JP2002004929A - 筒内噴射型内燃機関の始動装置 - Google Patents
筒内噴射型内燃機関の始動装置Info
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- JP2002004929A JP2002004929A JP2000181739A JP2000181739A JP2002004929A JP 2002004929 A JP2002004929 A JP 2002004929A JP 2000181739 A JP2000181739 A JP 2000181739A JP 2000181739 A JP2000181739 A JP 2000181739A JP 2002004929 A JP2002004929 A JP 2002004929A
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- combustion engine
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F02N99/002—Starting combustion engines by ignition means
- F02N99/006—Providing a combustible mixture inside the cylinder
Abstract
(57)【要約】
【課題】 通常のクランキングなしで筒内噴射型内燃機
関の始動を可能とし、その失火をも未然に防止する。 【解決手段】 始動装置は、エンジン１の運転を停止す
るときにクランク角センサ１０およびカム角センサ１２
からの信号に基づき膨張行程にある気筒を検出し、その
後、エンジン１を始動するとき膨張気筒内に燃料噴射弁
４から燃料を噴射する。この後、燃料が充分に気化する
のを待って所定の遅延時間が経過した後に点火を行い、
その着火（爆発）を確実にする。点火後は燃焼圧だけで
クランク軸を回転させ、スタータ１４によるクランキン
グを行うことなくエンジン１の始動が完了する。
関の始動を可能とし、その失火をも未然に防止する。 【解決手段】 始動装置は、エンジン１の運転を停止す
るときにクランク角センサ１０およびカム角センサ１２
からの信号に基づき膨張行程にある気筒を検出し、その
後、エンジン１を始動するとき膨張気筒内に燃料噴射弁
４から燃料を噴射する。この後、燃料が充分に気化する
のを待って所定の遅延時間が経過した後に点火を行い、
その着火（爆発）を確実にする。点火後は燃焼圧だけで
クランク軸を回転させ、スタータ１４によるクランキン
グを行うことなくエンジン１の始動が完了する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内噴射型内燃機
関を始動させるのに適した始動装置に関するものであ
る。
関を始動させるのに適した始動装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】この種の筒内噴射型内燃機関の始動に関
する技術としては、例えば特開平１１−１５９３７４号
公報に記載された内燃機関のスタート方法が挙げられ
る。この公知のスタート方法は、内燃機関の始動に際し
て膨張（作業）行程をとっている燃焼室に燃料を噴射し
て、点火させることによりスタータなしの起動を可能と
するものである。
する技術としては、例えば特開平１１−１５９３７４号
公報に記載された内燃機関のスタート方法が挙げられ
る。この公知のスタート方法は、内燃機関の始動に際し
て膨張（作業）行程をとっている燃焼室に燃料を噴射し
て、点火させることによりスタータなしの起動を可能と
するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た公知のスタート方法では、燃料噴射後の点火までの時
間については何ら規定されていないため、噴射された燃
料が気化しない状態で点火が行われてしまうことが考え
られる。この場合、失火が生じ内燃機関の始動に失敗す
るおそれがある。それ故、公知のスタート方法では内燃
機関の始動を確実に保証することは難しい。
た公知のスタート方法では、燃料噴射後の点火までの時
間については何ら規定されていないため、噴射された燃
料が気化しない状態で点火が行われてしまうことが考え
られる。この場合、失火が生じ内燃機関の始動に失敗す
るおそれがある。それ故、公知のスタート方法では内燃
機関の始動を確実に保証することは難しい。
【０００４】そこで本発明は、失火を防止して確実な始
動を可能とする筒内噴射型内燃機関の始動装置を提供す
るものである。
動を可能とする筒内噴射型内燃機関の始動装置を提供す
るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の筒内噴射型内燃
機関の始動装置（請求項１）は、内燃機関の運転が停止
した状態で膨張行程にある気筒を検出しておき、所定の
始動信号に応じて膨張行程中の気筒内に燃料を噴射した
後、所定の遅延時間が経過してから点火を行って内燃機
関を始動させるものとしている。
機関の始動装置（請求項１）は、内燃機関の運転が停止
した状態で膨張行程にある気筒を検出しておき、所定の
始動信号に応じて膨張行程中の気筒内に燃料を噴射した
後、所定の遅延時間が経過してから点火を行って内燃機
関を始動させるものとしている。
