JP4442303B2 - Engine starter - Google Patents

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Description

本発明はエンジンの始動装置に関する。   The present invention relates to an engine starting device.

近年、燃費低減およびCO2排出量抑制等のため、アイドル時に自動的にエンジンをいったん停止させ、その後に発進操作等の再始動条件が成立したときに自動的にエンジンを再始動させるようにしたエンジンの始動装置が開発されてきている。その手法としては、例えば特許文献1に示されるように、停止時に圧縮行程にあった気筒に対し、エンジン始動時に燃料を噴射させてクランク軸を一旦逆回転させた後、停止時に膨張行程にあった気筒に燃料を噴射させて正転させ、エンジンを始動するものが知られている。また、特許文献2に記載されているように、停止時に圧縮行程にあった気筒に燃料を噴射させて下死点前で停止させ、その後、停止時に膨張行程にあった気筒に燃料を噴射させて正転させ、エンジンを始動させるものが知られている。
WO 01/38726 A1 WO 01/81759 A1
Recently, in order to reduce fuel consumption and reduce CO2 emissions, the engine is automatically stopped when idle, and then restarted automatically when a restart condition such as a start operation is established. A starting device has been developed. As a technique, for example, as disclosed in Patent Document 1, after a cylinder is in a compression stroke at the time of stop, fuel is injected at the time of engine start and the crankshaft is once reversely rotated, and then in an expansion stroke at the time of stop. It is known to inject fuel into a cylinder and rotate it forward to start the engine. Further, as described in Patent Document 2, fuel is injected into the cylinder that was in the compression stroke at the time of stop and stopped before the bottom dead center, and then fuel is injected into the cylinder that was in the expansion stroke at the time of stop. It is known that the engine is rotated forward and the engine is started.
WO 01/38726 A1 WO 01/81759 A1

上述のように、気筒の燃焼のみによってエンジンを再スタート(以下、このような再スタートを「ダイレクトスタート」という)させる場合、2回の圧縮行程を迎えるときの負荷が最も大きい。しかし、この2回目の圧縮行程を乗り換えた後は、エンジンの回転速度が必要以上に急上昇すること(いわゆる吹上がり)が生じやすくなる。吹上がりは、自動停止期間中の吸気圧力(スロットル弁より下流の圧力)が略大気圧となっているために、始動直後の各気筒での燃焼エネルギーが通常のアイドル運転時の燃焼エネルギーに比べて一時的に大きくなることによって起こる現象である。この吹上がりが生じた場合には、回転速度が急速に1000rpm位まで上昇するので、加速ショックが発生し、運転者に違和感を与えたりする虞があって望ましくない。   As described above, when the engine is restarted only by the combustion of the cylinder (hereinafter, such restart is referred to as “direct start”), the load when two compression strokes are reached is the largest. However, after changing the second compression stroke, the engine speed is likely to increase more rapidly than is necessary (so-called blowing up). As for the blow-up, since the intake pressure (pressure downstream from the throttle valve) during the automatic stop period is substantially atmospheric pressure, the combustion energy in each cylinder immediately after the start is compared with the combustion energy during normal idle operation It is a phenomenon that occurs when it becomes temporarily larger. When this blow-up occurs, the rotational speed rapidly increases to about 1000 rpm, which is not desirable because an acceleration shock may occur and the driver may feel uncomfortable.

本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、再始動後の吹上がりを防止することを課題としている。   This invention is made | formed in view of the said malfunction, and makes it the subject to prevent the blowing up after restart.

第1の発明は、多気筒4サイクルのエンジンとともに車両に搭載され、所定のエンジン停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを自動的に停止させる自動停止制御手段と、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にあった気筒を燃焼させることによりエンジンを再始動させる始動制御手段とを備えたエンジンの始動装置において、エンジンの排気経路に設けられた触媒の温度状態を推定する触媒温度推定手段と、圧縮上死点を迎える気筒の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、燃焼開始される特定気筒に点火するタイミングを制御する点火制御手段と、クランク軸の位相から、少なくともエンジンの自動停止時に排気行程にあった気筒を排気行程気筒として特定する気筒特定手段とを備え、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されて複数気筒の上死点を過ぎ、且つエンジンの回転速度がアイドル時の回転速度より低い状態において、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件を決定するに際し、触媒が活性状態以上の比較的高温状態である場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定するとともに、上記点火制御手段は、設定された燃料の噴射後に当該気筒に点火するものであり、触媒が活性状態より低い比較的低温状態の場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比以下に設定するとともに、上記点火制御手段は、点火タイミングを圧縮上死点以降に遅延させて点火させるものであり、上記空燃比制御手段と上記点火制御手段とは、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始された後、上記排気行程気筒の初回燃焼から上記触媒の温度状態に基づく制御を行うものであることを特徴とするエンジンの始動装置である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an automatic stop control means that is mounted on a vehicle together with a multi-cylinder four-cycle engine and stops the fuel supply automatically when a predetermined engine stop condition is satisfied, and the engine stop. An engine exhaust path comprising an engine starter comprising start control means for restarting the engine by burning at least a cylinder that was in an expansion stroke when the engine was stopped when a predetermined restart condition was established later. Catalyst temperature estimating means for estimating the temperature state of the catalyst provided in the cylinder, air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the cylinder that reaches compression top dead center to the target air-fuel ratio, and timing for igniting a specific cylinder that starts combustion and ignition control means for controlling, from the phase of the crankshaft, the exhaust cylinder that was in an exhaust stroke during automatic stop of the at least engine strokes And a cylinder specifying means for specifying a cylinder, past the top dead center of the plurality of cylinders is burned start cylinder that was in the expansion stroke, and in lower than the rotational speed at the idle speed of the engine, combustion When determining the combustion condition of the specific cylinder to be started, when the catalyst is in a relatively high temperature state that is equal to or higher than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to be started to be greater than the stoichiometric air-fuel ratio. The ignition control means ignites the cylinder after the set fuel is injected. When the catalyst is in a relatively low temperature state lower than the active state, the air-fuel ratio control means starts combustion. that the target air-fuel ratio of the specific cylinder and sets below the stoichiometric air-fuel ratio, the ignition control means is for igniting the delayed after compression top dead center of the ignition timing, the air- The ratio control means and the ignition control means, characterized in that after the combustion of the cylinder that was in the expansion stroke is started, and performs control based on the temperature state of the catalyst from the first combustion of the exhaust stroke cylinder The engine starting device.

本発明では、膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されて複数気筒の上死点を過ぎ、且つエンジンの回転速度がアイドル時の回転速度より低い状態において、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件を決定するに際し、一定条件下で空燃比を制御することにより、吹上がりを防止することが可能になる。   In the present invention, the combustion conditions of a specific cylinder to start combustion in a state where the combustion of the cylinders in the expansion stroke is started and the top dead center of a plurality of cylinders is passed and the engine rotation speed is lower than the rotation speed at the time of idling. When determining the air-fuel ratio, the air-fuel ratio can be controlled under a certain condition to prevent the blow-up.

特に本発明においては、触媒の温度状態が活性温度以上である場合には、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定しているので、生成されるトルクが低減するとともに、燃費も向上する。他方、触媒が活性状態より低い比較的低温状態の場合、空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比以下に設定するとともに、上記点火制御手段は、点火タイミングを圧縮上死点以降に遅延させて点火させることとしているので、点火タイミングの遅れによって、生成されるトルクを低減する一方、理論空燃比よりも過剰に噴射された燃料が触媒に反応して燃焼することとなるので、単にトルクの低減に寄与するばかりでなく、触媒の温度状態を高め、触媒のフィルタ性能をも高めることが可能になる。換言すれば、目標空燃比が理論空燃比以上である場合には、点火タイミングを遅らせることなく点火することになる。   Particularly in the present invention, when the temperature state of the catalyst is equal to or higher than the activation temperature, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be larger than the stoichiometric air-fuel ratio. The generated torque is reduced and the fuel consumption is improved. On the other hand, when the catalyst is in a relatively low temperature state lower than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be equal to or lower than the theoretical air-fuel ratio, and the ignition control means sets the ignition timing. Since ignition is delayed after the compression top dead center, the generated torque is reduced due to the ignition timing delay, while the fuel injected in excess of the stoichiometric air-fuel ratio reacts with the catalyst and burns As a result, not only can the torque be reduced, but the temperature of the catalyst can be increased and the filter performance of the catalyst can be improved. In other words, when the target air-fuel ratio is equal to or higher than the stoichiometric air-fuel ratio, ignition is performed without delaying the ignition timing.

さらに本発明では、クランク軸の位相から、少なくともエンジンの自動停止時に排気行程にあった気筒を排気行程気筒として特定する気筒特定手段を設け、上記空燃比制御手段と上記点火制御手段とは、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始された後、上記排気行程気筒の初回燃焼から上記触媒の温度状態に基づく制御を行うようにしている Further, in the present invention, cylinder specifying means for specifying at least a cylinder that has been in the exhaust stroke when the engine is automatically stopped as an exhaust stroke cylinder from the phase of the crankshaft is provided, and the air-fuel ratio control means and the ignition control means include the above after combustion had been cylinder expansion stroke is started, and to perform based rather control the temperature state of the catalyst from the first combustion of the exhaust stroke cylinder.

これにより、排気行程気筒の初回燃焼から、吹上がりの防止を図るための制御が行われる。いわゆるダイレクトスタートを採用した後、排気行程気筒は、大気圧に近い空気を吸引して圧縮行程に移行するので、その初回燃焼は、非常に急激なトルク生成の原因となる。そこで、この態様では、上述のような制御により、生成されるトルクを抑制することとしている。 As a result, control for preventing the blow-up from the initial combustion of the exhaust stroke cylinder is performed. After the so-called direct start is adopted, the exhaust stroke cylinder sucks air close to the atmospheric pressure and shifts to the compression stroke. Therefore, the initial combustion causes a very rapid torque generation. Therefore, in this aspect, the generated torque is suppressed by the control as described above.

また、第2の発明は、多気筒4サイクルのエンジンとともに車両に搭載され、所定のエンジン停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを自動的に停止させる自動停止制御手段と、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にあった気筒を燃焼させることによりエンジンを再始動させる始動制御手段とを備えたエンジンの始動装置において、エンジンの排気経路に設けられた触媒の温度状態を推定する触媒温度推定手段と、圧縮上死点を迎える気筒の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、燃焼開始される特定気筒に点火するタイミングを制御する点火制御手段と、クランク軸の位相から、少なくともエンジンの自動停止時に吸気行程にあった気筒を吸気行程気筒として特定する気筒特定手段とを備え、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されて複数気筒の上死点を過ぎ、且つエンジンの回転速度がアイドル時の回転速度より低い状態において、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件を決定するに際し、触媒が活性状態以上の比較的高温状態である場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定するとともに、上記点火制御手段は、設定された燃料の噴射後に当該気筒に点火するものであり、触媒が活性状態より低い比較的低温状態の場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比以下に設定するとともに、上記点火制御手段は、点火タイミングを圧縮上死点以降に遅延させて点火させるものであり、上記点火制御手段は、触媒の温度状態に拘わらず、点火タイミングを上記吸気行程気筒の圧縮上死点以降に遅延させて点火させることを特徴とするエンジンの始動装置である。 Further, the second invention is equipped with an automatic stop control means that is mounted on a vehicle together with a multi-cylinder four-cycle engine, stops the fuel supply automatically when a predetermined engine stop condition is satisfied, and stops the engine automatically. An engine starter comprising start control means for restarting the engine by burning at least a cylinder in an expansion stroke when the engine is stopped when a predetermined restart condition is satisfied after the engine is stopped. Catalyst temperature estimation means for estimating the temperature state of the catalyst provided in the exhaust path, air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the cylinder that reaches compression top dead center to the target air-fuel ratio, and ignition for the specific cylinder where combustion starts intake and ignition control means for controlling the timing, from the phase of the crankshaft, a cylinder that was in an intake stroke in the automatic stop of the at least engine A cylinder identifying means for identifying a stroke cylinder, past the top dead center of the plurality of cylinders is burned start cylinder that was in the expansion stroke, and in lower than the rotational speed at the idle speed of the engine, When determining the combustion condition of the specific cylinder where combustion is started, when the catalyst is in a relatively high temperature state higher than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder where combustion is started from the stoichiometric air-fuel ratio. And the ignition control means ignites the cylinder after the set fuel is injected. When the catalyst is in a relatively low temperature state lower than the active state, the air-fuel ratio control means starts combustion. In addition to setting the target air-fuel ratio of the specific cylinder to be equal to or lower than the theoretical air-fuel ratio, the ignition control means ignites the ignition timing by delaying it after the compression top dead center, Serial ignition control means, regardless of the temperature state of the catalysts, the ignition timing at engine starting system, characterized in that ignite delays after a compression top dead center of the intake stroke cylinder.

本発明では、触媒の温度状態に拘わらず、点火タイミングがリタードされるので、トルクが低減され、吹上がりも防止される他、最もエンジン速度が下がるタイミングでピストンが確実に圧縮上死点を越えたところで点火されことから、逆トルクも防止されることになる。ちなみに吸気行程気筒への初回の燃焼時における燃料噴射は、所定のタイミングで遅らせた状態でリッチであることが好ましい。その場合には、吸気行程気筒が圧縮される際の圧力(負荷)を低減することが可能になる。 In the present invention , since the ignition timing is retarded regardless of the temperature state of the catalyst, the torque is reduced and the blow-up is prevented, and the piston surely exceeds the compression top dead center at the timing when the engine speed decreases most. Since it is ignited at the place, reverse torque is also prevented. Incidentally, the fuel injection at the time of the first combustion to the intake stroke cylinder is preferably rich in a state where it is delayed at a predetermined timing. In that case, it is possible to reduce the pressure (load) when the intake stroke cylinder is compressed.

