JP2006057530A - エンジン始動装置及び蓄圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン始動装置及び蓄圧装置において、大幅なコスト増をすることなくスタータモータを用いずに始動可能とする。
【解決手段】燃焼室１８に燃料を直接噴射するインジェクタ２９及び燃焼室１８の混合気に点火する点火プラグ３０を設けると共に、エンジン１０のクランク角度を検出するクランク角センサ４６を設け、クランクケース１５とサージタンク２４とを連結する第１ＰＣＶ通路３１及びこれを開閉自在な第１遮断弁３３と、クランクケース１５とエアクリーナ２６とを連結する第２ＰＣＶ通路３４及びこれを開閉自在な第２遮断弁３７を設け、ＥＣＵ４４は、エンジン１０の停止前に各遮断弁３３，３７により各ＰＣＶ通路３１，３４を閉止し、エンジン１０の停止後に再始動指令が入力されたときに、クランク角センサ４６が検出した膨張行程にある気筒に対して燃料噴射を実行すると共に点火を実行する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スタータモータを用いることなくエンジンを始動させるエンジン始動装置及び蓄圧装置に関するものである。

近年、排気ガス対策や燃費向上などの手法として、車両がアイドル状態で停止しているときにエンジンを自動的に停止させ、発進時に自動的に再始動して円滑に発進させるようにした技術が各種提案されている。この場合、エンジンの再始動に時間が掛かるとドライバの発進意思に対してレスポンスが遅れてドライバビリティが悪化するため、素早く再始動させることが重要である。ところが、エンジンを始動する場合、一般にスタータモータを用いており、頻繁にエンジンの停止と始動を繰り返すことで、このスタータモータや周辺部品の寿命低下、また、バッテリーの使用過多による充電量の低下などを招いてしまう。

そこで、例えば、下記特許文献１では、燃料を吸気ポートではなく燃焼室に直接噴射する筒内噴射式のエンジンにて、スタータを用いることなくエンジンを始動可能としている。この特許文献１に記載された「エンジン始動装置」は、膨張行程にある気筒を検出し、補助吸気弁を開いてエアタンク内の圧縮空気を膨張行程にある気筒に導入すると共に、気筒内の空気量に応じて所定量の燃料を噴射し、気筒内の混合気に点火することで燃焼させ、発生した膨張力によりピストンを押し下げて自己始動させるものである。

特開平８−０６１１８９号公報

上述した従来の「エンジン始動装置」にあっては、膨張行程にある気筒に空気を導入するために、補助吸気弁、アクチュエータ、エアタンク、エアポンプ、エア配管、圧力センサなどが別途必要となり、エンジン自体を大幅に改良しなければならず、製造コストが上昇してしまうという問題がある。

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、大幅なコスト増をすることなくスタータモータを用いずに始動可能としたエンジン始動装置並びに蓄圧装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のエンジン始動装置は、燃焼室と、該燃焼室に連通する吸気ポート及び排気ポートと、前記吸気ポート及び前記排気ポートを開閉する吸気弁及び排気弁と、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射手段と、前記燃焼室内の混合気に点火する点火手段と、エンジンのクランク角度を検出するクランク角度検出手段と、クランク室と吸気通路とを連結する第１ＰＣＶ通路と、該第１ＰＣＶ通路を開閉自在な第１遮断弁と、前記クランク室と大気通路とを連結する第２ＰＣＶ通路と、該第２ＰＣＶ通路を開閉自在な第２遮断弁と、前記エンジンの停止前に前記第１遮断弁により前記第１ＰＣＶ通路を閉止すると共に前記第２遮断弁により前記第２ＰＣＶ通路を閉止し、前記エンジンの始動時に前記クランク角度検出手段の検出結果に基いて膨張行程にある気筒を検出して該気筒に対して前記燃料噴射手段により燃料噴射を実行すると共に前記点火手段により点火を実行する制御手段とを具えたことを特徴とするものである。

また、本発明のエンジン始動装置では、前記クランク室に連通する蓄圧室を設けたことを特徴としている。

本発明のエンジン始動装置では、前記クランク室の容積または前記クランク室と前記蓄圧室とを合わせた容積は、エンジン停止時からエンジン再始動時までに要すると想定される放置時間と、エンジン停止時からエンジン再始動時までにクランク室から漏洩する残圧漏れ量と、エンジン停止時のクランク室圧とから設定することを特徴としている。

本発明のエンジン始動装置では、前記制御手段は、前記エンジンの自動停止が予測されるときに、前記第１遮断弁により前記第１ＰＣＶ通路を閉止すると共に、前記第２遮断弁により前記第２ＰＣＶ通路を閉止することを特徴としている。

本発明のエンジン始動装置では、エンジン冷却水温を検出する冷却水温検出手段を設け、前記制御手段は、該冷却水温検出手段が検出したエンジン冷却水温に基いて、前記第１遮断弁及び前記第２遮断弁が前記第１ＰＣＶ通路及び前記第２ＰＣＶ通路を閉止することで密閉された前記エンジン本体内の圧力を設定することを特徴としている。

本発明のエンジン始動装置では、前記制御手段は、前記クランク角度検出手段が検出したエンジン停止時のクランク角度に基いて、前記第１遮断弁及び前記第２遮断弁が前記第１ＰＣＶ通路及び前記第２ＰＣＶ通路を閉止することで密閉された前記エンジン本体内の圧力を設定することを特徴としている。

本発明のエンジン始動装置では、前記制御手段は、前記クランク室内に発生したブローバイガスが予め設定された所定量を超えると予測したときは、前記第１遮断弁及び前記第２遮断弁による前記第１ＰＣＶ通路及び前記第２ＰＣＶ通路の閉止を禁止することを特徴としている。

本発明のエンジン始動装置では、前記制御手段は、前記クランク室の開放が予測されるときは、前記第１遮断弁及び前記第２遮断弁による前記第１ＰＣＶ通路及び前記第２ＰＣＶ通路の閉止を禁止することを特徴としている。

本発明のエンジン始動装置では、前記クランク室と前記蓄圧室との連通路を開閉自在な第３遮断弁を設け、前記制御手段は、前記クランク室の加圧条件が成立したときに該第３遮断弁を開放することを特徴としている。

本発明のエンジン始動装置では、前記制御手段は、前記クランク室の加圧条件が成立して前記第３遮断弁が開放されているとき、前記クランク室の加圧条件が不成立となったときには前記第３遮断弁を閉止して前記蓄圧室の加圧状態を維持することを特徴としている。

また、本発明の蓄圧装置は、クランク室と吸気通路とを連結する第１ＰＣＶ通路と、該第１ＰＣＶ通路を開閉自在な第１遮断弁と、前記クランク室と大気通路とを連結する第２ＰＣＶ通路と、該第２ＰＣＶ通路を開閉自在な第２遮断弁と、空気圧力により作動可能な外部装置と、前記クランク室と該外部装置とを連結する連結通路と、該連結通路を開閉自在な第３遮断弁と、前記第１遮断弁及び前記第２遮断弁により前記第１ＰＣＶ通路及び前記第２ＰＣＶ通路を開閉制御することで前記クランク室を正圧または負圧とすると共に前記第３遮断弁により前記連結通路を開放して前記クランク室の空気圧力を前記外部装置に供給する制御手段とを具えたことを特徴とするものである。

本発明のエンジン始動装置によれば、燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射手段及び燃焼室内の混合気に点火する点火手段を設けると共に、エンジンのクランク角度を検出するクランク角度検出手段を設け、また、クランク室と吸気通路とを連結する第１ＰＣＶ通路及びこれを開閉自在な第１遮断弁と、クランク室と大気通路とを連結する第２ＰＣＶ通路及びこれを開閉自在な第２遮断弁を設け、制御手段は、エンジンの停止前に各遮断弁により各ＰＣＶ通路を閉止し、エンジンの始動時にクランク角度検出手段が膨張行程にある気筒を検出し、その気筒に対して燃料噴射を実行すると共に点火を実行するようにしたので、第１、第２ＰＣＶ通路を閉止することでクランク室からのブローバイガスの掃気を抑制し、クランク室を加圧することができ、クランク内の圧縮空気がシリンダボアとピストンとのピストンリングの合口隙間を通って膨張行程にある気筒内に導入されて所定の酸素量が確保されることとなり、この膨張行程にある気筒の爆発力を高めることができ、大幅な改良によるコスト増を行うことなく、スタータモータを用いずにエンジンを確実に始動することができる。

