JP4254607B2 - Engine starter - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの始動装置に関し、特にエンジンのアイドル運転状態等において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、その後、所定の再始動条件が成立したときに再始動させるように構成されたエンジンの始動装置に関するものである。   The present invention relates to an engine starter, and particularly to automatically stop an engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied in an idle operation state of the engine, and then restart when a predetermined restart condition is satisfied. The present invention relates to an engine starter configured as described above.

近年、燃費低減およびCO2排出量の抑制等を図るため、アイドル運転時等にエンジンを自動的に一旦停止させ、その後に運転者により車両の発進操作が行われる等の再始動条件が成立した時点で、エンジンを自動的に再始動させるようにしたエンジンの自動停止制御(いわゆるアイドルストップ制御)の技術が開発されている。このアイドルストップ制御時における再始動は、車両の発進操作等に応じてエンジンを即座に始動させる迅速性が要求されるが、従来から一般的に行われているように、スタータモータによりエンジンの出力軸を駆動するクランキングを経てエンジンを再始動させる方法によると、始動が完了するまでにかなりの時間を要するという問題がある。 In recent years, in order to reduce fuel consumption and reduce CO 2 emissions, a restart condition has been established such that the engine is automatically stopped temporarily during idling and the vehicle is then started by the driver. At the time, a technology for automatic engine stop control (so-called idle stop control) that automatically restarts the engine has been developed. The restart at the time of the idle stop control requires a quickness to immediately start the engine in accordance with the start operation of the vehicle or the like, but the engine output by the starter motor is generally performed conventionally. According to the method of restarting the engine through cranking for driving the shaft, there is a problem that it takes a considerable time to complete the starting.

そこで、膨張行程で停止状態にある膨脹行程気筒内に燃料を噴射して点火、燃焼させることにより、その燃焼エネルギでエンジンを即時的に始動させることが望ましい。しかし、エンジンを停止させると筒内圧力は短時間で略大気圧となるため、その略大気圧となっている気筒内に燃料を供給して燃焼させても再始動のための出力が充分得られない虞がある。   Therefore, it is desirable to immediately start the engine with the combustion energy by injecting fuel into the expansion stroke cylinder which is in a stopped state in the expansion stroke, and igniting and burning the fuel. However, when the engine is stopped, the in-cylinder pressure becomes approximately atmospheric pressure in a short time, so that sufficient output for restarting can be obtained even if fuel is supplied to the cylinder that is at approximately atmospheric pressure and burned. There is a risk of not being able to.

その対策として、例えば特許文献1や特許文献2のようなエンジンの始動装置が知られている。特許文献1のエンジンの始動装置は、エンジンの始動に際し、まず圧縮行程で停止状態にある圧縮行程気筒内に燃料を噴射させて燃焼を行わせ、エンジンを一旦逆回転させる。その後、上記膨張行程気筒で燃焼を行わせてエンジンの回転方向を正転に転じさせて始動させる。特許文献2のエンジンの始動装置も同様に、エンジンの始動に際し、まず圧縮行程で停止状態にある圧縮行程気筒内に燃料を噴射させて燃焼を行わせ、エンジンを一旦逆回転させる。そしてその圧縮行程気筒のピストンを下死点前で停止させ、その後膨張行程気筒で燃焼を行わせてエンジンの回転方向を正転に転じさせて始動させる。   As countermeasures, for example, engine starting devices such as Patent Document 1 and Patent Document 2 are known. When starting the engine, the engine starter disclosed in Patent Document 1 first injects fuel into a compression stroke cylinder that is stopped in the compression stroke to cause combustion, and temporarily reverses the engine. Thereafter, combustion is performed in the expansion stroke cylinder, and the engine is rotated in the normal direction to start. Similarly, in the engine starting device of Patent Document 2, when starting the engine, first, fuel is injected into the compression stroke cylinder which is stopped in the compression stroke, combustion is performed, and the engine is once reversely rotated. Then, the piston of the compression stroke cylinder is stopped before the bottom dead center, and thereafter, combustion is performed in the expansion stroke cylinder to start the engine by changing the rotation direction of the engine to normal rotation.

これらのエンジンの始動装置は、何れもエンジンを一旦逆回転させることによって膨張行程気筒のピストンを上昇させ、その圧縮圧力を増大させた後に当該気筒での燃焼を行わせるので、エンジンを正転方向に転じさせるとともにその後の継続的な運転を行わせるための充分高い出力を得ることができる。
WO 01/38726 A1 WO 01/81759 A1
All of these engine starters reverse the engine once to raise the piston of the expansion stroke cylinder, increase its compression pressure, and then perform combustion in the cylinder. It is possible to obtain a sufficiently high output for the subsequent operation.
WO 01/38726 A1 WO 01/81759 A1

上記特許文献1および特許文献2に開示されたエンジンの始動装置によると、始動時における膨張行程気筒の最初の燃焼で得られる出力が高められる。この出力は、その後の作動を継続的に、円滑に行わせるためには高いほうが望ましい。そして、膨張行程気筒の最初の燃焼で得られる出力を高めるためには、より多くの筒内空気を、エンジンの逆転によってより強く圧縮すれば良い。しかし次のような理由で従来はそのようにすることに限界があり、始動性の向上に課題を残すものであった。   According to the engine starting device disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the output obtained by the first combustion of the expansion stroke cylinder at the time of starting is increased. It is desirable that this output is high so that the subsequent operation can be performed continuously and smoothly. In order to increase the output obtained by the initial combustion of the expansion stroke cylinder, more in-cylinder air may be more strongly compressed by reversing the engine. However, there has been a limit in doing so in the past for the following reasons, and problems remain in improving startability.

第1の理由は、膨張行程気筒の筒内空気量を増やし過ぎると、その筒内空気を充分圧縮することができなくなる点である。膨張行程気筒と圧縮行程気筒とのピストン作動方向が逆方向なので、膨張行程気筒の筒内空気量を増大させる(停止時のピストン位置を下死点に近づける)ことは、圧縮行程気筒の筒内空気量を減少させる(停止時のピストン位置を上死点に近づける)ことに他ならない。つまり膨張行程気筒の筒内空気量を増やし過ぎると、圧縮行程気筒の筒内空気量が減少し、燃焼による逆転のエネルギが低下するので、膨張行程気筒の筒内空気を充分圧縮することができなくなるのである。   The first reason is that if the in-cylinder air amount of the expansion stroke cylinder is excessively increased, the in-cylinder air cannot be sufficiently compressed. Since the piston operating directions of the expansion stroke cylinder and the compression stroke cylinder are opposite directions, increasing the in-cylinder air amount of the expansion stroke cylinder (making the piston position at the time of stopping close to the bottom dead center) It is none other than reducing the air volume (making the piston position when stopped close to top dead center). In other words, if the in-cylinder air amount in the expansion stroke cylinder is increased too much, the in-cylinder air amount in the compression stroke cylinder decreases and the reverse energy due to combustion decreases, so that the in-cylinder air in the expansion stroke cylinder can be sufficiently compressed. It will disappear.

第2の理由は、膨張行程気筒の筒内空気を強く圧縮するために、圧縮行程気筒での逆転のための燃焼エネルギを増大させ過ぎると、エンジン(クランクシャフト)が逆回転し過ぎる虞がある点である。エンジンの逆回転は、圧縮行程気筒のピストンが下死点を越えない(膨脹行程気筒のピストンが上死点を越えない)範囲にとどめなければならない。これを超えると、圧縮行程気筒が吸気行程まで戻ってしまい(膨脹行程気筒が圧縮行程まで戻ってしまい)、もはや円滑な再始動が不可能となるからである。従って、圧縮行程気筒での逆転のための燃焼エネルギが増大し過ぎないようにする必要があり、そのために膨張行程気筒の筒内空気の圧縮圧力が制限されるのである。   The second reason is that if the combustion energy for reversal in the compression stroke cylinder is excessively increased in order to strongly compress the in-cylinder air of the expansion stroke cylinder, the engine (crankshaft) may be rotated in reverse. Is a point. The reverse rotation of the engine must be kept in a range where the piston of the compression stroke cylinder does not exceed the bottom dead center (the piston of the expansion stroke cylinder does not exceed the top dead center). If this is exceeded, the compression stroke cylinder returns to the intake stroke (the expansion stroke cylinder returns to the compression stroke), and smooth restart is no longer possible. Therefore, it is necessary to prevent the combustion energy for the reverse rotation in the compression stroke cylinder from increasing excessively, and therefore, the compression pressure of the in-cylinder air in the expansion stroke cylinder is limited.

本発明は上記の事情に鑑み、膨張行程気筒の筒内空気量やエンジンの逆転エネルギを過大に増やすことなく、再始動時における膨張行程気筒の最初の燃焼のエネルギを増大させ、もってエンジンの始動性を向上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。   In view of the above circumstances, the present invention increases the initial combustion energy of the expansion stroke cylinder at the time of restart without excessively increasing the in-cylinder air amount of the expansion stroke cylinder and the engine reverse energy, thereby starting the engine. An engine starter capable of improving the performance is provided.

請求項1に係る本発明は、所定のエンジン自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを停止させ、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、エンジン停止時に圧縮行程にある圧縮行程気筒に燃料を供給して点火し、燃焼を行わせることによりエンジンを一旦逆転方向に所定量作動させて、エンジン停止時に膨脹行程にある膨張行程気筒のピストン上昇によって圧縮圧力を高めてから、この膨張行程気筒で燃焼を行わせることによりエンジンを正転方向に作動させて始動させるエンジンの始動装置において、少なくとも上記膨張行程気筒のピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、少なくとも上記膨張行程気筒におけるエンジン再始動時の最初の燃焼のための燃料噴射時期を設定する燃料噴射制御手段とを備え、上記燃料噴射制御手段は、上記膨張行程気筒におけるエンジン停止中のピストン位置が行程中央よりも下死点寄りであるとき、その膨張行程気筒における最初の燃焼のための燃料噴射時期が、上記エンジンの逆転動作中且つ上記膨脹行程気筒のピストンが行程中央よりも上死点寄りに移動した後となる所定燃料噴射時期であるように設定することを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, when the predetermined engine automatic stop condition is satisfied, the fuel supply is stopped to stop the engine, and when the predetermined restart condition is satisfied after the engine is stopped, the engine is stopped. The fuel is supplied to the compression stroke cylinder in the compression stroke, ignited, and combustion is performed, whereby the engine is once operated in the reverse direction and the compression pressure is increased by the piston of the expansion stroke cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped. In the engine starting device for starting the engine by operating it in the forward rotation direction by performing combustion in the expansion stroke cylinder after increasing the pressure, piston position detection means for detecting at least the piston position of the expansion stroke cylinder; Fuel injection for setting the fuel injection timing for the first combustion at the time of engine restart in at least the expansion stroke cylinder And a fuel injection controller for the first combustion in the expansion stroke cylinder when the piston position when the engine is stopped in the expansion stroke cylinder is closer to the bottom dead center than the center of the stroke. The timing is set to be a predetermined fuel injection timing during the reverse operation of the engine and after the piston of the expansion stroke cylinder moves closer to the top dead center than the center of the stroke.

なお、当明細書において、エンジンの自動停止中に圧縮行程にある気筒を圧縮行程気筒、膨脹行程にある気筒を膨脹行程気筒と称する(同様に吸気行程にある気筒を吸気行程気筒、排気行程にある気筒を排気行程気筒と称する)が、これらはそれぞれ特定の気筒を指すわけではなく、エンジンの自動停止に際し、例えばある気筒が圧縮行程にあるときにエンジンが完全に停止したとき、便宜上その気筒を圧縮行程気筒と称するものである(膨脹行程気筒等も同様)。   In this specification, a cylinder in the compression stroke while the engine is automatically stopped is referred to as a compression stroke cylinder, and a cylinder in the expansion stroke is referred to as an expansion stroke cylinder (similarly, a cylinder in the intake stroke is referred to as an intake stroke cylinder and an exhaust stroke). Each cylinder is referred to as an exhaust stroke cylinder). However, these are not specific cylinders, but when the engine is automatically stopped, for example, when the engine is completely stopped when the cylinder is in the compression stroke, the cylinder is referred to for convenience. Is referred to as a compression stroke cylinder (the same applies to an expansion stroke cylinder).

請求項2に係る本発明は、請求項1記載のエンジンの始動装置において、少なくとも上記膨張行程気筒の筒内空気温度を推定する筒内温度推定手段を備え、上記燃料噴射制御手段は、上記膨張行程気筒の筒内空気温度の推定値が高いときは低いときに比べて上記所定燃料噴射時期を遅らせることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the engine starter according to the first aspect of the present invention, the engine start device includes at least an in-cylinder temperature estimating means for estimating an in-cylinder air temperature of the expansion stroke cylinder, and the fuel injection control means The predetermined fuel injection timing is delayed when the estimated value of the in-cylinder air temperature of the stroke cylinder is high compared to when the estimated value is low.

請求項3に係る本発明は、所定のエンジン自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを停止させ、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、エンジン停止時に圧縮行程にある圧縮行程気筒に燃料を供給して点火し、燃焼を行わせることによりエンジンを一旦逆転方向に所定量作動させて、エンジン停止時に膨脹行程にある膨張行程気筒のピストン上昇によって圧縮圧力を高めてから、この膨張行程気筒で燃焼を行わせることによりエンジンを正転方向に作動させて始動させるエンジンの始動装置において、少なくとも上記膨張行程気筒におけるエンジン再始動時の最初の燃焼のための燃料噴射時期および燃料噴射量を設定する燃料噴射制御手段を備え、上記燃料噴射制御手段は、上記膨張行程気筒における最初の燃焼のための燃料を分割噴射によって供給するとともに、少なくともその分割噴射の最後になされる燃料噴射の時期が、上記エンジンの逆転動作開始後の逆転動作中であるように設定することを特徴とする。   According to the third aspect of the present invention, when the predetermined engine automatic stop condition is satisfied, the fuel supply is stopped to stop the engine, and when the predetermined restart condition is satisfied after the engine is stopped, the engine is stopped. The fuel is supplied to the compression stroke cylinder in the compression stroke, ignited, and combustion is performed, whereby the engine is once operated in the reverse direction and the compression pressure is increased by the piston of the expansion stroke cylinder in the expansion stroke when the engine is stopped. In the engine starting device for starting the engine by operating in the normal rotation direction by performing combustion in the expansion stroke cylinder after increasing the engine, at least for the first combustion at the time of engine restart in the expansion stroke cylinder A fuel injection control means for setting a fuel injection timing and a fuel injection amount, wherein the fuel injection control means comprises the expansion stroke cylinder; The fuel for the first combustion is supplied by split injection, and at least the timing of fuel injection performed at the end of the split injection is set to be in reverse operation after the start of reverse operation of the engine. Features.

ここで、分割噴射とは1回の燃焼(この場合膨張行程気筒における最初の燃焼)のために供給される燃料を、所定の時間差をもって2回以上に分割して噴射することをいう。そして分割噴射の最後になされる燃料噴射とは、例えば2分割噴射の場合はその2回目の噴射、3分割噴射の場合はその3回目の噴射をいう。   Here, the divided injection means that the fuel supplied for one combustion (in this case, the first combustion in the expansion stroke cylinder) is divided and injected two or more times with a predetermined time difference. The fuel injection performed at the end of the divided injection is, for example, the second injection in the case of the two-part injection and the third injection in the case of the three-part injection.

