JP6317026B2 - 内燃エンジンへの燃料噴射方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃エンジンに燃料を噴射する方法、エンジン制御ユニット、および車両に関する。本発明は、とりわけ限定するものではないが、運転サイクルの走行中に車両の内燃エンジンが自動的に停止し、再始動するストップ／スタート機能を備えた車両に適用される。運転サイクルとは、車両を用いた運転を実施する期間を意味し、ドライバが車両を始動させた（「キーを掛けた（キーオンした）」）ときから、ドライバが車両を停止させる（「キーを外す（キーオフする）」）までの期間をいう。

圧縮点火またはスパーク点火の内燃エンジン等の燃料噴射器を採用した内燃エンジンの制御手法において、各燃料噴射器が供給する燃料噴射タイミングまたは燃料の量をエンジン動作条件に基づいて変化させることが知られている。ガソリン直噴内燃エンジン（ＧＤＩ）等の直接燃料噴射装置（ＤＦＩ）を用いた内燃エンジンの場合、燃料をエンジンシリンダ内に直接噴射するものであるが、キーを掛けて始動した時および走行運転中において、燃費を最大化し、炭化水素および煤の排ガスを最小限に抑える燃料噴射パターンまたは手法に基づいて燃料を噴射することが知られている。

たとえば最適な燃料噴射パターンは、各ピストンの吸気行程において、必要とされる燃料を２回または３回の独立した燃料噴射に分割して供給することを含むものであってもよい。図１は、先行技術に係る異なる燃料噴射パターンにより得られた炭化水素および煤のエンジン排ガスの相対量を示す棒グラフである。この「分割吸気」噴射パターンは、図１の棒（バー）１０で示すように、比較的に低い排ガスレベルを実現する。この理由は、吸気行程がピストンサイクルの初期段階にあり、空気／燃料混合物にスパークが着火する前に、吸気燃料が気化する時間があるためである。複数の燃料噴射に分割すると、より少量の燃料のそれぞれが、次に供給される前に容易に気化することができるので、燃料が気化しやすくなる。さらに、ピストンに直接的に燃料噴射することを回避するため、ピストンがシリンダの十分に深い位置にあるときの乱流誘導段階における噴射により、良好な燃料を形成しやすくし、燃料が乱気流の中を大きく移動する必要があり、良好な撹拌をもたらす。この比較的に低レベルの排ガスは、吸気行程において１回だけ燃料噴射する場合に生じる高レベルの排ガスを示す図１の棒（バー）１２と比較するとき、評価されるものである。

連続的に可変可能なバルブリフト（上昇量可変バルブ）を用いて、各シリンダに取り込む空気量を調整することにより、「分割」燃料噴射パターンを用いたときに生じた排ガス量をさらに低減することができる。バルブが「低リフト（上昇量が低い）」構成にあるとき、シリンダ内への空気フローを高速にすることができ、シリンダ内部で燃料と空気を均一に撹拌することを支援する乱流が生じ、より効率的な燃焼が実現される。この構成により、図１の棒（バー）１４で示すように、排ガスが低減される。

図２Ａは、先行技術に係る分割吸気噴射パターンを示す概略図である。図２Ａを参照すると、エンジンクランクシャフトの１回転全体が円２０で表され、特定のエンジンピストンが最上位置（円２０の上）から、吸気行程および圧縮行程を経由して（円２０の時計周り方向に移動して）、最上位置に戻る。図２Ａにおいて、４つのピストンの相対的な位置がラベルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄで図示され、各ピストンは互いに９０度ずれている。円２０の右手側は吸気行程を示し、左手側は圧縮行程を示す。すなわちシリンダＤが吸気行程にあるとき、シリンダＡは上死点（ＴＤＣ）で「点火（スパーク）」する前の圧縮行程にある。図示のように、ピストンの吸気行程中、第１、第２、および第３の燃料噴射が行われる。

分割吸気噴射パターンにより排ガスレベルが下がるが、エンジンを始動するとき、たとえばエコスタート時にエンジンを急始動させる必要が生じたとき、こうした燃料噴射パターンを採用すると問題が生じる。エコスタートとは、状況が許せば、消費燃料を削減するために運転サイクルの走行中にエンジンを自動的に停止させた後、車両エンジンを再始動させることを意味する。たとえばドライバ操作による車両ブレーキペダルが踏み込まれ、かつ車両が停止している場合に、車両はエコストップ状態を適用するように構成してもよい。ドライバがブレーキペダルを解放すると（ブレーキペダルから足を離すと）、エンジンが再始動し、車両トランスミッションが再接続される。すなわちドライバがブレーキペダルを解放することにより、エンジンを再始動させ、ドライブラインを接続し、トルクを駆動輪に伝達する。しかし、エコストップ状態からエンジンを再始動することがドライバにとって不快なものであってはならず、駆動輪に再びトルクを加えるまでに感知できる程度の遅延があってはならない。そのため、エコスタート時にはエンジンを迅速に始動させる必要がある。本願の文脈において、たとえば車両が停止していないときに、内燃エンジンが停止し、再始動するハイブリッド車において、車両走行中も同様に、エコスタート／エコストップ機能を提供してもよい。