また、本発明の蓄圧装置によれば、クランク室と吸気通路とを連結する第１ＰＣＶ通路及びこの第１ＰＣＶ通路を開閉自在な第１遮断弁と、クランク室と大気通路とを連結する第２ＰＣＶ通路及びこの第２ＰＣＶ通路を開閉自在な第２遮断弁を設けると共に、クランク室と空気圧力により作動可能な外部装置とを連結する連結通路及びこの連結通路を開閉自在な第３遮断弁を設け、制御装置は、第１遮断弁及び第２遮断弁により第１ＰＣＶ通路及び第２ＰＣＶ通路を開閉制御することでクランク室を正圧または負圧とすると共に、第３遮断弁により連結通路を開放してクランク室の空気圧力を外部装置に供給するようにしたので、第１、第２ＰＣＶ通路を開閉制御することでクランク室からのブローバイガスの掃気を抑制または促進し、クランク室を加圧または減圧することができ、第３遮断弁を開放することでこのクランク室の正圧または負圧を外部装置に供給し、この外部装置を作動させることができ、別途、コンプレッサなどを用いることなくクランク室の圧力を利用して外部装置を容易に作動させることができ、装置の小型化及び低コスト化を可能とすることができる。

以下に、本発明に係るエンジン始動装置並びに蓄圧装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施例１に係るエンジン始動装置を表す概略構成図、図２は、実施例１のエンジン始動装置におけるエンジン制御を表すフローチャート、図３−１から図３−４は、エンジン停止時における気筒内挙動を表す概略図、図４は、エンジン停止時における筒内圧を表すグラフ、図５は、エンジン始動後におけるクランクケース内圧を表すグラフである。

実施例１のエンジン始動装置が適用されたエンジンにおいて、図１に示すように、このエンジン１０は、筒内噴射式の６気筒火花点火エンジンである。このエンジン１０にて、シリンダブロック１１上にシリンダヘッド１２が締結されており、このシリンダブロック１１に形成された複数のシリンダボア１３にピストン１４がそれぞれ上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック１１の下部にクランクケース１５が締結され、このクランクケース１５内にクランクシャフト１６が回転自在に支持されており、各ピストン１４はコネクティングロッド１７を介してこのクランクシャフト１６にそれぞれ連結されている。

燃焼室１８は、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とピストン１４により構成されており、この燃焼室１８は、上部（シリンダヘッド１２の下面）の中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。そして、この燃焼室１８の上部、つまり、シリンダヘッド１２の下面に吸気ポート１９及び排気ポート２０が対向して形成されており、この吸気ポート１９及び排気ポート２０に対して吸気弁２１及び排気弁２２の下端部がそれぞれ位置している。従って、この吸気弁２１及び排気弁２２が所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート１９及び排気ポート２０を開閉し、吸気ポート１９と燃焼室１８、燃焼室１８と排気ポート２０とをそれぞれ連通することができる。

吸気ポート１９には、インテークマニホールド２３を介してサージタンク２４が連結され、このサージタンク２４に吸気管２５が連結されており、この吸気管２５の空気取入口にはエアクリーナ２６が取付けられている。そして、このエアクリーナ２６の下流側にスロットル弁２７を有する電子スロットル装置２８が設けられている。また、シリンダヘッド１２には、燃焼室１８に直接燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射手段）２９が装着されており、このインジェクタ２９は、吸気ポート１９側に位置し、上下方向に所定角度傾斜している。更に、シリンダヘッド１２には、燃焼室１８の上方に位置して混合気に着火する点火プラグ（点火手段）３０が装着されている。

また、エンジン１０内とスロットル弁２７よりも下流側の吸気管２５、つまり、サージタンク２４との間には、第１ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）通路３１が設けられており、この第１ＰＣＶ通路３１にはＰＣＶ弁３２と第１遮断弁３３が設けられている。このＰＣＶ弁３２は一方向一定流量弁であり、第１遮断弁３３は、電磁開閉弁である。また、エンジン１０内とエアクリーナ（大気通路）２６との間には第２ＰＣＶ通路３４が設けられており、この第２ＰＣＶ通路３４には負圧側調圧弁３５が設けられると共に、この負圧側調圧弁３５をバイパスするバイパス通路３６には第２遮断弁３７が設けられ、また、第２ＰＣＶ通路３４から分岐して吸気管２５に連結する分岐通路３８には正圧側調圧弁３９が設けられている。この負圧側調圧弁３５及び正圧側調圧弁３９は一方向一定流量弁であり、第２遮断弁３７は、電磁開閉弁である。この各ＰＣＶ通路３１，３４及びバイパス通路３６、分岐通路３８はエンジン１０内に発生したブローバイガスを吸気系に排出するものである。

従って、燃焼室１８などで発生したブローバイガスは、シリンダボア１３とピストン１４とのピストンリングの合口隙間を通ってクランクケース１５内に入り、図示しないオイル通し孔を通って上昇し、シリンダヘッド１２の上部に締結されたヘッドカバー内に至る。そして、第１遮断弁３３と第２遮断弁３７の開放状態では、エンジン１０内に溜まったブローバイガスは、吸気負圧により第１ＰＣＶ通路３１及びＰＣＶ弁３２を通して吸気管２５に吸入される一方、エアクリーナ２６の空気が第２ＰＣＶ通路３４及びバイパス通路３６を通ってエンジン１０内に導入される。

一方、排気ポート２０には、エギゾーストマニホールド４０を介して排気管４１が連結されており、この排気管４１には排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの有害物質を浄化処理する触媒装置４２，４３が装着されている。

また、車両には電子制御ユニット（ＥＣＵ）４４が搭載されており、このＥＣＵ４４は、インジェクタ２９や点火プラグ３０などを制御可能となっている。即ち、吸気管２５の上流側にはエアフローセンサ４５が装着されており、計測した吸入空気量をＥＣＵ４４に出力している。また、電子スロットル装置２８は、現在のスロットル開度をＥＣＵ４４に出力している。更に、クランク角センサ（クランク角度検出手段）４６は、検出した各気筒のクランク角度をＥＣＵ４４に出力し、このＥＣＵ４４は検出したクランク角度に基いて各気筒における吸気、圧縮、膨張（爆発）、排気の各行程を判別すると共に、エンジン回転数を算出している。また、シリンダヘッド１２にはエンジン冷却水温を検出する水温センサ４７が設けられており、検出したエンジン冷却水温をＥＣＵ４４に出力している。従って、ＥＣＵ４４は、検出した吸入空気量、スロットル開度(またはアクセル開度)、エンジン回転数、エンジン冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて、燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。

このように構成されたエンジン１０は、車両がアイドル状態で停止しているとき(または、減速運転中)にエンジンを自動的に停止させるエンジン自動停止機能と、エンジンが自動停止しているときに発信指令により自動的に再始動させるエンジン再始動機能を有している。そして、本実施例では、エンジン１０の再始動時に、スタータモータを使用せずに、筒内噴射機構を用いてエンジン１０を着火始動するようにしている。

即ち、制御手段としてのＥＣＵ４４は、エンジン１０の停止後に、クランク角センサ４６の検出結果に基いて、膨張行程で停止している気筒を判別し、エンジンの再始動時に、この膨張行程で停止している気筒に対して空気（酸素）を供給すると共に燃料を噴射し、混合気に点火することで爆発力を得てピストン１４を介してクランクシャフト１６を駆動し、エンジン１０を再始動する。この場合、エンジン１０が停止してから再始動するまでに所定時間が経過するため、燃焼室１８内にある空気が漏れてしまい、所定の爆発力を得るための空気量が不足してしまう。

エンジン１０の停止時における気筒内の挙動について説明する。エンジン１０が６気筒であることから、図３−１に示すように、例えば、第１気筒＃１が上死点（ＴＤＣ）を越えて膨張行程で停止するとき、続く第２気筒＃２は圧縮行程で停止し、続く第３気筒＃３は吸気から圧縮に至る下死点（ＢＴＤＣ）近傍で停止する。このとき、図３−２に示すように、燃料噴射の停止及び点火の停止により爆発力がなくなり、第２気筒＃２がＴＤＣ手前の圧縮行程にあるため、この気筒のピストン１４が下降してクランクシャフト１６が若干逆転するなどしてから停止する。本実施例では、膨張行程で停止した第１気筒＃１に燃料を噴射して着火始動することから、図３−３に示すように、第１気筒＃１がＴＤＣを超えた６０ＡＴＤＣ近傍で停止することが望ましい。

