JP4291752B2 - Engine stop / restart control device and vehicle equipped with the same - Google Patents

Engine stop / restart control device and vehicle equipped with the same Download PDF

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    • Y02T10/40Engine management systems

Description

本発明は、エンジンの停止と再始動を自動的に行うエンジン停止再始動制御装置及びそれを搭載した車両に関する。   The present invention relates to an engine stop / restart control device that automatically stops and restarts an engine and a vehicle equipped with the same.

従来より、エンジンの停止と再始動を自動的に行うエンジン停止再始動制御装置として、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒内に燃料を噴射しておき、エンジンの再始動時にその気筒に点火して燃料を燃焼させ、その燃焼トルクを利用してクランキングを行うものが知られている(例えば特許文献1参照)。この装置では、膨張行程にある気筒の燃焼トルクによるエンジン再始動が成功すればスタータモータを非作動にすることができ、一方、その気筒の燃焼トルクによるエンジン再始動が失敗すればスタータモータを補助的に作動させて再始動を完全にする。
特開2002−4985号公報
Conventionally, as an engine stop / restart control device that automatically stops and restarts an engine, fuel is injected into a cylinder in an expansion stroke when the engine is stopped, and the cylinder is ignited when the engine is restarted. It is known that fuel is burned and cranking is performed using the combustion torque (see, for example, Patent Document 1). With this device, the starter motor can be deactivated if the engine restart by the combustion torque of the cylinder in the expansion stroke is successful, while the starter motor is assisted if the engine restart by the combustion torque of the cylinder fails. To complete the restart.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-4985

しかしながら、上述のエンジン停止再始動制御装置では、エンジンの停止位置がばらつくため、エンジン停止時に膨張行程で停止している気筒が上死点の近くで停止していたときには、燃料を燃焼するのに十分な量の空気が筒内に存在しないため、膨張行程気筒点火時の燃焼トルクが不十分となってエンジン再始動に失敗することがあった。このため、スタータモータによりエンジンを再始動する回数がそれほど少なくならず、モータ消費電力をあまり低減できないという問題があった。   However, in the engine stop / restart control apparatus described above, the engine stop position varies, so that when the cylinder stopped in the expansion stroke when the engine is stopped is stopped near the top dead center, the fuel is burned. Since a sufficient amount of air does not exist in the cylinder, the combustion torque at the time of ignition of the expansion stroke cylinder becomes insufficient and the engine restart may fail. For this reason, the number of times the engine is restarted by the starter motor is not so reduced, and there is a problem that the motor power consumption cannot be reduced much.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、エンジンの停止位置がばらついたとしても膨張行程気筒点火時に十分な燃焼トルクを得ることができるエンジン停止再始動制御装置を提供することを目的の一つとする。また、このエンジン停止再始動制御装置を搭載した車両を提供することを目的の一つとする。   The present invention has been made to solve such a problem, and provides an engine stop / restart control device capable of obtaining sufficient combustion torque at the time of ignition of an expansion stroke cylinder even if the stop position of the engine varies. One of the purposes is to do. Another object is to provide a vehicle equipped with this engine stop / restart control device.

本発明は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。   The present invention employs the following means in order to achieve at least a part of the above-described object.

即ち、本発明のエンジン停止再始動制御装置は、
エンジン停止時に膨張行程で停止する気筒のピストンが上死点から排気バルブ開位置までの間で停止するようエンジンの停止制御を行うエンジン停止制御手段と、
エンジン停止時に膨張行程で停止する気筒に混合気を入れておく気筒処理実行手段と、
前記エンジンが停止している間にエンジン再始動条件が成立したか否かを判定する再始動条件判定手段と、
前記再始動条件判定手段によってエンジン再始動条件が成立したと判定されたとき、膨張行程で停止している気筒のピストンが上死点後の所定角度位置を越えて停止しているときには該気筒に点火して前記エンジンを正回転させ、膨張行程で停止している気筒のピストンが前記上死点後の所定角度位置よりも手前で停止しているときには前記エンジンを逆回転させて前記膨張行程で停止していた気筒内を圧縮したあと該気筒に点火して前記エンジンを正回転させる再始動制御手段と、
を備えたものである。
That is, the engine stop / restart control device of the present invention is
Engine stop control means for performing engine stop control so that the piston of the cylinder that stops in the expansion stroke when the engine is stopped stops from the top dead center to the exhaust valve open position;
Cylinder processing execution means for putting an air-fuel mixture into a cylinder that stops in the expansion stroke when the engine is stopped;
Restart condition determining means for determining whether an engine restart condition is satisfied while the engine is stopped;
When it is determined by the restart condition determining means that the engine restart condition is satisfied, when the piston of the cylinder stopped in the expansion stroke stops beyond a predetermined angular position after the top dead center, When the piston of the cylinder stopped in the expansion stroke is stopped before the predetermined angular position after the top dead center, the engine is rotated in the reverse direction by rotating the engine in the expansion stroke. Restart control means for igniting the cylinder after compressing the stopped cylinder and causing the engine to rotate forward;
It is equipped with.

このエンジン停止再始動制御装置では、エンジン停止時に膨張行程で停止する気筒のピストンが上死点から排気バルブ開位置までの間で停止するようエンジンの停止制御を行う。また、エンジン停止時に膨張行程で停止する気筒に混合気を入れておく。その後、エンジン再始動条件が成立したとき、エンジン停止時に膨張行程で停止している気筒のピストンが上死点後の所定角度位置を越えて停止している場合には該気筒に点火してエンジンを正回転させる。このとき、エンジン停止時に膨張行程で停止している気筒の燃焼室は容積が比較的大きく十分な空気を有しているため、点火時に大きな燃焼トルクが得られる。一方、エンジン停止時に膨張行程で停止している気筒のピストンが上死点後の所定角度位置よりも手前で停止している場合にはエンジンを逆回転させて該気筒内を圧縮したあと該気筒に点火してエンジンを正回転させる。このとき、エンジン停止時に膨張行程で停止している気筒は容積が比較的小さくそのままでは大きな燃焼トルクを得にくいが、一旦圧縮したあと点火するため大きな燃焼トルクが得られる。このように、エンジンの停止位置がばらついたとしても、膨張行程気筒点火時の燃焼トルクを十分確保することができる。   In this engine stop / restart control device, engine stop control is performed so that the piston of the cylinder that stops in the expansion stroke when the engine is stopped stops between the top dead center and the exhaust valve open position. In addition, an air-fuel mixture is put in a cylinder that stops in the expansion stroke when the engine is stopped. After that, when the engine restart condition is satisfied, if the piston of the cylinder that is stopped in the expansion stroke when the engine is stopped is stopped beyond a predetermined angular position after top dead center, the cylinder is ignited and the engine is ignited. Rotate forward. At this time, the combustion chambers of the cylinders that are stopped in the expansion stroke when the engine is stopped have a relatively large volume and sufficient air, so that a large combustion torque can be obtained at the time of ignition. On the other hand, when the piston of the cylinder that is stopped in the expansion stroke when the engine is stopped is stopped before a predetermined angular position after top dead center, the cylinder is compressed after rotating the engine in the reverse direction to compress the inside of the cylinder Ignite the engine and rotate the engine forward. At this time, the cylinder stopped in the expansion stroke when the engine is stopped has a relatively small volume and it is difficult to obtain a large combustion torque as it is, but a large combustion torque can be obtained because it is ignited after being compressed once. Thus, even if the engine stop position varies, it is possible to sufficiently ensure the combustion torque at the time of ignition of the expansion stroke cylinder.

なお、「上死点後の所定角度位置」は、例えば、エンジン停止時に膨張行程で停止している気筒に点火したときに予め定めた値以上の燃焼トルクが得られるような位置として経験的に定めればよく、具体的には上死点から90°又はその近傍(例えば80〜100°)だけ進角した位置としてもよい(以下同じ)。   The “predetermined angular position after top dead center” is empirically determined as a position where a combustion torque greater than a predetermined value can be obtained when a cylinder stopped in the expansion stroke is ignited when the engine is stopped. Specifically, it may be a position advanced by 90 ° or its vicinity (for example, 80 to 100 °) from the top dead center (the same applies hereinafter).

本発明のエンジン停止再始動制御装置は、
エンジン停止時に圧縮行程で停止する気筒のピストンが吸気バルブ閉位置よりも上死点側で停止し且つエンジン停止時に膨張行程で停止する気筒のピストンが排気バルブ開位置よりも上死点側で停止するようエンジンの停止制御を行うエンジン停止制御手段と、
エンジン停止時に膨張行程で停止する気筒及び圧縮行程で停止する気筒に混合気を入れておく気筒処理実行手段と、
前記エンジンが停止している間にエンジン再始動条件が成立したか否かを判定する再始動条件判定手段と、
前記再始動条件判定手段によってエンジン再始動条件が成立したと判定されたとき、膨張行程で停止している気筒が上死点後の所定角度位置を越えて停止しているときには該気筒に点火して前記エンジンを正回転させ、膨張行程で停止している気筒が前記上死点後の所定角度位置よりも手前で停止しているときには圧縮行程で停止している気筒に点火して前記エンジンを逆回転させて膨張行程で停止していた気筒内を圧縮したあと該気筒に点火して前記エンジンを正回転させる再始動制御手段と、
を備えたものとしてもよい。
The engine stop / restart control device of the present invention comprises:
The piston of the cylinder that stops in the compression stroke when the engine is stopped stops at the top dead center side from the intake valve close position, and the piston of the cylinder that stops in the expansion stroke when the engine stops is stopped at the top dead center side from the exhaust valve open position Engine stop control means for performing engine stop control so as to
Cylinder processing execution means for putting an air-fuel mixture into a cylinder that stops in the expansion stroke and a cylinder that stops in the compression stroke when the engine is stopped;
Restart condition determining means for determining whether an engine restart condition is satisfied while the engine is stopped;
When it is determined by the restart condition determining means that the engine restart condition is satisfied, when the cylinder stopped in the expansion stroke stops beyond a predetermined angular position after top dead center, the cylinder is ignited. When the cylinder stopped in the expansion stroke is stopped before the predetermined angular position after the top dead center, the cylinder stopped in the compression stroke is ignited to ignite the engine. Restart control means for rotating the engine forward by igniting the cylinder after compressing the inside of the cylinder that has been rotated reversely and stopped in the expansion stroke;
It is good also as a thing provided.

