JP2007278296A - Direct starting method of multiple cylinder piston internal combustion engine - Google Patents

Direct starting method of multiple cylinder piston internal combustion engine Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a starting method of a multiple cylinder piston internal combustion engine so that it can be used with greater certainty and better efficiency. <P>SOLUTION: With respect to a direct start of the multiple cylinder piston internal combustion engine (10), fuel is directly injected (47) into a first combustion chamber existing in a first compression stroke (40a) and is ignited (49), namely, a first combustion is started. As such, a crankshaft (30) moves rearward (48) at the beginning. Then, fuel is injected (50) into a second combustion chamber existing in a first working stroke (42b) and is ignited (52), namely, a second combustion is started. As such, the crankshaft (30) starts to rotate in the forward direction (54). After the rearward movement (48) is finished (U), a gas exchange valve device of the first combustion chamber is opened for at least a large part 56 of the first compression stroke (40a). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の多気筒ピストン内燃機関の直接始動方法に関するものである。本発明の対象は、さらに、並列請求項に記載のコンピュータ・プログラム、電気記憶媒体並びに操作及び／又は制御装置である。   The present invention relates to a method for directly starting a multi-cylinder piston internal combustion engine according to the superordinate concept of claim 1. The subject of the invention is furthermore a computer program, an electrical storage medium and an operating and / or control device as defined in the parallel claims.

冒頭記載のタイプの方法はドイツ特許公開第１９９５５８５７号から既知である。それによれば、クランク軸の静止時において、そのピストンが圧縮行程内に存在するシリンダの燃焼室内に燃料が噴射され且つ点火され、これによりクランク軸は後方に運動する。このようにして、そのピストンがこの間に作業行程内に存在する燃焼室内において空気が圧縮される。この燃焼室内において圧縮がその最大に到達したかないしは後方運動が終了したとき、作業行程内に存在する燃焼室内に燃料が噴射され且つ点火され、これにより内燃機関クランク軸の前方回転が開始される。
ドイツ特許公開第１９９５５８５７号 A method of the type described at the outset is known from German Offenlegungsschrift DE 195 857 857. According to this, when the crankshaft is stationary, fuel is injected and ignited into the combustion chamber of the cylinder whose piston is in the compression stroke, thereby moving the crankshaft backward. In this way, the air is compressed in the combustion chamber in which the piston is present in the working stroke. When the compression reaches its maximum in the combustion chamber or the rearward movement ends, fuel is injected and ignited in the combustion chamber existing in the work stroke, thereby starting the forward rotation of the internal combustion engine crankshaft. The
German Patent Publication No. 1995955857

冒頭記載のタイプの方法を、さらにより大きな確実性および効率性を有して使用可能なように改良することが本発明の課題である。   It is an object of the present invention to improve a method of the type described at the beginning so that it can be used with even greater certainty and efficiency.

この課題は請求項１の特徴を有する方法により解決される。本発明の有利な変更形態が従属請求項内に与えられている。設定された課題の他の解決が並列請求項内に与えられている。さらに、本発明にとって重要な特徴が、以下の説明に記載され且つ図面に示されている。この場合、これらの特徴は、全く異なる組み合わせにおいてもまた、本発明に対して本質的なものである。   This problem is solved by a method having the features of claim 1. Advantageous modifications of the invention are given in the dependent claims. Other solutions to the set issues are given in the parallel claims. Furthermore, features important to the invention are described in the following description and shown in the drawings. In this case, these features are essential to the invention also in completely different combinations.

本発明による方法においては、内燃機関の始動時ないしは起動時において損失を形成する、第１の燃焼の燃焼排気ガスの不必要な圧縮が回避される。これにより、クランク軸はより良好に前方方向に加速され、このことが始動過程を確実にさせる。このために、本来存在する第１の燃焼室のガス交換弁装置が利用された場合、コストがかかる追加構成部品の設置が回避され、このことは、このような内燃機関の製造コストを低下させる。本発明による方法に対する前提は、対応内燃機関が、少なくとも本質的にクランク軸の角度位置とは独立にガス交換弁装置を操作可能な、いわゆる可変式弁操作を備えていることである。   In the method according to the invention, unnecessary compression of the combustion exhaust gas of the first combustion, which forms a loss when the internal combustion engine is started or started, is avoided. This better accelerates the crankshaft in the forward direction, which ensures the starting process. For this reason, when the gas exchange valve device of the first existing combustion chamber is used, the installation of costly additional components is avoided, which reduces the manufacturing cost of such an internal combustion engine. . The premise for the method according to the invention is that the corresponding internal combustion engine is equipped with a so-called variable valve operation which can operate the gas exchange valve device at least essentially independently of the angular position of the crankshaft.

