JP4419800B2 - Engine starter - Google Patents

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JP4419800B2 JP2004314103A JP2004314103A JP4419800B2 JP 4419800 B2 JP4419800 B2 JP 4419800B2 JP 2004314103 A JP2004314103 A JP 2004314103A JP 2004314103 A JP2004314103 A JP 2004314103A JP 4419800 B2 JP4419800 B2 JP 4419800B2
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Description

本発明は、スタータモータを用いることなくエンジンを始動させるエンジン始動装置に関するものである。   The present invention relates to an engine starter that starts an engine without using a starter motor.

近年、排気ガス対策や燃費向上などの手法として、車両がアイドル状態で停止しているときにエンジンを自動的に停止させ、発進時に自動的に再始動して円滑に発進させるようにした技術が各種提案されている。この場合、エンジンの再始動に時間が掛かるとドライバの発進意思に対してレスポンスが遅れてドライバビリティが悪化するため、素早く再始動させることが重要である。ところが、エンジンを始動する場合、一般にスタータモータを用いており、頻繁にエンジンの停止と始動を繰り返すことで、このスタータモータや周辺部品の寿命低下、また、バッテリーの使用過多による充電量の低下などを招いてしまう。   In recent years, as a method for measures against exhaust gas and improving fuel efficiency, there has been a technology in which the engine is automatically stopped when the vehicle is stopped in an idle state, and is automatically restarted when starting to smoothly start. Various proposals have been made. In this case, if it takes a long time to restart the engine, a response is delayed with respect to the driver's intention to start, and drivability deteriorates. Therefore, it is important to restart the engine quickly. However, when starting an engine, a starter motor is generally used. By frequently stopping and starting the engine, the life of the starter motor and peripheral parts is reduced, and the charge amount is reduced due to excessive use of the battery. Will be invited.

そこで、例えば、下記特許文献1では、燃料を吸気ポートではなく燃焼室に直接噴射する筒内噴射式のエンジンにて、スタータを用いることなくエンジンを始動可能としている。この特許文献1に記載された「エンジン始動装置」は、筒内噴射式エンジンにて、このエンジンの再始動時に、圧縮行程にある気筒の吸気弁の閉時期を遅角し、膨張行程にある気筒に所定量の燃料を噴射し、気筒内の混合気に点火することで燃焼させ、発生した膨張力によりピストンを押し下げて自己始動させるものである。   Therefore, for example, in Patent Document 1 described below, an in-cylinder injection engine that directly injects fuel into a combustion chamber instead of an intake port can start the engine without using a starter. The “engine starter” described in Patent Document 1 is an in-cylinder injection engine, and when the engine is restarted, the closing timing of the intake valve of the cylinder in the compression stroke is retarded and the expansion stroke is in progress. A predetermined amount of fuel is injected into the cylinder and burned by igniting the air-fuel mixture in the cylinder, and the piston is pushed down by the generated expansion force to self-start.

特開2002−39038号公報JP 2002-39038 A

上述した従来の「エンジン始動装置」にあっては、圧縮行程にある気筒の吸気弁の閉時期を遅角する一方、膨張行程にある気筒に燃料を噴射・点火し、発生した膨張力によりピストンを押し下げて自己始動させるため、圧縮行程にある気筒の圧縮力を低下して自己始動が容易となる。この場合、圧縮行程にある気筒の吸気弁の閉時期を遅角する手段として、吸気弁の開閉タイミングを制御するバルブタイミング位相可変機構を用いている。   In the above-described conventional “engine starter”, the closing timing of the intake valve of the cylinder in the compression stroke is retarded, while fuel is injected and ignited in the cylinder in the expansion stroke, and the piston is generated by the generated expansion force. The self-starting operation is facilitated by reducing the compression force of the cylinder in the compression stroke. In this case, a valve timing phase varying mechanism for controlling the opening / closing timing of the intake valve is used as means for retarding the closing timing of the intake valve of the cylinder in the compression stroke.

図11は、従来のエンジン始動装置における吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを表す概略図、図12は、クランク角度に対する筒内圧を表すグラフを示す。   FIG. 11 is a schematic diagram showing opening and closing timings of an intake valve and an exhaust valve in a conventional engine starter, and FIG. 12 is a graph showing in-cylinder pressure with respect to a crank angle.

即ち、バルブタイミング位相可変機構を用いて、従来の「エンジン始動装置」のように、吸気弁の閉時期を遅角すると開時期も遅角することとなる。つまり、図11に示すように、吸気弁の開閉タイミングを二点鎖線で示す期間から実線で示す期間に遅角することとなり、排気弁の閉時期(EX閉じ)と吸気弁の開時期(IN開き)との間に気筒が密閉状態となる気筒密閉期間が発生する。すると、この気筒密閉期間にピストンが下降するために気筒内が負圧状態となり、図12に示すように、このピストンによるポンプロスが発生し、エンジンを始動するために必要な駆動トルクが増加して始動性が低下してしまうという問題がある。   That is, when the valve timing phase variable mechanism is used and the closing timing of the intake valve is delayed as in the conventional “engine starter”, the opening timing is also delayed. That is, as shown in FIG. 11, the opening / closing timing of the intake valve is retarded from the period indicated by the two-dot chain line to the period indicated by the solid line, and the exhaust valve closing timing (EX closing) and the intake valve opening timing (IN A cylinder sealing period in which the cylinder is in a sealed state occurs during the opening. Then, since the piston descends during the cylinder sealing period, the inside of the cylinder is in a negative pressure state, and as shown in FIG. 12, a pump loss occurs due to the piston, and the driving torque necessary to start the engine increases. There is a problem that the startability is lowered.

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、スタータモータを用いずにエンジンを確実に始動することができ、且つ、始動性の向上を図ったエンジン始動装置を提供することを目的とする。   The present invention is intended to solve such a problem, and provides an engine starter capable of reliably starting an engine without using a starter motor and improving startability. With the goal.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のエンジン始動装置は、燃焼室と、該燃焼室に連通する吸気ポート及び排気ポートと、前記吸気ポート及び前記排気ポートを開閉する吸気弁及び排気弁と、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射手段と、前記燃焼室内の混合気に点火する点火手段と、エンジンのクランク角度を検出するクランク角度検出手段と、前記排気弁の閉止時期と前記吸気弁の開放時期のオーバーラップを確保しつつ前記吸気弁の閉止時期を変更可能な可変動弁手段と、始動時までに前記可変動弁手段により前記吸気弁の閉止時期を遅角する一方、前記クランク角度検出手段の検出結果に基づいて膨張行程にある気筒に対して始動時に前記燃料噴射手段により燃料噴射を実行すると共に前記点火手段により点火を実行する制御手段とを具えたことを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an engine starter according to the present invention includes a combustion chamber, an intake port and an exhaust port communicating with the combustion chamber, and an intake port that opens and closes the intake port and the exhaust port. A valve and an exhaust valve; fuel injection means for injecting fuel into the combustion chamber; ignition means for igniting an air-fuel mixture in the combustion chamber; crank angle detection means for detecting a crank angle of the engine; and closing of the exhaust valve Variable valve means capable of changing the closing timing of the intake valve while ensuring an overlap between the opening timing and the opening timing of the intake valve, and delaying the closing timing of the intake valve by the variable valve means before starting On the other hand, on the basis of the detection result of the crank angle detecting means, fuel injection is performed by the fuel injection means at the start of the cylinder in the expansion stroke, and ignition is performed by the ignition means. It is characterized in that and control means for the line.

また、本発明のエンジン始動装置では、前記制御手段は、エンジン始動時に圧縮行程にある気筒に対して前記可変動弁手段により前記吸気弁の閉止時期を遅角した後、膨張行程にある気筒に対して前記燃料噴射及び前記点火を実行することを特徴としている。   In the engine starter according to the present invention, the control means may be arranged such that the variable valve means delays the closing timing of the intake valve with respect to the cylinder that is in the compression stroke when the engine is started, and then the cylinder is in the expansion stroke. On the other hand, the fuel injection and the ignition are executed.

本発明のエンジン始動装置では、前記制御手段は、エンジン停止時に圧縮行程にある気筒に対して前記可変動弁手段により前記吸気弁の閉止時期を遅角し、エンジン始動時に膨張行程にある気筒に対して前記燃料噴射及び前記点火を実行することを特徴としている。   In the engine starting device of the present invention, the control means retards the closing timing of the intake valve by the variable valve means with respect to the cylinder that is in the compression stroke when the engine is stopped, and the cylinder is in the expansion stroke when the engine is started. On the other hand, the fuel injection and the ignition are executed.

本発明のエンジン始動装置では、前記可変動弁手段は、前記排気弁の閉止時期と前記吸気弁の開放時期のオーバーラップを確保しつつ、前記排気弁の開放時期を遅角すると共に前記吸気弁の閉止時期を遅角することを特徴としている。   In the engine starting device of the present invention, the variable valve operating means retards the opening timing of the exhaust valve while ensuring an overlap between the closing timing of the exhaust valve and the opening timing of the intake valve, and the intake valve. It is characterized by delaying the closing time.

本発明のエンジン始動装置では、前記可変動弁手段は、前記吸気弁及び前記排気弁の開放期間を変更せずに、前記吸気弁の開閉タイミングと前記排気弁の開閉タイミングをほぼ同量遅角することを特徴としている。   In the engine starter according to the present invention, the variable valve means delays the opening / closing timing of the intake valve and the opening / closing timing of the exhaust valve by substantially the same amount without changing the opening period of the intake valve and the exhaust valve. It is characterized by doing.

本発明のエンジン始動装置では、前記可変動弁手段は、前記吸気弁の開放期間を拡大することで、前記吸気弁の閉止時期のみを遅角することを特徴としている。   In the engine starting device of the present invention, the variable valve operating means delays only the closing timing of the intake valve by extending the opening period of the intake valve.

本発明のエンジン始動装置では、前記可変動弁手段は、前記排気弁の開放期間を拡大することで、前記排気弁の開放時期のみを遅角することを特徴としている。
本発明のエンジン始動装置では、前記可変動弁手段は、前記排気弁の閉止時期と前記吸気弁の開放時期のオーバーラップを0度クランク角としつつ、前記吸気弁の閉止時期を遅角することを特徴としている。
In the engine starter according to the present invention, the variable valve operating means delays only the opening timing of the exhaust valve by extending the opening period of the exhaust valve.
In the engine starting device of the present invention, the variable valve operating means delays the closing timing of the intake valve while setting an overlap between the closing timing of the exhaust valve and the opening timing of the intake valve as a 0 degree crank angle. It is characterized by.

