JP4604948B2 - Multi-cylinder engine starter - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの始動装置に関し、エンジンのアイドル運転状態等において予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させるとともに、この状態で再始動条件が成立したときにエンジンを自動的に再始動させるように構成されたエンジンの始動装置に関するものである。   The present invention relates to an engine starting device, and when an engine automatic stop condition set in advance in an engine idling state or the like is satisfied, the engine is automatically stopped and a restart condition is satisfied in this state. The present invention relates to an engine starter configured to automatically restart the engine.

近年、燃費の低減および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エンジンの自動停止制御(いわゆるアイドルストップ制御)の技術が開発されている。このアイドルストップ制御時における再始動の方式としては、特許文献1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と、特許文献2、3に開示されているように、単に膨張行程で停止した気筒に燃料を噴射して点火するいわゆる正転再始動方式のものとがある。特に、特許文献3には、正転再始動方式において、スタータと燃焼併用の始動装置が開示されている。
特開2004−324479公報 特開2004−324479公報 特開2004−316455公報
In recent years, in order to reduce fuel consumption and reduce CO 2 emissions, etc., when a restart condition is established such as when the engine is automatically stopped once during idle operation or the like, and then the vehicle is started. Technology for automatic engine stop control (so-called idle stop control) that automatically restarts the engine has been developed. As a restart method at the time of this idle stop control, as in the prior art disclosed in Patent Document 1, when the restart condition of the engine in the automatic stop state is satisfied, the cylinder stopped in the compression stroke (this cylinder In the specification, the air-fuel mixture is ignited, the engine is once reversed, and then fuel is injected into the cylinder stopped in the expansion stroke (referred to as “expansion stroke cylinder” in this specification). In other words, a so-called reverse restart system configured to automatically restart the engine and a cylinder stopped simply in the expansion stroke as disclosed in Patent Documents 2 and 3 are used. There is a so-called forward restart type that ignites. In particular, Patent Document 3 discloses a starter and a combustion starter in a forward rotation restart system.
JP 2004-324479 A JP 2004-324479 A JP 2004-316455 A

上述した各再始動方式の何れにおいても、再始動したエンジンが2回の圧縮行程を迎えるときの負荷が最も大きい。この2回目の圧縮行程をスムーズに乗り越えるためには、初回の燃焼時のピストン位置が非常に重要な要因となる。しかるに従来の始動装置では、単に自動停止するピストンの位置を推定しているに過ぎず、積極的に再始動時に最初に混合気が着火される気筒(この明細書において「初回燃焼気筒」という)の運動エネルギーを高めるものではなかった。そのため、再始動時に始動トルクのばらつきが大きくなり、スタータのアシストなしに再始動の成功率を高めることが困難であった。   In any of the restart methods described above, the load when the restarted engine reaches two compression strokes is the largest. In order to smoothly overcome this second compression stroke, the piston position during the first combustion is a very important factor. However, the conventional starter merely estimates the position of the piston that automatically stops, and the cylinder in which the air-fuel mixture is first ignited positively at the time of restart (referred to as “initial combustion cylinder” in this specification). It did not increase kinetic energy. Therefore, the variation in the starting torque at the time of restarting becomes large, and it is difficult to increase the success rate of restarting without the assistance of the starter.

本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、初回燃焼気筒での緩慢燃焼により混合気の燃焼のみによって可及的に再始動を可能とすることのできる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 been made in view of the above problems, and provides an engine starter that can be restarted as much as possible only by combustion of an air-fuel mixture by slow combustion in an initial combustion cylinder. It is an issue.

上記課題を解決するために本発明は、多気筒エンジンの燃焼室に燃料を噴射する直噴式の燃料噴射弁を備え、予め設定された多気筒エンジンの自動停止条件が成立したときに、当該多気筒エンジンの運転を継続させるための燃料供給を停止して前記多気筒エンジンを自動的に停止させるとともに、再始動条件が成立した場合に少なくとも膨張行程気筒の混合気を燃焼させて、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、再始動時に最初に混合気を燃焼させる初回燃焼気筒を前記多気筒エンジンの自動停止動作中に予測する初回燃焼気筒予測手段と、空気密度を推定する空気密度推定手段と、前記多気筒エンジンの自動停止動作中において、少なくとも空気密度推定手段に推定された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する燃料噴射制御手段とを備えていることを特徴とする多気筒エンジンの始動装置である。この態様では、エンジンを自動停止させる過程で初回燃焼気筒(正転再始動方式の場合には膨張行程気筒、逆転再始動方式の場合には圧縮行程気筒)が推定されるとともに、少なくとも空気密度推定手段に推定された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、高地走行時等の空気密度が比較的低い場合、初回燃焼気筒内は、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。これにより、例えば初回燃焼気筒が圧縮行程気筒である場合に、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、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、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。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。この結果、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 order to solve the above-described problems, the present invention includes a direct injection type fuel injection valve that injects fuel into a combustion chamber of a multi-cylinder engine, and when the preset automatic stop condition for the multi-cylinder engine is satisfied, The fuel supply for continuing the operation of the cylinder engine is stopped to automatically stop the multi-cylinder engine, and when the restart condition is satisfied, at least the air-fuel mixture of the expansion stroke cylinder is burned, and the multi-cylinder In a multi-cylinder engine starter that restarts an engine, an initial combustion cylinder prediction means that predicts an initial combustion cylinder that first combusts an air-fuel mixture during restart during an automatic stop operation of the multi-cylinder engine, and an air density estimation And when the air density estimated by the air density estimating means is less than a predetermined value during the automatic stop operation of the multi-cylinder engine. And a fuel injection control means for controlling the fuel injection valve so as to inject fuel into the first combustion cylinder in the last intake stroke during the automatic stop control. . In this aspect, during the process of automatically stopping the engine, the initial combustion cylinder (expansion stroke cylinder in the case of the forward rotation restart method, compression stroke cylinder in the case of the reverse rotation restart method) is estimated, and at least the air density is estimated. When the air density estimated by the means is less than a predetermined value, the fuel injection valve is controlled to inject fuel into the first combustion cylinder in the last intake stroke during the automatic stop control. When the air density is relatively low, homogenization of the air-fuel mixture is promoted in the first combustion cylinder, and turbulence due to spraying does not occur. Thereby, for example, when the initial combustion cylinder is a compression stroke cylinder, not only the stop position of the compression stroke cylinder is controlled near the top dead center, but also when the mixture of the compression stroke cylinder is ignited at the time of restart, Slow combustion characteristics can be obtained even when a considerable amount of time has passed from automatic stop to restart, or even in an environment with low air density, so heat from combustion of the mixture is released from the cylinder inner wall surface. The heat loss caused by this also becomes moderate, and it becomes possible to convert a relatively large amount of combustion energy into kinetic energy. Therefore, a relatively large reverse kinetic energy can be secured by the slow combustion with a small air weight, and the kinetic energy of the expansion stroke cylinder can be further increased by the relatively large reverse kinetic energy by the slow combustion. As a result, it is possible to secure sufficient kinetic energy to exceed the second compression stroke.

好ましい態様において、自動停止される初回燃焼気筒のピストン停止位置が行程中央よりも上死点側の所定クランク角度範囲になるように位置制御する停止位置制御手段を備えている。この態様では、初回燃焼気筒が上死点寄りに停止されることにより、当該初回燃焼気筒のピストンストロークを大きく設定し、再始動時における運動エネルギーを高めることが可能になる。
In a preferred aspect, there is provided stop position control means for performing position control so that the piston stop position of the first combustion cylinder to be automatically stopped is within a predetermined crank angle range on the top dead center side with respect to the stroke center. In this aspect, when the initial combustion cylinder is stopped near the top dead center, the piston stroke of the initial combustion cylinder can be set large, and the kinetic energy at the time of restart can be increased.

好ましい態様において、停止時間を計測する停止時間計測手段を設け、前記燃料噴射制御手段は、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、初回燃焼気筒に対し燃料噴射を実行するように燃料噴射弁を制御するものである。この態様では、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。   In a preferred embodiment, a stop time measuring means for measuring a stop time is provided, and the fuel injection control means is configured to provide fuel to the first combustion cylinder after the restart condition is satisfied when the measured stop time has exceeded a predetermined value. The fuel injection valve is controlled so as to execute injection. In this aspect, even when the cylinder is diluted by a long-term automatic stop, it is possible to reliably ensure the combustion energy for restart and to secure the reverse rotation torque at the time of restart.

好ましい態様において、上記初回燃焼気筒は、自動停止した多気筒エンジンを一旦逆転させるために着火される圧縮行程気筒であり、前記燃料噴射制御手段は、エンジンが上死点を通過する際の上死点回転速度とブースト圧とに基づき前記多気筒エンジンの自動停止時に圧縮行程気筒が所定クランク角度範囲よりも下死点側で停止することが推定される場合には、当該圧縮行程気筒に対し、停止制御中に追加の燃料を噴射するように、燃料噴射弁を制御するものである。この態様では、逆転始動方式において、気筒停止位置制御手段が推定された初回燃焼気筒としての圧縮行程気筒において、圧縮行程で噴射された燃料の気化潜熱による冷却で筒内圧力が低下することにより、ピストンの停止位置を作動行程の中間から上死点寄りに微調整することが可能になる。この結果、前記自動停止状態における膨張行程気筒のシリンダ容積が、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。
In a preferred embodiment, the first combustion cylinder is a compression stroke cylinder that is ignited to temporarily reverse the multi-cylinder engine that has been automatically stopped, and the fuel injection control means has a top dead center when the engine passes the top dead center. When it is estimated that the compression stroke cylinder stops at the bottom dead center side from the predetermined crank angle range when the multi-cylinder engine is automatically stopped based on the point rotation speed and the boost pressure , The fuel injection valve is controlled so that additional fuel is injected during the stop control. In this aspect, in the reverse rotation start method, in the compression stroke cylinder as the initial combustion cylinder estimated by the cylinder stop position control means, the in-cylinder pressure decreases due to cooling by the vaporization latent heat of the fuel injected in the compression stroke, It is possible to finely adjust the piston stop position from the middle of the operation stroke toward the top dead center. As a result, the cylinder volume of the expansion stroke cylinder in the automatic stop state can be controlled to be larger than the cylinder volume of the compression stroke cylinder in the automatic stop state.

以上説明したように、本発明によれば、所定の条件下で自動停止制御中に初回燃焼気筒に対して噴射された燃料が気化霧化することにより、当該初回燃焼気筒における混合気の均質化を促進することができるので、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ので、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結果、初回燃焼気筒での緩慢燃焼により混合気の燃焼のみによって可及的に再始動可能とす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, the fuel injected into the initial combustion cylinder during the automatic stop control under a predetermined condition is vaporized and atomized, thereby homogenizing the air-fuel mixture in the initial combustion cylinder. Therefore, rapid combustion at the time of restart can be prevented and kinetic energy due to slow combustion can be ensured, so that sufficient kinetic energy to exceed the second compression stroke can be obtained. As a result, it is possible to ensure that the engine can be restarted as much as possible only by the combustion of the air-fuel mixture due to the slow combustion in the first combustion cylinder.

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。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。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。   1 and 2 show a schematic configuration of a four-cycle spark ignition engine 1 according to the present invention. The engine 1 has a cylinder head 10 and a cylinder block 11 and is configured to be controlled by the ECU 2. The engine 1 is provided with four cylinders (a first cylinder 12A, a second cylinder 12B, a third cylinder 12C, and a fourth cylinder 12D), and is connected to the crankshaft 3 inside each cylinder 12A to 12D. By inserting the inserted piston 13, a combustion chamber 14 is formed above the piston 13.

前記各気筒12A〜12Dの燃焼室14の頂部には、プラグ先端が燃焼室14内に臨むように点火プラグ15が設置されている。点火プラグ15には、これに電気火花を発生させるための点火装置27が付設されている。また、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。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。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。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。   A spark plug 15 is installed at the top of the combustion chamber 14 of each of the cylinders 12 </ b> A to 12 </ b> D such that the plug tip faces the combustion chamber 14. The ignition plug 15 is provided with an ignition device 27 for generating an electric spark. Further, the engine 1 is provided with a fuel supply system 16 that is disposed on the side of the combustion chamber 14 and includes a fuel injection valve 16 a that directly injects fuel into the combustion chamber 14. The fuel supply system 16 is provided with an electric high-pressure pump (not shown). The fuel in the fuel tank discharged from the electric high-pressure pump is injected into the fuel injection valve 16a through a distribution pipe. Yes. The electric high-pressure pump is configured so that the fuel pressure can be adjusted by the ECU 2 according to the operating state of the engine 1, for example, in a range from 3 MPa to 13 MPa. As the fuel supply system, for example, an equivalent one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-242738 previously proposed by the applicant of the present application can be applied. To do.

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15の電極付近に向けて噴射するように構成されている。   The fuel injection valve 16a incorporates a needle valve and a solenoid (not shown), and is driven and opened for a time corresponding to the pulse width of the pulse signal input from the fuel injection control unit 41 of the ECU 2. The valve opening time The fuel corresponding to the amount is injected toward the vicinity of the electrode of the spark plug 15.

