JP2001221138A - Starting system for internal combustion engine - Google Patents

Starting system for internal combustion engine

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JP2001221138A
JP2001221138A JP2000027896A JP2000027896A JP2001221138A JP 2001221138 A JP2001221138 A JP 2001221138A JP 2000027896 A JP2000027896 A JP 2000027896A JP 2000027896 A JP2000027896 A JP 2000027896A JP 2001221138 A JP2001221138 A JP 2001221138A
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crank angle
optimum
internal combustion
cylinder
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真一 村田
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博文 東
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a starting system for an internal combustion engine capable of surely stopping the engine at a specified crank angle with a simple control and improving starting characteristics in subsequent starting. SOLUTION: A stopping position of a crank shaft is detected by a crank shaft sensor at the time of stopping of the internal combustion engine (step S4), and the crank shaft is rotated by a starter so as to be positioned at an optimum crank position being optimum for restarting the internal combustion engine (step S10). The optimum crank position is surely realized by the above- mentioned simple control for the starter, and cranking is started from the optimum crank position in subsequent starting.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関(以下、
エンジンという)に用いる始動装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine (hereinafter referred to as "internal combustion engine").
(Referred to as an engine).

【0002】[0002]

【関連する背景技術】この種のエンジンの始動装置は始
動性向上のために従来から種々の提案がなされており、
その一例として特開平11−107793号公報に記載
のものを挙げることができる。この始動装置では、予め
始動性が良好なクランク角を定めておき、エンジン停止
の際に、目標のクランク角で停止させるにはどの気筒を
最後に燃焼させるべきかを運転状態に応じて選択し、選
択した気筒を燃焼させるまで制御を継続することで目標
のクランク角で停止させ、その後の始動性の向上を図っ
ている。
[Related Background Art] Various types of engine starters of this type have been proposed to improve the startability.
As an example thereof, one described in JP-A-11-107793 can be mentioned. In this starting device, a crank angle with good startability is determined in advance, and when the engine is stopped, which cylinder should be burned last in order to stop at the target crank angle is selected according to the operating state. By continuing the control until the selected cylinder is burned, the engine is stopped at the target crank angle, and the subsequent startability is improved.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記した公報記載のエ
ンジンの始動装置では、最後に燃焼する気筒を選択する
ことでエンジンを目標のクランク角で停止させている
が、停止する際のエンジンには、エンジン自体のフリク
ションや補機類の駆動抵抗等の様々な要因が複雑に影響
することから、この方法は確実性に乏しく、目標のクラ
ンク角で停止できずに始動性を悪化させてしまう場合が
あった。又、エンジンを停止する度に気筒の選択処理を
行う必要がある上に、選択した気筒で燃焼を終了させる
ためには燃料噴射や点火時期の内容を変更しても非常に
困難であった。ましてや目標のクランク角で停止させる
のは不可能であった。
In the engine starting device described in the above-mentioned publication, the engine is stopped at a target crank angle by selecting a cylinder that burns last. However, this method is not reliable because the various factors such as the friction of the engine itself and the driving resistance of the auxiliary equipment affect the startability because the engine cannot be stopped at the target crank angle. was there. In addition, it is necessary to perform a cylinder selection process every time the engine is stopped. In addition, it is very difficult to terminate the combustion in the selected cylinder even if the contents of fuel injection and ignition timing are changed. Even more, it was impossible to stop at the target crank angle.

