JP4438412B2 - Engine starter - Google Patents

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Description

本発明は、アイドル時に自動で停止したエンジンを再始動要求に応じて自動で始動するようにしたエンジンの始動装置に関し、特にその始動時の点火制御の技術分野に属する。   The present invention relates to an engine starting device that automatically starts an engine that has been automatically stopped when idling in response to a restart request, and particularly relates to the technical field of ignition control at the time of starting.

従来より、燃費低減及びＣＯ２排出量抑制等を目的として、アイドル時にエンジンを自動で停止するようにしたエンジン制御システム（アイドルストップシステム）が知られている。このようなシステムでは、発進操作等のエンジン再始動要求に対して即座にエンジンを始動しなくてはならないが、始動モータによるクランキングを経てエンジンを始動するという一般的な始動方法では始動時間がやや長くなるきらいがあり、また、クランキングに伴う騒音が運転者に違和感を与えるという不具合もある。 2. Description of the Related Art Conventionally, an engine control system (idle stop system) is known in which an engine is automatically stopped during idling for the purpose of reducing fuel consumption and suppressing CO 2 emission. In such a system, the engine must be started immediately in response to an engine restart request such as a start operation. However, in a general starting method in which the engine is started through cranking by the starting motor, the starting time is short. There is a tendency that it becomes slightly longer, and there is also a problem that noise accompanying cranking makes the driver feel uncomfortable.

さらに、そのようにエンジンがアイドル状態になる度に停止及び再始動を行うとすると、イグニッションスイッチが操作されたときにのみ始動する通常のシステムに比べて格段に始動回数が多くなってしまうので、始動モータに著しく高い耐久性が要求されることになり、無用のコスト増大を招くという問題もある。   In addition, if the engine is stopped and restarted every time the engine is in an idle state, the number of times of starting is significantly increased compared to a normal system that starts only when the ignition switch is operated. The starter motor is required to have extremely high durability, and there is a problem that unnecessary cost increases.

そのため、近年では、例えば特許文献１、２に開示される筒内直噴式エンジンのように、停止状態で膨張行程にある気筒内に燃料を噴射供給して、点火、燃焼させることにより、始動モータの力を借りることなく、エンジンをそれ自体の力で、即ち自力で始動するようにしたものが開発されている。
実開昭６０−１２８９７５号公報 特表２００３−５１７１３４号公報 Therefore, in recent years, for example, as in a direct injection engine disclosed in Patent Literatures 1 and 2, fuel is injected and supplied into a cylinder that is in an expansion stroke in a stopped state, and then a starting motor is ignited and burned. The engine has been developed to start with its own power, that is, with its own power without borrowing the power of
Japanese Utility Model Publication No. 60-128975 Special table 2003-517134 gazette

しかし、前記アイドルストップシステムでは、イグニッションスイッチの操作に依らず、発進操作等のエンジン再始動要求に応じて自動でエンジンを始動することから、前記従来例（特許文献１、２）のようにクランキングを行わないものであっても、エンジン音の変化や振動が運転者に違和感を与える虞れがある。すなわち、一般に、エンジンは始動時には各気筒の吸気充填量が特に多くなって、急激に吹け上がるものであるが、例えば運転者が車両を比較的緩やかに発進させるべく、アクセルペダルを軽く踏んだときに、これに応じて自動で始動したエンジンが急激に吹け上がると、運転者は車両が前に飛び出すかのように感じて、強い違和感を覚えるのである。   However, in the idle stop system, the engine is automatically started in response to an engine restart request such as a start operation without depending on the operation of the ignition switch. Even if the ranking is not performed, changes in the engine sound and vibrations may cause the driver to feel uncomfortable. In other words, in general, the engine has a particularly large intake charge amount in each cylinder at the time of start-up, so that it suddenly blows up.For example, when the driver depresses the accelerator pedal lightly to start the vehicle relatively slowly In addition, when the engine that starts automatically in response to this suddenly rises, the driver feels as if the vehicle has jumped forward and feels a strong sense of discomfort.

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アイドル時にエンジンを自動で停止し、その後に自動で再始動するようにしたエンジンの始動装置において、その再始動時の点火時期制御に工夫を凝らして、エンジン回転をスムーズに立ち上げ、その吹け上がりを抑えて、運転者が違和感を感じないようにすることにある。   The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide an engine starter that automatically stops the engine when idling and then restarts automatically. The idea is to devise the ignition timing control at the time, to start up the engine smoothly and to suppress the blow-up so that the driver does not feel uncomfortable.

前記の目的を達成するために、本願発明では、エンジンの始動に伴い略大気圧状態から低下する吸気の圧力状態を検出し、これが比較的高くて、気筒の吸気充填量が多くなる間は、点火時期を圧縮上死点後まで遅角させるようにした。   In order to achieve the above object, the present invention detects an intake pressure state that decreases from a substantially atmospheric pressure state as the engine starts, and while this is relatively high and the intake charge amount of the cylinder increases, The ignition timing was retarded until after compression top dead center.

より具体的に、請求項１の発明は、所定の再始動条件が成立したときに、停止している多気筒エンジンの少なくとも膨張行程にある気筒内に燃料を噴射供給して、点火、燃焼させることにより、クランク軸に正転方向のトルクを与えて自動で再始動するようにしたエンジンの始動装置を対象として、前記各気筒に共通の吸気通路における吸気圧状態を検出する吸気圧検出手段と、始動時に前記吸気圧検出手段により検出される吸気圧状態が大気圧近傍から低下して、予め設定した設定負圧状態になるまでの間、前記各気筒の点火時期を圧縮上死点以降になるように遅角制御する点火時期制御手段と、を備える構成とする。そして、前記設定負圧状態を、エンジン暖機後のアイドル運転時における吸気圧状態よりも高圧側に設定し、前記点火時期制御手段は、前記吸気圧検出手段により検出される吸気圧状態が前記設定負圧状態よりも低圧側になれば、点火時期を圧縮上死点前に進角させるものとする。 More specifically, according to the first aspect of the present invention, when a predetermined restart condition is satisfied, fuel is injected and supplied into at least the cylinder in the expansion stroke of the stopped multi-cylinder engine, and is ignited and burned. And an intake pressure detecting means for detecting an intake pressure state in an intake passage common to the cylinders, targeting an engine starter that applies a torque in the forward rotation direction to the crankshaft and automatically restarts. The ignition timing of each cylinder is set after the compression top dead center until the intake pressure state detected by the intake pressure detection means at the time of start-up decreases from the vicinity of the atmospheric pressure and becomes a preset negative pressure state set in advance. And an ignition timing control means for retarding the control. The set negative pressure state is set to be higher than the intake pressure state during idling after the engine is warmed up, and the ignition timing control means is configured so that the intake pressure state detected by the intake pressure detection means is When the pressure is lower than the set negative pressure state, the ignition timing is advanced before the compression top dead center.

前記の構成により、エンジンが自動で始動されるときには、少なくとも膨張行程で停止している気筒内に燃料が噴射供給され、これにより形成された混合気に点火されて燃焼することで、始動トルクが発生する。これによりエンジンが正転を開始すると、各気筒に順次、吸気通路の略大気圧状態の空気が吸入されて、充填量の多い状態になる一方、その吸気通路内の圧力は低下して、大気圧に近い状態から通常のアイドル運転時に対応する状態まで次第に低下してゆく。   With the above-described configuration, when the engine is automatically started, fuel is injected and supplied into the cylinder stopped at least in the expansion stroke, and the air-fuel mixture formed thereby is ignited and burned. appear. As a result, when the engine starts normal rotation, the air in the intake passage is gradually sucked into each cylinder, and the air in the intake passage is increased, while the pressure in the intake passage decreases. It gradually decreases from a state close to atmospheric pressure to a state corresponding to normal idle operation.

そして、そのような吸気圧状態（負圧）の変化が吸気圧検出手段により検出され、これが予め設定した負圧状態になるまでは、前記各気筒の点火時期が点火時期制御手段により圧縮上死点以降に遅角制御される。このように点火時期が遅角されて、燃焼が膨張行程で開始するようになると、この燃焼による始動トルクの増大が比較的穏やかなものとなる。すなわち、エンジンの始動トルクの増大が抑えられて、エンジン回転がスムーズに立ち上がるようになり、通常の始動モータによる始動時のような急な吹け上がりが抑制されて、運転者が違和感を覚えることがなくなる。   Then, such a change in the intake pressure state (negative pressure) is detected by the intake pressure detection means, and the ignition timing of each cylinder is compressed and dead by the ignition timing control means until it becomes a preset negative pressure state. Delay angle control is performed after the point. When the ignition timing is thus retarded and combustion starts in the expansion stroke, the increase in starting torque due to this combustion becomes relatively moderate. In other words, the increase in engine starting torque is suppressed, the engine rotation starts up smoothly, and sudden jumping up at the time of starting with a normal starting motor is suppressed, so that the driver may feel uncomfortable. Disappear.

また、前記設定負圧状態は、エンジン暖機後のアイドル運転時における吸気圧状態よりも所定値、高圧側に設定されており、このことで、前記吸気圧検出手段により検出される吸気圧状態が前記設定負圧状態よりも低圧側（負圧が大）になると、前記アイドル運転時の吸気圧状態になる前に、前記点火時期制御手段によって各気筒の点火時期が圧縮上死点前に進角させられて、機械効率のよい適正な点火時期となる。 Further , the set negative pressure state is set to a predetermined value and a higher pressure side than the intake pressure state during idling after the engine is warmed up, whereby the intake pressure state detected by the intake pressure detection means When the pressure becomes lower than the set negative pressure state (negative pressure is large), the ignition timing control means sets the ignition timing of each cylinder before the compression top dead center before the intake pressure state during the idling operation. is allowed to advance, that Do a good proper ignition timing of mechanical efficiency.

また、前記点火時期制御手段は、前記吸気圧検出手段により検出される吸気圧状態の低圧側への変化に応じて、点火時期を進角側に変更するものとするのが好ましい（請求項２の発明）。こうすれば、エンジン始動時に吸気通路内の吸気圧状態が低下して、各気筒への吸気の充填量が減少するのに従い、これによる燃焼圧力の低下を相殺するように当該気筒の点火時期が進角されることになるから、始動トルクの変動を抑えて、エンジン回転をよりスムーズに立ち上げることができる。 Further, the ignition timing control means, the intake in response to a change in the pressure detection low-pressure side of the intake air pressure state detected by the means, preferably those that change the ignition timing to the advance side (claim 2 Invention). In this way, as the intake pressure state in the intake passage decreases when the engine starts and the amount of intake air charged into each cylinder decreases, the ignition timing of that cylinder cancels the decrease in combustion pressure due to this. Since the angle is advanced, the fluctuation of the starting torque can be suppressed and the engine rotation can be started more smoothly.

或いは、前記点火時期制御手段は、吸気圧検出手段により検出される吸気圧状態に依らず、少なくとも、始動時に最初の圧縮上死点を迎える気筒の点火時期と、その次の２番目の圧縮上死点を迎える気筒の点火時期とを、換言すれば、エンジンの停止中に各々圧縮行程及び吸気行程にある気筒の各点火時期を、それぞれ、圧縮上死点後まで遅角させるものとしてもよい（請求項３、４の発明）。 Alternatively , the ignition timing control means does not depend on the intake pressure state detected by the intake pressure detection means, and at least the ignition timing of the cylinder that reaches the first compression top dead center at the start and the next second compression an ignition timing of the cylinder before the dead point, in other words, the respective ignition timing of the cylinder in the compression-stroke and intake stroke during stop of the engine, respectively, and assumed to be retarded to after top dead center of the compression stroke which may (invention of claim 3, 4).

すなわち、始動モータによるクランキングを行わずに自力でエンジンを始動する場合、特に最初と２番目の圧縮上死点を気筒の圧縮反力に打ち勝って越えることが重要である。そこで、少なくともそれらの気筒については吸気圧状態に依らず、点火時期を圧縮上死点後まで遅角させて、圧縮上死点前の点火、燃焼による気筒内圧の増大を回避することで、エンジン回転の抵抗となる気筒の圧縮反力を低下させて、エンジンの始動をより確実なものとすることができる。   That is, when starting the engine by itself without performing cranking by the starter motor, it is particularly important to overcome the compression reaction force of the cylinder over the first and second compression top dead centers. Therefore, at least for those cylinders, regardless of the intake pressure state, the ignition timing is retarded until after the compression top dead center, thereby avoiding an increase in cylinder internal pressure due to ignition and combustion before the compression top dead center. By reducing the compression reaction force of the cylinder, which becomes a resistance to rotation, the engine can be started more reliably.

そして、そのようにして始動時の２番目の圧縮上死点を通過して、エンジン回転速度がある程度高くなれば、今度は急な吹け上がりが問題になるが、その次の点火順の気筒、即ち始動時に３番目の圧縮上死点を迎える気筒（エンジンの停止時に排気行程にある気筒）については、上述したように吸気圧状態に応じて点火時期が遅角されることになり、これにより、エンジンの急な吹け上がりは抑制される。 And if it passes through the second compression top dead center at the time of starting in this way and the engine speed increases to some extent, a sudden rise will be a problem this time. That is, for the cylinder that reaches the third compression top dead center at the time of starting (the cylinder that is in the exhaust stroke when the engine is stopped), the ignition timing is retarded according to the intake pressure state as described above. Sudden engine surging is suppressed .

以上、説明したように、本願の請求項１、２の発明に係るエンジンの始動装置によると、アイドル時にエンジンを自動で停止し、その後に自動で且つ自力で再始動するようにした始動装置において、その再始動時に吸気の圧力状態を検出し、これが比較的高くて、気筒の吸気充填量が多くなると考えられる期間は、点火時期を圧縮上死点以降に遅角させることにより、上死点前の点火、燃焼による気筒内圧の上昇がなくなって、エンジン回転の落ち込みが小さくなるとともに、その燃焼による始動トルクの立ち上がりが比較的穏やかなものとなるので、エンジン回転をスムーズに上昇させながら、その急な吹け上がりは防止することができる。これにより、自動で始動する場合であっても、運転者は違和感を感じることがなくなる。 As described above, according to the engine starting device according to the first and second aspects of the present invention, in the starting device that automatically stops the engine when idling, and then restarts automatically and by itself. During the restart, the pressure state of the intake air is detected, and the period during which the intake charge amount of the cylinder is considered to be relatively high and the intake charge amount of the cylinder is increased is retarded by retarding the ignition timing after the compression top dead center. The increase in the cylinder pressure due to the previous ignition and combustion is eliminated, the engine rotation drop is reduced, and the start-up torque rise due to the combustion becomes relatively gentle. A sudden rise can be prevented. Thereby, even if it is a case where it starts automatically, a driver does not feel uncomfortable.

また、請求項３、４の発明によると、エンジンの再始動時に最初の圧縮上死点を迎える気筒と、その次の２番目の圧縮上死点を迎える気筒については、吸気圧状態に依らず点火時期を圧縮上死点後まで遅角させることにより、エンジンの始動をより確実なものとすることができる。 Further, according to the invention of claim 3, 4, and cylinder before the first compression top dead center when the engine is restarted, the cylinder before the second compression top dead center of the next, regardless of the intake pressure conditions By retarding the ignition timing until after compression top dead center, the engine can be started more reliably.

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

−エンジン制御システムの概略構成−
図１及び図２は、本発明に係るエンジン始動装置を含むエンジン制御システムの実施形態を示し、このエンジンシステムＥは、シリンダヘッド１０及びシリンダブロック１１を備えたエンジン１と、該エンジン１を制御するためのＥＣＵ２（エンジンコントローラ）とを備えている。前記エンジン１には、図２に示すように４つの気筒１２Ａ〜１２Ｄが設けられていて、該各気筒１２Ａ〜１２Ｄの内部には、図１に示すように、クランク軸３に連結されるピストン１３がそれぞれ嵌挿され、これにより、前記各気筒１２Ａ〜１２Ｄ内部でピストン１３の上方には燃焼室１４が形成されている。 -Schematic configuration of engine control system-
1 and 2 show an embodiment of an engine control system including an engine starter according to the present invention. The engine system E controls an engine 1 including a cylinder head 10 and a cylinder block 11, and controls the engine 1. ECU2 (engine controller) for carrying out. As shown in FIG. 2, the engine 1 is provided with four cylinders 12A to 12D. Inside each of the cylinders 12A to 12D, pistons connected to the crankshaft 3 as shown in FIG. Thus, a combustion chamber 14 is formed above the piston 13 in each of the cylinders 12A to 12D.