【０００６】本発明の始動装置によれば、噴射後に遅延
時間が経過するまでの間に燃焼室内で燃料の気化が促進
されるので、その後の点火により確実に着火が可能とな
る。なお、遅延時間の設定は検出した内燃機関の状態、
例えばピストン位置、筒内温度、燃圧等に応じて可変す
ることが可能である。本発明の筒内噴射型内燃機関の始
動装置は、排気弁についての可変バルブタイミング機構
およびその開弁制御手段を更に備えることができ（請求
項２）、開弁制御手段は少なくとも膨張行程にある気筒
について排気弁の開弁時期を遅らせるべく可変バルブタ
イミング機構を制御する。これにより、膨張行程にある
気筒のピストンが下死点に達するまでの間は排気弁の開
弁を抑制することで、燃焼ガスの効率的な膨張仕事を促
進することが可能となる。
時間が経過するまでの間に燃焼室内で燃料の気化が促進
されるので、その後の点火により確実に着火が可能とな
る。なお、遅延時間の設定は検出した内燃機関の状態、
例えばピストン位置、筒内温度、燃圧等に応じて可変す
ることが可能である。本発明の筒内噴射型内燃機関の始
動装置は、排気弁についての可変バルブタイミング機構
およびその開弁制御手段を更に備えることができ（請求
項２）、開弁制御手段は少なくとも膨張行程にある気筒
について排気弁の開弁時期を遅らせるべく可変バルブタ
イミング機構を制御する。これにより、膨張行程にある
気筒のピストンが下死点に達するまでの間は排気弁の開
弁を抑制することで、燃焼ガスの効率的な膨張仕事を促
進することが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の筒内噴射型内燃機関の始
動装置は、例えば車両に搭載される内燃機関の始動装置
としての実施形態をとることができる。ただし、本発明
を適用可能な内燃機関の用途を車両用に限定する意図で
はない。図１を参照すると、筒内噴射型の内燃機関であ
るエンジン１はその筒内、つまり、燃焼室２内に直接燃
料を噴射することができる燃料噴射弁４を備えている。
またエンジン１は例えば、クランク角でみて１８０゜Ｃ
Ａ毎に等間隔で爆発する直列４気筒型のレイアウトを有
しており、その個々の気筒毎に燃料噴射弁４および点火
栓６が設けられている。
動装置は、例えば車両に搭載される内燃機関の始動装置
としての実施形態をとることができる。ただし、本発明
を適用可能な内燃機関の用途を車両用に限定する意図で
はない。図１を参照すると、筒内噴射型の内燃機関であ
るエンジン１はその筒内、つまり、燃焼室２内に直接燃
料を噴射することができる燃料噴射弁４を備えている。
またエンジン１は例えば、クランク角でみて１８０゜Ｃ
Ａ毎に等間隔で爆発する直列４気筒型のレイアウトを有
しており、その個々の気筒毎に燃料噴射弁４および点火
栓６が設けられている。
【０００８】個々の気筒に対する燃料噴射および点火の
時期は電子制御ユニット（ＥＣＵ）８により電子制御さ
れており、具体的には、上述した燃料噴射弁４および点
火栓６は、ＥＣＵ８から出力される噴射パルス信号また
は点火信号に基づいて作動される。エンジン１にはクラ
ンク角センサ１０およびカム角センサ１２が取り付けら
れており、ＥＣＵ８は噴射および点火時期を適正に判断
するため、クランク角センサ１０から入力されるクラン
ク角信号を用いて演算処理を行うことができる。またＥ
ＣＵ８はクランク角信号に加えて、カム角センサ１２か
ら入力されるカム角信号を用いて特定の行程にある気筒
を判別することができ、例えば、圧縮行程で燃料を噴射
する運転モードでは、圧縮行程にある気筒を判別して燃
料噴射および点火時期を制御する。
時期は電子制御ユニット（ＥＣＵ）８により電子制御さ
れており、具体的には、上述した燃料噴射弁４および点
火栓６は、ＥＣＵ８から出力される噴射パルス信号また
は点火信号に基づいて作動される。エンジン１にはクラ
ンク角センサ１０およびカム角センサ１２が取り付けら
れており、ＥＣＵ８は噴射および点火時期を適正に判断
するため、クランク角センサ１０から入力されるクラン
ク角信号を用いて演算処理を行うことができる。またＥ
ＣＵ８はクランク角信号に加えて、カム角センサ１２か
ら入力されるカム角信号を用いて特定の行程にある気筒
を判別することができ、例えば、圧縮行程で燃料を噴射
する運転モードでは、圧縮行程にある気筒を判別して燃
料噴射および点火時期を制御する。
【０００９】更にＥＣＵ８は、上述した気筒判別の機能
を用いて、例えばエンジン１が運転を停止したときに膨
張行程にある気筒を検出することができる（気筒検出手
段）。また、検出した気筒はＥＣＵ８内にて記憶してお
くことができる。本実施形態では、エンジン１にクラン
キング用のスタータ（電動機）１４が付設されており、
例えばこのスタータ１４はピニオン１６をフライホイー
ル１８の外周に形成されたリングギヤに噛み合わせて駆
動し、エンジン１をクランキングさせることができる。
なお、ピニオン１６はリングギヤと常時噛み合うタイプ
であってもよい。
を用いて、例えばエンジン１が運転を停止したときに膨
張行程にある気筒を検出することができる（気筒検出手
段）。また、検出した気筒はＥＣＵ８内にて記憶してお
くことができる。本実施形態では、エンジン１にクラン
キング用のスタータ（電動機）１４が付設されており、
例えばこのスタータ１４はピニオン１６をフライホイー
ル１８の外周に形成されたリングギヤに噛み合わせて駆
動し、エンジン１をクランキングさせることができる。
