JP5262532B2 - Diesel engine automatic stop device and diesel engine control method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic stop device for a diesel engine 10 improved in restarting performance of the engine 10, and a control method for the same. <P>SOLUTION: This control method includes: a step of stopping fuel supply when an automatic stop condition is satisfied; a step of keeping both an intake valve 26 and an exhaust valve 27 in a closed state simultaneously with the fuel supply stop or immediately after the fuel supply stop; a step of completely stopping the diesel engine 10 through the fuel supply stop and the closing of the intake valve 26 and the exhaust valve 27; and a step of restarting the engine 10 by restarting the fuel supply when a restarting condition is satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、所定の自動停止条件が成立したときにディーゼルエンジンを自動停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときに該ディーゼルエンジンを再始動させるようにしたディーゼルエンジンの自動停止装置及びその制御方法に関する技術分野に属する。   The present invention relates to a diesel engine automatic stop device that automatically stops a diesel engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and restarts the diesel engine when a predetermined restart condition is satisfied, and It belongs to the technical field related to control methods.

従来より、燃費低減及びCO排出量抑制等を目的として、アイドル時等の所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させるようにしている。そして、このようなエンジンの自動停止を行う場合には、エンジンの再始動が必要になるが、この再始動は確実にかつ速やかに行うことが要求される。 Conventionally, for the purpose of reducing fuel consumption and suppressing CO 2 emission, the engine is automatically stopped when a predetermined automatic stop condition such as idling is satisfied. In order to automatically stop the engine, it is necessary to restart the engine. However, it is required to perform the restart reliably and promptly.

ここで、ディーゼルエンジンの場合には、エンジン冷間時に吸入空気を暖めて燃料の着火性を高めるためのグロープラグが設けられており、例えば特許文献1に示すものでは、エンジンの停止に伴い筒内温度が低下することに起因する燃料着火性の悪化を防止するべく、前記グロープラグにより筒内を加熱することで、エンジンの再始動性を向上させるようにしている。   Here, in the case of a diesel engine, a glow plug is provided for warming the intake air and improving the ignitability of fuel when the engine is cold. In order to prevent deterioration of fuel ignitability due to a decrease in internal temperature, the inside of the cylinder is heated by the glow plug, thereby improving the restartability of the engine.

一方、近年では、吸気弁及び排気弁を、クランク軸の回転位置とは無関係に個々に独立してアクチュエータで駆動する弁駆動手段を設けて、この弁駆動手段の作動を制御するものが知られている。このような弁駆動手段の作動を制御することで、吸気弁の作動状態、つまり吸気弁の開度(リフト量)や開弁期間を自在に制御することができ、例えば吸気行程や排気行程で全閉状態にすることも可能となる。
特開2004−176569号公報
On the other hand, in recent years, there has been known a valve drive means for driving the intake valve and the exhaust valve independently by an actuator regardless of the rotational position of the crankshaft, and controlling the operation of the valve drive means. ing. By controlling the operation of such valve driving means, the operating state of the intake valve, that is, the opening degree (lift amount) of the intake valve and the valve opening period can be freely controlled. For example, in the intake stroke or the exhaust stroke It is also possible to make it fully closed.
JP 2004-176469 A

前記従来例のように、エンジンの再始動性を向上させるためにグロープラグにより筒内を加熱する方法では、グロープラグの消費電力が大きいため、バッテリ電力が低下し易くなったりグロープラグ以外の電気負荷への供給電力が低下したりするという問題があり、グロープラグは出来る限り使用しないことが好ましい。   As in the conventional example, in the method of heating the inside of the cylinder with the glow plug in order to improve the restartability of the engine, the power consumption of the glow plug is large. There is a problem in that the power supplied to the load is reduced, and it is preferable not to use the glow plug as much as possible.

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの再始動性を向上させたディーゼルエンジンの自動停止装置及びその制御方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide an automatic stop device for a diesel engine with improved restartability of the engine and a control method therefor.

本発明の一側面によると、制御方法は、気筒の吸気弁及び排気弁の作動状態を制御すると共に、当該気筒への燃料供給を制御することによって運転されるディーゼルエンジンの制御方法である。   According to one aspect of the present invention, the control method is a control method for a diesel engine that is operated by controlling operating states of an intake valve and an exhaust valve of a cylinder and controlling fuel supply to the cylinder.

この制御方法は、所定の自動停止条件が成立したときに前記気筒への燃料供給を停止する工程と、前記燃料供給停止と同時に又はその直後に前記気筒の吸気弁及び排気弁を共に閉じた状態に保持する工程と、前記燃料供給の停止と前記吸気弁及び排気弁の閉弁とを経て、前記ディーゼルエンジンを停止させる工程と、所定の再始動条件が成立したときに前記気筒への燃料供給を再開することによって、前記停止させたディーセルエンジンを再始動させる工程と、備える。
In this control method, the fuel supply to the cylinder is stopped when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and the intake valve and the exhaust valve of the cylinder are both closed simultaneously with or immediately after the fuel supply stop. And the step of stopping the diesel engine after stopping the fuel supply and closing the intake valve and the exhaust valve, and supplying the fuel to the cylinder when a predetermined restart condition is satisfied. by resuming, and a step of restarting the Dee cell engine wherein stopped.

この構成によると、所定の自動停止条件が成立して気筒への燃料供給を停止することにより、ディーゼルエンジンが完全停止に至るまでのエンジン停止過程に移行することになる。   According to this configuration, when the predetermined automatic stop condition is satisfied and the fuel supply to the cylinder is stopped, the process proceeds to an engine stop process until the diesel engine reaches a complete stop.

このエンジン停止過程において、前記燃料供給の停止と同時に又はその直後に気筒の吸気弁及び排気弁を共に閉じる。このことにより、ディーゼルエンジンの吸気側から新気が新たに気筒内へ吸入されることがなくなり、筒内温度の低下が抑制される。   In this engine stop process, both the intake valve and the exhaust valve of the cylinder are closed simultaneously with or immediately after the fuel supply is stopped. As a result, new air is not newly sucked into the cylinder from the intake side of the diesel engine, and a decrease in the in-cylinder temperature is suppressed.

また、吸気弁及び排気弁の閉弁により、気筒内ではわずかな空気しか圧縮されなくなり、エンジン停止過程において気筒内の空気の圧縮に伴って生じる停止振動が抑制される。   Further, by closing the intake valve and the exhaust valve, only a small amount of air is compressed in the cylinder, and the stop vibration caused by the compression of the air in the cylinder during the engine stop process is suppressed.

そうして、所定の再始動条件が成立して、気筒への燃料供給を再開することによって停止させたディーセルエンジンを再始動させるときには、筒内温度の低下が抑制されていることにより、その始動性が向上する。   Thus, when a predetermined restart condition is satisfied and the diesel engine that has been stopped by restarting the fuel supply to the cylinder is restarted, the decrease in the in-cylinder temperature is suppressed. Improves.

前記制御方法は、少なくとも、前記ディーゼルエンジンが停止するときに圧縮行程となる特定気筒において、その停止直前の吸気行程で吸気を行う工程をさらに備え
The control method includes at least the in a particular cylinder to be compressed stroke when the diesel engine is stopped, further Ru comprising a step of performing suction by the suction stroke of the stop just before.

前述したように、吸気弁及び排気弁を閉弁した状態のままディーゼルエンジンを停止させた場合、次にエンジンを再始動させるときには先ず、筒内に空気を取り入れ、その後それを圧縮して膨張行程へと移行しなければならず、ディーゼルエンジンの始動遅れが生じてしまう。   As described above, when the diesel engine is stopped with the intake valve and the exhaust valve closed, the next time the engine is restarted, air is first taken into the cylinder, and then compressed to expand the expansion stroke. There is a delay in starting the diesel engine.

そこで、ディーゼルエンジンが停止するときに圧縮行程となる特定気筒において、その停止直前の吸気行程で吸気を行うことによって、エンジンの停止時、換言すればエンジンの再始動時には、特定気筒はその筒内に空気を入れた状態となる。このためエンジンの再始動時に、その特定気筒の空気を圧縮して膨張行程へと移行することが可能になり、ディーゼルエンジンが速やかに始動することになる。   Therefore, in the specific cylinder that is in the compression stroke when the diesel engine is stopped, intake is performed in the intake stroke immediately before the stop, so that the specific cylinder is in the cylinder when the engine is stopped, in other words, when the engine is restarted. It will be in the state which put air in. For this reason, when the engine is restarted, it is possible to compress the air in the specific cylinder and shift to the expansion stroke, and the diesel engine is started quickly.