ここで、一般的に、多気筒４サイクルエンジンにおいては、各気筒が所定の位相差をもって吸気、圧縮、膨張、排気の各行程からなる燃焼サイクルを行うようになっており、この実施形態の４気筒エンジンの場合、気筒列方向一端側から１番気筒１２Ａ、２番気筒１２Ｂ、３番気筒１２Ｃ、４番気筒１２Ｄと呼ぶと、図６(e)に示すように、１番気筒（＃１）、３番気筒（＃３）、４番気筒（＃４）、２番気筒（＃２）の順にクランク角で１８０度ずつの位相差をもって燃焼が行われるようになっている。   Here, in general, in a multi-cylinder four-cycle engine, each cylinder performs a combustion cycle composed of intake, compression, expansion, and exhaust strokes with a predetermined phase difference. In the case of a cylinder engine, when the first cylinder 12A, the second cylinder 12B, the third cylinder 12C, and the fourth cylinder 12D are called from one end in the cylinder row direction, as shown in FIG. 6 (e), the first cylinder (# 1 ) Combustion is performed with a phase difference of 180 degrees in crank angle in the order of the third cylinder (# 3), the fourth cylinder (# 4), and the second cylinder (# 2).

前記各気筒１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれの燃焼室１４の頂部には、該燃焼室１４内の混合気に点火して燃焼させるための点火プラグ１５が設けられていて、それらの各点火プラグ１５先端の電極が前記燃焼室１４内に臨むように配置されている。また、前記燃焼室１４の側方（図１の右方向）には、該燃焼室１４内に燃料を直接、噴射する燃料噴射弁１６が設けられていて、該燃料噴射弁１６は、前記点火プラグ１５の電極付近に向かって燃料を噴射するように噴射方向が調整されている。この燃料噴射弁１６は、図示しないニードル弁及びソレノイドを内蔵しており、前記ＥＣＵ２からのパルス信号の入力によりそのパルス幅に対応する時間だけ開弁駆動されて、その駆動時間に応じた量の燃料を各気筒１２Ａ〜１２Ｄ内に噴射するように構成されている。なお、前記燃料噴射弁１６には、図示しない燃料ポンプにより燃料供給通路等を介して燃料が供給されるようになっていて、前記エンジンシステムＥには、その燃料供給圧が圧縮行程での燃焼室１４内の圧力よりも高くなるように燃料供給系統が構成されている。   A spark plug 15 for igniting and burning the air-fuel mixture in the combustion chamber 14 is provided at the top of each combustion chamber 14 of each of the cylinders 12A to 12D. An electrode is disposed so as to face the combustion chamber 14. A fuel injection valve 16 for directly injecting fuel into the combustion chamber 14 is provided on the side of the combustion chamber 14 (right direction in FIG. 1). The injection direction is adjusted so that fuel is injected toward the vicinity of the electrode of the plug 15. The fuel injection valve 16 includes a needle valve and a solenoid (not shown). The fuel injection valve 16 is driven to open for a time corresponding to the pulse width in response to the input of a pulse signal from the ECU 2, and has an amount corresponding to the driving time. The fuel is injected into the cylinders 12A to 12D. The fuel injection valve 16 is supplied with fuel through a fuel supply passage or the like by a fuel pump (not shown), and the fuel supply pressure of the engine system E is combusted in the compression stroke. The fuel supply system is configured to be higher than the pressure in the chamber 14.

また、前記各気筒１２Ａ〜１２Ｄの燃焼室１４の上部には、該燃焼室１４に向かって開口する吸気ポート１７及び排気ポート１８が設けられていて、これらのポート１７，１８に吸気弁１９及び排気弁２０がそれぞれ配設されている。これらの吸気弁１９及び排気弁２０は、図示省略のカムシャフト等からなる動弁機構により駆動され、上述のとおり、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、該各気筒毎の吸・排気弁１９，２０の開閉タイミングが設定されている。   Further, an intake port 17 and an exhaust port 18 opening toward the combustion chamber 14 are provided at the upper part of the combustion chamber 14 of each of the cylinders 12A to 12D. Exhaust valves 20 are respectively provided. These intake valve 19 and exhaust valve 20 are driven by a valve operating mechanism including a camshaft (not shown), and as described above, each of the cylinders 12A to 12D performs a combustion cycle with a predetermined phase difference. The opening / closing timing of the intake / exhaust valves 19 and 20 for each cylinder is set.

また、前記吸気ポート１７及び排気ポート１８にそれぞれ連通するように吸気通路２１及び排気通路２２が設けられており、図２に示すように、前記吸気ポート１７に近い吸気通路２１の下流側は各気筒１２Ａ〜１２Ｄ毎に独立の分岐吸気通路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よりも上流の吸気通路２１は各気筒１２Ａ〜１２Ｄに共通の共通吸気通路２１ｃであり、この通路２１ｃには例えばバタフライ弁により通路断面積を調節して吸気流を絞るスロットル弁２３と、これを駆動するアクチュエータ２４とが配設され、さらに、図２にのみ示すが、スロットル弁２３の上流側及び下流側には、それぞれ、吸気量を検出するためのエアフローセンサ２５と吸気圧力（吸気圧状態）を検出するための吸気圧センサ２６とが配設されている。なお、この実施形態のエンジン１では、前記スロットル弁２３にはバイパス通路は備わっておらず、アイドル運転時の吸気流量はスロットル開度で調整するようになっている。   Further, an intake passage 21 and an exhaust passage 22 are provided so as to communicate with the intake port 17 and the exhaust port 18, respectively. As shown in FIG. An independent branch intake passage 21a is provided for each of the cylinders 12A to 12D, and the upstream end of each branch intake passage 21a communicates with the surge tank 21b. The intake passage 21 upstream of the surge tank 21b is a common intake passage 21c common to the cylinders 12A to 12D. The throttle valve 23 adjusts the cross-sectional area of the passage 21c by, for example, a butterfly valve to restrict the intake flow. 2 and an actuator 24 for driving the air flow sensor. Further, as shown only in FIG. 2, on the upstream side and the downstream side of the throttle valve 23, an air flow sensor 25 and an intake pressure for detecting the intake air amount, respectively. An intake pressure sensor 26 for detecting (intake pressure state) is provided. In the engine 1 of this embodiment, the throttle valve 23 is not provided with a bypass passage, and the intake air flow rate during idle operation is adjusted by the throttle opening.

一方、前記各気筒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２９が配設されている。この触媒２９は、例えば、排気の空燃比状態が理論空燃比近傍にあるときにＨＣ、ＣＯ、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２９は、三元触媒に限らず、前記のような酸素吸蔵能を有するものであればよく、例えば、酸素過剰雰囲気でもＮＯｘを浄化可能ないわゆるリーンＮＯｘ触媒であってもよい。   On the other hand, a catalyst 29 for purifying the exhaust is disposed downstream of the collection portion of the exhaust passage 22 where exhaust from the cylinders 12A to 12D collects. This catalyst 29 is, for example, a so-called three-way catalyst in which the purification rate of HC, CO, and NOx is extremely high when the air-fuel ratio state of the exhaust is in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio, and this is a relatively high oxygen concentration in the exhaust. It has an oxygen storage capacity for storing it in a high oxygen excess atmosphere. When the oxygen concentration is relatively low, the stored oxygen is released and reacted with HC, CO and the like. The catalyst 29 is not limited to a three-way catalyst, and may be any catalyst having an oxygen storage capacity as described above. For example, the catalyst 29 may be a so-called lean NOx catalyst that can purify NOx even in an oxygen-excess atmosphere.

また、前記エンジン１には、ベルト等によりクランク軸３に駆動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には、詳細は図示しないが、フィールドコイルの電流を制御することによって出力電圧を変更し、これにより発電量を調整するレギュレータ回路２８ａが内蔵されており、このレギュレータ回路２８ａに前記ＥＣＵ２からの制御指令（例えば電圧）が入力されることで、基本的には車両の電装品の電気負荷と車載バッテリ電圧とに応じて発電量が制御されるようになっている。このようにしてオルタネータ２８の発電量が変更されるときには、これに伴いその駆動力、即ちエンジン１の外部負荷の大きさが変化することになる。   The engine 1 is provided with an alternator 28 that is drivingly connected to the crankshaft 3 by a belt or the like. Although not shown in detail, the alternator 28 includes a regulator circuit 28a that changes the output voltage by controlling the current of the field coil and thereby adjusts the amount of power generation, and the regulator circuit 28a includes the ECU 2. By inputting a control command (for example, voltage) from the vehicle, the amount of power generation is basically controlled in accordance with the electric load of the vehicle electrical component and the in-vehicle battery voltage. When the power generation amount of the alternator 28 is changed in this way, the driving force, that is, the magnitude of the external load of the engine 1 changes accordingly.

さらに、前記エンジンシステムＥには、前記クランク軸３の回転角を検出する２つのクランク角センサ３０，３１が設けられており、主に一方のクランク角センサ３０からの信号に基づいてエンジン回転速度を求めるとともに、詳しくは後述するが、それら２つのクランク角センサ３０，３１から出力される互いに位相のずれたクランク角信号によって、前記クランク軸３の回転方向及び回転角度を検出するようになっている。加えて、このエンジンシステムＥには、カムシャフトの特定の回転位置を検出して気筒識別信号として出力するカム角センサ３２、エンジン冷却水の温度（エンジン水温）を検出する水温センサ（図示せず）、アクセル開度（アクセル操作量）を検出するアクセル開度センサ３４等が配設されている。   Further, the engine system E is provided with two crank angle sensors 30 and 31 for detecting the rotation angle of the crankshaft 3, and the engine rotation speed is mainly based on a signal from one crank angle sensor 30. As will be described in detail later, the rotation direction and the rotation angle of the crankshaft 3 are detected by the crank angle signals output from the two crank angle sensors 30 and 31 that are out of phase with each other. Yes. In addition, the engine system E includes a cam angle sensor 32 that detects a specific rotational position of the camshaft and outputs it as a cylinder identification signal, and a water temperature sensor (not shown) that detects the temperature of the engine cooling water (engine water temperature). ), An accelerator opening sensor 34 for detecting the accelerator opening (accelerator operation amount) is provided.

前記ＥＣＵ２は、前記各センサ２５，２６，３０〜３４からの信号を受け、前記燃料噴射弁１６に対して燃料噴射量及びその噴射時期を制御する信号を出力するとともに、点火プラグ１５の点火装置２７に対して点火時期を制御する信号を出力し、さらに、前記スロットル弁２３のアクチュエータ２４に対してスロットル開度を制御する信号を出力する。そして、以下に詳述するが、前記ＥＣＵ２は、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、各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの燃料供給を停止して（燃料カット）自動的にエンジンを停止させるとともに、その後、運転者のアクセル操作等により所定のエンジン再始動条件が成立したときには、自動的にエンジン１を再始動させるようになっている。   The ECU 2 receives signals from the sensors 25, 26, 30 to 34 and outputs a signal for controlling the fuel injection amount and the injection timing to the fuel injection valve 16, and an ignition device for the ignition plug 15. 27 outputs a signal for controlling the ignition timing, and further outputs a signal for controlling the throttle opening to the actuator 24 of the throttle valve 23. As will be described in detail below, the ECU 2 stops the fuel supply to each cylinder 12A to 12D (fuel cut) and automatically stops the engine when a predetermined engine stop condition is satisfied during idling. After that, when a predetermined engine restart condition is satisfied by the driver's accelerator operation or the like, the engine 1 is automatically restarted.

すなわち、前記エンジン１の再始動時には始動モータの力を借りることなく、エンジン１をそれ自体の力のみで始動させるのであるが、この実施形態では、図３に模式的に示すように、まず、ピストン１３が圧縮行程の途中で停止している気筒１２（図の例では＃１気筒１２Ａであり、以下、停止時圧縮行程気筒ともいう）で最初の燃焼を行わせて、ピストン１３を押し下げることにより、クランク軸３を少しだけ逆転させ（同図(a)）、これにより、膨張行程にある気筒１２（図の例では＃２気筒１２Ｂであり、以下、停止時膨張行程気筒ともいう）のピストン１３を上昇させて、この気筒１２Ｂ内の混合気を圧縮する（同図(b)）。そして、そのようにして圧縮されて温度及び圧力の高くなった膨張行程気筒１２Ｂ内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に正転方向のトルクを与えて、エンジン１を始動するようにしている。   That is, when the engine 1 is restarted, the engine 1 is started only with its own power without borrowing the power of the starting motor. In this embodiment, as schematically shown in FIG. The first combustion is performed in the cylinder 12 in which the piston 13 is stopped in the middle of the compression stroke (# 1 cylinder 12A in the example in the figure, hereinafter also referred to as the compression stroke cylinder when stopped), and the piston 13 is pushed down. Thus, the crankshaft 3 is slightly rotated reversely ((a) in the figure), so that the cylinder 12 in the expansion stroke (# 2 cylinder 12B in the example in the figure, hereinafter also referred to as the stop expansion stroke cylinder). The piston 13 is raised to compress the air-fuel mixture in the cylinder 12B ((b) in the figure). Then, by igniting and burning the air-fuel mixture in the expansion stroke cylinder 12B that has been compressed and thus increased in temperature and pressure, a torque in the forward rotation direction is given to the crankshaft 3, and the engine 1 is I try to start it.

そのようにエンジン１をそれ自体の力のみによって始動させるためには、前記停止時膨張行程気筒１２Ｂの燃焼によってクランク軸３にできるだけ大きな正転方向のトルクを与え、これにより、同図(c)に示すように続いて圧縮上死点（以下、ＴＤＣと略称）を迎える気筒１２Ａが、その圧縮反力（圧縮圧力）に打ち勝ってＴＤＣを越えるようにしなければならない。従って、エンジン１の確実な始動のためには前記停止時膨張行程気筒１２Ｂ内に燃焼のための空気を十分に確保しておく必要がある。   In order to start the engine 1 only with its own force in this way, the torque in the forward rotation direction as much as possible is given to the crankshaft 3 by the combustion of the expansion stroke cylinder 12B at the time of stop, and thereby (c) in FIG. As shown in FIG. 6, the cylinder 12A that reaches compression top dead center (hereinafter abbreviated as TDC) must overcome the compression reaction force (compression pressure) and exceed TDC. Therefore, in order to start the engine 1 reliably, it is necessary to ensure sufficient air for combustion in the stop-time expansion stroke cylinder 12B.

そのために、この実施形態では、アイドル時にエンジン１を自動で停止させるときに、まず、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの掃気が十分に行われるように、アイドル回転速度よりもやや高い所定回転速度で燃料カットを行うとともに、その後の所定期間、スロットル弁２３を開いて、予め設定した開度になるように制御する。そして、そのスロットル弁２３を予め設定した適切なタイミングで閉じることで、前記停止時膨張行程気筒１２Ｂ及び停止時圧縮行程気筒１２Ａへそれぞれ吸入される空気量が十分に多くなり、且つ該膨張行程気筒１２Ｂの空気量が圧縮行程気筒１２Ａよりもやや多くなるようにしている。   Therefore, in this embodiment, when the engine 1 is automatically stopped during idling, first, the fuel is cut at a predetermined rotational speed slightly higher than the idling rotational speed so that the scavenging of each cylinder 12A to 12D is sufficiently performed. At the same time, the throttle valve 23 is opened for a predetermined period of time to control the opening degree to be set in advance. Then, by closing the throttle valve 23 at an appropriate preset timing, the amount of air sucked into the stop expansion stroke cylinder 12B and the stop compression stroke cylinder 12A is sufficiently increased, and the expansion stroke cylinder The air amount of 12B is set to be slightly larger than that of the compression stroke cylinder 12A.

こうすることで、その２つの気筒１２Ａ，Ｂ内の空気の圧縮圧力のバランスによって、膨張行程気筒１２Ｂのピストン１３が行程中央部から多少、下死点（ＢＤＣ）寄りの再始動に好適な所定範囲Ｒ（後述）内に停止するようになる。   By doing so, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12B is somewhat suitable for restarting near the bottom dead center (BDC) from the center of the stroke due to the balance of the compression pressure of the air in the two cylinders 12A and 12B. It stops within a range R (described later).

−エンジンの停止制御−
次に、前記ＥＣＵ２によるエンジン停止の制御について主に図４〜７を参照して説明する。なお、図４及び図５は停止制御の手順を示すフローチャート図であり、図６は、燃料カットから惰性で回転するエンジン１が停止するまでの間（以下、停止動作期間ともいう）におけるエンジン回転速度、クランク角及び各気筒１２Ａ〜１２Ｄの行程の変化を互いに対応づけて示すとともに、その間に行われるスロットル開度の制御と、これによる吸気圧力（吸気管負圧）の変化とを模式的に示す説明図である。 -Engine stop control-
Next, engine stop control by the ECU 2 will be described mainly with reference to FIGS. 4 and 5 are flowcharts showing the procedure of the stop control, and FIG. 6 shows the engine rotation during the period from the fuel cut to the inertial rotation of the engine 1 (hereinafter also referred to as a stop operation period). Changes in speed, crank angle, and stroke of each cylinder 12A to 12D are shown in association with each other, and the control of the throttle opening performed during that time and the change in intake pressure (intake pipe negative pressure) thereby are schematically shown. It is explanatory drawing shown.

