JP4385940B2 - 内燃機関装置およびこれを搭載する自動車並びに内燃機関の運転停止方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関装置およびこれを搭載する自動車並びに内燃機関の運転停止方法に関する。

従来、この種の内燃機関装置としては、自動停止した内燃機関において自動始動時に最初に点火タイミングが到来する気筒での点火燃焼を可能とするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、最初に点火タイミングが到来する気筒での点火燃焼を可能とすることにより、内燃機関の運転開始を迅速に行なうようにしている。
特開２００１−３４２８７６号公報

４気筒や６気筒などの複数気筒の吸気系に個別に燃料噴射を行なう内燃機関では、通常排気行程の終盤で燃料噴射が行なわれるから、最初に点火タイミングが到来する気筒で点火燃焼を行なうためには、内燃機関の運転を停止する際に吸気行程から圧縮行程で停止する気筒に対して運転停止直前の排気行程の終盤で燃料噴射しておく必要がある。一方、点火燃焼を可能とするには、その気筒においてある程度の圧縮も必要となるから、吸気行程から圧縮行程にかけて適正な範囲で停止する気筒に燃料噴射を行なう必要もある。ところで、各気筒の停止位置と内燃機関を運転停止させる際の回転数とには実験上関連性を見出すことができるから、内燃機関の回転数がある回転数範囲のときに燃料噴射を許可すれば吸気行程から圧縮行程にかけて適正な範囲で停止する気筒に燃料噴射を行なうことができるが、内燃機関の状態や経時変化などにより内燃機関の停止位置にバラツキが生じ、適正な範囲で停止する気筒に燃料噴射を行なうことができない場合も生じる。

本発明の内燃機関装置およびこれを搭載する自動車並びに内燃機関の運転停止方法は、各気筒の吸気系に燃料を個別に噴射可能な内燃機関において所定の範囲で停止する気筒により確実に燃料噴射を行なうことを目的の一つとする。また、本発明の内燃機関装置およびこれを搭載する自動車並びに内燃機関の運転停止方法は、こうした内燃機関の運転停止を行なうことにより、内燃機関の始動をより迅速に行なうことを目的の一つとする。

本発明の内燃機関装置およびこれを搭載する自動車並びに内燃機関の運転停止方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の内燃機関装置は、
内燃機関を有する内燃機関装置であって、
前記内燃機関の各気筒の吸気系に燃料を個別に噴射可能な燃料噴射手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記内燃機関の所定の運転停止が指示されたとき、該内燃機関が運転停止したときに吸気行程から圧縮行程にかけての所定範囲で停止する気筒に燃料噴射がなされるよう、前記検出された内燃機関の回転数が開始回転数に至るまでは燃料噴射がなされないよう前記燃料噴射手段を制御し、前記検出された内燃機関の回転数が前記開始回転数に至ってから所定停止回転数に至るまでは燃料噴射が行なわれるよう前記燃料噴射手段を制御し、前記検出された内燃機関の回転数が前記停止回転数に至った以降は燃料噴射がなされないよう前記燃料噴射手段を制御する停止時燃料噴射制御手段と、
前記内燃機関の運転停止時のクランクシャフトの停止回転位置を検出する停止回転位置
検出手段と、
前記検出された停止回転位置と前記内燃機関を運転停止したときに吸気行程から圧縮行程で停止した気筒に対する燃料噴射状態とに基づいて前記開始回転数および／または前記停止回転数を調整する開始停止回転数調整手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の内燃機関装置では、内燃機関に所定の運転停止が指示されたときには、内燃機関が運転停止したときに吸気行程から圧縮行程にかけての所定範囲で停止する気筒に燃料噴射がなされるよう、内燃機関の回転数が開始回転数に至るまでは燃料噴射がなされないよう内燃機関の各気筒の吸気系に燃料を個別に噴射する燃料噴射手段を制御し、内燃機関の回転数が開始回転数に至ってから所定停止回転数に至るまでは燃料噴射が行なわれるよう燃料噴射手段を制御し、内燃機関の回転数が停止回転数に至った以降は燃料噴射がなされないよう燃料噴射手段を制御する。そして、内燃機関の運転停止時のクランクシャフトの停止回転位置と内燃機関を運転停止したときに吸気行程から圧縮行程で停止した気筒に対する燃料噴射状態とに基づいて開始回転数や停止回転数を調整する。これにより、内燃機関の状態や経時変化などにより内燃機関の停止位置にバラツキが生じても、吸気行程から圧縮行程にかけての所定範囲で停止する気筒により確実に燃料噴射を行なうことができる。こうして停止した内燃機関を始動する際に、吸気行程から圧縮行程にかけての所定範囲で停止した気筒にその圧縮行程から膨張行程にかけての点火タイミングで点火すれば、内燃機関を迅速に始動することができる。ここで、前記所定範囲は、吸気行程および圧縮行程の一部を含む範囲であるものとすることもできる。