前記吸気を行う工程は、前記特定気筒の吸気弁を閉じかつ排気弁を開けることによって行う、としてもよい。   The step of performing the intake may be performed by closing the intake valve of the specific cylinder and opening the exhaust valve.

エンジンの停止過程においては、それまでの排気熱により、ディーゼルエンジンの排気側の温度が吸気側に比べて高くなっている。そこで、特定気筒において、停止直前の吸気行程で吸気を行うときに、特定気筒の吸気弁を閉じかつ排気弁を開けることにより、ディーゼルエンジンの排気側から吸気を行うことで、筒内温度が高まる。その結果、ディーゼルエンジンの再始動性がさらに向上する。   In the engine stop process, the exhaust side temperature of the diesel engine is higher than that on the intake side due to the exhaust heat until then. Therefore, when intake is performed in the intake stroke immediately before the stop in the specific cylinder, the in-cylinder temperature is increased by performing intake from the exhaust side of the diesel engine by closing the intake valve and opening the exhaust valve of the specific cylinder. . As a result, the restartability of the diesel engine is further improved.

前記制御方法は、前記特定気筒以外の気筒において、前記再始動条件が成立して前記気筒への燃料供給を再開した後の吸気行程で吸気を行う工程をさらに備えてもよい。   The control method may further include a step of performing intake in an intake stroke after the restart condition is satisfied and fuel supply to the cylinder is restarted in cylinders other than the specific cylinder.

つまり、エンジンの停止前に筒内に空気を取り入れない気筒については、エンジンの再始動時の吸気行程において吸気を行えばよい。   That is, for a cylinder that does not take air into the cylinder before the engine is stopped, intake may be performed in the intake stroke when the engine is restarted.

前記吸気を行う工程は、前記気筒の吸気弁を閉じかつ排気弁を開けることにより前記ディーゼルエンジンの排気側から吸気する排気側吸込制御による、としてもよい。   The step of performing the intake may be performed by exhaust side suction control for intake from the exhaust side of the diesel engine by closing the intake valve of the cylinder and opening the exhaust valve.

前述したように、ディーゼルエンジンの排気側から吸気を行うことで、筒内温度が高まる。その結果、ディーゼルエンジンの再始動性が向上する。   As described above, the in-cylinder temperature is increased by performing intake from the exhaust side of the diesel engine. As a result, the restartability of the diesel engine is improved.

前記排気側吸込制御は、前記燃料供給の再開後、前記ディーゼルエンジンの回転数が所定回転数に到達するまで行い、前記回転数が所定回転数に到達した後は、前記吸気行程において吸気弁を開けかつ排気弁を閉じることによって前記ディーゼルエンジンの吸気側から吸気する通常制御を行う、としてもよい。   The exhaust side suction control is performed after the fuel supply is resumed until the rotational speed of the diesel engine reaches a predetermined rotational speed, and after the rotational speed reaches the predetermined rotational speed, the intake valve is controlled in the intake stroke. Ordinary control for intake from the intake side of the diesel engine may be performed by opening and closing the exhaust valve.

前記排気側吸込制御は、前記燃料供給の再開後の最初の吸気行程において行い、2回目以降の吸気行程では、前記吸気行程において吸気弁を開けかつ排気弁を閉じることによって前記ディーゼルエンジンの吸気側から吸気する通常制御を行う、としてもよい。   The exhaust side suction control is performed in the first intake stroke after resumption of the fuel supply. In the second and subsequent intake strokes, the intake valve of the diesel engine is opened by opening the intake valve and closing the exhaust valve in the intake stroke. It is also possible to perform normal control for inhaling air.

ディーゼルエンジンの再始動の開始後は、排気側に燃焼ガスが排出されるため、所定のタイミングで吸気側からの吸気に切り替えることが、エンジンの始動性向上の上では望ましい。   Since combustion gas is discharged to the exhaust side after the restart of the diesel engine is started, switching to intake air from the intake side at a predetermined timing is desirable for improving engine startability.

前記制御方法は、前記エンジン停止過程において、前記ディーゼルエンジンの排気側に二次空気を供給する工程をさらに備えてもよい。   The control method may further include a step of supplying secondary air to an exhaust side of the diesel engine in the engine stop process.

こうすることで、前述したように、ディーゼルエンジンの排気側から吸気を行う場合に、酸素濃度の高い空気が筒内に吸入される。これにより、燃料着火性が向上し、エンジンの始動性が高まる。   By doing so, as described above, when intake is performed from the exhaust side of the diesel engine, air having a high oxygen concentration is drawn into the cylinder. As a result, fuel ignitability is improved and engine startability is enhanced.

前記二次空気の供給は、前記各気筒の吸気弁及び排気弁を共に閉じた後に開始することが好ましい。   The supply of the secondary air is preferably started after both the intake valve and the exhaust valve of each cylinder are closed.

こうすることで、排気側に供給した二次空気が排気側の下流に流れていってしまうことが抑制され、二次空気が排気弁の近くに留まるようになる。その結果、吸気行程で排気弁を開けたときに、その二次空気を多量に含む空気が筒内に吸入される。   By doing so, the secondary air supplied to the exhaust side is suppressed from flowing downstream to the exhaust side, and the secondary air stays near the exhaust valve. As a result, when the exhaust valve is opened during the intake stroke, air containing a large amount of the secondary air is sucked into the cylinder.

本発明の別の側面によると、ディーゼルエンジンの自動停止装置は、吸気弁及び排気弁が設けられた気筒を少なくとも1つ備え、当該吸気弁及び排気弁の作動状態を制御すると共に、前記気筒への燃料供給を制御することによって運転されるディーゼルエンジンと、所定の自動停止条件が成立したときに前記気筒への燃料供給を停止することによって前記ディーゼルエンジンを自動停止させると共に、所定の再始動条件が成立したときに前記気筒への燃料供給を再開することによって前記ディーゼルエンジンを再始動させる自動停止・再始動制御手段と、前記気筒の吸気弁及び排気弁を駆動する弁駆動手段と、前記弁駆動手段による前記吸気弁及び排気弁の作動状態を制御する弁作動制御手段と、を備え、前記弁作動制御手段は、前記自動停止・再始動制御手段による前記気筒への燃料供給停止と同時に又はその直後に、前記気筒の前記吸気弁及び排気弁を共に閉じた状態に保持すると共に、少なくとも、前記ディーゼルエンジンが停止するときに圧縮行程となる特定気筒において、その停止直前の吸気行程で吸気を行うAccording to another aspect of the present invention, an automatic stop device for a diesel engine includes at least one cylinder provided with an intake valve and an exhaust valve, controls an operating state of the intake valve and the exhaust valve, and supplies the cylinder to the cylinder. A diesel engine operated by controlling the fuel supply of the engine, and automatically stopping the diesel engine by stopping the fuel supply to the cylinder when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and a predetermined restart condition An automatic stop / restart control means for restarting the diesel engine by resuming the fuel supply to the cylinder when the condition is established, a valve driving means for driving the intake valve and the exhaust valve of the cylinder, and the valve Valve operation control means for controlling operating states of the intake valve and the exhaust valve by the drive means, and the valve operation control means comprises the automatic stop. - simultaneously or immediately thereafter the fuel supply stop to the cylinder by the restart control means holds in both closed and the intake and exhaust valves of the cylinders, at least, compressed when the diesel engine is stopped In the specific cylinder that becomes the stroke, intake is performed in the intake stroke immediately before the stop .

この構成によると、前述したように、エンジン停止過程において、燃料供給の停止と同時に又はその直後に気筒の吸気弁及び排気弁を共に閉じることで、筒内温度の低下が抑制されて、エンジンの再始動性が向上する。   According to this configuration, as described above, by closing both the intake valve and the exhaust valve of the cylinder simultaneously with or immediately after the stop of the fuel supply in the engine stop process, the decrease in the in-cylinder temperature is suppressed, and the engine Restartability is improved.

