JP2006316689A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Susumu Kojima
進 小島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately control crank angle at a time of engine stop to target crank angle suitable for engine restart. <P>SOLUTION: In a control device for an internal combustion engine provided with a fuel injection valve 21 injecting fuel directly into a cylinder and a spark plug 20 igniting air fuel mixture in the cylinder and restarting the internal combustion engine by performing fuel injection and ignition in a cylinder in a middle of expansion stork during engine stop when an engine restart condition is established during engine stop, a cylinder charged air quantity adjustment means adjusting cylinder charged air quantity to make cylinder charge air quantities different between in a compression stroke cylinder which is in a middle of compression stroke and an expansion stroke cylinder which is in a middle of expansion stroke at a time of engine stop by reducing pressure in at least one cylinder right before engine stop or after engine stop is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

近年、燃費低減及びCO2排出量の抑制等を目的として、内燃機関を搭載した車両の停車中等に内燃機関の運転を自動的に停止させると共に当該車両が再び発進するときに内燃機関を自動的に再始動させる制御(以下、「エコラン制御」と称す)を行う内燃機関の制御装置が開発されている。斯かるエコラン制御中においては、例えば、車両の停車中であって運転者によるアクセルペダルの踏込み量が零である場合等に機関停止条件が成立し、燃料噴射弁からの燃料の供給や点火栓による点火が中止され、内燃機関の回転が停止せしめられる。その後、アクセルペダルが踏込まれた場合等に機関再始動条件が成立し、再び内燃機関が回転せしめられる。 In recent years, for the purpose of reducing fuel consumption and reducing CO 2 emissions, the internal combustion engine is automatically stopped when the vehicle equipped with the internal combustion engine is stopped, and the internal combustion engine is automatically activated when the vehicle starts again. A control device for an internal combustion engine that performs control to be restarted (hereinafter referred to as “eco-run control”) has been developed. During such eco-run control, for example, when the vehicle is stopped and the amount of depression of the accelerator pedal by the driver is zero, the engine stop condition is satisfied, and the fuel supply from the fuel injection valve or the spark plug The ignition due to is stopped, and the rotation of the internal combustion engine is stopped. Thereafter, the engine restart condition is satisfied, for example, when the accelerator pedal is depressed, and the internal combustion engine is rotated again.

斯かるエコラン制御を行っている場合に、機関再始動条件が成立した際に常にスタータモータを用いて内燃機関を再始動させようとすると、スタータモータ使用回数が極端に多くなりスタータモータの寿命が短くなる。また、スタータモータの使用増加に伴ってバッテリ充放電負荷が増加するため大容量のバッテリが必要となる。   When such an eco-run control is performed, if the starter motor is always used to restart the internal combustion engine when the engine restart condition is satisfied, the starter motor is used many times and the life of the starter motor is shortened. Shorter. Further, since the battery charge / discharge load increases with the increase in use of the starter motor, a large capacity battery is required.

そこで、特許文献1に記載の装置では、機関停止中に膨張行程の途中にある気筒に対して燃料噴射及び点火を行い、これに伴う混合気の燃焼によってスタータモータを用いることなく内燃機関を始動させるようにしている。これにより、スタータモータの使用回数が少なくなると共に大容量のバッテリも必要なくなる。   Therefore, in the apparatus described in Patent Document 1, fuel injection and ignition are performed on a cylinder in the middle of an expansion stroke while the engine is stopped, and the internal combustion engine is started without using a starter motor by combustion of the air-fuel mixture accompanying this. I try to let them. This reduces the number of times the starter motor is used and eliminates the need for a large capacity battery.

特に、特許文献1に記載の装置では、機関停止条件成立後に燃料噴射及び点火を中止するのに伴ってスロットル弁開度を大きくし、各気筒について筒内充填空気量が多くなるようにしている。これにより、機関停止時に圧縮行程の途中となる気筒(以下、「圧縮行程気筒」と称す)及び膨張行程の途中となる気筒(以下、「膨張行程気筒」と称す)に多量に且つほぼ同量の空気が充填され、よって機関停止時にはピストンがその行程の中間位置付近に位置することとなる。   In particular, in the apparatus described in Patent Document 1, the throttle valve opening is increased as the fuel injection and ignition are stopped after the engine stop condition is satisfied, so that the in-cylinder charged air amount is increased for each cylinder. . As a result, the cylinder in the middle of the compression stroke when the engine is stopped (hereinafter referred to as “compression stroke cylinder”) and the cylinder in the middle of the expansion stroke (hereinafter referred to as “expansion stroke cylinder”) in large quantities and substantially the same amount. Therefore, when the engine is stopped, the piston is located near the middle position of the stroke.

特開2004−124754号JP 2004-124754 A 特開2002−39038号JP 2002-39038 A

ところで、特許文献1の装置では、膨張行程気筒のピストンがその行程の中間位置付近であって且つ下死点寄りの位置となるようなクランク角(すなわち、膨張行程気筒の筒内容積が圧縮行程気筒の筒内容積よりも多くなるようなクランク角)を目標として機関停止時のクランク角を制御して、再始動性の向上を図っている。斯かる機関停止時のクランク角の制御は、膨張行程気筒への筒内充填空気量よりも圧縮行程気筒への筒内充填空気量の方が多くなるようにスロットル弁の開度を調整することによって行われている。   Incidentally, in the device of Patent Document 1, the crank angle at which the piston of the expansion stroke cylinder is near the middle position of the stroke and close to the bottom dead center (that is, the cylinder volume of the expansion stroke cylinder is the compression stroke). The crank angle when the engine is stopped is controlled with the aim of a crank angle that is larger than the cylinder volume of the cylinder) to improve the restartability. Such control of the crank angle when the engine is stopped is performed by adjusting the opening of the throttle valve so that the in-cylinder charged air amount in the compression stroke cylinder is larger than the in-cylinder charged air amount in the expansion stroke cylinder. Has been done by.

しかしながら、一般にスロットル弁から各気筒までには或る程度の距離があるため、スロットル弁の開度を小さくするのと同時に各気筒への筒内流入空気量が少なくなるわけではない。したがって、スロットル弁の開度の調整では膨張行程気筒への筒内充填空気量及び圧縮行程気筒への筒内充填空気量を正確に制御するのは困難である。また、圧縮行程気筒への筒内充填空気量が吸気弁閉弁時から少ないと、圧縮行程気筒内の圧縮空気によって生じる内燃機関の回転方向と反対方向に働く力が小さく、よって内燃機関は圧縮行程気筒の圧縮上死点を越えて回転してしまう場合がある。したがって機関停止時のクランク角を目標となるクランク角に正確に制御するのは困難であった。   However, in general, since there is a certain distance from the throttle valve to each cylinder, the amount of air flowing into each cylinder does not decrease at the same time as the opening of the throttle valve is reduced. Therefore, it is difficult to accurately control the in-cylinder charged air amount to the expansion stroke cylinder and the in-cylinder charged air amount to the compression stroke cylinder by adjusting the opening of the throttle valve. Also, if the cylinder charge air amount to the compression stroke cylinder is small from the time when the intake valve is closed, the force acting in the direction opposite to the rotation direction of the internal combustion engine caused by the compressed air in the compression stroke cylinder is small, so the internal combustion engine is compressed. The stroke cylinder may rotate beyond the compression top dead center. Therefore, it has been difficult to accurately control the crank angle when the engine is stopped to the target crank angle.

そこで、本発明の目的は、機関停止時のクランク角を機関再始動に適する目標クランク角に正確に制御することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can accurately control the crank angle when the engine is stopped to a target crank angle suitable for engine restart.

上記課題を解決するために、第1の発明では、筒内に直接的に燃料噴射を行う燃料噴射弁と、筒内の混合気への点火を行う点火栓とを具備し、機関停止中に機関再始動条件が成立した場合に機関停止中に膨張行程の途中にある気筒に燃料噴射及び点火を行うことで内燃機関を再始動させる内燃機関の制御装置において、機関停止直前又は機関停止後に、少なくともいずれか一つの気筒の筒内圧力を低減させることにより、機関停止時に圧縮行程の途中となる圧縮行程気筒と膨張行程の途中となる膨張行程気筒との間で筒内充填空気量が異なるように筒内充填空気量を調整する筒内充填空気量調整手段をさらに具備する。
第1の発明によれば、筒内圧力を低減させることにより筒内充填空気量を調整しているため、圧縮行程気筒又は膨張行程気筒の筒内充填空気量を正確に制御することができるようになる。
In order to solve the above-described problem, the first invention includes a fuel injection valve that directly injects fuel into the cylinder, and an ignition plug that ignites the air-fuel mixture in the cylinder. In an internal combustion engine controller that restarts an internal combustion engine by injecting and igniting a cylinder in the middle of an expansion stroke while the engine is stopped when the engine restart condition is satisfied, immediately before or after the engine is stopped, By reducing the in-cylinder pressure of at least one of the cylinders, the in-cylinder charged air amount is different between the compression stroke cylinder that is in the middle of the compression stroke and the expansion stroke cylinder that is in the middle of the expansion stroke when the engine is stopped. Further, a cylinder filling air amount adjusting means for adjusting the cylinder filling air amount is further provided.
According to the first aspect of the invention, since the cylinder charge air amount is adjusted by reducing the cylinder pressure, the cylinder charge air amount of the compression stroke cylinder or the expansion stroke cylinder can be accurately controlled. become.

第2の発明では、第1の発明において、上記内燃機関が4気筒であり、上記筒内充填空気量調整手段は機関停止時のクランク角が膨張行程気筒の圧縮上死点を基準として105〜125度となるように筒内充填空気量を調整する。   According to a second invention, in the first invention, the internal combustion engine has four cylinders, and the in-cylinder charged air amount adjusting means has a crank angle at a time when the engine is stopped of 105 to 105 based on a compression top dead center of the expansion stroke cylinder The in-cylinder charged air amount is adjusted to be 125 degrees.

第3の発明では、第1の発明において、上記内燃機関が6気筒であり、上記筒内充填空気量調整手段は機関停止時のクランク角が膨張行程気筒の圧縮上死点を基準として60〜70度となるように筒内充填空気量を調整する。   According to a third invention, in the first invention, the internal combustion engine has six cylinders, and the cylinder charge air amount adjusting means has a crank angle at the time of engine stop of 60 to 60 based on a compression top dead center of the expansion stroke cylinder. The in-cylinder charged air amount is adjusted to be 70 degrees.

第4の発明では、第1〜第3のいずれか一つの発明において、上記少なくともいずれか一つの気筒が圧縮行程気筒であり、上記筒内充填空気量調整手段は、上記圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させることにより、圧縮行程気筒の筒内充填空気量が膨張行程気筒の筒内充填空気量よりも少なくなるように筒内充填空気量を調整する。   According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the at least one cylinder is a compression stroke cylinder, and the in-cylinder charged air amount adjusting means is provided in the cylinder of the compression stroke cylinder. By reducing the pressure, the in-cylinder charged air amount is adjusted so that the in-cylinder charged air amount of the compression stroke cylinder becomes smaller than the in-cylinder charged air amount of the expansion stroke cylinder.

第5の発明では、第4の発明において、上記筒内充填空気量調整手段は、機関停止直前に内燃機関が逆回転しているときに、上記圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させる。   According to a fifth aspect, in the fourth aspect, the cylinder charge air amount adjusting means reduces the cylinder pressure of the compression stroke cylinder when the internal combustion engine is rotating in reverse before the engine is stopped.

第6の発明では、第4の発明において、上記筒内充填空気量調整手段は、内燃機関が正回転から逆回転に移行しようとして一時的に静止している内燃機関の静止時に、上記圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させる。   According to a sixth aspect, in the fourth aspect, the in-cylinder charged air amount adjusting means is configured such that the compression stroke is performed when the internal combustion engine is stationary while trying to shift from forward rotation to reverse rotation. Reduce cylinder pressure in cylinder.

第7の発明では、第6の発明において、上記内燃機関が一時的に静止するときのクランク角が所定のクランク角となるように内燃機関の運転パラメータを調整する静止クランク角調整手段をさらに具備する。   According to a seventh invention, in the sixth invention, there is further provided a stationary crank angle adjusting means for adjusting an operating parameter of the internal combustion engine so that a crank angle when the internal combustion engine is temporarily stationary becomes a predetermined crank angle. To do.

第8の発明では、第1〜第4のいずれか一つの発明において、上記少なくともいずれか一つの気筒の筒内圧力の低減は、機関停止後であって圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の筒内圧力が大気圧よりも高いときに行う。   In an eighth invention, in any one of the first to fourth inventions, the reduction of the in-cylinder pressure of at least one of the cylinders is performed after the engine is stopped and in the cylinders of the compression stroke cylinder and the expansion stroke cylinder. Performed when the pressure is higher than atmospheric pressure.