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。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。   An intake port 17 and an exhaust port 18 that open toward the combustion chamber 14 are provided above the combustion chamber 14 of each of the cylinders 12A to 12D, and an intake valve 19 and an exhaust valve 20 are connected to the ports 17 and 18, respectively. Are equipped. The intake valve 19 and the exhaust valve 20 are driven by a valve mechanism having a camshaft or the like (not shown) so that each cylinder 12A to 12D performs a combustion cycle with a predetermined phase difference. The opening / closing timings of the 12D intake / exhaust valves 19 and 20 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。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。このサージタンク21bよりも上流側には共通吸気通路21cが設けられるとともに、この共通吸気通路21cには、アクチュエータ24により駆動されるスロットル弁23が配設されている。このスロットル弁23の上流側には、吸気流量を検出するエアフローセンサ25、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。   An intake passage 21 and an exhaust passage 22 are connected to the intake port 17 and the exhaust port 18. As shown in FIG. 2, the downstream side of the intake passage 21 close to the intake port 17 is an independent branch intake passage 21a corresponding to each of the cylinders 12A to 12D. The upstream ends of the branch intake passages 21a are respectively It communicates with the surge tank 21b. A common intake passage 21c is provided upstream of the surge tank 21b, and a throttle valve 23 driven by an actuator 24 is provided in the common intake passage 21c. An upstream side of the throttle valve 23 is provided with an air flow sensor 25 for detecting the intake air flow rate, an intake air temperature sensor 29 for detecting the temperature of the intake air, and an atmospheric pressure sensor SW1 for detecting the air density in the atmosphere. An intake pressure sensor 26 for detecting intake pressure (negative pressure) is provided on the downstream side.

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

図2において、38は上記排気通路22に導出された排気ガスを吸気通路21に還流する排気還流通路であり、この排気還流通路38には排気ガスの還流量を調節するためのEGR弁39が設けられている。   In FIG. 2, reference numeral 38 denotes an exhaust gas recirculation passage for recirculating the exhaust gas led out to the exhaust passage 22 to the intake air passage 21. The exhaust gas recirculation passage 38 has an EGR valve 39 for adjusting the recirculation amount of the exhaust gas. Is provided.

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。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 engine 1 is also provided with an alternator 28 connected to the crankshaft 3 by a timing belt or the like. The alternator 28 includes a regulator circuit 28a for adjusting the amount of power generation by controlling the current of a field coil (not shown) and adjusting the output voltage, and the control signal from the ECU 2 input to the regulator circuit 28a. Based on the above, control of the amount of power generation corresponding to the electric load of the vehicle, the voltage of the on-vehicle battery, and the like is executed.

さらに、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 is provided with two crank angle sensors 30 and 31 for detecting the rotation angle of the crankshaft 3, and the engine rotation speed Ne is detected based on a detection signal output from one crank angle sensor 30. In addition, as will be described later, the rotation direction and the rotation angle of the crankshaft 3 are detected based on detection signals out of phase output from the crank angle sensors 30 and 31.

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

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。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。以下ECU2の説明にあたり、このアイドルストップ制御に関する部分を中心に説明する。   The ECU 2 is a control unit that comprehensively controls the operation of the engine 1. The ECU 2 according to the present embodiment automatically stops the engine 1 by stopping fuel injection to each cylinder 12A to 12D at a predetermined timing (fuel cut) when a preset automatic stop condition of the engine 1 is satisfied. In addition, the engine 1 is configured to perform control (idle stop control) that automatically restarts the engine 1 when a restart condition is satisfied, for example, when the driver performs an accelerator operation. Hereinafter, in the description of the ECU 2, the portion related to the idle stop control will be mainly described.

ECU2には、エアフローセンサ25、吸気圧センサ26、吸気温センサ29、クランク角度センサ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。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、空気密度推定部47、および排気還流制御部48を機能的に含んでいる。   The ECU 2 includes detection signals from an air flow sensor 25, an intake pressure sensor 26, an intake temperature sensor 29, crank angle sensors 30, 31, a cam angle sensor 32, a water temperature sensor 33, an accelerator opening sensor 34, and an atmospheric pressure sensor SW1. Are input to the fuel supply system 16 (fuel injection valve 16a), the actuator 24 of the throttle valve 23, the ignition device 27, and the regulator circuit 28a of the alternator 28, respectively. The ECU 2 includes a fuel injection control unit 41, an ignition control unit 42, an intake air flow rate control unit 43, a power generation amount control unit 44, a piston position detection unit 45, an in-cylinder temperature estimation unit 46, an air density estimation unit 47, and an exhaust gas recirculation control unit. 48 is functionally included.

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。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。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 is a fuel injection control unit that sets fuel injection timing, a fuel injection amount in each injection, and a fuel pressure, and outputs a signal to the fuel supply system 16. In particular, in the present embodiment, as will be described later, fuel for the first combustion in the expansion stroke cylinder at the time of restart is supplied by split injection. The fuel injection control unit 41 also performs setting of the divided injection timing and fuel distribution.

点火制御部42は、各気筒12A〜12Dに対して適切な点火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。   The ignition control unit 42 sets an appropriate ignition timing for each of the cylinders 12 </ b> A to 12 </ b> D and outputs an ignition signal to each ignition device 27.

吸気流量制御部43は、各気筒12A〜12Dに対して適切な吸気流量を設定し、その吸気流量に応じたスロットル弁23の開度信号をアクチュエータ24に出力する。特に本実施形態では、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。吸気流量制御部43は、その際のスロットル弁23の開度調節も行う。   The intake flow rate control unit 43 sets an appropriate intake flow rate for each of the cylinders 12 </ b> A to 12 </ b> D, and outputs an opening degree signal of the throttle valve 23 corresponding to the intake flow rate to the actuator 24. In particular, in this embodiment, as will be described later, the opening degree of the throttle valve 23 is adjusted when the engine 1 is automatically stopped, and control is performed so that the piston 13 stops in an appropriate stop range suitable for restart. The intake flow rate control unit 43 also adjusts the opening of the throttle valve 23 at that time.

発電量制御部44は、オルタネータ28の適切な発電量を設定し、その駆動信号をレギュレータ回路28aに出力する。特に本実施形態では、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。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。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。   The power generation amount control unit 44 sets an appropriate power generation amount of the alternator 28 and outputs the drive signal to the regulator circuit 28a. In particular, in this embodiment, as will be described later, the load on the crankshaft 3 is changed by adjusting the power generation amount of the alternator 28 when the engine 1 is automatically stopped, and the piston 13 is stopped in an appropriate range suitable for restart. Control is in progress. At that time, the power generation amount control unit 44 also adjusts the power generation amount of the alternator 28. Further, at the time of restart, control is performed to increase the load of the engine 1 by generating more power than usual and to prevent the engine from blowing up (an increase in engine speed that is more rapid 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。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。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。   The piston position detector 45 detects the piston position based on the detection signals of the crank angle sensors 30 and 31. Since the piston position and the crank angle (° CA) have a one-to-one correspondence, the piston position is represented by the crank angle in this specification as is generally done. In this embodiment, as will be described later, the in-cylinder air amount is calculated based on the piston positions during the automatic stop of the expansion stroke cylinder and the compression stroke cylinder, and the combustion control of each cylinder at the time of restart is performed accordingly. Yes.

筒内温度推定部46は、水温センサ33によって検知されるエンジン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。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。   The in-cylinder temperature estimator 46 uses a map obtained by experiments in advance based on the engine 1 water temperature detected by the water temperature sensor 33, the intake air temperature detected by the intake air temperature sensor 29, and the like. In-cylinder temperature estimation means for estimating the air temperature in the cylinders 12A to 12D. In particular, in the present embodiment, as will be described later, in-cylinder temperature estimation is performed in consideration of the stop time of the engine 1 when the engine 1 is restarted, and combustion control is performed 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。   The air density estimation unit 47 estimates the air density of the atmosphere from the outputs of the intake air temperature sensor 29 and the atmospheric pressure sensor SW1, and outputs a fuel injection timing parameter when the engine 1 is automatically controlled.

排気還流制御部48は、上記EGR弁39を駆動して排気還流通路38を開閉するためのものである。   The exhaust gas recirculation controller 48 is for driving the EGR valve 39 to open and close the exhaust gas recirculation passage 38.

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。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。   In performing the idle stop control by the ECU 2 having the above-described configuration, when the engine 1 is restarted, the combustion is first performed in the compression stroke cylinder, so that the piston 13 is pushed down to slightly reverse the crankshaft 3. As a result, the piston 13 of the expansion stroke cylinder is once raised (closed to top dead center), and the air-fuel mixture (which becomes the air-fuel mixture after fuel injection) is compressed and ignited and burned. Accordingly, the engine 1 is restarted by applying a driving torque in the forward 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。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。   In order to properly restart the engine 1 simply by igniting the fuel injected into a specific cylinder without using a restart motor or the like as described above, the air-fuel mixture in the expansion stroke cylinder is burned. By sufficiently securing the combustion energy obtained in this way, the cylinder that reaches the compression top dead center (in this embodiment, the compression stroke cylinder and the intake stroke cylinder) overcomes the compression reaction force, and the top dead center is reached. It must be exceeded. Therefore, it is necessary to secure a sufficient amount of air in the expansion stroke cylinder, and to realize rapid combustion to speed up the conversion from thermal energy to kinetic energy.

図3(A)(B)に示すように、圧縮行程気筒と膨張行程気筒とでは、それぞれ位相が180°CAだけずれているため、各ピストン13が互いに逆方向に作動する。膨張行程気筒のピストン13が行程中央よりも下死点側に位置していれば、その気筒の空気量が多くなって充分な燃焼エネルギーが得られる。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。   As shown in FIGS. 3A and 3B, since the phases of the compression stroke cylinder and the expansion stroke cylinder are shifted by 180 ° CA, the pistons 13 operate in opposite directions. If the piston 13 of the expansion stroke cylinder is positioned on the bottom dead center side of the stroke center, the amount of air in the cylinder increases and sufficient combustion energy is obtained. However, when the piston 13 of the expansion stroke cylinder is extremely positioned on the bottom dead center side, the amount of air in the compression stroke cylinder becomes too small, and the crankshaft 3 is reversed in the initial combustion at the time of restart. Insufficient combustion energy can be 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。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)。   On the other hand, a predetermined range R slightly lower than the center of the expansion stroke cylinder, that is, a position where the crank angle after compression top dead center is 90 ° CA, for example, the crank angle after compression top dead center is If the piston 13 can be stopped within a range R of 100 to 120 ° CA, a predetermined amount of air is ensured in the compression stroke cylinder, and the combustion is such that the crankshaft 3 can be slightly reversed by the initial combustion. Energy will be obtained. In addition, by securing a large amount of air in the expansion stroke cylinder, it is possible to generate sufficient combustion energy for normal rotation of the crankshaft 3 to reliably restart the engine 1 (hereinafter referred to as “this”). The range R is set as the appropriate stop range R).

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

図4は、この制御によるエンジン自動停止時のタイムチャートであり、エンジン回転速度Ne、ブースト圧Bt(吸気圧力)およびスロットル弁23の開度Kを示す。また図5は、図4の時点t1付近以降の拡大図であり、図4に加えてクランク角度CAおよび各気筒の行程推移チャートを示す。   FIG. 4 is a time chart when the engine is automatically stopped by this control, and shows the engine speed Ne, the boost pressure Bt (intake pressure), and the opening degree K of the throttle valve 23. FIG. 5 is an enlarged view after the vicinity of time t1 in FIG. 4, and shows a crank angle CA and a stroke transition chart of each cylinder 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 the sake of brevity, it is assumed that the first cylinder 12A is an expansion stroke cylinder, the second cylinder 12B is an exhaust stroke cylinder, the third cylinder 12C is a compression stroke cylinder, and the fourth cylinder 12D is an intake stroke cylinder.

図7は、クランク角度信号の出力信号を示す説明図、図8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。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing the output signal of the crank angle signal, and FIG. 8 is a graph showing the relationship between the elapsed time from the engine automatic stop and the estimated in-cylinder temperature.

ECU2は、エンジン1の自動停止条件が成立した時点t0、すなわち、図9のステップS1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。またブースト圧Btが比較的高い所定の値(約−400mmHg)で安定するようにスロットル弁23の開度Kを調節する。   The ECU 2 sets the target speed of the engine 1 to the normal idle speed when the engine 1 is not automatically stopped when the flag is ON at the time t0 when the automatic stop condition of the engine 1 is satisfied, that is, in step S1 of FIG. In the engine 1 in which a value higher than (hereinafter, referred to as a normal idle speed), for example, a normal idle speed is set to 650 rpm (the automatic transmission is in the drive (D) range), the target speed (when the automatic stop condition is satisfied) is set. Is set to about 850 rpm (the automatic transmission is in the neutral (N) range), so that the engine rotational speed Ne is stabilized at a rotational speed slightly higher than the normal idle rotational speed. Further, the opening K of the throttle valve 23 is adjusted so that the boost pressure Bt is stabilized at a relatively high predetermined value (about −400 mmHg).