本発明による方法の第１の有利な変更形態においては、ガス交換弁装置は、後方運動の終了付近において、クランク軸が前方に回転している正常運転における第１の燃焼室の同じまたは他のガス交換弁装置よりも早いクランク角度において開放することが提案される。これには、吸気弁装置は、クランク軸が前方に回転している内燃機関の正常運転において（即ち始動過程以外において）、圧縮行程の開始後にはじめて明らかに閉鎖することが基礎となっている。逆に、クランク軸が後方に回転する場合、明らかにこの燃焼室のピストンが下死点に到達する前に、このような吸気弁装置は開放するであろう。本発明による手段により、クランク軸の後方運動は、開放した吸気弁装置により、早めには停止されないことが達成される。このことは、一方で、クランク軸の後方運動の間に第２の燃焼室内における圧縮はより強くなり、したがって第２の燃焼室内の点火においてクランク軸の前方運動を開始させるために発生されるトルクはより大きくなることを結果としてもたらす。これにより、内燃機関の始動における確実性がさらに向上される。   In a first advantageous variant of the method according to the invention, the gas exchange valve device is the same or otherwise in the first combustion chamber in normal operation with the crankshaft rotating forward near the end of the backward movement. It is proposed to open at a faster crank angle than the gas exchange valve device. This is based on the fact that the intake valve device is clearly closed only after the start of the compression stroke during normal operation of the internal combustion engine with the crankshaft rotating forward (i.e. outside the starting process). Conversely, if the crankshaft rotates backwards, such an intake valve device will obviously open before the combustion chamber piston reaches bottom dead center. By means of the invention, it is achieved that the rearward movement of the crankshaft is not stopped early by the open intake valve device. This means, on the one hand, that the compression in the second combustion chamber becomes stronger during the rearward movement of the crankshaft, and therefore the torque generated to initiate the forward movement of the crankshaft at the ignition in the second combustion chamber. Results in becoming larger. This further improves the certainty in starting the internal combustion engine.

これに対する変更態様において、後方運動の終了付近における第１の燃焼室のガス交換弁装置の開放は、少なくとも間接的に、後方運動の速度の関数である（または、後方運動の速度に依存する）ことが提案される。これにより、第１の燃焼により提供された膨張作業の最大利用が保証される。   In a modification to this, the opening of the gas exchange valve device in the first combustion chamber near the end of the backward movement is at least indirectly a function of the speed of the backward movement (or depends on the speed of the backward movement). It is proposed. This ensures maximum utilization of the expansion work provided by the first combustion.

このことは、ガス交換弁装置は、後方運動の速度が下限値に到達したかまたはそれを下回ったときにはじめて開放可能であることにより、容易に実現可能である。
これに対する追加態様または代替態様として、後方運動の終了付近における第１の燃焼室のガス交換弁装置の開放は、少なくとも間接的に、第１の燃焼室のピストンの位置の関数として行われてもよい（または、第１の燃焼室のピストンの位置に依存して行われてもよい）。これは、第１の燃焼室のピストンの位置はクランク軸の角度位置から簡単に決定可能であるので、容易に実現可能である。 This can be easily realized by the fact that the gas exchange valve device can be opened only when the speed of the backward movement reaches or falls below the lower limit value.
As an additional or alternative to this, the opening of the gas exchange valve device in the first combustion chamber near the end of the backward movement may be performed at least indirectly as a function of the position of the piston in the first combustion chamber. Or (depending on the position of the piston in the first combustion chamber). This can be easily realized because the position of the piston in the first combustion chamber can be easily determined from the angular position of the crankshaft.

この場合、第１の燃焼室のガス交換弁装置は、後方運動の終了付近において第１の燃焼室のピストンが下死点の範囲内に存在したときにはじめて開放可能であるとき、第１の燃焼において提供された膨張作業の最大利用が達成される。   In this case, when the first combustion chamber gas exchange valve device can be opened only when the piston of the first combustion chamber is within the range of the bottom dead center in the vicinity of the end of the backward movement, Maximum utilization of the expansion operation provided in combustion is achieved.

第１の燃焼室のガス交換弁装置は、その第１の圧縮行程の間および少なくともそれに続く第１の作業行程の大部分の間においても開放されたままであるとき、第２の燃焼室内の第２の燃焼に基づくクランク軸の前方加速はさらに改善される。即ち、第１の燃焼室のピストンは、開始されたクランク軸の前方運動の間において、その第１の圧縮行程およびそれに続く作業行程の間に、本質的に、第１の燃焼の燃焼排気ガスを排出し且つそれに続いて吸い込むためのポンプ作業を実行するだけでよい。このようにして、前方加速に対抗するトルクは低減される。   When the first combustion chamber gas exchange valve device remains open during its first compression stroke and at least during most of the subsequent first work stroke, The forward acceleration of the crankshaft based on the combustion of 2 is further improved. That is, the piston of the first combustion chamber essentially consists of the combustion combustion exhaust gas of the first combustion during its first compression stroke and subsequent working stroke during the forward movement of the crankshaft that has been started. It is only necessary to carry out the pumping work to discharge and subsequently suck in. In this way, the torque against forward acceleration is reduced.