こうした本発明の内燃機関装置において、前記開始停止回転数調整手段は、前記所定範囲外で停止した気筒に対して燃料噴射が行なわれているときには、前記開始回転数と前記停止回転数との幅が狭くなる傾向に前記開始回転数および／または前記停止回転数を調整する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定範囲で停止する気筒に燃料噴射を行なうための開始回転数や停止回転数をより適正に調整することができる。この場合、前記開始停止回転数調整手段は、燃料噴射が行なわれた気筒が圧縮行程の上死点側で前記所定範囲外となって停止しているときには前記開始回転数が小さくなる傾向に調整する手段であるものとすることもできる。また、前記開始停止回転数調整手段は、燃料噴射が行なわれた気筒が圧縮行程の前の吸気行程側で前記所定範囲外となって停止しているときには前記停止回転数が大きくなる傾向に調整する手段であるものとすることもできる。

また、本発明の内燃機関装置において、前記開始停止回転数調整手段は、前記所定範囲内で停止した気筒に対して燃料噴射が行なわれていないときには、前記開始回転数と前記停止回転数との幅が広くなる傾向に前記開始回転数および／または前記停止回転数を調整する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定範囲で停止する気筒に燃料噴射を行なうための開始回転数や停止回転数をより適正に調整することができる。この場合、前記開始停止回転数調整手段は、燃料噴射が行なわれなかった気筒が圧縮行程の上死点側で前記所定範囲内となって停止しているときには前記開始回転数が大きくなる傾向に調整する手段であるものとすることもできる。また、前記開始停止回転数調整手段は、燃料噴射が行なわれなかった気筒が圧縮行程の前の吸気行程側で前記所定範囲内となって停止しているときには前記停止回転数が小さくなる傾向に調整する手段であるものとすることもできる。

さらに、本発明の内燃機関装置において、前記所定の運転停止の指示は、前記内燃機関を自動停止すると共に自動停止した内燃機関を自動始動する際の自動停止条件が成立したときになされる指示であるものとすることもできる。この場合、前記内燃機関を自動始動する条件が成立したとき、前記所定範囲で停止した気筒が圧縮行程から膨張行程に至る際に点火して該内燃機関を始動する始動時制御手段を備えるものとすることもできる。

本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関装置、即ち、基本的には、内燃機関を有する内燃機関装置であって、前記内燃機関の各気筒の吸気系に燃料を個別に噴射可能な燃料噴射手段と、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、前記内燃機関に所定の運転停止が指示されたとき、該内燃機関が運転停止したときに吸気行程から圧縮行程にかけての所定範囲で停止する気筒に燃料噴射がなされるよう、前記検出された内燃機関の回転数が開始回転数に至るまでは燃料噴射がなされないよう前記燃料噴射手段を制御し、前記検出された内燃機関の回転数が前記開始回転数に至ってから所定停止回転数に至るまでは燃料噴射が行なわれるよう前記燃料噴射手段を制御し、前記検出された内燃機関の回転数が前記停止回転数に至った以降は燃料噴射がなされないよう前記燃料噴射手段を制御する停止時燃料噴射制御手段と、前記内燃機関の運転停止時のクランクシャフトの停止回転位置を検出する停止回転位置検出手段と、前記検出された停止回転位置と前記内燃機関を運転停止したときに吸気行程から圧縮行程で停止した気筒に対する燃料噴射状態とに基づいて前記開始回転数および／または前記停止回転数を調整する開始停止回転数調整手段と、を備える内燃機関装置を搭載し、前記内燃機関からの動力を用いて走行することを要旨とする。

この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関装置を搭載するから、本発明の内燃機関装置が奏する効果、例えば、内燃機関の状態や経時変化などにより内燃機関の停止位置にバラツキが生じても吸気行程から圧縮行程にかけての所定範囲で停止する気筒により確実に燃料噴射を行なうことができる効果や、こうして停止した内燃機関を始動する際に吸気行程から圧縮行程にかけての所定範囲で停止した気筒にその圧縮行程から膨張行程にかけての点火タイミングで点火することにより内燃機関を迅速に始動することができる効果などと同様な効果を奏することができる。

本発明の内燃機関の運転停止方法は、
各気筒の吸気系に燃料を個別に噴射可能な内燃機関を吸気行程から圧縮行程にかけての所定範囲でいずれかの気筒に燃料噴射がなされて停止するよう、前記内燃機関の回転数が開始回転数に至るまでは燃料噴射を禁止し、前記内燃機関の回転数が前記開始回転数に至ってから所定停止回転数に至るまでは燃料噴射を実行し、前記内燃機関の回転数が前記停止回転数に至った以降は燃料噴射を禁止して内燃機関を運転停止する内燃機関の運転停止方法であって、
前記内燃機関の運転停止時のクランクシャフトの停止回転位置と前記内燃機関を運転停止したときに吸気行程から圧縮行程で停止した気筒に対する燃料噴射状態とに基づいて前記開始回転数および／または前記停止回転数を調整する
ことを特徴とする。