【0004】本発明の目的は、簡単な制御により確実に
所定のクランク角でエンジンを停止させて、その後の始
動時の始動性を向上させることができる内燃機関の始動
装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a starting device for an internal combustion engine capable of reliably stopping the engine at a predetermined crank angle by a simple control and improving the startability at the time of subsequent starting. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、内燃機関のクランク軸の回転位置を検
出するクランク軸センサと、内燃機関をクランキング可
能な電動機とを備え、内燃機関の停止時にクランク軸セ
ンサにて停止クランク軸位置を検出し、内燃機関を再始
動させるのに最適となる最適クランク位置となるように
電動機によりクランク軸を回転させたものである。従っ
て、停止後の内燃機関は電動機により最適クランク位置
まで回転され、その後の始動時には最適クランク位置か
らクランキングが開始されて、完爆までの所要時間が短
縮化される。そして、このように、電動機を対象とした
簡単な制御により常に確実に最適クランク位置を実現で
きる。
According to the present invention, there is provided an internal combustion engine comprising: a crankshaft sensor for detecting a rotational position of a crankshaft of an internal combustion engine; and an electric motor capable of cranking the internal combustion engine. The stop crankshaft position is detected by a crankshaft sensor at the time of stoppage, and the crankshaft is rotated by an electric motor so as to have an optimum crank position that is optimum for restarting the internal combustion engine. Therefore, the internal combustion engine after being stopped is rotated to the optimum crank position by the electric motor, and cranking is started from the optimum crank position at the time of starting thereafter, and the time required for complete explosion is reduced. Thus, the optimum crank position can always be reliably realized by the simple control for the electric motor.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明をアイドルストップ
車両に用いる筒内噴射型エンジンの始動装置に具体化し
た一実施形態を説明する。図1の全体構成図において、
1は筒内噴射型ガソリンエンジンであり、180°CA
毎に等間隔爆発する4サイクル直列4気筒として構成さ
れている。エンジン1の燃焼室や吸気系等は筒内噴射専
用に設計され、その各気筒には点火プラグ2が取り付け
られると共に、筒内に直接燃料を噴射可能なように燃料
噴射弁3が取り付けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a starting device for a direct injection type engine used in an idle stop vehicle will be described below. In the overall configuration diagram of FIG.
Reference numeral 1 denotes a cylinder injection gasoline engine, which is 180 ° CA
It is configured as a 4-cycle in-line 4-cylinder that explodes at equal intervals every time. The combustion chamber and the intake system of the engine 1 are designed exclusively for in-cylinder injection, and each cylinder is provided with a spark plug 2 and a fuel injection valve 3 so that fuel can be directly injected into the cylinder. I have.

【0007】エンジン1には手動式の変速機4が連結さ
れ、この変速機は図示しないディファレンシャルギアを
介して車両の駆動輪に接続されている。エンジン1と変
速機4との間にはクラッチ5が設けられ、このクラッチ
5は運転者によるクラッチ操作に応じて、エンジン1側
から変速機4側への動力伝達を制御する。エンジン1に
は電動機としての常時噛合い式のスタータ6が設けら
れ、スタータ6のピニオンギア6aはエンジン1のフラ
イホイール1aに対して常に歯合している。フライホイ
ール1aには図示しないワンウエイクラッチが設けら
れ、このワンウエイクラッチは、始動時にスタータ6の
駆動力をエンジン1側に伝達してクランキングを行い、
且つ、始動完了後に空転することでエンジン1にてスタ
ータ6が逆駆動されるのを防止するようになっている。
A manual transmission 4 is connected to the engine 1, and this transmission is connected to driving wheels of the vehicle via a differential gear (not shown). A clutch 5 is provided between the engine 1 and the transmission 4. The clutch 5 controls power transmission from the engine 1 to the transmission 4 according to a clutch operation by a driver. The engine 1 is provided with a constant mesh starter 6 as an electric motor, and a pinion gear 6 a of the starter 6 is always meshed with the flywheel 1 a of the engine 1. The flywheel 1a is provided with a one-way clutch (not shown). The one-way clutch performs cranking by transmitting the driving force of the starter 6 to the engine 1 at the time of starting.
In addition, the starter 6 is prevented from being reversely driven by the engine 1 by idling after the start is completed.

【0008】スタータ6は図示しないイグニションスイ
ッチを介してバッテリ11に接続されると共に、スター
タ制御用コントローラ12のリレー接点12aを介して
バッテリ11に接続されている。従って、スタータ6は
通常のものと同様にイグニションスイッチの操作に応じ
て通電する他に、スタータ制御用コントローラ12のリ
レーコイル12bの励磁によりリレー接点12aが閉じ
られたときも通電する。
The starter 6 is connected to the battery 11 via an ignition switch (not shown) and to the battery 11 via a relay contact 12a of the starter control controller 12. Accordingly, the starter 6 is energized in accordance with the operation of the ignition switch as in the normal case, and is also energized when the relay contact 12a is closed by the excitation of the relay coil 12b of the starter control controller 12.

