JP2005315196A - Engine starter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はエンジンの始動装置に関する。 The present invention relates to an engine starting device.
近年、燃費低減およびCO2排出量抑制等のため、アイドル時に自動的にエンジンをいったん停止させ、その後に発進操作等の再始動条件が成立したときに自動的にエンジンを再始動させるようにしたエンジンの始動装置が開発されてきている。その手法としては、例えば特許文献1に示されるように、停止時に圧縮行程にあった気筒に対し、エンジン始動時に燃料を噴射させてクランク軸を一旦逆回転させた後、停止時に膨張行程にあった気筒に燃料を噴射させて正転させ、エンジンを始動するものが知られている。また、特許文献2に記載されているように、停止時に圧縮行程にあった気筒に燃料を噴射させて下死点前で停止させ、その後、停止時に膨張行程にあった気筒に燃料を噴射させて正転させ、エンジンを始動させるものが知られている。
上述のように、気筒の燃焼のみによってエンジンを再スタート(以下、このような再スタートを「ダイレクトスタート」という)させる場合、2回の圧縮行程を迎えるときの負荷が最も大きい。しかし、この2回目の圧縮行程を乗り換えた後は、エンジンの回転速度が必要以上に急上昇すること(いわゆる吹上がり)が生じやすくなる。吹上がりは、自動停止期間中の吸気圧力(スロットル弁より下流の圧力)が略大気圧となっているために、始動直後の各気筒での燃焼エネルギーが通常のアイドル運転時の燃焼エネルギーに比べて一時的に大きくなることによって起こる現象である。この吹上がりが生じた場合には、回転速度が急速に1000rpm位まで上昇するので、加速ショックが発生し、運転者に違和感を与えたりする虞があって望ましくない。 As described above, when the engine is restarted only by the combustion of the cylinder (hereinafter, such restart is referred to as “direct start”), the load when two compression strokes are reached is the largest. However, after changing the second compression stroke, the engine speed is likely to increase more rapidly than is necessary (so-called blowing up). As for the blow-up, since the intake pressure (pressure downstream from the throttle valve) during the automatic stop period is substantially atmospheric pressure, the combustion energy in each cylinder immediately after the start is compared with the combustion energy during normal idle operation It is a phenomenon that occurs when it becomes temporarily larger. When this blow-up occurs, the rotational speed rapidly increases to about 1000 rpm, which is not desirable because an acceleration shock may occur and the driver may feel uncomfortable.
本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、再始動後の吹上がりを防止することを課題としている。 This invention is made | formed in view of the said malfunction, and makes it the subject to prevent the blowing up after a restart.
本発明は、多気筒4サイクルのエンジンとともに車両に搭載され、所定のエンジン停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを自動的に停止させる自動停止制御手段と、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にあった気筒を燃焼させることによりエンジンを再始動させる始動制御手段とを備えたエンジンの始動装置において、エンジンの排気経路に設けられた触媒の温度状態を推定する触媒温度推定手段と、圧縮上死点を迎える気筒の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、燃焼開始される特定気筒に点火するタイミングを制御する点火制御手段とを備え、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されて複数気筒の上死点を過ぎ、且つエンジンの回転速度がアイドル時の回転速度より低い状態において、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件を決定するに際し、触媒が活性状態以上の比較的高温状態である場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定するとともに、上記点火制御手段は、設定された燃料の噴射後に当該気筒に点火するものであり、触媒が活性状態より低い比較的低温状態の場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比以下に設定するとともに、上記点火制御手段は、点火タイミングを圧縮上死点以降に遅延させて点火させることを特徴とするエンジンの始動装置である。 The present invention is mounted on a vehicle together with a multi-cylinder four-cycle engine, and an automatic stop control means for automatically stopping the engine by stopping fuel supply when a predetermined engine stop condition is satisfied, and after the engine stops An engine starter comprising start control means for restarting the engine by burning at least a cylinder in an expansion stroke when the engine is stopped when a predetermined restart condition is satisfied. Catalyst temperature estimating means for estimating the temperature state of the produced catalyst, air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the cylinder that reaches compression top dead center to a target air-fuel ratio, and timing for igniting a specific cylinder that starts combustion Ignition control means for starting the combustion of the cylinders in the expansion stroke, the top dead center of a plurality of cylinders has passed, and the engine When determining the combustion condition of a specific cylinder to start combustion in a state where the speed is lower than the rotational speed at idling, if the catalyst is in a relatively high temperature state higher than the active state, the air-fuel ratio control means starts combustion. The target air-fuel ratio of the specific cylinder is set larger than the stoichiometric air-fuel ratio, and the ignition control means ignites the cylinder after the set fuel is injected, and the catalyst is in a relatively low temperature state lower than the active state. In this case, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be equal to or lower than the theoretical air-fuel ratio, and the ignition control means ignites the ignition timing by delaying it after the compression top dead center. This is an engine starting device.
本発明では、膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されて複数気筒の上死点を過ぎ、且つエンジンの回転速度がアイドル時の回転速度より低い状態において、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件を決定するに際し、一定条件下で空燃比を制御することにより、吹上がりを防止することが可能になる。 In the present invention, the combustion conditions of a specific cylinder to start combustion in a state where the combustion of the cylinders in the expansion stroke is started and the top dead center of a plurality of cylinders is passed and the engine rotation speed is lower than the rotation speed at the time of idling. When determining the air-fuel ratio, the air-fuel ratio can be controlled under a certain condition to prevent the blow-up.
特に本発明においては、触媒の温度状態が活性温度以上である場合には、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定しているので、生成されるトルクが低減するとともに、燃費も向上する。他方、触媒が活性状態より低い比較的低温状態の場合、空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比以下に設定するとともに、上記点火制御手段は、点火タイミングを圧縮上死点以降に遅延させて点火させることとしているので、点火タイミングの遅れによって、生成されるトルクを低減する一方、理論空燃比よりも過剰に噴射された燃料が触媒に反応して燃焼することとなるので、単にトルクの低減に寄与するばかりでなく、触媒の温度状態を高め、触媒のフィルタ性能をも高めることが可能になる。換言すれば、目標空燃比が理論空燃比以上である場合には、点火タイミングを遅らせることなく点火することになる。 Particularly in the present invention, when the temperature state of the catalyst is equal to or higher than the activation temperature, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be larger than the stoichiometric air-fuel ratio. The generated torque is reduced and the fuel consumption is improved. On the other hand, when the catalyst is in a relatively low temperature state lower than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be equal to or lower than the theoretical air-fuel ratio, and the ignition control means sets the ignition timing. Since ignition is delayed after the compression top dead center, the generated torque is reduced due to the ignition timing delay, while the fuel injected in excess of the stoichiometric air-fuel ratio reacts with the catalyst and burns As a result, not only can the torque be reduced, but the temperature of the catalyst can be increased and the filter performance of the catalyst can be improved. In other words, when the target air-fuel ratio is equal to or higher than the stoichiometric air-fuel ratio, ignition is performed without delaying the ignition timing.
本発明の好ましい態様においては、クランク軸の位相から、少なくともエンジンの自動停止時に排気行程にあった気筒を排気行程気筒として特定する気筒特定手段を設け、上記空燃比制御手段と上記点火制御手段とは、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始された後、上記排気行程気筒の初回燃焼から触媒の温度状態に基づいて制御するものである。 In a preferred aspect of the present invention, there is provided cylinder specifying means for specifying, as an exhaust stroke cylinder, at least a cylinder that has been in the exhaust stroke when the engine is automatically stopped from the phase of the crankshaft, and the air-fuel ratio control means, the ignition control means, Is controlled based on the temperature state of the catalyst from the initial combustion of the exhaust stroke cylinder after the combustion of the cylinder in the expansion stroke is started.
この態様では、排気行程気筒の初回燃焼から、吹上がりの防止を図るための制御が行われる。いわゆるダイレクトスタートを採用した後、排気行程気筒は、大気圧に近い空気を吸引して圧縮行程に移行するので、その初回燃焼は、非常に急激なトルク生成の原因となる。そこで、この態様では、上述のような制御により、生成されるトルクを抑制することとしている。 In this aspect, the control for preventing the blow-up is performed from the initial combustion of the exhaust stroke cylinder. After the so-called direct start is adopted, the exhaust stroke cylinder sucks air close to the atmospheric pressure and shifts to the compression stroke. Therefore, the initial combustion causes a very rapid torque generation. Therefore, in this aspect, the generated torque is suppressed by the control as described above.
本発明のさらに別の態様においては、クランク軸の位相から、少なくともエンジンの自動停止時に吸気行程にあった気筒を吸気行程気筒として特定できる気筒特定手段を設け、触媒の温度状態に拘わらず、点火タイミングを当該吸気行程気筒の圧縮上死点以降に遅延させて点火させている。 In yet another aspect of the present invention, there is provided cylinder specifying means for specifying at least a cylinder that has been in the intake stroke at the time of automatic engine stop from the phase of the crankshaft as an intake stroke cylinder, and the ignition is performed regardless of the temperature state of the catalyst. The timing is ignited with a delay after the compression top dead center of the intake stroke cylinder.
この態様では、触媒の温度状態に拘わらず、点火タイミングがリタードされるので、トルクが低減され、吹上がりも防止される他、最もエンジン速度が下がるタイミングでピストンが確実に圧縮上死点を越えたところで点火されことから、逆トルクも防止されることになる。ちなみに吸気行程気筒への初回の燃焼時における燃料噴射は、所定のタイミングで遅らせた状態でリッチであることが好ましい。その場合には、吸気行程気筒が圧縮される際の圧力(負荷)を低減することが可能になる。 In this mode, since the ignition timing is retarded regardless of the temperature state of the catalyst, the torque is reduced and the blow-up is prevented, and the piston surely exceeds the compression top dead center at the timing when the engine speed decreases most. Since it is ignited at the place, reverse torque is also prevented. Incidentally, the fuel injection at the time of the first combustion to the intake stroke cylinder is preferably rich in a state where it is delayed at a predetermined timing. In that case, it is possible to reduce the pressure (load) when the intake stroke cylinder is compressed.
本発明のさらに別の態様において、上記点火制御手段は、空燃比制御手段が、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定したときは、当該気筒の圧縮上死点以前に点火させている。 In still another aspect of the present invention, the ignition control means is configured such that when the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of a specific cylinder to start combustion to be larger than the stoichiometric air-fuel ratio, the compression top dead center of the cylinder. I ignited before.
この態様では、燃費の向上と吹上がり防止とを両立することが可能になる。 In this aspect, it is possible to achieve both improvement in fuel efficiency and prevention of blow-up.
本発明のさらに具体的な態様においては、エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、エンジンの自動停止時に膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されてから所定時間経過後に設定される検査タイミングでのエンジン回転速度を検査時エンジン回転速度として、上記エンジン回転速度検出手段から入力を受けることにより、エンジンの始動良否を判別する始動良否判別手段とを設け、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件は、検査時エンジン回転速度が正常な再始動に必要な必要エンジン回転速度以上であると判断された後に決定される。 In a more specific aspect of the present invention, a rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the engine, and an inspection set after a predetermined time has elapsed since the combustion of the cylinder that was in the expansion stroke when the engine was automatically stopped was started. The engine rotation speed at the timing is used as the engine rotation speed at the time of inspection, and the engine rotation speed detection means receives input from the engine rotation speed detection means. The condition is determined after it is determined that the engine speed at the time of inspection is equal to or higher than the necessary engine speed necessary for normal restart.
上記態様の発明では、膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されてから所定時間経過後に設定される検査タイミングでのエンジン回転速度を検査時エンジン回転速度として、上記エンジン回転速度検出手段から入力を受けることにより、エンジンの始動良否を判別する始動良否判別手段を設けているので、最も再起動時の負荷が大きい2回目の圧縮行程において、エンジンが再起動するかどうかを予測することができる。 In the invention of the above aspect, the engine rotation speed at the inspection timing set after a lapse of a predetermined time from the start of the combustion of the cylinder in the expansion stroke is used as the engine rotation speed at the time of inspection, and input from the engine rotation speed detection means. By receiving the engine, it is possible to predict whether or not the engine is restarted in the second compression stroke in which the load at the time of restart is the largest because the start / failure determination means for determining whether or not the engine is started is provided.
本発明のさらに具体的な態様においては、エンジンに供給される吸気圧力を検出する吸気圧検出手段を設け、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件は、上記吸気圧力がアイドル運転時の吸気圧力よりも高い場合に決定される。 In a more specific aspect of the present invention, an intake pressure detecting means for detecting an intake pressure supplied to the engine is provided, and the combustion condition of the specific cylinder to start combustion is such that the intake pressure is higher than the intake pressure during idle operation. Is also determined if it is too high.