そしてエンジン回転速度Neが目標速度に安定した時点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。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。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。図4および図5は前者の場合を示している。   Then, the fuel injection is stopped at the time t1 when the engine speed Ne is stabilized at the target speed, and the engine speed Ne is decreased. Also, at the time of idling when the opening degree K of the throttle valve 23 is set to the excess air ratio λ = 1 in the cylinder at the fuel injection stop time t1, which is the initial stage of the control operation for automatically stopping the engine 1. The intake air flow rate is set to be larger than the intake air flow rate (minimum intake air flow rate necessary for continuing the operation of the engine 1). That is, when the combustion state immediately before the time t1 is set to an in-cylinder air-fuel ratio in the vicinity of the excess air ratio λ = 1 to near λ = 1 and homogeneous combustion is performed, the opening K of the throttle valve 23 is increased (for example, When the air-fuel ratio in the cylinder is set to lean and stratified combustion is performed, the opening K of the throttle valve 23 is maintained as it is (the relatively large opening during stratified combustion). . 4 and 5 show the former case.

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

またECU2は、時点t1でオルタネータ28の発電を一旦停止させる。これによってクランクシャフト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。   Further, the ECU 2 temporarily stops the power generation of the alternator 28 at time t1. This reduces the rotational resistance of the crankshaft 3 so that the engine rotational speed Ne does not decrease too quickly.

こうして時点t1で燃焼噴射を停止するとエンジン回転速度Neが低下し始め、予め設定された基準速度、例えば760rpm以下になったことが確認された時点t2でスロットル弁23を閉止する。すると時点t2からやや遅れてブースト圧Btが減少し始め、エンジン1の各気筒に吸入される吸気流量が減少する。スロットル弁23を開放している時点t1から時点t2までの間に吸入された空気は、共通吸気通路21c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。そして吸気行程を迎えた気筒から順にその空気を吸入することになる。図5に示す場合では第4気筒12D、第2気筒12B、第1気筒12A、第3気筒12Cの順となる。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。   Thus, when combustion injection is stopped at time t1, the engine rotational speed Ne starts to decrease, and the throttle valve 23 is closed at time t2 when it is confirmed that the engine speed has become a preset reference speed, for example, 760 rpm or less. Then, the boost pressure Bt starts to decrease slightly after time t2, and the intake flow rate sucked into each cylinder of the engine 1 decreases. Air sucked between time t1 and time t2 when the throttle valve 23 is opened is guided to the branch intake passage 21a of each cylinder via the common intake passage 21c and the surge tank 21b. Then, the air is sucked in order from the cylinder that has reached the intake stroke. In the case shown in FIG. 5, the order is the fourth cylinder 12D, the second cylinder 12B, the first cylinder 12A, and the third cylinder 12C. Here, by setting the time point t1 and the time point t2 as described above, the first cylinder 12A (expansion stroke cylinder) sucks more air than the third cylinder 12C (compression stroke cylinder). 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4および図5に示すように、小刻みなアップダウン(4気筒4サイクルエンジンでは10回前後)を繰り返しながら低下して行く。   Since the engine 1 rotates inertially after the time point t1, the engine rotational speed Ne gradually decreases and eventually stops at the time point t5. The decrease in the engine rotational speed Ne is small in increments as shown in FIGS. It goes down while repeating ups and downs (around 10 times for a 4 cylinder 4 cycle engine).

図5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。実線と一点鎖線とは90°CAを境に互いに逆位相となっている。4気筒4サイクルエンジン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 the time chart of the crank angle CA shown in FIG. 5, the solid line indicates the crank angle when the top dead center (TDC) of the first cylinder 12A and the fourth cylinder 12D is 0 ° CA, and the alternate long and short dash line indicates the second cylinder 12B. The crank angle when the top dead center of the third cylinder 12C is 0 ° CA is shown. The solid line and the alternate long and short dash line are in opposite phases with respect to 90 ° CA. In the four-cylinder four-cycle engine 1, any cylinder reaches compression top dead center every 180 ° CA. Therefore, this time chart is shown at the top of the waveform (crank angle = 0 ° CA) indicated by a solid line or a one-dot chain line. It shows that any cylinder passes the compression top dead center.

この何れかの気筒が圧縮上死点となるタイミングは、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。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。   The timing at which any one of these cylinders becomes the compression top dead center coincides with the timing of the up-down valley of the engine rotation speed Ne. In other words, the engine rotational speed Ne gradually decreases every time each cylinder reaches compression top dead center, and then gradually rises and falls again when the compression top dead center is exceeded. To do.

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。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。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。   In the compression stroke cylinder 12C that reaches the compression top dead center after the time t4 when the last compression top dead center is passed, the air pressure increases as the piston 13 rises due to the inertial force, and the piston 13 is top dead due to the compression reaction force. The crankshaft 3 is reversely pushed back without exceeding the point. Since the air pressure of the expansion stroke cylinder 12A increases due to the reverse rotation of the crankshaft 3, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A is pushed back to the bottom dead center side according to the compression reaction force, and the crankshaft 3 rotates forward again. First, the reverse rotation and forward rotation of the crankshaft 3 are repeated several times, and the piston 13 stops after reciprocating. The stop position of the piston 13 is substantially determined by the balance of the compression reaction force in the compression stroke cylinder 12C and the expansion stroke cylinder 12A, and is influenced by the intake resistance of the intake stroke cylinder 12D, the friction of the engine 1, and the like. This also changes depending on the rotational inertia of the engine 1 at the time t4 when the compression top dead center is exceeded, that is, 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。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。   Therefore, in order to stop the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A within the proper stop range R, first, the compression reaction forces of the expansion stroke cylinder 12A and the compression stroke cylinder 12C are sufficiently increased, and the compression of the expansion stroke cylinder 12A is performed. It is necessary to adjust the intake air flow rates for both cylinders so that the reaction force is greater than the compression reaction force of the compression stroke cylinder 12C by a predetermined value or more. For this purpose, the throttle valve 23 is opened at the fuel injection stop time t1 and its opening K is increased so that a predetermined amount of air is sucked into both the expansion stroke cylinder 12A and the compression stroke cylinder 12C. The intake air amount is adjusted by closing the throttle valve 23 and reducing its opening K at time t2 when the time has elapsed.

ところで、このようにしてエンジン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。すなわち、各段階(停止前から2番目、3番目、4番目・・・)の上死点回転速度neがそれぞれ一定の速度範囲内にあるときに膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が適正停止範囲R内となる確率が高くなるのである。   By the way, in the process in which the engine 1 is automatically stopped in this way and the engine rotational speed decreases, the engine rotational speed (top dead center rotational speed) ne when each of the cylinders 12A to 12D passes through the compression top dead center, There is a clear correlation with the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A. That is, the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A is in the proper stop range when the top dead center rotational speed ne in each stage (second, third, fourth from the stop) is within a certain speed range. The probability of being in R increases.

この特性を利用し、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。具体的には、オルタネータ28の発電量を増減させることによってクランクシャフト3の負荷(エンジン負荷)を調節し、停止前から2番目の上死点回転速度ne(時点t3)が、350±50rpmの範囲内となるようにしている。   Using this characteristic, in this embodiment, the top dead center rotational speed ne in a predetermined stage in the process of decreasing the engine rotational speed Ne (especially the second before the stop (time point t3)) is within a certain speed range. Such control is performed so that the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A is more reliably stopped within the proper stop range R. Specifically, the load (engine load) of the crankshaft 3 is adjusted by increasing or decreasing the power generation amount of the alternator 28, and the second top dead center rotational speed ne (time point t3) from before the stop is 350 ± 50 rpm. It is within the range.

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

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

なお、このような制御を行うためには、時点t4が最後の圧縮上死点通過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。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。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。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。   In order to perform such control, it is necessary to immediately determine that the time t4 is the last compression top dead center passage timing, and the next compression top dead center (in the compression stroke cylinder 12C) is It must be predicted at time t4 that it will not pass. Therefore, in the present embodiment, the ECU 2 determines the last top dead center passage timing. The ECU 2 compares the engine rotation speed when passing through each top dead center with a predetermined rotation speed (for example, 260 rpm) obtained in advance through experiments or the like, and when the former becomes equal to or lower than the latter, It is determined that it is the top dead center passage timing. The higher the top dead center rotational speed ne at the final compression top dead center passage timing, the closer to the latter stage of the stroke (the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A is closer to the bottom dead center, and closer to the top dead center in the compression stroke cylinder 12C). It becomes easy to stop.

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

従って、最後の上死点通過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。このような条件のときに、時点t3でスロットル弁23の開度をK1まで増大させる制御を行うと、ピストン停止位置がより行程後期寄りとなって、かえって狙いの停止位置から外れてしまう虞がある。そこで本実施形態では、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5参照)に設定し、吸気流量の増大を抑制することにより、膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が下死点寄りになり過ぎないようにしている。   Therefore, when the top dead center rotational speed ne at the last top dead center passage timing is high and the boost pressure Bt at the second compression top dead center passage timing before the stop is low, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A is in the stroke. Conditions that are likely to stop at the later stage overlap, and there is a high possibility of stopping at the target stop position (100 to 120 ° CA after top dead center). Under such conditions, if the control is performed to increase the opening of the throttle valve 23 to K1 at the time t3, the piston stop position may be closer to the end of the stroke, and may be deviated from the target stop position. is there. Therefore, in this embodiment, in such a case, the opening degree of the throttle valve 23 at the time point t3 is set to an opening degree K2 (see FIG. 5) that is lower (or closed) than K1. By suppressing the increase, the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A is prevented from becoming too close to the bottom dead center.

こうして時点t5においてピストン13が完全に停止するが、その停止直前から停止までのピストン13の動作をクランク角度センサ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。図6は、そのピストン停止位置の検出制御動作を示すフローチャートである。この検出制御がスタートすると、第1クランク角度信号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)。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7(A)のようになるか、それとも図7(B)のようになるかを判定してエンジン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 piston 13 is completely stopped at the time point t5. By detecting the operation of the piston 13 immediately before the stop by the crank angle sensors 30 and 31, the piston position detection unit 45 of the ECU 2 detects the stop position of the piston 13. Is detected. FIG. 6 is a flowchart showing the detection control operation of the piston stop position. When this detection control starts, based on the first crank angle signal CA1 (signal from the crank angle sensor 30) and the second crank angle signal CA2 (signal from the crank angle sensor 31), when the first crank angle signal CA1 rises. It is determined whether or not the second crank angle signal CA2 is low, or whether or not the second crank angle signal CA2 is high when the first crank angle signal CA1 falls (step S41). Thus, the engine 1 determines whether the phase relationship between the signals CA1 and CA2 during the stop operation of the engine 1 is as shown in FIG. 7A or 7B. It is determined whether the vehicle is in the normal rotation state or the reverse rotation state.

すなわち、エンジン1の正転時には、図7(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。一方、エンジン1の逆転時には、図7(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。   That is, during forward rotation of the engine 1, as shown in FIG. 7A, the second crank angle signal CA2 is generated with a phase delay of about a half pulse width with respect to the first crank angle signal CA1, so that the first crank angle The second crank angle signal CA2 is low when the signal CA1 rises, and the second crank angle signal CA2 is high when the first crank angle signal CA1 falls. On the other hand, at the time of reverse rotation of the engine 1, as shown in FIG. 7B, the second crank angle signal CA2 is generated with a phase advance of about a half pulse width with respect to the first crank angle signal CA1, thereby Contrary to the rotation, the second crank angle signal CA2 becomes High when the first crank angle signal CA1 rises, and the second crank angle signal CA2 becomes Low when the first crank angle signal CA1 falls.

そこで、ステップS41の判定がYESであれば、エンジン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)。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)。   Therefore, if the determination in step S41 is YES, the CA counter for measuring the crank angle change in the forward rotation direction of the engine 1 is increased (step S42). If the determination in step S41 is NO, the CA counter (Step S43). Then, after the engine is automatically stopped, the piston stop position is obtained by examining the measured value of the CA counter (step S44).

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8の温度特性に示すような変化をする。図8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。   When the engine 1 is completely stopped, the in-cylinder temperatures of the cylinders 12A to 12D change as shown in the temperature characteristics of FIG. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the elapsed time from the engine automatic stop and the in-cylinder temperature, and the estimation of the in-cylinder temperature change when the in-cylinder temperature at the time of the engine automatic stop (time t5) is 80 ° C. 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。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。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。なお、初回燃焼気筒(逆転再始動方式の場合には圧縮行程気筒12C、正転再始動方式の場合には膨張行程気筒12A)に関しては、所定の場合にタイミングt3以降に燃料が噴射されることから、その場合にはT12C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。 As shown in this characteristic, when the engine 1 is completely stopped, the flow of the cooling water is stopped, so that the in-cylinder temperature rapidly rises immediately after the stop. Then, it peaks at about 10 seconds after the engine stops automatically, and then gradually decreases. This characteristic varies depending on the temperature of the cooling water (engine water temperature), the outside air temperature (intake air temperature), and the like, and the in-cylinder temperature estimation unit 46 of the ECU 2 stores data in which the characteristic is mapped. Regarding the initial combustion cylinder (the compression stroke cylinder 12C in the case of the reverse rotation restart method and the expansion stroke cylinder 12A in the case of the forward rotation restart method), fuel is injected after timing t3 in a predetermined case. Therefore, in this case, the characteristic of T12C is taken, and such a characteristic is stored in the control map corresponding to this 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。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。   Note that scavenging is promoted by increasing the opening K of the throttle valve 23 during the automatic engine stop operation period, so that a sufficient amount of fresh air is supplied to the catalyst 37. Therefore, the oxygen storage amount of the catalyst 37 is sufficiently large during the automatic engine stop.