本発明のエンジン始動装置によれば、燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射手段及び燃焼室内の混合気に点火する点火手段を設けると共に、エンジンのクランク角度を検出するクランク角度検出手段と、排気弁の閉止時期と吸気弁の開放時期のオーバーラップを確保しつつ吸気弁の閉止時期を変更可能な可変動弁手段とを設け、制御手段は、始動時までに吸気弁の閉止時期を遅角する一方、始動時に膨張行程にある気筒に対して燃料噴射を実行すると共に点火を実行するようにしたので、エンジン始動時には、吸気弁の閉止時期が遅角された状態で、膨張行程にある気筒に対して燃料噴射及びを点火が実行されることとなり、膨張行程にある気筒では、爆発で発生したトルクによりピストンを確実に下降させる一方、圧縮行程にある気筒では、圧縮力が低下するためにこのトルクにより容易にピストンを上昇させることができ、また、このとき、排気弁の閉止時期と吸気弁の開放時期のオーバーラップが確保されているため、気筒内の負圧によるポンプロスが抑制され、エンジンを始動するために必要な駆動トルクの増加を抑制してスタータモータを用いずにエンジンを確実に始動することができ、エンジンの始動性を向上することができる。   According to the engine starter of the present invention, the fuel injection means for injecting fuel into the combustion chamber, the ignition means for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber, the crank angle detection means for detecting the crank angle of the engine, and the exhaust valve Variable valve means that can change the closing timing of the intake valve while ensuring an overlap between the closing timing of the intake valve and the opening timing of the intake valve is provided, and the control means delays the closing timing of the intake valve before starting On the other hand, since fuel injection and ignition are performed for the cylinder in the expansion stroke at the time of starting, when the engine is started, the closing timing of the intake valve is delayed and the cylinder in the expansion stroke is On the other hand, fuel injection and ignition are executed, and in the cylinder in the expansion stroke, the piston is reliably lowered by the torque generated by the explosion, while in the cylinder in the compression stroke, the pressure is reduced. Because the force decreases, this torque can easily raise the piston, and at this time, the overlap between the exhaust valve closing timing and the intake valve opening timing is secured, so the negative pressure in the cylinder The pump loss due to the engine is suppressed, the increase in driving torque necessary for starting the engine is suppressed, the engine can be started reliably without using the starter motor, and the startability of the engine can be improved.

以下に、本発明に係るエンジン始動装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of an engine starter according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

図1は、本発明の実施例1に係るエンジン始動装置を表す概略構成図、図2は、実施例1のエンジン始動装置におけるエンジン制御を表すフローチャート、図3は、エンジン停止時における気筒内挙動を表す概略図、図4は、吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを表す概略図、図5は、#1気筒と#3気筒の各筒内圧及びクランク角度の変化を表すグラフ、図6は、クランク角度に対する筒内圧を表すグラフである。   1 is a schematic configuration diagram showing an engine starter according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing engine control in the engine starter of Embodiment 1, and FIG. 3 is an in-cylinder behavior when the engine is stopped. FIG. 4 is a schematic diagram showing the opening and closing timing of the intake valve and the exhaust valve, FIG. 5 is a graph showing changes in the cylinder pressure and crank angle of the # 1 cylinder and # 3 cylinder, and FIG. It is a graph showing the in-cylinder pressure with respect to a crank angle.

実施例1のエンジン始動装置が適用されたエンジンにおいて、図1に示すように、このエンジン10は、筒内噴射式の4気筒直列型エンジンである。このエンジン10にて、シリンダブロック11上にシリンダヘッド12が締結されており、このシリンダブロック11に形成された複数のシリンダボア13にピストン14がそれぞれ上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック11の下部にクランクケース15が締結され、このクランクケース15内にクランクシャフト16が回転自在に支持されており、各ピストン14はコネクティングロッド17を介してこのクランクシャフト16にそれぞれ連結されている。   In the engine to which the engine starter of the first embodiment is applied, as shown in FIG. 1, the engine 10 is a cylinder injection type four-cylinder in-line engine. In this engine 10, a cylinder head 12 is fastened on a cylinder block 11, and pistons 14 are fitted to a plurality of cylinder bores 13 formed in the cylinder block 11 so as to freely move up and down. A crankcase 15 is fastened to the lower part of the cylinder block 11, and a crankshaft 16 is rotatably supported in the crankcase 15. Each piston 14 is connected to the crankshaft 16 via a connecting rod 17. Has been.

燃焼室18は、シリンダブロック11とシリンダヘッド12とピストン14により構成されており、この燃焼室18は、上部(シリンダヘッド12の下面)の中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。そして、この燃焼室18の上部、つまり、シリンダヘッド12の下面に吸気ポート19及び排気ポート20が対向して形成されており、この吸気ポート19及び排気ポート20に対して吸気弁21及び排気弁22の下端部がそれぞれ位置している。この吸気弁21及び排気弁22は、シリンダヘッド12に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート19及び排気ポート20を閉止する方向に付勢支持されている。また、シリンダヘッド12には、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が回転自在に支持されており、吸気カム25及び排気カム26が図示しないローラロッカアームを介して吸気弁21及び排気弁22の上端部に接触している。   The combustion chamber 18 includes a cylinder block 11, a cylinder head 12, and a piston 14, and the combustion chamber 18 has a pent roof shape that is inclined so that the central portion of the upper portion (the lower surface of the cylinder head 12) is raised. Yes. An intake port 19 and an exhaust port 20 are formed on the upper portion of the combustion chamber 18, that is, the lower surface of the cylinder head 12, and the intake valve 19 and the exhaust valve 20 are opposed to the intake port 19 and the exhaust port 20. The lower end portions of 22 are respectively positioned. The intake valve 21 and the exhaust valve 22 are supported by the cylinder head 12 so as to be movable in the axial direction, and are urged and supported in a direction to close the intake port 19 and the exhaust port 20. An intake camshaft 23 and an exhaust camshaft 24 are rotatably supported by the cylinder head 12, and the intake cam 25 and the exhaust cam 26 are connected to upper ends of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 via a roller rocker arm (not shown). In contact with the part.

従って、エンジン10に同期して吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が回転すると、吸気カム25及び排気カム26がローラロッカアームを作動させ、吸気弁21及び排気弁22が所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート19及び排気ポート20を開閉し、吸気ポート19と燃焼室18、燃焼室18と排気ポート20とをそれぞれ連通することができる。   Therefore, when the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 rotate in synchronization with the engine 10, the intake cam 25 and the exhaust cam 26 operate the roller rocker arm, and the intake valve 21 and the exhaust valve 22 move up and down at a predetermined timing. Thus, the intake port 19 and the exhaust port 20 can be opened and closed, and the intake port 19 and the combustion chamber 18 can be communicated with each other.

また、このエンジン10の動弁機構は、運転状態に応じて吸気弁21及び排気弁22を最適な開閉タイミングに制御する吸気・排気可変動弁機構(VVT:Variable Valve Timing-intelligent)27,28となっている。この吸気・排気可変動弁機構27,28は、例えば、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24の軸端部にVVTコントローラが設けられて構成され、電動モータ(または油圧ポンプ)によりカムスプロケットに対するカムシャフトとの位相を変更することで、吸気弁21及び排気弁22の開閉時期を進角または遅角することができるものである。この場合、吸気・排気可変動弁機構27,28は、吸気弁21及び排気弁22の作用角(開放期間)を一定としてその開閉時期を進角または遅角する。また、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24には、その回転位相を検出するカムポジションセンサ29,30が設けられている。   Further, the valve mechanism of the engine 10 is a variable valve timing-intelligent (VVT) mechanism 27 or 28 that controls the intake valve 21 and the exhaust valve 22 at an optimal opening / closing timing according to the operating state. It has become. The intake / exhaust variable valve mechanisms 27, 28 are configured, for example, by providing a VVT controller at the shaft ends of the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24, and a cam for the cam sprocket by an electric motor (or hydraulic pump). The opening / closing timing of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 can be advanced or retarded by changing the phase with the shaft. In this case, the intake / exhaust variable valve operating mechanisms 27, 28 advance or retard the opening / closing timing while keeping the operating angle (opening period) of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 constant. The intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are provided with cam position sensors 29 and 30 for detecting the rotational phase.

吸気ポート19には、インテークマニホールド31を介してサージタンク32が連結され、このサージタンク32に吸気管33が連結されており、この吸気管33の空気取入口にはエアクリーナ34が取付けられている。そして、このエアクリーナ34の下流側にスロットル弁35を有する電子スロットル装置36が設けられている。また、シリンダヘッド12には、燃焼室18に直接燃料を噴射するインジェクタ(燃料噴射手段)37が装着されており、このインジェクタ37は、吸気ポート19側に位置して上下方向に所定角度傾斜している。更に、シリンダヘッド12には、燃焼室18の上方に位置して混合気に着火する点火プラグ(点火手段)38が装着されている。   A surge tank 32 is connected to the intake port 19 via an intake manifold 31, and an intake pipe 33 is connected to the surge tank 32, and an air cleaner 34 is attached to an air intake port of the intake pipe 33. . An electronic throttle device 36 having a throttle valve 35 is provided on the downstream side of the air cleaner 34. Further, the cylinder head 12 is provided with an injector (fuel injection means) 37 for directly injecting fuel into the combustion chamber 18, and this injector 37 is located on the intake port 19 side and is inclined at a predetermined angle in the vertical direction. ing. Further, a spark plug (ignition means) 38 that is positioned above the combustion chamber 18 and ignites the air-fuel mixture is mounted on the cylinder head 12.

一方、排気ポート20には、エギゾーストマニホールド39を介して排気管40が連結されており、この排気管40には排気ガス中に含まれるHC、CO、NOxなどの有害物質を浄化処理する触媒装置41が装着されている。   On the other hand, an exhaust pipe 40 is connected to the exhaust port 20 via an exhaust manifold 39. The exhaust pipe 40 is a catalyst device for purifying harmful substances such as HC, CO, NOx contained in the exhaust gas. 41 is attached.