また、図７は、前記停止動作期間において徐々に回転が低下するエンジン１のＴＤＣ回転速度（後述）と、停止後の膨張行程気筒１２におけるピストン停止位置との相関関係を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing a correlation between the TDC rotational speed (described later) of the engine 1 whose rotation gradually decreases during the stop operation period, and the piston stop position in the expansion stroke cylinder 12 after the stop.

まず、前記図６(a)に示すように、エンジン１の運転中に所定の設定回転速度（図例では８００ｒｐｍ）で燃料カットが行われると（時刻ｔ０）、そのときにクランク軸３やフライホイール等の運動部分が有する運動エネルギーが機械的な摩擦や各気筒１２Ａ〜１２Ｄのポンプ仕事によって消費されることで、エンジン回転速度が徐々に低下し、エンジン１は惰性で数回転した後に停止することになる。詳しくは、そのようにエンジン１が惰性で回転する間、エンジン回転速度は、微視的には各気筒１２Ａ〜１２Ｄの圧縮上死点（ＴＤＣ）を迎える毎に一時的に大きく落ち込み、ＴＤＣを越えると再び上昇する、というようにアップダウンを繰り返しながら低下して行く。そして、例えば図示の如く約８００ｒｐｍで燃料カットした場合には、通常はＴＤＣを８、９回越えて、その最後のＴＤＣを越えた後に（時刻ｔ３）、その次のＴＤＣを越えることができなくなって、停止に至る（時刻ｔ４〜ｔ６）。   First, as shown in FIG. 6 (a), when a fuel cut is performed at a predetermined set rotational speed (800 rpm in the illustrated example) during operation of the engine 1 (time t0), the crankshaft 3 and fly The kinetic energy of a moving part such as a wheel is consumed by mechanical friction and pumping work of each cylinder 12A to 12D, so that the engine rotation speed gradually decreases, and the engine 1 stops after several revolutions due to inertia. It will be. In detail, while the engine 1 rotates by inertia, the engine rotation speed temporarily decreases greatly every time the compression top dead center (TDC) of each of the cylinders 12A to 12D is reached. When it exceeds, it rises again, and it goes down while repeating up and down. For example, when the fuel is cut at about 800 rpm as shown in the figure, the TDC is usually exceeded 8 or 9 times, and after the last TDC (time t3), the next TDC cannot be exceeded. To stop (time t4 to t6).

すなわち、前記の如くＴＤＣを越えることができずに圧縮行程に留まる気筒１２（図の＃１気筒１２Ａ）では、慣性力によるピストン１３の上昇に伴い空気圧が高まり、その圧縮反力によってピストン１３が一旦、停止（時刻ｔ４）した後に、ＢＤＣに向かって押し返される。これによりクランク軸３は逆転し、同図(a)に示すようにエンジン回転速度が負値になるが、そうすると、今度は膨張行程にある気筒１２（前記最後のＴＤＣを越えて膨張行程に移行した気筒であり、図例では＃２気筒１２Ｂ）の空気圧が上昇して、ピストン１３にＢＤＣ側への圧縮反力が作用し、この圧縮反力によって該膨張行程気筒１２のピストン１３が一旦、停止（時刻ｔ５）した後に、ＢＤＣに向かって押し返される。こうしてクランク軸３は再び正転し、エンジン回転速度は正値に戻る。   That is, as described above, in the cylinder 12 (# 1 cylinder 12A in the figure) that cannot exceed TDC and remains in the compression stroke, the air pressure increases as the piston 13 rises due to inertial force, and the compression reaction force causes the piston 13 to move. Once stopped (time t4), it is pushed back toward the BDC. As a result, the crankshaft 3 reverses and the engine speed becomes a negative value as shown in FIG. 5A. Then, this time, the cylinder 12 in the expansion stroke (transition to the expansion stroke beyond the last TDC) is performed. In this example, the air pressure of the # 2 cylinder 12B) rises, and a compression reaction force to the BDC side acts on the piston 13, and the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12 is temporarily caused by this compression reaction force. After stopping (time t5), it is pushed back toward the BDC. Thus, the crankshaft 3 rotates forward again, and the engine speed returns to a positive value.

そのように、圧縮行程気筒１２及び膨張行程気筒１２のピストン１３にそれぞれ逆向きに作用する圧縮反力によって、各気筒１２Ａ〜１２Ｄのピストン１３はそれぞれ数回、往復作動した後に停止することになるが（時刻ｔ６）、その停止位置は、前記圧縮及び膨張行程気筒１２の圧縮反力のバランスによって概略決定されるとともに、エンジン１の摩擦等の影響を受けて、停止前に最後にＴＤＣを越えるときのエンジン１の回転慣性、即ち最後にＴＤＣを越えるときのエンジン回転速度の高低に応じて変化することになる。   As described above, the pistons 13 of the cylinders 12 </ b> A to 12 </ b> D are reciprocated several times and stopped after the compression reaction forces acting in the opposite directions on the pistons 13 of the compression stroke cylinder 12 and the expansion stroke cylinder 12. (Time t6), the stop position is roughly determined by the balance between the compression reaction forces of the compression and expansion stroke cylinders 12, and finally exceeds TDC before the stop due to the influence of the friction of the engine 1 and the like. It changes according to the rotational inertia of the engine 1 at the time, that is, the level of the engine speed when the TDC is finally exceeded.

従って、エンジン停止時に膨張行程にある気筒１２のピストン１３を再始動に適した所定範囲Ｒ内に停止させるためには、まず、その停止時膨張行程気筒１２及び停止時圧縮行程気筒１２の圧縮反力がいずれも十分に大きくなり、且つ膨張行程気筒１２の圧縮反力が圧縮行程気筒１２よりも所定以上、大きな適切なバランスとなるように、両方の気筒１２への吸入空気量を調節する必要がある。このために、この実施形態では、図６(c)に示すように、燃料カット後に直ちに開いたスロットル弁２３（時刻ｔ１）を所定期間の経過後に閉じて（時刻ｔ２）、同図(d)に示すように一時的に吸気管負圧を減少させる（吸気量は増大）ことで、停止時の圧縮及び膨張行程気筒１２にそれぞれ所要量の空気が吸入されるようにしている。   Therefore, in order to stop the piston 13 of the cylinder 12 in the expansion stroke when the engine is stopped within the predetermined range R suitable for restarting, first, the compression reaction of the expansion stroke cylinder 12 at the stop time and the compression stroke cylinder 12 at the stop time is first. It is necessary to adjust the amount of intake air to both cylinders 12 so that the force is sufficiently large and the compression reaction force of the expansion stroke cylinder 12 is in a suitable balance larger than the compression stroke cylinder 12 by a predetermined amount or more. There is. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 6 (c), the throttle valve 23 (time t1) opened immediately after the fuel cut is closed after the lapse of a predetermined period (time t2). As shown, the intake pipe negative pressure is temporarily reduced (intake amount is increased), so that the required amount of air is sucked into the compression and expansion stroke cylinders 12 when stopped.

但し、実際のエンジン１ではスロットル弁２３自体や吸気ポート１７、分岐吸気通路２１ａ等の形状に個体ばらつきがあり、それらを流通する空気流の挙動が変化することもあって、エンジン１の停止動作期間に各気筒１２Ａ〜１２Ｄに流入する空気の量には或る程度のばらつきを生じるから、上述のようなスロットル弁２３の開閉制御を行ったとしても、それだけではエンジン停止時に圧縮行程や膨張行程になる気筒１２のピストン停止位置を正確に目標とする範囲Ｒ内に収めるることは難しい。   However, the actual engine 1 has individual variations in the shape of the throttle valve 23 itself, the intake port 17, the branch intake passage 21a, and the like, and the behavior of the air flow that circulates there may change. Since the amount of air flowing into each of the cylinders 12A to 12D varies to some extent during the period, even if the opening / closing control of the throttle valve 23 as described above is performed, it is only that when the engine is stopped, the compression stroke or the expansion stroke It is difficult to accurately set the piston stop position of the cylinder 12 to be within the target range R.

この点につき、この実施形態では、図７に一例を示すように、停止動作期間においてエンジン回転速度が徐々に低下する過程で、各気筒１２Ａ〜１２Ｄが順次、ＴＤＣを通過するときのエンジン回転速度（以下、ＴＤＣ回転速度ともいう）と、エンジン停止後に膨張行程にある気筒１２のピストン停止位置との間に明確な相関関係があることに着目して、前記図６(a)に示すようにエンジン回転速度が低下する過程で１８０°ＣＡ毎のＴＤＣ回転速度をそれぞれ検出し、この検出値に応じてオルタネータ２８の発電量やスロットル弁２３の開度を制御することにより、エンジン回転の落ち具合を調整するようにしている。   In this regard, in this embodiment, as shown in an example in FIG. 7, the engine rotation speed when each of the cylinders 12 </ b> A to 12 </ b> D sequentially passes TDC in the process of gradually decreasing the engine rotation speed during the stop operation period. Focusing on the fact that there is a clear correlation between (hereinafter also referred to as TDC rotational speed) and the piston stop position of the cylinder 12 in the expansion stroke after the engine is stopped, as shown in FIG. By detecting the TDC rotational speed at every 180 ° CA in the process of decreasing the engine rotational speed, and controlling the power generation amount of the alternator 28 and the opening degree of the throttle valve 23 according to the detected value, the degree of decrease in the engine rotational speed is detected. To adjust.

詳しくは、前記図７は、上述の如くエンジン回転速度が略８００ｒｐｍのときに燃料カットを行い、その後の所定期間、スロットル弁２３を開状態に維持するようにして、惰性で回転するエンジン１の各気筒１２Ａ〜１２ＤがＴＤＣを越える度に、そのときのエンジン回転速度（ＴＤＣ回転速度）を計測するとともに、そうして停止した後の膨張行程気筒１２のピストン位置を調べて、このピストン位置を縦軸に、また、前記ＴＤＣ回転速度を横軸に取って、両者の関係を表したものである。このような作業を所定回数、繰り返すことで、エンジン停止動作期間におけるＴＤＣ回転速度と停止後の膨張行程気筒１２におけるピストン停止位置との間の相関関係を表す分布図が得られる。   Specifically, FIG. 7 shows that the engine 1 that rotates by inertia is cut off when the engine speed is approximately 800 rpm as described above, and the throttle valve 23 is kept open for a predetermined period thereafter. Each time the cylinders 12A to 12D exceed TDC, the engine rotational speed (TDC rotational speed) at that time is measured, and the piston position of the expansion stroke cylinder 12 after being stopped is examined, and this piston position is determined. The relationship between the two is shown with the vertical axis and the TDC rotational speed on the horizontal axis. By repeating such an operation a predetermined number of times, a distribution diagram showing a correlation between the TDC rotational speed during the engine stop operation period and the piston stop position in the expansion stroke cylinder 12 after the stop is obtained.

図の例では、エンジン停止前の最後のＴＤＣを越えるときの回転速度は示されておらず、燃料カット直後のＴＤＣ回転速度（図例では最後から数えて９番目のもの）から最後の１つ前のＴＤＣ回転速度（最後から数えて２番目のもの）までのデータが示されている。この最後から９〜２番目のＴＤＣ回転速度は、それぞれ一塊りとなって分布しており、特に図示の６〜２番目のものにおいて明らかなように、ＴＤＣ回転速度が或る特定の範囲（図に斜線を入れて示す範囲）にあれば、ピストン停止位置が再始動に好適な範囲Ｒ（図の例ではＡＴＤＣ１００〜１２０°ＣＡ）に入ることが分かる。   In the example in the figure, the rotation speed when the last TDC before the engine stop is not shown, but the last one from the TDC rotation speed immediately after the fuel cut (the ninth in the example counted from the end) is not shown. Data up to the previous TDC rotational speed (second one from the end) is shown. The 9th to 2nd TDC rotation speeds from the last are distributed in a lump, and as is apparent in the 6th to 2nd ones shown in the figure, the TDC rotation speed is within a certain range (see FIG. If it is within a range indicated by hatching, it can be seen that the piston stop position falls within a range R suitable for restart (ATDC 100 to 120 ° CA in the example in the figure).

前記の如く、膨張行程気筒１２のピストン１３がエンジン１の再始動に好適な所定範囲Ｒに停止することになるＴＤＣ回転速度の特定の範囲を以下、この明細書では適正回転速度範囲と呼ぶものとする。そして、この実施形態では、以下に詳述するが、前記図６(a)のようにエンジン回転速度がアップダウンを繰り返しながら低下するときに、各気筒１２Ａ〜１２Ｄ毎のＴＤＣ回転速度をそれぞれ検出し、この検出値と前記適正回転速度範囲とを比較して、両者の速度偏差に応じてオルタネータ２８の発電量やスロットル弁２３の開度を制御するようにしている。   As described above, the specific range of the TDC rotational speed at which the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12 stops within the predetermined range R suitable for restarting the engine 1 is hereinafter referred to as an appropriate rotational speed range in this specification. And In this embodiment, as will be described in detail below, when the engine speed decreases while repeating up and down as shown in FIG. 6 (a), the TDC rotation speed for each cylinder 12A to 12D is detected. Then, the detected value is compared with the appropriate rotational speed range, and the power generation amount of the alternator 28 and the opening degree of the throttle valve 23 are controlled according to the speed deviation between them.

すなわち、まず、燃料カット直後の所定期間は、上述の如く、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの掃気等のためにスロットル弁２３を比較的大きく開いており、このスロットルの開度をさらに調整しても気筒１２のポンプ仕事量があまり変化しないから、これによるエンジン回転速度の調整は難しい。そこで、この間は意図的にオルタネータ２８を発電作動させるとともに、その発電量を変更制御して、そのための発電駆動力の大きさを変化させることにより、エンジン回転速度の低下の度合い調整する。この際、ＴＤＣ回転速度が適正回転速度範囲の下限寄りになるように、即ちエンジン回転がやや落ち気味になるように、オルタネータ２８の発電量を大きめに制御する。   That is, first, during a predetermined period immediately after the fuel cut, as described above, the throttle valve 23 is opened relatively large for scavenging of each of the cylinders 12A to 12D. Even if the throttle opening is further adjusted, the cylinder Since the pump work of 12 does not change so much, it is difficult to adjust the engine speed. Therefore, during this period, the alternator 28 is intentionally operated to generate power, and the amount of power generation is controlled by changing the magnitude of the power generation driving force for that purpose, thereby adjusting the degree of decrease in engine rotation speed. At this time, the power generation amount of the alternator 28 is controlled to be large so that the TDC rotation speed is close to the lower limit of the appropriate rotation speed range, that is, the engine rotation is slightly lowered.

また、前記所定期間の経過後は、スロットル弁２３の開度を制御してエンジン１のポンプ仕事量を調整することによって、エンジン回転速度の低下の度合いを調整する。但し、サージタンク２１ｂの上流に配置したスロットル弁２３の場合、これを閉じる側に制御しても各気筒１２Ａ〜１２Ｄの吸気量の変化は鈍いから、前記のように予めオルタネータ２８の制御によってエンジン回転速度を低めに誘導しておいて、ＴＤＣ回転速度が適正回転速度範囲よりも低くなったときにのみ、エンジン回転速度の低下が緩やかになるようにスロットル開度を開き側に制御するようにしている。   Further, after the predetermined period has elapsed, the degree of decrease in the engine rotation speed is adjusted by adjusting the pump work amount of the engine 1 by controlling the opening degree of the throttle valve 23. However, in the case of the throttle valve 23 arranged upstream of the surge tank 21b, the change in the intake air amount of each of the cylinders 12A to 12D is slow even if the throttle valve 23 is controlled to close, so that the engine is previously controlled by the alternator 28 as described above. Only when the TDC rotational speed is lower than the appropriate rotational speed range, the throttle opening is controlled to the open side so that the decrease in the engine rotational speed is moderated. ing.

そのように、オルタネータ２８の発電制御とスロットル弁２３の開度の制御とによってエンジン回転速度の低下の度合いを調整して、遅くとも最後のＴＤＣを通過するまでにＴＤＣ回転速度が前記適正回転速度範囲に収まるようにすれば、この時点でクランク軸３やフライホイール、或いはピストン１３、コネクティングロッド等の運動部分が有する運動エネルギーや圧縮行程気筒１２の高圧空気が有する位置エネルギー等が、その後に作用する摩擦等と見合うものになって、エンジン１の停止時に膨張行程にある気筒１２のピストン１３を前記の再始動に適した所定範囲Ｒ内に停止させることができるのである。   As described above, the degree of decrease in the engine rotation speed is adjusted by the power generation control of the alternator 28 and the control of the opening degree of the throttle valve 23, and the TDC rotation speed is within the proper rotation speed range before passing the last TDC at the latest. If so, the kinetic energy of the moving parts such as the crankshaft 3, the flywheel, or the piston 13 and the connecting rod at this time, or the potential energy of the high pressure air of the compression stroke cylinder 12 acts thereafter. This is commensurate with friction and the like, and the piston 13 of the cylinder 12 in the expansion stroke when the engine 1 is stopped can be stopped within a predetermined range R suitable for the restart.