迅速に始動させるために、代わりに、エンジン始動段階で圧縮噴射パターンを適用することが知られている。図２Ｂは、先行技術に係る圧縮噴射パターンを有する概略図である。図２Ｂに示すように、各シリンダの圧縮行程の後であって、スパーク点火の直前に燃料噴射２８が１回のみ行われる。この手法は、エコスタートで要求される迅速な始動を実現するが、圧縮噴射パターンに依存するほど、始動段階では高レベルの排ガスが生じる。圧縮噴射パターンに関連して生じる高レベルの排ガスは、図１の棒（バー）１６で図示されている。これは、図１の棒（バー）１２，１０，１４でそれぞれ図示される１回だけの吸気、分割吸気、および分割低リフト吸気により生じる低レベルの排ガスと容易に比較することができる。圧縮噴射パターンに関連して生じる高レベルの排ガスは、要求される短時間のエコスタートを実現するために、圧縮行程のシリンダを燃焼させるのに要求される遅延タイミングの必要性に起因するものである。本発明の目的は、上述の少なくともいくつかの問題を実施的に解消および／または低減することにある。

本発明に係る１つの態様によれば、複数のシリンダおよび各シリンダに付随するピストンを備えた内燃エンジンに燃料を噴射する方法が提供され、この方法は、少なくとも２つのピストンの初期位置に基づいて、各シリンダに異なる噴射パターンを同時に適用するステップを有する。

すなわち本発明に係る実施形態は、始動段階のすべてのシリンダの噴射パターンを固定することは、エンジンコントローラが許せば、クランク回転する前の最適な（分割された）噴射タイミングパターンに基づいて燃料を受けることができるように配置されていたエンジンサイクルの後半においてシリンダに対する圧縮噴射を必要としないという見解に基づいて得られたものであると云うことができる。換言すると、本発明は、エンジンの始動段階時、内燃エンジンの異なるシリンダが異なる噴射パターンを採用して、可能な限り、常に最適噴射パターンを目標として排ガスを低減するといったハイブリッド（混成）手法を用いることができるという見解に基づいてなされたものである。すなわち、たとえばクランクシャフト１回転する間の所定の期間において、第１の噴射パターンを１つまたはそれ以上のシリンダに適用し、第２の噴射パターンを少なくとも１の別のシリンダに適用する。

異なる噴射パターンを異なるシリンダに適用することにより、１つのシリンダが始動する燃焼サイクル位置に基づいて、そのシリンダに適当な噴射パターンを選択することができる。シリンダが十分にサイクル初期段階にあるとき、最適噴射パターンを適用する。シリンダが最適噴射パターンを適用するには十分でないサイクル初期段階にあるとき、代替的な噴射パターンが適用されて、より高レベルの排ガスが生じるが、迅速な始動を実現することができる。その結果、エンジン全体の性能は最適化され、排ガスを低減しつつ、迅速に始動させることができる。これは、個別のシリンダそれぞれのサイクル上の初期位置に基づいて、そのシリンダに最も適した噴射パターンを選択して、そのシリンダの性能を最適化することにより実現される。

内燃エンジンは、直接燃料噴射を用いる。有利にも、燃料を直接にシリンダ内に噴射するシステムによれば、吸気行程および圧縮行程の両方で燃料を噴射させることができる。したがって、吸気行程および圧縮行程にあるすべてのシリンダに適当な噴射パターンを適用して、たとえばポート燃料噴射（ＰＦＩ）を用いた内燃エンジンで実現される場合に比して、エンジン始動を開始するためにエンジンサイクルのより大きな部分を利用し、より数多くのシリンダを利用することができる。

この方法は、最適噴射パターンに基づいて、内燃エンジンの第１のシリンダに燃料を噴射すると同時に、始動噴射パターンに基づいて、内燃エンジンの第２のシリンダに燃料を噴射するステップを有してもよい。