第9の発明では、第1〜第8のいずれか一つの発明において、吸気弁及び排気弁をさらに具備し、上記少なくともいずれか一つの気筒の筒内圧力の低減を吸気弁又は排気弁の開弁により行う。   According to a ninth invention, in any one of the first to eighth inventions, an intake valve and an exhaust valve are further provided, and the in-cylinder pressure of the at least one cylinder is reduced by opening the intake valve or the exhaust valve. By valve.

第10の発明では、第1〜第8の発明において、吸気弁及び排気弁とは別に筒内圧力を低減させる補助弁を具備し、上記少なくともいずれか一つの気筒の筒内圧力の低減を補助弁の開弁により行う。   According to a tenth invention, in the first to eighth inventions, there is provided an auxiliary valve for reducing the in-cylinder pressure separately from the intake valve and the exhaust valve, and assists in reducing the in-cylinder pressure of at least one of the cylinders This is done by opening the valve.

第11の発明では、第1〜第10の発明において、機関停止後に吸気弁及び排気弁の開閉弁時期を遅角させる遅角制御を行う。   In an eleventh aspect of the invention, in the first to tenth aspects of the invention, retard control is performed to retard the opening / closing valve timings of the intake valve and the exhaust valve after the engine is stopped.

本発明によれば、圧縮行程気筒又は膨張行程気筒の筒内充填空気量を正確に制御することができるため、機関停止時のクランク角を機関再始動に適する目標クランク角に正確に制御することができるようになる。   According to the present invention, the cylinder charge air amount of the compression stroke cylinder or the expansion stroke cylinder can be accurately controlled, so that the crank angle when the engine is stopped is accurately controlled to a target crank angle suitable for engine restart. Will be able to.

以下、図面を参照して本発明の制御装置について詳細に説明する。図1は、本発明の第一の実施形態の制御装置が用いられた内燃機関全体を示す図である。   Hereinafter, the control device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an entire internal combustion engine in which the control device of the first embodiment of the present invention is used.

図1を参照すると、機関本体1は複数の、例えば4つの気筒1aを具備する。各気筒1aはそれぞれ対応する吸気枝管2を介してサージタンク3に連結され、サージタンク3は吸気ダクト4を介してエアクリーナ5に連結される。吸気ダクト4内にはアクチュエータ6により駆動されるスロットル弁7が配置される。また、各気筒1aは排気マニホルド8及び排気管9を介し、排気浄化触媒10を内蔵した触媒コンバータ11に連結される。なお、図1に示される内燃機関では、#1−#3−#4−#2の順で燃焼が行われる。   Referring to FIG. 1, the engine body 1 includes a plurality of, for example, four cylinders 1a. Each cylinder 1 a is connected to a surge tank 3 via a corresponding intake branch pipe 2, and the surge tank 3 is connected to an air cleaner 5 via an intake duct 4. A throttle valve 7 driven by an actuator 6 is disposed in the intake duct 4. Each cylinder 1 a is connected to a catalytic converter 11 having an exhaust purification catalyst 10 built in via an exhaust manifold 8 and an exhaust pipe 9. In the internal combustion engine shown in FIG. 1, combustion is performed in the order of # 1- # 3- # 4- # 2.

各気筒1aについて詳しく示す図2を参照すると、12はシリンダブロック、13はシリンダブロック12上に固定されたシリンダヘッド、14はシリンダブロック12内で往復動するピストン、15はピストン14とシリンダヘッド13との間に形成された燃焼室、16は一対の吸気ポート、17は一対の吸気弁、18は一対の排気ポート、19は一対の排気弁をそれぞれ示している。シリンダヘッド13の内壁面の中央部には点火栓20が配置され、シリンダヘッド13内壁面周辺部には燃料噴射弁21が配置される。   Referring to FIG. 2 showing details of each cylinder 1a, 12 is a cylinder block, 13 is a cylinder head fixed on the cylinder block 12, 14 is a piston reciprocating in the cylinder block 12, and 15 is a piston 14 and cylinder head 13. , 16 is a pair of intake ports, 17 is a pair of intake valves, 18 is a pair of exhaust ports, and 19 is a pair of exhaust valves. A spark plug 20 is arranged at the center of the inner wall surface of the cylinder head 13, and a fuel injection valve 21 is arranged around the inner wall surface of the cylinder head 13.

各気筒の吸気弁17は吸気弁駆動装置22により開閉駆動される。この吸気弁駆動装置22は、カムシャフトと、クランク角に対するカムシャフトの回転角を進角側と遅角側との間で選択的に切り換えるための切換機構とを具備する。カムシャフトの回転角が進角されると図3にADで示されるように吸気弁17の開弁時期VO及び閉弁時期VCが進角され、従って開閉弁時期が進角される。一方、カムシャフトの回転角が遅角されると図2にRTで示されるように吸気弁17の開弁時期VO及び閉弁時期VCが遅角され、従って開閉弁時期が遅角される。この場合、吸気弁17のリフト量及び作用角(開閉弁期間)が保持されつつ位相角(開閉弁時期)が変更される。図1に示される内燃機関では、カムシャフトの回転角は機関運転状態に応じて進角側又は遅角側に切り換えられる。なお、吸気弁17の開弁時期が連続的に変更される場合や、リフト量又は作用角が変更される場合にも本発明を適用することができる。   The intake valve 17 of each cylinder is driven to open and close by an intake valve drive device 22. The intake valve drive device 22 includes a camshaft and a switching mechanism for selectively switching the rotation angle of the camshaft with respect to the crank angle between the advance side and the retard side. When the rotation angle of the camshaft is advanced, as shown by AD in FIG. 3, the valve opening timing VO and the valve closing timing VC of the intake valve 17 are advanced, and accordingly the opening / closing valve timing is advanced. On the other hand, when the rotation angle of the camshaft is retarded, the valve opening timing VO and the valve closing timing VC of the intake valve 17 are retarded as indicated by RT in FIG. In this case, the phase angle (open / close valve timing) is changed while the lift amount and operating angle (open / close valve period) of the intake valve 17 are maintained. In the internal combustion engine shown in FIG. 1, the rotation angle of the camshaft is switched to the advance side or the retard side according to the engine operating state. Note that the present invention can also be applied when the valve opening timing of the intake valve 17 is continuously changed, or when the lift amount or the operating angle is changed.

また、各気筒の排気弁18は排気弁駆動装置23により開閉駆動される。排気弁駆動装置23も吸気弁駆動装置22と同様にカムシャフトと切換機構とを具備し、この排気弁駆動装置23により排気弁19も吸気弁17と同様に位相角が変更せしめられる。   Further, the exhaust valve 18 of each cylinder is driven to open and close by an exhaust valve driving device 23. Similarly to the intake valve drive device 22, the exhaust valve drive device 23 includes a camshaft and a switching mechanism. The exhaust valve drive device 23 changes the phase angle of the exhaust valve 19 in the same manner as the intake valve 17.

さらに、シリンダヘッド13には燃焼室15及び排気ポート18に通じる補助排気ポート24が形成され、補助排気ポート24には補助排気ポート24を開閉する補助排気弁25が設けられる。補助排気弁25は補助排気弁駆動装置26により開閉駆動される。補助排気弁駆動装置26は、電磁アクチュエータから形成され、カムシャフトの回転に無関係に補助排気弁25を開閉することができる。   Further, an auxiliary exhaust port 24 that communicates with the combustion chamber 15 and the exhaust port 18 is formed in the cylinder head 13, and an auxiliary exhaust valve 25 that opens and closes the auxiliary exhaust port 24 is provided in the auxiliary exhaust port 24. The auxiliary exhaust valve 25 is driven to open and close by an auxiliary exhaust valve driving device 26. The auxiliary exhaust valve driving device 26 is formed of an electromagnetic actuator, and can open and close the auxiliary exhaust valve 25 regardless of the rotation of the camshaft.

再び図1を参照すると、クランクシャフト27には図示しないクラッチを介して電気モータ28が連結可能になっている。この電気モータ28は例えばいわゆるスタータモータから形成することもできるし、クランクシャフト27により回転駆動されて発電する発電機能を備えた電気モータから形成することもできる。   Referring to FIG. 1 again, an electric motor 28 can be connected to the crankshaft 27 via a clutch (not shown). The electric motor 28 can be formed of, for example, a so-called starter motor, or can be formed of an electric motor having a power generation function for generating electric power by being rotationally driven by the crankshaft 27.

電子制御ユニット(ECU)30はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス31によって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)32、RAM(ランダムアクセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセッサ)34、電源が常時接続されているB−RAM35(バックアップRAM)、入力ポート36、及び出力ポート37を具備する。   The electronic control unit (ECU) 30 is a digital computer, and is connected to a ROM (Read Only Memory) 32, a RAM (Random Access Memory) 33, a CPU (Microprocessor) 34, and a power source that are connected to each other via a bidirectional bus 31. B-RAM 35 (backup RAM), an input port 36, and an output port 37.

また、アクセルペダル(図示せず)にはアクセルペダルの踏込み量を表す出力電圧を発生するアクセル踏込み量センサ41が取り付けられる。アクセル踏込み量センサ41の出力信号は対応するAD変換器38を介して入力ポート36に入力される。クランクシャフト27にはクランク角を検出するためのクランク角センサ42が取付けられ、クランク角センサ42は入力ポート36に接続される。ECU30では、クランク角センサ42の出力に基づいて機関回転数が算出される。さらに、入力ポート36には、オンにされていることを表す出力パルスを発生するイグニッション(IG)スイッチ43と、オンにされていることを表す出力パルスを発生するキースイッチ44とが接続される。これらイグニッションスイッチ43及びキースイッチ44は内燃機関を搭載した車両の運転者によって操作される。一方、出力ポート37は対応する駆動回路39を介してアクチュエータ6、点火栓20、燃料噴射弁21、各種弁駆動装置22、23、26及び電気モータ28にそれぞれ接続される。   In addition, an accelerator depression amount sensor 41 that generates an output voltage representing the depression amount of the accelerator pedal is attached to an accelerator pedal (not shown). The output signal of the accelerator depression amount sensor 41 is input to the input port 36 via the corresponding AD converter 38. A crank angle sensor 42 for detecting the crank angle is attached to the crankshaft 27, and the crank angle sensor 42 is connected to the input port 36. In the ECU 30, the engine speed is calculated based on the output of the crank angle sensor 42. Further, an ignition (IG) switch 43 that generates an output pulse that indicates being turned on and a key switch 44 that generates an output pulse that is turned on are connected to the input port 36. . The ignition switch 43 and the key switch 44 are operated by a driver of a vehicle equipped with an internal combustion engine. On the other hand, the output port 37 is connected to the actuator 6, spark plug 20, fuel injection valve 21, various valve drive devices 22, 23, 26 and electric motor 28 via corresponding drive circuits 39.

本実施形態の内燃機関は、通常運転時において、吸気行程中に燃料を噴射して燃焼室15全体に亘って混合気の空燃比をほぼ均一にしてから混合気に点火する均質燃焼モードと、点火直前の圧縮行程に燃料を噴射して点火プラグ近傍のみに燃料を偏在させた状態で混合気に点火する成層燃焼モードとの二つの燃焼モードで運転を行うことができる。これら運転モードの選択は、機関負荷、機関回転数に基づいて行われ、例えば機関負荷が小さく且つ機関回転数が低い運転領域においては成層燃焼モードで運転が行われ、機関負荷が高く且つ機関回転数が高い運転領域においては均質燃焼モードで運転が行われる。   The internal combustion engine of the present embodiment, during normal operation, injects fuel during the intake stroke, makes the air-fuel ratio of the air-fuel mixture substantially uniform over the entire combustion chamber 15, and then ignites the air-fuel mixture, Operation can be performed in two combustion modes: a stratified combustion mode in which fuel is injected during the compression stroke immediately before ignition and fuel is ignited only in the vicinity of the spark plug. These operation modes are selected based on the engine load and the engine speed. For example, in the operation region where the engine load is low and the engine speed is low, the engine is operated in the stratified combustion mode, and the engine load is high and the engine speed is low. In the operation region where the number is high, the operation is performed in the homogeneous combustion mode.

図4は、通常運転中に均質燃焼モードで運転が行われている場合のクランク角に対する各気筒の吸気弁17の開閉弁時期、排気弁19の開閉弁時期、燃料噴射時期及び点火時期を示す図である。特に、図4は1番気筒#1の圧縮上死点を0度とした場合のクランク角の変化に対する吸気弁17の開閉弁時期(白い矢印)、排気弁19の開閉弁時期(ハッチングされた矢印)、燃料噴射時期(突出部)、及び点火時期(黒い矢印)を示している。   FIG. 4 shows the opening / closing valve timing of the intake valve 17 of each cylinder, the opening / closing valve timing of the exhaust valve 19, the fuel injection timing and the ignition timing with respect to the crank angle when the operation is performed in the homogeneous combustion mode during the normal operation. FIG. In particular, FIG. 4 shows the opening / closing valve timing of the intake valve 17 (white arrow) and the opening / closing valve timing (hatched) of the exhaust valve 19 with respect to the change in crank angle when the compression top dead center of the first cylinder # 1 is set to 0 degree. Arrows), fuel injection timing (protrusion), and ignition timing (black arrows) are shown.