なお、ピニオン１６はリングギヤと常時噛み合うタイプ
であってもよい。
【００１０】ＥＣＵ８は、エンジン１の状態として、例
えばピストン２０の停止位置を検出する機能をも有して
いる（状態検出手段）。具体的には、フライホイール１
８の外周には、その周方向に等角度幅のベーン（図示し
ない）が一定角度の間隔で形成されており、これらベー
ンの角度幅とその取付間隔は等しく（例えば３０゜）、
その半分の角度（例えば１５゜）だけ互いに位相をずら
して２つのピストンポジションセンサ２２が配置されて
いる。これらピストンポジションセンサ２２は個々のベ
ーンの通過に伴い、オンまたはオフの信号を形成してＥ
ＣＵ８に入力することができる。
えばピストン２０の停止位置を検出する機能をも有して
いる（状態検出手段）。具体的には、フライホイール１
８の外周には、その周方向に等角度幅のベーン（図示し
ない）が一定角度の間隔で形成されており、これらベー
ンの角度幅とその取付間隔は等しく（例えば３０゜）、
その半分の角度（例えば１５゜）だけ互いに位相をずら
して２つのピストンポジションセンサ２２が配置されて
いる。これらピストンポジションセンサ２２は個々のベ
ーンの通過に伴い、オンまたはオフの信号を形成してＥ
ＣＵ８に入力することができる。
【００１１】エンジン１が運転を停止するとき、その直
前にＥＣＵ８はオン／オフ信号の立ち上がりおよび立ち
下がりをカウントすることで、各気筒毎にピストン２０
がクランク角でみてどの位置（゜ＡＴＤＣ，゜ＢＴＤ
Ｃ）に停止したかを検出することができる。なお、本発
明の発明者等が行った観測によれば、通常４気筒型のエ
ンジン１では圧縮気筒と膨張気筒との筒内圧のつり合い
から、例えば膨張行程にある気筒のピストン２２は１０
０゜ＡＴＤＣ近傍の位置に停止する頻度が高いという特
性が明らかとなっている。
前にＥＣＵ８はオン／オフ信号の立ち上がりおよび立ち
下がりをカウントすることで、各気筒毎にピストン２０
がクランク角でみてどの位置（゜ＡＴＤＣ，゜ＢＴＤ
Ｃ）に停止したかを検出することができる。なお、本発
明の発明者等が行った観測によれば、通常４気筒型のエ
ンジン１では圧縮気筒と膨張気筒との筒内圧のつり合い
から、例えば膨張行程にある気筒のピストン２２は１０
０゜ＡＴＤＣ近傍の位置に停止する頻度が高いという特
性が明らかとなっている。
【００１２】その他、ＥＣＵ８により検出することがで
きるエンジン１の状態としては、例えば燃焼室２内の温
度や燃圧等が挙げられる。エンジン１に筒内温度センサ
や燃料圧力センサを適宜に設けることで、これらセンサ
類から入力されるセンサ信号に基づきＥＣＵ８は筒内温
度や燃圧等の状態を検出することが更に可能となる（状
態検出手段）。
きるエンジン１の状態としては、例えば燃焼室２内の温
度や燃圧等が挙げられる。エンジン１に筒内温度センサ
や燃料圧力センサを適宜に設けることで、これらセンサ
類から入力されるセンサ信号に基づきＥＣＵ８は筒内温
度や燃圧等の状態を検出することが更に可能となる（状
態検出手段）。
【００１３】エンジン１は更に、例えば排気弁２４の開
弁時期を変更可能とする可変バルブタイミング機構２６
を備えている。この可変バルブタイミング機構２６は、
例えば油圧式アクチュエータを用いてカム軸（何れも図
示していない）の位相を変位させ、所定の範囲内で開弁
時期を遅角または進角させることができる。可変バルブ
タイミング機構２６の油圧式アクチュエータには、オイ
ルコントロールバルブ（ＯＣＶ）２８を通じて作動油圧
の給排路が接続されており、オイルコントロールバルブ
２８は、油圧式アクチュエータに対する作動油圧の給排
方向を切り換えて、その遅角方向または進角方向への作
動を行わせることができる。また、オイルコントロール
バルブ２８の具体的な作動は、例えばソレノイドを用い
たスプール位置の切り換え制御により実現することがで
き、ＥＣＵ８はそのソレノイドに対して制御デューティ
率を出力することで、具体的に開弁時期の遅角または進
角制御を行う機能を有している。
弁時期を変更可能とする可変バルブタイミング機構２６
を備えている。この可変バルブタイミング機構２６は、
例えば油圧式アクチュエータを用いてカム軸（何れも図
示していない）の位相を変位させ、所定の範囲内で開弁
時期を遅角または進角させることができる。可変バルブ
タイミング機構２６の油圧式アクチュエータには、オイ
ルコントロールバルブ（ＯＣＶ）２８を通じて作動油圧
の給排路が接続されており、オイルコントロールバルブ
２８は、油圧式アクチュエータに対する作動油圧の給排
方向を切り換えて、その遅角方向または進角方向への作
動を行わせることができる。また、オイルコントロール
バルブ２８の具体的な作動は、例えばソレノイドを用い
たスプール位置の切り換え制御により実現することがで
き、ＥＣＵ８はそのソレノイドに対して制御デューティ
率を出力することで、具体的に開弁時期の遅角または進
角制御を行う機能を有している。
【００１４】なお、ＥＣＵ８はエンジン１の運転を停止
するとき可変バルブタイミング機構２６を作動させて排
気弁２４の開弁時期を遅角側にセットしておく態様が好
ましい（開弁制御手段）。ただし、その他の態様とし
て、油圧式アクチュエータが確実に作動できる場合は、
遅角側へのセット動作をエンジン１の停止後に行っても
よい。
するとき可変バルブタイミング機構２６を作動させて排