次に、上述したエンジン停止制御の具体的な手順を図４及び図５のフローチャートに基づいて説明すると、このフローはエンジン運転中の所定のタイミングでスタートして（ＳＴＡＲＴ）、ステップＳＡ１ではアイドルストップの条件（IDL Stop条件）が成立したか否かの判定を行う。この判定は、車速、ブレーキの作動状況、エンジン水温等に基づいて行うもので、例えば車速が所定速度よりも小さく、ブレーキが作動していて、エンジン水温が所定範囲内にあり、さらにエンジン１を停止させることに特に不都合のない状況であれば、アイドルストップ条件が成立したものとする。   Next, the specific procedure of the engine stop control described above will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 4 and 5. This flow starts at a predetermined timing during engine operation (START), and in step SA1, idle stop is performed. Whether or not the condition (IDL Stop condition) is satisfied is determined. This determination is made based on the vehicle speed, the operating condition of the brake, the engine water temperature, etc. For example, the vehicle speed is smaller than a predetermined speed, the brake is operating, the engine water temperature is within a predetermined range, and the engine 1 is If there is no particular inconvenience for stopping, it is assumed that the idle stop condition is satisfied.

前記図４のステップＳＡ１でアイドルストップ条件が成立したとき（ＹＥＳの場合）には、続くステップＳＡ２で、いずれか１つの気筒１２（例えば１番気筒１２Ａ）を特定して、エンジンを停止させる所定の条件が成立したかどうかの判定を行う。すなわち、エンジン回転速度が燃料カットの設定回転速度（この実施形態では略８００ｒｐｍ）であるかどうか、前記特定した気筒１２が予め設定した行程（例えば吸気行程）にあるかどうか等を判定する。   When the idle stop condition is satisfied in step SA1 of FIG. 4 (in the case of YES), in the subsequent step SA2, any one cylinder 12 (for example, the first cylinder 12A) is specified and the engine is stopped. It is determined whether or not the above condition is satisfied. That is, it is determined whether or not the engine rotation speed is a fuel cut set rotation speed (approximately 800 rpm in this embodiment), whether or not the specified cylinder 12 is in a preset stroke (for example, an intake stroke).

そして、全ての条件が成立してＹＥＳと判定されれば、ステップＳＡ３に進んで、各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの燃料噴射を停止し（燃料ｃｕｔ）、続くステップＳＡ４ではスロットル弁２３を設定開度になるように開く（スロットルｏｐｅｎ）。これにより、図６(c)(d)に示すように各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの吸気量が増大し、十分な掃気が行われるとともに、排気通路２２に配設された触媒２９にも多量の新気が供給されることになり、この触媒２９に吸蔵される酸素の量が十分に多くなる。   If all the conditions are satisfied and it is determined YES, the process proceeds to step SA3 to stop the fuel injection to each cylinder 12A to 12D (fuel cut), and in the subsequent step SA4, the throttle valve 23 is set to the set opening degree. Open (throttle open). As a result, as shown in FIGS. 6C and 6D, the amount of intake air to each of the cylinders 12A to 12D is increased, sufficient scavenging is performed, and the catalyst 29 disposed in the exhaust passage 22 has a large amount. As fresh air is supplied, the amount of oxygen stored in the catalyst 29 is sufficiently increased.

続いて、ステップＳＡ５において、クランク角センサ３０からの信号により求められるＴＤＣ回転速度が適正回転速度範囲にあるかどうか判定する（ＴＤＣ時の回転速度が所定範囲内？）。この判定がＹＥＳでＴＤＣ回転速度が適正回転速度範囲にあれば、ステップＳＡ６に進み、今度はエンジン回転速度が所定回転速度以下かどうか判定する。この所定回転速度は、吸気の輸送遅れを考慮して、図６(c)(d)に示すように停止時膨張行程気筒１２（図例では＃２気筒１２Ｂ）への吸気量が停止時圧縮行程気筒１２（図例では＃１気筒１２Ａ）よりも多くなるようなタイミングでスロットル弁２３を閉じるためのものであって、同図の時刻ｔ２に対応し、この実施形態では例えば約５００〜６００ｒｐｍの範囲に設定されている。そして、エンジン回転速度が前記所定回転速度以下になれば（ステップＳＡ６でＹＥＳ）、後述のステップＳＡ９に進む一方、エンジン回転速度が所定回転速度よりも高ければ（ＮＯの場合）、前記ステップＳＡ５にリターンする。   Subsequently, in step SA5, it is determined whether or not the TDC rotational speed obtained from the signal from the crank angle sensor 30 is within an appropriate rotational speed range (is the rotational speed at TDC within a predetermined range?). If this determination is YES and the TDC rotational speed is in the appropriate rotational speed range, the process proceeds to step SA6, where it is determined whether the engine rotational speed is equal to or lower than the predetermined rotational speed. This predetermined rotational speed takes into account the intake transport delay, and as shown in FIGS. 6 (c) and 6 (d), the intake amount to the stop expansion stroke cylinder 12 (# 2 cylinder 12B in the example) is compressed when stopped. This is for closing the throttle valve 23 at a timing higher than that of the stroke cylinder 12 (# 1 cylinder 12A in the figure), and corresponds to the time t2 in the figure, and in this embodiment, for example, about 500 to 600 rpm. Is set in the range. If the engine rotational speed is equal to or lower than the predetermined rotational speed (YES in step SA6), the process proceeds to step SA9 described later. On the other hand, if the engine rotational speed is higher than the predetermined rotational speed (in the case of NO), the process proceeds to step SA5. Return.

前記ステップＳ５においてＴＤＣ回転速度が適正回転速度範囲にないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳＡ７に進み、ＴＤＣ回転速度と適正回転速度範囲との間の回転速度の偏差に基づいてオルタネータ２８の発電量を算出する。この発電量は、例えばエンジン回転速度、適正回転速度範囲からの速度偏差及び現在の発電量に応じて予め設定されたマップから読み出され、例えばＴＤＣ回転速度が適正回転速度範囲の上限よりも高いときには、エンジン１の負荷が増えるようにオルタネータ２８の発電量を増大させる一方、ＴＤＣ回転速度が適正回転速度範囲の下限よりも低いときには、エンジン１の負荷が減るように発電量を減少させるものである。また、前記マップにおいて発電量の目標値は、ＴＤＣ回転速度が適正回転速度範囲の下限付近になるよう大きめに設定されている。   If it is determined in step S5 that the TDC rotational speed is not within the proper rotational speed range (in the case of NO), the process proceeds to step SA7, and based on the rotational speed deviation between the TDC rotational speed and the proper rotational speed range. The power generation amount of the alternator 28 is calculated. This power generation amount is read from, for example, a map set in advance according to the engine rotation speed, the speed deviation from the appropriate rotation speed range, and the current power generation amount. For example, the TDC rotation speed is higher than the upper limit of the appropriate rotation speed range. Sometimes, the power generation amount of the alternator 28 is increased so that the load on the engine 1 is increased, while when the TDC rotational speed is lower than the lower limit of the appropriate rotational speed range, the power generation amount is decreased so that the load on the engine 1 is decreased. is there. In the map, the target value of the power generation amount is set to be large so that the TDC rotational speed is near the lower limit of the appropriate rotational speed range.

そして、前記ステップＳＡ７に続くステップＳＡ８では、前記の算出結果に応じてオルタネータ２８のレギュレータ回路２８ａに制御指令を出力する（オルタネータ発電）。このオルタネータ２８の発電作動によってエンジン１の負荷が調整されることで、惰性で回転するエンジン１の回転速度の軌跡は高回転側又は低回転側のいずれかにシフトされて、徐々に目標とする軌跡に近づいて行く。そうして、エンジン回転速度が前記ステップＳＡ６の所定回転速度以下になれば（ＹＥＳ）、ステップＳＡ９に進んで、スロットル弁２３を閉じて（スロットルｃｌｏｓｅ）、図５のステップＳＡ１０に進む。   In step SA8 following step SA7, a control command is output to the regulator circuit 28a of the alternator 28 according to the calculation result (alternator power generation). By adjusting the load of the engine 1 by the power generation operation of the alternator 28, the trajectory of the rotational speed of the engine 1 rotating by inertia is shifted to either the high rotation side or the low rotation side, and gradually becomes the target. Approach the trail. If the engine rotational speed becomes equal to or lower than the predetermined rotational speed in step SA6 (YES), the process proceeds to step SA9, the throttle valve 23 is closed (throttle close), and the process proceeds to step SA10 in FIG.

図５のフローのステップＳＡ１０では、前記ステップＳＡ５と同様にＴＤＣ回転速度が適正回転速度範囲にあるかどうか判定し、判定がＹＥＳでＴＤＣ回転速度が適正回転速度範囲にあれば、ステップＳＡ１１に進む一方、ＴＤＣ回転速度が適正回転速度範囲にないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳＡ１２に進み、ＴＤＣ回転速度の適正回転速度範囲からの偏差に基づいてスロットル弁２３の開度を算出する。このスロットル開度は、例えばエンジン回転速度、適正回転速度範囲からの速度偏差及び現在の開度に応じて予め設定されたマップから読み出され、ＴＤＣ回転速度が適正回転速度範囲の下限よりも低いときには、エンジン１のポンプ仕事量が減少するようにスロットル開度を増大する（図６(c)のＴＶＯ）一方、ＴＤＣ回転速度が適正回転速度範囲の上限よりも高いときには、スロットル制御を行わないように設定されている。   In step SA10 of the flow of FIG. 5, it is determined whether the TDC rotational speed is in the proper rotational speed range as in step SA5. If the determination is YES and the TDC rotational speed is in the proper rotational speed range, the process proceeds to step SA11. On the other hand, when it is determined that the TDC rotational speed is not within the appropriate rotational speed range (in the case of NO), the process proceeds to step SA12, and the opening degree of the throttle valve 23 is determined based on the deviation of the TDC rotational speed from the appropriate rotational speed range. Is calculated. The throttle opening is read from a map set in advance according to, for example, the engine speed, the speed deviation from the appropriate speed range, and the current opening, and the TDC speed is lower than the lower limit of the proper speed range. Sometimes, the throttle opening is increased so that the pump work of the engine 1 is reduced (TVO in FIG. 6 (c)). On the other hand, when the TDC rotational speed is higher than the upper limit of the appropriate rotational speed range, the throttle control is not performed. Is set to

すなわち、サージタンク２１ｂ上流のスロットル弁２３を用いる場合には、吸気を絞る側への応答遅れが大きくなり、十分な制御性が得られないから、上述の如く、予めオルタネータ２８の発電作動による負荷を大きめにして、エンジン回転速度の低下度合いを大きく（回転速度を低めに）しておいて、ＴＤＣ回転速度が適正回転速度範囲の下限よりも低いときにのみ、スロットル弁２３を開く側に駆動してエンジン回転速度の低下の度合いを緩やかにするのである。そして、続くステップＳＡ１３でスロットル弁２３のアクチュエータ２４を駆動して（スロットル駆動）、前記ステップＳＡ１１に進む。   In other words, when the throttle valve 23 upstream of the surge tank 21b is used, the response delay toward the throttle side of the intake air becomes large and sufficient controllability cannot be obtained. Is increased, the degree of decrease in engine rotational speed is increased (lower rotational speed), and the throttle valve 23 is driven to open only when the TDC rotational speed is lower than the lower limit of the appropriate rotational speed range. As a result, the degree of decrease in engine speed is moderated. In step SA13, the actuator 24 of the throttle valve 23 is driven (throttle driving), and the process proceeds to step SA11.

前記のようなオルタネータ２８及びスロットル弁２３の制御によって、燃料カット後のエンジン回転速度の低下度合いを調整することで、図６(a)に示すようにアップダウンを繰り返しながら徐々に低下するエンジン回転速度の軌跡を徐々に修正して、遅くとも最後のＴＤＣまでには適正回転速度範囲に収めることが可能になる。   By controlling the alternator 28 and the throttle valve 23 as described above, by adjusting the degree of decrease in the engine speed after the fuel cut, the engine speed gradually decreases while repeating up and down as shown in FIG. The speed trajectory is gradually corrected so that it can be within the proper rotational speed range by the last TDC at the latest.

そして、ステップＳＡ１１では、検出したＴＤＣ回転速度が所定値Ａ以下かどうか判定する。この所定値Ａは、予め実験的に求めたエンジン停止前の最後のＴＤＣ回転速度に対応づけて設定したものであり、前記ステップＳＡ１０で求めたＴＤＣ回転速度が所定値Ａよりも高ければ（判定がＮＯの場合）、エンジン１は最後のＴＤＣを未だ通過していないので、上述のスロットル弁２３の制御を継続すべく、ステップＳＡ１０にリターンする。   In step SA11, it is determined whether or not the detected TDC rotational speed is equal to or less than a predetermined value A. This predetermined value A is set in association with the last TDC rotational speed before the engine stop determined experimentally in advance. If the TDC rotational speed determined in step SA10 is higher than the predetermined value A (determination) When NO is NO), the engine 1 has not yet passed through the last TDC, so the routine returns to step SA10 to continue the control of the throttle valve 23 described above.

一方、ＴＤＣ回転速度が所定値Ａ以下ならば（判定がＹＥＳの場合）、エンジン１は最後のＴＤＣを既に通過しているので、その後は、上述の如く、各々圧縮行程及び膨張行程にある２つの気筒１２，１２の圧縮反力によって正転側及び逆転側に数回、回転作動した後に、停止することになる。そこで、ステップＳＡ１４に進んで、クランク角センサ３０，３１からの信号に基づいてエンジン１の停止（完全な停止）を確認し、ＹＥＳでエンジン１の停止が確認されれば、ステップＳＡ２２に進んで、後述のサブルーチン（図８，９参照）により、２つのクランク角センサ３０，３１から出力される互いに位相のずれたクランク角信号に基づいて、膨張行程にある気筒１２のピストン停止位置を検出し、これをＥＣＵ２のメモリに記憶して、エンジン停止制御を完了する（ＥＮＤ）。   On the other hand, if the TDC rotational speed is equal to or less than the predetermined value A (when the determination is YES), the engine 1 has already passed through the last TDC, and thereafter, as described above, 2 in each of the compression stroke and the expansion stroke. Due to the compression reaction force of the two cylinders 12, 12, the cylinder is rotated several times in the forward direction and the reverse side and then stopped. Therefore, the process proceeds to step SA14, where the stop (complete stop) of the engine 1 is confirmed based on the signals from the crank angle sensors 30, 31, and if the stop of the engine 1 is confirmed as YES, the process proceeds to step SA22. The piston stop position of the cylinder 12 in the expansion stroke is detected based on the crank angle signals output from the two crank angle sensors 30 and 31 and out of phase by a subroutine (see FIGS. 8 and 9) described later. This is stored in the memory of the ECU 2 and the engine stop control is completed (END).

すなわち、前記のようにエンジン１の停止の直前には、クランク軸３が正逆両方に数回、回動するので、クランク角センサ３０からの信号をカウントするのみではピストン停止位置を検出することはできない。そこで、この実施形態では、２つのクランク角センサ３０，３１から出力される互いに位相のずれたクランク角信号に基づいて、以下のようにクランク軸３の回転方向及び回転角度を検出し、これにより各気筒１２Ａ〜１２ＤのＴＤＣ又はＢＤＣに対するクランク角、即ちピストン停止位置を検出するようにしている。   That is, as described above, the crankshaft 3 rotates several times in both forward and reverse directions immediately before the engine 1 is stopped, so that the piston stop position is detected only by counting the signal from the crank angle sensor 30. I can't. Therefore, in this embodiment, the rotation direction and the rotation angle of the crankshaft 3 are detected as follows based on the crank angle signals output from the two crank angle sensors 30 and 31 and shifted from each other. A crank angle with respect to TDC or BDC of each cylinder 12A to 12D, that is, a piston stop position is detected.

具体的に図８は、ピストンの停止位置を検出するためのサブルーチンを示すフローチャートであり、このフローがスタートすると、ステップＳＣ１で、第１クランク角信号ＣＡ１（第１クランク角センサ３０からの出力信号）及び第２クランク角信号ＣＡ２（第２クランク角センサ３１からの出力信号）に基づいて、ＥＣＵ２が前記第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に前記第２クランク角信号ＣＡ２がＬｏｗ、Ｈｉｇｈのいずれであるか、或いは、前記第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に前記第２クランク角信号ＣＡ２がＨｉｇｈ、Ｌｏｗのいずれであるか、を判定する。つまり、これらの信号ＣＡ１，ＣＡ２の位相の関係が図９（ａ）のようになるか、又は図９（ｂ）のようになるかを判別して、これによりエンジン１の正転、反転を判別する。   Specifically, FIG. 8 is a flowchart showing a subroutine for detecting the stop position of the piston. When this flow starts, in step SC1, the first crank angle signal CA1 (the output signal from the first crank angle sensor 30) is shown. ) And the second crank angle signal CA2 (output signal from the second crank angle sensor 31), when the ECU 2 rises the first crank angle signal CA1, the second crank angle signal CA2 is either Low or High. It is also determined whether the second crank angle signal CA2 is High or Low when the first crank angle signal CA1 falls. That is, it is determined whether the phase relationship between these signals CA1 and CA2 is as shown in FIG. 9A or FIG. 9B, and the normal rotation and inversion of the engine 1 are thereby performed. Determine.

