JP2008151024A - Engine starter - Google Patents

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Masayuki Tetsuno
雅之 鐵野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the occurrence of self-ignition of a fuel in a cylinder of an engine. <P>SOLUTION: This engine starter starts a multicylinder four cycle engine by driving the engine in the normal rotation by burning a fuel in an expansion-stroke cylinder in stop immediately after driving the engine in the reverse rotation by burning the fuel in a compression stroke in stop. The engine starter includes a fuel injection control means controlling fuel injection valves arranged on a cylinder basis, and a self-ignition prediction means predicting whether self-ignition of the fuel occurs in the cylinder in an exhaust stroke in stop in starting the engine. The fuel injection control means executes, to the fuel injection valve corresponding to the cylinder in the exhaust stroke in stop, control to inject the fuel in the intake stroke after the engine is driven in the normal rotation when the self-ignition prediction means predicts occurrence of self-ignition of the fuel and the fuel is injected in the initial compression stroke, and executes control to inject the fuel only in the intake stroke when the self-ignition prediction means predicts that the self-ignition of the fuel will not occur. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、スタータを使用せずにエンジンを始動させるエンジンの始動装置に関し、燃料の燃焼を制御することによってエンジンを制御するエンジン制御の技術分野に属する。   The present invention relates to an engine starter that starts an engine without using a starter, and belongs to the technical field of engine control for controlling an engine by controlling combustion of fuel.

従来より、特許文献1に記載するような、スタータを使用せずにエンジンを始動させるエンジンの始動装置が知られている。これは多気筒4サイクルエンジンの始動装置であって、まず、エンジン停止時に圧縮行程の気筒(以下、「停止時圧縮行程気筒」と称する。)内に燃料を供給してその燃料を燃焼させることによってエンジンを逆回転で駆動させる。次に、エンジン停止時に膨張行程の気筒(以下、「停止時膨張行程気筒」と称する。)のピストンが上死点に到達する前に、この停止時膨張行程気筒内に燃料を供給してその燃料を燃焼させる。これにより、エンジンが正回転で駆動され始める。続いて、エンジン停止時に吸気行程の気筒(以下、「停止時吸気行程気筒」と称する。)がエンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程であるときにその内部に燃料を供給するとともに、エンジン停止時に排気行程の気筒(以下、「停止時排気行程気筒」と称する。)がエンジンが正回転で駆動されて最初の吸気行程であるときにその内部に燃料を供給し、2つの気筒内に供給された燃料それぞれを各気筒の膨張行程中に燃焼させる。それ以後は、各気筒において、吸気行程中に燃料を内部に供給して膨張行程中にその燃料を燃焼させる。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an engine starter that starts an engine without using a starter, as described in Patent Document 1. This is a starter for a multi-cylinder four-cycle engine. First, fuel is supplied into a cylinder in a compression stroke when the engine is stopped (hereinafter referred to as a “compression cylinder at stop”), and the fuel is burned. To drive the engine in reverse. Next, before the piston of the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped (hereinafter referred to as “stop expansion cylinder”) reaches the top dead center, fuel is supplied into the expansion stroke cylinder during the stop. Burn the fuel. As a result, the engine starts to be driven at normal rotation. Subsequently, a cylinder in the intake stroke when the engine is stopped (hereinafter referred to as “intake stroke cylinder when stopped”) supplies fuel to the inside when the engine is driven in the normal rotation and is in the first compression stroke, A cylinder in the exhaust stroke when the engine is stopped (hereinafter referred to as “exhaust stroke cylinder at stop”) supplies fuel to the inside of the two cylinders when the engine is driven in the forward rotation and is in the first intake stroke. Each of the fuel supplied to the cylinder is burned during the expansion stroke of each cylinder. Thereafter, in each cylinder, fuel is supplied to the inside during the intake stroke, and the fuel is burned during the expansion stroke.

このようにエンジンを始動させるエンジンの始動装置は、始動時にエンジンが高温状態にある場合を想定したものである。例えば、アイドル時にエンジンを自動的に停止させる制御システムによってエンジンが制御される場合を想定したものである。さらに厳密に言えば、自動的に停止された高温状態のエンジンが、停止後すぐに始動される場合を想定したものである。   The engine starting device for starting the engine in this way assumes a case where the engine is in a high temperature state at the time of starting. For example, it is assumed that the engine is controlled by a control system that automatically stops the engine when idling. Strictly speaking, it is assumed that a high-temperature engine that has been automatically stopped is started immediately after being stopped.

上述のエンジンの始動装置において、停止時圧縮行程気筒内に燃料を供給してその燃料を燃焼させてエンジンを逆回転駆動させる理由は、停止時膨張行程気筒内の空気を圧縮し、燃焼エネルギを高めるためである。これは、エンジンを正回転で始動させるために停止時膨張行程気筒に燃料を供給してその燃料を燃焼させても、気筒のピストンが下死点側にあると、燃料燃焼により移動するピストンからクランクシャフトに十分なトルクが伝わらず該クランクシャフトが十分に回転しない場合があるためである。   In the engine starter described above, the reason why the fuel is supplied into the stop-time compression stroke cylinder and burned to drive the engine in reverse rotation is that the air in the stop-time expansion stroke cylinder is compressed and the combustion energy is reduced. This is to increase it. This is because, even if fuel is supplied to the stop expansion stroke cylinder to start the engine at normal rotation and the fuel is burned, if the cylinder piston is at the bottom dead center side, This is because sufficient torque may not be transmitted to the crankshaft and the crankshaft may not rotate sufficiently.

また、上述のエンジンの始動装置において、停止時吸気行程気筒に対する燃料の供給をエンジンが正回転駆動して最初の圧縮行程であるときに行う理由は、この気筒内での燃料の自己着火の発生を抑制するためである。これは、エンジンが正回転駆動して最初の吸気行程中のタイミング、すなわちエンジンの回転数が小さい吸気行程中のタイミングで燃料を供給すると、高温状態のエンジンから熱を受けることによって燃料が膨張行程前に自己着火して燃焼することがあるためである(圧縮行程中のタイミングで供給される燃料は、吸気行程中のタイミングで供給される場合に比べて燃焼室内に拡散し難く、そのために高温状態のエンジンから熱を受けても自己着火し難い。また、エンジンの回転数が高くなればなるほど燃料は自己着火し難くなる。)。   Further, in the engine starter described above, the reason why the fuel is supplied to the stop intake stroke cylinder when the engine is driven to rotate forward and is in the first compression stroke is that fuel self-ignition occurs in the cylinder. It is for suppressing. This is because when fuel is supplied at the timing during the first intake stroke when the engine is driven forward, that is, at the timing during the intake stroke where the engine speed is small, the fuel is expanded by receiving heat from the high-temperature engine. This is because the fuel supplied at the timing during the compression stroke is less likely to diffuse into the combustion chamber as compared with the case where the fuel is supplied at the timing during the intake stroke. (Self-ignition is less likely to occur even when heat is received from the engine in the state, and the higher the engine speed, the more difficult the fuel will self-ignite.)

特開2005−180208公報JP-A-2005-180208

しかしながら、上述のエンジンの始動装置においては、停止時排気行程気筒がエンジンが正回転で駆動されて最初の吸気行程であるときにその内部に燃料を供給してその後の膨張行程で該燃料を燃焼させているが、最初の吸気行程で供給した燃料が、高温状態のエンジンから熱を受けて膨張行程前に自己着火する可能性がある。また、膨張行程前の圧縮行程で燃料が自己着火して燃焼し、それによりエンジンが逆回転で駆動し始める可能性がある。   However, in the engine starter described above, when the exhaust stroke cylinder at the time of stop is driven in the forward rotation of the engine and is in the first intake stroke, fuel is supplied to the inside thereof and the fuel is burned in the subsequent expansion stroke. However, there is a possibility that the fuel supplied in the first intake stroke receives heat from the high-temperature engine and self-ignites before the expansion stroke. In addition, the fuel may self-ignite and burn in the compression stroke before the expansion stroke, which may cause the engine to start driving in reverse rotation.

補足すると、このような停止時排気行程気筒の自己着火は、特に、停止時吸気行程気筒の燃焼状態が不良のときに発生しやすい。つまり、停止時吸気行程気筒の燃焼が正常に行われてエンジンの回転が上昇すれば、次に燃焼が行われる停止時排気行程気筒が高温状態であっても、停止時排気行程気筒における自己着火は起こり難い。ところが、停止時吸気行程気筒の燃焼が不十分であれば、エンジン回転が上昇せず、次に燃焼が行われる停止時排気行程気筒において自己着火が発生しやすくなる。   Supplementally, such a self-ignition of the stop-time exhaust stroke cylinder is likely to occur particularly when the combustion state of the stop-time intake stroke cylinder is defective. In other words, if combustion in the stop intake stroke cylinder is normally performed and the engine speed increases, self-ignition in the stop exhaust stroke cylinder even if the stop exhaust stroke cylinder in which combustion is performed next is in a high temperature state. Is unlikely to occur. However, if the combustion in the intake stroke cylinder at the time of stop is insufficient, the engine speed does not increase, and self-ignition tends to occur in the exhaust stroke cylinder at the time of stop where combustion is performed next.

