JP3945441B2

JP3945441B2 - Engine starter

Info

Publication number: JP3945441B2
Application number: JP2003096919A
Authority: JP
Inventors: 佳映中山; 英生細谷; 貴則杉山; 清孝間宮
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP2004301078A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのアイドリング運転時等において自動的に停止状態となったエンジンを再始動させるエンジンの始動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃費の低減およびＣＯ₂排出量の抑制等を目的として、エンジンがアイドリング状態にある場合等に、エンジンを自動的に停止させるとともに、その後に発進操作が行われる等により再始動条件が成立したときに、エンジンを自動的に再始動させるように構成されたエンジンの始動装置が開発されている。このように自動停止状態となったエンジンを運転者の発進操作等に応じて自動的に再始動させる場合に、例えば特許文献１に示されるように、燃焼室内に直接燃料を噴射可能な筒内噴射型内燃機関において、この内燃機関をクランキングさせるための電動機と、上記内燃機関の運転が停止した状態で膨張行程にある気筒を検出する検出手段と、検出された膨張行程にある気筒内に燃料を噴射する噴射制御手段と、上記膨張行程にある気筒内に燃焼を生起させて上記内燃機関を再始動させる始動手段と、この始動手段による内燃機関の始動状態に応じて上記電動機の作動を制御する電動機始動手段とを備えた内燃機関の始動装置が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４９８５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１では、エンジン停止時に膨張行程にある気筒への燃料噴射および点火を行って再始動させる際に、例えばエンジンの完爆が行われることによりエンジン回転数がアイドル回転数に上昇したか否かを判定し、上昇していないことが確認された場合に、スタータ用の電動機を作動させることにより始動を完全とするフェールセーフを実行するように構成されている。しかし、上記のようにエンジンの再始動時に完爆が行われるか否かによって始動性の良否を判別するように構成した場合には、この判別のために所定の時間を要し、エンジンの再始動が不完全であると判別された時点から再始動用の電動機を作動させたのでは、迅速な発進性が得られず、運転者が違和感を受けることが避けられない。
【０００５】
なお、エンジンの再始動に要する時間を短縮化しつつ、適正にエンジンを再始させ得るようにするため、エンジンの再始動開始時点からスタータ用の電動機を作動させることも考えられるが、この場合には、気筒内の空気温度が高いことに起因して圧縮自己着火が発生し、エンジンの始動を停止させる方向のマイナストルクが作用することにより、エンジンの始動性が低下するという問題がある。例えば、エンジンの冷却水温度が８０°Ｃ程度となるエンジンの温間状態で、エンジンが停止状態となった後に、１分間程度の時間が経過すると、気筒内の空気が所定温度、例えば１００°Ｃ以上に上昇する傾向がある。このように高温状態なった気筒に燃料が噴射されることにより生成された混合気が、上記スタータの駆動力に応じて圧縮されると、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒が圧縮上死点となる前に自己着火してエンジンを逆転させる方向の駆動トルクが発生するため、エンジンの始動性が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑み、自動停止状態にあるエンジンを迅速かつ適正に再始動させることができるエンジンの始動装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、エンジンの停止条件が成立したときに、エンジンを自動的に停止させるとともに、エンジンの自動停止状態で再始動条件が成立したときに、実質的な膨張行程にある気筒に燃料を噴射して点火することにより、エンジンを再始動させるように構成されたエンジンの始動装置において、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒のピストン停止位置が、上記気筒に対する燃料噴射および点火によりエンジンの再始動が可能な範囲よりも上死点側または下死点側にある場合には、エンジンの再始動開始時点からスタータを作動させるとともに、何れかの気筒が上死点を超えた次の行程から圧縮行程となる気筒を、その圧縮行程の終期以降に燃焼させるように燃料噴射および点火のタイミングを制御し、かつ上記ピストン停止位置が上記再始動可能範囲よりも下死点側にあるとともに、エンジンの再始動時に気筒内の空気温度が予め設定された基準温度よりも高い場合に、エンジン停止時に吸気行程にある気筒の燃焼を抑制する再始動制御手段を備えたものである。
【００１２】
上記構成によれば、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒のピストン停止位置に応じ、実質的な膨張行程にある気筒に燃料を噴射して点火することによりエンジンを再始動し得る状態にないことが確認された場合には、エンジンの再始動開始時点からスタータを作動させることに応じて得られる駆動力と、各気筒をその圧縮行程の終期以降で燃焼させることに応じて発生エネルギーとの両方により、エンジンを短時間で確実に再始動させることが可能となる。また、上記ピストン停止位置が上記再始動可能範囲よりも下死点側にあり、かつ気筒内の空気温度が高い状態で、上記スタータを作動させるとともに、各気筒をその圧縮行程の終期以降で燃焼させてエンジンの再始動が行われる場合には、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒の燃料を抑制する制御が実行されることにより、この気筒における圧縮自己着火の発生が効果的に防止されることになる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載のエンジンの始動装置において、エンジン停止時に吸気行程にある気筒に対する燃料噴射を中止することにより、上記気筒の燃焼を抑制するように構成したものである。
【００１４】
上記構成によれば、気筒内の空気温度が高い状態でエンジンの再始動が行われる際に、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒に対する燃料噴射を中止する制御が実行されることにより、エンジンの再始動時に上記気筒で圧縮自己着火が生じることに起因したマイナストルクの発生が確実に防止されることになる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、上記請求項１に記載のエンジンの始動装置において、エンジン停止時に吸気行程にある気筒に対する燃料噴射時期を通常時に比べてリタードさせることにより、上記気筒の燃焼を抑制するように構成したものである。
【００１６】
上記構成によれば、気筒内の空気温度が高い状態でエンジンの再始動が行われる際に、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒に対する燃料噴射時期をリタードさせる制御が実行されることにより、この気筒で圧縮自己着火が生じることに起因したマイナストルクの発生が効果的に防止されることになる。
【００１７】
請求項４に係る発明は、上記請求項１に記載のエンジンの始動装置において、エンジン停止時に吸気行程にある気筒の空燃比を通常時に比べてリッチ化することにより、上記気筒の燃焼を抑制するように構成したものである。
【００１８】
上記構成によれば、気筒内の空気温度が高い状態でエンジンの再始動が行われる際に、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒の空燃比をリッチ化する制御が実行されることにより、この気筒で圧縮自己着火が生じることに起因したマイナストルクの発生が効果的に防止されることになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１および図２は本発明の一実施形態によるエンジンの概略構成を示している。これらの図において、エンジン本体は、シリンダヘッド１およびシリンダブロック２で構成された複数の気筒を有し、図示の実施形態では４つの気筒３Ａ〜３Ｄを有している。各気筒３Ａ〜３Ｄにはそれぞれピストン４が嵌挿され、ピストン４の上方に燃焼室５が形成されている。上記ピストン４はコンロッドを介してクランクシャフト６に連結されている。
【００２０】
各気筒３Ａ〜３Ｄの燃焼室５の頂部には点火プラグ７が装備され、そのプラグ先端が燃焼室５内に臨んでいる。さらに、燃焼室５の側方部には、この燃焼室５内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁８が設けられている。この燃料噴射弁８は、図略のニードル弁およびソレノイドを内蔵し、パルス信号が入力されることにより、そのパルス入力時期にパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を噴射するように構成されている。
【００２１】
そして、図３に示すように、上記燃料噴射弁８から点火プラグ７付近に向けて燃料が噴射されることにより、筒内の温度状態が通常の場合には、図８の破線で示すように、燃料噴霧Ｆａの外縁部が点火プラグ７の電極部位７ａに位置するように、燃料噴射弁８の燃料噴射方向、噴霧角度および噴霧圧力が設定されている。上記燃料噴射弁８には、図外の燃料ポンプにより燃料供給通路等を介して燃料噴射弁８に燃料が供給され、かつ、圧縮行程における燃焼室５内の圧力よりも高い燃料圧力が与えられるようになっている。
【００２２】
また、各気筒３Ａ〜３Ｄの燃焼室５に対して吸気ポート９および排気ポート１０が開口し、これらのポート９，１０に吸気弁１１および排気弁１２が装備されている。これらの吸気弁１１および排気弁１２は、図外のカムシャフト等からなる動弁機構により駆動される。そして、後に詳述するように各気筒が所定の位相差をもって燃焼サイクルを行うように、各気筒の吸・排気弁１１，１２の開閉タイミングが設定されている。
【００２３】
吸気ポート９および排気ポート１０には吸気通路１５および排気通路１６が接続されている。吸気通路１５には、吸気量調節手段としてのスロットル弁（吸気通路面積を調節するバルブ）が設けられ、当実施形態では、吸気量を制御する際における応答性を高めるため分岐吸気通路１５ａにスロットル弁１７が設けられている。すなわち、吸気通路１５は、サージタンク１５ｂの下流に気筒別の分岐吸気通路１５ａを有し、各分岐吸気通路１５ａの下流端が各気筒の吸気ポート９に連通するが、その各分岐吸気通路１５ａの下流端近傍に、各分岐吸気通路１５ａを同時に絞り調節する多連型のロータリバルブからなるスロットル弁１７が配設されている。このスロットル弁１７は、アクチュエータ１８により駆動されるように構成されている。