ところで、車両には電子制御ユニット(ECU)42が搭載されており、このECU42は、インジェクタ37や点火プラグ38などを制御可能となっている。即ち、吸気管33の上流側にはエアフローセンサ43が装着されており、計測した吸入空気量をECU42に出力している。また、電子スロットル装置36は、現在のスロットル開度をECU42に出力している。更に、クランク角センサ(クランク角度検出手段)44は、検出した各気筒のクランク角度をECU42に出力し、このECU42は検出したクランク角度に基いて各気筒における吸気、圧縮、膨張(爆発)、排気の各行程を判別すると共に、エンジン回転数を算出している。また、シリンダヘッド12にはエンジン冷却水温を検出する水温センサ45が設けられており、検出したエンジン冷却水温をECU42に出力している。従って、ECU42は、検出した吸入空気量、スロットル開度(またはアクセル開度)、エンジン回転数、エンジン冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて、燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。   Incidentally, an electronic control unit (ECU) 42 is mounted on the vehicle, and the ECU 42 can control the injector 37, the spark plug 38, and the like. That is, an air flow sensor 43 is mounted on the upstream side of the intake pipe 33, and the measured intake air amount is output to the ECU. Further, the electronic throttle device 36 outputs the current throttle opening to the ECU 42. Further, the crank angle sensor (crank angle detecting means) 44 outputs the detected crank angle of each cylinder to the ECU 42, and the ECU 42 performs intake, compression, expansion (explosion), exhaust in each cylinder based on the detected crank angle. And determining the engine speed. The cylinder head 12 is provided with a water temperature sensor 45 that detects the engine cooling water temperature, and outputs the detected engine cooling water temperature to the ECU 42. Therefore, the ECU 42 determines the fuel injection amount, the injection timing, the ignition timing, and the like based on the detected intake air amount, throttle opening (or accelerator opening), engine speed, engine cooling water temperature, and other engine operating conditions. ing.

また、ECU42は、エンジン運転状態に基づいて吸気・排気可変動弁機構27,28を制御可能となっている。即ち、低温時、エンジン始動時、アイドル運転時や軽負荷時には、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップをなくすことで、排気ガスが吸気ポート19または燃焼室18に吹き返す量を少なくし、燃焼安定及び燃費向上を可能とする。また、中負荷時には、このオーバーラップを大きくすることで、内部EGR率を高めて排ガス浄化効率を向上させると共に、ポンピングロスを低減して燃費向上を可能とする。更に、高負荷低中回転時には、吸気弁21の閉止時期を進角することで、吸気が吸気ポート19に吹き返す量を少なくし、体積効率を向上させる。そして、高負荷高回転時には、吸気弁21の閉止時期を回転数にあわせて遅角することで、吸入空気の慣性力に合わせたタイミングとし、体積効率を向上させる。   Further, the ECU 42 can control the intake / exhaust variable valve mechanisms 27 and 28 based on the engine operating state. That is, when the temperature is low, the engine is started, the engine is idle, or the load is light, the exhaust gas blows back into the intake port 19 or the combustion chamber 18 by eliminating the overlap between the exhaust valve 22 closing timing and the intake valve 21 opening timing. Reduce the amount to enable stable combustion and improved fuel efficiency. Further, at the time of medium load, by increasing the overlap, the internal EGR rate is increased to improve the exhaust gas purification efficiency, and the pumping loss is reduced to improve the fuel consumption. Further, at the time of high-load low-medium rotation, the closing timing of the intake valve 21 is advanced, thereby reducing the amount of intake air that blows back to the intake port 19 and improving the volume efficiency. At the time of high load and high rotation, the closing timing of the intake valve 21 is retarded in accordance with the rotation speed, so that the timing is adjusted to the inertial force of the intake air and the volume efficiency is improved.

このように構成されたエンジン10は、車両がアイドル状態で停止しているときにエンジンを自動的に停止させるエンジン自動停止機能と、エンジンが自動停止しているときに発進指令により自動的に再始動させるエンジン再始動機能を有している。そして、本実施例では、エンジン10の再始動時に、スタータモータを使用せずに、筒内噴射機構を用いてエンジン10を着火始動するようにしている。   The engine 10 configured as described above is automatically restarted by an engine automatic stop function for automatically stopping the engine when the vehicle is stopped in an idle state and a start command when the engine is automatically stopped. It has an engine restart function for starting. In this embodiment, when the engine 10 is restarted, the engine 10 is ignited using the in-cylinder injection mechanism without using the starter motor.

即ち、制御手段としてのECU42は、エンジン10の停止後に、クランク角センサ44の検出結果に基づいて、膨張行程で停止している気筒を判別し、エンジン10の再始動時に、この膨張行程で停止している気筒に対して燃料を噴射し、混合気に点火することで爆発力を得てピストン14を介してクランクシャフト16を駆動し、エンジン10を再始動する。本実施例の場合、筒内噴射式の4気筒直列型エンジン10であるため、図3に示すように、例えば、第1気筒#1が上死点(TDC)を越えて膨張行程で停止するとき、続く第3気筒#3は圧縮行程で停止する。そして、膨張行程で停止した第1気筒#1に対して燃料を噴射して着火始動し、この第1気筒#1の爆発力によりピストン14を押し下げると共に、クランクシャフト16を介して第3気筒#3のピストン14を押し上げる。この場合、圧縮行程にある第3気筒#3では、ピストン14が上昇して燃焼室18内の空気を圧縮する力を第1気筒#1の爆発力から得ることから、第1気筒#1では、TDCを超えた膨張行程後半で停止させ、第3気筒#3では、BTDCを超えた圧縮行程後半で停止させることが望ましい。   That is, the ECU 42 as the control means determines the cylinder stopped in the expansion stroke based on the detection result of the crank angle sensor 44 after the engine 10 is stopped, and stops in this expansion stroke when the engine 10 is restarted. Fuel is injected into the cylinders that are in operation, and the mixture is ignited to obtain an explosive force to drive the crankshaft 16 through the piston 14 and restart the engine 10. In the case of the present embodiment, since it is the in-cylinder injection type four-cylinder in-line engine 10, for example, as shown in FIG. 3, the first cylinder # 1 stops at the expansion stroke beyond the top dead center (TDC). At that time, the following third cylinder # 3 stops in the compression stroke. Then, fuel is injected into the first cylinder # 1 stopped in the expansion stroke to start ignition, the piston 14 is pushed down by the explosive force of the first cylinder # 1, and the third cylinder # 1 is connected via the crankshaft 16. 3 piston 14 is pushed up. In this case, in the third cylinder # 3 in the compression stroke, the piston 14 ascends and obtains the force for compressing the air in the combustion chamber 18 from the explosive force of the first cylinder # 1, so the first cylinder # 1 It is desirable to stop in the latter half of the expansion stroke exceeding TDC, and in the third cylinder # 3, stop in the latter half of the compression stroke exceeding BTDC.

そして、本実施例では、エンジン運転状態に基づいて吸気・排気可変動弁機構27,28を制御可能であり、図3及び図4に示すように、エンジン10の再始動時に、アイドル運転時に対して、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップを0度クランク角度以上に確保しつつ、吸気弁21の閉止時期を遅角するようにしている。即ち、前述したように、膨張行程にある第1気筒#1の爆発力によりピストン14を介してクランクシャフト16を回転するとき、吸気弁21が閉じていると燃焼室18が密閉状態となり、圧縮行程にある第3気筒#3にて、ピストン14が十分に上昇することができずにエンジン10の再始動の妨げとなってしまう。そこで、エンジン10の再始動時には、吸気可変動弁機構27を制御し、吸気弁21の閉止時期を、図4に二点鎖線で表すアイドル領域から、実線で表す再始動領域まで遅角することで、燃焼室18が密閉状態となる期間を短縮し、圧縮行程にある第3気筒#3にて、ピストン14が適正に上昇してエンジン10が確実に再始動可能としている。   In this embodiment, the intake / exhaust variable valve mechanisms 27 and 28 can be controlled based on the engine operating state. As shown in FIGS. 3 and 4, when the engine 10 is restarted, Thus, the closing timing of the intake valve 21 is retarded while ensuring the overlap between the closing timing of the exhaust valve 22 and the opening timing of the intake valve 21 at a crank angle of 0 ° or more. That is, as described above, when the crankshaft 16 is rotated via the piston 14 by the explosive force of the first cylinder # 1 in the expansion stroke, if the intake valve 21 is closed, the combustion chamber 18 is sealed and compressed. In the third cylinder # 3 in the stroke, the piston 14 cannot be sufficiently raised, and the restart of the engine 10 is hindered. Therefore, when the engine 10 is restarted, the intake variable valve mechanism 27 is controlled, and the closing timing of the intake valve 21 is retarded from the idle region indicated by the two-dot chain line in FIG. 4 to the restart region indicated by the solid line. Thus, the period during which the combustion chamber 18 is sealed is shortened, and the piston 14 is properly raised in the third cylinder # 3 in the compression stroke, so that the engine 10 can be reliably restarted.

また、吸気可変動弁機構27は、吸気弁21の開閉タイミングを変更するものであり、吸気弁21の閉止時期を遅角すると開放時期を遅角することとなり、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップ領域がなくなり、排気弁22が閉じてから吸気弁21が開くまでは燃焼室18が密閉状態となる。この密閉期間にピストン14が下降すると燃焼室18が負圧状態となり、ピストン14によるポンプロスが発生してしまう。そこで、エンジン10の再始動時には、吸気可変動弁機構27により吸気弁21の開閉時期を遅角すると共に、排気可変動弁機構28により排気弁22の開閉時期を、図4に二点鎖線で表すアイドル領域から、実線で表す再始動領域まで、吸気弁21と同量遅角することで、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップ領域を確保する。そのため、燃焼室18が密閉状態となる期間がなくなり、ピストン14によるポンプロスの発生を防止するようにしている。   The intake variable valve mechanism 27 changes the opening / closing timing of the intake valve 21. If the closing timing of the intake valve 21 is retarded, the opening timing is retarded, and the closing timing of the exhaust valve 22 and the intake timing are retarded. The overlap region at the opening timing of the valve 21 disappears, and the combustion chamber 18 is in a sealed state from when the exhaust valve 22 is closed until the intake valve 21 is opened. If the piston 14 descends during this sealing period, the combustion chamber 18 is in a negative pressure state, and a pump loss due to the piston 14 occurs. Therefore, when the engine 10 is restarted, the opening / closing timing of the intake valve 21 is retarded by the intake variable valve mechanism 27, and the opening / closing timing of the exhaust valve 22 by the exhaust variable valve mechanism 28 is indicated by a two-dot chain line in FIG. The overlap region between the closing timing of the exhaust valve 22 and the opening timing of the intake valve 21 is secured by retarding the same amount as the intake valve 21 from the indicated idle region to the restart region represented by the solid line. For this reason, there is no period in which the combustion chamber 18 is in a sealed state, and generation of pump loss by the piston 14 is prevented.