そして、エンジン１０の停止直後は、第１気筒＃１及び第２気筒＃２に残圧があるものの、図３−４に示すように、所定時間経過後には、第１気筒＃１及び第２気筒＃２の燃焼室１８から空気が漏れてします。即ち、図４に示すように、燃料噴射を停止すると、エンジン回転速度が徐々に低下し、クランクシャフト１６の停止直前に逆転が発生し、停止後には、第１気筒＃１及び第２気筒＃２の筒内圧が低下しており、燃焼室１８から空気が漏れていることがわかる。

この場合、膨張行程にある第１気筒＃１と圧縮行程にある第２気筒＃２は、吸気弁２１及び排気弁２２が閉じているために燃焼室１８内の圧縮空気が吸気ボート１９及び排気ポート２０から漏れることはない。実際には、燃焼室１８内の圧縮空気は、シリンダボア１３とピストン１４とのピストンリングの合口隙間を通ってクランクケース１５に流動し、このクランクケース１５から吸気行程及び排気行程にある気筒の燃焼室に流動し、吸気弁２１及び排気弁２２により開放状態にある吸気ボート１９及び排気ポート２０から外部に圧縮空気が漏れていることがわかった。

また、エンジン１０は、第１ＰＣＶ通路３１や第２ＰＣＶ通路３４などを介して吸気系に連結されており、このエンジン１０内に溜まったブローバイガスは、この第１ＰＣＶ通路３１や第２ＰＣＶ通路３４などなどを通して吸気系に排出されるようになっている。そのため、エンジン１０の停止時に、燃焼室１８内の圧縮空気は、この各ＰＣＶ通路３１，３４から吸気系に排出されてしまう。

そこで、本実施例では、図１に示すように、第１ＰＣＶ通路３１と第２ＰＣＶ通路３４にそれぞれ第１遮断弁３３と第２遮断弁３７を設け、この各遮断弁３３，３７により各ＰＣＶ通路３１、３４を閉止することで、この各ＰＣＶ通路３１，３４からの圧縮空気の漏洩を抑制している。但し、前述したように、エンジン１０内の圧縮空気は別の場所からも漏れるため、この対策も必要である。そこで、本実施例では、エンジン１０内を加圧する方法として、ブローバイガスを用いている。図５に示すように、各遮断弁３３，３７により各ＰＣＶ通路３１、３４を閉止した状態でエンジン１０を始動すると、エンジン１０内で発生したブローバイガスが排出されずに貯留されることとなり、クランクケース１５内の圧力が上昇することがわかる。

即ち、クランクケース１５の室内を加圧する手段としてブローバイガスを用いるため、第１ＰＣＶ通路３１と第２ＰＣＶ通路３４にそれぞれ第１遮断弁３３と第２遮断弁３７を設けている。そして、ＥＣＵ４４は、エンジン１０の自動停止前に、第１、第２遮断弁３３，３７により第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を閉止し、ブローバイガスの排出を抑制することで、クランクケース１５内を加圧して空気、つまり酸素をシリンダボア１３とピストン１４とのピストンリングの合口隙間から膨張行程及び圧縮行程で停止している気筒（前述した第１気筒＃１気筒及び第２気筒＃２）に供給する。そして、膨張行程にある気筒（前述した第１気筒＃１気筒）に対してインジェクタ２９により燃料を噴射すると共に点火プラグ３０により混合気に点火することで、エンジン１０は爆発力を得てピストン１４を介してクランクシャフト１６を駆動するこことなり、再始動される。

なお、ブローバイガスとは、燃焼室１８からエンジン１０の内部に排出される未燃焼ガスであるが、大気酸素濃度に対して８０％程度の酸素濃度を有しており、これを燃料と共に燃焼室１８に供給することで、十分に燃焼可能である。

ここで、上述した実施例１のエンジン始動装置の作動制御について、図２のフローチャートに基いて詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、ステップＳ１では、車両の運転中にエンジン１０の自動停止条件が成立する可能性があるかどうかを判定する。ここで、エンジン１０の自動停止とは、アイドル運転中にエンジンを停止する、所謂、アイドルストップであり、例えば、エンジン１０の自動停止条件とは、車速が０km/h、ブレーキスイッチがＯＮ状態、シフトレバーの操作位置がニュートラル（Ｎ）位置であることが所定時間継続したことであり、このとき、車両は赤信号灯で停車していると判断して自動停止条件が成立したと判定する。そのため、例えば、車速が一定車速以下、エンジン回転数が一定回転以下、エンジン負荷が一定以下の状態が所定時間継続したときに、エンジン１０の自動停止条件が成立する可能性があると判定する。なお、車両の減速中にもエンジン１０を停止しても良く、この場合、エンジン１０の自動停止条件（エコラン停止条件）が成立する可能性とは、車速が一定速度以下、エンジン回転数が一定回転以下、エンジン冷却水温が一定温度以下、冷暖房装置がＯＦＦ状態であり、このとき、車両は減速中であると判断して自動停止条件が成立したと判定する。

このステップＳ１にて、エンジン１０の自動停止条件の成立の可能性があると判定されると、ステップＳ２に移行して、第１、第２遮断弁３３，３７を閉止して第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を遮断し、ステップＳ３にて、エンジン１０内からブローバイガスの排出を抑制することで、クランクケース１５内を加圧する。

そして、ステップＳ４では、エンジン１０の自動停止条件が成立したかどうかを判定する。ここで、エンジン１０の自動停止条件の成立したと判定されると、ステップＳ５に移行して、インジェクタ２９による燃料噴射を停止すると共に、点火プラグ３０による点火を停止する。この場合、インジェクタ２９による燃料噴射の停止及び点火プラグ３０による点火の停止をエンジン１０の停止と判断するが、例えば、エンジン回転数が所定回転数以下まで低下したときにエンジン１０の停止と判断してもよい。なお、第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を遮断した状態が所定時間継続すると、エンジン１０内にブローバイガスが貯留されてクランクケース１５の内加圧が上昇するが、第２ＰＣＶ通路３４に負圧側調圧弁３５が設けられると共に、この第２ＰＣＶ通路３４から分岐した分岐通路３８に正圧側調圧弁３９が設けられおり、クランクケース１５内は所定の圧力範囲内に維持されることとなり、異常圧力となることはない。

ステップＳ６では、エンジン１０が自動停止している状態で、エンジン再始動条件が成立したかどうかを判定する。ここで、エンジン１０の再始動条件とは、例えば、車速が０km/h、ブレーキスイッチがＯＮ状態、シフトレバーの操作位置が走行（１、２、Ｄ、Ｒ）位置であるときに、ドライバに発進する意思があると判断して再始動条件が成立したと判定する。このステップＳ６にて、エンジン１０の再始動条件が成立したと判定されると、ステップＳ７に移行して、エンジン１０を着火始動する。

即ち、エンジン１０の自動停止前に、第１、第２遮断弁３３，３７により第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を遮断し、エンジン１０内からブローバイガスの排出を抑制することで、クランクケース１５内が加圧されており、圧縮空気がこのクランクケース１５からシリンダボア１３とピストン１４とのピストンリングの合口隙間を通って膨張行程で停止している気筒の燃焼室１８に供給され、燃焼室１８内には所定量の酸素が充填されている。そのため、クランク角センサ４６の検出結果に基いて膨張行程で停止している気筒を判別し、この膨張行程で停止している気筒の燃焼室１８に対してインジェクタ２９により所定量の燃料を噴射し、点火プラグ３０により混合気に点火することで、この気筒は爆発力を得てピストン１４を下降させる。

また、膨張行程で停止している気筒に続く気筒、つまり、圧縮行程で停止している気筒に対しても、圧縮空気がクランクケース１５からシリンダボア１３とピストン１４とのピストンリングの合口隙間を通って燃焼室１８に供給され、所定量の酸素が充填してしる。そのため、この膨張行程で停止している気筒に続いて、圧縮行程で停止している気筒の燃焼室１８に対して、同様に、インジェクタ２９により所定量の燃料を噴射し、点火プラグ３０により混合気に点火することで、この気筒は爆発力を得てピストン１４を下降させる。そして、この圧縮行程で停止している気筒に続く気筒に対しては、通常通りに吸気ポート１９から空気を吸入し、インジェクタ２９から所定量の燃料を噴射すると共に、点火プラグ３０により混合気に点火することで、爆発力を得てピストン１４を下降させることとなり、こられの爆発力が所定時間継続させることでクランクシャフト１６を駆動し、エンジン１０を再始動させる。