【００２４】
上記吸気通路１５におけるサージタンク１５ｂの上流に位置する共通吸気通路１５ｃには、吸気量を検出するエアフローセンサ２０が設けられている。また、上記クランクシャフト６に対し、その回転角を検出するクランク角センサが設けられており、当実施形態では、後に詳述するように、互いに一定量だけ位相のずれたクランク角信号を出力する２つのクランク角センサ２１，２２が設けられている。さらに上記クランクシャフト６に対し、その特定回転位置を検出することで気筒識別信号を与えることのできるカム角センサ２３が設けられている。なお、この他にもエンジンの制御に必要な検出要素として、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ２４、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２５等が装備されている。
【００２５】
図１において３０は、制御手段としての機能を有するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）であり、上記各センサ２０〜２５からの信号を受け、上記燃料噴射弁８に対して燃料噴射量および噴射時期を制御する制御信号を出力するとともに、点火プラグ７に対して点火時期を制御する制御信号を出力し、さらにスロットル弁１７のアクチュエータ１８に対してスロットル開度を制御する制御信号を出力するとともに、エンジンを再始動させるためのスタータ３１に所定のタイミングで作動指令信号を出力するように構成されている。上記スタータ３１は、エンジン本体のクランクシャフト６等に設けられたリングギアと歯合するピニオンギアが出力軸に設けられた駆動モータを有し、上記クランクシャフト６を回転駆動してエンジンを再始動させるように構成されている。
【００２６】
そして、エンジンのアイドリング状態で、予め設定されたエンジン停止条件が成立したときに、燃料噴射弁８からの燃料の噴射を中止するとともに、点火プラグ７の点火動作を停止する等により、自動的にエンジンを停止させるとともに、その後にエンジンの再始動条件が成立したときに、エンジンを自動的に再始動させる制御が実行されるようになっている。上記エンジンの自動停止時には、圧縮行程にある気筒および膨張行程にある気筒において、ピストン４が上死点方向に移動する際における抵抗を大きくすべく、少なくともこれらの気筒に対する吸気量を増大させ、特に膨張行程となる気筒に対してより多く吸気を供給するように、上記スロットル弁１７をエンジンの停止動作期間中における所定期間だけ所定の開状態とする制御が実行される。
【００２７】
上記のように自動停止状態となったエンジンを再始動させる際には、上記スタータ３１をエンジンの再始動開始時点から作動させつつ、下記の燃焼制御を実行する再始動制御が上記ＥＣＵ３０に設けられた再始動制御手段により実行されるようになっている。すなわち、図４に示すようにエンジンの停止時点ｔで、膨張行程にあるＮｏ．２気筒および圧縮行程にあるＮｏ．１気筒に、所定のタイミングで燃料噴射Ｆ１，Ｆ２および点火Ｓ１，Ｓ２を順次行うことによりエンジンを正転方向に駆動し、かつ何れかの気筒が上死点Ｔを超えた次の行程から圧縮行程となるＮｏ．３，Ｎｏ．４気筒を、その圧縮行程の終期以降に順次燃焼させるように燃料噴射Ｆ３，Ｆ４および点火Ｓ３，Ｓ４のタイミングを設定する制御がそれぞれ実行される。また、エンジンの再始動時に気筒内の空気温度が予め設定された基準温度よりも高い場合には、エンジン停止時に吸気行程にある上記Ｎｏ．３気筒の燃焼を抑制する制御が実行されるようになっている。
【００２８】
図５は、ＥＣＵ３０に設けられた再始動制御手段において実行されるエンジンの再始動制御ルーチンを示している。このエンジンの再始動制御ルーチンがスタートすると、まず予め設定されたエンジンの再始動条件が成立したか否かを判定し（ステップＳ１）、ＮＯと判定された場合には、そのままリターンすることにより待機する。
【００２９】
上記ステップＳ１でＹＥＳと判定され、停車状態にある車両を発進するためにアクセル操作等が行われたり、バッテリー電圧が低下し、あるいは車載のエアコンが作動状態なったりする等により、エンジンの再始動条件が成立したことが確認された場合には、スタータ３１の駆動を開始するとともに（ステップＳ２）、エンジンの停止時におけるピストンの停止位置に基づき、エンジンの停止時点ｔで圧縮行程にあるＮｏ．１気筒および膨張行程にあるＮｏ．２気筒内の空気量を算出する（ステップＳ３）。
【００３０】
具体的には、後述するように図６に示す停止位置検出ルーチンにより検出されたピストン停止位置から上記両気筒の燃焼室容積が求められる。また、エンジン停止の際には、燃料カットされた時点からエンジンが数回転した後に停止するので、上記膨張行程にあるＮｏ．２気筒内もある程度新気で満たされた状態にあり、かつエンジンの停止中に上記各気筒の筒内圧力は略大気圧となっているので、上記燃焼室容積から各気筒内の新気量を求めることができる。なお、燃料カット前に運転状態がλ＝１のアイドル運転の場合は、スロットル弁１７が閉じているため、エンジン停止までの掃気が不充分な場合があり、エンジン停止の際における吸気圧力と停止までのエンジン回転数（サイクル数）から精度良く新気を求めるようにしてもよい。
【００３１】
次いで、上記ステップＳ３で算出された気筒内の空気量に基づき、エンジンの停止時に膨張行程にあるＮｏ．２気筒内の空燃比が理論空燃比（λ＝１）付近となるように燃料噴射Ｆ１を行った後（ステップＳ４）、この燃料の気化時間を考慮して設定された時間が経過した時点で、上記Ｎｏ．２気筒に対する点火Ｓ１を実行する（ステップＳ５）。
【００３２】
また、上記ステップＳ３で算出された気筒内の空気量に基づき、エンジンの停止時に圧縮行程にあるＮｏ．１気筒内の空燃比が理論空燃比付近（λ＝１）となるように燃料噴射Ｆ２を実行する（ステップＳ６）。なお、エンジンの冷却水温度が８０°Ｃ程度となるエンジンの温間状態で、エンジンが停止状態となった後に、１分間程度の時間が経過すると、気筒内の空気が所定温度、例えば１００°Ｃ以上に上昇するため、気筒内の空気密度が低くなる傾向がある。このような場合には、気筒内の空気密度に応じて各気筒に対する燃料噴射量を補正することが好ましい
そして、上記Ｎｏ．１気筒が圧縮上死点Ｔとなった後に、このＮｏ．１気筒に対する点火Ｓ２を実行するとともに（ステップＳ７）、ＥＣＵ３０に設けられた筒内温度推定手段により推定されたエンジンの再始動時点における筒内温度が、予め設定された基準温度よりも高いか否かを判定する（ステップＳ８）。この基準温度は、再始動開始時点からスタータ３１による再始動のアシストを行いつつ、エンジンの停止時に膨張行程にあるＮｏ．２気筒および圧縮行程にあるＮｏ．１気筒で燃焼を行うことによりエンジンを再始動させる際に、エンジンの停止時に吸気行程にあるＮｏ．３気筒に対する燃料噴射Ｆ３を行うと、この燃料噴射Ｆ３により生成された混合気の点火Ｓ３を行う前に、圧縮自己着火が生じる可能性が高いか否かを判別するために設定された温度である。
【００３３】
上記ステップＳ８でＮＯと判定されて筒内温度が上記基準温度以下であることが確認された場合には、上記Ｎｏ．３気筒に対し、その圧縮トップ前９０ｄｅｇＣＡの時点で燃料噴射Ｆ３を実行する（ステップＳ９）。この燃料噴射Ｆ３により生成される混合気の空燃比Ａ／Ｆが１４程度のややリッチとなるように、上記Ｎｏ．３気筒に対する燃料噴射量を設定する。次いで、このＮｏ．３気筒が上死点Ｔとなった直後に点火Ｓ３を実行する（ステップＳ１０）。
【００３４】
一方、上記ステップＳ８でＹＥＳと判定されて筒内温度が上記基準温度よりも高いことが確認された場合には、エンジンの停止時に吸気行程にあるＮｏ．３気筒に対する燃料噴射Ｆ３を中止した後（ステップＳ１１）、通常のタイミングで燃料の噴射および点火を行う通常の制御状態に移行する（ステップＳ１２）。そして、エンジンのクランク角度またはエンジンの再始動開始時点から経過時間に対応した値として予め設定されたマップから、スタータ３１によるアシスト駆動を終了させるか否かを判断するために用いるエンジンの基準回転数Ｒを読み出して設定する（ステップＳ１３）。
【００３５】
そして、現時点のエンジン回転数Ｎｅが上記基準回転数Ｒ以上となったか否か判定し（ステップＳ１４）、ＮＯと判定された場合には、上記ステップＳ１３に戻り、再度回転数Ｎｅが上記駆動解除回転数Ｒ以上となったか否か判定する。そして、上記ステップＳ１４においてＹＥＳと判定された時点で、スタータ３１の駆動を停止する（ステップＳ１５）。
【００３６】
図６は、ＥＣＵ３０に設けられたピストン位置検出手段において実行されるピストン停止位置の検出ルーチンを示している。この検出ルーチンの制御がスタートすると、第１クランク角信号ＣＡ１（第１クランク角センサからの信号）および第２クランク角信号ＣＡ２（第２クランク角センサからの信号）に基づき、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がLowであるか否か、または第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がHighであるか否かを判定する。要するに、エンジンの停止動作時における上記信号ＣＡ１，ＣＡ２の位相の関係が、図７（ａ）のようになるか、それとも図７（ｂ）のようになるかを判別することにより、エンジンが正転状態にあるか逆転状態にあるかを判別する（ステップＳ２１）。
【００３７】
すなわち、エンジンの正転時には、図７（ａ）のように、第１クランク角信号ＣＡ１に対して第２クランク角信号ＣＡ２が半パルス幅程度の位相遅れをもって生じることにより、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がLow、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がHighとなる。一方、エンジンの逆転時には、図７（ｂ）のように、第１クランク角信号ＣＡ１に対して第２クランク角信号ＣＡ２が半パルス幅程度の位相の進みをもって生じることにより、エンジンの正転時とは逆に第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がHigh、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がLowとなる。
【００３８】
そこで、ステップＳ２１の判定がＹＥＳであれば、エンジンの正転方向のクランク角変化を計測するためのＣＡカウンタをアップし（ステップＳ２２）、ステップＳ２１の判定がＮＯの場合は、上記ＣＡカウンタをダウンする（ステップＳ２３）。そして、エンジン停止後に上記ＣＡカウンタの計測値を調べることでピストン停止位置を求める（ステップＳ２４）。