請求項4に係る本発明は、請求項3記載のエンジンの始動装置において、少なくとも上記膨張行程気筒のピストン位置を検出するピストン位置検出手段を備え、上記燃料噴射制御手段は、上記膨張行程気筒におけるエンジン停止中のピストン位置が再始動に適した所定の適正停止範囲のうちの比較的下死点寄りにあるとき、比較的上死点寄りにあるときに比べて上記分割噴射における後段の噴射量割合を、前段の噴射量割合に対して相対的に増大させることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the engine starter according to the third aspect of the present invention, the engine start device further comprises piston position detecting means for detecting a piston position of the expansion stroke cylinder, and the fuel injection control means is provided in the expansion stroke cylinder. When the piston position when the engine is stopped is relatively close to the bottom dead center within a predetermined appropriate stop range suitable for restarting, compared to when the piston is relatively close to the top dead center, the subsequent injection amount in the above divided injection The ratio is increased relative to the injection amount ratio in the previous stage.

請求項5に係る本発明は、請求項3または4記載のエンジンの始動装置において、少なくとも上記膨張行程気筒の筒内空気温度を推定する筒内温度推定手段を備え、上記燃料噴射制御手段は、上記膨張行程気筒の筒内空気温度の推定値が高いときは低いときに比べて上記分割噴射の後段の燃料噴射時期を遅らせることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the engine starter according to the third or fourth aspect of the present invention, the engine start device includes at least an in-cylinder temperature estimating means for estimating an in-cylinder air temperature of the expansion stroke cylinder, When the estimated value of the in-cylinder air temperature of the expansion stroke cylinder is high, the fuel injection timing at the latter stage of the divided injection is delayed as compared with when the estimated value is low.

請求項4および5でいう燃料噴射の後段の燃料噴射とは、2分割噴射の場合は2回目の燃料噴射を、3分割以上の噴射の場合は、全ての燃料噴射を早期側の前段と遅期側の後段とに分類し、その後段の噴射をいう。後段の噴射は1回(すなわち上記分割噴射の最後になされる燃料噴射)としても良く、最後を含む2回以上の噴射としても良い。後段の燃料噴射を複数とした場合、その燃料噴射量や燃料噴射時期は、該当する複数の噴射量や噴射時期を平均(重みをつけて平均しても良い)する等の合理的な方法で定義すれば良い。   The fuel injection in the latter stage of the fuel injection described in claims 4 and 5 is the second fuel injection in the case of the two-part injection, and all the fuel injections are delayed from the earlier stage in the case of the three-part or more injection. It is classified as the latter stage of the term side, and the subsequent stage injection. The subsequent injection may be performed once (that is, fuel injection performed at the end of the divided injection), or may be performed twice or more including the end. When there are a plurality of subsequent fuel injections, the fuel injection amount and fuel injection timing can be determined by a reasonable method such as averaging (or averaging with weighting) the corresponding multiple injection amounts and injection timings. Define it.

請求項1に係る発明によれば、エンジンの自動停止後の再始動時に、エンジンを一旦逆回転させることによって膨張行程気筒のピストンを上昇させ、その圧縮圧力を増大させた後に当該気筒での燃焼を行わせるので、エンジンを正転方向に転じさせるとともにその後の継続的な運転を行わせるための高い出力を得ることができる。   According to the first aspect of the invention, when the engine is restarted after being automatically stopped, the piston of the expansion stroke cylinder is raised by reversely rotating the engine once, and the combustion pressure in the cylinder is increased after the compression pressure is increased. Therefore, it is possible to obtain a high output for turning the engine in the forward rotation direction and performing the subsequent continuous operation.

しかも、膨張行程気筒におけるエンジン停止中のピストン位置が行程中央よりも下死点寄りであるとき、その膨張行程気筒における最初の燃焼のための燃料噴射時期が、上記所定燃料噴射時期となる。膨張行程気筒のピストン停止位置が行程中央よりも下死点寄りであるときは、比較的筒内空気量が多く、大きな燃焼のエネルギを得られる状態となっている。しかし一方、エンジン逆転時にこの筒内空気を圧縮するにあたっては、圧縮反力が大きくなるため、限られた逆転のエネルギでは充分に圧縮できない状態となっている。   Moreover, when the piston position when the engine is stopped in the expansion stroke cylinder is closer to the bottom dead center than the center of the stroke, the fuel injection timing for the first combustion in the expansion stroke cylinder becomes the predetermined fuel injection timing. When the piston stop position of the expansion stroke cylinder is closer to the bottom dead center than the center of the stroke, the amount of in-cylinder air is relatively large and a large amount of combustion energy can be obtained. However, on the other hand, when the cylinder air is compressed during engine reverse rotation, the compression reaction force becomes large, and therefore, the compression cannot be sufficiently performed with limited reverse energy.

そこで燃料噴射時期を本発明のように設定し、エンジンの逆転動作中且つ上記膨脹行程気筒のピストンが行程中央よりも上死点寄りに移動した後に燃料を噴射するようにすれば、ある程度筒内空気が圧縮された状態の気筒内に燃料を噴射することになるので、その気化潜熱によって圧縮圧力が減少する。従ってピストンがより上死点近くまで移動することができ(ピストンストローク増大)、圧縮空気の密度をより高めることができる。その効果は、燃料噴射時期を例えばエンジンの逆転動作開始と同時ないしはその直後とした場合と比べて格段に大きく、結果としてより大きな燃焼エネルギが得られ、始動性を向上させることができる。   Therefore, if the fuel injection timing is set as in the present invention and the fuel is injected after the reverse rotation operation of the engine and the piston of the expansion stroke cylinder moves closer to the top dead center than the center of the stroke, the fuel is injected to some extent. Since the fuel is injected into the cylinder in a state where the air is compressed, the compression pressure is reduced by the latent heat of vaporization. Therefore, the piston can move closer to top dead center (increase in piston stroke), and the density of compressed air can be further increased. The effect is much greater than when the fuel injection timing is set at the same time as or immediately after the start of the reverse operation of the engine, for example. As a result, more combustion energy can be obtained and startability can be improved.

上記のように、燃料噴射時期を遅らせると気筒内の圧縮空気の密度を高めることができるが、あまり遅らせ過ぎると、燃料噴射から点火までの時間が短くなり、燃料の気化時間が充分に確保できなくなる虞がある。そこで請求項2の発明によると、そのバランスを適切にとりつつ、可及的に大きな燃焼エネルギを得るようにすることができる。すなわち、筒内空気温度が高く、燃料の気化性能が比較的高いときには燃料噴射時期を遅らせることによって気筒内の圧縮空気の密度を高め、より大きな燃焼エネルギを得ることができる。一方、筒内空気温度が低く、燃料の気化性能が比較的低いときには筒内空気温度が高いときよりも燃料噴射時期を早めることによって燃料の気化時間を確保することができる。   As described above, if the fuel injection timing is delayed, the density of compressed air in the cylinder can be increased. However, if the fuel injection timing is delayed too much, the time from fuel injection to ignition is shortened, and sufficient fuel vaporization time can be secured. There is a risk of disappearing. Therefore, according to the invention of claim 2, it is possible to obtain as much combustion energy as possible while properly balancing the balance. That is, when the in-cylinder air temperature is high and the fuel vaporization performance is relatively high, the density of the compressed air in the cylinder can be increased by delaying the fuel injection timing to obtain larger combustion energy. On the other hand, when the in-cylinder air temperature is low and the fuel vaporization performance is relatively low, the fuel vaporization time can be secured by advancing the fuel injection timing than when the in-cylinder air temperature is high.

請求項3の発明によると、燃料を分割噴射することにより、燃料の気化時間の確保と気筒内の圧縮空気の密度増大とを容易かつより高度に両立させることができる。すなわち前段の噴射によって燃料の気化時間が確保され、後段の噴射(最後の噴射を含む)の気化潜熱によって気筒内の圧縮空気の密度を増大させることができる。   According to the third aspect of the invention, by dividing and injecting the fuel, it is possible to easily and more highly attain the fuel vaporization time and increase the density of the compressed air in the cylinder. That is, the fuel vaporization time is secured by the front injection, and the density of the compressed air in the cylinder can be increased by the latent heat of vaporization of the rear injection (including the last injection).

請求項4の発明によると、膨張行程気筒のピストン停止位置が再始動に適した所定の適正停止範囲のうちの比較的下死点寄りにあるとき(比較的筒内空気量が多い)は、比較的上死点寄りにあるとき(比較的筒内空気量が少ない)に比べて分割噴射の後段の燃料噴射量を増大させる。すなわち、比較的筒内空気量が多いときは、その圧縮反力も大きくなるので、後段の燃料噴射量をより多くすることによって効果的に圧縮圧力を低減することができ、圧縮空気の密度を増大させることによって始動性をより高めることができる。   According to the invention of claim 4, when the piston stop position of the expansion stroke cylinder is relatively close to the bottom dead center within a predetermined appropriate stop range suitable for restart (relatively large cylinder air amount), The fuel injection amount at the latter stage of the divided injection is increased as compared with the case where it is relatively near the top dead center (the amount of cylinder air is relatively small). That is, when the amount of air in the cylinder is relatively large, the compression reaction force also increases. Therefore, the compression pressure can be effectively reduced by increasing the fuel injection amount in the subsequent stage, and the density of the compressed air is increased. By making it, startability can be improved more.

請求項5の発明によると、請求項2の発明と同様に、燃料の気化時間の確保と気筒内の圧縮空気の密度増大とのバランスを適切にとりつつ、可及的に大きな燃焼エネルギを得るようにすることができる。しかも、後段の燃料噴射時期を遅らせても、前段の燃料噴射時期を気化時間が充分確保できる時期に設定しておくことにより、全体の気化性能の悪化を効果的に防止することができる。   According to the invention of claim 5, as in the invention of claim 2, it is possible to obtain as much combustion energy as possible while appropriately balancing the securing of the fuel vaporization time and the increase in the density of compressed air in the cylinder. Can be. In addition, even if the subsequent fuel injection timing is delayed, the deterioration of the entire vaporization performance can be effectively prevented by setting the preceding fuel injection timing to a time at which a sufficient vaporization time can be secured.

図1および図2は本発明に係るエンジンの始動装置を有する4サイクル火花点火式エンジンの概略構成を示している。このエンジンには、シリンダヘッド10およびシリンダブロック11を有するエンジン本体1と、エンジン制御用のECU2とを備えている。上記エンジン本体1には、四つの気筒(#1気筒12A、#2気筒12B、#3気筒12C及び#4気筒12D)が設けられるとともに、各気筒12A〜12Dの内部には、クランク軸3に連結されたピストン13が嵌挿されることにより、その上方に燃焼室14が形成されている。   1 and 2 show a schematic configuration of a four-cycle spark ignition engine having an engine starter according to the present invention. The engine includes an engine main body 1 having a cylinder head 10 and a cylinder block 11 and an ECU 2 for engine control. The engine body 1 is provided with four cylinders (# 1 cylinder 12A, # 2 cylinder 12B, # 3 cylinder 12C, and # 4 cylinder 12D), and a crankshaft 3 is provided in each cylinder 12A-12D. By inserting the connected piston 13, a combustion chamber 14 is formed above the piston 13.

上記各気筒12A〜12Dの燃焼室14の頂部には、プラグ先端が燃焼室14内に臨むように点火プラグ15が設置されている。点火プラグ15には、これに電気火花を発生させるための点火装置27が付設されている。また、上記燃焼室14の側方には、燃焼室14内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁16が設けられている。この燃料噴射弁16は、図外のニードル弁およびソレノイドを内蔵し、上記ECU2の燃料噴射制御部41から入力されたパルス信号の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上記点火プラグ15の電極付近に向けて噴射するように構成されている。   A spark plug 15 is installed at the top of the combustion chamber 14 of each of the cylinders 12 </ b> A to 12 </ b> D so that the plug tip faces the combustion chamber 14. The ignition plug 15 is provided with an ignition device 27 for generating an electric spark. A fuel injection valve 16 that directly injects fuel into the combustion chamber 14 is provided on the side of the combustion chamber 14. The fuel injection valve 16 incorporates a needle valve and a solenoid (not shown), and is driven for a time corresponding to the pulse width of the pulse signal input from the fuel injection control unit 41 of the ECU 2 to open the valve. An amount of fuel corresponding to the time is injected toward the vicinity of the electrode of the spark plug 15.

また、上記各気筒12A〜12Dの燃焼室14の上部には、燃焼室14に向かって開口する吸気ポート17および排気ポート18が設けられるとともに、これらのポート17,18に、吸気弁19および排気弁20がそれぞれ装備されている。上記吸気弁19および排気弁20は、図示を省略したカムシャフト等を有する動弁機構によって駆動されることにより、各気筒12A〜12D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12A〜12Dの吸・排気弁19,20の開閉タイミングが設定されている。   In addition, an intake port 17 and an exhaust port 18 that open toward the combustion chamber 14 are provided above the combustion chamber 14 of each of the cylinders 12A to 12D, and an intake valve 19 and an exhaust gas are connected to these ports 17 and 18, respectively. Each valve 20 is equipped. The intake valve 19 and the exhaust valve 20 are driven by a valve operating mechanism having a camshaft (not shown), so that each cylinder 12A to 12D performs a combustion cycle with a predetermined phase difference. The opening / closing timings of the 12D intake / exhaust valves 19, 20 are set.

上記吸気ポート17および排気ポート18には、吸気通路21および排気通路22が接続されている。上記吸気ポート17に近い吸気通路21の下流側は、図2に示すように、各気筒12A〜12Dに対応して独立した分岐吸気通路21aとされ、この各分岐吸気通路21aの上流端がそれぞれサージタンク21bに連通している。このサージタンク21bよりも上流側には共通吸気通路21cが設けられるとともに、この共通吸気通路21cには、アクチュエータ24により駆動されるスロットル弁23が配設されている。このスロットル弁23の上流側には、吸気流量を検出するエアフローセンサ25及び吸気の温度を検知する吸気温センサ29が設けられ、スロットル弁23の下流側には吸気圧力(負圧)を検出する吸気圧センサ26が設けられている。   An intake passage 21 and an exhaust passage 22 are connected to the intake port 17 and the exhaust port 18. As shown in FIG. 2, the downstream side of the intake passage 21 close to the intake port 17 is an independent branch intake passage 21a corresponding to each of the cylinders 12A to 12D. The upstream ends of the branch intake passages 21a are respectively It communicates with the surge tank 21b. A common intake passage 21c is provided upstream of the surge tank 21b, and a throttle valve 23 driven by an actuator 24 is provided in the common intake passage 21c. An air flow sensor 25 for detecting the intake air flow rate and an intake air temperature sensor 29 for detecting the intake air temperature are provided on the upstream side of the throttle valve 23, and the intake pressure (negative pressure) is detected on the downstream side of the throttle valve 23. An intake pressure sensor 26 is provided.

