JP2009197738A - Automatic stop device for engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve re-startability after engine stop while increasing output of the engine in an engine control device automatically stopping the engine when prescribed automatic stop conditions are satisfied and re-starting the engine when prescribed re-start conditions are satisfied. <P>SOLUTION: This device is provided with an exhaust turbocharger and a movable vane capable of changing flow speed of exhaust gas flowing into a turbine of the exhaust turbocharger, puts the movable vane in a fully closed state when the engine goes in a light load operation state, and puts the movable vane in a fully opened state (step S14) when automatic stop conditions are satisfied (judgment in step S10 becomes Yes) and the engine is stopped. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、アイドル時等に自動で停止したエンジンを再始動要求に応じて自動で再始動するようにしたエンジンの自動停止装置に関する技術分野に属する。   The present invention relates to a technical field related to an automatic engine stop device that automatically restarts an engine that has been automatically stopped when idling or the like in response to a restart request.

従来より、燃費低減およびCO排出量抑制等を目的として、アイドル時にエンジンを自動で停止するようにしたエンジン制御システム(アイドルストップシステム)が知られている。このようなシステムでは、発進操作等のエンジン再始動要求に対して即座にエンジンを始動しなくてはならず、この再始動性を向上させるために様々な技術が提案されている。例えば特許文献1に示すものでは、エンジンの停止に伴いその筒内温度が低下することに起因する燃料着火性の悪化を防止するべく、グロープラグにより筒内を加熱するようにしている。
特開平2004−176569号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, an engine control system (idle stop system) is known in which an engine is automatically stopped during idling for the purpose of reducing fuel consumption and suppressing CO 2 emission. In such a system, the engine must be started immediately in response to an engine restart request such as a start operation, and various techniques have been proposed to improve the restartability. For example, in Patent Document 1, the inside of the cylinder is heated by a glow plug in order to prevent deterioration of fuel ignitability due to a drop in the in-cylinder temperature as the engine is stopped.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-176469

ところで、高出力が要求されるエンジンでは、吸入空気量を増加させるために排気ターボ過給機を備える場合がある。しかし、通常の排気ターボ過給機では、エンジン低回転領域(アイドル運転領域を含む)において、排気エネルギーが小さくなるが故にタービン回転数が減少して過給効率(エンジン出力)が低下するという問題がある。   Incidentally, an engine that requires high output may be provided with an exhaust turbocharger in order to increase the intake air amount. However, in a normal exhaust turbocharger, in the engine low speed region (including the idle operation region), the exhaust energy becomes small, so the turbine rotational speed decreases and the supercharging efficiency (engine output) decreases. There is.

そこで、この問題を解決するべく、近年、開発が進められる可変容量式過給機(VGT:Variable Geometry turbo)を備えることが考えられる。この可変容量式過給機は、一般的に、タービンの上流側に配設される複数の可動ベーンを有していて、エンジン低回転領域において、この可動ベーンを閉じ側に制御することで、タービン供給排気ガスのガス流速を高めるようになっている。このことで、エンジン低回転領域におけるタービン回転数を増加させて、排気ターボ過給機の過給効率(エンジン出力)を増加させることができる。   Therefore, in order to solve this problem, it is conceivable to provide a variable capacity turbocharger (VGT) that has been developed in recent years. This variable capacity supercharger generally has a plurality of movable vanes disposed on the upstream side of the turbine, and by controlling the movable vanes to the closed side in the low engine speed region, The gas flow rate of the turbine supply exhaust gas is increased. As a result, the turbine rotational speed in the engine low speed region can be increased, and the supercharging efficiency (engine output) of the exhaust turbocharger can be increased.

しかしながら、このような可変容量式過給機を備えたエンジンに対して、上述のアイドルストップシステムを適用した場合、例えばエンジンがアイドル運転状態(低回転領域)になって自動停止する際には、可動ベーンが閉じ側に制御されているので、排気抵抗が高くなって燃焼室内の掃気性が悪化し、延いては、燃料室内の残留ガスに起因してエンジンの再始動性が悪化するという問題がある。   However, when the above-described idle stop system is applied to an engine equipped with such a variable displacement supercharger, for example, when the engine is in an idle operation state (low rotation region) and automatically stops, Since the movable vane is controlled to the closed side, the exhaust resistance becomes high and the scavenging performance in the combustion chamber deteriorates. As a result, the restartability of the engine deteriorates due to residual gas in the fuel chamber. There is.

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときにエンジンを再始動させるエンジンの自動停止装置に対して、その構成および制御方法に工夫を凝らすことで、エンジンの高出力化を図りつつ、エンジン停止後の再始動性の向上を図ろうとすることにある。   The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to automatically stop the engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and when a predetermined restart condition is satisfied. The engine automatic stop device that restarts the engine is designed to improve the restartability after stopping the engine while improving the engine output by devising the configuration and control method. is there.

上記の目的を達成するために、この発明では、エンジンの出力を向上させるための排気ターボ過給機と、該排気ターボ過給機のタービンに流入する排気ガス流れを変更可能な排気流れ変更機構とを備え、エンジンの運転状態がアイドル運転状態を含む低負荷運転状態になったときには、該排気ターボ過給機のタービン上流側の圧力が上昇する方向に排気流れ変更機構を作動させるとともに、自動停止条件が成立してエンジンが停止するときには、該タービン上流側の圧力が低下する方向に排気流れ変更機構を作動させるようにした。   To achieve the above object, according to the present invention, an exhaust turbocharger for improving engine output and an exhaust flow change mechanism capable of changing an exhaust gas flow flowing into a turbine of the exhaust turbocharger. When the engine is in a low load operation state including an idle operation state, the exhaust flow change mechanism is operated in a direction in which the pressure on the upstream side of the turbine of the exhaust turbocharger increases, and When the stop condition is satisfied and the engine stops, the exhaust flow changing mechanism is operated in a direction in which the pressure on the upstream side of the turbine decreases.

具体的には、請求項1の発明では、所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときに該停止後のエンジンを再始動させるエンジン自動停止・再始動制御手段を備えたエンジンの自動停止装置を対象とする。   Specifically, in the first aspect of the invention, the engine is automatically stopped when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and the engine is automatically restarted when the predetermined restart condition is satisfied. The target is an automatic engine stop device equipped with a stop / restart control means.

そして、上記エンジンの吸気通路に配設されたコンプレッサと排気通路に配設されたタービンとを有する排気ターボ過給機と、上記排気ターボ過給機のタービンに供給される排気ガスの流れ状態を変更可能な排気流れ変更機構と、上記排気流れ変更機構の作動を制御する変更機構作動制御手段とを備え、上記変更機構作動制御手段は、上記エンジンの運転状態が、アイドル運転状態を含むエンジン負荷が所定負荷以下の低負荷運転状態になったときには、上記タービン上流側の排気ガス圧が上昇する方向に上記排気流れ変更機構を作動させる一方、上記自動停止条件が成立して上記エンジン自動停止・再始動制御手段が上記エンジンを自動停止させるときには、該タービン上流側の排気ガス圧が低下する方向に上記排気流れ変更機構を作動させるように構成されているものとする。   An exhaust turbocharger having a compressor disposed in the intake passage of the engine and a turbine disposed in the exhaust passage; and a flow state of exhaust gas supplied to the turbine of the exhaust turbocharger. A changeable exhaust flow change mechanism and a change mechanism operation control means for controlling the operation of the exhaust flow change mechanism, wherein the change mechanism operation control means is an engine load in which the engine operating state includes an idle operating state. When the engine is in a low load operation state with a predetermined load or less, the exhaust flow changing mechanism is operated in a direction in which the exhaust gas pressure on the upstream side of the turbine increases, while the automatic stop condition is satisfied and the engine automatic stop / When the restart control means automatically stops the engine, the exhaust flow changing mechanism is operated in the direction in which the exhaust gas pressure on the upstream side of the turbine decreases. It is assumed to be configured so that.

この構成によれば、変更機構作動制御手段は、エンジンの運転状態がアイドル運転状態を含む低負荷運転状態になったときには、排気通路内におけるタービン上流側の排気ガス圧が上昇する方向(つまりタービン回転数が増加する方向)に排気流れ変更機構を作動させる。従って、過給効率が低下する低負荷運転状態においても、タービン回転数を十分に高めて排気ターボ過給機の過給効率(エンジン出力)を向上させることができる。   According to this configuration, the change mechanism operation control means is configured to increase the exhaust gas pressure on the upstream side of the turbine in the exhaust passage (that is, when the engine is in a low load operation state including the idle operation state (that is, the turbine The exhaust flow changing mechanism is operated in the direction in which the rotational speed increases. Therefore, even in a low-load operation state in which the supercharging efficiency is reduced, the turbine rotational speed can be sufficiently increased to improve the supercharging efficiency (engine output) of the exhaust turbocharger.

また、変更機構作動制御手段は、上記所定の自動停止条件(例えばエンジンのアイドル運転状態が所定時間以上持続するという条件)が成立することによりエンジン自動停止・再始動制御手段がエンジンを自動停止させるときには、排気通路内におけるタービン上流側の排気ガス圧が低下する方向に排気流れ変更機構を作動させる。これにより、エンジン停止過程における排気抵抗の低減を図って燃焼室内の掃気性を向上させることができる。このため、上記再始動条件が成立してエンジンが再始動する際に、燃焼室内の残留ガスによって燃料着火性が悪化するのを防止することができて、該エンジンの再始動性の向上を図ることができる。   The change mechanism operation control means causes the engine automatic stop / restart control means to automatically stop the engine when the predetermined automatic stop condition (for example, a condition that the engine idling state continues for a predetermined time or more) is satisfied. Sometimes, the exhaust flow changing mechanism is operated in a direction in which the exhaust gas pressure upstream of the turbine in the exhaust passage decreases. Thereby, the scavenging ability in the combustion chamber can be improved by reducing the exhaust resistance during the engine stop process. For this reason, when the restart condition is satisfied and the engine is restarted, it is possible to prevent the fuel ignitability from being deteriorated by the residual gas in the combustion chamber, thereby improving the restartability of the engine. be able to.

請求項2の発明では、請求項1の発明において、上記エンジンの吸気通路に配設される吸気絞り弁と、上記吸気絞り弁の作動を制御する弁作動制御手段とをさらに備え、上記弁作動制御手段は、上記自動停止条件が成立して上記エンジン自動停止・再始動制御手段が上記エンジンを自動停止させるときには、上記吸気絞り弁を閉方向に作動させるように構成されているものとする。   The invention of claim 2 further comprises an intake throttle valve disposed in the intake passage of the engine according to the invention of claim 1, and valve operation control means for controlling the operation of the intake throttle valve. The control means is configured to operate the intake throttle valve in the closing direction when the automatic stop condition is satisfied and the engine automatic stop / restart control means automatically stops the engine.

このことにより、エンジン停止過程で発生する停止振動の低減と、エンジンの再始動性との両立を図ることができる。   As a result, it is possible to achieve both reduction in stop vibration generated during the engine stop process and restartability of the engine.