【００３９】
上記のようにエンジンの再始動開始時点からスタータ３１を作動させるとともに、少なくとも何れかの気筒が上死点を超えた次の行程から圧縮行程となる気筒を、その圧縮行程の終期以降に燃焼させるように燃料噴射および点火のタイミングを制御するようにしたため、エンジンの再始動開始時点からスタータ３１を作動させることに応じて得られる駆動力と、上記各気筒で燃焼させることに応じて発生する燃焼エネルギーとの両方により、エンジンを短時間で確実に再始動させることができる。
【００４０】
すなわち、図８（ｂ）に示すように、エンジンの再始動開始信号の出力時点で膨張行程にある気筒および圧縮行程に気筒に対する燃料噴射を行って順次点火することによりエンジンを再始動させるとともに、エンジンの回転数の上昇度合いを見て再始動に失敗を生じる可能性が高いと判別された時点で、スタータ３１を作動させるスタート駆動信号を出力することにより、再始動のアシストを行うように構成した場合には、エンジン回転数が所定回転数（例えば６００ｒｐｍ）以上に上昇して再始動が完了するまでに０．６秒近くの時間を要することが避けられない。これに対して図８（ａ）に示すようにエンジンの再始動開始信号の出力直後からスタータ駆動信号出力してスタータ３１を作動させつつ、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒および圧縮行程に気筒に対する燃料噴射を行って順次点火することによりエンジンを再始動させるように構成した場合には、再始動開始後の０．３５秒程度でエンジン回転数を所定回転数以上（例えば６００ｒｐｍ）に上昇させて再始動を完了させることができる。
【００４１】
そして、エンジンの再始動時に気筒内の空気温度が高い状態で、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒に対する燃料噴射を行うと、この燃料噴射に応じて生成された混合気が、図９（ａ）の破線Ｐ２で示すように、圧縮上点ＴＤＣになる前に圧縮自己着火して気筒内の圧力が上昇することにより、図９（ｂ）の破線Ｔ２で示すように、大きなマイナストルクが発生するとともに、これに対応して上記圧縮上点ＴＤＣ後に発生する駆動トルクが、図９の実線Ｔ１で示す通常燃焼時に比べて減少することになる。
【００４２】
したがって、エンジンの再始動時に気筒内の空気温度が高いことが確認された場合には、上記のようにエンジンの停止時に吸気行程にある気筒に対する燃料噴射を中止して、上記圧縮自己着火が生じることに起因したマイナストルクの発生を防止することにより、エンジンの始動性を効果的に向上させることができる。なお、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒に対する燃料噴射を中止する場合には、この気筒の圧縮行程で筒内の空気が圧縮されることに起因するマイナストルクの発生を防止するため、吸気弁の上記圧縮行程で吸気弁を開放状態に維持することが望ましい。すなわち、上記吸気弁を開閉駆動する電磁駆動式の動弁機構に、エンジンの再始動時に上記気筒の吸気弁を開放状態とする制御信号を出力して圧縮行程で上記吸気弁を所定期間に亘り開放状態に維持することにより、圧縮行程で筒内の空気が圧縮されるのを防止することが望ましい。
【００４３】
また、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒のピントン停止位置が下死点側にある場合には、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピントン停止位置も下死点側にあり、この気筒内に充分な量の空気が存在しているため、この気筒内に燃料を噴射すると、上記圧縮自己着火が特に生じ易い傾向がある。したがって、ＥＣＵ３０に設けられたピストン位置検出手段によりエンジンの停止時に膨張行程にある気筒のピントン停止位置を検出し、このピストン停止位置が下死点側にあることが確認された場合にのみ、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒に対する燃料噴射を中止する制御を実行することにより、上記圧縮自己着火が生じることに起因したマイナストルクの発生を防止する効果が顕著に得られることになる。
【００４４】
一方、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒のピントン停止位置が上死点側にある場合には、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒内の空気量が少なく、この気筒内に燃料を噴射しても、上記圧縮自己着火が生じにくい傾向にあるため、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒に対する燃料噴射を行って強制点火させることにより、図９（ａ）の実線Ｐ１に示すように、圧縮上死点ＴＤＣ後に上記気筒内の圧力を上昇させてエンジンの再始動に要する時間を短縮化することが望ましい。
【００４５】
上記実施形態では、常にエンジンの再始動開始時点からスタータ３１を作動させつつ、各気筒に順次燃料を噴射して点火することによりエンジンを再始動させるように構成した例について説明したが、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒のピストン停止位置が、上記燃料噴射および点火によりエンジンを再始動し得る範囲内にあるか否かを判定し、この範囲外である場合に、エンジンの再始動開始時点からスタータ３１を作動させるとともに、何れかの気筒が上死点を超えた次の行程から圧縮行程となる気筒を、その圧縮行程の終期以降に燃焼させるように燃料噴射および点火のタイミングを制御し、かつ上記ピストン停止位置が上記範囲よりも下死点側にあるとともに、エンジンの再始動時に気筒内の空気温度が予め設定された基準温度よりも高い場合に、エンジン停止時に吸気行程にある気筒に対する燃料噴射を中止するように構成してもよい。
【００４６】
具体的には、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒のピストン停止位置をＥＣＵに設けられたピストン位置検出手段により検出し、このピストン停止位置が、図１０中に斜線を付して示した範囲Ａ、つまり膨張行程の中期領域に相当する範囲内にあるか否かを判定し、上記範囲Ａ外であって、その下死点ＢＤＣ側の領域Ｂにある場合には、上記図５に示すエンジンの再始動制御制御、つまりエンジンの再始動開始時点からスタータ３１を作動させるとともに、少なくとも何れかの気筒が上死点を超えた次の行程から圧縮行程となる気筒を、その圧縮行程の終期以降に燃焼させるように燃料噴射および点火のタイミングを制御し、かつエンジンの再始動時に気筒内の空気温度が予め設定された基準温度よりも高い場合に、エンジン停止時に吸気行程にある気筒に対する燃料噴射を中止する制御を実行する。
【００４７】
一方、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒のピストン停止位置が上記範囲Ａ外であって、その上死点ＴＤＣ側の領域Ｃにある場合には、エンジンの再始動開始時点からスタータ３１を作動させるとともに、エンジンの再始動時に気筒内の空気温度が予め設定された基準温度よりも高いか否かに拘わらず、少なくとも何れかの気筒が上死点を超えた次の行程から圧縮行程となる気筒を、その圧縮行程の終期以降に燃焼させるように燃料噴射および点火のタイミングを設定してエンジンを再始動させる制御を実行する。
【００４８】
また、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒のピストン停止位置が、図１０に示す範囲Ａ内であってピストンの上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとの中間位置Ａ０よりも上死点ＴＤＣ側（領域Ａ１）にあることが確認された場合には、図１１に示すエンジンの再始動制御を実行する。この再始動制御動作では、まず上記ピストン停止位置検出手段により検出された上記気筒のピストン停止位置に基づき、エンジンの停止時に圧縮行程にある気筒および膨張行程にある気筒内の空気量をそれぞれ算出する（ステップＳ１０１）。すなわち、図１２に示す例において、エンジンの停止時点ｔで、圧縮行程にあるＮｏ．１気筒および膨張行程にあるＮｏ．２気筒内の空気量をそれぞれ算出する。
【００４９】
続いて、上記ステップＳ１０１で算出されたＮｏ．１気筒内の空気量、つまりエンジンの停止時点ｔで圧縮行程にあるＮｏ．１気筒内の新気量に基づき、このＮｏ．１気筒内に燃料を噴射することにより生成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように設定された量の燃料噴射を行うとともに（ステップＳ１０２）、エンジンの停止時点ｔで膨張行程にあるＮｏ．２気筒内に燃料を噴射することにより形成される混合気の空燃比が所定値（例えばλ＝１の近傍またはλ≦１のリッチ）となるように算出された量の燃料噴射Ｆ１をＮｏ．２気筒に対して実行する（ステップＳ１０３）。
【００５０】
そして、上記Ｎｏ．１気筒に噴射された燃料が気化するのに要する所定時間が経過した時点で、上記Ｎｏ．１気筒に対する点火を実行して初回の燃焼（図１２の矢印▲１▼参照）を行うことにより（ステップＳ１０４）、エンジンのクランク軸を逆転させる。上記初回の燃焼の後に、クランク角センサのエッジ（クランク角信号の立ち上がりまたは立ち下がり）が検出されたか否かを検出することにより（ステップＳ１０５）、ピストンが動いたか否かを判定する。
【００５１】
上記ステップＳ１０５の判定結果がＮＯであり、失火によりピストンが動いていないことが確認された場合には、予め設定された所定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ１０６）、ＮＯと判定された場合には、再点火を行った後（ステップＳ１０７）、上記ステップＳ１０５に移行してクランク角センサのエッジが検出されたか否かを再度判定する。
【００５２】
上記ステップＳ１０６でＹＥＳと判定され、再始動制御の開始後に所定時間が経過してもピストンが動かなかった場合には、この時点でスタータ３１を作動せるスタートアシスト制御を実行する（ステップＳ１０８）。上記所定時間は、エンジンの停止時に圧縮行程にあるＮｏ．１気筒で燃焼を行わせることにより実際にエンジンが逆転し始めるまでのディレー時間を考慮するとともに、エンジンの再始動に要する時間を一定時間内に抑えるために予め設定されたものである。
【００５３】