後方運動の終了後における第１の圧縮行程の少なくとも大部分の間および場合によりさらにそれに続く第１の燃焼室の作業行程の間開放されている、第１の燃焼室のガス交換弁装置が、第１の燃焼室の排気弁装置であるとき、それは特に有利である。これにより、第１の燃焼の燃焼排気ガスが内燃機関の吸気範囲内に排出され、このことが、それに続く吸気行程における他の燃焼室のフレッシュ・エアの充填を低減し、これによりこの燃焼室からそれに続いて発生されるトルクが低減するであろうことが阻止される。さらに、このようにして、第１の燃焼室のガス交換弁装置が第１の燃焼室の第１の作業行程の間においても開放されているときには、内燃機関の吸気範囲内に負圧が発生され、この負圧が同様に他の燃焼室のフレッシュ・エアの充填を低減し、これによりこの燃焼室からそれに続いて発生されるトルクが低減するであろうことが阻止される。   A gas exchange valve device for the first combustion chamber that is open during at least a majority of the first compression stroke after the end of the backward movement and possibly further during the subsequent work stroke of the first combustion chamber; It is particularly advantageous when it is the exhaust valve device of the first combustion chamber. Thereby, the combustion exhaust gas of the first combustion is discharged into the intake range of the internal combustion engine, which reduces the filling of fresh air in the other combustion chambers in the subsequent intake stroke, thereby From which subsequent torques will be reduced. Further, in this way, when the gas exchange valve device of the first combustion chamber is opened even during the first work stroke of the first combustion chamber, negative pressure is generated in the intake range of the internal combustion engine. This negative pressure also reduces the fresh air charge of the other combustion chambers, thereby preventing the torque subsequently generated from this combustion chamber from being reduced.

さらに、第２の燃焼室の排気弁装置は、その第１の作業行程の終了付近において、正常運転においてよりも遅く開放することが提案される。これにより、このシリンダから提供された膨張作業、したがってクランク軸の初期加速度が最大にされ、このことが、最終的に、同様に内燃機関の始動における確実性の向上に寄与する。   Furthermore, it is proposed that the exhaust valve device of the second combustion chamber opens near the end of the first work stroke later than during normal operation. This maximizes the expansion work provided from this cylinder, and thus the initial acceleration of the crankshaft, which ultimately contributes to improved certainty in starting the internal combustion engine as well.

以下に本発明の特に好ましい実施例を添付図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, particularly preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１において内燃機関は全体として符号１０を有している。内燃機関１０は合計４つのシリンダ１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄを含む。ここで、以下において指数ａ−ｄが使用されていないとき、対応する説明は全てのシリンダ１２および対応する構成部品に対して適応することを予め指摘しておく。４つのシリンダ１２ａ−１２ｄは同じように構成されている。シリンダ１２は燃焼室１４を含み、燃焼室１４は往復運動するピストン１６により包囲される。シリンダ１２は２つのガス交換弁装置を備えている。即ち、シリンダ１２は、燃焼室１４がそれにより吸気管２０と結合可能な一方の吸気弁装置１８と、および燃焼室１４がそれにより排気管２４と結合可能な他方の排気弁装置２２とを備えている。シリンダ１２ａ−ｄの吸気管２０ａ−ｄは相互に結合され、同様に排気管２４ａ−ｄもまた相互に結合されている。燃料は、燃焼室１４内に、それに付属のインジェクタ２６から直接噴射される。燃焼室１４内に存在する燃料と空気の混合物は点火プラグ２８により点火される。ピストン１６は通常のように共通のクランク軸３０と結合され、クランク軸３０の角度位置および角速度はセンサ３２により測定される。   In FIG. 1, the internal combustion engine has a reference numeral 10 as a whole. The internal combustion engine 10 includes a total of four cylinders 12a, 12b, 12c and 12d. Here, it is pointed out in advance that the corresponding description applies to all cylinders 12 and corresponding components when the index ad is not used in the following. The four cylinders 12a-12d are configured similarly. The cylinder 12 includes a combustion chamber 14 that is surrounded by a reciprocating piston 16. The cylinder 12 includes two gas exchange valve devices. That is, the cylinder 12 includes one intake valve device 18 by which the combustion chamber 14 can be coupled to the intake pipe 20, and the other exhaust valve device 22 by which the combustion chamber 14 can be coupled to the exhaust pipe 24. ing. The intake pipes 20a-d of the cylinders 12a-d are coupled to each other, and similarly, the exhaust pipes 24a-d are also coupled to each other. Fuel is injected directly into the combustion chamber 14 from an injector 26 attached thereto. The mixture of fuel and air present in the combustion chamber 14 is ignited by the spark plug 28. The piston 16 is connected to a common crankshaft 30 as usual, and the angular position and angular velocity of the crankshaft 30 are measured by a sensor 32.

内燃機関１０のシリンダ１２の吸気弁装置１８および排気弁装置２２は、クランク軸３０の位置とは独立に操作可能である。このために、各吸気弁装置１８は操作装置３４を備え、および各排気弁装置２２は対応する操作装置３６を備えている。内燃機関１０の運転は、操作及び／又は制御装置３８により操作及び／又は制御される。操作及び／又は制御装置３８は、メモリを備え、メモリ上に、内燃機関１０を操作及び／又は制御するためのコンピュータ・プログラムが記憶されている。操作及び／又は制御装置３８は、内燃機関１０の種々のセンサ装置から、即ちセンサ３２並びに混合物組成を測定する図示されていないλセンサから、内燃機関１０がその中に組み込まれている自動車のドライバがそれによりトルク希望を表わすことができる加速ペダル伝送器等から信号を受け取る。操作及び／又は制御装置３８により、特にインジェクタ２６、点火プラグ２８並びに吸気弁装置１８および排気弁装置２２用の操作装置３４および３６が操作される。   The intake valve device 18 and the exhaust valve device 22 of the cylinder 12 of the internal combustion engine 10 can be operated independently of the position of the crankshaft 30. For this purpose, each intake valve device 18 is provided with an operating device 34 and each exhaust valve device 22 is provided with a corresponding operating device 36. The operation of the internal combustion engine 10 is operated and / or controlled by the operation and / or control device 38. The operation and / or control device 38 includes a memory, and a computer program for operating and / or controlling the internal combustion engine 10 is stored in the memory. The operating and / or control device 38 is a driver for a motor vehicle in which the internal combustion engine 10 is incorporated, from various sensor devices of the internal combustion engine 10, i.e. from the sensor 32 and a lambda sensor (not shown) measuring the mixture composition. Receives a signal from an accelerator pedal transmitter or the like which can thereby indicate a torque desire. In particular, the operating device 34 and 36 for the injector 26, spark plug 28 and intake valve device 18 and exhaust valve device 22 are operated by the operating and / or control device 38.