より詳しくは、エンジンの正転時には、図９（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生じることになり、前記第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に、前記第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になる。一方、エンジンの逆転時には、図９（ｂ）のように、前記第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生じることになり、上述のエンジン正転時とは逆に、前記第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に、前記第１クランク各信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がＬｏｗになるからである。   More specifically, during forward rotation of the engine, as shown in FIG. 9A, the second crank angle signal CA2 causes a phase delay of about a half pulse width with respect to the first crank angle signal CA1, and the first The second crank angle signal CA2 becomes Low when the first crank angle signal CA1 rises, and the second crank angle signal CA2 becomes High when the first crank angle signal CA1 falls. On the other hand, at the time of reverse rotation of the engine, as shown in FIG. 9B, the second crank angle signal CA2 has a phase advance of about a half pulse width with respect to the first crank angle signal CA1. Contrary to the forward rotation, the second crank angle signal CA2 becomes High when the first crank angle signal CA1 rises, and the second crank angle signal CA2 becomes Low when the first crank signals CA1 fall. It is.

そして、前記フローのステップＳＣ１でエンジン１が正転状態であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、エンジン１の正転方向のクランク角変化を計測するためのＣＡカウンタのカウント数を増やし、反対に逆転状態であると判定された場合（ＮＯの場合）には前記ＣＡカウンタのカウント数を減らすようにする。ここで、第１クランク角信号ＣＡ１及び第２クランク角信号ＣＡ２の立ち上がり及び立ち下がりは、クランク軸３の回転により所定角度毎（この実施形態では、立ち上がり又は立ち下がりのそれぞれの間隔が略１０度毎）に生じるように設定されているため、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり及び立ち下がり時の第２クランク角信号ＣＡ２の状態により、前記のようにしてエンジン１の正転・逆転を判定することができるとともに、前記第１クランク角信号ＣＡ１及び第２クランク角信号ＣＡ２の立ち上がり又は立ち下がりの回数によって、クランク軸３の回転角度を求めることができる。こうして、エンジン停止時に上述の如くクランク軸３が正逆、両方に回動しても、そのことに依らず正確にクランク角を検出して、ピストン停止位置を求めることができる。   When it is determined in step SC1 of the flow that the engine 1 is in the normal rotation state (in the case of YES), the count number of the CA counter for measuring the crank angle change in the normal rotation direction of the engine 1 is set. On the contrary, when it is determined that the reverse rotation state is established (in the case of NO), the count number of the CA counter is decreased. Here, the rise and fall of the first crank angle signal CA1 and the second crank angle signal CA2 are caused by rotation of the crankshaft 3 for each predetermined angle (in this embodiment, the interval between the rise and fall is approximately 10 degrees). Therefore, the forward / reverse rotation of the engine 1 is determined as described above according to the state of the second crank angle signal CA2 when the first crank angle signal CA1 rises and falls. In addition, the rotation angle of the crankshaft 3 can be obtained from the number of rising or falling edges of the first crank angle signal CA1 and the second crank angle signal CA2. In this way, even when the crankshaft 3 rotates in the forward and reverse directions as described above when the engine is stopped, the crank angle can be accurately detected regardless of this and the piston stop position can be obtained.

以上、詳述したエンジン停止制御によると、アイドル時に燃料カットによりエンジン１を自動停止させるときには最初の所定期間、スロットル弁２３を開いて、停止後に各々膨張行程及び吸気行程になる気筒１２，１２にそれぞれ所要量の空気が吸入されるようにするとともに、オルタネータ２８及びスロットル弁２３の制御によりエンジン回転速度の低下の度合いを調整することで、エンジン停止後の膨張行程気筒１２においてピストン１３を再始動に好適な所定範囲Ｒに停止させることができる。   As described above, according to the engine stop control described in detail, when the engine 1 is automatically stopped by the fuel cut at the time of idling, the throttle valve 23 is opened for the first predetermined period, and after the stop, the cylinders 12 and 12 that are respectively in the expansion stroke and the intake stroke are provided. Each of the required amounts of air is inhaled, and the degree of decrease in engine speed is adjusted by controlling the alternator 28 and the throttle valve 23, whereby the piston 13 is restarted in the expansion stroke cylinder 12 after the engine is stopped. Can be stopped within a predetermined range R suitable for the above.

また、前記の如くエンジン停止動作期間において所定期間、スロットル弁２３が開かれることで、各気筒１２Ａ〜１２Ｄ内の既燃ガスが殆ど全て筒外へ掃気されて、それぞれ新気で満たされるとともに、排気通路２２の触媒２９における酸素吸蔵量の多い状態になる。但し、エンジン１の停止後は吸排気弁１９，２０の閉じている膨張行程気筒１２や圧縮行程気筒１２であってもすぐに空気圧がリークすることから、各気筒１２Ａ〜１２Ｄには、それぞれピストン停止位置に対応する容積内に略大気圧の新気（空気）が存在する状態になる。   Further, as described above, when the throttle valve 23 is opened for a predetermined period in the engine stop operation period, almost all the burned gas in each of the cylinders 12A to 12D is scavenged out of the cylinder and filled with fresh air. A large amount of oxygen is stored in the catalyst 29 in the exhaust passage 22. However, after the engine 1 is stopped, the air pressure leaks immediately even in the expansion stroke cylinder 12 and the compression stroke cylinder 12 in which the intake and exhaust valves 19 and 20 are closed, so that each of the cylinders 12A to 12D has a piston. There is a state where fresh air (air) at approximately atmospheric pressure exists in the volume corresponding to the stop position.

−エンジンの始動制御−
次に、上述のようにアイドル時に自動停止したエンジン１の再始動について、図３及び図１０〜１３に基づいて説明する。なお、図１０及び図１１は、始動制御の手順を示すフローチャートであり、図１２は、始動時の各気筒１２Ａ〜１２Ｄ毎の燃料噴射及び点火の時期を当該各気筒１２Ａ〜１２Ｄの行程の変化と吸排気弁の開閉状態とに対応づけて示した行程図である。また、図１３は、前記始動時の各気筒１２Ａ〜１２Ｄ毎の燃料噴射及び点火によって、当該各気筒１２Ａ〜１２Ｄの筒内圧やエンジン１の始動トルク及びエンジン回転速度が変化する様子を、そのときの吸気圧の低下と、これに応じて変更される点火時期の変化とともに示したタイムチャートである。 -Engine start control-
Next, restart of the engine 1 that has been automatically stopped during idling as described above will be described with reference to FIGS. 3 and 10 to 13. FIGS. 10 and 11 are flowcharts showing the procedure of start control. FIG. 12 shows the timing of fuel injection and ignition for each cylinder 12A to 12D at the start, and the change of the stroke of each cylinder 12A to 12D. FIG. 3 is a stroke diagram corresponding to open / close states of intake and exhaust valves. FIG. 13 shows a state in which the in-cylinder pressure of each cylinder 12A to 12D, the starting torque of the engine 1, and the engine rotation speed change due to fuel injection and ignition for each cylinder 12A to 12D at the time of the start. 6 is a time chart showing together with a decrease in the intake air pressure and a change in the ignition timing changed in accordance therewith.

この実施形態のエンジン始動制御は、上述したように、エンジン１を自力で始動させるものであり、前記図３及び図１２に一例を示すように、最初に停止時圧縮行程気筒１２Ａ（＃１気筒）で燃焼を行わせてエンジン１を一旦、逆転作動させ（図３(a)、図１２のａ１，ａ２）、これにより停止時膨張行程気筒１２Ｂ（＃２気筒）内を圧縮して、温度及び圧力の上昇した当該膨張行程気筒１２Ｂ内の混合気に点火して、燃焼させる（図３(b)、図１２のａ３，ａ４）。こうすることで、該膨張行程気筒１２Ｂの燃焼圧が十分、高くなるとともに、有効なストロークが長くなって、大きな始動トルクが得られるようになる。   As described above, the engine start control of this embodiment is to start the engine 1 by itself, and as shown in FIG. 3 and FIG. 12 as an example, first, the compression stroke cylinder 12A (# 1 cylinder at the stop) ), The engine 1 is temporarily operated in reverse (FIG. 3 (a), a1 and a2 in FIG. 12), thereby compressing the expansion stroke cylinder 12B (# 2 cylinder) at the stop, Then, the air-fuel mixture in the expansion stroke cylinder 12B whose pressure has increased is ignited and burned (FIG. 3 (b), a3, a4 in FIG. 12). By doing so, the combustion pressure of the expansion stroke cylinder 12B becomes sufficiently high, and the effective stroke becomes long, so that a large starting torque can be obtained.

しかし、そのように最初に停止時圧縮行程気筒１２Ａで燃焼を行わせると、この燃焼による既燃ガスが気筒１２Ａ内に充満することから、この気筒１２Ａが図３(c)に示すように始動時の最初のＴＤＣを迎えるときに、ピストン１３に作用する圧縮反力がかなり大きなものとなって、そのＴＤＣを越えることができずに始動に失敗する虞れがある。また、圧縮反力に打ち勝ってＴＤＣを越えることができたとしても、そのときのエンジン回転速度の落ち込みが大きくなるし、既燃ガスの充満する気筒１２Ａでは燃焼により始動トルクを得ることができないから、エンジン回転をスムーズに上昇させることは難しい。   However, when combustion is initially performed in the compression stroke cylinder 12A at the time of stop as described above, the burned gas resulting from this combustion is filled in the cylinder 12A, so that the cylinder 12A is started as shown in FIG. 3 (c). When the first TDC of the time is reached, the compression reaction force acting on the piston 13 becomes considerably large, and there is a possibility that the start fails because the compression reaction force cannot be exceeded. Even if the compression reaction force can be overcome and TDC can be exceeded, the engine rotational speed at that time becomes large, and the starting torque cannot be obtained by combustion in the cylinder 12A filled with burned gas. It is difficult to increase the engine speed smoothly.

また、前記＃１気筒１２Ａの次の点火順の＃３気筒１２Ｃは吸気行程で停止していたものであり（以下、停止時吸気行程気筒ともいう）、この気筒１２Ｃ内の空気がエンジン停止中に気筒壁面からの放熱により暖められて、かなり温度の高い状態になっている上に、吸気通路２１内で暖められた空気を吸入してフル充填状態になるので、圧縮行程では気筒１２Ｃ内の温度及び圧力がかなり高くなって、圧縮反力によるエンジン回転の落ち込みが大きくなるとともに、非常に自着火の発生しやすい状態になる。   The # 3 cylinder 12C in the next ignition order of the # 1 cylinder 12A is stopped in the intake stroke (hereinafter also referred to as a stop-time intake stroke cylinder), and the air in the cylinder 12C is stopped in the engine. In addition, since the air is warmed by heat radiation from the cylinder wall surface and is in a considerably high temperature state, the air warmed in the intake passage 21 is sucked into a full filling state. The temperature and pressure become considerably high, and the engine rotation drop due to the compression reaction force becomes large, and the auto-ignition easily occurs.

さらに、前記＃３気筒１２Ｃに続いて点火順を迎える＃４気筒１２Ｄは、排気行程で停止していたものであるが（以下、停止時排気行程気筒ともいう）、この気筒１２Ｄでも、吸気通路２１の略大気圧状態の空気を吸入して、前記＃３気筒１２Ｃと同様に吸気充填量のかなり多い状態になり、また、当該＃４気筒１２Ｄが点火順を迎える頃にはエンジン１の回転慣性がある程度大きくなっていることから、そのように吸気充填量のかなり多い状態で通常の始動時のように圧縮行程終盤に点火すると、燃焼によるトルクが過大なものとなり、始動トルクが急峻に立ち上がって、エンジンが急激に吹け上がることになる（一時的にアイドル回転速度よりも高く吹け上がる）。このようなエンジンの急な吹け上がりは、この実施形態のようにエンジン１を自動で始動する場合には運転者に強い違和感を与える虞れがある。   Further, the # 4 cylinder 12D, which reaches the ignition order following the # 3 cylinder 12C, has been stopped in the exhaust stroke (hereinafter also referred to as an exhaust stroke cylinder at the time of stop). As the # 3 cylinder 12C is inhaled, the intake charge amount is considerably large as in the case of the # 3 cylinder 12C, and when the # 4 cylinder 12D reaches the ignition order, the engine 1 rotates. Since the inertia has increased to some extent, if the ignition is ignited at the end of the compression stroke as in the normal start-up state with a considerably large intake charge amount, the torque due to combustion becomes excessive and the starting torque rises sharply. As a result, the engine suddenly blows up (temporarily rises higher than the idling speed). Such a sudden rise of the engine may cause a strong sense of discomfort to the driver when the engine 1 is automatically started as in this embodiment.

以上のような問題点に鑑みて、この実施形態の始動制御では、まず前記停止時圧縮行程気筒１２Ａの燃焼によるエンジン１の逆転トルクを確保して、停止時膨張行程気筒１２Ｂを十分に圧縮することにより、当該気筒１２Ｂの燃焼による正転方向の始動トルクを大幅に増大させる。その上で、エンジン１の正転作動に伴い前記停止時圧縮行程気筒１２Ａが圧縮されるときに追加の燃料噴射を行い（図１２のａ５）、その気化潜熱による冷却効果で圧縮圧力を低下させることで、図３(c)に示すように、当該気筒１２Ａが始動時に最初に迎えるＴＤＣを確実に越えて、エンジン１の正転方向の回転が持続するようにする。   In view of the above problems, in the start control of this embodiment, first, the reverse rotation torque of the engine 1 due to the combustion of the stop-time compression stroke cylinder 12A is ensured, and the stop-time expansion stroke cylinder 12B is sufficiently compressed. Thus, the starting torque in the forward rotation direction due to the combustion of the cylinder 12B is greatly increased. In addition, additional fuel injection is performed when the stop-time compression stroke cylinder 12A is compressed in accordance with the forward rotation operation of the engine 1 (a5 in FIG. 12), and the compression pressure is reduced by the cooling effect due to the latent heat of vaporization. Thus, as shown in FIG. 3 (c), the rotation of the engine 1 in the forward rotation direction is maintained so as to surely exceed the TDC that the cylinder 12A first meets when starting.

また、前記停止時圧縮行程気筒１２Ａの次の点火順の停止時吸気行程気筒１２Ｃ（＃３気筒）に対しては、この気筒１２Ｃが圧縮行程に移行して温度及び圧力が高くなった状態で燃料を噴射し（図１２のａ６）、その気化潜熱による冷却効果で圧縮圧力を低下させるとともに、自着火の発生を防止する。さらに、この気筒１２Ｃの点火時期をＴＤＣ以降に遅角させることで（図１２のａ７）、ＴＤＣ前の燃焼により気筒内圧が上昇すること回避して、エンジン回転の落ち込みを小さくし、図３(d)の如く始動時の２番目のＴＤＣを通過した後に、点火、燃焼させることで、エンジン回転を立ち上げる。   Further, with respect to the stop-time intake stroke cylinder 12C (# 3 cylinder) in the next ignition sequence of the stop-time compression stroke cylinder 12A, the cylinder 12C is shifted to the compression stroke and the temperature and pressure are increased. The fuel is injected (a6 in FIG. 12), and the compression pressure is reduced by the cooling effect due to the latent heat of vaporization, and the occurrence of self-ignition is prevented. Further, by retarding the ignition timing of the cylinder 12C after the TDC (a7 in FIG. 12), it is avoided that the cylinder internal pressure increases due to the combustion before the TDC, and the drop in the engine rotation is reduced. After passing through the second TDC at the start as shown in d), the engine rotation is started by igniting and burning.

そうして、エンジン回転が或る程度上昇し、概ね始動に成功すれば、次の点火順である停止排気行程気筒１２Ｄ（＃４気筒）に対しては、吸気圧センサ２６により検出される吸気の圧力状態に応じて点火時期をＴＤＣ以降に遅角させることで、燃焼による始動トルクの増大を抑えて、エンジン１の急な吹け上がりを防止するようにしている。   If the engine speed rises to some extent and the engine is started successfully, the intake pressure detected by the intake pressure sensor 26 is applied to the stop exhaust stroke cylinder 12D (# 4 cylinder) which is the next ignition sequence. By retarding the ignition timing after TDC in accordance with the pressure state of the engine, an increase in the starting torque due to combustion is suppressed, and a sudden increase in the engine 1 is prevented.