ステップＳ８では、エンジン１０の着火始動が完了したかどうかを判定し、着火始動ができなかった場合には、ステップＳ９でスタータモータによりエンジン１０を始動する。そして、着火始動またはスタータモータ始動によりエンジン１０が再始動されると、ステップＳ１０にて、第１、第２遮断弁３３，３７により第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を開放すると、ステップＳ１１にて、エンジン１０内からブローバイガスが第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４により吸気系に排出されるためにクランクケース１５内の加圧が停止される。

このように実施例１のエンジン始動装置にあっては、燃焼室１８に燃料を直接噴射するインジェクタ２９及び燃焼室１８の混合気に点火する点火プラグ３０を設けると共に、エンジン１０のクランク角度を検出するクランク角センサ４６を設け、また、クランクケース１５とサージタンク２４とを連結する第１ＰＣＶ通路３１及びこれを開閉自在な第１遮断弁３３と、クランクケース１５とエアクリーナ２６とを連結する第２ＰＣＶ通路３４及びこれを開閉自在な第２遮断弁３７を設け、ＥＣＵ４４は、エンジン１０の停止前に各遮断弁３３，３７により各ＰＣＶ通路３１，３４を閉止し、エンジン１０の停止後に再始動指令が入力されたときに、クランク角センサ４６が検出した膨張行程にある気筒に対して燃料噴射を実行すると共に点火を実行するようにしている。

従って、エンジン１０の自動停止が予想されるときは、その前に第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を閉止することで、クランクケース１５内からのブローバイガスの掃気を抑制して長時間のエンジン停止に比べてクランク室圧の低下を抑制し、クランクケース１５内を確実に加圧することができ、クランクケース１５内の圧縮空気がシリンダボア１３とピストン１４とのピストンリングの合口隙間を通って膨張行程にある気筒の燃焼室１８に作用するため、燃焼室１８に残存する空気が漏れることなく所定の酸素量が確保されることとなり、エンジン１０が停止した後の再始動時に、この膨張行程で停止している気筒の燃焼室１８に燃料を噴射して点火することで爆発力を高めることができ、スタータモータを用いずに早期に、且つ、確実にエンジン１０を始動することができる。

また、エンジン１０の自動停止前に、第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を閉止してクランクケース１５内にブローバイガスを含んだ圧縮空気を貯留するようにしている。従って、エンジン１０の停止後の再始動時に、クランクケース１５内を所定圧力に維持することができ、このエンジン１０の再始動時には、燃焼室１８内に所定量の空気を確保することができ、どのような条件下でもエンジン１０を確実に再始動することができる。

更に、第２ＰＣＶ通路３４に負圧側調圧弁３５を設けると共に、この第２ＰＣＶ通路３４から分岐した分岐通路３８に正圧側調圧弁３９を設けている。従って、第１、第２遮断弁３３，３７により第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を遮断した状態が所定時間継続しても、所定量以上のブローバイガスはこの負圧側調圧弁３５または正圧側調圧弁３９から排出されてクランクケース１５内は所定の圧力範囲内に維持されることとなり、異常圧力となることはなく、十分な安全性を確保することができる。

そして、クランクケース１５内を加圧するためのブローバイガスを用いることで、エンジン１０の大幅な改良を行う必要はなく、製造コストの上昇を抑制することができる。

図６は、本発明の実施例２に係るエンジン始動装置において加圧ポンプを制御するための制御マップである。なお、この実施例２のエンジン始動装置の概略構成は、前述した実施例１とほぼ同様であるため、図１を用いて説明する。

実施例２のエンジン始動装置では、図１に示すように、エンジン１０内とサージタンク２４とのを第１ＰＣＶ通路３１により連結し、この第１ＰＣＶ通路３１にＰＣＶ弁３２と第１遮断弁３３を設け、エンジン１０内とエアクリーナ２６とを第２ＰＣＶ通路３４により連結し、この第２ＰＣＶ通路３４に負圧側調圧弁３５を設けると共に、この負圧側調圧弁３５をバイパスするバイパス通路３６に第２遮断弁３７を設け、また、第２ＰＣＶ通路３４から分岐した分岐通路３８に正圧側調圧弁３９を設け、ＥＣＵ４４は、エンジン１０の自動停止前に、第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を閉止することで、クランクケース１５内からのブローバイガスの掃気を抑制してクランクケース１５内を加圧する。そして、ＥＣＵ４４は、水温センサ４７が検出したエンジン冷却水温に基いてクランクケース１５内の圧力を調整するようにしている。

エンジン１０を始動して所定時間が経過すると、エンジン１０自体が高温となって燃焼室１８内の空気密度が上昇して酸素濃度が低下する。また、ピストン１４が膨張し、シリンダボア１３とピストン１４とのピストンリングの合口隙間が減少し、クランクケース１５内の圧縮空気が燃焼室１８に導入されにくくなる。従って、エンジン１０の温度上昇に比例するエンジン冷却水温に応じてクランクケース１５内の圧力を調整する。具体的には、ＥＣＵ４４が、図６に示すようなエンジン冷却水温に対するクランクケースの圧力のマップを用いてクランクケース１５内の圧力を調整する。この場合、クランクケース１５内に圧力センサを設け、この圧力センサの検出値に応じて第１、第２遮断弁３３、３７を開閉制御したり、拡張圧弁３５，３９に温度調節機能を持たせたり、クランクケース１５に別途圧力制御弁またはリリーフ弁を設けてクランクケース１５内の圧力を所定値に維持するようにしてもよい。

従って、ＥＣＵ４４は、エンジン１０の自動停止前に、第１、第２遮断弁３３，３７により第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を閉止することで、クランクケース１５内からのブローバイガスの掃気を抑制してクランクケース１５内を加圧するが、水温センサ４７が検出したエンジン冷却水温に応じてクランクケース１５内の圧力を調整する。即ち、エンジン冷却水温が高くなる程、クランクケース１５内の圧力を上昇させる。そのため、クランクケース１５内の圧力をエンジン冷却水温に応じて設定することで、高圧空気、つまり、酸素をシリンダボア１３とピストン１４とのピストンリングの合口隙間から膨張行程及び圧縮行程で停止している気筒に確実に供給することができる。そして、膨張行程にある気筒に対して、インジェクタ２９により燃料を噴射すると共に点火プラグ３０により混合気に点火することで、エンジン１０は爆発力を得てピストン１４を介してクランクシャフト１６を駆動し、再始動することができる。

このように実施例２のエンジン始動装置にあっては、エンジン１０の自動停止前に第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を閉止してクランクケース１５内からのブローバイガスの掃気を抑制することでクランクケース１５内を加圧し、エンジン停止後に再始動指令が入力されたときに、膨張行程にある気筒に対して燃料噴射及び点火を実行するが、水温センサ４７が検出したエンジン冷却水温に基いてクランクケース１５内の圧力を調整するようにしている。

従って、エンジン１０の自動停止前に、エンジン冷却水温に応じてクランクケース１５内を適正な圧力で加圧することで、クランクケース１５内の圧縮空気をシリンダボア１３とピストン１４とのピストンリングの合口隙間を通して膨張行程で停止した気筒の燃焼室１８に確実に供給して所定の酸素量を確保することができ、エンジン１０の再始動時には、エンジン１０の温度変化にかかわらず、膨張行程で停止している気筒の燃焼室１８に燃料を噴射して点火することで爆発力を確実に高めることができ、この温度変化が原因で生じる爆発力の低下を防止してスタータモータを用いずにエンジン１０を始動することができる。

図７は、本発明の実施例３に係るエンジン始動装置において加圧ポンプを制御するための制御マップである。なお、この実施例３のエンジン始動装置の概略構成は、前述した実施例１とほぼ同様であるため、図１を用いて説明する。