以上説明したように、本発明によると、エンジン停止過程において、燃料供給の停止と同時に又はその直後に気筒の吸気弁及び排気弁を共に閉じることにより、筒内温度の低下を抑制することができ、その結果、ディーゼルエンジンの再始動性を向上させることができる。また、吸気弁及び排気弁の閉弁により、エンジン停止過程における停止振動を抑制することができる。   As described above, according to the present invention, in the process of stopping the engine, the decrease in the cylinder temperature can be suppressed by closing both the intake valve and the exhaust valve of the cylinder simultaneously with or immediately after the stop of the fuel supply. As a result, the restartability of the diesel engine can be improved. Further, the stop vibration during the engine stop process can be suppressed by closing the intake valve and the exhaust valve.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.

図1は本発明の実施形態1に係る自動停止装置を備えた4サイクルディーゼルエンジン10(以下、単にエンジン10という)の概略構成を示している。尚、本実施形態では、エンジン10を手動変速機に連結した車両に搭載した例を示している。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a four-cycle diesel engine 10 (hereinafter simply referred to as an engine 10) provided with an automatic stop device according to Embodiment 1 of the present invention. In the present embodiment, an example in which the engine 10 is mounted on a vehicle connected to a manual transmission is shown.

図1を参照して、上記エンジン10は、シリンダヘッド11及びシリンダブロック12を有している。これらシリンダヘッド11及びシリンダブロック12には、エンジン前側から順に4つの気筒14A〜14Dが直列に配設されている。これら各気筒14A〜14Dの内部には、図略のコネクティングロッドによってクランクシャフト15に連結されたピストン16が嵌挿されている。このピストン16には、シリンダヘッド11と共に燃焼室17を区画するキャビティ16aが形成されている。各気筒14A〜14Dに設けられたピストン16は、所定の位相差をもってクランクシャフト15の回転に伴い上下運動を行うように構成されている。ここで、4気筒4サイクルエンジンであるエンジン10では、各気筒14A〜14Dが所定の位相差をもって吸気、圧縮、膨張及び排気の各行程から
なるサイクルを行うようになっており、各サイクルが1番気筒14A、3番気筒14C、4番気筒14D、2番気筒14Bの順にクランク角で180°(180°CA)の位相差をもって行われるように構成されている。
Referring to FIG. 1, the engine 10 includes a cylinder head 11 and a cylinder block 12. In the cylinder head 11 and the cylinder block 12, four cylinders 14A to 14D are arranged in series in order from the front side of the engine. A piston 16 connected to the crankshaft 15 by a connecting rod (not shown) is fitted inside each of the cylinders 14A to 14D. A cavity 16 a that partitions the combustion chamber 17 together with the cylinder head 11 is formed in the piston 16. The pistons 16 provided in the cylinders 14A to 14D are configured to move up and down with the rotation of the crankshaft 15 with a predetermined phase difference. Here, in the engine 10 that is a four-cylinder four-cycle engine, each of the cylinders 14A to 14D performs a cycle including intake, compression, expansion, and exhaust strokes with a predetermined phase difference. The numbering cylinder 14A, the numbering cylinder 14C, the numbering cylinder 14D, and the numbering cylinder 14B are configured so as to be performed with a phase difference of 180 ° (180 ° CA) in crank order.

上記シリンダヘッド11には、プラグ先端が燃焼室17内に臨むように配置されたグロープラグ18が気筒14A〜14D毎に設けられている。また、シリンダヘッド11には、燃料噴射弁19が気筒14A〜14D毎に設けられている。この燃料噴射弁19は、燃料を当該燃料噴射弁19の開弁圧(噴射圧)以上の高圧状態で蓄えて分配するコモンレール20に対し、気筒14A〜14D毎に配設された分岐管21を介してそれぞれ接続されている。各燃料噴射弁19は、通電により電磁力で燃料通路を開くことで燃料圧力により噴射ノズルの真弁が開き、コモンレール20から供給される高圧の燃料を、噴射ノズル先端の複数の噴孔から燃焼室17を区画するピストン16のキャビティ16aに向けて気筒14A〜14D内に直接噴射供給するものである。本実施形態においては、燃料圧力を検出するための燃圧センサSW1がコモンレール20に設けられている。燃料噴射弁19の燃料噴射量は、通電時間で制御される。また、燃料噴射弁19に燃料を供給するコモンレール20は、高圧燃料供給管22を介して燃料供給ポンプ23に接続されている。   The cylinder head 11 is provided with a glow plug 18 for each of the cylinders 14 </ b> A to 14 </ b> D disposed so that the plug tip faces the combustion chamber 17. The cylinder head 11 is provided with a fuel injection valve 19 for each of the cylinders 14A to 14D. The fuel injection valve 19 has a branch pipe 21 provided for each of the cylinders 14A to 14D with respect to the common rail 20 that stores and distributes fuel in a high pressure state higher than the valve opening pressure (injection pressure) of the fuel injection valve 19. Are connected to each other. Each fuel injection valve 19 opens the fuel passage by electromagnetic force when energized to open the true valve of the injection nozzle by fuel pressure, and burns high-pressure fuel supplied from the common rail 20 from a plurality of injection holes at the tip of the injection nozzle. Direct injection is supplied into the cylinders 14 </ b> A to 14 </ b> D toward the cavity 16 a of the piston 16 that defines the chamber 17. In the present embodiment, a fuel pressure sensor SW <b> 1 for detecting fuel pressure is provided on the common rail 20. The fuel injection amount of the fuel injection valve 19 is controlled by the energization time. A common rail 20 that supplies fuel to the fuel injection valve 19 is connected to a fuel supply pump 23 via a high-pressure fuel supply pipe 22.

また、シリンダヘッド11には、燃焼室17に向かって開口する吸気ポート24及び排気ポート25が各気筒14A〜14Dの上部に設けられている。そして、これらのポート24,25と燃焼室17との連結部分には、吸気弁26及び排気弁27がそれぞれ装備されている。   In addition, the cylinder head 11 is provided with an intake port 24 and an exhaust port 25 that open toward the combustion chamber 17 at the upper part of each of the cylinders 14A to 14D. In addition, an intake valve 26 and an exhaust valve 27 are respectively provided at a connection portion between the ports 24 and 25 and the combustion chamber 17.

上記吸気弁26は、電磁式の吸気弁駆動手段26Aによって開閉駆動され、同様に、排気弁27も、電磁式の排気弁駆動手段27によって開閉駆動されるようになっている。これら吸気弁26及び排気弁27は共に、クランクシャフト15との機械的な連係は採択されておらず、クランクシャフト15の回転位置に関わらず、上記弁駆動手段26A,27Aの作動によって開閉される。すなわち、吸気弁駆動手段26Aが消磁されたときには、吸気弁26が、図示省略のリターンスプリングによって閉弁される一方、吸気弁駆動手段26Aが励磁されたときには、吸気弁26がリターンスプリングに抗して開弁されるようになっている。同様に、排気弁駆動手段27Aが消磁されたときには、排気弁27が、図示省略のリターンスプリングによって閉弁される一方、排気弁駆動手段27Aが励磁されたときには、排気弁27がリターンスプリングに抗して開弁されるようになっている。本実施形態では、吸気弁駆動手段26Aの励磁力を段階的又は無段階に調整することが可能であり、これにより、吸気弁26の開度(リフト量)を変更できるようになっている。すなわち、エンジン回転速度及びエンジン負荷に応じて吸気弁26の開度を変更する。一方、排気弁駆動手段27AはON・OFF的に作動されるものとされて、排気弁27の開度が常時一定となるように設定されている。尚、吸気弁26及び排気弁27両方の開度を変更できるようにしてもよく、常時一定となるように設定してもよい。   The intake valve 26 is driven to open and close by an electromagnetic intake valve drive means 26A. Similarly, the exhaust valve 27 is also driven to open and close by an electromagnetic exhaust valve drive means 27. Both the intake valve 26 and the exhaust valve 27 are not mechanically linked to the crankshaft 15, and are opened and closed by the operation of the valve driving means 26A and 27A regardless of the rotational position of the crankshaft 15. . That is, when the intake valve drive means 26A is demagnetized, the intake valve 26 is closed by a return spring (not shown), while when the intake valve drive means 26A is excited, the intake valve 26 resists the return spring. The valve is opened. Similarly, when the exhaust valve driving means 27A is demagnetized, the exhaust valve 27 is closed by a return spring (not shown), while when the exhaust valve driving means 27A is excited, the exhaust valve 27 resists the return spring. The valve is then opened. In the present embodiment, the exciting force of the intake valve driving means 26A can be adjusted stepwise or steplessly, and thereby the opening degree (lift amount) of the intake valve 26 can be changed. That is, the opening degree of the intake valve 26 is changed according to the engine speed and the engine load. On the other hand, the exhaust valve driving means 27A is operated ON / OFF, and the opening degree of the exhaust valve 27 is set to be always constant. Note that the opening degree of both the intake valve 26 and the exhaust valve 27 may be changed, or may be set so as to be always constant.

