JP4577179B2 - Starting device of a multi-cylinder engine - Google Patents

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統之 太田
康 村上
啓二 荒木
昌彦 藤本
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マツダ株式会社
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    • Y02T10/12Technologies for the improvement of indicated efficiency of a conventional ICE
    • Y02T10/125Combustion chambers and charge mixing enhancing inside the combustion chamber

Description

本発明は、多気筒エンジンの始動装置に関し、特にエンジンのアイドル運転状態等において所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させ、その後、所定の再始動条件が成立したときに再始動させるように構成された多気筒エンジンの始動装置に関する。 The present invention relates to a starting device for a multi-cylinder engine, in particular a predetermined automatic stop condition in idling of the engine is automatically stopped engine when is satisfied, then restarted when a predetermined restart condition is satisfied It relates starting system for a multi-cylinder engine that is configured to.

近年、燃費低減およびCO 排出量の抑制等を図るため、アイドル運転時等にエンジンを自動的に一旦停止させ、その後に運転者により車両の発進操作が行われる等の再始動条件が成立した時点で、エンジンを自動的に再始動させるようにしたエンジンの自動停止制御(いわゆるアイドルストップ制御)の技術が開発されている。 Recently, in order to reduce fuel consumption and CO 2 emissions suppression such as automatically temporarily stop the engine idling or the like, the restart condition, such as the starting operation of the vehicle is performed it is satisfied by subsequent to the driver at the time, technology of the automatic stop control of the engine so as to automatically restart the engine (so-called idle stop control) has been developed.

このアイドルストップ制御時における再始動の方式として、特許文献1、2に開示された先行技術のように、自動停止状態にあるエンジンの再始動条件が成立したときに、圧縮行程で停止した気筒(この明細書において「圧縮行程気筒」という)の混合気を点火して、一旦エンジンを逆転させ、次いで膨張行程で停止した気筒(この明細書において「膨張行程気筒」という)に燃料を噴射し、点火してエンジンを自動的に再始動させるように構成されたいわゆる逆転再始動方式のものが知られている。 As restarting method during the idle stop control, as in the prior art disclosed in Patent Documents 1 and 2, when the restart condition of the engine in the automatic stop state is satisfied, the cylinder stopped in the compression stroke ( mixture and ignites the in this specification referred to as "compression-stroke cylinder"), once reversed engine, then the fuel is injected into the cylinder stopped in the expansion stroke (in this specification referred to as "expansion-stroke cylinder"), It has been known a so-called reverse restart system that is configured to automatically restart the engine by igniting.
特開2004−124753号公報 JP 2004-124753 JP 特開2005−90498号公報 JP 2005-90498 JP

上述した逆転再始動方式を実効あるものとし、アイドルストップ制御を実用化するには、再始動後2回目の上死点を越えるだけの運動エネルギーを再始動制御時に確保することが不可欠である。 Reversal restart method described above is assumed to be effective, the practical use of the idle stop control, it is essential to ensure only the kinetic energy over a second top dead center after the restart when the restart control. この2回目の上死点をスムーズに乗り越えるためには、再始動時において、膨張行程気筒が逆転後、最初に着火された際により大きな運動エネルギーを出力することが好ましい。 To overcome the top dead center of the second smoothly, during the restart, after the expansion stroke cylinder is reversed, it is preferable to output a high kinetic energy by the time it is first ignited. そして、膨張行程気筒の最初の燃焼で得られる出力を高めるためには、膨張行程気筒での燃焼エネルギーを高めることが望ましい。 Then, in order to increase the output obtained in the first combustion of the expansion stroke cylinder, it is desirable to increase the combustion energy in the expansion stroke cylinder. しかしながら、膨張行程気筒の筒内空気量を増やし過ぎると、圧縮行程気筒の筒内空気量が減少し、燃焼による逆転のエネルギーが低下するので、膨張行程気筒の筒内空気を充分圧縮することができなくなる。 However, excessively increasing the cylinder air amount of the expansion stroke cylinder, cylinder air amount of the compression stroke cylinder is reduced, since the energy of the reverse rotation by combustion lowers, be sufficiently compressed cylinder air expansion stroke cylinder become unable. 他方、圧縮行程気筒での逆転のための燃焼エネルギーを増大させ過ぎると、エンジンのクランクシャフトが逆回転し過ぎて、下死点を越えてしまい、膨張行程気筒が上死点を越えてしまうおそれがある。 On the other hand, too increase the combustion energy for the reverse rotation of the compression stroke cylinder, the crankshaft of the engine is too reversely rotated, It is beyond the bottom dead center, the expansion-stroke cylinder may exceed the top dead center afraid there is. 従って、圧縮行程気筒での逆転のための燃焼エネルギーが増大し過ぎないようにする必要があり、そのために膨張行程気筒の筒内空気の圧縮ストロークが制限される(すなわち、膨張行程気筒は、逆転時において上死点まで筒内空気を圧縮することができない)のである。 Therefore, it is necessary to burn energy for reversal of the compression stroke cylinder is prevented too increased, the compression stroke of the cylinder air expansion stroke cylinder is limited to its (i.e., the expansion-stroke cylinder is reversed it is can not) for compressing the in-cylinder air to the top dead center at the time. この結果、膨張行程気筒に多くの空気を充填させ、圧縮行程気筒の燃焼によるエンジンの逆転によってより強く圧縮することには限界があり、始動性に問題を残していた。 As a result, to fill more air into the expansion stroke cylinder, to compress more strongly by reverse rotation of the engine due to combustion of the compression stroke cylinder is limited, I had to leave the problem startability.

本発明は前記の事情に鑑み、再始動時における膨張行程気筒の燃焼のエネルギーを増大させ、もってエンジンの始動性を向上させることのできる多気筒エンジンの始動装置を提供することを課題としている。 The present invention has an object to provide a starting device for a multi-cylinder engine capable of improving the startability of the circumstances in view of the increases the energy of combustion of the expansion-stroke cylinder at the time of restart, with the engine.

上記課題を解決するために本発明は、多気筒エンジンの再始動条件が成立したときに、圧縮行程気筒を燃焼させ、所定クランク角度だけ逆転させた後、膨張行程気筒を燃焼させて前記多気筒エンジンを再始動させる多気筒エンジンの始動装置において、各気筒のピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、各気筒の燃焼速度を制御する燃焼速度制御手段とを備え、前記燃焼速度制御手段は、 気筒毎に複数個配置された点火プラグと、この点火プラグを選択的に点火制御可能な点火制御部とを含み、前記点火プラグは、各気筒の中央部と周縁部とに配設されており、前記点火制御部は、再始動時の圧縮行程気筒における初回燃焼時には、一部の点火プラグのみを点火させ、再始動時の膨張行程気筒における初回燃焼時には、中央部と周縁 The present invention in order to solve the above problems, when the restart condition of the multi-cylinder engine is satisfied, the compression stroke cylinder is burned, after reversed by a predetermined crank angle, the multi-cylinder by burning the expansion stroke cylinder in the starting device for a multi-cylinder engine to restart the engine, comprising: a piston position detecting means for detecting the piston position of each cylinder, and a combustion rate controlling means for controlling the combustion rate of each cylinder, the combustion rate controlling means, a spark plug which is a plurality arranged for each cylinder, and a selectively ignition controllable ignition control unit of this spark plug, the spark plug is disposed at the central portion and the peripheral portion of each cylinder the ignition control unit, the first time combustion in restart time of the compression stroke cylinder, ignited only a portion of the spark plug, the first time combustion in restart time of the expansion stroke cylinder, the central portion and the peripheral の点火プラグを同時点火させるように制御するを特徴とする多気筒エンジンの始動装置である。 A startup device for a multi-cylinder engine, characterized in controls to simultaneously ignite the spark plug. この態様では、再始動条件が成立し、再始動制御が始まった際、まず、圧縮行程気筒の混合気が点火され、所定クランク角度逆転される。 In this embodiment, the restart condition is satisfied, when a restart control began, first, the air-fuel mixture in the compression stroke cylinder is ignited, the predetermined crank angle reversed. この過程では、膨張行程気筒のピストンは上死点側に移動し、圧縮行程気筒からの運動エネルギーによって、燃焼室内が圧縮される。 In this process, the piston of the expansion-stroke cylinder is moved to the top dead center, by the kinetic energy from the compression stroke cylinder, the combustion chamber is compressed. 但し、この逆転動作では、膨張行程気筒は上死点までは至らず、制約されたピストンストロークで混合気が点火されることになる。 However, in this reverse operation, the expansion-stroke cylinder is not enough to the top dead center, the air-fuel mixture in the piston stroke constrained is to be ignited. この点火によって膨張行程気筒のピストンは、混合気の燃焼エネルギーによってエンジンを正転させるのであるが、この燃焼エネルギーが燃焼速度制御手段によって急速に促進される結果、ピストンストロークが制約された条件下であっても、筒内圧力を急上昇させ、大きな運動エネルギーを出力することが可能になる。 The piston of the expansion-stroke cylinder by the ignition, but the combustion energy of the mixture is the rotated forward the engine, results the combustion energy is rapidly accelerated by the combustion speed control means, under conditions where the piston stroke is constrained even, to soar cylinder pressure, it is possible to output a high kinetic energy.

前記燃焼速度制御手段は、気筒毎に複数個配置された点火プラグと、この点火プラグを選択的に点火制御可能な点火制御部とを含み、前記点火プラグは、各気筒の中央部と周縁部とに配設されており、前記点火制御部は、再始動時の圧縮行程気筒における初回燃焼時には、一部の点火プラグのみを点火させ、再始動時の膨張行程気筒における初回燃焼時には、中央部と周縁部の点火プラグを同時点火させるように制御するものであるため、再始動時における圧縮行程気筒での初回燃焼時には、緩慢燃焼によって、大きな運動エネルギーを圧縮行程気筒から取り出し、膨張行程気筒のピストンストロークを制約された範囲内で大きくすることができるとともに、膨張行程気筒においては、制約されたピストンストロークにおいて急速燃焼による The burn rate control means includes a spark plug which is a plurality arranged for each cylinder, and a selectively ignition controllable ignition control unit of this spark plug, the spark plug includes a center portion and the peripheral portion of each cylinder is disposed on bets, the ignition control unit, the first time combustion in restart time of the compression stroke cylinder, ignited only a portion of the spark plug, the first time combustion in restart time of the expansion stroke cylinder, the central portion because the spark plug of the peripheral portion is to control so as to simultaneously ignite, the first time combustion in the compression stroke cylinder at the time of restart, the slow combustion takes out a large kinetic energy from the compression stroke cylinder, the expansion stroke cylinder it is possible to increase the piston stroke within constrained, in the expansion stroke cylinder, by rapid combustion in piston stroke constrained きな運動エネルギーを出力することが可能になる。 It is possible to output a deal of kinetic energy.

本発明の別の態様は、 多気筒エンジンの再始動条件が成立したときに、圧縮行程気筒を燃焼させ、所定クランク角度だけ逆転させた後、膨張行程気筒を燃焼させて前記多気筒エンジンを再始動させる多気筒エンジンの始動装置において、各気筒のピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、各気筒の燃焼速度を制御する燃焼速度制御手段とを備え、前記燃焼速度制御手段は、筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁を含む燃料供給システムと、燃料供給システムによる燃料噴射弁の燃料噴射時期および燃料噴射量を制御する燃料噴射制御部と、点火プラグの点火タイミングを制御する点火制御部とを備え、 再始動時における膨張行程気筒の初回燃焼時の燃料噴射から点火時期までの時間間隔を、再始動時における圧縮行程気筒の初回燃焼時の Another aspect of the present invention, when a restart condition of a multi-cylinder engine is satisfied, the compression stroke cylinder is burned, after reversed by a predetermined crank angle, the multi-cylinder engine by burning the expansion stroke cylinder again in the starting device for a multi-cylinder engine to start, a piston position detecting means for detecting the piston position of each cylinder, and a combustion rate controlling means for controlling the combustion rate of each cylinder, the combustion rate controlling means, within the cylinder a fuel supply system comprising a fuel injection valve for injecting fuel, and a fuel injection control unit for controlling the fuel injection timing and the fuel injection amount of the fuel injection valve according to the fuel supply system, and an ignition controller for controlling ignition timing of the spark plug the provided, the time interval between the ignition timing from the fuel injection during the first combustion in the expansion-stroke cylinder at the time of the restart, the first time the combustion of the compression stroke cylinder at the time of restart 料噴射から点火時期までの時間間隔に対して短くするものである。 It is intended to shorter than the time interval from the fuel injection to the ignition timing. この態様においても、点火タイミングによって圧縮行程気筒では緩慢燃焼を図り、膨張行程気筒では、急速燃焼を図ることが可能になる。 Also in this embodiment, work to slow combustion in the compression stroke cylinder by the ignition timing, in the expansion stroke cylinder, it is possible to achieve a rapid combustion. 従って、両気筒からの運動エネルギーをそれぞれ高めることが可能になる。 Therefore, it is possible to increase the kinetic energy from both cylinders, respectively.

好ましい態様において、再始動時における膨張行程気筒の初回燃焼時での前記時間間隔は、噴射された燃料が誘起する筒内の乱れが残存する所定時間である。 In a preferred embodiment, the said time interval at the first time combustion of the expansion-stroke cylinder at the time of restart, turbulence in the cylinder to be induced is injected fuel is the predetermined time remaining. この態様では、膨張行程気筒の再始動時における初回燃焼時に、燃料噴射によって乱れが生じ、且つこの乱れが残存している間に点火プラグが混合気を点火するので、より一層燃焼速度が促進され、急速燃焼を実現することが可能になる。 In this manner, the first time the combustion at the restart of the expansion-stroke cylinder, is disturbed by the fuel injection, and because the spark plug ignites the mixture while the disturbance is still present, more burning rate is promoted , it is possible to realize rapid combustion. 前記所定時間は、燃料等によって実験で定めることができ、例えば、一般的なガソリンエンジンでは、0.03秒程度に設定することが可能である。 The predetermined time can be determined experimentally by a fuel such as, for example, in a typical gasoline engine, it is possible to set the order of 0.03 seconds.

以上説明したように、本発明によれば、再始動時において、膨張行程気筒を急速燃焼させることにより高い運動エネルギーを出力させることができるので、再始動時における膨張行程気筒の燃焼のエネルギーを増大させ、もってエンジンの始動性を向上させることができるという顕著な効果を奏する。 As described above, according to the present invention, increased at the time of the restart, it is possible to output a high kinetic energy by rapid combustion of the expansion-stroke cylinder, the energy of combustion of the expansion-stroke cylinder at the time of restart it is, a marked effect that it is possible to improve the startability of the engine have.

図1および図2は本発明に係る4サイクル火花点火式エンジン1の概略構成を示している。 1 and 2 shows a schematic configuration of a four-cycle spark ignition engine 1 according to the present invention. また、図3は、同エンジン1の要部を拡大したものであり、(A)は図1の部分拡大図、(B)は、燃焼室の底面図である。 Further, FIG. 3 is an enlarged view of the main part of the engine 1, (A) is a partial enlarged view of FIG. 1, (B) is a bottom view of the combustion chamber. 図4は同エンジン1の燃焼室の底面図であり、(A)(B)は部分点火の例、(C)は全ての点火プラグ15が同時に点火した例を示すものである。 Figure 4 is a bottom view of the combustion chamber of the engine 1, an example of (A) (B) is a partial ignition illustrates an example of ignition (C) all of the spark plug 15 at the same time.