次に、始動制御の具体的な手順について図１０及び図１１のフローチャートに基づいて説明すると、このフローはエンジン停止状態からスタートし（ＳＴＡＲＴ）、まず、図１０のステップＳＢ１において所定のエンジン再始動条件が成立したか否かを判定する。この再始動条件とは、停車状態から発進するためにブレーキが解除された場合やアクセル操作等が行われた場合、エアコン等の動作のためにエンジンの運転が必要になった場合等であり、このような条件が成立していなければ、成立するまで待機する一方、再始動条件が成立すれば（ステップＳＢ１でＹＥＳ）、ステップＳＢ２へ進む。   Next, the specific procedure of the start control will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 10 and 11. This flow starts from the engine stop state (START), and first, predetermined engine restart is performed at step SB1 of FIG. It is determined whether the condition is satisfied. This restart condition is when the brake is released to start from the stop state, when the accelerator operation is performed, when the engine is required to operate the air conditioner, etc. If such a condition is not satisfied, the process waits until the condition is satisfied. If the restart condition is satisfied (YES in step SB1), the process proceeds to step SB2.

ステップＳＢ２では、上述のサブルーチン（図８、９参照）により求められたピストン１３の停止位置に基づいて、停止時圧縮行程気筒１２（図３では＃１気筒１２Ａ）及び停止時膨張行程気筒１２（図３では＃２気筒１２Ｂ）内の空気量をそれぞれ算出する。すなわち、ピストン１３の停止位置から前記停止時圧縮行程気筒１２及び停止時膨張行程気筒１２内の容積をそれぞれ求めるとともに、前記の如くエンジン１の各気筒１２Ａ〜１２Ｄ内が殆ど大気圧状態の新気で満たされていると仮定して、前記両気筒１２，１２の空気量をそれぞれ算出する。   In step SB2, the stop compression stroke cylinder 12 (# 1 cylinder 12A in FIG. 3) and the stop expansion stroke cylinder 12 (see FIG. 3) are determined based on the stop position of the piston 13 obtained by the above-described subroutine (see FIGS. 8 and 9). In FIG. 3, the amount of air in the # 2 cylinder 12B) is calculated. That is, the volumes in the stop compression stroke cylinder 12 and the stop expansion stroke cylinder 12 are determined from the stop position of the piston 13, and the cylinders 12A to 12D of the engine 1 are almost in the atmospheric pressure state as described above. Assuming that the above is satisfied, the air amounts of the cylinders 12 and 12 are calculated.

続いてステップＳＢ３では、前記ステップＳＢ２で算出した停止時圧縮行程気筒１２の空気量に対して所定の空燃比（圧縮行程気筒１回目用Ａ／Ｆ）となるような燃料噴射量を算出して、該圧縮行程気筒１２に燃料を噴射する。具体的には、前記空燃比は、エンジン停止時のピストン停止位置等に対応付けて予め設定されたマップから求められ、これにより、前記圧縮行程気筒１２の空燃比は理論空燃比よりもリッチな値（Ａ／Ｆで略１１〜１４の範囲が好ましく、略１３がさらに好ましい）に設定される。なお、失火を防ぐためには空燃比がリッチ側の可燃限界値（Ａ／Ｆで略７くらい）よりもリーンになるように燃料噴射量を制御する必要がある。   Subsequently, in step SB3, a fuel injection amount is calculated such that a predetermined air-fuel ratio (A / F for the first compression stroke cylinder) is obtained with respect to the air amount of the compression stroke cylinder 12 at the time of stop calculated in step SB2. The fuel is injected into the compression stroke cylinder 12. Specifically, the air-fuel ratio is obtained from a map set in advance in association with the piston stop position or the like when the engine is stopped, whereby the air-fuel ratio of the compression stroke cylinder 12 is richer than the stoichiometric air-fuel ratio. It is set to a value (A / F is preferably in the range of about 11 to 14, more preferably about 13). In order to prevent misfire, it is necessary to control the fuel injection amount so that the air-fuel ratio becomes leaner than the rich-side flammability limit value (approximately 7 in A / F).

次に、ステップＳＢ４において、停止時圧縮行程気筒１２への燃料噴射から燃料の気化時間を考慮して設定される所定時間の経過後に、当該気筒１２の点火プラグ１５に通電して、混合気に点火する。そして、ステップＳＢ５で、前記ステップＳＢ４の点火から一定時間内にクランク角センサ３０，３１からの信号のエッジ（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が動いたかどうかを判定し（クランク角信号の検出による判定は上述のサブルーチンによる）、失火等のためにピストン１３が動かなかった場合（ＮＯの場合）には、ステップＳＢ６に戻って前記圧縮行程気筒１２に対して繰り返し点火する。   Next, in step SB4, after elapse of a predetermined time set in consideration of the fuel vaporization time from the fuel injection to the stop-time compression stroke cylinder 12, the spark plug 15 of the cylinder 12 is energized to become the air-fuel mixture. Ignite. In step SB5, whether or not the piston 13 has moved depending on whether or not the edge of the signal from the crank angle sensors 30 and 31 (rising or falling of the crank angle signal) is detected within a predetermined time from the ignition in step SB4. If the piston 13 does not move due to misfire or the like (in the case of NO), the process returns to step SB6 to the compression stroke cylinder 12. Repetitively ignite.

一方、前記ステップＳＢ５でクランク角信号のエッジが検出されて（ＹＥＳの場合）、ピストン１３が動いた、すなわちエンジン１が逆回転を始めたと判定された場合には、ステップＳＢ７に進んで、前記ステップＳＢ２で算出された停止時膨張行程気筒１２の空気量に対して所定の空燃比（膨張行程気筒１２用Ａ／Ｆ）となるように該膨張行程気筒１２に燃料を噴射する。この場合も、前記膨張行程気筒１２用の空燃比は、前記ステップＳＢ３と同様に、エンジン停止時のピストン停止位置等に対応付けて予め設定されたマップから求められ、これにより、略理論空燃比もしくはそれよりも若干リッチな値に設定される（Ａ／Ｆで略１３が好ましい）。   On the other hand, when the edge of the crank angle signal is detected in step SB5 (in the case of YES) and it is determined that the piston 13 has moved, that is, the engine 1 has started reverse rotation, the routine proceeds to step SB7, where Fuel is injected into the expansion stroke cylinder 12 so as to be a predetermined air-fuel ratio (A / F for the expansion stroke cylinder 12) with respect to the air amount of the expansion stroke cylinder 12 at the time of stop calculated in step SB2. Also in this case, the air-fuel ratio for the expansion stroke cylinder 12 is obtained from a map set in advance in association with the piston stop position or the like when the engine is stopped, as in step SB3. Alternatively, it is set to a slightly richer value (A / F is preferably approximately 13).

そして、続くステップＳＢ８では、前記エンジン１の逆転作動を検出してから所定時間（点火ディレイ）の経過後に、膨張行程気筒１２に点火して、燃焼させる。この点火ディレイ時間は、エンジン１の逆転作動により停止時膨張行程気筒１２のピストン１３が上昇して、この気筒１２内の混合気が十分に圧縮され、且つその圧縮反力によってピストン１３が殆ど停止するまでの時間に対応するものであり、エンジン停止時のピストン停止位置等に対応付けて予め設定されたマップから求められる。このように膨張行程気筒１２内で十分に圧縮された混合気に点火して、燃焼させることで、エンジン１は十分に大きなトルクでもって正転方向に回転し始める。   In the subsequent step SB8, after a predetermined time (ignition delay) has elapsed since the reverse rotation operation of the engine 1 was detected, the expansion stroke cylinder 12 is ignited and combusted. During this ignition delay time, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12 at the time of stop rises due to the reverse rotation operation of the engine 1, the air-fuel mixture in the cylinder 12 is sufficiently compressed, and the piston 13 is almost stopped by the compression reaction force. This corresponds to the time until the engine is stopped, and is obtained from a map set in advance in association with the piston stop position when the engine is stopped. By igniting and burning the air-fuel mixture sufficiently compressed in the expansion stroke cylinder 12 in this way, the engine 1 starts to rotate in the forward direction with a sufficiently large torque.

続いてステップＳＢ９では、前記エンジン１の正転作動に伴い最初のＴＤＣを迎える前記停止時圧縮行程気筒１２に対して、この気筒１２に対する２回目の燃料噴射（追加の燃料噴射）を、燃料の気化時間を考慮した所定のタイミングで実行する。こうして噴射された燃料が気化するときに周囲のガスから熱を奪うことによって（気化潜熱）、圧縮行程気筒１２内の温度が下がり、筒内圧力が低下するため、当該気筒１２内に既燃ガスが充満していても、その圧縮反力を低下させることができ、ピストン１３がＴＤＣを確実に越えられるようになる。このことで、前記ステップＳＢ８における停止時膨張行程気筒１２の燃焼により開始されたエンジン１の正転作動が持続され、停止時圧縮行程気筒１２がＴＤＣを越えて、各気筒１２Ａ〜１２Ｄがそれぞれ次の行程へと進むことになる。   Subsequently, at step SB9, the second-time fuel injection (additional fuel injection) for the cylinder 12 is performed on the compression stroke cylinder 12 at the time of stopping when the engine 1 reaches the first TDC as the engine 1 rotates forward. It is executed at a predetermined timing considering the vaporization time. When the fuel injected in this way is vaporized, it takes heat from the surrounding gas (vaporization latent heat), thereby lowering the temperature in the compression stroke cylinder 12 and lowering the in-cylinder pressure. Even if is filled, the compression reaction force can be reduced, and the piston 13 can reliably exceed TDC. Thus, the forward rotation operation of the engine 1 started by the combustion of the stop-time expansion stroke cylinder 12 in step SB8 is continued, the stop-time compression stroke cylinder 12 exceeds TDC, and each of the cylinders 12A to 12D follows. It will proceed to the process of.

ここで、前記停止時圧縮行程気筒１２への追加噴射のタイミングは、当該気筒１２の正転中における圧縮行程をクランク角で前期、中期及び後期の３つに略等分したときの中期以降とするのが好ましい。これは、燃料の噴射時期とこれによる気筒内圧の低減効果との間の相関関係を考慮したもので、圧縮行程の前期で燃料噴射を行うとすると、過早なタイミングで気筒１２内のガス温が低下する結果として、このガスが気筒壁面から受け取る受熱量が増大するとともに、気化した燃料によってガスの密度が増加することで、気筒１２内の温度及び圧力の低減効果が減殺されてしまうからである。   Here, the timing of the additional injection to the compression stroke cylinder 12 at the time of stop is after the middle period when the compression stroke during the forward rotation of the cylinder 12 is roughly divided into three parts of the first period, the middle period, and the second period by the crank angle. It is preferable to do this. This is because the correlation between the fuel injection timing and the effect of reducing the cylinder internal pressure due to this is taken into account. If fuel injection is performed in the first half of the compression stroke, the gas temperature in the cylinder 12 is prematurely determined. As a result, the amount of heat received by the gas from the cylinder wall surface increases, and the gas density is increased by the vaporized fuel, so that the effect of reducing the temperature and pressure in the cylinder 12 is diminished. is there.

なお、前記追加噴射のタイミングがあまり遅くなると、今度は燃料の気化が遅れて十分な冷却効果が得られなくなるので、結局、燃料の追加噴射は気筒１２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といえる。   Note that if the timing of the additional injection becomes too late, the fuel vaporization is delayed and a sufficient cooling effect cannot be obtained. Therefore, the fuel additional injection is performed from the middle stage of the compression stroke of the cylinder 12 to the first half of the latter stage. It can be said that it is preferable.

前記ステップＳＢ９に続いて、図１１のステップＳＢ１０では、前記のように開始されたエンジン１の正転作動によって停止時の吸気行程気筒１２（図３では＃３気筒１２Ｃ）内に充填される空気の量を算出する。すなわち、停止時吸気行程気筒１２は、前記停止時圧縮行程気筒１２に続いて始動時の２番目のＴＤＣを迎えるものであるが、上述したように、その気筒１２内には比較的高温の空気が略大気圧状態でフル充填されていて、非常に自着火の発生しやすい状態になっている。   Subsequent to step SB9, in step SB10 of FIG. 11, the air charged in the intake stroke cylinder 12 (# 3 cylinder 12C in FIG. 3) at the time of stop by the forward rotation operation of the engine 1 started as described above. Calculate the amount of In other words, the intake stroke cylinder 12 at the time of stop is the second TDC at the start time following the compression stroke cylinder 12 at the time of stop, but as described above, relatively high temperature air is present in the cylinder 12. Is fully filled at approximately atmospheric pressure and is very prone to self-ignition.

そこで、前記ステップＳＢ１０では、エンジン水温、エンジン停止時間、吸気温度等から推定される筒内温度と大気圧とに基づいて、前記停止時吸気行程気筒１２内の空気の密度を推定し、この推定値に基づいて当該気筒１２内の空気充填量を算出する。そして、続くステップＳＢ１１では、主に前記筒内温度の推定値に基づいて、自着火を防止するための空燃比のリッチ側への補正値を算出し、続くステップＳＢ１２において、前記補正値を加味して決定した空燃比と、前記ステップＳＢ１０で算出された気筒１２内の空気充填量とに基づいて、該停止時吸気行程気筒１２への燃料噴射量を算出する。   Therefore, in step SB10, the air density in the intake stroke cylinder 12 at the time of stop is estimated based on the in-cylinder temperature and the atmospheric pressure estimated from the engine water temperature, the engine stop time, the intake air temperature, and the like. The air filling amount in the cylinder 12 is calculated based on the value. In the subsequent step SB11, a correction value to the rich side of the air-fuel ratio for preventing self-ignition is calculated mainly based on the estimated value of the in-cylinder temperature, and in the subsequent step SB12, the correction value is considered. Based on the air-fuel ratio determined in this way and the air charge amount in the cylinder 12 calculated in step SB10, the fuel injection amount to the stop-time intake stroke cylinder 12 is calculated.

続いて、ステップＳＢ１３において、前記停止時吸気行程気筒１２が圧縮行程に移行した後に、その気筒１２内に圧縮行程の中期以降で燃料を噴射する。こうすることで、燃料の気化潜熱により、前記停止時圧縮行程気筒１２の場合と同様に気筒１２内の温度及び圧力が低下するので、前記の如く当該気筒１２内が比較的高温の空気により満たされていても、圧縮に伴う温度及び圧力の上昇を抑えて自着火の発生を防止することができる。また、気筒１２の圧縮圧力も低下するので、その分、ＴＤＣ通火時のエンジン回転の落ち込みが小さくなる。   Subsequently, in step SB13, after the stop-time intake stroke cylinder 12 shifts to the compression stroke, fuel is injected into the cylinder 12 after the middle stage of the compression stroke. By doing so, the temperature and pressure in the cylinder 12 are reduced due to the latent heat of vaporization of the fuel, as in the case of the compression stroke cylinder 12 at the time of stop, so that the cylinder 12 is filled with relatively high temperature air as described above. Even if it is, it can suppress the raise of the temperature and pressure accompanying compression, and can prevent generation | occurrence | production of self-ignition. In addition, since the compression pressure of the cylinder 12 is also reduced, the drop in engine rotation during TDC ignition is reduced accordingly.

ここで、前記停止時吸気行程気筒１２内に圧縮行程で噴射する燃料の量は、当該気筒１２内の平均的な空燃比が理論空燃比近傍の所定範囲（例えばＡ／Ｆで略１２〜１６）に入るように、より好ましくは理論空燃比よりもややリッチな状態（例えばＡ／Ｆで略１３くらい）になるように制御する。これは、空燃比と気筒内圧の低減効果との間の相関関係を考慮したもので、空燃比があまりリーンな状態では燃料噴射量が少なすぎて、前記した気化潜熱による温度及び圧力の低下が十分でなくなり、再始動に要する仕事が増大する一方、空燃比がリッチになりすぎると、今度は燃料が多くなって混合気の密度が高くなることの影響を受けて、再始動に要する仕事が増大するからである。なお、前記停止時吸気行程気筒１２の圧縮行程における燃料の噴射タイミングは、前記停止時圧縮行程気筒１２の場合と同じ理由で、圧縮行程の中期以降とするのが好ましい。   Here, the amount of fuel injected in the compression stroke in the intake stroke cylinder 12 at the time of stop is a predetermined range in which the average air-fuel ratio in the cylinder 12 is close to the theoretical air-fuel ratio (for example, approximately 12 to 16 in A / F). More preferably, the control is performed so that it is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio (for example, about 13 in A / F). This is in consideration of the correlation between the air-fuel ratio and the cylinder internal pressure reduction effect. When the air-fuel ratio is too lean, the fuel injection amount is too small, and the temperature and pressure decrease due to the latent heat of vaporization described above. When the air-fuel ratio becomes too rich, the work required for restart will be affected by the increase in fuel and the density of the air-fuel mixture. This is because it increases. The fuel injection timing in the compression stroke of the stop-time intake stroke cylinder 12 is preferably after the middle of the compression stroke for the same reason as in the case of the stop-time compression stroke cylinder 12.

