JP2005337184A - Engine starter - Google Patents
Engine starter Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005337184A JP2005337184A JP2004160220A JP2004160220A JP2005337184A JP 2005337184 A JP2005337184 A JP 2005337184A JP 2004160220 A JP2004160220 A JP 2004160220A JP 2004160220 A JP2004160220 A JP 2004160220A JP 2005337184 A JP2005337184 A JP 2005337184A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- rotational speed
- stopped
- fuel injection
- cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、エンジンの始動装置に関し、エンジンのアイドル運転状態等において予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させるとともに、この状態で再始動条件が成立したときにエンジンを自動的に再始動させるように構成されたエンジンの始動装置に関するものである。 The present invention relates to an engine starting device, and when an engine automatic stop condition set in advance in an engine idling state or the like is satisfied, the engine is automatically stopped and a restart condition is satisfied in this state. The present invention relates to an engine starter configured to automatically restart the engine.
近年、燃費の低減およびCO2排出量の抑制等を図るため、アイドル運転時等にエンジンを自動的に一旦停止させ、その後に車両の発進操作が行われる等の再始動条件が成立した時点で、エンジンを自動的に再始動させるようにしたエンジンの自動停止制御(いわゆるアイドルストップ制御)の技術が開発されている。このアイドルストップ制御時における再始動は、車両の発進操作等に応じてエンジンをスムーズに始動させることが要求されるが、従来から一般的に行われているように、スタータモータによりエンジンの出力軸を駆動するクランキングを経てエンジンを再始動させる方法によると、スタータモータが頻繁に作動状態となって大きな騒音が発生するとともに、スタータモータの寿命が短くなる等の問題がある。 Recently, in order to reduce fuel consumption and CO 2 emissions, the engine is automatically stopped once during idle operation, etc., and then restart conditions such as starting the vehicle are established. A technology for automatic engine stop control (so-called idle stop control) that automatically restarts the engine has been developed. The restart during the idle stop control requires a smooth start of the engine in accordance with the vehicle starting operation or the like, but the engine output shaft is driven by a starter motor as is generally done conventionally. According to the method of restarting the engine through cranking for driving the motor, there are problems that the starter motor is frequently operated and a large noise is generated and the life of the starter motor is shortened.
そこで、膨張行程で停止状態にある気筒内に燃料を噴射して点火、燃焼させることにより、その燃焼エネルギーでエンジンを即時的に始動させることが望ましい。しかし、上記のように膨張行程で停止状態にある気筒のピストン停止位置が不適切である場合、例えば上死点あるいは下死点に極めて近い位置にピストンが停止している場合には、気筒内の空気量が著しく少なくなって燃焼エネルギーが充分に得られなくなり、あるいは燃焼エネルギーがピストンに作用する行程が短すぎる等により、エンジンを正常に始動させることができない可能性がある。 Therefore, it is desirable to immediately start the engine with the combustion energy by injecting fuel into a cylinder that is in a stopped state in the expansion stroke to ignite and burn the cylinder. However, when the piston stop position of the cylinder that is in the stopped state in the expansion stroke as described above is inappropriate, for example, when the piston is stopped at a position very close to top dead center or bottom dead center, There is a possibility that the engine cannot be started normally due to the fact that the amount of air is so small that combustion energy cannot be obtained sufficiently or the stroke of the combustion energy acting on the piston is too short.
このような問題の対策として、例えば下記特許文献1に示されるように、エンジンのクランク軸に対して制動装置を設け、膨張行程で停止状態となる気筒のピストンが行程途中の適正位置で停止するように上記制動装置を制御し、あるいは下記特許文献2に示すように、エンジンの自動停止条件が成立したと判定されると、希薄空燃比噴射モードを選択して吸気圧力を増大させることにより、膨張行程で停止状態となる気筒のピストンを所定位置で停止させることが可能なように圧縮圧力を上昇させることが行われている。
上記特許文献1に開示されたエンジンの始動装置によると、車両の制動装置とは別にエンジンのクランク軸を制動するための装置を設ける必要があり、しかも膨張行程で停止状態となる気筒のピストンを適正位置に停止させるには上記制動装置を精度良くコントロールしなければならず、このコントロールが困難であるという問題がある。
According to the engine starting device disclosed in
一方、上記特許文献2に開示されているように、エンジンの自動停止条件が成立した時点で、吸気圧力を増大させて圧縮圧力を上昇させるように構成した場合においても、燃料噴射の停止後におけるエンジン回転速度の低下度合が変化すると、ピストンの停止位置が変動してエンジンの再始動に適した位置にピストンを適正に停止させることが困難であるという問題がある。
On the other hand, as disclosed in
本発明は上記の事情に鑑み、簡単な構成でエンジンの自動停止時にピストンを適正位置に停止させてエンジンを確実に再始動させることができるエンジンの始動装置を提供するものである。 In view of the above circumstances, the present invention provides an engine starter capable of reliably restarting an engine by stopping a piston at an appropriate position when the engine is automatically stopped with a simple configuration.
請求項1に係る本発明は、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジンの運転を継続させるための燃料供給を停止してエンジンを自動的に停止させるとともに、自動停止状態にあるエンジンの再始動条件が成立したときに、少なくとも膨張行程で停止した気筒に燃料を噴射して点火、燃焼を行わせることによりエンジンを自動的に再始動させるように構成されたエンジンの始動装置であって、エンジンの均一燃焼形態でエンジンを自動停止させる場合には、燃料噴射を停止する際におけるエンジンの目標回転速度を通常のアイドル回転速度よりも高い値に設定し、この目標回転速度が一定時間に亘り継続された後に燃料噴射を停止させ、かつエンジンの成層燃焼形態でエンジンを自動停止させる場合には、燃料噴射を停止する際におけるエンジンの目標回転速度を上記均一燃焼形態の目標回転速度よりも低い値に設定し、この目標回転速度が一定時間に亘り継続された後に燃料噴射を停止させるものである。 According to the first aspect of the present invention, when a preset engine automatic stop condition is satisfied, the fuel supply for continuing the operation of the engine is stopped and the engine is automatically stopped. Engine start configured to automatically restart the engine by injecting fuel into at least the cylinder stopped in the expansion stroke to cause ignition and combustion when the engine restart condition is established When the engine is automatically stopped in the uniform combustion mode of the engine, the target rotational speed of the engine when stopping fuel injection is set to a value higher than the normal idle rotational speed, and this target rotational speed is set. When the fuel injection is stopped after a certain period of time is continued and the engine is automatically stopped in the stratified combustion mode of the engine, the fuel injection is The target rotational speed of the engine at the time of stop is set to a value lower than the target rotational speed of the uniform combustion mode, it is intended to stop the fuel injection after the target rotational speed is continued over a certain time.
請求項2に係る本発明は、上記請求項1に記載のエンジンの始動装置において、エンジンの成層燃焼形態でエンジンの自動停止条件が成立した場合には、燃料噴射が停止されるまでエンジンが成層燃焼形態から均一燃焼形態に切り替えられるのを禁止するものである。 According to a second aspect of the present invention, in the engine starting device according to the first aspect, when the engine automatic stop condition is satisfied in the stratified combustion mode of the engine, the engine is stratified until the fuel injection is stopped. Switching from the combustion mode to the uniform combustion mode is prohibited.
請求項3に係る本発明は、上記請求項1または2に記載のエンジンの始動装置において、エンジンの成層燃焼形態でエンジンを自動停止させる場合に、燃料噴射を停止する際におけるエンジンの目標回転速度を通常のアイドル回転速度よりも高い値に設定したものである。 According to a third aspect of the present invention, in the engine starter according to the first or second aspect, when the engine is automatically stopped in the stratified combustion mode of the engine, the target rotational speed of the engine at the time of stopping the fuel injection Is set to a value higher than the normal idling speed.
請求項4に係る本発明は、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジンの運転を継続させるための燃料供給を停止してエンジンを自動的に停止させるとともに、自動停止状態にあるエンジンの再始動条件が成立したときに、少なくとも膨張行程で停止した気筒に燃料を噴射して点火、燃焼を行わせることによりエンジンを自動的に再始動させるように構成されたエンジンの始動装置であって、エンジンの回転速度が通常のアイドル回転速度よりも高い状態でエンジンの自動停止条件が成立したか否かを判定する判定手段と、エンジンの成層燃焼形態でエンジンの自動停止条件が成立したと判定された場合には、燃料噴射を停止する際におけるエンジンの目標回転速度を均一燃焼形態の目標回転速度よりも低い値に設定するとともに、燃料噴射が停止されるまでエンジンが成層燃焼形態から均一燃焼形態に切り替えられるのを禁止する禁止手段とを備えたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, when a preset automatic engine stop condition is satisfied, the fuel supply for continuing the operation of the engine is stopped to automatically stop the engine, and the automatic stop state. Engine start configured to automatically restart the engine by injecting fuel into at least the cylinder stopped in the expansion stroke to cause ignition and combustion when the engine restart condition is established A determination means for determining whether or not an automatic engine stop condition is satisfied when the engine rotational speed is higher than a normal idle rotational speed, and the engine automatic stop condition in the stratified combustion mode of the engine. If it is determined that the fuel injection has been established, the target engine speed when stopping fuel injection is set to a value lower than the target engine speed in the uniform combustion mode. Rutotomoni engine until the fuel injection is stopped is that a prohibition means for prohibiting from being switched to the homogeneous combustion mode from the stratified combustion mode.
請求項5に係る本発明は、上記請求項1〜4項の何れか1項に記載のエンジンの始動装置において、エンジンを自動停止させる運転領域を成層燃焼形態とするとともに、排気通路に設けられた排気ガス浄化触媒の浄化性能を向上させる必要がある場合にエンジンを均一燃焼形態とする燃焼制御手段を備えたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the engine starting device according to any one of the first to fourth aspects, the operation region in which the engine is automatically stopped is provided with a stratified combustion mode and provided in the exhaust passage. In addition, when it is necessary to improve the purification performance of the exhaust gas purification catalyst, there is provided combustion control means for making the engine a uniform combustion form.
請求項6に係る本発明は、上記請求項1〜5項の何れか1項に記載のエンジンの始動装置において、気筒内に導入される吸気流量を調節する吸気流量調節手段と、エンジンを自動停止させる際に、燃料噴射の停止時点からエンジン回転速度が所定速度以下に低下するまでの間は吸気流量を増大させる方向に上記吸気流量調節手段を作動させるとともに、エンジン回転速度が所定速度以下に低下した時点で吸気流量を減少させる方向に吸気流量調節手段を作動させる吸気流量制御手段とを備え、上記吸気流量を減少させる際のエンジン回転速度をエンジンの燃焼形態の如何に拘わらず一定値に設定するものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the engine starting device according to any one of the first to fifth aspects, an intake flow rate adjusting means for adjusting an intake flow rate introduced into the cylinder, and an engine automatically When stopping, the intake flow rate adjusting means is operated in a direction to increase the intake flow rate until the engine rotation speed decreases to a predetermined speed or less after the fuel injection is stopped, and the engine rotation speed is decreased to a predetermined speed or less. And an intake air flow rate control means for operating the intake air flow rate adjusting means in a direction to decrease the intake air flow rate at the time when the intake air flow rate decreases. It is to set.
請求項1に係る発明によれば、エンジンの自動停止条件が成立してエンジンを自動停止させる際に、エンジンの運転状態に応じて設定されたエンジンの目標回転速度が一定時間に亘って継続されることにより、エンジンの回転速度が安定した状態で燃料噴射が停止されるため、この燃料噴射の停止後にエンジンの回転速度を低下させる制御を適正に実行して、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒のピストンをエンジンの再始動に適した位置に停止させることができるとともに、エンジンの運転状態に応じて設定されたエンジンの目標回転速度が一定時間に亘って継続される前に、エンジンの自動停止条件が解除された場合には、エンジンの自動停止制御を中止することにより発進要求に対する応答性を向上させることができる。 According to the first aspect of the present invention, when the engine automatic stop condition is satisfied and the engine is automatically stopped, the target engine speed set according to the operating state of the engine is continued for a certain period of time. Therefore, the fuel injection is stopped in a state where the engine rotational speed is stable. Therefore, after the fuel injection is stopped, the control for reducing the engine rotational speed is properly executed, The piston of the cylinder to be stopped can be stopped at a position suitable for restarting the engine, and before the target engine speed set according to the operating state of the engine is continued for a certain period of time, When the automatic stop condition is canceled, the response to the start request can be improved by stopping the automatic engine stop control.
そして、エンジンの均一燃焼形態でエンジンを自動停止させる場合には、エンジンの目標回転速度が、エンジンを自動停止させない通常のアイドル回転速度よりも高い値に設定され、上記目標回転速度が一定時間に亘り継続された状態で燃料噴射が停止されるため、燃料噴射の停止後にエンジンの回転速度を低下させる制御を適正に実行して、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒のピストンをエンジンの再始動に適した位置に停止させることができるとともに、エンジンが停止状態となるまでの間に各気筒内の既燃ガスを確実に排出することができる。また、エンジンの気筒に導入される吸気流量が多く、エンジンの自動停止時における掃気性を充分に確保できるエンジンの成層燃焼形態でエンジンを自動停止させる場合には、燃料噴射を停止する際におけるエンジンの目標回転速度が均一燃焼形態の目標回転速度よりも低い値に設定されることにより、各気筒の掃気性を確保しつつ、燃料噴射が停止されるまでの間における燃費を改善できるとともに、エンジン騒音の発生を効果的に抑制できるという利点がある。 When the engine is automatically stopped in a uniform combustion mode of the engine, the target rotational speed of the engine is set to a value higher than a normal idle rotational speed at which the engine is not automatically stopped, and the target rotational speed is set at a constant time. Since the fuel injection is stopped for a long time, the control for reducing the rotational speed of the engine is properly executed after the fuel injection is stopped. The engine can be stopped at a position suitable for starting, and the burned gas in each cylinder can be reliably discharged until the engine is stopped. In addition, when the engine is automatically stopped in a stratified combustion mode in which the intake air flow introduced into the cylinder of the engine is large and the scavenging performance when the engine is automatically stopped can be sufficiently secured, the engine when the fuel injection is stopped Is set to a value lower than the target rotational speed of the uniform combustion mode, thereby ensuring the scavenging performance of each cylinder and improving the fuel consumption until the fuel injection is stopped. There is an advantage that generation of noise can be effectively suppressed.