次に、エンジン1の再始動時の制御について説明する。再始動の際は、上述のようにまず圧縮行程気筒12Cでの燃焼を行わせてエンジン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。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。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。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。   Next, control when the engine 1 is restarted will be described. When restarting, the combustion is first performed in the compression stroke cylinder 12C as described above, and the engine 1 is once reversely rotated, and then the combustion is performed in the expansion stroke cylinder 12A, so that the forward rotation direction is changed. That is, once the engine 1 is reversely rotated, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A is raised, and after the compression pressure is increased, combustion in the cylinder is performed. When the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A is within the proper stop range R and a sufficient amount of air for combustion is secured, and the air is compressed by the reverse rotation of the engine 1, large combustion energy is obtained. It is done. That is, the engine 1 can be reliably rotated in the forward direction and smoothly shifted to the subsequent continuous operation.

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

そこで本実施形態では、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。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。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。   Therefore, in the present embodiment, control is performed to increase the compression amount (increase the density) of the air in the expansion stroke cylinder 12A by delaying the fuel injection timing to the expansion stroke cylinder 12A. When the fuel injection timing is delayed, the fuel is injected into the cylinder in which the cylinder air is compressed to some extent, and the compression pressure is reduced by the latent heat of vaporization. Therefore, if the energy of the reverse rotation of the engine 1 is the same, the piston 13 can move closer to the top dead center (increase in piston stroke), and the density of compressed air can be further increased.

上記ECU2の自動停止制御手段によりエンジン1を自動停止させる際の制御動作を、図9〜図13に示すフローチャートに基づいて説明する。この制御動作がスタートすると、エンジン1の自動停止制御を実行することが可能な運転状態にあるか否かを示す自動停止許可フラグがONであるか否かを判定する(ステップS1)。この自動停止許可フラグは、車速が所定値(例えば10km/h)以上、操舵角が所定値以下、バッテリー電圧が基準値以上、且つエアコンがOFF状態にある等の条件が全て満たされている場合に、エンジン1の自動停止制御を実行することが可能な状態にあると判断してON状態となるように設定されている。   The control operation when the engine 1 is automatically stopped by the automatic stop control means of the ECU 2 will be described based on the flowcharts shown in FIGS. When this control operation starts, it is determined whether or not an automatic stop permission flag indicating whether or not the engine 1 is in an operation state in which automatic stop control can be executed is ON (step S1). This automatic stop permission flag is satisfied when the vehicle speed is a predetermined value (for example, 10 km / h) or more, the steering angle is not more than a predetermined value, the battery voltage is not less than a reference value, and the air conditioner is in an OFF state. In addition, it is determined that the automatic stop control of the engine 1 can be executed, and the ON state is set.

上記ステップS1でYESと判定された場合には、アクセル開度センサ34がOFF状態であるか否かを判定し(ステップS2)、YESと判定されて車両が所定の減速状態にあることが確認された場合には、さらにブレーキが踏み込まれているか否かを判定する(ステップS3)。本実施形態では、ステップS2、S3の判定が何れもYESの場合にのみ、次のステップS4に移行し、それ以外の場合には、ステップS2に復帰して、実質的に自動停止条件が成立するのを待機する。   If YES is determined in step S1, it is determined whether or not the accelerator opening sensor 34 is in an OFF state (step S2), and YES is determined and the vehicle is in a predetermined deceleration state. If so, it is determined whether or not the brake is further depressed (step S3). In the present embodiment, the process proceeds to the next step S4 only when both the determinations of steps S2 and S3 are YES, and in other cases, the process returns to step S2 to substantially satisfy the automatic stop condition. Wait to do.

ステップS2およびS3が何れも成立した場合、エンジン回転速度Neが、予め1100rpm程度に設定された減速時燃料カット実行判定用の判断基準値FC・ONよりも大きいか否かを判定し(ステップS4)、YESと判定された場合には、減速時燃料カットを実行する(ステップS5)。次いで、エンジン回転速度Neが、予め900rpm程度に設定された燃料復帰用の判断基準値F/C・OFF以下に低下したか否かを判定し(ステップS6)、YESと判定された時点で、上記減速時の燃料カット(FC)を終了して通常の燃料噴射状態に復帰し(ステップS7)、ステップS8に移行する。他方、ステップS4において、エンジン回転速度Neが、減速時燃料カット実行判定用の判断基準値FC・ON以下であると判定された場合には、燃料カット制御(ステップS5〜S7)をバイパスし、直ちにステップS8に移行する。   When steps S2 and S3 are both established, it is determined whether or not the engine rotational speed Ne is larger than a determination reference value FC • ON for determination of fuel cut execution during deceleration that is set to about 1100 rpm in advance (step S4). ) If YES, the fuel cut during deceleration is executed (step S5). Next, it is determined whether or not the engine rotational speed Ne has decreased to a fuel recovery determination reference value F / C · OFF that is set to about 900 rpm in advance (step S6). When it is determined YES, The fuel cut (FC) at the time of deceleration is terminated and the normal fuel injection state is restored (step S7), and the process proceeds to step S8. On the other hand, when it is determined in step S4 that the engine rotational speed Ne is equal to or less than the determination reference value FC · ON for deceleration fuel cut execution determination, the fuel cut control (steps S5 to S7) is bypassed, Immediately the process proceeds to step S8.

ステップS8においては、現在、各気筒12A〜12D内の空燃比が理論空燃比よりもかなり大きい値に設定されたリーン燃焼状態、つまり成層リーン燃焼の運転状態にあるか否かを判定し、YESと判定された場合には、エンジン1の目標回転速度を、通常のアイドル回転速度(650rpm程度)よりも所定量だけ高い値、例えば750rpm程度に設定して、この速度を維持する(ステップS9)。また、上記ステップS7でNOと判定されて気筒内の空燃比が理論空燃比ないし理論空燃比付近に設定された均一燃焼の運転状態にあることが確認された場合には、エンジン1の目標回転速度を、上記750rpmよりさらに高い値、例えば800rpm程度に設定して、この速度を維持する(ステップS10)。   In step S8, it is determined whether or not the air-fuel ratio in each of the cylinders 12A to 12D is currently set to a lean combustion state in which the air-fuel ratio is set to a value considerably larger than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, an operation state of stratified lean combustion. Is determined, the target rotational speed of the engine 1 is set to a value higher than the normal idle rotational speed (about 650 rpm) by a predetermined amount, for example, about 750 rpm, and this speed is maintained (step S9). . If it is determined NO in step S7 and it is confirmed that the air-fuel ratio in the cylinder is in a uniform combustion operation state in which the air-fuel ratio in the cylinder is set at or near the stoichiometric air-fuel ratio, the target rotation of the engine 1 is The speed is set to a value higher than 750 rpm, for example, about 800 rpm, and this speed is maintained (step S10).

その後、アクセル開度センサ34がOFFであり、且つブレーキセンサ35がONである状態が維持されているか否かをこの時点で再度判定し(ステップS11、S12)、何れもYESと判定された場合には、次のステップに移行し、アクセル開度センサ34がONまたはブレーキセンサ35がOFFの場合には、上記ステップS1にリターンして上記制御動作を繰り返す。   Thereafter, it is determined again at this point whether the accelerator opening sensor 34 is OFF and the brake sensor 35 is ON (steps S11 and S12). If both are determined to be YES If the accelerator position sensor 34 is ON or the brake sensor 35 is OFF, the process returns to step S1 to repeat the control operation.

図10を参照して、アクセル開度センサ34がOFFであり、且つブレーキセンサ35がONである状態が維持されている場合には、車速が0か否か、つまり車両が停止したか否かを判定する(ステップS20)。   Referring to FIG. 10, when the accelerator opening sensor 34 is OFF and the brake sensor 35 is ON, whether the vehicle speed is 0, that is, whether the vehicle has stopped. Is determined (step S20).

上記ステップS20でYESと判定されて停車状態となったことが確認された場合には、この時点t0で気筒12A〜12D内の空燃比が理論空燃比よりもリーンな燃焼状態、つまり成層燃焼状態にあるか否かを判定し(ステップS21)、YESと判定されて現在、エンジン1が成層リーン燃焼の運転状態にあることが確認された場合には、エンジン1の目標回転速度N1を、通常のアイドル回転速度(650rpm)よりも所定量だけ高い値、例えば810rpm程度に設定するとともに(ステップS22)、各気筒12A〜12Dの掃気性を向上させるために排気還流通路38に設けられたEGR弁39を閉止して排気還流を停止させる(ステップS23)。   If it is determined YES in step S20 and it is confirmed that the vehicle is stopped, the combustion state in which the air-fuel ratio in the cylinders 12A to 12D is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio at this time t0, that is, the stratified combustion state (Step S21). If it is determined YES and it is confirmed that the engine 1 is currently in the stratified lean combustion operation state, the target rotational speed N1 of the engine 1 is The EGR valve provided in the exhaust gas recirculation passage 38 is set to a value higher by a predetermined amount than the idle rotation speed (650 rpm), for example, about 810 rpm (step S22), and the scavenging performance of each of the cylinders 12A to 12D is improved. 39 is closed to stop the exhaust gas recirculation (step S23).

他方、上記ステップS21でNOと判定されてエンジン1が成層リーン燃焼の運転状態にないことが確認された場合、例えば、触媒温度の低下、ないしNOx触媒のリフレッシュを図るために、気筒内の空燃比が理論空燃比ないし理論空燃比付近に設定された均一燃焼状態にあることが確認された場合には、エンジン1の目標回転速度N1を、上記810rpmよりさらに高い値、例えば860rpm程度に設定し(ステップS24)、且つスロットル弁23を開弁方向に操作してブースト圧Btが例えば−400mmHg程度に設定された目標圧P1となるようにスロットル弁23の開度Kをフィードバック制御する(ステップS25)。   On the other hand, when it is determined NO in step S21 and it is confirmed that the engine 1 is not in the stratified lean combustion operation state, for example, in order to lower the catalyst temperature or refresh the NOx catalyst, When it is confirmed that the fuel ratio is in the uniform combustion state set at the stoichiometric air fuel ratio or near the stoichiometric air fuel ratio, the target rotational speed N1 of the engine 1 is set to a value higher than the above 810 rpm, for example, about 860 rpm. (Step S24) And the throttle valve 23 is operated in the valve opening direction, and the opening degree K of the throttle valve 23 is feedback-controlled so that the boost pressure Bt becomes the target pressure P1 set to, for example, about -400 mmHg (Step S25). ).

ステップS22〜S23、或いはステップS24〜S25が終了すると、ECU2は、自動変速機のシフトレンジをニュートラルに設定して無負荷状態とする(ステップS26)。   When Steps S22 to S23 or Steps S24 to S25 are completed, the ECU 2 sets the shift range of the automatic transmission to neutral and sets it to a no-load state (Step S26).

上記のようにステップS1で車速が10km/hよりも大きい走行時にあってエンジン1の自動停止許可フラグがON状態にあることが確認されるとともに、ステップS2で車両が減速状態(ブレーキセンサ35がON状態)にあることが確認された場合に、エンジン1の目標回転速度N1をエンジン1の燃焼状態に対応した所定値として安定させる制御を実行するように構成したため、エンジン回転速度Neが通常のアイドル回転速度(650rpm)に低下する前に、エンジン1の自動停止制御を実行することができる。従って、通常のアイドル回転速度まで一旦、低下したエンジン回転速度Neを、上記目標回転速度N1まで上昇させるように構成した場合のように、エンジン回転速度Neの上昇に伴う不快感が運転者に与えられたり、エンジン1を自動停止させるまでの時間が必要以上に長くなったりする等の弊害が生じるのを防止することができる。   As described above, it is confirmed in step S1 that the vehicle speed is higher than 10 km / h and the automatic stop permission flag of the engine 1 is in the ON state, and in step S2, the vehicle is decelerated (the brake sensor 35 is When the engine rotational speed Ne is confirmed to be in the ON state), the control is performed to stabilize the target rotational speed N1 of the engine 1 as a predetermined value corresponding to the combustion state of the engine 1. The automatic stop control of the engine 1 can be executed before the engine speed decreases to the idle rotation speed (650 rpm). Therefore, the driver feels uncomfortable with the increase in the engine rotational speed Ne as in the case where the engine rotational speed Ne once decreased to the normal idle rotational speed is increased to the target rotational speed N1. It is possible to prevent the occurrence of a bad effect such as the time until the engine 1 is automatically stopped or the time until the engine 1 is automatically stopped longer than necessary.

また、上記のように各気筒12A〜12D内に導入される空気量が多く、各気筒12A〜12Dの掃気性を充分に確保可能な成層リーン燃焼状態にある場合には、各気筒12A〜12D内に導入される空気量が少なく、各気筒12A〜12Dの掃気性を充分に確保することが困難な均一燃焼状態にある場合に比べ、上記目標回転速度N1を低い値に設定するように構成したため、上記成層リーン燃焼状態で掃気性を確保しつつ、エンジン回転速度Neが必要以上に高くなることに起因して燃費が悪化したり、不快な燃焼音が発生したりする等の弊害が生じるのを防止できるという利点がある。   Further, as described above, when the amount of air introduced into each cylinder 12A to 12D is large and the cylinder 12A to 12D is in a stratified lean combustion state in which the scavenging performance of each cylinder 12A to 12D can be sufficiently ensured, each cylinder 12A to 12D. The target rotational speed N1 is set to a lower value than in a uniform combustion state in which the amount of air introduced into the cylinder is small and it is difficult to sufficiently secure the scavenging performance of the cylinders 12A to 12D. As a result, while scavenging performance is ensured in the stratified lean combustion state, adverse effects such as deterioration of fuel consumption and generation of unpleasant combustion noise occur due to the engine rotational speed Ne becoming higher than necessary. There is an advantage that can be prevented.