上記ステップＳ１０５でＹＥＳと判定され、所定時間内にエンジンが逆転し始めたことが確認された場合には、エンジンの停止時に圧縮行程にあるＮｏ．１気筒で初回の燃焼▲１▼を行うことにより駆動されたクランク軸の逆転量が予め設定された所定値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０９）。このステップＳでＮＯと判定され、クランク軸の逆転量が小さいために、エンジンの停止時に膨張行程にあるＮｏ．２気筒内の空気が充分に圧縮された状態にないことが確認された場合には、ステップＳ１０８に移行して上記スタートアシスト制御を実行する。
【００５４】
上記ステップＳ１０９でＹＥＳと判定された場合には、エンジンの停止時に圧縮行程にあるＮｏ．１気筒で初回の燃焼▲１▼を行うことにより、このＮｏ．１気筒のピストンが下死点Ｂを超えていないか否かを判定し（ステップＳ１１０）、ＮＯと判定されて上記ピストンが下死点Ｂを超えたこと、つまり上記初回の燃焼▲１▼に応じてクランク軸が逆転することより発生するマイナストルクが大きくなり過ぎることが確認された場合には、上記ステップＳ１０８に移行して上記スタートアシスト制御を実行する。
【００５５】
上記ステップＳ１１０でＹＥＳと判定されてＮｏ．１気筒のピストンが下死点Ｂを超えていないこと、つまり上記初回の燃焼▲１▼によるクランク軸の逆転量が適正値であることが確認された場合には、上記エッジの検出後に所定時間が経過した時点で、エンジンの停止時に膨張行程にあるＮｏ．２気筒に対する点火Ｓ１を行った後（ステップＳ１１１）、上記スタータ３１を作動させることによるスタートアシストが必要か否かの判定制御を実行する（ステップＳ１１２）。
【００５６】
すなわち、上記Ｎｏ．２気筒の燃焼を行ってエンジンを正転駆動することにより上昇したエンジン回転数が予め設定された基準回転数以上になったか否か、またはこの基準回転数を超えるまでに要した時間が予め設定された基準時間よりも長いか否かを判定することにより、エンジンの再始動を失敗する可能性が高いか否かを判別する。そして上記判定の結果、エンジンの再始動を失敗する可能性が高いと判定された場合には、その時点で上記スタータ３１を作動させてスタートアシストを実行する。
【００５７】
次いで、所定クランク角となった時点で、エンジンに停止時に圧縮行程にあるＮｏ．１気筒に対する再度の燃料噴射Ｆ２および点火Ｓ２を行う（ステップＳ１１３）。この場合、上記Ｎｏ．１気筒内に残存する新気量を演算するとともに、上記燃料噴射Ｆ２よりＮｏ．１気筒内の空燃比が理論空燃よりもややリッチとなるように上記燃料噴射量を設定する。その後、所定のタイミングで第２目のスタートアシスト判定制御を実行するとともに（ステップＳ１１４）、エンジンの停止時に吸気行程にあるＮｏ．３気筒に対して燃料噴射Ｆ３および点火Ｓ３を所定のタイミングで実行した後（ステップＳ１１５）、リターンして通常の制御状態に移行する。
【００５８】
また、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒のピストン停止位置が、図１０に示す範囲Ａ内であってピストンの上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとの中間位置Ａ０よりも下死点ＢＤＣ側（領域Ａ２）にあることが確認された場合には、図１１に示す再始動の制御を示すフローチャートのステップＳ１０２において求められるＮｏ．１気筒（エンジンに停止時に圧縮行程にある気筒）の空燃比が理論空燃比またはそれよりもリッチに設定される点と、上記Ｎｏ．１気筒に対する再度の燃料噴射Ｆ２および点火Ｓ２（ステップＳ１１３）が行われない点を除き、図１１に示す再始動制御と同様の処理を実行する。
【００５９】
上記のようにエンジンの停止時に膨張行程にある気筒のピストン停止位置が、上記燃料噴射Ｆ１〜Ｆ３および点火Ｓ１〜Ｓ３等によりエンジンを再始動させる状態にある場合、つまり上記ピストン停止位置が図１０の領域Ａにある場合に、再始動開始時点からスタータ３１を作動させることなく、上記燃料噴射Ｆ１〜Ｆ３および点火Ｓ１〜Ｓ３等によりエンジンを再始動させる制御を実行するように構成した場合には、不必要なスタータ３１の作動が行われることによる騒音の発生および電力の浪費等の弊害を生じることなく、エンジンを適正に作動させることができるという利点がある。
【００６０】
特に、上記実施形態に示すように、エンジンの停止時に圧縮行程にある気筒で初回の燃焼▲１▼を行わせることにより、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒のピストンを上昇させてその気筒内の圧力を高めた状態で燃焼を行わせるように構成したため、エンジンの停止時に膨張行程にある上記気筒の燃焼圧を有効にピストンに作用させることにより、エンジンを効果的に正転することができるという利点がある。
【００６１】
さらに、上記実施形態では、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒のピストン停止位置が上記範囲Ａ内において上死点ＴＤＣ側（圧縮行程気筒の下死点側）の領域Ａ１にある場合に、エンジンの停止時に圧縮行程にある気筒における上記初回の燃焼を行う際に、その気筒内に燃焼用空気を存在させるように空燃比を設定し、この気筒のピストンが上昇に転じて圧縮上死点を超える際に第２回目の燃焼を行わせるように構成したため、上記気筒で行われる初回の燃焼▲１▼によりエンジンの停止時に膨張行程にある気筒内の圧力を充分に高めることができるとともに、上記第２回目の燃焼によりエンジンの正転方向の駆動トルクを効果的に高めて始動性を大幅に向上させることができるという利点がある。
【００６２】
なお、上記実施形態では、気筒内の空気温度が高い状態でエンジンの再始動が行われる際に、圧縮自己着火が生じることに起因したマイナストルクの発生が確実に防止するため、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒に対する燃料噴射を中止することにより、上記気筒の燃焼を抑制するように構成した例について説明したが、エンジン停止時に吸気行程にある気筒に対する燃料噴射時期を通常時に比べてリタードさせることにより、上記気筒の燃焼を抑制するように構成してもよい。このように構成した場合には、気筒内の空気温度が高い状態でエンジンの再始動が行われる際に、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒に対する燃料噴射時期をリタードさせて燃料の気化を抑制することにより、上記気筒で圧縮自己着火が生じることに起因したマイナストルクの発生を効果的に防止することができる。
【００６３】
また、気筒内の空気温度が高い状態でエンジンの再始動が行われる際に、エンジン停止時に吸気行程にある気筒の空燃比Ａ／Ｆを７〜１０程度に設定することにより通常時に比べてリッチ化し、上記気筒に噴射された燃料が気化する際に大量の熱が奪われる結果、上記気筒の燃焼が抑制されるように構成してもよい。このように構成した場合においても、気筒内の空気温度が高い状態でエンジンの再始動が行われる際に、圧縮自己着火が生じることに起因したマイナストルクの発生を効果的に防止できるという利点がある。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１に係る発明は、エンジンの停止条件が成立したときに、エンジンを自動的に停止させるとともに、エンジンの自動停止状態で再始動条件が成立したときに、実質的な膨張行程にある気筒に燃料を噴射して点火することにより、エンジンを再始動させるように構成されたエンジンの始動装置において、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒のピストン停止位置が、上記気筒に対する燃料噴射および点火によりエンジンの再始動が可能な範囲よりも上死点側または下死点側にある場合には、エンジンの再始動開始時点からスタータを作動させるとともに、何れかの気筒が上死点を超えた次の行程から圧縮行程となる気筒を、その圧縮行程の終期以降に燃焼させるように燃料噴射および点火のタイミングを制御し、かつ上記ピストン停止位置が上記再始動可能範囲よりも下死点側にあるとともに、エンジンの再始動時に気筒内の空気温度が予め設定された基準温度よりも高い場合に、エンジン停止時に吸気行程にある気筒の燃焼を抑制するように構成したため、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒のピストン停止位置に応じ、実質的な膨張行程にある気筒に燃料を噴射して点火することによりエンジンを再始動し得る状態にないことが確認された場合には、エンジンの再始動開始時点からスタータを作動させることに応じて得られる駆動力と、各気筒をその圧縮行程の終期以降で燃焼させることに応じて発生エネルギーとの両方により、エンジンを短時間で確実に再始動させることができる。そして、上記ピストン停止位置が上記再始動可能範囲よりも下死点側にあり、かつ気筒内の空気温度が高い状態で上記スタータを作動させるとともに、各気筒をその圧縮行程の終期以降で燃焼させてエンジンの再始動が行われる場合には、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒の燃料を抑制する制御を実行することにより、この気筒における圧縮自己着火の発生を防止してエンジンの始動性を効果的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による始動装置を備えたエンジンの概略断面図である。
【図２】上記エンジンの概略平面図である。
【図３】燃料の噴霧状態を示す説明図である。
【図４】エンジン再始動時の各気筒のサイクルおよび燃焼動作を示す説明図である。
【図５】制御手段によるエンジン再始動時の制御動作を示すフローチャートである。
【図６】エンジン停止時のピストン位置を検出するための処理を示すフローチャートである。
【図７】２つのクランク角センサからのクランク角信号を示すものであって、（ａ）はエンジン正転時の信号、（ｂ）はエンジン逆転時の信号である。
【図８】エンジンの再始動に要する時間を示すタイムチャートである
【図９】エンジン再始動時の筒内圧力および発生トルクの変化状態を示すタイムチャートである。
【図１０】エンジン停止時のピストン位置に応じた再始動制御モード選択のための範囲の設定を示す説明図である。
【図１１】エンジン再始動時における制御動作の別の例を示すフローチャートである。
【図１２】エンジン再始動時の各気筒のサイクルおよび燃焼動作を示す説明図である。
【符号の説明】
３Ａ〜３Ｄ気筒
４ピストン
７点火プラグ
８燃料噴射弁
２１，２２クランク角センサ
３０ＥＣＵ（再始動制御手段）
３１スタータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine starter that restarts an engine that has been automatically stopped when the engine is idling.