気弁２４の開弁時期を遅角側にセットしておく態様が好
ましい（開弁制御手段）。ただし、その他の態様とし
て、油圧式アクチュエータが確実に作動できる場合は、
遅角側へのセット動作をエンジン１の停止後に行っても
よい。
【００１５】以上は、本発明の始動装置を車両用のエン
ジン１に適用した場合の一実施形態であるが、本発明の
始動装置は更に、ＥＣＵ８の制御機能に関してその他の
構成を有している。具体的には、ＥＣＵ８はエンジン１
の運転を停止した後に始動条件の成立を判断し、所定の
始動信号を形成することができる。例えば、車両の運転
者がイグニションスイッチをオンに操作したとき、ＥＣ
Ｕ８はその操作入力から始動条件の成立を判断して制御
上の始動信号を形成することができる。
ジン１に適用した場合の一実施形態であるが、本発明の
始動装置は更に、ＥＣＵ８の制御機能に関してその他の
構成を有している。具体的には、ＥＣＵ８はエンジン１
の運転を停止した後に始動条件の成立を判断し、所定の
始動信号を形成することができる。例えば、車両の運転
者がイグニションスイッチをオンに操作したとき、ＥＣ
Ｕ８はその操作入力から始動条件の成立を判断して制御
上の始動信号を形成することができる。
【００１６】また、ＥＣＵ８には例えば、エンジン１の
自動アイドル停止・始動制御システムを別途組み込むこ
とができ、この制御システムにてエンジン１の自動始動
条件が成立したとき、ＥＣＵ８は上述した始動信号を形
成することができる。例えば、ＥＣＵ８には車速センサ
から入力される車速信号、シフト位置センサから入力さ
れるシフト位置信号、クラッチ位置センサから入力され
るクラッチペダルの踏み込みまたは解除を表すクラッチ
位置信号等の各種の情報が入力可能となっている。ＥＣ
Ｕ８はこれらセンサ信号から車両の運転状態を検出し、
その運転状態に基づいてエンジン１の自動停止条件およ
び自動始動条件の成立を判定することができる。
自動アイドル停止・始動制御システムを別途組み込むこ
とができ、この制御システムにてエンジン１の自動始動
条件が成立したとき、ＥＣＵ８は上述した始動信号を形
成することができる。例えば、ＥＣＵ８には車速センサ
から入力される車速信号、シフト位置センサから入力さ
れるシフト位置信号、クラッチ位置センサから入力され
るクラッチペダルの踏み込みまたは解除を表すクラッチ
位置信号等の各種の情報が入力可能となっている。ＥＣ
Ｕ８はこれらセンサ信号から車両の運転状態を検出し、
その運転状態に基づいてエンジン１の自動停止条件およ
び自動始動条件の成立を判定することができる。
【００１７】例えば、車速が０で、シフト位置がニュー
トラルにあり、かつ、クラッチペダルの踏み込みが解除
されている場合、ＥＣＵ８は自動停止条件の成立を判定
する。この自動停止条件が成立したとき、ＥＣＵ８は燃
料噴射および点火を停止してエンジン１を自動的に停止
させる。一方、エンジン１の自動停止後に例えばクラッ
チペダルの踏み込みが検出されると、車両の発進に備え
て自動始動条件の成立を判定することができる。
トラルにあり、かつ、クラッチペダルの踏み込みが解除
されている場合、ＥＣＵ８は自動停止条件の成立を判定
する。この自動停止条件が成立したとき、ＥＣＵ８は燃
料噴射および点火を停止してエンジン１を自動的に停止
させる。一方、エンジン１の自動停止後に例えばクラッ
チペダルの踏み込みが検出されると、車両の発進に備え
て自動始動条件の成立を判定することができる。
【００１８】ＥＣＵ８は、上述した各始動条件に基づい
て始動信号を形成すると、所定の制御プログラムに沿っ
てエンジン１の始動制御を実行することができる。
て始動信号を形成すると、所定の制御プログラムに沿っ
てエンジン１の始動制御を実行することができる。
【００１９】
【実施例】以下に、その具体的な実施例を挙げてＥＣＵ
８によるエンジン１の始動制御について説明する。また
以下の説明を通して、本発明の始動装置に係るその他の
具体的な構成もまた明らかとなる。図２は、ＥＣＵ８が
実行するべき始動制御ルーチンのフローチャートを示
し、ＥＣＵ８はこのフローに沿った手順でエンジン１の
始動制御を実行する。
８によるエンジン１の始動制御について説明する。また
以下の説明を通して、本発明の始動装置に係るその他の
具体的な構成もまた明らかとなる。図２は、ＥＣＵ８が
実行するべき始動制御ルーチンのフローチャートを示
し、ＥＣＵ８はこのフローに沿った手順でエンジン１の
始動制御を実行する。
【００２０】先ず、ＥＣＵ８はステップＳ１においてエ
ンジン１の回転速度が所定値Ｎｅ0（例えば３０rpm，mi
n-1）以下となったか否かを判定し、この判定が成立す
る場合（Ｙｅｓ）はエンジン１が停止したものとみなし
てステップＳ２に進む。このエンジン１の停止は、例え
ば運転者がイグニションスイッチをオフにした場合や、
上述した自動停止条件の成立の場合に行われる。
ンジン１の回転速度が所定値Ｎｅ0（例えば３０rpm，mi
n-1）以下となったか否かを判定し、この判定が成立す
る場合（Ｙｅｓ）はエンジン１が停止したものとみなし
てステップＳ２に進む。このエンジン１の停止は、例え
ば運転者がイグニションスイッチをオフにした場合や、
上述した自動停止条件の成立の場合に行われる。
【００２１】ステップＳ２では、ＥＣＵ８は所定の噴射
後タイマがカウントを停止（＝０）しているか否かを判
断する。エンジン１の停止後に噴射後タイマが作動して
いなければタイマカウント値は０であるため（Ｙｅ
