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JP4293075B2 - 4-cycle multi-cylinder engine starter - Google Patents

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JP4293075B2
JP4293075B2 JP2004208802A JP2004208802A JP4293075B2 JP 4293075 B2 JP4293075 B2 JP 4293075B2 JP 2004208802 A JP2004208802 A JP 2004208802A JP 2004208802 A JP2004208802 A JP 2004208802A JP 4293075 B2 JP4293075 B2 JP 4293075B2
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Description

本発明は、4サイクル多気筒エンジンの始動装置に関し、エンジンのアイドル運転状態等において予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させるとともに、この状態で再始動条件が成立したときにエンジンを自動的に再始動させるように構成された4サイクル多気筒エンジンの始動装置に関するものである。   The present invention relates to a starter for a four-cycle multi-cylinder engine, and automatically stops the engine when a preset automatic engine stop condition is satisfied in an idle operation state of the engine, and the restart condition in this state. The present invention relates to a starter for a four-cycle multi-cylinder engine configured to automatically restart the engine when the above is established.

近年、燃費低減およびCO2排出量の抑制等を図るため、アイドル運転時等にエンジンを自動的に一旦停止させ、その後に運転者により車両の発進操作が行われる等の再始動条件が成立した時点で、エンジンを自動的に再始動させるようにしたエンジンの自動停止制御(いわゆるアイドルストップ制御)の技術が開発されている。このアイドルストップ制御時における再始動は、車両の発進操作等に応じてエンジンを即座に始動させる迅速性が要求されるが、従来から一般的に行われているように、スタータモータによりエンジンの出力軸を駆動するクランキングを経てエンジンを再始動させる方法によると、スタータモータが頻繁に作動状態となって電力が消費されるとともに、スタータモータの寿命が短くなる等の問題がある。 In recent years, in order to reduce fuel consumption and reduce CO 2 emissions, a restart condition has been established such that the engine is automatically stopped temporarily during idling and the vehicle is then started by the driver. At the time, a technology for automatic engine stop control (so-called idle stop control) that automatically restarts the engine has been developed. The restart at the time of the idle stop control requires a quickness to immediately start the engine in accordance with the start operation of the vehicle or the like, but the engine output by the starter motor is generally performed conventionally. According to the method of restarting the engine through cranking that drives the shaft, there are problems that the starter motor is frequently operated and power is consumed, and that the life of the starter motor is shortened.

そこで、膨張行程で停止状態にある気筒内に燃料を噴射して点火、燃焼させることにより、そのエネルギーでエンジンを即時的に始動させることが望ましい。しかし、上記のように膨張行程で停止状態にある気筒のピストン停止位置が不適切である場合、例えば上死点あるいは下死点に極めて近い位置にピストンが停止している場合には、気筒内の空気量が著しく少なくなって燃焼によるエネルギーが充分に得られなくなり、あるいは燃焼によるエネルギーがピストンに作用する行程が短すぎる等により、エンジンを正常に始動させることができない可能性がある。   Therefore, it is desirable to immediately start the engine with that energy by injecting fuel into a cylinder that is in a stopped state during the expansion stroke, and igniting and burning the fuel. However, when the piston stop position of the cylinder that is in the stopped state in the expansion stroke as described above is inappropriate, for example, when the piston is stopped at a position very close to top dead center or bottom dead center, There is a possibility that the engine cannot be started normally due to the fact that the amount of air is so small that sufficient energy cannot be obtained by combustion, or the stroke in which the energy from combustion acts on the piston is too short.

このような問題の対策として、例えば下記特許文献1に示されるように、エンジンのクランク軸に対して制動装置を設け、膨張行程で停止状態となる気筒のピストンが行程途中の適正位置で停止するように上記制動装置を制御する技術が知られている。しかし、その構成では、制動装置が必要であり、高価となる。これを防止するために、本件出願人は、特許文献2に示すように、所定のタイミングでエンジンの気筒内への吸気の流入または排気を阻止する停止制御手段を提案している。さらに、特許文献3に示すように、イグニションスイッチがオフとなった後、所定タイミング経過後に、内燃エンジン(Internal combustion Engine)の1または複数の気筒の排気弁を閉じる技術が提案されている。
実開昭60−128975号公報 特開昭62−255557号公報 WO 01/44636 A2
As a countermeasure against such a problem, for example, as shown in Patent Document 1 below, a braking device is provided for the crankshaft of the engine, and the piston of the cylinder that is stopped in the expansion stroke stops at an appropriate position during the stroke. Thus, a technique for controlling the braking device is known. However, this configuration requires a braking device and is expensive. In order to prevent this, the applicant of the present application has proposed a stop control means for preventing inflow or exhaust of intake air into a cylinder of an engine at a predetermined timing, as shown in Patent Document 2. Furthermore, as shown in Patent Document 3, a technique has been proposed in which an exhaust valve of one or more cylinders of an internal combustion engine is closed after a predetermined timing has elapsed after the ignition switch is turned off.
Japanese Utility Model Publication No. 60-128975 JP-A-62-255557 WO 01/44636 A2

上記特許文献1に開示されたエンジンの始動装置によると、車両の制動装置とは別にエンジンのクランク軸を制動するための装置を設ける必要があり、しかも膨張行程で停止状態となる気筒のピストンを適正位置に停止させるには上記制動装置を精度良くコントロールしなければならず、このコントロールが困難であるという問題がある。   According to the engine starting device disclosed in Patent Document 1, it is necessary to provide a device for braking the crankshaft of the engine separately from the braking device for the vehicle, and the piston of the cylinder that is stopped in the expansion stroke is provided. In order to stop at an appropriate position, the braking device must be controlled with high accuracy, and there is a problem that this control is difficult.

一方、上記特許文献2、3に開示されているように、所定タイミングにおいて、気筒の弁を閉じる構成では、専ら膨張行程で停止した気筒に点火して再起動を行なう形式であるため、圧縮行程で停止した気筒との関係をも考慮した精緻な停止制御を行なうことはできなかった。特に、停止時に圧縮行程となる気筒に圧縮抵抗を与える方法を採用しているので、エンジン停止時のNVH(エンジンの振動)が高くなる傾向があった。   On the other hand, as disclosed in Patent Documents 2 and 3, the configuration in which the cylinder valve is closed at a predetermined timing is a type in which the cylinder stopped exclusively in the expansion stroke is ignited and restarted. It was not possible to perform precise stop control taking into account the relationship with the cylinder stopped at. In particular, since a method of applying a compression resistance to the cylinder that is in the compression stroke at the time of stopping, there is a tendency that NVH (engine vibration) when the engine is stopped tends to be high.

本発明は上記の事情に鑑み、簡単な構成でエンジンの自動停止時にNVH(エンジンの振動)を抑制しつつ、ピストンを適正位置に停止させてエンジンを確実に再始動させることができる4サイクル多気筒エンジンの始動装置を提供するものである。   In view of the above circumstances, the present invention has a four-cycle multi-cycle system that can reliably restart the engine by stopping the piston at an appropriate position while suppressing NVH (engine vibration) during automatic engine stop with a simple configuration. A starter for a cylinder engine is provided.

請求項1に係る本発明は、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジンの運転を継続させるための燃料供給を停止してエンジンを自動的に停止させるとともに、自動停止状態にあるエンジンの再始動条件が成立したときに、少なくとも膨張行程で自動停止した気筒に燃料を噴射して点火、燃焼を行なわせることによりエンジンを再始動させるように構成された4サイクル多気筒エンジンの始動装置であって、各気筒に設けられ、エンジンの運転状態に応じて各気筒に開口するポートを開閉するバルブの開閉タイミングを変更可能にする可変バルブタイミングシステムと、各気筒の作動行程を検出する行程検出手段と、エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、回転速度検出手段が検出したエンジンの回転速度と、行程検出手段が検出した各気筒の行程とに基づいて、エンジン停止時において、何れかの気筒が最終の上死点を迎えるタイミングを把握する最終上死点把握手段と、エンジンを自動停止させる際、最終上死点把握手段が把握したタイミングと、回転速度検出手段によって検出された当該タイミングにおけるエンジンの回転速度と、行程検出手段によって検出された各気筒の行程とに基づいて、可変バルブタイミングシステムを制御する自動停止制御手段とを備え、自動停止制御手段は、各気筒が最終の上死点を越えた後に、停止時に圧縮行程となる気筒のポートを開くように可変バルブタイミングシステムを制御することを特徴とする4サイクル多気筒エンジンの始動装置である。   According to the first aspect of the present invention, when a preset automatic engine stop condition is satisfied, the fuel supply for continuing the operation of the engine is stopped and the engine is automatically stopped. A four-cycle multi-cylinder engine configured to restart the engine by injecting fuel into at least an automatically stopped cylinder in the expansion stroke to cause ignition and combustion when the engine restart condition is satisfied A variable valve timing system that is provided in each cylinder and that can change the opening and closing timing of a valve that opens and closes a port that opens to each cylinder according to the operating state of the engine, and the operation stroke of each cylinder A stroke detecting means for detecting, a rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the engine, and an engine rotational speed detected by the rotational speed detecting means; And a final top dead center grasping means for grasping the timing at which one of the cylinders reaches the final top dead center when the engine is stopped based on the stroke of each cylinder detected by the stroke detection means, and the engine is automatically stopped. The variable valve based on the timing grasped by the final top dead center grasping means, the rotational speed of the engine at the timing detected by the rotational speed detecting means, and the stroke of each cylinder detected by the stroke detecting means. Automatic stop control means for controlling the timing system, and the automatic stop control means includes a variable valve timing system that opens a port of a cylinder that becomes a compression stroke at the time of stop after each cylinder exceeds a final top dead center. A starter for a four-cycle multi-cylinder engine characterized by controlling.

この態様では、自動停止が開始され、各気筒が最終の上死点を迎えるタイミングが、最終上死点把握手段によって把握される。この最終の上死点において、自動停止制御手段は、停止時に圧縮行程となる気筒のポートを開くように、可変バルブタイミングシステムを制御する。この結果、停止時に、圧縮行程となる気筒の空気量が低減し、圧縮反力が低下するので、NVH(エンジンの振動)を抑制しつつ停止することができる。「気筒のポート」は、当該気筒の吸気ポートまたは排気ポートである他、吸気ポートと排気ポートの双方であってもよい。或いは、吸気ポートおよび排気ポートとは別に、気筒内の空気を排出し得るポートを設けてもよい。   In this aspect, the automatic stop is started and the timing at which each cylinder reaches the final top dead center is grasped by the final top dead center grasping means. At this final top dead center, the automatic stop control means controls the variable valve timing system so as to open the cylinder port that is in the compression stroke when stopped. As a result, at the time of stopping, the amount of air in the cylinder that becomes the compression stroke is reduced and the compression reaction force is reduced, so that it is possible to stop while suppressing NVH (engine vibration). The “cylinder port” may be an intake port or an exhaust port of the cylinder, or may be both an intake port and an exhaust port. Or you may provide the port which can discharge | emit the air in a cylinder separately from an intake port and an exhaust port.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の4サイクル多気筒エンジンの始動装置において、上記自動停止制御手段は、各気筒が最終の上死点を越えた直後に、停止時に圧縮行程となる気筒のポートを開くように可変バルブタイミングシステムを制御するものである。   According to a second aspect of the present invention, in the starter of the four-cycle multi-cylinder engine according to the first aspect, the automatic stop control means performs a compression stroke at the time of stop immediately after each cylinder exceeds the final top dead center. The variable valve timing system is controlled to open the cylinder port.

この態様では、停止時に圧縮行程となる気筒が最初に圧縮を始めるところで気筒内の圧力が低下するので、当該気筒のピストンが受ける圧縮反力が小さくなり、エンジン停止時のNVH(エンジンの振動)をより抑制した状態で所望のストロークにピストンを中央寄りに停止させることができる。   In this aspect, since the pressure in the cylinder decreases when the cylinder that is in the compression stroke at the time of stopping first begins to compress, the compression reaction force received by the piston of the cylinder becomes small, and NVH (engine vibration) when the engine stops It is possible to stop the piston closer to the center at a desired stroke in a state in which is further suppressed.

請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の4サイクル多気筒エンジンの始動装置において、上記自動停止制御手段が、各気筒が最終の上死点を越えた後、エンジンが逆回転動作を行なった後に、上記最終の上死点時のエンジン回転速度が所定の値よりも高い場合には、停止時に膨張行程となる気筒のポートを開くように可変バルブタイミングシステムを制御するものである。   According to a third aspect of the present invention, in the starter of the four-cycle multi-cylinder engine according to the first or second aspect, the automatic stop control means is configured such that the engine rotates backward after each cylinder exceeds the final top dead center. When the engine rotational speed at the time of the final top dead center is higher than a predetermined value after performing the above, the variable valve timing system is controlled so as to open the port of the cylinder that becomes the expansion stroke when stopped. .

この態様では、エンジンを自動停止させる際、各気筒が最終の上死点を越えた後に、停止時に圧縮行程となる気筒のポートを開くことによって、停止時に圧縮行程となる気筒の吸気量が低減される結果、停止時に膨張行程となる気筒は、下死点側に停止する傾向になる。このとき、各気筒が最終の上死点を迎えたときのエンジンの回転数が所定の値(例えば180rpm)より低い場合には、各気筒にそれぞれ充分な空気が充填されるので、圧縮反力が高まるため、各ピストンの行程は、中央寄りになるのであるが、最終の上死点を越えたところで、停止時に圧縮行程となる気筒の空気を抜くこととしているので、停止時に膨張行程となる気筒の停止位置が下死点側に行き過ぎる場合がある。そこで、この態様では、最終の上死点を迎えたときのエンジンの回転数をバラメータとして、膨張行程となる気筒の空気を抜いて、当該気筒のピストンが中央側に戻るようにしている。   In this mode, when the engine is automatically stopped, the intake amount of the cylinder that is in the compression stroke at the time of stop is reduced by opening the port of the cylinder that is in the compression stroke at the time of stop after each cylinder exceeds the final top dead center. As a result, the cylinders that are in the expansion stroke when stopped tend to stop toward the bottom dead center. At this time, when the rotational speed of the engine when each cylinder reaches the final top dead center is lower than a predetermined value (for example, 180 rpm), each cylinder is filled with sufficient air. Therefore, the stroke of each piston is closer to the center, but when it exceeds the final top dead center, the cylinder stroke that becomes the compression stroke at the time of stop is exhausted. The cylinder stop position may go too far to the bottom dead center side. Therefore, in this aspect, the engine speed at the time when the final top dead center is reached is used as a parameter, and the air in the cylinder that is in the expansion stroke is extracted so that the piston of the cylinder returns to the center side.

請求項4記載の発明は、請求項1、2、または3記載の4サイクル多気筒エンジンの始動装置において、上記気筒のポートが、当該圧縮行程となる気筒の吸気ポートである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the starter of the four-cycle multi-cylinder engine according to the first, second, or third aspect, the port of the cylinder is an intake port of a cylinder that is in the compression stroke.

この態様では、当該圧縮行程となる気筒が吸気行程から圧縮行程に移行する際に吸気弁を開弁したままの状態で圧縮反力の低減を図ることが可能になる。   In this aspect, it is possible to reduce the compression reaction force while the intake valve remains open when the cylinder in the compression stroke shifts from the intake stroke to the compression stroke.

請求項5記載の発明は、請求項1から4の何れか1記載の4サイクル多気筒エンジンの始動装置において、上記自動停止制御手段は、停止時に圧縮行程となる気筒が最終の上死点を迎える直前に吸気行程に移行した後、少なくとも吸気ポートを開いた状態に維持するように可変バルブタイミングシステムを制御するものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the starter for a four-cycle multi-cylinder engine according to any one of the first to fourth aspects, the automatic stop control means is configured such that the cylinder that is in a compression stroke when stopped has a final top dead center. The variable valve timing system is controlled so that at least the intake port is maintained in the open state after the intake stroke is entered immediately before the intake.

この態様では、圧縮行程となる気筒のポートを開く際、この気筒が最終の上死点を越える直前の位相は、吸気行程であり、少なくとも吸気弁は開いているので、その状態をそのまま維持して圧縮反力を低減することとしている。また、最終の上死点を越えたときの回転速度が低い場合(例えば、180rpm未満)では、圧縮反力をより積極的に下げるため、吸気弁のみならず、排気弁をも開弁してもよい。   In this aspect, when opening the port of the cylinder that becomes the compression stroke, the phase immediately before the cylinder exceeds the final top dead center is the intake stroke, and at least the intake valve is open. Therefore, the compression reaction force is reduced. In addition, when the rotational speed when the final top dead center is exceeded is low (for example, less than 180 rpm), not only the intake valve but also the exhaust valve is opened in order to more actively reduce the compression reaction force. Also good.