すなわち、ディーゼルエンジンにおいては、圧縮比が高く設定されていることから、燃料カット後に燃焼室内に空気が流入すると振動が発生するという問題があり、この問題を解決するために、吸気通路に吸気絞り弁を設けて、エンジンが停止するときに該吸気絞り弁を閉方向に作動させることで燃焼室内への空気流入を防止する場合がある。しかし、この場合には、吸排気系の空気流れが遮断されて燃焼室内の掃気性が悪化することとなり、このため、従来の自動停止装置では、エンジンの停止振動の低減と燃焼室内の掃気性の向上(エンジンの再始動性の向上)との両立を図ることは困難であった。しかしながら、本発明では、上記のように、エンジンの停止過程において燃焼室内の掃気性を十分に確保することができるので、吸気絞り弁の閉方向制御により吸排気系の空気流れが悪化したとしても、燃焼室内の残留ガスを確実に掃気してエンジンの再始動性を向上させることができる。   That is, in a diesel engine, since the compression ratio is set high, there is a problem that vibration occurs when air flows into the combustion chamber after the fuel cut, and in order to solve this problem, an intake throttle is formed in the intake passage. There is a case where a valve is provided to prevent the inflow of air into the combustion chamber by operating the intake throttle valve in the closing direction when the engine stops. However, in this case, the air flow in the intake / exhaust system is interrupted and the scavenging performance in the combustion chamber deteriorates. For this reason, in the conventional automatic stop device, the engine stop vibration is reduced and the scavenging performance in the combustion chamber is reduced. It has been difficult to achieve both the improvement of the engine (the improvement of the restartability of the engine). However, in the present invention, as described above, the scavenging ability in the combustion chamber can be sufficiently ensured in the engine stop process, so even if the air flow in the intake and exhaust systems deteriorates due to the closing direction control of the intake throttle valve. In addition, it is possible to improve the restartability of the engine by surely scavenging the residual gas in the combustion chamber.

請求項3の発明では、請求項1又は2の発明において、上記排気流れ変更機構は、上記排気ターボ過給機のタービンの入口に周方向に互いに所定間隔を隔てて配設された複数の可動ベーンを有しており、上記各可動ベーンはそれぞれ、上記タービンの回転軸に略平行な軸回りに回動可能に支持されていて、互いの間に形成される排気ガス流路の出口開度を絞る閉方向と、該出口開度を開く開方向との両方向に駆動可能に構成されており、上記変更機構作動制御手段は、上記エンジンの運転状態が上記低負荷運転状態になったときには、上記可動ベーンを閉方向に作動させる一方、上記自動停止条件が成立して上記エンジン自動停止・再始動制御手段が上記エンジンを自動停止させるときには、上記可動ベーンを開方向に作動させるように構成されているものとする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the exhaust flow changing mechanism includes a plurality of movable members disposed at predetermined intervals in the circumferential direction at the inlet of the turbine of the exhaust turbocharger. Each of the movable vanes is supported so as to be rotatable about an axis substantially parallel to the rotation axis of the turbine, and an outlet opening degree of an exhaust gas passage formed between the vanes. Is configured to be able to be driven in both a closing direction for narrowing down and an opening direction for opening the outlet opening, and the change mechanism operation control means is configured such that when the operating state of the engine becomes the low load operating state, The movable vane is operated in the closing direction, and when the automatic stop condition is satisfied and the engine automatic stop / restart control means automatically stops the engine, the movable vane is operated in the opening direction. It is assumed that.

この構成によれば、エンジンが低負荷運転状態になったときには、上記変更機構作動制御手段により可動ベーンが閉方向に制御される結果、各可動ベーンの間に形成される排気ガス流路の出口開度が絞られる。このため、タービンに流入する排気ガス流速が増大してタービン回転数が増加する。従って、エンジンが低負荷運転状態にあるときでも、過給効率を十分に高めてエンジン出力を向上させることができる。   According to this configuration, when the engine is in a low load operation state, the movable vanes are controlled in the closing direction by the change mechanism operation control means, so that the outlet of the exhaust gas passage formed between the movable vanes. The opening is reduced. For this reason, the exhaust gas flow velocity flowing into the turbine increases, and the turbine rotation speed increases. Therefore, even when the engine is in a low load operation state, it is possible to sufficiently increase the supercharging efficiency and improve the engine output.

また、上記自動停止条件が成立してエンジンが自動停止するときには、上記変更機構作動制御手段により可動ベーンが開方向に制御されて、各可動ベーンの間に形成される排気ガス流路の出口開度が拡大する。このため、タービンの上流側の排気ガス圧が低下して排気抵抗が減少するので、エンジン停止過程において燃焼室内の掃気を確実に行うことができる。よって、請求項1の発明と同様の作用効果をより一層確実に得ることができる。   Further, when the automatic stop condition is satisfied and the engine is automatically stopped, the movable mechanism is controlled in the opening direction by the change mechanism operation control means, and the outlet opening of the exhaust gas passage formed between the movable vanes is opened. The degree expands. For this reason, since the exhaust gas pressure on the upstream side of the turbine is reduced and the exhaust resistance is reduced, scavenging of the combustion chamber can be reliably performed in the engine stop process. Therefore, the same effect as that of the invention of claim 1 can be obtained more reliably.

請求項4の発明では、請求項1又は2記載のエンジンの自動停止装置において、上記排気流れ変更機構は、上記排気ターボ過給機のタービンをバイパスするバイパス通路と、上記バイパス通路に配設される排気バイパス弁とを有しており上記変更機構作動制御手段は、上記エンジンの運転状態が上記低負荷運転状態になったときには、上記排気バイパス弁を閉方向に作動させる一方、上記自動停止条件が成立して上記エンジン自動停止・再始動制御手段が上記エンジンを自動停止させるときには、上記排気バイパス弁を開方向に作動させるように構成されているものとする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the engine automatic stop device according to the first or second aspect, the exhaust flow changing mechanism is disposed in a bypass passage that bypasses a turbine of the exhaust turbocharger and the bypass passage. And the change mechanism operation control means operates the exhaust bypass valve in a closing direction when the engine operating state becomes the low load operation state, while the automatic stop condition When the above is established and the engine automatic stop / restart control means automatically stops the engine, it is assumed that the exhaust bypass valve is operated in the opening direction.

この構成によれば、エンジンが低負荷運転状態になったときには、上記変更機構作動制御手段により排気バイパス弁が閉方向に制御される。この結果、バイパス通路を介してバイパスされる排気ガス流量が減少してタービンに流入する排気ガス量が増大し、これに伴いタービン回転数が増加する。従って、エンジンが低負荷運転状態にあるときでも、過給効率を十分に高めてエンジン出力を向上させることができる。   According to this configuration, when the engine is in a low load operation state, the exhaust bypass valve is controlled in the closing direction by the change mechanism operation control means. As a result, the flow rate of the exhaust gas bypassed through the bypass passage decreases, the amount of exhaust gas flowing into the turbine increases, and the turbine rotational speed increases accordingly. Therefore, even when the engine is in a low load operation state, it is possible to sufficiently increase the supercharging efficiency and improve the engine output.

また、上記自動停止条件が成立してエンジンが自動停止するときには、上記変更機構作動制御手段により排気バイパス弁が開方向に制御される。この結果、バイパス通路を介してバイパスされる排気ガス流量が増加してタービンに流入する排気ガス量が減少する。このため、タービン上流側圧力が低下して排気抵抗が減少するので、上記のようにエンジン停止過程における燃焼室内の掃気を十分に行うことができる。よって、請求項1の発明と同様の作用効果をより一層確実に得ることができる。   When the automatic stop condition is satisfied and the engine is automatically stopped, the exhaust bypass valve is controlled in the opening direction by the change mechanism operation control means. As a result, the flow rate of exhaust gas bypassed through the bypass passage increases and the amount of exhaust gas flowing into the turbine decreases. For this reason, since the turbine upstream pressure decreases and the exhaust resistance decreases, the scavenging of the combustion chamber during the engine stop process can be sufficiently performed as described above. Therefore, the same effect as that of the invention of claim 1 can be obtained more reliably.

以上説明したように、本発明のエンジンの自動停止装置によると、エンジンの出力を向上させるための排気ターボ過給機と、該排気ターボ過給機のタービンに流入する排気ガス流れを変更可能な排気流れ変更機構とを備え、エンジンの運転状態がアイドル運転状態を含む低負荷運転状態になったときには、該排気ターボ過給機のタービン上流側の圧力が上昇する方向に排気流れ変更機構を作動させる一方、自動停止条件が成立してエンジンが停止するときには、該タービン上流側の圧力が低下する方向に排気流れ変更機構を作動させるようにしたことで、エンジンの高出力化を図りつつ、エンジン停止後の再始動性の向上を図ることができる。   As described above, according to the engine automatic stop device of the present invention, the exhaust turbocharger for improving the output of the engine and the flow of the exhaust gas flowing into the turbine of the exhaust turbocharger can be changed. And an exhaust flow change mechanism that operates the exhaust flow change mechanism in a direction in which the pressure on the upstream side of the turbine of the exhaust turbocharger increases when the engine is in a low load operation state including an idle operation state. On the other hand, when the automatic stop condition is satisfied and the engine is stopped, the exhaust flow changing mechanism is operated in the direction in which the pressure on the upstream side of the turbine is reduced, so that the engine output can be increased while the engine is increased in output. The restartability after stopping can be improved.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施形態に係る自動停止装置を備えた4サイクルディーゼルエンジン10の概略構成を示している。尚、本実施形態では、エンジン10を手動変速機に連結した車両に搭載した例を示している。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a four-cycle diesel engine 10 provided with an automatic stop device according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, an example in which the engine 10 is mounted on a vehicle connected to a manual transmission is shown.

図1を参照して、エンジン10は、シリンダヘッド11およびシリンダブロック12を有している。これらシリンダヘッド11およびシリンダブロック12には、エンジン前側から順に4つの気筒14A〜14Dが直列に配設されている。また、各気筒14A〜14Dの内部には、図略のコネクティングロッドによつてクランクシャフト15に連結されたピストン16が嵌挿される。ピストン16には、シリンダヘッド11とともに燃焼室17を区画するキャビティ16aが形成されている。各気筒14A〜14Dに設けられたピストン16は、所定の位相差をもってクランクシャフト15の回転に伴い上下運動を行うように構成されている。ここで、4気筒4サイクルエンジンであるエンジン10では、各気筒14A〜14Dが所定の位相差をもって吸気、圧縮、膨張、排気の各行程からなるサイクルを行うようになっており、各サイクルが1番気筒14A、3番気筒14C、4番気筒14D、2番気筒14Bの順にクランク角で180°(180°CA)の位相差をもって行われるように構成されている。   Referring to FIG. 1, engine 10 has a cylinder head 11 and a cylinder block 12. In the cylinder head 11 and the cylinder block 12, four cylinders 14A to 14D are arranged in series in order from the front side of the engine. In addition, a piston 16 connected to the crankshaft 15 by a connecting rod (not shown) is fitted into each of the cylinders 14A to 14D. A cavity 16 a that defines the combustion chamber 17 together with the cylinder head 11 is formed in the piston 16. The pistons 16 provided in the cylinders 14A to 14D are configured to move up and down with the rotation of the crankshaft 15 with a predetermined phase difference. Here, in the engine 10 that is a four-cylinder four-cycle engine, each of the cylinders 14A to 14D performs a cycle including intake, compression, expansion, and exhaust strokes with a predetermined phase difference. The numbering cylinder 14A, the numbering cylinder 14C, the numbering cylinder 14D, and the numbering cylinder 14B are configured so as to be performed with a phase difference of 180 ° (180 ° CA) in crank order.