一方、各気筒12A〜12Dからの排気が集合する排気通路22の集合部下流には、排気を浄化するための触媒37が配設されている。この触媒37は、例えば、排気の空燃比状態が理論空燃比近傍にあるときにHC、COおよびNOxの浄化率が極めて高い、いわゆる三元触媒であり、これは排気中の酸素濃度が比較的高い酸素過剰雰囲気でこれを吸蔵する酸素吸蔵能を有し、酸素濃度の比較的低いときには吸蔵している酸素を放出して、HC、CO等と反応させるものである。なお、触媒37は、三元触媒に限らず、上記のような酸素吸蔵能を有するものであれば良く、例えば酸素過剰雰囲気でもNOxを浄化可能な、いわゆるリーンNOx触媒であっても良い。   On the other hand, a catalyst 37 for purifying the exhaust is disposed downstream of the collection portion of the exhaust passage 22 where exhaust from each of the cylinders 12A to 12D collects. This catalyst 37 is, for example, a so-called three-way catalyst in which the purification rate of HC, CO and NOx is extremely high when the air-fuel ratio state of the exhaust is in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio, and this is a relatively high oxygen concentration in the exhaust. It has an oxygen storage capacity for storing it in a high oxygen excess atmosphere. When the oxygen concentration is relatively low, the stored oxygen is released and reacted with HC, CO and the like. Note that the catalyst 37 is not limited to a three-way catalyst, and may be any catalyst that has the above-described oxygen storage ability. For example, the catalyst 37 may be a so-called lean NOx catalyst that can purify NOx even in an oxygen-excess atmosphere.

また、上記エンジン本体1には、タイミングベルト等によりクランク軸3に連結されたオルタネータ28が付設されている。このオルタネータ28は、図示を省略した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28aを内蔵し、このレギュレータ回路28aに入力される上記ECU2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ー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 body 1 is provided with an alternator 28 connected to the crankshaft 3 by a timing belt or the like. The alternator 28 includes a regulator circuit 28a that adjusts the amount of power generation by controlling the current of a field coil (not shown) and adjusting the output voltage, and a control signal from the ECU 2 that is input to the regulator circuit 28a. Based on the above, control of the amount of power generation corresponding to the electric load of the vehicle, the voltage of the on-vehicle battery, and the like is executed.

さらに、上記エンジンには、クランク軸3の回転角を検出する2つのクランク角センサ30,31が設けられ、一方のクランク角センサ30から出力される検出信号に基づいてエンジンの回転速度が検出されるとともに、後述するように上記両クランク角センサ30,31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軸3の回転方向および回転角度が検出されるようになっている。   Further, the engine is provided with two crank angle sensors 30 and 31 for detecting the rotation angle of the crankshaft 3, and the rotation speed of the engine is detected based on a detection signal output from one crank angle sensor 30. In addition, as will be described later, the rotation direction and the rotation angle of the crankshaft 3 are detected based on detection signals out of phase output from the crank angle sensors 30 and 31.

更にエンジン本体1には、カムシャフトに設けられた気筒識別用の特定回転位置を検出するカム角センサ32と、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ33とが設けられ、また車体側には運転者のアクセル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34が設けられている。   Furthermore, the engine body 1 is provided with a cam angle sensor 32 for detecting a specific rotational position for cylinder identification provided on the camshaft, and a water temperature sensor 33 for detecting the cooling water temperature of the engine. An accelerator opening sensor 34 for detecting an accelerator opening corresponding to the driver's accelerator operation amount is provided.

ECU2は、エンジンの運転を統括的に制御するコントロールユニットである。当実施形態のエンジンは、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに各気筒12A〜12Dへの燃料噴射を所定のタイミングで停止(燃料カット)して自動的にエンジンを停止させるとともに、その後に運転者によるアクセル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制御(アイドルストップ制御)を行うように構成されている。以下ECU2の説明にあたり、このアイドルストップ制御に関する部分を中心に説明する。   The ECU 2 is a control unit that comprehensively controls the operation of the engine. The engine of the present embodiment automatically stops fuel injection by stopping fuel injection into each cylinder 12A to 12D at a predetermined timing when a preset automatic engine stop condition is satisfied. Then, the engine is configured to perform control (idle stop control) that automatically restarts the engine when a restart condition is satisfied, for example, when an accelerator operation is performed by the driver. Hereinafter, in the description of the ECU 2, the portion related to the idle stop control will be mainly described.

ECU2には、エアフローセンサ25、吸気圧センサ26、吸気温センサ29、クランク角センサ30,31、カム角センサ32、水温センサ33及びアクセル開度センサ34からの各検知信号が入力されるとともに、燃料噴射弁16、スロットル弁23のアクチュエータ24、点火装置27及びオルタネータ28のレギュレータ回路28aのそれぞれに各駆動信号を出力する。ECU2は、燃料噴射制御部41、点火制御部42、吸気流量制御部43、発電量制御部44、ピストン位置検出部45および筒内温度推定部46を機能的に含んでいる。   The ECU 2 receives detection signals from the air flow sensor 25, the intake pressure sensor 26, the intake air temperature sensor 29, the crank angle sensors 30, 31, the cam angle sensor 32, the water temperature sensor 33, and the accelerator opening sensor 34, and The drive signals are output to the fuel injection valve 16, the actuator 24 of the throttle valve 23, the ignition device 27, and the regulator circuit 28a of the alternator 28, respectively. The ECU 2 functionally includes a fuel injection control unit 41, an ignition control unit 42, an intake air flow rate control unit 43, a power generation amount control unit 44, a piston position detection unit 45, and an in-cylinder temperature estimation unit 46.

燃料噴射制御部41は、燃料噴射時期と、各噴射における燃料噴射量とを設定して、その信号を燃料噴射弁16に出力する燃料噴射制御手段である。特に当実施形態では、後述するように再始動時における膨張行程気筒での最初の燃焼のための燃料を分割噴射によって供給している。燃料噴射制御部41は、その分割噴射時期の設定や、燃料配分の設定も行う。   The fuel injection control unit 41 is fuel injection control means for setting the fuel injection timing and the fuel injection amount for each injection and outputting the signal to the fuel injection valve 16. In particular, in the present embodiment, as will be described later, fuel for the first combustion in the expansion stroke cylinder at the time of restart is supplied by split injection. The fuel injection control unit 41 also performs setting of the divided injection timing and fuel distribution.

点火制御部42は、各気筒12A〜12Dに対して適切な点火時期を設定し、各点火装置27に点火信号を出力する。   The ignition control unit 42 sets an appropriate ignition timing for each of the cylinders 12 </ b> A to 12 </ b> D and outputs an ignition signal to each ignition device 27.

吸気流量制御部43は、各気筒12A〜12Dに対して適切な吸気流量を設定し、その吸気流量に応じたスロットル弁23の開度信号をアクチュエータ24に出力する。特に当実施形態では、後述するようにエンジンの自動停止時にスロットル弁23の開度を調節して、ピストン13が再始動に適した適正停止範囲に停止するような制御を行っている。吸気流量制御部43は、その際のスロットル弁23の開度調節も行う。   The intake flow rate control unit 43 sets an appropriate intake flow rate for each of the cylinders 12 </ b> A to 12 </ b> D, and outputs an opening degree signal of the throttle valve 23 corresponding to the intake flow rate to the actuator 24. In particular, in this embodiment, as will be described later, the opening degree of the throttle valve 23 is adjusted when the engine is automatically stopped, and control is performed so that the piston 13 stops in an appropriate stop range suitable for restart. The intake flow rate control unit 43 also adjusts the opening of the throttle valve 23 at that time.

発電量制御部44は、オルタネータ28の適切な発電量を設定し、その駆動信号をレギュレータ回路28aに出力する。特に当実施形態では、後述するようにエンジンの自動停止時にオルタネータ28の発電量を調節することによってクランクシャフト3の負荷を変化させ、ピストン13が再始動に適した適正範囲に停止するような制御を行っている。発電量制御部44は、その際のオルタネータ28の発電量の調節も行う。また再始動時には、通常よりも多めの発電を行うことによってエンジンの負荷を増大させ、吹上がり(必要以上に急速なエンジン回転速度の上昇)を防止する制御を行っている。   The power generation amount control unit 44 sets an appropriate power generation amount of the alternator 28 and outputs the drive signal to the regulator circuit 28a. In particular, in this embodiment, as will be described later, the load on the crankshaft 3 is changed by adjusting the power generation amount of the alternator 28 when the engine is automatically stopped, and the piston 13 is stopped in an appropriate range suitable for restart. It is carried out. The power generation amount control unit 44 also adjusts the power generation amount of the alternator 28 at that time. Further, at the time of restarting, control is performed to increase the engine load by generating more power than usual, and to prevent the engine from blowing up (raising the engine speed more rapidly than necessary).

ピストン位置検出部45は、クランク角センサ30,31の各検出信号に基づき、ピストン位置を検出する。ピストン位置とクランク角(°CA)とは1対1に対応するので、一般的になされているように当明細書においてもピストン位置をクランク角で表す。当実施形態では、後述するように膨張行程気筒および圧縮行程気筒の自動停止中のピストン位置に基いて各筒内空気量を算出し、それに応じて再始動時における各気筒の燃焼制御を行っている。   The piston position detector 45 detects the piston position based on the detection signals of the crank angle sensors 30 and 31. Since the piston position and the crank angle (° CA) have a one-to-one correspondence, the piston position is represented by the crank angle in this specification as is generally done. In this embodiment, as will be described later, the in-cylinder air amount is calculated based on the piston positions during the automatic stop of the expansion stroke cylinder and the compression stroke cylinder, and the combustion control of each cylinder at the time of restart is performed accordingly. Yes.

筒内温度推定部46は、水温センサ33によって検知されるエンジン水温や、吸気温センサ29によって検知される吸気温度等に基いて、予め実験等によって求められたマップを用いる等して各気筒12A〜12Dの気筒内の空気温度を推定する筒内温度推定手段である。特に当実施形態では、後述するように、エンジンの再始動に際してエンジンの停止時間を考慮した筒内温度推定を行い、その推定値に基づいた燃焼制御を行っている。   The in-cylinder temperature estimation unit 46 uses each map 12A based on an engine water temperature detected by the water temperature sensor 33, an intake air temperature detected by the intake air temperature sensor 29, or the like using a map obtained in advance through experiments or the like. In-cylinder temperature estimation means for estimating the air temperature in the cylinder of -12D. In particular, in this embodiment, as will be described later, in-cylinder temperature estimation is performed in consideration of the engine stop time when the engine is restarted, and combustion control is performed based on the estimated value.

以上のような構成のECU2によってアイドルストップ制御を行うにあたり、エンジンの再始動時には、最初に圧縮行程気筒で燃焼を行わせることにより、そのピストン13を押し下げてクランク軸3を少しだけ逆転させる。これによって膨張行程気筒のピストン13を一旦上昇(上死点に近づける)させ、その気筒内の空気(燃料噴射後は混合気となる)を圧縮した状態で、この混合気に点火して燃焼させることにより、クランク軸3に正転方向の駆動トルクを与えてエンジンを再始動させるように構成されている。   In performing the idle stop control by the ECU 2 having the above-described configuration, when the engine is restarted, the combustion is first performed in the compression stroke cylinder, so that the piston 13 is pushed down to slightly reverse the crankshaft 3. As a result, the piston 13 of the expansion stroke cylinder is once raised (closed to top dead center), and the air-fuel mixture (which becomes the air-fuel mixture after fuel injection) is compressed and ignited and burned. Thus, the engine is restarted by applying a driving torque in the forward direction to the crankshaft 3.

上記のようにして再始動モータ等を使用することなく、特定の気筒に噴射された燃料に点火するだけでエンジンを適正に再始動させるためには、上記膨張行程気筒の混合気を燃焼させることにより得られる燃焼エネルギを充分に確保することにより、これに続いて圧縮上死点を迎える気筒(当実施形態では圧縮行程気筒および吸気行程気筒)がその圧縮反力に打ち勝って圧縮上死点を超えるようにしなければならない。したがって、膨張行程気筒内に充分な空気量を確保しておく必要がある。   In order to properly restart the engine simply by igniting the fuel injected into a specific cylinder without using a restart motor or the like as described above, the air-fuel mixture in the expansion stroke cylinder is burned. By sufficiently ensuring the combustion energy obtained by the above, the cylinder that reaches the compression top dead center (in this embodiment, the compression stroke cylinder and the intake stroke cylinder) overcomes the compression reaction force and overcomes the compression top dead center. It must be exceeded. Therefore, it is necessary to ensure a sufficient amount of air in the expansion stroke cylinder.

図3(a),(b)に示すように、圧縮行程気筒と膨張行程気筒とでは、それぞれ位相が180°CAだけずれているため、各ピストン13が互いに逆方向に作動する。膨張行程気筒のピストン13が行程中央よりも下死点側に位置していれば、その気筒の空気量が多くなって充分な燃焼エネルギが得られる。しかし、上記膨張行程気筒のピストン13が極端に下死点側に位置した状態となると、圧縮行程気筒内の空気量が少なくなり過ぎて、再始動時の初回燃焼でクランク軸3を逆転させるための燃焼エネルギが充分に得られなくなる。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the phases of the compression stroke cylinder and the expansion stroke cylinder are shifted by 180 ° CA, so that the pistons 13 operate in opposite directions. If the piston 13 of the expansion stroke cylinder is located on the bottom dead center side with respect to the stroke center, the amount of air in the cylinder increases and sufficient combustion energy is obtained. However, when the piston 13 of the expansion stroke cylinder is extremely positioned on the bottom dead center side, the amount of air in the compression stroke cylinder becomes too small, and the crankshaft 3 is reversed by the initial combustion at the time of restart. The sufficient combustion energy cannot be obtained.

これに対して上記膨張行程気筒の行程中央、つまり圧縮上死点後のクランク角が90°CAとなる位置よりもやや下死点側の所定範囲R、例えば圧縮上死点後のクランク角が100〜120°CAとなる範囲R内にピストン13を停止させることができれば、圧縮行程気筒内に所定量の空気が確保されて上記初回の燃焼によりクランク軸3を少しだけ逆転させ得る程度の燃焼エネルギが得られることになる。しかも、膨張行程気筒内に多くの空気量を確保することにより、クランク軸3を正転させるための燃焼エネルギを充分に発生させてエンジンを確実に再始動させることが可能となる(以下この範囲Rを適正停止範囲Rとする)。   On the other hand, a predetermined range R slightly lower than the position where the crank angle after the compression top dead center is 90 ° CA, for example, the crank angle after the compression top dead center, is the stroke center of the expansion stroke cylinder. If the piston 13 can be stopped within the range R of 100 to 120 ° CA, a predetermined amount of air is secured in the compression stroke cylinder, and the combustion is such that the crankshaft 3 can be slightly reversed by the initial combustion. Energy will be obtained. Moreover, by securing a large amount of air in the expansion stroke cylinder, it is possible to generate sufficient combustion energy for normal rotation of the crankshaft 3 and reliably restart the engine (hereinafter referred to as this range). R is an appropriate stop range R).