【0009】車室内には、図示しない入出力装置、制御
プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置
(ROM,RAM,BURAM等)、中央処理装置(C
PU)、タイマカウンタ等を備えたECU21(エンジ
ン制御ユニット)が設置されている。ECU21の入力
側には、エンジン1の温度Tを検出するエンジン温度セ
ンサ22、エンジン1のクランクシャフトの回転に伴っ
てクランク角信号を出力するクランク角センサ23、カ
ムシャフトの回転に伴ってTOP信号を出力するカム角
センサ24、車速Vを検出する車速センサ25、クラッ
チ5の操作状態を検出するクラッチセンサ26、アクセ
ル操作量Accを検出するアクセルセンサ27、変速機4
のシフト位置を検出するシフト位置センサ28、及びそ
の他の各種スイッチやセンサ類が接続されている。
An input / output device (not shown), storage devices (ROM, RAM, BURAM, etc.) for storing control programs and control maps, and a central processing unit (C)
PU), an ECU 21 (engine control unit) including a timer counter and the like. On the input side of the ECU 21, an engine temperature sensor 22 for detecting the temperature T of the engine 1, a crank angle sensor 23 for outputting a crank angle signal with the rotation of the crankshaft of the engine 1, and a TOP signal with the rotation of the camshaft. , A vehicle speed sensor 25 for detecting the vehicle speed V, a clutch sensor 26 for detecting the operation state of the clutch 5, an accelerator sensor 27 for detecting the accelerator operation amount Acc, and the transmission 4
Are connected to a shift position sensor 28 for detecting the shift position, and various other switches and sensors.

【0010】又、ECU21の出力側には前記した点火
プラグ2及び燃料噴射弁3が接続されると共に、スター
タ制御用コントローラ12のリレーコイル12bが接続
されている。ECU21は上記した各検出情報に基づき
燃料噴射制御や点火時期制御を始めとするエンジン1を
運転するための各種制御を実行すると共に、信号待ち等
の停車時にエンジン1の自動停止始動処理を実行する。
更に、ECU21はエンジン停止中に必要に応じてスタ
ータ6によりエンジン1のクランク角を最適な位置に変
更し、その後の始動性を確保する。
The output side of the ECU 21 is connected to the ignition plug 2 and the fuel injection valve 3 as well as the relay coil 12b of the starter control controller 12. The ECU 21 executes various controls for operating the engine 1, including fuel injection control and ignition timing control, based on the above-described respective detection information, and executes an automatic stop / start process of the engine 1 when the vehicle is stopped such as at a traffic light. .
Further, the ECU 21 changes the crank angle of the engine 1 to an optimum position by the starter 6 as necessary while the engine is stopped, thereby ensuring the startability thereafter.

【0011】以上のように構成された筒内噴射型エンジ
ン1では、通常の吸気行程で燃料を噴射して筒内に均一
な混合気を形成する均一燃焼に加えて、圧縮行程で燃料
を噴射して超リーンな全体空燃比で燃焼させる層状燃焼
を可能としている。層状燃焼は一般に低回転低負荷の運
転領域で実行され、ECU21はアクセルセンサ27に
て検出されたアクセル操作量Acc等から求めた目標平均
有効圧Pe(エンジン負荷を表す)、及びクランク角セ
ンサ23のクランク角信号から求めたエンジン回転速度
Neが比較的低い領域で圧縮行程噴射を実行して、エミ
ッション低減や燃費向上を達成し、それ以上の領域で吸
気行程噴射を実行して、要求されるエンジントルクを確
保する。
In the in-cylinder injection type engine 1 configured as described above, in addition to uniform combustion in which fuel is injected in a normal intake stroke to form a uniform mixture in the cylinder, fuel is injected in a compression stroke. Thus, stratified combustion in which combustion is performed at an ultra-lean overall air-fuel ratio is enabled. The stratified combustion is generally performed in a low-rotation, low-load operation region, and the ECU 21 determines the target average effective pressure Pe (representing the engine load) obtained from the accelerator operation amount Acc or the like detected by the accelerator sensor 27, and the crank angle sensor 23. The compression stroke injection is performed in a region where the engine rotation speed Ne obtained from the crank angle signal is relatively low, thereby achieving a reduction in emissions and an improvement in fuel consumption, and the intake stroke injection is performed in a region beyond that. Secure engine torque.

【0012】次に、アイドルストップ車両特有のエンジ
ン1の自動停止始動処理を説明する。ECU21は、走
行中の車両が信号待ち等で停車したときに、予め設定さ
れたエンジン停止条件の成立によりエンジン1を自動停
止し、同じく予め設定されたエンジン始動条件の成立に
よりエンジン2を自動始動し、これにより停車中におけ
るエミッション排出や燃料消費を防止する。エンジン停
止条件としては、車速センサ25にて検出された車速V
がゼロであること、クラッチセンサ26にてクラッチ5
の踏込み操作が検出されていないこと(クラッチ接続状
態)、及びシフト位置センサ28にて検出されたシフト
位置がN(ニュートラル)位置であることが設定され、
これらの条件が満たされたときに、ECU21はエンジ
ン停止条件が成立したと判断し、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。
Next, an automatic stop / start process of the engine 1 specific to an idle stop vehicle will be described. The ECU 21 automatically stops the engine 1 when a preset engine stop condition is satisfied, and automatically starts the engine 2 when a preset engine start condition is satisfied, when the running vehicle stops at a signal or the like. This prevents emissions and fuel consumption during a stop. The engine stop condition includes the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 25.
Is zero, the clutch 5
Is set (the clutch engagement state) and the shift position detected by the shift position sensor 28 is set to the N (neutral) position.
When these conditions are satisfied, the ECU 21 determines that the engine stop condition is satisfied, stops the fuel injection control and the ignition timing control, and stops the engine 1.