また、第3の発明は、多気筒4サイクルのエンジンとともに車両に搭載され、所定のエンジン停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを自動的に停止させる自動停止制御手段と、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にあった気筒を燃焼させることによりエンジンを再始動させる始動制御手段とを備えたエンジンの始動装置において、エンジンの排気経路に設けられた触媒の温度状態を推定する触媒温度推定手段と、圧縮上死点を迎える気筒の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、燃焼開始される特定気筒に点火するタイミングを制御する点火制御手段とを備え、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されて複数気筒の上死点を過ぎ、且つエンジンの回転速度がアイドル時の回転速度より低い状態において、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件を決定するに際し、触媒が活性状態以上の比較的高温状態である場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定するとともに、上記点火制御手段は、設定された燃料の噴射後に当該気筒に点火するものであり、触媒が活性状態より低い比較的低温状態の場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比以下に設定するとともに、上記点火制御手段は、点火タイミングを圧縮上死点以降に遅延させて点火させるものであり、上記点火制御手段は、上記空燃比制御手段が、上記燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定したときは、当該気筒の圧縮上死点以前に点火させることを特徴とするエンジンの始動装置である。 Further, the third aspect of the invention is an automatic stop control means that is mounted on a vehicle together with a multi-cylinder four-cycle engine, stops fuel supply when a predetermined engine stop condition is satisfied, and automatically stops the engine, An engine starter comprising start control means for restarting the engine by burning at least a cylinder in an expansion stroke when the engine is stopped when a predetermined restart condition is satisfied after the engine is stopped. Catalyst temperature estimation means for estimating the temperature state of the catalyst provided in the exhaust path, air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the cylinder that reaches compression top dead center to the target air-fuel ratio, and ignition for the specific cylinder where combustion starts Ignition control means for controlling the timing to perform the combustion, the combustion of the cylinder in the expansion stroke is started, the top dead center of a plurality of cylinders has passed, and the When determining the combustion condition of the specific cylinder to start combustion in a state where the rotational speed of the gin is lower than the rotational speed during idling, when the catalyst is in a relatively high temperature state higher than the active state, the air-fuel ratio control means, The target air-fuel ratio of a specific cylinder to start combustion is set to be larger than the stoichiometric air-fuel ratio, and the ignition control means ignites the cylinder after the set fuel is injected, and the catalyst is lower than the active state. When the engine is in a low temperature state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio, and the ignition control means delays the ignition timing after the compression top dead center. is intended to ignite Te, the ignition control means, when the air-fuel ratio control means was set larger than the stoichiometric air-fuel ratio the target air-fuel ratio of a specific cylinder that starts the combustion A starting device of the engine, characterized in that ignite before the compression top dead center of the cylinder.

本発明では、燃費の向上と吹上がり防止とを両立することが可能になる。 In the present invention , it is possible to achieve both improvement in fuel consumption and prevention of blow-up.

また、第4の発明は、多気筒4サイクルのエンジンとともに車両に搭載され、所定のエンジン停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを自動的に停止させる自動停止制御手段と、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にあった気筒を燃焼させることによりエンジンを再始動させる始動制御手段とを備えたエンジンの始動装置において、エンジンの排気経路に設けられた触媒の温度状態を推定する触媒温度推定手段と、圧縮上死点を迎える気筒の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、燃焼開始される特定気筒に点火するタイミングを制御する点火制御手段と、エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、エンジンの自動停止時に膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されてから所定時間経過後に設定される検査タイミングでのエンジン回転速度を検査時エンジン回転速度として、上記エンジン回転速度検出手段から入力を受けることにより、エンジンの始動良否を判別する始動良否判別手段とを備え、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されて複数気筒の上死点を過ぎ、且つエンジンの回転速度がアイドル時の回転速度より低い状態において、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件を決定するに際し、触媒が活性状態以上の比較的高温状態である場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定するとともに、上記点火制御手段は、設定された燃料の噴射後に当該気筒に点火するものであり、触媒が活性状態より低い比較的低温状態の場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比以下に設定するとともに、上記点火制御手段は、点火タイミングを圧縮上死点以降に遅延させて点火させるものであり、上記燃焼開始される特定気筒の燃焼条件は、上記検査時エンジン回転速度が正常な再始動に必要な必要エンジン回転速度以上であると判断された後に決定されることを特徴とするエンジンの始動装置である According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an automatic stop control means that is mounted on a vehicle together with a multi-cylinder four-cycle engine, and that automatically stops the engine by stopping fuel supply when a predetermined engine stop condition is satisfied; An engine starter comprising start control means for restarting the engine by burning at least a cylinder in an expansion stroke when the engine is stopped when a predetermined restart condition is satisfied after the engine is stopped. Catalyst temperature estimation means for estimating the temperature state of the catalyst provided in the exhaust path, air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the cylinder that reaches compression top dead center to the target air-fuel ratio, and ignition for the specific cylinder where combustion starts and ignition control means for controlling the timing of a rotation speed detecting means for detecting a rotational speed of the engine, the expansion stroke in the automatic stop of the engine The engine rotation speed at the inspection timing set after the lapse of a predetermined time from the start of the combustion of the given cylinder is used as the engine rotation speed at the time of inspection to receive input from the engine rotation speed detection means, thereby determining whether the engine has started or not. A start / fail judgment means for judging, and combustion starts in a state where combustion of the cylinders in the above expansion stroke is started and the top dead center of a plurality of cylinders is passed and the engine speed is lower than the idling speed. When determining the combustion conditions of the specific cylinder to be performed, if the catalyst is in a relatively high temperature state equal to or higher than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be larger than the stoichiometric air-fuel ratio. The ignition control means is for igniting the cylinder after the set fuel injection, and the catalyst is lower than the active state. In the state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio, and the ignition control means performs ignition by delaying the ignition timing after the compression top dead center. is intended to be, the combustion conditions of the specific cylinder that starts the combustion, and characterized in that it is determined after the test when the engine rotational speed is determined to be required engine rotational speed than required for successful restarting It is a starting device for the engine .

本発明では、膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されてから所定時間経過後に設定される検査タイミングでのエンジン回転速度を検査時エンジン回転速度として、上記エンジン回転速度検出手段から入力を受けることにより、エンジンの始動良否を判別する始動良否判別手段を設けているので、最も再起動時の負荷が大きい2回目の圧縮行程において、エンジンが再起動するかどうかを予測することができる。 In the present invention , the engine rotational speed at the inspection timing set after a lapse of a predetermined time from the start of combustion of the cylinder in the expansion stroke is received from the engine rotational speed detecting means as the engine rotational speed at the time of inspection. Thus, since the engine start / failure determination means for determining the engine start / failure is provided, it is possible to predict whether or not the engine will restart in the second compression stroke with the largest load at the time of restart.

また、第5の発明は、多気筒4サイクルのエンジンとともに車両に搭載され、所定のエンジン停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを自動的に停止させる自動停止制御手段と、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にあった気筒を燃焼させることによりエンジンを再始動させる始動制御手段とを備えたエンジンの始動装置において、エンジンの排気経路に設けられた触媒の温度状態を推定する触媒温度推定手段と、圧縮上死点を迎える気筒の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、燃焼開始される特定気筒に点火するタイミングを制御する点火制御手段と、エンジンに供給される吸気圧力を検出する吸気圧検出手段とを備え、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されて複数気筒の上死点を過ぎ、且つエンジンの回転速度がアイドル時の回転速度より低い状態において、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件を決定するに際し、触媒が活性状態以上の比較的高温状態である場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定するとともに、上記点火制御手段は、設定された燃料の噴射後に当該気筒に点火するものであり、触媒が活性状態より低い比較的低温状態の場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比以下に設定するとともに、上記点火制御手段は、点火タイミングを圧縮上死点以降に遅延させて点火させるものであり、上記燃焼開始される特定気筒の燃焼条件は、上記吸気圧力がアイドル運転時の吸気圧力よりも高い場合に決定されることを特徴とするエンジンの始動装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an automatic stop control means that is mounted on a vehicle together with a multi-cylinder four-cycle engine and that automatically stops the engine by stopping fuel supply when a predetermined engine stop condition is satisfied, An engine starter comprising start control means for restarting the engine by burning at least a cylinder in an expansion stroke when the engine is stopped when a predetermined restart condition is satisfied after the engine is stopped. Catalyst temperature estimation means for estimating the temperature state of the catalyst provided in the exhaust path, air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the cylinder that reaches compression top dead center to the target air-fuel ratio, and ignition for the specific cylinder where combustion starts and ignition control means for controlling the timing of, and an intake pressure detecting means for detecting the intake air pressure supplied to the engine, the expansion stroke near When determining the combustion conditions of a specific cylinder to start combustion in a state where the combustion of the cylinders has started and the top dead center of multiple cylinders has passed and the engine speed is lower than the idling speed, the catalyst is activated. When the temperature is relatively high, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be larger than the stoichiometric air-fuel ratio, and the ignition control means When the cylinder is ignited after injection and the catalyst is in a relatively low temperature state lower than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio. the ignition control means is for igniting the delayed after compression top dead center of the ignition timing, the combustion condition of the specific cylinder to be started the combustion, said intake pressure is idle A starting device for an engine characterized in that it is determined higher than the intake pressure during rolling.

吹上がりは、吸気圧力がアイドル運転時の吸気圧力よりも高い場合において、起きるものであるから、本発明では、吸気圧検出手段によって、吸気圧力がアイドル運転時の吸気圧力よりも高いかどうか判別することとしている。そして、吸気圧力が高いと判断された場合においては、触媒の温度状態に基づいて、トルクを低減するための制御が行われる。 Since the blow-up occurs when the intake pressure is higher than the intake pressure during idle operation, in the present invention , the intake pressure detection means determines whether the intake pressure is higher than the intake pressure during idle operation. To do. When it is determined that the intake pressure is high, control for reducing the torque is performed based on the temperature state of the catalyst.

第1の発明では、吹き上がりが防止されることにより、ダイレクトスタートを行った後、車両のドライバーが急激なショックを受けることがない。しかも、吹上がりを防止するに当たり、触媒の温度状態に基づいて、トルクを低減するための制御が行われるので、単に吹上がりを防止するばかりでなく、必要に応じて触媒の温度状態上昇を促進し、排気ガスの浄化を促進することも可能になっている。 In the first aspect of the invention , the driver of the vehicle does not receive a sudden shock after performing a direct start by preventing the wind-up. Moreover, in order to prevent the blow-up, control for reducing the torque is performed based on the temperature state of the catalyst, so not only the blow-up is prevented, but also the temperature state rise of the catalyst is promoted as necessary. In addition, it is possible to promote the purification of exhaust gas.

た、エンジンの自動停止時に排気行程にあった気筒の初回燃焼から、吹上がりの防止を図るための制御が行われるので、急激なトルク生成が確実に抑制されるという利点がある。 Also, the first combustion cylinder that was in an exhaust stroke during automatic stop of the engine, since the control for the Prevention of rising Fukiage performed, there is an advantage that sudden torque generation is reliably suppressed.

第2の発明においては、エンジンの自動停止時に吸気行程にあった気筒の初回の点火タイミングについては、触媒の温度状態に拘わらず、リタードされる。このため、トルクが低減され、吹上がりも防止される他、最もエンジン速度が下がるタイミングでピストンが確実に圧縮上死点を越えたところで点火されことから、吹上がり防止と逆トルク防止とを両立させることが可能になる。 In the second invention , the initial ignition timing of the cylinder that was in the intake stroke when the engine was automatically stopped is retarded regardless of the temperature state of the catalyst. As a result, torque is reduced and blowing is prevented, and the piston is ignited when the engine speed drops most so that the compression top dead center is exceeded. It becomes possible to make it.

第3の発明においては、上記空燃比制御手段が、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定したときは、点火制御手段が、当該気筒の圧縮上死点以前に点火させるので、燃費の向上と吹上がり防止とを両立することが可能になる。 In the third aspect of the invention , when the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be larger than the stoichiometric air-fuel ratio, the ignition control means before the compression top dead center of the cylinder Since the ignition is performed, it is possible to achieve both improvement in fuel consumption and prevention of blow-up.

第4の発明では、最も再起動時の負荷が大きい2回目の圧縮行程において、エンジンが再起動するかどうかを予測し、その後に吹上がりを防止することができるので、車両のドライバーがダイレクトスタートの後、急激なショックを受けることがない。 In the fourth aspect of the present invention, it is possible to predict whether or not the engine will restart in the second compression stroke with the largest load at the time of restart, and then prevent the engine from being blown up. After that, there is no sudden shock.

第5の発明では、特定気筒の点火時に吸気圧力がアイドル時の吸気圧力よりも高いと判断された場合に燃焼条件が決定されるので、確実な吹上がり防止を図ることが可能になる。 In the fifth aspect of the invention , the combustion condition is determined when it is determined that the intake pressure is higher than the intake pressure during idling when the specific cylinder is ignited.

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

なお、当実施形態において、エンジンの自動停止中に圧縮行程にあった気筒を圧縮行程気筒、膨脹行程にあった気筒を膨脹行程気筒と称する(同様に吸気行程にあった気筒を吸気行程気筒、排気行程にあった気筒を排気行程気筒と称する)が、これらはそれぞれ特定の気筒を指すわけではなく、エンジンの自動停止時における個々の気筒の行程に基づいて、便宜上その気筒を呼称するものである。   In the present embodiment, the cylinder that was in the compression stroke while the engine was automatically stopped is referred to as the compression stroke cylinder, and the cylinder that was in the expansion stroke is referred to as the expansion stroke cylinder (similarly, the cylinder that was in the intake stroke is referred to as the intake stroke cylinder, The cylinders in the exhaust stroke are referred to as exhaust stroke cylinders). However, these are not specific cylinders, but are referred to for convenience based on the strokes of the individual cylinders when the engine is automatically stopped. is there.

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

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

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

一方、図1及び図2に示すように、各気筒12A〜12Dからの排気が集合する排気通路22の集合部下流には、排気を浄化するための触媒37が配設されている。この触媒37は、例えば、排気の空燃比が理論空燃比近傍にあるときにHC、COおよびNOxの浄化率が極めて高い、いわゆる三元触媒であり、これは排気中の酸素濃度が比較的高い酸素過剰雰囲気でこれを吸蔵する酸素吸蔵能を有し、酸素濃度の比較的低いときには吸蔵している酸素を放出して、HC、CO等と反応させるものである。なお、触媒37は、三元触媒に限らず、上記のような酸素吸蔵能を有するものであれば良く、例えば酸素過剰雰囲気でもNOxを浄化可能な、いわゆるリーンNOx触媒であっても良い。   On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, a catalyst 37 for purifying the exhaust is disposed downstream of the collection portion of the exhaust passage 22 where the exhaust from each of the cylinders 12 </ b> A to 12 </ b> D collects. The catalyst 37 is, for example, a so-called three-way catalyst in which the purification rate of HC, CO, and NOx is extremely high when the air-fuel ratio of the exhaust is in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio, and this has a relatively high oxygen concentration in the exhaust. It has an oxygen storage capacity for storing it in an oxygen-excess atmosphere, and releases the stored oxygen to react with HC, CO, etc. when the oxygen concentration is relatively low. Note that the catalyst 37 is not limited to a three-way catalyst, and may be any catalyst that has the above-described oxygen storage ability. For example, the catalyst 37 may be a so-called lean NOx catalyst that can purify NOx even in an oxygen-excess atmosphere.