そこで、ピストン13を適正停止範囲R内に停止させるよう、ECU2によって次のような制御がなされる。図4は、この制御によるエンジン自動停止時のタイムチャートであり、エンジンの回転速度Ne、ブースト圧Bt(吸気圧力)およびスロットル弁23の開度Kを示す。また図5は、図4の時点t1付近以降の拡大図であり、図4に加えてクランク角CAおよび各気筒の行程推移チャートを示す。なお、以下説明を簡潔にするため、#1気筒12Aが膨張行程気筒、#2気筒12Bが排気行程気筒、#3気筒12Cが圧縮行程気筒、#4気筒12Dが吸気行程気筒であるものとする。   Therefore, the ECU 2 performs the following control to stop the piston 13 within the proper stop range R. FIG. 4 is a time chart when the engine is automatically stopped by this control, and shows the rotational speed Ne of the engine, the boost pressure Bt (intake pressure), and the opening degree K of the throttle valve 23. FIG. 5 is an enlarged view after the time t1 in FIG. 4 and shows a crank angle CA and a stroke transition chart of each cylinder in addition to FIG. For the sake of brevity, it is assumed that # 1 cylinder 12A is an expansion stroke cylinder, # 2 cylinder 12B is an exhaust stroke cylinder, # 3 cylinder 12C is a compression stroke cylinder, and # 4 cylinder 12D is an intake stroke cylinder. .

ECU2は、エンジンの自動停止条件が成立した時点t0で、エンジンの目標速度を、エンジンを自動停止させない時の通常のアイドル回転速度(以下、通常のアイドル回転速度という)よりも高い値、例えば通常のアイドル回転速度が650rpm(自動変速機はドライブ(D)レンジ)に設定されたエンジンでは上記目標速度(自動停止条件成立時のアイドル回転速度)を850rpm程度(自動変速機はニュートラル(N)レンジ)に設定することにより、エンジンの回転速度Neを通常のアイドル回転速度よりも少し高い回転速度で安定させる制御を実行する。またブースト圧Btが比較的高い所定の値(約−400mmHg)で安定するようにスロットル弁23の開度Kを調節する。   The ECU 2 sets the target speed of the engine to a value higher than a normal idle rotation speed (hereinafter referred to as a normal idle rotation speed) when the engine is not automatically stopped at a time point t0 when the automatic engine stop condition is satisfied, for example, normal In an engine whose idle rotation speed is set to 650 rpm (the automatic transmission is in the drive (D) range), the target speed (idle rotation speed when the automatic stop condition is satisfied) is set to about 850 rpm (the automatic transmission is in the neutral (N) range). ) Is executed to stabilize the engine speed Ne at a slightly higher speed than the normal idle speed. Further, the opening K of the throttle valve 23 is adjusted so that the boost pressure Bt is stabilized at a relatively high predetermined value (about −400 mmHg).

そしてエンジンの回転速度Neが目標速度に安定した時点t1で燃料噴射を停止させてエンジンの回転速度Neを低下させる。また、エンジンを自動停止させる制御動作の初期段階である上記燃料噴射の停止時点t1で、スロットル弁23の開度Kを、気筒内空燃比を空気過剰率λ=1にしたときのアイドル時の吸気流量(エンジン運転を継続させるために必要な最小限の吸気流量)よりも多い吸気流量となるように設定する。すなわち、上記時点t1直前の燃焼状態が、気筒内空燃比を空気過剰率λ=1ないしλ=1付近に設定されて均質燃焼されている場合はスロットル弁23の開度Kを増大させ(例えば開度K=30%程度)、気筒内空燃比がリーンに設定されて成層燃焼されている場合はスロットル弁23の開度Kをそのまま(成層燃焼時の比較的大きな開度のまま)維持する。図4及び図5は前者の場合を示している。   Then, the fuel injection is stopped at time t1 when the engine rotation speed Ne is stabilized at the target speed, and the engine rotation speed Ne is decreased. Further, at the fuel injection stop time t1, which is the initial stage of the control operation for automatically stopping the engine, the opening K of the throttle valve 23 is set at the idling time when the cylinder air-fuel ratio is set to the excess air ratio λ = 1. The intake air flow rate is set to be higher than the intake air flow rate (minimum intake air flow rate necessary for continuing engine operation). That is, when the combustion state immediately before the time point t1 is set to an in-cylinder air-fuel ratio in the vicinity of the excess air ratio λ = 1 to near λ = 1 and homogeneous combustion is performed, the opening K of the throttle valve 23 is increased (for example, When the air-fuel ratio in the cylinder is set to lean and stratified combustion is performed, the opening K of the throttle valve 23 is maintained as it is (the relatively large opening during stratified combustion). . 4 and 5 show the former case.

この制御によって時点t1からやや遅れてブースト圧Btが増大し始める(時点t1直前が均質燃焼の場合)か、または比較的高いブースト圧Btを維持する(時点t1直前が成層燃焼の場合)ので、排気ガスの掃気が促進される。   As a result of this control, the boost pressure Bt starts to increase slightly after time t1 (if the combustion just before time t1 is homogeneous combustion) or maintains a relatively high boost pressure Bt (if the time just before time t1 is stratified combustion) Exhaust gas scavenging is facilitated.

またECU2は、時点t1でオルタネータ28の発電を一旦停止させる。これによってクランク軸3の回転抵抗を低減し、エンジンの回転速度Neの速度が早く低下し過ぎないようにしている。   Further, the ECU 2 temporarily stops the power generation of the alternator 28 at time t1. This reduces the rotational resistance of the crankshaft 3 so that the engine rotational speed Ne does not decrease too quickly.

こうして時点t1で燃焼噴射を停止するとエンジンの回転速度Neが低下し始め、予め設定された基準速度、例えば760rpm以下になったことが確認された時点t2でスロットル弁23を閉止する。すると時点t2からやや遅れてブースト圧Btが減少し始め、エンジンの各気筒に吸入される吸気流量が減少する。スロットル弁23を開放している時点t1から時点t2までの間に吸入された空気は、共通吸気通路21c及びサージタンク21bを経由して各気筒の分岐吸気通路21aに導かれる。そして吸気行程を迎えた気筒から順にその空気を吸入することになる。図5に示す場合では#4気筒12D、#2気筒12B、#1気筒12A、#3気筒12Cの順となる。ここで、時点t1及び時点t2の設定を上記のようにすることによって、#3気筒12C(圧縮行程気筒)よりも#1気筒12A(膨張行程気筒)の方がより多くの空気を吸入することになる。   When the combustion injection is stopped at time t1, the engine rotational speed Ne starts to decrease, and the throttle valve 23 is closed at time t2 when it is confirmed that the engine speed has become a preset reference speed, for example, 760 rpm or less. Then, the boost pressure Bt starts to decrease slightly after time t2, and the intake air flow rate sucked into each cylinder of the engine decreases. Air sucked between time t1 and time t2 when the throttle valve 23 is opened is guided to the branch intake passage 21a of each cylinder via the common intake passage 21c and the surge tank 21b. Then, the air is sucked in order from the cylinder that has reached the intake stroke. In the case shown in FIG. 5, the order is # 4 cylinder 12D, # 2 cylinder 12B, # 1 cylinder 12A, and # 3 cylinder 12C. Here, by setting the time point t1 and the time point t2 as described above, the # 1 cylinder 12A (expansion stroke cylinder) sucks more air than the # 3 cylinder 12C (compression stroke cylinder). become.

時点t1以降はエンジンが惰性で回転するため、エンジンの回転速度Neが次第に低下し、やがて時点t5で停止するが、このエンジンの回転速度Neの低下は、図4および図5に示すように、小刻みなアップダウン(4気筒4サイクルエンジンでは10回前後)を繰り返しながら低下して行く。   Since the engine rotates by inertia after time t1, the engine speed Ne gradually decreases and eventually stops at time t5. As shown in FIGS. 4 and 5, the engine speed Ne decreases. Every time it goes up and down (around 10 times for a 4-cylinder 4-cycle engine), it goes down.

図5に示すクランク角CAのタイムチャートは、実線が#1気筒12Aおよび#3気筒12Cの上死点(TDC)を0°CAとした場合のクランク角を示し、一点鎖線が#2気筒12Bおよび#4気筒12Dの上死点を0°CAとした場合のクランク角を示している。実線と一点鎖線とは90°CAを境に互いに逆位相となっている。4気筒4サイクルエンジンでは、180°CAごとに何れかの気筒が順次圧縮上死点を迎えるので、このタイムチャートは、実線または一点鎖線で示す波形の頂点(クランク角=0°CA)において何れかの気筒が圧縮上死点を通過していることを示している。   In the time chart of the crank angle CA shown in FIG. 5, the solid line indicates the crank angle when the top dead center (TDC) of the # 1 cylinder 12A and the # 3 cylinder 12C is 0 ° CA, and the alternate long and short dash line indicates the # 2 cylinder 12B. The crank angle when the top dead center of the # 4 cylinder 12D is 0 ° CA is shown. The solid line and the alternate long and short dash line are in opposite phases with respect to 90 ° CA. In a four-cylinder four-cycle engine, one of the cylinders reaches compression top dead center every 180 ° CA. Therefore, this time chart shows either at the top of the waveform indicated by a solid line or one-dot chain line (crank angle = 0 ° CA). This indicates that the cylinder passes the compression top dead center.

この何れかの気筒が圧縮上死点となるタイミングは、上記エンジンの回転速度Neのアップダウンの谷のタイミングと一致している。つまり、エンジンの回転速度Neは、各気筒が順次圧縮上死点を迎える度に一時的に落ち込んだ後、その圧縮上死点を超えた時点で再び上昇するという小刻みなアップダウンを繰り返しながら次第に低下するのである。   The timing at which any one of the cylinders becomes the compression top dead center coincides with the timing of the up-down valley of the engine rotational speed Ne. In other words, the rotational speed Ne of the engine gradually drops every time each cylinder reaches compression top dead center, and then gradually rises and falls again when the compression top dead center is exceeded, gradually repeating up and down. It goes down.

そして最後の圧縮上死点を通過した時点t4の後に圧縮上死点を迎える圧縮行程気筒12Cでは、慣性力によるピストン13の上昇に伴って空気圧が高まり、その圧縮反力によりピストン13が上死点を超えることなく押し返されてクランク軸3が逆転する。このクランク軸3の逆転によって膨張行程気筒12Aの空気圧が上昇するため、その圧縮反力に応じて膨張行程気筒12Aのピストン13が下死点側に押し返されてクランク軸3が再び正転し始め、このクランク軸3の逆転と正転とが数回繰り返されてピストン13が往復作動した後に停止することになる。このピストン13の停止位置は、圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12Aにおける圧縮反力のバランスにより略決定されるとともに、吸気行程気筒12Dの吸気抵抗やエンジンの摩擦等の影響を受け、上記最後の圧縮上死点を超えた時点t4のエンジンの回転慣性、つまりエンジン回転速度Neの高低によっても変化することになる。   In the compression stroke cylinder 12C that reaches the compression top dead center after the time t4 when the last compression top dead center is passed, the air pressure increases as the piston 13 rises due to the inertial force, and the piston 13 is top dead due to the compression reaction force. The crankshaft 3 is reversed without being pushed back beyond the point. Since the air pressure of the expansion stroke cylinder 12A increases due to the reverse rotation of the crankshaft 3, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A is pushed back to the bottom dead center side according to the compression reaction force, and the crankshaft 3 rotates forward again. First, the reverse rotation and forward rotation of the crankshaft 3 are repeated several times, and the piston 13 stops after reciprocating. The stop position of the piston 13 is substantially determined by the balance of the compression reaction force in the compression stroke cylinder 12C and the expansion stroke cylinder 12A, and is influenced by the intake resistance of the intake stroke cylinder 12D, the friction of the engine, and the like. It also changes depending on the rotational inertia of the engine at the time t4 when the compression top dead center is exceeded, that is, the level of the engine rotational speed Ne.

したがって、膨張行程気筒12Aのピストン13を適正停止範囲R内に停止させるためには、まず膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cの圧縮反力がそれぞれ充分に大きくなり、かつ膨張行程気筒12Aの圧縮反力が圧縮行程気筒12Cの圧縮反力よりも所定値以上大きくなるように、両気筒に対する吸気流量を調節する必要がある。このために、燃料噴射の停止時点t1でスロットル弁23を開放してその開度Kを増大させることにより膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cの両方に所定量の空気を吸入させた後、所定時間が経過した時点t2で上記スロットル弁23を閉止してその開度Kを低減することにより上記吸入空気量を調節するようにしている。   Therefore, in order to stop the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A within the proper stop range R, first, the compression reaction forces of the expansion stroke cylinder 12A and the compression stroke cylinder 12C are sufficiently increased, and the compression of the expansion stroke cylinder 12A is performed. It is necessary to adjust the intake air flow rates for both cylinders so that the reaction force is greater than the compression reaction force of the compression stroke cylinder 12C by a predetermined value or more. For this purpose, the throttle valve 23 is opened at the fuel injection stop time t1 and its opening K is increased so that a predetermined amount of air is sucked into both the expansion stroke cylinder 12A and the compression stroke cylinder 12C. The intake air amount is adjusted by closing the throttle valve 23 and reducing its opening K at time t2 when the time has elapsed.

ところで、このようにしてエンジンを自動停止させ、エンジン回転速度が低下する過程において、各気筒12A〜12Dが圧縮上死点を通過する際のエンジン回転速度(上死点回転速度)neと、膨張行程気筒12Aのピストン停止位置との間に明確な相関関係がある。すなわち、各段階(停止前から2番目、3番目、4番目・・・)の上死点回転速度neがそれぞれ一定の速度範囲内にあるときに膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が適正停止範囲R内となる確率が高くなるのである。   By the way, in the process in which the engine is automatically stopped in this way and the engine rotational speed decreases, the engine rotational speed (top dead center rotational speed) ne when each cylinder 12A to 12D passes through the compression top dead center, and the expansion There is a clear correlation between the piston stop position of the stroke cylinder 12A. That is, the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A is in the proper stop range when the top dead center rotational speed ne in each stage (second, third, fourth from the stop) is within a certain speed range. The probability of being in R increases.

この特性を利用し、当実施形態ではエンジン回転速度Neの低下過程における所定の段階(特に重要なのは停止前から2番目(時点t3))の上死点回転速度neが一定の速度範囲内となるような制御を行って、膨張行程気筒12Aのピストン13がより確実に適正停止範囲R内で停止するような制御を行っている。具体的には、オルタネータ28の発電量を増減させることによってクランクシャフト3の負荷(エンジン負荷)を調節し、停止前から2番目の上死点回転速度ne(時点t3)が、350±50rpmの範囲内となるようにしている。   Using this characteristic, in this embodiment, the top dead center rotational speed ne in a predetermined stage (particularly important is the second before the stop (time point t3)) in the process of decreasing the engine rotational speed Ne is within a certain speed range. Such control is performed so that the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A is more reliably stopped within the proper stop range R. Specifically, the load (engine load) of the crankshaft 3 is adjusted by increasing or decreasing the power generation amount of the alternator 28, and the second top dead center rotational speed ne (time point t3) from before the stop is 350 ± 50 rpm. It is within the range.