実施例３のエンジン始動装置では、図１に示すように、エンジン１０内とサージタンク２４とのを第１ＰＣＶ通路３１により連結し、この第１ＰＣＶ通路３１にＰＣＶ弁３２と第１遮断弁３３を設け、エンジン１０内とエアクリーナ２６とを第２ＰＣＶ通路３４により連結し、この第２ＰＣＶ通路３４に負圧側調圧弁３５を設けると共に、この負圧側調圧弁３５をバイパスするバイパス通路３６に第２遮断弁３７を設け、また、第２ＰＣＶ通路３４から分岐した分岐通路３８に正圧側調圧弁３９を設け、ＥＣＵ４４は、エンジン１０の自動停止前に、第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を閉止することで、クランクケース１５内からのブローバイガスの掃気を抑制してクランクケース１５内を加圧する。そして、ＥＣＵ４４は、クランク角センサ４６が検出した膨張行程で停止した気筒のクランク角度に基いてクランクケース１５内の圧力を調整するようにしている。

エンジン１０を着火始動する場合、膨張行程で停止した気筒に燃料噴射及び点火を実行して始動するため、この膨張行程で停止した気筒のクランク角度が始動するための爆発力に大きな影響を与える。ＴＤＣ側の膨張行程で停止した場合、燃焼室１８の容積が小さく酸素量も少なくなる。一方、ＢＴＤＣ側の膨張行程で停止した場合、膨張行程で停止した気筒に後続する圧縮行程で停止した気筒の燃焼室１８の容積が小さく酸素量も少なくなる。そのため、膨張行程で停止した気筒、または、圧縮行程で停止した気筒の爆発力が不十分となり、連続した爆発によるクランクシャフト１６の連続回転が困難となる。従って、膨張行程で停止した気筒のクランク角度に応じてクランクケース１５内の圧力を調整する。具体的には、ＥＣＵ４４が、図７に示すようなクランク角度に対するクランクケースの圧力のマップを用いてクランクケース１５内の圧力を調整する。なお、所定のクランク角度の範囲θが適正停止範囲である。

従って、ＥＣＵ４４は、エンジン１０の自動停止前に、第１、第２遮断弁３３，３７により第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を閉止することで、クランクケース１５内からのブローバイガスの掃気を抑制してクランクケース１５内を加圧するが、クランク角センサ４６が検出したクランク角度に応じてクランクケース１５内の圧力を調整する。即ち、最適クランク角度６０ＡＴＤＣ近傍からその前後にずれる程、クランクケース１５内の圧力を上昇させる。そのため、クランクケース１５内の圧力をクランク角度に応じて設定することで、高圧空気、つまり、酸素をシリンダボア１３とピストン１４とのピストンリングの合口隙間から膨張行程及び圧縮行程で停止している気筒に確実に供給することができる。そして、膨張行程にある気筒に対して、インジェクタ２９により燃料を噴射すると共に点火プラグ３０により混合気に点火することで、エンジン１０は爆発力を得てピストン１４を介してクランクシャフト１６を駆動し、再始動することができる。

このように実施例３のエンジン始動装置にあっては、エンジン１０の自動停止前に第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を閉止してクランクケース１５内からのブローバイガスの掃気を抑制することでクランクケース１５内を加圧し、エンジン停止後に再始動指令が入力されたときに、膨張行程にある気筒に対して燃料噴射及び点火を実行するが、クランク角センサ４６が検出した膨張行程で停止した気筒のクランク角度に基いてクランクケース１５内の圧力を調整するようにしている。

従って、エンジン１０の自動停止前に、クランク角度に応じてクランクケース１５内を適正な圧力で加圧することで、クランクケース１５内の圧縮空気をシリンダボア１３とピストン１４とのピストンリングの合口隙間を通して膨張行程で停止した気筒の燃焼室１８に確実に供給して所定の酸素量を確保することができ、エンジン１０の再始動時には、クランク角度、つまり、エンジンの停止位置変化にかかわらず、膨張行程で停止している気筒の燃焼室１８に燃料を噴射して点火することで爆発力を確実に高めることができ、停止クランク位置が原因で生じる後続気筒のコンプレッショントルクの不足を防止してスタータモータを用いずにエンジン１０を始動することができる。

図８は、本発明の実施例４に係るエンジン始動装置におけるエンジン制御を表すフローチャートである。なお、この実施例４のエンジン始動装置の概略構成は、前述した実施例１とほぼ同様であるため、図１を用いて説明する。

実施例４のエンジン始動装置では、ＥＣＵ４４は、エンジン１０の自動停止前に、第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を閉止することで、クランクケース１５内からのブローバイガスの掃気を抑制してクランクケース１５内を加圧するが、このときのエンジン１０や車両の運転状態に応じてクランクケース１５内の加圧を禁止するようにしている。

図１及び図８に示すように、ステップＳ２１にて、エンジン１０のエコラン運転の停止が予測されるかどうかを判定する。この場合、エコラン運転とは、車両の減速運転やアイドル運転であり、これを予測する条件とは、車速が一定速度以下、エンジン回転数が一定回転以下、エンジン冷却水温が一定温度以下、冷暖房装置がＯＦＦ状態であり、このとき、エコラン運転の停止を予測する。ここで、エンジン１０のエコラン運転の停止が予測されれば、ステップＳ２２に移行するが、エンジン１０のエコラン運転の停止が予測されなければ、ステップＳ２５に移行し、クランクケースの加圧を中止して減圧する。即ち、第１、第２遮断弁３３，３７により第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を開放することで、クランクケース１５内からブローバイガスを掃気する。

ステップＳ２２では、クランクケース１５の加圧が制限されるかどうかを判定する。例えば、エンジン１０の高速運転（車速が所定車速以上）が所定時間以上継続した場合、高回転数運転（エンジン回転数が所定回転数以上）が所定時間内に所定回数以上あった場合、高負荷運転（エンジン負荷が所定付加以上）が所定時間以上継続した場合、また、エンジン冷却水温が所定温度以上であった場合には、ブローバイガスの発生量が多い。そのため、このようなエンジン１０の運転状態では、クランクケース１５内が過加圧になる可能性があり、クランクケース１５の加圧を制限する。つまり、クランクケース１５の加圧が制限されなければ、ステップＳ２３に移行するが、クランクケース１５の加圧が制限されれば、ステップＳ２５に移行し、クランクケースの加圧を中止して減圧する。

ステップＳ２３では、クランクケース１５の開放が予想されるかどうかを判定する。例えば、エンジン１０のアイドル運転中に、車両ドアが開放された場合、トランクが開放された場合、エンジンフードが開放された場合、燃料注入口の蓋が開放された場合などでは、乗員によりクランクケース１５が開放される可能性がある。そのため、このような車両の運転状態では、乗員に危険を及ぼす可能性があり、クランクケース１５の加圧を制限する。つまり、クランクケース１５の開放が予想されなければ、ステップＳ２４に移行するが、クランクケース１５の開放が予想されれば、ステップＳ２５に移行し、クランクケースの加圧を中止して減圧する。

そして、ステップＳ２４では、ブローバイガスによるクランクケース１５内の加圧を実行する。即ち、第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４を遮断し、エンジン１０内からブローバイガスの排出を抑制することでクランクケース１５内を加圧する。なお、その後、エンジン１０が自動停止し、発信指令があると、膨張行程で停止している気筒を判別し、この膨張行程で停止している気筒の燃焼室１８に対してインジェクタ２９により所定量の燃料を噴射し、点火プラグ３０により混合気に点火することで、エンジン１０を再始動させるが、この着火始動は、前述した各実施例と同様であるため、説明は省略する。

このように実施例４のエンジン始動装置にあっては、大量のブローバイガスの発生によりクランクケース１５内の加圧が制限されるときには、第１、第２遮断弁３３，３７による第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４の閉塞を禁止している。従って、クランク室の過加圧を防止することができ、事前にクランクケース１５内を加圧することに起因する不具合の発生を防止し、安全性の向上を図ることができる。

また、実施例４のエンジン始動装置にあっては、クランクケース１５の開放が予想されるときには、第１、第２遮断弁３３，３７による第１、第２ＰＣＶ通路３１，３４の閉塞を禁止している。クランク室の加圧によるオイルの噴出しを防止することができ、事前にクランクケース１５内を加圧することに起因する不具合の発生を防止し、安全性の向上を図ることができる。

