JP2006336572A - Starter of internal combustion engine - Google Patents

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Fumiaki Hiraishi
文昭 平石
Nozomi Nakamura
望 中村
Nobuaki Murakami
信明 村上
Toshimi Fukuda
利実 福田
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a starter of an internal combustion engine capable of realizing speedy and silent start by direct start in a wide scope. <P>SOLUTION: Ignition is performed after supplying compressed air and fuel into a combustion chamber 2 in a cylinder in an expansion stroke while the engine 1 stops, and compressed air is supplied into the combustion chamber 2 in the cylinder in a compression stroke while the engine stops when a stop position of a piston 16 in the cylinder is less than a predetermined crank angle, namely, in the vicinity of top dead center for ignition. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の始動装置に係り、詳しくは燃焼室内に燃焼を生起させることにより内燃機関を始動させる技術に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine starter, and more particularly to a technique for starting an internal combustion engine by causing combustion in a combustion chamber.

従来、内燃機関(以下、エンジンともいう)の始動方法として、膨張行程気筒の燃焼室内に燃焼を生起させることにより、当該燃焼エネルギを始動の動力とする所謂ダイレクトスタートという技術がある。
しかしながら、ダイレクトスタートの始動性は、エンジンの停止中に膨張行程にある気筒のピストンの停止位置、つまり燃焼室内の空気量によって左右され、例えば空気量が少ないような状態の膨張行程気筒内に燃焼を生起させたとしても、エンジンの始動に見合うだけの膨張仕事を得ることは困難である。
Conventionally, as a starting method of an internal combustion engine (hereinafter, also referred to as an engine), there is a so-called direct start technique in which combustion is caused in a combustion chamber of an expansion stroke cylinder to use the combustion energy as starting power.
However, the startability of the direct start depends on the stop position of the piston of the cylinder in the expansion stroke while the engine is stopped, that is, the amount of air in the combustion chamber. For example, the combustion in the expansion stroke cylinder in a state where the air amount is small Even if this occurs, it is difficult to obtain expansion work that is commensurate with the start of the engine.

このように、ダイレクトスタートによるエンジンの始動は範囲が限られている。
そこで、膨張行程気筒の燃焼によるエンジンの始動が不完全である場合にはスタータを補助的に作動させることにより始動を完全にする技術が開発されている(特許文献1参照)。
特開2002−4985号公報
Thus, the engine start by direct start has a limited range.
In view of this, a technique has been developed in which the starter is operated supplementarily when the engine is not completely started due to combustion in the expansion stroke cylinder (see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-4985

しかしながら、上記特許文献1に開示されるように、ダイレクトスタートによる始動状態が不完全である場合は電動機を作動させクランキングを付け足すことで始動を確実にすることは、ダイレクトスタートのみでの始動性を確保するものではない。
即ち、上記特許文献1に開示された技術では、ダイレクトスタートによる迅速な始動や静寂性等の利点を十分に活かすことができないという問題がある。
However, as disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, when the start state by the direct start is incomplete, it is possible to ensure the start by operating the motor and adding the cranking. It is not something to secure.
That is, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that it is not possible to make full use of advantages such as quick start by direct start and quietness.

また、ダイレクトスタートは通常膨張行程気筒に燃焼を生起させるため、エンジンの停止中であっても膨張行程気筒の燃焼室内に燃料を供給することができる筒内噴射型エンジンへの適用が主であり、吸気ポートにインジェクタが臨んでおり燃焼室内への燃料の供給が吸気行程に限られてしまうような吸気管噴射型の所謂MPIエンジンへの適用は困難であった。   In addition, since direct start usually causes combustion in the expansion stroke cylinder, it is mainly applied to an in-cylinder injection type engine that can supply fuel into the combustion chamber of the expansion stroke cylinder even when the engine is stopped. Therefore, it has been difficult to apply to the so-called MPI engine of the intake pipe injection type in which the injector faces the intake port and the supply of fuel into the combustion chamber is limited to the intake stroke.

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、より広い範囲でダイレクトスタートによる迅速で静寂な始動を行うことができる内燃機関の始動装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a starter for an internal combustion engine that can perform a quick and silent start by a direct start in a wider range. It is in.

上記した目的を達成するために、請求項1の内燃機関の始動装置では、複数の気筒を有する内燃機関と、前記複数の気筒の各行程を判別する気筒判別手段と、前記複数の気筒の各ピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、前記複数の気筒の各燃焼室に燃料を供給する燃料供給手段と、前記複数の気筒の各燃焼室に圧縮空気を直接供給する圧縮空気供給手段と、前記複数の気筒の各燃焼室で点火を行う点火手段と、前記燃料供給手段により、前記気筒判別手段により判別される前記内燃機関の停止中に膨張行程にある気筒及び圧縮行程にある気筒のそれぞれの燃焼室内に、前記内燃機関の停止中に燃料を供給する或いは供給しておくとともに、前記圧縮空気供給手段により、前記内燃機関の停止中に膨張行程にある気筒での前記点火手段による点火の前に該膨張行程にある気筒の燃焼室内に圧縮空気を供給し、且つ前記内燃機関の停止中に圧縮行程にあった気筒の前記ピストン位置検出手段により検出されるピストン位置が所定位置よりも上死点側であったとき、該圧縮行程にあった気筒での前記点火手段による点火の前に該圧縮行程にあった気筒の燃焼室内に圧縮空気を供給し、前記点火手段により、前記内燃機関を始動させるべく、前記内燃機関の停止中に膨張行程にある気筒で点火を行い、且つ前記内燃機関の停止中に圧縮行程にある気筒が膨張行程に移行した後に該圧縮行程にあった気筒で点火を行うように制御する制御手段とを備えることを特徴としている。   In order to achieve the above object, in the internal combustion engine starter according to claim 1, an internal combustion engine having a plurality of cylinders, cylinder discrimination means for discriminating each stroke of the plurality of cylinders, and each of the plurality of cylinders Piston position detecting means for detecting a piston position, fuel supply means for supplying fuel to the combustion chambers of the plurality of cylinders, compressed air supply means for directly supplying compressed air to the combustion chambers of the plurality of cylinders, An ignition unit that performs ignition in each combustion chamber of the plurality of cylinders, and a cylinder that is in an expansion stroke and a cylinder that is in a compression stroke while the internal combustion engine is stopped, which is determined by the cylinder determination unit by the fuel supply unit In the combustion chamber of the engine, fuel is supplied or supplied while the internal combustion engine is stopped, and the compressed air supply means causes the ignition hand in the cylinder in the expansion stroke while the internal combustion engine is stopped. The piston position detected by the piston position detecting means of the cylinder that was in the compression stroke while supplying the compressed air into the combustion chamber of the cylinder in the expansion stroke before ignition by Before the ignition by the ignition means in the cylinder that was in the compression stroke, compressed air is supplied into the combustion chamber of the cylinder that was in the compression stroke, and the ignition means In order to start the internal combustion engine, ignition is performed in the cylinder in the expansion stroke while the internal combustion engine is stopped, and the cylinder in the compression stroke is shifted to the expansion stroke while the internal combustion engine is stopped. And a control means for controlling the cylinder to perform ignition.

即ち、内燃機関の停止中に膨張行程にある気筒と圧縮行程にある気筒とを検出し、内燃機関の始動前に当該膨張行程にある気筒には燃料及び圧縮空気を供給し、圧縮行程にある気筒には燃料を供給しておく。そして、膨張行程にある気筒において点火を行うことで燃焼を生起させて内燃機関の始動を開始させ、圧縮行程にある気筒に関しては、内燃機関停止中のピストン位置が所定位置よりも上死点側にあった場合に圧縮空気を供給してから、膨張行程に入り点火を行う。   That is, the cylinders in the expansion stroke and the cylinders in the compression stroke are detected while the internal combustion engine is stopped, and fuel and compressed air are supplied to the cylinders in the expansion stroke before the internal combustion engine is started. Fuel is supplied to the cylinder. Then, ignition is performed in the cylinder in the expansion stroke to cause combustion to start the internal combustion engine, and with respect to the cylinder in the compression stroke, the piston position when the internal combustion engine is stopped is at the top dead center side than the predetermined position. In such a case, the compressed air is supplied, and then the expansion stroke is started and ignition is performed.