各図を参照して、このエンジン1は、シリンダヘッド10およびシリンダブロック11を有しており、ECU2によって制御される構成になっている。 Referring to the drawings, the engine 1 has a cylinder head 10 and cylinder block 11 has a configuration that is controlled by the ECU 2. 前記エンジン1には、四つの気筒(第1気筒12A、第2気筒12B、第3気筒12Cおよび第4気筒12D)が設けられるとともに、各気筒12A〜12Dの内部には、クランクシャフト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。 Wherein the engine 1, four cylinders with (first cylinder 12A, a second cylinder 12B, a third cylinder 12C and the fourth cylinder 12D) is provided, in the interior of each cylinder 12A~12D is connected to a crankshaft 3 the piston 13 which is is fitted, a combustion chamber 14 is formed thereabove.

前記各気筒12A〜12Dの燃焼室14には、プラグ先端が燃焼室14内に臨むように複数の点火プラグ15A〜15Cが設置されている。 Wherein the combustion chamber 14 of each cylinder 12A-12D, the plug tip a plurality of spark plugs 15A~15C to face the combustion chamber 14 is installed. 各点火プラグ15A〜15C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。 Each spark plug 15A to 15C, an ignition device 27 for which the generating electric spark is attached. 複数(図示の例では3個)の点火プラグ15A〜15Cのうち、点火プラグ15Aは、燃焼室14の中央部に配置されており、残余の点火プラグ15B、15Cは、クランクシャフト3の長手方向に沿って燃焼室14の周縁部側に配設されている(図示の例では、エンジン1の前側を点火プラグ15B、後ろ側を点火プラグ15Cとしている)。 A plurality (three in the illustrated example) of the spark plug 15A to 15C, the ignition plug 15A is disposed in a central portion of the combustion chamber 14, the remainder of the ignition plug 15B, 15C are longitudinal direction of the crank shaft 3 are disposed on the periphery side of the combustion chamber 14 along the (in the illustrated example, the spark plug 15B of the front side of the engine 1, and a rear ignition plug 15C).

また、エンジン1には、前記燃焼室14の側方に配置され、燃焼室14内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁16aを備えた燃料供給システム16が設けられている。 The engine 1 is disposed on the side of the combustion chamber 14, the fuel supply system 16 having a fuel injection valve 16a for injecting fuel directly is provided in the combustion chamber 14. 燃料供給システム16には、図略の電動高圧ポンプが設けられており、この電動高圧ポンプから吐出された燃料タンクの燃料が分配管を介して燃料噴射弁16aに噴射されるように構成されている。 The fuel supply system 16 is provided with an unillustrated electric high-pressure pump, fuel in the fuel tank is discharged from the electric high-pressure pump is configured to be injected into the fuel injection valve 16a through the distributor pipe there. 電動高圧ポンプは、ECU2によって、エンジン1の運転状態に応じ、例えば3MPaから13MPaまでの範囲で燃圧を調整可能に構成されている。 Electric high-pressure pump, ECU 2 by, according to the operating state of the engine 1, for example, is adjustably configure the fuel pressure in the range of up to 13MPa from 3 MPa. なお、燃料供給システムについては、例えば本件出願人が先に提案している特開2002−242738号公報に開示されているものと同等のものを適用可能であるので、その詳細については説明を省略する。 Note that the fuel supply system, for example because the present applicant can be applied to the same component as disclosed in 2002-242738 JP-as proposed previously, omitting detailed description thereof to.

燃料噴射弁16aは、図外のニードル弁およびソレノイドを内蔵し、前記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前記点火プラグ15A〜15Cの電極付近に向けて噴射するように構成されている。 Fuel injection valves 16a incorporates a non-illustrated needle valve and a solenoid, the only time corresponding to the pulse width of the pulse signal inputted from the fuel injection control unit 41 of the ECU2 is driven to open, the valve opening time It is constructed the amount of fuel in accordance with to inject toward the vicinity of the electrode of the spark plug 15A to 15C. 本実施形態において、燃料噴射弁16aは、複数の噴口を有するマルチホール型インジェクタで構成されている。 In this embodiment, the fuel injection valve 16a is composed of a multi-hole injector having a plurality of nozzle holes. 各燃料噴射弁16aは、その燃圧を制御可能な燃料供給システム16に接続されている。 Each fuel injection valve 16a is connected to the fuel pressure controllable fuel supply system 16. そして、ECU2により、燃料供給システム16が制御されることによって、各燃料噴射弁16aは、所期のタイミング並びに燃圧で燃料を噴射するように構成されている。 By ECU 2, by the fuel supply system 16 is controlled, the fuel injection valves 16a are arranged to inject fuel at the desired timing and the fuel pressure. なお、マルチホール型インジェクタについては、例えば本件出願人が先に提案している特開2005−98121号公報に開示されているものと同等のものを採用可能であるので、その詳細については説明を省略する。 Note that the multi-hole injector, for example, because the present applicant can be employed the equivalent of those disclosed in JP-2005-98121 Patent as proposed previously, a detailed description thereof omitted.

前記各気筒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。 Wherein the upper portion of the combustion chamber 14 of each cylinder 12A-12D, together with the intake port 17 and exhaust port 18 opens is provided toward the combustion chamber 14, these ports 17 and 18, the intake valve 19 and the exhaust valve 20 There are equipped, respectively. 前記吸気弁19および排気弁20は、図示を省略したカムシャフト等を有する動弁機構によって駆動されることにより、各気筒12A〜12Dが所定の位相差をもって燃焼サイクルを行うように各気筒12A〜12Dの吸・排気弁19、20の開閉タイミングが設定されている。 The intake valve 19 and the exhaust valve 20, by being driven by a valve operating mechanism having a cam shaft or the like which is not shown, each cylinder so that each cylinder 12A~12D performs combustion cycle with a predetermined phase difference 12A~ opening and closing timing of the intake and exhaust valves 19 and 20 of 12D are set.

前記吸気ポート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。 Wherein the intake port 17 and exhaust port 18, intake passage 21 and an exhaust passage 22 are connected. 前記吸気ポート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。 Downstream of the intake passage 21 closer to the intake port 17, as shown in FIG. 2, is the branch intake passage 21a independent in correspondence with each cylinder 12A-12D, the upstream end of each branch passage 21a, respectively It communicates with the surge tank 21b. 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。 Together with the common intake passage 21c is provided on the upstream side of the surge tank 21b, The common intake passage 21c, the throttle valve 23 driven by an actuator 24 is disposed. 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、吸気の温度を検知する吸気温センサ29、大気の空気密度を検出するための大気圧センサSW1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。 The upstream of the throttle valve 23, an air flow sensor 25, intake air temperature sensor 29 for detecting the temperature of the intake air, the atmospheric pressure sensor SW1 for detecting the air density of the air is provided for detecting the intake air flow rate, the throttle valve 23 an intake pressure sensor 26 for detecting an intake pressure (negative pressure) on the downstream side is provided with.

一方、各気筒12A〜12Dからの排気が集合する排気通路22の集合部下流には、排気を浄化するための触媒37が配設されている。 On the other hand, the collecting portion downstream of the exhaust passage 22 that collectively exhaust from the cylinders 12A-12D, a catalyst 37 for purifying exhaust gas is disposed. この触媒37は、例えば、排気の空燃比状態が理論空燃比近傍にあるときにHC、COおよびNOxの浄化率が極めて高い、いわゆる三元触媒であり、これは排気中の酸素濃度が比較的高い酸素過剰雰囲気でこれを吸蔵する酸素吸蔵能を有し、酸素濃度の比較的低いときには吸蔵している酸素を放出して、HC、CO等と反応させるものである。 The catalyst 37 is, for example, the air-fuel ratio state of the exhaust gas HC, CO and NOx purification rate is very high when in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, a so-called three-way catalyst, which is relatively oxygen concentration in the exhaust gas has an oxygen storage ability of absorbing this in high oxygen excess atmosphere, when a relatively low oxygen concentration and releasing the stored oxygen, but the reaction HC, and CO, and the like. なお、触媒37は、三元触媒に限らず、前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触媒であってもよい。 Incidentally, the catalyst 37 is not limited to a three-way catalyst, as long as it has an oxygen storage capacity such as described above, for example in an oxygen-rich atmosphere capable purify NOx, may be a so-called lean NOx catalyst.

また、前記エンジン1には、タイミングベルト等によりクランクシャフト3に連結されたオルタネータ28が付設されている。 Further, the engine 1, the alternator 28 is attached, which is connected to the crankshaft 3 by a timing belt or the like. 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に入力される前記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 alternator 28 has a built-in regulator circuit 28a for adjusting the amount of power generation by adjusting the control to the output voltage of the current of the field coil which is not shown, a control signal from the ECU2 inputted to the regulator circuit 28a the basis is configured to control a power generation amount corresponding to the voltage or the like of the electric load and vehicle battery of the vehicle is performed.

さらに、エンジン1には、クランクシャフト3の回転角を検出する2つのクランク角度センサ30、31が設けられ、一方のクランク角度センサ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Neが検出されるとともに、後述するように前記両クランク角度センサ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シャフト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 1, the two crank angle sensors 30, 31 is provided for detecting the rotation angle of the crankshaft 3, it is detected engine rotational speed Ne based on the detection signal outputted from one of the crank angle sensor 30 Rutotomoni, the rotation direction and the rotation angle of the crankshaft 3 is detected on the basis of the detection signals with a phase difference output from the two crank angle sensors 30 and 31 as described below.

さらに、エンジン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1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 1, a cam angle sensor 32 for detecting a specific rotational position for cylinder identification of the camshaft, and a coolant temperature sensor 33 for detecting a cooling water temperature of the engine 1 is provided also on the vehicle body the accelerator opening sensor 34 for detecting an accelerator opening corresponding to accelerator operation by a driver is provided.

ECU2は、エンジン1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。 ECU2 is a control unit that comprehensively controls the operation of the engine 1. 本実施形態のECU2は、予め設定されたエンジン1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1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1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。 ECU2 of the present embodiment, automatically stop the engine 1 is stopped (fuel cut) fuel injection into each cylinder 12A~12D when preset automatic stop condition of the engine 1 is satisfied at a predetermined timing together is, it is configured to perform the automatic control to restart (idling stop control) of the engine 1 when satisfied restart condition is by such an accelerator operation is performed by the subsequent driver. 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。 In the description below ECU 2, it will be mainly described about the idle stop control.

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、クランク角度センサ30、31、カム角センサ32、水温センサ33、アクセル開度センサ34、および大気圧センサSW1からの各検知信号が入力されるとともに、燃料供給システム16(燃料噴射弁16a)、スロットル弁23のアクチュエータ24、点火装置27およびオルタネータ28のレギュレータ回路28aのそれぞれに各駆動信号を出力する。 The ECU 2, the air flow sensor 25, the detection signal from the intake pressure sensor 26, the intake air temperature sensor 29, a crank angle sensor 30, 31, the cam angle sensor 32, water temperature sensor 33, an accelerator opening sensor 34, and the atmospheric pressure sensor SW1 There is input, the fuel supply system 16 (fuel injection valves 16a), the actuator 24 of the throttle valve 23, and outputs each of the driving signals to the respective regulator circuit 28a of the ignition device 27 and the alternator 28. 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、筒内温度推定部46、および空気密度推定部47を機能的に含んでいる。 ECU2, the fuel injection control unit 41, ignition control unit 42, the intake air flow rate control unit 43, including the power generation amount control unit 44, the piston position detector 45, in-cylinder temperature estimation unit 46, and the air density estimating unit 47 functional They are out.

燃料噴射制御部41は、燃料噴射タイミングと、各噴射における燃料噴射量と、燃圧とを設定して、その信号を燃料供給システム16に出力する燃料噴射制御手段である。 The fuel injection control unit 41 includes a fuel injection timing, and the fuel injection amount at each injection, by setting the fuel pressure, a fuel injection control means for outputting the signal to the fuel supply system 16. 特に本実施形態では、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。 In the present embodiment in particular, it is supplied by divided injection of fuel for a first combustion in the expansion stroke cylinder at the time of the restart as described below. 燃料噴射制御部41は、その分割噴射タイミングの設定や、燃料配分の設定も行う。 The fuel injection control unit 41 performs setting of the split injection timing, also setting of the fuel distribution.

点火制御部42は、各気筒12A〜12Dに対して適切な点火タイミングを設定し、各点火装置27に点火信号を出力する。 Ignition control unit 42 sets a proper ignition timing for each cylinder 12A-12D, and outputs an ignition signal to the spark device 27. 本実施形態においては、各気筒12A〜12Dの各点火プラグ15A〜15Cを選択的に点火させることができるように構成されており、図4(A)に示すように、燃焼室14の中央部に配置された点火プラグ15Aのみ、或いは図4(B)に示すように、燃焼室14の周縁部に配置された点火プラグ15B、15Cの何れか一方(図示の例では、点火プラグ15B)のみを点火させる部分点火や、図4(C)に示すように、複数の点火プラグ15A〜15Cを選択的に点火させる同時点火、さらには、複数の点火プラグ15A〜15Cを経時的に点火させる経時点火が可能になっている。 In the present embodiment, is configured to be able to selectively ignite the spark plug 15A~15C of each cylinder 12A-12D, as shown in FIG. 4 (A), the central portion of the combustion chamber 14 only arranged ignition plug 15A in or as shown in FIG. 4 (B), an ignition plug 15B disposed on the periphery of the combustion chamber 14 (in the illustrated example, the spark plug 15B) either one of the 15C only partial ignition and to ignite the, as shown in FIG. 4 (C), co-ignition to selectively ignite a plurality of spark plugs 15A to 15C, further, time to time to ignite a plurality of spark plugs 15A to 15C ignition is enabled.

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。 Intake air flow rate control unit 43 sets the appropriate intake flow rate for each cylinder 12A-12D, and outputs the opening signal of the throttle valve 23 in accordance with the intake air flow rate to the actuator 24. 特に本実施形態では、後述するようにエンジン1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。 Particularly in this embodiment, by adjusting the opening degree of the throttle valve 23 at the time of automatic stop of the engine 1 as will be described later, control is performed such piston 13 is stopped at the proper stop range suitable for restart. 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。 Intake air flow rate control unit 43 also performs the opening adjustment 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。 Power generation control unit 44 sets an appropriate amount of electric power generated by the alternator 28, and outputs the drive signal to the regulator circuit 28a. 特に本実施形態では、後述するようにエンジン1の自動停止時にオルタネータ28の発電量を調節することによってクランクシャフト3の負荷を変化させ、ピストン13が再始動に適した適正範囲に停止するような制御を行っている。 In this embodiment in particular, by changing the load of the crank shaft 3 by adjusting the amount of electric power generated by the alternator 28 during the automatic stop of the engine 1 as described below, such as the piston 13 is stopped at a proper range suitable for restart control is performed. その際、発電量制御部44は、オルタネータ28の発電量の調節も行う。 At that time, the power generation amount control unit 44 also performs regulation of the power generation of the alternator 28. 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1の負荷を増大させ、吹上がり(必要以上に急速なエンジン回転速度の上昇)を防止する制御を行っている。 Also at the time of restart, usually increases the load of the engine 1 by performing a generous power than, control is performed to prevent upflow rising (the increase of rapid engine rotational speed more than necessary).