そこで、本発明は、高温状態のエンジンの始動直後において、停止時排気行程気筒内での燃料の自己着火の発生を抑制することができるエンジンの始動装置を提供することを課題とする。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide an engine starter that can suppress the occurrence of self-ignition of fuel in a stop-time exhaust stroke cylinder immediately after starting a high-temperature engine.

上述の課題を解決するために、本願の請求項1に記載の発明は、エンジン停止時に圧縮行程の停止時圧縮行程気筒内で燃料を燃焼してエンジンを逆回転で駆動させた直後、エンジン停止時に膨張行程の停止時膨張行程気筒内で燃料を燃焼してエンジンを正回転で駆動させることによって多気筒4サイクルエンジンを始動するエンジンの始動装置であって、各気筒毎に設けられた燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と、エンジンを始動させるときに、エンジン停止時に排気行程の停止時排気行程気筒内で燃料の自己着火が発生するか否かを予測する自己着火予測手段とを有し、前記燃料噴射制御手段は、停止時排気行程気筒に対応する燃料噴射弁に対して、前記自己着火予測手段が燃料の自己着火の発生を予測したときはエンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程中に燃料を噴射させて以後は吸気行程中に燃料を噴射させる制御を実行し、前記自己着火予測手段が燃料の自己着火は発生しないと予測したときは吸気行程中にのみ燃料を噴射させる制御を実行することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 of the present application is that the engine is stopped immediately after the fuel is burned in the compression stroke cylinder when the engine is stopped and the engine is driven in reverse rotation. An engine starter for starting a multi-cylinder four-cycle engine by burning fuel in a cylinder at a time when an expansion stroke is stopped and driving the engine in a forward rotation, and a fuel injection provided for each cylinder A fuel injection control means for controlling the valve; and a self-ignition prediction means for predicting whether or not fuel self-ignition occurs in the exhaust stroke cylinder when the engine is stopped when the engine is stopped. When the self-ignition predicting means predicts the occurrence of fuel self-ignition with respect to the fuel injection valve corresponding to the exhaust stroke cylinder at the time of stop, the engine rotates forward. Control is performed so that fuel is injected during the first compression stroke after being driven and then fuel is injected during the intake stroke, and when the self-ignition prediction means predicts that self-ignition of the fuel will not occur, the intake stroke is in progress It is characterized in that the control for injecting the fuel only in the engine is executed.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のエンジンの始動装置において、前記燃料噴射制御手段は、前記自己着火予測手段が燃料の自己着火の発生を予測したとき、エンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程中の停止時排気行程気筒の空燃比が、理論空燃比に比べてリッチになるように停止時排気行程気筒に対応する燃料噴射弁の噴射量を制御することを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the engine starting device according to claim 1, wherein the fuel injection control means is configured such that when the self-ignition prediction means predicts the occurrence of self-ignition of fuel, the engine is normal. Controlling the injection amount of the fuel injection valve corresponding to the stop exhaust stroke cylinder so that the air fuel ratio of the stop exhaust stroke cylinder driven by rotation during the first compression stroke becomes richer than the stoichiometric air fuel ratio. It is characterized by.

さらに、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のエンジンの始動装置において、
前記自己着火予測手段は、エンジンを始動させるときに、エンジン停止時に吸気行程の停止時吸気行程気筒内で燃料の自己着火が発生するか否かを予測するように構成され、前記燃料噴射制御手段は、停止時吸気行程気筒に対応する燃料噴射弁に対して、前記自己着火予測手段が停止時吸気行程気筒内での燃料の自己着火を予測したときはエンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程中に燃料を噴射させて以後は吸気行程中に燃料を噴射させる制御を実行し、前記自己着火予測手段が停止時吸気行程気筒内で燃料の自己着火は発生しないと予測したときは吸気行程中にのみ燃料を噴射させる制御を実行することを特徴とする。
Furthermore, the invention according to claim 3 is the engine starter according to claim 1 or 2,
The self-ignition prediction means is configured to predict whether or not fuel self-ignition will occur in the intake stroke cylinder when the engine is stopped when the engine is stopped, and the fuel injection control means When the self-ignition predicting means predicts the self-ignition of fuel in the stop-intake stroke cylinder for the fuel injection valve corresponding to the stop-intake stroke cylinder, the engine is driven in the forward rotation for the first time. Control is performed so that fuel is injected during the compression stroke and then fuel is injected during the intake stroke, and when the self-ignition prediction means predicts that self-ignition of fuel will not occur in the intake stroke cylinder during stoppage, Control is performed to inject fuel only during the stroke.

さらにまた、請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1つに記載のエンジンの始動装置において、前記自己着火予測手段は、燃料の自己着火の発生の可能性を示す値がしきい値より高い場合に燃料の自己着火が発生すると予測するように構成され、停止時吸気行程気筒内で燃料の自己着火が発生することを予測するためのしきい値は、停止時排気行程気筒内で燃料の自己着火が発生することを予測するためのしきい値に比べて大きい値に設定されていることを特徴とする。   Furthermore, the invention according to claim 4 is the engine start device according to any one of claims 1 to 3, wherein the self-ignition prediction means is a value indicating the possibility of occurrence of self-ignition of fuel. Is configured to predict that fuel self-ignition will occur when the engine is higher than the threshold, and the threshold for predicting that fuel self-ignition will occur in the intake stroke cylinder during stop is It is characterized in that it is set to a value larger than a threshold value for predicting that fuel self-ignition occurs in the stroke cylinder.

加えて、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のエンジンの始動装置において、前記燃料の自己着火の発生の可能性を示す値は、エンジンの停止時間、エンジン冷却水の温度、および吸気の温度の少なくとも1つに基づいて算出されることを特徴とする。   In addition, according to a fifth aspect of the present invention, in the engine starting device according to the fourth aspect, the value indicating the possibility of the occurrence of self-ignition of the fuel is an engine stop time, an engine coolant temperature, And at least one of the intake air temperatures.

請求項1に記載の発明によれば、停止時排気行程気筒内において燃料が自己着火が発生するか否かが予測され、停止時排気行程気筒に対するエンジンが正回転で駆動して最初の燃料供給は、自己着火が発生すると予測される場合は自己着火し難いエンジンが正回転で駆動し始めて最初の圧縮行程で実行され、自己着火が発生しないと予測される場合はエンジンが正回転で駆動されて最初の膨張行程で実行される。これにより、高温状態のエンジンの始動直後において、停止時排気行程気筒内での燃料の自己着火の発生が抑制される。   According to the first aspect of the present invention, it is predicted whether or not the fuel self-ignites within the stop-time exhaust stroke cylinder, and the engine for the stop-time exhaust stroke cylinder is driven in the forward rotation to supply the first fuel. If it is predicted that self-ignition will occur, the engine that is difficult to self-ignite will start to run in the forward rotation and run in the first compression stroke, and if it is predicted that no self-ignition will occur, the engine will be driven in the forward rotation And executed in the first expansion stroke. This suppresses the occurrence of self-ignition of fuel in the stop-time exhaust stroke cylinder immediately after starting the engine in a high temperature state.

また、請求項2に記載の発明によれば、燃料の自己着火が発生すると予測される場合、エンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程中の停止時排気行程気筒の空燃比が、理論空燃比に比べてリッチになるように燃料が該気筒に供給される。理論空燃比に対応する量より大きい量の燃料が供給されることにより、停止時排気行程気筒がより冷却される(燃料が気化するときに、気筒内や気筒の壁面から熱を奪うことによる。)。気筒が冷却されることにより、該気筒内で気化した燃料が自己着火し難くなる。   According to the second aspect of the present invention, when it is predicted that self-ignition of the fuel will occur, the air-fuel ratio of the exhaust stroke cylinder at the stop time during the first compression stroke when the engine is driven in the normal rotation is calculated as Fuel is supplied to the cylinder so as to be richer than the air-fuel ratio. When an amount of fuel larger than the amount corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio is supplied, the exhaust stroke cylinder at the time of stop is further cooled (by removing heat from the inside of the cylinder or the wall surface of the cylinder when the fuel is vaporized). ). By cooling the cylinder, the fuel vaporized in the cylinder is less likely to self-ignite.