請求項2の内燃機関の始動装置では、請求項1において、前記圧縮空気供給手段は、前記内燃機関の停止中に圧縮行程にあった気筒の前記ピストン位置検出手段により検出されるピストン位置に応じて、前記圧縮行程にあった気筒への圧縮空気量を変更することを特徴とする。
即ち、ピストン停止位置に応じて圧縮行程にある気筒へ供給する圧縮空気量を変更する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a starting device for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the compressed air supply means is responsive to a piston position detected by the piston position detection means of a cylinder that is in a compression stroke while the internal combustion engine is stopped. Then, the amount of compressed air to the cylinder in the compression stroke is changed.
That is, the amount of compressed air supplied to the cylinder in the compression stroke is changed according to the piston stop position.

請求項3の内燃機関の始動装置では、請求項1または2において、前記気筒判別手段により前記内燃機関の停止中に吸気行程にある気筒を判別し、該吸気行程にある気筒の燃焼室内にも前記内燃機関の停止中に燃料を供給する或いは供給しておくことを特徴としている。
即ち、内燃機関停止中に吸気行程にある気筒の燃焼室内に対しても内燃機関始動前に燃料を供給しておく。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a starter for an internal combustion engine according to the first or second aspect, wherein the cylinder discrimination means discriminates a cylinder that is in the intake stroke while the internal combustion engine is stopped, and the cylinder in the intake stroke also has a combustion chamber. Fuel is supplied or supplied while the internal combustion engine is stopped.
That is, fuel is supplied to the combustion chamber of the cylinder in the intake stroke while the internal combustion engine is stopped before the internal combustion engine is started.

請求項4の内燃機関の始動装置では、請求項1または2において、前記燃料供給手段は前記複数の気筒の各吸気ポートに臨むよう設けられ、前記制御手段は、前記燃料供給手段により、前記点火手段による点火を中止してから前記内燃機関が停止に至るまでの吸気行程中に燃焼室内に燃料を供給することで、前記気筒判別手段により判別される前記内燃機関の停止中に前記膨張行程にある気筒及び前記圧縮行程にある気筒の燃焼室内に燃料を供給しておくことを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a starting device for an internal combustion engine according to the first or second aspect, wherein the fuel supply means is provided so as to face each intake port of the plurality of cylinders, and the control means is configured to perform the ignition by the fuel supply means. By supplying fuel into the combustion chamber during the intake stroke from when the ignition by the means is stopped until the internal combustion engine is stopped, the expansion stroke is determined while the internal combustion engine is stopped, which is determined by the cylinder determining means. Fuel is supplied to a combustion chamber of a certain cylinder and a cylinder in the compression stroke.

即ち、吸気ポートに燃料供給手段が臨んでいる内燃機関、即ち燃焼室への燃料の供給が吸気行程の間のみに限られる所謂MPIエンジンであるときは、内燃機関停止中に膨張行程気筒にある気筒及び圧縮行程にある気筒の燃焼室内に燃料を供給しておくため、内燃機関を停止させる際における点火を中止し内燃機関が停止するまでの吸気行程中に燃料を供給することとする。   That is, when the internal combustion engine has a fuel supply means facing the intake port, that is, a so-called MPI engine in which fuel supply to the combustion chamber is limited only during the intake stroke, it is in the expansion stroke cylinder while the internal combustion engine is stopped. Since fuel is supplied into the combustion chambers of the cylinders and the cylinders in the compression stroke, ignition is stopped when the internal combustion engine is stopped, and fuel is supplied during the intake stroke until the internal combustion engine stops.

上記手段を用いる本発明の請求項1の内燃機関の始動装置によれば、膨張行程にある気筒に燃焼を生起させることによって内燃機関を始動させるダイレクトスタートにおいて、内燃機関の始動前に圧縮行程にある気筒に対して予め燃料を供給しておき、当該気筒のピストン位置が所定位置より上死点側である場合には、燃焼室内に圧縮空気を供給し空気量を増加させてから点火を行うことで当該気筒の燃焼を良好に生起させることができ、ダイレクトスタートによる始動性を向上させることができる。   According to the starter for an internal combustion engine of the present invention using the above means, in the direct start for starting the internal combustion engine by causing combustion in the cylinder in the expansion stroke, the compression stroke is started before the internal combustion engine is started. Fuel is supplied in advance to a cylinder, and when the piston position of the cylinder is on the top dead center side from a predetermined position, ignition is performed after supplying compressed air into the combustion chamber and increasing the air amount. As a result, combustion of the cylinder can be favorably caused, and startability by direct start can be improved.

このように、本発明に係る内燃機関の始動装置では、ダイレクトスタートによる始動が困難であったエンジンの停止範囲においても良好に始動させることができるようになり、より広い範囲でダイレクトスタートによる迅速且つ静寂な始動を可能とすることができる。
請求項2の内燃機関の始動装置によれば、内燃機関の始動前に圧縮行程にある気筒に対して、当該気筒のピストン位置に応じて、燃焼室内に圧縮空気量を変更して供給することにより、当該気筒の燃焼を良好に生起させるとともに、当該気筒の圧縮時の反力を抑制し、ダイレクトスタートによる始動性を向上させることができる。
As described above, the internal combustion engine starter according to the present invention can be started well even in the engine stop range, which is difficult to start by direct start. A quiet start can be made possible.
According to the internal combustion engine starter of the second aspect, the compressed air amount is changed and supplied to the cylinder in the compression stroke before starting the internal combustion engine in accordance with the piston position of the cylinder. As a result, combustion of the cylinder can be satisfactorily generated, reaction force during compression of the cylinder can be suppressed, and startability by direct start can be improved.

請求項3の内燃機関の始動装置によれば、内燃機関の停止中に吸気行程にある気筒の燃焼室内にも予め燃料を供給しておくことで、当該気筒の最初の点火までに十分な気化時間を確保することができるので当該気筒も良好な燃焼が生起され、当該内燃機関の始動性をより一層向上させることができる。
請求項4の内燃機関の始動装置によれば、MPIエンジンにおいても、点火を中止し内燃機関が停止するまでの吸気行程中に燃料を供給しておくことで、内燃機関始動前に膨張行程気筒及び圧縮行程気筒の燃焼室内に燃料を予め供給しておくことが可能となり、当該各気筒の点火まで十分に気化時間を確保することができ、ダイレクトスタートによる始動性を向上させることができる。
According to the internal combustion engine starter of the third aspect of the present invention, fuel is supplied in advance to the combustion chamber of the cylinder in the intake stroke while the internal combustion engine is stopped, so that sufficient vaporization is achieved until the first ignition of the cylinder. Since the time can be ensured, the cylinder is also combusted satisfactorily, and the startability of the internal combustion engine can be further improved.
According to the internal combustion engine starter of the present invention, even in the MPI engine, the fuel is supplied during the intake stroke until the ignition is stopped and the internal combustion engine is stopped. In addition, fuel can be supplied in advance into the combustion chamber of the compression stroke cylinder, a sufficient vaporization time can be secured until ignition of each cylinder, and startability by direct start can be improved.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
まず、第1実施例について説明する
図1を参照すると、本発明の第1実施例に係る内燃機関の始動装置の概略構成図が示されている。
エンジン1(内燃機関)は、気筒#A、#B、#C、#Dの4気筒が直列に並んで構成され180°CA毎に等間隔で爆発する筒内噴射型の4サイクル直列4気筒型エンジンであり、図1にはそのうちの1つの気筒についての縦断面が示されている。なお、他の気筒についても同様の構成をしているものとして図示及び説明を省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a first embodiment will be described. Referring to FIG. 1, there is shown a schematic configuration diagram of a starting device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
The engine 1 (internal combustion engine) is composed of four cylinders #A, #B, #C, and #D arranged in series, and an in-cylinder injection type four-cycle in-line four-cylinder that explodes at equal intervals of 180 ° CA. FIG. 1 shows a longitudinal section of one of the cylinder engines. In addition, illustration and description are abbreviate | omitted as what has the same structure also about another cylinder.