図示したように、内燃機関の通常運転時(すなわち、後述するエコラン制御等により機関停止が行われていない運転時)にはクランクシャフト27の回転に伴って、各気筒について吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程が順次繰り返し行われる。4番気筒を参照して説明すると、吸気行程中及びその前後において吸気弁17が開弁され、吸気行程中の気筒内に空気が吸入される。また、図4に示した実施形態では、吸気行程中に燃料噴射弁21から燃料が噴射され、吸気行程中の気筒内に混合気が形成される。次いで、圧縮行程において混合気の圧縮が行われると共に圧縮上死点付近で点火栓20によって点火が行われ、これにより混合気の燃焼が起こる。この燃焼による爆発力によって次の膨張行程においてピストン14が押し下げられる。次いで、排気行程中及びその前後において排気弁19が開弁され、排気行程中の気筒内の排気ガスが排出せしめられる。   As shown in the drawing, during normal operation of the internal combustion engine (that is, when the engine is not stopped by eco-run control, which will be described later), as the crankshaft 27 rotates, the intake stroke, compression stroke, The expansion stroke and the exhaust stroke are sequentially repeated. To explain with reference to the fourth cylinder, the intake valve 17 is opened during and before and after the intake stroke, and air is sucked into the cylinder during the intake stroke. In the embodiment shown in FIG. 4, fuel is injected from the fuel injection valve 21 during the intake stroke, and an air-fuel mixture is formed in the cylinder during the intake stroke. Next, the air-fuel mixture is compressed in the compression stroke, and the ignition plug 20 is ignited near the compression top dead center, whereby the air-fuel mixture is combusted. The piston 14 is pushed down in the next expansion stroke by the explosive force due to this combustion. Next, the exhaust valve 19 is opened during and before and after the exhaust stroke, and the exhaust gas in the cylinder during the exhaust stroke is discharged.

なお、上記説明では、均質燃焼モードで内燃機関が運転されている場合について説明しているが、成層燃焼モードで内燃機関が運転されている場合には、吸気行程中ではなく圧縮行程中に燃料噴射弁21による燃料噴射が行われる。   In the above description, the case where the internal combustion engine is operated in the homogeneous combustion mode is described. However, when the internal combustion engine is operated in the stratified combustion mode, the fuel is not generated during the intake stroke but during the compression stroke. Fuel injection by the injection valve 21 is performed.

また、本実施形態の内燃機関は、運転者によってイグニッションスイッチ43がオンにされると電気モータ28により内燃機関が始動せしめられ、運転者によってキースイッチ44がオフにされると内燃機関の回転(すなわち、クランクシャフト27の回転)が停止せしめられる。   Further, in the internal combustion engine of the present embodiment, when the ignition switch 43 is turned on by the driver, the internal combustion engine is started by the electric motor 28, and when the key switch 44 is turned off by the driver, the rotation of the internal combustion engine ( That is, the rotation of the crankshaft 27 is stopped.

さらに、本実施形態の内燃機関では、運転者によってキースイッチ44がオフにされていないときであっても、所定の機関停止条件が成立した場合に自動的に燃料噴射弁21からの燃料噴射及び点火栓20による点火が中止され、その結果、内燃機関の回転が停止せしめられる。その後、機関再始動条件が成立すると自動的に内燃機関の回転が再び開始せしめられる(すなわち、内燃機関のクランクシャフト27が再び回転せしめられる)。このように、運転者によってキースイッチがオフにされていないときでも一定の条件下で内燃機関の回転を自動的に停止及び再開させる制御(以下、斯かる制御を「エコラン制御」と称す)により、燃料消費の低減及び排気エミッションの悪化の抑制を実現することができる。   Further, in the internal combustion engine of the present embodiment, even when the key switch 44 is not turned off by the driver, the fuel injection from the fuel injection valve 21 is automatically performed when the predetermined engine stop condition is satisfied. The ignition by the spark plug 20 is stopped, and as a result, the rotation of the internal combustion engine is stopped. Thereafter, when the engine restart condition is satisfied, the rotation of the internal combustion engine is automatically started again (that is, the crankshaft 27 of the internal combustion engine is rotated again). In this way, even when the key switch is not turned off by the driver, the control automatically stops and restarts the internal combustion engine under certain conditions (hereinafter, such control is referred to as “eco-run control”). In addition, reduction of fuel consumption and suppression of deterioration of exhaust emission can be realized.

ここで、機関停止条件が成立する場合とは、機関負荷が零(すなわちアクセル踏込み量センサ41によって検出されるアクセル踏込み量が零)であって機関回転数が低い場合、又は上記条件に加えて内燃機関を搭載した車両の速度が零の場合等であり、具体的には車両が急激に減速している場合や車両が停車している場合等が含まれる。従って、機関停止条件の成否は、アクセル踏込み量センサ41、クランク角センサ28、内燃機関を搭載した車両の速度を検出する車速センサ(図示せず)、及び運転者によるブレーキペダルの踏込み量を検出するためのブレーキ踏込み量センサ(図示せず)等の出力に基づいてECU30において判断される。   Here, the engine stop condition is satisfied when the engine load is zero (that is, the accelerator depression amount detected by the accelerator depression amount sensor 41 is zero) and the engine speed is low, or in addition to the above conditions This is the case where the speed of the vehicle equipped with the internal combustion engine is zero, and specifically includes the case where the vehicle is decelerating rapidly, the case where the vehicle is stopped, and the like. Therefore, the success or failure of the engine stop condition is detected based on the accelerator depression amount sensor 41, the crank angle sensor 28, the vehicle speed sensor (not shown) for detecting the speed of the vehicle equipped with the internal combustion engine, and the depression amount of the brake pedal by the driver. The ECU 30 makes a determination based on the output of a brake depression amount sensor (not shown) or the like.

一方、機関再始動条件が成立する場合とは、機関負荷が零でなくなった場合又は機関負荷が零でなくなると予想される場合等であり、具体的には運転者がアクセルペダルを踏込んだ場合や運転者によるブレーキペダルの踏込み量が少なくなった場合等が含まれ、また車両停車中においてはクラッチペダルの踏込み操作やシフト位置をN(ニュートラル)又はP(パーキング)からD(ドライブ)へ変更する操作が行われた場合等が含まれる。従って、機関再始動条件の成否は、アクセル踏込み量センサ41、車速センサ、ブレーキ踏込み量センサ、運転者によるクラッチペダルの踏込みを検出するクラッチセンサ(図示せず)、及びシフトポジションセンサ(図示せず)等の出力に基づいてECU30において判断される。   On the other hand, the case where the engine restart condition is satisfied is a case where the engine load is no longer zero or a case where the engine load is expected not to be zero. Specifically, the driver depresses the accelerator pedal. And when the brake pedal is depressed by the driver, the clutch pedal depressing operation or shift position is changed from N (neutral) or P (parking) to D (drive). This includes the case where a change operation is performed. Therefore, the success or failure of the engine restart condition is determined by the accelerator depression amount sensor 41, the vehicle speed sensor, the brake depression amount sensor, the clutch sensor (not shown) for detecting the depression of the clutch pedal by the driver, and the shift position sensor (not shown). ) And the like based on the output.

本実施形態では、エコラン制御により内燃機関の回転が停止された後に機関再始動条件が成立した場合、内燃機関の回転の再開は、内燃機関に外力を加えることなく、すなわち電気モータ28による駆動力を加えることなく、機関停止中に膨張行程の途中にある気筒(以下、「停止時膨張行程気筒」と称す)に対して燃料噴射及び点火を行うことによって行われる。このように内燃機関の回転を再開させることによりエネルギの消費を低減することができる。   In the present embodiment, when the engine restart condition is satisfied after the rotation of the internal combustion engine is stopped by the eco-run control, the restart of the rotation of the internal combustion engine is performed without applying external force to the internal combustion engine, that is, the driving force by the electric motor 28. Without being added, fuel injection and ignition are performed on a cylinder in the middle of an expansion stroke while the engine is stopped (hereinafter referred to as “expansion stroke cylinder when stopped”). Thus, energy consumption can be reduced by resuming the rotation of the internal combustion engine.

外力を加えることなく行う内燃機関の回転の再開について、図5を参照して具体的に説明する。図5は、図4と同様な図であり、機関停止中に機関再始動条件が成立した場合における各気筒の吸気弁17の開閉弁時期等を示す図である。   The resumption of rotation of the internal combustion engine performed without applying external force will be specifically described with reference to FIG. FIG. 5 is a view similar to FIG. 4 and shows the opening / closing valve timing of the intake valve 17 of each cylinder when the engine restart condition is satisfied while the engine is stopped.

機関停止条件が成立すると、全ての気筒について燃料噴射及び点火が中止され、内燃機関の回転速度(すなわち、クランクシャフト27の回転速度)が次第に低下し、遂には内燃機関の回転が或るクランク角で停止し、従って各気筒はそれぞれの行程の途中で停止することになる。   When the engine stop condition is satisfied, fuel injection and ignition are stopped for all the cylinders, the rotational speed of the internal combustion engine (that is, the rotational speed of the crankshaft 27) gradually decreases, and finally the internal combustion engine rotates at a certain crank angle. Therefore, each cylinder stops in the middle of each stroke.

図5に示した例では、クランク角が或るクランク角θxにあるときに内燃機関の回転が停止する。この場合、1番気筒(#1)は膨張行程の途中で停止し、3番気筒(#3)は圧縮行程の途中で停止し、4番気筒(#4)は吸気行程の途中で停止し、2番気筒(#2)は排気行程の途中で停止している。   In the example shown in FIG. 5, the rotation of the internal combustion engine stops when the crank angle is at a certain crank angle θx. In this case, the first cylinder (# 1) stops in the middle of the expansion stroke, the third cylinder (# 3) stops in the middle of the compression stroke, and the fourth cylinder (# 4) stops in the middle of the intake stroke. The second cylinder (# 2) is stopped during the exhaust stroke.

次いで、機関再始動条件が成立すると、内燃機関の回転がクランク角θxにおいて停止した状態で、停止時膨張行程気筒(図5の例では1番気筒)の筒内に燃料噴射弁21から燃料噴射が行われ、噴射された燃料は筒内の空気と共に混合気を形成する。次いで、点火栓20により混合気への点火が行われ、混合気が着火燃焼せしめられる。停止時膨張行程気筒において混合気が着火燃焼されると、この燃焼により得られる駆動力により内燃機関の回転が開始される。なお、上述したように燃料噴射を行う場合、筒内圧力が大気圧となっていたり筒内の空気の温度が大気温となっていたりする状況で燃料噴射が行われるので、噴射された燃料には着火しにくい。このため、本実施形態では、点火栓20による点火作用は複数回に亘って行われる。   Next, when the engine restart condition is satisfied, the fuel injection valve 21 injects fuel into the cylinder of the expansion stroke cylinder at the time of stop (the first cylinder in the example of FIG. 5) with the rotation of the internal combustion engine stopped at the crank angle θx. The injected fuel forms an air-fuel mixture with the air in the cylinder. Next, the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 20, and the air-fuel mixture is ignited and combusted. When the air-fuel mixture is ignited and combusted in the expansion stroke cylinder at the time of stop, rotation of the internal combustion engine is started by the driving force obtained by this combustion. Note that when fuel injection is performed as described above, fuel injection is performed in a situation where the in-cylinder pressure is atmospheric pressure or the temperature of the air in the cylinder is at an atmospheric temperature. Is difficult to ignite. For this reason, in this embodiment, the ignition action by the spark plug 20 is performed a plurality of times.

さらに、機関再始動条件が成立すると、上述したような停止時膨張行程気筒に対する燃料噴射及び点火に加えて、機関停止中に圧縮行程の途中にある気筒(以下、「停止時圧縮行程気筒」と称す。図5の例では3番気筒)の筒内に燃料噴射弁21から燃料噴射が行われる。斯かる燃料噴射は、機関再始動条件の成立と同時に又は機関再始動条件成立後であって内燃機関の回転が開始された直後に行われる。その後、上述したように停止時膨張行程気筒における燃焼による駆動力によって内燃機関が回転し、クランク角が停止時圧縮行程気筒についての圧縮上死点にあるとき又は圧縮上死点を越えた直後に当該気筒において点火栓20による点火が行われる。これにより、上述した停止時膨張行程気筒における燃焼に続いて、停止時圧縮行程気筒においても燃焼が行われ、内燃機関の運転がより確実に開始されるようになる。   Further, when the engine restart condition is satisfied, in addition to the fuel injection and ignition for the stop-time expansion stroke cylinder as described above, a cylinder in the middle of the compression stroke while the engine is stopped (hereinafter referred to as “stop-time compression stroke cylinder”). Fuel injection is performed from the fuel injection valve 21 into the cylinder of the third cylinder in the example of FIG. Such fuel injection is performed immediately after the engine restart condition is satisfied or after the engine restart condition is satisfied and immediately after the rotation of the internal combustion engine is started. Thereafter, as described above, when the internal combustion engine is rotated by the driving force due to combustion in the stop expansion stroke cylinder and the crank angle is at the compression top dead center for the stop compression stroke cylinder or immediately after the compression top dead center is exceeded. Ignition by the spark plug 20 is performed in the cylinder. Thus, following the combustion in the stop expansion stroke cylinder described above, combustion is also performed in the stop compression stroke cylinder, and the operation of the internal combustion engine is started more reliably.