始動噴射パターンは、最適噴射パターンおよび第２のシリンダに付随するピストンの初期位置に基づいて決定してもよい。

これにより、可能な場合には、最適噴射パターンを実行して排ガスを低減するとともに、同時に他のシリンダに１つまたはそれ以上の始動噴射パターンを用いてエンジンが迅速にパワーを出力できる。

この方法は、エンジンのクランクシャフトが１回転する間に、第２のシリンダを始動噴射パターンから最適噴射パターンに移行させるステップを有してもよい。

この方法は、複数のシリンダの中から、１つまたはそれ以上のシリンダを含む第１のシリンダ群と、１つまたはそれ以上のシリンダを含む第２のシリンダ群とを決定するステップを有し、第１および第２のシリンダ群の各シリンダを決定するステップは、各シリンダに付随するピストンの初期位置に基づいて実行されるものであってもよい。この方法は、始動噴射パターンに基づいて、第２のシリンダ群の各シリンダに燃料を噴射し、始動噴射パターンは、第２のシリンダ群の各シリンダに付随するピストンの初期位置に基づいて、第２のシリンダ群の各シリンダに対して決定してもよい。

始動噴射パターンは、排ガスを削減しつつ、迅速な始動を実現するように、特定のシリンダに対して調整される。

第２のシリンダ群の前記シリンダの始動噴射パターンは、少なくとも１回の未受容燃料の遅延噴射を含んでもよい。第２のシリンダ群の前記シリンダの始動噴射パターンは、少なくとも１回の未受容燃料の遅延噴射の後に、最適噴射パターンの噴射に対応する少なくとも１回の噴射を含んでもよい。

すなわち可能である場合には、最適噴射パターンを目標とし、最適噴射パターンの第１の噴射を受容しなかったシリンダに対する補填を可能にして、これらのシリンダが未受容燃料を遅延して受容することを可能にする。

未受容燃料は、複数の独立した噴射により供給されるものであってもよい。これは、たとえば最適噴射パターンの２回以上の噴射が受容されなかった場合に適している。

未受容燃料の容量が遅延して噴射される場合、遅延噴射される未受容燃料の容量は、噴射される遅延度に基づいて低減されてもよい。これは、有利にも、不要な排ガスを低減することができる。

未受容燃料の容量は、最適噴射パターンに付随する燃料の容量に基づいて決定してもよい。

本発明に係るさらなる態様によれば、内燃エンジンに燃料を噴射する前記方法により燃料を噴射するステップを有する、内燃エンジンを始動させる方法が提供される。

この方法は、内燃エンジンの初期クランク回転時または内燃エンジンの停止時に２つ以上のシリンダに燃料噴射を供給するステップを有してもよい。初期クランク回転時または内燃エンジンの停止時に２つ以上のシリンダに燃料噴射を供給するステップは、実質的に同時に２つ以上のシリンダに燃料噴射を供給することを含んでもよい。ソフトウェアまたは電子的なハードウェアによる制限がない場合に実行することができる。内燃エンジンは、エコストップ状態から始動させることができる。

本発明に係るさらなる態様によれば、内燃エンジンに燃料を再供給する方法が提供され、この方法は、内燃エンジンに燃料を噴射する前記方法により燃料を噴射するステップを有する。この方法は、たとえばアクセル全閉時の燃料カットの後に燃料を再供給するためにも用いることができる。この方法は、内燃エンジンの２つ以上のシリンダに実質的に同時に燃料噴射を供給するステップを有してもよい。

本発明の係る別の態様によれば、前記方法に基づいて、内燃エンジンへの燃料噴射を制御するように動作可能なエンジン制御ユニットが提供される。

本発明の係る別の態様によれば、内燃エンジンとエンジン制御ユニットとを備えた車両が提供される。

本願の範疇において、上記段落、クレーム、および／または以下の明細書および図面に記載された、さまざまな態様、実施形態、実施例、および択一例、特に個々の特徴物は、独立してまたは組み合わせて採用することができる。たとえば１つの実施形態に関連して説明された特徴物は、その特徴物が矛盾するものでなければ、すべての実施形態に適用することができる。

図３〜図６を参照しながら、単なる具体例として、本発明に係る実施形態について以下説明する。図中、同様の参照符号を用いて、同様の構成部品（特徴物）を示す。
上記説明した先行技術に係るさまざまな燃料噴射パターンで生じた炭化水素および煤の排ガスの相対的な量を示す棒グラフである。 上記説明した先行技術に係る分割吸気噴射パターンを示す概略図である。 上記説明した先行技術に係る圧縮噴射パターンを示す概略図である。 本発明の実施形態に係る方法による最適な噴射パターンを示す概略図である。 図３を参照して上記説明した方法に基づいて、内燃エンジンのシリンダＣに適用される、受け損なった燃料（未受容燃料）の噴射パターンを示す概略図である。 図３を参照して上記説明した方法に基づいて、図３の内燃エンジンのシリンダＢに適用される、受け損なった燃料（未受容燃料）の噴射パターンを示す概略図である。 図３を参照して上記説明した方法に基づいて、図３の内燃エンジンのシリンダＡに適用される、受け損なった燃料（未受容燃料）の噴射パターンを示す概略図である。