請求項2に係る発明によれば、エンジンの自動停止時における各気筒の掃気性を充分に確保できるエンジンの成層燃焼形態でエンジンの自動停止制御が開始された場合には、燃料噴射が停止されるまでエンジンが成層燃焼形態から均一燃焼形態に切り替えられるのを禁止することにより、エンジンの自動停止時における各気筒の掃気性を損なうことなく、効果的に燃費を改善するとともに、エンジン騒音の発生を抑制できるという利点がある。 According to the second aspect of the present invention, when the engine automatic stop control is started in the stratified combustion mode of the engine that can sufficiently ensure the scavenging performance of each cylinder during the automatic engine stop, the fuel injection is stopped. By prohibiting the engine from switching from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode, the fuel efficiency is effectively improved and the engine noise is generated without impairing the scavenging performance of each cylinder when the engine is automatically stopped. There is an advantage that can be suppressed.
請求項3に係る発明では、エンジンの気筒に導入される吸気流量が多く、エンジンの自動停止時における各気筒の掃気性を充分に確保できるエンジンの成層燃焼形態でエンジンを自動停止させる場合においても、エンジン回転速度が通常のアイドル回転速度よりも高い値に設定された目標回転速度となった状態で燃料噴射を停止するようにしたため、エンジンの自動停止時に各気筒の掃気性を確保しつつ、燃料噴射の停止後にエンジンの回転速度を低下させる制御を適正に実行して、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒のピストンをエンジンの再始動に適した位置に停止させることができる。
In the invention according to
請求項4に係る発明によれば、エンジンの回転速度が通常のアイドル回転速度よりも高い状態でエンジンの自動停止条件が成立したか否か判定して、燃料噴射の停止後にエンジンの回転速度を低下させる制御を適正に実行することにより、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒のピストンをエンジンの再始動に適した位置に停止させることができる。そして、エンジンの気筒に導入される吸気流量が多く、エンジンの自動停止時における各気筒の掃気性を充分に確保できるとともに、目標回転速度が均一燃焼形態よりも高い値に設定されたエンジンの成層燃焼形態でエンジンを自動停止させる場合には、均一燃焼形態への切り替えが禁止されるため、燃費が改善されるとともに、エンジン騒音の発生が効果的に抑制されるという利点がある。 According to the fourth aspect of the present invention, it is determined whether or not the engine automatic stop condition is satisfied in a state where the engine speed is higher than the normal idle speed, and the engine speed is reduced after the fuel injection is stopped. By appropriately executing the control to decrease, the piston of the cylinder that becomes the expansion stroke at the time of stopping the engine can be stopped at a position suitable for restarting the engine. In addition, the intake air flow introduced into the engine cylinder is large, the scavenging performance of each cylinder can be sufficiently secured when the engine is automatically stopped, and the target rotation speed is set to a higher value than the uniform combustion mode. When the engine is automatically stopped in the combustion mode, since switching to the uniform combustion mode is prohibited, there are advantages that fuel consumption is improved and generation of engine noise is effectively suppressed.
請求項5に係る発明によれば、通常時には、エンジンの成層燃焼形態でエンジンの自動停止制御が実行されることにより、燃費が効果的に改善されるとともに、エンジン騒音の発生が抑制されるという利点がある。また、排気ガス浄化触媒の浄化性能を向上させる必要がある場合、例えば排気ガス浄化触媒の温度が低下するのを防止して活性温度を維持する必要がある場合、または排気ガス浄化触媒のNOx吸着材に吸着されたNOxを離脱させる場合等には、エンジンを均一燃焼形態とすることにより、排気浄化性能を充分に確保することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the engine automatic stop control is executed in the stratified combustion mode of the engine at normal times, so that the fuel efficiency is effectively improved and the generation of engine noise is suppressed. There are advantages. Further, when it is necessary to improve the purification performance of the exhaust gas purification catalyst, for example, when it is necessary to maintain the activation temperature by preventing the temperature of the exhaust gas purification catalyst from decreasing, or the NOx adsorption of the exhaust gas purification catalyst When the NOx adsorbed on the material is separated, the exhaust purification performance can be sufficiently ensured by setting the engine to a uniform combustion mode.
請求項6に係る発明によれば、エンジンを自動停止させる際に、燃料噴射の停止時点からエンジン回転速度が所定速度以下に低下するまでの間は吸気流量を増大させることにより、各気筒の掃気性を効果的に向上させるとともに、ポンピングロスを低減する制御を実行した後に、エンジンが成層燃焼形態にあるか均一燃焼形態にあるかに拘わらず、エンジンの回転速度が予め設定された一定値以下に低下した時点で、エンジンの気筒内に導入される吸気流量を減少させることにより、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒のピストンをエンジンの再始動に適した位置に停止させる制御を適正に実行できるという利点がある。 According to the sixth aspect of the present invention, when the engine is automatically stopped, the intake air flow rate is increased from the time when the fuel injection is stopped until the engine rotational speed decreases to a predetermined speed or less, thereby scavenging each cylinder. After executing the control to reduce the pumping loss effectively, the engine speed is below a preset constant value regardless of whether the engine is in stratified combustion mode or uniform combustion mode. When the flow rate is reduced to the minimum, the intake flow rate introduced into the engine cylinder is reduced, so that the control of stopping the piston of the cylinder that is in the expansion stroke when the engine stops is stopped at a position suitable for restarting the engine. There is an advantage that it can be executed.
図1および図2は、本発明に係るエンジンの始動装置を有する4サイクル火花点火式エンジンの概略構成を示している。このエンジンには、シリンダヘッド10およびシリンダブロック11を有するエンジン本体1と、エンジン制御用のECU2とを備えている。上記エンジン本体1には、四つの気筒12A〜12Dが設けられるとともに、各気筒12A〜12Dの内部には、クランク軸3に連結されたピストン13が嵌挿されることにより、その上方に燃焼室14が形成されている。
1 and 2 show a schematic configuration of a four-cycle spark ignition engine having an engine starter according to the present invention. The engine includes an engine
上記各気筒12A〜12Dの燃焼室14の頂部には、プラグ先端が燃焼室14内に臨むように点火プラグ15が設置されている。また、上記燃焼室14の側方には、燃焼室14内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁16が設けられている。この燃料噴射弁16は、図外のニードル弁およびソレノイドを内蔵し、上記ECU2から入力されたパルス信号のパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を上記点火プラグ15の電極付近に向けて噴射するように構成されている。
A
また、上記各気筒12A〜12Dの燃焼室14の上部には、燃焼室14に向かって開口する吸気ポート17および排気ポート18が設けられるとともに、これらのポート17,18に、吸気弁19および排気弁20がそれぞれ装備されている。上記吸気弁19および排気弁20は、図示を省略したカムシャフト等を有する動弁機構によって駆動されることにより、各気筒12A〜12Dが所定の位相差をもって燃焼サイクルを行うように各気筒12A〜12Dの吸・排気弁19,20の開閉タイミングが設定されている。
In addition, an
上記吸気ポート17および排気ポート18には、吸気通路21および排気通路22が接続されている。上記吸気ポート17に近い吸気通路21の下流側は、図2に示すように、各気筒12A〜12Dに対応して独立した分岐吸気通路21aとされ、この各分岐吸気通路21aの上流端がそれぞれサージタンク21bに連通している。このサージタンク21bよりも上流側には共通吸気通路21cが設けられるとともに、この共通吸気通路21cには、アクチュエータ24により駆動されるスロットル弁23からなる吸気流量調節手段が配設されている。このスロットル弁23の上流側および下流側には、それぞれ吸気流量を検出するエアフローセンサ25と、吸気圧力(ブースト圧)を検出する吸気圧センサ26とが配設されている。
An
また、各気筒12A〜12Dからの排気が集合する排気通路22の集合部下流には、排気ガス浄化触媒37が配設されている。この排気ガス浄化触媒37は、例えば、排気の空燃比状態が理論空燃比近傍にあるときにHC、COおよびNOxの浄化率が極めて高い、いわゆる三元触媒からなるとともに、排気ガス中の酸素濃度が比較的高い酸素過剰雰囲気でこれを吸蔵する酸素吸蔵能を有し、酸素濃度の比較的低いときには吸蔵している酸素を放出して、HC、CO等と反応させるものである。なお、上記排気ガス浄化触媒37は、三元触媒に限らず、上記のような酸素吸蔵能を有するものであれば良く、例えば酸素過剰雰囲気でもNOxを浄化可能な、いわゆるリーンNOx触媒であってもよい。
Further, an exhaust
上記エンジン本体1には、タイミングベルト等によりクランク軸3に連結されたオルタネータ(発電機)28が付設されている。このオルタネータ28は、図示を省略したフィールドコイルの電流を制御して出力電圧を調節することにより目標発電電流を調整するレギュレータ回路28aを内蔵し、このレギュレータ回路28aに入力される上記ECU2からの制御信号に基づき、通常時に車両の電気負荷および車載バッテリーの電圧等に対応した目標発電電流の制御が実行されるように構成されている。
The
さらに、上記エンジンには、クランク軸3の回転角を検出する2つのクランク角センサ30,31が設けられ、一方のクランク角センサ30から出力される検出信号に基づいてエンジンの回転速度が検出されるとともに、後述するように上記両クランク角センサ30,31から出力される位相のずれた検出信号に基づいてクランク軸3の回転方向および回転角度が検出されるようになっている。
Further, the engine is provided with two
また、カムシャフトに設けられた気筒識別用の特定回転位置を検出するカム角センサ32と、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ33と、運転者のアクセル操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセルセンサ34と、運転者がブレーキ操作を行ったことを検出するブレーキセンサ35からそれぞれ出力される各検出信号がECU2に入力されるようになっている。
Also, a
そして、ECU2には、上記各センサ25,26,30〜35からの検出信号を受け、燃料噴射弁16に対して燃料の噴射量および噴射時期を制御するための制御信号を出力するとともに、点火プラグ15に付設された点火装置27に対して点火時期を制御することにより、エンジンの運転状態に対応した燃焼制御を実行する燃焼制御手段41と、上記スロットル弁23のアクチュエータ24に対してスロットル開度を制御するための制御信号を出力して吸気流量を制御する吸気流量制御手段42と、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに各気筒12A〜12Dへの燃料噴射を所定のタイミングで停止(燃料カット)して、エンジンを自動的に停止させるとともに、その後に運転者によるアクセル操作が行われる等により再始動条件が成立したときにエンジンを自動的に再始動させる制御を実行する自動停止制御手段43と、オルタネータ28の目標発電電流を設定する発電電流制御手段46とが設けられている。
The
上記燃焼制御手段41および吸気流量制御手段42は、エンジンを自動停止させない低負荷低回転のアイドル運転領域(通常のアイドル運転領域)および高回転高負荷の全負荷領域で、気筒12A〜12D内の空燃比が略理論空燃比に設定された均一燃焼形態の燃焼制御を実行し、上記領域以外の通常運転領域で、気筒12A〜12D内の空燃比が理論空燃比よりもかなり大きい値、例えば空燃比が30〜40に設定された成層燃焼形態の燃焼制御を実行するように構成されている。また、上記成層燃焼形態の燃焼制御が実行される通常運転領域において、排気ガス浄化触媒37の浄化性能を向上させる必要がある場合、例えば排気ガス浄化触媒37の温度が低下するのを防止して活性温度を維持する必要がある場合、または排気ガス浄化触媒37のNOx吸着材に吸着されたNOxを離脱させる場合等には、気筒12A〜12D内の空燃比が略理論空燃比に設定された均一燃焼形態の燃焼制御が実行されるようになっている。
The combustion control means 41 and the intake flow rate control means 42 are provided in the
上記自動停止制御手段43は、エンジンの自動停止時に圧縮行程の途中でピストン13が停止した圧縮行程気筒で初回の燃焼を行わせることにより、そのピストン13を押し下げてクランク軸3を少しだけ逆転させ、エンジンの自動停止時に膨張行程の途中でピストン13が停止した膨張行程気筒のピストン13を一旦上昇させて、その気筒内の混合気を圧縮した状態で、この混合気に点火して燃焼させることにより、クランク軸3に正転方向の駆動トルクを与えてエンジンを再始動させる制御を実行するように構成されている。
The automatic stop control means 43 causes the first combustion in the compression stroke cylinder in which the
上記のようにして再始動モータ等を使用することなく、特定の気筒に噴射された燃料に点火してエンジンを適正に再始動させるためには、上記膨張行程気筒の混合気を燃焼させることにより得られる燃焼エネルギーを充分に確保し、これに続いて圧縮上死点を迎える気筒がその圧縮反力に打ち勝って圧縮上死点を超えるようにしなければならない。したがって、エンジンの自動停止時にピストン13が膨張行程の途中にある上記膨張行程気筒内に充分な空気量を確保しておく必要がある。
In order to ignite the fuel injected into a specific cylinder and restart the engine properly without using a restart motor or the like as described above, the air-fuel mixture in the expansion stroke cylinder is burned. The obtained combustion energy must be sufficiently secured, and the cylinder that reaches the compression top dead center must overcome the compression reaction force and exceed the compression top dead center. Therefore, it is necessary to ensure a sufficient amount of air in the expansion stroke cylinder in which the
すなわち、図3(a),(b)に示すように、エンジンの停止時点で膨張行程および圧縮行程になる気筒では、それぞれ位相が180°CAだけずれているため、各ピストン13が互いに逆方向に作動し、膨張行程気筒のピストン13が行程中央よりも下死点側に位置していれば、その気筒の空気量が多くなって充分な燃焼エネルギーが得られる。しかし、上記膨張行程気筒のピストン13が極端に下死点側に位置した状態となると、圧縮行程気筒内の空気量が少なくなり過ぎてクランク軸3を逆転させるための燃焼エネルギーが充分に得られなくなる。
That is, as shown in FIGS. 3A and 3B, in the cylinders that are in the expansion stroke and the compression stroke when the engine is stopped, the phases are shifted by 180 ° CA. If the
これに対して上記膨張行程気筒の行程中央、つまり圧縮上死点後のクランク角が90°CAとなる位置よりもやや下死点側の所定範囲、例えば圧縮上死点後のクランク角が100°〜120°CAとなる適正範囲R内にピストン13を停止させることができれば、圧縮行程気筒内に所定量の空気が確保されて上記初回の燃焼によりクランク軸3を少しだけ逆転させ得る程度の燃焼エネルギーが得られることになる。しかも、膨張行程気筒内に多くの空気量を確保することにより、クランク軸3を正転させるための燃焼エネルギーを充分に発生させてエンジンを確実に再始動させることが可能となる。
In contrast, the center of the stroke of the expansion stroke cylinder, that is, a predetermined range slightly lower than the position where the crank angle after compression top dead center is 90 ° CA, for example, the crank angle after compression top dead center is 100 If the
そこで、ECU2に設けられた上記自動停止制御手段43により、図4に示すように、エンジンの自動停止条件が成立した時点t0で、エンジンの目標回転速度を、エンジンを自動停止させないときの通常のアイドル回転速度よりも高い値に設定して安定させる制御を実行する。例えば、通常のアイドル回転速度が650rpm(自動変速機がドライブレンジ)に設定されたエンジンにおいて、成層燃焼形態でエンジンを自動停止させる場合には、上記目標回転速度を810rpm程度(自動変速機はニュートラルレンジ)に設定することにより、エンジンの回転速度Neを通常のアイドル回転速度よりも少し高い回転速度で安定させる制御を実行し、エンジンの回転速度Neが目標回転速度で安定した時点t1で燃料噴射を停止させてエンジンの回転速度Neを低下させるように構成されている。
Therefore, as shown in FIG. 4, the automatic stop control means 43 provided in the
なお、均一燃焼形態でエンジンを自動停止させる場合には、エンジンの目標回転速度を例えば860rpm程度(自動変速機はニュートラルレンジ)に設定することにより、エンジンの回転速度Neを上記通常のアイドル回転速度よりも高く、かつ上記成層燃焼形態でエンジンを停止させる場合よりも高い回転速度で安定させた状態で、燃料噴射を停止させるようになっている。 When the engine is automatically stopped in a uniform combustion mode, the engine rotational speed Ne is set to the above normal idle rotational speed by setting the target rotational speed of the engine to, for example, about 860 rpm (the automatic transmission is in the neutral range). The fuel injection is stopped in a state that is higher and is stabilized at a higher rotational speed than when the engine is stopped in the stratified combustion mode.