さらに、上記ステップS20で車速が0であると判定された時点t0で、上記ステップS22、S24においてエンジン1の目標回転速度N1が所定値に設定されるとともに、上記ステップS26において自動変速機のシフトレンジがドライブ状態(Dレンジ)からニュートラル状態(Nレンジ)にシフトされることにより、自動変速機の負荷が軽減されるため、図4に示されるように、エンジン回転速度Neが、自動停止条件の成立時点t0からやや上昇することになる。   Further, at the time t0 when the vehicle speed is determined to be 0 in step S20, the target rotational speed N1 of the engine 1 is set to a predetermined value in steps S22 and S24, and the automatic transmission shift is performed in step S26. Since the load of the automatic transmission is reduced by shifting the range from the drive state (D range) to the neutral state (N range), as shown in FIG. Will rise slightly from the time t0 established.

次いで、上記ステップS29でYESと判定されてエンジン1の自動停止条件が成立したことが確認された時点t0の後に、予め1sec程度に設定された所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS27)。このステップS27でNOと判定された場合には、この判定動作を繰り返し、YESと判定された時点で、燃料噴射の停止条件(FC条件)が成立したか否か、具体的にはエンジン回転速度Neが目標回転速度N1となるとともに、ブースト圧Btが上記目標圧P1となった状態で安定したか否かを判定する(ステップS28)。なお、上記判定動作中にアクセル開度センサ34がOFF状態となり、あるいはブレーキセンサ35がON状態となった場合には、燃料噴射を停止させることなく、リターンする。これにより、車速が0となった直後に、走行状態に移行するような場合に、不適切なエンジン1の自動停止が行われるのを防止することができる。   Next, it is determined whether or not a predetermined time set in advance in about 1 sec has elapsed after time t0 when it is determined as YES in Step S29 and it is confirmed that the automatic stop condition of the engine 1 is satisfied (Step S29). S27). If it is determined NO in step S27, this determination operation is repeated, and if it is determined YES, whether or not the fuel injection stop condition (FC condition) is satisfied, specifically, the engine speed. It is determined whether Ne is the target rotational speed N1 and whether the boost pressure Bt is stable in a state where the target pressure P1 is reached (step S28). When the accelerator opening sensor 34 is turned off or the brake sensor 35 is turned on during the determination operation, the process returns without stopping the fuel injection. Thereby, it is possible to prevent an inappropriate automatic stop of the engine 1 from being performed when the vehicle state is shifted to the traveling state immediately after the vehicle speed becomes zero.

そして、上記ステップS28でYESと判定され、エンジン回転速度Neおよびブースト圧Btが安定した状態となったことが確認された時点(図4および図5の時点t1)で、燃料噴射を停止させた後(ステップS29)、オルタネータ28の目標発電電流Geを0Aに設定して発電を停止させるとともに(ステップS30)、スロットル弁23を開弁して、その開度Kを例えば30%程度に設定する(ステップS31)。   Then, when it is determined YES in step S28 and it is confirmed that the engine speed Ne and the boost pressure Bt are in a stable state (time t1 in FIGS. 4 and 5), the fuel injection is stopped. After (step S29), the target power generation current Ge of the alternator 28 is set to 0A to stop power generation (step S30), and the throttle valve 23 is opened to set its opening K to about 30%, for example. (Step S31).

図11を参照して、その後、上記ステップS29で燃料噴射が停止された時点t1から所定時間が経過したか否か、つまり燃料噴射の停止後に2回の圧縮上死点を迎えてその前に噴射された燃料の燃焼が終了したか否かを判定し(ステップS32)、YESと判定された時点で上記点火装置27による点火を停止させる(ステップS33)。次いで、エンジン回転速度Neが予め760rpm程度に設定された基準速度N2以下となったか否かを判定することにより、図4に示す燃料噴射の停止時点t1の後に、エンジン回転速度Neが低下し始めたか否かを判定し(ステップS34)、YESと判定された時点t2でスロットル弁23を閉止状態としてその開度Kを0%とする(ステップS35)。この結果、上記ステップS31でスロットル弁23が開放されて大気圧に近付くように上昇したブースト圧Btが、上記スロットル弁23の閉止操作に応じて所定の時間差をもって低下し始めることになる。   Referring to FIG. 11, thereafter, whether or not a predetermined time has elapsed from time t1 when the fuel injection is stopped in step S29, that is, before the fuel injection is stopped, before two compression top dead centers are reached. It is determined whether or not the combustion of the injected fuel has been completed (step S32), and when the determination is YES, the ignition by the ignition device 27 is stopped (step S33). Next, by determining whether or not the engine rotational speed Ne has become equal to or less than the reference speed N2 set to about 760 rpm in advance, the engine rotational speed Ne starts to decrease after the fuel injection stop time t1 shown in FIG. (Step S34), and when it is determined YES, the throttle valve 23 is closed and the opening degree K is set to 0% (step S35). As a result, the boost pressure Bt that has risen so as to approach the atmospheric pressure when the throttle valve 23 is opened in step S31 starts to decrease with a predetermined time difference according to the closing operation of the throttle valve 23.

また、オルタネータ28の目標発電電流Geを予め60A程度に設定された初期値に設定してオルタネータ28を作動させる発電制御を開始する(ステップS36)。なお、上記ステップS34でエンジン回転速度Neが基準速度N2以下となったと判定された時点t2でスロットル弁23を閉弁状態とするように構成された上記実施形態に代え、エンジン1の上死点回転速度neが、例えば760rpm程度に設定された基準速度N2以下になったと判定された時点で、スロットル弁23を閉弁状態とするとともに、オルタネータ28の発電制御を開始するように構成してもよい。   Further, the power generation control for operating the alternator 28 is started by setting the target power generation current Ge of the alternator 28 to an initial value set to about 60 A in advance (step S36). Note that the top dead center of the engine 1 is replaced with the above embodiment in which the throttle valve 23 is closed at the time t2 when it is determined in step S34 that the engine rotational speed Ne is equal to or lower than the reference speed N2. For example, when it is determined that the rotational speed ne is equal to or lower than the reference speed N2 set to about 760 rpm, for example, the throttle valve 23 is closed and power generation control of the alternator 28 is started. Good.

次いで、エンジン1の上死点回転速度neが第1所定範囲内にあるか否かを判定する(ステップS37)。この第1所定範囲は、予め設定された基準ラインに沿ってエンジン回転速度Neが低下している過程で、例えばエンジン1が停止状態となる前の4番目の圧縮上死点を通過する時点t3における上死点回転速度neに基づいて設定された値であり、具体的には480rpm〜540rpmの範囲内に設定されている。   Next, it is determined whether or not the top dead center rotational speed ne of the engine 1 is within a first predetermined range (step S37). This first predetermined range is, for example, a time point t3 when the engine 1 passes through the fourth compression top dead center before the engine 1 is stopped in the process in which the engine rotational speed Ne decreases along the preset reference line. Is a value set based on the top dead center rotational speed ne, and specifically, is set within the range of 480 rpm to 540 rpm.

上記ステップS37でYESと判定され、エンジン1の上死点回転速度neが上記所定範囲(480rpm〜540rpm)内にあることが確認された場合には、その時点t3の上死点回転速度neに対応したオルタネータ28の目標発電電流Geを設定する(ステップS38)。すなわち、エンジン1の上死点回転速度neが高い程、目標発電電流Geが大きな値に設定されたマップM1から上死点回転速度neに対応した目標発電電流Geを読み出し、この値に基づいてオルタネータ28の目標発電電流Geを上記初期値(60A)から、上記マップから読み出された値に低下させる制御を実行する。   When it is determined YES in step S37 and it is confirmed that the top dead center rotational speed ne of the engine 1 is within the predetermined range (480 rpm to 540 rpm), the top dead center rotational speed ne at that time t3 is set. The target generated current Ge of the corresponding alternator 28 is set (step S38). That is, as the top dead center rotational speed ne of the engine 1 is higher, the target generated current Ge corresponding to the top dead center rotational speed ne is read from the map M1 in which the target generated current Ge is set to a larger value, and based on this value. Control is performed to reduce the target generated current Ge of the alternator 28 from the initial value (60A) to the value read from the map.

次いで、エンジン1の上死点回転速度neが、エンジン自動停止前の2番目の圧縮上死点を通過する時点t3における上死点回転速度neに基づいて設定された第2所定範囲内、例えば260rpm〜400rpmの範囲内にあるか否かを判定する(ステップS39)。   Next, the top dead center rotational speed ne of the engine 1 is within a second predetermined range set based on the top dead center rotational speed ne at the time t3 when the second compression top dead center before the engine automatic stop is passed, for example, It is determined whether it is within the range of 260 rpm to 400 rpm (step S39).

図12を参照して、上記ステップS39でYESと判定された場合、ECU2は、空気密度が所定の値未満であるか否かを判定する(ステップS50)。この判定は、例えば、高地(日本国内であれば、1500m、EU諸国であれば1800m以上)で自動停止制御を実行する場合、再始動時の燃焼が急速になり過ぎるため、始動性が低下する場合があるので、空気密度に応じて、燃料噴射タイミングを変更するために、この時点で判別することとしている。例えば、空気密度が1.08Kg/mの場合、本実施形態では、実験に基づいてエンジン1の上死点回転速度neが高い程、燃料噴射量が大きな値に設定された燃料噴射マップM2に基づき、圧縮行程気筒12Cに対し、吸気行程(図4に示す時点t3とt4の間)で再始動用の燃料が噴射される(ステップS51)。これにより、この再始動用燃料が圧縮行程気筒12C内で気化霧化し、均質な混合気が自動停止期間中に生成されることになる。また、この気筒12Cに噴射された燃料が気化することによって気筒内温度が低下することになる。 Referring to FIG. 12, if it is determined as YES in step S39, ECU 2 determines whether the air density is less than a predetermined value (step S50). In this determination, for example, when the automatic stop control is executed at a high altitude (1500 m in Japan, 1800 m or more in EU countries), the combustion at the time of restart becomes too rapid, so the startability is deteriorated. Since there is a case, in order to change the fuel injection timing according to the air density, the determination is made at this time. For example, when the air density is 1.08 kg / m 3 , in the present embodiment, the fuel injection map M2 in which the fuel injection amount is set to a larger value as the top dead center rotational speed ne of the engine 1 is higher based on the experiment. Based on the above, restart fuel is injected into the compression stroke cylinder 12C in the intake stroke (between time points t3 and t4 shown in FIG. 4) (step S51). As a result, the restart fuel is vaporized and atomized in the compression stroke cylinder 12C, and a homogeneous air-fuel mixture is generated during the automatic stop period. Further, the fuel injected into the cylinder 12C is vaporized, so that the temperature in the cylinder is lowered.

そして、エンジン1の上死点回転速度neが所定値N3以下であるか否かを判定する(ステップS52)。この所定値N3は、予め設定された基準ラインに沿ってエンジン回転速度Neが低下している過程で最後の圧縮上死点を越える際の上死点回転速度neに対応した値であり、例えば260rpm程度に設定されている。また、各気筒12A〜12Cが順次圧縮上死点を通過する各時点のブースト圧Btが検知され、その値が記憶される。   And it is determined whether the top dead center rotational speed ne of the engine 1 is below predetermined value N3 (step S52). This predetermined value N3 is a value corresponding to the top dead center rotational speed ne when exceeding the last compression top dead center in the process in which the engine rotational speed Ne is decreasing along a preset reference line. It is set to about 260 rpm. Further, the boost pressure Bt at each time point when each of the cylinders 12A to 12C sequentially passes the compression top dead center is detected, and the value is stored.

上記ステップS52でYESと判定されてエンジン1の上死点回転速度neが上記所定値N3以下になったこと、つまりエンジン1が最後の圧縮上死点を通過したことが確認された場合には、この時点t5で、その1回前の圧縮上死点を通過する際のブースト圧Btを読み出し、この値をエンジン自動停止前の2番目の圧縮上死点(TDC)におけるブースト圧Btとして設定する(ステップS53)。   When it is determined YES in step S52 and it is confirmed that the top dead center rotational speed ne of the engine 1 has become the predetermined value N3 or less, that is, the engine 1 has passed the last compression top dead center. At this time t5, the boost pressure Bt when passing through the previous compression top dead center is read, and this value is set as the boost pressure Bt at the second compression top dead center (TDC) before the engine automatic stop. (Step S53).