また、排気可変動弁機構28により排気弁22の開閉時期を遅角することで、排気弁22の開放時期が遅くなることから、エンジン10の再始動時に、膨張行程にある第1気筒#1では、ピストン14の下降中は排気弁22が閉止状態にあり、膨張行程における燃焼圧の急激な低下を防止するようにしている。   Further, by delaying the opening / closing timing of the exhaust valve 22 by the exhaust variable valve mechanism 28, the opening timing of the exhaust valve 22 is delayed, so that the first cylinder # 1 in the expansion stroke when the engine 10 is restarted. Then, while the piston 14 is descending, the exhaust valve 22 is in a closed state to prevent a rapid decrease in the combustion pressure during the expansion stroke.

ここで、上述した実施例1のエンジン始動装置の作動制御について、図2のフローチャートに基づいて詳細に説明する。   Here, the operation control of the engine starting device of the first embodiment will be described in detail based on the flowchart of FIG.

図1及び図2に示すように、ステップS1では、車両の運転中にエンジン10の自動停止条件が成立したかどうかを判定する。ここで、エンジン10の自動停止とは、アイドル運転中にエンジンを停止する、所謂、アイドルストップであり、例えば、エンジン10の自動停止条件とは、車速が0km/h、ブレーキスイッチがON状態、シフトレバーの操作位置がニュートラル(N)位置であることが所定時間継続したことであり、このとき、車両は赤信号灯で停車していると判断して自動停止条件が成立したと判定する。なお、車両の減速中にエンジン10を停止しても良く、この場合、エンジン10の自動停止条件とは、車速が一定速度以下、エンジン回転数が一定回転以下、エンジン冷却水温が一定温度以下、冷暖房装置がOFF状態であり、このとき、車両は減速中であると判断して自動停止条件が成立したと判定する。   As shown in FIGS. 1 and 2, in step S <b> 1, it is determined whether an automatic stop condition for the engine 10 is satisfied during operation of the vehicle. Here, the automatic stop of the engine 10 is a so-called idle stop in which the engine is stopped during idle operation. For example, the automatic stop condition of the engine 10 is a vehicle speed of 0 km / h, a brake switch being in an ON state, That the operation position of the shift lever is in the neutral (N) position has continued for a predetermined time. At this time, it is determined that the vehicle is stopped by a red light and it is determined that the automatic stop condition is satisfied. The engine 10 may be stopped while the vehicle is decelerating. In this case, the automatic stop condition of the engine 10 is that the vehicle speed is a constant speed or less, the engine speed is a constant speed or less, the engine coolant temperature is a constant temperature or less, The air conditioner is in the OFF state. At this time, it is determined that the vehicle is decelerating and it is determined that the automatic stop condition is satisfied.

このステップS1にて、エンジン10の自動停止条件が成立したと判定されると、ステップS2に移行して、インジェクタ37による燃料噴射を停止すると共に、点火プラグ38による点火を停止する。   If it is determined in step S1 that the automatic stop condition of the engine 10 is satisfied, the process proceeds to step S2, where fuel injection by the injector 37 is stopped and ignition by the spark plug 38 is stopped.

ステップS3では、エンジン10が自動停止している状態で、エンジン再始動条件が成立したかどうかを判定する。ここで、エンジン10の再始動条件とは、例えば、車速が0km/h、ブレーキスイッチがON状態、シフトレバーの操作位置が走行(1、2、D、R)位置であるときに、ドライバに発進する意思があると判断して再始動条件が成立したと判定する。このステップS3にて、エンジン10の再始動条件が成立したと判定されると、ステップS4に移行して、エンジン10を着火始動するための準備に入る。   In step S3, it is determined whether an engine restart condition is satisfied in a state where the engine 10 is automatically stopped. Here, the restart condition of the engine 10 is, for example, when the vehicle speed is 0 km / h, the brake switch is ON, and the shift lever is operated at the travel (1, 2, D, R) position. It is determined that there is an intention to start, and it is determined that the restart condition is satisfied. If it is determined in step S3 that the restart condition of the engine 10 is satisfied, the process proceeds to step S4 and preparation for starting the engine 10 is started.

即ち、ステップS4にて、ECU42は、吸気・排気可変動弁機構27,28を制御することで、吸気弁21と排気弁22の開閉タイミングを所定量遅角する。この場合、吸気弁21と排気弁22の遅角量を同量とすることで、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップを確保する。そして、ステップS5にて、エンジン10の自動停止中に、クランク角センサ44の検出結果に基づいて膨張行程で停止している気筒を判別し、この膨張行程で停止している気筒の燃焼室18に対してインジェクタ37により所定量の燃料を噴射し、点火プラグ38により混合気に点火することで、この気筒は爆発力を得てピストン14を下降させる。   That is, in step S4, the ECU 42 controls the intake / exhaust variable valve operating mechanisms 27, 28 to retard the opening / closing timing of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 by a predetermined amount. In this case, by setting the retard amount of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 to the same amount, an overlap between the closing timing of the exhaust valve 22 and the opening timing of the intake valve 21 is ensured. In step S5, when the engine 10 is automatically stopped, the cylinder stopped in the expansion stroke is determined based on the detection result of the crank angle sensor 44, and the combustion chamber 18 of the cylinder stopped in the expansion stroke is determined. On the other hand, a predetermined amount of fuel is injected by the injector 37, and the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 38, whereby this cylinder obtains explosive force and lowers the piston 14.

そして、膨張行程で停止している気筒が爆発してピストン14を下降させるとクランクシャフト16を回転し、この回転力が膨張行程で停止している気筒に続く気筒、つまり、圧縮行程で停止している気筒に伝達され、ピストン14が上昇して圧縮行程が開始される。そして、この気筒に対して、同様に、インジェクタ37により所定量の燃料を噴射し、点火プラグ38により混合気に点火することで、この気筒は爆発力を得てピストン14を下降させる。更に、この圧縮行程で停止している気筒に続く気筒に対しては、通常通りに吸気ポート19から空気を吸入し、インジェクタ37から所定量の燃料を噴射すると共に、点火プラグ38により混合気に点火することで、爆発力を得てピストン14を下降させることとなり、これらの爆発力が所定時間継続させることでクランクシャフト16を駆動し、エンジン10を再始動させる。   When the cylinder stopped in the expansion stroke explodes and the piston 14 is lowered, the crankshaft 16 is rotated, and this rotational force is stopped in the cylinder following the cylinder stopped in the expansion stroke, that is, in the compression stroke. The piston 14 is raised and the compression stroke is started. Similarly, a predetermined amount of fuel is injected into the cylinder by the injector 37, and the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 38, whereby the cylinder obtains explosive force and lowers the piston 14. Further, for the cylinders following the cylinders stopped in this compression stroke, air is sucked from the intake port 19 as usual, a predetermined amount of fuel is injected from the injector 37, and the air-fuel mixture is made into an air-fuel mixture by the spark plug 38. By igniting, the explosive force is obtained and the piston 14 is lowered, and when the explosive force continues for a predetermined time, the crankshaft 16 is driven and the engine 10 is restarted.

ここで、このときのエンジン挙動を詳細に説明する。図3に示すように、膨張行程で停止している気筒では、残留している空気(酸素)量に対して所定量の燃料が噴射され、適正な混合気に対して点火されることで爆発力を得て、ピストン14を下降してクランクシャフト16を回転させる。クランクシャフト16の回転力は、膨張行程で停止している気筒に続く気筒、つまり、圧縮行程で停止している気筒に伝達され、この気筒のピストン14を上昇させる。このとき、膨張行程で停止している気筒では、排気弁22の開弁時期が遅角されているため、燃焼室18内の密閉状態が長く継続されて燃焼圧の急激な低下が抑制されることとなり、燃焼ガスによる膨張力を促進してクランクシャフト16を効率良く回転することができる。また、圧縮行程で停止している気筒では、吸気弁21の閉止時期が遅角されているため、燃焼室18内の開放状態が長く継続されて筒内圧の急激な上昇が抑制されることとなり、筒内圧がピストン14を上昇させる大きな抵抗になることはなく、膨張行程で停止している気筒の膨張力により確実に圧縮行程を完了することができる。   Here, the engine behavior at this time will be described in detail. As shown in FIG. 3, in the cylinder stopped in the expansion stroke, a predetermined amount of fuel is injected with respect to the remaining amount of air (oxygen), and an appropriate mixture is ignited to explode. Obtaining force, the piston 14 is lowered and the crankshaft 16 is rotated. The rotational force of the crankshaft 16 is transmitted to the cylinder following the cylinder stopped in the expansion stroke, that is, the cylinder stopped in the compression stroke, and the piston 14 of this cylinder is raised. At this time, in the cylinder stopped in the expansion stroke, since the opening timing of the exhaust valve 22 is retarded, the sealed state in the combustion chamber 18 is continued for a long time, and a rapid decrease in the combustion pressure is suppressed. Accordingly, the expansion force by the combustion gas is promoted, and the crankshaft 16 can be efficiently rotated. Further, in the cylinder stopped in the compression stroke, since the closing timing of the intake valve 21 is retarded, the open state in the combustion chamber 18 is continued for a long time, and a rapid increase in the in-cylinder pressure is suppressed. The in-cylinder pressure does not become a large resistance that raises the piston 14, and the compression stroke can be reliably completed by the expansion force of the cylinder stopped in the expansion stroke.