[0002]
[Prior art]
In recent years, reduction of fuel consumption and CO ₂ The engine is automatically stopped when the engine is in an idling state, etc. for the purpose of reducing emissions, etc. Engine starters have been developed that are configured to be restarted. In the case where the engine in the automatic stop state is automatically restarted according to the driver's start operation or the like, as shown in, for example, Patent Document 1, the cylinder in which fuel can be directly injected into the combustion chamber In an injection type internal combustion engine, an electric motor for cranking the internal combustion engine, detection means for detecting a cylinder in the expansion stroke in a state where the operation of the internal combustion engine is stopped, and a cylinder in the detected expansion stroke An injection control means for injecting fuel; a starting means for causing combustion in a cylinder in the expansion stroke to restart the internal combustion engine; and an operation of the electric motor according to a starting state of the internal combustion engine by the starting means. There has been proposed a starter for an internal combustion engine provided with a motor starter for controlling.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-4985
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned patent document 1, when the fuel injection and ignition to the cylinder in the expansion stroke are performed when the engine is stopped and the engine is restarted, for example, whether the engine speed has increased to the idle speed due to the complete explosion of the engine. When it is determined whether or not it is confirmed that the vehicle has not been lifted, a fail-safe that completes the start-up is performed by operating the electric motor for the starter. However, when it is configured to determine whether the startability is good or not based on whether or not a complete explosion is performed when the engine is restarted as described above, a predetermined time is required for this determination, and the engine is restarted. If the electric motor for restarting is operated from the time point when it is determined that the starting is incomplete, quick startability cannot be obtained, and it is inevitable that the driver feels uncomfortable.
[0005]
In order to shorten the time required for restarting the engine and allow the engine to restart properly, it may be possible to operate the starter motor from the start of engine restart. There is a problem that compression self-ignition occurs due to a high air temperature in the cylinder, and negative torque acts in a direction to stop the engine start, so that the engine startability is lowered. For example, in a warm state of the engine where the engine coolant temperature is about 80 ° C., after about 1 minute has elapsed after the engine has stopped, the air in the cylinder is kept at a predetermined temperature, for example, 100 °. There is a tendency to rise above C. When the air-fuel mixture generated by injecting fuel into the cylinder in such a high temperature state is compressed according to the driving force of the starter, the cylinder in the intake stroke when the engine is stopped is compressed top dead center. Since a driving torque is generated in a direction that causes self-ignition and reverse rotation of the engine before it becomes, there is a problem that startability of the engine is lowered.
[0006]
In view of the above circumstances, the present invention provides an engine starter capable of quickly and properly restarting an engine in an automatic stop state.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Claim 1 In the invention according to the invention, when the engine stop condition is satisfied, the engine is automatically stopped, and when the restart condition is satisfied in the engine automatic stop state, fuel is supplied to the cylinder in the substantial expansion stroke. In the engine starter configured to restart the engine by injecting and igniting, the piston stop position of the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped is changed to the engine restart by fuel injection and ignition to the cylinder. If the engine is on the top dead center side or bottom dead center side from the startable range, the starter is operated from the start of the engine restart, and from the next stroke when any cylinder exceeds the top dead center. The fuel injection and ignition timings are controlled so that the cylinders in the compression stroke are combusted after the end of the compression stroke, and the piston stop position is raised. Suppresses combustion of cylinders in the intake stroke when the engine is stopped when the air temperature in the cylinder is higher than a preset reference temperature when the engine is restarted and at the bottom dead center side of the restartable range A restart control means is provided.
[0012]
According to the above configuration, the engine cannot be restarted by injecting and igniting the fuel in the cylinder in the substantial expansion stroke according to the piston stop position of the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped. Is confirmed, both the driving force obtained by operating the starter from the start of engine restart and the generated energy by burning each cylinder after the end of its compression stroke Thus, the engine can be reliably restarted in a short time. Further, the starter is operated in a state where the piston stop position is at the bottom dead center side from the restartable range and the air temperature in the cylinder is high, and each cylinder is burned after the end of the compression stroke. When the engine is restarted, the control for suppressing the fuel in the cylinder in the intake stroke is executed when the engine is stopped, thereby effectively preventing the occurrence of compression self-ignition in this cylinder. It will be.
[0013]
Claim 2 The invention according to claim 1 1 In the engine starter described in 1), combustion of the cylinders is suppressed by stopping fuel injection to the cylinders in the intake stroke when the engine is stopped.
[0014]
According to the above configuration, when the engine is restarted in a state where the air temperature in the cylinder is high, the control for stopping the fuel injection to the cylinder in the intake stroke when the engine is stopped is executed. The occurrence of negative torque due to the occurrence of compression self-ignition in the cylinder at the time of restart is surely prevented.
[0015]
Claim 3 The invention according to claim 1 1 In the engine starter described above, the fuel injection timing for the cylinder in the intake stroke when the engine is stopped is retarded as compared to the normal time, thereby suppressing the combustion of the cylinder.
[0016]
According to the above configuration, when the engine is restarted in a state where the air temperature in the cylinder is high, the control is performed to retard the fuel injection timing for the cylinder in the intake stroke when the engine is stopped. Generation of negative torque due to the occurrence of compression self-ignition in the cylinder is effectively prevented.
[0017]
Claim 4 The invention according to claim 1 1 In the engine starter described above, the combustion of the cylinder is suppressed by enriching the air-fuel ratio of the cylinder in the intake stroke when the engine is stopped compared to the normal time.
[0018]
According to the above configuration, when the engine is restarted in a state where the air temperature in the cylinder is high, the control for enriching the air-fuel ratio of the cylinder in the intake stroke when the engine is stopped is performed. Generation of negative torque due to the occurrence of compression self-ignition in the cylinder is effectively prevented.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show a schematic configuration of an engine according to an embodiment of the present invention. In these drawings, the engine body has a plurality of cylinders constituted by a cylinder head 1 and a cylinder block 2, and has four cylinders 3A to 3D in the illustrated embodiment. A piston 4 is fitted into each of the cylinders 3 </ b> A to 3 </ b> D, and a combustion chamber 5 is formed above the piston 4. The piston 4 is connected to a crankshaft 6 via a connecting rod.
[0020]
A spark plug 7 is provided at the top of the combustion chamber 5 of each cylinder 3 </ b> A to 3 </ b> D, and the tip of the plug faces the combustion chamber 5. Further, a fuel injection valve 8 that directly injects fuel into the combustion chamber 5 is provided at a side portion of the combustion chamber 5. This fuel injection valve 8 incorporates a needle valve and a solenoid (not shown), and when a pulse signal is input, the fuel injection valve 8 is driven for a time corresponding to the pulse width at the pulse input timing to open, and the valve opening time. It is comprised so that the quantity of fuel according to may be injected.
[0021]
Then, as shown in FIG. 3, when fuel is injected from the fuel injection valve 8 toward the vicinity of the spark plug 7, the temperature in the cylinder is normal, as shown by the broken line in FIG. The fuel injection direction, the spray angle, and the spray pressure of the fuel injection valve 8 are set so that the outer edge of the fuel spray Fa is positioned at the electrode portion 7a of the spark plug 7. The fuel injection valve 8 is supplied with fuel by a fuel pump (not shown) through the fuel supply passage and the like, and is given a fuel pressure higher than the pressure in the combustion chamber 5 during the compression stroke. It is like that.
[0022]
An intake port 9 and an exhaust port 10 are opened to the combustion chambers 5 of the respective cylinders 3A to 3D, and an intake valve 11 and an exhaust valve 12 are provided in these ports 9 and 10, respectively. These intake valve 11 and exhaust valve 12 are driven by a valve operating mechanism comprising a camshaft or the like (not shown). As will be described in detail later, the opening / closing timings of the intake and exhaust valves 11 and 12 of each cylinder are set so that each cylinder performs a combustion cycle with a predetermined phase difference.