また、上記エンジン本体1には、タイミングベルト等によりクランク軸3に連結されたオルタネータ28が付設されている。このオルタネータ28は、図示を省略したフィールドコイルの電流を制御して出力電圧を調節することにより発電量を調整するレギュレータ回路28aを内蔵し、このレギュレータ回路28aに入力される上記ECU2からの制御信号に基づき、車両の電気負荷および車載バッテリーの電圧等に対応した発電量の制御が実行されるように構成されている。   The engine body 1 is provided with an alternator 28 connected to the crankshaft 3 by a timing belt or the like. The alternator 28 includes a regulator circuit 28a that adjusts the amount of power generation by controlling the current of a field coil (not shown) and adjusting the output voltage, and a control signal from the ECU 2 that is input to the regulator circuit 28a. Based on the above, control of the amount of power generation corresponding to the electric load of the vehicle, the voltage of the on-vehicle battery, and the like is executed.

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

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

さらに、上記クランク軸3には、図略のフライホイールと、このフライホイールに固定されたリングギヤ35が、回転中心に対して同心に設けられている。リングギヤ35は、始動アシスト装置としてのスタータモータ36の入力部材であり、後述するように、スタータモータ36のピニオンギヤ37と噛合されるように構成されている。   Further, the crankshaft 3 is provided with a flywheel (not shown) and a ring gear 35 fixed to the flywheel concentrically with the center of rotation. The ring gear 35 is an input member of a starter motor 36 as a start assist device, and is configured to mesh with a pinion gear 37 of the starter motor 36 as will be described later.

図3を参照して、スタータモータ36は、モータ36aと、モータ36aと平行に配置された電磁駆動式のプランジャ36bと、このプランジャ36bによってシフトレバー36cを介し、モータ36aの出力軸上にて相対回転不能な状態で往復移動するピニオンギヤ36dとを有し、エンジンの再始動時に、上記ピニオンギヤ36dを図3の実線で示す待機位置から仮想線で示す噛合位置に移動させてリングギヤ35に噛合させることにより、クランク軸3を回転駆動してエンジンを再始動させるように構成されている。   Referring to FIG. 3, a starter motor 36 includes a motor 36a, an electromagnetically driven plunger 36b arranged in parallel with the motor 36a, and a shift lever 36c by the plunger 36b on the output shaft of the motor 36a. And a pinion gear 36d that reciprocates in a state in which relative rotation is impossible. When the engine is restarted, the pinion gear 36d is moved from the standby position indicated by the solid line in FIG. Thus, the crankshaft 3 is rotationally driven to restart the engine.

当実施形態に採用されているスタータモータ36のピニオンギヤ36dは、スクリュー状に捩れているとともに、リングギヤ35との係脱を容易にするために、リングギヤ35が停止しているときに、当該リングギヤ35と逆方向に約60rpmの速度で回転しながら噛合する仕様になっている。   The pinion gear 36d of the starter motor 36 employed in the present embodiment is twisted like a screw and is easily disengaged from and disengaged from the ring gear 35 when the ring gear 35 is stopped. It is the specification which meshes | engages while rotating in the reverse direction at the speed of about 60 rpm.

図1を参照して、ECU2は、エンジンの運転を統括的に制御するコントロールユニットである。当実施形態のエンジンは、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに各気筒12A〜12Dへの燃料噴射を所定のタイミングで停止(燃料カット)して自動的にエンジンを停止させるとともに、その後に運転者によるアクセル操作が行われる等により再始動条件が成立したときにエンジンを自動的に再始動させる制御(アイドルストップ制御)を行うように構成されている。以下ECU2の説明にあたり、このアイドルストップ制御に関する部分を中心に説明する。   Referring to FIG. 1, ECU 2 is a control unit that comprehensively controls engine operation. The engine of the present embodiment automatically stops fuel injection by stopping fuel injection into each cylinder 12A to 12D at a predetermined timing when a preset automatic engine stop condition is satisfied. Then, the engine is configured to perform control (idle stop control) that automatically restarts the engine when a restart condition is satisfied, for example, when an accelerator operation is performed by the driver. Hereinafter, in the description of the ECU 2, the portion related to the idle stop control will be mainly described.

ECU2には、エアフローセンサ25、吸気圧センサ26、吸気温センサ29、クランク角センサ30,31、カム角センサ32、水温センサ33及びアクセル開度センサ34からの各検知信号が入力されるとともに、燃料噴射弁16、スロットル弁23のアクチュエータ24、点火装置27及びオルタネータ28のレギュレータ回路28a、スタータモータ36のそれぞれに各駆動信号を出力する。ECU2は、燃料噴射制御部41、点火制御部42、吸気流量制御部43、発電量制御部44、ピストン位置検出部45および筒内温度推定部46、自動停止制御部47、始動制御部48、始動良否判定部49、空燃比制御部50、オルタネータ制御部51、並びに触媒温度推定部52を機能的に含んでいる。   The ECU 2 receives detection signals from the air flow sensor 25, the intake pressure sensor 26, the intake air temperature sensor 29, the crank angle sensors 30, 31, the cam angle sensor 32, the water temperature sensor 33, and the accelerator opening sensor 34, and The drive signals are output to the fuel injection valve 16, the actuator 24 of the throttle valve 23, the ignition device 27, the regulator circuit 28a of the alternator 28, and the starter motor 36, respectively. The ECU 2 includes a fuel injection control unit 41, an ignition control unit 42, an intake air flow rate control unit 43, a power generation amount control unit 44, a piston position detection unit 45 and an in-cylinder temperature estimation unit 46, an automatic stop control unit 47, a start control unit 48, A start / fail judgment unit 49, an air-fuel ratio control unit 50, an alternator control unit 51, and a catalyst temperature estimation unit 52 are functionally included.

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

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

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

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

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

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

自動停止制御部47は、後述するように、アイドル時において所定のエンジン停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを自動的に停止させる自動停止制御手段である。   As will be described later, the automatic stop control unit 47 is an automatic stop control unit that stops the fuel supply and stops the engine automatically when a predetermined engine stop condition is satisfied during idling.

始動制御部48は、自動的エンジン停止が行なわれた後のエンジン再始動条件成立時に、自動的にエンジンの再始動を行わせる始動制御手段である。このエンジン再始動時に、ピストン13の停止位置が後述する特定範囲(適正範囲)にある場合は、少なくともエンジン停止時の膨張行程気筒に燃料を供給して点火、燃焼を行なわせる。当実施形態では、まずエンジン停止時の圧縮行程気筒に対して初回の燃焼を実行してピストン13を押し下げ、膨張行程気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めるようにしてから、当該膨張行程気筒に対して燃料を噴射させて点火、燃焼を行わせるように制御する。すなわち、エンジンの自動再始動時に、ピストンの停止位置が後述する適正範囲にあるときは、始動初期で一旦エンジンを逆転作動させ、その後正転作動に転じるように制御する。当実施形態では、この始動制御部48が、アシスト駆動制御手段を兼ねている。   The start control unit 48 is start control means for automatically restarting the engine when the engine restart condition is satisfied after the automatic engine stop. When the stop position of the piston 13 is within a specific range (appropriate range) described later when the engine is restarted, fuel is supplied to at least the expansion stroke cylinder when the engine is stopped, and ignition and combustion are performed. In the present embodiment, first, the first combustion is performed on the compression stroke cylinder when the engine is stopped, the piston 13 is pushed down, and the in-cylinder pressure is increased by raising the piston of the expansion stroke cylinder. In contrast, control is performed so that fuel is injected to ignite and burn. That is, at the time of automatic engine restart, if the piston stop position is in an appropriate range, which will be described later, control is performed so that the engine is once reversely operated at the beginning of the start, and then the normal rotation operation is started. In the present embodiment, the start control unit 48 also serves as assist drive control means.

始動良否判定部49は、膨張行程気筒の燃焼が開始されてから所定時間経過後に設定される検査タイミングt12(図11参照)でのエンジン回転速度を検査時エンジン回転速度として、上記エンジン回転速度検出部としてのセンサ30、31と、ピストン位置検出部45とから入力を受けることにより、エンジンの始動良否を判別する始動良否手段である。   The start / fail judgment unit 49 detects the engine speed using the engine speed at the test timing t12 (see FIG. 11) set after the elapse of a predetermined time from the start of combustion of the expansion stroke cylinder as the engine speed at the time of inspection. This is start / failure means for determining whether the engine has been started or not by receiving inputs from the sensors 30 and 31 serving as parts and the piston position detector 45.

空燃比制御部50は、空燃比を演算し、燃料噴射制御部41が配分する燃料と吸気流量制御部43が制御する吸気流量とを決定するための空燃比制御手段である。   The air-fuel ratio control unit 50 is an air-fuel ratio control means for calculating the air-fuel ratio and determining the fuel distributed by the fuel injection control unit 41 and the intake flow rate controlled by the intake flow rate control unit 43.

オルタネータ制御部51は、オルタネータ28のレギュレータ回路28aを介して、オルタネータ28の作動を制御するオルタネータ制御手段である。   The alternator control unit 51 is an alternator control means for controlling the operation of the alternator 28 via the regulator circuit 28 a of the alternator 28.

触媒の温度状態推定部52は、吸気温センサ29によって検知される吸気温度等に基いて、予め実験等によって求められたマップを用いる等して触媒37の温度を推定する触媒の温度状態推定手段である。特に当実施形態では、後述するように、エンジンの再始動に際して、触媒の温度状態を推定し、その推定値に基づいて、燃料噴射や燃焼制御を行っている。   The catalyst temperature state estimation unit 52 estimates the temperature of the catalyst 37 by using a map obtained in advance through experiments or the like based on the intake air temperature detected by the intake air temperature sensor 29 or the like. It is. In particular, in this embodiment, as will be described later, when restarting the engine, the temperature state of the catalyst is estimated, and fuel injection and combustion control are performed based on the estimated value.

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

スタータモータ36等を使用することなく、特定の気筒に噴射された燃料に点火するだけでエンジンを適正に再始動させるためには、上記膨張行程気筒の混合気を燃焼させることにより得られる燃焼エネルギーを充分に確保することにより、これに続いて圧縮上死点を迎える気筒(当実施形態では圧縮行程気筒および吸気行程気筒)がその圧縮反力に打ち勝って圧縮上死点を超えるようにしなければならない。従って、膨張行程気筒内に充分な空気量を確保しておく必要がある。   In order to properly restart the engine simply by igniting the fuel injected into a specific cylinder without using the starter motor 36 or the like, the combustion energy obtained by burning the air-fuel mixture in the expansion stroke cylinder Therefore, the cylinder that reaches the compression top dead center (in this embodiment, the compression stroke cylinder and the intake stroke cylinder) must overcome the compression reaction force and exceed the compression top dead center. Don't be. Therefore, it is necessary to ensure a sufficient amount of air in the expansion stroke cylinder.

圧縮行程気筒と膨張行程気筒とでは、それぞれ位相が180°CAだけずれているため、図4(a)に示すように、各ピストン13が互いに逆方向に作動する。   Since the phases of the compression stroke cylinder and the expansion stroke cylinder are shifted from each other by 180 ° CA, the pistons 13 operate in opposite directions as shown in FIG.

図4(b)に示すように、膨張行程気筒のピストン13が行程中央よりも下死点側に位置していれば、その気筒の空気量が多くなって充分な燃焼エネルギーが得られる。しかし、上記膨張行程気筒のピストン13が極端に下死点側に位置した状態となると、圧縮行程気筒内の空気量が少なくなり過ぎて、再始動時の初回燃焼でクランク軸3を逆転方向させるための燃焼エネルギーが充分に得られなくなる。   As shown in FIG. 4B, if the piston 13 of the expansion stroke cylinder is located on the bottom dead center side of the stroke center, the amount of air in the cylinder increases and sufficient combustion energy is obtained. However, when the piston 13 of the expansion stroke cylinder is extremely positioned on the bottom dead center side, the amount of air in the compression stroke cylinder becomes too small, and the crankshaft 3 is rotated in the reverse direction by the initial combustion at the time of restart. Therefore, sufficient combustion energy cannot be obtained.

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

そこで、ピストン13を適正停止範囲R内に停止させるよう、ECU2(自動停止制御部47)によって次のような制御がなされる。   Therefore, the ECU 2 (automatic stop control unit 47) performs the following control so as to stop the piston 13 within the proper stop range R.

図5は、自動停止制御部47によるエンジン自動停止時のタイムチャートであり、エンジン回転速度Ne、ブースト圧Bt(吸気圧力)およびスロットル弁23の開度Kを示す。また図6は、図5のタイミングt1付近以降の拡大図であり、図5に加えてクランク角CAおよび各気筒の行程遷移チャートを示す。なお、以下説明を簡潔にするため、#1気筒12Aが膨張行程気筒、#2気筒12Bが排気行程気筒、#3気筒12Cが圧縮行程気筒、#4気筒12Dが吸気行程気筒であるものとする。   FIG. 5 is a time chart when the engine is automatically stopped by the automatic stop control unit 47, and shows the engine speed Ne, the boost pressure Bt (intake pressure), and the opening K of the throttle valve 23. FIG. 6 is an enlarged view after the timing t1 in FIG. 5, and shows a crank angle CA and a stroke transition chart of each cylinder in addition to FIG. For the sake of brevity, it is assumed that # 1 cylinder 12A is an expansion stroke cylinder, # 2 cylinder 12B is an exhaust stroke cylinder, # 3 cylinder 12C is a compression stroke cylinder, and # 4 cylinder 12D is an intake stroke cylinder. .

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

そしてエンジン回転速度Neが目標速度に安定したタイミングt1で燃料噴射を停止させてエンジン回転速度Neを低下させる。また、エンジンを自動停止させる制御動作の初期段階である上記燃料噴射の停止タイミングt1で、スロットル弁23の開度Kを、気筒内空燃比を空気過剰率λ=1にしたときのアイドル時の吸気流量(エンジン運転を継続させるために必要な最小限の吸気流量)よりも多い吸気流量となるように設定する。すなわち、上記タイミングt1直前の燃焼状態が、気筒内空燃比を空気過剰率λ=1ないしλ=1付近に設定されて均質燃焼されている場合はスロットル弁23の開度Kを増大させ(例えば開度K=30%程度)、気筒内空燃比がリーンに設定されて成層燃焼されている場合はスロットル弁23の開度Kをそのまま(成層燃焼時の比較的大きな開度のまま)維持する。図5及び図6は前者の場合を示している。   Then, the fuel injection is stopped at the timing t1 when the engine speed Ne is stabilized at the target speed, and the engine speed Ne is decreased. Further, at the fuel injection stop timing t1, which is the initial stage of the control operation for automatically stopping the engine, the opening degree K of the throttle valve 23 is set at the idling time when the cylinder air-fuel ratio is set to the excess air ratio λ = 1. The intake air flow rate is set to be higher than the intake air flow rate (minimum intake air flow rate necessary for continuing engine operation). That is, when the combustion state immediately before the timing t1 is set to an in-cylinder air-fuel ratio in the vicinity of the excess air ratio λ = 1 to near λ = 1 and homogeneous combustion is performed, the opening K of the throttle valve 23 is increased (for example, When the air-fuel ratio in the cylinder is set to lean and stratified combustion is performed, the opening K of the throttle valve 23 is maintained as it is (the relatively large opening during stratified combustion). . 5 and 6 show the former case.