さらに、請求項3に記載の発明によれば、停止時吸気行程気筒に対しても自己着火が発生するか否かが予測される。停止時吸気行程気筒に対するエンジンが正回転で駆動されて最初の燃料供給は、自己着火が発生することが予測される場合は自己着火し難いエンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程で実行され、自己着火が発生しないと予測される場合はエンジンが正回転で駆動されて最初の膨張行程で実行される。これにより、停止時吸気行程気筒内での燃料の自己着火の発生が抑制される。   Further, according to the third aspect of the present invention, it is predicted whether or not self-ignition will occur even in the intake stroke cylinder at the time of stop. When the engine for the intake stroke at the time of stop is driven in the forward rotation, the first fuel supply is executed in the first compression stroke when the engine that is difficult to self-ignite is driven in the forward rotation when the self-ignition is expected to occur. If it is predicted that no self-ignition will occur, the engine is driven in the forward rotation and executed in the first expansion stroke. As a result, the occurrence of self-ignition of fuel in the intake stroke cylinder during stop is suppressed.

さらにまた、請求項4に記載の発明によれば、自己着火の発生の可能性を示す値がしきい値より高い場合に自己着火が発生すると予測され、停止時吸気行程気筒内で自己着火が発生することを予測するためのしきい値は、停止時排気行程気筒内で自己着火が発生することを予測するためのしきい値より大きく設定されている。これは、停止時排気行程気筒内には高温の排気が残っている可能性があり、そのために停止時排気行程気筒の方が停止時吸気行程気筒に比べて内部温度が高い可能性がある、すなわち停止時排気行程気筒の方が燃料の自己着火が発生しやすいことによる。これにより、停止時吸気行程気筒内で自己着火が発生すると過度に予測することがなく、また停止時排気行程気筒内で自己着火が発生すると確実に予測できる、すなわち停止時吸気行程気筒と停止時排気行程気筒それぞれに対する自己着火の発生予測が適切に行われる。   Furthermore, according to the fourth aspect of the present invention, it is predicted that self-ignition will occur when the value indicating the possibility of occurrence of self-ignition is higher than the threshold value, and self-ignition occurs in the intake stroke cylinder at the time of stop. The threshold value for predicting occurrence is set to be larger than the threshold value for predicting that self-ignition will occur in the stop-time exhaust stroke cylinder. This is because there is a possibility that hot exhaust gas remains in the exhaust stroke cylinder at the time of stop, and therefore the internal temperature of the exhaust stroke cylinder at the stop time may be higher than that of the intake stroke cylinder at the stop time. That is, it is because the self-ignition of the fuel is more likely to occur in the exhaust stroke cylinder at the time of stop. As a result, it is not excessively predicted that self-ignition will occur in the intake stroke cylinder at the time of stop, and it can be reliably predicted that self-ignition will occur in the exhaust stroke cylinder at the time of stop. Prediction of the occurrence of self-ignition for each exhaust stroke cylinder is appropriately performed.

加えて、請求項5に記載の発明によれば、自己着火の発生の可能性を示す値は、エンジンの停止時間、エンジン冷却水の温度、および吸気の温度の少なくとも1つに基づいて算出される。したがって、気筒内での燃料の状態をモニタリングすることなく、燃料の自己着火の発生を予測することができる。   In addition, according to the invention described in claim 5, the value indicating the possibility of occurrence of self-ignition is calculated based on at least one of the engine stop time, the engine coolant temperature, and the intake air temperature. The Therefore, it is possible to predict the occurrence of fuel self-ignition without monitoring the fuel state in the cylinder.

図1および図2は、本発明の一実施形態に係るエンジンの始動装置を含むエンジン制御システムを概略的に示している。   1 and 2 schematically show an engine control system including an engine starter according to an embodiment of the present invention.

図において符号10で示されるエンジン制御システムは、シリンダヘッド12とシリンダブロック14を備えたエンジン16と、エンジン16を制御するためのECU(エンジンコントローラユニット)18とから構成される。   The engine control system denoted by reference numeral 10 in the figure is composed of an engine 16 having a cylinder head 12 and a cylinder block 14, and an ECU (engine controller unit) 18 for controlling the engine 16.

エンジン16は、4気筒4サイクルエンジン(各気筒において圧縮、膨張、排気、吸気行程からなる燃焼サイクルが実行されるエンジン)であって、4つの気筒20A〜20Dを有し、各気筒内にはクランクシャフト22に駆動連結されたピストン24が嵌挿され、各気筒においてピストン上部に燃焼室26が形成されている。   The engine 16 is a four-cylinder four-cycle engine (an engine in which a combustion cycle including compression, expansion, exhaust, and intake stroke is executed in each cylinder), and includes four cylinders 20A to 20D. A piston 24 operatively connected to the crankshaft 22 is fitted and a combustion chamber 26 is formed at the upper part of the piston in each cylinder.

各気筒20A〜20Dの燃焼室26の頂部には、燃焼室内の混合気に点火して該混合気を燃焼させるための点火プラグ28が設けられ、点火プラグはその先端の電極が燃焼室内に臨むように配置されている。また、各気筒20A〜20Dの燃焼室26の側方には、燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁30が設けられ、燃料噴射弁は点火プラグ28の電極近傍に向かって燃料を噴射できるように配置されている。燃料噴射弁30は、その噴射量が後述するようにECU18によって調整されるように、また圧縮行程の気筒内の圧力より高い圧力で燃料が噴射できるように構成されている。   A spark plug 28 for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber and combusting the air-fuel mixture is provided at the top of the combustion chamber 26 of each cylinder 20A to 20D, and the electrode at the tip of the spark plug faces the combustion chamber. Are arranged as follows. Further, a fuel injection valve 30 for injecting fuel into the combustion chamber is provided on the side of the combustion chamber 26 of each cylinder 20A to 20D so that the fuel injection valve can inject fuel toward the vicinity of the electrode of the spark plug 28. Is arranged. The fuel injection valve 30 is configured such that the injection amount is adjusted by the ECU 18 as will be described later, and fuel can be injected at a pressure higher than the pressure in the cylinder in the compression stroke.

さらに、各気筒20A〜20Dの燃焼室26の上部には、燃焼室に向かって開口する吸気ポート32と排気ポート34とが設けられ、吸気ポートに吸気弁36が配設され、排気ポートに排気弁38が配設されている。各気筒20A〜20Dの吸気弁36と排気弁38は、図示しないカムシャフト等からなる動弁機構により開閉され、その開閉タイミングはクランクシャフト22の回転角に対応している。   Further, an intake port 32 and an exhaust port 34 that open toward the combustion chamber are provided above the combustion chamber 26 of each cylinder 20A to 20D, an intake valve 36 is provided in the intake port, and an exhaust is provided in the exhaust port. A valve 38 is provided. The intake valve 36 and the exhaust valve 38 of each cylinder 20 </ b> A to 20 </ b> D are opened / closed by a valve operating mechanism including a camshaft (not shown), and the opening / closing timing corresponds to the rotation angle of the crankshaft 22.

また、各気筒20A〜20Dの吸気ポート32には吸気通路40が接続され、排気ポート34には排気通路42が接続されている。図2に示すように、各気筒20A〜20Dの吸気ポート32に近い吸気通路40の下流側部分は各気筒に接続される分岐吸気通路40aとして構成され、この分岐吸気通路それぞれの上流端がサージタンク40bに接続されている。サージタンク40bよりも上流側の吸気通路40の部分40cは各気筒20A〜20Dに対して共通の共通吸気通路として構成され、この共通吸気通路には通過する吸気の量を調整するスロットル弁44と、スロットル弁を駆動するスロットル弁アクチュエータ46とが設けられている。また、共通吸気通路40cにおいてスロットル弁44の上流側には吸気量を検出するためのエアフローセンサ48が設けられ、スロットル弁44の下流側には吸気温度を検出するための吸気温センサ50と吸気圧力を検出するための吸気圧センサ52とが設けられている。   An intake passage 40 is connected to the intake port 32 of each of the cylinders 20A to 20D, and an exhaust passage 42 is connected to the exhaust port 34. As shown in FIG. 2, the downstream portion of the intake passage 40 close to the intake port 32 of each cylinder 20A to 20D is configured as a branch intake passage 40a connected to each cylinder, and the upstream end of each of the branch intake passages is surged. It is connected to the tank 40b. A portion 40c of the intake passage 40 upstream of the surge tank 40b is configured as a common intake passage common to the cylinders 20A to 20D, and a throttle valve 44 for adjusting the amount of intake air passing through the common intake passage, A throttle valve actuator 46 for driving the throttle valve is provided. An airflow sensor 48 for detecting the intake air amount is provided upstream of the throttle valve 44 in the common intake passage 40c, and an intake air temperature sensor 50 for detecting the intake air temperature and the intake air are provided downstream of the throttle valve 44. An intake pressure sensor 52 for detecting pressure is provided.