[0023]
An intake passage 15 and an exhaust passage 16 are connected to the intake port 9 and the exhaust port 10. The intake passage 15 is provided with a throttle valve (valve for adjusting the intake passage area) as an intake air amount adjusting means. In this embodiment, the throttle valve is provided in the branch intake passage 15a in order to increase the responsiveness when controlling the intake air amount. A valve 17 is provided. That is, the intake passage 15 has a branch intake passage 15a for each cylinder downstream of the surge tank 15b, and the downstream end of each branch intake passage 15a communicates with the intake port 9 of each cylinder. In the vicinity of the downstream end, a throttle valve 17 comprising a multiple rotary valve for restricting the throttle of each branch intake passage 15a at the same time is disposed. The throttle valve 17 is configured to be driven by an actuator 18.
[0024]
An air flow sensor 20 for detecting the intake air amount is provided in the common intake passage 15c located upstream of the surge tank 15b in the intake passage 15. The crankshaft 6 is provided with a crank angle sensor that detects its rotation angle. In this embodiment, as will be described in detail later, crank angle signals that are out of phase with each other by a certain amount are output. Two crank angle sensors 21 and 22 are provided. Further, a cam angle sensor 23 capable of giving a cylinder identification signal by detecting the specific rotational position of the crankshaft 6 is provided. In addition to this, as a detection element necessary for engine control, a water temperature sensor 24 for detecting the temperature of the engine cooling water, an accelerator opening sensor 25 for detecting the accelerator opening (accelerator operation amount), and the like are provided. .
[0025]
In FIG. 1, an ECU (engine control unit) 30 having a function as a control means receives signals from the sensors 20 to 25 and controls the fuel injection amount and the injection timing for the fuel injection valve 8. A control signal for controlling the ignition timing to the spark plug 7, and a control signal for controlling the throttle opening to the actuator 18 of the throttle valve 17. An operation command signal is output to the starter 31 for restarting at a predetermined timing. The starter 31 has a drive motor provided on the output shaft with a pinion gear that meshes with a ring gear provided on the crankshaft 6 or the like of the engine body. The crankshaft 6 is rotationally driven to restart the engine. It is configured to let you.
[0026]
When a preset engine stop condition is satisfied in the engine idling state, the fuel injection from the fuel injection valve 8 is stopped and the ignition operation of the spark plug 7 is stopped automatically. A control for automatically restarting the engine is executed when the engine is stopped and the engine restart condition is satisfied thereafter. When the engine is automatically stopped, in order to increase the resistance when the piston 4 moves in the direction of the top dead center in the cylinder in the compression stroke and the cylinder in the expansion stroke, at least the intake amount for these cylinders is increased. Control is performed so that the throttle valve 17 is in a predetermined open state for a predetermined period during the engine stop operation period so that more intake air is supplied to the cylinders in the expansion stroke.
[0027]
When the engine that has been in the automatic stop state as described above is restarted, the ECU 30 is provided with a restart control that performs the following combustion control while operating the starter 31 from the engine restart start point. It is executed by the restart control means. That is, as shown in FIG. No. 2 in cylinder and compression stroke. The engine is driven in the forward rotation direction by sequentially performing fuel injections F1 and F2 and ignition S1 and S2 at a predetermined timing in one cylinder, and compression is performed from the next stroke when any cylinder exceeds the top dead center T. No. 3, No. Controls for setting the timings of the fuel injections F3 and F4 and the ignitions S3 and S4 are performed so that the four cylinders are sequentially burned after the end of the compression stroke. Further, if the air temperature in the cylinder is higher than a preset reference temperature when the engine is restarted, the above No. 1 in the intake stroke when the engine is stopped. Control for suppressing combustion of the three cylinders is executed.
[0028]
FIG. 5 shows an engine restart control routine that is executed by the restart control means provided in the ECU 30. When the engine restart control routine starts, it is first determined whether or not a preset engine restart condition is satisfied (step S1). If NO is determined, the process returns to the standby state. To do.
[0029]
In step S1, it is determined as YES, and the engine is restarted when an accelerator operation or the like is performed to start the vehicle in a stopped state, the battery voltage decreases, or the in-vehicle air conditioner is activated. When it is confirmed that the condition is satisfied, the starter 31 is started to be driven (step S2), and the No. 1 in the compression stroke at the engine stop time t is determined based on the stop position of the piston when the engine is stopped. No. 1 in one cylinder and expansion stroke. The amount of air in the two cylinders is calculated (step S3).
[0030]
Specifically, as described later, the combustion chamber volumes of the two cylinders are obtained from the piston stop position detected by the stop position detection routine shown in FIG. In addition, when the engine is stopped, the engine stops after several revolutions from the time when the fuel is cut. The two cylinders are also filled with fresh air to some extent, and the cylinder pressure of each cylinder is substantially atmospheric pressure while the engine is stopped. Therefore, the amount of fresh air in each cylinder is determined from the combustion chamber volume. Can be requested. Note that when the operation state is idle operation with λ = 1 before the fuel cut, since the throttle valve 17 is closed, scavenging until the engine is stopped may be insufficient. The fresh air may be obtained with high accuracy from the engine speed (cycle number) up to.
[0031]
Next, based on the amount of air in the cylinder calculated in step S3, No. 2 in the expansion stroke when the engine is stopped. After fuel injection F1 is performed so that the air-fuel ratio in the two cylinders is close to the theoretical air-fuel ratio (λ = 1) (step S4), when a time set in consideration of the fuel vaporization time has elapsed. , No. above. Ignition S1 for the two cylinders is executed (step S5).
[0032]
Further, based on the air amount in the cylinder calculated in the above step S3, No. 2 in the compression stroke when the engine is stopped. Fuel injection F2 is executed so that the air-fuel ratio in one cylinder is close to the theoretical air-fuel ratio (λ = 1) (step S6). It should be noted that when a time of about 1 minute elapses after the engine is stopped in the engine warm state where the engine coolant temperature is about 80 ° C., the air in the cylinder is kept at a predetermined temperature, for example, 100 °. Since it rises above C, the air density in the cylinder tends to be low. In such a case, it is preferable to correct the fuel injection amount for each cylinder according to the air density in the cylinder.
And said No .. After one cylinder reaches compression top dead center T, this No. While performing ignition S2 for one cylinder (step S7), whether or not the in-cylinder temperature at the time of restart of the engine estimated by the in-cylinder temperature estimation means provided in the ECU 30 is higher than a preset reference temperature. Is determined (step S8). This reference temperature is the No. in the expansion stroke when the engine is stopped while assisting restart by the starter 31 from the start of restart. No. 2 in cylinder and compression stroke. When restarting the engine by performing combustion in one cylinder, No. in the intake stroke when the engine is stopped. When the fuel injection F3 for the three cylinders is performed, the temperature set to determine whether or not the compression self-ignition is likely to occur before performing the ignition S3 of the air-fuel mixture generated by the fuel injection F3. is there.
[0033]
When it is determined NO in step S8 and it is confirmed that the in-cylinder temperature is equal to or lower than the reference temperature, the above-described No. Fuel injection F3 is executed for the three cylinders at the time of 90 deg CA before the compression top (step S9). In order to make the air-fuel ratio A / F of the air-fuel mixture generated by the fuel injection F3 slightly rich such as about 14, the above-mentioned No. The fuel injection amount for the three cylinders is set. Then, this No. Immediately after the three cylinders reach top dead center T, ignition S3 is executed (step S10).
[0034]
On the other hand, if it is determined as YES in step S8 and it is confirmed that the in-cylinder temperature is higher than the reference temperature, the No. in the intake stroke when the engine is stopped. After stopping the fuel injection F3 for the three cylinders (step S11), the routine proceeds to a normal control state in which fuel injection and ignition are performed at normal timing (step S12). A reference engine speed used to determine whether or not to end the assist drive by the starter 31 from a map set in advance as a value corresponding to the engine crank angle or the elapsed time from the engine restart start time. R is read and set (step S13).
[0035]
Then, it is determined whether or not the current engine speed Ne is equal to or higher than the reference speed R (step S14). If NO is determined, the process returns to step S13, and the speed Ne is released again. It is determined whether or not the rotational speed R is equal to or higher. And when it determines with YES in the said step S14, the drive of the starter 31 is stopped (step S15).
[0036]
FIG. 6 shows a piston stop position detection routine executed by a piston position detection means provided in the ECU 30. When the control of this detection routine starts, the first crank angle signal CA1 (signal from the first crank angle sensor) and the second crank angle signal CA2 (signal from the second crank angle sensor) are based on the first crank angle signal CA1 (signal from the first crank angle sensor). It is determined whether the second crank angle signal CA2 is low when CA1 rises or whether the second crank angle signal CA2 is high when the first crank angle signal CA1 falls. In short, by determining whether the phase relationship between the signals CA1 and CA2 during the engine stop operation is as shown in FIG. 7A or FIG. It is determined whether the vehicle is in a rotating state or a rotating state (step S21).
[0037]
That is, at the time of forward rotation of the engine, as shown in FIG. 7A, the second crank angle signal CA2 is generated with a phase delay of about a half pulse width with respect to the first crank angle signal CA1, thereby the first crank angle signal. The second crank angle signal CA2 becomes Low when CA1 rises, and the second crank angle signal CA2 becomes High when the first crank angle signal CA1 falls. On the other hand, during reverse rotation of the engine, as shown in FIG. 7B, the second crank angle signal CA2 is generated with a phase advance of about a half pulse width with respect to the first crank angle signal CA1, so On the contrary, the second crank angle signal CA2 becomes High when the first crank angle signal CA1 rises, and the second crank angle signal CA2 becomes Low when the first crank angle signal CA1 falls.