また、自動停止制御手段43には、エンジンを自動停止させない通常のアイドル回転速度よりも高い値にエンジンの回転速度Neを制御した状態で、エンジンの自動停止条件が成立したか否かを判定する判定手段44と、エンジンの成層燃焼形態でエンジンの自動停止条件が成立した場合に、燃料噴射が停止されるまでエンジンが成層燃焼形態から均一燃焼形態に切り替えられるのを禁止する禁止手段45とが設けられている。
Further, the automatic stop control means 43 determines whether or not the engine automatic stop condition is satisfied in a state where the engine rotational speed Ne is controlled to a value higher than a normal idle rotational speed at which the engine is not automatically stopped. Determining means 44 and prohibiting
図4および図5に示すように、エンジンを自動停止させる制御動作の初期段階である上記燃料噴射の停止時点t1でスロットル弁23の開度Kを、例えば全開の30%程度の開度に増大させてブースト圧(吸気圧力)Btを上昇させることにより、エンジンの各気筒12A〜12Dに吸入される吸気流量を、エンジン運転の継続に必要な最小限の吸気流量よりも所定量だけ多い状態に設定して各気筒12A〜12Dの掃気性を確保する制御が上記吸気流量制御手段42において実行されるとともに、上記燃料噴射の停止時点t1でオルタネータ28の目標発電電流Geを上記自動停止条件の成立時点t0よりも低下させることにより、クランク軸3の回転抵抗を低減する制御が上記発電電流制御手段46において実行されるように構成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the opening degree K of the
また、上記時点t1で燃料噴射を停止することにより、エンジンの回転速度Neが、予め設定された基準速度(例えば790rpm)以下に低下したことが確認された時点t2で、上記スロットル弁23を閉止する。このスロットル弁23が閉止された時点t2からブースト圧Btが低下し始めてエンジンの各気筒12A〜12Dに導入される吸気流量が減少し、上記スロットル弁23の開放時点t1から閉止時点t2までの間に共通吸気通路21cに導入された空気が、サージタンク21bおよび分岐吸気通路21aを経由することにより、吸気行程を迎える第4気筒12D、第2気筒12B、第1気筒12Aおよび第3気筒12Cの順に所定の輸送遅れをもって導入される。そして、上記吸気の輸送遅れを考慮してスロットル弁23の開放時点t1および閉止時点t2を適正時期に設定することにより、エンジンの停止時に圧縮行程となる第3気筒12Cよりも多くの空気が膨張行程となる第1気筒12Aに導入されることになる。
Further, by stopping the fuel injection at the time t1, the
次いで、エンジンの回転速度Neが上記基準速度N2以下に低下したことが確認された時点t2で、オルタネータ28の目標発電電流Geを一時的に増大させ、かつ後述するようにエンジンの上死点回転速度neが所定範囲内となった時点t3で、オルタネータ28の目標発電電流Geをエンジン回転速度Neの低下度合に対応した値に調節することにより、予め行った実験結果等に基づいて設定された基準ラインに沿ってエンジンの回転速度Neを低下させる制御を実行するように構成されている。
Next, at the time t2 when it is confirmed that the engine rotational speed Ne has decreased to the reference speed N2 or less, the target generated current Ge of the
上記のようにエンジンを自動停止させる際に、燃料噴射の停止時点t1から、クランク軸3やフライホイール等が有する運動エネルギーが摩擦抵抗による機械的な損失や、各気筒12A〜12Dのポンプ仕事によって消費されることにより、エンジンのクランク軸3は惰性で数回転し、4気筒4サイクルのエンジンでは10回前後の圧縮上死点を迎えた後に停止する。具体的には、図4および図5に示すように、上記各気筒12A〜12Dが圧縮上死点を迎える度にエンジンの回転速度Neが一時的に落ち込んだ後に、圧縮上死点を超えた時点で再び上昇するというアップダウンを繰り返しながらエンジン回転速度Neが次第に低下する。
When the engine is automatically stopped as described above, the kinetic energy of the
そして、エンジンの停止前に最後の圧縮上死点を超えた時点t5の後に圧縮上死点を迎える気筒12Cでは、慣性力によるピストン13の上昇に伴って空気圧が高まり、その圧縮反力によりピストン13が押し返されてクランク軸3が逆転する。このクランク軸3の逆転により、エンジンの停止時に膨張行程となる膨張行程気筒12Aの空気圧が上昇するため、その圧縮反力に応じて膨張行程気筒12Aのピストン13が下死点側に押し返されてクランク軸3が再び正転し始め、このクランク軸3の逆転と正転とが数回繰り返されてピストン13が往復作動した後に停止することになる。このピストン13の停止位置は、上記圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12Aにおける圧縮反力のバランスにより略決定されるとともに、エンジンの摩擦抵抗等の影響を受け、上記最後の圧縮上死点を超えた時点t5におけるエンジンの回転慣性、つまりエンジン回転速度Neの高低によっても変化する。
In the
したがって、エンジンが自動停止する際に膨張行程にある膨張行程気筒12Aのピストン13を再始動に適した上記適正範囲R内に停止させるためには、まず膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cの圧縮反力がそれぞれ充分に大きくなり、かつ膨張行程気筒12Aの圧縮反力が圧縮行程気筒12Cの圧縮反力よりも所定値以上大きくなるように、両気筒12A,12Cに対する吸気流量を調節する必要がある。このために、当実施形態では、燃料噴射の停止時点t1でスロットル弁23の開度Kを大きな値に設定することにより、上記膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cの両方に所定量の空気を吸入させた後、エンジンの回転速度Neが予め設定された基準速度(例えば790rpm)以下に低下したことが確認された時点t2で、上記スロットル弁23を閉止してその開度Kを低減することにより上記吸入空気量を調節するようにしている。
Therefore, in order to stop the
すなわち、図6は、上記のようにエンジンの回転速度Neが所定速度となった時点t1で燃料噴射を停止し、その後の所定期間に亘りスロットル弁23を開弁状態に維持するようにして、惰性により回転するエンジンの各気筒12A〜12Dに設けられたピストン13が圧縮上死点を通過する際の上死点回転速度neを計測するとともに、エンジンの停止時点における膨張行程気筒12Aのピストン位置を調べ、このピストン位置を縦軸に取るとともに、上記エンジンの上死点回転速度neを横軸に取って、両者の関係をグラフ化したものである。この作業を繰り返してエンジンの停止動作期間中における上記上死点回転速度neと、膨張行程気筒12Aにおけるピストン停止位置との相関関係を示す分布図が得られることになる。
That is, in FIG. 6, as described above, the fuel injection is stopped at the time t1 when the rotational speed Ne of the engine becomes a predetermined speed, and the
上記の分布図から、エンジンの停止動作期間中における上死点回転速度neと膨張行程気筒12Aにおけるピストン停止位置との間に所定の相関関係が見られ、図6に示す例では、エンジンが停止状態となる前の6番目〜2番目における上死点回転速度neがハッチングで示す範囲内にあれば、上記ピストン13の停止位置がエンジンの再始動に適した範囲R(圧縮上死点後の100°〜120°CA)に入ることが分かる。特に、エンジンが停止状態となる前の2番目の上死点回転速度neについてみれば、図7に示すように、上記上死点回転速度neが略280rpm〜380rpmの範囲内にあるとともに、約320rpmを境にしてそれ以下の低回転側では、上記上死点回転速度neが低下するのに伴ってピストン停止位置が徐々に上死点寄りに変化している。一方、上記上死点回転速度neが320rpm以上の高回転側では、この上死点回転速度neの高低に拘わらず、ピストン13の停止位置が概ね一定になり、略適正範囲R内に入ることが分かる。
From the above distribution chart, a predetermined correlation is found between the top dead center rotational speed ne during the engine stop operation period and the piston stop position in the
上記のような特徴的な分布傾向が見られるのは、エンジンの上死点回転速度neが320rpm以上の高回転側にあると、エンジン停止時の膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cにそれぞれ充分な量の空気が充填され、この空気の圧縮反力によってピストン停止位置が行程の中央寄りに集中するためであると考えられる。なお、上記320rpm以下の低回転側でピストン停止位置が左下がりの分布状態となるのは、各気筒内12A〜12Dで往復動するピストン13が圧縮上死点側で反転した後、摩擦抵抗等により減速されて行程中央まで戻ることができずに停止するためであると考えられる。
The characteristic distribution tendency as described above can be seen when the engine top dead center rotational speed ne is on the high rotation side of 320 rpm or more, which is sufficient for the
一方、燃料噴射の停止後にスロットル弁23を開放操作することなく、これを閉止状態に維持した場合には、図7に破線で示すように、一様な右肩上がりの分布状態となり、エンジンの上死点回転速度neの高低に応じてピストン13の停止位置が変化することになる。これは、スロットル弁23を閉じたままに維持すると、吸気負圧が大きい(吸気の圧力が低い)状態に維持され、エンジンの停止後に膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cになる気筒の圧縮反力が小さくなるために、エンジンの回転速度(回転慣性)と摩擦抵抗との影響が相対的に大きくなるからである。
On the other hand, when the
したがって、上記回転慣性および摩擦抵抗の影響を抑制しつつ、各気筒12A〜12Dの掃気性を充分に確保するために、図4および図5に示すように、燃料噴射を停止した時点t1から所定時間が経過するまで、つまりエンジン回転速度Neが基準速度N2(例えば790rpm程度)以下に低下する時点t2までは、スロットル弁23の開度Kを比較的大きな値(例えば全開の30%の開度)に設定する必要がある。また、上記ピストン13を適正位置に停止させる制御が可能な速度にエンジンの回転速度Neを維持するために、上記燃料噴射の停止時点t1でオルタネータ28の目標発電電流Geを、例えば0に設定することが好ましい。
Therefore, in order to sufficiently secure the scavenging performance of each of the
そして、エンジン回転速度Neが基準速度N2以下に低下した時点t2で、上記スロットル弁23の開度Kを低減するとともに、オルタネータ28の目標発電電流Geを予め設定された初期値に上昇させる制御を実行した後、エンジンの上死点回転速度neが所定範囲内になった時点t3で、上記オルタネータ28の目標発電電流Geをエンジン回転速度Neの低下状態に対応した値に低下させてクランク軸3の回転抵抗を調節し、エンジンの外部負荷をエンジン回転速度Neの低下度合に対応させて変化させることにより、予め行った実験等に基づいて設定された基準ラインに沿ってエンジン回転速度Neを低下させることが可能となる。
Then, at the time t2 when the engine rotational speed Ne is reduced below the reference speed N2, the opening K of the
具体的には、上記基準ラインに沿ってエンジンの回転速度Neが低下している過程でエンジンの上死点回転速度neを検出し、この上死点回転速度neが、例えば480rpm〜540rpm内にあると判定されることにより、エンジンが停止状態となる前の4番目の圧縮上死点を通過した状態にあることが確認された時点t3の上死点回転速度neに基づき、図11に示すように、エンジンの上死点回転速度neが高い程、目標発電電流Geが大きな値に設定されたマップから、上記上死点回転速度neの検出値に対応した目標発電電流Geを読み出し、この値に対応したオルタネータ28の目標発電電流Geするように構成されている。
Specifically, the engine top dead center rotational speed ne is detected in the process in which the engine rotational speed Ne decreases along the reference line, and the top dead center rotational speed ne falls within, for example, 480 rpm to 540 rpm. Based on the top dead center rotational speed ne at the time point t3 when it is determined that the engine has passed through the fourth compression top dead center before the engine is stopped, as shown in FIG. As described above, the higher the engine top dead center rotational speed ne is, the larger the value of the target generated current Ge is read from the map where the target generated current Ge corresponding to the detected value of the top dead center rotational speed ne is read. The
また、エンジン回転速度Neが基準N2速度以下に低下した時点t2でオルタネータ28の目標発電電流Geを上昇させる際の初期値は、上記マップから読み出される目標発電電流Geの最大値よりも大きな値に設定され、上記時点t2において初期値に上昇させた目標発電電流Geを上記時点t3で低下させることにより、上記上死点回転速度neの検出値に基づいてオルタネータ28の目標発電電流Geを制御するように構成されている。例えば、上記マップから読み出される目標発電電流Geが0〜50Aに設定されている場合には、その最大値である50Aよりも高い値、例えば60Aに上記初期値が設定されている。そして、上記時点t2で目標発電電流Geが60Aに設定された後、上記時点t3でマップから読み出された値に基づいて上記目標発電電流Geの低下量が設定され、この値に基づいてオルタネータ28の目標発電電流を低下させる制御が実行されるようになっている。
Further, the initial value when the target generated current Ge of the
上記のようにしてオルタネータ28の発電電流の制御が実行されることにより、最後の圧縮上死点を通過した時点t5で、クランク軸3、フライホイール、ピストン13およびコネクティングロッド等が有する運動エネルギーや圧縮行程気筒12Cで圧縮された空気が有する位置エネルギー等が、その後に作用する摩擦抵抗損失等と見合うものとなり、エンジンの停止状態で膨張行程となる気筒12Aのピストン13をエンジンの再始動に適した範囲R内に停止させることが可能になる。
By controlling the generated current of the
上記ECU2の自動停止制御手段によりエンジンを自動停止させる際の制御動作を、図8〜図10に示すフローチャートに基づいて説明する。この制御動作がスタートすると、エンジンの自動停止制御を実行することが可能な運転状態にあるか否かを示す自動停止許可フラグFがONであるか否かを判定する(ステップS1)。この自動停止許可フラグFは、車速が所定値(例えば10km/h)以上、操舵角が所定値以下、バッテリー電圧が基準値以上、かつエアコンがOFF状態にある等の条件が全て満たされている場合に、エンジンの自動停止が可能な状態にあると判断してON状態となるように設定されている。
A control operation when the engine is automatically stopped by the automatic stop control means of the
上記ステップS1でYESと判定された場合には、アクセルセンサ34がOFF状態であり、かつブレーキセンサ35がON状態であるか否かが判定され(ステップS2)、YESと判定されて車両が所定の減速状態にあることが確認された場合には、エンジン回転速度Neが、予め1100rpm程度に設定された減速時燃料カット用の判断基準値FC・ONよりも大きいか否かを判定し(ステップS3)、NOと判定された場合には、下記ステップS7に移行する。
If it is determined YES in step S1, it is determined whether or not the
上記ステップS3でYESと判定されてエンジン回転速度Neが上記減速時燃料カット用の判断基準値FC・ONよりも大きいことが確認された場合には、減速時の燃料カット(FC)を実行する(ステップS4)。次いで、エンジン回転速度Neが、予め900rpm程度に設定された燃料復帰用の判断基準値FC・OFF以下に低下したか否かを判定し(ステップS5)、YESと判定された時点で、上記減速時の燃料カット(FC)を終了して通常の燃料噴射状態に復帰する(ステップS6)。 If it is determined YES in step S3 and it is confirmed that the engine rotational speed Ne is larger than the reference value FC • ON for fuel cut during deceleration, fuel cut during deceleration (FC) is executed. (Step S4). Next, it is determined whether or not the engine rotation speed Ne has decreased below a fuel recovery determination reference value FC · OFF set to about 900 rpm in advance (step S5). The current fuel cut (FC) is terminated and the normal fuel injection state is restored (step S6).