図1に示すように、エンジン1の燃焼室2には、点火を行う点火プラグ4(点火手段)と、燃料及び圧縮空気を燃焼室2内に直接噴射可能なエアアシストインジェクタ6(燃料噴射手段、圧縮空気供給手段)とが臨んでいる。なお、エアアシストインジェクタ6は公知のものが採用され、その構成についてはここでは説明を省略する。そして、当該エアアシストインジェクタ6には燃料の供給経路である燃料ライン6aと、空気の供給経路である空気ライン6bとが接続されている。   As shown in FIG. 1, an ignition plug 4 (ignition means) for performing ignition and an air assist injector 6 (fuel injection means) capable of directly injecting fuel and compressed air into the combustion chamber 2 are provided in the combustion chamber 2 of the engine 1. , Compressed air supply means). The air assist injector 6 is a known one, and the description of its configuration is omitted here. The air assist injector 6 is connected to a fuel line 6a that is a fuel supply path and an air line 6b that is an air supply path.

また、燃焼室2には、エンジン1の略上下方向に延びる吸気ポート8と、エンジン1の略幅方向に延びる排気ポート10とが連通している。当該吸気ポート8と排気ポート10には、燃焼室2と吸気ポート8、排気ポート10との連通と遮断を行う吸気弁12、排気弁14がそれぞれ設けられている。さらに、気筒内には上下摺動するピストン16が設けられ、凹部が形成されたピストン16の頂面は燃焼室2の下面をなしている。   Further, the combustion chamber 2 communicates with an intake port 8 that extends substantially in the vertical direction of the engine 1 and an exhaust port 10 that extends substantially in the width direction of the engine 1. The intake port 8 and the exhaust port 10 are respectively provided with an intake valve 12 and an exhaust valve 14 for communicating and blocking between the combustion chamber 2, the intake port 8, and the exhaust port 10. Further, a piston 16 that slides up and down is provided in the cylinder, and the top surface of the piston 16 in which the recess is formed forms the lower surface of the combustion chamber 2.

ピストン16はコンロッド18を介してクランクシャフト20に連結されている。そして、クランクシャフト20の一端部にはフライホイール22が設けられている。
また、エンジン1にはクランクシャフト20の回転角、即ちクランク角を検出するクランク角センサ24(ピストン位置検出手段)及び上記吸気弁12及び排気弁14をカムにより開閉作動させるカムシャフト(図示せず)の回転角、即ちカム角を検出するカム角センサ26(気筒判別手段)が設けられている。
The piston 16 is connected to the crankshaft 20 via a connecting rod 18. A flywheel 22 is provided at one end of the crankshaft 20.
The engine 1 includes a crank angle sensor 24 (piston position detecting means) for detecting the rotation angle of the crankshaft 20, that is, a crank angle, and a camshaft (not shown) that opens and closes the intake valve 12 and the exhaust valve 14 with cams. ), That is, a cam angle sensor 26 (cylinder discrimination means) for detecting the cam angle.

そして、点火プラグ4、エアアシストインジェクタ6、クランク角センサ24及びカム角センサ26等の各種装置や各種センサ類はECU(電子コントロールユニット)30と電気的に接続されており、当該ECU30は各種センサ類からの各情報に基づき各種装置を作動制御する。
また、ECU30はイグニッションスイッチ32と電気的に接続されている。これより、運転者により当該イグニッションスイッチ32のON、OFFの切換操作が行われるとそれに応じてエンジン1の始動、停止信号がECU30へ送信される。
Various devices such as the spark plug 4, the air assist injector 6, the crank angle sensor 24, and the cam angle sensor 26 and various sensors are electrically connected to an ECU (electronic control unit) 30. The ECU 30 includes various sensors. It controls the operation of various devices based on information from each category.
The ECU 30 is electrically connected to the ignition switch 32. Thus, when the driver performs an ON / OFF switching operation of the ignition switch 32, a start / stop signal for the engine 1 is transmitted to the ECU 30 accordingly.

以下このように構成された本発明の第1実施例に係る内燃機関の始動装置の作用について説明する。
図2乃至図5を参照すると、図2には本発明の第1実施例においてECU30が実行するエンジン1の始動制御ルーチンを示したフローチャートが、図3には本発明の第1実施例におけるエンジン1の始動時の各気筒の状態を時系列的に示したタイムチャートが、図4にはエンジン1停止中に膨張行程にある気筒への供給空気量を示したグラフが、図5にはエンジン1停止中に圧縮行程にある気筒への供給空気量を示したグラフが、それぞれ示されている。以下当該図3乃至図5を参照しながら、図2のフローチャートに沿って説明する。
The operation of the internal combustion engine starter according to the first embodiment of the present invention constructed as above will be described below.
Referring to FIGS. 2 to 5, FIG. 2 is a flowchart showing a start control routine of the engine 1 executed by the ECU 30 in the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an engine in the first embodiment of the present invention. 4 is a time chart showing the state of each cylinder at the time of start-up, FIG. 4 is a graph showing the amount of air supplied to the cylinder in the expansion stroke while the engine 1 is stopped, and FIG. Graphs showing the amount of air supplied to the cylinders in the compression stroke during one stop are shown respectively. Hereinafter, description will be made along the flowchart of FIG. 2 with reference to FIGS.

なお、エンジン1の燃焼順序は気筒#A→気筒#C→気筒#D→気筒#Bの順であり、図3にはイグニッションスイッチ32がONに切り換えられた時点からの各気筒の圧縮空気の供給時期、燃料噴射時期、点火時期がそれぞれ示されている。また、図3の一点鎖線は、エンジン1のクランクシャフト20が実際に回転し始める時点を示している。また、以下の説明において各気筒にそれぞれ設けられている部材には、当該気筒に対応した符号を付して表記している(例えば気筒#Aの燃焼室であれば燃焼室2A)。   The combustion order of the engine 1 is in the order of cylinder # A → cylinder # C → cylinder # D → cylinder #B. FIG. 3 shows the compressed air of each cylinder from the time when the ignition switch 32 is turned on. The supply timing, fuel injection timing, and ignition timing are shown. 3 indicates a time point when the crankshaft 20 of the engine 1 actually starts to rotate. Further, in the following description, the members provided in the respective cylinders are denoted by reference numerals corresponding to the cylinders (for example, the combustion chamber 2A in the case of the combustion chamber of the cylinder #A).

ECU30はイグニッションスイッチ32からの始動信号を受信すると、図2に示すように、まずステップS1において、カム角センサ26からの情報に基づき、この時点、即ちエンジン1停止中での各気筒の行程を判別する。ここでは図3に示すように、気筒#Aが膨張行程、気筒#Cが圧縮行程、気筒#Dが吸気行程、気筒#Bが排気行程にあるものとする。   When the ECU 30 receives the start signal from the ignition switch 32, as shown in FIG. 2, first, in step S1, based on the information from the cam angle sensor 26, the stroke of each cylinder at this time, that is, when the engine 1 is stopped, is determined. Determine. Here, as shown in FIG. 3, it is assumed that cylinder #A is in the expansion stroke, cylinder #C is in the compression stroke, cylinder #D is in the intake stroke, and cylinder #B is in the exhaust stroke.