[0038]
Therefore, if the determination in step S21 is YES, the CA counter for measuring the crank angle change in the forward rotation direction of the engine is increased (step S22). If the determination in step S21 is NO, the CA counter is increased. Down (step S23). Then, after stopping the engine, the piston stop position is obtained by examining the measured value of the CA counter (step S24).
[0039]
As described above, the starter 31 is operated from the starting point of restart of the engine, and at least one of the cylinders is combusted after the end of the compression stroke from the next stroke when the top dead center is exceeded. Thus, since the timing of fuel injection and ignition is controlled, the driving force obtained in response to operating the starter 31 from the start of engine restart and the combustion that occurs in response to combustion in each of the cylinders Both the energy and the engine can be restarted reliably in a short time.
[0040]
That is, as shown in FIG. 8B, the engine is restarted by performing fuel injection to the cylinder in the expansion stroke and the compression stroke at the time of outputting the engine restart start signal and sequentially igniting the cylinder, It is configured to assist the restart by outputting a start drive signal for operating the starter 31 when it is determined that there is a high possibility that the restart will fail due to an increase in the engine speed. In such a case, it is inevitable that it takes about 0.6 seconds for the engine speed to rise to a predetermined speed (for example, 600 rpm) or more and to complete the restart. On the other hand, as shown in FIG. 8A, the starter drive signal is output immediately after the engine restart start signal is output to operate the starter 31, while the cylinder is in the expansion stroke and the compression stroke when the engine is stopped. When the engine is restarted by sequentially injecting fuel and igniting the engine, the engine speed is increased to a predetermined speed or higher (for example, 600 rpm) in about 0.35 seconds after the restart is started. To complete the restart.
[0041]
When fuel is injected into the cylinder in the intake stroke when the engine is stopped when the air temperature in the cylinder is high when the engine is restarted, the air-fuel mixture generated in response to the fuel injection is changed to FIG. As shown by the broken line P2 in FIG. 9B, the compression self-ignition before the compression upper point TDC is reached and the pressure in the cylinder rises, so that a large negative torque is generated as shown by the broken line T2 in FIG. 9B. At the same time, the driving torque generated after the compression upper point TDC is correspondingly reduced compared to the normal combustion indicated by the solid line T1 in FIG.
[0042]
Therefore, when it is confirmed that the air temperature in the cylinder is high when the engine is restarted, the fuel injection to the cylinder in the intake stroke is stopped when the engine is stopped as described above, and the compression self-ignition occurs. By preventing the occurrence of negative torque due to this, the startability of the engine can be effectively improved. When stopping the fuel injection to the cylinder in the intake stroke when the engine is stopped, the intake valve is used to prevent the generation of negative torque due to the compression of the air in the cylinder in the compression stroke of this cylinder. It is desirable to maintain the intake valve in the open state during the compression stroke. That is, a control signal for opening the intake valve of the cylinder when the engine is restarted is output to an electromagnetically driven valve mechanism that opens and closes the intake valve, and the intake valve is kept in the compression stroke for a predetermined period. It is desirable to prevent the air in the cylinder from being compressed during the compression stroke by maintaining the open state.
[0043]
If the pinton stop position of the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped is on the bottom dead center side, the pinton stop position of the cylinder in the intake stroke when the engine is stopped is also on the bottom dead center side. Therefore, when fuel is injected into the cylinder, the compression self-ignition tends to occur particularly easily. Therefore, the piston position detection means provided in the ECU 30 detects the pinton stop position of the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped, and only when it is confirmed that the piston stop position is on the bottom dead center side. By executing the control for stopping the fuel injection to the cylinder in the intake stroke when the engine is stopped, the effect of preventing the generation of the negative torque due to the occurrence of the compression self-ignition is remarkably obtained.
[0044]
On the other hand, when the pinton stop position of the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped is on the top dead center side, the amount of air in the cylinder in the intake stroke is small when the engine is stopped, and fuel is injected into this cylinder. However, since the compression self-ignition tends not to occur, when the engine is stopped, the fuel is injected into the cylinder in the intake stroke and forcibly ignited, as shown by the solid line P1 in FIG. 9 (a). It is desirable to shorten the time required to restart the engine by increasing the pressure in the cylinder after the top dead center TDC.
[0045]
In the above-described embodiment, an example has been described in which the engine is restarted by sequentially injecting and igniting fuel to each cylinder while the starter 31 is always operated from the start of engine restart. It is determined whether or not the piston stop position of the cylinder that is in the expansion stroke at the time of stoppage is within the range where the engine can be restarted by the fuel injection and ignition. The starter 31 is operated from the start, and the timing of fuel injection and ignition is controlled so that the cylinder that is in the compression stroke from the next stroke that exceeds the top dead center is burned after the end of the compression stroke. The piston stop position is on the bottom dead center side with respect to the above range, and the air temperature in the cylinder is preset at a reference temperature when the engine is restarted. If higher than may be configured to stop fuel injection for the cylinder in the intake stroke when the engine is stopped.
[0046]
Specifically, the piston stop position of the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped is detected by piston position detection means provided in the ECU, and this piston stop position is a range indicated by hatching in FIG. A, that is, whether it is within the range corresponding to the middle stage region of the expansion stroke is determined, and if it is outside the range A and in the region B on the bottom dead center BDC side, it is shown in FIG. The engine restart control control, that is, the starter 31 is operated from the engine restart start point, and at least one of the cylinders in which the compression stroke starts from the next stroke after the top dead center is reached. When the fuel injection and ignition timings are controlled so that combustion is performed thereafter, and when the air temperature in the cylinder is higher than a preset reference temperature when the engine is restarted, the suction is performed when the engine is stopped. It executes a control to stop fuel injection for the cylinder in the stroke.
[0047]
On the other hand, if the piston stop position of the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped is out of the above range A and is in the region C on the top dead center TDC side, the starter 31 is operated from the start of engine restart. In addition, at the time of restarting the engine, regardless of whether or not the air temperature in the cylinder is higher than a preset reference temperature, at least one of the cylinders starts the compression stroke from the next stroke exceeding the top dead center. Control is performed to restart the engine by setting the timing of fuel injection and ignition so that the cylinder is burned after the end of the compression stroke.
[0048]
Further, the piston stop position of the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped is within the range A shown in FIG. 10 and is located on the top dead center TDC side from the intermediate position A0 between the top dead center TDC and the bottom dead center BDC of the piston. When it is confirmed that it is in (Area A1), the engine restart control shown in FIG. 11 is executed. In this restart control operation, first, based on the piston stop position of the cylinder detected by the piston stop position detecting means, the amount of air in the cylinder in the compression stroke and the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped is calculated. (Step S101). That is, in the example shown in FIG. No. 1 in one cylinder and expansion stroke. The amount of air in each of the two cylinders is calculated.
[0049]
Subsequently, No. calculated in the above step S101. The amount of air in one cylinder, that is, No. 1 in the compression stroke at the engine stop time t. Based on the amount of fresh air in one cylinder, this No. An amount of fuel is set so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture generated by injecting fuel into one cylinder is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (step S102), and at the engine stop time t. No. in the expansion stroke. The amount of fuel injection F1 calculated so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture formed by injecting fuel into the two cylinders becomes a predetermined value (for example, near λ = 1 or rich when λ ≦ 1) is No. This is executed for the two cylinders (step S103).
[0050]
And said No .. When a predetermined time required for the fuel injected into one cylinder to evaporate has passed, By igniting one cylinder and performing the first combustion (see arrow (1) in FIG. 12) (step S104), the crankshaft of the engine is reversed. After the first combustion, it is determined whether or not the piston has moved by detecting whether or not an edge of the crank angle sensor (rise or fall of the crank angle signal) has been detected (step S105).
[0051]
If the determination result in step S105 is NO and it is confirmed that the piston is not moving due to misfire, it is determined whether or not a predetermined time set in advance has elapsed (step S106). If so, after re-igniting (step S107), the process proceeds to step S105 to determine again whether or not the edge of the crank angle sensor has been detected.
[0052]
If it is determined as YES in step S106 and the piston does not move even after a predetermined time has elapsed after the start of the restart control, start assist control for operating the starter 31 is executed at this time (step S108). The predetermined time is No. in the compression stroke when the engine is stopped. Considering the delay time until the engine actually starts to reverse when combustion is performed in one cylinder, it is set in advance in order to keep the time required for restarting the engine within a certain time.
[0053]
If it is determined YES in step S105 and it is confirmed that the engine has started to reverse within a predetermined time, the No. in the compression stroke when the engine is stopped. It is determined whether or not the reverse rotation amount of the crankshaft driven by performing the first combustion (1) in one cylinder is larger than a predetermined value set in advance (step S109). In this step S, NO is determined, and the amount of reverse rotation of the crankshaft is small. When it is confirmed that the air in the two cylinders is not sufficiently compressed, the process proceeds to step S108 and the start assist control is executed.