吹上がりは、吸気圧力がアイドル運転時の吸気圧力よりも高い場合において、起きるものであるから、この態様では、吸気圧検出手段によって、吸気圧力がアイドル運転時の吸気圧力よりも高いかどうか判別することとしている。そして、吸気圧力が高いと判断された場合においては、触媒の温度状態に基づいて、トルクを低減するための制御が行われる。 Since the blow-up occurs when the intake pressure is higher than the intake pressure during idle operation, in this aspect, the intake pressure detection means determines whether the intake pressure is higher than the intake pressure during idle operation. To do. When it is determined that the intake pressure is high, control for reducing the torque is performed based on the temperature state of the catalyst.
本発明の別の態様は、多気筒4サイクルのエンジンとともに車両に搭載され、所定のエンジン停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを自動的に停止させる自動停止制御手段と、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にあった気筒を燃焼させることによりエンジンを再始動させる始動制御手段とを備えたエンジンの始動装置において、エンジンに駆動されて発電するオルタネータの発電量を制御するオルタネータ制御手段を設け、上記オルタネータ制御手段は、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されて複数気筒の上死点を過ぎ、且つエンジンの回転速度がアイドル時の回転速度より低い状態において、オルタネータを始動または発電電流を増加させることを特徴とするエンジンの始動装置である。 Another aspect of the present invention is an automatic stop control means that is mounted on a vehicle together with a multi-cylinder four-cycle engine, and that automatically stops the engine by stopping fuel supply when a predetermined engine stop condition is satisfied, An engine starter comprising start control means for restarting the engine by burning at least a cylinder in an expansion stroke when the engine is stopped when a predetermined restart condition is satisfied after the engine is stopped. An alternator control means for controlling the power generation amount of the alternator that is driven to generate electric power is provided. When the speed is lower than the idling speed, start the alternator or increase the generated current Preparative an engine starting system according to claim.
この態様では、ダイレクトスタートが成功したと判断された時点でオルタネータが始動または発電電流を増加させるので、その分、エンジンに負荷が作用し、点火のリタードによる燃費の悪化を抑制しつつ吹上がりを防止することが可能になる。 In this mode, since the alternator starts or increases the generated current when it is determined that the direct start is successful, a load is applied to the engine, and the engine speed increases while suppressing deterioration of fuel consumption due to ignition retard. It becomes possible to prevent.
具体的な態様において、エンジンに供給される吸気圧力を検出する吸気圧検出手段を設け、上記オルタネータ制御手段は、上記吸気圧力がアイドル運転時の吸気圧力よりも高い場合にオルタネータを始動または発電電流を増加させるものである。 In a specific aspect, there is provided an intake pressure detection means for detecting an intake pressure supplied to the engine, and the alternator control means starts the alternator or generates a generated current when the intake pressure is higher than the intake pressure during idle operation. Is to increase.
吹上がりは、吸気圧力がアイドル運転時の吸気圧力よりも高い場合において、起きるものであるから、この態様では、吸気圧検出手段によって、吸気圧力がアイドル運転時の吸気圧力よりも高いかどうか判別することとしている。そして、吸気圧力が高いと判断された場合においては、上記オルタネータ制御手段がオルタネータを始動または発電電流を増加させることにより、トルクを低減することとしている。 Since the blow-up occurs when the intake pressure is higher than the intake pressure during idle operation, in this aspect, the intake pressure detection means determines whether the intake pressure is higher than the intake pressure during idle operation. To do. When it is determined that the intake pressure is high, the alternator control means starts the alternator or increases the generated current to reduce the torque.
さらに具体的な態様において、上記オルタネータ制御手段は、上記吸気圧検出手段が検出した吸気圧がアイドル時の吸気圧力以下に下がった場合には、オルタネータを停止または発電電流を減少させる。 In a more specific aspect, the alternator control means stops the alternator or reduces the generated current when the intake pressure detected by the intake pressure detection means falls below the intake pressure during idling.
この態様では、吹上がりの原因となる吸気圧がアイドル時の吸気圧力以下に下がった場合には、速やかに発電電流を少なくとも低減して、発進トルクを確保することができる。 In this aspect, when the intake pressure that causes the blow-up falls below the intake pressure during idling, it is possible to quickly reduce at least the generated current and secure the starting torque.
本発明では、吹き上がりが防止されることにより、ダイレクトスタートを行った後、車両のドライバーが急激なショックを受けることがない。しかも、吹上がりを防止するに当たり、触媒の温度状態に基づいて、トルクを低減するための制御が行われるので、単に吹上がりを防止するばかりでなく、必要に応じて触媒の温度状態上昇を促進し、排気ガスの浄化を促進することも可能になっている。 In the present invention, since the blow-up is prevented, the driver of the vehicle does not receive a sudden shock after performing a direct start. Moreover, in order to prevent the blow-up, the control for reducing the torque is performed based on the temperature state of the catalyst, so that not only the blow-up is prevented, but also the temperature state of the catalyst is promoted as necessary. In addition, it is possible to promote the purification of exhaust gas.
また、本発明の別の態様においては、エンジンの自動停止時に排気行程にあった気筒の初回燃焼から、吹上がりの防止を図るための制御が行われるので、急激なトルク生成が確実に抑制されるという利点がある。 Further, in another aspect of the present invention, control for preventing blow-up is performed from the initial combustion of the cylinder that was in the exhaust stroke when the engine was automatically stopped, so that sudden torque generation is reliably suppressed. There is an advantage that.
本発明のさらに別の態様においては、エンジンの自動停止時に吸気行程にあった気筒の初回の点火タイミングについては、触媒の温度状態に拘わらず、リタードされる。このため、トルクが低減され、吹上がりも防止される他、最もエンジン速度が下がるタイミングでピストンが確実に圧縮上死点を越えたところで点火されことから、吹上がり防止と逆トルク防止とを両立させることが可能になる。 In yet another aspect of the present invention, the initial ignition timing of the cylinder that was in the intake stroke when the engine was automatically stopped is retarded regardless of the temperature state of the catalyst. As a result, torque is reduced and blowing is prevented, and the piston is ignited when the engine speed drops most so that the compression top dead center is exceeded. It becomes possible to make it.
本発明のさらに別の態様においては、上記空燃比制御手段が、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定したときは、点火制御手段が、当該気筒の圧縮上死点以前に点火させるので、燃費の向上と吹上がり防止とを両立することが可能になる。 In still another aspect of the present invention, when the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be larger than the theoretical air-fuel ratio, the ignition control means causes the compression top dead of the cylinder. Since ignition is performed before the point, it is possible to achieve both improvement in fuel consumption and prevention of blow-up.
しかも、本発明の具体的な態様では、最も再起動時の負荷が大きい2回目の圧縮行程において、エンジンが再起動するかどうかを予測し、その後に吹上がりを防止することができるので、車両のドライバーがダイレクトスタートの後、急激なショックを受けることがない。 In addition, in a specific aspect of the present invention, it is possible to predict whether or not the engine will be restarted in the second compression stroke with the largest load at the time of restarting, and then prevent the engine from being blown up. Drivers will not receive a sudden shock after a direct start.
また、本発明のさらに具体的な態様では、特定気筒の点火時に吸気圧力がアイドル時の吸気圧力よりも高いと判断された場合に燃焼条件が決定されるので、確実な吹上がり防止を図ることが可能になる。 Further, according to a more specific aspect of the present invention, the combustion condition is determined when it is determined that the intake pressure is higher than the intake pressure during idling when the specific cylinder is ignited. Is possible.
本発明のさらに別の態様では、ダイレクトスタートが成功したと判断された時点でオルタネータが始動または発電電流を増加させるので、その分、エンジンに負荷が作用し、点火のリタードによる燃費の悪化を抑制しつつ吹上がりを防止することが可能になる。 In yet another aspect of the present invention, when the direct start is determined to be successful, the alternator starts or increases the generated current, so that the load is applied to the engine and the deterioration of fuel consumption due to ignition retard is suppressed. However, it is possible to prevent the blow-up.
またこの態様において、吸気圧力を検出する吸気圧検出手段を備え、上記オルタネータ制御手段が、アイドル運転時の吸気圧力よりも吸気圧検出手段が検出した吸気圧力の方が高いと判断した場合にオルタネータを作動させる場合には、確実な吹上がり防止を図ることが可能になる。 Further, in this aspect, it is provided with an intake pressure detection means for detecting the intake pressure, and the alternator control means determines that the intake pressure detected by the intake pressure detection means is higher than the intake pressure during idle operation. When the is operated, it is possible to reliably prevent the blow-up.
他方、上記吸気圧検出手段が検出した吸気圧がアイドル時の吸気圧力以下に下がった場合には、オルタネータを停止または発電電流を減少させるものである場合には、吹上がりの原因となる吸気圧がアイドル時の吸気圧力以下に下がった場合には、速やかに発電電流を少なくとも低減して、発進トルクを確保することができる。 On the other hand, when the intake pressure detected by the intake pressure detecting means falls below the intake pressure during idling, if the alternator is stopped or the generated current is reduced, the intake pressure that causes the blow-up When the pressure drops below the intake pressure during idling, it is possible to quickly reduce at least the generated current and secure the starting torque.
図1および図2は本発明に係るエンジンの始動装置を有する4サイクル火花点火式エンジンの概略構成を示している。このエンジンには、シリンダヘッド10およびシリンダブロック11を有するエンジン本体1と、エンジン制御用のECU2とを備えている。上記エンジン本体1には、4つの気筒(#1気筒12A、#2気筒12B、#3気筒12C及び#4気筒12D)が設けられるとともに、各気筒12A〜12Dの内部には、クランク軸3に連結されたピストン13が嵌挿されることにより、その上方に燃焼室14が形成されている。
1 and 2 show a schematic configuration of a four-cycle spark ignition engine having an engine starter according to the present invention. The engine includes an engine
なお、当実施形態において、エンジンの自動停止中に圧縮行程にあった気筒を圧縮行程気筒、膨脹行程にあった気筒を膨脹行程気筒と称する(同様に吸気行程にあった気筒を吸気行程気筒、排気行程にあった気筒を排気行程気筒と称する)が、これらはそれぞれ特定の気筒を指すわけではなく、エンジンの自動停止時における個々の気筒の行程に基づいて、便宜上その気筒を呼称するものである。 In the present embodiment, the cylinder that was in the compression stroke while the engine was automatically stopped is referred to as the compression stroke cylinder, and the cylinder that was in the expansion stroke is referred to as the expansion stroke cylinder (similarly, the cylinder that was in the intake stroke is referred to as the intake stroke cylinder, The cylinders in the exhaust stroke are referred to as exhaust stroke cylinders). However, these are not specific cylinders, but are referred to for convenience based on the strokes of the individual cylinders when the engine is automatically stopped. is there.