ピストン位置検出部45は、クランク角度センサ30、31の各検出信号に基づき、ピストン位置を検出する。 Piston position detecting unit 45 based on the detection signal of the crank angle sensor 30, 31 detects the piston position. ピストン位置とクランク角度(°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本明細書においてもピストン位置をクランク角度で表す。 Since the piston position and the crank angle (° CA) corresponding to one-to-one, also represents a piston position at a crank angle in the present specification, as is commonly done. 本実施形態では、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づ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。 In the present embodiment, it calculates the cylinder air quantity on the basis of the piston position of the automatic stopping of the expansion-stroke cylinder and the compression stroke cylinder as described later, by performing a combustion control of each cylinder at the time of restart accordingly there.

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1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づいて、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。 Cylinder temperature estimation unit 46, the engine 1 coolant temperature and sensed by the water temperature sensor 33, based on the intake air temperature or the like detected by the intake air temperature sensor 29, the cylinders and the like using a map obtained in advance by experiment or the like a cylinder temperature estimation means for estimating the air temperature in the cylinder of 12A-12D. 特に本実施形態では、後述するように、エンジン1の再始動に際してエンジン1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。 In particular, in this embodiment, as will be described later, it performs a restart when the cylinder temperature estimation considering the stop time engine 1 of the engine 1 is performed combustion control based on the estimated value.

空気密度推定部47は、前記吸気温センサ29と大気圧センサSW1の出力から大気の空気密度を推定し、エンジン1の自動制御の際に燃料噴射タイミングのパラメータを出力するためのものである。 Air density estimating unit 47, the estimated air density of air from the output of the intake air temperature sensor 29 and the atmospheric pressure sensor SW1, is for outputting the parameters of the fuel injection timing during the automatic control of the engine 1.

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1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シャフト3を少しだけ逆転させる。 In performing ECU2 by an idle stop control of the above configuration, the at the time of restart of the engine 1, by causing combustion in the first compression stroke cylinder reverses slightly the crankshaft 3 Lower the piston 13. 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、クランクシャフト3に正転方向の駆動トルクを与えてエンジン1を再始動させるように構成されている。 This was once raised the piston 13 of the expansion-stroke cylinder (closer to top dead center), with its air in the cylinder (after the fuel injection is the mixture) were compressed to combust by igniting the air-fuel mixture by being configured to restart the engine 1 by applying a drive torque in the normal rotation direction to the crankshaft 3.

前記のようにして再始動モータ等を使用することなく、特定の気筒に噴射された燃料に点火するだけでエンジン1を適正に再始動させるためには、前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(本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上死点を越えるようにしなければならない。 Without the use of restart motor or the like as described above, in order to properly restart the engine 1 by simply igniting the fuel injected into a specific cylinder, to burn the mixture in the expansion-stroke cylinder by sufficiently ensuring the combustion energy obtained by the top dead center following which cylinder before the compression top dead center (compression stroke cylinder and the intake stroke cylinder in this embodiment) overcomes its compression reaction force It must be exceeding. 従って、膨張行程気筒内に充分な空気量を確保し、さらには、急速燃焼を実現して熱エネルギーから運動エネルギーへの変換を迅速化させる必要がある。 Therefore, to ensure a sufficient amount of air into the expansion stroke cylinder, furthermore, it is necessary to speed up the transformation of to achieve rapid combustion from the heat energy to kinetic energy.

図5(A)(B)に示すように、圧縮行程気筒と膨張行程気筒とでは、それぞれ位相が180°CAだけずれているため、各ピストン13が互いに逆方向に作動する。 As shown in FIG. 5 (A) (B), in the compression stroke cylinder and the expansion-stroke cylinder, respectively for the phases are shifted by 180 ° CA, the piston 13 is actuated in opposite directions. 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。 If the piston 13 of the expansion-stroke cylinder is if positioned at the bottom dead center side of the stroke center, sufficient combustion energy can be obtained by increasing number air amount of the cylinder. しかし、前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シャフト3を逆転させるための燃焼エネルギーが充分に得られなくなる。 However, the piston 13 of the expansion-stroke cylinder is state extremely positioned at the lower dead point side, too small amount of air in the compression stroke cylinder, for reversing the crankshaft 3 in the initial combustion at the restart combustion energy of will not be sufficiently obtained.

これに対して、前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度が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度が100〜120°CAとなる範囲R内にピストン13を停止させることができれば、圧縮行程気筒内に所定量の空気が確保されて前記初回の燃焼によりクランクシャフト3を少しだけ逆転させ得る程度の燃焼エネルギーが得られることになる。 In contrast, stroke center, ie predetermined range R, for example, a crank angle after compression top dead center of a slightly lower dead point side of a position where the crank angle after compression top dead center is 90 ° CA of the expansion-stroke cylinder There if it is possible to stop the piston 13 within the range R to be 100 to 120 ° CA, to the extent that a predetermined amount of air into the compression stroke cylinder may be reversed slightly crankshaft 3 by combustion of the first is ensured so that the combustion energy is obtained. 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、クランクシャフト3を正転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1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)。 Moreover, by securing the amount of air in the expansion stroke cylinder, it is possible to reliably restart the engine 1 sufficiently to generate combustion energy to forward the crankshaft 3 (hereinafter this the proper stop range R the range R).

そこで、ピストン13を適正停止範囲R内に停止させるよう、ECU2によって次のような制御がなされる。 Therefore, so as to stop the piston 13 in the appropriate stop range R, the following control is performed by the ECU 2.

図6は、この制御によるエンジン自動停止時のタイムチャートであり、エンジン回転速度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。 6 is a time chart when the engine is automatically stopped by the control, indicating the degree of opening K of the engine rotational speed Ne, the boost pressure Bt (intake pressure) and the throttle valve 23. また図7は、図6の時点t1付近以降の拡大図であり、図6に加えてクランク角度CAおよび各気筒の行程推移チャートを示す。 The Figure 7 is an enlarged view of a subsequent near time t1 in FIG. 6 shows a process transition diagram of the crank angle CA and the cylinders in addition to FIG. 以下、説明を簡潔にするため、第1気筒12Aが膨張行程気筒、第2気筒12Bが排気行程気筒、第3気筒12Cが圧縮行程気筒、第4気筒12Dが吸気行程気筒であるものとする。 Hereinafter, for simplicity of explanation, the expansion-stroke cylinder first cylinder 12A, a second cylinder 12B exhaust stroke cylinder, the third cylinder 12C compression stroke cylinder, the fourth cylinder 12D is assumed to be the intake stroke cylinder.

図8は、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、図9は、クランク角度信号の出力信号を示す説明図、図10は、エンジン自動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。 Figure 8 is a flow chart, FIG. 9 showing the detection control operation of the piston stop position is an explanatory diagram showing an output signal of the crank angle signal, FIG. 10 shows the relationship between the elapsed time and the in-cylinder temperature estimation value of the engine automatic stop it is a graph showing a.

ECU2は、エンジン1の自動停止条件が成立した時点t0において、フラグがONの場合、エンジン1の目標速度を、エンジン1を自動停止させない時の通常のアイドル回転速度(以下、通常のアイドル回転速度という)よりも高い値、例えば通常のアイドル回転速度が650rpm(自動変速機はドライブ(D)レンジ)に設定されたエンジン1では前記目標速度(自動停止条件成立時のアイドル回転速度)を850rpm程度(自動変速機はニュートラル(N)レンジ)に設定することにより、エンジン回転速度Neを通常のアイドル回転速度よりも少し高い回転速度で安定させる制御を実行する。 ECU2, at time t0 when the automatic stop condition of the engine 1 is satisfied, if the flag is ON, the target speed of the engine 1, the normal idle speed when not automatically stop the engine 1 (hereinafter, the normal idle speed higher than) that, for example, normal idle rotational speed is 650 rpm (automatic transmission drive (D) range) set the engine 1, the target speed (automatic stop condition idling rotational speed) of approximately 850rpm during establishment (automatic transmission neutral (N) range) by setting, it executes control to stabilize the engine rotational speed Ne at a slightly higher rotational speed than the normal idle rotational speed. 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。 Also adjusting the opening K of the throttle valve 23 to be stable with the boost pressure Bt is relatively high predetermined value (approximately -400 mmHg).

そしてエンジン回転速度Neが目標速度に安定した時点t1で燃料噴射を停止させてエンジン回転速度Neを低下させる。 Then the fuel injection is stopped to lower the engine rotational speed Ne at the time t1 when the engine rotational speed Ne is steady at the target speed. また、エンジン1を自動停止させる制御動作の初期段階である前記燃料噴射の停止時点t1で、スロットル弁23の開度Kを、気筒内空燃比を空気過剰率λ=1にしたときのアイドル時の吸気流量(エンジン1の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。 Further, in the fuel injection stop time t1 which is the initial stage of the control operation to automatically stop the engine 1, the opening K of the throttle valve 23, idle when the air-fuel ratio in the cylinder in excess air ratio lambda = 1 to set the intake flow rate so that more air flow than the (basic intake air flow rate required to continue the operation of the engine 1). すなわち、前記時点t1直前の燃焼状態が、気筒内空燃比を空気過剰率λ=1ないしλ=1付近に設定されて均質燃焼されている場合はスロットル弁23の開度Kを増大させ(例えば開度K=30%程度)、気筒内空燃比がリーンに設定されて成層燃焼されている場合はスロットル弁23の開度Kをそのまま(成層燃焼時の比較的大きな開度のまま)維持する。 That is, the time point t1 immediately before the combustion state, when the air-fuel ratio cylinder is set near to lambda = 1 excess lambda = 1 without air being homogeneous combustion increases the opening K of the throttle valve 23 (e.g. opening K = about 30%), while the relatively large opening at it (stratified combustion the opening K of the throttle valve 23 when the cylinder air-fuel ratio is set to lean stratified combustion) maintained . 図6および図7は前者の場合を示している。 6 and 7 show the former case.

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

またECU2は、時点t1でオルタネータ28の発電を一旦停止させる。 The ECU2 temporarily stops the power generation of the alternator 28 at time t1. これによってクランクシャフト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。 This reduces the rotational resistance of the crankshaft 3, the speed of the engine rotational speed Ne is prevented too low quickly.

こうして時点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時点t2でスロットル弁23を閉止する。 Thus when stopping fuel injection at time t1 the engine rotational speed Ne starts to decrease, to close the throttle valve 23 preset reference speed at time t2 when it became for example 760rpm below was confirmed. すると時点t2からやや遅れてブースト圧Btが減少し始め、エンジン1の各気筒に吸入される吸気流量が減少する。 Then it began to slightly later boost pressure Bt to decrease from the time t2, the intake air flow inhaled into each cylinder of the engine 1 is reduced. スロットル弁23を開放している時点t1から時点t2までの間に吸入された空気は、共通吸気通路21cおよびサージタンク21bを経由して各気筒の分岐吸気通路21aに導かれる。 Air sucked between the time t1 that opens the throttle valve 23 to the time point t2 is guided through the common intake passage 21c and the surge tank 21b to the branch intake passage 21a of each cylinder. 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。 Then turn will suction the air from the cylinder reached the intake stroke. 図7に示す場合では第4気筒12D、第2気筒12B、第1気筒12A、第3気筒12Cの順となる。 The fourth cylinder 12D in the case shown in FIG. 7, the second cylinder 12B, a first cylinder 12A, the order of the third cylinder 12C. ここで、時点t1および時点t2の設定を前記のようにすることによって、第3気筒12C(圧縮行程気筒)よりも第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。 Here, by setting the time t1 and time t2 as described above, also from the third cylinder 12C (compression stroke cylinder) is towards the first cylinder 12A (expansion-stroke cylinder) for sucking more air become.

時点t1以降はエンジン1が惰性で回転するため、エンジン回転速度Neが次第に低下し、やがて時点t5で停止するが、このエンジン回転速度Neの低下は、図6および図7に示すように、小刻みなアップダウン(4気筒4サイクルエンジンでは10回前後)を繰り返しながら低下して行く。 Since the time t1 after the engine 1 is rotated by inertia, and gradually decreases the engine rotational speed Ne, but stops before long at t5, reduction of the engine rotational speed Ne, as shown in FIGS. 6 and 7, wiggle such up-and-down (in the four-cylinder, four-cycle engine before and after 10 times) decreases while repeating.

図7に示すクランク角度CAのタイムチャートは、実線が第1気筒12Aおよび第4気筒12Dの上死点(TDC)を0°CAとした場合のクランク角度を示し、一点鎖線が第2気筒12Bおよび第3気筒12Cの上死点を0°CAとした場合のクランク角度を示している。 Time chart of the crank angle CA as shown in FIG. 7 shows the crank angle in the case where the solid line is a 0 ° CA top dead point (TDC) of the first cylinder 12A and the fourth cylinder 12D, one-dot chain line second cylinder 12B and top dead center of the third cylinder 12C shows a crank angle in the case of a 0 ° CA. 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。 The solid line and the dashed line are opposite phases to each other the boundary of 90 ° CA. 4気筒4サイクルエンジン1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(クランク角度=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 4-cylinder 4-cycle engine 1, since the marks the sequential compression top dead center of either of the cylinders every 180 ° CA, the time chart, at the apex of the waveform shown by the solid line or a dashed line (crank angle = 0 ° CA) any cylinder indicates that passing through the compression TDC.

この何れかの気筒が圧縮上死点となるタイミングは、前記エンジン回転速度Neのアップダウンの谷のタイミングと一致している。 Time for this one of the cylinders is compression top dead center is coincident with the timing of the trough of the up-down of the engine rotational speed Ne. 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時点で再び上昇するという小刻みなアップダウンを繰り返しながら次第に低下するのである。 In other words, the engine rotational speed Ne after the respective cylinders dropped whenever the temporarily greet sequential compression top dead center, gradually decreased while repeating wiggling up and down that increases again at the time of exceeding the compression top dead center than it is.