次いで、現在、気筒12A〜12D内の空燃比を理論空燃比よりもかなり大きい値に設定する成層燃焼形態の運転状態にあるか否かを判定し(ステップS7)、YESと判定された場合には、エンジンを均一燃焼形態とすることを禁止する均一燃焼禁止フラグがON状態にあるか否かを判定する(ステップS8)。このステップS8でNOと判定された場合には、上記均一燃焼禁止フラグをON状態とした後(ステップS9)、エンジンの目標回転速度を、通常のアイドル回転速度(650rpm程度)よりも所定量だけ高い値、例えば750rpm程度に設定して、この速度を維持する(ステップS10)。
Next, it is determined whether or not the air-fuel ratio in the
上記ステップS7でNOと判定されて気筒内の空燃比を理論空燃比ないし理論空燃比付近に設定する均一燃焼形態の運転状態にあることが確認された場合には、エンジンの目標回転速度を、上記750rpmよりさらに高い値、例えば800rpm程度に設定して、この速度を維持する(ステップS11)。そして、アクセルセンサ34がON状態となり、あるいはブレーキセンサ35がOFF状態となったか否か、つまり減速状態が解除されたか否かを判定し(ステップS12)、YESと判定された場合には、上記ステップS1にリターンして上記制御動作を繰り返す。また、上記ステップS12でNOと判定されて減速状態が解除されていないことが確認された場合には、車速が0か否か、つまり停車状態となって自動停止条件が成立したか否かを判定する(ステップS13)。
When it is determined as NO in step S7 and it is confirmed that the air-fuel ratio in the cylinder is in the operation state of the uniform combustion mode in which the air-fuel ratio in the cylinder is set to the stoichiometric air-fuel ratio or near the stoichiometric air-fuel ratio, the target engine speed is set to A value higher than the above 750 rpm, for example, about 800 rpm is set, and this speed is maintained (step S11). Then, it is determined whether or not the
上記ステップS13でYESと判定されて停車状態となったことが確認された場合には、この時点t0で気筒内の空燃比を理論空燃比よりもかなり大きい値に設定する成層燃焼形態の運転状態にあるか否かを判定し(ステップS14)、YESと判定された場合には、エンジンの目標回転速度N1を、通常のアイドル回転速度(650rpm)よりも所定量だけ高い値、例えば810rpm程度に設定して成層リーン燃焼状態とするとともに(ステップS15)、各気筒12A〜12Dの掃気性を向上させるためにEGR通路に設けられたEGR弁(図示せず)を閉止して排気還流を停止させる(ステップS16)。
If it is determined YES in step S13 and it is confirmed that the vehicle is stopped, the stratified combustion mode operation state in which the air-fuel ratio in the cylinder is set to a value considerably larger than the stoichiometric air-fuel ratio at this time t0. (YES in step S14), if the determination is YES, the engine target rotational speed N1 is set to a value higher than the normal idle rotational speed (650 rpm) by a predetermined amount, for example, about 810 rpm. The stratified lean combustion state is set to set (step S15), and the exhaust gas recirculation is stopped by closing the EGR valve (not shown) provided in the EGR passage in order to improve the scavenging performance of each
また、上記ステップS13でNOと判定されて成層燃焼形態の運転状態にないことが確認された場合、例えば、触媒温度の低下、ないしNOx触媒のリフレッシュを図る等ために、気筒内の空燃比を理論空燃比ないし理論空燃比付近に設定する均一燃焼形態の運転状態にあることが確認された場合には、エンジンを均一燃焼形態とすることを禁止する均一燃焼禁止フラグがON状態にあるか否かを判定し(ステップS17)、YESと判定された場合には、上記ステップS15に移行して成層燃焼形態の制御を実行する。 When it is determined NO in step S13 and it is confirmed that the engine is not in the stratified combustion mode, the air-fuel ratio in the cylinder is reduced to reduce the catalyst temperature or to refresh the NOx catalyst. If it is confirmed that the engine is in the operation state of the uniform combustion mode set to the stoichiometric air fuel ratio or near the stoichiometric air fuel ratio, whether or not the uniform combustion prohibition flag for prohibiting the engine from being in the uniform combustion mode is ON (YES in step S17), if YES is determined, the process proceeds to step S15 to execute control of the stratified combustion mode.
上記ステップS17でNOと判定されて均一燃焼禁止フラグがOFF状態にあることが確認された場合には、エンジンの目標回転速度N1を、上記810rpmよりさらに高い値、例えば860rpm程度に設定して均一燃焼形態の制御を実行し(ステップS18)、かつスロットル弁23を開弁方向に操作してブースト圧Btが例えば−400mmHg程度に設定された目標圧P1となるようにスロットル弁23の開度Kをフィードバック制御するとともに(ステップS19)、自動変速機のシフトレンジをニュートラルに設定して無負荷状態とする(ステップS20)。
If it is determined NO in step S17 and it is confirmed that the uniform combustion prohibition flag is in the OFF state, the target rotational speed N1 of the engine is set to a value higher than 810 rpm, for example, about 860 rpm, and uniform. The control of the combustion mode is executed (step S18), and the
上記のようにステップS1で車速が10km/hよりも大きい走行時にあってエンジンの自動停止許可フラグFがON状態にあることが確認されるとともに、ステップS2で車両が減速状態(ブレーキセンサ35がON状態)にあることが確認された場合に、エンジンの目標回転速度N1をエンジンの燃焼状態に対応した所定値として安定させる制御を実行するように構成したため、エンジン回転速度Neが通常のアイドル回転速度(650rpm)に低下する前に、エンジンの自動停止制御が実行されることになる。
As described above, it is confirmed in step S1 that the vehicle is running at a speed greater than 10 km / h and the engine automatic stop permission flag F is in the ON state. In step S2, the vehicle is decelerated (the
また、上記ステップS13で車速が0であると判定されてエンジンの自動停止条件が成立したことが確認された時点t0で、上記ステップS15,S18においてエンジンの目標回転速度N1を所定値に設定するとともに、上記ステップS17において自動変速機のシフトレンジをドライブ状態(Dレンジ)からニュートラル状態(Nレンジ)にシフトすることにより、自動変速機の負荷を軽減するように構成したため、図4に示されるように、エンジンの自動停止条件が成立した時点t0からエンジン回転速度Neが、やや上昇することになる。 Further, at the time t0 when it is determined in step S13 that the vehicle speed is 0 and it is confirmed that the engine automatic stop condition is satisfied, the target engine speed N1 of the engine is set to a predetermined value in steps S15 and S18. In addition, since the shift range of the automatic transmission is shifted from the drive state (D range) to the neutral state (N range) in step S17, the load on the automatic transmission is reduced, which is shown in FIG. Thus, the engine speed Ne slightly increases from the time point t0 when the engine automatic stop condition is satisfied.
次いで、上記ステップS13でYESと判定されてエンジンの自動停止条件が成立したことが確認された時点t0の後に、予め1sec(秒)程度に設定された所定時間が経過したか否かを判定し(ステップS21)、NOと判定された場合には、アクセルセンサ34がON状態となったか否か、つまり運転者による発進操作が行われたか否かを判定する(ステップS22)。このステップS22でYESと判定された場合には、エンジンの自動停止を行うことなく、ステップS1に移行する。これにより、車速が0となった直後に運転者の発進操作が行われた場合、つまり車両の再加速要求があった場合に、エンジンの自動停止制御が禁止されて再加速応答性が確保されることになる。
Next, it is determined whether or not a predetermined time set in advance in about 1 sec (seconds) has elapsed after time t0 when it is determined as YES in step S13 and it is confirmed that the automatic engine stop condition is satisfied. (Step S21) When it is determined NO, it is determined whether or not the
そして、上記ステップS21でYESと判定された時点で、燃料噴射の停止条件(FC条件)が成立したか否か、具体的にはエンジン回転速度Neが目標回転速度N1となるとともに、ブースト圧Btが上記目標圧P1となった状態で安定したか否かを判定する(ステップS23)。このステップS23でYESと判定され、エンジン回転速度Neおよびブースト圧Btが安定した状態となったことが確認された時点(図4の時点t1)で、燃料噴射を停止させた後(ステップS24)、エンジンを均一燃焼形態とすることを禁止する均一燃焼禁止フラグがON状態にあるか否かを判定する(ステップS25)。このステップS25でYESと判定された場合には、上記均一燃焼禁止フラグをOFF状態とした後(ステップS26)、オルタネータ28の目標発電電流Geを0に設定して発電を停止させるとともに(ステップS27)、スロットル弁23を開弁して、その開度Kを例えば30%程度に設定する(ステップS28)。
Then, when it is determined YES in step S21, whether or not the fuel injection stop condition (FC condition) is satisfied, specifically, the engine speed Ne becomes the target speed N1 and the boost pressure Bt Is determined to be stable in a state where the target pressure P1 is reached (step S23). After determining YES in step S23 and confirming that the engine speed Ne and the boost pressure Bt are stable (time t1 in FIG. 4), after stopping the fuel injection (step S24) Then, it is determined whether or not a uniform combustion prohibition flag that prohibits the engine from being in a uniform combustion mode is in an ON state (step S25). If YES in step S25, the uniform combustion prohibition flag is turned OFF (step S26), and then the target power generation current Ge of the
その後、上記ステップS20で燃料噴射が停止された時点t1から所定時間が経過したか否か、つまり燃料噴射の停止後に2回の圧縮上死点を迎えてその前に噴射された燃料の燃焼が終了したか否かを判定し(ステップS29)、YESと判定された時点で上記点火装置27による点火を停止させる(ステップS30)。次いで、エンジンの回転速度Neが予め790rpm程度に設定された基準速度N2以下となったか否かを判定することにより(ステップS31)、図4および図5に示す燃料噴射の停止時点t1の後に、エンジンの回転速度Neが低下し始めたか否かを判定し、YESと判定された時点t2でスロットル弁23を閉止状態としてその開度Kを0%とする(ステップS32)。この結果、上記ステップS28でスロットル弁23が開放されて大気圧に近付くように上昇したブースト圧Btが、上記スロットル弁23の閉止操作に応じて所定の時間差をもって低下し始めることになる。
Thereafter, whether or not a predetermined time has elapsed from the time point t1 when the fuel injection is stopped in step S20, that is, the combustion of the fuel injected before reaching the two compression top dead centers after the fuel injection is stopped. It is determined whether or not the process has been completed (step S29), and when the determination is YES, ignition by the
また、オルタネータ28の目標発電電流Geを予め60A程度に設定された初期値に設定してオルタネータ28を作動させる発電制御を開始する(ステップS33)。なお、上記ステップS31でエンジンの回転速度Neが基準速度N2以下となったと判定された時点t2でスロットル弁23を閉弁状態とするように構成された上記実施形態に代え、エンジンの上死点回転速度neが、例えば790rpm程度に設定された基準速度N2以下になったと判定された時点で、スロットル弁23を閉弁状態とするとともに、オルタネータ28の発電制御を開始するように構成してもよい。
Further, the power generation control for operating the
次いで、エンジンの上死点回転速度neが第1所定範囲内にあるか否かを判定する(ステップS34)。この第1所定範囲は、予め設定された基準ラインに沿ってエンジンの回転速度Neが低下している過程で、例えばエンジンが停止状態となる前の4番目の圧縮上死点を通過する時点t3における上死点回転速度neに基づいて設定された値であり、具体的には480rpm〜540rpmの範囲内に設定されている。 Next, it is determined whether or not the engine top dead center rotational speed ne is within the first predetermined range (step S34). This first predetermined range is a time point t3 when the engine passes through the fourth compression top dead center before the engine is stopped, for example, in the process in which the rotational speed Ne of the engine decreases along a preset reference line. Is a value set based on the top dead center rotational speed ne, and specifically, is set within the range of 480 rpm to 540 rpm.