【0013】又、エンジン始動条件としては、クラッチ
センサ26にてクラッチ5の踏込み操作が検出されたこ
と(クラッチ遮断状態)、及びシフト位置センサ28に
て検出されたシフト位置がN位置であることが設定さ
れ、これらの条件が満たされたときに、ECU21はエ
ンジン始動条件が成立したと判断し、スタータ制御用コ
ントローラ12のリレーコイル12bを励磁すると共
に、燃料噴射制御及び点火時期制御を再開する。リレー
コイル12bの励磁によりリレー接点12aが閉じられ
るため、スタータ6が通電してクランキングが行われ、
エンジン1の始動により発進可能となる。
The engine start conditions are that the clutch sensor 26 detects that the clutch 5 has been depressed (clutch disengaged state), and that the shift position detected by the shift position sensor 28 is the N position. Is set, and when these conditions are satisfied, the ECU 21 determines that the engine start condition is satisfied, excites the relay coil 12b of the starter control controller 12, and restarts the fuel injection control and the ignition timing control. . Since the relay contact 12a is closed by excitation of the relay coil 12b, the starter 6 is energized to perform cranking,
The engine 1 can be started by starting.

【0014】そして、このエンジン始動条件の成立に基
づく自動始動、及び通常のイグニションスイッチのON
操作による手動始動の何れにおいても、本実施形態では
早期始動制御を実行して速やかな始動を図る。早期始動
制御とは、エンジン停止中に圧縮行程にある気筒(以
下、圧縮行程気筒という)や吸気行程にある気筒(以
下、吸気行程気筒という)に対して燃料噴射及び点火を
行って、直ちに初爆させる制御である。ここで、例えば
エンジン停止時の圧縮行程気筒のピストン位置が上死点
付近でほとんど圧縮できない場合等には、圧縮行程気筒
で初爆が得られずに後続の吸気行程気筒まで遅れてしま
うことから、本実施形態ではエンジン停止時にクランク
角変更制御を実行して、常に圧縮行程気筒での初爆を可
能としている。
Then, automatic start based on the establishment of the engine start condition, and normal ignition switch ON
In any of the manual starting by the operation, in the present embodiment, the early starting control is executed to achieve the quick starting. The early start control means that the fuel is injected and ignited to a cylinder in a compression stroke (hereinafter, referred to as a compression stroke cylinder) or a cylinder in an intake stroke (hereinafter, referred to as an intake stroke cylinder) while the engine is stopped. It is control to make it explode. Here, for example, when the piston position of the compression stroke cylinder when the engine is stopped can hardly be compressed near the top dead center, the initial explosion cannot be obtained in the compression stroke cylinder and it will be delayed to the subsequent intake stroke cylinder. In the present embodiment, the crank angle change control is executed when the engine is stopped, so that the first explosion in the compression stroke cylinder is always possible.

【0015】そこで、以下にクランク角変更制御の詳細
を説明する。上記したエンジン停止条件の成立に基づく
自動停止、及び通常のイグニションスイッチのOFF操
作による手動停止の何れの場合でも、ECU21への通
電は継続されて、ECU21は図2に示すクランク角変
更ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。ま
ず、ECU21はステップS2でクランク角センサ23
からのクランク角信号に基づいてクランクの回転停止を
確認し、ステップS4でエンジン停止直前のクランク角
信号とカム角センサ24にて検出されたTOP信号とに
基づいてクランク角を算出する。続くステップS6では
エンジン始動か否かを判定し、上記した自動始動や手動
始動が行われたときには、ステップS6でYES(肯
定)の判定を下して、そのままルーチンを終了する。従
って、この場合にはクランク角を変更することなく、直
ちにエンジン1が始動されることになる。
The details of the crank angle changing control will be described below. In either case of the automatic stop based on the satisfaction of the engine stop condition or the manual stop by the normal operation of turning off the ignition switch, the power supply to the ECU 21 is continued, and the ECU 21 executes the crank angle change routine shown in FIG. At the control interval of First, the ECU 21 determines in step S2 that the crank angle sensor 23
The stop of the rotation of the crank is confirmed based on the crank angle signal from the CPU, and the crank angle is calculated based on the crank angle signal immediately before the engine is stopped and the TOP signal detected by the cam angle sensor 24 in step S4. In the following step S6, it is determined whether or not the engine is to be started. When the above-described automatic start or manual start is performed, a determination of YES (affirmation) is made in step S6, and the routine is terminated as it is. Therefore, in this case, the engine 1 is started immediately without changing the crank angle.