そして最後の圧縮上死点を通過した時点t4の後に圧縮上死点を迎える圧縮行程気筒12Cでは、慣性力によるピストン13の上昇に伴って空気圧が高まり、その圧縮反力によりピストン13が上死点を越えることなく押し返されてクランクシャフト3が逆転する。 Then, in the compression stroke cylinder 12C greet compression top dead center after the time t4 that has passed through the last compression TDC, increased air pressure with the rise of the piston 13 by inertial force, the piston 13 is top dead by the compression reaction force pushed back is the crankshaft 3 is reversed without exceeding the point. このクランクシャフト3の逆転によって膨張行程気筒12Aの空気圧が上昇するため、その圧縮反力に応じて膨張行程気筒12Aのピストン13が下死点側に押し返されてクランクシャフト3が再び正転し始め、このクランクシャフト3の逆転と正転とが数回繰り返されてピストン13が往復作動した後に停止することになる。 Thus the air pressure in the expansion stroke cylinder 12A by reverse rotation of the crankshaft 3 is increased, the piston 13 of the expansion-stroke cylinder 12A is pushed back to the bottom dead center crankshaft 3 rotates normally again in accordance with the compression reaction force First, the piston 13 is repeated reverse and normal rotation of the crank shaft 3 is several times will stop after reciprocating. 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1の摩擦等の影響を受け、前記最後の圧縮上死点を超えた時点t4のエンジン1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。 The stop position of the piston 13, while being substantially determined by the balance of the compressive reaction force in the compression stroke cylinder 12C and the expansion-stroke cylinder 12A, the influence of friction of the intake resistance and the engine 1 in the intake stroke cylinder 12D, the last rotational inertia of the engine 1 compression on time t4 exceeds the dead point of, i.e. will vary depending height 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、且つ膨張行程気筒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。 Therefore, in order to stop the piston 13 of the expansion-stroke cylinder 12A in a proper stop range R, the compression reaction force of the expansion-stroke cylinder 12A and the compression-stroke cylinder 12C is sufficiently large, respectively first, and the compression of the expansion stroke cylinder 12A as the reaction force becomes larger by a predetermined value than the compression reaction force of the compression-stroke cylinder 12C, it is necessary to adjust the intake air flow rate for both cylinders. このために、燃料噴射の停止時点t1でスロットル弁23を開放してその開度Kを増大させることにより膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cの両方に所定量の空気を吸入させた後、所定時間が経過した時点t2で前記スロットル弁23を閉止してその開度Kを低減することにより前記吸入空気量を調節するようにしている。 For this, after inhalation of a predetermined amount of air to both of the expansion-stroke cylinder 12A and the compression-stroke cylinder 12C by at the stop time t1 of the fuel injection by opening the throttle valve 23 to increase its opening degree K, predetermined so that adjusting the amount of intake air by reducing the opening degree K by closing the throttle valve 23 at time t2 of a time elapse.

ところで、このようにしてエンジン1を自動停止させ、エンジン回転速度が低下する過程において、各気筒12A〜12Dが圧縮上死点を通過する際のエンジン回転速度(上死点回転速度)neと、膨張行程気筒12Aのピストン停止位置との間には、明確な相関関係がある。 However, this way is automatically stopping the engine 1, in the process of the engine rotational speed decreases, the engine speed (rotational speed TDC) ne when the cylinders 12A~12D passes the compression top dead center, between the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A, a clear correlation. すなわち、各段階(停止前から2番目、3番目、4番目・・・)の上死点回転速度neがそれぞれ一定の速度範囲内にあるときに膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が適正停止範囲R内となる確率が高くなるのである。 In other words, each stage (second from front stop, third, fourth ...) appropriate stop range piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A when the top dead center speed ne is in each within a certain speed range of the probability of the R is the increases.

この特性を利用し、本実施形態ではエンジン回転速度Neの低下過程における所定の段階(特に重要なのは停止前から2番目(時点t3))の上死点回転速度neが一定の速度範囲内となるような制御を行って、膨張行程気筒12Aのピストン13がより確実に適正停止範囲R内で停止するような制御を行っている。 Utilizing this characteristic, (second from front stop particular importance (time t3)) given stage dead center rotational speed ne on the is within a predetermined speed range in reduction process of the engine rotational speed Ne is in this embodiment performs control such as, control is performed such as the piston 13 of the expansion-stroke cylinder 12A is stopped more securely within the adequate stop range R. 具体的には、オルタネータ28の発電量を増減させることによってクランクシャフト3の負荷(エンジン負荷)を調節し、停止前から2番目の上死点回転速度ne(時点t3)が、350±50rpmの範囲内となるようにしている。 Specifically, by adjusting the load of the crank shaft 3 (engine load) by increasing or decreasing the amount of electric power generated by the alternator 28, the second top dead center rotational speed ne before stop (time t3), the 350 ± 50 rpm It is set to be within the range. ここで本実施形態では、エンジン1の上死点回転速度neが所定の範囲(具体的には、260rpm〜400rpm)内に減速した後、大気の状態に基づいて、吸気行程に燃料を噴射するか否かを判定し、仮に空気密度が所定の値(例えば1.08kg/m )未満であれば、圧縮行程気筒12Cに対し、最後の吸気行程にて燃料噴射F1を実行するようにしている。 In this exemplary embodiment (specifically, 260Rpm~400rpm) top dead center rotational speed ne predetermined range of the engine 1 after deceleration in, based on the state of the atmosphere, to inject fuel into the intake stroke whether determined, if if less than the predetermined value the air density (e.g. 1.08 kg / m 3), with respect to the compression stroke cylinder 12C, so as to perform a fuel injection F1 at the end of the intake stroke there. これにより、高地等、空気密度の極めて低い環境下においても、圧縮行程気筒12Cの筒内で均質な混合気を生成し、再始動時に緩慢燃焼を実現できるようにしている。 Thus, high altitude, etc., even at very low environment of air density, to produce a homogeneous air-fuel mixture in the cylinder of the compression stroke cylinder 12C, so that can realize a slow combustion at the restart.

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タイミング(図7に示す時点t4)を過ぎると、何れの気筒も上死点を通過することがなく、行程の推移はなされなくなる。 Further decreases the engine rotational speed Ne, past the last compression TDC passing timing (time t4 shown in FIG. 7), both of the cylinders may not be passed through the top dead center changes in stroke is no longer made. 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シャフト3が逆転し、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。 The piston 13, its travel within the damped oscillation (when moving in the opposite direction reverses the crankshaft 3, the engine rotational speed Ne is negative) to try to stop the proper stop range R of aim with. 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。 However, the intake stroke cylinder 12D at this time is performed inspiration, likely variation stop position of the piston 13 and an intake resistance is large. 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。 In particular, the intake resistance the piston 13 acts to increase as it moves to the bottom dead center, piston 13 is likely to stop at the top dead center nearer aim. 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。 They work in phase with the piston 13 of the intake-stroke cylinder 12D and the piston 13 of the expansion-stroke cylinder 12A, the piston 13 eventually expansion-stroke cylinder 12A becomes easier to stop at the top dead center nearer aim.

そこで本実施形態では、時点t4と略同時(やや遅らせてもよい)にスロットル弁23の開度Kを図7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。 In this embodiment, increases the opening K of the throttle valve 23 at time t4 substantially simultaneously (or slightly delayed) until opening K1 shown in FIG. 7 (e.g. K1 = 40% approximately), the intake-stroke cylinder 12D thereby reducing the intake resistance. 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。 Thus without affecting the intake air flow rate balance in the expansion-stroke cylinder 12A and the compression-stroke cylinder 12C, piston 13 becomes easier to stop at the position of the aim in accordance with the balance.

なお、このような制御を行うためには、時点t4が最後の圧縮上死点通過タイミングであることを即時に判別する必要があり、次の(圧縮行程気筒12Cでの)圧縮上死点は通過しないことを時点t4において予測しなければならない。 In order to perform such control, it must determine immediately the time t4 is the last compression TDC passage timing of the next (in the compression stroke cylinder 12C) compression top dead center It shall predicted at time t4 that does not pass through. そのため本実施形態では、ECU2が最後の上死点通過タイミングを判別するようにしている。 Therefore, in this embodiment, so as to determine the dead point passage timing on ECU2 is the last. ECU2は、各上死点通過時のエンジン回転速度と、予め実験等で求められた所定の回転速度(例えば260rpm)とを比較し、前者が後者以下となった時点で、それが最後の圧縮上死点通過タイミングであると判別する。 ECU2 includes an engine rotational speed during passing the top dead center, it is compared with the predetermined rotational speed obtained by experiment or the like in advance (for example 260 rpm), when the former becomes the latter less, it is the last compression determined to be in the top dead center passing timing. なお、最後の圧縮上死点通過タイミングにおける上死点回転速度neは、高いほど行程後期寄り(膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が下死点寄り、圧縮行程気筒12Cでは上死点寄り)で停止しやすくなる。 Note that TDC engine speed at the end of the compression top dead center passing timing ne is a higher stroke late closer (piston stop position BDC side of the expansion-stroke cylinder 12A, the top dead center toward the compression stroke cylinder 12C) likely to stop.

ところで、エンジン自動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。 Incidentally, the intake air flow balance in the final intake stroke of the expansion-stroke cylinder 12A and the compression stroke cylinder 12C of the engine automatic stop just before is also affected by the boost pressure Bt. 特に、停止前から2番目の圧縮上死点通過タイミング(図7の時点t3)は、圧縮行程気筒12Cにおいて最終吸気行程の始点となっており、この時点のブースト圧Btの影響が大きい。 In particular, the second compression top dead center passing timing before stop (time t3 in FIG. 7) is a starting point of the last intake stroke in the compression stroke cylinder 12C, a large influence of the boost pressure Bt at this point. 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。 In other words, this boost pressure Bt is low (vacuum side), the intake air flow rate into the compression stroke cylinder 12C is reduced, the result in the stop position of the piston 13 is the top dead center side of the compression stroke cylinder 12C (the expansion stroke cylinder 12A It tends to bottom dead center closer). ブースト圧Btが高い(大気圧側)と、その逆となる。 Boost pressure Bt is high (the atmospheric pressure side), and vice versa.

従って、最後の上死点通過タイミングにおける上死点回転速度neが高く、また停止前から2番目の圧縮上死点通過タイミングのブースト圧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。 Therefore, high TDC engine speed ne at the last TDC pass timing, also at low boost pressure Bt of the second compression top dead center passing timing before stopping, the piston 13 stroke of the expansion-stroke cylinder 12A It overlaps the stop is likely to occur in late close, is likely to stop at the stop position of the aim (100 to 120 ° CA after top dead center). このような条件のときに、時点t3でスロットル弁23の開度をK1まで増大させる制御を行うと、ピストン停止位置がより行程後期寄りとなって、かえって狙いの停止位置から外れてしまう虞がある。 When these conditions, when the control of increasing at time t3 the opening of the throttle valve 23 to K1, the piston stop position becomes more stroke late close, a possibility that rather deviate from the target stop position is there. そこで本実施形態では、そのような場合には、時点t3におけるスロットル弁23の開度をK1より低開度(または閉止)とされる開度K2(図7参照)に設定し、吸気流量の増大を抑制することにより、膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が下死点寄りになり過ぎないようにしている。 Therefore, in this embodiment, in such a case, set to the opening degree K2 that is low opening (or closing) than the opening degree of the throttle valve 23 K1 (see FIG. 7) at time t3, the intake air flow rate by suppressing the increase in the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A is prevented too BDC closer.

こうして時点t5においてピストン13が完全に停止するが、その停止直前から停止までのピストン13の動作をクランク角度センサ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。 Piston 13 at time t5 thus is but completely stopped, by detecting the movement of the piston 13 to the stop from the stop just before the crank angle sensor 30, 31, the piston position detector 45 of the ECU2 stop position of the piston 13 to detect. 図8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。 Figure 8 is a flowchart showing the detection control operation of the piston stop position. この検出制御がスタートすると、第1クランク角度信号CA1(クランク角度センサ30からの信号)および第2クランク角度信号CA2(クランク角度センサ31からの信号)に基づき、第1クランク角度信号CA1の立ち上がり時に第2クランク角度信号CA2がLowであるか否か、または第1クランク角度信号CA1の立ち下がり時に第2クランク角度信号CA2がHighであるか否かを判定する(ステップS41)。 When the detection control is started, based on the first crank angle signal CA1 (crank signal from the angle sensor 30) and the second crank angle signal CA2 (signal from the crank angle sensor 31), at the rising edge of the first crank angle signal CA1 the second crank angle signal CA2 when the second crank angle signal CA2 is whether Low, or falling edge of the first crank angle signal CA1 determines whether a High (step S41). これにより、エンジン1の停止動作時における前記信号CA1、CA2の位相の関係が、図9(A)のようになるか、それとも図9(B)のようになるかを判定してエンジン1が正転状態にあるか逆転状態にあるかを判別する。 Thus, the relationship of the signals CA1, CA2 of the phase at the time of stopping the operation the engine 1, or so in FIG. 9 (A), or Figure 9 engine 1 to become either determined by the manner of (B) to determine on whether the reversal state is in the normal rotation state there.

すなわち、エンジン1の正転時には、図9(A)のように、第1クランク角度信号CA1に対して第2クランク角度信号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クランク角度信号CA1の立ち上がり時に第2クランク角度信号CA2がLow、第1クランク角度信号CA1の立ち下がり時に第2クランク角度信号CA2がHighとなる。 That is, when forward rotation of the engine 1, as shown in FIG. 9 (A), the by the second crank angle signal CA2 to the first crank angle signal CA1 is generated with a phase delay of about half pulse width, the first crank angle the second crank angle signal CA2 at the rising edge of the signal CA1 is Low, the second crank angle signal CA2 becomes High at the falling edge of the first crank angle signal CA1. 一方、エンジン1の逆転時には、図9(B)のように、第1クランク角度信号CA1に対して第2クランク角度信号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1の正転時とは逆に第1クランク角度信号CA1の立ち上がり時に第2クランク角度信号CA2がHigh、第1クランク角度信号CA1の立ち下がり時に第2クランク角度信号CA2がLowとなる。 On the other hand, during reverse rotation of the engine 1, as shown in FIG. 9 (B), the by the second crank angle signal CA2 to the first crank angle signal CA1 is generated with an advance of about half pulse width phase, positive engine 1 the second crank angle signal CA2 at the rising edge of the first crank angle signal CA1 Conversely when rolling is High, the second crank angle signal CA2 becomes Low at the falling edge of the first crank angle signal CA1.

そこで、ステップS41の判定がYESであれば、エンジン1の正転方向のクランク角度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、前記CAカウンタをダウンする(ステップS43)。 Therefore, if YES is determined in step S41, when up the CA counter for measuring the forward direction of the crank angle changes of the engine 1 (step S42), the determination of step S41 NO, the said CA counter the down (step S43). そして、エンジン自動停止後に前記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)。 Then, a piston stop position by looking at the measurement value of the CA counter after the engine automatic stop (step S44).

さらに本実施形態においては、エンジン1が停止する直前において、すなわち、各気筒が最後の停止行程を迎えたタイミングt4経過後に、上述したピストン位置検出結果に基づき、必要に応じて圧縮行程気筒12Cに対し、追加の燃料噴射F2が実行される。 Further, in the present embodiment, immediately before the engine 1 is stopped, that is, after the timing t4 of the cylinders has reached the last stop stroke, based on the piston position detection results described above, the compression stroke cylinder 12C as needed against, additional fuel injection F2 is executed. この燃料噴射F2は、実験に基づいて推定される停止位置が下死点に近い程、燃料噴射量が大きな値に設定された追加用の燃料噴射マップ(図示せず)に基づき、圧縮行程気筒12Cに対して、最後の圧縮行程(時点t4経過後)時に実行される。 The fuel injection F2, based on the closer stop position at the bottom dead center, which is estimated on the basis of experiments, the fuel injection map for additional fuel injection amount is set to a large value (not shown), the compression stroke cylinder relative 12C, the last of the compression stroke (time t4 after the elapse) is at runtime. これにより、可及的に圧縮行程気筒12Cの筒内圧力が低下し、より精緻に当該圧縮行程気筒12Cのピストン13を適正停止範囲R内(好ましくはその範囲の上死点側)で停止させることが可能になる。 Thus, in-cylinder pressure in the compression stroke cylinder 12C is reduced as much as possible, to stop more precisely the compression stroke cylinder 12C of the piston 13 the proper stop range R (preferably the top dead center side of the range) it becomes possible.