上記吸気弁26の開弁時間は、吸気弁26の開度に対応して予め決まっており、開度が大きいほど長い時間となる。この場合、吸気弁26の開度(リフト量)の大小に拘わらず、クランク角に対する開弁開始時期は揃っている一方、閉弁完了時期は、吸気弁26の開度が小さくなるに連れて早くなることが好ましい。これにより、ポンピングロスを低減することができるようになる。尚、吸気弁26の開弁時間は、吸気弁26の開度に関係なく一定になるようにしてもよい。   The opening time of the intake valve 26 is determined in advance corresponding to the opening of the intake valve 26, and becomes longer as the opening is larger. In this case, regardless of the opening degree (lift amount) of the intake valve 26, the valve opening start timing with respect to the crank angle is uniform, while the valve closing completion timing is as the opening degree of the intake valve 26 decreases. It is preferable to be faster. As a result, the pumping loss can be reduced. The opening time of the intake valve 26 may be constant regardless of the opening degree of the intake valve 26.

上記弁駆動手段26A,27Aは、後述するエンジン制御ユニット100の吸排気弁作動制御部103からの指令を受けて作動するようになっており、この吸排気弁作動制御部103によって、弁駆動手段26A,27Aによる吸気弁26及び排気弁27の作動状態が制御されることになる。このことで、吸排気弁作動制御部103は、本発明の弁作動制御手段を構成することになる。   The valve driving means 26A and 27A are operated in response to a command from an intake / exhaust valve operation control unit 103 of the engine control unit 100, which will be described later, and the intake / exhaust valve operation control unit 103 provides valve drive means. The operating states of the intake valve 26 and the exhaust valve 27 by 26A and 27A are controlled. Thus, the intake / exhaust valve operation control unit 103 constitutes the valve operation control means of the present invention.

上記吸気ポート24及び排気ポート25には、吸気通路28及び排気通路29がそれぞれ接続されている。この吸気通路28の下流側の部分は、気筒14A〜14D毎に分岐した分岐吸気通路28aとされ、この各分岐吸気通路28aの上流端がそれぞれサージタンク28bに連通している。このサージタンク28bよりも上流側には共通吸気通路28cが設けられている。図1では模式化されているが、上記共通吸気通路28cには、吸気流通量を検出するエアフローセンサSW2と、吸気圧力を検出する吸気圧センサSW3と、吸気温度を検出する吸気温度センサSW4とが設けられている。   An intake passage 28 and an exhaust passage 29 are connected to the intake port 24 and the exhaust port 25, respectively. The downstream portion of the intake passage 28 is a branched intake passage 28a branched for each of the cylinders 14A to 14D, and the upstream end of each branched intake passage 28a communicates with the surge tank 28b. A common intake passage 28c is provided on the upstream side of the surge tank 28b. Although schematically shown in FIG. 1, the common intake passage 28c includes an air flow sensor SW2 that detects an intake flow amount, an intake pressure sensor SW3 that detects intake pressure, and an intake temperature sensor SW4 that detects intake temperature. Is provided.

また、排気通路29における上流側の部分は、各気筒14A〜14Dに分岐した分岐排気通路とされている。   The upstream portion of the exhaust passage 29 is a branched exhaust passage that branches into the cylinders 14A to 14D.

上記エンジン10には、タイミングベルト等によりクランクシャフト15に連結されたオルタネータ32が付設されている。このオルタネータ32は、図略の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33を内蔵し、このレギュレータ回路33に入力されるエンジン制御ユニット100からの制御信号に基づき、車両の電気負荷及び車載バッテリ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 10 is provided with an alternator 32 connected to the crankshaft 15 by a timing belt or the like. The alternator 32 includes a regulator circuit 33 that adjusts the amount of power generation by adjusting the output voltage by controlling the current of a field coil (not shown), and is controlled by the engine control unit 100 that is input to the regulator circuit 33. Based on the signal, control of the amount of power generation corresponding to the electric load of the vehicle, the voltage of the vehicle-mounted battery, and the like is executed.

また、エンジン10には、当該エンジン10を始動するためのスタータモータ34が設けられている。このスタータモータ34は、モータ本体34aとピニオンギア34bとを有している。ピニオンギア34bは、モータ本体34aの出力軸上にて相対回転不能な状態で往復移動する。また、クランクシャフト15には、図略のフライホイールに固定されたリングギア35が、回転中心に対して同心に設けられている。そして、このスタータモータ34を用いてエンジン10を再始動する場合には、このピニオンギア34bが所定の噛合位置に移動してリングギア35に噛合することにより、クランクシャフト15が回転駆動されるようになっている。   Further, the engine 10 is provided with a starter motor 34 for starting the engine 10. The starter motor 34 has a motor body 34a and a pinion gear 34b. The pinion gear 34b reciprocates on the output shaft of the motor body 34a in a state where relative rotation is impossible. The crankshaft 15 is provided with a ring gear 35 fixed to a flywheel (not shown) concentrically with respect to the center of rotation. When the starter motor 34 is used to restart the engine 10, the pinion gear 34b moves to a predetermined meshing position and meshes with the ring gear 35, so that the crankshaft 15 is driven to rotate. It has become.

さらに、エンジン10には、クランクシャフト15の回転角を検出する2つのクランク角度センサSW5,SW6が設けられ、一方のクランク角度センサSW5から出力される検出信号(パルス信号)に基づいてエンジン回転速度が検出されるとともに、この両クランク角度センサSW5,SW6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15の回転角度が検出されるようになっている。また、エンジン10には、冷却水温度を検出する水温センサSW7と、車両のアクセルペダル36の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SW8と、車両のブレーキペダル37の操作を検出するブレーキペダルセンサSW9とが設けられている。   Further, the engine 10 is provided with two crank angle sensors SW5 and SW6 for detecting the rotation angle of the crankshaft 15, and the engine rotation speed is based on a detection signal (pulse signal) output from one crank angle sensor SW5. Is detected, and the rotation angle of the crankshaft 15 is detected on the basis of detection signals out of phase output from the crank angle sensors SW5 and SW6. Further, the engine 10 is operated by a water temperature sensor SW7 for detecting a coolant temperature, an accelerator opening sensor SW8 for detecting an accelerator opening corresponding to an operation amount of the accelerator pedal 36 of the vehicle, and an operation of a brake pedal 37 of the vehicle. A brake pedal sensor SW9 for detection is provided.

また、エンジン10には、排気還流装置40が設けられている。この排気還流装置40は、排気ガスの一部を排気通路29から吸気通路28に環流するEGR通路41と、このEGR通路41の途中に設けられたEGR弁42とを備えている。EGR弁42は、次に説明するエンジン制御ユニット100のEGR制御部106によって、開閉制御されるようになっている。   Further, the engine 10 is provided with an exhaust gas recirculation device 40. The exhaust gas recirculation device 40 includes an EGR passage 41 that circulates part of the exhaust gas from the exhaust passage 29 to the intake passage 28, and an EGR valve 42 provided in the middle of the EGR passage 41. The EGR valve 42 is controlled to be opened and closed by an EGR control unit 106 of the engine control unit 100 described below.

さらに、エンジン10には、排気通路29内に空気を供給する二次空気供給装置5が設けられている。この二次空気供給装置5は、排気通路29において、排気ポート25の近傍に連通する二次空気供給通路51と、その二次空気供給通路51の途中に設けられた電動ポンプ52とからなり、後述するエンジン制御ユニット100の二次空気制御部107によって電動ポンプ52が駆動制御されることにより、必要に応じて排気通路29内における、排気ポート25乃至排気弁27の付近に空気が供給されるようになっている。   Further, the engine 10 is provided with a secondary air supply device 5 that supplies air into the exhaust passage 29. The secondary air supply device 5 includes, in the exhaust passage 29, a secondary air supply passage 51 communicating with the vicinity of the exhaust port 25, and an electric pump 52 provided in the middle of the secondary air supply passage 51. By driving and controlling the electric pump 52 by a secondary air control unit 107 of the engine control unit 100 described later, air is supplied in the vicinity of the exhaust port 25 to the exhaust valve 27 in the exhaust passage 29 as necessary. It is like that.