そして、エンジン1が最後の圧縮上死点を迎える時点t5における上死点回転速度ne(以下、最終上死点回転速度ne1という)と、エンジン1が停止から2回前の圧縮上死点におけるブースト圧Bt(以下、ブースト圧Bt2という)とに基づき、ピストン13が各行程の後期寄り位置(膨張行程気筒12Aでは下死点寄りの位置)で停止する傾向があるか否かを判定する(ステップS54、S55)。具体的には、最終上死点回転速度ne1が所定回転速度N4(例えばN4=200rpm)以上であり(ステップS54がYESの場合)、かつ上記ブースト圧Bt2が所定圧力P2(例えばP2=−200mmHg)以下であるとき(真空側であるとき)に(ステップS55がYESの場合)、上記行程の後期寄りの位置で停止する傾向が大きい。そこで、本実施形態では、ステップS54、S55を判定基準とし、上述した条件が成立した場合には、膨張行程気筒12Aにおけるピストン停止位置が、圧縮上死点後100°〜120°CAとなる適正停止範囲Rに対して120°CAに近い位置で停止するものとしている。   The top dead center rotational speed ne at the time t5 when the engine 1 reaches the final compression top dead center (hereinafter referred to as the final top dead center rotational speed ne1) and the compression top dead center two times before the engine 1 stops. Based on the boost pressure Bt (hereinafter referred to as boost pressure Bt2), it is determined whether or not the piston 13 tends to stop at a later position in each stroke (a position closer to the bottom dead center in the expansion stroke cylinder 12A) ( Steps S54 and S55). Specifically, the final top dead center rotational speed ne1 is equal to or higher than a predetermined rotational speed N4 (for example, N4 = 200 rpm) (when step S54 is YES), and the boost pressure Bt2 is the predetermined pressure P2 (for example, P2 = −200 mmHg). ) When it is below (when it is on the vacuum side) (when step S55 is YES), there is a large tendency to stop at a position closer to the latter stage of the stroke. Therefore, in the present embodiment, when steps S54 and S55 are used as determination criteria and the above-described conditions are satisfied, the piston stop position in the expansion stroke cylinder 12A is 100 ° to 120 ° CA after compression top dead center. It is assumed that the vehicle stops at a position close to 120 ° CA with respect to the stop range R.

上記ステップS54、S55で何れもYESと判定された場合には、エンジン1の回転慣性が大きいとともに、圧縮行程気筒12Cへの最終吸気行程における吸気流量が少なく、その圧縮反力が小さい状態にあって、ピストン13が行程の後期寄りの位置で停止しやすい条件が既に揃っている。そこで、スロットル弁23の開度Kを、例えば5%程度に設定された第2開度K2とするようにスロットル弁23を操作する(ステップS56)。上記第2開度K2は、エンジン1の特性等に応じ、さらに小開度、あるいは閉止状態としてもよい。このようにして吸気行程気筒12Dに適度の吸気抵抗が生じ、ピストン13の停止位置が上記適正停止範囲Rを超えてさらに後期側となるという事態の発生が効果的に防止される。   If YES is determined in steps S54 and S55, the rotational inertia of the engine 1 is large, the intake air flow rate in the final intake stroke to the compression stroke cylinder 12C is small, and the compression reaction force is small. Thus, there is already a condition in which the piston 13 is likely to stop at a later position in the stroke. Therefore, the throttle valve 23 is operated so that the opening degree K of the throttle valve 23 becomes the second opening degree K2 set to about 5%, for example (step S56). The second opening K2 may be a smaller opening or a closed state according to the characteristics of the engine 1 or the like. In this way, an appropriate intake resistance is generated in the intake stroke cylinder 12D, and the occurrence of a situation in which the stop position of the piston 13 exceeds the appropriate stop range R and becomes further late is effectively prevented.

他方、上記ステップS54、S55の何れかでNOと判定された場合には、エンジン1が上記のように行程の後期寄りの位置で停止する傾向が顕著ではなく、行程の比較的に前期寄りの位置、つまり膨張行程気筒12Aにおけるピストン停止位置が、圧縮上死点後100°〜120°CAとなる適正停止範囲Rに対して100°CAに近い位置または100°CA以下で停止する可能性がある。そこで、ピストン13を上記適正停止範囲R内により確実に停止させるために、スロットル弁23を開放操作する。例えばスロットル弁23の開度Kを、全開の40%程度に設定された第1開度K1とするようにスロットル弁23を開弁し(ステップS35)、吸気流量を増加させることにより、吸気行程気筒12Dの吸気抵抗を減少させる。この結果、エンジン1が行程の後期寄りの位置で停止しやすくなり、結果的に膨張行程気筒12Aにおけるピストン13の停止位置が適正停止範囲R内の下限(100°CA)を越えることが防止されることになる。   On the other hand, when it is determined NO in any of the above steps S54 and S55, the tendency of the engine 1 to stop at a position near the latter stage of the stroke as described above is not remarkable, and the stroke is relatively closer to the previous period. The position, that is, the piston stop position in the expansion stroke cylinder 12A may stop at a position close to 100 ° CA or less than 100 ° CA with respect to an appropriate stop range R that becomes 100 ° to 120 ° CA after compression top dead center. is there. Therefore, in order to stop the piston 13 more reliably within the proper stop range R, the throttle valve 23 is opened. For example, the throttle valve 23 is opened so that the opening degree K of the throttle valve 23 is set to the first opening degree K1 set to about 40% of full opening (step S35), and the intake air flow rate is increased to thereby increase the intake stroke. The intake resistance of the cylinder 12D is reduced. As a result, the engine 1 is likely to stop at a later position in the stroke, and as a result, the stop position of the piston 13 in the expansion stroke cylinder 12A is prevented from exceeding the lower limit (100 ° CA) within the appropriate stop range R. Will be.

図13を参照して、さらに本実施形態においては、ステップS54、S55の判定によってスロットル開度Kを調整し、圧縮行程気筒12Cが行程中央の上死点寄りに移動できるようにするばかりでなく、スロットル開度Kの調整後に、圧縮行程気筒のピストン停止位置CAを推定する処理を実行し(ステップS60)CAが適正停止範囲R内であるか否かが判定される(ステップS61)。この判定で仮にピストン停止位置CAが適正停止範囲R外であると判定された場合には、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M3に基づき、圧縮行程気筒12Cに対して、最後の圧縮行程(時点t5経過後)に追加の燃料が噴射される。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。 Referring to FIG. 13, in the present embodiment, the throttle opening K is adjusted by the determinations in steps S54 and S55, so that the compression stroke cylinder 12C can move toward the top dead center in the stroke center. , after the adjustment of the throttle opening K, executes the process of estimating the piston stop position CA P of the compression stroke cylinder (step S60) whether CA P is within the appropriate stop range R is determined (step S61) . In a case where if the piston stop position CA P in this determination is determined to be proper stop range R out, set the estimated as the stop position is closer to the bottom dead center is, the fuel injection amount is a large value on the basis of experimental Based on the added fuel injection map M3, additional fuel is injected into the compression stroke cylinder 12C in the final compression stroke (after the time point t5 has elapsed). As a result, the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder 12C is reduced as much as possible, and the piston 13 of the compression stroke cylinder 12C is more precisely stopped within the appropriate stop range R (preferably at the top dead center side). It becomes possible.

ステップS61において、圧縮行程気筒12Cの停止位置が適正停止範囲R内であると判定された場合、或いは、ステップS62が実行された後は、エンジン1が停止状態になったか否かを判定し(ステップS63)、YESと判定された時点で、エンジン自動停止時間のカウントを開始する(ステップS64)。次いで、自動変速機のシフトレンジをニュートラル状態からドライブ状態(Dレンジ)に復帰させるとともに(ステップS65)、自動停止許可フラグをOFFとした後に(ステップS66)、制御動作を終了する。   When it is determined in step S61 that the stop position of the compression stroke cylinder 12C is within the proper stop range R, or after step S62 is executed, it is determined whether or not the engine 1 has been stopped ( (Step S63) When the determination is YES, counting of the engine automatic stop time is started (Step S64). Next, the shift range of the automatic transmission is returned from the neutral state to the drive state (D range) (step S65), and after the automatic stop permission flag is turned OFF (step S66), the control operation is terminated.

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14〜図16に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、所定のエンジン再始動条件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、ステップS64で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)。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。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。   A control operation when restarting the engine 1 that has been in the automatic stop state as described above will be described based on the flowcharts shown in FIGS. First, it is determined whether or not a predetermined engine restart condition is satisfied (step S100). If YES is determined, for example, if an accelerator operation for starting from a stopped state is performed, the battery voltage is When the engine speed is lowered or the air conditioner is activated, it is determined whether or not the engine automatic stop time started in step S64 is within a preset reference time (step S101). When the automatic stop time of the engine 1 is relatively long, even if the fuel is injected during the automatic stop control, the inside of the compression stroke cylinder 12C is diluted and desired combustion characteristics can be obtained. There is a risk that it will not be possible. Therefore, in this determination, it is determined again whether or not fuel injection is necessary according to the stop time of the engine 1.

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所定範囲内であるか否かが判定される(ステップ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。   If the determination in step S101 is YES, that is, if it is determined that the engine automatic stop time is relatively short and the cylinder of the compression stroke cylinder 12C has not been diluted, the air density in the atmosphere is further within a predetermined range. It is determined whether or not (step S102). On the other hand, if the determination in step S101 is NO, the flow proceeds to a flow (steps S103 to S110) for igniting the compression stroke cylinder 12C, as in the case of YES in step S102.

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)。   As a flow for igniting the compression stroke cylinder 12C, first, the in-cylinder temperature is estimated based on the engine water temperature, the elapsed time since the automatic stop, the intake air temperature, and 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)。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。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。   Next, the amount of air in the compression stroke cylinder 12C and the expansion stroke cylinder 12A is calculated based on the stop position of the piston 13 detected when the engine 1 is automatically stopped (step S104). That is, the combustion chamber volumes of the compression stroke cylinder 12C and the expansion stroke cylinder 12A are obtained from the stop position of the piston 13. When the engine 1 is automatically stopped, the engine 1 is stopped after several revolutions after the fuel injection is stopped. Therefore, the expansion stroke cylinder 12A is also filled with fresh air, and the compression stroke cylinder is stopped during the automatic engine stop. Since the inside of 12C and the expansion stroke cylinder 12A is substantially at atmospheric pressure, the amount of fresh air is obtained from the combustion chamber volume.

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)。上述したように、本実施形態では、自動停止条件が成立したステップS20からステップS57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13のステップS60からステップS62の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。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。   Next, the piston stop position detected according to the output signals of the crank angle sensors 30 and 31 is the bottom dead center in the proper stop range R (BTDC 60 to 80 ° CA before top dead center) in the compression stroke cylinder 12C. It is determined whether or not the vehicle is near the BDC (step S105). As described above, in the present embodiment, the control for stopping the compression stroke cylinder 12C within the appropriate stop range R on the top dead center side with respect to the stroke center from step S20 to step S57 where the automatic stop condition is satisfied is performed. In addition to being executed, the stop position of the piston 13 of the compression stroke cylinder 12C is further precisely stopped within the proper stop range R on the top dead center side of the stroke center by the control from step S60 to step S62 in FIG. Therefore, the compression stroke cylinder 12C moves to the top dead center side with a very high probability. However, since it is difficult to say that there is no stop at the bottom dead center side than the intended position for some reason, the piston stop position of the compression stroke cylinder 12C is confirmed in step S105 as a precaution. 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)。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。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。   If it is determined as YES in this step S105 (though such a determination is very rare) and it is confirmed that the amount of air in the compression stroke cylinder 12C is relatively large, in step S104 described above. The first fuel injection is performed with respect to the calculated air amount of the compression stroke cylinder 12C so that the air-fuel ratio becomes λ (excess air ratio)> 1 (for example, air-fuel ratio = about 20) (step S106). The air-fuel ratio is obtained from the first air-fuel ratio map M11 for the first time of the compression stroke cylinder 12C set in advance according to the stop position of the piston 13, and is set to a lean air-fuel ratio of λ> 1. This prevents excessive combustion energy for reverse rotation even when the amount of air in the compression stroke cylinder 12C is relatively large.

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)。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。   On the other hand, when it is determined NO in step S105 and the air amount in the compression stroke cylinder 12C is relatively small, the air-fuel ratio satisfying λ ≦ 1 with respect to the air amount in the compression stroke cylinder 12C calculated in step S104. The first fuel injection is performed so as to become (step S107). This air-fuel ratio is obtained from the first second air-fuel ratio map M12 of the compression stroke cylinder 12C set in advance according to the stop position of the piston 13, and satisfies λ ≦ 1 (theoretical air-fuel ratio or richer air-fuel ratio). By setting, even when the amount of air in the compression stroke cylinder 12C is small, sufficient combustion energy for reverse rotation can be obtained.

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)。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に対して再点火を行う(ステップS110)。   Next, the cylinder 12C is ignited after a predetermined time set in consideration of the vaporization time from the first fuel injection into the compression stroke cylinder 12C (step S108). Then, it is determined whether or not the piston 13 has moved based on whether or not the edges of the crank angle sensors 30 and 31, that is, the rising or falling edge of the crank angle signal is detected within a certain time after ignition (step S 109). When it is determined NO and it is confirmed that the piston 13 has not moved due to misfire, the compression stroke cylinder 12C is re-ignited (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13のステップS62で燃料が圧縮行程気筒12C内に噴射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。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。   On the other hand, if the engine automatic stop time is relatively short in step S101 described above and the air density is less than the predetermined value in step S102, the fuel has already been injected into the compression stroke cylinder 12C in step S62 of FIG. Therefore, a homogeneous air-fuel mixture is generated in the compression stroke cylinder 12C. Therefore, in that case, the compression stroke cylinder 12C is immediately ignited (step S111), and thereafter, after step S109, the reverse rotation operation is executed.