そして、ステップＳＢ１４において、前記停止時吸気行程気筒１２が圧縮行程からＴＤＣを越えて、膨張行程に移行した後に点火プラグ１５に通電して、当該気筒１２内の混合気に点火する。この点火時期も通常の始動モータを用いたエンジン始動時であれば、ＴＤＣよりも進角側（例えばＴＤＣ前６°ＣＡくらい）に設定するものであるが、この実施形態のように始動モータを用いず、自力で始動する場合には、ＴＤＣ前の点火、燃焼による気筒内圧の上昇が逆転方向のトルクとなってエンジン始動の妨げとなる虞れがあるので、これを回避するために、点火時期をＴＤＣ後まで遅角させたものである。また、こうしてＴＤＣ前の燃焼による気筒内圧の上昇がなくなれば、このことによっても、エンジン回転の落ち込みが小さくなる。   In step SB14, after the stop-time intake stroke cylinder 12 exceeds the TDC from the compression stroke and shifts to the expansion stroke, the spark plug 15 is energized to ignite the air-fuel mixture in the cylinder 12. If this ignition timing is also at the time of engine start using a normal starter motor, it is set to an advance side from TDC (for example, about 6 ° CA before TDC). When starting the engine on its own without using it, the ignition before the TDC and the increase in the cylinder pressure due to combustion may become a torque in the reverse direction, which may hinder the engine start. The timing is delayed until after TDC. In addition, if there is no increase in the cylinder pressure due to combustion before TDC in this way, this also reduces the decrease in engine rotation.

続いて、ステップＳＢ１５では、吸気圧センサ２６からの信号に基づいて、スロットル弁２３よりも下流の吸気通路２１の吸気圧（吸気管負圧）が予め設定した値（設定負圧状態）よりも高いかどうか判定する。この設定値は、この値よりも吸気圧が低く（負圧が大きく）なれば、気筒１２への吸気の充填量があまり多くはならず、エンジン１が大きく吹け上がらなくなるような値であり、具体的には実験等により求められ、エンジン１の暖機後のアイドル運転時における吸気圧状態よりも少し高圧側に設定されている。   Subsequently, in step SB15, based on the signal from the intake pressure sensor 26, the intake pressure (intake pipe negative pressure) in the intake passage 21 downstream of the throttle valve 23 is set to a value (preset negative pressure state) that is set in advance. Determine if it is high. This set value is a value such that if the intake pressure is lower than this value (the negative pressure is increased), the amount of intake air charged into the cylinder 12 does not increase so much that the engine 1 does not blow up significantly. Specifically, it is obtained by an experiment or the like, and is set slightly higher than the intake pressure state during idling after the engine 1 is warmed up.

そして、吸気圧が前記設定値よりも高いとき（ステップＳＢ１５でＹＥＳ）には、ステップＳＢ１６に進み、前記停止時吸気行程気筒１２に続いてＴＤＣを迎える気筒１２（図３では＃４気筒１２Ｄ）、即ち停止時排気行程気筒１２の点火時期をＴＤＣ以降に遅角させて、前記ステップＳＢ１５へリターンする。この際、点火時期の遅角量は吸気圧に応じて予め設定されたマップから読み込んで決定し、例えば、吸気圧が略大気圧ならば上死点後２０〜３０°ＣＡくらいまで遅角する一方、そこから吸気圧が低下するのに応じて進角させるようにすればよい。   When the intake pressure is higher than the set value (YES in step SB15), the process proceeds to step SB16, and the cylinder 12 that reaches TDC following the stop-time intake stroke cylinder 12 (# 4 cylinder 12D in FIG. 3). That is, the ignition timing of the stop-time exhaust stroke cylinder 12 is retarded after TDC, and the process returns to step SB15. At this time, the retard amount of the ignition timing is determined by reading from a map set in advance according to the intake pressure. For example, if the intake pressure is substantially atmospheric pressure, it is retarded to about 20-30 ° CA after top dead center. On the other hand, it is only necessary to advance the angle as the intake pressure decreases.

そうして、前記各気筒１２Ｃ，１２Ｄへ空気が吸入されることによって吸気通路２１の圧力が低下し、前記設定値以下になるまでの間は、前記ステップＳＢ１５でＹＥＳと判定して、ステップＳＢ１６に進み、その後、順番に点火時期を迎える各気筒１２Ｂ，１２Ａ，…の点火時期をそれぞれＴＤＣ以降に遅角させる一方、吸気圧が前記設定値よりも低くなれば、ステップＳＢ１５でＮＯと判定してステップＳＢ１７に進み、点火時期をＴＤＣ前に設定する（通常制御に移行）。なお、吸気圧が前記設定値よりも低くなった後、それからさらに低下して前記アイドル運転時における吸気圧状態になるまでは、その吸気圧の低下に応じて点火時期を進角させる。   Then, when air is sucked into the cylinders 12C and 12D and the pressure in the intake passage 21 decreases and becomes equal to or lower than the set value, it is determined YES in Step SB15, and Step SB16 , And then retards the ignition timing of each cylinder 12B, 12A,... That reaches the ignition timing in turn after TDC, and if the intake pressure becomes lower than the set value, it is determined NO in step SB15. Then, the process proceeds to step SB17, where the ignition timing is set before TDC (transition to normal control). Note that, after the intake pressure becomes lower than the set value, the ignition timing is advanced according to the decrease in the intake pressure until the intake pressure is further decreased and the intake pressure is reached during the idling operation.

つまり、このフローでは、エンジン１の始動開始に伴い吸気行程に移行する前記停止時排気行程気筒１２Ｄと、その後、順番に吸気行程を迎える各気筒１２Ｂ，１２Ａ，…とにそれぞれ吸気通路２１から大気圧に近い状態の空気が吸入されて、それらの気筒１２の吸気充填量が多くなることを考慮して、センサ２６により検出した吸気圧が前記設定値以上の間は各気筒１２Ａ〜１２Ｄの点火時期をＴＤＣ以降に遅角制御して、燃焼による始動トルクの立ち上がりを比較的穏やかなものとし、即ち始動トルクの増大を抑えて、これによりエンジン回転をスムーズに立ち上げ、エンジン１の急な吹け上がりを抑制するようにしている。   In other words, in this flow, the stop exhaust stroke cylinder 12D that shifts to the intake stroke with the start of the engine 1 and the cylinders 12B, 12A,... Considering that air in a state close to atmospheric pressure is sucked and the intake charge amount of those cylinders 12 increases, the ignition of each cylinder 12A to 12D is performed while the intake pressure detected by the sensor 26 is equal to or higher than the set value. By retarding the timing after TDC, the start-up of the starting torque due to combustion is made relatively gentle, that is, the increase of the starting torque is suppressed, and thus the engine rotation is started up smoothly, and the engine 1 suddenly blows. The rise is suppressed.

なお、前記フローの説明では省略したが、エンジン１の始動時には、スロットル弁２３よりも下流の吸気通路２１の圧力状態（吸気圧）を早期に通常のアイドル運転時における吸気圧状態まで低下させるためにスロットル弁２３を全閉とし、その後、吸気圧が設定値よりも低くなればスロットル弁２３を開いて、アイドル運転時の吸気流量が得られる開度に制御するようにしている。   Although omitted in the description of the flow, when the engine 1 is started, the pressure state (intake pressure) of the intake passage 21 downstream of the throttle valve 23 is lowered early to the intake pressure state during normal idle operation. Then, the throttle valve 23 is fully closed, and thereafter, when the intake pressure becomes lower than the set value, the throttle valve 23 is opened to control the opening so as to obtain the intake flow rate during idle operation.

前記図１０に示すエンジン始動制御のフローのステップＳＢ８と、図１１のフローのステップＳＢ１４、ＳＢ１６とにより、エンジン１の再始動時に各気筒１２Ａ〜１２Ｄの点火時期を制御する点火制御手段２ａが構成され、また、ステップＳＢ１５により、該各気筒１２Ａ〜１２Ｄに共通の吸気通路２１に配設された吸気圧センサ２６からの信号に基づいて、該吸気通路２１の吸気圧状態を検出する吸気圧検出手段２ｂが構成されている。   The ignition control means 2a for controlling the ignition timing of each of the cylinders 12A to 12D when the engine 1 is restarted is constituted by step SB8 of the engine start control flow shown in FIG. 10 and steps SB14 and SB16 of the flow of FIG. In step SB15, the intake pressure detection for detecting the intake pressure state of the intake passage 21 based on the signal from the intake pressure sensor 26 disposed in the intake passage 21 common to the cylinders 12A to 12D. Means 2b is configured.

そして、前記点火時期制御手段２ａは、エンジン１の正転開始後に前記吸気圧検出手段２ｂにより検出される吸気圧が大気圧近傍から低下して、予め設定した設定値になるまでの間、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの点火時期をＴＤＣ以降になるように遅角制御するとともに、特に始動時の２番目のＴＤＣを迎える停止時吸気行程気筒１２の点火時期は、前記吸気圧状態に依らず、ＴＤＣ以降に遅角させるようにしている。   Then, the ignition timing control means 2a is arranged so that the intake pressure detected by the intake pressure detection means 2b after the start of normal rotation of the engine 1 decreases from the vicinity of the atmospheric pressure and reaches a preset set value. The ignition timing of the cylinders 12A to 12D is controlled so as to be after the TDC. In particular, the ignition timing of the stop intake stroke cylinder 12 that reaches the second TDC at the start does not depend on the intake pressure state. After that, the angle is delayed.

なお、この実施形態の始動制御では、最初に停止時圧縮行程気筒１２を燃焼させて、エンジン１を少しだけ逆転させるようにしており、このため、エンジン１の正転開始後に最初にＴＤＣを迎える前記停止時圧縮行程気筒１２には再び点火することはないが、これに限るものではなく、最初から停止時膨張行程気筒１２を燃焼させて、エンジン１を正転させるようにすることもできる。このようにした場合には、最初にＴＤＣを迎える停止時圧縮行程気筒１２の点火時期を吸気圧状態に依らず、ＴＤＣ以降に遅角させるようにすればよい。   In the starting control of this embodiment, the compression stroke cylinder 12 at the time of stop is first burned to reverse the engine 1 a little, so that the TDC is first reached after the start of normal rotation of the engine 1. The stop-stroke compression stroke cylinder 12 is not ignited again, but the present invention is not limited to this. The stop-time expansion stroke cylinder 12 can be combusted from the beginning to cause the engine 1 to rotate forward. In this case, the ignition timing of the stop-time compression stroke cylinder 12 that first reaches TDC may be retarded after TDC, regardless of the intake pressure state.

−作用効果−
したがって、この実施形態のエンジンシステムＥ（エンジンの始動装置）によると、まず、アイドル時にエンジン１が自動で停止するときには、上述の停止制御（図４〜６等）により、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの既燃ガスを掃気し、且つエンジン停止後に膨張行程になる気筒１２のピストン停止位置を行程中央部よりもややＢＤＣ寄りの再始動に好適な所定範囲Ｒ内とすることができる。また、エンジン１の停止動作期間中に排気浄化触媒２９に十分な量の新気を供給することができ、これにより該触媒２９の酸素吸蔵量が十分に多い状態になる。 -Effects-
Therefore, according to the engine system E (engine starter) of this embodiment, first, when the engine 1 automatically stops during idling, the above-described stop control (FIGS. 4 to 6 and the like) causes the cylinders 12A to 12D to be stopped. The piston stop position of the cylinder 12 that scavenges the burned gas and becomes the expansion stroke after the engine is stopped can be within a predetermined range R suitable for restarting slightly closer to the BDC than the center of the stroke. In addition, a sufficient amount of fresh air can be supplied to the exhaust purification catalyst 29 during the stop operation period of the engine 1, whereby the oxygen storage amount of the catalyst 29 becomes sufficiently large.

一方、エンジン１の再始動時には、上述の始動制御（図１０〜１２等）により、始動モータを用いることなく、再始動要求に応じてエンジン１を自動で且つ自力で始動させる。すなわち、図１２を参照しつつ、主に図１３に基づいて時系列に説明すると、エンジン１の停止中に再始動要求があったときには（時刻ｔ０）、まず、図１３(a)に符号ａ１として示すように、圧縮行程で停止している＃１気筒１２Ａの燃料噴射弁１６が作動されて、当該気筒１２Ａ内に燃料が噴射され、これにより当該気筒１２内に空燃比のリッチな混合気が形成される。このリッチ混合気に点火プラグ１７により点火されて（ａ２）燃焼すると、同図(e)にＴ１として示すようにマイナス方向のトルク（逆転トルク）が発生し、これによりクランク軸３が逆転方向（図１２の左方向）に回動する（時刻ｔ１）。このため、同図(f)の如くエンジン回転速度は一時的に負の値になる。   On the other hand, when the engine 1 is restarted, the engine 1 is automatically and self-started in response to the restart request by using the above-described start control (FIGS. 10 to 12 and the like) without using a start motor. That is, referring to FIG. 12, the description will be given mainly in time series based on FIG. 13. When a restart request is made while the engine 1 is stopped (time t0), first, reference numeral a1 in FIG. As shown, the fuel injection valve 16 of the # 1 cylinder 12A stopped in the compression stroke is actuated to inject fuel into the cylinder 12A, whereby the air-fuel ratio rich air-fuel mixture is injected into the cylinder 12. Is formed. When the rich air-fuel mixture is ignited by the spark plug 17 and burned (a2), a negative torque (reverse torque) is generated as indicated by T1 in FIG. It rotates in the left direction of FIG. 12 (time t1). For this reason, the engine speed temporarily becomes a negative value as shown in FIG.

前記エンジン１の逆転作動がクランク角センサ３０，３１からの信号により検出されると、同図(b)の如く、停止時膨張行程気筒１２（＃２気筒１２Ｂ）の燃料噴射弁１６が作動されて（ａ３）、当該気筒１２Ｂ内に混合気が形成され、逆転作動によるピストン１３の上昇によって圧縮される。この際、前記の逆転トルクＴ１が十分に大きいことから、停止時膨張行程気筒１２Ｂのピストン１３はＴＤＣの近傍まで上昇し、気筒１２Ｂ内の混合気が十分に圧縮されて温度及び圧力の高い状態になる。そして、その圧縮圧力によりエンジン１の回転方向が逆転から正転に反転したとき、即ち、同図(f)に示すようにエンジン回転速度が負値から零に戻った直後に点火が行われると（同図(b)のａ４）、これにより大きな燃焼圧が発生し、同図(e)にＴ２として示すように始動トルクが立ち上がって、同図(f)の如くエンジン回転速度が上昇する（時刻ｔ２：正転開始）。   When the reverse rotation operation of the engine 1 is detected by signals from the crank angle sensors 30, 31, the fuel injection valve 16 of the stop expansion stroke cylinder 12 (# 2 cylinder 12B) is operated as shown in FIG. (A3), an air-fuel mixture is formed in the cylinder 12B, and the air-fuel mixture is compressed by the upward movement of the piston 13 due to the reverse operation. At this time, since the reverse torque T1 is sufficiently large, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12B at the time of stop rises to the vicinity of the TDC, and the air-fuel mixture in the cylinder 12B is sufficiently compressed so that the temperature and pressure are high. become. When the engine 1 is rotated from the reverse direction to the normal direction by the compression pressure, that is, immediately after the engine speed returns from the negative value to zero as shown in FIG. (A4 in FIG. 4B), a large combustion pressure is generated thereby, the starting torque rises as shown by T2 in FIG. 4E, and the engine speed increases as shown in FIG. Time t2: Forward rotation start).

そして、その正転作動に伴い停止時圧縮行程気筒１２Ａ内が圧縮されるとき、同図(a)に示すように、その圧縮行程の中期以降で再び当該気筒１２Ａ内への燃料噴射（追加の燃料噴射）が行われて（ａ５）、燃料の気化潜熱により気筒１２Ａ内が冷却されることで、この追加の燃料噴射を行わない場合（図に破線で示す）に比べて気筒１２Ａ内の温度及び圧力の上昇が大幅に抑制される。これにより、エンジン１は始動時に最初に迎えるＴＤＣ（第１のＴＤＣ）を確実に越えることができるようになり、しかも、その際のエンジン回転の落ち込みが軽減される（同図(f)）。また、前記圧縮行程気筒１２Ａの冷却のために噴射された燃料は、その後、排気通路２２の触媒２９において吸蔵されている酸素と反応し、無害化されることになるので、何ら問題は生じない。   When the inside of the stop compression stroke cylinder 12A is compressed along with the forward rotation operation, fuel injection (additional addition) into the cylinder 12A again after the middle stage of the compression stroke, as shown in FIG. Fuel injection) is performed (a5), and the inside of the cylinder 12A is cooled by the latent heat of vaporization of the fuel, so that the temperature in the cylinder 12A is higher than that in the case where this additional fuel injection is not performed (shown by a broken line in the figure). And the increase in pressure is greatly suppressed. As a result, the engine 1 can surely exceed the first TDC (first TDC) that is first met at the time of start-up, and the drop in engine rotation at that time is reduced (f). Further, the fuel injected for cooling the compression stroke cylinder 12A subsequently reacts with oxygen stored in the catalyst 29 in the exhaust passage 22 and is rendered harmless, so that no problem occurs. .