【0016】又、ステップS6の判定がNO(否定)で
あるときには、ステップS8に移行して現在のクランク
角が予め設定された最適クランク角と一致しているか否
かを判定する。この最適クランク角とは、早期始動制御
により圧縮行程気筒を初爆させるために最も都合の良い
クランク角、より具体的には、圧縮行程気筒を確実に初
爆でき、且つ、初爆まで最短ストロークとなるように可
能な限り上死点側(遅角側)に圧縮行程気筒のピストン
を位置させたときのクランク角である。後述のように最
適クランク角は、停止直前のエンジン1の運転状態や現
在のエンジン1の状態に応じて異なることから、ステッ
プS8では予め設定されたマップから最適クランク角を
決定して、その最適クランク角を現在のクランク角と比
較する。ステップS8の判定がYESのときには、クラ
ンク角の変更を要しないとしてルーチンを終了する。
If the determination in step S6 is NO (No), the process proceeds to step S8 to determine whether or not the current crank angle matches a preset optimal crank angle. This optimum crank angle is the crank angle most convenient for the initial stroke control of the compression stroke cylinder, and more specifically, the compression stroke cylinder can be reliably detonated for the first time, and the shortest stroke until the first detonation is achieved. This is the crank angle when the piston of the compression stroke cylinder is located as close to the top dead center (retard side) as possible. As will be described later, the optimum crank angle differs according to the operating state of the engine 1 immediately before the stop and the current state of the engine 1, and therefore, in step S8, the optimum crank angle is determined from a preset map, and the optimum crank angle is determined. Compare the crank angle with the current crank angle. If the determination in step S8 is YES, it is determined that the crank angle does not need to be changed, and the routine ends.

【0017】一方、ステップS8の判定がNOのときに
は、圧縮行程気筒で良好な初爆が期待できないことか
ら、クランク角を変更すべくステップS10でスタータ
制御用コントローラ12のリレーコイル12bを励磁す
る。その後、上記のようにステップS4でクランク角を
算出し、ステップS6を経てステップS8でクランク角
が最適クランク角と一致したか否かを判定し、以上のス
テップS4乃至ステップS10の処理を繰り返す。ステ
ップS10でのリレーコイル12bを励磁によりリレー
接点12aが閉じられるため、スタータ6によりクラン
キングでクランク角は次第に変更されて、その値が最適
クランク角と一致した時点でステップS8の判定がYE
Sとなることからルーチンが終了される。従って、ステ
ップS10の処理が中止され、クランク角は最適クラン
ク角に保持される。
On the other hand, if the determination in step S8 is NO, since a good initial explosion cannot be expected in the compression stroke cylinder, the relay coil 12b of the starter control controller 12 is excited in step S10 to change the crank angle. Thereafter, the crank angle is calculated in step S4 as described above, and after step S6, it is determined in step S8 whether or not the crank angle matches the optimum crank angle, and the processing in steps S4 to S10 is repeated. Since the relay contact 12a is closed by exciting the relay coil 12b in step S10, the crank angle is gradually changed by cranking by the starter 6, and when the value matches the optimum crank angle, the determination in step S8 is YE.
The routine is ended because S is reached. Therefore, the process of step S10 is stopped, and the crank angle is maintained at the optimum crank angle.

【0018】クランク角を変更する際のスタータ6は、
始動時と同じくエンジン1を燃焼サイクル方向に駆動す
ることから、圧縮行程気筒のピストン位置が最適クラン
ク角のピストン位置を既に通過している場合には、両者
を一致させることができない。よって、この場合には後
続の吸気行程気筒を圧縮行程気筒と見なして、その新た
な圧縮行程気筒のピストン位置が最適クランク角のピス
トン位置に達するまで、スタータ6の駆動を継続する。
The starter 6 for changing the crank angle is:
Since the engine 1 is driven in the combustion cycle direction in the same manner as at the start, if the piston position of the compression stroke cylinder has already passed the piston position at the optimum crank angle, the two cannot be matched. Accordingly, in this case, the subsequent intake stroke cylinder is regarded as the compression stroke cylinder, and the drive of the starter 6 is continued until the piston position of the new compression stroke cylinder reaches the piston position at the optimum crank angle.