このエンジン停止再始動制御装置では、エンジン停止時に圧縮行程で停止する気筒のピストンが吸気バルブ閉位置よりも上死点側で停止し且つエンジン停止時に膨張行程で停止する気筒のピストンが排気バルブ開位置よりも上死点側で停止するようエンジンの停止制御を行う。また、エンジン停止時に膨張行程で停止する気筒及び圧縮行程で停止する気筒に混合気を入れておく。その後、エンジン再始動条件が成立したとき、エンジン停止時に膨張行程で停止している気筒のピストンが上死点後の所定角度位置を越えて停止している場合には、該気筒に点火してエンジンを正回転させる。このとき、該気筒の燃焼室は容積が比較的大きく十分な空気を有しているため、点火時に大きな燃焼トルクが得られる。一方、エンジン停止時に膨張行程で停止している気筒のピストンが上死点後の所定角度位置よりも手前で停止している場合には、エンジン停止時に圧縮行程で停止している気筒に点火してエンジンを逆回転させて膨張行程で停止していた気筒内を圧縮したあと該圧縮された気筒に点火してエンジンを正回転させる。このとき、エンジン停止時に膨張行程で停止していた気筒は容積が比較的小さくそのままでは大きな燃焼トルクを得にくいが、一旦圧縮したあと点火するため大きな燃焼トルクが得られる。このように、エンジンの停止位置がばらついたとしても、膨張行程気筒点火時の燃焼トルクを十分確保することができる。   In this engine stop / restart control device, the piston of the cylinder that stops in the compression stroke when the engine is stopped stops at the top dead center side from the intake valve closing position, and the piston of the cylinder that stops in the expansion stroke when the engine is stopped opens the exhaust valve. The engine is controlled to stop at the top dead center side of the position. Further, an air-fuel mixture is put in a cylinder that stops in the expansion stroke and a cylinder that stops in the compression stroke when the engine is stopped. After that, when the engine restart condition is satisfied, if the piston of the cylinder that is stopped in the expansion stroke when the engine is stopped is stopped beyond a predetermined angular position after top dead center, the cylinder is ignited. Turn the engine forward. At this time, since the combustion chamber of the cylinder has a relatively large volume and sufficient air, a large combustion torque can be obtained at the time of ignition. On the other hand, if the piston of the cylinder that is stopped in the expansion stroke when the engine is stopped is stopped before a predetermined angular position after top dead center, the cylinder that is stopped in the compression stroke when the engine is stopped is ignited. Then, the engine is reversely rotated to compress the inside of the cylinder that has been stopped in the expansion stroke, and then the compressed cylinder is ignited to cause the engine to rotate forward. At this time, the cylinder that has been stopped in the expansion stroke when the engine is stopped has a relatively small volume, and it is difficult to obtain a large combustion torque as it is, but a large combustion torque is obtained because the cylinder is ignited after being compressed once. Thus, even if the engine stop position varies, it is possible to sufficiently ensure the combustion torque at the time of ignition of the expansion stroke cylinder.

本発明のエンジン停止再始動制御装置は、エンジン停止時に膨張行程で停止している気筒とエンジン停止時に圧縮行程で停止している気筒に混合気を入れておく場合、吸気バルブ閉位置を変更可能な吸気バルブタイミング可変手段と、エンジン停止時に圧縮行程で停止している気筒が前記再始動制御手段によって点火される前に、前記吸気バルブタイミング可変手段によって該気筒の吸気バルブ閉位置を下死点又はその直前まで進角させる進角処理を実行する吸気バルブタイミング可変制御手段と、を備えていてもよい。こうすれば、エンジン停止時に圧縮行程で停止している気筒の点火によってエンジンが逆回転したとき該気筒内の排気が吸気バルブから逆流してしまうおそれがない。ここで、吸気バルブタイミング可変制御手段は、エンジン停止直後に前記進角処理を実行することが好ましい。こうすれば、エンジン停止時に圧縮行程で停止している気筒に点火する前に確実に進角処理を完了することができる。   The engine stop / restart control device of the present invention can change the intake valve closing position when the air-fuel mixture is put into the cylinder stopped in the expansion stroke when the engine is stopped and the cylinder stopped in the compression stroke when the engine is stopped. The variable intake valve timing means, and before the cylinder stopped in the compression stroke when the engine is stopped is ignited by the restart control means, the intake valve closed position is set to the bottom dead center by the intake valve timing variable means. Alternatively, intake valve timing variable control means for executing an advance angle process for advancing to the position immediately before that may be provided. In this way, there is no possibility that the exhaust in the cylinder will flow backward from the intake valve when the engine rotates reversely due to ignition of the cylinder stopped in the compression stroke when the engine is stopped. Here, it is preferable that the intake valve timing variable control means executes the advance angle processing immediately after the engine is stopped. This makes it possible to reliably complete the advance processing before igniting the cylinders that are stopped in the compression stroke when the engine is stopped.

本発明のエンジン停止再始動制御装置は、排気バルブ閉位置を変更可能な排気バルブタイミング可変手段と、エンジン停止時に膨張行程で停止している気筒が前記再始動制御手段によって点火される前に、前記排気バルブタイミング可変手段によって該気筒の排気バルブ開位置を下死点又はその直前まで遅角させる遅角処理を実行する排気バルブタイミング可変制御手段と、を備えていてもよい。こうすれば、エンジン停止時に膨張行程で停止している気筒の点火によって燃焼トルクが発生してエンジンが正回転し始めたあとピストンが下死点又はその直前に到達するまでその燃焼トルクをピストンに伝達することができる。ここで、排気バルブタイミング可変手段は、エンジン停止直後に前記遅角処理を実行することが好ましい。こうすれば、エンジン停止時に膨張行程で停止している気筒に点火する前に確実に遅角処理を完了することができる。   The engine stop / restart control device of the present invention includes an exhaust valve timing variable means that can change the exhaust valve closing position, and before the cylinder that is stopped in the expansion stroke when the engine is stopped is ignited by the restart control means. The exhaust valve timing variable means may further include an exhaust valve timing variable control means for executing a retard process for delaying the exhaust valve opening position of the cylinder to the bottom dead center or immediately before it. In this way, when the engine is stopped, combustion torque is generated by ignition of the cylinder stopped in the expansion stroke, and after the engine starts to rotate forward, the combustion torque is applied to the piston until it reaches the bottom dead center or just before it. Can communicate. Here, it is preferable that the exhaust valve timing varying means executes the retardation processing immediately after the engine is stopped. In this way, it is possible to reliably complete the retarding process before igniting the cylinders that are stopped in the expansion stroke when the engine is stopped.

本発明のエンジン停止再始動制御装置において、前記エンジン停止制御手段は、アイドルストップ制御におけるエンジン停止条件が成立したときに前記エンジンが停止するよう制御し、前記再始動条件判定手段は、前記アイドルストップ制御におけるエンジン再始動条件が成立したか否かを判定してもよい。アイドルストップ制御が行われると走行途中に何度もエンジン停止と再始動を繰り返すため、本発明を適用する意義が大きい。   In the engine stop / restart control apparatus according to the present invention, the engine stop control means controls the engine to stop when an engine stop condition in idle stop control is satisfied, and the restart condition determination means includes the idle stop control means. You may determine whether the engine restart conditions in control were satisfied. When the idle stop control is performed, the engine stop and restart are repeated many times during the traveling, so that it is significant to apply the present invention.

本発明のエンジン停止再始動制御装置は、前記エンジンを回転駆動可能なモータを備え、前記再始動制御手段は、前記再始動条件判定手段によってエンジン再始動条件が成立したと判定されたとき、エンジン停止時に膨張行程で停止している気筒の燃焼トルクと前記モータのトルクによってエンジンのクランキングを行うようにしてもよい。こうすれば、膨張行程気筒点火時の燃焼トルクによってエンジンのクランキングを完全に行うことができなくても、比較的小さなモータトルクによりエンジンのクランキングを完了することができる。ここで、このモータは、エンジンのスタータモータであってもよいし、エンジンのクランクシャフトの回転エネルギを電気エネルギに変換してバッテリに蓄える機能とバッテリの電気エネルギをクランクシャフトの回転エネルギに変換する機能を備えたモータジェネレータであってもよい。後者の場合、例えば制動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリに蓄えておき、エンジン再始動時にその電気エネルギを利用してエンジンの再始動をモータがアシストすることができる。   The engine stop / restart control device of the present invention includes a motor capable of rotationally driving the engine, and the restart control means determines that the engine restart condition is satisfied by the restart condition determination means. The engine may be cranked based on the combustion torque of the cylinder that is stopped in the expansion stroke and the torque of the motor. By doing so, the cranking of the engine can be completed with a relatively small motor torque even if the cranking of the engine cannot be completely performed by the combustion torque at the time of ignition of the expansion stroke cylinder. Here, this motor may be a starter motor of the engine, or a function of converting the rotational energy of the crankshaft of the engine into electric energy and storing it in the battery, and the electric energy of the battery is converted into the rotational energy of the crankshaft. A motor generator having a function may be used. In the latter case, for example, braking energy can be converted into electric energy and stored in a battery, and the motor can assist the restart of the engine using the electric energy when the engine is restarted.

本発明のエンジン停止再始動制御装置を搭載した車両は、本発明のエンジン停止再始動制御装置を搭載しているため、エンジンの停止位置がばらついたとしても、膨張行程気筒点火時の燃焼トルクを十分確保することができる。このため、エンジンのクランキングにモータを利用する場合であっても、そのモータの消費電力を低減化できる。   Since the vehicle equipped with the engine stop / restart control device of the present invention is equipped with the engine stop / restart control device of the present invention, even if the engine stop position varies, the combustion torque at the time of ignition of the expansion stroke cylinder is reduced. Enough can be secured. For this reason, even when the motor is used for cranking the engine, the power consumption of the motor can be reduced.

次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態であるハイブリッド自動車20の構成の概略を示す説明図である。本実施形態のハイブリッド自動車20は、ガソリンにより駆動するエンジン30と、エンジン30の各気筒31の吸気ポート36に燃料を噴射するインジェクタ32と、エンジン30の各気筒内の混合気に点火する点火プラグ33と、エンジン30のクランクシャフト39と動力のやり取りを行なうモータジェネレータ44と、エンジン30をコントロールするエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)70と、エンジン30の再始動・停止やモータジェネレータ44の駆動などを制御するハイブリッド用電子制御ユニット(以下、ハイブリッドECUという)80とを備える。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. The hybrid vehicle 20 of the present embodiment includes an engine 30 driven by gasoline, an injector 32 that injects fuel into an intake port 36 of each cylinder 31 of the engine 30, and an ignition plug that ignites an air-fuel mixture in each cylinder of the engine 30. 33, motor generator 44 for exchanging power with crankshaft 39 of engine 30, engine electronic control unit (hereinafter referred to as engine ECU) 70 for controlling engine 30, restart / stop of engine 30 and motor generator And a hybrid electronic control unit (hereinafter referred to as a hybrid ECU) 80 for controlling the drive of the motor 44.