前記のようにして停止時圧縮行程気筒１２Ａが始動時最初の第１ＴＤＣを越えた後に、これに伴い圧縮行程に移行した停止時吸気行程気筒１２Ｃ（＃３気筒）に対し、同図(c)に示すように圧縮行程中期以降に燃料の噴射が行われ（ａ６）、気化潜熱により気筒１２内が冷却される。このことで、圧縮による温度及び圧力の上昇が抑制されて、自着火の発生が防止されるとともに、気筒１２Ｃの圧縮反力が小さくなり、加えて、当該気筒１２Ｃへの点火時期がＴＤＣ以降まで遅角されることで、ＴＤＣ前の点火、燃焼による気筒内圧の上昇が回避される。これにより、エンジン回転の落ち込みが小さくなり、エンジン１は第２のＴＤＣも確実に越えることができるようになる。   FIG. 6 (c) shows the stop-time intake stroke cylinder 12C (# 3 cylinder) that has shifted to the compression stroke after the stop-time compression stroke cylinder 12A has exceeded the initial first TDC at the start as described above. As shown in FIG. 4, fuel is injected after the middle of the compression stroke (a6), and the inside of the cylinder 12 is cooled by the latent heat of vaporization. As a result, an increase in temperature and pressure due to compression is suppressed, the occurrence of self-ignition is prevented, and the compression reaction force of the cylinder 12C is reduced. In addition, the ignition timing for the cylinder 12C is until after TDC. By retarding, an increase in cylinder pressure due to ignition and combustion before TDC is avoided. As a result, the drop in engine rotation is reduced, and the engine 1 can reliably exceed the second TDC.

そして、その第２のＴＤＣを越えて膨張行程に移行した停止時吸気行程気筒１２Ｃに点火されて（ａ７：例えばＴＤＣ後２０°ＣＡくらい）、燃焼が行われると、エンジン１に正転方向のトルクが付加されて、同図(e)にＴ３として示すように始動トルクが立ち上がり、これにより、同図(f)の如くエンジン回転速度がアイドル回転速度（この例では６５０ｒｐｍ）近くまで上昇する。但し、前記のように点火時期がＴＤＣ以降まで遅角されていて、燃焼が膨張行程で開始することから、始動トルクの立ち上がりは過度に大きくはならないように抑えられて、エンジン回転の上昇は緩やかなものになる。   Then, when the stopped intake stroke cylinder 12C that has shifted to the expansion stroke beyond the second TDC is ignited (a7: about 20 ° CA after TDC, for example) and combustion is performed, the engine 1 is rotated in the forward rotation direction. Torque is added, and the starting torque rises as indicated by T3 in FIG. 5 (e), and as a result, the engine speed increases to near the idle speed (650 rpm in this example) as shown in FIG. However, since the ignition timing is retarded until TDC as described above, and combustion starts in the expansion stroke, the start-up torque rise is suppressed so as not to become excessively large, and the increase in engine rotation is moderate. It becomes something.

続いて、同図(d)に示すように、停止時排気行程気筒１２Ｄに対しその吸気行程で燃料が噴射されるとともに（ａ８）、そのときの吸気圧（同図(g)参照）に応じてＴＤＣ（第３のＴＤＣ）以降に遅角制御された点火時期に点火が行われて（ａ９：例えばＴＤＣ後１０°ＣＡくらい）、燃焼する。このようにして膨張行程で開始された燃焼によるトルクの立ち上がりは比較的穏やかなものとなるので、同図(f)に示すように、エンジン１の吹け上がりが抑制されて、エンジン回転が徐々にアイドル回転速度に近づいてゆく。   Subsequently, as shown in FIG. 4D, fuel is injected into the exhaust stroke cylinder 12D at the time of stop in the intake stroke (a8), and according to the intake pressure at that time (see FIG. 5G). Thus, ignition is performed at an ignition timing that is retarded after TDC (third TDC) (a9: for example, about 10 ° CA after TDC) and burns. Thus, the rise of the torque due to the combustion started in the expansion stroke becomes relatively gentle. Therefore, as shown in FIG. 5 (f), the engine 1 is prevented from being blown up, and the engine speed is gradually increased. It approaches the idle speed.

さらに、同図(b)，(a)に示すように、前記停止時膨張行程１２Ｂ及び停止時圧縮行程気筒１２Ａにそれぞれ吸気行程で燃料噴射が行われ（ａ10，ａ12）、吸気圧に応じてＴＤＣ以降に遅角制御された点火時期に点火されて（ａ11，ａ13）、燃焼することで、前記停止時排気行程気筒１２Ｄと同様にエンジン１の吹け上がりが抑制されて、エンジン回転速度がアイドル回転速度に収束するようになる。このようにエンジン回転がスムーズに立ち上がることで、エンジン１を自動で始動するときであっても、運転者が違和感を感じることはない。   Further, as shown in FIGS. 2B and 2A, fuel injection is performed in the intake stroke at the stop expansion stroke 12B and the stop compression stroke cylinder 12A, respectively (a10, a12), according to the intake pressure. After ignition at TDC, the ignition timing is controlled at a retarded angle (a11, a13) and combusts. As in the exhaust stroke cylinder 12D at the time of stop, the engine 1 is prevented from being blown up, and the engine speed is idle. It will converge to the rotation speed. As the engine rotation starts up smoothly in this way, the driver does not feel uncomfortable even when the engine 1 is automatically started.

なお、吸気圧が設定値よりも低くなれば（時刻ｔ３）、これに応じて点火時期がＴＤＣ前に進角されて、機械効率の高い適切な点火時期に制御されるとともに、同図(i)の如くスロットル弁２３が開かれて、通常のアイドル運転時に対応する状態になる。   If the intake pressure becomes lower than the set value (time t3), the ignition timing is advanced before TDC in accordance with this, and is controlled to an appropriate ignition timing with high mechanical efficiency. The throttle valve 23 is opened as shown in FIG.

上述の如きエンジンシステムＥでは、エンジン１の停止中に吸気行程にある気筒１２（図の例では＃３気筒１２Ｃ）に関して、吸気圧状態に依らず、点火時期をＴＤＣ後まで遅角するようにしているが、これに限らず、この気筒１２についても点火時期を吸気圧に応じて制御するようにしてもよい。また、エンジン１の正転開始後に停止時圧縮行程気筒１２（図の例では＃１気筒１２Ａ）を燃焼させる場合には、このこの気筒１２についても点火時期を吸気圧に応じて遅角させるようにすればよく、或いは吸気圧状態に依らずＴＤＣ移行に遅角させるようにしてもよい。但し、前記停止時圧縮行程気筒１２や停止時吸気行程気筒１２は、いずれも始動直後のＴＤＣ（最初のＴＤＣと２番目のＴＤＣ）を迎えるものであり、このときには、図１３(g)に示すように吸気圧はかなり高い状態なので、いずれにしてもそれら各気筒１２の点火時期はＴＤＣ後まで遅角されることになる。   In the engine system E as described above, the ignition timing of the cylinder 12 (# 3 cylinder 12C in the illustrated example) that is in the intake stroke while the engine 1 is stopped is retarded until after TDC regardless of the intake pressure state. However, the present invention is not limited to this, and the ignition timing of the cylinder 12 may be controlled according to the intake pressure. When the compression stroke cylinder 12 at the time of stop (# 1 cylinder 12A in the illustrated example) is combusted after the forward rotation of the engine 1 is started, the ignition timing of this cylinder 12 is also retarded according to the intake pressure. Or may be delayed to the TDC transition regardless of the intake pressure state. However, both the stop-time compression stroke cylinder 12 and the stop-time intake stroke cylinder 12 reach the TDC immediately after the start (first TDC and second TDC), and in this case, as shown in FIG. Thus, since the intake pressure is in a considerably high state, in any case, the ignition timing of each cylinder 12 is retarded until after TDC.

また、前記エンジンシステムＥでは、最初にクランク軸３を少しだけ逆転させて、停止時膨張行程気筒１２の混合気を圧縮した後に点火するようにしているが、これに限るものではなく、最初に停止時膨張行程気筒１２に点火して、これによりエンジンを再始動するようにしてもよい。   Further, in the engine system E, the crankshaft 3 is first slightly reversed to ignite after the air-fuel mixture in the stop-time expansion stroke cylinder 12 is compressed. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to ignite the stop-stroke expansion cylinder 12 and thereby restart the engine.

本発明の実施形態に係るエンジン制御システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an engine control system according to an embodiment of the present invention. エンジンの吸気系及び排気系の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the intake system and exhaust system of an engine. エンジンの逆転始動の手順を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the procedure of reverse rotation start of an engine. エンジン自動停止の前半の制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure of the first half of an engine automatic stop. エンジン自動停止の後半の制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure of the second half of an engine automatic stop. エンジン停止動作期間におけるエンジン回転速度、クランク角、スロットル開度及び吸気管負圧の変化を、各気筒の行程の変化と対比して示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the engine speed in the engine stop operation period, a crank angle, the throttle opening, and the intake pipe negative pressure with the change of the stroke of each cylinder. エンジン停止動作期間におけるＴＤＣ回転速度とエンジン停止後のピストン停止位置との相関関係を示す分布図である。It is a distribution map which shows the correlation between the TDC rotational speed in an engine stop operation period, and the piston stop position after an engine stop. エンジン停止時のピストン位置を検出するためのサブルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the subroutine for detecting the piston position at the time of an engine stop. ２つのクランク角センサから出力されるクランク角信号を示す説明図であり、（ａ）はエンジン正転時、（ｂ）はエンジン逆転時のクランク角信号である。It is explanatory drawing which shows the crank angle signal output from two crank angle sensors, (a) is an engine normal rotation, (b) is a crank angle signal at the time of engine reverse rotation. エンジン自動始動の前半の制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure of the first half of an engine automatic start. エンジン自動始動の後半の制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure of the second half of an engine automatic start. 始動時の各気筒毎の燃料噴射及び点火タイミングを、各気筒の行程変化と吸排気弁の開閉状態とともに示す行程図である。FIG. 5 is a stroke diagram showing fuel injection and ignition timing for each cylinder at the start, together with stroke change of each cylinder and the open / closed state of the intake and exhaust valves. 始動時の各気筒毎の筒内圧とエンジンのトルク及び回転速度の変化を、吸気圧や点火時期の変化とともに示すタイムチャートである。3 is a time chart showing changes in in-cylinder pressure, engine torque and rotational speed for each cylinder at the time of starting, together with changes in intake pressure and ignition timing.

Ｅ エンジンシステム（エンジンの始動装置）
１ エンジン
２ ＥＣＵ（エンジンコントローラ）
２ａ 点火時期制御手段
２ｂ 吸気圧状態検出手段
１２Ａ〜１２Ｄ 気筒
２１ 吸気通路
２１ｂ サージタンク
２１ｃ 共通吸気通路
２３ スロットル弁
２６ 吸気圧センサ（吸気圧状態検出手段） E Engine system (engine starter)
1 Engine 2 ECU (Engine Controller)
2a Ignition timing control means 2b Intake pressure state detection means 12A to 12D Cylinder 21 Intake passage 21b Surge tank 21c Common intake passage 23 Throttle valve 26 Intake pressure sensor (Intake pressure state detection means)

Claims (4)

所定の再始動条件が成立したときに、停止している多気筒エンジンの少なくとも膨張行程にある気筒内に燃料を噴射供給して、点火、燃焼させることにより、クランク軸に正転方向のトルクを与えて自動で再始動するようにしたエンジンの始動装置であって、
前記各気筒に共通の吸気通路における吸気圧状態を検出する吸気圧検出手段と、
エンジン再始動時に前記吸気圧検出手段により検出される吸気圧状態が大気圧近傍から低下して、予め設定した設定負圧状態になるまでの間、前記各気筒の点火時期を圧縮上死点以降になるように遅角制御する点火時期制御手段と、を備え、
前記設定負圧状態は、エンジン暖機後のアイドル運転時における吸気圧状態よりも高圧側に設定され、
前記点火時期制御手段は、前記吸気圧検出手段により検出される吸気圧状態が前記設定負圧状態よりも低圧側になれば、点火時期を圧縮上死点前に進角させるものであることを特徴とするエンジンの始動装置。 When a predetermined restart condition is satisfied, fuel is injected into at least the cylinder in the expansion stroke of the stopped multi-cylinder engine, and ignited and burned, so that torque in the forward direction is applied to the crankshaft. An engine starter that is automatically restarted
An intake pressure detecting means for detecting an intake pressure state in an intake passage common to the cylinders;
The ignition timing of each cylinder is changed from the compression top dead center until the intake pressure state detected by the intake pressure detection means when the engine is restarted decreases from the vicinity of the atmospheric pressure and reaches a preset negative pressure state. Ignition timing control means for retarding the control so as to become ,
The set negative pressure state is set to a higher pressure side than the intake pressure state during idle operation after engine warm-up,
The ignition timing control means advances the ignition timing before the compression top dead center when the intake pressure state detected by the intake pressure detection means is lower than the set negative pressure state. An engine starting device. 点火時期制御手段は、吸気圧検出手段により検出される吸気圧状態の低圧側への変化に応じて、点火時期を進角側に変更するものであることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの始動装置。 Point fire timing control means according to claim 1, characterized in that in response to changes to the low pressure side of the intake air pressure state detected by the intake pressure detecting means, and changes the ignition timing to the advance side Engine starter. 所定の再始動条件が成立したときに、停止している多気筒エンジンの少なくとも膨張行程にある気筒内に燃料を噴射供給して、点火、燃焼させることにより、クランク軸に正転方向のトルクを与えて自動で再始動するようにしたエンジンの始動装置であって、
前記各気筒に共通の吸気通路における吸気圧状態を検出する吸気圧検出手段と、
エンジン再始動時に前記吸気圧検出手段により検出される吸気圧状態が大気圧近傍から低下して、予め設定した設定負圧状態になるまでの間、前記各気筒の点火時期を圧縮上死点以降になるように遅角制御する点火時期制御手段と、を備え、
前記点火時期制御手段は、前記吸気圧検出手段により検出される吸気圧状態に依らず、少なくとも、始動時に最初の圧縮上死点を迎える気筒の点火時期と、その次の２番目の圧縮上死点を迎える気筒の点火時期とを、それぞれ、圧縮上死点後まで遅角させるものであることを特徴とするエンジンの始動装置。 When a predetermined restart condition is satisfied, fuel is injected into at least the cylinder in the expansion stroke of the stopped multi-cylinder engine, and ignited and burned, so that torque in the forward direction is applied to the crankshaft. An engine starter that is automatically restarted
An intake pressure detecting means for detecting an intake pressure state in an intake passage common to the cylinders;
The ignition timing of each cylinder is changed from the compression top dead center until the intake pressure state detected by the intake pressure detection means when the engine is restarted decreases from the vicinity of the atmospheric pressure and reaches a preset negative pressure state. Ignition timing control means for retarding the control so as to become,
It said ignition timing control means, regardless of the intake air pressure state detected by the intake pressure detecting means, at least, the ignition timing of the cylinder before the first compression top dead center during starting, the next second compression top dead an ignition timing of the cylinder before the point, starting device features and to Rue engine that is intended respectively, is retarded to after top dead center of the compression stroke. 所定の再始動条件が成立したときに、停止している多気筒エンジンの少なくとも膨張行程にある気筒内に燃料を噴射供給して、点火、燃焼させることにより、クランク軸に正転方向のトルクを与えて自動で再始動するようにしたエンジンの始動装置であって、
前記各気筒に共通の吸気通路における吸気圧状態を検出する吸気圧検出手段と、
エンジン再始動時に前記吸気圧検出手段により検出される吸気圧状態が大気圧近傍から低下して、予め設定した設定負圧状態になるまでの間、前記各気筒の点火時期を圧縮上死点以降になるように遅角制御する点火時期制御手段と、を備え、
前記点火時期制御手段は、前記吸気圧検出手段により検出される吸気圧状態に依らず、少なくともエンジンの停止中に各々圧縮行程及び吸気行程にある気筒の点火時期をそれぞれ圧縮上死点後まで遅角させるものであることを特徴とするエンジンの始動装置。 When a predetermined restart condition is satisfied, fuel is injected into at least the cylinder in the expansion stroke of the stopped multi-cylinder engine, and ignited and burned, so that torque in the forward direction is applied to the crankshaft. An engine starter that is automatically restarted
An intake pressure detecting means for detecting an intake pressure state in an intake passage common to the cylinders;
The ignition timing of each cylinder is changed from the compression top dead center until the intake pressure state detected by the intake pressure detection means when the engine is restarted decreases from the vicinity of the atmospheric pressure and reaches a preset negative pressure state. Ignition timing control means for retarding the control so as to become,
Said ignition timing control means, the intake pressure irrespective of the intake pressure state detected by the detecting means, at least the engine cylinder in the compression-stroke and intake stroke during the stop ignition time Kioso Resolution Re on compression starting device characteristics and to Rue engine that until after top dead center is intended to retard.
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