エンジン回転速度Neが更に低下し、最後の圧縮上死点通過時期(図5に示す時点t4)を過ぎると、何れの気筒も上死点を通過することがなく、行程の推移はなされなくなる。ピストン13は、その行程内で減衰振動(逆向きに動くときはクランク軸3が逆転し、エンジンの回転速度Neが負になる)しつつ狙いの適正停止範囲Rに停止しようとする。しかし、このとき吸気行程気筒12Dは吸気動作を行っており、その吸気抵抗が大きいとピストン13の停止位置がばらつき易くなる。特に、吸気抵抗はピストン13が下死点側に動くときに大きくなるように作用するので、ピストン13が狙いよりも上死点寄りに停止し易くなる。吸気行程気筒12Dのピストン13と膨張行程気筒12Aのピストン13とは同位相で動くので、結局膨張行程気筒12Aのピストン13が狙いよりも上死点寄りに停止し易くなってしまう。   When the engine speed Ne further decreases and the final compression top dead center passage time (time point t4 shown in FIG. 5) has passed, none of the cylinders passes through the top dead center, and the stroke is not changed. The piston 13 tries to stop within the target proper stop range R while being damped and oscillated within the stroke (when the crank 13 moves in the opposite direction, the crankshaft 3 is reversed and the engine rotational speed Ne becomes negative). However, at this time, the intake stroke cylinder 12D performs an intake operation, and if the intake resistance is large, the stop position of the piston 13 tends to vary. In particular, the intake resistance acts so as to increase when the piston 13 moves to the bottom dead center side, so that the piston 13 is likely to stop closer to the top dead center than intended. Since the piston 13 of the intake stroke cylinder 12D and the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A move in the same phase, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A tends to stop near the top dead center rather than the target.

そこで当実施形態では、時点t4と略同時(やや遅らせても良い)にスロットル弁23の開度Kを図5に示す開度K1(例えばK1=40%程度)まで増大させ、吸気行程気筒12Dの吸気抵抗を低減している。これによって膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cにおける吸気流量バランスに影響を及ぼすことなく、そのバランスに応じた狙いの位置にピストン13がより停止し易くなっている。   Therefore, in this embodiment, the opening degree K of the throttle valve 23 is increased to the opening degree K1 shown in FIG. 5 (for example, about K1 = about 40%) almost simultaneously with the time point t4 (may be slightly delayed), and the intake stroke cylinder 12D. The intake resistance is reduced. This makes it easier for the piston 13 to stop at a target position corresponding to the balance without affecting the intake flow rate balance in the expansion stroke cylinder 12A and the compression stroke cylinder 12C.

なお、このような制御を行うためには、時点t4が最後の圧縮上死点通過時期であることを即時に判別する必要があり、次の(圧縮行程気筒12Cでの)圧縮上死点は通過しないことを時点t4において予測しなければならない。そのため当実施形態では、ECU2が最後の上死点通過時期を判別するようにしている。ECU2は、各上死点通過時のエンジン回転速度と、予め実験等で求められた所定の回転速度(例えば260rpm)とを比較し、前者が後者以下となった時点で、それが最後の圧縮上死点通過時期であると判別する。なお、最後の圧縮上死点通過時期における上死点回転速度neは、高いほど行程後期寄り(膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が下死点寄り、圧縮行程気筒12Cでは上死点寄り)で停止し易くなる。   In order to perform such control, it is necessary to immediately determine that the time point t4 is the last compression top dead center passage timing, and the next compression top dead center (in the compression stroke cylinder 12C) is It must be predicted at time t4 that it will not pass. Therefore, in the present embodiment, the ECU 2 determines the last top dead center passage time. The ECU 2 compares the engine rotation speed when passing through each top dead center with a predetermined rotation speed (for example, 260 rpm) obtained in advance through experiments or the like, and when the former becomes equal to or lower than the latter, It is determined that it is time to pass top dead center. Note that the higher the top dead center rotational speed ne at the last compression top dead center passage time, the closer to the latter stage of the stroke (the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A is closer to the bottom dead center, and closer to the top dead center in the compression stroke cylinder 12C). It becomes easy to stop.

ところで、エンジン停止直前の膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cの最終吸気行程における吸気流量バランスは、ブースト圧Btによっても影響を受ける。特に、停止前から2番目の圧縮上死点通過時期(図5の時点t3)は、圧縮行程気筒12Cにおいて最終吸気行程の始点となっており、この時点のブースト圧Btの影響が大きい。すなわち、このブースト圧Btが低い(真空側)と、圧縮行程気筒12Cへの吸気流量が少なくなり、結果的に圧縮行程気筒12Cのピストン13の停止位置が上死点寄り(膨張行程気筒12Aでは下死点寄り)となり易い。ブースト圧Btが高い(大気圧側)と、その逆となる。   Incidentally, the intake flow rate balance in the final intake stroke of the expansion stroke cylinder 12A and the compression stroke cylinder 12C immediately before the engine is stopped is also affected by the boost pressure Bt. In particular, the second compression top dead center passage timing (time point t3 in FIG. 5) from before the stop is the start point of the final intake stroke in the compression stroke cylinder 12C, and the influence of the boost pressure Bt at this point is large. That is, when the boost pressure Bt is low (vacuum side), the intake flow rate to the compression stroke cylinder 12C decreases, and as a result, the stop position of the piston 13 of the compression stroke cylinder 12C is close to top dead center (in the expansion stroke cylinder 12A). It tends to be near the bottom dead center). The reverse is true when the boost pressure Bt is high (atmospheric pressure side).

従って、最後の上死点通過時期における上死点回転速度neが高く、また停止前から2番目の圧縮上死点通過時期のブースト圧Btが低いときは、膨張行程気筒12Aのピストン13が行程後期寄りで停止し易い条件が重なっており、狙いの停止位置(上死点後100〜120°CA)で停止する可能性が高い。このような条件のときに、時点t3でスロットル弁23の開度をK1まで増大させる制御を行うと、ピストン停止位置がより行程後期寄りとなって、かえって狙いの停止位置から外れてしまう虞がある。そこで当実施形態では、そのような場合には、時点t3におけるスロットル弁23の開度をK1より低開度(または閉止)とされる開度K2(図5参照)に設定し、吸気流量の増大を抑制することにより、膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が下死点寄りになり過ぎないようにしている。   Therefore, when the top dead center rotational speed ne at the last top dead center passage timing is high and the boost pressure Bt at the second compression top dead center passage timing before the stop is low, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A is in the stroke. Conditions that are likely to stop at the later stage overlap, and there is a high possibility of stopping at the target stop position (100 to 120 ° CA after top dead center). Under such conditions, if the control is performed to increase the opening of the throttle valve 23 to K1 at the time t3, the piston stop position may be closer to the end of the stroke, and may be deviated from the target stop position. is there. Therefore, in this embodiment, in such a case, the opening degree of the throttle valve 23 at the time point t3 is set to an opening degree K2 (see FIG. 5) that is lower (or closed) than K1, and the intake flow rate is reduced. By suppressing the increase, the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A is prevented from becoming too close to the bottom dead center.

こうして時点t5においてピストン13が完全に停止するが、その停止直前から停止までのピストン13の動作をクランク角センサ30,31で検出することにより、ECU2のピストン位置検出部45がピストン13の停止位置を検出する。図6は、そのピストン停止位置の検出制御動作を示すフローチャートである。この検出制御がスタートすると、第1クランク角信号CA1(クランク角センサ30からの信号)および第2クランク角信号CA2(クランク角センサ31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(ステップS41)。これにより、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定して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。   Thus, the piston 13 is completely stopped at the time point t5. By detecting the operation of the piston 13 from immediately before the stop to the stop by the crank angle sensors 30, 31, the piston position detection unit 45 of the ECU 2 detects the stop position of the piston 13. Is detected. FIG. 6 is a flowchart showing the detection control operation of the piston stop position. When this detection control is started, based on the first crank angle signal CA1 (signal from the crank angle sensor 30) and the second crank angle signal CA2 (signal from the crank angle sensor 31), when the first crank angle signal CA1 rises. It is determined whether or not the second crank angle signal CA2 is Low, or whether or not the second crank angle signal CA2 is High when the first crank angle signal CA1 falls (Step S41). Accordingly, it is determined whether the phase relationship between the signals CA1 and CA2 during the engine stop operation is as shown in FIG. 7A or 7B, and the engine is rotated forward. Whether it is in a state or a reverse state is determined.

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。   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.

そこで、ステップS41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S42)、ステップS41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S43)。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S44)。   Therefore, if the determination in step S41 is YES, the CA counter for measuring the crank angle change in the forward rotation direction of the engine is increased (step S42). If the determination in step S41 is NO, the CA counter is increased. Down (step S43). Then, after stopping the engine, the piston stop position is obtained by examining the measured value of the CA counter (step S44).

エンジンが完全に停止すると、各気筒12A〜12Dの筒内温度は図8の温度特性に示すような変化をする。図8は、エンジン停止からの経過時間と筒内温度との関係を示すグラフであり、エンジン停止時(時点t5)の筒内温度が80℃であった場合の筒内温度変化の推定値である。   When the engine is completely stopped, the in-cylinder temperatures of the cylinders 12A to 12D change as shown in the temperature characteristics of FIG. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the elapsed time from the engine stop and the in-cylinder temperature, and is an estimated value of the in-cylinder temperature change when the in-cylinder temperature is 80 ° C. when the engine is stopped (time point t5). is there.

この特性に示すように、エンジンが完全に停止すると冷却水の流れが停止するので、停止直後に筒内温度が急速に上昇する。そしてエンジン停止後約10秒でピークとなり、以後は徐々に低下して行く。この特性は冷却水の温度(エンジン水温)や外気温(吸気温度)等によって異なり、ECU2の筒内温度推定部46はその特性をマップ化したデータを記憶している。   As shown in this characteristic, when the engine is completely stopped, the flow of the cooling water is stopped, so that the in-cylinder temperature rapidly rises immediately after the stop. Then, it peaks at about 10 seconds after the engine stops, and then gradually decreases. This characteristic varies depending on the temperature of the cooling water (engine water temperature), the outside air temperature (intake air temperature), and the like, and the in-cylinder temperature estimation unit 46 of the ECU 2 stores data in which the characteristic is mapped.

なお、エンジン停止動作期間中にスロットル弁23の開度Kを増大させることにより掃気が促進されるので、触媒37に充分な量の新気が供給される。従ってエンジン停止中は触媒37の酸素吸蔵量が充分に多い状態となっている。   Since scavenging is promoted by increasing the opening K of the throttle valve 23 during the engine stop operation period, a sufficient amount of fresh air is supplied to the catalyst 37. Therefore, the oxygen storage amount of the catalyst 37 is sufficiently large while the engine is stopped.

次に、エンジンの再始動時の制御について説明する。再始動の際は、上述のようにまず圧縮行程気筒12Cでの燃焼を行わせてエンジンを一旦逆回転させてから膨張行程気筒12Aでの燃焼を行わせ、正転方向に転じさせる。つまりエンジンを一旦逆回転させることによって膨張行程気筒12Aのピストン13を上昇させ、その圧縮圧力を増大させた後に当該気筒での燃焼を行わせる。膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が適正停止範囲Rにあって燃焼のための充分な空気量が確保されていることと、その空気がエンジンの逆転によって圧縮されることにより大きな燃焼エネルギが得られる。つまりエンジンを確実に正転方向に転じさせるとともにその後の継続的な運転に円滑に移行させることができる。   Next, control during engine restart will be described. When restarting, the combustion is first performed in the compression stroke cylinder 12C as described above, and the engine is once reversely rotated, and then the combustion is performed in the expansion stroke cylinder 12A, so that the engine rotates in the forward rotation direction. That is, once the engine is reversely rotated, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A is raised, and after the compression pressure is increased, combustion in the cylinder is performed. The piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A is in the proper stop range R and a sufficient amount of air for combustion is secured, and the air is compressed by the reverse rotation of the engine, so that large combustion energy is obtained. . That is, the engine can be reliably rotated in the normal rotation direction and smoothly shifted to the subsequent continuous operation.

しかし、膨張行程気筒12A内に充分な空気が存在していることが、その空気を強く圧縮することの妨げとなっている。それは、圧縮された空気の圧縮反力が膨張行程気筒12Aのピストン13を押し戻す方向に作用するからである。   However, the presence of sufficient air in the expansion stroke cylinder 12A hinders strong compression of the air. This is because the compression reaction force of the compressed air acts in the direction of pushing back the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A.

そこで当実施形態では、膨張行程気筒12Aへの燃料噴射時期を遅らせることにより、膨張行程気筒12A内の空気の圧縮量を増大(密度を増大)させる制御を行っている。燃料噴射時期を遅らせると、ある程度筒内空気が圧縮された状態の気筒内に燃料を噴射することになり、その気化潜熱によって圧縮圧力が減少する。従って同じエンジン逆転のエネルギであればピストン13がより上死点近くまで移動することができ(ピストンストローク増大)、圧縮空気の密度をより高めることができる。   Therefore, in the present embodiment, control is performed to increase the compression amount (increase the density) of the air in the expansion stroke cylinder 12A by delaying the fuel injection timing to the expansion stroke cylinder 12A. If the fuel injection timing is delayed, the fuel is injected into the cylinder in which the cylinder air is compressed to some extent, and the compression pressure is reduced by the latent heat of vaporization. Therefore, if the energy is the same as that of the reverse engine rotation, the piston 13 can move closer to the top dead center (increase in piston stroke), and the density of compressed air can be further increased.

図9は、膨張行程気筒12Aへの燃料噴射時期と、それに応じたピストン到達点(点火をしないときに最も上死点に近づく位置)との関係を示すグラフであり、燃料噴射を遅らせることによる効果を表している。図9の横軸は膨張行程気筒12Aの最初の燃焼のための燃料噴射時期をクランク角(上死点後ATDC)で表したもの、縦軸はそれに応じた膨張行程気筒12Aのピストン到達点をクランク角(上死点後ATDC)で表したものである。ピストン到達点のクランク角が小さい(上死点TDCに近い)ほど最大圧縮時の筒内容積が小さく(空気密度が大きく)、燃焼時により大きなエネルギを得ることができる。図9の特性は、膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が110°CA(ATDC)のときのものである。この特性に示すように、逆転動作の最初(クランク角=110°CA(ATDC))に噴射したときのピストン到達点が約36.5°CA(ATDC)であるのに対し、逆転が開始し、ピストン13が70°CA(ATDC)まで上死点側に移動したときに噴射した場合、そのピストン到達点が約33.5°CA(ATDC)となり、約3°CA分の圧縮空気密度の増大を図ることができる。   FIG. 9 is a graph showing the relationship between the fuel injection timing to the expansion stroke cylinder 12A and the corresponding piston arrival point (the position closest to the top dead center when not ignited), by delaying the fuel injection. Represents the effect. The horizontal axis of FIG. 9 represents the fuel injection timing for the first combustion of the expansion stroke cylinder 12A in terms of the crank angle (ATDC after top dead center), and the vertical axis represents the piston arrival point of the expansion stroke cylinder 12A corresponding thereto. This is expressed in terms of crank angle (ATDC after top dead center). The smaller the crank angle at the piston arrival point (closer to the top dead center TDC), the smaller the in-cylinder volume at the time of maximum compression (the higher the air density), and the larger energy can be obtained during combustion. The characteristics shown in FIG. 9 are obtained when the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A is 110 ° CA (ATDC). As shown in this characteristic, the piston reaching point when injected at the beginning of the reverse rotation operation (crank angle = 110 ° CA (ATDC)) is about 36.5 ° CA (ATDC), whereas the reverse rotation starts. When the piston 13 is injected when moving to the top dead center side up to 70 ° CA (ATDC), the piston reaching point is about 33.5 ° CA (ATDC), and the compressed air density of about 3 ° CA is obtained. Increase can be achieved.