ｓ）、次のステップＳ３に進む。なお、この噴射後タイ
マおよび後述する点火後タイマは、何れもＥＣＵ８内に
組み込むことができ、その起動とともに経過時間をカウ
ントする機能を有する。
後タイマがカウントを停止（＝０）しているか否かを判
断する。エンジン１の停止後に噴射後タイマが作動して
いなければタイマカウント値は０であるため（Ｙｅ
ｓ）、次のステップＳ３に進む。なお、この噴射後タイ
マおよび後述する点火後タイマは、何れもＥＣＵ８内に
組み込むことができ、その起動とともに経過時間をカウ
ントする機能を有する。
【００２２】ステップＳ３では、ＥＣＵ８はエンジン１
の始動条件が成立したか否かを判断し、成立していなけ
れば制御ルーチンをリターンして上記の手順を繰り返し
実行する。ステップＳ３でエンジン１の始動条件が成立
した場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８はステップＳ４に進み、
上述した始動信号に基づき膨張行程で停止している気筒
に対して燃料噴射を指令し、続いてステップＳ５で噴射
後タイマの作動を開始する。このとき、ＥＣＵ８は既に
膨張行程にある気筒を検出しているので、その気筒に対
応する燃料噴射弁４に噴射パルス信号を出力し、対応す
る燃料噴射弁４から燃焼室２内に燃料が噴射される（噴
射制御手段）。より好ましくは、ＥＣＵ８は検出したピ
ストン位置から筒内の空気量を正確に求め、その噴射す
るべき燃料を適切に調量することができる。なお、発明
者等の検証によれば、この場合の空燃比は例えば１４近
傍に設定することが好ましいとされている。
の始動条件が成立したか否かを判断し、成立していなけ
れば制御ルーチンをリターンして上記の手順を繰り返し
実行する。ステップＳ３でエンジン１の始動条件が成立
した場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８はステップＳ４に進み、
上述した始動信号に基づき膨張行程で停止している気筒
に対して燃料噴射を指令し、続いてステップＳ５で噴射
後タイマの作動を開始する。このとき、ＥＣＵ８は既に
膨張行程にある気筒を検出しているので、その気筒に対
応する燃料噴射弁４に噴射パルス信号を出力し、対応す
る燃料噴射弁４から燃焼室２内に燃料が噴射される（噴
射制御手段）。より好ましくは、ＥＣＵ８は検出したピ
ストン位置から筒内の空気量を正確に求め、その噴射す
るべき燃料を適切に調量することができる。なお、発明
者等の検証によれば、この場合の空燃比は例えば１４近
傍に設定することが好ましいとされている。
【００２３】次のステップＳ６では、ＥＣＵ８は点火後
に所定時間が経過したか否かを判断するが、この時点で
は未だ点火を行っていないため（Ｎｏ）、そのまま制御
ルーチンをリターンする。この後、ＥＣＵ８がステップ
Ｓ２に戻ると、噴射タイマが既に作動しているためステ
ップＳ２からステップＳ９に進む。ステップＳ９では、
ＥＣＵ８は燃料の噴射後に所定の遅延時間が経過したか
否かを判断する。この遅延時間は燃料を噴射した後、そ
の気化を確実にするための所要時間として設定すること
ができ、この遅延時間の経過が確認されるまでの間（Ｎ
ｏ）は、燃料の気化が不充分であるとしてＥＣＵ８は制
御ルーチンを繰り返しリターンする。好ましくは、状態
検出手段の出力に応じて遅延時間を変更することができ
る。例えば筒内温度が高い場合、燃料が気化しやすいた
め遅延時間を短く設定し、逆に筒内温度が低い場合には
燃料が気化しにくいため、遅延時間を長く設定する。
に所定時間が経過したか否かを判断するが、この時点で
は未だ点火を行っていないため（Ｎｏ）、そのまま制御
ルーチンをリターンする。この後、ＥＣＵ８がステップ
Ｓ２に戻ると、噴射タイマが既に作動しているためステ
ップＳ２からステップＳ９に進む。ステップＳ９では、
ＥＣＵ８は燃料の噴射後に所定の遅延時間が経過したか
否かを判断する。この遅延時間は燃料を噴射した後、そ
の気化を確実にするための所要時間として設定すること
ができ、この遅延時間の経過が確認されるまでの間（Ｎ
ｏ）は、燃料の気化が不充分であるとしてＥＣＵ８は制
御ルーチンを繰り返しリターンする。好ましくは、状態
検出手段の出力に応じて遅延時間を変更することができ
る。例えば筒内温度が高い場合、燃料が気化しやすいた
め遅延時間を短く設定し、逆に筒内温度が低い場合には
燃料が気化しにくいため、遅延時間を長く設定する。
【００２４】ステップＳ９で遅延時間の経過が確認され
ると（Ｙｅｓ）、燃料が充分に気化したものとしてステ
ップＳ１０に進み、点火が行われたか否かを点火後タイ
マのカウント値から判断する。この時点ではカウント値
＝０であって点火前と判断できるから、ＥＣＵ８はステ
ップＳ１１に進んで点火を指令する。この指令は、既に
燃料を噴射した膨張行程にある気筒に対してなされ、具
体的には点火栓６に対して点火信号が出力される（点火
制御手段）。なお、エンジン１の運転停止により筒内圧
が低下していることを考慮すれば、このとき着火に充分
な熱エネルギを確保するため多重点火を行うことが好ま
しい。
ると（Ｙｅｓ）、燃料が充分に気化したものとしてステ
ップＳ１０に進み、点火が行われたか否かを点火後タイ
マのカウント値から判断する。この時点ではカウント値
＝０であって点火前と判断できるから、ＥＣＵ８はステ
ップＳ１１に進んで点火を指令する。この指令は、既に