上記ステップS34でYESと判定され、エンジンの上死点回転速度neが上記所定範囲(480rpm〜540rpm)内にあることが確認された場合には、その時点t3の上死点回転速度neに対応したオルタネータ28の目標発電電流Geを設定する(ステップS35)。すなわち、図11に示すように、エンジンの上死点回転速度neが高い程、目標発電電流Geが大きな値に設定されたマップから上死点回転速度neに対応した目標発電電流Geを読み出し、この値に基づいてオルタネータ28の目標発電電流Geを上記初期値(60A)から、上記マップから読み出された値に低下させる制御を実行する。
If it is determined YES in step S34 and it is confirmed that the engine top dead center rotational speed ne is within the predetermined range (480 rpm to 540 rpm), it corresponds to the top dead center rotational speed ne at that time t3. The target generated current Ge of the generated
次いで、エンジンの上死点回転速度neが、エンジン停止前の2番目の圧縮上死点を通過する時点t4における上死点回転速度neに基づいて設定された第2所定範囲内、例えば260rpm〜400rpmの範囲内にあるか否かを判定する(ステップS36)。このステップS36でYESと判定され、エンジン停止前の2番目の圧縮上死点を通過したことが確認された時点t4で、エンジンの上死点回転速度neが高い程、燃料噴射量が大きな値に設定された図外のマップから、エンジンの停止時に圧縮行程となる気筒12Cに対する燃料噴射量を設定し、この気筒12Cの圧縮行程後半で燃料噴射を行う(ステップS37)。この気筒12Cに噴射された燃料が気化することによって気筒内温度が低下し、その内部圧力の上昇が抑制されることになる。
Next, the engine top dead center rotational speed ne is within a second predetermined range set based on the top dead center rotational speed ne at a time point t4 when the engine passes the second compression top dead center before the engine stops, for example, 260 rpm to It is determined whether it is within the range of 400 rpm (step S36). The fuel injection amount increases as the engine top dead center rotational speed ne increases at time t4 when it is determined YES in step S36 and it has been confirmed that the second compression top dead center before the engine stop has passed. From the map (not shown) set to, the fuel injection amount for the
そして、エンジンの上死点回転速度neが所定値N3以下であるか否かを判定する(ステップS38)。この所定値N3は、予め設定された基準ラインに沿ってエンジンの回転速度Neが低下している過程で最後の圧縮上死点を超える際の上死点回転速度neに対応した値であり、例えば260rpm程度に設定されている。また、各気筒12A〜12Dが順次圧縮上死点を通過する各時点のブースト圧Btが検知され、その値が記憶される。
Then, it is determined whether or not the engine top dead center rotational speed ne is equal to or less than a predetermined value N3 (step S38). This predetermined value N3 is a value corresponding to the top dead center rotational speed ne when exceeding the last compression top dead center in the process in which the engine rotational speed Ne is decreasing along a preset reference line, For example, it is set to about 260 rpm. Further, the boost pressure Bt at each time when each of the
上記ステップS38でYESと判定されてエンジンの上死点回転速度neが上記所定値N3以下になったこと、つまりエンジンが最後の圧縮上死点を通過したことが確認された場合には、この時点t5で、その1回前の圧縮上死点を通過する際のブースト圧Btを読み出し、この値をエンジン停止前の2番目の圧縮上死点(TDC)におけるブースト圧Btとして設定する(ステップS39)。 If it is determined YES in step S38 and the engine top dead center rotational speed ne is equal to or lower than the predetermined value N3, that is, if it is confirmed that the engine has passed the last compression top dead center, At time t5, the boost pressure Bt at the time of passing through the previous compression top dead center is read, and this value is set as the boost pressure Bt at the second compression top dead center (TDC) before engine stop (step). S39).
そして、エンジンが最後の圧縮上死点を迎える時点t5における上死点回転速度ne(以下、最終上死点回転速度ne1という)と、エンジン停止前の2番目の圧縮上死点におけるブースト圧Bt(以下、ブースト圧Bt2という)とに基づき、ピストン13が各行程の後期寄り位置(膨張行程気筒12Aでは下死点寄りの位置)で停止する傾向があるか否かを判定する(ステップS41)。具体的には、最終上死点回転速度ne1が所定回転速度N4(例えばN4=200rpm)以上であり、かつ上記ブースト圧Bt2が所定圧力P2(例えばP2=−200mmHg)以下であるとき(真空側であるとき)に、上記行程の後期寄りの位置で停止する傾向が大きい、つまり膨張行程気筒12Aにおけるピストン停止位置が、圧縮上死点後100°〜120°CAとなる適正範囲Rに対して120°CAに近い位置で停止する傾向が大きいため、上記ステップS40でYESと判定される。
The top dead center rotational speed ne at the time t5 when the engine reaches the final compression top dead center (hereinafter referred to as the final top dead center rotational speed ne1) and the boost pressure Bt at the second compression top dead center before the engine stops. Based on (hereinafter referred to as boost pressure Bt2), it is determined whether or not the
上記ステップS40でNOと判定された場合には、エンジンが上記のように行程の後期寄りの位置で停止する傾向が顕著ではなく、行程の比較的に前期寄りの位置、つまり膨張行程気筒12Aにおけるピストン停止位置が、圧縮上死点後100°〜120°CAとなる適正範囲Rに対して100°CAに近い位置または100°CA以下で停止する可能性がある。そこで、ピストン13を上記適正範囲R内により確実に停止させるために、スロットル弁23を開放操作する。例えばスロットル弁23の開度Kを、全開の40%程度に設定された第1開度K1とするようにスロットル弁23を開弁し(ステップS41)、吸気流量を増加させることにより、吸気行程気筒12Dの吸気抵抗を減少させる。この結果、エンジンが行程の後期寄りの位置で停止し易くなり、結果的に膨張行程気筒12Aにおけるピストン13の停止位置が適正範囲R内の下限(100°CA)を超えることが防止されることになる。
If it is determined NO in step S40, the engine does not tend to stop at a position near the latter stage of the stroke as described above, and the position at a relatively earlier stage of the stroke, that is, in the
一方、上記ステップS40でYESと判定された場合には、エンジンの回転慣性が大きいとともに、圧縮行程気筒12Cへの最終吸気行程における吸気流量が少なく、その圧縮反力が小さい状態にあって、ピストン13が行程の後期寄りの位置で停止し易い条件が既に揃っている。そこで、スロットル弁23の開度Kを、例えば5%程度に設定された第2開度K2とするようにスロットル弁23を操作する(ステップS42)。上記第2開度K2は、エンジンの特性等に応じ、さらに小開度、あるいは閉止状態としてもよい。このようにして吸気行程気筒12Dに適度の吸気抵抗が生じ、ピストン13の停止位置が上記適正範囲Rを超えてさらに後期側となるという事態の発生が効果的に防止される。
On the other hand, if YES is determined in step S40, the rotational inertia of the engine is large, the intake air flow rate in the final intake stroke to the
次いで、エンジンが停止状態になったか否かを判定し(ステップS43)、YESと判定された時点で、自動変速機のシフトレンジをニュートラル状態からドライブ状態(Dレンジ)に復帰させるとともに(ステップS44)、自動停止許可フラグFをOFFとした後に(ステップS45)、制御動作を終了する。 Next, it is determined whether or not the engine is stopped (step S43). When it is determined YES, the shift range of the automatic transmission is returned from the neutral state to the drive state (D range) (step S44). ) After turning off the automatic stop permission flag F (step S45), the control operation is terminated.
上記のようにして自動停止状態となったエンジンを再始動させる際の制御動作を図12〜図14に示すフローチャートと、図15および図16に示すタイムチャートとに基づいて説明する。まず、所定のエンジン再始動条件が成立したか否かを判定し(ステップS101)、YESと判定された場合、例えば、停車状態から発進のためのアクセル操作等が行われた場合、バッテリー電圧が低下した場合、あるいはエアコンが作動した場合等には、エンジン水温、自動停止からの経過時間、吸気温度等に基づいて筒内温度を推定する(ステップS102)。 A control operation for restarting the engine that has been automatically stopped as described above will be described based on the flowcharts shown in FIGS. 12 to 14 and the time charts shown in FIGS. 15 and 16. First, it is determined whether or not a predetermined engine restart condition is satisfied (step S101). If YES is determined, for example, if an accelerator operation for starting from a stopped state is performed, the battery voltage is When the air temperature decreases or when the air conditioner is activated, the in-cylinder temperature is estimated based on the engine water temperature, the elapsed time since the automatic stop, the intake air temperature, and the like (step S102).