請求項6記載の発明は、請求項1から5の何れか1記載の4サイクル多気筒エンジンの始動装置において、自動停止制御を実行してから最後の上死点を通過した後にエンジンの再始動条件が成立した場合には、自動停止手段による可変バルブタイミングシステムの開弁動作を禁止するとともに、再始動可能条件が成立した場合には、膨張行程となる気筒に対し、エンジンの回転が逆転から正転に復帰したタイミングで燃料を噴射し、その後、エンジンが逆転から正転に変わったタイミングで当該気筒に点火する再始動制御手段をさらに備えている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the starter of the four-cycle multi-cylinder engine according to any one of the first to fifth aspects, the engine is restarted after passing the last top dead center after executing the automatic stop control. When the condition is satisfied, the valve opening operation of the variable valve timing system by the automatic stop means is prohibited, and when the restartable condition is satisfied, the rotation of the engine is reversed from that of the cylinder that is in the expansion stroke. There is further provided restart control means for injecting fuel at the timing when the normal rotation is restored, and then igniting the cylinder at the timing when the engine changes from the reverse rotation to the normal rotation.

この態様では、エンジンの自動停止制御に移行し、最終の上死点を通過した後に、エンジンの再始動要求が生じた場合には、自動停止手段による可変バルブタイミングシステムの開弁動作を禁止し、所定のタイミングで燃料噴射、点火を行なうことによって、停止直前のエンジンの逆転動作を有効利用し、直ちにエンジンを再始動させることが可能になる。   In this aspect, when the engine restart request occurs after the engine has shifted to automatic engine stop control and passed the final top dead center, the valve opening operation of the variable valve timing system by the automatic stop means is prohibited. By performing fuel injection and ignition at a predetermined timing, it is possible to effectively use the reverse rotation operation of the engine immediately before the stop and to restart the engine immediately.

請求項1に係る発明によれば、最終の上死点において、圧縮行程となる気筒の空気量を低減し、圧縮反力を低下することができるので、NVH(エンジンの振動)を抑制しつつ停止することができる。従って、本発明によれば、簡単な構成でエンジンの自動停止時にNVH(エンジンの振動)を抑制しつつ、ピストンを適正位置に停止させてエンジンを確実に再始動させることができるという顕著な効果を奏する。   According to the first aspect of the invention, at the final top dead center, the amount of air in the cylinder that becomes the compression stroke can be reduced and the compression reaction force can be reduced, so that NVH (engine vibration) is suppressed. Can be stopped. Therefore, according to the present invention, it is possible to reliably restart the engine by stopping the piston at an appropriate position while suppressing NVH (engine vibration) during automatic engine stop with a simple configuration. Play.

請求項2に係る発明によれば、停止時に圧縮行程となる気筒が最初に圧縮を始めるところで気筒内の圧力が低下するので、当該気筒のピストンが受ける圧縮反力が小さくなり、エンジン停止時のNVH(エンジンの振動)をより抑制した状態で所望のストロークにピストンを中央寄りに停止させることができるので、ピストンの停止時の位置精度が向上する。   According to the second aspect of the present invention, since the pressure in the cylinder decreases when the cylinder that is in the compression stroke at the start of the compression starts for the first time, the compression reaction force received by the piston of the cylinder decreases, and the engine stops when the engine is stopped. Since the piston can be stopped closer to the center at a desired stroke while NVH (engine vibration) is further suppressed, the positional accuracy when the piston is stopped is improved.

請求項3に係る発明によれば、エンジンの個体差や最終の上死点を通過するときの回転速度のばらつきによって、圧縮行程を迎える気筒に係るピストンの制動にばらつきが生じても、このばらつきを膨張行程を迎える気筒によって吸収することが可能になり、より精度の高い制動制御が可能になる。   According to the third aspect of the present invention, even if there is a variation in the braking of the piston related to the cylinder that reaches the compression stroke due to an individual difference of the engine or a variation in the rotational speed when passing through the final top dead center, this variation Can be absorbed by the cylinder in the expansion stroke, and more accurate braking control is possible.

請求項4、5に係る発明によれば、当該圧縮行程となる気筒が吸気行程から圧縮行程に移行する際に吸気弁を開弁したままの状態で圧縮反力の低減を図ることが可能になるので、制御が簡単になり、弁の動作精度も高くなるという利点がある。   According to the fourth and fifth aspects of the present invention, it is possible to reduce the compression reaction force while the intake valve remains open when the cylinder that is in the compression stroke shifts from the intake stroke to the compression stroke. Therefore, there is an advantage that the control becomes simple and the operation accuracy of the valve becomes high.

請求項6に係る発明によれば、エンジンの自動停止制御に移行した後に、停止直前のエンジンの逆転動作を有効利用し、直ちにエンジンを再始動させることが可能になるので、より迅速にエンジンを再始動することが可能になる。   According to the sixth aspect of the present invention, after the shift to the automatic engine stop control, the reverse rotation of the engine immediately before the stop can be effectively used and the engine can be restarted immediately. It can be restarted.

図1および図2は本発明に係るエンジンの始動装置を有する4サイクル火花点火式エンジンの概略構成を示している。このエンジンは、車両に搭載された図外の自動変速機に動力を伝達するものであり、シリンダヘッド10およびシリンダブロック11を有するエンジン本体1と、エンジン制御用のECU2とを備えている。上記エンジン本体1には、4つの気筒12A〜12Dが設けられるとともに、各気筒12A〜12Dの内部には、クランク軸3に連結されたピストン13が嵌挿されることにより、その上方に燃焼室14が形成されている。   1 and 2 show a schematic configuration of a four-cycle spark ignition engine having an engine starter according to the present invention. This engine transmits power to an automatic transmission (not shown) mounted on a vehicle, and includes an engine body 1 having a cylinder head 10 and a cylinder block 11 and an ECU 2 for engine control. The engine body 1 is provided with four cylinders 12A to 12D, and a piston 13 connected to the crankshaft 3 is fitted into each of the cylinders 12A to 12D so that a combustion chamber 14 is disposed above the cylinder 13. Is formed.

なお、当実施形態において、エンジンの停止時に圧縮行程となる気筒を圧縮行程気筒、膨脹行程となる気筒を膨脹行程気筒と称する(同様に吸気行程となる気筒を吸気行程気筒、排気行程となる気筒を排気行程気筒と称する)。当実施形態においては、気筒12Aが膨張行程気筒、気筒12Bが排気行程気筒、気筒12Cが圧縮行程気筒、気筒12Dが吸気行程気筒となる。   In the present embodiment, a cylinder that is in the compression stroke when the engine is stopped is referred to as a compression stroke cylinder, and a cylinder that is in the expansion stroke is referred to as an expansion stroke cylinder. Is called an exhaust stroke cylinder). In the present embodiment, the cylinder 12A is an expansion stroke cylinder, the cylinder 12B is an exhaust stroke cylinder, the cylinder 12C is a compression stroke cylinder, and the cylinder 12D is an intake stroke cylinder.

シリンダヘッド10には、上記各気筒12A〜12Dの燃焼室14毎に点火プラグ15が固定されている。各点火プラグ15は、その先端が対応する燃焼室14の内部に頂部から臨むように設置されている。また、上記燃焼室14の側方には、燃焼室14内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁16が設けられている。この燃料噴射弁16は、図外のニードル弁およびソレノイドを内蔵し、上記ECU2から入力されたパルス信号のパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を上記点火プラグ15の電極付近に向けて噴射するように構成されている。   A spark plug 15 is fixed to the cylinder head 10 for each combustion chamber 14 of each of the cylinders 12A to 12D. Each spark plug 15 is installed such that its tip faces the corresponding combustion chamber 14 from the top. A fuel injection valve 16 that directly injects fuel into the combustion chamber 14 is provided on the side of the combustion chamber 14. This fuel injection valve 16 incorporates a needle valve and a solenoid (not shown), and is driven and opened for a time corresponding to the pulse width of the pulse signal input from the ECU 2, and has an amount corresponding to the valve opening time. The fuel is injected toward the vicinity of the electrode of the spark plug 15.

上記各気筒12A〜12Dの燃焼室14の上部には、燃焼室14に向かって開口する吸気ポート17および排気ポート18が設けられるとともに、これらのポート17、18に、吸気弁19および排気弁20がそれぞれ装備されている。   An intake port 17 and an exhaust port 18 that open toward the combustion chamber 14 are provided above the combustion chamber 14 of each of the cylinders 12A to 12D, and an intake valve 19 and an exhaust valve 20 are connected to the ports 17 and 18, respectively. Are equipped.

本実施形態における上記吸気弁19および排気弁20は、電磁弁式の可変バルブタイミングシステム(VVTS:Variable Valve Timing System)112(図2参照)によって、クランク軸3の位相に拘わらず開閉タイミングを変更可能に構成されている。この可変バルブタイミングシステム112が各気筒12A〜12Dの吸気弁19、排気弁20を駆動して吸気ポート17、排気ポート18を開閉するタイミングは、ECU2により制御されるようになっている。   In the present embodiment, the intake valve 19 and the exhaust valve 20 are changed in opening / closing timing regardless of the phase of the crankshaft 3 by a variable valve timing system (VVTS: Variable Valve Timing System) 112 (see FIG. 2). It is configured to be possible. The timing at which the variable valve timing system 112 drives the intake valve 19 and the exhaust valve 20 of each cylinder 12A to 12D to open and close the intake port 17 and the exhaust port 18 is controlled by the ECU 2.

上記吸気ポート17および排気ポート18には、吸気通路21および排気通路22が接続されている。上記吸気ポート17に近い吸気通路21の下流側は、図2に示すように、各気筒12A〜12Dに対応して独立した分岐吸気通路21aとされ、この各分岐吸気通路21aの上流端がそれぞれサージタンク21b(図1)に連通している。このサージタンク21bよりも上流側には共通吸気通路21cが設けられるとともに、この共通吸気通路21cには、アクチュエータ24により駆動されるスロットル弁23が配設されている。このスロットル弁23の上流側および下流側には、それぞれ吸気流量を検出するエアフローセンサ25と、吸気圧力(負圧)を検出する吸気圧センサ26とが配設されている。   An intake passage 21 and an exhaust passage 22 are connected to the intake port 17 and the exhaust port 18. As shown in FIG. 2, the downstream side of the intake passage 21 close to the intake port 17 is an independent branch intake passage 21a corresponding to each of the cylinders 12A to 12D. The upstream ends of the branch intake passages 21a are respectively It communicates with the surge tank 21b (FIG. 1). A common intake passage 21c is provided upstream of the surge tank 21b, and a throttle valve 23 driven by an actuator 24 is provided in the common intake passage 21c. An air flow sensor 25 for detecting the intake flow rate and an intake pressure sensor 26 for detecting the intake pressure (negative pressure) are disposed on the upstream side and the downstream side of the throttle valve 23, respectively.

さらに、共通吸気通路21cの当該スロットル弁23よりも下流側には、EGR通路124に設けられたEGR弁125が接続されている。   Further, an EGR valve 125 provided in the EGR passage 124 is connected to the common intake passage 21c on the downstream side of the throttle valve 23.

また、上記エンジン本体1には、タイミングベルト等によりクランク軸3に連結されたオルタネータ(発電機)28が付設されている。このオルタネータ28は、図示を省略したロータの回転を制御して出力電圧を調節することにより目標発電電流Geを調整するレギュレータ回路28aを内蔵し、このレギュレータ回路28aに入力される上記ECU2からの制御信号に基づき、通常時に車両の電気負荷および車載バッテリーの電圧等に対応した目標発電電流Geの制御が実行されるように構成されている。   The engine body 1 is provided with an alternator (generator) 28 connected to the crankshaft 3 by a timing belt or the like. The alternator 28 includes a regulator circuit 28a for adjusting the target generated current Ge by controlling the rotation of the rotor (not shown) and adjusting the output voltage, and the control from the ECU 2 input to the regulator circuit 28a. Based on the signal, the control of the target generated current Ge corresponding to the electric load of the vehicle, the voltage of the vehicle-mounted battery, and the like is executed at normal times.

さらに、上記エンジンには、クランク軸3の回転角を検出する2つのクランク角センサ30、31が設けられ、一方のクランク角センサ30(回転速度検出手段)から出力される検出信号に基づいてエンジンの回転速度が検出されるとともに、後述するように上記両クランク角センサ30、31から出力される位相のずれた検出信号に基づいてクランク軸3の回転方向および回転角度が検出されるようになっている。   Further, the engine is provided with two crank angle sensors 30 and 31 for detecting the rotation angle of the crankshaft 3, and the engine is based on a detection signal output from one crank angle sensor 30 (rotation speed detecting means). The rotation direction and the rotation angle of the crankshaft 3 are detected based on detection signals out of phase output from the crank angle sensors 30, 31 as described later. ing.

上記ECU2には、カムシャフトに設けられた気筒識別用の特定回転位置を検出するカム角センサ32と、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ33と、運転者のアクセル操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセルセンサ34と、運転者がブレーキ操作を行ったことを検出するブレーキセンサ35からそれぞれ出力される各検出信号が入力されるようになっている。   The ECU 2 includes a cam angle sensor 32 for detecting a specific rotational position for cylinder identification provided on the camshaft, a water temperature sensor 33 for detecting the coolant temperature of the engine, and an accelerator corresponding to the accelerator operation amount of the driver. The detection signals output from the accelerator sensor 34 for detecting the opening and the brake sensor 35 for detecting that the driver has performed the brake operation are input.

ECU2は、回転速度検出手段、行程検出手段としての各センサ30、31が検出した回転速度、並びに各気筒の行程に基づいて、エンジン停止時において、何れかの気筒が最終の上死点を迎えるタイミングを把握する最終上死点把握手段を機能的に構成している。   Based on the rotational speed detected by the sensors 30 and 31 as the rotational speed detecting means and the stroke detecting means, and the stroke of each cylinder, the ECU 2 reaches the final top dead center when the engine is stopped. The final top dead center grasping means for grasping the timing is functionally configured.

そして、ECU2は、上記各センサ25、26、30〜35からの検出信号を受け、燃料噴射弁16に対して燃料の噴射量および噴射時期を制御するための制御信号を出力するとともに、点火プラグ15に付設された点火装置27に対して点火時期を制御するため制御信号を出力し、かつ上記スロットル弁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ための制御信号を出力するように構成されている。また、後述するように、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに各気筒12A〜12Dへの燃料噴射を所定のタイミングで停止(燃料カット)して、エンジンを自動的に停止させるとともに、その後に運転者によるアクセル操作が行われる等により再始動条件が成立したときにエンジンを自動的に再始動させる制御が実行されるようになっている。   The ECU 2 receives the detection signals from the sensors 25, 26, 30 to 35, and outputs a control signal for controlling the fuel injection amount and injection timing to the fuel injection valve 16, and an ignition plug 15 is configured to output a control signal for controlling the ignition timing to the ignition device 27 attached to 15 and to output a control signal for controlling the throttle opening degree to the actuator 24 of the throttle valve 23. Has been. Further, as will be described later, when a preset automatic engine stop condition is satisfied, fuel injection to each of the cylinders 12A to 12D is stopped (fuel cut) at a predetermined timing to automatically stop the engine. At the same time, control for automatically restarting the engine is executed when a restart condition is satisfied, for example, when an accelerator operation is performed by the driver.

具体的には、エンジンの自動停止時に圧縮行程気筒12Cで初回の燃焼を行なわせることにより、そのピストン13を押し下げてクランク軸3を少しだけ逆転させる。これによって膨張行程気筒12Aのピストン13を一旦上昇させ、その気筒12A内の混合気を圧縮した状態で、この混合気に点火して燃焼させることにより、クランク軸3に正転方向の駆動トルクを与えてエンジンを再始動させるように構成されている。   Specifically, the first combustion is performed in the compression stroke cylinder 12C when the engine is automatically stopped, so that the piston 13 is pushed down to slightly reverse the crankshaft 3. As a result, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A is once lifted, and the air-fuel mixture in the cylinder 12A is compressed and ignited and burned. And is configured to restart the engine.

上記のようにして原則的に再始動モータ等を使用することなく、特定の気筒に噴射された燃料に点火するだけでエンジンを適正に再始動させるためには、上記膨張行程気筒12Aの混合気を燃焼させることにより得られるエネルギーを充分に確保し、圧縮行程気筒12Cがその圧縮反力に打ち勝って圧縮上死点を超えるようにしなければならない。そのためには、混合気を燃焼させる際に、当該膨張行程気筒12A内に充分な空気量を確保しておく必要がある。   In order to properly restart the engine by merely igniting the fuel injected into a specific cylinder without using a restart motor or the like in principle as described above, the mixture of the expansion stroke cylinder 12A is used. It is necessary to secure sufficient energy obtained by burning the fuel so that the compression stroke cylinder 12C overcomes the compression reaction force and exceeds the compression top dead center. For this purpose, it is necessary to ensure a sufficient amount of air in the expansion stroke cylinder 12A when the air-fuel mixture is burned.