燃料を噴射した膨張行程にある気筒に対してなされ、具
体的には点火栓６に対して点火信号が出力される（点火
制御手段）。なお、エンジン１の運転停止により筒内圧
が低下していることを考慮すれば、このとき着火に充分
な熱エネルギを確保するため多重点火を行うことが好ま
しい。
【００２５】次に、ＥＣＵ８はステップＳ１２で点火後
タイマの作動を開始し、ステップＳ６に進んで点火後に
所定時間が経過したか否かを判断する。この所定時間が
経過するまで（Ｎｏ）、ＥＣＵ８は制御ルーチンをリタ
ーンし、ステップＳ１１，Ｓ１２を迂回してステップＳ
６の判断を繰り返す（ステップＳ１０＝Ｎｏ）。点火後
に所定時間が経過したと判断すると、ＥＣＵ８はステッ
プＳ７でエンジン回転速度が所定値Ｎｅｓを超えている
か否かを判断する。この所定値Ｎｅｓは、例えばエンジ
ン１の始動が成功したか否かを判定するための閾値とし
て設定されており、ＥＣＵ８はエンジン１の回転速度が
この所定値Ｎｅｓを超えていれば始動状態が成功である
ものとして判定し、一方、所定値Ｎｅｓ以下であれば始
動状態が不完全であるものとして判定する。
タイマの作動を開始し、ステップＳ６に進んで点火後に
所定時間が経過したか否かを判断する。この所定時間が
経過するまで（Ｎｏ）、ＥＣＵ８は制御ルーチンをリタ
ーンし、ステップＳ１１，Ｓ１２を迂回してステップＳ
６の判断を繰り返す（ステップＳ１０＝Ｎｏ）。点火後
に所定時間が経過したと判断すると、ＥＣＵ８はステッ
プＳ７でエンジン回転速度が所定値Ｎｅｓを超えている
か否かを判断する。この所定値Ｎｅｓは、例えばエンジ
ン１の始動が成功したか否かを判定するための閾値とし
て設定されており、ＥＣＵ８はエンジン１の回転速度が
この所定値Ｎｅｓを超えていれば始動状態が成功である
ものとして判定し、一方、所定値Ｎｅｓ以下であれば始
動状態が不完全であるものとして判定する。
【００２６】なお、図２のフローチャートには明示され
ていないが、ＥＣＵ８はステップＳ１１で点火を指令し
た後にピストン２０が動き出すと、そのとき圧縮行程に
ある気筒についても燃料噴射を指令し、更にその上死点
で点火を指令する。これにより、エンジン１の停止時に
圧縮行程にあった気筒で完爆が起こり、通常のクランキ
ングを行うことなくエンジン１が始動する。
ていないが、ＥＣＵ８はステップＳ１１で点火を指令し
た後にピストン２０が動き出すと、そのとき圧縮行程に
ある気筒についても燃料噴射を指令し、更にその上死点
で点火を指令する。これにより、エンジン１の停止時に
圧縮行程にあった気筒で完爆が起こり、通常のクランキ
ングを行うことなくエンジン１が始動する。
【００２７】一方、ステップＳ７にて始動状態を判定し
た結果、始動が不完全であった場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ８
はステップＳ８に進んでスタータ１４を作動させる。こ
のステップＳ８の処理は始動フェイルセーフのために設
定されており、それ故、制御ルーチンのステップＳ８お
よびスタータ１４は本発明において必ずしも設けられて
いる必要はない。
た結果、始動が不完全であった場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ８
はステップＳ８に進んでスタータ１４を作動させる。こ
のステップＳ８の処理は始動フェイルセーフのために設
定されており、それ故、制御ルーチンのステップＳ８お
よびスタータ１４は本発明において必ずしも設けられて
いる必要はない。
【００２８】この後、エンジン１が始動して回転速度が
所定値Ｎｅｓを超えたときは、ＥＣＵ８はステップＳ１
からステップＳ１３に移行して上述した各種のタイマを
それぞれリセットし、始動制御ルーチンの実行を終了す
る。上述した始動制御ルーチンの実行により、膨張行程
で停止している気筒に対して燃料を噴射した後、その気
化が充分に促進されてから点火を行うので、始動時に失
火を招く事態が確実に防止される。また本実施例のよう
に、始動制御ルーチンにステップＳ８の判定処理が設け
られていれば、エンジン１の始動フェイルセーフもまた
約束されるので、車両の運転者に安心感を与えることが
できる。
所定値Ｎｅｓを超えたときは、ＥＣＵ８はステップＳ１
からステップＳ１３に移行して上述した各種のタイマを
それぞれリセットし、始動制御ルーチンの実行を終了す
る。上述した始動制御ルーチンの実行により、膨張行程
で停止している気筒に対して燃料を噴射した後、その気
化が充分に促進されてから点火を行うので、始動時に失
火を招く事態が確実に防止される。また本実施例のよう
に、始動制御ルーチンにステップＳ８の判定処理が設け
られていれば、エンジン１の始動フェイルセーフもまた
約束されるので、車両の運転者に安心感を与えることが
できる。
【００２９】また上述のように、予め排気弁２４の開弁
時期を遅角側にセットしておけば、膨張行程でピストン
２０が押し下げられている間は排気弁２４を閉弁してお
くことができ、その膨張行程中での燃焼圧の急な低下が
防止される。これにより、燃焼ガスの効率的な膨張仕事
を促進して、燃焼圧だけによる始動の成功に大きく寄与
することができる。
時期を遅角側にセットしておけば、膨張行程でピストン
２０が押し下げられている間は排気弁２４を閉弁してお
くことができ、その膨張行程中での燃焼圧の急な低下が
防止される。これにより、燃焼ガスの効率的な膨張仕事