即ち、図5に示すように、エンジン10が再始動されるとき、膨張行程で停止している第1気筒#1の膨張により筒内圧が所定圧まで上昇し、排気弁22が開放して排気行程に移行することでこの筒内圧が徐々に下降する。このとき、排気弁22の開弁時期が遅角されているため、同図二点鎖線で表すような筒内圧の急激な低下が抑制され、同図に実線で表すように筒内圧が徐々に低下する。また、圧縮行程で停止している第3気筒#3の圧縮により筒内圧が所定圧まで徐々に上昇し、吸気弁21が閉止して膨張行程に移行することでこの筒内圧が急激に上昇する。このとき、吸気弁21の閉止時期が遅角されているため、同図二点鎖線で表すような圧縮行程での筒内圧の増大が抑制され、同図に実線で表すように筒内圧が低下する。従って、第1気筒#1に続いて第3気筒#3がTDCを超えてクランクシャフト16を回転させることで、エンジン10は適正に始動される。   That is, as shown in FIG. 5, when the engine 10 is restarted, the in-cylinder pressure rises to a predetermined pressure due to the expansion of the first cylinder # 1 that is stopped in the expansion stroke, and the exhaust valve 22 is opened to exhaust the exhaust. By shifting to the stroke, the in-cylinder pressure gradually decreases. At this time, since the valve opening timing of the exhaust valve 22 is retarded, a rapid decrease in the in-cylinder pressure as shown by the two-dot chain line in the figure is suppressed, and the in-cylinder pressure gradually increases as shown by the solid line in the figure. descend. Further, the in-cylinder pressure gradually rises to a predetermined pressure due to the compression of the third cylinder # 3 stopped in the compression stroke, and the in-cylinder pressure rapidly rises by closing the intake valve 21 and shifting to the expansion stroke. . At this time, since the closing timing of the intake valve 21 is retarded, an increase in the in-cylinder pressure in the compression stroke as shown by a two-dot chain line in the same figure is suppressed, and the in-cylinder pressure decreases as shown by a solid line in the figure. To do. Therefore, when the third cylinder # 3 exceeds the TDC and rotates the crankshaft 16 following the first cylinder # 1, the engine 10 is started properly.

また、このとき、吸気弁21及び排気弁22の開閉タイミングを遅角しても、この排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップが確保されており、全ての気筒において、燃焼室18が密閉状態となる期間がなくなり、ピストン14によるポンプロスの発生を防止することができる。即ち、図6に示すように、排気行程から吸気行程に移行するとき、吸気弁21及び排気弁22の開放時期がオーバーラップしているため、同図二点鎖線で表すような筒内圧の低下によるポンピングロスが抑制され、同図に実線で表すように筒内圧が一定に維持される。   At this time, even if the opening / closing timing of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 is retarded, an overlap between the closing timing of the exhaust valve 22 and the opening timing of the intake valve 21 is ensured. The period during which the combustion chamber 18 is in a sealed state is eliminated, and generation of pump loss due to the piston 14 can be prevented. That is, as shown in FIG. 6, when the transition is made from the exhaust stroke to the intake stroke, the opening timing of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 overlaps, so that the in-cylinder pressure decreases as shown by the two-dot chain line in FIG. The pumping loss due to is suppressed, and the in-cylinder pressure is maintained constant as shown by the solid line in FIG.

その後、図2に戻り、ステップS6では、エンジン10の着火始動が完了したかどうかを判定し、着火始動ができなかった場合には、ステップS7でスタータモータによりエンジン10を始動する。そして、着火始動またはスタータモータ始動によりエンジン10が再始動されると、ステップS8にて、ECU42は、吸気・排気可変動弁機構27,28を制御することで、吸気弁21と排気弁22の開閉タイミングを通常位置に戻す。   Thereafter, returning to FIG. 2, in step S6, it is determined whether or not the ignition start of the engine 10 is completed. If the ignition start cannot be performed, the engine 10 is started by the starter motor in step S7. When the engine 10 is restarted by ignition start or starter motor start, in step S8, the ECU 42 controls the intake / exhaust variable valve mechanisms 27, 28, thereby controlling the intake valve 21 and the exhaust valve 22. Return the opening / closing timing to the normal position.

このように実施例1のエンジン始動装置にあっては、燃焼室18に燃料を直接噴射するインジェクタ37及び燃焼室18の混合気に点火する点火プラグ38を設けると共に、エンジン10のクランク角度を検出するクランク角センサ44、吸気弁21及び排気弁22の開閉タイミングを変更可能な吸気・排気可変動弁機構27,28を設け、ECU42は、エンジン10の再始動指令が入力されたときに、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップを確保しつつ、吸気弁21及び排気弁22の開閉タイミングを遅角する一方、クランク角センサ41が検出した膨張行程にある気筒に対して燃料噴射を実行すると共に点火を実行するようにしている。   As described above, in the engine starter according to the first embodiment, the injector 37 that directly injects fuel into the combustion chamber 18 and the spark plug 38 that ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 18 are provided, and the crank angle of the engine 10 is detected. The crank angle sensor 44, the intake valve 21 and the exhaust valve 22 that can change the opening / closing timing of the intake / exhaust valve 22 are provided. The ECU 42 performs exhaust when an engine 10 restart command is input. While ensuring the overlap between the closing timing of the valve 22 and the opening timing of the intake valve 21, the opening / closing timing of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 is retarded while the cylinder in the expansion stroke detected by the crank angle sensor 41 is used. Thus, fuel injection is performed and ignition is performed.

従って、膨張行程で停止している気筒では、排気弁22の開弁時期が遅角されて燃焼室18の密閉状態が長く継続されることとなり、燃焼圧の急激な低下が抑制されて燃焼ガスによる膨張力を促進し、クランクシャフト16を効率良く回転することができる。また、圧縮行程で停止している気筒では、吸気弁21の閉止時期が遅角されて燃焼室18内の開放状態が長く継続されることとなり、筒内圧の増大が抑制されてピストン14を上昇させる大きな抵抗になることはなく、膨張行程で停止している気筒の膨張力により確実に圧縮行程を完了することができる。更に、吸気弁21及び排気弁22の開閉タイミングを遅角しても、この排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップが確保されているため、排気行程から吸気行程への移行時に、ピストン14によるポンプロスの発生を防止することができる。その結果、エンジン10の再始動時に、膨張行程で停止している気筒に続いて圧縮行程で停止している気筒の燃焼室18に燃料を噴射して点火することで適正な爆発力を確保することができ、スタータモータを用いずにエンジン10を確実に始動することができる。   Therefore, in the cylinder stopped in the expansion stroke, the valve opening timing of the exhaust valve 22 is retarded, and the sealed state of the combustion chamber 18 is continued for a long time, and a rapid decrease in the combustion pressure is suppressed and the combustion gas is suppressed. The crankshaft 16 can be efficiently rotated by promoting the expansion force due to. Further, in the cylinder stopped in the compression stroke, the closing timing of the intake valve 21 is delayed and the open state in the combustion chamber 18 is continued for a long time, and the increase in the in-cylinder pressure is suppressed and the piston 14 is raised. Therefore, the compression stroke can be reliably completed by the expansion force of the cylinder stopped in the expansion stroke. Furthermore, even if the opening / closing timing of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 is retarded, an overlap between the closing timing of the exhaust valve 22 and the opening timing of the intake valve 21 is ensured, so that the exhaust stroke is changed to the intake stroke. Generation of pump loss due to the piston 14 can be prevented during the transition. As a result, when the engine 10 is restarted, fuel is injected and ignited in the combustion chamber 18 of the cylinder stopped in the compression stroke following the cylinder stopped in the expansion stroke, thereby ensuring an appropriate explosive force. The engine 10 can be reliably started without using the starter motor.

図7は、本発明の実施例2に係るエンジン始動装置を表す概略構成図、図8は、実施例2のエンジン始動装置における吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。   FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an engine starter according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 8 is a schematic view showing opening / closing timings of intake valves and exhaust valves in the engine starter of Embodiment 2. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施例2のエンジン始動装置において、図7に示すように、エンジン10の動弁機構は、運転状態に応じて吸気弁21を最適な開閉タイミングに制御する吸気可変動弁機構51となっている。この吸気可変動弁機構51は、例えば、吸気カムシャフト23の各吸気カム25に隣接して設けられた図示しない第2吸気カムを有し、吸気カムシャフト23を軸方向に移動して吸気カム25と第2吸気カムとを切り換えることで、吸気弁21の作用角を変更してそのリフト量を増減すると共に、閉止時期を進角または遅角することができるものである。   In the engine starter of the second embodiment, as shown in FIG. 7, the valve mechanism of the engine 10 is an intake variable valve mechanism 51 that controls the intake valve 21 at an optimal opening / closing timing according to the operating state. . The intake variable valve mechanism 51 has, for example, a second intake cam (not shown) provided adjacent to each intake cam 25 of the intake camshaft 23, and moves the intake camshaft 23 in the axial direction so that the intake cam By switching between 25 and the second intake cam, the operating angle of the intake valve 21 can be changed to increase or decrease the lift amount, and the closing timing can be advanced or retarded.

そして、ECU42は、エンジン運転状態に基づいてこの吸気可変動弁機構51を制御可能であり、図8に示すように、エンジン10の再始動時に、アイドル運転時に対して、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップを0度クランク角度以上に確保しつつ、吸気弁21の閉止時期を遅角するようにしている。即ち、エンジン10の再始動時に、吸気可変動弁機構51を制御し、吸気弁21の閉止時期を、図8に二点鎖線で表すアイドル領域から、実線で表す再始動領域まで遅角することで、燃焼室18が密閉状態となる期間を短縮し、圧縮行程にある気筒にて、ピストン14が適正に上昇してエンジン10が確実に再始動可能としている。このとき、吸気弁21の開放時期は変更しないため、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップ領域が確保され、燃焼室18が密閉状態となる期間がなくなり、ピストン14によるポンプロスの発生が防止される。   The ECU 42 can control the intake variable valve mechanism 51 based on the engine operating state. As shown in FIG. 8, when the engine 10 is restarted, the exhaust valve 22 is closed when the engine 10 is idle. In addition, the closing timing of the intake valve 21 is delayed while the overlap of the opening timing of the intake valve 21 is ensured to be 0 degree crank angle or more. That is, when the engine 10 is restarted, the intake variable valve mechanism 51 is controlled, and the closing timing of the intake valve 21 is retarded from the idle region indicated by the two-dot chain line in FIG. 8 to the restart region indicated by the solid line. Thus, the period during which the combustion chamber 18 is sealed is shortened, and the piston 14 is properly raised in the cylinder in the compression stroke so that the engine 10 can be reliably restarted. At this time, since the opening timing of the intake valve 21 is not changed, an overlap region between the closing timing of the exhaust valve 22 and the opening timing of the intake valve 21 is secured, and there is no period in which the combustion chamber 18 is in a sealed state. Generation of pump loss is prevented.