【0019】尚、クランク角の変更中に、上記した自動
始動や手動始動が行われたときには、ステップS6の判
定がNOとなるため、このクランク角変更処理は中断さ
れて直ちにエンジン1が始動される。その場合でもクラ
ンク角は最適クランク角に向けて途中まで変更されてい
ることから、圧縮行程気筒で初爆が成功する確率は高ま
ることになる。
When the above-described automatic start or manual start is performed during the change of the crank angle, the determination in step S6 becomes NO, so that the crank angle change process is interrupted and the engine 1 is started immediately. You. Even in such a case, since the crank angle is changed halfway toward the optimum crank angle, the probability of the first explosion succeeding in the compression stroke cylinder increases.

【0020】上記のようにステップS8で適用される最
適クランク角は、停止直前のエンジン1の運転状態や現
在のエンジン1の状態に応じて設定される。例えば停止
直前のエンジン1がリーン運転であった場合とストイキ
運転であった場合とでは、停止後の圧縮行程気筒に吸入
されている吸気量が異なることから、自ずと初爆させ易
いピストン位置も相違し、又、例えばエンジン温度セン
サ22にて検出された現在のエンジン温度Tによりピス
トン位置を設定する場合、エンジン温度Tが高いときに
は筒内の空気の昇温を抑えるため、受熱面積を減らす方
向、即ちクランク角を進める方向に設定し、又、エンジ
ン温度Tが低いときには筒内の空気が温められ易くし且
つ燃料気化の時間もかせぐため、受熱面積を多くする方
向、即ちクランク角を遅らせる方向に設定する。従っ
て、圧縮行程気筒の筒内ガス温等により着火性が異なる
ことから、自ずと初爆させ易いピストン位置が相違し、
これらの要因を考慮した上で設定されたマップに基づい
て、ステップS8では最適クランク角が設定される。
As described above, the optimum crank angle applied in step S8 is set according to the operating state of the engine 1 immediately before stopping or the current state of the engine 1. For example, when the engine 1 is in the lean operation and the stoichiometric operation immediately before the stop, the amount of intake air taken into the compression stroke cylinder after the stop is different, so that the piston position where the first explosion is naturally caused also differs. In addition, for example, when the piston position is set based on the current engine temperature T detected by the engine temperature sensor 22, when the engine temperature T is high, the heat receiving area is reduced in order to suppress the temperature rise of the air in the cylinder, That is, the crank angle is set to be advanced, and when the engine temperature T is low, the air in the cylinder is easily heated and the time for fuel vaporization is increased, so that the heat receiving area is increased, that is, the crank angle is delayed. Set. Therefore, since the ignitability differs depending on the in-cylinder gas temperature of the compression stroke cylinder, etc., the piston position that facilitates the first explosion naturally differs,
In step S8, an optimal crank angle is set based on a map set in consideration of these factors.

【0021】この最適クランク角に対してエンジン停止
時の実際のクランク角はある程度の範囲で分散し、しか
も、その分散状態は停止直前のエンジン1の運転状態等
に応じて相違する。図3及び図4はリーン運転とストイ
キ運転でエンジン1を停止させたときの圧縮行程気筒の
ピストン位置を示しているが、図3のように吸気量の多
いリーン運転では、ピストンが圧縮上死点で強い圧縮反
力を受けて押し戻されることから、ピストン位置の分布
がBTDC65〜110°CAの範囲に集中し、図4の
ように吸気量の少ないストイキ運転では、圧縮反力がそ
れほど強くないことから、ピストン位置の分布はより広
範囲に分散することがわかる。
The actual crank angle when the engine is stopped is dispersed within a certain range with respect to the optimum crank angle, and the dispersed state differs depending on the operating state of the engine 1 immediately before the stop. FIGS. 3 and 4 show the piston position of the compression stroke cylinder when the engine 1 is stopped in the lean operation and the stoichiometric operation. In the lean operation with a large intake amount as shown in FIG. Since the piston is pushed back by receiving a strong compression reaction force at the point, the distribution of the piston positions is concentrated in the range of BTDC 65 to 110 ° CA, and the compression reaction force is not so strong in the stoichiometric operation with a small intake amount as shown in FIG. This indicates that the distribution of piston positions is more widely dispersed.