上記各気筒12A〜12Dの燃焼室14の頂部には、プラグ先端が燃焼室14内に臨むように点火プラグ15が設置されている。点火プラグ15には、これに電気火花を発生させるための点火装置27が付設されている。また、上記燃焼室14の側方には、燃焼室14内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁16が設けられている。この燃料噴射弁16は、図外のニードル弁およびソレノイドを内蔵し、上記ECU2の燃料噴射制御部41から入力されたパルス信号のパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を上記点火プラグ15の電極付近に向けて噴射するように構成されている。
A
また、上記各気筒12A〜12Dの燃焼室14の上部には、燃焼室14に向かって開口する吸気ポート17および排気ポート18が設けられるとともに、これらのポート17,18に、吸気弁19および排気弁20がそれぞれ装備されている。上記吸気弁19および排気弁20は、図示を省略したカムシャフト等を有する動弁機構によって駆動されることにより、各気筒12A〜12Dが所定の位相差をもって燃焼サイクルを行うように各気筒12A〜12Dの吸気弁19、排気弁20の開閉タイミングが設定されている。
In addition, an
上記吸気ポート17および排気ポート18には、吸気通路21および排気通路22が接続されている。上記吸気ポート17に近い吸気通路21の下流側は、図2に示すように、各気筒12A〜12Dに対応して独立した分岐吸気通路21aとされ、この各分岐吸気通路21aの上流端がそれぞれサージタンク21bに連通している。このサージタンク21bよりも上流側には共通吸気通路21cが設けられるとともに、この共通吸気通路21cには、アクチュエータ24により駆動されるスロットル弁23が配設されている。このスロットル弁23の上流側には、吸気流量を検出するエアフローセンサ25及び吸気の温度を検知する吸気温センサ29が設けられ、スロットル弁23の下流側には吸気圧力(負圧)を検出する吸気圧センサ26が設けられている。
An
一方、図1及び図2に示すように、各気筒12A〜12Dからの排気が集合する排気通路22の集合部下流には、排気を浄化するための触媒37が配設されている。この触媒37は、例えば、排気の空燃比が理論空燃比近傍にあるときにHC、COおよびNOxの浄化率が極めて高い、いわゆる三元触媒であり、これは排気中の酸素濃度が比較的高い酸素過剰雰囲気でこれを吸蔵する酸素吸蔵能を有し、酸素濃度の比較的低いときには吸蔵している酸素を放出して、HC、CO等と反応させるものである。なお、触媒37は、三元触媒に限らず、上記のような酸素吸蔵能を有するものであれば良く、例えば酸素過剰雰囲気でもNOxを浄化可能な、いわゆるリーンNOx触媒であっても良い。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, a
また、上記エンジン本体1には、タイミングベルト等によりクランク軸3に連結されたオルタネータ28が付設されている。このオルタネータ28は、図示を省略したフィールドコイルの電流を制御して出力電圧を調節することにより発電量を調整するレギュレータ回路28aを内蔵し、このレギュレータ回路28aに入力される上記ECU2からの制御信号に基づき、車両の電気負荷および車載バッテリーの電圧等に対応した発電量の制御が実行されるように構成されている。
The
さらに、上記エンジンには、クランク軸3の回転角を検出する2つのクランク角センサ30,31が設けられ、一方のクランク角センサ30から出力される検出信号に基づいてエンジン回転速度が検出されるとともに、後述するように上記両クランク角センサ30,31から出力される位相のずれた検出信号に基づいてクランク軸3の回転方向および回転角度が検出されるようになっている。
Further, the engine is provided with two
さらにエンジン本体1には、カムシャフトに設けられた気筒識別用の特定回転位置を検出するカム角センサ32と、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ33とが設けられ、また車体側には運転者のアクセル操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサ34が設けられている。
Further, the
さらに、上記クランク軸3には、図略のフライホイールと、このフライホイールに固定されたリングギヤ35が、回転中心に対して同心に設けられている。リングギヤ35は、始動アシスト装置としてのスタータモータ36の入力部材であり、後述するように、スタータモータ36のピニオンギヤ37と噛合されるように構成されている。
Further, the
図3を参照して、スタータモータ36は、モータ36aと、モータ36aと平行に配置された電磁駆動式のプランジャ36bと、このプランジャ36bによってシフトレバー36cを介し、モータ36aの出力軸上にて相対回転不能な状態で往復移動するピニオンギヤ36dとを有し、エンジンの再始動時に、上記ピニオンギヤ36dを図3の実線で示す待機位置から仮想線で示す噛合位置に移動させてリングギヤ35に噛合させることにより、クランク軸3を回転駆動してエンジンを再始動させるように構成されている。
Referring to FIG. 3, a
当実施形態に採用されているスタータモータ36のピニオンギヤ36dは、スクリュー状に捩れているとともに、リングギヤ35との係脱を容易にするために、リングギヤ35が停止しているときに、当該リングギヤ35と逆方向に約60rpmの速度で回転しながら噛合する仕様になっている。
The
図1を参照して、ECU2は、エンジンの運転を統括的に制御するコントロールユニットである。当実施形態のエンジンは、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに各気筒12A〜12Dへの燃料噴射を所定のタイミングで停止(燃料カット)して自動的にエンジンを停止させるとともに、その後に運転者によるアクセル操作が行われる等により再始動条件が成立したときにエンジンを自動的に再始動させる制御(アイドルストップ制御)を行うように構成されている。以下ECU2の説明にあたり、このアイドルストップ制御に関する部分を中心に説明する。
Referring to FIG. 1,
ECU2には、エアフローセンサ25、吸気圧センサ26、吸気温センサ29、クランク角センサ30,31、カム角センサ32、水温センサ33及びアクセル開度センサ34からの各検知信号が入力されるとともに、燃料噴射弁16、スロットル弁23のアクチュエータ24、点火装置27及びオルタネータ28のレギュレータ回路28a、スタータモータ36のそれぞれに各駆動信号を出力する。ECU2は、燃料噴射制御部41、点火制御部42、吸気流量制御部43、発電量制御部44、ピストン位置検出部45および筒内温度推定部46、自動停止制御部47、始動制御部48、始動良否判定部49、空燃比制御部50、オルタネータ制御部51、並びに触媒温度推定部52を機能的に含んでいる。
The
燃料噴射制御部41は、燃料噴射時期と、各噴射における燃料噴射量とを設定して、その信号を燃料噴射弁16に出力する燃料噴射制御手段である。特に当実施形態では、後述するように再始動時における膨張行程気筒での最初の燃焼のための燃料を分割噴射によって供給している。燃料噴射制御部41は、その分割噴射時期の設定や、燃料配分の設定も行う。
The fuel
点火制御部42は、各気筒12A〜12Dに対して適切な点火時期を設定し、各点火装置27に点火信号を出力する。
The
吸気流量制御部43は、各気筒12A〜12Dに対して適切な吸気流量を設定し、その吸気流量に応じたスロットル弁23の開度信号をアクチュエータ24に出力する。特に当実施形態では、後述するようにエンジンの自動停止時にスロットル弁23の開度を調節して、ピストン13が再始動に適した適正停止範囲に停止するような制御を行っている。吸気流量制御部43は、その際のスロットル弁23の開度調節も行う。
The intake flow
発電量制御部44は、オルタネータ28の適切な発電量を設定し、その駆動信号をレギュレータ回路28aに出力する。特に当実施形態では、後述するようにエンジンの自動停止時にオルタネータ28の発電量を調節することによってクランク軸3の負荷を変化させ、ピストン13が再始動に適した適正範囲に停止するような制御を行っている。発電量制御部44は、その際、オルタネータ28の発電量の調節も行う。また再始動時には、通常よりも多めの発電を行うことによってエンジンの負荷増大させ、吹上がり(必要以上に急速なエンジン回転速度の上昇)を防止する制御を行っている。
The power generation
ピストン位置検出部45は、クランク角センサ30,31の各検出信号に基づき、ピストン位置を検出する。ピストン位置とクランク角(°CA)とは1対1に対応するので、一般的になされているように当明細書においてもピストン位置をクランク角で表す。当実施形態では、後述するように膨張行程気筒および圧縮行程気筒の自動停止中のピストン位置に基いて各筒内空気量を算出し、それに応じて再始動時における各気筒の燃焼制御を行っている。
The
筒内温度推定部46は、水温センサ33によって検知されるエンジン水温や、吸気温センサ29によって検知される吸気温度等に基いて、予め実験等によって求められたマップを用いる等して各気筒12A〜12Dの気筒内の空気温度を推定する筒内温度推定手段である。特に当実施形態では、後述するように、エンジンの再始動に際してエンジンの停止時間を考慮した筒内温度推定を行い、その推定値に基づいた燃焼制御を行っている。
The in-cylinder
自動停止制御部47は、後述するように、アイドル時において所定のエンジン停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを自動的に停止させる自動停止制御手段である。
As will be described later, the automatic
始動制御部48は、自動的エンジン停止が行なわれた後のエンジン再始動条件成立時に、自動的にエンジンの再始動を行わせる始動制御手段である。このエンジン再始動時に、ピストン13の停止位置が後述する特定範囲(適正範囲)にある場合は、少なくともエンジン停止時の膨張行程気筒に燃料を供給して点火、燃焼を行なわせる。当実施形態では、まずエンジン停止時の圧縮行程気筒に対して初回の燃焼を実行してピストン13を押し下げ、膨張行程気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めるようにしてから、当該膨張行程気筒に対して燃料を噴射させて点火、燃焼を行わせるように制御する。すなわち、エンジンの自動再始動時に、ピストンの停止位置が後述する適正範囲にあるときは、始動初期で一旦エンジンを逆転作動させ、その後正転作動に転じるように制御する。当実施形態では、この始動制御部48が、アシスト駆動制御手段を兼ねている。
The
始動良否判定部49は、膨張行程気筒の燃焼が開始されてから所定時間経過後に設定される検査タイミングt12(図11参照)でのエンジン回転速度を検査時エンジン回転速度として、上記エンジン回転速度検出部としてのセンサ30、31と、ピストン位置検出部45とから入力を受けることにより、エンジンの始動良否を判別する始動良否手段である。
The start /
空燃比制御部50は、空燃比を演算し、燃料噴射制御部41が配分する燃料と吸気流量制御部43が制御する吸気流量とを決定するための空燃比制御手段である。
The air-fuel
オルタネータ制御部51は、オルタネータ28のレギュレータ回路28aを介して、オルタネータ28の作動を制御するオルタネータ制御手段である。
The
触媒の温度状態推定部52は、吸気温センサ29によって検知される吸気温度等に基いて、予め実験等によって求められたマップを用いる等して触媒37の温度を推定する触媒の温度状態推定手段である。特に当実施形態では、後述するように、エンジンの再始動に際して、触媒の温度状態を推定し、その推定値に基づいて、燃料噴射や燃焼制御を行っている。
The catalyst temperature
以上のような構成のECU2によってアイドルストップ制御を行うにあたり、エンジンの再始動時には、最初に圧縮行程気筒で燃焼を行わせることにより、そのピストン13を押し下げてクランク軸3を少しだけ逆転方向させる。これによって膨張行程気筒のピストン13を一旦上昇(上死点に近づける)させ、その気筒内の空気(燃料噴射後は混合気となる)を圧縮した状態で、この混合気に点火して燃焼させることにより、クランク軸3に正転方向の駆動トルクを与えてエンジンを再始動させるように構成されている。
When performing the idle stop control by the
スタータモータ36等を使用することなく、特定の気筒に噴射された燃料に点火するだけでエンジンを適正に再始動させるためには、上記膨張行程気筒の混合気を燃焼させることにより得られる燃焼エネルギーを充分に確保することにより、これに続いて圧縮上死点を迎える気筒(当実施形態では圧縮行程気筒および吸気行程気筒)がその圧縮反力に打ち勝って圧縮上死点を超えるようにしなければならない。従って、膨張行程気筒内に充分な空気量を確保しておく必要がある。
In order to properly restart the engine simply by igniting the fuel injected into a specific cylinder without using the
圧縮行程気筒と膨張行程気筒とでは、それぞれ位相が180°CAだけずれているため、図4(a)に示すように、各ピストン13が互いに逆方向に作動する。
Since the phases of the compression stroke cylinder and the expansion stroke cylinder are shifted from each other by 180 ° CA, the
図4(b)に示すように、膨張行程気筒のピストン13が行程中央よりも下死点側に位置していれば、その気筒の空気量が多くなって充分な燃焼エネルギーが得られる。しかし、上記膨張行程気筒のピストン13が極端に下死点側に位置した状態となると、圧縮行程気筒内の空気量が少なくなり過ぎて、再始動時の初回燃焼でクランク軸3を逆転方向させるための燃焼エネルギーが充分に得られなくなる。
As shown in FIG. 4B, if the
これに対して上記膨張行程気筒の行程中央、つまり圧縮上死点後のクランク角が90°CAとなる位置よりもやや下死点側の所定範囲R、例えば圧縮上死点後のクランク角が100°CA〜120°CAとなる範囲R内にピストン13を停止させることができれば、圧縮行程気筒内に所定量の空気が確保されて上記初回の燃焼によりクランク軸3を少しだけ逆転方向させ得る程度の燃焼エネルギーが得られることになる。しかも、膨張行程気筒内に多くの空気量を確保することにより、クランク軸3を正転方向させるための燃焼エネルギーを充分に発生させてエンジンを確実に再始動させることが可能となる(以下この範囲Rを適正停止範囲Rとする)。
On the other hand, a predetermined range R slightly lower than the position where the crank angle after the compression top dead center is 90 ° CA, for example, the crank angle after the compression top dead center, is the stroke center of the expansion stroke cylinder. If the
そこで、ピストン13を適正停止範囲R内に停止させるよう、ECU2(自動停止制御部47)によって次のような制御がなされる。
Therefore, the ECU 2 (automatic stop control unit 47) performs the following control so as to stop the
図5は、自動停止制御部47によるエンジン自動停止時のタイムチャートであり、エンジン回転速度Ne、ブースト圧Bt(吸気圧力)およびスロットル弁23の開度Kを示す。また図6は、図5のタイミングt1付近以降の拡大図であり、図5に加えてクランク角CAおよび各気筒の行程遷移チャートを示す。なお、以下説明を簡潔にするため、#1気筒12Aが膨張行程気筒、#2気筒12Bが排気行程気筒、#3気筒12Cが圧縮行程気筒、#4気筒12Dが吸気行程気筒であるものとする。
FIG. 5 is a time chart when the engine is automatically stopped by the automatic
ECU2は、エンジンの自動停止条件が成立したタイミングt0で、エンジンの目標速度を、エンジンを自動停止させない時の通常のアイドルエンジン回転速度(以下、通常のアイドルエンジン回転速度という)よりも高い値、たとえば通常のアイドルエンジン回転速度が650rpm(自動変速機はドライブ(D)レンジ)に設定されたエンジンでは上記目標速度(自動停止条件成立時のアイドルエンジン回転速度)を850rpm程度(自動変速機はニュートラル(N)レンジ)に設定することにより、エンジン回転速度Neを通常のアイドルエンジン回転速度よりも少し高いエンジン回転速度で安定させる制御を実行する。またブースト圧Btが比較的高い所定の値(約−400mmHg)で安定するようにスロットル弁23の開度Kを調節する。
The
そしてエンジン回転速度Neが目標速度に安定したタイミングt1で燃料噴射を停止させてエンジン回転速度Neを低下させる。また、エンジンを自動停止させる制御動作の初期段階である上記燃料噴射の停止タイミングt1で、スロットル弁23の開度Kを、気筒内空燃比を空気過剰率λ=1にしたときのアイドル時の吸気流量(エンジン運転を継続させるために必要な最小限の吸気流量)よりも多い吸気流量となるように設定する。すなわち、上記タイミングt1直前の燃焼状態が、気筒内空燃比を空気過剰率λ=1ないしλ=1付近に設定されて均質燃焼されている場合はスロットル弁23の開度Kを増大させ(例えば開度K=30%程度)、気筒内空燃比がリーンに設定されて成層燃焼されている場合はスロットル弁23の開度Kをそのまま(成層燃焼時の比較的大きな開度のまま)維持する。図5及び図6は前者の場合を示している。
Then, the fuel injection is stopped at the timing t1 when the engine speed Ne is stabilized at the target speed, and the engine speed Ne is decreased. Further, at the fuel injection stop timing t1, which is the initial stage of the control operation for automatically stopping the engine, the opening degree K of the
この制御によってタイミングt1からやや遅れてブースト圧Btが増大し始める(タイミングt1直前が均質燃焼の場合)か、または比較的高いブースト圧Btを維持する(タイミングt1直前が成層燃焼の場合)ので、排気ガスの掃気が促進される。 As a result of this control, the boost pressure Bt starts to increase slightly after the timing t1 (when the combustion just before the timing t1 is homogeneous combustion) or maintains a relatively high boost pressure Bt (when the combustion just before the timing t1 is stratified combustion). Exhaust gas scavenging is facilitated.