一方、各気筒20A〜20Dからの排気が集合する排気通路42の集合部下流側には排気を浄化する触媒(図示せず)が設けられている。   On the other hand, a catalyst (not shown) for purifying exhaust gas is provided on the downstream side of the collection portion of the exhaust passage 42 where exhaust from each of the cylinders 20A to 20D collects.

エアフローセンサ48、吸気温センサ50、吸気圧センサ52以外に、エンジン16には、クランクシャフトの22の回転方向と回転速度とを算出するために回転角を検出するクランク角センサ54および56と、吸気弁36と排気弁38の開閉タイミングに対応する図示しないカムシャフトの回転角を検出するカム角センサ58と、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ60と、アクセル開度(アクセル操作量)を検出するアクセル開度センサ62とが設けられている。   In addition to the air flow sensor 48, the intake air temperature sensor 50, and the intake pressure sensor 52, the engine 16 includes crank angle sensors 54 and 56 that detect a rotation angle in order to calculate the rotation direction and the rotation speed of the crankshaft 22, A cam angle sensor 58 that detects the rotation angle of a camshaft (not shown) corresponding to the opening / closing timing of the intake valve 36 and the exhaust valve 38, a water temperature sensor 60 that detects the temperature of engine coolant, and an accelerator opening (accelerator operation amount) And an accelerator opening sensor 62 for detecting the above.

ECU18は、エアフローセンサ48、吸気温センサ50、吸気圧センサ52、クランク角センサ54と56、カム角センサ58、水温センサ60、およびアクセル開度センサ62からの信号を読み込むように構成されている。   The ECU 18 is configured to read signals from the airflow sensor 48, the intake air temperature sensor 50, the intake air pressure sensor 52, the crank angle sensors 54 and 56, the cam angle sensor 58, the water temperature sensor 60, and the accelerator opening sensor 62. .

また、ECU18は、燃料噴射弁30、点火プラグ28によって点火を実行する点火装置64、およびスロットル弁アクチュエータ46に制御信号を出力するように構成されている(特許請求の範囲に記載の燃料噴射制御手段として機能する。)。   The ECU 18 is configured to output a control signal to the fuel injection valve 30, an ignition device 64 that performs ignition by the spark plug 28, and the throttle valve actuator 46 (fuel injection control according to claims). Functions as a means).

このECU18は、エンジン16の駆動中、アクセル開度センサ18からの信号に基づいた制御信号をスロットル弁アクチュエータ46に出力して吸気量を制御し、エアフローセンサ48からの信号に基づいて吸気量を検出し、検出した吸気量に基づいて気筒20A〜20Dのうちの吸気行程の気筒内の混合気の空燃比が理論空燃比になるような量の燃料を該気筒内に設けられた燃料噴射弁30が噴射するように対応する信号を該燃料噴射弁に出力し、燃料が供給された気筒が膨張行程であるときに該気筒に設けられた点火プラグ28の点火装置64に信号を出力して該燃料を燃焼させる制御を実行するように構成されている。以下、この制御を「通常燃焼制御」と称する。   While the engine 16 is being driven, the ECU 18 outputs a control signal based on the signal from the accelerator opening sensor 18 to the throttle valve actuator 46 to control the intake air amount. The ECU 18 controls the intake air amount based on the signal from the air flow sensor 48. A fuel injection valve in which an amount of fuel is provided in the cylinder so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the cylinder in the intake stroke of the cylinders 20A to 20D becomes the stoichiometric air-fuel ratio based on the detected intake amount 30 is output to the fuel injection valve, and when the cylinder supplied with fuel is in the expansion stroke, a signal is output to the ignition device 64 of the spark plug 28 provided in the cylinder. Control is performed to burn the fuel. Hereinafter, this control is referred to as “normal combustion control”.

そのために、ECU18は、各気筒20A〜20Dの現在の行程をクランク角センサ54および56と、カム角センサ58とからの信号に基づいて検出するように構成されており、検出した各気筒の行程に基づいて燃料噴射弁30による燃料噴射のタイミングと点火プラグ28による燃料点火のタイミングを制御するように構成されている。   For this purpose, the ECU 18 is configured to detect the current stroke of each cylinder 20A to 20D based on signals from the crank angle sensors 54 and 56 and the cam angle sensor 58, and the detected stroke of each cylinder. The timing of fuel injection by the fuel injection valve 30 and the timing of fuel ignition by the spark plug 28 are controlled based on the above.

一方、ECU18は、エンジン16を始動するとき、以下の制御動作を実行する。以下の制御内容は、始動前のエンジン16が高温状態であるときを想定した、例えばECU18がアイドル時にエンジンを自動的に停止させるように構成されている場合、またはイグニッションキーがOFFされてすぐに再びONされた場合などを想定したものである。具体的には、始動前のエンジン16が高温状態であって、複数の20A〜20Dのうちの停止時吸気行程気筒と停止時排気行程気筒において燃料の自己着火が起こらないようにエンジン16を始動させる制御動作を実行する。   On the other hand, the ECU 18 executes the following control operation when starting the engine 16. The following control content assumes that the engine 16 before starting is in a high temperature state, for example, when the ECU 18 is configured to automatically stop the engine when idling, or immediately after the ignition key is turned off. It is assumed that the device is turned on again. Specifically, the engine 16 before the start is in a high temperature state, and the engine 16 is started so that fuel self-ignition does not occur in the stop intake stroke cylinder and the stop exhaust stroke cylinder among the plurality of 20A to 20D. The control operation to be executed is executed.

ECU18は、エンジン16の温度状態、厳密にいえば、複数の気筒20A〜20Dのうちの停止時排気行程気筒の内部温度に基づいて後述する図3、図4のいずれかに示すエンジン16の始動に関する制御動作を実行する。そのために、ECU18は、吸気温センサ50および水温センサ60からの信号と吸気温度、冷却水温度、および停止時排気行程気筒の内部温度それぞれの対応関係を示す予め作成されたマップとに基づいて、停止時排気行程気筒の内部温度を算出するように構成されている。   The ECU 18 starts the engine 16 as shown in any of FIGS. 3 and 4 to be described later based on the temperature state of the engine 16, strictly speaking, the internal temperature of the exhaust stroke cylinder at the stop time among the plurality of cylinders 20A to 20D. The control operation related to is executed. For that purpose, the ECU 18 is based on a signal created from the intake air temperature sensor 50 and the water temperature sensor 60 and a map created in advance showing the corresponding relationship between the intake air temperature, the cooling water temperature, and the internal temperature of the stop-time exhaust stroke cylinder. The internal temperature of the exhaust stroke cylinder at the time of stop is calculated.

また、ECU18は、算出した停止時排気行程気筒の内部温度に基づいて該気筒内の空燃比が所定の目標空燃比になるような量の燃料を該気筒に対応する燃料噴射弁30に噴射させるように構成されている。所定の目標空燃比は、停止時排気行程気筒の内部温度によって異なり、その対応関係は予め実験的または理論的に算出され、理論空燃比よりリッチになるように設定されている。この効果は後述する。   Further, the ECU 18 causes the fuel injection valve 30 corresponding to the cylinder to inject an amount of fuel based on the calculated internal temperature of the stop-time exhaust stroke cylinder so that the air-fuel ratio in the cylinder becomes a predetermined target air-fuel ratio. It is configured as follows. The predetermined target air-fuel ratio varies depending on the internal temperature of the stop-time exhaust stroke cylinder, and the corresponding relationship is calculated in advance experimentally or theoretically, and is set to be richer than the theoretical air-fuel ratio. This effect will be described later.

ECU18のエンジン16の始動に関する制御動作を図3〜5を参照しつつ説明する。   A control operation of the ECU 18 relating to starting of the engine 16 will be described with reference to FIGS.

図3は、始動前のエンジン16が高温状態でない場合、具体的にいえば、エンジン16が始動される時の停止時排気行程気筒の内部温度が所定の内部温度より低いときの制御動作を示している(内部温度が特許請求の範囲の自己着火の発生の可能性を示す値に相当する。)。一方、図4は、始動前のエンジン16が高温状態である場合、エンジン16が始動される時の停止時排気行程気筒の内部温度が所定の内部温度より高いときの制御動作を示している。   FIG. 3 shows the control operation when the internal temperature of the exhaust stroke cylinder at the stop time when the engine 16 is started is lower than a predetermined internal temperature when the engine 16 before the start is not in a high temperature state. (The internal temperature corresponds to a value indicating the possibility of the occurrence of self-ignition in the claims). On the other hand, FIG. 4 shows the control operation when the internal temperature of the exhaust stroke cylinder at the stop time when the engine 16 is started is higher than a predetermined internal temperature when the engine 16 before starting is in a high temperature state.