図９は、本発明の実施例５に係るエンジン始動装置を表す概略構成図、図１０−１及び図１０−２は、放置時間に対するクランク室圧の変化を表すグラフ、図１０−３は、初期クランク室圧に対する保持時間を表すグラフ、図１０−４は、クランク室容積に対する保持時間を表すグラフである。

実施例４のエンジン始動装置では、図９に示すように、クランクケース１５に連結通路５１を介して蓄圧室としての蓄圧タンク５２を連結しており、このクランクケース１５と蓄圧タンク５２とを合わせた容積を、エンジン停止時からエンジン再始動時までに要すると想定される放置時間と、エンジン停止時からエンジン再始動時までにクランクケースから漏洩する残圧漏れ量と、エンジン停止時のクランクケースの室圧とから設定するようにしている。以下、この点について詳細に説明する。

前述したように、エンジン１０の停止時に、第１遮断弁３３及び第２遮断弁３７により第１ＰＣＶ通路３１及び第２ＰＣＶ通路３４を閉塞しても、クランクケース１５内のブローバイガスは、シリンダボア１３とピストン１４のピストンリングの合口隙間を通って開放状態にある吸気ポート１９及び排気ポート２０から外部に漏れてしまう。図１０−１及び図１０−２は、第１ＰＣＶ通路３１及び第２ＰＣＶ通路３４を閉塞した状態でエンジン１０を駆動し、クランクケース１５内の圧力（クランク室圧）がＡkPa，ＢkPa，ＣkPa（ＡkPa＞ＢkPa＞ＣkPa）まで上昇した後、エンジン１０を停止して放置した場合のクランク室の圧力変化を表したグラフであり、図１０−１は、クランク室をクランクケース１５だけのＤリットルとした場合、図１０−２は、クランク室をクランクケース１５及び蓄圧タンクのＥリットルとした場合である（Ｄリットル＜Ｅリットル）。

図１０−１及び図１０−２のグラフに示すように、着火始動に必要な最小クランク室圧をＰkPaとすると、初期クランク室圧（エンジン停止時のクランクケースの室圧）が高いほど、また、クランク室の容積が大きいほど、最小クランク室圧ＰkPaまで低下する放置時間が長くなっていることがわかる。また、エンジン停止時からエンジン再始動時までにクランク室から漏洩する残圧漏れ量は一定であり、この残圧漏れ量はクランク室圧の平方根に比例するため、クランク室圧が最小クランク室圧ＰkPaまで低下するまでの時間は、初期クランク室圧とクランク室の容積に比例して増加する。

図１０−３は、図１０−１及び図１０−２に基いて、クランク室圧が最小クランク室圧ＰkPaまで低下するまでの時間（保持時間）を初期クランク室圧で整理したものである。また、図１０−４は、この図１０−３に基いて、クランク室圧が最小クランク室圧ＰkPaまで低下するまでの時間（保持時間）をクランク室の容積で整理したものである。この図１０−４に示すように、エンジン停止時からエンジン再始動時までに要すると想定される放置時間をｔ秒とすると、初期クランク室圧がＡkPaのときは、クランク室の容積はａリットル必要であり、クランク容積ＢkPaのときは、クランク室の容積はｂリットル必要であり、ＣkPaのときは、クランク室の容積はｃリットル必要であることがわかる。

以上のことから、エンジン停止後のクランク室圧は、
１．初期クランク室圧に比例
２．クランク室の容積に比例
３．クランク室から漏洩する残圧漏れ量に反比例
４．エンジン停止時からの放置時間に反比例
することはわかる。従って、この関係から事前にクランク室の容積を設定することで、エンジン再始動時に必要な最小クランク室圧を確保することができ、確実に着火始動を実施することができる。

即ち、図９に示すように、エンジン１０の設計過程でクランクケース１５の容積が決定されるものであり、このクランクケース１５に連結通路５１を介して連結された蓄圧タンク５２の容積に応じて全体のクランク室の容積が設定される。即ち、エンジン停止時からエンジン再始動時までに要すると想定される放置時間と、エンジン停止時からエンジン再始動時までにクランクケースから漏洩する残圧漏れ量と、エンジン停止時のクランクケースの室圧とから蓄圧タンク５２の容積を設定すればよい。なお、クランクケース１５の容積だけで十分なクランク室の容積を確保できれば、蓄圧タンク５２の連結は不要である。

このように実施例５のエンジン始動装置にあっては、クランクケース１５に連結通路５１を介して蓄圧タンク５２を連結し、このクランクケース１５と蓄圧タンク５２とを合わせた容積を、エンジン停止時からエンジン再始動時までに要すると想定される放置時間と、エンジン停止時からエンジン再始動時までにクランクケースから漏洩する残圧漏れ量と、エンジン停止時のクランクケースの室圧とから設定している。

従って、クランク室容積を事前に着火始動に必要なクランク室の容積として設定することで、エンジン停止後からエンジン再始動時に必要と想定される最小クランク室容積を確保することができ、確実にエンジン１０を着火始動により再始動することができる。また、クランク室の容積をクランクケース１５の容積と蓄圧タンク５２の容積により確保することで、エンジン１０や車両の基本設計を変更することなく、フレームの一部を蓄圧タンク５２として利用することで、搭載性の自由度を向上することができる。

図１１は、本発明の実施例６に係るエンジン始動装置を表す概略構成図、図１２は、実施例６のエンジン始動装置におけるエンジン制御を表すフローチャートである。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例６のエンジン始動装置において、図１１に示すように、エンジン１０内とサージタンク２４とが第１ＰＣＶ通路３１により連結され、この第１ＰＣＶ通路３１にＰＣＶ弁３２と第１遮断弁３３が設けられている。エンジン１０内とエアクリーナ２６とが第２ＰＣＶ通路３４により連結され、この第２ＰＣＶ通路３４に負圧側調圧弁３５が設けられると共に、この負圧側調圧弁３５をバイパスするバイパス通路３６に第２遮断弁３７が設けられ、第２ＰＣＶ通路３４から分岐した分岐通路３８に正圧側調圧弁３９が設けられている。また、第２ＰＣＶ通路３４におけるエンジン１０側には連結通路５１を介して蓄圧タンク５２が連結されると共に、この連結通路５１に第３遮断弁５３を装着している。そして、この蓄圧タンク５２は、負圧安全弁５４と正圧安全弁５５が並列に装着された安全通路５６を介して第２ＰＣＶ通路３４におけるエアクリーナ２６側に連結されている。

本実施例では、この蓄圧タンク５２をクランクケース１５とを第３遮断弁５３により連通または遮断することで、圧縮空気（ブローバイガス）をより多く貯留すると共に、必要なときに直ちにクランクケース１５内に供給できるようにしている。

即ち、図１１及び図１２に示すように、ステップＳ３１にて、クランクケース１５（クランク室）の加圧条件が成立したかどうかを判定する。このクランク室の加圧条件とは、エンジン停止前にエンジンの再始動が予測される条件であり、前述の実施例と同様に、車速やエンジン回転数などに基いて判定する。このステップＳ３１にて、クランク室の加圧条件が成立しなければ、ステップＳ３２にて、第１遮断弁３３及び第２遮断弁３７により第１ＰＣＶ通路３１及び第２ＰＣＶ通路３４を開放し、クランクケース１５内の加圧を中止してクランクケース１５及び蓄圧タンク５２内に貯留されたブローバイガスを吸気系に排出して減圧する。続いて、ステップＳ３３にて、第３遮断弁５３により連結通路５１を閉塞し、クランクケース１５と蓄圧タンク５２とを遮断する。

一方、ステップＳ３１にて、クランク室の加圧条件が成立したら、ステップＳ３４にて、第３遮断弁により連結通路５３を開放し、クランクケース１５と蓄圧タンク５２とを接続する。そして、ステップＳ３５にて、第１遮断弁３３及び第２遮断弁３７により第１ＰＣＶ通路３１及び第２ＰＣＶ通路３４を閉塞し、クランクケース１５及び蓄圧タンク５２内をブローバイガスにより加圧する。なお、その後、エンジン１０が自動停止し、発信指令があると、膨張行程で停止している気筒を判別し、この膨張行程で停止している気筒の燃焼室１８に対してインジェクタ２９により所定量の燃料を噴射し、点火プラグ３０により混合気に点火することで、エンジン１０を再始動させるが、この着火始動は、前述した各実施例と同様であるため、説明は省略する。