またECU2は、タイミングt1でオルタネータ28の発電を一旦停止させる。これによってクランク軸3の回転抵抗を低減し、エンジン回転速度Neの速度が早く低下し過ぎないようにしている。
Further, the
こうしてタイミングt1で燃焼噴射を停止するとエンジン回転速度Neが低下し始め、予め設定された基準速度、例えば760rpm以下になったことが確認されたタイミングt2でスロットル弁23を閉止する。するとタイミングt2からやや遅れてブースト圧Btが減少し始め、エンジンの各気筒に吸入される吸気流量が減少する。スロットル弁23を開放しているタイミングt1からタイミングt2までの間に吸入された空気は、共通吸気通路21c及びサージタンク21bを経由して各気筒の分岐吸気通路21aに導かれる。そして吸気行程を迎えた気筒から順にその空気を吸入することになる。図6に示す場合では#4気筒12D、#2気筒12B、#1気筒12A、#3気筒12Cの順となる。ここで、タイミングt1及びタイミングt2の設定を上記のようにすることによって、#3気筒12C(圧縮行程気筒)よりも#1気筒12A(膨張行程気筒)の方がより多くの空気を吸入することになる。
Thus, when the combustion injection is stopped at the timing t1, the engine rotational speed Ne starts to decrease, and the
タイミングt1以降はエンジンが慣性で回転するため、エンジン回転速度Neが次第に低下し、やがてタイミングt5で停止するが、このエンジン回転速度Neの低下は、図5および図6に示すように、小刻みなアップダウン(4気筒4サイクルエンジンでは10回前後)を繰り返しながら低下して行く。 After the timing t1, the engine rotates due to inertia, so the engine rotational speed Ne gradually decreases and eventually stops at the timing t5. This decrease in the engine rotational speed Ne is small, as shown in FIG. 5 and FIG. It goes down while repeating up / down (around 10 times for a 4-cylinder 4-cycle engine).
図6に示すクランク角CAのタイムチャートは、実線が#1気筒12Aおよび#3気筒12Cの上死点を0°CAとした場合のクランク角を示し、一点鎖線が#2気筒12Bおよび#4気筒12Dの上死点を0°CAとした場合のクランク角を示している。実線と一点鎖線とは90°CAを境に互いに逆位相となっている。4気筒4サイクルエンジンでは、180°CAごとに何れかの気筒が順次圧縮上死点を迎えるので、このタイムチャートは、実線または一点鎖線で示す波形の頂点(クランク角=0°CA)において何れかの気筒が圧縮上死点を通過していることを示している。
In the time chart of the crank angle CA shown in FIG. 6, the solid line indicates the crank angle when the top dead center of the # 1
この何れかの気筒が圧縮上死点となるタイミングは、上記エンジン回転速度Neがアップダウンする谷のタイミングと一致している。つまり、エンジン回転速度Neは、各気筒が順次圧縮上死点を迎える度に一時的に落ち込んだ後、その圧縮上死点を超えたタイミングで再び上昇するという小刻みなアップダウンを繰り返しながら次第に低下するのである。 The timing at which any one of these cylinders becomes the compression top dead center coincides with the valley timing at which the engine rotational speed Ne increases or decreases. In other words, the engine rotational speed Ne gradually decreases every time the cylinders sequentially reach the compression top dead center, and then gradually rises and falls again at a timing exceeding the compression top dead center. To do.
そして最後の圧縮上死点を通過したタイミングt4の後に圧縮上死点を迎える圧縮行程気筒12Cでは、慣性力によるピストン13の上昇に伴って空気圧が高まり、その圧縮反力によりピストン13が上死点を超えることなく押し返されてクランク軸3が逆転方向する。このクランク軸3の逆転方向によって膨張行程気筒12Aの空気圧が上昇するため、その圧縮反力に応じて膨張行程気筒12Aのピストン13が下死点側に押し返されてクランク軸3が再び正転方向し始め、このクランク軸3の逆転方向と正転方向とが数回繰り返されてピストン13が往復作動した後に停止することになる。このピストン13の停止位置は、圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12Aにおける圧縮反力のバランスにより略決定されるとともに、吸気行程気筒12Dの吸気抵抗やエンジンの摩擦等の影響を受け、上記最後の圧縮上死点を超えたタイミングt4のエンジンの回転慣性、つまりエンジン回転速度Neの高低によっても変化することになる。
In the
従って、膨張行程気筒12Aのピストン13を適正停止範囲R内に停止させるためには、まず膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cの圧縮反力がそれぞれ充分に大きくなり、かつ膨張行程気筒12Aの圧縮反力が圧縮行程気筒12Cの圧縮反力よりも所定値以上大きくなるように、両気筒に対する吸気流量を調節する必要がある。このために、燃料噴射の停止タイミングt1でスロットル弁23を開放してその開度Kを増大させることにより膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cの両方に所定量の空気を吸入させた後、所定時間が経過したタイミングt2で上記スロットル弁23を閉止してその開度Kを低減することにより上記吸入空気量を調節するようにしている。
Therefore, in order to stop the
ところで、このようにしてエンジンを自動停止させ、エンジン回転速度が低下する過程において、各気筒12A〜12Dが圧縮上死点を通過する際のエンジン回転速度(上死点エンジン回転速度)neと、膨張行程気筒12Aのピストン停止位置との間に明確な相関関係がある。すなわち、各段階(停止前から2番目、3番目、4番目・・・)の上死点エンジン回転速度Neがそれぞれ一定の速度範囲内にあるときに膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が適正停止範囲R内となる確率が高くなるのである。
By the way, in the process in which the engine is automatically stopped in this way and the engine rotational speed decreases, the engine rotational speed (top dead center engine rotational speed) ne when each of the
この特性を利用し、当実施形態ではエンジン回転速度Neの低下過程における所定の段階(特に重要なのは停止前から2番目(タイミングt3))の上死点エンジン回転速度neが一定の速度範囲内となるような制御を行って、膨張行程気筒12Aのピストン13がより確実に適正停止範囲R内で停止するような制御を行っている。具体的には、オルタネータ28の発電量を増減させることによってクランク軸3の負荷(エンジン負荷)を調節し、停止前から2番目の上死点エンジン回転速度ne(タイミングt3)が、350±50rpmの範囲内となるようにしている。
Using this characteristic, in this embodiment, the top dead center engine rotational speed ne within a predetermined speed range within a predetermined stage (particularly important is the second before the stop (timing t3)) in the process of decreasing the engine rotational speed Ne. Such control is performed so that the
エンジン回転速度Neがさらに低下し、最後の圧縮上死点通過時期(図6に示すタイミングt4)を過ぎると、何れの気筒も上死点を通過することがなく、行程の遷移はなされなくなる。ピストン13は、その行程内で減衰振動(逆向きに動くときはクランク軸3が逆転方向し、エンジン回転速度Neが負になる)しつつ狙いの適正停止範囲Rに停止しようとする。しかし、このとき吸気行程気筒12Dは吸気動作を行っており、その吸気抵抗が大きいとピストン13の停止位置がばらつきやすくなる。特に、吸気抵抗はピストン13が下死点側に動くときに大きくなるように作用するので、ピストン13が狙いよりも上死点寄りに停止しやすくなる。吸気行程気筒12Dのピストン13と膨張行程気筒12Aのピストン13とは同位相で動くので、結局膨張行程気筒12Aのピストン13が狙いよりも上死点寄りに停止しやすくなってしまう。
When the engine rotational speed Ne further decreases and the final compression top dead center passage time (timing t4 shown in FIG. 6) has passed, none of the cylinders passes through the top dead center, and the stroke is not changed. The
そこで当実施形態では、タイミングt4と略同時(やや遅らせても良い)にスロットル弁23の開度Kを図6に示す開度K1(例えばK1=40%程度)まで増大させ、吸気行程気筒12Dの吸気抵抗を低減している。これによって膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cにおける吸気流量バランスに影響を及ぼすことなく、そのバランスに応じた狙いの位置にピストン13がより停止しやすくなっている。
Therefore, in the present embodiment, the opening degree K of the
なお、このような制御を行うためには、タイミングt4が最後の圧縮上死点を通過する時期であることを即時に判別する必要があり、次の(圧縮行程気筒12Cでの)圧縮上死点は通過しないことをタイミングt4において予測しなければならない。そのため当実施形態では、ECU2が最後の上死点通過時期を判別するようにしている。ECU2は、各上死点通過時のエンジン回転速度neと、予め実験等で求められた所定のエンジン回転速度(例えば260rpm)とを比較し、前者が後者以下となったタイミングで、それが最後の圧縮上死点を通過する時期であると判別する。なお、最後の圧縮上死点を通過する時期における上死点エンジン回転速度neは、高いほど行程後期寄り(膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が下死点寄り、圧縮行程気筒12Cでは上死点寄り)で停止しやすくなる。
In order to perform such control, it is necessary to immediately determine that the timing t4 is the time when the last compression top dead center is passed, and the next compression top dead (in the
ところで、エンジン停止直前の膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cの最終吸気行程における吸気流量バランスは、ブースト圧Btによっても影響を受ける。特に、停止前から2番目の圧縮上死点通過時期(図6のタイミングt3)は、圧縮行程気筒12Cにおいて最終吸気行程の始点となっており、このタイミングのブースト圧Btの影響が大きい。すなわち、このブースト圧Btが低い(真空側)と、圧縮行程気筒12Cへの吸気流量が少なくなり、結果的に圧縮行程気筒12Cのピストン13の停止位置が上死点寄り(膨張行程気筒12Aでは下死点寄り)となりやすい。ブースト圧Btが高い(大気圧側)と、その逆となる。
Incidentally, the intake flow rate balance in the final intake stroke of the
従って、最後の上死点通過時期における上死点エンジン回転速度neが高く、また停止前から2番目の圧縮上死点通過時期のブースト圧Btが低いときは、膨張行程気筒12Aのピストン13が行程後期寄りで停止しやすい条件が重なっており、狙いの停止位置(上死点後100〜120°CA)で停止する可能性が高い。このような条件のときに、タイミングt3でスロットル弁23の開度をK1まで増大させる制御を行うと、ピストン停止位置がより行程後期寄りとなって、かえって狙いの停止位置から外れてしまう虞がある。そこで当実施形態では、そのような場合には、タイミングt3におけるスロットル弁23の開度をK1より低開度(または閉止)とされる開度K2(図6参照)に設定し、吸気流量の増大を抑制することにより、膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が下死点寄りになり過ぎないようにしている。
Therefore, when the top dead center engine rotational speed ne at the last top dead center passage time is high and the boost pressure Bt at the second compression top dead center passage time from before the stop is low, the
こうしてタイミングt5においてピストン13が完全に停止するが、その停止直前から停止までのピストン13の動作をクランク角センサ30,31で検出することにより、ECU2のピストン位置検出部45がピストン13の停止位置を検出する。図7は、そのピストン停止位置の検出制御動作を示すフローチャートである。この検出制御がスタートすると、第1クランク角信号CA1(クランク角センサ30からの信号)および第2クランク角信号CA2(クランク角センサ31からの信号)に基づき、第1クランク角信号CA1の立ち上がり時に第2クランク角信号CA2がLowであるか否か、または第1クランク角信号CA1の立ち下がり時に第2クランク角信号CA2がHighであるか否かを判定する(ステップS41)。これにより、エンジンの停止動作時における上記信号CA1,CA2の位相の関係が、図8(a)のようになるか、それとも図8(b)のようになるかを判定してエンジンが正転方向状態にあるか逆転方向状態にあるかを判別する。
Thus, the
すなわち、エンジンの正転方向時には、図8(a)のように、第1クランク角信号CA1に対して第2クランク角信号CA2が半パルス幅程度の位相遅れをもって生じることにより、第1クランク角信号CA1の立ち上がり時に第2クランク角信号CA2がLow、第1クランク角信号CA1の立ち下がり時に第2クランク角信号CA2がHighとなる。一方、エンジンの逆転方向時には、図8(b)のように、第1クランク角信号CA1に対して第2クランク角信号CA2が半パルス幅程度の位相の進みをもって生じることにより、エンジンの正転方向時とは逆に第1クランク角信号CA1の立ち上がり時に第2クランク角信号CA2がHigh、第1クランク角信号CA1の立ち下がり時に第2クランク角信号CA2がLowとなる。 That is, when the engine is rotating in the forward direction, as shown in FIG. 8A, the second crank angle signal CA2 is generated with a phase delay of about a half pulse width with respect to the first crank angle signal CA1, so that the first crank angle The second crank angle signal CA2 becomes Low when the signal CA1 rises, and the second crank angle signal CA2 becomes High when the first crank angle signal CA1 falls. On the other hand, when the engine rotates in the reverse direction, as shown in FIG. 8B, the second crank angle signal CA2 is generated with a phase advance of about a half pulse width with respect to the first crank angle signal CA1, thereby causing the engine to rotate forward. Contrary to the direction, the second crank angle signal CA2 becomes High when the first crank angle signal CA1 rises, and the second crank angle signal CA2 becomes Low when the first crank angle signal CA1 falls.