エンジン1が完全に停止すると、各気筒12A〜12Dの筒内温度は図10の温度特性に示すような変化をする。 When the engine 1 is completely stopped, cylinder temperature of each cylinder 12A~12D will change as shown in the temperature characteristics of FIG. 10. 図10は、エンジン自動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、エンジン自動停止時(時点t5)の筒内温度が80℃であった場合の筒内温度変化の推定値である。 Figure 10 is a graph showing the relationship between the elapsed time and the cylinder temperature of the engine automatic stop, the estimated in-cylinder temperature changes when the cylinder temperature at the time of automatic engine stop (time t5) was 80 ° C. is the value.

この特性に示すように、エンジン1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。 As shown in this characteristic, since the engine 1 is completely stopped the flow of the cooling water is stopped, the cylinder temperature immediately after stopping increases rapidly. そしてエンジン自動停止後約10秒でピークとなり、以後は徐々に低下して行く。 And it peaked at about 10 seconds after the engine is automatically stopped, thereafter gradually decreases. 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。 This property depends such as temperature of the cooling water (engine coolant temperature) and ambient temperature (intake temperature), the cylinder temperature estimation portion 46 of the ECU2 stores data obtained by mapping its characteristics. なお、圧縮行程気筒12Cに関しては、タイミングt3以降にのみ燃料を噴射した場合、T t3の特性を取り、タイミングt4以降に追加の燃料を噴射した場合には、T t4の特性を取ることとなり、そのような特性がこのグラフに対応する制御マップに記憶されている。 Regarding the compression stroke cylinder 12C, when the fuel is injected only after the timing t3, take the characteristics of the T t3, when injecting an additional fuel after timing t4 becomes the taking the characteristics of the T t4, such characteristics are stored in the control map corresponding to the graph.

なお、エンジン自動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。 Since scavenging is accelerated by increasing the degree of opening K of the throttle valve 23 during engine automatic stop operation period, fresh air a sufficient amount catalyst 37 is supplied. 従ってエンジン自動停止中は触媒37の酸素吸蔵量が充分に多い状態となっている。 Thus in the engine automatic-stop has a oxygen storage amount is sufficiently large state of the catalyst 37.

次に、エンジン1の再始動時の制御について説明する。 Next, a description will be given control at the time of restart of the engine 1. 再始動の際は、上述のようにまず圧縮行程気筒12Cでの燃焼を行わせてエンジン1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。 During the restart is to perform the combustion in the first compression stroke cylinder 12C as described above to perform the combustion in the expansion-stroke cylinder 12A from by reversely rotating the engine 1 temporarily divert the forward direction. つまりエンジン1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。 That raises the piston 13 of the expansion-stroke cylinder 12A by reversely rotating the engine 1 temporarily to perform the combustion in the cylinder after increasing its compression pressure. 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1の逆転によって圧縮されることにより大きな燃焼エネルギーが得られる。 And that a sufficient amount of air for the piston stop position is in the proper stop range R burning of the expansion-stroke cylinder 12A is secured, resulting a large combustion energy by the air is compressed by the reverse rotation of the engine 1 It is. つまりエンジン1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。 That can be smoothly migrated to the subsequent continuous operation with divert reliably in the forward direction of the engine 1.

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。 However, it has become an obstacle to be compressed strongly the air sufficient air to the expansion stroke cylinder 12A is present. 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。 It compression reaction force of the compressed air is because acting in a direction to push back the piston 13 of the expansion-stroke cylinder 12A.

そこで本実施形態では、膨張行程気筒12Aへの燃料噴射タイミング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。 Therefore, in this embodiment, by delaying the fuel injection timing to the expansion stroke cylinder 12A, control is performed to increase (increase the density) the amount of compression of the air in the expansion-stroke cylinder 12A. 燃料噴射タイミングを遅らせると、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。 Delaying injection timing, will be to inject fuel to a certain cylinder of the state where the in-cylinder air is compressed, the compression pressure is reduced by the latent heat of vaporization. 従って同じエンジン1の逆転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。 Thus if the energy of the reverse rotation of the same engine 1 the piston 13 can be moved to near the more the top dead center (piston stroke increases), it is possible to increase the density of the compressed air.

上記のようにして自動停止状態となったエンジン1を再始動させる際の制御動作を図11〜図13に示すフローチャートに基づいて説明する。 Will be described with reference to a flow chart illustrating a control operation at the time of restarting the engine 1 becomes automatically stopped state as described above in FIGS. 11 to 13. まず、所定のエンジン再始動条件が成立したか否かを判定し(ステップS100)、YESと判定された場合、例えば、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には、エンジン1の自動停止後にカウント開始されたエンジン自動停止時間が予め設定された基準時間以内であるか否かが判定される(ステップS101)。 First, it is determined whether a predetermined engine restart condition is satisfied (step S100), when it is determined YES, and for example, when the accelerator operation or the like for starting the stopped state is performed, the battery voltage when dropped, or if such an air conditioner is activated, whether the count initiated automatic engine stop time after the automatic stop of the engine 1 is within a preset reference time is determined (step S101). エンジン1の自動停止時間が比較的長い場合には、自動停止制御中に燃料を噴射している場合であっても、圧縮行程気筒12C内が希釈化してしまい、所望の燃焼特性を得ることができなくなるおそれがある。 If the automatic stop time of the engine 1 is relatively long, even if the fuel is injected during the automatic stop control, the compression-stroke cylinder 12C ends up diluted, to obtain a desired combustion characteristics there is a possibility that can not be. そこで、この判定では、エンジン1の停止時間に応じて、再度、燃料噴射が必要であるか否かを判定しているのである。 Therefore, in this determination, depending on the stop time engine 1, with each other to determine whether it is necessary to re-injection.

ステップS101の判定でYESの場合、すなわち、エンジン自動停止時間が比較的短く圧縮行程気筒12Cの筒内が希釈化していないと判定された場合には、さらに大気の空気密度が1.08kg/m 以上であるか否かが判定される(ステップS102)。 If YES is determined in step S101, i.e., if the cylinder of the engine automatic-stop time is relatively short compression stroke cylinder 12C is determined not to be diluted further air density of the air is 1.08 kg / m 3 or more by whether it is determined (step S102). 他方、ステップS101の判定でNOの場合には、ステップS102でYESの場合と同様に、圧縮行程気筒12Cを着火するためのフロー(ステップS103〜S110)に移行する。 On the other hand, in the case of NO in the determination in step S101, as in the case of YES at step S102, the process proceeds to the flow (step S103~S110) for igniting the compression stroke cylinder 12C.

圧縮行程気筒12Cを着火するためのフローとしては、最初にエンジン水温、自動停止からの経過時間、吸気温度等に基づいて筒内温度を推定する(ステップS103)。 The flow for igniting the compression stroke cylinder 12C, first engine water temperature, the elapsed time from the automatic stop, to estimate the in-cylinder temperature based on the intake air temperature or the like (step S103).

次いで、エンジン1の自動停止時に検出されたピストン13の停止位置に基づき、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S104)。 Then, based on the stop position of the piston 13 detected during the automatic stop of the engine 1, to calculate the air volume of the compression stroke cylinder 12C and the expansion stroke cylinder 12A (step S104). 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る。 In other words, the combustion chamber volume of the compression stroke cylinder 12C and the expansion-stroke cylinder 12A is calculated from the stop position of the piston 13. なお、エンジン1の自動停止時には、燃料噴射の停止後にエンジン1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、且つ、エンジン自動停止中に圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12Aの内部が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になる。 At the time of automatic stop of the engine 1, the expansion-stroke cylinder 12A because the engine 1 is stopped after the stop from rotating number of fuel injection even in a state filled with fresh air, and the compression stroke cylinder while the engine automatic stop since the interior of 12C and the expansion-stroke cylinder 12A is substantially become the atmospheric pressure, so that the fresh air amount from the combustion chamber volume is determined.

次に、上記クランク角度センサ30、31の出力信号に応じて検出された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、下死点BDC寄りにあるか否かが判定される(ステップS105)。 Next, the detected piston stop position in response to the output signal of the crank angle sensor 30, 31 of the appropriate stop range R (the top dead center BTDC60~80 ° CA) in the compression stroke cylinder 12C, the bottom dead center whether the BDC toward is determined (step S105). 上述したように、本実施形態では、自動停止条件が成立し、車速=0になってから、エンジン1を強制停止するまでの間に、圧縮行程気筒12Cを行程中央よりも上死点側の適正停止範囲R内に停止させる制御を実行しているのみならず、図7の燃料噴射F2に係る制御によってさらに、精緻に圧縮行程気筒12Cのピストン13の停止位置を行程中央よりも上死点側の適正停止範囲R内に停止させる制御を実行しているため、極めて高い確率で、圧縮行程気筒12Cは、上死点側に移動している。 As described above, in the present embodiment, the automatic stop condition is satisfied, after becoming the vehicle speed = 0, until forcibly stopping the engine 1, the compression-stroke cylinder 12C stroke center of the upper dead point side than the not only running control to stop the proper stop range R, further the control of the fuel injection F2 in FIG. 7, precisely TDC than stroke center stop position of the piston 13 in the compression stroke cylinder 12C since running control to stop the proper stop range R of the side, with a very high probability, the compression stroke cylinder 12C is moved to the top dead center. しかし、何らかの原因で意図された位置よりも下死点側で停止することも皆無とは言い難いので、念のため、このステップS105で圧縮行程気筒12Cのピストン停止位置を確認することとしているのである。 However, since hardly even completely eliminated say stopping at the bottom dead center side from position intended for some reason, just in case, since the confirming the piston stop position of the compression stroke cylinder 12C at step S105 is there.

このステップS105でYESと判定され(このような判定がなされることは極めてまれであるが)、圧縮行程気筒12C内の空気量が比較的多いことが確認された場合には、上記ステップS104で算出された圧縮行程気筒12Cの空気量に対し、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1回目の燃料噴射を行う(ステップS106)。 In step S105 it is determined that YES (Such determination it is extremely rare to be made), if the amount of air in the compression stroke cylinder 12C be relatively large is confirmed, in step S104 air amount calculated compression stroke cylinder 12C to, lambda perform first fuel injection such that the (excess air ratio)> 1 becomes the air-fuel ratio (for example, about an air-fuel ratio = 20) (step S106). この空燃比は、ピストン13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回目用第1空燃比マップM11から求められ、λ>1というリーン空燃比に設定される。 The air-fuel ratio, depending on the stop position of the piston 13 is determined from the first air-fuel ratio map M11 for first preset compression-stroke cylinder 12C, it is set to a lean air-fuel ratio of lambda> 1. これにより、圧縮行程気筒12C内の空気量が比較的多いときであっても、逆転のための燃焼エネルギーが過多となることが防止される。 Accordingly, even when the air quantity in the compression stroke cylinder 12C is relatively large, thereby preventing the combustion energy for the reverse rotation becomes excessive.

一方、上記ステップS105でNOと判定され、圧縮行程気筒12C内の空気量が比較的に少ないときは、上記ステップS104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1回目の燃料噴射を行う(ステップS107)。 On the other hand, the step S105 in the determination NO, and when the amount of air in the compression stroke cylinder 12C is relatively small, air-fuel ratio λ becomes ≦ 1 with respect to the air volume of the compression stroke cylinder 12C calculated in Step S104 performing first fuel injection such that (step S107). この空燃比は、ピストン13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回目用第2空燃比マップM12から求められ、λ≦1(理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比)に設定されることにより、圧縮行程気筒12C内の空気量が少ないときであっても、逆転のための燃焼エネルギーが充分に得られるようになっている。 The air-fuel ratio, depending on the stop position of the piston 13 obtained from the second air-fuel ratio map M12 for first preset compression stroke cylinder 12C, the lambda ≦ 1 (stoichiometric air-fuel ratio or rich air-fuel ratio than) by setting, even when a small amount of air in the compression stroke cylinder 12C is, combustion energy is adapted to be sufficiently obtained for the reversal.

次に、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所定時間の経過後に、当該気筒12Cに対して点火を行う(ステップS108)。 Then, after a predetermined time set in consideration of the vaporization time from the first fuel injection to the compression-stroke cylinder 12C to performs ignition with respect to the cylinder 12C (step S108). この場合において、本実施形態では、図4(A)(B)で示したような部分点火が実行される。 In this case, in the present embodiment, a portion ignited as shown in FIG. 4 (A) (B) is performed. これにより、再始動後に圧縮行程気筒12Cに燃料が噴射された場合においても、充分な緩慢燃焼を実現することが可能になる。 Accordingly, when the fuel in the compression stroke cylinder 12C after the restart has been injected also, it is possible to realize a sufficient slow combustion. そして、点火後の一定時間内にクランク角度センサ30、31のエッジ、つまりクランク角度信号の立ち上がり又は立ち下がりが検出されたか否かにより、ピストン13が動いたか否かを判定し(ステップS109)、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に対して再度、部分点火を行う(ステップS110)。 Then, the edge of the crank angle sensor 30, 31 within a certain time after the ignition, i.e. by whether the rising or falling edge of the crank angle signal is detected, determines whether the piston 13 is moved (step S109), when the piston 13 by the misfire is determined that the NO be did not move was confirmed again, perform the partial spark the compression-stroke cylinder 12C (step S110).

他方、上述したステップS101でエンジン自動停止時間が比較的短く、しかもステップS102で空気密度が所定値未満である場合、既に図7に示したように、エンジン1の自動停止制御中において、最後の吸気行程にて圧縮行程気筒12C内に燃料噴射F1が実行されていることから、圧縮行程気筒12C内には均質な混合気が生成されている。 On the other hand, a relatively short automatic engine stop time at step S101 described above, moreover when the air density in the step S102 is less than a predetermined value, as already shown in FIG. 7, during the automatic stop control of the engine 1, the last since running fuel injection F1 is in the compression stroke cylinder 12C at the intake stroke, the compression stroke cylinder 12C homogeneous mixture is generated. そこで、その場合には、直ちに圧縮行程気筒12Cを点火し(ステップS111)、その後はステップS109に以降して、逆転動作を実行させるようにしている。 Therefore, in that case, immediately ignite the compression stroke cylinder 12C (Step S 111), then so that in subsequent step S109, to perform the reverse operation. 尤も、この場合においても、図4(A)または(B)で示す部分点火が実行される。 However, in this case, partial ignition shown in FIG. 4 (A) or (B) is performed. これにより、自動停止時に再始動時逆転用の燃料が圧縮行程気筒12Cに噴射された場合においても、充分な緩慢燃焼を実現するように構成されている。 Thus, in the case where the fuel for restarting the reverse rotation when the automatic stop is injected into the compression stroke cylinder 12C is also configured to achieve a sufficient slow combustion.

次に、図12を参照して、上記ステップS109で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S103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(1回目の前段噴射と2回目の後段噴射との比率)を算出する(ステップS121)。 Next, referring to FIG. 12, when the piston 13 is determined as YES in step S109 that has moved is confirmed, based on the in-cylinder temperature estimated by the piston stop position and the step S103, the expansion stroke dividing ratio of the divided fuel injection for cylinder 12A (the ratio between first stage injection and the second succeeding injection) is calculated (step S121). 上記後段の噴射比率は、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大きな値に設定される。 The latter injection ratio, piston stop position as is at the bottom dead center closer, also cylinder temperature is set to a higher value greater in the expansion-stroke cylinder 12A.