エンジン30は、本実施形態では4気筒エンジンであり、各気筒31は、吸気通路22のうち吸気バルブ34の手前に設けられた吸気ポート36にインジェクタ32がガソリンを噴射するポート式として構成されている。ここで、図示しないエアクリーナおよびスロットルバルブを介して吸気通路22に吸入された空気は、吸気ポート36でインジェクタ32から噴射されたガソリンと混合して混合気となる。この混合気は、吸気バルブ34が開くことにより燃焼室37へ吸入され、点火プラグ33のスパークによって点火されて爆発燃焼し、その燃焼エネルギによりピストン38が往復運動して、クランクシャフト39を回転運動させる。燃焼後の排気は、排気バルブ35が開くことにより燃焼室37から排出される。また、エンジン30の各気筒は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程(燃焼行程ともいう)、排気行程を1サイクルとしてこのサイクルを順次繰り返すものであり、クランクシャフト39が半回転つまり180°回転するごとに行程が切り替わり、クランクシャフト39が2回転つまり720°回転するごとに1サイクル進む。また、4つの気筒の点火タイミングは本実施形態では1番気筒、2番気筒、4番気筒、3番気筒という順であり、したがって例えば1番気筒が膨張行程にあるとき、2番気筒は圧縮行程、3番気筒は排気行程、4番気筒は吸気行程となる。図2にクランク角CAと各気筒の行程との対応関係を表す。図2において、TDCは上死点、BDCは下死点を表す。   The engine 30 is a four-cylinder engine in the present embodiment, and each cylinder 31 is configured as a port type in which an injector 32 injects gasoline into an intake port 36 provided in front of the intake valve 34 in the intake passage 22. Yes. Here, the air sucked into the intake passage 22 via an air cleaner and a throttle valve (not shown) is mixed with gasoline injected from the injector 32 through the intake port 36 to become an air-fuel mixture. The air-fuel mixture is sucked into the combustion chamber 37 by opening the intake valve 34, ignited by the spark of the spark plug 33, and explosively burned. The piston 38 is reciprocated by the combustion energy, and the crankshaft 39 is rotated. Let The exhaust after combustion is discharged from the combustion chamber 37 when the exhaust valve 35 is opened. Further, each cylinder of the engine 30 sequentially repeats this cycle with an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke (also referred to as a combustion stroke), and an exhaust stroke as one cycle, and the crankshaft 39 rotates half a turn, that is, 180 °. Each time the stroke is switched, one cycle is advanced every time the crankshaft 39 rotates twice, that is, 720 °. In this embodiment, the ignition timings of the four cylinders are in the order of the first cylinder, the second cylinder, the fourth cylinder, and the third cylinder. Therefore, for example, when the first cylinder is in the expansion stroke, the second cylinder is compressed. The stroke, the third cylinder is the exhaust stroke, and the fourth cylinder is the intake stroke. FIG. 2 shows the correspondence between the crank angle CA and the stroke of each cylinder. In FIG. 2, TDC represents top dead center and BDC represents bottom dead center.

エンジン30の各気筒31の吸気バルブ34や排気バルブ35の上端部は、バネを介してそれぞれ吸気カム40のカム面や排気カム42のカム面と当接している。吸気カム40は、吸気カムシャフト41に固設され、吸気カムシャフト41が軸回転するのに伴って回転する。そして、吸気バルブ34は、回転する吸気カム40のカム面に追従して作動する。具体的には、吸気カム40のカム面が吸気バルブ34を押し下げたときには吸気バルブ34が開き、吸気カム40のカム面が吸気バルブ34を押し下げないときには吸気バルブ34は閉じる。一方、排気カム42は、排気カムシャフト43に固設され、排気カムシャフト43が軸回転するのに伴って回転する。そして、排気バルブ35は、回転する排気カム42のカム面に追従して作動する。具体的には、排気カム42のカム面が排気バルブ35を押し下げたときには排気バルブ35が開き、排気カム42のカム面が排気バルブ35を押し下げないときには排気バルブ35は閉じる。 The upper end portions of the intake valve 34 and the exhaust valve 35 of each cylinder 31 of the engine 30 are in contact with the cam surface of the intake cam 40 and the cam surface of the exhaust cam 42 via springs, respectively. The intake cam 40 is fixed to the intake cam shaft 41 and rotates as the intake cam shaft 41 rotates. The intake valve 34 operates following the cam surface of the rotating intake cam 40. Specifically, when the cam surface of the intake cam 40 pushes down the intake valve 34, the intake valve 34 opens. When the cam surface of the intake cam 40 does not push down the intake valve 34, the intake valve 34 closes. On the other hand, the exhaust cam 42 is fixed to the exhaust cam shaft 43 and rotates as the exhaust cam shaft 43 rotates. The exhaust valve 35 operates following the cam surface of the rotating exhaust cam 42. Specifically, the exhaust valve 35 opens when the cam surface of the exhaust cam 42 pushes down the exhaust valve 35, and the exhaust valve 35 closes when the cam surface of the exhaust cam 42 does not push down the exhaust valve 35.

エンジン30は、4気筒であるため、原則的には、吸気バルブ34は吸気行程での上死点で開き下死点で閉じ、排気バルブ35は排気行程での下死点で開き上死点で閉じるが、実際には、バルブ動作に遅れが生じたり吸気や排気が慣性の影響を受けたりするため、これより早めに開き遅めに閉じるように各カム40,42や各カムシャフト41,43が設計されている。具体的には、吸気バルブ34は、図3(a)で示すように、吸気行程での上死点よりも少し手前(上死点前α°)で開き、吸気行程での下死点を少し越えてから閉じる(下死点後β°)。また、排気バルブ35は、図3(b)に示すように、排気行程での下死点よりも少し手前で開き(下死点前γ°)、排気行程の上死点を少し越えてから閉じる(上死点後δ°)。   Since the engine 30 has four cylinders, in principle, the intake valve 34 opens at the top dead center in the intake stroke and closes at the bottom dead center, and the exhaust valve 35 opens at the bottom dead center in the exhaust stroke. However, in actuality, since the valve operation is delayed or intake and exhaust are affected by inertia, the cams 40 and 42 and the camshafts 41 and 41 are closed so as to open earlier and close later. 43 is designed. Specifically, as shown in FIG. 3A, the intake valve 34 opens slightly before the top dead center in the intake stroke (α ° before the top dead center), and sets the bottom dead center in the intake stroke. Close after a while (β ° after bottom dead center). Further, as shown in FIG. 3B, the exhaust valve 35 opens slightly before the bottom dead center in the exhaust stroke (γ ° before the bottom dead center) and slightly exceeds the top dead center of the exhaust stroke. Close (δ ° after top dead center).

エンジン30のクランクシャフト39は、オートマチックトランスミッション50が接続されている。このオートマチックトランスミッション50は、エンジン30からクランクシャフト39に出力された動力を変速してデファレンシャルギヤ52を介して駆動輪54a,54bに伝達する。また、クランクシャフト39には、クランク角センサ56が取り付けられている。このクランク角センサ56は、クランクシャフト39に取り付けられた図示しないマグネットロータに対向する位置に磁気抵抗素子を配置したMRE回転センサであり、このクランク角センサ56が発生するパルスを利用してクランク角CAを特定したりエンジン回転数Neを求めたりすることができる。一方、吸気カムシャフト41には、カム角センサ58が取り付けられている。このカム角センサ58は、吸気カムシャフト41と一体となって回転する歯車の歯がコイルのコアに接近するごとにパルスを出力する電磁誘導ピックアップ式センサであり、吸気カムシャフト41が1回転(クランクシャフト39が2回転)するごとに1個のパルスを発生する。   An automatic transmission 50 is connected to the crankshaft 39 of the engine 30. The automatic transmission 50 shifts the power output from the engine 30 to the crankshaft 39 and transmits it to the drive wheels 54 a and 54 b via the differential gear 52. A crank angle sensor 56 is attached to the crankshaft 39. The crank angle sensor 56 is an MRE rotation sensor in which a magnetoresistive element is disposed at a position facing a magnet rotor (not shown) attached to the crankshaft 39. The crank angle sensor 56 uses a pulse generated by the crank angle sensor 56 to The CA can be specified or the engine speed Ne can be obtained. On the other hand, a cam angle sensor 58 is attached to the intake camshaft 41. The cam angle sensor 58 is an electromagnetic induction pickup type sensor that outputs a pulse each time the gear teeth rotating integrally with the intake camshaft 41 approach the core of the coil, and the intake camshaft 41 rotates once ( Each time the crankshaft 39 rotates twice), one pulse is generated.

吸気カムシャフト41には、この吸気カムシャフト41を進角側又は遅角側へシフトさせる吸気カムシャフト駆動モータ60が取り付けられ、排気カムシャフト43には、この排気カムシャフト43を進角側又は遅角側へシフトさせる排気カムシャフト駆動モータ62が取り付けられている。これらの駆動モータ60,62を駆動することにより各バルブ34,35の開閉位置を変更することができる。   An intake camshaft drive motor 60 that shifts the intake camshaft 41 to the advance side or retard side is attached to the intake camshaft 41, and the exhaust camshaft 43 is advanced to the advance side or to the exhaust camshaft 43. An exhaust camshaft drive motor 62 for shifting to the retard side is attached. By driving these drive motors 60 and 62, the open / close positions of the valves 34 and 35 can be changed.

モータジェネレータ44は、モータとして駆動すると共にジェネレータとしても駆動する例えば同期交流電動発電機として構成されており、その回転軸に取り付けられたMG側プーリ26は、エンジン30のクランクシャフト39に接続されたエンジン側プーリ24にベルト28により接続されている。このため、モータジェネレータ44は、エンジン30からクランクシャフト39に出力された動力を用いて発電してインバータ46を介してバッテリ48を充電したり、バッテリ48からインバータ46を介して得られる電力を用いてクランクシャフト39に動力を出力できる。また、モータジェネレータ44は、エンジン30のスタータモータとしての役割も担っている。このため、モータジェネレータ44とは別にスタータモータを備える必要がない。なお、図1の構成をハイブリッド自動車と称しているのは、エンジン30を再始動する際のモータジェネレータ44の回転力がオートマチックトランスミッション50を介して車輪に伝達されることでモータジェネレータ44が車両駆動用に利用され得るからである。   The motor generator 44 is configured as, for example, a synchronous AC motor generator that is driven as a motor and also as a generator, and the MG side pulley 26 attached to the rotating shaft is connected to a crankshaft 39 of the engine 30. The belt 28 is connected to the engine side pulley 24. Therefore, the motor generator 44 generates power using the power output from the engine 30 to the crankshaft 39 and charges the battery 48 via the inverter 46, or uses the electric power obtained from the battery 48 via the inverter 46. Power can be output to the crankshaft 39. The motor generator 44 also serves as a starter motor for the engine 30. For this reason, it is not necessary to provide a starter motor separately from the motor generator 44. The configuration of FIG. 1 is referred to as a hybrid vehicle because the rotational force of the motor generator 44 when the engine 30 is restarted is transmitted to the wheels via the automatic transmission 50, so that the motor generator 44 is driven by the vehicle. It is because it can be utilized for.