そこで、ステップS41の判定がYESであれば、エンジンの正転方向のクランク角変化を計測するためのCAカウンタをアップし(ステップS42)、ステップS41の判定がNOの場合は、上記CAカウンタをダウンする(ステップS43)。そして、エンジン停止後に上記CAカウンタの計測値を調べることでピストン停止位置を求める(ステップS44)。 Therefore, if the determination in step S41 is YES, the CA counter for measuring the crank angle change in the forward rotation direction of the engine is increased (step S42). If the determination in step S41 is NO, the CA counter is increased. Down (step S43). Then, after stopping the engine, the piston stop position is obtained by examining the measured value of the CA counter (step S44).
エンジンが完全に停止すると、各気筒12A〜12Dの筒内温度は図9の温度特性に示すような変化をする。図9は、エンジン停止からの経過時間と筒内温度との関係を示すグラフであり、エンジン停止時(タイミングt5)の筒内温度が80℃であった場合の筒内温度変化の推定値である。
When the engine is completely stopped, the in-cylinder temperatures of the
この特性に示すように、エンジンが完全に停止すると冷却水の流れが停止するので、停止直後に筒内温度が急速に上昇する。そしてエンジン停止後約10秒でピークとなり、以後は徐々に低下して行く。この特性は冷却水の温度(エンジン水温)や外気温(吸気温度)等によって異なり、ECU2の筒内温度推定部46はその特性をマップ化したデータを記憶している。
As shown in this characteristic, when the engine is completely stopped, the flow of the cooling water is stopped, so that the in-cylinder temperature rapidly rises immediately after the stop. Then, it peaks at about 10 seconds after the engine stops and then gradually decreases. This characteristic varies depending on the temperature of the cooling water (engine water temperature), the outside air temperature (intake air temperature), and the like, and the in-cylinder
なお、エンジン停止動作期間中にスロットル弁23の開度Kを増大させることにより掃気が促進されるので、触媒37に充分な量の新気が供給される。従ってエンジン停止中は触媒37の酸素吸蔵量が充分に多い状態となっている。
Since scavenging is promoted by increasing the opening K of the
次に、エンジンの再始動時の制御について説明する。なお以下の説明においては、各気筒12が迎える圧縮上死点をTDCと称し、再起動開始後の順番に基づいて、連番を付与することとする。また、この上死点近傍において、上死点を越える前をBで表し、越えた後をAで表す。 Next, control during engine restart will be described. In the following description, the compression top dead center that each cylinder 12 reaches is referred to as TDC, and serial numbers are given based on the order after the start of restart. Further, in the vicinity of the top dead center, before the top dead center is represented by B, and after the top dead center is represented by A.
再始動の際は、ECU2(始動制御部48)により、上述のようにまず圧縮行程気筒12Cでの燃焼を行わせてエンジンを一旦逆回転させてから膨張行程気筒12Aでの燃焼を行わせ、正転方向に転じさせる。つまりエンジンを一旦逆回転させることによって膨張行程気筒12Aのピストン13を上昇させ、その圧縮圧力を増大させた後に当該気筒での燃焼を行わせる。膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が適正停止範囲Rにあって燃焼のための充分な空気量が確保されていることと、その空気がエンジンの逆転方向によって圧縮されることにより大きな燃焼エネルギーが得られる。つまりエンジンを確実に正転方向に転じさせるとともにその後の継続的な運転に円滑に移行させることができる。
When restarting, the ECU 2 (starting control unit 48) first performs combustion in the
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
そこで当実施形態では、膨張行程気筒12Aへの燃料噴射時期を遅らせることにより、膨張行程気筒12A内の空気の圧縮量を増大(密度を増大)させる制御を行っている。燃料噴射時期を遅らせると、ある程度筒内空気が圧縮された状態の気筒内に燃料を噴射することになり、その気化潜熱によって圧縮圧力が減少する。従って同じエンジン逆転方向のエネルギーであればピストン13がより上死点近くまで移動することができ(ピストンストローク増大)、圧縮空気の密度をより高めることができる。
Therefore, in the present embodiment, control is performed to increase the compression amount (increase the density) of the air in the
図10は、膨張行程気筒12Aへの燃料噴射時期と、それに応じたピストン到達点(点火をしないときに最も上死点に近づく位置)との関係を示すグラフであり、燃料噴射を遅らせることによる効果を表している。図10の横軸は膨張行程気筒12Aが最初に燃焼するための燃料噴射時期をクランク角(上死点後ATDC)で表したもの、縦軸はそれに応じた膨張行程気筒12Aのピストン到達点をクランク角(上死点後ATDC)で表したものである。ピストン到達点のクランク角が小さい(TDCに近い)ほど最大圧縮時の筒内容積が小さく(空気密度が大きく)、燃焼時により大きなエネルギーを得ることができる。図10の特性は、膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が110°CA(ATDC)のときのものである。この特性に示すように、逆転方向動作の最初(クランク角=110°CA)に噴射したときのピストン到達点が約36.5°CA(ATDC)であるのに対し、逆転方向が開始し、ピストン13が70°CA(ATDC)まで上死点側に移動したときに噴射した場合、そのピストン到達点が約33.5°CA(ATDC)となり、約3°CA分の圧縮空気密度の増大を図ることができる。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the fuel injection timing to the
ただし燃料噴射時期を遅らせすぎると、気化が遅れ、気化潜熱によって圧縮圧力が充分低下する前にピストン13が到達点に達してしまう。つまりピストン到達点が低下に転じる(図10の例では70°CA以降)。結局、最大の空気密度増大効果を得るためには、燃料噴射時期を、膨張行程気筒12Aの圧縮行程中期から後期の前半までに行うのが好ましい。
However, if the fuel injection timing is delayed too much, the vaporization is delayed, and the
一方、燃料噴射時期を遅らせるということは燃料噴射から点火までの時間が短くなることでもあり、点火時の気化が不十分となる虞がある。点火タイミングまでに気化を充分促進させるためには、早期(例えば逆転方向動作の初期)に燃料噴射を行うことが望ましい。つまり上記空気密度の増大と点火タイミングの気化促進とは燃料噴射時期に関して相反する要求を有するものである。 On the other hand, delaying the fuel injection timing also shortens the time from fuel injection to ignition, which may result in insufficient vaporization during ignition. In order to sufficiently promote vaporization by the ignition timing, it is desirable to perform fuel injection at an early stage (for example, at the beginning of the reverse direction operation). That is, the increase in the air density and the promotion of vaporization of the ignition timing have conflicting demands regarding the fuel injection timing.
そこで当実施形態では、燃料を分割噴射(2分割)し、前段の燃料噴射を逆転方向動作の初期に行い、後段の燃料噴射を逆転方向動作中(望ましくは行程中央の90°CA(ATDC)よりも上死点寄り。図10の噴射時期70°CA(ATDC)に相当する時期)に行うようにしている。すなわち、比較的点火時期までの時間が長い前段の燃料噴射で気化を促進し、後段の燃料噴射によって圧縮空気密度の増大を図っている。 Therefore, in this embodiment, the fuel is dividedly injected (divided into two parts), the first stage fuel injection is performed at the beginning of the reverse direction operation, and the second stage fuel injection is performed in the reverse direction operation (preferably 90 ° CA (ATDC) at the center of the stroke) The fuel injection is performed at a position closer to the top dead center than the injection timing of 70 ° CA (ATDC) in FIG. That is, vaporization is promoted by the first stage fuel injection that takes a relatively long time until the ignition timing, and the compressed air density is increased by the second stage fuel injection.
なお、ECU2の燃料噴射制御部41は、前段と後段との噴射燃料の比率(分割比)や後段の燃料噴射時期を、膨張行程気筒12Aのピストン停止位置や逆転方向開始時の筒内空気温度(推定値)によって補正し、気化性能を確保しつつ燃焼エネルギーを可及的に増大させることができるようにしている。すなわち膨張行程気筒12Aのピストン停止位置が適正停止範囲Rのうちの比較的下死点寄りにあるとき(比較的筒内空気量が多い)は、比較的上死点寄りにあるとき(比較的筒内空気量が少ない)に比べて後段の燃料噴射量比率を増大させている。これは、比較的筒内空気量が多いときは、その圧縮反力も大きくなるので、後段の燃料噴射量をより多くすることによって効果的に圧縮圧力を低減させ、圧縮空気の密度を増大させるためである。また、筒内空気温度が比較的高いときにも後段の燃料噴射量比率を増大させている。これは、筒内空気温度が高いときは燃料の気化性能が高くなっているので、気化性能を確保するための前段の燃料噴射をあまり必要としなくなるからである。
The fuel
後段の燃料噴射時期に関しては、筒内空気温度が比較的高いときに後段の燃料噴射時期を遅らせている(ただし図10の噴射時期70°CAに相当する時期を上限とする)。つまり、筒内空気温度が高いときは燃料の気化性能が高くなっているので、後段の燃料噴射時期を遅らせても点火までの間に気化しやすくなっており、その分燃料噴射時期を遅らせることで圧縮空気密度の更なる増大を図っている。 Regarding the subsequent fuel injection timing, when the in-cylinder air temperature is relatively high, the subsequent fuel injection timing is delayed (however, the timing corresponding to the injection timing of 70 ° CA in FIG. 10 is set as the upper limit). In other words, when the in-cylinder air temperature is high, the fuel vaporization performance is high, so even if the subsequent fuel injection timing is delayed, it is easy to vaporize until ignition, and the fuel injection timing is delayed accordingly. Therefore, the compressed air density is further increased.