従って、図7及び図8に示すように、エンジン10の自動停止条件が成立すると、インジェクタ37による燃料噴射を停止すると共に、点火プラグ38による点火を停止し、エンジン10を自動停止する。この状態で、エンジン再始動条件が成立したら、ECU42は、吸気可変動弁機構51を制御することで、吸気弁21の作用角、つまり、閉止時期を所定量遅角する。そして、膨張行程で停止している気筒の燃焼室18に対してインジェクタ37により所定量の燃料を噴射し、点火プラグ38により混合気に点火する。   Accordingly, as shown in FIGS. 7 and 8, when the automatic stop condition of the engine 10 is satisfied, the fuel injection by the injector 37 is stopped, the ignition by the spark plug 38 is stopped, and the engine 10 is automatically stopped. If the engine restart condition is satisfied in this state, the ECU 42 controls the intake variable valve mechanism 51 to retard the operating angle of the intake valve 21, that is, the closing timing by a predetermined amount. A predetermined amount of fuel is injected by the injector 37 into the combustion chamber 18 of the cylinder stopped in the expansion stroke, and the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 38.

すると、膨張行程で停止している気筒が爆発してピストン14を下降させるとクランクシャフト16を回転し、この回転力が膨張行程で停止している気筒に続く気筒、つまり、圧縮行程で停止している気筒に伝達され、ピストン14が上昇して圧縮行程が開始される。このとき、圧縮行程で停止している気筒では、吸気弁21の閉止時期が遅角されているため、燃焼室18内の開放状態が長く継続されて筒内圧の急激な上昇が抑制されることとなり、筒内圧がピストン14を上昇させる大きな抵抗になることはなく、膨張行程で停止している気筒の膨張力により確実に圧縮行程を完了することができる。そして、この気筒に対して、同様に、インジェクタ37により所定量の燃料を噴射し、点火プラグ38により混合気に点火することで、この気筒は爆発力を得てピストン14を下降させる。また、このとき、吸気弁21の閉止時期を遅角しても、吸気弁21の開放時期は遅角されないために排気弁22の閉止時期とのオーバーラップが確保されており、燃焼室18が密閉状態となる期間がなくなり、ピストン14によるポンプロスの発生を防止することができる。   Then, when the cylinder stopped in the expansion stroke explodes and the piston 14 is lowered, the crankshaft 16 is rotated, and this rotational force stops in the compression stroke, that is, the cylinder following the cylinder stopped in the expansion stroke. The piston 14 is raised and the compression stroke is started. At this time, in the cylinder stopped in the compression stroke, the closing timing of the intake valve 21 is retarded, so that the open state in the combustion chamber 18 is continued for a long time, and the rapid increase in the in-cylinder pressure is suppressed. Therefore, the in-cylinder pressure does not become a large resistance that raises the piston 14, and the compression stroke can be reliably completed by the expansion force of the cylinder stopped in the expansion stroke. Similarly, a predetermined amount of fuel is injected into the cylinder by the injector 37, and the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 38, whereby the cylinder obtains explosive force and lowers the piston 14. At this time, even if the closing timing of the intake valve 21 is retarded, the opening timing of the intake valve 21 is not retarded, so that an overlap with the closing timing of the exhaust valve 22 is ensured, and the combustion chamber 18 There is no period in which the airtight state is maintained, and generation of pump loss due to the piston 14 can be prevented.

その後、圧縮行程で停止している気筒に続く気筒に対して、通常通りに吸気ポート19から空気を吸入し、インジェクタ37から所定量の燃料を噴射すると共に、点火プラグ38により混合気に点火することで、爆発力を得てピストン14を下降させることとなり、こられの爆発力が所定時間継続させることでクランクシャフト16を駆動し、エンジン10を再始動させる。   Thereafter, air is sucked from the intake port 19 in a normal manner to the cylinder following the cylinder stopped in the compression stroke, a predetermined amount of fuel is injected from the injector 37, and the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 38. Thus, the explosion force is obtained and the piston 14 is lowered, and the crankshaft 16 is driven and the engine 10 is restarted by continuing the explosion force for a predetermined time.

このように実施例2のエンジン始動装置にあっては、吸気弁21の作用角及び閉止時期を変更可能な吸気可変動弁機構51を設け、ECU42は、エンジン10の再始動指令が入力されたときに、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップを確保しつつ、吸気弁21の閉止時期を遅角する一方、クランク角センサ41が検出した膨張行程にある気筒に対して燃料噴射を実行すると共に点火を実行するようにしている。   Thus, in the engine starter of the second embodiment, the intake variable valve mechanism 51 that can change the operating angle and the closing timing of the intake valve 21 is provided, and the ECU 42 receives a restart command for the engine 10. Sometimes, while ensuring the overlap between the closing timing of the exhaust valve 22 and the opening timing of the intake valve 21, the closing timing of the intake valve 21 is retarded while the cylinder in the expansion stroke detected by the crank angle sensor 41 is used. Thus, fuel injection is performed and ignition is performed.

従って、膨張行程で停止している気筒では、適正に爆発が発生してクランクシャフト16を回転することができ、圧縮行程で停止している気筒では、吸気弁21の閉止時期が遅角されて燃焼室18内の開放状態が長く継続されることとなり、筒内圧の増大が抑制されてピストン14を上昇させる大きな抵抗になることはなく、膨張行程で停止している気筒の膨張力により確実に圧縮行程を完了することができる。そして、吸気弁21の閉止時期を遅角しても、排気弁22との開放時期のオーバーラップが確保されているため、排気行程から吸気行程への移行時に、ピストン14によるポンプロスの発生を防止することができる。その結果、エンジン10の再始動時に、膨張行程で停止している気筒に続いて圧縮行程で停止している気筒の燃焼室18に燃料を噴射して点火することで適正な爆発力を確保することができ、スタータモータを用いずにエンジン10を確実に始動することができる。   Therefore, in the cylinder stopped in the expansion stroke, the explosion is properly generated and the crankshaft 16 can be rotated. In the cylinder stopped in the compression stroke, the closing timing of the intake valve 21 is retarded. The open state in the combustion chamber 18 is continued for a long time, and the increase in the in-cylinder pressure is suppressed, so that there is no large resistance for raising the piston 14, and the expansion force of the cylinder stopped in the expansion stroke is ensured. The compression stroke can be completed. Even if the closing timing of the intake valve 21 is retarded, since the overlap of the opening timing with the exhaust valve 22 is ensured, the occurrence of pump loss due to the piston 14 is prevented during the transition from the exhaust stroke to the intake stroke. can do. As a result, when the engine 10 is restarted, fuel is injected and ignited in the combustion chamber 18 of the cylinder stopped in the compression stroke following the cylinder stopped in the expansion stroke, thereby ensuring an appropriate explosive force. The engine 10 can be reliably started without using the starter motor.

また、エンジン10の再始動時に吸気弁21の作用角を拡大してその閉止時期を遅角するため、排気弁22の閉止時期がTDC付近に維持されることとなり、内部EGRの増加を低減することができ、連続爆発時の発生トルクの低下を抑制することができる。更に、排気可変動弁機構を不要として動弁機構の小型化を図ることができると共に、製造コストの増加を抑制することができる。   Further, when the engine 10 is restarted, the operating angle of the intake valve 21 is enlarged to delay the closing timing thereof, so that the closing timing of the exhaust valve 22 is maintained near TDC, and the increase in internal EGR is reduced. It is possible to suppress a decrease in torque generated during continuous explosion. Furthermore, it is possible to reduce the size of the valve operating mechanism by eliminating the need for the variable exhaust valve operating mechanism, and it is possible to suppress an increase in manufacturing cost.

図9は、本発明の実施例3に係るエンジン始動装置を表す概略構成図、図10は、実施例3のエンジン始動装置における吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。   FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing an engine starter according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 10 is a schematic view showing opening and closing timings of intake valves and exhaust valves in the engine starter of Embodiment 3. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施例3のエンジン始動装置において、図9に示すように、エンジン10の動弁機構は、運転状態に応じて吸気弁21及び排気弁22を最適な開閉タイミングに制御する吸気・排気可変動弁機構27,61となっている。この吸気可変動弁機構27は、実施例1と同様に、吸気弁21の作用角を一定としてその開閉タイミングを変更することで、吸気弁21の開放時期と閉止時期を進角または遅角することができるものである。また、排気可変動弁機構61は、例えば、排気カムシャフト24の各吸気カム26に隣接して設けられた図示しない第2排気カムを有し、排気カムシャフト24を軸方向に移動して排気カム26と第2排気カムとを切り換えることで、排気弁22の作用角を変更してそのリフト量を増減すると共に、閉止時期を進角または遅角することができるものである。   In the engine starting device of the third embodiment, as shown in FIG. 9, the valve mechanism of the engine 10 is a variable intake / exhaust valve that controls the intake valve 21 and the exhaust valve 22 at the optimum opening / closing timing according to the operating state. Mechanisms 27 and 61 are provided. As in the first embodiment, the intake variable valve mechanism 27 advances or retards the opening timing and closing timing of the intake valve 21 by changing the opening / closing timing while keeping the operating angle of the intake valve 21 constant. It is something that can be done. The exhaust variable valve mechanism 61 has, for example, a second exhaust cam (not shown) provided adjacent to each intake cam 26 of the exhaust camshaft 24, and moves the exhaust camshaft 24 in the axial direction to exhaust the exhaust camshaft 24. By switching between the cam 26 and the second exhaust cam, the operating angle of the exhaust valve 22 can be changed to increase or decrease the lift amount, and the closing timing can be advanced or retarded.

そして、ECU42は、エンジン運転状態に基づいて吸気可変動弁機構27を制御可能であり、図10に示すように、エンジン10の再始動時に、アイドル運転時に対して、吸気弁21の開閉タイミング(開放時期及び閉止時期)を遅角するようにしている。一方、ECU42は、エンジン運転状態に基づいて排気可変動弁機構61を制御可能であり、エンジン10の再始動時に、アイドル運転時に対して、排気弁21の閉止時期を吸気弁21の開放時期に合わせて遅角することで、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップを0度クランク角度以上に確保するようにしている。   The ECU 42 can control the intake variable valve mechanism 27 based on the engine operating state. As shown in FIG. 10, when the engine 10 is restarted, the opening / closing timing ( The opening time and closing time are delayed. On the other hand, the ECU 42 can control the variable exhaust valve mechanism 61 on the basis of the engine operating state, and when the engine 10 is restarted, the closing timing of the exhaust valve 21 is set to the opening timing of the intake valve 21 with respect to idling operation. In addition, by delaying together, the overlap between the closing timing of the exhaust valve 22 and the opening timing of the intake valve 21 is ensured to be equal to or greater than the 0 degree crank angle.