このメカニズムについて、図3(a)、(b)を参照しながら説明する。同図(a)、(b)に示すように、エンジンの停止時点で膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cでは、それぞれ位相が180°CAだけずれているため、各ピストン13が互いに逆方向に作動し、膨張行程気筒12Aのピストン13が行程中央よりも下死点側に位置していれば、その気筒の空気量が多くなって燃焼によるエネルギーが充分に得られる。しかし、上記膨張行程気筒12Aのピストン13が極端に下死点側に位置した状態となると、図3(b)に示すように、圧縮行程気筒12C内の空気量が少なくなり過ぎて、初回の燃焼時に、クランク軸3を逆転させるためのエネルギーが充分に得られなくなる。   This mechanism will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b). As shown in FIGS. 4A and 4B, the phases of the expansion stroke cylinder 12A and the compression stroke cylinder 12C are shifted by 180 ° CA when the engine is stopped. If the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A operates and is located on the bottom dead center side with respect to the stroke center, the amount of air in the cylinder increases and sufficient energy is obtained by combustion. However, when the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A is positioned extremely on the bottom dead center side, the air amount in the compression stroke cylinder 12C becomes too small as shown in FIG. At the time of combustion, sufficient energy for reversing the crankshaft 3 cannot be obtained.

これに対して上記膨張行程気筒12Aの行程中央、つまり圧縮上死点を0°CAとしたときのクランク角が90°CAとなる位置よりもやや下死点側の所定範囲(例えば圧縮上死点から100°CA〜120°CAとなる範囲。以下、適正範囲Rという)内にピストン13を停止させることができれば、膨張行程気筒12A内に多くの空気量を確保することができるとともに、圧縮行程気筒12C内にも所定量の空気が確保されるので、クランク軸3を少しだけ逆転させ得る程度のエネルギーをも得ることが可能になり、その後の膨張行程気筒12Aでのエネルギーも充分に高くなり、エンジンを確実に再始動させることが可能となる。   On the other hand, a predetermined range (for example, compression top dead center) slightly lower than the position where the crank angle becomes 90 ° CA when the compression top dead center is 0 ° CA, that is, the stroke center of the expansion stroke cylinder 12A. If the piston 13 can be stopped within a range of 100 ° CA to 120 ° CA from the point (hereinafter referred to as an appropriate range R), a large amount of air can be secured in the expansion stroke cylinder 12A and compression is performed. Since a predetermined amount of air is secured also in the stroke cylinder 12C, it is possible to obtain energy enough to reverse the crankshaft 3 a little, and the energy in the subsequent expansion stroke cylinder 12A is also sufficiently high. Thus, the engine can be reliably restarted.

そこで、上記ECU2に機能的に設けられた自動停止制御手段により、図4に示すピストンの停止位置制御を行なう。この制御では、エンジンの自動停止条件が成立したタイミングt0で、エンジンの目標回転速度を通常のアイドル回転速度よりも高い値に設定して安定させるステップを最初に実行する。例えば、通常のアイドル回転速度が650rpm(自動変速機がドライブレンジ)に設定されたエンジンでは、上記目標回転速度(自動停止条件成立時のアイドル回転速度)を、810rpm程度(自動変速機はニュートラルレンジ)に設定し、エンジンの回転速度Neが目標回転速度で安定したタイミングt1で燃料噴射を停止させてエンジンの回転速度Neを低下させるように設定されている。   Therefore, the piston stop position control shown in FIG. 4 is performed by the automatic stop control means functionally provided in the ECU 2. In this control, at the timing t0 when the engine automatic stop condition is satisfied, a step of first setting and stabilizing the target rotational speed of the engine to a value higher than the normal idle rotational speed is executed. For example, in an engine in which a normal idle rotation speed is set to 650 rpm (the automatic transmission is in the drive range), the target rotation speed (idle rotation speed when the automatic stop condition is satisfied) is set to about 810 rpm (the automatic transmission is in the neutral range). ), And at a timing t1 when the engine rotation speed Ne is stabilized at the target rotation speed, the fuel injection is stopped and the engine rotation speed Ne is decreased.

また、ECU2は、上記燃料噴射の停止タイミングt1で、通常のアイドル時における吸気流量(エンジン運転を継続させるために必要な最小限の吸気流量。例えば気筒内の空燃比が、空気過剰率λ=1に設定されている)よりも吸気流量が多くなるように上記可変バルブタイミングシステム112を開くように制御してエンジンの気筒12A〜12Dに吸入される吸気流量を充分に確保できるように設定されている。   Further, the ECU 2 performs the intake flow rate at the normal idling time (minimum intake flow rate necessary for continuing the engine operation. For example, the air-fuel ratio in the cylinder has an excess air ratio λ = The variable valve timing system 112 is controlled to open so that the intake flow rate is larger than the intake flow rate of the engine cylinders 12A to 12D. ing.

次に、オルタネータ28を制御するタイミングについて説明する。   Next, the timing for controlling the alternator 28 will be described.

当実施形態のECU2は、上記燃料の噴射を停止するタイミングt1で、オルタネータ28の目標発電電流Geを予め設定されている初期値よりも低下させる制御条件が記憶されている。これにより、クランク軸3の回転抵抗が低減し、上記ピストン13を適正位置に停止させる制御が可能な速度にエンジンの回転速度Neを維持することが可能になる。当実施形態では、上記燃料噴射の停止タイミングt1で設定されるオルタネータ28の目標発電電流Geが例えば0に設定される。   The ECU 2 of the present embodiment stores a control condition for reducing the target generated current Ge of the alternator 28 from a preset initial value at the timing t1 when the fuel injection is stopped. As a result, the rotational resistance of the crankshaft 3 is reduced, and the rotational speed Ne of the engine can be maintained at a speed at which the piston 13 can be controlled to stop at an appropriate position. In the present embodiment, the target generated current Ge of the alternator 28 set at the fuel injection stop timing t1 is set to 0, for example.

またECU2には、オルタネータ28の目標発電電流Geを一時的に上記初期値よりも増大させるタイミングt2と、オルタネータ28の目標発電電流Geをエンジン回転速度Neの低下度合に対応させて調節するタイミングt3とが設定されている。タイミングt2は、上記のタイミングt1で燃焼噴射を停止した後、エンジンの回転速度Neが、予め設定された基準速度(例えば760rpm)N2以下に低下したことが検出された時点に設定されている。また、タイミングt3は、タイミングt2の経過後、エンジンの上死点回転速度neが所定範囲内となったタイミングに設定されている。このタイミングt3で、予め行った実験結果等に基づいて設定された基準ラインに沿ってオルタネータ28の目標発電電流Geを調整することにより、エンジンに負荷をかけ、回転速度Neを低下させることが可能になる。   The ECU 2 also includes a timing t2 at which the target generated current Ge of the alternator 28 is temporarily increased from the initial value, and a timing t3 at which the target generated current Ge of the alternator 28 is adjusted in accordance with the degree of decrease in the engine rotational speed Ne. And are set. The timing t2 is set to a point in time after the combustion injection is stopped at the timing t1 described above, when it is detected that the engine rotation speed Ne has decreased to a reference speed (for example, 760 rpm) N2 that is set in advance. The timing t3 is set to a timing at which the engine top dead center rotational speed ne is within a predetermined range after the elapse of the timing t2. At this timing t3, by adjusting the target generated current Ge of the alternator 28 along the reference line set based on the results of experiments conducted in advance, it is possible to apply a load to the engine and reduce the rotational speed Ne. become.

タイミングt3は、エンジンが停止状態となるタイミングから4番目前の圧縮上死点を通過した状態にあるタイミングであり、具体的には、減速しているエンジンの上死点回転速度neを検出し、この上死点回転速度neが、例えば480rpm〜540rpm内にあることが判定されることにより、決定される。   The timing t3 is a timing at which the compression top dead center that is fourth previous from the timing at which the engine is stopped is detected. Specifically, the top dead center rotational speed ne of the engine that is decelerating is detected. The top dead center rotational speed ne is determined by determining that the rotational speed ne is within, for example, 480 rpm to 540 rpm.

図5は、エンジンの回転速度に応じてオルタネータの目標発電電流を設定するために、エンジンの上死点回転速度neが高い程、目標発電電流Geが大きな値に設定されたマップである。ECU2は、タイミングt3において、図5のマップから上死点回転速度neの検出値に対応した目標発電電流Geを読み出し、この値に対応したオルタネータ28の目標発電電流Geするように構成されている。   FIG. 5 is a map in which the target generated current Ge is set to a larger value as the engine top dead center rotational speed ne is higher in order to set the target generated current of the alternator according to the engine rotational speed. The ECU 2 is configured to read out the target generated current Ge corresponding to the detected value of the top dead center rotational speed ne from the map of FIG. 5 at the timing t3 and to generate the target generated current Ge of the alternator 28 corresponding to this value. .

なお、タイミングt2でオルタネータ28の目標発電電流Geを上昇させる際の初期値は、上記マップから読み出される目標発電電流Geの最大値よりも大きな値に設定されている。例えば、図5に示すマップから読み出される目標発電電流Geが0〜50Aに設定されている場合には、その最大値である50Aよりも高い値、例えば60Aに上記初期値が設定されている。そして、上記タイミングt2で目標発電電流Geが60Aに設定された後、上記タイミングt3でマップから読み出された値に基づいて上記目標発電電流Geの低下量が設定され、この値に基づいてオルタネータ28の目標発電電流を低下させる制御が実行されるよう設定されている。   The initial value when the target generated current Ge of the alternator 28 is increased at the timing t2 is set to a value larger than the maximum value of the target generated current Ge read from the map. For example, when the target generated current Ge read from the map shown in FIG. 5 is set to 0 to 50A, the initial value is set to a value higher than 50A that is the maximum value, for example, 60A. Then, after the target generated current Ge is set to 60A at the timing t2, the amount of decrease in the target generated current Ge is set based on the value read from the map at the timing t3, and the alternator is set based on this value. It is set so that the control for reducing the target generated current 28 is executed.

また、ECU2には、タイミングt3を経過した後、上死点回転速度neが所定範囲に減速したことを検出することによって、エンジン停止前の2番目の圧縮上死点をタイミングt4として把握できるように構成されている。   Further, the ECU 2 can detect the second compression top dead center before the engine is stopped as the timing t4 by detecting that the top dead center rotational speed ne is decelerated to a predetermined range after the timing t3 has elapsed. It is configured.

上記のようにしてオルタネータ28の発電電流の制御が実行されることにより、タイミングt4で、クランク軸3、フライホイール、ピストン13およびコネクティングロッド等が有する運動エネルギーや圧縮行程気筒12Cで圧縮された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抵抗損失等と見合うものとなり、エンジンの停止状態で膨張行程となる気筒12Aのピストン13をエンジンの再始動に適した範囲R内に停止させることが可能になる。   By controlling the generated current of the alternator 28 as described above, at timing t4, the kinetic energy of the crankshaft 3, the flywheel, the piston 13, the connecting rod, etc., or the air compressed by the compression stroke cylinder 12C The potential energy, etc. of the cylinder is commensurate with the frictional resistance loss, etc. that acts thereafter, and the piston 13 of the cylinder 12A, which is in the expansion stroke when the engine is stopped, is stopped within a range R suitable for restarting the engine. It becomes possible.

上記のようにエンジンを自動停止させる過程では、燃料噴射の停止タイミングt1から、クランク軸3やフライホイール等が有する運動エネルギーが摩擦抵抗による機械的な損失や、各気筒12A〜12Dのポンプ仕事によって消費されることにより、エンジンのクランク軸3は惰性で数回転し、4気筒4サイクルのエンジンでは10回前後の圧縮上死点を迎えた後に停止する。具体的には、図4に示すように、上記各気筒12A〜12Dが圧縮上死点を迎える度にエンジンの回転速度Neが一時的に落ち込んだ後に、圧縮上死点を超えた時点で再び上昇するというアップダウンを繰り返しながらエンジン回転速度Neが次第に低下する。   In the process of automatically stopping the engine as described above, from the fuel injection stop timing t1, the kinetic energy of the crankshaft 3, the flywheel, etc. is caused by mechanical loss due to frictional resistance or the pump work of each cylinder 12A-12D. When consumed, the crankshaft 3 of the engine is rotated several times by inertia, and in a 4-cylinder 4-cycle engine, it stops after reaching the compression top dead center of about 10 times. Specifically, as shown in FIG. 4, after the engine rotational speed Ne temporarily drops each time the cylinders 12 </ b> A to 12 </ b> D reach compression top dead center, they again when the compression top dead center is exceeded. The engine rotation speed Ne gradually decreases while repeating up and down.

なお、図4に示すクランク角CAのタイムチャートは、実線が第1気筒12A(膨張行程気筒12A)および第3気筒12C(圧縮行程気筒12C)の上死点(TDC)を圧縮上死点として0°CAとし、一点鎖線が第2気筒12B(排気行程気筒)および第4気筒12D(吸気行程気筒)の上死点を0°CAとしたクランク角を示している。4気筒4サイクルのエンジンでは、上記実線で示す気筒12A、12Cと、一点鎖線で示す気筒12B、12Cとの間に180°CAの位相ずれがあるため、180°CA毎に何れかの気筒が圧縮上死点を迎えることが上記タイムチャートにより表されている。   In the time chart of the crank angle CA shown in FIG. 4, the solid line indicates the top dead center (TDC) of the first cylinder 12A (expansion stroke cylinder 12A) and the third cylinder 12C (compression stroke cylinder 12C) as the compression top dead center. The dashed line indicates the crank angle with 0 ° CA, and the alternate long and short dash line indicates the top dead center of the second cylinder 12B (exhaust stroke cylinder) and the fourth cylinder 12D (intake stroke cylinder) as 0 ° CA. In a four-cylinder four-cycle engine, there is a phase shift of 180 ° CA between the cylinders 12A and 12C indicated by the solid line and the cylinders 12B and 12C indicated by the alternate long and short dash line. The time chart indicates that compression top dead center is reached.

そして、最後の圧縮上死点(以下、最終圧縮上死点という)を通過したタイミングt5の後に圧縮行程を迎える圧縮行程気筒12Cは、慣性力によるピストン13の上昇に伴って空気圧が高まり、その圧縮反力によりピストン13が押し返されてクランク軸3が逆転する。このクランク軸3の逆転によって膨張行程気筒12Aの空気圧が上昇するため、その圧縮反力に応じて膨張行程気筒12Aのピストン13が下死点側に押し返されてクランク軸3が再び正転し始め、このクランク軸3の逆転と正転とが数回繰り返されてピストン13が往復作動した後に停止することになる。このピストン13の停止位置は、上記圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12Aにおける圧縮反力のバランスにより略決定されるとともに、エンジンの摩擦抵抗等の影響を受け、上記最終圧縮上死点を超えたタイミングt5のエンジンの回転慣性、つまりエンジン回転速度Neの高低によっても変化する。   The compression stroke cylinder 12C that reaches the compression stroke after the timing t5 after passing through the last compression top dead center (hereinafter referred to as the final compression top dead center) increases the air pressure as the piston 13 rises due to inertial force. The piston 13 is pushed back by the compression reaction force, and the crankshaft 3 is reversely rotated. Since the air pressure of the expansion stroke cylinder 12A increases due to the reverse rotation of the crankshaft 3, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A is pushed back to the bottom dead center side according to the compression reaction force, and the crankshaft 3 rotates forward again. First, the reverse rotation and forward rotation of the crankshaft 3 are repeated several times, and the piston 13 stops after reciprocating. The stop position of the piston 13 is substantially determined by the balance of the compression reaction force in the compression stroke cylinder 12C and the expansion stroke cylinder 12A, and has exceeded the final compression top dead center due to the influence of the frictional resistance of the engine. It also changes depending on the rotational inertia of the engine at timing t5, that is, the level of the engine rotational speed Ne.

当実施形態においては、最終上死点回転速度neが検出された時点で、可変バルブタイミングシステム112を制御し、圧縮行程気筒12Cのポートを一定の開弁時間Tclsだけ開くように設定されている(図4のVTT3)。この制御により、圧縮行程気筒12Cは、その圧縮反力が低減するので、当該圧縮行程気筒12Cのピストン13は、行程中央部分、すなわち、90°付近よりも上死点側で停止することになる。 In this embodiment, when the final top dead center rotational speed ne is detected, the variable valve timing system 112 is controlled so that the port of the compression stroke cylinder 12C is opened for a certain valve opening time T cls. (VTT3 in FIG. 4). By this control, the compression reaction force of the compression stroke cylinder 12C is reduced, so that the piston 13 of the compression stroke cylinder 12C stops at the center of the stroke, that is, at the top dead center side near 90 °. .

この点について、図6および図7を参照しながら、詳細に説明すると、通常、上述したように、タイミングt0から燃料噴射を停止し、オルタネータ28を駆動してエンジンに負荷をかけながら制動すると、各気筒は、概ね行程中央90°付近のところで停止することになる。しかしながら、上述したように、いわゆる自動再スタートを行なうためには、図3(a)で説明したように、圧縮行程気筒12Cが膨張行程気筒12Aよりも僅かに上死点のところにある状態、すなわち、両気筒のピストンが図3(b)のRの範囲内で停止することが好ましい。   This point will be described in detail with reference to FIG. 6 and FIG. 7. Normally, as described above, when the fuel injection is stopped from the timing t0 and the alternator 28 is driven to brake the engine while applying a load, Each cylinder stops approximately at the center of the stroke near 90 °. However, as described above, in order to perform a so-called automatic restart, as described with reference to FIG. 3A, the compression stroke cylinder 12C is slightly above the top dead center than the expansion stroke cylinder 12A. That is, it is preferable that the pistons of both cylinders stop within the range of R in FIG.