次に、図11を参照して、再始動制御により、いわゆるダイレクトスタートを行うと、当該ダイレクトスタートが成功した場合、膨張行程気筒12Aが、逆転から正転に転じたタイミングt11から膨張行程気筒12Aでの最初の燃焼に続く次の燃焼は、吸気行程気筒12Dでの燃焼である。この吸気行程気筒12Dが最初の圧縮上死点(2TDC)に遷移する間、エンジン回転速度Neは、約550rpmから300rpmの間でアップダウンし、2TDCを超えた後は、図11の破線で示すように、比較的高い勾配で起伏を繰り返しながら次第にアイドル速度に近づいていく。
Next, referring to FIG. 11, when so-called direct start is performed by restart control, when the direct start is successful, the
ところが、上記2TDCに至るタイミングで、エンジン回転速度Neが必要回転数(例えば200rpm)を下回った時には、吸気行程気筒12Dが2TDCを超えることができず、図11の実線で示すように、エンジン速度は、そのまま急降下して逆転に転じてしまうことになる。そこで、当実施形態では、上記2TDCに至るであろうタイミングを検査タイミングt12とし、この検査タイミングt12でのエンジン回転速度Neを検査時エンジン回転速度として検出することにより、ダイレクトスタートが成功したか否かをECU2の上記始動良否判定部49によって判別することとしている。
However, when the engine rotational speed Ne falls below the required rotational speed (for example, 200 rpm) at the timing up to 2TDC, the
上記のような制御を含むエンジン再始動時の制御動作を図12〜図16に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、所定のエンジン再始動条件(停車状態から発進のためのアクセル操作等が行われた場合、バッテリー電圧が低下した場合、あるいはエアコンが作動した場合等)が成立したか否かを判定し(ステップS101)、NOと判定されてエンジンの再始動条件が成立していないことが確認された場合には、そのままの状態で待機する。ステップS101でYESと判定されてエンジンの再始動条件が成立したことが確認された場合には、筒内温度推定部46が、エンジン水温、停止時間(自動停止からの経過時間)、吸気温度などから筒内温度を推定する(ステップS102)。そして、ピストン位置検出部45によって検出されたピストン13の停止位置に基づいて圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12A内の空気量を算出する(ステップS103)。つまり、上記ピストン13の停止位置から圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12Aの燃焼室容積が求められ、また、エンジン停止の際には燃料噴射の停止後にエンジンが数回転してから停止するので膨張行程気筒12Aも新気で満たされた状態にあり、かつ、エンジン停止中に圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12Aの内部は略大気圧となっているので、上記燃焼室容積から新気量が求められることとなる。
The control operation at the time of engine restart including the above control will be described based on the flowcharts shown in FIGS. First, it is determined whether or not a predetermined engine restart condition (e.g., when an accelerator operation for starting is performed from a stopped state, when the battery voltage is reduced, or when the air conditioner is activated, etc.) ( In step S101), when it is determined NO and it is confirmed that the engine restart condition is not satisfied, the process waits as it is. If it is determined YES in step S101 and it is confirmed that the engine restart condition is satisfied, the in-cylinder
次に、ピストン停止位置が、圧縮行程気筒12Cにおける適正停止範囲R(上死点前BTDC60〜80°CA)のうち、比較的下死点BDC側であるか否かの判定が行われる(ステップS104)。
Next, it is determined whether or not the piston stop position is relatively at the bottom dead center BDC side within the proper stop range R (before the top
ステップS104でYESと判定され、比較的空気量が多いときは、ステップS105に移行して、上記ステップS103で算出された圧縮行程気筒12Cの空気量に対してλ(空気過剰率)>1なる空燃比(例えば空燃比=20程度)となるように燃料を噴射させる(1回目の燃料噴射)。この空燃比はピストンの停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒1回目用空燃比マップM1から求められる。λ>1というリーン空燃比とすることにより、比較的圧縮行程気筒12C内の空気量が多いときであっても、逆転方向のための燃焼エネルギーが過多となることなく、逆転し過ぎる(圧縮行程気筒12Cにおいて、下死点側に動いたピストン13が下死点を通過して、吸気行程まで逆転方向してしまう)ことを防止している。
If YES is determined in step S104 and the air amount is relatively large, the process proceeds to step S105, where λ (excess air ratio)> 1 with respect to the air amount of the
一方ステップS104でNOと判定され、比較的空気量が少ないときは、ステップS106に移行して、上記ステップS103で算出された圧縮行程気筒12Cの空気量に対してλ≦1なる空燃比となるように燃料を噴射させる(1回目の燃料噴射)。この空燃比はピストンの停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒12Cの1回目用空燃比マップM2から求められる。λ≦1という理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比とすることにより、比較的圧縮行程気筒12C内の空気量が少ないときであっても、逆転方向のための燃焼エネルギーを充分得ることができる。
On the other hand, if NO is determined in step S104 and the air amount is relatively small, the process proceeds to step S106, where the air-fuel ratio becomes λ ≦ 1 with respect to the air amount of the
次にステップS107に移行し、圧縮行程気筒12Cへの1回目燃料噴射から気化時間を考慮して設定した時間の経過後(図11におけるタイミングt10)に、当該気筒に対して点火を行う。そして、点火してから一定時間内にクランク角センサ30,31のエッジ(クランク角信号の立ち上がり又は立ち下がり)が検出されたか否かにより、ピストン13が動いたか否かを判定する(ステップS108)。
Next, the process proceeds to step S107, and ignition is performed on the cylinder after elapse of a time set in consideration of the vaporization time from the first fuel injection to the
このステップS108において、NOと判定されて失火によりピストン13が動かなかったことが確認された場合には、圧縮行程気筒12Cに対して再点火を繰り返し行う(ステップS109)。
In this step S108, when it is determined NO and it is confirmed that the
他方、図12を参照して、ステップS108において、YESと判定されてピストン13が動いたことが確認されると、ピストン停止位置および上記ステップS102で推定した筒内温度に基づいて、膨張行程気筒12Aに対する分割燃料噴射の分割比(前段噴射(1回目)と後段噴射(2回目)との比率)を算出する(ステップS121)。膨張行程気筒12Aにおけるピストン停止位置が下死点寄りであるほど、また筒内温度が高いほど、後段の噴射比率を大きくする。
On the other hand, referring to FIG. 12, when it is determined YES in step S108 and it is confirmed that the
次に上記ステップS103で算出した膨張行程気筒12Aの空気量に対して所定の空燃比(λ≦1)となるように燃料噴射量を算出する(ステップS122)。この際の空燃比はピストンの停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒用空燃比マップM3から求められる。
Next, the fuel injection amount is calculated so that a predetermined air-fuel ratio (λ ≦ 1) is obtained with respect to the air amount of the
次に、ステップS122で算出された膨張行程気筒12Aへの燃料噴射量とステップS121で算出された分割比とによって、膨張行程気筒12Aに対する前段(1回目)の燃料噴射量を算出し、噴射する(ステップS123)。
Next, based on the fuel injection amount to the
次に、上記ステップS102で推定された筒内温度に基づき、膨張行程気筒12Aに対する後段(2回目)の燃料噴射時期を算出する(ステップS124)。この2回目の噴射時期は、ピストン13が上死点側への移動(エンジンの逆転方向)を開始した後の、筒内空気が圧縮されている時期であるとともに、噴射燃料の気化潜熱が圧縮圧力を効果的に減少させる(ピストン13を可及的に上死点へ近づける)ように、かつこの2回目の噴射燃料が点火時期までに気化する時間が可及的に長くなるように設定される。
Next, based on the in-cylinder temperature estimated in step S102, the subsequent (second) fuel injection timing for the
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
膨張行程気筒12Aへの2回目の燃料噴射後、所定のディレー時間経過後(図11におけるタイミングt11)に点火する(ステップS127)。所定のディレー時間はピストンの停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒点火ディレーマップM4から求められる。この点火による膨張行程気筒12Aでの初回燃焼により、エンジンは逆転方向から正転方向に転ずる。従って圧縮行程気筒12Cのピストン13は上死点側に移動し、内部のガス(上記ステップS107の点火によって燃焼した既燃ガス)を圧縮し始める。
After the second fuel injection into the
次に、燃料気化時間を考慮に入れ、圧縮行程気筒12Cに2回目の燃料を噴射する(ステップS128)。この際の燃料噴射量は、1回目の噴射量とを合計した噴射量に基づく全体の空燃比が可燃空燃比(下限は7〜8)よりもさらにリッチ(例えば6程度)になるように、ピストンの停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒12Cへの2回目用空燃比マップM5から求められる。この圧縮行程気筒12Cへの2回目の噴射燃料の気化潜熱によって、圧縮行程気筒12Cの1TDC付近の圧縮圧力が低減するので、当該1TDCを容易に越えることができる。
Next, taking the fuel vaporization time into consideration, the second fuel is injected into the
なお、この圧縮行程気筒12Cへの2回目の燃料噴射は、専ら筒内の圧縮圧力を低減させるためになされるものであって、これに対する点火、燃焼は行われない(可燃空燃比よりもリッチなので自着火も起こらない)。この不燃燃料は、その後、排気通路22の触媒37において吸蔵されている酸素と反応し、無害化される。
Note that the second fuel injection to the
次に、上述したように、圧縮行程気筒12Cでの2回目の噴射燃料は燃焼しないので、膨張行程気筒12Aでの最初の燃焼に続く次の燃焼は、吸気行程気筒12Dでの燃焼である。吸気行程気筒12Dのピストン13が2TDCを越えるためのエネルギーとして、膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のエネルギーの一部が充てられる。つまり膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のエネルギーは、圧縮行程気筒12Cが1TDCを乗り超えるためと、その後、吸気行程気筒12Dが2TDCを越えるためとの両方に供される。
Next, as described above, since the second injected fuel in the
従って、円滑な始動のためには吸気行程気筒12Dが2TDCを越える際の負荷が小さいことが望ましい。その場合には、小さなエネルギーで2TDCを超えることができる。以下のフローは、次の吸気行程気筒12Dでの燃焼を行うにあたり、可及的に小さなエネルギーで2TDCを越えるための制御である。
Therefore, for smooth starting, it is desirable that the load when the
図14を参照して、まずステップS140で、筒内空気密度を推定し、その推定値から吸気行程気筒12Dの空気量を算定する。次に、ステップS102で推定した筒内温度に基いて、自着火防止のための空燃比補正値を算出する(ステップS141)。すなわち自着火が起こると、その燃焼によって2TDCに至る前にピストン13を下死点側に押し戻す力(逆トルク)が発生する。これはその分2TDCを越えるためのエネルギーを多く消費するので望ましくない。そこでこの逆トルクを抑制するために空燃比をリーン寄りのリッチに補正し、自着火が起こらないようにするのである。
Referring to FIG. 14, first, in step S140, the in-cylinder air density is estimated, and the air amount of
次に、上記ステップS140で算定した吸気行程気筒12Dの空気量と、上記ステップS141で算出した空燃比補正値を考慮した空燃比とから、吸気行程気筒12Dへの燃料噴射量を算出する(ステップS142)。
Next, the fuel injection amount to the
そして吸気行程気筒12Dに対する燃料噴射を行うが、この燃料噴射は、その気化潜熱によって圧縮圧力が低減するように(つまり2TDCを越えるための必要エネルギーを低減するように)、圧縮行程の後期まで遅延してなされる(ステップS143)。その遅延量は、エンジンの自動停止期間、吸気温度、エンジン水温等に基いて算出される。
Then, fuel is injected into the
他方、ECU2の始動良否判別部49は、ステップS108において、クランク角センサ30、31のエッジを検出したタイミングを起点として検査タイミングt12を算出し(ステップS144)、このタイミングt12に至るのを待機する(ステップS145)。
On the other hand, the start /
次いで、図11で示す検査タイミングt12におけるエンジン回転速度(検査時エンジン回転速度)Neが所定の必要エンジン回転速度(例えば200rpm)を下回っていないかどうか判定する(ステップS146)。 Next, it is determined whether or not the engine rotation speed (inspection engine rotation speed) Ne at the inspection timing t12 shown in FIG. 11 is lower than a predetermined required engine rotation speed (for example, 200 rpm) (step S146).