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

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

こうしてタイミングt1で燃焼噴射を停止するとエンジン回転速度Neが低下し始め、予め設定された基準速度、例えば760rpm以下になったことが確認されたタイミングt2でスロットル弁23を閉止する。するとタイミングt2からやや遅れてブースト圧Btが減少し始め、エンジンの各気筒に吸入される吸気流量が減少する。スロットル弁23を開放しているタイミングt1からタイミングt2までの間に吸入された空気は、共通吸気通路21c及びサージタンク21bを経由して各気筒の分岐吸気通路21aに導かれる。そして吸気行程を迎えた気筒から順にその空気を吸入することになる。図6に示す場合では#4気筒12D、#2気筒12B、#1気筒12A、#3気筒12Cの順となる。ここで、タイミングt1及びタイミングt2の設定を上記のようにすることによって、#3気筒12C(圧縮行程気筒)よりも#1気筒12A(膨張行程気筒)の方がより多くの空気を吸入することになる。   Thus, when the combustion injection is stopped at the timing t1, the engine rotational speed Ne starts to decrease, and the throttle valve 23 is closed at the timing t2 at which it is confirmed that the engine speed becomes a preset reference speed, for example, 760 rpm or less. Then, the boost pressure Bt starts to decrease slightly after the timing t2, and the intake flow rate sucked into each cylinder of the engine decreases. Air sucked between timing t1 and timing t2 when the throttle valve 23 is opened is guided to the branch intake passage 21a of each cylinder via the common intake passage 21c and the surge tank 21b. Then, the air is sucked in order from the cylinder that has reached the intake stroke. In the case shown in FIG. 6, the order is # 4 cylinder 12D, # 2 cylinder 12B, # 1 cylinder 12A, and # 3 cylinder 12C. Here, by setting the timing t1 and the timing t2 as described above, the # 1 cylinder 12A (expansion stroke cylinder) sucks more air than the # 3 cylinder 12C (compression stroke cylinder). become.

タイミングt1以降はエンジンが慣性で回転するため、エンジン回転速度Neが次第に低下し、やがてタイミングt5で停止するが、このエンジン回転速度Neの低下は、図5および図6に示すように、小刻みなアップダウン(4気筒4サイクルエンジンでは10回前後)を繰り返しながら低下して行く。   After the timing t1, the engine rotates due to inertia, so the engine rotational speed Ne gradually decreases and eventually stops at the timing t5. This decrease in the engine rotational speed Ne is small, as shown in FIG. 5 and FIG. It goes down while repeating up / down (around 10 times for a 4-cylinder 4-cycle engine).

図6に示すクランク角CAのタイムチャートは、実線が#1気筒12Aおよび#3気筒12Cの上死点を0°CAとした場合のクランク角を示し、一点鎖線が#2気筒12Bおよび#4気筒12Dの上死点を0°CAとした場合のクランク角を示している。実線と一点鎖線とは90°CAを境に互いに逆位相となっている。4気筒4サイクルエンジンでは、180°CAごとに何れかの気筒が順次圧縮上死点を迎えるので、このタイムチャートは、実線または一点鎖線で示す波形の頂点(クランク角=0°CA)において何れかの気筒が圧縮上死点を通過していることを示している。   In the time chart of the crank angle CA shown in FIG. 6, the solid line indicates the crank angle when the top dead center of the # 1 cylinder 12A and the # 3 cylinder 12C is 0 ° CA, and the alternate long and short dash line indicates the # 2 cylinder 12B and # 4. The crank angle when the top dead center of the cylinder 12D is 0 ° CA is shown. The solid line and the alternate long and short dash line are in opposite phases with respect to 90 ° CA. In a four-cylinder four-cycle engine, one of the cylinders reaches compression top dead center every 180 ° CA. Therefore, this time chart shows either at the top of the waveform indicated by a solid line or one-dot chain line (crank angle = 0 ° CA). This indicates that the cylinder passes the compression top dead center.

この何れかの気筒が圧縮上死点となるタイミングは、上記エンジン回転速度Neがアップダウンする谷のタイミングと一致している。つまり、エンジン回転速度Neは、各気筒が順次圧縮上死点を迎える度に一時的に落ち込んだ後、その圧縮上死点を超えたタイミングで再び上昇するという小刻みなアップダウンを繰り返しながら次第に低下するのである。   The timing at which any one of these cylinders becomes the compression top dead center coincides with the valley timing at which the engine rotational speed Ne increases or decreases. In other words, the engine rotational speed Ne gradually decreases every time the cylinders sequentially reach the compression top dead center, and then gradually rises and falls again at a timing exceeding the compression top dead center. To do.

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

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

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

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

エンジン回転速度Neがさらに低下し、最後の圧縮上死点通過時期(図6に示すタイミングt4)を過ぎると、何れの気筒も上死点を通過することがなく、行程の遷移はなされなくなる。ピストン13は、その行程内で減衰振動(逆向きに動くときはクランク軸3が逆転方向し、エンジン回転速度Neが負になる)しつつ狙いの適正停止範囲Rに停止しようとする。しかし、このとき吸気行程気筒12Dは吸気動作を行っており、その吸気抵抗が大きいとピストン13の停止位置がばらつきやすくなる。特に、吸気抵抗はピストン13が下死点側に動くときに大きくなるように作用するので、ピストン13が狙いよりも上死点寄りに停止しやすくなる。吸気行程気筒12Dのピストン13と膨張行程気筒12Aのピストン13とは同位相で動くので、結局膨張行程気筒12Aのピストン13が狙いよりも上死点寄りに停止しやすくなってしまう。   When the engine rotational speed Ne further decreases and the final compression top dead center passage time (timing t4 shown in FIG. 6) has passed, none of the cylinders passes through the top dead center, and the stroke is not changed. The piston 13 tries to stop in the target proper stop range R while being damped and oscillated within the stroke (when the crank 13 moves in the reverse direction, the crankshaft 3 rotates in the reverse direction and the engine speed Ne becomes negative). However, at this time, the intake stroke cylinder 12D performs an intake operation, and if the intake resistance is large, the stop position of the piston 13 tends to vary. In particular, since the intake resistance acts so as to increase when the piston 13 moves toward the bottom dead center, the piston 13 tends to stop closer to the top dead center than the target. Since the piston 13 of the intake stroke cylinder 12D and the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A move in the same phase, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A tends to stop near the top dead center rather than the target.

そこで当実施形態では、タイミングt4と略同時(やや遅らせても良い)にスロットル弁23の開度Kを図6に示す開度K1(例えばK1=40%程度)まで増大させ、吸気行程気筒12Dの吸気抵抗を低減している。これによって膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cにおける吸気流量バランスに影響を及ぼすことなく、そのバランスに応じた狙いの位置にピストン13がより停止しやすくなっている。   Therefore, in the present embodiment, the opening degree K of the throttle valve 23 is increased to the opening degree K1 (for example, about K1 = 40%) shown in FIG. 6 almost simultaneously with the timing t4 (may be slightly delayed), and the intake stroke cylinder 12D. The intake resistance is reduced. This makes it easier for the piston 13 to stop at a target position corresponding to the balance without affecting the intake flow rate balance in the expansion stroke cylinder 12A and the compression stroke cylinder 12C.

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

ところで、エンジン停止直前の膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cの最終吸気行程における吸気流量バランスは、ブースト圧Btによっても影響を受ける。特に、停止前から2番目の圧縮上死点通過時期(図6のタイミングt3)は、圧縮行程気筒12Cにおいて最終吸気行程の始点となっており、このタイミングのブースト圧Btの影響が大きい。すなわち、このブースト圧Btが低い(真空側)と、圧縮行程気筒12Cへの吸気流量が少なくなり、結果的に圧縮行程気筒12Cのピストン13の停止位置が上死点寄り(膨張行程気筒12Aでは下死点寄り)となりやすい。ブースト圧Btが高い(大気圧側)と、その逆となる。   Incidentally, the intake flow rate balance in the final intake stroke of the expansion stroke cylinder 12A and the compression stroke cylinder 12C immediately before the engine is stopped is also affected by the boost pressure Bt. In particular, the second compression top dead center passage timing (timing t3 in FIG. 6) from before the stop is the starting point of the final intake stroke in the compression stroke cylinder 12C, and the influence of the boost pressure Bt at this timing is large. That is, when the boost pressure Bt is low (vacuum side), the intake flow rate to the compression stroke cylinder 12C decreases, and as a result, the stop position of the piston 13 of the compression stroke cylinder 12C is close to top dead center (in the expansion stroke cylinder 12A). It tends to be near the bottom dead center). The reverse is true when the boost pressure Bt is high (atmospheric pressure side).

従って、最後の上死点通過時期における上死点エンジン回転速度neが高く、また停止前から2番目の圧縮上死点通過時期のブースト圧Btが低いときは、膨張行程気筒12Aのピストン13が行程後期寄りで停止しやすい条件が重なっており、狙いの停止位置(上死点後100〜120°CA)で停止する可能性が高い。このような条件のときに、タイミングt3でスロットル弁23の開度をK1まで増大させる制御を行うと、ピストン停止位置がより行程後期寄りとなって、かえって狙いの停止位置から外れてしまう虞がある。そこで当実施形態では、そのような場合には、タイミングt3におけるスロットル弁23の開度をK1より低開度(または閉止)とされる開度K2(図6参照)に設定し、吸気流量の増大を抑制することにより、膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が下死点寄りになり過ぎないようにしている。   Accordingly, when the top dead center engine rotational speed ne at the last top dead center passage time is high and the boost pressure Bt at the second compression top dead center passage time from before the stop is low, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A is Conditions that are likely to stop near the end of the stroke overlap, and there is a high possibility of stopping at the target stop position (100 to 120 ° CA after top dead center). Under such conditions, if the control is performed to increase the opening of the throttle valve 23 to K1 at the timing t3, the piston stop position may be closer to the latter stage of the stroke and may be deviated from the target stop position. is there. Therefore, in this embodiment, in such a case, the opening degree of the throttle valve 23 at the timing t3 is set to an opening degree K2 (see FIG. 6) that is lower (or closed) than K1. By suppressing the increase, the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A is prevented from becoming too close to the bottom dead center.

こうしてタイミングt5においてピストン13が完全に停止するが、その停止直前から停止までのピストン13の動作をクランク角センサ30,31で検出することにより、ECU2のピストン位置検出部45がピストン13の停止位置を検出する。図7は、そのピストン停止位置の検出制御動作を示すフローチャートである。この検出制御がスタートすると、第1クランク角信号CA1(クランク角センサ30からの信号)および第2クランク角信号CA2(クランク角センサ31からの信号)に基づき、第1クランク角信号CA1の立ち上がり時に第2クランク角信号CA2がLowであるか否か、または第1クランク角信号CA1の立ち下がり時に第2クランク角信号CA2がHighであるか否かを判定する(ステップS41)。これにより、エンジンの停止動作時における上記信号CA1,CA2の位相の関係が、図8(a)のようになるか、それとも図8(b)のようになるかを判定してエンジンが正転方向状態にあるか逆転方向状態にあるかを判別する。   Thus, the piston 13 is completely stopped at the timing t5. By detecting the operation of the piston 13 immediately before the stop by the crank angle sensors 30 and 31, the piston position detection unit 45 of the ECU 2 detects the stop position of the piston 13. Is detected. FIG. 7 is a flowchart showing the piston stop position detection control operation. When this detection control is started, based on the first crank angle signal CA1 (signal from the crank angle sensor 30) and the second crank angle signal CA2 (signal from the crank angle sensor 31), when the first crank angle signal CA1 rises. It is determined whether or not the second crank angle signal CA2 is Low, or whether or not the second crank angle signal CA2 is High when the first crank angle signal CA1 falls (Step S41). As a result, it is determined whether the phase relationship between the signals CA1 and CA2 during the engine stop operation is as shown in FIG. 8 (a) or FIG. 8 (b). It is determined whether it is in the direction state or the reverse direction state.

すなわち、エンジンの正転方向時には、図8(a)のように、第1クランク角信号CA1に対して第2クランク角信号CA2が半パルス幅程度の位相遅れをもって生じることにより、第1クランク角信号CA1の立ち上がり時に第2クランク角信号CA2がLow、第1クランク角信号CA1の立ち下がり時に第2クランク角信号CA2がHighとなる。一方、エンジンの逆転方向時には、図8(b)のように、第1クランク角信号CA1に対して第2クランク角信号CA2が半パルス幅程度の位相の進みをもって生じることにより、エンジンの正転方向時とは逆に第1クランク角信号CA1の立ち上がり時に第2クランク角信号CA2がHigh、第1クランク角信号CA1の立ち下がり時に第2クランク角信号CA2がLowとなる。   That is, when the engine is rotating in the forward direction, as shown in FIG. 8A, the second crank angle signal CA2 is generated with a phase delay of about a half pulse width with respect to the first crank angle signal CA1, so that the first crank angle The second crank angle signal CA2 becomes Low when the signal CA1 rises, and the second crank angle signal CA2 becomes High when the first crank angle signal CA1 falls. On the other hand, when the engine rotates in the reverse direction, as shown in FIG. 8B, the second crank angle signal CA2 is generated with a phase advance of about a half pulse width with respect to the first crank angle signal CA1, thereby causing the engine to rotate forward. Contrary to the direction, the second crank angle signal CA2 becomes High when the first crank angle signal CA1 rises, and the second crank angle signal CA2 becomes Low when the first crank angle signal CA1 falls.

そこで、ステップS41の判定がYESであれば、エンジンの正転方向のクランク角変化を計測するためのCAカウンタをアップし(ステップS42)、ステップS41の判定がNOの場合は、上記CAカウンタをダウンする(ステップS43)。そして、エンジン停止後に上記CAカウンタの計測値を調べることでピストン停止位置を求める(ステップS44)。   Therefore, if the determination in step S41 is YES, the CA counter for measuring the crank angle change in the forward rotation direction of the engine is increased (step S42). If the determination in step S41 is NO, the CA counter is increased. Down (step S43). Then, after stopping the engine, the piston stop position is obtained by examining the measured value of the CA counter (step S44).