そして、エンジンの自動停止時に検出されたピストン13の停止位置に基づき、圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12A内の空気量を算出する(ステップS103)。つまり、上記ピストン13の停止位置から圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12Aの燃焼室容積が求められる。なお、エンジンの自動停止時には、燃料噴射の停止後にエンジンが数回転してから停止するので膨張行程気筒12Aも新気で満たされた状態にあり、かつ、エンジン停止中に圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12Aの内部が略大気圧となっているので、上記燃焼室容積から新気量が求められることになる。
Based on the stop position of the
次に、上記クランク角センサ30,31の出力信号に応じて検出されたピストン13の停止位置が、圧縮行程気筒12Cにおける適正停止範囲R(上死点前BTDC60°CA〜80°CA)のうち、下死点BDC寄りにあるか否が判定される(ステップS104)。このステップS104でYESと判定され、圧縮行程気筒12C内の空気量が比較的に多いことが確認された場合には、上記ステップS103で算出された圧縮行程気筒12Cの空気量に対し、λ(空気過剰率)>1なる空燃比(例えば空燃比=20程度)となるように1回目の燃料噴射を行う(ステップS105)。この空燃比は、ピストン13の停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒12Cの1回目用第1空燃比マップM1から求められ、λ>1というリーン空燃比に設定される。これにより、圧縮行程気筒12C内の空気量が比較的多いときであっても、逆転のための燃焼エネルギーが過多となることが防止される。
Next, the stop position of the
一方、上記ステップS104でNOと判定され、圧縮行程気筒12C内の空気量が比較的に少ないときは、上記ステップS103で算出された圧縮行程気筒12Cの空気量に対してλ≦1なる空燃比となるように1回目の燃料噴射を行う(ステップS106)。この空燃比は、ピストン13の停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒12Cの1回目用第2空燃比マップM2から求められ、λ≦1(理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比)に設定されることにより、圧縮行程気筒12C内の空気量が少ないときであっても、逆転のための燃焼エネルギーが充分に得られるようになっている。
On the other hand, when it is determined NO in step S104 and the air amount in the
次に、圧縮行程気筒12Cへの1回目燃料噴射から気化時間を考慮して設定した所定時間の経過後に、当該気筒12Cに対して点火を行う(ステップS107)。そして、点火後の一定時間内にクランク角センサ30,31のエッジ、つまりクランク角信号の立ち上がり、または立ち下がりが検出されたか否かにより、ピストン13が動いたか否かを判定し(ステップS108)、NOと判定されて失火が生じてピストン13が動かなかったことが確認された場合には、圧縮行程気筒12Cに対して再点火を行う(ステップS109)。
Next, the
上記ステップS108でYESと判定されてピストン13が動いたことが確認されると、ピストン13の停止位置および上記ステップS102で推定した筒内温度に基づいて、膨張行程気筒12Aに対する分割燃料噴射の分割比(1回目の前段噴射と2回目の後段噴射との比率)を算出する(ステップS121)。上記後段の噴射比率は、膨張行程気筒12Aにおけるピストン停止位置が下死点寄りであるほど、また筒内温度が高いほど大きな値に設定される。
If it is determined YES in step S108 and it is confirmed that the
次に、上記ステップS103で算出した膨張行程気筒12Aの空気量に対して所定の空燃比(λ≦1)となるように燃料噴射量を算出する(ステップS122)。この際の空燃比は、ピストン13の停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒12A用の空燃比マップM3から求められる。また、ステップS122で算出された膨張行程気筒12Aへの燃料噴射量とステップS121で算出された分割比とに基づき、膨張行程気筒12Aに対する前段(1回目)の燃料噴射量を算出し、燃料を噴射する(ステップS123)。
Next, the fuel injection amount is calculated so that a predetermined air-fuel ratio (λ ≦ 1) is obtained with respect to the air amount of the
次に、上記ステップS102で推定された筒内温度に基づき、膨張行程気筒12Aに対する後段(2回目)の燃料噴射時期を算出する(ステップS124)。この2回目の噴射時期は、ピストン13が上死点側への移動(エンジンの逆転)を開始した後で、気筒内の空気が圧縮されている時期であるとともに、噴射燃料の気化潜熱が圧縮圧力を効果的に減少させるように、つまりピストン13を上死点へ近付けるように設定され、かつこの2回目の噴射燃料が点火時期までに気化する時間が可及的に長くなるように設定される。
Next, based on the in-cylinder temperature estimated in step S102, the subsequent (second) fuel injection timing for the
次に、ステップS122で算出された膨張行程気筒12Aへの燃料噴射量とステップS121で算出された分割比とによって、膨張行程気筒12Aに対する後段(2回目)の燃料噴射量を算出し(ステップS125)、上記ステップS124で算出された2回目の噴射時期に噴射する(ステップS126)。
Next, the subsequent (second) fuel injection amount for the
上記膨張行程気筒12Aへの2回目の燃料噴射後に、所定のディレイ時間が経過した時点で点火する(ステップS127)。このディレイ時間は、ピストン13の停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒12A用の点火マップM4から求められる。上記点火による膨張行程気筒12Aでの初回燃焼により、エンジンは逆転から正転に転ずる。したがって、圧縮行程気筒12Cのピストン13が上死点側に移動し、気筒内のガス(上記ステップS107の点火によって燃焼した既燃ガス)が圧縮され始める。
After the second fuel injection into the
次に、燃料の気化時間を考慮に入れ、圧縮行程気筒12Cに2回目の燃料を噴射する(ステップS128)。この際の燃料噴射量は、1回目の噴射量とを合計した噴射量に基づく全体の空燃比が可燃空燃比(下限は7〜8)よりもさらにリッチ(例えば6程度)になるように、ピストン13の停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒12Cの2回目用空燃比マップM5から求められる。この圧縮行程気筒12Cにおける2回目の噴射燃料による気化潜熱に応じて、圧縮行程気筒12Cの圧縮上死点付近における圧縮圧力が低減されることにより、当該圧縮上死点を容易に越えることが可能となる。
Next, taking into account the fuel vaporization time, the second time fuel is injected into the
なお、上記圧縮行程気筒12Cへの2回目の燃料噴射は、専ら筒内の圧縮圧力を低減させるためになされるものであって、これに対する点火、燃焼は行われず、可燃空燃比よりもリッチなために自着火も起こらず、この不燃燃料は、その後に排気通路22の排気ガス浄化触媒37に吸蔵されている酸素と反応して、無害化される。
Note that the second fuel injection into the
上記のように圧縮行程気筒12Cにおいて2回目に噴射された燃料は燃焼しないので、膨張行程気筒12Aでの最初の燃焼に続く次の燃焼は、図15に示すように、吸気行程気筒12D、つまり停止時に吸気行程にあった第4気筒での最初の燃焼となる。この吸気行程気筒12Dのピストン13が圧縮上死点を越えるためのエネルギーとしては、膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のエネルギーの一部が充てられ、上記膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のエネルギーが、圧縮行程気筒12Cが圧縮上死点を乗り超えるためと吸気行程気筒12Dが圧縮上死点を越えるためとの両方に供される。
Since the fuel injected for the second time in the
したがって、円滑な始動のためには吸気行程気筒12Dが圧縮上死点を越えるためのエネルギーが小さいことが望ましく、このために上記吸気行程気筒12D内の空気密度を推定し、その推定値から吸気行程気筒12Dの空気量を算定した後(ステップS140)、上記ステップS102で推定した筒内温度に基づいて、自着火を防止するための空燃比補正値を算出する(ステップS141)。すなわち自着火が起こると、その燃焼によって圧縮上死点に至る前にピストン13を下死点側に押し戻す力(逆トルク)が発生し、その分だけ圧縮上死点を越えるためのエネルギーが多く消費されるので望ましくない。そこで上記逆トルクを抑制するために空燃比をリーン側に補正し、圧縮自己着火が起こらないようにしている。
Therefore, for smooth start-up, it is desirable that the energy required for the
次に、上記ステップS140で算定した吸気行程気筒12Dの空気量と、上記ステップS141で算出した空燃比補正値を考慮した空燃比とに基づき、吸気行程気筒12Dへの燃料噴射量を算出する(ステップS142)。そして、上記吸気行程気筒12Dに対する燃料噴射を行うが、この燃料噴射は、その気化潜熱によって圧縮圧力が低減されるように、つまり圧縮上死点を越えるための必要エネルギーが低減されるように、圧縮行程の後期まで遅延され(ステップS143)、その遅延量は、エンジンの自動停止期間、吸気温度、エンジン水温等に基づいて算出される。
Next, the fuel injection amount to the
また、上記逆トルクの発生を抑制するため、点火時期を上死点以降に遅延して点火する(ステップS144)。以上の制御が実行されることにより、吸気行程気筒12Dにおいて、圧縮上死点まではその圧縮圧力が小さくなって上死点を越え易くなり、上死点を過ぎた時点で燃焼エネルギーによる正転方向のトルクが発生することになる。
Further, in order to suppress the occurrence of the reverse torque, ignition is performed with a delay after the top dead center (step S144). By executing the control described above, in the
上記ステップS144の後、通常の制御状態に移行してもよいが、当実施形態では、さらにエンジン回転速度の吹上がりを抑制する制御を行っている。このエンジン回転速度の吹上がりとは、吸気行程気筒12Dでの初回燃焼以降、エンジン回転速度が必要以上に急上昇することをいい、加速ショックが発生したり、運転者に違和感が与えられたりする原因となるので望ましくない。上記エンジン回転速度の吹上がりは、自動停止期間中の吸気圧力(スロットル弁23より下流の圧力)が略大気圧となっているために、始動直後(吸気行程気筒12Dでの初回燃焼以降)の各気筒12A〜12Dでの燃焼エネルギーが通常のアイドル運転時の燃焼エネルギーに比べて一時的に大きくなることにより発生する。このために下記のステップS145〜S158で、上記エンジン回転速度の吹上がりを抑制する制御を行っている。
After step S144, the control state may be shifted to a normal control state. However, in this embodiment, control for further suppressing the increase in engine speed is performed. This increase in engine rotation speed means that the engine rotation speed suddenly increases more than necessary after the initial combustion in the
まず、オルタネータ28の目標電流値を通常より高めに設定して発電を開始し(ステップS145)、このオルタネータ28の発電によってクランクシャフト3の回転抵抗(エンジンの外部負荷)を増大させてエンジン回転速度の吹上がりを抑制する。次に、吸気圧センサ26によって検出された吸気圧力が、エンジンの自動停止を行わない場合の通常のアイドル時における吸気圧力より高いか否かを判定し(ステップS150)、YESと判定されると、エンジン回転速度の吹上がりが起こり易い状態となっているので、スロットル弁23の開度を通常のアイドル運転時におけるスロットル開度よりもさらに小さくすることにより(ステップS151)、燃焼エネルギーの発生量を抑制する。
First, power generation is started by setting the target current value of the
そして、排気通路22に設けられた排ガス浄化触媒37の温度が活性温度以下であるか否かを判定し(ステップS152)、YESと判定された場合には、気筒内の目標空燃比をλ≦1なるリッチ空燃比に設定するとともに(ステップS153)、点火時期を上死点以降に遅延させる(ステップS154)。これにより、上記触媒37の温度上昇が促進されるとともに、点火時期の遅延によって燃焼エネルギーの発生量が抑制される。
Then, it is determined whether or not the temperature of the exhaust
一方、上記ステップS152でNOと判定されて排気ガス浄化触媒37の温度が活性温度よりも高いことが確認された場合には、気筒内の目標空燃比をλ>1のリーン空燃比に設定して成層リーンの燃焼状態とする(ステップS158)。このリーン燃焼によって燃料の消費が抑制されつつ、燃焼エネルギーの発生量が抑制されることになる。
On the other hand, if it is determined NO in step S152 and it is confirmed that the temperature of the exhaust
上記ステップS154またはステップS158を経てステップS150に戻り、このステップS150でNOと判定されてエンジンの自動停止を行わない場合の通常のアイドル時によりも吸気圧力が低下したことが確認されるまで、上記制御動作が繰り返される。このステップS150でNOと判定されると、もはやエンジン回転速度の吹上がりが生じる虞がないので、オルタネータ28の発電電流も含めて通常の制御状態に移行する(ステップS160)。
The process returns to step S150 through step S154 or step S158, and it is determined that the intake pressure has decreased even during normal idling when it is determined NO in step S150 and the engine is not automatically stopped. The control operation is repeated. If it is determined NO in step S150, there is no possibility that the engine speed will increase any more, so that the normal control state including the generated current of the
上記の再始動制御が実行されることにより、図15および図16に示すように、先ず圧縮行程気筒12C(第3気筒)において1回目の燃料噴射J3が行われ、その点火によって燃焼(図15中の(1))が行われる。この燃焼(1)による燃焼圧(図16中のa部分)で、圧縮行程気筒12Cのピストン13が下死点側に押し下げられてエンジンが逆転方向に駆動される。ここで、圧縮行程気筒12Cの1回目の燃料噴射J3が、比較的空気量の多いときにはリーン空燃比(λ>1)、少ないときには理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比(λ≦1)となるように噴射されるので、エンジン逆転のための適度な燃焼エネルギー、すなわち膨張行程気筒12A内の空気を充分圧縮しつつ、その圧縮上死点を超えて逆転し過ぎることのない程度の燃焼エネルギーを得ることができる。
When the restart control is executed, as shown in FIGS. 15 and 16, first, the first fuel injection J3 is performed in the
上記エンジンの逆回転開始に伴って膨張行程気筒12A(第1気筒)のピストン13が上死点方向に動き始める。また、その直後に膨張行程気筒12Aでの1回目(前段)の燃料噴射J1が行われ、気化し始める。そして、膨張行程気筒12Aのピストン13が上死点側(望ましくは行程中央より上死点寄り)に移動し、上記気筒12A内の空気が圧縮された時点で2回目(後段)の燃料噴射J2が行われる。この噴射燃料の気化潜熱によって圧縮圧力が低減し、ピストン13がより上死点に近付くので圧縮空気(混合気)の密度が増大する(図16中のb部分)。
As the engine starts reverse rotation, the
上記膨張行程気筒12Aのピストン13が上死点に充分に近付いた時点で当該気筒12Aに対する点火が行われて、気化が促進された1回目の噴射燃料(J1)と2回目の噴射燃料(J2)とが燃焼し(図15中の(2))、その燃焼圧(図16中のc部分)によりエンジンが正転方向に駆動される。
When the
また、圧縮行程気筒12Cに対して適当なタイミングで可燃空燃比よりもリッチな燃料が噴射(J4)されることにより(図15中の(3))、この圧縮行程気筒12Cでは燃焼させないものの、燃料噴射による気化潜熱によって上記圧縮行程気筒12Cの圧縮圧力が低減され(図16中のd部分)、これに応じて当該圧縮上死点(始動開始から最初の圧縮上死点)を超えるために消費される膨張行程気筒12Aの最初の燃焼エネルギーが低減されることになる。
In addition, fuel richer than the combustible air-fuel ratio is injected into the
さらに、次の燃焼気筒である吸気行程気筒12Dにおける燃料噴射(J5)の時期を、燃料の気化潜熱によって気筒内の温度、および圧縮圧力を低下させる適正なタイミング(図15中の(4)に示すように、例えば圧縮行程の中期以降)に設定しているため、上記吸気行程気筒12Dの圧縮行程で圧縮上死点前に自着火することが防止される。また、上記吸気行程気筒12Dの点火時期が圧縮上死点以降に設定されていることも相俟って、圧縮上死点前での燃焼が防止される(図16中のe部分)。つまり燃料噴射(J5)による圧縮圧力の低減と圧縮上死点前の燃焼を行わないことにより、膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のエネルギーが上記圧縮上死点(エンジン始動開始時点から2番目の圧縮上死点)を超えるために消費されるのを抑制することができる。
Furthermore, the timing of fuel injection (J5) in the
このようにして膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼(図15中の(2))のエネルギーにより、再始動開始後の最初の圧縮上死点(図15中の(3))と、2番目の圧縮上死点(図15中の(4))とを超えることが可能となり、円滑で確実な始動性を確保することができ、それ以降(図15中の(5)、(6)・・・)は、触媒37の温度に応じて空燃比をリーン(λ>1)にし、あるいは点火時期を遅延させることにより、エンジン回転速度の吹上がりを防止しつつ、通常運転に移行する。
Thus, the first compression top dead center ((3) in FIG. 15) after the start of restart and the second compression by the energy of the first combustion ((2) in FIG. 15) in the
上記のように予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジンの運転を継続させる燃料噴射を停止してエンジンを自動的に停止させるとともに、自動停止状態にあるエンジンの再始動条件が成立したときに、少なくとも膨張行程で停止状態にある気筒12Aに燃料を噴射して点火、燃焼を行わせることによりエンジンを再始動させるように構成されたエンジンの始動装置において、エンジンの均一燃焼形態でエンジンを自動停止させる場合には、燃料噴射を停止する際におけるエンジンの目標回転速度N1を通常のアイドル回転速度よりも高い値に設定し、この目標回転速度N1が一定時間に亘り継続された後に燃料噴射を停止させ、かつエンジンの成層燃焼形態でエンジンを自動停止させる場合には、燃料噴射を停止する際におけるエンジンの目標回転速度N1を上記均一燃焼形態の目標回転速度N1よりも低い値に設定し、この目標回転速度N1が一定時間に亘り継続された後に燃料噴射を停止させる制御を自動停止制御手段43において実行するように構成したため、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒12Aのピストン13をエンジンの再始動に適した位置、つまり行程中央よりもやや下死点側に片寄った位置に停止させる制御を適正に実行することができる。
When the engine automatic stop condition set in advance as described above is satisfied, the fuel injection for continuing the operation of the engine is stopped to automatically stop the engine, and the engine restart condition in the automatic stop state. In the engine starter configured to restart the engine by injecting fuel into the