エンジンECU70は、エンジン30の運転を制御するものであり、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサにより構成され、CPUの他に処理プログラムやデータなどを記憶するROMや一時的にデータを記憶するRAMや入出力ポート、通信ポートを備えている。このエンジンECU70には、エンジン30の運転状態を示す種々のセンサ、例えば、前出のクランク角センサ56やカム角センサ58のほか、図示しないが吸入空気の温度を検出する吸気温センサ、スロットルバルブの開度(ポジション)を検出するスロットルバルブポジションセンサ、エンジン30の冷却水の温度(水温)を検出する水温センサなどが接続されており、各種センサからの検出信号が入力される。また、エンジンECU70からは、インジェクタ32への駆動信号や吸気バルブ34・排気バルブ35の開閉位置を変更可能な各カムシャフト駆動モータ60,62への制御信号、点火プラグ33に放電電圧を印加するイグニッションコイル64への制御信号などが出力される。なお、運転者の操作に基づく要求動力をエンジン30から出力するために、エンジンECU70には、シフトレバー72のポジションを検出するシフトポジションセンサ73からのシフトポジションやアクセルペダル74のポジションを検出するアクセルペダルポジションセンサ75からのアクセルペダルポジション、ブレーキペダル76が踏み込まれているか否かを検出するブレーキポジションセンサ77からのオンオフ信号も入力される。   The engine ECU 70 controls the operation of the engine 30. Although not shown, the engine ECU 70 is composed of a microprocessor centered on a CPU. In addition to the CPU, the ROM stores processing programs and data, and temporarily stores data. RAM, an input / output port, and a communication port. The engine ECU 70 includes various sensors that indicate the operating state of the engine 30, for example, the crank angle sensor 56 and the cam angle sensor 58 described above, an intake air temperature sensor that detects the temperature of intake air (not shown), and a throttle valve. A throttle valve position sensor for detecting the opening degree (position) of the engine 30 and a water temperature sensor for detecting the temperature (water temperature) of the cooling water of the engine 30 are connected, and detection signals from various sensors are input. The engine ECU 70 applies a discharge signal to the injector 32, control signals to the camshaft drive motors 60 and 62 that can change the open / close positions of the intake valve 34 and the exhaust valve 35, and a spark plug 33. A control signal or the like to the ignition coil 64 is output. In order to output the required power based on the operation of the driver from the engine 30, the engine ECU 70 has an accelerator that detects the shift position from the shift position sensor 73 that detects the position of the shift lever 72 and the position of the accelerator pedal 74. An accelerator pedal position from the pedal position sensor 75 and an on / off signal from the brake position sensor 77 for detecting whether or not the brake pedal 76 is depressed are also input.

ハイブリッドECU80は、CPUを中心とするマイクロプロセッサにより構成されており、図示しないがCPUの他に処理プログラムやデータなどを記憶するROMや一時的にデータを記憶するRAMや入出力ポート、通信ポートを備えている。ハイブリッドECU80には、モータジェネレータ44に取り付けられた図示しない回転数センサや温度センサからのモータ回転数やモータ温度、インバータ46内の取り付けられた図示しない電流センサからのモータジェネレータ44への相電流、バッテリ48に取り付けられた図示しない温度センサからのバッテリ温度、バッテリ48の出力端子近傍に取り付けられた図示しない電圧センサや電流センサからの端子間電圧や充放電電流などが入力ポートを介して入力され、ハイブリッドECU80からは、モータジェネレータ44を駆動制御するためのインバータ46へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力される。また、ハイブリッドECU80は、通信ポートを介してエンジンECU70と接続されており、必要に応じてエンジンECU70からエンジン30の状態に関するデータ等を受信すると共にエンジンECU70に制御信号を送信する。   The hybrid ECU 80 includes a microprocessor centered on a CPU. Although not shown, the hybrid ECU 80 includes a ROM for storing processing programs and data, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port, in addition to the CPU. I have. The hybrid ECU 80 includes a rotation speed sensor and a motor temperature (not shown) attached to the motor generator 44, a motor rotation speed and a motor temperature, a phase current from the current sensor (not shown) installed in the inverter 46 to the motor generator 44, A battery temperature from a temperature sensor (not shown) attached to the battery 48, a voltage between terminals or a charge / discharge current from a voltage sensor or current sensor (not shown) attached in the vicinity of the output terminal of the battery 48 are input via the input port. The hybrid ECU 80 outputs a switching control signal to the inverter 46 for driving and controlling the motor generator 44 through the output port. The hybrid ECU 80 is connected to the engine ECU 70 via a communication port, and receives data related to the state of the engine 30 from the engine ECU 70 and transmits a control signal to the engine ECU 70 as necessary.

次に、本実施形態のハイブリッド自動車20の動作、特にアイドルストップ制御に伴う動作について以下に説明する。このハイブリッド自動車20では、アイドル停車時にアクセルペダル74が踏み込まれていないアクセルOFFであると共にブレーキペダル76が踏み込まれているブレーキONの状態でエンジン回転数Neが所定の低速回転数以下であるなどの所定の停止条件が成立したときにエンジン30を自動停止し、その後ブレーキOFFとされると共にアクセルONとされるなどの所定の再始動条件が成立したときにエンジン30が自動再始動されるアイドルストップ制御が行われる。なお、エンジン回転数Neはクランク角センサ56から出力されるパルスの時間間隔に基づいて算出される。また、アクセルペダルポジションセンサ75、ブレーキポジションセンサ77、クランク角センサ56から出力される信号は、エンジンECU70を介してハイブリッドECU80へ入力される。以下には、このアイドルストップ制御で行われる自動停止制御ルーチンと自動再始動ルーチンについて説明する。   Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the present embodiment, particularly the operation associated with the idle stop control will be described below. In this hybrid vehicle 20, the engine speed Ne is equal to or lower than a predetermined low-speed speed when the accelerator pedal 74 is not depressed when the vehicle is idle and the brake pedal 76 is depressed and the brake is ON. The engine 30 is automatically stopped when a predetermined stop condition is satisfied, and then the engine 30 is automatically restarted when a predetermined restart condition is satisfied such as when the brake is turned off and the accelerator is turned on. Control is performed. The engine speed Ne is calculated based on the time interval of pulses output from the crank angle sensor 56. The signals output from the accelerator pedal position sensor 75, the brake position sensor 77, and the crank angle sensor 56 are input to the hybrid ECU 80 via the engine ECU 70. Hereinafter, an automatic stop control routine and an automatic restart routine performed in the idle stop control will be described.

まず、自動停止制御ルーチンについて説明する。図4はこのルーチンのフローチャートである。このルーチンは、エンジン運転中、上述したアイドルストップ制御の所定の停止条件が成立したときにハイブリッドECU80によって実行される。このルーチンが開始されると、ハイブリッドECU80は、エンジン30の各気筒31のインジェクタ32への通電を停止すると共に点火プラグ33への通電を停止するようエンジンECU70に指令する(ステップS110)。この結果、エンジン30の各気筒31の点火及び燃料噴射が停止するため、エンジン30はクランクシャフト39を回転させるトルクを発生しなくなる。このため、クランクシャフト39は慣性力のみで回転する。この慣性力は、圧縮行程の気筒で発生するガス圧縮力やモータジェネレータ44の回生トルクなどによって減衰されるため、クランクシャフト39の回転は停止に向けて収束する。   First, the automatic stop control routine will be described. FIG. 4 is a flowchart of this routine. This routine is executed by the hybrid ECU 80 when the above-described predetermined stop condition of the idle stop control is satisfied during engine operation. When this routine is started, the hybrid ECU 80 instructs the engine ECU 70 to stop energizing the injectors 32 of the cylinders 31 of the engine 30 and to stop energizing the spark plug 33 (step S110). As a result, since the ignition and fuel injection of each cylinder 31 of the engine 30 are stopped, the engine 30 does not generate torque that rotates the crankshaft 39. For this reason, the crankshaft 39 rotates only with an inertial force. Since this inertial force is attenuated by the gas compression force generated in the cylinder in the compression stroke, the regenerative torque of the motor generator 44, etc., the rotation of the crankshaft 39 converges toward the stop.

続いて、ハイブリッドECU80は、所定のエンジン状態になったか否かを判定する(ステップS120)。ここで、所定のエンジン状態について説明する。本実施形態では、予め実験などにより、4番気筒が排気行程にさしかかったときにエンジン回転数Neが予め定められた所定回転数であれば、モータジェネレータ44をゼロトルクにしてエンジン30のフリクションによりエンジン30を停止させると、4番気筒は吸気行程、圧縮行程を経たあと膨張行程の上死点後90°の位置(ATDC90°)の前後でエンジン30が停止することがわかっているとものとする。ここで、4番気筒が膨張行程のATDC90°の位置の前後とは、図6に白抜き矢印で範囲を示すように、3番気筒の吸気バルブ閉位置から4番気筒の排気バルブ開位置までの間であり、この間で停止位置がばらつく。3番気筒の吸気バルブ閉位置は、3番気筒の下死点後β°の位置であるが、3番気筒と4番気筒は180°位相がずれていることから4番気筒の上死点後β°と同じ位置となる。また、4番気筒の排気バルブ開位置は、4番気筒の下死点前γ°の位置である。ステップS120では、所定のエンジン状態を、4番気筒が排気行程にさしかかったときにエンジン回転数Neが所定回転数であるとし、この所定のエンジン状態となるようにモータジェネレータ44のトルク制御を実行する。   Subsequently, the hybrid ECU 80 determines whether or not a predetermined engine state has been reached (step S120). Here, the predetermined engine state will be described. In the present embodiment, when the engine speed Ne reaches a predetermined predetermined speed when the fourth cylinder approaches the exhaust stroke by an experiment or the like in advance, the motor generator 44 is set to zero torque and the engine 30 is caused to friction by the friction of the engine 30. When the engine 30 is stopped, it is known that the engine 30 stops at the position of 90 ° (ATDC 90 °) after the top dead center of the expansion stroke after the No. 4 cylinder passes through the intake stroke and the compression stroke. . Here, before and after the position of the ATDC 90 ° in the expansion stroke of the fourth cylinder is from the closed position of the intake valve of the third cylinder to the open position of the exhaust valve of the fourth cylinder, as indicated by the white arrow in FIG. The stop position varies during this period. The intake valve closing position of the 3rd cylinder is the position of β ° after the bottom dead center of the 3rd cylinder, but the 3rd cylinder and the 4th cylinder are 180 ° out of phase. After the same position as β °. Further, the exhaust valve open position of the fourth cylinder is a position of γ ° before the bottom dead center of the fourth cylinder. In step S120, it is assumed that the engine speed Ne is the predetermined engine speed when the fourth cylinder approaches the exhaust stroke, and the torque control of the motor generator 44 is executed so that the predetermined engine condition is obtained. To do.