内燃機関１０は種々の運転方式で運転可能である。第１の運転方式いわゆる「成層燃焼運転」においては、燃料は、インジェクタ２６から、ピストン１６によって形成される圧縮行程の間に対応燃焼室１４内に噴射され、しかも場所的には点火プラグ２８のすぐ近くに、並びに時間的には対応ピストン１６の上死点ＯＴの直前ないしは点火時点の前に噴射される。次に、点火プラグ２８により燃料が点火され、これにより、それに続く作業行程内においてピストン１６は点火された燃料の膨張により駆動され、およびこれによりクランク軸３０に前方運動が与えられ、前方運動を介して最終的に自動車車輪（図示されていない）が駆動される。   The internal combustion engine 10 can be operated by various operation methods. In a first operating mode, the so-called “stratified combustion operation”, fuel is injected from the injector 26 into the corresponding combustion chamber 14 during the compression stroke formed by the piston 16, and in some places the spark plug 28 The fuel is injected in the immediate vicinity, and in time, immediately before the top dead center OT of the corresponding piston 16 or before the ignition timing. Next, the fuel is ignited by the spark plug 28, whereby the piston 16 is driven by the expansion of the ignited fuel in the subsequent work stroke, and this imparts a forward motion to the crankshaft 30 to cause the forward motion. Finally, the vehicle wheel (not shown) is driven.

第２の運転方式即ち「均質燃焼運転」においては、燃料は、インジェクタ２６から、ピストン１６によって形成される吸気行程の間に燃焼室１４内に噴射される。噴射された燃料は、同時に吸い込まれた空気により旋回され、これにより、燃焼室１４内に本質的に均一即ち均質に分配される。その後に、燃料と空気の混合物はそれに続く圧縮行程の間に圧縮され、次に点火プラグ２８により点火される。点火された燃料の膨張により、同様にピストン１６が駆動され、最終的にクランク軸３０が駆動される。   In the second mode of operation, or “homogeneous combustion operation”, fuel is injected from the injector 26 into the combustion chamber 14 during the intake stroke formed by the piston 16. The injected fuel is swirled by the simultaneously sucked air and is thereby distributed essentially uniformly in the combustion chamber 14. Thereafter, the fuel and air mixture is compressed during the subsequent compression stroke and then ignited by spark plug 28. The piston 16 is similarly driven by the expansion of the ignited fuel, and the crankshaft 30 is finally driven.

図２に、内燃機関１０の始動方法が線図の形で示されている。線図の個々の行は、与えられたそれぞれのシリンダ１２ａ−ｄに関連している。線図の個々の列は、付属シリンダ１２のピストン１６がその中に存在するそれぞれの行程に関連している。ここで、ピストン１６の各々は、吸気行程、圧縮行程、作業行程または排気行程内に存在可能である。異なる行程は異なる陰影線により表わされている。図２の左下側に符号４０で表わされている陰影線は圧縮行程を示し、符号４２で表わされている陰影線は作業行程を示し、符号４４で表わされている陰影線は排気行程を示し、および符号４６で表わされている陰影線は吸気行程を示す。線図内において、星印により燃料の噴射が表わされ、閃光印により点火が表わされている。個々の行程間の移行は個々の燃焼室１２ａ−１２ｄのピストン１６の上死点ＯＴにより表わされている。ここで、ピストン１６の行程に沿った軸はクランク軸３０の前方方向回転角ＫＷ°を示す。点線Ｓにより、内燃機関１０の始動前における内燃機関１０の位置即ち内燃機関１０が停止しているときの位置が示されている。図２により以下に説明する方法においては、起動装置は必要ではない。   FIG. 2 shows the starting method of the internal combustion engine 10 in the form of a diagram. Each row of the diagram is associated with a given cylinder 12a-d. The individual columns of the diagram are associated with each stroke in which the piston 16 of the accessory cylinder 12 is present. Here, each of the pistons 16 can exist in an intake stroke, a compression stroke, a work stroke, or an exhaust stroke. Different strokes are represented by different shaded lines. In FIG. 2, the shadow line indicated by reference numeral 40 indicates the compression stroke, the shadow line indicated by reference numeral 42 indicates the work stroke, and the shadow line indicated by reference numeral 44 indicates the exhaust stroke. The shaded line indicating the stroke and represented by reference numeral 46 indicates the intake stroke. In the diagram, fuel injection is represented by stars and ignition is represented by flashes. The transition between the individual strokes is represented by the top dead center OT of the piston 16 of the individual combustion chambers 12a-12d. Here, the axis along the stroke of the piston 16 indicates the forward rotation angle KW ° of the crankshaft 30. A dotted line S indicates the position of the internal combustion engine 10 before the internal combustion engine 10 is started, that is, the position when the internal combustion engine 10 is stopped. In the method described below with reference to FIG. 2, no activation device is required.