すなわち、エンジンの自動停止条件が成立してエンジンを自動停止させる際に、エンジンの運転状態に応じて設定されたエンジンの目標回転速度N1が一定時間、例えば1秒間に亘って継続されることにより、エンジンの回転速度が安定した状態で燃料噴射が停止されるため、この燃料噴射の停止後にエンジンの回転速度を低下させる制御を適正に実行して、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒12Aのピストンをエンジンの再始動に適した位置に停止させることができる。また、エンジンの運転状態に応じて設定された上記エンジンの目標回転速度N1が一定時間に亘って継続される前に、アクセルセンサ34がON状態となる等によりエンジンの自動停止条件が解除された場合には、エンジンの自動停止制御を中止することにより発進要求に対する応答性を向上させることができる。
That is, when the engine automatic stop condition is satisfied and the engine is automatically stopped, the target engine speed N1 set according to the engine operating state is continued for a certain time, for example, 1 second. Since the fuel injection is stopped in a state where the engine rotational speed is stable, the control for lowering the engine rotational speed is appropriately executed after the fuel injection is stopped, and the
そして、エンジンの均一燃焼形態でエンジンを自動停止させる場合には、エンジンの目標回転速度N1を、通常のアイドル回転速度(650rpm)よりも高い値、例えば860rpmに設定し、上記目標回転速度N1が一定時間に亘り継続された状態で燃料噴射を停止することにより、この燃料噴射の停止時点t1からエンジンが停止状態となるまでの間におけるエンジン回転数(吸気、圧縮、膨張、排気の行程数)を充分に確保することができる。したがって、予め設定された基準ラインに沿ってエンジン回転速度Neを低下させることにより、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒12A内に導入される空気量が圧縮行程となる気筒12Cよりも大きくなるように調節することができ、上記膨張行程気筒12Aのピストン13をエンジンの再始動に適した範囲R内、つまり行程中央よりもやや下死点側に片寄った位置に停止させることができるとともに、エンジンが停止状態となるまでの間に既燃ガスを確実に排出して掃気性を確保することができる。
When the engine is automatically stopped in the uniform combustion mode of the engine, the target rotational speed N1 of the engine is set to a value higher than the normal idle rotational speed (650 rpm), for example, 860 rpm, and the target rotational speed N1 is By stopping the fuel injection while continuing for a certain period of time, the engine rotation speed (the number of intake, compression, expansion, and exhaust strokes) from this fuel injection stop time t1 until the engine is stopped. Can be secured sufficiently. Therefore, by reducing the engine rotational speed Ne along a preset reference line, the amount of air introduced into the
また、エンジンの気筒12A〜12Dに導入される吸気流量が多く、エンジンの自動停止時における掃気性を充分に確保できるエンジンの成層燃焼形態でエンジンを自動停止させる場合には、燃料噴射を停止する際におけるエンジンの目標回転速度N1が均一燃焼形態の目標回転速度N1(860rpm)よりも低い値(810rpm)に設定されるため、各気筒12A〜12Dの掃気性を損なうことなく、燃料噴射が停止されるまでの間における燃費を改善できるとともに、エンジン騒音の発生を効果的に抑制できるという利点がある。
Further, when the engine is automatically stopped in the stratified combustion mode in which the intake air flow rate introduced into the
上記実施形態では、エンジンの自動停止時における掃気性を充分に確保できるエンジンの成層燃焼形態でエンジンの自動停止条件が成立した場合には、燃料噴射が停止されるまでエンジンが成層燃焼形態から均一燃焼形態に切り替えられるのを禁止するように構成したため、エンジンの停止動作中に上記成層燃焼形態から、吸気流量の少ない均一燃焼形態に切り替えられることに起因して各気筒12A〜12Dの掃気性が低下したり、燃費が悪化したりするのを防止できるとともに、エンジンの目標回転速度N1が大きな値に設定されることに起因してエンジン騒音が大きくなるという事態の発生を効果的に抑制できるという利点がある。
In the above embodiment, when the engine automatic stop condition is satisfied in the stratified combustion mode of the engine that can sufficiently ensure scavenging at the time of the automatic engine stop, the engine is uniform from the stratified combustion mode until the fuel injection is stopped. Since the switching to the combustion mode is prohibited, the scavenging performance of each of the
特に上記実施形態に示すように、エンジンの気筒12A〜12Dに導入される吸気流量が多く、エンジンの自動停止時における掃気性を充分に確保できるエンジンの成層燃焼形態でエンジンを自動停止させる場合においても、エンジンの目標回転速度N1を、エンジンを自動停止させない通常のアイドル回転速度(650rpm)よりも高い値(810rpm)に設定して燃料噴射を停止するようにしたため、エンジン停止時における各気筒12A〜12Dの掃気性を確保しつつ、燃料噴射の停止後にエンジンの回転速度を低下させる制御を適正に実行して、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒12Aのピストン13をエンジンの再始動に適した位置に停止させることができる。
In particular, as shown in the above-described embodiment, when the engine is automatically stopped in the stratified combustion mode of the engine that can secure a sufficient scavenging performance when the engine is automatically stopped because of a large intake flow rate introduced into the
また、上記のようにエンジンの回転速度Neが通常のアイドル回転速度よりも高い状態でエンジンの自動停止条件が成立したか否かを判定する判定手段44と、エンジンの成層燃焼形態でエンジンの自動停止条件が成立したと判定された場合に、燃料噴射を停止する際におけるエンジンの目標回転速N1を均一燃焼形態の目標回転速度N1(860rpm)よりも低い値(810rpm)に設定するとともに、燃料噴射が停止されるまでエンジンが成層燃焼形態から均一燃焼形態に切り替えられるのを禁止する禁止手段45とを自動停止制御手段44に設け場合には、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒12Aのピストン13をエンジンの再始動に適した位置に停止させる自動停止制御を適正に実行することができる。
Further, as described above, the determination means 44 for determining whether or not the engine automatic stop condition is satisfied in a state where the engine rotational speed Ne is higher than the normal idle rotational speed, and the engine automatic operation in the stratified combustion mode of the engine. When it is determined that the stop condition is satisfied, the target rotational speed N1 of the engine when stopping fuel injection is set to a value (810 rpm) lower than the target rotational speed N1 (860 rpm) of the uniform combustion mode, and the fuel In the case where the automatic stop control means 44 is provided with the prohibition means 45 for prohibiting the engine from being switched from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode until the injection is stopped, the
すなわち、エンジンの回転速度Neが通常のアイドル回転速度よりも高い状態でエンジンの自動停止条件が成立した時点でエンジンの自動停止制御が実行されるため、通常のアイドル回転速度まで一旦、低下したエンジン回転速度Neを、上記目標回転速度N1まで上昇させるように構成した場合のように、エンジン回転速度Neの上昇に伴う不快感が運転者に与えられたり、エンジンを自動停止させるまでの時間が必要以上に長くなったりする等の弊害が生じるのを防止しつつ、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒12Aのピストン13をエンジンの再始動に適した位置に停止させることができる。そして、エンジンの気筒12A〜12Dに導入される吸気流量が多く、エンジンの自動停止時における掃気性を充分に確保できるエンジンの成層燃焼形態でエンジンの自動停止条件が成立した場合には、均一燃焼形態への切り替えが禁止されて成層燃焼形態のままエンジンが停止状態となるため、燃費の改善効果が高いエンジンの成層燃焼形態からエンジンの自動停止制御が実行される頻度を増大させることにより、効果的に燃費を改善できるとともに、エンジン回転速度が高くなってエンジン騒音が発生するのを防止できるという利点がある。
That is, since the engine automatic stop control is executed when the engine automatic stop condition is satisfied when the engine rotational speed Ne is higher than the normal idle rotational speed, the engine that has once decreased to the normal idle rotational speed. As in the case where the rotational speed Ne is increased to the target rotational speed N1, it takes time for the driver to feel uncomfortable with the increase in the engine rotational speed Ne or to automatically stop the engine. It is possible to stop the
上記実施形態では、エンジンを自動停止させる運転領域を成層燃焼形態とするとともに、排気ガス浄化触媒37の浄化性能を向上させる必要がある場合にエンジンを均一燃焼形態とする制御を燃焼制御手段41において実行するように構成したため、通常時に、エンジンの成層燃焼形態でエンジンの自動停止制御を実行することにより、燃費が効果的に改善されるとともに、エンジン騒音の発生が抑制されるという利点がある。また、排気ガス浄化触媒の浄化性能を向上させる必要がある場合、例えば排気ガス浄化触媒37の温度が低下するのを防止して活性温度を維持する必要がある場合、または排気ガス浄化触媒37のNOx吸着材に吸着されたNOxを離脱させる場合等には、エンジンを均一燃焼形態とすることにより、排気浄化性能を充分に確保することができる。
In the above-described embodiment, the combustion control means 41 controls the engine so that the operation region in which the engine is automatically stopped is in the stratified combustion mode and the engine is in the uniform combustion mode when the purification performance of the exhaust
なお、エンジンの成層燃焼状態でエンジンの自動停止条件が成立した後、排気ガス浄化触媒のNOx吸着材に吸着されたNOxを離脱させる必要が生じてエンジンを均一燃焼形態とする運転状態となった場合には、上記禁止手段45により均一燃焼形態への切り替えが禁止されるとともに、エンジン再始動後の所定時期に上記均一燃焼形態への切り替えが行われることにより、排気ガス浄化触媒37の浄化性能を向上させる制御が実行されることになる。
In addition, after the engine automatic stop condition was established in the stratified combustion state of the engine, it became necessary to remove NOx adsorbed on the NOx adsorbent of the exhaust gas purification catalyst, and the engine was in an operation state in which the engine is in a uniform combustion mode. In this case, the prohibition means 45 prohibits the switching to the uniform combustion mode, and the switching to the uniform combustion mode is performed at a predetermined time after the engine restart, whereby the purification performance of the exhaust
また、上記実施形態に示すように、燃料噴射の停止時点t1からエンジンの回転速度Neが所定速度以下に低下するまでの間は吸気流量を増大させるように構成した場合には、エンジンを自動停止させる動作の初期に吸気流量を増大させることにより、各気筒12A〜12Dの掃気性を効果的に向上させるとともに、ポンピングロスを低減した状態でエンジンを自動停止させることができる。しかも、エンジンが成層燃焼形態にあるか均一燃焼形態にあるかに拘わらず、エンジンの回転速度Neが予め設定された一定値(例えば790rpm)以下に低下した時点で、エンジンの気筒12A〜12D内に導入される吸気流量を減少させることにより、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒12Aのピストン13をエンジンの再始動に適した位置に停止させる制御を適正に実行できるという利点がある。
Further, as shown in the above embodiment, when the intake air flow rate is configured to increase from the fuel injection stop time t1 until the engine rotational speed Ne drops below a predetermined speed, the engine is automatically stopped. By increasing the intake air flow rate at the initial stage of the operation, the scavenging performance of each of the
すなわち、図17に示すように、エンジンが均一燃焼形態にある場合には、成層燃焼形態に比べて燃料噴射の停止時点t1におけるエンジンの目標回転速度N1が高い値に設定されることにより、燃料噴射の停止時点t1からエンジンが停止状態となるまでの間におけるエンジン回転数(吸気、圧縮、膨張、排気の行程数)が多くなる傾向があるが、エンジンの回転速度Neが予め設定された一定値(790rpm)以下に低下した時点t2,t2′以降の行程数は略同一の行程数となる。したがって、エンジンが成層燃焼形態にある場合および均一燃焼形態にある場合の何れにおいても、エンジンの回転速度Neがそれぞれ上記一定値以下に低下した時点t2,t2′で、エンジンの気筒12A〜12D内に導入される吸気流量を減少させることにより、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒12Aのピストンをエンジンの再始動に適した位置に停止させることができる。
That is, as shown in FIG. 17, when the engine is in the uniform combustion mode, the target rotational speed N1 of the engine at the fuel injection stop time t1 is set to a higher value than in the stratified combustion mode. There is a tendency that the engine speed (the number of intake, compression, expansion, and exhaust strokes) from the injection stop time t1 to when the engine is stopped tends to increase, but the engine rotational speed Ne is constant and preset. The number of strokes after time t2, t2 'when the value drops below the value (790 rpm) is substantially the same number of strokes. Therefore, in both the case where the engine is in the stratified combustion mode and the case where the engine is in the uniform combustion mode, the
さらに、上記実施形態では、エンジンの自動停止条件が成立した時点t0で、エンジンの目標回転速度N1を、通常のアイドル回転速度よりも高い値に設定してエンジン回転速度Neのフィードバック制御を行うとともに、吸気負圧Btが一定値となるように上記スロットル弁23からなる吸気流量調節手段を制御してエンジンの運転状態を安定させた状態で、燃料噴射を停止させるように構成したため、予め設定された基準ラインに沿ってエンジン回転速度Neを低下させるエンジンの自動停止制御を、より適正に実行することができる。
Furthermore, in the above embodiment, at the time t0 when the engine automatic stop condition is satisfied, the target engine speed N1 is set to a value higher than the normal idle engine speed, and feedback control of the engine engine speed Ne is performed. The fuel injection is stopped while the engine operating state is stabilized by controlling the intake flow rate adjusting means including the
上記実施形態では、エンジンを自動停止させる際に、エンジンの回転速度Neが予め設定された基準速度N2となって燃料噴射が停止された後に、所定時間が経過して例えばエンジン停止前の4番目の圧縮上死点を迎えたことが確認された時点t3で、その上死点回転速度neを検出するとともに、この上死点回転速度neに対応した目標発電電流Geを図11に示すマップから読み出し、上記上死点回転速度neが低い場合に、高い場合に比べてオルタネータ28の目標発電電流Geの低下量を大きな値に設定するように構成したため、予め設定された基準ラインに沿ってエンジン回転速度Neを低下させるようにオルタネータ28の目標発電電流Geを適正に制御することができる。このようにしてエンジンが停止状態となる前の2番目の上死点回数速度ne等が図6のハッチングで示す範囲内に収まるように、エンジンが停止状態となる前の4番目の上死点回数速度neに基づいてオルタネータ28の目標発電電流Geを調節し、エンジンの回転抵抗を変化させることにより、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒のピストン13をエンジンの再始動に適した位置に停止させることができる。