そして、エンジンが自動停止する際に膨張行程となる膨張行程気筒12Aのピストン13を再始動に適した上記適正範囲R内に停止させるためには、まず上記膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cの圧縮反力がそれぞれ充分に大きくなり、かつ膨張行程気筒12Aの圧縮反力が圧縮行程気筒12Cの圧縮反力よりも所定値以上大きくなるように、両気筒12A、12Cに対する吸気流量を調節する必要がある。そこで、本実施形態では、可変バルブタイミングシステム112の制御により、圧縮行程気筒12Cの圧縮反力を低減し、当該圧縮行程気筒12Cのピストン13を行程中央部分付近よりも上死点側で停止するようにしているのである。   In order to stop the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A, which becomes the expansion stroke when the engine automatically stops, within the appropriate range R suitable for restart, first, the expansion stroke cylinder 12A and the compression stroke cylinder 12C It is necessary to adjust the intake air flow rates for both cylinders 12A and 12C so that the compression reaction force becomes sufficiently large and the compression reaction force of the expansion stroke cylinder 12A is larger than the compression reaction force of the compression stroke cylinder 12C by a predetermined value or more. There is. Therefore, in the present embodiment, the compression reaction force of the compression stroke cylinder 12C is reduced by the control of the variable valve timing system 112, and the piston 13 of the compression stroke cylinder 12C is stopped at the top dead center side than the vicinity of the center of the stroke. It is doing so.

ただし、実際のエンジンでは、スロットル弁23、吸気ポート17および分岐吸気通路21a等の形状に個体差があることにより、それらを流通する空気の挙動が変化するため、エンジンの自動停止期間中に各気筒12A〜12Dに吸入される吸気流量にバラツキが生じる。また、エンジンの個体差およびエンジン温度の高低によってもエンジンの摩擦抵抗に差が生じて、上記のように可変バルブタイミングシステム112を制御しても、エンジンの停止時点で膨張行程にある気筒12Aおよび圧縮行程にある気筒12Cのピストン停止位置を適正範囲R内に納めることができない場合がある。   However, in an actual engine, because there are individual differences in the shapes of the throttle valve 23, the intake port 17, the branch intake passage 21a, and the like, the behavior of the air flowing through them changes, so that during each automatic stop period of the engine Variations occur in the intake air flow rate sucked into the cylinders 12A to 12D. Further, even when the variable valve timing system 112 is controlled as described above, a difference occurs in the frictional resistance of the engine due to the individual difference of the engine and the level of the engine temperature, and even if the variable valve timing system 112 is controlled as described above, In some cases, the piston stop position of the cylinder 12C in the compression stroke cannot be within the appropriate range R.

この点につき、本発明では、エンジンの自動停止期間中において最終上死点回転速度neと、膨張行程気筒12Aのピストン停止位置との間に明確な相関関係があることに着目した。   In this regard, in the present invention, attention is paid to the fact that there is a clear correlation between the final top dead center rotational speed ne and the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A during the engine automatic stop period.

図7は、上記のようにエンジンの回転速度Neが所定速度となったタイミングt1で燃料噴射を停止し、その後の所定期間に亘り可変バルブタイミングシステム112で各気筒を開弁状態に維持するようにして、惰性により回転するエンジンの各気筒12A〜12Dに設けられたピストン13が停止直前の最終圧縮上死点を通過する際の上死点回転速度(最終上死点回転速度)neを計測するとともに、エンジンの停止時点における膨張行程気筒12Aのピストン位置を調べ、このピストン位置を縦軸に取るとともに、上記エンジンの上死点回転速度neを横軸に取って、両者の関係をグラフ化したものである。この作業を繰り返してエンジンの停止動作期間中における上記最終上死点回転速度neと、膨張行程気筒12Aにおけるピストン停止位置との相関関係を調べたところ、以下の結果を得ることができた。すなわち、上記最終上死点回転速度neは、260rpm以下の範囲内にあるとともに、約180rpmを境にしてそれ以下の低回転側では、上記最終上死点回転速度neが低下するのに伴ってピストン停止位置が徐々に上死点寄りに変化している。一方、上記最終上死点回転速度neが180rpm以上の高回転側では、その値に拘わらず、ピストン13の停止位置が概ね一定になり、適正範囲Rから僅かに下死点側に分布している。   FIG. 7 shows that the fuel injection is stopped at the timing t1 when the rotational speed Ne of the engine becomes a predetermined speed as described above, and each cylinder is maintained in the open state by the variable valve timing system 112 for a predetermined period thereafter. Thus, the top dead center rotational speed (final top dead center rotational speed) ne is measured when the pistons 13 provided in the cylinders 12A to 12D of the engine rotating due to inertia pass the final compression top dead center immediately before stopping. At the same time, the piston position of the expansion stroke cylinder 12A when the engine is stopped is examined, the piston position is taken on the vertical axis, and the top dead center rotational speed ne is taken on the horizontal axis, and the relationship between the two is graphed. It is a thing. When this operation was repeated and the correlation between the final top dead center rotational speed ne during the engine stop operation period and the piston stop position in the expansion stroke cylinder 12A was examined, the following results could be obtained. That is, the final top dead center rotational speed ne is within a range of 260 rpm or less, and on the low rotation side below about 180 rpm, as the final top dead center rotational speed ne decreases. The piston stop position is gradually changing closer to top dead center. On the other hand, on the high rotation side where the final top dead center rotational speed ne is 180 rpm or more, the stop position of the piston 13 is substantially constant regardless of the value, and is slightly distributed from the appropriate range R to the bottom dead center side. Yes.

上記のような特徴的な分布傾向が見られるのは、エンジンの最終上死点回転速度neが180rpm以上の高回転側にあると、エンジン停止時の膨張行程気筒12Aおよび圧縮行程気筒12Cにそれぞれ充分な量の空気が充填され、この空気の圧縮反力によってピストン停止位置が行程の中央寄りに集中するためであると考えられる。なお、上記180rpm以下の低回転側でピストン停止位置が左下がりの分布状態となるのは、各気筒内12A〜12Dで往復動するピストン13が最終上死点を越えた後、摩擦抵抗等により減速されて行程中央まで達することができずに停止するためであると考えられる。   The characteristic distribution tendency as described above can be seen when the final top dead center rotational speed ne of the engine is on the high rotation side of 180 rpm or higher, and the expansion stroke cylinder 12A and the compression stroke cylinder 12C when the engine is stopped are respectively shown. This is considered to be because a sufficient amount of air is filled and the piston stop position is concentrated near the center of the stroke due to the compression reaction force of the air. It should be noted that the piston stop position is distributed to the lower left at the low rotation side of 180 rpm or less because the piston 13 reciprocating in each cylinder 12A to 12D exceeds the final top dead center and then is caused by frictional resistance or the like. It is thought that it is because the vehicle is decelerated and stops without reaching the center of the stroke.

そこで、当実施形態では、最終上死点回転速度neの値に応じて、上記可変バルブタイミングシステム112による開弁時間を調整するように設定されている。具体的には、図8で示すマップをECU2に記憶しておき、最終上死点回転速度neが180rpm未満であれば、その値に反比例して開弁時間を長くするように設定されている。   Therefore, in this embodiment, the valve opening time by the variable valve timing system 112 is set according to the value of the final top dead center rotational speed ne. Specifically, the map shown in FIG. 8 is stored in the ECU 2, and if the final top dead center rotational speed ne is less than 180 rpm, the valve opening time is set to be inversely proportional to the value. .

他方、最終上死点回転速度neが180rpm以上の領域では、圧縮行程気筒12Cの開弁によって、膨張行程気筒12Aのピストン13が下死点側に下がる傾向が生じる。そこで、当実施形態では、図4、図6に示すように、最終上死点回転速度を経過した後、当該最終上死点回転速度が所定以上の速さ(すなわち180rpm)以上であるときには、膨張行程気筒12Aの可変バルブタイミングシステム112を制御して、所定の開弁時間Topenだけ、膨張行程気筒12Aを開いて、膨張行程気筒12Aの空気を抜くように設定されている(図4のVTT1で表示)。この制御により、膨張行程気筒12Aのピストン停止位置は、僅かに上死点側に移行し、最終的に所望の位置で停止させることが可能になる。 On the other hand, in the region where the final top dead center rotational speed ne is 180 rpm or higher, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A tends to fall to the bottom dead center side by opening the compression stroke cylinder 12C. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 6, after the final top dead center rotational speed has elapsed, when the final top dead center rotational speed is equal to or higher than a predetermined speed (ie, 180 rpm), The variable valve timing system 112 of the expansion stroke cylinder 12A is controlled so that the expansion stroke cylinder 12A is opened and the air of the expansion stroke cylinder 12A is released for a predetermined valve opening time Topen (FIG. 4). Displayed as VTT1). By this control, the piston stop position of the expansion stroke cylinder 12A slightly shifts to the top dead center side, and can finally be stopped at a desired position.

上記ECU2の自動停止制御手段によりエンジンを自動停止させる際の制御動作を、図9〜図11に示すフローチャートに基づいて説明する。   A control operation when the engine is automatically stopped by the automatic stop control means of the ECU 2 will be described based on the flowcharts shown in FIGS.

この制御動作がスタートすると、エンジンの自動停止制御を実行することが可能な運転状態にあるか否かを判定する自動停止許可フラグFがONになるのを待機する(ステップS1)。この自動停止許可フラグFは、車速が所定値(例えば10km/h)以上、操舵角が所定値以下、バッテリー電圧が基準値以上、かつエアコンがOFF状態にある等の条件が満たされている場合に、ON状態となるように設定されている。   When this control operation starts, the system waits for an automatic stop permission flag F that determines whether or not the engine is in an operating state in which automatic engine stop control can be executed (step S1). This automatic stop permission flag F is satisfied when the vehicle speed is a predetermined value (for example, 10 km / h) or more, the steering angle is not more than a predetermined value, the battery voltage is not less than a reference value, and the air conditioner is in an OFF state. Are set to be ON.

上記ステップS1でYESと判定された場合、ECU2は、アクセルセンサ34がOFF状態であり、かつブレーキセンサ35がON状態であるAND条件が成立するまで待機する(ステップS2)。YESと判定して車両が減速状態にあることが確認した場合、ECU2は、エンジン回転速度Neが、予め1100rpm程度に設定された減速時燃料カット用の判断基準値であるF/C実行回転数よりも大きいか否かを判定し(ステップS3)、NOと判定した場合には、下記ステップS7に移行する。   If YES is determined in step S1, the ECU 2 waits until an AND condition is established in which the accelerator sensor 34 is in the OFF state and the brake sensor 35 is in the ON state (step S2). When it is determined YES and it is confirmed that the vehicle is in a deceleration state, the ECU 2 performs the F / C execution rotation speed that is the determination reference value for fuel cut during deceleration in which the engine rotation speed Ne is set to about 1100 rpm in advance. Or greater (step S3). If NO is determined, the process proceeds to the following step S7.

他方、上記ステップS3でYESと判定した場合、ECU2は、減速時の燃料カット(FC)を実行する(ステップS4)。次いで、エンジン回転速度Neが、予め900rpm程度に設定された燃料復帰用の判断基準値であるF/C停止回転数以下に低下するのを待機し(ステップS5)、YESと判定された時点で、上記減速時の燃料カット(FC)を終了して通常の燃料噴射状態に復帰する(ステップS6)。   On the other hand, when it determines with YES by the said step S3, ECU2 performs the fuel cut (FC) at the time of deceleration (step S4). Next, it waits for the engine speed Ne to fall below the F / C stop rotational speed that is a reference value for fuel return that is set to about 900 rpm in advance (step S5), and when YES is determined. Then, the fuel cut (FC) at the time of deceleration is terminated and the normal fuel injection state is restored (step S6).

次いで、エンジンの目標回転速度を例えば800rpm程度に設定して、この速度を維持する(ステップS7)。その後、アクセルセンサ34がON状態であり、かつブレーキセンサ35がOFF状態であるか否かが判定され(ステップS8)、YESと判定された場合には、ステップS1に戻って、車両が減速状態になるのを待機するとともに、ステップS8において、Noと判定され、車両が減速状態にあることが確認された場合には、図10に示すエンジン制御動作に移行する。   Next, the target rotational speed of the engine is set to about 800 rpm, for example, and this speed is maintained (step S7). Thereafter, it is determined whether or not the accelerator sensor 34 is in an ON state and the brake sensor 35 is in an OFF state (step S8). If YES is determined, the process returns to step S1 to decelerate the vehicle. In step S8, when it is determined No and it is confirmed that the vehicle is in a decelerating state, the engine control operation shown in FIG. 10 is performed.

図10を参照して、ステップS8において、車両が減速状態にあることが確認された場合には、車速が0になって、自動停止条件が成立するのを待機する(ステップS11)。   Referring to FIG. 10, when it is confirmed in step S8 that the vehicle is in a decelerating state, the vehicle speed is set to 0, and the process waits for the automatic stop condition to be satisfied (step S11).

このステップS11で自動停止条件が成立すると、ECU2は、目標回転速度を860rpmに設定する。これにより、エンジンの回転速度Neは、アイドル回転速度(650rpm)よりも所定量だけ高い値に設定されることになる。また、これと同時に、EGR弁125を閉じて、排気還流を停止するとともに、シフトレンジがニュートラルに切り換えられ、エンジンを無負荷状態にする(ステップS12)。   When the automatic stop condition is satisfied in step S11, the ECU 2 sets the target rotation speed to 860 rpm. As a result, the rotational speed Ne of the engine is set to a value higher than the idle rotational speed (650 rpm) by a predetermined amount. At the same time, the EGR valve 125 is closed to stop the exhaust gas recirculation, and the shift range is switched to neutral so that the engine is in a no-load state (step S12).

上記のようにステップS1で車速が10km/hよりも大きい走行時にあってエンジンの自動停止許可フラグFがON状態にあることが確認されるとともに、ステップS2で車両が減速状態(ブレーキセンサ35がON状態)にあることが確認された場合に、エンジンの目標回転速度N1をエンジンの燃焼状態に対応した所定値として安定させる制御を実行するように構成したため、エンジン回転速度Neが通常のアイドル回転速度(650rpm)に低下する前に、エンジンの自動停止制御を実行することができる。従って、通常のアイドル回転速度まで一旦、低下したエンジン回転速度Neを、上記目標回転速度N1まで上昇させるように構成した場合のように、エンジン回転速度Neの上昇に伴う不快感が運転者に与えられたり、エンジンを自動停止させるまでの時間が必要以上に長くなったりする等の弊害が生じるのを防止することができる。   As described above, in step S1, it is confirmed that the engine automatic stop permission flag F is in the ON state when the vehicle speed is higher than 10 km / h, and in step S2, the vehicle is decelerated (the brake sensor 35 is When it is confirmed that the engine target rotational speed N1 is stabilized at a predetermined value corresponding to the combustion state of the engine, the engine rotational speed Ne is set to a normal idle speed. Before the speed is reduced to 650 rpm, automatic engine stop control can be performed. Therefore, the driver feels uncomfortable with the increase in the engine rotational speed Ne as in the case where the engine rotational speed Ne once decreased to the normal idle rotational speed is increased to the target rotational speed N1. It is possible to prevent the occurrence of a bad effect such as the time until the engine is automatically stopped or the time until the engine is automatically stopped longer than necessary.

さらに、上記ステップS11でエンジンの自動停止条件が成立したことが確認されたタイミングt0で、上記ステップS12においてエンジンの目標回転速度N1が所定値に設定されるとともに、自動変速機のシフトレンジがドライブ状態(Dレンジ)からニュートラル状態(Nレンジ)にシフトされることにより、自動変速機の負荷が軽減されるため、図4に示されるように、エンジン回転速度Neが、自動停止条件の成立タイミングt0からやや上昇することになる。   Further, at the timing t0 when it is confirmed that the engine automatic stop condition is satisfied in step S11, the target rotational speed N1 of the engine is set to a predetermined value in step S12, and the shift range of the automatic transmission is driven. Since the load of the automatic transmission is reduced by shifting from the state (D range) to the neutral state (N range), as shown in FIG. It will rise slightly from t0.

次いで、ECU2は、上記タイミングt0の後に、予め1sec(秒)程度に設定された所定時間が経過するのを待機する(ステップS13)。このステップS13でYESと判定された時点で、ECU2は、燃料噴射の停止条件(FC条件)が成立するのを待機する(ステップS14)。このステップS14では、具体的にはエンジン回転速度Neが目標回転速度N1となり、かつブースト圧Btが所定の目標圧となるAND条件が成立することが待機される。これにより、車速が0となった直後に、走行状態に移行するような場合に、不適切なエンジンの自動停止が行われるのを防止することができる。   Next, the ECU 2 waits for the elapse of a predetermined time set in advance to about 1 sec (seconds) after the timing t0 (step S13). When it is determined YES in step S13, the ECU 2 waits until a fuel injection stop condition (FC condition) is satisfied (step S14). Specifically, in this step S14, it is awaited that an AND condition that the engine rotational speed Ne becomes the target rotational speed N1 and the boost pressure Bt becomes the predetermined target pressure is satisfied. Thereby, it is possible to prevent an inappropriate automatic stop of the engine from being performed in a case where the vehicle speed is shifted to 0 immediately after the vehicle speed becomes zero.

そして、上記ステップS14でYESと判定され、エンジン回転速度Neおよびブースト圧Btが安定した状態となったことが確認された時点(図4および図6のタイミングt1)で、燃料噴射を停止させた後(ステップS15)、オルタネータ28の目標発電電流Geを0に設定して発電を停止させるとともに(ステップS16)、可変バルブタイミングシステム112を操作して、各気筒のバルブを開く(ステップS17)。   Then, when it is determined YES in Step S14 and it is confirmed that the engine rotational speed Ne and the boost pressure Bt are stable (timing t1 in FIGS. 4 and 6), the fuel injection is stopped. Thereafter (step S15), the target power generation current Ge of the alternator 28 is set to 0 to stop power generation (step S16), and the variable valve timing system 112 is operated to open the valves of the respective cylinders (step S17).

次に、図11を参照して、ステップS17の後、ECU2は、タイミングt1からタイミングt2になるのを待機し(ステップS18)、YESと判定された時点で上記点火装置27による点火を停止させる(ステップS19)。このステップS19により、燃料停止後に筒内に残った燃料を燃焼させることができるとともに、停止直前に噴射された燃料が燃焼するのを防止することが可能になる。   Next, referring to FIG. 11, after step S17, ECU 2 waits for timing t2 from timing t1 (step S18), and stops ignition by ignition device 27 when determined YES. (Step S19). By this step S19, it is possible to burn the fuel remaining in the cylinder after the fuel stop, and to prevent the fuel injected just before the stop from burning.

次いで、エンジンの回転速度Neが予め760rpm程度に設定された基準速度N2以下となるのを待機する(ステップS20)。このステップS20は、タイミングt3をカウントするためのものである。   Next, the system waits for the engine rotational speed Ne to become equal to or lower than the reference speed N2 set in advance to about 760 rpm (step S20). This step S20 is for counting the timing t3.

ステップS20において、YESと判定されたタイミング(すなわちタイミングt3)で、オルタネータ28の目標発電電流Geを初期値(60A程度)に設定し(ステップS21)、オルタネータ28を作動させる(ステップS22)。すなわち、図5に示すように、エンジンの上死点回転速度neが高い程、目標発電電流Geが大きな値に設定されたマップから上死点回転速度neに対応した目標発電電流Geを読み出し、この値に基づいてオルタネータ28の目標発電電流Geを上記初期値(60A)から、上記マップから読み出された値に低下させる制御を実行する。   In step S20, at the timing determined as YES (that is, timing t3), the target generated current Ge of the alternator 28 is set to an initial value (about 60A) (step S21), and the alternator 28 is operated (step S22). That is, as shown in FIG. 5, the higher the top dead center rotational speed ne of the engine, the more the target generated current Ge corresponding to the top dead center rotational speed ne is read from the map in which the target generated current Ge is set to a larger value. Based on this value, control is performed to reduce the target generated current Ge of the alternator 28 from the initial value (60A) to the value read from the map.

次いで、上死点回転速度neが所定範囲内に減速するのを待機する(ステップS23)。このステップS23は、タイミングt4を検出するためのものであり、上記所定範囲は、例えば260rpm〜400rpmの範囲内に設定される。ステップS23でYESと判定されるとそのタイミングにおいて、エンジン停止前の2番目の圧縮上死点を通過したことが確認される。   Next, it waits for the top dead center rotational speed ne to decelerate within a predetermined range (step S23). This step S23 is for detecting the timing t4, and the predetermined range is set within a range of 260 rpm to 400 rpm, for example. If YES is determined in the step S23, it is confirmed at that timing that the second compression top dead center before the engine stop is passed.

ステップS23において、YESと判定されたタイミング(すなわちタイミングt4)で、図外のマップから、エンジンの停止時に圧縮行程となる気筒12Cに対する燃料噴射量を設定し、この気筒12Cの圧縮行程後半で燃料噴射を行なう(ステップS24)。このマップには、エンジンの上死点回転速度neが高い程、燃料噴射量が大きな値になるように設定されたものであり、ECU2に予め記憶されているものである。この気筒12Cに噴射された燃料が気化することによって気筒内温度が低下し、その内部圧力の上昇が抑制されることになる。   In step S23, the fuel injection amount for the cylinder 12C, which becomes the compression stroke when the engine is stopped, is set from the map (not shown) at the timing determined as YES (that is, the timing t4). Injection is performed (step S24). This map is set so that the fuel injection amount becomes larger as the engine top dead center rotational speed ne is higher, and is stored in the ECU 2 in advance. When the fuel injected into the cylinder 12C is vaporized, the temperature in the cylinder is lowered, and the increase in the internal pressure is suppressed.

次いで、エンジンの上死点回転速度neが所定値N以下に減速するのを待機する(ステップS25)。このステップS25は、タイミングt5を検出するためのものであり、所定値Nは、例えば260rpm程度に設定されている。   Next, it waits for the engine top dead center rotational speed ne to decelerate to a predetermined value N or less (step S25). This step S25 is for detecting the timing t5, and the predetermined value N is set to about 260 rpm, for example.

タイミングt5が検出されると、当実施形態においては、その検出直後に可変バルブタイミングシステム112を制御し、圧縮行程気筒12Cの吸気ポート17および排気ポート18を開く(ステップS26)。この制御では、停止時に、圧縮行程気筒12Cの空気量が低減し、圧縮反力が低下するので、NVH(エンジンの振動)を抑制しつつ停止することができる。なお、当実施形態の態様としては、圧縮行程気筒12Cがタイミングt4で吸気行程に遷移した際、吸気ポート17を引き続き、開放状態に維持する制御であってもよい。   When the timing t5 is detected, in this embodiment, immediately after the detection, the variable valve timing system 112 is controlled to open the intake port 17 and the exhaust port 18 of the compression stroke cylinder 12C (step S26). In this control, the air amount of the compression stroke cylinder 12C is reduced and the compression reaction force is reduced at the time of stop, so that the stop can be performed while suppressing NVH (engine vibration). Note that, as an aspect of the present embodiment, when the compression stroke cylinder 12C transitions to the intake stroke at the timing t4, the intake port 17 may be continuously maintained in an open state.

特に、当実施形態では、最終上死点回転速度neが判定された際、直ちに圧縮行程気筒12Cの吸気ポート17および排気ポート18を開くこととしているので、停止時に圧縮行程気筒12Cが最初に圧縮を始めるところで気筒内の圧力が低下する結果、当該圧縮行程気筒12Cのピストンが受ける圧縮反力が小さくなり、エンジン停止時のNVH(エンジンの振動)をより抑制した状態で所望のストロークにピストンを中央寄りに停止させることができる。   In particular, in this embodiment, when the final top dead center rotational speed ne is determined, the intake port 17 and the exhaust port 18 of the compression stroke cylinder 12C are immediately opened, so that the compression stroke cylinder 12C is first compressed when stopped. As a result, the compression reaction force received by the piston of the compression stroke cylinder 12C is reduced as a result of the pressure in the cylinder being reduced, and the piston is moved to a desired stroke while NVH (engine vibration) when the engine is stopped is further suppressed. It can be stopped near the center.

次に、ECU2は、可変バルブタイミングシステム112が圧縮行程気筒12Cを開放する時間Tclsを演算し、閉止タイミングを算出する(ステップS27)。この演算では、上述した図8のテーブルに基づき、開弁時間Tclsが決定される。 Then, ECU 2, the variable valve timing system 112 calculates the time T cls for releasing the compression stroke cylinder 12C, to calculate the closing timing (step S27). In this calculation, the valve opening time T cls is determined based on the table of FIG. 8 described above.

次いで、ECU2は、演算された開弁時間Tclsを計測し(ステップS28)、開弁時間Tclsを経過したタイミングで圧縮行程気筒12Cの吸気ポート17および排気ポート18を閉じる(ステップS29)。 Next, the ECU 2 measures the calculated valve opening time T cls (step S28), and closes the intake port 17 and the exhaust port 18 of the compression stroke cylinder 12C at the timing when the valve opening time T cls has elapsed (step S29).

次に、図12を参照して、ECU2は、膨張行程気筒12Aの開弁タイミングを演算する(ステップS30)。具体的には、クランク角センサ30、31により検出されるクランク角と、クランク角センサ30から出力される回転速度に基づき、膨張行程気筒12Aの開弁時間Topenを決定する。 Next, with reference to FIG. 12, the ECU 2 calculates the valve opening timing of the expansion stroke cylinder 12A (step S30). Specifically, the valve opening time T open of the expansion stroke cylinder 12A is determined based on the crank angle detected by the crank angle sensors 30 and 31 and the rotational speed output from the crank angle sensor 30.

openが決定されると、ECU2は、最終上死点回転速度を経過した後、最初に正転から逆転にエンジンが転じるタイミングt6を待機する(ステップS31)。このタイミングt6が検出されると、ECU2は、ステップS30で演算された開弁時間Topenが0を越えるかどうか判別し(ステップS32)、0を越えている場合には、その時間だけ膨張行程気筒12Aの吸気ポート17および排気ポート18を開く(ステップS33〜S35)とともに、0以下の場合には、膨張行程気筒12Aの開弁を省略することとしている。 When T open is determined, the ECU 2 waits for a timing t6 when the engine first turns from normal rotation to reverse rotation after the final top dead center rotation speed has elapsed (step S31). When the timing t6 is detected, ECU 2 is discriminated whether exceeds the valve opening time T open is 0 calculated in step S30 (step S32), if it exceeds 0, the expansion stroke by the time The intake port 17 and the exhaust port 18 of the cylinder 12A are opened (steps S33 to S35), and if it is 0 or less, the valve opening of the expansion stroke cylinder 12A is omitted.

開弁時間Topenは、最終上死点回転速度neに依存している。上述したように、最終上死点回転速度neが180rpmを下回る時には、膨張行程気筒12Aのピストンが上死点側に偏る傾向がある。他方、最終上死点回転速度neが180rpm以上であるときには、膨張行程気筒12Aにも相当量の空気が入っているため、これを抜く必要がある。このような観点から、ステップS30では、図略のマップに基づき、最終上死点回転速度neに基づいて、開弁時間Topenを決定し、最終上死点回転速度neが180rpm以上であるときには、ステップS32〜S35を実行して、膨張行程気筒12Aの空気を抜き、当該膨張行程気筒12Aのピストンを上死点側に移動させるとともに、最終上死点回転速度neが180rpmに満たない場合には、専らステップS26〜S29による圧縮行程気筒12Cの開弁制御によって、ピストンの停止位置を制御し、膨張行程気筒12Aは、開かないこととしている。 The valve opening time T open depends on the final top dead center rotational speed ne. As described above, when the final top dead center rotational speed ne is less than 180 rpm, the piston of the expansion stroke cylinder 12A tends to be biased toward the top dead center. On the other hand, when the final top dead center rotational speed ne is 180 rpm or more, since a considerable amount of air is also contained in the expansion stroke cylinder 12A, it is necessary to remove it. From this point of view, in step S30, based on the unillustrated map, the valve opening time Topen is determined based on the final top dead center rotational speed ne, and when the final top dead center rotational speed ne is 180 rpm or more, , Steps S32 to S35 are executed, the air in the expansion stroke cylinder 12A is extracted, the piston of the expansion stroke cylinder 12A is moved to the top dead center side, and the final top dead center rotational speed ne is less than 180 rpm. Is that the stop position of the piston is controlled by the valve opening control of the compression stroke cylinder 12C in steps S26 to S29, and the expansion stroke cylinder 12A is not opened.

次いで、エンジンが停止状態になるタイミングt7を待機し(ステップS36)、YESと判定された時点で、自動変速機のシフトレンジをニュートラル状態からドライブ状態(Dレンジ)に復帰させるとともに(ステップS37)、自動停止許可フラグFをOFFとした後に(ステップS38)、制御動作を終了する。   Next, the system waits for timing t7 when the engine is stopped (step S36). When it is determined YES, the shift range of the automatic transmission is returned from the neutral state to the drive state (D range) (step S37). Then, after setting the automatic stop permission flag F to OFF (step S38), the control operation is terminated.

次に、上述した自動停止制御が実行されている間に、エンジンを再始動させる要求があった場合の割り込み制御について、図13および図14を参照しながら、説明する。   Next, interrupt control when there is a request to restart the engine while the above-described automatic stop control is being executed will be described with reference to FIGS. 13 and 14.

図13を参照して、ECU2は、自動停止制御(図9から図12で示したフローチャートに示す制御)の全過程で、再始動要求がないかどうかモニタしており、割り込み要求を判定するために、エンジンが停止動作に入っており(ステップS40)、かつ、ブレーキがOFFまたはアクセルONであることが検出される(ステップS41)場合に、再始動要求があると判定するように設定されている。   Referring to FIG. 13, ECU 2 monitors whether there is a restart request in the whole process of automatic stop control (the control shown in the flowcharts shown in FIGS. 9 to 12) and determines an interrupt request. When the engine is in a stop operation (step S40) and it is detected that the brake is OFF or the accelerator is ON (step S41), it is set to determine that there is a restart request. Yes.

これらの要件(ステップS40、S41)を満たす場合、ECU2は、再始動要求のあったタイミングがt5を経過しているか否かを判定する(ステップS42)。上述したように、タイミングt5は、各気筒が最終圧縮上死点を経過するポイントであり、エンジン回転速度が約280rpm以下に落ちている。   When these requirements (steps S40 and S41) are satisfied, the ECU 2 determines whether or not the timing at which the restart request has been made has elapsed t5 (step S42). As described above, the timing t5 is a point at which each cylinder passes the final compression top dead center, and the engine speed has dropped to about 280 rpm or less.

仮にエンジンがタイミングt5を過ぎている場合、ECU2はクランク軸が最初の正転であるか否かを判別する(ステップS43)。仮に、最初の正転である場合、さらに、ECU2は、圧縮上死点通過直後であるか否かを判別する(ステップS44)。仮に通過直後であれば、ECU2は、膨張行程気筒12Aに燃料を噴射し(ステップS45)、その後、直ちに膨張行程気筒12Aに点火する(ステップS46)。これにより、正転しながら減速していたエンジンが、当該膨張行程気筒12Aの燃焼によるエネルギーによって加勢されるので、その後は、通常の制御に移行する(ステップS47)。なお当実施形態では、このステップS47において、エンジンが急激に加速するのを防止するため、イグニションタイミングを後述する再始動時の制御と同様にリタードさせている。   If the engine has passed the timing t5, the ECU 2 determines whether or not the crankshaft is in the first forward rotation (step S43). If it is the first forward rotation, the ECU 2 further determines whether or not it is immediately after passing through the compression top dead center (step S44). If it is immediately after passing, the ECU 2 injects fuel into the expansion stroke cylinder 12A (step S45), and then immediately ignites the expansion stroke cylinder 12A (step S46). As a result, the engine that has been decelerated while rotating forward is energized by the energy generated by the combustion of the expansion stroke cylinder 12A, and thereafter, the routine proceeds to normal control (step S47). In this embodiment, in this step S47, in order to prevent the engine from accelerating rapidly, the ignition timing is retarded in the same manner as the restart control described later.

他方、ステップS42において、再始動要求がタイミングt5を経過する以前であった場合、ECU2は、さらに、圧縮上死点を通過直後であるか否かを判別する(ステップS48)。このステップS48において、圧縮上死点を通過した直後であれば、フローをステップS45に戻す一方、圧縮上死点通過直後でなければ、圧縮行程にある気筒に燃料を噴射し(ステップS49)、この気筒が圧縮上死点を越えるのを待機する(ステップS50)。そして、圧縮行程にある気筒が上死点を越えたタイミングで、(すなわち、燃料が噴射された気筒が膨張行程に移行した時点で)この気筒(燃料を噴射した気筒)に点火し(ステップS51)、その後は、ステップS47に移行する。   On the other hand, if the restart request is before the timing t5 has elapsed in step S42, the ECU 2 further determines whether or not it is immediately after passing through the compression top dead center (step S48). In this step S48, if it is immediately after passing through the compression top dead center, the flow is returned to step S45. On the other hand, if it is not immediately after passing through the compression top dead center, fuel is injected into the cylinder in the compression stroke (step S49). It waits for this cylinder to exceed the compression top dead center (step S50). Then, at the timing when the cylinder in the compression stroke exceeds the top dead center (that is, when the cylinder into which the fuel has been injected enters the expansion stroke), this cylinder (the cylinder into which the fuel has been injected) is ignited (step S51). Thereafter, the process proceeds to step S47.

次に、ステップS43、ステップS44において、それぞれ条件が合わなかった場合について、図14を参照しながら説明する。   Next, the case where the conditions are not met in step S43 and step S44 will be described with reference to FIG.

同図に示すように、再始動要求が、タイミングt5を経過した後にあって、クランク軸3が最初の正回転動作にあるとき(ステップS43の判定がYesで、ステップS44の判定がNOの場合)、ECU2は、圧縮行程気筒12Cの吸気ポート17および排気ポート18を閉じ(ステップS60)、この状態でクランク軸3が逆回転するのを待機する(ステップS61)。そして、クランク軸3が逆回転したときに、閉塞した膨張行程気筒12Aに燃料を噴射し(ステップS62)、クランク軸3が正回転するのを待機する(ステップS63)。このステップS60からステップS63のタイミングは、上述した自動停止制御が実行されている場合には、圧縮行程気筒12Cが開弁され、次いで、膨張行程気筒12Aが開弁されるタイミングであるが、再始動要求があった場合には、これら圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12Aの開弁動作が禁止される。   As shown in the figure, when the restart request is after the timing t5 has elapsed and the crankshaft 3 is in the first forward rotation operation (when the determination in step S43 is Yes and the determination in step S44 is NO) The ECU 2 closes the intake port 17 and the exhaust port 18 of the compression stroke cylinder 12C (step S60), and waits for the crankshaft 3 to reversely rotate in this state (step S61). When the crankshaft 3 rotates in the reverse direction, fuel is injected into the closed expansion stroke cylinder 12A (step S62), and the crankshaft 3 waits for normal rotation (step S63). The timing from step S60 to step S63 is the timing at which the compression stroke cylinder 12C is opened and then the expansion stroke cylinder 12A is opened when the automatic stop control described above is executed. When there is a start request, the valve opening operation of the compression stroke cylinder 12C and the expansion stroke cylinder 12A is prohibited.

次いで、クランク軸が正回転すると、ECU2は、膨張行程気筒12Aに点火し(ステップS64)、その後、ステップS47に移行する。これにより、膨張行程で停止しつつある気筒内で燃焼を起し、そのエネルギーでトルクを高めることが可能になる。   Next, when the crankshaft rotates forward, the ECU 2 ignites the expansion stroke cylinder 12A (step S64), and then proceeds to step S47. As a result, combustion can occur in the cylinder that is stopping in the expansion stroke, and the torque can be increased with the energy.

次に、再始動要求が、タイミングt5を経過した後にあって、クランク軸3が最初の正回転動作にないとき(ステップS43の判定がNOの場合)、ECU2は、当該再始動要求が、クランク軸3の1回目の逆回転時であるか否かを判別する(ステップS65)。このステップS65で、クランク軸3が1回目の逆回転であることが判別された場合には、上述したステップS30〜S35の制御に拘わらず、膨張行程気筒12Aの吸気ポート17および排気ポート18を閉じて当該膨張行程気筒12A内の空気を確保し(ステップS66)、その後はステップS62に移行する。他方、ステップS65において、最初の逆回転ではない場合には、もはやエンジンを再起動できるだけのトルクが残っていないと考えられるので、その場合には、エンジンの停止を待ってから再起動することとしている。   Next, when the restart request is after the timing t5 has elapsed and the crankshaft 3 is not in the first forward rotation operation (when the determination in step S43 is NO), the ECU 2 It is determined whether or not it is during the first reverse rotation of the shaft 3 (step S65). If it is determined in step S65 that the crankshaft 3 is in the first reverse rotation, the intake port 17 and the exhaust port 18 of the expansion stroke cylinder 12A are set regardless of the control in steps S30 to S35 described above. The air is closed to secure air in the expansion stroke cylinder 12A (step S66), and thereafter, the process proceeds to step S62. On the other hand, if it is not the first reverse rotation in step S65, it is considered that there is no longer enough torque to restart the engine. In this case, the engine is stopped after the engine is stopped. Yes.

次にエンジンを再始動させる際の制御動作を図15〜図17に示すフローチャートと、図18および図19に示すタイムチャートとに基づいて説明する。まず、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(ステップS101)。この判定では、例えば、停車状態から発進のためのアクセル操作等が行われた場合、バッテリー電圧が低下した場合、あるいはエアコンが作動した場合等が、再始動条件の成立要因として設定されている。ステップ101でYESと判定された場合、ECU2は、エンジン水温、自動停止からの経過時間、吸気温度等に基づいて筒内温度を推定する(ステップS102)。   Next, the control operation when the engine is restarted will be described based on the flowcharts shown in FIGS. 15 to 17 and the time charts shown in FIGS. 18 and 19. First, it is determined whether or not a predetermined engine restart condition is satisfied (step S101). In this determination, for example, when the accelerator operation for starting from the stop state is performed, when the battery voltage is lowered, or when the air conditioner is activated, the restart condition is set as the establishment factor. If YES is determined in step 101, the ECU 2 estimates the in-cylinder temperature based on the engine water temperature, the elapsed time since the automatic stop, the intake air temperature, and the like (step S102).

そして、エンジンの自動停止時に検出されたピストン13の停止位置に基づき、ECU2は、圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12A内の空気量を算出する(ステップS103)。つまり、上記ピストン13の停止位置から圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12Aの燃焼室容積が求められる。なお、エンジンの自動停止時には、燃料噴射の停止後にエンジンが数回転してから停止するので膨張行程気筒12Aも新気で満たされた状態にあり、かつ、エンジン停止中に圧縮行程気筒12Cおよび膨張行程気筒12Aの内部が略大気圧となっているので、上記燃焼室容積から新気量が求められることになる。   Then, based on the stop position of the piston 13 detected when the engine is automatically stopped, the ECU 2 calculates the amount of air in the compression stroke cylinder 12C and the expansion stroke cylinder 12A (step S103). That is, the combustion chamber volumes of the compression stroke cylinder 12C and the expansion stroke cylinder 12A are obtained from the stop position of the piston 13. When the engine is automatically stopped, the engine is stopped after several revolutions after the fuel injection is stopped. Therefore, the expansion stroke cylinder 12A is also filled with fresh air, and the compression stroke cylinder 12C and the expansion cylinder 12C are expanded while the engine is stopped. Since the inside of the stroke cylinder 12A is at substantially atmospheric pressure, the amount of fresh air is obtained from the combustion chamber volume.

次に、上記クランク角センサ30、31の出力信号に応じて検出されたピストン停止位置が、圧縮行程気筒12Cにおける適正停止範囲R(上死点前BTDC60〜80°CA)のうち、下死点BDC寄りにあるか否かを判定する(ステップS104)。このステップS104でYESと判定され、圧縮行程気筒12C内の空気量が比較的多いことが確認された場合には、上記ステップS103で算出された圧縮行程気筒12Cの空気量に対し、λ(空気過剰率)>1なる空燃比(例えば空燃比=20程度)となるように1回目の燃料噴射を行なう(ステップS105)。この空燃比は、ピストン13の停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒12Cの1回目用第1空燃比マップM1から求められ、λ>1というリーン空燃比に設定される。これにより、圧縮行程気筒12C内の空気量が比較的多いときであっても、逆転のための燃焼によるエネルギーが過多となることが防止される。   Next, the piston stop position detected in accordance with the output signals of the crank angle sensors 30 and 31 is the bottom dead center in the appropriate stop range R (BTDC 60 to 80 ° CA before top dead center) in the compression stroke cylinder 12C. It is determined whether or not it is close to the BDC (step S104). If it is determined YES in step S104 and it is confirmed that the amount of air in the compression stroke cylinder 12C is relatively large, the air amount of the compression stroke cylinder 12C calculated in step S103 is λ (air The first fuel injection is performed so that the air-fuel ratio (excess ratio)> 1 (for example, air-fuel ratio = about 20) (step S105). This air-fuel ratio is obtained from the first air-fuel ratio map M1 for the first time of the compression stroke cylinder 12C set in advance according to the stop position of the piston 13, and is set to a lean air-fuel ratio of λ> 1. Thereby, even when the amount of air in the compression stroke cylinder 12C is relatively large, it is possible to prevent excessive energy due to combustion for reverse rotation.

一方、上記ステップS104でNOと判定され、圧縮行程気筒12C内の空気量が比較的に少ないときは、上記ステップS103で算出された圧縮行程気筒12Cの空気量に対してλ≦1なる空燃比となるように1回目の燃料噴射を行なう(ステップS106)。この空燃比は、ピストン13の停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒12Cの1回目用第2空燃比マップM2から求められ、λ≦1(理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比)に設定されることにより、圧縮行程気筒12C内の空気量が少ないときであっても、逆転のための燃焼によるエネルギーが充分に得られるようになっている。   On the other hand, when it is determined NO in step S104 and the air amount in the compression stroke cylinder 12C is relatively small, the air-fuel ratio satisfying λ ≦ 1 with respect to the air amount in the compression stroke cylinder 12C calculated in step S103. The first fuel injection is performed so as to satisfy (Step S106). This air-fuel ratio is obtained from the first second air-fuel ratio map M2 of the compression stroke cylinder 12C set in advance according to the stop position of the piston 13, and satisfies λ ≦ 1 (theoretical air-fuel ratio or richer air-fuel ratio). By setting, even when the amount of air in the compression stroke cylinder 12C is small, sufficient energy can be obtained by combustion for reverse rotation.

次に、圧縮行程気筒12Cへの1回目燃料噴射から気化時間を考慮して設定した所定時間の経過後に、当該気筒12Cに対して点火を行なう(ステップS107)。そして、点火後の一定時間内にクランク角センサ30、31のエッジ、つまりクランク角信号の立ち上がり又は立ち下がりが検出されたか否かにより、ピストン13が動いたか否かを判定し(ステップS108)、NOと判定されて失火によりピストン13が動かなかったことが確認された場合には、圧縮行程気筒12Cに対して再点火を行なう(ステップS109)。   Next, the cylinder 12C is ignited after a predetermined time set in consideration of the vaporization time from the first fuel injection to the compression stroke cylinder 12C (step S107). Then, it is determined whether or not the piston 13 has moved based on whether or not the edges of the crank angle sensors 30 and 31, that is, the rising or falling edge of the crank angle signal, have been detected within a certain time after ignition (step S108). If it is determined NO and it is confirmed that the piston 13 has not moved due to misfire, the compression stroke cylinder 12C is re-ignited (step S109).

上記ステップS108でYESと判定されてピストン13が動いたことが確認されると、ピストン停止位置および上記ステップS102で推定した筒内温度に基づいて、膨張行程気筒12Aに対する分割燃料噴射の分割比(1回目の前段噴射と2回目の後段噴射との比率)を算出する(ステップS121)。上記後段の噴射比率は、膨張行程気筒12Aにおけるピストン停止位置が下死点寄りであるほど、また筒内温度が高いほど大きな値に設定される。   If it is determined YES in step S108 and it is confirmed that the piston 13 has moved, the split ratio of split fuel injection to the expansion stroke cylinder 12A (based on the piston stop position and the in-cylinder temperature estimated in step S102) The ratio of the first stage injection and the second stage injection is calculated (step S121). The latter injection ratio is set to a larger value as the piston stop position in the expansion stroke cylinder 12A is closer to the bottom dead center or as the in-cylinder temperature is higher.

次に、上記ステップS103で算出した膨張行程気筒12Aの空気量に対して所定の空燃比(λ≦1)となるように燃料噴射量を算出する(ステップS122)。この際の空燃比は、ピストン13の停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒12A用の空燃比マップM3から求められる。また、ステップS122で算出された膨張行程気筒12Aへの燃料噴射量とステップS121で算出された分割比とによって、膨張行程気筒12Aに対する前段(1回目)の燃料噴射量を算出し、噴射する(ステップS123)。   Next, the fuel injection amount is calculated so that a predetermined air-fuel ratio (λ ≦ 1) is obtained with respect to the air amount of the expansion stroke cylinder 12A calculated in step S103 (step S122). The air-fuel ratio at this time is obtained from an air-fuel ratio map M3 for the expansion stroke cylinder 12A set in advance according to the stop position of the piston 13. Further, the first stage fuel injection amount for the expansion stroke cylinder 12A is calculated and injected based on the fuel injection amount to the expansion stroke cylinder 12A calculated in step S122 and the split ratio calculated in step S121 (in FIG. Step S123).

次に、上記ステップS102で推定された筒内温度に基づき、膨張行程気筒12Aに対する後段(2回目)の燃料噴射時期を算出する(ステップS124)。この2回目の噴射時期は、ピストン13が上死点側への移動(エンジンの逆転)を開始した後の、気筒内の空気が圧縮されている時期であるとともに、噴射燃料の気化潜熱が圧縮圧力を効果的に減少させるように、つまりピストン13を上死点へ近づけるように設定され、かつこの2回目の噴射燃料が点火時期までに気化する時間が可及的に長くなるように設定される。   Next, based on the in-cylinder temperature estimated in step S102, the subsequent (second) fuel injection timing for the expansion stroke cylinder 12A is calculated (step S124). This second injection timing is a time when the air in the cylinder is compressed after the piston 13 starts moving toward the top dead center (reverse rotation of the engine), and the vaporization latent heat of the injected fuel is compressed. The pressure is set to be reduced effectively, that is, the piston 13 is set to approach the top dead center, and the time for the second injected fuel to evaporate by the ignition timing is set to be as long as possible. The

次に、ステップS122で算出された膨張行程気筒12Aへの燃料噴射量とステップS121で算出された分割比とによって、膨張行程気筒12Aに対する後段(2回目)の燃料噴射量を算出し(ステップS125)、上記ステップS124で算出された2回目の噴射時期に噴射する(ステップS126)。   Next, the subsequent (second) fuel injection amount for the expansion stroke cylinder 12A is calculated based on the fuel injection amount for the expansion stroke cylinder 12A calculated in step S122 and the split ratio calculated in step S121 (step S125). ), And is injected at the second injection timing calculated in step S124 (step S126).

上記膨張行程気筒12Aへの2回目の燃料噴射後に、所定のディレイ時間が経過した時点で点火する(ステップS127)。このディレイ時間は、ピストン13の停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒12A用の点火マップM4から求められる。上記点火による膨張行程気筒12Aでの初回燃焼により、エンジンは逆転から正転に転ずる。従って、圧縮行程気筒12Cのピストン13が上死点側に移動し、気筒内のガス(上記ステップS107の点火によって燃焼した既燃ガス)を圧縮し始める。   After the second fuel injection into the expansion stroke cylinder 12A, ignition is performed when a predetermined delay time has elapsed (step S127). This delay time is obtained from the ignition map M4 for the expansion stroke cylinder 12A set in advance according to the stop position of the piston 13. Due to the initial combustion in the expansion stroke cylinder 12A by the ignition, the engine turns from reverse rotation to normal rotation. Accordingly, the piston 13 of the compression stroke cylinder 12C moves to the top dead center side and starts to compress the gas in the cylinder (burned gas burned by ignition in step S107).

次に、燃料の気化時間を考慮に入れ、圧縮行程気筒12Cに2回目の燃料を噴射する(ステップS128)。この際の燃料噴射量は、1回目の噴射量とを合計した噴射量に基づく全体の空燃比が可燃空燃比(下限は7〜8)よりもさらにリッチ(例えば6程度)になるように、ピストン13の停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒12Cの2回目用空燃比マップM5から求められる。この圧縮行程気筒12Cにおける2回目の噴射燃料による気化潜熱に応じて、圧縮行程気筒12Cの圧縮上死点付近における圧縮圧力が低減されることにより、当該圧縮上死点を容易に越えることが可能となる。   Next, taking into account the fuel vaporization time, the second time fuel is injected into the compression stroke cylinder 12C (step S128). The fuel injection amount at this time is such that the entire air-fuel ratio based on the total injection amount with the first injection amount becomes richer (for example, about 6) than the combustible air-fuel ratio (lower limit is 7 to 8). It is obtained from the second air-fuel ratio map M5 for the compression stroke cylinder 12C set in advance according to the stop position of the piston 13. The compression top dead center can be easily exceeded by reducing the compression pressure in the vicinity of the compression top dead center of the compression stroke cylinder 12C according to the latent heat of vaporization caused by the second injection fuel in the compression stroke cylinder 12C. It becomes.

なお、上記圧縮行程気筒12Cへの2回目の燃料噴射は、専ら筒内の圧縮圧力を低減させるためになされるものであって、これに対する点火、燃焼は行われず、可燃空燃比よりもリッチなために自着火も起こらず、この不燃燃料は、その後に排気通路22の排気ガス浄化触媒に吸蔵されている酸素と反応して、無害化される。   Note that the second fuel injection into the compression stroke cylinder 12C is performed only to reduce the compression pressure in the cylinder, and ignition and combustion are not performed on this, and it is richer than the combustible air-fuel ratio. Therefore, self-ignition does not occur, and the non-combustible fuel is made harmless by subsequently reacting with oxygen stored in the exhaust gas purification catalyst in the exhaust passage 22.

上記のように圧縮行程気筒12Cにおいて2回目に噴射された燃料は燃焼しないので、膨張行程気筒12Aでの最初の燃焼に続く次の燃焼は、図19に示すように、吸気行程気筒12D、つまり停止時に吸気行程にあった第4気筒での最初の燃焼となる。この吸気行程気筒12Dのピストン13が圧縮上死点を越えるためのエネルギーとしては、膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のエネルギーの一部が充てられ、上記膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のエネルギーが、圧縮行程気筒12Cが圧縮上死点を乗り超えるためと吸気行程気筒12Dが圧縮上死点を越えるためとの両方に供される。   Since the fuel injected for the second time in the compression stroke cylinder 12C does not burn as described above, the next combustion following the first combustion in the expansion stroke cylinder 12A is the intake stroke cylinder 12D, that is, as shown in FIG. This is the first combustion in the fourth cylinder that was in the intake stroke when stopped. As energy for the piston 13 of the intake stroke cylinder 12D to exceed the compression top dead center, a part of the initial combustion energy in the expansion stroke cylinder 12A is used, and the initial combustion energy in the expansion stroke cylinder 12A is compressed. The stroke cylinder 12C is used both for overcoming the compression top dead center and for the intake stroke cylinder 12D for exceeding the compression top dead center.