次にステップS2では、このとき圧縮行程にある気筒#Cのクランク角θoをクランク角センサ24により検出し、ステップS3に進む。なお、本実施形態において、クランク角はTDC(上死点)が0°であり、膨張行程及び吸気行程ではATDC(上死点後)、圧縮行程及び排気行程ではBTDC(上死点前)で表される。
そして、ステップS3では、膨張行程にある気筒#A、圧縮行程にある気筒#C、吸気行程にある気筒#Dの燃焼室2A、2C、2D内にエアアシストインジェクタ6A、6C、6Dより燃料を噴射(a)(b)(c)し、ステップS4に進む。ここに、当該噴射(a)(b)(c)は図3の(a)、(b)、(c)の各時点を示しており、以下図3の各時点は文中に同様に表記している。
Next, in step S2, the crank angle θo of the cylinder #C in the compression stroke at this time is detected by the crank angle sensor 24, and the process proceeds to step S3. In this embodiment, the TDC (top dead center) is 0 ° in the crank angle, ATDC (after top dead center) in the expansion stroke and intake stroke, and BTDC (before top dead center) in the compression stroke and exhaust stroke. expressed.
In step S3, fuel is supplied from the air assist injectors 6A, 6C, 6D into the combustion chambers 2A, 2C, 2D of the cylinder #A in the expansion stroke, the cylinder #C in the compression stroke, and the cylinder #D in the intake stroke. Inject (a), (b), and (c), and proceed to step S4. Here, the injections (a), (b), and (c) indicate the respective time points of (a), (b), and (c) in FIG. 3, and the respective time points of FIG. ing.

ステップS4では、膨張行程にある気筒#Aの燃焼室2A内にエアアシストインジェクタ6Aより圧縮空気の供給(d)を行い、当該燃焼室2A内の空気量を増加させる。
このときの圧縮空気供給の量は、図4に示すように、膨張行程にある気筒#Aのピストン16Aの停止位置が40〜80°ATDCの間では比較的少なく、それよりピストン16Aの停止位置が上死点側、下死点側に近づくと比較的多くなるよう設定されている。これはピストン16Aの停止位置が、上死点近傍にある場合は燃焼室内の空気量が少なく、下死点近傍にある場合は燃焼を生起させたとしても膨張量が十分に得られず、それぞれ始動が悪化するためであり、故にこのような場合は比較的多くの圧縮空気を供給することで燃焼を促進させるものとしている。
In step S4, compressed air is supplied (d) from the air assist injector 6A into the combustion chamber 2A of the cylinder #A in the expansion stroke, and the amount of air in the combustion chamber 2A is increased.
As shown in FIG. 4, the amount of compressed air supplied at this time is relatively small when the stop position of the piston 16A of the cylinder #A in the expansion stroke is 40 to 80 ° ATDC, and the stop position of the piston 16A is smaller than that. Is set to be relatively large when approaching the top dead center side and the bottom dead center side. This is because when the stop position of the piston 16A is in the vicinity of the top dead center, the amount of air in the combustion chamber is small, and in the case of the vicinity of the bottom dead center, even if combustion occurs, the expansion amount cannot be sufficiently obtained. This is because the start-up deteriorates. Therefore, in such a case, combustion is promoted by supplying a relatively large amount of compressed air.

そして、ステップS5では、膨張行程にある気筒#Aの燃焼室2A内の上記ステップS3で噴射された燃料の気化が進行した混合気に、点火プラグ4Aによって点火(e)を行い、燃焼を生起させ、ステップS6に進む。当該燃焼により気筒#Aのピストン16Aは押し下げられ、この時点よりクランクシャフト20が回転を始める。
ステップS6では、ステップS2で検出したクランク角θoが予め設定してある所定クランク角θt(例えば60°BTDC)以上であるか否かを判別する。判別結果が真(Yes)である場合、即ちクランクシャフト20が回転する前のエンジン1停止中に圧縮行程にあった気筒#Cのピストン16Cの停止位置が上死点から比較的離れており、燃焼室2C内に十分な空気量が確保されている場合にはステップS9に進む。一方、判別結果が偽(No)である場合、即ちピストン16Cの停止位置が比較的上死点近傍にあり、当該燃焼室2C内の空気量が少ない場合は、ステップS7に進む。
In step S5, ignition (e) is performed by the spark plug 4A on the mixture in which the fuel injected in step S3 in the combustion chamber 2A of the cylinder #A in the expansion stroke has progressed, and combustion occurs. Then, the process proceeds to step S6. The piston 16A of the cylinder #A is pushed down by the combustion, and the crankshaft 20 starts rotating from this point.
In step S6, it is determined whether or not the crank angle θo detected in step S2 is equal to or larger than a predetermined crank angle θt (for example, 60 ° BTDC). When the determination result is true (Yes), that is, the stop position of the piston 16C of the cylinder #C that was in the compression stroke while the engine 1 was stopped before the crankshaft 20 was rotated is relatively far from the top dead center. If a sufficient amount of air is secured in the combustion chamber 2C, the process proceeds to step S9. On the other hand, if the determination result is false (No), that is, if the stop position of the piston 16C is relatively near the top dead center and the amount of air in the combustion chamber 2C is small, the process proceeds to step S7.

ステップS7では、エンジン1停止中に圧縮行程にあった気筒#Cがクランクシャフト20の回転により膨張行程に進み所定の圧縮空気供給時期に達したか否かを判別する。判別結果が偽(No)である場合は、当該ステップS7の判別を繰り返す。一方、判別結果が真(Yes)となると、ステップS8に進む。
ステップS8では、エンジン1停止中に圧縮行程にあった気筒#Cの燃焼室2Cにエアアシストインジェクタ6Cより圧縮空気を供給(f)し、当該燃焼室2C内の空気量を増加させステップS9に進む。
In step S7, it is determined whether or not the cylinder #C that has been in the compression stroke while the engine 1 is stopped has advanced to the expansion stroke due to the rotation of the crankshaft 20 and has reached a predetermined compressed air supply timing. If the determination result is false (No), the determination in step S7 is repeated. On the other hand, if the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S8.
In step S8, compressed air is supplied (f) from the air assist injector 6C to the combustion chamber 2C of the cylinder #C that was in the compression stroke while the engine 1 was stopped, and the amount of air in the combustion chamber 2C is increased to step S9. move on.

このときの圧縮空気供給の量は、図5に示すように、エンジン1停止中に圧縮行程にある気筒#Cのピストン16Cの停止位置が上死点側に近づくほど比較的多くなるよう設定されている。なお、供給空気量とピストン16Cの停止位置とのこのような関係は上記図4の60°ATDCから上死点側における関係と同様である。逆に、ピストン16Cの停止位置が所定位置より下死点側に近い場合、筒内に十分空気が存在し、さらに空気を供給してその分余計に燃料を供給し燃やす必要がないため、圧縮空気の供給を禁止する。   As shown in FIG. 5, the amount of compressed air supplied at this time is set so as to increase relatively as the stop position of the piston 16C of the cylinder #C in the compression stroke while the engine 1 is stopped approaches the top dead center side. ing. Such a relationship between the supply air amount and the stop position of the piston 16C is the same as the relationship on the top dead center side from 60 ° ATDC in FIG. On the contrary, when the stop position of the piston 16C is closer to the bottom dead center side than the predetermined position, there is sufficient air in the cylinder, and it is not necessary to supply air and supply additional fuel to burn it. Prohibit air supply.

このように設定することで、当該気筒#Cでの燃焼を良好に生起させるとともに、当該気筒#Cの圧縮時の反力を抑制する。
そして、ステップS9では、エンジン1停止中に圧縮行程にあった気筒#Cの燃焼室2C内の混合気に対して点火プラグ4Cにより点火(g)を行い、燃焼を生起させる。このときには燃焼室2C内には十分な空気量を有していることから良好に燃焼が生起され、これにより気筒#Cのピストン16Cは押し下げられ、クランクシャフト20の回転を促進させる。
By setting in this way, the combustion in the cylinder #C is favorably generated and the reaction force at the time of compression of the cylinder #C is suppressed.
In step S9, the spark plug 4C ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 2C of the cylinder #C that was in the compression stroke while the engine 1 was stopped to cause combustion. At this time, the combustion chamber 2C has a sufficient amount of air, so that combustion occurs satisfactorily. As a result, the piston 16C of the cylinder #C is pushed down, and the rotation of the crankshaft 20 is promoted.