この判定で、図11の破線で示した特性のように、検査時エンジン回転速度が必要エンジン回転速度以上である場合、制御は、2TDCを超えると判断する。この場合、当実施形態では、逆トルクの発生を抑制するために、吸気行程気筒12Dへの点火時期を2TDC以降に遅延して点火する(ステップS148)。以上の制御によって、吸気行程気筒12Dにおいて、2TDCまではその圧縮圧力を小さくして上死点を越えやすくし、上死点を過ぎたタイミングで燃焼エネルギーによる正転方向のトルクが発生するようになる。
In this determination, if the engine speed at the time of inspection is equal to or higher than the required engine speed, as indicated by the broken line in FIG. 11, it is determined that the control exceeds 2TDC. In this case, in this embodiment, in order to suppress the occurrence of reverse torque, the ignition timing for the
他方、図11の実線で示した特性のように、検査時エンジン回転速度が必要エンジン回転速度を下回っている場合、制御は、スタータモータ併用駆動サブルーチンに移行し(ステップS147)、ステップS148は実行されない。 On the other hand, if the engine speed at the time of inspection is lower than the required engine speed as indicated by the solid line in FIG. 11, the control shifts to the starter motor combined drive subroutine (step S147), and step S148 is executed. Not.
図11及び図15を参照して、ECU2の始動良否判別部49が始動アシストを必要と判定した場合、始動制御部48は、エンジン回転速度Neが減速して最初に0になるt13がクランク角センサ30から検出されるのを待ち(ステップS1471)、このタイミングt13をアシスト起算タイミングとして演算の基準とする(ステップS1472)。
Referring to FIGS. 11 and 15, when the start /
次いで、タイミングt13を基準にして、エンジン回転速度Neが逆転方向に転じてから再び正転方向に転じた後、0になるスタータモータ36の0速度タイミングtpを算出し(ステップS1474)、さらに0速度タイミングtpに基づき、スタータモータ36の噛合タイミング領域Tsが算出される(ステップS1474)。この噛合タイミング領域Tsは、採用されているスタータモータ36の仕様に基づき、予めECU2の記憶領域に記憶されているスタータモータ36の仕様データに基づいて決定される。当実施形態では、リングギヤ35が停止しているときに、当該リングギヤ35と逆方向に約60rpmの速度で駆動モータ36aがピニオンギヤ36dを逆方向に駆動しながら噛合させる仕様であるため、噛合タイミング領域Tsは、エンジン回転速度Neが0rpmから60rpmとなる範囲に設定される。
Next, with reference to the timing t13, after the engine speed Ne changes in the reverse direction and then in the normal direction again, the zero speed timing tp of the
さらに当実施形態では、バッテリー電圧からスタータモータ36の駆動遅れ時間Tdyを算出する(ステップS1475)。当実施形態では、駆動モータ36aがピニオンギヤ36dを逆方向に駆動しながら噛合させる仕様であるため、駆動信号の入力を受けてから、両ギヤ35、36aが噛合するまでの間にタイムラグ(すなわち、駆動遅れ時間Tdy)が生じることとなる。そこで、このステップS1475において、駆動遅れ時間Tdyを織り込んだタイミングtoutを算出することとしている。
Furthermore, in this embodiment, the drive delay time Tdy of the
その後、始動制御部48は、上記演算に基づき、タイミングtoutを待ち(ステップS1477)、タイミングtoutのところで、駆動信号を出力する(ステップS1478)。この結果、スタータモータ36のピニオンギヤ36dが駆動モータ36aに駆動されてリングギヤ35に噛合し、クランク軸3は、スタータモータ36からの駆動力でアシストされ、メインフローにリターンする。
Thereafter, the
ダイレクトスタートまたはスタータモータ併用により、始動開始から2TDCを超えた後、当実施形態ではさらにステップS149〜S159で、吹上がり抑制制御を行っている。触媒37の温度状態に応じて空燃比をリーン(λ>1)にしたり点火時期を遅延させたりして、この吹上がりを抑制する制御を行っている。
After 2 TDC has been exceeded from the start of the start by using the direct start or the starter motor together, the blow-up suppression control is further performed in steps S149 to S159 in this embodiment. In accordance with the temperature state of the
図16を参照して、上記吹上がり抑制制御では、まず、オルタネータ28の発電を開始する(ステップS149)。その目標電流値はECU2の発電量制御部44によって通常より高めに設定される。オルタネータ28の発電によってクランク軸3の負荷(エンジン負荷)が増大するので、吹上がりが抑制される。
Referring to FIG. 16, in the blow-up suppression control, first, power generation of
次に吸気圧センサ26によって検知される吸気圧が、アイドルストップを行わない場合の通常のアイドル時における吸気圧力より高いか否かが判定される(ステップS149)。ここでYESと判定されると、吹上がりが起こりやすい状態となっているので、スロットル弁23の開度を通常のアイドル運転時におけるスロットル開度よりもさらに小さくし(ステップS151)、燃焼エネルギーの発生量を抑制する。
Next, it is determined whether or not the intake pressure detected by the
次に排気通路22に設けられた触媒37の温度が活性状態より低い比較的低温状態であるか否かが判定され(ステップS152)、YESと判定されれば目標空燃比をλ≦1なるリッチ空燃比に設定するとともに(ステップS153)、点火時期を上死点以降に遅延させる(ステップS154)。こうすることにより、触媒37の温度上昇が促進されるとともに、点火時期の遅延によって燃焼エネルギーの発生量が抑制される。
Next, it is determined whether or not the temperature of the
遡って、ステップS152でNOと判定されたときは、目標空燃比をλ>1なるリーン空燃比に設定して燃料を噴射する(ステップS158)。この場合には、点火時期を遅延させることなく燃焼させる(ステップS159)。このリーン燃焼によって燃料の消費を抑制しつつ燃焼エネルギーの発生量を抑制することができる。 Going back, if NO is determined in step S152, the target air-fuel ratio is set to a lean air-fuel ratio satisfying λ> 1, and fuel is injected (step S158). In this case, combustion is performed without delaying the ignition timing (step S159). This lean combustion can suppress the amount of combustion energy generated while suppressing fuel consumption.
ステップS154またはステップS159の後はステップS150に戻り、NOと判定されるまで上記制御を繰り返す。ステップS150でNOと判定されると、もはや吹上がりの虞がないので、オルタネータ28の発電量も含めて通常制御に移行する(ステップS160)。 After step S154 or step S159, the process returns to step S150, and the above control is repeated until NO is determined. If it is determined as NO in step S150, there is no longer a possibility that the engine will blow up, and the routine proceeds to normal control including the power generation amount of the alternator 28 (step S160).
上記の再始動制御が実行された場合には、図17および図18に示す手順で燃料噴射と点火が行われる。なお、以下の説明では、図14のフローにおいて、ステップS146の判別により、ダイレクトスタートが成功した場合を示している。 When the above restart control is executed, fuel injection and ignition are performed according to the procedure shown in FIGS. In the following description, a case where the direct start is successful in the flow of FIG. 14 by the determination in step S146 is shown.
先ず圧縮行程気筒12C(#3気筒)において1回目の燃料噴射J3が行われ、点火によって燃焼(図17中の(1))が行われる。この燃焼(1)による燃焼圧(図18中のa部分)で、圧縮行程気筒12Cのピストン13が下死点側に押し下げられてエンジンが逆転方向に駆動される。ここで、圧縮行程気筒12Cの1回目の燃料噴射J3が、比較的空気量の多いときにはリーン空燃比(λ>1)、少ないときには理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比(λ≦1)となるように噴射されるので、エンジン逆転のための適度な燃焼エネルギー、すなわち膨張行程気筒12A内の空気を充分圧縮しつつも、その圧縮上死点を超えて逆転し過ぎることのない程度の燃焼エネルギーを得ることができる。
First, the first fuel injection J3 is performed in the
エンジンの逆回転開始に伴って膨張行程気筒12A(#1気筒)のピストン13が上死点方向に動き始める。またその直後に膨張行程気筒12Aでの1回目(前段)の燃料噴射J1が行われ、気化し始める。
The
そして、膨張行程気筒12Aのピストン13が上死点側(望ましくは行程中央より上死点寄り)に移動し、筒内の空気が圧縮された時点で2回目(後段)の燃料噴射J2が行われる。この噴射燃料の気化潜熱によって圧縮圧力が低減し、ピストン13がより上死点に近づくので圧縮空気(混合気)の密度が増大する(図18中のb部分)。
Then, when the
そして膨張行程気筒12Aのピストン13が上死点に充分に近づいた時点で当該気筒に対する点火が行われて、気化が促進された1回目の噴射燃料(J1)と2回目の噴射燃料(J2)とが燃焼し(図17中の(2))、その燃焼圧(図18中のc部分)でエンジンが正転方向に駆動される。
When the
さらに、圧縮行程気筒12Cに対して適当なタイミングで可燃空燃比よりもリッチな燃料が噴射(J4)されることにより(図17中の(3))、この圧縮行程気筒12Cでは燃焼させないものの、燃料噴射による気化潜熱によって該圧縮行程気筒12Cの圧縮圧力を低減させる(図18中のd部分)。これにより、当該圧縮上死点(始動開始から最初の圧縮上死点)を超えるために消費される膨張行程気筒12Aの最初の燃焼エネルギーを低減することができる。
Furthermore, fuel richer than the combustible air-fuel ratio is injected into the
さらに、次の燃焼気筒である吸気行程気筒12Dにおける燃料噴射(J5)の時期を、燃料の気化潜熱によって気筒内の温度、および圧縮圧力を低下させる適正なタイミング(例えば圧縮行程の中期以降)に設定している(図17中の(4))ため、該吸気行程気筒12Dの圧縮行程での(圧縮上死点前での)自着火が防止される。また、該吸気行程気筒12Dの点火時期が圧縮上死点以降に設定されていることも相俟って、圧縮上死点前での燃焼が防止される(図18中のe部分)。つまり燃料噴射(J5)による圧縮圧力の低減と圧縮上死点前の燃焼を行わないことにより、当該圧縮上死点(始動開始から2番目の圧縮上死点)を超えるために消費される膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のエネルギーを低減することができる。
Furthermore, the timing of fuel injection (J5) in the
こうして膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼(図17中の(2))のエネルギーによって、再始動開始後の最初の圧縮上死点(図17中の(3))と2番目の圧縮上死点(図17中の(4))とを超えることができ、円滑で確実な始動性を確保することができる。 Thus, the first compression top dead center ((3) in FIG. 17) and the second compression top dead center ((3) in FIG. 17) and the second compression top dead center (in FIG. 17) by the energy of the initial combustion ((2) in FIG. 17) in the expansion stroke cylinder 12A. (4)) in FIG. 17 can be exceeded, and smooth and reliable startability can be ensured.
それ以降の気筒の燃料噴射(図18のJ6以降並びに図17中の点火(6)以降)は、触媒37の温度状態に応じて空燃比をリーン(λ>1)にしたり点火時期を遅延させたりして吹上がりを防止しつつ通常運転に移行する。
Subsequent fuel injection (after J6 in FIG. 18 and after ignition (6) in FIG. 17) makes the air-fuel ratio lean (λ> 1) or delays the ignition timing in accordance with the temperature state of the
以上説明したように、当実施形態では、吹き上がりが防止されることにより、ダイレクトスタートを行った後、車両のドライバーが急激なショックを受けることがない。しかも、吹上がりを防止するに当たり、触媒37の温度状態に基づいて、トルクを低減するための制御が行われるので、単に吹上がりを防止するばかりでなく、必要に応じて触媒37の温度状態上昇を促進し、排気ガスの浄化を促進することも可能になっている。
As described above, in the present embodiment, by preventing the wind-up, the driver of the vehicle does not receive a sudden shock after performing a direct start. Moreover, in order to prevent the blow-up, the control for reducing the torque is performed based on the temperature state of the
また、当実施形態においては、排気行程気筒12Bの初回燃焼から、吹上がりの防止を図るための制御が行われるので、急激なトルク生成が確実に抑制されるという利点がある。
Further, in the present embodiment, since control for preventing blow-up is performed from the initial combustion of the
また、当実施形態においては、吸気行程気筒12Dの初回の点火タイミングについては、触媒37の温度状態に拘わらず、リタードされる(図17のe参照)。このため、トルクが低減され、吹上がりも防止される他、最もエンジン速度が下がるタイミングでピストンが確実に圧縮上死点を越えたところで点火されことから、吹上がり防止と逆トルク防止とを両立させることが可能になる。
In the present embodiment, the initial ignition timing of the
また、当実施形態においては、上記空燃比制御部50が、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定したとき(例えば図18におけるJ6)は、点火制御部42が、当該気筒の圧縮上死点以前に点火させるので(図17の点火(5)参照)、燃費の向上と吹上がり防止とを両立することが可能になる。
In the present embodiment, when the air-fuel
しかも、当実施形態では、最も再起動時の負荷が大きい2回目の圧縮行程において、エンジンが再起動するかどうかを予測し、その後に吹上がりを防止することができるので、車両のドライバーがダイレクトスタートの後、急激なショックを受けることがない。 Moreover, in this embodiment, it is possible to predict whether or not the engine will restart in the second compression stroke where the load at the time of restarting is the largest, and then prevent the engine from blowing up. There is no sudden shock after the start.