即ち、エンジン10の再始動時に、吸気可変動弁機構51により吸気弁21の開放時期と閉止時期を、図10に二点鎖線で表すアイドル領域から、実線で表す再始動領域まで遅角することで、燃焼室18が密閉状態となる期間を短縮し、圧縮行程にある気筒にて、ピストン14が適正に上昇してエンジン10が確実に再始動可能としている。また、このエンジン10の再始動時に、排気可変動弁機構51により排気弁22の閉止時期を、図10に二点鎖線で表すアイドル領域から、実線で表す再始動領域まで、吸気弁21と同量遅角することで、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップ領域を確保する。そのため、燃焼室18が密閉状態となる期間がなくなり、ピストン14によるポンプロスの発生を防止するようにしている。   That is, when the engine 10 is restarted, the intake variable valve mechanism 51 delays the opening timing and closing timing of the intake valve 21 from the idle region indicated by the two-dot chain line in FIG. 10 to the restart region indicated by the solid line. Thus, the period during which the combustion chamber 18 is sealed is shortened, and the piston 14 is properly raised in the cylinder in the compression stroke so that the engine 10 can be reliably restarted. Further, when the engine 10 is restarted, the closing timing of the exhaust valve 22 by the variable exhaust valve mechanism 51 is the same as that of the intake valve 21 from the idle region indicated by the two-dot chain line in FIG. 10 to the restart region indicated by the solid line. By retarding the amount, an overlap region between the closing timing of the exhaust valve 22 and the opening timing of the intake valve 21 is secured. For this reason, there is no period in which the combustion chamber 18 is in a sealed state, and generation of pump loss by the piston 14 is prevented.

従って、図9及び図10に示すように、エンジン10の自動停止条件が成立すると、インジェクタ37による燃料噴射を停止すると共に、点火プラグ38による点火を停止し、エンジン10を自動停止する。この状態で、エンジン再始動条件が成立したら、ECU42は、吸気可変動弁機構27を制御することで、吸気弁21の開閉タイミング、つまり、開閉時期と閉止時期を所定量遅角し、排気可変動弁機構61を制御することで、排気弁22の作用角、つまり、閉止時期を所定量遅角する。そして、膨張行程で停止している気筒の燃焼室18に対してインジェクタ37により所定量の燃料を噴射し、点火プラグ38により混合気に点火する。   Therefore, as shown in FIGS. 9 and 10, when the automatic stop condition of the engine 10 is established, the fuel injection by the injector 37 is stopped, the ignition by the spark plug 38 is stopped, and the engine 10 is automatically stopped. In this state, when the engine restart condition is satisfied, the ECU 42 controls the intake variable valve mechanism 27 to delay the opening / closing timing of the intake valve 21, that is, the opening / closing timing and the closing timing, by a predetermined amount, thereby enabling exhaust. By controlling the variable valve mechanism 61, the operating angle of the exhaust valve 22, that is, the closing timing is retarded by a predetermined amount. A predetermined amount of fuel is injected by the injector 37 into the combustion chamber 18 of the cylinder stopped in the expansion stroke, and the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 38.

すると、膨張行程で停止している気筒が爆発してピストン14を下降させるとクランクシャフト16を回転し、この回転力が膨張行程で停止している気筒に続く気筒、つまり、圧縮行程で停止している気筒に伝達され、ピストン14が上昇して圧縮行程が開始される。このとき、圧縮行程で停止している気筒では、吸気弁21の閉止時期が遅角されているため、燃焼室18内の開放状態が長く継続されて筒内圧の急激な上昇が抑制されることとなり、筒内圧がピストン14を上昇させる大きな抵抗になることはなく、膨張行程で停止している気筒の膨張力により確実に圧縮行程を完了することができる。そして、この気筒に対して、同様に、インジェクタ37により所定量の燃料を噴射し、点火プラグ38により混合気に点火することで、この気筒は爆発力を得てピストン14を下降させる。また、このとき、吸気弁21の開閉タイミングを遅角すると共に、排気弁22の閉止時期を吸気弁21の開放時期に合わせて遅角するため、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップが確保されることとなり、燃焼室18が密閉状態となる期間がなくなり、ピストン14によるポンプロスの発生を防止することができる。   Then, when the cylinder stopped in the expansion stroke explodes and lowers the piston 14, the crankshaft 16 is rotated, and this rotational force is stopped in the cylinder following the cylinder stopped in the expansion stroke, that is, in the compression stroke. The piston 14 is raised and the compression stroke is started. At this time, in the cylinder stopped in the compression stroke, the closing timing of the intake valve 21 is retarded, so that the open state in the combustion chamber 18 is continued for a long time, and the rapid increase in the in-cylinder pressure is suppressed. Therefore, the in-cylinder pressure does not become a large resistance that raises the piston 14, and the compression stroke can be reliably completed by the expansion force of the cylinder stopped in the expansion stroke. Similarly, a predetermined amount of fuel is injected into the cylinder by the injector 37, and the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 38, whereby the cylinder obtains explosive force and lowers the piston 14. At this time, the opening / closing timing of the intake valve 21 is retarded and the closing timing of the exhaust valve 22 is retarded in accordance with the opening timing of the intake valve 21, so that the closing timing of the exhaust valve 22 and the opening of the intake valve 21 are delayed. Time overlap is ensured, there is no period in which the combustion chamber 18 is in a sealed state, and pump loss due to the piston 14 can be prevented.

その後、圧縮行程で停止している気筒に続く気筒に対して、通常通りに吸気ポート19から空気を吸入し、インジェクタ37から所定量の燃料を噴射すると共に、点火プラグ38により混合気に点火することで、爆発力を得てピストン14を下降させることとなり、これらの爆発力が所定時間継続させることでクランクシャフト16を駆動し、エンジン10を再始動させる。   Thereafter, air is sucked from the intake port 19 in a normal manner to the cylinder following the cylinder stopped in the compression stroke, a predetermined amount of fuel is injected from the injector 37, and the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 38. As a result, the piston 14 is lowered by obtaining an explosive force, and the crankshaft 16 is driven and the engine 10 is restarted by continuing the explosive force for a predetermined time.

このように実施例3のエンジン始動装置にあっては、吸気弁21の開閉タイミングを変更可能な吸気可変動弁機構27と、排気弁22の作用角及び閉止時期を変更可能な排気可変動弁機構61を設け、ECU42は、エンジン10の再始動指令が入力されたときに、吸気弁21の開閉タイミングを遅角すると共に、排気弁22の閉止時期を遅角して吸気弁21とのオーバーラップを確保し、クランク角センサ41が検出した膨張行程にある気筒に対して燃料噴射を実行すると共に点火を実行するようにしている。   As described above, in the engine starter according to the third embodiment, the intake variable valve mechanism 27 that can change the opening / closing timing of the intake valve 21 and the variable exhaust valve that can change the operating angle and closing timing of the exhaust valve 22. A mechanism 61 is provided, and the ECU 42 retards the opening / closing timing of the intake valve 21 and retards the closing timing of the exhaust valve 22 when the restart command for the engine 10 is input, and overshoots the intake valve 21. A lap is ensured, and fuel injection and ignition are performed on the cylinders in the expansion stroke detected by the crank angle sensor 41.

従って、膨張行程で停止している気筒では、適正に爆発が発生してクランクシャフト16を回転することができ、圧縮行程で停止している気筒では、吸気弁21の閉止時期が遅角されて燃焼室18内の開放状態が長く継続されることとなり、筒内圧の増大が抑制されてピストン14を上昇させる大きな抵抗になることはなく、膨張行程で停止している気筒の膨張力により確実に圧縮行程を完了することができる。そして、吸気弁21の開放時期遅角に合わせて排気弁22の閉止時期を遅角することで、両者の開放時期のオーバーラップが確保されることとなり、排気行程から吸気行程への移行時に、ピストン14によるポンプロスの発生を防止することができる。その結果、エンジン10の再始動時に、膨張行程で停止している気筒に続いて圧縮行程で停止している気筒の燃焼室18に燃料を噴射して点火することで適正な爆発力を確保することができ、スタータモータを用いずにエンジン10を確実に始動することができる。   Therefore, in the cylinder stopped in the expansion stroke, the explosion is properly generated and the crankshaft 16 can be rotated. In the cylinder stopped in the compression stroke, the closing timing of the intake valve 21 is delayed. The open state in the combustion chamber 18 is continued for a long time, and the increase in the in-cylinder pressure is suppressed, so that there is no large resistance for raising the piston 14, and the expansion force of the cylinder stopped in the expansion stroke is ensured. The compression stroke can be completed. Then, by delaying the closing timing of the exhaust valve 22 in accordance with the opening timing delay of the intake valve 21, an overlap of both opening timings is secured, and at the time of transition from the exhaust stroke to the intake stroke, Generation of pump loss due to the piston 14 can be prevented. As a result, when the engine 10 is restarted, fuel is injected and ignited in the combustion chamber 18 of the cylinder stopped in the compression stroke following the cylinder stopped in the expansion stroke, thereby ensuring an appropriate explosive force. The engine 10 can be reliably started without using the starter motor.

なお、上述した各実施例では、エンジン10の再始動指令が入力されると、吸気・排気可変動弁機構27,28,51,61により吸気弁21及び排気弁22の開閉タイミングを遅角し、その後、エンジン着火始動を実行するようにしたが、エンジン10が自動停止するとき、または、自動停止した後に吸気・排気可変動弁機構27,28,51,61により吸気弁21及び排気弁22の開閉タイミングを遅角し、エンジン10の再始動指令が入力されると、エンジン着火始動を実行するようにしてもよい。   In each of the above-described embodiments, when the restart command for the engine 10 is input, the opening / closing timings of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 are retarded by the intake / exhaust variable valve mechanisms 27, 28, 51, 61. After that, the engine ignition start is executed. When the engine 10 is automatically stopped or after the automatic stop, the intake / exhaust variable valve mechanisms 27, 28, 51, 61 perform the intake valve 21 and the exhaust valve 22 respectively. When the engine opening / closing timing is delayed and a restart command for the engine 10 is input, the engine ignition start may be executed.