エンジンが完全に停止すると、各気筒12A〜12Dの筒内温度は図9の温度特性に示すような変化をする。図9は、エンジン停止からの経過時間と筒内温度との関係を示すグラフであり、エンジン停止時(タイミングt5)の筒内温度が80℃であった場合の筒内温度変化の推定値である。   When the engine is completely stopped, the in-cylinder temperatures of the cylinders 12A to 12D change as shown in the temperature characteristics of FIG. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the elapsed time from the engine stop and the in-cylinder temperature, and is an estimated value of the in-cylinder temperature change when the in-cylinder temperature is 80 ° C. when the engine is stopped (timing t5). is there.

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

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

次に、エンジンの再始動時の制御について説明する。なお以下の説明においては、各気筒12が迎える圧縮上死点をTDCと称し、再起動開始後の順番に基づいて、連番を付与することとする。また、この上死点近傍において、上死点を越える前をBで表し、越えた後をAで表す。   Next, control during engine restart will be described. In the following description, the compression top dead center that each cylinder 12 reaches is referred to as TDC, and serial numbers are assigned based on the order after the start of restart. Further, in the vicinity of the top dead center, before the top dead center is represented by B, and after the top dead center is represented by A.

再始動の際は、ECU2(始動制御部48)により、上述のようにまず圧縮行程気筒12Cでの燃焼を行わせてエンジンを一旦逆回転させてから膨張行程気筒12Aでの燃焼を行わせ、正転方向に転じさせる。つまりエンジンを一旦逆回転させることによって膨張行程気筒12Aのピストン13を上昇させ、その圧縮圧力を増大させた後に当該気筒での燃焼を行わせる。膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が適正停止範囲Rにあって燃焼のための充分な空気量が確保されていることと、その空気がエンジンの逆転方向によって圧縮されることにより大きな燃焼エネルギーが得られる。つまりエンジンを確実に正転方向に転じさせるとともにその後の継続的な運転に円滑に移行させることができる。   At the time of restart, the ECU 2 (starting control unit 48) first causes the combustion in the compression stroke cylinder 12C as described above to rotate the engine once in reverse, and then performs combustion in the expansion stroke cylinder 12A. Turn in the forward direction. That is, once the engine is reversely rotated, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A is raised, and after the compression pressure is increased, combustion in the cylinder is performed. When the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A is within the proper stop range R and a sufficient amount of air for combustion is secured, and the air is compressed in the reverse direction of the engine, large combustion energy is obtained. It is done. That is, the engine can be reliably rotated in the normal rotation direction and smoothly shifted to the subsequent continuous operation.

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

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

図10は、膨張行程気筒12Aへの燃料噴射時期と、それに応じたピストン到達点(点火をしないときに最も上死点に近づく位置)との関係を示すグラフであり、燃料噴射を遅らせることによる効果を表している。図10の横軸は膨張行程気筒12Aが最初に燃焼するための燃料噴射時期をクランク角(上死点後ATDC)で表したもの、縦軸はそれに応じた膨張行程気筒12Aのピストン到達点をクランク角(上死点後ATDC)で表したものである。ピストン到達点のクランク角が小さい(TDCに近い)ほど最大圧縮時の筒内容積が小さく(空気密度が大きく)、燃焼時により大きなエネルギーを得ることができる。図10の特性は、膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が110°CA(ATDC)のときのものである。この特性に示すように、逆転方向動作の最初(クランク角=110°CA)に噴射したときのピストン到達点が約36.5°CA(ATDC)であるのに対し、逆転方向が開始し、ピストン13が70°CA(ATDC)まで上死点側に移動したときに噴射した場合、そのピストン到達点が約33.5°CA(ATDC)となり、約3°CA分の圧縮空気密度の増大を図ることができる。   FIG. 10 is a graph showing the relationship between the fuel injection timing to the expansion stroke cylinder 12A and the corresponding piston arrival point (position closest to the top dead center when not ignited), by delaying the fuel injection. Represents the effect. The horizontal axis in FIG. 10 represents the fuel injection timing for the initial combustion of the expansion stroke cylinder 12A in terms of the crank angle (ATDC after top dead center), and the vertical axis represents the piston arrival point of the expansion stroke cylinder 12A corresponding thereto. This is expressed in terms of crank angle (ATDC after top dead center). The smaller the crank angle at the piston arrival point (closer to TDC), the smaller the in-cylinder volume at the time of maximum compression (the air density is larger), and a larger energy can be obtained during combustion. The characteristics shown in FIG. 10 are obtained when the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A is 110 ° CA (ATDC). As shown in this characteristic, the piston reaching point when injected at the beginning of the reverse rotation direction operation (crank angle = 110 ° CA) is about 36.5 ° CA (ATDC), whereas the reverse rotation direction starts, When the piston 13 is injected when it moves to the top dead center side up to 70 ° CA (ATDC), the piston reaching point becomes about 33.5 ° CA (ATDC), and the compressed air density increases by about 3 ° CA. Can be achieved.

ただし燃料噴射時期を遅らせすぎると、気化が遅れ、気化潜熱によって圧縮圧力が充分低下する前にピストン13が到達点に達してしまう。つまりピストン到達点が低下に転じる(図10の例では70°CA以降)。結局、最大の空気密度増大効果を得るためには、燃料噴射時期を、膨張行程気筒12Aの圧縮行程中期から後期の前半までに行うのが好ましい。   However, if the fuel injection timing is delayed too much, the vaporization is delayed, and the piston 13 reaches the reaching point before the compression pressure is sufficiently lowered by the latent heat of vaporization. That is, the piston reaching point starts to decrease (in the example of FIG. 10, after 70 ° CA). After all, in order to obtain the maximum air density increasing effect, it is preferable to perform the fuel injection timing from the middle stage of the compression stroke of the expansion stroke cylinder 12A to the first half of the latter stage.

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

そこで当実施形態では、燃料を分割噴射(2分割)し、前段の燃料噴射を逆転方向動作の初期に行い、後段の燃料噴射を逆転方向動作中(望ましくは行程中央の90°CA(ATDC)よりも上死点寄り。図10の噴射時期70°CA(ATDC)に相当する時期)に行うようにしている。すなわち、比較的点火時期までの時間が長い前段の燃料噴射で気化を促進し、後段の燃料噴射によって圧縮空気密度の増大を図っている。   Therefore, in this embodiment, the fuel is dividedly injected (divided into two parts), the first stage fuel injection is performed at the beginning of the reverse direction operation, and the second stage fuel injection is performed in the reverse direction operation (preferably 90 ° CA (ATDC) at the center of the stroke) The fuel injection is performed at a position closer to the top dead center than the injection timing of 70 ° CA (ATDC) in FIG. That is, vaporization is promoted by the first stage fuel injection that takes a relatively long time until the ignition timing, and the compressed air density is increased by the second stage fuel injection.

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

後段の燃料噴射時期に関しては、筒内空気温度が比較的高いときに後段の燃料噴射時期を遅らせている(ただし図10の噴射時期70°CAに相当する時期を上限とする)。つまり、筒内空気温度が高いときは燃料の気化性能が高くなっているので、後段の燃料噴射時期を遅らせても点火までの間に気化しやすくなっており、その分燃料噴射時期を遅らせることで圧縮空気密度の更なる増大を図っている。   Regarding the subsequent fuel injection timing, when the in-cylinder air temperature is relatively high, the subsequent fuel injection timing is delayed (however, the timing corresponding to the injection timing of 70 ° CA in FIG. 10 is set as the upper limit). In other words, when the in-cylinder air temperature is high, the fuel vaporization performance is high, so even if the subsequent fuel injection timing is delayed, it is easy to vaporize until ignition, and the fuel injection timing is delayed accordingly. Therefore, the compressed air density is further increased.

次に、図11を参照して、再始動制御により、いわゆるダイレクトスタートを行うと、当該ダイレクトスタートが成功した場合、膨張行程気筒12Aが、逆転から正転に転じたタイミングt11から膨張行程気筒12Aでの最初の燃焼に続く次の燃焼は、吸気行程気筒12Dでの燃焼である。この吸気行程気筒12Dが最初の圧縮上死点(2TDC)に遷移する間、エンジン回転速度Neは、約550rpmから300rpmの間でアップダウンし、2TDCを超えた後は、図11の破線で示すように、比較的高い勾配で起伏を繰り返しながら次第にアイドル速度に近づいていく。   Next, referring to FIG. 11, when so-called direct start is performed by restart control, when the direct start is successful, the expansion stroke cylinder 12A starts from the timing t11 when the expansion stroke cylinder 12A changes from reverse rotation to normal rotation. The next combustion following the first combustion in is combustion in the intake stroke cylinder 12D. While the intake stroke cylinder 12D transitions to the first compression top dead center (2TDC), the engine rotational speed Ne increases and decreases between about 550 rpm and 300 rpm, and after exceeding 2 TDC, is indicated by a broken line in FIG. In this way, it gradually approaches the idle speed while repeating undulations at a relatively high gradient.

ところが、上記2TDCに至るタイミングで、エンジン回転速度Neが必要回転数(例えば200rpm)を下回った時には、吸気行程気筒12Dが2TDCを超えることができず、図11の実線で示すように、エンジン速度は、そのまま急降下して逆転に転じてしまうことになる。そこで、当実施形態では、上記2TDCに至るであろうタイミングを検査タイミングt12とし、この検査タイミングt12でのエンジン回転速度Neを検査時エンジン回転速度として検出することにより、ダイレクトスタートが成功したか否かをECU2の上記始動良否判定部49によって判別することとしている。   However, when the engine rotational speed Ne falls below the required rotational speed (for example, 200 rpm) at the timing up to 2TDC, the intake stroke cylinder 12D cannot exceed 2TDC, and as shown by the solid line in FIG. Will suddenly descend and turn in reverse. Therefore, in this embodiment, whether or not the direct start is successful by detecting the engine rotation speed Ne at the inspection timing t12 as the engine rotation speed at the time of inspection is set as the inspection timing t12. Is determined by the start / fail judgment unit 49 of the ECU 2.

上記のような制御を含むエンジン再始動時の制御動作を図12〜図16に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、所定のエンジン再始動条件(停車状態から発進のためのアクセル操作等が行われた場合、バッテリー電圧が低下した場合、あるいはエアコンが作動した場合等)が成立したか否かを判定し(ステップS101)、NOと判定されてエンジンの再始動条件が成立していないことが確認された場合には、そのままの状態で待機する。ステップS101でYESと判定されてエンジンの再始動条件が成立したことが確認された場合には、筒内温度推定部46が、エンジン水温、停止時間(自動停止からの経過時間)、吸気温度などから筒内温度を推定する(ステップS102)。そして、ピストン位置検出部45によって検出されたピストン13の停止位置に基づいて圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12A内の空気量を算出する(ステップS103)。つまり、上記ピストン13の停止位置から圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12Aの燃焼室容積が求められ、また、エンジン停止の際には燃料噴射の停止後にエンジンが数回転してから停止するので膨張行程気筒12Aも新気で満たされた状態にあり、かつ、エンジン停止中に圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12Aの内部は略大気圧となっているので、上記燃焼室容積から新気量が求められることとなる。   The control operation at the time of engine restart including the above control will be described based on the flowcharts shown in FIGS. First, it is determined whether or not a predetermined engine restart condition (e.g., when an accelerator operation for starting is performed from a stopped state, when the battery voltage is reduced, or when the air conditioner is activated, etc.) ( In step S101), when it is determined NO and it is confirmed that the engine restart condition is not satisfied, the process waits as it is. If it is determined YES in step S101 and it is confirmed that the engine restart condition is satisfied, the in-cylinder temperature estimation unit 46 determines the engine water temperature, the stop time (elapsed time from the automatic stop), the intake air temperature, and the like. From this, the in-cylinder temperature is estimated (step S102). Then, based on the stop position of the piston 13 detected by the piston position detector 45, the amount of air in the compression stroke cylinder 12C and the expansion stroke cylinder 12A is calculated (step S103). That is, the combustion chamber volumes of the compression stroke cylinder 12C and the expansion stroke cylinder 12A are obtained from the stop position of the piston 13, and when the engine is stopped, the engine is stopped after several revolutions after the fuel injection is stopped. Since the stroke cylinder 12A is also filled with fresh air, and the inside of the compression stroke cylinder 12C and the expansion stroke cylinder 12A is substantially atmospheric pressure while the engine is stopped, the amount of fresh air is calculated from the combustion chamber volume. It will be required.

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

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

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

次にステップS107に移行し、圧縮行程気筒12Cへの1回目燃料噴射から気化時間を考慮して設定した時間の経過後(図11におけるタイミングt10)に、当該気筒に対して点火を行う。そして、点火してから一定時間内にクランク角センサ30,31のエッジ(クランク角信号の立ち上がり又は立ち下がり)が検出されたか否かにより、ピストン13が動いたか否かを判定する(ステップS108)。   Next, the process proceeds to step S107, and ignition is performed on the cylinder after elapse of a time set in consideration of the vaporization time from the first fuel injection to the compression stroke cylinder 12C (timing t10 in FIG. 11). Then, it is determined whether or not the piston 13 has moved based on whether or not the edges of the crank angle sensors 30 and 31 (rise or fall of the crank angle signal) have been detected within a predetermined time after ignition (step S108). .

このステップS108において、NOと判定されて失火によりピストン13が動かなかったことが確認された場合には、圧縮行程気筒12Cに対して再点火を繰り返し行う(ステップS109)。   In this step S108, when it is determined NO and it is confirmed that the piston 13 has not moved due to misfire, re-ignition is repeatedly performed on the compression stroke cylinder 12C (step S109).

他方、図12を参照して、ステップS108において、YESと判定されてピストン13が動いたことが確認されると、ピストン停止位置および上記ステップS102で推定した筒内温度に基づいて、膨張行程気筒12Aに対する分割燃料噴射の分割比(前段噴射(1回目)と後段噴射(2回目)との比率)を算出する(ステップS121)。膨張行程気筒12Aにおけるピストン停止位置が下死点寄りであるほど、また筒内温度が高いほど、後段の噴射比率を大きくする。   On the other hand, referring to FIG. 12, when it is determined YES in step S108 and it is confirmed that the piston 13 has moved, the expansion stroke cylinder is determined based on the piston stop position and the in-cylinder temperature estimated in step S102. A division ratio of the divided fuel injection to 12A (ratio between the first-stage injection (first time) and the second-stage injection (second time)) is calculated (step S121). The later-stage injection ratio is increased as the piston stop position in the expansion stroke cylinder 12A is closer to the bottom dead center and as the in-cylinder temperature is higher.