また、当実施形態では、特定気筒の点火時に吸気圧力がアイドル時の吸気圧力よりも高いと判断された場合に燃焼条件が決定されるので、確実な吹上がり防止を図ることが可能になる。 In the present embodiment, the combustion condition is determined when it is determined that the intake air pressure is higher than the intake air pressure during idling when the specific cylinder is ignited.
また、当実施形態では、ダイレクトスタートが成功したと判断された時点でオルタネータ28が始動または発電電流を増加させるので、その分、エンジンに負荷が作用し、点火のリタードによる燃費の悪化を抑制しつつ吹上がりを防止することが可能になる。
In this embodiment, since the
また当実施形態では、オルタネータ制御部51が、アイドル運転時の吸気圧力よりも吸気圧検出手段としての吸気圧センサ26が検出した吸気圧力の方が高いと判断した場合にオルタネータ28を作動させるので、確実な吹上がり防止を図ることが可能になる。
In this embodiment, the
他方、吸気圧センサ26が検出した吸気圧がアイドル時の吸気圧力以下に下がった場合には、オルタネータ28を停止または発電電流を減少させるので、吹上がりの原因となる吸気圧がアイドル時の吸気圧力以下に下がった場合には、速やかに発電電流を少なくとも低減して、発進トルクを確保することができる。
On the other hand, when the intake pressure detected by the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、当実施形態では再始動時の膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のための燃料噴射を分割噴射(J1+J2)としたが、これを、気化潜熱による圧縮圧力の低減と気化性能の確保とが可及的に両立できるタイミング(所定燃料噴射時期)を実験等によって策定し、この所定燃料噴射時期における1回の燃料噴射としても良い。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said Embodiment, A various deformation | transformation is possible within the range of the invention described in the claim. For example, in this embodiment, the fuel injection for the initial combustion in the
また、当実施形態では省略しているが、エンジン再始動時において、所定の条件成立時(例えばピストン停止位置が適正停止範囲R内にない場合や、始動後の所定時期までにエンジン回転速度が所定値に達しないなど)においても、スタータモータ36によるアシストを伴う制御を行っても良い。
Although omitted in the present embodiment, at the time of engine restart, when a predetermined condition is satisfied (for example, when the piston stop position is not within the proper stop range R, or when the engine rotation speed is increased by a predetermined time after start-up). Even when the predetermined value is not reached, control with assistance by the
なお、始動アシスト装置としては、エンジン側のフライホイールに設けられたリングギヤに噛合するピニオンギヤを有するスタータモータ36が好適であるが、この態様では、ピニオンギヤから動力を出力するスタータモータに限らず、ベルト式のものを採用してもよい。
The start assist device is preferably a
エンジンを自動停止させる制御は当実施形態に限るものではなく、適宜設定して良い。ただし再始動性を高めるためには、膨張行程気筒12Aにおけるピストン13の停止位置が行程中央よりよやや下死点寄り(圧縮行程気筒12Cにおいては行程中央よりやや上死点寄り)となるような制御であることが望ましい。
Control for automatically stopping the engine is not limited to this embodiment, and may be set as appropriate. However, in order to improve the restartability, the stop position of the
2 ECU
12A #1気筒(膨張行程気筒)
12B #2気筒(排気行程気筒)
12C #3気筒(圧縮行程気筒)
12D #4気筒(吸気行程気筒)
13 ピストン
16 燃料噴射弁
28 オルタネータ
47 自動停止制御部(自動停止手段の一例)
48 始動制御部(始動制御手段の一例)
49 始動良否判別部(始動良否判別手段の一例)
50 空燃比制御部(空燃比制御手段の一例)
51 オルタネータ制御部(オルタネータ制御手段の一例)
52 触媒温度推定部(触媒温度推定手段の一例)
CA クランク角
t12 検査タイミング
2 ECU
13
48 Start control unit (an example of start control means)
49 Start / fail judgment unit (an example of start / fail judgment means)
50 Air-fuel ratio control unit (an example of air-fuel ratio control means)
51 Alternator control unit (an example of alternator control means)
52 Catalyst temperature estimation unit (an example of catalyst temperature estimation means)
CA crank angle t12 Inspection timing
Claims (9)
エンジンの排気経路に設けられた触媒の温度状態を推定する触媒温度推定手段と、
圧縮上死点を迎える気筒の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、
燃焼開始される特定気筒に点火するタイミングを制御する点火制御手段と
を備え、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されて複数気筒の上死点を過ぎ、且つエンジンの回転速度がアイドル時の回転速度より低い状態において、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件を決定するに際し、
触媒が活性状態以上の比較的高温状態である場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定するとともに、上記点火制御手段は、設定された燃料の噴射後に当該気筒に点火するものであり、
触媒が活性状態より低い比較的低温状態の場合、上記空燃比制御手段は、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比以下に設定するとともに、上記点火制御手段は、点火タイミングを圧縮上死点以降に遅延させて点火させることを特徴とするエンジンの始動装置。 An automatic stop control means that is mounted on a vehicle together with a multi-cylinder four-cycle engine and stops fuel supply when a predetermined engine stop condition is satisfied, and a predetermined restart after the engine stops In an engine starter comprising start control means for restarting the engine by burning a cylinder that was in an expansion stroke at least when the engine was stopped when the condition was satisfied,
Catalyst temperature estimating means for estimating the temperature state of the catalyst provided in the exhaust path of the engine;
Air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the cylinder that reaches compression top dead center to the target air-fuel ratio;
Ignition control means for controlling the timing of igniting a specific cylinder that starts combustion, combustion of the cylinders in the expansion stroke has started, the top dead center of a plurality of cylinders has passed, and the engine speed is at idle When determining the combustion conditions of a specific cylinder where combustion is started in a state lower than the rotational speed of
When the catalyst is in a relatively high temperature state higher than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be larger than the theoretical air-fuel ratio, and the ignition control means is set. The cylinder is ignited after fuel injection,
When the catalyst is in a relatively low temperature state lower than the active state, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be equal to or lower than the theoretical air-fuel ratio, and the ignition control means compresses the ignition timing. An engine starting device characterized in that ignition is delayed after top dead center.
クランク軸の位相から、少なくともエンジンの自動停止時に排気行程にあった気筒を排気行程気筒として特定する気筒特定手段を設け、
上記空燃比制御手段と上記点火制御手段とは、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始された後、上記排気行程気筒の初回燃焼から触媒の温度状態に基づいて制御するものであることを特徴とするエンジンの始動装置。 The engine starting device according to claim 1, wherein
Cylinder specifying means for specifying, as an exhaust stroke cylinder, at least a cylinder that was in the exhaust stroke when the engine was automatically stopped from the phase of the crankshaft,
The air-fuel ratio control means and the ignition control means are configured to perform control based on the temperature state of the catalyst from the initial combustion of the exhaust stroke cylinder after the combustion of the cylinder in the expansion stroke is started. An engine starting device.
クランク軸の位相から、少なくともエンジンの自動停止時に吸気行程にあった気筒を吸気行程気筒として特定できる気筒特定手段を設け、
触媒の温度状態に拘わらず、点火タイミングを当該吸気行程気筒の圧縮上死点以降に遅延させて点火させることを特徴とするエンジンの始動装置。 The engine starting device according to claim 1 or 2,
Cylinder specifying means that can specify at least a cylinder that was in the intake stroke at the time of automatic engine stop from the phase of the crankshaft as an intake stroke cylinder,
An engine starter characterized in that ignition is performed with a delay after the compression top dead center of the intake stroke cylinder regardless of the temperature state of the catalyst.
上記点火制御手段は、空燃比制御手段が、燃焼開始される特定気筒の目標空燃比を理論空燃比よりも大きく設定したときは、当該気筒の圧縮上死点以前に点火させることを特徴とするエンジンの始動装置。 The engine starting device according to claim 1, 2 or 3,
The ignition control means ignites before the compression top dead center of the cylinder when the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio of the specific cylinder to start combustion to be larger than the theoretical air-fuel ratio. Engine starter.
エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
エンジンの自動停止時に膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されてから所定時間経過後に設定される検査タイミングでのエンジン回転速度を検査時エンジン回転速度として、上記エンジン回転速度検出手段から入力を受けることにより、エンジンの始動良否を判別する始動良否判別手段と
を設け、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件は、検査時エンジン回転速度が正常な再始動に必要な必要エンジン回転速度以上であると判断された後に決定されることを特徴とするエンジンの始動装置。 The engine starting device according to claim 1, 2, 3, or 4.
A rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the engine;
The engine rotational speed at the inspection timing set after a lapse of a predetermined time from the start of combustion of the cylinder that was in the expansion stroke when the engine was automatically stopped is received as an engine rotational speed at the time of inspection from the engine rotational speed detecting means. Therefore, a start / fail judgment means for judging whether the engine is good or not is provided, and the combustion condition of the specific cylinder to start combustion is such that the engine speed at the time of inspection is equal to or higher than a necessary engine speed required for normal restart. An engine starter characterized by being determined after being determined.
エンジンに供給される吸気圧力を検出する吸気圧検出手段を設け、燃焼開始される特定気筒の燃焼条件は、上記吸気圧力がアイドル運転時の吸気圧力よりも高い場合に決定されることを特徴とするエンジンの始動装置。 The engine starting device according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
Intake pressure detection means for detecting intake pressure supplied to the engine is provided, and the combustion condition of a specific cylinder to start combustion is determined when the intake pressure is higher than the intake pressure during idle operation. The engine starter.
エンジンに駆動されて発電するオルタネータの発電量を制御するオルタネータ制御手段を設け、
上記オルタネータ制御手段は、上記膨張行程にあった気筒の燃焼が開始されて複数気筒の上死点を過ぎ、且つエンジンの回転速度がアイドル時の回転速度より低い状態において、オルタネータを始動または発電電流を増加させることを特徴とするエンジンの始動装置。 An automatic stop control means that is mounted on a vehicle together with a multi-cylinder four-cycle engine and stops fuel supply when a predetermined engine stop condition is satisfied, and a predetermined restart after the engine stops In an engine starter comprising start control means for restarting the engine by burning a cylinder that was in an expansion stroke at least when the engine was stopped when the condition was satisfied,
An alternator control means for controlling the power generation amount of the alternator driven by the engine to generate power is provided.
The alternator controlling means starts the alternator or generates a generated current in a state where combustion of the cylinders in the expansion stroke is started and the top dead center of a plurality of cylinders is passed and the engine speed is lower than the idling speed. An engine starting device characterized by increasing the engine.
エンジンに供給される吸気圧力を検出する吸気圧検出手段を設け、
上記オルタネータ制御手段は、上記吸気圧力がアイドル運転時の吸気圧力よりも高い場合にオルタネータを始動または発電電流を増加させることを特徴とするエンジンの始動装置。 The engine starting device according to claim 7,
Intake pressure detection means for detecting the intake pressure supplied to the engine is provided,
The engine starter according to claim 1, wherein the alternator control means starts the alternator or increases the generated current when the intake pressure is higher than the intake pressure during idle operation.
上記オルタネータ制御手段は、上記吸気圧検出手段が検出した吸気圧がアイドル時の吸気圧力以下に下がった場合には、オルタネータを停止または発電電流を減少させることを特徴とするエンジンの始動装置。 The engine starting device according to claim 8,
The engine starter according to claim 1, wherein the alternator control means stops the alternator or reduces the generated current when the intake pressure detected by the intake pressure detection means falls below an intake pressure during idling.
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