このように実施例６のエンジン始動装置にあっては、エンジン１０内に連結される第２ＰＣＶ通路３４に連結通路５１を介して蓄圧タンク５２を連結すると共に、この連結通路５１に第３遮断弁５３を装着し、この蓄圧タンク５２を負圧安全弁５４と正圧安全弁５５が並列に装着された安全通路５６を介して吸気系に連結している。

従って、クランクケース１５に連結通路５１を介して蓄圧タンク５２を連結し、第３遮断弁５３により連通または遮断することで、圧縮空気（ブローバイガス）をより多く貯留することができると共に、クランク室の加圧状態を制御することで、加圧要求に対して直ちにクランクケース１５内に供給して早期加圧を行うことができ、エンジン再始動時には、確実に膨張行程にある気筒の燃焼室１８に空気を供給することができ、エンジン１０の再始動性を向上することができる。また、蓄圧タンク５２は負圧安全弁５４と正圧安全弁５５を有する安全通路５６により吸気系に連結されているため、過昇圧や過負圧防止して安全性を向上することができる。

なお、この実施例では、エンジン１０内とエアクリーナ２６を連結する第２ＰＣＶ通路３４の中途部に蓄圧タンク５２を連結したが、蓄圧タンク５２をエンジン１０とエアクリーナ２６とに直接連結しても良い。

図１３は、本発明の実施例７に係るエンジン始動装置におけるエンジン制御を表すフローチャートである。この実施例７のエンジン始動装置の概略構成は、前述した実施例６とほぼ同様であるため、図６を用いて説明する。

実施例７のエンジン始動装置では、蓄圧タンク５２をクランクケース１５とを第３遮断弁５３を有する連結通路５１により連結し、エンジン１０の運転状態に応じて第３遮断弁５３を開閉することで両者を連通・遮断し、圧縮空気（ブローバイガス）の貯留と供給を効率的に行うようにしている。

即ち、図１１及び図１３に示すように、ステップＳ４１にて、イグニッションキースイッチがＯＮ操作されているかどうかを判定し、このイグニッションキースイッチがＯＮ操作されていれば、ステップＳ４２に移行し、クランクケース１５（クランク室）の加圧条件が成立したかどうかを判定する。このステップＳ４２にて、クランク室の加圧条件が成立したら、ステップＳ４３にて、第３遮断弁５３により連結通路５１を開放し、クランクケース１５と蓄圧タンク５２とを接続する。そして、ステップＳ４４にて、第１遮断弁３３及び第２遮断弁３７により第１ＰＣＶ通路３１及び第２ＰＣＶ通路３４を閉塞し、クランクケース１５及び蓄圧タンク５２内をブローバイガスにより加圧する。

このクランクケース１５及び蓄圧タンク５２の加圧状態で、ステップＳ４２にて、クランク室の加圧条件が不成立となると、ステップＳ４５にて、第３遮断弁５３により連結通路５１を閉塞し、クランクケース１５と蓄圧タンク５２とを遮断する。続いて、ステップＳ４６にて、第１遮断弁３３及び第２遮断弁３７により第１ＰＣＶ通路３１及び第２ＰＣＶ通路３４を開放し、クランクケース１５内の加圧を中止してクランクケース１５に貯留されたブローバイガスを吸気系に排出して減圧する。すると、ステップＳ４７にて、蓄圧タンク５２内には所定圧のブローバイガスが貯留される。

従って、ステップＳ４２にて、再びクランク室の加圧条件が成立すると、ステップＳ４３でクランクケース１５と蓄圧タンク５２とを接続したときに、蓄圧タンク５２内のブローバイガスが直ちにクランクケース１５内に供給されることとなり、ステップＳ４４で各ＰＣＶ通路３１，３４を閉塞すると、クランクケース１５内は短時間で所定圧力まで加圧される。なお、その後、エンジン１０が自動停止し、発信指令があると、膨張行程で停止している気筒を判別し、この膨張行程で停止している気筒の燃焼室１８に対してインジェクタ２９により所定量の燃料を噴射し、点火プラグ３０により混合気に点火することで、エンジン１０を再始動させるが、この着火始動は、前述した各実施例と同様であるため、説明は省略する。

また、クランクケース１５及び蓄圧タンク５２の加圧状態で、ステップＳ４１にて、イグニッションスイッチがＯＦＦ操作されると、ステップＳ４８に移行し、第１遮断弁３３及び第２遮断弁３７により第１ＰＣＶ通路３１及び第２ＰＣＶ通路３４を開放することで、クランクケース１５内の加圧を中止すると共に、第３遮断弁５３により連結通路５１を開放し、クランクケース１５と蓄圧タンク５２とを連通することで、クランクケース１５及び蓄圧タンク５２内に貯留されたブローバイガスを吸気系に全て排出する。

このように実施例７のエンジン始動装置にあっては、エンジン１０内に連結される第２ＰＣＶ通路３４に連結通路５１を介して蓄圧タンク５２を連結すると共に、この連結通路５１に第３遮断弁５３を装着し、この蓄圧タンク５２を負圧安全弁５４と正圧安全弁５５が並列に装着された安全通路５６を介して吸気系に連結し、エンジン１０の運転状態に応じて各遮断弁３３，３７，５３を開閉することで、圧縮空気（ブローバイガス）の貯留と供給を効率的に行うようにしている。

従って、クランクケース１５に連結通路５１を介して蓄圧タンク５２を連結し、エンジン１０の運転状態に応じて第３遮断弁５３により連通または遮断することで、圧縮空気（ブローバイガス）をより多く貯留することができると共に、蓄圧タンク５２だけ独立して貯留することができ、加圧要求に対してクランクケース１５内に供給して早期に加圧するするができ、エンジン再始動時には、確実に膨張行程にある気筒の燃焼室１８に空気を供給することができ、エンジン１０の再始動性を向上することができる。

なお、上述した各実施例にて、エンジン１０を再始動するときに、クランクケース１５内を加圧して所定の空気量を確保した状態で、膨張行程で停止している気筒の燃焼室１８に対して燃料を噴射する共に、点火することで燃焼させるようにしている。この場合、停止クランク角度とエンジン冷却水温とクランクケース内圧とにより燃料噴射量を設定するとよい。即ち、停止クランク角度により燃焼室の容積がわかり、エンジン冷却水温により空気密度がわかり、クランクケース内圧により筒内圧がわかるため、これらのデータにより最適な燃料噴射量を設定することができる。

図１４は、本発明の実施例８に係る蓄圧装置を表す概略構成図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例８の蓄圧装置は、前述した各実施例１から７で説明したように、クランクケース１５にブローバイガスを貯留することで、エンジン１０を蓄圧装置として使用し、必要時名貯留したブローバイガスを外部装置に供給して利用するものである。

実施例８の蓄圧装置において、図１４に示すように、エンジン１０のクランクケース１５には、連結通路６１を介して外部装置６２が連結されており、この連結通路６１には第４遮断弁６３が装着されている。そして、ＥＣＵ４４はエンジン運転状態に応じてこの第４遮断弁を開閉することで、クランクケース１５内に貯留されたブローバイガスを連結通路６１を介して外部装置６２に供給することができる。この場合、第１、第２遮断弁３３，３７を閉止することで、クランクケース１５内に正圧を確保することができ、第２遮断弁３７だけを閉止することで、クランクケース１５内に負圧を確保することができ、外部装置６２の種類に応じて正圧または負圧を作用させることができる。

この外部装置６２とは、上述したエンジン始動装置だけでなく、正圧を利用するものとして、エアアシスト装置があり、負圧を利用するものとして、ブレーキ装置のマスタシリンダ、ダイアフラム弁、スワールまたはタンブルコントロールバルブなどがある。

従って、クランクケース１５内の加圧条件が成立したら、第１遮断弁３３及び第２遮断弁３７により第１ＰＣＶ通路３１及び第２ＰＣＶ通路３４を閉塞し、クランクケース１５内をブローバイガスにより加圧する。そして、外部装置６２からの要求指令があったときに、第４遮断弁６３により連結通路６１を開放し、クランクケース１５内のブローバイガスを外部装置６２に供給する。なお、クランクケース１５に前述の実施例６、７で説明した蓄圧タンクを接続し、ブローバイガスを一時的にこの蓄圧タンクに貯留することで、常時、ブローバイガスを外部装置６２に供給することが可能となる。