また、上述した各実施例にて、エンジン10を始動するときに、膨張行程で停止している気筒の燃焼室18に対して燃料を噴射すると共に、点火することで燃焼させるようにしている。この場合、停止クランク角度及びエンジン冷却水温、更に、クランクケース内圧に基づいて燃料噴射量を設定するとよい。即ち、停止クランク角度により燃焼室18の容積がわかり、エンジン冷却水温により空気密度がわかり、クランクケース内圧により筒内圧がわかるため、これらのデータにより最適な燃料噴射量を設定することができる。   In each of the above-described embodiments, when the engine 10 is started, fuel is injected into the combustion chamber 18 of the cylinder that is stopped in the expansion stroke, and combustion is performed by ignition. In this case, the fuel injection amount may be set based on the stop crank angle, the engine coolant temperature, and the crankcase internal pressure. That is, the volume of the combustion chamber 18 can be determined from the stop crank angle, the air density can be determined from the engine coolant temperature, and the cylinder pressure can be determined from the crankcase internal pressure. Therefore, the optimum fuel injection amount can be set based on these data.

また、上述した各実施例では、本発明のエンジン始動装置を、エンジン10が自動停止したときの再始動装置として適用したが、エンジン10が完全に停止した状態から、イグニッションキースイッチによる始動装置としても適用することができる。   Further, in each of the above-described embodiments, the engine starter of the present invention is applied as a restarter when the engine 10 is automatically stopped. However, from the state where the engine 10 is completely stopped, as a starter by an ignition key switch. Can also be applied.

そして、上述した各実施例では、本発明のエンジン始動装置を筒内噴射式の4気筒エンジンに適用して説明したが、この形式のエンジンに限らず、6気筒エンジンや直列型またはV型エンジンに適用することもできる。   In each of the above-described embodiments, the engine starter according to the present invention has been described as applied to an in-cylinder four-cylinder engine. However, the present invention is not limited to this type of engine, but a six-cylinder engine, an in-line type or a V-type engine. It can also be applied to.

以上のように、本発明に係るエンジン始動装置は、排気弁の閉止時期と吸気弁の開放時期のオーバーラップを確保しつつ吸気弁の閉止時期を遅角した後、膨張行程にある気筒に対して燃料噴射及び点火を実行して始動するものであり、筒内噴射式のエンジンであれば、いずれの種類のエンジンに用いても好適である。   As described above, the engine starter according to the present invention delays the closing timing of the intake valve while ensuring an overlap between the closing timing of the exhaust valve and the opening timing of the intake valve, and then performs the operation on the cylinder in the expansion stroke. The engine is started by executing fuel injection and ignition, and any type of engine can be used as long as it is an in-cylinder injection type engine.

本発明の実施例1に係るエンジン始動装置を表す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing an engine starter according to Embodiment 1 of the present invention. 実施例1のエンジン始動装置におけるエンジン制御を表すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating engine control in the engine starter according to the first embodiment. エンジン停止時における気筒内挙動を表す概略図である。It is the schematic showing the in-cylinder behavior at the time of an engine stop. 吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを表す概略図である。It is the schematic showing the opening / closing timing of an intake valve and an exhaust valve. #1気筒と#3気筒の各筒内圧及びクランク角度の変化を表すグラフである。It is a graph showing the change of each cylinder pressure and crank angle of # 1 cylinder and # 3 cylinder. クランク角度に対する筒内圧を表すグラフである。It is a graph showing the in-cylinder pressure with respect to a crank angle. 本発明の実施例2に係るエンジン始動装置を表す概略構成図である。It is a schematic block diagram showing the engine starting apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 実施例2のエンジン始動装置における吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを表す概略図である。It is the schematic showing the opening-and-closing timing of the intake valve and the exhaust valve in the engine starting device of Example 2. 本発明の実施例3に係るエンジン始動装置を表す概略構成図である。It is a schematic block diagram showing the engine starting apparatus which concerns on Example 3 of this invention. 実施例3のエンジン始動装置における吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを表す概略図である。It is the schematic showing the opening-and-closing timing of the intake valve and the exhaust valve in the engine starting device of Example 3. 従来のエンジン始動装置における吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを表す概略図である。It is the schematic showing the opening / closing timing of the intake valve and exhaust valve in the conventional engine starting apparatus. クランク角度に対する筒内圧を表すグラフである。It is a graph showing the in-cylinder pressure with respect to a crank angle.

符号の説明Explanation of symbols

10 エンジン
14 ピストン
16 クランクシャフト
18 燃焼室
19 吸気ポート
20 排気ポート
21 吸気弁
22 排気弁
27,51 吸気可変動弁機構
28,61 排気可変動弁機構
37 インジェクタ(燃料噴射手段)
38 点火プラグ(点火手段)
42 電子制御ユニット、ECU(制御手段)
44 クランク角センサ(クランク角度検出手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 14 Piston 16 Crankshaft 18 Combustion chamber 19 Intake port 20 Exhaust port 21 Intake valve 22 Exhaust valve 27, 51 Intake variable valve mechanism 28, 61 Exhaust variable valve mechanism 37 Injector (fuel injection means)
38 Spark plug (ignition means)
42 Electronic control unit, ECU (control means)
44 Crank angle sensor (crank angle detection means)

Claims (8)

燃焼室と、該燃焼室に連通する吸気ポート及び排気ポートと、前記吸気ポート及び前記排気ポートを開閉する吸気弁及び排気弁と、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射手段と、前記燃焼室内の混合気に点火する点火手段と、エンジンのクランク角度を検出するクランク角度検出手段と、前記排気弁の閉止時期と前記吸気弁の開放時期のオーバーラップを確保しつつ前記吸気弁の閉止時期を変更可能な可変動弁手段と、始動時までに前記可変動弁手段により前記吸気弁の閉止時期を遅角する一方、前記クランク角度検出手段の検出結果に基づいて膨張行程にある気筒に対して始動時に前記燃料噴射手段により燃料噴射を実行すると共に前記点火手段により点火を実行する制御手段とを具えたことを特徴とするエンジン始動装置。   A combustion chamber, an intake port and an exhaust port communicating with the combustion chamber, an intake valve and an exhaust valve for opening and closing the intake port and the exhaust port, fuel injection means for injecting fuel into the combustion chamber, and the combustion chamber Ignition means for igniting the air-fuel mixture, crank angle detection means for detecting the crank angle of the engine, and the closing timing of the intake valve while ensuring an overlap between the closing timing of the exhaust valve and the opening timing of the intake valve A variable valve means that can be changed, and a cylinder that is in an expansion stroke based on the detection result of the crank angle detection means while retarding the closing timing of the intake valve by the variable valve means by the time of starting. An engine starter comprising: control means for executing fuel injection by the fuel injection means at the start and for executing ignition by the ignition means. 請求項1に記載のエンジン始動装置において、前記制御手段は、エンジン始動時に圧縮行程にある気筒に対して前記可変動弁手段により前記吸気弁の閉止時期を遅角した後、膨張行程にある気筒に対して前記燃料噴射及び前記点火を実行することを特徴とするエンジン始動装置。   2. The engine starter according to claim 1, wherein the control means is a cylinder in an expansion stroke after delaying a closing timing of the intake valve by the variable valve means with respect to a cylinder in a compression stroke when the engine is started. The engine starting device is characterized in that the fuel injection and the ignition are performed on the engine. 請求項1に記載のエンジン始動装置において、前記制御手段は、エンジン停止時に圧縮行程にある気筒に対して前記可変動弁手段により前記吸気弁の閉止時期を遅角し、エンジン始動時に膨張行程にある気筒に対して前記燃料噴射及び前記点火を実行することを特徴とするエンジン始動装置。   2. The engine starting device according to claim 1, wherein the control means retards the closing timing of the intake valve by the variable valve means for the cylinder in the compression stroke when the engine is stopped, and enters the expansion stroke when the engine is started. An engine starter that performs the fuel injection and the ignition for a cylinder. 請求項1に記載のエンジン始動装置において、前記可変動弁手段は、前記排気弁の閉止時期と前記吸気弁の開放時期のオーバーラップを確保しつつ、前記排気弁の開放時期を遅角すると共に前記吸気弁の閉止時期を遅角することを特徴とするエンジン始動装置。   2. The engine starter according to claim 1, wherein the variable valve means retards the opening timing of the exhaust valve while ensuring an overlap between the closing timing of the exhaust valve and the opening timing of the intake valve. An engine starter characterized by retarding the closing timing of the intake valve. 請求項1から4のいずれか一つに記載のエンジン始動装置において、前記可変動弁手段は、前記吸気弁及び前記排気弁の開放期間を変更せずに、前記吸気弁の開閉タイミングと前記排気弁の開閉タイミングをほぼ同量遅角することを特徴とするエンジン始動装置。   5. The engine starter according to claim 1, wherein the variable valve operating means does not change an opening period of the intake valve and the exhaust valve, and changes an opening / closing timing of the intake valve and the exhaust gas. An engine starter characterized in that the valve opening and closing timing is retarded by substantially the same amount. 請求項1から4のいずれか一つに記載のエンジン始動装置において、前記可変動弁手段は、前記吸気弁の開放期間を拡大することで、前記吸気弁の閉止時期のみを遅角することを特徴とするエンジン始動装置。   5. The engine starting device according to claim 1, wherein the variable valve operating means delays only the closing timing of the intake valve by extending an opening period of the intake valve. A characteristic engine starting device. 請求項1から4のいずれか一つに記載のエンジン始動装置において、前記可変動弁手段は、前記排気弁の開放期間を拡大することで、前記排気弁の開放時期のみを遅角することを特徴とするエンジン始動装置。   5. The engine starting device according to claim 1, wherein the variable valve operating means delays only an opening timing of the exhaust valve by extending an opening period of the exhaust valve. A characteristic engine starting device. 請求項1から4のいずれか一つに記載のエンジン始動装置において、前記可変動弁手段は、前記排気弁の閉止時期と前記吸気弁の開放時期のオーバーラップを0度クランク角としつつ、前記吸気弁の閉止時期を遅角することを特徴とするエンジン始動装置。5. The engine starting device according to claim 1, wherein the variable valve operating unit sets the overlap between the closing timing of the exhaust valve and the opening timing of the intake valve to a crank angle of 0 °, and An engine starter characterized by retarding the closing timing of the intake valve.
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JP4727518B2 (en) * 2006-07-12 2011-07-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 Control device for internal combustion engine
JP5759106B2 (en) * 2010-02-25 2015-08-05 本田技研工業株式会社 Control device for internal combustion engine
JP2012036864A (en) * 2010-08-10 2012-02-23 Hitachi Automotive Systems Ltd Variably operated valve apparatus for internal combustion engine, start system for internal combustion engine, and start control apparatus for internal combustion engine
JP2012251483A (en) 2011-06-03 2012-12-20 Hitachi Automotive Systems Ltd Variable valve gear of internal combustion engine and start control apparatus of internal combustion engine
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