この本発明の内燃機関の運転停止方法では、内燃機関が運転停止したときに吸気行程から圧縮行程にかけての所定範囲で停止する気筒に燃料噴射がなされるために、禁止していた燃料噴射を実行する開始回転数や燃料噴射を再度禁止する停止回転数を、内燃機関の運転停止時のクランクシャフトの停止回転位置と内燃機関を運転停止したときに吸気行程から圧縮行程で停止した気筒に対する燃料噴射状態とに基づいて調整するから、内燃機関の状態や経時変化などにより内燃機関の停止位置にバラツキが生じても吸気行程から圧縮行程にかけての所定範囲で停止する気筒により確実に燃料噴射を行なうことができる。こうして停止した内燃機関を始動する際に、吸気行程から圧縮行程にかけての所定範囲で停止した気筒にその圧縮行程から膨張行程にかけての点火タイミングで点火すれば、内燃機関を迅速に始動することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての内燃機関装置２０を搭載する自動車１０の構成の概略を示す構成図である。自動車１０は、図示するように、ガソリンにより駆動するエンジン２２と、エンジン２２をコントロールするエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）７０と、エンジン２２のクランクシャフト２４の動力を変速してデファレンシャルギヤ１８を介して駆動輪１９ａ，１９ｂに出力するオートマチックトランスミッション１７と、このオートマチックトランスミッション１７を制御する図示しないＡＴ用電子制御ユニットとを備える。ここで、実施例の内燃機関装置２０としては、エンジン２２とエンジンＥＣＵ７０とが相当する。

エンジン２２は、吸気マニホールド３０に燃料を気筒毎に噴射可能な独立噴射式の４気筒エンジンとして構成されている。エンジン２２の各気筒２２ａ〜２２ｄは、吸気行程、圧縮行程、膨張行程（燃焼行程）、排気行程の４行程を１サイクルとして駆動する気筒として構成されており、１番気筒２２ａ，２番気筒２２ｂ，３番気筒２２ｃ，４番気筒２２ｄの順に直列に配置されると共に１番気筒２２ａ，３番気筒２２ｃ，４番気筒２２ｄ，２番気筒２２ｂの順にクランク角ＣＡが１８０°ずつ異なるようクランクシャフト２４に連結されている。図２に各気筒２２ａ〜２２ｄの４つの行程とクランク角ＣＡとの関係の一例を示す。なお、図２には、後述するエンジン停止時の制御を行なった際の燃料噴射やその後にエンジン２２を始動する際の燃料噴射と点火も示しているが、これらについては後述する。

エンジン２２は、導入した空気を清浄するエアクリーナ２６と、吸気管２７に取り付けられスロットルモータ２８ａにより駆動されて吸入空気量を調節するスロットルバルブ２８と、各気筒２２ａ〜２２ｄ毎に分岐した吸気マニホールド３０に取り付けられてガソリンを気筒毎に噴射する燃料噴射弁３２と、クランクシャフト２４の２回転に対して１回転の割合で回転するカムシャフト３４のカム３４ａにより駆動されガソリンと空気との混合気を燃焼室４０に導入する吸気バルブ３６と、圧縮行程から膨張行程にかけてのタイミングでイグナイタと一体化されたイグニッションコイル４１に電圧を印加することにより燃焼室４０に電気火花を発生させる点火プラグ４２と、カムシャフト３４と同様にクランクシャフト２４の２回転に対して１回転の割合で回転するカムシャフト３５のカム３５ａにより駆動され燃焼室４０の燃焼ガスを排気マニホールド４６に排出する排気バルブ３８と、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する図示しない浄化装置（三元触媒）とを備え、燃焼室４０内での混合気の爆発燃焼により得られるエネルギにより押し下げられるピストン４４の往復運動をクランクシャフト２４の回転運動に変換する。

エンジン２２のクランクシャフト２４にはクランクシャフト２４の回転角としてのクランク角ＣＡを検出するクランク角センサ４８が設けられており、カムシャフト３４，３５にはその回転角としてのカム角を検出するカム角センサ５０が取り付けられている。また、エンジン２２には、その冷却水の温度を検出する水温センサ５２や吸入空気の温度を検出する吸気温センサ５４，スロットルバルブ２８のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ５６，エンジン２２の負荷としての吸入空気量を検出するバキュームセンサ５８などの各種センサも取り付けられている。これらのセンサからの信号はエンジンＥＣＵ７０に入力されている。ここで、クランク角センサ４８は、クランクシャフト２４に取り付けられた図示しないマグネットロータに対向する位置に磁気抵抗素子を配置したＭＲＥ回転センサとして構成されており、所定角度（例えばクランク角１０°ＣＡ）ごとにパルスを出力する。実施例では、このクランク角センサ４８が発生するパルスを利用してクランク角ＣＡを特定すると共にエンジン２２の回転数Ｎｅを計算している。

エンジンＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に、処理プログラムなどを記憶するＲＯＭ７４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートと、を備える。エンジンＥＣＵ７０には、上述した各種センサからの信号、即ち、クランク角センサ４８からのクランク角θやカム角センサ５０からのカム角，水温センサ５２からの冷却水温，吸気温センサ５４からの吸気温，スロットルバルブポジションセンサ５６からのスロットルポジション，バキュームセンサ５８からの吸入空気量などが入力ポートを介して入力されていると共にシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰやアクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなども入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ７０からは、燃料噴射弁３２への駆動信号やスロットルバルブ２８のポジションを調節するスロットルモータ２８ａへの駆動信号、イグニッションコイル４１への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。

次に、こうして構成された実施例の自動車１０に搭載された内燃機関装置２０の動作、特にアイドルストップにおけるエンジン２２の運転停止時の動作について説明する。なお、実施例の自動車１０では、車速Ｖが値０でブレーキペダル８５が踏み込まれているなどの所定の自動停止条件が成立したときにエンジン２２を自動停止し、エンジン２２を自動停止した後にブレーキペダル８５の踏み込みが解除されるなどの所定の自動始動条件が成立したときにエンジン２２を自動始動する。このエンジン２２の自動停止や自動始動の制御については本発明の中核をなさないため、以下では必要に応じて説明するに止める。

図３は、所定の自動停止条件が成立したときにエンジンＥＣＵ７０により実行されるエンジン停止制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。エンジン停止時制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、各気筒２２ａ〜２２ｄへの燃料噴射を禁止する（ステップＳ１００）。即ち、いわゆる燃料カットを行なうのである。これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅは減少する。

続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１に至るのを待って（ステップＳ１１０，Ｓ１２０）、燃料噴射を許可する（ステップＳ１３０）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、実施例では、図示しないエンジン回転数演算ルーチンによりクランク角センサ４８が発生するパルスを用いて計算されたものを入力するものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅを直接するものとしてもよい。燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１は、エンジン２２が停止したときに吸気行程から圧縮行程にかけてクランク角ＣＡが角度ＣＡ１から角度ＣＡ２の範囲（燃料噴射停止範囲）で停止した気筒にエンジン２２の停止直前に燃料噴射を行なうことができる最大の回転数として設定されており、このルーチンにより調整される。燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１の調整については後述する。図４に燃料噴射停止範囲の一例を示す。この燃料噴射停止範囲は、エンジン２２を停止した後に始動するときの最初の点火タイミング（圧縮行程における上死点（ＴＤＣ）近傍）で混合気を燃焼させることができると共にこの燃焼によりエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に上昇させることができる範囲として設定されており、実施例では、吸気行程の後半部の角度ＣＡ１から圧縮行程の後半部の角度ＣＡ２の範囲として設定した。こうして燃料噴射が許可されると、エンジンＥＣＵ７０は、排気行程の終盤の燃料噴射タイミングに至った気筒に対して燃料噴射弁３２から燃料噴射を行なう。

次に、エンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２に至るのを待って（ステップＳ１４０，Ｓ１５０）、燃料噴射を禁止する（ステップＳ１６０）。燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２は、エンジン２２が停止したときに上述の燃料噴射停止範囲で停止し
た気筒にエンジン２２の停止直前に燃料噴射を行なうことができる最小の回転数として設定されており、このルーチンにより調整される。燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２の調整については後述する。こうして燃料噴射が禁止されると、エンジンＥＣＵ７０は、再び燃料カットを行なう。エンジン停止制御を実行したときのエンジン２２の回転数Ｎｅと燃料噴射の状態の時間変化の一例を図５に示す。図５では、時間Ｔ１にエンジン２２の停止指示がなされたことにより燃料カットが行なわれ、時間Ｔ２にエンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１に至ったことにより燃料噴射が許可され、時間Ｔ３にエンジン２２の回転数Ｎｅが燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２に至ったことにより燃料噴射が再び禁止され、時間Ｔ４にエンジン２２の回転数Ｎｅが値０となってエンジン２２が停止する。