を促進して、燃焼圧だけによる始動の成功に大きく寄与
することができる。
【００３０】上述した実施例の始動制御ルーチンは、そ
の個々のステップを適宜に書き換えて実行することも可
能であり、燃料噴射後に点火を行うまでの遅延時間、つ
まり、その気化時間を確保できる態様にて制御プログラ
ムを変更してもよい。また、本発明を適用できる筒内噴
射型内燃機関は、一実施形態の直列４気筒型エンジン１
に限られず、その他のシリンダレイアウトを有するもの
であってもよいし、単気筒型であってもよい。その他、
本発明の実施形態に関して具体的な部材や部品の構成を
適宜に置き換え可能であることはいうまでもない。
の個々のステップを適宜に書き換えて実行することも可
能であり、燃料噴射後に点火を行うまでの遅延時間、つ
まり、その気化時間を確保できる態様にて制御プログラ
ムを変更してもよい。また、本発明を適用できる筒内噴
射型内燃機関は、一実施形態の直列４気筒型エンジン１
に限られず、その他のシリンダレイアウトを有するもの
であってもよいし、単気筒型であってもよい。その他、
本発明の実施形態に関して具体的な部材や部品の構成を
適宜に置き換え可能であることはいうまでもない。
【００３１】
【発明の効果】本発明の筒内噴射型内燃機関の始動装置
（請求項１）は、クランキングを行うことなく内燃機関
の始動を行う場合、燃料の確実な着火を可能とし、その
確実な始動性を保証することができる。また、本発明の
始動装置が開弁制御に関する構成を含むものであれば
（請求項２）、その働きにより内燃機関の始動を合理的
に補助することができる。
（請求項１）は、クランキングを行うことなく内燃機関
の始動を行う場合、燃料の確実な着火を可能とし、その
確実な始動性を保証することができる。また、本発明の
始動装置が開弁制御に関する構成を含むものであれば
（請求項２）、その働きにより内燃機関の始動を合理的
に補助することができる。
【図１】本発明の一実施形態を表す概略的な構成図であ
る。
る。
【図２】本発明の始動装置により一実施例として実行さ
れる始動制御ルーチンのフローチャートである。
れる始動制御ルーチンのフローチャートである。
１ エンジン ２ 燃焼室 ４ 燃料噴射弁 ６ 点火栓 ８ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） １０ クランク角センサ １２ カム角センサ ２４ 排気弁 ２６ 可変バルブタイミング機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/06 ３３５ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３３５Ｚ Ｆ０２Ｎ 11/08 Ｆ０２Ｎ 11/08 Ｆ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 9/00 ３０５Ａ 9/00 ３０５ 5/15 Ｅ Ｆターム(参考） 3G019 AA05 AA09 AB03 AC01 AC10 BB19 DA07 GA00 GA01 GA10 3G022 CA01 DA06 GA01 3G084 BA15 BA17 BA23 FA00 FA38 3G092 AA11 AC03 BA08 BB01 DA02 DE01S EA04 EA14 EA16 EA17 FA32 GA01 GA10 HE03Z HE05Z HF13Z HF15Z HF21Z 3G301 HA01 HA04 HA06 JA23 KA01 KA28 LA00 LB04 MA18 NE22 PB08Z PC00Z PE03Z PE05Z PF16Z
Claims (2)
- 【請求項１】 燃焼室内に直接燃料を噴射可能な筒内噴
射型内燃機関において、 前記内燃機関の運転が停止した状態で膨張行程にある気
筒を検出する気筒検出手段と、 前記内燃機関に対する所定の始動信号に応じて前記膨張
行程にある気筒内に燃料を噴射する噴射制御手段と、 前記噴射制御手段による燃料の噴射後、所定の遅延時間
が経過したとき前記膨張行程にある気筒に対して点火を
行う点火制御手段とを具備したことを特徴とする筒内噴
射型内燃機関の始動装置。 - 【請求項２】 前記内燃機関の排気弁の開弁時期を可変
とする可変バルブタイミング機構と、 少なくとも前記膨張行程にある気筒について前記排気弁
の開弁時期を遅らせるべく前記可変バルブタイミング機
構の作動を制御する開弁制御手段とを更に具備したこと
を特徴とする請求項１に記載の筒内噴射型内燃機関の始
動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000181739A JP2002004929A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 筒内噴射型内燃機関の始動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000181739A JP2002004929A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 筒内噴射型内燃機関の始動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002004929A true JP2002004929A (ja) | 2002-01-09 |