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

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

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

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

膨張行程気筒12Aへの2回目の燃料噴射後、所定のディレー時間経過後(図11におけるタイミングt11)に点火する(ステップS127)。所定のディレー時間はピストンの停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒点火ディレーマップM4から求められる。この点火による膨張行程気筒12Aでの初回燃焼により、エンジンは逆転方向から正転方向に転ずる。従って圧縮行程気筒12Cのピストン13は上死点側に移動し、内部のガス(上記ステップS107の点火によって燃焼した既燃ガス)を圧縮し始める。   After the second fuel injection into the expansion stroke cylinder 12A, ignition is performed after a predetermined delay time has elapsed (timing t11 in FIG. 11) (step S127). The predetermined delay time is obtained from an expansion stroke cylinder ignition delay map M4 set in advance according to the stop position of the piston. By the initial combustion in the expansion stroke cylinder 12A by this ignition, the engine rotates from the reverse direction to the normal direction. Accordingly, the piston 13 of the compression stroke cylinder 12C moves to the top dead center side and starts to compress the internal gas (burned gas burned by the ignition in step S107).

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

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

次に、上述したように、圧縮行程気筒12Cでの2回目の噴射燃料は燃焼しないので、膨張行程気筒12Aでの最初の燃焼に続く次の燃焼は、吸気行程気筒12Dでの燃焼である。吸気行程気筒12Dのピストン13が2TDCを越えるためのエネルギーとして、膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のエネルギーの一部が充てられる。つまり膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のエネルギーは、圧縮行程気筒12Cが1TDCを乗り超えるためと、その後、吸気行程気筒12Dが2TDCを越えるためとの両方に供される。   Next, as described above, since the second injected fuel in the compression stroke cylinder 12C does not burn, the next combustion following the first combustion in the expansion stroke cylinder 12A is combustion in the intake stroke cylinder 12D. As energy for the piston 13 of the intake stroke cylinder 12D to exceed 2TDC, a part of the energy of the initial combustion in the expansion stroke cylinder 12A is allocated. That is, the energy of the initial combustion in the expansion stroke cylinder 12A is used both for the compression stroke cylinder 12C to exceed 1 TDC and for the intake stroke cylinder 12D to exceed 2 TDC thereafter.

従って、円滑な始動のためには吸気行程気筒12Dが2TDCを越える際の負荷が小さいことが望ましい。その場合には、小さなエネルギーで2TDCを超えることができる。以下のフローは、次の吸気行程気筒12Dでの燃焼を行うにあたり、可及的に小さなエネルギーで2TDCを越えるための制御である。   Therefore, for smooth starting, it is desirable that the load when the intake stroke cylinder 12D exceeds 2TDC is small. In that case, it can exceed 2TDC with small energy. The following flow is control for exceeding 2 TDC with as little energy as possible when performing combustion in the next intake stroke cylinder 12D.

図14を参照して、まずステップS140で、筒内空気密度を推定し、その推定値から吸気行程気筒12Dの空気量を算定する。次に、ステップS102で推定した筒内温度に基いて、自着火防止のための空燃比補正値を算出する(ステップS141)。すなわち自着火が起こると、その燃焼によって2TDCに至る前にピストン13を下死点側に押し戻す力(逆トルク)が発生する。これはその分2TDCを越えるためのエネルギーを多く消費するので望ましくない。そこでこの逆トルクを抑制するために空燃比をリーン寄りのリッチに補正し、自着火が起こらないようにするのである。   Referring to FIG. 14, first, in step S140, the in-cylinder air density is estimated, and the air amount of intake stroke cylinder 12D is calculated from the estimated value. Next, an air-fuel ratio correction value for preventing self-ignition is calculated based on the in-cylinder temperature estimated in step S102 (step S141). That is, when self-ignition occurs, a force (reverse torque) is generated that pushes the piston 13 back to the bottom dead center before reaching 2TDC due to the combustion. This is undesirable because it consumes much energy to exceed 2TDC. Therefore, in order to suppress this reverse torque, the air-fuel ratio is corrected to a rich value close to lean so that self-ignition does not occur.

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

そして吸気行程気筒12Dに対する燃料噴射を行うが、この燃料噴射は、その気化潜熱によって圧縮圧力が低減するように(つまり2TDCを越えるための必要エネルギーを低減するように)、圧縮行程の後期まで遅延してなされる(ステップS143)。その遅延量は、エンジンの自動停止期間、吸気温度、エンジン水温等に基いて算出される。   Then, fuel is injected into the intake stroke cylinder 12D. This fuel injection is delayed until the later stage of the compression stroke so that the compression pressure is reduced by the latent heat of vaporization (that is, the energy required to exceed 2TDC is reduced). (Step S143). The delay amount is calculated based on the engine automatic stop period, the intake air temperature, the engine water temperature, and the like.

他方、ECU2の始動良否判別部49は、ステップS108において、クランク角センサ30、31のエッジを検出したタイミングを起点として検査タイミングt12を算出し(ステップS144)、このタイミングt12に至るのを待機する(ステップS145)。   On the other hand, the start / fail judgment unit 49 of the ECU 2 calculates the inspection timing t12 from the timing at which the edges of the crank angle sensors 30, 31 are detected in step S108 (step S144), and waits until this timing t12 is reached. (Step S145).

次いで、図11で示す検査タイミングt12におけるエンジン回転速度(検査時エンジン回転速度)Neが所定の必要エンジン回転速度(例えば200rpm)を下回っていないかどうか判定する(ステップS146)。   Next, it is determined whether or not the engine rotation speed (inspection engine rotation speed) Ne at the inspection timing t12 shown in FIG. 11 is lower than a predetermined required engine rotation speed (for example, 200 rpm) (step S146).

この判定で、図11の破線で示した特性のように、検査時エンジン回転速度が必要エンジン回転速度以上である場合、制御は、2TDCを超えると判断する。この場合、当実施形態では、逆トルクの発生を抑制するために、吸気行程気筒12Dへの点火時期を2TDC以降に遅延して点火する(ステップS148)。以上の制御によって、吸気行程気筒12Dにおいて、2TDCまではその圧縮圧力を小さくして上死点を越えやすくし、上死点を過ぎたタイミングで燃焼エネルギーによる正転方向のトルクが発生するようになる。   In this determination, if the engine speed at the time of inspection is equal to or higher than the required engine speed, as indicated by the broken line in FIG. 11, it is determined that the control exceeds 2TDC. In this case, in this embodiment, in order to suppress the occurrence of reverse torque, the ignition timing for the intake stroke cylinder 12D is ignited with a delay of 2 TDC or later (step S148). By the above control, in the intake stroke cylinder 12D, the compression pressure is reduced up to 2TDC so as to easily exceed the top dead center, and the torque in the forward rotation direction by the combustion energy is generated at the timing when the top dead center is passed. Become.

他方、図11の実線で示した特性のように、検査時エンジン回転速度が必要エンジン回転速度を下回っている場合、制御は、スタータモータ併用駆動サブルーチンに移行し(ステップS147)、ステップS148は実行されない。   On the other hand, if the engine speed at the time of inspection is lower than the required engine speed as indicated by the solid line in FIG. 11, the control shifts to the starter motor combined drive subroutine (step S147), and step S148 is executed. Not.

図11及び図15を参照して、ECU2の始動良否判別部49が始動アシストを必要と判定した場合、始動制御部48は、エンジン回転速度Neが減速して最初に0になるt13がクランク角センサ30から検出されるのを待ち(ステップS1471)、このタイミングt13をアシスト起算タイミングとして演算の基準とする(ステップS1472)。   Referring to FIGS. 11 and 15, when the start / fail judgment unit 49 of the ECU 2 determines that the start assist is necessary, the start control unit 48 determines that the engine speed Ne is decelerated and t13 at which the engine speed Ne first becomes 0 is the crank angle. Waiting for detection from the sensor 30 (step S1471), the timing t13 is used as an assist start timing as a reference for calculation (step S1472).

次いで、タイミングt13を基準にして、エンジン回転速度Neが逆転方向に転じてから再び正転方向に転じた後、0になるスタータモータ36の0速度タイミングtpを算出し(ステップS1474)、さらに0速度タイミングtpに基づき、スタータモータ36の噛合タイミング領域Tsが算出される(ステップS1474)。この噛合タイミング領域Tsは、採用されているスタータモータ36の仕様に基づき、予めECU2の記憶領域に記憶されているスタータモータ36の仕様データに基づいて決定される。当実施形態では、リングギヤ35が停止しているときに、当該リングギヤ35と逆方向に約60rpmの速度で駆動モータ36aがピニオンギヤ36dを逆方向に駆動しながら噛合させる仕様であるため、噛合タイミング領域Tsは、エンジン回転速度Neが0rpmから60rpmとなる範囲に設定される。   Next, with reference to the timing t13, after the engine speed Ne changes in the reverse direction and then in the normal direction again, the zero speed timing tp of the starter motor 36 that becomes 0 is calculated (step S1474), and further 0 Based on the speed timing tp, the meshing timing region Ts of the starter motor 36 is calculated (step S1474). The meshing timing area Ts is determined based on the specification data of the starter motor 36 stored in advance in the storage area of the ECU 2 based on the specification of the adopted starter motor 36. In the present embodiment, when the ring gear 35 is stopped, the drive motor 36a is meshed while driving the pinion gear 36d in the reverse direction at a speed of about 60 rpm in the reverse direction to the ring gear 35. Ts is set in a range where the engine rotation speed Ne is from 0 rpm to 60 rpm.

さらに当実施形態では、バッテリー電圧からスタータモータ36の駆動遅れ時間Tdyを算出する(ステップS1475)。当実施形態では、駆動モータ36aがピニオンギヤ36dを逆方向に駆動しながら噛合させる仕様であるため、駆動信号の入力を受けてから、両ギヤ35、36aが噛合するまでの間にタイムラグ(すなわち、駆動遅れ時間Tdy)が生じることとなる。そこで、このステップS1475において、駆動遅れ時間Tdyを織り込んだタイミングtoutを算出することとしている。 Furthermore, in this embodiment, the drive delay time Tdy of the starter motor 36 is calculated from the battery voltage (step S1475). In the present embodiment, the drive motor 36a is designed to mesh while driving the pinion gear 36d in the reverse direction. Drive delay time Tdy) occurs. Therefore, in step S1475, the timing t out incorporating the drive delay time Tdy is calculated.

その後、始動制御部48は、上記演算に基づき、タイミングtoutを待ち(ステップS1477)、タイミングtoutのところで、駆動信号を出力する(ステップS1478)。この結果、スタータモータ36のピニオンギヤ36dが駆動モータ36aに駆動されてリングギヤ35に噛合し、クランク軸3は、スタータモータ36からの駆動力でアシストされ、メインフローにリターンする。 Thereafter, the start control unit 48 waits for timing t out based on the above calculation (step S1477), and outputs a drive signal at timing t out (step S1478). As a result, the pinion gear 36d of the starter motor 36 is driven by the drive motor 36a and meshes with the ring gear 35, and the crankshaft 3 is assisted by the driving force from the starter motor 36 and returns to the main flow.

ダイレクトスタートまたはスタータモータ併用により、始動開始から2TDCを超えた後、当実施形態ではさらにステップS149〜S159で、吹上がり抑制制御を行っている。触媒37の温度状態に応じて空燃比をリーン(λ>1)にしたり点火時期を遅延させたりして、この吹上がりを抑制する制御を行っている。   After 2 TDC has been exceeded from the start of the start by using the direct start or the starter motor together, the blow-up suppression control is further performed in steps S149 to S159 in this embodiment. In accordance with the temperature state of the catalyst 37, the air-fuel ratio is made lean (λ> 1) or the ignition timing is delayed, and control for suppressing this blow-up is performed.

図16を参照して、上記吹上がり抑制制御では、まず、オルタネータ28の発電を開始する(ステップS149)。その目標電流値はECU2の発電量制御部44によって通常より高めに設定される。オルタネータ28の発電によってクランク軸3の負荷(エンジン負荷)が増大するので、吹上がりが抑制される。   Referring to FIG. 16, in the blow-up suppression control, first, power generation of alternator 28 is started (step S149). The target current value is set higher than usual by the power generation amount control unit 44 of the ECU 2. Since the load (engine load) of the crankshaft 3 is increased by the power generation of the alternator 28, the blow-up is suppressed.

次に吸気圧センサ26によって検知される吸気圧が、アイドルストップを行わない場合の通常のアイドル時における吸気圧力より高いか否かが判定される(ステップS149)。ここでYESと判定されると、吹上がりが起こりやすい状態となっているので、スロットル弁23の開度を通常のアイドル運転時におけるスロットル開度よりもさらに小さくし(ステップS151)、燃焼エネルギーの発生量を抑制する。   Next, it is determined whether or not the intake pressure detected by the intake pressure sensor 26 is higher than the intake pressure during normal idling when idling stop is not performed (step S149). If YES is determined here, it is in a state in which the engine is likely to blow up. Therefore, the opening of the throttle valve 23 is made smaller than the throttle opening during normal idling operation (step S151), and the combustion energy is reduced. Reduce the amount generated.

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

遡って、ステップS152でNOと判定されたときは、目標空燃比をλ>1なるリーン空燃比に設定して燃料を噴射する(ステップS158)。この場合には、点火時期を遅延させることなく燃焼させる(ステップS159)。このリーン燃焼によって燃料の消費を抑制しつつ燃焼エネルギーの発生量を抑制することができる。   Going back, if NO is determined in step S152, the target air-fuel ratio is set to a lean air-fuel ratio satisfying λ> 1, and fuel is injected (step S158). In this case, combustion is performed without delaying the ignition timing (step S159). This lean combustion can suppress the amount of combustion energy generated while suppressing fuel consumption.

ステップS154またはステップS159の後はステップS150に戻り、NOと判定されるまで上記制御を繰り返す。ステップS150でNOと判定されると、もはや吹上がりの虞がないので、オルタネータ28の発電量も含めて通常制御に移行する(ステップS160)。   After step S154 or step S159, the process returns to step S150, and the above control is repeated until NO is determined. If it is determined as NO in step S150, there is no longer a possibility that the engine will blow up, and the routine proceeds to normal control including the power generation amount of the alternator 28 (step S160).

上記の再始動制御が実行された場合には、図17および図18に示す手順で燃料噴射と点火が行われる。なお、以下の説明では、図14のフローにおいて、ステップS146の判別により、ダイレクトスタートが成功した場合を示している。   When the above restart control is executed, fuel injection and ignition are performed according to the procedure shown in FIGS. In the following description, a case where the direct start is successful in the flow of FIG. 14 by the determination in step S146 is shown.