尚、本実施形態では、吸気通路28に吸気絞り弁は設けられておらず、吸気弁26が吸気絞り弁と同様の役割を果たす。   In the present embodiment, no intake throttle valve is provided in the intake passage 28, and the intake valve 26 plays the same role as the intake throttle valve.

上記エンジン10は、エンジン制御ユニット100によって運転制御される。   Operation of the engine 10 is controlled by the engine control unit 100.

このエンジン制御ユニット100は、CPU、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサで構成され、各センサSW1〜SW9を初めとする入力要素からの検出信号に基づき、種々の演算を行うとともに、燃料噴射弁19やスタータモータ34、或いはグロープラグ18等の各アクチュエータの制御信号を出力するものである。例えば、運転条件に応じた燃料の噴射量及び噴射時期を演算し、燃料噴射弁19等に制御信号を出力している。また、エンジン10の運転状態(エンジン回転速度及びエンジン負荷)に応じて、吸気弁26の開度(リフト量)の目標値を演算し、その開度がこの目標値となるような制御信号を吸気弁駆動手段26Aに出力する。   The engine control unit 100 includes a CPU, a memory, a counter timer group, an interface, and a microprocessor having a path connecting these units. Based on detection signals from input elements such as the sensors SW1 to SW9, While performing various calculations, it outputs control signals for the actuators such as the fuel injection valve 19, the starter motor 34, and the glow plug 18. For example, the fuel injection amount and injection timing corresponding to the operating conditions are calculated, and a control signal is output to the fuel injection valve 19 and the like. Further, a target value of the opening degree (lift amount) of the intake valve 26 is calculated in accordance with the operating state of the engine 10 (engine speed and engine load), and a control signal is set so that the opening degree becomes this target value. Output to the intake valve driving means 26A.

上記エンジン制御ユニット100は、車両の運転状態を判定する運転状態判定部101と、この運転状態判定部101の判定に基づいてエンジン10の燃料噴射を制御する燃料噴射制御部102と、上記弁駆動手段26A,27Aの作動を制御する吸排気弁作動制御部103と、上記運転状態判定部101の判定に基づいて再始動条件の成立時にエンジン10のスタータモータ34を駆動制御するスタータ制御部104と、グロープラグ18を制御するグロープラグ制御部105と、排気還流装置40のEGR弁42を駆動制御するEGR制御部106とを論理的に構成している。   The engine control unit 100 includes a driving state determination unit 101 that determines the driving state of the vehicle, a fuel injection control unit 102 that controls fuel injection of the engine 10 based on the determination of the driving state determination unit 101, and the valve drive. An intake / exhaust valve operation control unit 103 that controls the operation of the means 26A, 27A, a starter control unit 104 that drives and controls the starter motor 34 of the engine 10 when a restart condition is established based on the determination of the operating state determination unit 101; The glow plug control unit 105 that controls the glow plug 18 and the EGR control unit 106 that drives and controls the EGR valve 42 of the exhaust gas recirculation device 40 are logically configured.

上記運転状態判定部101は、燃圧センサSW1、エアフローセンサSW2、吸気圧センサSW3、吸気温度センサSW4、クランク角度センサSW5,SW6、水温センサSW7、アクセル開度センサSW8、ブレーキペダルセンサSW9等からのセンサ信号に基づき、エンジン10の自動停止条件や再始動条件の成立又は解除、及び、エンジン10の運転状態が低負荷運転状態にあるか否か等を判定するモジュールである。この他にも、運転状態判定部101は、燃料圧力、ピストン16の停止位置、筒内温度、或いはエンジン10が正転しているか否か等、種々の運転状態を判定する。この運転状態判定部101は、エンジン10が自動停止しているときにおけるピストン16の停止位置の判定や、ピストン16が停止すべき適正停止位置SAの設定をするものでもある。本実施形態において、停止時圧縮行程気筒(エンジン10の自動停止完了時に圧縮行程となる気筒)の適正停止位置SAは、デフォルトでは、圧縮上死点前120°CAから圧縮上死点前100°CAの範囲に設定される。後述するように、ディーゼルエンジンにおいては、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射し、スタータモータ34でピストン16を駆動して、当該燃料が噴射された気筒内で混合気を自着火させる必要があるため、ピストン16は、下死点側に停止しているのが好ましい。他方、ピストン16が下死点近傍にある場合には、スタータモータ34の駆動時間が長くなるので、確実な自着火とスタータモータ34の駆動時間短縮とを両立させるために、デフォルトでは、圧縮上死点前120°CAから圧縮上死点前100°CAの範囲に設定される。但し、筒内温度が高い場合には、停止時圧縮行程気筒の有効圧縮比を小さく設定することができるので、適正停止位置SAは、筒内温度によって上死点側に補正されるようになっている。筒内温度は、予めメモリに記憶されたデータに基づいて推定されるように構成されている。尚、本実施形態において、運転状態判定部101は、車両のブレーキペダル37のON/OFFや車速等も判定できるように図略のセンサからの検出信号が入力されるようになっている。   The operating state determination unit 101 includes a fuel pressure sensor SW1, an air flow sensor SW2, an intake pressure sensor SW3, an intake air temperature sensor SW4, a crank angle sensor SW5, SW6, a water temperature sensor SW7, an accelerator opening sensor SW8, a brake pedal sensor SW9, and the like. This is a module for determining whether or not the automatic stop condition or restart condition of the engine 10 is satisfied or canceled based on the sensor signal and whether or not the operating state of the engine 10 is in a low-load operating state. In addition to this, the operation state determination unit 101 determines various operation states such as the fuel pressure, the stop position of the piston 16, the in-cylinder temperature, or whether the engine 10 is rotating forward. The operating state determination unit 101 also determines the stop position of the piston 16 when the engine 10 is automatically stopped, and sets an appropriate stop position SA at which the piston 16 should stop. In the present embodiment, the appropriate stop position SA of the compression stroke cylinder at the time of stop (cylinder that becomes the compression stroke when the automatic stop of the engine 10 is completed) is, by default, 120 ° CA before compression top dead center to 100 ° before compression top dead center. Set to the range of CA. As will be described later, in a diesel engine, it is necessary to inject fuel into the compression stroke cylinder at the time of stop, and to drive the piston 16 by the starter motor 34 so that the air-fuel mixture is self-ignited in the cylinder into which the fuel has been injected. Therefore, it is preferable that the piston 16 is stopped on the bottom dead center side. On the other hand, when the piston 16 is in the vicinity of the bottom dead center, the drive time of the starter motor 34 becomes long. Therefore, in order to achieve both reliable self-ignition and shortening of the drive time of the starter motor 34, the compression is increased by default. It is set in a range from 120 ° CA before the dead center to 100 ° CA before the compression top dead center. However, when the in-cylinder temperature is high, the effective compression ratio of the stop compression stroke cylinder can be set small, so that the appropriate stop position SA is corrected to the top dead center side by the in-cylinder temperature. ing. The in-cylinder temperature is configured to be estimated based on data stored in advance in a memory. In the present embodiment, the driving state determination unit 101 receives a detection signal from a sensor (not shown) so as to be able to determine ON / OFF of the brake pedal 37 of the vehicle, vehicle speed, and the like.

上記燃料噴射制御部102は、運転状態判定部101の判定に基づき、エンジン10の適正な空燃比に対応する燃料噴射量と燃料噴射タイミングとを設定し、その設定に基づいて、燃料噴射弁19を駆動制御するモジュールである。   The fuel injection control unit 102 sets a fuel injection amount and a fuel injection timing corresponding to an appropriate air-fuel ratio of the engine 10 based on the determination of the operating state determination unit 101, and based on the setting, the fuel injection valve 19 Is a module for controlling the driving of

上記吸排気弁作動制御部103は、上記運転状態判定部101の判定に基づいて吸気弁26の開度(リフト量)の目標値を演算するとともに、その目標値と両クランク角度センサSW5,SW6により検出されるクランクシャフト15の回転角度とに応じて上記弁駆動手段26A,27Aの作動を制御するモジュールである。   The intake / exhaust valve operation control unit 103 calculates a target value of the opening degree (lift amount) of the intake valve 26 based on the determination of the operating state determination unit 101, and the target value and both crank angle sensors SW5, SW6. This is a module for controlling the operation of the valve drive means 26A, 27A according to the rotation angle of the crankshaft 15 detected by the above.