燃料噴射が再び禁止されると、その後、エンジン２２の回転数Ｎｅが値０となるのを待って（ステップＳ１７０，Ｓ１８０）、クランク角センサ４８からクランク角ＣＡを入力し（ステップＳ１９０）、吸気行程から膨張行程の前半にかけて燃料噴射を行なった気筒と燃料噴射を行なわなかった気筒の停止角ＣＡｓ１，ＣＡｓ２を吸気行程の上死点（ＴＤＣ）を角度０°として計算する（ステップＳ２００）。ここで、図４に示すように、実施例では燃料噴射停止範囲は１８０度以上に設定されているため、燃料噴射を行なった気筒が２つ存在する場合がある。この場合、それぞれの気筒に対して停止角ＣＡｓ１を計算する。また、同様に、燃料噴射を行なわなかった気筒も２つ存在する場合があるため、その場合にもそれぞれの気筒に対して停止角ＣＡｓ２を計算する。そして、計算した燃料噴射を行なった各気筒の停止角ＣＡｓ１が角度ＣＡ１から角度ＣＡ２の燃料噴射停止範囲内となるか否かを判定し（ステップＳ２１０）、停止角ＣＡｓ１が角度ＣＡ２より大きく燃料噴射停止範囲外（ＣＡ２＜ＣＡｓ１）となる気筒が存在するときには、燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１が大きいと判断し、燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１から補正量ΔＮを減じた値を新たな燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１とする燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１の減少補正を実行する（ステップＳ２２０）。逆に、停止角ＣＡｓ１が角度ＣＡ１より小さく燃料噴射停止範囲外（ＣＡｓ１＜ＣＡ１）となる気筒が存在するときには、燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２が小さいと判断し、燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２に補正量ΔＮを増加した値を新たな燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２とする燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２の増加補正を実行する（ステップＳ２３０）。即ち、燃料噴射を行なった気筒が圧縮行程の上死点側に寄って燃料噴射停止範囲外（ＣＡ２＜ＣＡｓ１）で停止したときには燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１を減少補正し、燃料噴射を行なった気筒が吸気行程の上死点側に寄って燃料噴射停止範囲外（ＣＡｓ１＜ＣＡ１）で停止したときには燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２を増加補正するのである。これは、燃料噴射を行なった気筒が燃料噴射停止範囲外で停止したときには燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１と燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２との範囲が小さくなるように燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１や燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２を補正することになる。このように燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１を減少補正したり燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２を増加補正することにより、エンジン２２の状態や経年変化などによりエンジン２２の停止位置にバラツキが生じても、燃料噴射を行なった気筒を燃料噴射停止範囲内（ＣＡ１≦ＣＡｓ１≦ＣＡ２）で停止させることができる。なお、燃料噴射を行なった各気筒が燃料噴射停止範囲内（ＣＡ１≦ＣＡｓ１≦ＣＡ２）で停止したときには、次にエンジン２２を始動するときにその気筒の次の点火タイミングで混合気を燃焼させることができると判断し、燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１の減少補正や燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２の増加補正は行なわれない。なお、減少補正された燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１や増量補正した燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２は、エンジンＥＣＵ７０に記憶され、イグニッションオフされても保持されて用いられる。

次に、吸気行程から圧縮行程にかけて燃料噴射を行なわなかった各気筒の停止角ＣＡｓ２が角度ＣＡ１から角度ＣＡ２の燃料噴射停止範囲外となるか否かを判定し（ステップＳ２４０）、停止角ＣＡｓ２が吸気行程から圧縮行程に至る下死点（ＢＤＣ）以上で角度ＣＡ２以下の燃料噴射停止範囲内（ＢＤＣ≦ＣＡｓ２≦ＣＡ２）となる気筒が存在するときには、燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１が小さいと判断し、燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１に補正量ΔＮを増加した値を新たな燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１とする燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１の増加補正を実行する（ステップＳ２５０）。逆に、停止角ＣＡｓ２が角度ＣＡ１以上で吸気行程から圧縮行程に至る下死点（ＢＤＣ）以下の燃料噴射停止範囲内（ＣＡ１≦ＣＡｓ２≦ＢＤＣ）となる気筒が存在するときには、燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２が大きいと判断し、燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２から補正量ΔＮを減じた値を新たな燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２とする燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２の減少補正を実行して（ステップＳ２６０）、エンジン停止制御ルーチンを終了する。即ち、燃料噴射を行なわなかった気筒が圧縮行程の燃料噴射停止範囲内（ＢＤＣ≦ＣＡｓ２≦ＣＡ２）で停止したときには燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１を増加補正し、燃料噴射を行なわなかった気筒が吸気行程の燃料噴射停止範囲内（ＣＡ１≦ＣＡｓ２≦ＢＤＣ）で停止したときには燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２を減少補正するのである。これは、燃料噴射を行なわなかった気筒が燃料噴射停止範囲内で停止したときには燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１と燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２との範囲が広くなるように補正することになる。このように燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１を増加補正したり燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２を減少補正することにより、エンジン２２の状態や経年変化などによりエンジン２２の停止位置にバラツキが生じても、燃料噴射を行なわなかった気筒を燃料噴射停止範囲外（ＣＡｓ２＜ＣＡ１，ＣＡ２＜ＣＡｓ２）で停止させることができる。なお、燃料噴射を行なわなかった気筒が燃料噴射停止範囲外（ＣＡｓ２＜ＣＡ１，ＣＡ２＜ＣＡｓ２）で停止したときには、燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１の増加補正や燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２の減少補正は行なわずにエンジン停止制御ルーチンを終了する。前述したように増量補正された燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１や減少補正された燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２は、エンジンＥＣＵ７０に記憶され、イグニッションオフされても保持されて用いられる。