上述したように停止時膨張行程気筒及び停止時圧縮行程気筒について燃焼が行われると、その後、通常通り各気筒において燃焼が順次行われる。特に、機関再始動時においては内燃機関の運転を安定させるために均質燃焼モードで運転が行われるため、吸気行程において燃料噴射が行われる。従って、停止時膨張行程気筒及び停止時圧縮行程気筒における燃焼に次いで通常通りの燃焼が行われる気筒、すなわち機関停止中に吸気行程の途中にある気筒(以下、「停止時吸気行程気筒」と称す。図5の例では4番気筒)に対しては、機関再始動条件の成立と同時に又は機関再始動条件成立後であって内燃機関の回転が開始された直後に燃料噴射が行われることとなる。   As described above, when combustion is performed for the stop expansion stroke cylinder and the stop compression stroke cylinder, the combustion is sequentially performed in each cylinder as usual. In particular, when the engine is restarted, in order to stabilize the operation of the internal combustion engine, the operation is performed in the homogeneous combustion mode, so that fuel injection is performed in the intake stroke. Accordingly, a cylinder in which normal combustion is performed next to combustion in the stop expansion stroke cylinder and the stop compression stroke cylinder, that is, a cylinder in the middle of the intake stroke while the engine is stopped (hereinafter referred to as a “stop intake stroke cylinder”). For the fourth cylinder in the example of Fig. 5, fuel injection is performed immediately after the engine restart condition is satisfied or after the engine restart condition is satisfied and immediately after the rotation of the internal combustion engine is started. Become.

なお、機関再始動にあたっては、吸気弁17及び排気弁19の開閉弁時期を遅角しておくことが好ましい。すなわち、吸気弁17の閉弁時期が遅角されることにより停止時圧縮行程気筒及び停止時吸気行程気筒の筒内充填空気量が少なくなり、クランク角が停止時圧縮行程気筒及び停止時吸気行程気筒の圧縮上死点を越え易くなる。また、排気弁19の開弁時期が遅角されることにより停止時膨張行程気筒及び停止時圧縮行程気筒において行われた燃焼によって発生したエネルギを効率的にピストン14に伝達することができ、よって内燃機関の駆動力を大きくすることができる。   When restarting the engine, it is preferable to retard the opening / closing valve timings of the intake valve 17 and the exhaust valve 19. That is, when the closing timing of the intake valve 17 is retarded, the amount of air charged in the cylinders of the stop compression stroke cylinder and the stop intake stroke cylinder is reduced, and the crank angle is the stop compression stroke cylinder and the stop intake stroke. It becomes easy to exceed the compression top dead center of the cylinder. Further, since the opening timing of the exhaust valve 19 is retarded, the energy generated by the combustion performed in the stop expansion stroke cylinder and the stop compression stroke cylinder can be efficiently transmitted to the piston 14. The driving force of the internal combustion engine can be increased.

ところで、上述したように燃料噴射及び点火を行っても必ずしも内燃機関の回転を再開させることができるわけではなく、機関停止時のクランク角によっては上記燃料噴射及び点火を行っても内燃機関の回転を再開させることができない。これについて、図6及び図7を参照して説明する。図6は、機関停止時において膨張行程気筒におけるピストンの位置と圧縮行程気筒におけるピストンの位置との関係を示す図である。図6では例として機関停止時に1番気筒が膨張行程の途中にある場合を示しており、図中#1及び#3は1番気筒のピストンの位置及び3番気筒のピストンの位置をそれぞれ示している。図7は、機関再始動条件が成立してからのクランク角及び筒内圧力の推移を示す図である。図7では例として機関停止時に1番気筒が膨張行程の途中にある場合を示している。   By the way, as described above, even if fuel injection and ignition are performed, the rotation of the internal combustion engine cannot always be resumed. Depending on the crank angle when the engine is stopped, the rotation of the internal combustion engine can be performed even if the fuel injection and ignition are performed. Cannot be resumed. This will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the position of the piston in the expansion stroke cylinder and the position of the piston in the compression stroke cylinder when the engine is stopped. FIG. 6 shows, as an example, the case where the first cylinder is in the middle of the expansion stroke when the engine is stopped. In the figure, # 1 and # 3 indicate the position of the piston of the first cylinder and the position of the piston of the third cylinder, respectively. ing. FIG. 7 is a graph showing changes in crank angle and in-cylinder pressure after the engine restart condition is established. FIG. 7 shows an example in which the first cylinder is in the middle of the expansion stroke when the engine is stopped.

一般に、機関停止中にはピストン14に設けられたピストンリング14a(図2参照)の合口部等を介して燃焼室15内から空気が流出するため、機関再始動時には全ての気筒において筒内圧力は大気圧となっていることが多い。従って、機関再始動時における各気筒の筒内充填空気量はその気筒の燃焼室15の容積に比例する。   In general, when the engine is stopped, air flows out from the combustion chamber 15 through a joint portion of a piston ring 14a (see FIG. 2) provided on the piston 14, and therefore, when the engine is restarted, the in-cylinder pressure in all cylinders Is often at atmospheric pressure. Therefore, the cylinder air charge amount of each cylinder at the time of engine restart is proportional to the volume of the combustion chamber 15 of that cylinder.

図6(a)に示したように、機関停止時において停止時膨張行程気筒のピストン14の位置がその行程の上端位置(圧縮上死点TDCに対応する位置)に近い場合、停止時圧縮行程気筒のピストン14の位置はその行程の上端位置から離れている。従って、斯かる場合には、機関停止中における停止時膨張行程気筒の燃焼室15の容積(図6中の領域Veに相当)は停止時圧縮行程気筒の燃焼室15の容積(図6中の領域Vcに相当)よりも少なく、よって停止時膨張行程気筒における筒内充填空気量は少なく且つ停止時圧縮行程気筒における筒内充填空気量は多い。   As shown in FIG. 6A, when the engine is stopped and the position of the piston 14 of the stop expansion stroke cylinder is close to the upper end position of the stroke (the position corresponding to the compression top dead center TDC), the stop compression stroke is performed. The position of the piston 14 of the cylinder is away from the upper end position of the stroke. Therefore, in such a case, the volume of the combustion chamber 15 of the expansion stroke cylinder at the time of stop (corresponding to the region Ve in FIG. 6) during the engine stop is the volume of the combustion chamber 15 of the compression stroke cylinder at the time of stop (in FIG. 6). Therefore, the in-cylinder charged air amount in the stop expansion stroke cylinder is small and the in-cylinder charged air amount in the stop compression stroke cylinder is large.

このようなクランク角で内燃機関が停止していると、内燃機関の回転を再開させるために停止時膨張行程気筒に燃料噴射及び点火を行って混合気を燃焼させても停止時膨張行程気筒内の空気量が少ないため、十分な駆動力を得ることができない。一方、停止時圧縮行程気筒内の空気量は多いため、停止時圧縮行程気筒においてピストン14がその行程の上端位置に向かって上昇するのに伴って筒内圧力が非常に大きくなり、よって停止時圧縮行程気筒の筒内圧力は内燃機関の回転に対する大きな抵抗となってしまう。このため、図7(a)に示したように、内燃機関は、停止時圧縮行程気筒の圧縮上死点を越えて回転することができず、すなわち機関停止時のクランク角から180度以上回転することができず、その前に内燃機関は逆回転してしまい、その後停止してしまう。   If the internal combustion engine is stopped at such a crank angle, even if the air-fuel mixture is burned by injecting and igniting the fuel in the stop expansion stroke cylinder to restart the rotation of the internal combustion engine, Since the amount of air is small, sufficient driving force cannot be obtained. On the other hand, since the amount of air in the stop compression stroke cylinder is large, the in-cylinder pressure in the stop compression stroke cylinder becomes very large as the piston 14 rises toward the upper end position of the stroke. The in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder becomes a great resistance against the rotation of the internal combustion engine. For this reason, as shown in FIG. 7A, the internal combustion engine cannot rotate beyond the compression top dead center of the compression stroke cylinder at the time of stop, that is, it rotates 180 degrees or more from the crank angle when the engine is stopped. The internal combustion engine rotates in reverse before that, and then stops.

図6(c)に示したように、機関停止時において停止時膨張行程気筒のピストン14の位置がその行程の上端位置から離れている場合、停止時圧縮行程気筒のピストン14の位置はその行程の上端位置に近いものとなっている。従って、斯かる場合には、機関停止中における停止時膨張行程気筒の燃焼室15の容積(Veに相当)は停止時圧縮行程気筒の燃焼室15の容積(Vcに相当)よりも大きく、よって停止時膨張行程気筒における筒内充填空気量は多く且つ停止時圧縮行程気筒における筒内充填空気量は少ない。   As shown in FIG. 6C, when the position of the piston 14 of the stop expansion stroke cylinder is away from the upper end position of the stroke when the engine is stopped, the position of the piston 14 of the stop compression stroke cylinder is the stroke. It is close to the upper end position. Therefore, in such a case, the volume of the combustion chamber 15 of the stop expansion stroke cylinder (corresponding to Ve) when the engine is stopped is larger than the volume of the combustion chamber 15 of the stop compression stroke cylinder (corresponding to Vc). The cylinder charge air amount in the stop expansion stroke cylinder is large, and the cylinder charge air amount in the stop compression stroke cylinder is small.

このようなクランク角で内燃機関が停止していると、内燃機関の回転を再開させるために停止時膨張行程気筒に燃料噴射及び点火を行って混合気の燃焼を行った場合、機関停止時における膨張行程気筒のピストン14の位置からその行程の下端位置(下死点BDCに対応する位置)までの距離が短く、混合気の燃焼によってピストン14は僅かにしか押下げられないため、斯かる燃焼によって十分な駆動力を得ることができない。一方、停止時圧縮行程気筒内の空気量が少ないため、停止時圧縮行程気筒においてピストン14がその行程の上端位置に向かって上昇するのに伴う筒内圧力の上昇も小さく、よって停止時圧縮行程気筒の筒内圧力は内燃機関の回転に対する大きな抵抗とならない。このため、図7(c)に示したように、内燃機関は停止時圧縮行程気筒の圧縮上死点を越えて回転することができる。   When the internal combustion engine is stopped at such a crank angle, when the mixture is burned by injecting and igniting the fuel in the expansion stroke cylinder at the stop in order to restart the rotation of the internal combustion engine, Since the distance from the position of the piston 14 of the expansion stroke cylinder to the lower end position (position corresponding to the bottom dead center BDC) of the stroke is short and the piston 14 is pushed down slightly by the combustion of the air-fuel mixture, such combustion Therefore, a sufficient driving force cannot be obtained. On the other hand, since the amount of air in the stop compression stroke cylinder is small, the increase in the in-cylinder pressure accompanying the rise of the piston 14 toward the upper end position of the stroke in the stop compression stroke cylinder is small. The in-cylinder pressure of the cylinder does not become a great resistance to the rotation of the internal combustion engine. Therefore, as shown in FIG. 7C, the internal combustion engine can rotate beyond the compression top dead center of the compression stroke cylinder at the time of stop.

しかしながら、停止時圧縮行程気筒内の空気量は少ないため、当該気筒の圧縮上死点を越えた後に当該気筒において混合気の燃焼が行われても、斯かる燃焼によって十分な駆動力を得ることができない。このため、図7(c)に示したように、内燃機関は、次に訪れる停止時吸気行程気筒の圧縮上死点を越えて回転することができず、すなわち機関停止時のクランク角から360度以上回転することができず、その前に内燃機関は逆回転してしまい、その後停止してしまう。   However, since the air amount in the compression stroke cylinder at the time of stop is small, even if the air-fuel mixture is burned in the cylinder after the compression top dead center of the cylinder is exceeded, sufficient driving force can be obtained by such combustion. I can't. For this reason, as shown in FIG. 7 (c), the internal combustion engine cannot rotate beyond the compression top dead center of the next stop-time intake stroke cylinder, that is, 360 from the crank angle when the engine is stopped. The engine cannot be rotated more than once, and the internal combustion engine rotates in reverse before that, and then stops.

一方、図6(b)に示したように、機関停止時の停止時膨張行程気筒のピストン14の位置が図6(a)に示した位置と図6(c)に示した位置との間にある場合、機関停止中における停止時膨張行程気筒の燃焼室15の容積は停止時圧縮行程気筒の燃焼室15の容積よりも僅かに大きく、よって停止時膨張行程気筒における筒内充填空気量は停止時圧縮行程気筒における筒内充填空気量よりも僅かに多い。   On the other hand, as shown in FIG. 6 (b), the position of the piston 14 of the stop expansion stroke cylinder when the engine is stopped is between the position shown in FIG. 6 (a) and the position shown in FIG. 6 (c). When the engine is stopped, the volume of the combustion chamber 15 of the stop expansion stroke cylinder is slightly larger than the volume of the combustion chamber 15 of the stop compression stroke cylinder, so that the cylinder charge air amount in the stop expansion stroke cylinder is It is slightly larger than the cylinder air charge amount in the stop compression stroke cylinder.