ただし燃料噴射時期を遅らせすぎると、気化が遅れ、気化潜熱によって圧縮圧力が充分低下する前にピストン13が到達点に達してしまう。つまりピストン到達点が低下に転じる(図9の例では70°CA(ATDC)以降)。結局、最大の空気密度増大効果を得るためには、燃料噴射時期を、膨張行程気筒12Aの圧縮行程中期から後期の前半までに行うのが好ましい。   However, if the fuel injection timing is delayed too much, the vaporization is delayed, and the piston 13 reaches the reaching point before the compression pressure is sufficiently lowered by the latent heat of vaporization. That is, the piston reaching point starts to decrease (in the example of FIG. 9, after 70 ° CA (ATDC)). After all, in order to obtain the maximum air density increasing effect, it is preferable to perform the fuel injection timing from the middle stage of the compression stroke of the expansion stroke cylinder 12A to the first half of the latter stage.

一方、燃料噴射時期を遅らせるということは燃料噴射から点火までの時間が短くなることでもあり、点火時の気化が不十分となる虞がある。点火時点までに気化を充分促進させるためには、早期(例えば逆転動作の初期)に燃料噴射を行うことが望ましい。つまり上記空気密度の増大と点火時点の気化促進とは燃料噴射時期に関して相反する要求を有するものである。   On the other hand, delaying the fuel injection timing also shortens the time from fuel injection to ignition, which may result in insufficient vaporization during ignition. In order to sufficiently promote vaporization by the time of ignition, it is desirable to perform fuel injection at an early stage (for example, at the beginning of the reverse operation). That is, the increase in the air density and the promotion of vaporization at the time of ignition have conflicting requirements regarding the fuel injection timing.

そこで当実施形態では、燃料を分割噴射(2分割)し、前段の燃料噴射を逆転動作の初期に行い、後段の燃料噴射を逆転動作中(望ましくは行程中央の90°CA(ATDC)よりも上死点寄り。図9の噴射時期70°CA(ATDC)に相当する時期)に行うようにしている。すなわち、比較的点火時期までの時間が長い前段の燃料噴射で気化を促進し、後段の燃料噴射によって圧縮空気密度の増大を図っている。   Therefore, in this embodiment, the fuel is dividedly injected (divided into two parts), the first stage fuel injection is performed at the beginning of the reverse rotation operation, and the second stage fuel injection is performed during the reverse rotation operation (preferably more than 90 ° CA (ATDC) at the center of the stroke Near the top dead center, which is performed at an injection timing of 70 ° CA (ATDC) in FIG. That is, vaporization is promoted by the first stage fuel injection that takes a relatively long time until the ignition timing, and the compressed air density is increased by the second stage fuel injection.

なお、ECU2の燃料噴射制御部41は、前段と後段との噴射燃料の比率(分割比)や後段の燃料噴射時期を、膨張行程気筒12Aのピストン停止位置や逆転開始時の筒内空気温度(推定値)によって補正し、気化性能を確保しつつ燃焼エネルギを可及的に増大させることができるようにしている。すなわち膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が適正停止範囲Rのうちの比較的下死点寄りにあるとき(比較的筒内空気量が多い)は、比較的上死点寄りにあるとき(比較的筒内空気量が少ない)に比べて後段の燃料噴射量比率を増大させている。これは、比較的筒内空気量が多いときは、その圧縮反力も大きくなるので、後段の燃料噴射量をより多くすることによって効果的に圧縮圧力を低減させ、圧縮空気の密度を増大させるためである。また、筒内空気温度が比較的高いときにも後段の燃料噴射量比率を増大させている。これは、筒内空気温度が高いときは燃料の気化性能が高くなっているので、気化性能を確保するための前段の燃料噴射をあまり必要としなくなるからである。   The fuel injection control unit 41 of the ECU 2 determines the ratio (split ratio) of the injected fuel between the front stage and the rear stage and the fuel injection timing of the rear stage based on the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A and the in-cylinder air temperature at the start of reverse rotation ( The combustion energy can be increased as much as possible while ensuring the vaporization performance. That is, when the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A is relatively close to the bottom dead center within the appropriate stop range R (relatively large in-cylinder air amount), it is relatively close to top dead center (relatively). The fuel injection amount ratio at the subsequent stage is increased as compared with the case where the in-cylinder air amount is small. This is because when the amount of air in the cylinder is relatively large, the compression reaction force also becomes large. Therefore, by increasing the fuel injection amount in the subsequent stage, the compression pressure is effectively reduced and the density of the compressed air is increased. It is. Further, the fuel injection amount ratio in the subsequent stage is also increased when the in-cylinder air temperature is relatively high. This is because when the in-cylinder air temperature is high, the fuel vaporization performance is high, so that it is not necessary to perform fuel injection in the previous stage to ensure the vaporization performance.

後段の燃料噴射時期に関しては、筒内空気温度が比較的高いときに後段の燃料噴射時期を遅らせている(但し図9の噴射時期70°CAに相当する時期を上限とする)。つまり、筒内空気温度が高いときは燃料の気化性能が高くなっているので、後段の燃料噴射時期を遅らせても点火までの間に気化し易くなっており、その分燃料噴射時期を遅らせることで圧縮空気密度の更なる増大を図っている。   Regarding the subsequent fuel injection timing, the later fuel injection timing is delayed when the in-cylinder air temperature is relatively high (however, the timing corresponding to the injection timing of 70 ° CA in FIG. 9 is set as the upper limit). In other words, when the in-cylinder air temperature is high, the fuel vaporization performance is high, so even if the subsequent fuel injection timing is delayed, it is easy to vaporize until ignition, and the fuel injection timing is delayed accordingly. Therefore, the compressed air density is further increased.

上記のような制御を含むエンジン再始動時の制御動作を図10〜図12に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、所定のエンジン再始動条件(停車状態から発進のためのアクセル操作等が行われた場合、バッテリー電圧が低下した場合、あるいはエアコンが作動した場合等)が成立したか否かを判定し(ステップS101)、NOと判定されてエンジンの再始動条件が成立していないことが確認された場合には、そのままの状態で待機する。ステップS101でYESと判定されて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、筒内温度推定部46が、エンジン水温、停止時間(自動停止からの経過時間)、吸気温度などから筒内温度を推定する(ステップS102)。そして、ピストン位置検出部45によって検出されたピストン13の停止位置に基づいて圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12A内の空気量を算出する(ステップS103)。つまり、上記ピストン13の停止位置から圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12Aの燃焼室容積が求められ、また、エンジン停止の際には燃料噴射の停止後にエンジンが数回転してから停止するので膨張行程気筒12Aも新気で満たされた状態にあり、かつ、エンジン停止中に圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12Aの内部は略大気圧となっているので、上記燃焼室容積から新気量が求められることとなる。   The control operation at the time of engine restart including the above control will be described based on the flowcharts shown in FIGS. First, it is determined whether or not a predetermined engine restart condition (e.g., when an accelerator operation for starting is performed from a stopped state, when the battery voltage is reduced, or when the air conditioner is activated, etc.) ( In step S101), when it is determined NO and it is confirmed that the engine restart condition is not satisfied, the process waits as it is. If it is determined YES in step S101 and it is confirmed that the engine restart condition is satisfied, the in-cylinder temperature estimation unit 46 determines the engine water temperature, the stop time (elapsed time from the automatic stop), the intake air temperature, and the like. From this, the in-cylinder temperature is estimated (step S102). Then, based on the stop position of the piston 13 detected by the piston position detector 45, the amount of air in the compression stroke cylinder 12C and the expansion stroke cylinder 12A is calculated (step S103). That is, the combustion chamber volumes of the compression stroke cylinder 12C and the expansion stroke cylinder 12A are obtained from the stop position of the piston 13, and when the engine is stopped, the engine is stopped after several revolutions after the fuel injection is stopped. Since the stroke cylinder 12A is also filled with fresh air, and the inside of the compression stroke cylinder 12C and the expansion stroke cylinder 12A is substantially atmospheric pressure while the engine is stopped, the amount of fresh air is calculated from the combustion chamber volume. It will be required.

次に、ピストン停止位置が、圧縮行程気筒12Cにおける適正停止範囲R(上死点前BTDC60〜80°CA)のうち、比較的下死点BDC側であるか否かの判定が行われる(ステップS104)。   Next, it is determined whether or not the piston stop position is relatively at the bottom dead center BDC side within the proper stop range R (before the top dead center BTDC 60 to 80 ° CA) in the compression stroke cylinder 12C (step). S104).

ステップS104でYESと判定され、比較的空気量が多いときは、ステップS105に移行して、上記ステップS103で算出された圧縮行程気筒12Cの空気量に対してλ(空気過剰率)>1なる空燃比(たとえば空燃比=20程度)となるように燃料を噴射させる(1回目の燃料噴射)。この空燃比はピストンの停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒1回目用空燃比マップM1から求められる。λ>1というリーン空燃比とすることにより、比較的圧縮行程気筒12C内の空気量が多いときであっても、逆転のための燃焼エネルギが過多となることなく、逆転し過ぎる(圧縮行程気筒12Cにおいて、下死点側に動いたピストン13が下死点を通過して、吸気行程まで逆転してしまう)ことを防止している。   If YES is determined in step S104 and the air amount is relatively large, the process proceeds to step S105, where λ (excess air ratio)> 1 with respect to the air amount of the compression stroke cylinder 12C calculated in step S103. The fuel is injected so that the air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio = about 20) is reached (first fuel injection). This air-fuel ratio is obtained from the compression stroke cylinder first-time air-fuel ratio map M1 set in advance according to the stop position of the piston. By setting the lean air-fuel ratio such that λ> 1, even when the amount of air in the compression stroke cylinder 12C is relatively large, the combustion energy for the reverse rotation does not become excessive, and the reverse rotation is excessive (the compression stroke cylinder). At 12C, the piston 13 that has moved to the bottom dead center side passes through the bottom dead center and reverses to the intake stroke).

一方ステップS104でNOと判定され、比較的空気量が少ないときは、ステップS106に移行して、上記ステップS103で算出された圧縮行程気筒12Cの空気量に対してλ≦1なる空燃比となるように燃料を噴射させる(1回目の燃料噴射)。この空燃比はピストンの停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒1回目用空燃比マップM2から求められる。λ≦1という理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比とすることにより、比較的圧縮行程気筒12C内の空気量が少ないときであっても、逆転のための燃焼エネルギを充分得ることができる。   On the other hand, if NO is determined in step S104 and the air amount is relatively small, the process proceeds to step S106, where the air-fuel ratio becomes λ ≦ 1 with respect to the air amount of the compression stroke cylinder 12C calculated in step S103. The fuel is injected as described above (first fuel injection). This air-fuel ratio is obtained from a compression stroke cylinder first-time air-fuel ratio map M2 set in advance according to the stop position of the piston. By setting the stoichiometric air-fuel ratio of λ ≦ 1 or a richer air-fuel ratio than that, sufficient combustion energy for reverse rotation can be obtained even when the amount of air in the compression stroke cylinder 12C is relatively small.

次にステップS107に移行し、圧縮行程気筒12Cへの1回目燃料噴射から気化時間を考慮して設定した時間の経過後に、当該気筒に対して点火を行う。そして、点火してから一定時間内にクランク角センサ30,31のエッジ(クランク角信号の立ち上がり又は立ち下がり)が検出されたか否かにより、ピストン13が動いたか否かを判定し(ステップS108)、NOと判定されて失火によりピストン13が動かなかったことが確認された場合には、圧縮行程気筒12Cに対して再点火を繰り返し行う(ステップS109)。   Next, the process proceeds to step S107, and after the time set in consideration of the vaporization time from the first fuel injection to the compression stroke cylinder 12C, the cylinder is ignited. Then, it is determined whether or not the piston 13 has moved based on whether or not the edges of the crank angle sensors 30 and 31 (rise or fall of the crank angle signal) have been detected within a predetermined time after ignition (step S108). If it is determined NO and it is confirmed that the piston 13 has not moved due to misfire, re-ignition is repeatedly performed on the compression stroke cylinder 12C (step S109).

クランク角センサ30,31のエッジが検出され、ピストン13が動いたと判定されると(ステップS108でYES)、ピストン停止位置および上記ステップS102で推定した筒内温度に基いて、膨張行程気筒12Aに対する分割燃料噴射の分割比(前段噴射(1回目)と後段噴射(2回目)との比率)を算出する(ステップS121)。膨張行程気筒12Aにおけるピストン停止位置が下死点寄りであるほど、また筒内温度が高いほど、後段の噴射比率を大きくする。   If the edges of the crank angle sensors 30, 31 are detected and it is determined that the piston 13 has moved (YES in step S108), the expansion stroke cylinder 12A is detected based on the piston stop position and the in-cylinder temperature estimated in step S102. A split ratio of split fuel injection (ratio between the front stage injection (first time) and the rear stage injection (second time)) is calculated (step S121). The later-stage injection ratio is increased as the piston stop position in the expansion stroke cylinder 12A is closer to the bottom dead center and as the in-cylinder temperature is higher.

次に上記ステップS103で算出した膨張行程気筒12Aの空気量に対して所定の空燃比(λ≦1)となるように燃料噴射量を算出する(ステップS122)。この際の空燃比はピストンの停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒用空燃比マップM3から求められる。   Next, the fuel injection amount is calculated so that a predetermined air-fuel ratio (λ ≦ 1) is obtained with respect to the air amount of the expansion stroke cylinder 12A calculated in step S103 (step S122). The air-fuel ratio at this time is obtained from the expansion stroke cylinder air-fuel ratio map M3 set in advance according to the stop position of the piston.

次に、ステップS122で算出された膨張行程気筒12Aへの燃料噴射量とステップS121で算出された分割比とによって、膨張行程気筒12Aに対する前段(1回目)の燃料噴射量を算出し、噴射する(ステップS123)。   Next, based on the fuel injection amount to the expansion stroke cylinder 12A calculated in step S122 and the split ratio calculated in step S121, the first stage fuel injection amount for the expansion stroke cylinder 12A is calculated and injected. (Step S123).

次に、上記ステップS102で推定された筒内温度に基づき、膨張行程気筒12Aに対する後段(2回目)の燃料噴射時期を算出する(ステップS124)。この2回目の噴射時期は、ピストン13が上死点側への移動(エンジンの逆転)を開始した後の、筒内空気が圧縮されている時期であるとともに、噴射燃料の気化潜熱が圧縮圧力を効果的に減少させる(ピストン13を可及的に上死点へ近づける)ように、かつこの2回目の噴射燃料が点火時期までに気化する時間が可及的に長くなるように設定される。   Next, based on the in-cylinder temperature estimated in step S102, the subsequent (second) fuel injection timing for the expansion stroke cylinder 12A is calculated (step S124). This second injection timing is a timing when the in-cylinder air is compressed after the piston 13 starts moving to the top dead center side (reverse rotation of the engine), and the vaporization latent heat of the injected fuel is compressed by the compression pressure. Is effectively reduced (the piston 13 is moved as close as possible to the top dead center), and the time for the second injected fuel to evaporate by the ignition timing is set to be as long as possible. .

次に、ステップS122で算出された膨張行程気筒12Aへの燃料噴射量とステップS121で算出された分割比とによって、膨張行程気筒12Aに対する後段(2回目)の燃料噴射量を算出し(ステップS125)、上記ステップS124で算出された2回目の噴射時期に噴射する(ステップS126)。   Next, the subsequent (second) fuel injection amount for the expansion stroke cylinder 12A is calculated based on the fuel injection amount for the expansion stroke cylinder 12A calculated in step S122 and the split ratio calculated in step S121 (step S125). ), And is injected at the second injection timing calculated in step S124 (step S126).