次に、図15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)。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。   Next, referring to FIG. 15, when it is determined YES in step S109 and it is confirmed that the piston 13 has moved, the expansion stroke is determined based on the piston stop position and the in-cylinder temperature estimated in step S103. A division ratio of the divided fuel injection to the cylinder 12A (a ratio between the first pre-stage injection and the second post-stage injection) is calculated (step S121). The latter injection ratio is set to a larger value as the piston stop position in the expansion stroke cylinder 12A is closer to the bottom dead center or as the in-cylinder temperature is higher.

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)。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。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)。   Next, the fuel injection amount is calculated so that a predetermined air-fuel ratio (λ ≦ 1) is obtained with respect to the air amount of the expansion stroke cylinder 12A calculated in step S104 (step S122). The air-fuel ratio at this time is obtained from an air-fuel ratio map M14 for the expansion stroke cylinder 12A set in advance according to the stop position of the piston 13. Further, the first stage fuel injection amount for the expansion stroke cylinder 12A is calculated and injected based on the fuel injection amount to the expansion stroke cylinder 12A calculated in step S122 and the split ratio calculated in step S121 (in FIG. 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)。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。   Next, based on the in-cylinder temperature estimated in step S103, a subsequent (second) fuel injection timing for the expansion stroke cylinder 12A is calculated (step S124). This second injection timing is a time when the air in the cylinder is compressed after the piston 13 starts moving toward the top dead center (reverse rotation of the engine 1), and the vaporization latent heat of the injected fuel is compressed. It is set so that the pressure is effectively reduced, that is, the piston 13 is set close to top dead center, and the time for the second injected fuel to evaporate by the ignition timing is secured as much as possible. The

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

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)。このディレイ時間は、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。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。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。   After the second fuel injection into the expansion stroke cylinder 12A, ignition is performed when a predetermined delay time has elapsed (step S127). This delay time is obtained from the ignition map M15 for the expansion stroke cylinder 12A set in advance according to the stop position of the piston 13. Due to the initial combustion in the expansion stroke cylinder 12A by the ignition, the engine 1 changes from reverse rotation to normal rotation. Therefore, the piston 13 of the compression stroke cylinder 12C moves to the top dead center side and starts to compress the gas in the cylinder (burned gas burned by ignition in 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)。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。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。   Next, taking into account the fuel vaporization time, the second time fuel is injected into the compression stroke cylinder 12C (step S128). The fuel injection amount at this time is such that the entire air-fuel ratio based on the total injection amount with the first injection amount becomes richer (for example, about 6) than the combustible air-fuel ratio (lower limit is 7 to 8). It is obtained from the second air-fuel ratio map M16 for the compression stroke cylinder 12C set in advance according to the stop position of the piston 13. The compression top dead center can be easily exceeded by reducing the compression pressure in the vicinity of the compression top dead center of the compression stroke cylinder 12C according to the latent heat of vaporization caused by the second injection fuel in the compression stroke cylinder 12C. It becomes.

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。   Note that the second fuel injection into the compression stroke cylinder 12C is performed only to reduce the compression pressure in the cylinder, and ignition and combustion are not performed on this, and it is richer than the combustible air-fuel ratio. Therefore, self-ignition does not occur, and the non-combustible fuel is made harmless by subsequently reacting with oxygen stored in the exhaust gas purification catalyst in the exhaust passage 22.

次に図16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。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。   Next, referring to FIG. 16, since the fuel injected for the second time in the compression stroke cylinder 12C does not burn as described above, the next combustion following the first combustion in the expansion stroke cylinder 12A is the intake stroke cylinder 12D. In other words, this is the first combustion in the fourth cylinder that was in the intake stroke when stopped. As energy for the piston 13 of the intake stroke cylinder 12D to exceed the compression top dead center, a part of the initial combustion energy in the expansion stroke cylinder 12A is used, and the initial combustion energy in the expansion stroke cylinder 12A is compressed. The stroke cylinder 12C is used both for overcoming the compression top dead center and for the intake stroke cylinder 12D 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)。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。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, it is desirable that the energy required for the intake stroke cylinder 12D to exceed the compression top dead center is small for a smooth start. For this purpose, the air density in the cylinder 12D is estimated, and the intake stroke cylinder 12D is estimated from the estimated value. After calculating the air amount (step S140), an air-fuel ratio correction value for preventing self-ignition is calculated based on the in-cylinder temperature estimated in step S103 (step S141). That is, when self-ignition occurs, a force (reverse torque) that pushes the piston 13 back to the bottom dead center before the compression top dead center is generated by the combustion, and much energy is required to exceed the compression top dead center. Since it is consumed, it is not desirable. Therefore, in order to suppress the reverse torque, the air-fuel ratio is corrected to the lean side so that 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)。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。   Next, the fuel injection amount to the intake stroke cylinder 12D is calculated based on the air amount of the intake stroke cylinder 12D calculated in step S140 and the air-fuel ratio in consideration of the air-fuel ratio correction value calculated in step S141 ( Step S142). Then, fuel is injected into the intake stroke cylinder 12D. In this fuel injection, the compression pressure is reduced by the latent heat of vaporization, that is, the energy required to exceed the compression top dead center is reduced. The delay is delayed until the later stage of the compression stroke (step S143), and the delay amount is calculated based on the automatic stop period of the engine 1, the intake air temperature, the engine water temperature, and 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)。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。   Further, in order to suppress the occurrence of the reverse torque, ignition is performed with a delay after the top dead center (step S144). By executing the control described above, in the intake stroke cylinder 12D, the compression pressure is reduced to the compression top dead center and easily exceeds the top dead center. Directional torque will be 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。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。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。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。   After step S144, the control state may be shifted to a normal control state, but in this embodiment, control for further suppressing the increase in engine speed is performed. This increase in engine rotation speed means that the engine rotation speed suddenly increases more than necessary after the initial combustion in the intake stroke cylinder 12D, which causes an acceleration shock or gives the driver a feeling of strangeness. This is not desirable. The increase in the engine rotation speed is immediately after starting (after the first combustion in the intake stroke cylinder 12D) because the intake pressure (pressure downstream of the throttle valve 23) during the automatic stop period is substantially atmospheric pressure. It is generated when the combustion energy in each of the cylinders 12A to 12D temporarily becomes larger than the combustion energy during normal idle operation. For this purpose, in steps S145 to S158 described below, control for suppressing the engine speed from rising is performed.

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, power generation is started by setting the target current value of the alternator 28 higher than usual (step S145), and the rotational resistance of the crankshaft 3 (external load of the engine 1) is increased by the power generation of the alternator 28 to rotate the engine. Suppresses speed increase.

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, it is determined whether or not the intake pressure detected by the intake pressure sensor 26 is higher than the intake pressure during normal idling when the engine 1 is not automatically stopped (step S150). Since the engine speed is likely to increase, the opening of the throttle valve 23 is made smaller than the throttle opening during normal idle operation (step S151), thereby generating combustion energy. Reduce 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)。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。   Then, it is determined whether or not the temperature of the exhaust gas purification catalyst provided in the exhaust passage 22 is equal to or lower than the activation temperature (step S152). If YES is determined, the target air-fuel ratio in the cylinder is set to λ ≦ The rich air-fuel ratio is set to 1 (step S153), and the ignition timing is delayed after top dead center (step S154). Thereby, the temperature rise of the catalyst is promoted, and the amount of combustion energy generated is suppressed by the delay of the ignition timing.

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)。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。   On the other hand, if it is determined NO in step S152 and it is confirmed that the temperature of the exhaust gas purification catalyst is higher than the activation temperature, the target air-fuel ratio in the cylinder is set to a lean air-fuel ratio with λ> 1. A stratified lean combustion state is set (step S158). This lean combustion suppresses fuel consumption and suppresses the amount of combustion energy generated.

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。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)。   After returning to step S150 through step S154 or step S158, it is determined NO in step S150, and it is confirmed that the intake pressure has decreased even during normal idling when the engine 1 is not automatically stopped. The above control operation is repeated. If it is determined NO in step S150, there is no possibility that the engine speed will be increased any more, and therefore the normal control state including the generated current of the alternator 28 is entered (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。   As described above, in this embodiment, the compression stroke cylinder 12C as the initial combustion cylinder is estimated in the process of automatically stopping the engine 1, and at least when the air density is less than the predetermined value, the automatic stop control is performed. Since the fuel is injected into the compression stroke cylinder 12C in the last intake stroke at, when the air density is relatively low, such as when traveling at high altitude, the injected fuel is introduced into the cylinder on the intake air and quickly Vaporization and atomization can promote homogenization of the air-fuel mixture, prevent rapid combustion during restart, and ensure kinetic energy due to slow combustion, resulting in the second compression It becomes possible to secure sufficient kinetic energy to exceed the 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S64、S101等参照)。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。   In addition, the ECU 2 of the present embodiment measures the stop time, and when the measured stop time has exceeded a predetermined value, the fuel is injected so that fuel injection is performed on the compression stroke cylinder 12C after the restart condition is satisfied. The stop time measuring means for controlling the injection valve is functionally configured (see steps S64, S101, etc.). For this reason, in the present embodiment, even when the cylinder is diluted by a long-term automatic stop, it is possible to reliably ensure the combustion energy for restart and ensure the reverse torque at the time of restart.

また、本実施形態では、前記燃料噴射制御手段は、図13のステップS60からS62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。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。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3(A)参照)。   Further, in the present embodiment, the fuel injection control means, as shown in steps S60 to S62 in FIG. 13, when the compression stroke cylinder 12C is likely to stop at the bottom dead center side from the predetermined crank angle range at the time of stopping. Is for controlling the fuel injection valve so that fuel is dividedly injected into the compression stroke cylinder 12C during the stop control. For this reason, in this embodiment, in the reverse rotation start method, the compression stroke cylinder 12C estimated by the ECU 2 by the piston position detection unit 45 as the cylinder stop position control means can be stopped from the middle of the operation stroke toward the top dead center. become. As a result, the cylinder volume of the expansion stroke cylinder 12A in the automatic stop state can be controlled to be larger than the cylinder volume of the compression stroke cylinder 12C in the automatic stop state (see FIG. 3A).

次に、正転再始動方式の場合の制御について、図17および図18を参照しながら説明する。   Next, control in the case of the normal rotation restart method will be described with reference to FIGS. 17 and 18.

まず、図17を参照して、正転再始動方式において、エンジン1を自動停止する場合においても、逆転始動方式の場合である図9および図10と同様な処理(ステップS1〜S31)が実行される。   First, referring to FIG. 17, even when the engine 1 is automatically stopped in the normal rotation restart method, the same processing (steps S1 to S31) as in FIG. 9 and FIG. Is done.

その後、空気密度が所定値未満が否かが判定され(ステップS200)、所定値未満である場合には、膨張行程気筒12Aに対し、実験に基づいてエンジン1の上死点回転速度neが高い程、燃料噴射量が大きな値に設定された燃料噴射マップM21に基づき、膨張行程気筒12Aに対し、吸気行程(図4に示す時点t3の直前の行程の間)で再始動用の燃料が噴射される(ステップS201)。これにより、この再始動用燃料が膨張行程気筒12A内で気化霧化し、均質な混合気が自動停止期間中に生成されることになる。また、この膨張行程気筒12Aに噴射された燃料が気化することによって気筒内温度が低下する。その後は、図12のステップS52〜S56と同様な処理(ステップS202〜S207)が実行される。   Thereafter, it is determined whether or not the air density is less than a predetermined value (step S200). If the air density is less than the predetermined value, the top dead center rotational speed ne of the engine 1 is higher for the expansion stroke cylinder 12A based on experiments. The fuel for restarting is injected into the expansion stroke cylinder 12A in the intake stroke (during the stroke immediately before time t3 shown in FIG. 4) based on the fuel injection map M21 in which the fuel injection amount is set to a large value. (Step S201). As a result, the restart fuel is vaporized and atomized in the expansion stroke cylinder 12A, and a homogeneous air-fuel mixture is generated during the automatic stop period. Further, the fuel injected into the expansion stroke cylinder 12A is vaporized, whereby the in-cylinder temperature is lowered. Thereafter, processing similar to steps S52 to S56 (steps S202 to S207) in FIG. 12 is executed.

他方、正転再始動方式においては、図13で示したステップS60からS62の処理が省略され、図13のステップS63からS66と同様な処理(ステップS208〜S211)を実行して、自動停止制御を終了する。   On the other hand, in the forward rotation restart method, the processing of steps S60 to S62 shown in FIG. 13 is omitted, and the same processing (steps S208 to S211) as that of steps S63 to S66 of FIG. Exit.

次に、図18を参照して、自動停止後、再始動条件の成立が検出された場合(ステップS220)には、正転再始動方式の場合と同様に、ステップS209で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S221)。   Next, referring to FIG. 18, when the establishment of the restart condition is detected after the automatic stop (step S220), the engine whose count is started in step S209 is the same as in the case of the normal rotation restart method. It is determined whether or not the automatic stop time is within a preset reference time (step S221).