本発明の実施形態に係る、車両の内燃エンジンをエコストップ状態から始動させる方法について以下説明する。

本実施形態では、内燃エンジンは、２列４気筒で各列が互いに対して所定角度でＶ字状に配置されてＶ字形状をなす８つのシリンダ（Ｖ８エンジン）を備える。先行技術において知られているように、各列のシリンダのピストンのための共通クランクシャフトが設けられている。

エンジン動作時、燃料をシリンダ内に噴射して、燃焼させて、ピストンを押し下げて、クランクシャフトを回転させる。燃料噴射サイクルおよび燃焼サイクルは、クランクシャフトが２回転するごとに行われる。所与のシリンダにおいて、最初の１回転は、（ピストンが下がり）空気を取り込む吸気行程と、（ピストンが上がり）空気／燃料混合物を点火前に圧縮する圧縮行程を含む。次の１回転は、点火スパークで始まり（ピストンが下がり）、燃料を燃焼させてピストンを押し下げる膨張行程、および（ピストンが上がり）排ガスを排出させる排気行程を含む。全体サイクル（吸気行程、圧縮行程、膨張行程、および排気行程）は、エンジン動作中、連続的に反復される。各シリンダ列のピストンは、互いに９０度間隔で配置される。したがって、８つのピストンはジグザグに（互い違いに）配置され、単一のエンジンサイクルの行程において、共通のクランクシャフトに対する各ピストンが８つの定期的な膨張行程を行う。

エンジン動作時の所与の瞬間において、４つのシリンダが吸気行程または圧縮行程にあり、残りの４つのシリンダが膨張行程または排気行程にある。燃料噴射は吸気行程および圧縮行程で行われるため、サイクルで表される単一の回転を参照して燃料噴射パターンを説明することが便利である。サイクル上のポイントを用いて、最初の１回転中に燃料が噴射される瞬間を説明する。吸気行程および圧縮行程において、４つのピストンの任意の瞬間における位置のスナップショットを、円上の９０度間隔で離れた４つのポイントで表すことができる。

この種の表現を図３に示す。図３を参照すると、エンジンからの排ガスを最小限に抑えるための最適噴射パターンが図示されている。

最適噴射パターンは、３つの噴射３０，３２，３４を含む分割噴射パターンの形態を有する。円の右側に示す第１の噴射３０は吸気行程中に行われる。第２および第３の噴射３２，３４は、円の左側にあって、圧縮行程で行われる。この構成によれば、１サイクル中の燃料の全体量の噴射を３段階に分割し、３つの噴射を所定のクランク角で定義される期間において３段階の噴射を行うことにより、点火スパーク前にシリンダ内での燃料の気化を促進し、効率よく燃焼させて排ガスレベルを低減する。

燃料噴射のタイミングは、（円の１２時の位置において頂部に配置された）点火スパーク前のピストンのサイクル位置（回転位置）を用いて表現することができる。すなわち、燃料噴射のタイミングは、「上死点」前の角度の大きさ（「上死点前角（ＢＴＤＣ）」）として表現することができる。この表現を用いると、第１の噴射３０は、上死点前角が３００度（または「３００ＢＴＤＣ」）であるときに行われる。第２および第３の噴射３２，３４はそれぞれ、上死点前角が１６０度および７０度（１６０ＢＴＤＣおよび７０ＢＴＤＣ）であるときに行われる。

また図３は、吸気行程および圧縮行程にある４つのシリンダの相対的な位置を示す。図示のように、４つのシリンダは互いに９０度ずれており、２つのシリンダ（シリンダＡおよびシリンダＢ）は圧縮行程にあり、２つのシリンダ（シリンダＣおよびシリンダＤ）は吸気行程にある。シリンダＡは上死点前角が４５度（４５度の上死点前角）の位置にあり、シリンダＢ、シリンダＣ、およびシリンダＤはそれぞれ、上死点前角が１３５度、２２５度、および３１５度の位置にある。