なお、4番気筒が排気行程にさしかかったか否かの判定は、クランク角センサ56から出力されるパルスとカム角センサ58から出力されるパルスに基づいて行う。本実施形態では、カム角センサ58は1番気筒が膨張行程に入いるごとにパルスを出力するように設定され、クランク角センサ56はクランクシャフト39が所定角度回転するごとにパルスを出力するように設定されている。このため、カム角センサ58からパルスが出力されるごとにクランク角をゼロにリセットしつつ、クランク角センサ56からパルスが出力されるごとにクランク角を所定角度ずつ進めることにより、クランク角を0〜720°の範囲で算出することができる。そして、このように算出したクランク角を、図2に示すクランク角CAと各気筒の行程との対応関係に照らすことにより、どの気筒がどの行程にあるのかを判別することができる。なお、クランク角センサ56やカム角センサ58から出力される信号は、エンジンECU70を介してハイブリッドECU80へ入力される。   Whether or not the fourth cylinder has reached the exhaust stroke is determined based on a pulse output from the crank angle sensor 56 and a pulse output from the cam angle sensor 58. In this embodiment, the cam angle sensor 58 is set to output a pulse every time the first cylinder enters the expansion stroke, and the crank angle sensor 56 outputs a pulse every time the crankshaft 39 rotates by a predetermined angle. Is set to Therefore, the crank angle is reset to zero each time a pulse is output from the cam angle sensor 58, and the crank angle is advanced by a predetermined angle each time a pulse is output from the crank angle sensor 56, thereby reducing the crank angle to zero. It can be calculated in a range of ˜720 °. Then, it is possible to determine which cylinder is in which stroke by comparing the calculated crank angle with the correspondence between the crank angle CA and the stroke of each cylinder shown in FIG. Note that signals output from the crank angle sensor 56 and the cam angle sensor 58 are input to the hybrid ECU 80 via the engine ECU 70.

さて、ステップS120で所定のエンジン状態になっていないときには、そのままモータジェネレータ44のトルク制御を続行する。一方、ステップS120で所定のエンジン状態になったときには、モータジェネレータ44のトルクをゼロにし(ステップS130)、エンジン30の圧縮行程気筒で発生するガス圧縮力によりエンジン30を停止させるようにする。続いて、4番気筒が吸気バルブ開位置の直前に至ったか否かを判定する(ステップS140)。この判定も、先ほどと同様、クランク角センサ56から出力されるパルスとカム角センサ58から出力されるパルスに基づいて行う。   When the predetermined engine state is not reached in step S120, the torque control of the motor generator 44 is continued as it is. On the other hand, when the predetermined engine state is reached in step S120, the torque of the motor generator 44 is made zero (step S130), and the engine 30 is stopped by the gas compression force generated in the compression stroke cylinder of the engine 30. Subsequently, it is determined whether or not the fourth cylinder has reached just before the intake valve open position (step S140). This determination is also made based on the pulse output from the crank angle sensor 56 and the pulse output from the cam angle sensor 58, as before.

そして、ステップS140で4番気筒が吸気バルブ開位置の直前に至っていないときにはそのまま待機し、その吸気バルブ開位置の直前に至ったときには4番気筒のインジェクタ32に通電して燃料を噴射するようエンジンECU70へ指令する(ステップS150)。この結果、インジェクタ32から噴射された燃料が吸気ポート36内の空気と混合して混合気となり、その混合気は吸気バルブ34が開いたときに4番気筒の燃焼室37へ吸入される。   In step S140, when the fourth cylinder has not reached the position immediately before the intake valve open position, the engine waits as it is, and when it has reached the position immediately before the intake valve open position, the injector 32 of the fourth cylinder is energized to inject fuel. The ECU 70 is instructed (step S150). As a result, the fuel injected from the injector 32 is mixed with the air in the intake port 36 to become an air-fuel mixture, and the air-fuel mixture is sucked into the combustion chamber 37 of the fourth cylinder when the intake valve 34 is opened.

続いて、4番気筒が膨張行程を行うときに圧縮行程を行う気筒つまり3番気筒が吸気バルブ開位置の直前に至ったか否かを、先ほどと同様、クランク角センサ56から出力されるパルスとカム角センサ58から出力されるパルスに基づいて判定する(ステップS160)。そして、ステップS160で3番気筒が吸気バルブ開位置の直前に至っていないときにはそのまま待機し、3番気筒が吸気バルブ開位置の直前に至ったときには3番気筒のインジェクタ32に通電して燃料を噴射するようエンジンECU70へ指令する(ステップS170)。この結果、インジェクタ32から噴射された燃料が吸気ポート36内の空気と混合して混合気となり、その混合気は吸気バルブ34が開いたときに3番気筒の燃焼室37へ吸入される。   Subsequently, whether or not the cylinder that performs the compression stroke when the No. 4 cylinder performs the expansion stroke, that is, the No. 3 cylinder, has reached just before the intake valve open position, and the pulse output from the crank angle sensor 56 as before. The determination is made based on the pulse output from the cam angle sensor 58 (step S160). In step S160, when the third cylinder does not reach the intake valve open position, the process waits. When the third cylinder reaches the intake valve open position, the injector 32 of the third cylinder is energized to inject fuel. The engine ECU 70 is instructed to do so (step S170). As a result, the fuel injected from the injector 32 is mixed with the air in the intake port 36 to become an air-fuel mixture, and the air-fuel mixture is sucked into the combustion chamber 37 of the third cylinder when the intake valve 34 is opened.

その後、エンジン30の回転が停止したか否かを判定し(ステップS180)、エンジン30の回転が停止していないときにはそのまま待機し、停止したときには、バルブタイミング変更ルーチンを実行し(ステップS190)、自動停止制御ルーチンを終了する。この自動停止制御ルーチンが終了すると、エンジン30は、前述したように、図6に白抜き矢印で示した範囲内つまり4番気筒のピストン38が膨張行程のATDC90°前後の位置で停止している。また、膨張行程で停止している4番気筒や圧縮行程で停止している3番気筒には混合気が閉じこめられている。   Thereafter, it is determined whether or not the rotation of the engine 30 has stopped (step S180). If the rotation of the engine 30 has not stopped, the process waits as it is. If it has stopped, a valve timing change routine is executed (step S190). The automatic stop control routine is terminated. When this automatic stop control routine ends, as described above, the engine 30 stops within the range indicated by the white arrow in FIG. 6, that is, the piston 38 of the fourth cylinder is at a position around ATDC 90 ° in the expansion stroke. . Further, the air-fuel mixture is confined in the fourth cylinder stopped in the expansion stroke and the third cylinder stopped in the compression stroke.

続いて、バルブタイミング変更ルーチンについて、図5に基づいて説明する。まず、4番気筒においてピストン38がATDC90°の位置から排気バルブ位置までの間で停止しているか否かを判定する(ステップS192)。ここで、図2から明らかなように、4番気筒においてATDC90°の位置はクランク角が450°CAと同義であるから、結局クランク角が450°CA〜(540−γ)°CAまでの間で停止しているか否かを判定することになる。 Next, the valve timing change routine will be described with reference to FIG. First, in the fourth cylinder, it is determined whether or not the piston 38 is stopped between the position of ATDC 90 ° and the exhaust valve open position (step S192). Here, as is apparent from FIG. 2, the position of ATDC 90 ° in the fourth cylinder is synonymous with the crank angle of 450 ° CA, so that the crank angle is between 450 ° CA and (540−γ) ° CA after all. It is determined whether or not the vehicle is stopped.

このステップS192で肯定判定されると、4番気筒の燃焼室37の容積が比較的大きいため、エンジン再始動時には膨張行程にあるこの4番気筒に点火して十分な燃焼トルクを得るようにする。したがって、それに備えて、図7に示すように、4番気筒の排気バルブ開位置が下死点となるように排気カムシャフト駆動モータ62を駆動して排気カム42を遅角側に移動させ(ステップS194)、このルーチンを終了する。つまり、通常の排気バルブ開位置のままだと、4番気筒に点火したときに燃焼トルクが発生してもすぐに排気バルブ35が開いて燃焼トルクが低下してしまうので、排気バルブ開位置を下死点まで遅角することにより、燃焼トルクの低下を防止するのである。   If an affirmative determination is made in step S192, the volume of the combustion chamber 37 of the fourth cylinder is relatively large, so that when the engine is restarted, the fourth cylinder in the expansion stroke is ignited to obtain sufficient combustion torque. . Therefore, in preparation for this, as shown in FIG. 7, the exhaust camshaft drive motor 62 is driven so that the exhaust valve open position of the fourth cylinder is at the bottom dead center, and the exhaust cam 42 is moved to the retard side ( Step S194), this routine is finished. That is, if the normal exhaust valve open position is maintained, even if combustion torque is generated when the fourth cylinder is ignited, the exhaust valve 35 opens immediately and the combustion torque decreases. Reducing the combustion torque is prevented by retarding to the bottom dead center.

一方、ステップS192で否定判定されると、圧縮行程にある3番気筒のピストン38は吸気バルブ閉位置から膨張行程にある4番行程のATDC90°までの間、つまりクランク角が(360+β)°CA〜450°CAの間で停止していることになる(図2参照)。この場合、4番気筒の燃焼室37の容積が比較的小さいため、エンジン再始動時に膨張行程にあるこの4番気筒に点火しても十分な燃焼トルクを得ることは難しい。このため、一旦、圧縮行程にある3番気筒に点火してクランクシャフト39を逆回転させることにより4番気筒の燃焼室37を圧縮させ、その後この4番気筒に点火して十分な燃焼トルクを得るようにする。したがって、それに備えて、図8に示すように、3番気筒の吸気バルブ閉位置が下死点となるように吸気カムシャフト駆動モータ60を駆動して吸気カム40を進角側に移動させ(ステップS196)、このルーチンを終了する。つまり、通常の吸気バルブ閉位置のままだと、3番気筒に点火したときにクランクシャフト39が逆回転してすぐに吸気バルブ閉位置を越えて吸気バルブ34が開き吸気通路22に排気が逆流するので、吸気バルブ閉位置を下死点まで進角して吸気通路22への排気の逆流を防止するのである。   On the other hand, if a negative determination is made in step S192, the piston 38 of the third cylinder in the compression stroke is between the intake valve closed position and the ATDC 90 ° of the fourth stroke in the expansion stroke, that is, the crank angle is (360 + β) ° CA. It is stopped between ˜450 ° CA (see FIG. 2). In this case, since the volume of the combustion chamber 37 of the fourth cylinder is relatively small, it is difficult to obtain a sufficient combustion torque even if this fourth cylinder in the expansion stroke is ignited when the engine is restarted. Therefore, once the third cylinder in the compression stroke is ignited and the crankshaft 39 is rotated in the reverse direction, the combustion chamber 37 of the fourth cylinder is compressed, and then the fourth cylinder is ignited to provide sufficient combustion torque. To get. Therefore, in preparation for this, as shown in FIG. 8, the intake camshaft drive motor 60 is driven so that the intake valve closing position of the third cylinder is at the bottom dead center, and the intake cam 40 is moved to the advance side ( Step S196), this routine is finished. That is, if the normal intake valve closed position is maintained, when the third cylinder is ignited, the crankshaft 39 reversely rotates and immediately exceeds the intake valve closed position, the intake valve 34 opens, and the exhaust gas flows back into the intake passage 22. Therefore, the intake valve closing position is advanced to the bottom dead center to prevent the backflow of exhaust gas into the intake passage 22.