図２からわかるように、はじめに、圧縮行程４０ａ内に存在するシリンダ１２ａの燃焼室１４ａ内に符号４７において燃料が噴射される。これは、内燃機関１０のこの運転サイクル内に限る第１の噴射を示す。次に、噴射された燃料は、同様に、シリンダ１２ａの燃焼室１４ａの圧縮行程４０ａ内の符号４９において点火される。これによりシリンダ１２ａ内における第１の燃焼が開始され、この燃焼に基づき、クランク軸３０に回転運動が与えられる。シリンダ１２ａのピストン１６ａはその上死点ＯＴ１２ａ手前に存在するので、クランク軸３０は後方に運動する。このことが図２において符号４８を有する矢印により示されている。 As can be seen from FIG. 2, first, fuel is injected at 47 in the combustion chamber 14a of the cylinder 12a existing in the compression stroke 40a. This represents the first injection limited to this operating cycle of the internal combustion engine 10. Next, the injected fuel is similarly ignited at reference numeral 49 in the compression stroke 40a of the combustion chamber 14a of the cylinder 12a. Thereby, the first combustion in the cylinder 12a is started, and a rotational motion is given to the crankshaft 30 based on this combustion. Since the piston 16a of the cylinder 12a exists before the top dead center OT 12a , the crankshaft 30 moves backward. This is indicated in FIG. 2 by the arrow having the reference numeral 48.

カム軸を有する通常の固定式弁操作装置においては、シリンダ１２ａの膨張したがってクランク軸３０の後方回転は吸気弁装置１８ａの開放により終了されるであろう。したがって、第１の燃焼により発生された燃焼排気ガスは吸気管２０ａ内に流出するであろう。これに対して、ここに示されている内燃機関１０においては、吸気弁装置１８および排気弁装置２２はクランク軸３０の位置とは独立に即ち操作装置３４および３６により操作可能である。ここでは、ピストン１６ａがクランク軸３０の後方運動４８の終了付近においてその下死点の直前に存在し且つ後方運動４８の速度が０に近い下限値を下回ったときにはじめて、排気弁装置２２ａが操作装置３６ａにより開放される。これに対して、吸気弁装置１８ａは閉鎖されたままである。   In a normal fixed valve operating device having a camshaft, the expansion of the cylinder 12a and hence the rearward rotation of the crankshaft 30 will be terminated by opening the intake valve device 18a. Therefore, the combustion exhaust gas generated by the first combustion will flow out into the intake pipe 20a. On the other hand, in the internal combustion engine 10 shown here, the intake valve device 18 and the exhaust valve device 22 can be operated independently of the position of the crankshaft 30, that is, by the operation devices 34 and 36. Here, the exhaust valve device 22a is not in the exhaust valve device 22a until the piston 16a exists immediately before the bottom dead center near the end of the rearward movement 48 of the crankshaft 30 and the speed of the rearward movement 48 falls below the lower limit value close to zero. It is opened by the operating device 36a. In contrast, the intake valve device 18a remains closed.

シリンダ１２ａが圧縮行程４０ａ内に存在しているとき、シリンダ１２ｂは作業行程４２ｂ内に存在している。これは、矢印４８に対応するクランク軸３０の後方運動に基づき、シリンダ１２ｂのピストン１６ｂが再びその上死点ＯＴ１２ｂに接近することを意味する。したがって、シリンダ１２ｂの燃焼室１４ｂ内に圧縮圧力が形成され、この圧縮圧力はクランク軸３０の後方運動４８を制動する。第１の燃焼により発生されたトルクが、シリンダ１２ｂのピストン１６ｂを、その上死点ＯＴ１２ｂを超えて運動させるほど十分に大きくならないように、第１の燃焼が操作及び／又は制御されることから出発される。これは、シリンダ１２ａのピストン１６ａは、クランク軸３０の後方運動４８の間において、その下死点を超えて運動することはないことと同じ意味である。これは、例えば、第１の燃焼の前に、それに対応して少量の燃料質量が噴射されることにより達成可能である。この結果、クランク軸３０の回転方向は、前記上死点ＯＴ１２ｂに到達する前に後方運動から前方運動に反転される。この反転点は、図２において、符号Ｕで表わされている一点鎖線により示されている。 When the cylinder 12a is in the compression stroke 40a, the cylinder 12b is in the work stroke 42b. This means that the piston 16b of the cylinder 12b again approaches its top dead center OT 12b based on the backward movement of the crankshaft 30 corresponding to the arrow 48. Therefore, a compression pressure is formed in the combustion chamber 14b of the cylinder 12b, and this compression pressure brakes the rearward movement 48 of the crankshaft 30. The first combustion is manipulated and / or controlled so that the torque generated by the first combustion is not large enough to move the piston 16b of the cylinder 12b beyond its top dead center OT 12b. Departs from. This is equivalent to the fact that the piston 16a of the cylinder 12a does not move beyond its bottom dead center during the backward movement 48 of the crankshaft 30. This can be achieved, for example, by injecting a correspondingly small amount of fuel before the first combustion. As a result, the rotation direction of the crankshaft 30 is reversed from the backward motion to the forward motion before reaching the top dead center OT 12b . This inversion point is indicated by the alternate long and short dash line represented by the symbol U in FIG.