Family
ID=18682616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000181739A Pending JP2002004929A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 筒内噴射型内燃機関の始動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002004929A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004116517A (ja) * | 2002-09-20 | 2004-04-15 | Robert Bosch Gmbh | エンジン駆動自動車の始動または停止方法および装置 |
| US6981481B2 (en) | 2003-04-11 | 2006-01-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Starting device for internal combustion engine |
| WO2006070338A1 (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-06 | Nissan Motor Ltd. | Internal combustion engine and starting method thereof |
| US7096840B2 (en) | 2002-09-20 | 2006-08-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Starting method and starting device of internal combustion engine, method and device of estimating starting energy employed for starting method and starting device |
| US7546199B2 (en) | 2004-09-01 | 2009-06-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Shut-down control device of internal combustion engine |
| JP2014104839A (ja) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Mitsubishi Motors Corp | エンジン始動判定装置 |
| US20180045162A1 (en) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Start Control System for Engine and Start Control Method for Engine |
-
2000
- 2000-06-16 JP JP2000181739A patent/JP2002004929A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4503256B2 (ja) * | 2002-09-20 | 2010-07-14 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | エンジン駆動自動車の始動または停止方法および装置 |
| US6981481B2 (en) | 2003-04-11 | 2006-01-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Starting device for internal combustion engine |
| DE102004017496B4 (de) * | 2003-04-11 | 2016-08-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine |
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| WO2006070338A1 (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-06 | Nissan Motor Ltd. | Internal combustion engine and starting method thereof |
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| US10465646B2 (en) * | 2016-08-10 | 2019-11-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Start control system for engine and start control method for engine |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060124 |
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