シリンダヘッド11には、プラグ先端が燃焼室17内に臨むように配置されたグロープラグ18が気筒14A〜14D毎に設けられている。また、シリンダヘッド11には、燃料噴射弁19が気筒14A〜14D毎に設けられている。この燃料噴射弁19は、燃料を当該燃料噴射弁19の開弁圧(噴射圧)以上の高圧状態で蓄えて分配するコモンレール20に対し、気筒14A〜14D毎に配設された分岐管21を介してそれぞれ接続されている。各燃料噴射弁19は、通電により電磁力で燃料通路を開くことで燃料圧力により噴射ノズルの真弁が開き、コモンレール20から供給される高圧の燃料を、噴射ノズル先端の複数の噴孔から燃焼室17を区画するピストン16のキャビティ16aに向けて気筒14A〜14D内に直接噴射供給するものである。本実施形態においては、燃料圧力を検出するための燃圧センサSWlがコモンレール20に設けられている。燃料噴射弁19の燃料噴射量は、通電時間で制御される。また、燃料噴射弁19に燃料を供給するコモンレール20は、高圧燃料供給管22を介して燃料供給ポンプ23に接続されている。   The cylinder head 11 is provided with a glow plug 18 for each of the cylinders 14 </ b> A to 14 </ b> D arranged such that the plug tip faces the combustion chamber 17. The cylinder head 11 is provided with a fuel injection valve 19 for each of the cylinders 14A to 14D. The fuel injection valve 19 has a branch pipe 21 provided for each of the cylinders 14A to 14D with respect to the common rail 20 that stores and distributes fuel in a high pressure state higher than the valve opening pressure (injection pressure) of the fuel injection valve 19. Are connected to each other. Each fuel injection valve 19 opens the fuel passage by electromagnetic force when energized to open the true valve of the injection nozzle by fuel pressure, and burns high-pressure fuel supplied from the common rail 20 from a plurality of injection holes at the tip of the injection nozzle. Direct injection is supplied into the cylinders 14 </ b> A to 14 </ b> D toward the cavity 16 a of the piston 16 that defines the chamber 17. In the present embodiment, the common rail 20 is provided with a fuel pressure sensor SWl for detecting the fuel pressure. The fuel injection amount of the fuel injection valve 19 is controlled by the energization time. A common rail 20 that supplies fuel to the fuel injection valve 19 is connected to a fuel supply pump 23 via a high-pressure fuel supply pipe 22.

シリンダヘッド11には、燃焼室17に向かって開口する吸気ポート24および排気ポート25が各気筒14A〜14Dの上部に設けられている。そして、これらのポート24、25と燃焼室17との連結部分には、吸気バルブ26および排気バルブ27がそれぞれ装備されている。吸気ポート24および排気ポート25には、吸気通路28および排気通路29が接続されている。吸気通路28の下流側は、気筒14A〜14D毎に分岐した分岐吸気通路28aに分岐しており、この各分岐吸気通路28aの上流端がそれぞれサージタンク28bに連通している。このサージタンク28bよりも上流側には共通吸気通路28cが設けられている。   The cylinder head 11 is provided with an intake port 24 and an exhaust port 25 that open toward the combustion chamber 17 in the upper part of the cylinders 14A to 14D. In addition, an intake valve 26 and an exhaust valve 27 are respectively provided at a connection portion between the ports 24 and 25 and the combustion chamber 17. An intake passage 28 and an exhaust passage 29 are connected to the intake port 24 and the exhaust port 25. The downstream side of the intake passage 28 is branched into branched intake passages 28a branched for each of the cylinders 14A to 14D, and the upstream ends of the branched intake passages 28a communicate with the surge tank 28b. A common intake passage 28c is provided on the upstream side of the surge tank 28b.

エンジン10は、高出力化のための排気ターボ過給機50を有しており、上記共通吸気通路28cにおけるサージタンク28bよりも上流側には、排気ターボ過給機50のコンプレッサ51が配設され、排気通路29におけるEGR通路41(後述する)との接続部よりも下流側には、排気ターボ過給機50のタービン52が配設されている。このタービン52が排気ガス流により回転し、該タービン52の回転により、該タービン52と連結されたコンプレッサ51が作動する。   The engine 10 has an exhaust turbocharger 50 for increasing output, and a compressor 51 of the exhaust turbocharger 50 is disposed upstream of the surge tank 28b in the common intake passage 28c. The turbine 52 of the exhaust turbocharger 50 is disposed downstream of the connection portion of the exhaust passage 29 with the EGR passage 41 (described later). The turbine 52 is rotated by the exhaust gas flow, and the compressor 51 connected to the turbine 52 is operated by the rotation of the turbine 52.

上記排気ターボ過給機50は、エンジン10の運転状態に応じてタービン52に流入する排気ガスの流速(流れ状態)を調整可能な可変容量式過給機(VGT)であり、タービン52の入口には、この調整のための可変容量機構60が設けられている。   The exhaust turbocharger 50 is a variable capacity supercharger (VGT) that can adjust the flow rate (flow state) of exhaust gas flowing into the turbine 52 according to the operating state of the engine 10. Is provided with a variable capacity mechanism 60 for this adjustment.

可変容量機構60は、図2に示すように、タービン52を取り囲むようにその回転軸回りに周方向に所定間隔を隔てて配設された複数の可動ベーン61を有しており、タービン案内流路54内に流入した排気ガスは、該各可動ベーン61間に形成されるノズル流路63を通ってタービン翼列内に流入する。   As shown in FIG. 2, the variable capacity mechanism 60 has a plurality of movable vanes 61 disposed around the rotation axis at predetermined intervals in the circumferential direction so as to surround the turbine 52. The exhaust gas flowing into the passage 54 flows into the turbine blade row through the nozzle flow path 63 formed between the movable vanes 61.

可動ベーン61は、タービン52の回転軸方向に延びる支持軸62回りに回動可能に支持されており、可動ベーン61の該支持軸62回りの回動により、ノズル流路63の出口開度を変更可能になっている。   The movable vane 61 is supported so as to be rotatable about a support shaft 62 extending in the direction of the rotation axis of the turbine 52, and the opening degree of the nozzle channel 63 is increased by the rotation of the movable vane 61 about the support shaft 62. It can be changed.

具体的には、図2に実線で示すように、可動ベーン61が相互に近接するように、すなわち、可動ベーン61がより円周方向に近い向きで延びるようにすれば、各可動ベーン61で形成されるノズル流路63の開度(可動ベーン61の開度)が小さく絞られる。特に、エンジン10の回転数が低いときに開度を小さくすると、流速が高まり、さらに、流れ方向がタービン52の接線方向(円周方向)に向くので過給効率が高まる一方、タービン52の上流側の排圧が高まって排気抵抗は増加してしまう。尚、図2の実線で示す状態が、可動ベーン61の全閉状態に対応しており、この全閉状態においても、ノズル流路63の出口開度は0ではなく、タービン52への排気ガス供給が可能な状態になっている。   Specifically, as shown by a solid line in FIG. 2, if the movable vanes 61 are close to each other, that is, if the movable vanes 61 extend in a direction closer to the circumferential direction, The opening degree of the nozzle channel 63 to be formed (the opening degree of the movable vane 61) is narrowed down. In particular, if the opening degree is reduced when the engine 10 has a low number of revolutions, the flow rate is increased, and further, the flow direction is in the tangential direction (circumferential direction) of the turbine 52, so that the supercharging efficiency is increased, while the upstream of the turbine 52 is increased. The exhaust pressure on the side increases and the exhaust resistance increases. The state shown by the solid line in FIG. 2 corresponds to the fully closed state of the movable vane 61. Even in this fully closed state, the outlet opening degree of the nozzle passage 63 is not 0, and the exhaust gas to the turbine 52 Supply is possible.

図2に鎖線で示すように、可動ベーン61が相互に離反するように、すなわち、可動ベーン61がより半径方向に近い向きで延びるようにすれば、ノズル流路63の開度(可動ベーン61の開度)が拡大する。特に、エンジン10の回転数が高いときに開度を大きくすると、大流量を確保して過給効率が高まる。また、タービン52の上流側の排圧が低下して排気抵抗も低減される。尚、図2の鎖線で示す状態が、可動ベーン61の全開状態に対応している。   As indicated by a chain line in FIG. 2, if the movable vanes 61 are separated from each other, that is, if the movable vanes 61 extend in a direction closer to the radial direction, the opening degree of the nozzle flow path 63 (the movable vane 61). The opening degree of) increases. In particular, if the opening degree is increased when the rotational speed of the engine 10 is high, a large flow rate is secured and the supercharging efficiency is increased. Further, the exhaust pressure on the upstream side of the turbine 52 is reduced, and the exhaust resistance is also reduced. Note that the state indicated by the chain line in FIG. 2 corresponds to the fully opened state of the movable vane 61.

そして、上記可動ベーン61を含む可変容量機構60が、排気ターボ過給機50のタービン52に供給される排気ガスの流速及び流れ方向(排気流れ状態)を変更可能な排気流れ変更機構を構成している。   The variable displacement mechanism 60 including the movable vane 61 constitutes an exhaust flow changing mechanism capable of changing the flow rate and flow direction (exhaust flow state) of the exhaust gas supplied to the turbine 52 of the exhaust turbocharger 50. ing.

可動ベーン61は、後述するエンジン制御ユニット100の可動ベーン作動制御部107(変更機構作動制御手段に相当)からの指令を受けて作動する不図示のアクチュエータにより駆動される。   The movable vane 61 is driven by an actuator (not shown) that operates in response to a command from a movable vane operation control unit 107 (corresponding to a change mechanism operation control means) of the engine control unit 100 described later.

図1では模式化されているが、上記共通吸気通路28Cには、各気筒14A〜14Dに流入する吸気流通量を調整可能な吸気シャッタ弁(吸気絞り弁)30と、吸気流通量を検出するエアフローセンサSW2と、吸気圧力Pinaを検出する吸気圧センサSW3と、吸気温度を検出する吸気温度センサSW4とが設けられている。吸気シャッタ弁30は、アクチュエータ30aによって開閉駆動されるように構成されている。図示の例において、吸気シャッタ弁30は、全閉状態でも空気が流通するように設定されている。   Although schematically shown in FIG. 1, the common intake passage 28 </ b> C detects an intake shutter valve (intake throttle valve) 30 capable of adjusting the intake flow amount flowing into each cylinder 14 </ b> A to 14 </ b> D, and the intake flow amount. An air flow sensor SW2, an intake pressure sensor SW3 for detecting the intake pressure Pina, and an intake air temperature sensor SW4 for detecting the intake air temperature are provided. The intake shutter valve 30 is configured to be opened and closed by an actuator 30a. In the illustrated example, the intake shutter valve 30 is set so that air flows even in the fully closed state.