次に、自動再始動制御ルーチンについて説明する。図9はこのルーチンのフローチャートである。このルーチンは、自動制御ルーチン終了後、上述したアイドルストップ制御の所定の再始動条件が成立したときにハイブリッドECU80によって実行される。このルーチンが開始されると、ハイブリッドECU80は、エンジン30の4番気筒のピストン38が膨張行程においてATDC90°の位置から排気バルブ位置までの間、つまりクランク角450°CA〜(540−γ)°CAの間で停止しているか否かを判定する(ステップS305)。そして、4番気筒のピストン38がこの範囲で停止していたときには、膨張行程気筒である4番気筒の点火プラグ33に放電電圧を印加してスパークを発生させる(ステップS310)。すると、この膨張行程気筒の燃焼室37内の容積は比較的大きいため、点火によって混合気が燃焼してエンジン30を正回転させるのに十分な燃焼トルクが発生する。このとき、排気バルブ位置が下死点に変更されているため、4番気筒のピストン38が下死点に至るまで燃焼トルクがピストン38に作用する。また、4番気筒の点火と同時に、モータジェネレータ44もバッテリ48の電力を利用して回転駆動させ、エンジン30のクランキングをアシストさせる(ステップS315)。 Next, the automatic restart control routine will be described. FIG. 9 is a flowchart of this routine. This routine is executed by the hybrid ECU 80 when the above-described predetermined restart condition for the idle stop control is satisfied after the automatic control routine is completed. When this routine is started, the hybrid ECU 80 determines that the piston 38 of the fourth cylinder of the engine 30 is in the expansion stroke from the ATDC 90 ° position to the exhaust valve open position, that is, the crank angle 450 ° CA˜ (540−γ). It is determined whether or not it has stopped between ° CA (step S305). When the piston 38 of the fourth cylinder is stopped in this range, a discharge voltage is applied to the spark plug 33 of the fourth cylinder that is the expansion stroke cylinder to generate a spark (step S310). Then, since the volume in the combustion chamber 37 of this expansion stroke cylinder is relatively large, a sufficient combustion torque is generated to cause the air-fuel mixture to combust by ignition and to cause the engine 30 to rotate normally. At this time, since the exhaust valve opening position is changed to the bottom dead center, the combustion torque acts on the piston 38 until the piston 38 of the fourth cylinder reaches the bottom dead center. Simultaneously with the ignition of the fourth cylinder, the motor generator 44 is also rotated using the power of the battery 48 to assist the cranking of the engine 30 (step S315).

その後、次に圧縮行程に至る気筒のピストン38が上死点付近に達したときその気筒の点火プラグ33にスパークを発生させる(ステップS320)。これにより、更にエンジン30を正回転させる燃焼トルクが得られる。また、エンジン30の吹き上がりに応じて排気カムシャフト駆動モータ62を駆動して排気バルブ開位置を下死点から進角させる(ステップS325)。これにより、排気バルブ開位置が下死点から徐々に通常位置に戻る。そして、エンジン回転数Neが所定の再始動回転数Nstartに達したか否かを判定し(ステップS330)、エンジン回転数Neが再始動回転数Nstartに達していないときには再びステップS320へ戻り、エンジン回転数Neが再始動回転数Nstartに達したときにはモータジェネレータ44による正回転アシストを終了し(ステップS370)、この自動再始動制御ルーチンを終了する。   Thereafter, when the piston 38 of the cylinder that reaches the next compression stroke reaches near the top dead center, a spark is generated in the spark plug 33 of that cylinder (step S320). As a result, combustion torque that further rotates the engine 30 forward is obtained. Further, the exhaust camshaft drive motor 62 is driven in accordance with the blow-up of the engine 30 to advance the exhaust valve open position from the bottom dead center (step S325). As a result, the exhaust valve open position gradually returns from the bottom dead center to the normal position. Then, it is determined whether or not the engine speed Ne has reached a predetermined restart speed Nstart (step S330), and when the engine speed Ne has not reached the restart speed Nstart, the process returns to step S320 again. When the rotational speed Ne reaches the restart rotational speed Nstart, the forward rotation assist by the motor generator 44 is finished (step S370), and this automatic restart control routine is finished.

一方、ステップS305で、エンジン30の停止時に膨張行程にある4番気筒のピストン38が圧縮行程にある3番気筒の吸気バルブ閉位置からATDC90°の位置までの間、つまりクランク角(360+β)°CA〜450°CAの間(これは、図6に示すように4番気筒において上死点後β°の位置からATDC90°の位置の間)で停止していたときには、圧縮行程気筒である3番気筒の点火プラグ33に放電電圧を印加してスパークを発生させる(ステップS335)。すると、この圧縮行程気筒の燃焼室37内の容積は比較的大きいため、点火によって混合気が燃焼してエンジン30を逆回転させる十分な燃焼トルクが発生する。このとき、吸気バルブ閉位置が下死点に変更されているため、3番気筒のピストン38が下死点に至るまで吸気バルブ34が開かず、吸気通路22へ排気が逆流することがない。 On the other hand, in step S305, the piston 38 of the fourth cylinder in the expansion stroke when the engine 30 is stopped is from the intake valve closed position of the third cylinder in the compression stroke to the ATDC 90 ° position , that is, the crank angle (360 + β) °. When it is stopped between CA and 450 ° CA (this is between the position of β ° and the position of 90 ° ATDC after top dead center in the fourth cylinder as shown in FIG. 6), it is a compression stroke cylinder 3 A discharge voltage is applied to the spark plug 33 of the numbered cylinder to generate a spark (step S335). Then, since the volume in the combustion chamber 37 of this compression stroke cylinder is relatively large, sufficient combustion torque is generated that causes the air-fuel mixture to burn by ignition and reversely rotate the engine 30. At this time, since the intake valve closing position is changed to the bottom dead center, the intake valve 34 is not opened until the piston 38 of the third cylinder reaches the bottom dead center, and the exhaust does not flow back into the intake passage 22.

続いて、圧縮行程気筒である3番気筒のピストン38が下死点に到達するか又はエンジン回転数Neがゼロになったかを判定し(ステップS340)、3番気筒のピストン38が下死点に到達せず且つエンジン回転数Neがゼロでもないときには再びステップS340に戻り、3番気筒のピストン38が下死点に到達するか又はエンジン回転数Neがゼロになったときには膨張行程気筒である4番気筒の点火プラグ33に放電電圧を印加してスパークを発生させる(ステップS345)。このとき、4番気筒は膨張行程ではあるもののエンジン30が逆回転して燃焼室37が圧縮されているため、この圧縮された燃焼室37内の混合気が点火されると、エンジン30を正回転させるのに十分な燃焼トルクが発生する。また、4番気筒の点火と同時に、モータジェネレータ44もバッテリ48の電力を利用して回転駆動させ、エンジン30のクランキングをアシストさせる(ステップS350)。更に、下死点まで進角されていた吸気バルブ閉位置を吸気カムシャフト駆動モータ60を駆動することにより最遅角化する(ステップS355)。これにより、吸気バルブ閉位置が通常位置に戻る。   Subsequently, it is determined whether the piston 38 of the third cylinder, which is the compression stroke cylinder, has reached bottom dead center or the engine speed Ne has become zero (step S340), and the piston 38 of the third cylinder has reached bottom dead center. If the engine speed Ne is not zero and the engine speed Ne is not zero, the process returns to step S340. When the piston 38 of the third cylinder reaches the bottom dead center or the engine speed Ne becomes zero, the cylinder is the expansion stroke cylinder. A discharge voltage is applied to the spark plug 33 of the fourth cylinder to generate a spark (step S345). At this time, although the No. 4 cylinder is in the expansion stroke, the engine 30 is reversely rotated and the combustion chamber 37 is compressed. Therefore, when the air-fuel mixture in the compressed combustion chamber 37 is ignited, Sufficient combustion torque is generated for rotation. Simultaneously with the ignition of the fourth cylinder, the motor generator 44 is also driven to rotate using the electric power of the battery 48 to assist the cranking of the engine 30 (step S350). Further, the intake valve closed position that has been advanced to the bottom dead center is made the most retarded by driving the intake camshaft drive motor 60 (step S355). As a result, the intake valve closed position returns to the normal position.

その後、次に圧縮行程に至る気筒のピストン38が上死点付近に達したときその気筒の点火プラグ33にスパークを発生させる(ステップS360)。これにより、更にエンジン30を正回転させる燃焼トルクが得られる。そして、エンジン回転数Neが所定の再始動回転数Nstartに達したか否かを判定し(ステップS365)、エンジン回転数Neが再始動回転数Nstartに達していないときには再びステップS360へ戻り、エンジン回転数Neが再始動回転数Nstartに達したときにはモータジェネレータ44による正回転アシストを終了し(ステップS370)、この自動再始動制御ルーチンを終了する。なお、本ルーチン終了後は、通常の走行時の制御を実行することになる。   Thereafter, when the piston 38 of the cylinder that reaches the next compression stroke reaches near the top dead center, a spark is generated in the spark plug 33 of that cylinder (step S360). As a result, combustion torque that further rotates the engine 30 forward is obtained. Then, it is determined whether or not the engine speed Ne has reached a predetermined restart speed Nstart (step S365), and when the engine speed Ne has not reached the restart speed Nstart, the process returns to step S360 again, When the rotational speed Ne reaches the restart rotational speed Nstart, the forward rotation assist by the motor generator 44 is terminated (step S370), and this automatic restart control routine is terminated. In addition, after the completion of this routine, control during normal traveling is executed.

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のハイブリッドECU80が再始動条件判定手段に相当し、ハイブリッドECU80とエンジンECU70の両方がエンジン停止制御手段や気筒処理実行手段、再始動制御手段、各バルブタイミング可変制御手段に相当し、モータジェネレータ44が本発明のモータに相当する。また、吸気カムシャフト駆動モータ60が吸気バルブタイミング可変手段に相当し、排気カムシャフト駆動モータ62が排気バルブタイミング可変手段に相当する。なお、本実施形態では、ハイブリッド自動車20の動作を説明することにより本発明のエンジン停止再始動制御装置の一例を明らかにすると共に本発明のエンジン再始動方法の一例も明らかにしている。   Here, the correspondence between the components of the present embodiment and the components of the present invention will be clarified. The hybrid ECU 80 of this embodiment corresponds to restart condition determination means, and both the hybrid ECU 80 and the engine ECU 70 correspond to engine stop control means, cylinder processing execution means, restart control means, and variable valve timing control means. The generator 44 corresponds to the motor of the present invention. The intake camshaft drive motor 60 corresponds to intake valve timing variable means, and the exhaust camshaft drive motor 62 corresponds to exhaust valve timing variable means. In the present embodiment, by explaining the operation of the hybrid vehicle 20, an example of the engine stop / restart control device of the present invention is clarified and an example of the engine restart method of the present invention is also clarified.