図3(a)と図4(a)は、エンジン16の行程図であり、吸気弁36と排気弁38の開閉タイミングと行程との関係を示している。また、行程に対する燃料噴射弁30による燃料噴射(供給)のタイミングをF1〜F8で示し、行程に対する点火プラグ28による燃料燃焼のタイミングをE1〜E6で示している。タイミングFX(Xは整数)で噴射された燃料は、タイミングEXで燃焼される。さらに、図において、BDCは下死点を示し、TDCは上死点を示している。   3 (a) and 4 (a) are stroke diagrams of the engine 16, showing the relationship between the opening / closing timings of the intake valve 36 and the exhaust valve 38 and the stroke. Further, the timing of fuel injection (supply) by the fuel injection valve 30 for the stroke is indicated by F1 to F8, and the timing of fuel combustion by the spark plug 28 for the stroke is indicated by E1 to E6. The fuel injected at the timing FX (X is an integer) is burned at the timing EX. Further, in the figure, BDC indicates bottom dead center, and TDC indicates top dead center.

一方、図3(b)と図4(b)は、燃料噴射タイミングF1〜F8と燃料燃焼タイミングE1〜E6とを時間軸上で示したタイミング図である。   On the other hand, FIGS. 3B and 4B are timing diagrams showing the fuel injection timings F1 to F8 and the fuel combustion timings E1 to E6 on the time axis.

図5は、ECU18が行う、停止状態のエンジン16を始動させて上述の通常燃焼制御を実行し始めるまでの制御動作のフローの一例を示している。   FIG. 5 shows an example of a flow of a control operation performed by the ECU 18 until the engine 16 in a stopped state is started and the above-described normal combustion control is started.

まず、ECU18は、図5に示すように、S10において、エンジン16の始動が要求されたか否かを判定する、例えばアクセル開度センサ62からアクセルペダルが踏まれたことを示す信号がECU18に出力されたか否かを判定する。エンジン16の始動要求が確認されると次のステップに進む。   First, as shown in FIG. 5, the ECU 18 determines whether or not the start of the engine 16 is requested in S <b> 10, for example, a signal indicating that the accelerator pedal is stepped on is output from the accelerator opening sensor 62 to the ECU 18. It is determined whether or not it has been done. When the start request of the engine 16 is confirmed, the process proceeds to the next step.

次に、ECU18は、S12において、吸気温センサ50からの信号と水温センサ60からの信号を読み込み、吸気温度と冷却水温度を検出する。   Next, in S12, the ECU 18 reads the signal from the intake air temperature sensor 50 and the signal from the water temperature sensor 60, and detects the intake air temperature and the cooling water temperature.

続いて、S14において、ECU18は、検出した吸気温度と冷却水温度と上述するマップとに基づいて、複数の気筒20A〜20Dのうちの停止時排気行程気筒の内部温度を算出する。   Subsequently, in S14, the ECU 18 calculates the internal temperature of the stop-time exhaust stroke cylinder among the plurality of cylinders 20A to 20D based on the detected intake air temperature, the coolant temperature, and the map described above.

S16において、ECU18は、算出した内部温度に基づいて、上述するように所定の目標空燃比を算出する。   In S16, the ECU 18 calculates a predetermined target air-fuel ratio as described above based on the calculated internal temperature.

ここからは、燃焼に関わる制御動作、すなわち点火プラグ28と燃料噴射プラグ30に対する制御をECU18は実行し始める。   From here, the ECU 18 starts to execute a control operation related to combustion, that is, control of the spark plug 28 and the fuel injection plug 30.

まず、S18において、ECU18は、複数の気筒20A〜20Dのうちの停止時圧縮行程気筒に対して該気筒に対応する燃料噴射弁30に燃料を供給させる(F1)。例えば、エンジン16が停止状態であるときの複数の気筒20A〜20Dとクランクシャフト22との状態を示す図6(a)に示すように、停止時圧縮行程気筒が気筒20Aである場合、気筒20Aに対応する燃料噴射弁30に燃料を供給させる。   First, in S18, the ECU 18 supplies fuel to the fuel injection valves 30 corresponding to the cylinders 20A to 20D at the time of the stop compression stroke (F1). For example, as shown in FIG. 6A showing the state of the plurality of cylinders 20A to 20D and the crankshaft 22 when the engine 16 is in the stopped state, when the compression stroke cylinder at the time of stop is the cylinder 20A, the cylinder 20A Fuel is supplied to the fuel injection valve 30 corresponding to.

次に、S20において、ECU18は、停止時圧縮行程気筒に供給された燃料を燃焼させるために該気筒に対応する点火プラグ28を制御して該燃料に点火する。点火により燃料が燃焼する(E1)。   Next, in S20, the ECU 18 controls the spark plug 28 corresponding to the cylinder to ignite the fuel in order to burn the fuel supplied to the stop compression stroke cylinder. The fuel burns by ignition (E1).

停止時圧縮行程気筒で燃料が燃焼すると、図6(b)に示すように、クランクシャフト22が逆回転し始める(エンジン16が逆回転駆動し始める。)。   When the fuel is combusted in the stop-time compression stroke cylinder, the crankshaft 22 starts to reversely rotate (the engine 16 starts to reversely rotate) as shown in FIG. 6B.

続く、S22において、ECU18は、複数の気筒20A〜20Dのうちの停止時膨張行程気筒に対して該気筒に対応する燃料噴射弁30に燃料を供給させる(F2)。この燃料供給のタイミングF2は、図3(a)や図4(a)に示すように、停止時膨張行程気筒が膨張行程中のタイミングである(エンジン16の逆回転駆動によって排気行程に移行する前のタイミングである。)。   Subsequently, in S22, the ECU 18 causes the fuel injection valve 30 corresponding to the cylinder to be supplied to the stop expansion stroke cylinder among the plurality of cylinders 20A to 20D (F2). The fuel supply timing F2 is the timing during which the stop-time expansion stroke cylinder is in the expansion stroke, as shown in FIGS. 3 (a) and 4 (a) (the engine 16 shifts to the exhaust stroke by the reverse rotation drive of the engine 16). It is the previous timing.)

S24において、ECU18は、停止時膨張行程気筒に供給された燃料を燃焼させるために該気筒に対応する点火プラグ28を制御して該燃料に点火する。点火により燃料が燃焼する(E2)。この燃料点火のタイミングE2は、図3(a)や図4(a)に示すように、停止時膨張行程気筒が膨張行程中(厳密には、対応するピストンが上死点近くにきたとき)のタイミングである(エンジン16の逆回転駆動によって排気行程に移行する前のタイミングである。)。   In S24, the ECU 18 ignites the fuel by controlling the spark plug 28 corresponding to the cylinder in order to burn the fuel supplied to the stop expansion stroke cylinder. The fuel burns by ignition (E2). This fuel ignition timing E2 is, as shown in FIGS. 3A and 4A, when the stop-time expansion stroke cylinder is in the expansion stroke (strictly, when the corresponding piston comes close to top dead center). (This is the timing before the engine 16 shifts to the exhaust stroke by the reverse rotation driving of the engine 16).

停止時膨張行程気筒で燃料が燃焼すると、図6(c)に示すように、クランクシャフト22が正回転し始める(エンジン16が正回転駆動し始める。)。   When the fuel is combusted in the expansion stroke cylinder at the time of stop, as shown in FIG. 6C, the crankshaft 22 starts to rotate forward (the engine 16 starts to rotate forward).

エンジン16が正回転駆動し始めると、ECU18は、S26において、停止時圧縮行程気筒と停止時膨張行程気筒に対して上述の通常燃焼制御を開始する。すなわち、以後、停止時圧縮行程気筒と停止時膨張行程気筒においては、吸気行程中に燃料が供給され(F5、F6)、その後の膨張行程でその燃料が燃焼される(E5、E6)。   When the engine 16 starts to rotate forward, the ECU 18 starts the above-described normal combustion control for the stop-time compression stroke cylinder and the stop-time expansion stroke cylinder in S26. That is, thereafter, in the stop-time compression stroke cylinder and the stop-time expansion stroke cylinder, fuel is supplied during the intake stroke (F5, F6), and the fuel is combusted in the subsequent expansion stroke (E5, E6).

S28において、ECU18は、上述するようにクランク角センサ54および56と、カム角センサ58とからの信号に基づいて停止時吸気行程気筒が圧縮行程であるか否かを判定する。停止時吸気行程気筒が圧縮行程であることが確認されるとステップ30に進む。   In S28, the ECU 18 determines whether or not the stop-time intake stroke cylinder is in the compression stroke based on the signals from the crank angle sensors 54 and 56 and the cam angle sensor 58 as described above. When it is confirmed that the intake stroke cylinder during the stop is in the compression stroke, the routine proceeds to step 30.