図３で表現される瞬間（タイミング）の後、シリンダＡは、４５度の位置から上死点に達するまで移動（循環）する。シリンダＢは、圧縮行程の部分から上死点前角が７０度の位置まで移動（循環）し、この位置で第３の噴射３４を受ける。シリンダＣは、吸気行程から出て圧縮行程に入り、上死点前角が１６０度および７０度の位置で、それぞれ第２および第３の噴射３２，３４を受ける。最後に、シリンダＤは、吸気行程において上死点前角が３００度の位置で第１の噴射３０の受け、圧縮行程に移動（循環）し、シリンダＣと同様、上死点前角が１６０度および７０度の位置で、それぞれ第２および第３の噴射３２，３４を受ける。

本実施形態において、この最適噴射パターンは、始動段階に入った後のエンジンの通常動作として、すべてのシリンダに対して適用することができる。最適噴射パターンは、効率的に燃料を燃焼させ、エンジンからの排ガスを最小限に抑制する。さらに、本実施形態では、より詳細に以下説明するように、燃料を節減するために、運転サイクルの走行中にエンジンを自動的に停止させたエコストップ状態から始まる最適噴射パターンを実行するようにエンジンを動作させることができる。

当初、車両がエコストップ状態にあるとき、本発明によれば、炭化水素や煤および一酸化炭素等の不要なガスの発生を低減させつつ、エンジンを迅速に始動させる。

エコストップ状態にあるとき、ドライバは、車輪にディスクブレーキを掛けるブレーキペダルを用いて、車両を停止状態に維持する。この状態において、燃料を節減するために、車両がエンジンを自動的に停止させる。ドライバがブレーキペダルを解放したとき、車両が自動的に継続してディスクブレーキを掛け、エンジンが再始動する。エンジンが再始動すると、トランスミッションがエンジンに接続され、車輪にトルクが伝達され、ディスクブレーキが解除される。

以下説明する実施形態によれば、始動段階において、高レベルの不要な／望ましくない排ガスの発生を防止するとともに、エンジンを迅速に始動させることができる「ブレンド（融合）された」燃料噴射パターンが適用される。この燃料噴射パターンは、始動段階が異なる複数のシリンダによる２以上の燃料噴射パターンを適用するという文脈において、「ブレンド」燃料噴射パターンである。

本実施形態では、それぞれ個々のシリンダに対し、ピストンの始動位置に基づいて、可及的速やかに最適噴射パターンが適用される。たとえばシリンダのピストンが、最適噴射パターンの第１の噴射３０の位置またはそれよりも前にあるとき、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）または車両の適当な制御手段は、始動段階の開始時点から、そのシリンダに最適噴射パターンが適用されるように制御する。ピストンが最適噴射パターンの第１の噴射３０の位置の後にあるとき、エンジン制御ユニットは、そのピストンの始動位置に基づいて、そのシリンダに代替的な噴射パターンが適用されるように制御する。図３、図４、図５、および図６を参照して、こうした構成について以下説明する。

図３を参照すると、シリンダＤは、サイクル上の最適噴射パターンのすべての噴射３０，３２，３４を受けるのに十分に早い位置に配置されている。したがって、エンジン制御ユニットは、始動段階の開始時点から、シリンダＤに最適噴射パターンを適用するように制御する。これは、始動段階における排ガスを削減するのに役立つ。図３に示すように、シリンダＤは、上死点前角が３１５度の吸気行程初期の位置から、上死点前角が３００度の第１の噴射３０を受ける位置に向かって移動（循環）する。シリンダＤは、圧縮行程に移動し、上死点前角が１６０度の位置で第２の噴射３２を受け、最後に圧縮行程の後半位置に向かって移動し、上死点前角が７０度の位置で第３の噴射３４を受け、上死点でスパーク点火されるように準備を整える。

シリンダＤとは異なり、シリンダＡ、シリンダＢ、およびシリンダＣは、最適噴射パターンの第１の噴射３０を受け損なっている（受容していない）。そこでシリンダＡ、シリンダＢ、およびシリンダＣのそれぞれは、受け損なった燃料（未受容燃料）が始動段階の開始時点で直ちに噴射されるような代替的な噴射パターンに従って燃料噴射される。こうして、受け損なった燃料を「遅延して」供給することができる。最適噴射パターンの後続の噴射を受け損なっていないので、サイクル中の通常の所定位置でシリンダに噴射することができる。こうしてシリンダＡ、シリンダＢ、およびシリンダＣのそれぞれは、始動段階の開始時点において、可及的速やかに供給される「遅延」噴射を含み、その後、最適噴射パターンの通常のタイミングでの後続の噴射を含むブレンド噴射パターン（融合噴射パターン）またはハイブリッド噴射パターン（混成噴射パターン）に従って噴射される。