図６は、所定の自動始動条件が成立したときにエンジンＥＣＵ７０により実行されるエンジン始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。エンジン始動制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、エンジン２２を停止したときのクランク角ＣＡに基づいて燃料噴射停止範囲で停止した気筒の点火タイミングを計算する（ステップＳ３００）。上述したエンジン停止制御ルーチンにより経時変化などによりエンジン２２の停止位置にバラツキが生じても燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１と燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２とを補正することにより、燃料噴射停止範囲に停止している気筒にエンジン２２を停止する前に燃料を噴射することができるから、この燃料噴射停止範囲で停止した気筒に点火して燃焼を生じさせるために点火タイミングを計算するのである。続いて、クランキングを開始すると共に（ステップＳ３１０）、燃料噴射弁３２からの燃料噴射や点火プラグ４２による点火を開始し（ステップＳ３２０）、燃料噴射停止範囲で停止した気筒の次に点火タイミングとなる気筒（２番目の気筒）への燃料噴射タイミングと点火タイミングを計算する（ステップＳ３３０）。いま、１番気筒２２ａに燃料が噴射されて燃料噴射停止範囲の圧縮行程における約９０ＣＡ°で停止しているときに始動する場合を考える。この場合の燃料噴射と点火タイミングを図２に示す。このとき、１番気筒２２ａの次に点火タイミングとなる３番気筒２２ｃは、吸気行程の約９０ＣＡ°で停止しており、３番気筒２２ｃには燃料噴射は行なわれていない。このため、３番気筒２２ｃにおいて最初の点火タイミングで燃焼を生じさせるには、吸気行程の途中で燃料を噴射し、噴射した燃料を燃焼室４０内に導入する必要がある。したがって、燃料噴射のタイミングは吸気行程が終了する前となる。次に１番気筒２２ａに燃料が噴射されて燃料噴射停止範囲の圧縮行程の角度ＣＡ２近傍で停止しているときに始動する場合を考える。このとき、１番気筒２２ａの次に点火タイミングとなる３番気筒２２ｃは、燃料噴射停止範囲内の吸気行程で停止しており、３番気筒２２ｃにも燃料噴射が行なわれている。このため、燃料噴射のタイミングの計算では燃料噴射は不要とされる。次に、３番目に点火タイミングとなる気筒への燃料噴射タイミングと点火タイミングを計算し（ステップＳ３４０）、４番目以降に点火タイミングとなる気筒に対する燃料噴射と点火を通常のタイミングに設定して（ステップＳ３５０）、エンジン始動制御ルーチンを終了する。このように燃料噴射タイミングと点火タイミングを計算し、計算した燃料噴射タイミングで燃料を噴射すると共に計算した点火タイミングで点火することにより、エンジン２２を始動する際に燃料が噴射されて燃料噴射停止範囲で停止した気筒で燃焼を生じさせることができると共にその次以降に点火タイミングとなる気筒でも燃焼を生じさせることができる。この結果、燃焼によるエネルギをエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させるのに使用することができるから、エンジン２２を迅速に始動することができる。

以上説明した実施例の内燃機関装置２０によれば、燃料噴射を行なった気筒がエンジン
２２を始動するときの最初の点火タイミングで燃焼を生じさせることができる範囲として設定した燃料噴射停止範囲外で停止したときには、燃料噴射を許可する際のエンジン２２の回転数Ｎｅである燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１を減少補正したり燃料噴射を再禁止する際のエンジン２２の回転数Ｎｅである燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２を増加補正することにより、エンジン２２の状態や経年変化などによりエンジン２２の停止位置にバラツキが生じても、燃料噴射停止範囲外で停止する気筒により確実に燃料噴射が行なわれないようにすることができる。また、燃料噴射を行なわなかった気筒が燃料噴射停止範囲内で停止したときには、燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１を増加補正したり燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２を減少補正することにより、エンジン２２の状態や経年変化などによりエンジン２２の停止位置にバラツキが生じても、燃料噴射停止範囲内で停止する気筒により確実に燃料噴射を行なうようにすることができる。こうした燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１や燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２の補正により燃料噴射停止範囲内で停止する気筒により確実に燃料噴射を行なうことができ、エンジン２２の始動をより迅速なものとすることができる。