ステップ30において、ECU18は、ステップ14で算出した内部温度が所定の温度より高い温度であるか否かを判定する、すなわちエンジン16が高温状態であるか否かが判定される。内部温度が所定の温度より低い場合、ステップ32に進む。そうでない場合(内部温度が所定の温度より高い場合)、ステップ40に進む。   In step 30, the ECU 18 determines whether or not the internal temperature calculated in step 14 is higher than a predetermined temperature, that is, whether or not the engine 16 is in a high temperature state. If the internal temperature is lower than the predetermined temperature, the process proceeds to step 32. Otherwise (when the internal temperature is higher than the predetermined temperature), the process proceeds to step 40.

S32において、図3(a)に示すように、ECU18は、圧縮行程中の停止時吸気行程気筒に対して該気筒に対応する燃料噴射弁30に燃料を供給させる(F3)。   In S32, as shown in FIG. 3A, the ECU 18 causes the fuel injection valve 30 corresponding to the cylinder to supply fuel to the stop-time intake stroke cylinder during the compression stroke (F3).

次に、S34において、ECU18は、吸気行程中の停止時排気行程気筒に対して該気筒に対応する燃料噴射弁30に燃料を供給させる(F4)。燃料噴射タイミングF4は、図3(a)や図3(b)に示すように、燃料噴射タイミングF3と略同一のタイミングである。このとき、ECU18は、燃料噴射弁30に理論空燃比に基づいた量の燃料を供給させる。   Next, in S34, the ECU 18 causes the fuel injection valve 30 corresponding to the cylinder to be supplied with fuel to the stop-time exhaust stroke cylinder during the intake stroke (F4). The fuel injection timing F4 is substantially the same as the fuel injection timing F3, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). At this time, the ECU 18 causes the fuel injection valve 30 to supply an amount of fuel based on the theoretical air-fuel ratio.

続く、S36において、ECU18は、上述するようにクランク角センサ54および56と、カム角センサ58とからの信号に基づいて停止時吸気行程気筒が膨張行程であるか否かを判定する。停止時吸気行程気筒が膨張行程であることが確認されるとステップ38に進む。   Subsequently, in S36, the ECU 18 determines whether or not the stop-time intake stroke cylinder is in an expansion stroke based on signals from the crank angle sensors 54 and 56 and the cam angle sensor 58 as described above. When it is confirmed that the intake stroke cylinder during the stop is in the expansion stroke, the routine proceeds to step 38.

S38において、ECU18は、膨張行程中(厳密には、膨張行程に移行した直後)の停止時吸気行程気筒内の燃料を燃焼させるために該気筒に対応する点火プラグ28を制御して該燃料に点火する。点火により燃料が燃焼する(E3)。燃料が燃焼することにより、クランクシャフト22の回転速度が上がる(エンジン16の回転数が上がる。)。そして、S48に進む。   In S38, the ECU 18 controls the spark plug 28 corresponding to the cylinder to burn the fuel in the stop-time intake stroke cylinder during the expansion stroke (strictly speaking, immediately after shifting to the expansion stroke). Ignite. The fuel burns by ignition (E3). As the fuel burns, the rotational speed of the crankshaft 22 increases (the rotational speed of the engine 16 increases). Then, the process proceeds to S48.

一方、S30において、内部温度が所定の温度より高いことが確認された場合、S40において、ECU18は、図4(a)に示すように、圧縮行程中の停止時吸気行程気筒に対して該気筒に対応する燃料噴射弁30に燃料を供給させる(F3)。   On the other hand, when it is confirmed in S30 that the internal temperature is higher than the predetermined temperature, in S40, as shown in FIG. 4 (a), the ECU 18 selects the cylinder corresponding to the stop intake stroke cylinder during the compression stroke. The fuel is supplied to the fuel injection valve 30 corresponding to (F3).

次に、S42において、ECU18は、上述するようにクランク角センサ54および56と、カム角センサ58とからの信号に基づいて停止時吸気行程気筒が膨張行程であるか否かを判定する。停止時吸気行程気筒が膨張行程であることが確認されるとステップ44に進む。   Next, in S42, the ECU 18 determines whether or not the stop-time intake stroke cylinder is in an expansion stroke based on signals from the crank angle sensors 54 and 56 and the cam angle sensor 58 as described above. When it is confirmed that the intake stroke cylinder during the stop is in the expansion stroke, the routine proceeds to step 44.

S44において、ECU18は、膨張行程中(厳密には、膨張行程に移行した直後)の停止時吸気行程気筒内の燃料を燃焼させるために該気筒に対応する点火プラグ28を制御して該燃料に点火する。点火により燃料が燃焼する(E3)。燃料が燃焼することにより、クランクシャフト22の回転速度が上がる(エンジン16の回転数が上がる。)。   In S44, the ECU 18 controls the spark plug 28 corresponding to the cylinder to burn the fuel in the stop-time intake stroke cylinder during the expansion stroke (strictly speaking, immediately after shifting to the expansion stroke). Ignite. The fuel burns by ignition (E3). As the fuel burns, the rotational speed of the crankshaft 22 increases (the rotational speed of the engine 16 increases).

続く、S46において、ECU18は、圧縮行程中の停止時排気行程気筒に対して該気筒に対応する燃料噴射弁30に燃料を供給させる(F4‘)。このとき、ECU18は、燃料噴射弁30にS16で算出した目標空燃比に基づいた量の燃料を供給させる。そしてS48に進む。   Subsequently, in S46, the ECU 18 causes the fuel injection valve 30 corresponding to the cylinder to supply fuel to the stop exhaust stroke cylinder during the compression stroke (F4 '). At this time, the ECU 18 causes the fuel injection valve 30 to supply an amount of fuel based on the target air-fuel ratio calculated in S16. Then, the process proceeds to S48.

S48においては、ECU18が、上述するようにクランク角センサ54および56と、カム角センサ58とからの信号に基づいて停止時排気行程気筒が膨張行程であるか否かを判定する。停止時排気行程気筒が膨張行程であることが確認されるとステップ50に進む。   In S48, the ECU 18 determines whether or not the stop-time exhaust stroke cylinder is in the expansion stroke based on signals from the crank angle sensors 54 and 56 and the cam angle sensor 58 as described above. When it is confirmed that the stop-time exhaust stroke cylinder is in the expansion stroke, the routine proceeds to step 50.

S50において、ECU18は、膨張行程中(厳密には、膨張行程に移行した直後)の停止時排気行程気筒内の燃料を燃焼させるために該気筒に対応する点火プラグ28を制御して該燃料に点火する。点火により燃料が燃焼する(E4)。燃料が燃焼することにより、クランクシャフト22の回転速度がさらに上がる(エンジン16の回転数がさらに上がる。)。   In S50, the ECU 18 controls the ignition plug 28 corresponding to the cylinder to burn the fuel in the stop exhaust stroke cylinder during the expansion stroke (strictly speaking, immediately after shifting to the expansion stroke). Ignite. The fuel burns by ignition (E4). As the fuel burns, the rotational speed of the crankshaft 22 is further increased (the rotational speed of the engine 16 is further increased).

エンジン16の回転数がさらに上がると、S52において、ECU18は、停止時吸気行程気筒と停止時排気行程気筒に対して上述の通常燃焼制御を開始する。すなわち、以後、停止時吸気行程気筒と停止時排気行程気筒においては、吸気行程中に燃料が供給され(F7、F8)、その後の膨張行程でその燃料が燃焼される。そして、ECU18のエンジン16の始動に関する制御動作が終了する。   When the rotational speed of the engine 16 further increases, in S52, the ECU 18 starts the above-described normal combustion control for the stop-time intake stroke cylinder and the stop-time exhaust stroke cylinder. That is, thereafter, in the stop-time intake stroke cylinder and the stop-time exhaust stroke cylinder, fuel is supplied during the intake stroke (F7, F8), and the fuel is combusted in the subsequent expansion stroke. Then, the control operation for starting the engine 16 of the ECU 18 ends.