【0022】そして、本実施形態では、図3や図4で示
した如何なるピストン位置でエンジン1が停止した場合
でも、クランク角は強制的に最適クランク角に変更され
る。従って、確実性に乏しい特開平11−107793
号公報に記載の始動装置とは異なって、常に確実に最適
クランク角からクランキングを開始でき、しかも、複雑
な制御を要する公報に記載の始動装置に比較して、クラ
ンク角を変更する図2のルーチンを実行するだけで実現
できる。
In this embodiment, the crank angle is forcibly changed to the optimum crank angle even when the engine 1 is stopped at any of the piston positions shown in FIGS. Therefore, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
Unlike the starting device described in the publication, the cranking can always be reliably started from the optimum crank angle, and the crank angle is changed as compared with the starting device described in the publication requiring complicated control. Can be realized simply by executing the routine.

【0023】このクランク角の変更により、その後の始
動時には常に最短のクランキングにより、速やか且つ確
実に圧縮行程気筒を初爆でき、完爆までの所要時間を大
幅に短縮することができる。よって、特に信号待ち等で
エンジン1を自動始動させる際には、直ちに始動を完了
して運転者に違和感を与えることなく迅速に車両を発進
させることができ、ひいてはアイドルストップ車両の商
品価値を向上させることができる。
By the change of the crank angle, the compression stroke cylinder can be explosively and quickly exploded for the first time by the shortest cranking at the time of subsequent starting, and the time required for complete explosion can be greatly reduced. Therefore, especially when the engine 1 is automatically started at a traffic light or the like, it is possible to immediately start the engine 1 and quickly start the vehicle without giving a sense of incongruity to the driver, thereby improving the commercial value of the idle stop vehicle. Can be done.

【0024】又、最短のクランキングにより始動を完了
するため、始動時のスタータ6の電力消費を節減でき、
しかも、失火することなく確実に始動できるため、始動
時のエミッション低減を達成できると共に、始動時の燃
料増量を抑制して燃費節減を実現することができる。一
方、上記した車両の迅速な発進は、例えば本実施形態の
手動式変速機4を自動変速機やCVT(無段変速機)に
代えた場合に、より顕著に得られる。即ち、これらの自
動変速機やCVTでは、エンジンで駆動される油圧ポン
プによりクラッチ係合等を実行しているため、エンジン
始動が早まれば、クラッチ係合により発進準備が整うま
での時間が短縮化され、結果として一層速やかに発進で
きるのである。
Further, since the start is completed by the shortest cranking, the power consumption of the starter 6 at the time of the start can be reduced.
In addition, since the engine can be reliably started without misfiring, it is possible to achieve a reduction in emission at the time of starting and to suppress an increase in fuel at the time of starting, thereby achieving a reduction in fuel consumption. On the other hand, the quick start of the vehicle described above is more remarkably obtained, for example, when the manual transmission 4 of the present embodiment is replaced with an automatic transmission or a CVT (continuously variable transmission). That is, in these automatic transmissions and CVTs, clutch engagement and the like are performed by a hydraulic pump driven by the engine. Therefore, if the engine is started early, the time required for starting preparation by clutch engagement is reduced. It can be started more quickly as a result.

【0025】以上で実施形態の説明を終えるが、本発明
の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例え
ば、上記実施形態では、アイドルストップ車両に用いる
直列4気筒の筒内噴射型エンジン1の始動装置に具体化
したが、通常の車両に用いる筒内噴射型エンジンの始動
装置として具体化したり、例えば直列3気筒エンジンや
V型6気筒エンジンの始動装置として具体化してもよ
い。
Although the embodiment has been described above, aspects of the present invention are not limited to this embodiment. For example, in the above embodiment, the starting device of the in-cylinder direct injection engine 1 of the in-line four cylinder used for the idle stop vehicle is embodied. It may be embodied as a starting device for an in-line three-cylinder engine or a V-type six-cylinder engine.

【0026】又、上記実施形態では、圧縮行程気筒や吸
気行程気筒に対して早期始動制御を実行するエンジン1
の始動装置として具体化し、その圧縮行程気筒を初爆さ
せるための最適クランク角にクランク角を変更するよう
にしたが、早期始動制御を実行しない筒内噴射型エンジ
ン、或いは吸気管内に燃料噴射する一般的な吸気管噴射
型エンジンの始動装置として具体化してもよい。例え
ば、吸気管噴射型エンジンでは、ある気筒の吸気弁が開
弁される直前を最適クランク角として設定すれば、クラ
ンキング開始と共に噴射燃料が筒内に吸入されて直ちに
圧縮・燃焼されることから、速やかに始動することがで
きる。
Further, in the above-described embodiment, the engine 1 that executes the early start control for the compression stroke cylinder and the intake stroke cylinder is provided.
The crank angle is changed to the optimum crank angle for the first explosion of the compression stroke cylinder, but the in-cylinder injection type engine that does not execute the early start control or the fuel is injected into the intake pipe. It may be embodied as a starting device for a general intake pipe injection type engine. For example, in an intake-pipe injection engine, if the optimum crank angle is set immediately before the intake valve of a certain cylinder is opened, the injected fuel is sucked into the cylinder at the same time as cranking starts and is immediately compressed and burned. , Can be started quickly.