先ず圧縮行程気筒12C(#3気筒)において1回目の燃料噴射J3が行われ、点火によって燃焼(図17中の(1))が行われる。この燃焼(1)による燃焼圧(図18中のa部分)で、圧縮行程気筒12Cのピストン13が下死点側に押し下げられてエンジンが逆転方向に駆動される。ここで、圧縮行程気筒12Cの1回目の燃料噴射J3が、比較的空気量の多いときにはリーン空燃比(λ>1)、少ないときには理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比(λ≦1)となるように噴射されるので、エンジン逆転のための適度な燃焼エネルギー、すなわち膨張行程気筒12A内の空気を充分圧縮しつつも、その圧縮上死点を超えて逆転し過ぎることのない程度の燃焼エネルギーを得ることができる。   First, the first fuel injection J3 is performed in the compression stroke cylinder 12C (# 3 cylinder), and combustion ((1) in FIG. 17) is performed by ignition. With the combustion pressure (part a in FIG. 18) by this combustion (1), the piston 13 of the compression stroke cylinder 12C is pushed down to the bottom dead center side, and the engine is driven in the reverse direction. Here, the first fuel injection J3 of the compression stroke cylinder 12C becomes a lean air-fuel ratio (λ> 1) when the air amount is relatively large, and a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio (λ ≦ 1) when it is small. Therefore, the combustion energy is moderate enough for reversing the engine, that is, the combustion energy that is sufficient to compress the air in the expansion stroke cylinder 12A but does not excessively reverse the compression top dead center. Can be obtained.

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

そして、膨張行程気筒12Aのピストン13が上死点側(望ましくは行程中央より上死点寄り)に移動し、筒内の空気が圧縮された時点で2回目(後段)の燃料噴射J2が行われる。この噴射燃料の気化潜熱によって圧縮圧力が低減し、ピストン13がより上死点に近づくので圧縮空気(混合気)の密度が増大する(図18中のb部分)。   Then, when the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A moves to the top dead center side (preferably closer to the top dead center from the stroke center) and the air in the cylinder is compressed, the second (second stage) fuel injection J2 is performed. Is called. The compression pressure is reduced by the latent heat of vaporization of the injected fuel, and the piston 13 is closer to the top dead center, so that the density of the compressed air (air mixture) increases (part b in FIG. 18).

そして膨張行程気筒12Aのピストン13が上死点に充分に近づいた時点で当該気筒に対する点火が行われて、気化が促進された1回目の噴射燃料(J1)と2回目の噴射燃料(J2)とが燃焼し(図17中の(2))、その燃焼圧(図18中のc部分)でエンジンが正転方向に駆動される。   When the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A is sufficiently close to the top dead center, the cylinder is ignited, and the first injected fuel (J1) and the second injected fuel (J2) whose vaporization is promoted are promoted. Are combusted ((2) in FIG. 17), and the engine is driven in the normal rotation direction by the combustion pressure (c portion in FIG. 18).

さらに、圧縮行程気筒12Cに対して適当なタイミングで可燃空燃比よりもリッチな燃料が噴射(J4)されることにより(図17中の(3))、この圧縮行程気筒12Cでは燃焼させないものの、燃料噴射による気化潜熱によって該圧縮行程気筒12Cの圧縮圧力を低減させる(図18中のd部分)。これにより、当該圧縮上死点(始動開始から最初の圧縮上死点)を超えるために消費される膨張行程気筒12Aの最初の燃焼エネルギーを低減することができる。   Furthermore, fuel richer than the combustible air-fuel ratio is injected into the compression stroke cylinder 12C at an appropriate timing (J4) ((3) in FIG. 17). The compression pressure of the compression stroke cylinder 12C is reduced by the latent heat of vaporization caused by fuel injection (part d in FIG. 18). Thereby, the first combustion energy of the expansion stroke cylinder 12A consumed to exceed the compression top dead center (the first compression top dead center from the start of starting) can be reduced.

さらに、次の燃焼気筒である吸気行程気筒12Dにおける燃料噴射(J5)の時期を、燃料の気化潜熱によって気筒内の温度、および圧縮圧力を低下させる適正なタイミング(例えば圧縮行程の中期以降)に設定している(図17中の(4))ため、該吸気行程気筒12Dの圧縮行程での(圧縮上死点前での)自着火が防止される。また、該吸気行程気筒12Dの点火時期が圧縮上死点以降に設定されていることも相俟って、圧縮上死点前での燃焼が防止される(図18中のe部分)。つまり燃料噴射(J5)による圧縮圧力の低減と圧縮上死点前の燃焼を行わないことにより、当該圧縮上死点(始動開始から2番目の圧縮上死点)を超えるために消費される膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のエネルギーを低減することができる。   Furthermore, the timing of fuel injection (J5) in the intake stroke cylinder 12D, which is the next combustion cylinder, is set to an appropriate timing (for example, after the middle of the compression stroke) when the temperature in the cylinder and the compression pressure are reduced by the latent heat of vaporization of the fuel. Since it is set ((4) in FIG. 17), self-ignition in the compression stroke (before compression top dead center) of the intake stroke cylinder 12D is prevented. Further, in combination with the ignition timing of the intake stroke cylinder 12D being set after the compression top dead center, combustion before the compression top dead center is prevented (part e in FIG. 18). That is, the expansion consumed to exceed the compression top dead center (second compression top dead center from the start of starting) by reducing the compression pressure by the fuel injection (J5) and not performing the combustion before the compression top dead center. The initial combustion energy in the stroke cylinder 12A can be reduced.

こうして膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼(図17中の(2))のエネルギーによって、再始動開始後の最初の圧縮上死点(図17中の(3))と2番目の圧縮上死点(図17中の(4))とを超えることができ、円滑で確実な始動性を確保することができる。   Thus, the first compression top dead center ((3) in FIG. 17) and the second compression top dead center ((3) in FIG. 17) and the second compression top dead center (in FIG. 17) by the energy of the initial combustion ((2) in FIG. 17) in the expansion stroke cylinder 12A. 17 (4)) in FIG. 17 can be exceeded, and smooth and reliable startability can be ensured.

それ以降の気筒の燃料噴射(図18のJ6以降並びに図17中の点火(6)以降)は、触媒37の温度状態に応じて空燃比をリーン(λ>1)にしたり点火時期を遅延させたりして吹上がりを防止しつつ通常運転に移行する。   Subsequent fuel injection (after J6 in FIG. 18 and after ignition (6) in FIG. 17) makes the air-fuel ratio lean (λ> 1) or delays the ignition timing in accordance with the temperature state of the catalyst 37. In other words, the vehicle shifts to a normal operation while preventing the blow-up.

以上説明したように、当実施形態では、吹き上がりが防止されることにより、ダイレクトスタートを行った後、車両のドライバーが急激なショックを受けることがない。しかも、吹上がりを防止するに当たり、触媒37の温度状態に基づいて、トルクを低減するための制御が行われるので、単に吹上がりを防止するばかりでなく、必要に応じて触媒37の温度状態上昇を促進し、排気ガスの浄化を促進することも可能になっている。   As described above, in the present embodiment, by preventing the wind-up, the driver of the vehicle does not receive a sudden shock after performing a direct start. Moreover, in order to prevent the blow-up, the control for reducing the torque is performed based on the temperature state of the catalyst 37, so that not only the blow-up is prevented but also the temperature state of the catalyst 37 rises as necessary. It is also possible to promote exhaust gas purification.

また、当実施形態においては、排気行程気筒12Bの初回燃焼から、吹上がりの防止を図るための制御が行われるので、急激なトルク生成が確実に抑制されるという利点がある。   Further, in the present embodiment, since control for preventing blow-up is performed from the initial combustion of the exhaust stroke cylinder 12B, there is an advantage that rapid torque generation is reliably suppressed.

また、当実施形態においては、吸気行程気筒12Dの初回の点火タイミングについては、触媒37の温度状態に拘わらず、リタードされる(図17のe参照)。このため、トルクが低減され、吹上がりも防止される他、最もエンジン速度が下がるタイミングでピストンが確実に圧縮上死点を越えたところで点火されことから、吹上がり防止と逆トルク防止とを両立させることが可能になる。   In the present embodiment, the initial ignition timing of the intake stroke cylinder 12D is retarded regardless of the temperature state of the catalyst 37 (see e in FIG. 17). As a result, torque is reduced and blowing is prevented, and the piston is ignited when the engine speed drops most so that the compression top dead center is exceeded. It becomes possible to make it.

また、当実施形態においては、上記空燃比制御部50が、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定したとき(例えば図18におけるJ6)は、点火制御部42が、当該気筒の圧縮上死点以前に点火させるので(図17の点火(5)参照)、燃費の向上と吹上がり防止とを両立することが可能になる。   In the present embodiment, when the air-fuel ratio control unit 50 sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be larger than the theoretical air-fuel ratio (for example, J6 in FIG. 18), the ignition control unit 42 Since ignition is performed before the compression top dead center of the cylinder (see ignition (5) in FIG. 17), it is possible to achieve both improvement in fuel consumption and prevention of blow-up.

しかも、当実施形態では、最も再起動時の負荷が大きい2回目の圧縮行程において、エンジンが再起動するかどうかを予測し、その後に吹上がりを防止することができるので、車両のドライバーがダイレクトスタートの後、急激なショックを受けることがない。   Moreover, in this embodiment, it is possible to predict whether or not the engine will restart in the second compression stroke where the load at the time of restarting is the largest, and then prevent the engine from blowing up. There is no sudden shock after the start.

また、当実施形態では、特定気筒の点火時に吸気圧力がアイドル時の吸気圧力よりも高いと判断された場合に燃焼条件が決定されるので、確実な吹上がり防止を図ることが可能になる。   In the present embodiment, the combustion condition is determined when it is determined that the intake air pressure is higher than the intake air pressure during idling when the specific cylinder is ignited.

また、当実施形態では、ダイレクトスタートが成功したと判断された時点でオルタネータ28が始動または発電電流を増加させるので、その分、エンジンに負荷が作用し、点火のリタードによる燃費の悪化を抑制しつつ吹上がりを防止することが可能になる。   In this embodiment, since the alternator 28 starts or increases the generated current when it is determined that the direct start is successful, a load is applied to the engine and the deterioration of fuel consumption due to ignition retard is suppressed. While blowing up, it becomes possible to prevent the blow-up.

また当実施形態では、オルタネータ制御部51が、アイドル運転時の吸気圧力よりも吸気圧検出手段としての吸気圧センサ26が検出した吸気圧力の方が高いと判断した場合にオルタネータ28を作動させるので、確実な吹上がり防止を図ることが可能になる。   In the present embodiment, the alternator control unit 51 operates the alternator 28 when it is determined that the intake pressure detected by the intake pressure sensor 26 as the intake pressure detection means is higher than the intake pressure during idle operation. Thus, it is possible to surely prevent blowing up.

他方、吸気圧センサ26が検出した吸気圧がアイドル時の吸気圧力以下に下がった場合には、オルタネータ28を停止または発電電流を減少させるので、吹上がりの原因となる吸気圧がアイドル時の吸気圧力以下に下がった場合には、速やかに発電電流を少なくとも低減して、発進トルクを確保することができる。   On the other hand, when the intake pressure detected by the intake pressure sensor 26 falls below the intake pressure during idling, the alternator 28 is stopped or the generated current is reduced. When the pressure drops below the pressure, it is possible to quickly reduce at least the generated current and secure the starting torque.

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

また、当実施形態では省略しているが、エンジン再始動時において、所定の条件成立時(例えばピストン停止位置が適正停止範囲R内にない場合や、始動後の所定時期までにエンジン回転速度が所定値に達しないなど)においても、スタータモータ36によるアシストを伴う制御を行っても良い。   Although omitted in the present embodiment, at the time of engine restart, when a predetermined condition is satisfied (for example, when the piston stop position is not within the proper stop range R, or when the engine rotation speed is increased by a predetermined time after start-up). Even when the predetermined value is not reached, control with assistance by the starter motor 36 may be performed.

なお、始動アシスト装置としては、エンジン側のフライホイールに設けられたリングギヤに噛合するピニオンギヤを有するスタータモータ36が好適であるが、この態様では、ピニオンギヤから動力を出力するスタータモータに限らず、ベルト式のものを採用してもよい。   The start assist device is preferably a starter motor 36 having a pinion gear meshing with a ring gear provided on the engine-side flywheel. However, in this aspect, the starter motor 36 is not limited to a starter motor that outputs power from the pinion gear. An expression may be adopted.

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

本発明に係る始動装置を備えたエンジンの概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an engine provided with a starter according to the present invention. エンジンの吸気系および排気系の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the intake system and exhaust system of an engine. スタータモータの構成を示す一部破断断面略図である。It is a partially broken cross-sectional schematic diagram which shows the structure of a starter motor. エンジンの停止時に膨張行程および圧縮行程になる気筒のピストン停止位置と空気量との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the piston stop position and air quantity of the cylinder which becomes an expansion stroke and a compression stroke at the time of an engine stop. エンジン停止時におけるエンジン回転速度の変化状態等を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change state etc. of the engine speed at the time of an engine stop. 図5の部分拡大図であり、さらにクランク角および各気筒の行程遷移を示すタイムチャートである。FIG. 6 is a partially enlarged view of FIG. 5 and further a time chart showing a crank angle and a stroke transition of each cylinder. ピストン停止位置の検出制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows detection control operation | movement of a piston stop position. クランク角信号に出力信号を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an output signal in a crank angle signal. エンジン停止からの経過時間と筒内温度推定値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the elapsed time from an engine stop, and a cylinder temperature estimated value. 再始動時における膨張行程気筒が最初に燃焼するための燃料噴射時のクランク角と、その際のピストン到達点のクランク角との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the crank angle at the time of the fuel injection for the expansion stroke cylinder at the time of restart to combust first, and the crank angle of the piston arrival point at that time. エンジン再始動時のエンジン回転速度及びクランク角度と時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between engine rotation speed at the time of engine restart, a crank angle, and time. エンジン再始動時の制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control action at the time of engine restart. エンジン再始動時の制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control action at the time of engine restart. エンジン再始動時の制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control action at the time of engine restart. エンジン再始動時の制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control action at the time of engine restart. エンジン再始動時の制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control action at the time of engine restart. エンジンの再始動時における燃焼動作等を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the combustion operation etc. at the time of engine restart. エンジンの再始動時におけるエンジン回転速度の変化状態等を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change state etc. of the engine speed at the time of engine restart.