In the above embodiment, when the engine is automatically stopped, after the fuel injection is stopped after the engine rotational speed Ne becomes the preset reference speed N2, for example, the fourth time before the engine stop is passed. At the time t3 when it is confirmed that the compression top dead center is reached, the top dead center rotational speed ne is detected, and the target generated current Ge corresponding to the top dead center rotational speed ne is determined from the map shown in FIG. When the top dead center rotational speed ne is low, the reduction amount of the target generated current Ge of the
また、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒12Aのピストン13をエンジンの再始動に適した位置に停止させるためには、エンジンが停止状態となる直前に上記オルタネータ28の発電電流を制御してクランク軸3の回転抵抗を調節することが望ましい。しかし、エンジンが停止状態となる直前には、エンジンの回転速度Neが低くなって上記オルタネータ28の発電機能が充分に発揮されず、その目標発電電流Geを変化させてもクランク軸3の回転抵抗をそれ程顕著に変動させることができないので、エンジン回転速度Neの低下状態を正確に調節することは困難である。このため、上記エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒12Aのピストン13を適正位置に停止させるには、燃料噴射の停止後にオルタネータ28の目標発電電流Geを予め設定された初期値に上昇させるとともに、エンジン回転速度Neが低下する過程の中期段階(例えばエンジンの停止前の4番目〜6番目の圧縮上死点を迎える時点)で、エンジン回転速度の低下度合に対応した値にオルタネータ28の目標発電電流Geを低下させる制御を実行することが望ましい。
Further, in order to stop the
すなわち、上記オルタネータ28は、目標発電電流Geを例えば0Aから60A程度までの任意の値に調節することにより、クランク軸3の回転抵抗を広範囲において正確に調節することができるが、図18に示すように、目標発電電流Geを例えば10A程度の小さな電流値から60A程度の大きな電流値に設定して発電電流を上昇させる場合には、0.1sec程度の時間を要することが知られている。これに対し、オルタネータ28の目標発電電流Geを、例えば60A程度の大きな電流値から10A程度の小さな電流値に設定して発電電流を下降させる場合には、瞬時に発電電流を変化させることができる。
That is, the
したがって、上記エンジンを自動停止させる動作の初期に、オルタネータ28の目標発電電流Geを60A程度の初期値に上昇させて、オルタネータ28の発電機能を充分に発揮し得る状態とした後に、ピストン13が圧縮上死点を通過するときのエンジンの上死点回転速度neを検出し、この上死点回転速度neが低い場合には、高い場合に比べて目標発電電流Geの低下量を大きな値に設定することにより、エンジン回転速度Neの低下状態に対応してクランク軸3の回転抵抗を調節して膨張行程気筒12Aのピストン13をエンジンの再始動に適した位置に停止させる制御を実行することが望ましい。
Therefore, at the initial stage of the operation for automatically stopping the engine, the target power generation current Ge of the
なお、ピストン13が圧縮上死点を通過するときのエンジンの上死点回転速度neを検出するとともに、この上死点回転速度neに基づき、上記目標発電電流Geの低下量を制御するように構成した上記実施形態に代え、ピストン13が行程中央位置を通過する時点等のクランク角を検出角度として設定し、この検出角度となった時点で検出されたエンジンの回転速度Neに基づいて目標発電電流Geの低下量を設定することも可能である。しかし、ピストン13が行程中央位置を通過する時点では、エンジンの回転速度Neが顕著に変動する状態にあり、エンジンの回転速度Neの低下状態を正確に判別することが困難であるため、上記実施形態に示すように、エンジン回転速度Neが一時的に安定した状態となるピストン13が圧縮上死点を通過するときのエンジンの上死点回転速度neに基づき、オルタネータ28の目標発電電流Geの低下量を設定することが望ましい。
In addition, while detecting the top dead center rotational speed ne when the
特に上記実施形態では、エンジンを自動停止させる動作の初期にあってエンジン回転速度Neが充分に高い領域で、吸気絞り量を小さくして気筒12A〜12D内に導入される吸気流量を充分に確保するとともに、これと同時にオルタネータ28の目標発電電流Geを0に設定する等により、この目標発電電流Geを一時的に低下させるように構成したため、各気筒12A〜12Dの掃気性を効果的に向上させることができるとともに、クランク軸3の回転抵抗およびポンピングロスの両方を低減することができる。したがって、エンジンを自動停止させる動作の初期に、エンジンの回転数Neが顕著に低下するのを防止しつつ、その後の所定のタイミングでオルタネータ28の目標発電電流Geを初期値に上昇させることにより、オルタネータ28の発電機能を迅速かつ充分に発揮させてエンジンの外部負荷を適正値に調節できるという利点がある。
In particular, in the above-described embodiment, the intake flow rate introduced into the
また、上記実施形態に示すように、エンジンを自動停止させる動作の初期に、自動変速機をニュートラル状態として外乱によるエンジン回転速度Neの変動を抑制した状態で、燃料噴射を停止してエンジンの回転速度Neを低下させるように構成した場合には、エンジンの再始動に適した位置にピストン13を停止させる自動停止制御を適正に実行できるという利点がある。
Further, as shown in the above-described embodiment, at the initial stage of the operation of automatically stopping the engine, the automatic transmission is set to the neutral state and the fuel injection is stopped to suppress the rotation of the engine while the fluctuation of the engine rotational speed Ne due to the disturbance is suppressed. When it is configured to reduce the speed Ne, there is an advantage that automatic stop control for stopping the
また、上記実施形態では、ピストン13が最後の圧縮上死点を迎える時点t5における上死点回転速度ne1に基づき、ピストン13が行程の後半寄りの位置で停止する傾向があるか否かを判定し、その判定結果に応じてスロットル弁23の開度Kを調節するように構成したため、エンジンの停止直前におけるピストン13のストローク量を適正に調節してエンジンの再始動に適した範囲R内にピストン13を停止させる自動停止制御を適正に実行することができる。
Further, in the above embodiment, it is determined whether or not the
例えば最終上死点回転速度ne1が200rpm以上であり、かつ上記ブースト圧Bt2がP2=−200mmHg以下である条件を満たすか否かによってピストン13が行程の後半寄りの位置で停止する傾向があるか否かを判定し、NOと判定された場合には、スロットル弁23の開度Kを40%程度に予め設定された第1開度に設定して、吸気行程気筒12Dの吸気抵抗を減少させることにより、膨張行程気筒12Aのピストン13の位置が適正範囲Rの下限を超えた状態となるのを効果的に防止することができる。一方、上記判定結果がYESの場合には、スロットル弁23の開度Kを5%程度の第2開度に設定して、吸気行程気筒12Dに適度の吸気抵抗を生じさせることにより、ピストン13の停止位置が上記適正範囲Rを超えてさらに後期側となるのを防止できるという利点がある。
For example, does the
なお、上記実施形態では、サージタンク21bの上流側に配設されたスロットル弁23からなる吸気流量調節手段により各気筒12A〜12Dへの吸気流量を調節するように構成した例について説明したが、これに限らず、各気筒12A〜12Dに設けられた吸気弁19のリフト量を変更する周知の可変動弁機構を設けることにより、上記各気筒12A〜12Dへの吸気流量を調節するように構成してもよく、あるいは各気筒12A〜12Dに接続された分岐吸気通路21aに個別に弁体が配設された多連型スロットル弁を用いて上記各気筒12A〜12Dへの吸気流量を調節するように構成してもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the intake flow rate to the
さらに、上記実施形態において、エンジンの回転速度Neが、燃料噴射の停止後に790rpm程度に予め設定された基準速度N2よりも低下した時点t2で、スロットル弁23の開度Kを減少させる動作と、オルタネータ28の目標発電電流Geを増大させる動作を同時に行っているが、必ずしも両者の動作時点を合せる必要はなく、オルタネータ28の目標発電電流Geの増大時期を、スロットル弁23の開度を減少させる時点t2より少し前後にずらすようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, at the time t2 when the engine rotational speed Ne is lower than the reference speed N2 set in advance to about 790 rpm after the fuel injection is stopped, the operation of decreasing the opening K of the
また、上記実施形態におけるエンジンの始動装置では、自動停止状態にあるエンジンを再始動させる際に、圧縮行程気筒12Cに第1回の燃焼を行わせることにより、最初にクランク軸3を少しだけ逆回転させて膨張行程気筒12A内の混合気を圧縮した後に点火するようにしているが、本発明に係るエンジンの始動装置は、これに限るものではなく、膨張行程気筒12Aに対して最初に点火を行うことによりエンジンを再始動させるように構成してもよい。
Further, in the engine starter in the above embodiment, when the engine in the automatic stop state is restarted, the
さらに、上記実施形態では、エンジンの再始動時に、膨張行程気筒12Aで初回燃焼のための燃料噴射を分割噴射(J1+J2)としたが、これを、気化潜熱による圧縮圧力の低減と気化性能の確保とが可及的に両立できるタイミング(所定燃料噴射時期)を実験等によって策定し、この所定燃料噴射時期における1回の燃料噴射としてもよい。また、エンジンの再始動時に、膨張行程気筒12Aにおいて最初の燃焼のために行う分割燃料噴射は、必要に応じて3分割以上としてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, when the engine is restarted, the fuel injection for the initial combustion in the
また、上記実施形態では省略しているが、エンジン再始動時において、所定の条件成立時、例えばピストン停止位置が適正停止範囲R内にない場合や、始動後の所定時期までにエンジン回転速度が所定値に達しない等に、スタータモータによるアシストを伴う制御を行うようにしてもよい。 Although omitted in the above embodiment, when the engine is restarted, when the predetermined condition is satisfied, for example, when the piston stop position is not within the proper stop range R, or when the engine rotation speed is increased by the predetermined time after the start. You may make it perform control accompanied by the assist by a starter motor, when it does not reach a predetermined value.
12A〜12D 気筒
22 排気通路
23 スロットル弁(吸気流量調節手段)
37 排気ガス浄化触媒
41 燃焼制御手段
42 吸気流量制御手段
43 自動停止制御手段
44 判定手段
45 禁止手段
12A to
37 Exhaust
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004160220A JP4315056B2 (en) | 2004-05-28 | 2004-05-28 | Engine starter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004160220A JP4315056B2 (en) | 2004-05-28 | 2004-05-28 | Engine starter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005337184A true JP2005337184A (en) | 2005-12-08 |
JP4315056B2 JP4315056B2 (en) | 2009-08-19 |
Family
ID=35491021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004160220A Expired - Fee Related JP4315056B2 (en) | 2004-05-28 | 2004-05-28 | Engine starter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4315056B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008088944A (en) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Toyota Motor Corp | Stop position control device for internal combustion engine |
JP2009292246A (en) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Nissan Motor Co Ltd | Stop control device for hybrid vehicle |
JP2013011212A (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Daihatsu Motor Co Ltd | Control device of internal combustion engine |
WO2014168075A1 (en) * | 2013-04-08 | 2014-10-16 | 本田技研工業株式会社 | Vehicular engine control device |
-
2004
- 2004-05-28 JP JP2004160220A patent/JP4315056B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008088944A (en) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Toyota Motor Corp | Stop position control device for internal combustion engine |
JP4661757B2 (en) * | 2006-10-04 | 2011-03-30 | トヨタ自動車株式会社 | Stop position control device for internal combustion engine |
JP2009292246A (en) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Nissan Motor Co Ltd | Stop control device for hybrid vehicle |
JP2013011212A (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Daihatsu Motor Co Ltd | Control device of internal combustion engine |
WO2014168075A1 (en) * | 2013-04-08 | 2014-10-16 | 本田技研工業株式会社 | Vehicular engine control device |
CN105121817A (en) * | 2013-04-08 | 2015-12-02 | 本田技研工业株式会社 | Vehicular engine control device |
JP6063560B2 (en) * | 2013-04-08 | 2017-01-18 | 本田技研工業株式会社 | Vehicle engine control device |
CN105121817B (en) * | 2013-04-08 | 2018-04-10 | 本田技研工业株式会社 | Mobile engine control device |
US10012202B2 (en) | 2013-04-08 | 2018-07-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicular engine control device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4315056B2 (en) | 2009-08-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3772891B2 (en) | Engine starter | |
JP4412025B2 (en) | Engine starter | |
JP4899591B2 (en) | Engine starter | |
JP4341478B2 (en) | Engine starter | |
JP3772892B2 (en) | Engine starter | |
JP4254607B2 (en) | Engine starter | |
JP3772890B2 (en) | Engine starter | |
JP4315056B2 (en) | Engine starter | |
JP4293075B2 (en) | 4-cycle multi-cylinder engine starter | |
JP4341477B2 (en) | Engine starter | |
JP4296989B2 (en) | Engine starter | |
JP4232783B2 (en) | Engine starter | |
JP4341475B2 (en) | Engine starter | |
JP4259375B2 (en) | Engine starter | |
JP2007092719A (en) | Starter of multicylinder engine | |
JP2006052695A (en) | Engine starting device | |
JP2007092720A (en) | Starter of multicylinder engine | |
JP4604948B2 (en) | Multi-cylinder engine starter | |
JP4325477B2 (en) | Engine starter | |
JP4415841B2 (en) | 4-cycle engine starter | |
JP4329591B2 (en) | Engine starter | |
JP4577179B2 (en) | Multi-cylinder engine starter | |
JP4363245B2 (en) | Engine starter | |
JP4821336B2 (en) | Engine cylinder identification device | |
JP4779530B2 (en) | Multi-cylinder engine starter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080805 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081006 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090428 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090511 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120529 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130529 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140529 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |