JP5935754B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

従来、内燃機関の停止後に、その再始動を自動で行うことができる内燃機関が知られている。例えば特許文献１には、内燃機関の停止時に膨張行程にある気筒内に燃料を噴射しておき、内燃機関の再始動時にその気筒に点火して燃料を燃焼させて再始動を行う内燃機関が開示されている。このように、スターターモータによらず、着火によって内燃機関の再始動を行うことで、スターターモータなどの始動に用いる機器の寿命が短くなることを防止できる。   2. Description of the Related Art Conventionally, an internal combustion engine that can automatically restart the internal combustion engine after it is stopped is known. For example, Patent Document 1 discloses an internal combustion engine in which fuel is injected into a cylinder in an expansion stroke when the internal combustion engine is stopped, and the cylinder is ignited when the internal combustion engine is restarted to burn the fuel and restart the engine. It is disclosed. In this way, it is possible to prevent the life of the equipment used for starting the starter motor or the like from being shortened by restarting the internal combustion engine by ignition regardless of the starter motor.

また、着火による再始動を行うためには、燃焼室の容積が比較的大きく、かつ、十分な空気を有している必要がある。このため、再始動に用いる気筒は、膨張行程で停止しており、さらにピストンが適切な位置で停止している必要がある。特許文献１には、この適切な位置にピストンを停止させるための制御が開示されている。より具体的には、内燃機関が停止する際に、膨張行程の上死点後９０°の近傍でピストンを停止させるための制御である。以下に、この制御について詳述する。   Moreover, in order to perform restart by ignition, the volume of the combustion chamber needs to be relatively large and have sufficient air. For this reason, the cylinder used for restart is stopped in the expansion stroke, and the piston needs to be stopped at an appropriate position. Patent Document 1 discloses control for stopping the piston at this appropriate position. More specifically, this is control for stopping the piston in the vicinity of 90 ° after the top dead center of the expansion stroke when the internal combustion engine stops. This control will be described in detail below.

上記の制御では、まず、内燃機関の減速時に、スターターモータの回生トルクなどを利用してクランクシャフトの回転を減速させる。次に、内燃機関が所定のエンジン回転数まで減速したときに、スターターモータをゼロトルクにする。これにより、膨張行程の上死点後９０°近傍の位置でピストンを停止させることができる。なお、ここでいう所定のエンジン回転数は、予め実験などで求められたエンジン回転数である。   In the above control, first, when the internal combustion engine is decelerated, the rotation of the crankshaft is decelerated using the regenerative torque of the starter motor or the like. Next, when the internal combustion engine decelerates to a predetermined engine speed, the starter motor is set to zero torque. Thereby, the piston can be stopped at a position in the vicinity of 90 ° after the top dead center of the expansion stroke. The predetermined engine speed referred to here is an engine speed determined in advance through experiments or the like.

特開２００６−０４６０９１号公報JP 2006-046091 A 特開２０１０−１４４６１１号公報JP 2010-144611 A 特開２００９−１３８６６２号公報JP 2009-138662 A 特開２００４−０２７９１４号公報JP 2004-027914 A 特開２００４−０３６４２９号公報JP 2004-036429 A

しかしながら、上記の制御を行ったときに、ピストンリングの摩耗及びオイルの希釈などによる気筒内の圧縮抜けが起こると、膨張行程の上死点後９０°近傍でピストンが停止しない。ピストンの位置が適切な位置にないまま着火再始動を実施しても、十分な空気量が得られず、失火してしまう恐れがある。   However, when the above control is performed, if the compression loss in the cylinder occurs due to wear of the piston ring or dilution of oil, the piston does not stop in the vicinity of 90 ° after the top dead center of the expansion stroke. Even if ignition restart is performed without the piston being in an appropriate position, a sufficient amount of air cannot be obtained and there is a risk of misfire.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の停止時に膨張行程のピストンの位置が適切な位置で停止しなかった場合でも、その後良好な着火再始動を行うことができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when the position of the piston in the expansion stroke does not stop at an appropriate position when the internal combustion engine is stopped, a good ignition restart is performed thereafter. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine.

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の筒内圧を検出する筒内圧センサと、
排気弁の開時期を変更する排気可変動弁装置と、
クランクシャフトを回転させてピストンを動作させるモータと、
前記内燃機関の燃焼室に取り付けられた点火プラグと、を備えた内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の停止時に、膨張行程のピストンの位置が所定の位置にない場合、前記筒内圧と大気圧との差分が所定値以上になったときに前記排気可変動弁装置を用いて前記排気弁の開時期を進角する排気弁開時期進角手段と、
前記排気弁開時期進角手段により排気弁の開時期が進角されたことに応答して、前記膨張行程のピストンの位置を、前記モータを用いて前記所定の位置に変更するピストン位置変更手段と、
前記ピストン位置変更手段により前記膨張行程のピストンの位置が変更されたことに応答して、前記点火プラグを用いて前記膨張行程のピストンを有する燃焼室に着火することで前記内燃機関の再始動を行う再始動手段と、
を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine,
An in-cylinder pressure sensor for detecting an in-cylinder pressure of the internal combustion engine;
An exhaust variable valve operating device for changing the opening timing of the exhaust valve;
A motor that rotates a crankshaft to operate a piston;
An internal combustion engine control device comprising: an ignition plug attached to a combustion chamber of the internal combustion engine;
When the piston of the expansion stroke is not at a predetermined position when the internal combustion engine is stopped, the exhaust variable valve device is used to detect the exhaust when the difference between the in-cylinder pressure and the atmospheric pressure exceeds a predetermined value. Exhaust valve opening timing advance means for advancing the valve opening timing;
Piston position changing means for changing the position of the piston in the expansion stroke to the predetermined position using the motor in response to the opening timing of the exhaust valve being advanced by the exhaust valve opening timing advance means. When,
In response to the change of the piston position of the expansion stroke by the piston position changing means, the internal combustion engine is restarted by igniting a combustion chamber having the piston of the expansion stroke using the spark plug. Restarting means to perform,
It is characterized by providing.

また、第２の発明は、第１の発明において、前記ピストン位置変更手段により前記膨張行程のピストンの位置を変更した後、前記再始動手段により前記内燃機関の再始動が行われる前に、前記排気可変動弁装置を用いて前記排気弁の開時期を遅角する排気弁開時期遅角手段をさらに備えることを特徴とする。   According to a second invention, in the first invention, after the piston position changing means changes the position of the piston in the expansion stroke, before the restarting means restarts the internal combustion engine, It further comprises exhaust valve opening timing retarding means for retarding the opening timing of the exhaust valve using an exhaust variable valve operating device.

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記内燃機関の吸気弁の閉時期を変更する吸気可変動弁装置をさらに備え、
前記排気弁開時期進角手段により前記排気弁の開時期を進角する前に、前記吸気可変動弁装置を用いて前記吸気弁の閉時期を進角し、前記排気可変動弁装置を用いて前記排気弁の開時期を遅角する手段を備えることを特徴とする。 The third invention is the first or second invention, wherein
An intake variable valve operating device for changing a closing timing of the intake valve of the internal combustion engine;
Before the exhaust valve opening timing advance means advances the opening timing of the exhaust valve, the intake variable valve operating device is used to advance the intake valve closing timing, and the exhaust variable valve operating device is used. And means for retarding the opening timing of the exhaust valve.

また、第４の発明は、第３の発明において、前記ピストン位置変更手段により前記膨張行程のピストンの位置を変更した後、前記再始動手段により前記内燃機関の再始動が行われる前に、前記排気可変動弁装置を用いて前記排気弁の開時期を遅角し、前記吸気可変動弁装置を用いて前記吸気弁の閉時期を遅角する手段をさらに備えることを特徴とする。   In a fourth aspect based on the third aspect, after the piston position changing means changes the position of the piston in the expansion stroke, before the restarting means restarts the internal combustion engine, The apparatus further comprises means for retarding the opening timing of the exhaust valve using an exhaust variable valve operating device and retarding the closing timing of the intake valve using the intake variable valve operating device.

また、第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれかにおいて、前記ピストン位置変更手段は、前記モータを駆動して前記クランクシャフトを逆回転させてピストンの位置を変更することを特徴とする。   In addition, a fifth invention according to any one of the first to fourth inventions, wherein the piston position changing means drives the motor to reversely rotate the crankshaft to change the position of the piston. And

また、第６の発明は、第１乃至第５の発明のいずれかにおいて、前記所定の位置は、上死点後９０°を中心とする、上死点後３０°から上死点後１５０°に含まれる範囲であることを特徴とする。   In a sixth aspect based on any one of the first to fifth aspects, the predetermined position is centered at 90 ° after top dead center and from 30 ° after top dead center to 150 ° after top dead center. It is the range included in.

第１の発明によれば、筒内圧と大気圧との差分が所定値以上になったときに、排気弁の開時期が進角されて、排気弁が開く。これにより、筒内が負圧のまま排気弁を開弁したときに引き起こされる、排気ガスの筒内への流入を防止することができる。この結果、着火再始動時に失火してしまうことを防ぐことができる。   According to the first invention, when the difference between the in-cylinder pressure and the atmospheric pressure becomes equal to or greater than a predetermined value, the opening timing of the exhaust valve is advanced and the exhaust valve is opened. As a result, it is possible to prevent the exhaust gas from flowing into the cylinder, which is caused when the exhaust valve is opened while the cylinder has a negative pressure. As a result, it is possible to prevent misfire during ignition restart.

第２の発明によれば、着火再始動前に排気弁の開時期を遅角することで、着火再始動時の燃焼圧力を増加させることができる。この結果、再始動時に必要なトルクを得ることができる。   According to the second invention, the combustion pressure at the time of restarting ignition can be increased by retarding the opening timing of the exhaust valve before restarting of ignition. As a result, it is possible to obtain a torque necessary for restarting.

第３の発明によれば、吸気弁の閉時期を進角することで、圧縮行程気筒の圧縮反力を高めることができる。また、排気弁の開時期を遅角することで、膨張行程気筒の負圧を高めることができる。この結果、クランクシャフトを逆回転させて、ピストンの位置を適切な位置に変更させることができる。   According to the third aspect, the compression reaction force of the compression stroke cylinder can be increased by advancing the closing timing of the intake valve. Moreover, the negative pressure of the expansion stroke cylinder can be increased by retarding the opening timing of the exhaust valve. As a result, the position of the piston can be changed to an appropriate position by reversely rotating the crankshaft.

第４の発明によれば、着火再始動前に吸気弁の閉時期を遅角することで、着火再始動時の２回転目の圧縮行程気筒の圧縮反力を小さくできる。この結果、再始動時、内燃機関に不必要な負荷がかかることを防止できる。   According to the fourth aspect of the invention, the compression reaction force of the compression stroke cylinder of the second rotation at the time of restarting ignition can be reduced by retarding the closing timing of the intake valve before restarting ignition. As a result, it is possible to prevent an unnecessary load from being applied to the internal combustion engine during restart.

第５の発明によれば、モータでクランクシャフトを逆回転させることで、ピストンの位置を適切な位置に早く変更することができる。   According to the fifth aspect of the invention, the position of the piston can be quickly changed to an appropriate position by reversely rotating the crankshaft with the motor.

本発明の実施の形態１のシステムの構成を説明するための概略構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram for demonstrating the structure of the system of Embodiment 1 of this invention. エンジン停止時、ピストンが着火始動適切位置を過ぎた位置で停止したことを示す図である。It is a figure which shows that the piston stopped in the position which passed the ignition start appropriate position at the time of an engine stop. エンジン停止直後、第１の制御方法を実施した場合のピストンの位置の変化を表した図である。It is a figure showing the change of the position of the piston at the time of implementing the 1st control method immediately after an engine stop. ＥＶＯを最遅角させたまま、モータを逆回転させた場合のピストンの位置の変化を表した図である。It is a figure showing the change of the position of a piston at the time of rotating a motor reversely, making EVO the most retarded angle. ＥＶＯを最進角させてから、モータを逆回転させた場合のピストンの位置の変化を表した図である。It is a figure showing the change of the position of the piston at the time of rotating a motor reversely after making EVO the most advanced angle. 実施の形態１において、ＥＣＵで実行される着火再始動ルーチンのフローチャートである。4 is a flowchart of an ignition restart routine executed by the ECU in the first embodiment. エンジン停止時、６気筒エンジンにおけるピストンの位置を表した図である。It is a figure showing the position of the piston in a 6 cylinder engine at the time of an engine stop. エンジン停止時、６気筒エンジンにおけるピストンの位置を表した図である。It is a figure showing the position of the piston in a 6 cylinder engine at the time of an engine stop. エンジン停止時、８気筒エンジンにおけるピストンの位置を表した図である。It is a figure showing the position of the piston in an 8-cylinder engine at the time of an engine stop. エンジン停止時、８気筒エンジンにおけるピストンの位置を表した図である。It is a figure showing the position of the piston in an 8-cylinder engine at the time of engine stop. エンジン停止直後、自然に揺り返しが起きた場合のピストンの位置の変化を表した図である。It is a figure showing the change of the position of a piston when a natural return occurs immediately after an engine stop. エンジン停止直後、圧縮行程気筒における筒内圧の変化を表した図である。It is a figure showing change of in-cylinder pressure in a compression stroke cylinder immediately after an engine stop. ＥＣＵで実行される揺り返し予測ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of a rolling prediction routine executed by the ECU.

実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１のシステムの構成を説明するための概略構成図である。図１に示すシステムは、エンジン１０を備える。エンジン１０は、火花点火式の４サイクルレシプロエンジンである。通常、エンジン１０は複数の気筒で構成されるが、図１には１つの気筒のみが描かれている。なお、本実施形態において、エンジン１０は直列４気筒エンジンであるという前提で説明を行うが、気筒数及び気筒配置はこれに限定されるものではない。 Embodiment 1 FIG.
[System Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the configuration of the system according to the first embodiment of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes an engine 10. The engine 10 is a spark ignition type four-cycle reciprocating engine. Normally, the engine 10 is composed of a plurality of cylinders, but only one cylinder is depicted in FIG. In the present embodiment, the description will be made on the assumption that the engine 10 is an in-line four-cylinder engine, but the number of cylinders and the cylinder arrangement are not limited thereto.

エンジン１０の各気筒には、ピストン１２の往復動作により拡大、縮小する燃焼室１１が設けられている。ピストン１２は、クランクシャフト（不図示）に連結されている。クランクシャフトの端部には、外周に歯が形成されているフライホイール４９が設けられている。フライホイール４９の外周には、フライホイール４９を補助的に回転させるために、モータ４２が設けられている。モータ４２を駆動するとフライホイール４９が回転して、それに応じてピストン１２が往復動作を行う。なお、モータ４２は、正回転と逆回転とをすることができる。   Each cylinder of the engine 10 is provided with a combustion chamber 11 that expands and contracts by the reciprocating motion of the piston 12. The piston 12 is connected to a crankshaft (not shown). A flywheel 49 having teeth formed on the outer periphery is provided at the end of the crankshaft. A motor 42 is provided on the outer periphery of the flywheel 49 in order to rotate the flywheel 49 in an auxiliary manner. When the motor 42 is driven, the flywheel 49 rotates, and the piston 12 reciprocates accordingly. Note that the motor 42 can perform forward rotation and reverse rotation.

燃焼室１１には、燃料噴射弁１８と点火プラグ１６とが設けられている。なお、本発明において、燃料噴射弁１８の位置は、これに限定されるものではない。例えば、燃料噴射弁１８が吸気ポートに取り付けられていてもよい。または、燃焼室１１と吸気ポートの両方に取り付けられていてもよい。   The combustion chamber 11 is provided with a fuel injection valve 18 and a spark plug 16. In the present invention, the position of the fuel injection valve 18 is not limited to this. For example, the fuel injection valve 18 may be attached to the intake port. Alternatively, it may be attached to both the combustion chamber 11 and the intake port.

エンジン１０は、燃焼室１１に空気を吸込む吸気通路２３を備えている。吸気通路２３と燃焼室１１との接続部には、吸気弁２０が設けられている。吸気弁２０が開弁することで、吸気通路２３から燃焼室１１に空気が流入する。逆に、吸気弁２０が閉弁することで、吸気通路２３から燃焼室１１に空気が流入されなくなる。また、吸気弁２０には、吸気弁２０の開閉時期を変更するために、吸気可変動弁装置４４が備えられる。   The engine 10 includes an intake passage 23 that sucks air into the combustion chamber 11. An intake valve 20 is provided at a connection portion between the intake passage 23 and the combustion chamber 11. When the intake valve 20 is opened, air flows from the intake passage 23 into the combustion chamber 11. Conversely, when the intake valve 20 is closed, air does not flow into the combustion chamber 11 from the intake passage 23. Further, the intake valve 20 is provided with an intake variable valve operating device 44 in order to change the opening / closing timing of the intake valve 20.

吸気通路２３には、吸気弁２０から上流に向かって、サージタンク２８、スロットルバルブ２４、エアクリーナー２５が設けられている。空気は、エアクリーナー２５側から流入し、スロットルバルブ２４を通過してサージタンク２８に導かれる。そして、サージタンク２８に導かれた空気は、吸気弁２０が開いたときに燃焼室１１に流入する。   In the intake passage 23, a surge tank 28, a throttle valve 24, and an air cleaner 25 are provided upstream from the intake valve 20. Air flows in from the air cleaner 25 side, passes through the throttle valve 24 and is guided to the surge tank 28. The air guided to the surge tank 28 flows into the combustion chamber 11 when the intake valve 20 is opened.

エンジン１０は、燃焼室１１で発生したガスを排出する排気通路３８を備えている。排気通路３８と燃焼室１１との接続部には、排気弁２２が設けられている。排気弁２２が開弁することで、燃焼室１１からガスが排出される。逆に、排気弁２２が閉弁することで、燃焼室１１からガスが排出されなくなる。また、排気弁２２には、排気弁２２の開閉時期を変更するために、排気可変動弁装置４６が備えられる。   The engine 10 includes an exhaust passage 38 that discharges gas generated in the combustion chamber 11. An exhaust valve 22 is provided at a connection portion between the exhaust passage 38 and the combustion chamber 11. When the exhaust valve 22 is opened, gas is discharged from the combustion chamber 11. Conversely, when the exhaust valve 22 is closed, gas is not discharged from the combustion chamber 11. Further, the exhaust valve 22 is provided with a variable exhaust valve operating device 46 in order to change the opening / closing timing of the exhaust valve 22.

排気通路３８には、燃焼室１１から排出されたガスを浄化するために、触媒４０が設けられている。   A catalyst 40 is provided in the exhaust passage 38 in order to purify the gas discharged from the combustion chamber 11.

吸気可変動弁装置４４と排気可変動弁装置４６とは、それぞれのＯＣＶ（Oil Control Valve）によって油圧制御されている。なお、本実施形態における吸気可変動弁装置４４と排気可変動弁装置４６とは、電動式のものであってもよい。   The intake variable valve operating device 44 and the exhaust variable valve operating device 46 are hydraulically controlled by respective OCVs (Oil Control Valves). Note that the intake variable valve operating apparatus 44 and the exhaust variable valve operating apparatus 46 in the present embodiment may be electrically operated.

エンジン１０には、排気還流（以下、ＥＧＲという。）を行うために、排気通路３８から吸気通路２３へ連通する、ＥＧＲ通路３１が設けられている。ＥＧＲ通路３１には、排気通路３８から吸気通路２３に向かって、ＥＧＲクーラ３６、ＥＧＲバルブ３２が設けられている。   The engine 10 is provided with an EGR passage 31 that communicates from the exhaust passage 38 to the intake passage 23 in order to perform exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR). An EGR cooler 36 and an EGR valve 32 are provided in the EGR passage 31 from the exhaust passage 38 toward the intake passage 23.

エンジン１０には、エンジン１０の運転状態を把握するために、各種センサが取り付けられている。フライホイール４９の近傍には、クランク角センサ３０が設けられている。燃焼室１１の近傍には、ノックセンサ１５が設けられている。燃焼室１１には、筒内圧センサ１４が設けられている。サージタンク２８付近には、吸気管圧センサ２６が設けられている。ＥＧＲクーラ３６には、温度センサ３４が設けられている。スロットルバルブ２４には、スロットルセンサ（不図示）が設けられている。   Various sensors are attached to the engine 10 in order to grasp the operating state of the engine 10. A crank angle sensor 30 is provided in the vicinity of the flywheel 49. A knock sensor 15 is provided in the vicinity of the combustion chamber 11. The combustion chamber 11 is provided with an in-cylinder pressure sensor 14. An intake pipe pressure sensor 26 is provided in the vicinity of the surge tank 28. The EGR cooler 36 is provided with a temperature sensor 34. The throttle valve 24 is provided with a throttle sensor (not shown).

実施の形態１のシステムの構成は、エンジン１０の運転状態を制御するＥＣＵ（Engine Control Unit）５０を備える。ＥＣＵ５０の入力側には、クランク角センサ３０、ノックセンサ１５、筒内圧センサ１４、吸気管圧センサ２６、温度センサ３４、そしてスロットルセンサなどの各種センサがそれぞれ接続される。これらの各種センサは、エンジン１０を制御するための情報を検出し、検出した情報を信号としてＥＣＵ５０に出力する。具体的には、クランク角センサ３０は、フライホイール４９の回転に同期したパルス信号を出力する。ノックセンサ１５は、燃焼で発生するノッキングに応じた信号を出力する。筒内圧センサ１４は、燃焼室１１内の圧力である筒内圧に応じた信号を出力する。吸気管圧センサ２６は、吸気管圧に応じた信号を出力する。温度センサ３４は、ＥＧＲクーラ３６の冷却水の温度に応じた信号を出力する。スロットルセンサ２７は、スロットルの開度に応じた信号を出力する。   The system configuration of the first embodiment includes an ECU (Engine Control Unit) 50 that controls the operating state of the engine 10. Various sensors such as a crank angle sensor 30, a knock sensor 15, an in-cylinder pressure sensor 14, an intake pipe pressure sensor 26, a temperature sensor 34, and a throttle sensor are connected to the input side of the ECU 50. These various sensors detect information for controlling the engine 10 and output the detected information to the ECU 50 as signals. Specifically, the crank angle sensor 30 outputs a pulse signal synchronized with the rotation of the flywheel 49. Knock sensor 15 outputs a signal corresponding to knocking generated by combustion. The in-cylinder pressure sensor 14 outputs a signal corresponding to the in-cylinder pressure that is the pressure in the combustion chamber 11. The intake pipe pressure sensor 26 outputs a signal corresponding to the intake pipe pressure. The temperature sensor 34 outputs a signal corresponding to the temperature of the cooling water of the EGR cooler 36. The throttle sensor 27 outputs a signal corresponding to the throttle opening.

ＥＣＵ５０は、上記の各種センサが出力した信号に基づいて、エンジン１０の運転状態を検知する。例えば、ＥＣＵ５０は、クランク角センサ３０の出力から、クランク角を検知して、エンジン回転数を算出する。ＥＣＵ５０は、筒内圧センサ１４が出力した信号と、クランク角とを紐付けることで、筒内圧の変化を算出する。ＥＣＵ５０は、吸気管圧センサ２６の出力から、吸入空気量を算出する。ＥＣＵ５０は、温度センサ３４の出力から、ＥＧＲクーラ３６内の冷却水の温度を算出する。ＥＣＵ５０は、ノックセンサ１５の出力から、ノッキングを検出する。ＥＣＵ５０は、スロットルセンサの出力から、スロットル開度を検出する。   ECU50 detects the driving | running state of the engine 10 based on the signal which said various sensors output. For example, the ECU 50 detects the crank angle from the output of the crank angle sensor 30 and calculates the engine speed. The ECU 50 calculates the change in the in-cylinder pressure by associating the signal output from the in-cylinder pressure sensor 14 with the crank angle. The ECU 50 calculates the intake air amount from the output of the intake pipe pressure sensor 26. The ECU 50 calculates the temperature of the cooling water in the EGR cooler 36 from the output of the temperature sensor 34. The ECU 50 detects knocking from the output of the knock sensor 15. The ECU 50 detects the throttle opening from the output of the throttle sensor.

ＥＣＵ５０の出力側には、点火プラグ１６、燃料噴射弁１８、吸気可変動弁装置４４、排気可変動弁装置４６、ＥＧＲバルブ３２、スロットルバルブ２４などの各種アクチュエータがそれぞれ接続される。ＥＣＵ５０は、点火プラグ１６に駆動信号を供給して点火させることで、燃焼室１１の混合気に着火する。ＥＣＵ５０は、吸気可変動弁装置４４に信号を供給して動作させることで、吸気弁２０の開閉時期を変更する。ＥＣＵ５０は、排気可変動弁装置４６に信号を供給して動作させることで、排気弁２２の開閉時期を変更する。ＥＣＵ５０は、ＥＧＲバルブ３２に信号を供給して開度を調節して、ＥＧＲ量を調節する。ＥＣＵ５０は、スロットルバルブ２４に信号を供給して開度を調節することで、吸入空気量を調節する。   Various actuators such as the ignition plug 16, the fuel injection valve 18, the intake variable valve operating device 44, the exhaust variable valve operating device 46, the EGR valve 32, and the throttle valve 24 are connected to the output side of the ECU 50. The ECU 50 ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 11 by supplying a drive signal to the spark plug 16 to cause ignition. The ECU 50 changes the opening / closing timing of the intake valve 20 by supplying a signal to the intake variable valve operating device 44 and operating it. The ECU 50 changes the opening / closing timing of the exhaust valve 22 by supplying a signal to the exhaust variable valve operating device 46 and operating it. The ECU 50 adjusts the EGR amount by supplying a signal to the EGR valve 32 and adjusting the opening degree. The ECU 50 adjusts the intake air amount by supplying a signal to the throttle valve 24 and adjusting the opening.

［着火再始動制御］
本実施形態におけるエンジン１０は、エンジン停止後、自動的に再始動を行う機構を有している。この機構における再始動とは、点火プラグ１６を用いた着火再始動である。このため、エンジン１０では、モータ４２を用いた再始動ではなく、燃焼による再始動が行われるため、モータ４２を始動時に用いる頻度が減少する。この結果、モータ４２の寿命が短くなることを防止できる。なお、上記の機構においては、膨張行程における気筒内に混合気を閉じ込めたままエンジン１０が停止する。これにより、エンジン再始動時に上記の気筒内の混合気へ着火することで燃焼による再始動を行うことができる。 [Ignition restart control]
The engine 10 in the present embodiment has a mechanism that automatically restarts after the engine is stopped. The restart in this mechanism is ignition restart using the spark plug 16. For this reason, in the engine 10, since the restart by combustion is performed instead of the restart using the motor 42, the frequency which uses the motor 42 at the time of starting decreases. As a result, the life of the motor 42 can be prevented from being shortened. In the above mechanism, the engine 10 is stopped while the air-fuel mixture is confined in the cylinder in the expansion stroke. Thereby, the restart by combustion can be performed by igniting the air-fuel mixture in the cylinder when the engine is restarted.

上記の着火再始動を行うためには、再始動に用いる気筒において、膨張行程の所定の位置（以下、着火始動適切位置という。）でピストン１２が停止している必要がある。着火始動適切位置は、再始動時に必要なトルクを出力するために設定されるものである。着火始動適切位置にピストン１２が停止していれば、燃焼室１１の容積が比較的大きく十分な空気を有しているため、再始動を行うことができる。本実施形態では、着火始動適切位置を、上死点後９０°を中心とする、上死点後３０°から上死点後１５０°に含まれる範囲と暫定的に定義するが、これに限定されるものではない。着火始動適切位置は、エンジン１０におけるフリクション及び吸入空気量などの変化に応じて設定される限り、その範囲の変更は可能である。   In order to perform the ignition restart described above, the piston 12 needs to be stopped at a predetermined position in the expansion stroke (hereinafter referred to as an ignition start appropriate position) in the cylinder used for the restart. The ignition start appropriate position is set in order to output a torque necessary at the time of restart. If the piston 12 is stopped at an appropriate ignition start position, the combustion chamber 11 has a relatively large volume and sufficient air, so that restart can be performed. In this embodiment, the ignition start appropriate position is tentatively defined as a range from 30 ° after top dead center to 150 ° after top dead center, centered on 90 ° after top dead center, but is not limited thereto. Is not to be done. As long as the ignition start appropriate position is set in accordance with changes in the friction and intake air amount in the engine 10, the range can be changed.

また、エンジン１０では、エンジン停止時に上記の着火始動適切位置にピストン１２を停止させる制御（以下、ピストン停止制御という。）が行われている。ピストン停止制御を行うことにより、エンジン停止後、次の再始動を確実に行うことができる。以下に、ピストン停止制御について詳述する。   Further, in the engine 10, control for stopping the piston 12 at the above ignition start appropriate position when the engine is stopped (hereinafter referred to as piston stop control) is performed. By performing the piston stop control, the next restart can be reliably performed after the engine stops. Below, piston stop control is explained in full detail.

まず、エンジン１０の減速時、ＥＣＵ５０が燃料噴射弁１８及び点火プラグ１６への信号の出力を停止する。こうすることで、クランクシャフトを回転させるトルクが発生しなくなり、クランクシャフトは慣性力のみで回転するようになる。次に、モータ４２の回生トルク及び圧縮行程気筒で発生するガス圧縮反力などを利用して、クランクシャフトの回転を減速させる。そして、クランクシャフトが減速して、所定のエンジン回転数まで減速したときに、モータ４２のトルクを０にする。この結果、着火始動適切位置でピストン１２を停止させることができる。なお、ここでいう所定のエンジン回転数は、予め実験などで求められたエンジン回転数である。   First, when the engine 10 is decelerated, the ECU 50 stops outputting signals to the fuel injection valve 18 and the spark plug 16. By doing so, torque for rotating the crankshaft is not generated, and the crankshaft is rotated only by inertial force. Next, the rotation of the crankshaft is decelerated using the regenerative torque of the motor 42 and the gas compression reaction force generated in the compression stroke cylinder. When the crankshaft is decelerated and decelerated to a predetermined engine speed, the torque of the motor 42 is set to zero. As a result, the piston 12 can be stopped at the ignition start appropriate position. The predetermined engine speed referred to here is an engine speed determined in advance through experiments or the like.

しかしながら、上記のピストン停止制御を実施しても、ピストン１２が着火始動適切位置に停止しないことがある。この要因として、ピストン１２に取り付けられているピストンリングの劣化によるフリクションの変化、エンジンオイルの希釈率、エンジンオイルの温度の相違などがある。これらの要因によって、ピストンの圧縮抜けが発生し、ピストン１２が着火始動適切位置を過ぎた位置で停止してしまうことがある。この一例を、以下に図２を用いて説明する。   However, even if the above-described piston stop control is performed, the piston 12 may not stop at the ignition start appropriate position. The factors include changes in friction due to deterioration of the piston ring attached to the piston 12, engine oil dilution rate, and engine oil temperature differences. Due to these factors, compression loss of the piston may occur, and the piston 12 may stop at a position past the ignition start appropriate position. An example of this will be described below with reference to FIG.

図２は、エンジン停止時、ピストン１２が着火始動適切位置を過ぎた位置で停止したことを示す図である。図２にＸで示されているのは、膨張行程で停止した気筒におけるピストン１２の位置である。図２にＹで示されているのは、圧縮行程で停止した気筒におけるピストン１２の位置である。図２のＸとＹとが示すように、圧縮行程で停止したピストン１２の位置と、膨張行程で停止したピストン１２の位置とは、１８０°対向する関係にある。これは、エンジン１０が直列４気筒エンジンであるためである。   FIG. 2 is a diagram showing that when the engine is stopped, the piston 12 stops at a position past the ignition start appropriate position. In FIG. 2, X indicates the position of the piston 12 in the cylinder stopped in the expansion stroke. 2 indicates the position of the piston 12 in the cylinder stopped in the compression stroke. As indicated by X and Y in FIG. 2, the position of the piston 12 stopped in the compression stroke and the position of the piston 12 stopped in the expansion stroke are in a relation of 180 °. This is because the engine 10 is an in-line four-cylinder engine.

ここで、本明細書中で、膨張行程気筒におけるピストン１２を指す際には、ピストン１２Ｘという用語を用いることとする。また、圧縮行程気筒におけるピストン１２を指す際には、ピストン１２Ｙという用語を用いることとする。   Here, in this specification, when referring to the piston 12 in the expansion stroke cylinder, the term piston 12X is used. The term piston 12Y will be used when referring to the piston 12 in the compression stroke cylinder.

図２には、着火始動適切位置が示されている。着火始動適切位置は、ピストン１２Ｘの再始動時の適切な位置である。このため、本来はピストン１２Ｘの位置が着火始動適切位置の範囲内にあることが再始動を行うためには望ましい。しかしながら、図２に示すピストン１２Ｘの位置は、下死点近傍である。このままの状態で着火再始動を行なっても、再始動に必要なトルクが得られない。   FIG. 2 shows an appropriate ignition start position. The ignition start appropriate position is an appropriate position when the piston 12X is restarted. For this reason, in order to perform the restart, it is originally desirable that the position of the piston 12X is within the range of the appropriate ignition start position. However, the position of the piston 12X shown in FIG. 2 is near the bottom dead center. Even if ignition restart is performed in this state, the torque required for restart cannot be obtained.

また、図２のピストン１２Ｘの停止位置は、排気弁２２の開時期（以下、ＥＶＯともいう。）を過ぎた位置で停止している。このため、エンジン停止中、排気通路３８から燃焼室１１内に排気ガスが流入して燃焼室１１内の空燃比が上昇する。この結果、再始動時に失火してしまうことがある。   Further, the stop position of the piston 12X in FIG. 2 is stopped at a position past the opening timing of the exhaust valve 22 (hereinafter also referred to as EVO). For this reason, when the engine is stopped, the exhaust gas flows into the combustion chamber 11 from the exhaust passage 38 and the air-fuel ratio in the combustion chamber 11 rises. As a result, misfire may occur during restart.

そこで、本実施形態では、エンジン停止時、ピストン１２Ｘが着火始動適切位置を過ぎて下死点近傍で停止した場合、クランクシャフトを逆回転させて、ピストン１２Ｘの位置を着火始動適切位置に変更するための２つの制御方法を採用している。第１の制御方法は、エンジン停止直後に、吸気可変動弁装置４４及び排気可変動弁装置４６を利用して、各気筒内の圧力を変化させてクランクシャフトを逆回転させる方法である。第２の制御方法は、第１の制御方法によってピストン１２Ｘの位置が着火始動適切位置まで変化しなかった場合に、モータ４２を駆動させて、直接クランクシャフトを逆回転させる制御方法である。まず、第１の制御方法について、以下に図３を用いて詳述する。   Therefore, in the present embodiment, when the engine is stopped, when the piston 12X passes the appropriate ignition start position and stops near the bottom dead center, the crankshaft is rotated in reverse to change the position of the piston 12X to the appropriate ignition start position. Two control methods are used for this purpose. The first control method is a method in which the crankshaft is rotated in reverse by changing the pressure in each cylinder using the intake variable valve operating device 44 and the exhaust variable valve operating device 46 immediately after the engine is stopped. The second control method is a control method in which, when the position of the piston 12X has not changed to the ignition start appropriate position by the first control method, the motor 42 is driven and the crankshaft is directly reversely rotated. First, the first control method will be described in detail with reference to FIG.

［第１の制御方法］
図３は、エンジン停止直後、第１の制御方法を実施した場合のピストン１２の位置の変化を表した図である。図３のＸ１は、エンジン停止直後、着火始動適切位置とＥＶＯとを過ぎた位置で停止しようとするピストン１２Ｘの位置を示している。Ｙ１は、同様に、停止しようとするピストン１２Ｙの位置を示している。このままの位置でそれぞれのピストン１２が停止してしまうと、上述したように着火再始動に必要なトルクが得られない。さらに、ＥＶＯを過ぎた位置で停止しようとしているため、燃焼室１１に排気ガスが流入する恐れがある。 [First control method]
FIG. 3 is a diagram illustrating a change in the position of the piston 12 when the first control method is performed immediately after the engine is stopped. X 1 in FIG. 3, immediately after the engine is stopped, indicates the position of the piston 12X to be stopped at a position past the ignition start proper position and EVO. Y 1 is likewise indicates the position of the piston 12Y to be stopped. If each piston 12 stops in this position, the torque required for ignition restart cannot be obtained as described above. Furthermore, since it is going to stop in the position which passed EVO, there exists a possibility that exhaust gas may flow in into the combustion chamber 11. FIG.

ここで、排気可変動弁装置４６によって、ＥＶＯの最遅角制御が行われる。図３には、通常のＥＶＯから、最遅角ＥＶＯに変更される様子が示されている。このようにＥＶＯを最遅角することで、膨張行程気筒の負圧を高めることができる。この結果、ピストン１２Ｘに対して、ピストン１２Ｘを上昇させる方向への力が発生する。これにより、クランクシャフトを逆回転させることができる。また、ＥＶＯを最遅角することで、例えば図３のＸ１のように、通常時のＥＶＯを過ぎた位置でピストン１２Ｘが停止しようとした際に、排気ガスが燃焼室１１内に流入することを防止できる。 Here, the most retarded angle control of the EVO is performed by the variable exhaust valve operating device 46. FIG. 3 shows a state in which the normal EVO is changed to the most retarded angle EVO. Thus, the negative pressure of the expansion stroke cylinder can be increased by retarding EVO the most. As a result, a force in the direction of raising the piston 12X is generated with respect to the piston 12X. Thereby, a crankshaft can be reversely rotated. In addition, by the most delayed angle the EVO, for example, as X 1 in FIG. 3, when the piston 12X tried to stop at a position past the normal of the EVO, exhaust gas flows into the combustion chamber 11 Can be prevented.

さらに、吸気可変動弁装置４４によって、吸気弁２０の閉時期（以下、ＩＶＣともいう。）の最進角制御が行われる。ＩＶＣを最進角することで、圧縮行程気筒の圧縮反力を高める事ができる。この結果、ピストン１２Ｙに対して、ピストン１２Ｙを下降させる方向への力が発生する。これにより、クランクシャフトを逆回転させることができる。   Further, the intake variable valve operating device 44 performs the most advanced control of the closing timing (hereinafter also referred to as IVC) of the intake valve 20. By making the most advanced angle of IVC, the compression reaction force of the compression stroke cylinder can be increased. As a result, a force in the direction of lowering the piston 12Y is generated with respect to the piston 12Y. Thereby, a crankshaft can be reversely rotated.

このように、吸気可変動弁装置４４及び排気可変動弁装置４６を利用して燃焼室１１内の圧力を変化させてクランクシャフトを逆回転させることを、揺り返しという。図３には、揺り返し後のピストン１２Ｘの位置がＸ２で示されている。同様に、図３には、揺り返し後のピストン１２Ｙの位置がＹ２で示されている。このように、揺り返しを引き起こしてクランクシャフトを逆回転させることで、着火始動適切位置までピストン１２Ｘの停止位置を変化させることができる。 In this way, changing the pressure in the combustion chamber 11 using the intake variable valve device 44 and the exhaust variable valve device 46 to reversely rotate the crankshaft is referred to as rocking. 3 shows, the position of the piston 12X after reacting roll is indicated by X 2. Similarly, in FIG. 3, the position of the piston 12 </ b> Y after swinging is indicated by Y <b> 2 . Thus, the stop position of the piston 12X can be changed to the ignition start appropriate position by causing the crankshaft to reversely rotate by causing the swing back.

［第２の制御方法］
次に、第２の制御方法について説明する。第２の制御方法は、モータ４２を逆回転してクランクシャフトを逆回転させることで、ピストン１２Ｘの位置を変更するという制御方法である。第２の制御方法では、ピストン１２Ｘの位置を変更する際に、モータ４２にかかる負荷を抑えるため、ＥＶＯの制御が行われている。これについて、図４及び図５を用いて説明する。 [Second control method]
Next, the second control method will be described. The second control method is a control method in which the position of the piston 12X is changed by reversely rotating the motor 42 to reversely rotate the crankshaft. In the second control method, when the position of the piston 12X is changed, EVO is controlled in order to suppress the load applied to the motor 42. This will be described with reference to FIGS.

図４は、ＥＶＯを最遅角させたまま、モータ４２を逆回転させた場合のピストン１２Ｘの位置の変化を表した図である。図４におけるＸ１は、第１の制御方法が行われてもピストン１２Ｘの位置が下死点近傍から変化しなかった場合のピストン１２Ｘの位置である。この場合には、モータ４２を駆動してピストン１２Ｘの位置を変更する。ところが、ＥＶＯが最遅角されたままだと、吸気弁２０と排気弁２２とが閉じた状態でピストン１２Ｘの位置を変更することになる。 FIG. 4 is a diagram showing a change in the position of the piston 12X when the motor 42 is rotated in the reverse direction while the EVO is most retarded. X 1 in FIG. 4 is a position of the piston 12X when the position of the first control method been conducted piston even 12X has not changed from near the bottom dead center. In this case, the motor 42 is driven to change the position of the piston 12X. However, if the EVO is left at the most retarded angle, the position of the piston 12X is changed while the intake valve 20 and the exhaust valve 22 are closed.

図４における破線の矢印は、吸気弁２０及び排気弁２２が閉じた状態で、Ｘ１の位置からＸ２の位置までピストン１２Ｘの位置を変更させたときの回転角度の変化量を表している。このように、ＥＶＯが最遅角されたままモータ４２を逆回転すると、燃焼室１１内の空気を圧縮するため、モータ４２に高い負荷がかかる。この結果、モータ４２の消費電力が増加する。さらに、過負荷によるモータ４２の故障の原因になる可能性がある。 Dashed arrows in FIG. 4, in a state where the intake valve 20 and exhaust valve 22 is closed, represents the variation amount of the rotation angle obtained while changing the position of the piston 12X from the position of the X 1 to the position of X 2 . As described above, when the motor 42 is rotated in the reverse direction while the EVO is most retarded, the air in the combustion chamber 11 is compressed, so that a high load is applied to the motor 42. As a result, the power consumption of the motor 42 increases. Furthermore, there is a possibility that the motor 42 may be damaged due to overload.

一方、図５は、ＥＶＯを最進角させてから、モータ４２を逆回転させた場合のピストン１２Ｘの位置の変化を表した図である。図５では、ＥＶＯを最進角した様子が示されている。モータ４２が逆回転する前にＥＶＯを最進角することで、Ｘ１の位置からＸ２の位置までの間に、排気弁２２が開いている時期が生じることになる。このため、図４における破線の矢印に比べて、図５に示す破線の矢印が示す回転角度の変化量は小さくなっている。これは、モータ４２の逆回転時に排気弁２２を開くことで、モータ４２にかかる負荷を軽減することができたことを示している。この結果、モータ４２の消費電力を小さくして、過負荷による故障の発生を防止することができる。 On the other hand, FIG. 5 is a diagram showing a change in the position of the piston 12X when the motor 42 is rotated in the reverse direction after the EVO is advanced most. FIG. 5 shows a state in which EVO is advanced most. By most advance angle the EVO before the motor 42 is reversely rotated, between the position of the X 1 to the position of X 2, so that the timing of the exhaust valve 22 are open may occur. Therefore, the amount of change in the rotation angle indicated by the broken line arrow shown in FIG. 5 is smaller than that of the broken line arrow in FIG. This indicates that the load applied to the motor 42 can be reduced by opening the exhaust valve 22 when the motor 42 rotates reversely. As a result, it is possible to reduce the power consumption of the motor 42 and prevent the occurrence of failure due to overload.

上記のＥＶＯの最進角制御は、筒内圧が大気圧と等しくなったときに行うことが望ましい。これは、筒内圧が大気圧より低いと、排気弁２２を開いたときに燃焼室１１に排気ガスが流入する恐れがあるからである。このため、筒内圧が大気圧と等しくなるまでＥＶＯを最進角しないこととする。この結果、再始動時に失火してしまうことを防ぐことができる。   It is desirable that the most advanced angle control of the EVO is performed when the in-cylinder pressure becomes equal to the atmospheric pressure. This is because if the in-cylinder pressure is lower than the atmospheric pressure, exhaust gas may flow into the combustion chamber 11 when the exhaust valve 22 is opened. For this reason, EVO is not advanced the most until the in-cylinder pressure becomes equal to the atmospheric pressure. As a result, it is possible to prevent misfire during restart.

上記の第２の制御が終了した後、ＥＶＯとＩＶＣとを、着火再始動に適した開閉時期である本来位置に戻すこととする。このために、ＥＶＯとＩＶＣとをそれぞれ遅角する。ＥＶＯを遅角することで、再始動時の１回目の燃焼により十分な大きさのトルクを得ることができる。また、遅角した際に、バルブオーバーラップが生じると、２回目の燃焼の際に排気ガスの流入より燃焼が不安定になる。このため、バルブオーバーラップの生じない範囲でＥＶＯを遅角する。加えて、ＩＶＣを遅角することで、着火再始動時に２回転目の圧縮行程気筒の圧縮反力が小さくなる。この結果、再始動時、エンジン１０に不必要な負荷がかかることを防止できる。   After the second control is completed, EVO and IVC are returned to their original positions, which are opening / closing timings suitable for ignition restart. For this purpose, EVO and IVC are retarded, respectively. By retarding EVO, a sufficiently large torque can be obtained by the first combustion at the time of restart. Further, if valve overlap occurs when retarded, combustion becomes unstable due to the inflow of exhaust gas during the second combustion. For this reason, the EVO is retarded within a range where no valve overlap occurs. In addition, by retarding IVC, the compression reaction force of the compression stroke cylinder of the second rotation is reduced when ignition is restarted. As a result, it is possible to prevent an unnecessary load from being applied to the engine 10 at the time of restart.

［着火再始動ルーチン］
図６は、本実施形態において、ＥＣＵ５０で実行される着火再始動ルーチンのフローチャートである。ＥＣＵ５０は、本ルーチンを記憶するためのメモリーを有している。ＥＣＵ５０は、記憶した本ルーチンを実行するためのプロセッサを有している。 [Ignition restart routine]
FIG. 6 is a flowchart of an ignition restart routine executed by the ECU 50 in the present embodiment. The ECU 50 has a memory for storing this routine. The ECU 50 has a processor for executing the stored routine.

図６のフローチャートにおいて、Ｓ１００からＳ１０４までが、上記の第１の制御方法に相当する。また、Ｓ１０８からＳ１２０までが、上記の第２の制御方法に相当する。   In the flowchart of FIG. 6, S100 to S104 correspond to the first control method. S108 to S120 correspond to the second control method.

本ルーチンでは、まず、ＩＶＣ最進角制御が実行される（Ｓ１００）。   In this routine, first, IVC maximum advance angle control is executed (S100).

次に、ＥＶＯ最遅角制御が実行される（Ｓ１０２）。   Next, EVO maximum retardation control is executed (S102).

次に、ピストン１２の揺り返しで逆回転が起きたことをクランク角センサ３０の信号から検出する（Ｓ１０４）。ただし、この行程は省略することができる。   Next, it is detected from the signal of the crank angle sensor 30 that reverse rotation has occurred due to the swing of the piston 12 (S104). However, this process can be omitted.

次に、膨張行程の気筒のピストン位置が着火始動適切位置まで戻っているか否かが判定される（Ｓ１０６）。   Next, it is determined whether or not the piston position of the cylinder in the expansion stroke has returned to the ignition start appropriate position (S106).

膨張行程の気筒のピストン位置が着火始動適切位置まで戻っていると判定された場合、ＥＶＯとＩＶＣとを本来位置に戻す（Ｓ１２２）。このようにＥＶＯとＩＶＣとを本来の位置に戻すことで、再始動に適したバルブタイミングで燃焼を行うことができる。   If it is determined that the piston position of the cylinder in the expansion stroke has returned to the appropriate ignition start position, EVO and IVC are returned to their original positions (S122). Thus, by returning EVO and IVC to their original positions, combustion can be performed at a valve timing suitable for restart.

一方、Ｓ１０６において、膨張行程の気筒のピストン位置が着火始動適切位置まで戻っていないと判定された場合、ＥＣＵ５０は予測フラグを立てる（Ｓ１０８）。この予測フラグは、着火始動時に燃焼トルクが不足することを意味している。この予測フラグが立つことにより、上記の第２の制御が行われる。   On the other hand, if it is determined in S106 that the piston position of the cylinder in the expansion stroke has not returned to the ignition start appropriate position, the ECU 50 sets a prediction flag (S108). This prediction flag means that the combustion torque is insufficient at the start of ignition. When the prediction flag is set, the second control is performed.

次に、膨張行程気筒の筒内圧をサンプリングする（Ｓ１１０）。筒内圧は、膨張行程気筒に取り付けられている筒内圧センサ１４によって検出される。   Next, the in-cylinder pressure of the expansion stroke cylinder is sampled (S110). The in-cylinder pressure is detected by an in-cylinder pressure sensor 14 attached to the expansion stroke cylinder.

次に、筒内圧と大気圧との差分が所定値以上か否かが判定される（Ｓ１１２）。この差分が所定値より小さいと判定された場合、ＥＣＵ５０は、所定時間待機する（Ｓ１１４）。所定時間経過後、Ｓ１１２が繰り返される。ここでいう所定値とは、具体的には０以上の数値をいう。筒内圧と大気圧との差分が０以上であれば、筒内圧が大気圧より高くなったことを把握することができる。   Next, it is determined whether or not the difference between the in-cylinder pressure and the atmospheric pressure is greater than or equal to a predetermined value (S112). When it is determined that the difference is smaller than the predetermined value, the ECU 50 waits for a predetermined time (S114). After the predetermined time has elapsed, S112 is repeated. The predetermined value here is specifically a numerical value of 0 or more. If the difference between the in-cylinder pressure and the atmospheric pressure is 0 or more, it can be grasped that the in-cylinder pressure is higher than the atmospheric pressure.

一方、Ｓ１１２において、筒内圧と大気圧との差分が所定値以上であると判定された場合、排気弁２２の開弁制御が実行される（Ｓ１１６）。排気弁２２の開弁制御とは、ＥＶＯの最進角制御のことである。   On the other hand, when it is determined in S112 that the difference between the in-cylinder pressure and the atmospheric pressure is greater than or equal to a predetermined value, the valve opening control of the exhaust valve 22 is executed (S116). The valve opening control of the exhaust valve 22 is the most advanced angle control of the EVO.

次に、ピストン逆回転が実行される（Ｓ１１８）。ＥＣＵ５０は、モータ４２に逆回転の駆動信号を出力して、モータ４２を逆回転させる。ＥＣＵ５０は、ピストン１２の位置が着火始動適切位置まで変化したときに、モータ４２への駆動信号を停止する。   Next, reverse piston rotation is executed (S118). The ECU 50 outputs a reverse rotation drive signal to the motor 42 to reversely rotate the motor 42. The ECU 50 stops the drive signal to the motor 42 when the position of the piston 12 changes to the ignition start appropriate position.

次に、ピストンが停止したことをクランク角センサ３０の信号から検出する（Ｓ１２０）。ただし、この行程は省略することができる。   Next, it is detected from the signal of the crank angle sensor 30 that the piston has stopped (S120). However, this process can be omitted.

次に、ＥＶＯとＩＶＣとを本来位置に戻す（Ｓ１２２）。   Next, EVO and IVC are returned to their original positions (S122).

次に、膨張行程の気筒を着火始動する（Ｓ１２４）。具体的には、膨張行程の気筒において、着火始動適切位置にピストン１２が位置している状態で着火再始動が行われる。その後、本ルーチンは繰り返される。   Next, the cylinder in the expansion stroke is started to ignite (S124). Specifically, in the cylinder in the expansion stroke, ignition restart is performed in a state where the piston 12 is positioned at an appropriate ignition start position. Thereafter, this routine is repeated.

また、上記のＩＶＣ及びＥＶＯにおける進角または遅角制御は、エンジン停止中に行われるものである。このため、油圧式の可変動弁装置であれば、ロックピンを外せることができるものを用いる必要がある。さらに、カムシャフトを回すため、エンジン停止時にも油圧を昇圧できる外部ポンプなどを備えている必要がある。本実施形態における吸気可変動弁装置４４及び排気可変動弁装置４６は、以上の構成を有しているものとする。   Further, the advance angle or retard angle control in the above IVC and EVO is performed while the engine is stopped. For this reason, if it is a hydraulic variable valve apparatus, it is necessary to use what can remove a lock pin. Furthermore, in order to rotate the camshaft, it is necessary to provide an external pump that can increase the hydraulic pressure even when the engine is stopped. The intake variable valve operating apparatus 44 and the exhaust variable valve operating apparatus 46 in the present embodiment are assumed to have the above-described configuration.

また、電動式の吸気可変動弁装置４４及び排気可変動弁装置４６を用いる場合は、任意にカムシャフトをカムシャフトハウジングから分離させることができる機構を備えているものとする。   Further, in the case where the electric intake variable valve operating device 44 and the exhaust variable valve operating device 46 are used, a mechanism capable of arbitrarily separating the camshaft from the camshaft housing is provided.

［６気筒または８気筒エンジンへの応用］
本実施形態における着火再始動を６気筒または８気筒エンジンへ応用した例について、以下に図７乃至図１０を用いて説明する。 [Application to 6-cylinder or 8-cylinder engines]
An example in which the ignition restart in this embodiment is applied to a 6-cylinder or 8-cylinder engine will be described below with reference to FIGS.

図７は、エンジン停止時、６気筒エンジンにおけるピストン１２の位置を表した図である。図７には、膨張行程にピストン１２の位置が２つ示されている。このうち、着火始動適切位置に含まれている方の膨張行程のピストン１２を用いて着火再始動を行うものとする。   FIG. 7 is a diagram showing the position of the piston 12 in the 6-cylinder engine when the engine is stopped. FIG. 7 shows two positions of the piston 12 in the expansion stroke. Of these, ignition restart is performed using the piston 12 in the expansion stroke included in the ignition start appropriate position.

図８は、エンジン停止時、６気筒エンジンにおけるピストン１２の位置を表した図である。図７で説明したものと同様に、着火始動適切位置に含まれている方の膨張行程のピストン１２を用いて着火再始動を行うものとする。   FIG. 8 is a diagram showing the position of the piston 12 in the 6-cylinder engine when the engine is stopped. As in the case described with reference to FIG. 7, ignition restart is performed using the piston 12 in the expansion stroke included in the ignition start appropriate position.

図９は、エンジン停止時、８気筒エンジンにおけるピストン１２の位置を表した図である。６気筒エンジンと同様に、膨張行程にピストン１２の位置が２つ示されている。このうち、着火始動適切位置に含まれている方の膨張行程のピストン１２を用いて着火再始動を行うものとする。   FIG. 9 is a diagram showing the position of the piston 12 in the 8-cylinder engine when the engine is stopped. Similar to the 6-cylinder engine, two positions of the piston 12 are shown in the expansion stroke. Of these, ignition restart is performed using the piston 12 in the expansion stroke included in the ignition start appropriate position.

図１０は、エンジン停止時、８気筒エンジンにおけるピストン１２の位置を表した図である。図９で説明したものと同様に、着火始動適切位置に含まれている方の膨張行程のピストン１２を用いて着火再始動を行うものとする。   FIG. 10 is a diagram showing the position of the piston 12 in the 8-cylinder engine when the engine is stopped. As in the case described with reference to FIG. 9, ignition restart is performed using the piston 12 in the expansion stroke included in the ignition start appropriate position.

［揺り返しによる排気ガス流入防止］
上記で説明した揺り返しは、第１の制御によらず、自然に起きることがある。この自然に起きる揺り返しを予測し、燃焼室１１に排気ガスが流入することを防ぐ制御について、以下に図１１乃至図１３を用いて説明する。 [Preventing exhaust gas inflow by shaking]
The sway described above may occur naturally regardless of the first control. A control for predicting the natural swaying and preventing the exhaust gas from flowing into the combustion chamber 11 will be described below with reference to FIGS.

図１１は、エンジン停止直後、自然に揺り返しが起きた場合のピストン１２の位置の変化を表した図である。図１１には、ピストン１２Ｘの位置が、ＥＶＯを通過した後、ＥＶＯより前に戻る様子が示されている。これは、自然に起きた揺り返しによるものである。この揺り返しが起きると、一度ＥＶＯを通過して排気弁２２が開いた際に排気ガスが燃焼室１１内に流入する。その後、ＥＶＯより前に戻り排気弁２２が閉じて燃焼室１１内に排気ガスが閉じ込められる。これにより、再始動時に失火する恐れがある。   FIG. 11 is a diagram showing a change in the position of the piston 12 when the engine naturally swings immediately after the engine is stopped. FIG. 11 shows a state in which the position of the piston 12X returns to the front of the EVO after passing through the EVO. This is due to the natural backlash. When this rebound occurs, the exhaust gas flows into the combustion chamber 11 once it passes through the EVO and the exhaust valve 22 is opened. Thereafter, the exhaust valve 22 is closed before EVO and the exhaust gas is trapped in the combustion chamber 11. As a result, there is a risk of misfire during restart.

上記の排気ガスの閉じ込めによる失火を防ぐために、揺り返しが起きることを筒内圧センサ１４が検出した筒内圧の変化から予測する。以下に、これについて図１２を用いて説明する。   In order to prevent misfire due to the exhaust gas confinement described above, it is predicted from the change in the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor 14 that the rebound occurs. This will be described below with reference to FIG.

図１２は、エンジン停止直後、圧縮行程気筒における筒内圧の変化を表した図である。図１２にＰ１で示す線は、揺り返しが起きることを予測するための筒内圧の閾値である。エンジン停止直後、圧縮行程気筒の筒内圧がこの閾値を超えた場合に揺り返しが起きると予測する。これは、揺り返しが圧縮反力により引き起こされることに着目したからである。このため、圧縮反力の大きさに相当する圧縮行程気筒の筒内圧の大きさが、図１２にＰ１で示す閾値を超えたときに、揺り返しが起きると予測することができる。   FIG. 12 is a diagram showing a change in in-cylinder pressure in the compression stroke cylinder immediately after the engine is stopped. A line indicated by P1 in FIG. 12 is a threshold value of the in-cylinder pressure for predicting the occurrence of rocking. Immediately after the engine is stopped, if the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder exceeds this threshold, it is predicted that the swing will occur. This is because the focus is on the fact that the backlash is caused by the compression reaction force. For this reason, when the magnitude of the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder corresponding to the magnitude of the compression reaction force exceeds the threshold value indicated by P1 in FIG.

上記の予測により、揺り返しが起きると予測したときに、ＥＶＯを最遅角することとした。これにより、燃焼室１１に排気ガスが流入することを防止できる。   According to the above prediction, when it is predicted that the sway will occur, the EVO is retarded most. Thereby, exhaust gas can be prevented from flowing into the combustion chamber 11.

図１３は、ＥＣＵ５０で実行される揺り返し予測ルーチンのフローチャートである。本ルーチンでは、まず、エンジン回転数ＮＥが所定値より低いか否かが判定される（Ｓ２００）。エンジン回転数ＮＥが所定値以上であると判定された場合、本ルーチンは繰り返される。   FIG. 13 is a flowchart of a rollback prediction routine executed by the ECU 50. In this routine, first, it is determined whether or not the engine speed NE is lower than a predetermined value (S200). When it is determined that the engine speed NE is greater than or equal to a predetermined value, this routine is repeated.

一方、エンジン回転数ＮＥが所定値より低いと判定された場合、エンジン１０が停止直前であると判定される（Ｓ２０２）。   On the other hand, when it is determined that the engine speed NE is lower than the predetermined value, it is determined that the engine 10 is immediately before stopping (S202).

次に、圧縮行程気筒の筒内圧がサンプリングされる（Ｓ２０４）。   Next, the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder is sampled (S204).

次に、圧縮行程気筒の筒内圧が閾値Ｐ１より高いか否かが判定される（Ｓ２０６）。圧縮行程気筒の筒内圧が閾値Ｐ１以下であると判定された場合、本ルーチンは繰り返される。   Next, it is determined whether or not the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder is higher than a threshold value P1 (S206). When it is determined that the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder is equal to or less than the threshold value P1, this routine is repeated.

一方、圧縮行程気筒の筒内圧が閾値Ｐ１より高いと判定された場合、揺り返し発生と予測される（Ｓ２０８）。   On the other hand, if it is determined that the in-cylinder pressure of the compression stroke cylinder is higher than the threshold value P1, it is predicted that the swing will occur (S208).

次に、ＥＣＵ５０は、ＥＶＯを最遅角する（Ｓ２１０）。   Next, the ECU 50 retards EVO the most (S210).

次に、ピストン１２の停止をクランク角センサ３０の信号から検出する（Ｓ２１２）。ただし、この行程は省略することができる。   Next, the stop of the piston 12 is detected from the signal of the crank angle sensor 30 (S212). However, this process can be omitted.

次に、膨張行程気筒を用いて着火再始動する（Ｓ２１４）。その後、本ルーチンは繰り返される。   Next, the ignition is restarted using the expansion stroke cylinder (S214). Thereafter, this routine is repeated.

１０ エンジン
１１ 燃焼室
１２ ピストン
１４ 筒内圧センサ
１６ 点火プラグ
２０ 吸気弁
２２ 排気弁
４２ モータ
４４ 吸気可変動弁装置
４６ 排気可変動弁装置
４９ フライホイール
５０ ＥＣＵ 10 Engine 11 Combustion chamber 12 Piston 14 In-cylinder pressure sensor 16 Spark plug 20 Intake valve 22 Exhaust valve 42 Motor 44 Intake variable valve operating device 46 Exhaust variable valve operating device 49 Flywheel 50 ECU

Claims (6)

内燃機関の筒内圧を検出する筒内圧センサと、
排気弁の開時期を変更する排気可変動弁装置と、
クランクシャフトを回転させてピストンを動作させるモータと、
前記内燃機関の燃焼室に取り付けられた点火プラグと、を備えた内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の停止時に、膨張行程のピストンの位置が所定の位置にない場合、前記筒内圧と大気圧との差分が所定値以上になったときに前記排気可変動弁装置を用いて前記排気弁の開時期を進角する排気弁開時期進角手段と、
前記排気弁開時期進角手段により排気弁の開時期が進角されたことに応答して、前記膨張行程のピストンの位置を、前記モータを用いて前記所定の位置に変更するピストン位置変更手段と、
前記ピストン位置変更手段により前記膨張行程のピストンの位置が変更されたことに応答して、前記点火プラグを用いて前記膨張行程のピストンを有する燃焼室に着火することで前記内燃機関の再始動を行う再始動手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 An in-cylinder pressure sensor for detecting an in-cylinder pressure of the internal combustion engine;
An exhaust variable valve operating device for changing the opening timing of the exhaust valve;
A motor that rotates a crankshaft to operate a piston;
An internal combustion engine control device comprising: an ignition plug attached to a combustion chamber of the internal combustion engine;
When the piston of the expansion stroke is not at a predetermined position when the internal combustion engine is stopped, the exhaust variable valve device is used to detect the exhaust when the difference between the in-cylinder pressure and the atmospheric pressure exceeds a predetermined value. Exhaust valve opening timing advance means for advancing the valve opening timing;
Piston position changing means for changing the position of the piston in the expansion stroke to the predetermined position using the motor in response to the opening timing of the exhaust valve being advanced by the exhaust valve opening timing advance means. When,
In response to the change of the piston position of the expansion stroke by the piston position changing means, the internal combustion engine is restarted by igniting a combustion chamber having the piston of the expansion stroke using the spark plug. Restarting means to perform,
A control device for an internal combustion engine, comprising: 前記ピストン位置変更手段により前記膨張行程のピストンの位置を変更した後、前記再始動手段により前記内燃機関の再始動が行われる前に、前記排気可変動弁装置を用いて前記排気弁の開時期を遅角する排気弁開時期遅角手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。   After the position of the piston in the expansion stroke is changed by the piston position changing means and before the internal combustion engine is restarted by the restarting means, the opening timing of the exhaust valve is adjusted using the exhaust variable valve device. 2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising exhaust valve opening timing retarding means for retarding the exhaust valve opening timing. 前記内燃機関の吸気弁の閉時期を変更する吸気可変動弁装置をさらに備え、
前記排気弁開時期進角手段により前記排気弁の開時期を進角する前に、前記吸気可変動弁装置を用いて前記吸気弁の閉時期を進角し、前記排気可変動弁装置を用いて前記排気弁の開時期を遅角する手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。 An intake variable valve operating device for changing a closing timing of the intake valve of the internal combustion engine;
Before the exhaust valve opening timing advance means advances the opening timing of the exhaust valve, the intake variable valve operating device is used to advance the intake valve closing timing, and the exhaust variable valve operating device is used. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising means for retarding an opening timing of the exhaust valve. 前記ピストン位置変更手段により前記膨張行程のピストンの位置を変更した後、前記再始動手段により前記内燃機関の再始動が行われる前に、前記排気可変動弁装置を用いて前記排気弁の開時期を遅角し、前記吸気可変動弁装置を用いて前記吸気弁の閉時期を遅角する手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。   After the position of the piston in the expansion stroke is changed by the piston position changing means and before the internal combustion engine is restarted by the restarting means, the opening timing of the exhaust valve is adjusted using the exhaust variable valve device. 4. The control device for an internal combustion engine according to claim 3, further comprising means for retarding the valve timing and retarding the closing timing of the intake valve using the intake variable valve operating device. 前記ピストン位置変更手段は、前記モータを駆動して前記クランクシャフトを逆回転させてピストンの位置を変更することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。   5. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the piston position changing means changes the position of the piston by driving the motor to reversely rotate the crankshaft. 6. . 前記所定の位置は、上死点後９０°を中心とする、上死点後３０°から上死点後１５０°に含まれる範囲であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。   6. The predetermined position is a range from 30 ° after top dead center to 150 ° after top dead center, centered on 90 ° after top dead center. The control apparatus for an internal combustion engine according to the item.
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