膨張行程気筒12Aへの2回目の燃料噴射後、所定のディレー時間経過後に点火する(ステップS127)。所定のディレー時間はピストンの停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒点火ディレーマップM4から求められる。この点火による膨張行程気筒12Aでの初回燃焼により、エンジンは逆転から正転に転ずる。従って圧縮行程気筒12Cのピストン13は上死点側に移動し、内部のガス(上記ステップS107の点火によって燃焼した既燃ガス)を圧縮し始める。   After the second fuel injection into the expansion stroke cylinder 12A, ignition is performed after a predetermined delay time has elapsed (step S127). The predetermined delay time is obtained from an expansion stroke cylinder ignition delay map M4 set in advance according to the stop position of the piston. By the initial combustion in the expansion stroke cylinder 12A by this ignition, the engine turns from reverse rotation to normal rotation. Accordingly, the piston 13 of the compression stroke cylinder 12C moves to the top dead center side and starts to compress the internal gas (burned gas burned by the ignition in step S107).

次に、燃料気化時間を考慮に入れ、圧縮行程気筒12Cに2回目の燃料を噴射する(ステップS128)。この際の燃料噴射量は、1回目の噴射量とを合計した噴射量に基づく全体の空燃比が可燃空燃比(下限は7〜8)よりも更にリッチ(例えば6程度)になるように、ピストンの停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒2回目用空燃比マップM5から求められる。この圧縮行程気筒12Cの2回目の噴射燃料の気化潜熱によって、圧縮行程気筒12Cの圧縮上死点付近の圧縮圧力が低減するので、当該圧縮上死点を容易に越えることができる。   Next, taking the fuel vaporization time into consideration, the second fuel is injected into the compression stroke cylinder 12C (step S128). The fuel injection amount at this time is such that the overall air-fuel ratio based on the total injection amount with the first injection amount becomes richer (for example, about 6) than the combustible air-fuel ratio (lower limit is 7 to 8). It is obtained from the compression stroke cylinder second air-fuel ratio map M5 set in advance according to the stop position of the piston. The compression pressure near the compression top dead center of the compression stroke cylinder 12C is reduced by the vaporization latent heat of the second injection fuel of the compression stroke cylinder 12C, so that the compression top dead center can be easily exceeded.

なお、この圧縮行程気筒12Cへの2回目の燃料噴射は、専ら筒内の圧縮圧力を低減させるためになされるものであって、これに対する点火、燃焼は行われない(可燃空燃比よりもリッチなので自着火も起こらない)。この不燃燃料は、その後、排気通路22の触媒37において吸蔵されている酸素と反応し、無害化される。   Note that the second fuel injection to the compression stroke cylinder 12C is performed only to reduce the compression pressure in the cylinder, and ignition and combustion are not performed on this (the richer than the combustible air-fuel ratio). So self-ignition does not occur.) This incombustible fuel then reacts with oxygen stored in the catalyst 37 in the exhaust passage 22 and is rendered harmless.

上記のように圧縮行程気筒12Cでの2回目の噴射燃料は燃焼しないので、膨張行程気筒12Aでの最初の燃焼に続く次の燃焼は、吸気行程気筒12D(停止時に吸気行程にあった#4気筒。図14参照。)での最初の燃焼である。吸気行程気筒12Dのピストン13が圧縮上死点を越えるためのエネルギとして、膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のエネルギの一部が充てられる。つまり膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のエネルギは、圧縮行程気筒12Cが圧縮上死点を乗り超えるためと吸気行程気筒12Dが圧縮上死点を越えるためとの両方に供される。   Since the second injection fuel in the compression stroke cylinder 12C does not burn as described above, the next combustion following the first combustion in the expansion stroke cylinder 12A is the intake stroke cylinder 12D (# 4 which was in the intake stroke when stopped) This is the first combustion in the cylinder, see FIG. As energy for the piston 13 of the intake stroke cylinder 12D to exceed the compression top dead center, a part of the energy of the first combustion in the expansion stroke cylinder 12A is allocated. That is, the energy of the first combustion in the expansion stroke cylinder 12A is provided both for the compression stroke cylinder 12C to exceed the compression top dead center and for the intake stroke cylinder 12D to exceed the compression top dead center.

従って、円滑な始動のためには吸気行程気筒12Dが圧縮上死点を越えるためのエネルギが小さいことが望ましい。以下のステップS140〜S144は、次の吸気行程気筒12Dでの燃焼を行うにあたり、圧縮上死点を越えるためのエネルギを可及的に小さくするための制御である。   Therefore, for smooth start-up, it is desirable that the energy required for the intake stroke cylinder 12D to exceed the compression top dead center is small. The following steps S140 to S144 are controls for reducing the energy for exceeding the compression top dead center as much as possible when performing combustion in the next intake stroke cylinder 12D.

まずステップS140で、筒内空気密度を推定し、その推定値から吸気行程気筒12Dの空気量を算出する。次に、ステップS102で推定した筒内温度に基いて、自着火防止のための空燃比補正値を算出する(ステップS141)。すなわち自着火が起こると、その燃焼によって圧縮上死点に至る前にピストン13を下死点側に押し戻す力(逆トルク)が発生する。これはその分圧縮上死点を越えるためのエネルギを多く消費するので望ましくない。そこでこの逆トルクを抑制するために空燃比をリーン側に補正し、自着火が起こらないようにするのである。   First, in step S140, the in-cylinder air density is estimated, and the air amount of the intake stroke cylinder 12D is calculated from the estimated value. Next, an air-fuel ratio correction value for preventing self-ignition is calculated based on the in-cylinder temperature estimated in step S102 (step S141). That is, when self-ignition occurs, a force (reverse torque) that pushes the piston 13 back to the bottom dead center before the compression top dead center is generated by the combustion. This is undesirable because it consumes a lot of energy for exceeding the compression top dead center. Therefore, in order to suppress this reverse torque, the air-fuel ratio is corrected to the lean side so that self-ignition does not occur.

次に、上記ステップS140で算出した吸気行程気筒12Dの空気量と、上記ステップS141で算出した空燃比補正値を考慮した空燃比とから、吸気行程気筒12Dへの燃料噴射量を算出する(ステップS142)。   Next, the fuel injection amount to the intake stroke cylinder 12D is calculated from the air amount of the intake stroke cylinder 12D calculated in step S140 and the air-fuel ratio considering the air-fuel ratio correction value calculated in step S141 (step S140). S142).

そして吸気行程気筒12Dに対する燃料噴射を行うが、この燃料噴射は、その気化潜熱によって圧縮圧力が低減するように(つまり圧縮上死点を越えるための必要エネルギを低減するように)、圧縮行程の後期まで遅延してなされる(ステップS143)。その遅延量は、エンジンの自動停止期間、吸気温度、エンジン水温等に基いて算出される。   Then, fuel is injected into the intake stroke cylinder 12D. This fuel injection is performed so that the compression pressure is reduced by the latent heat of vaporization (that is, the energy required for exceeding the compression top dead center is reduced). This is delayed until later (step S143). The delay amount is calculated based on the engine automatic stop period, the intake air temperature, the engine water temperature, and the like.

次に、上記逆トルクの発生を抑制するため、点火時期を上死点以降に遅延して点火する(ステップS144)。以上の制御によって、吸気行程気筒12Dにおいて、圧縮上死点まではその圧縮圧力を小さくして上死点を越え易くし、上死点を過ぎた時点で燃焼エネルギによる正転方向のトルクが発生するようになる。   Next, in order to suppress the occurrence of the reverse torque, the ignition timing is delayed after top dead center and ignited (step S144). With the above control, in the intake stroke cylinder 12D, the compression pressure is reduced to easily exceed the top dead center until the compression top dead center, and when the top dead center is passed, the torque in the forward direction is generated by the combustion energy. To come.

ステップS144の後、通常の制御に移行しても良いが、当実施形態では更に吹上がり抑制制御を行っている。ここで言う吹上がりとは、吸気行程気筒12Dでの初回燃焼以降、エンジン回転速度が必要以上に急上昇することをいい、加速ショックが発生したり運転者に違和感を与えたりする虞があって望ましくない。吹上がりは、自動停止期間中の吸気圧力(スロットル弁23より下流の圧力)が略大気圧となっているために、始動直後(吸気行程気筒12Dでの初回燃焼以降)の各気筒での燃焼エネルギが通常のアイドル運転時の燃焼エネルギに比べて一時的に大きくなることによって起こる。そこで以降のステップS145〜S158で、この吹上がりを抑制する制御を行っている。   After step S144, the routine may shift to normal control, but in this embodiment, further blow-up suppression control is performed. The term “air-up” as used herein means that the engine speed rapidly increases more than necessary after the initial combustion in the intake stroke cylinder 12D, and it is desirable that an acceleration shock may occur or the driver may feel uncomfortable. Absent. Ascending, since the intake pressure (pressure downstream of the throttle valve 23) during the automatic stop period is substantially atmospheric pressure, the combustion in each cylinder immediately after the start (after the initial combustion in the intake stroke cylinder 12D) This is caused by a temporary increase in energy compared to the combustion energy during normal idle operation. Therefore, in subsequent steps S145 to S158, control for suppressing this blow-up is performed.

まずオルタネータ28の発電を開始する(ステップS145)。その目標電流値はECU2の発電量制御部44によって通常より高めに設定される。オルタネータ28の発電によってクランクシャフト3の負荷(エンジン負荷)が増大するので、吹上がりが抑制される。   First, power generation by the alternator 28 is started (step S145). The target current value is set higher than usual by the power generation amount control unit 44 of the ECU 2. Since the load (engine load) of the crankshaft 3 is increased by the power generation of the alternator 28, the blow-up is suppressed.

次に吸気圧センサ26によって検知される吸気圧が、アイドルストップを行わない場合の通常のアイドル時における吸気圧力より高いか否かが判定される(ステップS150)。ここでYESと判定されると、吹上がりが起こり易い状態となっているので、スロットル弁23の開度を通常のアイドル運転時におけるスロットル開度よりも更に小さくし(ステップS151)、燃焼エネルギの発生量を抑制する。   Next, it is determined whether or not the intake pressure detected by the intake pressure sensor 26 is higher than the intake pressure during normal idling when idling stop is not performed (step S150). If YES is determined here, it is in a state in which the engine is likely to blow up. Therefore, the opening of the throttle valve 23 is made smaller than the throttle opening during the normal idling operation (step S151), and the combustion energy is reduced. Reduce the amount generated.

次に排気通路22に設けられた触媒37の温度が活性温度以下であるか否かが判定され(ステップS152)、YESと判定されれば目標空燃比をλ≦1なるリッチ空燃比に設定するとともに(ステップS153)、点火時期を上死点以降に遅延させる(ステップS154)。こうすることにより、触媒37の温度上昇が促進されるとともに、点火時期の遅延によって燃焼エネルギの発生量が抑制される。   Next, it is determined whether or not the temperature of the catalyst 37 provided in the exhaust passage 22 is equal to or lower than the activation temperature (step S152). If YES is determined, the target air-fuel ratio is set to a rich air-fuel ratio satisfying λ ≦ 1. At the same time (step S153), the ignition timing is delayed after top dead center (step S154). By doing so, the temperature increase of the catalyst 37 is promoted, and the amount of combustion energy generated is suppressed by the delay of the ignition timing.

遡って、ステップS152でNOと判定されたときは、目標空燃比をλ>1なるリーン空燃比に設定して(ステップS158)燃焼させる。このリーン燃焼によって燃料の消費を抑制しつつ燃焼エネルギの発生量を抑制することができる。   Going back, if NO is determined in step S152, the target air-fuel ratio is set to a lean air-fuel ratio satisfying λ> 1 (step S158) and combustion is performed. This lean combustion can suppress the amount of combustion energy generated while suppressing fuel consumption.

ステップS154またはステップS158の後はステップS150に戻り、NOと判定されるまで上記制御を繰り返す。ステップS150でNOと判定されると、もはや吹上がりの虞がないので、オルタネータ28の発電量も含めて通常制御に移行する(ステップS160)。   After step S154 or step S158, the process returns to step S150, and the above control is repeated until NO is determined. If it is determined as NO in step S150, there is no longer a possibility that the engine will blow up, and the routine proceeds to normal control including the power generation amount of the alternator 28 (step S160).

上記の再始動制御が実行されることにより、図13および図14に示すように、先ず圧縮行程気筒12C(#3気筒)において1回目の燃料噴射J3が行われ、点火によって燃焼(図13中の(1))が行われる。この燃焼(1)による燃焼圧(図14中のa部分)で、圧縮行程気筒12Cのピストン13が下死点側に押し下げられてエンジンが逆転方向に駆動される。ここで、圧縮行程気筒12Cの1回目の燃料噴射J3が、比較的空気量の多いときにはリーン空燃比(λ>1)、少ないときには理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比(λ≦1)となるように噴射されるので、エンジン逆転のための適度な燃焼エネルギ、すなわち膨張行程気筒12A内の空気を充分圧縮しつつも、その圧縮上死点を超えて逆転し過ぎることのない程度の燃焼エネルギを得ることができる。   When the restart control is executed, as shown in FIGS. 13 and 14, first, the first fuel injection J3 is performed in the compression stroke cylinder 12C (# 3 cylinder), and combustion is performed by ignition (in FIG. 13). (1)) is performed. With the combustion pressure (part a in FIG. 14) due to this combustion (1), the piston 13 of the compression stroke cylinder 12C is pushed down to the bottom dead center side, and the engine is driven in the reverse direction. Here, the first fuel injection J3 of the compression stroke cylinder 12C becomes a lean air-fuel ratio (λ> 1) when the air amount is relatively large, and a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio (λ ≦ 1) when it is small. Therefore, the combustion energy is moderate enough for reversing the engine, that is, the combustion energy of the degree that the air in the expansion stroke cylinder 12A is sufficiently compressed but does not excessively reverse the compression top dead center. Can be obtained.

エンジンの逆回転開始に伴って膨張行程気筒12A(#1気筒)のピストン13が上死点方向に動き始める。またその直後に膨張行程気筒12Aでの1回目(前段)の燃料噴射J1が行われ、気化し始める。   The piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A (# 1 cylinder) starts to move in the direction of the top dead center with the start of reverse rotation of the engine. Immediately thereafter, the first (previous) fuel injection J1 in the expansion stroke cylinder 12A is performed and vaporization starts.

そして、膨張行程気筒12Aのピストン13が上死点側(望ましくは行程中央より上死点寄り)に移動し、筒内の空気が圧縮された時点で2回目(後段)の燃料噴射J2が行われる。この噴射燃料の気化潜熱によって圧縮圧力が低減し、ピストン13がより上死点に近づくので圧縮空気(混合気)の密度が増大する(図14中のb部分)。   Then, when the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A moves to the top dead center side (preferably closer to the top dead center from the stroke center) and the air in the cylinder is compressed, the second (second stage) fuel injection J2 is performed. Is called. The compression pressure is reduced by the latent heat of vaporization of the injected fuel, and the piston 13 is closer to the top dead center, so the density of the compressed air (air mixture) increases (part b in FIG. 14).