以上、ECU18が行うエンジン16の始動に関する制御を説明してきたが、簡単に言うと、ECU18は、エンジン16を始動するときにエンジン16が高温状態であるか否かを確認し(停止時排気行程気筒の内部温度が高いか否かを確認し)、エンジン16が高温状態である場合(停止時排気行程気筒の内部温度が高い場合)、停止時排気行程気筒に供給した燃料が自己着火すると予測し、停止時排気行程気筒に対するエンジン16が正回転で駆動されて最初の燃料供給を自己着火し難い圧縮行程で行う。一方、エンジン16が高温状態でない場合、停止時排気行程気筒に供給した燃料が自己着火しないと予測し、停止時排気行程気筒に対するエンジン16が正回転で駆動されて最初の燃料供給を燃料が燃焼室内に拡散しやすい吸気行程で行う。これにより、高温状態のエンジンにおいて、停止時排気気筒内での燃料の自己着火の発生が抑制される。   The control related to the start of the engine 16 performed by the ECU 18 has been described above. To put it briefly, the ECU 18 checks whether or not the engine 16 is in a high temperature state when the engine 16 is started (exhaust stroke when stopped). Whether the internal temperature of the cylinder is high), and when the engine 16 is in a high temperature state (when the internal temperature of the exhaust stroke cylinder at the time of stop is high), the fuel supplied to the exhaust stroke cylinder at the time of stop is predicted to self-ignite Then, the engine 16 for the exhaust stroke cylinder at the time of stop is driven in the normal rotation, and the first fuel supply is performed in the compression stroke in which it is difficult to self-ignite. On the other hand, when the engine 16 is not in a high temperature state, it is predicted that the fuel supplied to the exhaust stroke cylinder at the time of stop does not self-ignite, and the engine 16 is driven in the normal rotation with respect to the exhaust stroke cylinder at the stop and the fuel burns the first fuel supply. The intake stroke is easy to diffuse into the room. As a result, in a high-temperature engine, the occurrence of fuel self-ignition in the exhaust cylinder when stopped is suppressed.

また、ECU18は、停止時排気行程気筒に対して、エンジン16が正回転で駆動されて最初の燃料供給を自己着火し難い圧縮行程で行うとき、気筒内の空燃比が理論空燃比よりリッチな所定の目標空燃比なるような量を該気筒に燃料噴射弁30を介して供給する。理論空燃比に対応する量より大きい量の燃料が供給されることにより、停止時排気行程気筒がより冷却される(燃料が気化するときに、気筒内や気筒の壁面から熱を奪うことによる。)。気筒が冷却されることにより、該気筒内で気化した燃料が自己着火し難くなる。   Further, when the engine 16 is driven in the forward rotation and the initial fuel supply is performed in the compression stroke in which it is difficult to self-ignite, the air-fuel ratio in the cylinder is richer than the stoichiometric air-fuel ratio. An amount that provides a predetermined target air-fuel ratio is supplied to the cylinder via the fuel injection valve 30. When an amount of fuel larger than the amount corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio is supplied, the exhaust stroke cylinder at the time of stop is further cooled (by removing heat from the inside of the cylinder or the wall surface of the cylinder when the fuel is vaporized). ). By cooling the cylinder, the fuel vaporized in the cylinder is less likely to self-ignite.

さらに、ECU18は、停止時排気行程気筒内での燃料の自己着火の発生予測を該気筒内の温度に基づいて行い、該気筒内の温度をエンジン冷却水の温度と吸気の温度に基づいて算出している。そのため、気筒内での燃料の状態をモニタリングすることなく、燃料の自己着火の発生を予測することができる。   Further, the ECU 18 predicts the occurrence of fuel self-ignition in the stop-time exhaust stroke cylinder based on the temperature in the cylinder, and calculates the temperature in the cylinder based on the temperature of the engine cooling water and the temperature of the intake air. is doing. Therefore, it is possible to predict the occurrence of fuel self-ignition without monitoring the state of the fuel in the cylinder.

以上、上述の一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。   While the present invention has been described with reference to the above-described embodiment, the present invention is not limited to this.

例えば、上述の実施形態においては、停止時排気行程気筒に対するエンジンが正回転で駆動されて最初の燃料供給を圧縮行程で行うとき、通常燃焼制御時に供給される理論空燃比に基づく量より大きい所定の目標空燃比に基づく量の燃料を供給して気筒内を冷却し、停止時排気行程気筒内での燃料の自己着火の発生を確実に抑制している。しかしながら、圧縮行程で燃料を供給するだけで確実に停止時排気行程気筒内での燃料の自己着火の発生が抑制できるのであれば、その量は理論空燃比に基づく量であってもよい。この場合、上述の実施形態に比べて使用される燃料が少なくなる。   For example, in the above-described embodiment, when the engine for the stop exhaust stroke cylinder is driven in the normal rotation and the first fuel supply is performed in the compression stroke, the predetermined amount greater than the amount based on the stoichiometric air-fuel ratio supplied during the normal combustion control. The amount of fuel based on the target air-fuel ratio is supplied to cool the inside of the cylinder, and the self-ignition of the fuel in the exhaust stroke cylinder at the time of stop is surely suppressed. However, the amount may be an amount based on the stoichiometric air-fuel ratio as long as the fuel self-ignition in the stop-time exhaust stroke cylinder can be reliably suppressed only by supplying the fuel in the compression stroke. In this case, less fuel is used than in the above embodiment.

また、上述の実施形態は、停止時排気行程気筒内での燃料の自己着火の発生予測を停止時排気行程気筒の内部温度に基づいて行い、内部温度は吸気温度と冷却水温度とに基づいて算出している。すなわち、吸気温度と冷却水温度の2つのパラメータによって内部温度を算出することにより、その算出精度を向上させている。吸気温度と冷却水温度の少なくとも一方で高精度に内部温度を算出できるのであれば、吸気温度と冷却水温度の2つのパラメータによって内部温度を算出しなくてもよい。   In the above-described embodiment, the occurrence of self-ignition of fuel in the exhaust stroke cylinder at the stop is predicted based on the internal temperature of the exhaust stroke cylinder at the stop, and the internal temperature is based on the intake air temperature and the coolant temperature. Calculated. That is, the calculation accuracy is improved by calculating the internal temperature based on the two parameters of the intake air temperature and the coolant temperature. If the internal temperature can be calculated with high accuracy at least one of the intake air temperature and the cooling water temperature, the internal temperature does not have to be calculated based on the two parameters of the intake air temperature and the cooling water temperature.

関連して、ECUがアイドル時にエンジンを自動的に停止させるように構成されている場合、エンジンが停止されて再び始動されるまでのエンジン停止時間に基づいて停止時排気行程気筒の内部温度を算出することも可能である(アイドル時に自動的に停止されたエンジン全体の温度は、エンジン停止時間に対応して変化する。)。また、エンジン停止時間、吸気温度、および冷却水温度の3つのパラメータに基づいて停止時排気行程気筒の内部温度を算出してもよい。本発明は、広義には、停止時排気行程気筒内の内部温度が正確に算出できるのであれば、算出するためのパラメータを限定しない。   Relatedly, when the ECU is configured to automatically stop the engine when idling, the internal temperature of the exhaust stroke cylinder at the time of stop is calculated based on the engine stop time until the engine is stopped and restarted (The temperature of the entire engine that is automatically stopped when idling changes in accordance with the engine stop time). Further, the internal temperature of the stop-time exhaust stroke cylinder may be calculated based on the three parameters of the engine stop time, the intake air temperature, and the coolant temperature. In a broad sense, the present invention does not limit the parameters for calculation as long as the internal temperature in the exhaust stroke cylinder at the time of stop can be accurately calculated.

さらに、上述の実施形態においては、停止時排気行程気筒内のみでの燃料の自己着火の発生を予測しているが、停止時吸気行程気筒内での燃料の自己着火の発生も予測してもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the occurrence of fuel self-ignition only in the stop exhaust stroke cylinder is predicted, but the occurrence of fuel self-ignition in the stop intake stroke cylinder is also predicted. Good.

例えば、停止時排気行程気筒と同様に、停止時吸気行程気筒に対して燃料の自己着火の発生予測をエンジン始動時に行い、停止時吸気行程気筒に対応する燃料噴射弁に、自己着火が発生することが予測される場合はエンジンが正回転駆動されて最初の圧縮行程中に燃料を噴射させて以後は吸気行程中に燃料を噴射させ(上述の実施形態)、自己着火が発生しないと予測される場合は吸気行程中にのみ燃料を噴射させるようにしてもよい。   For example, as in the exhaust stroke cylinder at the time of stop, the occurrence of self-ignition of fuel is predicted at the time of engine start for the intake stroke cylinder at the time of stop, and self-ignition occurs in the fuel injection valve corresponding to the intake stroke cylinder at the time of stop. If it is predicted that the engine is driven forward and fuel is injected during the first compression stroke, then fuel is injected during the intake stroke (the above-described embodiment), and it is predicted that self-ignition will not occur. In this case, the fuel may be injected only during the intake stroke.