続いてステップS10に進み、燃料噴射時期、点火時期を各気筒通常運転とし、当該ルーチンを抜ける。ここで通常運転となってから最初に点火が行われる気筒、即ちエンジン1停止中に吸気行程にあった気筒#Dでは、ステップS3において予め燃焼室2D内に燃料が噴射(c)されているので、当該燃焼室2D内の混合気は十分に気化されており、当該混合気に点火(h)を行うことで良好な燃焼が生起され、エンジン1は確実に始動される。   Subsequently, the routine proceeds to step S10, where the fuel injection timing and ignition timing are set to normal operation for each cylinder, and the routine is exited. Here, in the cylinder that is initially ignited after the normal operation, that is, the cylinder #D that is in the intake stroke while the engine 1 is stopped, fuel is injected (c) into the combustion chamber 2D in advance in step S3. Therefore, the air-fuel mixture in the combustion chamber 2D is sufficiently vaporized, and good combustion is generated by igniting (h) the air-fuel mixture, and the engine 1 is reliably started.

なお、ステップS3の吸気行程にある気筒#Dでの燃料噴射(c)の量は、ピストン16Dの停止位置によらず、吸気バルブ12Dが閉じた時点での燃焼室2Dの容積に対して空燃比が理論空燃比となる量に設定されている。
また、ステップS3の膨張行程にある気筒#Aでの燃料噴射(a)の量は、当該気筒#Aのエンジン1停止中の燃焼室2A内の容積とステップS4において供給する圧縮空気供給量とを加えた量に対して空燃比が理論空燃比となる量に設定されている。
Note that the amount of fuel injection (c) in cylinder #D in the intake stroke of step S3 is empty relative to the volume of combustion chamber 2D when intake valve 12D is closed, regardless of the stop position of piston 16D. The fuel ratio is set to an amount that makes the stoichiometric air-fuel ratio.
Further, the amount of fuel injection (a) in the cylinder #A in the expansion stroke of step S3 is the volume in the combustion chamber 2A when the engine 1 of the cylinder #A is stopped and the compressed air supply amount supplied in step S4. The air / fuel ratio is set to the stoichiometric air / fuel ratio with respect to the amount obtained by adding.

さらに、ステップS3の圧縮行程にある気筒#Cへの燃料噴射(b)の量は、ステップS6の判別結果が偽(No)となるような場合は当該気筒#Cのエンジン1停止中の燃焼室2C内の容積とステップS8において供給する圧縮空気供給量とを加えた量に対して空燃比が理論空燃比となる量に設定されており、ステップS6の判別結果が真(Yes)となるような場合は当該気筒#Cの停止中の燃焼室2C内の容積のみに対して空燃比が理論空燃比となる量に設定されている。   Further, the amount of fuel injection (b) to the cylinder #C in the compression stroke of step S3 is the combustion while the engine 1 of the cylinder #C is stopped when the determination result of step S6 is false (No). The air / fuel ratio is set to an amount corresponding to the theoretical air / fuel ratio with respect to the sum of the volume in the chamber 2C and the compressed air supply amount supplied in step S8, and the determination result in step S6 is true (Yes). In such a case, the air-fuel ratio is set to an amount that makes the stoichiometric air-fuel ratio only for the volume in the combustion chamber 2C when the cylinder #C is stopped.

以上のように、膨張行程にある気筒#Aに燃焼を生起させることによりエンジン1を始動させるダイレクトスタートにおいて、エンジン1停止中に圧縮行程にある気筒#Cに対して予め燃料を供給しておき、当該気筒#Cのピストン16Cの停止位置が上死点近傍である場合には、燃焼室2C内に圧縮空気を供給し空気量を増加させてから点火を行うことにより、当該気筒においても良好な燃焼を生起させることができ、ダイレクトスタートによるエンジン1の始動性を向上させることができる。   As described above, in the direct start in which the engine 1 is started by causing combustion in the cylinder #A in the expansion stroke, fuel is supplied in advance to the cylinder #C in the compression stroke while the engine 1 is stopped. When the stop position of the piston 16C of the cylinder #C is in the vicinity of the top dead center, the compressed air is supplied into the combustion chamber 2C and the amount of air is increased, and ignition is performed. Combustion can be caused, and the startability of the engine 1 by direct start can be improved.

このように、本発明に係る内燃機関の始動装置では、ダイレクトスタートによる始動が困難であるようなエンジン1の停止範囲においても良好に始動させることができることで、より広い停止範囲でダイレクトスタートによる迅速且つ静寂な始動を行うことができるようになる。
また、エンジン1停止中に吸気行程にある気筒#Dの燃焼室2D内にも予め燃料を供給しておくことで、当該気筒#Dの点火までに十分な気化時間を確保することができるので、当該気筒#Dも良好な燃焼が生起され、エンジン1の始動性をより一層向上させることができる。
As described above, the internal combustion engine starter according to the present invention can be started well even in the stop range of the engine 1 where start by direct start is difficult, so that quick start by direct start in a wider stop range is possible. And it becomes possible to perform a quiet start.
Further, by supplying fuel in advance to the combustion chamber 2D of the cylinder #D in the intake stroke while the engine 1 is stopped, a sufficient vaporization time can be ensured until the ignition of the cylinder #D. The cylinder #D also generates good combustion, and the startability of the engine 1 can be further improved.

次に、第2実施例について説明する。
図6を参照すると、本発明の第2実施例に係る内燃機関の始動装置を示す概略構成図が示されており、以下同図に基づき説明する。なお、上記第1実施例と同一の部材については同一の符号を使用し、同一の機能については説明を省略する。
当該第2実施例においては、同図に示すように、エンジン40の燃焼室2には吸気ポート42が排気ポート10と対向するようにエンジン40の略幅方向に延びて形成されている。
Next, a second embodiment will be described.
Referring to FIG. 6, there is shown a schematic configuration diagram showing an internal combustion engine starter according to a second embodiment of the present invention, which will be described below with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is used about the same member as the said 1st Example, and description is abbreviate | omitted about the same function.
In the second embodiment, as shown in the figure, an intake port 42 is formed in the combustion chamber 2 of the engine 40 so as to extend substantially in the width direction of the engine 40 so as to face the exhaust port 10.

当該吸気ポート42には燃料のみを噴射可能なインジェクタ44(燃料供給手段)が臨んでおり、当該インジェクタ44には燃料ライン44aが接続されている。
また、燃焼室2には圧縮空気のみを噴射可能なエアインジェクタ46(圧縮空気供給手段)が臨んでおり、当該エアインジェクタ46には空気ライン46aが接続されている。
そして、点火プラグ4、インジェクタ44、エアインジェクタ46、クランク角センサ24、カム角センサ26、イグニッションスイッチ32等の各種装置や各種センサ類はECU50と電気的に接続されており、当該ECU50は各種センサ類からの各情報に基づき各種装置を作動制御する。
An injector 44 (fuel supply means) capable of injecting only fuel faces the intake port 42, and a fuel line 44 a is connected to the injector 44.
In addition, an air injector 46 (compressed air supply means) capable of injecting only compressed air faces the combustion chamber 2, and an air line 46 a is connected to the air injector 46.
Various devices and various sensors such as the spark plug 4, the injector 44, the air injector 46, the crank angle sensor 24, the cam angle sensor 26, and the ignition switch 32 are electrically connected to the ECU 50. The ECU 50 includes various sensors. It controls the operation of various devices based on information from each category.