そして膨張行程気筒12Aのピストン13が上死点に充分に近づいた時点で当該気筒に対する点火が行われて、気化が促進された1回目の噴射燃料(J1)と2回目の噴射燃料(J2)とが燃焼し(図13中の(2))、その燃焼圧(図14中のc部分)でエンジンが正転方向に駆動される。   When the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A is sufficiently close to the top dead center, the cylinder is ignited, and the first injected fuel (J1) and the second injected fuel (J2) whose vaporization is promoted are promoted. Are combusted ((2) in FIG. 13), and the engine is driven in the forward rotation direction by the combustion pressure (c portion in FIG. 14).

さらに、圧縮行程気筒12Cに対して適当なタイミングで可燃空燃比よりもリッチな燃料が噴射(J4)されることにより(図13中の(3))、この圧縮行程気筒12Cでは燃焼させないものの、燃料噴射による気化潜熱によって該圧縮行程気筒12Cの圧縮圧力を低減させる(図14中のd部分)。これにより、当該圧縮上死点(始動開始から最初の圧縮上死点)を超えるために消費される膨張行程気筒12Aの最初の燃焼エネルギを低減することができる。   Furthermore, fuel that is richer than the combustible air-fuel ratio is injected into the compression stroke cylinder 12C at an appropriate timing (J4) ((3) in FIG. 13). The compression pressure of the compression stroke cylinder 12C is reduced by the latent heat of vaporization caused by fuel injection (part d in FIG. 14). Thereby, the first combustion energy of the expansion stroke cylinder 12A consumed to exceed the compression top dead center (the first compression top dead center from the start of the start) can be reduced.

さらに、次の燃焼気筒である吸気行程気筒12Dにおける燃料噴射(J5)の時期を、燃料の気化潜熱によって気筒内の温度、および圧縮圧力を低下させる適正なタイミング(例えば圧縮行程の中期以降)に設定している(図13中の(4))ため、該吸気行程気筒12Dの圧縮行程での(圧縮上死点前での)自着火が防止される。また、該吸気行程気筒12Dの点火時期が圧縮上死点以降に設定されていることも相俟って、圧縮上死点前での燃焼が防止される(図14中のe部分)。つまり燃料噴射(J5)による圧縮圧力の低減と圧縮上死点前の燃焼を行わないことにより、当該圧縮上死点(始動開始から2番目の圧縮上死点)を超えるために消費される膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のエネルギを低減することができる。   Furthermore, the timing of fuel injection (J5) in the intake stroke cylinder 12D, which is the next combustion cylinder, is set to an appropriate timing (for example, after the middle of the compression stroke) when the temperature in the cylinder and the compression pressure are reduced by the latent heat of vaporization of the fuel. Since it is set ((4) in FIG. 13), self-ignition in the compression stroke of the intake stroke cylinder 12D (before compression top dead center) is prevented. Further, in combination with the ignition timing of the intake stroke cylinder 12D being set after the compression top dead center, combustion before the compression top dead center is prevented (part e in FIG. 14). That is, the expansion consumed to exceed the compression top dead center (second compression top dead center from the start of starting) by reducing the compression pressure by the fuel injection (J5) and not performing the combustion before the compression top dead center. The energy of the first combustion in the stroke cylinder 12A can be reduced.

こうして膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼(図13中の(2))のエネルギによって、再始動開始後の最初の圧縮上死点(図13中の(3))と2番目の圧縮上死点(図13中の(4))とを超えることができ、円滑で確実な始動性を確保することができる。   Thus, the first compression top dead center ((3) in FIG. 13) and the second compression top dead center ((3) in FIG. 13) and the second compression top dead center ((3) in FIG. 13) by the energy of the initial combustion ((2) in FIG. 13) in the expansion stroke cylinder 12A. (4)) in FIG. 13 can be exceeded, and smooth and reliable startability can be ensured.

それ以降(図13中の(5)、(6)・・・)は、触媒37の温度に応じて空燃比をリーン(λ>1)にしたり点火時期を遅延させたりして吹上がりを防止しつつ通常運転に移行する。   After that ((5), (6)... In FIG. 13), the air-fuel ratio is made lean (λ> 1) or the ignition timing is delayed in accordance with the temperature of the catalyst 37 to prevent the blow-up. However, it shifts to normal operation.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能である。たとえば、上記実施形態では再始動時の膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のための燃料噴射を分割噴射(J1+J2)としたが、これを、気化潜熱による圧縮圧力の低減と気化性能の確保とが可及的に両立できるタイミング(所定燃料噴射時期)を実験等によって策定し、この所定燃料噴射時期における1回の燃料噴射としても良い。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, A various deformation | transformation is possible within the range of the invention described in the claim. For example, in the above embodiment, the fuel injection for the initial combustion in the expansion stroke cylinder 12A at the restart is divided injection (J1 + J2), but this can reduce the compression pressure due to the latent heat of vaporization and ensure the vaporization performance. A timing (predetermined fuel injection timing) that can be achieved as much as possible may be determined by experiment or the like, and one fuel injection at the predetermined fuel injection timing may be performed.

また、再始動時における膨張行程気筒12Aの最初の燃焼のために行う分割燃料噴射は、必要に応じて3分割以上としても良い。   Further, the divided fuel injection performed for the first combustion of the expansion stroke cylinder 12A at the time of restart may be divided into three or more as required.

また、上記実施形態では省略しているが、エンジン再始動時において、所定の条件成立時(たとえばピストン停止位置が適正停止範囲R内にない場合や、始動後の所定時期までにエンジン回転速度が所定値に達しないなど)、スタータモータによるアシストを伴う制御を行っても良い。   Although omitted in the above embodiment, at the time of engine restart, when a predetermined condition is satisfied (for example, when the piston stop position is not within the proper stop range R, or when the engine rotation speed is increased by a predetermined time after start-up). Control with assistance by a starter motor may be performed.

エンジンを自動停止させる制御は上記実施形態に限るものではなく、適宜設定して良い。但し再始動性を高めるためには、膨張行程気筒12Aにおけるピストン13の停止位置が行程中央よりよやや下死点寄り(圧縮行程気筒12Cにおいては行程中央よりやや上死点寄り)となるような制御であることが望ましい。   The control for automatically stopping the engine is not limited to the above embodiment, and may be set as appropriate. However, in order to improve restartability, the stop position of the piston 13 in the expansion stroke cylinder 12A is slightly closer to the bottom dead center than the center of the stroke (in the compression stroke cylinder 12C, slightly closer to the top dead center than the center of the stroke). Control is desirable.

本発明に係る始動装置を備えたエンジンの概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an engine provided with a starter according to the present invention. エンジンの吸気系および排気系の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the intake system and exhaust system of an engine. エンジンの停止時に膨張行程および圧縮行程になる気筒のピストン停止位置と空気量との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the piston stop position and air quantity of the cylinder which becomes an expansion stroke and a compression stroke at the time of an engine stop. エンジン停止時におけるエンジン回転速度の変化状態等を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change state etc. of the engine speed at the time of an engine stop. 図4の部分拡大図であり、さらにクランク角および各気筒の行程推移を示すタイムチャートである。FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. 4, and further is a time chart showing a crank angle and a stroke transition of each cylinder. ピストン停止位置の検出制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows detection control operation | movement of a piston stop position. クランク角信号の出力信号を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the output signal of a crank angle signal. エンジン停止からの経過時間と筒内温度推定値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the elapsed time from an engine stop, and a cylinder temperature estimated value. 再始動時における膨張行程気筒の最初の燃焼のための燃料噴射時のクランク角と、その際のピストン到達点のクランク角との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the crank angle at the time of the fuel injection for the first combustion of the expansion stroke cylinder at the time of restart, and the crank angle of the piston reaching point at that time. エンジン再始動時の制御動作を示すフローチャート(1/3)である。It is a flowchart (1/3) which shows the control action at the time of engine restart. エンジン再始動時の制御動作を示すフローチャート(2/3)である。It is a flowchart (2/3) which shows the control action at the time of engine restart. エンジン再始動時の制御動作を示すフローチャート(3/3)である。It is a flowchart (3/3) which shows the control action at the time of engine restart. エンジンの再始動時における燃焼動作等を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the combustion operation etc. at the time of engine restart. エンジンの再始動時におけるエンジン回転速度の変化状態等を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change state etc. of the engine speed at the time of engine restart.

符号の説明Explanation of symbols

12A #1気筒(膨張行程気筒)
12B #2気筒(排気行程気筒)
12C #3気筒(圧縮行程気筒)
12D #4気筒(吸気行程気筒)
13 ピストン
16 燃料噴射弁
41 燃料噴射制御部(燃料噴射制御手段)
45 ピストン位置検出部(ピストン位置検出手段)
46 筒内温度推定部(筒内温度推定手段)
J1 膨張行程気筒における分割燃料噴射の前段
J2 膨張行程気筒における分割燃料噴射の後段
R ピストンの適正停止範囲
12A # 1 cylinder (expansion stroke cylinder)
12B # 2 cylinder (exhaust stroke cylinder)
12C # 3 cylinder (compression stroke cylinder)
12D # 4 cylinder (intake stroke cylinder)
13 piston 16 fuel injection valve 41 fuel injection control unit (fuel injection control means)
45 Piston position detector (piston position detector)
46 In-cylinder temperature estimation unit (in-cylinder temperature estimation means)
J1 First stage of split fuel injection in expansion stroke cylinder J2 Second stage of split fuel injection in expansion stroke cylinder R Appropriate stop range of piston

Claims (5)

所定のエンジン自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを停止させ、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、エンジン停止時に圧縮行程にある圧縮行程気筒に燃料を供給して点火し、燃焼を行わせることによりエンジンを一旦逆転方向に所定量作動させて、エンジン停止時に膨脹行程にある膨張行程気筒のピストン上昇によって圧縮圧力を高めてから、この膨張行程気筒で燃焼を行わせることによりエンジンを正転方向に作動させて始動させるエンジンの始動装置において、
少なくとも上記膨張行程気筒のピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、
少なくとも上記膨張行程気筒におけるエンジン再始動時の最初の燃焼のための燃料噴射時期を設定する燃料噴射制御手段とを備え、
上記燃料噴射制御手段は、上記膨張行程気筒におけるエンジン停止中のピストン位置が行程中央よりも下死点寄りであるとき、その膨張行程気筒における最初の燃焼のための燃料噴射時期が、上記エンジンの逆転動作中且つ上記膨脹行程気筒のピストンが行程中央よりも上死点寄りに移動した後となる所定燃料噴射時期であるように設定することを特徴とするエンジンの始動装置。
When the predetermined engine automatic stop condition is satisfied, the fuel supply is stopped to stop the engine. When the predetermined restart condition is satisfied after the engine stop, fuel is supplied to the compression stroke cylinder in the compression stroke when the engine is stopped. Is supplied and ignited to cause combustion to temporarily operate the engine in a reverse direction, and when the engine is stopped, the compression pressure is increased by raising the piston of the expansion stroke cylinder in the expansion stroke. In the engine starting device for starting the engine by operating it in the normal rotation direction by performing combustion in
Piston position detecting means for detecting at least the piston position of the expansion stroke cylinder;
Fuel injection control means for setting a fuel injection timing for the first combustion at the time of engine restart in at least the expansion stroke cylinder,
When the piston position during engine stop in the expansion stroke cylinder is closer to the bottom dead center than the center of the stroke, the fuel injection control means determines the fuel injection timing for the first combustion in the expansion stroke cylinder of the engine. An engine starter characterized by being set to a predetermined fuel injection timing during reverse rotation and after the piston of the expansion stroke cylinder has moved closer to the top dead center than the center of the stroke.
少なくとも上記膨張行程気筒の筒内空気温度を推定する筒内温度推定手段を備え、
上記燃料噴射制御手段は、上記膨張行程気筒の筒内空気温度の推定値が高いときは低いときに比べて上記所定燃料噴射時期を遅らせることを特徴とする請求項1記載のエンジンの始動装置。
In-cylinder temperature estimating means for estimating at least the in-cylinder air temperature of the expansion stroke cylinder,
2. The engine starter according to claim 1, wherein the fuel injection control means delays the predetermined fuel injection timing when the estimated value of the in-cylinder air temperature of the expansion stroke cylinder is high compared to when the estimated value is low.
所定のエンジン自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを停止させ、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、エンジン停止時に圧縮行程にある圧縮行程気筒に燃料を供給して点火し、燃焼を行わせることによりエンジンを一旦逆転方向に所定量作動させて、エンジン停止時に膨脹行程にある膨張行程気筒のピストン上昇によって圧縮圧力を高めてから、この膨張行程気筒で燃焼を行わせることによりエンジンを正転方向に作動させて始動させるエンジンの始動装置において、
少なくとも上記膨張行程気筒におけるエンジン再始動時の最初の燃焼のための燃料噴射時期および燃料噴射量を設定する燃料噴射制御手段を備え、
上記燃料噴射制御手段は、上記膨張行程気筒における最初の燃焼のための燃料を分割噴射によって供給するとともに、少なくともその分割噴射の最後になされる燃料噴射の時期が、上記エンジンの逆転動作開始後の逆転動作中であるように設定することを特徴とするエンジンの始動装置。
When the predetermined engine automatic stop condition is satisfied, the fuel supply is stopped to stop the engine. When the predetermined restart condition is satisfied after the engine stop, fuel is supplied to the compression stroke cylinder in the compression stroke when the engine is stopped. Is supplied and ignited to cause combustion to temporarily operate the engine in a reverse direction, and when the engine is stopped, the compression pressure is increased by raising the piston of the expansion stroke cylinder in the expansion stroke. In the engine starting device for starting the engine by operating it in the normal rotation direction by performing combustion in
A fuel injection control means for setting a fuel injection timing and a fuel injection amount for the first combustion at the time of engine restart in at least the expansion stroke cylinder;
The fuel injection control means supplies fuel for the first combustion in the expansion stroke cylinder by split injection, and at least the timing of fuel injection to be performed at the end of the split injection is after the start of reverse operation of the engine. An engine starter characterized in that the engine is set to be in reverse rotation.
少なくとも上記膨張行程気筒のピストン位置を検出するピストン位置検出手段を備え、
上記燃料噴射制御手段は、上記膨張行程気筒におけるエンジン停止中のピストン位置が再始動に適した所定の適正停止範囲のうちの比較的下死点寄りにあるとき、比較的上死点寄りにあるときに比べて上記分割噴射における後段の噴射量割合を増大させることを特徴とする請求項3記載のエンジンの始動装置。
At least piston position detecting means for detecting the piston position of the expansion stroke cylinder;
The fuel injection control means is relatively close to the top dead center when the piston position during engine stop in the expansion stroke cylinder is relatively close to the bottom dead center within a predetermined appropriate stop range suitable for restart. 4. The engine starting device according to claim 3, wherein a ratio of the subsequent injection amount in the divided injection is increased as compared with the case.
少なくとも上記膨張行程気筒の筒内空気温度を推定する筒内温度推定手段を備え、
上記燃料噴射制御手段は、上記膨張行程気筒の筒内空気温度の推定値が高いときは低いときに比べて上記分割噴射の後段の燃料噴射時期を遅らせることを特徴とする請求項3または4記載のエンジンの始動装置。
In-cylinder temperature estimating means for estimating at least the in-cylinder air temperature of the expansion stroke cylinder,
5. The fuel injection control means for delaying the fuel injection timing at the latter stage of the divided injection when the estimated value of the in-cylinder air temperature of the expansion stroke cylinder is high compared to when the estimated value is low. Engine starter.
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