上記スタータ制御部104は、エンジン10の始動時にスタータモータ34に制御信号を出力し、スタータモータ34を駆動するモジュールである。   The starter control unit 104 is a module that outputs a control signal to the starter motor 34 when the engine 10 is started to drive the starter motor 34.

上記グロープラグ制御部105は、エンジン冷間時や、エンジン再始動の際に、停止時圧縮行程気筒のピストン16が上記適正停止位置SAよりも上死点側にあるときにグロープラグ18の駆動を制御するモジュールである。   The glow plug control unit 105 drives the glow plug 18 when the piston 16 of the stop compression stroke cylinder is on the top dead center side with respect to the appropriate stop position SA when the engine is cold or the engine is restarted. It is a module that controls

上記EGR制御部106は、所定の部分負荷運転領域において、EGR弁42を開くことにより、燃焼安定性を図るモジュールである。   The EGR control unit 106 is a module that improves combustion stability by opening the EGR valve 42 in a predetermined partial load operation region.

前記二次空気制御部107は、エンジン10を自動停止させている最中のエンジン停止過程において、電動ポンプ52を駆動することにより、二次空気供給通路51を通じて排気通路29内に空気を供給して、エンジン10の再始動性を向上させるモジュールである。   The secondary air control unit 107 supplies air into the exhaust passage 29 through the secondary air supply passage 51 by driving the electric pump 52 during the engine stop process during which the engine 10 is automatically stopped. Thus, the module improves the restartability of the engine 10.

上記エンジン制御ユニット100は、所定の自動停止条件が成立したときにエンジン10を自動停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときに、該自動停止させたエンジン10を再始動させる自動停止・再始動制御手段を構成するものである。このエンジン制御装置100におけるエンジン10の自動停止制御及び再始動制御について、その制御例を説明する。   The engine control unit 100 automatically stops the engine 10 when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and restarts the engine 10 that has been automatically stopped when a predetermined restart condition is satisfied. It constitutes restart control means. A control example of the automatic stop control and restart control of the engine 10 in the engine control apparatus 100 will be described.

図2は、本実施形態に係る自動停止制御及び再始動制御を含むフローチャートであり、図3は、図2の制御例に基づく吸気弁26及び排気弁27の作動状態を示すタイミングチャートである。   FIG. 2 is a flowchart including automatic stop control and restart control according to the present embodiment, and FIG. 3 is a timing chart showing operating states of the intake valve 26 and the exhaust valve 27 based on the control example of FIG.

図2を参照して、エンジン制御ユニット100は、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立するのを待機する(ステップS21)。具体的には、ブレーキペダル37の作動状態が所定時間継続し、車速が所定値以下であるといった場合(つまりエンジン10のアイドル運転状態が所定時間継続していると想定される場合)には、エンジン10の自動停止条件が成立したと判定される。   Referring to FIG. 2, engine control unit 100 waits for a preset automatic engine stop condition to be satisfied (step S21). Specifically, when the operating state of the brake pedal 37 continues for a predetermined time and the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined value (that is, when the idling operation state of the engine 10 is assumed to continue for a predetermined time), It is determined that the automatic stop condition for engine 10 is satisfied.

ステップS21において、自動停止条件が成立したと判定した場合には、燃料噴射弁19からの燃料供給を停止し(ステップS22)、エンジン停止過程に移行する。エンジン制御ユニット100(吸排気弁作動制御部103)は、各気筒14A〜14Dの全行程で、吸気弁26及び排気弁27を全閉状態とする(ステップS23)。すなわち、吸気行程でも吸気弁26を全閉状態とし、排気行程でも排気弁27を全閉状態とする。これにより、各気筒14A〜14D内に新気が新たに吸入されることによる筒内温度の低下を抑制することができる。また、吸気弁26及び排気弁27の閉弁により、各気筒14A〜14D内では極僅かな空気しか圧縮されず、エンジン停止時に気筒14A〜14D内の空気の圧縮に伴って生じる停止振動を抑制することができる。このステップS23は、ステップS22と同時またはその直後に実行される。   If it is determined in step S21 that the automatic stop condition is satisfied, the fuel supply from the fuel injection valve 19 is stopped (step S22), and the process proceeds to the engine stop process. The engine control unit 100 (intake / exhaust valve operation control unit 103) fully closes the intake valve 26 and the exhaust valve 27 in the full stroke of each cylinder 14A to 14D (step S23). That is, the intake valve 26 is fully closed even during the intake stroke, and the exhaust valve 27 is fully closed also during the exhaust stroke. Thereby, the fall of the in-cylinder temperature due to the fresh intake of fresh air into each of the cylinders 14A to 14D can be suppressed. Further, by closing the intake valve 26 and the exhaust valve 27, very little air is compressed in each of the cylinders 14A to 14D, and the stop vibration caused by the compression of the air in the cylinders 14A to 14D when the engine is stopped is suppressed. can do. This step S23 is executed simultaneously with or immediately after step S22.

続くステップS24で、エンジン制御ユニット100(二次空気制御部107)は、電動ポンプ52を駆動させて、排気通路29内に二次空気を供給する。このように各気筒14A〜14Dの吸気弁26及び排気弁27を閉弁した後に二次空気を供給することにより、排気流動によって、供給した二次空気が排気通路29の下流側に流れていってしまうことが防止され、排気ポート25乃至排気弁27の付近に二次空気を留めることが可能になる。尚、この二次空気の供給は、所定時間経過後に停止する。   In subsequent step S <b> 24, the engine control unit 100 (secondary air control unit 107) drives the electric pump 52 to supply secondary air into the exhaust passage 29. Thus, by supplying the secondary air after closing the intake valve 26 and the exhaust valve 27 of each cylinder 14A to 14D, the supplied secondary air flows downstream of the exhaust passage 29 by the exhaust flow. The secondary air can be retained in the vicinity of the exhaust port 25 to the exhaust valve 27. The supply of secondary air stops after a predetermined time has elapsed.

そして、各気筒14A〜14Dを閉弁した状態で、クランク角度センサSW5,SW6の検出信号等に基づいて、エンジン10の停止位置を予測する(ステップS25)。   Then, with the cylinders 14A to 14D being closed, the stop position of the engine 10 is predicted based on detection signals and the like of the crank angle sensors SW5 and SW6 (step S25).

そうして、予測したエンジン10の停止位置に基づいて、エンジン10の停止時に圧縮行程にある気筒については、ステップS26の判定からステップS27に移行する一方、それ以外の気筒については、ステップS211に移行する。   Then, based on the predicted stop position of the engine 10, for the cylinders that are in the compression stroke when the engine 10 is stopped, the process proceeds from step S26 to step S27, while for the other cylinders, the process proceeds to step S211. Transition.

停止時圧縮行程気筒は、ステップS27で、エンジン停止の直前の吸気行程中に、排気弁27を開けかつ吸気弁26を閉じることにより、排気側から空気を吸入する。図3においては、2番気筒が停止時圧縮行程気筒に相当し、エンジン停止(図3のタイミングt2)の直前の吸気行程中に、排気弁27が開けられている。ここで、前記ステップS24において、排気側には二次空気が供給されているため、この二次空気を含むと共に、排気側において排気熱により温められた空気が筒内に吸入されることとなる。そうしてステップS28でエンジン10が停止に至る。   In step S27, the stop-time compression stroke cylinder sucks air from the exhaust side by opening the exhaust valve 27 and closing the intake valve 26 during the intake stroke immediately before engine stop. In FIG. 3, the second cylinder corresponds to a compression stroke cylinder at the time of stop, and the exhaust valve 27 is opened during the intake stroke immediately before the engine is stopped (timing t2 in FIG. 3). Here, in step S24, since secondary air is supplied to the exhaust side, the secondary air is included and air heated by the exhaust heat on the exhaust side is sucked into the cylinder. . In step S28, the engine 10 is stopped.