また、本発明の内燃機関装置２０によれば、エンジン２２を自動始動するときには、燃料噴射停止範囲に停止している気筒の点火タイミングや２番目，３番目に点火タイミングとなる気筒の燃料噴射タイミングと点火タイミングを計算して燃料噴射と点火を行なうことにより、燃料が噴射されて燃料噴射停止範囲で停止した気筒に点火して燃焼を生じさせることができると共にその次以降に点火タイミングとなる気筒でも燃焼を生じさせることができる。この結果、燃焼によるエネルギをエンジン２２の回転数Ｎｅを上昇させるのに使用することができるから、エンジン２２を迅速に始動することができる。

実施例の内燃機関装置２０では、燃料噴射を行なった気筒が燃料噴射停止範囲外で停止したときや燃料噴射を行なわなかった気筒が燃料噴射停止範囲内で停止したときには、補正量ΔＮだけ燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１や燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２を補正するものとしたが、燃料噴射を行なった気筒の停止角ＣＡｓ１や燃料噴射を行なわなかった気筒の停止角ＣＡｓ２に応じて補正量を決定して燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１や燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２を補正するものとしてもよい。即ち、燃料噴射を行なった気筒の停止位置が燃料噴射停止範囲の境界から外側に離れるほど大きな補正量により補正したり、燃料噴射を行なわなかった気筒の停止位置が燃料噴射停止範囲の境界から内側に離れるほど大きな補正量により補正するのである。

実施例の内燃機関装置２０では、燃料噴射を行なった気筒が燃料噴射停止範囲外で停止したときや燃料噴射を行なわなかった気筒が燃料噴射停止範囲内で停止したときには、その都度、燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１や燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２を補正するものとしたが、複数回に亘って燃料噴射を行なった気筒が燃料噴射停止範囲外で停止したときや燃料噴射を行なわなかった気筒が燃料噴射停止範囲内で停止したときに燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１や燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２を補正するものとしてもよい。

実施例の内燃機関装置２０では、燃料噴射停止範囲を吸気行程から圧縮行程にかけての範囲として設定したが、燃料噴射停止範囲を圧縮行程内の範囲に設定するものとしても構わない。

実施例の内燃機関装置２０では、車速Ｖが値０でブレーキペダル８５が踏み込まれているなどの所定の自動停止条件が成立したときにエンジン２２を自動停止し、エンジン２２を自動停止した後にブレーキペダル８５の踏み込みが解除されるなどの所定の自動始動条件が成立したときにエンジン２２を自動始動する走行可能なシフトポジションでのアイドルストップにおける事前の燃料噴射について説明したが、走行可能なシフトポジション以外のシフトポジション（例えば、ニュートラルポジションや駐車ポジションなど）におけるアイドルストップの際にも適用してもよい。この場合、エンジン２２の停止時のフリクションが異なることから、走行不能なシフトポジションにおける燃料噴射開始回転数Ｎｒｅｆ１や燃料噴射停止回転数Ｎｒｅｆ２を走行可能なシフトポジションとは別に記憶しておいて用いるものとしてもよい。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、内燃機関装置の製造産業や自動車製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例としての内燃機関装置２０を搭載する自動車１０の構成の概略を示す構成図である。 各気筒２２ａ〜２２ｄの４つの行程とクランク角ＣＡとの関係の一例を示す説明図である。 エンジンＥＣＵ７０により実行されるエンジン停止制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 燃料噴射停止範囲の一例を示す説明図である。 エンジン停止制御を実行したときのエンジン２２の回転数Ｎｅと燃料噴射の状態の時間変化の一例を示す説明図である。 エンジンＥＣＵ７０により実行されるエンジン始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 自動車、１７ オートマチックトランスミッション、１８ デファレンシャルギヤ、１９ａ，１９ｂ 駆動輪、２０ 内燃機関装置、２２ エンジン、２２ａ １番気筒、２２ｂ ２番気筒、２２ｃ ３番気筒、２２ｄ ４番気筒、２４ クランクシャフト、２６ エアクリーナ、２７ 吸気管、２８ スロットルバルブ、２８ａ スロットルモータ、３０ 吸気マニホールド、３２ 燃料噴射弁、３４，３５ カムシャフト、３４ａ，３５ａ カム、３６ 吸気バルブ、 ３８ 排気バルブ、４０ 燃焼室、４１ イグニッションコイル、４２ 点火プラグ、４４ ピストン、４６ 排気マニホールド、 ４８ クランク角センサ、５０ カム角センサ、５２ 水温センサ、５４ 吸気温センサ、５６
スロットルバルブポジションセンサ、５８ バキュームセンサ、７０ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ。