エンジン10には、タイミングベルト等によりクランクシャフト15に連結されたオルタネータ32が付設されている。このオルタネータ32は、図略のフィールドコイルの電流を制御して出力電圧を調節することにより発電量を調整するレギュレータ回路33を内蔵し、このレギュレータ回路33に入力されるエンジン制御ユニット100からの制御信号に基づき、車両の電気負荷および車載バッテリの電圧等に対応した発電量の制御が実行されるように構成されている。   The engine 10 is provided with an alternator 32 connected to the crankshaft 15 by a timing belt or the like. The alternator 32 includes a regulator circuit 33 that adjusts the amount of power generation by adjusting the output voltage by controlling the current of a field coil (not shown), and is controlled by the engine control unit 100 that is input to the regulator circuit 33. Based on the signal, control of the power generation amount corresponding to the electric load of the vehicle, the voltage of the on-vehicle battery, and the like is executed.

エンジン10には、当該エンジン10を始動するためのスタータモータ34が設けられている。このスタータモータ34は、モータ本体34aとピニオンギア34bとを有している。ピニオンギヤ34bは、モータ本体34aの出力軸上にて相対回転不能な状態で往復移動する。また、クランクシャフト15には、図略のフライホイールに固定されたリングギア35が、回転中心に対して同心に設けられている。そして、このスタータモータ34を用いてエンジン10を再始動する場合には、このピニオンギヤ34bが所定の噛合位置に移動して、フライホイールに固定されたリングギア35に噛合することにより、クランクシャフト15が回転駆動されるようになっている。   The engine 10 is provided with a starter motor 34 for starting the engine 10. The starter motor 34 has a motor body 34a and a pinion gear 34b. The pinion gear 34b reciprocates on the output shaft of the motor body 34a in a state where relative rotation is impossible. The crankshaft 15 is provided with a ring gear 35 fixed to a flywheel (not shown) concentrically with respect to the center of rotation. When the engine 10 is restarted using the starter motor 34, the pinion gear 34b moves to a predetermined meshing position and meshes with the ring gear 35 fixed to the flywheel, whereby the crankshaft 15 Is driven to rotate.

さらに、エンジン10には、クランクシャフト15の回転角を検出する2つのクランク角度センサSW5、SW6が設けられ、一方のクランク角度センサSW5から出力される検出信号(パルス信号)に基づいてエンジン回転速度Neが検出されるとともに、この両クランク角度センサSW5、SW6から出力される位相のずれた検出信号に基づいてクランクシャフト15の回転角度が検出されるようになっている。さらに、エンジン10には、冷却水温度を検出する水温センサSW7と、車両のアクセルペダル36の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサSW8と、車両のブレーキペダル37の操作を検出するブレーキペダルセンサSW9とが設けられている。   Further, the engine 10 is provided with two crank angle sensors SW5 and SW6 for detecting the rotation angle of the crankshaft 15, and the engine rotation speed is based on a detection signal (pulse signal) output from one crank angle sensor SW5. Ne is detected, and the rotation angle of the crankshaft 15 is detected on the basis of detection signals out of phase output from the crank angle sensors SW5 and SW6. Further, the engine 10 is operated by a water temperature sensor SW7 for detecting a coolant temperature, an accelerator opening sensor SW8 for detecting an accelerator opening corresponding to an operation amount of an accelerator pedal 36 of the vehicle, and an operation of a brake pedal 37 of the vehicle. A brake pedal sensor SW9 for detection is provided.

エンジン10には、排気還流装置40が設けられている。排気還流装置40は、EGRを排気通路29から吸気通路28に環流するEGR通路41と、このEGR通路41の途中に設けられたEGR弁42とを備えている。EGR弁42は、次に説明するエンジン制御ユニット100によって、開閉制御されるようになっている。   The engine 10 is provided with an exhaust gas recirculation device 40. The exhaust gas recirculation device 40 includes an EGR passage 41 that circulates EGR from the exhaust passage 29 to the intake passage 28, and an EGR valve 42 provided in the middle of the EGR passage 41. The EGR valve 42 is controlled to be opened and closed by an engine control unit 100 described below.

エンジン10は、エンジン制御ユニット100によつて運転制御される。   The operation of the engine 10 is controlled by the engine control unit 100.

エンジン制御ユニット100は、CPU、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース並びにこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサで構成され、各センサSWl〜SW9を初めとする入力要素からの検出信号に基づき、種々の演算を行うとともに、燃料噴射弁19やスタータモータ34、或いはグロープラグ18等の各アクチュエータの制御信号を出力するものである。例えば、運転条件に応じた燃料の噴射量および噴射時期や点火時期を演算し、燃料噴射弁19等に制御信号を出力している。また、運転条件に応じて吸気シャッタ弁30の目標開度を演算し、吸気シャッタ弁30の開度がこの目標開度となるような制御信号を吸気シャッタ弁30のアクチュエータ30aに出力している。   The engine control unit 100 is composed of a CPU, a memory, a counter timer group, an interface, and a microprocessor having a path for connecting these units. Based on detection signals from input elements such as the sensors SW1 to SW9, the engine control unit 100 And a control signal for each actuator such as the fuel injection valve 19, the starter motor 34, or the glow plug 18 is output. For example, the fuel injection amount, injection timing, and ignition timing according to the operating conditions are calculated, and a control signal is output to the fuel injection valve 19 and the like. Further, the target opening of the intake shutter valve 30 is calculated according to the operating conditions, and a control signal is output to the actuator 30a of the intake shutter valve 30 so that the opening of the intake shutter valve 30 becomes the target opening. .

エンジン制御ユニット100は、車両の運転状態を判定する運転状態判定部101と、運転状態判定部101の判定に基づいてエンジン10の燃料噴射を制御する燃料噴射制御部102と、運転状態判定部101の判定に基づいて筒内へ流入する吸気流通量を調整する吸気流通量制御部103と、運転状態判定部101の判定に基づいて再始動条件の成立時にエンジン10のスタータモータ34を駆動制御するスタータ制御部104と、グロープラグ18を制御するグロープラグ制御部105と、排気還流装置40を駆動制御するEGR制御部106と、可変容量式排気ターボ過給機50の可動ベーン61の作動を制御する可動ベーン作動制御部107とを論理的に構成している。   The engine control unit 100 includes a driving state determination unit 101 that determines the driving state of the vehicle, a fuel injection control unit 102 that controls fuel injection of the engine 10 based on the determination of the driving state determination unit 101, and a driving state determination unit 101. And the starter motor 34 of the engine 10 when the restart condition is satisfied based on the determination of the operating state determination unit 101. The starter control unit 104, the glow plug control unit 105 that controls the glow plug 18, the EGR control unit 106 that drives and controls the exhaust gas recirculation device 40, and the operation of the movable vane 61 of the variable displacement exhaust turbocharger 50 are controlled. The movable vane operation control unit 107 is logically configured.

運転状態判定部101は、燃圧センサSWl、エアフローセンサSW2、吸気圧センサSW3、吸気温度センサSW4、クランク角度センサSW5、SW6、水温センサSW7、およびアクセル開度センサSW8、ブレーキペダルセンサSW9等からのセンサ信号に基づき、エンジン10の自動停止条件や再始動条件の成立又は解除、並びに、エンジン10の運転状態が低負荷運転状態にあるか否か等を判定するモジュールである。この他にも、運転状態判定部101は、燃料圧力、ピストン16の停止位置、筒内温度、或いはエンジン10が正転しているか否か等、種々の運転状態を判定する。この運転状態判定部101は、エンジン10が自動停止時しているときにおけるピストン16の停止位置の判定や、ピストン16が停止すべき適正停止位置SAの設定をするものでもある。本実施形態において、停止時圧縮行程気筒(エンジン10の停止完了時に圧縮行程となる気筒)の適正停止位置SAは、デフォルトでは、圧縮上死点前120°CAから圧縮上死点前100°CAの範囲に設定される。後述するように、ディーゼルエンジンにおいては、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射し、スタータモータ34でピストン16を駆動して、当該燃料が噴射された気筒内で混合気を自着火させる必要があるため、ピストン16は、下死点側に停止しているのが好ましい。他方、ピストン16が下死点近傍にある場合には、スタータモータ34の駆動時間が長くなるので、確実な自着火とスタータモータの駆動時間短縮とを両立させるために、デフォルトでは、圧縮上死点前120°CAから圧縮上死点前100°CAの範囲に設定される。後述するように、ディーゼルエンジンにおいては、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射し、スタータモータ34でピストン16を駆動して、当該燃料が噴射された気筒内で混合気を自着火させる必要があるため、ピストン16は、下死点側に停止しているのが好ましい。他方、ピストン16が下死点近傍にある場合には、スタータモータ34の駆動時間が長くなるので、確実な自着火とスタータモータの駆動時間短縮とを両立させるために、デフォルトでは、圧縮上死点前120°CAから圧縮上死点前100°CAの範囲に設定されているのである。但し、筒内温度が高い場合には、停止時圧縮行程気筒の有効圧縮比を小さく設定することができるので、適正停止位置SAは、筒内温度によつて上死点側に補正されるようになっている。筒内温度は、予めメモリに記憶されたデータに基づいて推定されるように構成されている。尚、本実施形態において、運転状態判定部101は、車両のブレーキペダル37のON/OFFや車速等も判定できるように図略のセンサからの検出信号が入力されるようになっている。   The operating state determination unit 101 includes a fuel pressure sensor SWl, an airflow sensor SW2, an intake pressure sensor SW3, an intake air temperature sensor SW4, a crank angle sensor SW5, SW6, a water temperature sensor SW7, an accelerator opening sensor SW8, a brake pedal sensor SW9, and the like. Based on the sensor signal, this is a module that determines whether or not the automatic stop condition or restart condition of the engine 10 is satisfied or canceled, and whether or not the operating state of the engine 10 is in a low-load operating state. In addition to this, the operation state determination unit 101 determines various operation states such as the fuel pressure, the stop position of the piston 16, the in-cylinder temperature, or whether the engine 10 is rotating forward. The operation state determination unit 101 determines the stop position of the piston 16 when the engine 10 is automatically stopped, and sets an appropriate stop position SA at which the piston 16 should stop. In the present embodiment, the appropriate stop position SA of the compression stroke cylinder at the time of stop (cylinder that becomes the compression stroke when the stop of the engine 10 is completed) is, by default, 120 ° CA before compression top dead center to 100 ° CA before compression top dead center. Is set in the range. As will be described later, in a diesel engine, it is necessary to inject fuel into the compression stroke cylinder at the time of stop, and to drive the piston 16 by the starter motor 34 so that the air-fuel mixture is self-ignited in the cylinder into which the fuel has been injected. Therefore, it is preferable that the piston 16 is stopped on the bottom dead center side. On the other hand, when the piston 16 is in the vicinity of the bottom dead center, the drive time of the starter motor 34 becomes long. Therefore, in order to achieve both reliable self-ignition and shortening of the drive time of the starter motor, by default, compression top dead It is set in a range from 120 ° CA before the point to 100 ° CA before the compression top dead center. As will be described later, in a diesel engine, it is necessary to inject fuel into the compression stroke cylinder at the time of stop, and to drive the piston 16 by the starter motor 34 so that the air-fuel mixture is self-ignited in the cylinder into which the fuel has been injected. Therefore, it is preferable that the piston 16 is stopped on the bottom dead center side. On the other hand, when the piston 16 is in the vicinity of the bottom dead center, the drive time of the starter motor 34 becomes long. Therefore, in order to achieve both reliable self-ignition and shortening of the drive time of the starter motor, by default, compression top dead It is set in a range from 120 ° CA before the point to 100 ° CA before the compression top dead center. However, when the in-cylinder temperature is high, the effective compression ratio of the stop-time compression stroke cylinder can be set small, so that the appropriate stop position SA is corrected to the top dead center side by the in-cylinder temperature. It has become. The in-cylinder temperature is configured to be estimated based on data stored in advance in a memory. In the present embodiment, the driving state determination unit 101 receives a detection signal from a sensor (not shown) so as to be able to determine ON / OFF of the brake pedal 37 of the vehicle, vehicle speed, and the like.