このようなクランク角で内燃機関が停止していると、内燃機関の回転を開始させるために停止時膨張行程気筒に燃料噴射及び点火を行って混合気の燃焼を行った場合、斯かる燃焼によって比較的大きな駆動力を得ることができ、よって図7(b)に示したように、内燃機関は停止時圧縮行程気筒についての圧縮上死点を越えて回転することができる。   If the internal combustion engine is stopped at such a crank angle, when the mixture is burned by injecting and igniting the fuel in the expansion stroke cylinder at the stop in order to start the rotation of the internal combustion engine, A relatively large driving force can be obtained, and thus the internal combustion engine can rotate beyond the compression top dead center for the stop-time compression stroke cylinder, as shown in FIG.

また、停止時圧縮行程気筒内の空気量も比較的多いため、その圧縮上死点を越えた後に停止時圧縮行程気筒において行われる混合気の燃焼によって十分な駆動力を得ることができる。このため、図7(b)に示したように、内燃機関は次に訪れる停止時吸気行程気筒の圧縮上死点を越えて回転することができ、その後も順次燃焼が行われて、内燃機関の運転が開始される。   Further, since the amount of air in the stop-time compression stroke cylinder is relatively large, a sufficient driving force can be obtained by combustion of the air-fuel mixture performed in the stop-time compression stroke cylinder after the compression top dead center is exceeded. For this reason, as shown in FIG. 7 (b), the internal combustion engine can rotate beyond the compression top dead center of the next intake stop-stroke intake cylinder, and combustion is sequentially performed thereafter, so that the internal combustion engine Operation starts.

図8は、機関停止時における停止時膨張行程気筒の圧縮上死点を基準としたクランク角(以下、「停止クランク角」と称す)と、上述したように停止時膨張行程気筒及び停止時圧縮行程気筒に燃料噴射及び点火を行うことによって内燃機関が回転可能な角度との関係を示した図である。図8(a)に示したように、停止クランク角が小さい場合、特に0〜100度である場合、図6(a)及び図7(a)を用いて説明したように内燃機関は1回目の上死点(すなわち、停止時圧縮行程気筒についての圧縮上死点)を越えて回転することができない。一方、停止クランク角が大きい場合、特に、130〜180度である場合、図6(c)及び図7(c)を用いて説明したように内燃機関は2回目の上死点(すなわち、停止時吸気行程気筒についての圧縮上死点)を越えて回転することができない。一方、停止クランク角が中程度の場合、特に、105〜125度である場合、図6(b)及び図7(b)で説明したように内燃機関は2回目の上死点を越えて回転することができる。従って、停止時膨張行程気筒及び停止時圧縮行程気筒に対する燃料噴射及び点火により内燃機関の回転を再開させるためには、停止クランク角が105〜125度となるように内燃機関を停止させる必要がある。   FIG. 8 shows a crank angle based on the compression top dead center of the stop expansion stroke cylinder when the engine is stopped (hereinafter referred to as “stop crank angle”), and the stop expansion stroke cylinder and the stop compression as described above. It is the figure which showed the relationship with the angle which an internal combustion engine can rotate by performing fuel injection and ignition to a stroke cylinder. As shown in FIG. 8 (a), when the stop crank angle is small, particularly in the case of 0 to 100 degrees, the internal combustion engine is the first time as described with reference to FIGS. 6 (a) and 7 (a). Cannot be rotated beyond the top dead center (that is, the compression top dead center for the compression stroke cylinder when stopped). On the other hand, when the stop crank angle is large, particularly when the stop crank angle is 130 to 180 degrees, the internal combustion engine has a second top dead center (that is, stop) as described with reference to FIGS. 6 (c) and 7 (c). It is not possible to rotate beyond the compression top dead center) for the hour intake stroke cylinder. On the other hand, when the stop crank angle is medium, particularly when it is 105 to 125 degrees, the internal combustion engine rotates beyond the second top dead center as described in FIGS. 6 (b) and 7 (b). can do. Therefore, in order to restart the rotation of the internal combustion engine by fuel injection and ignition to the stop expansion stroke cylinder and the stop compression stroke cylinder, it is necessary to stop the internal combustion engine so that the stop crank angle is 105 to 125 degrees. .

なお、上記説明では、4気筒の内燃機関を対象としているが、4気筒以上の内燃機関であれば停止時膨張行程気筒及び停止時圧縮行程気筒に対する燃料噴射及び点火により内燃機関の回転を再開させることができ、また、停止時膨張行程気筒及び停止時圧縮行程気筒に対する燃料噴射及び点火により内燃機関の回転を再開させるのに適する停止クランク角は気筒数に応じて異なる。図8(b)は6気筒の内燃機関における図8(a)と同様な図を示しており、この図から6気筒の内燃機関においては停止時膨張行程気筒及び停止時圧縮行程気筒に対する燃料噴射及び点火により内燃機関の回転を再開させるためには、停止クランク角が60〜70度となるように内燃機関を停止させる必要があることがわかる。   In the above description, a four-cylinder internal combustion engine is targeted. However, in the case of an internal combustion engine having four or more cylinders, the rotation of the internal combustion engine is restarted by fuel injection and ignition to the stop expansion stroke cylinder and the stop compression stroke cylinder. In addition, the stop crank angle suitable for resuming the rotation of the internal combustion engine by fuel injection and ignition to the stop expansion stroke cylinder and the stop compression stroke cylinder varies depending on the number of cylinders. FIG. 8 (b) shows a view similar to FIG. 8 (a) in a 6-cylinder internal combustion engine. From this figure, in the 6-cylinder internal combustion engine, fuel injection to the stop expansion stroke cylinder and the stop compression stroke cylinder. It can be seen that in order to restart the rotation of the internal combustion engine by ignition and the ignition, it is necessary to stop the internal combustion engine so that the stop crank angle becomes 60 to 70 degrees.

そこで、本実施形態では、停止時膨張行程気筒及び停止時圧縮行程気筒に対する燃料噴射及び点火により内燃機関の回転を再開させるのに適する停止クランク角(以下、「目標停止クランク角」と称す)で内燃機関が停止するように内燃機関を制御するようにしている。以下では、内燃機関を目標停止クランク角で停止させる機関停止制御について説明する。   Therefore, in the present embodiment, at a stop crank angle (hereinafter referred to as “target stop crank angle”) suitable for resuming the rotation of the internal combustion engine by fuel injection and ignition to the stop expansion stroke cylinder and the stop compression stroke cylinder. The internal combustion engine is controlled so that the internal combustion engine stops. Hereinafter, engine stop control for stopping the internal combustion engine at the target stop crank angle will be described.

本実施形態では、機関停止条件が成立すると、全ての気筒に対して燃料噴射及び点火を中止すると共に、スロットル弁7の開度を増大させ且つ吸気弁17の閉弁時期を進角させる。スロットル弁7の開度を増大させるとスロットル弁7に起因する吸気抵抗が小さくなり、各気筒内へ空気が流入し易くなり、また、吸気弁17の閉弁時期を下死点に向けて進角させると燃焼室14の容積が大きいときに吸気弁17が閉弁することになる。これにより、機関停止条件成立後においては各気筒への筒内充填空気量は多いものとなる。   In this embodiment, when the engine stop condition is satisfied, fuel injection and ignition are stopped for all the cylinders, the opening degree of the throttle valve 7 is increased, and the closing timing of the intake valve 17 is advanced. When the opening degree of the throttle valve 7 is increased, the intake resistance caused by the throttle valve 7 is reduced, the air easily flows into each cylinder, and the closing timing of the intake valve 17 is advanced toward the bottom dead center. In other words, the intake valve 17 is closed when the volume of the combustion chamber 14 is large. As a result, after the engine stop condition is satisfied, the in-cylinder charged air amount to each cylinder becomes large.

このように機関停止の際に各気筒への筒内充填空気量を多いものとすることにより、特に気筒内の圧力を調整しない限り、内燃機関をピストン14がその行程の中間位置付近となるようなクランク角で停止させることができる。すなわち、一般に、燃料噴射及び点火の中止後において内燃機関の回転に対する抵抗(以下、「回転抵抗」と称す)となるのは、主に内燃機関における機械的なフリクション及び圧縮行程の途中にある気筒の筒内圧力によって内燃機関の回転方向と反対向きに働く力(以下、「反発力」と称す)である。従って、機関停止の際に各気筒への筒内充填空気量を少ないものとすると、上記反発力は大きな回転抵抗とはならず、機械的なフリクションのみが主な回転抵抗となるため、内燃機関の停止クランク角はもっぱら機械的なフリクションによって決まる。しかしながら、機械的なフリクションを制御することによって内燃機関の停止クランク角を制御するのは困難である。   In this way, by increasing the amount of in-cylinder charged air into each cylinder when the engine is stopped, the internal combustion engine piston 14 is positioned near the middle position of its stroke unless the pressure in the cylinder is adjusted. It can be stopped at a proper crank angle. That is, in general, the resistance to rotation of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “rotational resistance”) after the stop of fuel injection and ignition is mainly due to the mechanical friction and compression stroke in the internal combustion engine. Is a force (hereinafter referred to as “repulsive force”) that acts in the direction opposite to the rotational direction of the internal combustion engine due to the in-cylinder pressure. Therefore, if the amount of air filled in each cylinder is small when the engine is stopped, the repulsive force does not become a large rotational resistance, but only mechanical friction becomes the main rotational resistance. The stop crank angle is determined solely by mechanical friction. However, it is difficult to control the stop crank angle of the internal combustion engine by controlling mechanical friction.

一方、機関停止の際に各気筒への筒内充填空気量を多いものとすると、上記反発力が内燃機関の回転に対する大きな抵抗となるため、機械的なフリクションではなく反発力が主な回転抵抗となり、従って内燃機関の停止クランク角は主に反発力によって決まる。従って、各気筒への筒内充填空気量が多ければ、反発力を適切に制御することにより、内燃機関の停止クランク角を適切に制御することができる。特に、機関停止時に圧縮行程の途中となる気筒(以下、「圧縮行程気筒」と称す)及び膨張行程の途中となる気筒(以下、「膨張行程気筒」と称す)内の筒内充填空気量は吸気弁17の閉弁時期が同じであればほぼ同一であり、斯かる場合には両気筒について筒内圧力が等しくなるように内燃機関が停止することになる。従って、特に気筒内の圧力を調整しない限り、内燃機関はピストン14がその行程の中間位置付近に位置するようなクランク角で停止する。本実施形態のように、4気筒の内燃機関では、停止クランク角は90度付近となる。   On the other hand, if the cylinder air charge amount in each cylinder is large when the engine is stopped, the repulsive force becomes a large resistance to the rotation of the internal combustion engine, so the repulsive force is not the main friction but the main rotational resistance. Therefore, the stop crank angle of the internal combustion engine is mainly determined by the repulsive force. Therefore, if the cylinder air charge amount to each cylinder is large, the stop crank angle of the internal combustion engine can be appropriately controlled by appropriately controlling the repulsive force. In particular, the cylinder charge air amount in the cylinder that is in the middle of the compression stroke when the engine is stopped (hereinafter referred to as “compression stroke cylinder”) and in the cylinder that is in the middle of the expansion stroke (hereinafter referred to as “expansion stroke cylinder”) is If the closing timings of the intake valves 17 are the same, they are almost the same. In such a case, the internal combustion engine is stopped so that the in-cylinder pressures are equal for both cylinders. Therefore, unless the pressure in the cylinder is particularly adjusted, the internal combustion engine stops at a crank angle at which the piston 14 is located near the middle position of the stroke. As in this embodiment, in a four-cylinder internal combustion engine, the stop crank angle is approximately 90 degrees.

図9は、機関停止直前におけるクランク角及び筒内圧力の推移を示す図であり、特に1番気筒(#1)が膨張行程の途中にあるときに内燃機関が停止する場合について示している。機関停止条件成立により内燃機関に対する燃料噴射及び点火を中止すると、機関回転数は徐々に低下していき、単位時間当たりに進む内燃機関の回転角度が徐々に小さいものとなっていく。そして、図9に示した例では、時刻t1において膨張行程気筒の圧縮上死点(0度)を越えると、1番気筒の筒内圧力が急激に低下していくのと同時に、次に圧縮上死点をむかえる3番気筒(#3)の筒内圧力が急激に上昇していく。そして、時刻t2において、3番気筒の筒内圧力による反発力が内燃機関の回転慣性力よりも大きなものとなり、これにより内燃機関の回転が一旦静止し、その後内燃機関が逆回転する。 FIG. 9 is a diagram showing transitions of the crank angle and the in-cylinder pressure immediately before the engine is stopped, and particularly shows a case where the internal combustion engine is stopped when the first cylinder (# 1) is in the middle of the expansion stroke. When the fuel injection and ignition to the internal combustion engine are stopped due to the establishment of the engine stop condition, the engine speed gradually decreases, and the rotation angle of the internal combustion engine that progresses per unit time becomes gradually small. In the example shown in FIG. 9, when the compression top dead center (0 degree) of the expansion stroke cylinder is exceeded at time t 1 , the in-cylinder pressure of the first cylinder rapidly decreases, The in-cylinder pressure of the third cylinder (# 3) that reaches the compression top dead center suddenly increases. At time t 2 , the repulsive force due to the in-cylinder pressure of the third cylinder becomes greater than the rotational inertia force of the internal combustion engine, whereby the rotation of the internal combustion engine is temporarily stopped, and then the internal combustion engine is reversely rotated.