次に、上記ステップS104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)。 Then, to calculate the fuel injection amount so as to have a predetermined air-fuel ratio (λ ≦ 1) with respect to the air volume of the expansion-stroke cylinder 12A calculated in step S104 (step S122). この際の空燃比は、ピストン13の停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒12A用の空燃比マップM14から求められる。 Air-fuel ratio at this time is determined from the air-fuel ratio map M14 for the expansion-stroke cylinder 12A which is preset in accordance with the stop position of the piston 13. また、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)。 Furthermore, by the division ratio calculated by the fuel injection amount and the step S121 to the expansion stroke cylinder 12A calculated in step S122, to calculate the fuel injection amount of the previous stage (first time) with respect to the expansion-stroke cylinder 12A, injects ( step S123).

次に、上記ステップS103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)。 Then, based on the in-cylinder temperature estimated in step S103, it calculates a fuel injection timing of the subsequent (second) for the expansion-stroke cylinder 12A (Step 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1の逆転)を開始した後に、気筒内の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ように、つまりピストン13を上死点へ近づけるように設定され、且つこの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確保できるように設定される。 The second injection timing is after the piston 13 starts to move to the top dead center (reverse rotation of the engine 1), together with the air in the cylinder is time being compressed, latent heat of vaporization of the injected fuel is compressed to reduce the pressure effectively, i.e. set the piston 13 so as to be close to the top dead center, and the fuel injected the second time can be set such that the time to vaporize before the ignition timing can be secured as much as possible that.

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)。 Then, by the division ratio calculated by the fuel injection amount and the step S121 to the expansion stroke cylinder 12A calculated in step S122, to calculate the fuel injection amount of the post-stage (second time) with respect to the expansion-stroke cylinder 12A (Step S125 ), it is injected into the second injection timing calculated in the step S124 (step S126).

上記膨張行程気筒12Aへの2回目の燃料噴射後に、所定のディレイ時間が経過した時点で点火する(ステップS127)。 After the second injection of fuel into the expansion-stroke cylinder 12A, it ignites when the predetermined delay time has elapsed (step S127).

本実施形態では、ステップS127において、膨張行程気筒12Aに点火する際には、全ての点火プラグ15A〜15Cを同時に点火させることにより、急速燃焼を図っている。 In this embodiment, in step S127, when igniting the expansion-stroke cylinder 12A, by igniting all the spark plugs 15A~15C simultaneously, thereby achieving rapid combustion. これにより、膨張行程気筒12Aは、圧縮行程気筒12Cの緩慢燃焼によって制約された範囲内で大きなピストンストロークが与えられているばかりでなく、制約されたピストンストロークにおいても、大きな燃焼エネルギーを生成し、運動エネルギーを出力することが可能となっている。 Accordingly, the expansion-stroke cylinder 12A is not only large piston stroke within a scope that is limited by slow combustion of the compression stroke cylinder 12C is provided, even in the piston stroke constrained to generate large combustion energy, it is possible to output the kinetic energy.

さらに上記ディレイ時間は、ピストン13の停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒12A用の点火マップM15から求められる。 Furthermore the delay time is determined from ignition map M15 for the expansion-stroke cylinder 12A which is preset in accordance with the stop position of the piston 13. 本実施形態においては、このディレイ時間は、2回目の燃料噴射によって生起された筒内の乱れが残存している時間内に設定されており、具体的には、0.03secが好ましい。 In the present embodiment, the delay time is turbulence in the cylinder that is occurring by the second fuel injection and is set within the time remaining, specifically, 0.03sec is preferred. 上記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1は逆転から正転に転ずる。 The initial combustion in the expansion-stroke cylinder 12A by the ignition, the engine 1 starts to forward the reverse. 従って、圧縮行程気筒12Cのピストン13が上死点側に移動し、気筒内のガス(上記ステップS108の点火によって燃焼した既燃ガス)を圧縮し始める。 Thus, the piston 13 is moved to the top dead center of the compression stroke cylinder 12C, it begins to compress the gas in the cylinder (burned gas combusted by the ignition of step S108).

次に、燃料の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)。 Then, taking into account the vaporization time of the fuel, injecting the second fuel into the compression stroke cylinder 12C (Step 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13の停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒12Cの2回目用空燃比マップM16から求められる。 Fuel injection amount at this time, as the air-fuel ratio of the total based on the total injection quantity and the first injection amount becomes flammable air-fuel ratio more rich (for example, about 6) than (lower limit 7-8), depending on the stop position of the piston 13 is obtained from the second air-fuel ratio map M16 preset compression stroke cylinder 12C. この圧縮行程気筒12Cにおける2回目の噴射燃料による気化潜熱に応じて、圧縮行程気筒12Cの圧縮上死点付近における圧縮圧力が低減されることにより、当該圧縮上死点を容易に越えることが可能となる。 Depending on the second latent heat by the fuel injected in the compression stroke cylinder 12C, by compression pressure in the vicinity of compression top dead center of the compression stroke cylinder 12C is reduced, it is possible to exceed the compression top dead center easily to become.

なお、上記圧縮行程気筒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、燃焼は行われず、可燃空燃比よりもリッチなために自着火も起こらず、この不燃燃料は、その後に排気通路22の排気ガス浄化触媒に吸蔵されている酸素と反応して、無害化される。 Incidentally, the second fuel injection into the compression stroke cylinder 12C is, there is to be made in order to reduce the compression pressure exclusively in the cylinder, the ignition to this, the combustion is not performed, a richer than the combustible air-fuel ratio ignition also not occur because, the incombustible fuel reacts with oxygen that is then occluded in the exhaust gas purifying catalyst in the exhaust passage 22, it is rendered harmless.

次に図13を参照して、上記のように圧縮行程気筒12Cにおいて2回目に噴射された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、つまり停止時に吸気行程にあった第4気筒での最初の燃焼となる。 Referring now to FIG. 13, since the fuel injected the second time in the compression stroke cylinder 12C as described above does not burn, following the first combustion in the expansion stroke cylinder 12A following combustion, the intake stroke cylinder 12D , that is, the first combustion in the fourth cylinder that was in an intake stroke at the time of stop. この吸気行程気筒12Dのピストン13が圧縮上死点を越えるためのエネルギーとしては、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、上記膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のエネルギーが、圧縮行程気筒12Cが圧縮上死点を乗り越えるためと吸気行程気筒12Dが圧縮上死点を越えるためとの両方に供される。 The energy for the piston 13 of the intake stroke cylinder 12D exceeds the compression top dead center, part of the energy of the initial combustion devoted in the expansion-stroke cylinder 12A, the energy of the initial combustion in the expansion-stroke cylinder 12A is compressed stroke cylinder 12C intake stroke cylinder 12D and to overcome the compression top dead center is subjected to both for exceeding the compression top dead center.

従って、円滑な始動のためには吸気行程気筒12Dが圧縮上死点を越えるためのエネルギーが小さいことが望ましく、このために気筒12D内の空気密度を推定し、その推定値から吸気行程気筒12Dの空気量を算定した後(ステップS140)、上記ステップS103で推定した筒内温度に基づいて、自着火を防止するための空燃比補正値を算出する(ステップS141)。 Therefore, it is desirable the intake stroke cylinder 12D is for the smooth start-up is less energy to cross the compression top dead center and thus to estimate the air density in the cylinder 12D, the intake stroke cylinder 12D from the estimated value after calculating the air amount (step S140), based on the in-cylinder temperature estimated in step S103, it calculates the air-fuel ratio correction value for preventing self-ignition (step S141). すなわち自着火が起こると、その燃焼によって圧縮上死点に至る前にピストン13を下死点側に押し戻す力(逆トルク)が発生し、その分だけ圧縮上死点を越えるためのエネルギーが多く消費されるので望ましくない。 That is, self-ignition occurs, the force pushing back the piston 13 to the bottom dead center (reverse torque) is generated, much energy to exceed the compression top dead center by the amount before reaching the compression top dead center by its combustion undesirable because it is consumed. そこで、上記逆トルクを抑制するために空燃比をリーン側に補正し、圧縮自己着火が起こらないようにしている。 Therefore, the air-fuel ratio in order to suppress the reverse torque is corrected to the lean side, so compression 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に基づき、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 air amount of the intake stroke cylinder 12D as calculated in step S140, based on the air-fuel ratio in consideration of the air-fuel ratio correction value calculated in step S141, calculates the fuel injection quantity into the intake stroke cylinder 12D ( step S142). そして、上記吸気行程気筒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されるように、つまり圧縮上死点を越えるための必要エネルギーが低減されるように、圧縮行程の後期まで遅延され(ステップS143)、その遅延量は、エンジン1の自動停止期間、吸気温度、エンジン水温等に基づいて算出される。 As performs the fuel injection for the intake-stroke cylinder 12D, the fuel injection, so that the compression pressure by the latent heat of vaporization is reduced, that is necessary energy for exceeding the compression top dead center is reduced, to late in the compression stroke is delayed (step S143), the amount of delay, the automatic stop period of the engine 1, intake air temperature is calculated based on the engine coolant temperature or the like.

また、上記逆トルクの発生を抑制するため、点火時期を上死点以降に遅延して点火する(ステップS144)。 Further, in order to suppress the generation of the counter torque and ignites with a delay after the top dead center of the ignition timing (step S144). 以上の制御が実行されることにより、吸気行程気筒12Dにおいて、圧縮上死点まではその圧縮圧力が小さくなって上死点を越えやすくなり、上死点を過ぎた時点で燃焼エネルギーによる正転方向のトルクが発生することになる。 By the above control is performed, the intake stroke cylinder 12D, until the compression top dead center is easily exceed the top dead center becomes smaller the compression pressure, forward by combustion energy at the time of past top dead center so that the direction of the torque is generated.

上記ステップS144の後、通常の制御状態に移行してもよいが、当実施形態では、さらにエンジン回転速度の吹上がりを抑制する制御を行っている。 After step S144, may be shifted to the normal control state, in this embodiment, it is further performed control to suppress racing rising of the engine rotation speed. このエンジン回転速度の吹上がりとは、吸気行程気筒12Dでの初回燃焼以降、エンジン回転速度が必要以上に急上昇することをいい、加速ショックが発生したり、運転者に違和感が与えられたりする原因となるので望ましくない。 CAUSE The A racing rising of the engine rotational speed, after the first combustion in the intake stroke cylinder 12D, it means that the engine rotational speed rapidly increases more than necessary, to or acceleration shock occurs, or given discomfort to the driver and undesirable since. 上記エンジン回転速度の吹上がりは、自動停止期間中の吸気圧力(スロットル弁23より下流の圧力)が略大気圧となっているために、始動直後(吸気行程気筒12Dでの初回燃焼以降)の各気筒12A〜12D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り発生する。 Fukiage rising of the engine rotational speed, the intake pressure during the automatic stop period to (downstream pressure of the throttle valve 23) is in the substantially atmospheric pressure, (after the first combustion in the intake stroke cylinder 12D) starting immediately combustion energy for each of the cylinders 12A~12D occurs by temporarily increased in comparison with the energy of combustion in the normal idling operation. このために下記のステップS145〜S158で、上記エンジン回転速度の吹上がりを抑制する制御を行っている。 In the following step S145~S158 for this is performed control to suppress racing rising of the engine rotation speed.

まず、オルタネータ28の目標電流値を通常より高めに設定して発電を開始し(ステップS145)、このオルタネータ28の発電によってクランクシャフト3の回転抵抗(エンジン1の外部負荷)を増大させてエンジン回転速度の吹上がりを抑制する。 First, by setting the target current value of the alternator 28 in higher than usual started power generation (step S145), the rotational resistance increased (external load of the engine 1) rotation of the engine crankshaft 3 by a generator of the alternator 28 speed of Fukiage suppress the rising.

次に、吸気圧センサ26によって検出された吸気圧力が、エンジン1の自動停止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を判定し(ステップS150)、YESと判定されると、エンジン回転速度の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することにより(ステップS151)、燃焼エネルギーの発生量を抑制する。 Next, the intake pressure detected by the intake pressure sensor 26, to determine higher or not than the intake pressure at the time of normal idle when not used to automatically stop the engine 1 (step S150), it is determined that YES If, because a blow rising prone state of the engine rotational speed, (step S151) by even smaller than the throttle opening at the time of normal idling opening degree of the throttle valve 23, the occurrence of the combustion energy It suppresses the amount.

そして、排気通路22に設けられた排気ガス浄化触媒の温度が活性温度以下であるか否かを判定し(ステップS152)、YESと判定された場合には、気筒内の目標空燃比を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)。 When the temperature of the provided in the exhaust passage 22 exhaust gas purification catalyst is equal to or less than the activation temperature (step S152), it is determined as YES is, ≦ a target air-fuel ratio in the cylinder λ 1 becomes and sets the rich air-fuel ratio (step S153), delays after the top dead center of the ignition timing (step S154). これにより、上記触媒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。 Thus, while being accelerated temperature rise of the catalyst, the amount of combustion energy is suppressed by the ignition timing delay.

一方、上記ステップS152でNOと判定されて排気ガス浄化触媒の温度が活性温度よりも高いことが確認された場合には、気筒内の目標空燃比をλ>1のリーン空燃比に設定して成層リーンの燃焼状態とする(ステップS158)。 On the other hand, when the temperature of NO is determined exhaust gas purifying catalyst in step S152 is to be higher than the activation temperature was confirmed, it sets the target air-fuel ratio in the cylinder lambda> 1 for a lean air-fuel ratio the combustion state of stratified lean (step S158). このリーン燃焼によって燃料の消費が抑制されつつ、燃焼エネルギーの発生量が抑制されることになる。 While fuel consumption is suppressed by the lean combustion, the amount of combustion energy is to be suppressed.

上記ステップS154またはステップS158を経てステップS150に戻り、このステップS150でNOと判定されてエンジン1の自動停止を行わない場合の通常のアイドル時によりも吸気圧力が低下したことが確認されるまで、上記制御動作が繰り返される。 Returning to step S150 through step S154 or step S158, until the intake pressure is confirmed that lower than during normal idle of NO is determined in step S150 if not used to automatically stop the engine 1, the control operation is repeated. このステップS150でNOと判定されると、もはやエンジン回転速度の吹上がりが生じるおそれがないので、オルタネータ28の発電電流も含めて通常の制御状態に移行する(ステップS160)。 If the decision is NO in this step S150, the so no longer any risk of racing rising of the engine rotational speed occurs, shifts including the power generation current of the alternator 28 to the normal control state (step S160).

以上説明したように本実施形態においては、エンジン1を自動停止させる過程で初回燃焼気筒としての圧縮行程気筒12Cが推定されるとともに、少なくとも空気密度が所定値未満の場合には、自動停止制御時における最後の吸気行程で圧縮行程気筒12Cに燃料が噴射されるので、高地走行時等の空気密度が比較的低い場合には、噴射された燃料が吸気に乗って筒内に導入され、迅速に気化霧化することによって混合気の均質化を促進することができ、再始動時に急速燃焼を来すことを防止し、緩慢燃焼による運動エネルギーを確実に確保することができる結果、2回目の圧縮行程を越えるのに充分な運動エネルギーを確保することが可能になる。 In the present embodiment as described above, the compression stroke cylinder 12C as initial combustion cylinder in the process of automatically stopping the engine 1 is estimated, at least when the air density is less than the predetermined value, the automatic stop control last since the fuel in the compression stroke cylinder 12C in the intake stroke is injected in, the case of relatively low air density, such as at high altitude running, the injected fuel is introduced into the cylinder riding intake rapidly homogenization of the mixture can be promoted by vaporizing atomization, prevents causing rapid combustion at the restart, the kinetic energy due to slow combustion can be reliably ensured result, the compression of the second it is possible to secure a sufficient kinetic energy to exceed stroke.

また、本実施形態のECU2は、停止時間を計測し、計測された停止時間が所定値以上経過した場合には、再始動条件成立後に、圧縮行程気筒12Cに対し燃料噴射を実行するように燃料噴射弁16aを制御する停止時間計測手段を機能的に構成している(ステップS101等参照)。 Further, ECU 2 of this embodiment measures the stop time, when the measured stop time has passed more than a predetermined value, after the fulfillment restart condition, the fuel to perform the fuel injection to the compression-stroke cylinder 12C the stop time measuring means for controlling the injection valve 16a is functionally configured (refer to step S101). このため本実施形態では、長期間の自動停止によって筒内が希釈化した場合でも、確実に再始動用の燃焼エネルギーを確保し、再始動時の逆転トルクを確保することが可能になる。 Therefore, in this embodiment, even when the cylinder by prolonged automatically stopped and diluted to ensure combustion energy for reliably restarted, it is possible to ensure the reverse torque at restart.

また、本実施形態では、前記燃料噴射制御手段は、図7のF2で示したように、停止時に圧縮行程気筒12Cが所定クランク角度範囲よりも下死点側で停止しそうな場合には、当該圧縮行程気筒12Cに対し、停止制御中に燃料を分割噴射するように、燃料噴射弁を制御するものである。 Further, in the present embodiment, the fuel injection control means, as shown in F2 of Fig. 7, when the compression stroke cylinder 12C in stopping is likely to stop at the bottom dead center side of the predetermined crank angle range, the to the compression stroke cylinder 12C, so as to divide inject fuel into the stop control, and controls the fuel injection valve. このため本実施形態では、逆転始動方式において、気筒停止位置制御手段としてのピストン位置検出部45によってECU2が推定された圧縮行程気筒12Cを作動行程の中間から上死点寄りで停止させることが可能になる。 Therefore, in this embodiment, the reverse starting method, can be stopped at the top dead center toward the compression-stroke cylinder 12C which ECU2 is estimated by the piston position detecting unit 45 as the cylinder stop position control means from the middle of the working stroke become. この結果、前記自動停止状態における膨張行程気筒12Aのシリンダ容積が、当該自動停止状態における圧縮行程気筒12Cのシリンダ容積より多くなるように制御することが可能になる(図5(A)参照)。 As a result, the cylinder volume of the expansion-stroke cylinder 12A in the automatic stop state, it becomes possible to control so larger than the cylinder volume of the compression stroke cylinder 12C in the automatic stop state (see FIG. 5 (A)).

図14は、上述した実施形態の効果を示すためのグラフであり、(A)は筒内圧力の推移をクランク角度CAでみたグラフ、(B)は熱発生率の推移をクランク角度CAでみたグラフ、(C)は質量燃焼割合の推移をクランク角度CAでみたグラフである。 Figure 14 is a graph for showing the effect of the embodiment described above, (A) transitive crank angle CA Demi was graph of cylinder pressure, (B) was the crank angle CA demi transition of heat release rate graph, a (C) is a mass combustion rate graph was crank angle CA demi transition of.

図14(A)〜(C)を参照して、上述した各実施形態においては、高地走行時等の空気密度が比較的低い場合等、空気密度が所定値未満の場合には、自動停止制御中の最後の吸気行程で初回燃焼気筒に燃料を噴射するように前記燃料噴射弁を制御しているので、圧縮行程気筒12Cまたは膨張行程気筒12A内は、混合気の均質化が促進され噴霧による乱れも生じなくなっている。 Referring to FIG. 14 (A) ~ (C), in each of the embodiments described above, or when a relatively low air density, such as during high altitude running, when the air density is less than the predetermined value, the automatic stop control by the last controls the fuel injection valve to inject fuel into first combustion cylinder in the intake stroke in the compression stroke cylinder 12C or the expansion stroke cylinder 12A is homogenization of air-fuel mixture is promoted spray disturbance is also no longer occur. これにより、自動停止後再始動まで相当時間が経過している場合や空気密度が低い環境下であっても、単に圧縮行程気筒の停止位置を上死点寄りに制御するばかりでなく、再始動時に圧縮行程気筒の混合気が点火された際、図14(A)〜(C)の実線PL1、J1、Q1で示すように、緩慢な燃焼特性を得ることができるので、混合気の燃焼による熱が筒内壁面から放出されることによって生じる熱損失も緩やかになり、比較的多くの燃焼エネルギーを運動エネルギーに変換することが可能になる。 Thus, even when and under air density is low environment corresponding time to the automatic stop after restart has elapsed, not just only controls the top dead center toward the stop position of the compression stroke cylinder, restarting sometimes when the air-fuel mixture in the compression stroke cylinder is ignited, as indicated by the solid line PL1, J1, Q1 of FIG. 14 (a) ~ (C), it is possible to obtain a slow burning characteristics, due to combustion of the mixture heat loss caused by heat is released from the cylinder wall becomes gentle, so a relatively large amount of combustion energy can be converted into kinetic energy. このため少ない空気重量での緩慢燃焼により比較的大きな逆転運動エネルギーを確保することができるとともに、この緩慢燃焼による比較的大きな逆転運動エネルギーによって膨張行程気筒の運動エネルギーをより高めることが可能になる。 It is possible to secure a relatively large reverse kinetic energy by slow combustion of this for less air weight, it is possible to increase the kinetic energy of the expansion-stroke cylinder by a relatively large reverse kinetic energy due to the slow combustion. 他方、空気密度を考慮せずに、再始動時に燃料を噴射した場合には、図14(A)〜(C)の仮想線PL2、J2、Q2で示すように、急速燃焼が生じてしまい、運動エネルギーを充分に取り出すことができなくなるのである(図14(C)参照)。 On the other hand, without considering the air density, when injecting fuel into the restart, as shown in phantom PL2, J2, Q2 in FIG. 14 (A) ~ (C), would occur is rapid combustion, than it can not be sufficiently taken out kinetic energy (see FIG. 14 (C)).

図15は再始動時における膨張行程気筒の初回燃焼時における筒内圧力の変化を示すグラフである。 Figure 15 is a graph showing the variation of the in-cylinder pressure at the first time combustion of the expansion-stroke cylinder at the time of restart.

図15のPL11は、同膨張行程気筒の初回燃焼時における燃焼速度を促進するように制御した場合であり、PL12は、そのような燃焼速度制御を実行しなかった場合を示している。 PL11 in FIG. 15 is a case of controlling so as to promote combustion speed during the initial combustion of the expansion-stroke cylinder, PL12 indicates a case where not perform such burn rate control. 図15の実線PL11から明らかなように、初回燃焼時において、膨張行程気筒12Aを急速燃焼させた場合には、極めて迅速に筒内圧力を高めることが可能になる。 As is apparent from the solid line PL11 in FIG 15, during the first combustion, when allowed to rapidly burn the expansion stroke cylinder 12A, it becomes possible to increase the cylinder pressure very quickly. このため、ピストンストロークが制約されている初回燃焼時においても、充分な運動エネルギーを出力することが可能になっている。 Therefore, even during the first combustion piston stroke is constrained, it becomes possible to output sufficient kinetic energy. これに対し、燃焼速度を制御していない場合には、PL12に示すように、筒内圧力のピークを高めることができず、運動エネルギーも低くなる。 In contrast, if not control the burn rate, as shown in PL12, it is impossible to increase the peak cylinder pressure, kinetic energy is also low.

以上説明したように本実施形態では、再始動条件が成立し、再始動制御が始まった際、まず、圧縮行程気筒12Cの混合気が点火され、所定クランク角度逆転される。 In the above embodiment, as described, restart condition is satisfied, when a restart control began, first, the air-fuel mixture in the compression stroke cylinder 12C is ignited, by a predetermined crank angle reversed. この過程では、膨張行程気筒12Aのピストン13は上死点側に移動し、圧縮行程気筒12Cからの運動エネルギーによって、燃焼室内が圧縮される。 In this process, the piston 13 of the expansion-stroke cylinder 12A is moved to the top dead center, by the kinetic energy from the compression-stroke cylinder 12C, the combustion chamber is compressed. 但し、この逆転動作では、膨張行程気筒12Aは上死点までは至らず、制約されたピストンストロークで混合気が点火されることになる。 However, in this reverse operation, the expansion-stroke cylinder 12A is not enough to the top dead center, the air-fuel mixture in the piston stroke constrained is to be ignited. この点火によって膨張行程気筒12Aのピストン13は、混合気の燃焼エネルギーによってエンジン1を正転させるのであるが、この燃焼エネルギーは、多点点火等の燃焼速度制御手段によって急速に促進される結果、ピストンストロークが制約された条件下であっても、筒内圧力を急上昇させ、大きな運動エネルギーを出力することが可能になる。 Piston 13 of the expansion-stroke cylinder 12A by the ignition, but the combustion energy of the mixture is cause forward rotation of the engine 1, the combustion energy as a result of being rapidly accelerated by the combustion speed control means of multipoint ignition or the like, even under the condition where the piston stroke is constrained, to soar cylinder pressure, it is possible to output a high kinetic energy.

また本実施形態では、前記燃焼速度制御手段は、圧縮行程気筒12Cが再始動要求直後に噴射された燃料で逆転燃焼した場合に要したであろう燃焼時間を基準燃焼時間として、膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼時間(例えば11msec)を基準燃焼時間(例えば15msec)よりも短くするものである。 In the present embodiment, the combustion speed control means would have taken if the compression-stroke cylinder 12C is reversed combusted fuel injected immediately after restart request burn time as the reference combustion time expansion stroke cylinder 12A it is to be shorter than the first burn time (e.g. 11 msec) the reference combustion time (e.g. 15 msec) in the. このため本実施形態においては、膨張行程気筒12Aでの初回燃焼時には、燃焼時間が短縮された急速燃焼特性となるので、制約されたピストンストロークでの初回燃焼時に大きな運動エネルギーを出力することが可能になる。 In this end the present embodiment, the first time combustion in the expansion-stroke cylinder 12A, since the rapid combustion characteristic combustion time was shortened, can output high kinetic energy at the time of the first combustion in the piston stroke constrained become.

また本実施形態では、前記燃焼速度制御手段は、圧縮行程気筒12Cにおける初回燃焼時間(例えば28msec)を前記基準燃焼時間よりも長くするものである。 In this embodiment also, the combustion speed control means is first burning time in the compression stroke cylinder 12C (e.g. 28 ms) as longer than the reference combustion time. このため本実施形態では、再始動時にエンジン1を逆転させるための圧縮行程気筒12Cでの燃焼は、比較的緩慢な燃焼となる。 Therefore, in this embodiment, combustion in the compression stroke cylinder 12C for reversing the engine 1 at the time of restart, a relatively slow combustion. このため、再始動時の逆転動作時においては、圧縮行程気筒12Cにおける混合気の燃焼による熱が筒内壁面から放出されることによって生じる熱損失も緩やかになり、比較的多くの燃焼エネルギーを運動エネルギーに変換することが可能になるので、膨張行程気筒12Aでのピストンストロークも制約された範囲内で大きくなる。 Therefore, at the time of reverse operation at restart, the heat loss caused by the heat of combustion of the mixture in the compression stroke cylinder 12C is released from the cylinder wall becomes gentle, exercise relatively more combustion energy since it is possible to convert into energy, increases in piston stroke also constrained range in the expansion stroke cylinder 12A.

また本実施形態では、前記燃焼速度制御手段は、気筒毎に複数個配置された点火プラグ15A〜15Cと、この点火プラグ15A〜15Cを選択的に点火制御可能な点火制御部42とを含み、前記点火制御部42は、再始動時における膨張行程気筒12Aの初回燃焼時には、複数の点火プラグ15A〜15Cを同時点火させるものである(図4(C)参照)。 In this embodiment also, the burn rate control means includes a spark plug 15A to 15C which are a plurality arranged for each cylinder, and a selectively ignition controllable ignition control unit 42 to the ignition plug 15A to 15C, the ignition control unit 42, the first time combustion of the expansion-stroke cylinder 12A at the restart, is intended to simultaneously ignite the plurality of spark plugs 15A to 15C (see FIG. 4 (C)). このため本実施形態では、点火制御によって混合気の燃焼速度を所望の速度に制御し、膨張行程気筒12Aでの急速燃焼を容易に実現することが可能になる。 Therefore, in this embodiment, the combustion rate of the mixture was controlled to a desired speed by the ignition control, it is possible to easily realize rapid combustion in the expansion stroke cylinder 12A.

また本実施形態では、前記点火プラグ15A〜15Cは、各気筒12A〜12Dの中央部と周縁部とに配設されており、前記点火制御部42は、再始動時の圧縮行程気筒12Cにおける初回燃焼時には、中央部と周縁部の点火プラグ15A〜15Cのうち、一部のもののみを点火させ、再始動時の膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼時には、点火プラグ15A〜15Cを同時点火させるように制御するものである。 In this embodiment also, the spark plug 15A~15C is disposed at the central portion and the peripheral portion of each of the cylinders 12A-12D, the ignition control unit 42, first at the restart time of the compression stroke cylinder 12C during combustion, of the spark plug 15A~15C the central portion and the peripheral portion, ignites only part of what, at the time of initial combustion in restart time of the expansion stroke cylinder 12A, so as to simultaneously ignite the spark plug 15A~15C it is intended to control. このため本実施形態では、再始動時における圧縮行程気筒12Cでの初回燃焼時には、緩慢燃焼によって、大きな運動エネルギーを圧縮行程気筒12Cから取り出し、膨張行程気筒12Aのピストンストロークを制約された範囲内で大きくすることができるとともに、膨張行程気筒12Aにおいては、制約されたピストンストロークにおいて急速燃焼による大きな運動エネルギーを出力することが可能になる。 Therefore, in this embodiment, the first time combustion in the compression stroke cylinder 12C at the restart, the slow combustion takes out a large kinetic energy from the compression-stroke cylinder 12C, within a range constrained piston stroke of the expansion stroke cylinder 12A it is possible to increase, in the expansion stroke cylinder 12A, it is possible to output a high kinetic energy due to rapid combustion in piston stroke that is constrained.