ステップS221の判定でYESの場合には、さらに大気の空気密度が所定範囲内であるか否かが判定される(ステップS222)。他方、ステップS221の判定でNOの場合には、ステップS222でYESの場合と同様に、膨張行程気筒12Aを着火するためのフロー(ステップS223〜S227)に移行する。そして、これ以降は、図14のステップS103、S104と同様の処理(ステップS223、S224。但しステップS224では、膨張行程気筒のみ)が実行された後、膨張行程気筒12Aへの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12Aに対して点火を行う(ステップS225)。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S226)、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、膨張行程気筒12Aに対して再点火を行う(ステップS227)。   If the determination in step S221 is YES, it is further determined whether the air density in the atmosphere is within a predetermined range (step S222). On the other hand, if the determination in step S221 is NO, the flow proceeds to a flow (steps S223 to S227) for igniting the expansion stroke cylinder 12A, as in the case of YES in step S222. Thereafter, after the processing similar to steps S103 and S104 in FIG. 14 (steps S223 and S224, only the expansion stroke cylinder is performed in step S224), the vaporization time from fuel injection to the expansion stroke cylinder 12A is executed. After a predetermined time set in consideration of the above, the cylinder 12A is ignited (step S225). Then, it is determined whether or not the piston 13 has moved according to whether or not the edges of the crank angle sensors 30 and 31, that is, the rising or falling edge of the crank angle signal, have been detected within a predetermined time after ignition (step S226). If it is determined as NO and it is confirmed that the piston 13 has not moved due to misfire, re-ignition is performed on the expansion stroke cylinder 12A (step S227).

他方、上述したステップS221でエンジン自動停止時間が比較的短く、しかもステップS222で空気密度が所定値未満である場合、既に図17のステップS201で燃料が膨張行程気筒12A内に噴射されていることから、膨張行程気筒12A内には均質な混合気が生成されている。そこで、その場合には、直ちに膨張行程気筒12Aを点火し(ステップS228)、その後はステップS226に以降して、逆転動作を実行させるようにしている。   On the other hand, if the engine automatic stop time is relatively short in step S221 and the air density is less than the predetermined value in step S222, the fuel has already been injected into the expansion stroke cylinder 12A in step S201 of FIG. Therefore, a homogeneous air-fuel mixture is generated in the expansion stroke cylinder 12A. Therefore, in that case, the expansion stroke cylinder 12A is immediately ignited (step S228), and thereafter, after step S226, the reverse rotation operation is executed.

なお、この点火によってエンジン1が始動し、クランク角度センサ30のエッジが検出された場合には、正転再始動方式における図16以降のフローと同様の処理を実行して通常制御に移行する。   When the engine 1 is started by this ignition and the edge of the crank angle sensor 30 is detected, the same processing as the flow after FIG. 16 in the normal rotation restart system is executed, and the routine shifts to normal control.

図19は、上述した各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。   FIG. 19 is a graph for illustrating the effects of the above-described embodiments. FIG. 19A is a graph showing the transition of the in-cylinder pressure at the crank angle CA, and FIG. 19B is the graph showing the transition of the heat generation rate at the crank angle CA. (C) is a graph showing the transition of the mass combustion ratio at the crank angle CA.

図19(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。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19(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に吸収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。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。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19(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19(C)参照)。   With reference to FIGS. 19A to 19C, in each of the above-described embodiments, automatic stop control is performed when the air density is less than a predetermined value, such as when the air density is relatively low during high altitude travel. The fuel injection valve is controlled so as to inject fuel into the initial combustion cylinder in the last intake stroke, so that homogenization of the air-fuel mixture is promoted in the compression stroke cylinder 12C or the expansion stroke cylinder 12A due to spraying. Disturbances are no longer occurring. As a result, even when a considerable amount of time has passed from the automatic stop to the restart, or even in an environment where the air density is low, not only the stop position of the compression stroke cylinder is controlled closer to the top dead center, but also the restart Sometimes, when the air-fuel mixture in the compression stroke cylinder is ignited, as shown by the solid lines PL1, J1, and Q1 in FIGS. 19A to 19C, slow combustion characteristics can be obtained. Heat loss caused by heat absorbed in the cylinder also becomes moderate, and a relatively large amount of combustion energy can be converted into kinetic energy. Therefore, a relatively large reverse kinetic energy can be secured by the slow combustion with a small air weight, and the kinetic energy of the expansion stroke cylinder can be further increased by the relatively large reverse kinetic energy by the slow combustion. On the other hand, when fuel is injected at the time of restart without considering the air density, rapid combustion occurs as shown by virtual lines PL2, J2, and Q2 in FIGS. The kinetic energy cannot be extracted sufficiently (see FIG. 19C).

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。例えば、逆転再始動方式において、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。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible within the range of the invention described in the claim. For example, in the reverse restart system, in the above embodiment, the fuel injection for the initial combustion in the expansion stroke cylinder 12A at the time of restart is divided injection, but this is reduced in compression pressure by latent heat of vaporization and ensuring vaporization performance. It is also possible to formulate a timing (predetermined fuel injection timing) that can be compatible with the above as much as possible through experiments or the like, and to perform one fuel injection at the predetermined fuel injection timing.

また、逆転再始動方式において、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, in the reverse rotation restart method, the divided fuel injection performed for the first combustion of the expansion stroke cylinder 12A at the time of restart may be divided into three or more as required.

また、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。   Although omitted in the above-described embodiment, when the engine is restarted, when the predetermined condition is satisfied (for example, when the piston stop position is not within the proper stop range R, or when the engine speed is increased by the predetermined timing after the start). Control with assistance by a starter motor may be performed.

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。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。   The control for automatically stopping the engine 1 is not limited to the above embodiment, and may be set as appropriate. However, in order to improve the restartability, control is performed such that the stop position of the piston 13 in the expansion stroke cylinder 12A is slightly closer to the bottom dead center than the center of the stroke (slightly closer to the top dead center in the compression stroke cylinder 12C). 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。   It goes without saying that various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.

本発明に係る始動装置を備えたエンジンの概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an engine provided with a starter according to the present invention. エンジンの吸気系および排気系の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the intake system and exhaust system of an engine. エンジンの停止時に膨張行程および圧縮行程になる気筒のピストン停止位置と空気量との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the piston stop position and air quantity of the cylinder which becomes an expansion stroke and a compression stroke at the time of an engine stop. エンジン停止時におけるエンジン回転速度の変化状態等を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change state etc. of the engine speed at the time of an engine stop. 図4の部分拡大図であり、さらにクランク角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。FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. 4, and is a time chart showing a crank angle and a stroke transition of each cylinder. ピストン停止位置の検出制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows detection control operation | movement of a piston stop position. クランク角度信号の出力信号を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the output signal of a crank angle signal. エンジン停止からの経過時間と筒内温度推定値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the elapsed time from an engine stop, and a cylinder temperature estimated value. 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。It is a flowchart which shows the control content in embodiment which employ | adopted the reverse rotation restart system. 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。It is a flowchart which shows the control content in embodiment which employ | adopted the reverse rotation restart system. 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。It is a flowchart which shows the control content in embodiment which employ | adopted the reverse rotation restart system. 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。It is a flowchart which shows the control content in embodiment which employ | adopted the reverse rotation restart system. 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。It is a flowchart which shows the control content in embodiment which employ | adopted the reverse rotation restart system. 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。It is a flowchart which shows the control content in embodiment which employ | adopted the reverse rotation restart system. 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。It is a flowchart which shows the control content in embodiment which employ | adopted the reverse rotation restart system. 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。It is a flowchart which shows the control content in embodiment which employ | adopted the reverse rotation restart system. 正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。It is a flowchart which shows the control content in embodiment which employ | adopted the normal rotation restart system. 正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。It is a flowchart which shows the control content in embodiment which employ | adopted the normal rotation restart system. 各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 for showing the effect of each embodiment, (A) is a graph which looked at change of in-cylinder pressure at crank angle CA, (B) is a graph which looked at change of heat release rate at crank angle CA, (C) Is a graph showing the transition of the mass combustion ratio at the crank angle CA.

符号の説明Explanation of symbols

1 4サイクル多気筒エンジン
2 ECU
3 クランクシャフト
12A 膨張行程気筒(正転方式における初回燃焼気筒の一例)
12C 圧縮行程気筒(逆転方式における初回燃焼気筒の一例)
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
48 排気還流制御部
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
1 4-cycle multi-cylinder engine 2 ECU
3 Crankshaft 12A Expansion stroke cylinder (example of first combustion cylinder in forward rotation system)
12C compression stroke cylinder (an example of the first combustion cylinder in the reverse rotation mode)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Piston 14 Combustion chamber 15 Spark plug 16 Fuel supply system 16a Fuel injection valve 29 Intake temperature sensor 30 Crank angle sensor 31 Crank angle sensor 32 Cam angle sensor 33 Water temperature sensor 34 Accelerator opening sensor 41 Fuel injection control part 42 Ignition control part 43 Intake flow rate control unit 44 Power generation amount control unit 45 Piston position detection unit 46 In-cylinder temperature estimation unit 47 Air density estimation unit 48 Exhaust gas recirculation control unit CA crank angle CA P piston stop position R Appropriate stop range SW1 Atmospheric pressure sensor

Claims (4)

多気筒エンジンの燃焼室に燃料を噴射する直噴式の燃料噴射弁を備え、予め設定された多気筒エンジンの自動停止条件が成立したときに、当該多気筒エンジンの運転を継続させるための燃料供給を停止して前記多気筒エンジンを自動的に停止させるとともに、再始動条件が成立した場合に少なくとも膨張行程気筒の混合気を燃焼させて、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、
再始動時に最初に混合気を燃焼させる初回燃焼気筒を前記多気筒エンジンの自動停止動作中に予測する初回燃焼気筒予測手段と、
空気密度を推定する空気密度推定手段と、
前記多気筒エンジンの自動停止動作中において、少なくとも空気密度推定手段に推定された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する燃料噴射制御手段と
を備えていることを特徴とする多気筒エンジンの始動装置。
Provided with a direct injection type fuel injection valve that injects fuel into the combustion chamber of a multi-cylinder engine, and a fuel supply for continuing operation of the multi-cylinder engine when a preset automatic stop condition of the multi-cylinder engine is satisfied The multi-cylinder engine is restarted by automatically stopping the multi-cylinder engine and restarting the multi-cylinder engine by burning the air-fuel mixture of at least the expansion stroke cylinder when the restart condition is satisfied. In
An initial combustion cylinder predicting means for predicting an initial combustion cylinder that first combusts an air-fuel mixture during restart during an automatic stop operation of the multi-cylinder engine;
Air density estimation means for estimating air density;
During the automatic stop operation of the multi-cylinder engine, if at least the air density estimated by the air density estimation means is less than a predetermined value, fuel is injected into the initial combustion cylinder in the final intake stroke during the automatic stop control. And a fuel injection control means for controlling the fuel injection valve.
請求項1記載の多気筒エンジンの始動装置において、
自動停止される初回燃焼気筒のピストン停止位置が行程中央よりも上死点側の所定クランク角度範囲になるように位置制御する停止位置制御手段を備えていることを特徴とする多気筒エンジンの始動装置。
The starter for a multi-cylinder engine according to claim 1,
Start of a multi-cylinder engine characterized by comprising stop position control means for controlling the position of the piston of the first combustion cylinder to be automatically stopped so that the piston stop position is within a predetermined crank angle range on the top dead center side of the stroke center. apparatus.
請求項1または2記載の多気筒エンジンの始動装置において
停止時間を計測する停止時間計測手段を設け、
前記燃料噴射制御手段は、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、初回燃焼気筒に対し燃料噴射を実行するように燃料噴射弁を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。
A starter for a multi-cylinder engine according to claim 1 or 2, further comprising stop time measuring means for measuring a stop time,
The fuel injection control means controls the fuel injection valve so that the fuel injection is performed on the first combustion cylinder after the restart condition is satisfied when the measured stop time has exceeded a predetermined value. A starter for a multi-cylinder engine.
請求項1から3の何れか1項に記載の多気筒エンジンの始動装置において、
上記初回燃焼気筒は、自動停止した多気筒エンジンを一旦逆転させるために着火される圧縮行程気筒であり、
前記燃料噴射制御手段は、エンジンが上死点を通過する際の上死点回転速度とブースト圧とに基づき前記多気筒エンジンの自動停止時に圧縮行程気筒が所定クランク角度範囲よりも下死点側で停止することが推定される場合には、当該圧縮行程気筒に対し、停止制御中に追加の燃料を噴射するように、燃料噴射弁を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。
The multi-cylinder engine starter according to any one of claims 1 to 3,
The first combustion cylinder is a compression stroke cylinder that is ignited in order to reverse the once stopped multi-cylinder engine.
The fuel injection control means is configured such that when the multi-cylinder engine is automatically stopped based on the top dead center rotational speed and the boost pressure when the engine passes through the top dead center , the compression stroke cylinder is located on the lower dead center side than the predetermined crank angle range. If it is estimated to stop in the relative said compression stroke cylinder, multi-cylinder engine, characterized in that to inject additional fuel into the stop control, and controls the fuel injection valve Starter.
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