2 ECU
12A #1気筒(膨張行程気筒)
12B #2気筒(排気行程気筒)
12C #3気筒(圧縮行程気筒)
12D #4気筒(吸気行程気筒)
13 ピストン
16 燃料噴射弁
47 自動停止制御部(自動停止手段の一例)
48 始動制御部(始動制御手段の一例)
49 始動良否判別部(始動良否判別手段の一例)
50 空燃比制御部(空燃比制御手段の一例)
52 触媒温度推定部(触媒温度推定手段の一例)
CA クランク角
t12 検査タイミング
2 ECU
12A # 1 cylinder (expansion stroke cylinder)
12B # 2 cylinder (exhaust stroke cylinder)
12C # 3 cylinder (compression stroke cylinder)
12D # 4 cylinder (intake stroke cylinder)
13 piston 16 fuel injection valve 47 automatic stop control part (an example of automatic stop means)
48 Start control unit (an example of start control means)
49 Start / fail judgment unit (an example of start / fail judgment means)
50 Air-fuel ratio control unit (an example of air-fuel ratio control means)
52 Catalyst temperature estimation unit (an example of catalyst temperature estimation means)
CA crank angle t12 Inspection timing

Claims (5)

多気筒4サイクルのエンジンとともに車両に搭載され、所定のエンジン停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを自動的に停止させる自動停止制御手段と、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にあった気筒を燃焼させることによりエンジンを再始動させる始動制御手段とを備えたエンジンの始動装置において、
エンジンの排気経路に設けられた触媒の温度状態を推定する触媒温度推定手段と、
圧縮上死点を迎える気筒の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、
燃焼開始される特定気筒に点火するタイミングを制御する点火制御手段と
クランク軸の位相から、少なくともエンジンの自動停止時に排気行程にあった気筒を排気行程気筒として特定する気筒特定手段と
を備え、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されて複数気筒の上死点を過ぎ、且つエンジンの回転速度がアイドル時の回転速度より低い状態において、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件を決定するに際し、
触媒が活性状態以上の比較的高温状態である場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定するとともに、上記点火制御手段は、設定された燃料の噴射後に当該気筒に点火するものであり、
触媒が活性状態より低い比較的低温状態の場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比以下に設定するとともに、上記点火制御手段は、点火タイミングを圧縮上死点以降に遅延させて点火させるものであり、
上記空燃比制御手段と上記点火制御手段とは、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始された後、上記排気行程気筒の初回燃焼から上記触媒の温度状態に基づく制御を行うものであることを特徴とするエンジンの始動装置。
An automatic stop control means that is mounted on a vehicle together with a multi-cylinder four-cycle engine and stops fuel supply when a predetermined engine stop condition is satisfied, and a predetermined restart after the engine stops In an engine starter comprising start control means for restarting the engine by burning a cylinder that was in an expansion stroke at least when the engine was stopped when the condition was satisfied,
Catalyst temperature estimating means for estimating the temperature state of the catalyst provided in the exhaust path of the engine;
Air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the cylinder that reaches compression top dead center to the target air-fuel ratio;
Ignition control means for controlling the timing for igniting a specific cylinder to start combustion ;
Cylinder specifying means for specifying at least a cylinder in the exhaust stroke when the engine is automatically stopped as an exhaust stroke cylinder from the phase of the crankshaft. Combustion of the cylinder in the expansion stroke is started and a plurality of cylinders are dead. In determining the combustion condition of a specific cylinder to start combustion in a state where the point has passed and the engine speed is lower than the idling speed,
When the catalyst is in a relatively high temperature state higher than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be larger than the theoretical air-fuel ratio, and the ignition control means is set. The cylinder is ignited after fuel injection,
When the catalyst is in a relatively low temperature state lower than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be equal to or lower than the theoretical air-fuel ratio, and the ignition control means compresses the ignition timing. It is ignited with a delay after top dead center ,
The air-fuel ratio control means and the ignition control means perform control based on the temperature state of the catalyst from the initial combustion of the exhaust stroke cylinder after the combustion of the cylinder in the expansion stroke is started. An engine starting device.
多気筒4サイクルのエンジンとともに車両に搭載され、所定のエンジン停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを自動的に停止させる自動停止制御手段と、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にあった気筒を燃焼させることによりエンジンを再始動させる始動制御手段とを備えたエンジンの始動装置において、An automatic stop control means that is mounted on a vehicle together with a multi-cylinder four-cycle engine and stops fuel supply when a predetermined engine stop condition is satisfied, and a predetermined restart after the engine stops In an engine starter comprising start control means for restarting the engine by burning a cylinder that was in an expansion stroke at least when the engine was stopped when the condition was satisfied,
エンジンの排気経路に設けられた触媒の温度状態を推定する触媒温度推定手段と、  Catalyst temperature estimating means for estimating the temperature state of the catalyst provided in the exhaust path of the engine;
圧縮上死点を迎える気筒の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、  Air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the cylinder that reaches compression top dead center to the target air-fuel ratio;
燃焼開始される特定気筒に点火するタイミングを制御する点火制御手段と、  Ignition control means for controlling the timing for igniting a specific cylinder to start combustion;
クランク軸の位相から、少なくともエンジンの自動停止時に吸気行程にあった気筒を吸気行程気筒として特定する気筒特定手段と  Cylinder specifying means for specifying, as an intake stroke cylinder, at least a cylinder that was in the intake stroke when the engine was automatically stopped from the phase of the crankshaft;
を備え、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されて複数気筒の上死点を過ぎ、且つエンジンの回転速度がアイドル時の回転速度より低い状態において、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件を決定するに際し、  The combustion conditions of a specific cylinder that starts combustion in a state in which combustion of the cylinders in the expansion stroke is started, the top dead center of a plurality of cylinders is passed, and the rotational speed of the engine is lower than the rotational speed during idling In deciding
触媒が活性状態以上の比較的高温状態である場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定するとともに、上記点火制御手段は、設定された燃料の噴射後に当該気筒に点火するものであり、  When the catalyst is in a relatively high temperature state higher than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be larger than the theoretical air-fuel ratio, and the ignition control means is set. The cylinder is ignited after fuel injection,
触媒が活性状態より低い比較的低温状態の場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比以下に設定するとともに、上記点火制御手段は、点火タイミングを圧縮上死点以降に遅延させて点火させるものであり、  When the catalyst is in a relatively low temperature state lower than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio, and the ignition control means compresses the ignition timing. It is ignited with a delay after top dead center,
上記点火制御手段は、触媒の温度状態に拘わらず、点火タイミングを上記吸気行程気筒の圧縮上死点以降に遅延させて点火させることを特徴とするエンジンの始動装置。  The engine starter characterized in that the ignition control means ignites the ignition timing with a delay after the compression top dead center of the intake stroke cylinder regardless of the temperature state of the catalyst.
多気筒4サイクルのエンジンとともに車両に搭載され、所定のエンジン停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを自動的に停止させる自動停止制御手段と、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にあった気筒を燃焼させることによりエンジンを再始動させる始動制御手段とを備えたエンジンの始動装置において、An automatic stop control means that is mounted on a vehicle together with a multi-cylinder four-cycle engine and stops fuel supply when a predetermined engine stop condition is satisfied, and a predetermined restart after the engine stops In an engine starter comprising start control means for restarting the engine by burning a cylinder that was in an expansion stroke at least when the engine was stopped when the condition was satisfied,
エンジンの排気経路に設けられた触媒の温度状態を推定する触媒温度推定手段と、  Catalyst temperature estimating means for estimating the temperature state of the catalyst provided in the exhaust path of the engine;
圧縮上死点を迎える気筒の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、  Air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the cylinder that reaches compression top dead center to the target air-fuel ratio;
燃焼開始される特定気筒に点火するタイミングを制御する点火制御手段と  Ignition control means for controlling timing for igniting a specific cylinder that starts combustion; and
を備え、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されて複数気筒の上死点を過ぎ、且つエンジンの回転速度がアイドル時の回転速度より低い状態において、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件を決定するに際し、  The combustion conditions of a specific cylinder that starts combustion in a state in which combustion of the cylinders in the expansion stroke is started, the top dead center of a plurality of cylinders is passed, and the rotational speed of the engine is lower than the rotational speed during idling In deciding
触媒が活性状態以上の比較的高温状態である場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定するとともに、上記点火制御手段は、設定された燃料の噴射後に当該気筒に点火するものであり、  When the catalyst is in a relatively high temperature state higher than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be larger than the theoretical air-fuel ratio, and the ignition control means is set. The cylinder is ignited after fuel injection,
触媒が活性状態より低い比較的低温状態の場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比以下に設定するとともに、上記点火制御手段は、点火タイミングを圧縮上死点以降に遅延させて点火させるものであり、  When the catalyst is in a relatively low temperature state lower than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio, and the ignition control means compresses the ignition timing. It is ignited with a delay after top dead center,
上記点火制御手段は、上記空燃比制御手段が、上記燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定したときは、当該気筒の圧縮上死点以前に点火させることを特徴とするエンジンの始動装置。  The ignition control means ignites before the compression top dead center of the cylinder when the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be larger than the theoretical air-fuel ratio. The engine starting device.
多気筒4サイクルのエンジンとともに車両に搭載され、所定のエンジン停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを自動的に停止させる自動停止制御手段と、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にあった気筒を燃焼させることによりエンジンを再始動させる始動制御手段とを備えたエンジンの始動装置において、An automatic stop control means that is mounted on a vehicle together with a multi-cylinder four-cycle engine and stops fuel supply when a predetermined engine stop condition is satisfied, and a predetermined restart after the engine stops In an engine starter comprising start control means for restarting the engine by burning a cylinder that was in an expansion stroke at least when the engine was stopped when the condition was satisfied,
エンジンの排気経路に設けられた触媒の温度状態を推定する触媒温度推定手段と、  Catalyst temperature estimating means for estimating the temperature state of the catalyst provided in the exhaust path of the engine;
圧縮上死点を迎える気筒の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、  Air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the cylinder that reaches compression top dead center to the target air-fuel ratio;
燃焼開始される特定気筒に点火するタイミングを制御する点火制御手段と、  Ignition control means for controlling the timing for igniting a specific cylinder to start combustion;
エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、  A rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the engine;
エンジンの自動停止時に膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されてから所定時間経過後に設定される検査タイミングでのエンジン回転速度を検査時エンジン回転速度として、上記エンジン回転速度検出手段から入力を受けることにより、エンジンの始動良否を判別する始動良否判別手段と  The engine rotation speed at the inspection timing set after a lapse of a predetermined time from the start of combustion of the cylinder that was in the expansion stroke when the engine was automatically stopped is received as an engine rotation speed at the time of inspection from the engine rotation speed detection means. Start / fail judgment means for judging engine start / fail
を備え、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されて複数気筒の上死点を過ぎ、且つエンジンの回転速度がアイドル時の回転速度より低い状態において、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件を決定するに際し、  The combustion conditions of a specific cylinder that starts combustion in a state where the combustion of the cylinders in the expansion stroke is started, the top dead center of a plurality of cylinders is passed, and the rotational speed of the engine is lower than the rotational speed during idling In deciding
触媒が活性状態以上の比較的高温状態である場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定するとともに、上記点火制御手段は、設定された燃料の噴射後に当該気筒に点火するものであり、  When the catalyst is in a relatively high temperature state higher than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be larger than the theoretical air-fuel ratio, and the ignition control means is set. The cylinder is ignited after fuel injection,
触媒が活性状態より低い比較的低温状態の場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比以下に設定するとともに、上記点火制御手段は、点火タイミングを圧縮上死点以降に遅延させて点火させるものであり、  When the catalyst is in a relatively low temperature state lower than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio, and the ignition control means compresses the ignition timing. It is ignited with a delay after top dead center,
上記燃焼開始される特定気筒の燃焼条件は、上記検査時エンジン回転速度が正常な再始動に必要な必要エンジン回転速度以上であると判断された後に決定されることを特徴とするエンジンの始動装置。  The engine start device characterized in that the combustion condition of the specific cylinder to start combustion is determined after it is determined that the engine speed at the time of inspection is equal to or higher than a necessary engine speed necessary for normal restart .
多気筒4サイクルのエンジンとともに車両に搭載され、所定のエンジン停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを自動的に停止させる自動停止制御手段と、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にあった気筒を燃焼させることによりエンジンを再始動させる始動制御手段とを備えたエンジンの始動装置において、An automatic stop control means that is mounted on a vehicle together with a multi-cylinder four-cycle engine and stops fuel supply when a predetermined engine stop condition is satisfied, and a predetermined restart after the engine stops In an engine starter comprising start control means for restarting the engine by burning a cylinder that was in an expansion stroke at least when the engine was stopped when the condition was satisfied,
エンジンの排気経路に設けられた触媒の温度状態を推定する触媒温度推定手段と、  Catalyst temperature estimating means for estimating the temperature state of the catalyst provided in the exhaust path of the engine;
圧縮上死点を迎える気筒の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、  Air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the cylinder that reaches compression top dead center to the target air-fuel ratio;
燃焼開始される特定気筒に点火するタイミングを制御する点火制御手段と、  Ignition control means for controlling the timing for igniting a specific cylinder to start combustion;
エンジンに供給される吸気圧力を検出する吸気圧検出手段と  Intake pressure detecting means for detecting intake pressure supplied to the engine;
を備え、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されて複数気筒の上死点を過ぎ、且つエンジンの回転速度がアイドル時の回転速度より低い状態において、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件を決定するに際し、  The combustion conditions of a specific cylinder that starts combustion in a state where the combustion of the cylinders in the expansion stroke is started, the top dead center of a plurality of cylinders is passed, and the rotational speed of the engine is lower than the rotational speed during idling In deciding
触媒が活性状態以上の比較的高温状態である場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定するとともに、上記点火制御手段は、設定された燃料の噴射後に当該気筒に点火するものであり、  When the catalyst is in a relatively high temperature state higher than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be larger than the theoretical air-fuel ratio, and the ignition control means is set. The cylinder is ignited after fuel injection,
触媒が活性状態より低い比較的低温状態の場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比以下に設定するとともに、上記点火制御手段は、点火タイミングを圧縮上死点以降に遅延させて点火させるものであり、  When the catalyst is in a relatively low temperature state lower than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio, and the ignition control means compresses the ignition timing. It is ignited with a delay after top dead center,
上記燃焼開始される特定気筒の燃焼条件は、上記吸気圧力がアイドル運転時の吸気圧力よりも高い場合に決定されることを特徴とするエンジンの始動装置。  The engine starter according to claim 1, wherein the combustion condition of the specific cylinder to start combustion is determined when the intake pressure is higher than the intake pressure during idle operation.
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