４０に進み、否定判定された場合（ステップＳ１３０−Ｎ）には今回の制御プロセスが終了する。図１２では、時刻ｔ１にステップＳ１３０で肯定判定されてステップＳ１４０に進む。
【００４４】
ステップＳ１４０において、ＥＣＵ６０は、車速が閾値以上であるか否かを判定する。本実施形態の閾値は、図１３に示すように、変速段に応じて異なる。４速変速段における閾値Ｖ４は、５速変速段における閾値Ｖ５よりも大きく、３速変速段における閾値Ｖ３は、４速変速段における閾値Ｖ４よりも大きい。最も高速側の変速段である５速変速段の閾値Ｖ５が最も低速の値とされている。２速変速段および１速変速段では、第２制御の実行が禁止される。これは、低速の変速段でクラッチ３が係合されると、トルク変動によるショックが発生しやすいことによる。１速変速段および２速変速段の閾値ＶＸは、車両１００において想定される最高速度よりも大きな値である。ＥＣＵ６０は、現在の車速が、現在の変速段に応じた閾値以上である場合にステップＳ１４０で肯定判定する。ステップＳ１４０において肯定判定された場合（ステップＳ１４０−Ｙ）にはステップＳ１５０に進み、否定判定された場合（ステップＳ１４０−Ｎ）にはステップＳ１６０に進む。
【００４５】
ステップＳ１５０において、ＥＣＵ６０は、クラッチ３を係合させる。ＥＣＵ６０は、油圧制御装置に対して、クラッチ指示トルクを出力してクラッチ３を係合させる。このときのクラッチ指示トルクの値は、クラッチ３をスリップ係合させるものである。図１２では、時刻ｔ１にクラッチ３の係合指示がなされる。クラッチ３を介して伝達されるトルクによって、エンジン２の回転エネルギーが増加する。これにより、エンジン２は、ピストン２２の位置が圧縮上死点ＴＤＣとなるクランク角を超えて更に回転する。ＥＣＵ６０は、時刻ｔ２にエンジン２のクランク角が圧縮上死点ＴＤＣに対応するクランク角を通過すると、時刻ｔ３にクラッチ指示トルクを０に変更する。これにより、クラッチ３が開放してエンジン２が駆動輪７から切り離され、時刻ｔ４にエンジン２が停止する。ステップＳ１５０が実行されると、今回の制御プロセスが終了する。
【００４６】
ステップＳ１６０において、ＥＣＵ６０は、膨張行程の気筒２０で燃料の噴射および点火を実行させる。ステップＳ１６０が実行されると、今回の制御プロセスが終了する。
【００４７】
以上説明したように、第２実施形態のエンジン制御装置１０１のＥＣＵ６０は、走行中にクラッチ３を開放した状態で噴射装置２８による燃料の噴射を停止してエンジン２を停止させる際に、クランク角の変化に基づいて何れかの気筒２０のピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止すると予測される（ステップＳ１３０−Ｙ）場合、車速が閾値以上（ステップＳ１４０−Ｙ）であればクラッチ３を係合させて駆動輪７からエンジン２にトルクを伝達させる（ステップＳ１５０）。一方、ＥＣＵ６０は、車速が閾値未満（ステップＳ１４０−Ｎ）であればエンジン３の回転が停止するまでの間に膨張行程にある気筒２０で噴射装置２８に燃料を噴射させ、かつ燃料を燃焼させることでエンジン２にトルクを発生させる（ステップＳ１６０）。クラッチ３を係合する第二制御によれば、燃料消費量を低減しつつエンジン２の停止位置を変化させることが可能となる。ＥＣＵ６０は、クラッチ３を係合した場合にショックが発生しやすい車速域では、第一制御によりエンジン２の停止位置を変化させる。よって、本実施形態のエンジン制御装置１０１は、エンジン２の始動性能の向上と燃料消費量の低減とを両立させることができる。
【００４８】
［第２実施形態の第１変形例］
第２実施形態の第１変形例について説明する。図１４は、第２実施形態の第１変形例に係る動作を示すフローチャートである。第２実施形態の第１変形例において、上記第２実施形態と異なる点は、Ｓ＆Ｓ制御によるエンジン停止要求が発生した場合に、第二制御を実行可能な変速段に予めアップシフトしておく点である。本変形例では、ＥＣＵ６０は、エンジン２、クラッチ３、および変速機４を制御する車両制御装置としての機能を有する。
【００４９】
図１４を参照して、第２実施形態の第１変形例におけるエンジン制御装置１０１の動作について説明する。図１４に示すフローチャートは、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。なお、図１４のフローチャートは、例えば、上記第２実施形態のフローチャート（図１１）と交互に実行される。
【００５０】
ステップＳ２１０において、ＥＣＵ６０は、Ｓ＆Ｓ制御によるエンジン停止要求があるか否かを判定する。ＥＣＵ６０は、エンジン走行中に所定のエンジン停止条件が成立すると、ステップＳ２１０で肯定判定する。ステップＳ２１０で肯定判定された場合（ステップＳ２１０−Ｙ）にはステップＳ２２０に進み、否定判定された場合（ステップＳ２１０−Ｎ）には今回の制御プロセスが終了する。
【００５１】
ステップＳ２２０において、ＥＣＵ６０は、車速が閾値以上であるか否かを判定する。ＥＣＵ６０は、現在の車速が現在の変速段に応じた閾値以上である場合にステップＳ２２０で肯定判定する。ステップＳ２２０で肯定判定された場合（ステップＳ２２０−Ｙ）にはステップＳ２３０に進み、否定判定された場合（ステップＳ２２０−Ｎ）にはステップＳ２４０に進む。
【００５２】
ステップＳ２３０において、ＥＣＵ６０は、クラッチ３を開放させる。ステップＳ２３０が実行されると、ステップＳ２７０に進む。
【００５３】