ピストン１６ｂが反転点Ｕに到達する前に、シリンダ１２ｂの燃焼室１４ｂ内に燃料が噴射される（図２内の符号５０）。反転点Ｕにおいてまたはその直後に、燃焼室１４ｂ内においてこの燃料が点火され（図２内の符号５２）且つ「第２」の燃焼が行われる。反転点Ｕにおけるシリンダ１２ｂの燃焼室１４ｂ内における燃料の燃焼により、ピストン１６ｂは正常な作業行程を実行する。これにより、クランク軸３０は前方方向に加速され、このことが図２において矢印５４により表わされている。シリンダ１２ｂの燃焼室１４ｂ内における第２の燃焼の膨張作業を最大にするために、排気弁装置２２ｂは、操作装置３６ｂにより、正常運転（即ち始動過程以外）においてよりも遅れて開放され、即ち作業行程４２ｂの終了におけるピストン１６ｂの下死点付近においてはじめて開放される。   Before the piston 16b reaches the reversal point U, fuel is injected into the combustion chamber 14b of the cylinder 12b (reference numeral 50 in FIG. 2). At or immediately after the reversal point U, this fuel is ignited in the combustion chamber 14b (reference numeral 52 in FIG. 2), and "second" combustion is performed. Due to the combustion of fuel in the combustion chamber 14b of the cylinder 12b at the reversal point U, the piston 16b performs a normal work stroke. As a result, the crankshaft 30 is accelerated in the forward direction, which is represented by an arrow 54 in FIG. In order to maximize the expansion work of the second combustion in the combustion chamber 14b of the cylinder 12b, the exhaust valve device 22b is opened by the operating device 36b later than in normal operation (i.e. other than the starting process), i.e. The piston 16b is opened only near the bottom dead center at the end of the work stroke 42b.

反転点Ｕの通過後においても、シリンダ１２ａは依然圧縮行程４０ａ内に存在するが、このとき前方方向に回転するクランク軸３０においてピストン１６ａは上死点ＯＴ１２ａの方向に運動している。ここで、固定式弁操作において通常行われるであろうように吸気弁装置１８および排気弁装置２２が閉鎖されていた場合、燃焼室１４ａ内に第１の燃焼に基づいて存在する残留ガスは、上死点ＯＴ１２ａまで圧縮され且つそれに続く作業行程４２ａの間に膨張され、これにより漏れおよび熱による損失が発生するであろう。この損失を低減ないしは排除するために、この内燃機関１０においては、既に説明したように、排気弁装置２２ａは遅くとも反転点Ｕに到達したときに開放され、それに続いて、圧縮行程４０ａの全体およびそれに続く作業行程４２ａの間開放されたままである。排気弁装置２２ａの開放時間区間が図２において符号５６で表わされている。このようにして、クランク軸３０の前方方向回転運動において、残留ガスは排気弁装置２２ａを介して排気管２４ａ内に排出され、即ち圧縮は行われない。さらに、シリンダ１２ａのそれに続く作業行程４２ａの間に、排気ガスは吸気管２０ａからではなく排気管２４ａから燃焼室１４ａ内に吸い込まれ、これにより、同時に吸気行程４６ｄ内に存在するシリンダ１２ｄ内およびその手前に負圧が発生することはない。 Even after passing through the reversal point U, the cylinder 12a still exists in the compression stroke 40a. At this time, the piston 16a moves in the direction of the top dead center OT 12a on the crankshaft 30 rotating in the forward direction. Here, if the intake valve device 18 and the exhaust valve device 22 are closed as would normally be done in fixed valve operation, residual gas present in the combustion chamber 14a based on the first combustion is It will be compressed to top dead center OT 12a and expanded during the subsequent work stroke 42a, which will cause leakage and heat losses. In order to reduce or eliminate this loss, in the internal combustion engine 10, as already described, the exhaust valve device 22 a is opened at the latest when the reversal point U is reached, and subsequently, the entire compression stroke 40 a and It remains open during the subsequent work stroke 42a. The opening time section of the exhaust valve device 22a is indicated by reference numeral 56 in FIG. In this way, in the forward rotational movement of the crankshaft 30, the residual gas is discharged into the exhaust pipe 24a via the exhaust valve device 22a, that is, no compression is performed. Further, during the subsequent work stroke 42a of the cylinder 12a, exhaust gas is drawn into the combustion chamber 14a from the exhaust pipe 24a rather than from the intake pipe 20a, thereby simultaneously in the cylinder 12d present in the intake stroke 46d and No negative pressure is generated before that.