図４を参照すると、始動段階が開始されるとき、シリンダＣは上死点前角が２２５度の位置にあり、第１の噴射３０を受け損なっている（受容していない）。エンジン制御ユニットは、最初のエンジンクランク回転時に「遅延」噴射６０と、その後の上死点前角が１６０度および７０度の位置でそれぞれ第２および第３の「定刻」噴射３２，３４とを含む噴射パターンを適用するように制御する。

シリンダが最適噴射パターンの２回分以上の噴射を受け損なった場合、たとえば１回分の未受容燃料または一連の反復的な噴射の未受容燃料の受け損なった噴射を補填する未受容燃料が、始動段階の開始時点において供給される。その後、最適噴射パターンの任意の後続の噴射が、通常のタイミングで供給される。

図５を参照すると、シリンダＢは２回分の噴射を受け損なっている。シリンダＢは当初、上死点前角が１３５度の位置にあり、上死点前角が３００度および１６０度の位置においてそれぞれ供給されるべき第１および第２の噴射３０，３２を受け損なっている。このため、本発明に係るエンジン制御ユニットは、最初のエンジンクランク回転時に、シリンダＢの圧縮行程において、上死点前角が１３５度の位置の直後に未受容燃料の２回の噴射５０，５２を受けるようにシリンダＢを制御する。圧縮行程の後半において、シリンダＢのピストンが、上死点前角が７０度（７０度−上死点前角）の位置に達して、予定通りの７０度−上死点前角の位置で第３の噴射３４を受ける。理解されるように、この噴射パターンは、２回の「遅延」噴射５０，５２と、その後の１回の「定刻」または「予定通り」の噴射３４とを含むが、始動段階が開始された時のシリンダＢの位置に基づいて調整してシリンダＢに適用される。さらにシリンダＢは、サイクルにおいてシリンダＣより前方に位置するので、シリンダＣより先に点火スパークを受け、最適噴射パターンに移行することを理解されたい。

図６を参照すると、始動段階の開始時点において、シリンダＡは、上死点前角が４５度（４５度−上死点前角）の位置にあり、３回すべての噴射３０，３２，３４を受け損なっている。したがって、最初のエンジンクランク回転時に、１回またはそれ以上で未受容燃料を「遅延」噴射することにより、３回すべての噴射３０，３２，３４を補填する必要がある。本実施形態によれば、これらの受け損なった噴射は、最初のエンジンクランク回転時に、３回の噴射４０，４２，４４で未受容燃料をシリンダＡに供給することにより補填される。図８に示すように、未受容燃料のこれらの噴射４０，４２，４４は、圧縮行程の最終段階であって、シリンダが上死点でスパーク点火を受ける直前に供給される。

始動段階の開始時点において、シリンダＡ、シリンダＢ、およびシリンダＣは、最初のエンジンクランク回転と同時に燃料を受容する。択一的な実施形態では、ハードウェアまたはソフトウェアによる噴射予定制限により、始動段階の開始時点における複数の初期噴射を連続的に供給する、すなわち複数の初期噴射を分離することを要求する場合もある。

シリンダＡ、シリンダＢ、シリンダＣ、およびシリンダＤは、最初のエンジンクランク回転において、始動段階の開始時点でのピストンの位置に依存して異なる噴射パターンを有するものと理解されたい。一例として、シリンダＤは、最適噴射パターンを適用するが、他の対極的なシリンダＡは、スパーク点火される直前の圧縮行程において、単一の（または分割された）圧縮行程の遅延噴射としてすべての燃料を受ける。２つの対極的な場合の間で、サイクル上において、最適噴射パターンに比してより大きく遅延して噴射され、燃料は圧縮行程でより多量に噴射される。

圧縮行程（特に、圧縮行程の後半段階）でより多くの燃料を噴射するとき、後の燃焼効率が低下し、排ガスレベルが増大する。この問題を軽減するために、最適噴射パターンで噴射されたタイミングと比較して、受け損ねた燃料が噴射されたタイミングの遅延度に基づいて、各シリンダに噴射される燃料の容量を低減させてもよい。たとえば図５に示すシリンダＢの噴射パターンを参照すると、噴射５０は、図３に示す第１の噴射３０に比して実質的に遅延したものである。噴射５０は、サイクル上、第１の噴射３０から少なくとも１６５度遅れて供給されているため、対応する程度に応じて燃料の容量を低減させて、高レベルの排ガスを生じさせる未燃焼燃料を低減するようにしてもよい。