これに対し、停止時圧縮行程気筒以外の気筒、つまり、停止時吸気行程気筒、停止時排気行程気筒及び停止時膨張行程気筒については、そのままエンジン10の停止に至る(ステップS211。尚、ステップS28とS211は同じステップである)。   In contrast, the cylinders other than the stop-time compression stroke cylinder, that is, the stop-time intake stroke cylinder, the stop-time exhaust stroke cylinder, and the stop-time expansion stroke cylinder are stopped as they are (step S211; step S28). And S211 are the same step).

エンジン10の自動停止後は、再始動条件が成立するのを待つ(ステップS29及びステップS212)。再始動条件が成立したときに、停止時圧縮行程気筒には、排気側から空気が予め吸入されているため、スタータ制御部104がスタータモータ34を駆動することにより当該気筒内の空気が圧縮されて、筒内温度が上がることになり、燃料噴射制御部102が燃料噴射弁19を駆動制御することによって所定のタイミングで、筒内に燃料が噴射されて膨張行程に移行することになる。そうして、停止時圧縮行程気筒は、再始動条件の成立後はそのまま、通常制御に移行することになる(ステップS210)。   After the engine 10 is automatically stopped, it waits for the restart condition to be satisfied (step S29 and step S212). When the restart condition is satisfied, air in the stop compression stroke cylinder is sucked in advance from the exhaust side. Therefore, the starter controller 104 drives the starter motor 34 to compress the air in the cylinder. As a result, the in-cylinder temperature rises, and the fuel injection control unit 102 drives and controls the fuel injection valve 19 so that fuel is injected into the cylinder at a predetermined timing and the process proceeds to the expansion stroke. Thus, the compression stroke cylinder at the time of stop is shifted to normal control as it is after the restart condition is satisfied (step S210).

一方、停止時吸気行程気筒(図3の例では1番気筒)、停止時排気行程気筒(図3の例では3番気筒)及び停止時膨張行程気筒(図3の例では4番気筒)については、最初の吸気行程中に、排気弁27を開けかつ吸気弁26を閉じることにより、排気側から空気を吸入する。そうして、圧縮行程から膨張行程へと移行することになる。   On the other hand, the intake stroke cylinder at stop (1st cylinder in the example of FIG. 3), the exhaust stroke cylinder at stop (3rd cylinder in the example of FIG. 3), and the expansion stroke cylinder at stop (4th cylinder in the example of FIG. 3). Takes in air from the exhaust side by opening the exhaust valve 27 and closing the intake valve 26 during the first intake stroke. Thus, the compression stroke is shifted to the expansion stroke.

また、停止時圧縮行程気筒以外の気筒も、通常制御に移行することになり(ステップS210)、これにより、これらの気筒において2回目以降の吸気行程では、吸気弁26を開けかつ排気弁27を閉じることにより、吸気側から新気を吸入することになる(図3では図示しない)。そうして、エンジン10が再始動されることになる。   In addition, the cylinders other than the stop-time compression stroke cylinder also shift to the normal control (step S210). With this, in these cylinders, the intake valve 26 is opened and the exhaust valve 27 is opened in the second and subsequent intake strokes. By closing, fresh air is inhaled from the intake side (not shown in FIG. 3). Then, the engine 10 is restarted.

したがって、本実施形態では、上記エンジン制御ユニット100における自動停止制御において、エンジン10の自動停止条件が成立してエンジン10への燃料供給を停止するのと同時に、又はその直後に、各気筒14A〜14Dの吸気弁26及び排気弁27を閉弁するようにしたので、新気が新たに吸入されることによる筒内温度の低下を抑制することができる。また、エンジン停止時に気筒14A〜14D内の空気の圧縮に伴って生じる停止振動を抑制することができる。   Therefore, in the present embodiment, in the automatic stop control in the engine control unit 100, the cylinders 14A to 14A to 14C are immediately or immediately after the automatic stop condition of the engine 10 is established and the fuel supply to the engine 10 is stopped. Since the intake valve 26 and the exhaust valve 27 of 14D are closed, it is possible to suppress a decrease in the in-cylinder temperature due to new intake of fresh air. Further, it is possible to suppress stop vibration that occurs due to the compression of air in the cylinders 14A to 14D when the engine is stopped.

そのようにして、エンジン10の自動停止条件の成立時から、エンジン10が実際に停止完了するまで各気筒14A〜14Dの吸気弁26及び排気弁27を閉弁するものの、エンジン10の停止時に圧縮行程気筒となる気筒については、その停止直前の吸気行程中において吸気を行う。このことにより、エンジン10の再始動時にはその圧縮行程気筒内の空気を圧縮することによって、当該気筒から自己着火させてエンジン10を始動させることができ、エンジン10が迅速に始動することになる。   As described above, the intake valve 26 and the exhaust valve 27 of each cylinder 14A to 14D are closed until the engine 10 is actually stopped after the automatic stop condition of the engine 10 is satisfied, but the compression is performed when the engine 10 is stopped. With respect to the cylinder serving as the stroke cylinder, intake is performed during the intake stroke immediately before the cylinder is stopped. Thus, when the engine 10 is restarted, the air in the compression stroke cylinder is compressed, whereby the engine 10 can be started by self-ignition from the cylinder, and the engine 10 is started quickly.

しかも、前記停止時圧縮行程気筒は、その吸気行程中に、排気弁27を開けて排気側から吸気をするため、排気側において温められた空気を筒内に吸入することができ、筒内温度が上昇してエンジン10が確実に始動する。   In addition, the compression stroke cylinder at the time of stopping opens the exhaust valve 27 and takes in air from the exhaust side during the intake stroke, so that the air warmed on the exhaust side can be taken into the cylinder, and the in-cylinder temperature Rises and the engine 10 is reliably started.

さらにまた、二次空気供給装置5によって排気側に二次空気が供給されているため、前記停止時圧縮行程気筒に対して多量の酸素が吸入され、エンジン10の始動性をさらに向上させることができる。   Furthermore, since the secondary air is supplied to the exhaust side by the secondary air supply device 5, a large amount of oxygen is sucked into the compression stroke cylinder at the time of stop, and the startability of the engine 10 can be further improved. it can.

一方、停止時圧縮行程気筒以外の気筒については、エンジン10の再始動条件成立後、最初の吸気行程において排気側から吸気することで、前述したように、温められた空気(二次空気を含む)が筒内に吸入されて、エンジン10の始動性の向上が図られる。   On the other hand, for the cylinders other than the compression stroke cylinder at the time of stop, after the restart condition of the engine 10 is satisfied, by taking in air from the exhaust side in the first intake stroke, as described above, warmed air (including secondary air) ) Is sucked into the cylinder, and the startability of the engine 10 is improved.

また、2回目以降の吸気行程においては、吸気側から新気を吸入することによって、酸素を多量に含む新気が筒内に吸入されて、例えば、アクセルペダル36の踏み込み操作により、車両の加速が要求されたときにでも、その要求に速やかに対応することが可能になる。   In addition, in the second and subsequent intake strokes, fresh air is sucked into the cylinder by inhaling fresh air from the intake side. For example, when the accelerator pedal 36 is depressed, the vehicle is accelerated. Even when a request is made, it becomes possible to quickly respond to the request.

尚、前記の制御では、停止時圧縮行程気筒以外の気筒について、最初の吸気行程においては排気側から吸気し、2回目以降の吸気行程においては吸気側から吸気するようにしているが、例えばエンジン回転数に基づいて、エンジン回転数が所定回転数以上になる前は、排気側から吸気し(つまり、排気側吸込制御)、エンジン回転数が所定回転数(例えばアイドル回転数)以上になった後は、吸気側から吸気する(つまり、通常制御)ようにしてもよい。こうすることで早期に通常制御に移行することが可能になり、例えば加速要求に対しても速やかに対応することが可能になる。   In the control described above, for cylinders other than the compression stroke cylinder at the time of stop, intake is performed from the exhaust side in the first intake stroke, and intake is performed from the intake side in the second and subsequent intake strokes. Based on the number of revolutions, before the engine speed reached the predetermined speed or higher, intake from the exhaust side (that is, exhaust side suction control), and the engine speed became the predetermined speed (for example, idle speed) or higher. After that, intake may be performed from the intake side (that is, normal control). By doing so, it becomes possible to shift to normal control at an early stage, and for example, it is possible to quickly respond to an acceleration request.

また、本発明は、4気筒ディーゼルエンジンに限らず、6気筒や8気筒等の複数気筒を有するディーゼルエンジンにも適用することができる。   The present invention can be applied not only to a four-cylinder diesel engine but also to a diesel engine having a plurality of cylinders such as six cylinders and eight cylinders.