Claims (12)

1. 内燃機関を有する内燃機関装置であって、
   前記内燃機関の各気筒の吸気系に燃料を個別に噴射可能な燃料噴射手段と、
   前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記内燃機関の所定の運転停止が指示されたとき、該内燃機関が運転停止したときに圧縮行程の一部を含む所定範囲で停止する気筒に燃料噴射がなされるよう、前記検出された内燃機関の回転数が開始回転数に至るまでは燃料噴射がなされないよう前記燃料噴射手段を制御し、前記検出された内燃機関の回転数が前記開始回転数に至ってから所定停止回転数に至るまでは燃料噴射タイミングに至った気筒に対して燃料噴射が行なわれるよう前記燃料噴射手段を制御し、前記検出された内燃機関の回転数が前記停止回転数に至った以降は燃料噴射がなされないよう前記燃料噴射手段を制御する停止時燃料噴射制御手段と、
   前記内燃機関の運転停止時のクランクシャフトの停止回転位置を検出する停止回転位置検出手段と、
   前記検出された停止回転位置と気筒に対する燃料噴射状態とに基づいて前記開始回転数および／または前記停止回転数を調整する開始停止回転数調整手段と、
   を備える内燃機関装置。
2. 前記開始停止回転数調整手段は、前記所定範囲外で停止した気筒に対して燃料噴射が行なわれているときには、前記開始回転数と前記停止回転数との幅が狭くなる傾向に前記開始回転数および／または前記停止回転数を調整する手段である請求項１記載の内燃機関装置。
3. 前記開始停止回転数調整手段は、燃料噴射が行なわれた気筒が圧縮行程の上死点側で前記所定範囲外となって停止しているときには前記開始回転数が小さくなる傾向に調整する手段である請求項２記載の内燃機関装置。
4. 前記開始停止回転数調整手段は、燃料噴射が行なわれた気筒が圧縮行程の前の吸気行程側で前記所定範囲外となって停止しているときには前記停止回転数が大きくなる傾向に調整する手段である請求項２または３記載の内燃機関装置。
5. 前記開始停止回転数調整手段は、前記所定範囲内で停止した気筒に対して燃料噴射が行なわれていないときには、前記開始回転数と前記停止回転数との幅が広くなる傾向に前記開始回転数および／または前記停止回転数を調整する手段である請求項１ないし４いずれか記載の内燃機関装置。
6. 前記開始停止回転数調整手段は、燃料噴射が行なわれなかった気筒が圧縮行程の上死点側で前記所定範囲内となって停止しているときには前記開始回転数が大きくなる傾向に調整する手段である請求項５記載の内燃機関装置。
7. 前記開始停止回転数調整手段は、燃料噴射が行なわれなかった気筒が圧縮行程の前の吸気行程側で前記所定範囲内となって停止しているときには前記停止回転数が小さくなる傾向に調整する手段である請求項５または６記載の内燃機関装置。
8. 前記所定範囲は、吸気行程および圧縮行程の一部を含む範囲である請求項１ないし７いずれか記載の内燃機関装置。
9. 前記所定の運転停止の指示は、前記内燃機関を自動停止すると共に自動停止した内燃機関を自動始動する際の自動停止条件が成立したときになされる指示である請求項１ないし８いずれか記載の内燃機関装置。
10. 前記内燃機関を自動始動する条件が成立したとき、前記所定範囲で停止した気筒が圧縮行程から膨張行程に至る際に点火して該内燃機関を始動する始動時制御手段を備える請求項９記載の内燃機関装置。
11. 請求項１ないし１０いずれか記載の内燃機関装置を搭載し、前記内燃機関からの動力を用いて走行する自動車。
12. 各気筒の吸気系に燃料を個別に噴射可能な内燃機関を吸気行程から圧縮行程にかけての所定範囲でいずれかの気筒に燃料噴射がなされて停止するよう、前記内燃機関の回転数が開始回転数に至るまでは燃料噴射を禁止し、前記内燃機関の回転数が前記開始回転数に至ってから所定停止回転数に至るまでは燃料噴射タイミングに至った気筒に対して燃料噴射を実行し、前記内燃機関の回転数が前記停止回転数に至った以降は燃料噴射を禁止して内燃機関を運転停止する内燃機関の運転停止方法であって、
    前記内燃機関の運転停止時のクランクシャフトの停止回転位置と前記内燃機関を運転停止したときに吸気行程から圧縮行程で停止した気筒に対する燃料噴射状態とに基づいて前記開始回転数および／または前記停止回転数を調整する
    ことを特徴とする内燃機関の運転停止方法。
    

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