燃料噴射制御部102は、運転状態判定部101の判定に基づき、エンジン10の適正な空燃比に対応する燃料噴射量と、燃料噴射タイミングとを設定し、その設定に基づいて、燃料噴射弁19を駆動制御するモジュールである。   The fuel injection control unit 102 sets the fuel injection amount corresponding to the appropriate air-fuel ratio of the engine 10 and the fuel injection timing based on the determination of the operation state determination unit 101, and based on the setting, the fuel injection valve 19 Is a module for controlling the driving of

吸気流通量制御部103は、運転状態判定部101の判定に基づき、エンジン10の適正な吸気流通量を設定し、その設定に基づいて、吸気シャッタ弁30を駆動制御するモジュールである。   The intake air flow rate control unit 103 is a module that sets an appropriate intake air flow rate of the engine 10 based on the determination of the operation state determination unit 101 and drives and controls the intake shutter valve 30 based on the setting.

スタータ制御部104は、エンジン10の始動時にスタータモータ34に制御信号を出力し、スタータモータ34を駆動するモジュールである。   The starter control unit 104 is a module that outputs a control signal to the starter motor 34 when the engine 10 is started to drive the starter motor 34.

グロープラグ制御部105は、暖機時等にグロープラグ18の駆動を制御するモジュールである。   The glow plug control unit 105 is a module that controls driving of the glow plug 18 during warm-up.

EGR制御部106は、所定の部分負荷運転領域において、EGR弁42を開くことにより、燃焼安定性を図るものである。   The EGR control unit 106 achieves combustion stability by opening the EGR valve 42 in a predetermined partial load operation region.

可動ベーン作動制御部107は、可動ベーン61を駆動するアクチュエータ(例えばモータ)に制御信号を出力して、可動ベーン61の開閉制御を行うモジュールである。具体的には、可動ベーン作動制御部107は、エンジン10が高負荷運転状態にあるときには、可動ベーン61を全開状態とする一方、低負荷運転状態にあるときには、可動ベーン61を全閉状態とする。ここで、低負荷運転状態とは、エンジン負荷が所定負荷(エンジ回転数が大きいほど小さくなる)以下の状態であって、アイドル運転状態を含む状態である。また、高負荷運転状態とは、エンジン負荷が上記所定負荷よりも大きい状態である。   The movable vane operation control unit 107 is a module that outputs a control signal to an actuator (for example, a motor) that drives the movable vane 61 to control opening and closing of the movable vane 61. Specifically, the movable vane operation control unit 107 sets the movable vane 61 to the fully open state when the engine 10 is in the high load operation state, and sets the movable vane 61 to the fully closed state when the engine 10 is in the low load operation state. To do. Here, the low-load operation state is a state in which the engine load is equal to or less than a predetermined load (decreases as the engine speed increases) and includes an idle operation state. The high load operation state is a state where the engine load is larger than the predetermined load.

さらに、可動ベーン作動制御部107は、後述するように、エンジン10の自動停止条件が成立してエンジン10が停止するときには、可動ベーン61を全開状態とし、その後に、エンジン10が停止完了状態(燃料カットされ且つエンジン回転数が略0の状態)になったときには、可動ベーン61を全閉状態として再始動に備える。   Further, as will be described later, the movable vane operation control unit 107 opens the movable vane 61 when the automatic stop condition of the engine 10 is satisfied and the engine 10 is stopped, and then the engine 10 is in a stop complete state ( When the fuel is cut and the engine speed is substantially 0), the movable vane 61 is fully closed to prepare for restart.

次に、エンジン10の自動停止制御、再始動制御について、その制御例を説明する。   Next, control examples of the automatic stop control and restart control of the engine 10 will be described.

図3は、本実施形態に係る自動停止制御を中心とするフローチャートであり、図4は、図3の制御例に基づくエンジン回転速度Neの推移を示すタイミングチャートである。   FIG. 3 is a flowchart centering on the automatic stop control according to the present embodiment, and FIG. 4 is a timing chart showing the transition of the engine speed Ne based on the control example of FIG.

図3を参照して、エンジン制御ユニット100は、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立するのを待機する(ステップS10)。具体的には、ブレーキペダル37の作動状態が所定時間継続し、車速が所定値以下であるといった場合(つまりエンジン10のアイドル運転状態が所定時間継続していると想定される場合)には、エンジン10の自動停止条件が成立したと判定される。   Referring to FIG. 3, engine control unit 100 waits for a preset automatic engine stop condition to be satisfied (step S10). Specifically, when the operating state of the brake pedal 37 continues for a predetermined time and the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined value (that is, when the idling operation state of the engine 10 is assumed to continue for a predetermined time), It is determined that the automatic stop condition for engine 10 is satisfied.

ステップS10において、自動停止条件が成立したと判定した場合には、オルタネータ制御を含むエンジン回転速度調整制御を開始する(ステップSll)。具体的には、エンジン回転速度Neが所定の第1の回転速度Nl(例えば850rpm)に調節されるのを待機する(ステップS12)。そして、エンジン回転速度Neがこの第1の回転速度Nlになったタイミング(ステップS12でYESのタイミング)tlで、燃料噴射弁19からの燃料供給を停止する(ステップS13)。このタイミングtlにおいて、エンジン制御ユニット100は、可変容量式過給機50の可動ベーン51を全開にする(ステップS14)とともに、吸気シャッタ弁30を全閉にする(ステップS15)。この制御により、ピストン16が適正停止位置SAに停止する確率を高めることが可能になる。   If it is determined in step S10 that the automatic stop condition is satisfied, engine speed adjustment control including alternator control is started (step Sll). Specifically, it waits for the engine rotation speed Ne to be adjusted to a predetermined first rotation speed Nl (for example, 850 rpm) (step S12). Then, the fuel supply from the fuel injection valve 19 is stopped at the timing when the engine rotation speed Ne becomes the first rotation speed Nl (YES timing in step S12) tl (step S13). At this timing tl, the engine control unit 100 fully opens the movable vane 51 of the variable displacement supercharger 50 (step S14) and fully closes the intake shutter valve 30 (step S15). By this control, it is possible to increase the probability that the piston 16 stops at the appropriate stop position SA.

すなわち、ピストン16の停止位置は、エンジン10が完全に停止する直前の停止時膨張行程気筒内の空気量と停止時圧縮行程気筒内の空気量とのバランスにより略決定される。従って、ディーゼルエンジンにおいてピストン16を適正停止位置SA内に停止させるためには、まず停止時膨張行程気筒および停止時圧縮行程気筒の吸気流通量を一旦低減し、その後、停止時圧縮行程気筒に十分な空気を供給して、停止時膨張行程気筒の空気量よりも多くなるように、両気筒に対する空気量を調節する必要がある。そこで本実施形態では、タイミングtlで吸気シャッタ弁30を全閉にすることにより吸気圧を低減し、停止時膨張行程気筒および停止時圧縮行程気筒の空気量を低減しているのである。   That is, the stop position of the piston 16 is substantially determined by the balance between the air amount in the stop expansion stroke cylinder immediately before the engine 10 is completely stopped and the air amount in the stop compression stroke cylinder. Therefore, in order to stop the piston 16 in the proper stop position SA in the diesel engine, first, the intake flow amount of the stop expansion stroke cylinder and the stop compression stroke cylinder is temporarily reduced, and then the stop stroke compression stroke cylinder is sufficient. Therefore, it is necessary to adjust the air amount for both cylinders so that the air amount is larger than the air amount in the stop expansion stroke cylinder. Therefore, in this embodiment, the intake pressure is reduced by fully closing the intake shutter valve 30 at the timing tl, and the air amount in the stop expansion stroke cylinder and the stop compression stroke cylinder is reduced.

タイミングtlで燃料噴射が停止されると、各気筒14A〜14Dでは、極めて少ない吸気流通量で吸気、圧縮、膨張、排気のサイクルが繰り返され、クランクシャフト15等が有する運動エネルギーが摩擦抵抗による機械的な損失や、各気筒14A〜14Dのポンプ仕事によって消費されることにより、エンジン10は、小刻みに波打ちながら降下し、4気筒4サイクルのエンジンでは、10回前後の圧縮上死点を迎えた後に停止する。この過程で、気筒14A〜14Dのうちの何れかの気筒が圧縮上死点を超えるタイミングは、エンジン回転速度Neが波打つ谷のタイミングと一致している。   When the fuel injection is stopped at timing tl, the cylinders 14A to 14D repeat the intake, compression, expansion, and exhaust cycles with a very small intake flow amount, and the kinetic energy of the crankshaft 15 and the like is generated by the friction resistance. When the engine 10 is consumed by pumping work of each cylinder 14A to 14D, the engine 10 descends with undulations, and the 4-cylinder 4-cycle engine reaches about 10 compression top dead centers. Stop later. In this process, the timing at which any one of the cylinders 14A to 14D exceeds the compression top dead center coincides with the timing at which the engine speed Ne undulates.

そこで、本実施形態では、タイミングtlで吸気シャッタ弁30を全開にした後、エンジン制御ユニット100は、エンジン回転速度Neが所定の第2の回転速度N2(例えば約400rpm)よりも低くなるのを待機する(ステップS16)。この第2の回転速度N2は、停止時圧縮行程気筒のピストン16が膨張行程から吸気行程の上死点に達するタイミングと一致している。   Therefore, in the present embodiment, after the intake shutter valve 30 is fully opened at the timing tl, the engine control unit 100 determines that the engine rotational speed Ne becomes lower than a predetermined second rotational speed N2 (for example, about 400 rpm). Wait (step S16). The second rotational speed N2 coincides with the timing at which the piston 16 of the stop-time compression stroke cylinder reaches the top dead center from the expansion stroke to the intake stroke.

ステップS16においてYESの場合、エンジン制御ユニット100は、吸気シャッタ弁30を開弁する(ステップS17)。この開弁動作により、停止時膨張行程気筒では、少ない空気量で吸気バルブ26および排気バルブ27が閉じて圧縮行程に移行しているのに対し、停止時圧縮行程気筒では、吸気バルブ26が開くことにより、相対的に多量の新気が筒内に吸入されることになる。この結果、停止時圧縮行程気筒では、停止時膨張行程気筒よりも空気量が多くなる。   If YES in step S16, the engine control unit 100 opens the intake shutter valve 30 (step S17). As a result of this valve opening operation, the intake valve 26 and the exhaust valve 27 are closed with a small amount of air in the stop expansion stroke cylinder and shifted to the compression stroke, whereas the intake valve 26 is opened in the stop compression stroke cylinder. As a result, a relatively large amount of fresh air is sucked into the cylinder. As a result, the amount of air in the stop compression stroke cylinder is larger than that in the stop expansion stroke cylinder.