以上詳述した本実施形態のハイブリッド自動車20によれば、アイドルストップ制御におけるエンジン再始動条件が成立したとき、膨張行程気筒である4番気筒のピストン38がATDC90°の位置から排気バルブ開位置までの間で停止しているときには該気筒に点火してエンジン30を正回転させる。このとき、膨張行程気筒は燃焼室37の容積が比較的大きく十分な空気を有しているため、膨張行程気筒点火時に大きな燃焼トルクが得られる。一方、膨張行程気筒である4番気筒がATDC90°の位置よりも手前で停止しているときには圧縮行程気筒である3番気筒に点火してエンジン30を逆回転させて4番気筒の燃焼室37を圧縮したあと該気筒に点火してエンジン30を正回転させる。このとき、停止時の4番気筒の燃焼室37は容積が比較的小さくそのままでは大きな燃焼トルクを得にくいが、一旦圧縮したあと点火するため大きな燃焼トルクが得られる。このように、エンジン30の停止位置がばらついたとしても、エンジン30を正回転させる膨張行程気筒点火時の燃焼トルクを十分確保することができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the present embodiment described in detail above, when the engine restart condition in the idle stop control is satisfied, the piston 38 of the fourth cylinder, which is the expansion stroke cylinder, moves from the ATDC 90 ° position to the exhaust valve open position. When the engine is stopped during this period, the cylinder 30 is ignited to cause the engine 30 to rotate forward. At this time, since the expansion stroke cylinder has a relatively large volume of the combustion chamber 37 and sufficient air, a large combustion torque can be obtained when the expansion stroke cylinder is ignited. On the other hand, when the No. 4 cylinder, which is the expansion stroke cylinder, is stopped before the position of 90 ° ATDC, the No. 3 cylinder, which is the compression stroke cylinder, is ignited to reversely rotate the engine 30 and the combustion chamber 37 of the No. 4 cylinder. After compression, the cylinder 30 is ignited and the engine 30 is rotated forward. At this time, the combustion chamber 37 of the No. 4 cylinder at the time of the stop has a relatively small volume and it is difficult to obtain a large combustion torque as it is, but a large combustion torque can be obtained because it is ignited after being compressed once. As described above, even when the stop position of the engine 30 varies, it is possible to sufficiently ensure the combustion torque at the time of ignition of the expansion stroke cylinder that rotates the engine 30 in the forward direction.

また、エンジン停止時に4番気筒の排気バルブ開位置を下死点まで遅角させるため、エンジン再始動時に膨張行程気筒の点火によって燃焼トルクが発生してエンジンが正回転し始めたあとピストン38が下死点に到達するまでその燃焼トルクをピストン38に伝達することができる。そして、エンジン30が停止した直後に排気バルブ開位置を遅角させるため、エンジン再始動時には確実に排気バルブ開位置の遅角操作が完了している。また、排気バルブ開位置を油圧により切り替えるとすれば、必要な油圧が得られないときには排気バルブ開位置を切り替えられないが、本実施形態では油圧ではなく電動により切り替えるため確実に切り替えることができる。   Further, when the engine is stopped, the exhaust valve opening position of the No. 4 cylinder is retarded to the bottom dead center. Therefore, when the engine is restarted, the combustion torque is generated by the ignition of the expansion stroke cylinder, and the piston 38 starts to rotate forward. The combustion torque can be transmitted to the piston 38 until the bottom dead center is reached. Since the exhaust valve opening position is retarded immediately after the engine 30 is stopped, the operation of retarding the exhaust valve opening position is reliably completed when the engine is restarted. Further, if the exhaust valve open position is switched by hydraulic pressure, the exhaust valve open position cannot be switched when the required hydraulic pressure cannot be obtained. However, in the present embodiment, since the switch is performed by electric power instead of hydraulic pressure, the exhaust valve open position can be switched reliably.

更に、エンジン停止時に3番気筒が点火される前に吸気バルブ閉位置を下死点に進角させるため、圧縮行程気筒の点火によって生じる排気が吸気バルブ34から吸気通路22へ逆流するおそれがない。そして、エンジン30が停止した直後に吸気バルブ閉位置を進角させるため、エンジン再始動時には確実に吸気バルブ閉位置の進角操作が完了している。また、吸気バルブ閉位置を油圧により切り替えるとすれば、必要な油圧が得られないときには吸気バルブ閉位置を切り替えられないが、本実施形態では油圧ではなく電動により切り替えるため、確実に切り替えることができる。   Further, since the intake valve closing position is advanced to the bottom dead center before the third cylinder is ignited when the engine is stopped, there is no possibility that the exhaust generated by the ignition of the compression stroke cylinder flows backward from the intake valve 34 to the intake passage 22. . Since the intake valve closing position is advanced immediately after the engine 30 is stopped, the advance operation of the intake valve closing position is reliably completed when the engine is restarted. Also, if the intake valve closing position is switched by hydraulic pressure, the intake valve closing position cannot be switched when the required hydraulic pressure cannot be obtained. .

更にまた、膨張行程気筒の燃焼トルクだけではエンジン30が再始動しにくいときにはモータジェネレータ44にクランクシャフト39を正回転させアシストすることにより確実にエンジン30を再始動させることができる。このモータジェネレータ44は、制動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリ48に蓄えておき、エンジン再始動時にその電気エネルギを利用してエンジン30の再始動をアシストするため、エネルギを有効に利用できる。   Furthermore, when it is difficult to restart the engine 30 only with the combustion torque of the expansion stroke cylinder, the engine 30 can be reliably restarted by assisting the motor generator 44 by rotating the crankshaft 39 forward. Since the motor generator 44 converts braking energy into electric energy and stores it in the battery 48 and assists restart of the engine 30 using the electric energy when the engine is restarted, the energy can be used effectively.

そして、アイドルストップ制御では走行途中に何度もエンジン停止と再始動を繰り返すため、エンジン再始動時に消費されるモータジェネレータ44の電気エネルギの低減量累算値が大きくなり有利である。   In the idle stop control, the engine stop and restart are repeated many times during the running, which is advantageous in that the cumulative amount of reduction in the electric energy of the motor generator 44 consumed at the time of engine restart becomes large.

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes as long as it belongs to the technical scope of the present invention.

例えば、上述した実施形態の自動再始動制御ルーチンにおいてステップS305で否定判定されたときには、圧縮行程気筒に点火してクランクシャフト39を逆回転させたが、圧縮行程気筒に点火する代わりにモータジェネレータ44によってクランクシャフト39を逆回転させてエンジン停止時の膨張行程気筒である4番気筒のピストン38を上死点付近まで戻してもよい。この場合も、4番気筒の燃焼室37が圧縮されるため、圧縮後の4番気筒に点火すればクランクシャフト39を正回転させる十分な燃焼トルクが得られる。   For example, when a negative determination is made in step S305 in the automatic restart control routine of the above-described embodiment, the compression stroke cylinder is ignited and the crankshaft 39 is reversely rotated. However, instead of igniting the compression stroke cylinder, the motor generator 44 is ignited. Thus, the crankshaft 39 may be reversely rotated to return the piston 38 of the fourth cylinder, which is the expansion stroke cylinder when the engine is stopped, to near the top dead center. Also in this case, since the combustion chamber 37 of the 4th cylinder is compressed, if the 4th cylinder after compression is ignited, sufficient combustion torque for rotating the crankshaft 39 forward can be obtained.

また、上述した実施形態では、燃料噴射方式として吸気ポートに燃料を噴射するポート式を採用したが、気筒内に燃料を直接噴射する直噴式を採用してもよい。   In the above-described embodiment, the port type that injects fuel into the intake port is adopted as the fuel injection method, but the direct injection type that directly injects fuel into the cylinder may be adopted.

更に、上述した実施形態では、モータジェネレータ44によりエンジン30のクランキングを行うようにしたが、専ら電動機として使用し発電機として使用しないスタータモータによりエンジン30のクランキングを行うようにしてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the engine 30 is cranked by the motor generator 44, but the engine 30 may be cranked by a starter motor that is used exclusively as an electric motor and not as a generator.

更にまた、上述した実施形態では、クランク角センサ56としてMRE回転センサを採用したが、クランクシャフト39に取り付けられたマグネットロータに対向する位置にホール素子を配置して磁束密度変化を電圧変化に変換する磁電変換式センサを採用してもよいし、発光ダイオードとフォトトランジスタとを対向させその間をスリットを切った円盤が回転することによりクランク角を検出する光電式センサを採用してもよいし、クランクシャフト39と一体となって回転する歯車の歯がコイルのコアに接近するごとにパルスを出力する電磁誘導ピックアップ式センサを採用してもよい。ただし、クランクシャフト39の低速回転時においても良好な出力が得られることを考慮するとMRE回転センサや磁電変換式センサ、光電式センサが好ましい。なお、エンジン側プーリ24とMG側プーリ26に架け渡されたベルト28にスベリが発生しないならばモータジェネレータ44に取り付けた回転数センサからの出力に基づいてクランク角を算出してもよい。この場合の回転数センサとしてはMRE回転センサや磁電変換式センサ、光電式センサが好ましい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the MRE rotation sensor is adopted as the crank angle sensor 56. However, the Hall element is arranged at a position facing the magnet rotor attached to the crankshaft 39 to convert the magnetic flux density change into the voltage change. A magnetoelectric conversion sensor may be employed, or a photoelectric sensor that detects a crank angle by rotating a disk with a light-emitting diode and a phototransistor facing each other and cutting a slit therebetween may be employed. You may employ | adopt the electromagnetic induction pick-up type sensor which outputs a pulse whenever the tooth | gear of the gear rotating integrally with the crankshaft 39 approaches the core of a coil. However, considering that a good output can be obtained even when the crankshaft 39 rotates at a low speed, an MRE rotation sensor, a magnetoelectric conversion sensor, or a photoelectric sensor is preferable. It should be noted that the crank angle may be calculated based on the output from the rotation speed sensor attached to the motor generator 44 if no slip occurs on the belt 28 spanned between the engine side pulley 24 and the MG side pulley 26. As the rotation speed sensor in this case, an MRE rotation sensor, a magnetoelectric conversion sensor, or a photoelectric sensor is preferable.

そして、上述した実施形態では、エンジン停止時の膨張行程気筒が4番気筒となるようにしたが、4番気筒以外の気筒をエンジン停止時の膨張行程気筒となるようにエンジン停止制御を行ってもよい。あるいは、アイドルストップ制御が実行されるごとにエンジン停止時の膨張行程気筒を順次変えていってもよい。エンジン停止時の膨張行程気筒をある特定の気筒に固定した場合にはアイドルストップ制御を繰り返すにつれてその気筒の状態が他の気筒と異なってくるおそれがあるのに対し、順次変えるようにした場合にはそのようなおそれが少ない。   In the above-described embodiment, the expansion stroke cylinder when the engine is stopped is the fourth cylinder. However, the engine stop control is performed so that the cylinders other than the fourth cylinder become the expansion stroke cylinder when the engine is stopped. Also good. Alternatively, the expansion stroke cylinder when the engine is stopped may be sequentially changed every time the idle stop control is executed. When the expansion stroke cylinder when the engine is stopped is fixed to a specific cylinder, the state of the cylinder may be different from other cylinders as the idle stop control is repeated. Is less likely to do that.