従って、円滑な始動のためには吸気行程気筒12Dが圧縮上死点を越えるためのエネルギーが小さいことが望ましく、このために上記気筒12D内の空気密度を推定し、その推定値から吸気行程気筒12Dの空気量を算定した後(ステップS140)、上記ステップS102で推定した筒内温度に基づいて、自着火を防止するための空燃比補正値を算出する(ステップS141)。すなわち自着火が起こると、その燃焼によって圧縮上死点に至る前にピストン13を下死点側に押し戻す力(逆トルク)が発生し、その分だけ圧縮上死点を越えるためのエネルギーが多く消費されるので望ましくない。そこで上記逆トルクを抑制するために空燃比をリーン側に補正し、圧縮自己着火が起こらないようにしている。   Therefore, for smooth start-up, it is desirable that the energy required for the intake stroke cylinder 12D to exceed the compression top dead center is small. For this purpose, the air density in the cylinder 12D is estimated, and the intake stroke cylinder is estimated from the estimated value. After calculating the 12D air amount (step S140), an air-fuel ratio correction value for preventing self-ignition is calculated based on the in-cylinder temperature estimated in step S102 (step S141). That is, when self-ignition occurs, a force (reverse torque) that pushes the piston 13 back to the bottom dead center before the compression top dead center is generated by the combustion, and much energy is required to exceed the compression top dead center. Since it is consumed, it is not desirable. Therefore, in order to suppress the reverse torque, the air-fuel ratio is corrected to the lean side so that compression self-ignition does not occur.

次に、上記ステップS140で算定した吸気行程気筒12Dの空気量と、上記ステップS141で算出した空燃比補正値を考慮した空燃比とに基づき、吸気行程気筒12Dへの燃料噴射量を算出する(ステップS142)。そして、上記吸気行程気筒12Dに対する燃料噴射を行なうが、この燃料噴射は、その気化潜熱によって圧縮圧力が低減されるように、つまり圧縮上死点を越えるための必要エネルギーが低減されるように、圧縮行程の後期まで遅延され(ステップS143)、その遅延量は、エンジンの自動停止期間、吸気温度、エンジン水温等に基づいて算出される。   Next, the fuel injection amount to the intake stroke cylinder 12D is calculated based on the air amount of the intake stroke cylinder 12D calculated in step S140 and the air-fuel ratio in consideration of the air-fuel ratio correction value calculated in step S141 ( Step S142). Then, fuel is injected into the intake stroke cylinder 12D. In this fuel injection, the compression pressure is reduced by the latent heat of vaporization, that is, the energy required to exceed the compression top dead center is reduced. The process is delayed until the later stage of the compression stroke (step S143), and the delay amount is calculated based on the automatic engine stop period, the intake air temperature, the engine water temperature, and the like.

また、上記逆トルクの発生を抑制するため、点火時期を上死点以降に遅延して点火する(ステップS144)。以上の制御が実行されることにより、吸気行程気筒12Dにおいて、圧縮上死点まではその圧縮圧力が小さくなって上死点を越え易くなり、上死点を過ぎた時点で燃焼によるエネルギーによる正転方向のトルクが発生することになる。   Further, in order to suppress the occurrence of the reverse torque, ignition is performed with a delay after the top dead center (step S144). By executing the above control, in the intake stroke cylinder 12D, the compression pressure becomes small until the compression top dead center and easily exceeds the top dead center. A torque in the rolling direction is generated.

上記ステップS144の後、通常の制御状態に移行してもよいが、当実施形態では、さらにエンジン回転速度の吹上がりを抑制する制御を行っている。このエンジン回転速度の吹上がりとは、吸気行程気筒12Dでの初回燃焼以降、エンジン回転速度が必要以上に急上昇することをいい、加速ショックが発生したり、運転者に違和感が与えられたりする原因となるので望ましくない。上記エンジン回転速度の吹上がりは、自動停止期間中の吸気圧力(スロットル弁23より下流の圧力)が略大気圧となっているために、始動直後(吸気行程気筒12Dでの初回燃焼以降)の各気筒12A〜12Dでの燃焼によるエネルギーが通常のアイドル運転時の燃焼によるエネルギーに比べて一時的に大きくなることにより発生する。このために下記のステップS145〜S158で、上記エンジン回転速度の吹上がりを抑制する制御を行っている。   After step S144, the control state may be shifted to a normal control state, but in this embodiment, control for further suppressing the increase in engine speed is performed. This increase in engine rotation speed means that the engine rotation speed suddenly increases more than necessary after the initial combustion in the intake stroke cylinder 12D, which causes an acceleration shock or gives the driver a feeling of strangeness. This is not desirable. The increase in the engine rotation speed is immediately after starting (after the first combustion in the intake stroke cylinder 12D) because the intake pressure (pressure downstream of the throttle valve 23) during the automatic stop period is substantially atmospheric pressure. It is generated when the energy due to combustion in each of the cylinders 12A to 12D temporarily becomes larger than the energy due to combustion during normal idle operation. For this purpose, in steps S145 to S158 described below, control for suppressing the engine speed from rising is performed.

まず、オルタネータ28の目標電流値を通常より高めに設定して発電を開始し(ステップS145)、このオルタネータ28の発電によってクランクシャフト3の回転抵抗(エンジンの外部負荷)を増大させてエンジン回転速度の吹上がりを抑制する。   First, power generation is started by setting the target current value of the alternator 28 higher than usual (step S145), and the rotational resistance (external load of the engine) of the crankshaft 3 is increased by the power generation of the alternator 28, thereby rotating the engine speed. Suppresses the rising of.

次に、吸気圧センサ26によって検出された吸気圧力が、エンジンの自動停止を行なわない場合の通常のアイドル時における吸気圧力より高いか否かを判定し(ステップS150)、YESと判定されると、エンジン回転速度の吹上がりが起こり易い状態となっているので、スロットル弁23の開度を通常のアイドル運転時におけるスロットル開度よりもさらに小さくすることにより(ステップS151)、燃焼によるエネルギーの発生量を抑制する。   Next, it is determined whether or not the intake pressure detected by the intake pressure sensor 26 is higher than the intake pressure during normal idling when the engine is not automatically stopped (step S150). Since the engine speed is likely to increase, the opening of the throttle valve 23 is made smaller than the throttle opening during normal idle operation (step S151), thereby generating energy due to combustion. Reduce the amount.

そして、排気通路22に設けられた排ガス浄化触媒の温度が活性温度以下であるか否かを判定し(ステップS152)、YESと判定された場合には、気筒内の目標空燃比をλ≦1なるリッチ空燃比に設定するとともに(ステップS153)、点火時期を上死点以降に遅延させる(ステップS154)。これにより、上記触媒の温度上昇が促進されるとともに、点火時期の遅延によって燃焼によるエネルギーの発生量が抑制される。   Then, it is determined whether or not the temperature of the exhaust gas purification catalyst provided in the exhaust passage 22 is equal to or lower than the activation temperature (step S152). If YES is determined, the target air-fuel ratio in the cylinder is λ ≦ 1. The rich air-fuel ratio is set (step S153), and the ignition timing is delayed after top dead center (step S154). As a result, the temperature rise of the catalyst is promoted, and the amount of energy generated by combustion is suppressed by the delay of the ignition timing.

一方、上記ステップS152でNOと判定されて排気ガス浄化触媒の温度が活性温度よりも高いことが確認された場合には、気筒内の目標空燃比をλ>1のリーン空燃比に設定して成層リーンの燃焼状態とする(ステップS158)。このリーン燃焼によって燃料の消費が抑制されつつ、燃焼によるエネルギーの発生量が抑制されることになる。   On the other hand, if it is determined NO in step S152 and it is confirmed that the temperature of the exhaust gas purification catalyst is higher than the activation temperature, the target air-fuel ratio in the cylinder is set to a lean air-fuel ratio with λ> 1. A stratified lean combustion state is set (step S158). This lean combustion suppresses fuel consumption and suppresses the amount of energy generated by combustion.

上記ステップS154またはステップS158を経てステップS150に戻り、このステップS150でNOと判定されてエンジンの自動停止を行なわない場合の通常のアイドル時よりも吸気圧力が低下したことが確認されるまで、上記制御動作が繰り返される。このステップS150でNOと判定されると、もはやエンジン回転速度の吹上がりが生じる虞がないので、オルタネータ28の発電電流も含めて通常の制御状態に移行する(ステップS160)。   The process returns to step S150 through step S154 or step S158, and until it is determined NO in step S150 and it is confirmed that the intake pressure is lower than that during normal idling when the engine is not automatically stopped. The control operation is repeated. If it is determined NO in step S150, there is no possibility that the engine speed will increase any more, so that the normal control state including the generated current of the alternator 28 is entered (step S160).

上記の再始動制御が実行されることにより、図18および図19に示すように、先ず圧縮行程気筒12C(第3気筒)において1回目の燃料噴射J3が行われ、その点火によって燃焼(図18中の(1))が行われる。この燃焼(1)による燃焼圧(図19中のa部分)で、圧縮行程気筒12Cのピストン13が下死点側に押し下げられてエンジンが逆転方向に駆動される。ここで、圧縮行程気筒12Cの1回目の燃料噴射J3が、比較的空気量の多いときにはリーン空燃比(λ>1)、少ないときには理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比(λ≦1)となるように噴射されるので、エンジン逆転のための適度な燃焼によるエネルギー、すなわち膨張行程気筒12A内の空気を充分圧縮しつつ、その圧縮上死点を超えて逆転し過ぎることのない程度の燃焼によるエネルギーを得ることができる。   By executing the restart control, as shown in FIGS. 18 and 19, first, the first fuel injection J3 is performed in the compression stroke cylinder 12C (third cylinder), and combustion is performed by ignition (FIG. 18). (1)) is performed. With the combustion pressure (part a in FIG. 19) due to the combustion (1), the piston 13 of the compression stroke cylinder 12C is pushed down to the bottom dead center side, and the engine is driven in the reverse direction. Here, the first fuel injection J3 of the compression stroke cylinder 12C becomes a lean air-fuel ratio (λ> 1) when the air amount is relatively large, and a stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio (λ ≦ 1) when it is small. Therefore, the energy by moderate combustion for reversing the engine, that is, by the combustion to such an extent that the air in the expansion stroke cylinder 12A is sufficiently compressed but does not excessively reverse beyond its compression top dead center. You can get energy.

上記エンジンの逆回転開始に伴って膨張行程気筒12A(第1気筒)のピストン13が上死点方向に動き始める。また、その直後に膨張行程気筒12Aでの1回目(前段)の燃料噴射J1が行われ、気化し始める。そして、膨張行程気筒12Aのピストン13が上死点側(望ましくは行程中央より上死点寄り)に移動し、上記気筒12A内の空気が圧縮された時点で2回目(後段)の燃料噴射J2が行われる。この噴射燃料の気化潜熱によって圧縮圧力が低減し、ピストン13がより上死点に近づくので圧縮空気(混合気)の密度が増大する(図19中のb部分)。   As the engine starts reverse rotation, the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A (first cylinder) starts to move in the direction of the top dead center. Immediately thereafter, the first fuel injection J1 in the expansion stroke cylinder 12A is performed and vaporization starts. Then, when the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A moves to the top dead center side (preferably closer to the top dead center from the stroke center) and the air in the cylinder 12A is compressed, the second (rear stage) fuel injection J2 is performed. Is done. The compression pressure is reduced by the latent heat of vaporization of the injected fuel, and the piston 13 is closer to the top dead center, so the density of the compressed air (air mixture) increases (part b in FIG. 19).

上記膨張行程気筒12Aのピストン13が上死点に充分に近づいた時点で当該気筒12Aに対する点火が行われて、気化が促進された1回目の噴射燃料(J1)と2回目の噴射燃料(J2)とが燃焼し(図18中の(2))、その燃焼圧(図19中のc部分)によりエンジンが正転方向に駆動される。   When the piston 13 of the expansion stroke cylinder 12A is sufficiently close to top dead center, the cylinder 12A is ignited, and the first injected fuel (J1) and the second injected fuel (J2) whose vaporization is promoted are promoted. ) Are combusted ((2) in FIG. 18), and the engine is driven in the forward rotation direction by the combustion pressure (c portion in FIG. 19).

また、圧縮行程気筒12Cに対して適当なタイミングで可燃空燃比よりもリッチな燃料が噴射(J4)されることにより(図18中の(3))、この圧縮行程気筒12Cでは燃焼させないものの、燃料噴射による気化潜熱によって上記圧縮行程気筒12Cの圧縮圧力が低減され(図19中のd部分)、これに応じて当該圧縮上死点(始動開始から最初の圧縮上死点)を超えるために消費される膨張行程気筒12Aの最初の燃焼によるエネルギーが低減されることになる。   In addition, fuel richer than the combustible air-fuel ratio is injected into the compression stroke cylinder 12C at an appropriate timing (J4) ((3) in FIG. 18), but the compression stroke cylinder 12C does not burn. The compression pressure of the compression stroke cylinder 12C is reduced by the latent heat of vaporization caused by fuel injection (part d in FIG. 19), and accordingly, the compression top dead center (the first compression top dead center from the start of starting) is exceeded. The energy by the first combustion of the expansion stroke cylinder 12A to be consumed is reduced.

さらに、次の燃焼気筒である吸気行程気筒12Dにおける燃料噴射(J5)の時期を、燃料の気化潜熱によって気筒内の温度、および圧縮圧力を低下させる適正なタイミング(図18中の(4)に示すように、例えば圧縮行程の中期以降)に設定しているため、上記吸気行程気筒12Dの圧縮行程で圧縮上死点前に自着火することが防止される。また、上記吸気行程気筒12Dの点火時期が圧縮上死点以降に設定されていることも相俟って、圧縮上死点前での燃焼が防止される(図19中のe部分)。つまり燃料噴射(J5)による圧縮圧力の低減と圧縮上死点前の燃焼を行なわないことにより、膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼のエネルギーが上記圧縮上死点(エンジン始動開始時点から2番目の圧縮上死点)を超えるために消費されるのを抑制することができる。   Furthermore, the timing of fuel injection (J5) in the intake stroke cylinder 12D, which is the next combustion cylinder, is set to an appropriate timing ((4) in FIG. 18) for reducing the temperature in the cylinder and the compression pressure by the latent heat of vaporization of the fuel. As shown, for example, after the middle stage of the compression stroke), self-ignition before the compression top dead center is prevented in the compression stroke of the intake stroke cylinder 12D. Further, in combination with the ignition timing of the intake stroke cylinder 12D being set after the compression top dead center, combustion before the compression top dead center is prevented (part e in FIG. 19). That is, by reducing the compression pressure by the fuel injection (J5) and not performing the combustion before the compression top dead center, the energy of the first combustion in the expansion stroke cylinder 12A becomes the compression top dead center (the second compression from the engine start start time). It is possible to suppress consumption to exceed the top dead center.

このようにして膨張行程気筒12Aにおける初回燃焼(図18中の(2))のエネルギーにより、再始動開始後の最初の圧縮上死点(図18中の(3))と、2番目の圧縮上死点(図18中の(4))とを超えることが可能となり、円滑で確実な始動性を確保することができ、それ以降(図18中の(5)、(6)・・・)は、触媒の温度に応じて空燃比をリーン(λ>1)にしたり、点火時期を遅延させたりして、吹上がりを防止しつつ通常運転に移行する。   Thus, the first compression top dead center ((3) in FIG. 18) after the start of restart and the second compression by the energy of the first combustion ((2) in FIG. 18) in the expansion stroke cylinder 12A. It is possible to exceed the top dead center ((4) in FIG. 18), ensuring a smooth and reliable startability, and thereafter ((5), (6) in FIG. ) Makes the air-fuel ratio lean (λ> 1) or delays the ignition timing in accordance with the temperature of the catalyst, and shifts to normal operation while preventing blow-up.