その後もエンジン制御ユニット100はオルタネータ制御を継続してピストン16の停上位置調整を実行し続け、クランク角度センサSW5、SW6の検出値に基づいてエンジン10が完全に停止するのを待機する(ステップS18)。エンジン10が完全に停止した場合には、エンジン回転速度調整制御を終了する(ステップS19)。   After that, the engine control unit 100 continues the alternator control and continues the adjustment of the stop position of the piston 16, and waits for the engine 10 to completely stop based on the detection values of the crank angle sensors SW5 and SW6 (step). S18). If the engine 10 has completely stopped, the engine speed adjustment control is terminated (step S19).

エンジン10が完全に停止したタイミングでは、停止時圧縮行程気筒のピストン16が吸気行程の下死点を通過し、圧縮行程に移行する。このタイミングでは、吸気バルブ26および排気バルブ27は、概ね閉じているので、大量に筒内に吸入された空気が下死点を通過したピストン16によつて圧縮されることになる。他方、停止時膨張行程気筒においては、相対的に少ない空気量にある筒内を圧縮したピストン16が圧縮上死点を通過して、膨張行程に移行している。このため、停止時圧縮行程気筒では、筒内の圧縮反力によって比較的下死点側で停止することになる。従って、予め実験等によって、第2の回転速度N2や、この第2の回転速度N2を検出したタイミングt2での吸気流通量等を適切に設定しておくことにより、停止時圧縮行程気筒のピストン16を所定の下死点側停止位置(本実施形態では圧縮上死点前100°CAから圧縮上死点前120°CA)に停止することができる。   At the timing when the engine 10 is completely stopped, the piston 16 of the stop-time compression stroke cylinder passes through the bottom dead center of the intake stroke and shifts to the compression stroke. At this timing, since the intake valve 26 and the exhaust valve 27 are substantially closed, a large amount of air sucked into the cylinder is compressed by the piston 16 that has passed through the bottom dead center. On the other hand, in the stop-time expansion stroke cylinder, the piston 16 compressed in the cylinder having a relatively small amount of air passes through the compression top dead center and shifts to the expansion stroke. For this reason, in the compression stroke cylinder at the time of stop, it will be stopped on the relatively bottom dead center side by the compression reaction force in the cylinder. Therefore, the piston of the stop-time compression stroke cylinder is appropriately set by appropriately setting the second rotational speed N2 and the intake air flow amount at the timing t2 when the second rotational speed N2 is detected by experiments or the like. 16 can be stopped at a predetermined bottom dead center side stop position (in this embodiment, from 100 ° CA before compression top dead center to 120 ° CA before compression top dead center).

エンジン10が完全に停止すると、エンジン制御ユニット100は、クランク角度センサSW5,SW6の検出によって運転状態判定部101が判定したピストン16の停止位置を記憶する(ステップS20)。その後、エンジン10の再始動に備えて可変容量式過給機50の可動ベーン51を全閉状態にする(ステップS21)。   When the engine 10 is completely stopped, the engine control unit 100 stores the stop position of the piston 16 determined by the operating state determination unit 101 based on the detection of the crank angle sensors SW5 and SW6 (step S20). Thereafter, the movable vane 51 of the variable capacity supercharger 50 is fully closed in preparation for the restart of the engine 10 (step S21).

次に図5を参照して、エンジンの再始動について説明する。図5は、本実施形態に係る再始動制御を中心とするフローチャートである。   Next, the restart of the engine will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart centering on restart control according to the present embodiment.

エンジン制御ユニット100は、エンジン10が停止した後、停止時間を計測し、積算する(ステップS22)。筒内の温度は、エンジン10の停止時間に依存しているので、本実施形態においては、エンジン制御ユニット100に予め停止時間と温度との関係をマップ化したデータを持たせ、停止時間に基づいて筒内温度を推定するようにしているのである。   After the engine 10 stops, the engine control unit 100 measures the stop time and integrates it (step S22). Since the temperature in the cylinder depends on the stop time of the engine 10, in the present embodiment, the engine control unit 100 is provided with data in which the relationship between the stop time and the temperature is previously mapped, and is based on the stop time. Therefore, the in-cylinder temperature is estimated.

次いで、エンジン制御ユニット100の運転状態判定部101は、吸気温度センサSW4が検出した吸気温度、水温センサSW7が検出した冷却水の温度、エンジン10の停止時間、並びにグロープラグ18の駆動時間に基づいて、筒内温度を算出する(ステップS23)。   Next, the operating state determination unit 101 of the engine control unit 100 is based on the intake air temperature detected by the intake air temperature sensor SW4, the coolant temperature detected by the water temperature sensor SW7, the stop time of the engine 10, and the drive time of the glow plug 18. Thus, the in-cylinder temperature is calculated (step S23).

次いで、演算された筒内温度から目標となる燃料圧力が決定され、この燃料圧力から適正停止位置SAが設定される(ステップS24)。本実施形態では、筒内温度と目標となる燃料圧力とによつて適正停止位置SAを設定しているので、より好適な停止位置判定ができることになる。   Next, a target fuel pressure is determined from the calculated in-cylinder temperature, and an appropriate stop position SA is set from the fuel pressure (step S24). In the present embodiment, since the appropriate stop position SA is set based on the in-cylinder temperature and the target fuel pressure, a more suitable stop position determination can be made.

次いで、エンジン制御ユニット100は、停止時圧縮行程気筒のピストン16が適正停止位置SAよりも上死点側にあるか否かを判定する(ステップS25)。仮に上死点側にある場合、グロープラグ18が駆動され(ステップS26)、筒内が加温される。また、通正停止位置SA内であれば、グロープラグ18が停止される(ステップS27)。   Next, the engine control unit 100 determines whether or not the piston 16 of the stop-time compression stroke cylinder is on the top dead center side with respect to the appropriate stop position SA (step S25). If it is on the top dead center side, the glow plug 18 is driven (step S26), and the inside of the cylinder is heated. If it is within the normal stop position SA, the glow plug 18 is stopped (step S27).

次に、エンジン制御ユニット100は、再始動条件が成立したか否かを判定する(ステップS26)。再始動条件としては、アクセルペダル36が踏込まれたこと、自動停止条件がエンジン10の停止後に解除されたこと等が含まれる。   Next, the engine control unit 100 determines whether or not a restart condition is satisfied (step S26). The restart condition includes that the accelerator pedal 36 is depressed, that the automatic stop condition is released after the engine 10 is stopped, and the like.

仮に再始動条件が成立していない場合、エンジン制御ユニットは、ステップS22に戻って処理を繰り返す。このため、計測時間や筒内温度の変化に伴って、ステップS24に設定される適正停止位置SAも変化することになる。   If the restart condition is not satisfied, the engine control unit returns to step S22 and repeats the process. For this reason, the appropriate stop position SA set in step S24 also changes with changes in measurement time and in-cylinder temperature.

他方、ステップS28において、再始動条件が成立した場合、エンジン制御ユニット100のスタータ制御部104は、スタータモータ34を駆動する(ステップS29)。これにより、停止時圧縮行程気筒では、ピストン16が筒内の空気を圧縮しながら上死点に移動する。   On the other hand, if the restart condition is satisfied in step S28, the starter control unit 104 of the engine control unit 100 drives the starter motor 34 (step S29). Thereby, in the compression stroke cylinder at the time of stop, piston 16 moves to a top dead center, compressing the air in a cylinder.

次いで、エンジン制御ユニット100の燃料噴射制御部102は、停止時圧縮行程気筒のピストン16が適正停止位置SAよりも上死点側にあるか否かを判定する(ステップS30)。仮に上死点側にある場合、エンジン制御ユニット100は、停止時吸気行程気筒が圧縮行程を迎えるのを待機し、停止時吸気行程気筒が圧縮行程を迎えた後、所定タイミングで燃料を噴射する(ステップS31)。すなわち、ピストン停止位置が適正停止位置SAから外れている場合には、停止時圧縮行程気筒での燃焼は中止されることになる。他方、ピストン停止位置が適正停止位置SA内である場合には、停止時圧縮行程気筒に燃料が噴射され、この気筒での燃焼によるエンジン10の再始動が図られる(ステップS32)。   Next, the fuel injection control unit 102 of the engine control unit 100 determines whether or not the piston 16 of the stop-time compression stroke cylinder is on the top dead center side with respect to the proper stop position SA (step S30). If the engine is on the top dead center side, the engine control unit 100 waits for the stop-time intake stroke cylinder to reach the compression stroke, and injects fuel at a predetermined timing after the stop-time intake stroke cylinder reaches the compression stroke. (Step S31). That is, when the piston stop position deviates from the proper stop position SA, the combustion in the stop compression stroke cylinder is stopped. On the other hand, when the piston stop position is within the proper stop position SA, fuel is injected into the compression stroke cylinder at the time of stop, and the engine 10 is restarted by combustion in this cylinder (step S32).

ステップS31又はステップS32を経た後、エンジン制御ユニット100は、通常運転に移行し(ステップS33)、処理を終了する。   After step S31 or step S32, the engine control unit 100 shifts to normal operation (step S33) and ends the process.

従って、上記実施形態において、自動停止条件が成立してエンジン10が停止する際には、エンジン制御ユニット100によりステップS14の処理が実行されて各可動ベーン61が全開状態になる。このため、各可動ベーン61間に形成されるノズル流路63の出口開度が拡大して排気抵抗が減少することとなる。これにより、エンジン10の停止過程において各気筒内の掃気を確実に行うことができる。従って、エンジン10の再始動時に、各気筒内(停止時圧縮気筒内)の残留ガスにより燃料着火性が悪化するのを防止することができて、該エンジン10の再始動性を向上させることが可能となる。   Therefore, in the above embodiment, when the automatic stop condition is satisfied and the engine 10 is stopped, the process of step S14 is executed by the engine control unit 100, and each movable vane 61 is fully opened. For this reason, the outlet opening degree of the nozzle flow path 63 formed between the movable vanes 61 is enlarged, and the exhaust resistance is reduced. Thereby, scavenging in each cylinder can be reliably performed in the process of stopping the engine 10. Therefore, when the engine 10 is restarted, it is possible to prevent the fuel ignitability from being deteriorated by the residual gas in each cylinder (in the compression cylinder at the time of stop), and to improve the restartability of the engine 10. It becomes possible.

また、上記実施形態において、上記自動停止条件が成立して上記エンジン10が停止する際には、エンジン制御ユニット100によりステップS14の処理が実行され、この結果、該自動停止条件成立時からエンジン回転数が上記第2の回転速度N2になるまでの間(ステップS10からS18までの間)は、吸気シャッタ弁30が略全閉状態になる。これにより、ディーゼルエンジン10のエンジン停止過程において、燃料供給停止後に各気筒内に空気が流入することにより発生するエンジン10の停止振動を確実に防止することができる。また、上記のように、該エンジン10の停止に際して、可動ベーン61は全開状態とされるので、上記吸気シャッタ弁30の全閉制御により吸排気系の空気流れが若干悪化したとしても、各気筒内の掃気性を十分に確保することができる。   Further, in the above embodiment, when the automatic stop condition is satisfied and the engine 10 is stopped, the process of step S14 is executed by the engine control unit 100. As a result, the engine rotation is started from the time when the automatic stop condition is satisfied. Until the number reaches the second rotation speed N2 (between steps S10 and S18), the intake shutter valve 30 is substantially fully closed. Thereby, in the engine stop process of the diesel engine 10, the stop vibration of the engine 10 generated by air flowing into each cylinder after the fuel supply is stopped can be surely prevented. Further, as described above, since the movable vane 61 is fully opened when the engine 10 is stopped, even if the air flow in the intake and exhaust systems is slightly deteriorated by the fully closed control of the intake shutter valve 30, each cylinder The inside scavenging performance can be sufficiently secured.