そしてまた、上述した実施形態では、4気筒エンジンを例に挙げて説明したが、他の多気筒エンジンにおいても同様にして本発明を適用することができる。   In the above-described embodiment, a four-cylinder engine has been described as an example. However, the present invention can be similarly applied to other multi-cylinder engines.

そして更に、上述した実施形態では、自動再始動制御ルーチンにおいてモータジェネレータ44による正回転アシストを行うようにしたが、このようなアシストを省略してもよい。   Further, in the above-described embodiment, the forward rotation assist by the motor generator 44 is performed in the automatic restart control routine, but such assist may be omitted.

そして更にまた、上述した実施形態では、ハイブリッド自動車20に本発明を適用した場合を例示したが、モータジェネレータ44の動力を車両駆動軸に伝達させない構成の単なるアイドルストップ機能付き車両に本発明を適用してもよいことはいうまでもない。   Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the hybrid vehicle 20 is illustrated, but the present invention is applied to a vehicle with a simple idle stop function that does not transmit the power of the motor generator 44 to the vehicle drive shaft. Needless to say.

ハイブリッド自動車の構成の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of a structure of a hybrid vehicle. クランク角CAと各気筒の行程との対応関係を表す説明図である。It is explanatory drawing showing the correspondence of crank angle CA and the stroke of each cylinder. 各行程におけるバルブタイミングダイアグラムであり、(a)は吸気・圧縮行程、(b)は膨張・排気行程のダイアグラムである。It is a valve timing diagram in each stroke, (a) is an intake / compression stroke, (b) is an expansion / exhaust stroke diagram. 自動停止制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of an automatic stop control routine. バルブタイミング変更ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of a valve timing change routine. 膨張行程気筒と圧縮行程気筒のバルブタイミングダイアグラムである。It is a valve timing diagram of an expansion stroke cylinder and a compression stroke cylinder. 膨張行程気筒と圧縮行程気筒のバルブタイミングダイアグラムである。It is a valve timing diagram of an expansion stroke cylinder and a compression stroke cylinder. 膨張行程気筒と圧縮行程気筒のバルブタイミングダイアグラムである。It is a valve timing diagram of an expansion stroke cylinder and a compression stroke cylinder. 自動再始動制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of an automatic restart control routine.

符号の説明Explanation of symbols

20 ハイブリッド自動車、22 吸気通路、24 エンジン側プーリ、26 MG側プーリ、28 ベルト、30 エンジン、31 気筒、32 インジェクタ、33 点火プラグ、34 吸気バルブ、35 排気バルブ、36 吸気ポート、37 燃焼室、38 ピストン、39 クランクシャフト、40 吸気カム、41 吸気カムシャフト、42 排気カム、43 排気カムシャフト、44 モータジェネレータ、46 インバータ、48 バッテリ、50 オートマチックトランスミッション、52 デファレンシャルギヤ、54a,54b 駆動輪、56 クランク角センサ、58 カム角センサ、60 吸気カムシャフト駆動モータ、62 排気カムシャフト駆動モータ、64 イグニッションコイル、70 エンジンECU、72 シフトレバー、73 シフトポジションセンサ、74 アクセルペダル、75 アクセルペダルポジションセンサ、76 ブレーキペダル、77 ブレーキポジションセンサ、80 ハイブリッドECU。 20 hybrid vehicle, 22 intake passage, 24 engine pulley, 26 MG pulley, 28 belt, 30 engine, 31 cylinder, 32 injector, 33 spark plug, 34 intake valve, 35 exhaust valve, 36 intake port, 37 combustion chamber, 38 piston, 39 crankshaft, 40 intake cam, 41 intake camshaft, 42 exhaust cam, 43 exhaust camshaft, 44 motor generator, 46 inverter, 48 battery, 50 automatic transmission, 52 differential gear, 54a, 54b drive wheel, 56 Crank angle sensor, 58 cam angle sensor, 60 intake camshaft drive motor, 62 exhaust camshaft drive motor, 64 ignition coil, 70 engine ECU, 72 shift lever, 73 shift position sensor, 74 accelerator pedal, 75 accelerator pedal position sensor, 76 brake pedal, 77 brake position sensor, 80 hybrid ECU.

Claims (9)

エンジン停止時に圧縮行程で停止する気筒のピストンが吸気バルブ閉位置よりも上死点側で停止し且つエンジン停止時に膨張行程で停止する気筒のピストンが排気バルブ開位置よりも上死点側で停止するようエンジンの停止制御を行うエンジン停止制御手段と、
エンジン停止時に膨張行程で停止する気筒及び圧縮行程で停止する気筒に混合気を入れておく気筒処理実行手段と、
吸気バルブ閉位置を変更可能な吸気バルブタイミング可変手段と、
前記エンジンが停止している間にエンジン再始動条件が成立したか否かを判定する再始動条件判定手段と、
前記再始動条件判定手段によってエンジン再始動条件が成立したと判定されたとき、膨張行程で停止している気筒が上死点後の所定角度位置を越えて停止しているときには該気筒に点火して前記エンジンを正回転させ、膨張行程で停止している気筒が前記上死点後の所定角度位置よりも手前で停止しているときには圧縮行程で停止している気筒に点火して前記エンジンを逆回転させて膨張行程で停止していた気筒内を圧縮したあと該気筒に点火して前記エンジンを正回転させる再始動制御手段と、
エンジン停止時に圧縮行程で停止している気筒が前記再始動制御手段によって点火される前に、前記吸気バルブタイミング可変手段によって該気筒の吸気バルブ閉位置を下死点又はその直前まで進角させる進角処理を実行する吸気バルブタイミング可変制御手段と、
を備えたエンジン停止再始動制御装置。
The piston of the cylinder that stops in the compression stroke when the engine is stopped stops at the top dead center side from the intake valve close position, and the piston of the cylinder that stops in the expansion stroke when the engine stops is stopped at the top dead center side from the exhaust valve open position Engine stop control means for performing engine stop control so as to
Cylinder processing execution means for putting an air-fuel mixture into a cylinder that stops in the expansion stroke and a cylinder that stops in the compression stroke when the engine is stopped;
An intake valve timing variable means capable of changing the intake valve closing position;
Restart condition determining means for determining whether an engine restart condition is satisfied while the engine is stopped;
When it is determined by the restart condition determining means that the engine restart condition is satisfied, when the cylinder stopped in the expansion stroke stops beyond a predetermined angular position after top dead center, the cylinder is ignited. When the cylinder stopped in the expansion stroke is stopped before the predetermined angular position after the top dead center, the cylinder stopped in the compression stroke is ignited to ignite the engine. Restart control means for rotating the engine forward by igniting the cylinder after compressing the inside of the cylinder that has been rotated reversely and stopped in the expansion stroke;
Before the cylinder that is stopped in the compression stroke when the engine is stopped is ignited by the restart control means, the intake valve timing varying means advances the intake valve closed position of the cylinder to the bottom dead center or immediately before it. Intake valve timing variable control means for performing angle processing;
An engine stop / restart control device.
前記吸気バルブタイミング可変制御手段は、エンジン停止直後に前記進角処理を実行する、請求項に記載のエンジン停止再始動制御装置。 The engine stop / restart control apparatus according to claim 1 , wherein the intake valve timing variable control means executes the advance angle processing immediately after the engine is stopped. 前記上死点後の所定角度位置は、前記上死点から90°又はその近傍だけ進角した位置である、請求項1又は2に記載のエンジン停止再始動制御装置。 3. The engine stop / restart control apparatus according to claim 1, wherein the predetermined angular position after the top dead center is a position advanced by 90 ° or in the vicinity thereof from the top dead center. 請求項1〜のいずれかに記載のエンジン停止再始動制御装置であって、
排気バルブ位置を変更可能な排気バルブタイミング可変手段と、
エンジン停止時に膨張行程で停止している気筒が前記再始動制御手段によって点火される前に、前記排気バルブタイミング可変手段によって該気筒の排気バルブ開位置を下死点又はその直前まで遅角させる遅角処理を実行する排気バルブタイミング可変制御手段と、
を備えたエンジン停止再始動制御装置。
The engine stop / restart control device according to any one of claims 1 to 3 ,
Exhaust valve timing variable means that can change the exhaust valve opening position,
Before the cylinder stopped in the expansion stroke when the engine is stopped is ignited by the restart control means, the exhaust valve timing variable means delays the exhaust valve open position of the cylinder to the bottom dead center or immediately before it. Exhaust valve timing variable control means for performing angle processing;
An engine stop / restart control device.
前記排気バルブタイミング可変制御手段は、エンジン停止直後に前記遅角処理を実行する、請求項に記載のエンジン停止再始動制御装置。 The engine stop / restart control device according to claim 4 , wherein the exhaust valve timing variable control means executes the retard processing immediately after the engine is stopped. 前記エンジン停止制御手段は、アイドルストップ制御におけるエンジン停止条件が成立したときに前記エンジンが停止するよう制御し、
前記再始動条件判定手段は、前記アイドルストップ制御におけるエンジン再始動条件が成立したか否かを判定する、
請求項1〜のいずれかに記載のエンジン停止再始動制御装置。
The engine stop control means controls the engine to stop when an engine stop condition in the idle stop control is satisfied,
The restart condition determining means determines whether or not an engine restart condition in the idle stop control is satisfied;
The engine stop / restart control apparatus according to any one of claims 1 to 5 .
請求項1〜のいずれかに記載のエンジン停止再始動制御装置であって、
前記エンジンを回転駆動可能なモータ、
を備え、
前記再始動制御手段は、前記再始動条件判定手段によってエンジン再始動条件が成立したと判定されたとき、エンジン停止時に膨張行程で停止している気筒の燃焼トルクと前記モータのトルクによってエンジンのクランキングを行う、
エンジン停止再始動制御装置。
The engine stop / restart control device according to any one of claims 1 to 6 ,
A motor capable of rotationally driving the engine;
With
When it is determined by the restart condition determination means that the engine restart condition is satisfied, the restart control means determines whether the engine is stopped by the combustion torque of the cylinder that is stopped in the expansion stroke when the engine is stopped and the torque of the motor. Ranking,
Engine stop / restart control device.
前記モータは、スタータモータである、
請求項に記載のエンジン停止再始動制御装置。
The motor is a starter motor.
The engine stop / restart control apparatus according to claim 7 .
請求項1〜のいずれかに記載のエンジン停止再始動制御装置を搭載した車両。 A vehicle equipped with the engine stop / restart control device according to any one of claims 1 to 8 .
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