このように第2実施例は、上記第1実施例のエンジン1が燃焼室2内に直接燃料を噴射する筒内噴射型エンジンであるのに対し、エンジン40が各気筒の吸気ポート44内に燃料を噴射する吸気管噴射型の所謂MPI(マルチポイントインジェクション)エンジンである。当該MPIエンジンはインジェクタ44が吸気ポート42に臨んでいることから、燃焼室2内への燃料の供給は吸気行程において吸気弁12が連通状態にある期間に限られる。   Thus, in the second embodiment, the engine 1 of the first embodiment is an in-cylinder injection type engine in which fuel is directly injected into the combustion chamber 2, whereas the engine 40 is placed in the intake port 44 of each cylinder. This is a so-called MPI (multi-point injection) engine of an intake pipe injection type that injects fuel. In the MPI engine, since the injector 44 faces the intake port 42, the supply of fuel into the combustion chamber 2 is limited to a period in which the intake valve 12 is in the communication state in the intake stroke.

以下このように構成された本発明の第2実施例に係る内燃機関の始動装置の作用について説明する。
図7乃至図9を参照すると、図7には本発明の第2実施例においてECU50が実行するエンジン40の停止制御ルーチンを示したフローチャートが、図8には本発明の第2実施例においてECU50が実行するエンジン40の始動制御ルーチンを示したフローチャートが、図9には第2実施例においてエンジン40の停止時及び始動時の各気筒の状態を時系列的に示したタイムチャートが、それぞれ示されている。以下当該図8及び図9を参照しながら、図7のフローチャートに沿って説明する。
The operation of the starter for an internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention thus configured will be described below.
Referring to FIGS. 7 to 9, FIG. 7 is a flowchart showing a stop control routine of the engine 40 executed by the ECU 50 in the second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a flowchart showing the ECU 50 in the second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a flowchart showing a start control routine of the engine 40 executed by the engine, and FIG. 9 is a time chart showing the state of each cylinder at the time of stopping and starting the engine 40 in the second embodiment. Has been. Hereinafter, description will be made along the flowchart of FIG. 7 with reference to FIGS. 8 and 9.

まず、エンジン40の停止時にECU50が行う停止制御について説明する。
ECU40はイグニッションスイッチ32からの停止信号を受信すると、図7に示すように、まずステップS20において各気筒の点火を停止させる。ここで、図9にはこのイグニッションスイッチ32がOFFに切り換わった時点、即ち点火を停止させた時点からの各気筒の状態が示されており、同図において当該時点での各気筒の状態は、気筒#Aが吸気行程、気筒#Cが排気行程、気筒#Dが膨張行程、気筒#Bが圧縮行程にある。
First, stop control performed by the ECU 50 when the engine 40 is stopped will be described.
When receiving a stop signal from the ignition switch 32, the ECU 40 first stops ignition of each cylinder in step S20 as shown in FIG. Here, FIG. 9 shows the state of each cylinder from the time when the ignition switch 32 is switched off, that is, the time when ignition is stopped. In FIG. 9, the state of each cylinder at that time is shown. Cylinder #A is in the intake stroke, cylinder #C is in the exhaust stroke, cylinder #D is in the expansion stroke, and cylinder #B is in the compression stroke.

このように各気筒の点火が停止させられると、当該点火を停止させた時点より各気筒には燃焼が生起されなくなるが、クランクシャフト20は惰性により暫時回転を続けることとなる。
次にステップS21では、吸気行程における所定の燃料噴射時期となった気筒に燃料を噴射し、ステップS22に進む。詳しくは、点火を停止させた時点で吸気行程にある気筒#Aのインジェクタ44から吸気ポート42A内に燃料が噴射(i)され、当該燃料は吸気弁12Aが連通状態にある燃焼室2A内に供給される。
When the ignition of each cylinder is stopped in this way, combustion does not occur in each cylinder from the time when the ignition is stopped, but the crankshaft 20 continues to rotate for a while due to inertia.
Next, in step S21, fuel is injected into the cylinder that has reached a predetermined fuel injection timing in the intake stroke, and the process proceeds to step S22. Specifically, fuel is injected (i) into the intake port 42A from the injector 44 of the cylinder #A in the intake stroke when ignition is stopped, and the fuel enters the combustion chamber 2A in which the intake valve 12A is in communication. Supplied.

続いてステップS22では、上記燃料噴射により予め設定してある規定量の燃料を噴射し終えたか否かを判別する。ここで当該規定量は、点火を終了してからクランクシャフト20が惰性回転する期間を推定し、少なくともクランクシャフト20が停止するときに膨張行程となる気筒及び圧縮行程になる気筒の燃焼室内に燃料が供給されるように設定されている。当該判別結果が偽(No)である場合は、ステップS21に戻り、吸気行程の所定の燃料噴射時期となった気筒において燃料噴射を行う。例えば、図9に示すように、点火停止時点に排気行程にあった気筒#Cが吸気行程の所定の燃料噴射時期に達した時点で当該気筒#Cに対し燃料噴射(j)を行うようにする。   Subsequently, in step S22, it is determined whether or not a predetermined amount of fuel preset by the fuel injection has been injected. Here, the specified amount is estimated by estimating the period during which the crankshaft 20 rotates by inertia after the ignition is finished, and at least when the crankshaft 20 stops, the fuel in the combustion chamber of the cylinder that becomes the expansion stroke and the cylinder that becomes the compression stroke Is set to be supplied. If the determination result is false (No), the process returns to step S21, and fuel injection is performed in the cylinder that has reached the predetermined fuel injection timing in the intake stroke. For example, as shown in FIG. 9, when cylinder #C that was in the exhaust stroke at the time of ignition stop reaches a predetermined fuel injection timing in the intake stroke, fuel injection (j) is performed on cylinder #C. To do.

一方、規定量の燃料噴射を終え、判別結果が真(Yes)となるとステップS23に進む。
ステップS23では、各気筒の燃料噴射を停止させ当該ルーチンを抜け停止制御を終了する。
以上のように、エンジン40の停止時にECU50が行う停止制御では、イグニッションスイッチ32から停止信号を受信すると、まず各気筒の点火を停止させクランクシャフト20が惰性で回転している間の吸気行程中に燃料噴射を行うことで、クランクシャフトが停止したときに膨張行程となる気筒及び圧縮行程となる気筒の燃焼室内に燃料を供給しておく。
On the other hand, when the prescribed amount of fuel injection is completed and the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S23.
In step S23, the fuel injection of each cylinder is stopped, the routine is exited, and the stop control is ended.
As described above, in the stop control performed by the ECU 50 when the engine 40 is stopped, when the stop signal is received from the ignition switch 32, first, the ignition of each cylinder is stopped and the crankshaft 20 is rotating in inertia during the intake stroke. By injecting the fuel into the cylinder, the fuel is supplied to the combustion chamber of the cylinder that becomes the expansion stroke and the cylinder that becomes the compression stroke when the crankshaft is stopped.

次に、エンジン40の始動時にECU50行う始動制御について説明する。
ECU50はイグニッションスイッチ32からの始動信号を受信すると、図8に示すように、まずステップS30において、カム角センサ26からの情報に基づき、この時点での各気筒の行程を判別する。当該時点では、図9に示すように、上記停止制御終了時の状態にあり、気筒#Aが膨張行程、気筒#Cが圧縮行程、気筒#Dが吸気行程、気筒#Bが排気行程にある。
Next, start control performed by the ECU 50 when the engine 40 is started will be described.
When the ECU 50 receives the start signal from the ignition switch 32, as shown in FIG. 8, first, in step S30, the ECU 50 determines the stroke of each cylinder based on the information from the cam angle sensor 26. At this time, as shown in FIG. 9, the stop control is completed, cylinder #A is in the expansion stroke, cylinder #C is in the compression stroke, cylinder #D is in the intake stroke, and cylinder #B is in the exhaust stroke. .