内燃機関が逆回転すると、3番気筒の筒内圧力が低下するのと同時に1番気筒の筒内圧力が再び上昇する。そして、内燃機関が或る程度逆回転すると、1番気筒の筒内圧力により内燃機関の正回転方向に働く力が内燃機関の逆回転方向の慣性力及び3番気筒の筒内圧力による反発力よりも大きなものとなり、内燃機関の回転が一旦静止し、その後内燃機関が再び正回転する(時刻t3)。このように内燃機関は、正回転及び逆回転を繰り返し、最終的にピストン14がその行程の中間位置付近に位置するようなクランク角(図9に示した例では約90度)で停止する。 When the internal combustion engine rotates in the reverse direction, the in-cylinder pressure of the first cylinder decreases and simultaneously the in-cylinder pressure of the first cylinder increases again. When the internal combustion engine rotates to some extent, the force acting in the forward rotation direction of the internal combustion engine due to the in-cylinder pressure of the first cylinder causes the inertial force in the reverse rotation direction of the internal combustion engine and the repulsive force due to the in-cylinder pressure of the third cylinder. The rotation of the internal combustion engine once stops, and then the internal combustion engine rotates forward again (time t 3 ). In this way, the internal combustion engine repeats forward rotation and reverse rotation, and finally stops at a crank angle (about 90 degrees in the example shown in FIG. 9) such that the piston 14 is located near the middle position of the stroke.

ここで、内燃機関を上述した目標停止クランク角で停止させるために、少なくともいずれか一つの気筒について筒内圧力を低減させて、膨張行程気筒の筒内充填空気量が圧縮行程気筒の筒内充填空気量よりも多くなるようにすることが考えられる。内燃機関は基本的に膨張行程気筒の筒内圧力と圧縮行程気筒の筒内圧力とが等しくなるように停止するため、いずれか一つの気筒について筒内圧力を適切に低減させることにより、内燃機関を上述した目標停止クランク角で停止させることができるようになる。特に、本実施形態では、上述したようにいずれの気筒についても筒内圧力を低減させないと内燃機関が停止する際に膨張行程気筒の筒内充填空気量と圧縮行程気筒の筒内充填空気量がほぼ等しくなるため、圧縮行程気筒の筒内圧力を低減することにより、すなわち圧縮行程気筒から空気を適切に流出させることにより内燃機関を目標停止クランク角で停止させることができる。   Here, in order to stop the internal combustion engine at the target stop crank angle described above, the in-cylinder pressure is reduced for at least one of the cylinders, and the in-cylinder charge air amount of the expansion stroke cylinder is reduced to the in-cylinder charge of the compression stroke cylinder. It is conceivable to increase the air amount. Since the internal combustion engine basically stops so that the in-cylinder pressure of the expansion stroke cylinder becomes equal to the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder, the internal combustion engine is appropriately reduced by appropriately reducing the in-cylinder pressure for any one of the cylinders. Can be stopped at the target stop crank angle described above. In particular, in this embodiment, as described above, if the in-cylinder pressure is not reduced for any cylinder, when the internal combustion engine stops, the in-cylinder charged air amount in the expansion stroke cylinder and the in-cylinder charged air amount in the compression stroke cylinder are reduced. Since they are substantially equal, the internal combustion engine can be stopped at the target stop crank angle by reducing the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder, that is, by appropriately letting out air from the compression stroke cylinder.

ここで、圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させる時期が問題となる。すなわち、圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させる時期によっては、内燃機関を目標停止クランク角で停止させることができない場合がある。   Here, the timing for reducing the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder becomes a problem. That is, depending on the time when the cylinder pressure of the compression stroke cylinder is reduced, the internal combustion engine may not be stopped at the target stop crank angle.

図10は、図9と同様な図であり、ピストン14の上昇に伴う圧縮行程気筒の筒内圧力の上昇中に当該気筒の筒内圧力を低減させた場合におけるクランク角及び筒内圧力の推移を示している。図からわかるように、3番気筒の筒内圧力上昇中であって内燃機関のクランク角が目標停止クランク角θtにあるときに3番気筒の筒内圧力を低減させると(時刻t4)、3番気筒の筒内圧力による反発力がほとんどなくなるため、内燃機関の慣性力により内燃機関は3番気筒の圧縮上死点(図中の#3TDC)を越えて回転してしまう。そして、3番気筒の圧縮上死点を越えた後、4番気筒の筒内圧力による反発力が回転抵抗となり、よって内燃機関の回転が停止せしめられる。この場合、図からわかるように、内燃機関停止時のクランク角は220度程度であり、すなわち3番気筒の圧縮上死点を基準としたクランク角(停止クランク角)は40度程度となってしまい、目標停止クランク角から大きく離れたクランク角で内燃機関が停止してしまう。 FIG. 10 is a view similar to FIG. 9, and shows changes in the crank angle and the in-cylinder pressure when the in-cylinder pressure of the cylinder is reduced while the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder increases as the piston 14 rises. Is shown. As can be seen from the figure, when the in-cylinder pressure of the third cylinder is increasing and the crank angle of the internal combustion engine is at the target stop crank angle θt, the in-cylinder pressure of the third cylinder is reduced (time t 4 ). Since the repulsive force due to the in-cylinder pressure of the third cylinder is almost lost, the internal combustion engine rotates beyond the compression top dead center (# 3 TDC in the figure) of the third cylinder due to the inertial force of the internal combustion engine. Then, after exceeding the compression top dead center of the third cylinder, the repulsive force due to the in-cylinder pressure of the fourth cylinder becomes the rotational resistance, and thus the rotation of the internal combustion engine is stopped. In this case, as can be seen from the figure, the crank angle when the internal combustion engine is stopped is about 220 degrees, that is, the crank angle (stop crank angle) based on the compression top dead center of the third cylinder is about 40 degrees. Therefore, the internal combustion engine stops at a crank angle far away from the target stop crank angle.

そこで、本実施形態では、内燃機関が一旦停止して圧縮行程気筒の筒内圧力による反発力により逆回転を開始した直後に圧縮行程気筒の筒内圧力を低減するようにしている。   Therefore, in this embodiment, the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder is reduced immediately after the internal combustion engine is temporarily stopped and the reverse rotation is started by the repulsive force due to the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder.

図11は、図8及び図9と同様な図であり、内燃機関の逆回転中に圧縮行程気筒の筒内圧力を低減した場合のクランク角及び筒内圧力の推移を示している。図からわかるように、内燃機関が逆回転を開始した直後に圧縮行程気筒(図11の例では3番気筒)の筒内圧力を低減させると、圧縮行程気筒の筒内圧力による反発力が小さくなると共に圧力低減時において内燃機関の逆回転方向の慣性力は未だ小さいため、筒内圧力の低減が行われてから直ぐに内燃機関の逆回転が停止せしめられる。従って、本実施形態では、内燃機関の逆回転中であってクランク角が目標停止クランク角に達する前又は達した時に圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させることにより、内燃機関を目標停止クランク角で停止させるようにしている。   FIG. 11 is a view similar to FIGS. 8 and 9 and shows changes in the crank angle and the in-cylinder pressure when the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder is reduced during the reverse rotation of the internal combustion engine. As can be seen from the figure, when the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder (the third cylinder in the example of FIG. 11) is reduced immediately after the internal combustion engine starts reverse rotation, the repulsive force due to the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder becomes small. In addition, since the inertial force in the reverse rotation direction of the internal combustion engine is still small when the pressure is reduced, the reverse rotation of the internal combustion engine is stopped immediately after the in-cylinder pressure is reduced. Therefore, in this embodiment, the internal combustion engine is reduced in the cylinder pressure of the compression stroke cylinder when the internal combustion engine is rotating in reverse and before or when the crank angle reaches the target stop crank angle. I am trying to stop at.

また、圧縮行程気筒の筒内圧力の低減を開始する時のクランク角は、内燃機関が正回転から逆回転に変わるときのクランク角(以下、「逆転クランク角」と称す)に応じて定める。すなわち、逆転クランク角が圧縮行程気筒の圧縮上死点に近い場合には筒内圧力の低減を開始する時のクランク角を圧縮行程気筒の圧縮上死点側に移動させ、逆転クランク角が圧縮行程気筒の圧縮上死点から離れている場合には筒内圧力の低減を開始する時のクランク角も圧縮行程気筒の圧縮上死点から離れる側に移動させる。これは逆転クランク角から筒内圧力の低減を開始する時のクランク角までの角度が大きいと、その間に内燃機関の逆回転方向の慣性力が大きくなり、筒内圧力の低減を行ってから内燃機関が完全に停止するまでに内燃機関が回転する角度が大きくなるためである。   Further, the crank angle at which the reduction of the cylinder pressure of the compression stroke cylinder is started is determined according to the crank angle when the internal combustion engine changes from forward rotation to reverse rotation (hereinafter referred to as “reverse crank angle”). That is, when the reverse crank angle is close to the compression top dead center of the compression stroke cylinder, the crank angle at the start of the reduction of the in-cylinder pressure is moved to the compression top dead center side of the compression stroke cylinder, and the reverse crank angle is compressed. When it is away from the compression top dead center of the stroke cylinder, the crank angle when starting to reduce the in-cylinder pressure is also moved to the side away from the compression top dead center of the compression stroke cylinder. This is because if the angle from the reverse crank angle to the crank angle when starting the reduction of the in-cylinder pressure is large, the inertial force in the reverse rotation direction of the internal combustion engine increases during that time, and after reducing the in-cylinder pressure, the internal combustion engine This is because the angle at which the internal combustion engine rotates until the engine is completely stopped increases.

なお、本実施形態では、筒内圧力の低減は補助排気弁25を開弁することによって行われる。また、上述したように機関再始動時には吸気弁17及び排気弁19の開閉弁時期を遅角させるのが好ましいため、本実施形態では内燃機関が完全に停止した後に吸気弁17及び排気弁19の開閉弁時期を遅角させるようにしている。   In the present embodiment, the in-cylinder pressure is reduced by opening the auxiliary exhaust valve 25. In addition, since it is preferable to retard the opening / closing valve timings of the intake valve 17 and the exhaust valve 19 when the engine is restarted as described above, in this embodiment, after the internal combustion engine is completely stopped, the intake valve 17 and the exhaust valve 19 The opening / closing valve timing is retarded.

図12は、上述した機関停止制御を実行する制御ルーチンのフローチャートである。まず、ステップ101においてアクセル踏込み量センサ41及びクランク角センサ28等の出力に基づいて機関停止条件が成立したか否かが判定される。機関停止条件が成立していないと判定された場合には制御ルーチンが終了せしめられる。一方、機関停止条件が成立していると判定された場合には、ステップ102へと進む。   FIG. 12 is a flowchart of a control routine for executing the engine stop control described above. First, in step 101, it is determined whether or not an engine stop condition is satisfied based on the outputs of the accelerator depression amount sensor 41, the crank angle sensor 28, and the like. If it is determined that the engine stop condition is not satisfied, the control routine is terminated. On the other hand, if it is determined that the engine stop condition is satisfied, the routine proceeds to step 102.

ステップ102〜ステップ104では、燃料噴射及び点火が中止されると共に、各気筒への筒内充填空気量を多くするために、スロットル弁7のスロットル開度が増大され、吸気弁17が進角される。次いで、ステップ105では、内燃機関が逆回転を開始したか否かが判定される。ステップ105において、内燃機関が逆回転を開始していないと判定された場合、すなわち内燃機関がまだ正回転している場合には、ステップ105が繰り返される。一方、ステップ105において、内燃機関が逆回転を開始したと判定された場合には、ステップ106へと進み、クランク角センサ42により内燃機関が逆回転を開始したときのクランク角、すなわち逆転クランク角Acrが検出される。   In steps 102 to 104, fuel injection and ignition are stopped, and the throttle opening of the throttle valve 7 is increased and the intake valve 17 is advanced in order to increase the amount of in-cylinder charged air into each cylinder. The Next, at step 105, it is determined whether or not the internal combustion engine has started reverse rotation. If it is determined in step 105 that the internal combustion engine has not started reverse rotation, that is, if the internal combustion engine is still rotating forward, step 105 is repeated. On the other hand, if it is determined in step 105 that the internal combustion engine has started reverse rotation, the routine proceeds to step 106 where the crank angle when the internal combustion engine starts reverse rotation by the crank angle sensor 42, that is, the reverse crank angle. Acr is detected.