本発明は、自動停止後のディーゼルエンジンの再始動性を向上させることができるから、例えば車両に搭載されるディーゼルエンジンの自動停止装置及び制御方法として有用である。   The present invention can improve the restartability of a diesel engine after an automatic stop, and thus is useful, for example, as an automatic stop device and control method for a diesel engine mounted on a vehicle.

本発明に係る自動停止装置を備えたエンジンを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the engine provided with the automatic stop apparatus which concerns on this invention. エンジン制御装置における自動停止制御及び再始動制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the automatic stop control and restart control in an engine control apparatus. エンジン停止及び再始動過程における吸気弁及び排気弁の作動状態を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operating state of an intake valve and an exhaust valve in an engine stop and a restart process.

符号の説明Explanation of symbols

10 ディーゼルエンジン
14A〜14D 気筒
26 吸気弁
26A 吸気弁駆動手段(弁駆動手段)
27 排気弁
27A 排気弁駆動手段(弁駆動手段)
100 エンジン制御装置(自動停止・再始動制御手段)
103 吸排気弁作動制御部(弁作動制御手段)
10 Diesel engine 14A-14D Cylinder 26 Intake valve 26A Intake valve drive means (valve drive means)
27 Exhaust valve 27A Exhaust valve drive means (valve drive means)
100 Engine control device (automatic stop / restart control means)
103 Intake / exhaust valve operation control section (valve operation control means)

Claims (9)

気筒の吸気弁及び排気弁の作動状態を制御すると共に、当該気筒への燃料供給を制御することによって運転されるディーゼルエンジンの制御方法であって、
所定の自動停止条件が成立したときに前記気筒への燃料供給を停止することによって、ディーゼルエンジンを自動停止させるべくエンジン停止過程に移行する工程と、
前記エンジン停止過程において前記燃料供給停止と同時に又はその直後に前記気筒の吸気弁及び排気弁を共に閉じた状態に保持する工程と、
前記燃料供給の停止と前記吸気弁及び排気弁の閉弁とを経て、前記ディーゼルエンジンを完全停止させる工程と、
所定の再始動条件が成立したときに前記気筒への燃料供給を再開することによって、前記停止させたディーセルエンジンを再始動させる工程と、
少なくとも、前記ディーゼルエンジンが停止するときに圧縮行程となる特定気筒において、その停止直前の吸気行程で吸気を行う工程と、を備えた制御方法。
A control method for a diesel engine that is operated by controlling operating states of an intake valve and an exhaust valve of a cylinder and controlling fuel supply to the cylinder,
Shifting to an engine stop process to automatically stop the diesel engine by stopping fuel supply to the cylinder when a predetermined automatic stop condition is satisfied;
Holding both the intake valve and the exhaust valve of the cylinder in a closed state simultaneously with or immediately after the fuel supply stop in the engine stop process;
A step of completely stopping the diesel engine through the stop of the fuel supply and the closing of the intake valve and the exhaust valve;
Restarting the stopped diesel engine by restarting fuel supply to the cylinder when a predetermined restart condition is satisfied;
And a step of performing intake in the intake stroke immediately before the stop in the specific cylinder that is in the compression stroke when the diesel engine is stopped .
請求項に記載の制御方法において、
前記吸気を行う工程は、前記特定気筒の吸気弁を閉じかつ排気弁を開けることによって行う制御方法。
The control method according to claim 1 ,
The step of performing the intake is a control method performed by closing an intake valve of the specific cylinder and opening an exhaust valve.
請求項又はに記載の制御方法において、
前記特定気筒以外の気筒において、前記再始動条件が成立して前記気筒への燃料供給を再開した後の吸気行程で吸気を行う工程をさらに備えた制御方法。
The control method according to claim 1 or 2 ,
A control method further comprising the step of performing intake in an intake stroke after the restart condition is satisfied and fuel supply to the cylinder is restarted in cylinders other than the specific cylinder.
請求項に記載の制御方法において、
前記吸気を行う工程は、前記気筒の吸気弁を閉じかつ排気弁を開けることにより前記ディーゼルエンジンの排気側から吸気する排気側吸込制御による制御方法。
The control method according to claim 3 , wherein
The step of performing the intake is a control method by exhaust side suction control for intake from the exhaust side of the diesel engine by closing the intake valve of the cylinder and opening the exhaust valve.
請求項に記載の制御方法において、
前記排気側吸込制御は、前記燃料供給の再開後、前記ディーゼルエンジンの回転数が所定回転数に到達するまで行い、
前記回転数が所定回転数に到達した後は、前記吸気行程において吸気弁を開けかつ排気弁を閉じることによって前記ディーゼルエンジンの吸気側から吸気する通常制御を行う制御方法。
The control method according to claim 4 , wherein
The exhaust side suction control is performed until the rotational speed of the diesel engine reaches a predetermined rotational speed after restarting the fuel supply,
A control method for performing normal control of intake from the intake side of the diesel engine by opening an intake valve and closing an exhaust valve in the intake stroke after the rotation speed reaches a predetermined rotation speed.
請求項に記載の制御方法において、
前記排気側吸込制御は、前記燃料供給の再開後の最初の吸気行程において行い、2回目以降の吸気行程では、前記吸気行程において吸気弁を開けかつ排気弁を閉じることによって前記ディーゼルエンジンの吸気側から吸気する通常制御を行う制御方法。
The control method according to claim 4 , wherein
The exhaust side suction control is performed in the first intake stroke after resumption of the fuel supply. In the second and subsequent intake strokes, the intake valve of the diesel engine is opened by opening the intake valve and closing the exhaust valve in the intake stroke. A control method that performs normal control of inhaling air.
請求項又はに記載の制御方法において、
前記エンジン停止過程において、前記ディーゼルエンジンの排気側に二次空気を供給する工程をさらに備えた制御方法。
The control method according to claim 2 or 4 ,
A control method further comprising a step of supplying secondary air to an exhaust side of the diesel engine in the engine stop process.
請求項に記載の制御方法において、
前記二次空気の供給は、前記各気筒の吸気弁及び排気弁を共に閉じた後に開始する制御方法。
The control method according to claim 7 ,
The secondary air supply is started after both the intake valve and the exhaust valve of each cylinder are closed.
吸気弁及び排気弁が設けられた気筒を少なくとも1つ備え、当該吸気弁及び排気弁の作動状態を制御すると共に、前記気筒への燃料供給を制御することによって運転されるディーゼルエンジンと、
所定の自動停止条件が成立したときに前記気筒への燃料供給を停止することによって前記ディーゼルエンジンを自動停止させると共に、所定の再始動条件が成立したときに前記気筒への燃料供給を再開することによって前記ディーゼルエンジンを再始動させる自動停止・再始動制御手段と、
前記気筒の吸気弁及び排気弁を駆動する弁駆動手段と、
前記弁駆動手段による前記吸気弁及び排気弁の作動状態を制御する弁作動制御手段と、を備え、
前記弁作動制御手段は、前記自動停止・再始動制御手段による前記気筒への燃料供給停止と同時に又はその直後に、前記気筒の前記吸気弁及び排気弁を共に閉じた状態に保持すると共に、少なくとも、前記ディーゼルエンジンが停止するときに圧縮行程となる特定気筒において、その停止直前の吸気行程で吸気を行うディーゼルエンジンの自動停止装置。
A diesel engine that includes at least one cylinder provided with an intake valve and an exhaust valve, controls the operating state of the intake valve and the exhaust valve, and is operated by controlling fuel supply to the cylinder;
Automatically stopping the diesel engine by stopping fuel supply to the cylinder when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and restarting fuel supply to the cylinder when a predetermined restart condition is satisfied Automatic stop / restart control means for restarting the diesel engine by
Valve driving means for driving the intake valve and the exhaust valve of the cylinder;
Valve operation control means for controlling operating states of the intake valve and the exhaust valve by the valve drive means, and
The valve operation control means holds both the intake valve and the exhaust valve of the cylinder in a closed state simultaneously with or immediately after the fuel supply stop to the cylinder by the automatic stop / restart control means , and at least An automatic stop device for a diesel engine that performs intake in an intake stroke immediately before the stop in a specific cylinder that is in a compression stroke when the diesel engine is stopped .
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