また、上記実施形態において、上記エンジン10が完全に停止したとき(ステップS18の判定がYESのとき)には、エンジン制御ユニット100によりステップS21の処理が実行されて可動ベーン51が全閉状態となる。従って、該停止後に、上記再始動条件が成立してエンジン10が再始動する際には、排気ターボ過給機50の過給効率を十分に高めることができ、該エンジン10の再始動性の向上を図ることができる。   In the above embodiment, when the engine 10 is completely stopped (when the determination in step S18 is YES), the process of step S21 is executed by the engine control unit 100 so that the movable vane 51 is in the fully closed state. Become. Therefore, after the stop, when the restart condition is satisfied and the engine 10 is restarted, the supercharging efficiency of the exhaust turbocharger 50 can be sufficiently increased, and the restartability of the engine 10 can be improved. Improvements can be made.

また、上記実施形態では、自動停止条件が成立した際、エンジン10を再始動するために好適な位置にピストン16を停止し、その後の始動性を高めることができる。すなわち、ディーゼルエンジンでは、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射して燃料の混合気を自着火させる必要があるため、停止時圧縮行程気筒のピストン16は、可及的に下死点近傍に停止していることが好ましい。かかる要請を受けて本実施形態では、燃料噴射の停止後に吸気流通量を制限し、停止時圧縮行程気筒が最後の吸気行程に移行することが予測される第2の回転速度N2を検出したタイミングt2に吸気流通量を増加するように構成されているので、停止時膨張行程気筒に比べて停止時圧縮行程気筒に吸入される空気量が多くなる。その結果、停止時圧縮行程気筒では、筒内に充填された比較的多量の空気の圧縮反力によつて、所定の下死点側停止位置(上死点前100°CAから上死点前120°CA)に停止することになり、再始動時には、自若火のための有効圧縮比を十分に確保することができ、エンジン10の再始動性をさらに確実に向上させることができる。   Further, in the above embodiment, when the automatic stop condition is satisfied, the piston 16 is stopped at a suitable position for restarting the engine 10, and the subsequent startability can be improved. That is, in a diesel engine, it is necessary to inject fuel into the stop-time compression stroke cylinder to cause the fuel mixture to self-ignite, so the piston 16 of the stop-time compression stroke cylinder stops as close to the bottom dead center as possible. It is preferable. In response to such a request, in the present embodiment, after the fuel injection is stopped, the intake flow amount is limited, and the timing at which the second rotational speed N2 at which the stop-time compression stroke cylinder is predicted to shift to the last intake stroke is detected. Since the intake flow amount is increased at t2, the amount of air taken into the stop compression stroke cylinder is larger than that in the stop expansion stroke cylinder. As a result, in the compression stroke cylinder at the time of stop, the compression reaction force of a relatively large amount of air filled in the cylinder causes a predetermined bottom dead center side stop position (from 100 ° CA before top dead center to before top dead center). 120.degree. CA), and at the time of restart, an effective compression ratio for self-ignition can be sufficiently secured, and the restartability of the engine 10 can be further improved.

また、上記実施形態において、下死点側停止位置は、上死点前120°CAから上死点前100°CAである。このため本実施形態では、スタータモータ34の駆動時間と自着火のための停止時圧縮行程気筒の有効圧縮比を最適化してエンジン10を再始動することができる。すなわち、エンジン10において、停止時圧縮行程気筒のピストン16は、可及的に下死点近傍に停止していることが好ましいのであるが、ピストン16があまりにも下死点側で停止している場合には、スタータモータ34の駆動時間が長くなり、好ましくない。そこで、所定の下死点側停止位置を上死点前120°CAから上死点前100°CAとすることにより、スタータモータ34の駆動時間の短縮と、停止時圧縮行程気筒での確実な自着火とを両立し、再始動性を高めることができるのである。   Further, in the above embodiment, the bottom dead center side stop position is from 120 ° CA before top dead center to 100 ° CA before top dead center. For this reason, in the present embodiment, the engine 10 can be restarted by optimizing the driving time of the starter motor 34 and the effective compression ratio of the stop-time compression stroke cylinder for self-ignition. That is, in the engine 10, it is preferable that the piston 16 of the compression stroke cylinder at the time of stop is stopped as close as possible to the bottom dead center, but the piston 16 is stopped too much on the bottom dead center side. In such a case, the drive time of the starter motor 34 becomes long, which is not preferable. Therefore, by reducing the predetermined bottom dead center side stop position from 120 ° CA before top dead center to 100 ° CA before top dead center, the drive time of the starter motor 34 is shortened and the compression stroke cylinder at the time of stop is surely achieved. Both self-ignition and compatibility can be improved.

また、上記実施形態において、エンジン制御ユニット100は、停止時圧縮行程気筒のピストン16が所定の適正停止位置SAに停止しているか否かを判定するものであり、再始動条件の成立時において、停止時圧縮行程気筒のピストン16が適正停止位置SAにあるときには、停止時圧縮行程気筒に最初の燃料を噴射し、通正位置から上死点側に外れているときには、停止時に吸気行程にある停止時吸気行程気筒に最初の燃料を噴射するものである。このため本実施形態では、停止時圧縮行程気筒のピストン16が適正位置にあるときには、停止時圧縮行程に燃料が噴射され、スタータモータ34が駆動されることによつて、停止時圧縮行程気筒で燃料の混合気が自着火し、エンジン10が再始動される。また、ピストン16が適正位置から上死点側に外れているときには、停止時圧縮行程気筒への燃料噴射が中止され、停止時吸気行程気筒に燃料が噴射されるので、スタータモータ34の駆動時間が若干長くはなるものの、十分な有効圧縮比で確実に燃料の混合気が自着火し、再始動性を確保することができる。   Further, in the above embodiment, the engine control unit 100 determines whether or not the piston 16 of the stop-time compression stroke cylinder is stopped at the predetermined appropriate stop position SA, and when the restart condition is satisfied, When the piston 16 of the stop compression stroke cylinder is in the proper stop position SA, the first fuel is injected into the stop compression stroke cylinder, and when it is out of the normal position to the top dead center side, it is in the intake stroke at the stop. The first fuel is injected into the intake stroke cylinder at the time of stop. Therefore, in this embodiment, when the piston 16 of the stop-time compression stroke cylinder is in the proper position, fuel is injected in the stop-time compression stroke, and the starter motor 34 is driven, whereby the stop-time compression stroke cylinder is The fuel mixture self-ignites and the engine 10 is restarted. Further, when the piston 16 is deviated from the proper position to the top dead center side, the fuel injection to the compression stroke cylinder at the time of stop is stopped and the fuel is injected to the intake stroke cylinder at the time of stop. However, the fuel mixture is surely self-ignited with a sufficient effective compression ratio, and restartability can be ensured.

また、上記実施形態において、エンジン10のグロープラグ18を制御するグロープラグ制御部105は、停止時圧縮行程気筒のピストン16が適正停止位置SAから上死点側に外れている場合には、グロープラグ18を作動させるものであり、エンジン制御ユニット100は、停止時圧縮行程気筒の筒内温度に応じて適正停止位置SAを上死点側に補正するものである。このため、本実施形態では、停止時圧縮工程気筒のピストン16が適正停止位置SAから上死点側にずれている場合であっても、可及的に始動性を高めることができる。すなわち、自着火の遅れは、筒内の温度に依存する特性を有することから、筒内温度を高めることにより、圧縮強度の不足分を補い、始動性を高めることができるのである。しかも、適正停止位置SAをより上死点側にシフトすることができるので、停止時圧縮工程気筒での自着火によるエンジン10の再始動を図ることができる結果、スタータモータ34の駆動時間も可及的に低減することができる。   Further, in the above embodiment, the glow plug control unit 105 that controls the glow plug 18 of the engine 10 performs the glow plug operation when the piston 16 of the compression stroke cylinder at the time of stop is disengaged from the proper stop position SA to the top dead center side. The plug 18 is operated, and the engine control unit 100 corrects the appropriate stop position SA to the top dead center side in accordance with the in-cylinder temperature of the compression stroke cylinder at the time of stop. For this reason, in this embodiment, even when the piston 16 of the compression process cylinder at the time of stoppage is shifted from the proper stop position SA to the top dead center side, startability can be improved as much as possible. That is, since the delay of self-ignition has a characteristic that depends on the temperature in the cylinder, by increasing the temperature in the cylinder, the shortage of the compressive strength can be compensated and the startability can be improved. In addition, since the appropriate stop position SA can be shifted to the top dead center side, the engine 10 can be restarted by self-ignition in the compression process cylinder at the time of stop, so that the starter motor 34 can be driven. As much as possible.

また、上記実施形態において、可動ベーン作動制御部107は、エンジン10が低負荷運転状態にあるときには可動ベーン61を全閉状態とするようになっている。これにより、エンジン1が低負荷運転状態にあるときでも高い過給効率を実現してその高出力化を図ることができる。   In the above embodiment, the movable vane operation control unit 107 is configured to fully move the movable vane 61 when the engine 10 is in the low load operation state. Thereby, even when the engine 1 is in a low-load operation state, high supercharging efficiency can be realized and its output can be increased.

(他の実施形態)
本発明の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、エンジン10が低負荷運転状態にあるときの過給効率の向上を図るために、可変容量式過給機50を採用するようにしているが、これに限ったものではなく、例えば、可変容量機構60を有さないターボ過給機を、排気通路29の上流側から下流側に向かって順に配設するとともに、上流側排気ターボ過給機をバイパスする上流側排気バイパス通路と、該上流側バイパス通路を開閉するレギュレートバルブと、下流側排気バイパス通路をバイパスする下流側排気バイパス通路と、該下流側バイパス通路を開閉するウェストゲートバルブとを設けて、エンジン制御ユニット100により該各バルブを上記可動ベーン51に代えて制御するようにしてもよい。具体的には、図3のステップS14にて、可動ベーン51を全開にする代わりに、上記レギュレートバルブおよびウェストゲートバルブを全開にし、さらに、ステップS21にて、可動ベーン51を全閉にする代わりに、上記レギュレートバルブおよびウェストゲートバルブを全閉にすればよい。
(Other embodiments)
The configuration of the present invention is not limited to the above embodiment, but includes various other configurations. That is, in the above embodiment, the variable capacity supercharger 50 is adopted in order to improve the supercharging efficiency when the engine 10 is in the low load operation state. For example, the turbocharger that does not have the variable displacement mechanism 60 is disposed in order from the upstream side to the downstream side of the exhaust passage 29, and the upstream side exhaust bypass that bypasses the upstream side exhaust turbocharger. An engine control unit comprising: a passage; a regulating valve that opens and closes the upstream bypass passage; a downstream exhaust bypass passage that bypasses the downstream exhaust bypass passage; and a wastegate valve that opens and closes the downstream bypass passage. Each valve may be controlled by 100 instead of the movable vane 51. Specifically, instead of fully opening the movable vane 51 in step S14 of FIG. 3, the regulating valve and the wastegate valve are fully opened, and further, the movable vane 51 is fully closed in step S21. Instead, the regulating valve and the wastegate valve may be fully closed.