次いで、ステップ107では、ステップ106において検出された逆転クランク角Acに基づいて筒内圧力の減圧を開始すべき減圧開始クランク角Actが算出される。より詳細には、逆転クランク角と減圧を開始すべき減圧開始クランク角との関係を予め実験的に又は計算によって求め、マップとしてECU30のROM32に保存し、このマップに基づいて上記減圧開始クランク角Actの算出が行われる。次いで、ステップ108においてクランク角センサ42によって検出された現在のクランク角Acが、上記減圧開始クランク角Actとなっているか否かが判定され、クランク角Acが減圧開始クランク角Actと異なる場合にはステップ108が繰り返される。一方、ステップ108において、クランク角Acが目標クランク角Actと同じであると判定された場合にはステップ109へと進む。ステップ109では、圧縮行程気筒の補助排気弁25が開弁せしめられ、圧縮行程気筒の筒内圧力の低減が行われ、その後内燃機関が停止せしめられる。   Next, at step 107, a depressurization start crank angle Act for starting depressurization of the in-cylinder pressure is calculated based on the reverse rotation crank angle Ac detected at step 106. More specifically, the relationship between the reverse rotation crank angle and the decompression start crank angle at which decompression is to be started is obtained in advance experimentally or by calculation, stored as a map in the ROM 32 of the ECU 30, and the decompression start crank angle is based on this map. Act is calculated. Next, it is determined in step 108 whether or not the current crank angle Ac detected by the crank angle sensor 42 is the decompression start crank angle Act. If the crank angle Ac is different from the decompression start crank angle Act, Step 108 is repeated. On the other hand, if it is determined in step 108 that the crank angle Ac is the same as the target crank angle Act, the routine proceeds to step 109. In step 109, the auxiliary exhaust valve 25 of the compression stroke cylinder is opened, the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder is reduced, and then the internal combustion engine is stopped.

次に、本発明の第二の実施形態の制御装置について説明する。本実施形態では、内燃機関及び制御装置の構成は基本的に上記第一の実施形態における構成と同様である。ただし、第二の実施形態では圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させる時期が第一の実施形態における当該時期とは異なっており、第二の実施形態では内燃機関が正回転から逆回転へと移り変わろうとして一旦静止したとき(以下、「静止時」と称す)に圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させることとしている。   Next, the control apparatus of 2nd embodiment of this invention is demonstrated. In the present embodiment, the configurations of the internal combustion engine and the control device are basically the same as those in the first embodiment. However, in the second embodiment, the timing for reducing the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder is different from the timing in the first embodiment. In the second embodiment, the internal combustion engine changes from normal rotation to reverse rotation. The cylinder pressure of the compression stroke cylinder is reduced when it is temporarily stopped to change (hereinafter referred to as “at rest”).

図13は、図9〜図11と同様な図であり、内燃機関が正回転から逆回転へと移り変わろうとして一旦静止したときに圧縮行程気筒の筒内圧力を減圧した場合のクランク角及び筒内圧力の推移を示している。図からわかるように、内燃機関が静止した時に圧縮行程気筒(図11の例では3番気筒)の筒内圧力を低減させると、圧縮行程気筒の筒内圧力による反発力が小さくなると共に圧力低減時において内燃機関の回転慣性力は全くないため、筒内圧力の減圧が行われたときのまま又はその後僅かに逆回転して内燃機関が停止せしめられる。このように、本実施形態では、内燃機関の静止時に圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させることにより、内燃機関を目標停止クランク角で停止させるようにしている。   FIG. 13 is a view similar to FIGS. 9 to 11, and shows the crank angle and the cylinder when the cylinder pressure of the compression stroke cylinder is reduced when the internal combustion engine is stopped once trying to change from forward rotation to reverse rotation. It shows the transition of internal pressure. As can be seen from the figure, when the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder (the third cylinder in the example of FIG. 11) is reduced when the internal combustion engine is stationary, the repulsive force due to the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder is reduced and the pressure is reduced. At that time, there is no rotational inertia force of the internal combustion engine, so that the internal combustion engine is stopped as it is when the in-cylinder pressure is reduced or slightly reversely rotated thereafter. Thus, in this embodiment, the internal combustion engine is stopped at the target stop crank angle by reducing the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder when the internal combustion engine is stationary.

ただし、このようにして内燃機関を目標停止クランク角で停止させるためには、上記静止位置が目標停止クランク角付近でなければならない。そこで、本実施形態では、内燃機関を目標停止クランク角付近で静止させるように、機関停止条件成立時又はその直後にスロットル弁7の開度又は吸気弁17の開閉弁時期を調整するようにしている。   However, in order to stop the internal combustion engine at the target stop crank angle in this way, the stationary position must be near the target stop crank angle. Therefore, in this embodiment, the opening degree of the throttle valve 7 or the opening / closing valve timing of the intake valve 17 is adjusted when the engine stop condition is satisfied or immediately after the engine stop condition is satisfied so that the internal combustion engine is stopped near the target stop crank angle. Yes.

図14は、吸気弁17の閉弁時期に応じた機関停止直前におけるクランク角等の推移を示しており、図14(a)は吸気弁17の閉弁時期が進角されている場合、図14(c)は吸気弁17の閉弁時期が遅角されている場合、図14(b)は吸気弁17の閉弁時期が図14(a)に示した場合と図14(c)に示した場合との中間にある場合をそれぞれ示している。   FIG. 14 shows the transition of the crank angle or the like immediately before the engine is stopped according to the closing timing of the intake valve 17, and FIG. 14 (a) shows the case where the closing timing of the intake valve 17 is advanced. 14 (c) shows a case where the closing timing of the intake valve 17 is retarded. FIG. 14 (b) shows a case where the closing timing of the intake valve 17 is shown in FIG. 14 (a) and FIG. 14 (c). Each case is shown in the middle of the case shown.

上述したように吸気弁17の閉弁時期が進角されている場合には各気筒への筒内充填空気量が多くなる。このため、図14(a)に示したように、圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の筒内圧力はかなり高く、よって筒内圧力による反発力は大きい。従って、吸気弁17の閉弁時期が進角されている場合には、機関停止直前に大きな振幅でクランク角が振動し、これに伴って図14(a)に示した例では内燃機関は順に170、40、140、70度のクランク角で静止する。   As described above, when the closing timing of the intake valve 17 is advanced, the in-cylinder charged air amount to each cylinder increases. For this reason, as shown in FIG. 14A, the in-cylinder pressures of the compression stroke cylinder and the expansion stroke cylinder are considerably high, and thus the repulsive force due to the in-cylinder pressure is large. Accordingly, when the closing timing of the intake valve 17 is advanced, the crank angle vibrates with a large amplitude immediately before the engine stops, and accordingly, in the example shown in FIG. It stops at a crank angle of 170, 40, 140, 70 degrees.

一方、吸気弁17の閉弁時期が遅角されている場合には各気筒への筒内充填空気量が少ない。このため、図14(c)に示したように、圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の筒内圧力はあまり高くなく、よって筒内圧力による反発力は小さい。従って、吸気弁17の閉弁時期が遅角されている場合には、機関停止直前に小さい振幅でクランク角が振動し、これに伴って図14(c)に示した例では内燃機関は順に140、50度のクランク角で静止する。   On the other hand, when the closing timing of the intake valve 17 is retarded, the in-cylinder charged air amount to each cylinder is small. For this reason, as shown in FIG. 14C, the in-cylinder pressures of the compression stroke cylinder and the expansion stroke cylinder are not so high, and the repulsive force due to the in-cylinder pressure is small. Therefore, when the closing timing of the intake valve 17 is retarded, the crank angle vibrates with a small amplitude immediately before the engine is stopped, and in accordance with this, in the example shown in FIG. It stops at a crank angle of 140, 50 degrees.

吸気弁17の閉弁時期がこれらの中間にある場合、図14(b)に示したように各気筒への筒内充填空気量は中程度であり、よって筒内圧力による反発力も中程度である。従ってこの場合、機関停止直前に中程度の振幅でクランク角が振動し、これに伴って図14(b)に示した例では内燃機関は順に160、50、120、80度のクランク角で静止する。   When the closing timing of the intake valve 17 is in the middle of these, as shown in FIG. 14B, the in-cylinder charged air amount to each cylinder is medium, and therefore the repulsive force due to the in-cylinder pressure is also medium. is there. Accordingly, in this case, the crank angle vibrates with a medium amplitude immediately before the engine stops, and in accordance with this, the internal combustion engine stops at crank angles of 160, 50, 120, and 80 degrees in order in the example shown in FIG. To do.

このように、吸気弁17の閉弁時期を調整することによって、内燃機関が静止するクランク角を制御することができる。そこで、本実施形態では、内燃機関が目標停止クランク角で静止するように吸気弁17の閉弁時期を調整すると共に、内燃機関が静止した時に圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させるようにしている。例えば、目標停止クランク角が160度である場合には、吸気弁17の閉弁時期を中程度にすると共に、内燃機関が静止したときに補助排気弁25を開弁させる。   Thus, by adjusting the valve closing timing of the intake valve 17, the crank angle at which the internal combustion engine stops can be controlled. Therefore, in this embodiment, the closing timing of the intake valve 17 is adjusted so that the internal combustion engine stops at the target stop crank angle, and the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder is reduced when the internal combustion engine stops. Yes. For example, when the target stop crank angle is 160 degrees, the closing timing of the intake valve 17 is made medium, and the auxiliary exhaust valve 25 is opened when the internal combustion engine is stationary.

なお、機関停止条件成立時又はその直後にスロットル弁7の開度を調整することによっても同様に内燃機関の静止位置を調整することができる。すなわち、スロットル弁7の開度を大きくすると筒内充填空気量が増大し、内燃機関のクランク角は図14(a)に示したように推移し、逆にスロットル弁7の開度を小さくすると筒内充填空気量が減少し、よって内燃機関のクランク角は図14(c)に示したように推移する。   The stationary position of the internal combustion engine can be similarly adjusted by adjusting the opening degree of the throttle valve 7 when the engine stop condition is satisfied or immediately after that. That is, when the opening degree of the throttle valve 7 is increased, the amount of air charged in the cylinder increases, the crank angle of the internal combustion engine changes as shown in FIG. 14A, and conversely, when the opening degree of the throttle valve 7 is reduced. The in-cylinder charged air amount decreases, and therefore the crank angle of the internal combustion engine changes as shown in FIG.

また、スロットル弁7の開度及び吸気弁17の閉弁時期を適切に制御したとしても内燃機関の静止位置が目標停止クランク角にならない場合もあるため、斯かる場合には第二の実施形態の制御装置を第一実施形態の制御装置と組み合わせて用いてもよい。すなわち、内燃機関の静止位置が目標停止クランク角にならなかった場合には、内燃機関の静止時に圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させるのではなく、内燃機関の逆回転時に圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させて内燃機関を目標停止クランク角で停止させるようにしてもよい。   Moreover, even if the opening degree of the throttle valve 7 and the closing timing of the intake valve 17 are appropriately controlled, the stationary position of the internal combustion engine may not reach the target stop crank angle. These control devices may be used in combination with the control device of the first embodiment. That is, when the internal combustion engine stationary position does not reach the target stop crank angle, the cylinder pressure of the compression stroke cylinder is not reduced when the internal combustion engine rotates in reverse, rather than reducing the cylinder pressure of the compression stroke cylinder when the internal combustion engine is stationary. The internal pressure may be reduced to stop the internal combustion engine at the target stop crank angle.

なお、上記実施形態では、圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させる手段として補助排気弁25を用いているが、それ以外の手段を用いることも可能である。例えば、燃焼室15及び吸気ポート16に通じる補助吸気ポートを形成し、補助吸気ポートに当該ポートを開閉する補助吸気弁を設けたものを、圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させる手段として用いてもよい。或いは、補助ポート及び補助ポートを設けずに、吸気弁17及び排気弁19をこれらの代わりとして用いてもよい。この場合、例えば、吸気弁19の閉弁時期を遅角させることによって圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させるために圧縮行程気筒の吸気弁19を開弁させることができる。また、吸気弁駆動装置22又は排気弁駆動装置23が電磁アクチュエータから形成されている場合には、この電磁アクチュエータに開弁信号を送信することによって圧縮行程気筒の筒内圧力を減圧させるようにしてもよい。   In the above embodiment, the auxiliary exhaust valve 25 is used as a means for reducing the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder, but other means may be used. For example, an auxiliary intake port that communicates with the combustion chamber 15 and the intake port 16 and an auxiliary intake valve that opens and closes the auxiliary intake port is provided as means for reducing the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder. Also good. Or you may use the intake valve 17 and the exhaust valve 19 instead of these, without providing an auxiliary port and an auxiliary port. In this case, for example, the intake valve 19 of the compression stroke cylinder can be opened in order to reduce the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder by retarding the closing timing of the intake valve 19. Further, when the intake valve driving device 22 or the exhaust valve driving device 23 is formed of an electromagnetic actuator, the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder is reduced by transmitting a valve opening signal to the electromagnetic actuator. Also good.