【0027】更に、上記実施形態では、ワンウエイクラ
ッチを用いた常時噛合い式のスタータ6によりエンジン
1のクランク角を変更したが、クランク角を変更する機
構はこれに限定されず、例えば、スタータとジェネレー
タとを兼用させた車両(ISG)では、そのスタータを
利用してエンジンのクランク角を変更してもよいし、
又、ハイブリッド車両(HEV)では、走行用モータを
利用してクランク角を変更してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the crank angle of the engine 1 is changed by the constant mesh starter 6 using a one-way clutch. However, the mechanism for changing the crank angle is not limited to this. In a vehicle (ISG) that also serves as a generator, the starter may be used to change the crank angle of the engine,
In a hybrid vehicle (HEV), the crank angle may be changed by using a traveling motor.

【0028】一方、上記実施形態では、最適クランク角
に変更したクランク角をエンジン始動まで保持するだけ
であった。しかしながら、シリンダ壁面等からの受熱に
より筒内ガス温が次第に上昇すると、それに伴って最適
クランク角も変化することから、例えば、エンジン停止
からの経過時間に応じて所定時間毎に最適クランク角を
算出して、その最適クランク角に基づいてクランク角を
逐次更新するようにしてもよい。
On the other hand, in the above embodiment, the crank angle changed to the optimum crank angle is only maintained until the engine starts. However, as the in-cylinder gas temperature gradually rises due to the heat received from the cylinder wall and the like, the optimum crank angle also changes accordingly, so for example, the optimum crank angle is calculated every predetermined time according to the elapsed time since the engine was stopped. Then, the crank angle may be sequentially updated based on the optimum crank angle.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように本発明の内燃機関の
始動装置によれば、簡単な制御により確実に最適クラン
ク位置でエンジンを停止させて、その後の始動時の始動
性を向上させることができる。
As described above, according to the starting apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the engine can be reliably stopped at the optimum crank position by simple control, and the startability at the time of subsequent starting can be improved. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態の筒内噴射型エンジンの始動装置を示
す全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a starting device for a direct injection engine of an embodiment.

【図2】ECUが実行するクランク角変更ルーチンを示
すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a crank angle changing routine executed by an ECU.

【図3】リーン運転でエンジンを停止させたときの圧縮
行程気筒のピストン位置を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a piston position of a compression stroke cylinder when the engine is stopped in a lean operation.

【図4】ストイキ運転でエンジンを停止させたときの圧
縮行程気筒のピストン位置を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a piston position of a compression stroke cylinder when the engine is stopped in a stoichiometric operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン(内燃機関) 6 スタータ(電動機) 23 クランク角センサ Reference Signs List 1 engine (internal combustion engine) 6 starter (electric motor) 23 crank angle sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G093 AA01 AA04 AB00 BA00 BA21 BA22 CA02 DA05 DA07 DA13 DB05 DB10 DB12 EA00 EA05 EA13 EC02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3G093 AA01 AA04 AB00 BA00 BA21 BA22 CA02 DA05 DA07 DA13 DB05 DB10 DB12 EA00 EA05 EA13 EC02

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関のクランク軸の回転位置を検出
するクランク軸センサと、上記内燃機関をクランキング
可能な電動機とを備え、 上記内燃機関の停止時に上記クランク軸センサにて停止
クランク軸位置を検出し、上記内燃機関を再始動させる
のに最適となる最適クランク位置となるように上記電動
機により上記クランク軸を回転させたことを特徴とする
内燃機関の始動装置。
1. A crankshaft sensor for detecting a rotational position of a crankshaft of an internal combustion engine, and an electric motor capable of cranking the internal combustion engine, wherein a stop crankshaft position is detected by the crankshaft sensor when the internal combustion engine is stopped. Wherein the crankshaft is rotated by the electric motor so as to be at an optimum crank position that is optimum for restarting the internal combustion engine.
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