また、このように停止時吸気行程気筒と停止時排気行程気筒の両方においてその内部における燃料の自己着火の発生予測が実行され、自己着火の発生の可能性を示す値(上述の実施形態においては内部温度)がしきい値(所定の内部温度)より高い場合に自己着火が発生すると予測する場合、、それぞれの自己着火が発生することを予測するためのしきい値(上述の実施形態においては所定の内部温度)は、停止時吸気行程気筒内の方が大きくなるように設定するのが好ましい。   In addition, in this way, the occurrence prediction of fuel self-ignition in both the stop intake stroke cylinder and the stop exhaust stroke cylinder is executed, and a value indicating the possibility of the occurrence of self-ignition (in the above embodiment, When it is predicted that self-ignition occurs when the internal temperature is higher than a threshold value (predetermined internal temperature), the threshold values (in the above-described embodiment, for predicting the occurrence of each self-ignition) The predetermined internal temperature is preferably set so as to be larger in the intake stroke cylinder during the stop.

これは、停止時排気行程気筒内には高温の排気が残っている可能性があり、そのために停止時排気行程気筒の方が停止時吸気行程気筒に比べて内部温度が高い可能性がある、すなわち停止時排気行程気筒の方が燃料の自己着火が発生しやすいことによる。それぞれの自己着火が発生することを予測するためのしきい値を停止時吸気行程気筒内の方が大きくなるように設定することにより、停止時吸気行程気筒内で自己着火が発生すると過度に予測することがなく、また停止時排気行程気筒内で自己着火が発生すると確実に予測できる、すなわち停止時吸気行程気筒と停止時排気行程気筒それぞれに対する自己着火の発生予測が適切に行うことが可能になる。   This is because there is a possibility that hot exhaust gas remains in the exhaust stroke cylinder at the time of stop, and therefore the internal temperature of the exhaust stroke cylinder at the stop time may be higher than that of the intake stroke cylinder at the stop time. That is, it is because the self-ignition of the fuel is more likely to occur in the exhaust stroke cylinder at the time of stop. By setting the threshold value for predicting the occurrence of each self-ignition so that it is larger in the intake stroke cylinder at the time of stop, it is overestimated that self-ignition will occur in the intake stroke cylinder at the time of stop In addition, it is possible to reliably predict that self-ignition will occur in the stop exhaust stroke cylinder, that is, it is possible to properly predict the occurrence of self-ignition for the stop intake stroke cylinder and the stop exhaust stroke cylinder. Become.

本発明の一実施形態に係るエンジンの始動装置を含むエンジン制御システムの概略図である。1 is a schematic view of an engine control system including an engine starter according to an embodiment of the present invention. 本発明に係るエンジンの概略図である。1 is a schematic view of an engine according to the present invention. 高温状態でないエンジンの始動時の行程図とタイミング図を示すものである。FIG. 2 shows a stroke diagram and a timing diagram when starting an engine that is not in a high temperature state. 高温状態のエンジンの始動時の行程図とタイミング図を示すものである。FIG. 2 shows a stroke diagram and a timing diagram at the start of a high-temperature engine. エンジンの始動からエンジンが通常燃焼制御されるまでの制御動作のフローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flow of control operation | movement from engine starting to an engine being normally combustion-controlled. エンジンの始動方法を詳しく説明するための補足的な図である。It is a supplementary figure for demonstrating in detail the starting method of an engine.

Claims (5)

エンジン停止時に圧縮行程の停止時圧縮行程気筒内で燃料を燃焼してエンジンを逆回転で駆動させた直後、エンジン停止時に膨張行程の停止時膨張行程気筒内で燃料を燃焼してエンジンを正回転で駆動させることによって多気筒4サイクルエンジンを始動するエンジンの始動装置であって、
各気筒毎に設けられた燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と、
エンジンを始動させるときに、エンジン停止時に排気行程の停止時排気行程気筒内で燃料の自己着火が発生するか否かを予測する自己着火予測手段とを有し、
前記燃料噴射制御手段は、停止時排気行程気筒に対応する燃料噴射弁に対して、
前記自己着火予測手段が燃料の自己着火の発生を予測したときはエンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程中に燃料を噴射させて以後は吸気行程中に燃料を噴射させる制御を実行し、
前記自己着火予測手段が燃料の自己着火は発生しないと予測したときは吸気行程中にのみ燃料を噴射させる制御を実行することを特徴とするエンジンの始動装置。
Immediately after the fuel is burned in the cylinder during the compression stroke when the engine is stopped and the engine is driven in reverse rotation, the fuel is burned in the cylinder during the expansion stroke when the engine is stopped and the engine is rotated forward. An engine starter that starts a multi-cylinder four-cycle engine by driving with
Fuel injection control means for controlling a fuel injection valve provided for each cylinder;
Self-ignition prediction means for predicting whether or not self-ignition of fuel occurs in the exhaust stroke cylinder when the engine is stopped when the engine is stopped when starting the engine,
The fuel injection control means, for the fuel injection valve corresponding to the stop-time exhaust stroke cylinder,
When the self-ignition predicting means predicts the occurrence of fuel self-ignition, the engine is driven in the forward rotation to perform fuel injection during the first compression stroke, and thereafter to perform fuel injection during the intake stroke. ,
An engine starter characterized in that when the self-ignition prediction means predicts that self-ignition of fuel will not occur, control is performed to inject fuel only during the intake stroke.
請求項1に記載のエンジンの始動装置において、
前記燃料噴射制御手段は、前記自己着火予測手段が燃料の自己着火の発生を予測したとき、エンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程中の停止時排気行程気筒の空燃比が、理論空燃比に比べてリッチになるように停止時排気行程気筒に対応する燃料噴射弁の噴射量を制御することを特徴とするエンジンの始動装置。
The engine starter according to claim 1,
The fuel injection control means is configured such that when the self-ignition prediction means predicts the occurrence of fuel self-ignition, the air-fuel ratio of the exhaust stroke cylinder during stoppage during the first compression stroke when the engine is driven in the normal rotation An engine starter characterized by controlling an injection amount of a fuel injection valve corresponding to an exhaust stroke cylinder at a stop so as to be richer than a fuel ratio.
請求項1または2に記載のエンジンの始動装置において、
前記自己着火予測手段は、エンジンを始動させるときに、エンジン停止時に吸気行程の停止時吸気行程気筒内で燃料の自己着火が発生するか否かを予測するように構成され、
前記燃料噴射制御手段は、停止時吸気行程気筒に対応する燃料噴射弁に対して、
前記自己着火予測手段が停止時吸気行程気筒内での燃料の自己着火を予測したときはエンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程中に燃料を噴射させて以後は吸気行程中に燃料を噴射させる制御を実行し、
前記自己着火予測手段が停止時吸気行程気筒内で燃料の自己着火は発生しないと予測したときは吸気行程中にのみ燃料を噴射させる制御を実行することを特徴とするエンジンの始動装置。
The engine starting device according to claim 1 or 2,
The self-ignition prediction means is configured to predict whether or not fuel self-ignition will occur in the intake stroke cylinder when the engine is stopped when the engine is stopped,
The fuel injection control means, with respect to the fuel injection valve corresponding to the stop-time intake stroke cylinder,
When the self-ignition predicting means predicts the self-ignition of fuel in the intake stroke cylinder at the time of stop, the engine is driven in the forward rotation to inject fuel during the first compression stroke, and thereafter the fuel is injected during the intake stroke. Execute the control to spray,
An engine starter characterized by executing control for injecting fuel only during an intake stroke when said self-ignition predicting means predicts that self-ignition of fuel will not occur in an intake stroke cylinder during stoppage.
請求項1〜3のいずれか1つに記載のエンジンの始動装置において、
前記自己着火予測手段は、燃料の自己着火の発生の可能性を示す値がしきい値より高い場合に燃料の自己着火が発生すると予測するように構成され、
停止時吸気行程気筒内で燃料の自己着火が発生することを予測するためのしきい値は、停止時排気行程気筒内で燃料の自己着火が発生することを予測するためのしきい値に比べて大きい値に設定されていることを特徴とするエンジンの始動装置。
The engine starting device according to any one of claims 1 to 3,
The self-ignition prediction means is configured to predict that fuel self-ignition will occur when a value indicating the possibility of occurrence of fuel self-ignition is higher than a threshold value,
The threshold for predicting the occurrence of fuel self-ignition in the intake stroke cylinder during the stop is compared to the threshold for predicting the occurrence of fuel self-ignition in the exhaust stroke cylinder during the stop. The engine starting device is characterized by being set to a large value.
請求項4に記載のエンジンの始動装置において、
前記燃料の自己着火の発生の可能性を示す値は、エンジンの停止時間、エンジン冷却水の温度、および吸気の温度の少なくとも1つに基づいて算出されることを特徴とするエンジンの始動装置。
The engine starting device according to claim 4,
The engine starter characterized in that the value indicating the possibility of the occurrence of self-ignition of the fuel is calculated based on at least one of an engine stop time, an engine coolant temperature, and an intake air temperature.
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