さらに、上記実施形態では、内燃機関が完全に停止する前に圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させることによって内燃機関を目標クランク角で停止させるようにしている。しかしながら、内燃機関が完全停止した時、またはその直後であって圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の筒内圧力が大気圧にまで低下していない時に圧縮行程気筒又は膨張行程気筒の筒内圧力を低減させ、内燃機関が一旦完全停止した後に圧縮行程気筒と膨張行程気筒との差圧によって内燃機関を僅かに回転させて、内燃機関を目標クランク角で停止させるようにしてもよい。上述したように内燃機関はピストン14がその行程の中間位置付近に位置するようなクランク角で停止することが多いため、この場合、内燃機関が一旦完全停止した時又はその直後に圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させることになる。   Furthermore, in the above embodiment, the internal combustion engine is stopped at the target crank angle by reducing the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder before the internal combustion engine is completely stopped. However, the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder or the expansion stroke cylinder is reduced when the internal combustion engine is completely stopped or just after that and when the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder and the expansion stroke cylinder is not reduced to the atmospheric pressure. Then, after the internal combustion engine is completely stopped, the internal combustion engine may be slightly rotated by the differential pressure between the compression stroke cylinder and the expansion stroke cylinder to stop the internal combustion engine at the target crank angle. As described above, the internal combustion engine often stops at a crank angle such that the piston 14 is positioned near the intermediate position of the stroke. In this case, the compression stroke cylinder is either immediately stopped or immediately after the internal combustion engine is completely stopped. In-cylinder pressure is reduced.

なお、上記説明では、キースイッチ44がオンにされている場合における機関停止時の再始動について説明しており、従ってキースイッチ44がオフにされることによって内燃機関の回転が停止した場合の再始動は基本的に電気モータによって行われる。これは、キースイッチ44がオフにされている場合に内燃機関の回転が停止してから再始動させるまでの間に内燃機関のクランク角が変わってしまう場合があることによるものである。ただし、キースイッチ44がオフにされている間に内燃機関のクランク角が変わっていなければ、キースイッチ44がオフにされることによって内燃機関の回転が停止した後にキースイッチ44がオンにされて再始動させる場合においても同様の制御を行ってもよい。   In the above description, the restart when the engine is stopped when the key switch 44 is turned on has been described. Therefore, the restart when the rotation of the internal combustion engine is stopped by turning the key switch 44 off is described. Starting is basically performed by an electric motor. This is because when the key switch 44 is turned off, the crank angle of the internal combustion engine may change between when the rotation of the internal combustion engine stops and when it is restarted. However, if the crank angle of the internal combustion engine does not change while the key switch 44 is turned off, the key switch 44 is turned on after the rotation of the internal combustion engine is stopped by turning the key switch 44 off. The same control may be performed when restarting.

なお、上記説明において「膨張行程気筒」とは、機関停止時に膨張行程の途中となる気筒として説明しているが、より詳細にはいずれの気筒においても筒内圧力の減圧を行わない場合に機関停止時に膨張行程の途中になると予想される気筒及び機関停止時に実際に膨張行程の途中となっている気筒を意味し、同様に「圧縮行程気筒」とは、いずれの気筒においても筒内圧力の減圧を行わない場合に機関停止時に圧縮行程の途中になると予想される気筒及び機関停止時に実際に圧縮行程の途中となっている気筒を意味する。   In the above description, the “expansion stroke cylinder” is described as a cylinder that is in the middle of the expansion stroke when the engine is stopped. However, more specifically, in any cylinder, when the pressure in the cylinder is not reduced, the engine This means cylinders that are expected to be in the middle of the expansion stroke when the engine is stopped, and cylinders that are actually in the middle of the expansion stroke when the engine is stopped. Similarly, the “compression stroke cylinder” refers to the cylinder pressure in any cylinder. This means a cylinder that is expected to be in the middle of the compression stroke when the engine is stopped when decompression is not performed, and a cylinder that is actually in the middle of the compression stroke when the engine is stopped.

本発明が適用される内燃機関の全体図である。1 is an overall view of an internal combustion engine to which the present invention is applied. 各気筒の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of each cylinder. 吸気弁の開閉弁時期を示す図である。It is a figure which shows the on-off valve timing of an intake valve. 通常運転時における各気筒のサイクル、燃料噴射時期、及び点火時期を示す図である。It is a figure which shows the cycle of each cylinder at the time of normal driving | operation, fuel injection timing, and ignition timing. 機関停止中に機関再始動条件が成立した場合における燃料噴射期間、点火時期、吸気弁の開閉弁期間及び排気弁の開閉弁期間を示す図である。It is a figure which shows the fuel-injection period, ignition timing, the opening / closing valve period of an intake valve, and the opening / closing valve period of an exhaust valve when the engine restart conditions are satisfied during an engine stop. 膨張行程気筒におけるピストンの位置と圧縮行程気筒におけるピストンの位置との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the position of the piston in an expansion stroke cylinder, and the position of the piston in a compression stroke cylinder. 機関再始動条件が成立してからのクランク角及び筒内圧力の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the crank angle and cylinder pressure after engine restart conditions are satisfied. 停止クランク角と、その停止クランク角から内燃機関を再始動させようとした場合に回転可能な角度との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between a stop crank angle and the angle which can be rotated when it is going to restart an internal combustion engine from the stop crank angle. 機関停止の際におけるクランク角及び筒内圧力の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the crank angle and cylinder pressure in the case of an engine stop. 圧縮行程気筒の筒内圧力の上昇中に当該気筒の筒内圧力を低減させた場合におけるクランク角及び筒内圧力の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the crank angle and cylinder pressure when the cylinder pressure of the said cylinder is reduced during the raise of cylinder pressure of a compression stroke cylinder. 内燃機関の逆回転中に圧縮行程気筒の筒内圧力を減圧した場合のクランク角及び筒内圧力の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of a crank angle at the time of reducing the cylinder pressure of a compression stroke cylinder during reverse rotation of an internal combustion engine, and cylinder pressure. 機関停止制御を実行する制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the control routine which performs engine stop control. 内燃機関が正回転から逆回転へと移り変わろうとして一旦静止したときに圧縮行程気筒の筒内圧力を減圧した場合のクランク角及び筒内圧力の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the crank angle and cylinder pressure when the cylinder pressure of a compression stroke cylinder is pressure-reduced, when an internal combustion engine is once stopped still trying to change from normal rotation to reverse rotation. 吸気弁の閉弁時期に応じた機関停止直前におけるクランク角等の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the crank angle etc. just before the engine stop according to the valve closing time of an intake valve.

符号の説明Explanation of symbols

1 機関本体
1a 気筒
15 燃焼室
17 吸気弁
19 排気弁
20 点火栓
21 燃料噴射弁
22 吸気弁駆動装置
23 排気弁駆動装置
25 補助排気弁
26 補助排気弁駆動装置
27 クランクシャフト
28 電気モータ
30 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine body 1a Cylinder 15 Combustion chamber 17 Intake valve 19 Exhaust valve 20 Spark plug 21 Fuel injection valve 22 Intake valve drive device 23 Exhaust valve drive device 25 Auxiliary exhaust valve 26 Auxiliary exhaust valve drive device 27 Crankshaft 28 Electric motor 30 ECU

Claims (11)

筒内に直接的に燃料噴射を行う燃料噴射弁と、筒内の混合気への点火を行う点火栓とを具備し、機関停止中に機関再始動条件が成立した場合に機関停止中に膨張行程の途中にある気筒に燃料噴射及び点火を行うことで内燃機関を再始動させる内燃機関の制御装置において、
機関停止直前又は機関停止後に、少なくともいずれか一つの気筒の筒内圧力を低減させることにより、機関停止時に圧縮行程の途中となる圧縮行程気筒と膨張行程の途中となる膨張行程気筒との間で筒内充填空気量が異なるように筒内充填空気量を調整する筒内充填空気量調整手段をさらに具備する、内燃機関の制御装置。
A fuel injection valve that directly injects fuel into the cylinder, and an ignition plug that ignites the air-fuel mixture in the cylinder, and expands when the engine is restarted when the engine restart condition is met In a control device for an internal combustion engine that restarts the internal combustion engine by injecting and igniting a cylinder in the middle of a stroke,
By reducing the in-cylinder pressure of at least one of the cylinders immediately before the engine stop or after the engine stop, between the compression stroke cylinder that is in the middle of the compression stroke and the expansion stroke cylinder that is in the middle of the expansion stroke when the engine is stopped A control device for an internal combustion engine, further comprising a cylinder filling air amount adjusting means for adjusting the cylinder filling air amount so that the cylinder filling air amount is different.
上記内燃機関が4気筒であり、上記筒内充填空気量調整手段は機関停止時のクランク角が膨張行程気筒の圧縮上死点を基準として105〜125度となるように筒内充填空気量を調整する、請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   The internal combustion engine has four cylinders, and the in-cylinder charged air amount adjusting means adjusts the in-cylinder charged air amount so that the crank angle when the engine is stopped is 105 to 125 degrees with reference to the compression top dead center of the expansion stroke cylinder. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control is performed. 上記内燃機関が6気筒であり、上記筒内充填空気量調整手段は機関停止時のクランク角が膨張行程気筒の圧縮上死点を基準として60〜70度となるように筒内充填空気量を調整する、請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   The internal combustion engine has 6 cylinders, and the in-cylinder charged air amount adjusting means adjusts the in-cylinder charged air amount so that the crank angle when the engine is stopped is 60 to 70 degrees with reference to the compression top dead center of the expansion stroke cylinder. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control is performed. 上記少なくともいずれか一つの気筒が圧縮行程気筒であり、上記筒内充填空気量調整手段は、上記圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させることにより、圧縮行程気筒の筒内充填空気量が膨張行程気筒の筒内充填空気量よりも少なくなるように筒内充填空気量を調整する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。   The at least one cylinder is a compression stroke cylinder, and the cylinder charge air amount adjusting means reduces the cylinder pressure of the compression stroke cylinder so that the cylinder charge air amount of the compression stroke cylinder is expanded. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the in-cylinder charged air amount is adjusted so as to be smaller than the in-cylinder charged air amount of the cylinder. 上記筒内充填空気量調整手段は、機関停止直前に内燃機関が逆回転しているときに、上記圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させる、請求項4に記載の内燃機関の制御装置。   5. The control device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the in-cylinder charged air amount adjusting means reduces the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder when the internal combustion engine rotates in reverse immediately before the engine is stopped. 上記筒内充填空気量調整手段は、内燃機関が正回転から逆回転に移行しようとして一時的に静止している内燃機関の静止時に、上記圧縮行程気筒の筒内圧力を低減させる、請求項4に記載の内燃機関の制御装置。   The in-cylinder charged air amount adjusting means reduces the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder when the internal combustion engine is stationary while trying to shift from forward rotation to reverse rotation. The control apparatus of the internal combustion engine described in 1. 上記内燃機関が一時的に静止するときのクランク角が所定のクランク角となるように内燃機関の運転パラメータを調整する静止クランク角調整手段をさらに具備する、請求項6に記載の内燃機関の制御装置。   The control of the internal combustion engine according to claim 6, further comprising a stationary crank angle adjusting means for adjusting an operation parameter of the internal combustion engine so that a crank angle when the internal combustion engine is temporarily stationary becomes a predetermined crank angle. apparatus. 上記少なくともいずれか一つの気筒の筒内圧力の低減は、機関停止後であって圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の筒内圧力が大気圧よりも高いときに行う、請求項1〜4のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。   The in-cylinder pressure of at least one of the cylinders is reduced when the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder and the expansion stroke cylinder is higher than the atmospheric pressure after the engine is stopped. The control device for an internal combustion engine according to claim 1. 吸気弁及び排気弁をさらに具備し、上記少なくともいずれか一つの気筒の筒内圧力の低減を吸気弁又は排気弁の開弁により行う、請求項1〜8のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。   The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8, further comprising an intake valve and an exhaust valve, wherein the in-cylinder pressure of the at least one cylinder is reduced by opening the intake valve or the exhaust valve. Control device. 吸気弁及び排気弁とは別に筒内圧力を低減させる補助弁を具備し、上記少なくともいずれか一つの気筒の筒内圧力の低減を補助弁の開弁により行う、請求項1〜8のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。   9. An auxiliary valve for reducing the in-cylinder pressure separately from the intake valve and the exhaust valve, and reducing the in-cylinder pressure of at least one of the cylinders by opening the auxiliary valve. The control device for an internal combustion engine according to claim 1. 機関停止後に吸気弁及び排気弁の開閉弁時期を遅角させる遅角制御を行う、請求項1〜10のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。   The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10, wherein retard control is performed to retard the opening / closing valve timing of the intake valve and the exhaust valve after the engine is stopped.
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