ステップＳ２４０において、ＥＣＵ６０は、アップ変速により閾値が車速未満となるか否かを判定する。ステップＳ２４０では、現在の車速で第二制御の実行が許可される変速段が存在するか否かが判定される。例えば、現在の車速が、図１３に示す４速変速段の閾値Ｖ４と５速変速段の閾値Ｖ５との間の値であり、かつ現在の変速段が４速変速段であるとする。この場合、予め５速にアップシフトしておけば、第二制御が実行可能となる。一方、現在の車速が閾値Ｖ５よりも低速である場合、閾値が現在の車速未満となるような変速段が存在しない。言い換えると、アップ変速をしたとしても、第二制御を実行可能にすることができない。ＥＣＵ６０は、現在の車速が、５速変速段の閾値Ｖ５以上である場合にステップＳ２４０において肯定判定する。ステップＳ２４０で肯定判定された場合（ステップＳ２４０−Ｙ）にはステップＳ２５０に進み、否定判定された場合（ステップＳ２４０−Ｎ）にはステップＳ２３０に進む。
【００５４】
ステップＳ２５０において、ＥＣＵ６０は、クラッチ３を開放させる。ステップＳ２５０が実行されると、ステップＳ２６０に進む。
【００５５】
ステップＳ２６０において、ＥＣＵ６０は、アップシフトを実行する。ＥＣＵ６０は、閾値が現在の車速未満となる変速段まで、変速機４をアップシフトさせる。ステップＳ２６０が実行されると、ステップＳ２７０に進む。
【００５６】
ステップＳ２７０において、ＥＣＵ６０は、噴射装置２８による燃料噴射を停止させる。ＥＣＵ６０は、エンジン２に対して各気筒２０における噴射装置２８による燃料噴射を停止させるよう指令する。ステップＳ２７０が実行されると、今回の制御プロセスが終了する。
【００５７】
本変形例のＥＣＵ６０は、予め変速機４をアップシフトさせておくことにより、ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止すると予測される場合に、第二制御を実行する割合を増やすことができる。よって、燃料消費量の低減を図ることが可能となる。
【００５８】
なお、ＥＣＵ６０は、Ｓ＆Ｓ制御によるエンジン停止要求がある場合に、車速が閾値以上（ステップＳ２２０−Ｙ）であるとしても変速機４をアップシフトさせてもよい。変速機４の変速段を予め高速側の変速段にしておくことにより、クラッチ３を係合するときのトルク変動を低減することができる。ＥＣＵ６０は、例えば、Ｓ＆Ｓ制御によるエンジン停止要求が発生した場合、予め定められた変速線に基づく変速段よりも高速側の変速段に変速機４を変速させる。変速タイミングは、クラッチ３を開放（ステップＳ２３０，Ｓ２５０）した後であることが好ましい。
【００５９】
［第２実施形態の第２変形例］
第２実施形態の第２変形例について説明する。クラッチ３は、開放状態となることでエンジン２と駆動輪７との動力伝達経路を遮断し、係合状態となることでエンジン２と駆動輪７とを接続するものであればよい。クラッチ３は、エンジン２と駆動輪７との間に配置されていればよく、例えば、変速機４よりも駆動輪７側に設けられてもよい。あるいは、クラッチ３は、変速機４の内部のクラッチであってもよい。この場合、クラッチ３は、例えば変速機４の変速段を形成するための何れかのクラッチである。
【００６０】
［上記各実施形態の第１変形例］
上記第１実施形態および第２実施形態の第１変形例について説明する。ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止するか否かの判定方法は、上記各実施形態の方法には限定されない。一例として、各ピストン２２が上死点を通過するときのエンジン回転速度Ｎｅが所定範囲内の値である場合に、ピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止すると判定することが可能である。言い換えると、エンジン回転速度Ｎｅの推移に代えて、エンジン回転速度Ｎｅの瞬時値に基づいてピストン２２が圧縮上死点ＴＤＣの近傍で停止すると判定されてもよい。
【００６１】
［上記各実施形態の第２変形例］
ＥＣＵ５０，６０は、Ｓ＆Ｓ制御等によって自動的にエンジン２を停止するときに限らず、エンジン２の停止位置を制御するようにしてもよい。ＥＣＵ５０，６０は、例えば、ドライバによるエンジン停止操作に応じてエンジン２を停止する場合に、上記各実施形態および変形例の停止位置制御を実行する。これにより、次回エンジン２を始動する際に所定始動が可能となり、エンジン２の始動性能が向上する。
【００６２】
［上記各実施形態の第３変形例］
エンジン２の気筒数や配列は、実施形態で例示したものには限定されない。例えば、気筒数は４気筒や８気筒などであってもよく、気筒２０の配列は直列等であってもよい。エンジン２は、所定始動以外の始動方法が可能なものであってもよい。例えば、エンジン２は、スタータモータやモータジェネレータのクランキングによって始動可能なものであってもよい。
【００６３】
上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１，１０１  エンジン制御装置
２  エンジン
３  クラッチ
４  変速機
７  駆動輪
２０  気筒
２２  ピストン
２８  噴射装置
２９  点火装置
３０  クランク角度センサ（検出部）
５０，６０  ＥＣＵ（制御部）
１００  車両
【図１】
2016138505.tif 000005
【図２】
2016138505.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
2016138505.tif 000009
【図６】
2016138505.tif 000010
【図７】
2016138505.tif 000011
【図８】
2016138505.tif 000012
【図９】
2016138505.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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