[0054]
If the determination in step S109 is YES, No. in the compression stroke when the engine is stopped. By performing the first combustion (1) in one cylinder, this No. It is determined whether or not the piston of one cylinder does not exceed the bottom dead center B (step S110), and it is determined as NO and the piston exceeds the bottom dead center B, that is, the first combustion (1). Accordingly, if it is confirmed that the negative torque generated by the reverse rotation of the crankshaft becomes too large, the routine proceeds to step S108 and the start assist control is executed.
[0055]
It is determined as YES in step S110 and No. When it is confirmed that the piston of one cylinder does not exceed the bottom dead center B, that is, the amount of reverse rotation of the crankshaft due to the first combustion (1) is an appropriate value, a predetermined time is detected after the detection of the edge. No. in the expansion stroke when the engine is stopped. After performing ignition S1 for the two cylinders (step S111), determination control is executed as to whether or not start assist is required by operating the starter 31 (step S112).
[0056]
That is, the above-mentioned No. Whether or not the engine speed that has increased as a result of performing two-cylinder combustion and driving the engine forward is greater than or equal to a preset reference speed, or the time required to exceed this reference speed is preset. By determining whether or not it is longer than the set reference time, it is determined whether or not there is a high possibility that engine restart will fail. As a result of the determination, if it is determined that there is a high possibility that the engine will fail to restart, the starter 31 is operated at that time to execute start assist.
[0057]
Next, when the predetermined crank angle is reached, the engine is in the compression stroke when stopped. Fuel injection F2 and ignition S2 are performed again for one cylinder (step S113). In this case, no. The amount of fresh air remaining in one cylinder is calculated, and from the fuel injection F2, no. The fuel injection amount is set so that the air-fuel ratio in one cylinder is slightly richer than the theoretical air fuel. Thereafter, the second start assist determination control is executed at a predetermined timing (step S114), and the No. in the intake stroke when the engine is stopped. After the fuel injection F3 and the ignition S3 are executed for the three cylinders at a predetermined timing (step S115), the routine returns to shift to a normal control state.
[0058]
Further, the piston stop position of the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped is within the range A shown in FIG. 10 and is located on the bottom dead center BDC side from the intermediate position A0 between the top dead center TDC and the bottom dead center BDC of the piston. When it is confirmed that it is in (region A2), No. obtained in step S102 of the flowchart showing the restart control shown in FIG. The air-fuel ratio of one cylinder (cylinder that is in the compression stroke when the engine is stopped) is set to the stoichiometric air-fuel ratio or richer than that, and A process similar to the restart control shown in FIG. 11 is executed except that the fuel injection F2 and the ignition S2 (step S113) are not performed again for one cylinder.
[0059]
As described above, when the piston stop position of the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped is in a state where the engine is restarted by the fuel injections F1 to F3, the ignition S1 to S3, etc., that is, the piston stop position is as shown in FIG. When the control is performed to restart the engine by the fuel injections F1 to F3 and the ignition S1 to S3 without operating the starter 31 from the restart start time There is an advantage that the engine can be operated properly without causing adverse effects such as generation of noise and waste of electric power due to unnecessary operation of the starter 31.
[0060]
In particular, as shown in the above-described embodiment, by performing the first combustion (1) in the cylinder in the compression stroke when the engine is stopped, the piston of the cylinder in the expansion stroke is raised when the engine is stopped, so that Since the combustion is performed in a state where the pressure of the engine is increased, the engine can be effectively rotated forward by effectively applying the combustion pressure of the cylinder in the expansion stroke to the piston when the engine is stopped. There is an advantage.
[0061]
Furthermore, in the above embodiment, when the piston stop position of the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped is in the region A1 on the top dead center TDC side (the bottom dead center side of the compression stroke cylinder) in the range A, the engine When the first combustion is performed in the cylinder in the compression stroke when the engine is stopped, the air-fuel ratio is set so that the combustion air exists in the cylinder, and the piston of this cylinder starts to rise and the compression top dead center is set. Since the second combustion is performed when exceeding, the first combustion (1) performed in the cylinder can sufficiently increase the pressure in the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped. The second combustion has the advantage that the starting torque can be greatly improved by effectively increasing the driving torque in the forward rotation direction of the engine.
[0062]
In the above embodiment, when the engine is restarted in a state where the air temperature in the cylinder is high, the generation of negative torque due to the occurrence of compression self-ignition is surely prevented. Although the example in which the fuel injection to the cylinder in the intake stroke is stopped to suppress the combustion of the cylinder has been described, the fuel injection timing for the cylinder in the intake stroke is retarded compared to the normal time when the engine is stopped. Thus, the combustion of the cylinder may be suppressed. In such a configuration, when the engine is restarted in a state where the air temperature in the cylinder is high, the fuel injection timing to the cylinder in the intake stroke is retarded when the engine is stopped, thereby suppressing fuel vaporization. By doing so, it is possible to effectively prevent the occurrence of negative torque due to the occurrence of compression self-ignition in the cylinder.
[0063]
Further, when the engine is restarted in a state where the air temperature in the cylinder is high, the air-fuel ratio A / F of the cylinder in the intake stroke when the engine is stopped is set to about 7 to 10 to make it richer than normal. As a result, a large amount of heat is taken away when the fuel injected into the cylinder is vaporized, so that the combustion of the cylinder may be suppressed. Even in such a configuration, there is an advantage that it is possible to effectively prevent the generation of negative torque due to the occurrence of compression self-ignition when the engine is restarted in a state where the air temperature in the cylinder is high. is there.
[0065]
【The invention's effect】
Claim 1 In the invention according to the invention, when the engine stop condition is satisfied, the engine is automatically stopped, and when the restart condition is satisfied in the engine automatic stop state, fuel is supplied to the cylinder in the substantial expansion stroke. In the engine starter configured to restart the engine by injecting and igniting, the piston stop position of the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped is changed to the engine restart by fuel injection and ignition to the cylinder. If the engine is on the top dead center side or bottom dead center side from the startable range, the starter is operated from the start of the engine restart, and from the next stroke when any cylinder exceeds the top dead center. The fuel injection and ignition timings are controlled so that the cylinders in the compression stroke are combusted after the end of the compression stroke, and the piston stop position is raised. Suppresses combustion of cylinders in the intake stroke when the engine is stopped when the air temperature in the cylinder is higher than a preset reference temperature when the engine is restarted and at the bottom dead center side of the restartable range Thus, the engine may not be in a state where the engine can be restarted by injecting fuel and igniting the cylinder in the substantial expansion stroke in accordance with the piston stop position of the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped. If confirmed, it depends on both the driving force obtained by operating the starter from the start of engine restart and the energy generated by burning each cylinder after the end of its compression stroke. The engine can be reliably restarted in a short time. The starter is operated in a state where the piston stop position is at the bottom dead center side relative to the restartable range and the air temperature in the cylinder is high, and each cylinder is burned after the end of its compression stroke. When the engine is restarted, the control of suppressing the fuel in the cylinder in the intake stroke when the engine is stopped is executed to prevent the occurrence of compression self-ignition in this cylinder and to improve the engine startability. It can be improved effectively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an engine equipped with a starting device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view of the engine.
FIG. 3 is an explanatory view showing a fuel spray state.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a cycle and combustion operation of each cylinder at the time of engine restart.
FIG. 5 is a flowchart showing a control operation when the engine is restarted by the control means.
FIG. 6 is a flowchart showing a process for detecting a piston position when the engine is stopped.
7A and 7B show crank angle signals from two crank angle sensors, where FIG. 7A is a signal when the engine is rotating forward and FIG. 7B is a signal when the engine is rotating backward.
FIG. 8 is a time chart showing the time required for restarting the engine.
FIG. 9 is a time chart showing a change state of in-cylinder pressure and generated torque when the engine is restarted.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing setting of a range for selecting a restart control mode according to a piston position when the engine is stopped.
FIG. 11 is a flowchart showing another example of the control operation when the engine is restarted.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the cycle and combustion operation of each cylinder when the engine is restarted.
[Explanation of symbols]
3A-3D cylinder
4 Piston
7 Spark plug
8 Fuel injection valve
21, 22 Crank angle sensor
30 ECU (restart control means)
31 Starter

Claims

When the engine stop condition is satisfied , the engine is automatically stopped, and when the restart condition is satisfied in the engine automatic stop state, fuel is injected into a cylinder in a substantial expansion stroke and ignited. it makes the starting device configured engine so as to restart the engine, the piston stop position of the cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped, the possible range restarting the engine by the fuel injection and ignition for the cylinder When the engine is on the top dead center side or the bottom dead center side, the starter is operated from the start of the engine restart, and any cylinder is in the compression stroke from the next stroke after the top dead center is exceeded. and to control the timing of fuel injection and ignition to burn after the end of the compression stroke, and the piston stop position is the restartable range Together at the bottom dead center than when higher than the reference temperature air temperature is set in advance in the cylinder when the engine restart, suppressing restart control means combustion of the cylinder in the intake stroke when the engine is stopped An engine starting device comprising:

By ceasing fuel injection for the cylinder in the intake stroke when the engine is stopped, engine starting system according to claim 1, characterized by being configured for suppressing the combustion of the cylinder.

2. The engine starter according to claim 1, wherein combustion of the cylinder is suppressed by retarding a fuel injection timing for a cylinder in an intake stroke when the engine is stopped as compared with a normal time .

2. The engine starting device according to claim 1, wherein combustion of the cylinder is suppressed by enriching an air-fuel ratio of a cylinder in an intake stroke when the engine is stopped compared to a normal time .