反転点Ｕの通過後において、シリンダ１２ｃはその吸気行程４６ｃ内に存在する。ここで、この吸気行程４６ｃ内においてシリンダ１２ｃの燃焼室１４ｃ内に燃料が噴射され、燃料はシリンダ１２ｃのそれに続く圧縮行程４０ｃ内において点火される。この燃焼により、クランク軸３０はさらに前方方向に駆動される。その後に、相前後して、シリンダ１２ｄ、１２ｂ、１２ａ、１２ｃ等にそれぞれ、吸気行程４６の間に燃料が噴射され且つそれぞれ圧縮行程４０の間に点火される。   After passing through the reversal point U, the cylinder 12c is in its intake stroke 46c. Here, fuel is injected into the combustion chamber 14c of the cylinder 12c in the intake stroke 46c, and the fuel is ignited in the subsequent compression stroke 40c of the cylinder 12c. By this combustion, the crankshaft 30 is further driven in the forward direction. Thereafter, fuel is injected into the cylinders 12d, 12b, 12a, 12c and the like during the intake stroke 46 and ignited during the compression stroke 40, respectively.

以上のように、本実施例においては、多気筒ピストン内燃機関１０の直接始動に対して、燃料が第１の圧縮行程４０ａ内に存在する第１の燃焼室内に直接噴射され（４７）且つ点火され（４９）、第１の燃焼が開始される。このようにして、クランク軸３０は、はじめに後方に運動する（４８）。次に、燃料が第１の作業行程４２ｂ内に存在する第２の燃焼室内に噴射され（５０）且つ点火され（５２）、第２の燃焼が開始される。このようにして、クランク軸は前方方向に回転し始める（５４）。前記後方運動（４８）の終了（Ｕ）後に、第１の燃焼室のガス交換弁装置は、その第１の圧縮行程の少なくとも大部分の間開放されている（５６）。   As described above, in the present embodiment, the fuel is directly injected into the first combustion chamber (47) existing in the first compression stroke 40a and the ignition is performed for the direct start of the multi-cylinder piston internal combustion engine 10. (49), and the first combustion is started. In this way, the crankshaft 30 first moves backward (48). Next, fuel is injected (50) and ignited (52) into the second combustion chamber present in the first work stroke 42b, and second combustion is started. In this way, the crankshaft begins to rotate forward (54). After the end (U) of the rearward movement (48), the gas exchange valve device of the first combustion chamber is open (56) for at least the majority of its first compression stroke.

内燃機関の原理図である。It is a principle diagram of an internal combustion engine. 図１の内燃機関の直接始動方法を説明するための概略線図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a method for directly starting the internal combustion engine of FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 内燃機関
１２ａ−１２ｄ シリンダ
１４ａ−１４ｄ 燃焼室
１６ａ−１６ｄ ピストン
１８ａ−１８ｄ 吸気弁装置（ガス交換弁装置）
２０ａ−２０ｄ 吸気管
２２ａ−２２ｄ 排気弁装置（ガス交換弁装置）
２４ａ−２４ｄ 排気管
２６ａ−２６ｄ インジェクタ
２８ａ−２８ｄ 点火プラグ
３０ クランク軸
３２ センサ
３４ａ−３４ｄ 吸気弁操作装置
３６ａ−３６ｄ 排気弁操作装置
３８ 操作及び／又は制御装置
４０、４０ａ−４０ｄ 圧縮行程
４２、４２ａ−４２ｄ 作業行程（膨張行程）
４４、４４ａ−４４ｄ 排気行程
４６、４６ａ−４６ｄ 吸気行程（吸入行程）
４７、５０ 燃料噴射
４８ 後方運動
４９、５２ 点火
５４ 前方運動
５６ 排気弁装置２２ａの開放時間区間
ＫＷ° 回転角（クランク角度）
ＯＴ１２ａ−ＯＴ１２ｄ 上死点
Ｓ 内燃機関始動前の位置
Ｕ 後方運動の終了（反転点） DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12a-12d Cylinder 14a-14d Combustion chamber 16a-16d Piston 18a-18d Intake valve apparatus (gas exchange valve apparatus)
20a-20d Intake pipe 22a-22d Exhaust valve device (gas exchange valve device)
24a-24d Exhaust pipe 26a-26d Injector 28a-28d Spark plug 30 Crankshaft 32 Sensor 34a-34d Intake valve operation device 36a-36d Exhaust valve operation device 38 Operation and / or control device 40, 40a-40d Compression stroke 42, 42a -42d Work process (expansion process)
44, 44a-44d Exhaust stroke 46, 46a-46d Intake stroke (intake stroke)
47, 50 Fuel injection 48 Backward movement 49, 52 Ignition 54 Forward movement 56 Opening time section of exhaust valve device 22a KW ° Rotation angle (crank angle)
OT 12a -OT 12d Top dead center S Position before starting internal combustion engine U End of backward movement (reversal point)

Claims (12)