また本実施形態では、前記燃焼速度制御手段は、筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁16aを含む燃料供給システム16と、燃料供給システム16による燃料噴射弁16aの燃料噴射時期および燃料噴射量を制御する燃料噴射制御部41と、点火プラグ15A〜15Cの点火タイミングを制御する点火制御部42とを備え、燃料噴射弁16aが燃料を噴射した時点から点火プラグ15A〜15Cが点火するまでの時間間隔を、再始動時における圧縮行程気筒12Cの初回燃焼時には長くし、再始動時における膨張行程気筒12Aの初回燃焼時には短くするものである。 In this embodiment also, the combustion speed control means includes a fuel supply system 16 including a fuel injection valve 16a for injecting fuel into a cylinder, the fuel injection timing and the fuel injection amount of the fuel injection valve 16a by the fuel supply system 16 a fuel injection control unit 41 for controlling, and a ignition control unit 42 for controlling the ignition timing of the ignition plug 15A to 15C, the time from when the fuel injection valve 16a is injecting fuel to the ignition plug 15A to 15C ignites apart longer the first time combustion of the compression stroke cylinder 12C at the restart, the first time combustion of the expansion-stroke cylinder 12A at the restart is to shorten. この態様においても、点火タイミングによって圧縮行程気筒12Cでは緩慢燃焼を図り、膨張行程気筒12Aでは、急速燃焼を図ることが可能になる。 Also in this embodiment, work to slow combustion in the compression stroke cylinder 12C by the ignition timing, in the expansion stroke cylinder 12A, it is possible to achieve a rapid combustion. 従って、両気筒12A、12Dからの運動エネルギーをそれぞれ高めることが可能になる。 Therefore, it is possible to increase both the cylinders 12A, the kinetic energy from 12D respectively.

また本実施形態では、再始動時における圧縮行程気筒12Cの初回燃焼時での前記時間間隔(図12のマップM15に規定されている点火ディレイ時間)は、噴射された燃料が誘起する筒内の乱れが残存する所定時間である。 In the present embodiment, the time interval (ignition delay time, which is defined in the map M15 in FIG. 12) in the first time combustion of the compression stroke cylinder 12C during restart, injected fuel in the cylinder to induce disturbance is a predetermined time remaining. このため本実施形態では、膨張行程気筒12Aの再始動時における初回燃焼時に、燃料噴射によって乱れが生じ、且つこの乱れが残存している間に点火プラグ15A〜15Cが混合気を点火するので、より一層燃焼速度が促進され、急速燃焼を実現することが可能になる。 Therefore, in this embodiment, the first time the combustion at the restart of the expansion-stroke cylinder 12A, is disturbed by the fuel injection, and because the spark plug 15A~15C ignites the mixture while the disturbance is still present, more is further promoted combustion speed, it is possible to realize rapid combustion. 前記所定時間は、燃料等によって実験で定めることができ、例えば、本実施形態のような一般的なガソリンエンジン1では、0.03秒程度に設定することが可能である。 The predetermined time can be determined experimentally by a fuel such as, for example, in a typical gasoline engine 1 as in this embodiment, it is possible to set the order of 0.03 seconds.

上述したように、燃焼速度制御手段としては、複数の点火プラグ15A〜15C、並びにこれら点火プラグ15A〜15Cを選択的に着火制御する点火制御部や、制御マップM15に設定されている膨張行程気筒12Aの点火ディレイ時間の設定を通常運転時よりも短く設定すること等によって実現することが可能である。 As described above, the burn rate control means, a plurality of spark plugs 15A to 15C, and the ignition control unit and the expansion-stroke cylinder that is configured to control map M15 for selectively igniting control these spark plugs 15A to 15C the setting of 12A of the ignition delay time is usually can be achieved by setting shorter the like than during operation.

さらに、図16、図17に示すように、燃料噴射弁16aの他に、水素噴射用インジェクタ160を採用してもよい。 Further, FIG. 16, as shown in FIG. 17, in addition to the fuel injection valve 16a, may be employed a hydrogen injector 160.

図16は、ポート噴射式ガソリンエンジンに直噴式の水素噴射用インジェクタ160を採用した例であり、図17は、直噴式ガソリンエンジンの燃焼室17に水素噴射用インジェクタ160(図17(B)のみ図示)を採用した例を示している。 Figure 16 is an example which employs the hydrogen injector 160 of a direct injection to port injection gasoline engine, Figure 17, only the hydrogen injector 160 into the combustion chamber 17 of the direct injection gasoline engine (17 (B) It shows an example of adopting the illustrated).

何れの形態においても、水素を併用した場合には、燃料の燃焼速度が高速化する。 In either embodiment, when combined with hydrogen, the burning rate of the fuel is accelerated. 水素は、火炎範囲が広く着火しやすく、さらに燃焼速度も速いので、ガソリンに水素を混合して燃料として使用することにより、着火速度や燃焼速度を速め、再始動時の膨張行程気筒12Aでの初回燃焼を速めて大きな運動エネルギーを出力することが可能になる。 Hydrogen flame range is wide and easily ignited, so further burning rate is fast, by using as a fuel a mixture of hydrogen gas, accelerate the firing speed and combustion speed, at the restart time of the expansion stroke cylinder 12A it is possible to output a large kinetic energy expediting initial combustion.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は前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。 Having described an embodiment of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the appended claims. 例えば、前記実施形態では再始動時の膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のための燃料噴射を分割噴射としたが、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(所定燃料噴射タイミング)を実験等によって策定し、この所定燃料噴射タイミングにおける1回の燃料噴射としてもよい。 For example, the although the embodiment was split injection fuel injection for the initial combustion in the expansion-stroke cylinder 12A at restart, which, and is as much as possible ensure the reduction and vaporization performance of the compression pressure by latent heat of vaporization both possible timing (predetermined fuel injection timing) formulated by experiment or the like, it may be one of the fuel injection in the predetermined fuel injection timing.

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

また、前記実施形態では省略しているが、エンジン再始動時において、所定の条件成立時(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、始動後の所定タイミングまでにエンジン回転速度が所定値に達しないなど)、スタータモータによるアシストを伴う制御を行ってもよい。 Further, the although omitted in embodiments, when the engine is restarted, or when the time satisfied a predetermined condition (e.g., a piston stop position is not in the proper stop range R, the engine rotational speed to a predetermined timing after the start etc. does not reach the predetermined value) may be controlled with an assist by the starter motor.

エンジン1を自動停止させる制御は前記実施形態に限るものではなく、適宜設定してよい。 Control for automatically stopping the engine 1 is not limited to the above embodiment, it may be set as appropriate. 但し再始動性を高めるためには、膨張行程気筒12Aにおけるピストン13の停止位置が行程中央よりやや下死点寄り(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。 However in order to enhance the restart property, (slightly top dead closer than stroke center in the compression stroke cylinder 12C) become such control slightly BDC closer stop position than stroke center of the piston 13 in the expansion-stroke cylinder 12A it is desirable that.

その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。 Other, it is needless to say various modifications are possible within the scope of the claims.

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。 Is a schematic cross-sectional view of an engine provided with a starting device 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 an explanatory view showing a configuration of the intake system and exhaust system of the engine. 同エンジンの要部を拡大したものであり、(A)は図1の部分拡大図、(B)は、燃焼室の底面図である。 And an enlarged view of the main part of the engine, (A) is a partial enlarged view of FIG. 1, (B) is a bottom view of the combustion chamber. 同エンジンの燃焼室の底面図であり、(A)(B)は部分点火の例、(C)は全ての点火プラグが同時に点火した例を示すものである。 A bottom view of the combustion chamber of the engine, an example of (A) (B) is a partial ignition illustrates an example of ignition (C) all of the spark plugs simultaneously. 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。 Is an explanatory diagram showing the relationship between the piston stop position and the air quantity of the cylinder giving the expansion stroke and compression stroke when the engine is stopped. 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。 Is a time chart showing a change state of the engine rotational speed and the like at the time of engine stop. 図6の部分拡大図であり、さらにクランク角度および各気筒の行程推移を示すタイムチャートである。 It is a partial enlarged view of FIG. 6 is a further time chart showing stroke changes in the crank angle and the 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。 Is a flowchart illustrating the detection control operation of the piston stop position. クランク角度信号の出力信号を示す説明図である。 Is an explanatory diagram showing an output signal of the 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 showing the relationship between the elapsed time and the in-cylinder temperature estimation value of the engine stopping. 逆転再始動方式を採用した実施形態における制御内容を示すフローチャートである。 Is a flow chart showing the control contents in the embodiment which employs the reverse restart method. 逆転再始動方式を採用した実施形態における制御内容を示すフローチャートである。 Is a flow chart showing the control contents in the embodiment which employs the reverse restart method. 逆転再始動方式を採用した実施形態における制御内容を示すフローチャートである。 Is a flow chart showing the control contents in the embodiment which employs the reverse restart method. 上述した実施形態の効果を示すためのグラフであり、(A)は筒内圧力の推移をクランク角度CAでみたグラフ、(B)は熱発生率の推移をクランク角度CAでみたグラフ、(C)は質量燃焼割合の推移をクランク角度CAでみたグラフである。 It is a graph to show the effect of the embodiment described above, (A) transitive crank angle CA Demi was graph of cylinder pressure, (B) transitive crank angle CA Demi was graph of heat release rate, (C ) is a graph was crank angle CA demi changes in the mass combustion rate. 再始動時における膨張行程気筒の初回燃焼時における筒内圧力の変化を示すグラフである。 Is a graph showing the variation of the in-cylinder pressure at the first time combustion of the expansion-stroke cylinder at the time of restart. ポート噴射式ガソリンエンジンに直噴式の水素噴射用インジェクタを採用した例を示す部分断面図である。 Examples employing the hydrogen injector for direct injection to port injection gasoline engine is a partial sectional view showing a. 直噴式ガソリンエンジンの燃焼室に水素噴射用インジェクタを採用した例を示すものであり、(A)が部分断面図、(B)が燃焼室の底面図である。 Are those showing an example employing a hydrogen injector into the combustion chamber of a direct injection gasoline engine, a bottom view of (A) is partial cross-sectional view, (B) the combustion chamber.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 4サイクル多気筒エンジン 2 ECU 1 4-cycle multi-cylinder engine 2 ECU
3 クランクシャフト 12A 膨張行程気筒 12C 圧縮行程気筒 13 ピストン 14 燃焼室 15 点火プラグ 16 燃料供給システム 16a 燃料噴射弁 29 吸気温センサ 30 クランク角センサ 31 クランク角センサ 32 カム角センサ 33 水温センサ 34 アクセル開度センサ 41 燃料噴射制御部 42 点火制御部 43 吸気流量制御部 44 発電量制御部 45 ピストン位置検出部 46 筒内温度推定部 47 空気密度推定部 CA クランク角度 CA ピストン停止位置 R 適正停止範囲 SW1 大気圧センサ160 水素噴射用インジェクタ 3 crankshaft 12A expansion-stroke cylinder 12C compression stroke cylinder 13 piston 14 combustion chamber 15 ignition plug 16 the fuel supply system 16a fuel injection valve 29 intake air temperature sensor 30 crank angle sensor 31 crank angle sensor 32 the cam angle sensor 33 water temperature sensor 34 accelerator opening sensor 41 fuel injection control unit 42 the ignition control unit 43 the intake flow control unit 44 the power generation amount control unit 45 the piston position detector 46 within the cylinder temperature estimation portion 47 air density estimator CA crank angle CA P piston stop position R proper stop range SW1 Univ pressure sensor 160 hydrogen injector

Claims (3)

  1. 多気筒エンジンの再始動条件が成立したときに、圧縮行程気筒を燃焼させ、所定クランク角度だけ逆転させた後、膨張行程気筒を燃焼させて前記多気筒エンジンを再始動させる多気筒エンジンの始動装置において、 When the restart condition of the multi-cylinder engine is satisfied, the compression stroke cylinder is combusted, the predetermined crank angle only after reversed, starting device for a multi-cylinder engine to restart the multi-cylinder engine by burning the expansion stroke cylinder in,
    各気筒のピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、 A piston position detecting means for detecting the piston position of each cylinder,
    各気筒の燃焼速度を制御する燃焼速度制御手段と を備え、前記燃焼速度制御手段は、 気筒毎に複数個配置された点火プラグと、この点火プラグを選択的に点火制御可能な点火制御部とを含み、前記点火プラグは、各気筒の中央部と周縁部とに配設されており、前記点火制御部は、再始動時の圧縮行程気筒における初回燃焼時には、一部の点火プラグのみを点火させ、再始動時の膨張行程気筒における初回燃焼時には、中央部と周縁部の点火プラグを同時点火させるように制御するものであることを特徴とする多気筒エンジンの始動装置。 And a burn rate control means for controlling the combustion rate of each cylinder, the combustion rate controlling means includes a spark plug which is a plurality arranged for each cylinder, and selectively ignition controllable ignition control unit to the ignition plug wherein the said spark plug is disposed at the central portion and the peripheral portion of each cylinder, the ignition control unit, the first time combustion in restart time of the compression stroke cylinder, igniting portion of the spark plug only is allowed, the first time combustion in restart time of the expansion stroke cylinder, the starting device for a multi-cylinder engine, characterized in that is configured to control so as to simultaneously ignite the spark plug of the central portion and the peripheral portion.
  2. 多気筒エンジンの再始動条件が成立したときに、圧縮行程気筒を燃焼させ、所定クランク角度だけ逆転させた後、膨張行程気筒を燃焼させて前記多気筒エンジンを再始動させる多気筒エンジンの始動装置において、 When the restart condition of the multi-cylinder engine is satisfied, the compression stroke cylinder is combusted, the predetermined crank angle only after reversed, starting device for a multi-cylinder engine to restart the multi-cylinder engine by burning the expansion stroke cylinder in,
    各気筒のピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、 A piston position detecting means for detecting the piston position of each cylinder,
    各気筒の燃焼速度を制御する燃焼速度制御手段と A combustion rate controlling means for controlling the combustion rate of each cylinder
    を備え、 Equipped with a,
    前記燃焼速度制御手段は、筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁を含む燃料供給システムと、燃料供給システムによる燃料噴射弁の燃料噴射時期および燃料噴射量を制御する燃料噴射制御部と、点火プラグの点火タイミングを制御する点火制御部とを備え、再始動時における膨張行程気筒の初回燃焼時の燃料噴射から点火時期までの時間間隔を、再始動時における圧縮行程気筒の初回燃焼時の燃料噴射から点火時期までの時間間隔に対して短くすることを特徴とする多気筒エンジンの始動装置。 The combustion speed control means includes a fuel supply system comprising a fuel injection valve for injecting fuel into a cylinder, a fuel injection control unit for controlling the fuel injection timing and the fuel injection amount of the fuel injection valve according to the fuel supply system, the spark plug and a ignition controller for controlling ignition timing of the time interval between the ignition timing from the fuel injection during the first combustion in the expansion-stroke cylinder at the time of the restart, fuel injection at the first combustion of the compression stroke cylinder at the time of restart It is shorter than the time interval between the ignition timing from the starting device for a multi-cylinder engine according to claim.
  3. 請求項記載の多気筒エンジンの始動装置において、 In the starting device for a multi-cylinder engine according to claim 2,
    再始動時における膨張行程気筒の初回燃焼時での前記時間間隔は、噴射された燃料が誘起する筒内の乱れが残存する所定時間であることを特徴とする多気筒エンジンの始動装置。 The time interval at the first time combustion of the expansion-stroke cylinder at the time of restart, the starting device for a multi-cylinder engine turbulence in the cylinder to be induced is injected fuel characterized in that it is a predetermined time remaining.
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