上記のように予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジンの運転を継続させる燃料噴射を停止してエンジンを自動的に停止させるとともに、自動停止状態にあるエンジンの再始動条件が成立したときに、少なくとも膨張行程で停止状態にある気筒12Aに燃料を噴射して点火、燃焼を行なわせることによりエンジンを再始動させるように構成されたエンジンの始動装置において、エンジンにより駆動されるオルタネータ28と、エンジンを自動停止させる際に、オルタネータ28の目標発電電流Geを予め大きな値に設定された初期値に上昇させた後に低下させる自動停止制御手段とを設け、上記目標発電電流Geの低下量を燃料噴射の停止後に生じたエンジン回転速度Neの低下状態に対応した値に設定するように構成したため、クランク軸3の回転抵抗をエンジン回転速度Neの低下状態に対応した値に調節することにより、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒12Aのピストン13をエンジンの再始動に適した範囲R内、つまり行程中央よりもやや下死点側に片寄った位置に停止させることができる。   When the preset engine automatic stop condition is satisfied as described above, the fuel injection for continuing the operation of the engine is stopped to automatically stop the engine, and the engine restart condition in the automatic stop state. In the engine starter configured to restart the engine by injecting fuel into the cylinder 12A that is stopped in at least the expansion stroke to cause ignition and combustion when And an automatic stop control means for lowering the target generated current Ge of the alternator 28 after raising it to an initial value set in advance to a large value when the engine is automatically stopped. Is set to a value corresponding to the reduced state of the engine speed Ne generated after the fuel injection is stopped. Therefore, by adjusting the rotational resistance of the crankshaft 3 to a value corresponding to the reduced state of the engine rotational speed Ne, the piston 13 of the cylinder 12A that is in the expansion stroke when the engine is stopped is in a range suitable for restarting the engine. It can be stopped in R, that is, at a position slightly offset toward the bottom dead center side from the center of the stroke.

すなわち、上記オルタネータ28は、目標発電電流Geを例えば0Aから60A程度までの任意の値に調節することにより、クランク軸3の回転抵抗を広範囲において正確に調節することができるとともに、図20に示すように、目標発電電流Geを例えば10A程度の小さな電流値から60A程度の大きな電流値に設定して発電電流を上昇させる場合に、0.1sec(秒)程度の時間を要することが知られている。これに対し、オルタネータ28の目標発電電流Geを、例えば60A程度の大きな電流値から10A程度の小さな電流値に設定して発電電流を下降させる場合には、瞬時に発電電流を変化させることができる。   That is, the alternator 28 can accurately adjust the rotational resistance of the crankshaft 3 over a wide range by adjusting the target generated current Ge to an arbitrary value, for example, from about 0 A to about 60 A, as shown in FIG. Thus, it is known that it takes about 0.1 sec (seconds) to raise the generated current by setting the target generated current Ge from a small current value of about 10 A to a large current value of about 60 A, for example. Yes. On the other hand, when the target generated current Ge of the alternator 28 is set to a small current value of about 10 A from a large current value of about 60 A, for example, the generated current can be instantaneously changed. .

従って、上記エンジンを自動停止させる動作の初期に、オルタネータ28の目標発電電流Geを初期値に上昇させることにより、オルタネータ28の発電機能を充分に発揮し得る状態とした後に、ピストン13が圧縮上死点を通過するときのエンジンの上死点回転速度neを検出し、この上死点回転速度neが低い場合に、高い場合に比べて目標発電電流Geの低下量を大きな値に設定することにより、エンジン回転速度Neの低下状態に対応してクランク軸3の回転抵抗を調節する制御を迅速かつ正確に実行することができるため、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒12Aのピストン13をエンジンの再始動に適した位置に停止させることができる。   Therefore, in the initial stage of the operation for automatically stopping the engine, the target power generation current Ge of the alternator 28 is increased to an initial value, so that the power generation function of the alternator 28 can be sufficiently exerted, and then the piston 13 is compressed. The engine top dead center rotational speed ne when passing through the dead center is detected, and when the top dead center rotational speed ne is low, the reduction amount of the target generated current Ge is set to a larger value than when it is high. Thus, the control for adjusting the rotational resistance of the crankshaft 3 in response to the reduced state of the engine rotational speed Ne can be executed quickly and accurately. Therefore, the piston 13 of the cylinder 12A that is in the expansion stroke when the engine is stopped is operated. It can be stopped at a position suitable for restarting the engine.

以上説明したように、当実施形態によれば、最終の圧縮上死点において、圧縮行程気筒12Cの空気量を低減し、圧縮反力を低下することができるので、NVH(エンジンの振動)を抑制しつつ停止することができる。従って、当実施形態によれば、簡単な構成でエンジンの自動停止時にNVH(エンジンの振動)を抑制しつつ、ピストン13を適正位置に停止させてエンジンを確実に再始動させることができるという顕著な効果を奏する。   As described above, according to this embodiment, at the final compression top dead center, the amount of air in the compression stroke cylinder 12C can be reduced and the compression reaction force can be reduced, so that NVH (engine vibration) can be reduced. It is possible to stop while suppressing. Therefore, according to the present embodiment, the piston 13 can be stopped at an appropriate position and the engine can be restarted reliably while suppressing NVH (engine vibration) during automatic engine stop with a simple configuration. Has an effect.

特に当実施形態では、各気筒が最終の上死点を越えた直後に、停止時に圧縮行程となる気筒のポートを開くように可変バルブタイミングシステムを制御するものであることから、停止時に圧縮行程気筒12Cが最初に圧縮を始めるところで気筒内の圧力が低下するので、当該気筒のピストン13が受ける圧縮反力が小さくなり、エンジン停止時のNVH(エンジンの振動)をより抑制した状態で所望のストロークにピストン13を中央寄りに停止させることができるので、ピストン13の停止時の位置精度が向上する。   In particular, in this embodiment, the variable valve timing system is controlled to open the port of the cylinder that becomes the compression stroke at the time of stopping immediately after each cylinder exceeds the final top dead center. Since the pressure in the cylinder decreases when the cylinder 12C starts to compress for the first time, the compression reaction force received by the piston 13 of the cylinder becomes small, and the desired state is achieved in a state where NVH (engine vibration) at the time of engine stop is further suppressed. Since the piston 13 can be stopped closer to the center during the stroke, the positional accuracy when the piston 13 is stopped is improved.

また、当実施形態は、各気筒が最終の上死点を越えた後、エンジンが逆回転動作を行なった後に、上記最終の上死点時のエンジン回転速度が所定の値よりも高い場合には、膨張行程気筒12Aのポートを開くものであるから、エンジンの個体差や最終の圧縮上死点を通過するときの回転速度のばらつきによって、圧縮行程を迎える気筒に係るピストン13の制動にばらつきが生じても、このばらつきを膨張行程を迎える気筒によって吸収することが可能になり、より精度の高い制動制御が可能になる。   Further, in the present embodiment, after each cylinder exceeds the final top dead center, after the engine performs a reverse rotation operation, the engine rotation speed at the final top dead center is higher than a predetermined value. Is to open the port of the expansion stroke cylinder 12A. Therefore, the braking of the piston 13 related to the cylinder that reaches the compression stroke varies due to the individual difference of the engine and the variation of the rotational speed when passing through the final compression top dead center. Even if this occurs, this variation can be absorbed by the cylinder that reaches the expansion stroke, and more accurate braking control is possible.

また、当実施形態によれば、自動停止制御を実行してから最終圧縮上死点(タイミングt5)を通過した後にエンジンの再始動条件が成立した場合には、ECU2による可変バルブタイミングシステム112の開弁動作を禁止するとともに、図13〜図14で説明したような再始動可能条件が成立した場合には、膨張行程気筒12Aに対し、エンジンの回転が逆転から正転に復帰したタイミングで燃料を噴射し、その後、エンジンが逆転から正転に変わったタイミングで当該気筒に点火することにより、停止直前のエンジンの逆転動作を有効利用し、直ちにエンジンを再始動させることが可能になるので、より迅速にエンジンを再始動することが可能になる。   Further, according to the present embodiment, when the engine restart condition is satisfied after passing the final compression top dead center (timing t5) after executing the automatic stop control, the variable valve timing system 112 of the ECU 2 When the valve opening operation is prohibited and the restartable condition as described with reference to FIGS. 13 to 14 is satisfied, the fuel is returned to the expansion stroke cylinder 12A at the timing when the rotation of the engine returns from the reverse rotation to the normal rotation. After that, by igniting the cylinder at the timing when the engine changes from reverse rotation to normal rotation, it becomes possible to effectively use the reverse rotation operation of the engine immediately before the stop and restart the engine immediately. It becomes possible to restart the engine more quickly.

本発明に係る始動装置を備えたエンジンの概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an engine provided with a starter according to the present invention. エンジンの吸気系および排気系の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the intake system and exhaust system of an engine. エンジンの停止時に膨張行程および圧縮行程になる気筒のピストン停止位置と空気量との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the piston stop position and air quantity of the cylinder which becomes an expansion stroke and a compression stroke at the time of an engine stop. エンジン停止時におけるスロットル開度および目標発電電流の変化状態等を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change state etc. of the throttle opening degree and the target generated current when the engine is stopped. エンジンの回転速度に応じてオルタネータの目標発電電流を設定するためのマップの一例を示す図表である。It is a graph which shows an example of the map for setting the target electric power generation current of an alternator according to the rotational speed of an engine. エンジン停止時における可変バルブタイミングシステムの開弁制御を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows valve opening control of the variable valve timing system at the time of an engine stop. エンジン停止前の最終上死点回転速度と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 with the last top dead center rotational speed before an engine stop, and a piston stop position. エンジンの最終上死点回転速度に応じて可変バルブタイミングシステムの開弁時間を設定するためのマップの一例を示す図表である。It is a graph which shows an example of the map for setting the valve opening time of a variable valve timing system according to the last top dead center rotational speed of an engine. エンジンの自動停止制御動作の前半部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the first half of the engine automatic stop control operation. エンジンの自動停止制御動作の後半部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the second half part of the engine automatic stop control operation. エンジンの自動停止制御動作の後半部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the second half part of the engine automatic stop control operation. エンジンの自動停止制御動作の後半部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the second half part of the engine automatic stop control operation. エンジンの自動停止制御動作の途中で再始動要求があった場合の制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control operation | movement when there exists a restart request | requirement in the middle of the engine automatic stop control operation | movement. エンジンの自動停止制御動作の途中で再始動要求があった場合の制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control operation | movement when there exists a restart request | requirement in the middle of the engine automatic stop control operation | movement. エンジンの再始動時における制御動作の前半部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the first half of the control action at the time of engine restart. エンジンの再始動時における制御動作の中盤部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the middle part of control action at the time of engine restart. エンジンの再始動時における制御動作の後半部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the latter half part of the control action at the time of engine restart. エンジンの再始動時における燃焼動作等を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the combustion operation etc. at the time of engine restart. エンジンの再始動時におけるエンジン回転速度の変化状態等を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change state etc. of the engine speed at the time of engine restart. オルタネータの発電電流の変化状態を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change state of the electric power generation current of an alternator.

符号の説明Explanation of symbols

2 ECU(上死点把握手段、自動停止制御手段の一例)
3 クランク軸
13 ピストン
17 吸気ポート
18 排気ポート
30、31 クランク角センサ(回転速度検出手段、行程検出手段の一例)
112 可変バルブタイミングシステム
2 ECU (an example of top dead center grasping means and automatic stop control means)
3 Crankshaft 13 Piston 17 Intake port 18 Exhaust port 30, 31 Crank angle sensor (an example of rotational speed detection means and stroke detection means)
112 Variable valve timing system

Claims (6)

予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジンの運転を継続させるための燃料供給を停止してエンジンを自動的に停止させるとともに、自動停止状態にあるエンジンの再始動条件が成立したときに、少なくとも膨張行程で自動停止した気筒に燃料を噴射して点火、燃焼を行なわせることによりエンジンを再始動させるように構成された4サイクル多気筒エンジンの始動装置であって、
各気筒に設けられ、エンジンの運転状態に応じて各気筒に開口するポートを開閉するバルブの開閉タイミングを変更可能にする可変バルブタイミングシステムと、
各気筒の作動行程を検出する行程検出手段と、
エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
回転速度検出手段が検出したエンジンの回転速度と、行程検出手段が検出した各気筒の行程とに基づいて、エンジン停止時において、何れかの気筒が最終の上死点を迎えるタイミングを把握する最終上死点把握手段と、
エンジンを自動停止させる際、最終上死点把握手段が把握したタイミングと、回転速度検出手段によって検出された当該タイミングにおけるエンジンの回転速度と、行程検出手段によって検出された各気筒の行程とに基づいて、可変バルブタイミングシステムを制御する自動停止制御手段とを備え、
自動停止制御手段は、各気筒が最終の上死点を越えた後に、停止時に圧縮行程となる気筒のポートを開くように可変バルブタイミングシステムを制御することを特徴とする4サイクル多気筒エンジンの始動装置。
When the preset automatic engine stop condition is satisfied, the fuel supply for continuing the engine operation is stopped to automatically stop the engine, and the restart condition for the engine in the automatic stop state is satisfied. And a starting device for a four-cycle multi-cylinder engine configured to restart the engine by injecting fuel into at least an automatically stopped cylinder in an expansion stroke to cause ignition and combustion.
A variable valve timing system that is provided in each cylinder and that can change the opening and closing timing of a valve that opens and closes a port that opens to each cylinder according to the operating state of the engine;
Stroke detecting means for detecting the operating stroke of each cylinder;
A rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the engine;
Based on the rotation speed of the engine detected by the rotation speed detection means and the stroke of each cylinder detected by the stroke detection means, the final determination of when any cylinder reaches the final top dead center when the engine is stopped. Top dead center grasping means,
When the engine is automatically stopped, based on the timing grasped by the final top dead center grasping means, the rotation speed of the engine at the timing detected by the rotation speed detecting means, and the stroke of each cylinder detected by the stroke detecting means. And an automatic stop control means for controlling the variable valve timing system,
The automatic stop control means controls the variable valve timing system so as to open a port of a cylinder which becomes a compression stroke when stopping after each cylinder exceeds the final top dead center. Starter.
請求項1記載の4サイクル多気筒エンジンの始動装置において、
上記自動停止制御手段は、各気筒が最終の上死点を越えた直後に、停止時に圧縮行程となる気筒のポートを開くように可変バルブタイミングシステムを制御するものであることを特徴とする4サイクル多気筒エンジンの始動装置。
The starter for a four-cycle multi-cylinder engine according to claim 1,
The automatic stop control means controls the variable valve timing system so as to open a port of a cylinder that becomes a compression stroke at the time of stop immediately after each cylinder exceeds a final top dead center. Cycle multi-cylinder engine starter.
請求項1または2記載の4サイクル多気筒エンジンの始動装置において、
上記自動停止制御手段は、各気筒が最終の上死点を越えた後、エンジンが逆回転動作を行なった後に、上記最終の上死点時のエンジン回転速度が所定の値よりも高い場合には、停止時に膨張行程となる気筒のポートを開くように可変バルブタイミングシステムを制御するものであることを特徴とする4サイクル多気筒エンジンの始動装置。
The starter for a 4-cycle multi-cylinder engine according to claim 1 or 2,
The automatic stop control means is used when the engine speed at the final top dead center is higher than a predetermined value after the engine performs reverse rotation after each cylinder exceeds the final top dead center. Is a four-cycle multi-cylinder engine starter that controls a variable valve timing system so as to open a cylinder port that is in an expansion stroke when stopped.
請求項1、2、または3記載の4サイクル多気筒エンジンの始動装置において、
上記気筒のポートは、当該圧縮行程となる気筒の吸気ポートであることを特徴とする4サイクル多気筒エンジンの始動装置。
The starter for a 4-cycle multi-cylinder engine according to claim 1, 2, or 3,
4. A starter for a four-cycle multi-cylinder engine, wherein the port of the cylinder is an intake port of a cylinder in the compression stroke.
請求項1から4の何れか1記載の4サイクル多気筒エンジンの始動装置において、
上記自動停止制御手段は、停止時に圧縮行程となる気筒が最終の上死点を迎える直前に吸気行程に移行した後、少なくとも吸気ポートを開いた状態に維持するように可変バルブタイミングシステムを制御するものであることを特徴とする4サイクル多気筒エンジンの始動装置。
The starter for a four-cycle multi-cylinder engine according to any one of claims 1 to 4,
The automatic stop control means controls the variable valve timing system so that at least the intake port is kept open after shifting to the intake stroke immediately before the cylinder that becomes the compression stroke at the time of stoppage reaches the final top dead center. A starter for a four-cycle multi-cylinder engine,
請求項1から5の何れか1記載の4サイクル多気筒エンジンの始動装置において、
自動停止制御を実行してから最後の上死点を通過した後にエンジンの再始動条件が成立した場合には、自動停止手段による可変バルブタイミングシステムの開弁動作を禁止するとともに、再始動可能条件が成立した場合には、膨張行程となる気筒に対し、エンジンの回転が逆転から正転に復帰したタイミングで燃料を噴射し、その後、エンジンが逆転から正転に変わったタイミングで当該気筒に点火する再始動制御手段をさらに備えていることを特徴とする4サイクル多気筒エンジンの始動装置。
The starter for a 4-cycle multi-cylinder engine according to any one of claims 1 to 5,
If the engine restart condition is satisfied after passing the last top dead center after executing the automatic stop control, the valve opening operation of the variable valve timing system by the automatic stop means is prohibited and the restartable condition Is established, fuel is injected into the cylinder in the expansion stroke at the timing when the engine rotation returns from the reverse rotation to the normal rotation, and then the cylinder is ignited at the timing when the engine changes from the reverse rotation to the normal rotation. A starter for a four-cycle multi-cylinder engine, further comprising restart control means for performing the operation.
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