燃料が第１の圧縮行程（４０ａ）内に存在する第１の燃焼室（１４ａ）内に直接噴射され且つ点火され、第１の燃焼が開始され、これによりクランク軸（３０）ははじめに後方に運動し（４８）、
次に燃料が第１の作業行程（４２ｂ）内に存在する第２の燃焼室（１４ｂ）内に噴射され且つ点火され、第２の燃焼が開始され、これによりクランク軸（３０）は前方方向に回転し始める（５４）、
多気筒ピストン内燃機関（１０）の直接始動方法において、
前記後方運動（４８）の終了（Ｕ）後に、第１の燃焼室（１４ａ）のガス交換弁装置（２２ａ）は、その第１の圧縮行程（４０ａ）の少なくとも大部分の間開放されている（５６）ことを特徴とする多気筒ピストン内燃機関（１０）の直接始動方法。 Fuel is injected directly into the first combustion chamber (14a) present in the first compression stroke (40a) and ignited to initiate the first combustion, whereby the crankshaft (30) is first moved backwards. Exercise (48),
Next, fuel is injected into the second combustion chamber (14b) existing in the first work stroke (42b) and ignited to start the second combustion, whereby the crankshaft (30) is moved forward. Begins to rotate (54),
In the direct start method of the multi-cylinder piston internal combustion engine (10),
After the end (U) of the rearward movement (48), the gas exchange valve device (22a) of the first combustion chamber (14a) is open during at least most of its first compression stroke (40a). (56) A method for directly starting a multi-cylinder piston internal combustion engine (10), wherein ガス交換弁装置（２２ａ）は、後方運動（４０）の終了（Ｕ）付近において、クランク軸（３０）が前方に（５４）回転している正常運転における第１の燃焼室（１４ａ）の同じまたは他のガス交換弁装置（１８ａ）よりも早いクランク角度において開放することを特徴とする請求項１の方法。   The gas exchange valve device (22a) is the same as the first combustion chamber (14a) in the normal operation in which the crankshaft (30) rotates forward (54) near the end (U) of the backward movement (40). 2. The method of claim 1, further comprising opening at a faster crank angle than the other gas exchange valve device (18a). 後方運動（４８）の終了（Ｕ）付近における第１の燃焼室（１４ａ）のガス交換弁装置（２２ａ）の開放は、少なくとも間接的に、後方運動（４８）の速度の関数であることを特徴とする請求項２の方法。   That the opening of the gas exchange valve device (22a) in the first combustion chamber (14a) near the end (U) of the backward movement (48) is at least indirectly a function of the speed of the backward movement (48). The method of claim 2 characterized. ガス交換弁装置（２２ａ）は、後方運動（４８）の速度が下限値に到達したかまたはそれを下回ったときにはじめて開放可能であることを特徴とする請求項３の方法。   The method according to claim 3, characterized in that the gas exchange valve device (22a) can only be opened when the speed of the backward movement (48) reaches or falls below a lower limit. 後方運動（４８）の終了（Ｕ）付近における第１の燃焼室（１４ａ）のガス交換弁装置（２２ａ）の開放は、少なくとも間接的に、第１の燃焼室（１４ａ）のピストン（１６ａ）の位置の関数であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。   The opening of the gas exchange valve device (22a) of the first combustion chamber (14a) near the end (U) of the backward movement (48) is at least indirectly, the piston (16a) of the first combustion chamber (14a). The method according to claim 1, wherein the method is a function of 第１の燃焼室（１４ａ）のガス交換弁装置（２２ａ）は、後方運動（４８）の終了（Ｕ）付近において第１の燃焼室（１４ａ）のピストン（１６ａ）が下死点の範囲内に存在したときにはじめて開放可能であることを特徴とする請求項５の方法。   In the gas exchange valve device (22a) of the first combustion chamber (14a), the piston (16a) of the first combustion chamber (14a) is within the range of the bottom dead center near the end (U) of the backward movement (48). 6. The method of claim 5, wherein the method can be opened only when it exists. 第１の燃焼室（１４ａ）のガス交換弁装置（２２ａ）は、その第１の圧縮行程（４０ａ）の間および少なくともそれに続くその第１の作業行程（４２ａ）の大部分の間においても開放されたままである（５６）ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。   The gas exchange valve device (22a) of the first combustion chamber (14a) is also open during its first compression stroke (40a) and at least during most of its first working stroke (42a). 7. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that it remains (56). ガス交換弁装置が排気弁装置（２２ａ）であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。   8. A method according to claim 1, wherein the gas exchange valve device is an exhaust valve device (22a). 第２の燃焼室（１４ｂ）の排気弁装置（２２ｂ）は、その第１の作業行程（４２ｂ）の終了付近において、正常運転においてよりも遅く開放することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。   9. The exhaust valve device (22b) of the second combustion chamber (14b) opens near the end of the first work stroke (42b) later than in normal operation. The method according to any one of the above. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法において使用するためにプログラミングされていることを特徴とするコンピュータ・プログラム。   10. A computer program programmed for use in the method of any one of claims 1-9. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法に使用するためのコンピュータ・プログラムがそれに記憶されていることを特徴とする内燃機関（１０）の操作及び／又は制御装置（３８）用電気記憶媒体。   Electricity for the operation and / or control device (38) of an internal combustion engine (10), characterized in that a computer program for use in the method according to any one of claims 1 to 9 is stored therein. Storage medium. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法に使用するためにプログラミングされていることを特徴とする請内燃機関（１０）用の操作及び／又は制御装置（３８）。   10. An operating and / or control device (38) for a contract internal combustion engine (10), characterized in that it is programmed for use in the method according to any one of the preceding claims.
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