上述の実施形態によれば、受容されなかった燃料の遅延噴射を許容しつつ、最適噴射パターンを目標とすることで、エコスタートに従前用いられていた圧縮噴射パターンにより生じる高レベルの排ガスを防止するとともに、エコスタートにおいて十分迅速にエンジンを始動させることができる。また遅延噴射で供給される燃料の容量を低減することは、上述の実施形態による排ガスを削減することに貢献する。

理解されるように、異なる初期の燃料噴射パターンを有する各シリンダは、上死点で点火した後、順に最適噴射パターンに移行する。各シリンダは、可及的速やかに最適噴射パターンを適用する。したがって始動段階途中の所与のタイミングにおいて、いくつかのシリンダは最適噴射パターンを適用し、他のシリンダは代替的な噴射パターンを適用する。これは、始動段階において、２つ以上の噴射バターンが採用されるので、エンジンは、全体として、ハイブリッド燃料噴射パターン（混成燃料噴射パターン）を適用すると云うことができる。

当業者ならば理解されるように、上記説明した実施形態では、エンジンは、始動段階において膨張行程および排気行程（図３〜図６では図示せず）にある４つのシリンダをさらに有するＶ８エンジンである。これらのさらなる４つのシリンダは、吸気行程に達したとき、シリンダＤが燃料を受けた手法と同様に最適噴射パターンに基づいて燃料を受ける。

上記説明した本発明に係る実施形態では、燃料をサイクル上の異なるポイント（位置）で３回の噴射３０，３２，３４に分割する分割最適噴射パターンが用いられる。理解されるように、本発明に係る別の実施形態では、分割噴射パターンまたは単一の噴射パターンのいずれかを有する異なる最適噴射パターンが用いられる。噴射の回数またはサイクル上の噴射の位置に関係なく、この実施形態は、受け損なった燃料の「遅延」噴射を許容しつつ、常に最適噴射パターンを目標とする。

理解されるように、本発明は他の始動方法に適したものである。たとえば別の実施形態によれば、本発明は、アクセル全閉時の燃料カットの後に燃料を再供給するためにも用いることができる。

当業者ならば理解されるように、添付クレームの範疇から逸脱することなく、上記説明したものにさまざまな変形を加えるように、本発明を変形することができる。たとえば、常に最適噴射パターンを目標とするが、最適噴射パターンの第１の噴射を受け損なったシリンダに対して圧縮噴射パターンを適用するようなハイブリッド燃料噴射方法を採用することができる。

本発明に係る更なる態様は、番号が付与された以下の段落に記載されている。

段落１：
複数のシリンダおよび各シリンダに付随するピストンを備えた内燃エンジンに燃料を噴射する方法であって、
少なくとも２つのピストンの初期位置に基づいて、各シリンダに異なる噴射パターンを同時に適用するステップを有する、方法。

段落２：
最適噴射パターンに基づいて、内燃エンジンの第１のシリンダに燃料を噴射すると同時に、始動噴射パターンに基づいて、内燃エンジンの第２のシリンダに燃料を噴射するステップを有する、段落１に記載の方法。

段落３：
複数のシリンダの中から、１つまたはそれ以上のシリンダを含む第１のシリンダ群と、１つまたはそれ以上のシリンダを含む第２のシリンダ群とを決定するステップを有し、
第１および第２のシリンダ群の各シリンダを決定するステップは、各シリンダに付随するピストンの初期位置に基づいて実行される、段落２に記載の方法。

段落４：
始動噴射パターンに基づいて、第２のシリンダ群の各シリンダに燃料を噴射するステップを有し、
始動噴射パターンは、第２のシリンダ群の各シリンダに付随するピストンの初期位置に基づいて、第２のシリンダ群の各シリンダに対して決定される、段落３に記載の方法。

段落５：
第２のシリンダ群の前記シリンダの始動噴射パターンは、少なくとも１回の未受容燃料の遅延噴射を含む、段落２に記載の方法。

段落６：
第２のシリンダ群の前記シリンダの始動噴射パターンは、少なくとも１回の未受容燃料の遅延噴射の後に、最適噴射パターンの噴射に対応する少なくとも１回の噴射を含む、段落５に記載の方法。

段落７：
未受容燃料は、複数の独立した噴射により供給される、段落５に記載の方法。

段落８：
遅延噴射される未受容燃料の容量は、噴射される遅延度に基づいて低減される、段落５に記載の方法。

段落９：
段落１に記載の方法により燃料を噴射するステップを有する、内燃エンジンを始動させる方法。

段落１０：
内燃エンジンの初期クランク回転時に、２つ以上のシリンダに燃料噴射を供給するステップを有する、段落９に記載の方法。

段落１１：
内燃エンジンの停止時、２つ以上のシリンダに燃料噴射を供給するステップを有する、段落９に記載の方法。

段落１２：
内燃エンジンの初期クランク回転時または内燃エンジンの停止時に２つ以上のシリンダに燃料噴射を供給するステップは、実質的に同時に２つ以上のシリンダに燃料噴射を供給すること含む、段落１０に記載の方法。