このように実施例８の蓄圧装置にあっては、クランクケース１５を蓄圧室として利用することで、別途、コンプレッサや蓄圧タンクを設ける必要はなく、大幅なコストダウンを可能とすることができる。

なお、上述した各実施例にて、各ＰＣＶ通路３１，３４を閉塞してクランクケース１５内を加圧するとき、電子スロットル装置２８を作動してスロットル弁２７により吸気通路を閉塞することで、吸気弁が開放されていたとしても、吸気管２５からの空気の漏洩を防止することができる。更に、排気系に排気制御弁が設けられている場合には、加圧ポンプを駆動してクランクケース１５内を加圧するとき、この排気制御弁により排気通路を閉塞することで、排気弁が開放されていたとしても、排気管４１からの空気の漏洩を防止することができる。

また、上述した各実施例では、本発明を筒内噴射式の６気筒エンジンに適用して説明したが、この形式のエンジンに限らず、４気筒エンジンや直列型またはＶ型エンジンに適用することもできる。

以上のように、本発明に係るエンジン始動装置及び蓄圧装置は、エンジンからのブローバイガスの掃気を抑制してクランク室を加圧することで、これを蓄圧装置として外部装置やエンジンの始動装置に利用したものであり、いずれの種類のエンジンに用いても好適である。

本発明の実施例１に係るエンジン始動装置を表す概略構成図である。 実施例１のエンジン始動装置におけるエンジン制御を表すフローチャートである。 エンジン停止時における気筒内挙動を表す概略図である。 エンジン停止時における気筒内挙動を表す概略図である。 エンジン停止時における気筒内挙動を表す概略図である。 エンジン停止時における気筒内挙動を表す概略図である。 エンジン停止時における筒内圧を表すグラフである。 エンジン始動後におけるクランクケース内圧を表すグラフである。 本発明の実施例２に係るエンジン始動装置において加圧ポンプを制御するための制御マップである。 本発明の実施例３に係るエンジン始動装置において加圧ポンプを制御するための制御マップである。 本発明の実施例４に係るエンジン始動装置におけるエンジン制御を表すフローチャートである。 本発明の実施例５に係るエンジン始動装置を表す概略構成図である。 放置時間に対するクランク室圧の変化を表すグラフである。 放置時間に対するクランク室圧の変化を表すグラフである。 初期クランク室圧に対する保持時間を表すグラフである。 クランク室容積に対する保持時間を表すグラフである。 本発明の実施例６に係るエンジン始動装置を表す概略構成図である。 実施例６のエンジン始動装置におけるエンジン制御を表すフローチャートである。 本発明の実施例７に係るエンジン始動装置におけるエンジン制御を表すフローチャートである。 本発明の実施例８に係る蓄圧装置を表す概略構成図である。

符号の説明

１０ エンジン
１４ ピストン
１５ クランクケース
１６ クランクシャフト
１８ 燃焼室
２５ 吸気管
２９ インジェクタ（燃料噴射手段）
３０ 点火プラグ（点火手段）
３１ 第１ＰＣＶ通路
３２ ＰＣＶ弁
３３ 第１遮断弁
３４ 第２ＰＣＶ通路
３５ 負圧側調圧弁
３７ 第２遮断弁
３９ 正圧側調圧弁
４４ 電子制御ユニット、ＥＣＵ（制御手段）
４６ クランク角センサ（クランク角度検出手段）
４７ 水温センサ
５１ 連結通路
５２ 蓄圧タンク（蓄圧室）
６１ 連結通路
６２ 外部装置
６３ 第４遮断弁

Claims (11)

1. 燃焼室と、該燃焼室に連通する吸気ポート及び排気ポートと、前記吸気ポート及び前記排気ポートを開閉する吸気弁及び排気弁と、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射手段と、前記燃焼室内の混合気に点火する点火手段と、エンジンのクランク角度を検出するクランク角度検出手段と、クランク室と吸気通路とを連結する第１ＰＣＶ通路と、該第１ＰＣＶ通路を開閉自在な第１遮断弁と、前記クランク室と大気通路とを連結する第２ＰＣＶ通路と、該第２ＰＣＶ通路を開閉自在な第２遮断弁と、前記エンジンの停止前に前記第１遮断弁により前記第１ＰＣＶ通路を閉止すると共に前記第２遮断弁により前記第２ＰＣＶ通路を閉止し、前記エンジンの始動時に前記クランク角度検出手段の検出結果に基いて膨張行程にある気筒を検出して該気筒に対して前記燃料噴射手段により燃料噴射を実行すると共に前記点火手段により点火を実行する制御手段とを具えたことを特徴とするエンジン始動装置。
2. 請求項１記載のエンジン始動装置において、前記クランク室に連通する蓄圧室を設けたことを特徴とするエンジン始動装置。
3. 請求項１または２記載のエンジン始動装置において、前記クランク室の容積または前記クランク室と前記蓄圧室とを合わせた容積は、エンジン停止時からエンジン再始動時までに要すると想定される放置時間と、エンジン停止時からエンジン再始動時までにクランク室から漏洩する残圧漏れ量と、エンジン停止時のクランク室圧とから設定することを特徴とするエンジン始動装置。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載のエンジン始動装置において、前記制御手段は、前記エンジンの自動停止が予測されるときに、前記第１遮断弁により前記第１ＰＣＶ通路を閉止すると共に、前記第２遮断弁により前記第２ＰＣＶ通路を閉止することを特徴とするエンジン始動装置。
5. 請求項１から４のいずれか一つに記載のエンジン始動装置において、エンジン冷却水温を検出する冷却水温検出手段を設け、前記制御手段は、該冷却水温検出手段が検出したエンジン冷却水温に基いて、前記第１遮断弁及び前記第２遮断弁が前記第１ＰＣＶ通路及び前記第２ＰＣＶ通路を閉止することで密閉された前記エンジン本体内の圧力を設定することを特徴とするエンジン始動装置。
6. 請求項１から４のいずれか一つに記載のエンジン始動装置において、前記制御手段は、前記クランク角度検出手段が検出したエンジン停止時のクランク角度に基いて、前記第１遮断弁及び前記第２遮断弁が前記第１ＰＣＶ通路及び前記第２ＰＣＶ通路を閉止することで密閉された前記エンジン本体内の圧力を設定することを特徴とするエンジン始動装置。
7. 請求項１から４のいずれか一つに記載のエンジン始動装置において、前記制御手段は、前記クランク室内に発生したブローバイガスが予め設定された所定量を超えると予測したときは、前記第１遮断弁及び前記第２遮断弁による前記第１ＰＣＶ通路及び前記第２ＰＣＶ通路の閉止を禁止することを特徴とするエンジン始動装置。
8. 請求項１から４のいずれか一つに記載のエンジン始動装置において、前記制御手段は、前記クランク室の開放が予測されるときは、前記第１遮断弁及び前記第２遮断弁による前記第１ＰＣＶ通路及び前記第２ＰＣＶ通路の閉止を禁止することを特徴とするエンジン始動装置。
9. 請求項２記載のエンジン始動装置において、前記クランク室と前記蓄圧室との連通路を開閉自在な第３遮断弁を設け、前記制御手段は、前記クランク室の加圧条件が成立したときに該第３遮断弁を開放することを特徴とするエンジン始動装置。
10. 請求項９記載のエンジン始動装置において、前記制御手段は、前記クランク室の加圧条件が成立して前記第３遮断弁が開放されているとき、前記クランク室の加圧条件が不成立となったときには前記第３遮断弁を閉止して前記蓄圧室の加圧状態を維持することを特徴とするエンジン始動装置。
11. クランク室と吸気通路とを連結する第１ＰＣＶ通路と、該第１ＰＣＶ通路を開閉自在な第１遮断弁と、前記クランク室と大気通路とを連結する第２ＰＣＶ通路と、該第２ＰＣＶ通路を開閉自在な第２遮断弁と、空気圧力により作動可能な外部装置と、前記クランク室と該外部装置とを連結する連結通路と、該連結通路を開閉自在な第３遮断弁と、前記第１遮断弁及び前記第２遮断弁により前記第１ＰＣＶ通路及び前記第２ＰＣＶ通路を開閉制御することで前記クランク室を正圧または負圧とすると共に前記第３遮断弁により前記連結通路を開放して前記クランク室の空気圧力を前記外部装置に供給する制御手段とを具えたことを特徴とする蓄圧装置。
    

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