次にステップS31では、このとき圧縮行程にある気筒#Cのクランク角θoをクランク角センサ24により検出し、ステップS32に進む。
ステップS32では、膨張行程にある気筒#Aの燃焼室2A内にエアインジェクタ46Aより圧縮空気の供給(k)を行い、当該燃焼室2A内の空気量を増加させる。
そして、ステップS33では、膨張行程にある気筒#Aの燃焼室2A内の上記停止制御中に供給された燃料の気化が進行した混合気に、点火プラグ4Aによって点火(l)を行い、燃焼を生起させ、ステップS34に進む。当該燃焼により気筒#Aのピストン16Aが押し下げられ、この時点よりクランクシャフト20が回転を始める。
Next, in step S31, the crank angle θo of the cylinder #C in the compression stroke at this time is detected by the crank angle sensor 24, and the process proceeds to step S32.
In step S32, compressed air is supplied (k) from the air injector 46A into the combustion chamber 2A of the cylinder #A in the expansion stroke, and the amount of air in the combustion chamber 2A is increased.
In step S33, the air-fuel mixture in the combustion chamber 2A of the cylinder #A that is in the expansion stroke is ignited (l) by the spark plug 4A to the fuel mixture that has been vaporized in the stop control, and the combustion is performed. The process proceeds to step S34. The piston 16A of the cylinder #A is pushed down by the combustion, and the crankshaft 20 starts rotating from this point.

ステップS34では、ステップS31で検出したクランク角θoが予め設定してある所定クランク角θt以上であるか否かを判別する。判別結果が真(Yes)である場合はステップS37に進む。一方、判別結果が偽(No)である場合はステップS35に進む。
ステップS35では、エンジン40停止中に圧縮行程にあった気筒#Cがクランクシャフト20の回転により膨張行程に進み所定の圧縮空気供給時期に達したか否かを判別する。判別結果が偽(No)である場合は、当該ステップS35の判別を繰り返す。一方、判別結果が真(Yes)となると、ステップS36に進む。
In step S34, it is determined whether or not the crank angle θo detected in step S31 is greater than or equal to a predetermined crank angle θt set in advance. If the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S37. On the other hand, if the determination result is false (No), the process proceeds to step S35.
In step S35, it is determined whether or not the cylinder #C that has been in the compression stroke while the engine 40 is stopped has advanced to the expansion stroke due to the rotation of the crankshaft 20 and has reached a predetermined compressed air supply timing. If the determination result is false (No), the determination in step S35 is repeated. On the other hand, if the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S36.

ステップS36では、エンジン40停止中に圧縮行程にあった気筒#Cの燃焼室2Cにエアインジェクタ46Cより圧縮空気を供給(m)し、当該燃焼室2C内の空気量を増加させステップS37に進む。
そして、ステップS37では、エンジン40停止中に圧縮行程にあった気筒#Cの燃焼室2C内の混合気に対して点火プラグ4Cにより点火(n)を行い、燃焼を生起させる。このときには燃焼室2C内には上記停止制御中に供給された燃料とともに十分な空気量を有していることから良好に燃焼が生起され、これにより気筒#Cのピストン16Cが押し下げられ、クランクシャフト20の回転を促進させる。
In step S36, compressed air is supplied (m) from the air injector 46C to the combustion chamber 2C of the cylinder #C that was in the compression stroke while the engine 40 was stopped, and the amount of air in the combustion chamber 2C is increased, and the process proceeds to step S37. .
In step S37, ignition (n) is performed by the spark plug 4C on the air-fuel mixture in the combustion chamber 2C of the cylinder #C that was in the compression stroke while the engine 40 was stopped to cause combustion. At this time, since the combustion chamber 2C has a sufficient amount of air together with the fuel supplied during the stop control, combustion occurs satisfactorily, thereby pushing down the piston 16C of the cylinder #C and the crankshaft. Promote 20 rotations.

続いてステップS38に進み、燃料噴射時期、点火時期を各気筒通常運転とし、当該ルーチンを抜ける。
以上のように、エンジン40の始動時にECU50行う始動制御では、上記停止制御において予め燃焼室2A、2C内に燃料が供給されており、当該燃料はエンジン40の停止中に十分に気化されているため、始動時に膨張行程にある気筒#Aや圧縮行程にある気筒#Cで良好に燃焼が生起され、MPIエンジンにおいてもダイレクトスタートによる始動性を向上させることができる。
Subsequently, the routine proceeds to step S38, where the fuel injection timing and ignition timing are set to normal operation for each cylinder, and the routine is exited.
As described above, in the start control performed by the ECU 50 when the engine 40 is started, the fuel is supplied in advance into the combustion chambers 2A and 2C in the stop control, and the fuel is sufficiently vaporized while the engine 40 is stopped. Therefore, combustion occurs satisfactorily in the cylinder #A in the expansion stroke and the cylinder #C in the compression stroke at the start, and the startability by direct start can be improved even in the MPI engine.

このように、本発明に係る内燃機関の始動装置では、燃焼室2への燃料の供給が、吸気行程の吸気弁12の連通状態にある期間のみに限られるMPIエンジンである場合であっても、エンジン40停止時においてクランクシャフト20が惰性回転している間の吸気行程時に燃料を噴射することで、次回のエンジン40始動時のダイレクトスタートによる始動を良好に行うことができ、迅速で静寂な始動を実現することができる。   As described above, in the internal combustion engine starter according to the present invention, even when the fuel supply to the combustion chamber 2 is an MPI engine that is limited to a period in which the intake valve 12 is in the communication state during the intake stroke. By injecting fuel during the intake stroke while the crankshaft 20 is inertially rotating when the engine 40 is stopped, the start by the direct start at the next start of the engine 40 can be performed satisfactorily, and it is quick and quiet. Start-up can be realized.

以上で本発明に係る内燃機関の始動装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態の第1実施例では、燃料と圧縮空気とを噴射することができるエアアシストインジェクタ6を用いているが、これに代えて、燃料のみを噴射するインジェクタと圧縮空気のみを噴射するエアインジェクタをそれぞれ独立して燃焼室2に臨ませる構成であっても構わない。
Although the description of the embodiment of the starter for the internal combustion engine according to the present invention has been completed, the embodiment is not limited to the above embodiment.
For example, in the first example of the above embodiment, the air assist injector 6 capable of injecting fuel and compressed air is used, but instead of this, an injector that injects only fuel and only compressed air is injected. The air injectors may be configured to face the combustion chamber 2 independently.

また、上記実施形態では、イグニッションスイッチ32のON、OFF切換によってECU30、50に始動信号、停止信号が送られる構成としたが、例えばイグニッションスイッチ32がON状態であっても特定の条件を満たすことで停止信号をECU30、50に送るような構成であってもよく、これより所謂アイドルストップ車両に対しても本発明を好適に適用可能である。   In the above embodiment, the start signal and the stop signal are sent to the ECUs 30 and 50 by switching the ignition switch 32 ON and OFF. However, for example, a specific condition is satisfied even when the ignition switch 32 is in the ON state. The stop signal may be sent to the ECUs 30 and 50, and the present invention can be suitably applied to a so-called idle stop vehicle.

また、上記実施形態では、カム角センサ26によって気筒判別を行っていたが、気筒判別手段はこれに限られるものではなく、例えばクランク角から算出したり、その他の装置を用いても構わない。
また、上記実施形態の第2実施例では、エンジン40の停止制御において、規定量の燃料噴射を行うようにしているが、このような構成に限られるものでなく、例えば特にクランクシャフト20が停止するまでの期間を推定等せず、クランクシャフト20が自然に停止するまでは吸気行程の所定の燃料噴射時期に達した気筒に対して燃料を噴射するようにしても構わない。
In the above-described embodiment, the cylinder discrimination is performed by the cam angle sensor 26. However, the cylinder discrimination means is not limited to this, and for example, calculation from a crank angle or other devices may be used.
In the second example of the above-described embodiment, the specified amount of fuel is injected in the stop control of the engine 40. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the crankshaft 20 is particularly stopped. It is also possible to inject fuel into a cylinder that has reached a predetermined fuel injection timing in the intake stroke until the crankshaft 20 naturally stops without estimating the period until it is done.