段落１３：
内燃エンジンは、エコストップ状態から始動する、段落９に記載の方法。

段落１４：
段落１に記載の方法により燃料を噴射するステップを有する、内燃エンジンに燃料を再供給する方法。

段落１５：
内燃エンジンの２つ以上のシリンダに実質的に同時に燃料噴射を供給するステップを有する、段落１４に記載の方法。

段落１６：
段落１５に記載の方法に基づいて、内燃エンジンへの燃料噴射を制御するように動作可能なエンジン制御ユニット。

段落１７：
内燃エンジンと、段落１６に記載のエンジン制御ユニットとを備えた車両。

Claims (18)

1. 複数のシリンダおよび各シリンダに付随するピストンを備え、直接燃料噴射を用いて内燃エンジンに燃料を噴射する方法であって、
   少なくとも２つのピストンの初期位置に基づいて、各シリンダに異なる噴射パターンを同時に適用するステップと、
   最適噴射パターンに基づいて、内燃エンジンの第１のシリンダに燃料を噴射すると同時に、始動噴射パターンに基づいて、内燃エンジンの第２のシリンダに燃料を噴射するステップとを有し、
   始動噴射パターンは、最適噴射パターンと、第２のシリンダに付随するピストンの初期位置に基づいて決定されることを特徴とする方法。
2. 内燃エンジンのクランクシャフトが１回転する間に、第２のシリンダを始動噴射パターンから最適噴射パターンに移行させるステップを有することを特徴とする請求項１に記載方法。
3. 複数のシリンダの中から、１つまたはそれ以上のシリンダを含む第１のシリンダ群と、１つまたはそれ以上のシリンダを含む第２のシリンダ群とを決定するステップを有し、
   第１および第２のシリンダ群の各シリンダを決定するステップは、各シリンダに付随するピストンの初期位置に基づいて実行されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 始動噴射パターンに基づいて、第２のシリンダ群の各シリンダに燃料を噴射するステップを有し、
   始動噴射パターンは、第２のシリンダ群の各シリンダに付随するピストンの初期位置に基づいて、第２のシリンダ群の各シリンダに対して決定されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 第２のシリンダ群の前記シリンダの始動噴射パターンは、少なくとも１回の未受容燃料の遅延噴射を含み、
   未受容燃料は、第２のシリンダ群の前記シリンダの初期位置に起因して受容されなかった、始動噴射パターン以外の噴射パターンによる１回またはそれ以上の未受容燃料に対応することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の方法。
6. 第２のシリンダ群の前記シリンダの始動噴射パターンは、少なくとも１回の未受容燃料の遅延噴射の後に、最適噴射パターンの噴射に対応する少なくとも１回の噴射を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 未受容燃料は、複数の独立した噴射により供給されることを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
8. 遅延噴射される未受容燃料の容量は、噴射される遅延度に基づいて低減されることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１に記載の方法。
9. 遅延噴射される未受容燃料の容量は、最適噴射パターンによる燃料の容量に基づくことを特徴とする請求項５〜８のいずれか１に記載の方法。
10. 請求項１〜９のいずれか１に記載の方法により燃料を噴射するステップを有することを特徴とする、内燃エンジンを始動させる方法。
11. 内燃エンジンの初期クランク回転時に、２つ以上のシリンダに燃料噴射を供給するステップを有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 内燃エンジンの停止時、２つ以上のシリンダに燃料噴射を供給するステップを有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
13. 内燃エンジンの初期クランク回転時または内燃エンジンの停止時に２つ以上のシリンダに燃料噴射を供給するステップは、実質的に同時に２つ以上のシリンダに燃料噴射を供給すること含むことを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
14. 内燃エンジンは、エコストップ状態から始動することを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１に記載の方法。
15. 請求項１〜９のいずれか１に記載の方法により燃料を噴射するステップを有する、内燃エンジンに燃料を再供給する方法。
16. 内燃エンジンの２つ以上のシリンダに実質的に同時に燃料噴射を供給するステップを有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 請求項１〜１６のいずれか１に記載の方法に基づいて、内燃エンジンへの燃料噴射を制御するように動作可能なエンジン制御ユニット。
18. 内燃エンジンと、請求項１７に記載のエンジン制御ユニットとを備えた車両。

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