この構成によれば、上記自動停止条件が成立してエンジン10が停止する際には、レギュレートバルブおよびウェストゲートバルブが全開状態となって上記両バイパス通路が開通する。この結果、該両バイパス通路を介してバイパスされる排気ガス量が増大する一方で各排気ターボ過給機のタービン供給排ガス量が減少する。従って、エンジン停止過程における排気抵抗の低減を図って各気筒内の掃気性を向上させることができる。また、エンジン10が完全に停止した後は、上記両バルブが全閉状態となるので、上記再始動条件が成立してエンジン10が再始動する際に、タービン供給排ガス量を十分に確保して過給効率を高めることができる。よって、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。   According to this configuration, when the automatic stop condition is satisfied and the engine 10 is stopped, the regulating valve and the wastegate valve are fully opened, and both the bypass passages are opened. As a result, the amount of exhaust gas bypassed through both bypass passages increases, while the amount of exhaust gas supplied to each exhaust turbocharger decreases. Accordingly, it is possible to reduce the exhaust resistance during the engine stop process and improve the scavenging performance in each cylinder. In addition, since both the valves are fully closed after the engine 10 is completely stopped, when the restart condition is satisfied and the engine 10 is restarted, a sufficient amount of turbine supply exhaust gas is secured. Supercharging efficiency can be increased. Therefore, it is possible to obtain the same effect as the above embodiment.

ここで、排気レギュレートバルブ及びウェストゲートバルブが、排気ターボ過給機のタービンに供給される排気ガス量(流れ状態)を変更可能な排気流れ変更機構を構成している。   Here, the exhaust regulating valve and the wastegate valve constitute an exhaust flow changing mechanism capable of changing the amount of exhaust gas (flow state) supplied to the turbine of the exhaust turbocharger.

また、上記のように、排気ターボ過給機を必ずしも2つ設ける必要はなく、例えば、上記上流側排気ターボ過給機を廃止して上記下流側排気ターボ過給機のみを設けるようにしてもよい。この場合には、ウェストゲートバルブが排気流れ変更機構を構成することとなる。   Further, as described above, it is not always necessary to provide two exhaust turbochargers. For example, the upstream exhaust turbocharger may be eliminated and only the downstream exhaust turbocharger may be provided. Good. In this case, the wastegate valve constitutes an exhaust flow changing mechanism.

また、上記実施形態では、上記エンジン10はディーゼルエンジンとされているが、これに限ったものではなく、通常のガソリンエンジンであってもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the said engine 10 is made into the diesel engine, it is not restricted to this, A normal gasoline engine may be sufficient.

また、上記実施形態では、上記自動停止条件が成立してエンジン制御ユニット100によりエンジン10を自動停止させる際に、排気ターボ過給機50の可動ベーン61を全開にする(ステップS14の処理を実行する)ようにしているが、必ずしも全開にする必要はなく、開方向に制御するものであればよい。   In the above embodiment, when the automatic stop condition is satisfied and the engine 10 is automatically stopped by the engine control unit 100, the movable vane 61 of the exhaust turbocharger 50 is fully opened (the process of step S14 is executed). However, it is not always necessary to fully open, and any device that controls in the opening direction may be used.

また、上記実施形態では、エンジン制御ユニット100によりエンジン10を自動停止させる際に、吸気シャッタ弁30を全閉にする(ステップS15の処理を実行する)ようにしているが、必ずしも全閉にする必要はなく、閉方向に制御するものであればよい。   In the above embodiment, when the engine 10 is automatically stopped by the engine control unit 100, the intake shutter valve 30 is fully closed (the process of step S15 is executed). It is not necessary, and any device that controls in the closing direction may be used.

本発明は、アイドル時等に自動で停止したエンジンを再始動要求に応じて自動で再始動するようにしたエンジンの自動停止装置に有用であり、特に、過給機を有するディーゼルエンジンの自動停止装置に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for an automatic engine stop device that automatically restarts an engine that has been automatically stopped at an idle time or the like in response to a restart request, and in particular, an automatic stop of a diesel engine having a supercharger. Useful for equipment.

本発明の実施形態に係る自動停止装置を備えたエンジンを示す概略図である。It is the schematic which shows the engine provided with the automatic stop apparatus which concerns on embodiment of this invention. 可変容量式過給装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of a variable capacity | capacitance supercharger. エンジン制御装置における自動停止制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the automatic stop control in an engine control apparatus. エンジン回転速度の推移を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows transition of engine speed. エンジン制御装置における再始動制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the restart control in an engine control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10 エンジン
28 吸気通路
29 排気通路
30 吸気シャッタ弁(吸気絞り弁)
50 排気ターボ過給機
51 コンプレッサ
52 タービン
60 可変容量機構(排気流れ変更機構)
61 可動ベーン
62 支持軸(タービンの回転軸に略平行な軸)
63 ノズル流路(排気ガス流路)
100 エンジン制御装置(エンジン自動停止・再始動制御手段、
変更機構作動制御手段、弁作動制御手段)
103 吸気流通量制御部(弁作動制御手段)
107 可動ベーン作動制御部(変更機構作動制御手段)
10 Engine 28 Intake passage 29 Exhaust passage 30 Intake shutter valve (intake throttle valve)
50 Exhaust turbocharger 51 Compressor 52 Turbine 60 Variable capacity mechanism (exhaust flow change mechanism)
61 Movable vane 62 Support shaft (axis substantially parallel to the rotation axis of the turbine)
63 Nozzle channel (exhaust gas channel)
100 Engine control device (engine automatic stop / restart control means,
Change mechanism operation control means, valve operation control means)
103 Intake flow control unit (valve operation control means)
107 Movable vane operation control unit (change mechanism operation control means)

Claims (4)

所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときに該自動停止後のエンジンを再始動させるエンジン自動停止・再始動制御手段を備えたエンジンの自動停止装置であって、
上記エンジンの吸気通路に配設されたコンプレッサと排気通路に配設されたタービンとを有する排気ターボ過給機と、
上記排気ターボ過給機のタービンに供給される排気ガスの流れ状態を変更可能な排気流れ変更機構と、
上記排気流れ変更機構の作動を制御する変更機構作動制御手段とを備え、
上記変更機構作動制御手段は、上記エンジンの運転状態が、アイドル運転状態を含むエンジン負荷が所定負荷以下の低負荷運転状態になったときには、上記タービン上流側の排気ガス圧が上昇する方向に上記排気流れ変更機構を作動させる一方、上記自動停止条件が成立して上記エンジン自動停止・再始動制御手段が上記エンジンを自動停止させるときには、該タービン上流側の排気ガス圧が低下する方向に上記排気流れ変更機構を作動させるように構成されていることを特徴とするエンジンの自動停止装置。
An engine having an engine automatic stop / restart control means for automatically stopping the engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied and restarting the engine after the automatic stop when the predetermined restart condition is satisfied. An automatic stop device,
An exhaust turbocharger having a compressor disposed in an intake passage of the engine and a turbine disposed in an exhaust passage;
An exhaust flow changing mechanism capable of changing a flow state of exhaust gas supplied to the turbine of the exhaust turbocharger;
A change mechanism operation control means for controlling the operation of the exhaust flow change mechanism,
The change mechanism operation control means is configured to increase the exhaust gas pressure on the upstream side of the turbine when the engine operation state is in a low load operation state in which the engine load including the idle operation state is a predetermined load or less. When the exhaust flow change mechanism is operated and the automatic stop condition is satisfied and the engine automatic stop / restart control means automatically stops the engine, the exhaust gas pressure in the direction in which the exhaust gas pressure on the upstream side of the turbine decreases is reduced. An engine automatic stop device configured to operate a flow changing mechanism.
請求項1記載のエンジンの自動停止装置において、
上記エンジンの吸気通路に配設される吸気絞り弁と、
上記吸気絞り弁の作動を制御する弁作動制御手段とをさらに備え、
上記弁作動制御手段は、上記自動停止条件が成立して上記エンジン自動停止・再始動制御手段が上記エンジンを自動停止させるときには、上記吸気絞り弁を閉方向に作動させるように構成されていることを特徴とするエンジンの自動停止装置。
The automatic engine stop device according to claim 1,
An intake throttle valve disposed in the intake passage of the engine;
Valve operation control means for controlling the operation of the intake throttle valve,
The valve operation control means is configured to operate the intake throttle valve in a closing direction when the automatic stop condition is satisfied and the engine automatic stop / restart control means automatically stops the engine. An automatic engine stop device characterized by
請求項1又は2記載のエンジンの自動停止装置において、
上記排気流れ変更機構は、上記排気ターボ過給機のタービンの入口に周方向に互いに所定間隔を隔てて配設された複数の可動ベーンを有しており、
上記各可動ベーンはそれぞれ、上記タービンの回転軸に略平行な軸回りに回動可能に支持されていて、互いの間に形成される排気ガス流路の出口開度を絞る閉方向と、該出口開度を開く開方向との両方向に駆動可能に構成されており、
上記変更機構作動制御手段は、上記エンジンの運転状態が上記低負荷運転状態になったときには、上記可動ベーンを閉方向に作動させる一方、上記自動停止条件が成立して上記エンジン自動停止・再始動制御手段が上記エンジンを自動停止させるときには、上記可動ベーンを開方向に作動させるように構成されていることを特徴とするエンジンの自動停止装置。
The automatic engine stop device according to claim 1 or 2,
The exhaust flow changing mechanism has a plurality of movable vanes disposed at predetermined intervals in the circumferential direction at the inlet of the turbine of the exhaust turbocharger,
Each of the movable vanes is supported so as to be rotatable about an axis substantially parallel to the rotation axis of the turbine, and a closing direction for narrowing an outlet opening degree of an exhaust gas passage formed between each of the movable vanes, It is configured to be able to drive in both directions, the opening direction that opens the outlet opening,
The change mechanism operation control means operates the movable vane in the closing direction when the engine operating state becomes the low load operation state, while the automatic stop condition is satisfied and the engine automatic stop / restart is performed. An automatic engine stopping device configured to operate the movable vane in an opening direction when the control means automatically stops the engine.
請求項1又は2記載のエンジンの自動停止装置において、
上記排気流れ変更機構は、上記排気ターボ過給機のタービンをバイパスするバイパス通路と、上記バイパス通路に配設される排気バイパス弁とを有しており
上記変更機構作動制御手段は、上記エンジンの運転状態が上記低負荷運転状態になったときには、上記排気バイパス弁を閉方向に作動させる一方、上記自動停止条件が成立して上記エンジン自動停止・再始動制御手段が上記エンジンを自動停止させるときには、上記排気バイパス弁を開方向に作動させるように構成されていることを特徴とするエンジンの自動停止装置。
The automatic engine stop device according to claim 1 or 2,
The exhaust flow changing mechanism has a bypass passage that bypasses the turbine of the exhaust turbocharger, and an exhaust bypass valve that is disposed in the bypass passage. When the operation state is the low load operation state, the exhaust bypass valve is operated in the closing direction, while the automatic stop condition is satisfied and the engine automatic stop / restart control means automatically stops the engine. An automatic engine stop device configured to actuate the exhaust bypass valve in the opening direction.
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