また、上記実施形態においてエンジン1、40にスタータを設け、ダイレクトスタートによる始動に失敗した場合には当該スタータによる始動を行うようにしても構わない。   In the above embodiment, the engine 1 or 40 may be provided with a starter, and when the start by the direct start fails, the starter may be started.

本発明の第1実施例に係る内燃機関の始動装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a starter for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施例においてECUが実行するエンジンの始動制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the starting control routine of the engine which ECU performs in 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例におけるエンジンの始動時の各気筒の状態を時系列的に示したタイムチャートである。3 is a time chart showing the state of each cylinder at the time of starting the engine in a first embodiment of the present invention in time series. エンジン停止中に膨張行程にある気筒への供給空気量を示したグラフである。6 is a graph showing the amount of air supplied to a cylinder in an expansion stroke while the engine is stopped. エンジン停止中に圧縮行程にある気筒への供給空気量を示したグラフである。6 is a graph showing the amount of air supplied to a cylinder in a compression stroke while the engine is stopped. 本発明の第2実施例に係る内燃機関の始動装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the starting device of the internal combustion engine which concerns on 2nd Example of this invention. 本発明の第2実施例においてECUが実行するエンジンの停止制御ルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the engine stop control routine which ECU executes in 2nd execution example of this invention. 本発明の第2実施例においてECUが実行するエンジンの始動制御ルーチンを示したフローチャートである。6 is a flowchart showing an engine start control routine executed by an ECU in a second embodiment of the present invention. 本発明の第2実施例におけるエンジンの停止時及び始動時の各気筒の状態を時系列的に示したタイムチャートである。It is the time chart which showed the state of each cylinder at the time of the stop of the engine in the 2nd Example of this invention, and starting at the time series.

符号の説明Explanation of symbols

1、40 エンジン(内燃機関)
2 燃焼室
4 点火プラグ(点火手段)
6 エアアシストインジェクタ(燃料噴射手段、圧縮空気供給手段)
8、42 吸気ポート
12 吸気弁
24 クランク角センサ(ピストン位置検出手段)
26 カム角センサ(気筒判別手段)
30、50 ECU
32 イグニッションスイッチ
44 インジェクタ(燃料噴射手段)
46 エアインジェクタ(圧縮空気供給手段)
1, 40 engine (internal combustion engine)
2 Combustion chamber 4 Spark plug (ignition means)
6 Air assist injector (fuel injection means, compressed air supply means)
8, 42 Intake port 12 Intake valve 24 Crank angle sensor (piston position detection means)
26 Cam angle sensor (cylinder discrimination means)
30, 50 ECU
32 Ignition switch 44 Injector (fuel injection means)
46 Air injector (compressed air supply means)

Claims (4)

複数の気筒を有する内燃機関と、
前記複数の気筒の各行程を判別する気筒判別手段と、
前記複数の気筒の各ピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、
前記複数の気筒の各燃焼室に燃料を供給する燃料供給手段と、
前記複数の気筒の各燃焼室に圧縮空気を直接供給する圧縮空気供給手段と、
前記複数の気筒の各燃焼室で点火を行う点火手段と、
前記燃料供給手段により、前記気筒判別手段により判別される前記内燃機関の停止中に膨張行程にある気筒及び圧縮行程にある気筒のそれぞれの燃焼室内に、前記内燃機関の停止中に燃料を供給する或いは供給しておくとともに、前記圧縮空気供給手段により、前記内燃機関の停止中に膨張行程にある気筒での前記点火手段による点火の前に該膨張行程にある気筒の燃焼室内に圧縮空気を供給し、且つ前記内燃機関の停止中に圧縮行程にあった気筒の前記ピストン位置検出手段により検出されるピストン位置が所定位置よりも上死点側であったとき、該圧縮行程にあった気筒での前記点火手段による点火の前に該圧縮行程にあった気筒の燃焼室内に圧縮空気を供給し、前記点火手段により、前記内燃機関を始動させるべく、前記内燃機関の停止中に膨張行程にある気筒で点火を行い、且つ前記内燃機関の停止中に圧縮行程にある気筒が膨張行程に移行した後に該圧縮行程にあった気筒で点火を行うように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の始動装置。
An internal combustion engine having a plurality of cylinders;
Cylinder discrimination means for discriminating each stroke of the plurality of cylinders;
Piston position detection means for detecting each piston position of the plurality of cylinders;
Fuel supply means for supplying fuel to each combustion chamber of the plurality of cylinders;
Compressed air supply means for directly supplying compressed air to the combustion chambers of the plurality of cylinders;
Ignition means for performing ignition in each combustion chamber of the plurality of cylinders;
Fuel is supplied by the fuel supply means to the respective combustion chambers of the cylinders in the expansion stroke and the cylinders in the compression stroke while the internal combustion engine is stopped as determined by the cylinder determination means while the internal combustion engine is stopped. Alternatively, the compressed air supply means supplies compressed air to the combustion chamber of the cylinder in the expansion stroke before ignition by the ignition means in the cylinder in the expansion stroke while the internal combustion engine is stopped. And when the piston position detected by the piston position detecting means of the cylinder that was in the compression stroke while the internal combustion engine was stopped was at the top dead center side than the predetermined position, the cylinder that was in the compression stroke Before the ignition by the ignition means, the compressed air is supplied into the combustion chamber of the cylinder that was in the compression stroke, and the internal combustion engine is stopped by the ignition means to start the internal combustion engine. Control means for igniting a cylinder in the expansion stroke and controlling the cylinder in the compression stroke to ignite after the cylinder in the compression stroke shifts to the expansion stroke while the internal combustion engine is stopped; ,
A starter for an internal combustion engine comprising:
前記圧縮空気供給手段は、前記内燃機関の停止中に圧縮行程にあった気筒の前記ピストン位置検出手段により検出されるピストン位置に応じて、前記圧縮行程にあった気筒への圧縮空気量を変更することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の始動装置   The compressed air supply means changes the amount of compressed air to the cylinder in the compression stroke according to the piston position detected by the piston position detection means of the cylinder in the compression stroke while the internal combustion engine is stopped. 2. The starter for an internal combustion engine according to claim 1, wherein 前記気筒判別手段により前記内燃機関の停止中に吸気行程にある気筒を判別し、
該吸気行程にある気筒の燃焼室内にも前記内燃機関の停止中に燃料を供給する或いは供給しておくことを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の始動装置。
Determining the cylinder in the intake stroke while the internal combustion engine is stopped by the cylinder determining means;
3. The starter for an internal combustion engine according to claim 1, wherein fuel is supplied or supplied also to a combustion chamber of a cylinder in the intake stroke while the internal combustion engine is stopped.
前記燃料供給手段は前記複数の気筒の各吸気ポートに臨むよう設けられ、
前記制御手段は、前記燃料供給手段により、前記点火手段による点火を中止してから前記内燃機関が停止に至るまでの吸気行程中に燃焼室内に燃料を供給することで、前記気筒判別手段により判別される前記内燃機関の停止中に前記膨張行程にある気筒及び前記圧縮行程にある気筒の燃焼室内に燃料を供給しておくことを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の始動装置。
The fuel supply means is provided to face each intake port of the plurality of cylinders,
The control means is discriminated by the cylinder discrimination means by supplying fuel into the combustion chamber during the intake stroke from when the ignition by the ignition means is stopped by the fuel supply means until the internal combustion engine is stopped. 3. The starter for an internal combustion engine according to claim 1, wherein fuel is supplied to a combustion chamber of a cylinder in the expansion stroke and a cylinder in the compression stroke while the internal combustion engine is stopped.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010159708A (en) * 2009-01-08 2010-07-22 Mitsubishi Motors Corp Control device for internal combustion engine
WO2018055019A1 (en) * 2016-09-22 2018-03-29 Technische Universität Wien Internal combustion engine with a direct starting assembly, and method for starting such an internal combustion engine
JP7375884B1 (en) 2022-09-27 2023-11-08 いすゞ自動車株式会社 Internal combustion engine starting control device

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